WO2020203212A1 - 発光素子及びその製造方法並びに発光素子用組成物及びその製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a light emitting device and a method for manufacturing the same.
- the present invention also relates to a composition for a light emitting device and a method for producing the same.
- a light emitting element such as an organic electroluminescence element can be suitably used for, for example, a display and lighting.
- a light emitting material used for a light emitting layer of a light emitting device for example, Patent Document 1 proposes a composition containing compound H1 and compound G1.
- an object of the present invention is to provide a composition useful for producing a light emitting device having excellent external quantum efficiency, and to provide a light emitting device containing the composition.
- the present inventors have obtained a light emitting device having excellent external quantum efficiency by using a composition for a light emitting device containing two or more kinds of compounds (B) satisfying a specific relationship. It was found that it was formed, and the present invention was completed.
- the present invention provides the following [1] to [23].
- [1] With the anode With the cathode An organic layer provided between the anode and the cathode and containing a composition for a light emitting device, and With The composition for a light emitting device contains two or more kinds of a compound (B) having a condensed heterocyclic skeleton (b) containing a boron atom and a nitrogen atom in the ring.
- a light emitting device comprising the compound (B1) and the compound (B2) in which the compound (B) satisfies at least one of the formula (M-1) and the formula (M-2).
- EB1 represents the maximum peak wavelength [nm] of the emission spectrum of the compound (B1) at 25 ° C.
- EB2 represents the maximum peak wavelength [nm] of the emission spectrum of the compound (B2) at 25 ° C.
- AB1 represents the peak wavelength [nm] on the lowest energy side of the absorption spectrum of the compound (B1) at 25 ° C.
- AB2 is the peak wavelength [nm] on the lowest energy side of the absorption spectrum of the compound (B2) at 25 ° C. ] Is represented.
- At least one of the compound (B1) and the compound (B2) is represented by a compound represented by the formula (1-1), a compound represented by the formula (1-2), or a compound represented by the formula (1-3).
- Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 each independently represent an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group, and these groups may have a substituent. When a plurality of the substituents are present, they may be the same or different, or they may be bonded to each other to form a ring with the atoms to which each is bonded.
- Y 1 represents a group represented by -N (Ry)-.
- Y 2 and Y 3 independently represent a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, a group represented by -N (Ry)-, an alkylene group or a cycloalkylene group, and these groups are substituents. May have.
- Ry represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or a monovalent heterocyclic group, and these groups may have a substituent.
- a plurality of the substituents may be the same or different, or they may be bonded to each other to form a ring with the atoms to which each is bonded.
- Ry may be attached directly to Ar 1 , Ar 2 or Ar 3 via a linking group.
- Both the compound (B1) and the compound (B2) are represented by the compound represented by the formula (1-1), the compound represented by the formula (1-2), or the compound represented by the formula (1-3).
- [6] The light emitting device according to any one of [2] to [5], wherein Y 2 and Y 3 are groups represented by ⁇ N (Ry) ⁇ .
- the absolute value of the difference between the energy level of the lowest triplet excited state and the energy level of the lowest singlet excited state of the compound (B1) is 0.50 eV or less
- the absolute value of the difference between the energy level of the lowest triplet excited state and the energy level of the lowest singlet excited state of the compound (B2) is 0.50 eV or less, whichever is one of [1] to [8].
- Ar H1 and Ar H2 each independently represent an aryl group, a monovalent heterocyclic group or a substituted amino group, and these groups may have a substituent. When a plurality of the substituents are present, they may be the same or different, or they may be bonded to each other to form a ring with the atoms to which each is bonded.
- n H1 represents an integer greater than or equal to 0.
- L H1 represents an arylene group, a divalent heterocyclic group, an alkylene group or a cycloalkylene group, and these groups may have a substituent.
- the composition for a light emitting device further contains at least one selected from the group consisting of a hole transport material, a hole injection material, an electron transport material, an electron injection material, a light emitting material, an antioxidant, and a solvent [1]. ] To [12]. [14] Containing two or more kinds of the compound (B) having a condensed heterocyclic skeleton (b) containing a boron atom and a nitrogen atom in the ring, A composition for a light emitting device, wherein the compound (B) contains a compound (B1) and a compound (B2) that satisfy at least one of the formula (M-1) and the formula (M-2).
- EB1 ⁇ EB2 (M-1) AB1 ⁇ AB2 (M-2) [In the formula, EB1 represents the maximum peak wavelength [nm] of the emission spectrum of the compound (B1) at 25 ° C., and EB2 represents the maximum peak wavelength [nm] of the emission spectrum of the compound (B2) at 25 ° C. AB1 represents the peak wavelength [nm] on the lowest energy side of the absorption spectrum of the compound (B1) at 25 ° C., and AB2 is the peak wavelength [nm] on the lowest energy side of the absorption spectrum of the compound (B2) at 25 ° C. ] Is represented. ] [15] The composition for a light emitting device according to [14], which further contains a host material. [16] The composition for a light emitting device according to [15], wherein the host material contains a compound represented by the formula (H-1).
- Ar H1 and Ar H2 each independently represent an aryl group, a monovalent heterocyclic group or a substituted amino group, and these groups may have a substituent. When a plurality of the substituents are present, they may be the same or different, or they may be bonded to each other to form a ring with the atoms to which each is bonded.
- n H1 represents an integer greater than or equal to 0.
- L H1 represents an arylene group, a divalent heterocyclic group, an alkylene group or a cycloalkylene group, and these groups may have a substituent.
- the sorting step includes determining the maximum peak wavelength of the emission spectrum of the compound (B2) at 25 ° C.
- the sorting step includes determining the maximum peak wavelength of the emission spectrum of the compound (B1) at 25 ° C. and / or the peak wavelength on the lowest energy side of the absorption spectrum of the compound (B1) at 25 ° C.
- the present invention it is possible to provide a composition useful for producing a light emitting device having excellent external quantum efficiency and a method for producing the same. Further, according to the present invention, it is possible to provide a light emitting device containing the composition and a method for producing the same.
- Room temperature means 25 ° C.
- Me represents a methyl group
- Et represents an ethyl group
- Bu represents a butyl group
- i-Pr represents an isopropyl group
- t-Bu represents a tert-butyl group.
- the hydrogen atom may be a deuterium atom or a light hydrogen atom.
- molecular weight means a 1 ⁇ 10 4 or less of the compound.
- polymer compound means a polymer having a molecular weight distribution and having a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 1 ⁇ 10 3 or more (for example, 1 ⁇ 10 3 to 1 ⁇ 10 8 ).
- the “constituent unit” means a unit existing in one or more in a polymer compound.
- the polymer compound may be a block copolymer, a random copolymer, an alternate copolymer, a graft copolymer, or any other embodiment.
- the terminal group of the polymer compound is preferably a stable group because if the polymerization active group remains as it is, the light emission characteristics or the luminance life may be lowered when the polymer compound is used for manufacturing a light emitting element. Is.
- the terminal group of the polymer compound is preferably a group conjugated to the main chain, for example, an aryl group or a monovalent heterocyclic group bonded to the main chain of the polymer compound via a carbon-carbon bond. Examples include groups that are bound to.
- the "alkyl group” may be either linear or branched.
- the number of carbon atoms of the linear alkyl group is usually 1 to 50, preferably 1 to 20, and more preferably 1 to 10, not including the number of carbon atoms of the substituent.
- the number of carbon atoms of the branched alkyl group is usually 3 to 50, preferably 3 to 20, and more preferably 4 to 10, not including the number of carbon atoms of the substituent.
- the alkyl group may have a substituent.
- alkyl group examples include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, 2-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isoamyl group, 2-ethylbutyl group, hexyl group and heptyl.
- alkyl group examples include a group, an octyl group, a 2-ethylhexyl group, a 3-propylheptyl group, a decyl group, a 3,7-dimethyloctyl group, a 2-ethyloctyl group, a 2-hexyldecyl group and a dodecyl group.
- the alkyl group may be a group in which a part or all of hydrogen atoms in these groups are substituted with a cycloalkyl group, an alkoxy group, a cycloalkoxy group, an aryl group, a fluorine atom or the like.
- Examples of such an alkyl group include a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a perfluorobutyl group, a perfluorohexyl group, a perfluorooctyl group, a 3-phenylpropyl group, and a 3- (4-methylphenyl) propyl group.
- Groups include 3- (3,5-di-hexylphenyl) propyl group and 6-ethyloxyhexyl group.
- the number of carbon atoms of the "cycloalkyl group” is usually 3 to 50, preferably 4 to 10, not including the number of carbon atoms of the substituent.
- the cycloalkyl group may have a substituent. Examples of the cycloalkyl group include a cyclohexyl group and a methylcyclohexyl group.
- the number of carbon atoms of the "alkylene group” is usually 1 to 20, preferably 1 to 15, and more preferably 1 to 10, not including the number of carbon atoms of the substituent.
- the alkylene group may have a substituent. Examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group and an octylene group.
- the number of carbon atoms of the "cycloalkylene group” is usually 3 to 20, preferably 4 to 10, not including the number of carbon atoms of the substituent.
- the cycloalkylene group may have a substituent. Examples of the cycloalkylene group include a cyclohexylene group.
- Aromatic hydrocarbon group means a group obtained by removing one or more hydrogen atoms directly bonded to an atom constituting a ring from an aromatic hydrocarbon.
- a group obtained by removing one hydrogen atom directly bonded to an atom constituting a ring from an aromatic hydrocarbon is also referred to as an "aryl group”.
- a group obtained by removing two hydrogen atoms directly bonded to an atom constituting a ring from an aromatic hydrocarbon is also referred to as an "arylene group”.
- the number of carbon atoms of the aromatic hydrocarbon group, not including the number of carbon atoms of the substituent is usually 6 to 60, preferably 6 to 40, and more preferably 6 to 20.
- aromatic hydrocarbon group is, for example, a monocyclic aromatic hydrocarbon (for example, benzene) or a polycyclic aromatic hydrocarbon (for example, bicyclic such as naphthalene and inden).
- Aromatic hydrocarbons tricyclic aromatic hydrocarbons such as anthracene, phenanthrene, dihydrophenanthrene and fluorene; tetracyclic aromatic hydrocarbons such as benzoanthrene, benzophenanthrene, benzofluorene, pyrene and fluorantene; dibenzoanthrene , Dibenzophenanthrene, dibenzofluorene, perylene and benzofluorentene and other 5-cyclic aromatic hydrocarbons; 6-ring aromatic hydrocarbons such as spirobifluorene; and benzospirobifluolene and acenaftfluorentene.
- Aromatic hydrocarbons of the 7-ring type such as, etc.
- Aromatic hydrocarbon groups include groups in which a plurality of these groups are bonded.
- the aromatic hydrocarbon group may have a substituent.
- the "alkoxy group” may be either linear or branched.
- the number of carbon atoms of the linear alkoxy group is usually 1 to 40, preferably 1 to 10, not including the number of carbon atoms of the substituent.
- the number of carbon atoms of the branched alkoxy group is usually 3 to 40, preferably 4 to 10, not including the number of carbon atoms of the substituent.
- the alkoxy group may have a substituent.
- alkoxy group examples include a methoxy group, an ethoxy group, an isopropyloxy group, a butyloxy group, a hexyloxy group, a 2-ethylhexyloxy group, a 3,7-dimethyloctyloxy group, and a lauryloxy group.
- the number of carbon atoms of the "cycloalkoxy group” is usually 3 to 40, preferably 4 to 10, not including the number of carbon atoms of the substituent.
- the cycloalkoxy group may have a substituent. Examples of the cycloalkoxy group include a cyclohexyloxy group.
- the number of carbon atoms of the "aryloxy group” is usually 6 to 60, preferably 6 to 40, and more preferably 6 to 20 without including the number of carbon atoms of the substituent.
- the aryloxy group may have a substituent. Examples of the aryloxy group include a phenoxy group, a naphthyloxy group, an anthrasenyloxy group, and a pyrenyloxy group.
- heterocyclic group means a group obtained by removing one or more hydrogen atoms directly bonded to an atom constituting a ring from a heterocyclic compound.
- an "aromatic heterocyclic group” is preferable, which is a group obtained by removing one or more hydrogen atoms directly bonded to an atom constituting a ring from an aromatic heterocyclic compound.
- a group obtained by removing p hydrogen atoms (p represents an integer of 1 or more) directly bonded to an atom constituting a ring from a heterocyclic compound is also referred to as a "p-valent heterocyclic group".
- a group obtained by removing p hydrogen atoms directly bonded to an atom constituting a ring from an aromatic heterocyclic compound is also referred to as a "p-valent aromatic heterocyclic group".
- aromatic heterocyclic compound examples include compounds in which the heterocycle itself exhibits aromaticity, such as azole, thiophene, furan, pyridine, diazabenzene, triazine, azanaphthalene, diazanaphthalene and carbazole, and phenoxazine. , Phenothiazine, benzopyran and the like, even if the heterocycle itself does not exhibit aromaticity, there are compounds in which the aromatic ring is fused to the heterocycle.
- the number of carbon atoms of the heterocyclic group is usually 1 to 60, preferably 2 to 40, and more preferably 3 to 20 without including the number of carbon atoms of the substituent.
- the heteroatom number of the aromatic heterocyclic group is usually 1 to 30, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5, and even more preferably 1 to 30, not including the heteroatom number of the substituent. Is 1 to 3.
- Examples of the heterocyclic group include a monocyclic heterocyclic compound (for example, furan, thiophene, oxadiazole, pyrrole, diazole, triazole, tetrazole, pyridine, diazabenzene and triazine) or a polycycle.
- Bicyclic heterocyclic compounds of the formula eg, azanaphthalene, diazanaphthalene, benzofuran, benzothiophene, indol, benzodiazol and benzothiazol; dibenzofuran, dibenzothiophene, dibenzoborol, dibenzo Sirol, dibenzophosphol, dibenzoselenophene, carbazole, azacarbazole, diazacarbazole, phenoxazine, phenothiazine, 9,10-dihydroaclydin, 5,10-dihydrophenazine, phenazaborin, phenophosfazine, phenoselenazine, phenazacillin, Tricyclic heterocyclic compounds such as azaanthracene, diazaanthracene, azaphenanthrene and diazaphenanthrene; tetracyclic heterocyclic compounds such as hexaazatriphenylene, benzo
- Heterocyclic compounds of the above can be mentioned, except for one or more hydrogen atoms directly bonded to the atoms constituting the ring.
- the heterocyclic group includes a group in which a plurality of these groups are bonded.
- the heterocyclic group may have a substituent.
- halogen atom indicates a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom.
- the "amino group” may have a substituent, and a substituted amino group (that is, a secondary amino group or a tertiary amino group, more preferably a tertiary amino group) is preferable.
- a substituted amino group that is, a secondary amino group or a tertiary amino group, more preferably a tertiary amino group
- an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or a monovalent heterocyclic group is preferable.
- substituents having an amino group are present, they may be the same and different, or they may be bonded to each other to form a ring with the nitrogen atom to which each is bonded.
- the substituted amino group include a dialkylamino group, a dicycloalkylamino group and a diarylamino group.
- amino group examples include a dimethylamino group, a diethylamino group, a diphenylamino group, a bis (methylphenyl) amino group, and a bis (3,5-di-tert-butylphenyl) amino group.
- the "alkenyl group” may be either linear or branched.
- the number of carbon atoms of the linear alkenyl group is usually 2 to 30, preferably 3 to 20, not including the number of carbon atoms of the substituent.
- the number of carbon atoms of the branched alkenyl group is usually 3 to 30, preferably 4 to 20, not including the number of carbon atoms of the substituent.
- the number of carbon atoms of the "cycloalkenyl group” is usually 3 to 30, preferably 4 to 20, not including the number of carbon atoms of the substituent.
- the alkenyl group and the cycloalkenyl group may have a substituent.
- alkenyl group examples include a vinyl group, a 1-propenyl group, a 2-butenyl group, a 3-butenyl group, a 3-pentenyl group, a 4-pentenyl group, a 1-hexenyl group, a 5-hexenyl group, a 7-octenyl group, and the like.
- a group in which a part or all of the hydrogen atom in these groups is substituted with a substituent can be mentioned.
- Examples of the cycloalkenyl group include a cyclohexenyl group, a cyclohexadienyl group, a cyclooctatrienyl group, a norbornylenyl group, and a group in which a part or all of hydrogen atoms in these groups are substituted with a substituent. ..
- the "alkynyl group” may be either linear or branched.
- the number of carbon atoms of the alkynyl group is usually 2 to 20, preferably 3 to 20, not including the carbon atom of the substituent.
- the number of carbon atoms of the branched alkynyl group is usually 4 to 30, preferably 4 to 20, not including the carbon atom of the substituent.
- the number of carbon atoms of the "cycloalkynyl group” is usually 4 to 30, preferably 4 to 20, without including the carbon atom of the substituent.
- the alkynyl group and the cycloalkynyl group may have a substituent.
- alkynyl group examples include ethynyl group, 1-propynyl group, 2-propynyl group, 2-butynyl group, 3-butynyl group, 3-pentynyl group, 4-pentynyl group, 1-hexynyl group and 5-hexynyl group.
- a group in which a part or all of the hydrogen atom in these groups is substituted with a substituent can be mentioned.
- cycloalkynyl group examples include a cyclooctynyl group.
- a “crosslinked group” is a group capable of forming a new bond by subjecting it to heating, ultraviolet irradiation, near-ultraviolet irradiation, visible light irradiation, infrared irradiation, radical reaction, or the like.
- a cross-linking group selected from the cross-linking group A group that is, a group represented by any of formulas (XL-1) to (XL-19) is preferable.
- R XL represents a methylene group, an oxygen atom or a sulfur atom
- n XL represents an integer of 0 to 5.
- R XLs When a plurality of R XLs exist, they may be the same or different. A plurality of n XLs may be the same or different. * 1 represents the bonding position.
- These cross-linking groups may have substituents. When a plurality of the substituents are present, they may be the same or different, or they may be bonded to each other to form a ring with the carbon atom to which each is bonded. ]
- substituted amino group examples include an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an alkynyl group and a cycloalkynyl group.
- the substituent may be a cross-linking group. When a plurality of substituents are present, they may be bonded to each other to form a ring together with the atoms to which they are bonded, but it is preferable not to form a ring.
- the absolute value of the difference between the energy level of the energy level and the lowest singlet excited state of the lowest triplet excited state (hereinafter, also referred to as "Delta] E ST".)
- the ground state of the compound is structurally optimized by the density functional theory at the B3LYP level.
- 6-31G * is used as the basis function.
- the time-dependent density functional method B3LYP level calculates a Delta] E ST compound.
- 6-31G * contains an atom that cannot be used
- LANL2DZ is used for the atom.
- Gaussian09 is used for calculation.
- composition for a light emitting device of the present embodiment contains two or more kinds of compounds (B).
- the composition for a light emitting device of the present embodiment may contain only two types of the compound (B), or may contain three or more types.
- the content of at least one of the compounds (B) is usually 0.01 to 99.99 parts by mass. Since the external quantum efficiency of the light emitting element of the present embodiment is more excellent, it is preferably 0.1 to 99.9 parts by mass, more preferably 1 to 99 parts by mass, and 10 to 90 parts by mass. Is more preferably, 20 to 80 parts by mass is particularly preferable, and 40 to 60 parts by mass is particularly preferable.
- composition for a light emitting device may contain compound (B1) and compound (B2) as compound (B).
- the content of the compound (B1) is usually 0.01 to 99.99 parts by mass when the total of the compound (B1) and the compound (B2) is 100 parts by mass. Since the external quantum efficiency of the light emitting element of the present embodiment is more excellent, it is preferably 0.1 to 99.9 parts by mass, more preferably 1 to 99 parts by mass, and 10 to 90 parts by mass. It is more preferably 20 to 80 parts by mass, and particularly preferably 40 to 60 parts by mass.
- the total content of the compound (B1) and the compound (B2) is usually 1 part by mass or more and 10 parts by mass when the total of the compound (B) is 100 parts by mass. It is preferably parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or more, further preferably 50 parts by mass or more, particularly preferably 70 parts by mass or more, and particularly preferably 90 parts by mass or more. Further, the total content of the compound (B1) and the compound (B2) may be 100 parts by mass or less than 100 parts by mass, with the total of the compound (B) being 100 parts by mass.
- the compound (B1) and the compound (B2) interact physically, chemically or electrically.
- the compound (B1) and the compound (B2) interact physically, chemically or electrically.
- the compound (B1) and the compound (B2) satisfy at least one of the formula (M-1) and the formula (M-2), whereby the compound (B1) and the compound (B1) are satisfied.
- the compound (B2) interacts efficiently physically, chemically or electrically, and the external quantum efficiency of the light emitting element of the present embodiment is more excellent.
- the compound (B1) and the compound (B2) satisfy at least the formula (M-2).
- the present inventors have a small difference between the maximum peak wavelength EB [nm] of the emission spectrum at 25 ° C. and the peak wavelength AB [nm] on the lowest energy side of the absorption spectrum at 25 ° C.
- EB maximum peak wavelength
- AB peak wavelength
- the present inventors considered that if a compound (B) in which at least one of EB and AB is different is used in combination in order to suppress this self-absorption, the light emitting characteristics (particularly external quantum efficiency) of the light emitting device are excellent. That is, in the composition for a light emitting device of the present embodiment, the light emitting element emits light by using the compound (B1) and the compound (B2) satisfying at least one of the formula (M-1) and the formula (M-2) in combination. It is presumed that the characteristics (especially external quantum efficiency) are excellent.
- both the compound (B1) and the compound (B2) are compounds having a small half-value width of the emission spectrum and the absorption spectrum. Then, for example, if the half width of the emission spectrum of the compound (B2) is small, the overlap between the emission spectrum of the compound (B2) and the absorption spectrum of the compound (B1) tends to be small.
- the present inventors consider that an electrical interaction can be obtained more efficiently by increasing the overlap between the emission spectrum of compound (B2) and the absorption spectrum of compound (B1), and EB2 and AB1 We focused on the absolute value of the difference (hereinafter, also referred to as “
- the present inventors considered that an electrical interaction can be obtained more efficiently by increasing the overlap between the emission spectrum of compound (B1) and the absorption spectrum of compound (B2), and EB1 and AB2 We focused on the absolute value of the difference (hereinafter, also referred to as “
- is preferably 200 nm or less, more preferably 150 nm or less. It is more preferably 100 nm or less, particularly preferably 50 nm or less, particularly preferably 30 nm or less, and even more preferably 20 nm or less. Further, since the external quantum efficiency of the light emitting device of the present embodiment is more excellent, at least one of
- is preferably 200 nm or less, more preferably 150 nm or less, still more preferably 100 nm or less, and particularly preferably 100 nm or less. It is 50 nm or less, particularly preferably 30 nm or less, and more preferably 20 nm or less.
- may be 0 nm or more, and since the external quantum efficiency of the light emitting device of the present embodiment is more excellent, it is preferably 1 nm or more, more preferably 2 nm or more, still more preferably. It is 3 nm or more, particularly preferably 5 nm or more, and particularly preferably 10 nm or more.
