JP7509445B2 - 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、有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。より特に、特定の構造、およびエネルギーレベルを有する第1化合物および第2化合物を含む第1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電子機器に関する。
有機電子素子は、有機発光ダイオード(OLEDs)、有機電界効果トランジスタ(O-FETs)、有機発光トランジスタ(OLETs)、有機起電セル(OPVs)、色素-増感太陽電池(DSSCs)、有機光検出器、有機感光装置、有機電界効果素子(OFQDs)、発光電気化学セル(LECs)、有機レーザダイオードおよび有機プラズマ発光素子を含むが、それに限定されない。
1987年、イーストマンコダック(Eastman Kodak)のTangおよびVan Slykeにより、電子輸送層および発光層として、アリールアミン正孔輸送層とトリス-8-ヒドロキシキノリン-アルミニウム層とを含む二層有機エレクトロルミネセント素子が報道されている(Applied Physics Letters、1987、51(12):913~915)。素子に対してバイアスが一旦印加されると、緑色光が素子から発射される。この発明は、現代の有機発光ダイオード(OLEDs)の発展に対する基礎を築き上げている。最も先進的なOLEDsは、電荷注入・輸送層、電荷・励起子ブロッキング層、および陰極と陽極との間の1つまたは複数の発光層などの複数の層を含んでもよい。OLEDsは、自発光性ソリッドステート素子であるので、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。また、有機材料の固有な特性、例えばそれらの可撓性は、可撓性基板で行った製造などの特殊な適用に非常に適合するようになっている。
OLEDは、その発光メカニズムに応じて、3種の異なるタイプに分けられている。Tangおよびvan Slykeにより発明されたOLEDは、蛍光OLEDであり、一重項発光のみを使用する。素子において生成した三重項が非輻射減衰通路により浪費され、蛍光OLEDの内部量子効率(IQE)が25%に過ぎないため、この制限はOLEDの商業化を妨害している。1997年、ForrestおよびThompsonにより、錯体含有重金属からの三重項発光を発光体として用いるりん光OLEDが報道されている。そのため、一重項および三重項を収穫し、100%のIQEを実現することができる。その効率が高いため、りん光OLEDの発見および発展は、直接的にアクティブマトリクスOLED(AMOLED)の商業化に貢献する。最近、Adachiは、有機化合物の熱活性化遅延蛍光(TADF)によって高効率を実現している。これらの発光体は、小さい一重項-三重項ギャップを有するため、励起子が三重項から一重項に戻るトランジションが可能となる。TADF素子において、三重項励起子がリバースシステム間で貫通すること(逆項間交差)によって一重項励起子を生成することに起因してIQEが高くなっている。
OLEDsは、さらに、所用材料の形態に応じて、小分子とポリマーOLEDに分けられてもよい。小分子とは、ポリマーではない、有機または有機金属のいずれかの材料を指し、精確な構造を有すれば、小分子の分子量が大きくてもよい。明確な構造を有するデンドリマーは、小分子と認められている。ポリマーOLEDは、共役ポリマーと、側鎖の発光基を有する非共役ポリマーとを含む。製造過程において後重合を発生すると、小分子OLEDがポリマーOLEDになり得る。
様々なOLEDの製造方法が公知されている。小分子OLEDは、一般的に、真空熱蒸発により製造されるものである。ポリマーOLEDは、例えばスピンコート、インクジェット印刷およびノズル印刷などの溶液法により製造されるものである。材料が溶剤に溶解または分散することが可能であれば、小分子OLEDも溶液法により製造されることができる。
OLEDの発光色は、発光材料の構造設計により実現することができる。OLEDは、所望のスペクトルを実現するように、1つまたは複数の発光層を含んでもよい。緑色、黄色、赤色OLEDにおいて、りん光材料は、既に商業化の実現に成功したが、青色のりん光素子には、依然として、青色が飽和せず、耐用年数が短く、作業電圧が高いなどの問題が存在する。市販のフルカラーOLEDディスプレイは、一般的に混合策略を用い、青色の蛍光、および黄色、赤色または緑色のりん光を用いる。現在、りん光OLEDの効率が高輝度の場合に急速に低下するという問題が存在する。また、より飽和した発光スペクトル、より高い効率、およびより長いデバイス耐用年数を有することが望まれている。
OLED素子の開発に対して、効率の向上は、絶え間ない追求となっている。発光層における材料同士のエネルギーレベルの合致は、電荷およびエネルギーの伝送に対して重要な意義がある。有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層における化合物の良好な組合せは、素子の効率を大幅に向上させることができる。
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、特定の構造およびエネルギーレベルを有する第1化合物および第2化合物を含む第1有機層を有する一連の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。第1化合物および第2化合物を共に第1有機層に用いることにより、素子の効率を大幅に向上させることができる。
本発明の一実施例によれば、
陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に設けられた有機層とを含む有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層には、第1化合物および第2化合物を含む第1有機層が含まれる有機エレクトロルミネッセンス素子が開示される。
(第1化合物の最高被占分子軌道エネルギーレベル(EHOMO-A)が-5.19eV以下であり、および/または第1化合物の最低未占有分子軌道エネルギーレベル(ELUMO-A)が-2.31eV以下であり、
前記第1化合物は、Ir(La)m(Lb)3-mの一般式構造を有し、式1-1で表され、
mは、0、1または2から選ばれ、mが0または1から選ばれる場合、複数のLbは、同一または異なり、mが2から選ばれる場合、2つのLaは、同一または異なり、
Vは、O、S、Se、NR、CRRおよびSiRRからなる群から選ばれ、2つのRが同時に存在する場合、2つのRは、同一または異なり、
X1~X6は、出現毎に同一または異なってCRxまたはNから選ばれ、
Y1~Y4は、出現毎に同一または異なってCRyまたはNから選ばれ、
U1~U4は、出現毎に同一または異なってCRuまたはNから選ばれ、
W1~W4は、出現毎に同一または異なってCRwまたはNから選ばれ、
R、Rx、Ry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、置換または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、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、
Ru、Rwは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、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、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、Ru、Rw、Rx、Ryは、結合して環を形成していてもよく、
第2化合物の最低未占有分子軌道エネルギーレベル(ELUMO-B)が-2.83eV以下であり、
前記第2化合物は、式2-1で表される構造を有し、
L1~L3は、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のシクロアルキレン基、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、
Ar1~Ar3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る。)
陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に設けられた有機層とを含む有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層には、第1化合物および第2化合物を含む第1有機層が含まれる有機エレクトロルミネッセンス素子が開示される。
(第1化合物の最高被占分子軌道エネルギーレベル(EHOMO-A)が-5.19eV以下であり、および/または第1化合物の最低未占有分子軌道エネルギーレベル(ELUMO-A)が-2.31eV以下であり、
前記第1化合物は、Ir(La)m(Lb)3-mの一般式構造を有し、式1-1で表され、
Vは、O、S、Se、NR、CRRおよびSiRRからなる群から選ばれ、2つのRが同時に存在する場合、2つのRは、同一または異なり、
X1~X6は、出現毎に同一または異なってCRxまたはNから選ばれ、
Y1~Y4は、出現毎に同一または異なってCRyまたはNから選ばれ、
U1~U4は、出現毎に同一または異なってCRuまたはNから選ばれ、
W1~W4は、出現毎に同一または異なってCRwまたはNから選ばれ、
R、Rx、Ry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、置換または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、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、
Ru、Rwは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、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、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、Ru、Rw、Rx、Ryは、結合して環を形成していてもよく、
第2化合物の最低未占有分子軌道エネルギーレベル(ELUMO-B)が-2.83eV以下であり、
前記第2化合物は、式2-1で表される構造を有し、
Ar1~Ar3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る。)
本発明の一実施例によれば、上記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、電子機器が開示される。
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子を開示する。該素子は、式1-1で表される構造および特定のエネルギーレベルを有する第1化合物、および式2-1で表される構造および特定のエネルギーレベルを有する第2化合物を含む第1有機層を含み、第1化合物と第2化合物の組合せを選択することにより、従来技術と比べて、有機エレクトロルミネッセンス素子の性能、たとえば、素子の効率などを明らかに向上させることができる。
OLEDは、ガラス、プラスチック、および金属などの様々な基板で製造することができる。図1は、有機発光装置100を例示的に制限せずに示している。図面に対して、必ずしも縮尺どおりに製作するわけではなく、図において、必要に応じて一部の層構造を省略してもよい。装置100には、基板101、陽極110、正孔注入層120、正孔輸送層130、電子ブロッキング層140、発光層150、正孔ブロッキング層160、電子輸送層170、電子注入層180および陰極190が含まれてもよい。装置100は、記載される層を順に堆積することにより製造されてもよい。各層の性質、機能および例示的な材料については、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、そのすべての内容を本明細書に援用する。
これらの層のそれぞれには、より多くの実例がある。例示的には、全文を援用するように組み込まれた米国特許第5844363号において、可撓性で透明な基板-陽極の組合せが開示されている。例えば、全文を援用するように組み込まれた米国特許出願公開第2003/0230980号において、p型ドープの正孔輸送層の実例は50:1のモル比でF4-TCNQがドーピングされたm-MTDATAであることが開示されている。全文を援用するように組み込まれた、トンプソン(Thompson)らによる米国特許第6303238号において、ホスト材料の実例が開示されている。例えば、全文を援用するように組み込まれた米国特許出願公開第2003/0230980号において、n型ドープの電子輸送層の実例は1:1のモル比でLiがドーピングされたBPhenであることが開示されている。全文を援用するように組み込まれた米国特許第5703436号および第5707745号において、例えばMg:Agなどの金属薄層と、その上に被覆された、スパッタ堆積された透明な導電ITO層とを有する複合陰極を含む陰極の実例が開示されている。全文を援用するように組み込まれた米国特許第6097147号および米国特許出願公開第2003/0230980号において、より詳細に、ブロッキング層の原理と使用が記載されている。全文を援用するように組み込まれた米国特許出願公開第2004/0174116号において注入層の実例が提供されている。全文を援用するように組み込まれた米国特許出願公開第2004/0174116号において、保護層が記載されている。
