JP2023029747A - 有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】低電流密度での駆動時における素子性能の低下を抑制できる有機EL素子を提供すること。【解決手段】陽極3と、陰極4と、陽極側発光ユニット51と、陰極側発光ユニット52と、電荷発生ユニット70と、膜厚が40nm以下の第一の有機層61と、第二の有機層62と、を有し、陽極側発光ユニット51は、陽極3側に配置された第一の発光層を有し、第一の発光層中の第一のホスト材料のイオン化ポテンシャルIp(H1)と、第一の有機層61中の第一の有機材料のイオン化ポテンシャルIp(EBL)との差が、下記数式(数A1)の関係を満たす有機EL素子1。Ip(H1)-Ip(EBL)≦0.4eV …(数A1)【選択図】図1

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器に関する。
有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機EL素子」という場合がある。)は、携帯電話及びテレビ等のフルカラーディスプレイへ応用されている。有機EL素子に電圧を印加すると、陽極から正孔が発光層に注入され、また陰極から電子が発光層に注入される。そして、発光層において、注入された正孔と電子とが再結合し、励起子が形成される。このとき、電子スピンの統計則により、一重項励起子が25%の割合で生成し、及び三重項励起子が75%の割合で生成する。
有機EL素子の性能向上を図るため、有機EL素子に用いる化合物について様々な検討がなされている(例えば、特許文献1~6参照)。例えば、特許文献6及び7においては、複数の発光層を積層させることについて検討がなされている。また、特許文献8には、有機EL素子の性能向上を図るため、2つの三重項励起子の衝突融合により一重項励起子が生成する現象(以下、Triplet-Triplet Fusion=TTF現象と称する場合がある。)が記載されている。有機EL素子の性能としては、例えば、輝度、発光波長、色度、発光効率、駆動電圧、及び寿命が挙げられる。
特開2013-157552号公報 国際公開第2004/018587号 国際公開第2005/115950号 国際公開第2011/077691号 特開2018-125504号公報 米国特許出願公開2019/280209号明細書 特開2007-294261号公報 国際公開第2010/134350号
近年、電荷発生ユニットを介して複数の発光ユニットを積層し、直列に接続した有機EL素子の構成が検討されている。このような有機EL素子の構成は、タンデム型と呼ばれることがある。タンデム型有機EL素子を低電流密度(1mA/cm以下であって、例えば、約0.01mA/cm)で駆動時に素子性能(例えば、発光効率)が低下する場合がある。
本発明の目的は、低電流密度における素子性能の低下を抑制できる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供すること、及び当該有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した電子機器を提供することである。
本発明の一態様によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
陽極と、
陰極と、
前記陽極及び前記陰極の間に配置された2つ以上の発光ユニットと、
前記2つ以上の発光ユニット同士の間に配置された1つ以上の電荷発生ユニットと、
前記2つ以上の発光ユニットのうち、前記陽極側に配置された陽極側発光ユニット及び前記陽極の間に配置された第一の有機層と、
前記第一の有機層及び前記陽極の間に配置された第二の有機層と、を有し、
前記陽極側発光ユニットは、第一のホスト材料を含有する第一の発光層を有し、
前記第一の発光層は、前記陽極側発光ユニットにおいて前記陽極側に配置され、
前記第一の有機層と前記第一の発光層とが、直接、接し、
前記第一の有機層と前記第二の有機層とが、直接、接し、
前記第二の有機層と前記陽極とが、直接、接し、
前記第一の有機層の膜厚が、40nm以下であり、
前記第一の有機層は、第一の有機材料を含有し、
前記第一のホスト材料のイオン化ポテンシャルIp(H1)と、前記第一の有機材料のイオン化ポテンシャルIp(EBL)との差が、下記数式(数A1)の関係を満たす、
有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
Ip(H1)-Ip(EBL)≦0.4eV …(数A1)
本発明の一態様によれば、前述の本発明の一態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した電子機器が提供される。
本発明の一態様によれば、低電流密度における素子性能の低下を抑制できる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供すること、及び当該有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した電子機器を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一例の概略構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一例の概略構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一例の概略構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一例の概略構成を示す図である。
[定義]
本明細書において、水素原子とは、中性子数が異なる同位体、即ち、軽水素(protium)、重水素(deuterium)、及び三重水素(tritium)を包含する。
本明細書において、化学構造式中、「R」等の記号や重水素原子を表す「D」が明示されていない結合可能位置には、水素原子、即ち、軽水素原子、重水素原子、又は三重水素原子が結合しているものとする。
本明細書において、環形成炭素数とは、原子が環状に結合した構造の化合物(例えば、単環化合物、縮合環化合物、架橋化合物、炭素環化合物、及び複素環化合物)の当該環自体を構成する原子のうちの炭素原子の数を表す。当該環が置換基によって置換される場合、置換基に含まれる炭素は環形成炭素数には含まない。以下で記される「環形成炭素数」については、別途記載のない限り同様とする。例えば、ベンゼン環は環形成炭素数が6であり、ナフタレン環は環形成炭素数が10であり、ピリジン環は環形成炭素数5であり、フラン環は環形成炭素数4である。また、例えば、9,9-ジフェニルフルオレニル基の環形成炭素数は13であり、9,9’-スピロビフルオレニル基の環形成炭素数は25である。
また、ベンゼン環に置換基として、例えば、アルキル基が置換している場合、当該アルキル基の炭素数は、ベンゼン環の環形成炭素数に含めない。そのため、アルキル基が置換しているベンゼン環の環形成炭素数は、6である。また、ナフタレン環に置換基として、例えば、アルキル基が置換している場合、当該アルキル基の炭素数は、ナフタレン環の環形成炭素数に含めない。そのため、アルキル基が置換しているナフタレン環の環形成炭素数は、10である。
本明細書において、環形成原子数とは、原子が環状に結合した構造(例えば、単環、縮合環、及び環集合)の化合物(例えば、単環化合物、縮合環化合物、架橋化合物、炭素環化合物、及び複素環化合物)の当該環自体を構成する原子の数を表す。環を構成しない原子(例えば、環を構成する原子の結合を終端する水素原子)や、当該環が置換基によって置換される場合の置換基に含まれる原子は環形成原子数には含まない。以下で記される「環形成原子数」については、別途記載のない限り同様とする。例えば、ピリジン環の環形成原子数は6であり、キナゾリン環の環形成原子数は10であり、フラン環の環形成原子数は5である。例えば、ピリジン環に結合している水素原子、又は置換基を構成する原子の数は、ピリジン環形成原子数の数に含めない。そのため、水素原子、又は置換基が結合しているピリジン環の環形成原子数は、6である。また、例えば、キナゾリン環の炭素原子に結合している水素原子、又は置換基を構成する原子については、キナゾリン環の環形成原子数の数に含めない。そのため、水素原子、又は置換基が結合しているキナゾリン環の環形成原子数は10である。
本明細書において、「置換もしくは無置換の炭素数XX~YYのZZ基」という表現における「炭素数XX~YY」は、ZZ基が無置換である場合の炭素数を表し、置換されている場合の置換基の炭素数を含めない。ここで、「YY」は、「XX」よりも大きく、「XX」は、1以上の整数を意味し、「YY」は、2以上の整数を意味する。
本明細書において、「置換もしくは無置換の原子数XX~YYのZZ基」という表現における「原子数XX~YY」は、ZZ基が無置換である場合の原子数を表し、置換されている場合の置換基の原子数を含めない。ここで、「YY」は、「XX」よりも大きく、「XX」は、1以上の整数を意味し、「YY」は、2以上の整数を意味する。
本明細書において、無置換のZZ基とは「置換もしくは無置換のZZ基」が「無置換のZZ基」である場合を表し、置換のZZ基とは「置換もしくは無置換のZZ基」が「置換のZZ基」である場合を表す。
本明細書において、「置換もしくは無置換のZZ基」という場合における「無置換」とは、ZZ基における水素原子が置換基と置き換わっていないことを意味する。「無置換のZZ基」における水素原子は、軽水素原子、重水素原子、又は三重水素原子である。
また、本明細書において、「置換もしくは無置換のZZ基」という場合における「置換」とは、ZZ基における1つ以上の水素原子が、置換基と置き換わっていることを意味する。「AA基で置換されたBB基」という場合における「置換」も同様に、BB基における1つ以上の水素原子が、AA基と置き換わっていることを意味する。
「本明細書に記載の置換基」
以下、本明細書に記載の置換基について説明する。
本明細書に記載の「無置換のアリール基」の環形成炭素数は、本明細書に別途記載のない限り、6~50であり、好ましくは6~30、より好ましくは6~18である。
本明細書に記載の「無置換の複素環基」の環形成原子数は、本明細書に別途記載のない限り、5~50であり、好ましくは5~30、より好ましくは5~18である。
本明細書に記載の「無置換のアルキル基」の炭素数は、本明細書に別途記載のない限り、1~50であり、好ましくは1~20、より好ましくは1~6である。
本明細書に記載の「無置換のアルケニル基」の炭素数は、本明細書に別途記載のない限り、2~50であり、好ましくは2~20、より好ましくは2~6である。
本明細書に記載の「無置換のアルキニル基」の炭素数は、本明細書に別途記載のない限り、2~50であり、好ましくは2~20、より好ましくは2~6である。
本明細書に記載の「無置換のシクロアルキル基」の環形成炭素数は、本明細書に別途記載のない限り、3~50であり、好ましくは3~20、より好ましくは3~6である。
本明細書に記載の「無置換のアリーレン基」の環形成炭素数は、本明細書に別途記載のない限り、6~50であり、好ましくは6~30、より好ましくは6~18である。
本明細書に記載の「無置換の2価の複素環基」の環形成原子数は、本明細書に別途記載のない限り、5~50であり、好ましくは5~30、より好ましくは5~18である。
本明細書に記載の「無置換のアルキレン基」の炭素数は、本明細書に別途記載のない限り、1~50であり、好ましくは1~20、より好ましくは1~6である。
・「置換もしくは無置換のアリール基」
本明細書に記載の「置換もしくは無置換のアリール基」の具体例(具体例群G1)としては、以下の無置換のアリール基(具体例群G1A)及び置換のアリール基(具体例群G1B)等が挙げられる。(ここで、無置換のアリール基とは「置換もしくは無置換のアリール基」が「無置換のアリール基」である場合を指し、置換のアリール基とは「置換もしくは無置換のアリール基」が「置換のアリール基」である場合を指す。)本明細書において、単に「アリール基」という場合は、「無置換のアリール基」と「置換のアリール基」の両方を含む。
「置換のアリール基」は、「無置換のアリール基」の1つ以上の水素原子が置換基と置き換わった基を意味する。「置換のアリール基」としては、例えば、下記具体例群G1Aの「無置換のアリール基」の1つ以上の水素原子が置換基と置き換わった基、及び下記具体例群G1Bの置換のアリール基の例等が挙げられる。尚、ここに列挙した「無置換のアリール基」の例、及び「置換のアリール基」の例は、一例に過ぎず、本明細書に記載の「置換のアリール基」には、下記具体例群G1Bの「置換のアリール基」におけるアリール基自体の炭素原子に結合する水素原子がさらに置換基と置き換わった基、及び下記具体例群G1Bの「置換のアリール基」における置換基の水素原子がさらに置換基と置き換わった基も含まれる。
・無置換のアリール基(具体例群G1A):
フェニル基、
p-ビフェニル基、
m-ビフェニル基、
o-ビフェニル基、
p-ターフェニル-4-イル基、
p-ターフェニル-3-イル基、
p-ターフェニル-2-イル基、
m-ターフェニル-4-イル基、
m-ターフェニル-3-イル基、
m-ターフェニル-2-イル基、
o-ターフェニル-4-イル基、
o-ターフェニル-3-イル基、
o-ターフェニル-2-イル基、
1-ナフチル基、
2-ナフチル基、
アントリル基、
ベンゾアントリル基、
フェナントリル基、
ベンゾフェナントリル基、
フェナレニル基、
ピレニル基、
クリセニル基、
ベンゾクリセニル基、
トリフェニレニル基、
ベンゾトリフェニレニル基、
テトラセニル基、
ペンタセニル基、
フルオレニル基、
9,9’-スピロビフルオレニル基、
ベンゾフルオレニル基、
ジベンゾフルオレニル基、
フルオランテニル基、
ベンゾフルオランテニル基、
ペリレニル基、及び
下記一般式(TEMP-1)~(TEMP-15)で表される環構造から1つの水素原子を除くことにより誘導される1価のアリール基。
Figure 2023029747000002
Figure 2023029747000003
・置換のアリール基(具体例群G1B):
o-トリル基、
m-トリル基、
p-トリル基、
パラ-キシリル基、
メタ-キシリル基、
オルト-キシリル基、
パラ-イソプロピルフェニル基、
メタ-イソプロピルフェニル基、
オルト-イソプロピルフェニル基、
パラ-t-ブチルフェニル基、
メタ-t-ブチルフェニル基、
オルト-t-ブチルフェニル基、
3,4,5-トリメチルフェニル基、
9,9-ジメチルフルオレニル基、
9,9-ジフェニルフルオレニル基、
9,9-ビス(4-メチルフェニル)フルオレニル基、
9,9-ビス(4-イソプロピルフェニル)フルオレニル基、
9,9-ビス(4-t-ブチルフェニル)フルオレニル基、
シアノフェニル基、
トリフェニルシリルフェニル基、
トリメチルシリルフェニル基、
フェニルナフチル基、
ナフチルフェニル基、及び
前記一般式(TEMP-1)~(TEMP-15)で表される環構造から誘導される1価の基の1つ以上の水素原子が置換基と置き換わった基。
・「置換もしくは無置換の複素環基」
本明細書に記載の「複素環基」は、環形成原子にヘテロ原子を少なくとも1つ含む環状の基である。ヘテロ原子の具体例としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、及びホウ素原子が挙げられる。
本明細書に記載の「複素環基」は、単環の基であるか、又は縮合環の基である。
本明細書に記載の「複素環基」は、芳香族複素環基であるか、又は非芳香族複素環基である。
本明細書に記載の「置換もしくは無置換の複素環基」の具体例(具体例群G2)としては、以下の無置換の複素環基(具体例群G2A)、及び置換の複素環基(具体例群G2B)等が挙げられる。(ここで、無置換の複素環基とは「置換もしくは無置換の複素環基」が「無置換の複素環基」である場合を指し、置換の複素環基とは「置換もしくは無置換の複素環基」が「置換の複素環基」である場合を指す。)本明細書において、単に「複素環基」という場合は、「無置換の複素環基」と「置換の複素環基」の両方を含む。
「置換の複素環基」は、「無置換の複素環基」の1つ以上の水素原子が置換基と置き換わった基を意味する。「置換の複素環基」の具体例は、下記具体例群G2Aの「無置換の複素環基」の水素原子が置き換わった基、及び下記具体例群G2Bの置換の複素環基の例等が挙げられる。尚、ここに列挙した「無置換の複素環基」の例や「置換の複素環基」の例は、一例に過ぎず、本明細書に記載の「置換の複素環基」には、具体例群G2Bの「置換の複素環基」における複素環基自体の環形成原子に結合する水素原子がさらに置換基と置き換わった基、及び具体例群G2Bの「置換の複素環基」における置換基の水素原子がさらに置換基と置き換わった基も含まれる。
具体例群G2Aは、例えば、以下の窒素原子を含む無置換の複素環基(具体例群G2A1)、酸素原子を含む無置換の複素環基(具体例群G2A2)、硫黄原子を含む無置換の複素環基(具体例群G2A3)、及び下記一般式(TEMP-16)~(TEMP-33)で表される環構造から1つの水素原子を除くことにより誘導される1価の複素環基(具体例群G2A4)を含む。
具体例群G2Bは、例えば、以下の窒素原子を含む置換の複素環基(具体例群G2B1)、酸素原子を含む置換の複素環基(具体例群G2B2)、硫黄原子を含む置換の複素環基(具体例群G2B3)、及び下記一般式(TEMP-16)~(TEMP-33)で表される環構造から誘導される1価の複素環基の1つ以上の水素原子が置換基と置き換わった基(具体例群G2B4)を含む。
・窒素原子を含む無置換の複素環基(具体例群G2A1):
ピロリル基、
イミダゾリル基、
ピラゾリル基、
トリアゾリル基、
テトラゾリル基、
オキサゾリル基、
イソオキサゾリル基、
オキサジアゾリル基、
チアゾリル基、
イソチアゾリル基、
チアジアゾリル基、
ピリジル基、
ピリダジニル基、
ピリミジニル基、
ピラジニル基、
トリアジニル基、
インドリル基、
イソインドリル基、
インドリジニル基、
キノリジニル基、
キノリル基、
イソキノリル基、
シンノリル基、
フタラジニル基、
キナゾリニル基、
キノキサリニル基、
ベンゾイミダゾリル基、
インダゾリル基、
フェナントロリニル基、
フェナントリジニル基、
アクリジニル基、
フェナジニル基、
カルバゾリル基、
ベンゾカルバゾリル基、
モルホリノ基、
フェノキサジニル基、
フェノチアジニル基、
アザカルバゾリル基、及びジアザカルバゾリル基。
・酸素原子を含む無置換の複素環基(具体例群G2A2):
フリル基、
オキサゾリル基、
イソオキサゾリル基、
オキサジアゾリル基、
キサンテニル基、
ベンゾフラニル基、
イソベンゾフラニル基、
ジベンゾフラニル基、
ナフトベンゾフラニル基、
ベンゾオキサゾリル基、
ベンゾイソキサゾリル基、
フェノキサジニル基、
モルホリノ基、
ジナフトフラニル基、
アザジベンゾフラニル基、
ジアザジベンゾフラニル基、
アザナフトベンゾフラニル基、及び
ジアザナフトベンゾフラニル基。
・硫黄原子を含む無置換の複素環基(具体例群G2A3):
チエニル基、
チアゾリル基、
イソチアゾリル基、
チアジアゾリル基、
ベンゾチオフェニル基(ベンゾチエニル基)、
イソベンゾチオフェニル基(イソベンゾチエニル基)、
ジベンゾチオフェニル基(ジベンゾチエニル基)、
ナフトベンゾチオフェニル基(ナフトベンゾチエニル基)、
ベンゾチアゾリル基、
ベンゾイソチアゾリル基、
フェノチアジニル基、
ジナフトチオフェニル基(ジナフトチエニル基)、
アザジベンゾチオフェニル基(アザジベンゾチエニル基)、
ジアザジベンゾチオフェニル基(ジアザジベンゾチエニル基)、
アザナフトベンゾチオフェニル基(アザナフトベンゾチエニル基)、及び
ジアザナフトベンゾチオフェニル基(ジアザナフトベンゾチエニル基)。
・下記一般式(TEMP-16)~(TEMP-33)で表される環構造から1つの水素原子を除くことにより誘導される1価の複素環基(具体例群G2A4):
Figure 2023029747000004
Figure 2023029747000005
前記一般式(TEMP-16)~(TEMP-33)において、X及びYは、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、NH、又はCHである。ただし、X及びYのうち少なくとも1つは、酸素原子、硫黄原子、又はNHである。
前記一般式(TEMP-16)~(TEMP-33)において、X及びYの少なくともいずれかがNH、又はCHである場合、前記一般式(TEMP-16)~(TEMP-33)で表される環構造から誘導される1価の複素環基には、これらNH、又はCHから1つの水素原子を除いて得られる1価の基が含まれる。
・窒素原子を含む置換の複素環基(具体例群G2B1):
(9-フェニル)カルバゾリル基、
(9-ビフェニリル)カルバゾリル基、
(9-フェニル)フェニルカルバゾリル基、
(9-ナフチル)カルバゾリル基、
ジフェニルカルバゾール-9-イル基、
フェニルカルバゾール-9-イル基、
メチルベンゾイミダゾリル基、
エチルベンゾイミダゾリル基、
フェニルトリアジニル基、
ビフェニリルトリアジニル基、
ジフェニルトリアジニル基、
フェニルキナゾリニル基、及び
ビフェニリルキナゾリニル基。
・酸素原子を含む置換の複素環基(具体例群G2B2):
フェニルジベンゾフラニル基、
メチルジベンゾフラニル基、
t-ブチルジベンゾフラニル基、及び
スピロ[9H-キサンテン-9,9’-[9H]フルオレン]の1価の残基。
・硫黄原子を含む置換の複素環基(具体例群G2B3):
フェニルジベンゾチオフェニル基、
メチルジベンゾチオフェニル基、
t-ブチルジベンゾチオフェニル基、及び
スピロ[9H-チオキサンテン-9,9’-[9H]フルオレン]の1価の残基。
・前記一般式(TEMP-16)~(TEMP-33)で表される環構造から誘導される1価の複素環基の1つ以上の水素原子が置換基と置き換わった基(具体例群G2B4):
前記「1価の複素環基の1つ以上の水素原子」とは、該1価の複素環基の環形成炭素原子に結合している水素原子、X及びYの少なくともいずれかがNHである場合の窒素原子に結合している水素原子、及びX及びYの一方がCHである場合のメチレン基の水素原子から選ばれる1つ以上の水素原子を意味する。
・「置換もしくは無置換のアルキル基」
本明細書に記載の「置換もしくは無置換のアルキル基」の具体例(具体例群G3)としては、以下の無置換のアルキル基(具体例群G3A)及び置換のアルキル基(具体例群G3B)が挙げられる。(ここで、無置換のアルキル基とは「置換もしくは無置換のアルキル基」が「無置換のアルキル基」である場合を指し、置換のアルキル基とは「置換もしくは無置換のアルキル基」が「置換のアルキル基」である場合を指す。)以下、単に「アルキル基」という場合は、「無置換のアルキル基」と「置換のアルキル基」の両方を含む。
「置換のアルキル基」は、「無置換のアルキル基」における1つ以上の水素原子が置換基と置き換わった基を意味する。「置換のアルキル基」の具体例としては、下記の「無置換のアルキル基」(具体例群G3A)における1つ以上の水素原子が置換基と置き換わった基、及び置換のアルキル基(具体例群G3B)の例等が挙げられる。本明細書において、「無置換のアルキル基」におけるアルキル基は、鎖状のアルキル基を意味する。そのため、「無置換のアルキル基」は、直鎖である「無置換のアルキル基」、及び分岐状である「無置換のアルキル基」が含まれる。尚、ここに列挙した「無置換のアルキル基」の例や「置換のアルキル基」の例は、一例に過ぎず、本明細書に記載の「置換のアルキル基」には、具体例群G3Bの「置換のアルキル基」におけるアルキル基自体の水素原子がさらに置換基と置き換わった基、及び具体例群G3Bの「置換のアルキル基」における置換基の水素原子がさらに置換基と置き換わった基も含まれる。
・無置換のアルキル基(具体例群G3A):
メチル基、
エチル基、
n-プロピル基、
イソプロピル基、
n-ブチル基、
イソブチル基、
s-ブチル基、及び
t-ブチル基。
・置換のアルキル基(具体例群G3B):
ヘプタフルオロプロピル基(異性体を含む)、
ペンタフルオロエチル基、
2,2,2-トリフルオロエチル基、及び
トリフルオロメチル基。
・「置換もしくは無置換のアルケニル基」
本明細書に記載の「置換もしくは無置換のアルケニル基」の具体例(具体例群G4)としては、以下の無置換のアルケニル基(具体例群G4A)、及び置換のアルケニル基(具体例群G4B)等が挙げられる。(ここで、無置換のアルケニル基とは「置換もしくは無置換のアルケニル基」が「無置換のアルケニル基」である場合を指し、「置換のアルケニル基」とは「置換もしくは無置換のアルケニル基」が「置換のアルケニル基」である場合を指す。)本明細書において、単に「アルケニル基」という場合は、「無置換のアルケニル基」と「置換のアルケニル基」の両方を含む。
「置換のアルケニル基」は、「無置換のアルケニル基」における1つ以上の水素原子が置換基と置き換わった基を意味する。「置換のアルケニル基」の具体例としては、下記の「無置換のアルケニル基」(具体例群G4A)が置換基を有する基、及び置換のアルケニル基(具体例群G4B)の例等が挙げられる。尚、ここに列挙した「無置換のアルケニル基」の例や「置換のアルケニル基」の例は、一例に過ぎず、本明細書に記載の「置換のアルケニル基」には、具体例群G4Bの「置換のアルケニル基」におけるアルケニル基自体の水素原子がさらに置換基と置き換わった基、及び具体例群G4Bの「置換のアルケニル基」における置換基の水素原子がさらに置換基と置き換わった基も含まれる。
・無置換のアルケニル基(具体例群G4A):
ビニル基、
アリル基、
1-ブテニル基、
2-ブテニル基、及び
3-ブテニル基。
・置換のアルケニル基(具体例群G4B):
1,3-ブタンジエニル基、
1-メチルビニル基、
1-メチルアリル基、
1,1-ジメチルアリル基、
2-メチルアリル基、及び
1,2-ジメチルアリル基。
・「置換もしくは無置換のアルキニル基」
本明細書に記載の「置換もしくは無置換のアルキニル基」の具体例(具体例群G5)としては、以下の無置換のアルキニル基(具体例群G5A)等が挙げられる。(ここで、無置換のアルキニル基とは、「置換もしくは無置換のアルキニル基」が「無置換のアルキニル基」である場合を指す。)以下、単に「アルキニル基」という場合は、「無置換のアルキニル基」と「置換のアルキニル基」の両方を含む。
「置換のアルキニル基」は、「無置換のアルキニル基」における1つ以上の水素原子が置換基と置き換わった基を意味する。「置換のアルキニル基」の具体例としては、下記の「無置換のアルキニル基」(具体例群G5A)における1つ以上の水素原子が置換基と置き換わった基等が挙げられる。
・無置換のアルキニル基(具体例群G5A):
エチニル基。
・「置換もしくは無置換のシクロアルキル基」
本明細書に記載の「置換もしくは無置換のシクロアルキル基」の具体例(具体例群G6)としては、以下の無置換のシクロアルキル基(具体例群G6A)、及び置換のシクロアルキル基(具体例群G6B)等が挙げられる。(ここで、無置換のシクロアルキル基とは「置換もしくは無置換のシクロアルキル基」が「無置換のシクロアルキル基」である場合を指し、置換のシクロアルキル基とは「置換もしくは無置換のシクロアルキル基」が「置換のシクロアルキル基」である場合を指す。)本明細書において、単に「シクロアルキル基」という場合は、「無置換のシクロアルキル基」と「置換のシクロアルキル基」の両方を含む。
「置換のシクロアルキル基」は、「無置換のシクロアルキル基」における1つ以上の水素原子が置換基と置き換わった基を意味する。「置換のシクロアルキル基」の具体例としては、下記の「無置換のシクロアルキル基」(具体例群G6A)における1つ以上の水素原子が置換基と置き換わった基、及び置換のシクロアルキル基(具体例群G6B)の例等が挙げられる。尚、ここに列挙した「無置換のシクロアルキル基」の例や「置換のシクロアルキル基」の例は、一例に過ぎず、本明細書に記載の「置換のシクロアルキル基」には、具体例群G6Bの「置換のシクロアルキル基」におけるシクロアルキル基自体の炭素原子に結合する1つ以上の水素原子が置換基と置き換わった基、及び具体例群G6Bの「置換のシクロアルキル基」における置換基の水素原子がさらに置換基と置き換わった基も含まれる。
・無置換のシクロアルキル基(具体例群G6A):
シクロプロピル基、
シクロブチル基、
シクロペンチル基、
シクロヘキシル基、
1-アダマンチル基、
2-アダマンチル基、
1-ノルボルニル基、及び
2-ノルボルニル基。
・置換のシクロアルキル基(具体例群G6B):
4-メチルシクロヘキシル基。
・「-Si(R901)(R902)(R903)で表される基」
本明細書に記載の-Si(R901)(R902)(R903)で表される基の具体例(具体例群G7)としては、
-Si(G1)(G1)(G1)、
-Si(G1)(G2)(G2)、
-Si(G1)(G1)(G2)、
-Si(G2)(G2)(G2)、
-Si(G3)(G3)(G3)、及び
-Si(G6)(G6)(G6)
が挙げられる。ここで、
G1は、具体例群G1に記載の「置換もしくは無置換のアリール基」である。
G2は、具体例群G2に記載の「置換もしくは無置換の複素環基」である。
G3は、具体例群G3に記載の「置換もしくは無置換のアルキル基」である。
G6は、具体例群G6に記載の「置換もしくは無置換のシクロアルキル基」である。
-Si(G1)(G1)(G1)における複数のG1は、互いに同一であるか、又は異なる。
-Si(G1)(G2)(G2)における複数のG2は、互いに同一であるか、又は異なる。
-Si(G1)(G1)(G2)における複数のG1は、互いに同一であるか、又は異なる。
-Si(G2)(G2)(G2)における複数のG2は、互いに同一であるか、又は異なる。
-Si(G3)(G3)(G3)における複数のG3は、互いに同一であるか、又は異なる。
-Si(G6)(G6)(G6)における複数のG6は、互いに同一であるか、又は異なる。
・「-O-(R904)で表される基」
本明細書に記載の-O-(R904)で表される基の具体例(具体例群G8)としては、
-O(G1)、
-O(G2)、
-O(G3)、及び
-O(G6)
が挙げられる。
ここで、
G1は、具体例群G1に記載の「置換もしくは無置換のアリール基」である。
G2は、具体例群G2に記載の「置換もしくは無置換の複素環基」である。
G3は、具体例群G3に記載の「置換もしくは無置換のアルキル基」である。
G6は、具体例群G6に記載の「置換もしくは無置換のシクロアルキル基」である。
・「-S-(R905)で表される基」
本明細書に記載の-S-(R905)で表される基の具体例(具体例群G9)としては、
-S(G1)、
-S(G2)、
-S(G3)、及び
-S(G6)
が挙げられる。
ここで、
G1は、具体例群G1に記載の「置換もしくは無置換のアリール基」である。
G2は、具体例群G2に記載の「置換もしくは無置換の複素環基」である。
G3は、具体例群G3に記載の「置換もしくは無置換のアルキル基」である。
G6は、具体例群G6に記載の「置換もしくは無置換のシクロアルキル基」である。
・「-N(R906)(R907)で表される基」
本明細書に記載の-N(R906)(R907)で表される基の具体例(具体例群G10)としては、
-N(G1)(G1)、
-N(G2)(G2)、
-N(G1)(G2)、
-N(G3)(G3)、及び
-N(G6)(G6)
が挙げられる。
ここで、
G1は、具体例群G1に記載の「置換もしくは無置換のアリール基」である。
G2は、具体例群G2に記載の「置換もしくは無置換の複素環基」である。
G3は、具体例群G3に記載の「置換もしくは無置換のアルキル基」である。
G6は、具体例群G6に記載の「置換もしくは無置換のシクロアルキル基」である。
-N(G1)(G1)における複数のG1は、互いに同一であるか、又は異なる。
-N(G2)(G2)における複数のG2は、互いに同一であるか、又は異なる。
-N(G3)(G3)における複数のG3は、互いに同一であるか、又は異なる。
-N(G6)(G6)における複数のG6は、互いに同一であるか、又は異なる。
・「ハロゲン原子」
本明細書に記載の「ハロゲン原子」の具体例(具体例群G11)としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子等が挙げられる。
・「置換もしくは無置換のフルオロアルキル基」
本明細書に記載の「置換もしくは無置換のフルオロアルキル基」は、「置換もしくは無置換のアルキル基」におけるアルキル基を構成する炭素原子に結合している少なくとも1つの水素原子がフッ素原子と置き換わった基を意味し、「置換もしくは無置換のアルキル基」におけるアルキル基を構成する炭素原子に結合している全ての水素原子がフッ素原子で置き換わった基(パーフルオロ基)も含む。「無置換のフルオロアルキル基」の炭素数は、本明細書に別途記載のない限り、1~50であり、好ましくは1~30であり、より好ましくは1~18である。「置換のフルオロアルキル基」は、「フルオロアルキル基」の1つ以上の水素原子が置換基と置き換わった基を意味する。尚、本明細書に記載の「置換のフルオロアルキル基」には、「置換のフルオロアルキル基」におけるアルキル鎖の炭素原子に結合する1つ以上の水素原子がさらに置換基と置き換わった基、及び「置換のフルオロアルキル基」における置換基の1つ以上の水素原子がさらに置換基と置き換わった基も含まれる。「無置換のフルオロアルキル基」の具体例としては、前記「アルキル基」(具体例群G3)における1つ以上の水素原子がフッ素原子と置き換わった基の例等が挙げられる。
・「置換もしくは無置換のハロアルキル基」
本明細書に記載の「置換もしくは無置換のハロアルキル基」は、「置換もしくは無置換のアルキル基」におけるアルキル基を構成する炭素原子に結合している少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子と置き換わった基を意味し、「置換もしくは無置換のアルキル基」におけるアルキル基を構成する炭素原子に結合している全ての水素原子がハロゲン原子で置き換わった基も含む。「無置換のハロアルキル基」の炭素数は、本明細書に別途記載のない限り、1~50であり、好ましくは1~30であり、より好ましくは1~18である。「置換のハロアルキル基」は、「ハロアルキル基」の1つ以上の水素原子が置換基と置き換わった基を意味する。尚、本明細書に記載の「置換のハロアルキル基」には、「置換のハロアルキル基」におけるアルキル鎖の炭素原子に結合する1つ以上の水素原子がさらに置換基と置き換わった基、及び「置換のハロアルキル基」における置換基の1つ以上の水素原子がさらに置換基と置き換わった基も含まれる。「無置換のハロアルキル基」の具体例としては、前記「アルキル基」(具体例群G3)における1つ以上の水素原子がハロゲン原子と置き換わった基の例等が挙げられる。ハロアルキル基をハロゲン化アルキル基と称する場合がある。
・「置換もしくは無置換のアルコキシ基」
本明細書に記載の「置換もしくは無置換のアルコキシ基」の具体例としては、-O(G3)で表される基であり、ここで、G3は、具体例群G3に記載の「置換もしくは無置換のアルキル基」である。「無置換のアルコキシ基」の炭素数は、本明細書に別途記載のない限り、1~50であり、好ましくは1~30であり、より好ましくは1~18である。
・「置換もしくは無置換のアルキルチオ基」
本明細書に記載の「置換もしくは無置換のアルキルチオ基」の具体例としては、-S(G3)で表される基であり、ここで、G3は、具体例群G3に記載の「置換もしくは無置換のアルキル基」である。「無置換のアルキルチオ基」の炭素数は、本明細書に別途記載のない限り、1~50であり、好ましくは1~30であり、より好ましくは1~18である。
・「置換もしくは無置換のアリールオキシ基」
本明細書に記載の「置換もしくは無置換のアリールオキシ基」の具体例としては、-O(G1)で表される基であり、ここで、G1は、具体例群G1に記載の「置換もしくは無置換のアリール基」である。「無置換のアリールオキシ基」の環形成炭素数は、本明細書に別途記載のない限り、6~50であり、好ましくは6~30であり、より好ましくは6~18である。
・「置換もしくは無置換のアリールチオ基」
本明細書に記載の「置換もしくは無置換のアリールチオ基」の具体例としては、-S(G1)で表される基であり、ここで、G1は、具体例群G1に記載の「置換もしくは無置換のアリール基」である。「無置換のアリールチオ基」の環形成炭素数は、本明細書に別途記載のない限り、6~50であり、好ましくは6~30であり、より好ましくは6~18である。
・「置換もしくは無置換のトリアルキルシリル基」
本明細書に記載の「トリアルキルシリル基」の具体例としては、-Si(G3)(G3)(G3)で表される基であり、ここで、G3は、具体例群G3に記載の「置換もしくは無置換のアルキル基」である。-Si(G3)(G3)(G3)における複数のG3は、互いに同一であるか、又は異なる。「トリアルキルシリル基」の各アルキル基の炭素数は、本明細書に別途記載のない限り、1~50であり、好ましくは1~20であり、より好ましくは1~6である。
・「置換もしくは無置換のアラルキル基」
本明細書に記載の「置換もしくは無置換のアラルキル基」の具体例としては、-(G3)-(G1)で表される基であり、ここで、G3は、具体例群G3に記載の「置換もしくは無置換のアルキル基」であり、G1は、具体例群G1に記載の「置換もしくは無置換のアリール基」である。従って、「アラルキル基」は、「アルキル基」の水素原子が置換基としての「アリール基」と置き換わった基であり、「置換のアルキル基」の一態様である。「無置換のアラルキル基」は、「無置換のアリール基」が置換した「無置換のアルキル基」であり、「無置換のアラルキル基」の炭素数は、本明細書に別途記載のない限り、7~50であり、好ましくは7~30であり、より好ましくは7~18である。
「置換もしくは無置換のアラルキル基」の具体例としては、ベンジル基、1-フェニルエチル基、2-フェニルエチル基、1-フェニルイソプロピル基、2-フェニルイソプロピル基、フェニル-t-ブチル基、α-ナフチルメチル基、1-α-ナフチルエチル基、2-α-ナフチルエチル基、1-α-ナフチルイソプロピル基、2-α-ナフチルイソプロピル基、β-ナフチルメチル基、1-β-ナフチルエチル基、2-β-ナフチルエチル基、1-β-ナフチルイソプロピル基、及び2-β-ナフチルイソプロピル基等が挙げられる。
本明細書に記載の置換もしくは無置換のアリール基は、本明細書に別途記載のない限り、好ましくはフェニル基、p-ビフェニル基、m-ビフェニル基、o-ビフェニル基、p-ターフェニル-4-イル基、p-ターフェニル-3-イル基、p-ターフェニル-2-イル基、m-ターフェニル-4-イル基、m-ターフェニル-3-イル基、m-ターフェニル-2-イル基、o-ターフェニル-4-イル基、o-ターフェニル-3-イル基、o-ターフェニル-2-イル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ピレニル基、クリセニル基、トリフェニレニル基、フルオレニル基、9,9’-スピロビフルオレニル基、9,9-ジメチルフルオレニル基、及び9,9-ジフェニルフルオレニル基等である。
本明細書に記載の置換もしくは無置換の複素環基は、本明細書に別途記載のない限り、好ましくはピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、キノリル基、イソキノリル基、キナゾリニル基、ベンゾイミダゾリル基、フェナントロリニル基、カルバゾリル基(1-カルバゾリル基、2-カルバゾリル基、3-カルバゾリル基、4-カルバゾリル基、又は9-カルバゾリル基)、ベンゾカルバゾリル基、アザカルバゾリル基、ジアザカルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、ナフトベンゾフラニル基、アザジベンゾフラニル基、ジアザジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ナフトベンゾチオフェニル基、アザジベンゾチオフェニル基、ジアザジベンゾチオフェニル基、(9-フェニル)カルバゾリル基((9-フェニル)カルバゾール-1-イル基、(9-フェニル)カルバゾール-2-イル基、(9-フェニル)カルバゾール-3-イル基、又は(9-フェニル)カルバゾール-4-イル基)、(9-ビフェニリル)カルバゾリル基、(9-フェニル)フェニルカルバゾリル基、ジフェニルカルバゾール-9-イル基、フェニルカルバゾール-9-イル基、フェニルトリアジニル基、ビフェニリルトリアジニル基、ジフェニルトリアジニル基、フェニルジベンゾフラニル基、及びフェニルジベンゾチオフェニル基等である。
本明細書において、カルバゾリル基は、本明細書に別途記載のない限り、具体的には以下のいずれかの基である。
Figure 2023029747000006
本明細書において、(9-フェニル)カルバゾリル基は、本明細書に別途記載のない限り、具体的には以下のいずれかの基である。
Figure 2023029747000007
前記一般式(TEMP-Cz1)~(TEMP-Cz9)中、*は、結合位置を表す。
本明細書において、ジベンゾフラニル基、及びジベンゾチオフェニル基は、本明細書に別途記載のない限り、具体的には以下のいずれかの基である。
Figure 2023029747000008
前記一般式(TEMP-34)~(TEMP-41)中、*は、結合位置を表す。
本明細書に記載の置換もしくは無置換のアルキル基は、本明細書に別途記載のない限り、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、及びt-ブチル基等である。
・「置換もしくは無置換のアリーレン基」
本明細書に記載の「置換もしくは無置換のアリーレン基」は、別途記載のない限り、上記「置換もしくは無置換のアリール基」からアリール環上の1つの水素原子を除くことにより誘導される2価の基である。「置換もしくは無置換のアリーレン基」の具体例(具体例群G12)としては、具体例群G1に記載の「置換もしくは無置換のアリール基」からアリール環上の1つの水素原子を除くことにより誘導される2価の基等が挙げられる。
・「置換もしくは無置換の2価の複素環基」
本明細書に記載の「置換もしくは無置換の2価の複素環基」は、別途記載のない限り、上記「置換もしくは無置換の複素環基」から複素環上の1つの水素原子を除くことにより誘導される2価の基である。「置換もしくは無置換の2価の複素環基」の具体例(具体例群G13)としては、具体例群G2に記載の「置換もしくは無置換の複素環基」から複素環上の1つの水素原子を除くことにより誘導される2価の基等が挙げられる。
・「置換もしくは無置換のアルキレン基」
本明細書に記載の「置換もしくは無置換のアルキレン基」は、別途記載のない限り、上記「置換もしくは無置換のアルキル基」からアルキル鎖上の1つの水素原子を除くことにより誘導される2価の基である。「置換もしくは無置換のアルキレン基」の具体例(具体例群G14)としては、具体例群G3に記載の「置換もしくは無置換のアルキル基」からアルキル鎖上の1つの水素原子を除くことにより誘導される2価の基等が挙げられる。
本明細書に記載の置換もしくは無置換のアリーレン基は、本明細書に別途記載のない限り、好ましくは下記一般式(TEMP-42)~(TEMP-68)のいずれかの基である。
Figure 2023029747000009
Figure 2023029747000010
前記一般式(TEMP-42)~(TEMP-52)中、Q~Q10は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換基である。
前記一般式(TEMP-42)~(TEMP-52)中、*は、結合位置を表す。
Figure 2023029747000011
前記一般式(TEMP-53)~(TEMP-62)中、Q~Q10は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換基である。
式Q及びQ10は、単結合を介して互いに結合して環を形成してもよい。
前記一般式(TEMP-53)~(TEMP-62)中、*は、結合位置を表す。
Figure 2023029747000012
前記一般式(TEMP-63)~(TEMP-68)中、Q~Qは、それぞれ独立に、水素原子、又は置換基である。
前記一般式(TEMP-63)~(TEMP-68)中、*は、結合位置を表す。
本明細書に記載の置換もしくは無置換の2価の複素環基は、本明細書に別途記載のない限り、好ましくは下記一般式(TEMP-69)~(TEMP-102)のいずれかの基である。
Figure 2023029747000013
Figure 2023029747000014
Figure 2023029747000015
前記一般式(TEMP-69)~(TEMP-82)中、Q~Qは、それぞれ独立に、水素原子、又は置換基である。
Figure 2023029747000016
Figure 2023029747000017
Figure 2023029747000018
Figure 2023029747000019
前記一般式(TEMP-83)~(TEMP-102)中、Q~Qは、それぞれ独立に、水素原子、又は置換基である。
以上が、「本明細書に記載の置換基」についての説明である。
・「結合して環を形成する場合」
本明細書において、「隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は互いに結合せず」という場合は、「隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成する」場合と、「隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成する」場合と、「隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、互いに結合しない」場合と、を意味する。
本明細書における、「隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成する」場合、及び「隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成する」場合(以下、これらの場合をまとめて「結合して環を形成する場合」と称する場合がある。)について、以下、説明する。母骨格がアントラセン環である下記一般式(TEMP-103)で表されるアントラセン化合物の場合を例として説明する。
Figure 2023029747000020
例えば、R921~R930のうちの「隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、互いに結合して、環を形成する」場合において、1組となる隣接する2つからなる組とは、R921とR922との組、R922とR923との組、R923とR924との組、R924とR930との組、R930とR925との組、R925とR926との組、R926とR927との組、R927とR928との組、R928とR929との組、並びにR929とR921との組である。
上記「1組以上」とは、上記隣接する2つ以上からなる組の2組以上が同時に環を形成してもよいことを意味する。例えば、R921とR922とが互いに結合して環Qを形成し、同時にR925とR926とが互いに結合して環Qを形成した場合は、前記一般式(TEMP-103)で表されるアントラセン化合物は、下記一般式(TEMP-104)で表される。
Figure 2023029747000021
「隣接する2つ以上からなる組」が環を形成する場合とは、前述の例のように隣接する「2つ」からなる組が結合する場合だけではなく、隣接する「3つ以上」からなる組が結合する場合も含む。例えば、R921とR922とが互いに結合して環Qを形成し、かつ、R922とR923とが互いに結合して環Qを形成し、互いに隣接する3つ(R921、R922及びR923)からなる組が互いに結合して環を形成して、アントラセン母骨格に縮合する場合を意味し、この場合、前記一般式(TEMP-103)で表されるアントラセン化合物は、下記一般式(TEMP-105)で表される。下記一般式(TEMP-105)において、環Q及び環Qは、R922を共有する。
Figure 2023029747000022
形成される「単環」、又は「縮合環」は、形成された環のみの構造として、飽和の環であっても不飽和の環であってもよい。「隣接する2つからなる組の1組」が「単環」、又は「縮合環」を形成する場合であっても、当該「単環」、又は「縮合環」は、飽和の環、又は不飽和の環を形成することができる。例えば、前記一般式(TEMP-104)において形成された環Q及び環Qは、それぞれ、「単環」又は「縮合環」である。また、前記一般式(TEMP-105)において形成された環Q、及び環Qは、「縮合環」である。前記一般式(TEMP-105)の環Qと環Qとは、環Qと環Qとが縮合することによって縮合環となっている。前記一般式(TMEP-104)の環Qがベンゼン環であれば、環Qは、単環である。前記一般式(TMEP-104)の環Qがナフタレン環であれば、環Qは、縮合環である。
「不飽和の環」とは、芳香族炭化水素環、又は芳香族複素環を意味する。「飽和の環」とは、脂肪族炭化水素環、又は非芳香族複素環を意味する。
芳香族炭化水素環の具体例としては、具体例群G1において具体例として挙げられた基が水素原子によって終端された構造が挙げられる。
芳香族複素環の具体例としては、具体例群G2において具体例として挙げられた芳香族複素環基が水素原子によって終端された構造が挙げられる。
脂肪族炭化水素環の具体例としては、具体例群G6において具体例として挙げられた基が水素原子によって終端された構造が挙げられる。
「環を形成する」とは、母骨格の複数の原子のみ、あるいは母骨格の複数の原子とさらに1以上の任意の元素で環を形成することを意味する。例えば、前記一般式(TEMP-104)に示す、R921とR922とが互いに結合して形成された環Qは、R921が結合するアントラセン骨格の炭素原子と、R922が結合するアントラセン骨格の炭素原子と、1以上の任意の元素とで形成する環を意味する。具体例としては、R921とR922とで環Qを形成する場合において、R921が結合するアントラセン骨格の炭素原子と、R922とが結合するアントラセン骨格の炭素原子と、4つの炭素原子とで単環の不飽和の環を形成する場合、R921とR922とで形成する環は、ベンゼン環である。
ここで、「任意の元素」は、本明細書に別途記載のない限り、好ましくは、炭素元素、窒素元素、酸素元素、及び硫黄元素からなる群から選択される少なくとも1種の元素である。任意の元素において(例えば、炭素元素、又は窒素元素の場合)、環を形成しない結合は、水素原子等で終端されてもよいし、後述する「任意の置換基」で置換されてもよい。炭素元素以外の任意の元素を含む場合、形成される環は複素環である。
単環または縮合環を構成する「1以上の任意の元素」は、本明細書に別途記載のない限り、好ましくは2個以上15個以下であり、より好ましくは3個以上12個以下であり、さらに好ましくは3個以上5個以下である。
本明細書に別途記載のない限り、「単環」、及び「縮合環」のうち、好ましくは「単環」である。
本明細書に別途記載のない限り、「飽和の環」、及び「不飽和の環」のうち、好ましくは「不飽和の環」である。
本明細書に別途記載のない限り、「単環」は、好ましくはベンゼン環である。
本明細書に別途記載のない限り、「不飽和の環」は、好ましくはベンゼン環である。
「隣接する2つ以上からなる組の1組以上」が、「互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成する」場合、又は「互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成する」場合、本明細書に別途記載のない限り、好ましくは、隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、互いに結合して、母骨格の複数の原子と、1個以上15個以下の炭素元素、窒素元素、酸素元素、及び硫黄元素からなる群から選択される少なくとも1種の元素とからなる置換もしくは無置換の「不飽和の環」を形成する。
上記の「単環」、又は「縮合環」が置換基を有する場合の置換基は、例えば後述する「任意の置換基」である。上記の「単環」、又は「縮合環」が置換基を有する場合の置換基の具体例は、上述した「本明細書に記載の置換基」の項で説明した置換基である。
上記の「飽和の環」、又は「不飽和の環」が置換基を有する場合の置換基は、例えば後述する「任意の置換基」である。上記の「単環」、又は「縮合環」が置換基を有する場合の置換基の具体例は、上述した「本明細書に記載の置換基」の項で説明した置換基である。
以上が、「隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成する」場合、及び「隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成する」場合(「結合して環を形成する場合」)についての説明である。
・「置換もしくは無置換の」という場合の置換基
本明細書における一実施形態においては、前記「置換もしくは無置換の」という場合の置換基(本明細書において、「任意の置換基」と呼ぶことがある。)は、例えば、
