JP6196791B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 - Google Patents
有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6196791B2 JP6196791B2 JP2013055736A JP2013055736A JP6196791B2 JP 6196791 B2 JP6196791 B2 JP 6196791B2 JP 2013055736 A JP2013055736 A JP 2013055736A JP 2013055736 A JP2013055736 A JP 2013055736A JP 6196791 B2 JP6196791 B2 JP 6196791B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- general formula
- group
- ring
- substituted
- unsubstituted
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 title claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 201
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 133
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 95
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 85
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 62
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims description 59
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 51
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 claims description 50
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 41
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 34
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 29
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 27
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 claims description 22
- 125000002029 aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 claims description 16
- 125000006413 ring segment Chemical group 0.000 claims description 15
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 claims description 15
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 13
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 claims description 11
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 11
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 11
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 claims description 9
- 125000004104 aryloxy group Chemical group 0.000 claims description 8
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 7
- 125000005103 alkyl silyl group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000005104 aryl silyl group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000003282 alkyl amino group Chemical group 0.000 claims description 5
- 125000004414 alkyl thio group Chemical group 0.000 claims description 5
- 125000001769 aryl amino group Chemical group 0.000 claims description 5
- 125000005110 aryl thio group Chemical group 0.000 claims description 5
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 4
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 168
- -1 N-carbazolyl group Chemical group 0.000 description 96
- 239000010408 film Substances 0.000 description 51
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 44
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 44
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 43
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 39
- 125000000609 carbazolyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3NC12)* 0.000 description 35
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 description 30
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 30
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 18
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 13
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 11
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 11
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 10
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000001296 phosphorescence spectrum Methods 0.000 description 10
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 9
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 8
- YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 1,3-Diphenylbenzene Chemical group C1=CC=CC=C1C1=CC=CC(C=2C=CC=CC=2)=C1 YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 125000006267 biphenyl group Chemical group 0.000 description 7
- 125000005509 dibenzothiophenyl group Chemical group 0.000 description 7
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 7
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 125000005561 phenanthryl group Chemical group 0.000 description 7
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 6
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 6
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 6
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 6
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000010549 co-Evaporation Methods 0.000 description 5
- 125000005107 alkyl diaryl silyl group Chemical group 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 4
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 4
- 125000005105 dialkylarylsilyl group Chemical group 0.000 description 4
- 125000000740 n-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 4
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 4
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000005106 triarylsilyl group Chemical group 0.000 description 4
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 4
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical group C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 125000005575 polycyclic aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-triazine Chemical group C1=CN=NN=C1 JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical class [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N Tritium Chemical compound [3H] YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 2
- WDECIBYCCFPHNR-UHFFFAOYSA-N chrysene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=C3C4=CC=CC=C4C=CC3=C21 WDECIBYCCFPHNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 2
- 125000001511 cyclopentyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 2
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 2
- GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N fluoranthene Chemical compound C1=CC(C2=CC=CC=C22)=C3C2=CC=CC3=C1 GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003983 fluorenyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3CC12)* 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 125000001972 isopentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 125000001280 n-hexyl group Chemical group C(CCCCC)* 0.000 description 2
- 125000001971 neopentyl group Chemical group [H]C([*])([H])C(C([H])([H])[H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N phenanthrene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C=CC2=C1 YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000007363 ring formation reaction Methods 0.000 description 2
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 125000003808 silyl group Chemical group [H][Si]([H])([H])[*] 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 2
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 125000004665 trialkylsilyl group Chemical group 0.000 description 2
- 229910052722 tritium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 2
- 125000004343 1-phenylethyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000005916 2-methylpentyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000094 2-phenylethyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000005917 3-methylpentyl group Chemical group 0.000 description 1
- CMSGUKVDXXTJDQ-UHFFFAOYSA-N 4-(2-naphthalen-1-ylethylamino)-4-oxobutanoic acid Chemical compound C1=CC=C2C(CCNC(=O)CCC(=O)O)=CC=CC2=C1 CMSGUKVDXXTJDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004070 6 membered heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001148 Al-Li alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000846 In alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-IGMARMGPSA-N Protium Chemical compound [1H] YZCKVEUIGOORGS-IGMARMGPSA-N 0.000 description 1