非限定的な実施例により上述した分層構造が提供される。上述した各種の層を組み合わせることによってOLEDの機能が実現することができ、或いは、一部の層を完全に省略することができる。それは、明確に記載されていない他の層を含んでもよい。それぞれの層内に、最適な性能を実現するように、単一の材料または多種の材料の混合物を使用することができる。機能層はいずれも、複数なサブ層を含んでもよく、例えば、発光層は、所望の発光スペクトルを実現するように、2層の異なる発光材料を有してもよい。
一実施例において、OLEDは、陰極と陽極との間に設けられた「有機層」を有すると記載されてもよい。当該有機層は、1つまたは複数の層を含んでもよい。
OLEDにもカプセル化層が必要であり、図2に示すように、有機発光装置200が例示的に制限せずに示されている。図1との相違点は、水分および酸素などの外界からの有害物質を防止するように、陰極190上にカプセル化層102を含んでもよい。ガラス、または有機-無機混合層などのカプセル化機能を提供可能ないかなる材料も、カプセル化層として用いられてもよい。カプセル化層は、OLED素子の外部に、直接または間接的に配置されるべきである。多層薄膜カプセル化については、米国特許US7968146B2において記載されており、そのすべての内容を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、当該素子の1つまたは複数の電子部材モジュール(或いは、ユニット)を有する各種の消費製品に組み込まれてもよい。これらの消費製品は、例えば、フラットパネルディスプレイ、モニタ、医療用モニタ、テレビ、ビルボード、室内または室外用照明ランプおよび/または信号ランプ、ヘッドアップディスプレイ、全部または一部透明のディスプレイ、可撓性ディスプレイ、スマートフォン、フラットパネルコンピューター、フラットパネル携帯電話、ウェアラブル素子、スマートウォッチ、ラップトップコンピューター、デジタルカメラ、携帯型ビデオカメラ、ファインダー、マイクロディスプレイ、3-Dディスプレイ、車載ディスプレイおよびテールライトを含む。
本明細書に記載される材料および構造は、上述にて列挙されている他の有機電子素子にも用いられてもよい。
「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。
「溶液が処理可能である」とは、溶液または懸濁液の形態で液体媒体に溶解、分散または輸送可能であり、および/または液体媒体から堆積可能であることを意味する。
配位子は、直接的に発射材料の感光性質を促成すると、「感光性」と呼ばれてもよいことが信じられている。配位子は、発射材料の感光性質を促成しないと、「補助性」と呼ばれてもよい。しかし、補助性の配位子は、感光性配位子の性質を変更することができることが信じられている。
蛍光OLEDの内部量子効率(IQE)は、遅延蛍光の存在によって25%のスピン統計による制限を超えてもよいことが信じられている。遅延蛍光は、一般的に2つのタイプ、すなわちP型遅延蛍光およびE型遅延蛍光に分けられてもよい。P型遅延蛍光は、三重項-三重項消滅(TTA)により生成される。
一方、E型遅延蛍光は、2つの三重項の衝突ではなく、三重項と一重項との励起状態の変換に依存する。E型遅延蛍光を生成可能な化合物は、エネルギー状態の変換を行うように、極めて小さい一重項-三重項ギャップを有することが必要である。熱エネルギーは、三重項から一重項までの遷移を活性化することができる。このようなタイプの遅延蛍光は、熱活性化遅延蛍光(TADF)とも呼ばれる。TADFの顕著な特徴は、遅延成分が温度の上昇と伴って向上することにある。リバースシステム(RISC)間の貫通(逆項間交差)の速度が十分に速いと、三重項からの非輻射減衰を最小化させ、バックフィルした一重項の励起状態の割合は75%に達することができる。一重項の合計割合は100%であってもよく、エレクトロによる励起子のスピン統計の25%をはるかに超えている。
E型遅延蛍光の特徴は、励起複合物系または単一の化合物から見える。理論に限定されず、E型遅延蛍光は、発光材料が小さい一重項-三重項エネルギーギャップ(ΔES-T)を有する必要がある。有機非金属含有の供与体・受容体発光材料は、この点を実現する可能性がある。これらの材料の発射は、通常、供与体・受容体電荷遷移(CT)型発射であると特徴付けられる。これらの供与体・受容体型化合物において、HOMOとLUMOとの空間分離は、一般的に小さいΔES-Tを生成することになる。これらの状態は、CT状態を含んでもよい。通常、供与体・受容体発光材料は、電子供与体部分(例えば、アミン基またはカルバゾール誘導体)と電子受容体部分(例えば、N含有の六員芳香族環)を結合することにより構築される。
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。
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、トリメチルゲルマニウムメチル基、トリメチルゲルマニウムエチル基、トリメチルゲルマニウムイソプロピル基、ジメチルエチルゲルマニウムメチル基、ジメチルイソプロピルゲルマニウムメチル基、tert-ブチルジメチルゲルマニウムメチル基、トリエチルゲルマニウムメチル基、トリエチルゲルマニウムエチル基、トリイソプロピルゲルマニウムメチル基、トリイソプロピルゲルマニウムエチル基、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、トリメチルシリルイソプロピル基、トリイソプロピルシリルメチル基、トリイソプロオイルシリルエチル基。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、置換のアルキルゲルマニウム基、置換のアリールゲルマニウム基、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、アルキルゲルマニウム基、アリールゲルマニウム基、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3~20のアルキルゲルマニウム基、非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、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。
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。
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。
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。
本発明の一実施例によれば、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に設けられた有機層とを含む有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層には、第1化合物および第2化合物を含む第1有機層が含まれる、有機エレクトロルミネッセンス素子が開示される。
(第1化合物の最高被占分子軌道エネルギーレベル(EHOMO-A)が-5.19eV以下であり、および/または第1化合物の最低未占有分子軌道エネルギーレベル(ELUMO-A)が-2.31eV以下であり、
前記第1化合物は、Ir(La)m(Lb)3-mの一般式構造を有し、式1-1で表され、
mは、0、1または2から選ばれ、mが0または1から選ばれる場合、複数のLbは、同一または異なり、mが2から選ばれる場合、2つのLaは、同一または異なり、
Vは、O、S、Se、NR、CRRおよびSiRRからなる群から選ばれ、2つのRが同時に存在する場合、2つのRは、同一または異なり、
X1~X6は、出現毎に同一または異なってCRxまたはNから選ばれ、
Y1~Y4は、出現毎に同一または異なってCRyまたはNから選ばれ、
U1~U4は、出現毎に同一または異なってCRuまたはNから選ばれ、
W1~W4は、出現毎に同一または異なってCRwまたはNから選ばれ、
R、Rx、Ry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、置換または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、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、
Ru、Rwは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、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、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、Ru、Rw、Rx、Ryは、結合して環を形成していてもよく、
第2化合物の最低未占有分子軌道エネルギーレベル(ELUMO-B)が-2.83eV以下であり、
前記第2化合物は、式2-1で表される構造を有し、
L1~L3は、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のシクロアルキレン基、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、
Ar1~Ar3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る。)
(第1化合物の最高被占分子軌道エネルギーレベル(EHOMO-A)が-5.19eV以下であり、および/または第1化合物の最低未占有分子軌道エネルギーレベル(ELUMO-A)が-2.31eV以下であり、
前記第1化合物は、Ir(La)m(Lb)3-mの一般式構造を有し、式1-1で表され、
Vは、O、S、Se、NR、CRRおよびSiRRからなる群から選ばれ、2つのRが同時に存在する場合、2つのRは、同一または異なり、
X1~X6は、出現毎に同一または異なってCRxまたはNから選ばれ、
Y1~Y4は、出現毎に同一または異なってCRyまたはNから選ばれ、
U1~U4は、出現毎に同一または異なってCRuまたはNから選ばれ、
W1~W4は、出現毎に同一または異なってCRwまたはNから選ばれ、
R、Rx、Ry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、置換または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、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、
Ru、Rwは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、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、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、Ru、Rw、Rx、Ryは、結合して環を形成していてもよく、
第2化合物の最低未占有分子軌道エネルギーレベル(ELUMO-B)が-2.83eV以下であり、
前記第2化合物は、式2-1で表される構造を有し、
Ar1~Ar3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る。)
本実施例において、「隣り合う置換基R、Ru、Rw、Rx、Ryが結合して環を形成していてもよい」とは、結合した置換基グループ、たとえば、2つの置換基R同士、2つの置換基Ru同士、2つの置換基Rw同士、2つの置換基Rx同士、2つの置換基Ry同士、置換基RおよびRx同士、置換基RuおよびRw同士のうちのいずれか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、これらの置換基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、EHOMO-Aが-5.21eV以下であり、且つELUMO-Bが-2.85eV以下である。
本発明の一実施例によれば、ELUMO-Aが-2.40eV以下であり、且つELUMO-Bが-2.85eV以下である。
本発明の一実施例によれば、ELUMO-B-EHOMO-Aが2.25eV以上である。
本発明の一実施例によれば、ELUMO-B-EHOMO-Aが2.30eV以上である。
本発明の一実施例によれば、ELUMO-A-ELUMO-Bが0.55eV以下である。
本発明の一実施例によれば、ELUMO-A-ELUMO-Bが0.53eV以下である。
本発明の一実施例によれば、ELUMO-Aが-2.40eV以下であり、EHOMO-Aが-5.21eV以下であり、且つELUMO-Bが-2.85eV以下である。
本発明の一実施例によれば、前記第1有機層は、第3化合物をさらに含む発光層であり、前記第3化合物は、ベンゼン、ピリジン、アリールアミン、カルバゾール、アザカルバゾール、インドロカルバゾール、ジベンゾチオフェン、アザジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、アザジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、トリフェニレン、フルオレン、シリコンフルオレン、ナフタレン、フェナントレン、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる少なくとも1種の化学基を含む。
本発明の一実施例によれば、前記第1有機層は、第3化合物をさらに含む発光層であり、前記第3化合物は、ベンゼン、アリールアミン、カルバゾール、インドロカルバゾール、フルオレン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる少なくとも1種の化学基を含む。
