KR20180090273A - 유기 el 발광 장치 및 전자 기기 - Google Patents

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KR20180090273A
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유이치로 가와무라
가즈키 니시무라
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이데미쓰 고산 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 제1 화소(10) 및 제2 화소(20)를 포함하는 복수의 화소를 구비하고, 제1 화소(10)는, 형광 발광성의 제1 화합물을 함유하는 제1 발광층(15)을 가지며, 제2 화소(20)는, 지연 형광성의 제2 화합물을 함유하는 제2 발광층(25)을 가지며, 제1 화소(10) 및 제2 화소(20)는, 제1 화소(10) 및 제2 화소(20)에 걸쳐 공통으로 형성된 공통층(50)을 갖는 유기 EL 발광 장치(1)를 제공한다.

Description

유기 EL 발광 장치 및 전자 기기
본 발명은 유기 EL 발광 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
종래, 디스플레이에 이용되는 발광 장치로는, 액정 표시 장치 등이 이용되고 있었지만, 최근 새로운 발광 장치로서, 유기 일렉트로 루미네센스 소자(이하, 유기 EL 소자로 약기하는 경우가 있음)를 이용한 유기 EL 발광 장치도 실용화되고 있다. 유기 EL 소자에서는, 양극과 음극 사이에, 발광층을 포함하는 발광 대역을 구비하고, 발광층에 주입된 정공과 전자의 재결합에 의해 생기는 여기자(엑시톤) 에너지로부터 발광을 얻는다.
컬러 디스플레이에 이용되는 발광 장치의 방식으로는, 예컨대 3색 발광 방식이 채용되고 있다. 3색 발광 방식에서는, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 광의 삼원색을 발광 가능한 소자를 각각 형성하고, 각 색의 발광 강도를 제어함으로써 컬러 표시를 얻는다.
예컨대, 특허문헌 1에는, 양극, 음극, 정공 수송 대역, 발광층 및 전자 수송 대역을 구비하고, 발광층은, 적색 발광층, 녹색 인광 발광층 및 청색 형광 발광층으로 형성되고, 전자 수송 대역에는, 이들 발광층에 인접하여 공통의 전자 수송층이 형성된 유기 EL 소자가 기재되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 유기 EL 소자에 있어서, 전자 수송층을 구성하는 재료로서, 녹색 인광 발광층의 호스트와의 어피니티차가 0.4 eV 이내라는 조건을 만족시키는 재료가 이용되고 있다.
특허문헌 1: 국제 공개 제2010/143434호
본 발명의 목적은, 복수의 화소에 걸쳐 공통으로 형성되는 공통층에 사용할 수 있는 화합물의 선택의 폭을 넓히면서, 수명을 길게 할 수 있는 유기 EL 발광 장치를 제공하는 것, 및 상기 유기 EL 발광 장치를 구비하는 전자 기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일양태에 의하면, 제1 화소 및 제2 화소를 포함하는 복수의 화소를 구비하고, 상기 제1 화소는, 형광 발광성의 제1 화합물을 함유하는 제1 발광층을 가지며, 상기 제2 화소는, 지연 형광성의 제2 화합물을 함유하는 제2 발광층을 가지며, 상기 제1 화소 및 상기 제2 화소는, 상기 제1 화소 및 상기 제2 화소에 걸쳐 공통으로 형성된 공통층을 갖는 유기 EL 발광 장치가 제공된다.
본 발명의 일양태에 의하면, 전술한 본 발명의 일양태에 관한 유기 EL 발광 장치를 구비하는 전자 기기가 제공된다.
본 발명에 의하면, 복수의 화소에 걸쳐 공통으로 형성되는 공통층에 사용할 수 있는 화합물의 선택의 폭을 넓히면서, 수명을 길게 할 수 있는 유기 EL 발광 장치를 제공하고, 상기 유기 EL 발광 장치를 구비하는 전자 기기를 제공할 수 있다.
도 1은 제1 실시형태에 관한 유기 EL 발광 장치의 개략도이다.
도 2는 과도 PL을 측정하는 장치의 개략도이다.
도 3은 과도 PL의 감쇠 곡선의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 제2 실시형태에 관한 유기 EL 발광 장치의 개략도이다.
도 5는 제3 실시형태에 관한 유기 EL 발광 장치의 개략도이다.
〔제1 실시형태〕
도 1에는, 본 실시형태에 관한 유기 EL 발광 장치(1)의 개략도가 나타나 있다.
유기 EL 발광 장치(1)는, 제1 화소(10), 제2 화소(20) 및 제3 화소(30)를 갖는다. 본 실시형태에서는, 유기 EL 발광 장치(1)는, 제1 화소(10), 제2 화소(20) 및 제3 화소(30)를 병렬로 갖는다. 본 실시형태에서는, 제1 화소(10)가 청색의 발광을 나타내고, 제2 화소(20)가 녹색의 발광을 나타내고, 제3 화소(30)가 적색의 발광을 나타내는 유기 EL 발광 장치(1)를 예로 들어 설명한다. 유기 EL 발광 장치(1)의 각 화소는, 유기 EL 소자로서의 구성을 구비한다(이하의 실시형태 등에서도 동일).
유기 EL 발광 장치(1)는, 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 발광 대역(5), 공통층(50), 전자 수송층(6), 전자 주입층(7) 및 음극(8)을 포함하고 있다. 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 발광 대역(5), 공통층(50), 전자 수송층(6), 전자 주입층(7) 및 음극(8)은, 이 순서로 적층되어 있다.
발광 대역(5)의 구성은, 제1 화소(10), 제2 화소(20) 및 제3 화소(30)에서 각각 상이하다. 발광 대역(5)은, 제1 화소(10)에서 제1 발광층(15)을 가지며, 제2 화소(20)에서 제2 발광층을 가지며, 제3 화소(30)에서 제3 발광층(35)을 갖고 있다.
ㆍ공통층
공통층(50)은, 양극(2)과 음극(8) 사이에 형성된 층으로서, 제1 화소(10), 제2 화소(20) 및 제3 화소(30)에 걸쳐 공통으로 형성된 층이다. 공통층(50)은, 발광 대역(5)과 전자 수송층(6)의 사이에 형성되어 있다. 공통층(50)은, 발광 대역(5)의 음극측에서 발광 대역(5)과 접합하고 있다.
공통층(50)은, 제1 발광층(15)과 동일한 화합물을 함유한다. 공통층(50)은, 지연 형광성의 화합물을 함유하지 않는다. 공통층(50)은, 인광 발광성의 금속 착체를 함유하지 않는 것이 바람직하다.
제1 발광층(15)이 복수 종류의 화합물을 함유하는 경우에는, 공통층(50)도 제1 발광층(15)과 동일한 종류의 화합물을 함유한다. 본 명세서에서 동일한 화합물을 함유한다는 것은, 예컨대 제1 발광층(15)이 X 화합물 및 Y 화합물을 함유하는 경우에는, 공통층(50)도 X 화합물 및 Y 화합물을 함유하는 경우를 말한다. 즉, 본 명세서에서 동일한 화합물을 함유한다는 것은, 제1 발광층(15)에 포함되는 화합물과 공통층(50)에 포함되는 화합물이 실질적으로 일치하는 경우를 말한다. 또, 실질적으로 일치한다는 것은, 제1 발광층에 포함되는 화합물과 공통층에 포함되는 화합물이 일치하는 경우나, 그 밖에, 예컨대 양 층의 화합물의 차이가, 제1 발광층이나 공통층을 형성할 때의 원료에 유래하여 불가피하게 혼입되어 버리는 미량의 불순물 등에 유래하는 경우 등도, 실질적으로 일치하는 경우로 한다.
한편, 예컨대 제1 발광층(15)이 X 화합물 및 Y 화합물을 함유하고, 공통층(50)이 X 화합물, Y 화합물 및 Z 화합물을 함유하는 경우나, 제1 발광층(15)이 X 화합물 및 Y 화합물을 함유하고, 공통층(50)이 X 화합물을 함유하고 Y 화합물을 함유하지 않는 경우나, 제1 발광층(15)이 X 화합물, Y 화합물 및 Z 화합물을 함유하고, 공통층(50)이 Z 화합물을 함유하고 X 화합물 및 Y 화합물을 함유하지 않는 경우 등과 같이, 제1 발광층(15)에 포함되는 화합물과 공통층(50)에 포함되는 화합물이 실질적으로 일치하지 않는 경우는, 동일한 화합물을 함유하는 경우에 해당되지 않는다.
본 실시형태에 의하면, 공통층(50)은 제1 발광층(15)과 동일한 화합물을 함유하기 때문에, 유기 EL 발광 장치(1)의 제조 공정을 간략화할 수 있다. 예컨대, 공통층(50)을 형성할 때에는, 제2 발광층(25) 및 제3 발광층(35)을 형성한 후에, 제1 화소(10), 제2 화소(20) 및 제3 화소(30)에 걸쳐 공통으로 형성되는 공통층(50)을 제1 화소(10)의 제1 발광층(15)으로서 성막할 수 있다.
ㆍ제1 화소
제1 화소(10)는, 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 제1 발광층(15), 공통층(50), 전자 수송층(6), 전자 주입층(7) 및 음극(8)에 의해 구성된다. 제1 화소(10)의 발광 대역(5)은, 정공 수송층(4)과 전자 수송층(6)의 사이에, 비공통층으로서의 제1 발광층(15)을 갖는다.
제1 발광층(15)은, 형광 발광성의 제1 화합물과, 제3 화합물을 함유하고 있다. 제1 발광층(15)은, 지연 형광성의 화합물을 함유하지 않는다. 제1 발광층(15)은, 인광 발광성의 금속 착체를 함유하지 않는 것이 바람직하다.
제1 화합물의 일중항 에너지 S1(BD)과, 제3 화합물의 일중항 에너지 S1(BH)이, S1(BH)>S1(BD)의 관계를 만족시킨다.
본 실시형태에서는, 제1 발광층(15)과 공통층(50)은 동일한 화합물을 함유하기 때문에, 공통층도 제1 화합물과 제3 화합물을 함유하고 있다. 그 때문에, 제1 화소(10)에서 정공 수송층(4)과 전자 수송층(6)의 사이에 형성된 유기 화합물층(제1 발광층(15) 및 공통층(50)) 전체가 발광층으로서 기능한다고도 할 수 있다.
유기 EL 발광 장치(1)에 있어서, 제1 화합물의 77K에서의 에너지갭 T77K(BD)와, 제3 화합물의 77K에서의 에너지갭 T77K(BH)가, T77K(BD)>T77K(BH)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다. 77K에서의 에너지갭에 관해서는 이후에 설명한다.
제1 화합물은, 청색 형광 발광성의 화합물인 것이 바람직하다. 제1 화합물의 발광 피크 파장은, 400 nm 이상 480 nm 이하인 것이 바람직하고, 430 nm 이상 470 nm 이하인 것이 보다 바람직하다.
또, 본 명세서에서 발광 피크 파장이란, 측정 대상 화합물이 10-6 몰/리터 이상 10-5 몰/리터 이하의 농도로 용해되어 있는 톨루엔 용액에 관해, 측정한 발광 스펙트럼에서의 발광 강도가 최대가 되는 발광 스펙트럼의 피크 파장을 말한다.
ㆍ제2 화소
제2 화소(20)는, 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 제2 발광층(25), 공통층(50), 전자 수송층(6), 전자 주입층(7) 및 음극(8)에 의해 구성된다. 제2 화소(20)의 발광 대역(5)은, 정공 수송층(4)과 전자 수송층(6)의 사이에, 비공통층으로서의 제2 발광층(25)을 갖는다. 제2 발광층(25)은 공통층(50)과 접합하고 있다.
제2 발광층(25)은, 제6 화합물과, 지연 형광성의 제2 화합물과, 형광 발광성의 제5 화합물을 함유한다. 제2 발광층(25)과 공통층(50)은 서로 상이한 화합물을 함유한다. 제2 발광층(25)은, 인광 발광성의 금속 착체를 함유하지 않는다.
제5 화합물은 녹색 형광 발광성의 화합물인 것이 바람직하다. 제2 발광층(25)으로부터의 발광은 녹색을 나타내는 것이 바람직하다. 제2 발광층(25)으로부터의 발광의 피크 파장은, 480 nm 이상 580 nm 이하인 것이 바람직하고, 500 nm 이상 560 nm 이하인 것이 보다 바람직하다.
ㆍ제3 화소
제3 화소(30)는, 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 제3 발광층(35), 공통층(50), 전자 수송층(6), 전자 주입층(7) 및 음극(8)에 의해 구성된다. 제3 화소(30)의 발광 대역(5)은, 정공 수송층(4)과 전자 수송층(6)의 사이에, 비공통층으로서의 제3 발광층(35)을 갖는다. 제3 발광층(35)은 공통층(50)과 접합하고 있다.
제3 발광층(35)은, 제9 화합물과, 지연 형광성의 제7 화합물과, 형광 발광성의 제8 화합물을 함유한다. 제3 발광층(35)과 공통층(50)은 서로 상이한 화합물을 함유한다. 제3 발광층(35)은, 인광 발광성의 금속 착체를 함유하지 않는다.
제8 화합물은 적색 형광 발광성의 화합물인 것이 바람직하다. 제3 발광층(35)으로부터의 발광은 적색을 나타내는 것이 바람직하다. 제3 발광층(35)으로부터의 발광의 피크 파장은, 580 nm 이상 700 nm 이하인 것이 바람직하고, 600 nm 이상 680 nm 이하인 것이 보다 바람직하다.
제1 발광층(15)으로부터의 발광의 피크 파장은, 제2 발광층(25)으로부터의 발광의 피크 파장보다 작은 것이 바람직하고, 또한 제2 발광층(25)으로부터의 발광의 피크 파장은, 제3 발광층(35)으로부터의 발광의 피크 파장보다 작은 것이 바람직하다.
ㆍ지연 형광성
지연 형광(열활성화 지연 형광)에 관해서는, 「유기 반도체의 디바이스 물성」(아다치 치하야 편, 고단샤, 2012년 4월 1일 발행)의 261∼268 페이지에 해설되어 있다. 그 문헌 중에서, 형광 발광 재료의 여기 일중항 상태와 여기 삼중항 상태의 에너지차 ΔE13을 작게 할 수 있으면, 통상은 천이 확률이 낮은 여기 삼중항 상태로부터 여기 일중항 상태로의 역에너지 이동이 고확률로 생겨, 열활성화 지연 형광(Thermally Activated delayed Fluorescence, TADF)이 발현된다고 설명되어 있다. 또한, 상기 문헌 중의 도 10.38에, 지연 형광의 발생 메카니즘이 설명되어 있다. 본 실시형태에서의 지연 형광성 화합물은, 이러한 메카니즘으로 발생하는 열활성화 지연 형광을 나타내는 화합물이다. 지연 형광의 발광은 과도 PL(Photo Luminescence) 측정에 의해 확인할 수 있다.
과도 PL 측정으로부터 얻은 감쇠 곡선에 기초하여 지연 형광의 거동을 해석할 수도 있다. 과도 PL 측정이란, 시료에 펄스 레이저를 조사하여 여기시키고, 조사를 멈춘 후의 PL 발광의 감쇠 거동(과도 특성)을 측정하는 수법이다. TADF 재료에서의 PL 발광은, 최초의 PL 여기로 생성되는 일중항 여기자로부터의 발광 성분과, 삼중항 여기자를 경유하여 생성되는 일중항 여기자로부터의 발광 성분으로 분류된다. 최초의 PL 여기로 생성되는 일중항 여기자의 수명은, 나노초 오더이며, 매우 짧다. 그 때문에, 상기 일중항 여기자로부터의 발광은, 펄스 레이저를 조사후 빠르게 감쇠한다.
한편, 지연 형광은, 수명이 긴 삼중항 여기자를 경유하여 생성되는 일중항 여기자로부터의 발광이므로 서서히 감쇠한다. 이와 같이 최초의 PL 여기로 생성되는 일중항 여기자로부터의 발광과, 삼중항 여기자를 경유하여 생성되는 일중항 여기자로부터의 발광에서는, 시간적으로 큰 차이가 있다. 그 때문에, 지연 형광 유래의 발광 강도를 구할 수 있다.
도 2에는, 과도 PL을 측정하기 위한 예시적 장치의 개략도가 나타나 있다.
본 실시형태의 과도 PL 측정 장치(100)는, 소정 파장의 광을 조사 가능한 펄스 레이저부(101)와, 측정 시료를 수용하는 시료실(102)과, 측정 시료로부터 방사된 광을 분광하는 분광기(103)와, 2차원 상을 결상하기 위한 스트리크 카메라(104)와, 2차원 상을 캡쳐하여 해석하는 퍼스널 컴퓨터(105)를 구비한다. 또, 과도 PL의 측정은, 본 실시형태에서 설명하는 장치에 한정되지 않는다.
시료실(102)에 수용되는 시료는, 메트릭스 재료에 대하여, 도핑 재료가 12 질량%의 농도로 도핑된 박막을 석영 기판에 성막함으로써 얻어진다.
시료실(102)에 수용된 박막 시료에 대하여, 펄스 레이저부(101)로부터 펄스 레이저를 조사하여 도핑 재료를 여기시킨다. 여기광의 조사 방향에 대하여 90도의 방향으로 발광을 취출하고, 취출한 광을 분광기(103)로 분광하고, 스트리크 카메라(104) 내에서 2차원 상을 결상한다. 그 결과, 종축이 시간에 대응하고, 횡축이 파장에 대응하고, 휘점이 발광 강도에 대응하는 2차원 화상을 얻을 수 있다. 이 2차원 화상을 소정의 시간축으로 잘라내면, 종축이 발광 강도이고, 횡축이 파장인 발광 스펙트럼을 얻을 수 있다. 또한, 상기 2차원 화상을 파장축으로 잘라내면, 종축이 발광 강도의 대수이고, 횡축이 시간인 감쇠 곡선(과도 PL)을 얻을 수 있다.
예컨대, 메트릭스 재료로서, 하기 참고 화합물 M1을 이용하고, 도핑 재료로서 하기 참고 화합물 DP1을 이용하여 전술한 바와 같이 하여 박막 시료 A를 제작하고, 과도 PL 측정을 행했다.
Figure pct00001
여기서는, 전술한 박막 시료 A 및 박막 시료 B를 이용하여 감쇠 곡선을 해석했다. 박막 시료 B는, 메트릭스 재료로서 하기 참고 화합물 M2를 이용하고, 도핑 재료로서 상기 참고 화합물 DP1을 이용하여, 전술한 바와 같이 하여 박막 시료를 제작했다.
도 3에는, 박막 시료 A 및 박막 시료 B에 관해 측정한 과도 PL로부터 얻은 감쇠 곡선이 나타나 있다.
Figure pct00002
상기와 같이 과도 PL 측정에 의해, 종축을 발광 강도로 하고, 횡축을 시간으로 하는 발광 감쇠 곡선을 얻을 수 있다. 이 발광 감쇠 곡선에 기초하여, 광여기에 의해 생성된 일중항 여기 상태로부터 발광하는 형광과, 삼중항 여기 상태를 경유하여 역에너지 이동에 의해 생성되는 일중항 여기 상태로부터 발광하는 지연 형광의, 형광 강도비를 어림할 수 있다. 지연 형광성의 재료에서는, 빠르게 감쇠하는 형광의 강도에 대하여, 서서히 감쇠하는 지연 형광의 강도의 비율이, 어느 정도 크다.
본 실시형태에서의 지연 형광 발광량은, 도 2의 장치를 이용하여 구할 수 있다. 상기 지연 형광성 화합물은, 상기 지연 형광성 화합물이 흡수하는 파장의 펄스광(펄스 레이저로부터 조사되는 광)으로 여기된 후, 상기 여기 상태로부터 즉시 관찰되는 Prompt 발광(즉시 발광)과, 상기 여기후 즉시는 관찰되지 않고, 그 후 관찰되는 Delay 발광(지연 발광)이 존재한다. 본 실시형태에서는, Delay 발광(지연 발광)의 양이 Prompt 발광(즉시 발광)의 양에 대하여 5% 이상인 것이 바람직하다. 구체적으로는, Prompt 발광(즉시 발광)의 양을 XP로 하고, Delay 발광(지연 발광)의 양을 XD로 했을 때에, XD/XP의 값이 0.05 이상인 것이 바람직하다.