- 241000720974 Protium Species 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLGBZMMZGDRARJ-UHFFFAOYSA-N Triphenylene Natural products C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C3C2=C1 SLGBZMMZGDRARJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N [Li].[Al] Chemical compound [Li].[Al] JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JHYLKGDXMUDNEO-UHFFFAOYSA-N [Mg].[In] Chemical compound [Mg].[In] JHYLKGDXMUDNEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000641 acridinyl group Chemical group C1(=CC=CC2=NC3=CC=CC=C3C=C12)* 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005073 adamantyl group Chemical group C12(CC3CC(CC(C1)C3)C2)* 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005354 aluminosilicate glass Substances 0.000 description 1
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005428 anthryl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C2C([H])=C3C(*)=C([H])C([H])=C([H])C3=C([H])C2=C1[H] 0.000 description 1
- 125000006615 aromatic heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003785 benzimidazolyl group Chemical group N1=C(NC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000004603 benzisoxazolyl group Chemical group O1N=C(C2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000005605 benzo group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000499 benzofuranyl group Chemical group O1C(=CC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000005874 benzothiadiazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001164 benzothiazolyl group Chemical group S1C(=NC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000004196 benzothienyl group Chemical group S1C(=CC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000004541 benzoxazolyl group Chemical group O1C(=NC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004369 butenyl group Chemical group C(=CCC)* 0.000 description 1
- 125000004106 butoxy group Chemical group [*]OC([H])([H])C([H])([H])C(C([H])([H])[H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002676 chrysenyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=C4C=CC=CC4=C3C=CC12)* 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 125000001995 cyclobutyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000003678 cyclohexadienyl group Chemical group C1(=CC=CCC1)* 0.000 description 1
- 125000000596 cyclohexenyl group Chemical group C1(=CCCCC1)* 0.000 description 1
- 125000000058 cyclopentadienyl group Chemical group C1(=CC=CC1)* 0.000 description 1
- 125000002433 cyclopentenyl group Chemical group C1(=CCCC1)* 0.000 description 1
- 125000001559 cyclopropyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C1([H])* 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 150000004891 diazines Chemical class 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 125000001028 difluoromethyl group Chemical group [H]C(F)(F)* 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000001301 ethoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 125000003914 fluoranthenyl group Chemical group C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC=C4C1=C23)* 0.000 description 1
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 125000003784 fluoroethyl group Chemical group [H]C([H])(F)C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004216 fluoromethyl group Chemical group [H]C([H])(F)* 0.000 description 1
- 125000002541 furyl group Chemical group 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- 125000001188 haloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002391 heterocyclic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000003707 hexyloxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 238000004770 highest occupied molecular orbital Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 125000002883 imidazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003453 indazolyl group Chemical group N1N=C(C2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001041 indolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 125000002183 isoquinolinyl group Chemical group C1(=NC=CC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- 125000001786 isothiazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000842 isoxazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000005355 lead glass Substances 0.000 description 1
- 238000004768 lowest unoccupied molecular orbital Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- SJCKRGFTWFGHGZ-UHFFFAOYSA-N magnesium silver Chemical compound [Mg].[Ag] SJCKRGFTWFGHGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 230000004001 molecular interaction Effects 0.000 description 1
- 125000003136 n-heptyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004998 naphthylethyl group Chemical group C1(=CC=CC2=CC=CC=C12)CC* 0.000 description 1
- 125000004593 naphthyridinyl group Chemical group N1=C(C=CC2=CC=CN=C12)* 0.000 description 1
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 1
- 125000002868 norbornyl group Chemical group C12(CCC(CC1)C2)* 0.000 description 1
- 125000001117 oleyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])/C([H])=C([H])\C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 125000001715 oxadiazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002971 oxazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 125000006340 pentafluoro ethyl group Chemical group FC(F)(F)C(F)(F)* 0.000 description 1
- 125000004115 pentoxy group Chemical group [*]OC([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C(C([H])([H])[H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000002080 perylenyl group Chemical group C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC5=CC=CC(C1=C23)=C45)* 0.000 description 1
- 125000004934 phenanthridinyl group Chemical group C1(=CC=CC2=NC=C3C=CC=CC3=C12)* 0.000 description 1
- 125000004625 phenanthrolinyl group Chemical group N1=C(C=CC2=CC=C3C=CC=NC3=C12)* 0.000 description 1
- 125000001791 phenazinyl group Chemical group C1(=CC=CC2=NC3=CC=CC=C3N=C12)* 0.000 description 1
- 125000001484 phenothiazinyl group Chemical group C1(=CC=CC=2SC3=CC=CC=C3NC12)* 0.000 description 1
- 125000001644 phenoxazinyl group Chemical group C1(=CC=CC=2OC3=CC=CC=C3NC12)* 0.000 description 1
- 125000000951 phenoxy group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(O*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 description 1
- 238000006552 photochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004592 phthalazinyl group Chemical group C1(=NN=CC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 125000001388 picenyl group Chemical group C1(=CC=CC2=CC=C3C4=CC=C5C=CC=CC5=C4C=CC3=C21)* 0.000 description 1
- 125000004193 piperazinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003386 piperidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 125000004368 propenyl group Chemical group C(=CC)* 0.000 description 1
