JP7315260B2 - 積層有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

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Description

本発明は、2つ以上の発光ユニットを含み、隣り合う発光ユニットの間に電荷発生層が設けられた積層有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。より特に、p型材料がドーピングされた有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子、および該有機エレクトロルミネッセンス素子を含む表示コンポーネントに関する。
有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)は、陰極、陽極、および陰極と陽極との間にある有機発光材料により積層されてなり、素子の陰極および陽極に電圧を印加することにより、電気エネルギーを光に変換することができ、広角が広く、コントラストが高く、応答時間がより速いなどの利点を有する。1987年、イーストマンコダック(Eastman Kodak)のTangおよびVan Slykeにより、アリールアミン正孔輸送層およびトリス-8-ヒドロキシキノリン-アルミニウム層を電子輸送層および発光層とする有機発光素子が報道されている(Applied Physics Letters、1987、51(12):913-915)。素子の両端に電圧が印加されると、素子から緑色光が発光される。この発明は、現代の有機発光ダイオード(OLEDs)の発展のために基礎を築き上げている。OLEDは、自発光性ソリッドステートフィルム素子であり、表示および照明の適用に対して極めて大きな潜在力を提供している。
素子の構造からみれば、OLEDは、単層構造および積層構造(タンデム構造とも呼ばれる)に分けられてもよい。単層OLEDは、陰極と陽極との間に発光ユニットを1つだけ含み、積層OLEDは、複数の発光ユニットにより積層されてなる。1つの発光ユニットは、一般的に、少なくとも1つの発光層、1つの正孔輸送層および1つの電子輸送層を含む。発光ユニットは、これに加えて正孔注入層、電子注入層、正孔ブロッキング層および電子ブロッキング層をさらに含んでもよい。注意すべきは、単層OLEDには発光ユニットが1つだけ含まれるが、該発光ユニットは、複数の発光層を含んでもよく、例えば、発光ユニットは、1層の黄色発光層および1層の青色発光層を含んでもよい。しかしながら、各々の発光ユニットは、正孔輸送層および電子輸送層を1対しか含むことができない。積層OLEDは、少なくとも2つ以上の発光ユニットを含み、つまり少なくとも2対および2対以上の正孔輸送層および電子輸送層を含む。ここで、複数の発光ユニットは、垂直積層という物理的な形態で配列されることにより、回路上における直列接続の特徴を実現することができるので、積層OLED(物理的な形態から)または直列接続OLED(回路接続から)と呼ばれてもよい。すなわち、同じ輝度で、積層OLEDに必要な電流密度が、従来の単層OLEDよりも小さいので、耐用年数を向上させるという効果を達成することができるが、定電流密度で、積層OLEDの輝度が従来の単層OLEDよりも高く、電圧もそれに従って向上することがある。
現在、中小サイズのOLEDディスプレイスクリーンは、携帯電話およびタブレットなどの製品に広く使用されており、そのコストも基本的に液晶ディスプレイスクリーンに近いものである。しかしながら、大サイズのOLEDディスプレイスクリーンは、良品率が低いことに起因するコストが高く、耐用年数が短いなどの問題が存在し、コンピューターのディスプレイスクリーン、テレビなどの分野におけるOLEDの競争力に厳しく影響している。積層OLEDとしては、その素子の構造が厚いため、製造ラインの歩留まりを向上させることができ、さらに素子の効率および耐用年数を倍に向上させることができ、大サイズOLEDディスプレイスクリーンの重要な技術となっており、積層OLED素子の分野もますます重視されている。
積層素子の性能を向上させるために、例えばUS6717358B1、US20160141338A1およびCN2019109871570に記載されるように、人々は、電荷発生層(Charge Generation Layer、CGL)に対して多くの最適化を行った。例えば、特許出願CN2019109871570では、化合物例えば1-70を緩衝層として用い、金属Ybとともに電荷発生層を構成し、すなわち、金属層上にLUMOエネルギーレベルの深い緩衝層材料を蒸着して電荷発生層を構成する積層有機発光素子が開示されている。一方、電荷発生層および隣り合う化合物の組合せを最適化させることにより、キャリアの注入および平衡を向上させて、素子全体の性能を向上させる目的を達成する。例えば、特許出願KR20170062938では、p型電荷発生層およびそれに接触する正孔輸送層のエネルギーレベルおよび正孔移動率の面での組合せを最適化させることで、電圧を低下させ、効率および耐用年数を向上させる目的を達成する。
また、人々は、単一の発光ユニットの性能を最適化させることにより、積層素子の性能を向上することができる。特許出願CN201911209540Xでは、LUMOエネルギーレベルの深いp型材料およびHOMOエネルギーレベルの深い正孔輸送材料を共蒸着して正孔注入層を形成し、該正孔輸送材料を正孔輸送層として用いてその上に発光層を蒸着することが開示されている。そのエネルギーレベルがより整合するため、膜層および材料が低減することで、素子の電圧を低下させ、耐用年数を向上させ、プロセスを簡素化することができる。
しかしながら、現在、LUMOエネルギーレベルの深い材料とHOMOエネルギーレベルの深い材料を発光ユニットの正孔輸送構造として組み合わせると同時に、このLUMOエネルギーレベルの深い材料を電荷発生層における緩衝層とする積層素子が開示、報告されていない。
US6717358B1 US20160141338A1 CN2019109871570 KR20170062938 CN201911209540X
Applied Physics Letters、1987、51(12):913-915
本発明は、上述した問題の少なくとも一部を解決するために、新規な積層有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的とする。
本発明の一実施例によれば、第1電極、第2電極、および第1電極と第2電極との間に設けられた少なくとも2つの発光ユニットを含む有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
各々の発光ユニットは、それぞれ少なくとも1つの発光層を含み、
少なくとも1つの発光ユニットは、第1有機材料および第2有機材料が含まれた第1有機層を含み、
少なくとも1グループの隣り合う2つの前記発光ユニットの間には、第3有機材料が含まれた緩衝層を含む電荷発生層が設けられ、
前記第1有機材料のLUMOエネルギーレベルが前記第3有機材料のLUMOエネルギーレベル以上であり、前記第3有機材料のLUMOエネルギーレベルが4.90eV超であり、
前記第2有機材料のHOMOエネルギーレベルが4.99eV超である、有機エレクトロルミネッセンス素子が開示される。
本発明の一実施例によれば、上述した実施例に記載された有機エレクトロルミネッセンス素子を含む表示コンポーネントが開示される。
本発明は、積層有機エレクトロルミネッセンス素子を開示する。少なくとも1つの発光ユニットは、深いLUMOエネルギーレベルを有するp型材料および深いHOMOエネルギーレベルを有する正孔輸送材料の特定な組合せを含む有機層を含み、より良好な素子の性能、およびより簡素化した製造プロセスを提供することができる。それと同時に、発光ユニットの間にp型材料が電荷発生層の緩衝層として用いられることにより、素子の性能をさらに向上させ、素子の安定性を向上させることができる。
本発明に係る積層有機エレクトロルミネッセンス素子の模式図である。 本発明に係る単層有機エレクトロルミネッセンス素子の模式図である。 実施例1-1および比較例1-1におけるJ=80mA/cmで実際に測定された素子の耐用年数のグラフである。 実施例2-1および比較例2-1におけるJ=80mA/cmで実際に測定された素子の耐用年数のグラフである。 実施例3-1および比較例3-1におけるJ=80mA/cmで実際に測定された素子の耐用年数のグラフである。
本明細書に用いられるように、「頂部」とは、基板から最も遠く、「底部」とは、基板から最も近いことを意味する。第1層が第2層「上」に設けられていると記載されている場合、第1層が基板から相対的に遠いように設けられている。第1層が第2層「と」「接触する」ことを規定していない限り、第1層と第2層との間に他の層が存在してもよい。例示的には、陰極と陽極との間に各種の有機層が存在しても、依然として、陰極が陽極「上」に設けられていると記載されることができる。
本明細書に用いられるように、「OLED素子」とは、陽極層、陰極層、および陽極層と陰極層との間に設けられた1層または複数層の有機層を含むものである。1つの「OLED素子」は、基板側から発光する底部発光のものであってもよいし、パッケージ層側から発光する頂部発光のものであってもよいし、同時に基板側およびパッケージ層側から発光する透明な素子であってもよい。
本明細書に用いられるように、「OLED発光パネル」とは、基板、陽極層、陰極層、陽極層と陰極層との間に設けられた1層または複数層の層有機層、パッケージ層、パッケージ層の外部に延在した少なくとも1つの陽極端子および少なくとも1つの陰極端子を含み、外部アクセス用である。
本明細書に用いられるように、「モジュール」とは、外部電気駆動装置を1セットだけ有する電子素子を指す。本明細書に用いられるように、「パッケージ層」とは、厚み100マイクロメートル未満のフィルムパッケージであってもよく、1層または複数層のフィルムがそのまま素子上に配置されるか、または基板上に粘着されたカバーガラス(cover glass)を含む。
本明細書に用いられるように、「フレキシブルプリント回路」(FPC)とは、いかなるフレキシブル基板上に導電線、抵抗、静電容量、インダクタンス、トランジスタ、微小電気機械システム(MEMS)などのうちのいずれか1種またはこれらの組合せが塗布されたものを指し、それらを含んだがそれらに限定されない。フレキシブルプリント回路のフレキシブル基板は、プラスチック、薄ガラス、絶縁層がメッキされた薄い金属箔、織物、皮革、紙などであってもよい。1枚のフレキシブルプリント回路基板は、通常、厚みが1mm未満であり、厚みが0.7mm未満であることがより好ましい。
本明細書に用いられるように、「光抽出層」とは、光拡散膜、または他の光抽出効果を有するマイクロ構造、或いは光外部結合効果を有するフィルムめっき層を指してもよい。光抽出層は、OLEDの基板表面に配置されてもよいし、例えば基板と陽極との間、有機層と陰極との間、陰極とパッケージ層との間、パッケージ層の表面などの他の適当な位置に配置されてもよい。
本明細書に用いられるように、「独立して駆動される」とは、2つまたは複数の発光パネルの動作ポイントが別に制御されるものであることを指す。それらの発光パネルが同一のコントローラまたは電源線に接続されてもよいことにもかかわらず、回路で駆動経路を区画して、互いに影響せずに各々のパネルに給電することができる。
本明細書に用いられるように、「第1発光ユニット」、「第2発光ユニット」などの記載は、それらの用語に限定されるべきではない。それらの用語は、1つの発光ユニットと他の1つの発光ユニットを区別するためのものに過ぎない。
本明細書に用いられるように、金属の仕事関数とは、1つの電子を物体の内部からちょうどこの物体の表面までに移動させることに必要な最も少ないエネルギーを指す。本明細書におけるすべての「金属仕事関数」は、絶対値(正の値)で表され、すなわち、数値が高いほど、電子を真空エネルギーレベルに求引することに必要なエネルギーが大きい。本明細書に記載されるように、「金属仕事関数」の大きさに対しては、絶対値の大きさを指す。例えば、「金属仕事関数が5eV超である」とは、電子を真空エネルギーレベルに求引するために5eV超のエネルギーが必要となることを指す。
言及されたHOMO(最高被占分子軌道)エネルギーレベルおよびLUMO(最低未占有分子軌道)エネルギーレベルは、Gaussian 09ソフトウェア、B3LYP方法、6-311g(d)ベースクラスタから算出される。本明細書において、すべての「HOMO」、「LUMO」エネルギーレベルは、絶対値(正の値)で表され、数値が大きいほど、エネルギーレベルが深いことを示す。例えば、該方法により算出された化合物HATCN
Figure 0007315260000001
のLUMOエネルギーレベルは、4.81eVである。
本明細書に用いられるように、「電荷発生層」は、2つの発光ユニットの間に設けられて電子および正孔を提供する作用を有する層である。好ましくは、それは、金属層および緩衝層からなり、そのうちの金属層が1つの発光ユニットの電子輸送層または電子注入層に接触し、緩衝層が隣り合う発光ユニットの正孔注入層または正孔輸送層に接触する。「電荷発生層」とは、電荷発生層の一部であってもよいし、電荷発生層であってもよい。「電荷発生層」は、電荷発生層の一部である場合、さらに、発光ユニットにおいて正孔を発生する作用を有するp型材料と共に電荷発生層を構成することができる。そのうち、金属材料は、n型材料として電子を発生し、緩衝層は、界面を最適化させ、p型材料は、次の発光ユニットの正孔注入層材料である。「電荷発生層」が電荷発生層である場合、特に、緩衝層が連続または略連続したフィルムを厚く形成する場合、そのうちの金属材料は、n型材料として電子を発生し、緩衝層材料は、p型材料として正孔を発生する。
本明細書に用いられるように、「緩衝層」は、界面を最適化させる作用を有する層であり、正孔を発生する作用を有することが好ましく、電荷発生層の一部である。「電荷発生層」が電荷発生層の一部である場合、「緩衝層」は、界面を最適化させる作用を有し、界面の欠陥を低減させ、キャリアの順調な輸送を確保することができる。「電荷発生層」が電荷発生層である場合、「緩衝層」材料は、p型材料として正孔を発生する作用を有しながら、界面を最適化させる作用を有する。本明細書における前記緩衝層材料は、有機材料であり、LUMOエネルギーレベル4.90eV超の有機材料であることが好ましく、式1で表される構造を有する化合物またはキノン系化合物およびその誘導体であることがより好ましい。