Prompt 발광과 Delay 발광의 양은, "Nature 492, 234-238, 2012"에 기재된 방법과 동일한 방법에 의해 구할 수 있다. 또, Prompt 발광 및 Delay 발광의 양의 산출에 사용되는 장치는, 상기 문헌에 기재된 장치에 한정되지 않는다.
또한, 지연 형광성의 측정에 이용되는 시료는, 예컨대 지연 형광성 화합물과 하기 화합물 TH-2를, 지연 형광성 화합물의 비율이 12 질량%가 되도록 석영 기판의 위에 공증착하여, 막두께 100 nm의 박막을 형성한 시료를 사용할 수 있다.
Figure pct00003
ㆍTADF 기구
지연 형광성 화합물로서 ΔST(DF)가 작은 화합물을 이용하는 것이 바람직하고, 외부로부터 부여되는 열에너지에 의해, 지연 형광성 화합물의 삼중항 준위로부터 지연 형광성 화합물의 일중항 준위로의 역항간 교차가 일어나기 쉬워진다. 유기 EL 소자 내부의 전기 여기된 여기자의 여기 삼중항 상태가, 역항간 교차에 의해 여기 일중항 상태로 스핀 교환되는 에너지 상태 변환 기구를 TADF 기구라고 부른다. 최저 여기 일중항 상태 S1과 최저 여기 삼중항 상태 T1의 차를, ΔST로서 정의한다.
본 실시형태에서는, 제2 화소(20)의 제2 발광층(25) 및 제3 화소(30)의 제3 발광층(35)은, 각각 지연 형광성 화합물 및 형광 발광성 화합물을 포함하고 있다. 지연 형광성 화합물로서 ΔST(DF)가 작은 화합물을 이용하면, 최저 여기 삼중항 상태 T1(DF)은, 열에너지에 의해 최저 여기 일중항 상태 S1(DF)로의 역항간 교차가 가능하다. 그리고, 지연 형광성 화합물의 최저 여기 일중항 상태 S1(DF)로부터의 포스터형 에너지 이동에 의해 형광 발광성 화합물의 최저 여기 일중항 상태 S1(FL)이 생성된다. 그 결과, 형광 발광성 화합물의 최저 여기 일중항 상태 S1(FL)로부터의 형광 발광을 관측할 수 있다.
본 실시형태에서는, 제2 화소(20)의 제2 발광층(25)은, 지연 형광성의 제2 화합물 및 형광 발광성의 제5 화합물을 포함하고 있다. 그 때문에, 지연 형광성 화합물의 최저 여기 일중항 상태 S1(M2)로부터의 포스터형 에너지 이동에 의해 형광 발광성의 제5 화합물의 최저 여기 일중항 상태 S1(M5)이 생성된다. 그 결과, 형광 발광성의 제5 화합물의 최저 여기 일중항 상태 S1(M5)로부터의 형광 발광을 관측할 수 있다.
제2 발광층(25)에 있어서, 제2 화합물, 제5 화합물 및 제6 화합물은, 이하와 같은 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.
제2 화합물의 일중항 에너지 S1(GDF)과 제5 화합물의 일중항 에너지 S1(GDP)이, S1(GDF)>S1(GDP)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.
제2 화합물의 일중항 에너지 S1(GDF)과 제6 화합물의 일중항 에너지 S1(GDS)이, S1(GDS)>S1(GDF)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.
제2 발광층(25)에 있어서, S1(GDS)>S1(GDF)>S1(GDP)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.
본 실시형태에서는, 제3 화소(30)의 제3 발광층(35)은, 지연 형광성의 제7 화합물 및 형광 발광성의 제8 화합물을 포함하고 있다. 그 때문에, 지연 형광성의 제7 화합물의 최저 여기 일중항 상태 S1(M7)로부터의 포스터형 에너지 이동에 의해 형광 발광성의 제8 화합물의 최저 여기 일중항 상태 S1(M8)이 생성된다. 그 결과, 형광 발광성의 제8 화합물의 최저 여기 일중항 상태 S1(M8)로부터의 형광 발광을 관측할 수 있다.
제3 발광층(35)에 있어서, 제7 화합물, 제8 화합물 및 제9 화합물은, 이하와 같은 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.
제7 화합물의 일중항 에너지 S1(RDF)과 제8 화합물의 일중항 에너지 S1(RDP)이, S1(RDF)>S1(RDP)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.
제7 화합물의 일중항 에너지 S1(RDF)과 제9 화합물의 일중항 에너지 S1(RDS)이, S1(RDS)>S1(RDF)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.
제3 발광층(35)에 있어서, S1(RDS)>S1(RDF)>S1(RDP)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.
본 실시형태와 같이, 각 화소의 발광층이 인광 발광층이 아니라, 형광 발광층(제1 발광층(15)) 또는 지연 형광성의 화합물을 포함하는 발광층(제2 발광층(25) 및 제3 발광층(35))을 구비함으로써, 복수의 화소에 걸쳐 공통으로 형성되는 공통층(50)에 사용할 수 있는 화합물의 선택의 폭을 넓히면서, 유기 EL 발광 장치(1)의 수명을 길게 할 수 있다. 또한, 서로 상이한 발광색(적색, 녹색 및 청색)을 나타내는 복수의 화소를 갖는 유기 EL 발광 장치(1)에서도, 공통층(50)을 각 화소에 걸쳐 공통으로 형성하면 되기 때문에, 유기 EL 발광 장치(1)의 구성이나 제조 공정을 간소화할 수 있다.
종래, 각 화소의 발광층으로서 인광 발광층을 이용한 유기 EL 발광 장치가 제안되어 있다. 이러한 유기 EL 발광 장치에서는, 인광 발광층을 효율적으로 발광시키기 위해, 공통층에 사용할 수 있는 화합물이 어느 정도 한정되어 있었다. 공통층에 이용한 화합물이 특정한 조건을 만족시키지 않는 경우, 인광 발광층의 내부에서 생성된 삼중항 여기자가 인광 발광전에 공통층으로 이동하여(누설되어) 버려, 인광 발광층의 발광 효율이 저하되기 때문이다. 따라서, 예컨대 특허문헌 1에 기재된 유기 EL 소자에서는, 공통층에 해당하는 전자 수송층을 구성하는 재료로서, 녹색 인광 발광층의 호스트와의 어피니티차가 0.4 eV 이내라는 조건을 만족시키는 재료가 이용되고 있다. 이와 같이, 인광 발광층을 이용한 유기 EL 발광 장치의 발광 효율의 저하를 방지하기 위해서는, 특허문헌 1에 기재된 조건을 만족시키는 특정한 재료를 이용하는 것이 필요했다.
한편, 유기 EL 발광 장치(1)에 의하면, 제2 발광층(25) 및 제3 발광층(35)은, 인광 발광층이 아니라 지연 형광성의 화합물을 포함하는 발광층이며, 인광 발광층에서의 발광 기구와는 상이한 TADF 기구에 의해 발광하는 층이다. 그 때문에, 인광 발광층을 채용하는 경우의 조건이 부과되지 않아, 공통층에 사용할 수 있는 화합물의 제한을 적게 할 수 있다. 또한, 유기 EL 발광 장치(1)에서는, 제2 발광층(25) 및 제3 발광층(35)은, 형광 발광성의 화합물을 포함하고, 각 발광층의 형광 발광성의 화합물을 발광 중심으로 하고 있다. 형광 발광성의 화합물은, 인광 발광층에 포함되는 인광 발광성의 금속 착체보다 내구성이 높다. 그 때문에, 본 실시형태에 의하면, 인광 발광층을 포함하는 유기 EL 발광 장치에 비해서, 유기 EL 발광 장치(1)의 수명을 길게 할 수 있다.
또한, 유기 EL 발광 장치(1)에 의하면, 인광 발광층을 포함하는 유기 EL 발광 장치에 비해서, 구동 전압을 저하시킬 수 있다. 그 이유로는, 지연 형광성의 화합물을 여기시키는 데 필요한 에너지가, 인광 발광층에 포함되는 재료를 여기시키는 데 필요한 에너지보다 작기 때문이라고 생각된다.
유기 EL 발광 장치(1)에 있어서, 제2 발광층(25) 및 제3 발광층(35)은, 각각 형광 발광성 화합물을 포함하고 있다. 형광 발광성 화합물은, 지연 형광성 화합물이나 인광 발광성 화합물보다 흡광 계수가 높기 때문에, 포스터형 에너지 이동 효율이 향상되고, 지연 형광성 화합물로부터의 에너지를 수취하기 쉽다. 따라서, 유기 EL 발광 장치(1)는, 발광 효율의 점에서 보다 바람직하다.
ㆍ삼중항 에너지와 77[K]에서의 에너지갭의 관계
여기서, 삼중항 에너지와 77[K]에서의 에너지갭의 관계에 관해 설명한다. 본 실시형태에서는, 77[K]에서의 에너지갭은, 통상 정의되는 삼중항 에너지와는 상이한 점이 있다.
삼중항 에너지의 측정은, 다음과 같이 하여 행해진다. 우선, 측정 대상이 되는 화합물을 적절한 용매 중에 용해한 용액을 석영 유리관 내에 봉입한 시료를 제작한다. 이 시료에 관해, 저온(77[K])에서 인광 스펙트럼(종축: 인광 발광 강도, 횡축: 파장으로 함)을 측정하여, 이 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대하여 접선을 긋고, 그 접선과 횡축의 교점의 파장치에 기초하여, 소정의 환산식으로부터 삼중항 에너지를 산출한다.
여기서, 본 실시형태에 이용하는 지연 형광성 화합물로는, ΔST가 작은 화합물인 것이 바람직하다. ΔST가 작으면, 저온(77[K]) 상태에서도, 항간 교차 및 역항간 교차가 일어나기 쉽고, 여기 일중항 상태와 여기 삼중항 상태가 혼재한다. 그 결과, 상기와 동일하게 하여 측정되는 스펙트럼은, 여기 일중항 상태 및 여기 삼중항 상태의 양자로부터의 발광을 포함하고 있고, 어느 상태로부터 발광한 것인지에 관해 준별하는 것은 어렵지만, 기본적으로는 삼중항 에너지의 값이 지배적이라고 생각된다.
그 때문에, 본 실시형태에서는, 통상의 삼중항 에너지 T와 측정 수법은 동일하지만, 그 엄밀한 의미에서 상이한 것을 구별하기 위해, 다음과 같이 하여 측정되는 값을 에너지갭 T77K로 칭한다. 측정 대상이 되는 화합물을 EPA(디에틸에테르:이소펜탄:에탄올=5:5:2(용적비)) 중에 농도가 10 ㎛ol/L가 되도록 용해하고, 이 용액을 석영 셀 중에 넣어 측정 시료로 한다. 이 측정 시료에 관해, 저온(77[K])에서 인광 스펙트럼(종축: 인광 발광 강도, 횡축: 파장으로 함)을 측정하여, 이 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대하여 접선을 긋고, 그 접선과 횡축의 교점의 파장치 λedge[nm]에 기초하여, 다음 환산식(F1)으로부터 산출되는 에너지량을 77[K]에서의 에너지갭 T77K로 한다.
환산식(F1): T77K[eV]=1239.85/λedge
인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선은 이하와 같이 긋는다. 인광 스펙트럼의 단파장측으로부터, 스펙트럼의 극대치 중 가장 단파장측의 극대치까지 스펙트럼 곡선 상을 이동할 때, 장파장측을 향해 곡선 상의 각 점에서의 접선을 고려한다. 이 접선은, 곡선이 상승함에 따라서(즉 종축이 증가함에 따라서) 기울기가 증가한다. 이 기울기의 값이 극대치를 취하는 점에서 그은 접선(즉 변곡점에서의 접선)을, 상기 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선으로 한다.
또, 스펙트럼의 최대 피크 강도의 15% 이하의 피크 강도를 갖는 극대점은, 전술한 가장 단파장측의 극대치에는 포함시키지 않고, 가장 단파장측의 극대치에 가장 가까운, 기울기의 값이 극대치를 취하는 점에서 그은 접선을 상기 인광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선으로 한다.
인광의 측정에는, (주)히타치 하이테크놀로지 제조의 F-4500형 분광 형광 광도계 본체를 이용할 수 있다. 또, 측정 장치는 이것에 한정되지 않고, 냉각 장치 및 저온용 용기와, 여기 광원과, 수광 장치를 조합하는 것에 의해 측정해도 좋다.
ㆍ일중항 에너지 S1
일중항 에너지 S1은, 다음과 같이 하여 측정된다.
측정 대상이 되는 화합물을 석영 기판 상에 막두께 100 nm로 증착하여 시료를 제작하고, 상온(300 K)에서 이 시료의 발광 스펙트럼(종축: 발광 강도, 횡축: 파장으로 함)을 측정한다. 이 발광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대하여 접선을 긋고, 그 접선과 횡축의 교점의 파장치 λedge[nm]에 기초하여, 다음에 나타내는 환산식(F2)으로부터 산출된다.
환산식(F2): S1[eV]=1239.85/λedge
흡수 스펙트럼은 분광 광도계로 측정한다. 예컨대, 히타치사 제조의 분광 광도계(장치명: U3310) 등을 이용할 수 있다.
발광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선은 이하와 같이 긋는다. 발광 스펙트럼의 단파장측으로부터, 스펙트럼의 극대치 중 가장 단파장측의 극대치까지 스펙트럼 곡선 상을 이동할 때에, 장파장측을 향해 곡선 상의 각 점에서의 접선을 고려한다. 이 접선은, 곡선이 상승함에 따라서(즉 종축이 증가함에 따라서) 기울기가 증가한다. 이 기울기의 값이 극대치를 취하는 점에서 그은 접선(즉 변곡점에서의 접선)을, 상기 발광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선으로 한다.
또, 스펙트럼의 최대 피크 강도의 15% 이하의 피크 강도를 갖는 극대점은, 전술한 가장 단파장측의 극대치에는 포함시키지 않고, 가장 단파장측의 극대치에 가장 가까운, 기울기의 값이 극대치를 취하는 점에서 그은 접선을 상기 발광 스펙트럼의 단파장측의 상승에 대한 접선으로 한다.
또, 석영 기판 상에 증착한 시료를 이용한 측정 결과와, 용액을 이용한 측정 결과가 크게 다른 경우에는, 그 원인으로서 분자의 회합체의 형성이나 용매와의 강한 상호작용 등이 고려된다. 그 때문에, 측정 대상이 되는 화합물과, 에너지갭이 크고 엑시플렉스를 형성하지 않는 적절한 다른 재료를, 석영 기판 상에 공증착한 시료를 이용하여 상기 측정을 행할 수도 있다.
본 실시형태에 관한 지연 형광성의 화합물은, 예컨대 하기 화학식 (1)로 표시된다.
Figure pct00004
상기 화학식 (1)에 있어서,
A는 하기 화학식 (a-1)∼(a-7)에서 선택되는 부분 구조를 갖는 기이고, A가 복수 존재하는 경우, 복수의 A는 서로 동일하거나 또는 상이하고, A끼리 결합하여 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나, 또는 고리를 형성하지 않고,
B는 하기 화학식 (b-1)∼(b-6)에서 선택되는 부분 구조를 갖는 기이고, B가 복수 존재하는 경우, 복수의 B는 서로 동일하거나 또는 상이하고, B끼리 결합하여 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나, 또는 고리를 형성하지 않고,
a, b 및 d는, 각각 독립적으로 1∼5의 정수이고,
c는, 0∼5의 정수이고,
c가 0일 때, A와 B는 단결합 또는 스피로 결합으로 결합하고,
c가 1∼5의 정수일 때, L은,
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 및
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소 고리기로 이루어진 군에서 선택되는 연결기이고, L이 복수 존재하는 경우, 복수의 L은 서로 동일하거나 또는 상이하고, L끼리 결합하여 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나, 또는 고리를 형성하지 않는다.
Figure pct00005
Figure pct00006
상기 화학식 (b-1)∼(b-6)에 있어서,
R은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이고,
치환기로서의 R은,
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소 고리기, 및
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되고, R이 복수 존재하는 경우, 복수의 R은 서로 동일하거나 또는 상이하고, R끼리 결합하여 포화 또는 불포화의 고리를 형성하거나, 또는 고리를 형성하지 않는다.
상기 화학식 (a-1)∼(a-7)에서 선택되는 부분 구조를 갖는 기로는, 예컨대, 상기 화학식 (a-3)의 부분 구조를 갖는 기로서, 하기 화학식 (a-3-1)로 표시되는 기를 들 수 있다.
Figure pct00007
상기 화학식 (a-3-1)에 있어서, Xa는, 단결합, 산소 원자, 황 원자, 또는 상기 화학식 (1) 중의 L 혹은 B와 결합하는 탄소 원자이다.
또한, 상기 화학식 (b-1)∼(b-6)에서 선택되는 부분 구조를 갖는 기로는, 예컨대, 상기 화학식 (b-2)의 부분 구조를 갖는 기로서, 하기 화학식 (b-2-1)로 표시되는 기를 들 수 있다.
Figure pct00008
상기 화학식 (b-2-1)에 있어서, Xb는, 단결합, 산소 원자, 황 원자, CRb1Rb2, 또는 상기 화학식 (1) 중의 L 혹은 A와 결합하는 탄소 원자이다.
Rb1 및 Rb2는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이고, 치환기로서의 Rb1 및 Rb2는, 각각 독립적으로 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 및 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기로 이루어진 군에서 선택된다.
Rb1 및 Rb2는, 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기, 및 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기로 이루어진 군에서 선택되는 치환기인 것이 바람직하고, 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 치환기인 것이 보다 바람직하다.
상기 화학식 (1)로 표시되는 화합물의 결합 양식의 일례로서, 예컨대 하기 표 1에 나타내는 결합 양식을 들 수 있다.
Figure pct00009
본 실시형태에서 상기 화학식 (1)에서의 B가, 하기 화학식 (100)으로 표시되는 것이 바람직하다.
Figure pct00010
상기 화학식 (100)에 있어서,
R101∼R108은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이고,
치환기로서의 R101∼R108은, 각각 독립적으로
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소 고리기,
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 실릴기,
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알콕시기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기,
치환 또는 무치환의 탄소수 2∼30의 알킬아미노기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼60의 아릴아미노기,
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬티오기, 및
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴티오기로 이루어진 군에서 선택되고, 단, R101과 R102, R102와 R103, R103과 R104, R105와 R106, R106과 R107, 및 R107과 R108 중의 어느 조합이, 포화 또는 불포화의 고리 구조를 형성하거나, 또는 고리를 형성하지 않고,
L100은, 하기 화학식 (111)∼(117)에서 선택되는 어느 연결기이고,
s는 1∼3의 정수이고, s가 2 또는 3인 경우, 복수의 L100은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
X100은, 하기 화학식 (121)∼(125)에서 선택되는 어느 연결기이다.
Figure pct00011
상기 화학식 (113)∼(117)에 있어서, R109는, 각각 독립적으로 상기 화학식 (100)에서의 R101∼R108과 동의이다.
단, 상기 화학식 (100)에 있어서, R101∼R108 중 하나 또는 R109 중 하나는, 상기 화학식 (1) 중의 L 또는 A에 대하여 결합하는 단결합이다.
R109와, 상기 화학식 (100) 중의 R104 또는 R105는, 서로 결합하여 포화 또는 불포화의 고리 구조를 형성하거나, 또는 고리를 형성하지 않는다.
복수의 R109가 존재하는 경우는, 서로 동일하거나 또는 상이하다.
Figure pct00012
상기 화학식 (123)∼(125)에 있어서,
R110은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이고,
치환기로서의 R110은,
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소 고리기, 및
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되고, 복수의 R110이 존재하는 경우는 서로 동일하거나 또는 상이하다.
R110과, 상기 화학식 (100) 중의 R101 또는 R108은, 서로 결합하여 포화 또는 불포화의 고리 구조를 형성하거나, 또는 고리를 형성하지 않는다.
본 실시형태에서 L100은, 상기 화학식 (111)∼(114)의 어느 것으로 표시되는 것이 바람직하고, 상기 화학식 (113) 또는 (114)로 표시되는 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에서 X100은, 상기 화학식 (121)∼(124)의 어느 것으로 표시되는 것이 바람직하고, 상기 화학식 (123) 또는 (124)로 표시되는 것이 보다 바람직하다.
