KR20210144797A - 발광 소자 및 그의 제조 방법 그리고 발광 소자용 조성물 및 그의 제조 방법 - Google Patents

발광 소자 및 그의 제조 방법 그리고 발광 소자용 조성물 및 그의 제조 방법 Download PDF

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KR20210144797A
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도시아키 사사다
류지 마츠모토
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스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
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Abstract

발광 효율이 우수한 발광 소자의 제조에 유용한 조성물을 제공하는 것, 및 당해 조성물을 함유하는 발광 소자를 제공하는 것. 양극과, 음극과, 양극 및 음극 사이에 마련되고, 발광 소자용 조성물을 포함하는 유기층을 구비하고, 발광 소자용 조성물이, 열활성화 지연 형광성 화합물 (A)와, 붕소 원자와, 축합 복소환 골격 (b)를 갖는 화합물 (B)를 함유하고, |EB-AA|가 0.60eV 이하이고, 화합물 (A)의 ΔEst(A)가 0.50eV 이하이고, 화합물 (B)의 ΔEst(B)가 0.50eV 이하인 발광 소자.

Description

발광 소자 및 그의 제조 방법 그리고 발광 소자용 조성물 및 그의 제조 방법
본 발명은 발광 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 발광 소자용 조성물 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
유기 일렉트로루미네센스 소자 등의 발광 소자는, 예를 들어 디스플레이 및 조명에 적합하게 사용하는 것이 가능하다. 발광 소자의 발광층에 사용되는 발광 재료로서, 예를 들어 특허문헌 1에서는 열활성화 지연 형광성 화합물을 1종만 함유하는 조성물이 제안되어 있다. 특허문헌 2에서는, 열활성화 지연 형광성 화합물을 2종 함유하는 조성물이 제안되어 있다. 또한, 이 조성물에 포함되는 2종의 열활성화 지연 형광성 화합물은 후술하는 축합 복소환 골격 (b)를 갖지 않는 화합물이다.
국제공보 제2018/062278호 국제공보 제2015/135625호
그러나, 상기 조성물을 사용해서 제작되는 발광 소자는 발광 효율이 반드시 충분하지 않았다.
그래서, 본 발명은 발광 효율이 우수한 발광 소자의 제조에 유용한 조성물을 제공하는 것, 및 당해 조성물을 함유하는 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 행한 결과, 특정한 열활성화 지연 형광성 화합물 (A) 및 특정한 화합물 (B)를 포함하는 발광 소자용 조성물에 있어서, 각 화합물의 최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위와 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위의 차가 특정한 조건을 충족하고, 또한 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EB)와 화합물 (A)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AA)의 차 (EB-AA)가 특정한 조건을 충족하는 경우에, 발광 효율이 우수한 발광 소자가 형성되는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 이하의 [1] 내지 [28]을 제공한다.
[1]
양극과,
음극과,
상기 양극 및 상기 음극 사이에 마련되고, 발광 소자용 조성물을 포함하는 유기층
을 구비하고,
상기 발광 소자용 조성물이,
열활성화 지연 형광성 화합물 (A)와,
붕소 원자와, 산소 원자, 황 원자, 셀레늄 원자, sp3 탄소 원자 및 질소 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 환 내에 포함하는 축합 복소환 골격 (b)를 갖는 화합물 (B)
를 함유하고,
상기 열활성화 지연 형광성 화합물 (A)가 상기 축합 복소환 골격 (b)를 갖지 않는 화합물이며,
상기 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EB)와 상기 화합물 (A)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AA)의 차의 절댓값(|EB-AA|)이 0.60eV 이하이고,
상기 화합물 (A)의 최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위와 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위의 차의 절댓값 ΔEst(A)가 0.50eV 이하이고,
상기 화합물 (B)의 최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위와 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위의 차의 절댓값 ΔEst(B)가 0.50eV 이하인, 발광 소자.
[2]
상기 ΔEst(B)가 상기 ΔEst(A)보다 큰, [1]에 기재된 발광 소자.
[3]
상기 축합 복소환 골격 (b)가, 붕소 원자와, 산소 원자, 황 원자 및 질소 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 환 내에 포함하는, [1] 또는 [2]에 기재된 발광 소자.
[4]
상기 화합물 (B)가 식 (1-1)로 표시되는 화합물, 식 (1-2)로 표시되는 화합물 또는 식 (1-3)으로 표시되는 화합물인, [1] 내지 [3] 중 어느 것에 기재된 발광 소자.
Figure pct00001
[식 중,
Ar1, Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로 방향족 탄화수소기 또는 복소환기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다.
Y1은 산소 원자, 황 원자, 셀레늄 원자, -N(Ry)-로 표시되는 기, 알킬렌기 또는 시클로알킬렌기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다.
Y2 및 Y3은 각각 독립적으로 단결합, 산소 원자, 황 원자, 셀레늄 원자, -N(Ry)-로 표시되는 기, 알킬렌기 또는 시클로알킬렌기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다. Ry는 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기 또는 1가의 복소환기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다. Ry가 복수 존재하는 경우, 동일해도 되고 상이해도 된다. Ry는 직접 결합하거나 또는 연결기를 통해서, Ar1, Ar2 또는 Ar3과 결합하고 있어도 된다.]
[5]
상기 Y1, 상기 Y2 및 상기 Y3이 산소 원자, 황 원자 또는 -N(Ry)-로 표시되는 기인, [4]에 기재된 발광 소자.
[6]
상기 화합물 (A)가 식 (T-1)로 표시되는 화합물인, [1] 내지 [5] 중 어느 것에 기재된 발광 소자.
Figure pct00002
[식 중,
nT1은 0 이상의 정수를 나타낸다. nT1이 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 된다.
nT2는 1 이상의 정수를 나타낸다. 단, ArT2가 -C(=O)-로 표시되는 기, -S(=O)-로 표시되는 기, 또는 -S(=O)2-로 표시되는 기인 경우, nT2는 2이다.
ArT1은 치환 아미노기 또는 1가의 복소환기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다. ArT1이 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 된다.
단, ArT1에 있어서의 1가의 복소환기는 이중 결합을 형성하고 있지 않는 질소 원자를 환 내에 포함하고, 또한 =N-으로 표시되는 기, -C(=O)-로 표시되는 기, -S(=O)-로 표시되는 기, 및 -S(=O)2-로 표시되는 기를 환 내에 포함하지 않는 1가의 복소환기이다.
LT1은 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 아릴렌기, 2가의 복소환기, 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다. LT1이 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 된다.
ArT2는 -C(=O)-로 표시되는 기, -S(=O)-로 표시되는 기, -S(=O)2-로 표시되는 기, 전자 구인성기를 갖는 방향족 탄화수소기, 환 내에 -C(=O)-로 표시되는 기를 포함하는 방향족 탄화수소기, 또는 환 내에 =N-으로 표시되는 기, -C(=O)-로 표시되는 기, -S(=O)-로 표시되는 기 및 -S(=O)2-로 표시되는 기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 기를 포함하는 복소환기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다.]
[7]
상기 발광 소자용 조성물이 호스트 재료를 더 함유하는, [1] 내지 [6] 중 어느 것에 기재된 발광 소자.
[8]
상기 호스트 재료가 식 (H-1)로 표시되는 화합물을 포함하는, [7]에 기재된 발광 소자.
Figure pct00003
[식 중,
ArH1 및 ArH2는 각각 독립적으로 아릴기, 1가의 복소환기 또는 치환 아미노기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다.
nH1은 0 이상의 정수를 나타낸다.
LH1은 아릴렌기, 2가의 복소환기, 알킬렌기 또는 시클로알킬렌기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다. LH1이 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 된다.]
[9]
상기 호스트 재료의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EH)와, 상기 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AB)의 차의 절댓값(|EH-AB|)이 0.60eV 이하인, [7] 또는 [8]에 기재된 발광 소자.
[10]
상기 발광 소자용 조성물이, 정공 수송 재료, 정공 주입 재료, 전자 수송 재료, 전자 주입 재료, 발광 재료, 산화 방지제 및 용매로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 더 함유하는, [1] 내지 [9] 중 어느 것에 기재된 발광 소자.
[11]
열활성화 지연 형광성 화합물 (A)와,
붕소 원자와, 산소 원자, 황 원자, 셀레늄 원자, sp3 탄소 원자 및 질소 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 환 내에 포함하는 축합 복소환 골격 (b)를 갖는 화합물 (B)
를 함유하고,
상기 열활성화 지연 형광성 화합물 (A)가 상기 축합 복소환 골격 (b)를 갖지 않는 화합물이며,
상기 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EB)와 상기 화합물 (A)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AA)의 차의 절댓값(|EB-AA|)이 0.60eV 이하이고,
상기 화합물 (A)의 최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위와 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위의 차의 절댓값 ΔEst(A)가 0.50eV 이하이고,
상기 화합물 (B)의 최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위와 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위의 차의 절댓값 ΔEst(B)가 0.50eV 이하인, 발광 소자용 조성물.
[12]
호스트 재료를 더 함유하는, [11]에 기재된 발광 소자용 조성물.
[13]
상기 호스트 재료가 식 (H-1)로 표시되는 화합물을 포함하는, [12]에 기재된 발광 소자용 조성물.
Figure pct00004
[식 중,
ArH1 및 ArH2는 각각 독립적으로 아릴기, 1가의 복소환기 또는 치환 아미노기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다.
nH1은 0 이상의 정수를 나타낸다.
LH1은 아릴렌기, 2가의 복소환기, 알킬렌기 또는 시클로알킬렌기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다. LH1이 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 된다.]
[14]
상기 호스트 재료의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EH)와, 상기 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AB)의 차의 절댓값(|EH-AB|)이 0.60eV 이하인, [12] 또는 [13]에 기재된 발광 소자용 조성물.
[15]
상기 발광 소자용 조성물이, 정공 수송 재료, 정공 주입 재료, 전자 수송 재료, 전자 주입 재료, 발광 재료, 산화 방지제 및 용매로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 더 함유하는, [11] 내지 [14] 중 어느 것에 기재된 발광 소자용 조성물.
[16]
최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위와 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위의 차의 절댓값 ΔEst(A)가 0.50eV 이하인 열활성화 지연 형광성 화합물 (A)를 준비하는 준비 공정과,
붕소 원자와, 산소 원자, 황 원자, 셀레늄 원자, sp3 탄소 원자 및 질소 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 환 내에 포함하는 축합 복소환 골격 (b)를 갖는 화합물이며, 최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위와 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위의 차의 절댓값 ΔEst(B)가 0.50eV 이하이고, 또한 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EB)가, 상기 화합물 (A)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AA)와의 차의 절댓값(|EB-AA|)이 0.60eV 이하가 되는 값을 나타내는 화합물 (B)를 선별하는 선별 공정과,
상기 준비 공정에서 준비한 화합물 (A) 및 상기 선별 공정에서 선별한 상기 화합물 (B)를 혼합해서 발광 소자용 조성물을 얻는 제조 공정
을 구비하고,
상기 열활성화 지연 형광성 화합물 (A)가 상기 축합 복소환 골격 (b)를 갖지 않는 화합물인, 발광 소자용 조성물의 제조 방법.
[17]
상기 선별 공정이, 상기 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EB)와 상기 화합물 (A)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AA)를 구하고, 그 차의 절댓값(|EB-AA|)을 산출하는 공정을 포함하는, [16]에 기재된 제조 방법.
[18]
상기 제조 공정이, 상기 준비 공정에서 준비한 상기 화합물 (A)와, 상기 선별 공정에서 선별한 상기 화합물 (B)와, 호스트 재료를 혼합하는 공정인, [16] 또는 [17]에 기재된 제조 방법.
[19]
상기 선별 공정이, 상기 호스트 재료의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EH)와, 상기 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AB)의 차의 절댓값(|EH-AB|)이 0.60eV 이하가 되도록, 상기 화합물 (B)를 선별하는 공정을 더 포함하는, [18]에 기재된 제조 방법.
[20]
호스트 재료의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EH)와, 상기 선별 공정에서 선별한 상기 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AB)의 차의 절댓값(|EH-AB|)이 0.60eV 이하가 되도록, 호스트 재료를 선별하는 호스트 재료 선별 공정을 더 구비하고,
상기 제조 공정이, 상기 준비 공정에서 준비한 상기 화합물 (A)와, 상기 선별 공정에서 선별한 상기 화합물 (B)와, 상기 호스트 재료 선별 공정에서 선별한 상기 호스트 재료를 혼합하는 공정인, [16] 또는 [17]에 기재된 제조 방법.
[21]
상기 호스트 재료가 식 (H-1)로 표시되는 화합물을 포함하는, [18] 내지 [20] 중 어느 것에 기재된 제조 방법.
Figure pct00005
[식 중,
ArH1 및 ArH2는 각각 독립적으로 아릴기, 1가의 복소환기 또는 치환 아미노기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다.
nH1은 0 이상의 정수를 나타낸다.
LH1은 아릴렌기, 2가의 복소환기, 알킬렌기 또는 시클로알킬렌기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다. LH1이 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 된다.]
[22]
최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위와 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위의 차의 절댓값 ΔEst(B)가 0.50eV 이하이고, 붕소 원자와, 산소 원자, 황 원자, 셀레늄 원자, sp3 탄소 원자 및 질소 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 환 내에 포함하는 축합 복소환 골격 (b)를 갖는 화합물 (B)를 준비하는 준비 공정과,
최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위와 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위의 차의 절댓값 ΔEst(A)가 0.50eV 이하이고, 또한 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AA)가, 상기 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EB)와의 차의 절댓값(|EB-AA|)이 0.60eV 이하가 되는 값을 나타내는 열활성화 지연 형광성 화합물 (A)를 선별하는 선별 공정과,
상기 준비 공정에서 준비한 화합물 (B) 및 상기 선별 공정에서 선별한 상기 화합물 (A)를 혼합해서 발광 소자용 조성물을 얻는 제조 공정
을 구비하고,
상기 열활성화 지연 형광성 화합물 (A)가 상기 축합 복소환 골격 (b)를 갖지 않는 화합물인, 발광 소자용 조성물의 제조 방법.
[23]
상기 선별 공정이, 상기 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EB)와 상기 화합물 (A)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AA)를 구하고, 그 차의 절댓값(|EB-AA|)을 산출하는 공정을 포함하는, [22]에 기재된 제조 방법.
[24]
상기 제조 공정이, 상기 준비 공정에서 준비한 상기 화합물 (B)와, 상기 선별 공정에서 선별한 상기 화합물 (A)와, 호스트 재료를 혼합하는 공정인, [22] 또는 [23]에 기재된 제조 방법.
[25]
호스트 재료를 준비하는 호스트 재료 준비 공정을 더 구비하고,
상기 준비 공정이, 상기 호스트 재료의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EH)와, 상기 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AB)의 차의 절댓값(|EH-AB|)이 0.60eV 이하가 되는 화합물 (B)를 준비하는 공정인, [24]에 기재된 제조 방법.
[26]
호스트 재료의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EH)와, 상기 준비 공정에서 준비한 상기 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AB)의 차의 절댓값(|EH-AB|)이 0.60eV 이하가 되도록, 호스트 재료를 선별하는 호스트 재료 선별 공정을 더 구비하고,
상기 제조 공정이, 상기 준비 공정에서 준비한 상기 화합물 (B)와, 상기 선별 공정에서 선별한 상기 화합물 (A)와, 상기 호스트 재료 선별 공정에서 선별한 상기 호스트 재료를 혼합하는 공정인, [22] 또는 [23]에 기재된 제조 방법.
[27]
상기 호스트 재료가 식 (H-1)로 표시되는 화합물을 포함하는, [24] 내지 [26] 중 어느 것에 기재된 제조 방법.
Figure pct00006
[식 중,
ArH1 및 ArH2는 각각 독립적으로 아릴기, 1가의 복소환기 또는 치환 아미노기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다.
nH1은 0 이상의 정수를 나타낸다.
LH1은 아릴렌기, 2가의 복소환기, 알킬렌기 또는 시클로알킬렌기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다. LH1이 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 된다.]
[28]
양극과, 음극과, 상기 양극 및 상기 음극 사이에 마련된 유기층을 갖는 발광 소자의 제조 방법으로서,
[16] 내지 [27] 중 어느 것에 기재된 제조 방법에 의해 발광 소자용 조성물을 제조하는 공정과, 해당 공정에서 제조된 상기 발광 소자용 조성물을 사용하여 상기 유기층을 형성하는 공정을 구비하는, 발광 소자의 제조 방법.
본 발명에 따르면, 발광 효율이 우수한 발광 소자의 제조에 유용한 조성물 및 그의 제조 방법을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 당해 조성물을 함유하는 발광 소자 및 그의 제조 방법을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해서 상세히 설명한다.
<공통되는 용어의 설명>
본 명세서에서 공통되게 사용되는 용어는 특기하지 않는 한, 이하의 의미이다.
「실온」이란, 25℃를 의미한다.
Me은 메틸기, Et는 에틸기, Bu는 부틸기, i-Pr은 이소프로필기, t-Bu는 tert-부틸기를 나타낸다.
수소 원자는 중수소 원자여도 되고, 경수소 원자여도 된다.
「저분자 화합물」이란, 분자량 분포를 갖지 않고, 분자량이 1×104 이하인 화합물을 의미한다.
「고분자 화합물」이란, 분자량 분포를 갖고, 폴리스티렌 환산의 수 평균 분자량이 1×103 이상(예를 들어 1×103 내지 1×108)인 중합체를 의미한다.
「구성 단위」란, 고분자 화합물 중에 1개 이상 존재하는 단위를 의미한다.
고분자 화합물은 블록 공중합체, 랜덤 공중합체, 교호 공중합체, 그라프트 공중합체 중 어느 것이어도 되고, 기타의 양태여도 된다.
고분자 화합물의 말단기는 중합 활성기가 그대로 남아있으면, 고분자 화합물을 발광 소자의 제작에 사용한 경우, 발광 특성 또는 휘도 수명이 저하될 가능성이 있으므로 바람직하게는 안정한 기이다. 고분자 화합물의 말단기로서는, 바람직하게는 주쇄와 공액 결합하고 있는 기이고, 예를 들어 탄소-탄소 결합을 통해서 고분자 화합물의 주쇄와 결합하는 아릴기 또는 1가의 복소환기와 결합하고 있는 기를 들 수 있다.
「알킬기」는 직쇄 및 분지 중 어느 것이어도 된다. 직쇄의 알킬기의 탄소 원자수는 치환기의 탄소 원자수를 포함하지 않고, 통상 1 내지 50이고, 바람직하게는 1 내지 20이고, 보다 바람직하게는 1 내지 10이다. 분지의 알킬기의 탄소 원자수는 치환기의 탄소 원자수를 포함하지 않고, 통상 3 내지 50이고, 바람직하게는 3 내지 20이고, 보다 바람직하게는 4 내지 10이다.