- 125000002572 propoxy group Chemical group [*]OC([H])([H])C(C([H])([H])[H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000002568 propynyl group Chemical group [*]C#CC([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000003373 pyrazinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003226 pyrazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001725 pyrenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002098 pyridazinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004076 pyridyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000714 pyrimidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000719 pyrrolidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000168 pyrrolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 125000002294 quinazolinyl group Chemical group N1=C(N=CC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- 125000005493 quinolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001567 quinoxalinyl group Chemical group N1=C(C=NC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- YYMBJDOZVAITBP-UHFFFAOYSA-N rubrene Chemical compound C1=CC=CC=C1C(C1=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=CC=C2C(C=2C=CC=CC=2)=C11)=C(C=CC=C2)C2=C1C1=CC=CC=C1 YYMBJDOZVAITBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005504 styryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- AGGKEGLBGGJEBZ-UHFFFAOYSA-N tetramethylenedisulfotetramine Chemical group C1N(S2(=O)=O)CN3S(=O)(=O)N1CN2C3 AGGKEGLBGGJEBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003831 tetrazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007725 thermal activation Methods 0.000 description 1
- 125000001113 thiadiazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000335 thiazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001544 thienyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003918 triazines Chemical class 0.000 description 1
- 125000004306 triazinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001425 triazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002306 tributylsilyl group Chemical group C(CCC)[Si](CCCC)(CCCC)* 0.000 description 1
- 125000004205 trifluoroethyl group Chemical group [H]C([H])(*)C(F)(F)F 0.000 description 1
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 description 1
- 125000000025 triisopropylsilyl group Chemical group C(C)(C)[Si](C(C)C)(C(C)C)* 0.000 description 1
- 125000000026 trimethylsilyl group Chemical group [H]C([H])([H])[Si]([*])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000005580 triphenylene group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003960 triphenylenyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C3C12)* 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Plural Heterocyclic Compounds (AREA)
Description
一般に有機EL素子は、対向する一対の電極と、当該一対の電極間に配置された発光層やその他の有機層等とで構成されている。有機EL素子の両電極間に電界が印加されると、陰極側から電子が注入され、陽極側から正孔が注入される。注入された電子と正孔とが発光層において再結合すると励起子が形成され、励起状態から基底状態へ戻る際に、エネルギーを光として放出する。有機EL素子は、このような原理によって発光する。
発光層としては、ドーピングシステムが採用されることがある。この場合の発光層は、ホスト材料とドーパント材料とで構成される。ホスト材料は、一般的に電子と正孔の再結合を促し、再結合により生じた励起エネルギーをドーパント材料に伝達させる。また、ドーパント材料は、一般的にホスト材料から励起エネルギーを受け取り、発光する。
ドーピングシステムを採用した場合、発光層におけるドーパント材料濃度が高すぎると濃度消光によって発光効率が低下したり、ドーパント材料濃度に大きく依存して発光効率等の有機EL素子の特性が異なったりするため、ドーパント材料濃度を制御することが必要である。しかし、共蒸着法により発光層を形成する場合には、ドーパント材料濃度の制御が困難であった。
そこで、例えば特許文献1では、ドーパント材料としてサリチリデンアミノフェノールの金属錯体を用いることで、ホスト材料とドーパント材料とを共蒸着して発光層を形成する場合であっても、ドーパント材料濃度を10重量%まで高めることが可能になり、ドーパント材料濃度の制御が容易になって、有機EL素子の特性のばらつきを低減できる旨が記載されている。
特許文献2に記載されているように、蛍光発光性のドーパント材料を用いて、ホスト材料と共に同一蒸着源から共蒸着させることは可能と考えられている。蛍光発光性のドーパント材料と、これと共に用いられるホスト材料は、主に炭素原子、窒素原子、酸素原子、水素原子、リン原子で構成された分子構造を有するため、分子量に大きな違いが生じないと考えられる。その結果、同一蒸着源における蒸着レートの制御が可能となるからである。
一方、燐光発光性のドーパント材料を用いる場合、当該ドーパント材料は、イリジウムや白金などの重原子を含む分子構造を有するため、ホスト材料よりも分子量が著しく大きくなる。そのため、ホスト材料と燐光発光性ドーパントとを混合し、その混合物を同一の蒸着源から蒸着する際には、両者の蒸着レートを制御することが困難であり、有機EL素子の特性のばらつきを低減することは容易ではない。
ホスト材料およびドーパント材料を同一の蒸着源から蒸着する場合に限らず、その他の互いに異なる材料を同一の蒸着源から蒸着する場合においても、素子特性がばらつく可能性があることから、そのばらつきを低減可能な技術が要望されている。
ΔST(D)=EgS(D)−Eg77K (D)<0.3[eV] …(数1)
(有機EL素子の素子構成)
本発明の第一実施形態に係る有機EL素子の構成について説明する。
図1に、本実施形態における有機EL素子の一例の概略構成を示す。
有機EL素子1は、透光性の基板2と、陽極3と、陰極4と、陽極3と陰極4との間に配置された有機層10と、を有する。
正孔注入・輸送層6は、「正孔注入層および正孔輸送層のうちの少なくともいずれか1つ」を意味し、電子注入・輸送層7は「電子注入層および電子輸送層のうちの少なくともいずれか1つ」を意味する。ここで、正孔注入層および正孔輸送層を有する場合には、陽極3側に正孔注入層が設けられていることが好ましい。また、電子注入層および電子輸送層を有する場合には、陰極4側に電子注入層が設けられていることが好ましい。また、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層は、それぞれ、一層で構成されていても良いし、複数の層が積層されていてもよい。
なお、有機層10は、有機化合物で構成される層であるが、無機化合物をさらに含んでいてもよい。
本実施形態において、発光層5は、同一の蒸着源から共蒸着されたドーパント材料(第1の材料)とホスト材料(第2の材料)とで構成されている。発光層5に含有されるホスト材料とドーパント材料とでは、互いの分子構造が異なる。
ΔST(D)=EgS(D)−Eg77K (D)<0.3[eV] …(数1)
前記数式(数1)を満たす化合物は、発光層5におけるドーパント材料濃度依存性が特許文献1や特許文献2に記載されているような化合物に比べて小さい。そのため、同一蒸着源からホスト材料と共に共蒸着されて発光層5が形成されていても、素子特性のばらつきを低減できる。ΔST(D)は、0.2[eV]未満であることが好ましい。
ΔST(H)=EgS(H)−Eg77K (H)<0.3[eV] …(数2)
また、本実施形態においては、ホスト材料の77[K]におけるエネルギーギャップEg77K(H)が、ドーパント材料の77[K]におけるエネルギーギャップEg77K(D)よりも大きいことが好ましい。ΔST(H)は、0.2[eV]未満であることが好ましい。
EgS(H)>EgS(D) …(数3)
ドーパント材料として、一重項エネルギーEgSと三重項エネルギーEgTとのエネルギー差(ΔST)が小さい化合物を用いると、高電流密度領域で有機EL素子が高効率で発光する。上記ΔST(D)は、ドーパント材料のΔSTについて示すものである。
一重項エネルギーEgSと三重項エネルギーEgTの差に値するΔSTを小さくするには、量子化学的には、一重項エネルギーEgSと三重項エネルギーEgTにおける交換相互作用が小さいことで実現する。ΔSTと交換相互作用の関係性における物理的な詳細に関しては、例えば、次の参考文献1や参考文献2に記載されている。
参考文献1:安達千波矢ら、有機EL討論会 第10回例会予稿集、S2−5,p11〜12
参考文献2:徳丸克己、有機光化学反応論、東京化学同人出版、(1973)
このような材料は、量子計算により分子設計を行い合成することが可能であり、具体的には、LUMO、およびHOMOの電子軌道を重ねないように局在化させた化合物である。
本発明のドーパント材料に用いるΔSTの小さな化合物の例としては、分子内でドナー要素とアクセプター要素とを結合した化合物であり、さらに電気化学的な安定性(酸化還元安定性)を考慮し、ΔSTが0eV以上0.3eV未満の化合物が挙げられる。
また、より好ましい化合物は、分子の励起状態で形成される双極子(ダイポール)が互いに相互作用し、交換相互作用エネルギーが小さくなるような会合体を形成する化合物である。本発明者らの検討によれば、このような化合物は、双極子(ダイポール)の方向がおおよそ揃い、分子の相互作用により、さらにΔSTが小さくなり得る。このような場合、ΔSTは、0eV以上0.2eV以下と極めて小さくなり得る。
有機材料のΔST(D)が小さいと、外部から与えられる熱エネルギーによって、ドーパント材料の三重項準位からドーパント材料の一重項準位への逆項間交差が起こり易くなる。有機EL素子内部の電気励起された励起子の励起三重項状態が、逆項間交差によって、励起一重項状態へスピン交換がされるエネルギー状態変換機構をTADF(Thermally Activated Delayed Fluorescence、熱活性化遅延蛍光)機構と呼ぶ。
本実施形態では、ドーパント材料として、ΔST(D)が前記数式(1)を満たす化合物を用いる。そのため、外部から与えられる熱エネルギーによって、ドーパント材料の三重項準位からドーパント材料の一重項準位への逆項間交差が起こり易くなる。
上記した三重項エネルギーEgTは、通常定義される三重項エネルギーとは異なる点がある。この点について、以下に説明する。
一般に、三重項エネルギーは、NMRチューブに入れた測定対象となる燐光測定用試料について低温(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に基づいて、所定の換算式から算出される。
ここで、本実施形態でドーパント材料に用いる化合物は、上記のとおりΔST(D)が前記数式(数1)を満たす化合物である。ΔST(D)が小さいと、低温(77[K])状態でも、項間交差、および逆項間交差が起こりやすく、励起一重項状態と励起三重項状態とが混在する。その結果、上記と同様にして測定されるスペクトルは、励起一重項状態および励起三重項状態の両者からの発光を含んだものとなり、いずれの状態から発光したものかについて峻別することは困難であるが、基本的には三重項エネルギーの値が支配的と考えられる。
そのため、本実施形態では、通常の三重項エネルギーEgTと測定手法は同じであるが、その厳密な意味において異なることを区別するため、NMRチューブに入れた測定対象となる燐光測定用試料について低温(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に基づいて、所定の換算式から算出されるエネルギー量をエネルギーギャップEg77Kとし、ΔSTを一重項エネルギーEgSとエネルギーギャップEg77Kとの差として定義する。それゆえ、ΔST(D)については、上記数式(数1)のように表される。
一重項エネルギーEgSについては、本実施形態においても通常の手法と同様にして算出されるもので定義される。すなわち、測定対象となる化合物を石英基板上に蒸着して試料を作製し、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。この発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に基づいて、所定の換算式から算出される。
なお、一重項エネルギーEgS、およびエネルギーギャップEg77Kの具体的な算出については、後述する。
本実施形態における第2の材料としては、有機EL素子に適用し得るホスト材料が挙げられ、特に限定されないが、下記一般式(1)で表される化合物であることが好ましい。但し、下記一般式(1)で表される化合物を第1の材料として用いてもよい。
環構造Aおよび環構造Bのうち少なくともいずれかが有する置換基としては、電子ドナー性を有する置換基であることが好ましい。または、隣接する置換基同士が電子ドナー性を有する環をさらに形成することが好ましい。
前記一般式(10),(10b)〜(10i)において、前記環構造Aおよび前記環構造Bのうち少なくともいずれかが置換もしくは無置換の複素環構造であるとき、当該複素環構造は、下記一般式(11)で表される部分構造を有する。
L2は、単結合、置換もしくは無置換のn+p価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換のn+p価の複素環基を表す。
L3は、単結合、置換もしくは無置換のo+1価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換のo+1価の複素環基を表す。
前記一般式(1)において、m、n、oおよびpは、それぞれ独立に、1以上6以下の整数である。m、n、oおよびpは、それぞれ独立に、好ましくは1以上3以下の整数であり、より好ましくは1又は2である。
mが2以上の場合、複数のCzは、互いに同一でも異なってもよい。oが2以上の場合、複数のAz1は、互いに同一でも異なってもよい。nが2以上の場合、前記一般式(1)における(Cz)m−L1−で構成される複数の部位は、互いに同一でも異なってもよい。pが2以上の場合、−L3−(Az1)oで構成される複数の部位は、互いに同一でも異なってもよい。
窒素原子が1つとなる場合としては、X11またはX15が窒素原子となることが好ましい。窒素原子が2つとなる場合としては、X11およびX15が窒素原子となることが好ましい。窒素原子が3つとなる場合としては、X11、X13およびX15が窒素原子となることが好ましい。これらのうち、前記一般式(12)において、X11、X13およびX15が窒素原子となるトリアジン環であることがより好ましい。
L1、L2、およびL3のうち少なくとも2つ以上が連結基である場合、連結基同士、連結基の置換基同士、連結基の置換基と隣接する連結基とが結合して環を形成してもよい。
前記一般式(1)において、L1が連結基である場合には、L1の置換基と、環構造Aおよび環構造Bの少なくともいずれかの置換基とが結合して環を形成してもよいし、L1と、環構造Aおよび環構造Bの少なくともいずれかの置換基とが結合して環を形成してもよいし、L1の置換基と、環構造Aおよび環構造Bの少なくともいずれかとが結合して環を形成してもよい。
前記一般式(1)において、L1が単結合であって、L2が連結基である場合、並びにL1およびL2が単結合であって、L3が連結基である場合には、上述のL1が連結基である場合と同様にして環を形成してもよい。