無置換の炭素数1~50のアルキル基、
無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)、
-O-(R904)、
-S-(R905)、
-N(R906)(R907)、
ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、
無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、及び
無置換の環形成原子数5~50の複素環基
からなる群から選択される基等であり、
ここで、R901~R907は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。
901が2個以上存在する場合、2個以上のR901は、互いに同一であるか、又は異なり、
902が2個以上存在する場合、2個以上のR902は、互いに同一であるか、又は異なり、
903が2個以上存在する場合、2個以上のR903は、互いに同一であるか、又は異なり、
904が2個以上存在する場合、2個以上のR904は、互いに同一であるか、又は異なり、
905が2個以上存在する場合、2個以上のR905は、互いに同一であるか、又は異なり、
906が2個以上存在する場合、2個以上のR906は、互いに同一であるか、又は異なり、
907が2個以上存在する場合、2個以上のR907は、互いに同一であるか又は異なる。
一実施形態においては、前記「置換もしくは無置換の」という場合の置換基は、
炭素数1~50のアルキル基、
環形成炭素数6~50のアリール基、及び
環形成原子数5~50の複素環基
からなる群から選択される基である。
一実施形態においては、前記「置換もしくは無置換の」という場合の置換基は、
炭素数1~18のアルキル基、
環形成炭素数6~18のアリール基、及び
環形成原子数5~18の複素環基
からなる群から選択される基である。
上記任意の置換基の各基の具体例は、上述した「本明細書に記載の置換基」の項で説明した置換基の具体例である。
本明細書において別途記載のない限り、隣接する任意の置換基同士で、「飽和の環」、又は「不飽和の環」を形成してもよく、好ましくは、置換もしくは無置換の飽和の5員環、置換もしくは無置換の飽和の6員環、置換もしくは無置換の不飽和の5員環、又は置換もしくは無置換の不飽和の6員環を形成し、より好ましくは、ベンゼン環を形成する。
本明細書において別途記載のない限り、任意の置換基は、さらに置換基を有してもよい。任意の置換基がさらに有する置換基としては、上記任意の置換基と同様である。
本明細書において、「AA~BB」を用いて表される数値範囲は、「AA~BB」の前に記載される数値AAを下限値とし、「AA~BB」の後に記載される数値BBを上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、「A≧B」で表される数式は、Aの値とBの値とが等しいか、又はAの値がBの値よりも大きいことを意味する。
本明細書において、「A≦B」で表される数式は、Aの値とBの値とが等しいか、又はAの値がBの値よりも小さいことを意味する。
〔第一実施形態〕
(有機エレクトロルミネッセンス素子)
本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極の間に配置された2つ以上の発光ユニットと、前記2つ以上の発光ユニット同士の間に配置された1つ以上の電荷発生ユニットと、前記2つ以上の発光ユニットのうち、前記陽極側に配置された陽極側発光ユニット及び前記陽極の間に配置された第一の有機層と、前記第一の有機層及び前記陽極の間に配置された第二の有機層と、を有し、前記陽極側発光ユニットは、第一のホスト材料を含有する第一の発光層を有し、前記第一の発光層は、前記陽極側発光ユニットにおいて前記陽極側に配置され、前記第一の有機層と前記第一の発光層とが、直接、接し、前記第一の有機層と前記第二の有機層とが、直接、接し、前記第二の有機層と前記陽極とが、直接、接し、前記第一の有機層の膜厚が、40nm以下であり、前記第一の有機層は、第一の有機材料を含有し、前記第一のホスト材料のイオン化ポテンシャルIp(H1)と、前記第一の有機材料のイオン化ポテンシャルIp(EBL)との差が、下記数式(数A1)の関係を満たす。
Ip(H1)-Ip(EBL)≦0.4eV …(数A1)
本明細書において、陽極及び陰極の間に配置された2つ以上の発光ユニットを有する有機エレクトロルミネッセンス素子をタンデム型有機エレクトロルミネッセンス素子(タンデム型有機EL素子)と称する。
タンデム型有機EL素子において、陽極と陽極側発光ユニットの発光層との間に、例えば、陽極側から順に正孔注入層、正孔輸送層及び電子障壁層のような3つの有機層を配置すると、低電流密度での素子駆動時に素子性能(例えば、発光効率又は寿命)が低下する場合がある。正孔注入層、正孔輸送層及び電子障壁層を積層させる場合において、駆動電圧の上昇を防ぐため発光層と直接接する電子障壁層の膜厚を小さくすると、発光ユニット中の発光層が含有する化合物は、正孔輸送層が含有する化合物のエネルギー準位の影響を受け易くなり、その結果、低電流密度での素子駆動時に素子性能が低下すると考えられる。
一方、本実施形態の有機EL素子においては、陽極側発光ユニットの第一の発光層と陽極との間に、第一の有機層及び第二の有機層の2層が配置され、第一の有機層の膜厚が40nm以下であり、第一の有機層が前記数式(数A1)の関係を満たす第一の有機材料を含有しているので、低電流密度での素子駆動時に素子性能(例えば、発光効率又は寿命)の低下を抑制することができる。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一のホスト材料のイオン化ポテンシャルIp(H1)と、第一の有機材料のイオン化ポテンシャルIp(EBL)との差「Ip(H1)-Ip(EBL)」は、下記数式(数A2)の関係を満たすことが好ましく、下記数式(数A3)の関係を満たすことがより好ましい。
-0.1eV≦Ip(H1)-Ip(EBL)≦0.4eV …(数A2)
-0.1eV≦Ip(H1)-Ip(EBL)≦0.35eV …(数A3)
イオン化ポテンシャルの差「Ip(H1)-Ip(EBL)」が0.4eV以下であることにより、第一の有機層から第一の発光層に正孔を潤沢に注入することができる。
(イオン化ポテンシャルの測定方法)
本明細書において、イオン化ポテンシャルは、大気下で、光電子分光装置を用いて測定する。具体的には、実施例に記載の方法によりイオン化ポテンシャルを測定できる。
(第一の有機層及び第二の有機層)
本実施形態の有機EL素子において、第一の有機層及び第二の有機層は、陽極側発光ユニットと陽極との間に配置されている。本実施形態の有機EL素子において、第一の有機層は、陽極側発光ユニットの第一の発光層と、直接、接し、第一の有機層と第二の有機層とが、直接、接し、第二の有機層と前記陽極とが、直接、接している。本実施形態の有機EL素子において、第二の有機層及び第一の有機層が、陽極側からこの順に積層されて配置されている。
(第一の有機層)
本実施形態の有機EL素子において、第一の有機層の膜厚は、40nm以下であり、30nm以下であることが好ましく、25nm以下であることがより好ましく、20nm以下であることがさらに好ましい。第一の有機層の膜厚が40nm以下であることにより、駆動電圧が高くなることを抑制することができる。
本実施形態の有機EL素子において、第一有機層の膜厚が、5nm以上であることが好ましく、7nm以上であることがより好ましく、10nm以上であることがさらに好ましい。
本実施形態の有機EL素子において、第一の有機材料の一重項エネルギーが3.1eV以上であることが好ましく、3.12eV以上であることがより好ましい。第一の有機層が含有する第一の有機材料の一重項エネルギーが3.1eV以上であることにより、第一の有機層は、陽極側発光ユニット中の第一の発光層の励起子エネルギーをブロックすることができる。
本実施形態の有機EL素子において、第一の有機材料の一重項エネルギーは、第一のホスト材料の一重項エネルギーよりも大きいことが好ましい。
本実施形態の有機EL素子において、第一の有機材料のイオン化ポテンシャルIp(EBL)が、5.6eV以上であることが好ましく、5.65eV以上であることがより好ましい。第一の有機材料のIp(EBL)が、5.6eV以上であることにより、低電流密度における素子性能(例えば、発光効率又は寿命)の低下を抑制し易くなる。
本実施形態の有機EL素子において、第一の有機層が含有する第一の有機材料は、正孔輸送層に用いられる正孔輸送性材料であることが好ましく、第一の有機材料は、分子中に置換アミノ基を1つだけ有するモノアミン化合物であることがより好ましい。
本実施形態の有機EL素子において、第一の有機材料は、下記一般式(31)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2023029747000023
(前記一般式(31)において、
、L及びLは、それぞれ独立に、
単結合、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~18のアリーレン基であり、
A、B及びCは、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基、又は
-Si(R391)(R392)(R393)で表される基であり、
391~R393は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基であり、
391が複数存在する場合、複数のR391は、互いに同一であるか又は異なり、
392が複数存在する場合、複数のR392は、互いに同一であるか又は異なり、
393が複数存在する場合、複数のR393は、互いに同一であるか又は異なり、
A、B及びCとしての置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基は、それぞれ独立に、下記一般式(31A)、(31B)、(31C)、(31D)、(31E)及び(31F)で表される基からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。)
Figure 2023029747000024
Figure 2023029747000025
(前記一般式(31A)、(31B)、(31C)、(31D)、(31E)及び(31F)において、
301~R309のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
310~R314のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
320~R324のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
前記置換もしくは無置換の単環を形成せず、かつ前記置換もしくは無置換の縮合環を形成しないR301~R309、R310、R311~R314、R320並びにR321~R324は、それぞれ独立に、
水素原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R381)(R382)(R383)で表される基、
-O-(R384)で表される基、
ハロゲン原子、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
p1は、3であり、複数のR310は、互いに同一であるか又は異なり、
p2は、3であり、複数のR320は、互いに同一であるか又は異なり、
前記一般式(31A)、(31B)、(31C)、(31D)、(31E)及び(31F)中の*は、それぞれ独立に、L、L及びLのいずれかと結合する。)
(前記一般式(31)で表される化合物中、R381、R382、R383、及びR384は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
381が複数存在する場合、複数のR381は、互いに同一であるか又は異なり、
382が複数存在する場合、複数のR382は、互いに同一であるか又は異なり、
383が複数存在する場合、複数のR383は、互いに同一であるか又は異なり、
384が複数存在する場合、複数のR384は、互いに同一であるか又は異なる。)
本実施形態に係る有機EL素子において、前記一般式(31)中、A、B及びCとしての置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基は、それぞれ独立に、前記一般式(31A)、(31E)及び(31F)で表される基からなる群から選択される少なくともいずれかの基であることが好ましい。
例えば、本実施形態に係る有機EL素子において、第一の有機材料は、下記化合物NPDのようにアミノ基を2つ有する化合物ではないことが好ましい。
Figure 2023029747000026
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の有機材料は、下記一般式(310)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2023029747000027
(前記一般式(310)において、
、A、B及びCは、それぞれ、前記一般式(31)で定義したとおりであり、
p3は、4であり、4つのR330は、互いに同一であるか又は異なり、
4つのR330のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
p4は、4であり、4つのR340は、互いに同一であるか又は異なり、
4つのR340のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
前記置換もしくは無置換の単環を形成せず、かつ前記置換もしくは無置換の縮合環を形成しないR330並びにR340は、それぞれ独立に、
水素原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R381)(R382)(R383)で表される基、
-O-(R384)で表される基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
381~R384は、前記一般式(31)で定義したとおりである。)
本実施形態に係る有機EL素子において、前記一般式(31)又は(310)におけるA、B及びCのうち、2つが下記一般式(31G)で表される基であり、2つの前記一般式(31G)で表される基は、互いに同一であるか又は異なることが好ましい。
Figure 2023029747000028
(前記一般式(31G)において、
は、CR3132、NR33、酸素原子又は硫黄原子であり、
がCR3132である場合、R31及びR32からなる組が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
350~R354のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
33、並びに前記置換もしくは無置換の単環を形成せず、かつ前記置換もしくは無置換の縮合環を形成しないR350~R354、R31及びR32は、それぞれ独立に、
水素原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R381)(R382)(R383)で表される基、
-O-(R384)で表される基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
p5は、3であり、3つのR350は、互いに同一であるか又は異なり、
381~R384は、前記一般式(31)で定義したとおりであり、
前記一般式(31G)中の*は、
、L又はLと結合するか、
前記一般式(310)中のAと結合するベンゼン環と結合するか、若しくは
前記一般式(310)中のBと結合するベンゼン環と結合する。)
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の有機材料は、下記一般式(311)又は下記一般式(312)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2023029747000029
Figure 2023029747000030
(前記一般式(311)及び(312)において、
、L、A及びBは、前記一般式(31)で定義したとおりであり、
C1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~12のアリーレン基であり、
は、CR3132、NR33、酸素原子、又は硫黄原子であり、
がCR3132である場合、R31及びR32からなる組が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
360~R364のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
33、並びに前記置換もしくは無置換の単環を形成せず、かつ前記置換もしくは無置換の縮合環を形成しないR360~R364、R31及びR32は、それぞれ独立に、
水素原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R381)(R382)(R383)で表される基、
-O-(R384)で表される基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
p6は、3であり、3つのR360は、互いに同一であるか又は異なり、
381~R384は、前記一般式(31)で定義したとおりである。)
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の有機材料は、下記一般式(313)又は下記一般式(314)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2023029747000031
Figure 2023029747000032
(前記一般式(313)及び(314)において、
A及びBは、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基、又は
-Si(R391)(R392)(R393)で表される基であり、
391~R393は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基であり、
391が複数存在する場合、複数のR391は、互いに同一であるか又は異なり、
392が複数存在する場合、複数のR392は、互いに同一であるか又は異なり、
393が複数存在する場合、複数のR393は、互いに同一であるか又は異なり、
c1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~12のアリーレン基であり、
371~R378のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
前記置換もしくは無置換の単環を形成せず、かつ前記置換もしくは無置換の縮合環を形成しないR371~R378は、それぞれ独立に、
水素原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R381)(R382)(R383)で表される基、
-O-(R384)で表される基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
381~R384は、前記一般式(31)で定義したとおりである。)
本実施形態に係る有機EL素子において、LC1が単結合であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の有機材料は、下記一般式(315)又は下記一般式(316)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2023029747000033
Figure 2023029747000034
(前記一般式(315)及び(316)において、
、L、L、A及びBは、それぞれ、前記一般式(31)で定義したとおりであり、
は、CR3132、NR33、酸素原子、又は硫黄原子であり、
がCR3132である場合、R31及びR32からなる組が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
351~R358のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
33、並びに前記置換もしくは無置換の単環を形成せず、かつ前記置換もしくは無置換の縮合環を形成しないR351~R358、R31及びR32は、それぞれ独立に、
水素原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R381)(R382)(R383)で表される基、
-O-(R384)で表される基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
381~R384は、前記一般式(31で定義したとおりである。)
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の有機材料は、下記一般式(317)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2023029747000035
(前記一般式(317)において、L、L、A及びBは、前記一般式(31)で定義したとおりである。)
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の有機材料は、下記一般式(318)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2023029747000036
(前記一般式(318)において、L、L、A及びBは、前記一般式(31)で定義したとおりである。)
本実施形態に係る有機EL素子において、L、L及びLが、それぞれ独立に、
単結合、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~12のアリーレン基であることも好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、Lは、単結合であることも好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、Lは、置換もしくは無置換のフェニレン基であることも好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、L、L及びLは、それぞれ独立に、下記一般式(L1)又は(L2)で表される芳香族炭化水素環基であることも好ましい。
Figure 2023029747000037
(前記一般式(L1)及び(L2)において、
2つの*のうちの一方は、前記一般式(31)中に示される窒素原子と結合し、
2つの*のうちの他方は、A、B及びCのいずれかと結合する。)
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の有機材料の一般式中のAは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~12のアリール基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の有機材料の一般式中のAは、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のビフェニル基、又は置換もしくは無置換のナフチル基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の有機材料の一般式中のAは、フェニル基、ビフェニル基、又はナフチル基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の有機材料の一般式中のBは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~12のアリール基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の有機材料の一般式中のBは、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のビフェニル基、又は置換もしくは無置換のナフチル基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の有機材料の一般式中のBは、フェニル基、ビフェニル基、又はナフチル基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の有機材料の一般式中のA又はBが、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のビフェニル基、又は置換もしくは無置換のナフチル基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の有機材料の一般式中のA及びBが、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のビフェニル基、又は置換もしくは無置換のナフチル基であることが好ましい。
第一の有機材料において、「置換もしくは無置換の」という場合における置換基は、-N(RC6)(RC7)で表される基ではないことが好ましく、RC6及びRC7は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。
第一の有機材料において、「置換もしくは無置換」と記載された基は、いずれも「無置換」の基であることが好ましい。
(第一の有機材料の製造方法)
第一の有機材料は、公知の方法により製造できる。また、第一の有機材料は、公知の方法に倣い、目的物に合わせた既知の代替反応及び原料を用いることによっても、製造できる。
(第一の有機材料の具体例)
第一の有機材料の具体例としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。ただし、本発明は、これら第一の有機材料の具体例に限定されない。
Figure 2023029747000038
Figure 2023029747000039
Figure 2023029747000040
Figure 2023029747000041
Figure 2023029747000042
Figure 2023029747000043
Figure 2023029747000044
Figure 2023029747000045
Figure 2023029747000046
Figure 2023029747000047
Figure 2023029747000048
Figure 2023029747000049
Figure 2023029747000050
Figure 2023029747000051
Figure 2023029747000052
Figure 2023029747000053
Figure 2023029747000054
Figure 2023029747000055
Figure 2023029747000056
(第二の有機層)
本実施形態の有機EL素子において、第二の有機層の膜厚は、2nm以上であることが好ましく、3nm以上であることがより好ましい。
本実施形態の有機EL素子において、第二の有機層の膜厚は、15nm以下であることが好ましく、13nm以下であることがより好ましい。
本実施形態の有機EL素子において、第二の有機層の膜厚は、第一の有機層の膜厚よりも小さいことも好ましい。
本実施形態の有機EL素子において、第二の有機層は、第二の有機材料を含有していることが好ましい。
本実施形態の有機EL素子において、第一の有機材料と第二の有機材料とは、互いに異なっていてもよく、互いに同じであってもよい。
本実施形態の有機EL素子において、第二の有機材料は、正孔注入性材料又は正孔輸送性材料であることが好ましく、アミン誘導体であることがより好ましく、モノアミン誘導体であることがさらに好ましい。第二の有機材は、前記一般式(31)で表される化合物であってもよく、前記一般式(31)で表される化合物とは異なる化合物であってもよい。
本実施形態の有機EL素子において、第一の有機材料と第二の有機材料とが互いに異なる場合、第二の有機材料のイオン化ポテンシャルIp(HI)は、5.6eV未満であることが好ましい。第二の有機材料のIp(HI)が5.6eV未満であることにより、第二の有機層のホール注入性が向上する。本実施形態の有機EL素子において、第二の有機層は、正孔注入層であることが好ましい。
本実施形態の有機EL素子において、第二の有機層は、第三の有機材料を含有していることも好ましい。第三の有機材料は、第一の有機材料及び第二の有機材料とは、互いに異なる。本実施形態の有機EL素子において、第一の有機材料と第二の有機材料とが互いに異なる場合、第二の有機層中、第三の有機材料の含有量が、3質量%以下であることが好ましい。
本実施形態の有機EL素子において、第一の有機材料と第二の有機材料とが互いに異なり、第二の有機材料のIp(HI)が5.6eV未満である場合、第二の有機層は、第三の有機材料を含有してもよく、含有していなくてもよい。
本実施形態の有機EL素子において、第二の有機層が第二の有機材料及び第三の有機材料を含有し、第一の有機材料と第二の有機材料とが、互いに同一であるか又は異なる場合に、第二の有機層中、第三の有機材料の含有量が、3質量%超であることもできる。
本実施形態の有機EL素子において、第一の有機材料と第二の有機材料とが、互いに同一である場合、第二の有機層が第二の有機材料及び第三の有機材料を含有し、第二の有機層中、第三の有機材料の含有量が、3質量%超であることが好ましい。第一の有機材料と第二の有機材料とが互いに同一である場合、第二の有機層中の第三の有機材料の含有量が、3質量%超であることで、第二の有機層のホール注入性が向上する。
本実施形態の有機EL素子において、第三の有機材料は、正孔注入性の高い化合物であることが好ましい。
本実施形態の有機EL素子において、第三の有機材料は、下記一般式(P11)で表される第一の環構造及び下記一般式(P12)で表される第二の環構造の少なくともいずれかを含む化合物であることが好ましい。
Figure 2023029747000057
(前記一般式(P11)で表される第一の環構造は、前記第三の有機材料の分子中で、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50の芳香族炭化水素環及び置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環の少なくともいずれかの環構造と縮合し、
=Z10で表される構造は、下記一般式(11a)、(11b)、(11c)、(11d)、(11e)、(11f)、(11g)、(11h)、(11i)、(11j)、(11k)又は(11m)で表される。)
Figure 2023029747000058
Figure 2023029747000059
(前記一般式(11a)、(11b)、(11c)、(11d)、(11e)、(11f)、(11g)、(11h)、(11i)、(11j)、(11k)又は(11m)中、R11~R14並びにR1101~R1110は、それぞれ独立に、
水素原子、
ハロゲン原子、
ヒドロキシ基、
シアノ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
(前記一般式(P12)において、Z~Zは、それぞれ独立に、
窒素原子、
15と結合する炭素原子、又は
前記第三の有機材料の分子中の他の原子と結合する炭素原子であり、
~Zの内、少なくとも1つは、前記第三の有機材料の分子中の他の原子と結合する炭素原子であり、
15は、
水素原子、
ハロゲン原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
カルボキシ基、
置換もしくは無置換のエステル基、
置換もしくは無置換のカルバモイル基、
ニトロ基、及び
置換もしくは無置換のシロキサニル基からなる群から選択され、
15が複数存在する場合、複数のR15は互いに同一であるか、又は異なる。)
(前記第三の有機材料中、R901~R907は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
901が複数ある場合、複数のR901は、互いに同一であるか、又は異なり、
902が複数ある場合、複数のR902は、互いに同一であるか、又は異なり、
903が複数ある場合、複数のR903は、互いに同一であるか、又は異なり、
904が複数ある場合、複数のR904は、互いに同一であるか、又は異なり、
905が複数ある場合、複数のR905は、互いに同一であるか、又は異なり、
906が複数ある場合、複数のR906は、互いに同一であるか、又は異なり、
907が複数ある場合、複数のR907は、互いに同一であるか、又は異なる。)
本明細書におけるエステル基は、アルキルエステル基及びアリールエステル基からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。
本明細書におけるアルキルエステル基は、例えば、-C(=O)ORで表される。Rは、例えば、置換もしくは無置換の炭素数1~50(好ましくは炭素数1~10)のアルキル基である。
本明細書におけるアリールエステル基は、例えば、-C(=O)ORArで表される。RArは、例えば、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基である。
本明細書におけるシロキサニル基は、エーテル結合を介したケイ素化合物基であり、例えば、トリメチルシロキサニル基である。
本明細書におけるカルバモイル基は、-CONHで表される。
本明細書における置換のカルバモイル基は、例えば、-CONH-Ar、又は-CONH-Rで表される。Arは、例えば、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50(好ましくは環形成炭素数6~10)のアリール基及び環形成原子数5~50(好ましくは環形成原子数5~14)の複素環基からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基と置換もしくは無置換の環形成原子数5~50複素環基とが結合した基であってもよい。
は、例えば、置換もしくは無置換の炭素数1~50(好ましくは炭素数1~6)のアルキル基である。
本実施形態に係る混合物において、第三の有機材料は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50の芳香族炭化水素環及び置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環から選ばれる第三の環構造に、下記一般式(P13)で表される構造が2つ又は3つ縮合して形成される縮合化合物であることが好ましい。
Figure 2023029747000060
(前記一般式(P13)において、
aは、前記第三の環構造に縮合する環構造であり、前記一般式(P11)で表され、
11及びX12は、それぞれ独立に、C(R16)又は窒素原子であり、複数のR16は、互いに同一であるか、又は異なり、
16、R17及びR18は、それぞれ独立に、
水素原子、
ハロゲン原子、
ヒドロキシ基、
シアノ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
第三の有機材料は、下記一般式(P14)又は一般式(P15)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2023029747000061
(前記一般式(P14)及び(P15)において、
Pr1は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50の芳香族炭化水素環、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環であり、
a1、a2及びa3は、それぞれ独立に、前記一般式(P11)で表される環構造であり、
13~X18は、それぞれ独立に、前記一般式(P13)におけるX11及びX12と同義であり、
1141~R1146は、それぞれ独立に、前記一般式(P13)におけるR17及びR18と同義である。)
前記一般式(P14)及び一般式(P15)中のPr1は、置換もしくは無置換のベンゼン環、又は置換もしくは無置換の環形成原子数6の複素環であることが好ましい。
前記一般式(P11)において、=X10で表される構造は、前記一般式(11a)で表されることが好ましい。
すなわち、前記一般式(P11)で表される第一の環構造は、下記一般式(11A)で表される環構造であることが好ましい。
Figure 2023029747000062
前記一般式(11a)で表されるジシアノメチレン基は、電子吸引性が強く、分子対称性が低いため、分子内の双極子モーメントが増大する。その結果、前記一般式(11A)で表される環構造を有する化合物は、電子アフィニティが大きく、正孔注入層の材料として好適に用いることができる。
第三の有機材料は、下記一般式(P141)~(P144)並びに一般式(P151)のいずれかで表される化合物であることが好ましい。
Figure 2023029747000063
Figure 2023029747000064
(前記一般式(P141)~(P144)並びに一般式(P151)において、R1141、R1143、R1144及びR1146は、それぞれ独立に、フッ素原子、フルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基、又はシアノ基である。)
第三の有機材料は、下記一般式(P145)~(P148)並びに一般式(P152)のいずれかで表される化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000065
Figure 2023029747000066
(前記一般式(P145)~(P148)並びに一般式(P152)において、Ar141、Ar143、Ar144及びAr146は、それぞれ独立に、
フッ素原子、フルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基及びシアノ基からなる群から選択される少なくとも1つの置換基を有する環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基、又は
フッ素原子、フルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基及びシアノ基からなる群から選択される少なくとも1つの置換基を有する環形成原子数5~30の複素環基である。)
第三の有機材料は、下記一般式(P1451)、(P1461)、(P1471)及び(P1481)のいずれかで表される化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000067
(前記一般式(P1451)中のR1451~R1460、前記一般式(P1461)中のR1461~R1470、前記一般式(P1471)中のR1471~R1480、並びに前記一般式(P1481)中のR1481~R1490は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、フルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基、又はシアノ基であり、
1451~R1460中の1つ以上が、フッ素原子、フルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基、又はシアノ基であり、
1461~R1470中の1つ以上が、フッ素原子、フルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基、又はシアノ基であり、
1471~R1480中の1つ以上が、フッ素原子、フルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基、又はシアノ基であり、
1481~R1490中の1つ以上が、フッ素原子、フルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基、又はシアノ基である。)
第三の有機材料は、下記一般式(P121B)で表される化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000068
(前記一般式(P121B)において、
及びZは、それぞれ独立に、窒素原子又はR1111と結合する炭素原子であり、複数のZは、互いに同一であるか、又は異なり、複数のZは、互いに同一であるか、又は異なり、
1111は、それぞれ独立に、前記一般式(P12)におけるR15と同義であり、複数のR1111は、互いに同一であるか、又は異なる。)
第三の有機材料は、下記一般式(P122D)で表される化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000069
(前記一般式(P122D)において、R122~R125は、それぞれ独立に、前記一般式(P12)におけるR15と同義であり、
複数のR1122は、互いに同一であるか、又は異なり、
複数のR1123は、互いに同一であるか、又は異なり、
複数のR1124は、互いに同一であるか、又は異なり、
複数のR1125は、互いに同一であるか、又は異なり、
Alp1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数3~6の脂肪族環である。)
第三の有機材料は、下記一般式(P122E)で表される化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000070
(前記一般式(P122E)中、
nxは、1、2、3又は4であり、
=Zx、=Zx及び=Zxで表される構造は、それぞれ独立に、下記一般式(E1)、一般式(E2)、一般式(E3)又は一般式(E4)で表される。)
Figure 2023029747000071
(前記一般式(E1)、一般式(E2)、一般式(E3)及び一般式(E4)中、
=Zx及び=Zxは、それぞれ独立して、オキソ(=O)およびジシアノメチリデン(=C(CN))から選ばれ、
1225は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基であり、
1226は、置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
1221~R1224は、それぞれ独立に、
水素原子、
ハロゲン原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
nxが1のとき、前記一般式(122E)は、下記一般式(1221E)で表され、nxが2のとき、前記一般式(122E)は、下記一般式(1222E)で表され、nxが3のとき、前記一般式(122E)は、下記一般式(1223E)で表され、nxが4のとき、前記一般式(122E)は、下記一般式(1224E)で表される。
Figure 2023029747000072
(前記一般式(1221E)、一般式(1222E)、一般式(1223E)及び一般式(1224E)中、
=Zx、=Zx及び=Zxで表される構造は、それぞれ独立に、前記一般式(E1)、一般式(E2)、一般式(E3)又は一般式(E4)で表され、
複数の=Zxで表される構造は、互いに同一であるか又は異なる。)
=Zx、=Zx及び=Zxは、前記一般式(E3)で表される構造であることが好ましい。
前記一般式(E3)で表される構造は、前記一般式(P11k)で表される構造であることが好ましい。
前記一般式(P11k)中、R1101~R1105は、それぞれ独立に、ハロゲン原子又はシアノ基であることが好ましい。
前記一般式(P11k)中、R1101~R1105のうち4つが、それぞれ独立に、ハロゲン原子であり、R1101~R1105のうち1つが、シアノ基であることが好ましい。
前記一般式(P11k)中、R1101、R1102,R1104及びR1105が、ハロゲン原子であり、R1103がシアノ基であることが好ましい。
前記一般式(P11k)のR1101~R1015中、ハロゲン原子は、フッ素原子であることが好ましい。
・第三の有機材料の製造方法
本実施形態に係る第三の有機材料は、公知の方法により製造でき、又は当該方法に倣い、目的物に合わせた既知の代替反応及び原料を用いることで、製造できる。
・第三の有機材料の具体例
本実施形態に係る第三の有機材料の具体例としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。ただし、本発明は、これら具体例に限定されない。
Figure 2023029747000073
Figure 2023029747000074
Figure 2023029747000075
Figure 2023029747000076
Figure 2023029747000077
Figure 2023029747000078
Figure 2023029747000079
Figure 2023029747000080
Figure 2023029747000081
Figure 2023029747000082
Figure 2023029747000083
Figure 2023029747000084
Figure 2023029747000085
Figure 2023029747000086
Figure 2023029747000087
Figure 2023029747000088
Figure 2023029747000089
Figure 2023029747000090
Figure 2023029747000091
Figure 2023029747000092
Figure 2023029747000093
Figure 2023029747000094
Figure 2023029747000095
Figure 2023029747000096
Figure 2023029747000097
Figure 2023029747000098
Figure 2023029747000099
Figure 2023029747000100
Figure 2023029747000101
Figure 2023029747000102
Figure 2023029747000103
Figure 2023029747000104
Figure 2023029747000105
Figure 2023029747000106
Figure 2023029747000107
Figure 2023029747000108
Figure 2023029747000109
Figure 2023029747000110
Figure 2023029747000111
Figure 2023029747000112
Figure 2023029747000113
Figure 2023029747000114
Figure 2023029747000115
Figure 2023029747000116
Figure 2023029747000117
Figure 2023029747000118
(電荷発生ユニット)
電荷発生ユニットは、当該電荷発生ユニットよりも陽極側に配置された層に電子を供給し、当該電荷発生ユニットよりも陰極側に配置された層に正孔を供給する。電荷発生ユニットは、1つの層で構成されていても、2つ以上の層で構成されていてもよい。電荷発生ユニットは、少なくとも電荷発生層を含む。電荷発生層は、中間層、中間電極、中間導電層、電子引抜層、接続層、コネクター層、又は中間絶縁層とも呼ばれる。電荷発生層は、公知の材料により形成できる。電荷発生ユニットが1つの電荷発生層で構成される場合、電荷発生ユニットを電荷発生層と称する場合がある。電荷発生ユニットが複数の電荷発生層を含む場合、複数の電荷発生層の組成は、互いに同一であるか又は異なる。
本実施形態の有機EL素子において、1つ以上の電荷発生ユニットの少なくともいずれかが、フェナントロリン化合物を含有する有機層を含むことが好ましい。フェナントロリン化合物は、フェナントロリン骨格を有する化合物である。
本実施形態の有機EL素子において、1つ以上の電荷発生ユニットの少なくともいずれかが、電子供与性材料を含有することが好ましい。
本実施形態の有機EL素子において、1つ以上の電荷発生ユニットの少なくともいずれかが、フェナントロリン化合物及び電子供与性材料を含有することが好ましい。
電子供与性材料は、電子供与性を有する金属単体、金属化合物及び金属錯体からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。電子供与性材料は、具体的には、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ金属を含む有機金属錯体、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属化合物、アルカリ土類金属を含む有機金属錯体、希土類金属、希土類金属化合物及び希土類金属を含む有機金属錯体からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、なかでも、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属の単体、希土類金属の化合物及び希土類金属の錯体からなる群から選択される少なくとも1種であることがより好ましい。例えば、本実施形態の有機EL素子において、1つ以上の電荷発生ユニットが、フェナントロリン化合物と、Li、Yb及びCsからなる群から選択される少なくとも1種の金属とを含有する有機層を含むことが好ましい。
本実施形態の有機EL素子において、電荷発生ユニットは、少なくとも1つのN層と、少なくとも1つのP層とを含むことが好ましい。N層は、P層よりも陽極側に配置される。本実施形態に係る有機EL素子において、電荷発生ユニットは、N層として、フェナントロリン化合物を含有する有機層を含んでいることが好ましい。電荷発生ユニットは、複数のN層として、陽極側に配置される第一N層と、第一N層よりも陰極側に配置される第二N層とを有していても良い。フェナントロリン化合物を含有する有機層は、第一N層であってもよいし、第二N層であってもよい。
N層は、π電子欠乏性化合物と、電子供与性材料とを含むことが好ましい。π電子欠乏性化合物としては、例えば、金属原子に配位可能な化合物等が挙げられる。π電子欠乏性化合物としては、例えば、フェナントロリン系化合物、ベンゾイミダゾール系化合物、アジン系化合物及びキノリノール等が挙げられる。
P層は、アクセプタ材料を含む層である。P層は、アクセプタ材料がドープされた層(Pドープ層)であってもよい。アクセプタ材料は、正孔注入層の項で例示した「正孔注入性の高い物質」の中から、適宜選択して用いることもできる。また、アクセプタ材料は、前述の第三の有機材料の中から、適宜選択して用いることもできる。
本実施形態の有機EL素子において、フェナントロリン化合物は、下記一般式(21)で表される基を少なくとも1つ有し、かつ下記一般式(20)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2023029747000119
(前記一般式(20)において、
21~X28は、それぞれ独立に、窒素原子、CR21、又は前記一般式(21)で表される基と結合する炭素原子であり、
21~X28のうち少なくとも1つは、前記一般式(21)で表される基と結合する炭素原子であり、
前記一般式(21)で表される基が複数存在する場合、複数の前記一般式(21)で表される基は、互いに同一であるか又は異なり、
複数のR21のうち隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
前記置換もしくは無置換の単環を形成せず、かつ前記置換もしくは無置換の縮合環を形成しないR21は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
-C(=O)R931で表される基、
-COOR932で表される基、
-S(=O)933で表される基、
-B(R934)(R935)で表される基、
-P(=O)(R936)(R937)で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
(前記一般式(21)において、
Arは、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
pは、1、2、3、4又は5であり、
Arが2以上存在する場合、2以上のArは、互いに同一であるか、又は異なり、
は、単結合又は連結基であり、
連結基としてのLは、