알킬기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 알킬기로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 2-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 이소아밀기, 2-에틸부틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 2-에틸헥실기, 3-프로필헵틸기, 데실기, 3,7-디메틸옥틸기, 2-에틸옥틸기, 2-헥실데실기 및 도데실기를 들 수 있다. 또한, 알킬기는 이들 기에 있어서의 수소 원자의 일부 또는 전부가, 시클로알킬기, 알콕시기, 시클로알콕시기, 아릴기, 불소 원자 등으로 치환된 기여도 된다. 이러한 알킬기로서는, 예를 들어 트리플루오로메틸기, 펜타플루오로에틸기, 퍼플루오로부틸기, 퍼플루오로헥실기, 퍼플루오로옥틸기, 3-페닐프로필기, 3-(4-메틸페닐)프로필기, 3-(3,5-디-헥실페닐)프로필기 및 6-에틸옥시헥실기를 들 수 있다.
「시클로알킬기」의 탄소 원자수는 치환기의 탄소 원자수를 포함하지 않고, 통상 3 내지 50이고, 바람직하게는 4 내지 10이다. 시클로알킬기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 시클로알킬기로서는, 예를 들어 시클로헥실기 및 메틸시클로헥실기를 들 수 있다.
「알킬렌기」의 탄소 원자수는 치환기의 탄소 원자수를 포함하지 않고, 통상 1 내지 20이고, 바람직하게는 1 내지 15이고, 보다 바람직하게는 1 내지 10이다. 알킬렌기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 알킬렌기로서는, 예를 들어 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기, 헥실렌기 및 옥틸렌기를 들 수 있다.
「시클로알킬렌기」의 탄소 원자수는 치환기의 탄소 원자수를 포함하지 않고, 통상 3 내지 20이고, 바람직하게는 4 내지 10이다. 시클로알킬렌기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 시클로알킬렌기로서는, 예를 들어 시클로헥실렌기를 들 수 있다.
「방향족 탄화수소기」는, 방향족 탄화수소로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기를 의미한다. 방향족 탄화수소로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기를 「아릴기」라고도 한다. 방향족 탄화수소로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 2개를 제거한 기를 「아릴렌기」라고도 한다.
방향족 탄화수소기의 탄소 원자수는 치환기의 탄소 원자수를 포함하지 않고, 통상 6 내지 60이고, 바람직하게는 6 내지 40이고, 보다 바람직하게는 6 내지 20이다.
「방향족 탄화수소기」로서는, 예를 들어 단환식의 방향족 탄화수소(예를 들어, 벤젠을 들 수 있다.), 또는 다환식의 방향족 탄화수소(예를 들어, 나프탈렌, 인덴, 나프토퀴논, 인데논 및 테트랄론 등의 2환식의 방향족 탄화수소; 안트라센, 페난트렌, 디히드로페난트렌, 플루오렌, 안트라퀴논, 페난토퀴논 및 플루오레논 등의 3환식의 방향족 탄화수소; 벤조안트라센, 벤조페난트렌, 벤조플루오렌, 피렌 및 플루오란텐 등의 4환식의 방향족 탄화수소; 디벤조안트라센, 디벤조페난트렌, 디벤조플루오렌, 페릴렌 및 벤조플루오란텐 등의 5환식의 방향족 탄화수소; 스피로비플루오렌 등의 6환식의 방향족 탄화수소; 그리고, 벤조스피로비플루오렌 및 아세나프토플루오란텐 등의 7환식의 방향족 탄화수소를 들 수 있다.)로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기를 들 수 있다. 방향족 탄화수소기는 이들 기가 복수 결합한 기를 포함한다. 방향족 탄화수소기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
「알콕시기」는 직쇄 및 분지 중 어느 것이어도 된다. 직쇄의 알콕시기의 탄소 원자수는 치환기의 탄소 원자수를 포함하지 않고, 통상 1 내지 40이고, 바람직하게는 1 내지 10이다. 분지의 알콕시기의 탄소 원자수는 치환기의 탄소 원자수를 포함하지 않고, 통상 3 내지 40이고, 바람직하게는 4 내지 10이다.
알콕시기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 알콕시기로서는, 예를 들어 메톡시기, 에톡시기, 이소프로필옥시기, 부틸옥시기, 헥실옥시기, 2-에틸헥실옥시기, 3,7-디메틸옥틸옥시기 및 라우릴옥시기를 들 수 있다.
「시클로알콕시기」의 탄소 원자수는 치환기의 탄소 원자수를 포함하지 않고, 통상 3 내지 40이고, 바람직하게는 4 내지 10이다. 시클로알콕시기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 시클로알콕시기로서는, 예를 들어 시클로헥실옥시기를 들 수 있다.
「아릴옥시기」의 탄소 원자수는 치환기의 탄소 원자수를 포함하지 않고, 통상 6 내지 60이고, 바람직하게는 6 내지 40이고, 보다 바람직하게는 6 내지 20이다. 아릴옥시기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 아릴옥시기로서는, 예를 들어 페녹시기, 나프틸옥시기, 안트라세닐옥시기 및 피레닐옥시기를 들 수 있다.
「복소환기」란, 복소환식 화합물로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기를 의미한다. 복소환기 중에서도, 방향족 복소환식 화합물로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기인 「방향족 복소환기」가 바람직하다. 복소환식 화합물로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 p개(p는 1 이상의 정수를 나타낸다.)를 제거한 기를 「p가의 복소환기」라고도 한다. 방향족 복소환식 화합물로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 p개를 제거한 기를 「p가의 방향족 복소환기」라고도 한다.
「방향족 복소환식 화합물」로서는, 예를 들어 아졸, 티오펜, 푸란, 피리딘, 디아자벤젠, 트리아진, 아자나프탈렌, 디아자나프탈렌 및 카르바졸 등의 복소환 자체가 방향족성을 나타내는 화합물, 그리고 페녹사진, 페노티아진 및 벤조피란 등의 복소환 자체는 방향족성을 나타내지 않더라도, 복소환에 방향환이 축환되어 있는 화합물을 들 수 있다.
복소환기의 탄소 원자수는 치환기의 탄소 원자수를 포함하지 않고, 통상 1 내지 60이고, 바람직하게는 2 내지 40이고, 보다 바람직하게는 3 내지 20이다. 방향족 복소환기의 헤테로 원자수는 치환기의 헤테로 원자수를 포함하지 않고, 통상 1 내지 30이고, 바람직하게는 1 내지 10이고, 보다 바람직하게는 1 내지 5이고, 더욱 바람직하게는 1 내지 3이다.
복소환기로서는, 예를 들어 단환식의 복소환식 화합물(예를 들어, 푸란, 티오펜, 옥사디아졸, 티아디아졸, 피롤, 디아졸, 트리아졸, 테트라졸, 피리딘, 디아자벤젠 및 트리아진을 들 수 있다.), 또는 다환식의 복소환식 화합물(예를 들어, 아자나프탈렌, 디아자나프탈렌, 벤조푸란, 벤조티오펜, 인돌, 아자인돌, 디아자인돌, 벤조디아졸, 벤조티아디아졸, 벤조트리아졸, 벤조티오펜디옥사이드, 벤조티오펜옥사이드 및 벤조피라논 등의 2환식의 복소환식 화합물; 디벤조푸란, 디벤조티오펜, 디벤조티오펜디옥사이드, 디벤조티오펜옥사이드, 디벤조피라논, 디벤조보롤, 디벤조실롤, 디벤조포스폴, 디벤조셀레노펜, 카르바졸, 아자카르바졸, 디아자카르바졸, 페녹사진, 페노티아진, 9,10-디히드로아크리딘, 5,10-디히드로페나진, 아크리돈, 페나자보린, 페노포스파진, 페노셀레나진, 페나자실린, 아자안트라센, 디아자안트라센, 아자페난트렌 및 디아자페난트렌 등의 3환식의 복소환식 화합물; 헥사아자트리페닐렌, 벤조카르바졸, 아자벤조카르바졸, 디아자벤조카르바졸, 벤조나프토푸란 및 벤조나프토티오펜 등의 4환식의 복소환식 화합물; 디벤조카르바졸, 인돌로카르바졸, 인데노카르바졸, 아자인돌로카르바졸, 디아자인돌로카르바졸, 아자인데노카르바졸 및 디아자인데노카르바졸 등의 5환식의 복소환식 화합물; 카르바졸로카르바졸, 벤조인돌로카르바졸 및 벤조인데노카르바졸 등의 6환식의 복소환식 화합물; 그리고, 디벤조인돌로카르바졸 등의 7환식의 복소환식 화합물을 들 수 있다.)로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기를 들 수 있다. 복소환기는 이들 기가 복수 결합한 기를 포함한다. 복소환기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
「할로겐 원자」란, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 또는 요오드 원자를 나타낸다.
「아미노기」는 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환 아미노기(즉, 제2급 아미노기 또는 제3급 아미노기, 보다 바람직하게는 제3급 아미노기)가 바람직하다. 아미노기가 갖는 치환기로서는, 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기 또는 1가의 복소환기가 바람직하다. 아미노기가 갖는 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 질소 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다.
치환 아미노기로서는, 예를 들어 디알킬아미노기, 디시클로알킬아미노기 및 디아릴아미노기를 들 수 있다.
아미노기로서는, 예를 들어 디메틸아미노기, 디에틸아미노기, 디페닐아미노기, 비스(메틸페닐)아미노기 및 비스(3,5-디-tert-부틸페닐)아미노기를 들 수 있다.
「알케닐기」는 직쇄 및 분지 중 어느 것이어도 된다. 직쇄의 알케닐기의 탄소 원자수는 치환기의 탄소 원자수를 포함하지 않고, 통상 2 내지 30이고, 바람직하게는 3 내지 20이다. 분지의 알케닐기의 탄소 원자수는 치환기의 탄소 원자수를 포함하지 않고, 통상 3 내지 30이고, 바람직하게는 4 내지 20이다.
「시클로알케닐기」의 탄소 원자수는 치환기의 탄소 원자수를 포함하지 않고, 통상 3 내지 30이고, 바람직하게는 4 내지 20이다.
알케닐기 및 시클로알케닐기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 알케닐기로서는, 예를 들어 비닐기, 1-프로페닐기, 2-부테닐기, 3-부테닐기, 3-펜테닐기, 4-펜테닐기, 1-헥세닐기, 5-헥세닐기, 7-옥테닐기 및 이들 기에 있어서의 수소 원자의 일부 또는 전부가 치환기로 치환된 기를 들 수 있다. 시클로알케닐기로서는, 예를 들어 시클로헥세닐기, 시클로헥사디에닐기, 시클로옥타트리에닐기, 노르보르닐레닐기 및 이들 기에 있어서의 수소 원자의 일부 또는 전부가 치환기로 치환된 기를 들 수 있다.
「알키닐기」는 직쇄 및 분지 중 어느 것이어도 된다. 알키닐기의 탄소 원자수는 치환기의 탄소 원자수를 포함하지 않고, 통상 2 내지 20이고, 바람직하게는 3 내지 20이다. 분지의 알키닐기의 탄소 원자수는 치환기의 탄소 원자수를 포함하지 않고, 통상 4 내지 30이고, 바람직하게는 4 내지 20이다.
「시클로알키닐기」의 탄소 원자수는 치환기의 탄소 원자수를 포함하지 않고, 통상 4 내지 30이고, 바람직하게는 4 내지 20이다.
알키닐기 및 시클로알키닐기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 알키닐기로서는, 예를 들어 에티닐기, 1-프로피닐기, 2-프로피닐기, 2-부티닐기, 3-부티닐기, 3-펜티닐기, 4-펜티닐기, 1-헥시닐기, 5-헥시닐기 및 이들 기에 있어서의 수소 원자의 일부 또는 전부가 치환기로 치환된 기를 들 수 있다. 시클로알키닐기로서는, 예를 들어 시클로옥티닐기를 들 수 있다.
「가교기」란, 가열, 자외선 조사, 근자외선 조사, 가시광 조사, 적외선 조사, 라디칼 반응 등에 제공함으로써, 새로운 결합을 생성하는 것이 가능한 기이다. 가교기로서는, 가교기 A군에서 선택되는 가교기(즉, 식 (XL-1) 내지 식 (XL-19) 중 어느 것으로 표시되는 기)가 바람직하다.
(가교기 A군)
Figure pct00007
[식 중, RXL은 메틸렌기, 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고, nXL은 0 내지 5의 정수를 나타낸다. RXL이 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 된다. 복수 존재하는 nXL은 동일해도 되고 상이해도 된다. *1은 결합 위치를 나타낸다. 이들 가교기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 탄소 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다.]
「치환기」로서는, 예를 들어 할로겐 원자, 시아노기, 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 1가의 복소환기, 알콕시기, 시클로알콕시기, 아릴옥시기, 아미노기, 치환 아미노기, 알케닐기, 시클로알케닐기, 알키닐기 및 시클로알키닐기를 들 수 있다. 치환기는 가교기 및 전자 구인성기여도 된다. 또한, 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 되지만, 환을 형성하지 않는 것이 바람직하다.
본 명세서 중, 최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위와 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위의 차의 절댓값(이하, 「ΔEST」라고도 한다.)의 값의 산출은 이하의 방법으로 구해진다. 먼저, B3LYP 레벨의 밀도 범함수법에 의해 화합물의 기저 상태를 구조 최적화한다. 그 때, 기저 함수로서는 6-31G*를 사용한다. 그리고, 얻어진 구조 최적화된 구조를 사용하여, B3LYP 레벨의 시간 의존 밀도 범함수법에 의해 화합물의 ΔEST를 산출한다. 단, 6-31G*를 사용할 수 없는 원자를 포함하는 경우에는, 해당 원자에 대해서는 LANL2DZ를 사용한다. 또한, 양자화학 계산 프로그램으로서는 Gaussian09를 사용해서 계산한다.
<발광 소자용 조성물>
본 실시 형태의 발광 소자용 조성물은 열활성화 지연 형광성 화합물 (A)(단순히, 「화합물 (A)」라고도 한다.)와, 화합물 (B)를 함유한다.
본 실시 형태의 발광 소자용 조성물은 화합물 (A) 및 화합물 (B)를 각각 1종만 함유하고 있어도 되고, 2종 이상 함유하고 있어도 된다.
본 실시 형태의 발광 소자용 조성물에 있어서, 화합물 (A)와 화합물 (B)는 물리적, 화학적 또는 전기적으로 상호 작용하는 것이 바람직하다. 이 상호 작용에 의해, 예를 들어 본 실시 형태의 발광 소자용 조성물의 발광 특성, 전하 수송 특성 또는 전하 주입 특성을 향상 또는 조정하는 것이 가능하게 되고, 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하다.
본 실시 형태의 발광 소자용 조성물에 있어서 발광 재료를 일례로서 설명하면, 화합물 (A)와 화합물 (B)가 전기적으로 상호 작용하여, 화합물 (B)로부터 화합물 (A)로 효율적으로 전기 에너지를 건네줌으로써, 화합물 (A)를 보다 효율적으로 발광시킬 수 있고, 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하다.
본 실시 형태의 발광 소자용 조성물에 있어서 화합물 (A)의 함유량은, 화합물 (B)와 화합물 (A)의 합계를 100질량부로 한 경우, 통상 0.01 내지 99질량부이고, 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 0.1 내지 90질량부인 것이 바람직하고, 1 내지 90질량부인 것이 보다 바람직하고, 5 내지 90질량부인 것이 더욱 바람직하고, 10 내지 85질량부인 것이 특히 바람직하고, 20 내지 80질량부인 것이 특히 바람직하고, 1 내지 70질량부여도 되고, 5 내지 50질량부여도 되고, 10 내지 30질량부여도 된다.
본 실시 형태의 발광 소자용 조성물에 있어서, 화합물 (B)의 최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위와 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위의 차의 절댓값(ΔEST(B))은, 화합물 (A)의 최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위와 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위의 차의 절댓값(ΔEST(A))보다 큰 것이 바람직하다. 이에 의해, 화합물 (B)와 화합물 (A)가 보다 효율적으로 물리적, 화학적 또는 전기적으로 상호 작용하기 쉬워지고, 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하다.
상기 관점에서, 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 화합물 (B)가 갖는 최저 여기 일중항 상태(S1(B))는 화합물 (A)가 갖는 최저 여기 일중항 상태(S1(A))보다 높은 에너지 준위인 것이 바람직하다. 또한, 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 화합물 (B)가 갖는 최저 여기 삼중항 상태(T1(B))는 화합물 (A)가 갖는 최저 여기 삼중항 상태(T1(A))보다 높은 에너지 준위인 것이 바람직하다.
본 실시 형태의 발광 소자용 조성물에 있어서, 화합물 (A)와 화합물 (B)가 효율적으로 물리적, 화학적 또는 전기적으로 상호 작용하고, 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, EB(화합물 (B)의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값)와, AA(화합물 (A)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값)의 차의 절댓값(이하, 「|EB-AA|」라고도 한다.)은 0.60eV 이하인 것이 바람직하고, 0.50eV 이하여도 되고, 0.40eV 이하여도 되고, 0.30eV 이하여도 되고, 0.20eV 이하여도 되고, 0.10eV 이하여도 된다. 또한, |EB-AA|는 0eV 이상이어도 되고, 0.001eV 이상이어도 되고, 0.005eV 이상이어도 되고, 0.01eV 이상이어도 되고, 0.10eV 이상이어도 되고, 0.20eV 이상이어도 되고, 0.30eV 이상이어도 된다.
EB는 바람직하게는 1.8eV 이상이고, 2.0eV 이상이어도 되고, 2.2eV 이상이어도 되고, 2.4eV 이상이어도 되고, 2.6eV 이상이어도 된다. EB는 바람직하게는 4.5eV 이하이고, 보다 바람직하게는 4.0eV 이하이고, 더욱 바람직하게는 3.5eV 이하이고, 3.3eV 이하여도 되고, 3.1eV 이하여도 되고, 3.0eV 이하여도 된다.
AA는 바람직하게는 1.8eV 이상이고, 2.0eV 이상이어도 되고, 2.2eV 이상이어도 되고, 2.4eV 이상이어도 되고, 2.6eV 이상이어도 된다. AA는 바람직하게는 4.5eV 이하이고, 보다 바람직하게는 4.0eV 이하이고, 더욱 바람직하게는 3.5eV 이하이고, 3.3eV 이하여도 되고, 3.1eV 이하여도 되고, 3.0eV 이하여도 되고, 2.8eV 이하여도 된다.
본 실시 형태의 발광 소자는 발광 효율이 보다 우수하므로, AA>EB를 충족하는 것이 바람직하다.
여기서 |EB-AA|와, 발광 소자의 발광 특성(특히 발광 효율)의 관계에 대해서 이하와 같이 추측된다.