상기 화학식 (1)로 표시되는 화합물로는, 예컨대 하기 화학식 (10)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00013
상기 화학식 (10)에 있어서,
a1은 0 또는 1이고, a2는 0 또는 1이고, 단, a1+a2≥1이고,
m1은, 1∼5의 정수이고,
a2가 0일 때, R1 및 R2는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 1가의 치환기이고, 치환기로서의 R1 및 R2는, 각각 독립적으로
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소 고리기,
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알콕시기,
치환 또는 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기, 및
치환 실릴기로 이루어진 군에서 선택되고,
a2가 1일 때, R1 및 R2는, 각각 독립적으로
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소 고리기,
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알콕시기,
치환 또는 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기, 및
치환 실릴기로 이루어진 군에서 선택되는 연결기이고,
m1이 2 이상인 경우, 복수의 R1은 서로 동일하거나 또는 상이하고, 복수의 R2는 서로 동일하거나 또는 상이하고,
A1 및 A2는, 각각 독립적으로 상기 화학식 (a-1)∼(a-7)에서 선택되는 부분 구조를 갖는 기이고, m1이 2 이상인 경우, 복수의 A2는 서로 동일하거나 또는 상이하고,
a1이 0일 때, L2는 수소 원자 또는 1가의 치환기이고, 치환기로서의 L2는,
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 및
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소 고리기로 이루어진 군에서 선택되고,
a1이 1일 때, L2는 단결합 또는 연결기이고, 연결기로서의 L2는,
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 및
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소 고리기로 이루어진 군에서 선택되고,
L1은, 단결합 또는 연결기이고, 연결기로서의 L1은,
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 및
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소 고리기로 이루어진 군에서 선택되고, m1이 2 이상인 경우, 복수의 L1은 서로 동일하거나 또는 상이하다.
본 실시형태에서 a2가 0일 때, R1 및 R2는, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소 고리기, 및 치환 실릴기로 이루어진 군에서 선택되는 치환기인 것이 바람직하고, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 및 치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소 고리기로 이루어진 군에서 선택되는 치환기인 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에서 a2가 1일 때, R1 및 R2는, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소 고리기, 및 치환 실릴기로 이루어진 군에서 선택되는 연결기인 것이 바람직하고, 치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 및 치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소 고리기로 이루어진 군에서 선택되는 연결기인 것이 보다 바람직하다.
또한 예컨대, 상기 화학식 (1)로 표시되는 화합물로는, 하기 화학식 (10')로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00014
상기 화학식 (10')에 있어서,
m2는 2이고,
a2는 0 또는 1이며, 복수의 a2는 서로 동일하거나 또는 상이하고,
m1은, 1∼5의 정수이고, 복수의 m1은 서로 동일하거나 또는 상이하고,
a2가 0일 때, R1 및 R2는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 1가의 치환기이고, 치환기로서의 R1 및 R2는, 각각 독립적으로
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소 고리기,
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알콕시기,
치환 또는 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기, 및 치환 실릴기로 이루어진 군에서 선택되고,
a2가 1일 때, R1 및 R2는, 각각 독립적으로
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소 고리기,
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 또는 무치환의 탄소수 1∼30의 알콕시기,
치환 또는 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기,
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기, 및
치환 실릴기로 이루어진 군에서 선택되는 연결기이고,
복수의 R1은 서로 동일하거나 또는 상이하고, 복수의 R2는 서로 동일하거나 또는 상이하고,
A1 및 A2는, 각각 독립적으로 상기 화학식 (a-1)∼(a-7)에서 선택되는 부분 구조를 갖는 기이고, 복수의 A2는 서로 동일하거나 또는 상이하고,
L2는 단결합 또는 연결기이고, 연결기로서의 L2는,
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 및
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소 고리기로 이루어진 군에서 선택되고, 복수의 L2는 서로 동일하거나 또는 상이하고,
L1은, 단결합 또는 연결기이고, 연결기로서의 L1은,
치환 또는 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 방향족 탄화수소기, 및
치환 또는 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소 고리기로 이루어진 군에서 선택되고, 복수의 L1은 서로 동일하거나 또는 상이하다.
예컨대, 상기 화학식 (10)으로 표시되는 화합물로는, 예컨대 하기 화학식 (10A)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00015
상기 화학식 (10A)에 있어서, a1, m1, A1, A2, L1 및 L2는, 상기 화학식 (10)에서의 a1, m1, A1, A2, L1 및 L2와 각각 동의이다.
또한 예컨대, 상기 화학식 (10) 또는 상기 화학식 (10')로 표시되는 화합물로는, 하기 화학식 (10B)∼(10E)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00016
Figure pct00017
상기 화학식 (10D)에 있어서, X2는, =N-L1-L2-A1, 산소 원자, 황 원자 및 셀레늄 원자로 이루어진 군에서 선택된다. 상기 화학식 (10B), (10C), (10D) 및 (10E)에 있어서, R1, R2, A1, A2, L1 및 L2는, 상기 화학식 (10)에서의 R1, R2, A1, A2, L1 및 L2와 각각 동의이다.
본 실시형태에 관한 지연 형광성의 화합물의 구체적인 예를 이하에 나타낸다. 또, 본 발명에서의 지연 형광성의 화합물은 이들 예에 한정되지 않는다.
Figure pct00018
Figure pct00019
Figure pct00020
Figure pct00021
Figure pct00022
Figure pct00023
Figure pct00024
Figure pct00025
본 명세서에서 고리 형성 탄소수란, 원자가 고리형으로 결합한 구조의 화합물(예컨대 단고리 화합물, 축합 고리 화합물, 가교 화합물, 탄소 고리 화합물, 복소 고리 화합물)의 상기 고리 자체를 구성하는 원자 중의 탄소 원자의 수를 나타낸다. 상기 고리가 치환기에 의해 치환되는 경우, 치환기에 포함되는 탄소는 고리 형성 탄소수에는 포함하지 않는다. 이하에 기재되는 「고리 형성 탄소수」에 관해서는, 특별히 기재하지 않는 한 동일하게 한다. 예컨대, 벤젠 고리는 고리 형성 탄소수가 6이고, 나프탈렌 고리는 고리 형성 탄소수가 10이고, 피리디닐기는 고리 형성 탄소수가 5이고, 푸라닐기는 고리 형성 탄소수가 4이다. 또한, 벤젠 고리나 나프탈렌 고리에 치환기로서 예컨대 알킬기가 치환하고 있는 경우, 상기 알킬기의 탄소수는, 고리 형성 탄소수의 수에 포함시키지 않는다. 또한, 플루오렌 고리에 치환기로서 예컨대 플루오렌 고리가 결합하고 있는 경우(스피로플루오렌 고리를 포함), 치환기로서의 플루오렌 고리의 탄소수는 고리 형성 탄소수의 수에 포함시키지 않는다.
본 명세서에서 고리 형성 원자수란, 원자가 고리형으로 결합한 구조(예컨대 단고리, 축합 고리, 고리 집합)의 화합물(예컨대 단고리 화합물, 축합 고리 화합물, 가교 화합물, 탄소 고리 화합물, 복소 고리 화합물)의 상기 고리 자체를 구성하는 원자의 수를 나타낸다. 고리를 구성하지 않는 원자나, 상기 고리가 치환기에 의해 치환되는 경우의 치환기에 포함되는 원자는 고리 형성 원자수에는 포함하지 않는다. 이하에 기재되는 「고리 형성 원자수」에 관해서는, 특별히 기재하지 않는 한 동일하게 한다. 예컨대, 피리딘 고리는, 고리 형성 원자수가 6이고, 퀴나졸린 고리는, 고리 형성 원자수가 10이고, 푸란 고리는, 고리 형성 원자수가 5이다. 피리딘 고리나 퀴나졸린 고리의 탄소 원자에 각각 결합하고 있는 수소 원자나 치환기를 구성하는 원자에 관해서는, 고리 형성 원자수의 수에 포함시키지 않는다. 또한, 플루오렌 고리에 치환기로서 예컨대 플루오렌 고리가 결합하고 있는 경우(스피로플루오렌 고리를 포함), 치환기로서의 플루오렌 고리의 원자수는 고리 형성 원자수의 수에 포함시키지 않는다.
다음으로 상기 화학식에 기재된 각 치환기에 관해 설명한다.
본 명세서에서의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기(방향족 탄화수소기로 칭하는 경우가 있음)로는, 예컨대, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 플루오레닐기, 피레닐기, 크리세닐기, 플루오란테닐기, 벤조[a]안트릴기, 벤조[c]페난트릴기, 트리페닐레닐기, 벤조[k]플루오란테닐기, 벤조[g]크리세닐기, 벤조[b]트리페닐레닐기, 피세닐기 및 페릴레닐기 등을 들 수 있다.
본 명세서에서의 아릴기로는, 고리 형성 탄소수가 6∼20인 것이 바람직하고, 6∼14인 것이 보다 바람직하고, 6∼12인 것이 더욱 바람직하다. 상기 아릴기 중에서도 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 페난트릴기, 터페닐기, 플루오레닐기가 보다 더 바람직하다. 1-플루오레닐기, 2-플루오레닐기, 3-플루오레닐기 및 4-플루오레닐기에 관해서는, 9 위치의 탄소 원자에, 후술하는 본 명세서에서의 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기나, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼18의 아릴기가 치환되어 있는 것이 바람직하다.
본 명세서에서의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기(복소 고리기, 헤테로 방향족 고리기 또는 방향족 복소 고리기로 칭하는 경우가 있음)는, 헤테로 원자로서, 질소, 황, 산소, 규소, 셀레늄 원자 및 게르마늄 원자로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 원자를 포함하는 것이 바람직하고, 질소, 황 및 산소로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 원자를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
본 명세서에서의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소 고리기로는, 예컨대, 피리딜기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀리닐기, 나프티리디닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 피롤릴기, 이미다졸릴기, 피라졸릴기, 트리아졸릴기, 테트라졸릴기, 인돌릴기, 벤즈이미다졸릴기, 인다졸릴기, 이미다조피리디닐기, 벤즈트리아졸릴기, 카르바졸릴기, 푸릴기, 티에닐기, 옥사졸릴기, 티아졸릴기, 이속사졸릴기, 이소티아졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조푸라닐기, 벤조티에닐기, 벤조옥사졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조이속사졸릴기, 벤조이소티아졸릴기, 벤조옥사디아졸릴기, 벤조티아디아졸릴기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티에닐기, 피페리디닐기, 피롤리디닐기, 피페라지닐기, 모르포릴기, 페나지닐기, 페노티아지닐기 및 페녹사지닐기 등을 들 수 있다.
본 명세서에서의 복소 고리기의 고리 형성 원자수는, 5∼20인 것이 바람직하고, 5∼14인 것이 더욱 바람직하다. 상기 복소 고리기 중에서도 1-디벤조푸라닐기, 2-디벤조푸라닐기, 3-디벤조푸라닐기, 4-디벤조푸라닐기, 1-디벤조티에닐기, 2-디벤조티에닐기, 3-디벤조티에닐기, 4-디벤조티에닐기, 1-카르바졸릴기, 2-카르바졸릴기, 3-카르바졸릴기, 4-카르바졸릴기 및 9-카르바졸릴기가 보다 더 바람직하다. 1-카르바졸릴기, 2-카르바졸릴기, 3-카르바졸릴기 및 4-카르바졸릴기에 관해서는, 9 위치의 질소 원자에, 본 명세서에서의 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기나, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 복소 고리기가 치환하고 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 명세서에서 복소 고리기는, 예컨대, 하기 화학식 (XY-1)∼(XY-18)로 표시되는 부분 구조로부터 유도되는 기여도 좋다.
Figure pct00026
Figure pct00027
Figure pct00028
상기 화학식 (XY-1)∼(XY-18) 중 XA 및 YA는, 각각 독립적으로 헤테로 원자이고, 산소 원자, 황 원자, 셀레늄 원자, 규소 원자 또는 게르마늄 원자인 것이 바람직하다. 상기 화학식 (XY-1)∼(XY-18)로 표시되는 부분 구조는, 임의의 위치에서 결합수(手)를 갖고 복소 고리기가 되고, 이 복소 고리기는 치환기를 갖고 있어도 좋다.
또한, 본 명세서에서 치환 혹은 무치환의 카르바졸릴기로는, 예컨대 하기 식으로 표시되는 바와 같은, 카르바졸 고리에 대하여 고리가 더 축합한 기도 포함할 수 있다. 이러한 기도 치환기를 갖고 있어도 좋다. 또한, 결합수의 위치도 적절하게 변경될 수 있다.
Figure pct00029
본 명세서에서의 탄소수 1∼30의 알킬기로는, 직쇄, 분기쇄 또는 고리형의 어느 것이어도 좋다. 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기로는, 예컨대, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, n-노닐기, n-데실기, n-운데실기, n-도데실기, n-트리데실기, n-테트라데실기, n-펜타데실기, n-헥사데실기, n-헵타데실기, n-옥타데실기, 네오펜틸기, 아밀기, 이소아밀기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 1-펜틸헥실기, 1-부틸펜틸기, 1-헵틸옥틸기 및 3-메틸펜틸기 등을 들 수 있다.
본 명세서에서의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기의 탄소수는, 1∼10인 것이 바람직하고, 1∼6인 것이 더욱 바람직하다. 상기 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기 중에서도 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, 아밀기, 이소아밀기 및 네오펜틸기가 보다 더 바람직하다.
본 명세서에서의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기로는, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 아다만틸기 및 노르보르닐기 등을 들 수 있다. 시클로알킬기의 고리 형성 탄소수는, 3∼10인 것이 바람직하고, 5∼8인 것이 더욱 바람직하다. 상기 시클로알킬기 중에서도, 시클로펜틸기나 시클로헥실기가 보다 더 바람직하다.
본 명세서에서의 알킬기가 할로겐 원자로 치환된 할로겐화알킬기로는, 예컨대, 상기 탄소수 1∼30의 알킬기가 1 이상의 할로겐 원자로 치환된 기를 들 수 있다. 구체적으로는, 플루오로메틸기, 디플루오로메틸기, 트리플루오로메틸기, 플루오로에틸기, 트리플루오로메틸메틸기, 트리플루오로에틸기, 펜타플루오로에틸기 등을 들 수 있다.
본 명세서에서의 치환 실릴기로는, 탄소수 3∼30의 알킬실릴기 및 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴실릴기를 들 수 있다.
본 명세서에서의 탄소수 3∼30의 알킬실릴기로는, 상기 탄소수 1∼30의 알킬기에서 예시한 알킬기를 갖는 트리알킬실릴기를 들 수 있고, 구체적으로는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, 트리-n-부틸실릴기, 트리-n-옥틸실릴기, 트리이소부틸실릴기, 디메틸에틸실릴기, 디메틸이소프로필실릴기, 디메틸-n-프로필실릴기, 디메틸-n-부틸실릴기, 디메틸-t-부틸실릴기, 디에틸이소프로필실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기 및 트리이소프로필실릴기 등을 들 수 있다. 트리알킬실릴기에서의 3개의 알킬기는 서로 동일하거나 또는 상이하다.
본 명세서에서의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴실릴기로는, 예컨대, 디알킬아릴실릴기, 알킬디아릴실릴기 및 트리아릴실릴기를 들 수 있다.
디알킬아릴실릴기는, 예컨대, 상기 탄소수 1∼30의 알킬기에서 예시한 알킬기를 2개 가지며, 상기 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기를 1개 갖는 디알킬아릴실릴기를 들 수 있다. 디알킬아릴실릴기의 탄소수는 8∼30인 것이 바람직하다.
알킬디아릴실릴기는, 예컨대, 상기 탄소수 1∼30의 알킬기에서 예시한 알킬기를 1개 가지며, 상기 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기를 2개 갖는 알킬디아릴실릴기를 들 수 있다. 알킬디아릴실릴기의 탄소수는 13∼30인 것이 바람직하다.
트리아릴실릴기는, 예컨대, 상기 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기를 3개 갖는 트리아릴실릴기를 들 수 있다. 트리아릴실릴기의 탄소수는 18∼30인 것이 바람직하다.
본 명세서에서 아랄킬기(아릴알킬기로 칭하는 경우가 있음)에서의 아릴기는, 방향족 탄화수소기여도 좋고 복소 고리기여도 좋다.
본 명세서에서의 탄소수 7∼30의 아랄킬기로는, 고리 형성 탄소수 6∼30의 아랄킬기가 바람직하고, -Z3-Z4로 표시된다. 이 Z3의 예로서, 상기 탄소수 1∼30의 알킬기에 대응하는 알킬렌기 등을 들 수 있다. 이 Z4의 예로서, 예컨대 상기 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기의 예를 들 수 있다. 탄소수 7∼30의 아랄킬기는, 아릴 부분이 탄소수 6∼30(바람직하게는 6∼20, 보다 바람직하게는 6∼12)이고, 알킬 부분이 탄소수 1∼30(바람직하게는 1∼20, 보다 바람직하게는 1∼10, 더욱 바람직하게는 1∼6)인 것이 바람직하다. 이 아랄킬기로는, 예컨대, 벤질기, 2-페닐프로판-2-일기, 1-페닐에틸기, 2-페닐에틸기, 1-페닐이소프로필기, 2-페닐이소프로필기, 페닐-t-부틸기, α-나프틸메틸기, 1-α-나프틸에틸기, 2-α-나프틸에틸기, 1-α-나프틸이소프로필기, 2-α-나프틸이소프로필기, β-나프틸메틸기, 1-β-나프틸에틸기, 2-β-나프틸에틸기, 1-β-나프틸이소프로필기 및 2-β-나프틸이소프로필기 등을 들 수 있다.
본 명세서에서의 치환 포스포릴기는, 하기 화학식 (P)로 표시된다.
Figure pct00030
상기 화학식 (P) 중 ArP1 및 ArP2는, 각각 독립적으로 치환기이고, 탄소수 1∼30의 알킬기 및 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 기인 것이 바람직하고, 탄소수 1∼10의 알킬기 및 고리 형성 탄소수 6∼20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 기인 것이 보다 바람직하고, 탄소수 1∼6의 알킬기 및 고리 형성 탄소수 6∼14의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 기인 것이 더욱 바람직하다.
본 명세서에서의 탄소수 1∼30의 알콕시기는 -OZ1로 표시된다. 이 Z1의 예로서, 상기 탄소수 1∼30의 알킬기를 들 수 있다. 알콕시기는, 예컨대, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜틸옥시기 및 헥실옥시기 등을 들 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 1∼20인 것이 바람직하다.
알콕시기가 할로겐 원자로 치환된 할로겐화알콕시기로는, 예컨대, 상기 탄소수 1∼30의 알콕시기가 1 이상의 불소 원자로 치환된 기를 들 수 있다.
본 명세서에서, 아릴알콕시기(아릴옥시기로 칭하는 경우가 있음)에서의 아릴기는, 방향족 탄화수소기여도 좋고 복소 고리기여도 좋다.
본 명세서에서의 탄소수 5∼30의 아릴알콕시기는 -OZ2로 표시된다. 이 Z2의 예로서, 예컨대, 상기 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기 등을 들 수 있다. 아릴알콕시기의 고리 형성 탄소수는 6∼20인 것이 바람직하다. 이 아릴알콕시기로는, 예컨대 페녹시기를 들 수 있다.
본 명세서에서의 치환 아미노기는, -NHRV 또는 -N(RV)2로 표시된다. 이 RV의 예로서, 예컨대, 상기 탄소수 1∼30의 알킬기 및 상기 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기 등을 들 수 있다. 치환 아미노기로는, 알킬아미노기 및 아릴아미노기를 들 수 있다.
본 명세서에서의 탄소수 2∼30의 알케닐기로는, 직쇄 또는 분기쇄의 어느 것이어도 좋으며, 예컨대, 비닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 올레일기, 에이코사펜타에닐기, 도코사헥사에닐기, 스티릴기, 2,2-디페닐비닐기, 1,2,2-트리페닐비닐기 및 2-페닐-2-프로페닐기 등을 들 수 있다.
본 명세서에서의 탄소수 3∼30의 시클로알케닐기로는, 예컨대, 시클로펜타디에닐기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기 및 시클로헥사디에닐기 등을 들 수 있다.