置換基の専門用語の定義について
ハロゲンまたはハロゲン化物とは、本明細書に用いられるように、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素を含む。
アルキル基とは、本明細書に用いられるように直鎖および分岐鎖のアルキル基を含む。アルキル基は、炭素原子数1~20のアルキル基であってもよく、炭素原子数1~12のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数1~6のアルキル基であることがより好ましい。アルキル基の実例は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、sec-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、n-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、n-ノニル、n-デシル、n-ウンデシル、n-ドデシル、n-トリデシル、n-テトラデシル、n-ペンタデシル、n-ヘキサデシル、n-ヘプタデシル、n-オクタデシル、ネオペンチル、1-メチルペンチル、2-メチルペンチル、1-ペンチルヘキシル、1-ブチルペンチル、1-ヘプチルオクチル、および3-メチルペンチルを含む。そのうち、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、sec-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、ネオペンチルおよびn-ヘキサンであることが好ましい。また、アルキル基は、置換されていてもよい。
シクロアルキル基とは、本明細書に用いられるように環状のアルキル基を含む。シクロアルキル基は、環炭素原子数3~20のシクロアルキル基であってもよく、炭素原子数4~10のシクロアルキル基であることが好ましい。シクロアルキル基の実例は、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、4-メチルシクロヘキシル、4,4-ジメチルシクロヘキシル、1-アダマンチル、2-アダマンチル、1-ノルボルニル基、2-ノルボルニル基などを含む。そのうち、シクロペンチル、シクロヘキシル、4-メチルシクロヘキシル、4,4-ジメチルシクロヘキシルであることが好ましい。また、シクロアルキル基は、置換されていてもよい。
ヘテロアルキル基とは、本明細書に用いられるように、アルキル鎖のうちの1つまたは複数の炭素が、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、リン原子、ケイ素原子、ゲルマニウム原子およびホウ素原子からなる群から選ばれるヘテロ原子で置換されてなる。ヘテロアルキル基は、炭素原子数1~20のヘテロアルキル基であってもよく、炭素原子数1~10のヘテロアルキル基であることが好ましく、炭素原子数1~6のヘテロアルキル基であることがより好ましい。ヘテロアルキル基の実例は、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、メチルチオメチル基、エチルチオメチル基、エチルチオエチル基、メトキシメトキシメチル基、エトキシメトキシメチル基、エトキシエトキシエチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、メルカプトメチル基、メルカプトエチル基、メルカプトプロピル基、アミノメチル基、アミノエチル基、アミノプロピル基、ジメチルアミノメチル基、トリメチルシリル基、ジメチルエチルシリル基、ジメチルイソプロピルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリイソプロピルシリコン基、トリメチルシリルメチル基、トリメチルシリルエチル基、トリメチルシリルイソプロピル基を含む。また、ヘテロアルキル基は、置換されていてもよい。
アルケニル基とは、本明細書に用いられるように、直鎖、分岐鎖および環状オレフィン基を含む。鎖状のアルケニル基は、炭素原子数2~20のアルケニル基であってもよく、炭素原子数2~10のアルケニル基であることが好ましい。アルケニル基の例は、ビニル基、プロピレン基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基、1,3-ブタジエニル基、1-メチルビニル基、スチリル基、2,2-ジフェニルビニル基、1,2-ジフェニルビニル基、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、1-フェニルアリル基、2-フェニルアリル基、3-フェニルアリル基、3,3-ジフェニルアリル基、1,2-ジメチルアリル基、1-フェニル-1-ブテニル基、3-フェニル-1-ブテニル基、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロヘプタトリエニル基、シクロオクテニル基、シクロオクタテトラエニル基およびノルボルニルアルケニル基を含む。また、アルケニル基は、置換されていてもよい。
アルキニル基とは、本明細書に用いられるように、直鎖のアルキニル基を含む。アルキニル基は、炭素原子数2~20のアルキニル基であってもよく、炭素原子数2~10のアルキニル基であることが好ましい。アルキニル基の実例は、エチニル基、プロピニル基、プロパルギル基、1-ブチニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、1-ペンチニル基、2-ペンチニル基、3,3-ジメチル-1-ブチニル基、3-エチル-3-メチル-1-ペンチニル基、3,3-ジイソプロピル1-ペンチニル基、フェニルエチニル基、フェニルプロピニル基などを含む。そのうち、エチニル基、プロピニル基、プロパルギル基、1-ブチニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、1-ペンチニル基、フェニルエチニル基であることが好ましい。また、アルキニル基は、置換されていてもよい。
アリール基または芳香族基とは、本明細書に用いられるように、非縮合および縮合系を考慮する。アリール基は、炭素原子数6~30のアリール基であってもよく、炭素原子数6~20のアリール基であることが好ましく、炭素原子数6~12のアリール基であることがより好ましい。アリール基の例は、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、トリフェニレン、テトラフェニレン、ナフタレン、アントラセン、フェナレン、フェナントレン、フルオレン、ピレン、クリセン、ペリレン、およびアズレンを含み、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、トリフェニレン、フルオレンおよびナフタレンであることが好ましい。非縮合アリール基の例は、フェニル、ビフェニル-2-イル、ビフェニル-3-イル、ビフェニル-4-イル、p-ターフェニル-4-イル、p-ターフェニル-3-イル、p-トリビフェニル-2-イル、m-ターフェニル-4-イル、m-ターフェニル-3-イル、m-ターフェニル-2-イル、o-トリル、m-トリル、p-トリル、p-(2-フェニルプロピル)フェニル、4’-メチルビフェニル、4’’-tert-ブチル-p-ターフェニル-4-イル、o-クミル、m-クミル、p-クミル、2,3-キシリル、3,4-キシリル、2,5-ジメチルフェニル、メシチレンおよびm-テトラフェニルを含む。また、アリール基は、置換されていてもよい。
複素環基または複素環とは、本明細書に用いられるように、非芳香族の環状基を考慮する。非芳香族複素環基は、環原子数3~20の飽和複素環基および環原子数3~20の不飽和非芳香族複素環基を含み、そのうちの少なくとも1つの環原子は、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、ケイ素原子、リン原子、ゲルマニウム原子およびホウ素原子からなる群から選ばれ、非芳香族複素環基は、環原子数3~7のものであることが好ましく、窒素、酸素、ケイ素または硫黄などの少なくとも1つのヘテロ原子を含む。非芳香族複素環基の実例は、オキシラニル、オキセタニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロピラニル、ジオキソペンチル、ジオキサニル、アジリジニル、ジヒドロピロール、テトラヒドロピロリル、ピペリジニル、オキサゾリジニル、モルホリニル、ピペラジニル、オキサシクロヘプタトリエニル、チアシクロヘプタトリエニル、アザシクロヘプタトリエニルおよびテトラヒドロシロールを含む。また、複素環基は、置換されていてもよい。
ヘテロアリール基とは、本明細書に用いられるように、ヘテロ原子数1~5の非縮合および縮合ヘテロ芳香族基を含んでもよく、そのうちの少なくとも1つのヘテロ原子は、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、ケイ素原子、リン原子、ゲルマニウム原子およびホウ素原子からなる群から選ばれる。イソアリール基とは、ヘテロアリール基も指す。ヘテロアリール基は、炭素原子数3~30のヘテロアリール基であってもよく、炭素原子数3~20のヘテロアリール基であることが好ましく、炭素原子数3~12のヘテロアリール基であることがより好ましい。好適なヘテロアリール基は、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、フラン、チオフェン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、カルバゾール、インドロカルバゾール、ピリドインドール、ピロロピリジン、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、オキサトリアゾール、ジオキサゾール、チアジアゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、オキサジン、オキサチアジン、オキサジアジン、インドール、ベンズイミダゾール、インダゾール、インデノアジン、ベンゾオキサゾール、ベンズイソオキサゾール、ベンゾチアゾール、キノリン、イソキノリン、シンノリン、キナゾリン、キノキサリン、ナフチリジン、フタラジン、プテリジン、キサンテン、アクリジン、フェナジン、フェノチアジン、ベンゾフランピリジン、フランジピリジン、ベンゾチエノピリジン、チエノビピリジン、ベンゾセレノピリジン、およびセレンベンゾピリジンを含み、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、カルバゾール、インドロカルバゾール、イミダゾール、ピリジン、トリアジン、ベンズイミダゾール、1,2-アザボラン、1,3-アザボラン、1,4-アザボラン、ボラゾールおよびそのアザ類似物を含むことが好ましい。また、ヘテロアリール基は、置換されていてもよい。
アルコキシ基とは、本明細書に用いられるように、-O-アルキル基、-O-シクロアルキル基、-O-ヘテロアルキル基または-O-複素環基で表される。アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロアルキル基および複素環基の例および好ましい例は、上記例と同様である。アルコキシ基は、炭素原子数1~20のアルコキシ基であってもよく、炭素原子数1~6のアルコキシ基であることが好ましい。アルコキシ基の例は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、シクロプロピルオキシ、シクロブチルオキシ、シクロペンチルオキシ、シクロヘキシルオキシ、テトラヒドロフラニルオキシ、テトラヒドロピラニルオキシ、メトキシプロピルオキシ、エトキシエチルオキシ、メトキシメチルオキシおよびエトキシメチルオキシを含む。また、アルコキシ基は、置換されていてもよい。
アリールオキシ基とは、本明細書に用いられるように、-O-アリール基または-O-ヘテロアリール基で表される。アリール基およびヘテロアリール基の例および好ましい例は、上記例と同様である。アリールオキシ基は、炭素原子数6~30のアリールオキシ基であってもよく、炭素原子数6~20のアリールオキシ基であることが好ましい。アリールオキシ基の例は、フェノキシおよびビフェノキシを含む。また、アリールオキシ基は、置換されていてもよい。
アラルキル基とは、本明細書に用いられるように、アリール基で置換されたアルキル基を含む。アラルキル基は、炭素原子数7~30のアラルキル基であってもよく、炭素原子数7~20のアラルキル基であることが好ましく、炭素原子数7~13のアラルキル基であることがより好ましい。アラルキル基の例は、ベンジル、1-フェニルエチル、2-フェニルエチル、1-フェニルイソプロピル、2-フェニルイソプロピル、フェニル-tert-ブチル、α-ナフチルメチル、1-α-ナフチルエチル、2-α-ナフチルエチル、1-α-ナフチルイソプロピル、2-α-ナフチルイソプロピル、β-ナフチルメチル、1-β-ナフチル-エチル、2-β-ナフチル-エチル、1-β-ナフチルイソプロピル、2-β-ナフチルイソプロピル、p-メチルベンジル、m-メチルベンジル、o-メチルベンジル、p-クロロベンジル、m-クロロベンジル、o-クロロベンジル、p-ブロモベンジル、m-ブロモベンジル、o-ブロモベンジル、p-ヨードベンジル、m-ヨードベンジル、o-ヨードベンジル、p-ヒドロキシベンジル、m-ヒドロキシベンジル、o-ヒドロキシベンジル、p-アミノベンジル、m-アミノベンジル、o-アミノベンジル、p-ニトロベンジル、m-ニトロベンジル、o-ニトロベンジル、p-シアノベンジル、m-シアノベンジル、o-シアノベンジル、1-ヒドロキシ-2-フェニルイソプロピルおよび1-クロロ-2-フェニルイソプロピルを含む。そのうち、ベンジル、p-シアノベンジル、m-シアノベンジル、o-シアノベンジル、1-フェニルエチル、2-フェニルエチル、1-フェニルイソプロピルおよび2-フェニルイソプロピルであることが好ましい。また、アラルキル基は、置換されていてもよい。