본 발명자들은 화합물 (A)와 화합물 (B)가 효율적으로 물리적, 화학적 또는 전기적으로 상호 작용하는 설계(특히, 효율적으로 전기적인 상호 작용하는 설계)를 검토했다. 먼저, 화합물 (B)는 발광 스펙트럼의 반값폭이 작은 화합물이며, 화합물 (B)의 발광 스펙트럼의 반값폭이 작으면, 화합물 (B)의 발광 스펙트럼과 화합물 (A)의 흡수 스펙트럼의 겹침이 작아지기 쉬운 것에 착안했다. 본 발명자들은 화합물 (B)의 발광 스펙트럼과 화합물 (A)의 흡수 스펙트럼의 겹침을 크게 함으로써, 보다 효율적으로 전기적인 상호 작용이 얻어진다고 생각하고 |EB-AA|에 착안했다. 보다 상세히는 |EB-AA|를 0.60eV 이하로 함으로써, 화합물 (B)의 발광 스펙트럼과 화합물 (A)의 흡수 스펙트럼의 겹침이 커지고, 화합물 (B)의 전기 에너지가 화합물 (A)로 빠르게 이동하기 때문에 화합물 (A)를 보다 효율적으로 발광시킬 수 있고, 그 결과 발광 소자의 발광 특성(특히 발광 효율)이 우수하다고 추측된다.
화합물의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 및 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값은, 화합물의 발광 스펙트럼의 최대 피크 파장 및 흡수 스펙트럼의 가장 낮은 에너지측의 피크 파장을 측정한 후, 얻어진 피크 파장을 에너지값으로 환산하는 것으로 구할 수 있다.
화합물의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크 파장은, 화합물을 크실렌, 톨루엔, 클로로포름, 테트라히드로푸란 등의 유기 용매에 용해시켜서 희박 용액을 조제하고(1×10-6질량% 내지 1×10-3질량%), 해당 희박 용액의 PL 스펙트럼을 실온에서 측정함으로써 평가할 수 있다. 화합물을 용해시키는 유기 용매로서는 크실렌이 바람직하다.
화합물의 실온에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크 파장은, 화합물을 크실렌, 톨루엔, 클로로포름, 테트라히드로푸란 등의 유기 용매에 용해시켜서 희박 용액을 조제하고(1×10-6질량% 내지 1×10-3질량%), 해당 희박 용액의 자외 가시 흡수 스펙트럼을 실온에서 측정함으로써 평가할 수 있다. 화합물을 용해시키는 유기 용매로서는 크실렌이 바람직하다.
[화합물 (B)]
화합물 (B)는 붕소 원자와, 산소 원자, 황 원자, 셀레늄 원자, sp3 탄소 원자 및 질소 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 환 내에 포함하는 축합 복소환 골격 (b)를 갖는 화합물이다.
화합물 (B)에 있어서 축합 복소환 골격 (b)가 질소 원자를 포함하는 경우, 축합 복소환 골격 (b)에 포함되는 질소 원자 중 적어도 1개는 이중 결합을 형성하고 있지 않는 질소 원자인 것이 바람직하고, 축합 복소환 골격 (b)에 포함되는 질소 원자의 전부가 이중 결합을 형성하고 있지 않는 질소 원자인 것이 보다 바람직하다.
축합 복소환 골격 (b)의 탄소 원자수는 치환기의 탄소 원자수를 포함하지 않고, 통상 1 내지 60이고, 바람직하게는 5 내지 40이고, 보다 바람직하게는 10 내지 25이다.
축합 복소환 골격 (b)의 헤테로 원자수는 치환기의 헤테로 원자수를 포함하지 않고, 통상 2 내지 30이고, 바람직하게는 2 내지 15이고, 보다 바람직하게는 2 내지 10이고, 더욱 바람직하게는 2 내지 5이고, 특히 바람직하게는 2 또는 3이다.
축합 복소환 골격 (b)의 붕소 원자수는 치환기의 붕소 원자수를 포함하지 않고, 통상 1 내지 10이고, 바람직하게는 1 내지 5이고, 보다 바람직하게는 1 내지 3이고, 더욱 바람직하게는 1이다.
축합 복소환 골격 (b)의 산소 원자, 황 원자, 셀레늄 원자, sp3 탄소 원자 및 질소 원자의 합계 개수는 치환기의 원자수를 포함하지 않고, 통상 1 내지 20이고, 바람직하게는 1 내지 10이고, 보다 바람직하게는 1 내지 5이고, 더욱 바람직하게는 1 내지 3이고, 특히 바람직하게는 2이다.
축합 복소환 골격 (b)는 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 붕소 원자와, 산소 원자, 황 원자 및 질소 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 환 내에 포함하는 것이 바람직하고, 붕소 원자 및 질소 원자를 환 내에 포함하는 것이 보다 바람직하고, 붕소 원자와 이중 결합을 형성하고 있지 않는 질소 원자를 환 내에 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
축합 복소환 골격 (b)는 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 바람직하게는 3 내지 12환식 축합 복소환 골격이며, 보다 바람직하게는 3 내지 6환식 축합 복소환 골격이며, 더욱 바람직하게는 5환식 축합 복소환 골격이다.
축합 복소환 골격 (b)는, 축합 복소환 골격 (b)를 갖는 복소환기 (b')를 갖는 화합물이라고 할 수도 있다.
복소환기 (b')는 붕소 원자와, 산소 원자, 황 원자, 셀레늄 원자, sp3 탄소 원자 및 질소 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 환 내에 포함하는 다환식의 복소환식 화합물로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기여도 되고, 해당 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 복소환기 (b')에 있어서, 다환식의 복소환식 화합물은 바람직하게는 붕소 원자와, 산소 원자, 황 원자 및 질소 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 환 내에 포함하는 다환식의 복소환식 화합물이며, 보다 바람직하게는 붕소 원자 및 질소 원자를 환 내에 포함하는 다환식의 복소환식 화합물이며, 더욱 바람직하게는 붕소 원자와 이중 결합을 형성하고 있지 않는 질소 원자를 환 내에 포함하는 다환식의 복소환식 화합물이다. 복소환기 (b')에 있어서, 다환식의 복소환식 화합물은 바람직하게는 3 내지 12환식의 복소환식 화합물이며, 보다 바람직하게는 3 내지 6환식의 복소환식 화합물이며, 더욱 바람직하게는 5환식의 복소환식 화합물이다.
복소환기 (b')가 갖고 있어도 되는 치환기로서는, 할로겐 원자, 시아노기, 알킬기, 시클로알킬기, 알콕시기, 시클로알콕시기, 아릴기, 1가의 복소환기 또는 치환 아미노기가 바람직하고, 알킬기, 시클로알킬기, 알콕시기, 시클로알콕시기, 아릴기, 1가의 복소환기 또는 치환 아미노기가 보다 바람직하고, 알킬기, 아릴기 또는 치환 아미노기가 더욱 바람직하고, 이들 기는 추가로 치환기를 갖고 있어도 된다.
복소환기 (b')가 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 아릴기로서는, 바람직하게는 단환식 또는 2환식 내지 6환식의 방향족 탄화수소로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 보다 바람직하게는 단환식, 2환식 또는 3환식의 방향족 탄화수소로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 더욱 바람직하게는 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌 또는 플루오렌으로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 특히 바람직하게는 페닐기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
복소환기 (b')가 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 1가의 복소환기로서는, 바람직하게는 단환식 또는 2환식 내지 6환식의 복소환식 화합물로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 단환식, 2환식 또는 3환식의 복소환식 화합물로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 더욱 바람직하게는 피리딘, 디아자벤젠, 트리아진, 아자나프탈렌, 디아자나프탈렌, 카르바졸, 디벤조푸란, 디벤조티오펜, 페녹사진 또는 페노티아진으로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 특히 바람직하게는 피리딘, 디아자벤젠 또는 트리아진으로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
복소환기 (b')가 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 치환 아미노기에 있어서, 아미노기가 갖는 치환기로서는 아릴기 또는 1가의 복소환기가 바람직하고, 아릴기가 보다 바람직하고, 이들 기는 추가로 치환기를 갖고 있어도 된다. 아미노기가 갖는 치환기에 있어서의 아릴기 및 1가의 복소환기의 예 및 바람직한 범위는, 각각 복소환기 (b')가 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 아릴기 및 1가의 복소환기의 예 및 바람직한 범위와 동일하다.
복소환기 (b')가 갖고 있어도 되는 치환기가 추가로 갖고 있어도 되는 치환기로서는, 할로겐 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알콕시기, 시클로알콕시기, 아릴기, 1가의 복소환기 또는 치환 아미노기가 바람직하고, 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 1가의 복소환기 또는 치환 아미노기가 보다 바람직하고, 알킬기 또는 시클로알킬기가 더욱 바람직하고, 이들 기는 추가로 치환기를 갖고 있어도 되지만, 추가로 치환기를 갖지 않는 것이 바람직하다.
복소환기 (b')가 갖고 있어도 되는 치환기가 추가로 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 아릴기, 1가의 복소환기 및 치환 아미노기의 예 및 바람직한 범위는, 각각 복소환기 (b')가 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 아릴기, 1가의 복소환기 및 치환 아미노기의 예 및 바람직한 범위와 동일하다.
「이중 결합을 형성하고 있지 않는 질소 원자」란, 다른 3개의 원자와 각각 단결합으로 결합하는 질소 원자를 의미한다.
「환 내에 이중 결합을 형성하고 있지 않는 질소 원자를 포함한다」란, 환 내에 -N(-RN)-(식 중, RN은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.) 또는 식:
Figure pct00008
으로 표시되는 기를 포함하는 것을 의미한다.
화합물 (B)는 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 열활성화 지연 형광(TADF)성 화합물인 것이 바람직하다.
화합물 (B)의 ΔEST는 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 바람직하게는 0.50eV 이하이다. 또한, 화합물 (B)의 ΔEST는 0.001eV 이상이어도 되고, 0.01eV 이상이어도 되고, 0.10eV 이상이어도 되고, 0.20eV 이상이어도 되고, 0.30eV 이상이어도 되고, 0.40eV 이상이어도 된다.
화합물 (B)는 저분자 화합물인 것이 바람직하다.
화합물 (B)의 분자량은 바람직하게는 1×102 내지 5×103이고, 보다 바람직하게는 2×102 내지 3×103이고, 더욱 바람직하게는 3×102 내지 1.5×103이고, 특히 바람직하게는 4×102 내지 1×103이다.
화합물 (B)는 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 식 (1-1), 식 (1-2) 또는 식 (1-3)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (1-2) 또는 식 (1-3)으로 표시되는 화합물인 것이 보다 바람직하고, 식 (1-2)로 표시되는 화합물인 것이 더욱 바람직하다.
Ar1, Ar2 및 Ar3은 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 단환식, 2환식 혹은 3환식의 방향족 탄화수소 또는 단환식, 2환식 혹은 3환식의 복소환식 화합물로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기이고, 보다 바람직하게는 단환식의 방향족 탄화수소 또는 단환식의 복소환식 화합물로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기이고, 더욱 바람직하게는 벤젠, 피리딘 또는 디아자벤젠으로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기이고, 특히 바람직하게는 벤젠으로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
Ar1, Ar2 및 Ar3이 갖고 있어도 되는 치환기의 예 및 바람직한 범위는, 복소환기 (b')가 갖고 있어도 되는 치환기의 예 및 바람직한 범위와 동일하다.
Y1은 바람직하게는 산소 원자, 황 원자, -N(Ry)-로 표시되는 기 또는 메틸렌기이고, 보다 바람직하게는 산소 원자, 황 원자 또는 -N(Ry)-로 표시되는 기이고, 더욱 바람직하게는 -N(Ry)-로 표시되는 기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
Y2 및 Y3은 바람직하게는 단결합, 산소 원자, 황 원자, -N(Ry)-로 표시되는 기 또는 메틸렌기이고, 보다 바람직하게는 단결합, 산소 원자, 황 원자 또는 -N(Ry)-로 표시되는 기이고, 더욱 바람직하게는 산소 원자, 황 원자 또는 -N(Ry)-로 표시되는 기이고, 특히 바람직하게는 -N(Ry)-로 표시되는 기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, Y1, Y2 및 Y3의 전부가 산소 원자, 황 원자 또는 -N(Ry)-로 표시되는 기인 것이 바람직하고, Y1, Y2 및 Y3의 전부가 -N(Ry)-로 표시되는 기인 것이 보다 바람직하다.
Y1, Y2 및 Y3이 갖고 있어도 되는 치환기의 예 및 바람직한 범위는, 복소환기 (b')가 갖고 있어도 되는 치환기의 예 및 바람직한 범위와 동일하다.
Ry는 바람직하게는 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기 또는 1가의 복소환기이고, 보다 바람직하게는 아릴기 또는 1가의 복소환기이고, 더욱 바람직하게는 아릴기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
Ry에 있어서의 아릴기 및 1가의 복소환기의 예 및 바람직한 범위는, 각각 복소환기 (b')가 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 아릴기 및 1가의 복소환기의 예 및 바람직한 범위와 동일하다.
Ry가 갖고 있어도 되는 치환기의 예 및 바람직한 범위는, 복소환기 (b')가 갖고 있어도 되는 치환기의 예 및 바람직한 범위와 동일하다.
Ry는 직접 결합하거나 또는 연결기를 통해서 Ar1, Ar2 또는 Ar3과 결합하고 있어도 되지만, 결합하고 있지 않는 것이 바람직하다. 연결기로서는, 예를 들어 -O-로 표시되는 기, -S-로 표시되는 기, -N(Ry)-로 표시되는 기, 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 아릴렌기 및 2가의 복소환기를 들 수 있고, 바람직하게는 -O-로 표시되는 기, -S-로 표시되는 기, -N(Ry)-로 표시되는 기 또는 메틸렌기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
화합물 (B)로서는, 하기 식으로 표시되는 화합물 및 후술하는 화합물 B1 내지 B3이 예시된다.
Figure pct00009
Figure pct00010
식 중, Z1은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다.
[화합물 (A)]
화합물 (A)는 열활성화 지연 형광(TADF)성을 갖는 화합물이다.
화합물 (A)는 화합물 (B)와는 다른 화합물이며, 예를 들어 축합 복소환 골격 (b)를 갖지 않는 화합물이어도 된다.
화합물 (A)의 ΔEST는 통상 0.50eV 이하이다. 화합물 (A)의 ΔEST는 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 바람직하게는 0.45eV 이하이고, 보다 바람직하게는 0.40eV 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.35eV 이하이고, 특히 바람직하게는 0.30eV 이하이고, 특히 바람직하게는 0.25eV 이하이고, 특히 보다 바람직하게는 0.20eV 이하이다. 또한, 화합물 (A)의 ΔEST는 0.001eV 이상이어도 되고, 0.005eV 이상이어도 되고, 0.01eV 이상이어도 되고, 0.05eV 이상이어도 된다.
화합물 (A)의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EA)는 바람직하게는 1.6eV 이상이고, 1.8eV 이상이어도 되고, 2.0eV 이상이어도 되고, 2.1eV 이상이어도 되고, 2.2eV 이상이어도 되고, 2.3eV 이상이어도 된다. 또한, EA는 바람직하게는 4.5eV 이하이고, 보다 바람직하게는 4.0eV 이하이고, 더욱 바람직하게는 3.5eV 이하이고, 특히 바람직하게는 3.3eV 이하이고, 3.1eV 이하여도 되고, 바람직하게는 3.0eV 이하여도 되고, 2.9eV 이하여도 되고, 2.8eV 이하여도 되고, 2.7eV 이하여도 되고, 2.6eV 이하여도 되고, 2.5eV 이하여도 된다.
화합물 (A)는 저분자 화합물인 것이 바람직하다.
화합물 (A)의 분자량은 바람직하게는 1×102 내지 1×104이고, 보다 바람직하게는 2×102 내지 5×103이고, 더욱 바람직하게는 3×102 내지 3×103이고, 특히 바람직하게는 4×102 내지 1.5×103이다.
[식 (T-1)로 표시되는 화합물]
화합물 (A)는 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 식 (T-1)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
nT1은 통상 0 이상 10 이하의 정수이고, 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 바람직하게는 0 이상 5 이하의 정수이고, 보다 바람직하게는 0 이상 3 이하의 정수이고, 더욱 바람직하게는 0 이상 2 이하의 정수이고, 특히 바람직하게는 0 또는 1이다.
nT2는 통상 1 이상 10 이하의 정수이고, 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 우수하므로, 바람직하게는 1 이상 7 이하의 정수이고, 보다 바람직하게는 1 이상 5 이하의 정수이고, 더욱 바람직하게는 1 이상 4 이하의 정수이고, 2 또는 3이어도 된다.
이중 결합을 형성하고 있지 않는 질소 원자를 환 내에 포함하고, 또한 =N-으로 표시되는 기, -C(=O)-로 표시되는 기, -S(=O)-로 표시되는 기 및 -S(=O)2-로 표시되는 기를 환 내에 포함하지 않는 1가의 복소환기(이하, 「1가의 도너형 복소환기」라고 한다.)에 있어서, 환을 구성하는 이중 결합을 형성하고 있지 않는 질소 원자의 수는 통상 1 내지 10이고, 바람직하게는 1 내지 5이고, 보다 바람직하게는 1 내지 3이고, 더욱 바람직하게는 1 또는 2이다.
1가의 도너형 복소환기에 있어서, 환을 구성하는 탄소 원자의 수는 통상 1 내지 60이고, 바람직하게는 3 내지 50이고, 보다 바람직하게는 5 내지 40이고, 더욱 바람직하게는 7 내지 30이고, 특히 바람직하게는 10 내지 25이다.
1가의 도너형 복소환기에 있어서, 환을 구성하는 헤테로 원자의 수는 통상 1 내지 30이고, 바람직하게는 1 내지 10이고, 보다 바람직하게는 1 내지 5이고, 더욱 바람직하게는 1 내지 3이다.
1가의 도너형 복소환기는 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는 복소환식 화합물로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기인 것이 바람직하고, 이 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 1가의 도너형 복소환기에 있어서 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는 복소환식 화합물로서는, 예를 들어 전술의 복소환기의 항에서 설명한 복소환식 화합물 중에서, 붕소 원자 및 질소 원자를 환 내에 포함하지 않는 복소환식 화합물을 들 수 있다.