본 명세서에서의 탄소수 2∼30의 알키닐기로는, 직쇄 또는 분기쇄의 어느 것이어도 좋으며, 예컨대, 에티닐, 프로피닐 및 2-페닐에티닐 등을 들 수 있다.
본 명세서에서의 탄소수 3∼30의 시클로알키닐기로는, 예컨대, 시클로펜티닐기 및 시클로헥시닐기 등을 들 수 있다.
본 명세서에서의 치환 술파닐기로는, 예컨대, 메틸술파닐기, 페닐술파닐기, 디페닐술파닐기, 나프틸술파닐기 및 트리페닐술파닐기 등을 들 수 있다.
본 명세서에서의 치환 술피닐기로는, 예컨대, 메틸술피닐기, 페닐술피닐기, 디페닐술피닐기, 나프틸술피닐기 및 트리페닐술피닐기 등을 들 수 있다.
본 명세서에서의 치환 술포닐기로는, 예컨대, 메틸술포닐기, 페닐술포닐기, 디페닐술포닐기, 나프틸술포닐기 및 트리페닐술포닐기 등을 들 수 있다.
본 명세서에서의 치환 포스파닐기로는, 예컨대 페닐포스파닐기 등을 들 수 있다.
본 명세서에서의 치환 카르보닐기로는, 예컨대, 메틸카르보닐기, 페닐카르보닐기, 디페닐카르보닐기, 나프틸카르보닐기 및 트리페닐카르보닐기 등을 들 수 있다.
본 명세서에서의 탄소수 2∼30의 알콕시카르보닐기는 -COOY'로 표시된다. 이 Y'의 예로서, 상기 알킬기를 들 수 있다.
본 명세서에서의 치환 카르복시기로는, 예컨대 벤조일옥시기 등을 들 수 있다.
본 명세서에서의 탄소수 1∼30의 알킬티오기 및 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴티오기는 -SRV로 표시된다. 이 RV의 예로서, 상기 탄소수 1∼30의 알킬기 및 상기 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기를 들 수 있다. 알킬티오기의 탄소수는, 1∼20인 것이 바람직하고, 아릴티오기의 고리 형성 탄소수는, 6∼20인 것이 바람직하다.
본 명세서에서의 할로겐 원자로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오도 원자 등을 들 수 있고, 불소 원자가 바람직하다.
본 명세서에서 「고리 형성 탄소」란, 포화 고리, 불포화 고리 또는 방향 고리를 구성하는 탄소 원자를 의미한다. 「고리 형성 원자」란 헤테로 고리(포화 고리, 불포화 고리 및 방향 고리를 포함)를 구성하는 탄소 원자 및 헤테로 원자를 의미한다.
또한, 본 명세서에서 수소 원자란, 중성자수가 상이한 동위체, 즉, 경수소(Protium), 중수소(Deuterium), 삼중수소(Tritium)를 포함한다.
본 명세서에서 「치환 혹은 무치환의」 또는 「치환 또는 무치환의」라고 하는 경우의 치환기로는, 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 탄소수 1∼30의 알킬기(직쇄 또는 분기쇄의 알킬기), 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기, 탄소수 1∼30의 할로겐화알킬기, 탄소수 3∼30의 알킬실릴기, 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴실릴기, 탄소수 1∼30의 알콕시기, 탄소수 5∼30의 아릴옥시기, 치환 아미노기, 탄소수 1∼30의 알킬티오기, 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴티오기, 탄소수 5∼30의 아랄킬기, 탄소수 2∼30의 알케닐기, 탄소수 2∼30의 알키닐기, 할로겐 원자, 시아노기, 히드록실기, 니트로기 및 카르복시기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 기를 들 수 있다.
본 명세서에서 「치환 혹은 무치환의」 또는 「치환 또는 무치환의」라고 하는 경우의 치환기로는, 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 탄소수 1∼30의 알킬기(직쇄 또는 분기쇄의 알킬기), 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기, 탄소수 1∼30의 할로겐화알킬기, 할로겐 원자, 탄소수 3∼30의 알킬실릴기, 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴실릴기 및 시아노기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 기가 바람직하고, 나아가 각 치환기의 설명에서 바람직하다고 한 구체적인 치환기가 바람직하다.
본 명세서에서 「치환 혹은 무치환의」 또는 「치환 또는 무치환의」라고 하는 경우의 치환기는, 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 탄소수 1∼30의 알킬기(직쇄 또는 분기쇄의 알킬기), 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기, 탄소수 1∼30의 할로겐화알킬기, 탄소수 3∼30의 알킬실릴기, 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴실릴기, 탄소수 1∼30의 알콕시기, 탄소수 5∼30의 아릴옥시기, 치환 아미노기, 탄소수 1∼30의 알킬티오기, 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴티오기, 탄소수 5∼30의 아랄킬기, 탄소수 2∼30의 알케닐기, 탄소수 2∼30의 알키닐기, 할로겐 원자, 시아노기, 히드록실기, 니트로기 및 카르복시기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 기에 의해 더 치환되어도 좋다. 또한, 이들 치환기는 복수가 서로 결합하여 고리를 형성해도 좋다.
본 명세서에서 「치환 혹은 무치환의」 또는 「치환 또는 무치환의」라고 하는 경우의 치환기에, 더 치환하는 치환기로는, 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기, 탄소수 1∼30의 알킬기(직쇄 또는 분기쇄의 알킬기), 할로겐 원자 및 시아노기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 기인 것이 바람직하고, 각 치환기의 설명에서 바람직하다고 한 구체적인 치환기에서 선택되는 적어도 1종의 기인 것이 더욱 바람직하다.
본 명세서에서 「치환 혹은 무치환의」라고 하는 경우의 「무치환」이란, 상기 치환기로 치환되어 있지 않고, 수소 원자가 결합하고 있는 것을 의미한다.
또, 본 명세서에서 「치환 혹은 무치환의 탄소수 XX∼YY의 ZZ기」라는 표현에서의 「탄소수 XX∼YY」는, ZZ기가 무치환인 경우의 탄소수를 나타내고, 치환되어 있는 경우의 치환기의 탄소수는 포함시키지 않는다.
본 명세서에서 「치환 혹은 무치환의 원자수 XX∼YY의 ZZ기」라는 표현에서의 「원자수 XX∼YY」는, ZZ기가 무치환인 경우의 원자수를 나타내고, 치환되어 있는 경우의 치환기의 원자수는 포함시키지 않는다.
이하에 설명하는 화합물 또는 그 부분 구조에서 「치환 혹은 무치환의」라고 하는 경우에 관해서도, 상기와 동일하다.
본 명세서에서, 치환기끼리 서로 결합하여 고리 구조가 구축되는 경우, 고리 구조는, 포화 고리, 불포화 고리, 방향족 탄화수소 고리 또는 복소 고리이다.
본 명세서에서, 연결기에서의 아릴기 등으로는, 전술한 1가의 기로부터, 1개 이상의 원자를 제거하고 얻어지는 2가 이상의 기를 들 수 있다.
ㆍ기판
유기 EL 발광 장치(1)는, 지지체로서의 기판을 더 갖고 있어도 좋다. 기판으로는, 예컨대, 유리, 석영, 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 또한, 가요성 기판을 이용해도 좋다. 가요성 기판이란, 절곡할 수 있는(플렉시블) 기판을 말한다. 가요성 기판으로는, 예컨대, 폴리카보네이트나 폴리염화비닐로 이루어진 플라스틱 기판 등을 들 수 있다.
ㆍ양극
양극(2)에는, 일함수가 큰(구체적으로는 4.0 eV 이상) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물 및 이들의 혼합물 등을 이용하는 것이 바람직하다. 양극(2)의 재질로는, 구체적으로는, 예컨대, 산화인듐-산화주석(ITO: Indium Tin Oxide), 규소 또는 산화규소를 함유한 산화인듐-산화주석, 산화인듐-산화아연, 산화텅스텐, 및 산화아연을 함유한 산화인듐, 그래핀 등을 들 수 있다. 그 밖에, 양극(2)의 재질로는, 금(Au), 백금(Pt) 또는 금속 재료의 질화물(예컨대 질화티탄) 등을 들 수 있다.
ㆍ정공 주입층
정공 주입층(3)은, 정공 주입성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 정공 주입성이 높은 물질로는, 예컨대, 몰리브덴산화물, 티타늄산화물, 바나듐산화물, 레늄산화물, 루테늄산화물, 크롬산화물, 지르코늄산화물, 하프늄산화물, 탄탈산화물, 은산화물, 텅스텐산화물, 망간산화물, 방향족 아민 화합물 및 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등) 등을 들 수 있다.
ㆍ정공 수송층
정공 수송층(4)은, 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 정공 수송층(4)에 이용되는 화합물로는, 예컨대, 방향족 아민 화합물, 카르바졸 유도체 및 안트라센 유도체 등을 들 수 있다. 폴리(N-비닐카르바졸)(약칭: PVK)이나 폴리(4-비닐트리페닐아민)(약칭: PVTPA) 등의 고분자 화합물을 정공 수송층(4)에 이용할 수도 있다. 단, 전자보다 정공의 수송성이 높은 물질이면, 이들 이외의 화합물을 정공 수송층(4)에 이용해도 좋다. 또, 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층은, 단층이어도 좋고, 상기 물질로 이루어진 층이 2층 이상 적층된 적층이어도 좋다.
ㆍ형광 발광성 화합물
공통층(50), 제1 발광층(15), 제2 발광층(25) 및 제3 발광층(35)에 포함되는 형광 발광성 화합물은, 일중항 여기 상태로부터 발광 가능한 화합물이다. 형광 발광성 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않는다.
청색 형광 발광성의 화합물로서, 피렌 유도체, 스티릴아민 유도체, 크리센 유도체, 플루오란텐 유도체, 플루오렌 유도체, 디아민 유도체 및 트리아릴아민 유도체 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는 청색 형광 발광성의 화합물로서, 예컨대, N,N'-비스[4-(9H-카르바졸-9-일)페닐]-N,N'-디페닐스틸벤-4,4'-디아민(약칭: YGA2S), 4-(9H-카르바졸-9-일)-4'-(10-페닐-9-안트릴)트리페닐아민(약칭: YGAPA) 및 4-(10-페닐-9-안트릴)-4'-(9-페닐-9H-카르바졸-3-일)트리페닐아민(약칭: PCBAPA) 등을 들 수 있다. 그 외에도, 청색 형광 발광성의 화합물로는 붕소 착체 화합물을 들 수 있고, 예컨대 비스(아지닐)아민붕소 착체 및 피로메텐붕소 착체를 들 수 있다.
녹색 형광 발광성의 화합물로서, 방향족 아민 유도체 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는 녹색 형광 발광성의 화합물로서, 예컨대, N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,9-디페닐-9H-카르바졸-3-아민(약칭: 2PCAPA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)-2-안트릴]-N,9-디페닐-9H-카르바졸-3-아민(약칭: 2PCABPhA), N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민(약칭: 2DPAPA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)-2-안트릴]-N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민(약칭: 2DPABPhA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)]-N-[4-(9H-카르바졸-9-일)페닐]-N-페닐안트라센-2-아민(약칭: 2YGABPhA), 및 N,N,9-트리페닐안트라센-9-아민(약칭: DPhAPhA) 등을 들 수 있다. 그 외에도, 녹색 형광 발광성의 화합물로는 붕소 착체 화합물을 들 수 있고, 예컨대, 비스(아지닐)아민붕소 착체 및 피로메텐붕소 착체를 들 수 있다.
적색 형광 발광성의 화합물로서, 테트라센 유도체 및 디아민 유도체 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는 적색 형광 발광성의 화합물로서, N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)테트라센-5,11-디아민(약칭: p-mPhTD), 및 7,14-디페닐-N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)아세나프토[1,2-a]플루오란텐-3,10-디아민(약칭: p-mPhAFD) 등을 들 수 있다. 그 외에도, 적색 형광 발광성의 화합물로는 붕소 착체 화합물을 들 수 있고, 예컨대, 비스(아지닐)아민붕소 착체 및 피로메텐붕소 착체를 들 수 있다.
형광 발광성의 화합물로는, 예컨대, 하기 화학식 (4)로 표시되는 화합물도 들 수 있다. 하기 화학식 (4)로 표시되는 화합물은, 청색 형광 발광성의 화합물로서도 사용할 수 있다.
Figure pct00031
상기 화학식 (4) 중 R41 및 R42는, 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 및
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 기이고,
R43은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이고, 치환기로서의 R43은,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 및
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 기이고,
R41, R42 및 R43에서의 헤테로아릴기는, 각각 독립적으로 질소 원자, 황 원자 또는 산소 원자를 포함하고,
복수의 R41은, 서로 동일하거나 또는 상이하고, 복수의 R42는, 서로 동일하거나 또는 상이하고, 복수의 R43은, 서로 동일하거나 또는 상이하다.
형광 발광성의 화합물로는, 예컨대, 하기 화학식 (5)로 표시되는 화합물도 들 수 있다. 하기 화학식 (5)로 표시되는 화합물은, 청색 형광 발광성의 화합물로서도 사용할 수 있다.
Figure pct00032
상기 화학식 (5) 중,
R51∼R60은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이고, 치환기로서의 R51∼R60은, 각각 독립적으로 상기 화학식 (4)에 있어서 치환기로서의 R43에 관해 나타낸 치환기의 군에서 선택되는 기이고,
R511 및 R512는, 상기 화학식 (4)에 있어서 치환기로서의 R41 및 R42에 관해 나타낸 치환기의 군에서 선택되는 기이고, 복수의 R511은, 서로 동일하거나 또는 상이하고, 복수의 R512는, 서로 동일하거나 또는 상이하다.
상기 화학식 (5) 중 R51∼R60은, 수소 원자인 것이 바람직하다.
상기 화학식 (5) 중 R511 및 R512는, 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기인 것이 바람직하고, R511 및 R512에서의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기에 치환하는 치환기로는, 탄소수 1∼6의 알킬기가 바람직하고, R511 및 R512는, 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼10의 아릴기인 것이 바람직하고, 치환 혹은 무치환의 페닐기인 것이 보다 바람직하다.
형광 발광성의 화합물로는, 예컨대, 하기 화학식 (6)으로 표시되는 화합물도 들 수 있다. 하기 화학식 (6)으로 표시되는 화합물은, 청색 형광 발광성의 화합물로서도 사용할 수 있다.
Figure pct00033
상기 화학식 (6) 중,
R61∼R70은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이고, 치환기로서의 R61∼R70은, 각각 독립적으로 상기 화학식 (4)에 있어서 치환기로서의 R43에 관해 나타낸 치환기의 군에서 선택되는 기이고,
단, R63 및 R68이 -NR611R612이거나, 또는 R62 및 R67이 -NR611R612이다.
상기 화학식 (6) 중 R63 및 R68이 -NR611R612일 때, R62, R64, R65, R67, R69 및 R70은 수소 원자이고, R61 및 R66은, 수소 원자, 알킬기 또는 시클로알킬기인 것이 바람직하다.
또는, 상기 화학식 (6) 중 R62 및 R67이 -NR611R612일 때, R61, R63, R64, R65, R66, R68, R69 및 R70은, 수소 원자인 것이 바람직하다.
「-NR611R612」에서의 R611 및 R612는, 각각 독립적으로 상기 화학식 (4)에 있어서 치환기로서의 R41 및 R42에 관해 나타낸 치환기의 군에서 선택되는 기이고, 복수의 R611은, 서로 동일하거나 또는 상이하고, 복수의 R612는, 서로 동일하거나 또는 상이하다.
R611 및 R612는, 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기인 것이 바람직하고, 치환 혹은 무치환의 페닐기 및 치환 혹은 무치환의 나프틸기로 이루어진 군에서 선택되는 기인 것이 보다 바람직하다. R611 및 R612에서의 아릴기에 치환하는 치환기로는, 예컨대 탄소수 1∼6의 알킬기를 들 수 있다.
형광 발광성의 화합물로는, 예컨대, 하기 화학식 (8)로 표시되는 화합물도 들 수 있다. 하기 화학식 (8)로 표시되는 화합물은, 청색 형광 발광성의 화합물로서도 사용할 수 있다.
Figure pct00034
상기 화학식 (8) 중 R81∼R92는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이고, 치환기로서의 R81∼R92는, 각각 독립적으로 상기 화학식 (4)에 있어서 치환기로서의 R43에 관해 나타낸 치환기의 군에서 선택되는 기이다.
상기 화학식 (8)로 표시되는 화합물 중,
R81∼R82, R84∼R86 및 R88∼R91이 수소 원자이고,
R83, R87 및 R92가, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기인 화합물이 바람직하고,
R81∼R82, R84∼R86 및 R88∼R91이 수소 원자이고,
R87 및 R92가, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기이고,
R83이, -Ar81-Ar82인 화합물이 보다 바람직하고,
Ar81은, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴렌기이고,
Ar82는, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기이다.
또한, 상기 화학식 (8)로 표시되는 화합물 중,
R81∼R82, R84∼R86 및 R88∼R91이 수소 원자이고,
R87 및 R92가, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기이고,
R83이, -Ar81-Ar83-Ar82인 화합물이 바람직하고,
Ar81 및 Ar83은, 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴렌기이고,
Ar82는, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기이다.
형광 발광성의 화합물로는, 예컨대, 하기 화학식 (9)로 표시되는 화합물도 들 수 있다. 하기 화학식 (9)로 표시되는 화합물은, 청색 형광 발광성의 화합물로서도 사용할 수 있다.
Figure pct00035
상기 화학식 (9) 중,
고리 Ax 및 고리 Ay는, 적어도 하나의 질소를 함유하는 6원 방향족 고리계에 상당하는 독립된 아진 고리계를 나타내고,
고리 Ax에서의 1, 2, 3 및 4는, 각각 독립적으로 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타내고,
고리 Ay에서의 1', 2', 3' 및 4'는, 각각 독립적으로 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타내고,
R911 및 R912는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로서의 R911 및 R912는, 각각 독립적으로 상기 화학식 (4)에 있어서 치환기로서의 R43에 관해 나타낸 치환기의 군에서 선택되는 기이고,
복수의 R911은, 서로 동일하거나 또는 상이하고, 복수의 R912는, 서로 동일하거나 또는 상이하고, 2개의 R911은, 서로 결합하여 고리 Ax를 포함하는 축합 고리를 형성하거나, 또는 고리를 형성하지 않고, 2개의 R912는, 서로 결합하여 고리 Ay를 포함하는 축합 고리를 형성하거나, 또는 고리를 형성하지 않고, 축합 고리를 형성하고 있는 경우, 상기 축합 고리는, 치환기를 갖거나 또는 무치환이며, 상기 축합 고리가 치환기를 갖는 경우의 치환기는, 아릴기 및 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 기이고,
m 및 n은, 각각 독립적으로 0∼4의 정수를 나타내고,
Za 및 Zb는, 각각 독립적으로 할로겐 원자를 나타낸다.
상기 화학식 (9)로 표시되는 화합물 중, 고리 Ax에서의 1, 2, 3 및 4가 탄소 원자이고, 고리 Ay에서의 1', 2', 3' 및 4'가 탄소 원자인 화합물도 바람직하고, 이 경우, 하기 화학식 (9-1)로 표시된다.
Figure pct00036
상기 화학식 (9-1) 중,
고리 Ax 및 고리 Ay는, 상기 화학식 (9)에서의 고리 Ax 및 고리 Ay와 동의이고,
R911 및 R912는, 상기 화학식 (9)에서의 R911 및 R912와 동의이고,
m 및 n은, 각각 독립적으로 0∼4의 정수를 나타내고,
Za 및 Zb는, 각각 독립적으로 할로겐 원자를 나타낸다.
상기 화학식 (9-1)에 있어서, m 및 n이 2∼4의 정수이고, R911 및 R912가, 탄소수 2 이상의 치환기인 것이 바람직하고, 2개의 R911이 서로 결합하여 고리 Ax를 포함하는 축합 고리를 형성하는 경우, 상기 축합 고리는, 퀴놀린 고리 또는 이소퀴놀린 고리인 것이 바람직하고, 2개의 R912가 서로 결합하여 고리 Ay를 포함하는 축합 고리를 형성하는 경우, 상기 축합 고리는, 퀴놀린 고리 또는 이소퀴놀린 고리인 것이 바람직하다.