置換もしくは無置換の炭素数1~50の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の多価の脂肪族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50の多価の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の多価の複素環基、又は
前記多価の芳香族炭化水素環基及び前記多価の複素環基から選ばれる2つもしくは3つの基が結合してなる多価の複数連結基であり、
前記複数連結基としてのLを構成する前記芳香族炭化水素環基及び前記複素環基は、互いに同一であるか又は異なり、隣り合う基同士が互いに結合して環を形成するか、又は互いに結合せず、
Arと連結基としてのLとが互いに結合して環を形成するか、又は互いに結合せず、
連結基としてのLと、Lに結合した炭素原子に隣接するX21~X28のいずれかの炭素原子又はCR21のR21とが、互いに結合して環を形成するか、又は互いに結合せず、
前記一般式(21)中の*は、前記一般式(20)で表される環との結合位置を示す。)
(前記フェナントロリン化合物中、R901、R902、R903、R904、R905、R906、R907、R931、R932、R933、R934、R935、R936及びR937は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
901が複数存在する場合、複数のR901は、互いに同一であるか又は異なり、
902が複数存在する場合、複数のR902は、互いに同一であるか又は異なり、
903が複数存在する場合、複数のR903は、互いに同一であるか又は異なり、
904が複数存在する場合、複数のR904は、互いに同一であるか又は異なり、
905が複数存在する場合、複数のR905は、互いに同一であるか又は異なり、
906が複数存在する場合、複数のR906は、互いに同一であるか又は異なり、
907が複数存在する場合、複数のR907は、互いに同一であるか又は異なり、
931が複数存在する場合、複数のR931は、互いに同一であるか又は異なり、
932が複数存在する場合、複数のR932は、互いに同一であるか又は異なり、
933が複数存在する場合、複数のR933は、互いに同一であるか又は異なり、
934が複数存在する場合、複数のR934は、互いに同一であるか又は異なり、
935が複数存在する場合、複数のR935は、互いに同一であるか又は異なり、
936が複数存在する場合、複数のR936は、互いに同一であるか又は異なり、
937が複数存在する場合、複数のR937は、互いに同一であるか又は異なる。)
本明細書において、-O-(R904)で表される基は、R904が水素原子の場合、ヒドロキシ基である。
本明細書において、-S-(R905)で表される基は、R905が水素原子の場合、チオール基である。
本明細書において、-S(=O)933で表される基は、R933が置換基の場合、置換スルホ基である。
本明細書において、-B(R934)(R935)で表される基は、R934及びR935が置換基の場合、置換ボリル基である。
本明細書において、-P(=O)(R936)(R937)で表される基は、R936及びR937が置換基の場合、置換ホスフィンオキシド基であり、R936及びR937がアリール基の場合、アリールホスホリル基である。
本明細書に記載の「無置換の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の多価の脂肪族炭化水素基」の炭素数は、本明細書に別途記載のない限り、1~50であり、好ましくは1~20であり、より好ましくは1~6である。
本明細書に記載の「無置換の多価の芳香族炭化水素基」の環形成炭素数は、本明細書に別途記載のない限り、6~50であり、好ましくは6~30であり、より好ましくは6~18である。
本明細書に記載の「無置換の多価の複素環基」の環形成原子数は、本明細書に別途記載のない限り、5~50であり、好ましくは5~30、より好ましくは5~18である。
前記一般式(21)のArにおける環形成原子数5~50の複素環基として、前記一般式(20)で表される環構造から誘導される置換もしくは無置換の基を含むことが好ましい。
前記一般式(20)のX21及びX28が、前記一般式(21)で表される基と結合する炭素原子であることも好ましい。
前記一般式(20)のX21及びX28の一方が、前記一般式(21)で表される基と結合する炭素原子であり、X21及びX28の他方が、水素原子と結合する炭素原子であることも好ましい。
前記一般式(20)のX21~X28は、それぞれ独立に、CR21又は前記一般式(21)で表される基と結合する炭素原子であることが好ましい。
前記一般式(20)のX21~X28の内、前記一般式(21)で表される基と結合する炭素原子の他は、CR21であることが好ましい。すなわち、前記一般式(20)で表される化合物は、1,10-フェナントロリン誘導体であることが好ましい。
前記一般式(21)のArは、置換もしくは無置換の環形成炭素数8~20の縮合芳香族炭化水素基であることも好ましい。
環形成炭素数8~20の縮合芳香族炭化水素基は、例えば、ナフタレン、アントラセン、アセフェナントリレン、アセアントリレン、ベンゾアントラセン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、フルオレン、フェナントレン、フルオランテン及びベンゾフルオランテンからなる群から選択されるいずれかの芳香族炭化水素から誘導される基であることも好ましい。
前記一般式(21)のArは、置換もしくは無置換のアントリル基であることも好ましい。
前記一般式(21)のArは、置換もしくは無置換の環形成炭素数5~40の複素環基であることも好ましい。
前記一般式(21)のArは、前記一般式(20)で表される環構造から誘導される置換もしくは無置換の基であることも好ましい。
前記一般式(21)のArは、下記一般式(23)で表される基であることも好ましい。
Figure 2023029747000120
(前記一般式(23)において、
21~X28は、それぞれ独立に、窒素原子、CR21、前記一般式(21)で表される基又はL22もしくはL23に結合する炭素原子であり、
21は、連結基であり、連結基としてのL21は、置換もしくは無置換の炭素数1~50の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の3価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50の3価の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の3価の複素環基であり、
22及びL23は、それぞれ独立に、単結合または連結基であり、連結基としてのL22及びL23は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数1~50の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の2価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の2価の複素環基である。)
フェナントロリン化合物の一般式中、
21が複数存在する場合、複数のX21は、互いに同一であるか又は異なり、
22が複数存在する場合、複数のX22は、互いに同一であるか又は異なり、
23が複数存在する場合、複数のX23は、互いに同一であるか又は異なり、
24が複数存在する場合、複数のX24は、互いに同一であるか又は異なり、
25が複数存在する場合、複数のX25は、互いに同一であるか又は異なり、
26が複数存在する場合、複数のX26は、互いに同一であるか又は異なり、
27が複数存在する場合、複数のX27は、互いに同一であるか又は異なり、
28が複数存在する場合、複数のX28は、互いに同一であるか又は異なる。
前記一般式(23)のX21~X28は、それぞれ独立に、窒素原子、CR21、又はL22もしくはL23に結合する炭素原子であることが好ましく、CR21、又はL22もしくはL23に結合する炭素原子であることがより好ましい。
フェナントロリン化合物は、下記一般式(24)で表される化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000121
(前記一般式(24)において、
複数のR21は、それぞれ独立に、前記一般式(20)におけるR21と同義であり、
複数のR22は、それぞれ独立に、前記一般式(20)におけるR21と同義であり、
は、前記一般式(21)におけるLと同義であり、
pは、1、2、3、4又は5であり、
複数のR22及びLは、アントラセン環の1位から10位のいずれかの炭素原子に結合する。)
フェナントロリン化合物は、下記一般式(24A)で表される化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000122
(前記一般式(24A)において、
複数のR21は、それぞれ独立に、前記一般式(20)におけるR21と同義であり、
複数のR22は、それぞれ独立に、前記一般式(20)におけるR21と同義であり、
は、前記一般式(21)におけるLと同義である。)
フェナントロリン化合物は、下記一般式(24B)で表される化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000123
(前記一般式(24B)において、
複数のR21は、それぞれ独立に、前記一般式(20)におけるR21と同義であり、
複数のR22は、それぞれ独立に、前記一般式(20)におけるR21と同義であり、
は、前記一般式(21)におけるLと同義である。)
フェナントロリン化合物は、下記一般式(25)で表される化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000124
(前記一般式(25)において、
複数のR21は、それぞれ独立に、前記一般式(20)におけるR21と同義であり、
複数のR22は、それぞれ独立に、前記一般式(20)におけるR21と同義であり、
は、前記一般式(21)におけるLと同義であり、
pは、1、2、3、4又は5であり、
複数のR22及びLは、フェナントロリン環の2位から9位のいずれかの炭素原子に結合する。)
フェナントロリン化合物は、下記一般式(25A)で表される化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000125
(前記一般式(25A)において、
複数のR21は、それぞれ独立に、前記一般式(20)におけるR21と同義であり、
複数のR22は、それぞれ独立に、前記一般式(20)におけるR21と同義であり、
は、前記一般式(21)におけるLと同義である。)
前記一般式(24)、(24A)、(24B)、(25)及び(25A)のLは、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の2価の複素環基であることも好ましい。
フェナントロリン化合物は、下記一般式(25B)で表される化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000126
(前記一般式(25B)において、
複数のR21は、それぞれ独立に、前記一般式(20)におけるR21と同義であり、
複数のR22は、それぞれ独立に、前記一般式(20)におけるR21と同義であり、
は、連結基であり、連結基としてのLは、
置換もしくは無置換の炭素数1~50の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の多価の脂肪族炭化水素基、
置換もしくは無置換の多価のアミノ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50の多価の芳香族炭化水素環基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の多価の複素環基、又は
前記多価の芳香族炭化水素環基及び前記多価の複素環基から選ばれる2つもしくは3つの基が結合してなる多価の複数連結基であり、
前記複数連結基としてのLを構成する前記芳香族炭化水素環基および前記複素環基は、互いに同一であるか又は異なり、隣り合う基同士が互いに結合して環を形成するか、又は互いに結合せず、
pは、1、2、3、4又は5であり、
複数のR22及びLは、フェナントレン環の1位から10位のいずれかの炭素原子に結合する。)
フェナントロリン化合物は、下記一般式(25C)で表される化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000127
(前記一般式(25C)において、
複数のR21は、それぞれ独立に、前記一般式(20)におけるR21と同義であり、
221~R230の内、1つがLと結合する単結合であり、Lと結合する単結合ではないR221~R230は、それぞれ独立に、前記一般式(20)におけるR21と同義であり、
は、連結基であり、連結基としてのLは、前記一般式(25B)における連結基としてのLと同義であり、
pは、1、2、3、4又は5である。)
フェナントロリン化合物は、下記一般式(25D)で表される化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000128
(前記一般式(25D)において、
複数のR21は、それぞれ独立に、前記一般式(20)におけるR21と同義であり、
221~R232の内、1つがLと結合する単結合であり、Lと結合する単結合ではないR221~R232は、それぞれ独立に、前記一般式(20)におけるR21と同義であり、
は、連結基であり、連結基としてのLは、前記一般式(25B)における連結基としてのLと同義であり、
pは、1、2、3、4又は5である。)
フェナントロリン化合物は、下記一般式(25E)で表される化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000129
(前記一般式(25E)において、
複数のR21は、それぞれ独立に、前記一般式(20)におけるR21と同義であり、
221~R230の内、1つがLと結合する単結合であり、Lと結合する単結合ではないR221~R230は、それぞれ独立に、前記一般式(20)におけるR21と同義であり、
は、連結基であり、連結基としてのLは、前記一般式(25B)における連結基としてのLと同義であり、
pは、1、2、3、4又は5である。)
前記一般式(25B)、(25C)、(25D)及び(25E)のLは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の2価の複素環基であることも好ましい。
(フェナントロリン化合物の製造方法)
フェナントロリン化合物は、公知の方法により製造できる。また、フェナントロリン化合物は、公知の方法に倣い、目的物に合わせた既知の代替反応及び原料を用いることによっても、製造できる。
(フェナントロリン化合物の具体例)
フェナントロリン化合物の具体例としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。ただし、本発明は、これらフェナントロリン化合物の具体例に限定されない。
Figure 2023029747000130
Figure 2023029747000131
Figure 2023029747000132
Figure 2023029747000133
Figure 2023029747000134
Figure 2023029747000135
Figure 2023029747000136
Figure 2023029747000137
Figure 2023029747000138
Figure 2023029747000139
Figure 2023029747000140
Figure 2023029747000141
Figure 2023029747000142
Figure 2023029747000143
Figure 2023029747000144
Figure 2023029747000145
Figure 2023029747000146
Figure 2023029747000147
Figure 2023029747000148
(発光ユニット)
本実施形態の有機EL素子は、2つ以上の発光ユニットを有する。各発光ユニットは、単一の発光層を含んでいてもよいし、複数の発光層を含んでいてもよい。発光ユニットは、電荷発生ユニットと陽極との間、又は電荷発生ユニットと陰極との間に配置される。電荷発生ユニットは、発光ユニット同士の間に配置される。2つ以上の発光ユニットのうち、陽極側に配置された発光ユニットを、陽極側発光ユニットと称する。
発光ユニットが、蛍光発光性化合物を含有する蛍光発光層を有する場合、当該発光ユニットを蛍光発光ユニットと称する場合がある。発光ユニットが、燐光発光性化合物を含有する燐光発光層を有する場合、当該発光ユニットを燐光発光ユニットと称する場合がある。
複数の発光ユニットを有する有機EL素子の素子構成としては、例えば、下記(TND1)~(TND2)のような素子構成が挙げられる。
(TND1)陽極/第二の有機層/第一の有機層/第一の発光ユニット/電荷発生ユニット/第二の発光ユニット/陰極
(TND2)陽極/第二の有機層/第一の有機層/第一の発光ユニット/電荷発生ユニット/第二の発光ユニット/電荷発生ユニット/第三の発光ユニット/陰極
素子構成(TND1)~(TND2)において、第一の発光ユニットが陽極側発光ユニットに相当する。
本実施形態の有機EL素子において、発光ユニット及び電荷発生ユニットの数は、ここに示した素子構成(TND1)~(TND2)の例に限定されない。
本実施形態の有機EL素子の一態様において、陽極側発光ユニットは、最大ピーク波長が500nm未満の発光を示す発光ユニットである。
本実施形態の有機EL素子の一態様において、陽極側発光ユニットは、最大ピーク波長が500nm未満の発光を示す発光ユニットであり、かつ、陽極側発光ユニットよりも陰極側に配置された少なくともいずれかの発光ユニットは、最大ピーク波長が500nm以上の発光を示す発光ユニットである。
本実施形態の有機EL素子の一態様において、陽極側発光ユニットは、最大ピーク波長が490nm以下の発光を示す発光ユニットである。
本実施形態の有機EL素子の一態様において、陽極側発光ユニットは、最大ピーク波長が480nm以下の発光を示す発光ユニットである。
陽極側発光ユニットとして、最大ピーク波長が500nm未満の発光(例えば、青色の発光)を示す発光ユニットを配置し、陽極側発光ユニットよりも陰極側に、最大ピーク波長が500nm以上の発光(例えば、赤色の発光及び緑色の発光の少なくともいずれかの発光)を示す発光ユニットを配置する場合、電荷発生ユニットから発光ユニットへの電子の注入性が、陰極から発光ユニットへの電子の注入性よりも弱い為、陰極側に配置する発光ユニットとしては、蛍光発光ユニットに比べて寿命の短い燐光発光ユニットが採用され得る。しかしながら、陽極側に最大ピーク波長が500nm未満の発光を示す陽極側発光ユニットを配置すると、電荷発生ユニットから発光ユニットへの電子の注入性に起因して、陽極側発光ユニットの発光効率が低下し、短寿命化し易い傾向がある。そこで、陽極側発光ユニットにおいて、単層の発光層ではなく、後述する数式(数3)の関係を満たす第一の発光層及び第二の発光層が積層されていることで、発光効率及び寿命が改善する。
本明細書において、青色の発光とは、発光スペクトルの最大ピーク波長が430nm以上、500nm未満の範囲内である発光をいう。緑色の発光とは、発光スペクトルの最大ピーク波長が500nm以上、560nm以下の範囲内である発光をいう。本明細書において、赤色の発光とは、発光スペクトルの最大ピーク波長が600nm以上、660nm以下の範囲内である発光をいう。
本実施形態の有機EL素子の一態様において、陽極側発光ユニットよりも陰極側に配置された少なくともいずれかの発光ユニットは、最大ピーク波長が500nm未満の発光を示す発光ユニットである。
本実施形態の有機EL素子の一態様において、陽極側発光ユニットは、最大ピーク波長が500nm以上の発光を示す発光ユニットであり、かつ、陽極側発光ユニットよりも陰極側に配置された少なくともいずれかの発光ユニットは、最大ピーク波長が500nm未満の発光を示す発光ユニットである。陽極側発光ユニットよりも陰極側に配置された発光ユニットを陰極側発光ユニットと称する場合がある。例えば、本実施形態の有機EL素子が、発光ユニットを2つ有する場合、一方が陽極側発光ユニットであり、他方が陰極側発光ユニットであり、陽極側発光ユニットと陰極側発光ユニットとの間に電荷発生ユニットが介在する。
本実施形態の有機EL素子の一態様において、陰極側発光ユニットは、最大ピーク波長が490nm以下の発光を示す発光ユニットである。
本実施形態の有機EL素子の一態様において、陰極側発光ユニットは、最大ピーク波長が480nm以下の発光を示す発光ユニットである。
陽極側発光ユニットとして、最大ピーク波長が500nm以上の発光(例えば、赤色の発光及び緑色の発光の少なくともいずれかの発光)を示す発光ユニットを配置し、陽極側発光ユニットよりも陰極側に、最大ピーク波長が500nm未満の発光(例えば、青色の発光)を示す発光ユニットを配置する場合、最大ピーク波長が500nm未満の発光を示す発光ユニットの位置を陽極から離すことができるので、光取り出し効率が向上し易い。しかしながら、電荷発生ユニットから発光ユニットへの正孔の注入性が、陽極から発光ユニットへの正孔の注入性よりも弱い為、最大ピーク波長が500nm未満の発光を示す発光ユニットが短寿命化するおそれがある。そこで、陰極側に配置した発光ユニットにおいて、単層の発光層ではなく、後述する数式(数3)の関係を満たす第一の発光層及び第二の発光層が積層されていることで、寿命が改善する。
本実施形態の有機EL素子において、全ての発光ユニットが、最大ピーク波長が500nm未満の発光を示す発光ユニットであってもよい。
なお、最大ピーク波長が500nm未満の発光(例えば、青色の発光)を示す発光ユニットの位置は、素子設計上の要請等により決定される場合もあるため、配置に応じて、発光ユニットにおける発光層の好ましい構成を適宜採用することができる。
本実施形態の有機EL素子において、発光ユニットは、発光層だけで構成されていてもよく、発光層以外に、1以上の有機層を有していてもよい。本実施形態の有機EL素子において、発光ユニットが有していてもよい有機層は、例えば、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、正孔障壁層、及び電子障壁層等からなる群から選択される少なくともいずれかの層である。
本実施形態の有機EL素子において、発光ユニット中の発光層の陽極側に配置される帯域を正孔輸送帯域と称する場合がある。正孔輸送帯域は、単層であっても複数層であってもよい。正孔輸送帯域を構成する層は、例えば、正孔注入層、正孔輸送層及び電子障壁層からなる群から選択される少なくともいずれかの層である。
本実施形態の有機EL素子において、発光ユニット中の発光層の陰極側に配置される帯域を電子輸送帯域と称する場合がある。電子輸送帯域は、単層であっても複数層であってもよい。電子輸送帯域を構成する層は、例えば、電子注入層、電子輸送層及び正孔障壁層からなる群から選択される少なくともいずれかの層である。
(陽極側発光ユニット)
本実施形態の有機EL素子において、陽極側発光ユニットは、第一のホスト材料を含有する第一の発光層を有する。第一の発光層は、陽極側発光ユニットにおいて陽極側に配置される。第一の発光層の陽極側には、第一の有機層及び第二の有機層が配置される。第一の発光層は、第一の有機層と、直接、接する。
本実施形態の有機EL素子において、陽極側発光ユニットは、蛍光発光ユニットでもよいし、燐光発光ユニットでもよい。
本実施形態の有機EL素子において、陽極側発光ユニットの第一の発光層は、最大ピーク波長が500nm未満の発光を示す第一の発光性化合物を含有することも好ましい。
本実施形態の有機EL素子において、陽極側発光ユニットが蛍光発光ユニットであり、第一の発光層は、最大ピーク波長が500nm未満の発光を示す第一の発光性化合物を含有することも好ましい。
本実施形態の有機EL素子において、陽極側発光ユニットの第一の発光層は、最大ピーク波長が500nm以上の発光を示す発光性化合物を含有することも好ましい。
本実施形態の有機EL素子において、陽極側発光ユニットが燐光発光ユニットであり、第一の発光層は、最大ピーク波長が500nm以上の発光を示す発光性化合物を含有することも好ましい。
本実施形態の有機EL素子の一態様において、陽極側発光ユニットは、発光層として第一の発光層のみ有する。
本実施形態の有機EL素子の一態様において、陽極側発光ユニットは、複数の発光層を有する。本実施形態の有機EL素子の陽極側発光ユニットは、複数の発光層が積層された積層発光ユニットであってもよい。
本実施形態の有機EL素子の一態様において、陽極側発光ユニットは、発光層として第一の発光層及び第二の発光層を有する。本実施形態の有機EL素子の陽極側発光ユニットは、第一の発光層及び第二の発光層の2つの発光層が積層された積層発光ユニットであってもよい。
本実施形態の有機EL素子において、第二の発光層は、第一の発光層と電荷発生ユニットとの間に配置されていることが好ましい。
本実施形態の有機EL素子において、第二の発光層は、第二のホスト材料と、最大ピーク波長が500nm未満の発光を示す第二の発光性化合物を含有していることが好ましい。
本実施形態の有機EL素子において、第一のホスト材料と第二のホスト材料とが、互いに異なることが好ましい。
本実施形態の有機EL素子において、第一のホスト材料の三重項エネルギーT(H1)と第二のホスト材料の三重項エネルギーT(H2)とが、下記数式(数3)の関係を満たすことが好ましい。
(H1)>T(H2) …(数3)
本実施形態の有機EL素子において、陽極側発光ユニットが前記数式(数3)の関係を満たす第一の発光層及び第二の発光層を有することで、有機EL素子の発光効率が向上し易くなる。
従来、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率を向上させるための技術として、Tripret-Tripret-Annhilation(TTAと称する場合がある。)が知られている。TTAは、三重項励起子と三重項励起子とが衝突して、一重項励起子を生成するという機構(メカニズム)である。なお、TTAメカニズムは、特許文献8に記載のようにTTFメカニズムと称する場合もある。
TTF現象を説明する。陽極から注入された正孔と、陰極から注入された電子とは、発光層内で再結合し励起子を生成する。そのスピン状態は、従来から知られているように、一重項励起子が25%、三重項励起子が75%の比率である。従来知られている蛍光素子においては、25%の一重項励起子が基底状態に緩和するときに光を発するが、残りの75%の三重項励起子については光を発することなく熱的失活過程を経て基底状態に戻る。従って、従来の蛍光素子の内部量子効率の理論限界値は25%といわれていた。
一方、有機物内部で生成した三重項励起子の挙動が理論的に調べられている。S.M.Bachiloらによれば(J.Phys.Chem.A,104,7711(2000))、五重項等の高次の励起子がすぐに三重項に戻ると仮定すると、三重項励起子(以下、と記載する)の密度が上がってきたとき、三重項励起子同士が衝突し下記式のような反応が起きる。ここで、Aは、基底状態を表し、は、最低励起一重項励起子を表す。
→(4/9)A+(1/9)+(13/9)
即ち、5→4A+1Aとなり、当初生成した75%の三重項励起子のうち、1/5即ち20%が一重項励起子に変化することが予測されている。従って、光として寄与する一重項励起子は、当初生成する25%分に75%×(1/5)=15%を加えた40%ということになる。このとき、全発光強度中に占めるTTF由来の発光比率(TTF比率)は、15/40、すなわち37.5%となる。また、当初生成した75%の三重項励起子のお互いが衝突して一重項励起子が生成した(2つの三重項励起子から1つの一重項励起子が生成した)とすると、当初生成する一重項励起子25%分に75%×(1/2)=37.5%を加えた62.5%という非常に高い内部量子効率が得られる。このとき、TTF比率は、37.5/62.5=60%である。
本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子によれば、陽極側発光ユニットにおける第一の発光層で正孔と電子との再結合によって生成した三重項励起子は、当該第一の発光層と直接に接する有機層との界面にキャリアが過剰に存在していても、第一の発光層と当該有機層との界面に存在する三重項励起子がクエンチされ難くなると考えられる。例えば、再結合領域が、第一の発光層と正孔輸送層又は電子障壁層との界面に局所的に存在する場合には、過剰な電子によるクエンチが考えられる。一方、再結合領域が、第一の発光層と電子輸送層又は正孔障壁層との界面に局所的に存在する場合には、過剰な正孔によるクエンチが考えられる。
本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一態様においては、所定の関係を満たす、少なくとも2つの発光層(すなわち、第一の発光層及び第二の発光層)を含む陽極側発光ユニットを備え、第一の発光層中の第一のホスト材料の三重項エネルギーT(H1)と、第二の発光層中の第二のホスト材料の三重項エネルギーT(H2)とが、前記数式(数3)の関係を満たす。
前記数式(数3)の関係を満たすように第一の発光層及び第二の発光層を含む陽極側発光ユニットを備えることで、第一の発光層で生成した三重項励起子は、過剰キャリアによってクエンチされずに第二の発光層へと移動し、また、第二の発光層から第一の発光層へ逆移動することを抑制できる。その結果、第二の発光層において、TTFメカニズムが発現して、一重項励起子が効率良く生成され、発光効率が向上する。
このように、有機エレクトロルミネッセンス素子における陽極側発光ユニットが、三重項励起子を主に生成させる第一の発光層と、第一の発光層から移動してきた三重項励起子を活用してTTFメカニズムを主に発現させる第二の発光層と、を異なる領域として備え、第二の発光層中の第二のホスト材料として、第一の発光層中の第一のホスト材料よりも小さな三重項エネルギーを有する化合物を用いて、三重項エネルギーの差を設けることで、発光効率が向上する。
本実施形態の有機EL素子において、第一のホスト材料の三重項エネルギーT(H1)と第二のホスト材料の三重項エネルギーT(H2)とが、下記数式(数5)の関係を満たすことが好ましい。
(H1)-T(H2)>0.03eV …(数5)
(陰極側発光ユニット)
本実施形態の有機EL素子において、陰極側発光ユニットは、蛍光発光ユニットでもよいし、燐光発光ユニットでもよい。
本実施形態の有機EL素子において、陰極側発光ユニットは、陽極側発光ユニットと同様、単一の発光層を有していてもよいし、複数の発光層を有していてもよい。本実施形態の有機EL素子の陰極側発光ユニットは、複数の発光層が積層された積層発光ユニットであってもよい。
本実施形態の有機EL素子において、陰極側発光ユニットは、陽極側発光ユニットと同様の第一の発光層を有していてもよいし、第一の発光層とは異なる発光層を有していてもよい。
本実施形態の有機EL素子において、陰極側発光ユニットは、陽極側発光ユニットと同様の第二の発光層を有していてもよいし、第二の発光層とは異なる発光層を有していてもよい。
本実施形態の有機EL素子において、陰極側発光ユニットは、第一の発光層及び第二の発光層の2つの発光層が積層された積層発光ユニットであってもよい。
本実施形態の有機EL素子において、陰極側発光ユニット中、第一の発光層及び第二の発光層がこの順に配置されていることが好ましい。
本実施形態の有機EL素子において、陰極側発光ユニットは、陽極側発光ユニットと同様の第一の発光層及び第二の発光層を有し、かつ、陰極側発光ユニット中の第一の発光層及び第二の発光層が前記数式(3)の関係を満たすことが好ましい。
本実施形態の有機EL素子において、陰極側発光ユニットが前記数式(数3)の関係を満たす第一の発光層及び第二の発光層を有することで、有機EL素子が長寿命化し易くなる。
(第一の発光層)
第一の発光層は、第一のホスト材料を含む。第一のホスト材料は、第二の発光層が含有する第二のホスト材料とは、異なる化合物である。
第一の発光層は、最大ピーク波長が500nm未満の発光を示す第一の発光性化合物を少なくとも含むことが好ましい。第一の発光性化合物は、最大ピーク波長が500nm未満の蛍光発光を示す蛍光発光性化合物であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の発光層は、第一の発光性化合物として、蛍光発光性の第三の化合物を含有し、第三の化合物は、最大ピーク波長が430nm以上480nm以下の発光を示す化合物であることが好ましい。
蛍光発光性化合物の最大ピーク波長の測定方法は、次の通りである。測定対象となる化合物の10-6mol/L以上10-5mol/L以下のトルエン溶液を調製して石英セルに入れ、常温(300K)でこの試料の発光スペクトル(縦軸:発光強度、横軸:波長とする。)を測定する。発光スペクトルは、株式会社日立ハイテクサイエンス製の分光蛍光光度計(装置名:F-7000)により測定できる。なお、発光スペクトル測定装置は、ここで用いた装置に限定されない。
発光スペクトルにおいて、発光強度が最大となる発光スペクトルのピーク波長を発光最大ピーク波長とする。なお、本明細書において、蛍光発光の最大ピーク波長を蛍光発光最大ピーク波長(FL-peak)と称する場合がある。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の発光性化合物は、分子中にアジン環構造を含まない化合物であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の発光性化合物は、ホウ素含有錯体ではないことが好ましく、第一の発光性化合物は、錯体ではないことがより好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の発光層は、金属錯体を含有しないことが好ましい。また、本実施形態に係る有機EL素子において、第一の発光層は、ホウ素含有錯体を含有しないことも好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、陽極側発光ユニットが蛍光発光ユニットである場合、第一の発光層は、燐光発光性材料(ドーパント材料)を含まないことが好ましい。
また、本実施形態に係る有機EL素子において、陽極側発光ユニットが蛍光発光ユニットである場合、第一の発光層は、重金属錯体及び燐光発光性の希土類金属錯体を含まないことが好ましい。ここで、重金属錯体としては、例えば、イリジウム錯体、オスミウム錯体、及び白金錯体等が挙げられる。
第一の発光性化合物の発光スペクトルにおいて、発光強度が最大となるピークを最大ピークとし、当該最大ピークの高さを1としたとき、当該発光スペクトルに現れる他のピークの高さは、0.6未満であることが好ましい。なお、発光スペクトルにおけるピークは、極大値とする。
また、第一の発光性化合物の発光スペクトルにおいて、ピークの数が3つ未満であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一のホスト材料の一重項エネルギーS(H1)と、第一の発光性化合物の一重項エネルギーS(D1)とが下記数式(数20)の関係を満たすことが好ましい。
(H1)>S(D1) …(数20)
一重項エネルギーSとは、最低励起一重項状態と基底状態とのエネルギー差を意味する。
第一のホスト材料と第一の発光性化合物とが、数式(数20)の関係を満たすことにより、第一のホスト材料上で生成された一重項励起子は、第一のホスト材料から第一の発光性化合物へエネルギー移動し易くなり、第一の発光性化合物の蛍光性発光に寄与する。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一のホスト材料の三重項エネルギーT(H1)と、第一の発光性化合物の三重項エネルギーT(D1)とが下記数式(数20A)の関係を満たすことが好ましい。
(D1)>T(H1) …(数20A)
第一のホスト材料と第一の発光性化合物とが、数式(数20A)の関係を満たす事により、第一の発光層内で生成した三重項励起子は、より高い三重項エネルギーを有する第一の発光性化合物ではなく、第一のホスト材料上を移動するため、第二の発光層へ移動し易くなる。
本実施形態に係る有機EL素子は、下記数式(数20B)の関係を満たすことが好ましい。
(D1)>T(H1)>T(H2) …(数20B)
(一重項エネルギーS
溶液を用いた一重項エネルギーSの測定方法(溶液法と称する場合がある。)としては、下記の方法が挙げられる。
測定対象となる化合物の10-5mol/L以上10-4mol/L以下のトルエン溶液を調製して石英セルに入れ、常温(300K)でこの試料の吸収スペクトル(縦軸:吸収強度、横軸:波長とする。)を測定する。この吸収スペクトルの長波長側の立ち下がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値λedge[nm]を次に示す換算式(F2)に代入して一重項エネルギーを算出する。
換算式(F2):S[eV]=1239.85/λedge
吸収スペクトル測定装置としては、例えば、日立社製の分光光度計(装置名:U3310)が挙げられるが、これに限定されない。
吸収スペクトルの長波長側の立ち下がりに対する接線は以下のように引く。吸収スペクトルの極大値のうち、最も長波長側の極大値から長波長方向にスペクトル曲線上を移動する際に、曲線上の各点における接線を考える。この接線は、曲線が立ち下がるにつれ(つまり縦軸の値が減少するにつれ)、傾きが減少しその後増加することを繰り返す。傾きの値が最も長波長側(ただし、吸光度が0.1以下となる場合は除く)で極小値をとる点において引いた接線を当該吸収スペクトルの長波長側の立ち下がりに対する接線とする。
なお、吸光度の値が0.2以下の極大点は、上記最も長波長側の極大値には含めない。
(三重項エネルギーT
三重項エネルギーTの測定方法としては、下記の方法が挙げられる。
測定対象となる化合物をEPA(ジエチルエーテル:イソペンタン:エタノール=5:5:2(容積比))中に、10-5mol/L以上10-4mol/L以下となるように溶解して溶液を得て、この溶液を石英セル中に入れて測定試料とする。この測定試料について、低温(77[K])で燐光スペクトル(縦軸:燐光発光強度、横軸:波長とする。)を測定し、この燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値λedge[nm]に基づいて、次の換算式(F1)から算出されるエネルギー量を三重項エネルギーTとする。
換算式(F1):T[eV]=1239.85/λedge
燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線は以下のように引く。燐光スペクトルの短波長側から、スペクトルの極大値のうち、最も短波長側の極大値までスペクトル曲線上を移動する際に、長波長側に向けて曲線上の各点における接線を考える。この接線は、曲線が立ち上がるにつれ(つまり縦軸が増加するにつれ)、傾きが増加する。この傾きの値が極大値をとる点において引いた接線(すなわち変曲点における接線)が、当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
なお、スペクトルの最大ピーク強度の15%以下のピーク強度をもつ極大点は、上述の最も短波長側の極大値には含めず、最も短波長側の極大値に最も近い、傾きの値が極大値をとる点において引いた接線を当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
燐光の測定には、(株)日立ハイテクノロジー製のF-4500形分光蛍光光度計本体を用いることができる。なお、測定装置はこの限りではなく、冷却装置、及び低温用容器と、励起光源と、受光装置とを組み合わせることにより、測定してもよい。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の発光層は、第一の発光性化合物を、第一の発光層の全質量の0.5質量%以上、含有することが好ましく、第一の発光層の全質量の1質量%以上、含有することがより好ましい。
第一の発光層は、第一の発光性化合物を、第一の発光層の全質量の10質量%以下、含有することが好ましく、第一の発光層の全質量の7質量%以下、含有することがより好ましく、第一の発光層の全質量の5質量%以下、含有することがさらに好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の発光層は、第一のホスト材料としての第一の化合物を、第一の発光層の全質量の60質量%以上、含有することが好ましく、第一の発光層の全質量の70質量%以上、含有することがより好ましく、第一の発光層の全質量の80質量%以上、含有することがさらに好ましく、第一の発光層の全質量の90質量%以上、含有することがよりさらに好ましく、第一の発光層の全質量の95質量%以上、含有することがさらになお好ましい。
第一の発光層は、第一のホスト材料を、第一の発光層の全質量の99.5質量%以下、含有することが好ましい。
ただし、第一の発光層が第一のホスト材料と第一の発光性化合物とを含有する場合、第一のホスト材料及び第一の発光性化合物の合計含有率の上限は、100質量%である。
なお、本実施形態は、第一の発光層に、第一のホスト材料と第一の発光性化合物以外の材料が含まれることを除外しない。
第一の発光層は、第一のホスト材料を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。第一の発光層は、第一の発光性化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
本実施形態に係る有機EL素子において、陽極側発光ユニットが発光層として第一の発光層のみを有する場合、第一の発光層の膜厚は、5nm以上であることが好ましく、7nm以上であることがより好ましく、10nm以上であることがさらに好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、陽極側発光ユニットが発光層として第一の発光層のみを有する場合、第一の発光層の膜厚は、50nm以下であることが好ましく、40nm以下であることがより好ましく、30nm以下であることがさらに好ましい。
陰極側発光ユニットが発光層として第一の発光層のみを有する場合、陰極側発光ユニットの第一の発光層の膜厚の好ましい範囲は、上記の陽極側発光ユニットの第一の発光層の膜厚と同様の範囲である。
本実施形態に係る有機EL素子において、陽極側発光ユニットが第一の発光層及び第二の発光層を有する場合、第一の発光層の膜厚は、3nm以上であることが好ましく、5nm以上であることがより好ましい。第一の発光層の膜厚が3nm以上であれば、第一の発光層において、正孔と電子との再結合を起こすのに充分な膜厚である。
本実施形態に係る有機EL素子において、陽極側発光ユニットが第一の発光層及び第二の発光層を有する場合、第一の発光層の膜厚は、15nm以下であることが好ましく、10nm以下であることがより好ましい。第一の発光層の膜厚が15nm以下であれば、第二の発光層へ三重項励起子が移動するのに充分に薄い膜厚である。
本実施形態に係る有機EL素子において、陽極側発光ユニットが第一の発光層及び第二の発光層を有する場合、第一の発光層の膜厚は、3nm以上、15nm以下であることがより好ましい。
陰極側発光ユニットが発光層として第一の発光層及び第二の発光層を有する場合、陰極側発光ユニットの第一の発光層の膜厚の好ましい範囲は、上記の陽極側発光ユニットの第一の発光層の膜厚と同様の範囲である。
(第二の発光層)
第二の発光層は、第二のホスト材料を含む。第二のホスト材料は、第一の発光層が含有する第一のホスト材料とは、異なる化合物である。
第二の発光層は、最大ピーク波長が500nm未満の発光を示す第二の発光性化合物を少なくとも含むことが好ましい。第二の発光性化合物は、最大ピーク波長が500nm未満の蛍光発光を示す蛍光発光性化合物であることが好ましい。
化合物の最大ピーク波長の測定方法は、前述の通りである。
本実施形態に係る有機EL素子において、第二の発光層は、第二の発光性化合物として、蛍光発光性の第四の化合物を含有し、第四の化合物は、最大ピーク波長が430nm以上480nm以下の発光を示す化合物であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、第二の発光性化合物の最大ピークの半値幅が、1nm以上、20nm以下であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、第二の発光性化合物のストークスシフトは、7nmを超えることが好ましい。
第二の発光性化合物のストークスシフトが7nmを越えていれば、自己吸収による発光効率の低下を防止し易くなる。
自己吸収とは、放出した光を同一化合物が吸収する現象であり、発光効率の低下を引き起こす現象である。自己吸収は、ストークスシフトの小さい(すなわち、吸収スペクトルと蛍光スペクトルの重なりが大きい)化合物で顕著に観測されるため、自己吸収を抑制するには、ストークスシフトの大きい(吸収スペクトルと蛍光スペクトルの重なりが小さい)化合物を用いることが好ましい。ストークスシフトは、次に記載する方法で測定できる。
測定対象となる化合物を2.0×10-5mol/Lの濃度でトルエンに溶解し、測定用試料を調製する。石英セルへ入れた測定用試料に室温(300K)で紫外-可視領域の連続光を照射し、吸収スペクトル(縦軸:吸光度、横軸:波長)を測定する。吸収スペクトル測定には、分光光度計を用いることができ、例えば、日立ハイテクサイエンス社の分光光度計U-3900/3900H形を用いることができる。また、測定対象となる化合物を4.9×10-6mol/Lの濃度でトルエンに溶解し、測定用試料を調製する。石英セルへ入れた測定用試料に室温(300K)で励起光を照射し、蛍光スペクトル(縦軸:蛍光強度、横軸:波長)を測定した。蛍光スペクトル測定には、分光光度計を用いることができ、例えば、株式会社日立ハイテクサイエンス製の分光蛍光光度計F-7000形を用いることができる。
これらの吸収スペクトルと蛍光スペクトルから、吸収極大波長と蛍光極大波長の差を算出し、ストークスシフト(SS)を求める。ストークスシフトSSの単位は、nmである。
本実施形態に係る有機EL素子において、第二の発光性化合物の三重項エネルギーT(D2)と、第二のホスト材料の三重項エネルギーT(H2)とが下記数式(数3A)の関係を満たすことが好ましい。
(D2)>T(H2) …(数3A)
本実施形態に係る有機EL素子において、第二の発光性化合物と、第二のホスト材料とが、前記数式(数3A)の関係を満たすことにより、第一の発光層で生成した三重項励起子は、第二の発光層に移動する際、より高い三重項エネルギーを有する第二の発光性化合物ではなく、第二のホスト材料の分子にエネルギー移動する。また、第二のホスト材料上で正孔及び電子が再結合して発生した三重項励起子は、より高い三重項エネルギーを持つ第二の発光性化合物には移動しない。第二の発光性化合物の分子上で再結合し発生した三重項励起子は、速やかに第二のホスト材料の分子にエネルギー移動する。
第二のホスト材料の三重項励起子が第二の発光性化合物に移動することなく、TTF現象によって第二のホスト材料上で三重項励起子同士が効率的に衝突することで、一重項励起子が生成される。
本実施形態に係る有機EL素子において、第二のホスト材料の一重項エネルギーS(H2)と第二の発光性化合物の一重項エネルギーS(D2)とが、下記数式(数4)の関係を満たすことが好ましい。
(H2)>S(D2) …(数4)
本実施形態に係る有機EL素子において、第二の発光性化合物と、第二のホスト材料とが、前記数式(数4)の関係を満たすことにより、第二の発光性化合物の一重項エネルギーは、第二のホスト材料の一重項エネルギーより小さいため、TTF現象によって生成された一重項励起子は、第二のホスト材料から第二の発光性化合物へエネルギー移動し、第二の発光性化合物の蛍光性発光に寄与する。
本実施形態に係る有機EL素子において、第二の発光性化合物は、分子中にアジン環構造を含まない化合物であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、第二の発光性化合物は、ホウ素含有錯体ではないことが好ましく、第二の発光性化合物は、錯体ではないことがより好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、第二の発光層は、金属錯体を含有しないことが好ましい。また、本実施形態に係る有機EL素子において、第二の発光層は、ホウ素含有錯体を含有しないことも好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、本実施形態に係る有機EL素子において、陽極側発光ユニットが蛍光発光ユニットである場合、第二の発光層は、燐光発光性材料(ドーパント材料)を含まないことが好ましい。
また、本実施形態に係る有機EL素子において、陽極側発光ユニットが蛍光発光ユニットである場合、第二の発光層は、重金属錯体及び燐光発光性の希土類金属錯体を含まないことが好ましい。ここで、重金属錯体としては、例えば、イリジウム錯体、オスミウム錯体、及び白金錯体等が挙げられる。
本実施形態に係る有機EL素子において、第二の発光層は、第二の発光性化合物を、第二の発光層の全質量の0.5質量%以上、含有することが好ましく、第二の発光層の全質量の1質量%以上、含有することがより好ましい。
第二の発光層は、第二の発光性化合物を、第二の発光層の全質量の10質量%以下、含有することが好ましく、第二の発光層の全質量の7質量%以下、含有することがより好ましく、第二の発光層の全質量の5質量%以下、含有することがさらに好ましい。
第二の発光層は、第二のホスト材料としての第二の化合物を、第二の発光層の全質量の60質量%以上、含有することが好ましく、第二の発光層の全質量の70質量%以上、含有することがより好ましく、第二の発光層の全質量の80質量%以上、含有することがさらに好ましく、第二の発光層の全質量の90質量%以上、含有することがよりさらに好ましく、第二の発光層の全質量の95質量%以上、含有することがさらになお好ましい。
第二の発光層は、第二のホスト材料を、第二の発光層の全質量の99質量%以下、含有することが好ましい。
第二の発光層が第二のホスト材料と第二の発光性化合物とを含有する場合、第二のホスト材料及び第二の発光性化合物の合計含有率の上限は、100質量%である。
なお、本実施形態は、第二の発光層に、第二のホスト材料と第二の発光性化合物以外の材料が含まれることを除外しない。
第二の発光層は、第二のホスト材料を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。第二の発光層は、第二の発光性化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
本実施形態に係る有機EL素子において、陽極側発光ユニットが第一の発光層及び第二の発光層を有する場合、第二の発光層の膜厚は、5nm以上であることが好ましく、10nm以上であることがより好ましい。第二の発光層の膜厚が5nm以上であれば、第一の発光層から第二の発光層へ移動してきた三重項励起子が、再び第一の発光層に戻ることを抑制し易い。また、第二の発光層の膜厚が5nm以上であれば、第一の発光層における再結合部分から三重項励起子を充分離すことができる。
本実施形態に係る有機EL素子において、陽極側発光ユニットが第一の発光層及び第二の発光層を有する場合、第二の発光層の膜厚は、25nm以下であることが好ましく、20nm以下であることがより好ましい。第二の発光層の膜厚が25nm以下であれば、第二の発光層中の三重項励起子の密度を向上させて、TTF現象をさらに起こり易くすることができる。
本実施形態に係る有機EL素子において、陽極側発光ユニットが第一の発光層及び第二の発光層を有する場合、第二の発光層の膜厚は、5nm以上、25nm以下であることが好ましい。
陰極側発光ユニットが発光層として第一の発光層及び第二の発光層を有する場合、陰極側発光ユニットの第二の発光層の膜厚の好ましい範囲は、上記の陽極側発光ユニットの第二の発光層の膜厚と同様の範囲である。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の発光性化合物又は第二の発光性化合物の三重項エネルギーT(DX)と、第一のホスト材料の三重項エネルギーT(H1)と第二のホスト材料の三重項エネルギーT(H2)とが、下記数式(数10)の関係を満たすことが好ましい。
2.6eV>T(DX)>T(H1)>T(H2) …(数10)
第一の発光性化合物の三重項エネルギーT(D1)は、下記数式(数10A)の関係を満たすことが好ましい。
2.6eV>T(D1)>T(H1)>T(H2) …(数10A)