1가의 도너형 복소환기로서는, 예를 들어 전술의 복소환기의 항에서 설명한 복소환기 중에서, 이중 결합을 형성하고 있지 않는 질소 원자를 환 내에 포함하고, 또한 =N-으로 표시되는 기, -C(=O)-로 표시되는 기, -S(=O)-로 표시되는 기 및 -S(=O)2-로 표시되는 기를 환 내에 포함하지 않는 1가의 복소환기를 들 수 있다. 1가의 도너형 복소환기는 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 바람직하게는 이중 결합을 형성하고 있지 않는 질소 원자를 환 내에 포함하고, 또한 =N-으로 표시되는 기, -C(=O)-로 표시되는 기, -S(=O)-로 표시되는 기 및 -S(=O)2-로 표시되는 기를 환 내에 포함하지 않는 다환식의 복소환식 화합물(바람직하게는, 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는 다환식의 복소환식 화합물)로부터, 환을 구성하는 원자(바람직하게는 탄소 원자 또는 질소 원자, 보다 바람직하게는 질소 원자)에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 보다 바람직하게는 이중 결합을 형성하고 있지 않는 질소 원자를 환 내에 포함하고, 또한 =N-으로 표시되는 기, -C(=O)-로 표시되는 기, -S(=O)-로 표시되는 기 및 -S(=O)2-로 표시되는 기를 환 내에 포함하지 않는, 3환식 내지 5환식의 복소환식 화합물(바람직하게는 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는, 3환식 내지 5환식의 복소환식 화합물)로부터, 환을 구성하는 원자(바람직하게는 탄소 원자 또는 질소 원자, 보다 바람직하게는 질소 원자)에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 더욱 바람직하게는 카르바졸, 페녹사진, 페노티아진, 9,10-디히드로아크리딘, 5,10-디히드로페나진, 벤조카르바졸, 디벤조카르바졸, 인돌로카르바졸 또는 인데노카르바졸로부터, 환을 구성하는 원자(바람직하게는 탄소 원자 또는 질소 원자, 보다 바람직하게는 질소 원자)에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 특히 바람직하게는 카르바졸, 인돌로카르바졸 또는 인데노카르바졸로부터, 환을 구성하는 원자(바람직하게는 탄소 원자 또는 질소 원자, 보다 바람직하게는 질소 원자)에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
ArT1에 있어서의 치환 아미노기의 예 및 바람직한 범위는, 후술하는 ArT1이 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 치환 아미노기의 예 및 바람직한 범위와 동일하다.
ArT1이 갖고 있어도 되는 치환기로서는, 알킬기, 시클로알킬기, 알콕시기, 시클로알콕시기, 아릴기, 아릴옥시기, 1가의 복소환기, 치환 아미노기, 할로겐 원자 또는 시아노기이고, 보다 바람직하게는 알킬기, 시클로알킬기, 알콕시기, 시클로알콕시기, 아릴기, 1가의 복소환기 또는 치환 아미노기이고, 더욱 바람직하게는 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 1가의 복소환기 또는 치환 아미노기이고, 이들 기는 추가로 치환기를 갖고 있어도 된다.
ArT1이 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 아릴기로서는, 바람직하게는 단환식 또는 2환식 내지 7환식의 방향족 탄화수소로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 보다 바람직하게는 단환식 또는 2환식 내지 5환식(바람직하게는 단환식, 2환식 또는 3환식)의 방향족 탄화수소로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 더욱 바람직하게는 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌 또는 플루오렌으로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 특히 바람직하게는 페닐기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
ArT1이 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 1가의 복소환기는, 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는 복소환식 화합물로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기인 것이 바람직하고, 이 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. ArT1이 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 1가의 복소환기에 있어서, 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는 복소환식 화합물로서는, 전술의 복소환기의 항에서 설명한 복소환식 화합물 중에서, 붕소 원자 및 질소 원자를 환 내에 포함하지 않는 복소환식 화합물을 들 수 있다. ArT1이 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 1가의 복소환기는, 바람직하게는 단환식 또는 2환식 내지 7환식의 복소환식 화합물(바람직하게는, 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는 단환식 또는 2 내지 7환식의 복소환식 화합물)로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 보다 바람직하게는 단환식 또는 2환식 내지 5환식(바람직하게는 단환식, 2환식 또는 3환식)의 복소환식 화합물(바람직하게는 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는, 단환식 또는 2환식 내지 5환식의 복소환식 화합물이며, 보다 바람직하게는 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는, 단환식, 2환식 또는 3환식의 복소환식 화합물이다.)로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기이고, 더욱 바람직하게는 피리딘, 디아자벤젠, 트리아진, 아자나프탈렌, 디아자나프탈렌, 디벤조푸란, 디벤조티오펜, 카르바졸, 페녹사진, 페노티아진, 9,10-디히드로아크리딘, 5,10-디히드로페나진, 벤조카르바졸, 디벤조카르바졸, 인돌로카르바졸 또는 인데노카르바졸로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기이고, 특히 바람직하게는 피리딘, 디아자벤젠, 트리아진, 디벤조푸란, 디벤조티오펜 또는 카르바졸로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기이고, 이들 기는 추가로 치환기를 갖고 있어도 된다.
ArT1이 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 치환 아미노기에 있어서, 아미노기가 갖는 치환기로서는 아릴기 또는 1가의 복소환기가 바람직하고, 아릴기가 보다 바람직하고, 이들 기는 추가로 치환기를 갖고 있어도 된다. 아미노기가 갖는 치환기에 있어서의 아릴기의 예 및 바람직한 범위는, ArT1이 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 아릴기의 예 및 바람직한 범위와 동일하다. 아미노기가 갖는 치환기에 있어서의 1가의 복소환기의 예 및 바람직한 범위는, ArT1이 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 1가의 복소환기의 예 및 바람직한 범위와 동일하다.
ArT1이 갖고 있어도 되는 치환기가 추가로 갖고 있어도 되는 치환기로서는, 바람직하게는 알킬기, 시클로알킬기, 알콕시기, 시클로알콕시기, 아릴기, 아릴옥시기, 1가의 복소환기, 치환 아미노기, 할로겐 원자 또는 시아노기이고, 보다 바람직하게는 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 1가의 복소환기 또는 치환 아미노기이고, 더욱 바람직하게는 알킬기 또는 아릴기이고, 이들 기는 추가로 치환기를 갖고 있어도 되지만, 추가로 치환기를 갖지 않는 것이 바람직하다.
ArT1이 갖고 있어도 되는 치환기가 추가로 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 아릴기, 1가의 복소환기 및 치환 아미노기의 예 및 바람직한 범위는, 각각 ArT1이 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 아릴기, 1가의 복소환기 및 치환 아미노기의 예 및 바람직한 범위와 동일하다.
ArT1의 적어도 하나는, 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 바람직하게는 치환기를 갖고 있어도 되는 1가의 도너형 복소환기이다.
ArT1은 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 바람직하게는 치환기를 갖고 있어도 되는 1가의 도너형 복소환기이다.
LT1은 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 바람직하게는 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 아릴렌기 또는 2가의 복소환기이고, 보다 바람직하게는 아릴렌기 또는 2가의 복소환기이고, 더욱 바람직하게는 아릴렌기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
LT1에 있어서의 아릴렌기로서는, 바람직하게는 단환식 또는 2환식 내지 6환식의 방향족 탄화수소로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 2개를 제거한 기이고, 보다 바람직하게는 단환식, 2환식 또는 3환식의 방향족 탄화수소로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 2개를 제거한 기이고, 더욱 바람직하게는 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌 또는 플루오렌으로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 2개를 제거한 기이고, 특히 바람직하게는 페닐렌기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
LT1에 있어서의 2가의 복소환기는, 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는 복소환식 화합물로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 2개를 제거한 기인 것이 바람직하다. LT1에 있어서의 2가의 복소환기에 있어서 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는 복소환식 화합물로서는, 전술의 복소환기의 항에서 설명한 복소환식 화합물 중에서, 붕소 원자 및 질소 원자를 환 내에 포함하지 않는 복소환식 화합물을 들 수 있다. LT1에 있어서의 2가의 복소환기는, 바람직하게는 단환식 또는 2환식 내지 6환식의 복소환식 화합물(바람직하게는 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는, 단환식 또는 2환식 내지 6환식의 복소환식 화합물)로부터, 환을 구성하는 원자(바람직하게는 탄소 원자)에 직접 결합하는 수소 원자 2개를 제거한 기이고, 단환식, 2환식 또는 3환식의 복소환식 화합물(바람직하게는 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는, 단환식, 2환식 또는 3환식의 복소환식 화합물)로부터, 환을 구성하는 원자(바람직하게는 탄소 원자)에 직접 결합하는 수소 원자 2개를 제거한 기이고, 더욱 바람직하게는 피리딘, 디아자벤젠, 트리아진, 아자나프탈렌, 디아자나프탈렌, 카르바졸, 디벤조푸란, 디벤조티오펜, 페녹사진 또는 페노티아진으로부터 환을 구성하는 원자(바람직하게는 탄소 원자)에 직접 결합하는 수소 원자 2개를 제거한 기이고, 특히 바람직하게는 피리딘, 디아자벤젠 또는 트리아진으로부터 환을 구성하는 원자(바람직하게는 탄소 원자)에 직접 결합하는 수소 원자 2개를 제거한 기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
LT1이 갖고 있어도 되는 치환기의 예 및 바람직한 범위는, ArT1이 갖고 있어도 되는 치환기의 예 및 바람직한 범위와 동일하다.
ArT2에 있어서 전자 구인성기를 갖는 방향족 탄화수소기란, 전자 구인성기를 치환기로서 갖는 방향족 탄화수소기를 의미하고, 이 기는 전자 구인성기 이외의 치환기를 갖고 있어도 된다.
전자 구인성기를 포함하는 방향족 탄화수소기에 있어서, 방향족 탄화수소기가 갖는 전자 구인성기의 수는 통상 1 내지 20개이며, 바람직하게는 1 내지 10개이며, 보다 바람직하게는 1 내지 7개이며, 더욱 바람직하게는 1 내지 5개이며, 특히 바람직하게는 1 내지 3개이다.
전자 구인성기로서는, 예를 들어 불소 원자를 치환기로서 갖는 알킬기, 불소 원자, 시아노기, 니트로기, 아실기 및 카르복실기를 들 수 있고, 바람직하게는 시아노기, 불소 원자를 치환기로서 갖는 알킬기 또는 불소 원자이며, 보다 바람직하게는 시아노기이다.
불소 원자를 치환기로서 갖는 알킬기로서는, 바람직하게는 트리플루오로메틸기, 펜타플루오로에틸기, 퍼플루오로부틸기, 퍼플루오로헥실기 또는 퍼플루오로옥틸기이다.
전자 구인성기를 포함하는 방향족 탄화수소기에 있어서의 방향족 탄화수소기로서는, 바람직하게는 단환식 또는 2환식 내지 6환식의 방향족 탄화수소로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기이고, 보다 바람직하게는 단환식, 2환식 또는 3환식의 방향족 탄화수소로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기이고, 더욱 바람직하게는 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌 또는 플루오렌으로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기이고, 특히 바람직하게는 벤젠으로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
ArT2에 있어서, 환 내에 -C(=O)-로 표시되는 기를 포함하는 방향족 탄화수소기에 있어서의, 환을 구성하는 -C(=O)-로 표시되는 기의 수는 통상 1 내지 10이고, 바람직하게는 1 내지 7이고, 보다 바람직하게는 1 내지 5이고, 더욱 바람직하게는 1 내지 3이다.
ArT2에 있어서, 환 내에 -C(=O)-로 표시되는 기를 포함하는 방향족 탄화수소기로서는, 전술한 방향족 탄화수소기의 항에서 설명한 방향족 탄화수소기 중에서, 환 내에 -C(=O)-로 표시되는 기를 포함하는 방향족 탄화수소기를 들 수 있고, 바람직하게는 환 내에 -C(=O)-로 표시되는 기를 포함하는, 2환식 또는 3환식의 방향족 탄화수소로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기이고, 보다 바람직하게는 나프토퀴논, 안트라퀴논, 페난토퀴논, 인데논, 플루오레논 또는 테트랄론으로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기이고, 더욱 바람직하게는 안트라퀴논, 페난토퀴논 또는 플루오레논으로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
ArT2에 있어서, =N-으로 표시되는 기, -C(=O)-로 표시되는 기, -S(=O)-로 표시되는 기 및 -S(=O)2-로 표시되는 기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 기를 환 내에 포함하는 복소환기(이하, 「억셉터형 복소환기」라고도 한다.)에 있어서, 환을 구성하는 =N-으로 표시되는 기, -C(=O)-로 표시되는 기, -S(=O)-로 표시되는 기 및 -S(=O)2-로 표시되는 기의 합계 개수는 통상 1 내지 20이고, 바람직하게는 1 내지 10이고, 보다 바람직하게는 1 내지 5이고, 더욱 바람직하게는 1 내지 3이다.
억셉터형 복소환기에 있어서, 환을 구성하는 탄소 원자의 수는 통상 1 내지 60이고, 바람직하게는 2 내지 40이고, 보다 바람직하게는 3 내지 20이다.
억셉터형 복소환기에 있어서, 환을 구성하는 헤테로 원자의 수는 통상 1 내지 30이고, 바람직하게는 1 내지 10이고, 보다 바람직하게는 1 내지 5이고, 더욱 바람직하게는 1 내지 3이다.
억셉터형 복소환기는, 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는 복소환식 화합물로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기인 것이 바람직하고, 이 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 억셉터형 복소환기에 있어서 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는 복소환식 화합물로서는, 예를 들어 전술의 복소환기의 항에서 설명한 복소환식 화합물 중에서, 붕소 원자 및 질소 원자를 환 내에 포함하지 않는 복소환식 화합물을 들 수 있다.
억셉터형 복소환기로서는, 예를 들어 전술의 복소환기의 항에서 설명한 복소환식 화합물 중에서, =N-으로 표시되는 기, -C(=O)-로 표시되는 기, -S(=O)-로 표시되는 기 및 -S(=O)2-로 표시되는 기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 기를 환 내에 포함하는 복소환식 화합물(바람직하게는, 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는 복소환식 화합물)로부터, 환을 구성하는 원자(바람직하게는 탄소 원자)에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기를 들 수 있고, 바람직하게는 =N-으로 표시되는 기, -C(=O)-로 표시되는 기, -S(=O)-로 표시되는 기 및 -S(=O)2-로 표시되는 기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 기를 환 내에 포함하는, 단환식 또는 2 내지 5환식의 복소환식 화합물(바람직하게는 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는, 단환식 또는 2 내지 5환식의 복소환식 화합물)로부터, 환을 구성하는 원자(바람직하게는 탄소 원자)에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기이고, 보다 바람직하게는 =N-으로 표시되는 기, -C(=O)-로 표시되는 기, -S(=O)-로 표시되는 기 및 -S(=O)2-로 표시되는 기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 기를 환 내에 포함하는, 단환식, 2환식 또는 3환식의 복소환식 화합물(바람직하게는 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는, 단환식, 2환식 또는 3환식의 복소환식 화합물)로부터, 환을 구성하는 원자(바람직하게는 탄소 원자)에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기이고, 더욱 바람직하게는 옥사디아졸, 티아디아졸, 피리딘, 디아자벤젠, 트리아진, 아자나프탈렌, 디아자나프탈렌, 디벤조티오펜디옥사이드, 디벤조티오펜옥사이드, 디벤조피라논, 아자안트라센, 디아자안트라센, 아자페난트렌, 디아자페난트렌, 아자카르바졸, 디아자카르바졸 또는 아크리돈으로부터, 환을 구성하는 원자(바람직하게는 탄소 원자)에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기이고, 특히 바람직하게는 옥사디아졸, 티아디아졸, 피리딘, 디아자벤젠, 트리아진, 디벤조티오펜디옥사이드, 디벤조티오펜옥사이드 또는 디벤조피라논으로부터, 환을 구성하는 원자(바람직하게는 탄소 원자)에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기이고, 특히 바람직하게는 옥사디아졸, 티아디아졸, 피리딘, 디아자벤젠, 트리아진 또는 디벤조피라논으로부터, 환을 구성하는 원자(바람직하게는 탄소 원자)에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기이고, 특히 보다 바람직하게는 피리딘, 디아자벤젠, 트리아진으로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
억셉터형 복소환기는, 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 바람직하게는 -C(=O)-로 표시되는 기, -S(=O)2-로 표시되는 기 및 =N-으로 표시되는 기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 기를 환 내에 포함하는 복소환기이고, 보다 바람직하게는 -C(=O)-로 표시되는 기 및 =N-으로 표시되는 기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 기를 환 내에 포함하는 복소환기이고, 더욱 바람직하게는 =N-으로 표시되는 기를 환 내에 포함하는 복소환기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
ArT2는 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 바람직하게는 -C(=O)-로 표시되는 기, -S(=O)2-로 표시되는 기, 전자 구인성기를 갖는 방향족 탄화수소기, 또는 억셉터형 복소환기이고, 보다 바람직하게는 -S(=O)2-로 표시되는 기, 전자 구인성기를 갖는 방향족 탄화수소기, 또는 억셉터형 복소환기이고, 더욱 바람직하게는 전자 구인성기를 갖는 방향족 탄화수소기 또는 억셉터형 복소환기이고, 특히 바람직하게는 전자 구인성기를 갖는 방향족 탄화수소기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
ArT2가 갖고 있어도 되는 치환기로서는, 바람직하게는 알킬기, 시클로알킬기, 알콕시기, 시클로알콕시기, 아릴기, 아릴옥시기, 1가의 복소환기 또는 전자 구인성기이고, 보다 바람직하게는 알킬기, 시클로알킬기, 알콕시기, 시클로알콕시기, 아릴기, 1가의 복소환기 또는 전자 구인성기이고, 더욱 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 1가의 복소환기 또는 전자 구인성기이고, 특히 바람직하게는 알킬기, 아릴기 또는 전자 구인성기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
ArT2가 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 아릴기의 예 및 바람직한 범위는, ArT1이 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 아릴기의 예 및 바람직한 범위와 동일하다.
ArT2가 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 1가의 복소환기는, 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는 복소환식 화합물로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 또한 1가의 도너형 복소환기 이외의 1가의 복소환기인 것이 바람직하고, 이 기는 치환기를 추가로 갖고 있어도 된다. ArT2가 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 1가의 복소환기에 있어서, 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는 복소환식 화합물로서는, 전술의 복소환기의 항에서 설명한 복소환식 화합물 중에서, 붕소 원자 및 질소 원자를 환 내에 포함하지 않는 복소환식 화합물을 들 수 있다. ArT2가 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 1가의 복소환기는, 예를 들어 전술의 복소환기의 항에서 설명한 복소환기 중에서, 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는 복소환식 화합물로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 또한 1가의 도너형 복소환기 이외의 복소환기를 들 수 있고, 바람직하게는 단환식 또는 2환식 내지 6환식의 복소환식 화합물(바람직하게는 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는, 단환식 또는 2환식 내지 6환식의 복소환식 화합물)로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기(바람직하게는, 1가의 도너형 복소환기 이외의 복소환기)이며, 보다 바람직하게는 단환식, 2환식 또는 3환식의 복소환식 화합물(바람직하게는 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는, 단환식, 2환식 또는 3환식의 복소환식 화합물)로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기(바람직하게는, 1가의 도너형 복소환기 이외의 복소환기)이며, 더욱 바람직하게는 피리딘, 디아자벤젠, 트리아진, 아자나프탈렌, 디아자나프탈렌, 디벤조푸란, 디벤조티오펜, 아자카르바졸 또는 디아자카르바졸로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기이고, 특히 바람직하게는 피리딘, 디아자벤젠 또는 트리아진으로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개 이상을 제거한 기이고, 이들 기는 추가로 치환기를 갖고 있어도 된다.