アルキルシリル基とは、本明細書に用いられるように、アルキル基で置換されたシリル基を含む。アルキルシリル基は、炭素原子数3~20のアルキルシリル基であってもよく、炭素原子数3~10のアルキルシリル基であることが好ましい。アルキルシリル基の例は、トリメチルシリル、トリエチルシリル、メチルジエチルシリル、エチルジメチルシリル、トリプロピルシリル、トリブチルシリル、トリイソプロピルシリル、メチルジイソプロピルシリル、ジメチルイソプロピルシリル、トリ-tert-ブチルシリコン、トリイソブチルシリル、ジメチル-tert-ブチルシリル、およびメチルジ-tert-ブチルシリルを含む。また、アルキルシリル基は、置換されていてもよい。
アリールシリル基とは、本明細書に用いられるように、少なくとも1つのアリール基で置換されたシリル基を含む。アリールシリル基は、炭素原子数6~30のアリールシリル基であってもよく、炭素原子数8~20のアリールシリル基であることが好ましい。アリールシリル基の例は、トリフェニルシリル、フェニルジビフェニルシリル、ジフェニルビフェニルシリル、フェニルジエチルシリル、ジフェニルエチルシリル、フェニルジメチルシリル、ジフェニルメチルシリル、フェニルジイソプロピルシリル、ジフェニルイソプロピルシリル、ジフェニルブチルシリル、ジフェニルイソブチルシリル、ジフェニル-tert-ブチルシリルを含む。また、アリールシリル基は、置換されていてもよい。
アルキルゲルマニウム基とは、本明細書に用いられるように、アルキル基で置換されたゲルマニウム基を含む。アルキルゲルマニウム基は、炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基であってもよく、炭素原子数3~10のアルキルゲルマニウム基であることが好ましい。アルキルゲルマニウム基の例は、トリメチルゲルマニウム基、トリエチルゲルマニウム基、メチルジエチルゲルマニウム基、エチルジメチルゲルマニウム基、トリプロピルゲルマニウム基、トリブチルゲルマニウム基、トリイソプロピルゲルマニウム基、メチルジイソプロピルゲルマニウム基、ジメチルイソプロピルゲルマニウム基、トリ-tert-ブチルゲルマニウム基、トリイソブチルゲルマニウム基、ジメチル-tert-ブチルゲルマニウム基、メチルジ-tert-ブチルゲルマニウム基を含む。また、アルキルゲルマニウム基は、置換されていてもよい。
アリールゲルマニウム基とは、本明細書に用いられるように、少なくとも1つのアリール基またはヘテロアリール基で置換されたゲルマニウム基を含む。アリールゲルマニウム基は、炭素原子数6~30のアリール基ゲルマニウム基であってもよく、炭素原子数8~20のアリールゲルマニウム基であることが好ましい。アリールゲルマニウム基の例は、トリフェニルゲルマニウム基、フェニルジビフェニルゲルマニウム基、ジフェニルビフェニルゲルマニウム基、フェニルジエチルゲルマニウム基、ジフェニルエチルゲルマニウム基、フェニルジメチルゲルマニウム基、ジフェニルメチルゲルマニウム基、フェニルジイソプロピルゲルマニウム基、ジフェニルイソプロピルゲルマニウム基、ジフェニルブチルゲルマニウム基、ジフェニルイソブチルゲルマニウム基、ジフェニル-tert-ブチルゲルマニウム基を含む。また、アリールゲルマニウム基は、置換されていてもよい。
アザジベンゾフラン、アザジベンゾチオフェンなどにおける「アザ」とは、対応する芳香族フラグメントにおける1つまたは複数のC-H基が窒素原子に置換されることを指す。例えば、アザトリフェニレンは、ジベンゾ[f,h]キノキサリン、ジベンゾ[f,h]キノリン、および環系において2つ以上の窒素を有する他の類似物を含む。当業者であれば、上述したアザ誘導体の他の窒素類似物を容易に想到することができ、且つこれらの類似物は、すべて本明細書に記載される専門用語に含まれるものとして確定される。
本発明において、特に断りのない限り、置換のアルキル基、置換のシクロアルキル基、置換のヘテロアルキル基、置換の複素環基、置換のアラルキル基、置換のアルコキシ基、置換のアリールオキシ基、置換のアルケニル基、置換のアルキニル基、置換のアリール基、置換のヘテロアリール基、置換のアルキルシリル基、置換のアリールシリル基、置換のアミノ基、置換のアシル基、置換のカルボニル基、置換のカルボキシル基、置換のエステル基、置換のスルフィニル基、置換のスルホニル基、置換のホスフィノ基からなる群のうちのいずれかの用語を使用すると、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロアルキル基、ヘテロシクリル基、アラルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルケニル基、アルキニル、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルシリル基、アリールシリル基、アミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、スルフィニル基、スルホニル基、およびホスフィノ基のうちのいずれか1つの基が、重水素、ハロゲン、非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、非置換の環原子数3~20の複素環基、非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、非置換の炭素原子数6~30のアリール基、非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基およびこれらの組合せから選ばれる1つまたは複数により置換され得ることを意味する。
分子フラグメントについて、置換基または他の形態で他の部分に結合させると記載する場合、フラグメント(例えば、フェニル基、フェニレン基、ナフチル基、ジベンゾフラニル基)であるか否か、或いは、分子全体(例えば、ベンゼン、ナフタレン、ジベンゾフラン)であるか否かにより、その名称を確定することができることを理解すべきである。本明細書に用いられるように、置換基の指定、或いはフラグメントの結合の異なる形態は、均等であると認められている。
本明細書で言及される化合物において、水素原子が重水素で一部または全部置換されてもよい。他の原子、例えば炭素および窒素も、それらの他の安定した同位体で置換されてもよい。素子の効率および安定性を向上させるために、化合物において他の安定した同位体の置換が好ましい可能性がある。
本明細書で言及される化合物において、複数置換とは、二重置換を含む、最も多くの使用可能な置換に達するまでの範囲を指す。本明細書で言及される化合物中のある置換基は、複数置換(二重置換、三重置換、四重置換などを含む)を意味すると、その置換基はその結合構造上の複数の利用可能な置換位置に存在してもよいことを意味し、複数の利用可能な置換位置にいずれも存在する当該置換基は、同じ構造であってもよいし、異なる構造であってもよい。
本明細書で言及される化合物において、隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいように特に限定されない限り、前記化合物における隣り合う置換基は結合して環を形成することができない。本明細書で言及される化合物において、隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいことは、隣り合う置換基が結合して環を形成してもよい情況を含むだけでなく、隣り合う置換基が結合して環を形成しない情況を含む。隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよい場合、形成される環は、単環または多環、および脂環、ヘテロ脂環、アリール環、またはヘテロアリール環であってもよい。このような記述において、隣り合う置換基は、同一の原子に結合された置換基、互いに直接結合する炭素原子に結合された置換基、または更に離れた炭素原子に結合された置換基を指してもよい。好ましくは、隣り合う置換基は、同一の炭素原子に結合された置換基および互いに直接結合する炭素原子に結合された置換基を指す。
隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいという記述も、同一の炭素原子に結合された2つの置換基が化学結合により互いに結合して環を形成することを意味すると認められ、下記式で例示することができる。
Figure 0007315260000002
隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいという記述も、互いに直接結合する炭素原子に結合された2つ置換基が化学結合により互いに結合して環を形成することを意味すると認められ、下記式で例示することができる。
Figure 0007315260000003
隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいという記述も、さらに離れる炭素原子に結合された2つの置換基が化学結合により互いに結合して環を形成することを意味すると認められ、下記式で例示することができる。
Figure 0007315260000004
また、隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいという記述も、互いに直接結合する炭素原子に結合された2つ置換基の一方が水素を表す場合に、第2置換基は水素原子が結合された位置に結合されて環を形成することを意味すると認められている。下記式で例示する。
Figure 0007315260000005
本発明の一実施例によれば、第1電極、第2電極、および第1電極と第2電極との間に設けられた少なくとも2つの発光ユニットを含む有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
各々の発光ユニットは、それぞれ少なくとも1つの発光層を含み、
少なくとも1つの発光ユニットは、第1有機材料および第2有機材料が含まれた第1有機層を含み、
少なくとも1グループの隣り合う2つの前記発光ユニットの間には、第3有機材料が含まれた緩衝層を含む電荷発生層が設けられ、
前記第1有機材料のLUMOエネルギーレベルが前記第3有機材料のLUMOエネルギーレベル以上であり、前記第3有機材料のLUMOエネルギーレベルが4.90eV超であり、
前記第2有機材料のHOMOエネルギーレベルが4.99eV超である、有機エレクトロルミネッセンス素子が開示される。
本発明の一実施例によれば、前記第1有機層に含まれた第1有機材料は、p型材料であり、前記緩衝層に含まれた第3有機材料は、p型材料である。
本発明の一実施例によれば、前記第1有機層に含まれた第1有機材料は、式1、式2、式3のうちの1つで表される構造を有し、前記緩衝層に含まれた第3有機材料は、式1、式2、式3のうちの1つで表される構造を有する。
Figure 0007315260000006
(式1中、Xは、出現毎に同一または異なってNR’、CR’’R’’’、O、SまたはSeから選ばれ、
は、出現毎に同一または異なってO、SまたはSeから選ばれ、
各々のRは、同一または異なってもよく、R、R’、R’’およびR’’’のうちの少なくとも1つは、少なくとも1つの電子求引性基を有する基であり、
式1中、隣り合う置換基は、結合して環を形成していてもよく、
Figure 0007315260000007
式2中、nは、1~4の整数であり、
は、出現毎に同一または異なってNR’、CR’’R’’’、O、SまたはSeから選ばれ、
式2中、隣り合う置換基は、結合して環を形成していてもよく、
Figure 0007315260000008
式3中、Lは、出現毎に同一または異なって
Figure 0007315260000009
またはこれらの組合せから選ばれ、
環AAは、少なくとも1つの環内二重結合を有する、環原子数4~30の共役構造であり、
は、出現毎に同一または異なって0~10の整数から選ばれ、
は、出現毎に同一または異なってCRL3およびNからなる群から選ばれ、
環Aは、出現毎に同一または異なって、1つの環内二重結合、少なくとも1つのN原子および少なくとも1つのヘテロ原子Wを含む5員ヘテロ環であり、Wは、出現毎に同一または異なってO、S、SeおよびNRN3からなる群から選ばれ、
は、出現毎に同一または異なってO、S、Se、NR’およびCR’’R’’’からなる群から選ばれ、
およびRL3は、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換、または無置換を表し、

Figure 0007315260000010
から選ばれ、且つn=0の場合、置換基RおよびRN3のうちの少なくとも1つは、少なくとも1つの電子求引性基を有する基であり、
がNR’またはCR’’R’’’から選ばれる場合、R’、R’’およびR’’’のうちの少なくとも1つは、少なくとも1つの電子求引性基を有する基であり、
隣り合う置換基R’’、R’’’は、結合して環を形成していてもよく、
隣り合う置換基R、RL3は、結合して環を形成していてもよく、隣り合う置換基RL3が結合して環を形成する場合、形成した環は、少なくとも4つの環原子を有し、隣り合う置換基Rが結合して環を形成する場合、形成した環は、少なくとも6つの環原子を有し、
、R’、R’’、R’’’、R’、R’’、R’’’、R、R’、R’’、R’’’、RL3およびRN3は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、ニトロソ基、ニトロ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、SCN、OCN、SF、ボラニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスホノキシ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。)
本明細書において、「式1中、隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよい」とは、隣り合う置換基R’’およびR’’’同士が結合して環を形成してもよいことを意味する。明らかには、隣り合う置換基R’’およびR’’’同士がいずれも結合して環を形成しなくてもよい。