Za 및 Zb는, 불소 원자인 것이 바람직하다.
ㆍ호스트 재료
제1 발광층(15), 제2 발광층(25) 및 제3 발광층(35)은, 전술한 형광 발광성 화합물을 다른 물질(호스트 재료)에 분산시킨 구성으로 해도 좋다. 발광성이 높은 물질을 분산시키기 위한 물질로는, 각종 화합물을 이용할 수 있다. 호스트 재료로는, 발광성이 높은 물질보다 최저 공궤도 준위(LUMO 준위)가 높고, 최고 피점유 궤도 준위(HOMO 준위)가 낮은 물질을 이용하는 것이 바람직하다. 제1 발광층(15)에서의 제3 화합물, 제2 발광층(25)에서의 제6 화합물, 및 제3 발광층(35)에서의 제9 화합물이 호스트 재료여도 좋다.
발광성이 높은 물질을 분산시키기 위한 물질(호스트 재료)로는, 예컨대, 금속 착체, 복소 고리 화합물, 축합 방향족 화합물 및 방향족 아민 화합물을 들 수 있다. 금속 착체로는, 예컨대, 알루미늄 착체, 베릴륨 착체 및 아연 착체 등을 들 수 있다. 복소 고리 화합물로는, 예컨대, 옥사디아졸 유도체, 벤조이미다졸 유도체, 디벤조푸란 유도체, 디벤조티오펜 유도체, 아진 유도체, 인돌 유도체, 카르바졸 유도체 및 페난트롤린 유도체 등을 들 수 있다. 축합 방향족 화합물로는, 예컨대, 안트라센 유도체, 페난트렌 유도체, 트리페닐렌 유도체, 피렌 유도체 및 크리센 유도체 등을 들 수 있다. 방향족 아민 화합물로는, 예컨대, 트리아릴아민 유도체 및 축합 다환 방향족 아민 유도체 등을 들 수 있다.
호스트 재료로는, 예컨대, 하기 화학식 (7)로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00037
상기 화학식 (7) 중,
Ar1 및 Ar2는, 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기이고,
R71∼R78은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이고,
치환기로서의 R71∼R78은, 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알콕시기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴티오기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼30의 알콕시카르보닐기,
치환 혹은 무치환의 실릴기,
카르복실기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기, 및
히드록실기로 이루어진 군에서 선택되는 기이다.
상기 화학식 (7)로 표시되는 화합물로는, 적용하는 유기 EL 소자의 구성이나 요구하는 특성에 따라서, 하기 화합물 (7A), 화합물 (7B) 및 화합물 (7C)로 이루어진 군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.
(화합물 (7A))
화합물 (7A)은, 상기 화학식 (7)에서의 Ar1 및 Ar2가, 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 10∼30의 축합 아릴기이다.
상기 화합물 (7A)로는, Ar1 및 Ar2가, 동일한 「치환 혹은 무치환의 축합 아릴기」인 경우의 화합물과, Ar1 및 Ar2가, 서로 상이한 「치환 혹은 무치환의 축합 아릴기」인 경우의 화합물을 들 수 있다.
화합물 (7A)로는, 구체적으로는, 하기 화학식 (7-1)∼(7-3)으로 표시되는 화합물, 및 상기 화학식 (7)에서의 Ar1 및 Ar2가 서로 상이한 「치환 혹은 무치환의 축합 아릴기」인 화합물을 들 수 있다.
하기 화학식 (7-1)로 표시되는 화합물은, 상기 화학식 (7)에서의 Ar1 및 Ar2가, 치환 혹은 무치환의 9-페난트레닐기이다.
Figure pct00038
상기 화학식 (7-1) 중,
R71∼R78은, 각각 독립적으로 상기 화학식 (7)에서의 R71∼R78과 동의이고,
R79 및 R80은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이고,
치환기로서의 R79 및 R80은, 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알콕시기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴티오기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼30의 알콕시카르보닐기,
치환 혹은 무치환의 실릴기,
카르복실기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기, 및
히드록실기로 이루어진 군에서 선택되는 기이고,
a7은, 9이고, 복수의 R79는, Ar1과 대응하는 9-페난트레닐기에 결합하고,
b7은, 9이고, 복수의 R80은, Ar2와 대응하는 9-페난트레닐기에 결합하고,
복수의 R79와 복수의 R80은, 2개의 치환 혹은 무치환의 9-페난트레닐기가 동일한 것을 조건으로, 각각이 동일하거나 또는 상이하다.
하기 화학식 (7-2)로 표시되는 화합물은, 상기 화학식 (7)에서의 Ar1 및 Ar2가, 치환 혹은 무치환의 2-나프틸기이다.
Figure pct00039
상기 화학식 (7-2) 중,
R71∼R78은, 각각 독립적으로 상기 화학식 (7)에서의 R71∼R78과 동의이고,
R79 및 R80은, 각각 독립적으로 상기 화학식 (7-1)에서의 R79 및 R80과 동의이고,
a7은, 7이고, 복수의 R79는, Ar1과 대응하는 2-나프틸기에 결합하고,
b7은, 7이고, 복수의 R80은, Ar2와 대응하는 2-나프틸기에 결합하고,
복수의 R79와 복수의 R80은, 2개의 치환 혹은 무치환의 2-나프틸기가 동일한 것을 조건으로, 각각이 동일하거나 또는 상이하다.
하기 화학식 (7-3)으로 표시되는 화합물은, 상기 화학식 (7)에서의 Ar1 및 Ar2가, 치환 혹은 무치환의 1-나프틸기이다.
Figure pct00040
상기 화학식 (7-3) 중,
R71∼R78은, 각각 독립적으로 상기 화학식 (7)에서의 R71∼R78과 동의이고,
R79 및 R80은, 각각 독립적으로 상기 화학식 (7-1)에서의 R79 및 R80과 동의이고,
a7은, 7이고, 복수의 R79는, Ar1과 대응하는 1-나프틸기에 결합하고,
b7은, 7이고, 복수의 R80은, Ar2와 대응하는 1-나프틸기에 결합하고,
복수의 R79와 복수의 R80은, 2개의 치환 혹은 무치환의 1-나프틸기가 동일한 것을 조건으로, 각각이 동일하거나 또는 상이하다.
상기 화학식 (7)에서의 Ar1 및 Ar2가, 서로 상이한 「치환 혹은 무치환의 축합 아릴기」인 경우의 화합물로는, Ar1 및 Ar2가, 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 9-페난트레닐기,
치환 혹은 무치환의 1-나프틸기, 및
치환 혹은 무치환의 2-나프틸기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 기인 것이 바람직하고, 구체적으로는,
Ar1이 치환 혹은 무치환의 1-나프틸기 및 Ar2가 치환 혹은 무치환의 2-나프틸기인 경우의 화합물,
Ar1이 치환 혹은 무치환의 1-나프틸기 및 Ar2가 치환 혹은 무치환의 9-페난트릴기인 경우의 화합물, 및
Ar1이 치환 혹은 무치환의 2-나프틸기 및 Ar2가 치환 혹은 무치환의 9-페난트릴기인 경우의 화합물 중의 어느 화합물이 보다 바람직하다.
(화합물 (7B))
화합물 (7B)는, 상기 화학식 (7)에서의 Ar1 및 Ar2의 한쪽이 치환 혹은 무치환의 페닐기이고, 다른 쪽이 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 10∼30의 축합 아릴기이다. 상기 화합물 (7B)로는, 구체적으로는, 하기 화학식 (7-4) 및 화학식 (7-5)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
하기 화학식 (7-4)로 표시되는 화합물은, 상기 화학식 (7)에서의 Ar1이 치환 혹은 무치환의 페닐기이고, Ar2가 치환 혹은 무치환의 1-나프틸기이다.
Figure pct00041
상기 화학식 (7-4) 중,
R71∼R78은, 각각 독립적으로 상기 화학식 (7)에서의 R71∼R78과 동의이고,
R80은, 각각 독립적으로 상기 화학식 (7-1)에서의 R80과 동의이고,
Ar71은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이고,
치환기로서의 Ar71은, 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기,
9,9-디메틸플루오렌-1-일기,
9,9-디메틸플루오렌-2-일기,
9,9-디메틸플루오렌-3-일기,
9,9-디메틸플루오렌-4-일기,
디벤조푸란-1-일기,
디벤조푸란-2-일기,
디벤조푸란-3-일기, 및
디벤조푸란-4-일기로 이루어진 군에서 선택되는 기이고,
a7은, 5이고, 복수의 Ar71은, Ar1과 대응하는 페닐기에 결합하고,
b7은, 7이고, 복수의 R80은, Ar2와 대응하는 1-나프틸기에 결합하고,
복수의 Ar71은, 서로 동일하거나 또는 상이하고, 복수의 R80은, 서로 동일하거나 또는 상이하고,
또한, Ar71은, Ar71이 결합하고 있는 벤젠 고리와 함께 축합 고리기를 형성하거나, 또는 고리를 형성하지 않고, 이 경우의 축합 고리기로는, 예컨대, 치환 혹은 무치환의 플루오레닐기나 치환 혹은 무치환의 디벤조푸라닐기 등을 들 수 있다.
하기 화학식 (7-5)로 표시되는 화합물은, 상기 화학식 (7)에서의 Ar1이 치환 혹은 무치환의 페닐기이고, Ar2가, 치환 혹은 무치환의 2-나프틸기이다.
Figure pct00042
상기 화학식 (7-5) 중,
R71∼R78은, 각각 독립적으로 상기 화학식 (7)에서의 R71∼R78과 동의이고,
R80은, 각각 독립적으로 상기 화학식 (7-1)에서의 R80과 동의이고,
Ar71은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이고,
치환기로서의 Ar71은, 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기,
디벤조푸란-1-일기,
디벤조푸란-2-일기,
디벤조푸란-3-일기, 및
디벤조푸란-4-일기로 이루어진 군에서 선택되는 기이고,
a7은, 5이고, 복수의 Ar71은, Ar1과 대응하는 페닐기에 결합하고,
b7은, 7이고, 복수의 R80은, Ar2와 대응하는 2-나프틸기에 결합하고,
복수의 Ar71은, 서로 동일하거나 또는 상이하고, 복수의 R80은, 서로 동일하거나 또는 상이하고,
Ar71은, Ar71이 결합하고 있는 벤젠 고리와 함께 축합 고리기를 형성하거나 또는 축합 고리기를 형성하지 않고, 이 경우의 축합 고리기로는, 예컨대, 치환 혹은 무치환의 플루오레닐기나 치환 혹은 무치환의 디벤조푸라닐기 등을 들 수 있다.
(화합물 (7C))
화합물 (7C)는, 하기 화학식 (7-6)으로 표시되고, 구체적으로는, 하기 화학식 (7-6-1), 하기 화학식 (7-6-2) 및 하기 화학식 (7-6-3)의 어느 것으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00043
상기 화학식 (7-6) 중,
R71∼R78은, 각각 독립적으로 상기 화학식 (7)에서의 R71∼R78과 동의이고,
Ar71은, 상기 화학식 (7-4)에서의 Ar71과 동의이고,
Ar72는, 수소 원자 또는 치환기이고,
치환기로서의 Ar72는, 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기, 및
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기로 이루어진 군에서 선택되는 기이고,
a7은, 5이고, 복수의 Ar71은, Ar1과 대응하는 페닐기에 결합하고,
b7은, 5이고, 복수의 Ar72는, Ar2와 대응하는 페닐기에 결합하고,
복수의 Ar71은, 서로 동일하거나 또는 상이하고, 복수의 Ar72는, 서로 동일하거나 또는 상이하고,
Ar71 및 Ar72는, 각각 독립적으로 선택된다.
Figure pct00044
상기 화학식 (7-6-1) 중 R71∼R78은, 각각 독립적으로 상기 화학식 (7)에서의 R71∼R78과 동의이다.
Figure pct00045
상기 화학식 (7-6-2) 중 R71∼R78은, 각각 독립적으로 상기 화학식 (7)에서의 R71∼R78과 동의이고,
Ar73은, 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 10∼20의 축합 아릴기이고,
b7은, 5이고, 복수의 Ar73은, Ar2와 대응하는 페닐기에 결합하고,
복수의 Ar73은, 서로 동일하거나 또는 상이하다.
Figure pct00046
상기 화학식 (7-6-3) 중,
R71∼R78은, 상기 화학식 (7)에서의 R71∼R78과 동의이고,
Ar74 및 Ar75는, 각각 독립적으로 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 10∼20의 축합 아릴기이고,
a7은, 5이고, 복수의 Ar74는, Ar1과 대응하는 페닐기에 결합하고,
b7은, 5이고, 복수의 Ar75는, Ar2와 대응하는 페닐기에 결합하고,
복수의 Ar74는, 서로 동일하거나 또는 상이하고, 복수의 Ar75는, 서로 동일하거나 또는 상이하다.
상기 화학식 (7)로 표시되는 화합물로는, 적용하는 유기 EL 소자의 구성이나 요구하는 특성에 따라서, 하기 화합물 (70)로 표시되는 화합물인 것도 바람직하다.
Figure pct00047
상기 화학식 (70)에 있어서,
Ar2는,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기, 또는
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기이고,
R71∼R78은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기이고,
치환기로서의 R71∼R78은, 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알콕시기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴티오기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼30의 알콕시카르보닐기,
치환 혹은 무치환의 실릴기,
치환 혹은 무치환의 아미노기,
카르복실기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기, 및
히드록실기로 이루어진 군에서 선택되는 기이고,
L71은, 단결합 또는 연결기이고,
연결기로서의 L71은,
치환 혹은 무치환의 2가의 아릴렌기,
치환 혹은 무치환의 2가의 복소 고리기, 또는
치환 혹은 무치환의 2가의 아릴렌기 및 치환 혹은 무치환의 2가의 복소 고리기로 이루어진 군에서 선택되는 연결기가 2개 이상 4개 이하 연결되어 형성되는 기이고,
Ar71은, 하기 화학식 (71), 화학식 (72) 또는 화학식 (73)으로 표시되는 기이다.
Figure pct00048
Figure pct00049
Figure pct00050
상기 화학식 (71), 화학식 (72) 및 화학식 (73)에 있어서,
X71은, 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고,
R701∼R710, R711∼R720, R721∼R730은, 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기 또는 L71과 결합하는 단결합이고,
R701∼R710의 어느 하나는, L71과 결합하는 단결합이고,
R711∼R720의 어느 하나는, L71과 결합하는 단결합이고,
R721∼R730의 어느 하나는, L71과 결합하는 단결합이고,
치환기로서의 R701∼R710, R711∼R720, R721∼R730은, 각각 독립적으로
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알콕시기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30의 아랄킬기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기,
치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴티오기,
치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼30의 알콕시카르보닐기,
치환 혹은 무치환의 실릴기,
치환 혹은 무치환의 아미노기,
카르복실기,
할로겐 원자,
시아노기,
니트로기, 및
히드록실기로 이루어진 군에서 선택되는 기이다.
본 실시형태에서 호스트 재료에 관한 상기 화학식 중의 치환기는, 전술한 치환기의 구체예에서 선택되어도 좋고, 이하에 설명하는 치환기여도 좋다.
호스트 재료에 관한 상기 화학식 중의 치환기로서의 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기로는, 페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-안트릴기, 2-안트릴기, 9-안트릴기, 1-페난트릴기, 2-페난트릴기, 3-페난트릴기, 4-페난트릴기, 9-페난트릴기, 1-나프타세닐기, 2-나프타세닐기, 9-나프타세닐기, 1-피레닐기, 2-피레닐기, 4-피레닐기, 6-크리세닐기, 1-벤조[c]페난트릴기, 2-벤조[c]페난트릴기, 3-벤조[c]페난트릴기, 4-벤조[c]페난트릴기, 5-벤조[c]페난트릴기, 6-벤조[c]페난트릴기, 1-벤조[g]크리세닐기, 2-벤조[g]크리세닐기, 3-벤조[g]크리세닐기, 4-벤조[g]크리세닐기, 5-벤조[g]크리세닐기, 6-벤조[g]크리세닐기, 7-벤조[g]크리세닐기, 8-벤조[g]크리세닐기, 9-벤조[g]크리세닐기, 10-벤조[g]크리세닐기, 11-벤조[g]크리세닐기, 12-벤조[g]크리세닐기, 13-벤조[g]크리세닐기, 14-벤조[g]크리세닐기, 1-트리페닐기, 2-트리페닐기, 2-플루오레닐기, 9,9-디메틸플루오렌-2-일기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 2-비페닐일기, 3-비페닐일기, 4-비페닐일기, p-터페닐-4-일기, p-터페닐-3-일기, p-터페닐-2-일기, m-터페닐-4-일기, m-터페닐-3-일기, m-터페닐-2-일기, o-톨릴기, m-톨릴기, p-톨릴기, p-t-부틸페닐기, p-(2-페닐프로필)페닐기, 3-메틸-2-나프틸기, 4-메틸-1-나프틸기, 4-메틸-1-안트릴기, 4'-메틸비페닐일기 및 4"-t-부틸-p-터페닐-4-일기 등을 들 수 있고, 바람직하게는, 무치환의 페닐기, 치환 페닐기 및 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 10∼14의 아릴기(예컨대 1-나프틸기, 2-나프틸기, 9-페난트릴기), 치환 혹은 무치환의 플루오레닐기(2-플루오레닐기), 및 치환 혹은 무치환의 피레닐기(1-피레닐기, 2-피레닐기, 4-피레닐기)로 이루어진 군에서 선택되는 기이다.
또한, 호스트 재료에 관한 상기 화학식 중의 치환기로서의 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 10∼30의 축합 아릴기로는, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-안트릴기, 2-안트릴기, 9-안트릴기, 1-페난트릴기, 2-페난트릴기, 3-페난트릴기, 4-페난트릴기, 9-페난트릴기, 1-나프타세닐기, 2-나프타세닐기, 9-나프타세닐기, 1-피레닐기, 2-피레닐기, 4-피레닐기, 2-플루오레닐기 등을 들 수 있고, 바람직하게는, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 9-페난트릴기 및 플루오레닐기(2-플루오레닐기)로 이루어진 군에서 선택되는 기이다.