本発明の一実施例によれば、前記第2化合物は、以下の化合物を含まない。
本発明の一実施例によれば、前記第3化合物の最高被占分子軌道エネルギーレベル(EHOMO-C)が-5.48eV以上である。
本発明の一実施例によれば、X1~X6は、出現毎に同一または異なってCRxから選ばれる。
本発明の一実施例によれば、Y1~Y4は、出現毎に同一または異なってCRyから選ばれる。
本発明の一実施例によれば、U1~U4は、出現毎に同一または異なってCRuから選ばれる。
本発明の一実施例によれば、W1~W4は、出現毎に同一または異なってCRwから選ばれる。
本発明の一実施例によれば、X1~X6のうちの少なくとも1つは、Nである。たとえば、X1~X6のうちの1つまたは2つは、Nである。
本発明の一実施例によれば、Y1~Y4のうちの少なくとも1つは、Nである。たとえば、Y1~Y4のうちの1つまたは2つは、Nである。
本発明の一実施例によれば、U1~U4のうちの少なくとも1つは、Nである。たとえば、U1~U4のうちの1つまたは2つは、Nである。
本発明の一実施例によれば、W1~W4のうちの少なくとも1つは、Nである。たとえば、W1~W4のうちの1つまたは2つは、Nである。
本発明の一実施例によれば、R、RxおよびRy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、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシ基、スルファニル基、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、R、RxおよびRy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、シアノ基、イソシアノ基、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、RuおよびRwは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、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、RuおよびRwは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、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のアリールオキシ基、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、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、Rwのうちの少なくとも1つおよび/またはRuのうちの少なくとも1つは、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3~20のアルキルシリル基、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、Rwのうちの少なくとも1つおよび/またはRuのうちの少なくとも1つは、置換または非置換の炭素原子数4~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数4~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~18のアリール基、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、Rwのうちの少なくとも1つおよび/またはRuのうちの少なくとも1つは、置換または非置換の炭素原子数4~6のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~6のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~12のアリール基、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、Vは、OおよびSから選ばれる。
本発明の一実施例によれば、Vは、Oである。
本発明の一実施例によれば、X1~X6のうちの少なくとも1つは、CRxであり、前記Rxは、フッ素、シアノ基、フッ素またはシアノ基で置換された炭素原子数6~30のアリール基、フッ素またはシアノ基で置換された炭素原子数3~30のヘテロアリール基からなる群から選ばれる。
本発明の一実施例によれば、X1~X6のうちの少なくとも1つは、CRxであり、前記Rxは、式1-2で表される構造を有する。
(aは、0、1、または2から選ばれ、
A1およびA2は、出現毎に同一または異なって炭素原子数1~20のアルキレン基、炭素原子数1~20のヘテロアルキレン基、炭素原子数3~20のシクロアルキレン基、環原子数3~20のヘテロシクリレン基、炭素原子数6~30のアリーレン基、炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、およびこれらの組合せから選ばれ、
Ra1およびRa2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、
Ra1およびRa2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、置換または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、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、
「*」は、式1-2の結合箇所を表し、
隣り合う置換基Ra1、Ra2は、結合して環を形成していてもよい。)
A1およびA2は、出現毎に同一または異なって炭素原子数1~20のアルキレン基、炭素原子数1~20のヘテロアルキレン基、炭素原子数3~20のシクロアルキレン基、環原子数3~20のヘテロシクリレン基、炭素原子数6~30のアリーレン基、炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、およびこれらの組合せから選ばれ、
Ra1およびRa2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、
Ra1およびRa2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、置換または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、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、
「*」は、式1-2の結合箇所を表し、
隣り合う置換基Ra1、Ra2は、結合して環を形成していてもよい。)
本実施例において、「隣り合う置換基Ra1、Ra2が結合して環を形成していてもよい」とは、結合した置換基グループ、たとえば、2つの置換基Ra1同士、2つの置換基Ra2同士、置換基Ra1およびRa2同士のうちのいずれか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、これらの置換基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、A1およびA2は、出現毎に同一または異なって炭素原子数6~18のアリーレン基、炭素原子数3~18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る。
本発明の一実施例によれば、A1およびA2は、出現毎に同一または異なってフェニレン基、ピリジレン基、ピリミジレン基、トリアジニレン基、ナフチレン基、フェナントレン基、アントラセニレン基、フルオレン基、シリコフルオレン基、キノリニレン基、イソキノリニレン基、チエノチエニレン基(thienothienylene group)、フロフリルレン基(furofurylene group)、ベンゾフラニレン基、ベンゾチオフェニレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、トリフェニレン基、カルバゾレン基、アザカルバゾレン基、アザフルオレン基、アザシリルフルオレン基、アザジベンゾフラニレン基、アザジベンゾチオフェニレン基、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、Ra1およびRa2は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、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、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、Ra1およびRa2は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、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、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
上記基に水素が存在する場合、上記基における水素は、重水素で一部または全部置換されてもよく、「*」は、結合箇所を表す。
本発明の一実施例によれば、X1~X4のうちの少なくとも2つは、CRxから選ばれ、そのうちの1つのRxは、シアノ基またはフッ素から選ばれ、少なくとも他の1つのRxは、式1-2で表される構造を有する。
本発明の一実施例によれば、X1は、CRxから選ばれ、前記Rxは、シアノ基またはフッ素であり、それと同時に、X2は、CRxから選ばれ、前記Rxは、式1-2で表される構造を有する。
本発明の一実施例によれば、X2は、CRxから選ばれ、前記Rxは、シアノ基またはフッ素であり、それと同時に、X1は、CRxから選ばれ、前記Rxは、式1-2で表される構造を有する。
本発明の一実施例によれば、第2化合物は、式2-2で表される構造を有する。
(Z1~Z12は、出現毎に同一または異なってC、CRzまたはNから選ばれ、
L1~L3は、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のシクロアルキレン基、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、
Ar1およびAr2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、
Rz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、置換または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、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、
隣り合う置換基Rzは、結合して環を形成していてもよい。)
L1~L3は、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のシクロアルキレン基、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、
Ar1およびAr2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、
Rz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、置換または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、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、
隣り合う置換基Rzは、結合して環を形成していてもよい。)
本明細書において、「隣り合う置換基Rzが結合して環を形成していてもよい」とは、いずれか2つの隣り合う置換基Rzからなる群から選ばれるうちのいずれか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、これらの置換基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、第2化合物は、式2-3で表される構造を有する。
(Zは、出現毎に同一または異なってO、SおよびSeからなる群から選ばれ、
Z1~Z4およびZ9~Z12は、出現毎に同一または異なってC、CRzまたはNから選ばれ、Z1~Z4のうちの少なくとも1つは、Cであり、L3に結合し、
L1~L3は、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のシクロアルキレン基、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、
Ar1およびAr2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、
Rz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、置換または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、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、
隣り合う置換基Rzは、結合して環を形成していてもよい。)
Z1~Z4およびZ9~Z12は、出現毎に同一または異なってC、CRzまたはNから選ばれ、Z1~Z4のうちの少なくとも1つは、Cであり、L3に結合し、