また、前記一般式(1),(10)において、X1におけるR1〜R7の少なくともいずれかと、環構造Aおよび環構造Bの少なくともいずれかとが結合して環を形成してもよいし、X1におけるR1〜R7の少なくともいずれかと、環構造Aおよび環構造Bの少なくともいずれかの置換基とが結合して環を形成してもよい。
前記一般式(1)において、L3が連結基である場合には、L3の置換基と、X11〜X15におけるCR8のR8とが結合して環を形成してもよいし、L3と、当該R8とが結合して環を形成してもよいし、L3の置換基と、X11〜X15における炭素原子Cとが結合して環を形成してもよい。
前記一般式(1)において、L3が単結合であって、L2が連結基である場合、並びにL2およびL3が単結合であって、L1が連結基である場合には、上述のL3が連結基である場合と同様にして環を形成してもよい。
このようにして隣接する置換基同士、隣り合う環構造同士の置換基同士、連結基と環構造の置換基同士などで結合して環を形成する場合については、以下においても同様である。
水素原子、
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、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数3〜30のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜60のアリールシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルキルアミノ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜60のアリールアミノ基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキルチオ基、または、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールチオ基である。
前記一般式(13)において、L2は、前記一般式(1)におけるL2と同義である。
前記一般式(13)において、X11〜X15は、それぞれ独立に、前記一般式(12)におけるX11〜X15と同義である。
前記一般式(13a)〜(13c)において、L2は、前記一般式(1)におけるL2と同義である。
前記一般式(13a)のX11およびX13、並びに前記一般式(13b)のX13は、それぞれ独立に、前記一般式(12)におけるX11〜X15と同義である。
前記一般式(13a)〜(13c)において、R21およびR22は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。
前記一般式(100)において、R51〜R54は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。R51とR52とで結合して環を形成してもよいし、R53とR54とで結合して環を形成してもよい。前記一般式(100)において、R51〜R54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、または置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基であることが好ましい。
前記一般式(100)において、yおよびzは、それぞれ独立に、1以上4以下の整数である。yやzが2以上の整数の場合、環構造Aに結合するアミノ基は、互いに同一でも異なっていてもよいし、環構造Bに結合するアミノ基も、互いに同一でも異なっていてもよい。
前記一般式(100)において、R51およびR52が結合する窒素原子は、さらに環構造Bを構成する原子と結合し、R53およびR54が結合する窒素原子は、さらに環構造Aを構成する原子と結合する。
前記一般式(101)において、R55〜R58は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。なお、隣接するR55同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR56同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR57同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR58同士が結合して環を形成してもよい。R55〜R58は、それぞれ、カルバゾール環を構成する6員環の炭素原子に結合する。
前記一般式(101)において、M、N、O、およびPは、4である。
前記一般式(101)において、N−カルバゾリル基は、環構造Aまたは環構造Bを構成する原子と結合する。
前記一般式(101)において、yおよびzは、それぞれ独立に、1以上4以下の整数である。yやzが2以上の整数の場合、環構造Aに結合するN−カルバゾリル基は、互いに同一でも異なっていてもよいし、環構造Bに結合するN−カルバゾリル基も、互いに同一でも異なっていてもよい。
前記一般式(103)において、R71〜R74は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。なお、隣接するR71同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR72同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR73同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR74同士が結合して環を形成してもよい。R71〜R74は、それぞれ、カルバゾール環を構成する6員環の炭素原子に結合する。
前記一般式(103)において、QおよびTは、4であり、RおよびSは、3である。
前記一般式(103)において、Ar1およびAr2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、または置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の複素環基を表す。ただし、Ar1が置換もしくは無置換の6員環の含窒素複素環基である場合、当該含窒素複素環基は、R71およびR72が置換されているカルバゾール環の9位の窒素原子に対して単結合で直接結合してもよいし、連結基を介して結合してもよい。このAr1と、R71およびR72が置換されているカルバゾール環の9位の窒素原子との間に設けられる連結基としては、前記一般式(1)におけるL2と同義である。Ar2とカルバゾール環との結合においても同様である。なお、Ar1およびAr2としては、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基が好ましく、具体的には、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、トリフェニレル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基等が好ましい。
前記一般式(103)において、R71およびR72が置換されているカルバゾール環を構成する6員環の炭素原子の一つが、環構造Bを構成する原子と結合し、R73およびR74が置換されているカルバゾール環を構成する6員環の炭素原子の一つが、環構造Aを構成する原子と結合する。
前記一般式(103)において、UおよびVは、それぞれ独立に、1以上4以下の整数である。UやVが2以上の整数の場合、環構造Aに結合するカルバゾリル基は、互いに同一でも異なっていてもよいし、環構造Bに結合するカルバゾリル基も、互いに同一でも異なっていてもよい。
前記一般式(104)において、R51およびR52は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。R51とR52とで結合して環を形成してもよい。
前記一般式(104)において、yは、1以上4以下の整数である。前記一般式(104)において、yが2以上の整数の場合、環構造Bに結合するアミノ基は、互いに同一でも異なっていてもよい。
前記一般式(104)において、R51およびR52が結合する窒素原子は、環構造Bを構成する原子と結合する。
前記一般式(105)において、R55およびR56は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。なお、隣接するR55同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR56同士が結合して環を形成してもよい。R55およびR56は、それぞれ、カルバゾール環を構成する6員環の炭素原子に結合する。
前記一般式(105)において、MおよびNは、4である。
前記一般式(105)において、N−カルバゾリル基は、環構造Bを構成する原子と結合する。
前記一般式(105)において、yは、1以上4以下の整数である。yが2以上の整数の場合、環構造Bに結合するN−カルバゾリル基は、互いに同一でも異なっていてもよい。
前記一般式(107)において、R71およびR72は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。なお、隣接するR71同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR72同士が結合して環を形成してもよい。R71およびR72は、それぞれ、カルバゾール環を構成する6員環の炭素原子に結合する。
前記一般式(107)において、Qは、4であり、Rは、3である。
前記一般式(107)において、Ar1は、前記一般式(103)におけるAr1と同義である。
前記一般式(107)において、R71およびR72が置換されているカルバゾール環を構成する6員環の炭素原子の一つが、環構造Bを構成する原子と結合する。
前記一般式(107)において、yは、1以上4以下の整数である。yが2以上の整数の場合、環構造Bに結合するカルバゾリル基は、互いに同一でも異なっていてもよい。
また、前記一般式(10b)において、環構造Aおよび環構造Bのうち少なくともいずれかが複素環である場合には、前記一般式(11)で表される部分構造を有することが好ましく、前記一般式(10b)における環構造Aおよび環構造Bが、前記一般式(11)で表される部分構造を有する6員環の複素環であることが好ましい。
前記一般式(14)において、X11〜X15は、それぞれ独立に、前記一般式(12)におけるX11〜X15と同義である。
前記一般式(14)において、R31およびR32は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。R31〜R32は、それぞれ、カルバゾール環を構成する6員環の炭素原子に結合する。また、隣接するR31同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR32同士が結合して環を形成してもよい。また、R31またはその置換基と、L1、L2およびL3の少なくともいずれかまたはその置換基とで、上述と同様にして結合して環を形成してもよいし、R32またはその置換基と、L1、L2およびL3の少なくともいずれかまたはその置換基とで、上述と同様にして結合して環を形成してもよい。
前記一般式(14)において、qおよびrは、4である。
前記一般式(15)において、X11〜X15は、それぞれ独立に、前記一般式(12)におけるX11〜X15と同義である。
前記一般式(15)において、R31およびR32は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。なお、隣接するR31同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR32同士が結合して環を形成してもよい。
前記一般式(15)において、qおよびrは、4である。
なお、前記一般式(15)において、R31〜R32は、それぞれ、カルバゾール環を構成する6員環の炭素原子に結合する。
前記一般式(16)において、X11〜X15は、前記一般式(12)における、X11〜X15と同義である。
前記一般式(16)において、R31、R32、R55およびR55は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。なお、隣接するR31同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR32同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR55同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR56同士が結合して環を形成してもよい。R31、R32、R55およびR55は、それぞれ、カルバゾール環を構成する6員環の炭素原子に結合する。
前記一般式(16)において、MおよびNは、4である。
前記一般式(16)において、qおよびrは、4であり、yは、1以上3以下の整数である。yが2以上の整数の場合、置換基としてR55およびR56を有する複数のN−カルバゾリル基は、互いに同一でも異なっていてもよい。
前記一般式(16)において、置換基としてR55およびR56を有するN−カルバゾリル基の窒素原子は、置換基としてR32を有する6員環を構成する炭素原子と結合する。
前記一般式(19)において、X11〜X15は、前記一般式(12)における、X11〜X15と同義である。
前記一般式(19)において、R31、R32、R55〜R58は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。なお、隣接するR31同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR32同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR55同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR56同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR57同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR58同士が結合して環を形成してもよい。R31、R32、R55〜R58は、それぞれ、カルバゾール環を構成する6員環の炭素原子に結合する。
前記一般式(19)において、M、N、OおよびPは、4である。
前記一般式(19)において、qおよびrは、4であり、yおよびzは、それぞれ独立に、1以上3以下の整数である。yが2以上の整数の場合、置換基としてR55およびR56を有する複数のN−カルバゾリル基は、互いに同一でも異なっていてもよい。zが2以上の整数の場合、置換基としてR57およびR58を有する複数のN−カルバゾリル基は、互いに同一でも異なっていてもよい。
前記一般式(19)において、置換基としてR55およびR56を有するN−カルバゾリル基の窒素原子は、置換基としてR32を有する6員環を構成する炭素原子と結合する。前記一般式(19)において、置換基としてR57およびR58を有するN−カルバゾリル基の窒素原子は、置換基としてR31を有する6員環を構成する炭素原子と結合する。
前記一般式(5)において、X1〜X5は、前記一般式(12)における、X11〜X15と同義である。
前記一般式(5)において、R31〜R34は、それぞれ独立に、前記一般式(1)におけるR1〜R8と同義であり、qおよびrは4であり、sは3であり、tは4である。R31〜R34は、それぞれ、カルバゾール環を構成する6員環の炭素原子に結合する。
前記一般式(5)において、Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、または置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の複素環基を表す。ただし、Arが置換もしくは無置換の6員環の含窒素複素環基である場合、当該含窒素複素環基は、R33およびR34が置換されているカルバゾール環の9位の窒素原子に対して単結合で直接結合してもよいし、連結基を介して結合してもよい。このArと、R33およびR34が置換されているカルバゾール環の9位の窒素原子との間に設けられる連結基としては、前記一般式(1)におけるL2と同義である。なお、Arとしては、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基が好ましく、具体的には、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、トリフェニレル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基等が好ましい。
前記一般式(5)において、R32が置換されているカルバゾール環を構成する6員環の炭素原子の一つが、R33が置換されているカルバゾール環を構成する6員環の炭素原子の一つと結合する。
前記一般式(31)において、X11〜X15は、それぞれ独立に、前記一般式(12)におけるX11〜X15と同義である。