호스트 재료에 관한 상기 화학식 중의 치환기로서의 치환 혹은 무치환의 고리 형성 원자수 5∼30의 헤테로아릴기로는, 1-피롤릴기, 2-피롤릴기, 3-피롤릴기, 피라지닐기, 2-피리디닐기, 3-피리디닐기, 4-피리디닐기, 1-인돌릴기, 2-인돌릴기, 3-인돌릴기, 4-인돌릴기, 5-인돌릴기, 6-인돌릴기, 7-인돌릴기, 1-이소인돌릴기, 2-이소인돌릴기, 3-이소인돌릴기, 4-이소인돌릴기, 5-이소인돌릴기, 6-이소인돌릴기, 7-이소인돌릴기, 2-푸릴기, 3-푸릴기, 2-벤조푸라닐기, 3-벤조푸라닐기, 4-벤조푸라닐기, 5-벤조푸라닐기, 6-벤조푸라닐기, 7-벤조푸라닐기, 1-이소벤조푸라닐기, 3-이소벤조푸라닐기, 4-이소벤조푸라닐기, 5-이소벤조푸라닐기, 6-이소벤조푸라닐기, 7-이소벤조푸라닐기, 1-디벤조푸라닐기, 2-디벤조푸라닐기, 3-디벤조푸라닐기, 4-디벤조푸라닐기, 1-디벤조티에닐기, 2-디벤조티에닐기, 3-디벤조티에닐기, 4-디벤조티에닐기, 퀴놀릴기, 3-퀴놀릴기, 4-퀴놀릴기, 5-퀴놀릴기, 6-퀴놀릴기, 7-퀴놀릴기, 8-퀴놀릴기, 1-이소퀴놀릴기, 3-이소퀴놀릴기, 4-이소퀴놀릴기, 5-이소퀴놀릴기, 6-이소퀴놀릴기, 7-이소퀴놀릴기, 8-이소퀴놀릴기, 2-퀴녹살리닐기, 5-퀴녹살리닐기, 6-퀴녹살리닐기, 1-카르바졸릴기, 2-카르바졸릴기, 3-카르바졸릴기, 4-카르바졸릴기, 9-카르바졸릴기, 1-페난트리디닐기, 2-페난트리디닐기, 3-페난트리디닐기, 4-페난트리디닐기, 6-페난트리디닐기, 7-페난트리디닐기, 8-페난트리디닐기, 9-페난트리디닐기, 10-페난트리디닐기, 1-아크리디닐기, 2-아크리디닐기, 3-아크리디닐기, 4-아크리디닐기, 9-아크리디닐기, 1,7-페난트롤린-2-일기, 1,7-페난트롤린-3-일기, 1,7-페난트롤린-4-일기, 1,7-페난트롤린-5-일기, 1,7-페난트롤린-6-일기, 1,7-페난트롤린-8-일기, 1,7-페난트롤린-9-일기, 1,7-페난트롤린-10-일기, 1,8-페난트롤린-2-일기, 1,8-페난트롤린-3-일기, 1,8-페난트롤린-4-일기, 1,8-페난트롤린-5-일기, 1,8-페난트롤린-6-일기, 1,8-페난트롤린-7-일기, 1,8-페난트롤린-9-일기, 1,8-페난트롤린-10-일기, 1,9-페난트롤린-2-일기, 1,9-페난트롤린-3-일기, 1,9-페난트롤린-4-일기, 1,9-페난트롤린-5-일기, 1,9-페난트롤린-6-일기, 1,9-페난트롤린-7-일기, 1,9-페난트롤린-8-일기, 1,9-페난트롤린-10-일기, 1,10-페난트롤린-2-일기, 1,10-페난트롤린-3-일기, 1,10-페난트롤린-4-일기, 1,10-페난트롤린-5-일기, 2,9-페난트롤린-1-일기, 2,9-페난트롤린-3-일기, 2,9-페난트롤린-4-일기, 2,9-페난트롤린-5-일기, 2,9-페난트롤린-6-일기, 2,9-페난트롤린-7-일기, 2,9-페난트롤린-8-일기, 2,9-페난트롤린-10-일기, 2,8-페난트롤린-1-일기, 2,8-페난트롤린-3-일기, 2,8-페난트롤린-4-일기, 2,8-페난트롤린-5-일기, 2,8-페난트롤린-6-일기, 2,8-페난트롤린-7-일기, 2,8-페난트롤린-9-일기, 2,8-페난트롤린-10-일기, 2,7-페난트롤린-1-일기, 2,7-페난트롤린-3-일기, 2,7-페난트롤린-4-일기, 2,7-페난트롤린-5-일기, 2,7-페난트롤린-6-일기, 2,7-페난트롤린-8-일기, 2,7-페난트롤린-9-일기, 2,7-페난트롤린-10-일기, 1-페나지닐기, 2-페나지닐기, 1-페노티아지닐기, 2-페노티아지닐기, 3-페노티아지닐기, 4-페노티아지닐기, 10-페노티아지닐기, 1-페녹사지닐기, 2-페녹사지닐기, 3-페녹사지닐기, 4-페녹사지닐기, 10-페녹사지닐기, 2-옥사졸릴기, 4-옥사졸릴기, 5-옥사졸릴기, 2-옥사디아졸릴기, 5-옥사디아졸릴기, 3-푸라자닐기, 2-티에닐기, 3-티에닐기, 2-메틸피롤-1-일기, 2-메틸피롤-3-일기, 2-메틸피롤-4-일기, 2-메틸피롤-5-일기, 3-메틸피롤-1-일기, 3-메틸피롤-2-일기, 3-메틸피롤-4-일기, 3-메틸피롤-5-일기, 2-t-부틸피롤-4-일기, 3-(2-페닐프로필)피롤-1-일기, 2-메틸-1-인돌릴기, 4-메틸-1-인돌릴기, 2-메틸-3-인돌릴기, 4-메틸-3-인돌릴기, 2-t-부틸-1-인돌릴기, 4-t-부틸-1-인돌릴기, 2-t-부틸-3-인돌릴기 및 4-t-부틸-3-인돌릴기 등을 들 수 있고, 바람직하게는, 1-디벤조푸라닐기, 2-디벤조푸라닐기, 3-디벤조푸라닐기, 4-디벤조푸라닐기, 1-디벤조티에닐기, 2-디벤조티에닐기, 3-디벤조티에닐기, 4-디벤조티에닐기, 1-카르바졸릴기, 2-카르바졸릴기, 3-카르바졸릴기, 4-카르바졸릴기 및 9-카르바졸릴기로 이루어진 군에서 선택되는 기이다.
호스트 재료에 관한 상기 화학식 중의 치환기로서의 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, 히드록시메틸기, 1-히드록시에틸기, 2-히드록시에틸기, 2-히드록시이소부틸기, 1,2-디히드록시에틸기, 1,3-디히드록시이소프로필기, 2,3-디히드록시-t-부틸기, 1,2,3-트리히드록시프로필기, 클로로메틸기, 1-클로로에틸기, 2-클로로에틸기, 2-클로로이소부틸기, 1,2-디클로로에틸기, 1,3-디클로로이소프로필기, 2,3-디클로로-t-부틸기, 1,2,3-트리클로로프로필기, 브로모메틸기, 1-브로모에틸기, 2-브로모에틸기, 2-브로모이소부틸기, 1,2-디브로모에틸기, 1,3-디브로모이소프로필기, 2,3-디브로모-t-부틸기, 1,2,3-트리브로모프로필기, 요오도메틸기, 1-요오도에틸기, 2-요오도에틸기, 2-요오도이소부틸기, 1,2-디요오도에틸기, 1,3-디요오도이소프로필기, 2,3-디요오도-t-부틸기, 1,2,3-트리요오도프로필기, 아미노메틸기, 1-아미노에틸기, 2-아미노에틸기, 2-아미노이소부틸기, 1,2-디아미노에틸기, 1,3-디아미노이소프로필기, 2,3-디아미노-t-부틸기, 1,2,3-트리아미노프로필기, 시아노메틸기, 1-시아노에틸기, 2-시아노에틸기, 2-시아노이소부틸기, 1,2-디시아노에틸기, 1,3-디시아노이소프로필기, 2,3-디시아노-t-부틸기, 1,2,3-트리시아노프로필기, 니트로메틸기, 1-니트로에틸기, 2-니트로에틸기, 2-니트로이소부틸기, 1,2-디니트로에틸기, 1,3-디니트로이소프로필기, 2,3-디니트로-t-부틸기 및 1,2,3-트리니트로프로필기 등을 들 수 있고, 바람직하게는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, 이소부틸기 및 t-부틸기로 이루어진 군에서 선택되는 기이다.
호스트 재료에 관한 상기 화학식 중의 치환기로서의 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 3∼30의 시클로알킬기로는, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 1-아다만틸기, 2-아다만틸기, 1-노르보르닐기 및 2-노르보르닐기 등을 들 수 있고, 바람직하게는, 시클로펜틸기 또는 시클로헥실기이다.
호스트 재료에 관한 상기 화학식 중의 치환기로서의 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알콕시기는, -OZ로 표시되는 기이고, Z는, 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기에서 선택된다.
호스트 재료에 관한 상기 화학식 중의 치환기로서의 치환 혹은 무치환의 탄소수 7∼30 아랄킬기(아릴 부분은 탄소수 6∼29, 알킬 부분은 탄소수 1∼30)로는, 벤질기, 1-페닐에틸기, 2-페닐에틸기, 1-페닐이소프로필기, 2-페닐이소프로필기, 페닐-t-부틸기, α-나프틸메틸기, 1-α-나프틸에틸기, 2-α-나프틸에틸기, 1-α-나프틸이소프로필기, 2-α-나프틸이소프로필기, β-나프틸메틸기, 1-β-나프틸에틸기, 2-β-나프틸에틸기, 1-β-나프틸이소프로필기, 2-β-나프틸이소프로필기, 1-피롤릴메틸기, 2-(1-피롤릴)에틸기, p-메틸벤질기, m-메틸벤질기, o-메틸벤질기, p-클로로벤질기, m-클로로벤질기, o-클로로벤질기, p-브로모벤질기, m-브로모벤질기, o-브로모벤질기, p-요오도벤질기, m-요오도벤질기, o-요오도벤질기, p-히드록시벤질기, m-히드록시벤질기, o-히드록시벤질기, p-아미노벤질기, m-아미노벤질기, o-아미노벤질기, p-니트로벤질기, m-니트로벤질기, o-니트로벤질기, p-시아노벤질기, m-시아노벤질기, o-시아노벤질기, 1-히드록시-2-페닐이소프로필기 및 1-클로로-2-페닐이소프로필기 등을 들 수 있다.
호스트 재료에 관한 상기 화학식 중의 치환기로서의 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴옥시기는, -OY로 표시된다.
호스트 재료에 관한 상기 화학식 중의 치환기로서의 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴티오기는, -SY로 표시된다. -OY 및 -SY에서의 Y는, 호스트 재료에 관한 상기 화학식 중의 치환기로서의 치환 혹은 무치환의 고리 형성 탄소수 6∼30의 아릴기에서 선택된다.
호스트 재료에 관한 상기 화학식 중의 치환기로서의 치환 혹은 무치환의 탄소수 2∼30 알콕시카르보닐기(알킬 부분은 탄소수 1∼29)는, -COOZ로 표시되고, Z는, 호스트 재료에 관한 상기 화학식 중의 치환기로서의 치환 혹은 무치환의 탄소수 1∼30의 알킬기에서 선택된다.
호스트 재료에 관한 상기 화학식 중의 치환기로서의 치환 실릴기로는, 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기 및 트리페닐실릴기 등을 들 수 있다.
호스트 재료에 관한 상기 화학식 중의 치환기로서의 할로겐 원자로는, 불소, 염소, 브롬 및 요오도 등을 들 수 있다.
ㆍ전자 수송층
전자 수송층(6)은, 전자 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 전자 수송층(6)에 이용되는 화합물로는, 예컨대, 금속 착체, 복소 방향족 화합물 및 고분자 화합물 등을 들 수 있다. 금속 착체로는, 예컨대, 알루미늄 착체, 베릴륨 착체 및 아연 착체 등을 들 수 있다. 복소 방향족 화합물로는, 예컨대, 이미다졸 유도체, 벤조이미다졸 유도체, 아진 유도체, 카르바졸 유도체 및 페난트롤린 유도체 등을 들 수 있다.
ㆍ전자 주입층
전자 주입층(7)은, 전자 주입성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 전자 주입층(7)에 이용되는 화합물로는, 예컨대, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 알칼리 금속 화합물 및 알칼리 토금속 화합물 등을 들 수 있다. 전자 주입층(7)에 이용되는 화합물의 구체예로는, 예컨대, 리튬(Li), 불화리튬(LiF), 불화세슘(CsF), 불화칼슘(CaF2) 및 리튬산화물(LiOx) 등을 들 수 있다. 금속 착체로는, 예컨대, 리튬퀴놀리놀레이트(LiQ) 착체 등을 들 수 있다.
ㆍ음극
음극(8)에는, 일함수가 작은(구체적으로는 3.8 eV 이하) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물 및 이들의 혼합물 등을 이용하는 것이 바람직하다. 음극(8)에 이용되는 화합물의 구체예로는, 원소 주기율표의 제1족 또는 제2족에 속하는 원소, 즉 리튬(Li)이나 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속, 및 마그네슘(Mg) 등의 알칼리 토금속, 및 이들을 포함하는 합금(예컨대 MgAg나 AlLi), 유로피움(Eu), 이테르븀(Yb) 등의 희토류 금속 및 이들을 포함하는 합금 등을 들 수 있다.
ㆍ막두께
유기 EL 발광 장치(1)의 각 층의 막두께는, 특별히 제한되지 않는다. 일반적으로 막두께가 지나치게 얇으면 핀홀 등의 결함이 생기기 쉽고, 반대로 지나치게 두꺼우면 높은 인가 전압이 필요해져 효율이 나빠지기 때문에, 통상, 막두께는 수 nm∼1 ㎛의 범위가 바람직하다.
ㆍ층 형성 방법
유기 EL 발광 장치(1)의 각 층의 형성 방법으로는, 특별히 제한되지 않고, 건식 성막법이나 습식 성막법 등의 공지의 방법을 채용할 수 있다. 건식 성막법으로는, 예컨대, 진공 증착법, 스퍼터링법, 플라즈마법 및 이온 플레이팅법 등을 들 수 있다. 습식 성막법으로는, 예컨대, 스핀코팅법, 디핑법, 플로우코팅법 및 잉크젯법 등을 들 수 있다.
ㆍ전자 기기
유기 EL 발광 장치(1)는, 표시 장치나 발광 장치 등의 전자 기기에 사용할 수 있다. 표시 장치로는, 예컨대, 유기 EL 패널 모듈 등의 표시 부품, 텔레비젼, 휴대전화, 태블릿 혹은 퍼스널 컴퓨터 등을 들 수 있다. 발광 장치로는, 예컨대, 조명 혹은 차량용 등기구 등을 들 수 있다.
〔제2 실시형태〕
제2 실시형태에 관한 유기 EL 발광 장치의 구성에 관해 설명한다. 제2 실시형태의 설명에서 제1 실시형태와 동일한 구성요소는, 동일 부호나 명칭을 붙이거나 하여 설명을 생략 혹은 간략화한다. 또한, 제2 실시형태에서는, 특별히 언급되지 않은 재료나 화합물에 관해서는, 제1 실시형태에서 설명한 재료나 화합물과 동일한 재료나 화합물을 이용할 수 있다.
도 4에는, 본 실시형태에 관한 유기 EL 발광 장치(1A)의 개략도가 나타나 있다.
본 실시형태에 관한 유기 EL 발광 장치(1A)와, 제1 실시형태에 관한 유기 EL 발광 장치(1)는, 공통층의 구성에서 상이하다. 그 밖의 점에 관해서는 제1 실시형태와 동일하다.
유기 EL 발광 장치(1A)는, 제1 화소(10A), 제2 화소(20A) 및 제3 화소(30A)를 갖는다. 본 실시형태에서는, 유기 EL 발광 장치(1A)는, 제1 화소(10A), 제2 화소(20A) 및 제3 화소(30A)를 병렬로 갖는다. 본 실시형태에서는, 제1 화소(10A)가 청색의 발광을 나타내고, 제2 화소(20A)가 녹색의 발광을 나타내고, 제3 화소(30A)가 적색의 발광을 나타내는 유기 EL 발광 장치(1A)를 예로 들어 설명한다.
유기 EL 발광 장치(1A)는, 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 발광 대역(5), 공통층(50A), 전자 수송층(6), 전자 주입층(7) 및 음극(8)을 포함하고 있다. 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 발광 대역(5), 공통층(50A), 전자 수송층(6), 전자 주입층(7) 및 음극(8)은, 이 순서로 적층되어 있다. 발광 대역(5)의 구성은 제1 실시형태와 동일하다.
ㆍ공통층
공통층(50A)은, 양극(2)과 음극(8) 사이에 형성된 층이며, 제1 화소(10A), 제2 화소(20A) 및 제3 화소(30A)에 걸쳐 공통으로 형성된 층이다. 공통층(50A)은, 발광 대역(5)과 전자 수송층(6) 사이에 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 공통층(50A)은, 발광 대역(5)의 음극측에서 발광 대역(5)과 접합하고 있다.
공통층(50A)을 구성하는 화합물의 조성은, 제1 발광층(15)을 구성하는 화합물의 조성과 상이하고, 제2 발광층(25)을 구성하는 화합물의 조성과 상이하고, 또한 제3 발광층(35)을 구성하는 화합물의 조성과도 상이하다. 제1 실시형태에서는, 공통층(50)과 제1 발광층(15)이 동일한 화합물로 형성되어 있는 데 비해, 본 실시형태에서는, 공통층(50A)과 제1 발광층(15)은 별도의 층이다. 공통층(50A)은, 제2 발광층(25) 및 제3 발광층(35)과도 상이한 별도의 층이다.
본 명세서에서 층을 구성하는 화합물의 조성이 상이하다는 것은, 예컨대, 제1 발광층(15)이, X 화합물 및 Y 화합물을 함유하고, 제2 발광층(25)이 Z 화합물 및 W 화합물을 함유하고, 이것에 대하여 공통층(50)이, A 화합물을 함유하는 경우, 또는 X 화합물, Y 화합물 및 A 화합물을 함유하는 경우와 같이, 각 층을 구성하는 화합물의 조성이 일치하지 않는 경우를 말한다. 또한, 예컨대, 제1 발광층(15)이 X 화합물 및 Y 화합물을 함유하고, 제2 발광층(25)이 Z 화합물 및 W 화합물을 함유하고, 이것에 대하여 공통층(50)이 X 화합물을 함유하고 Y 화합물을 함유하지 않는 경우도, 각 층을 구성하는 화합물의 조성이 일치하지 않기 때문에, 층을 구성하는 화합물의 조성이 상이한 경우에 해당한다. 제3 발광층(35)을 포함하는 본 실시형태의 양태의 경우에도 이러한 사고 방식이 적용된다.
예컨대, 공통층(50A)의 형성시에는, 제1 발광층(15), 제2 발광층(25) 및 제3 발광층(35)을 형성하고, 계속해서, 제1 발광층(15), 제2 발광층(25) 및 제3 발광층(35)의 형성에 이용한 화합물과는 상이한 화합물을 이용하여, 제1 화소(10A), 제2 화소(20A) 및 제3 화소(30A)에 걸쳐 공통으로 형성되도록 제1 발광층(15), 제2 발광층(25) 및 제3 발광층(35)의 위에 공통층(50A)을 형성할 수 있다.
본 실시형태의 유기 EL 발광 장치(1A)에서는, 공통층(50A)은 제4 화합물을 함유한다. 공통층(50A)은, 지연 형광성의 화합물을 함유하지 않는다. 공통층(50A)은, 인광 발광성의 금속 착체를 함유하지 않는 것이 바람직하다.
ㆍ제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소
제1 화소(10A)는, 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 제1 발광층(15), 공통층(50A), 전자 수송층(6), 전자 주입층(7) 및 음극(8)에 의해 구성된다. 제1 발광층(15)은 공통층(50)에 접해 있다.
제2 화소(20A)는, 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 제2 발광층(25), 공통층(50A), 전자 수송층(6), 전자 주입층(7) 및 음극(8)에 의해 구성된다. 제2 발광층(25)은 공통층(50)에 접해 있다.
제3 화소(30A)는, 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 제3 발광층(35), 공통층(50A), 전자 수송층(6), 전자 주입층(7) 및 음극(8)에 의해 구성된다. 제3 발광층(35)은 공통층(50)에 접해 있다.
제1 발광층(15), 제2 발광층(25) 및 제3 발광층(35)은, 제1 실시형태와 동일하다.
제1 발광층(15)으로부터의 발광의 피크 파장은, 제2 발광층(25)으로부터의 발광의 피크 파장보다 작은 것이 바람직하고, 또한 제2 발광층(25)으로부터의 발광의 피크 파장은, 제3 발광층(35)으로부터의 발광의 피크 파장보다 작은 것이 바람직하다. 그 외, 제1 실시형태의 각 발광층에서의 화합물끼리의 관계성도 본 실시형태에서 바람직한 양태로서 적용될 수 있다.
ㆍ각 화소의 발광층과 공통층의 관계
제1 발광층(15)의 제1 화합물 및 제3 화합물과, 공통층(50A)의 제4 화합물은, 제1 발광층(15)에서 2개의 삼중항 여기자의 충돌 융합에 의해 일중항 여기자가 생성되는 현상(이하, Triplet-Triplet Fusion=TTF 현상으로 칭함)을 효율적으로 발생시켜, 발광 효율의 향상을 도모하는 관점에서, 이하와 같은 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.
제1 화합물의 일중항 에너지 S1(BD)과, 제3 화합물의 일중항 에너지 S1(BH)이, S1(BH)>S1(BD)의 관계를 만족시키고, 제3 화합물의 77K에서의 에너지갭 T77K(BH)와, 제4 화합물의 77K에서의 에너지갭 T77K(C)가, T77K(C)≥T77K(BH)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하고, T77K(C)>T77K(BH)의 관계를 만족시키는 것이 보다 바람직하다.