本明細書において、「式2中、隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよい」とは、隣り合う置換基R’’およびR’’’同士が結合して環を形成してもよいことを意味する。明らかには、隣り合う置換基R’’およびR’’’同士がいずれも結合して環を形成しなくてもよい。
本明細書において、「隣り合う置換基R’’、R’’’が結合して環を形成していてもよい」とは、隣り合う置換基R’’およびR’’’同士が結合して環を形成してもよいことを意味する。明らかには、隣り合う置換基R’’およびR’’’同士がいずれも結合して環を形成しなくてもよい。
本明細書において、「隣り合う置換基R、RL3が結合して環を形成していてもよい」とは、隣り合う置換基グループ、たとえば、2つの置換基R同士、および2つの置換基RL3同士のうちの少なくとも1つまたは複数が結合して環を形成してもよいことを意味する。明らかには、これらの隣り合う置換基がいずれも結合して環を形成しなくてもよい。
本発明の一実施例によれば、前記第1有機層に含まれた第1有機材料は、式1で表される構造を有する。
本発明の一実施例によれば、前記式1におけるXは、出現毎に同一または異なってCR’’R’’’またはNR’から選ばれ、R’、R’’およびR’’’は、それぞれ少なくとも1つの電子求引性基を有する基であり、
前記式2におけるXは、出現毎に同一または異なってCR’’R’’’またはNR’から選ばれ、R’、R’’およびR’’’は、それぞれ少なくとも1つの電子求引性基を有する基であり、
前記式3におけるXは、出現毎に同一または異なってCR’’R’’’またはNR’から選ばれ、R’、R’’およびR’’’は、それぞれ少なくとも1つの電子求引性基を有する基である。
本発明の一実施例によれば、前記式1におけるR、R’、R’’およびR’’’は、それぞれ少なくとも1つの電子求引性基を有する基である。
本発明の一実施例によれば、前記式3におけるR、RL3およびRN3のうちの少なくとも1つは、少なくとも1つの電子求引性基を有する基である。
本発明の一実施例によれば、前記式3におけるR、R’、R’’、R’’’、RL3およびRN3は、それぞれ少なくとも1つの電子求引性基を有する基である。
本発明の一実施例によれば、前記電子求引性基のハメット定数が0.05以上、好ましくは0.3以上、より好ましくは0.5以上である。本発明における前記電子求引性基のハメット置換基定数値が0.05以上、好ましくは0.3以上、より好ましくは0.5以上であり、電子求引能力が強いため、化合物のLUMOエネルギーレベルを顕著して低下させ、電荷移動率を向上させる効果を達成することができる。なお、前記ハメット置換基定数値は、ハメット置換基パラ位定数および/またはメタ位定数を含む。パラ位定数およびメタ位定数のうちの一方が0.05以上であれば、本発明において選択された基とすることができる。
本発明の一実施例によれば、前記電子求引性基は、ハロゲン、ニトロソ基、ニトロ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、SCN、OCN、SF、ボラニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスホノキシ基、アザ芳香族環基、およびハロゲン、ニトロソ基、ニトロ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、SCN、OCN、SF、ボラニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスホノキシ基、アザ芳香族環基のうちの1つまたは複数で置換された、炭素原子数1~20のアルキル基、環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、炭素原子数7~30のアラルキル基、炭素原子数1~20のアルコキシ基、炭素原子数6~30のアリールオキシ基、炭素原子数2~20のアルケニル基、炭素原子数2~20のアルキニル基、炭素原子数6~30のアリール基、炭素原子数3~30のヘテロアリール基、炭素原子数3~20のアルキルシリル基、炭素原子数6~20のアリールシリル基のうちのいずれか1つの基、並びにこれらの組合せからなる群から選ばれる。
本発明の一実施例によれば、前記電子求引性基は、F、CF、OCF、SF、SOCF、シアノ基、イソシアノ基、SCN、OCN、ピリミジル基、トリアジン基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
本発明の一実施例によれば、前記式3中、Lの両側に結合した
Figure 0007315260000011
は、出現毎に同一または異なって以下のいずれか1つの構造から選ばれる。
Figure 0007315260000012
(Xは、出現毎に同一または異なってO、S、Se、NR’およびCR’’R’’’からなる群から選ばれ、
は、出現毎に同一または異なってO、S、SeおよびNRN3からなる群から選ばれ、
、R’、R’’、R’’’およびRN3は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、ニトロソ基、ニトロ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、SCN、OCN、SF、ボラニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスホノキシ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
「**」は、上記構造と式3におけるLとの結合箇所を表す。)
本発明の一実施例によれば、前記第1有機材料および前記第3有機材料は、それぞれ独立して式2-1、式3-1~式3-18のうちの1つで表される構造から選ばれる。
Figure 0007315260000013
(Xは、出現毎に同一または異なってNR’、CR’’R’’’、O、SまたはSeから選ばれ、
は、出現毎に同一または異なってO、S、Se、NR’およびCR’’R’’’からなる群から選ばれ、
は、出現毎に同一または異なってO、S、SeおよびNRN3からなる群から選ばれ、
は、出現毎に同一または異なってCRL3およびNからなる群から選ばれ、
は、出現毎に同一または異なってCRL3およびNからなる群から選ばれ、
’、R’’、R’’’、R、R’、R’’、R’’’、RL3およびRN3は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、ニトロソ基、ニトロ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、SCN、OCN、SF、ボラニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスホノキシ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。)
本発明の一実施例によれば、前記式1中、X、X、Xは、出現毎に同一または異なって以下の構造からなる群から選ばれる。
Figure 0007315260000014
(VおよびWは、出現毎に同一または異なってCR5v5w、NR5v、O、SまたはSeから選ばれ、
Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、または置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基gから選ばれ、
、A、R5a、R5b、R5c、R5d、R5e、R5f、R5g、R5h、R5vおよびR5wは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、ニトロソ基、ニトロ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、SCN、OCN、SF、ボラニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスホノキシ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
そのうち、Aは、少なくとも1つの電子求引性基を有する基であり、且つ上述したいずれか1つの構造において、R5a、R5b、R5c、R5d、R5e、R5f、R5g、R5h、R5vおよびR5wのうちの1つまたは複数が現れる場合、R5a、R5b、R5c、R5d、R5e、R5f、R5g、R5h、R5vおよびR5wのうちの少なくとも1つは、少なくとも1つの電子求引性基を有する基であり、
隣り合う置換基R、R5a、R5b、R5c、R5d、R5e、R5f、R5g、R5h、R5vおよびR5wは、結合して環を形成していてもよく、
「*」は、前記基と、式1におけるデヒドロベンゾビスオキサゾール環、デヒドロベンゾビスジアゾール環(Dehydrobenzodithiazole ring)またはデヒドロベンゾジセレナゾール環との結合箇所、式2におけるラジアレンとの結合箇所、または式3における環Aとの結合箇所を表す。)
本明細書において、「隣り合う置換基R、R5a、R5b、R5c、R5d、R5e、R5f、R5g、R5h、R5vおよびR5wが結合して環を形成していてもよい」とは、隣り合う置換基グループ、たとえば、2つの置換基R同士、置換基R5aおよびR5b同士、置換基R5bおよびR5c同士、置換基R5cおよびR5d同士、置換基R5dおよびR5e同士、置換基R5eおよびR5f同士、置換基R5fおよびR5g同士、置換基R5gおよびR5h同士、置換基R5aおよびR5v同士、置換基R5bおよびR5v同士、置換基R5cおよびR5v同士、置換基R5dおよびR5v同士、置換基R5eおよびR5v同士、置換基R5hおよびR5v同士、置換基R5aおよびR5w同士、置換基R5bおよびR5w同士、置換基R5cおよびR5w同士、置換基R5dおよびR5w同士、置換基R5eおよびR5w同士、置換基R5hおよびR5w同士、並びに置換基R5vおよびR5w同士のうちの少なくとも1つまたは複数が結合して環を形成してもよいことを意味する。明らかには、これらの隣り合う置換基がいずれも結合して環を形成しなくてもよい。
本発明の一実施例によれば、Rは、出現毎に同一または異なってF、CF、OCF、SF、SOCF、シアノ基、イソシアノ基、SCN、OCN、ペンタフルオロフェニル基、4-シアノテトラフルオロフェニル基、テトラフルオロピリジル基、ピリミジル基、トリアジン基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
本発明の一実施例によれば、少なくとも1つの電子求引性基を有する前記基は、F、CF、OCF、SF、SOCF、シアノ基、イソシアノ基、SCN、OCN、ペンタフルオロフェニル基、4-シアノテトラフルオロフェニル基、テトラフルオロピリジル基、ピリミジル基、トリアジン基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
本発明の一実施例によれば、前記X、X、Xは、出現毎に同一または異なって以下の構造からなる群から選ばれる。
Figure 0007315260000015
(「*」は、前記基と、式1におけるデヒドロベンゾビスオキサゾール環、デヒドロベンゾビスジアゾール環またはデヒドロベンゾジセレナゾール環との結合箇所、式2におけるラジアレンとの結合箇所、式3におけるA環との結合箇所を表す。)
本発明の一実施例によれば、前記XおよびXは、式X-1である。
本発明の一実施例によれば、前記RおよびRは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、ニトロソ基、ニトロ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、SCN、OCN、SF、ボラニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスホノキシ基、非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、非置換の炭素原子数6~30のアリール基、非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、およびハロゲン、ニトロソ基、ニトロ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、SCN、OCN、SF、ボラニル基、スルフィニル基、スルホニル基およびホスホノキシ基のうちの1つまたは複数の基で置換された、炭素原子数1~20のアルキル基、環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、炭素原子数1~20のアルコキシ基、炭素原子数2~20のアルケニル基、炭素原子数6~30のアリール基、炭素原子数3~30のヘテロアリール基のうちのいずれか1種の基、並びにこれらの組合せからなる群から選ばれる。
本発明の一実施例によれば、前記RおよびRは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、メチル基、イソプロピル基、NO、SOCH、SCF、C、OC、OCH、ジフェニルメチルシリル基、フェニル基、メトキシフェニル基、p-メチルフェニル基、2,6-ジイソプロピルフェニル基、ビフェニル基、ポリフルオロフェニル基、ジフルオロピリジル基、ニトロフェニル基、ジメチルチアゾール基、CNまたはCFのうちの1つまたは複数で置換されたビニル基、CNまたはCFのうちの1つで置換されたエチニル基、ジメチルホスホノキシ基、ジフェニルホスホノキシ基、F、CF、OCF、SF、SOCF、シアノ基、イソシアノ基、SCN、OCN、トリフルオロメチルフェニル基、トリフルオロメトキシフェニル基、ビス(トリフルオロメチル)フェニル基、ビス(トリフルオロメトキシ)フェニル基、4-シアノテトラフルオロフェニル基、F、CNまたはCFのうちの1つまたは複数で置換されたフェニル基またはビフェニル基、テトラフルオロピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、ジフェニルボラニル基、オキサボランスリル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