L1~L3は、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のシクロアルキレン基、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、
Ar1およびAr2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、
Rz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、置換または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、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、
隣り合う置換基Rzは、結合して環を形成していてもよい。)
本発明の一実施例によれば、Z1~Z4およびZ9~Z12のうちの少なくとも1つは、CRzであり、前記Rzは、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基である。
本発明の一実施例によれば、第2化合物は、フッ素、シアノ基、アザ芳香族環基、フッ素、シアノ基、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、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる少なくとも1つを含む。
本発明の一実施例によれば、Ar1およびAr2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6~20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、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、Ar1およびAr2は、出現毎に同一または異なって置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のビフェニル基、置換または非置換のテルフェニル基、置換または非置換のナフタレン基、置換または非置換のフェナントリル基、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フルオレン基、置換または非置換のジベンゾフラン基、置換または非置換のジベンゾチオフェン基、置換または非置換のピリジン基、置換または非置換のピリミジン基、置換または非置換のキノリン基、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、第3化合物は、式3-1で表される構造を有する。
(LTは、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のシクロアルキレン基、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、
Tは、出現毎に同一または異なってC、CRtまたはNから選ばれ、
Rt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、置換または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、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、
隣り合う置換基Rtは、結合して環を形成していてもよい。)
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、
Tは、出現毎に同一または異なってC、CRtまたはNから選ばれ、
Rt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、置換または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、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、
隣り合う置換基Rtは、結合して環を形成していてもよい。)
本明細書において、「隣り合う置換基Rtが結合して環を形成していてもよい」とは、いずれか2つの隣り合う置換基Rtからなる群から選ばれるうちのいずれか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、これらの置換基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、第3化合物は、式3-2で表される構造を有する。
(LTは、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のシクロアルキレン基、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、
Tは、出現毎に同一または異なってCRtまたはNから選ばれ、
Rt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、スルファニル基、ヒドロキシル基、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、
隣り合う置換基Rtは、結合して環を形成していてもよい。)
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、
Tは、出現毎に同一または異なってCRtまたはNから選ばれ、
Rt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、スルファニル基、ヒドロキシル基、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、
隣り合う置換基Rtは、結合して環を形成していてもよい。)
本発明の一実施例によれば、第1化合物は、出現毎に同一または異なってGD-1~GD-16からなる群から選ばれる。そのうち、GD-1~GD-16の具体的な構造は、請求項26に示される。
本発明の一実施例によれば、第2化合物は、出現毎に同一または異なってA-1~A-56からなる群から選ばれる。そのうち、A-1~A-56の具体的な構造は、請求項27に示される。
本発明の一実施例によれば、第3化合物は、出現毎に同一または異なってB-1~B-40からなる群から選ばれる。そのうち、B-1~B-40の具体的な構造は、請求項28に示される。
本発明の一実施例によれば、前記有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光層は、第3化合物をさらに含む。そのうち、第2化合物および第3化合物をそれぞれ2つの蒸発源から同時に蒸発して発光層を形成してもよいし、第2化合物および第3化合物を予混合の形態で単一の蒸発源から安定的に共蒸発して発光層を形成してもよい。後者は、蒸発源をさらに節約することができる。
本発明の一実施例によれば、前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、緑色光を放射する。
本発明の一実施例によれば、前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、白色光を放射する。
本発明の一実施例によれば、前記第1化合物は、前記第2化合物および第3化合物にドーピングされ、前記第1化合物は、第1有機層の総重量の1%~30%を占める。
本発明の一実施例によれば、前記第1化合物は、前記第2化合物および第3化合物にドーピングされ、前記第1化合物は、第1有機層の総重量の3%~13%を占める。
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電子機器が開示される。
他の材料との組合せ
本発明に記載される有機発光素子に用いられる特定層の材料は、素子に存在する各種の他の材料と組み合わせて使用することができる。これらの材料の組合せについて、米国特許出願US2016/0359122A1の第0132~0161段落において詳細に記載されており、その内容を全て本明細書に援用する。記載または言及された材料は、本明細書に開示される化合物と組み合わせて使用可能な材料の非限定的な実例であり、且つ当業者にとっては、文献を容易に参照して組み合わせて使用可能な他の材料を識別することができる。
本発明に記載される有機発光素子に用いられる特定層の材料は、素子に存在する各種の他の材料と組み合わせて使用することができる。これらの材料の組合せについて、米国特許出願US2016/0359122A1の第0132~0161段落において詳細に記載されており、その内容を全て本明細書に援用する。記載または言及された材料は、本明細書に開示される化合物と組み合わせて使用可能な材料の非限定的な実例であり、且つ当業者にとっては、文献を容易に参照して組み合わせて使用可能な他の材料を識別することができる。
本明細書において、有機発光素子に用いられる具体的な層の材料は、前記素子に存在する多種の他の材料と組み合わせて使用することができると記載されている。例示的には、本明細書において開示される発光ドーパントは、多種のホスト、輸送層、ブロッキング層、注入層、電極および他の存在可能な層と組み合わせて使用することができる。これらの材料の組合せは、特許出願US2015/0349273A1の第0080~0101段落において詳細に記載されており、その内容を全て本明細書に援用する。記載または言及された材料は、本明細書に開示される化合物と組み合わせて使用可能な材料の非限定的な実例であり、且つ当業者にとっては、文献を容易に参照して組み合わせて使用可能な他の材料を識別することができる。
素子の実施例において、素子の特性に対しても、本分野通常の機器(Angstrom Engineering製の蒸着機、蘇州弗士達製の光学テストシステム、耐用年数テストシステム、北京量拓製のエリプソメーターなどを含むがそれに限定されず)を用いて、当業者にとって熟知の方法でテストを行った。当業者は上述した機器の使用、テスト方法などの関連内容を知っているので、サンプルの固有データを確実に、影響を受けずに取得することができるため、上記関連内容を本明細書において繰り返し説明はしない。
有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、限定されない。以下の実施例における製造方法は、例示的なものに過ぎず、限定するものであると理解すべきではない。当業者であれば、従来技術に基づき、以下の実施例における製造方法を合理的に改良することができる。例示的には、発光層における各種の材料の比率は、特に限定されておらず、当業者は、従来技術に基づき、一定の範囲内に合理的に選択することができる。たとえば、発光層材料の総重量を基準として、ホスト材料が80%~99%を占め、発光材料が1%~20%を占めてもよいし、ホスト材料が90%~98%を占め、発光材料が2%~10%を占めてもよい。また、ホスト材料は、1種または2種の材料であってもよい。そのうち、2種のホスト材料のホスト材料に対する比率が100:0~1:99であってもよいし、80:20~20:80であってもよいし、60:40~40:60であってもよい。実施例において製造される発光素子の特性は、当該分野における通常の機器を用いて、当業者にとって熟知の方法でテストされた。当業者は、上述した機器の使用、テスト方法などの関連内容を知っているので、サンプルの固有データを確実に、影響を受けずに取得することができるため、上記関連内容を本明細書において繰り返し説明しない。本発明に用いられる第3化合物、第1化合物および第2化合物などの化合物は、当業者にとって容易に取得することができ、たとえば、市販により、或いは、従来技術における調製方法を参照することにより取得することができるため、ここで繰り返し説明しない。
素子の製造において、2種以上のホスト材料および発光材料を用いて共蒸着して発光層を形成すると、前記2種以上のホスト材料および発光材料をそれぞれ異なる蒸発源に置き、共蒸着して発光層を形成してもよいし、前記2種以上のホスト材料を予め混合した混合物を同一の蒸発源に置き、そして他の蒸発源に置いた発光材料と共蒸着して発光層を形成してもよい。このような予混合の形態を用いて蒸発源をさらに節約することができる。本発明を例として、本発明における前記第1化合物、前記第2化合物および発光材料をそれぞれ異なる蒸発源に置き、共蒸着して発光層を形成してもよいし、前記第1化合物と前記第2化合物を予め混合した混合物を同一の蒸発源に置き、そして他の蒸発源に置いた発光材料と共蒸着して発光層を形成してもよい。
化合物の電気化学的性質である最高被占分子軌道エネルギーレベル、最低未占有分子軌道エネルギーレベルは、いずれもサイクリックボルタンメトリー(CV)により測定された。測定方法は、武漢科思特計器有限公司製の型番CorrTest CS120の電気化学的ステーションが用いられると共に、プラチナディスク電極を作業電極、Ag/AgNO3電極を参照電極、プラチナワイヤ電極を補助電極とする3電極作業体系が用いられた。無水DMFを溶剤、0.1mol/Lのテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートを支持電解質として、測定待ち化合物を10-3mol/Lの溶液に調製し、テスト前に、溶液に窒素ガスを10min導入して酸素を除去した。計器のパラメータ設定は、以下の通りである。走査速度100mV/s、電位間隔0.5mV、酸化電位テストウィンドウ0V~1V、還元電位テストウィンドウ-1V~-2.9V。
本願に係る一部の化合物のHOMOエネルギーレベルおよびLUMOエネルギーレベルは、以下の表に示される。
素子の実施例
素子の実施例1-1