ArT2가 갖고 있어도 되는 치환기가 추가로 갖고 있어도 되는 치환기의 예 및 바람직한 범위는, ArT1이 갖고 있어도 되는 치환기가 추가로 갖고 있어도 되는 치환기의 예 및 바람직한 범위와 동일하다.
화합물 (A)로서는, 예를 들어 하기 식으로 표시되는 화합물, 그리고 후술하는 화합물 T5, T6, T8 내지 T10 및 T12를 들 수 있다. 또한, 식 중, Z1은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. Z2는 -N=으로 표시되는 기, 또는 -CH=로 표시되는 기를 나타낸다. Z3은 -C(=O)-로 표시되는 기, 또는 -S(=O)2-로 표시되는 기를 나타낸다. Z1 내지 Z3이 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 된다.
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
Figure pct00014
Figure pct00015
[호스트 재료]
본 실시 형태의 발광 소자용 조성물은 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 정공 주입성, 정공 수송성, 전자 주입성 및 전자 수송성에서 선택되는 적어도 하나의 기능을 갖는 호스트 재료를 더 포함하는 것이 바람직하다. 본 실시 형태의 발광 소자용 조성물은 호스트 재료를 1종만 함유하고 있어도 되고, 2종 이상 함유하고 있어도 된다. 단, 호스트 재료는 화합물 (B)와는 다르다. 또한, 호스트 재료는 화합물 (A)와는 다르다.
본 실시 형태의 발광 소자용 조성물이 호스트 재료를 더 포함하는 경우, 호스트 재료와, 화합물 (B)와, 화합물 (A)는 물리적, 화학적 또는 전기적으로 상호 작용하는 것이 바람직하다. 이 상호 작용에 의해, 예를 들어 본 실시 형태의 발광 소자용 조성물의 발광 특성, 전하 수송 특성 또는 전하 주입 특성을 향상 또는 조정하는 것이 가능하게 된다.
본 실시 형태의 발광 소자용 조성물이 호스트 재료를 더 포함하는 경우에 대해서 발광 재료를 일례로서 설명하면, 호스트 재료와, 화합물 (B)와, 화합물 (A)가 전기적으로 상호 작용하고, 호스트 재료로부터 화합물 (B)에 효율적으로 전기 에너지를 건네주고, 또한 화합물 (B)로부터 화합물 (A)에 효율적으로 전기 에너지를 건네줌으로써, 화합물 (A)를 보다 효율적으로 발광시킬 수 있어, 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하다.
상기 관점에서, 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 본 실시 형태의 발광 소자용 조성물이 호스트 재료를 더 포함하는 경우, 호스트 재료가 갖는 최저 여기 일중항 상태(S1)는 화합물 (A)가 갖는 최저 여기 일중항 상태(S1) 및 화합물 (B)가 갖는 최저 여기 일중항 상태(S1)보다 높은 에너지 준위인 것이 바람직하다.
본 실시 형태의 발광 소자용 조성물이 호스트 재료를 더 포함하는 경우, 호스트 재료와 화합물 (B)가 보다 효율적으로 물리적, 화학적 또는 전기적으로 상호 작용하고, 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, EH(호스트 재료의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값)와 AB(화합물 (B)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값)의 차의 절댓값(이하, 「|EH-AB|」라고도 한다.)는 0.60eV 이하인 것이 바람직하고, 0.55eV 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.50eV 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, |EH-AB|는 0eV 이상이어도 되고, 0.001eV 이상이어도 되고, 0.005eV 이상이어도 되고, 0.01eV 이상이어도 되고, 0.05eV 이상이어도 되고, 0.10eV 이상이어도 되고, 0.20eV 이상이어도 되고, 0.30eV 이상이어도 되고, 0.35eV 이상이어도 된다.
EH는 바람직하게는 2.0eV 이상이고, 2.2eV 이상이어도 되고, 2.4eV 이상이어도 되고, 2.6eV 이상이어도 되고, 2.8eV 이상이어도 되고, 3.0eV 이상이어도 된다. 또한, EH는 바람직하게는 4.5eV 이하이고, 보다 바람직하게는 4.0eV 이하이고, 3.8eV 이하여도 되고, 3.6eV 이하여도 되고, 3.4eV 이하여도 된다.
AB는 바람직하게는 1.8eV 이상이고, 2.0eV 이상이어도 되고, 2.2eV 이상이어도 되고, 2.4eV 이상이어도 되고, 2.6eV 이상이어도 되고, 2.8eV 이상이어도 된다. 또한, AB는 바람직하게는 4.5eV 이하이고, 보다 바람직하게는 4.0eV 이하이고, 3.8eV 이하여도 되고, 3.6eV 이하여도 되고, 3.4eV 이하여도 되고, 3.2eV 이하여도 되고, 3.0eV 이하여도 된다.
여기서 |EH-AB|와, 발광 소자의 발광 특성(특히 발광 효율)의 관계에 대해서, 이하와 같이 추측된다.
본 발명자들은 호스트 재료와 화합물 (B)가 효율적으로 물리적, 화학적 또는 전기적으로 상호 작용하는 설계(특히, 효율적으로 전기적인 상호 작용하는 설계)를 검토했다. 먼저, 화합물 (B)는 발광 스펙트럼의 반값폭이 작은 화합물이며, 이에 의해 화합물 (B)의 흡수 스펙트럼의 반값폭이 작다고 추측했다. 여기서 화합물 (B)의 흡수 스펙트럼의 반값폭이 작으면, 호스트 재료의 발광 스펙트럼과, 화합물 (B)의 흡수 스펙트럼의 겹침이 작아지기 쉽다고 추측했다. 그래서, 본 발명자들은 호스트 재료의 발광 스펙트럼과 화합물 (B)의 흡수 스펙트럼의 겹침을 크게 함으로써, 보다 효율적으로 전기적인 상호 작용이 얻어진다고 생각하고, |EH-AB|에 착안했다. 보다 상세히는 |EH-AB|를 0.60eV 이하로 함으로써, 호스트 재료의 발광 스펙트럼과 화합물 (B)의 흡수 스펙트럼의 겹침이 커지고, 호스트 재료의 전기 에너지가 화합물 (B)로 빠르게 이동하기 때문에, 그 결과 발광 소자의 발광 특성(특히 발광 효율)이 보다 우수하다고 추측된다.
본 실시 형태의 발광 소자용 조성물이 호스트 재료를 더 포함하는 경우, 호스트 재료와 화합물 (B)와 화합물 (A)가 보다 효율적으로 물리적, 화학적 또는 전기적으로 상호 작용하고, 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, |EB-AA|가 0.60eV 이하이고, 또한 |EH-AB|가 0.60eV 이하인 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서의 |EB-AA| 및 |EH-AB|의 예 및 바람직한 범위는, 각각 전술한 |EB-AA| 및 |EH-AB|의 항에서 설명한 예 및 바람직한 범위와 동일하다.
상술한 「|EB-AA|와, 발광 소자의 발광 특성(특히 발광 효율)의 관계」 및 상술한 「|EH-AB|와, 발광 소자의 발광 특성(특히 발광 효율)의 관계」에서 설명한 생각에 기초하여, 본 실시 형태의 발광 소자용 조성물이 호스트 재료를 더 포함하는 경우, |EB-AA|를 0.60eV 이하로 함으로써, 호스트 재료의 발광 스펙트럼과 화합물 (B)의 흡수 스펙트럼의 겹침이 커지고, 호스트 재료의 전기 에너지가 화합물 (B)로 빠르게 이동하고, 또한 |EH-AB|를 0.60eV 이하로 함으로써, 화합물 (B)의 발광 스펙트럼과 화합물 (A)의 흡수 스펙트럼의 겹침이 커지고, 화합물 (B)의 전기 에너지가 화합물 (A)로 빠르게 이동하기 때문에 화합물 (A)를 보다 효율적으로 발광시킬 수 있고, 그 결과 발광 소자의 발광 특성(특히 발광 효율)이 보다 우수하다고 추측된다.
본 실시 형태의 발광 소자용 조성물이 호스트 재료를 더 포함하는 경우, 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, EH>AB를 충족하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태의 발광 소자용 조성물이 호스트 재료를 더 포함하는 경우, 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, EH>EB를 충족하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태의 발광 소자용 조성물이 호스트 재료를 더 포함하는 경우, 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, EH>EA를 충족하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태의 발광 소자용 조성물이 호스트 재료를 더 포함하는 경우, 호스트 재료의 함유량은, 화합물 (A), 화합물 (B) 및 호스트 재료의 합계를 100질량부로 하여 통상 1 내지 99.99질량부이고, 바람직하게는 10 내지 99.9질량부이고, 보다 바람직하게는 30 내지 99.5질량부이고, 더욱 바람직하게는 50 내지 99질량부이고, 특히 바람직하게는 70 내지 98질량부이고, 특히 바람직하게는 80 내지 97질량부이고, 90 내지 97질량부여도 된다.
호스트 재료로서는, 본 실시 형태의 발광 소자를 습식법으로 제작할 수 있으므로, 화합물 (A) 및 화합물 (B)를 용해하는 것이 가능한 용매에 대하여 용해성을 나타내는 것이 바람직하다.
호스트 재료는 저분자 화합물(저분자 호스트)과 고분자 화합물(고분자 호스트)로 분류되며, 본 실시 형태의 발광 소자용 조성물은 어느 호스트 재료를 함유하고 있어도 된다. 본 실시 형태의 발광 소자용 조성물에 함유되어 있어도 되는 호스트 재료로서는, 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 저분자 화합물이 바람직하다.
고분자 호스트로서는, 예를 들어 후술하는 정공 수송 재료인 고분자 화합물, 후술하는 전자 수송 재료인 고분자 화합물을 들 수 있다.
저분자 호스트는 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 바람직하게는 식 (H-1)로 표시되는 화합물이다. 여기서 식 (H-1)로 표시되는 화합물은, 화합물 중에 축합 복소환 골격 (b)를 갖지 않는 화합물인 것이 바람직하다.
식 (H-1)로 표시되는 화합물의 분자량은 바람직하게는 1×102 내지 5×103이고, 보다 바람직하게는 2×102 내지 3×103이고, 더욱 바람직하게는 3×102 내지 1.5×103이고, 특히 바람직하게는 4×102 내지 1×103이다.
ArH1 및 ArH2에 있어서의 아릴기는, 바람직하게는 단환식 또는 2 내지 7환식의 방향족 탄화수소로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 보다 바람직하게는 단환식 또는 2 내지 5환식의 방향족 탄화수소로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 더욱 바람직하게는 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 디히드로페난트렌, 플루오렌, 벤조안트라센, 벤조페난트렌, 벤조플루오렌, 피렌, 플루오란텐, 페릴렌 또는 벤조플루오란텐으로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 특히 바람직하게는 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 플루오렌, 피렌 또는 벤조플루오란텐으로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
LH1에 있어서의 아릴렌기는, 바람직하게는 단환식 또는 2 내지 7환식의 방향족 탄화수소로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 2개를 제거한 기이고, 보다 바람직하게는 단환식 또는 2 내지 5환식의 방향족 탄화수소로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 2개를 제거한 기이고, 더욱 바람직하게는 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 디히드로페난트렌, 플루오렌, 벤조안트라센, 벤조페난트렌, 벤조플루오렌, 피렌, 플루오란텐, 페릴렌 또는 벤조플루오란텐으로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 2개를 제거한 기이고, 특히 바람직하게는 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 플루오렌, 피렌 또는 벤조플루오란텐으로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 2개를 제거한 기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
ArH1 및 ArH2에 있어서의 1가의 복소환기는, 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는 복소환식 화합물로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기인 것이 바람직하고, 이 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. ArH1 및 ArH2에 있어서의 1가의 복소환기에 있어서 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는 복소환식 화합물로서는, 전술의 복소환기의 항에서 설명한 복소환식 화합물 중에서, 붕소 원자 및 질소 원자를 환 내에 포함하지 않는 복소환식 화합물을 들 수 있다. ArH1 및 ArH2에 있어서의 1가의 복소환기는, 바람직하게는 단환식 또는 2 내지 7환식의 복소환식 화합물(바람직하게는 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는, 단환식 또는 2 내지 7환식의 복소환식 화합물)로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 보다 바람직하게는 단환식 또는 2 내지 5환식의 복소환식 화합물(바람직하게는 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는, 단환식 또는 2 내지 5환식의 복소환식 화합물)로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 더욱 바람직하게는 피리딘, 디아자벤젠, 트리아진, 아자나프탈렌, 디아자나프탈렌, 디벤조푸란, 디벤조티오펜, 카르바졸, 페녹사진, 페노티아진, 벤조카르바졸, 벤조나프토푸란, 벤조나프토티오펜, 디벤조카르바졸, 인돌로카르바졸 또는 인데노카르바졸로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 특히 바람직하게는 피리딘, 디아자벤젠, 트리아진, 아자나프탈렌, 디아자나프탈렌, 디벤조푸란, 디벤조티오펜, 카르바졸, 벤조카르바졸, 벤조나프토푸란 또는 벤조나프토티오펜으로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
LH1에 있어서의 2가의 복소환기는 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는 복소환식 화합물로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 2개를 제거한 기인 것이 바람직하다. LH1에 있어서의 2가의 복소환기에 있어서 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는 복소환식 화합물로서는, 전술의 복소환기의 항에서 설명한 복소환식 화합물 중에서, 붕소 원자 및 질소 원자를 환 내에 포함하지 않는 복소환식 화합물을 들 수 있다. LH1에 있어서의 2가의 복소환기는, 바람직하게는 단환식 또는 2 내지 7환식의 복소환식 화합물(바람직하게는 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는, 단환식 또는 2 내지 7환식의 복소환식 화합물)로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 2개를 제거한 기이고, 보다 바람직하게는 단환식 또는 2 내지 5환식의 복소환식 화합물(바람직하게는 축합 복소환 골격 (b)를 포함하지 않는, 단환식 또는 2 내지 5환식의 복소환식 화합물)로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 2개를 제거한 기이고, 더욱 바람직하게는 피리딘, 디아자벤젠, 트리아진, 아자나프탈렌, 디아자나프탈렌, 디벤조푸란, 디벤조티오펜, 카르바졸, 페녹사진, 페노티아진, 벤조카르바졸, 벤조나프토푸란, 벤조나프토티오펜, 디벤조카르바졸, 인돌로카르바졸 또는 인데노카르바졸로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 2개를 제거한 기이고, 특히 바람직하게는 피리딘, 디아자벤젠, 트리아진, 아자나프탈렌, 디아자나프탈렌, 디벤조푸란, 디벤조티오펜, 카르바졸, 벤조카르바졸, 벤조나프토푸란 또는 벤조나프토티오펜으로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 2개를 제거한 기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
ArH1 및 ArH2에 있어서의 치환 아미노기에 있어서, 아미노기가 갖는 치환기로서는 아릴기 또는 1가의 복소환기가 바람직하고, 아릴기가 보다 바람직하고, 이들 기는 추가로 치환기를 갖고 있어도 된다. 아미노기가 갖는 치환기인 아릴기의 예 및 바람직한 범위는, ArH1 및 ArH2에 있어서의 아릴기의 예 및 바람직한 범위와 동일하다. 아미노기가 갖는 치환기인 1가의 복소환기의 예 및 바람직한 범위는, ArH1 및 ArH2에 있어서의 1가의 복소환기의 예 및 바람직한 범위와 동일하다.
본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, ArH1 및 ArH2의 적어도 하나는 아릴기 또는 1가의 복소환기인 것이 바람직하고, ArH1 및 ArH2의 양쪽이 아릴기 또는 1가의 복소환기인 것이 보다 바람직하고, ArH1 및 ArH2의 양쪽이 1가의 복소환기인 것이 더욱 바람직하고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
ArH1 및 ArH2에 있어서의 아릴기 및 1가의 복소환기로서는, 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 벤젠, 나프탈렌, 플루오렌, 피리딘, 디아자벤젠, 트리아진, 아자나프탈렌, 디아자나프탈렌, 디벤조푸란, 디벤조티오펜 또는 카르바졸로부터, 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 1개를 제거한 기가 바람직하고, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카르바졸릴기, 디벤조티에닐기 또는 디벤조푸릴기가 보다 바람직하고, 페닐기, 나프틸기 또는 카르바졸릴기가 더욱 바람직하고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, LH1의 적어도 하나는 아릴렌기 또는 2가의 복소환기인 것이 바람직하고, 모든 LH1이 아릴렌기 또는 2가의 복소환기인 것이 보다 바람직하고, 모든 LH1이 2가의 복소환기인 것이 더욱 바람직하고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
LH1에 있어서의 아릴렌기 및 2가의 복소환기로서는, 본 실시 형태의 발광 소자의 발광 효율이 보다 우수하므로, 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 플루오렌, 피렌, 벤조플루오란텐, 피리딘, 디아자벤젠, 트리아진, 아자나프탈렌, 디아자나프탈렌, 디벤조푸란, 디벤조티오펜 또는 카르바졸로부터 환을 구성하는 원자(바람직하게는 탄소 원자)에 직접 결합하는 수소 원자 2개를 제거한 기가 바람직하고, 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 디벤조푸란, 디벤조티오펜 또는 카르바졸로부터 환을 구성하는 원자(바람직하게는 탄소 원자)에 직접 결합하는 수소 원자 2개를 제거한 기가 보다 바람직하고, 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 디벤조푸란 또는 디벤조티오펜으로부터 환을 구성하는 원자에 직접 결합하는 수소 원자 2개를 제거한 기가 더욱 바람직하고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다.
ArH1, ArH2 및 LH1이 갖고 있어도 되는 치환기로서는, 바람직하게는 알킬기, 시클로알킬기, 알콕시기, 시클로알콕시기, 아릴기, 1가의 복소환기, 치환 아미노기, 시아노기 또는 할로겐 원자이며, 보다 바람직하게는 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 1가의 복소환기 또는 치환 아미노기이고, 더욱 바람직하게는 알킬기, 아릴기 또는 1가의 복소환기이고, 이들 기는 추가로 치환기를 갖고 있어도 된다.
ArH1, ArH2 및 LH1이 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 아릴기, 1가의 복소환기 및 치환 아미노기의 예 및 바람직한 범위는, 각각 ArH1 및 ArH2에 있어서의 아릴기, 1가의 복소환기 및 치환 아미노기의 예 및 바람직한 범위와 동일하다.