本発明の一実施例によれば、前記RおよびRは、出現毎に同一または異なってB1~B88からなる群から選ばれる。前記B1~B88の具体的な構造は、請求項9に示される。
本発明の一実施例によれば、前記式1における2つのRは同様である、または式3における2つのRは、同様である。
本発明の一実施例によれば、前記ZおよびWは、出現毎に同一または異なってO、SまたはSeから選ばれる。
本発明の一実施例によれば、前記ZおよびWは、出現毎に同一または異なってOまたはSから選ばれる。
本発明の一実施例によれば、前記ZおよびWは、Oである。
本発明の一実施例によれば、前記式2中、n=1であり、式3中、n=0である。
本発明の一実施例によれば、前記第1有機材料及び第3有機材料は、それぞれ独立して化合物1-1~化合物1-348、化合物2-1~化合物2-37、化合物3-1~化合物3-696からなる群、前記化合物1-1~化合物1-348、化合物2-1~化合物2-37、化合物3-1~化合物3-696から選択され、具体的な構造は、請求項12に示される。
本発明の一実施例によれば、前記第1有機層に含まれた第2有機材料は、式4で表される構造を有する。
Figure 0007315260000016
(式4中、
は、出現毎に同一または異なってCRまたはNから選ばれ、
は、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリーレン基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、
Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、またはこれらの組合せから選ばれ、
は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミン基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシ基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
式4中、隣り合う置換基は、結合して環を形成していてもよい。)
本明細書において、「式4中、隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよい」とは、隣り合う2つの置換基R同士が結合して環を形成してもよいことを意味する。明らかには、隣り合う2つの置換基R同士がいずれも結合して環を形成しなくてもよい。
本発明の一実施例によれば、Lは、出現毎に同一または異なって独立に、置換または非置換のフェニレン基、置換または非置換のビフェニレン基、置換または非置換のテルフェニレン基、置換または非置換のナフチレン基、置換または非置換のフルオレニレン基、置換または非置換のシラフルオレニレン基、置換または非置換のカルバゾリレン基、置換または非置換のジベンゾフラニレン基、置換または非置換のジベンゾチオニレン基、置換または非置換のジベンゾセレノフェン基、置換または非置換のフェナントリレン基、置換または非置換のトリフェニレン基、置換または非置換のピリジニレン基、置換または非置換のスピロビフルオレニレン基、置換または非置換のアントリレン基、置換または非置換のピレニレン基、またはこれらの組合せから選ばれる。
本発明の一実施例によれば、Lは、置換または非置換のフェニレン基、或いは置換または非置換のビフェニレン基から選ばれる。
本発明の一実施例によれば、Lは、フェニレン基またはビフェニレン基である。
本発明の一実施例によれば、Xは、出現毎に同一または異なってCRから選ばれ、Rは、出現毎に同一または異なって独立に水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基から選ばれる。
本発明の一実施例によれば、Arは、出現毎に同一または異なって独立に置換または非置換の炭素原子数6~20のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のヘテロアリール基から選ばれる。
本発明の一実施例によれば、Arは、フェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、ジベンゾチエニル基、スピロビフルオレニル基、ピリジルまたはピリミジニル基から選ばれる。
本発明の一実施例によれば、前記第2有機材料は、化合物H-1~化合物H-176からなる群から選ばれる。前記化合物H-1~化合物H-176の具体的な構造は、請求項14に示される。
本発明の一実施例によれば、前記第1有機材料のLUMOエネルギーレベルは、5.36eV以上である。
本発明の一実施例によれば、前記第1有機材料のLUMOエネルギーレベルは、5.49eV以上である。
本発明の一実施例によれば、前記第1有機材料のLUMOエネルギーレベルは、5.69eV以上である。
本発明の一実施例によれば、前記第2有機材料のHOMOエネルギーレベルは、5.21eV以上である。
本発明の一実施例によれば、前記第3有機材料のLUMOエネルギーレベルは、5.36eV以上である。
本発明の一実施例によれば、前記第3有機材料のLUMOエネルギーレベルは、5.49eV以上である。
本発明の一実施例によれば、前記第3有機材料のLUMOエネルギーレベルは、5.69eV以上である。
本発明の一実施例によれば、前記電荷発生層は、金属層をさらに含む。
本発明の一実施例によれば、前記金属層における金属は、Yb、Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Th、Dy、Ho、Er、Em、Gd、Lu、Y、Mn、Agおよび上記複数種の金属の組合せからなる群から選ばれる。
本発明の一実施例によれば、前記金属層は、1種の単体金属を用いて蒸着して形成するか、或いは2種または2種以上の単体金属を用いて共蒸着して形成する。
本明細書において、前記金属層の金属は、単体金属、すなわち純度99%超の金属、例えば純度99%超の金属イッテルビウムであってもよい。2種または2種以上の金属で共蒸着して形成してもよく、且つそのうちの各種の金属の純度がいずれも99%超である。そのうちの各種の金属の純度がいずれも99%超であるとは、金属層における金属が単一の金属である場合、該金属の純度が99%超であり、金属層における金属が複数種の金属である場合、そのうちの各種の金属の蒸着時の純度がいずれも99%超であることを意味する。
本発明の一実施例によれば、前記発光ユニットは、前記第1有機層と前記発光層との間に設けられた第2有機層をさらに含み、前記第2有機層は、前記第2有機材料を含み、前記第2有機層は、前記発光層に接触する。
本発明の一実施例によれば、前記第1有機材料および第3有機材料は、同一の化合物である。
本発明の一実施例によれば、前記発光ユニットのうち、少なくとも2つの発光ユニットに前記第1有機材料および前記第2有機材料が含まれ、少なくとも2つの前記発光ユニットに含まれた前記第1有機材料が同様であり、少なくとも2つの前記発光ユニットに含まれた前記第2有機材料が同様である。
本発明の一実施例によれば、前記第1有機層は、陽極に接触する、または前記第1有機層は、緩衝層に接触する。
本発明の一実施例によれば、前記第1有機層に含まれた前記第1有機材料の第1有機層全体に対する重量比は、5%以下である。
本発明の一実施例によれば、前記第1有機層に含まれた前記第1有機材料の第1有機層全体に対する重量比は、3%以下である。
本発明の一実施例によれば、前記第1有機層に含まれた前記第1有機材料の第1有機層全体に対する重量比は、2%以下である。
本発明の一実施例によれば、前記第1有機層に含まれた前記第1有機材料の第1有機層全体に対する重量比は、1%以下である。
本発明の一実施例によれば、上述したいずれか1つの実施例に記載された有機エレクトロルミネッセンス素子を含む表示コンポーネントが開示される。
本発明の具体的な実施形態に係る積層または単層有機エレクトロルミネッセンス素子の模式図は、例示的、非限定的に示されるものである。図面は、必ずしも縮尺で作成されているわけではなく、必要に応じて、図において一部の層構造を追加または省略することができる。その基板は、たとえばガラス、プラスチックおよび金属などの各種の基板上に製造されてもよい。各層の性質、機能および例示的な材料は、米国特許US7279704B2の第6~10欄においてより詳細に記載されており、その内容をすべて本明細書に援用する。
本発明の実施例により製造される素子は、該素子を有する1つまたは複数の電子部材モジュール(またはユニット)の各種の消費製品に組み込まれてもよい。これらの消費製品の例は、タブレットディスプレイ、モニター、医用モニター、テレビ、看板、室内または室外の照明および/または送信用のランプ、ヘッドアップディスプレイ、全部または一部透明なディスプレイ、フレキシブルディスプレイ、スマートフォン、タブレットコンピューター、タブレット携帯電話、ウェアラブルデバイス、スマートウォッチ、ノートコンピューター、デジタルカメラ、携帯式ビデオカメラ、ファインダー、マイクロディスプレイ、3-Dディスプレイ、車用ディスプレイおよびテールランプを含む。
本発明では、LUMOエネルギーレベルの深いp型材料(例えば化合物1-70のLUMOエネルギーレベルが約5.49eVである)、およびHOMOエネルギーレベルの深い正孔輸送材料(例えば化合物H-124のHOMOエネルギーレベルが約5.21eVである)を用いて共蒸着して正孔注入層を形成した後、該正孔輸送材料を正孔輸送層として、そのままその上に発光層および電子輸送層を蒸着する。そのエネルギーレベルがより整合するため、膜層および材料が低減することで、素子の電圧を低下させ、耐用年数を向上させ、プロセスを簡素化することができる。1つの単層素子において、このような簡単な構造を用いることにより、最も少なくてp型材料層、正孔注入層、ホスト材料、発光材料、電子輸送材料および電子注入材料を含む6種類の有機材料のみを使用すればよい。現在の商用素子の構造に対しては、少なくとも、p型材料層、正孔注入層、Prime層(または電子ブロッキング層)、ホスト材料、発光材料、電子輸送材料および電子注入材料を含む7種類の材料を用いる必要がある。正孔ブロッキング層をさらに追加すれば、本発明に係る簡単な構造を用いる場合、7種類の有機材料が必要となるが、商用素子の構造に対しては、8種類の有機材料が必要となる。
特に、このような簡単な構造は、積層素子において優勢がより明らかである。その理由は、以下の通りである。積層素子の電流効率が単層素子よりも倍に向上するが、電圧も対応して向上するため、単一の発光ユニットの電圧を低下することができれば、対応して積層素子全体の電圧を倍に低下することができる。それと同時に、通常、積層素子は、特に素子の耐用年数に対してより高いニーズがある使用、たとえば大サイズテレビまたは照明に適用するため、単一の発光層の耐用年数の向上は、積層素子全体の耐用年数の向上を促進することもできる。さらに、積層素子に用いられる電荷発生層において、LUMOエネルギーレベルの深いp型材料が緩衝層として用いられてもよい。該材料は、ドーパントとしてHOMOエネルギーレベルの深い正孔輸送材料と共蒸着されて次のユニットの正孔注入層を形成することで、プロセス製造上に蒸着源に対するニーズを大幅に低減させるとともに、プロセスを簡素化して製造効率を向上させることができる。また、用いられる材料が低減するため、界面において発生する欠陥を低減させることで、耐用年数をさらに向上させることができる。
本明細書において、下記表に、一部の正孔輸送材料のHOMOエネルギーレベルが示される。
Figure 0007315260000017
本明細書において、下記表に、一部の正孔p型材料のLUMOエネルギーレベルが示される。
Figure 0007315260000018
以下、下記実施例を参照しながら、本発明についてより詳細に説明する。以下の実施例に用いられる化合物は、当業者にとって容易に取得可能であるため、その合成方法をここで繰り返し説明しない。例えば、それは、全文援用により組み込まれた中国特許CN201911046002.3およびCN2020106981266から見つけ出すことができる。明らかには、以下の実施例は、例示的な目的に用いられるものに過ぎず、本発明の範囲を限定するためのものではない。以下の実施例を基に、当業者であれば、改良により本発明の他の実施例を取得することができる。
実施例1-1では、図1に示すように、2層の赤色光の積層有機エレクトロルミネッセンス素子100が製造される。
まず、予め図形化された厚み120nmのインジウムスズ酸化物(ITO)陽極110を有する厚み0.7mmのガラス基板を用意した。脱イオン水および洗浄剤で基板を洗浄した後、酸素プラズマおよびUVオゾンでITO表面を処理する。その後、グローブボックスで基板を乾燥させて水を除去し、基板ホルダ上に取り付けて真空室に置いた。以下、指定された有機層に対して、真空度が約10-6トルの場合、0.1~10オングストローム/秒の速度でホット真空蒸着によって順にITO陽極上に蒸着を行った。まず、第1発光ユニット130aを蒸着した。それは、以下を含む。化合物H-124および化合物1-70を共蒸着して正孔注入層131a(HIL、重量比97:3、100Å)として、化合物H-124を蒸着して正孔輸送層132a(HTL、450Å)として、化合物RHおよび化合物RDを共蒸着して赤色光の発光層133a(EML、重量比98:2、400Å)として、化合物HBを蒸着して正孔ブロッキング層134a(HBL、50Å)として、化合物ETおよびLiqを共蒸着して電子輸送層135a(ETL、重量比40:60、350Å)として用いた。その後、順に金属Yb(50Å)を蒸着して電荷発生層140の金属層140aとして、化合物1-70(30Å)を蒸着して電荷発生層140の緩衝層140bとして用いた。次に、第2発光ユニット130bを蒸着した。それは、以下を含む。化合物H-124および化合物1-70を共蒸着して正孔注入層131b(HIL、重量比97:3、100Å)として、化合物H-124を蒸着して正孔輸送層132b(HTL、750Å)として、化合物RHおよび化合物RDを共蒸着して赤色光の発光層133b(EML、重量比98:2、400Å)として、化合物HBを蒸着して正孔ブロッキング層134b(HBL、50Å)として、化合物ETおよびLiqを共蒸着して電子輸送層135b(ETL、重量比40:60、350Å)として用いた。最後、厚み10ÅのLiqを蒸着して電子注入層136b(EIL)として、120nmのアルミニウムを蒸着して陰極120として用いた。そして、該素子をグローブボックスに転移させ、ガラスカバーを用いてカプセル化して該素子を完成させた。