제3 화합물의 일중항 에너지 S1(BH)과, 제4 화합물의 일중항 에너지 S1(C)이, S1(C)≥S1(BH)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하고, S1(C)>S1(BH)의 관계를 만족시키는 것이 보다 바람직하다.
제1 화합물의 77K에서의 에너지갭 T77K(BD)와, 제3 화합물의 77K에서의 에너지갭 T77K(BH)가, T77K(BD)>T77K(BH)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.
제1 화합물, 제3 화합물 및 제4 화합물이, T77K(BD)>T77K(BH) 및 T77K(C)>T77K(BH)의 관계를 만족시키는 것이 보다 바람직하다.
제1 화합물, 제3 화합물 및 제4 화합물이, T77K(BD)>T77K(BH) 및 T77K(C)>T77K(BH)의 관계를 만족시키고, 또한 T77K(C)>T77K(BD)의 관계(즉, T77K(C)>T77K(BD)>T77K(BH)의 관계)를 만족시키는 양태도 바람직하다. 한편, 제1 화합물, 제3 화합물 및 제4 화합물이, T77K(BD)>T77K(BH) 및 T77K(C)>T77K(BH)의 관계를 만족시키고, 또한, T77K(BD)>T77K(C)의 관계(즉, T77K(BD)>T77K(C)>T77K(BH)의 관계)를 만족시키는 양태도 바람직하다.
제2 발광층(25)의 지연 형광성의 제2 화합물과, 공통층(50A)의 제4 화합물은, 제2 발광층(25)으로부터 공통층(50A)으로의 정공의 이동을 저지하는 관점에서, 이하와 같은 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.
제2 화합물의 이온화 포텐셜 Ip(GDF)와, 제4 화합물의 이온화 포텐셜 Ip(C)가, Ip(C)≥Ip(GDF)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하고, Ip(C)>Ip(GDF)의 관계를 만족시키는 것이 보다 바람직하다.
제3 발광층(35)의 지연 형광성의 제7 화합물과, 공통층(50A)의 제4 화합물은, 제3 발광층(35)으로부터 공통층(50A)으로의 정공의 이동을 저지하는 관점에서, 이하와 같은 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.
제7 화합물의 이온화 포텐셜 Ip(RDF)와 제4 화합물의 이온화 포텐셜 Ip(C)가, Ip(C)≥Ip(RDF)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하고, Ip(C)>Ip(RDF)의 관계를 만족시키는 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에서도 제1 실시형태와 마찬가지로, 유기 EL 발광 장치(1A)의 각 화소의 발광층이 인광 발광층이 아니라, 형광 발광층(제1 발광층(15)) 또는 지연 형광성의 화합물을 포함하는 발광층(제2 발광층(25) 및 제3 발광층(35))을 구비함으로써, 복수의 화소에 걸쳐 공통으로 형성되는 공통층(50A)에 사용할 수 있는 화합물의 선택의 폭을 넓히면서, 유기 EL 발광 장치(1A)의 수명을 길게 할 수 있다.
또한, 유기 EL 발광 장치(1A)에 의하면, 인광 발광층을 포함하는 유기 EL 발광 장치에 비해서, 구동 전압을 저하시킬 수 있다.
〔제3 실시형태〕
제3 실시형태에 관한 유기 EL 발광 장치의 구성에 관해 설명한다. 제3 실시형태의 설명에서 제1 실시형태나 제2 실시형태와 동일한 구성요소는, 동일 부호나 명칭을 붙이거나 하여 설명을 생략 혹은 간략화한다. 또한, 제3 실시형태에서는, 특별히 언급되지 않는 재료나 화합물에 관해서는, 제1 실시형태나 제2 실시형태에서 설명한 재료나 화합물과 동일한 재료나 화합물을 이용할 수 있다.
도 5에는, 본 실시형태에 관한 유기 EL 발광 장치(1B)의 개략도가 나타나 있다. 본 실시형태의 유기 EL 발광 장치(1B)는, 공통층(50B)이 제1 화소(10B) 및 제2 화소(20B)에 걸쳐 공통으로 형성된 층인 점, 제3 화소(30B)가 공통층(50B)을 갖지 않는 점에서, 제2 실시형태의 유기 EL 발광 장치(1A)와 상이하다. 그 밖의 점에 관해서는 제2 실시형태와 동일하다.
본 실시형태에서는, 제1 화소(10B)가 청색의 발광을 나타내고, 제2 화소(20B)가 녹색의 발광을 나타내고, 제3 화소(30B)가 적색의 발광을 나타내는 유기 EL 발광 장치(1B)를 예로 들어 설명한다.
유기 EL 발광 장치(1B)는, 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 발광 대역(5B), 공통층(50B), 전자 수송층(6), 전자 주입층(7) 및 음극(8)을 포함하고 있다. 발광 대역(5B)은, 제1 발광층(15), 제2 발광층(25) 및 제3 발광층(35B)을 갖는다. 제3 발광층(35B)은, 공통층(50B)과 접합하지 않고, 전자 수송층(6)과 접합하고 있다.
유기 EL 발광 장치(1B)는, 제1 화소(10B) 및 제2 화소(20B)에서는, 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 발광 대역(5B), 공통층(50B), 전자 수송층(6), 전자 주입층(7) 및 음극(8)은, 이 순서로 적층되어 있다.
ㆍ제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소
제1 화소(10B)는, 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 제1 발광층(15), 공통층(50B), 전자 수송층(6), 전자 주입층(7) 및 음극(8)에 의해 구성된다. 제1 발광층(15)은 공통층(50B)에 접해 있다.
제2 화소(20B)는, 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 제2 발광층(25), 공통층(50B), 전자 수송층(6), 전자 주입층(7) 및 음극(8)에 의해 구성된다. 제2 발광층(25)은 공통층(50B)에 접해 있다.
제3 화소(30B)는, 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 제3 발광층(35B), 전자 수송층(6), 전자 주입층(7) 및 음극(8)에 의해 구성된다. 제3 발광층(35B)은 전자 수송층(6)에 접해 있다.
제1 발광층(15) 및 제2 발광층(25)은 제2 실시형태와 동일하다. 제3 발광층(35B)은, 공통층(50B)과 접합하지 않고, 전자 수송층(6)과 접합하고 있는 점을 제외하고, 제1 실시형태나 제2 실시형태의 제3 발광층(35)과 동일하다.
제1 발광층(15)으로부터의 발광의 피크 파장은, 제2 발광층(25)으로부터의 발광의 피크 파장보다 작은 것이 바람직하고, 또한 제2 발광층(25)으로부터의 발광의 피크 파장은, 제3 발광층(35)으로부터의 발광의 피크 파장보다 작은 것이 바람직하다. 그 외, 제1 실시형태 및 제2 실시형태의 각 발광층에서의 화합물끼리의 관계성도 본 실시형태에서 바람직한 양태로서 적용될 수 있다.
본 실시형태에서도 제1 실시형태와 마찬가지로, 유기 EL 발광 장치(1B)의 각 화소의 발광층이 인광 발광층이 아니라, 형광 발광층(제1 발광층(15)) 또는 지연 형광성의 화합물을 포함하는 발광층(제2 발광층(25))을 구비함으로써, 복수의 화소에 걸쳐 공통으로 형성되는 공통층(50B)에 사용할 수 있는 화합물의 선택의 폭을 넓히면서, 유기 EL 발광 장치(1B)의 수명을 길게 할 수 있다.
또한, 유기 EL 발광 장치(1B)에 의하면, 인광 발광층을 포함하는 유기 EL 발광 장치에 비해서 구동 전압을 저하시킬 수 있다.
〔실시형태의 변형예〕
또, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되지 않는다. 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변경, 개량 등은 본 발명에 포함된다.
예컨대, 상기 실시형태에서는, 각 화소가 적색, 녹색 또는 청색의 발광을 나타내는 양태를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이러한 양태에 한정되지 않는다. 화소가 나타내는 그 밖의 발광색으로는, 예컨대, 노란색, 주황색, 엷은 청색, 보라색 및 백색 등을 들 수 있다.
상기 실시형태에서는, 공통층은 2개 또는 3개의 화소에 걸쳐 공통으로 형성되어 있는 양태를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이러한 양태에 한정되지 않는다. 예컨대, 공통층은 4 종류 이상의 화소에 걸쳐 공통으로 형성되어 있는 양태여도 좋다.
상기 실시형태에서는 제1 화소가 청색, 제2 화소가 녹색, 제3 화소가 적색의 발광을 나타내는 양태를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이러한 양태에 한정되지 않는다. 예컨대, 제1 화소가 청색의 발광을 나타내고, 제2 화소가 적색의 발광을 나타내고, 제3 화소가 녹색의 발광을 나타내는 양태를 들 수 있다.
공통층 및 비공통층을 적층시키는 순서는, 전술한 실시형태에서 예시한 양태에 한정되지 않는다. 예컨대, 공통층과 양극의 사이에 비공통층을 형성해도 좋고, 공통층과 음극의 사이에 비공통층을 형성해도 좋다. 예컨대, 제1 실시형태의 유기 EL 발광 장치에 있어서, 제1 화소의 제1 발광층을 전자 수송층과 공통층의 사이에 형성하고, 제2 발광층 및 제3 발광층을 정공 수송층과 공통층의 사이에 형성한 양태여도 좋다.
상기 실시형태에서는, 지연 형광성의 화합물을 포함하는 발광층(지연 형광층으로 칭하는 경우가 있다. 예컨대, 제2 발광층 및 제3 발광층이 지연 형광층에 해당한다.)에 형광 발광성 화합물을 포함하는 양태를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이들 양태에 한정되지 않는다. 예컨대, 제2 발광층으로서의 지연 형광층은, 형광 발광성 화합물을 포함하지 않고, 지연 형광성의 제2 화합물과, 제6 화합물을 포함하고 있는 2성분계의 발광층이어도 좋다. 이 때, 제2 화합물과 제6 화합물은, 전술한 실시형태에서 설명한 일중항 에너지 S1의 관계성이나, 77K에서의 에너지갭 T77K의 관계성을 만족시키고 있는 것이 바람직하다.
또한, 제6 화합물은 호스트 재료인 양태도 바람직하다. 제6 화합물이 호스트 재료인 경우, 지연 형광성의 제2 화합물을 발광 재료로서 이용하는 양태도 바람직하다. 지연 형광성 화합물이 발광 재료로서 발광하는 경우, 제6 화합물의 최저 여기 삼중항 상태 T1(M6)로부터의 덱스터형 에너지 이동에 의해 제2 화합물의 최저 여기 일중항 상태 S1(M2) 또는 최저 여기 삼중항 상태 T1(M2)이 생성된다. 또한, 제2 화합물로서 ΔST가 작은 재료를 이용하면, 제2 화합물의 최저 여기 삼중항 상태 T1(M2)은 열에너지에 의해 최저 여기 일중항 상태 S1(M2)에 역항간 교차하는 것이 가능하다. 그 결과, 제2 화합물의 최저 여기 일중항 상태 S1(M2)로부터의 발광을 관측할 수 있다. 이러한 TADF 기구에 의한 지연 형광을 이용하는 것에 의해서도, 이론적으로 내부 효율을 100%까지 높일 수 있다고 생각되고 있다.
제3 발광층에 관해서도, 여기서 설명한 양태에 관해 동일하게 적용 가능하다.
또한, 상기 실시형태에서는, 제1 발광층은, 제1 화합물 및 제3 화합물을 포함하는 양태를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이들 양태에 한정되지 않는다. 예컨대, 제1 발광층이 단일 화합물로 구성되어 있어도 좋다.
상기 제3 실시형태에서는, 제3 화소의 제3 발광층(35B)은, 지연 형광층인 양태를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이러한 양태에 한정되지 않는다. 예컨대, 제3 실시형태의 제3 발광층(35B) 대신에, 형광 발광성의 화합물을 포함하는 형광 발광층을 채용한 양태의 유기 EL 발광 장치여도 좋다.
상기 제2 실시형태 및 상기 제3 실시형태에서는, 공통층에 소정의 조건을 만족시키는 화합물을 이용하는 것의 바람직하다는 취지를 설명했지만, 본 발명은 이들 실시형태에서 설명한 양태에 한정되지 않고, 공통층에 사용할 수 있는 화합물은, 인광 발광층의 경우에 비해서 선택의 폭이 넓고, 각 화소의 발광층의 발광 기구나 발광층에 포함되는 화합물의 종류에 따라서 적절하게 선택할 수 있다.
각 화소에서의 발광층은, 1층에 한정되지 않고, 복수의 발광층이 적층되어 있어도 좋다. 1 화소가 복수의 발광층을 갖는 경우, 적어도 하나의 발광층이, 공통층에 직접적으로 접하거나, 또는 장벽층 등을 통해 간접적으로 접해 있는 것이 바람직하다. 1 화소에 포함되는 복수의 발광층은, 동일한 발광형이어도 좋고 상이한 발광형이어도 좋다. 1 화소에 포함되는 복수의 발광층은, 서로 인접하여 형성되어 있어도 좋고, 중간층을 통해 복수의 발광 유닛이 적층된, 소위 탠덤형의 적층 구조여도 좋다.
유기 EL 발광 장치에 있어서, 각 화소가 각각 독립적으로 발광할 수 있도록, 공통층을 형성하면서 화소끼리 분리시켜도 좋다. 예컨대, 양극을 화소마다 분리시켜도 좋고, 양극으로부터 정공 수송층 또는 발광층까지의 층구성을 화소마다 분리시켜도 좋고, 전자 수송층으로부터 음극까지의 층구성을 분리시켜도 좋고, 음극을 화소마다 분리시켜도 좋다. 분리시킨 화소끼리의 사이에는 절연막 등을 개재시켜도 좋다.
유기 EL 발광 장치를 화소마다 구동시키기 위해, 각 화소를 구동시키는 박막 트랜지스터를 기판에 형성하고, 또한 각 화소에 대응하는 화소 전극(양극)을 형성하고, 화소 전극의 위에 전술한 각 층을 형성시켜도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는, 3 종류 이상의 화소가 병렬로 설치되어 있는 유기 EL 발광 장치를 예로 들어 설명했지만, 2 종류의 화소가 병렬로 설치되어 있는 유기 EL 발광 장치여도 좋다. 또한, 유기 EL 발광 장치는, 2 종류 이상의 화소로 이루어진 조를 복수 구비하고 있어도 좋다. 예컨대, 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소의 3 종류의 화소로 이루어진 조를 복수 구비하는 유기 EL 발광 장치여도 좋다.
전술한 실시형태의 유기 EL 발광 장치에 한정되지 않고, 본 발명의 유기 EL 발광 장치는 전자 기기에 이용할 수 있다.
그 외, 본 발명의 실시에 있어서의 구체적인 구조 및 형상 등은, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서 다른 구조 등으로 해도 좋다.
실시예
본 발명에 관한 실시예를 설명한다. 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되지 않는다.
유기 EL 발광 장치의 제조에 이용한 화합물을 이하에 나타낸다.
Figure pct00051
Figure pct00052
Figure pct00053
Figure pct00054
<화합물의 평가>
다음으로, 본 실시예에서 사용한 화합물의 물성을 측정했다. 측정 방법을 이하에 나타낸다.
(지연 형광성)
지연 형광성은 도 2에 나타내는 장치를 이용하여 과도 PL을 측정함으로써 확인했다. 상기 화합물 GH1과 상기 화합물 TH-2를, 화합물 GH1의 비율이 12 질량%가 되도록 석영 기판 상에 공증착하고, 막두께 100 nm의 박막을 형성하여 시료를 제작했다. 상기 화합물 GH1이 흡수하는 파장의 펄스광(펄스 레이저로부터 조사되는 광)으로 여기된 후, 상기 여기 상태로부터 즉시 관찰되는 Prompt 발광(즉시 발광)과, 상기 여기후 즉시는 관찰되지 않고, 그 후 관찰되는 Delay 발광(지연 발광)이 존재한다. 본 실시예에서의 지연 형광성이란, Delay 발광(지연 발광)의 양이 Prompt 발광(즉시 발광)의 양에 대하여 5% 이상을 의미한다. 구체적으로는, Prompt 발광(즉시 발광)의 양을 XP로 하고, Delay 발광(지연 발광)의 양을 XD로 했을 때에, XD/XP의 값이 0.05 이상인 것을 의미한다.
화합물 GH1에 관해, Delay 발광(지연 발광)의 양이 Prompt 발광(즉시 발광)의 양에 대하여 5% 이상인 것이 확인되었다. 구체적으로는, 화합물 GH1에 관해 XD/XP의 값이 0.05 이상인 것이 확인되었다.
Prompt 발광과 Delay 발광의 양은, "Nature 492, 234-238, 2012"에 기재된 방법과 동일한 방법에 의해 구할 수 있다. 또, Prompt 발광과 Delay 발광의 양의 산출에 사용되는 장치는, 도 2의 장치나 문헌에 기재된 장치에 한정되지 않는다.
각 화합물의 일중항 에너지 S1 및 77K에서의 에너지갭 T77K에 관해, 전술한 측정 방법에 준하여 측정했다.
각 화합물의 이온화 포텐셜 Ip는, 대기하에서 광전자 분광 장치(리켄계기 주식회사 제조: AC-3)를 이용하여 측정했다. 구체적으로는, 측정 대상이 되는 화합물에 광을 조사하고, 그 때 전하 분리에 의해 생기는 전자량을 측정함으로써 측정했다.
측정치는 표 2에 나타낸 바와 같다.
Figure pct00055
<유기 EL 발광 장치의 제작>
제1 화소 및 제2 화소를 갖는 유기 EL 발광 장치를 이하와 같이 제작했다.
(실시예 1)
25 mm×75 mm×1.1 mm 두께의 ITO 투명 전극(양극) 부착 유리 기판(지오마텍사 제조)을, 이소프로필알콜 중에서 5분간 초음파 세정을 행한 후, UV 오존 세정을 30분간 행했다. ITO의 막두께는 130 nm로 했다.
세정후의 투명 전극 라인 부착 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착했다. 우선, 투명 전극 라인이 형성되어 있는 측의 면 위에 투명 전극을 덮도록 화합물 HI1을 증착하여, 제1 화소 및 제2 화소의 정공 주입층을 형성했다. 정공 주입층의 막두께는 5 nm로 했다.
다음으로, 정공 주입층의 위에 화합물 HT1을 증착하여, 제1 화소 및 제2 화소의 제1 정공 수송층을 형성했다. 제1 정공 수송층의 막두께는, 제1 화소에서 90 nm로 하고, 제2 화소에서 135 nm로 했다.
다음으로, 제1 정공 수송층의 위에 화합물 HT2를 증착하여, 제1 화소 및 제2 화소의 제2 정공 수송층을 형성했다. 제2 정공 수송층의 막두께는 15 nm로 했다.
다음으로, 제2 정공 수송층의 위에, 제2 화소의 제2 발광층을 형성했다. 우선, 화합물 GH2와, 지연 형광성의 화합물 GH1과, 형광 발광성의 화합물 GD1을 공증착하여, 막두께 25 nm의 제2 발광층을 형성했다. 제2 발광층에서의 화합물 GH1의 농도를 49 질량%로 하고, 화합물 GD1의 농도를 1 질량%로 했다. 제2 발광층의 위에, 화합물 BH1과, 형광 발광성의 화합물 BD1을 공증착하여, 공통층을 형성했다. 공통층의 막두께는 20 nm로 했다. 공통층에서의 화합물 BD1의 농도를 5 질량%로 했다. 본 실시예의 공통층은, 제1 화소에서 제1 발광층으로서 기능하도록, 제1 화소의 제1 발광층 및 공통층은 동일한 화합물(화합물 BH1 및 화합물 BD1)로 구성했다.
다음으로, 공통층의 위에 화합물 EEL1을 증착하여, 제1 화소 및 제2 화소의 블록층을 형성했다. 블록층의 막두께는 5 nm로 했다.
다음으로, 블록층의 위에 화합물 ET1을 증착하여, 제1 화소 및 제2 화소의 전자 수송층을 형성했다. 전자 수송층의 막두께는 20 nm로 했다.
다음으로, 전자 수송층의 위에 불화리튬(LiF)을 증착하여, 제1 화소 및 제2 화소의 전자 주입층을 형성했다. 전자 주입층의 막두께는 1 nm로 했다.