ArH1, ArH2 및 LH1이 갖고 있어도 되는 치환기가 추가로 갖고 있어도 되는 치환기로서는, 바람직하게는 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 1가의 복소환기 또는 치환 아미노기이고, 보다 바람직하게는 알킬기 또는 시클로알킬기이고, 이들 기는 추가로 치환기를 갖고 있어도 되지만, 추가로 치환기를 갖지 않는 것이 바람직하다.
ArH1, ArH2 및 LH1이 갖고 있어도 되는 치환기가 추가로 갖고 있어도 되는 치환기에 있어서의 아릴기, 1가의 복소환기 및 치환 아미노기의 예 및 바람직한 범위는, 각각 ArH1 및 ArH2에 있어서의 아릴기, 1가의 복소환기 및 치환 아미노기의 예 및 바람직한 범위와 동일하다.
nH1은 통상 0 이상 10 이하의 정수이고, 바람직하게는 0 이상 7 이하의 정수이고, 보다 바람직하게는 1 이상 5 이하의 정수이고, 더욱 바람직하게는 1 이상 3 이하의 정수이고, 특히 바람직하게는 1이다.
식 (H-1)로 표시되는 화합물로서는, 예를 들어 하기 식으로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 또한, 식 중, Z1은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. 식 중, Z2는 -CH=로 표현되는 기 또는 -N=으로 표현되는 기를 나타낸다.
Figure pct00016
Figure pct00017
Figure pct00018
[기타 성분]
본 실시 형태의 발광 소자용 조성물은, 화합물 (A)와, 화합물 (B)와, 전술한 호스트 재료, 정공 수송 재료, 정공 주입 재료, 전자 수송 재료, 전자 주입 재료, 발광 재료, 산화 방지제 및 용매로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 함유하는 조성물이어도 된다. 단, 정공 수송 재료, 정공 주입 재료, 전자 수송 재료, 전자 주입 재료 및 발광 재료는 화합물 (A) 및 화합물 (B)와는 다르다.
[잉크]
화합물 (A)와, 화합물 (B)와, 용매를 함유하는 조성물(이하, 「잉크」라고 한다.)은, 예를 들어 스핀 코트법, 캐스팅법, 마이크로 그라비아 코트법, 그라비아 코트법, 바 코트법, 롤 코트법, 와이어 바 코트법, 딥 코트법, 스프레이 코트법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 인쇄법, 모세관 코트법, 노즐 코트법 등의 습식법을 사용한 발광 소자의 제작에 적합하다. 잉크의 점도는 인쇄법의 종류에 따라 조정하면 되지만, 바람직하게는 25℃에 있어서 1mPa·s 내지 20mPa·s이다.
잉크에 포함되는 용매는 바람직하게는 잉크 중의 고형분을 용해 또는 균일하게 분산할 수 있는 용매이다. 용매로서는, 예를 들어 염소계 용매, 에테르계 용매, 방향족 탄화수소계 용매, 지방족 탄화수소계 용매, 케톤계 용매, 에스테르계 용매, 다가 알코올계 용매, 알코올계 용매, 술폭시드계 용매, 아미드계 용매를 들 수 있다.
잉크에 있어서 용매의 배합량은, 화합물 (A) 및 화합물 (B)의 합계를 100질량부로 한 경우, 통상 1000질량부 내지 10000000질량부이다.
용매는 1종 단독으로 사용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다.
·정공 수송 재료
정공 수송 재료는 저분자 화합물과 고분자 화합물로 분류되며, 바람직하게는 가교기를 갖는 고분자 화합물이다.
고분자 화합물로서는, 예를 들어 폴리비닐카르바졸 및 그의 유도체; 측쇄 또는 주쇄에 방향족 아민 구조를 갖는 폴리아릴렌 및 그의 유도체를 들 수 있다. 고분자 화합물은 풀러렌, 테트라플루오로테트라시아노퀴노디메탄, 테트라시아노에틸렌 및 트리니트로플루오레논 등의 전자 수용성 부위가 결합된 화합물이어도 된다.
본 실시 형태의 발광 소자용 조성물에 있어서 정공 수송 재료가 포함되는 경우, 정공 수송 재료의 배합량은 화합물 (A) 및 화합물 (B)의 합계를 100질량부로 한 경우, 통상 1질량부 내지 10000질량부이다.
정공 수송 재료는 1종 단독으로 사용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다.
·전자 수송 재료
전자 수송 재료는 저분자 화합물과 고분자 화합물로 분류된다. 전자 수송 재료는 가교기를 갖고 있어도 된다.
저분자 화합물로서는, 예를 들어 8-히드록시퀴놀린을 배위자로 하는 금속 착체, 옥사디아졸, 안트라퀴노디메탄, 벤조퀴논, 나프토퀴논, 안트라퀴논, 테트라시아노안트라퀴노디메탄, 플루오레논, 디페닐디시아노에틸렌 및 디페노퀴논, 그리고 이들의 유도체를 들 수 있다.
고분자 화합물로서는, 예를 들어 폴리페닐렌, 폴리플루오렌 및 이들의 유도체를 들 수 있다. 고분자 화합물은 금속으로 도프되어 있어도 된다.
본 실시 형태의 발광 소자용 조성물에 있어서 전자 수송 재료가 포함되는 경우, 전자 수송 재료의 배합량은 화합물 (A) 및 화합물 (B)의 합계를 100질량부로 한 경우, 통상 1질량부 내지 10000질량부이다.
전자 수송 재료는 1종 단독으로 사용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다.
·정공 주입 재료 및 전자 주입 재료
정공 주입 재료 및 전자 주입 재료는 각각 저분자 화합물과 고분자 화합물로 분류된다. 정공 주입 재료 및 전자 주입 재료는 가교기를 갖고 있어도 된다.
저분자 화합물로서는, 예를 들어 구리 프탈로시아닌 등의 금속 프탈로시아닌; 카본; 몰리브덴, 텅스텐 등의 금속 산화물; 불화리튬, 불화나트륨, 불화세슘, 불화칼륨 등의 금속 불화물을 들 수 있다.
고분자 화합물로서는, 예를 들어 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리티에닐렌비닐렌, 폴리퀴놀린 및 폴리퀴녹살린, 그리고 이들의 유도체; 방향족 아민 구조를 주쇄 또는 측쇄에 포함하는 중합체 등의 도전성 고분자를 들 수 있다.
본 실시 형태의 발광 소자용 조성물에 있어서 정공 주입 재료 및/또는 전자 주입 재료가 포함되는 경우, 정공 주입 재료 및 전자 주입 재료의 배합량은 각각 화합물 (A) 및 화합물 (B)의 합계를 100질량부로 한 경우, 통상 1질량부 내지 10000질량부이다.
정공 주입 재료 및 전자 주입 재료는 각각 1종 단독으로 사용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다.
·이온 도프
정공 주입 재료 또는 전자 주입 재료가 도전성 고분자를 포함하는 경우, 도전성 고분자의 전기 전도도는 바람직하게는 1×10-5S/㎝ 내지 1×103S/㎝이다. 도전성 고분자의 전기 전도도를 이러한 범위로 하기 위해서, 도전성 고분자에 적량의 이온을 도프할 수 있다. 도프하는 이온의 종류는 정공 주입 재료이면 음이온, 전자 주입 재료이면 양이온이다. 음이온으로서는, 예를 들어 폴리스티렌술폰산 이온, 알킬벤젠술폰산 이온, 캄포술폰산 이온을 들 수 있다. 양이온으로서는, 예를 들어 리튬 이온, 나트륨 이온, 칼륨 이온, 테트라부틸암모늄 이온을 들 수 있다.
도프하는 이온은 1종 단독으로 사용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다.
·발광 재료
발광 재료는 저분자 화합물과 고분자 화합물로 분류된다. 발광 재료는 가교기를 갖고 있어도 된다.
저분자 화합물로서는, 예를 들어 나프탈렌 및 그의 유도체, 안트라센 및 그의 유도체, 페릴렌 및 그의 유도체, 그리고 이리듐, 백금 또는 유로퓸을 중심 금속으로 하는 삼중항 발광 착체를 들 수 있다.
고분자 화합물로서는, 예를 들어 페닐렌기, 나프탈렌디일기, 플루오렌디일기, 페난트렌디일기, 디히드로페난트렌디일기, 안트라센디일기 및 피렌디일기 등의 아릴렌기; 방향족 아민으로부터 2개의 수소 원자를 제거해서 이루어지는 기 등의 방향족 아민 잔기; 그리고 카르바졸디일기, 페녹사진디일기 및 페노티아진디일기 등의 2가의 복소환기를 포함하는 고분자 화합물을 들 수 있다.
본 실시 형태의 발광 소자용 조성물에 있어서 발광 재료가 포함되는 경우, 발광 재료의 함유량은 화합물 (A) 및 화합물 (B)의 합계를 100질량부로 한 경우, 통상 0.1질량부 내지 10000질량부이다.
발광 재료는 1종 단독으로 사용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다.
·산화 방지제
산화 방지제는 화합물 (A) 및 화합물 (B)와 동일한 용매에 가용이며, 발광 및 전하 수송을 저해하지 않는 화합물이면 되고, 예를 들어 페놀계 산화 방지제, 인계 산화 방지제를 들 수 있다.
본 실시 형태의 발광 소자용 조성물에 있어서 산화 방지제가 포함되는 경우, 산화 방지제의 배합량은 화합물 (A) 및 화합물 (B)의 합계를 100질량부로 한 경우, 통상 0.00001질량부 내지 10질량부이다.
산화 방지제는 1종 단독으로 사용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다.
<막>
본 실시 형태의 막은 상술한 발광 소자용 조성물을 함유한다. 본 실시 형태의 막은 발광 소자에 있어서의 발광층으로서 적합하다. 본 실시 형태의 막은 예를 들어 잉크를 사용하여, 습식법에 의해 제작할 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 막은, 예를 들어 진공 증착법 등의 건식법에 의해 제작할 수 있다. 본 실시 형태의 막을 건식법에 의해 제작하는 방법으로서는, 예를 들어 상술한 발광 소자용 조성물을 증착하는 방법, 및 화합물 (A) 및 화합물 (B)를 공증착하는 방법을 들 수 있다.
막의 두께는 통상 1㎚ 내지 10㎛이다.
<발광 소자>
본 실시 형태의 발광 소자는 상술한 발광 소자용 조성물을 함유한다.
본 실시 형태의 발광 소자는, 예를 들어 양극과, 음극과, 양극 및 음극 사이에 마련된 상술한 발광 소자용 조성물을 함유하는 유기층을 구비하는 것이어도 된다.
[층 구성]
본 실시 형태의 발광 소자용 조성물을 함유하는 층은, 통상 발광층, 정공 수송층, 정공 주입층, 전자 수송층 및 전자 주입층으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 층이며, 바람직하게는 발광층이다. 이들 층은 각각 발광 재료, 정공 수송 재료, 정공 주입 재료, 전자 수송 재료, 전자 주입 재료를 포함한다. 이들 층은 각각 발광 재료, 정공 수송 재료, 정공 주입 재료, 전자 수송 재료, 전자 주입 재료를 상술한 막의 제작과 마찬가지의 방법을 사용해서 형성할 수 있다.
발광 소자는 양극과 음극 사이에 발광층을 갖는다. 본 실시 형태의 발광 소자는 정공 주입성 및 정공 수송성의 관점에서는, 양극과 발광층 사이에, 정공 주입층 및 정공 수송층 중 적어도 1층을 갖는 것이 바람직하고, 전자 주입성 및 전자 수송성의 관점에서는, 음극과 발광층 사이에, 전자 주입층 및 전자 수송층 중 적어도 1층을 갖는 것이 바람직하다.
정공 수송층, 전자 수송층, 발광층, 정공 주입층 및 전자 주입층의 재료로서는, 본 실시 형태의 발광 소자용 조성물 외에, 각각 상술한 정공 수송 재료, 전자 수송 재료, 발광 재료, 정공 주입 재료 및 전자 주입 재료 등을 들 수 있다.
정공 수송층의 재료, 전자 수송층의 재료 및 발광층의 재료는 발광 소자의 제작에 있어서, 각각 정공 수송층, 전자 수송층 및 발광층에 인접하는 층의 형성 시에 사용되는 용매에 용해되는 경우, 해당 용매에 해당 재료가 용해되는 것을 회피하기 위해서, 해당 재료가 가교기를 갖는 것이 바람직하다. 가교기를 갖는 재료를 사용해서 각 층을 형성한 후, 해당 가교기를 가교시킴으로써 해당 층을 불용화 시킬 수 있다.
본 실시 형태의 발광 소자에 있어서 발광층, 정공 수송층, 전자 수송층, 정공 주입층, 전자 주입층 등의 각 층의 형성 방법으로서는, 저분자 화합물을 사용하는 경우, 예를 들어 분말로부터의 진공 증착법 등의 건식법, 용액 또는 용융 상태로부터의 성막에 의한 방법 등의 습식법을 들 수 있고, 고분자 화합물을 사용하는 경우, 예를 들어 용액 또는 용융 상태로부터의 성막에 의한 방법 등의 습식법을 들 수 있다. 적층하는 층의 순번, 수 및 두께는, 예를 들어 발광 효율, 구동 전압 및 휘도 수명을 감안해서 조정한다.
[기판/전극]
발광 소자에 있어서의 기판은 전극을 형성할 수 있고, 또한 유기층을 형성할 때에 화학적으로 변화되지 않는 기판이면 되고, 예를 들어 유리, 플라스틱, 실리콘 등의 재료를 포함하는 기판이다. 불투명한 기판의 경우에는, 기판으로부터 가장 멀리 있는 전극이 투명 또는 반투명한 것이 바람직하다.
양극의 재료로서는, 예를 들어 도전성의 금속 산화물, 반투명의 금속을 들 수 있고, 바람직하게는 산화인듐, 산화아연, 산화주석; 인듐·주석·옥사이드(ITO), 인듐·아연·옥사이드 등의 도전성 화합물; 은과 팔라듐과 구리의 복합체(APC); NESA, 금, 백금, 은, 구리이다.
음극의 재료로서는, 예를 들어 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 알루미늄, 아연, 인듐 등의 금속; 그들 중 2종 이상의 합금; 그들 중 1종 이상과, 은, 구리, 망간, 티타늄, 코발트, 니켈, 텅스텐, 주석 중 1종 이상의 합금; 그리고 그래파이트 및 그래파이트 층간 화합물을 들 수 있다. 합금으로서는, 예를 들어 마그네슘-은 합금, 마그네슘-인듐 합금, 마그네슘-알루미늄 합금, 인듐-은 합금, 리튬-알루미늄 합금, 리튬-마그네슘 합금, 리튬-인듐 합금, 칼슘-알루미늄 합금을 들 수 있다.
양극 및 음극은 각각 2층 이상의 적층 구조로 해도 된다.
[용도]
본 실시 형태의 발광 소자는 액정 표시 장치의 백라이트용의 광원, 조명용의 광원, 유기 EL 조명, 컴퓨터, 텔레비전 및 휴대 단말기 등의 표시 장치(예를 들어, 유기 EL 디스플레이 및 유기 EL 텔레비전)로서 적합하게 사용할 수 있다.
이상, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어 본 발명의 일 측면은, 상술한 발광 소자용 조성물의 제조 방법에 관한 것이어도 된다.
일 양태에 있어서 발광 소자용 조성물의 제조 방법은, 열활성화 지연 형광성 화합물 (A)를 준비하는 준비 공정과, 축합 복소환 골격 (b)를 갖는 화합물이며, 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EB)가, 화합물 (A)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AA)와의 차 (EB-AA)가 0.60eV 이하가 되는 값을 나타내는 화합물 (B)를 선별하는 선별 공정과, 준비 공정에서 준비한 화합물 (A) 및 선별 공정에서 선별한 화합물 (B)를 혼합해서 발광 소자용 조성물을 얻는 제조 공정을 구비하는 제조 방법(이하, 「제조 방법 (1)」이라고도 한다.)이어도 된다.
제조 방법 (1)은, EB(화합물 (B)의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값)를 구하는 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 이 EB를 구하는 공정은, 제조 방법 (1)에 있어서 선별 공정에 포함되어 있어도 된다.
제조 방법 (1)은, AA(화합물 (A)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값)를 구하는 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 이 AA를 구하는 공정은, 제조 방법 (1)에 있어서 준비 공정 또는 선별 공정에 포함되어 있어도 되고, 선별 공정에 포함되어 있어도 된다.
제조 방법 (1)은 EB와 AA를 구하고, 그 차의 절댓값(|EB-AA|)을 산출하는 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 이 |EB-AA|를 산출하는 공정은, 제조 방법 (1)에 있어서 선별 공정에 포함되어 있어도 된다.
제조 방법 (1)은, 화합물 (B)의 최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위 및 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위를 각각 구하고, 이들의 차의 절댓값 ΔEst를 산출하는 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 이 ΔEst를 산출하는 공정은, 제조 방법 (1)에 있어서 선별 공정에 포함되어 있어도 된다.
제조 방법 (1)은, 화합물 (A)의 최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위 및 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위를 각각 구하고, 이들의 차의 절댓값 ΔEst를 산출하는 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 이 ΔEst를 산출하는 공정은, 제조 방법 (1)에 있어서 준비 공정 또는 선별 공정에 포함되어 있어도 된다.
제조 방법 (1)에 있어서, 준비 공정에서는 ΔEst가 0.50eV 이하인 화합물 (A)를 준비하는 것이 바람직하다.
또한, 제조 방법 (1)에 있어서, 선별 공정에서는 ΔEst가 0.50eV 이하인 화합물 (B)를 선별하는 것이 바람직하다.
제조 방법 (1)에 있어서의 선별 공정에서는, 화합물 (B)의 ΔEst가 화합물 (A)의 ΔEst보다 커지도록, 화합물 (B)를 더 선별해도 된다.
제조 방법 (1)에 있어서, 제조 공정은 준비 공정에서 준비한 화합물 (A)와, 선별 공정에서 선별한 화합물 (B)와, 호스트 재료를 혼합하는 공정이어도 된다. 이러한 제조 방법(이하, 「제조 방법 (1')」라고도 한다.)에 따르면, 준비 공정에서 준비한 형광 발광성 화합물과, 선별 공정에서 선별한 화합물 (B)와, 호스트 재료를 함유하는 발광 소자용 조성물이 얻어진다.
제조 방법 (1')에 있어서, 제조 공정은 준비 공정에서 준비한 화합물 (A)와, 선별 공정에서 선별한 화합물 (B)와, 호스트 재료를 동시에 혼합하는 공정이어도 되고, 준비 공정에서 준비한 화합물 (A)와 선별 공정에서 선별한 화합물 (B)의 혼합물에 호스트 재료를 혼합하는 공정이어도 된다.