まず、厚みが80nmのインジウムスズ酸化物(ITO)陽極を有するガラス基板を洗浄した後、酸素プラズマおよびUVオゾンで処理した。処理した後、基板をグローブボックスで乾燥させて水を除去した。その後、基板を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10-8トルの場合、0.2~2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HIを正孔注入層(HIL)として用いた。化合物HTを正孔輸送層(HTL)として用いた。化合物B-7を電子ブロッキング層(EBL)として用いた。そして、本発明における金属錯体GD-14を化合物A-47およびB-7にドーピングし、共蒸着して発光層(EML)として用いた。EML上において、化合物HBを正孔ブロッキング層(HBL)として用いた。HBL上において、化合物ETおよび8-ヒドロキシキノリン-リチウム(Liq)を共蒸着して電子輸送層(ETL)として用いた。最後に、厚み1nmの8-ヒドロキシキノリン-リチウム(Liq)を蒸着して電子注入層として用い、120nmのアルミニウムを蒸着して陰極として用いた。そして、該素子をグローブボックスに遷移させ、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。
素子の実施例1-1
まず、厚みが80nmのインジウムスズ酸化物(ITO)陽極を有するガラス基板を洗浄した後、酸素プラズマおよびUVオゾンで処理した。処理した後、基板をグローブボックスで乾燥させて水を除去した。その後、基板を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10-8トルの場合、0.2~2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HIを正孔注入層(HIL)として用いた。化合物HTを正孔輸送層(HTL)として用いた。化合物B-7を電子ブロッキング層(EBL)として用いた。そして、本発明における金属錯体GD-14を化合物A-47およびB-7にドーピングし、共蒸着して発光層(EML)として用いた。EML上において、化合物HBを正孔ブロッキング層(HBL)として用いた。HBL上において、化合物ETおよび8-ヒドロキシキノリン-リチウム(Liq)を共蒸着して電子輸送層(ETL)として用いた。最後に、厚み1nmの8-ヒドロキシキノリン-リチウム(Liq)を蒸着して電子注入層として用い、120nmのアルミニウムを蒸着して陰極として用いた。そして、該素子をグローブボックスに遷移させ、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。
素子の実施例1-2
素子の実施例1-2の実施形態は、発光層において本発明におけるA-37で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例1-1と同様である。
素子の実施例1-2の実施形態は、発光層において本発明におけるA-37で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例1-1と同様である。
素子の実施例1-3
素子の実施例1-3の実施形態は、発光層において本発明におけるA-13で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例1-1と同様である。
素子の実施例1-3の実施形態は、発光層において本発明におけるA-13で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例1-1と同様である。
素子の実施例1-4
素子の実施例1-4の実施形態は、発光層において本発明におけるA-2で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例1-1と同様である。
素子の実施例1-4の実施形態は、発光層において本発明におけるA-2で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例1-1と同様である。
素子の実施例1-5
素子の実施例1-5の実施形態は、発光層において本発明におけるA-29で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例1-1と同様である。
素子の実施例1-5の実施形態は、発光層において本発明におけるA-29で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例1-1と同様である。
素子の実施例1-6
素子の実施例1-6の実施形態は、発光層において本発明におけるA-49で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例1-1と同様である。
素子の実施例1-6の実施形態は、発光層において本発明におけるA-49で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例1-1と同様である。
素子の実施例1-7
素子の実施例1-7の実施形態は、発光層において本発明におけるA-50で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例1-1と同様である。
素子の実施例1-7の実施形態は、発光層において本発明におけるA-50で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例1-1と同様である。
素子の比較例1-1
素子の比較例1-1の実施形態は、発光層において化合物GHで本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例1-1と同様である。
素子の比較例1-1の実施形態は、発光層において化合物GHで本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例1-1と同様である。
素子の比較例1-2
素子の比較例1-2の実施形態は、発光層において化合物HBで本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例1-1と同様である。
素子の比較例1-2の実施形態は、発光層において化合物HBで本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例1-1と同様である。
詳細な素子の層構造および厚みを表1に示す。用いられる材料が1種超えの層は、前記重量比で異なる化合物をドーピングすることにより得られる。
素子に用いられる材料の構造は、以下のように表される。
素子のIVL特性を測定した。15mA/cm2で素子のCIEデータ、最大放射波長λmax、半値全幅(FWHM)、外部量子効率(EQE)を測定した。これらのデータは、表2に記録され示される。
まとめ
表2に示された実施例および比較例における素子の性能から分かるように、実施例1-1~1-7および比較例1-1において、いずれも本発明における第1化合物GD-14(HOMOエネルギーレベルが-5.22eVであり、LUMOエネルギーレベルが-2.41eVである)を発光材料として用いた場合、本発明における特定のLUMOエネルギーレベルを有する第2化合物A-47、A-37、A-13、A-2、A-29、A-49およびA-50(LUMOエネルギーレベルがそれぞれ-2.90eV、-2.89、-2.91、-2.89、-2.86、-2.94および-2.86)は、比較例の化合物GH(LUMOエネルギーレベルが-2.81eVである)に対して、その素子の放射波長、半値全幅が略同様であるが、素子の外部量子効率が比較例に対してそれぞれ16.2%、11.8%、10.6%、8.3%、14.7%、17.3%、18.3%向上した。
表2に示された実施例および比較例における素子の性能から分かるように、実施例1-1~1-7および比較例1-1において、いずれも本発明における第1化合物GD-14(HOMOエネルギーレベルが-5.22eVであり、LUMOエネルギーレベルが-2.41eVである)を発光材料として用いた場合、本発明における特定のLUMOエネルギーレベルを有する第2化合物A-47、A-37、A-13、A-2、A-29、A-49およびA-50(LUMOエネルギーレベルがそれぞれ-2.90eV、-2.89、-2.91、-2.89、-2.86、-2.94および-2.86)は、比較例の化合物GH(LUMOエネルギーレベルが-2.81eVである)に対して、その素子の放射波長、半値全幅が略同様であるが、素子の外部量子効率が比較例に対してそれぞれ16.2%、11.8%、10.6%、8.3%、14.7%、17.3%、18.3%向上した。
同様に、実施例1-1~1-7および比較例1-2において本発明における第1化合物GD-14を発光材料として用いた場合、本発明における前記特定のLUMOエネルギーレベルを有する第2化合物は、比較例の化合物HB(LUMOエネルギーレベルが-2.71eVである)に対して、その素子の放射波長、半値全幅が略同様であるが、素子の外部量子効率が比較例に対してそれぞれ31.5%、26.5%、25.2%、22.6%、29.8%、32.8%、33.9%向上した。
これから分かるように、本発明に記載される式1-1の構造および特定のHOMO/LUMOエネルギーレベルを有する第1化合物と、式2-1の構造及び特定のLUMOエネルギーレベルを有する第2化合物の組合せを用いることにより、素子の総合性能を大幅に最適化するとともに、より優れた素子の性能を示すことができる。そのため、本発明に係る特定の第1化合物および第2化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子は、素子の性能の点で極めて大きな優勢を有した。
素子の実施例2-1
素子の実施例2-1の実施形態は、発光層において本発明におけるGD-13で本発明における化合物GD-14を代替する以外、素子の実施例1-1と同様である。
素子の実施例2-1の実施形態は、発光層において本発明におけるGD-13で本発明における化合物GD-14を代替する以外、素子の実施例1-1と同様である。
素子の実施例2-2
素子の実施例2-2の実施形態は、発光層において本発明におけるA-37で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例2-1と同様である。
素子の実施例2-2の実施形態は、発光層において本発明におけるA-37で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例2-1と同様である。
素子の実施例2-3
素子の実施例2-3の実施形態は、発光層において本発明におけるA-13で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例2-1と同様である。
素子の実施例2-3の実施形態は、発光層において本発明におけるA-13で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例2-1と同様である。
素子の実施例2-4
素子の実施例2-4の実施形態は、発光層において本発明におけるA-29で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例2-1と同様である。
素子の実施例2-4の実施形態は、発光層において本発明におけるA-29で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例2-1と同様である。
素子の比較例2-1
素子の比較例2-1の実施形態は、発光層において化合物GHで本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例2-1と同様である。
素子の比較例2-1の実施形態は、発光層において化合物GHで本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例2-1と同様である。
詳細な素子の層構造および厚みを表3に示す。用いられる材料が1種超えの層は、前記重量比で異なる化合物をドーピングすることにより得られる。
素子に新たに用いられる材料の構造は、以下のように表される。
素子のIVL特性を測定した。15mA/cm2で素子のCIEデータ、最大放射波長λmax、半値全幅(FWHM)、外部量子効率(EQE)を測定した。これらのデータは、表4に記録され示される。
まとめ
表4に示された実施例及び比較例における素子の性能から分かるように、実施例2-1~2-4および比較例2-1において、本発明における第1化合物GD-13(HOMOエネルギーレベルが-5.22eVであり、LUMOエネルギーレベルが-2.41eVである)を発光材料として用いた場合、本発明における前記特定LUMOエネルギーレベルを有する第2化合物は、比較例の化合物GHに対して、その素子の放射波長、半値全幅が略同様であるが、素子の外部量子効率が比較例に対してそれぞれ15.1%、13.0%、8.4%、16.7%向上した。
表4に示された実施例及び比較例における素子の性能から分かるように、実施例2-1~2-4および比較例2-1において、本発明における第1化合物GD-13(HOMOエネルギーレベルが-5.22eVであり、LUMOエネルギーレベルが-2.41eVである)を発光材料として用いた場合、本発明における前記特定LUMOエネルギーレベルを有する第2化合物は、比較例の化合物GHに対して、その素子の放射波長、半値全幅が略同様であるが、素子の外部量子効率が比較例に対してそれぞれ15.1%、13.0%、8.4%、16.7%向上した。
これから分かるように、本発明に記載される式1-1の構造及び特定のHOMO/LUMOエネルギーレベルを有する第1化合物と、式2-1の構造及び特定のLUMOエネルギーレベルを有する第2化合物の組合せを用いることにより、素子の総合性能を大幅に最適化するとともに、より優れた素子の性能を示すことができる。そのため、本発明に係る特定の第1化合物及び第2化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子は、素子の性能の点で極めて大きな優勢を有した。