- is preferably 200 nm or less, more preferably 150 nm or less, still more preferably 100 nm or less, and particularly preferably. Is 50 nm or less, particularly preferably 30 nm or less, and more preferably 20 nm or less.
- may be 0 nm or more, and since the external quantum efficiency of the light emitting device of the present embodiment is more excellent, it is preferably 1 nm or more, more preferably 2 nm or more, still more preferably. It is 3 nm or more, particularly preferably 5 nm or more, and particularly preferably 10 nm or more.
- are preferably 200 nm or less, more preferably 150 nm or less, still more preferably. It is 100 nm or less, particularly preferably 50 nm or less, particularly preferably 30 nm or less, and particularly more preferably 20 nm or less. Further, both
- the external quantum efficiency of the light emitting device of the present embodiment is more excellent, so that EB2-EB1 is preferably 200 nm or less, more preferably. Is 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, particularly preferably 20 nm or less, and particularly preferably 10 nm or less. Further, in the composition for a light emitting device of the present embodiment, when the formula (M-1) is satisfied, EB2-EB1 may be 0.1 nm or more, 0.5 nm or more, or 1 nm or more. It may be.
- the external quantum efficiency of the light emitting device of the present embodiment is more excellent, so that AB2-AB1 is preferably 200 nm or less, more preferably. Is 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, particularly preferably 20 nm or less, and particularly preferably 10 nm or less.
- the formula (M-2) is satisfied in the composition for a light emitting device of the present embodiment, the external quantum efficiency of the light emitting device of the present embodiment is more excellent, so that AB2-AB1 is preferably 0.1 nm or more. It is more preferably 0.5 nm or more, and further preferably 1 nm or more.
- the external quantum efficiency of the light emitting device of the present embodiment is more excellent. Therefore, it is preferable to satisfy AB1 ⁇ AB2, and AB1 ⁇ AB2 is satisfied. Is more preferable.
- the formula (M-2) is satisfied in the composition for a light emitting device of the present embodiment, the external quantum efficiency of the light emitting device of the present embodiment is more excellent. Therefore, it is preferable to satisfy EB1 ⁇ EB2, and EB1 ⁇ EB2 is satisfied. You may be.
- EB1 and EB2 are not particularly limited, but for example, when compound B1 and compound B2 are used as light emitting materials, they are preferably in the visible light region.
- EB1 and EB2 are preferably 380 nm or more, more preferably 400 nm or more, still more preferably 420 nm or more, and particularly preferably 440 nm or more.
- EB1 and EB2 are preferably 750 nm or less, more preferably 620 nm or less, further preferably 570 nm or less, particularly preferably 495 nm or less, and particularly preferably 480 nm or less.
- AB1 and AB2 are not particularly limited, but are preferably 300 nm or more, more preferably 320 nm or more, further preferably 340 nm or more, particularly preferably 360 nm or more, and particularly preferably 380 nm or more, particularly preferably. It is more preferably 400 nm or more, and even more preferably 420 nm or more. Further, AB1 and AB2 are preferably 750 nm or less, more preferably 620 nm or less, further preferably 570 nm or less, particularly preferably 495 nm or less, particularly preferably 480 nm or less, and particularly more preferably. It is 460 nm or less, and more preferably 450 nm or less.
- the compound For the maximum peak wavelength of the emission spectrum of the compound at room temperature, the compound is dissolved in an organic solvent such as xylene, toluene, chloroform, tetrahydrofuran, etc. to prepare a dilute solution (1 ⁇ 10 -6 % by mass to 1 ⁇ 10 -3 mass). %), It can be evaluated by measuring the PL spectrum of the dilute solution at room temperature.
- Xylene is preferable as the organic solvent for dissolving the compound.
- the compound For the peak wavelength on the lowest energy side of the absorption spectrum of the compound at room temperature, the compound is dissolved in an organic solvent such as xylene, toluene, chloroform, tetrahydrofuran, etc.
- a dilute solution (1 ⁇ 10-6 % by mass to 1 ⁇ ). 10-3 % by mass), it can be evaluated by measuring the ultraviolet-visible absorption spectrum of the dilute solution at room temperature.
- Xylene is preferable as the organic solvent for dissolving the compound.
- the compound (B) is a compound having a condensed heterocyclic skeleton (b) containing a boron atom and a nitrogen atom in the ring.
- at least one of the nitrogen atoms contained in the condensed heterocyclic skeleton (b) is preferably a nitrogen atom that does not form a double bond, and the condensed heterocyclic skeleton (b) It is more preferable that all of the contained nitrogen atoms are nitrogen atoms that do not form a double bond.
- the maximum peak wavelength (EB) of the emission spectrum of compound (B) at 25 ° C. is not particularly limited, but for example, when compound (B) is used as a light emitting material, it is preferably in the visible light region.
- the EB is preferably 380 nm or more, more preferably 400 nm or more, further preferably 420 nm or more, and particularly preferably 440 nm or more.
- the EB is preferably 750 nm or less, more preferably 620 nm or less, further preferably 570 nm or less, particularly preferably 495 nm or less, and particularly preferably 480 nm or less.
- the half width of the maximum peak of the emission spectrum of compound (B) at 25 ° C. is preferably 50 nm or less, more preferably 40 nm or less, and further preferably 30 nm. It is less than or equal to, and particularly preferably 25 nm or less.
- the peak wavelength (AB) on the lowest energy side of the absorption spectrum of compound (B) at 25 ° C. is not particularly limited, but is preferably 300 nm or more, more preferably 320 nm or more, and further preferably 340 nm or more. It is particularly preferably 360 nm or more, particularly preferably 380 nm or more, particularly more preferably 400 nm or more, and even more preferably 420 nm or more.
- the AB is preferably 750 nm or less, more preferably 620 nm or less, further preferably 570 nm or less, particularly preferably 495 nm or less, particularly preferably 480 nm or less, and particularly preferably 460 nm or less.
- the half width of the peak on the lowest energy side of the absorption spectrum of compound (B) at 25 ° C. is preferably 50 nm or less, more preferably 40 nm or less, and further preferably 30 nm or less.
- the number of carbon atoms of the condensed heterocyclic skeleton (b) is usually 1 to 60, preferably 5 to 40, and more preferably 10 to 25, not including the number of carbon atoms of the substituent.
- the number of heteroatoms of the condensed heterocyclic skeleton (b) is usually 2 to 30, preferably 2 to 15, more preferably 2 to 10, and even more preferably 2 to 30, not including the number of heteroatoms of the substituent. Is 2 to 5, and particularly preferably 2 or 3.
- the number of boron atoms in the fused heterocyclic skeleton (b) is usually 1 to 10, preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3, and further, not including the number of boron atoms of the substituent. It is preferably 1.
- the number of nitrogen atoms in the condensed heterocyclic skeleton (b) is usually 1 to 20, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5, and even more preferably 1 to 20, not including the number of nitrogen atoms of the substituent. Is 1 to 3, and particularly preferably 2.
- the condensed heterocyclic skeleton (b) is preferably a 3 to 12 ring-type condensed heterocyclic skeleton, and more preferably a 3 to 6-ring condensed heterocyclic skeleton because the external quantum efficiency of the light emitting element of the present embodiment is more excellent. It is more preferably a pentacyclic condensed heterocyclic skeleton.
- the compound (B) can also be said to be a compound having a heterocyclic group (b') containing a condensed heterocyclic skeleton (b).
- the heterocyclic group (b') is a group obtained by removing one or more hydrogen atoms directly bonded to the atoms constituting the ring from a polycyclic heterocyclic compound containing a boron atom and a nitrogen atom in the ring.
- the group may have a substituent.
- the substituents that the heterocyclic group (b') may have include a halogen atom, a cyano group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, a cycloalkoxy group, an aryl group, and a monovalent heterocyclic group or a substituent.
- Amino groups are preferred, alkyl groups, cycloalkyl groups, alkoxy groups, cycloalkoxy groups, aryl groups, monovalent heterocyclic groups or substituted amino groups are more preferred, alkyl groups, aryl groups or substituted amino groups are even more preferred.
- the group of may further have a substituent.
- the aryl group is preferably from a monocyclic or bicyclic to 6-ring aromatic hydrocarbon to an atom constituting the ring.
- the group of may have a substituent.
- the monovalent heterocyclic group in the substituent that the heterocyclic group (b') may have is preferably a ring from a monocyclic or bicyclic to 6-cyclic heterocyclic compound.
- the group is removed, and more preferably, one hydrogen atom directly bonded to an atom constituting a ring from pyridine, diazabenzene, triazine, azanaphthalene, diazanaphthalene, carbazole, dibenzofuran, dibenzothiophene, phenoxazine or phenothiazine is excluded.
- This group is particularly preferably a group from pyridine, diazabenzene or triazine excluding one hydrogen atom directly bonded to an atom constituting a ring, and these groups may have a substituent.
- the substituents contained in the amino group are preferably an aryl group or a monovalent heterocyclic group, more preferably an aryl group, and these.
- the group of may further have a substituent.
- Examples and preferred ranges of aryl groups and monovalent heterocyclic groups in the substituents of the amino group are the aryl groups and monovalent heterocyclic groups in the substituents that the heterocyclic group (b') may have, respectively. Same as the group example and preferred range.
- the substituent which the heterocyclic group (b') may have further includes a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, a cycloalkoxy group, an aryl group and 1 Valuable heterocyclic groups or substituted amino groups are preferred, alkyl groups, cycloalkyl groups, aryl groups, monovalent heterocyclic groups or substituted amino groups are more preferred, alkyl or cycloalkyl groups are even more preferred, and these groups are It may have a substituent, but it is preferable that it does not have a substituent.
- Examples and preferred ranges of aryl groups, monovalent heterocyclic groups and substituted amino groups in the substituents which the substituents which the heterocyclic group (b') may have may further have are complex, respectively. It is the same as the example and preferable range of the aryl group, the monovalent heterocyclic group and the substituted amino group in the substituent which the ring group (b') may have.
- the "nitrogen atom that does not form a double bond” means a nitrogen atom that is single-bonded to each of the other three atoms.
- the compound (B) is preferably a thermally activated delayed fluorescence (TADF) compound because the external quantum efficiency of the light emitting device of the present embodiment is more excellent.
- Delta] E ST of the compound (B) may be not more than 2.0 eV may be less 1.5 eV, may be less 1.0 eV, may be less 0.80 eV, 0 It may be .60 eV or less, but it is preferably 0.50 eV or less because the external quantum efficiency of the light emitting device of this embodiment is more excellent.
- Delta] E ST of compound (B) may be more than 0.001EV may be more than 0.01 eV, may be more than 0.10 eV, it may be more than 0.20eV , 0.30 eV or more, or 0.40 eV or more.
- the compound (B) is preferably a low molecular weight compound.
- the molecular weight of compound (B) is preferably 1 ⁇ 10 2 to 5 ⁇ 10 3 , more preferably 2 ⁇ 10 2 to 3 ⁇ 10 3 , and even more preferably 3 ⁇ 10 2 to 1.5 ⁇ 10. It is 3 , and particularly preferably 4 ⁇ 10 2 to 1 ⁇ 10 3 .
- the compound (B) is preferably a compound represented by the formulas (1-1) to (1-3), and is preferably the compound represented by the formula (1-2). ) Or the compound represented by the formula (1-3), and further preferably the compound represented by the formula (1-2).
- the compound (B1) and the compound (B2) is represented by the compound represented by the formula (1-1) and the formula (1-2). It is preferably a compound represented by the formula (1-3) or a compound represented by the formula (1-2), more preferably a compound represented by the formula (1-2) or the formula (1-3), and the compound represented by the formula (1-3). It is more preferably the compound represented by -2). Since the external quantum efficiency of the light emitting device of the present embodiment is further excellent, both the compound (B1) and the compound (B2) are represented by the compound represented by the formula (1-1) and the formula (1-2). It is preferably a compound or a compound represented by the formula (1-3), more preferably a compound represented by the formula (1-2) or the formula (1-3), and the formula (1-2). It is more preferable that the compound is represented by.
- Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 are more excellent in external quantum efficiency of the light emitting element of the present embodiment, monocyclic, bicyclic or tricyclic aromatic hydrocarbons or monocyclic, bicyclic or It is a group obtained by removing one or more hydrogen atoms directly bonded to the atoms constituting the ring from the tricyclic heterocyclic compound, and more preferably a monocyclic aromatic hydrocarbon or a monocyclic heterocycle. It is a group obtained by removing one or more hydrogen atoms directly bonded to the atoms constituting the ring from the formula compound, and more preferably one or more hydrogen atoms directly bonded to the atoms constituting the ring from benzene, pyridine or diazabenzene.
- the examples and preferred ranges of substituents that Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 may have are the same as the examples and preferred ranges of substituents that the heterocyclic group (b') may have.
- Y 2 and Y 3 are preferably a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, a group represented by -N (Ry)-or a methylene group, and more preferably a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom or-. It is a group represented by N (Ry)-, more preferably a group represented by an oxygen atom, a sulfur atom or -N (Ry)-, and particularly preferably represented by -N (Ry)-. These groups may have a substituent.
- the examples and preferred ranges of substituents that Y 1 , Y 2 and Y 3 may have are the same as the examples and preferred ranges of substituents that the heterocyclic group (b') may have.
- Ry is preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or a monovalent heterocyclic group, more preferably an aryl group or a monovalent heterocyclic group, still more preferably an aryl group, and these.
- the group may have a substituent.
- Examples and preferred ranges of aryl groups and monovalent heterocyclic groups in Ry include examples of aryl groups and monovalent heterocyclic groups in substituents that the heterocyclic group (b') may have and preferred ranges, respectively. Same as range.
- the examples and preferred ranges of substituents that Ry may have are the same as the examples and preferred ranges of substituents that the heterocyclic group (b') may have.
- Ry may be attached directly to Ar 1 , Ar 2 or Ar 3 via a linking group, but is preferably not attached.
- the linking group include a group represented by -O-, a group represented by -S-, a group represented by -N (Ry)-, an alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group and a divalent group.
- Examples thereof include a heterocyclic group, preferably a group represented by —O—, a group represented by —S—, a group represented by ⁇ N (Ry) ⁇ or a methylene group, and these groups are substituted. It may have a group.
- Examples of compound B include compounds represented by the following formulas and compounds B1 to B4 described later.
- Z 1 represents an oxygen atom or a sulfur atom.
- the composition for a light emitting device of the present embodiment has more excellent external quantum efficiency of the light emitting device of the present embodiment, and therefore has at least one function selected from hole injection property, hole transport property, electron injection property, and electron transport property. It is preferable to further contain a host material having.
- the composition for a light emitting device of the present embodiment may contain only one type of host material, or may contain two or more types of host materials. However, the host material is different from compound (B).
- the host material and the compound (B) interact physically, chemically or electrically. By this interaction, for example, it is possible to improve or adjust the light emitting property, the charge transport property, or the charge injection property of the composition for a light emitting device of the present embodiment.
- the composition for a light emitting element of the present embodiment further contains a host material
- the light emitting material will be described as an example.
- the host material and the compound (B) electrically interact with each other, and the compound ( By efficiently passing electrical energy to B), the compound (B) can be made to emit light more efficiently, and the external quantum efficiency of the light emitting element of the present embodiment is more excellent.
- the composition for the light emitting element of the present embodiment further contains the host material, the lowest excited singlet state (S 1 ) of the host material is determined. , It is preferable that the energy level is higher than that of the lowest excited singlet state (S 1 ) of the compound (B).
- the composition for a light emitting element of the present embodiment further contains a host material
- the host material and compound (B) efficiently interact with each other efficiently physically, chemically or electrically, and emit light of the present embodiment. Since the external quantum efficiency of the device is better, EH (the maximum peak wavelength of the emission spectrum of the host material at 25 ° C.) and AB (the peak wavelength of the absorption spectrum of compound (B) at 25 ° C. on the lowest energy side)
- the absolute value of the difference (hereinafter, also referred to as “
- EH-AB may be 0 nm or more, 1 nm or more, 2 nm or more, or 5 nm or more.
- the composition for a light emitting device of the present embodiment further contains a host material, the external quantum efficiency of the light emitting device of the present embodiment is more excellent, so that it is preferable to satisfy EH ⁇ AB, and it is more preferable to satisfy EH ⁇ AB. ..
- the EH is preferably 300 nm or more, 320 nm or more, 340 nm or more, or 360 nm or more.
- the EH is preferably 750 nm or less, may be 620 nm or less, may be 570 nm or less, may be 495 nm or less, may be 480 nm or less, or may be 460 nm or less. Good.
- and the light emitting characteristics (particularly external quantum efficiency) of the light emitting element is presumed as follows.
- the host material and compound (B) to interact efficiently, physically, chemically or electrically (especially so that they interact more efficiently electrically). Design) was examined.
- compound (B) was a compound having a small half-value width of the emission spectrum, and thus the half-value width of the absorption spectrum of compound B was small.
- the half width of the absorption spectrum of compound (B) is small, the overlap between the emission spectrum of the host material and the absorption spectrum of compound (B) tends to be small.
- the present inventors considered that an electrical interaction can be obtained more efficiently by increasing the overlap between the emission spectrum of the host material and the absorption spectrum of the compound (B), and
- the absolute value of the difference between EH and AB1 (hereinafter, also referred to as
- ) is preferably 200 nm or less, more preferably 150 nm or less, still more preferably 100 nm or less, and particularly preferably 80 nm or less. It is particularly preferably 60 nm or less, more preferably 30 nm or less, and even more preferably 15 nm or less.
- may be 0 nm or more, 1 nm or more, 2 nm or more, or 5 nm or more. Good.
- is preferably 200 nm or less, more preferably 150 nm or less, still more preferably 100 nm or less, and particularly preferably 100 nm or less. It is 80 nm or less, particularly preferably 60 nm or less, more preferably 30 nm or less, and even more preferably 15 nm or less.
- EH-AB1 may be 0 nm or more, 1 nm or more, 2 nm or more, or 5 nm or more.
- is preferably 200 nm or less, more preferably 150 nm or less, still more preferably 100 nm or less, and particularly preferably 100 nm or less. It is 80 nm or less, particularly preferably 60 nm or less, more preferably 30 nm or less, and even more preferably 15 nm or less.
- are preferably 200 nm or less, more preferably 150 nm or less, still more preferably. It is 100 nm or less, particularly preferably 80 nm or less, particularly preferably 60 nm or less, particularly more preferably 30 nm or less, and even more preferably 15 nm or less. Further, both
- the external quantum efficiency of the light emitting device of the present embodiment is more excellent, so that it is preferable to satisfy EH ⁇ AB1, and it is more preferable to satisfy EH ⁇ AB1.
- the composition for a light emitting device of the present embodiment further contains a host material
- the external quantum efficiency of the light emitting device of the present embodiment is more excellent, so that it is preferable to satisfy EH ⁇ AB2, and it is more preferable to satisfy EH ⁇ AB2. ..
- the external quantum efficiency of the light emitting device of the present embodiment is further excellent, so that it is preferable to satisfy EH ⁇ AB1 ⁇ AB2, and EH ⁇ AB1 ⁇ AB2 is satisfied. Is more preferable.
- the total content of the compound (B) is usually 0 when the total of the compound (B) and the host material is 100 parts by mass.
- the amount is 0.01 to 99 parts by mass, and the external quantum efficiency of the light emitting element of the present embodiment is more excellent. Therefore, the amount is preferably 0.005 to 70 parts by mass, more preferably 0.01 to 50 parts by mass. , 0.05 to 30 parts by mass, more preferably 0.1 to 10 parts by mass, and particularly preferably 0.5 to 5 parts by mass.
- the host material since the light emitting device of the present embodiment can be produced by a wet method, it is preferable that the host material exhibits solubility in a solvent capable of dissolving the compound (B).
- the host material is classified into a low molecular weight compound (low molecular weight host) and a high molecular weight compound (high molecular weight host), and the composition for a light emitting element of the present embodiment may contain any host material.
- a low molecular weight compound is preferable because the external quantum efficiency of the light emitting device of the present embodiment is more excellent.
- the polymer host include a polymer compound which is a hole transport material described later and a polymer compound which is an electron transport material described later.
- the low molecular weight host is preferably a compound represented by the formula (H-1) because the external quantum efficiency of the light emitting device of the present embodiment is more excellent.
- the compound represented by the formula (H-1) is preferably a compound having no condensed heterocyclic skeleton (b) in the compound.
- the molecular weight of the compound represented by the formula (H-1) is preferably 1 ⁇ 10 2 to 5 ⁇ 10 3 , more preferably 2 ⁇ 10 2 to 3 ⁇ 10 3 , and even more preferably 3 ⁇ . It is 10 2 to 1.5 ⁇ 10 3 , and particularly preferably 4 ⁇ 10 2 to 1 ⁇ 10 3 .
- the aryl group in Ar H1 and Ar H2 is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom directly bonded to an atom constituting a ring from a monocyclic or 2 to 7 ring aromatic hydrocarbon, and more preferably.
- Naphthalene, anthracene, fluorene, pyrene or benzofluorantene, excluding one hydrogen atom directly bonded to the atom constituting the ring, and these groups may have a substituent.
- the arylene group in L H1 is preferably a monocyclic or 2- to 7-cyclic aromatic hydrocarbon excluding two hydrogen atoms directly bonded to the atoms constituting the ring, and more preferably a simple ring. It is a group obtained by removing two hydrogen atoms directly bonded to the atoms constituting the ring from the cyclic or 2 to 5 cyclic aromatic hydrocarbons, and more preferably, benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, dihydrophenanthrene, and fluorene.
- Benzoanthracene, benzophenanthrene, benzofluorene, pyrene, fluorantene, perylene or benzofluorentene excluding two hydrogen atoms directly bonded to the atoms constituting the ring, particularly preferably benzene, naphthalene, It is a group obtained by removing two hydrogen atoms directly bonded to the atoms constituting the ring from anthracene, fluorene, pyrene or benzofluorantene, and these groups may have a substituent.
- the monovalent heterocyclic group in Ar H1 and Ar H2 is a group obtained by removing one hydrogen atom directly bonded to an atom constituting the ring from the heterocyclic compound containing no fused heterocyclic skeleton (b). Is preferable, and this group may have a substituent.
- the monovalent heterocyclic groups in Ar H1 and Ar H2 as the heterocyclic compound not containing the fused heterocyclic skeleton (b), among the heterocyclic compounds described in the above-mentioned heterocyclic group section, boron Examples thereof include heterocyclic compounds containing no atom and nitrogen atom in the ring.
- the monovalent heterocyclic groups in Ar H1 and Ar H2 are preferably monocyclic or 2-7 ring heterocyclic compounds (preferably monocyclic or monocyclic or which do not contain the fused heterocyclic skeleton (b)). It is a group obtained by removing one hydrogen atom directly bonded to an atom constituting a ring from a 2 to 7 ring-type heterocyclic compound), and more preferably a monocyclic or 2 to 5 ring type heterocyclic compound. (Preferably, it is a group obtained by removing one hydrogen atom directly bonded to an atom constituting a ring from a monocyclic or 2 to 5 ring heterocyclic compound containing no fused heterocyclic skeleton (b)).