第二の発光性化合物の三重項エネルギーT(D2)は、下記数式(数10B)の関係を満たすことが好ましい。
2.6eV>T(D2)>T(H1)>T(H2) …(数10B)
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の発光性化合物又は第二の発光性化合物の三重項エネルギーT(DX)と、第一のホスト材料の三重項エネルギーT(H1)とが、下記数式(数11)の関係を満たすことが好ましい。
0eV<T(DX)-T(H1)<0.6eV …(数11)
第一の発光性化合物の三重項エネルギーT(D1)は、下記数式(数11A)の関係を満たすことが好ましい。
0eV<T(D1)-T(H1)<0.6eV …(数11A)
第二の発光性化合物の三重項エネルギーT(D2)は、下記数式(数11B)の関係を満たすことが好ましい。
0eV<T(D2)-T(H2)<0.8eV …(数11B)
本実施形態に係る有機EL素子において、第一のホスト材料の三重項エネルギーT(H1)が、下記数式(数12)の関係を満たすことが好ましい。
(H1)>2.0eV …(数12)
本実施形態に係る有機EL素子において、第一のホスト材料の三重項エネルギーT(H1)が、下記数式(数12A)の関係を満たすことも好ましく、下記数式(数12B)の関係を満たすことも好ましい。
(H1)>2.10eV …(数12A)
(H1)>2.15eV …(数12B)
本実施形態に係る有機EL素子において、第一のホスト材料の三重項エネルギーT(H1)が、前記数式(数12A)又は前記数式(数12B)の関係を満たすことにより、第一の発光層で生成した三重項励起子は、第二の発光層へと移動し易くなり、また、第二の発光層から第一の発光層へ逆移動することを抑制し易くなる。その結果、第二の発光層において、一重項励起子が効率良く生成され、発光効率が向上する。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一のホスト材料の三重項エネルギーT(H1)が、下記数式(数12C)の関係を満たすことも好ましく、下記数式(数12D)の関係を満たすことも好ましい。
2.08eV>T(H1)>1.87eV …(数12C)
2.05eV>T(H1)>1.90eV …(数12D)
本実施形態に係る有機EL素子において、第一のホスト材料の三重項エネルギーT(H1)が、前記数式(数12C)又は前記数式(数12D)の関係を満たすことにより、第一の発光層で生成した三重項励起子のエネルギーが小さくなり、有機EL素子の長寿命化が期待できる。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の発光性化合物の三重項エネルギーT(D1)が、下記数式(数14A)の関係を満たすことも好ましく、下記数式(数14B)の関係を満たすことも好ましい。
2.60eV>T(D1) …(数14A)
2.50eV>T(D1) …(数14B)
第一の発光層が、前記数式(数14A)又は(数14B)の関係を満たす第一の発光性化合物を含有することにより、有機EL素子が長寿命化する。
本実施形態に係る有機EL素子において、第二の発光性化合物の三重項エネルギーT(D2)が、下記数式(数14C)の関係を満たすことも好ましく、下記数式(数14D)の関係を満たすことも好ましい。
2.60eV>T(D2) …(数14C)
2.50eV>T(D2) …(数14D)
第二の発光層が、前記数式(数14C)又は(数14D)の関係を満たす化合物を含有することにより、有機EL素子が長寿命化する。
本実施形態に係る有機EL素子において、第二のホスト材料の三重項エネルギーT(H2)が、下記数式(数13)の関係を満たすことが好ましい。
(H2)≧1.9eV …(数13)
本実施形態の有機EL素子において、第一の発光層と第二の発光層とが、前記数式(数3)の関係を満たす場合、第一のホスト材料の正孔移動度μh(H1)と、第二のホスト材料の正孔移動度μh(H2)とが、下記数式(数31)の関係を満たすことも好ましい。第一のホスト材料及び第二のホスト材料が、下記数式(数31)の関係を満たすことにより、電荷発生ユニットが含有する化合物の劣化をさらに抑制することができる。
μh(H1)>μh(H2) …(数31)
本実施形態の有機EL素子において、第一の発光層と第二の発光層とが、前記数式(数3)の関係を満たす場合、第一のホスト材料の正孔移動度μh(H1)と、第一のホスト材料の電子移動度μe(H1)と、第二のホスト材料の正孔移動度μh(H2)と、第二のホスト材料の電子移動度μe(H2)とが、下記数式(数32)の関係を満たすことも好ましい。第一のホスト材料及び第二のホスト材料が、下記数式(数32)の関係を満たすことにより、電荷発生ユニットが含有する化合物の劣化をさらに抑制することができる。
(μe(H1)/μh(H1))<(μe(H2)/μh(H2)) …(数32)
本実施形態の有機EL素子において、第一の発光層と第二の発光層とが、前記数式(数3)の関係を満たす場合、第一のホスト材料の電子移動度μe(H1)と、第二のホスト材料の電子移動度μe(H2)とが、下記数式(数33)の関係を満たすことも好ましい。第一のホスト材料と第二のホスト材料とが、下記数式(数33)の関係を満たすことにより、第一の発光層でのホールと電子との再結合能が向上する。
μe(H1)<μe(H2) …(数33)
電子移動度は、下記の手順で作製された移動度評価用素子を用い、インピーダンス測定を行うことで測定できる。移動度評価用素子は、例えば、下記の手順で作製される。
アルミニウム電極(陽極)付きガラス基板上に、アルミニウム電極を覆うようにして電子移動度の測定対象となる化合物Targetを蒸着して測定対象層を形成する。この測定対象層の上に、下記化合物ET-Aを蒸着して電子輸送層を形成する。この電子輸送層の成膜の上に、LiFを蒸着して電子注入層を形成する。この電子注入層の成膜の上に金属アルミニウム(Al)を蒸着して金属陰極を形成する。
以上の移動度評価用素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
glass/Al(50)/Target(200)/ET-A(10)/LiF(1)/Al(50)
なお、括弧内の数字は、膜厚(nm)を示す。
Figure 2023029747000149
電子移動度の移動度評価用素子を、インピーダンス測定装置に設置し、インピーダンス測定を行う。インピーダンス測定は、測定周波数を1Hzから1MHzまで掃引して行う。その際、素子には交流振幅0.1Vと同時に、直流電圧Vを印加する。測定されたインピーダンスZから、下記計算式(C1)の関係を用いて、モジュラスMを計算する。
計算式(C1):M=jωZ
上記計算式(C1)において、jは、その平方が-1になる虚数単位、ωは、角周波数[rad/s]である。
モジュラスMの虚部を縦軸、周波数[Hz]を横軸にしたボーデプロットにおいて、ピークを示す周波数fmaxから移動度評価用素子の電気的な時定数τを下記計算式(C2)から求める。
計算式(C2):τ=1/(2πfmax)
上記計算式(C2)のπは、円周率を表す記号である。
上記τを用いて、下記計算式(C3-1)の関係から電子移動度μeを算出する。
計算式(C3-1):μe=d/(Vτ)
上記計算式(C3-1)のdは、素子を構成する有機薄膜の総膜厚であり、電子移動度の移動度評価用素子構成の場合、d=210[nm]である。
正孔移動度は、下記の手順で作製された移動度評価用素子を用い、インピーダンス測定を行うことで測定できる。移動度評価用素子は、例えば、下記の手順で作製される。
ITO透明電極(陽極)付きガラス基板上に、透明電極を覆うようにして下記化合物HA-2を蒸着して正孔注入層を形成する。この正孔注入層の成膜の上に、下記化合物HT-Aを蒸着して正孔輸送層を形成する。続けて、正孔移動度の測定対象となる化合物Targetを蒸着して測定対象層を形成する。この測定対象層の上に、金属アルミニウム(Al)を蒸着して金属陰極を形成する。
以上の移動度評価用素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HA-2(5)/HT-A(10)/Target(200)/Al(80)
なお、括弧内の数字は、膜厚(nm)を示す。
Figure 2023029747000150
正孔移動度の移動度評価用素子を、インピーダンス測定装置に設置し、インピーダンス測定を行う。インピーダンス測定は、測定周波数を1Hzから1MHzまで掃引して行う。その際、素子には交流振幅0.1Vと同時に、直流電圧Vを印加する。測定されたインピーダンスZから、前記計算式(C1)の関係を用いて、モジュラスMを計算する。
モジュラスMの虚部を縦軸、周波数[Hz]を横軸にしたボーデプロットにおいて、ピークを示す周波数fmaxから移動度評価用素子の電気的な時定数τを前記計算式(C2)から求める。
前記計算式(C2)から求めたτを用いて、下記計算式(C3-2)の関係から正孔移動度μhを算出する。
計算式(C3-2):μh=d/(Vτ)
上記計算式(C3-2)のdは、素子を構成する有機薄膜の総膜厚であり、正孔移動度の移動度評価用素子構成の場合、d=215[nm]である。
本明細書における電子移動度及び正孔移動度は、電界強度の平方根E1/2=500[V1/2/cm1/2]の際の値である。電界強度の平方根E1/2は、下記計算式(C4)の関係から算出することができる。
計算式(C4):E1/2=V1/2/d1/2
前記インピーダンス測定にはインピーダンス測定装置としてソーラトロン社の1260型を用い、高精度化のため、ソーラトロン社の1296型誘電率測定インターフェイスを併せて用いることができる。
本実施形態の有機EL素子において、第一の発光層中の第一のホスト材料の三重項エネルギーT(H1)と、第二の発光層中の第二のホスト材料の三重項エネルギーT(H2)とが、下記数式(数3A)の関係を満たすこともできる。
(H1)<T(H2) …(数3A)
陽極側発光ユニット及び陰極側発光ユニットの少なくともいずれかの発光ユニットが、前記数式(数3A)の関係を満たす第一の発光層及び第二の発光層を有する場合は、第二の発光層で生成した三重項励起子が、過剰キャリアによってクエンチされずに第一の発光層へと移動し、また、第一の発光層から第二の発光層へ逆移動することを抑制できる。その結果、第一の発光層において、TTFメカニズムが発現して、一重項励起子が効率良く生成され、発光効率が向上する。
前記数式(数3A)の関係を満たす発光ユニットが、三重項励起子を主に生成させる第二の発光層と、第二の発光層から移動してきた三重項励起子を活用してTTFメカニズムを主に発現させる第一の発光層と、を異なる領域として備え、第一の発光層中の第一のホスト材料として、第二の発光層中の第二のホスト材料よりも小さな三重項エネルギーを有する化合物を用いて、三重項エネルギーの差を設けることで、発光効率が向上する。
陽極側発光ユニット及び陰極側発光ユニットの少なくともいずれかの発光ユニットが前記数式(数3A)の関係を満たす第一の発光層及び第二の発光層を有する場合、前記数式(数3)の関係を満たす場合の第一の発光層及び第二の発光層の関係の説明において、第一の発光層と第二の発光層とを入れ替えて読み替えることができる。
本実施形態の有機EL素子において、第一の発光層と第二の発光層とが、直接、接していることが好ましい。なお、本実施形態の有機EL素子において、第一の発光層と第二の発光層とが、直接、接していなくてもよい。
本明細書において、「第一の発光層と第二の発光層とが、直接、接している」層構造は、例えば、以下の態様(LS1)、(LS2)及び(LS3)のいずれかの態様も含み得る。
(LS1)第一の発光層に係る化合物の蒸着の工程と第二の発光層に係る化合物の蒸着の工程を経る過程で第一のホスト材料及び第二のホスト材料の両方が混在する領域が生じ、当該領域が第一の発光層と第二の発光層との界面に存在する態様。
(LS2)第一の発光層及び第二の発光層が発光性の化合物を含む場合に、第一の発光層に係る化合物の蒸着の工程と第二の発光層に係る化合物の蒸着の工程を経る過程で第一のホスト材料、第二のホスト材料及び発光性の化合物が混在する領域が生じ、当該領域が第一の発光層と第二の発光層との界面に存在する態様。
(LS3)第一の発光層及び第二の発光層が発光性の化合物を含む場合に、第一の発光層に係る化合物の蒸着の工程と第二の発光層に係る化合物の蒸着の工程を経る過程で当該発光性の化合物からなる領域、第一のホスト材料からなる領域、又は第二のホスト材料からなる領域が生じ、当該領域が第一の発光層と第二の発光層との界面に存在する態様。
(第三の発光層)
本実施形態に係る有機EL素子は、第三の発光層をさらに含んでいてもよい。
第三の発光層は、第三のホスト材料を含み、第一のホスト材料と第二のホスト材料と第三のホスト材料とは、互いに異なり、第三の発光層は、最大ピーク波長が500nm未満の発光を示す第三の発光性化合物を少なくとも含み、第一の発光性化合物と、第二の発光性化合物と、第三の発光性化合物とが、互いに同一であるか、又は異なり、第一のホスト材料の三重項エネルギーT(H1)と第三のホスト材料の三重項エネルギーT(H3)とが、下記数式(数1A)の関係を満たすことが好ましい。
(H1)>T(H3) …(数1A)
本実施形態に係る有機EL素子が第三の発光層を含んでいる場合、第二のホスト材料の三重項エネルギーT(H2)と第三のホスト材料の三重項エネルギーT(H3)とが、下記数式(数1B)の関係を満たすことが好ましい。
(H2)>T(H3) …(数1B)
本実施形態に係る有機EL素子が第三の発光層を含んでいる場合、第一の発光層と第二の発光層とが、直接、接しており、第二の発光層と第三の発光層とが、直接、接していることが好ましい。
本明細書において、「第二の発光層と第三の発光層とが、直接、接している」層構造は、例えば、以下の態様(LS4)、(LS5)及び(LS6)のいずれかの態様も含み得る。
(LS4)第二の発光層に係る化合物の蒸着の工程と第三の発光層に係る化合物の蒸着の工程を経る過程で第二のホスト材料及び第三のホスト材料の両方が混在する領域が生じ、当該領域が第二の発光層と第三の発光層との界面に存在する態様。
(LS5)第二の発光層及び第三の発光層が発光性の化合物を含む場合に、第二の発光層に係る化合物の蒸着の工程と第三の発光層に係る化合物の蒸着の工程を経る過程で第二のホスト材料、第三のホスト材料及び発光性の化合物が混在する領域が生じ、当該領域が第二の発光層と第三の発光層との界面に存在する態様。
(LS6)第二の発光層及び第三の発光層が発光性の化合物を含む場合に、第二の発光層に係る化合物の蒸着の工程と第三の発光層に係る化合物の蒸着の工程を経る過程で当該発光性の化合物からなる領域、第二のホスト材料からなる領域、又は第三のホスト材料からなる領域が生じ、当該領域が第二の発光層と第三の発光層との界面に存在する態様。
(発光性化合物を含有しない層)
また、本実施形態に係る有機EL素子の積層発光ユニットは、有機層同士の間に配置され、発光性化合物を含有しない層(介在層と称する場合がある。)をさらに有することも好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子の積層発光ユニットが発光性化合物を含有しない層(介在層)を有する場合、発光性化合物を含有しない層(介在層)は、第一の発光層と第二の発光層との間に配置されていることが好ましい。
介在層は、金属原子を含まないことが好ましい。
介在層は、有機材料を含む。介在層が含有する有機材料は、発光性化合物ではないことが好ましい。
介在層が含有する有機材料としては、例えば、1)オキサジアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、若しくはフェナントロリン誘導体等の複素環化合物、2)カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、若しくはクリセン誘導体等の縮合芳香族化合物、3)トリアリールアミン誘導体、若しくは縮合多環芳香族アミン誘導体等の芳香族アミン化合物が挙げられる。
介在層が含有する有機材料は、第一の発光層が含有する第一のホスト材料及び第二の発光層が含有する第二のホスト材料の一方、又は両方のホスト材料であってもよい。
介在層が複数の有機材料を含有する場合、それぞれの有機材料の含有率は、いずれも、介在層の全質量の10質量%以上であることが好ましい。
介在層は、前記有機材料を、介在層の全質量の60質量%以上、含有することが好ましく、介在層の全質量の70質量%以上、含有することがより好ましく、介在層の全質量の80質量%以上、含有することがさらに好ましく、介在層の全質量の90質量%以上、含有することがよりさらに好ましく、介在層の全質量の95質量%以上、含有することがさらになお好ましい。
介在層は、有機材料を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
介在層が有機材料を2種以上含有する場合、2種以上の有機材料の合計含有率の上限は、100質量%である。
なお、本実施形態は、介在層に、前記有機材料以外の材料が含まれることを除外しない。
介在層は単層で構成されていてもよいし、二層以上積層されて構成されていてもよい。
介在層の膜厚は、特に制限は無いが、1層あたり、3nm以上15nm以下であることが好ましく、5nm以上10nm以下であることがより好ましい。
本明細書において、「ホスト材料」とは、例えば、「層の50質量%以上」含まれる材料である。したがって、例えば、第一の発光層は、下記一般式(1)で表される第一の化合物を、第一の発光層の全質量の50質量%以上、含有する。第二の発光層は、例えば、下記一般式(2)で表される第二の化合物を、第二の発光層の全質量の50質量%以上、含有する。
(第一のホスト材料、第二のホスト材料及び第三のホスト材料)
本実施形態に係る有機EL素子において、第一のホスト材料、第二のホスト材料及び第三のホスト材料は、それぞれ独立に、例えば、下記一般式(1)、一般式(1X)、一般式(12X)、一般式(13X)、一般式(14X)、一般式(15X)又は一般式(16X)で表される第一の化合物、及び下記一般式(2)で表される第二の化合物等が挙げられる。また、第一の化合物を第一のホスト材料及び第二のホスト材料として用いることもでき、この場合、第二のホスト材料として用いた下記一般式(1)、又は下記一般式(1X)、一般式(12X)、一般式(13X)、一般式(14X)、一般式(15X)又は一般式(16X)で表される化合物を、便宜的に第二の化合物と称する場合がある。
(第一のホスト材料)
本実施形態の有機EL素子において、第一のホスト材料は、分子中に、下記条件(i)の構造又は下記条件(ii)の構造を有することが好ましい。
条件(i)第一のベンゼン環と第二のベンゼン環とが単結合で連結されたビフェニル構造を有し、前記ビフェニル構造中の前記第一のベンゼン環と前記第二のベンゼン環とが、前記単結合以外の少なくとも1つの部分において架橋によりさらに連結している。
条件(ii)単結合で連結されたベンゼン環とナフタレン環とを含む連結構造を有し、前記連結構造中の前記ベンゼン環及び前記ナフタレン環には、それぞれ独立に、さらに単環又は縮合環が縮合しているか又は縮合しておらず、前記連結構造中の前記ベンゼン環と前記ナフタレン環とが、前記単結合以外の少なくとも1つの部分において架橋によりさらに連結している。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一のホスト材料は、分子中に前記条件(ii)の構造を有することも好ましい。
第一のホスト材料が、このような架橋を含んだ連結構造を有していることにより、有機EL素子の色度悪化の抑制が期待できる。
この場合の第一のホスト材料は、分子中に、下記式(X1)又は式(X2)で表されるような、単結合で連結されたベンゼン環とナフタレン環とを含む連結構造(ベンゼン-ナフタレン連結構造と称する場合がある。)を最小単位として有していればよく、当該ベンゼン環にさらに単環又は縮合環が縮合していてもよいし、当該ナフタレン環にさらに単環又は縮合環が縮合していてもよい。例えば、第一のホスト材料が、分子中に、下記式(X3)、式(X4)、又は式(X5)で表されるような、単結合で連結されたナフタレン環とナフタレン環とを含む連結構造(ナフタレン-ナフタレン連結構造と称する場合がある。)においても、一方のナフタレン環は、ベンゼン環を含んでいるため、ベンゼン-ナフタレン連結構造を含んでいることになる。
Figure 2023029747000151
本実施形態に係る有機EL素子において、第一のホスト材料は、分子中に前記条件(ii)の構造を有し、前記架橋が二重結合を含むことも好ましい。すなわち、前記ベンゼン環と前記ナフタレン環とが、単結合以外の部分において二重結合を含む架橋構造によりさらに連結した構造を有することも好ましい。
ベンゼン-ナフタレン連結構造中のベンゼン環とナフタレン環とが、単結合以外の少なくとも1つの部分において架橋によりさらに連結すると、例えば、前記式(X1)の場合、下記式(X11)で表される連結構造(縮合環)になり、前記式(X3)の場合、下記式(X31)で表される連結構造(縮合環)になる。
ベンゼン-ナフタレン連結構造中のベンゼン環とナフタレン環とが、単結合以外の部分において二重結合を含む架橋によりさらに連結すると、例えば、前記式(X1)の場合、下記式(X12)で表される連結構造(縮合環)になり、前記式(X2)の場合、下記式(X21)、式(X22)又は式(X23)で表される連結構造(縮合環)になり、前記式(X4)の場合、下記式(X41)で表される連結構造(縮合環)になり、前記式(X5)の場合、下記式(X51)で表される連結構造(縮合環)になる。
ベンゼン-ナフタレン連結構造中のベンゼン環とナフタレン環とが、単結合以外の少なくとも1つの部分においてヘテロ原子(例えば、酸素原子)を含む架橋によりさらに連結すると、例えば、前記式(X1)の場合、下記式(X13)で表される連結構造(縮合環)になる。
Figure 2023029747000152
本実施形態に係る有機EL素子において、第一のホスト材料は、前記条件(i)の構造、すなわち、分子中に、第一のベンゼン環と第二のベンゼン環とが単結合で連結されたビフェニル構造を有し、当該ビフェニル構造中の第一のベンゼン環と第二のベンゼン環とが、当該単結合以外の少なくとも1つの部分において架橋によりさらに連結していることも好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一のホスト材料は、分子中に前記条件(i)の構造を有し、前記ビフェニル構造中の前記第一のベンゼン環と前記第二のベンゼン環とが、前記単結合以外の1つの部分において前記架橋によりさらに連結していることも好ましい。第一のホスト材料が、このような架橋を含んだビフェニル構造を有していることにより、有機EL素子の色度悪化の抑制が期待できる。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一のホスト材料は、分子中に前記条件(i)の構造を有し、前記ビフェニル構造中の前記第一のベンゼン環と前記第二のベンゼン環とが、前記単結合以外の2つの部分において前記架橋によりさらに連結していることも好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一のホスト材料は、分子中に前記条件(i)の構造を有し、前記架橋が二重結合を含むことも好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一のホスト材料は、分子中に前記条件(i)の構造を有し、前記架橋が二重結合を含まないことも好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、第一のホスト材料は、分子中に前記条件(i)の構造を有し、前記ビフェニル構造中の前記第一のベンゼン環と前記第二のベンゼン環とが、前記単結合以外の2つの部分において前記架橋によりさらに連結し、前記架橋が二重結合を含まないことも好ましい。第一のホスト材料が、このような架橋を含んだビフェニル構造を有していることにより、有機EL素子の色度悪化の抑制が期待できる。
例えば、下記式(BP1)で表される前記ビフェニル構造中の第一のベンゼン環と第二のベンゼン環とが、単結合以外の少なくとも1つの部分において架橋によりさらに連結すると、当該ビフェニル構造は、下記式(BP11)~(BP15)等の連結構造(縮合環)になる。
Figure 2023029747000153
前記式(BP11)は、前記単結合以外の1つの部分において二重結合を含まない架橋によって連結した構造である。
前記式(BP12)は、前記単結合以外の1つの部分において二重結合を含む架橋によって連結した構造である。
前記式(BP13)は、前記単結合以外の2つの部分において二重結合を含まない架橋によって連結した構造である。
前記式(BP14)は、前記単結合以外の2つの部分の一方において二重結合を含まない架橋によって連結し、前記単結合以外の2つの部分の他方において二重結合を含む架橋によって連結した構造である。
前記式(BP15)は、前記単結合以外の2つの部分において二重結合を含む架橋によって連結した構造である。
(第一の化合物)
本実施形態に係る有機EL素子において、第一のホスト材料は、下記一般式(11)で表される基を少なくとも1つ有し、かつ下記一般式(1)で表される第一の化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000154
(前記一般式(1)において、
101~R110は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
-C(=O)R801で表される基、
-COOR802で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基、又は
前記一般式(11)で表される基であり、
ただし、R101~R110の少なくとも1つは、前記一般式(11)で表される基であり、
前記一般式(11)で表される基が複数存在する場合、複数の前記一般式(11)で表される基は、互いに同一であるか又は異なり、
101は、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の2価の複素環基であり、
Ar101は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
mxは、0、1、2、3、4又は5であり、
101が2以上存在する場合、2以上のL101は、互いに同一であるか、又は異なり、
Ar101が2以上存在する場合、2以上のAr101は、互いに同一であるか、又は異なり、
前記一般式(11)中の*は、前記一般式(1)中のピレン環との結合位置を示す。)
(本実施形態に係る第一の化合物中、R901、R902、R903、R904、R905、R906、R907、R801及びR802は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
901が複数存在する場合、複数のR901は、互いに同一であるか又は異なり、
902が複数存在する場合、複数のR902は、互いに同一であるか又は異なり、
903が複数存在する場合、複数のR903は、互いに同一であるか又は異なり、
904が複数存在する場合、複数のR904は、互いに同一であるか又は異なり、
905が複数存在する場合、複数のR905は、互いに同一であるか又は異なり、
906が複数存在する場合、複数のR906は、互いに同一であるか又は異なり、
907が複数存在する場合、複数のR907は、互いに同一であるか又は異なり、
801が複数存在する場合、複数のR801は、互いに同一であるか又は異なり、
802が複数存在する場合、複数のR802は、互いに同一であるか又は異なる。)
本実施形態に係る有機EL素子において、前記一般式(11)で表される基は、下記一般式(111)で表される基であることが好ましい。
Figure 2023029747000155
(前記一般式(111)において、
は、CR123124、酸素原子、硫黄原子、又はNR125であり、
111及びL112は、それぞれ独立に、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の2価の複素環基であり、
maは、0、1、2、3又は4であり、
mbは、0、1、2、3又は4であり、
ma+mbは、0、1、2、3又は4であり、
Ar101は、前記一般式(11)におけるAr101と同義であり、
121、R122、R123、R124及びR125は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
-C(=O)R801で表される基、
-COOR802で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
mcは、3であり、
3つのR121は、互いに同一であるか、又は異なり、
mdは、3であり、
3つのR122は、互いに同一であるか、又は異なる。)
前記一般式(111)で表される基における下記一般式(111a)で表される環構造中の炭素原子*1~*8の位置のうち、*1~*4のいずれか1つの位置にL111が結合し、*1~*4の残りの3つの位置にR121が結合し、*5~*8のいずれか1つの位置にL112が結合し、*5~*8の残りの3つの位置にR122が結合する。
Figure 2023029747000156
例えば、前記一般式(111)で表される基において、L111が前記一般式(111a)で表される環構造中の*2の炭素原子の位置に結合し、L112が前記一般式(111a)で表される環構造中の*7の炭素原子の位置に結合する場合、前記一般式(111)で表される基は、下記一般式(111b)で表される。
Figure 2023029747000157
(前記一般式(111b)において、
、L111、L112、ma、mb、Ar101、R121、R122、R123、R124及びR125は、それぞれ独立に、前記一般式(111)におけるX、L111、L112、ma、mb、Ar101、R121、R122、R123、R124及びR125と同義であり、
複数のR121は、互いに同一であるか、又は異なり、
複数のR122は、互いに同一であるか、又は異なる。)
本実施形態に係る有機EL素子において、前記一般式(111)で表される基は、前記一般式(111b)で表される基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、
maは、0、1又は2であり、
mbは、0、1又は2である、ことが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、
maは、0又は1であり、
mbは、0又は1であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、Ar101は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、
Ar101は、
置換もしくは無置換のフェニル基、
置換もしくは無置換のナフチル基、
置換もしくは無置換のビフェニル基、
置換もしくは無置換のターフェニル基、
置換もしくは無置換のピレニル基、
置換もしくは無置換のフェナントリル基、又は
置換もしくは無置換のフルオレニル基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、
Ar101は、下記一般式(12)、一般式(13)又は一般式(14)で表される基であることも好ましい。
Figure 2023029747000158
(前記一般式(12)、一般式(13)及び一般式(14)において、
111~R120は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
-C(=O)R124で表される基、
-COOR125で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
前記一般式(12)、一般式(13)及び一般式(14)中の*は、前記一般式(11)中のL101との結合位置、又は前記一般式(111)もしくは一般式(111b)中のL112との結合位置を示す。)
本実施形態に係る有機EL素子において、前記第一の化合物は、下記一般式(101)で表されることが好ましい。
Figure 2023029747000159
(前記一般式(101)において、
101~R120は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
-C(=O)R801で表される基、
-COOR802で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
ただし、R101~R110のうち1つがL101との結合位置を示し、R111~R120のうち1つがL101との結合位置を示し、
101は、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の2価の複素環基であり、
mxは、0、1、2、3、4又は5であり、
101が2以上存在する場合、2以上のL101は、互いに同一であるか、又は異なる。)
前記一般式(101)で表される第一の化合物において、
101~R110、並びにR111~R120は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
-C(=O)R801で表される基、
-COOR802で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
ただし、R101~R110のうち1つがL101との結合位置を示し、R111~R120のうち1つがL101との結合位置を示し、
101は、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~24のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~24の2価の複素環基であり、
mxは、1、2、3、4又は5であり、
101が2以上存在する場合、2以上のL101は、互いに同一であるか、又は異なる、ことが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、前記第一の化合物は、下記一般式(1010)、一般式(1011)、一般式(1012)、一般式(1013)、一般式(1014)又は一般式(1015)で表されることが好ましい。
Figure 2023029747000160
Figure 2023029747000161
Figure 2023029747000162
Figure 2023029747000163
Figure 2023029747000164
Figure 2023029747000165
(前記一般式(1010)~(1015)において、
101~R120は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
-C(=O)R801で表される基、
-COOR802で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
101は、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の2価の複素環基であり、
mxは、0、1、2、3、4又は5であり、
101が2以上存在する場合、2以上のL101は、互いに同一であるか、又は異なる。)
なお、前記一般式(1010)で表される化合物は、R103がL101との結合位置を示し、R120がL101との結合位置を示す場合の化合物に相当する。
なお、前記一般式(1011)で表される化合物は、R103がL101との結合位置を示し、R111がL101との結合位置を示す場合の化合物に相当する。
なお、前記一般式(1012)で表される化合物は、R103がL101との結合位置を示し、R118がL101との結合位置を示す場合の化合物に相当する。
なお、前記一般式(1013)で表される化合物は、R102がL101との結合位置を示し、R111がL101との結合位置を示す場合の化合物に相当する。
なお、前記一般式(1014)で表される化合物は、R102がL101との結合位置を示し、R118がL101との結合位置を示す場合の化合物に相当する。
なお、前記一般式(1015)で表される化合物は、R105がL101との結合位置を示し、R118がL101との結合位置を示す場合の化合物に相当する。
本実施形態に係る有機EL素子において、前記第一の化合物は、前記一般式(1010)で表されることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、L101との結合位置ではないR101~R110は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、L101との結合位置ではないR101~R110は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、L101との結合位置ではないR101~R110は、水素原子であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、L101との結合位置ではないR111~R120は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、L101との結合位置ではないR111~R120は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、L101との結合位置ではないR111~R120は、水素原子であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、
101は、
単結合、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、L101は、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~18のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~18の2価の複素環基であることも好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、L101は、
単結合、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~18のアリーレン基であることも好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、L101は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~18のアリーレン基であることも好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、L101は、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~13のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~13の2価の複素環基であることも好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、L101は、
単結合、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~13のアリーレン基であることも好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、L101は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~13のアリーレン基であることも好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、mxは、1、2、または3であることも好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、mxは、1または2であることも好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、mxは、1、2または3であり、
101は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~18のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~18の2価の複素環基であることも好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、mxは、1または2であり、
101は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~18のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~18の2価の複素環基であることも好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、mxは、1または2であり、
101は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~18のアリーレン基であることも好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、
前記第一の化合物は、下記一般式(102)で表されることが好ましい。
Figure 2023029747000166
(前記一般式(102)において、
101~R120は、それぞれ独立に、前記一般式(101)におけるR101~R120と同義であり、
ただし、R101~R110のうち1つがL111との結合位置を示し、R111~R120のうち1つがL112との結合位置を示し、
は、CR123124、酸素原子、硫黄原子、又はNR125であり、
111及びL112は、それぞれ独立に、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の2価の複素環基であり、
maは、0、1、2、3又は4であり、
mbは、0、1、2、3又は4であり、
ma+mbは、0、1、2、3又は4であり、
121、R122、R123、R124及びR125は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
-C(=O)R801で表される基、
-COOR802で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
mcは、3であり、
3つのR121は、互いに同一であるか、又は異なり、
mdは、3であり、
3つのR122は、互いに同一であるか、又は異なる。)
前記一般式(102)で表される化合物において、
maは、0、1又は2であり、
mbは、0、1又は2であることが好ましい。
前記一般式(102)で表される化合物において、
maは、0又は1であり、
mbは、0又は1であることが好ましい。
前記一般式(102)で表される化合物において、L111及びL112は、それぞれ独立に、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~24のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~24の2価の複素環基であることが好ましい。
前記一般式(102)で表される化合物において、
maは、1、2、又は3であり、
mbは、1、2、又は3であり、
ma+mbは、2、3又は4であり、
前記一般式(102)で表される化合物において、
maは、1又は2であり、
mbは、1又は2であることが好ましい。
前記一般式(102)で表される化合物において、
maは、1であり、
mbは、1であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、L111との結合位置ではないR101~R110は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、L111との結合位置ではないR101~R110は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、L111との結合位置ではないR101~R110は、水素原子であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、L112との結合位置ではないR111~R120は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、L112との結合位置ではないR111~R120は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、L112との結合位置ではないR111~R120は、水素原子であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、
101~R110のうち2つ以上が、前記一般式(11)で表される基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、
101~R110のうち2つ以上が、前記一般式(11)で表される基であり、かつ、Ar101は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、
Ar101は、置換もしくは無置換のピレニル基ではなく、
101は、置換もしくは無置換のピレニレン基ではなく、
前記一般式(11)で表される基ではないR101~R110としての置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基は、置換もしくは無置換のピレニル基ではないことが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、
前記一般式(11)で表される基ではないR101~R110は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、
前記一般式(11)で表される基ではないR101~R110は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、前記一般式(11)で表される基ではないR101~R110は、水素原子であることが好ましい。
前記第一の化合物及び前記第二の化合物において、「置換もしくは無置換」と記載された基は、いずれも「無置換」の基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、
例えば、前記一般式(1)で表される第一の化合物中のR101ないしR110のうち2つが一般式(11)で表される基である。
本実施形態に係る有機EL素子において、
例えば、前記一般式(1)で表される第一の化合物中のR101ないしR110のうち3つが一般式(11)で表される基である。
本実施形態に係る有機EL素子において、
例えば、前記一般式(1)で表される第一の化合物中のR101ないしR110のうち4つが一般式(11)で表される基である。
本実施形態に係る有機EL素子において、
例えば、前記一般式(1)で表される第一の化合物中のR101ないしR110のうち1つが一般式(11)で表される基であり、mxが1以上である。
本実施形態に係る有機EL素子において、
例えば、前記一般式(1)で表される第一の化合物中のR101ないしR110のうち1つが一般式(11)で表される基であり、mxが0であり、Ar101が置換もしくは無置換のアリール基である。
本実施形態に係る有機EL素子において、
例えば、前記一般式(1)で表される第一の化合物中のR101ないしR110のうち1つが一般式(11)で表される基であり、mxが0であり、Ar101が置換もしくは無置換の窒素原子を含む複素環基である。
本実施形態に係る有機EL素子において、
例えば、前記一般式(1)で表される第一の化合物中のR101ないしR110のうち1つが一般式(11)で表される基であり、mxが0であり、Ar101が置換もしくは無置換の硫黄原子を含む複素環基である。
本実施形態に係る有機EL素子において、
例えば、前記一般式(1)で表される第一の化合物中のR101ないしR110のうち1つが一般式(11)で表される基であり、mxが0であり、Ar101が置換もしくは無置換の
フリル基、
オキサゾリル基、
イソオキサゾリル基、
オキサジアゾリル基、
キサンテニル基、
ベンゾフラニル基、
イソベンゾフラニル基、
ジベンゾフラニル基、
ベンゾオキサゾリル基、
ベンゾイソキサゾリル基、
フェノキサジニル基、
モルホリノ基、
ジナフトフラニル基、
アザジベンゾフラニル基、
ジアザジベンゾフラニル基、
アザナフトベンゾフラニル基、及び
ジアザナフトベンゾフラニル基である。
本実施形態に係る有機EL素子において、
例えば、前記一般式(1)で表される第一の化合物中のR101ないしR110のうち1つが一般式(11)で表される基であり、mxが0であり、Ar101が無置換の
フリル基、
オキサゾリル基、
イソオキサゾリル基、
オキサジアゾリル基、
キサンテニル基、
ベンゾフラニル基、
イソベンゾフラニル基、
ジベンゾフラニル基、
ベンゾオキサゾリル基、
ベンゾイソキサゾリル基、
フェノキサジニル基、
モルホリノ基、
ジナフトフラニル基、
アザジベンゾフラニル基、
ジアザジベンゾフラニル基、
アザナフトベンゾフラニル基、及び
ジアザナフトベンゾフラニル基からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。
本実施形態に係る有機EL素子において、例えば、前記一般式(1)で表される第一の化合物中のR101ないしR110のうち1つが一般式(11)で表される基であり、mxが0であり、Ar101が置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基である。
本実施形態に係る有機EL素子において、例えば、前記一般式(1)で表される第一の化合物中のR101ないしR110のうち1つが一般式(11)で表される基であり、mxが0であり、Ar101が無置換のジベンゾフラニル基である。
本実施形態に係る有機EL素子において、例えば、前記一般式(101)で表される第一の化合物中のmxが2以上である。
本実施形態に係る有機EL素子において、例えば、前記一般式(101)で表される第一の化合物中のmxが1以上であり、L101は環形成炭素数6~24のアリーレン基、または環形成原子数5~24の2価の複素環基である。
本実施形態に係る有機EL素子において、例えば、前記一般式(101)で表される第一の化合物中のmxが1以上であり、L101は環形成炭素数6~18のアリーレン基、または環形成原子数5~18の2価の複素環基である。
・一般式(1X)で表される化合物
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の化合物は、下記一般式(1X)で表される化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000167
(前記一般式(1X)において、
101~R112は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
-C(=O)R801で表される基、
-COOR802で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基、又は
前記一般式(11X)で表される基であり、
ただし、R101~R112の少なくとも1つは、前記一般式(11X)で表される基であり、
前記一般式(11X)で表される基が複数存在する場合、複数の前記一般式(11X)で表される基は、互いに同一であるか又は異なり、
101は、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の2価の複素環基であり、
Ar101は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
mxは、1、2、3、4又は5であり、
101が2以上存在する場合、2以上のL101は、互いに同一であるか、又は異なり、
Ar101が2以上存在する場合、2以上のAr101は、互いに同一であるか、又は異なり、
前記一般式(11X)中の*は、前記一般式(1X)中のベンズ[a]アントラセン環との結合位置を示す。)
本実施形態に係る有機EL素子において、前記一般式(11X)で表される基は、下記一般式(111X)で表される基であることが好ましい。
Figure 2023029747000168
(前記一般式(111X)において、
は、CR143144、酸素原子、硫黄原子、又はNR145であり、
111及びL112は、それぞれ独立に、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の2価の複素環基であり、
maは、1、2、3又は4であり、
mbは、1、2、3又は4であり、
ma+mbは、2、3又は4であり、