제조 방법 (1')에 있어서, 선별 공정에서는 호스트 재료의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EH)와, 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AB)의 차의 절댓값(|EH-AB|)이 0.60eV 이하가 되도록, 화합물 (B)를 더 선별해도 된다.
제조 방법 (1')는, 호스트 재료의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EH)와, 선별 공정에서 선별한 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AB)의 차의 절댓값(|EH-AB|)이 0.60eV 이하가 되도록, 호스트 재료를 선별하는 호스트 재료 선별 공정을 더 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 제조 공정에서는 준비 공정에서 준비한 화합물 (A)와, 선별 공정에서 선별한 화합물 (B)와, 호스트 재료 선별 공정에서 선별한 호스트 재료가 혼합된다.
제조 방법 (1')는, EH(호스트 재료의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값)를 구하는 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 이 EH를 구하는 공정은 선별 공정 또는 호스트 재료 선별 공정에 포함되어 있어도 된다.
제조 방법 (1')는, AB(화합물 (B)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값)를 구하는 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 이 AB를 구하는 공정은 선별 공정 또는 호스트 재료 선별 공정에 포함되어 있어도 된다.
다른 일 양태에 있어서 발광 소자용 조성물의 제조 방법은, 축합 복소환 골격 (b)를 갖는 화합물 (B)를 준비하는 준비 공정과, 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AA)가, 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EB)와의 차 (EB-AA)가 0.60eV 이하가 되는 값을 나타내는 열활성화 지연 형광성 화합물 (A)를 선별하는 선별 공정과, 준비 공정에서 준비한 화합물 (B) 및 선별 공정에서 선별한 화합물 (A)를 혼합해서 발광 소자용 조성물을 얻는 제조 공정을 구비하는 제조 방법(이하, 「제조 방법 (2)」라고도 한다.)이어도 된다.
제조 방법 (2)는, EB(화합물 (B)의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값)를 구하는 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 이 EB를 구하는 공정은, 제조 방법 (2)에 있어서 준비 공정 또는 선별 공정에 포함되어 있어도 되고, 선별 공정에 더 포함되어 있어도 된다.
제조 방법 (2)는, AA(화합물 (A)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값)를 구하는 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 이 AA를 구하는 공정은, 제조 방법 (2)에 있어서 선별 공정에 포함되어 있어도 된다.
제조 방법 (2)는 EB와 AA를 구하고, 그 차의 절댓값(|EB-AA|)을 산출하는 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 이 |EB-AA|를 산출하는 공정은, 제조 방법 (2)에 있어서 선별 공정에 포함되어 있어도 된다.
제조 방법 (2)는, 화합물 (B)의 최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위 및 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위를 각각 구하고, 이들의 차의 절댓값 ΔEst를 산출하는 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 이 ΔEst를 산출하는 공정은, 제조 방법 (2)에 있어서 준비 공정 또는 선별 공정에 포함되어 있어도 된다.
제조 방법 (2)는, 화합물 (A)의 최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위 및 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위를 각각 구하고, 이들의 차의 절댓값 ΔEst를 산출하는 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 이 ΔEst를 산출하는 공정은, 제조 방법 (2)에 있어서 선별 공정에 포함되어 있어도 된다.
제조 방법 (2)에 있어서, 준비 공정에서는 ΔEst가 0.50eV 이하인 화합물 (B)를 준비하는 것이 바람직하다.
또한, 제조 방법 (2)에 있어서, 선별 공정에서는 ΔEst가 0.50eV 이하인 화합물 (A)를 선별하는 것이 바람직하다.
제조 방법 (2)에 있어서의 선별 공정에서는, 화합물 (A)의 ΔEst가 화합물 (B)의 ΔEst보다 작아지도록, 화합물 (A)를 더 선별해도 된다.
제조 방법 (2)에 있어서, 제조 공정은 준비 공정에서 준비한 화합물 (B)와, 선별 공정에서 선별한 화합물 (A)와, 호스트 재료를 혼합하는 공정이어도 된다. 이러한 제조 방법(이하, 「제조 방법 (2')」라고도 한다.)에 따르면, 준비 공정에서 준비한 화합물 (B)와, 선별 공정에서 선별한 화합물 (A)와, 호스트 재료를 함유하는 발광 소자용 조성물이 얻어진다.
제조 방법 (2')에 있어서, 제조 공정은 준비 공정에서 준비한 화합물 (B)와, 선별 공정에서 선별한 화합물 (A)와, 호스트 재료를 동시에 혼합하는 공정이어도 되고, 준비 공정에서 준비한 화합물 (B)와 선별 공정에서 선별한 화합물 (A)의 혼합물에 호스트 재료를 혼합하는 공정이어도 된다.
제조 방법 (2')는, 호스트 재료 준비 공정을 더 구비하고 있어도 된다. 이때, 준비 공정(화합물 (B)를 준비하는 공정)은 호스트 재료의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EH)와, 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AB)의 차의 절댓값(|EH-AB|)이 0.60eV 이하가 되는 화합물 (B)를 준비하는 공정이어도 된다.
제조 방법 (2')는 호스트 재료 선별 공정을 더 구비하고 있어도 된다. 이 호스트 재료 선별 공정은, 호스트 재료의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EH)와, 준비 공정에서 준비한 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AB)의 차의 절댓값(|EH-AB|)이 0.60eV 이하가 되도록, 호스트 재료를 선별하는 공정이어도 된다. 이 경우, 제조 공정에서는 준비 공정에서 준비한 화합물 (B)와, 선별 공정에서 선별한 화합물 (A)와, 호스트 재료 선별 공정에서 선별한 호스트 재료가 혼합된다.
제조 방법 (2')는, EH(호스트 재료의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값)를 구하는 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 이 EH를 구하는 공정은 호스트 재료 준비 공정, 준비 공정(화합물 (B)를 준비하는 공정) 또는 호스트 재료 선별 공정에 포함되어 있어도 된다.
제조 방법 (2')는, AB(화합물 (B)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값)를 구하는 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 이 AB를 구하는 공정은 준비 공정(화합물 (B)를 준비하는 공정) 또는 호스트 재료 선별 공정에 포함되어 있어도 된다.
제조 방법 (1) 및 제조 방법 (2)에 있어서의 제조 공정에서, 화합물 (A) 및 화합물 (B)를 혼합하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 혼합 방법으로서는, 예를 들어 화합물 (A) 및 화합물 (B)를 상술한 잉크의 항에서 설명한 용매에 용해시켜서 혼합하는 방법, 화합물 (A) 및 화합물 (B)를 고체 상태로 혼합하는 방법, 및 화합물 (A) 및 화합물 (B)를 공증착에 의해 혼합하는 방법 등을 들 수 있다.
제조 방법 (1') 및 제조 방법 (2')에 있어서의 제조 공정에서, 화합물 (A), 화합물 (B) 및 호스트 재료를 혼합하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 혼합 방법으로서는, 예를 들어 화합물 (A), 화합물 (B) 및 호스트 재료를 상술한 잉크의 항에서 설명한 용매에 용해시켜서 혼합하는 방법, 화합물 (A), 화합물 (B) 및 호스트 재료를 고체 상태로 혼합하는 방법, 및 화합물 (A), 화합물 (B) 및 호스트 재료를 공증착에 의해 혼합하는 방법 등을 들 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면은, 상술한 발광 소자의 제조 방법에 관한 것이어도 된다.
일 양태에 있어서, 발광 소자의 제조 방법은 양극과, 음극과, 양극 및 음극 사이에 마련된 유기층을 포함하는 발광 소자의 제조 방법이어도 되고, 이 제조 방법은 상술한 제조 방법(예를 들어 제조 방법 (1), 제조 방법 (2), 제조 방법 (1') 및 제조 방법 (2'))에 의해 발광 소자용 조성물을 제조하는 공정과, 해당 공정에서 제조된 발광 소자용 조성물을 사용하여 유기층을 형성하는 공정을 구비한다.
이 양태에 있어서 유기층의 형성 방법으로서는, 예를 들어 상술한 막의 제작과 동일한 방법을 사용해서 형성할 수 있다. 또한, 본 양태의 발광 소자의 제조 방법에서는, 상술한 <발광 소자>의 항에서 설명한 제조 방법을 사용해도 된다. 또한, 본 양태의 발광 소자의 제조 방법에 의해 얻어지는 발광 소자로서는, 예를 들어 상술한 <발광 소자>의 항에서 설명한 발광 소자를 들 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
화합물의 ΔEST의 값의 산출은 B3LYP 레벨의 밀도 범함수법에 의해 화합물의 기저 상태를 구조 최적화하고, 그 때 기저 함수로서는 6-31G*를 사용했다. 그리고 양자화학 계산 프로그램으로서 Gaussian09를 사용하여, B3LYP 레벨의 시간 의존 밀도 범함수법에 의해 화합물의 ΔEST를 산출했다.
실시예에 있어서, 화합물의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크 파장은 분광 광도계(니혼분코 가부시키가이샤제, FP-6500)에 의해 실온에서 측정했다. 화합물을 크실렌에 약 8×10-4질량%의 농도로 용해시킨 크실렌 용액을 시료로 해서 사용했다. 여기광으로서는 파장 325㎚의 자외(UV)광을 사용했다.
실시예에 있어서, 화합물의 실온에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크 파장은 자외 가시 분광 광도계(베리안사 제조, Cary 5E)에 의해 실온에서 측정했다. 화합물을 크실렌에 약 8×10-4질량%의 농도로 용해시킨 크실렌 용액을 시료로 해서 사용했다.
<화합물 H1, T1 내지 T12, B1 내지 B3 및 E1의 입수 및 합성>
화합물 H1은 Luminescence Technology사제를 사용했다. 화합물 H1의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크 파장은 373㎚이며, 그의 에너지값 (EH)는 3.32eV였다.
열활성화 지연 형광성 화합물 T1은 국제공개 제2018/062278호에 기재된 방법에 따라서 합성했다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T1의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크 파장은 535㎚이며, 그의 에너지값 (EB)는 2.32eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T1의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 반값폭의 에너지값은 0.386eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T1의 실온에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크 파장은 400㎚이며, 그의 에너지값 (AB)는 3.10eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T1의 ΔEST는 0.109eV였다.
열활성화 지연 형광성 화합물 T2는 Amadis Chemical사제를 사용했다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T2의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크 파장은 524㎚이며, 그의 에너지값 (EA)는 2.37eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T2의 실온에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크 파장은 380㎚이며, 그의 에너지값 (AA)는 3.26eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T2의 ΔEST는 0.119eV였다.
열활성화 지연 형광성 화합물 T3은 국제공개 제2010/136109호에 기재된 방법에 준해서 합성했다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T3의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크 파장은 511㎚이며, 그의 에너지값 (EA)는 2.43eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T3의 실온에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크 파장은 342㎚이며, 그의 에너지값 (AA)는 3.63eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T3의 ΔEST는 0.130eV였다.
열활성화 지연 형광성 화합물 T4는 일본특허공개 제2010-254676호 공보에 기재된 방법에 준해서 합성했다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T4의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크 파장은 428㎚이며, 그의 에너지값 (EA)는 2.90eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T4의 실온에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크 파장은 328㎚이며, 그의 에너지값 (AA)는 3.78eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T4의 ΔEST는 0.576eV였다.
열활성화 지연 형광성 화합물 T5는 Luminescence Technology사제를 사용했다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T5의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크 파장은 362㎚이며, 그의 에너지값 (EA)는 3.43eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T5의 실온에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크 파장은 340㎚이며, 그의 에너지값 (AA)는 3.65eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T5의 ΔEST는 0.448eV였다.
열활성화 지연 형광성 화합물 T6은 국제공개 제2007/063754호에 기재된 방법에 준해서 합성했다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T6의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크 파장은 470㎚이며, 그의 에너지값 (EA)는 2.64eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T6의 실온에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크 파장은 371㎚이며, 그의 에너지값 (AA)는 3.34eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T6의 ΔEST는 0.107eV였다.
열활성화 지연 형광성 화합물 T7은 국제공개 제2011/070963호에 기재된 방법에 준해서 합성했다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T7의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크 파장은 477㎚이며, 그의 에너지값 (EA)는 2.60eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T7의 실온에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크 파장은 375㎚이며, 그의 에너지값 (AA)는 3.31eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T7의 ΔEST는 0.096eV였다.
열활성화 지연 형광성 화합물 T8은 Luminescence Technology사제를 사용했다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T8의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크 파장은 452㎚이며, 그의 에너지값 (EA)는 2.74eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T8의 실온에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크 파장은 390㎚이며, 그의 에너지값 (AA)는 3.18eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T8의 ΔEST는 0.007eV였다.
열활성화 지연 형광성 화합물 T9는 Luminescence Technology사제를 사용했다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T9의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크 파장은 485㎚이며, 그의 에너지값 (EA)는 2.56eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T9의 실온에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크 파장은 395㎚이며, 그의 에너지값 (AA)는 3.14eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T9의 ΔEST는 0.010eV였다.
열활성화 지연 형광성 화합물 T10은 Luminescence Technology사제를 사용했다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T10의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크 파장은 475㎚이며, 그의 에너지값 (EA)는 2.61eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T10의 실온에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크 파장은 402㎚이며, 그의 에너지값 (AA)는 3.08eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T10의 ΔEST는 0.007eV였다.
열활성화 지연 형광성 화합물 T11은 Luminescence Technology사제를 사용했다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T11의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크 파장은 483㎚이며, 그의 에너지값 (EA)는 2.57eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T11의 실온에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크 파장은 388㎚이며, 그의 에너지값 (AA)는 3.20eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T11의 ΔEST는 0.006eV였다.
열활성화 지연 형광성 화합물 T12는 Luminescence Technology사제를 사용했다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T12의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크 파장은 500㎚이며, 그의 에너지값 (EA)는 2.48eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T12의 실온에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크 파장은 398㎚이며, 그의 에너지값 (AA)는 3.12eV였다. 열활성화 지연 형광성 화합물 T12의 ΔEST는 0.027eV였다.
화합물 E1은 도꾜 가세이 고교 가부시키가이샤사제를 사용했다. 화합물 E1의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크 파장은 520㎚이며, 그의 에너지값 (EA)는 2.38eV였다. 화합물 E1의 실온에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크 파장은 511㎚이며, 그의 에너지값 (AA)는 2.43eV였다. 화합물 E1의 ΔEST는 0.717eV였다.
화합물 B1은 Luminescence Technology사제를 사용했다. 화합물 B1의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크 파장은 452㎚이며, 그의 에너지값 (EB)는 2.74eV였다. 화합물 B1의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 반값폭의 에너지값은 0.132eV였다. 화합물 B1의 실온에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크 파장은 439㎚이며, 그의 에너지값 (AB)는 2.82eV였다. 화합물 B1의 ΔEST는 0.494eV였다.
화합물 B2는 국제공개 제2015/102118호에 기재된 방법에 준해서 합성했다. 화합물 B2의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크 파장은 440㎚이며, 그의 에너지값 (EB)는 2.82eV였다. 화합물 B2의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 반값폭의 에너지값은 0.127eV였다. 화합물 B2의 실온에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크 파장은 427㎚이며, 그의 에너지값 (AB)는 2.90eV였다. 화합물 B2의 ΔEST는 0.471eV였다.
화합물 B3은 국제공개 제2015/102118호에 기재된 방법에 준해서 합성했다. 화합물 B3의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크 파장은 453㎚이며, 그의 에너지값 (EB)는 2.74eV였다. 화합물 B3의 실온에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 반값폭의 에너지값은 0.126eV였다. 화합물 B3의 실온에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크 파장은 439㎚이며, 그의 에너지값 (AB)는 2.82eV였다. 화합물 B3의 ΔEST는 0.479eV였다.
Figure pct00019
Figure pct00020
Figure pct00021
Figure pct00022
Figure pct00023
<실시예 D1> 발광 소자 D1의 제작과 평가
(양극 및 정공 주입층의 형성)
유리 기판에 스퍼터법에 의해 45㎚의 두께로 ITO막을 붙이는 것에 의해 양극을 형성했다. 해당 양극 상에, 정공 주입 재료인 ND-3202(닛산 가가쿠 고교제)를 스핀 코트법에 의해 35㎚의 두께로 성막했다. 정공 주입층을 적층한 기판을 대기 분위기 하에서, 핫 플레이트 상에서 50℃, 3분간 가열하고, 추가로 230℃, 15분간 가열함으로써 정공 주입층을 형성했다.
(정공 수송층의 형성)
크실렌에 고분자 화합물 HTL-1을 0.7질량%의 농도로 용해시켰다. 얻어진 크실렌 용액을 사용하여, 정공 주입층 상에 스핀 코트법에 의해 20㎚의 두께로 성막하고, 질소 가스 분위기 하에서, 핫 플레이트 상에서 180℃, 60분간 가열시킴으로써 정공 수송층을 형성했다. 또한, 고분자 화합물 HTL-1은 국제 공보 제2018/062278호의 실시예에 기재된 고분자 화합물 HTL-13과 동일한 고분자 화합물이다.
(발광층의 형성)
톨루엔에, 화합물 H1, 화합물 B1 및 열활성화 지연 형광성 화합물 T2(화합물 H1/화합물 B1/열활성화 지연 형광성 화합물 T2=95질량%/4질량%/1질량%)를 2질량%의 농도로 용해시켰다. 얻어진 톨루엔 용액을 사용하여 정공 수송층 상에 스핀 코트법에 의해 60㎚의 두께로 성막하고, 질소 가스 분위기 하에서, 130℃, 10분간 가열시킴으로써 발광층을 형성했다.
(음극의 형성)
발광층을 형성한 기판을 증착기 내에 있어서 1.0×10-4Pa 이하로까지 감압한 후, 음극으로서, 발광층 상에 불화나트륨을 약 4㎚, 이어서 불화나트륨층 상에 알루미늄을 약 80㎚ 증착했다. 증착 후, 음극을 형성한 기판을 유리 기판으로 밀봉함으로써 발광 소자 D1을 제작했다.
(발광 소자의 평가)
발광 소자 D1에 전압을 인가함으로써 EL 발광이 관측되었다. 400cd/㎡에 있어서의 발광 효율[cd/A] 및 CIE 색도 좌표를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 D2 내지 D3 및 비교예 CD1 내지 CD3> 발광 소자 D2, D3 및 CD1 내지 CD3의 제작과 평가
실시예 D1의 (발광층의 형성)에 있어서의 「화합물 H1, 화합물 B1 및 열활성화 지연 형광성 화합물 T2(화합물 H1/화합물 B1/열활성화 지연 형광성 화합물 T2=95질량%/4질량%/1질량%)」 대신에, 표 1에 기재된 재료 및 조성비(질량%)를 사용한 것 이외에는, 실시예 D1과 마찬가지로 하여 발광 소자 D2, D3 및 CD1 내지 CD3을 제작했다.