- pyridine diazabenzene, triazine, azanaphthalene, diazanaphthalene, dibenzofuran, dibenzothiophene, carbazole, phenoxazine, phenothiazine, benzocarbazole, benzonaphtholfuran, benzonaphthophene, dibenzocarbazole, indolocarbazole or indeno.
- the divalent heterocyclic group in L H1 is preferably a group obtained by removing two hydrogen atoms directly bonded to the atoms constituting the ring from the heterocyclic compound containing no condensed heterocyclic skeleton (b).
- the heterocyclic compounds described in the above-mentioned section on heterocyclic groups include boron atom and nitrogen. Examples thereof include heterocyclic compounds containing no atom in the ring.
- the divalent heterocyclic group in L H1 is preferably a monocyclic or 2 to 7 ring heterocyclic compound (preferably monocyclic or 2 to 7 without the fused heterocyclic skeleton (b)). It is a group obtained by removing two hydrogen atoms directly bonded to the atoms constituting the ring from the cyclic heterocyclic compound), and more preferably a monocyclic or 2 to 5 ring heterocyclic compound (preferably). , A monocyclic or 2-5 ring heterocyclic compound that does not contain the fused heterocyclic skeleton (b)) from which two hydrogen atoms directly bonded to the atoms constituting the ring are removed, which is more preferable.
- the substituent contained in the amino group is preferably an aryl group or a monovalent heterocyclic group, more preferably an aryl group, and these groups further have a substituent. May be good.
- Examples and preferred ranges of aryl groups, which are substituents of amino groups are the same as examples and preferred ranges of aryl groups in Ar H1 and Ar H2 .
- the example and preferred range of the monovalent heterocyclic group which is the substituent of the amino group is the same as the example and preferred range of the monovalent heterocyclic group in Ar H1 and Ar H2 .
- At least one of Ar H1 and Ar H2 is preferably an aryl group or a monovalent heterocyclic group, both of Ar H1 and Ar H2 is, It is more preferably an aryl group or a monovalent heterocyclic group, and these groups may have a substituent.
- benzene, naphthalene, fluorene, pyridine, diazabenzene, triazine, azanaphthalene, diaza A group obtained by removing one hydrogen atom directly bonded to an atom constituting a ring from naphthalene, dibenzofuran, dibenzothiophene or carbazole is preferable, and a phenyl group, a naphthyl group, a fluorenyl group, a carbazolyl group, a dibenzothienyl group or a dibenzofuryl group is preferable. More preferably, a phenyl group, a naphthyl group or a carbazolyl group is further preferable, and these groups may have a substituent.
- At least one of L H1 is preferably an arylene group or a divalent heterocyclic group, all of the L H1, arylene group or a divalent More preferably, it is a heterocyclic group, and these groups may have a substituent.
- the external quantum efficiency of the light emitting element of the present embodiment is more excellent, so that benzene, naphthalene, anthracene, fluorene, pyrene, benzofuranten, pyridine, diazabenzene, and triazine , Azanaphthalene, diazanaphthalene, dibenzofuran, dibenzothiophene or carbazole, preferably a group excluding two hydrogen atoms directly bonded to an atom (preferably a carbon atom) constituting a ring, preferably benzene, naphthalene, anthracene, dibenzofuran, dibenzo.
- a group excluding two hydrogen atoms directly bonded to a ring-forming atom (preferably a carbon atom) from thiophene or carbazole is preferable, and a group directly bonded to a ring-forming atom from benzene, naphthalene, anthracene, dibenzofuran or dibenzothiophene Groups excluding two hydrogen atoms are more preferred, and these groups may have substituents.
- the substituents that Ar H1 , Ar H2 and L H1 may have are preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, a cycloalkoxy group, an aryl group, a monovalent heterocyclic group and a substituted amino group.
- a cyano group or a halogen atom more preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a monovalent heterocyclic group or a substituted amino group, and even more preferably an alkyl group, an aryl group or a monovalent complex. It is a ring group, and these groups may further have a substituent.
- Examples and preferred ranges of aryl groups, monovalent heterocyclic groups and substituted amino groups in the substituents that Ar H1 , Ar H2 and L H1 may have are the aryl groups in Ar H1 and Ar H2 , respectively. It is the same as the example and preferable range of valent heterocyclic groups and substituted amino groups.
- the substituents that may be further possessed by the substituents Ar H1 , Ar H2 and L H1 may be preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a monovalent heterocyclic group or a monovalent heterocyclic group. It is a substituted amino group, more preferably an alkyl group or a cycloalkyl group, and these groups may further have a substituent, but more preferably no substituent. Examples and preferred ranges of aryl groups, monovalent heterocyclic groups and substituted amino groups in the substituents that the substituents that Ar H1 , Ar H2 and L H1 may have may further have, respectively. It is the same as the example and preferable range of the aryl group, the monovalent heterocyclic group and the substituted amino group in Ar H1 and Ar H2 .
- n H1 is usually an integer of 0 or more and 10 or less, preferably an integer of 0 or more and 7 or less, more preferably an integer of 1 or more and 5 or less, and further preferably an integer of 1 or more and 3 or less. Especially preferably 1.
- Examples of the compound represented by the formula (H-1) include a compound represented by the following formula and a compound H2 described later.
- Z 1 represents an oxygen atom or a sulfur atom.
- the composition for a light emitting element of the present embodiment comprises the compound (B), the above-mentioned host material, hole transport material, hole injection material, electron transport material, electron injection material, light emitting material, antioxidant and solvent.
- the composition may contain at least one material selected from the group. However, the hole transport material, the hole injection material, the electron transport material, the electron injection material, and the light emitting material are different from the compound (B).
- the composition containing the compound (B) and the solvent is, for example, a spin coating method, a casting method, a micro gravure coating method, a gravure coating method, a bar coating method, or a roll coating method.
- the viscosity of the ink may be adjusted depending on the type of printing method, but is preferably 1 mPa ⁇ s to 20 mPa ⁇ s at 25 ° C.
- the solvent contained in the ink is preferably a solvent capable of dissolving or uniformly dispersing the solid content in the ink.
- the solvent include chlorine-based solvents, ether-based solvents, aromatic hydrocarbon-based solvents, aliphatic hydrocarbon-based solvents, ketone-based solvents, ester-based solvents, polyhydric alcohol-based solvents, alcohol-based solvents, sulfoxide-based solvents, and the like.
- Examples include amide-based solvents.
- the blending amount of the solvent is usually 1000 parts by mass to 10,000,000 parts by mass when the total of the compound (B) is 100 parts by mass.
- the solvent may be used alone or in combination of two or more.
- the hole transport material is classified into a low molecular weight compound and a high molecular weight compound, and is preferably a high molecular weight compound having a cross-linking group.
- the polymer compound include polyvinylcarbazole and its derivatives; polyarylene having an aromatic amine structure in its side chain or main chain and its derivatives.
- the polymer compound may be a compound to which an electron accepting site such as fullerene, tetrafluorotetracyanoquinodimethane, tetracyanoethylene and trinitrofluorenone is bound.
- the blending amount of the hole transporting material is usually from 1 part by mass to 10000 when the total of the compound (B) is 100 parts by mass. It is a mass part.
- the hole transporting material may be used alone or in combination of two or more.
- Electron transport materials are classified into low molecular weight compounds and high molecular weight compounds.
- the electron transport material may have a cross-linking group.
- low molecular weight compounds include metal complexes having 8-hydroxyquinoline as a ligand, oxadiazole, anthraquinone dimethane, benzoquinone, naphthoquinone, anthraquinone, tetracyanoanthraquinone dimethane, fluorenone, diphenyldicyanoethylene and diphenoquinone. , And these derivatives.
- the polymer compound include polyphenylene, polyfluorene, and derivatives thereof.
- the polymeric compound may be metal-doped.
- the blending amount of the electron transporting material is usually 1 part by mass to 10000 parts by mass when the total of the compound (B) is 100 parts by mass.
- the electron transport material may be used alone or in combination of two or more.
- the hole injection material and electron injection material are classified into low molecular weight compounds and high molecular weight compounds, respectively.
- the hole injection material and the electron injection material may have a cross-linking group.
- the low molecular weight compound include metal phthalocyanines such as copper phthalocyanine; carbon; metal oxides such as molybdenum and tungsten; and metal fluorides such as lithium fluoride, sodium fluoride, cesium fluoride and potassium fluoride.
- the polymer compound examples include polyaniline, polythiophene, polypyrrole, polyphenylene vinylene, polythienylene vinylene, polyquinoline and polyquinoxaline, and derivatives thereof; conductivity of polymers containing an aromatic amine structure in the main chain or side chain.
- Examples include polypolymers.
- the hole-injecting material and / or the electron-injecting material is included in the composition for a light-emitting element of the present embodiment, the blending amounts of the hole-injecting material and the electron-injecting material are 100 mass by mass of the total of the compound (B). In the case of parts, it is usually 1 part by mass to 10000 parts by mass.
- the hole injection material and the electron injection material may be used alone or in combination of two or more.
- the electric conductivity of the conductive polymer is preferably 1 ⁇ 10-5 S / cm to 1 ⁇ 10 3 S / cm. ..
- an appropriate amount of ions can be doped into the conductive polymer.
- the type of ion to be doped is an anion in the case of a hole injection material and a cation in the case of an electron injection material.
- the anion include polystyrene sulfonate ion, alkylbenzene sulfonic acid ion, and cerebral sulfonic acid ion.
- the cation include lithium ion, sodium ion, potassium ion and tetrabutylammonium ion.
- the ions to be doped may be used alone or in combination of two or more.
- Light emitting materials are classified into low molecular weight compounds and high molecular weight compounds.
- the light emitting material may have a cross-linking group.
- Examples of the low molecular weight compound include naphthalene and its derivatives, anthracene and its derivatives, perylene and its derivatives, and triple-term light emitting complexes having iridium, platinum or europium as a central metal.
- polymer compound examples include an arylene group such as a phenylene group, a naphthalenediyl group, a fluorinatedyl group, a phenanthrendyl group, a dihydrophenantrenidyl group, an anthracendyl group and a pyrenedyl group; two hydrogen atoms from an aromatic amine.
- aromatic amine residues such as a group to be removed; and a polymer compound containing a divalent heterocyclic group such as a carbazolediyl group, a phenoxazidinediyl group and a phenothiazinediyl group.
- the content of the light emitting material is usually 1 part by mass to 10000 parts by mass when the total of the compound (B) is 100 parts by mass. ..
- the luminescent material may be used alone or in combination of two or more.
- the antioxidant may be a compound that is soluble in the same solvent as compound (B) and does not inhibit light emission and charge transport, and examples thereof include phenolic antioxidants and phosphorus antioxidants. Be done.
- the amount of the antioxidant is usually 0.00001 parts by mass to 10 parts by mass when the total of the compounds (B) is 100 parts by mass. It is a mass part.
- the antioxidant may be used alone or in combination of two or more.
- the film of this embodiment contains the above-mentioned composition for a light emitting device.
- the film of the present embodiment is suitable as a light emitting layer in a light emitting element.
- the film of the present embodiment can be produced by a wet method using, for example, ink. Further, the film of the present embodiment can be produced by, for example, a dry method such as a vacuum vapor deposition method. Examples of the method for producing the film of the present embodiment by the dry method include a method of depositing the above-mentioned composition for a light emitting device and a method of co-depositing two or more kinds of compounds (B).
- the thickness of the film is usually 1 nm to 10 ⁇ m.
- the light emitting device of the present embodiment contains the above-mentioned composition for a light emitting device.
- the light emitting device of the present embodiment may include, for example, an anode, a cathode, and an organic layer containing the above-mentioned composition for a light emitting element provided between the anode and the cathode.
- the layer containing the composition for a light emitting device of the present embodiment is usually one or more layers selected from the group consisting of a light emitting layer, a hole transport layer, a hole injection layer, an electron transport layer, and an electron injection layer. , Preferably a light emitting layer.
- a light emitting layer Preferably a light emitting layer.
- Each of these layers contains a light emitting material, a hole transporting material, a hole injecting material, an electron transporting material, and an electron injecting material.
- Each of these layers can form a light emitting material, a hole transporting material, a hole injecting material, an electron transporting material, and an electron injecting material by the same method as in the above-mentioned film preparation.
- the light emitting element has a light emitting layer between the anode and the cathode.
- the light emitting element of the present embodiment preferably has at least one of a hole injection layer and a hole transport layer between the anode and the light emitting layer.
- the hole transport layer, the electron transport layer, the light emitting layer, the hole injection layer and the electron injection layer in addition to the composition for the light emitting device of the present embodiment, the hole transport material and the electron transport material described above, respectively, examples thereof include light emitting materials, hole injection materials and electron injection materials.
- the material of the hole transport layer, the material of the electron transport layer, and the material of the light emitting layer are used as a solvent used in forming the hole transport layer, the electron transport layer, and the layer adjacent to the light emitting layer, respectively, in the production of the light emitting element.
- the material has a cross-linking group in order to prevent the material from dissolving in the solvent. After forming each layer using a material having a cross-linking group, the layer can be insolubilized by cross-linking the cross-linking group.
- a low molecular weight compound when used as a method for forming each layer such as a light emitting layer, a hole transport layer, an electron transport layer, a hole injection layer, and an electron injection layer, for example, vacuum from a powder
- a dry method such as a vapor deposition method
- a wet method such as a method by forming a film from a solution or a molten state.
- a wet method such as a method by forming a film from a solution or a molten state can be mentioned. Be done.
- the order, number, and thickness of the layers to be laminated are adjusted in consideration of, for example, luminous efficiency, driving voltage, and luminance life.
- the substrate in the light emitting element may be a substrate that can form electrodes and does not chemically change when the organic layer is formed, and is, for example, a substrate made of a material such as glass, plastic, or silicon. In the case of an opaque substrate, it is preferable that the electrode farthest from the substrate is transparent or translucent.
- the material of the anode include conductive metal oxides and translucent metals, preferably indium oxide, zinc oxide, tin oxide; indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide and the like.
- the material of the cathode for example, metals such as lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, aluminum, zinc, indium; two or more alloys among them; one of them. Alloys of more than one species with one or more of silver, copper, manganese, titanium, cobalt, nickel, tungsten and tin; as well as graphite and graphite interlayer compounds.
- the alloy include magnesium-silver alloy, magnesium-indium alloy, magnesium-aluminum alloy, indium-silver alloy, lithium-aluminum alloy, lithium-magnesium alloy, lithium-indium alloy, and calcium-aluminum alloy.
- the anode and the cathode may each have a laminated structure of two or more layers.
- the light emitting element of this embodiment is suitable as a light source for a backlight of a liquid crystal display device, a light source for lighting, an organic EL lighting, a display device for a computer, a television, a mobile terminal, or the like (for example, an organic EL display and an organic EL television). Can be used for.
- one aspect of the present invention may relate to the above-mentioned method for producing a composition for a light emitting device.
- the method for producing a composition for a light emitting element includes a preparatory step for preparing a compound (B1) having a condensed heterocyclic skeleton (b1) containing a boron atom and a nitrogen atom in a ring, and a boron atom and a nitrogen atom. Having a fused heterocyclic skeleton (b2) contained within the ring, the maximum peak wavelength of the emission spectrum at 25 ° C. is greater than the maximum peak wavelength of the emission spectrum of compound (B1) at 25 ° C. and / or at 25 ° C.
- It may be a manufacturing method (hereinafter, also referred to as “manufacturing method (1)”) including a manufacturing step of mixing (B1) and the compound (B2) sorted in the sorting step to obtain a composition for a light emitting element. ..
- the production method (1) (preferably the sorting step in the production method (1)) is performed at the maximum peak wavelength (EB2) of the emission spectrum of the compound (B2) at 25 ° C. and / or at 25 ° C. of the compound (B2). A step of obtaining the peak wavelength (AB2) on the lowest energy side of the absorption spectrum may be further included. Further, in the production method (1) (preferably, the sorting step in the production method (1)), the maximum peak wavelength (EB1) of the emission spectrum of the compound (B1) at 25 ° C. and / or 25 of the compound (B1) A step of obtaining the peak wavelength (AB1) on the lowest energy side of the absorption spectrum at ° C. may be further included.
- the compound (B2) may be further sorted so that
- the compound (B2) may be further sorted so that
- the half width of the maximum peak of the emission spectrum of the compound (B1) at 25 ° C. is preferably 50 nm or less. That is, in the preparation step in the production method (1), it is preferable to prepare the compound (B1) having a half-value width of the maximum peak of the emission spectrum at 25 ° C. of 50 nm or less.
- the half width of the maximum peak of the emission spectrum of the compound (B2) at 25 ° C. is preferably 50 nm or less. That is, in the sorting step in the production method (1), it is preferable to sort the compound (B2) having a half-value width of the maximum peak of the emission spectrum at 25 ° C. of 50 nm or less.
- the half width of the peak on the lowest energy side of the absorption spectrum of the compound (B1) at 25 ° C. is preferably 50 nm or less. That is, in the preparation step in the production method (1), it is preferable to prepare the compound (B1) in which the half width of the peak on the lowest energy side of the absorption spectrum at 25 ° C. is 50 nm or less.
- the half width of the peak on the lowest energy side of the absorption spectrum of the compound (B2) at 25 ° C. is preferably 50 nm or less. That is, in the sorting step in the production method (1), it is preferable to sort the compound (B2) in which the half width of the peak on the lowest energy side of the absorption spectrum at 25 ° C. is 50 nm or less.
- the method for producing a composition for a light emitting element includes a preparatory step for preparing a compound (B2) having a condensed heterocyclic skeleton (b2) containing a boron atom and a nitrogen atom in a ring, and a boron atom and nitrogen atom. It has a fused heterocyclic skeleton (b1) containing an atom in the ring, and the maximum peak wavelength of the emission spectrum at 25 ° C. is smaller than the maximum peak wavelength of the emission spectrum at 25 ° C. of compound (B2) and / or 25. Prepared in a sorting step and a preparatory step for selecting compound (B1) in which the peak wavelength on the lowest energy side of the absorption spectrum at ° C.
- a manufacturing method (hereinafter, also referred to as “manufacturing method (2)”) comprising a manufacturing step of mixing the compound (B2) selected from the above compound (B2) and the compound (B1) selected in the sorting step to obtain a composition for a light emitting element. You can.
- the production method (2) (preferably the sorting step in the production method (2)) is performed at the maximum peak wavelength (EB1) of the emission spectrum of the compound (B1) at 25 ° C. and / or at 25 ° C. of the compound (B1).
- the step of obtaining the peak wavelength (AB1) on the lowest energy side of the absorption spectrum may be included.
- the maximum peak wavelength (EB2) of the emission spectrum of the compound (B2) at 25 ° C. and / or 25 of the compound (B2) A step of obtaining the peak wavelength (AB2) on the lowest energy side of the absorption spectrum at ° C. may be further included.
- the compound (B1) may be further sorted so that
- the compound (B1) may be further sorted so that
- the half width of the maximum peak of the emission spectrum of the compound (B2) at 25 ° C. is preferably 50 nm or less. That is, in the preparation step of the production method (2), it is preferable to prepare the compound (B2) having a half-value width of the maximum peak of the emission spectrum at 25 ° C. of 50 nm or less.
- the half width of the maximum peak of the emission spectrum of the compound (B1) at 25 ° C. is preferably 50 nm or less. That is, in the sorting step of the production method (2), it is preferable to sort the compound (B1) having a half-value width of the maximum peak of the emission spectrum at 25 ° C. of 50 nm or less.
- the half width of the peak on the lowest energy side of the absorption spectrum of the compound (B2) at 25 ° C. is preferably 50 nm or less. That is, in the preparation step of the production method (2), it is preferable to prepare the compound (B2) in which the half width of the peak on the lowest energy side of the absorption spectrum at 25 ° C. is 50 nm or less.
- the half width of the peak on the lowest energy side of the absorption spectrum of the compound (B1) at 25 ° C. is preferably 50 nm or less. That is, in the selection step of the production method (2), it is preferable to select the compound (B2) in which the half width of the peak on the lowest energy side of the absorption spectrum at 25 ° C. is 50 nm or less.
- the method of mixing the compound (B1) and the compound (B2) in the production steps in the production method (1) and the production method (2) is not particularly limited.
- Examples of the mixing method include a method in which compound (B1) and compound (B2) are dissolved in the solvent described in the above section of ink and mixed, and a method in which compound (B1) and compound (B2) are mixed in a solid state. , And a method of mixing the compound (B1) and the compound (B2) by co-evaporation.
- Yet another aspect of the present invention may relate to the above-mentioned method for manufacturing a light emitting device.
- the method for manufacturing a light emitting element may be a method for manufacturing a light emitting element including an anode, a cathode, and an organic layer provided between the anode and the cathode, and this manufacturing method is the above-mentioned manufacturing method.
- a step of manufacturing a composition for a light emitting element by a manufacturing method (1) or a manufacturing method (2) a step of forming an organic layer using the composition for a light emitting element manufactured in the step. To be equipped.
- the organic layer for example, it can be formed by using the same method as for producing the above-mentioned film. Further, in the manufacturing method of the light emitting element of this embodiment, the manufacturing method described in the above-mentioned ⁇ Light emitting element> section may be used. Further, as the light emitting element obtained by the method for manufacturing the light emitting element of this embodiment, for example, the light emitting element described in the above-mentioned ⁇ Light emitting element> section can be mentioned.
- the maximum peak wavelength of the emission spectrum of the compound at room temperature was measured at room temperature with a spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, FP-6500).
- a xylene solution in which the compound was dissolved in xylene at a concentration of about 8 ⁇ 10 -4 % by mass was used as a sample.
- As the excitation light ultraviolet (UV) light having a wavelength of 325 nm was used.
- the peak wavelength on the lowest energy side of the absorption spectrum of the compound at room temperature was measured at room temperature with an ultraviolet-visible spectrophotometer (Cary 5E, manufactured by Varian).
- a xylene solution in which the compound was dissolved in xylene at a concentration of about 8 ⁇ 10 -4 % by mass was used as a sample.
- the peak wavelength (AB) on the lowest energy side of the absorption spectrum of compound B1 at room temperature was 441 nm.
- the half width of the peak on the lowest energy side of the absorption spectrum of compound B1 at room temperature was 22 nm.
- Delta] E ST of Compound B1 was 0.457EV.
- the maximum peak wavelength (EB) of the emission spectrum of compound B2 at room temperature was 452 nm.
- the full width at half maximum of the maximum peak of the emission spectrum of compound B2 at room temperature was 22 nm.
- the peak wavelength (AB) on the lowest energy side of the absorption spectrum of compound B2 at room temperature was 439 nm.
- the half width of the peak on the lowest energy side of the absorption spectrum of compound B2 at room temperature was 26 nm.
- Delta] E ST of Compound B2 was 0.494EV.
- Compound B3 was synthesized according to the method described in WO 2015/102118.