素子の実施例3-1
素子の実施例3-1の実施形態は、発光層において本発明におけるGD-15で本発明における化合物GD-14を代替し、化合物B-7:化合物A-47:化合物GD-15=72:24:4である以外、素子の実施例1-1と同様である。
素子の実施例3-1の実施形態は、発光層において本発明におけるGD-15で本発明における化合物GD-14を代替し、化合物B-7:化合物A-47:化合物GD-15=72:24:4である以外、素子の実施例1-1と同様である。
素子の実施例3-2
素子の実施例3-2の実施形態は、発光層において本発明におけるA-37で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例3-1と同様である。
素子の実施例3-2の実施形態は、発光層において本発明におけるA-37で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例3-1と同様である。
素子の実施例3-3
素子の実施例3-3の実施形態は、発光層において本発明におけるA-13で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例3-1と同様である。
素子の実施例3-3の実施形態は、発光層において本発明におけるA-13で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例3-1と同様である。
素子の実施例3-4
素子の実施例3-4の実施形態は、発光層において本発明におけるA-29で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例3-1と同様である。
素子の実施例3-4の実施形態は、発光層において本発明におけるA-29で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例3-1と同様である。
素子の実施例3-5
素子の実施例3-5の実施形態は、発光層において本発明におけるA-45で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例3-1と同様である。
素子の実施例3-5の実施形態は、発光層において本発明におけるA-45で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例3-1と同様である。
素子の実施例3-6
素子の実施例3-6の実施形態は、発光層において本発明におけるA-57で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例3-1と同様である。
素子の実施例3-6の実施形態は、発光層において本発明におけるA-57で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例3-1と同様である。
素子の比較例3-1
素子の比較例3-1の実施形態は、発光層において化合物GHで本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例3-1と同様である。
素子の比較例3-1の実施形態は、発光層において化合物GHで本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例3-1と同様である。
詳細な素子の層構造および厚みを表5に示す。用いられる材料が1種超えの層は、前記重量比で異なる化合物をドーピングすることにより得られる。
素子に新たに用いられる材料の構造は、以下のように表される。
素子のIVL特性を測定した。15mA/cm2で素子のCIEデータ、最大放射波長λmax、半値全幅(FWHM)、外部量子効率(EQE)を測定した。これらのデータは、表6に記録され示される。
まとめ
表6に示された実施例及び比較例における素子の性能から分かるように、実施例3-1~3-6および比較例3-1において、本発明における第1化合物GD-15(HOMOエネルギーレベルが-5.21eVであり、LUMOエネルギーレベルが-2.40eVである)を発光材料として用いた場合、本発明における前記特定LUMOエネルギーレベルを有する第2化合物は、比較例の化合物GHに対してその素子の放射波長、半値全幅が略同様であるが、素子の外部量子効率が比較例に対してそれぞれ10.7%、9.4%、11.8%、12.2%、10.8%および11.75%向上した。
表6に示された実施例及び比較例における素子の性能から分かるように、実施例3-1~3-6および比較例3-1において、本発明における第1化合物GD-15(HOMOエネルギーレベルが-5.21eVであり、LUMOエネルギーレベルが-2.40eVである)を発光材料として用いた場合、本発明における前記特定LUMOエネルギーレベルを有する第2化合物は、比較例の化合物GHに対してその素子の放射波長、半値全幅が略同様であるが、素子の外部量子効率が比較例に対してそれぞれ10.7%、9.4%、11.8%、12.2%、10.8%および11.75%向上した。
これから分かるように、本発明に記載される式1-1の構造及び特定のHOMO/LUMOエネルギーレベルを有する第1化合物と、式2-1の構造及び特定のLUMOエネルギーレベルを有する第2化合物の組合せを用いることにより、素子の総合性能を大幅に最適化するとともに、より優れた素子の性能を示すことができる。そのため、本発明に係る特定の第1化合物及び第2化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子は、素子の性能の点で極めて大きな優勢を有した。
素子の実施例4-1
素子の実施例4-1の実施形態は、発光層において本発明におけるGD-5で本発明における化合物GD-14を代替する以外、素子の実施例1-1と同様である。
素子の実施例4-1の実施形態は、発光層において本発明におけるGD-5で本発明における化合物GD-14を代替する以外、素子の実施例1-1と同様である。
素子の実施例4-2
素子の実施例4-2の実施形態は、発光層において本発明におけるA-37で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例4-1と同様である。
素子の実施例4-2の実施形態は、発光層において本発明におけるA-37で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例4-1と同様である。
素子の実施例4-3
素子の実施例4-3の実施形態は、発光層において本発明におけるA-13で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例4-1と同様である。
素子の実施例4-3の実施形態は、発光層において本発明におけるA-13で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例4-1と同様である。
素子の実施例4-4
素子の実施例4-4の実施形態は、発光層において本発明におけるA-2で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例4-1と同様である。
素子の実施例4-4の実施形態は、発光層において本発明におけるA-2で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例4-1と同様である。
素子の実施例4-5
素子の実施例4-5の実施形態は、発光層において本発明におけるA-29で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例4-1と同様である。
素子の実施例4-5の実施形態は、発光層において本発明におけるA-29で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例4-1と同様である。
素子の実施例4-6
素子の実施例4-6の実施形態は、発光層において本発明におけるA-49で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例4-1と同様である。
素子の実施例4-6の実施形態は、発光層において本発明におけるA-49で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例4-1と同様である。
素子の実施例4-7
素子の実施例4-7の実施形態は、発光層において本発明におけるA-50で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例4-1と同様である。
素子の実施例4-7の実施形態は、発光層において本発明におけるA-50で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例4-1と同様である。
素子の比較例4-1
素子の比較例4-1の実施形態は、発光層において化合物GHで本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例4-1と同様である。
素子の比較例4-1の実施形態は、発光層において化合物GHで本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例4-1と同様である。
素子の比較例4-2
素子の比較例4-2の実施形態は、発光層において化合物HBで本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例4-1と同様である。
素子の比較例4-2の実施形態は、発光層において化合物HBで本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の実施例4-1と同様である。
詳細な素子の層構造および厚みを表7に示す。用いられる材料が1種超えの層は、前記重量比で異なる化合物をドーピングすることにより得られる。
素子に新たに用いられる材料の構造は、以下のように表される。
素子のIVL特性を測定した。15mA/cm2で素子のCIEデータ、最大放射波長λmax、半値全幅(FWHM)、外部量子効率(EQE)を測定した。これらのデータは、表8に記録され示される。
まとめ
表8に示された実施例及び比較例における素子の性能から分かるように、実施例4-1~4-7および比較例4-1において本発明における第1化合物GD-5(HOMOエネルギーレベルが-5.21eVであり、LUMOエネルギーレベルが-2.47eVである)を発光材料として用いた場合、本発明における特定のLUMOエネルギーレベルを有する第2化合物は、比較例の化合物GHに対して、その素子の放射波長、半値全幅が略同様であるが、素子の外部量子効率が比較例に対してそれぞれ12.1%、9.8%、8.0%、8.5%、11.2%、13.6%、14.4%向上した。
表8に示された実施例及び比較例における素子の性能から分かるように、実施例4-1~4-7および比較例4-1において本発明における第1化合物GD-5(HOMOエネルギーレベルが-5.21eVであり、LUMOエネルギーレベルが-2.47eVである)を発光材料として用いた場合、本発明における特定のLUMOエネルギーレベルを有する第2化合物は、比較例の化合物GHに対して、その素子の放射波長、半値全幅が略同様であるが、素子の外部量子効率が比較例に対してそれぞれ12.1%、9.8%、8.0%、8.5%、11.2%、13.6%、14.4%向上した。
実施例4-1~4-7および比較例4-2において本発明における第1化合物GD-5を発光材料として用いた場合、本発明における前記特定LUMOエネルギーレベルを有する第2化合物は、比較例の化合物HBに対して、その素子の放射波長、半値全幅が略同様であるが、素子の外部量子効率が比較例に対してそれぞれ18.5%、16.0%、14.1%、14.6%、17.5%、20.0%、20.9%向上した。
これから分かるように、本発明に記載される式1-1の構造および特定のHOMO/LUMOエネルギーレベルを有する第1化合物と、式2-1の構造および特定のLUMOエネルギーレベルを有する第2化合物の組合せを用いることにより、素子の総合性能を大幅に最適化するとともに、より優れた素子の性能を示すことができる。そのため、本発明に係る特定の第1化合物及び第2化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子は、素子の性能の点で極めて大きな優勢を有した。
素子の比較例5-1
素子の比較例5-1の実施形態は、発光層においてG-1で本発明における化合物GD-14を代替し、化合物B-7:化合物A-47:金属錯体G-1=69:23:8である以外、素子の実施例1-1と同様である。
素子の比較例5-1の実施形態は、発光層においてG-1で本発明における化合物GD-14を代替し、化合物B-7:化合物A-47:金属錯体G-1=69:23:8である以外、素子の実施例1-1と同様である。
素子の比較例5-2
素子の比較例5-2の実施形態は、発光層において本発明におけるA-37で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の比較例5-1と同様である。
素子の比較例5-2の実施形態は、発光層において本発明におけるA-37で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の比較例5-1と同様である。
素子の比較例5-3
素子の比較例5-3の実施形態は、発光層において本発明におけるA-13で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の比較例5-1と同様である。
素子の比較例5-3の実施形態は、発光層において本発明におけるA-13で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の比較例5-1と同様である。