前記一般式(31)において、R41およびR44は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。なお、複数のR41同士、並びに複数のR44同士は、互いに同一でも異なっていてもよい。また、隣接するR41同士が環を形成してもよいし、隣接するR44同士が環を形成してもよい。なお、前記一般式(31)において、R41およびR44は、それぞれ、6員環の炭素原子に結合する。
前記一般式(31)において、uおよびvは、4である。
前記一般式(31)において、Cは、下記一般式(32)で表される環構造を示し、Dは、下記一般式(33)で表される環構造を示す。環構造Cおよび環構造Dは、隣接する環構造と任意の位置で縮合する。
前記一般式(31)において、wは、1以上4以下の整数である。なお、wは、環構造Cおよび環構造Dが縮合して形成される連結環構造の繰り返し単位である。
前記一般式(33)において、Y1は、CR45R46、NR47、硫黄原子、または酸素原子を表し、R45〜R47は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。
前記一般式(31a)において、X11〜X15は、それぞれ独立に、前記一般式(12)におけるX11〜X15と同義である。
前記一般式(31a)において、R41およびR44は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。なお、隣接するR41同士が環を形成してもよいし、隣接するR44同士が環を形成してもよい。なお、前記一般式(31a)において、R41およびR44は、それぞれ、6員環の炭素原子に結合する。
前記一般式(31a)において、uおよびvは、4である。
前記一般式(31a)において、Cは、前記一般式(32)で表される環構造を示し、Dは、前記一般式(33)で表される環構造を示す。環構造Cおよび環構造Dは、隣接する環構造と任意の位置で縮合する。
前記一般式(110)〜(115)におけるY2が酸素原子であることが好ましい。
前記一般式(31b)〜(31g)において、X11〜X15は、それぞれ独立に、前記一般式(12)におけるX11〜X15と同義である。
前記一般式(31b)〜(31g)において、Y2は、CR48R49、NR50、硫黄原子、または酸素原子を表し、R48〜R50は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。
前記一般式(31b)〜(31g)におけるY2が酸素原子であることが好ましい。
または、本実施形態において、前記L2が2価の連結基となる場合には、2価の6員環構造であることが好ましく、L2が、下記一般式(3)、一般式(3a)または一般式(3b)で表される2価の6員環構造のうちいずれかであることがより好ましく、下記一般式(3)で表される2価の6員環構造であることがさらに好ましい。
本実施形態におけるアリール基としては、環形成炭素数が6〜20であることが好ましく、より好ましくは6〜12であることが更に好ましい。上記アリール基の中でもフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ターフェニル基、フルオレニル基が特に好ましい。1−フルオレニル基、2−フルオレニル基、3−フルオレニル基および4−フルオレニル基については、9位の炭素原子に、後述する本実施形態における置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基が置換されていることが好ましい。
本実施形態における複素環基の環形成原子数は、5〜20であることが好ましく、5〜14であることがさらに好ましい。上記複素環基の中でも1−ジベンゾフラニル基、2−ジベンゾフラニル基、3−ジベンゾフラニル基、4−ジベンゾフラニル基、1−ジベンゾチオフェニル基、2−ジベンゾチオフェニル基、3−ジベンゾチオフェニル基、4−ジベンゾチオフェニル基、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、9−カルバゾリル基が特に好ましい。1−カルバゾリル基、2−カルバゾリル基、3−カルバゾリル基および4−カルバゾリル基については、9位の窒素原子に、本実施形態における置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基または置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の複素環基が置換されていることが好ましい。
本実施形態における直鎖または分岐鎖のアルキル基の炭素数は、1〜10であることが好ましく、1〜6であることがさらに好ましい。上記直鎖または分岐鎖のアルキル基の中でもメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、アミル基、イソアミル基、ネオペンチル基が特に好ましい。
本実施形態におけるシクロアルキル基としては、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、4−メチルシクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基等が挙げられる。シクロアルキル基の環形成炭素数は、3〜10であることが好ましく、5〜8であることがさらに好ましい。上記シクロアルキル基の中でも、シクロペンチル基やシクロヘキシル基が特に好ましい。
アルキル基がハロゲン原子で置換されたハロゲン化アルキル基としては、例えば、上記炭素数1〜30のアルキル基が1以上のハロゲン基で置換されたものが挙げられる。具体的には、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、フルオロエチル基、トリフルオロメチルメチル基、トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基等が挙げられる。
ジアルキルアリールシリル基は、例えば、上記炭素数1〜30のアルキル基で例示したアルキル基を2つ有し、上記環形成炭素数6〜30のアリール基を1つ有するジアルキルアリールシリル基が挙げられる。ジアルキルアリールシリル基の炭素数は、8〜30であることが好ましい。
アルキルジアリールシリル基は、例えば、上記炭素数1〜30のアルキル基で例示したアルキル基を1つ有し、上記環形成炭素数6〜30のアリール基を2つ有するアルキルジアリールシリル基が挙げられる。アルキルジアリールシリル基の炭素数は、13〜30であることが好ましい。
トリアリールシリル基は、例えば、上記環形成炭素数6〜30のアリール基を3つ有するトリアリールシリル基が挙げられる。トリアリールシリル基の炭素数は、18〜30であることが好ましい。
アルコキシ基がハロゲン原子で置換されたハロゲン化アルコキシ基としては、例えば、上記炭素数1〜30のアルコキシ基が1以上のハロゲン基で置換されたものが挙げられる。
環形成炭素数6〜30のアリールチオ基は、−SRWと表される。このRWの例として、上記環形成炭素数6〜30のアリール基が挙げられる。
また、本発明において、水素原子とは、中性子数の異なる同位体、すなわち、軽水素(Protium)、重水素(Deuterium)、三重水素(Tritium)を包含する。
ここで挙げた置換基の中では、アリール基、複素環基、アルキル基、ハロゲン原子、アルキルシリル基、アリールシリル基、シアノ基が好ましく、さらには、各置換基の説明において好ましいとした具体的な置換基が好ましい。
また、連結基としてのL1〜L3等における芳香族炭化水素基は、例えば、上記環形成炭素数6〜30のアリール基から誘導される基が挙げられ、複素環基は、例えば、上記環形成原子数5〜30の複素環基から誘導される基が挙げられる。
なお、本明細書において、「置換もしくは無置換の炭素数a〜bのXX基」という表現における「炭素数a〜b」は、XX基が無置換である場合の炭素数を表すものであり、XX基が置換されている場合の置換基の炭素数は含めない。
以下に説明する化合物またはその部分構造において、「置換もしくは無置換の」という場合についても、前記と同様である。
本実施形態で用いる第1の材料は、有機EL素子に適用し得るドーパント材料が挙げられ、下記一般式(2)又は一般式(3)で表される。
本実施形態の第1の材料は、遅延蛍光発光性の化合物であることが好ましい。また、この第1の材料からの発光が、有機EL素子の発光の最大発光成分であることが好ましい。なお、発光の最大発光成分であるとは、例えば、本実施形態のように発光層に第1の材料と第2の材料とが含有されている場合に、当該発光層から放射される光のうち、最も大きい強度の発光成分をいう。
但し、下記一般式(2)で表される化合物を第2の材料として用いてもよい。
前記一般式(2)において、L201は、置換もしくは無置換の2価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の2価の複素環基を表す。
前記一般式(2)において、aは、1以上6以下の整数であり、bは、1以上6以下の整数である。aおよびbは、それぞれ独立に、1以上3以下の整数であることが好ましく、1又は2であることがより好ましい。aが2以上の場合、L20に結合するHArが2以上になり、これらのHArは、互いに同一でも異なっていてもよい。
前記一般式(2)において、gは、0以上2以下の整数であり、0または1であることが好ましい。gが1以上2以下の場合、L20およびL201は、互いに同一でも異なっていてもよい。また、gが2の場合、2つのL201は、互いに同一でも異なっていてもよい。bが2以上の場合、Az2に結合する下記一般式(2−1)で表される複数の部分は、互いに同一でも異なっていてもよい。
前記一般式(20)で表される環構造は、下記一般式(20b)〜(20i)で表される環構造からなる群から選択される環構造である。
この場合の置換基としては、電子ドナー性を有する置換基であることが好ましい。または、隣接する置換基同士が電子ドナー性を有する環をさらに形成することが好ましい。
前記一般式(20),(20b)〜(20i)において、前記環構造Gおよび前記環構造Hのうち少なくともいずれかが置換もしくは無置換の複素環構造であるとき、当該複素環構造は、下記一般式(20−2)で表される部分構造を有する。
前記一般式(2B)において、R61およびR62は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。なお、複数のR61同士、並びに複数のR62同士は、互いに同一でも異なっていてもよい。また、隣接するR61同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR62同士が結合して環を形成してもよい。なお、前記一般式(2B)において、R61〜R62は、それぞれ、6員環の炭素原子に結合する。
前記一般式(2B)において、i、およびjは、4である。
前記一般式(2B)において、Eは、下記一般式(2h)で表される環構造を示し、Fは、下記一般式(2i)または下記一般式(2j)で表される環構造を示す。環構造Eおよび環構造Fは、隣接する環構造と任意の位置で縮合する。前記一般式(2B)において、hは、0以上4以下の整数である。なお、hは、環構造Eおよび環構造Fが縮合して形成される連結環構造の繰り返し単位である。hが2以上のとき、複数の環構造Eおよび環構造Fは、互いに同一でも異なっていてもよい。
前記一般式(2i)におけるY5および前記一般式(2j)におけるY6は、それぞれ独立に、CR65R66、NR67、硫黄原子、酸素原子、またはL20と結合する窒素原子を表す。
前記一般式(2j)におけるX4は、前記一般式(20)におけるX20と同義である。ただし、X4は単結合である場合はない。
R63〜R67は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。
前記一般式(2B)において、hが0のとき、HArは、下記一般式(2b)または下記一般式(2bx)で表される基であることが好ましい。
前記一般式(2b)、(2bx)、(2b−1)〜(2b−8)において、R9〜R15、R17、R18は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。なお、複数のR17同士、並びに複数のR18同士は、互いに同一でも異なっていてもよい。また、隣接するR17同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR18同士が結合して環を形成してもよい。前記一般式(2),(20)において、X20におけるR9〜R15の少なくともいずれかと、R17およびR18の少なくともいずれかとが結合して環を形成してもよい。なお、前記一般式(2b)、(2bx)、(2b−1)〜(2b−8)において、R17およびR18は、それぞれ、6員環の炭素原子に結合する。
前記一般式(2d)において、X21〜X26のうち窒素原子は、1つ以上3つ以下であることが好ましい。例えば、X26がL20と結合する炭素原子であり、さらに、X21〜X25のうち、窒素原子が1つとなる場合としては、X21またはX25が窒素原子となることが好ましい。X21〜X25のうち、窒素原子が2つとなる場合としては、X21およびX25が窒素原子となることが好ましい。X21〜X25のうち、窒素原子が3つとなる場合としては、X21、X23およびX25が窒素原子となることが好ましい。前記一般式(2d)において、X21、X23およびX25が窒素原子となるトリアジン環であることがより好ましい。
前記一般式(2)において、gが1または2である場合、L20およびL201同士、L20およびL201のそれぞれが有する置換基同士、L20およびL201の一方と他方が有する置換基とが結合して環を形成してもよい。
前記一般式(2),(20)において、L20の置換基と、環構造Gおよび環構造Hの少なくともいずれかの置換基とが結合して環を形成してもよいし、L20と、環構造Gおよび環構造Hの少なくともいずれかの置換基とが結合して環を形成してもよいし、L20の置換基と、環構造Gおよび環構造Hの少なくともいずれかとが結合して環を形成してもよい。
また、前記一般式(2),(20)において、X20におけるR9〜R15の少なくともいずれかと、環構造Gおよび環構造Hの少なくともいずれかとが結合して環を形成してもよいし、X20におけるR9〜R15の少なくともいずれかと、環構造Gおよび環構造Hの少なくともいずれかの置換基とが結合して環を形成してもよい。
前記一般式(2),(2d)において、gが1または2である場合には、L201の置換基と、X21〜X25におけるCR16のR16とが結合して環を形成してもよいし、L201と、当該R16とが結合して環を形成してもよいし、L201の置換基と、X11〜X15における炭素原子Cとが結合して環を形成してもよい。
前記一般式(2),(2d)において、gが0である場合には、上述と同様にして、L20またはその置換基と、CR16のR16またはX11〜X15における炭素原子Cとが結合して環を形成してもよい。
前記一般式(21)において、L21は、置換もしくは無置換の2価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の2価の複素環基を表す。
前記一般式(21)において、X21〜X25は、それぞれ独立に、CR16または窒素原子を表し、X21〜X25のうち少なくとも1つ以上は、窒素原子である。X21〜X25のうち、窒素原子が1つとなる場合としては、X21またはX25が窒素原子となることが好ましい。X21〜X25のうち、窒素原子が2つとなる場合としては、X21およびX25が窒素原子となることが好ましい。X21〜X25のうち、窒素原子が3つとなる場合としては、X21、X23およびX25が窒素原子となることが好ましい。
前記一般式(21)において、cおよびdは、4であり、R17およびR18は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。なお、複数のR17同士、並びに複数のR18同士は、互いに同一でも異なっていてもよい。なお、前記一般式(21)において、R17およびR18は、それぞれ、6員環の炭素原子に結合する。
本実施形態において、前記一般式(2)で表される化合物が、前記一般式(21)で表される化合物であり、前記一般式(21)におけるX2が、酸素原子であることが好ましい。
前記一般式(22)において、L22は、置換もしくは無置換の3価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の3価の複素環基を表す。
前記一般式(22)において、X21〜X25は、それぞれ独立に、CR16または窒素原子を表し、X21〜X25のうち少なくとも1つ以上は、窒素原子である。X21〜X25のうち、窒素原子が1つとなる場合としては、X21またはX25が窒素原子となることが好ましい。X21〜X25のうち、窒素原子が2つとなる場合としては、X21およびX25が窒素原子となることが好ましい。X21〜X25のうち、窒素原子が3つとなる場合としては、X21、X23およびX25が窒素原子となることが好ましい。