- the maximum peak wavelength (EB) of the emission spectrum of compound B3 at room temperature was 452 nm.
- the full width at half maximum of the maximum peak of the emission spectrum of compound B3 at room temperature was 22 nm.
- the peak wavelength (AB) on the lowest energy side of the absorption spectrum of compound B3 at room temperature was 438 nm.
- the half width of the peak on the lowest energy side of the absorption spectrum of compound B3 at room temperature was 22 nm.
- Delta] E ST of Compound B3 was 0.447EV.
- Compound B4 was synthesized according to the method described in WO 2015/102118.
- the maximum peak wavelength (EB) of the emission spectrum of compound B4 at room temperature was 453 nm.
- the full width at half maximum of the maximum peak of the emission spectrum of compound B4 at room temperature was 21 nm.
- the peak wavelength (AB) on the lowest energy side of the absorption spectrum of compound B4 at room temperature was 439 nm.
- the half width of the peak on the lowest energy side of the absorption spectrum of compound B4 at room temperature was 28 nm.
- Delta] E ST of Compound B4 was 0.479EV.
- Example D1 Fabrication and evaluation of light emitting device D1 (formation of anode and hole injection layer)
- An anode was formed by attaching an ITO film to a glass substrate to a thickness of 45 nm by a sputtering method.
- ND-3202 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.
- the substrate on which the hole injection layer was laminated was heated on a hot plate at 50 ° C. for 3 minutes in an air atmosphere, and further heated at 230 ° C. for 15 minutes to form a hole injection layer.
- the polymer compound HTL-1 was dissolved in xylene at a concentration of 0.7% by mass. Using the obtained xylene solution, a hole was formed on the hole injection layer by a spin coating method to a thickness of 20 nm, and the holes were heated on a hot plate at 180 ° C. for 60 minutes in a nitrogen gas atmosphere. A transport layer was formed.
- the polymer compound HTL-1 is a polymer compound of Polymer Example 1 of International Publication No. 2014/102543.
- Examples D2 to D4 and Comparative Examples CD1 to CD2 Preparation and evaluation of light emitting elements D2 to D4 and CD1 to CD2 "Compound H1, Compound B3 and Compound B2 (Compound H1 /) in (Formation of light emitting layer) of Example D1.
- Compound B3 / Compound B2 99% by mass / 0.5% by mass / 0.5% by mass) ”, except that the materials and composition ratios (% by mass) shown in Table 1 were used, as in Example D1.
- light emitting elements D2 to D4 and CD1 to CD2 were produced.
- EL light emission was observed by applying a voltage to the light emitting elements D2 to D4 and CD1 to CD2.
- the external quantum efficiency [%] at 0.1 mA / cm 2 was measured.
- Table 1 shows the results of Examples D1 to D4 and Comparative Examples CD1 to CD2.
- the relative values of the external quantum efficiencies of the light emitting elements D1 to D4 and CD2 when the external quantum efficiency of the light emitting element CD1 is 1.0 are shown.
- Light emitting elements D5 to D8 and CD3 were produced. EL light emission was observed by applying a voltage to the light emitting elements D5 to D8 and CD3. The external quantum efficiency [%] at 0.1 mA / cm 2 was measured.
- Table 2 shows the results of Examples D5 to D8 and Comparative Example CD3. The relative values of the external quantum efficiencies of the light emitting elements D5 to D8 are shown when the external quantum efficiency of the light emitting element CD3 is 1.0.
- composition of the present invention is useful for producing a light emitting device having excellent external quantum efficiency.
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Abstract
外部量子効率が優れる発光素子の製造に有用な組成物を提供すること、及び、当該組成物を含有する発光素子を提供すること。 陽極と、陰極と、陽極及び陰極の間に設けられ、発光素子用組成物を含む有機層と、を備え、発光素子用組成物が、ホウ素原子及び窒素原子を環内に含む縮合複素環骨格(b)を有する化合物(B)を2種以上含有し、化合物(B)が、式(M-1)及び式(M-2)のうち少なくとも一方を満たす化合物(B1)及び化合物(B2)を含む、発光素子。 EB1<EB2 (M-1) AB1<AB2 (M-2)
Description
本発明は、発光素子及びその製造方法に関する。本発明はまた、発光素子用組成物及びその製造方法に関する。
有機エレクトロルミネッセンス素子等の発光素子は、例えば、ディスプレイ及び照明に好適に使用することが可能である。発光素子の発光層に用いられる発光材料として、例えば、特許文献1では、化合物H1及び化合物G1を含有する組成物が提案されている。
しかし、上記の組成物を用いて作製される発光素子は、外部量子効率が必ずしも十分ではなかった。
そこで、本発明は、外部量子効率が優れる発光素子の製造に有用な組成物を提供すること、及び、当該組成物を含有する発光素子を提供することを目的とする。
そこで、本発明は、外部量子効率が優れる発光素子の製造に有用な組成物を提供すること、及び、当該組成物を含有する発光素子を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、特定の関係を満たす2種以上の化合物(B)を含む発光素子用組成物により、外部量子効率が優れる発光素子が形成されることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下の[1]~[23]を提供する。
[1]
陽極と、
陰極と、
前記陽極及び前記陰極の間に設けられ、発光素子用組成物を含む有機層と、
を備え、
前記発光素子用組成物が、ホウ素原子及び窒素原子を環内に含む縮合複素環骨格(b)を有する化合物(B)を2種以上含有し、
前記化合物(B)が、式(M-1)及び式(M-2)のうち少なくとも一方を満たす化合物(B1)及び化合物(B2)を含む、発光素子。
EB1<EB2 (M-1)
AB1<AB2 (M-2)
[式中、EB1は、化合物(B1)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長[nm]を表し、EB2は、化合物(B2)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長[nm]を表し、AB1は、化合物(B1)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長[nm]を表し、AB2は、化合物(B2)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長[nm]を表す。]
[2]
前記化合物(B1)及び前記化合物(B2)のうち少なくとも一方が、式(1-1)で表される化合物、式(1-2)で表される化合物又は式(1-3)で表される化合物である、[1]に記載の発光素子。
[1]
陽極と、
陰極と、
前記陽極及び前記陰極の間に設けられ、発光素子用組成物を含む有機層と、
を備え、
前記発光素子用組成物が、ホウ素原子及び窒素原子を環内に含む縮合複素環骨格(b)を有する化合物(B)を2種以上含有し、
前記化合物(B)が、式(M-1)及び式(M-2)のうち少なくとも一方を満たす化合物(B1)及び化合物(B2)を含む、発光素子。
EB1<EB2 (M-1)
AB1<AB2 (M-2)
[式中、EB1は、化合物(B1)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長[nm]を表し、EB2は、化合物(B2)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長[nm]を表し、AB1は、化合物(B1)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長[nm]を表し、AB2は、化合物(B2)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長[nm]を表す。]
[2]
前記化合物(B1)及び前記化合物(B2)のうち少なくとも一方が、式(1-1)で表される化合物、式(1-2)で表される化合物又は式(1-3)で表される化合物である、[1]に記載の発光素子。
Ar1、Ar2及びAr3は、それぞれ独立に、芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
Y1は、-N(Ry)-で表される基を表す。
Y2及びY3は、それぞれ独立に、単結合、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、-N(Ry)-で表される基、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。Ryは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。Ryが複数存在する場合、同一であっても異なっていてもよい。Ryは、直接結合して又は連結基を介して、Ar1、Ar2又はAr3と結合していてもよい。]
[3]
前記化合物(B1)及び前記化合物(B2)の両方が、前記式(1-1)で表される化合物、前記式(1-2)で表される化合物又は前記式(1-3)で表される化合物である、[2]に記載の発光素子。
[4]
前記化合物(B1)及び前記化合物(B2)のうち少なくとも一方が、前記式(1-2)で表される化合物である、[2]又は[3]に記載の発光素子。
[5]
前記化合物(B1)及び前記化合物(B2)の両方が、前記式(1-2)で表される化合物である、[4]に記載の発光素子。
[6]
前記Y2及び前記Y3が、-N(Ry)-で表される基である、[2]~[5]のいずれかに記載の発光素子。
[7]
前記化合物(B1)及び前記化合物(B2)が、前記式(M-2)を満たす、[1]~[6]のいずれかに記載の発光素子。
[8]
前記EB1と前記AB2との差の絶対値、及び、前記EB2と前記AB1との差の絶対値のうち、少なくとも一方が、200nm以下である、[1]~[7]のいずれかに記載の発光素子。
[9]
前記化合物(B1)の最低三重項励起状態のエネルギー準位と最低一重項励起状態のエネルギー準位との差の絶対値が0.50eV以下であり、且つ、
前記化合物(B2)の最低三重項励起状態のエネルギー準位と最低一重項励起状態のエネルギー準位との差の絶対値が0.50eV以下である、[1]~[8]のいずれかに記載の発光素子。
[10]
前記発光素子用組成物が、ホスト材料を更に含有する、[1]~[9]のいずれかに記載の発光素子。
[11]
前記ホスト材料が、式(H-1)で表される化合物を含む、[10]に記載の発光素子。
ArH1及びArH2は、それぞれ独立に、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
nH1は、0以上の整数を表す。
LH1は、アリーレン基、2価の複素環基、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。LH1が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
[12]
前記ホスト材料の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長EH[nm]と、前記AB1及び前記AB2の少なくとも一方との差が、200nm以下である、[10]又は[11]に記載の発光素子。
[13]
前記発光素子用組成物が、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料、酸化防止剤及び溶媒からなる群より選ばれる少なくとも1種を更に含有する、[1]~[12]のいずれかに記載の発光素子。
[14]
ホウ素原子及び窒素原子を環内に含む縮合複素環骨格(b)を有する化合物(B)を2種以上含有し、
前記化合物(B)が、式(M-1)及び式(M-2)のうち少なくとも一方を満たす化合物(B1)及び化合物(B2)を含む、発光素子用組成物。
EB1<EB2 (M-1)
AB1<AB2 (M-2)
[式中、EB1は、化合物(B1)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長[nm]を表し、EB2は、化合物(B2)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長[nm]を表し、AB1は、化合物(B1)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長[nm]を表し、AB2は、化合物(B2)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長[nm]を表す。]
[15]
ホスト材料を更に含有する、[14]に記載の発光素子用組成物。
[16]
前記ホスト材料が、式(H-1)で表される化合物を含む、[15]に記載の発光素子用組成物。
ArH1及びArH2は、それぞれ独立に、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
nH1は、0以上の整数を表す。
LH1は、アリーレン基、2価の複素環基、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。LH1が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
[17]
前記ホスト材料の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長EH[nm]と、前記AB1及び前記AB2の少なくとも一方との差が、200nm以下である、[15]又は[16]に記載の発光素子用組成物。
[18]
正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料、酸化防止剤及び溶媒からなる群より選ばれる少なくとも1種を更に含有する、[14]~[17]のいずれかに記載の発光素子用組成物。
[19]
ホウ素原子及び窒素原子を環内に含む縮合複素環骨格(b1)を有する化合物(B1)を準備する準備工程と、
ホウ素原子及び窒素原子を環内に含む縮合複素環骨格(b2)を有し、25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長が、前記化合物(B1)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長より大きい、及び/又は、25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長が、前記化合物(B1)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長より小さい、化合物(B2)を選別する選別工程と、
前記準備工程で準備した化合物(B1)及び前記選別工程で選別した化合物(B2)を混合して発光素子用組成物を得る製造工程と、
を備える、発光素子用組成物の製造方法。
[20]
前記選別工程が、前記化合物(B2)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長、及び/又は、前記化合物(B2)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長を求める工程を含む、[19]に記載の製造方法。
[21]
ホウ素原子及び窒素原子を環内に含む縮合複素環骨格(b2)を有する化合物(B2)を準備する準備工程と、
ホウ素原子及び窒素原子を環内に含む縮合複素環骨格(b1)を有し、25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長が、前記化合物(B2)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長より小さい、及び/又は、25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長が、前記化合物(B2)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長より大きい、化合物(B1)を選別する選別工程と、
前記準備工程で準備した化合物(B2)及び前記選別工程で選別した化合物(B1)を混合して発光素子用組成物を得る製造工程と、
を備える、発光素子用組成物の製造方法。
[22]
前記選別工程が、前記化合物(B1)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長、及び/又は、前記化合物(B1)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長を求める工程を含む、[21]に記載の製造方法。
[23]
陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極の間に設けられた有機層と、を有する発光素子の製造方法であって、
[19]~[22]のいずれかに記載の製造方法により発光素子用組成物を製造する工程と、該工程で製造された前記発光素子用組成物を用いて、前記有機層を形成する工程と、を備える、発光素子の製造方法。
本発明によれば、外部量子効率が優れる発光素子の製造に有用な組成物及びその製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、当該組成物を含有する発光素子及びその製造方法を提供することができる。
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
<共通する用語の説明>
本明細書で共通して用いられる用語は、特記しない限り、以下の意味である。
「室温」とは、25℃を意味する。
Meはメチル基、Etはエチル基、Buはブチル基、i-Prはイソプロピル基、t-Buはtert-ブチル基を表す。
水素原子は、重水素原子であっても、軽水素原子であってもよい。
本明細書で共通して用いられる用語は、特記しない限り、以下の意味である。
「室温」とは、25℃を意味する。
Meはメチル基、Etはエチル基、Buはブチル基、i-Prはイソプロピル基、t-Buはtert-ブチル基を表す。
水素原子は、重水素原子であっても、軽水素原子であってもよい。
「低分子化合物」とは、分子量分布を有さず、分子量が1×104以下の化合物を意味する。
「高分子化合物」とは、分子量分布を有し、ポリスチレン換算の数平均分子量が1×103以上(例えば1×103~1×108)である重合体を意味する。
「構成単位」とは、高分子化合物中に1個以上存在する単位を意味する。
「高分子化合物」とは、分子量分布を有し、ポリスチレン換算の数平均分子量が1×103以上(例えば1×103~1×108)である重合体を意味する。
「構成単位」とは、高分子化合物中に1個以上存在する単位を意味する。
高分子化合物は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよいし、その他の態様であってもよい。
高分子化合物の末端基は、重合活性基がそのまま残っていると、高分子化合物を発光素子の作製に用いた場合、発光特性又は輝度寿命が低下する可能性があるので、好ましくは安定な基である。高分子化合物の末端基としては、好ましくは主鎖と共役結合している基であり、例えば、炭素-炭素結合を介して高分子化合物の主鎖と結合するアリール基又は1価の複素環基と結合している基が挙げられる。
高分子化合物の末端基は、重合活性基がそのまま残っていると、高分子化合物を発光素子の作製に用いた場合、発光特性又は輝度寿命が低下する可能性があるので、好ましくは安定な基である。高分子化合物の末端基としては、好ましくは主鎖と共役結合している基であり、例えば、炭素-炭素結合を介して高分子化合物の主鎖と結合するアリール基又は1価の複素環基と結合している基が挙げられる。
「アルキル基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。直鎖のアルキル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1~50であり、好ましくは1~20であり、より好ましくは1~10である。分岐のアルキル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~50であり、好ましくは3~20であり、より好ましくは4~10である。
アルキル基は、置換基を有していてもよい。アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、2-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソアミル基、2-エチルブチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、3-プロピルヘプチル基、デシル基、3,7-ジメチルオクチル基、2-エチルオクチル基、2-ヘキシルデシル基及びドデシル基が挙げられる。また、アルキル基は、これらの基における水素原子の一部又は全部が、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基であってもよい。このようなアルキル基としては、例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基、3-フェニルプロピル基、3-(4-メチルフェニル)プロピル基、3-(3,5-ジ-ヘキシルフェニル)プロピル基及び6-エチルオキシヘキシル基が挙げられる。
アルキル基は、置換基を有していてもよい。アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、2-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソアミル基、2-エチルブチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、3-プロピルヘプチル基、デシル基、3,7-ジメチルオクチル基、2-エチルオクチル基、2-ヘキシルデシル基及びドデシル基が挙げられる。また、アルキル基は、これらの基における水素原子の一部又は全部が、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基であってもよい。このようなアルキル基としては、例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基、3-フェニルプロピル基、3-(4-メチルフェニル)プロピル基、3-(3,5-ジ-ヘキシルフェニル)プロピル基及び6-エチルオキシヘキシル基が挙げられる。
「シクロアルキル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~50であり、好ましくは4~10である。シクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。シクロアルキル基としては、例えば、シクロヘキシル基及びメチルシクロヘキシル基が挙げられる。
「アルキレン基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1~20であり、好ましくは1~15であり、より好ましくは1~10である。アルキレン基は、置換基を有していてもよい。アルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基及びオクチレン基が挙げられる。
「シクロアルキレン基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~20であり、好ましくは4~10である。シクロアルキレン基は、置換基を有していてもよい。シクロアルキレン基としては、例えば、シクロヘキシレン基が挙げられる。
「芳香族炭化水素基」は、芳香族炭化水素から環を構成する原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基を意味する。芳香族炭化水素から環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基を「アリール基」ともいう。芳香族炭化水素から環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基を「アリーレン基」ともいう。
芳香族炭化水素基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6~60であり、好ましくは6~40であり、より好ましくは6~20である。
「芳香族炭化水素基」は、例えば、単環式の芳香族炭化水素(例えば、ベンゼンが挙げられる。)、又は、多環式の芳香族炭化水素(例えば、ナフタレン及びインデン等の2環式の芳香族炭化水素;アントラセン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン及びフルオレン等の3環式の芳香族炭化水素;ベンゾアントラセン、ベンゾフェナントレン、ベンゾフルオレン、ピレン及びフルオランテン等の4環式の芳香族炭化水素;ジベンゾアントラセン、ジベンゾフェナントレン、ジベンゾフルオレン、ペリレン及びベンゾフルオランテン等の5環式の芳香族炭化水素;スピロビフルオレン等の6環式の芳香族炭化水素;並びに、ベンゾスピロビフルオレン及びアセナフトフルオランテン等の7環式の芳香族炭化水素が挙げられる。)から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基が挙げられる。芳香族炭化水素基は、これらの基が複数結合した基を含む。芳香族炭化水素基は、置換基を有していてもよい。
芳香族炭化水素基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6~60であり、好ましくは6~40であり、より好ましくは6~20である。
「芳香族炭化水素基」は、例えば、単環式の芳香族炭化水素(例えば、ベンゼンが挙げられる。)、又は、多環式の芳香族炭化水素(例えば、ナフタレン及びインデン等の2環式の芳香族炭化水素;アントラセン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン及びフルオレン等の3環式の芳香族炭化水素;ベンゾアントラセン、ベンゾフェナントレン、ベンゾフルオレン、ピレン及びフルオランテン等の4環式の芳香族炭化水素;ジベンゾアントラセン、ジベンゾフェナントレン、ジベンゾフルオレン、ペリレン及びベンゾフルオランテン等の5環式の芳香族炭化水素;スピロビフルオレン等の6環式の芳香族炭化水素;並びに、ベンゾスピロビフルオレン及びアセナフトフルオランテン等の7環式の芳香族炭化水素が挙げられる。)から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基が挙げられる。芳香族炭化水素基は、これらの基が複数結合した基を含む。芳香族炭化水素基は、置換基を有していてもよい。
「アルコキシ基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。直鎖のアルコキシ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1~40であり、好ましくは1~10である。分岐のアルコキシ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~40であり、好ましくは4~10である。
アルコキシ基は、置換基を有していてもよい。アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、3,7-ジメチルオクチルオキシ基、及びラウリルオキシ基が挙げられる。
「シクロアルコキシ基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~40であり、好ましくは4~10である。シクロアルコキシ基は、置換基を有していてもよい。シクロアルコキシ基としては、例えば、シクロヘキシルオキシ基が挙げられる。
「アリールオキシ基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6~60であり、好ましくは6~40であり、より好ましくは6~20である。アリールオキシ基は、置換基を有していてもよい。アリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基、アントラセニルオキシ基、及びピレニルオキシ基が挙げられる。
アルコキシ基は、置換基を有していてもよい。アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、3,7-ジメチルオクチルオキシ基、及びラウリルオキシ基が挙げられる。
「シクロアルコキシ基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~40であり、好ましくは4~10である。シクロアルコキシ基は、置換基を有していてもよい。シクロアルコキシ基としては、例えば、シクロヘキシルオキシ基が挙げられる。
「アリールオキシ基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6~60であり、好ましくは6~40であり、より好ましくは6~20である。アリールオキシ基は、置換基を有していてもよい。アリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基、アントラセニルオキシ基、及びピレニルオキシ基が挙げられる。