그리고, 전자 주입층의 위에 금속 알루미늄(Al)을 증착하여, 제1 화소 및 제2 화소의 음극을 형성했다. 음극의 막두께는 80 nm로 했다.
실시예 1의 유기 EL 발광 장치의 구성을 대략적으로 나타내면, 다음과 같다.
제1 화소: ITO(130)/HI1(5)/HT1(90)/HT2(15)/BH1:BD1(20, BD1: 5%)/EEL1(5)/ET1(20)/LiF(1)/Al(80)
제2 화소: ITO(130)/HI1(5)/HT1(135)/HT2(15)/GH2:GH1:GD1(25, GH1: 49%, GD1: 1%)/BH1:BD1(20, BD1: 5%)/EEL1(5)/ET1(20)/LiF(1)/Al(80)
또, 괄호 내의 숫자는 막두께(단위: nm)를 나타낸다. 또한, 동일하게 괄호 내에서 퍼센트 표시된 숫자는, 층에 포함되는 화합물의 비율(질량%)을 나타낸다.
(비교예 1)
비교예 1의 유기 EL 발광 장치는, 실시예 1의 제2 발광층을 하기와 같이 변경한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 제작했다.
비교예 1에서는, CBP와, 인광 발광성의 금속 착체인 Ir(ppy)3을 공증착하여, 막두께 25 nm의 제2 발광층을 형성했다. Ir(ppy)3의 농도를 5 질량%로 했다.
비교예 1의 유기 EL 발광 장치의 구성을 대략적으로 나타내면, 다음과 같다.
제2 화소: ITO(130)/HI1(5)/HT1(135)/HT2(15)/CBP:Ir(ppy)3(25, Ir(ppy)3: 5%)/BH1:BD1(20, BD1: 5%)/EEL1(5)/ET1(20)/LiF(1)/Al(80)
또, 괄호 내의 숫자는 막두께(단위: nm)를 나타낸다. 또한, 동일하게 괄호 내에서 퍼센트 표시된 숫자는, 층에 포함되는 화합물의 비율(질량%)을 나타낸다.
비교예 1의 유기 EL 발광 장치의 제1 화소는 실시예 1과 동일하다.
(비교예 2)
비교예 2의 유기 EL 발광 장치는, 실시예 1의 제2 발광층을 하기와 같이 변경한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 제작했다.
비교예 2에서는, 화합물 GH2와 Ir(ppy)3을 공증착하여, 막두께 25 nm의 제2 발광층을 형성했다. Ir(ppy)3의 농도를 5 질량%로 했다.
비교예 2의 유기 EL 발광 장치의 구성을 대략적으로 나타내면, 다음과 같다.
제2 화소: ITO(130)/HI1(5)/HT1(135)/HT2(15)/GH2:Ir(ppy)3(25, Ir(ppy)3: 5%)/BH1:BD1(20, BD1: 5%)/EEL1(5)/ET1(20)/LiF(1)/Al(80)
또, 괄호 내의 숫자는 막두께(단위: nm)를 나타낸다. 또한, 동일하게 괄호 내에서 퍼센트 표시된 숫자는, 층에 포함되는 화합물의 비율(질량%)을 나타낸다.
비교예 2의 유기 EL 발광 장치의 제1 화소는 실시예 1과 동일하다.
〔유기 EL 소자의 평가〕
실시예 1 및 비교예 1∼2에서 제작한 유기 EL 발광 장치의 제2 화소에 관해, 수명 및 구동 전압을 측정했다. 평가 결과를 표 3에 나타낸다.
ㆍ수명 LT80
초기 전류 밀도를 50 mA/cm2로 설정하여 직류의 연속 통전 시험을 행하고, 시험 개시시의 휘도에 대하여, 휘도가 80%까지 감소하는 시간을 수명(LT80)으로 했다.
ㆍ구동 전압 V
전류 밀도가 10 mA/cm2가 되도록 ITO 투명 전극과 금속 Al 음극의 사이에 통전했을 때의 전압(단위: V)을 계측했다.
Figure pct00056
표 3에 나타낸 바와 같이, 제2 발광층에 지연 형광성의 화합물을 함유하는 실시예 1의 유기 EL 발광 장치의 제2 화소는, 제2 발광층에 인광 발광성의 화합물을 함유하는 비교예 1 및 2와 비교해서 수명이 길었다. 실시예 1의 제2 화소는, 비교예 1 및 2의 제2 화소에 비해서 저전압으로 구동했다. 그 결과로부터, 실시예 1의 유기 EL 발광 장치 전체의 구동 전압이, 비교예 1 및 2와 비교해서 저하된다고 생각된다.
(실시예 2)
실시예 2의 유기 EL 발광 장치는, 실시예 1의 공통층을 하기와 같이 변경한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 제작했다.
실시예 2에서는, 제2 발광층을 형성한 후, 화합물 BH1과, 형광 발광성의 화합물 BD1을 공증착하여, 막두께 20 nm의 제1 발광층을 형성했다. 제1 발광층에서의 화합물 BD1의 농도를 5 질량%로 했다. 제2 발광층 및 제1 발광층의 위에 화합물 ET1을 증착하여, 막두께 25 nm의 공통층을 형성했다. 이 공통층의 위에 실시예 1과 동일하게 전자 주입층 및 음극을 형성했다.
실시예 2의 유기 EL 발광 장치의 구성을 대략적으로 나타내면, 다음과 같다.
제1 화소: ITO(130)/HI1(5)/HT1(90)/HT2(15)/BH1:BD1(20, BD1: 5%)/ET1(25)/LiF(1)/Al(80)
제2 화소: ITO(130)/HI1(5)/HT1(135)/HT2(15)/GH2:GH1:GD1(25, GH1: 49%, GD1: 1%)/ET1(25)/LiF(1)/Al(80)
또, 괄호 내의 숫자는 막두께(단위: nm)를 나타낸다. 또한, 동일하게 괄호 내에서 퍼센트 표시된 숫자는, 층에 포함되는 화합물의 비율(질량%)을 나타낸다.
(비교예 3)
비교예 3의 유기 EL 발광 장치는, 실시예 2의 제2 발광층을 하기와 같이 변경한 것 외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 제작했다.
비교예 3에서는, CBP와 Ir(ppy)3을 공증착하여, 막두께 25 nm의 제2 발광층을 형성했다. Ir(ppy)3의 농도를 5 질량%로 했다.
비교예 3의 유기 EL 발광 장치의 구성을 대략적으로 나타내면, 다음과 같다.
제2 화소: ITO(130)/HI1(5)/HT1(135)/HT2(15)/CBP:Ir(ppy)3(25, Ir(ppy)3: 5%)/ET1(25)/LiF(1)/Al(80)
또, 괄호 내의 숫자는 막두께(단위: nm)를 나타낸다. 또한, 동일하게 괄호 내에서 퍼센트 표시된 숫자는, 층에 포함되는 화합물의 비율(질량%)을 나타낸다.
비교예 3의 유기 EL 발광 장치의 제1 화소에 관해서는, 실시예 2와 동일하다.
(비교예 4)
비교예 4의 유기 EL 발광 장치는, 실시예 2의 제2 발광층을 하기와 같이 변경한 것 외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 제작했다.
비교예 4에서는, 화합물 GH2와 Ir(ppy)3을 공증착하여, 막두께 25 nm의 제2 발광층을 형성했다. Ir(ppy)3의 농도를 5 질량%로 했다.
비교예 4의 유기 EL 발광 장치의 구성을 대략적으로 나타내면, 다음과 같다.
제2 화소: ITO(130)/HI1(5)/HT1(135)/HT2(15)/GH2:Ir(ppy)3(25, Ir(ppy)3: 5%)/ET1(25)/LiF(1)/Al(80)
또, 괄호 내의 숫자는 막두께(단위: nm)를 나타낸다. 또한, 동일하게 괄호 내에서 퍼센트 표시된 숫자는, 층에 포함되는 화합물의 비율(질량%)을 나타낸다.
비교예 4의 유기 EL 발광 장치의 제1 화소에 관해서는, 실시예 2와 동일하다.
〔유기 EL 소자의 평가〕
실시예 2 및 비교예 3∼4에서 제작한 유기 EL 발광 장치의 제2 화소에 관해, 전술한 실시예 1 등과 동일하게 수명 LT80 및 구동 전압 V를 측정했다. 평가 결과를 표 4에 나타낸다.
Figure pct00057
표 4에 나타낸 바와 같이, 제2 발광층에 지연 형광성의 화합물을 함유하는 실시예 2의 유기 EL 발광 장치의 제2 화소는, 제2 발광층에 인광 발광성의 화합물을 함유하는 비교예 3 및 4와 비교해서 수명이 길었다. 실시예 2의 제2 화소는, 비교예 3 및 4의 제2 화소에 비해서 저전압으로 구동했다. 그 결과로부터, 실시예 2의 유기 EL 발광 장치 전체의 구동 전압이, 비교예 3 및 4와 비교해서 저하된다고 생각된다.
(실시예 3)
실시예 3의 유기 EL 발광 장치는, 실시예 2의 공통층을 하기와 같이 변경한 것 외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 제작했다.
실시예 3에서는, 제2 발광층 및 제1 발광층을 형성한 후, 제2 발광층 및 제1 발광층의 위에 화합물 EEL1을 증착하여, 막두께 5 nm의 공통층을 형성했다. 이 공통층의 위에 실시예 1과 동일하게 전자 수송층, 전자 주입층 및 음극을 형성했다.
실시예 3의 유기 EL 발광 장치의 구성을 대략적으로 나타내면, 다음과 같다.
제1 화소: ITO(130)/HI1(5)/HT1(90)/HT2(15)/BH1:BD1(20, BD1: 5%)/EEL1(5)/ET1(20)/LiF(1)/Al(80)
제2 화소: ITO(130)/HI1(5)/HT1(135)/HT2(15)/GH2:GH1:GD1(25, GH1: 49%, GD1: 1%)/EEL1(5)/ET1(20)/LiF(1)/Al(80)
또, 괄호 내의 숫자는 막두께(단위: nm)를 나타낸다. 또한, 동일하게 괄호 내에서 퍼센트 표시된 숫자는, 층에 포함되는 화합물의 비율(질량%)을 나타낸다.
(비교예 5)
비교예 5의 유기 EL 발광 장치는, 실시예 3의 제2 발광층을 하기와 같이 변경한 것 외에는, 실시예 3과 동일하게 하여 제작했다.
비교예 5에서는, CBP와 Ir(ppy)3을 공증착하여, 막두께 25 nm의 제2 발광층을 형성했다. Ir(ppy)3의 농도를 5 질량%로 했다.
비교예 5의 유기 EL 발광 장치의 구성을 대략적으로 나타내면, 다음과 같다.
제2 화소: ITO(130)/HI1(5)/HT1(135)/HT2(15)/CBP:Ir(ppy)3(25, Ir(ppy)3: 5%)/EEL1(5)/ET1(20)/LiF(1)/Al(80)
또, 괄호 내의 숫자는 막두께(단위: nm)를 나타낸다. 또한, 동일하게 괄호 내에서 퍼센트 표시된 숫자는, 층에 포함되는 화합물의 비율(질량%)을 나타낸다.
비교예 5의 유기 EL 발광 장치의 제1 화소에 관해서는, 실시예 3과 동일하다.
(비교예 6)
비교예 6의 유기 EL 발광 장치는, 실시예 3의 제2 발광층을 하기와 같이 변경한 것 외에는, 실시예 3과 동일하게 하여 제작했다.
비교예 6에서는, 화합물 GH2와 Ir(ppy)3을 공증착하여, 막두께 25 nm의 제2 발광층을 형성했다. Ir(ppy)3의 농도를 5 질량%로 했다.
비교예 6의 유기 EL 발광 장치의 구성을 대략적으로 나타내면, 다음과 같다.
제2 화소: ITO(130)/HI1(5)/HT1(135)/HT2(15)/GH2:Ir(ppy)3(25, Ir(ppy)3: 5%)/EEL1(5)/ET1(20)/LiF(1)/Al(80)
또, 괄호 내의 숫자는 막두께(단위: nm)를 나타낸다. 또한, 동일하게 괄호 내에서 퍼센트 표시된 숫자는, 층에 포함되는 화합물의 비율(질량%)을 나타낸다.
비교예 6의 유기 EL 발광 장치의 제1 화소에 관해서는, 실시예 3과 동일하다.
〔유기 EL 소자의 평가〕
실시예 3 및 비교예 5∼6에서 제작한 유기 EL 발광 장치의 제2 화소에 관해, 전술한 실시예 1 등과 동일하게 수명 LT80 및 구동 전압 V를 측정했다. 평가 결과를 표 5에 나타낸다.
Figure pct00058
표 5에 나타낸 바와 같이, 제2 발광층에 지연 형광성의 화합물을 함유하는 실시예 3의 유기 EL 발광 장치의 제2 화소는, 제2 발광층에 인광 발광성의 화합물을 함유하는 비교예 5 및 6과 비교해서 수명이 길었다. 실시예 3의 제2 화소는, 비교예 5 및 6의 제2 화소에 비해서 저전압으로 구동했다. 그 결과로부터, 실시예 3의 유기 EL 발광 장치 전체의 구동 전압이, 비교예 5 및 6과 비교해서 저하된다고 생각된다.
1, 1A, 1B: 유기 EL 발광 장치, 2: 양극, 4: 정공 수송층, 6: 전자 수송층, 8: 음극, 10, 10A, 10B: 제1 화소, 15: 제1 발광층, 20, 20A, 20B: 제2 화소, 25: 제2 발광층, 30, 30A, 30B: 제3 화소, 35, 35B: 제3 발광층, 50, 50A, 50B: 공통층.

Claims (32)

  1. 제1 화소 및 제2 화소를 포함하는 복수의 화소를 구비하고,
    상기 제1 화소는, 형광 발광성의 제1 화합물을 함유하는 제1 발광층을 가지며,
    상기 제2 화소는, 지연 형광성의 제2 화합물을 함유하는 제2 발광층을 가지며,
    상기 제1 화소 및 상기 제2 화소는, 상기 제1 화소 및 상기 제2 화소에 걸쳐 공통으로 형성된 공통층을 갖는 유기 EL 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공통층은 상기 제1 발광층과 동일한 화합물을 함유하는 유기 EL 발광 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 발광층은 제3 화합물을 더 함유하고,
    상기 제1 화합물의 일중항 에너지 S1(BD)과, 상기 제3 화합물의 일중항 에너지 S1(BH)이, S1(BH)>S1(BD)의 관계를 만족시키는 유기 EL 발광 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 화합물의 77K에서의 에너지갭 T77K(BD)와, 상기 제3 화합물의 77K에서의 에너지갭 T77K(BH)가, T77K(BD)>T77K(BH)의 관계를 만족시키는 유기 EL 발광 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 공통층을 구성하는 화합물의 조성은, 상기 제1 발광층을 구성하는 화합물의 조성과 상이하고, 또한 상기 제2 발광층을 구성하는 화합물의 조성과도 상이한 유기 EL 발광 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 공통층은 제4 화합물을 함유하는 유기 EL 발광 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 화합물의 이온화 포텐셜 Ip(GDF)와, 상기 제4 화합물의 이온화 포텐셜 Ip(C)가, Ip(C)≥Ip(GDF)의 관계를 만족시키는 유기 EL 발광 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제2 화합물의 이온화 포텐셜 Ip(GDF)와, 상기 제4 화합물의 이온화 포텐셜 Ip(C)가, Ip(C)>Ip(GDF)의 관계를 만족시키는 유기 EL 발광 장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 발광층은 제3 화합물을 더 함유하는 유기 EL 발광 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제3 화합물의 77K에서의 에너지갭 T77K(BH)와, 상기 제4 화합물의 77K에서의 에너지갭 T77K(C)가, T77K(C)≥T77K(BH)의 관계를 만족시키는 유기 EL 발광 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제3 화합물의 77K에서의 에너지갭 T77K(BH)와, 상기 제4 화합물의 77K에서의 에너지갭 T77K(C)가, T77K(C)>T77K(BH)의 관계를 만족시키는 유기 EL 발광 장치.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3 화합물의 일중항 에너지 S1(BH)과, 상기 제4 화합물의 일중항 에너지 S1(C)이, S1(C)≥S1(BH)의 관계를 만족시키는 유기 EL 발광 장치.
  13. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3 화합물의 일중항 에너지 S1(BH)과, 상기 제4 화합물의 일중항 에너지 S1(C)이, S1(C)>S1(BH)의 관계를 만족시키는 유기 EL 발광 장치.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 화합물의 일중항 에너지 S1(BD)과, 상기 제3 화합물의 일중항 에너지 S1(BH)이, S1(BH)>S1(BD)의 관계를 만족시키는 유기 EL 발광 장치.
  15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 화합물의 77K에서의 에너지갭 T77K(BD)와, 상기 제3 화합물의 77K에서의 에너지갭 T77K(BH)가, T77K(BD)>T77K(BH)의 관계를 만족시키는 유기 EL 발광 장치.
  16. 제5항에 있어서, 상기 제1 발광층은 제3 화합물을 더 함유하고,
    상기 제1 화합물의 일중항 에너지 S1(BD)과, 상기 제3 화합물의 일중항 에너지 S1(BH)이, S1(BH)>S1(BD)의 관계를 만족시키는 유기 EL 발광 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 화합물의 77K에서의 에너지갭 T77K(BD)와, 상기 제3 화합물의 77K에서의 에너지갭 T77K(BH)가, T77K(BD)>T77K(BH)의 관계를 만족시키는 유기 EL 발광 장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 발광층은 형광 발광성의 제5 화합물을 더 함유하고,
    상기 제2 화합물의 일중항 에너지 S1(GDF)과, 상기 제5 화합물의 일중항 에너지 S1(GDP)이, S1(GDF)>S1(GDP)의 관계를 만족시키는 유기 EL 발광 장치.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 발광층은 제6 화합물을 더 함유하고,
    상기 제2 화합물의 일중항 에너지 S1(GDF)과, 상기 제6 화합물의 일중항 에너지 S1(GDS)이, S1(GDS)>S1(GDF)의 관계를 만족시키는 유기 EL 발광 장치.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 발광층으로부터의 발광의 피크 파장은, 상기 제2 발광층으로부터의 발광의 피크 파장보다 작은 유기 EL 발광 장치.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 화합물은 청색 형광 발광성의 화합물인 유기 EL 발광 장치.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 발광층으로부터의 발광은 녹색 또는 적색을 나타내는 유기 EL 발광 장치.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공통층은 지연 형광성의 화합물을 함유하지 않는 유기 EL 발광 장치.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 발광층은 인광 발광성의 금속 착체를 함유하지 않는 유기 EL 발광 장치.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 제3 화소를 더 구비하고,
    상기 제3 화소는, 지연 형광성의 제7 화합물을 함유하는 제3 발광층을 가지며,
    상기 공통층은, 상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소에 걸쳐 공통으로 형성되어 있는 유기 EL 발광 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 제3 발광층은 형광 발광성의 제8 화합물을 더 함유하고,
    상기 제7 화합물의 일중항 에너지 S1(RDF)과, 상기 제8 화합물의 일중항 에너지 S1(RDP)이, S1(RDF)>S1(RDP)의 관계를 만족시키는 유기 EL 발광 장치.
  27. 제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 제1 화소는 청색의 발광을 나타내고,
    상기 제2 화소는 녹색의 발광을 나타내고,
    상기 제3 화소는 적색의 발광을 나타내는 유기 EL 발광 장치.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 화소 및 상기 제2 화소를 포함하는 복수의 화소는 양극 및 음극을 가지며,
    상기 공통층은 상기 양극과 상기 음극의 사이에 형성되고,
    상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층은 상기 공통층과 상기 양극의 사이에 형성되어 있는 유기 EL 발광 장치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 양극과 상기 제1 발광층의 사이, 및 상기 양극과 상기 제2 발광층의 사이에, 정공 수송층을 포함하는 유기 EL 발광 장치.
  30. 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 음극과 상기 공통층의 사이에 전자 수송층을 포함하는 유기 EL 발광 장치.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공통층은, 상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층과 접해 있는 유기 EL 발광 장치.
  32. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 기재된 유기 EL 발광 장치를 구비하는 전자 기기.
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