注意すべきは、該素子の構造は例示的なものに過ぎず、本発明に記載されるものに限定されない。例えば、第2発光ユニット130bは、他の色の発光材料、ホスト化合物、対応するセットとなる輸送材料および素子の構造を使用してもよい。好ましくは、第2発光ユニットは、第1発光ユニットに類似するような簡単な構造も使用する。
化合物H-124、化合物1-70、化合物RH、化合物RD、化合物HB、化合物ETおよびLiqの構造は、例示的に以下のように示される。
Figure 0007315260000019
比較例1-1は、1)第1発光ユニットにおいて、以下の正孔注入層で実施例1-1における第1発光ユニットの正孔注入層を代替し、以下の正孔輸送層および第2正孔輸送層で実施例1-1における第1発光ユニットの正孔輸送層を代替し(化合物HTおよび化合物1-70を共蒸着して正孔注入層(HIL、重量比97:3、100Å)として、化合物HTを蒸着して正孔輸送層(HTL、400Å)として、発光層を蒸着する前に化合物H-124を蒸着して第2正孔輸送層(HTL2、50Å)として用いた)、2)第2発光ユニットにおいて、以下の正孔注入層で実施例1-1における第2発光ユニットの正孔注入層を代替し、以下の正孔輸送層および第2正孔輸送層で実施例1-1における第2発光ユニットの正孔輸送層を代替する(化合物HTおよび化合物1-70を共蒸着して正孔注入層(HIL、重量比97:3、100Å)として、化合物HTを蒸着して正孔輸送層(HTL、700Å)として、発光層を蒸着する前に化合物H-124を蒸着して第2正孔輸送層(HTL2、50Å)として用いた)以外、実施例1-1の製造方法と同様である。そのうち、化合物HTの構造は、例示的に以下のように示される。
Figure 0007315260000020
比較例1-2では、図2に示すように、赤色光の単層有機エレクトロルミネッセンス素子200が製造される。
まず、予め図形化された厚み120nmのインジウムスズ酸化物(ITO)陽極210を有する厚み0.7mmのガラス基板を用意した。脱イオン水および洗浄剤で基板を洗浄した後、酸素プラズマおよびUVオゾンでITO表面を処理する。その後、グローブボックスで基板を乾燥させて水を除去し、基板ホルダ上に取り付けて真空室に置いた。以下、指定された有機層に対して、真空度が約10-6トルの場合、0.1~10オングストローム/秒の速度でホット真空蒸着によって順にITO陽極上に蒸着を行った。化合物H-124および化合物1-70を共蒸着して正孔注入層231(HIL、重量比97:3、100Å)として、化合物H-124を蒸着して正孔輸送層232(HTL、450Å)として、化合物RHおよび化合物RDを共蒸着して発光層233(EML、重量比98:2、400Å)として、化合物HBを蒸着して正孔ブロッキング層234(HBL、50Å)として、化合物ETおよびLiqを共蒸着して電子輸送層235(ETL、重量比40:60、350Å)として用いた。最後、厚み10ÅのLiqを蒸着して電子注入層236(EIL)として、120nmのアルミニウムを蒸着して陰極220として用いた。そして、該素子をグローブボックスに転移させ、ガラスカバーを用いてカプセル化して該素子を完成させた。
比較例1-3は、以下の正孔注入層で比較例1-2における正孔注入層を代替し、以下の正孔輸送層および第2正孔輸送層で比較例1-2における正孔輸送層を代替する(化合物HTおよび化合物1-70を共蒸着して正孔注入層(HIL、重量比97:3、100Å)として、化合物HTを蒸着して正孔輸送層(HTL、400Å)として、発光層を蒸着する前に化合物H-124を蒸着して第2正孔輸送層(HTL2、50Å)として用いた)以外、比較例1-2の製造方法と同様である。
Figure 0007315260000021
表2に、実施例1-1および比較例1-1、1-2、1-3における素子の性能が示される。そのうち、色座標、電圧および効率は、電流密度10mA/cm下で測定されたものであり、素子の耐用年数(LT95)は、80mA/cmの駆動下で輝度が初期輝度の95%に減衰した実際測定時間で、減衰係数2.0に基づいて算出された輝度7000cd/m下での耐用年数データである。
Figure 0007315260000022
実施例1-1は、赤色光の積層有機発光素子であり、その第1および第2発光ユニットにおいて、LUMOエネルギーレベル5.69eVの化合物1-70をp型材料として用い、HOMOエネルギーレベル5.21eVの化合物H-124であるを正孔輸送材料にドーピングした。比較例1-1も赤色光の積層有機発光素子であり、その第1および第2発光ユニットにおいて、LUMOエネルギーレベル5.69eVの化合物1-70をp型材料として用い、HOMOエネルギーレベル4.99eVの化合物HTであるを正孔輸送材料にドーピングし、発光層を蒸着する前に化合物H-124を蒸着して第2正孔輸送層(HTL2、50Å)として用いた。図3に示すように、その両者の色が相当し、電圧および効率も基本的に相当するが、実施例1-1の耐用年数が比較例1-1よりも約25%向上した。比較例1-2および1-3は、赤色光の単層有機発光素子である。比較例1-2において、LUMOエネルギーレベル5.69eVの化合物1-70をp型材料として用い、HOMOエネルギーレベル5.21eVの化合物H-124であるを正孔輸送材料にドーピングした。比較例1-3において、LUMOエネルギーレベル5.69eVの化合物1-70をp型材料として用い、HOMOエネルギーレベル4.99eVの化合物HTであるを正孔輸送材料にドーピングし、発光層を蒸着する前に化合物H-124を蒸着して第2正孔輸送層(HTL2、50Å)として用いた。その両者の色が相当し、電圧および効率も相当するが、比較例1-2の耐用年数が比較例1-3よりも5%向上した。深いHOMOエネルギーレベルを有する正孔輸送材料および深いLUMOエネルギーレベルを同様に有するp型材料を組み合わせることにより、正孔の注入および輸送に寄与し、キャリア輸送がより平衡し、それと同時に、正孔輸送界面層が低減することに起因して、蒸着プロセスが簡素化され、最終に素子の耐用年数がより優れていることが証明されている。さらに、赤色光の単層素子において、耐用年数が5%向上するが、赤色光の積層素子において、耐用年数が25%向上した。深いHOMOエネルギーレベルを有する正孔輸送材料および深いLUMOエネルギーレベルを同様に有するp型材料を組み合わせた積層構造において、界面が倍に低減するため、耐用年数に対する向上効果がより明らかになることが証明されている。
実施例2-1では、他の赤色光の積層有機エレクトロルミネッセンス素子が製造される。それは、1)第1発光ユニットにおいて、以下の正孔注入層で実施例1-1における第1発光ユニットの正孔注入層を代替し、以下の正孔輸送層で実施例1-1における第1発光ユニットの正孔輸送層を代替し(化合物H-176および化合物1-70を共蒸着して正孔注入層(HIL、重量比97:3、100Å)として、化合物H-176を蒸着して正孔輸送層(HTL、450Å)として用いた)、2)第2発光ユニットにおいて、以下の正孔注入層で実施例1-1における第2発光ユニットの正孔注入層を代替し、以下の正孔輸送層を実施例1-1における第2発光ユニットの正孔輸送層を代替する(化合物H-176および化合物1-70を共蒸着して正孔注入層(HIL、重量比97:3、100Å)として、化合物H-176を蒸着して正孔輸送層(HTL、750Å)として用いた)以外、実施例1-1の製造方法と同様である。そのうち、化合物H-176の構造は、例示的に以下のように示される。
Figure 0007315260000023
比較例2-1は、1)第1発光ユニットにおいて、以下の正孔注入層で実施例2-1における第1発光ユニットの正孔注入層を代替し、以下の正孔輸送層および第2正孔輸送層で実施例2-1における第1発光ユニットの正孔輸送層を代替し(化合物HTおよび化合物1-70を共蒸着して正孔注入層(HIL、重量比97:3、100Å)として、化合物HTを蒸着して正孔輸送層(HTL、400Å)として、発光層を蒸着する前に化合物H-176を蒸着して第2正孔輸送層(HTL2、50Å)として用いた)、2)第2発光ユニットにおいて、以下の正孔注入層で実施例2-1における第2発光ユニットの正孔注入層を代替し、以下の正孔輸送層および第2正孔輸送層で実施例2-1における第2発光ユニットの正孔輸送層を代替する(化合物HTおよび化合物1-70を共蒸着して正孔注入層(HIL、重量比97:3、100Å)として、化合物HTを蒸着して正孔輸送層(HTL、700Å)として、発光層を蒸着する前に化合物H-176を蒸着して第2正孔輸送層(HTL2、50Å)として用いた)以外、実施例2-1の製造方法と同様である。
比較例2-2は、以下の正孔注入層で比較例1-2における正孔注入層を代替し、以下の正孔輸送層で比較例1-2における正孔輸送層を代替する(化合物H-176および化合物1-70を共蒸着して正孔注入層(HIL、重量比97:3、100Å)として、化合物H-176を蒸着して正孔輸送層(HTL、450Å)として用いた)以外、比較例1-2の製造方法と同様である。
比較例2-3は、以下の正孔注入層で比較例2-2における正孔注入層を代替し、以下の正孔輸送層および第2正孔輸送層で比較例2-2における正孔輸送層を代替する(化合物HTおよび化合物1-70を共蒸着して正孔注入層(HIL、重量比97:3、100Å)として、化合物HTを蒸着して正孔輸送層(HTL、400Å)として、発光層を蒸着する前に化合物H-176を蒸着して第2正孔輸送層(HTL2、50Å)として用いた)以外、比較例2-2の製造方法と同様である。
Figure 0007315260000024
表4に、実施例2-1および比較例2-1、2-2、2-3における素子の性能が示される。そのうち、色座標、電圧および効率は、電流密度10mA/cm下で測定されたものであり、素子の耐用年数(LT95)は、80mA/cmの駆動下で輝度が初期輝度の95%に減衰した実際測定時間で、減衰係数2.0に基づいて算出された輝度7000cd/m下での耐用年数データである。
Figure 0007315260000025
実施例2-1は、他の赤色光の積層有機発光素子であり、その第1および第2発光ユニットにおいて、LUMOエネルギーレベル5.69eVの化合物1-70をp型材料として用い、HOMOエネルギーレベル5.21eVの化合物H-176であるを正孔輸送材料にドーピングした。比較例2-1も赤色光の積層有機発光素子であり、その第1および第2発光ユニットにおいて、LUMOエネルギーレベル5.69eVの化合物1-70をp型材料として用い、HOMOエネルギーレベル4.99eVの化合物HTであるを正孔輸送材料にドーピングし、発光層を蒸着する前に化合物H-176を蒸着して第2正孔輸送層(HTL2、50Å)として用いた。その両者の色が相当し、電圧も基本的に相当するが、図4に示すように、実施例2-1の耐用年数が比較例2-1に対して約22%向上しながら、素子の外部量子効率EQEが2%向上した。比較例2-2および2-3は、赤色光の単層有機発光素子である。そのうち、比較例2-2において、LUMOエネルギーレベル5.69eVの化合物1-70をp型材料として用い、HOMOエネルギーレベル5.21eVの化合物H-176であるを正孔輸送材料にドーピングした。比較例2-3において、LUMOエネルギーレベル5.69eVの化合物1-70をp型材料として用い、HOMOエネルギーレベル4.99eVの化合物HTであるを正孔輸送材料にドーピングし、発光層を蒸着する前に化合物H-176を蒸着して第2正孔輸送層(HTL2、50Å)として用いた。その両者の色が相当し、電圧および効率も相当するが、比較例2-2の耐用年数が比較例2-3に対して19%向上した。そのため、深いHOMOエネルギーレベルを有する正孔輸送材料および深いLUMOエネルギーレベルを同様に有するp型材料を組み合わせることにより、正孔の注入および輸送に寄与し、キャリア輸送がより平衡し、それと同時に、正孔輸送界面層が低減することに起因して、蒸着プロセスが簡素化され、最終に素子の耐用年数がより優れていることが証明されている。同様にして、赤色光の単層素子において、耐用年数が19%向上するが、赤色光の積層素子において、耐用年数が22%向上した。深いHOMOエネルギーレベルを有する正孔輸送材料および深いLUMOエネルギーレベルを同様に有するp型材料を組み合わせることにより、積層素子の構造において、耐用年数に対する向上効果がより明らかであることが証明されている。
実施例3-1では、他の赤色光の積層有機エレクトロルミネッセンス素子が製造される。1)第1発光ユニットにおいて、以下の正孔注入層で実施例1-1における第1発光ユニットの正孔注入層を代替し、以下の正孔輸送層で実施例1-1における第1発光ユニットの正孔輸送層を代替し(化合物H-176および化合物1-70を共蒸着して正孔注入層(HIL、重量比97:3、100Å)として、化合物H-176を蒸着して正孔輸送層(HTL、450Å)として用いた)、2)第2発光ユニットにおいて、以下の正孔注入層で実施例1-1における第2発光ユニットの正孔注入層を代替し、以下の正孔輸送層で実施例1-1における第2発光ユニットの正孔輸送層を代替し(化合物H-176および化合物1-70を共蒸着して正孔注入層(HIL、重量比97:3、100Å)として、化合物H-176を蒸着して正孔輸送層(HTL、750Å)として用いた)、3)緩衝層において、化合物3-68で化合物1-70を代替する以外、実施例1-1の製造方法と同様である。化合物3-68の構造は、例示的に以下のように示される。
Figure 0007315260000026