「複素環基」とは、複素環式化合物から環を構成する原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基を意味する。複素環基の中でも、芳香族複素環式化合物から環を構成する原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基である「芳香族複素環基」が好ましい。複素環式化合物から環を構成する原子に直接結合する水素原子p個(pは、1以上の整数を表す。)を除いた基を「p価の複素環基」ともいう。芳香族複素環式化合物から環を構成する原子に直接結合する水素原子p個を除いた基を「p価の芳香族複素環基」ともいう。
「芳香族複素環式化合物」としては、例えば、アゾール、チオフェン、フラン、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン及びカルバゾール等の複素環自体が芳香族性を示す化合物、並びに、フェノキサジン、フェノチアジン及びベンゾピラン等の複素環自体は芳香族性を示さなくとも、複素環に芳香環が縮環されている化合物が挙げられる。
複素環基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1~60であり、好ましくは2~40であり、より好ましくは3~20である。芳香族複素環基のヘテロ原子数は、置換基のヘテロ原子数を含めないで、通常1~30であり、好ましくは、1~10であり、より好ましくは、1~5であり、更に好ましくは1~3である。
複素環基としては、例えば、単環式の複素環式化合物(例えば、フラン、チオフェン、オキサジアゾール、ピロール、ジアゾール、トリアゾール、テトラゾール、ピリジン、ジアザベンゼン及びトリアジンが挙げられる。)、又は、多環式の複素環式化合物(例えば、アザナフタレン、ジアザナフタレン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、インドール、ベンゾジアゾール及びベンゾチアジアゾール等の2環式の複素環式化合物;ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾボロール、ジベンゾシロール、ジベンゾホスホール、ジベンゾセレノフェン、カルバゾール、アザカルバゾール、ジアザカルバゾール、フェノキサジン、フェノチアジン、9,10-ジヒドロアクリジン、5,10-ジヒドロフェナジン、フェナザボリン、フェノホスファジン、フェノセレナジン、フェナザシリン、アザアントラセン、ジアザアントラセン、アザフェナントレン及びジアザフェナントレン等の3環式の複素環式化合物;ヘキサアザトリフェニレン、ベンゾカルバゾール、ベンゾナフトフラン及びベンゾナフトチオフェン等の4環式の複素環式化合物;ジベンゾカルバゾール、インドロカルバゾール及びインデノカルバゾール等の5環式の複素環式化合物;カルバゾロカルバゾール、ベンゾインドロカルバゾール及びベンゾインデノカルバゾール等の6環式の複素環式化合物;並びに、ジベンゾインドロカルバゾール等の7環式の複素環式化合物が挙げられる。)から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基が挙げられる。複素環基は、これらの基が複数結合した基を含む。複素環基は置換基を有していてもよい。
「芳香族複素環式化合物」としては、例えば、アゾール、チオフェン、フラン、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン及びカルバゾール等の複素環自体が芳香族性を示す化合物、並びに、フェノキサジン、フェノチアジン及びベンゾピラン等の複素環自体は芳香族性を示さなくとも、複素環に芳香環が縮環されている化合物が挙げられる。
複素環基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1~60であり、好ましくは2~40であり、より好ましくは3~20である。芳香族複素環基のヘテロ原子数は、置換基のヘテロ原子数を含めないで、通常1~30であり、好ましくは、1~10であり、より好ましくは、1~5であり、更に好ましくは1~3である。
複素環基としては、例えば、単環式の複素環式化合物(例えば、フラン、チオフェン、オキサジアゾール、ピロール、ジアゾール、トリアゾール、テトラゾール、ピリジン、ジアザベンゼン及びトリアジンが挙げられる。)、又は、多環式の複素環式化合物(例えば、アザナフタレン、ジアザナフタレン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、インドール、ベンゾジアゾール及びベンゾチアジアゾール等の2環式の複素環式化合物;ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾボロール、ジベンゾシロール、ジベンゾホスホール、ジベンゾセレノフェン、カルバゾール、アザカルバゾール、ジアザカルバゾール、フェノキサジン、フェノチアジン、9,10-ジヒドロアクリジン、5,10-ジヒドロフェナジン、フェナザボリン、フェノホスファジン、フェノセレナジン、フェナザシリン、アザアントラセン、ジアザアントラセン、アザフェナントレン及びジアザフェナントレン等の3環式の複素環式化合物;ヘキサアザトリフェニレン、ベンゾカルバゾール、ベンゾナフトフラン及びベンゾナフトチオフェン等の4環式の複素環式化合物;ジベンゾカルバゾール、インドロカルバゾール及びインデノカルバゾール等の5環式の複素環式化合物;カルバゾロカルバゾール、ベンゾインドロカルバゾール及びベンゾインデノカルバゾール等の6環式の複素環式化合物;並びに、ジベンゾインドロカルバゾール等の7環式の複素環式化合物が挙げられる。)から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基が挙げられる。複素環基は、これらの基が複数結合した基を含む。複素環基は置換基を有していてもよい。
「ハロゲン原子」とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を示す。
「アミノ基」は、置換基を有していてもよく、置換アミノ基(即ち、第2級アミノ基又は第3級アミノ基、より好ましくは第3級アミノ基)が好ましい。アミノ基が有する置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基が好ましい。アミノ基が有する置換基が複数存在する場合、それらは同一で異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。
置換アミノ基としては、例えば、ジアルキルアミノ基、ジシクロアルキルアミノ基及びジアリールアミノ基が挙げられる。
アミノ基としては、例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ビス(メチルフェニル)アミノ基、及びビス(3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)アミノ基が挙げられる。
置換アミノ基としては、例えば、ジアルキルアミノ基、ジシクロアルキルアミノ基及びジアリールアミノ基が挙げられる。
アミノ基としては、例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ビス(メチルフェニル)アミノ基、及びビス(3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)アミノ基が挙げられる。
「アルケニル基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。直鎖のアルケニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常2~30であり、好ましくは3~20である。分岐のアルケニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~30であり、好ましくは4~20である。
「シクロアルケニル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~30であり、好ましくは4~20である。
アルケニル基及びシクロアルケニル基は、置換基を有していてもよい。アルケニル基としては、例えば、ビニル基、1-プロペニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基、3-ペンテニル基、4-ペンテニル基、1-ヘキセニル基、5-ヘキセニル基、7-オクテニル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。シクロアルケニル基としては、例えば、シクロヘキセニル基、シクロヘキサジエニル基、シクロオクタトリエニル基、ノルボルニレニル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。
「シクロアルケニル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~30であり、好ましくは4~20である。
アルケニル基及びシクロアルケニル基は、置換基を有していてもよい。アルケニル基としては、例えば、ビニル基、1-プロペニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基、3-ペンテニル基、4-ペンテニル基、1-ヘキセニル基、5-ヘキセニル基、7-オクテニル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。シクロアルケニル基としては、例えば、シクロヘキセニル基、シクロヘキサジエニル基、シクロオクタトリエニル基、ノルボルニレニル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。
「アルキニル基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。アルキニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常2~20であり、好ましくは3~20である。分岐のアルキニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常4~30であり、好ましくは4~20である。
「シクロアルキニル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常4~30であり、好ましくは4~20である。
アルキニル基及びシクロアルキニル基は、置換基を有していてもよい。アルキニル基としては、例えば、エチニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、3-ペンチニル基、4-ペンチニル基、1-ヘキシニル基、5-ヘキシニル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。シクロアルキニル基としては、例えば、シクロオクチニル基が挙げられる。
「シクロアルキニル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常4~30であり、好ましくは4~20である。
アルキニル基及びシクロアルキニル基は、置換基を有していてもよい。アルキニル基としては、例えば、エチニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、3-ペンチニル基、4-ペンチニル基、1-ヘキシニル基、5-ヘキシニル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。シクロアルキニル基としては、例えば、シクロオクチニル基が挙げられる。
「架橋基」とは、加熱、紫外線照射、近紫外線照射、可視光照射、赤外線照射、ラジカル反応等に供することにより、新たな結合を生成することが可能な基である。架橋基としては、架橋基A群から選ばれる架橋基(即ち、式(XL-1)~式(XL-19)のいずれかで表される基)が好ましい。
(架橋基A群)
「置換基」としては、例えば、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、置換アミノ基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基及びシクロアルキニル基が挙げられる。置換基は架橋基であってもよい。なお、置換基が複数存在する場合、それらは互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよいが、環を形成しないことが好ましい。
本明細書中、最低三重項励起状態のエネルギー準位と最低一重項励起状態のエネルギー準位との差の絶対値(以下、「ΔEST」ともいう。)の値の算出は、以下の方法で求められる。まず、B3LYPレベルの密度汎関数法により、化合物の基底状態を構造最適化する。その際、基底関数としては、6-31G*を用いる。そして、得られた構造最適化された構造を用いて、B3LYPレベルの時間依存密度汎関数法により、化合物のΔESTを算出する。但し、6-31G*が使用できない原子を含む場合は、該原子に対してはLANL2DZを用いる。なお、量子化学計算プログラムとしては、Gaussian09を用いて計算する。
<発光素子用組成物>
本実施形態の発光素子用組成物は、2種以上の化合物(B)を含有する。
本実施形態の発光素子用組成物は、化合物(B)を2種のみ含有していてもよく、3種以上含有していてもよい。
本実施形態の発光素子用組成物は、2種以上の化合物(B)を含有する。
本実施形態の発光素子用組成物は、化合物(B)を2種のみ含有していてもよく、3種以上含有していてもよい。
本実施形態の発光素子用組成物において、化合物(B)の合計を100質量部とした場合、化合物(B)のうち少なくとも1種の含有量は、通常、0.01~99.99質量部であり、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、0.1~99.9質量部であることが好ましく、1~99質量部であることがより好ましく、10~90質量部であることが更に好ましく、20~80質量部であることが特に好ましく、40~60質量部であることがとりわけ好ましい。
本実施形態に係る発光素子用組成物は、化合物(B)として、化合物(B1)及び化合物(B2)を含有していてよい。
本実施形態の発光素子用組成物において、化合物(B1)の含有量は、化合物(B1)及び化合物(B2)の合計を100質量部とした場合、通常、0.01~99.99質量部であり、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、0.1~99.9質量部であることが好ましく、1~99質量部であることがより好ましく、10~90質量部であることが更に好ましく、20~80質量部であることが特に好ましく、40~60質量部であることがとりわけ好ましい。
本実施形態の発光素子用組成物において、化合物(B1)及び化合物(B2)の合計含有量は、化合物(B)の合計を100質量部とした場合、通常、1質量部以上であり、10質量部以上であることが好ましく、30質量部以上であることがより好ましく、50質量以上であることが更に好ましく、70質量以上であることが特に好ましく、90質量以上であることがとりわけ好ましい。また、化合物(B1)及び化合物(B2)の合計含有量は、化合物(B)の合計を100質量部として、100質量部であってもよく、100質量部未満であってよい。
本実施形態の発光素子用組成物において、化合物(B1)と化合物(B2)とは、物理的、化学的又は電気的に相互作用することが好ましい。この相互作用により、例えば、本実施形態の発光素子用組成物の発光特性、電荷輸送特性又は電荷注入特性を向上又は調整することが可能となり、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れる。
本実施形態の発光素子用組成物において、化合物(B1)及び化合物(B2)が式(M-1)及び式(M-2)のうちの少なくとも一方を満たすことにより、化合物(B1)と、化合物(B2)とが、効率的に、物理的、化学的又は電気的に相互作用し、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れる。本実施形態の発光素子用組成物において、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、化合物(B1)及び化合物(B2)が少なくとも式(M-2)を満たすことが好ましい。
ここで、式(M-1)及び式(M-2)と、発光素子の発光特性(特に外部量子効率)との関係について、以下のように推測される。
本発明者らは、まず、化合物(B)が、25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長EB[nm]と25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長AB[nm]との差が小さい化合物であることに着目した。化合物(B)は、EBとABとの差が小さいため、発光スペクトルと吸収スペクトルとの重なりが大きくなり、自己吸収を起こしやすく、当該自己吸収により発光素子の発光特性(特に外部量子効率)が低下すると考えた。そこで、本発明者らは、この自己吸収を抑制するため、EB及びABの少なくとも一方が異なる化合物(B)を併用すれば、発光素子の発光特性(特に外部量子効率)が優れると考えた。すなわち、本実施形態の発光素子用組成物では、式(M-1)及び式(M-2)のうちの少なくとも一方を満たす化合物(B1)及び化合物(B2)の併用により、発光素子の発光特性(特に外部量子効率)が優れると推測される。
次に、本発明者らは、化合物(B1)と化合物(B2)とが、より効率的に、物理的、化学的又は電気的に相互作用するような設計(特に、より効率的に電気的な相互作用するような設計)についても検討した。
まず、化合物(B1)及び化合物(B2)は、ともに、発光スペクトル及び吸収スペクトルの半値幅が小さい化合物である。
そうすると、例えば、化合物(B2)の発光スペクトルの半値幅が小さいと、化合物(B2)の発光スペクトルと化合物(B1)の吸収スペクトルとの重なりが小さくなりやすいと考えた。本発明者らは、化合物(B2)の発光スペクトルと化合物(B1)の吸収スペクトルとの重なりを大きくすることで、より効率的に電気的な相互作用が得られると考え、EB2とAB1との差の絶対値(以下、「|EB2-AB1|」ともいう。)に着目した。より詳細には、|EB2-AB1|を好ましくは200nm以下とすることで、例えば、化合物(B2)の発光スペクトルと化合物(B1)の吸収スペクトルとの重なりが大きくなり、その結果、発光素子の発光特性(特に外部量子効率)が優れると考えた。
そうすると、例えば、化合物(B2)の発光スペクトルの半値幅が小さいと、化合物(B2)の発光スペクトルと化合物(B1)の吸収スペクトルとの重なりが小さくなりやすいと考えた。本発明者らは、化合物(B2)の発光スペクトルと化合物(B1)の吸収スペクトルとの重なりを大きくすることで、より効率的に電気的な相互作用が得られると考え、EB2とAB1との差の絶対値(以下、「|EB2-AB1|」ともいう。)に着目した。より詳細には、|EB2-AB1|を好ましくは200nm以下とすることで、例えば、化合物(B2)の発光スペクトルと化合物(B1)の吸収スペクトルとの重なりが大きくなり、その結果、発光素子の発光特性(特に外部量子効率)が優れると考えた。
また、例えば、化合物(B1)の発光スペクトルの半値幅が小さいと、化合物(B1)の発光スペクトルと化合物(B2)の吸収スペクトルとの重なりが小さくなりやすいと考えた。本発明者らは、化合物(B1)の発光スペクトルと化合物(B2)の吸収スペクトルとの重なりを大きくすることで、より効率的に電気的な相互作用が得られると考え、EB1とAB2との差の絶対値(以下、「|EB1-AB2|」ともいう。)に着目した。より詳細には、|EB1-AB2|を好ましくは200nm以下とすることで、例えば、化合物(B1)の発光スペクトルと化合物(B2)の吸収スペクトルとの重なりが大きくなり、その結果、発光素子の発光特性(特に外部量子効率)が優れると考えた。
上記観点より、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、|EB2-AB1|及び|EB1-AB2|のうち、少なくとも一方は、好ましくは200nm以下であり、より好ましくは150nm以下であり、更に好ましくは100nm以下であり、特に好ましくは50nm以下であり、とりわけ好ましくは30nm以下であり、とりわけより好ましくは20nm以下である。また、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、|EB2-AB1|及び|EB1-AB2|のうち、少なくとも一方は、0nm以上であってもよく、好ましくは1nm以上であり、より好ましくは2nm以上であり、更に好ましくは3nm以上であり、特に好ましくは5nm以上であり、とりわけ好ましくは10nm以上である。
また、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、|EB2-AB1|は、好ましくは200nm以下であり、より好ましくは150nm以下であり、更に好ましくは100nm以下であり、特に好ましくは50nm以下であり、とりわけ好ましくは30nm以下であり、とりわけより好ましくは20nm以下である。また、|EB2-AB1|は、0nm以上であってもよく、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、好ましくは1nm以上であり,より好ましくは2nm以上であり、更に好ましくは3nm以上であり、特に好ましくは5nm以上であり、とりわけ好ましくは10nm以上である。
また、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、|EB1-AB2|は、好ましくは、200nm以下であり、より好ましくは150nm以下であり、更に好ましくは100nm以下であり、特に好ましくは50nm以下であり、とりわけ好ましくは30nm以下であり、とりわけより好ましくは20nm以下である。また、|EB1-AB2|は、0nm以上であってもよく、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、好ましくは1nm以上であり,より好ましくは2nm以上であり、更に好ましくは3nm以上であり、特に好ましくは5nm以上であり、とりわけ好ましくは10nm以上である。
また、本実施形態の発光素子の外部量子効率が更に優れるので、|EB2-AB1|及び|EB1-AB2|の両方が、好ましくは200nm以下であり、より好ましくは150nm以下であり、更に好ましくは100nm以下であり、特に好ましくは50nm以下であり、とりわけ好ましくは30nm以下であり、とりわけより好ましくは20nm以下である。また、|EB2-AB1|及び|EB1-AB2|の両方が、0nm以上であってもよく、本実施形態の発光素子の外部量子効率が更に優れるので、好ましくは1nm以上であり,より好ましくは2nm以上であり、更に好ましくは3nm以上であり、特に好ましくは5nm以上であり、とりわけ好ましくは10nm以上である。
本実施形態の発光素子用組成物において、式(M-1)を満たす場合、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、EB2-EB1は、好ましくは200nm以下であり、より好ましくは100nm以下であり、更に好ましくは50nm以下であり、特に好ましくは20nm以下であり、とりわけ好ましくは10nm以下である。また、本実施形態の発光素子用組成物において、式(M-1)を満たす場合、EB2-EB1は、0.1nm以上であってもよく,0.5nm以上であってもよく、1nm以上であってもよい。
本実施形態の発光素子用組成物において、式(M-2)を満たす場合、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、AB2-AB1は、好ましくは200nm以下であり、より好ましくは100nm以下であり、更に好ましくは50nm以下であり、特に好ましくは20nm以下であり、とりわけ好ましくは10nm以下である。本実施形態の発光素子用組成物において、式(M-2)を満たす場合、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、AB2-AB1は、好ましくは0.1nm以上であり,より好ましくは0.5nm以上であり、更に好ましくは1nm以上である。
本実施形態の発光素子用組成物において、式(M-1)を満たす場合、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、AB1≦AB2を満たすことが好ましく、AB1<AB2を満たすことがより好ましい。
本実施形態の発光素子用組成物において、式(M-2)を満たす場合、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、EB1≦EB2を満たすことが好ましく、EB1<EB2を満たしていてもよい。
本実施形態の発光素子用組成物において、式(M-2)を満たす場合、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、EB1≦EB2を満たすことが好ましく、EB1<EB2を満たしていてもよい。
EB1及びEB2は、特に限定されないが、例えば、化合物B1及び化合物B2を発光材料として用いる場合、可視光領域であることが好ましい。この場合、EB1及びEB2は、好ましくは380nm以上であり、より好ましくは400nm以上であり、更に好ましくは420nm以上であり、特に好ましくは440nm以上である。EB1及びEB2は、好ましくは750nm以下であり、より好ましくは620nm以下であり、更に好ましくは570nm以下であり、特に好ましくは495nm以下であり、とりわけ好ましくは480nm以下である。
AB1及びAB2は、特に限定されないが、好ましくは300nm以上であり、より好ましくは320nm以上であり、更に好ましくは340nm以上であり、特に好ましくは360nm以上であり、とりわけ好ましくは380nm以上であり、とりわけより好ましくは400nm以上であり、とりわけ更に好ましくは420nm以上である。また、AB1及びAB2は、好ましくは750nm以下であり、より好ましくは620nm以下であり、更に好ましくは570nm以下であり、特に好ましくは495nm以下であり、とりわけ好ましくは480nm以下であり、とりわけより好ましくは460nm以下であり、とりわけ更に好ましくは450nm以下である。
化合物の室温における発光スペクトルの最大ピーク波長は、化合物を、キシレン、トルエン、クロロホルム、テトラヒドロフラン等の有機溶媒に溶解させ、希薄溶液を調製し(1×10-6質量%~1×10-3質量%)、該希薄溶液のPLスペクトルを室温で測定することで評価することができる。化合物を溶解させる有機溶媒としては、キシレンが好ましい。
化合物の室温における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長は、化合物を、キシレン、トルエン、クロロホルム、テトラヒドロフラン等の有機溶媒に溶解させ、希薄溶液を調製し(1×10-6質量%~1×10-3質量%)、該希薄溶液の紫外可視吸収スペクトルを室温で測定することで評価することができる。化合物を溶解させる有機溶媒としては、キシレンが好ましい。
化合物の室温における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長は、化合物を、キシレン、トルエン、クロロホルム、テトラヒドロフラン等の有機溶媒に溶解させ、希薄溶液を調製し(1×10-6質量%~1×10-3質量%)、該希薄溶液の紫外可視吸収スペクトルを室温で測定することで評価することができる。化合物を溶解させる有機溶媒としては、キシレンが好ましい。
[化合物(B)]
次に、化合物(B)について説明する。なお、特記しない限り、以下に説明する化合物(B)の例及び好ましい範囲等は、化合物(B1)及び化合物(B2)の例及び好ましい範囲等と同じである。
次に、化合物(B)について説明する。なお、特記しない限り、以下に説明する化合物(B)の例及び好ましい範囲等は、化合物(B1)及び化合物(B2)の例及び好ましい範囲等と同じである。
化合物(B)は、ホウ素原子及び窒素原子を環内に含む縮合複素環骨格(b)を有する化合物である。
化合物(B)において、縮合複素環骨格(b)に含まれる窒素原子のうち、少なくとも1つは、二重結合を形成していない窒素原子であることが好ましく、縮合複素環骨格(b)に含まれる窒素原子の全てが二重結合を形成していない窒素原子であることがより好ましい。
化合物(B)において、縮合複素環骨格(b)に含まれる窒素原子のうち、少なくとも1つは、二重結合を形成していない窒素原子であることが好ましく、縮合複素環骨格(b)に含まれる窒素原子の全てが二重結合を形成していない窒素原子であることがより好ましい。
化合物(B)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長(EB)は、特に限定されないが、例えば、化合物(B)を発光材料として用いる場合、可視光領域であることが好ましい。この場合、EBは、好ましくは380nm以上であり、より好ましくは400nm以上であり、更に好ましくは420nm以上であり、特に好ましくは440nm以上である。また、EBは、好ましくは750nm以下であり、より好ましくは620nm以下であり、更に好ましくは570nm以下であり、特に好ましくは495nm以下であり、とりわけ好ましくは480nm以下である。
また、化合物(B)を発光材料として用いる場合、化合物(B)の25℃における発光スペクトルの最大ピークの半値幅は、好ましくは50nm以下であり、より好ましくは40nm以下であり、更に好ましくは30nm以下であり、特に好ましくは25nm以下である。
また、化合物(B)を発光材料として用いる場合、化合物(B)の25℃における発光スペクトルの最大ピークの半値幅は、好ましくは50nm以下であり、より好ましくは40nm以下であり、更に好ましくは30nm以下であり、特に好ましくは25nm以下である。
化合物(B)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長(AB)は、特に限定されないが、好ましくは300nm以上であり、より好ましくは320nm以上であり、更に好ましくは340nm以上であり、特に好ましくは360nm以上であり、とりわけ好ましくは380nm以上であり、とりわけより好ましくは400nm以上であり、とりわけ更に好ましくは420nm以上である。また、ABは、好ましくは750nm以下であり、より好ましくは620nm以下であり、更に好ましくは570nm以下であり、特に好ましくは495nm以下であり、とりわけ好ましくは480nm以下であり、とりわけより好ましくは460nm以下であり、とりわけ更に好ましくは450nm以下である。
また、化合物(B)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピークの半値幅は、好ましくは50nm以下であり、より好ましくは40nm以下であり、更に好ましくは30nm以下である。
また、化合物(B)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピークの半値幅は、好ましくは50nm以下であり、より好ましくは40nm以下であり、更に好ましくは30nm以下である。
縮合複素環骨格(b)の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1~60であり、好ましくは5~40であり、より好ましくは10~25である。
縮合複素環骨格(b)のヘテロ原子数は、置換基のヘテロ原子数を含めないで、通常2~30であり、好ましくは2~15であり、より好ましくは2~10であり、更に好ましくは2~5であり、特に好ましくは2又は3である。
縮合複素環骨格(b)のホウ素原子数は、置換基のホウ素原子数を含めないで、通常1~10であり、好ましくは、1~5であり、より好ましくは1~3であり、更に好ましくは1である。
縮合複素環骨格(b)の窒素原子数は、置換基の窒素原子数を含めないで、通常1~20であり、好ましくは1~10であり、より好ましくは1~5であり、更に好ましくは1~3であり、特に好ましくは2である。
縮合複素環骨格(b)は、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、好ましくは3~12環式縮合複素環骨格であり、より好ましくは3~6環式縮合複素環骨格であり、更に好ましくは5環式縮合複素環骨格である。
縮合複素環骨格(b)のヘテロ原子数は、置換基のヘテロ原子数を含めないで、通常2~30であり、好ましくは2~15であり、より好ましくは2~10であり、更に好ましくは2~5であり、特に好ましくは2又は3である。
縮合複素環骨格(b)のホウ素原子数は、置換基のホウ素原子数を含めないで、通常1~10であり、好ましくは、1~5であり、より好ましくは1~3であり、更に好ましくは1である。
縮合複素環骨格(b)の窒素原子数は、置換基の窒素原子数を含めないで、通常1~20であり、好ましくは1~10であり、より好ましくは1~5であり、更に好ましくは1~3であり、特に好ましくは2である。
縮合複素環骨格(b)は、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、好ましくは3~12環式縮合複素環骨格であり、より好ましくは3~6環式縮合複素環骨格であり、更に好ましくは5環式縮合複素環骨格である。
化合物(B)は、縮合複素環骨格(b)を含む複素環基(b’)を有する化合物ということもできる。
複素環基(b’)は、ホウ素原子及び窒素原子を環内に含む、多環式の複素環式化合物から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基であってよく、該基は置換基を有していてもよい。
複素環基(b’)が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基が好ましく、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基がより好ましく、アルキル基、アリール基又は置換アミノ基が更に好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