발광 소자 D2, D3 및 CD1 내지 CD3에 전압을 인가함으로써 EL 발광이 관측되었다. 400cd/㎡에 있어서의 발광 효율[cd/A] 및 CIE 색도 좌표를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 D1 내지 D3 및 비교예 CD1 내지 CD3의 결과를 표 1에 나타낸다. 발광 소자 CD1의 발광 효율을 1.0으로 했을 때의 발광 소자 D1 내지 D3, CD2 및 CD3의 발광 효율의 상댓값을 나타낸다.
Figure pct00024
<실시예 D4 내지 D5 및 비교예 CD4 내지 CD5> 발광 소자 D4, D5, CD4 및 CD5의 제작과 평가
실시예 D1의 (발광층의 형성)에 있어서의 「화합물 H1, 화합물 B1 및 열활성화 지연 형광성 화합물 T2(화합물 H1/화합물 B1/열활성화 지연 형광성 화합물 T2=95질량%/4질량%/1질량%)」 대신에, 표 2에 기재된 재료 및 조성비(질량%)를 사용하고, 또한 실시예 D1의 (정공 수송층의 형성)에 있어서의 「고분자 화합물 HTL-1」 대신에 「고분자 화합물 HTL-2」를 사용한 것 이외에는, 실시예 D1과 마찬가지로 하여 발광 소자 D4, D5, CD4 및 CD5를 제작했다. 또한, 고분자 화합물 HTL-2는 국제 공보 제2014/102543호의 폴리머 실시예 1의 고분자 화합물이다.
발광 소자 D4, D5, CD4 및 CD5에 전압을 인가함으로써 EL 발광이 관측되었다. 100cd/㎡에 있어서의 발광 효율[cd/A] 및 CIE 색도 좌표를 측정했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
실시예 D4 내지 D5 및 비교예 CD4 내지 CD5의 결과를 표 2에 나타낸다. 발광 소자 CD4의 발광 효율을 1.0으로 했을 때의 발광 소자 D4, D5 및 CD5의 발광 효율의 상댓값을 나타낸다.
Figure pct00025
<실시예 D6 내지 D10 및 비교예 CD6 내지 CD8> 발광 소자 D6 내지 D10 및 CD6 내지 CD8의 제작과 평가
실시예 D1의 (발광층의 형성)에 있어서의 「화합물 H1, 화합물 B1 및 열활성화 지연 형광성 화합물 T2(화합물 H1/화합물 B1/열활성화 지연 형광성 화합물 T2=95질량%/4질량%/1질량%)」 대신에 표 3에 기재된 재료 및 조성비(질량%)를 사용하고, 또한 실시예 D1의 (정공 수송층의 형성)에 있어서의 「고분자 화합물 HTL-1」 대신에 「고분자 화합물 HTL-3」을 사용한 것 이외에는, 실시예 D1과 마찬가지로 하여 발광 소자 D6 내지 D10 및 CD6 내지 CD8을 제작했다. 또한, 고분자 화합물 HTL-3은 국제 공보 제2018/062276호의 실시예에 기재된 고분자 화합물 HTL-2와 동일한 고분자 화합물이다.
발광 소자 D6 내지 D10 및 CD6 내지 CD8에 전압을 인가함으로써 EL 발광이 관측되었다. 100cd/㎡에 있어서의 발광 효율[cd/A] 및 CIE 색도 좌표를 측정했다. 결과를 표 3에 나타낸다.
실시예 D6 내지 D10 및 비교예 CD6 내지 CD8의 결과를 표 3에 나타낸다. 발광 소자 CD8의 발광 효율을 1.0으로 했을 때의 발광 소자 D6 내지 D10, CD6 및 CD7의 발광 효율의 상댓값을 나타낸다.
Figure pct00026
<실시예 D11 내지 D14 및 비교예 CD9> 발광 소자 D11 내지 D14 및 CD9의 제작과 평가
실시예 D1의 (발광층의 형성)에 있어서의 「화합물 H1, 화합물 B1 및 열활성화 지연 형광성 화합물 T2(화합물 H1/화합물 B1/열활성화 지연 형광성 화합물 T2=95질량%/4질량%/1질량%)」 대신에 표 3에 기재된 재료 및 조성비(질량%)를 사용하고, 또한 실시예 D1의 (정공 수송층의 형성)에 있어서의 「고분자 화합물 HTL-1」 대신에 「고분자 화합물 HTL-3」을 사용한 것 이외에는, 실시예 D1과 마찬가지로 하여 발광 소자 D11 내지 D14 및 CD9를 제작했다. 또한, 고분자 화합물 HTL-3은 국제 공보 제2018/062276호의 실시예에 기재된 고분자 화합물 HTL-2와 동일한 고분자 화합물이다.
발광 소자 D11 내지 D14 및 CD9에 전압을 인가함으로써 EL 발광이 관측되었다. 50cd/㎡에 있어서의 발광 효율[cd/A] 및 CIE 색도 좌표를 측정했다. 결과를 표 4에 나타낸다.
실시예 D11 내지 D14 및 비교예 CD9의 결과를 표 4에 나타낸다. 발광 소자CD9의 발광 효율을 1.0으로 했을 때의 발광 소자 D11 내지 D14의 발광 효율의 상댓값을 나타낸다.
Figure pct00027
본 발명의 조성물은 발광 효율이 우수한 발광 소자의 제조에 유용하다.

Claims (28)

  1. 양극과,
    음극과,
    상기 양극 및 상기 음극 사이에 마련되고, 발광 소자용 조성물을 포함하는 유기층
    을 구비하고,
    상기 발광 소자용 조성물이,
    열활성화 지연 형광성 화합물 (A)와,
    붕소 원자와, 산소 원자, 황 원자, 셀레늄 원자, sp3 탄소 원자 및 질소 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 환 내에 포함하는 축합 복소환 골격 (b)를 갖는 화합물 (B)
    를 함유하고,
    상기 열활성화 지연 형광성 화합물 (A)가 상기 축합 복소환 골격 (b)를 갖지 않는 화합물이며,
    상기 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EB)와 상기 화합물 (A)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AA)의 차의 절댓값(|EB-AA|)이 0.60eV 이하이고,
    상기 화합물 (A)의 최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위와 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위의 차의 절댓값 ΔEst(A)가 0.50eV 이하이고,
    상기 화합물 (B)의 최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위와 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위의 차의 절댓값 ΔEst(B)가 0.50eV 이하인, 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 ΔEst(B)가 상기 ΔEst(A)보다 큰, 발광 소자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 축합 복소환 골격 (b)가, 붕소 원자와, 산소 원자, 황 원자 및 질소 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 환 내에 포함하는, 발광 소자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화합물 (B)가 식 (1-1)로 표시되는 화합물, 식 (1-2)로 표시되는 화합물 또는 식 (1-3)으로 표시되는 화합물인, 발광 소자.
    Figure pct00028

    [식 중,
    Ar1, Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로 방향족 탄화수소기 또는 복소환기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다.
    Y1은 산소 원자, 황 원자, 셀레늄 원자, -N(Ry)-로 표시되는 기, 알킬렌기 또는 시클로알킬렌기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다.
    Y2 및 Y3은 각각 독립적으로 단결합, 산소 원자, 황 원자, 셀레늄 원자, -N(Ry)-로 표시되는 기, 알킬렌기 또는 시클로알킬렌기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다. Ry는 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기 또는 1가의 복소환기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다. Ry가 복수 존재하는 경우, 동일해도 되고 상이해도 된다. Ry는 직접 결합하거나 또는 연결기를 통해서, Ar1, Ar2 또는 Ar3과 결합하고 있어도 된다.]
  5. 제4항에 있어서, 상기 Y1, 상기 Y2 및 상기 Y3이 산소 원자, 황 원자 또는 -N(Ry)-로 표시되는 기인, 발광 소자.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화합물 (A)가 식 (T-1)로 표시되는 화합물인, 발광 소자.
    Figure pct00029

    [식 중,
    nT1은 0 이상의 정수를 나타낸다. nT1이 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 된다.
    nT2는 1 이상의 정수를 나타낸다. 단, ArT2가 -C(=O)-로 표시되는 기, -S(=O)-로 표시되는 기, 또는 -S(=O)2-로 표시되는 기인 경우, nT2는 2이다.
    ArT1은 치환 아미노기 또는 1가의 복소환기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다. ArT1이 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 된다.
    단, ArT1에 있어서의 1가의 복소환기는 이중 결합을 형성하고 있지 않는 질소 원자를 환 내에 포함하고, 또한 =N-으로 표시되는 기, -C(=O)-로 표시되는 기, -S(=O)-로 표시되는 기, 및 -S(=O)2-로 표시되는 기를 환 내에 포함하지 않는 1가의 복소환기이다.
    LT1은 알킬렌기, 시클로알킬렌기, 아릴렌기, 2가의 복소환기, 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다. LT1이 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 된다.
    ArT2는 -C(=O)-로 표시되는 기, -S(=O)-로 표시되는 기, -S(=O)2-로 표시되는 기, 전자 구인성기를 갖는 방향족 탄화수소기, 환 내에 -C(=O)-로 표시되는 기를 포함하는 방향족 탄화수소기, 또는 환 내에 =N-으로 표시되는 기, -C(=O)-로 표시되는 기, -S(=O)-로 표시되는 기 및 -S(=O)2-로 표시되는 기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 기를 포함하는 복소환기이고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다.]
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 소자용 조성물이 호스트 재료를 더 함유하는, 발광 소자.
  8. 제7항에 있어서, 상기 호스트 재료가 식 (H-1)로 표시되는 화합물을 포함하는, 발광 소자.
    Figure pct00030

    [식 중,
    ArH1 및 ArH2는 각각 독립적으로 아릴기, 1가의 복소환기 또는 치환 아미노기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다.
    nH1은 0 이상의 정수를 나타낸다.
    LH1은 아릴렌기, 2가의 복소환기, 알킬렌기 또는 시클로알킬렌기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다. LH1이 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 된다.]
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 호스트 재료의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EH)와, 상기 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AB)의 차의 절댓값(|EH-AB|)이 0.60eV 이하인, 발광 소자.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 소자용 조성물이, 정공 수송 재료, 정공 주입 재료, 전자 수송 재료, 전자 주입 재료, 발광 재료, 산화 방지제 및 용매로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 더 함유하는, 발광 소자.
  11. 열활성화 지연 형광성 화합물 (A)와,
    붕소 원자와, 산소 원자, 황 원자, 셀레늄 원자, sp3 탄소 원자 및 질소 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 환 내에 포함하는 축합 복소환 골격 (b)를 갖는 화합물 (B)
    를 함유하고,
    상기 열활성화 지연 형광성 화합물 (A)가 상기 축합 복소환 골격 (b)를 갖지 않는 화합물이며,
    상기 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EB)와 상기 화합물 (A)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AA)의 차의 절댓값(|EB-AA|)이 0.60eV 이하이고,
    상기 화합물 (A)의 최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위와 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위의 차의 절댓값 ΔEst(A)가 0.50eV 이하이고,
    상기 화합물 (B)의 최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위와 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위의 차의 절댓값 ΔEst(B)가 0.50eV 이하인, 발광 소자용 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 호스트 재료를 더 함유하는, 발광 소자용 조성물.
  13. 제12항에 있어서, 상기 호스트 재료가 식 (H-1)로 표시되는 화합물을 포함하는, 발광 소자용 조성물.
    Figure pct00031

    [식 중,
    ArH1 및 ArH2는 각각 독립적으로 아릴기, 1가의 복소환기 또는 치환 아미노기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다.
    nH1은 0 이상의 정수를 나타낸다.
    LH1은 아릴렌기, 2가의 복소환기, 알킬렌기 또는 시클로알킬렌기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다. LH1이 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 된다.]
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 호스트 재료의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EH)와, 상기 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AB)의 차의 절댓값(|EH-AB|)이 0.60eV 이하인, 발광 소자용 조성물.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 소자용 조성물이, 정공 수송 재료, 정공 주입 재료, 전자 수송 재료, 전자 주입 재료, 발광 재료, 산화 방지제 및 용매로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 더 함유하는, 발광 소자용 조성물.
  16. 최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위와 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위의 차의 절댓값 ΔEst(A)가 0.50eV 이하인 열활성화 지연 형광성 화합물 (A)를 준비하는 준비 공정과,
    붕소 원자와, 산소 원자, 황 원자, 셀레늄 원자, sp3 탄소 원자 및 질소 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 환 내에 포함하는 축합 복소환 골격 (b)를 갖는 화합물이며, 최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위와 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위의 차의 절댓값 ΔEst(B)가 0.50eV 이하이고, 또한 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EB)가, 상기 화합물 (A)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AA)와의 차의 절댓값(|EB-AA|)이 0.60eV 이하가 되는 값을 나타내는 화합물 (B)를 선별하는 선별 공정과,
    상기 준비 공정에서 준비한 화합물 (A) 및 상기 선별 공정에서 선별한 상기 화합물 (B)를 혼합해서 발광 소자용 조성물을 얻는 제조 공정
    을 구비하고,
    상기 열활성화 지연 형광성 화합물 (A)가 상기 축합 복소환 골격 (b)를 갖지 않는 화합물인, 발광 소자용 조성물의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 선별 공정이, 상기 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EB)와 상기 화합물 (A)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AA)를 구하고, 그 차의 절댓값(|EB-AA|)을 산출하는 공정을 포함하는, 제조 방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 제조 공정이, 상기 준비 공정에서 준비한 상기 화합물 (A)와, 상기 선별 공정에서 선별한 상기 화합물 (B)와, 호스트 재료를 혼합하는 공정인, 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 선별 공정이, 상기 호스트 재료의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EH)와, 상기 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AB)의 차의 절댓값(|EH-AB|)이 0.60eV 이하가 되도록, 상기 화합물 (B)를 선별하는 공정을 더 포함하는, 제조 방법.
  20. 제16항 또는 제17항에 있어서, 호스트 재료의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EH)와, 상기 선별 공정에서 선별한 상기 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AB)의 차의 절댓값(|EH-AB|)이 0.60eV 이하가 되도록, 호스트 재료를 선별하는 호스트 재료 선별 공정을 더 구비하고,
    상기 제조 공정이, 상기 준비 공정에서 준비한 상기 화합물 (A)와, 상기 선별 공정에서 선별한 상기 화합물 (B)와, 상기 호스트 재료 선별 공정에서 선별한 상기 호스트 재료를 혼합하는 공정인, 제조 방법.
  21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 호스트 재료가 식 (H-1)로 표시되는 화합물을 포함하는, 제조 방법.
    Figure pct00032

    [식 중,
    ArH1 및 ArH2는 각각 독립적으로 아릴기, 1가의 복소환기 또는 치환 아미노기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다.
    nH1은 0 이상의 정수를 나타낸다.
    LH1은 아릴렌기, 2가의 복소환기, 알킬렌기 또는 시클로알킬렌기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다. LH1이 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 된다.]
  22. 최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위와 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위의 차의 절댓값 ΔEst(B)가 0.50eV 이하이고, 붕소 원자와, 산소 원자, 황 원자, 셀레늄 원자, sp3 탄소 원자 및 질소 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 환 내에 포함하는 축합 복소환 골격 (b)를 갖는 화합물 (B)를 준비하는 준비 공정과,
    최저 삼중항 여기 상태의 에너지 준위와 최저 일중항 여기 상태의 에너지 준위의 차의 절댓값 ΔEst(A)가 0.50eV 이하이고, 또한 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AA)가, 상기 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EB)와의 차의 절댓값(|EB-AA|)이 0.60eV 이하가 되는 값을 나타내는 열활성화 지연 형광성 화합물 (A)를 선별하는 선별 공정과,
    상기 준비 공정에서 준비한 화합물 (B) 및 상기 선별 공정에서 선별한 상기 화합물 (A)를 혼합해서 발광 소자용 조성물을 얻는 제조 공정
    을 구비하고,
    상기 열활성화 지연 형광성 화합물 (A)가 상기 축합 복소환 골격 (b)를 갖지 않는 화합물인, 발광 소자용 조성물의 제조 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 선별 공정이, 상기 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EB)와 상기 화합물 (A)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AA)를 구하고, 그 차의 절댓값(|EB-AA|)을 산출하는 공정을 포함하는, 제조 방법.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 제조 공정이, 상기 준비 공정에서 준비한 상기 화합물 (B)와, 상기 선별 공정에서 선별한 상기 화합물 (A)와, 호스트 재료를 혼합하는 공정인, 제조 방법.
  25. 제24항에 있어서, 호스트 재료를 준비하는 호스트 재료 준비 공정을 더 구비하고,
    상기 준비 공정이, 상기 호스트 재료의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EH)와, 상기 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AB)의 차의 절댓값(|EH-AB|)이 0.60eV 이하가 되는 화합물 (B)를 준비하는 공정인, 제조 방법.
  26. 제22항 또는 제23항에 있어서, 호스트 재료의 25℃에 있어서의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 에너지값 (EH)와, 상기 준비 공정에서 준비한 상기 화합물 (B)의 25℃에 있어서의 흡수 스펙트럼의 가장 저에너지측의 피크의 에너지값 (AB)의 차의 절댓값(|EH-AB|)이 0.60eV 이하가 되도록, 호스트 재료를 선별하는 호스트 재료 선별 공정을 더 구비하고,
    상기 제조 공정이, 상기 준비 공정에서 준비한 상기 화합물 (B)와, 상기 선별 공정에서 선별한 상기 화합물 (A)와, 상기 호스트 재료 선별 공정에서 선별한 상기 호스트 재료를 혼합하는 공정인, 제조 방법.
  27. 제24항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 호스트 재료가 식 (H-1)로 표시되는 화합물을 포함하는, 제조 방법.
    Figure pct00033

    [식 중,
    ArH1 및 ArH2는 각각 독립적으로 아릴기, 1가의 복소환기 또는 치환 아미노기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다.
    nH1은 0 이상의 정수를 나타낸다.
    LH1은 아릴렌기, 2가의 복소환기, 알킬렌기 또는 시클로알킬렌기를 나타내고, 이들 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 해당 치환기가 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 되고, 서로 결합하여, 각각이 결합하는 원자와 함께 환을 형성하고 있어도 된다. LH1이 복수 존재하는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 된다.]
  28. 양극과, 음극과, 상기 양극 및 상기 음극 사이에 마련된 유기층을 갖는 발광 소자의 제조 방법으로서,
    제16항 내지 제27항 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법에 의해 발광 소자용 조성물을 제조하는 공정과, 해당 공정에서 제조된 상기 발광 소자용 조성물을 사용하여 상기 유기층을 형성하는 공정을 구비하는, 발광 소자의 제조 방법.
KR1020217034268A 2019-03-29 2020-03-16 발광 소자 및 그의 제조 방법 그리고 발광 소자용 조성물 및 그의 제조 방법 KR20210144797A (ko)

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