素子の比較例5-4
素子の比較例5-4の実施形態は、発光層において本発明におけるA-2で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の比較例5-1と同様である。
素子の比較例5-4の実施形態は、発光層において本発明におけるA-2で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の比較例5-1と同様である。
素子の比較例5-5
素子の比較例5-5の実施形態は、発光層において本発明におけるA-29で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の比較例5-1と同様である。
素子の比較例5-5の実施形態は、発光層において本発明におけるA-29で本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の比較例5-1と同様である。
素子の比較例5-6
素子の比較例5-6の実施形態は、発光層において化合物GHで本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の比較例5-1と同様である。
素子の比較例5-6の実施形態は、発光層において化合物GHで本発明における化合物A-47を代替する以外、素子の比較例5-1と同様である。
詳細な素子の層構造および厚みを表9に示す。用いられる材料が1種超えの層は、前記重量比で異なる化合物をドーピングすることにより得られる。
素子に新たに用いられる材料の構造は、以下のように表される。
素子のIVL特性を測定した。15mA/cm2で素子のCIEデータ、最大放射波長λmax、半値全幅(FWHM)、外部量子効率(EQE)を測定した。これらのデータは、表10に記録され示される。
まとめ
表10のデータから分かるように、比較例5-1~5-5および比較例5-6において、本発明ではないが、式1-1の構造を有する金属錯体G-1(HOMOエネルギーレベルが-5.13eVであり、LUMOエネルギーレベルが-2.16eVである)を発光材料として用いた場合、本発明における特定のLUMOエネルギーレベルを有する第2化合物は、比較例の化合物GHに対して、その素子の放射波長、半値全幅が略同様であるが、素子の外部量子効率がある程度で低下する(1.6%~5.4%低下する)か、または1.5%しか向上せず、上述した本発明における特定のエネルギーレベルを有する第1化合物を発光材料として用いた実施例および比較例と比べて大きな相違が存在した。
表10のデータから分かるように、比較例5-1~5-5および比較例5-6において、本発明ではないが、式1-1の構造を有する金属錯体G-1(HOMOエネルギーレベルが-5.13eVであり、LUMOエネルギーレベルが-2.16eVである)を発光材料として用いた場合、本発明における特定のLUMOエネルギーレベルを有する第2化合物は、比較例の化合物GHに対して、その素子の放射波長、半値全幅が略同様であるが、素子の外部量子効率がある程度で低下する(1.6%~5.4%低下する)か、または1.5%しか向上せず、上述した本発明における特定のエネルギーレベルを有する第1化合物を発光材料として用いた実施例および比較例と比べて大きな相違が存在した。
これらの比較例の比較から分かるように、本発明における式1-1の構造および特定のHOMO/LUMOエネルギーレベルを有する第1化合物と、式2-1の構造および特定のLUMOエネルギーレベルを有する第2化合物の組合せを用いることにより、素子の総合性能を大幅に最適化するとともに、より優れた素子の性能を示すことができる。そのため、本発明に係る特定の第1化合物及び第2化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子は、素子の性能の点で極めて大きな優勢を有した。
素子の比較例6-1
素子の比較例6-1の実施形態は、発光層においてG-2で本発明における化合物GD-14を代替する以外、素子の実施例1-3と同様である。
素子の比較例6-1の実施形態は、発光層においてG-2で本発明における化合物GD-14を代替する以外、素子の実施例1-3と同様である。
素子の比較例6-2
素子の比較例6-2の実施形態は、発光層において本発明におけるA-2で本発明における化合物A-13を代替する以外、素子の比較例6-1と同様である。
素子の比較例6-2の実施形態は、発光層において本発明におけるA-2で本発明における化合物A-13を代替する以外、素子の比較例6-1と同様である。
素子の比較例6-3
素子の比較例6-3の実施形態は、発光層において化合物GHで本発明における化合物A-13を代替する以外、素子の比較例6-1と同様である。
素子の比較例6-3の実施形態は、発光層において化合物GHで本発明における化合物A-13を代替する以外、素子の比較例6-1と同様である。
詳細な素子の層構造および厚みを表11に示す。用いられる材料が1種超えの層は、前記重量比で異なる化合物をドーピングすることにより得られる。
素子に新たに用いられる材料の構造は、以下のように表される。
素子のIVL特性を測定した。15mA/cm2で素子のCIEデータ、最大放射波長λmax、半値全幅(FWHM)、外部量子効率(EQE)を測定した。これらのデータは、表12に記録され示される。
まとめ
表12のデータから分かるように、比較例6-1および比較例6-3において、本発明ではないが、式1-1の一般式構造を有する金属錯体G-2(HOMOエネルギーレベルが-5.17eVであり、LUMOエネルギーレベルが-2.29eVである)と、本発明における特定のLUMOエネルギーレベルを有する第2化合物A-13の組合せを用いた場合、比較例の化合物GHに対して、その素子の外部量子効率が5.0%向上した。上述した実施例において、実施例1-3と比較例1-1、実施例2-3と比較例2-1、実施例3-3と比較例3-1、実施例4-3と比較例4-1の比較から分かるように、それぞれ、本発明における特定のエネルギーレベルおよび式1-1の構造を有する第1化合物GD-14、GD13、GD15、GD-5、本発明における特定のLUMOエネルギーレベルを有する第2化合物A-13、および比較例におけるホスト材料GHの組合せを用いた場合、その素子の外部量子効率がそれぞれ10.6%、8.4%、11.8%および8.0%向上し、比較例6-1および比較例6-3に対して向上幅がより顕著した。それと同時に、比較例6-1のEQEが21.11%だけであり、実施例1-3、実施例2-3、実施例3-3および実施例4-3は、いずれも23.3%以上の高水準に達した。
表12のデータから分かるように、比較例6-1および比較例6-3において、本発明ではないが、式1-1の一般式構造を有する金属錯体G-2(HOMOエネルギーレベルが-5.17eVであり、LUMOエネルギーレベルが-2.29eVである)と、本発明における特定のLUMOエネルギーレベルを有する第2化合物A-13の組合せを用いた場合、比較例の化合物GHに対して、その素子の外部量子効率が5.0%向上した。上述した実施例において、実施例1-3と比較例1-1、実施例2-3と比較例2-1、実施例3-3と比較例3-1、実施例4-3と比較例4-1の比較から分かるように、それぞれ、本発明における特定のエネルギーレベルおよび式1-1の構造を有する第1化合物GD-14、GD13、GD15、GD-5、本発明における特定のLUMOエネルギーレベルを有する第2化合物A-13、および比較例におけるホスト材料GHの組合せを用いた場合、その素子の外部量子効率がそれぞれ10.6%、8.4%、11.8%および8.0%向上し、比較例6-1および比較例6-3に対して向上幅がより顕著した。それと同時に、比較例6-1のEQEが21.11%だけであり、実施例1-3、実施例2-3、実施例3-3および実施例4-3は、いずれも23.3%以上の高水準に達した。
比較例6-2および比較例6-3において、同様にして本発明ではないが、式1-1の一般式構造を有する金属錯体G-2と、本発明における特定のLUMOエネルギーレベルを有する化合物A-2の組合せを用いることにより、比較例の化合物GHに対して、その素子の外部量子効率が1.6%しか向上しなかった。上述した実施例において、実施例1-4と比較例1-1、実施例4-4と比較例4-1の比較から分かるように、それぞれ、同様にして本発明における金属錯体GD-14、GD-5、本発明における特定のLUMOエネルギーレベルを有する化合物A-2、および比較例のホスト材料GHの組合せを用いた場合、その素子の外部量子効率がそれぞれ8.3%、8.5%向上し、比較例6-2および比較例6-3に対して向上幅がより顕著した。それと同時に、比較例6-2のEQEが20.43%だけであり、実施例1-4および実施例4-4は、いずれも23%以上の高水準に達した。
上述したデータから分かるように、本発明における式1-1の構造および特定のHOMO/LUMOエネルギーレベルを有する第1化合物と、式2-1の構造および特定のLUMOエネルギーレベルを有する第2化合物の組合せは、独特な優勢を有した。
要するに、本発明における式1-1の構造および特定のHOMO/LUMOエネルギーレベルを有する第1化合物と、式2-1の構造および特定のLUMOエネルギーレベルを有する第2化合物の組合せを用いることにより、素子の総合性能を大幅に最適化するとともに、より優れた素子の性能を示すことができる。そのため、本発明に係る特定の第1化合物及び第2化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子は、素子の性能の点で極めて大きな優勢を有し、いずれも明らかな優勢を示しており、素子の効率を向上させることで、最終に素子の綜合性能を明らかに向上させるという有益な効果を達成することができる。
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。
100 装置
101 基板
110 陽極
120 正孔注入層
130 正孔輸送層
140 電子ブロッキング層
150 発光層
160 正孔ブロッキング層
170 電子輸送層
180 電子注入層
190 陰極
200 有機発光装置
101 基板
110 陽極
120 正孔注入層
130 正孔輸送層
140 電子ブロッキング層
150 発光層
160 正孔ブロッキング層
170 電子輸送層
180 電子注入層
190 陰極
200 有機発光装置
Claims (33)
- 陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に設けられた有機層とを含む有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記有機層には、第1化合物および第2化合物を含む第1有機層が含まれる、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
(第1化合物の最高被占分子軌道エネルギーレベル(EHOMO-A)が-5.19eV以下であり、および/または第1化合物の最低未占有分子軌道エネルギーレベル(ELUMO-A)が-2.31eV以下であり、
前記第1化合物は、Ir(La)m(Lb)3-mの一般式構造を有し、式1-1で表され、
Vは、O、S、Se、NR、CRRおよびSiRRからなる群から選ばれ、2つのRが同時に存在する場合、2つのRは、同一または異なり、
X1~X6は、出現毎に同一または異なってCRxまたはNから選ばれ、
Y1~Y4は、出現毎に同一または異なってCRyまたはNから選ばれ、
U1~U4は、出現毎に同一または異なってCRuまたはNから選ばれ、
W1~W4は、出現毎に同一または異なってCRwまたはNから選ばれ、
R、Rx、Ry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、置換または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、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、
Ru、Rwは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、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、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、Ru、Rw、Rx、Ryは、結合して環を形成していてもよく、
第2化合物の最低未占有分子軌道エネルギーレベル(ELUMO-B)が-2.83eV以下であり、
前記第2化合物は、式2-1で表される構造を有し、
Ar1~Ar3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る。) - EHOMO-Aが-5.21eV以下であり、且つELUMO-Bが-2.85eV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。 - ELUMO-Aが-2.40eV以下であり、且つELUMO-Bが-2.85eV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。 - ELUMO-B-EHOMO-Aが2.25eV以上である、
請求項1~3のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - ELUMO-A-ELUMO-Bが0.55eV以下である、
請求項1~3のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - ELUMO-Aが-2.40eV以下であり、EHOMO-Aが-5.21eV以下であり、且つELUMO-Bが-2.85eV以下である、