複素環基(b’)が有していてもよい置換基における、アリール基としては、好ましくは、単環式又は2環式~6環式の芳香族炭化水素から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、より好ましくは、単環式、2環式又は3環式の芳香族炭化水素から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、更に好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン又はフルオレンから環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、特に好ましくは、フェニル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
複素環基(b’)が有していてもよい置換基における、1価の複素環基としては、好ましくは、単環式又は2環式~6環式の複素環式化合物から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、単環式、2環式又は3環式の複素環式化合物から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、更に好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、フェノキサジン又はフェノチアジンから環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、特に好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン又はトリアジンから環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
複素環基(b’)が有していてもよい置換基における置換アミノ基において、アミノ基が有する置換基としては、アリール基又は1価の複素環基が好ましく、アリール基がより好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよい。アミノ基が有する置換基におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、複素環基(b’)が有していてもよい置換基におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
複素環基(b’)が有していてもよい置換基が更に有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基が好ましく、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基がより好ましく、アルキル基又はシクロアルキル基が更に好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよいが、更に置換基を有さないことが好ましい。
複素環基(b’)が有していてもよい置換基が更に有していてもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、複素環基(b’)が有していてもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲と同じである。
「二重結合を形成していない窒素原子」とは、他の3つの原子とそれぞれ単結合で結合する窒素原子を意味する。
「環内に二重結合を形成していない窒素原子を含む」とは、環内に-N(-RN)-(式中、RNは水素原子又は置換基を表す。)又は式:
「環内に二重結合を形成していない窒素原子を含む」とは、環内に-N(-RN)-(式中、RNは水素原子又は置換基を表す。)又は式:
化合物(B)は、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、熱活性化遅延蛍光(TADF)性化合物であることが好ましい。
化合物(B)のΔESTは、2.0eV以下であってもよく、1.5eV以下であってもよく、1.0eV以下であってもよく、0.80eV以下であってもよく、0.60eV以下であってもよいが、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、好ましくは0.50eV以下である。また、化合物(B)のΔESTは、0.001eV以上であってもよく、0.01eV以上であってもよく、0.10eV以上であってもよく、0.20eV以上であってもよく、0.30eV以上であってもよく、0.40eV以上であってもよい。
化合物(B)のΔESTは、2.0eV以下であってもよく、1.5eV以下であってもよく、1.0eV以下であってもよく、0.80eV以下であってもよく、0.60eV以下であってもよいが、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、好ましくは0.50eV以下である。また、化合物(B)のΔESTは、0.001eV以上であってもよく、0.01eV以上であってもよく、0.10eV以上であってもよく、0.20eV以上であってもよく、0.30eV以上であってもよく、0.40eV以上であってもよい。
化合物(B)は、低分子化合物であることが好ましい。
化合物(B)の分子量は、好ましくは1×102~5×103であり、より好ましくは2×102~3×103であり、更に好ましくは3×102~1.5×103であり、特に好ましくは4×102~1×103である。
化合物(B)の分子量は、好ましくは1×102~5×103であり、より好ましくは2×102~3×103であり、更に好ましくは3×102~1.5×103であり、特に好ましくは4×102~1×103である。
化合物(B)は、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、式(1-1)~式(1-3)で表される化合物であることが好ましく、式(1-2)又は式(1-3)で表される化合物であることがより好ましく、式(1-2)で表される化合物であることが更に好ましい。
本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、化合物(B1)及び化合物(B2)のうちの少なくとも一方は、式(1-1)で表される化合物、式(1-2)で表される化合物又は式(1-3)で表される化合物であることが好ましく、式(1-2)又は式(1-3)で表される化合物であることがより好ましく、式(1-2)で表される化合物であることが更に好ましい。
本実施形態の発光素子の外部量子効率が更に優れるので、化合物(B1)及び化合物(B2)の両方が、式(1-1)で表される化合物、式(1-2)で表される化合物又は式(1-3)で表される化合物であることが好ましく、式(1-2)又は式(1-3)で表される化合物であることがより好ましく、式(1-2)で表される化合物であることが更に好ましい。
本実施形態の発光素子の外部量子効率が更に優れるので、化合物(B1)及び化合物(B2)の両方が、式(1-1)で表される化合物、式(1-2)で表される化合物又は式(1-3)で表される化合物であることが好ましく、式(1-2)又は式(1-3)で表される化合物であることがより好ましく、式(1-2)で表される化合物であることが更に好ましい。
Ar1、Ar2及びAr3は、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、単環式、2環式若しくは3環式の芳香族炭化水素又は単環式、2環式若しくは3環式の複素環式化合物から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基であり、より好ましくは、単環式の芳香族炭化水素又は単環式の複素環式化合物から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基であり、更に好ましくは、ベンゼン、ピリジン又はジアザベンゼンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基であり、特に好ましくは、ベンゼンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Ar1、Ar2及びAr3が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、複素環基(b’)が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
Ar1、Ar2及びAr3が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、複素環基(b’)が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
Y2及びY3は、好ましくは、単結合、酸素原子、硫黄原子、-N(Ry)-で表される基又はメチレン基であり、より好ましくは、単結合、酸素原子、硫黄原子又は-N(Ry)-で表される基であり、更に好ましくは、酸素原子、硫黄原子又は-N(Ry)-で表される基であり、特に好ましくは、-N(Ry)-で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Y1、Y2及びY3が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、複素環基(b’)が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
Y1、Y2及びY3が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、複素環基(b’)が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
Ryは、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基であり、より好ましくはアリール基又は1価の複素環基であり、更に好ましくはアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Ryにおけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、複素環基(b’)が有していてもよい置換基におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
Ryが有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、複素環基(b’)が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
Ryにおけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、複素環基(b’)が有していてもよい置換基におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
Ryが有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、複素環基(b’)が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
Ryは、直接結合して又は連結基を介して、Ar1、Ar2又はAr3と結合していてもよいが、結合していないことが好ましい。連結基としては、例えば、-O-で表される基、-S-で表される基、-N(Ry)-で表される基、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基及び2価の複素環基が挙げられ、好ましくは、-O-で表される基、-S-で表される基、-N(Ry)-で表される基又はメチレン基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
化合物Bとしては、下記式で表される化合物及び後述の化合物B1~B4が例示される。
式中、Z1は、酸素原子又は硫黄原子を表す。
[ホスト材料]
本実施形態の発光素子用組成物は、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、正孔注入性、正孔輸送性、電子注入性及び電子輸送性から選ばれる少なくとも1つの機能を有するホスト材料を更に含むことが好ましい。本実施形態の発光素子用組成物は、ホスト材料を、1種のみ含有していてもよく、2種以上含有していてもよい。但し、ホスト材料は、化合物(B)とは異なる。
本実施形態の発光素子用組成物は、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、正孔注入性、正孔輸送性、電子注入性及び電子輸送性から選ばれる少なくとも1つの機能を有するホスト材料を更に含むことが好ましい。本実施形態の発光素子用組成物は、ホスト材料を、1種のみ含有していてもよく、2種以上含有していてもよい。但し、ホスト材料は、化合物(B)とは異なる。
本実施形態の発光素子用組成物がホスト材料を更に含む場合、ホスト材料と、化合物(B)とは、物理的、化学的又は電気的に相互作用することが好ましい。この相互作用により、例えば、本実施形態の発光素子用組成物の発光特性、電荷輸送特性又は電荷注入特性を向上又は調整することが可能となる。
本実施形態の発光素子用組成物がホスト材料を更に含む場合について、発光材料を一例として説明すれば、ホスト材料と、化合物(B)とが電気的に相互作用し、ホスト材料から、化合物(B)へ効率的に電気エネルギーを渡すことで、化合物(B)をより効率的に発光させることができ、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れる。
上記観点から、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、本実施形態の発光素子用組成物がホスト材料を更に含む場合、ホスト材料の有する最低励起一重項状態(S1)は、化合物(B)の有する最低励起一重項状態(S1)より高いエネルギー準位であることが好ましい。
本実施形態の発光素子用組成物がホスト材料を更に含む場合について、発光材料を一例として説明すれば、ホスト材料と、化合物(B)とが電気的に相互作用し、ホスト材料から、化合物(B)へ効率的に電気エネルギーを渡すことで、化合物(B)をより効率的に発光させることができ、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れる。
上記観点から、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、本実施形態の発光素子用組成物がホスト材料を更に含む場合、ホスト材料の有する最低励起一重項状態(S1)は、化合物(B)の有する最低励起一重項状態(S1)より高いエネルギー準位であることが好ましい。
本実施形態の発光素子用組成物がホスト材料を更に含む場合、ホスト材料と、化合物(B)とが、効率的に、物理的、化学的又は電気的に相互作用し、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、EH(ホスト材料の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長)と、AB(化合物(B)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長)との差の絶対値(以下、「|EH-AB|」ともいう。)は、好ましくは200nm以下であり、より好ましくは150nm以下であり、更に好ましくは100nm以下であり、特に好ましくは80nm以下であり、とりわけ好ましくは60nm以下であり、とりわけより好ましくは30nm以下であり、とりわけ更に好ましくは15nm以下である。また、|EH-AB|は、0nm以上であってもよく、1nm以上であってもよく,2nm以上であってもよく、5nm以上であってもよい。
本実施形態の発光素子用組成物がホスト材料を更に含む場合、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、EH≦ABを満たすことが好ましく、EH<ABを満たすことがより好ましい。
EHは、好ましくは300nm以上であり、320nm以上であってもよく、340nm以上であってもよく、360nm以上であってもよい。また、EHは、好ましくは750nm以下であり、620nm以下であってもよく、570nm以下であってもよく、495nm以下であってもよく、480nm以下であってもよく、460nm以下であってもよい。
本実施形態の発光素子用組成物がホスト材料を更に含む場合、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、EH≦ABを満たすことが好ましく、EH<ABを満たすことがより好ましい。
EHは、好ましくは300nm以上であり、320nm以上であってもよく、340nm以上であってもよく、360nm以上であってもよい。また、EHは、好ましくは750nm以下であり、620nm以下であってもよく、570nm以下であってもよく、495nm以下であってもよく、480nm以下であってもよく、460nm以下であってもよい。
ここで、|EH-AB|と、発光素子の発光特性(特に外部量子効率)との関係について、以下のように推測される。
本発明者らは、ホスト材料と、化合物(B)とが、効率的に、物理的、化学的又は電気的に相互作用するような設計(特に、より効率的に電気的な相互作用するような設計)を検討した。まず、化合物(B)は、発光スペクトルの半値幅が小さい化合物であり、これにより、化合物Bの吸収スペクトルの半値幅が小さいと推測した。ここで、化合物(B)の吸収スペクトルの半値幅が小さいと、ホスト材料の発光スペクトルと、化合物(B)の吸収スペクトルとの重なりが小さくなりやすいと推測した。そこで、本発明者らは、ホスト材料の発光スペクトルと化合物(B)の吸収スペクトルとの重なりを大きくすることで、より効率的に電気的な相互作用が得られると考え、|EH-AB|に着目した。より詳細には、|EH-AB|を、好ましくは200nm以下とすることで、ホスト材料の発光スペクトルと化合物(B)の吸収スペクトルとの重なりが大きくなり、ホスト材料の電気エネルギーが化合物(B)へ速やかに移動するため、その結果、発光素子の発光特性(特に外部量子効率)がより優れると推測される。
本発明者らは、ホスト材料と、化合物(B)とが、効率的に、物理的、化学的又は電気的に相互作用するような設計(特に、より効率的に電気的な相互作用するような設計)を検討した。まず、化合物(B)は、発光スペクトルの半値幅が小さい化合物であり、これにより、化合物Bの吸収スペクトルの半値幅が小さいと推測した。ここで、化合物(B)の吸収スペクトルの半値幅が小さいと、ホスト材料の発光スペクトルと、化合物(B)の吸収スペクトルとの重なりが小さくなりやすいと推測した。そこで、本発明者らは、ホスト材料の発光スペクトルと化合物(B)の吸収スペクトルとの重なりを大きくすることで、より効率的に電気的な相互作用が得られると考え、|EH-AB|に着目した。より詳細には、|EH-AB|を、好ましくは200nm以下とすることで、ホスト材料の発光スペクトルと化合物(B)の吸収スペクトルとの重なりが大きくなり、ホスト材料の電気エネルギーが化合物(B)へ速やかに移動するため、その結果、発光素子の発光特性(特に外部量子効率)がより優れると推測される。
上記観点より、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、EHとAB1との差の絶対値(以下、|EH-AB1|ともいう。)、及び、EHとAB2との差の絶対値(以下、|EH-AB2|ともいう。)のうち、少なくとも一方は、好ましくは200nm以下であり、より好ましくは150nm以下であり、更に好ましくは100nm以下であり、特に好ましくは80nm以下であり、とりわけ好ましくは60nm以下であり、とりわけより好ましくは30nm以下であり、とりわけ更に好ましくは15nm以下である。また、|EH-AB1|及び|EH-AB2|のうち、少なくとも一方は、0nm以上であってもよく、1nm以上であってもよく,2nm以上であってもよく、5nm以上であってもよい。
また、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、|EH-AB1|は、好ましくは200nm以下であり、より好ましくは150nm以下であり、更に好ましくは100nm以下であり、特に好ましくは80nm以下であり、とりわけ好ましくは60nm以下であり、とりわけより好ましくは30nm以下であり、とりわけ更に好ましくは15nm以下である。また、|EH-AB1|は、0nm以上であってもよく、1nm以上であってもよく,2nm以上であってもよく、5nm以上であってもよい。
また、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、|EH-AB2|は、好ましくは200nm以下であり、より好ましくは150nm以下であり、更に好ましくは100nm以下であり、特に好ましくは80nm以下であり、とりわけ好ましくは60nm以下であり、とりわけより好ましくは30nm以下であり、とりわけ更に好ましくは15nm以下である。また、|EH-AB2|は、0nm以上であってもよく、1nm以上であってもよく,2nm以上であってもよく、5nm以上であってもよい。
また、本実施形態の発光素子の外部量子効率が更に優れるので、|EH-AB1|及び|EH-AB2|の両方が、好ましくは200nm以下であり、より好ましくは150nm以下であり、更に好ましくは100nm以下であり、特に好ましくは80nm以下であり、とりわけ好ましくは60nm以下であり、とりわけより好ましくは30nm以下であり、とりわけ更に好ましくは15nm以下である。また、|EH-AB1|及び|EH-AB2|の両方が、0nm以上であってもよく、1nm以上であってもよく,2nm以上であってもよく、5nm以上であってもよい。
また、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、|EH-AB1|は、好ましくは200nm以下であり、より好ましくは150nm以下であり、更に好ましくは100nm以下であり、特に好ましくは80nm以下であり、とりわけ好ましくは60nm以下であり、とりわけより好ましくは30nm以下であり、とりわけ更に好ましくは15nm以下である。また、|EH-AB1|は、0nm以上であってもよく、1nm以上であってもよく,2nm以上であってもよく、5nm以上であってもよい。
また、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、|EH-AB2|は、好ましくは200nm以下であり、より好ましくは150nm以下であり、更に好ましくは100nm以下であり、特に好ましくは80nm以下であり、とりわけ好ましくは60nm以下であり、とりわけより好ましくは30nm以下であり、とりわけ更に好ましくは15nm以下である。また、|EH-AB2|は、0nm以上であってもよく、1nm以上であってもよく,2nm以上であってもよく、5nm以上であってもよい。
また、本実施形態の発光素子の外部量子効率が更に優れるので、|EH-AB1|及び|EH-AB2|の両方が、好ましくは200nm以下であり、より好ましくは150nm以下であり、更に好ましくは100nm以下であり、特に好ましくは80nm以下であり、とりわけ好ましくは60nm以下であり、とりわけより好ましくは30nm以下であり、とりわけ更に好ましくは15nm以下である。また、|EH-AB1|及び|EH-AB2|の両方が、0nm以上であってもよく、1nm以上であってもよく,2nm以上であってもよく、5nm以上であってもよい。
本実施形態の発光素子用組成物がホスト材料を更に含む場合、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、EH≦AB1を満たすことが好ましく、EH<AB1を満たすことがより好ましい。
本実施形態の発光素子用組成物がホスト材料を更に含む場合、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、EH≦AB2を満たすことが好ましく、EH<AB2を満たすことがより好ましい。
本実施形態の発光素子用組成物がホスト材料を更に含む場合、本実施形態の発光素子の外部量子効率が更に優れるので、EH≦AB1≦AB2を満たすことが好ましく、EH<AB1<AB2を満たすことがより好ましい。
本実施形態の発光素子用組成物がホスト材料を更に含む場合、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、EH≦AB2を満たすことが好ましく、EH<AB2を満たすことがより好ましい。
本実施形態の発光素子用組成物がホスト材料を更に含む場合、本実施形態の発光素子の外部量子効率が更に優れるので、EH≦AB1≦AB2を満たすことが好ましく、EH<AB1<AB2を満たすことがより好ましい。
本実施形態の発光素子用組成物が、ホスト材料を更に含む場合、化合物(B)の合計の含有量は、化合物(B)とホスト材料との合計を100質量部とした場合、通常、0.001~99質量部であり、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、0.005~70質量部であることが好ましく、0.01~50質量部であることがより好ましく、0.05~30質量部であることが更に好ましく、0.1~10質量部であることが特に好ましく、0.5~5質量部であることがとりわけ好ましい。
ホスト材料としては、本実施形態の発光素子を湿式法で作製できるので、化合物(B)を溶解することが可能な溶媒に対して溶解性を示すものが好ましい。
ホスト材料は、低分子化合物(低分子ホスト)と高分子化合物(高分子ホスト)とに分類され、本実施形態の発光素子用組成物はいずれのホスト材料を含有していてもよい。本実施形態の発光素子用組成物に含有されていてもよいホスト材料としては、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、低分子化合物が好ましい。
高分子ホストとしては、例えば、後述の正孔輸送材料である高分子化合物、後述の電子輸送材料である高分子化合物が挙げられる。
低分子ホストは、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、好ましくは、式(H-1)で表される化合物である。ここで、式(H-1)で表される化合物は、化合物中に、縮合複素環骨格(b)を有さない化合物であることが好ましい。
高分子ホストとしては、例えば、後述の正孔輸送材料である高分子化合物、後述の電子輸送材料である高分子化合物が挙げられる。
低分子ホストは、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、好ましくは、式(H-1)で表される化合物である。ここで、式(H-1)で表される化合物は、化合物中に、縮合複素環骨格(b)を有さない化合物であることが好ましい。
式(H-1)で表される化合物の分子量は、好ましくは、1×102~5×103であり、より好ましくは2×102~3×103であり、更に好ましくは3×102~1.5×103であり、特に好ましくは4×102~1×103である。
ArH1及びArH2におけるアリール基は、好ましくは、単環式又は2~7環式の芳香族炭化水素から環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、より好ましくは、単環式又は2~5環式の芳香族炭化水素から環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、更に好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン、フルオレン、ベンゾアントラセン、ベンゾフェナントレン、ベンゾフルオレン、ピレン、フルオランテン、ペリレン又はベンゾフルオランテンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、特に好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フルオレン、ピレン又はベンゾフルオランテンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
LH1におけるアリーレン基は、好ましくは、単環式又は2~7環式の芳香族炭化水素から環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、より好ましくは、単環式又は2~5環式の芳香族炭化水素から環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、更に好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン、フルオレン、ベンゾアントラセン、ベンゾフェナントレン、ベンゾフルオレン、ピレン、フルオランテン、ペリレン又はベンゾフルオランテンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、特に好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フルオレン、ピレン又はベンゾフルオランテンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
LH1におけるアリーレン基は、好ましくは、単環式又は2~7環式の芳香族炭化水素から環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、より好ましくは、単環式又は2~5環式の芳香族炭化水素から環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、更に好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン、フルオレン、ベンゾアントラセン、ベンゾフェナントレン、ベンゾフルオレン、ピレン、フルオランテン、ペリレン又はベンゾフルオランテンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、特に好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フルオレン、ピレン又はベンゾフルオランテンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArH1及びArH2における1価の複素環基は、縮合複素環骨格(b)を含まない複素環式化合物から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であることが好ましく、この基は置換基を有していてもよい。ArH1及びArH2における1価の複素環基において、縮合複素環骨格(b)を含まない複素環式化合物としては、前述の複素環基の項で説明した複素環式化合物の中で、ホウ素原子及び窒素原子を環内に含まない複素環式化合物が挙げられる。ArH1及びArH2における1価の複素環基は、好ましくは、単環式又は2~7環式の複素環式化合物(好ましくは、縮合複素環骨格(b)を含まない、単環式又は2~7環式の複素環式化合物)から環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、より好ましくは、単環式又は2~5環式の複素環式化合物(好ましくは、縮合複素環骨格(b)を含まない、単環式又は2~5環式の複素環式化合物)から環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、更に好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾール、フェノキサジン、フェノチアジン、ベンゾカルバゾール、ベンゾナフトフラン、ベンゾナフトチオフェン、ジベンゾカルバゾール、インドロカルバゾール又はインデノカルバゾールから環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、特に好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾール、ベンゾカルバゾール、ベンゾナフトフラン又はベンゾナフトチオフェンから環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
LH1における2価の複素環基は、縮合複素環骨格(b)を含まない複素環式化合物から、環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であることが好ましい。LH1における2価の複素環基において、縮合複素環骨格(b)を含まない複素環式化合物としては、前述の複素環基の項で説明した複素環式化合物の中で、ホウ素原子及び窒素原子を環内に含まない複素環式化合物が挙げられる。LH1における2価の複素環基は、好ましくは、単環式又は2~7環式の複素環式化合物(好ましくは、縮合複素環骨格(b)を含まない、単環式又は2~7環式の複素環式化合物)から環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、より好ましくは、単環式又は2~5環式の複素環式化合物(好ましくは、縮合複素環骨格(b)を含まない、単環式又は2~5環式の複素環式化合物)から環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、更に好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾール、フェノキサジン、フェノチアジン、ベンゾカルバゾール、ベンゾナフトフラン、ベンゾナフトチオフェン、ジベンゾカルバゾール、インドロカルバゾール又はインデノカルバゾールから環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、特に好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾール、ベンゾカルバゾール、ベンゾナフトフラン又はベンゾナフトチオフェンから環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