比較例3-1は、1)第1発光ユニットにおいて、以下の正孔注入層で実施例3-1における第1発光ユニットの正孔注入層を代替し、以下の正孔輸送層および第2正孔輸送層で実施例3-1における第1発光ユニットの正孔輸送層を代替し(化合物HTおよび化合物1-70を共蒸着して正孔注入層(HIL、重量比97:3、100Å)として、化合物HTを蒸着して正孔輸送層(HTL、400Å)として、発光層を蒸着する前に化合物H-176を第2正孔輸送層(HTL2、50Å)として用いた)、2)第2発光ユニットにおいて、以下の正孔注入層で実施例3-1における第2発光ユニットの正孔注入層を代替し、以下の正孔輸送層および第2正孔輸送層で実施例3-1における第2発光ユニットの正孔輸送層を代替し(化合物HTおよび化合物1-70を共蒸着して正孔注入層(HIL、重量比97:3、100Å)として、化合物HTを蒸着して正孔輸送層(HTL、700Å)として、発光層を蒸着する前に化合物H-176を蒸着して第2正孔輸送層(HTL2、50Å)として用いた)以外、実施例3-1の製造方法と同様である。
Figure 0007315260000027
表6に、実施例3-1および比較例3-1における素子の性能が示される。そのうち、色座標、電圧および効率は、電流密度10mA/cm下で測定されたものであり、素子の耐用年数(LT95)は、80mA/cmの駆動下で輝度が初期輝度の95%に減衰した実際測定時間で、減衰係数2.0に基づいて算出された輝度7000cd/m下での耐用年数データである。
Figure 0007315260000028
実施例3-1は、他の赤色光の積層有機発光素子である。そのうち、その第1および第2発光ユニットにおいて、LUMOエネルギーレベル5.69eVの化合物1-70をp型材料として用い、HOMOエネルギーレベル5.21eVの化合物H-176であるを正孔輸送材料にドーピングし、電荷発生層の有機層において、LUMOエネルギーレベル5.36eVの化合物3-68を緩衝層として用いた。比較例3-1も赤色光の直列接続積層有機発光素子であり、その第1および第2発光ユニットにおいて、LUMOエネルギーレベル5.69eVの化合物1-70をp型材料として用い、HOMOエネルギーレベル4.99eVの化合物HTであるを正孔輸送材料にドーピングし、発光層を蒸着する前に化合物H-176を蒸着して第2正孔輸送層(HTL2、50Å)として用い、電荷発生層の有機層において、化合物3-68を緩衝層として用いた。図5に示すように、比較例3-1と比較すると、実施例3-1の色がそれと相当し、電圧も基本的に相当し、効率がやや向上するが、耐用年数が同じ条件下で37%向上した。深いHOMOエネルギーレベルを有する正孔輸送材料および深いLUMOエネルギーレベルを同様に有するp型材料を組み合わせることにより、積層素子の構造において素子の耐用年数を大幅に向上することができることが同様に証明されている。
上記データから分かるように、簡単な素子の構造において、発光層のHOMOエネルギーレベルを整合させるために、HOMOエネルギーレベルの深い輸送材料を使用する必要があり、そのHOMOエネルギーレベルが4.99eV超でなければならず、好ましくは、5.21eV以上である。一方、HOMOエネルギーレベルの深い化合物に対して、LUMOエネルギーレベルの深いp型材料と組み合わせて正孔注入層として用いる必要があり、そのLUMOエネルギーレベルが4.90eV超であり、好ましくは、5.36eV以上、より好ましくは、5.69eV以上である。LUMOエネルギーレベルの浅いp型材料およびHOMOエネルギーレベルの深い材料を組み合わせて正孔注入層として用いる場合、その組合せの性能が悪く、正孔注入能力が低いので、素子の電圧が高くなり、積層素子における発光ユニットがこのような素子の構造を用いる場合、素子全体の電圧がより高くなることを引き起こした。実際的な使用中において、正孔輸送化合物およびp型材料を組み合わせて正孔注入層として用いる場合、p型材料の正孔注入層に対する重量比が一般的に5%以下であり、本発明に用いられる比例が3%である。HOMOエネルギーレベルの深い正孔輸送化合物に対しては、LUMOエネルギーレベルの深い材料と組み合わせる場合、その比例が3%または2%であり、LUMOエネルギーレベルの浅い材料と組み合わせる場合、同様にして3%または2%である。それは、正孔注入能力が悪いので、素子の電圧が高いことを引き起こした。要するに、実施例1-1、2-1、3-1に示された簡単な素子積層構造を用いる場合、比較例1-1、2-1、3-1に示された従来の素子積層構造に対して、本発明に係る簡単な素子は、電圧が基本的に変化せず、効率がそのまま維持するか、またはある程度で向上した上で、耐用年数が大幅に向上し、素子の使用においてより優位である。
ここで記載される各種の実施例は、例示的なものに過ぎず、本発明の範囲を限定するためのものではないことを理解すべきである。そのため、当業者にとって、保護しようとする本発明は、本明細書に記載される具体的な実施例および好ましい実施例の変形を含むことが自明である。本発明の構想を逸脱しない前提で、本明細書に記載される材料および構造の多くは、他の材料および構造で代替することができる。本発明がなぜ機能するかについての様々な理論は、限定的ではないことを理解すべきである。

Claims (33)

  1. 第1電極、
    第2電極、および
    第1電極と第2電極との間に設けられた少なくとも2つの発光ユニットを含む有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
    各々の発光ユニットは、少なくとも1つの発光層を含み、
    少なくとも1つの発光ユニットは、第1有機材料および第2有機材料が含まれた第1有機層を含み、
    少なくとも1グループの隣り合う2つの前記発光ユニットの間には、第3有機材料が含まれた緩衝層を含む電荷発生層が設けられ、
    前記第1有機材料のLUMOエネルギーレベルが前記第3有機材料のLUMOエネルギーレベル以上であり、前記第3有機材料のLUMOエネルギーレベルが4.90eV超であり、
    前記第2有機材料のHOMOエネルギーレベルが4.99eV超であり、
    前記第3有機材料は、式1または式3で表される構造を有する、有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 0007315260000029
    式1中、
    は、出現毎に同一または異なってNR ’、CR ’’R ’’’、O、SまたはSeから選ばれ、
    は、出現毎に同一または異なってO、SまたはSeから選ばれ、
    各々のR は、同一または異なってもよく、R 、R ’、R ’’およびR ’’’のうちの少なくとも1つは、少なくとも1つの電子求引性基を有する基であり、
    式1中、隣り合う置換基は、結合して環を形成していてもよい。)
    Figure 0007315260000030
    式3中、
    式3中、L は、出現毎に同一または異なって
    Figure 0007315260000031
    またはこれらの組合せから選ばれ、
    環AAは、少なくとも1つの環内二重結合を有する、環原子数4~30の共役構造であり、
    は、出現毎に同一または異なって0~10の整数から選ばれ、
    は、出現毎に同一または異なってCR L3 およびNからなる群から選ばれ、
    環A は、出現毎に同一または異なって、1つの環内二重結合、少なくとも1つのN原子および少なくとも1つのヘテロ原子W を含む5員ヘテロ環であり、W は、出現毎に同一または異なってO、S、SeおよびNR N3 からなる群から選ばれ、
    は、出現毎に同一または異なってO、S、Se、NR ’およびCR ’’R ’’’からなる群から選ばれ、
    およびR L3 は、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換、または無置換を表し、

    Figure 0007315260000032
    から選ばれ、且つn =0の場合、置換基R およびR N3 のうちの少なくとも1つは、少なくとも1つの電子求引性基を有する基であり、
    がNR ’またはCR ’’R ’’’から選ばれる場合、R ’、R ’’およびR ’’’のうちの少なくとも1つは、少なくとも1つの電子求引性基を有する基であり、
    隣り合う置換基R ’’、R ’’’は、結合して環を形成していてもよく、
    隣り合う置換基R 、R L3 は、結合して環を形成していてもよく、隣り合う置換基R L3 が結合して環を形成する場合、形成した環は、少なくとも4つの環原子を有し、隣り合う置換基R が結合して環を形成する場合、形成した環は、少なくとも6つの環原子を有し、
    、R ’、R ’’、R ’’’、R 、R ’、R ’’、R ’’’、R L3 およびR N3 は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、ニトロソ基、ニトロ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、SCN、OCN、SF 、ボラニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスホノキシ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
  2. 前記第1有機層に含まれた第1有機材料は、p型材料であり、前記緩衝層に含まれた第3有機材料は、p型材料である、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1有機層に含まれた第1有機材料は、式1、式2、式3のうちの1つで表される構造を有する、請求項1または2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 0007315260000033
    (式1中、Xは、出現毎に同一または異なってNR’、CR’’R’’’、O、SまたはSeから選ばれ、
    は、出現毎に同一または異なってO、SまたはSeから選ばれ、
    各々のRは、同一または異なってもよく、R、R’、R’’およびR’’’のうちの少なくとも1つは、少なくとも1つの電子求引性基を有する基であり、
    式1中、隣り合う置換基は、結合して環を形成していてもよく、
    Figure 0007315260000034
    式2中、
    は、1~4の整数であり、
    は、出現毎に同一または異なってNR’、CR’’R’’’、O、SまたはSeから選ばれ、
    式2中、隣り合う置換基は、結合して環を形成していてもよく、
    Figure 0007315260000035
    式3中、Lは、出現毎に同一または異なって
    Figure 0007315260000036
    またはこれらの組合せから選ばれ、
    環AAは、少なくとも1つの環内二重結合を有する、環原子数4~30の共役構造であり、
    は、出現毎に同一または異なって0~10の整数から選ばれ、
    は、出現毎に同一または異なってCRL3およびNからなる群から選ばれ、
    環Aは、出現毎に同一または異なって、1つの環内二重結合、少なくとも1つのN原子および少なくとも1つのヘテロ原子Wを含む5員ヘテロ環であり、Wは、出現毎に同一または異なってO、S、SeおよびNRN3からなる群から選ばれ、
    は、出現毎に同一または異なってO、S、Se、NR’およびCR’’R’’’からなる群から選ばれ、
    およびRL3は、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換、または無置換を表し、

    Figure 0007315260000037
    から選ばれ、且つn=0の場合、置換基RおよびRN3のうちの少なくとも1つは、少なくとも1つの電子求引性基を有する基であり、
    がNR’またはCR’’R’’’から選ばれる場合、R’、R’’およびR’’’のうちの少なくとも1つは、少なくとも1つの電子求引性基を有する基であり、
    隣り合う置換基R’’、R’’’は、結合して環を形成していてもよく、
    隣り合う置換基R、RL3は、結合して環を形成していてもよく、隣り合う置換基RL3が結合して環を形成する場合、形成した環は、少なくとも4つの環原子を有し、隣り合う置換基Rが結合して環を形成する場合、形成した環は、少なくとも6つの環原子を有し、
    、R’、R’’、R’’’、R’、R’’、R’’’、R、R’、R’’、R’’’、RL3およびRN3は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、ニトロソ基、ニトロ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、SCN、OCN、SF、ボラニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスホノキシ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。)
  4. 前記第1有機層に含まれた第1有機材料は、式1で表される構造を有する、請求項3に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  5. 前記式1におけるXは、出現毎に同一または異なってCR’’R’’’またはNR’から選ばれ、R’、R’’およびR’’’は、それぞれ少なくとも1つの電子求引性基を有する基であり、
    前記式2におけるXは、出現毎に同一または異なってCR’’R’’’またはNR’から選ばれ、R’、R’’およびR’’’は、それぞれ少なくとも1つの電子求引性基を有する基であり、
    前記式3におけるXは、出現毎に同一または異なってCR’’R’’’またはNR’から選ばれ、R’、R’’およびR’’’は、それぞれ少なくとも1つの電子求引性基を有する基である、請求項3に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  6. 前記式1におけるX は、出現毎に同一または異なってCR ’’R ’’’またはNR ’から選ばれ、式1におけるR 、R ’、R ’’およびR ’’’は、それぞれ少なくとも1つの電子求引性基を有する基であり、
    前記式2におけるX は、出現毎に同一または異なってCR ’’R ’’’またはNR ’から選ばれ、R ’、R ’’およびR ’’’は、それぞれ少なくとも1つの電子求引性基を有する基であり、