請求項1~3のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 前記第1有機層は、第3化合物をさらに含む発光層であり、
前記第3化合物は、ベンゼン、ピリジン、アリールアミン、カルバゾール、アザカルバゾール、インドロカルバゾール、ジベンゾチオフェン、アザジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、アザジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、トリフェニレン、フルオレン、シリコンフルオレン、ナフタレン、フェナントレン、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる少なくとも1種の化学基を含む、
請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 前記第3化合物の最高被占分子軌道エネルギーレベル(EHOMO-C)が-5.48eV以上である、
請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - X1~X6は、出現毎に同一または異なってCRxから選ばれ、および/またはY1~Y4は、出現毎に同一または異なってCRyから選ばれ、および/またはU1~U4は、出現毎に同一または異なってCRuから選ばれ、および/またはW1~W4は、出現毎に同一または異なってCRwから選ばれる、
請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - R、RxおよびRy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、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシ基、スルファニル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる、
請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - RuおよびRwは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、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、
請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - Rwのうちの少なくとも1つおよび/またはRuのうちの少なくとも1つは、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3~20のアルキルシリル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる、
請求項1または11に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - R w のうちの少なくとも1つおよび/またはR u のうちの少なくとも1つは、置換または非置換の炭素原子数4~6のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~6のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~12のアリール基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる、
請求項1または11に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - Vは、OおよびSから選ばれる、
請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - X1~X6のうちの少なくとも1つは、CRxであり、前記Rxは、フッ素、シアノ基、フッ素またはシアノ基で置換された炭素原子数6~30のアリール基、フッ素またはシアノ基で置換された炭素原子数3~30のヘテロアリール基からなる群から選ばれる、
請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - X1~X6のうちの少なくとも1つは、CRxであり、前記Rxは、式1-2で表される構造を有する、
請求項1または15に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
A1およびA2は、出現毎に同一または異なって炭素原子数1~20のアルキレン基、炭素原子数1~20のヘテロアルキレン基、炭素原子数3~20のシクロアルキレン基、環原子数3~20のヘテロシクリレン基、炭素原子数6~30のアリーレン基、炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、およびこれらの組合せから選ばれ、
Ra1およびRa2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、
Ra1およびRa2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、置換または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、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、
「*」は、式1-2の結合箇所を表し、
隣り合う置換基Ra1、Ra2は、結合して環を形成していてもよい。) - A1およびA2は、出現毎に同一または異なって炭素原子数6~18のアリーレン基、炭素原子数3~18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る、
請求項16に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - A 1 およびA 2 は、出現毎に同一または異なってフェニレン基、ピリジレン基、ピリミジレン基、トリアジニレン基、ナフチレン基、フェナントレン基、アントラセニレン基、フルオレン基、シリコフルオレン基、キノリニレン基、イソキノリニレン基、チエノチエニレン基、フロフリルレン基、ベンゾフラニレン基、ベンゾチオフェニレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、トリフェニレン基、カルバゾレン基、アザカルバゾレン基、アザフルオレン基、アザシリルフルオレン基、アザジベンゾフラニレン基、アザジベンゾチオフェニレン基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる、
請求項16に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - Ra1およびRa2は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、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、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる、
請求項16に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - X1~X4のうちの少なくとも2つは、CRxから選ばれ、そのうちの1つの前記Rxは、シアノ基またはフッ素から選ばれ、少なくとも他の1つの前記Rxは、式1-2で表される構造を有する、
請求項16に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - X 1 は、CR x から選ばれ、且つ前記R x は、シアノ基またはフッ素であり、それと同時に、X 2 は、CR x から選ばれ、且つ前記R x は、式1-2で表される構造を有し、
或いは、X 2 は、CR x から選ばれ、且つ前記R x は、シアノ基またはフッ素であり、それと同時に、X 1 は、CR x から選ばれ、且つ前記R x は、式1-2で表される構造を有する、
請求項16に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 第2化合物は、式2-2で表される構造を有する、
請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
L1~L3は、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のシクロアルキレン基、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、
Ar1およびAr2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、
Rz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、置換または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、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、
隣り合う置換基Rzは、結合して環を形成していてもよい。) - 第2化合物は、式2-3で表される構造を有する、
請求項1または23に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Z1~Z4およびZ9~Z12は、出現毎に同一または異なってC、CRzまたはNから選ばれ、且つZ1~Z4のうちの少なくとも1つは、Cであり、L3に結合し、
L1~L3は、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のシクロアルキレン基、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、
Ar1およびAr2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、
Rz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、置換または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、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、
隣り合う置換基Rzは、結合して環を形成していてもよい。) - Z1~Z4およびZ9~Z12のうちの少なくとも1つは、CRzであり、
前記Rzは、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基である、
請求項24に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 第2化合物は、フッ素、シアノ基、アザ芳香族環基、または、フッ素、シアノ基、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、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる少なくとも1つを含む、
請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - Ar1およびAr2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6~20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、またはこれらの組合せから選ばれる、
請求項23に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - Ar 1 およびAr 2 は、出現毎に同一または異なって置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のビフェニル基、置換または非置換のテルフェニル基、置換または非置換のナフタレン基、置換または非置換のフェナントリル基、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フルオレン基、置換または非置換のジベンゾフラン基、置換または非置換のジベンゾチオフェン基、置換または非置換のピリジン基、置換または非置換のピリミジン基、置換または非置換のキノリン基、またはこれらの組合せから選ばれる、
請求項23に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 第3化合物は、式3-1で表される構造を有する、
請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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、
Tは、出現毎に同一または異なってC、CRtまたはNから選ばれ、
Rt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、置換または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、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、
隣り合う置換基Rtは、結合して環を形成していてもよい。) - 請求項1~32のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を含む、
電子機器。
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