LH1における2価の複素環基は、縮合複素環骨格(b)を含まない複素環式化合物から、環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であることが好ましい。LH1における2価の複素環基において、縮合複素環骨格(b)を含まない複素環式化合物としては、前述の複素環基の項で説明した複素環式化合物の中で、ホウ素原子及び窒素原子を環内に含まない複素環式化合物が挙げられる。LH1における2価の複素環基は、好ましくは、単環式又は2~7環式の複素環式化合物(好ましくは、縮合複素環骨格(b)を含まない、単環式又は2~7環式の複素環式化合物)から環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、より好ましくは、単環式又は2~5環式の複素環式化合物(好ましくは、縮合複素環骨格(b)を含まない、単環式又は2~5環式の複素環式化合物)から環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、更に好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾール、フェノキサジン、フェノチアジン、ベンゾカルバゾール、ベンゾナフトフラン、ベンゾナフトチオフェン、ジベンゾカルバゾール、インドロカルバゾール又はインデノカルバゾールから環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、特に好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾール、ベンゾカルバゾール、ベンゾナフトフラン又はベンゾナフトチオフェンから環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArH1及びArH2における置換アミノ基において、アミノ基が有する置換基としては、アリール基又は1価の複素環基が好ましく、アリール基がより好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよい。アミノ基が有する置換基であるアリール基の例及び好ましい範囲は、ArH1及びArH2におけるアリール基の例及び好ましい範囲と同じである。アミノ基が有する置換基である1価の複素環基の例及び好ましい範囲は、ArH1及びArH2における1価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、ArH1及びArH2の少なくとも1つは、アリール基又は1価の複素環基であることが好ましく、ArH1及びArH2の両方が、アリール基又は1価の複素環基であることがより好ましく、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArH1及びArH2におけるアリール基及び1価の複素環基としては、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、ベンゼン、ナフタレン、フルオレン、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン又はカルバゾールから、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基が好ましく、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、カルバゾリル基、ジベンゾチエニル基又はジベンゾフリル基がより好ましく、フェニル基、ナフチル基又はカルバゾリル基が更に好ましく、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArH1及びArH2におけるアリール基及び1価の複素環基としては、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、ベンゼン、ナフタレン、フルオレン、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン又はカルバゾールから、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基が好ましく、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、カルバゾリル基、ジベンゾチエニル基又はジベンゾフリル基がより好ましく、フェニル基、ナフチル基又はカルバゾリル基が更に好ましく、これらの基は置換基を有していてもよい。
本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、LH1の少なくとも1つは、アリーレン基又は2価の複素環基であることが好ましく、全てのLH1が、アリーレン基又は2価の複素環基であることがより好ましく、これらの基は置換基を有していてもよい。
LH1におけるアリーレン基及び2価の複素環基としては、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フルオレン、ピレン、ベンゾフルオランテン、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン又はカルバゾールから環を構成する原子(好ましくは炭素原子)に直接結合する水素原子2個を除いた基が好ましく、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン又はカルバゾールから環を構成する原子(好ましくは炭素原子)に直接結合する水素原子2個を除いた基が好ましく、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ジベンゾフラン又はジベンゾチオフェンから環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基が更に好ましく、これらの基は置換基を有していてもよい。
LH1におけるアリーレン基及び2価の複素環基としては、本実施形態の発光素子の外部量子効率がより優れるので、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フルオレン、ピレン、ベンゾフルオランテン、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン又はカルバゾールから環を構成する原子(好ましくは炭素原子)に直接結合する水素原子2個を除いた基が好ましく、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン又はカルバゾールから環を構成する原子(好ましくは炭素原子)に直接結合する水素原子2個を除いた基が好ましく、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ジベンゾフラン又はジベンゾチオフェンから環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基が更に好ましく、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArH1、ArH2及びLH1が有していてもよい置換基としては、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、1価の複素環基、置換アミノ基、シアノ基又はハロゲン原子であり、より好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、更に好ましくは、アルキル基、アリール基又は1価の複素環基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
ArH1、ArH2及びLH1が有していてもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArH1及びArH2におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲と同じである。
ArH1、ArH2及びLH1が有していてもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArH1及びArH2におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲と同じである。
ArH1、ArH2及びLH1が有していてもよい置換基が更に有していてもよい置換基としては、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、より好ましくは、アルキル基又はシクロアルキル基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよいが、更に置換基を有さないことが好ましい。
ArH1、ArH2及びLH1が有していてもよい置換基が更に有していてもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArH1及びArH2におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲と同じである。
ArH1、ArH2及びLH1が有していてもよい置換基が更に有していてもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArH1及びArH2におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲と同じである。
nH1は、通常、0以上10以下の整数であり、好ましくは0以上7以下の整数であり、より好ましくは1以上5以下の整数であり、更に好ましくは1以上3以下の整数であり、特に好ましくは1である。
式(H-1)で表される化合物としては、例えば、下記式で表される化合物及び後述の化合物H2が挙げられる。なお、式中、Z1は、酸素原子又は硫黄原子を表す。式中、Z2は、-CH=で表される基又は-N=で表される基を表す。
[その他の成分]
本実施形態の発光素子用組成物は、化合物(B)と、前述のホスト材料、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料、酸化防止剤及び溶媒からなる群より選ばれる少なくとも1種の材料とを含有する組成物であってもよい。但し、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料及び発光材料は、化合物(B)とは異なる。
本実施形態の発光素子用組成物は、化合物(B)と、前述のホスト材料、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料、酸化防止剤及び溶媒からなる群より選ばれる少なくとも1種の材料とを含有する組成物であってもよい。但し、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料及び発光材料は、化合物(B)とは異なる。
[インク]
化合物(B)と、溶媒とを含有する組成物(以下、「インク」と言う。)は、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、キャピラリ-コート法、ノズルコート法等の湿式法を用いた発光素子の作製に好適である。インクの粘度は、印刷法の種類によって調整すればよいが、好ましくは25℃において1mPa・s~20mPa・sである。
インクに含まれる溶媒は、好ましくは、インク中の固形分を溶解又は均一に分散できる溶媒である。溶媒としては、例えば、塩素系溶媒、エーテル系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、多価アルコール系溶媒、アルコール系溶媒、スルホキシド系溶媒、アミド系溶媒が挙げられる。
インクにおいて、溶媒の配合量は、化合物(B)の合計を100質量部とした場合、通常、1000質量部~10000000質量部である。
溶媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
化合物(B)と、溶媒とを含有する組成物(以下、「インク」と言う。)は、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、キャピラリ-コート法、ノズルコート法等の湿式法を用いた発光素子の作製に好適である。インクの粘度は、印刷法の種類によって調整すればよいが、好ましくは25℃において1mPa・s~20mPa・sである。
インクに含まれる溶媒は、好ましくは、インク中の固形分を溶解又は均一に分散できる溶媒である。溶媒としては、例えば、塩素系溶媒、エーテル系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、多価アルコール系溶媒、アルコール系溶媒、スルホキシド系溶媒、アミド系溶媒が挙げられる。
インクにおいて、溶媒の配合量は、化合物(B)の合計を100質量部とした場合、通常、1000質量部~10000000質量部である。
溶媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
・正孔輸送材料
正孔輸送材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類され、好ましくは架橋基を有する高分子化合物である。
高分子化合物としては、例えば、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体;側鎖又は主鎖に芳香族アミン構造を有するポリアリーレン及びその誘導体が挙げられる。高分子化合物は、フラーレン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレン及びトリニトロフルオレノン等の電子受容性部位が結合された化合物でもよい。
本実施形態の発光素子用組成物において、正孔輸送材料が含まれる場合、正孔輸送材料の配合量は、化合物(B)の合計を100質量部とした場合、通常、1質量部~10000質量部である。
正孔輸送材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
正孔輸送材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類され、好ましくは架橋基を有する高分子化合物である。
高分子化合物としては、例えば、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体;側鎖又は主鎖に芳香族アミン構造を有するポリアリーレン及びその誘導体が挙げられる。高分子化合物は、フラーレン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレン及びトリニトロフルオレノン等の電子受容性部位が結合された化合物でもよい。
本実施形態の発光素子用組成物において、正孔輸送材料が含まれる場合、正孔輸送材料の配合量は、化合物(B)の合計を100質量部とした場合、通常、1質量部~10000質量部である。
正孔輸送材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
・電子輸送材料
電子輸送材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。電子輸送材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、8-ヒドロキシキノリンを配位子とする金属錯体、オキサジアゾール、アントラキノジメタン、ベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノン、テトラシアノアントラキノジメタン、フルオレノン、ジフェニルジシアノエチレン及びジフェノキノン、並びに、これらの誘導体が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、ポリフェニレン、ポリフルオレン、及び、これらの誘導体が挙げられる。高分子化合物は、金属でドープされていてもよい。
本実施形態の発光素子用組成物において、電子輸送材料が含まれる場合、電子輸送材料の配合量は、化合物(B)の合計を100質量部とした場合、通常、1質量部~10000質量部である。
電子輸送材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
電子輸送材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。電子輸送材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、8-ヒドロキシキノリンを配位子とする金属錯体、オキサジアゾール、アントラキノジメタン、ベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノン、テトラシアノアントラキノジメタン、フルオレノン、ジフェニルジシアノエチレン及びジフェノキノン、並びに、これらの誘導体が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、ポリフェニレン、ポリフルオレン、及び、これらの誘導体が挙げられる。高分子化合物は、金属でドープされていてもよい。
本実施形態の発光素子用組成物において、電子輸送材料が含まれる場合、電子輸送材料の配合量は、化合物(B)の合計を100質量部とした場合、通常、1質量部~10000質量部である。
電子輸送材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
・正孔注入材料及び電子注入材料
正孔注入材料及び電子注入材料は、各々、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。正孔注入材料及び電子注入材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン;カーボン;モリブデン、タングステン等の金属酸化物;フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化セシウム、フッ化カリウム等の金属フッ化物が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリフェニレンビニレン、ポリチエニレンビニレン、ポリキノリン及びポリキノキサリン、並びに、これらの誘導体;芳香族アミン構造を主鎖又は側鎖に含む重合体等の導電性高分子が挙げられる。
本実施形態の発光素子用組成物において、正孔注入材料及び/又は電子注入材料が含まれる場合、正孔注入材料及び電子注入材料の配合量は、各々、化合物(B)の合計を100質量部とした場合、通常、1質量部~10000質量部である。
正孔注入材料及び電子注入材料は、各々、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
正孔注入材料及び電子注入材料は、各々、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。正孔注入材料及び電子注入材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン;カーボン;モリブデン、タングステン等の金属酸化物;フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化セシウム、フッ化カリウム等の金属フッ化物が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリフェニレンビニレン、ポリチエニレンビニレン、ポリキノリン及びポリキノキサリン、並びに、これらの誘導体;芳香族アミン構造を主鎖又は側鎖に含む重合体等の導電性高分子が挙げられる。
本実施形態の発光素子用組成物において、正孔注入材料及び/又は電子注入材料が含まれる場合、正孔注入材料及び電子注入材料の配合量は、各々、化合物(B)の合計を100質量部とした場合、通常、1質量部~10000質量部である。
正孔注入材料及び電子注入材料は、各々、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
・イオンドープ
正孔注入材料又は電子注入材料が導電性高分子を含む場合、導電性高分子の電気伝導度は、好ましくは1×10-5S/cm~1×103S/cmである。導電性高分子の電気伝導度をかかる範囲とするために、導電性高分子に適量のイオンをドープすることができる。ドープするイオンの種類は、正孔注入材料であればアニオン、電子注入材料であればカチオンである。アニオンとしては、例えば、ポリスチレンスルホン酸イオン、アルキルベンゼンスルホン酸イオン、樟脳スルホン酸イオンが挙げられる。カチオンとしては、例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオンが挙げられる。
ドープするイオンは、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
正孔注入材料又は電子注入材料が導電性高分子を含む場合、導電性高分子の電気伝導度は、好ましくは1×10-5S/cm~1×103S/cmである。導電性高分子の電気伝導度をかかる範囲とするために、導電性高分子に適量のイオンをドープすることができる。ドープするイオンの種類は、正孔注入材料であればアニオン、電子注入材料であればカチオンである。アニオンとしては、例えば、ポリスチレンスルホン酸イオン、アルキルベンゼンスルホン酸イオン、樟脳スルホン酸イオンが挙げられる。カチオンとしては、例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオンが挙げられる。
ドープするイオンは、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
・発光材料
発光材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。発光材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、ナフタレン及びその誘導体、アントラセン及びその誘導体、ペリレン及びその誘導体、並びに、イリジウム、白金又はユーロピウムを中心金属とする三重項発光錯体が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、フェニレン基、ナフタレンジイル基、フルオレンジイル基、フェナントレンジイル基、ジヒドロフェナントレンジイル基、アントラセンジイル基及びピレンジイル基等のアリーレン基;芳香族アミンから2個の水素原子を取り除いてなる基等の芳香族アミン残基;並びに、カルバゾールジイル基、フェノキサジンジイル基及びフェノチアジンジイル基等の2価の複素環基を含む高分子化合物が挙げられる。
発光材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。発光材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、ナフタレン及びその誘導体、アントラセン及びその誘導体、ペリレン及びその誘導体、並びに、イリジウム、白金又はユーロピウムを中心金属とする三重項発光錯体が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、フェニレン基、ナフタレンジイル基、フルオレンジイル基、フェナントレンジイル基、ジヒドロフェナントレンジイル基、アントラセンジイル基及びピレンジイル基等のアリーレン基;芳香族アミンから2個の水素原子を取り除いてなる基等の芳香族アミン残基;並びに、カルバゾールジイル基、フェノキサジンジイル基及びフェノチアジンジイル基等の2価の複素環基を含む高分子化合物が挙げられる。
本実施形態の発光素子用組成物において、発光材料が含まれる場合、発光材料の含有量は、化合物(B)の合計を100質量部とした場合、通常、1質量部~10000質量部である。
発光材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
発光材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
・酸化防止剤
酸化防止剤は、化合物(B)と同じ溶媒に可溶であり、発光及び電荷輸送を阻害しない化合物であればよく、例えば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤が挙げられる。
本実施形態の発光素子用組成物において、酸化防止剤が含まれる場合、酸化防止剤の配合量は、化合物(B)の合計を100質量部とした場合、通常、0.00001質量部~10質量部である。
酸化防止剤は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
酸化防止剤は、化合物(B)と同じ溶媒に可溶であり、発光及び電荷輸送を阻害しない化合物であればよく、例えば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤が挙げられる。
本実施形態の発光素子用組成物において、酸化防止剤が含まれる場合、酸化防止剤の配合量は、化合物(B)の合計を100質量部とした場合、通常、0.00001質量部~10質量部である。
酸化防止剤は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
<膜>
本実施形態の膜は、上述の発光素子用組成物を含有する。本実施形態の膜は、発光素子における発光層として好適である。本実施形態の膜は、例えば、インクを用いて、湿式法により作製することができる。また、本実施形態の膜は、例えば、真空蒸着法等の乾式法により作製することができる。本実施形態の膜を乾式法により作製する方法としては、例えば、上述の発光素子用組成物を蒸着する方法、及び、2種以上の化合物(B)をそれぞれ共蒸着する方法が挙げられる。
膜の厚さは、通常、1nm~10μmである。
本実施形態の膜は、上述の発光素子用組成物を含有する。本実施形態の膜は、発光素子における発光層として好適である。本実施形態の膜は、例えば、インクを用いて、湿式法により作製することができる。また、本実施形態の膜は、例えば、真空蒸着法等の乾式法により作製することができる。本実施形態の膜を乾式法により作製する方法としては、例えば、上述の発光素子用組成物を蒸着する方法、及び、2種以上の化合物(B)をそれぞれ共蒸着する方法が挙げられる。
膜の厚さは、通常、1nm~10μmである。
<発光素子>
本実施形態の発光素子は、上述の発光素子用組成物を含有する。
本実施形態の発光素子は、例えば、陽極と、陰極と、陽極及び陰極の間に設けられた上述の発光素子用組成物を含有する有機層と、を備えるものであってよい。
本実施形態の発光素子は、上述の発光素子用組成物を含有する。
本実施形態の発光素子は、例えば、陽極と、陰極と、陽極及び陰極の間に設けられた上述の発光素子用組成物を含有する有機層と、を備えるものであってよい。
[層構成]
本実施形態の発光素子用組成物を含有する層は、通常、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層及び電子注入層からなる群から選ばれる1種以上の層であり、好ましくは、発光層である。これらの層は、各々、発光材料、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料を含む。これらの層は、各々、発光材料、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料を、上述した膜の作製と同様の方法を用いて形成することができる。
本実施形態の発光素子用組成物を含有する層は、通常、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層及び電子注入層からなる群から選ばれる1種以上の層であり、好ましくは、発光層である。これらの層は、各々、発光材料、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料を含む。これらの層は、各々、発光材料、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料を、上述した膜の作製と同様の方法を用いて形成することができる。
発光素子は、陽極と陰極の間に発光層を有する。本実施形態の発光素子は、正孔注入性及び正孔輸送性の観点からは、陽極と発光層との間に、正孔注入層及び正孔輸送層の少なくとも1層を有することが好ましく、電子注入性及び電子輸送性の観点からは、陰極と発光層の間に、電子注入層及び電子輸送層の少なくとも1層を有することが好ましい。
正孔輸送層、電子輸送層、発光層、正孔注入層及び電子注入層の材料としては、本実施形態の発光素子用組成物の他、各々、上述した正孔輸送材料、電子輸送材料、発光材料、正孔注入材料及び電子注入材料等が挙げられる。
正孔輸送層の材料、電子輸送層の材料及び発光層の材料は、発光素子の作製において、各々、正孔輸送層、電子輸送層及び発光層に隣接する層の形成時に使用される溶媒に溶解する場合、該溶媒に該材料が溶解することを回避するために、該材料が架橋基を有することが好ましい。架橋基を有する材料を用いて各層を形成した後、該架橋基を架橋させることにより、該層を不溶化させることができる。
本実施形態の発光素子において、発光層、正孔輸送層、電子輸送層、正孔注入層、電子注入層等の各層の形成方法としては、低分子化合物を用いる場合、例えば、粉末からの真空蒸着法等の乾式法、溶液又は溶融状態からの成膜による方法等の湿式法が挙げられ、高分子化合物を用いる場合、例えば、溶液又は溶融状態からの成膜による方法等の湿式法が挙げられる。積層する層の順番、数及び厚さは、例えば、発光効率、駆動電圧及び輝度寿命を勘案して調整する。
[基板/電極]
発光素子における基板は、電極を形成することができ、かつ、有機層を形成する際に化学的に変化しない基板であればよく、例えば、ガラス、プラスチック、シリコン等の材料からなる基板である。不透明な基板の場合には、基板から最も遠くにある電極が透明又は半透明であることが好ましい。
陽極の材料としては、例えば、導電性の金属酸化物、半透明の金属が挙げられ、好ましくは、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ;インジウム・スズ・オキサイド(ITO)、インジウム・亜鉛・オキサイド等の導電性化合物;銀とパラジウムと銅との複合体(APC);NESA、金、白金、銀、銅である。
陰極の材料としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、亜鉛、インジウム等の金属;それらのうち2種以上の合金;それらのうち1種以上と、銀、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうち1種以上との合金;並びに、グラファイト及びグラファイト層間化合物が挙げられる。合金としては、例えば、マグネシウム-銀合金、マグネシウム-インジウム合金、マグネシウム-アルミニウム合金、インジウム-銀合金、リチウム-アルミニウム合金、リチウム-マグネシウム合金、リチウム-インジウム合金、カルシウム-アルミニウム合金が挙げられる。
陽極及び陰極は、各々、2層以上の積層構造としてもよい。
発光素子における基板は、電極を形成することができ、かつ、有機層を形成する際に化学的に変化しない基板であればよく、例えば、ガラス、プラスチック、シリコン等の材料からなる基板である。不透明な基板の場合には、基板から最も遠くにある電極が透明又は半透明であることが好ましい。
陽極の材料としては、例えば、導電性の金属酸化物、半透明の金属が挙げられ、好ましくは、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ;インジウム・スズ・オキサイド(ITO)、インジウム・亜鉛・オキサイド等の導電性化合物;銀とパラジウムと銅との複合体(APC);NESA、金、白金、銀、銅である。
陰極の材料としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、亜鉛、インジウム等の金属;それらのうち2種以上の合金;それらのうち1種以上と、銀、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうち1種以上との合金;並びに、グラファイト及びグラファイト層間化合物が挙げられる。合金としては、例えば、マグネシウム-銀合金、マグネシウム-インジウム合金、マグネシウム-アルミニウム合金、インジウム-銀合金、リチウム-アルミニウム合金、リチウム-マグネシウム合金、リチウム-インジウム合金、カルシウム-アルミニウム合金が挙げられる。
陽極及び陰極は、各々、2層以上の積層構造としてもよい。
[用途]
本実施形態の発光素子は、液晶表示装置のバックライト用の光源、照明用の光源、有機EL照明、コンピュータ、テレビ及び携帯端末等の表示装置(例えば、有機ELディスプレイ及び有機ELテレビ)として好適に用いることができる。
本実施形態の発光素子は、液晶表示装置のバックライト用の光源、照明用の光源、有機EL照明、コンピュータ、テレビ及び携帯端末等の表示装置(例えば、有機ELディスプレイ及び有機ELテレビ)として好適に用いることができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本発明の一側面は、上述の発光素子用組成物の製造方法に関するものであってよい。
一態様において、発光素子用組成物の製造方法は、ホウ素原子及び窒素原子を環内に含む縮合複素環骨格(b1)を有する化合物(B1)を準備する準備工程と、ホウ素原子及び窒素原子を環内に含む縮合複素環骨格(b2)を有し、25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長が、化合物(B1)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長より大きい、及び/又は、25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長が、化合物(B1)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長より小さい、化合物(B2)を選別する選別工程と、準備工程で準備した化合物(B1)及び選別工程で選別した化合物(B2)を混合して発光素子用組成物を得る製造工程と、を備える製造方法(以下、「製造方法(1)」ともいう。)であってよい。