前記一般式(22)において、c,d,e,fは、それぞれ、4であり、R17〜R20は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。なお、複数のR17同士、複数のR18同士、複数のR19同士並びに複数のR20同士は、互いに同一でも異なっていてもよい。また、なお、隣接するR17同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR18同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR19同士が環を形成してもよいし、隣接するR20同士が結合して環を形成してもよい。なお、前記一般式(22)において、R17〜R20は、それぞれ、6員環の炭素原子に結合する。
本実施形態において、前記一般式(2)で表される化合物が、前記一般式(22)で表される化合物であり、X27およびX28が、酸素原子であることが好ましい。
前記一般式(23)において、L23およびL24は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の2価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の2価の複素環基を表す。
前記一般式(23)において、Ar5は、前記R1〜R8と同義である。Ar5は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、または置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の複素環基であることが好ましく、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基がより好ましい。Ar5としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、トリフェニレル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基等が好ましい。
前記一般式(23)において、c,d,e,fは、それぞれ、4であり、R17〜R20は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。また、隣接するR17同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR18同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR19同士が環を形成してもよいし、隣接するR20同士が結合して環を形成してもよい。なお、前記一般式(23)において、R17〜R20は、それぞれ、6員環の炭素原子に結合する。
本実施形態では、前記一般式(23)で表される化合物が好ましく、X27およびX28が、酸素原子であることがより好ましい。
前記一般式(24)において、R17〜R18、R23〜R24は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。また、隣接するR17同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR18同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR23同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR24同士が結合して環を形成してもよい。なお、前記一般式(24)において、R17〜R18、R23〜R24は、それぞれ、6員環の炭素原子に結合する。
前記一般式(24)において、L201は、前記一般式(2)におけるL201と同義である。
前記一般式(24)において、c、dおよびxは、4であり、kは、3である。
前記(2B−1)〜(2B−6)において、R61〜R64は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。なお、複数のR61同士、並びに複数のR62同士は、互いに同一でも異なっていてもよい。また、隣接するR61同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR62同士が結合して環を形成してもよい。また、隣接するR63とR64とが結合して環を形成してもよい。なお、前記一般式(2B−1)〜(2B−6)において、R61〜R62は、それぞれ、6員環の炭素原子に結合する。
前記(2B−1)〜(2B−6)において、Y5は、前記一般式(2i)におけるY5と同義である。
前記(2B−1)〜(2B−6)において、i、およびjは、4である。
前記(2B−7)〜(2B−12)において、R61〜R64は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。なお、複数のR61同士、並びに複数のR62同士は、互いに同一でも異なっていてもよい。また、隣接するR61同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR62同士が結合して環を形成してもよい。また、隣接するR63とR64とが結合して環を形成してもよい。なお、前記一般式(2B−7)〜(2B−12)において、R61〜R62は、それぞれ、6員環の炭素原子に結合する。
前記(2B−7)〜(2B−12)において、Y5は、前記一般式(2i)におけるY5と同義であり、NR67であることが好ましい。R67は、前記R1〜R8と同義であり、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ことが好ましい。
前記(2B−7)〜(2B−12)において、i、およびjは、4である。
前記(2B−13)〜(2B−18)において、R61〜R64は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。なお、複数のR61同士、並びに複数のR62同士は、互いに同一でも異なっていてもよい。また、隣接するR61同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR62同士が結合して環を形成してもよい。また、隣接するR63とR64とが結合して環を形成してもよい。
前記(2B−13)〜(2B−18)において、Ar3は、前記R1〜R8と同義である。Ar3は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、または置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の複素環基であることが好ましく、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基がより好ましい。Ar3としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、トリフェニレル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基等が好ましい。
前記(2B−13)〜(2B−18)において、i、およびjは、4である。
前記(2B−19)〜(2B−20)において、R61〜R64は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。なお、隣接するR61同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR62同士が結合して環を形成してもよい。また、隣接するR63とR64とが結合して環を形成してもよい。なお、前記一般式(2B−19)〜(2B−20)において、R61〜R62は、それぞれ、6員環の炭素原子に結合する。
前記(2B−19)〜(2B−20)において、Y6は、前記一般式(2j)におけるY6と同義である。
前記(2B−19)〜(2B−20)において、i、およびjは、4である。
または、本実施形態において、前記L20〜L24,L201が、Az2に結合する2価の連結基となる場合には、2価の6員環構造であることが好ましく、前記L20〜L24,L201が、下記一般式(2e)、一般式(2f)または一般式(2g)で表される2価の6員環構造のうちいずれかであることがより好ましく、下記一般式(2e)で表される2価の6員環構造であることがさらに好ましい。
本実施形態において、前記一般式(2e)〜(2g)におけるX41〜X44は、それぞれ独立に、CR102であることが好ましく、R102は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シアノ基、ハロゲン原子、シリル基であることがより好ましい。
前記一般式(2)におけるgが1であるとき、L201が、前記一般式(2e)で表される2価の6員環構造であり、さらに、L20が、環形成原子数5〜30の複素環基であることが好ましい。この場合の複素環基としては、カルバゾリル基が好ましく、当該カルバゾリル基の9位の窒素原子がL201と結合していることが好ましい。さらに、当該カルバゾリル基に、前記一般式(2b)および一般式(2bx)で表される構造の少なくともいずれかが結合していることが好ましい。
また、前記一般式(21)におけるL21、前記一般式(22)におけるL22、前記一般式(23)におけるL23およびL24、並びに前記一般式(24)におけるL201が、それぞれ、前記一般式(2e)で表される2価の6員環構造であることが好ましい。
前記一般式(25)において、X2は、単結合、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、NR9、CR10R11、SiR12R13、またはGeR14R15を表す。
前記一般式(25)において、R17およびR18は、前記R1〜R8と同義である。
前記一般式(25)において、aは、1以上5以下の整数を表し、好ましくは、1以上4以下の整数である。前記一般式(25)において、cおよびdは、4である。
本実施形態の有機EL素子1は、透光性の基板2上に作製する。この透光性の基板2は、有機EL素子1を構成する陽極3、有機層10、陰極4等を支持する基板である。本実施形態では、基板2上に陽極3を形成し、その上に順次、有機層10および陰極4が積層されて有機EL素子1が構成される。基板2としては、400nm以上700nm以下の可視領域の光の透過率が50%以上で平滑な基板が好ましい。
透光性の基板2としては、ガラス板やポリマー板などが挙げられる。
ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英などを原料として用いてなるものを挙げられる。
またポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォンなどを原料として用いてなるものを挙げることができる。
有機EL素子1の陽極3は、正孔を発光層5に注入する役割を担うものであり、4.5eV以上の仕事関数を有することが効果的である。
陽極3に用いる材料の具体例としては、酸化インジウム錫合金(ITO)、酸化錫(NESA)、酸化インジウム亜鉛酸化物、金、銀、白金、銅などが挙げられる。
発光層5からの放射光を陽極3側から取り出す場合、陽極3の可視領域の光の透過率を10%より大きくすることが好ましい。本実施形態では、発光層5から放射された光を陽極3側から取り出すため、陽極3を透光性の材料で構成する。また、陽極3のシート抵抗は、数百Ω/□(Ω/sq。オーム・パー・スクウェア。)以下が好ましい。陽極3の膜厚は、材料にもよるが、通常10nm以上1μm以下、好ましくは10nm以上200nm以下の範囲で選択される。陽極は、蒸着法やスパッタリング法により形成することができる。
陰極4に用いる材料は特に限定されないが、具体的にはインジウム、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−スカンジウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金などが使用できる。
陰極4も、陽極3と同様に、蒸着法などの方法で、例えば、電子輸送層や電子注入層上に薄膜を形成できる。また、陰極21側から、発光層5からの発光を取り出す態様を採用することもできる。発光層5からの発光を陰極4から取り出す場合、陰極4の可視領域の光の透過率を10%より大きくすることが好ましい。陰極4のシート抵抗は、数百Ω/□以下が好ましい。陰極4の膜厚は、材料にもよるが、通常10nm以上1μm以下、好ましくは50nm以上200nm以下の範囲で選択される。
正孔注入・輸送層6は、発光層5への正孔注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが小さい化合物が用いられる。
正孔注入・輸送層6を形成する材料としては、より低い電界強度で正孔を発光層5に輸送する材料が好ましく、例えば、芳香族アミン化合物が好適に用いられる。また、正孔注入層の材料としては、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物またはスチリルアミン化合物を用いることが好ましく、特に、ヘキサシアノヘキサアザトリフェニレン(HAT)などの芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。
電子注入・輸送層7は、発光層5への電子の注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、電子移動度が大きい化合物が用いられる。
電子注入・輸送層7に用いられる化合物としては、例えば、分子内にヘテロ原子を1個以上含有する芳香族ヘテロ環化合物が好ましく用いられ、特に含窒素環誘導体が好ましい。また、含窒素環誘導体としては、含窒素6員環もしくは含窒素5員環骨格を有する複素環化合物や、または含窒素6員環もしくは含窒素5員環骨格を有する縮合芳香族環化合物が好ましい。また、電子注入・輸送層7には、アルカリ金属等が含有されていてもよい。
有機EL素子1の各有機層10の膜厚は、上記で特に言及した以外には制限されないが、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、逆に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、通常は数nmから1μmの範囲が好ましい。
次に本実施形態に係る有機EL素子1の製造方法について説明する。
まず、基板2上に陽極3を成膜し、陽極3の上に正孔注入・輸送層6を成膜する。
次に、発光層5を正孔注入・輸送層6の上に成膜する。
図2には、発光層5を成膜する際の真空蒸着装置100の概略図が示されている。
真空蒸着装置100は、ホスト材料Hおよびドーパント材料Dが収容される蒸着源101と、蒸着源101に対向して配置された基板保持部102と、を備える。
基板保持部102には、正孔注入・輸送層6まで成膜された基板2が保持される。基板2側が、基板保持部102に着脱可能に取り付けられ、正孔注入・輸送層6が、蒸着源101と向かい合っている。基板保持部102には、基板2を水平姿勢に保持した状態で、基板2の所定位置を回転中心として所定の速度で回転させる回転装置が備え付けられていてもよい。成膜処理中に基板2を回転装置により回転させることで、形成される膜の膜厚分布の均一化を図ることができる。
真空蒸着装置100は、その他にも例えば、蒸着材料の蒸散を遮蔽するシャッタや、成膜された膜の膜厚を計測する膜厚計などを備えていてもよい。
本実施形態の有機EL素子の製造方法では、ドーパント材料およびホスト材料を同一の蒸着源101から蒸発させて成膜する工程を実施する。なお、本実施形態では、図示しない加熱装置により蒸着源101を加熱してホスト材料およびドーパント材料の蒸気を発生させ、対向して配置された基板2の正孔注入・輸送層6上に、ホスト材料およびドーパント材料が混合した膜を成膜させ、発光層5を形成する。加熱装置としては、特に限定されないが、例えば、電熱ヒータ等が用いられる。
本実施形態に係る有機EL素子の製造方法によれば、同一の蒸着源101からホスト材料および前記数式(数1)の関係を満たすドーパント材料を同時に蒸発させて成膜する工程を実施する。前記数式(数1)を満たす化合物は、成膜された発光層5におけるドーパント材料濃度依存性が小さい。そのため、ドーパント材料が同一の蒸着源101からホスト材料と共に共蒸着されて、発光層5が形成されていても、有機EL素子1の特性のばらつきを低減できる。
本実施形態に係る有機EL素子によれば、発光層5が、同一の蒸着源101からホスト材料および前記数式(数1)の関係を満たすドーパント材料を蒸発させて成膜されているため、有機EL素子1の特性のばらつきを低減できる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
(a)陽極/発光層/陰極
(b)陽極/正孔注入・輸送層/発光層/陰極
(c)陽極/発光層/電子注入・輸送層/陰極
(d)陽極/正孔注入・輸送層/発光層/電子注入・輸送層/陰極
(e)陽極/正孔注入・輸送層/第1発光層/第2発光層/電子注入・輸送層/陰極
(f)陽極/正孔注入・輸送層/発光層/障壁層/電子注入・輸送層/陰極
などの構造を挙げることができる。
上記実施形態では、上記の中で(d)の構成が用いられた有機EL素子を例に挙げて説明したが、本発明は、この態様に限定されないし、ここで示した(a)〜(f)の構成にも限定されない。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、電子障壁層等の有機EL素子で採用される層を有していてもよい。