Ar101は、前記一般式(11)におけるAr101と同義であり、
141、R142、R143、R144及びR145は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
-C(=O)R801で表される基、
-COOR802で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
mcは、3であり、
3つのR141は、互いに同一であるか、又は異なり、
mdは、3であり、
3つのR142は、互いに同一であるか、又は異なる。)
前記一般式(111X)で表される基における下記一般式(111aX)で表される環構造中の炭素原子*1~*8の位置のうち、*1~*4のいずれか1つの位置にL111が結合し、*1~*4の残りの3つの位置にR141が結合し、*5~*8のいずれか1つの位置にL112が結合し、*5~*8の残りの3つの位置にR142が結合する。
Figure 2023029747000169
例えば、前記一般式(111X)で表される基において、L111が前記一般式(111aX)で表される環構造中の*2の炭素原子の位置に結合し、L112が前記一般式(111aX)で表される環構造中の*7の炭素原子の位置に結合する場合、前記一般式(111X)で表される基は、下記一般式(111bX)で表される。
Figure 2023029747000170
(前記一般式(111bX)において、
、L111、L112、ma、mb、Ar101、R141、R142、R143、R144及びR145は、それぞれ独立に、前記一般式(111X)におけるX、L111、L112、ma、mb、Ar101、R141、R142、R143、R144及びR145と同義であり、
複数のR141は、互いに同一であるか、又は異なり、
複数のR142は、互いに同一であるか、又は異なる。)
本実施形態に係る有機EL素子において、前記一般式(111X)で表される基は、前記一般式(111bX)で表される基であることが好ましい。
前記一般式(1X)で表される化合物において、maは、1又は2であり、mbは、1又は2であることが好ましい。
前記一般式(1X)で表される化合物において、maは、1であり、mbは、1であることが好ましい。
前記一般式(1X)で表される化合物において、Ar101は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基であることが好ましい。
前記一般式(1X)で表される化合物において、Ar101は、
置換もしくは無置換のフェニル基、
置換もしくは無置換のナフチル基、
置換もしくは無置換のビフェニル基、
置換もしくは無置換のターフェニル基、
置換もしくは無置換のベンズ[a]アントリル基、
置換もしくは無置換のピレニル基、
置換もしくは無置換のフェナントリル基、又は
置換もしくは無置換のフルオレニル基であることが好ましい。
前記一般式(1X)で表される化合物は、下記一般式(101X)で表されることも好ましい。
Figure 2023029747000171
(前記一般式(101X)において、
111及びR112のうち1つがL101との結合位置を示し、R133及びR134のうち1つがL101との結合位置を示し、
101~R110、R121~R130、L101との結合位置ではないR111又はR112、並びにL101との結合位置ではないR133又はR134は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
-C(=O)R801で表される基、
-COOR802で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
101は、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の2価の複素環基であり、
mxは、1、2、3、4又は5であり、
101が2以上存在する場合、2以上のL101は、互いに同一であるか、又は異なる。)
前記一般式(1X)で表される化合物において、L101は、単結合、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基であることが好ましい。
前記一般式(1X)で表される化合物は、下記一般式(102X)で表されることも好ましい。
Figure 2023029747000172
(前記一般式(102X)において、
111及びR112のうち1つがL111との結合位置を示し、R133及びR134のうち1つがL112との結合位置を示し、
101~R110、R121~R130、L111との結合位置ではないR111又はR112並びにL112との結合位置ではないR133又はR134は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
-C(=O)R801で表される基、
-COOR802で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
は、CR143144、酸素原子、硫黄原子、又はNR145であり、
111及びL112は、それぞれ独立に、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の2価の複素環基であり、
maは、1、2、3又は4であり、
mbは、1、2、3又は4であり、
ma+mbは、2、3、4又は5であり、
141、R142、R143、R144及びR145は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
-C(=O)R801で表される基、
-COOR802で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
mcは、3であり、
3つのR141は、互いに同一であるか、又は異なり、
mdは、3であり、
3つのR142は、互いに同一であるか、又は異なる。)
前記一般式(1X)で表される化合物において、前記一般式(102X)中のmaは、1又は2であり、mbは、1又は2であることが好ましい。
前記一般式(1X)で表される化合物において、前記一般式(102X)中のmaは、1であり、mbは、1であることが好ましい。
前記一般式(1X)で表される化合物において、前記一般式(11X)で表される基は、下記一般式(11AX)で表される基、又は下記一般式(11BX)で表される基であることも好ましい。
Figure 2023029747000173
(前記一般式(11AX)及び前記一般式(11BX)において、
121~R131は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
-C(=O)R801で表される基、
-COOR802で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
前記一般式(11AX)で表される基が複数存在する場合、複数の前記一般式(11AX)で表される基は、互いに同一であるか又は異なり、
前記一般式(11BX)で表される基が複数存在する場合、複数の前記一般式(11BX)で表される基は、互いに同一であるか又は異なり、
131及びL132は、それぞれ独立に、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の2価の複素環基であり、
前記一般式(11AX)及び前記一般式(11BX)中の*は、それぞれ、前記一般式(1X)中のベンズ[a]アントラセン環との結合位置を示す。)
前記一般式(1X)で表される化合物は、下記一般式(103X)で表されることも好ましい。
Figure 2023029747000174
(前記一般式(103X)において、
101~R110並びにR112は、それぞれ、前記一般式(1X)におけるR101~R110並びにR112と同義であり、
121~R131、L131及びL132は、それぞれ、前記一般式(11BX)におけるR121~R131、L131及びL132と同義である。)
前記一般式(1X)で表される化合物において、L131は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基であることも好ましい。
前記一般式(1X)で表される化合物において、L132は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基であることも好ましい。
前記一般式(1X)で表される化合物において、R101~R112のうち2つ以上が、前記一般式(11)で表される基であることも好ましい。
本前記一般式(1X)で表される化合物において、R101~R112のうち2つ以上が、前記一般式(11X)で表される基であり、一般式(11X)中のAr101は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基であることが好ましい。
前記一般式(1X)で表される化合物において、
Ar101は、置換もしくは無置換のベンズ[a]アントリル基ではなく、
101は、置換もしくは無置換のベンズ[a]アントリレン基ではなく、
前記一般式(11X)で表される基ではないR101~R110としての置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基は、置換もしくは無置換のベンズ[a]アントリル基ではないことも好ましい。
前記一般式(1X)で表される化合物において、前記一般式(11X)で表される基ではないR101~R112は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であることが好ましい。
前記一般式(1X)で表される化合物において、前記一般式(11X)で表される基ではないR101~R112は、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基であることが好ましい。
前記一般式(1X)で表される化合物において、前記一般式(11X)で表される基ではないR101~R112は、水素原子であることが好ましい。
・一般式(12X)で表される化合物
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の化合物は、下記一般式(12X)で表される化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000175
(前記一般式(12X)において、
1201~R1210のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、又は
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成し、
前記置換もしくは無置換の単環を形成せず、かつ及び前記置換もしくは無置換の縮合環を形成しないR1201~R1210は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
-C(=O)R801で表される基、
-COOR802で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基、又は
前記一般式(121)で表される基であり、
ただし、前記置換もしくは無置換の単環が置換基を有する場合の当該置換基、前記置換もしくは無置換の縮合環が置換基を有する場合の当該置換基、並びにR1201~R1210の少なくとも1つが、前記一般式(121)で表される基であり、
前記一般式(121)で表される基が複数存在する場合、複数の前記一般式(121)で表される基は、互いに同一であるか又は異なり、
1201は、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の2価の複素環基であり、
Ar1201は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
mx2は、0、1、2、3、4又は5であり、
1201が2以上存在する場合、2以上のL1201は、互いに同一であるか、又は異なり、
Ar1201が2以上存在する場合、2以上のAr1201は、互いに同一であるか、又は異なり、
前記一般式(121)中の*は、前記一般式(12X)で表される環との結合位置を示す。)
前記一般式(12X)において、R1201~R1210のうちの隣接する2つからなる組とは、R1201とR1202との組、R1202とR1203との組、R1203とR1204との組、R1204とR1205との組、R1205とR1206との組、R1207とR1208との組、R1208とR1209との組、並びにR1209とR1210との組である。
・一般式(13X)で表される化合物
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の化合物は、下記一般式(13X)で表される化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000176
(前記一般式(13X)において、
1301~R1310は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
-C(=O)R801で表される基、
-COOR802で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基、又は
前記一般式(131)で表される基であり、
ただし、R1301~R1310の少なくとも1つは、前記一般式(131)で表される基であり、
前記一般式(131)で表される基が複数存在する場合、複数の前記一般式(131)で表される基は、互いに同一であるか又は異なり、
1301は、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の2価の複素環基であり、
Ar1301は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
mx3は、0、1、2、3、4又は5であり、
1301が2以上存在する場合、2以上のL1301は、互いに同一であるか、又は異なり、
Ar1301が2以上存在する場合、2以上のAr1301は、互いに同一であるか、又は異なり、
前記一般式(131)中の*は、前記一般式(13X)中のフルオランテン環との結合位置を示す。)
本実施形態に係る有機EL素子において、前記一般式(131)で表される基ではないR1301~R1310のうち隣接する2つ以上からなる組は、いずれも、互いに結合しない。前記一般式(13X)において隣接する2つからなる組とは、R1301とR1302との組、R1302とR1303との組、R1303とR1304との組、R1304とR1305との組、R1305とR1306との組、R1307とR1308との組、R1308とR1309との組、並びにR1309とR1310との組である。
・一般式(14X)で表される化合物
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の化合物は、下記一般式(14X)で表される化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000177
(前記一般式(14X)において、
1401~R1410は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
-C(=O)R801で表される基、
-COOR802で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基、又は
前記一般式(141)で表される基であり、
ただし、R1401~R1410の少なくとも1つは、前記一般式(141)で表される基であり、
前記一般式(141)で表される基が複数存在する場合、複数の前記一般式(141)で表される基は、互いに同一であるか又は異なり、
1401は、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の2価の複素環基であり、
Ar1401は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
mx4は、0、1、2、3、4又は5であり、
1401が2以上存在する場合、2以上のL1401は、互いに同一であるか、又は異なり、
Ar1401が2以上存在する場合、2以上のAr1401は、互いに同一であるか、又は異なり、
前記一般式(141)中の*は、前記一般式(14X)で表される環との結合位置を示す。)
・一般式(15X)で表される化合物
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の化合物は、下記一般式(15X)で表される化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000178
(前記一般式(15X)において、
1501~R1514は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
-C(=O)R801で表される基、
-COOR802で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基、又は
前記一般式(151)で表される基であり、
ただし、R1501~R1514の少なくとも1つは、前記一般式(151)で表される基であり、
前記一般式(151)で表される基が複数存在する場合、複数の前記一般式(151)で表される基は、互いに同一であるか又は異なり、
1501は、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の2価の複素環基であり、
Ar1501は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
mx5は、0、1、2、3、4又は5であり、
1501が2以上存在する場合、2以上のL1501は、互いに同一であるか、又は異なり、
Ar1501が2以上存在する場合、2以上のAr1501は、互いに同一であるか、又は異なり、
前記一般式(151)中の*は、前記一般式(15X)で表される環との結合位置を示す。)
・一般式(16X)で表される化合物
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の化合物は、下記一般式(16X)で表される化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000179
(前記一般式(16X)において、
1601~R1614は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
-C(=O)R801で表される基、
-COOR802で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基、又は
前記一般式(161)で表される基であり、
ただし、R1601~R1614の少なくとも1つは、前記一般式(161)で表される基であり、
前記一般式(161)で表される基が複数存在する場合、複数の前記一般式(161)で表される基は、互いに同一であるか又は異なり、
1601は、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の2価の複素環基であり、
Ar1601は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
mx6は、0、1、2、3、4又は5であり、
1601が2以上存在する場合、2以上のL1601は、互いに同一であるか、又は異なり、
Ar1601が2以上存在する場合、2以上のAr1601は、互いに同一であるか、又は異なり、
前記一般式(161)中の*は、前記一般式(16X)で表される環との結合位置を示す。)
第一の化合物及び第二の化合物において、「置換もしくは無置換」と記載された基は、いずれも「無置換」の基であることが好ましい。
(第一の化合物の製造方法)
第一の化合物は、公知の方法により製造できる。また、第一の化合物は、公知の方法に倣い、目的物に合わせた既知の代替反応及び原料を用いることによっても、製造できる。
(第一の化合物の具体例)
第一の化合物の具体例としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。ただし、本発明は、これら第一の化合物の具体例に限定されない。
本明細書において、化合物の具体例中、Dは、重水素原子を示し、Meは、メチル基を示し、tBuは、tert-ブチル基を示し、Phは、フェニル基を示す。
Figure 2023029747000180
Figure 2023029747000181
Figure 2023029747000182
Figure 2023029747000183
Figure 2023029747000184
Figure 2023029747000185
Figure 2023029747000186
Figure 2023029747000187
Figure 2023029747000188
Figure 2023029747000189
Figure 2023029747000190
Figure 2023029747000191
Figure 2023029747000192
Figure 2023029747000193
Figure 2023029747000194
Figure 2023029747000195
Figure 2023029747000196
Figure 2023029747000197
Figure 2023029747000198
Figure 2023029747000199
Figure 2023029747000200
Figure 2023029747000201
Figure 2023029747000202
Figure 2023029747000203
Figure 2023029747000204
Figure 2023029747000205
Figure 2023029747000206
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Figure 2023029747000209
Figure 2023029747000210
Figure 2023029747000211
Figure 2023029747000212
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Figure 2023029747000249
Figure 2023029747000250
Figure 2023029747000251
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Figure 2023029747000253
Figure 2023029747000254
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Figure 2023029747000263
Figure 2023029747000264
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Figure 2023029747000268
Figure 2023029747000269
Figure 2023029747000270
Figure 2023029747000271
(第二のホスト材料)
本実施形態に係る有機EL素子において、第二のホスト材料は、アントラセン誘導体であることも好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、第二のホスト材料は、下記一般式(2)で表される第二の化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000272
(前記一般式(2)において、
201~R208は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
-C(=O)R801で表される基、
-COOR802で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
201及びL202は、それぞれ独立に、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の2価の複素環基であり、
Ar201及びAr202は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
(本実施形態に係る第二の化合物中、R901、R902、R903、R904、R905、R906、R907、R801及びR802は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
901が複数存在する場合、複数のR901は、互いに同一であるか又は異なり、
902が複数存在する場合、複数のR902は、互いに同一であるか又は異なり、
903が複数存在する場合、複数のR903は、互いに同一であるか又は異なり、
904が複数存在する場合、複数のR904は、互いに同一であるか又は異なり、
905が複数存在する場合、複数のR905は、互いに同一であるか又は異なり、
906が複数存在する場合、複数のR906は、互いに同一であるか又は異なり、
907が複数存在する場合、複数のR907は、互いに同一であるか又は異なり、
801が複数存在する場合、複数のR801は、互いに同一であるか又は異なり、
802が複数存在する場合、複数のR802は、互いに同一であるか又は異なる。)
本実施形態に係る有機EL素子において、
201~R208は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
-C(=O)R801で表される基、
-COOR802で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、又は
ニトロ基であり、
201及びL202は、それぞれ独立に、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の2価の複素環基であり、
Ar201及びAr202は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、
201及びL202は、それぞれ独立に、
単結合、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基であり、
Ar201及びAr202は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、
Ar201及びAr202は、それぞれ独立に、
フェニル基、
ナフチル基、
フェナントリル基、
ビフェニル基、
ターフェニル基、
ジフェニルフルオレニル基、
ジメチルフルオレニル基、
ベンゾジフェニルフルオレニル基、
ベンゾジメチルフルオレニル基、
ジベンゾフラニル基、
ジベンゾチエニル基、
ナフトベンゾフラニル基、又は
ナフトベンゾチエニル基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、前記一般式(2)で表される第二の化合物は、下記一般式(201)、一般式(202)、一般式(203)、一般式(204)、一般式(205)、一般式(206)、一般式(207)、一般式(208)又は一般式(209)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2023029747000273
Figure 2023029747000274
Figure 2023029747000275
Figure 2023029747000276
Figure 2023029747000277
Figure 2023029747000278
Figure 2023029747000279
Figure 2023029747000280
Figure 2023029747000281
(前記一般式(201)~(209)中、
201及びAr201は、前記一般式(2)におけるL201及びAr201と同義であり、
201~R208は、それぞれ独立に、前記一般式(2)におけるR201~R208と同義である。)
前記一般式(2)で表される第二の化合物は、下記一般式(221)、一般式(222)、一般式(223)、一般式(224)、一般式(225)、一般式(226)、一般式(227)、一般式(228)又は一般式(229)で表される化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000282
Figure 2023029747000283
Figure 2023029747000284
Figure 2023029747000285
Figure 2023029747000286
Figure 2023029747000287
Figure 2023029747000288
Figure 2023029747000289
Figure 2023029747000290
(前記一般式(221)、一般式(222)、一般式(223)、一般式(224)、一般式(225)、一般式(226)、一般式(227)、一般式(228)及び一般式(229)において、
201並びにR203~R208は、それぞれ独立に、前記一般式(2)におけるR201並びにR203~R208と同義であり、
201及びAr201は、それぞれ、前記一般式(2)におけるL201及びAr201と同義であり、
203は、前記一般式(2)におけるL201と同義であり、
203とL201は、互いに同一であるか、又は異なり、
Ar203は、前記一般式(2)におけるAr201と同義であり、
Ar203とAr201は、互いに同一であるか、又は異なる。)
前記一般式(2)で表される第二の化合物は、下記一般式(241)、一般式(242)、一般式(243)、一般式(244)、一般式(245)、一般式(246)、一般式(247)、一般式(248)又は一般式(249)で表される化合物であることも好ましい。
Figure 2023029747000291
Figure 2023029747000292
Figure 2023029747000293
Figure 2023029747000294
Figure 2023029747000295
Figure 2023029747000296
Figure 2023029747000297
Figure 2023029747000298
Figure 2023029747000299
(前記一般式(241)、一般式(242)、一般式(243)、一般式(244)、一般式(245)、一般式(246)、一般式(247)、一般式(248)及び一般式(249)において、
201、R202並びにR204~R208は、それぞれ独立に、前記一般式(2)におけるR201、R202並びにR204~R208と同義であり、
201及びAr201は、それぞれ、前記一般式(2)におけるL201及びAr201と同義であり、
203は、前記一般式(2)におけるL201と同義であり、
203とL201は、互いに同一であるか、又は異なり、
Ar203は、前記一般式(2)におけるAr201と同義であり、
Ar203とAr201は、互いに同一であるか、又は異なる。)
前記一般式(2)で表される第二の化合物中、前記一般式(21)で表される基ではないR201~R208は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、又は
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基であることが好ましい。
101は、
単結合、又は
無置換の環形成炭素数6~22のアリーレン基であり、
Ar101は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~22のアリール基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、前記一般式(2)で表される第二の化合物中、アントラセン骨格の置換基であるR201~R208は、分子間の相互作用が抑制されることを防ぎ、電子移動度の低下を抑制する点から、水素原子であることが好ましいが、R201~R208は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基でもよい。
201~R208がアルキル基及びシクロアルキル基等のかさ高い置換基となった場合、分子間の相互作用が抑制され、第一のホスト材料に対し電子移動度が低下し、前記数式(数33)に記載のμe(H1)<μe(H2)の関係を満たさなくなるおそれがある。第二の化合物を第二の発光層に用いた場合には、μe(H1)<μe(H2)の関係を満たす事で第一の発光層でのホールと電子との再結合能の低下、及び発光効率の低下を抑制することが期待できる。なお、置換基としては、ハロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、-O-(R904)で表される基、-S-(R905)で表される基、-N(R906)(R907)で表される基、アラルキル基、-C(=O)R801で表される基、-COOR802で表される基、ハロゲン原子、シアノ基、及びニトロ基がかさ高くなるおそれがあり、アルキル基、及びシクロアルキル基がさらにかさ高くなるおそれがある。
前記一般式(2)で表される第二の化合物中、アントラセン骨格の置換基であるR201~R208は、かさ高い置換基ではないことが好ましく、アルキル基及びシクロアルキル基ではないことが好ましく、アルキル基、シクロアルキル基、ハロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、-O-(R904)で表される基、-S-(R905)で表される基、-N(R906)(R907)で表される基、アラルキル基、-C(=O)R801で表される基、-COOR802で表される基、ハロゲン原子、シアノ基、及びニトロ基ではないことがより好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、前記一般式(2)で表される第二の化合物中、R201~R208は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、又は-Si(R901)(R902)(R903)で表される基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、前記一般式(2)で表される第二の化合物中、R201~R208は、水素原子であることが好ましい。
第二の化合物中、R201~R208における「置換もしくは無置換の」という場合における置換基は、前述のかさ高くなるおそれのある置換基、特に置換もしくは無置換のアルキル基、及び置換もしくは無置換のシクロアルキル基を含まないことも好ましい。R201~R208における「置換もしくは無置換の」という場合における置換基が、置換もしくは無置換のアルキル基、及び置換もしくは無置換のシクロアルキル基を含まないことにより、アルキル基及びシクロアルキル基等のかさ高い置換基が存在する事による分子間の相互作用が抑制されるのを防ぎ、電子移動度の低下を防ぐことができ、また、このような第二の化合物を第二の発光層に用いた場合には、第一の発光層でのホールと電子との再結合能の低下、及び発光効率の低下を抑制できる。
アントラセン骨格の置換基であるR201~R208がかさ高い置換基ではなく、置換基としてのR201~R208は、無置換であることがさらに好ましい。また、アントラセン骨格の置換基であるR201~R208がかさ高い置換基ではない場合において、かさ高くない置換基としてのR201~R208に置換基が結合する場合、当該置換基もかさ高い置換基ではないことが好ましく、置換基としてのR201~R208に結合する当該置換基は、アルキル基及びシクロアルキル基ではないことが好ましく、アルキル基、シクロアルキル基、ハロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、-O-(R904)で表される基、-S-(R905)で表される基、-N(R906)(R907)で表される基、アラルキル基、-C(=O)R801で表される基、-COOR802で表される基、ハロゲン原子、シアノ基、及びニトロ基ではないことがより好ましい。
前記第二の化合物において、「置換もしくは無置換」と記載された基は、いずれも「無置換」の基であることが好ましい。
本実施形態に係る有機EL素子において、例えば、前記一般式(2)で表される第二の化合物中のAr201は置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基である。
本実施形態に係る有機EL素子において、例えば、前記一般式(2)で表される第二の化合物中のAr201は無置換のジベンゾフラニル基である。
本実施形態に係る有機EL素子において、例えば、前記一般式(2)で表される第二の化合物中は少なくとも1つの水素を有し、前記水素のうち少なくとも1つが重水素である。
本実施形態に係る有機EL素子において、例えば、前記一般式(2)で表される第二の化合物中のL201はTEMP-63ないしTEMP-68である。
Figure 2023029747000300
本実施形態に係る有機EL素子において、例えば、前記一般式(2)で表される第二の化合物中のAr201は置換もしくは無置換の
アントリル基、
ベンゾアントリル基、
フェナントリル基、
ベンゾフェナントリル基、
フェナレニル基、
ピレニル基、
クリセニル基、
ベンゾクリセニル基、
トリフェニレニル基、
ベンゾトリフェニレニル基、
テトラセニル基、
ペンタセニル基、
フルオランテニル基、
ベンゾフルオランテニル基、及び
ペリレニル基からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。
本実施形態に係る有機EL素子において、例えば、前記一般式(2)で表される第二の化合物中のAr201は置換もしくは無置換のフルオレニル基である。
本実施形態に係る有機EL素子において、例えば、前記一般式(2)で表される第二の化合物中のAr201は置換もしくは無置換のキサンテニル基である。
本実施形態に係る有機EL素子において、例えば、前記一般式(2)で表される第二の化合物中のAr201はベンゾキサンテニル基である。
(第二の化合物の製造方法)
第二の化合物は、公知の方法により製造できる。また、第二の化合物は、公知の方法に倣い、目的物に合わせた既知の代替反応及び原料を用いることによっても、製造できる。
(第二の化合物の具体例)
第二の化合物の具体例としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。ただし、本発明は、これら第二の化合物の具体例に限定されない。
Figure 2023029747000301
Figure 2023029747000302
Figure 2023029747000303
Figure 2023029747000304
Figure 2023029747000305
Figure 2023029747000306
Figure 2023029747000307
Figure 2023029747000308
Figure 2023029747000309
Figure 2023029747000310
Figure 2023029747000311
Figure 2023029747000312
Figure 2023029747000313
Figure 2023029747000314
Figure 2023029747000315
Figure 2023029747000316
Figure 2023029747000317
Figure 2023029747000318
Figure 2023029747000319
Figure 2023029747000320
Figure 2023029747000321
Figure 2023029747000322
Figure 2023029747000323
Figure 2023029747000324
Figure 2023029747000325
Figure 2023029747000326
Figure 2023029747000327
Figure 2023029747000328
Figure 2023029747000329
Figure 2023029747000330
Figure 2023029747000331
Figure 2023029747000332
Figure 2023029747000333
Figure 2023029747000334
Figure 2023029747000335
Figure 2023029747000336
Figure 2023029747000337
Figure 2023029747000338
Figure 2023029747000339
Figure 2023029747000340
Figure 2023029747000341
Figure 2023029747000342
Figure 2023029747000343
(第一の発光性化合物、第二の発光性化合物及び第三の発光性化合物)
本実施形態に係る有機EL素子において、第一の発光性化合物、第二の発光性化合物及び第三の発光性化合物としては、例えば、下記第三の化合物、及び下記第四の化合物等が挙げられる。第三の化合物及び第四の化合物は、それぞれ独立に、下記一般式(3)で表される化合物、下記一般式(4)で表される化合物、下記一般式(5)で表される化合物、下記一般式(6)で表される化合物、下記一般式(7)で表される化合物、下記一般式(8)で表される化合物、下記一般式(9)で表される化合物、及び下記一般式(10)で表される化合物からなる群から選択される1以上の化合物である。
(一般式(3)で表される化合物)
一般式(3)で表される化合物について説明する。
Figure 2023029747000344
(前記一般式(3)において、
301~R310のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
301~R310の少なくとも1つは下記一般式(31)で表される1価の基であり、
前記単環を形成せず、前記縮合環を形成せず、かつ下記一般式(31)で表される1価の基ではないR301~R310は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
Figure 2023029747000345
(前記一般式(31)において、
Ar301及びAr302は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
301~L303は、それぞれ独立に、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の2価の複素環基であり、
*は、前記一般式(3)中のピレン環における結合位置を示す。)
第三の化合物及び第四の化合物中、R901、R902、R903、R904、R905、R906及びR907は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基であり、
901が複数存在する場合、複数のR901は、互いに同一であるか又は異なり、
902が複数存在する場合、複数のR902は、互いに同一であるか又は異なり、
903が複数存在する場合、複数のR903は、互いに同一であるか又は異なり、
904が複数存在する場合、複数のR904は、互いに同一であるか又は異なり、
905が複数存在する場合、複数のR905は、互いに同一であるか又は異なり、
906が複数存在する場合、複数のR906は、互いに同一であるか又は異なり、
907が複数存在する場合、複数のR907は、互いに同一であるか又は異なる。
前記一般式(3)において、R301~R310のうち2つが前記一般式(31)で表される基であることが好ましい。
一実施形態において、前記一般式(3)で表される化合物は、下記一般式(33)で表される化合物である。
Figure 2023029747000346
(前記一般式(33)において、
311~R318は、それぞれ独立に、前記一般式(3)における、前記一般式(31)で表される1価の基ではないR301~R310と同義であり、
311~L316は、それぞれ独立に、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の2価の複素環基であり、
Ar312、Ar313、Ar315及びAr316は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
前記一般式(31)において、L301は、単結合であることが好ましく、L302及びL303は単結合であることが好ましい。
一実施形態において、前記一般式(3)で表される化合物は、下記一般式(34)又は一般式(35)で表される。
Figure 2023029747000347
(前記一般式(34)において、
311~R318は、それぞれ独立に、前記一般式(3)における、前記一般式(31)で表される1価の基ではないR301~R310と同義であり、
312、L313、L315及びL316は、それぞれ独立に、前記一般式(33)におけるL312、L313、L315及びL316と同義であり、
Ar312、Ar313、Ar315及びAr316は、それぞれ独立に、前記一般式(33)におけるAr312、Ar313、Ar315及びAr316と同義である。)
Figure 2023029747000348
(前記一般式(35)において、
311~R318は、それぞれ独立に、前記一般式(3)における、前記一般式(31)で表される1価の基ではないR301~R310と同義であり、
Ar312、Ar313、Ar315及びAr316は、それぞれ独立に、前記一般式(33)におけるAr312、Ar313、Ar315及びAr316と同義である。)
前記一般式(31)において、好ましくは、Ar301及びAr302のうち少なくとも1つが下記一般式(36)で表される基である。
前記一般式(33)~一般式(35)において、好ましくは、Ar312及びAr313のうち少なくとも1つが下記一般式(36)で表される基である。
前記一般式(33)~一般式(35)において、好ましくは、Ar315及びAr316のうち少なくとも1つが下記一般式(36)で表される基である。
Figure 2023029747000349
(前記一般式(36)において、
は、酸素原子又は硫黄原子を示し、
321~R327のうち隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
前記単環を形成せず、かつ前記縮合環を形成しないR321~R327は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
*は、L302、L303、L312、L313、L315又はL316との結合位置を示す。)
は、酸素原子であることが好ましい。
321~R327のうち少なくとも1つは、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であることが好ましい。
前記一般式(31)において、Ar301が前記一般式(36)で表される基であり、Ar302が置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基であることが好ましい。
前記一般式(33)~一般式(35)において、Ar312が前記一般式(36)で表される基であり、Ar313が置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基であることが好ましい。
前記一般式(33)~一般式(35)において、Ar315が前記一般式(36)で表される基であり、Ar316が置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基であることが好ましい。
一実施形態において、前記一般式(3)で表される化合物は、下記一般式(37)で表される。
Figure 2023029747000350
(前記一般式(37)において、
311~R318は、それぞれ独立に、前記一般式(3)における、前記一般式(31)で表される1価の基ではないR301~R310と同義であり、
321~R327のうち隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
341~R347のうち隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
前記単環を形成せず、かつ前記縮合環を形成しないR321~R327並びにR341~R347は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
331~R335並びにR351~R355は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
前記一般式(3)で表される化合物としては、例えば、以下に示す化合物が具体例として挙げられる。
Figure 2023029747000351
Figure 2023029747000352
Figure 2023029747000353
Figure 2023029747000354
Figure 2023029747000355
(一般式(4)で表される化合物)
一般式(4)で表される化合物について説明する。
Figure 2023029747000356
(前記一般式(4)において、
Zは、それぞれ独立に、CRa又は窒素原子であり、
A1環及びA2環は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50の芳香族炭化水素環、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環であり、
Raが複数存在する場合、複数のRaのうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
n21及びn22は、それぞれ独立に、0、1、2、3又は4であり、
Rbが複数存在する場合、複数のRbのうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
Rcが複数存在する場合、複数のRcのうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
前記単環を形成せず、かつ前記縮合環を形成しないRa、Rb及びRcは、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
A1環及びA2環の「芳香族炭化水素環」は、上述した「アリール基」に水素原子を導入した化合物と同じ構造である。
A1環及びA2環の「芳香族炭化水素環」は、前記一般式(4)中央の縮合2環構造上の炭素原子2つを環形成原子として含む。
「置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50の芳香族炭化水素環」の具体例としては、具体例群G1に記載の「アリール基」に水素原子を導入した化合物等が挙げられる。
A1環及びA2環の「複素環」は、上述した「複素環基」に水素原子を導入した化合物と同じ構造である。
A1環及びA2環の「複素環」は、前記一般式(4)中央の縮合2環構造上の炭素原子2つを環形成原子として含む。
「置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環」の具体例としては、具体例群G2に記載の「複素環基」に水素原子を導入した化合物等が挙げられる。
Rbは、A1環としての芳香族炭化水素環を形成する炭素原子のいずれか、又は、A1環としての複素環を形成する原子のいずれかに結合する。
Rcは、A2環としての芳香族炭化水素環を形成する炭素原子のいずれか、又は、A2環としての複素環を形成する原子のいずれかに結合する。
Ra、Rb及びRcのうち、少なくとも1つが、下記一般式(4a)で表される基であることが好ましく、少なくとも2つが、下記一般式(4a)で表される基であることがより好ましい。
Figure 2023029747000357
(前記一般式(4a)において、
401は、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の2価の複素環基であり、
Ar401は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基、又は
下記一般式(4b)で表される基である。)
Figure 2023029747000358
(前記一般式(4b)において、
402及びL403は、それぞれ独立に、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の2価の複素環基であり、
Ar402及びAr403からなる組は、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
前記単環を形成せず、かつ前記縮合環を形成しないAr402及びAr403は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
一実施形態において、前記一般式(4)で表される化合物は下記一般式(42)で表される。
Figure 2023029747000359
(前記一般式(42)において、
401~R411のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
前記単環を形成せず、かつ前記縮合環を形成しないR401~R411は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
401~R411のうち、少なくとも1つが、前記一般式(4a)で表される基であることが好ましく、少なくとも2つ前記一般式(4a)で表される基であることがより好ましい。
404及びR411が前記一般式(4a)で表される基であることが好ましい。
一実施形態において、前記一般式(4)で表される化合物は、A1環に下記一般式(4-1)又は一般式(4-2)で表される構造が結合した化合物である。
また、一実施形態において、前記一般式(42)で表される化合物は、R404~R407が結合する環に下記一般式(4-1)又は一般式(4-2)で表される構造が結合した化合物である。
Figure 2023029747000360
(前記一般式(4-1)において、2つの*は、それぞれ独立に、前記一般式(4)のA1環としての芳香族炭化水素環の環形成炭素原子もしくは複素環の環形成原子と結合するか、又は前記一般式(42)のR404~R407のいずれかと結合し、
前記一般式(4-2)の3つの*は、それぞれ独立に、前記一般式(4)のA1環としての芳香族炭化水素環の環形成炭素原子もしくは複素環の環形成原子と結合するか、又は前記一般式(42)のR404~R407のいずれかと結合し、
421~R427のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
431~R438のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
前記単環を形成せず、かつ前記縮合環を形成しないR421~R427並びにR431~R438は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
一実施形態においては、前記一般式(4)で表される化合物は、下記一般式(41-3)、一般式(41-4)又は一般式(41-5)で表される化合物である。
Figure 2023029747000361
Figure 2023029747000362
Figure 2023029747000363
(前記一般式(41-3)、式(41-4)及び式(41-5)中、
A1環は、前記一般式(4)で定義した通りであり、
421~R427は、それぞれ独立に、前記一般式(4-1)におけるR421~R427と同義であり、
440~R448は、それぞれ独立に、前記一般式(42)におけるR401~R411と同義である。)
一実施形態においては、前記一般式(41-5)のA1環としての置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50の芳香族炭化水素環は、
置換もしくは無置換のナフタレン環、又は
置換もしくは無置換のフルオレン環である。
一実施形態においては、前記一般式(41-5)のA1環としての置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環は、
置換もしくは無置換のジベンゾフラン環、
置換もしくは無置換のカルバゾール環、又は
置換もしくは無置換のジベンゾチオフェン環である。
一実施形態においては、前記一般式(4)又は前記一般式(42)で表される化合物は、下記一般式(461)~一般式(467)で表される化合物からなる群から選択される。
Figure 2023029747000364
Figure 2023029747000365
Figure 2023029747000366
Figure 2023029747000367
Figure 2023029747000368
(前記一般式(461)、一般式(462)、一般式(463)、一般式(464)、一般式(465)、一般式(466)及び一般式(467)中、
421~R427は、それぞれ独立に、前記一般式(4-1)におけるR421~R427と同義であり、
431~R438は、それぞれ独立に、前記一般式(4-2)におけるR431~R438と同義であり、
440~R448並びにR451~R454は、それぞれ独立に、前記一般式(42)におけるR401~R411と同義であり、
は、酸素原子、NR801、又はC(R802)(R803)であり、
801、R802及びR803は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基であり、
801が複数存在する場合、複数のR801は、互いに同一であるか又は異なり、
802が複数存在する場合、複数のR802は、互いに同一であるか又は異なり、
803が複数存在する場合、複数のR803は、互いに同一であるか又は異なる。)
一実施形態において、前記一般式(42)で表される化合物は、R401~R411のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、又は互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成し、当該実施形態について、以下一般式(45)で表される化合物として詳述する。
(一般式(45)で表される化合物)
一般式(45)で表される化合物について説明する。
Figure 2023029747000369
(前記一般式(45)において、
461とR462とからなる組、R462とR463とからなる組、R464とR465とからなる組、R465とR466とからなる組、R466とR467とからなる組、R468とR469とからなる組、R469とR470とからなる組、及び、R470とR471とからなる組からなる群から選択される組のうち2以上は、互いに結合して、置換もしくは無置換の単環又は置換もしくは無置換の縮合環を形成し、
ただし、
461とR462とからなる組及びR462とR463とからなる組;
464とR465とからなる組及びR465とR466とからなる組;
465とR466とからなる組及びR466とR467とからなる組;
468とR469とからなる組及びR469とR470とからなる組;並びに
469とR470とからなる組及びR470とR471とからなる組が、同時に環を形成することはなく、
461~R471が形成する2つ以上の環は、互いに同一であるか、又は異なり、
前記単環を形成せず、かつ前記縮合環を形成しないR461~R471は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)、-N(R906)(R907)で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
前記一般式(45)において、RとRn+1(nは461、462、464~466、及び468~470から選ばれる整数を表す)は互いに結合して、RとRn+1が結合する2つの環形成炭素原子と共に、置換もしくは無置換の単環又は置換もしくは無置換の縮合環を形成する。当該環は、好ましくは、炭素原子、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子からなる群から選択される原子で構成され、当該環の原子数は、好ましくは3~7であり、より好ましくは5又は6である。
前記一般式(45)で表される化合物における上記の環構造の数は、例えば、2つ、3つ、又は4つである。2つ以上の環構造は、それぞれ前記一般式(45)の母骨格上の同一のベンゼン環上に存在してもよいし、異なるベンゼン環上に存在してもよい。例えば、環構造を3つ有する場合、前記一般式(45)の3つのベンゼン環のそれぞれに1つずつ環構造が存在してもよい。
前記一般式(45)で表される化合物における上記の環構造としては、例えば、下記一般式(451)~(460)で表される構造等が挙げられる。
Figure 2023029747000370
(前記一般式(451)~(457)において、
*1と*2、*3と*4、*5と*6、*7と*8、*9と*10、*11と*12及び*13と*14のそれぞれは、RとRn+1が結合する前記2つの環形成炭素原子を表し、
が結合する環形成炭素原子は、*1と*2、*3と*4、*5と*6、*7と*8、*9と*10、*11と*12及び*13と*14が表す2つの環形成炭素原子のどちらであってもよく、
45は、C(R4512)(R4513)、NR4514、酸素原子又は硫黄原子であり、
4501~R4506及びR4512~R4513のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
前記単環を形成せず、かつ前記縮合環を形成しないR4501~R4514は、それぞれ独立に、前記一般式(45)におけるR461~R471と同義である。)
Figure 2023029747000371
(前記一般式(458)~(460)において、
*1と*2、及び*3と*4のそれぞれは、RとRn+1が結合する前記2つの環形成炭素原子を表し、
が結合する環形成炭素原子は、*1と*2、又は*3と*4が表す2つの環形成炭素原子のどちらであってもよく、
45は、C(R4512)(R4513)、NR4514、酸素原子又は硫黄原子であり、
4512~R4513及びR4515~R4525のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
前記単環を形成せず、かつ前記縮合環を形成しないR4512~R4513、R4515~R4521及びR4522~R4525、並びにR4514は、それぞれ独立に、前記一般式(45)におけるR461~R471と同義である。)
前記一般式(45)において、R462、R464、R465、R470及びR471の少なくとも1つ(好ましくは、R462、R465及びR470の少なくとも1つ、さらに好ましくはR462)が、環構造を形成しない基であると好ましい。
(i)前記一般式(45)において、RとRn+1により形成される環構造が置換基を有する場合の置換基、
(ii)前記一般式(45)において、環構造を形成しないR461~R471、及び
(iii)式(451)~(460)におけるR4501~R4514、R4515~R4525は、好ましくは、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-N(R906)(R907)で表される基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基、又は
下記一般式(461)~一般式(464)で表される基からなる群から選択される基のいずれかである。
Figure 2023029747000372
(前記一般式(461)~(464)中、
は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
46は、C(R801)(R802)、NR803、酸素原子又は硫黄原子であり、
801、R802及びR803は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基であり、
801が複数存在する場合、複数のR801は、互いに同一であるか又は異なり、
802が複数存在する場合、複数のR802は、互いに同一であるか又は異なり、
803が複数存在する場合、複数のR803は、互いに同一であるか又は異なり、
p1は、5であり、
p2は、4であり、
p3は、3であり、
p4は、7であり、
前記一般式(461)~(464)中の*は、それぞれ独立に、環構造との結合位置を示す。)
第三の化合物及び第四の化合物において、R901~R907は、前述のように定義した通りである。
一実施形態において、前記一般式(45)で表される化合物は、下記一般式(45-1)~(45-6)のいずれかで表される。
Figure 2023029747000373
Figure 2023029747000374
(前記一般式(45-1)~(45-6)において、
環d~iは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の単環又は置換もしくは無置換の縮合環であり、
461~R471は、それぞれ独立に、前記一般式(45)におけるR461~R471と同義である。)
一実施形態において、前記一般式(45)で表される化合物は、下記一般式(45-7)~(45-12)のいずれかで表される。
Figure 2023029747000375
Figure 2023029747000376
(前記一般式(45-7)~(45-12)において、
環d~f、k、jは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の単環又は置換もしくは無置換の縮合環であり、
461~R471は、それぞれ独立に、前記一般式(45)におけるR461~R471と同義である。)
一実施形態において、前記一般式(45)で表される化合物は、下記一般式(45-13)~(45-21)のいずれかで表される。
Figure 2023029747000377
Figure 2023029747000378
Figure 2023029747000379
(前記一般式(45-13)~(45-21)において、
環d~kは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の単環又は置換もしくは無置換の縮合環であり、
461~R471は、それぞれ独立に、前記一般式(45)におけるR461~R471と同義である。)
前記環g又は前記環hがさらに置換基を有する場合の置換基としては、例えば、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、
前記一般式(461)で表される基、
前記一般式(463)で表される基、又は
前記一般式(464)で表される基が挙げられる。
一実施形態において、前記一般式(45)で表される化合物は、下記一般式(45-22)~(45-25)のいずれかで表される。
Figure 2023029747000380
(前記一般式(45-22)~(45-25)において、
46及びX47は、それぞれ独立に、C(R801)(R802)、NR803、酸素原子又は硫黄原子であり、
461~R471並びにR481~R488は、それぞれ独立に、前記一般式(45)におけるR461~R471と同義である。
801、R802及びR803は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基であり、
801が複数存在する場合、複数のR801は、互いに同一であるか又は異なり、
802が複数存在する場合、複数のR802は、互いに同一であるか又は異なり、
803が複数存在する場合、複数のR803は、互いに同一であるか又は異なる。)
一実施形態において、前記一般式(45)で表される化合物は、下記一般式(45-26)で表される。
Figure 2023029747000381
(前記一般式(45-26)において、
46は、C(R801)(R802)、NR803、酸素原子又は硫黄原子であり、
463、R464、R467、R468、R471、及びR481~R492は、それぞれ独立に、前記一般式(45)におけるR461~R471と同義である。
801、R802及びR803は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基であり、
801が複数存在する場合、複数のR801は、互いに同一であるか又は異なり、
802が複数存在する場合、複数のR802は、互いに同一であるか又は異なり、
803が複数存在する場合、複数のR803は、互いに同一であるか又は異なる。)
前記一般式(4)で表される化合物としては、例えば、以下に示す化合物が具体例として挙げられる。下記具体例中、Phは、フェニル基を示し、Dは、重水素原子を示す。
Figure 2023029747000382
Figure 2023029747000383
Figure 2023029747000384
Figure 2023029747000385
Figure 2023029747000386
Figure 2023029747000387
Figure 2023029747000388
Figure 2023029747000389
Figure 2023029747000390
Figure 2023029747000391
(一般式(5)で表される化合物)
一般式(5)で表される化合物について説明する。一般式(5)で表される化合物は、上述した一般式(41-3)で表される化合物に対応する化合物である。
Figure 2023029747000392
(前記一般式(5)において、
501~R507及びR511~R517のうち隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
前記単環を形成せず、かつ前記縮合環を形成しないR501~R507及びR511~R517は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。
521及びR522は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
「R501~R507及びR511~R517のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組」は、例えば、R501とR502からなる組、R502とR503からなる組、R503とR504からなる組、R505とR506からなる組、R506とR507からなる組、R501とR502とR503からなる組等の組合せである。
一実施形態において、R501~R507及びR511~R517の少なくとも1つ、好ましくは2つが-N(R906)(R907)で表される基である。
一実施形態においては、R501~R507及びR511~R517は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。
一実施形態においては、前記一般式(5)で表される化合物は、下記一般式(52)で表される化合物である。
Figure 2023029747000393
(前記一般式(52)において、
531~R534及びR541~R544のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
前記単環を形成せず、かつ前記縮合環を形成しないR531~R534、R541~R544、並びにR551及びR552は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
561~R564は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
一実施形態においては、前記一般式(5)で表される化合物は、下記一般式(53)で表される化合物である。
Figure 2023029747000394
(前記一般式(53)において、R551、R552及びR561~R564は、それぞれ独立に、前記一般式(52)におけるR551、R552及びR561~R564と同義である。)
一実施形態においては、前記一般式(52)及び一般式(53)におけるR561~R564は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基(好ましくはフェニル基)である。
一実施形態においては、前記一般式(5)におけるR521及びR522、前記一般式(52)及び一般式(53)におけるR551及びR552は、水素原子である。
一実施形態においては、前記一般式(5)、一般式(52)及び一般式(53)における、「置換もしくは無置換の」という場合における置換基は、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。
前記一般式(5)で表される化合物としては、例えば、以下に示す化合物が具体例として挙げられる。
Figure 2023029747000395
Figure 2023029747000396
Figure 2023029747000397
Figure 2023029747000398
Figure 2023029747000399
Figure 2023029747000400
Figure 2023029747000401
Figure 2023029747000402
Figure 2023029747000403
Figure 2023029747000404
Figure 2023029747000405
Figure 2023029747000406
Figure 2023029747000407
Figure 2023029747000408
Figure 2023029747000409
Figure 2023029747000410
Figure 2023029747000411
(一般式(6)で表される化合物)
一般式(6)で表される化合物について説明する。
Figure 2023029747000412
(前記一般式(6)において、
a環、b環及びc環は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50の芳香族炭化水素環、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環であり、
601及びR602は、それぞれ独立に、前記a環、b環又はc環と結合して、置換もしくは無置換の複素環を形成するか、あるいは置換もしくは無置換の複素環を形成せず、
前記置換もしくは無置換の複素環を形成しないR601及びR602は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
a環、b環及びc環は、ホウ素原子及び2つの窒素原子から構成される前記一般式(6)中央の縮合2環構造に縮合する環(置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50の芳香族炭化水素環、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環)である。
a環、b環及びc環の「芳香族炭化水素環」は、上述した「アリール基」に水素原子を導入した化合物と同じ構造である。
a環の「芳香族炭化水素環」は、前記一般式(6)中央の縮合2環構造上の炭素原子3つを環形成原子として含む。
b環及びc環の「芳香族炭化水素環」は、前記一般式(6)中央の縮合2環構造上の炭素原子2つを環形成原子として含む。
「置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50の芳香族炭化水素環」の具体例としては、具体例群G1に記載の「アリール基」に水素原子を導入した化合物等が挙げられる。
a環、b環及びc環の「複素環」は、上述した「複素環基」に水素原子を導入した化合物と同じ構造である。
a環の「複素環」は、前記一般式(6)中央の縮合2環構造上の炭素原子3つを環形成原子として含む。b環及びc環の「複素環」は、前記一般式(6)中央の縮合2環構造上の炭素原子2つを環形成原子として含む。「置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環」の具体例としては、具体例群G2に記載の「複素環基」に水素原子を導入した化合物等が挙げられる。
601及びR602は、それぞれ独立に、a環、b環又はc環と結合して、置換もしくは無置換の複素環を形成してもよい。この場合における複素環は、前記一般式(6)中央の縮合2環構造上の窒素原子を含む。この場合における複素環は、窒素原子以外のヘテロ原子を含んでいてもよい。R601及びR602がa環、b環又はc環と結合するとは、具体的には、a環、b環又はc環を構成する原子とR601及びR602を構成する原子が結合することを意味する。例えば、R601がa環と結合して、R601を含む環とa環が縮合した2環縮合(又は3環縮合以上)の含窒素複素環を形成してもよい。当該含窒素複素環の具体例としては、具体例群G2のうち、窒素を含む2環縮合以上の複素環基に対応する化合物等が挙げられる。
601がb環と結合する場合、R602がa環と結合する場合、及びR602がc環と結合する場合も上記と同じである。
一実施形態において、前記一般式(6)におけるa環、b環及びc環は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50の芳香族炭化水素環である。
一実施形態において、前記一般式(6)におけるa環、b環及びc環は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のベンゼン環又はナフタレン環である。
一実施形態において、前記一般式(6)におけるR601及びR602は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
好ましくは置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基である。
一実施形態において、前記一般式(6)で表される化合物は下記一般式(62)で表される化合物である。
Figure 2023029747000413
(前記一般式(62)において、
601Aは、R611及びR621からなる群から選択される1以上と結合して、置換もしくは無置換の複素環を形成するか、あるいは置換もしくは無置換の複素環を形成せず、
602Aは、R613及びR614からなる群から選択される1以上と結合して、置換もしくは無置換の複素環を形成するか、あるいは置換もしくは無置換の複素環を形成せず、
前記置換もしくは無置換の複素環を形成しないR601A及びR602Aは、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
611~R621のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
前記置換もしくは無置換の複素環を形成せず、前記単環を形成せず、かつ前記縮合環を形成しないR611~R621は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
前記一般式(62)のR601A及びR602Aは、それぞれ、前記一般式(6)のR601及びR602に対応する基である。
例えば、R601AとR611が結合して、これらを含む環とa環に対応するベンゼン環が縮合した2環縮合(又は3環縮合以上)の含窒素複素環を形成してもよい。当該含窒素複素環の具体例としては、具体例群G2のうち、窒素を含む2環縮合以上の複素環基に対応する化合物等が挙げられる。R601AとR621が結合する場合、R602AとR613が結合する場合、及びR602AとR614が結合する場合も上記と同じである。
611~R621のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、又は
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成してもよい。
例えば、R611とR612が結合して、これらが結合する6員環に対して、ベンゼン環、インドール環、ピロール環、ベンゾフラン環又はベンゾチオフェン環等が縮合した構造を形成してもよく、形成された縮合環は、ナフタレン環、カルバゾール環、インドール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環となる。
一実施形態において、環形成に寄与しないR611~R621は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。
一実施形態において、環形成に寄与しないR611~R621は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。
一実施形態において、環形成に寄与しないR611~R621は、それぞれ独立に、
水素原子、又は
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基である。
一実施形態において、環形成に寄与しないR611~R621は、それぞれ独立に、
水素原子、又は
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基であり、
611~R621のうち少なくとも1つは、置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基である。
一実施形態において、前記一般式(62)で表される化合物は、下記一般式(63)で表される化合物である。
Figure 2023029747000414
(前記一般式(63)において、
631は、R646と結合して、置換もしくは無置換の複素環を形成するか、あるいは置換もしくは無置換の複素環を形成せず、
633は、R647と結合して、置換もしくは無置換の複素環を形成するか、あるいは置換もしくは無置換の複素環を形成せず、
634は、R651と結合して、置換もしくは無置換の複素環を形成するか、あるいは置換もしくは無置換の複素環を形成せず、
641は、R642と結合して、置換もしくは無置換の複素環を形成するか、あるいは置換もしくは無置換の複素環を形成せず、
631~R651のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
前記置換もしくは無置換の複素環を形成せず、前記単環を形成せず、かつ前記縮合環を形成しないR631~R651は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
631は、R646と結合して、置換もしくは無置換の複素環を形成してもよい。例えば、R631とR646が結合して、R646が結合するベンゼン環と、Nを含む環と、a環に対応するベンゼン環とが縮合した3環縮合以上の含窒素複素環を形成してもよい。当該含窒素複素環の具体例としては、具体例群G2のうち、窒素を含む3環縮合以上の複素環基に対応する化合物等が挙げられる。R633とR647が結合する場合、R634とR651が結合する場合、及びR641とR642が結合する場合も上記と同じである。
一実施形態において、環形成に寄与しないR631~R651は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。
一実施形態において、環形成に寄与しないR631~R651は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。
一実施形態において、環形成に寄与しないR631~R651は、それぞれ独立に、
水素原子、又は
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基である。
一実施形態において、環形成に寄与しないR631~R651は、それぞれ独立に、
水素原子、又は
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基であり、
631~R651のうち少なくとも1つは置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基である。
一実施形態において、前記一般式(63)で表される化合物は、下記一般式(63A)で表される化合物である。
Figure 2023029747000415
(前記一般式(63A)において、
661は、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基であり、
662~R665は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基である。)
一実施形態において、R661~R665は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基である。
一実施形態において、R661~R665は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基である。
一実施形態において、前記一般式(63)で表される化合物は、下記一般式(63B)で表される化合物である。
Figure 2023029747000416
(前記一般式(63B)において、
671及びR672は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-N(R906)(R907)で表される基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基であり、
673~R675は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-N(R906)(R907)で表される基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基である。)
一実施形態において、前記一般式(63)で表される化合物は、下記一般式(63B’)で表される化合物である。
Figure 2023029747000417
(前記一般式(63B’)において、R672~R675は、それぞれ独立に、前記一般式(63B)におけるR672~R675と同義である。)
一実施形態において、R671~R675のうち少なくとも1つは、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-N(R906)(R907)で表される基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基である。
一実施形態において、
672は、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
-N(R906)(R907)で表される基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基であり、
671及びR673~R675は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
-N(R906)(R907)で表される基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基である。
一実施形態において、前記一般式(63)で表される化合物は、下記一般式(63C)で表される化合物である。
Figure 2023029747000418
(前記一般式(63C)において、
681及びR682は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基である。
683~R686は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基である。)
一実施形態において、前記一般式(63)で表される化合物は、下記一般式(63C’)で表される化合物である。
Figure 2023029747000419
(前記一般式(63C’)において、R683~R686は、それぞれ独立に、前記一般式(63C)におけるR683~R686と同義である。)
一実施形態において、R681~R686は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基である。
一実施形態において、R681~R686は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基である。
前記一般式(6)で表される化合物は、まずa環、b環及びc環を連結基(N-R601を含む基及びN-R602を含む基)で結合させることで中間体を製造し(第1反応)、a環、b環及びc環を連結基(ホウ素原子を含む基)で結合させることで最終生成物を製造することができる(第2反応)。第1反応ではバッハブルト-ハートウィッグ反応等のアミノ化反応を適用できる。第2反応では、タンデムヘテロフリーデルクラフツ反応等を適用できる。
以下に、前記一般式(6)で表される化合物の具体例を記載するが、これらは例示に過ぎず、前記一般式(6)で表される化合物は下記具体例に限定されない。
Figure 2023029747000420
Figure 2023029747000421
Figure 2023029747000422
Figure 2023029747000423
Figure 2023029747000424
Figure 2023029747000425
Figure 2023029747000426
Figure 2023029747000427
Figure 2023029747000428
Figure 2023029747000429
Figure 2023029747000430
Figure 2023029747000431
(一般式(7)で表される化合物)
一般式(7)で表される化合物について説明する。
Figure 2023029747000432
Figure 2023029747000433
(前記一般式(7)において、
r環は、隣接環の任意の位置で縮合する前記一般式(72)又は一般式(73)で表される環であり、
q環及びs環は、それぞれ独立に、隣接環の任意の位置で縮合する前記一般式(74)で表される環であり、
p環及びt環は、それぞれ独立に、隣接環の任意の位置で縮合する前記一般式(75)又は一般式(76)で表される構造であり、
は、酸素原子、硫黄原子、又はNR702である。
701が複数存在する場合、隣接する複数のR701は、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
前記単環を形成せず、かつ前記縮合環を形成しないR701及びR702は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
Ar701及びAr702は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
701は、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキレン基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニレン基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニレン基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキレン基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の2価の複素環基であり、
m1は、0、1又は2であり、
m2は、0、1、2、3又は4であり、
m3は、それぞれ独立に、0、1、2又は3であり、
m4は、それぞれ独立に、0、1、2、3、4又は5であり、
701が複数存在する場合、複数のR701は、互いに同一であるか、又は異なり、
が複数存在する場合、複数のXは、互いに同一であるか、又は異なり、
702が複数存在する場合、複数のR702は、互いに同一であるか、又は異なり、
Ar701が複数存在する場合、複数のAr701は、互いに同一であるか、又は異なり、
Ar702が複数存在する場合、複数のAr702は、互いに同一であるか、又は異なり、
701が複数存在する場合、複数のL701は、互いに同一であるか、又は異なる。)
前記一般式(7)において、p環、q環、r環、s環及びt環の各環は、隣接環と炭素原子2つを共有して縮合する。縮合する位置及び向きは限定されず、任意の位置及び向きで縮合可能である。
一実施形態において、r環としての前記一般式(72)又は一般式(73)において、m1=0又はm2=0である。
一実施形態において、前記一般式(7)で表される化合物は、下記一般式(71-1)~(71-6)のいずれかで表される。
Figure 2023029747000434
Figure 2023029747000435
Figure 2023029747000436
Figure 2023029747000437
Figure 2023029747000438
Figure 2023029747000439
(前記一般式(71-1)~一般式(71-6)において、R701、X、Ar701、Ar702、L701、m1及びm3は、それぞれ、前記一般式(7)におけるR701、X、Ar701、Ar702、L701、m1及びm3と同義である。)
一実施形態において、前記一般式(7)で表される化合物は下記一般式(71-11)~一般式(71-13)のいずれかで表される。
Figure 2023029747000440
Figure 2023029747000441
Figure 2023029747000442
(前記一般式(71-11)~一般式(71-13)において、R701、X、Ar701、Ar702、L701、m1、m3及びm4は、それぞれ、前記一般式(7)におけるR701、X、Ar701、Ar702、L701、m1、m3及びm4と同義である。)
一実施形態において、前記一般式(7)で表される化合物は下記一般式(71-21)~(71-25)のいずれかで表される。
Figure 2023029747000443
Figure 2023029747000444
Figure 2023029747000445
Figure 2023029747000446
Figure 2023029747000447
(前記一般式(71-21)~一般式(71-25)において、R701、X、Ar701、Ar702、L701、m1及びm4は、それぞれ、前記一般式(7)におけるR701、X、Ar701、Ar702、L701、m1及びm4と同義である。)
一実施形態において、前記一般式(7)で表される化合物は下記一般式(71-31)~一般式(71-33)のいずれかで表される。
Figure 2023029747000448
Figure 2023029747000449
Figure 2023029747000450
(前記一般式(71-31)~一般式(71-33)において、R701、X、Ar701、Ar702、L701、m2~m4は、それぞれ、前記一般式(7)におけるR701、X、Ar701、Ar702、L701、m2~m4と同義である。)
一実施形態においては、Ar701及びAr702が、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基である。
一実施形態においては、Ar701及びAr702の一方が置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基であり、Ar701及びAr702の他方が置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。
前記一般式(7)で表される化合物としては、例えば、以下に示す化合物が具体例として挙げられる。
Figure 2023029747000451
Figure 2023029747000452
Figure 2023029747000453
Figure 2023029747000454
Figure 2023029747000455
Figure 2023029747000456
(一般式(8)で表される化合物)
一般式(8)で表される化合物について説明する。
Figure 2023029747000457
(前記一般式(8)において、
801とR802、R802とR803、及びR803とR804の少なくとも一組は、互いに結合して下記一般式(82)で示される2価の基を形成し、
805とR806、R806とR807、及びR807とR808の少なくとも一組は、互いに結合して下記一般式(83)で示される2価の基を形成する。)
Figure 2023029747000458
(前記一般式(82)で示される2価の基を形成しないR801~R804、及びR811~R814の少なくとも1つは下記一般式(84)で表される1価の基であり、
前記一般式(83)で示される2価の基を形成しないR805~R808、及びR821~R824の少なくとも1つは下記一般式(84)で表される1価の基であり、
は、酸素原子、硫黄原子、又はNR809であり、
前記一般式(82)及び一般式(83)で表される2価の基を形成せず、かつ、前記一般式(84)で表される1価の基ではないR801~R808、前記一般式(84)で表される1価の基ではないR811~R814及びR821~R824、並びにR809は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
Figure 2023029747000459
(前記一般式(84)において、
Ar801及びAr802は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
801~L803は、それぞれ独立に、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリーレン基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の2価の複素環基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリーレン基及び置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の2価の複素環基からなる群から選択される2~4個の基が結合して形成される2価の連結基であり、
前記一般式(84)中の*は、前記一般式(8)で表される環構造、一般式(82)又は一般式(83)で表される基との結合位置を示す。)
前記一般式(8)において、前記一般式(82)で示される2価の基及び一般式(83)で示される2価の基が形成される位置は特に限定されず、R801~R808の可能な位置において当該基を形成し得る。
一実施形態において、前記一般式(8)で表される化合物は、下記一般式(81-1)~(81-6)のいずれかで表される。
Figure 2023029747000460
Figure 2023029747000461
Figure 2023029747000462
(前記一般式(81-1)~一般式(81-6)において、
は、前記一般式(8)におけるXと同義であり、
801~R824のうち少なくとも2つは、前記一般式(84)で表される1価の基であり、
前記一般式(84)で表される1価の基ではないR801~R824は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
一実施形態において、前記一般式(8)で表される化合物は、下記一般式(81-7)~(81-18)のいずれかで表される。
Figure 2023029747000463
Figure 2023029747000464
Figure 2023029747000465
Figure 2023029747000466
Figure 2023029747000467
Figure 2023029747000468
(前記一般式(81-7)~一般式(81-18)において、
は、前記一般式(8)におけるXと同義であり、
*は、前記一般式(84)で表される1価の基と結合する単結合であり、
801~R824は、それぞれ独立に、前記一般式(81-1)~一般式(81-6)における前記一般式(84)で表される1価の基ではないR801~R824と同義である。)
前記一般式(82)及び一般式(83)で表される2価の基を形成せず、かつ、前記一般式(84)で表される1価の基ではないR801~R808、及び、前記一般式(84)で表される1価の基ではないR811~R814及びR821~R824は、好ましくは、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。
前記一般式(84)で表される1価の基は、好ましくは下記一般式(85)又は一般式(86)で表される。
Figure 2023029747000469
(前記一般式(85)において、
831~R840は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
前記一般式(85)中の*は、前記一般式(84)中の*と同義である。)
Figure 2023029747000470
(前記一般式(86)において、
Ar801、L801及びL803は、前記一般式(84)におけるAr801、L801及びL803と同義であり、
HAr801は、下記一般式(87)で表される構造である。)
Figure 2023029747000471
(前記一般式(87)において、
81は、酸素原子又は硫黄原子であり、
841~R848のいずれか1つは、L803に結合する単結合であり、
単結合ではないR841~R848は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
前記一般式(8)で表される化合物としては、国際公開第2014/104144号に記載の化合物の他、例えば、以下に示す化合物が具体例として挙げられる。
Figure 2023029747000472
Figure 2023029747000473
Figure 2023029747000474
Figure 2023029747000475
Figure 2023029747000476
Figure 2023029747000477
(一般式(9)で表される化合物)
一般式(9)で表される化合物について説明する。
Figure 2023029747000478
(前記一般式(9)において、
91環及びA92環は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50の芳香族炭化水素環、又は、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環であり、
91環及びA92環からなる群から選択される1以上の環は、
下記一般式(92)で表される構造の*と結合する。)
Figure 2023029747000479
(前記一般式(92)において、
93環は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50の芳香族炭化水素環、又は、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環であり、
は、NR93、C(R94)(R95)、Si(R96)(R97)、Ge(R98)(R99)、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子であり、
91及びR92は、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
前記単環を形成せず、かつ前記縮合環を形成しないR91及びR92、並びにR93~R99は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
91環及びA92環からなる群から選択される1以上の環は、前記一般式(92)で表される構造の*と結合する。即ち、一実施形態において、A91環の前記芳香族炭化水素環の環形成炭素原子、又は前記複素環の環形成原子は、前記一般式(92)で表される構造の*と結合する。また、一実施形態において、A92環の前記芳香族炭化水素環の環形成炭素原子、又は前記複素環の環形成原子は、前記一般式(92)で表される構造の*と結合する。
一実施形態において、A91環及びA92環のいずれか又は両方に下記一般式(93)で表される基が結合する。
Figure 2023029747000480
(前記一般式(93)において、
Ar91及びAr92は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
91~L93は、それぞれ独立に、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリーレン基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の2価の複素環基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリーレン基及び置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の2価の複素環基からなる群から選択される2~4個結合して形成される2価の連結基であり、
前記一般式(93)中の*は、A91環及びA92環のいずれかとの結合位置を示す。)
一実施形態において、A91環に加えて、A92環の前記芳香族炭化水素環の環形成炭素原子、又は前記複素環の環形成原子は、前記一般式(92)で表される構造の*と結合する。この場合、前記一般式(92)で表される構造は、互いに同一でもよいし異なってもよい。
一実施形態において、R91及びR92は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基である。
一実施形態において、R91及びR92は、互いに結合してフルオレン構造を形成する。
一実施形態において、環A91及び環A92は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50の芳香族炭化水素環であり、例えば、置換もしくは無置換のベンゼン環である。
一実施形態において、環A93は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50の芳香族炭化水素環であり、例えば、置換もしくは無置換のベンゼン環である。
一実施形態において、Xは、酸素原子又は硫黄原子である。
前記一般式(9)で表される化合物としては、例えば、以下に示す化合物が具体例として挙げられる。
Figure 2023029747000481
Figure 2023029747000482
Figure 2023029747000483
Figure 2023029747000484
(一般式(10)で表される化合物)
一般式(10)で表される化合物について説明する。
Figure 2023029747000485
Figure 2023029747000486
(前記一般式(10)において、
Ax環は、隣接環の任意の位置で縮合する前記一般式(10a)で表される環であり、
Ax環は、隣接環の任意の位置で縮合する前記一般式(10b)で表される環であり、
前記一般式(10b)中の2つの*は、Ax環の任意の位置と結合し、
及びXは、それぞれ独立に、C(R1003)(R1004)、Si(R1005)(R1006)、酸素原子又は硫黄原子であり、
Ax環は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50の芳香族炭化水素環、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環であり、
Ar1001は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
1001~R1006は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
mx1は、3であり、mx2は、2であり、
複数のR1001は、互いに同一であるか、又は異なり、
複数のR1002は、互いに同一であるか、又は異なり、
axは、0、1又は2であり、
axが0又は1の場合、「3-ax」で示されるカッコ内の構造は、互いに同一であるか、又は異なり、
axが2の場合、複数のAr1001は、互いに同一であるか、又は異なる。)
一実施形態において、Ar1001は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基である。
一実施形態において、Ax環は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50の芳香族炭化水素環であり、例えば、置換もしくは無置換のベンゼン環、置換もしくは無置換のナフタレン環、又は置換もしくは無置換のアントラセン環である。
一実施形態において、R1003及びR1004は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基である。
一実施形態において、axは1である。
前記一般式(10)で表される化合物としては、例えば、以下に示す化合物が具体例として挙げられる。
Figure 2023029747000487
一実施形態においては、前記発光層が、第三の化合物及び第四の化合物の少なくともいずれかの化合物として、
前記一般式(4)で表される化合物、
前記一般式(5)で表される化合物、
前記一般式(7)で表される化合物、
前記一般式(8)で表される化合物、
前記一般式(9)で表される化合物及び
下記一般式(63a)で表される化合物からなる群から選択される1以上の化合物を含有する。
Figure 2023029747000488
(前記一般式(63a)において、
631は、R646と結合して、置換もしくは無置換の複素環を形成するか、あるいは置換もしくは無置換の複素環を形成しない。
633は、R647と結合して、置換もしくは無置換の複素環を形成するか、あるいは置換もしくは無置換の複素環を形成しない。
634は、R651と結合して、置換もしくは無置換の複素環を形成するか、あるいは置換もしくは無置換の複素環を形成しない。
641は、R642と結合して、置換もしくは無置換の複素環を形成するか、あるいは置換もしくは無置換の複素環を形成しない。
631~R651のうちの隣接する2つ以上の1組以上は、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
前記置換もしくは無置換の複素環を形成せず、前記単環を形成せず、かつ前記縮合環を形成しないR631~R651は、それぞれ独立に、
水素原子、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
但し、前記置換もしくは無置換の複素環を形成せず、前記単環を形成せず、かつ前記縮合環を形成しないR631~R651のうちの少なくとも1つは、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
一実施形態においては、前記一般式(4)で表される化合物が、前記一般式(41-3)、一般式(41-4)又は一般式(41-5)で表される化合物であり、前記一般式(41-5)中のA1環が、置換もしくは無置換の環形成炭素数10~50の縮合芳香族炭化水素環、又は置換もしくは無置換の環形成原子数8~50の縮合複素環である。
一実施形態においては、前記一般式(41-3)、一般式(41-4)、及び一般式(41-5)における、前記置換もしくは無置換の環形成炭素数10~50の縮合芳香族炭化水素環が、
置換もしくは無置換のナフタレン環、
置換もしくは無置換のアントラセン環、又は
置換もしくは無置換のフルオレン環であり、
前記置換もしくは無置換の環形成原子数8~50の縮合複素環が、
置換もしくは無置換のジベンゾフラン環、
置換もしくは無置換のカルバゾール環、又は
置換もしくは無置換のジベンゾチオフェン環である。
一実施形態においては、前記一般式(41-3)、一般式(41-4)又は一般式(41-5)における、前記置換もしくは無置換の環形成炭素数10~50の縮合芳香族炭化水素環が、
置換もしくは無置換のナフタレン環、又は
置換もしくは無置換のフルオレン環であり、
前記置換もしくは無置換の環形成原子数8~50の縮合複素環が、
置換もしくは無置換のジベンゾフラン環、
置換もしくは無置換のカルバゾール環、又は
置換もしくは無置換のジベンゾチオフェン環である。
一実施形態においては、前記一般式(4)で表される化合物が、
下記一般式(461)で表される化合物、
下記一般式(462)で表される化合物、
下記一般式(463)で表される化合物、
下記一般式(464)で表される化合物、
下記一般式(465)で表される化合物、
下記一般式(466)で表される化合物、及び
下記一般式(467)で表される化合物からなる群から選択される。
Figure 2023029747000489
Figure 2023029747000490
Figure 2023029747000491
Figure 2023029747000492
Figure 2023029747000493
(前記一般式(461)~(467)中、
421~R427、R431~R436、R440~R448及びR451~R454のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
互いに結合せず、
437、R438、並びに前記単環を形成せず、かつ前記縮合環を形成しないR421~R427、R431~R436、R440~R448及びR451~R454は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
-O-(R904)で表される基、
-S-(R905)で表される基、
-N(R906)(R907)で表される基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
は、酸素原子、NR801、又はC(R802)(R803)であり、
801、R802及びR803は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基であり、
801が複数存在する場合、複数のR801は、互いに同一であるか又は異なり、
802が複数存在する場合、複数のR802は、互いに同一であるか又は異なり、
803が複数存在する場合、複数のR803は、互いに同一であるか又は異なる。)
一実施形態においては、R421~R427及びR440~R448が、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。
一実施形態においては、R421~R427及びR440~R447が、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~18のアリール基、及び
置換もしくは無置換の環形成原子数5~18の複素環基からなる群から選択される。
一実施形態においては、前記一般式(41-3)で表される化合物が、下記一般式(41-3-1)で表される化合物である。
Figure 2023029747000494
(前記一般式(41-3-1)中、R423、R425、R426、R442、R444及びR445は、それぞれ独立に、前記一般式(41-3)におけるR423、R425、R426、R442、R444及びR445と同義である。)
一実施形態においては、前記一般式(41-3)で表される化合物が、下記一般式(41-3-2)で表される化合物である。
Figure 2023029747000495
(前記一般式(41-3-2)中、R421~R427及びR440~R448は、それぞれ独立に、前記一般式(41-3)におけるR421~R427及びR440~R448と同義であり、
但し、R421~R427及びR440~R446の少なくとも1つは、-N(R906)(R907)で表される基である。)
一実施形態においては、前記式(41-3-2)における、R421~R427及びR440~R446のいずれか2つが、-N(R906)(R907)で表される基である。
一実施形態においては、前記式(41-3-2)で表される化合物が、下記式(41-3-3)で表される化合物である。
Figure 2023029747000496
(前記一般式(41-3-3)中、R421~R424、R440~R443、R447及びR448は、それぞれ独立に、前記一般式(41-3)におけるR421~R424、R440~R443、R447及びR448と同義であり、
、R、R及びRは、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~18のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~18の複素環基である。)
一実施形態においては、前記式(41-3-3)で表される化合物が、下記式(41-3-4)で表される化合物である。
Figure 2023029747000497
(前記一般式(41-3-4)中、R447、R448、R、R、R及びRは、それぞれ独立に、前記式(41-3-3)におけるR447、R448、R、R、R及びRと同義である。)
一実施形態においては、R、R、R及びRが、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~18のアリール基である。
一実施形態においては、R、R、R及びRが、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のフェニル基である。
一実施形態においては、R447及びR448が、水素原子である。
一実施形態においては、前記各式中の「置換もしくは無置換の」という場合における置換基が、
無置換の炭素数1~50のアルキル基、
無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
-Si(R901a)(R902a)(R903a)、
-O-(R904a)、
-S-(R905a)、
-N(R906a)(R907a)、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
901a~R907aは、それぞれ独立に、水素原子、無置換の炭素数1~50のアルキル基、無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
901aが2以上存在する場合、2以上のR901aは、互いに同一であるか、又は異なり、
902aが2以上存在する場合、2以上のR902aは、互いに同一であるか、又は異なり、
903aが2以上存在する場合、2以上のR903aは、互いに同一であるか、又は異なり、
904aが2以上存在する場合、2以上のR904aは、互いに同一であるか、又は異なり、
905aが2以上存在する場合、2以上のR905aは、互いに同一であるか、又は異なり、
906aが2以上存在する場合、2以上のR906aは、互いに同一であるか、又は異なり、
907aが2以上存在する場合、2以上のR907aは、互いに同一であるか、又は異なる。
一実施形態においては、前記各式中の「置換もしくは無置換の」という場合における置換基が、無置換の炭素数1~50のアルキル基、無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。
一実施形態においては、前記各式中の「置換もしくは無置換の」という場合における置換基が、無置換の炭素数1~18のアルキル基、無置換の環形成炭素数6~18のアリール基、又は無置換の環形成原子数5~18の複素環基である。
(燐光発光ユニット)
本実施形態の有機EL素子において、2つ以上の発光ユニットは、少なくとも1つの燐光発光ユニットを含むことが好ましい。本実施形態の有機EL素子において、陽極側発光ユニットが燐光発光ユニットでもよく、陰極側発光ユニットが燐光発光ユニットでもよい。燐光発光ユニットは、燐光発光を示す燐光発光性化合物を含有することが好ましい。燐光発光ユニットは、燐光発光性化合物を含有する燐光発光層を有することが好ましい。
燐光発光性化合物は、金属錯体であることが好ましい。燐光発光性化合物としての金属錯体は、イリジウム錯体、銅錯体、白金錯体、オスミウム錯体又は金錯体であることが好ましい。
燐光発光ユニットは、燐光発光性化合物を含有する燐光発光層を少なくとも1つ有することが好ましい。燐光発光ユニットは、燐光発光層を2つ以上有していてもよい。燐光発光ユニットが燐光発光層を2つ以上有している場合、燐光発光層同士は、直接、接していてもよいし、接していなくてもよい。
燐光発光ユニットは、最大ピーク波長が500nm以上の燐光発光を示すことが好ましい。燐光発光ユニットは、最大ピーク波長が500nm以上の燐光発光を示す燐光発光層を有することが好ましい。
燐光発光ユニットは、赤色燐光発光層及び緑色燐光発光層の少なくともいずれかの発光層を有することが好ましく、赤色燐光発光層及び緑色燐光発光層の両方を有することがより好ましい。赤色燐光発光層は、最大ピーク波長が600nm以上、660nm以下の燐光発光を示す赤色燐光発光性化合物を含有することが好ましい。緑色燐光発光層は、最大ピーク波長が500nm以上、560nm以下の燐光発光を示す緑色燐光発光性化合物を含有することが好ましい。
発光層中の発光性化合物が燐光発光性の化合物である場合、燐光発光性化合物の発光の最大ピーク波長は、後述する実施例に記載の方法で測定することができる。なお、本明細書において、燐光発光の最大のピーク波長を燐光発光最大ピーク波長(PH-peak)と称する場合がある。
本実施形態に係る有機EL素子は、1つの蛍光発光ユニットと1つの燐光発光ユニットとを有することも好ましい。本実施形態に係る有機EL素子の一態様において、陽極側発光ユニットが蛍光発光ユニットであり、陰極側発光ユニットが燐光発光ユニットである。また、本実施形態に係る有機EL素子の一態様において、陽極側発光ユニットが燐光発光ユニットであり、陰極側発光ユニットが蛍光発光ユニットである。
複数の発光ユニットとして、陽極側発光ユニット及び燐光発光ユニットを有する有機EL素子の素子構成としては、例えば、下記(TND3)及び(TND4)のような素子構成が挙げられる。
(TND3)陽極/第二の有機層/第一の有機層/陽極側発光ユニット(第一の発光ユニット)/電荷発生ユニット/第二の発光ユニット(燐光発光ユニット)/陰極
(TND4)陽極/第二の有機層/第一の有機層/陽極側発光ユニット(第一の発光ユニット)/第一の電荷発生ユニット/第二の発光ユニット(燐光発光ユニット)/第二の電荷発生ユニット/第三の発光ユニット/陰極
発光ユニット及び電荷発生ユニットの数は、(TND3)及び(TND4)に示した例に限定されない。
なお、本実施形態に係る有機EL素子は、燐光発光ユニットを含んでいなくてもよい。本実施形態に係る有機EL素子において、全ての発光ユニットが蛍光発光ユニットであってもよい。
発光ユニット中の発光層は、それぞれ独立に、ホスト材料及び発光性化合物を含有していることが好ましい。
発光性化合物としては、例えば、蛍光を発光する蛍光発光性化合物及び燐光を発光する燐光発光性化合物等が挙げられる。蛍光発光性化合物は、一重項励起状態から発光可能な化合物であり、燐光発光性化合物は、三重項励起状態から発光可能な化合物である。発光性化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
発光性化合物は、特に限定されず、前述した発光性化合物、並びに公知の発光性化合物を用いることができる。
青色系の蛍光発光性化合物としては、例えば、ピレン誘導体、スチリルアミン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、フルオレン誘導体、モノアミン誘導体、ジアミン誘導体、及びトリアリールアミン誘導体等が挙げられる。
赤色系の蛍光発光性化合物としては、例えば、テトラセン誘導体、及びジアミン誘導体等が挙げられる。
緑色系の蛍光発光性化合物としては、例えば、芳香族アミン誘導体等が挙げられる。
黄色系の蛍光発光性化合物としては、例えば、アントラセン誘導体、及びフルオランテン誘導体等が挙げられる。
青色系の燐光発光性化合物としては、例えば、イリジウム錯体、オスミウム錯体、及び白金錯体等の金属錯体等が挙げられる。
緑色系の燐光発光性化合物としては、例えば、イリジウム錯体等が挙げられる。
赤色系の燐光発光性化合物としては、例えば、イリジウム錯体、白金錯体、テルビウム錯体、及びユーロピウム錯体等の金属錯体が挙げられる。
黄色系の燐光発光性化合物としては、例えば、イリジウム錯体等が挙げられる。
ホスト材料は、特に限定されず、前述したホスト材料、並びに公知のホスト材料を用いることができる。公知のホスト材料としては、例えば、アミン誘導体、アジン誘導体、及び縮合多環芳香族誘導体などが挙げられる。
アミン誘導体としては、例えば、モノアミン化合物、ジアミン化合物、トリアミン化合物、テトラミン化合物、及びカルバゾール基で置換されたアミン化合物などが挙げられる。
アジン誘導体としては、例えば、モノアジン誘導体、ジアジン誘導体、及びトリアジン誘導体などが挙げられる。
縮合多環芳香族誘導体としては、へテロ環骨格を有しない縮合多環芳香族炭化水素が好ましく、例えば、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、クリセン、フルオランテン、及びトリフェニレン等の縮合多環芳香族炭化水素、又は当該縮合多環芳香族炭化水素の誘導体が挙げられる。
(発光層の膜厚)
本実施形態に係る有機EL素子の発光層の膜厚は、上記で特に言及した場合(例えば、陽極側発光ユニットの第一の発光層及び第二の発光層の膜厚)以外において、5nm以上50nm以下であることが好ましく、7nm以上50nm以下であることがより好ましく、10nm以上50nm以下であることがさらに好ましい。発光層の膜厚が5nm以上であると、発光層を形成し易く、色度を調整し易い。発光層の膜厚が50nm以下であると、駆動電圧の上昇を抑制し易い。
図1には、本実施形態に係る有機EL素子の一例として、有機EL素子1の概略構成が示されている。有機EL素子1は、タンデム型有機EL素子である。有機EL素子1は、基板2と、陰極4と、陽極3と、陰極4および陽極3の間に含まれる電荷発生ユニット70と、電荷発生ユニット70と陽極3との間に含まれる第一の発光ユニットとしての陽極側発光ユニット51と、電荷発生ユニット70と陰極4との間に含まれる陰極側発光ユニット52と、を備える。
有機EL素子1において、陽極側発光ユニット51と陰極側発光ユニット52とは電荷発生ユニット70を介して直列に連結されている。
有機EL素子1は、2つの発光ユニットとして陽極側発光ユニット51及び陰極側発光ユニット52を含んでいる。陽極側発光ユニット51を第一の発光ユニットと称する場合がある。陰極側発光ユニット52を第二の発光ユニットと称する場合がある。
図2には、本実施形態に係る有機EL素子の一例として、有機EL素子1Aの概略構成が示されている。有機EL素子1Aは、陽極側発光ユニット51Aが単一の発光層としての第一の発光層511と、電子輸送層515とを有する点で、図1の有機EL素子1と相違する。
図3には、本実施形態に係る有機EL素子の一例として、有機EL素子1Bの概略構成が示されている。有機EL素子1Bは、陽極側発光ユニット51Bが2つの発光層としての第一の発光層511及び第二の発光層512と、電子輸送層515とを有する点で、図1の有機EL素子1及び図2の有機EL素子1Aと相違する。
図4には、本実施形態に係る有機EL素子の一例として、有機EL素子1Cの概略構成が示されている。有機EL素子1Cは、陰極側発光ユニット52Cにおいて、電荷発生ユニット70側から、正孔輸送層524、第一の発光層521、第二の発光層522、電子輸送層525及び電子注入層526がこの順に積層されている点で、図3の有機EL素子1Bと相違する。
本発明は、図1~図4に示す有機EL素子の構成に限定されない。例えば、発光ユニット及び電荷発生ユニットの数は、図1~図4に示す有機EL素子の構成に限定されない。別の構成の有機EL素子としては、3つ以上の発光ユニットを有する有機EL素子が挙げられる。
本実施形態に係る有機EL素子は、ボトムエミッション型の有機EL素子でもよい。また、本実施形態に係る有機EL素子は、トップエミッション型の有機EL素子でもよい。
有機EL素子の構成についてさらに説明する。以下、符号の記載は省略することがある。
(基板)
基板は、有機EL素子の支持体として用いられる。基板としては、例えば、ガラス、石英、及びプラスチック等を用いることができる。また、可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、折り曲げることができる(フレキシブル)基板のことであり、例えば、プラスチック基板等が挙げられる。プラスチック基板を形成する材料としては、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、及びポリエチレンナフタレート等が挙げられる。また、無機蒸着フィルムを用いることもできる。
(陽極)
基板上に形成される陽極には、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム-酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素もしくは酸化珪素を含有した酸化インジウム-酸化スズ、酸化インジウム-酸化亜鉛、酸化タングステン、および酸化亜鉛を含有した酸化インジウム、グラフェン等が挙げられる。この他、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、または金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等が挙げられる。
これらの材料は、通常、スパッタリング法により成膜される。例えば、酸化インジウム-酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し1質量%以上10質量%以下の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いることにより、スパッタリング法で形成することができる。また、例えば、酸化タングステン、および酸化亜鉛を含有した酸化インジウムは、酸化インジウムに対し酸化タングステンを0.5質量%以上5質量%以下、酸化亜鉛を0.1質量%以上1質量%以下含有したターゲットを用いることにより、スパッタリング法で形成することができる。その他、真空蒸着法、塗布法、インクジェット法、スピンコート法などにより作製してもよい。
陽極上に形成されるEL層のうち、陽極に接して形成される正孔注入層は、陽極の仕事関数に関係なく正孔(ホール)注入が容易である複合材料を用いて形成されるため、電極材料として可能な材料(例えば、金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物、その他、元素周期表の第1族または第2族に属する元素も含む)を用いることができる。
仕事関数の小さい材料である、元素周期表の第1族または第2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、およびマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金(例えば、MgAg、AlLi)、ユーロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属およびこれらを含む合金等を用いることもできる。なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、およびこれらを含む合金を用いて陽極を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。さらに、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることができる。
有機EL素子がボトムエミッション型である場合、陽極は、発光層からの光を透過する光透過性もしくは半透過性を有する金属材料で形成されることが好ましい。本明細書において、光透過性もしくは半透過性とは、発光層から発光される光を50%以上(好ましくは80%以上)透過する性質を意味する。光透過性もしくは半透過性を有する金属材料は、前記陽極の項で列挙した材料から適宜選択して使用することができる。
有機EL素子がトップエミッション型である場合、陽極は反射層を有する反射性電極である。反射層は、光反射性を有する金属材料で形成されることが好ましい。本明細書において、光反射性とは、発光層から発光される光を50%以上(好ましくは80%以上)反射する性質を意味する。光反射性を有する金属材料は、前記陽極の項で列挙した材料から適宜選択して使用することができる。
陽極は反射層のみで構成されていてもよいが、反射層と、導電層(好ましくは透明導電層)とを有する多層構造であってもよい。陽極が反射層及び導電層を有する場合、反射層と第二の有機層との間に当該導電層が配置されることが好ましい。導電層は、前記陽極の項で列挙した材料から適宜選択して使用することができる。
(陰極)
陰極には、仕事関数の小さい(具体的には3.8eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第1族または第2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、およびマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金(例えば、MgAg、AlLi)、ユーロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。
なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金を用いて陰極を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。また、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることができる。
なお、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Al、Ag、ITO、グラフェン、珪素もしくは酸化珪素を含有した酸化インジウム-酸化スズ等様々な導電性材料を用いて陰極を形成することができる。これらの導電性材料は、スパッタリング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することができる。
有機EL素子がボトムエミッション型である場合、陰極は、反射性電極である。反射性電極は、光反射性を有する金属材料で形成されることが好ましい。光反射性を有する金属材料は、前記陰極の項で列挙した材料から適宜選択して使用することができる。
有機EL素子がトップエミッション型である場合、陰極は、発光層からの光を透過する光透過性もしくは半透過性を有する金属材料で形成されることが好ましい。光透過性もしくは半透過性を有する金属材料は、前記陰極の項で列挙した材料から適宜選択して使用することができる。
(キャッピング層)
有機EL素子がトップエミッション型である場合、有機EL素子は、通常、陰極の上部にキャッピング層を備える。
キャッピング層は、例えば、高分子化合物、金属酸化物、金属フッ化物、金属ホウ化物、窒化ケイ素、及びシリコン化合物(酸化ケイ素等)からなる群から選択される少なくともいずれかの化合物を含有していてもよい。
また、キャッピング層は、例えば、芳香族アミン誘導体、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、フルオレン誘導体、又はジベンゾフラン誘導体からなる群から選択される少なくともいずれかの化合物を含有していてもよい。
また、これらの物質を含む層を積層させた積層体も、キャッピング層として用いることができる。
(正孔注入層)
正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。
また、正孔注入性の高い物質としては、低分子の有機化合物である4,4’,4’’-トリス(N,N-ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’-トリス[N-(3-メチルフェニル)-N-フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、4,4’-ビス[N-(4-ジフェニルアミノフェニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、4,4’-ビス(N-{4-[N’-(3-メチルフェニル)-N’-フェニルアミノ]フェニル}-N-フェニルアミノ)ビフェニル(略称:DNTPD)、1,3,5-トリス[N-(4-ジフェニルアミノフェニル)-N-フェニルアミノ]ベンゼン(略称:DPA3B)、3-[N-(9-フェニルカルバゾール-3-イル)-N-フェニルアミノ]-9-フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,6-ビス[N-(9-フェニルカルバゾール-3-イル)-N-フェニルアミノ]-9-フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)、3-[N-(1-ナフチル)-N-(9-フェニルカルバゾール-3-イル)アミノ]-9-フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)等の芳香族アミン化合物等やジピラジノ[2,3-f:20,30-h]キノキサリン-2,3,6,7,10,11-ヘキサカルボニトリル(HAT-CN)も挙げられる。
また、正孔注入性の高い物質としては、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)を用いることもできる。例えば、ポリ(N-ビニルカルバゾール)(略称:PVK)、ポリ(4-ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)、ポリ[N-(4-{N’-[4-(4-ジフェニルアミノ)フェニル]フェニル-N’-フェニルアミノ}フェニル)メタクリルアミド](略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’-ビス(4-ブチルフェニル)-N,N’-ビス(フェニル)ベンジジン](略称:Poly-TPD)などの高分子化合物が挙げられる。また、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)、ポリアニリン/ポリ(スチレンスルホン酸)(PAni/PSS)等の酸を添加した高分子化合物を用いることもできる。
(正孔輸送層)
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送層には、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体等を使用する事ができる。具体的には、4,4’-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)やN,N’-ビス(3-メチルフェニル)-N,N’-ジフェニル-[1,1’-ビフェニル]-4,4’-ジアミン(略称:TPD)、4-フェニル-4’-(9-フェニルフルオレン-9-イル)トリフェニルアミン(略称:BAFLP)、4,4’-ビス[N-(9,9-ジメチルフルオレン-2-イル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DFLDPBi)、4,4’,4’’-トリス(N,N-ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’-トリス[N-(3-メチルフェニル)-N-フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、4,4’-ビス[N-(スピロ-9,9’-ビフルオレン-2-イル)-N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に10-6cm/(V・s)以上の正孔移動度を有する物質である。
正孔輸送層には、CBP、9-[4-(N-カルバゾリル)]フェニル-10-フェニルアントラセン(CzPA)、9-フェニル-3-[4-(10-フェニル-9-アントリル)フェニル]-9H-カルバゾール(PCzPA)のようなカルバゾール誘導体や、t-BuDNA、DNA、DPAnthのようなアントラセン誘導体を用いても良い。ポリ(N-ビニルカルバゾール)(略称:PVK)やポリ(4-ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)等の高分子化合物を用いることもできる。
但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
(電子輸送層)
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層には、1)アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、亜鉛錯体等の金属錯体、2)イミダゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、アジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントロリン誘導体等の複素芳香族化合物、3)高分子化合物を使用することができる。具体的には低分子の有機化合物として、Alq、トリス(4-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq)、ビス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq)、BAlq、Znq、ZnPBO、ZnBTZなどの金属錯体等を用いることができる。また、金属錯体以外にも、2-(4-ビフェニリル)-5-(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3-ビス[5-(ptert-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール-2-イル]ベンゼン(略称:OXD-7)、3-(4-tert-ブチルフェニル)-4-フェニル-5-(4-ビフェニリル)-1,2,4-トリアゾール(略称:TAZ)、3-(4-tert-ブチルフェニル)-4-(4-エチルフェニル)-5-(4-ビフェニリル)-1,2,4-トリアゾール(略称:p-EtTAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、4,4’-ビス(5-メチルベンゾオキサゾール-2-イル)スチルベン(略称:BzOs)などの複素芳香族化合物も用いることができる。アジン誘導体としては、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体及びトリアジン誘導体が挙げられる。本実施態様においては、アジン誘導体又はベンゾイミダゾール化合物を好適に用いることができる。ここに述べた物質は、主に10-6cm/(V・s)以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔輸送性よりも電子輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いてもよい。また、電子輸送層は、単層で構成されていてもよいし、上記物質からなる層が二層以上積層されて構成されていてもよい。
電子輸送層に用い得る化合物の具体例としては、例えば、以下の化合物挙げられる。ただし、本発明は、これら化合物の具体例に限定されない。
Figure 2023029747000498
また、電子輸送層には、高分子化合物を用いることもできる。例えば、ポリ[(9,9-ジヘキシルフルオレン-2,7-ジイル)-co-(ピリジン-3,5-ジイル)](略称:PF-Py)、ポリ[(9,9-ジオクチルフルオレン-2,7-ジイル)-co-(2,2’-ビピリジン-6,6’-ジイル)](略称:PF-BPy)などを用いることができる。
(電子注入層)
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層には、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、カルシウム(Ca)、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF)、リチウム酸化物(LiOx)等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。その他、電子輸送性を有する物質にアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を含有させたもの、具体的にはAlq中にマグネシウム(Mg)を含有させたもの等を用いてもよい。なお、この場合には、陰極からの電子注入をより効率良く行うことができる。
あるいは、電子注入層に、有機化合物と電子供与体(ドナー)とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層を構成する物質(金属錯体や複素芳香族化合物等)を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン(略称:TTF)等の有機化合物を用いることもできる。
(層形成方法)
本実施形態の有機EL素子の各層の形成方法としては、上記で特に言及した以外には制限されないが、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ法、イオンプレーティング法などの乾式成膜法や、スピンコーティング法、ディッピング法、フローコーティング法、インクジェット法などの湿式成膜法などの公知の方法を採用することができる。
(膜厚)
本実施形態の有機EL素子の各有機層の膜厚は、上記で特に言及した場合を除いて限定されない。一般に、膜厚が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすく、膜厚が厚すぎると高い印加電圧が必要となり効率が悪くなるため、通常、有機EL素子の各有機層の膜厚は、数nmから1μmの範囲が好ましい。
(色変換部)
本実施形態に係る有機EL素子は、有機EL素子の光取り出し側に配置された色変換部を有することが好ましい。色変換部は、光取出し側に設けられ、光取出し側から取り出された光を、所望の色光に変換する役割を果たす。色変換部としては、特に制限は無いが、例えば、カラーフィルター、及び量子ドット等が挙げられる。
色変換部は、陽極および陰極のうち、光取出し側に配された電極(透明電極)上に配置されていることが好ましい。
また、有機EL素子の陽極側が光取出し側である場合、色変換部は、基板と陽極との間に配置さていてもよいし、基板の陽極側とは反対側に配置されていてもよい。
また、有機EL素子の陰極側が光取出し側である場合、色変換部は、陰極の上に配置されていてもよい。
色変換部としては、例えば、カラーフィルター、及び量子ドットを含む材料等が挙げられる。
・カラーフィルター
カラーフィルターの材料としては、例えば、下記色素、または当該色素をバインダー樹脂中に溶解もしくは分散させた固体状態のものを挙げることができる。
赤色(R)色素:
ペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等の単品および少なくとも二種類以上の混合物が使用可能である。
緑色(G)色素:
ハロゲン多置換フタロシアニン系顔料、ハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料、トリフェルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等の単品および少なくとも二種類以上の混合物が使用可能である。
青色(B)色素:
銅フタロシアニン系顔料、インダンスロン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等の単品および少なくとも二種類以上の混合物が使用可能である。
カラーフィルターの材料に用いられるバインダー樹脂としては、透明な材料を使用することが好ましく、例えば、可視光領域における透過率が50%以上である材料を使用することが好ましい。
カラーフィルターの材料に用いられるバインダー樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の透明樹脂(高分子)等が挙げられ、これらの1種または2種以上の混合使用が可能である。
・量子ドット
量子ドットを含む材料としては、例えば量子ドットを樹脂に分散させた材料等が挙げられる。量子ドットとしては、CdSe、ZnSe、CdS、CdSeS/ZnS、InP、InP/ZnS、CdS/CdSe、CdS/ZnS、PbS、及びCdTe等を用いることができる。
色変換部には、カラーフィルターと、量子ドットを含む材料とを併用してもよい。
本実施形態に係る有機EL素子は、表示装置用の有機EL素子であることも好ましい。タンデム型有機EL素子は、特に長寿命化の点から、表示装置に好適に使用されている。タンデム型有機EL素子が使用される表示装置としては、テレビ、パーソナルコンピュータ、タブレット(タブレットコンピュータと称する場合がある。)、VR(Virtual Reality)装置、移動体に搭載される移動体用ディスプレイ、表示部品(例えば、有機ELパネルモジュール等)、携帯電話(セルフォンと称する場合がある。)及びスマートフォン(モバイルフォンと称する場合がある。)が挙げられる。タンデム型有機EL素子は、より長寿命であることが重視されるテレビ、パーソナルコンピュータ、タブレット及び移動体用ディスプレイ等の中型又は大型パネルとして好適に使用され得る。表示装置が搭載される移動体としては、例えば、自動車及び航空機等が挙げられる。
タンデム型有機EL素子を改良する本発明の素子は、タンデム型有機EL素子が好適に使用され得る表示装置全般に好適に使用される。
本実施形態に係る有機EL素子は、タブレット用ディスプレイ又はVR装置用ディスプレイに使用されることがより好ましい。タブレット及びVR装置においては、画面への没入感の向上の観点から、低電流密度での素子駆動時に素子性能(例えば、発光効率又は寿命)の低下を抑制することが求められている。そのため、本実施形態に係る有機EL素子は、タブレット用ディスプレイ又はVR装置用ディスプレイに好適に使用される。
本実施形態によれば、低電流密度における素子性能(例えば、発光効率又は寿命)の低下を抑制できる有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
〔第二実施形態〕
(電子機器)
本実施形態に係る電子機器は、上述の実施形態のいずれかの有機EL素子を搭載している。電子機器としては、例えば、表示装置及び発光装置等が挙げられる。表示装置としては、例えば、テレビ、パーソナルコンピュータ、タブレット、VR装置、移動体用ディスプレイ、表示部品(例えば、有機ELパネルモジュール等)、携帯電話及びスマートフォン等が挙げられる。上述の実施形態のいずれかの有機EL素子が搭載される電子機器は、タブレット又はVR装置であることが好ましい。発光装置としては、例えば、照明及び車両用灯具等が挙げられる。
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変更、改良等は、本発明に含まれる。
例えば、発光層の陽極側、及び陰極側の少なくとも一方に障壁層を隣接させて設けてもよい。障壁層は、発光層に接して配置され、正孔、電子、及び励起子の少なくともいずれかを阻止することが好ましい。
例えば、発光層の陰極側で接して障壁層が配置された場合、当該障壁層は、電子を輸送し、かつ正孔が当該障壁層よりも陰極側の層(例えば、電子輸送層)に到達することを阻止する。有機EL素子が、電子輸送層を含む場合は、発光層と電子輸送層との間に当該障壁層を含むことが好ましい。
また、発光層の陽極側で接して障壁層が配置された場合、当該障壁層は、正孔を輸送し、かつ電子が当該障壁層よりも陽極側の層(例えば、正孔輸送層)に到達することを阻止する。有機EL素子が、正孔輸送層を含む場合は、発光層と正孔輸送層との間に当該障壁層を含むことが好ましい。
また、励起エネルギーが発光層からその周辺層に漏れ出さないように、障壁層を発光層に隣接させて設けてもよい。発光層で生成した励起子が、当該障壁層よりも電極側の層(例えば、電子輸送層及び正孔輸送層等)に移動することを阻止する。
発光層と障壁層とは接合していることが好ましい。
その他、本発明の実施における具体的な構造、及び形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。本発明はこれら実施例に何ら限定されない。
<化合物>
実施例1-1、1-2、2-1、2-2、3-1、3-2、4-1及び4-2、並びに比較例1-1、1-2、2-1、2-2、3-1、3-2、4-1及び4-2に係る有機EL素子の製造に用いた化合物の構造を以下に示す。
Figure 2023029747000499
Figure 2023029747000500
Figure 2023029747000501
<有機EL素子の作製>
有機EL素子を以下のように作製し、評価した。
(実施例1-1)
25mm×75mm×1.1mm厚のITO(Indium Tin Oxide)透明電極(陽極)付きガラス基板(ジオマテック株式会社製)をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を5分間行なった後、UVオゾン洗浄を30分間行なった。ITO透明電極の膜厚は、80nmとした。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に透明電極を覆うようにして、化合物HT1(第二の有機材料)及び化合物HA1(第三の有機材料)を共蒸着し、膜厚10nmの第二の有機層を形成した。この第二の有機層中の化合物HT1の割合を97質量%とし、化合物HAの割合を3質量%とした。
第二の有機層の形成に続けて化合物HT2(第一の有機材料)を蒸着し、膜厚15nmの第一の有機層を形成した。
・陽極側発光ユニットの形成
実施例1-1においては、第一の発光層及び第一の電子輸送層を有する陽極側発光ユニット(第一の発光ユニット)を形成した。
第一の有機層の形成に続けて化合物BH1(第一のホスト材料)及び化合物BD1(第一の発光性化合物)を、化合物BD1の割合が1質量%となるように共蒸着し、膜厚20nmの第一の発光層を形成した。
次に、第一の発光層の上に化合物ET1を蒸着し、膜厚5nmの第一の電子輸送層(正孔障壁層ともいう)を形成した。
・電荷発生ユニットの形成
実施例1-1においては、第一N層及び第一P層を有する電荷発生ユニットを形成した。
陽極側発光ユニットの第一の電子輸送層の上に、化合物ET2と、Liとを共蒸着し、膜厚50nmの第一N層を形成した。第一N層における化合物ET2の濃度を96質量%とし、Liの濃度を4質量%とした。
次に、この第一N層の上に、化合物HT1と、化合物HA1とを共蒸着し、膜厚10nmの第一P層を形成した。第一P層における化合物HT1の濃度を97質量%とし、化合物HA1の濃度を3質量%とした。
・第二の発光ユニットの形成
実施例1-1においては、第一の正孔輸送層と、赤色燐光発光層と、緑色燐光発光層と、第二の電子輸送層と、電子注入層とを有する第二の発光ユニット(燐光発光ユニット)を形成した。
電荷発生ユニットの第一P層の上に化合物HT1を蒸着し、膜厚10nmの第一の正孔輸送層を形成した。
次に、第一の正孔輸送層の上に、化合物PRH(燐光ホスト材料)と、燐光発光性の化合物PRDとを共蒸着し、膜厚5nmの赤色燐光発光層を形成した。赤色燐光発光層における化合物PRHの濃度を96質量%とし、化合物PRDの濃度を4質量%とした。
次に、赤色燐光発光層の上に、化合物PGH(燐光ホスト材料)と、燐光発光性の化合物PGDとを共蒸着し、膜厚30nmの緑色燐光発光層を形成した。緑色燐光発光層における化合物PGHの濃度を97質量%とし、化合物PGDの濃度を3質量%とした。
次に、緑色燐光発光層の上に、化合物ET3と、Liqとを共蒸着し、膜厚40nmの第二の電子輸送層を形成した。第二の電子輸送層における化合物ET3の濃度を50質量%とし、Liqの濃度を50質量%とした。なお、Liqは、(8-キノリノラト)リチウム((8-Quinolinolato)lithium)の略称である。
次に、第二の電子輸送層の上に、イッテルビウム(Yb)を蒸着し、膜厚1nmの電子注入層を形成した。
第二の発光ユニットの電子注入層の上に金属Alを蒸着して膜厚80nmの陰極を形成した。
以上のようにして、実施例1-1に係るボトムエミッション型の有機EL素子を作製した。
実施例1-1の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(80)/HT1:HA1(10,97%:3%)/HT2(15)/BH1:BD1(20,99%:1%)/ET1(5)/ET2:Li(50,96%:4%)/HT1:HA1(10,97%:3%)/HT1(10)/PRH1:PRD1(5,96%:4%)/PGH1:PGD1(30,97%:3%)/ET3:Liq(40,50%:50%)/Yb(1)/Al(80)
なお、括弧内の数字は、膜厚(単位:nm)を示す。
実施例1-1の素子構成に関して、同じく括弧内において、パーセント表示された数字(97%:3%)は、第二の有機層又は第一P層における化合物HT1及び化合物HA1の割合(質量%)又は緑色燐光発光層における化合物PGH1及び化合物PGD1の割合(質量%)を示し、パーセント表示された数字(99%:1%)は、第一の発光層における化合物BH1及び化合物BD1の割合(質量%)を示し、パーセント表示された数字(96%:4%)は、第一N層における化合物ET2及びLiの割合(質量%)又は赤色燐光発光層における化合物PRH1及び化合物PRD1の割合(質量%)を示し、パーセント表示された数字(50%:50%)は、電子注入層における化合物ET3及びLiqの割合(質量%)を示す。以下、同様の表記とする。
(実施例1-2)
実施例1-2の有機EL素子は、第一の有機層の形成に用いた化合物(第一の有機材料)を表1に示す化合物に変更したこと以外、実施例1-1の有機EL素子と同様にして作製した。
(比較例1-1)
比較例1-1の有機EL素子は、第二の有機層と第一の有機層との間に第三の有機層を形成したこと、並びに第一の有機層の膜厚を5nmに変更したこと以外、実施例1-1の有機EL素子と同様にして作製した。比較例1-1の有機EL素子において、第二の有機層の上に化合物HT1を蒸着し、膜厚10nmの第三の有機層を形成し、第三の有機層の上に第一の有機層を形成した。