    前記式3におけるX は、出現毎に同一または異なってCR ’’R ’’’またはNR ’から選ばれ、式3におけるR 、R ’、R ’’、R ’’’、R L3 およびR N3 は、それぞれ少なくとも1つの電子求引性基を有する基である、請求項3に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  7. 前記式3中、Lの両側に結合した
    Figure 0007315260000038
    は、出現毎に同一または異なって以下のいずれか1つの構造から選ばれる、請求項3~6のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 0007315260000039
    (X、W、Rは、請求項3におけるものと同様な定義を有し、
    「**」は、上記構造と式3におけるLとの結合箇所を表す。)
  8. 前記第1有機材料は、式2-1、式3-1~式3-18のうちの1つで表される構造から選ばれ、前記第3有機材料は、式3-1~式3-18のうちの1つで表される構造から選ばれる、請求項3~のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 0007315260000040
    Figure 0007315260000041
    (X、X、W、RおよびYは、請求項3におけるものと同様な定義を有し、
    は、出現毎に同一または異なってCRL3およびNからなる群から選ばれ、RL3は、請求項3におけるものと同様な定義を有する。)
  9. 前記X、X、Xは、出現毎に同一または異なって
    Figure 0007315260000042
    からなる群から選ばれる、請求項3~のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    (「*」は、前記基の結合箇所を示す。)
  10. 前記X およびX は、式X-1である、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RおよびRは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、ニトロソ基、ニトロ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、SCN、OCN、SF、ボラニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスホノキシ基、非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、非置換の炭素原子数6~30のアリール基、非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、およびハロゲン、ニトロソ基、ニトロ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、SCN、OCN、SF、ボラニル基、スルフィニル基、スルホニル基およびホスホノキシ基のうちの1つまたは複数の基で置換された、炭素原子数1~20のアルキル基、環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、炭素原子数1~20のアルコキシ基、炭素原子数2~20のアルケニル基、炭素原子数6~30のアリール基、炭素原子数3~30のヘテロアリール基のうちのいずれか1つの基、並びにこれらの組合せからなる群から選ばれる、請求項3~10のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  12. およびR は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、メチル基、イソプロピル基、NO 、SO CH 、SCF 、C 、OC 、OCH 、ジフェニルメチルシリル基、フェニル基、メトキシフェニル基、p-メチルフェニル基、2,6-ジイソプロピルフェニル基、ビフェニル基、ポリフルオロフェニル基、ジフルオロピリジル基、ニトロフェニル基、ジメチルチアゾール基、CNまたはCF のうちの1つのまたは複数で置換されたビニル基、CNまたはCF のうちの1つで置換されたエチニル基、ジメチルホスホノキシ基、ジフェニルホスホノキシ基、F、CF 、OCF 、SF 、SO CF 、シアノ基、イソシアノ基、SCN、OCN、トリフルオロメチルフェニル基、トリフルオロメトキシフェニル基、ビス(トリフルオロメチル)フェニル基、ビス(トリフルオロメトキシ)フェニル基、4-シアノテトラフルオロフェニル基、F、CNまたはCF のうちの1つのまたは複数で置換されたフェニル基またはビフェニル基、テトラフルオロピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、ジフェニルボラニル基、オキサボランスリル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる、請求項3~10のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  13. 前記RおよびRは、出現毎に同一または異なって以下の構造からなる群から選ばれる、請求項3~11のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 0007315260000043
    Figure 0007315260000044
    (ここで、
    Figure 0007315260000045
    は、前記基の結合箇所を示す。)
  14. 式1における2つのR は、同様である、または式3における2つのR は、同様である、請求項3~13のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  15. 前記ZおよびWは、出現毎に同一または異なってO、SまたはSeから選ばれる、請求項3~14のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  16. 前記式2中、n=1であり、式3中、n=0である、請求項3~15のいずれか1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1有機材料は、化合物1-1~化合物1-348、化合物2-1~化合物2-37、化合物3-1~化合物3-696からなる群から選ばれ、前記第3有機材料は、化合物1-1~化合物1-348、化合物3-1~化合物3-696からなる群から選ばれ、
    化合物1-1~化合物1-348は、式1で表される構造を有し、
    Figure 0007315260000046
    式1中、2つのZの構造が同様であり、2つのXの構造が同様であり、2つのRの構造が同様であり、且つ前記Z、X、Rは、それぞれ対応して以下の表に示す原子または基から選ばれ、
    Figure 0007315260000047
    Figure 0007315260000048
    Figure 0007315260000049
    Figure 0007315260000050
    Figure 0007315260000051
    化合物2-1~化合物2-37は、以下の式で表される構造を有し、
    Figure 0007315260000052
    Figure 0007315260000053
    Figure 0007315260000054
    Figure 0007315260000055
    化合物3-1~化合物3-348は、式3-1で表される構造を有し、
    Figure 0007315260000056
    式3-1中、2つのXの構造が同様であり、2つのWの構造が同様であり、2つのRの構造が同様であり、且つ前記X、W、Rは、それぞれ対応して以下の表に示す原子または基から選ばれ、
    Figure 0007315260000057
    Figure 0007315260000058
    Figure 0007315260000059
    Figure 0007315260000060
    化合物3-349~化合物3-696は、式3-2で表される構造を有し、
    Figure 0007315260000061
    式3-2中、2つのXの構造が同様であり、2つのWの構造が同様であり、2つのRの構造が同様であり、且つ前記X、W、Rは、それぞれ対応して以下の表に示す原子または基から選ばれる、請求項1~16のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 0007315260000062
    Figure 0007315260000063
    Figure 0007315260000064
    Figure 0007315260000065
  18. 前記第1有機層に含まれた第2有機材料は、式4で表される構造を有する、請求項1~17のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 0007315260000066
    (式4中、Xは、出現毎に同一または異なってCRまたはNから選ばれ、
    は、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリーレン基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、
    Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、またはこれらの組合せから選ばれ、
    は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミン基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシ基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
    式4中、隣り合う置換基は、結合して環を形成していてもよい。)
  19. 前記第2有機材料は、化合物H-1~化合物H-176からなる群から選ばれる、請求項1~18のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 0007315260000067
    Figure 0007315260000068
    Figure 0007315260000069
    Figure 0007315260000070
    Figure 0007315260000071
    Figure 0007315260000072
    Figure 0007315260000073
    Figure 0007315260000074
    Figure 0007315260000075
    Figure 0007315260000076
    Figure 0007315260000077
    Figure 0007315260000078
  20. 前記第1有機材料のLUMOエネルギーレベルが5.36eV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。
  21. 前記第1有機材料のLUMOエネルギーレベルが5.49eV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。
  22. 前記第1有機材料のLUMOエネルギーレベルが5.69eV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。
  23. 前記第2有機材料のHOMOエネルギーレベルが、5.21eV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。
  24. 前記第3有機材料のLUMOエネルギーレベルが5.36eV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。
  25. 前記第3有機材料のLUMOエネルギーレベルが5.49eV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。
  26. 前記第3有機材料のLUMOエネルギーレベルが5.69eV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。
  27. 前記電荷発生層は、金属層をさらに含む、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  28. 前記発光ユニットは、前記第1有機層と前記発光層との間に設けられた第2有機層をさらに含み、
    前記第2有機層は、前記第2有機材料を含み、前記第2有機層は、前記発光層に接触する、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  29. 前記第1有機材料および第3有機材料は、同一の化合物である、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  30. 前記発光ユニットのうち、少なくとも2つの発光ユニットに前記第1有機材料および前記第2有機材料が含まれ、少なくとも2つの前記発光ユニットに含まれた前記第1有機材料が同様であり、少なくとも2つの前記発光ユニットに含まれた前記第2有機材料が同様である、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  31. 前記第1有機層が陽極に接触する、または前記第1有機層が緩衝層に接触する、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  32. 前記第1有機層に含まれた前記第1有機材料の第1有機層全体に対する重量比が、5%以下である、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  33. 請求項1~32のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を含む、表示コンポーネント。
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