また、有機EL素子が複数の発光層を有する場合、例えば上記(e)の構成の有機EL素子ように発光層が互いに隣接して設けられていてもよいし、中間層を介して複数の発光ユニットが積層された、いわゆるタンデム型の有機EL素子であってもよい。なお、中間層は、中間導電層、電荷発生層、またはCGLと呼ばれる場合がある。
また、発光層の陽極側に電子障壁層を設けてもよい。これにより、電子を発光層に閉じ込めて、発光層における励起子の生成確率を高めることができる。
第1の材料をホスト材料とし、第2の材料をドーパント材料としてもよい。また、同一の蒸着源から第1の材料および第2の材料を共蒸着して形成する層は、発光層に限定されず、その他の層であってもよい。また、有機EL素子の複数の層において、同一の蒸着源から互いに異なる材料が共蒸着で形成されていてもよい。この場合、陽極および陰極の間に設けられる複数の有機層について、第1の有機層が、互いに異なる第1の材料と第2の材料とが共蒸着されて形成され、第2の有機層において、互いに異なる第3の材料と第4の材料とが共蒸着されて形成されていてもよい。第3の材料および第4の材料の少なくともいずれかが、前記数式(数1)を満たす化合物である。
本発明の製造方法によって製造された有機EL素子や、本発明の有機EL素子は、有機ELパネルモジュール等の表示部品、テレビ、携帯電話、タブレットもしくはパーソナルコンピュータ等の表示装置、および照明、もしくは車両用灯具の発光装置等の電子機器に使用できる。
本実施例において使用した化合物は、次の通りである。
次に、本実施例で使用した化合物の物性を測定した。測定方法および算出方法を以下に示すとともに、測定結果および算出結果を表1に示す。
一重項エネルギーEgSは、以下の方法により求めた。
測定対象化合物を石英基板上に蒸着して試料を作製し、常温(300K)でこの試料の発光スペクトルを測定した。試料の膜厚は100nmとした。発光スペクトルは、励起光を発光測定用試料に照射し、波長を変えながら発光強度を測定した。発光スペクトルは、縦軸を発光強度とし、横軸を波長とした。この発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]を求めた。この波長値を次に示す換算式でエネルギー値に換算した値をEgSとした。
換算式:EgS[eV]=1239.85/λedge
発光スペクトルの測定には、分光光度計(日立製、U3310)を用いた。
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発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。
Eg77Kは、以下の方法により求めた。
測定対象化合物を石英基板上に蒸着して燐光測定用試料を作製し、膜厚は100nmとした。NMRチューブへ入れた燐光測定用試料を77[K]に冷却し、励起光を燐光測定用試料に照射し、波長を変えながら燐光強度を測定した。燐光スペクトルは、縦軸を燐光強度、横軸を波長とした。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]を求めた。この波長値を次に示す換算式でエネルギー値に換算した値をEg77K(D)とした。
換算式:Eg77K (D)[eV]=1239.85/λedge
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。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。
ΔSTは、上記評価(1)、および評価(2)で測定したEgSとEg77Kとの差として求めた(上記数式(数1)参照)。結果を表1に示す。
有機EL素子を以下のように作製し、評価した。
25mm×75mm×1.1mm厚のITO透明電極(陽極)付きガラス基板(ジオマティック社製)を、イソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行なった後、UVオゾン洗浄を30分間行なった。ITOの膜厚は、130nm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HI1を蒸着し、膜厚5nmの化合物HI1膜を形成した。このHI1膜は、正孔注入層として機能する。
このHI1膜の成膜に続けて、化合物HT1を蒸着し、HI1膜上に膜厚160nmのHT1膜を成膜した。このHT1膜は、第1正孔輸送層として機能する。
次に、HT1膜上に、化合物HT2を蒸着し、膜厚10nmのHT2膜を成膜した。このHT2膜は、第2正孔輸送層として機能する。
さらにHT2膜上に、ホスト材料としての化合物H1およびドーパント材料としての化合物D1を共蒸着し、膜厚35nmの発光層を成膜した。ドーパント材料濃度は、6質量%とした。
この発光層上に、化合物BL1を蒸着し、膜厚5nmのBL1膜を成膜した。このBL1膜は、正孔障壁層として機能する。
さらにBL1膜上に化合物ET1を蒸着し、膜厚25nmの化合物ET1膜を成膜した。この化合物ET1膜は、電子輸送層として機能する。
この電子輸送層上にLiFを蒸着して、膜厚1nmのLiF層を形成した。
このLiF膜上に金属Alを蒸着して、膜厚80nmの金属陰極を形成した。
実施例1の有機EL素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130) / HI1(5) / HT1(160) / HT2(10) / H1:D1(35, 6%) / BL1(5) / ET1(25) / LiF(1) / Al(80)
なお、括弧内の数字は、膜厚(単位:nm)を示す。また、同じく括弧内において、パーセント表示された数字は、発光層におけるドーパント材料等のように、添加される成分の割合(質量%)を示す。
実施例2〜4の有機EL素子は、実施例1の有機EL素子におけるドーパント材料濃度をそれぞれ変更した以外は、実施例1と同様にして作製した。
各実施例におけるドーパント材料濃度は、実施例2では12質量%とし、実施例3では24質量%とし、実施例4では、50質量%とした。
25mm×75mm×1.1mm厚のITO透明電極(陽極)付きガラス基板(ジオマティック社製)を、イソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行なった後、UVオゾン洗浄を30分間行なった。ITOの膜厚は、130nm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HI2を蒸着し、膜厚60nmの化合物HI2膜を形成した。このHI2膜は、正孔注入層として機能する。
このHI2膜の成膜に続けて、化合物HT3を蒸着し、HI2膜上に膜厚10nmのHT3膜を成膜した。このHT3膜は、正孔輸送層として機能する。
さらにHT3膜上に、ホスト材料としての化合物H2およびドーパント材料としての化合物D2を共蒸着し、膜厚40nmの発光層を成膜した。ドーパント材料濃度は、0.5質量%とした。
この発光層上に化合物ET1を蒸着し、膜厚30nmの化合物ET1膜を成膜した。この化合物ET1膜は、電子輸送層として機能する。
この電子輸送層上にLiFを蒸着して、膜厚1nmのLiF層を形成した。
このLiF膜上に金属Alを蒸着して、膜厚150nmの金属陰極を形成した。
比較例1の有機EL素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130) / HI2(60) / HT3(10) / H2:D2 (40, 0.5%) / ET1(30) / LiF(1) / Al(150)
なお、括弧内の数字は、膜厚(単位:nm)を示す。また、同じく括弧内において、パーセント表示された数字は、発光層におけるドーパント材料等のように、添加される成分の割合(質量%)を示す。
比較例2〜4の有機EL素子は、比較例1の有機EL素子におけるドーパント材料濃度をそれぞれ変更した以外は、比較例1と同様にして作製した。
各比較例におけるドーパント材料濃度は、比較例2では1質量%とし、比較例3では2質量%とし、比較例4では、3質量%とした。
実施例1〜4並びに比較例1〜4において作製した有機EL素子について、以下の評価を行った。評価結果を表2に示す。
電流密度が10mA/cm2となるようにITOとAlとの間に通電したときの電圧(単位:V)を計測した。
電流密度が10mA/cm2となるように素子に電圧を印加した時の輝度(単位:cd/m2)、およびCIE1931色度座標(x、y)を分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタ社製)で計測した。
電流密度が10mA/cm2となるように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−1000で計測し、得られた分光放射輝度スペクトルから、電流効率L/J(単位:cd/A)、および電力効率η(単位:lm/W)を算出した。
得られた上記分光放射輝度スペクトルから主ピーク波長λp(単位:nm)を求めた。
電流密度が10mA/cm2となるように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−1000で計測した。得られた上記分光放射輝度スペクトルから、ランバシアン放射を行なったと仮定し外部量子効率EQE(単位:%)を算出した。
一方で、表2に示すように比較例1〜4の有機EL素子では、ドーパント材料として用いた化合物D2は、前記数式(数1)の関係を満たさず、ドーパント材料濃度が0.5質量%から3質量%までの狭い範囲にもかかわらず、素子特性のばらつきが大きいことがわかった。ゆえに、前記数式(数1)の関係を満たさない化合物をドーパント材料に用い、同一蒸着源からホスト材料と共に蒸着して発光層を形成すると、ドーパント材料濃度のわずかな違いにより、素子特性が大きくばらつくことが分かる。なお、化合物D1は、遅延蛍光発光性のドーパント材料であり、化合物D2は、遅延蛍光発光性ではなく、蛍光発光性のドーパントである。化合物D2は、特表2011−508368号公報や米国特許出願公開第2005/0249972号明細書において、蛍光発光性ドーパント材料であることが記載されている。
3…陽極
4…陰極
5…発光層
6…正孔注入・輸送層
7…電子注入・輸送層
10…有機層
101…蒸着源
D…ドーパント材料
H…ホスト材料
Claims (15)
- 一重項エネルギーEgS(D)と、77[K]におけるエネルギーギャップEg77K(D)との差ΔST(D)が下記数式(数1)を満たす第1の材料と、第2の材料とを同一の蒸着源に収容し、前記蒸着源から前記第1の材料および前記第2の材料を同時に蒸着させて発光層を形成する工程を有し、
前記第1の材料は、下記一般式(2)で表される化合物であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
ΔST(D)=EgS(D)−Eg77K(D)<0.3[eV] …(数1)
L 201 は、置換もしくは無置換の2価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の2価の複素環基を表し、
aは、1以上6以下の整数であり、bは、1以上6以下の整数であり、gは、0以上2以下の整数であり、
HArは、下記一般式(20)で表される構造から誘導される基である。)
GおよびHは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環構造を表し、環構造Gおよび環構造Hのうち少なくともいずれかが複数の置換基を有する場合、隣接する置換基同士が結合して環を形成してもよい。前記環構造Gおよび前記環構造Hのうち少なくともいずれかが置換もしくは無置換の複素環構造であるとき、当該複素環構造は、下記一般式(20−2)で表される部分構造を有する。)
前記一般式(2)において、HAr、L 20 、L 201 、およびAz 2 からなる群から選ばれる2つ以上の構造同士が結合して環を形成してもよい。
R 9 〜R 16 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6〜30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、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数3〜30のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜60のアリールシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルキルアミノ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜60のアリールアミノ基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキルチオ基、または、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールチオ基である。) - 請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
前記第1の材料が、ドーパント材料であり、
前記第2の材料が、ホスト材料である
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 - 請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
前記第1の材料が、発光の最大発光成分の材料であり、
前記第2の材料が、ホスト材料である
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 - 請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
前記第1の材料が、遅延蛍光発光性の材料であり、
前記第2の材料が、ホスト材料である
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 - 請求項1から請求項4まで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の製造方法において、
前記蒸着源に収容された前記第1の材料および前記第2の材料のうち、前記第1の材料の濃度は、10質量%以上50質量%以下である
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 - 請求項1から請求項5まで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の製造方法において、
前記一般式(20)におけるX20が、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、NR9、CR10R11、SiR12R13、またはGeR14R15を表す
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 - 請求項1から請求項6まで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の製造方法において、
前記一般式(2)におけるHArが、下記一般式(2B)で表される構造から誘導される基である
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
前記一般式(2B)において、R61およびR62は、それぞれ独立に、前記R9〜R16と同義である。なお、前記一般式(2B)において、R61およびR62は、それぞれ、6員環の炭素原子に結合する。
前記一般式(2B)において、i、およびjは、4である。
前記一般式(2B)において、Eは、下記一般式(2h)で表される環構造を示し、Fは、下記一般式(2i)または下記一般式(2j)で表される環構造を示し、環構造Eおよび環構造Fは、隣接する環構造と任意の位置で縮合する。
前記一般式(2B)において、hは、0以上4以下の整数である。なお、hは、環構造Eおよび環構造Fが縮合して形成される連結環構造の繰り返し単位である。hが2以上のとき、複数の環構造Fは、互いに同一でも異なっていてもよい。)
前記一般式(2i)におけるY5および前記一般式(2j)におけるY6は、それぞれ独立に、CR65R66、NR67、硫黄原子、酸素原子、またはL20と結合する窒素原子を表す。
前記一般式(2j)におけるX4は、前記一般式(20)におけるX20と同義である。ただし、X4は単結合である場合はない。
R63〜R67は、それぞれ独立に、前記R9〜R16と同義である。) - 請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
前記一般式(2B)におけるhが0または1である
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 - 請求項8に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
前記HArが、下記一般式(2b)または下記一般式(2bx)で表される基である
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