(比較例1-2)
比較例1-2の有機EL素子は、第一の有機層の形成に用いた化合物(第一の有機材料)を表1に示す化合物に変更したこと以外、比較例1-1の有機EL素子と同様にして作製した。
(実施例2-1)
素子作製用基板となるガラス基板(25mm×75mm×0.7mm厚)の上に、膜厚100nmの銀合金層であるAPC(Ag-Pd-Cu)層(反射層)と、膜厚10nmの酸化インジウム-酸化亜鉛(IZO:登録商標)層(透明導電層)とを順にスパッタリング法により成膜した。これにより、APC層とIZO層とからなる導電材料層を得た。
続いて通常のリソグラフィ技術を用いて、レジストパターンをマスクに用いたエッチングにより、この導電材料層をパターニングし、下部電極(陽極)を形成した。
次に、下部電極(陽極)の上に化合物HT1(第二の有機材料)及び化合物HA1(第三の有機材料)を共蒸着し、膜厚7nmの第二の有機層を形成した。この第二の有機層中の化合物HT1の割合を97質量%とし、化合物HAの割合を3質量%とした。
第二の有機層の形成に続けて化合物HT2(第一の有機材料)を蒸着し、膜厚15nmの第一の有機層を形成した。
・陽極側発光ユニットの形成
実施例2-1においては、第一の発光層及び第一の電子輸送層を有する陽極側発光ユニット(第一の発光ユニット)を形成した。
第一の有機層の形成に続けて化合物BH1(第一のホスト材料)及び化合物BD1(第一の発光性化合物)を、化合物BD1の割合が1質量%となるように共蒸着し、膜厚20nmの第一の発光層を形成した。
次に、第一の発光層の上に化合物ET1を蒸着し、膜厚5nmの第一の電子輸送層(正孔障壁層ともいう)を形成した。
・電荷発生ユニットの形成
実施例2-1においては、第一N層及び第一P層を有する電荷発生ユニットを形成した。
陽極側発光ユニットの第一の電子輸送層の上に、化合物ET2と、Liとを共蒸着し、膜厚70nmの第一N層を形成した。第一N層における化合物ET2の濃度を96質量%とし、Liの濃度を4質量%とした。
次に、この第一N層の上に、化合物HT1と、化合物HA1とを共蒸着し、膜厚10nmの第一P層を形成した。第一P層における化合物HT1の濃度を90質量%とし、化合物HA1の濃度を10質量%とした。
・第二の発光ユニットの形成
実施例2-1においては、第一の正孔輸送層と、第二の正孔輸送層と、発光層と、第二の電子輸送層と、第三の電子輸送層と、電子注入層とを有する第二の発光ユニットを形成した。
電荷発生ユニットの第一P層の上に化合物HT1を蒸着し、膜厚10nmの第一の正孔輸送層を形成した。
次に、第一の正孔輸送層の上に、化合物HT2を蒸着し、膜厚5nmの第二の正孔輸送層(電子障壁層ともいう)を形成した。
次に、第二の正孔輸送層の上に、化合物BH1及び化合物BD1を、化合物BD1の割合が1質量%となるように共蒸着し、膜厚20nmの発光層(UT2-EM)を形成した。
次に、発光層(UT2-EM)の上に化合物ET1を蒸着し、膜厚5nmの第二の電子輸送層(正孔障壁層ともいう)を形成した。
次に、第二の電子輸送層の上に、化合物ET3と、Liqとを共蒸着し、膜厚25nmの第三の電子輸送層を形成した。第三の電子輸送層における化合物ET3の濃度を50質量%とし、Liqの濃度を50質量%とした。
次に、第三の電子輸送層の上に、イッテルビウム(Yb)を蒸着し、膜厚1nmの電子注入層を形成した。
次に、第二の発光ユニットにおける電子注入層上に、MgとAgとを混合比(質量%比)が10%:90%となるように共蒸着し、合計膜厚15nmの半透過性のMgAg合金からなる上部電極(陰極)を形成した。
次に、上部電極の上に、化合物Cap1を全面に形成し、膜厚65nmのキャッピング層を形成した。
以上のようにして、実施例2-1に係るトップエミッション型の有機EL素子を作製した。
実施例2-1の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
APC(100)/IZO(10)/HT1:HA1(7,97%:3%)/HT2(15)/BH1:BD1(20,99%:1%)/ET1(5)/ET2:Li(70,96%:4%)/HT1:HA1(10,90%:10%)/HT1(10)/HT2(5)/BH1:BD1(20,99%:1%)/ET1(5)/ET3:Liq(25,50%:50%)/Yb(1)/Mg:Ag(15,10%:90%)/Cap1(65)
(実施例2-2)
実施例2-2の有機EL素子は、第一の有機層の形成に用いた化合物を表2に示す化合物HT3に変更したこと、並びに第二の発光ユニットの第二の正孔輸送層の形成に用いた化合物HT2を化合物HT3に変更したこと以外、実施例2-1の有機EL素子と同様にして作製した。
(比較例2-1)
比較例2-1の有機EL素子は、第二の有機層と第一の有機層との間に第三の有機層を形成したこと、並びに第一の有機層の膜厚を5nmに変更したこと以外、実施例2-1の有機EL素子と同様にして作製した。比較例2-1の有機EL素子において、第二の有機層の上に化合物HT1を蒸着し、膜厚10nmの第三の有機層を形成し、第三の有機層の上に第一の有機層を形成した。
(比較例2-2)
比較例2-2の有機EL素子は、第一の有機層の形成に用いた化合物を表2に示す化合物HT3に変更したこと、並びに第二の発光ユニットの第二の正孔輸送層の形成に用いた化合物HT2を化合物HT3に変更したこと以外、比較例2-1の有機EL素子と同様にして作製した。
(実施例3-1)
25mm×75mm×1.1mm厚のITO(Indium Tin Oxide)透明電極(陽極)付きガラス基板(ジオマテック株式会社製)をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を5分間行なった後、UVオゾン洗浄を30分間行なった。ITO透明電極の膜厚は、80nmとした。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に透明電極を覆うようにして、化合物HT1(第二の有機材料)及び化合物HA1(第三の有機材料)を共蒸着し、膜厚10nmの第二の有機層を形成した。この第二の有機層中の化合物HT1の割合を97質量%とし、化合物HAの割合を3質量%とした。
第二の有機層の形成に続けて化合物HT2(第一の有機材料)を蒸着し、膜厚15nmの第一の有機層を形成した。
・陽極側発光ユニットの形成
実施例3-1においては、第一の発光層、第二の発光層及び第一の電子輸送層を有する陽極側発光ユニット(第一の発光ユニット)を形成した。
第一の有機層の形成に続けて化合物BH2(第一のホスト材料)及び化合物BD1(第一の発光性化合物)を、化合物BD1の割合が1質量%となるように共蒸着し、膜厚5nmの第一の発光層を形成した。
第一の発光層の形成に続けて化合物BH1(第二のホスト材料)及び化合物BD1(第二の発光性化合物)を、化合物BD1の割合が1質量%となるように共蒸着し、膜厚15nmの第二の発光層を形成した。
次に、第二の発光層の上に化合物ET1を蒸着し、膜厚5nmの第一の電子輸送層(正孔障壁層ともいう)を形成した。
・電荷発生ユニットの形成
実施例3-1においては、第一N層及び第一P層を有する電荷発生ユニットを形成した。
陽極側発光ユニットの第一の電子輸送層の上に、化合物ET2と、Liとを共蒸着し、膜厚50nmの第一N層を形成した。第一N層における化合物ET2の濃度を96質量%とし、Liの濃度を4質量%とした。
次に、この第一N層の上に、化合物HT1と、化合物HA1とを共蒸着し、膜厚10nmの第一P層を形成した。第一P層における化合物HT1の濃度を97質量%とし、化合物HA1の濃度を3質量%とした。
・第二の発光ユニットの形成
実施例3-1においては、第一の正孔輸送層と、赤色燐光発光層と、緑色燐光発光層と、第二の電子輸送層と、電子注入層とを有する第二の発光ユニット(燐光発光ユニット)を形成した。
電荷発生ユニットの第一P層の上に化合物HT1を蒸着し、膜厚10nmの第一の正孔輸送層を形成した。
次に、第一の正孔輸送層の上に、化合物PRH(燐光ホスト材料)と、燐光発光性の化合物PRDとを共蒸着し、膜厚5nmの赤色燐光発光層を形成した。赤色燐光発光層における化合物PRHの濃度を96質量%とし、化合物PRDの濃度を4質量%とした。
次に、赤色燐光発光層の上に、化合物PGH(燐光ホスト材料)と、燐光発光性の化合物PGDとを共蒸着し、膜厚30nmの緑色燐光発光層を形成した。緑色燐光発光層における化合物PGHの濃度を97質量%とし、化合物PGDの濃度を3質量%とした。
次に、緑色燐光発光層の上に、化合物ET3と、Liqとを共蒸着し、膜厚40nmの第二の電子輸送層を形成した。第二の電子輸送層における化合物ET3の濃度を50質量%とし、Liqの濃度を50質量%とした。
次に、第二の電子輸送層の上に、イッテルビウム(Yb)を蒸着し、膜厚1nmの電子注入層を形成した。
第二の発光ユニットの電子注入層の上に金属Alを蒸着して膜厚80nmの陰極を形成した。
以上のようにして、実施例3-1に係るボトムエミッション型の有機EL素子を作製した。
実施例3-1の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(80)/HT1:HA1(10,97%:3%)/HT2(15)/BH2:BD1(5,99%:1%)/BH1:BD1(15,99%:1%)/ET1(5)/ET2:Li(50,96%:4%)/HT1:HA1(10,97%:3%)/HT1(10)/PRH1:PRD1(5,96%:4%)/PGH1:PGD1(30,97%:3%)/ET3:Liq(40,50%:50%)/Yb(1)/Al(80)
(実施例3-2)
実施例3-2の有機EL素子は、第一の有機層の形成に用いた化合物(第一の有機材料)を表3に示す化合物に変更したこと以外、実施例3-1の有機EL素子と同様にして作製した。
(比較例3-1)
比較例3-1の有機EL素子は、第二の有機層と第一の有機層との間に第三の有機層を形成したこと、並びに第一の有機層の膜厚を5nmに変更したこと以外、実施例3-1の有機EL素子と同様にして作製した。比較例3-1の有機EL素子において、第二の有機層の上に化合物HT1を蒸着し、膜厚10nmの第三の有機層を形成し、第三の有機層の上に第一の有機層を形成した。
(比較例3-2)
比較例3-2の有機EL素子は、第一の有機層の形成に用いた化合物(第一の有機材料)を表3に示す化合物に変更したこと以外、比較例3-1の有機EL素子と同様にして作製した。
(実施例4-1)
素子作製用基板となるガラス基板(25mm×75mm×0.7mm厚)の上に、膜厚100nmの銀合金層であるAPC(Ag-Pd-Cu)層(反射層)と、膜厚10nmの酸化インジウム-酸化亜鉛(IZO:登録商標)層(透明導電層)とを順にスパッタリング法により成膜した。これにより、APC層とIZO層とからなる導電材料層を得た。
続いて通常のリソグラフィ技術を用いて、レジストパターンをマスクに用いたエッチングにより、この導電材料層をパターニングし、下部電極(陽極)を形成した。
次に、下部電極(陽極)の上に化合物HT1(第二の有機材料)及び化合物HA1(第三の有機材料)を共蒸着し、膜厚7nmの第二の有機層を形成した。この第二の有機層中の化合物HT1の割合を97質量%とし、化合物HAの割合を3質量%とした。
第二の有機層の形成に続けて化合物HT2(第一の有機材料)を蒸着し、膜厚15nmの第一の有機層を形成した。
・陽極側発光ユニットの形成
実施例4-1においては、第一の発光層、第二の発光層及び第一の電子輸送層を有する陽極側発光ユニット(第一の発光ユニット)を形成した。
第一の有機層の形成に続けて化合物BH2(第一のホスト材料)及び化合物BD1(第一の発光性化合物)を、化合物BD1の割合が1質量%となるように共蒸着し、膜厚5nmの第一の発光層を形成した。
第一の発光層の形成に続けて化合物BH1(第二のホスト材料)及び化合物BD1(第二の発光性化合物)を、化合物BD1の割合が1質量%となるように共蒸着し、膜厚15nmの第一の発光層を形成した。
次に、第二の発光層の上に化合物ET1を蒸着し、膜厚5nmの第一の電子輸送層(正孔障壁層ともいう)を形成した。
・電荷発生ユニットの形成
実施例4-1においては、第一N層及び第一P層を有する電荷発生ユニットを形成した。
陽極側発光ユニットの第一の電子輸送層の上に、化合物ET2と、Liとを共蒸着し、膜厚70nmの第一N層を形成した。第一N層における化合物ET2の濃度を96質量%とし、Liの濃度を4質量%とした。
次に、この第一N層の上に、化合物HT1と、化合物HA1とを共蒸着し、膜厚10nmの第一P層を形成した。第一P層における化合物HT1の濃度を90質量%とし、化合物HA1の濃度を10質量%とした。
・第二の発光ユニットの形成
実施例4-1においては、第一の正孔輸送層と、第二の正孔輸送層と、第一の発光層と、第二の発光層と、第二の電子輸送層と、第三の電子輸送層と、電子注入層とを有する第二の発光ユニットを形成した。
電荷発生ユニットの第一P層の上に化合物HT1を蒸着し、膜厚10nmの第一の正孔輸送層を形成した。
次に、第一の正孔輸送層の上に、化合物HT2を蒸着し、膜厚5nmの第二の正孔輸送層(電子障壁層ともいう)を形成した。
次に、第二の正孔輸送層の上に、化合物BH2及び化合物BD1を、化合物BD1の割合が1質量%となるように共蒸着し、膜厚5nmの発光層(UT2-EM1)を形成した。
発光層(UT2-EM1)の上に化合物BH1及び化合物BD1を、化合物BD1の割合が1質量%となるように共蒸着し、膜厚15nmの発光層(UT2-EM2)を形成した。
次に、発光層(UT2-EM2)の上に化合物ET1を蒸着し、膜厚5nmの第二の電子輸送層(正孔障壁層ともいう)を形成した。
次に、第二の電子輸送層の上に、化合物ET3と、Liqとを共蒸着し、膜厚25nmの第三の電子輸送層を形成した。第三の電子輸送層における化合物ET3の濃度を50質量%とし、Liqの濃度を50質量%とした。
次に、第三の電子輸送層の上に、イッテルビウム(Yb)を蒸着し、膜厚1nmの電子注入層を形成した。
次に、第二の発光ユニットにおける電子注入層上に、MgとAgとを混合比(質量%比)が10%:90%となるように共蒸着し、合計膜厚15nmの半透過性のMgAg合金からなる上部電極(陰極)を形成した。
次に、上部電極の上に、化合物Cap1を全面に形成し、膜厚65nmのキャッピング層を形成した。
以上のようにして、実施例4-1に係るトップエミッション型の有機EL素子を作製した。
実施例4-1の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
APC(100)/IZO(10)/HT1:HA1(7,97%:3%)/HT2(15)/BH2:BD1(5,99%:1%)/BH1:BD1(15,99%:1%)/ET1(5)/ET2:Li(70,96%:4%)/HT1:HA1(10,90%:10%)/HT1(10)/HT2(5)/BH2:BD1(5,99%:1%)/BH1:BD1(15,99%:1%)/ET1(5)/ET3:Liq(25,50%:50%)/Yb(1)/Mg:Ag(15,10%:90%)/Cap1(65)
(実施例4-2)
実施例4-2の有機EL素子は、第一の有機層の形成に用いた化合物を表4に示す化合物HT3に変更したこと、並びに第二の発光ユニットの第二の正孔輸送層の形成に用いた化合物HT2を化合物HT3に変更したこと以外、実施例4-1の有機EL素子と同様にして作製した。
(比較例4-1)
比較例4-1の有機EL素子は、第二の有機層と第一の有機層との間に第三の有機層を形成したこと、並びに第一の有機層の膜厚を5nmに変更したこと以外、実施例4-1の有機EL素子と同様にして作製した。比較例4-1の有機EL素子において、第二の有機層の上に化合物HT1を蒸着し、膜厚10nmの第三の有機層を形成し、第三の有機層の上に第一の有機層を形成した。
(比較例4-2)
比較例4-2の有機EL素子は、第一の有機層の形成に用いた化合物を表4に示す化合物HT3に変更したこと、並びに第二の発光ユニットの第二の正孔輸送層の形成に用いた化合物HT2を化合物HT3に変更したこと以外、比較例4-1の有機EL素子と同様にして作製した。
<有機EL素子の評価>
作製した有機EL素子について、以下の評価を行った。評価結果を表1、表2、表3及び表4に示す。
(ELピーク強度比)
<青色蛍光発光の主ピーク波長及びピーク強度>
以下の方法により、有機EL素子から得られた青色蛍光発光の主ピーク波長及びそのピーク強度を測定した。
所定の電流密度となるように有機EL素子に電圧を印加した時の分光放射輝度スペクトルを分光放射輝度計CS-2000(コニカミノルタ社製)で計測した。本実施例では、10mA/cm及び0.01mA/cmのそれぞれの電流密度において、分光放射輝度スペクトルを計測した。
得られた分光放射輝度スペクトルにおいて、青色発光スペクトルのピーク波長付近である460nmにおける発光スペクトル強度を測定し、この発光スペクトル強度を、本評価における「青色蛍光発光の主ピーク強度」とした。基準となる実施例の有機EL素子の主ピーク強度に対する各例の有機EL素子の主ピーク強度の比について、ELピーク強度比(%)として、以下の数式(数1X)により算出し、青色発光効率を比較した。
ELピーク強度比(%)=(各例の主ピーク強度/基準となる実施例の主ピーク強度)×100 …(数1X)
(ELピーク強度 5%劣化寿命比)
電流密度が50mA/cmとなるように有機EL素子に電圧を印加し、分光放射輝度計CS-2000(コニカミノルタ株式会社製)を用いて通電時間毎に発光スペクトルを計測した。得られた分光放射輝度スペクトルにおいて、青色波長領域である460nmにおける発光スペクトル強度を測定し、この発光スペクトル強度を、本評価における「青色蛍光発光の主ピーク強度」とした。初期の主ピーク強度に対する通電後の主ピーク強度の比率を計算した。初期の主ピーク強度に対して主ピーク強度が5%低下した時間を5%劣化寿命(単位:分)とした。すなわち、5%劣化寿命は、初期の主ピーク強度をXとしたときに、主ピーク強度が0.95Xに低下した時間である。
さらに、基準となる実施例の有機EL素子の5%劣化寿命に対する各例の有機EL素子の5%劣化寿命の比について、5%劣化寿命比(%)として、以下の数式(数1Y)により算出した。
5%劣化寿命比(%)=(各例の5%劣化寿命/基準となる実施例の5%劣化寿命)×100 …(数1Y)
Figure 2023029747000502
表1には、実施例1-1の有機EL素子を基準として比較した素子評価が示されている。なお、表1において、基準とした評価データについて(Ref)と表示した。表1に示されているように実施例1-1及び実施例1-2によれば、比較例1-1及び比較例1-2に比べて、0.01mA/cmでの素子駆動時における素子性能の低下が抑制された。長寿命化は、高電流密度での第一の有機層から第一の発光層への正孔供給増強によると考えられ、低電流密度での効率低下抑制は、低電流密度で正孔供給増強が起こったことによると考えられる。
Figure 2023029747000503
表2には、実施例2-1の有機EL素子を基準として比較した素子評価が示されている。なお、表2において、基準とした評価データについて(Ref)と表示した。表2に示されているように実施例2-1及び実施例2-2によれば、比較例2-1及び比較例2-2に比べて、0.01mA/cmでの素子駆動時における素子性能の低下が抑制された。
Figure 2023029747000504
表3には、実施例3-1の有機EL素子を基準として比較した素子評価が示されている。なお、表3において、基準とした評価データについて(Ref)と表示した。表3に示されているように実施例3-1及び実施例3-2によれば、比較例3-1及び比較例3-2に比べて、0.01mA/cmでの素子駆動時における素子性能の低下が抑制された。
Figure 2023029747000505
表4には、実施例4-1の有機EL素子を基準として比較した素子評価が示されている。なお、表4において、基準とした評価データについて(Ref)と表示した。表4に示されているように実施例4-1及び実施例4-2によれば、比較例4-1及び比較例4-2に比べて、0.01mA/cmでの素子駆動時における素子性能の低下が抑制された。
<化合物の評価>
有機EL素子の作製に用いた化合物について以下の評価を行った。評価結果は、表1~4又は表5に記載した。
(イオン化ポテンシャル)
イオン化ポテンシャルは、大気下で、光電子分光装置(理研計器株式会社製、「AC-3」)を用いて測定した。具体的には、材料に光を照射し、その際に電荷分離によって生じる電子量を測定することにより、化合物のイオン化ポテンシャルを測定した。イオン化ポテンシャルをIpと表記する場合がある。
(蛍光発光最大ピーク波長(FL-peak))
蛍光発光性化合物の最大ピーク波長は、次のようにして測定した。測定対象となる化合物を、4.9×10-6mol/Lの濃度でトルエンに溶解し、トルエン溶液を調製した。蛍光スペクトル測定装置(分光蛍光光度計F-7000(株式会社日立ハイテクサイエンス製))を用いて、トルエン溶液を390nmで励起した場合の蛍光発光最大ピーク波長λFL(単位:nm)を測定した。
化合物BD1の蛍光発光最大ピーク波長λFLは、453nmであった。
(燐光発光最大ピーク波長(PH-peak))
燐光発光性化合物の最大ピーク波長は、次のようにして測定した。測定対象の発光性化合物と、当該発光性化合物を含有する発光層中のホスト材料とを用いて、当該発光層と同じ比率でホスト材料と発光性化合物とを共蒸着し、石英基板上に厚さ50nmの膜を形成した。分光蛍光光度計F-7000(株式会社日立ハイテクサイエンス製)を用いて、光励起による膜の発光スペクトルを測定した。得られた発光スペクトルにおいて発光強度が最大となるピーク波長を測定し、これを燐光発光性化合物の最大ピーク波長λPH(単位:nm)とした。
化合物PRD1の燐光発光最大ピーク波長λPHは、621nmであった。
化合物PGD1の燐光発光最大ピーク波長λPHは、529nmであった。
(三重項エネルギーT
測定対象となる化合物をEPA(ジエチルエーテル:イソペンタン:エタノール=5:5:2(容積比))中に、濃度が10μmol/Lとなるように溶解して溶液を得て、この溶液を石英セル中に入れて測定試料とした。この測定試料について、低温(77[K])で燐光スペクトル(縦軸:燐光発光強度、横軸:波長とする。)を測定し、この燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値λedge[nm]に基づいて、次の換算式(F1)から算出されるエネルギー量を三重項エネルギーTとした。なお、三重項エネルギーTは、測定条件によっては上下0.02eV程度の誤差が生じ得る。
換算式(F1):T[eV]=1239.85/λedge
燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線は以下のように引く。燐光スペクトルの短波長側から、スペクトルの極大値のうち、最も短波長側の極大値までスペクトル曲線上を移動する際に、長波長側に向けて曲線上の各点における接線を考える。この接線は、曲線が立ち上がるにつれ(つまり縦軸が増加するにつれ)、傾きが増加する。この傾きの値が極大値をとる点において引いた接線(すなわち変曲点における接線)が、当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
なお、スペクトルの最大ピーク強度の15%以下のピーク強度をもつ極大点は、上述の最も短波長側の極大値には含めず、最も短波長側の極大値に最も近い、傾きの値が極大値をとる点において引いた接線を当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
燐光の測定には、(株)日立ハイテクノロジー製のF-4500形分光蛍光光度計本体を用いた。
(一重項エネルギーS
測定対象となる化合物の10μmol/Lトルエン溶液を調製して石英セルに入れ、常温(300K)でこの試料の吸収スペクトル(縦軸:吸収強度、横軸:波長とする。)を測定した。この吸収スペクトルの長波長側の立ち下がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値λedge[nm]を次に示す換算式(F2)に代入して一重項エネルギーを算出した。
換算式(F2):S[eV]=1239.85/λedge
吸収スペクトル測定装置としては、日立社製の分光光度計(装置名:U3310)を用いた。
吸収スペクトルの長波長側の立ち下がりに対する接線は以下のように引く。吸収スペクトルの極大値のうち、最も長波長側の極大値から長波長方向にスペクトル曲線上を移動する際に、曲線上の各点における接線を考える。この接線は、曲線が立ち下がるにつれ(つまり縦軸の値が減少するにつれ)、傾きが減少しその後増加することを繰り返す。傾きの値が最も長波長側(ただし、吸光度が0.1以下となる場合は除く)で極小値をとる点において引いた接線を当該吸収スペクトルの長波長側の立ち下がりに対する接線とする。
なお、吸光度の値が0.2以下の極大点は、上記最も長波長側の極大値には含めない。
Figure 2023029747000506
1,1A,1B,1C…有機EL素子、2…基板、3…陽極、4…陰極、51,51A,51B…陽極側発光ユニット、52,52C…陰極側発光ユニット、70…電荷発生ユニット、511…第一の発光層、512…第二の発光層、515…電子輸送層、521…第一の発光層、522…第二の発光層、524…正孔輸送層、525…電子輸送層、526…電子注入層。

Claims (33)

  1. 有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
    陽極と、
    陰極と、
    前記陽極及び前記陰極の間に配置された2つ以上の発光ユニットと、
    前記2つ以上の発光ユニット同士の間に配置された1つ以上の電荷発生ユニットと、
    前記2つ以上の発光ユニットのうち、前記陽極側に配置された陽極側発光ユニット及び前記陽極の間に配置された第一の有機層と、
    前記第一の有機層及び前記陽極の間に配置された第二の有機層と、を有し、
    前記陽極側発光ユニットは、第一のホスト材料を含有する第一の発光層を有し、
    前記第一の発光層は、前記陽極側発光ユニットにおいて前記陽極側に配置され、
    前記第一の有機層と前記第一の発光層とが、直接、接し、
    前記第一の有機層と前記第二の有機層とが、直接、接し、
    前記第二の有機層と前記陽極とが、直接、接し、
    前記第一の有機層の膜厚が、40nm以下であり、
    前記第一の有機層は、第一の有機材料を含有し、
    前記第一のホスト材料のイオン化ポテンシャルIp(H1)と、前記第一の有機材料のイオン化ポテンシャルIp(EBL)との差が、下記数式(数A1)の関係を満たす、
    有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Ip(H1)-Ip(EBL)≦0.4eV …(数A1)
  2. 前記第一の有機層の膜厚が、5nm以上である、
    請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  3. 前記第一の有機層の膜厚が、10nm以上である、
    請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  4. 前記第一の有機材料は、分子中に置換アミノ基を1つだけ有するモノアミン化合物である、
    請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  5. 前記第一の有機材料は、下記一般式(31)で表される化合物である、
    請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 2023029747000507

    (前記一般式(31)において、
    、L及びLは、それぞれ独立に、
    単結合、又は
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6~18のアリーレン基であり、
    A、B及びCは、それぞれ独立に、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
    置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基、又は
    -Si(R391)(R392)(R393)で表される基であり、
    391~R393は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基であり、
    391が複数存在する場合、複数のR391は、互いに同一であるか又は異なり、
    392が複数存在する場合、複数のR392は、互いに同一であるか又は異なり、
    393が複数存在する場合、複数のR393は、互いに同一であるか又は異なり、
    A、B及びCとしての置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基は、それぞれ独立に、下記一般式(31A)、(31B)、(31C)、(31D)、(31E)及び(31F)で表される基からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。)
    Figure 2023029747000508

    Figure 2023029747000509

    (前記一般式(31A)、(31B)、(31C)、(31D)、(31E)及び(31F)において、
    301~R309のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
    互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
    互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
    互いに結合せず、
    310~R314のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
    互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
    互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
    互いに結合せず、
    320~R324のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
    互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
    互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
    互いに結合せず、
    前記置換もしくは無置換の単環を形成せず、かつ前記置換もしくは無置換の縮合環を形成しないR301~R309、R310、R311~R314、R320並びにR321~R324は、それぞれ独立に、
    水素原子、
    シアノ基、
    置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
    置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
    置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
    -Si(R381)(R382)(R383)で表される基、
    -O-(R384)で表される基、
    ハロゲン原子、
    ニトロ基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
    置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
    p1は、3であり、複数のR310は、互いに同一であるか又は異なり、
    p2は、3であり、複数のR320は、互いに同一であるか又は異なり、
    前記一般式(31A)、(31B)、(31C)、(31D)、(31E)及び(31F)中の*は、それぞれ独立に、L、L及びLのいずれかと結合する。)
    (前記一般式(31)で表される化合物中、R381、R382、R383、及びR384は、それぞれ独立に、
    水素原子、
    置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
    置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
    381が複数存在する場合、複数のR381は、互いに同一であるか又は異なり、
    382が複数存在する場合、複数のR382は、互いに同一であるか又は異なり、
    383が複数存在する場合、複数のR383は、互いに同一であるか又は異なり、
    384が複数存在する場合、複数のR384は、互いに同一であるか又は異なる。)
  6. 前記第一の有機材料の一重項エネルギーが3.1eV以上である、
    請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  7. 前記第一の有機材料のイオン化ポテンシャルIp(EBL)が、5.6eV以上である、
    請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  8. 前記第二の有機層は、第二の有機材料を含有し、
    前記第一の有機材料と前記第二の有機材料とは、互いに異なる、
    請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  9. 前記第二の有機材料のイオン化ポテンシャルIp(HI)は、5.6eV未満である、
    請求項8に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  10. 前記第二の有機層は、第三の有機材料を含有し、
    前記第三の有機材料は、前記第一の有機材料及び前記第二の有機材料とは、互いに異なり、
    前記第二の有機層中、前記第三の有機材料の含有量が、3質量%以下である、
    請求項8又は請求項9に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  11. 前記第二の有機層は、第二の有機材料及び第三の有機材料を含有し、
    前記第一の有機材料と前記第二の有機材料とが、互いに同一であるか又は異なり、
    前記第二の有機層中、前記第三の有機材料の含有量が、3質量%超である、
    請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  12. 前記第一の有機材料と前記第二の有機材料とが、互いに同一である、
    請求項11に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  13. 前記第三の有機材料は、下記一般式(P11)で表される第一の環構造及び下記一般式(P12)で表される第二の環構造の少なくともいずれかを含む化合物である、
    請求項10から請求項12のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 2023029747000510

    (前記一般式(P11)で表される第一の環構造は、前記第三の有機材料の分子中で、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50の芳香族炭化水素環及び置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環の少なくともいずれかの環構造と縮合し、
    =Z10で表される構造は、下記一般式(11a)、(11b)、(11c)、(11d)、(11e)、(11f)、(11g)、(11h)、(11i)、(11j)、(11k)又は(11m)で表される。)
    Figure 2023029747000511

    Figure 2023029747000512

    (前記一般式(11a)、(11b)、(11c)、(11d)、(11e)、(11f)、(11g)、(11h)、(11i)、(11j)、(11k)又は(11m)中、R11~R14並びにR1101~R1110は、それぞれ独立に、
    水素原子、
    ハロゲン原子、
    ヒドロキシ基、
    シアノ基、
    置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
    置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロゲン化アルキル基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
    -Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
    -O-(R904)で表される基、
    -S-(R905)で表される基、
    -N(R906)(R907)で表される基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
    置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
    (前記一般式(P12)において、Z~Zは、それぞれ独立に、
    窒素原子、
    15と結合する炭素原子、又は
    前記第三の有機材料の分子中の他の原子と結合する炭素原子であり、
    ~Zの内、少なくとも1つは、前記第三の有機材料の分子中の他の原子と結合する炭素原子であり、
    15は、
    水素原子、
    ハロゲン原子、
    シアノ基、
    置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
    置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロゲン化アルキル基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、
    置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基、
    -Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
    -O-(R904)で表される基、
    -S-(R905)で表される基、
    -N(R906)(R907)で表される基、
    置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
    置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
    カルボキシ基、
    置換もしくは無置換のエステル基、
    置換もしくは無置換のカルバモイル基、
    ニトロ基、及び
    置換もしくは無置換のシロキサニル基からなる群から選択され、
    15が複数存在する場合、複数のR15は互いに同一であるか、又は異なる。)
    (前記第三の有機材料中、R901~R907は、それぞれ独立に、
    水素原子、
    置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
    置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
    901が複数ある場合、複数のR901は、互いに同一であるか、又は異なり、
    902が複数ある場合、複数のR902は、互いに同一であるか、又は異なり、
    903が複数ある場合、複数のR903は、互いに同一であるか、又は異なり、
    904が複数ある場合、複数のR904は、互いに同一であるか、又は異なり、
    905が複数ある場合、複数のR905は、互いに同一であるか、又は異なり、
    906が複数ある場合、複数のR906は、互いに同一であるか、又は異なり、
    907が複数ある場合、複数のR907は、互いに同一であるか、又は異なる。)
  14. 前記陽極側発光ユニットの前記第一の発光層は、最大ピーク波長が500nm未満の発光を示す第一の発光性化合物を含有する、
    請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  15. 前記陽極側発光ユニットは、発光層として前記第一の発光層のみ有する
    請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  16. 前記陽極側発光ユニットは、第二の発光層を有し、
    前記第二の発光層は、前記第一の発光層と前記電荷発生ユニットとの間に配置されている、
    請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  17. 前記第二の発光層は、第二のホスト材料と、最大ピーク波長が500nm未満の発光を示す第二の発光性化合物を含有し、
    前記第一のホスト材料と前記第二のホスト材料とが、互いに異なる、
    請求項16に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  18. 前記第一のホスト材料の三重項エネルギーT(H1)と前記第二のホスト材料の三重項エネルギーT(H2)とが、下記数式(数3)の関係を満たす、
    請求項17に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    (H1)>T(H2) …(数3)
  19. 前記第一の発光層と前記第二の発光層とが、直接、接している、
    請求項16から請求項18のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  20. 前記第一のホスト材料は、分子中に、下記条件(i)の構造又は下記条件(ii)の構造を有する、
    請求項1から請求項19のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    条件(i)第一のベンゼン環と第二のベンゼン環とが単結合で連結されたビフェニル構造を有し、前記ビフェニル構造中の前記第一のベンゼン環と前記第二のベンゼン環とが、前記単結合以外の少なくとも1つの部分において架橋によりさらに連結している。
    条件(ii)単結合で連結されたベンゼン環とナフタレン環とを含む連結構造を有し、前記連結構造中の前記ベンゼン環及び前記ナフタレン環には、それぞれ独立に、さらに単環又は縮合環が縮合しているか又は縮合しておらず、前記連結構造中の前記ベンゼン環と前記ナフタレン環とが、前記単結合以外の少なくとも1つの部分において架橋によりさらに連結している。
  21. 前記第一のホスト材料は、分子中に前記条件(i)の構造を有し、
    前記ビフェニル構造中の前記第一のベンゼン環と前記第二のベンゼン環とが、前記単結合以外の1つの部分において前記架橋によりさらに連結している、
    請求項20に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  22. 前記第一のホスト材料は、分子中に前記条件(i)の構造を有し、
    前記ビフェニル構造中の前記第一のベンゼン環と前記第二のベンゼン環とが、前記単結合以外の2つの部分において前記架橋によりさらに連結している、
    請求項19に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  23. 前記架橋が二重結合を含む、
    請求項20から請求項22のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  24. 前記第一のホスト材料は、分子中に前記条件(i)の構造を有し、
    前記ビフェニル構造中の前記第一のベンゼン環と前記第二のベンゼン環とが、前記単結合以外の2つの部分において前記架橋によりさらに連結し、
    前記架橋が二重結合を含まない、
    請求項20に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  25. 前記第一のホスト材料は、分子中に前記条件(ii)の構造を有する、
    請求項20に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  26. 前記架橋が二重結合を含む、
    請求項25に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  27. 前記2つ以上の発光ユニットは、少なくとも1つの燐光発光ユニットを含み、
    前記燐光発光ユニットは、燐光発光を示す燐光発光性化合物を含有する、
    請求項1から請求項26のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  28. 前記1つ以上の電荷発生ユニットの少なくともいずれかが、フェナントロリン骨格を有するフェナントロリン化合物を含有する有機層を含む、
    請求項1から請求項27のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  29. 前記フェナントロリン化合物は、下記一般式(21)で表される基を少なくとも1つ有し、かつ下記一般式(20)で表される化合物である、
    請求項28に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 2023029747000513

    (前記一般式(20)において、
    21~X28は、それぞれ独立に、窒素原子、CR21、又は前記一般式(21)で表される基と結合する炭素原子であり、
    21~X28のうち少なくとも1つは、前記一般式(21)で表される基と結合する炭素原子であり、
    前記一般式(21)で表される基が複数存在する場合、複数の前記一般式(21)で表される基は、互いに同一であるか又は異なり、
    複数のR21のうち隣接する2つ以上からなる組の1組以上が、
    互いに結合して、置換もしくは無置換の単環を形成するか、
    互いに結合して、置換もしくは無置換の縮合環を形成するか、又は
    互いに結合せず、
    前記置換もしくは無置換の単環を形成せず、かつ前記置換もしくは無置換の縮合環を形成しないR21は、それぞれ独立に、
    水素原子、
    置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
    置換もしくは無置換の炭素数1~50のハロアルキル基、
    置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルケニル基、
    置換もしくは無置換の炭素数2~50のアルキニル基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
    -Si(R901)(R902)(R903)で表される基、
    -O-(R904)で表される基、
    -S-(R905)で表される基、
    -N(R906)(R907)で表される基、
    置換もしくは無置換の炭素数7~50のアラルキル基、
    -C(=O)R931で表される基、
    -COOR932で表される基、
    -S(=O)933で表される基、
    -B(R934)(R935)で表される基、
    -P(=O)(R936)(R937)で表される基、
    ハロゲン原子、
    シアノ基、
    ニトロ基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
    置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基である。)
    (前記一般式(21)において、
    Arは、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
    置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
    pは、1、2、3、4又は5であり、
    Arが2以上存在する場合、2以上のArは、互いに同一であるか、又は異なり、
    は、単結合又は連結基であり、
    連結基としてのLは、
    置換もしくは無置換の炭素数1~50の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の多価の脂肪族炭化水素基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50の多価の芳香族炭化水素基、
    置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の多価の複素環基、又は
    前記多価の芳香族炭化水素環基及び前記多価の複素環基から選ばれる2つもしくは3つの基が結合してなる多価の複数連結基であり、
    前記複数連結基としてのLを構成する前記芳香族炭化水素環基及び前記複素環基は、互いに同一であるか又は異なり、隣り合う基同士が互いに結合して環を形成するか、又は互いに結合せず、
    Arと連結基としてのLとが互いに結合して環を形成するか、又は互いに結合せず、
    連結基としてのLと、Lに結合した炭素原子に隣接するX21~X28のいずれかの炭素原子又はCR21のR21とが、互いに結合して環を形成するか、又は互いに結合せず、
    前記一般式(21)中の*は、前記一般式(20)で表される環との結合位置を示す。)
    (前記フェナントロリン化合物中、R901、R902、R903、R904、R905、R906、R907、R931、R932、R933、R934、R935、R936及びR937は、それぞれ独立に、
    水素原子、
    置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキル基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数3~50のシクロアルキル基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、又は
    置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の複素環基であり、
    901が複数存在する場合、複数のR901は、互いに同一であるか又は異なり、
    902が複数存在する場合、複数のR902は、互いに同一であるか又は異なり、
    903が複数存在する場合、複数のR903は、互いに同一であるか又は異なり、
    904が複数存在する場合、複数のR904は、互いに同一であるか又は異なり、
    905が複数存在する場合、複数のR905は、互いに同一であるか又は異なり、
    906が複数存在する場合、複数のR906は、互いに同一であるか又は異なり、
    907が複数存在する場合、複数のR907は、互いに同一であるか又は異なり、
    931が複数存在する場合、複数のR931は、互いに同一であるか又は異なり、
    932が複数存在する場合、複数のR932は、互いに同一であるか又は異なり、
    933が複数存在する場合、複数のR933は、互いに同一であるか又は異なり、
    934が複数存在する場合、複数のR934は、互いに同一であるか又は異なり、
    935が複数存在する場合、複数のR935は、互いに同一であるか又は異なり、
    936が複数存在する場合、複数のR936は、互いに同一であるか又は異なり、
    937が複数存在する場合、複数のR937は、互いに同一であるか又は異なる。)
  30. 前記有機エレクトロルミネッセンス素子の光取り出し側に配置された色変換部を有する、
    請求項1から請求項29のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  31. タブレット用ディスプレイ又はVR装置用ディスプレイに使用される、請求項1から請求項30のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  32. 請求項1から請求項31のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した、電子機器。
  33. タブレット又はVR装置である、請求項32に記載の電子機器。
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