製造方法(1)(好ましくは、製造方法(1)における選別工程)は、化合物(B2)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長(EB2)、及び/又は、化合物(B2)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長(AB2)を求める工程を更に含んでいてもよい。また、製造方法(1)(好ましくは、製造方法(1)における選別工程)は、化合物(B1)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長(EB1)、及び/又は、化合物(B1)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長(AB1)を求める工程を更に含んでいてもよい。
製造方法(1)における選別工程では、|EB2-AB1|が200nm以下となるように、化合物(B2)を更に選別してもよい。
製造方法(1)における選別工程では、|EB1-AB2|が200nm以下となるように、化合物(B2)を更に選別してもよい。
製造方法(1)において、化合物(B1)の25℃における発光スペクトルの最大ピークの半値幅は、50nm以下であることが好ましい。すなわち、製造方法(1)における準備工程では、25℃における発光スペクトルの最大ピークの半値幅が50nm以下である化合物(B1)を準備することが好ましい。
製造方法(1)において、化合物(B2)の25℃における発光スペクトルの最大ピークの半値幅は、50nm以下であることが好ましい。すなわち、製造方法(1)における選別工程では、25℃における発光スペクトルの最大ピークの半値幅が50nm以下である化合物(B2)を選別することが好ましい。
製造方法(1)において、化合物(B2)の25℃における発光スペクトルの最大ピークの半値幅は、50nm以下であることが好ましい。すなわち、製造方法(1)における選別工程では、25℃における発光スペクトルの最大ピークの半値幅が50nm以下である化合物(B2)を選別することが好ましい。
製造方法(1)において、化合物(B1)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピークの半値幅は、50nm以下であることが好ましい。すなわち、製造方法(1)における準備工程では、25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピークの半値幅が50nm以下である化合物(B1)を準備することが好ましい。
製造方法(1)において、化合物(B2)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピークの半値幅は、50nm以下であることが好ましい。すなわち、製造方法(1)における選別工程では、25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピークの半値幅が50nm以下である化合物(B2)を選別することが好ましい。
製造方法(1)において、化合物(B2)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピークの半値幅は、50nm以下であることが好ましい。すなわち、製造方法(1)における選別工程では、25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピークの半値幅が50nm以下である化合物(B2)を選別することが好ましい。
他の一態様において、発光素子用組成物の製造方法は、ホウ素原子及び窒素原子を環内に含む縮合複素環骨格(b2)を有する化合物(B2)を準備する準備工程と、ホウ素原子及び窒素原子を環内に含む縮合複素環骨格(b1)を有し、25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長が、化合物(B2)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長より小さい、及び/又は、25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長が、化合物(B2)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長より大きい、化合物(B1)を選別する選別工程と、準備工程で準備した化合物(B2)及び選別工程で選別した化合物(B1)を混合して発光素子用組成物を得る製造工程と、を備える製造方法(以下、「製造方法(2)」ともいう。)であってよい。
製造方法(2)(好ましくは、製造方法(2)における選別工程)は、化合物(B1)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長(EB1)、及び/又は、化合物(B1)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長(AB1)を求める工程を含んでいてもよい。また、製造方法(2)(好ましくは、製造方法(2)における選別工程)は、化合物(B2)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長(EB2)、及び/又は、化合物(B2)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長(AB2)を求める工程を更に含んでいてもよい。
製造方法(2)における選別工程では、|EB2-AB1|が200nm以下となるように、化合物(B1)を更に選別してもよい。
製造方法(2)における選別工程では、|EB1-AB2|が200nm以下となるように、化合物(B1)を更に選別してもよい。
製造方法(2)において、化合物(B2)の25℃における発光スペクトルの最大ピークの半値幅は、50nm以下であることが好ましい。すなわち、製造方法(2)の準備工程では、25℃における発光スペクトルの最大ピークの半値幅が50nm以下である化合物(B2)を準備することが好ましい。
製造方法(2)において、化合物(B1)の25℃における発光スペクトルの最大ピークの半値幅は、50nm以下であることが好ましい。すなわち、製造方法(2)の選別工程では、25℃における発光スペクトルの最大ピークの半値幅が50nm以下である化合物(B1)を選別することが好ましい。
製造方法(2)において、化合物(B1)の25℃における発光スペクトルの最大ピークの半値幅は、50nm以下であることが好ましい。すなわち、製造方法(2)の選別工程では、25℃における発光スペクトルの最大ピークの半値幅が50nm以下である化合物(B1)を選別することが好ましい。
製造方法(2)において、化合物(B2)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピークの半値幅は、50nm以下であることが好ましい。すなわち、製造方法(2)の準備工程では、25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピークの半値幅が50nm以下である化合物(B2)を準備することが好ましい。
製造方法(2)において、化合物(B1)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピークの半値幅は、50nm以下であることが好ましい。すなわち、製造方法(2)の選別工程では、25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピークの半値幅が50nm以下である化合物(B2)を選別することが好ましい。
製造方法(2)において、化合物(B1)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピークの半値幅は、50nm以下であることが好ましい。すなわち、製造方法(2)の選別工程では、25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピークの半値幅が50nm以下である化合物(B2)を選別することが好ましい。
製造方法(1)及び製造方法(2)における製造工程で、化合物(B1)及び化合物(B2)を混合する方法は特に限定されない。混合方法としては、例えば、化合物(B1)及び化合物(B2)を上述のインクの項で説明した溶媒に溶解させて混合する方法、化合物(B1)及び化合物(B2)を固体状態で混合する方法、及び、化合物(B1)及び化合物(B2)を共蒸着により混合する方法等が挙げられる。
本発明の更に他の一側面は、上述の発光素子の製造方法に関するものであってよい。
一態様において、発光素子の製造方法は、陽極と、陰極と、陽極及び陰極の間に設けられた有機層とを含む発光素子の製造方法であってよく、この製造方法は、上述の製造方法(例えば、製造方法(1)又は製造方法(2))により発光素子用組成物を製造する工程と、該工程で製造された発光素子用組成物を用いて、有機層を形成する工程と、を備える。
この態様において、有機層の形成方法としては、例えば、上述した膜の作製と同じ方法を用いて形成することができる。また、本態様の発光素子の製造方法では、上述した<発光素子>の項で説明した製造方法を用いてもよい。また、本態様の発光素子の製造方法により得られる発光素子としては、例えば、上述した<発光素子>の項で説明した発光素子が挙げられる。
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
化合物のΔESTの値の算出は、B3LYPレベルの密度汎関数法により、化合物の基底状態を構造最適化し、その際、基底関数としては、6-31G*を用いた。そして、量子化学計算プログラムとしてGaussian09を用いて、B3LYPレベルの時間依存密度汎関数法により、化合物のΔESTを算出した。
実施例において、化合物の室温における発光スペクトルの最大ピーク波長は、分光光度計(日本分光株式会社製、FP-6500)により室温にて測定した。化合物をキシレンに、約8×10-4質量%の濃度で溶解させたキシレン溶液を試料として用いた。励起光としては、波長325nmの紫外(UV)光を用いた。
実施例において、化合物の室温における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長は、紫外可視分光光度計(バリアン社製、Cary 5E)により室温にて測定した。化合物をキシレンに、約8×10-4質量%の濃度で溶解させたキシレン溶液を試料として用いた。
実施例において、化合物の室温における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長は、紫外可視分光光度計(バリアン社製、Cary 5E)により室温にて測定した。化合物をキシレンに、約8×10-4質量%の濃度で溶解させたキシレン溶液を試料として用いた。
<化合物H1、H2及びB1~B4の入手及び合成>
化合物H1は、Luminescence Technology社製を用いた。化合物H1の室温における発光スペクトルの最大ピーク波長(EH)は373nmであった。
化合物H2は、国際公開第2011/098030号に記載の方法に準じて合成した。化合物H2の室温における発光スペクトルの最大ピーク波長(EH)は430nmであった。
化合物B1は、国際公開第2015/102118号に記載の方法に準じて合成した。化合物B1の室温における発光スペクトルの最大ピーク波長(EB)は453nmであった。化合物B1の室温における発光スペクトルの最大ピークの半値幅は、22nmであった。化合物B1の室温における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長(AB)は441nmであった。化合物B1の室温における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピークの半値幅は、22nmであった。化合物B1のΔESTは、0.457eVであった。
化合物B2は、Luminescense Technology社製を用いた。化合物B2の室温における発光スペクトルの最大ピーク波長(EB)は452nmであった。化合物B2の室温における発光スペクトルの最大ピークの半値幅は、22nmであった。化合物B2の室温における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長(AB)は439nmであった。化合物B2の室温における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピークの半値幅は、26nmであった。化合物B2のΔESTは、0.494eVであった。
化合物B3は、国際公開第2015/102118号に記載の方法に準じて合成した。化合物B3の室温における発光スペクトルの最大ピーク波長(EB)は452nmであった。化合物B3の室温における発光スペクトルの最大ピークの半値幅は、22nmであった。化合物B3の室温における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長(AB)は438nmであった。化合物B3の室温における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピークの半値幅は、22nmであった。化合物B3のΔESTは、0.447eVであった。
化合物B4は、国際公開第2015/102118号に記載の方法に準じて合成した。化合物B4の室温における発光スペクトルの最大ピーク波長(EB)は453nmであった。化合物B4の室温における発光スペクトルの最大ピークの半値幅は、21nmであった。化合物B4の室温における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長(AB)は439nmであった。化合物B4の室温における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピークの半値幅は、28nmであった。化合物B4のΔESTは、0.479eVであった。
化合物H1は、Luminescence Technology社製を用いた。化合物H1の室温における発光スペクトルの最大ピーク波長(EH)は373nmであった。
化合物H2は、国際公開第2011/098030号に記載の方法に準じて合成した。化合物H2の室温における発光スペクトルの最大ピーク波長(EH)は430nmであった。
化合物B1は、国際公開第2015/102118号に記載の方法に準じて合成した。化合物B1の室温における発光スペクトルの最大ピーク波長(EB)は453nmであった。化合物B1の室温における発光スペクトルの最大ピークの半値幅は、22nmであった。化合物B1の室温における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長(AB)は441nmであった。化合物B1の室温における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピークの半値幅は、22nmであった。化合物B1のΔESTは、0.457eVであった。
化合物B2は、Luminescense Technology社製を用いた。化合物B2の室温における発光スペクトルの最大ピーク波長(EB)は452nmであった。化合物B2の室温における発光スペクトルの最大ピークの半値幅は、22nmであった。化合物B2の室温における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長(AB)は439nmであった。化合物B2の室温における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピークの半値幅は、26nmであった。化合物B2のΔESTは、0.494eVであった。
化合物B3は、国際公開第2015/102118号に記載の方法に準じて合成した。化合物B3の室温における発光スペクトルの最大ピーク波長(EB)は452nmであった。化合物B3の室温における発光スペクトルの最大ピークの半値幅は、22nmであった。化合物B3の室温における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長(AB)は438nmであった。化合物B3の室温における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピークの半値幅は、22nmであった。化合物B3のΔESTは、0.447eVであった。
化合物B4は、国際公開第2015/102118号に記載の方法に準じて合成した。化合物B4の室温における発光スペクトルの最大ピーク波長(EB)は453nmであった。化合物B4の室温における発光スペクトルの最大ピークの半値幅は、21nmであった。化合物B4の室温における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長(AB)は439nmであった。化合物B4の室温における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピークの半値幅は、28nmであった。化合物B4のΔESTは、0.479eVであった。
<実施例D1> 発光素子D1の作製と評価
(陽極及び正孔注入層の形成)
ガラス基板にスパッタ法により45nmの厚さでITO膜を付けることにより、陽極を形成した。該陽極上に、正孔注入材料であるND-3202(日産化学工業製)をスピンコート法により35nmの厚さで成膜した。正孔注入層を積層した基板を大気雰囲気下において、ホットプレート上で50℃、3分間加熱し、更に230℃、15分間加熱することにより正孔注入層を形成した。
(陽極及び正孔注入層の形成)
ガラス基板にスパッタ法により45nmの厚さでITO膜を付けることにより、陽極を形成した。該陽極上に、正孔注入材料であるND-3202(日産化学工業製)をスピンコート法により35nmの厚さで成膜した。正孔注入層を積層した基板を大気雰囲気下において、ホットプレート上で50℃、3分間加熱し、更に230℃、15分間加熱することにより正孔注入層を形成した。
(正孔輸送層の形成)
キシレンに高分子化合物HTL-1を0.7質量%の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を用いて、正孔注入層の上にスピンコート法により20nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、ホットプレート上で180℃、60分間加熱させることにより正孔輸送層を形成した。なお、高分子化合物HTL-1は、国際公報第2014/102543号のポリマー実施例1の高分子化合物である。
キシレンに高分子化合物HTL-1を0.7質量%の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を用いて、正孔注入層の上にスピンコート法により20nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、ホットプレート上で180℃、60分間加熱させることにより正孔輸送層を形成した。なお、高分子化合物HTL-1は、国際公報第2014/102543号のポリマー実施例1の高分子化合物である。
(発光層の形成)
トルエンに、化合物H1、化合物B3及び化合物B2(化合物H1/化合物B3/化合物B2=99質量%/0.5質量%/0.5質量%)を2質量%の濃度で溶解させた。得られたトルエン溶液を用いて、正孔輸送層の上にスピンコート法により60nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、130℃、10分間加熱させることにより発光層を形成した。
トルエンに、化合物H1、化合物B3及び化合物B2(化合物H1/化合物B3/化合物B2=99質量%/0.5質量%/0.5質量%)を2質量%の濃度で溶解させた。得られたトルエン溶液を用いて、正孔輸送層の上にスピンコート法により60nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、130℃、10分間加熱させることにより発光層を形成した。
(陰極の形成)
発光層を形成した基板を蒸着機内において、1.0×10-4Pa以下にまで減圧した後、陰極として、発光層の上にフッ化ナトリウムを約4nm、次いで、フッ化ナトリウム層の上にアルミニウムを約80nm蒸着した。蒸着後、陰極を形成した基板をガラス基板で封止することにより、発光素子D1を作製した。
発光層を形成した基板を蒸着機内において、1.0×10-4Pa以下にまで減圧した後、陰極として、発光層の上にフッ化ナトリウムを約4nm、次いで、フッ化ナトリウム層の上にアルミニウムを約80nm蒸着した。蒸着後、陰極を形成した基板をガラス基板で封止することにより、発光素子D1を作製した。
(発光素子の評価)
発光素子D1に電圧を印加することによりEL発光が観測された。0.1mA/cm2における外部量子効率[%]を測定した。
発光素子D1に電圧を印加することによりEL発光が観測された。0.1mA/cm2における外部量子効率[%]を測定した。
<実施例D2~D4及び比較例CD1~CD2> 発光素子D2~D4及びCD1~CD2の作製と評価
実施例D1の(発光層の形成)における「化合物H1、化合物B3及び化合物B2(化合物H1/化合物B3/化合物B2=99質量%/0.5質量%/0.5質量%)」に代えて、表1に記載の材料及び組成比(質量%)を用いた以外は、実施例D1と同様にして、発光素子D2~D4及びCD1~CD2を作製した。
発光素子D2~D4及びCD1~CD2に電圧を印加することによりEL発光が観測された。0.1mA/cm2における外部量子効率[%]を測定した。
実施例D1の(発光層の形成)における「化合物H1、化合物B3及び化合物B2(化合物H1/化合物B3/化合物B2=99質量%/0.5質量%/0.5質量%)」に代えて、表1に記載の材料及び組成比(質量%)を用いた以外は、実施例D1と同様にして、発光素子D2~D4及びCD1~CD2を作製した。
発光素子D2~D4及びCD1~CD2に電圧を印加することによりEL発光が観測された。0.1mA/cm2における外部量子効率[%]を測定した。
実施例D1~D4及び比較例CD1~CD2の結果を表1に示す。発光素子CD1の外部量子効率を1.0としたときの発光素子D1~D4及びCD2の外部量子効率の相対値を示す。
<実施例D5~D8及び比較例CD3> 発光素子D5~D8及びCD3の作製と評価
実施例D1の(発光層の形成)における「化合物H1、化合物B3及び化合物B2(化合物H1/化合物B3/化合物B2=99質量%/0.5質量%/0.5質量%)」に代えて、表2に記載の材料及び組成比(質量%)を用いた以外は、実施例D1と同様にして、発光素子D5~D8及びCD3を作製した。
発光素子D5~D8及びCD3に電圧を印加することによりEL発光が観測された。0.1mA/cm2における外部量子効率[%]を測定した。
実施例D1の(発光層の形成)における「化合物H1、化合物B3及び化合物B2(化合物H1/化合物B3/化合物B2=99質量%/0.5質量%/0.5質量%)」に代えて、表2に記載の材料及び組成比(質量%)を用いた以外は、実施例D1と同様にして、発光素子D5~D8及びCD3を作製した。
発光素子D5~D8及びCD3に電圧を印加することによりEL発光が観測された。0.1mA/cm2における外部量子効率[%]を測定した。
実施例D5~D8及び比較例CD3の結果を表2に示す。発光素子CD3の外部量子効率を1.0としたときの発光素子D5~D8の外部量子効率の相対値を示す。
本発明の組成物は、外部量子効率が優れる発光素子の製造に有用である。
Claims (23)
- 陽極と、
陰極と、
前記陽極及び前記陰極の間に設けられ、発光素子用組成物を含む有機層と、
を備え、
前記発光素子用組成物が、ホウ素原子及び窒素原子を環内に含む縮合複素環骨格(b)を有する化合物(B)を2種以上含有し、
前記化合物(B)が、式(M-1)及び式(M-2)のうち少なくとも一方を満たす化合物(B1)及び化合物(B2)を含む、発光素子。
EB1<EB2 (M-1)
AB1<AB2 (M-2)
[式中、EB1は、化合物(B1)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長[nm]を表し、EB2は、化合物(B2)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長[nm]を表し、AB1は、化合物(B1)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長[nm]を表し、AB2は、化合物(B2)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長[nm]を表す。] - 前記化合物(B1)及び前記化合物(B2)のうち少なくとも一方が、式(1-1)で表される化合物、式(1-2)で表される化合物又は式(1-3)で表される化合物である、請求項1に記載の発光素子。
Ar1、Ar2及びAr3は、それぞれ独立に、芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
Y1は、-N(Ry)-で表される基を表す。
Y2及びY3は、それぞれ独立に、単結合、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、-N(Ry)-で表される基、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。Ryは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。Ryが複数存在する場合、同一であっても異なっていてもよい。Ryは、直接結合して又は連結基を介して、Ar1、Ar2又はAr3と結合していてもよい。] - 前記化合物(B1)及び前記化合物(B2)の両方が、前記式(1-1)で表される化合物、前記式(1-2)で表される化合物又は前記式(1-3)で表される化合物である、請求項2に記載の発光素子。
- 前記化合物(B1)及び前記化合物(B2)のうち少なくとも一方が、前記式(1-2)で表される化合物である、請求項2又は3に記載の発光素子。
- 前記化合物(B1)及び前記化合物(B2)の両方が、前記式(1-2)で表される化合物である、請求項4に記載の発光素子。
- 前記Y2及び前記Y3が、-N(Ry)-で表される基である、請求項2~5のいずれか一項に記載の発光素子。
- 前記化合物(B1)及び前記化合物(B2)が、前記式(M-2)を満たす、請求項1~6のいずれか一項に記載の発光素子。
- 前記EB1と前記AB2との差の絶対値、及び、前記EB2と前記AB1との差の絶対値のうち、少なくとも一方が、200nm以下である、請求項1~7のいずれか一項に記載の発光素子。
- 前記化合物(B1)の最低三重項励起状態のエネルギー準位と最低一重項励起状態のエネルギー準位との差の絶対値が0.50eV以下であり、且つ、
前記化合物(B2)の最低三重項励起状態のエネルギー準位と最低一重項励起状態のエネルギー準位との差の絶対値が0.50eV以下である、請求項1~8のいずれか一項に記載の発光素子。 - 前記発光素子用組成物が、ホスト材料を更に含有する、請求項1~9のいずれか一項に記載の発光素子。
- 前記ホスト材料が、式(H-1)で表される化合物を含む、請求項10に記載の発光素子。
ArH1及びArH2は、それぞれ独立に、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
nH1は、0以上の整数を表す。
LH1は、アリーレン基、2価の複素環基、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。LH1が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。] - 前記ホスト材料の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長EH[nm]と、前記AB1及び前記AB2の少なくとも一方との差が、200nm以下である、請求項10又は11に記載の発光素子。
- 前記発光素子用組成物が、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料、酸化防止剤及び溶媒からなる群より選ばれる少なくとも1種を更に含有する、請求項1~12のいずれか一項に記載の発光素子。
- ホウ素原子及び窒素原子を環内に含む縮合複素環骨格(b)を有する化合物(B)を2種以上含有し、
前記化合物(B)が、式(M-1)及び式(M-2)のうち少なくとも一方を満たす化合物(B1)及び化合物(B2)を含む、発光素子用組成物。
EB1<EB2 (M-1)
AB1<AB2 (M-2)
[式中、EB1は、化合物(B1)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長[nm]を表し、EB2は、化合物(B2)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長[nm]を表し、AB1は、化合物(B1)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長[nm]を表し、AB2は、化合物(B2)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長[nm]を表す。] - ホスト材料を更に含有する、請求項14に記載の発光素子用組成物。
- 前記ホスト材料が、式(H-1)で表される化合物を含む、請求項15に記載の発光素子用組成物。
ArH1及びArH2は、それぞれ独立に、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
nH1は、0以上の整数を表す。
LH1は、アリーレン基、2価の複素環基、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。LH1が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。] - 前記ホスト材料の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長EH[nm]と、前記AB1及び前記AB2の少なくとも一方との差が、200nm以下である、請求項15又は16に記載の発光素子用組成物。
- 正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料、酸化防止剤及び溶媒からなる群より選ばれる少なくとも1種を更に含有する、請求項14~17のいずれか一項に記載の発光素子用組成物。
- ホウ素原子及び窒素原子を環内に含む縮合複素環骨格(b1)を有する化合物(B1)を準備する準備工程と、
ホウ素原子及び窒素原子を環内に含む縮合複素環骨格(b2)を有し、25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長が、前記化合物(B1)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長より大きい、及び/又は、25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長が、前記化合物(B1)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長より小さい、化合物(B2)を選別する選別工程と、
前記準備工程で準備した化合物(B1)及び前記選別工程で選別した化合物(B2)を混合して発光素子用組成物を得る製造工程と、
を備える、発光素子用組成物の製造方法。 - 前記選別工程が、前記化合物(B2)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長、及び/又は、前記化合物(B2)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長を求める工程を含む、請求項19に記載の製造方法。
- ホウ素原子及び窒素原子を環内に含む縮合複素環骨格(b2)を有する化合物(B2)を準備する準備工程と、
ホウ素原子及び窒素原子を環内に含む縮合複素環骨格(b1)を有し、25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長が、前記化合物(B2)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長より小さい、及び/又は、25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長が、前記化合物(B2)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長より大きい、化合物(B1)を選別する選別工程と、
前記準備工程で準備した化合物(B2)及び前記選別工程で選別した化合物(B1)を混合して発光素子用組成物を得る製造工程と、
を備える、発光素子用組成物の製造方法。 - 前記選別工程が、前記化合物(B1)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長、及び/又は、前記化合物(B1)の25℃における吸収スペクトルの最も低エネルギー側のピーク波長を求める工程を含む、請求項21に記載の製造方法。
- 陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極の間に設けられた有機層と、を有する発光素子の製造方法であって、
請求項19~22のいずれか一項に記載の製造方法により発光素子用組成物を製造する工程と、該工程で製造された前記発光素子用組成物を用いて、前記有機層を形成する工程と、を備える、発光素子の製造方法。
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