前記一般式(2b)および一般式(2bx)において、R17、R18、およびAr4は、それぞれ独立に、前記R9〜R16と同義である。前記一般式(2b)および一般式(2bx)において、R17およびR18は、それぞれ、6員環の炭素原子に結合する。なお、隣接するR17同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR18同士が結合して環を形成してもよい。
前記一般式(2b)および一般式(2bx)において、cおよびdは、4である。) - 請求項1から請求項9まで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の製造方法において、
前記第2の材料は、下記一般式(1)で表される化合物である
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
AおよびBは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環構造を表し、環構造Aおよび環構造Bのうち少なくともいずれかが複数の置換基を有する場合、隣接する置換基同士が結合して環を形成してもよい。前記環構造Aおよび前記環構造Bのうち少なくともいずれかが置換もしくは無置換の複素環構造であるとき、当該複素環構造は、下記一般式(11)で表される部分構造を有する。)
L1は、単結合、置換もしくは無置換のm+1価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換のm+1価の複素環基を表し、
L2は、単結合、置換もしくは無置換のn+p価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換のn+p価の複素環基を表し、
L3は、単結合、置換もしくは無置換のo+1価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換のo+1価の複素環基を表す。
mは、1以上6以下の整数であり、
nおよびpは、それぞれ独立に、1以上6以下の整数であり、
oは、1以上6以下の整数である。
Az1は、下記一般式(12)で表される。)
前記一般式(1)において、Cz、L1、L2、L3、およびAz1からなる群から選ばれる2つ以上の構造同士が結合して環を形成してもよい。
R1〜R8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6〜30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、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数3〜30のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜60のアリールシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルキルアミノ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜60のアリールアミノ基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキルチオ基、または、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールチオ基である。) - 請求項10に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(13)で表される化合物である
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
L2は、前記一般式(1)におけるL2と同義であり、
X11〜X15は、それぞれ独立に、前記一般式(12)におけるX11〜X15と同義である。) - 請求項10に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(5)で表される化合物である
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
前記一般式(5)において、X11〜X15は、それぞれ独立に、前記一般式(12)におけるX11〜X15と同義である。
前記一般式(5)において、R31〜R34は、それぞれ独立に、前記R1〜R8と同義である。前記一般式(5)において、R31〜R34は、それぞれ、6員環の炭素原子に結合する。なお、隣接するR31同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR32同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR33同士が結合して環を形成してもよいし、隣接するR34同士が結合して環を形成してもよい。
前記一般式(5)において、qおよびrは4であり、sは3であり、tは4である。
前記一般式(5)において、Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、または置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の複素環基を表す。) - 請求項1から請求項12まで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の製造方法において、
前記発光層は、金属錯体を含有しない
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 - 請求項1から請求項13まで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の製造方法において、
前記第2の材料の一重項エネルギーEgS(H)と、前記第2の材料の77[K]におけるエネルギーギャップEg77K(H)との差ΔST(H)が下記数式(数2)を満たす
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
ΔST(H)=EgS(H)−Eg77K(H)<0.3[eV] …(数2) - 請求項1から請求項14まで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の製造方法において、
前記第1の材料の一重項エネルギーEgS(D)と、前記第2の材料の一重項エネルギーEgS(H)とが、下記数式(数3)を満たす
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
EgS(H)>EgS(D) …(数3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013055736A JP6196791B2 (ja) | 2013-03-18 | 2013-03-18 | 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013055736A JP6196791B2 (ja) | 2013-03-18 | 2013-03-18 | 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014182898A JP2014182898A (ja) | 2014-09-29 |
JP6196791B2 true JP6196791B2 (ja) | 2017-09-13 |
Family
ID=51701424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013055736A Active JP6196791B2 (ja) | 2013-03-18 | 2013-03-18 | 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6196791B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150108330A (ko) * | 2014-03-17 | 2015-09-25 | 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 | 전자 버퍼 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 |
JP6593114B2 (ja) * | 2015-11-11 | 2019-10-23 | コニカミノルタ株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、照明装置及び芳香族複素環誘導体 |
JP6990996B2 (ja) * | 2017-06-01 | 2022-02-03 | 日本放送協会 | 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、照明装置 |
KR102472171B1 (ko) * | 2017-08-29 | 2022-11-30 | 삼성디스플레이 주식회사 | 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 |
CN113170549B (zh) * | 2018-11-30 | 2024-02-23 | 九州有机光材股份有限公司 | 膜的制造方法、有机半导体元件的制造方法及有机半导体元件 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW593622B (en) * | 2000-05-19 | 2004-06-21 | Eastman Kodak Co | Method of using predoped materials for making an organic light-emitting device |
JP2004155665A (ja) * | 2002-11-01 | 2004-06-03 | Mitsubishi Chemicals Corp | 新規化合物およびこれを用いた有機電界発光素子 |
JPWO2012099219A1 (ja) * | 2011-01-20 | 2014-06-30 | 出光興産株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
JP2012195140A (ja) * | 2011-03-16 | 2012-10-11 | Nitto Denko Corp | 有機エレクトロルミネッセンス発光層の製造方法 |
KR101650996B1 (ko) * | 2011-03-25 | 2016-08-24 | 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 | 유기 일렉트로 루미네선스 소자 |
-
2013
- 2013-03-18 JP JP2013055736A patent/JP6196791B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014182898A (ja) | 2014-09-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6215842B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
TWI812526B (zh) | 雜環化合物與包含其的有機發光裝置 | |
JP6317544B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子および電子機器 | |
WO2014092083A1 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
US10566541B2 (en) | Aromatic amine derivative, material for organic electroluminescent element, and organic electroluminescent element | |
US9604972B2 (en) | Nitrogen-containing heteroaromatic ring compound | |
WO2014148493A1 (ja) | 発光装置 | |
JP6195828B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
WO2014104346A1 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
US11456432B2 (en) | Top emission organic electroluminescent element, organic electroluminescent light emitting device, and electronic device | |
JP5993934B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及び有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
TWI567164B (zh) | Organic electroluminescent element materials and organic electroluminescent elements | |
EP2738166A1 (en) | Nitrogenated aromatic heterocyclic derivative, and organic electroluminescent element using same | |
WO2012108389A1 (ja) | ビスカルバゾール誘導体及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
JP6133583B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
JP6182217B2 (ja) | 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子および電子機器 | |
WO2014006913A1 (ja) | ベンゾジアザボロール化合物及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子用材料と有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
JP6196791B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 | |
KR20200132970A (ko) | 유기 일렉트로루미네센스 소자 및 전자 기기 | |
JP2014094935A (ja) | 化合物、及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
JP2014165346A (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子および電子機器 | |
JP2016066631A (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
TWI841655B (zh) | 有機發光裝置、其製造方法以及用於有機發光裝置之有機材料層的組成物 | |
EP4349821A1 (en) | Heterocyclic compound and organic light-emitting device comprising same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20151124 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160804 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160927 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161125 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170404 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170628 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20170705 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170808 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170821 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6196791 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |