WO2023153169A1 - 有機化合物及び有機発光素子 - Google Patents
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
Definitions
- the present invention relates to an organic compound and an organic light-emitting device using the same.
- organic light-emitting device (hereinafter sometimes referred to as “organic electroluminescence device” or “organic EL device”) is an electronic device having a pair of electrodes and an organic compound layer disposed between these electrodes. By injecting electrons and holes from the pair of electrodes, excitons of the light-emitting organic compound in the organic compound layer are generated, and the organic light-emitting device emits light when the excitons return to the ground state. .
- sRGB and AdobeRGB standards are used as the color reproduction range used in displays, and materials that reproduce them have been sought, but recently, BT-2020 has been cited as a standard that further expands the color reproduction range.
- Patent Document 1 describes the following compound 1-a.
- Patent Document 1 describes compound 1-a as a light-emitting material, but compound 1-a has a problem with color purity.
- the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an organic compound having excellent color purity.
- the organic compound according to the present invention is characterized by being represented by general formula (1).
- R 1 to R 20 each represent a hydrogen atom, a deuterium atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted silyl group, a substituted or unsubstituted Each is independently selected from the group consisting of a substituted amino group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted heteroaryl group, and a cyano group.
- R 1 to R 20 may combine with each other to form a ring.
- the bond may be through a chalcogen atom.
- At least one of the combinations of R 9 and R 10 and R 19 and R 20 are bonded to each other.
- X 1 and X 2 are each independently selected from the group consisting of chalcogen atoms, substituted or unsubstituted imino groups, substituted or unsubstituted methylene groups, and substituted or unsubstituted silylene groups.
- the organic compound according to the present invention can emit blue light with excellent color purity.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a pixel of a display device according to one embodiment of the invention
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of a display device using an organic light-emitting element according to an embodiment of the invention
- FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a display device according to an embodiment of the present invention
- FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an imaging device according to an embodiment of the present invention
- FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an electronic device according to an embodiment of the present invention
- FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a display device according to an embodiment of the present invention
- FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a foldable display device;
- FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a vehicle having a vehicle lamp according to an embodiment of the present invention
- FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a wearable device according to one embodiment of the present invention
- FIG. It is an example of the wearable device which concerns on one Embodiment of this invention, and is a schematic diagram which shows the form which has an imaging device.
- 1 is a schematic diagram showing an example of an image forming apparatus according to an embodiment of the invention
- FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an exposure light source of an image forming apparatus according to an embodiment of the invention
- FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an exposure light source of an image forming apparatus according to an embodiment of the invention
- FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an exposure light source of an image forming apparatus according to an embodiment of the invention
- halogen atoms include, but are not limited to, fluorine, chlorine, bromine, iodine, astatine, tennessine, and the like.
- chalcogen atoms include, but are not limited to, oxygen, sulfur, selenium, tellurium, polonium, and livermorium.
- the alkyl group may be an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
- the alkoxy group may be an alkoxy group having 1 or more and 10 or less carbon atoms. Examples include, but are not limited to, methoxy, ethoxy, propoxy, isoprooxy, tertiary-butoxy, 2-ethyl-octyloxy, and benzyloxy groups.
- the aryl group may be an aryl group having 6 or more and 20 or less carbon atoms. Examples thereof include phenyl group, naphthyl group, indenyl group, biphenyl group, terphenyl group, fluorenyl group, phenanthryl group, triphenylenyl group, pyrenyl group, anthranyl group, perylenyl group, chrysenyl group, fluoranthenyl group and the like. is not limited to
- the heteroaryl group may be a heteroaryl group having 3 or more and 20 or less carbon atoms.
- pyridyl group pyrimidyl group, pyrazyl group, triazyl group
- benzofuranyl group benzothiophenyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothiophenyl group, oxazolyl group, oxadiazolyl group, thiazolyl group, thiadiazolyl group, carbazolyl group, acridinyl group
- Examples include, but are not limited to, phenanthrolyl groups and the like.
- silyl group examples include, but are not limited to, a trimethylsilyl group, a triphenylsilyl group, and the like.
- amino groups include N-methylamino group, N-ethylamino group, N,N-dimethylamino group, N,N-diethylamino group, N-methyl-N-ethylamino group, N-benzylamino group, N-methyl-N-benzylamino group, N,N-dibenzylamino group, anilino group, N,N-diphenylamino group, N,N-dinaphthylamino group, N,N-difluorenylamino group, N -phenyl-N-tolylamino group, N,N-ditolylamino group, N-methyl-N-phenylamino group, N,N-dianisolylamino group, N-mesityl-N-phenylamino group, N,N-dimesitylamino group, N-phenyl-N-(4-tertiarybutylphenyl)amino group, N-
- alkyl group, alkoxy group, amino group, aryl group, heterocyclic group, aryloxy group, and silyl group may further have include deuterium, methyl group, ethyl group, normal propyl group, and isopropyl groups, normal butyl groups, alkyl groups such as tertiary butyl groups, aralkyl groups such as benzyl groups, phenyl groups, aryl groups such as biphenyl groups, pyridyl groups, heterocyclic groups such as pyrrolyl groups, dimethylamino groups, diethylamino groups, Amino groups such as dibenzylamino group, diphenylamino group and ditolylamino group; alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group and propoxy group; aryloxy groups such as phenoxy group; halogen atoms such as fluorine, chlorine, bromine and iodine; and the like, but
- the organic compound according to the present invention is a compound represented by general formula (1).
- the main skeleton refers to a skeleton having a condensed structure of three benzene rings and two six-membered rings containing a chalcogen atom.
- the basic skeleton refers to a skeleton having a structure in which at least one of the substituents substituting each of the two nitrogen atoms in the main skeleton is fused to the main skeleton.
- R 1 to R 20 each represent a hydrogen atom, a deuterium atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted silyl group, a substituted or unsubstituted Each is independently selected from the group consisting of a substituted amino group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted heteroaryl group, and a cyano group.
- R 1 to R 20 may combine with each other to form a ring.
- the bond may be through a chalcogen atom.
- the chalcogen atom through the bond is preferably an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, or a tellurium atom, and particularly preferably an oxygen atom or a sulfur atom.
- At least one of the combinations of R 9 and R 10 and R 19 and R 20 are bonded to each other.
- X 1 and X 2 are each independently selected from the group consisting of a chalcogen atom, a substituted or unsubstituted imino group, a substituted or unsubstituted methylene group, and a substituted or unsubstituted silylene group.
- the chalcogen atom is preferably an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom or a tellurium atom, and particularly preferably an oxygen atom or a sulfur atom.
- R 21 to R 36 are hydrogen atom, deuterium atom, halogen atom, substituted or unsubstituted alkyl group, substituted or unsubstituted alkoxy group, substituted or unsubstituted silyl group , a substituted or unsubstituted amino group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted heteroaryl group, and a cyano group.
- R 21 to R 36 may combine with each other to form a ring.
- the bond may be through a chalcogen atom.
- the chalcogen atom through the bond is preferably an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, or a tellurium atom, more preferably an oxygen atom or a sulfur atom, and particularly preferably an oxygen atom.
- X 1 to X 4 are each independently selected from the group consisting of chalcogen atoms, substituted or unsubstituted imino groups, substituted or unsubstituted methylene groups, and substituted or unsubstituted silylene groups.
- X 1 to X 4 are preferably an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom or a tellurium atom, more preferably an oxygen atom or a sulfur atom, and particularly preferably an oxygen atom.
- the organic compound according to the present invention particularly preferably has a structure represented by general formula (3).
- X5 and X6 are selected from oxygen atom, sulfur atom, dimethylmethylene group, sulfonyl group and general formula (5).
- * represents the binding position to R 26 and R 34 and *' represents the binding position to R 27 and R 35 .
- R 41 is a phenyl group. * represents a binding position.
- the organic compounds represented by formulas (1) to (3) have the following characteristics.
- (1-1) The basic skeleton has a structure in which at least one of the substituents substituted on the two nitrogen atoms in the main skeleton is condensed to the main skeleton, thereby emitting blue light with excellent color purity.
- the basic skeleton has a structure in which at least one of the substituents substituted on the two nitrogen atoms in the main skeleton is condensed to the main skeleton, thereby emitting blue light with excellent color purity.
- the organic compound represented by the general formula (1) the present inventors paid attention to the basic skeleton itself.
- blue light emission with excellent color purity as desired means that the emission spectrum in dilute toluene solution has a maximum emission wavelength of 440 to 475 nm and a half width of 50 nm or less. Furthermore, it is preferable that the half width is 40 nm or less in order to obtain blue light emission with more excellent color purity.
- the half-value width of the emission spectrum refers to the spectral width of an intensity of 0.5 when the maximum intensity is 1.0.
- the exemplary compound according to the present invention has a structure in which at least one of the substituents substituted on the two nitrogen atoms in the main skeleton is fused to the main skeleton.
- Comparative Compound 1-a has two C—N bonds with rotation axes, and the substituents respectively substituted on the two nitrogen atoms in the main skeleton are condensed to the main skeleton. not. Therefore, the vibration due to the CN bond and the structural change between the excited state and the ground state affect the emission spectrum, thereby widening the half width of the emission spectrum.
- Table 1 shows a comparison of emission spectra in dilute toluene solutions using exemplary compounds according to the present invention and comparative compounds. Specifically, after measuring the emission spectrum, the half-value width and emission color of the obtained emission spectrum were compared. The emission wavelength was measured by photoluminescence measurement of a dilute toluene solution at room temperature at an excitation wavelength of 350 nm using F-4500 manufactured by Hitachi. Regarding the half width of the emission spectrum in Table 1, "A” indicates 40 nm or less, “B” indicates 50 nm or less, and “C” indicates greater than 50 nm. AA indicates that the color purity is even better than A.
- the compound according to the present invention has a structure in which at least one of the substituents substituted on the two nitrogen atoms in the main skeleton is fused to the main skeleton. Therefore, it can be seen that it has a half width of 50 nm or less, which is necessary for blue light emission with excellent color purity. Thus, blue light emission with excellent color purity is emitted as a unique effect of having a structure in which at least one of the substituents substituting each of the two nitrogen atoms in the main chain is condensed to the main chain. In particular, it is preferred that both of the substituents substituting on the two nitrogen atoms in the main skeleton are condensed.
- the basic skeleton consists of a plurality of condensed ring structures, it has high thermal stability.
- a compound in the organic layer of the organic light-emitting device particularly in the light-emitting layer, repeatedly transitions between the ground state and the excited state during the process of light emission of the organic light-emitting device, particularly in the light-emitting layer. In this, movements such as expansion and contraction and rotation of molecules occur.
- the bond may be cleaved and part of the compound may be released. If a part of the compound is liberated, the structure will change, so the compound that is likely to be liberated will have low durability.
- the liberated portion acts as a quencher, degrading the durability of the device. Therefore, a molecule having a structure in which the bond is less likely to dissociate and release is less likely to occur has better device durability.
- Table 2 shows the difference in structure between the exemplary compound A2 according to the present invention and the comparative compound 1-a.
- Exemplified Compound A2 according to the present invention has a basic skeleton, and therefore has C—C bonds with high bond energy in addition to C—N bonds with low bond energy.
- Comparative Compound 1-a has only C—N bonds with low bond energy. Therefore, the organic compound according to the present invention has higher bonding stability than the comparative compound 1-a, so that the durability of the device is improved.
- the organic compound according to the present invention preferably has the following features.
- At least one of the substituted positions R 21 , R 22 , R 23 , R 26 , or R 27 is a substituent because the torsion angle of the basic skeleton exhibits a small value. More preferably, at least one of R 23 , R 26 or R 27 is a substituent, and particularly preferably at least one of R 22 , R 23 or R 27 is a substituent.
- S1 exhibits a large value. By showing a small twist angle of the basic skeleton, the half width of the emission spectrum becomes narrow, and excellent durability is exhibited. In addition, a large value of S1 indicates blue light emission with high color purity.
- R 21 , R 22 , R 23 , R 26 , R 27 , R 29 , R 30 , R 31 , R 34 or R 35 is a substituent and more preferably at least one of R 22 , R 23 , R 27 , R 30 or R 35 is a substituent, R 22 , R 27 , R 30 , R 31 or R 35 at least one of is a substituent, more preferably at least one of R 27 or R 35 has a substituent, and particularly preferably R 27 and R 35 are substituents.
- the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or a heteroaryl group having 3 to 12 carbon atoms.
- Aryl groups are more preferred, and tert-butyl, isopropyl and phenyl groups are particularly preferred.
- the above S1 energy and basic skeleton torsion angle were calculated using molecular orbital calculation.
- the calculation method of the molecular orbital calculation method the currently widely used density functional theory (DFT) was used.
- B3LYP was used as the functional, and 6-31G * was used as the basis function.
- the molecular orbital calculation method is Gaussian 09 (Gaussian 09, Revision C.01, MJ Frisch, GW Trucks, HB Schlegel, GE Scuseria, M.A.), which is currently widely used.
- Robb JR Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, GA Petersson, H. Nakatsuji, M. Caricato, X.
- concentration quenching can be suppressed when at least one of R 21 and R 29 is a substituent. Since the basic skeleton has high planarity, concentration quenching of luminescence is likely to occur due to intermolecular stacking in the thin film state.
- at least one of R 21 and R 29 is a substituent, so that the basic skeleton and the substituent are twisted due to steric hindrance. Therefore, intermolecular stacking in a thin film state can be suppressed, and concentration quenching of luminescence can be suppressed. Therefore, at least one of R 21 or R 29 is preferably a substituent, and more preferably R 21 and R 29 are substituents.
- the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or a fluorine group, more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.
- -Butyl group, isopropyl group and ortho-substituted phenyl group are particularly preferred.
- the organic compound represented by the general formula (2) further has the following characteristics. (1-5)
- the organic compound represented by the general formula (2) exhibits a high T1 (lowest excited triplet energy) because the basic skeleton is composed of a 6-membered ring.
- the organic compound represented by the general formula ( 2 ) has a conjugation length of is difficult to extend. Therefore, the organic compound represented by the general formula (2) exhibits a particularly high T1 among the organic compounds according to the present invention. Since it has the above characteristics, the organic compound represented by the general formula (2) is preferably used as a host material or an assist material in an organic light-emitting device. The organic compound represented by formula (2) is preferably used as a host material for a blue light-emitting layer or a green light-emitting layer in an organic light-emitting device.
- Exemplary compounds belonging to Group A have at least a substituent selected from R 22 , R 23 , R 27 , R 30 , R 31 , or R 35 in general formula (3), and X 1 and X 2 are oxygen; A group of compounds.
- the compound group of group A has a higher planarity of the basic skeleton than the other groups, so that the emission wavelength is the shortest and the color purity is high.
- the organic compounds excluding B37 to B40 among the exemplary compounds belonging to Group B at least one of R 22 , R 23 , R 27 , R 30 , R 31 , or R 35 has a substituent in the general formula (3). have. Further, it is a compound group in which X 1 and X 2 are an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, or a tellurium atom.
- the compound group of group B has low HOMO and LUMO (far from the vacuum level), and exhibits the effect of being stable against oxidation.
- the organic compounds represented by B37 to B40 are a compound group in which X 1 or X 2 is a methylene group in general formula (1).
- X 1 or X 2 is a methylene group, molecular association can be reduced. Therefore, the compound is difficult to be quenched by concentration.
- organic compounds other than C12 and C20 are organic compounds in which at least one of R 21 and R 29 has a substituent in general formula (3).
- the compound group of C group has the effect of suppressing intermolecular stacking in a thin film state and suppressing concentration quenching of light emission by twisting the basic skeleton and substituents due to steric hindrance. .
- C12 and C20 are, in general formula (1), any one pair of R 9 and R 10 or R 19 and R 20 to form a condensed ring structure. It is a compound with C12 and C20 have the effect of having short wavelength emission.
- Exemplary compounds belonging to Group D are a group of compounds having substituents at R 26 and R 34 in general formula (3).
- the group of compounds of group D has substituents at R 26 and R 34 and thus is a group of compounds having excellent durability. Further, since the substituent is an aryl group, the compound group has high planarity and excellent color purity.
- Exemplary compounds belonging to Group E are compounds having halogen groups, deuterium substituents, silyl groups, alkoxy groups, cyano groups, and heteroaryl groups as substituents.
- the compound group of E group has the effect of being able to adjust HOMO and LUMO.
- the exemplary compounds belonging to the F group are the compound group represented by the general formula (2). Exemplified compounds belonging to the F group exhibit a particularly high T1 because the basic skeleton is composed of a 6-membered ring.
- the organic light-emitting device has at least a first electrode, a second electrode, and an organic compound layer arranged between these electrodes.
- One of the first electrode and the second electrode is an anode and the other is a cathode.
- the organic compound layer may be a single layer or a multi-layer laminate as long as it has a light-emitting layer.
- the organic compound layer includes, in addition to the light emitting layer, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, a hole/exciton blocking layer, an electron transport layer, an electron It may have an injection layer or the like.
- the light-emitting layer may be a single layer, or may be a laminate composed of a plurality of layers.
- the organic compound layers contains the organic compound according to the present invention.
- the organic compound according to the present invention is included in any of the light-emitting layer, the hole injection layer, the hole transport layer, the electron blocking layer, the hole/exciton blocking layer, the electron transport layer, the electron injection layer, and the like.
- the organic compound according to the invention is preferably contained in the hole transport layer, the electron blocking layer, the hole/exciton blocking layer, the electron transport layer, or the light-emitting layer, and particularly preferably contained in the light-emitting layer.
- the light-emitting layer when the organic compound according to the present invention is contained in the light-emitting layer, the light-emitting layer may further contain a first compound (hereinafter sometimes referred to as "host material").
- the first compound has an S1 higher than the S1 of the organic compounds according to the invention.
- the light-emitting layer may further contain a second compound (hereinafter sometimes referred to as "assist material").
- the second compound preferably has an S1 higher than the S1 of the organic compound according to the invention and lower than the S1 of the first compound.
- the light-emitting layer when the organic compound according to the present invention is contained in the light-emitting layer, the light-emitting layer may be a layer composed only of the organic compound according to the present invention, or the organic compound according to the present invention. It may be a layer composed of a compound and another compound.
- the organic compound according to the present invention when the light-emitting layer is a layer composed of the organic compound according to the present invention and other compounds, the organic compound according to the present invention may be used as a host material of the light-emitting layer, or may be used as an assist material. may be used as a guest material.
- the organic compound according to the present invention When used as a host, it may contain a third compound (hereinafter sometimes referred to as "guest material” or “dopant material”).
- the third compound preferably has a T1 lower than the S1 of the organic compound according to the invention, more preferably a S1 lower than the S1 of the organic compound according to the invention.
- the organic compound according to the present invention When used as an assist material, it may contain a first compound and a third compound.
- the host is a compound having the largest mass ratio among the compounds constituting the light-emitting layer.
- the assist material is a compound that has a lower mass ratio than that of the host among the compounds that constitute the light-emitting layer and that assists the light emission of the guest.
- the assist material is also called a second host.
- a guest is a compound having a mass ratio smaller than that of a host among the compounds constituting the light-emitting layer, and is a compound responsible for main light emission.
- the concentration of the guest is preferably 0.01% by mass or more and 30% by mass or less, and 2% by mass or more and 20% by mass or less with respect to the entire light-emitting layer. is more preferable.
- the present inventors conducted various studies and found that when the organic compound according to the present invention is used as a host or guest in a light-emitting layer, particularly as a guest in a light-emitting layer, it exhibits highly efficient and high-brightness light output, and exhibits extremely high light output. It was found that an element with high durability can be obtained.
- This luminescent layer may be a single layer or multiple layers, and by including a luminescent material having another luminescent color, it is possible to mix the luminescent color of red, which is the luminescent color of the present embodiment.
- a multi-layer means a state in which a light-emitting layer and another light-emitting layer are laminated.
- the emission color of the organic light-emitting element is not limited to red. More specifically, it may be white or a neutral color. For white, another light-emitting layer emits a color other than red, ie, blue or green.
- the film formation method is vapor deposition or coating film formation. The details of this will be described in detail in the examples that will be described later.
- the organic compound according to the present invention can be used as a constituent material for organic compound layers other than the light-emitting layer that constitutes the organic light-emitting device according to the present embodiment. Specifically, it may be used as a constituent material for an electron transport layer, an electron injection layer, a hole transport layer, a hole injection layer, a hole blocking layer, and the like.
- the emission color of the organic light-emitting element is not limited to red. More specifically, white light emission may be used, or neutral color light may be used.
- organic compound according to the present invention in addition to the organic compound according to the present invention, conventionally known low-molecular-weight and high-molecular-weight hole-injecting compounds or hole-transporting compounds, host compounds, light-emitting compounds, and electron-injecting compounds can be used as necessary.
- a compound or an electron-transporting compound or the like can be used together. Examples of these compounds are given below.
- the hole-injecting and transporting material a material having high hole mobility is preferable so that holes can be easily injected from the anode and the injected holes can be transported to the light-emitting layer.
- a material having a high glass transition temperature is preferable.
- Low-molecular-weight and high-molecular-weight materials with hole injection and transport properties include triarylamine derivatives, arylcarbazole derivatives, phenylenediamine derivatives, stilbene derivatives, phthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, poly(vinylcarbazole), poly(thiophene), and others.
- a conductive polymer can be mentioned.
- the above hole injection transport materials are also suitably used for the electron blocking layer. Specific examples of the compound used as the hole-injecting and transporting material are shown below, but are of course not limited to these.
- HT16 to HT18 can reduce the driving voltage by using them in the layer in contact with the anode.
- HT16 is widely used in organic light emitting devices.
- HT2, HT3, HT4, HT5, HT6, HT10, and HT12 may be used for the organic compound layer adjacent to HT16. Further, a plurality of materials may be used for one organic compound layer.
- Light-emitting materials mainly involved in light-emitting functions include condensed ring compounds (e.g., fluorene derivatives, naphthalene derivatives, pyrene derivatives, perylene derivatives, tetracene derivatives, anthracene derivatives, rubrene, etc.), quinacridone derivatives, coumarin derivatives, stilbene derivatives, tris(8 -quinolinolato) aluminum complexes, iridium complexes, platinum complexes, rhenium complexes, copper complexes, europium complexes, ruthenium complexes; Molecular derivatives are included.
- condensed ring compounds e.g., fluorene derivatives, naphthalene derivatives, pyrene derivatives, perylene derivatives, tetracene derivatives, anthracene derivatives, rubrene, etc.
- quinacridone derivatives coumarin derivatives
- stilbene derivatives tris(
- the luminescent material is a hydrocarbon compound, it is possible to reduce a decrease in luminous efficiency due to exciplex formation and a decrease in color purity due to a change in the emission spectrum of the luminescent material due to exciplex formation, which is preferable.
- a hydrocarbon compound is a compound composed only of carbon and hydrogen, and is BD7, BD8, GD5 to GD9, and RD1 among the above exemplary compounds.
- the light-emitting material is a condensed polycyclic ring containing a 5-membered ring, it is preferable because it has a high ionization potential, is difficult to oxidize, and becomes an element with a long service life.
- the above exemplary compounds are BD7, BD8, GD5 to GD9, and RD1.
- Examples of the light-emitting layer host or light-emitting assist material contained in the light-emitting layer include aromatic hydrocarbon compounds or derivatives thereof, carbazole derivatives, dibenzofuran derivatives, dibenzothiophene derivatives, organoaluminum complexes such as tris(8-quinolinolato)aluminum, organic beryllium complexes, and the like.
- a hydrocarbon compound is a compound composed only of carbon and hydrogen, and is EM1 to EM12 and EM16 to 27 among the above exemplary compounds.
- the host material preferably has an aryl group with 6 to 18 carbon atoms, more preferably a hydrocarbon compound.
- the organic compound according to the present invention is used as an assist material, the host material preferably has at least one of a pyrene skeleton, a triphenylene skeleton, and a chrysene skeleton.
- the above exemplary compounds are EM1-4, EM9-12, EM26 and EM27.
- the electron-transporting material can be arbitrarily selected from materials capable of transporting electrons injected from the cathode to the light-emitting layer, and is selected in consideration of the balance with the hole mobility of the hole-transporting material.
- Materials having electron transport properties include oxadiazole derivatives, oxazole derivatives, pyrazine derivatives, triazole derivatives, triazine derivatives, quinoline derivatives, quinoxaline derivatives, phenanthroline derivatives, organoaluminum complexes, condensed ring compounds (e.g., fluorene derivatives, naphthalene derivatives, chrysene derivatives, anthracene derivatives, etc.). Furthermore, the above electron-transporting materials are also suitably used for the hole blocking layer.
- the electron-injecting material can be arbitrarily selected from those that allow electrons to be easily injected from the cathode, and is selected in consideration of the balance with the hole-injecting property.
- Organic compounds also include n-type dopants and reducing dopants. Examples thereof include compounds containing alkali metals such as lithium fluoride, lithium complexes such as lithium quinolinol, benzimidazolidene derivatives, imidazolidene derivatives, fulvalene derivatives and acridine derivatives.
- An organic light-emitting device is provided by forming an insulating layer, a first electrode, an organic compound layer, and a second electrode on a substrate.
- Protective layers, color filters, microlenses, etc. may be provided over the cathode.
- a planarization layer may be provided between it and the protective layer.
- the planarizing layer can be made of acrylic resin or the like. The same applies to the case where a flattening layer is provided between the color filter and the microlens.
- substrates examples include quartz, glass, silicon wafers, resins, and metals.
- a switching element such as a transistor and wiring may be provided on the substrate, and an insulating layer may be provided thereon. Any material can be used for the insulating layer as long as a contact hole can be formed between the insulating layer and the first electrode, and insulation from unconnected wiring can be ensured.
- a resin such as polyimide, silicon oxide, silicon nitride, or the like can be used.
- a pair of electrodes can be used as the electrodes.
- the pair of electrodes may be an anode and a cathode.
- the electrode with the higher potential is the anode, and the other is the cathode.
- the electrode that supplies holes to the light-emitting layer is the anode, and the electrode that supplies electrons is the cathode.
- a material with a work function that is as large as possible is good for the constituent material of the anode.
- simple metals such as gold, platinum, silver, copper, nickel, palladium, cobalt, selenium, vanadium, tungsten, mixtures containing these, or alloys combining these, tin oxide, zinc oxide, indium oxide, tin oxide Metal oxides such as indium (ITO) and zinc indium oxide can be used.
- Conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole and polythiophene can also be used.
- the anode may be composed of a single layer, or may be composed of a plurality of layers.
- chromium, aluminum, silver, titanium, tungsten, molybdenum, or alloys or laminates thereof can be used.
- the above material can also function as a reflective film that does not have a role as an electrode.
- a transparent conductive layer of an oxide such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide can be used, but is not limited to these.
- ITO indium tin oxide
- a photolithography technique can be used to form the electrodes.
- a material with a small work function is preferable as a constituent material for the cathode.
- alkali metals such as lithium, alkaline earth metals such as calcium, simple metals such as aluminum, titanium, manganese, silver, lead, and chromium, or mixtures thereof may be used.
- alloys obtained by combining these simple metals can also be used.
- magnesium-silver, aluminum-lithium, aluminum-magnesium, silver-copper, zinc-silver and the like can be used.
- Metal oxides such as indium tin oxide (ITO) can also be used. These electrode materials may be used singly or in combination of two or more.
- the cathode may be of a single-layer structure or a multi-layer structure.
- it is preferable to use silver and in order to reduce aggregation of silver, it is more preferable to use a silver alloy. Any alloy ratio is acceptable as long as aggregation of silver can be reduced.
- silver:other metal may be 1:1, 3:1, and the like.
- the cathode may be a top emission element using an oxide conductive layer such as ITO, or may be a bottom emission element using a reflective electrode such as aluminum (Al), and is not particularly limited.
- the method for forming the cathode is not particularly limited, but it is more preferable to use a direct current or alternating current sputtering method or the like because the film coverage is good and the resistance can be easily lowered.
- the organic compound layer may be formed with a single layer or with multiple layers. When it has multiple layers, it may be called a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, or an electron injection layer, depending on its function.
- the organic compound layer is mainly composed of organic compounds, but may contain inorganic atoms and inorganic compounds. For example, it may have copper, lithium, magnesium, aluminum, iridium, platinum, molybdenum, zinc, and the like.
- the organic compound layer may be arranged between the first electrode and the second electrode, and may be arranged in contact with the first electrode and the second electrode.
- a protective layer may be provided over the cathode.
- a protective layer may be provided over the cathode.
- a passivation film such as silicon nitride may be provided on the cathode to reduce penetration of water or the like into the organic compound layer.
- a silicon nitride film having a thickness of 2 ⁇ m may be formed by a CVD method as a protective layer.
- a protective layer may be provided using an atomic deposition method (ALD method) after film formation by the CVD method.
- the material of the film formed by the ALD method is not limited, but may be silicon nitride, silicon oxide, aluminum oxide, or the like. Silicon nitride may be further formed by CVD on the film formed by ALD.
- a film formed by the ALD method may have a smaller film thickness than a film formed by the CVD method. Specifically, it may be 50% or less, further 10% or less.
- a color filter may be provided on the protective layer.
- a color filter considering the size of the organic light-emitting element may be provided on another substrate and then bonded to the substrate provided with the organic light-emitting element.
- a color filter may be patterned.
- the color filters may be composed of polymers.
- a planarization layer may be provided between the color filter and the protective layer.
- the planarization layer is provided for the purpose of reducing unevenness of the underlying layer. Without limiting its purpose, it may also be referred to as a material resin layer.
- the planarization layer may be composed of an organic compound, and may be a low-molecular or high-molecular compound, preferably a high-molecular compound.
- the planarization layer may be provided above and below the color filter, and the constituent materials thereof may be the same or different.
- Specific examples include polyvinylcarbazole resin, polycarbonate resin, polyester resin, ABS resin, acrylic resin, polyimide resin, phenol resin, epoxy resin, silicon resin, urea resin, and the like.
- the organic light-emitting device may have an optical member such as a microlens on its light exit side.
- the microlenses may be made of acrylic resin, epoxy resin, or the like.
- the purpose of the microlens may be to increase the amount of light extracted from the organic light-emitting device and to control the direction of the extracted light.
- the microlenses may have a hemispherical shape. When it has a hemispherical shape, among the tangents that are in contact with the hemisphere, there is a tangent that is parallel to the insulating layer, and the point of contact between the tangent and the hemisphere is the apex of the microlens.
- the apex of the microlens can be similarly determined in any cross-sectional view. That is, among the tangent lines that are tangent to the semicircle of the microlens in the sectional view, there is a tangent line that is parallel to the insulating layer, and the point of contact between the tangent line and the semicircle is the vertex of the microlens.
- a line segment from the end point of the arc shape to the end point of another arc shape is assumed, and the midpoint of the line segment can be called the midpoint of the microlens.
- a cross section that determines the vertex and the midpoint may be a cross section perpendicular to the insulating layer.
- a counter substrate may be provided over the planarization layer.
- the counter substrate is called the counter substrate because it is provided at a position corresponding to the substrate described above.
- the constituent material of the counter substrate may be the same as that of the aforementioned substrate.
- the opposing substrate may be the second substrate when the substrate described above is the first substrate.
- Organic layer The organic compound layers (hole injection layer, hole transport layer, electron blocking layer, light emitting layer, hole blocking layer, electron transport layer, electron injection layer, etc.) constituting the organic light emitting device according to the present embodiment are described below. It is formed by the method shown.
- a dry process such as a vacuum deposition method, an ionization deposition method, sputtering, plasma, or the like can be used for the organic compound layer constituting the organic light-emitting device according to the present embodiment.
- a wet process in which a layer is formed by dissolving in an appropriate solvent and using a known coating method (for example, spin coating, dipping, casting method, LB method, inkjet method, etc.) can be used.
- the film when forming a film by a coating method, the film can be formed by combining with an appropriate binder resin.
- binder resin examples include polyvinylcarbazole resins, polycarbonate resins, polyester resins, ABS resins, acrylic resins, polyimide resins, phenol resins, epoxy resins, silicone resins, and urea resins, but are not limited to these. .
- binder resins may be used singly as homopolymers or copolymers, or two or more may be used in combination.
- additives such as known plasticizers, antioxidants, and ultraviolet absorbers may be used in combination.
- a light emitting device may have a pixel circuit connected to a light emitting element.
- the pixel circuit may be of an active matrix type that independently controls light emission of the first light emitting element and the second light emitting element. Active matrix circuits may be voltage programmed or current programmed.
- the drive circuit has a pixel circuit for each pixel.
- the pixel circuit includes a light emitting element, a transistor that controls the light emission luminance of the light emitting element, a transistor that controls the light emission timing, a capacitor that holds the gate voltage of the transistor that controls the light emission luminance, and a capacitor for connecting to GND without passing through the light emitting element. It may have a transistor.
- a light-emitting device has a display area and a peripheral area arranged around the display area.
- the display area has a pixel circuit
- the peripheral area has a display control circuit.
- the mobility of the transistors forming the pixel circuit may be lower than the mobility of the transistors forming the display control circuit.
- the gradient of the current-voltage characteristics of the transistors that make up the pixel circuit may be smaller than the gradient of the current-voltage characteristics of the transistors that make up the display control circuit.
- the slope of the current-voltage characteristic can be measured by the so-called Vg-Ig characteristic.
- a transistor that constitutes a pixel circuit is a transistor that is connected to a light emitting element such as a first light emitting element.
- An organic light emitting device has a plurality of pixels.
- a pixel has sub-pixels that emit different colors from each other.
- the sub-pixels may each have, for example, RGB emission colors.
- a pixel emits light in a region called a pixel aperture. This area is the same as the first area.
- the pixel aperture may be 15 ⁇ m or less and may be 5 ⁇ m or more. More specifically, it may be 11 ⁇ m, 9.5 ⁇ m, 7.4 ⁇ m, 6.4 ⁇ m, or the like.
- the distance between sub-pixels may be 10 ⁇ m or less, specifically 8 ⁇ m, 7.4 ⁇ m, and 6.4 ⁇ m.
- the pixels can take a known arrangement form in a plan view. Examples may be a stripe arrangement, a delta arrangement, a pentile arrangement, a Bayer arrangement.
- the shape of the sub-pixel in plan view may take any known shape. For example, a rectangle, a square such as a rhombus, a hexagon, and the like. Of course, if it is not an exact figure but has a shape close to a rectangle, it is included in the rectangle.
- a combination of sub-pixel shapes and pixel arrays can be used.
- the organic light-emitting device according to this embodiment can be used as a constituent member of a display device or a lighting device.
- Other applications include exposure light sources for electrophotographic image forming apparatuses, backlights for liquid crystal display devices, and light emitting devices having color filters as white light sources.
- the display device has an image input unit for inputting image information from an area CCD, a linear CCD, a memory card, etc., has an information processing unit for processing the input information, and displays the input image on the display unit. It may be an image information processing apparatus that
- the display unit of the imaging device or inkjet printer may have a touch panel function.
- the driving method of this touch panel function may be an infrared method, a capacitive method, a resistive film method, or an electromagnetic induction method, and is not particularly limited.
- the display device may also be used as a display section of a multi-function printer.
- FIGS. 1A and 1B are cross-sectional schematic diagrams showing an example of a display device having an organic light-emitting element and a transistor connected to the organic light-emitting element.
- a transistor is an example of an active device.
- the transistors may be thin film transistors (TFTs).
- FIG. 1A is an example of a pixel that is a component of the display device according to this embodiment.
- the pixel has sub-pixels 10 .
- the sub-pixels are divided into 10R, 10G, and 10B according to their light emission.
- the emission color may be distinguished by the wavelength emitted from the emission layer, or the light emitted from the sub-pixel may be selectively transmitted or color-converted by a color filter or the like.
- Each sub-pixel has a reflective electrode 2 as a first electrode on an interlayer insulating layer 1, an insulating layer 3 covering the edge of the reflective electrode 2, an organic compound layer 4 covering the first electrode and the insulating layer, and a transparent electrode 5. , a protective layer 6 and a color filter 7 .
- the interlayer insulating layer 1 may have transistors and capacitive elements arranged under or inside it.
- the transistor and the first electrode may be electrically connected through a contact hole (not shown) or the like.
- the insulating layer 3 is also called a bank or a pixel isolation film. It covers the edge of the first electrode and surrounds the first electrode. A portion where the insulating layer is not arranged is in contact with the organic compound layer 4 and becomes a light emitting region.
- the organic compound layer 4 has a hole injection layer 41 , a hole transport layer 42 , a first light emitting layer 43 , a second light emitting layer 44 and an electron transport layer 45 .
- the second electrode 5 may be a transparent electrode, a reflective electrode, or a transflective electrode.
- the protective layer 6 reduces penetration of moisture into the organic compound layer. Although the protective layer is shown as one layer, it may be multiple layers. Each layer may have an inorganic compound layer and an organic compound layer.
- the color filter 7 is divided into 7R, 7G, and 7B according to its color.
- the color filters may be formed on a planarizing film (not shown). Also, a resin protective layer (not shown) may be provided on the color filter. Also, a color filter may be formed on the protective layer 6 . Alternatively, after being provided on a counter substrate such as a glass substrate, they may be attached together.
- the display device 100 of FIG. 1B includes the organic light emitting element 26 and the TFT 18 as an example of the transistor.
- a substrate 11 made of glass, silicon or the like and an insulating layer 12 are provided thereon.
- An active element 18 such as a TFT is arranged on the insulating layer, and a gate electrode 13, a gate insulating film 14, and a semiconductor layer 15 of the active element are arranged.
- the TFT 18 is also composed of a semiconductor layer 15 , a drain electrode 16 and a source electrode 17 .
- An insulating film 19 is provided over the TFT 18 .
- An anode 21 and a source electrode 17 forming an organic light-emitting element 26 are connected through a contact hole 20 provided in the insulating film.
- the method of electrical connection between the electrodes (anode, cathode) included in the organic light-emitting element 26 and the electrodes (source electrode, drain electrode) included in the TFT is not limited to the mode shown in FIG. 1B. That is, it is sufficient that either one of the anode or the cathode is electrically connected to one of the TFT source electrode and the TFT drain electrode.
- TFT refers to a thin film transistor.
- the organic compound layer is illustrated as one layer, but the organic compound layer 22 may be multiple layers.
- a first protective layer 24 and a second protective layer 25 are provided on the cathode 23 to reduce deterioration of the organic light-emitting element.
- transistors are used as switching elements in the display device 100 of FIG. 1B, other switching elements may be used instead.
- the transistors used in the display device 100 of FIG. 1B are not limited to transistors using a single crystal silicon wafer, and may be thin film transistors having an active layer on the insulating surface of the substrate.
- active layers include non-single-crystal silicon such as single-crystal silicon, amorphous silicon, and microcrystalline silicon, and non-single-crystal oxide semiconductors such as indium zinc oxide and indium gallium zinc oxide.
- a thin film transistor is also called a TFT element.
- a transistor included in the display device 100 of FIG. 1B may be formed in a substrate such as a Si substrate.
- a substrate such as a Si substrate.
- formed in a substrate means that a substrate itself such as a Si substrate is processed to fabricate a transistor.
- having a transistor in a substrate can be regarded as forming the substrate and the transistor integrally.
- the organic light-emitting element according to the present embodiment is controlled in emission luminance by a TFT, which is an example of a switching element, and by providing the organic light-emitting elements in a plurality of planes, an image can be displayed with each emission luminance.
- the switching elements according to the present embodiment are not limited to TFTs, and may be transistors made of low-temperature polysilicon, or active matrix drivers formed on a substrate such as a Si substrate. On the substrate can also mean inside the substrate. Whether the transistor is provided in the substrate or the TFT is used is selected depending on the size of the display portion. For example, if the size is about 0.5 inch, it is preferable to provide the organic light emitting element on the Si substrate.
- FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the display device according to this embodiment.
- Display device 1000 may have touch panel 1003 , display panel 1005 , frame 1006 , circuit board 1007 , and battery 1008 between upper cover 1001 and lower cover 1009 .
- the display panel 1005 may have the organic light emitting device according to this embodiment.
- the touch panel 1003 and display panel 1005 are connected to flexible printed circuits FPC 1002 and 1004, respectively. Transistors are printed on the circuit board 1007 .
- the battery 1008 may not be provided if the display device is not a portable device, or may be provided at another position even if the display device is a portable device.
- the display device may have color filters having red, green, and blue.
- the color filters may be arranged in a delta arrangement of said red, green and blue.
- the display device may be used in the display section of a mobile terminal. In that case, it may have both a display function and an operation function.
- Mobile terminals include mobile phones such as smart phones, tablets, head-mounted displays, and the like.
- the display device may be used in the display section of an imaging device having an imaging device that receives light.
- the imaging device may have a display unit that displays information acquired by the imaging element.
- the display section may be a display section exposed to the outside of the imaging device, or may be a display section arranged within the viewfinder.
- the imaging device may be a digital camera or a digital video camera.
- FIG. 3A is a schematic diagram showing an example of an imaging device according to this embodiment.
- the imaging device 1100 may have a viewfinder 1101 , a rear display 1102 , an operation unit 1103 and a housing 1104 .
- the viewfinder 1101 and the rear display 1102 may have the organic light emitting device according to this embodiment.
- the viewfinder 1101 and the rear display 1102 may display not only the image to be captured, but also environmental information, imaging instructions, and the like.
- the environmental information may include the intensity of outside light, the direction of outside light, the moving speed of the subject, the possibility of the subject being blocked by a shield, and the like.
- a display device using the organic light-emitting device Since the best time to take an image is a short amount of time, it is better to display the information as soon as possible. Therefore, it is preferable to use a display device using the organic light-emitting device according to this embodiment. This is because the organic light emitting device has a high response speed.
- a display device using an organic light-emitting element can be used more preferably than these devices and a liquid crystal display device, which require a high display speed.
- the imaging device 1100 may further have an optical unit (not shown).
- the optical unit may have a single lens or a plurality of lenses, and an image is formed on the imaging device housed in the housing 1104 .
- the multiple lenses can be focused by adjusting their relative positions. This operation can also be performed automatically.
- An imaging device may be called a photoelectric conversion device.
- the photoelectric conversion device can include, as an imaging method, a method of detecting a difference from a previous image, a method of extracting from an image that is always recorded, and the like, instead of sequentially imaging.
- FIG. 3B is a schematic diagram showing an example of the electronic device according to this embodiment.
- Electronic device 1200 includes display portion 1201 , operation portion 1202 , and housing 1203 .
- the housing 1203 may include a circuit, a printed board including the circuit, a battery, and a communication portion.
- the operation unit 1202 may be a button or a touch panel type reaction unit.
- the operation unit may be a biometric recognition unit that recognizes a fingerprint and performs unlocking or the like.
- An electronic device having a communication unit can also be called a communication device.
- the electronic device may further have a camera function by being provided with a lens and an imaging device. An image captured by the camera function is displayed on the display unit. Examples of electronic devices include smartphones, notebook computers, and the like.
- FIG. 4A and 4B are schematic diagrams showing an example of the display device according to this embodiment.
- FIG. 4A shows a display device such as a television monitor or a PC monitor.
- a display device 1300 has a housing 1301 and a display portion 1302 .
- the display unit 1302 may use the organic light-emitting element according to this embodiment.
- the display device 1300 has a housing 1301 and a base 1303 supporting a display section 1302 .
- the base 1303 is not limited to the form of FIG. 4A.
- the lower side of the housing 1301 may also serve as a base.
- the housing 1301 and the display unit 1302 may be curved. Its radius of curvature may be between 5000 mm and 6000 mm.
- FIG. 4B is a schematic diagram showing another example of the display device according to this embodiment.
- a display device 1310 in FIG. 4B is configured to be foldable, and is a so-called foldable display device.
- the display device 1310 has a first display portion 1311 , a second display portion 1312 , a housing 1313 and a bending point 1314 .
- the first display portion 1311 and the second display portion 1312 may have the organic light emitting device according to this embodiment.
- the first display portion 1311 and the second display portion 1312 may be a seamless display device.
- the first display portion 1311 and the second display portion 1312 can be separated at a bending point.
- the first display unit 1311 and the second display unit 1312 may display different images, or the first and second display units may display one image.
- FIG. 5A is a schematic diagram showing an example of the lighting device according to this embodiment.
- the lighting device 1400 may have a housing 1401 , a light source 1402 and a circuit board 1403 .
- the light source 1402 may comprise an organic light emitting device according to this embodiment.
- the illumination device 1400 may have an optical film 1404 to improve the color rendering of the light source.
- the illumination device 1400 may have a light diffusing section 1405 to effectively diffuse the light from the light source. Since the lighting device 1400 has the light diffusing portion 1405, light can be delivered over a wide range.
- the optical film 1404 and the light diffuser 1405 may be provided on the light exit side of the illumination. If necessary, a cover may be provided on the outermost part.
- a lighting device is, for example, a device that illuminates a room.
- the lighting device may emit white, neutral white, or any other color from blue to red. It may have a dimming circuit to dim them.
- the lighting device may have a power supply circuit.
- the power supply circuit may be a circuit that converts AC voltage to DC voltage.
- White has a color temperature of 4200K, and neutral white has a color temperature of 5000K.
- the lighting device may have color filters.
- the lighting device according to this embodiment may have a heat dissipation section.
- the heat radiating part is for radiating the heat inside the device to the outside of the device, and is made of metal or ceramic with high thermal conductivity.
- FIG. 5B is a schematic diagram of an automobile, which is an example of a moving body according to this embodiment.
- the automobile has a tail lamp, which is an example of a lamp.
- the automobile 1500 may be a mobile phone that has a tail lamp 1501 and that turns on the tail lamp when a brake operation or the like is performed.
- Automobile 1500 may have a body 1503 and a window 1502 attached thereto.
- the tail lamp 1501 may have the organic light emitting device according to this embodiment.
- the tail lamp may have a protective member that protects the light source.
- the protective member may be made of any material as long as it has a certain degree of strength and is transparent, but is preferably made of polycarbonate or the like. A furandicarboxylic acid derivative, an acrylonitrile derivative, or the like may be mixed with the polycarbonate.
- a mobile object may be an automobile, a ship, an aircraft, a drone, or the like.
- the moving body may have a body and a lamp provided on the body.
- the lighting device may emit light so that the position of the aircraft can be known.
- Electronic devices or display devices can be applied to systems that can be worn as wearable devices, such as smart glasses, head-mounted displays, and smart contacts.
- the electronic device may include an imaging device capable of photoelectrically converting visible light and a display device capable of emitting visible light.
- FIGS. 6A and 6B are schematic diagrams showing an example of glasses (smart glasses) according to this embodiment.
- Glasses 1600 (smart glasses) will be described with reference to FIG. 6A.
- Glasses 1600 have a display portion on the rear surface side of lenses 1601 .
- the display section may have an organic light emitting device according to the present invention.
- an imaging device 1602 such as a CMOS sensor or SPAD may be provided on the surface side of the lens 1601 .
- the spectacles 1600 further include a control device 1603 .
- the control device 1603 functions as a power source that supplies power to the imaging device 1602 and the display unit. Also, the control device 1603 controls operations of the imaging device 1602 and the display unit.
- the lens 1601 is formed with an optical system for condensing light from the imaging device 1602 and the display unit.
- the spectacles 1610 have a control device 1612, and the control device 1612 is provided with a display device having an organic light-emitting device according to the present invention.
- the control device 1612 may further have an imaging device corresponding to the imaging device 1602 .
- An optical system for projecting light emitted from the control device 1612 is formed on the lens 1611 , and an image is projected onto the lens 1611 .
- the control device 1612 functions as a power source that supplies power to the imaging device and the display device, and controls the operation of the imaging device and the display device.
- the control device may have a line-of-sight detection unit that detects the line-of-sight of the vehicle.
- Infrared rays may be used for line-of-sight detection.
- the infrared light emitting unit emits infrared light to the eyeballs of the user who is gazing at the display image.
- a captured image of the eyeball is obtained by detecting the reflected light from the eyeball in the emitted infrared light with an imaging unit having a light receiving element.
- the control device 1612 detects the line of sight of the user with respect to the display image from the captured image of the eyeball obtained by imaging the infrared light. Any known method can be applied to line-of-sight detection using captured images of eyeballs. As an example, a line-of-sight detection method can be used based on a Purkinje image resulting from reflection of illumination light on the cornea.
- line-of-sight detection processing is performed based on the pupillary corneal reflection method.
- the user's line of sight is detected by generating a line-of-sight vector representing the orientation (rotational angle) of the eyeball based on the pupil image and the Purkinje image included in the captured image of the eyeball using the pupillary corneal reflection method. be.
- a display device may have an imaging device having a light-receiving element, and may control a display image of the display device based on user's line-of-sight information from the imaging device.
- the display device determines a first visual field area that the user gazes at and a second visual field area other than the first visual field area.
- the first viewing area and the second viewing area may be determined by the control device of the display device, or may be determined by an external control device.
- the display resolution of the first viewing area may be controlled to be higher than the display resolution of the second viewing area. That is, the resolution of the second viewing area may be lower than that of the first viewing area.
- AI may be used to determine the first display area and display areas with high priority.
- the AI is a model configured to estimate the angle of the line of sight from the eyeball image and the distance to the object ahead of the line of sight, using the image of the eyeball and the direction in which the eyeball of the image was actually viewed as training data. It can be.
- AI may be possessed by the display device, may be possessed by the imaging device, or may be possessed by the external device.
- the external device has AI, it can be preferably applied to smart glasses further having an imaging device for imaging the outside. Smart glasses can display captured external information in real time.
- FIG. 7A is a schematic diagram showing an example of an image forming apparatus according to this embodiment.
- the image forming apparatus 40 is an electrophotographic image forming apparatus, and includes a photoreceptor 27 , an exposure light source 28 , a charging section 30 , a developing section 31 , a transfer device 32 , a conveying roller 33 and a fixing device 35 .
- Light 29 is emitted from an exposure light source 28 to form an electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor 27 .
- This exposure light source 28 may have the organic light emitting device according to the present embodiment.
- the development unit 31 has toner and the like.
- the charging section 30 charges the photoreceptor 27 .
- Transfer device 32 transfers the developed image to storage medium 34 .
- a transport roller 33 transports the recording medium 34 .
- the recording medium 34 is, for example, paper.
- a fixing device 35 fixes the image formed on the recording medium 34 .
- FIGS. 7B and 7C are diagrams showing the exposure light source 28, and are schematic diagrams showing how a plurality of light emitting units 36 are arranged on an elongated substrate.
- An arrow 37 indicates the column direction in which the organic light emitting devices are arranged.
- the row direction is the same as the direction of the axis around which the photoreceptor 27 rotates. This direction can also be called the longitudinal direction of the photoreceptor 27 .
- FIG. 7B shows a form in which the light emitting section 36 is arranged along the longitudinal direction of the photoreceptor 27 .
- FIG. 7C shows a configuration different from that of FIG. 7B, in which the light emitting units 36 are alternately arranged in the column direction in each of the first and second columns.
- the first column and the second column are arranged at different positions in the row direction.
- a plurality of light-emitting portions 36 are arranged at intervals.
- the second row has light-emitting portions 36 at positions corresponding to the intervals between the light-emitting portions 36 of the first row.
- a plurality of light emitting units 36 are arranged at intervals also in the row direction.
- the arrangement of FIG. 7C can also be rephrased as, for example, a grid arrangement, a houndstooth arrangement, or a checkered pattern.
- reaction solution was heated to 110°C under a nitrogen stream and stirred at this temperature (110°C) for 5 hours.
- the extract was extracted with toluene and water, concentrated, and purified by silica gel column chromatography (toluene) to obtain 546 mg of compound H3 (yield: 62%).
- Exemplified compound A1 was subjected to mass spectrometry using MALDI-TOF-MS (Autoflex LRF manufactured by Bruker).
- Examples 2 to 31 (synthesis of exemplary compounds)] Exemplary compounds shown in Examples 2 to 31 were synthesized in the same manner as in Example 1 except that the raw material H1 in Example 1 was changed to the raw material 1 and the raw material H2 was changed to the raw material 2.
- Raw material 1 and raw material 2 of each example are shown in Tables 4-1 to 4-6.
- Example 32 In this embodiment, a bottom emission type in which an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode are sequentially formed on a substrate.
- An organic EL device having the structure was produced.
- an ITO electrode (anode) was formed by forming a film of ITO on a glass substrate and subjecting it to desired patterning. At this time, the film thickness of the ITO electrode was set to 100 nm. The substrate on which the ITO electrodes were formed in this manner was used as an ITO substrate in the following steps. Next, the organic compound layer and the electrode layer shown in Table 5 were continuously formed on the ITO substrate by performing vacuum deposition by resistance heating in a vacuum chamber. At this time, the electrode area of the facing electrodes (metal electrode layer, cathode) was set to 3 mm 2 .
- the characteristics of the obtained device were measured and evaluated.
- the emission spectrum was confirmed when the luminance of the light emitting element was 1000 cd/m 2 , blue light emission was obtained.
- the current-voltage characteristics were measured with a Hewlett-Packard Micro Ammeter 4140B, and the luminance was measured with a Topcon BM7.
- a continuous driving test was conducted at a current density of 20 mA/cm 2 , and the time (LT95) when the luminance deterioration rate from the initial luminance reached 5% was measured, and it was 130 hours.
- Examples 33 to 51, Comparative Example 1 An organic light-emitting device was produced in the same manner as in Example 32, except that the compounds shown in Table 6 were changed as appropriate. The characteristics of the obtained device were measured and evaluated in the same manner as in Example 32. Table 6 shows the measurement results.
- the element using the organic compound according to the present invention exhibited good durability characteristics. This is because the compound according to the present invention has a skeleton in which at least one of the substituents respectively substituted on the two nitrogen atoms in the main skeleton is fused to the main skeleton, and thus has a narrow half-value width and color purity. Excellent blue light emission can be obtained. Furthermore, due to the condensed ring structure, it has a C—C bond with high bond energy, so that the molecular structure is highly stable and exhibits excellent durability. On the other hand, the emission color of Comparative Example 1 using Comparative Compound 1-a described in Patent Document 1 is light blue, and the half width is large. The LT95 of Comparative Compound 1-a is 75 hours, which is not preferable compared with the color purity, current efficiency and durability of the blue light emitting device of this example.
- Example 52 An organic light-emitting device was produced in the same manner as in Example 32, except that the compounds shown in Table 7 were changed as appropriate. The characteristics of the obtained device were measured and evaluated in the same manner as in Example 32.
- the characteristics of the obtained device were measured and evaluated. Table 8 shows the measurement results. As a result, good green light emission was obtained from the light emitting device. Specifically, the current-voltage characteristics were measured with a Hewlett-Packard Micro Ammeter 4140B, and the luminance was measured with a Topcon BM7. Further, a continuous drive test was conducted at a current density of 10 mA/cm 2 and LT95 was measured, exceeding 500 hours.
- Example 53 to 64 Comparative Example 2
- An organic light-emitting device was produced in the same manner as in Example 54, except that the compounds shown in Table 8 were changed as appropriate.
- the properties of the obtained device were measured and evaluated in the same manner as in Example 54. Table 8 shows the measurement results.
- the element using the organic compound according to the present invention has LT95 exceeding 500 hours, and the element using the organic compound according to the present invention has excellent durability characteristics.
- LT95 of the organic light-emitting device of Comparative Example 2 is not preferable because it has low durability for 500 hours or less.
- an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, a first light emitting layer, a second light emitting layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, an electron injection layer and a cathode are sequentially formed on the substrate.
- An organic EL device having a top emission type structure was produced.
- a laminated film of Al and Ti was formed on a glass substrate to a thickness of 40 nm by sputtering, and patterned by photolithography to form an anode.
- the electrode area of the facing electrodes (metal electrode layer, cathode) was set to 3 mm 2 .
- the substrate and the material on which the cleaned electrodes have been formed are attached to a vacuum deposition apparatus (manufactured by ULVAC, Inc.), and after exhausting to 1.3 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa (1 ⁇ 10 ⁇ 6 Torr), UV/ozone is applied. washed. After that, each layer was formed with the layer structure shown in Table 9, and finally, sealing was performed in a nitrogen atmosphere.
- the characteristics of the obtained device were measured and evaluated.
- the resulting device exhibited white light emission with excellent color purity. Further, a continuous driving test was performed at an initial luminance of 1000 cd/m 2 , and the luminance deterioration rate after 100 hours was measured to be 26%.
- Example 66 to 68 Comparative Example 3
- An organic light-emitting device was produced in the same manner as in Example 66, except that the compounds shown in Table 10 were changed as appropriate. The characteristics of the obtained device were measured and evaluated in the same manner as in Example 66. Table 10 shows the measurement results.
- the device using the organic compound of the present invention has excellent durability. This is because the compound according to the present invention has a structure in which at least one of the two substituents on the nitrogen atoms in the main skeleton is fused to the main skeleton, so that the substituents are difficult to dissociate and the molecular structure is This is because the stability is high. On the other hand, the luminance deterioration rate of the organic light-emitting device using the comparative compound 1-a was 52%. This is because when Comparative Compound 1-a is used as a guest, the substituents on the two nitrogen atoms in the main skeleton are not fused to the main skeleton, so the substituents are easily dissociated, and the stability of the molecular structure is reduced. due to low
- reaction solution was heated to 140°C under a nitrogen stream and stirred at this temperature (140°C) for 6 hours. After completion of the reaction, water was added and the organic layer was extracted with toluene. After purification by silica gel column chromatography (toluene, heptane), 943 mg of compound H7 was obtained (yield: 24%).
- reaction solution was heated to 110°C under a nitrogen stream and stirred at this temperature (110°C) for 3 hours.
- water was added at room temperature, and 1M hydrochloric acid was added dropwise until the pH reached 1.
- the organic layer was extracted with ethyl acetate with respect to this mixed solution. After concentration, this was dispersed and washed with heptane to obtain 482 mg of compound H8 (yield: 59%).
- Exemplified compound F1 was subjected to mass spectrometry using MALDI-TOF-MS (Autoflex LRF manufactured by Bruker).
- Example 70 to 84 (synthesis of exemplary compounds)
- Exemplary compounds shown in Examples 70 to 84 were synthesized in the same manner as in Example 69, except that Raw material H6 in Example 69 was changed to Raw material 3.
- Raw material 3 of each example is shown in Tables 11-1 and 11-2.
- Example 85 to 95 An organic light-emitting device was produced in the same manner as in Example 32, except that the compounds shown in Table 12 were changed as appropriate.
- Table 12 shows the measurement results. Specifically, the current-voltage characteristics were measured with a Hewlett-Packard Micro Ammeter 4140B, and the luminance was measured with a Topcon BM7. Furthermore, a continuous drive test was performed at a current density of 100 mA/cm 2 to measure LT95. Table 12 shows the measurement results. The parentheses in the table indicate the concentration of the compound in the light-emitting layer.
- the LT95 of the organic light-emitting device using the organic compound according to the present invention as the second host (assisting material) of the blue guest exceeded 10 hours. Furthermore, the LT95 of the organic light-emitting device using the organic compound according to the present invention as the second host (assisting material) of the green guest was about 10 hours. In addition, the organic light-emitting device using the organic compound according to the present invention as an EBL exhibited particularly excellent durability among the organic light-emitting devices listed in Table 12. From the above, it was found that the organic light-emitting device using the organic compound according to the present invention has excellent durability.
- the organic compound according to the present invention is capable of emitting blue light with excellent color purity and has excellent durability. Moreover, when the organic compound according to the present invention is used as a host material, an assist material, or an electron blocking material, it is possible to provide an organic light-emitting device having excellent durability.
- the present invention can also take the following configuration.
- R 1 to R 20 are a hydrogen atom, a deuterium atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted silyl group, a substituted or unsubstituted each independently selected from the group consisting of an unsubstituted amino group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted heteroaryl group, and a cyano group, wherein R 1 to R 20 are bonded to each other;
- the bond may be via a chalcogen atom, at least one of the combinations of R 9 and R 10 , R 19 and R 20 are bonded to each other,
- X 1 and X 2 are independently selected from the group consisting of chalcogen atoms, substituted or unsubstituted imino groups, substituted or unsubstituted
- R 21 to R 36 are a hydrogen atom, a deuterium atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted silyl a substituted or unsubstituted amino group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted heteroaryl group , and a cyano group.
- X 1 to X 4 are a chalcogen atom, a substituted or unsubstituted imino group, a substituted or unsubstituted methylene group, a substituted Alternatively, each is independently selected from the group consisting of unsubstituted silylene groups.
- composition 3 In general formulas (2) and ( 3 ), at least one of R 21 , R 22 , R 23 , R 26 , R 27 , R 29 , R 30 , R 31 , R 34 , or R 35 is other than the hydrogen atom
- composition 4 In general formulas (2) and (3), at least one of R 21 , R 22 , R 23 , R 26 , R 27 , R 29 , R 30 , R 31 , R 34 , or R 35 has 1 to 1 carbon atoms
- composition 5 In general formulas (2) and (3), the substituents represented by R 27 and R 35 are alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, aryl groups having 6 to 12 carbon atoms, or hetero groups having 3 to 12 carbon atoms. 5. The organic compound according to any one of Structures 2 to 4, which is an aryl group.
- composition 6 The organic compound according to any one of Structures 2 to 5, wherein in general formulas (2) and (3), X1 to X4 are an oxygen atom or a sulfur atom.
- composition 7 The organic compound according to any one of Structures 2 to 6, wherein in General Formulas (2) and (3), it does not have the structure of General Formula (4).
- X5 and X6 are each independently selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom, a dimethylmethylene group, a sulfonyl group, and general formula (5).
- * represents the bonding position with R 26 and R 34 and *' represents the bonding position with R 27 and R 35 .
- R 41 is a phenyl group. * represents a binding position.
- composition 8 a first electrode and a second electrode; and an organic compound layer disposed between the first electrode and the second electrode, 8.
- composition 9 The organic compound layer has a light-emitting layer, 9.
- the light-emitting layer further comprises a first compound;
- composition 11 11. The organic light-emitting device according to Structure 10, wherein the first compound has an aryl group having 6 to 18 carbon atoms.
- composition 12 12. The organic light-emitting device according to Structure 10 or 11, wherein the first compound is a hydrocarbon compound.
- composition 13 The organic compound according to any one of Structures 10 to 12, wherein the first compound has at least one of a pyrene skeleton, a triphenylene skeleton, and a chrysene skeleton.
- composition 14 the light-emitting layer further comprises a third compound; 14.
- composition 15 15. The organic light-emitting device according to structure 14, wherein the lowest excited triplet energy of the third compound is lower than the lowest excited triplet energy of the organic compound.
- composition 16 16. The organic light-emitting device according to Structure 14 or 15, wherein the lowest excited singlet energy of the first compound is higher than the lowest excited singlet energy of the third compound.
- Composition 17 A plurality of pixels, wherein at least one of the plurality of pixels comprises the organic light-emitting element according to any one of Structures 8 to 16 and a transistor connected to the organic light-emitting element. display device.
- Composition 18 an optical unit having a lens, an imaging element that receives light that has passed through the optical unit, and a display unit that displays an image captured by the imaging element, 17.
- Composition 19 A display unit having the organic light-emitting element according to any one of structures 8 to 16, a housing provided with the display unit, and a communication unit provided in the housing and communicating with the outside.
- An electronic device characterized by:
- a lighting device comprising a light source having the organic light-emitting element according to any one of Structures 8 to 16, and a light diffusion portion or an optical film transmitting light emitted from the light source.
- a moving body comprising: a lamp having the organic light-emitting element according to any one of Structures 8 to 16; and a body provided with the lamp.
- composition 22 having a photoreceptor and an exposure light source for exposing the photoreceptor, 17.
- An image forming apparatus, wherein the exposure light source has the organic light emitting device according to any one of Structures 8 to 16.
- Composition 23 A display unit having the organic light-emitting device according to any one of structures 8 to 16, an optical system for condensing light from the display unit, and a control device for controlling display of the display unit.
- a wearable device characterized by:
Landscapes
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Abstract
本開示は、一般式(1)で表される有機化合物を提供する。 (一般式(1)において、R1乃至R20は水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、シリル基、アミノ基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基から構成される群からそれぞれ独立して選択される。R1乃至R20は互いに結合し、環を形成してもよい。当該結合は、カルコゲン原子を介していてもよい。R9とR10、R19とR20の組み合わせのうち少なくとも1つは互いに結合している。X1とX2はカルコゲン原子、イミノ基、メチレン基、シリレン基から構成される群からそれぞれ独立して選択される。)
Description
本発明は、有機化合物及びこれを用いた有機発光素子に関する。
有機発光素子(以下、「有機エレクトロルミネッセンス素子」あるいは「有機EL素子」と呼ぶことがある)は、一対の電極とこれら電極間に配置される有機化合物層とを有する電子素子である。これら一対の電極から電子及び正孔を注入することにより、有機化合物層中の発光性有機化合物の励起子を生成し、該励起子が基底状態に戻る際に、有機発光素子は光を放出する。
有機発光素子の最近の進歩は著しく、その特長としては、低駆動電圧、多様な発光波長、高速応答性、発光デバイスの薄型化・軽量化が可能であることが挙げられる。
また、ディスプレイに用いられる色再現範囲として、sRGBやAdobeRGBの規格が用いられ、それを再現する材料が求められてきたが最近ではさらに色再現範囲を広げる規格としてBT-2020が挙げられている。
ところで、現在までに発光性の有機化合物の創出が盛んに行われている。高性能の有機発光素子を提供するにあたり、発光特性の優れた化合物の創出が重要であるからである。
これまでに創出された化合物として、特許文献1には下記化合物1―aが記載されている。
特許文献1には、発光材料として化合物1―aが記載されているが、化合物1―aは色純度に課題があった。
本発明は、上記課題を鑑みてなされるものであり、色純度に優れる有機化合物を提供することである。
本発明に係る有機化合物は、一般式(1)で示されることを特徴とする。
一般式(1)において、R1乃至R20は水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルコキシ基、置換あるいは無置換のシリル基、置換あるいは無置換のアミノ基、置換あるいは無置換のアリール基、置換あるいは無置換のヘテロアリール基、シアノ基から構成される群からそれぞれ独立して選択される。
R1乃至R20は互いに結合し、環を形成してもよい。当該結合は、カルコゲン原子を介していてもよい。R9とR10、R19とR20の組み合わせのうち少なくとも1つは互いに結合している。
X1およびX2はカルコゲン原子、置換または無置換のイミノ基、置換または無置換のメチレン基、置換または無置換のシリレン基から構成される群からそれぞれ独立して選択される。
本発明に係る有機化合物は、縮環構造を有することで、色純度に優れた青色発光を得ることができる。
本明細書において、ハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、アスタチン、テネシン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
カルコゲン原子としては、例えば、酸素、硫黄、セレン、テルル、ポロニウム、リバモリウム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
アルキル基としては、炭素原子数1以上20以下のアルキル基であってよい。例えば、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、ターシャリーブチル基、セカンダリーブチル基、オクチル基、シクロヘキシル基、ターシャリペンチル基、3-メチルペンタン-3-イル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
アルコキシ基としては、炭素原子数1以上10以下のアルコキシ基であってよい。例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロオキシ基、ターシャリブトキシ基、2-エチル-オクチルオキシ基、ベンジルオキシ基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
アリール基としては、炭素原子数6以上20以下のアリール基であってよい。例えば、フェニル基、ナフチル基、インデニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、アントラニル基、ペリレニル基、クリセニル基、フルオランテニル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
ヘテロアリール基としては、炭素原子数3以上20以下のヘテロアリール基であってよい。例えば、ピリジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、カルバゾリル基、アクリジニル基、フェナントロリル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
シリル基としては、例えば、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
アミノ基としては、例えば、N-メチルアミノ基、N-エチルアミノ基、N,N-ジメチルアミノ基、N,N-ジエチルアミノ基、N-メチル-N-エチルアミノ基、N-ベンジルアミノ基、N-メチル-N-ベンジルアミノ基、N,N-ジベンジルアミノ基、アニリノ基、N,N-ジフェニルアミノ基、N,N-ジナフチルアミノ基、N,N-ジフルオレニルアミノ基、N-フェニル-N-トリルアミノ基、N,N-ジトリルアミノ基、N-メチル-N-フェニルアミノ基、N,N-ジアニソリルアミノ基、N-メシチル-N-フェニルアミノ基、N,N-ジメシチルアミノ基、N-フェニル-N-(4-ターシャリブチルフェニル)アミノ基、N-フェニル-N-(4-トリフルオロメチルフェニル)アミノ基、N-ピペリジル基、カルバゾリル基、アクリジル基、トリメチルアミノ基、トリフェニルアミノ基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アリール基、複素環基、アリールオキシ基、シリル基がさらに有してもよい置換基として、例えば、重水素、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、ターシャリーブチル基等のアルキル基、ベンジル基等のアラルキル基、フェニル基、ビフェニル基等のアリール基、ピリジル基、ピロリル基等の複素環基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基等のアミノ基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基等のアリールオキシ基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子、シアノ基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
(1)有機化合物
まず、本発明に係る有機化合物について説明する。
まず、本発明に係る有機化合物について説明する。
本発明に係る有機化合物は、一般式(1)で示される化合物である。なお、本明細書において、主骨格とは、3つのベンゼン環とカルコゲン原子を含んだ2つの6員環が縮環した構造を有する骨格を指す。また、基本骨格とは、主骨格中の2つの窒素原子にそれぞれ置換する置換基のうち、少なくとも1つが主骨格に縮環した構造を有する骨格を指す。
一般式(1)において、R1乃至R20は水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルコキシ基、置換あるいは無置換のシリル基、置換あるいは無置換のアミノ基、置換あるいは無置換のアリール基、置換あるいは無置換のヘテロアリール基、シアノ基から構成される群からそれぞれ独立して選択される。
R1乃至R20は互いに結合し、環を形成してもよい。当該結合は、カルコゲン原子を介していてもよい。なお、当該結合を介するカルコゲン原子は、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子であることが好ましく、酸素原子、硫黄原子であることが特に好ましい。R9とR10、R19とR20の組み合わせのうち少なくとも1つは互いに結合している。
X1およびX2はカルコゲン原子、置換あるいは無置換のイミノ基、置換あるいは無置換のメチレン基、置換あるいは無置換のシリレン基から構成される群からそれぞれ独立して選択される。なお、X1およびX2において、カルコゲン原子は、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子であることが好ましく、酸素原子、硫黄原子であることが特に好ましい。
また、本発明に係る有機化合物のうち、一般式(2)または(3)で示される構造であることが好ましい。
一般式(2)および(3)において、R21乃至R36は水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルコキシ基、置換あるいは無置換のシリル基、置換あるいは無置換のアミノ基、置換あるいは無置換のアリール基、置換あるいは無置換のヘテロアリール基、シアノ基から構成される群からそれぞれ独立して選択される。
R21乃至R36は互いに結合し、環を形成してもよい。当該結合は、カルコゲン原子を介していてもよい。なお、当該結合を介するカルコゲン原子は、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子であることが好ましく、酸素原子、硫黄原子であることが更に好ましく、酸素原子であることが特に好ましい。
X1乃至X4はカルコゲン原子、置換あるいは無置換のイミノ基、置換あるいは無置換のメチレン基、置換あるいは無置換のシリレン基から構成される群からそれぞれ独立して選択される。なお、X1乃至X4は、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子であることが好ましく、酸素原子、硫黄原子であることが更に好ましく、酸素原子であることが特に好ましい。
本発明に係る有機化合物は、一般式(3)で表される構造を有することが特に好ましい。
また、本発明に係る一実施形態では、一般式(4)に示す構造を有していなくてもよい。
一般式(4)において、X5およびX6は酸素原子、硫黄原子、ジメチルメチレン基、スルホニル基、一般式(5)から選択される。*はR26およびR34、*’はR27およびR35への結合位置を表す。
一般式(5)において、R41はフェニル基である。*は結合位置を表す。
一般式(1)乃至(3)で示される有機化合物は、以下の特徴を有する。
(1―1)主骨格中の2つの窒素原子にそれぞれ置換する置換基のうち、少なくとも1つが主骨格に縮環する構造を、基本骨格が有することで、色純度に優れる青色発光を発する。
(1-2)基本骨格は複数の縮環構造からなるため、熱安定性が高い。
(1―1)主骨格中の2つの窒素原子にそれぞれ置換する置換基のうち、少なくとも1つが主骨格に縮環する構造を、基本骨格が有することで、色純度に優れる青色発光を発する。
(1-2)基本骨格は複数の縮環構造からなるため、熱安定性が高い。
以下、これらの特徴について、本発明に係る有機化合物に類似する構造を有する比較例化合物を比較対照して挙げながら、本発明に係る有機化合物の基本骨格の性質を説明する。具体的には、比較例化合物1-aと、本実施形態の例示化合物をそれぞれ挙げる。
(1―1)主骨格中の2つの窒素原子にそれぞれ置換する置換基のうち、少なくとも1つが主骨格に縮環する構造を、基本骨格が有することで、色純度に優れる青色発光を発する。
本発明者らは、一般式(1)に示される有機化合物を発明するにあたり、基本骨格それ自体に注目した。
本発明者らは、一般式(1)に示される有機化合物を発明するにあたり、基本骨格それ自体に注目した。
まず、色純度が良い青色発光を発するためには、基本骨格自体が色純度の高い青色領域にある必要がある。本実施形態において、所望の色純度に優れた青色発光とは、希薄トルエン溶液中での発光スペクトルの最大発光波長が440~475nmにあり、半値幅が50nm以下であることである。さらに、半値幅が40nm以下であることが、より色純度に優れた青色発光を得るために好ましい。なお、本明細書において発光スペクトルの半値幅とは、最大強度を1.0とした時の0.5の強度のスペクトル幅を指す。
本発明に係る例示化合物は、主骨格中の2つの窒素原子にそれぞれ置換する置換基のうち、少なくとも1つが主骨格に縮環する構造を有する。これにより、置換基が主骨格へ縮環していない構造と比較して、分子の振動と、励起状態と基底状態の構造変化が抑制されるため、発光スペクトルの半値幅が狭小化することを見出した。
一方、比較化合物1-aは、回転軸をもつC-N結合を2か所に有しており、主骨格中の2つの窒素原子にそれぞれ置換する置換基は、いずれも主骨格へ縮環していない。従って、C-N結合による振動と、励起状態と基底状態の構造変化が影響するため、発光スペクトルの半値幅が広大化する。
表1に、本発明に係る例示化合物と、比較化合物とを用いて、希薄トルエン溶液中での発光スペクトルの比較を行った。具体的には、発光スペクトルを測定後、得られた発光スペクトルの半値幅と発光色を比較した。発光波長の測定は、日立製F-4500を用い、室温下、励起波長350nmにおける希薄トルエン溶液のフォトルミネッセンス測定により行った。なお、表1の発光スペクトルの半値幅に関して、40nm以下の場合は「A」、50nm以下の場合は「B」、50nmより大きい場合は「C」と示す。AAはAよりもさらに色純度に優れていることを示す。
表1より、比較例化合物1-aに対して本発明に係る化合物は、主骨格中の2つの窒素原子にそれぞれ置換する置換基のうち、少なくとも1つが主骨格に縮環する構造を有する。そのため、色純度に優れた青色発光に必要な50nm以下の半値幅を有することが分かる。このように、主鎖中の2つの窒素原子にそれぞれ置換する置換基のうち、少なくとも1つが主鎖に縮環する構造を有する特有の効果として、色純度に優れた青色発光を発する。特に、主骨格中の2つの窒素原子にそれぞれ置換する置換基がどちらも縮環することが好ましい。
(1-2)基本骨格は複数の縮環構造からなるため、熱安定性が高い。
有機発光素子の有機層、特に発光層内の化合物は、有機発光素子の発光の過程において、特に発光層内では、繰り返し基底状態と励起状態との間を繰り返し遷移する。この中で、分子の伸縮、回転等の運動が起こる。その際に、結合が解離しやすい部位が存在すると、結合が開裂して化合物中の一部が遊離してしまうことがある。化合物中の一部が遊離すると構造が変化してしまうため、遊離が生じやすい化合物は耐久性が低くなる。また、このような化合物を有機発光素子に用いた場合には、遊離した部分がクエンチャーとなって、素子耐久特性を低下させる。したがって、結合が解離しにくく、遊離が生じにくい構造を有している分子ほど、素子耐久特性が良くなる。
有機発光素子の有機層、特に発光層内の化合物は、有機発光素子の発光の過程において、特に発光層内では、繰り返し基底状態と励起状態との間を繰り返し遷移する。この中で、分子の伸縮、回転等の運動が起こる。その際に、結合が解離しやすい部位が存在すると、結合が開裂して化合物中の一部が遊離してしまうことがある。化合物中の一部が遊離すると構造が変化してしまうため、遊離が生じやすい化合物は耐久性が低くなる。また、このような化合物を有機発光素子に用いた場合には、遊離した部分がクエンチャーとなって、素子耐久特性を低下させる。したがって、結合が解離しにくく、遊離が生じにくい構造を有している分子ほど、素子耐久特性が良くなる。
表2に、本発明に係る例示化合物A2と、比較化合物1-aの構造の違いを示す。本発明に係る例示化合物A2は、基本骨格を有するため、結合エネルギーが低いC-N結合に加えて、結合エネルギーが高いC-C結合を有する。一方、比較化合物1-aは、結合エネルギーが低いC-N結合のみを有する。したがって、本発明に係る有機化合物の方が、比較化合物1-aよりも結合安定性が高いため、素子耐久特性が向上する。
更に、本発明に係る有機化合物は以下の特徴を有することが好ましい。
(1-3)一般式(2)および(3)において、R21、R22、R23、R26、R27、R29、R30、R31、R34、またはR35のうち少なくとも1つが水素原子以外、すなわち置換基であることで、耐久性が向上する。
(1-4)一般式(2)および(3)において、R21またはR29のうち、少なくとも1つが置換基であることで、濃度消光を抑制することができる。
(1-3)一般式(2)および(3)において、R21、R22、R23、R26、R27、R29、R30、R31、R34、またはR35のうち少なくとも1つが水素原子以外、すなわち置換基であることで、耐久性が向上する。
(1-4)一般式(2)および(3)において、R21またはR29のうち、少なくとも1つが置換基であることで、濃度消光を抑制することができる。
以下、これらの特徴について説明する。
(1-3)一般式(2)および(3)において、R21、R22、R23、R26、R27、R29、R30、R31、R34、またはR35のうち少なくとも1つが水素原子以外、すなわち置換基であることで、耐久性が向上する。
表3に、一般式(3)において、各置換位置にそれぞれフェニル基を導入した場合の、基本骨格捻じれ角およびS1(最低励起一重項エネルギー)の計算結果を示した。基本骨格捻じれ角とは基本骨格の平面性を表す指標であり、基本骨格捻じれ角が小さいほど、平面性が高いといえる。表3によると、置換位置R21、R22、R23、R26、またはR27のうち少なくとも1つが置換基であることで、基本骨格捻じれ角が小さい値を示すため好ましく、R22、R23、R26、またはR27のうち少なくとも1つが置換基であることが更に好ましく、R22、R23、またはR27のうち少なくとも1つが置換基であることが特に好ましい。特に、置換位置R22、R23、またはR27のうち少なくとも1つが置換基であることで、S1は大きい値を示す。基本骨格捻じれ角が小さい値を示すことで、発光スペクトルの半値幅が狭くなり、優れた耐久性を示す。また、S1が大きい値を示すことで、色純度が高い青色発光を示す。したがって、一般式(2)および(3)において、R21、R22、R23、R26、R27、R29、R30、R31、R34、またはR35のうち少なくとも1つが置換基であることが好ましく、R22、R23、R27、R30、またはR35のうち少なくとも1つが置換基であることが更に好ましく、R22、R27、R30、R31、またはR35のうち少なくとも1つが置換基であることが更に好ましく、R27またはR35のうち少なくとも1つが置換基を有することが更に好ましく、R27およびR35が置換基であることが特に好ましい。置換基としては、炭素数1乃至10のアルキル基、炭素数6乃至12のアリール基、炭素数3乃至12のヘテロアリール基が好ましく、炭素数1乃至4のアルキル基、炭素数6乃至12のアリール基が更に好ましく、tert―ブチル基、イソプロピル基、フェニル基が特に好ましい。
表3に、一般式(3)において、各置換位置にそれぞれフェニル基を導入した場合の、基本骨格捻じれ角およびS1(最低励起一重項エネルギー)の計算結果を示した。基本骨格捻じれ角とは基本骨格の平面性を表す指標であり、基本骨格捻じれ角が小さいほど、平面性が高いといえる。表3によると、置換位置R21、R22、R23、R26、またはR27のうち少なくとも1つが置換基であることで、基本骨格捻じれ角が小さい値を示すため好ましく、R22、R23、R26、またはR27のうち少なくとも1つが置換基であることが更に好ましく、R22、R23、またはR27のうち少なくとも1つが置換基であることが特に好ましい。特に、置換位置R22、R23、またはR27のうち少なくとも1つが置換基であることで、S1は大きい値を示す。基本骨格捻じれ角が小さい値を示すことで、発光スペクトルの半値幅が狭くなり、優れた耐久性を示す。また、S1が大きい値を示すことで、色純度が高い青色発光を示す。したがって、一般式(2)および(3)において、R21、R22、R23、R26、R27、R29、R30、R31、R34、またはR35のうち少なくとも1つが置換基であることが好ましく、R22、R23、R27、R30、またはR35のうち少なくとも1つが置換基であることが更に好ましく、R22、R27、R30、R31、またはR35のうち少なくとも1つが置換基であることが更に好ましく、R27またはR35のうち少なくとも1つが置換基を有することが更に好ましく、R27およびR35が置換基であることが特に好ましい。置換基としては、炭素数1乃至10のアルキル基、炭素数6乃至12のアリール基、炭素数3乃至12のヘテロアリール基が好ましく、炭素数1乃至4のアルキル基、炭素数6乃至12のアリール基が更に好ましく、tert―ブチル基、イソプロピル基、フェニル基が特に好ましい。
尚、上記のS1エネルギーおよび基本骨格捻じれ角は、分子軌道計算を用いて算出した。分子軌道計算法の計算手法は、現在広く用いられている密度汎関数法(Density Functional Theory,DFT)を用いた。汎関数はB3LYP、基底関数は6-31G*を用いた。尚、分子軌道計算法は、現在広く用いられているGaussian09(Gaussian09,RevisionC.01,M.J.Frisch,G.W.Trucks,H.B.Schlegel,G.E.Scuseria,M.A.Robb,J.R.Cheeseman,G.Scalmani,V.Barone,B.Mennucci,G.A.Petersson,H.Nakatsuji,M.Caricato,X.Li,H.P.Hratchian,A.F.Izmaylov,J.Bloino,G.Zheng,J.L.Sonnenberg,M.Hada,M.Ehara,K.Toyota,R.Fukuda,J.Hasegawa,M.Ishida,T.Nakajima,Y.Honda,O.Kitao,H.Nakai,T.Vreven,J.A.Montgomery,Jr.,J.E.Peralta,F.Ogliaro,M.Bearpark,J.J.Heyd,E.Brothers,K.N.Kudin,V.N.Staroverov,T.Keith,R.Kobayashi,J.Normand,K.Raghavachari,A.Rendell,J.C.Burant,S.S.Iyengar,J.Tomasi,M.Cossi,N.Rega,J.M.Millam,M.Klene,J.E.Knox,J.B.Cross,V.Bakken,C.Adamo,J.Jaramillo,R.Gomperts,R.E.Stratmann,O.Yazyev,A.J.Austin,R.Cammi,C.Pomelli,J.W.Ochterski,R.L.Martin,K.Morokuma,V.G.Zakrzewski,G.A.Voth,P.Salvador,J.J.Dannenberg,S.Dapprich,A.D.Daniels,O.Farkas,J.B.Foresman,J.V.Ortiz,J.Cioslowski,and D.J.Fox,Gaussian,Inc.,Wallingford CT,2010.)により実施した。以降、本明細書における分子軌道計算は同じ手法を用いる。
(1-4)一般式(2)および(3)において、R21またはR29のうち、少なくとも1つが置換基であることで、濃度消光を抑制することができる。
基本骨格は高い平面性を有するため、薄膜状態では分子間スタッキングによって、発光の濃度消光が生じやすい。一般式(2)および(3)において、R21またはR29のうち、少なくとも1つが置換基であることで、立体障害によって基本骨格と置換基が捻じれる。そのため、薄膜状態での分子間スタッキングを抑制し、発光の濃度消光を抑制することが出来る。したがって、R21またはR29のうち、少なくとも1つが置換基であることが好ましく、R21及びR29が置換基であることが更に好ましい。置換基としては、炭素数1乃至10のアルキル基、炭素数6乃至12のアリール基、フッ素基が好ましく、炭素数1乃至4のアルキル基、炭素数6乃至12のアリール基が更に好ましく、tert―ブチル基、イソプロピル基、オルト置換フェニル基が特に好ましい。
基本骨格は高い平面性を有するため、薄膜状態では分子間スタッキングによって、発光の濃度消光が生じやすい。一般式(2)および(3)において、R21またはR29のうち、少なくとも1つが置換基であることで、立体障害によって基本骨格と置換基が捻じれる。そのため、薄膜状態での分子間スタッキングを抑制し、発光の濃度消光を抑制することが出来る。したがって、R21またはR29のうち、少なくとも1つが置換基であることが好ましく、R21及びR29が置換基であることが更に好ましい。置換基としては、炭素数1乃至10のアルキル基、炭素数6乃至12のアリール基、フッ素基が好ましく、炭素数1乃至4のアルキル基、炭素数6乃至12のアリール基が更に好ましく、tert―ブチル基、イソプロピル基、オルト置換フェニル基が特に好ましい。
また、一般式(2)で表される有機化合物は、以下の特徴を更に有する。
(1-5)一般式(2)で表される有機化合物は、基本骨格が6員環から構成されるため、高いT1(最低励起三重項エネルギー)を示す。
(1-5)一般式(2)で表される有機化合物は、基本骨格が6員環から構成されるため、高いT1(最低励起三重項エネルギー)を示す。
本発明に係る有機化合物のうち、一般式(2)で表される有機化合物は、X3およびX4が直接結合でないため、一般式(3)で表される有機化合物に比べて、共役長が伸長しにくい。そのため、一般式(2)で表される有機化合物は、本発明に係る有機化合物の中でも、特に高いT1を示す。上記の特徴を有することから、一般式(2)で表される有機化合物は、有機発光素子において、ホスト材料またはアシスト材料として用いられることが好ましい。一般式(2)で表される有機化合物は、有機発光素子において、青色発光層または緑色発光層のホスト材料として用いられることが好ましい。
本発明に係る有機化合物の具体例を以下に示す。しかし、本発明はこれらに限られるものではない。
A群に属する例示化合物は、一般式(3)において、R22、R23、R27、R30、R31、またはR35のうち少なくとも置換基を有し、X1及びX2が酸素である化合物群である。本発明に係る有機化合物の中でもA群の化合物群は、基本骨格の平面性が他の群よりも高いため、発光波長が最も短波長であり、色純度が高いという効果を奏する。
B群に属する例示化合物のうちB37乃至B40を除く有機化合物は、一般式(3)において、R22、R23、R27、R30、R31、またはR35のうち少なくとも1つが置換基を有する。更に、X1およびX2が酸素原子、硫黄原子、セレン原子、またはテルル原子である化合物群である。本発明に係る有機化合物の中でもB群の化合物群は、HOMOおよびLUMOが低い(真空準位から遠い)特徴を有しており、酸化に対して安定という効果を奏する。
B群に属する例示化合物のうちB37乃至B40で表される有機化合物は、一般式(1)において、X1またはX2がメチレン基である化合物群である。X1またはX2がメチレン基であることで、分子会合を低減することができる。そのため、濃度消光しにくい化合物となる。
C群に属する例示化合物のうちC12およびC20を除く有機化合物は、一般式(3)において、R21またはR29のうち少なくとも1つが置換基を有する有機化合物である。本発明に係る有機化合物の中でもC群の化合物群は、立体障害により基本骨格と置換基が捻じれることで、薄膜状態において分子間スタッキングを抑制し、発光の濃度消光を抑制できるという効果を奏する。
C群に属する例示化合物のうち、C12およびC20は、一般式(1)において、R9とR10、もしくはR19とR20のうちいずれか1組が結合し、縮環構造を形成している化合物である。C12およびC20は、短波長の発光を有するという効果を奏する。
D群に属する例示化合物は、一般式(3)において、R26およびR34に置換基を有する化合物群である。本発明に係る有機化合物の中でもD群の化合物群は、R26およびR34に置換基を有するため、耐久性に優れる化合物群である。また、置換基がアリール基であるため、平面性が高くなり、色純度にも優れる化合物群である。
E群に属する例示化合物は、置換基として、ハロゲン基、重水素置換基、シリル基、アルコキシ基、シアノ基、ヘテロアリール基を有する化合物群である。本発明に係る有機化合物の中でもE群の化合物群は、HOMOおよびLUMOを調整することができるという効果を奏する。
F群に属する例示化合物は、一般式(2)で表される化合物群である。F群に属する例示化合物は、基本骨格が6員環から構成されるため、特に高いT1を示す。
(2)有機発光素子の詳細
次に、本実施形態に係る有機発光素子について説明する。本実施形態に係る有機発光素子は、第一電極と第二電極と、これら電極間に配置される有機化合物層と、を少なくとも有する。第一電極及び第二電極は、一方が陽極で他方が陰極である。本実施形態に係る有機発光素子において、有機化合物層は発光層を有していれば単層であってもよいし複数層からなる積層体であってもよい。ここで有機化合物層が複数層からなる積層体である場合、有機化合物層は、発光層の他に、ホール注入層、ホール輸送層、電子ブロッキング層、ホール・エキシトンブロッキング層、電子輸送層、電子注入層等を有してもよい。また発光層は、単層であってもよいし、複数の層からなる積層体であってもよい。
次に、本実施形態に係る有機発光素子について説明する。本実施形態に係る有機発光素子は、第一電極と第二電極と、これら電極間に配置される有機化合物層と、を少なくとも有する。第一電極及び第二電極は、一方が陽極で他方が陰極である。本実施形態に係る有機発光素子において、有機化合物層は発光層を有していれば単層であってもよいし複数層からなる積層体であってもよい。ここで有機化合物層が複数層からなる積層体である場合、有機化合物層は、発光層の他に、ホール注入層、ホール輸送層、電子ブロッキング層、ホール・エキシトンブロッキング層、電子輸送層、電子注入層等を有してもよい。また発光層は、単層であってもよいし、複数の層からなる積層体であってもよい。
本実施形態に係る有機発光素子において、上記有機化合物層の少なくとも一層が本発明に係る有機化合物を含有する。具体的には、本発明に係る有機化合物は、上述した発光層、ホール注入層、ホール輸送層、電子ブロッキング層、ホール・エキシトンブロッキング層、電子輸送層、電子注入層等のいずれかに含まれている。本発明に係る有機化合物は、ホール輸送層、電子ブロッキング層、ホール・エキシトンブロッキング層、電子輸送層、または発光層に含まれることが好ましく、発光層に含まれることが特に好ましい。
本実施形態に係る有機発光素子において、本発明に係る有機化合物が発光層に含まれる場合、発光層は第一の化合物(以下、「ホスト材料」と呼ぶことがある)を更に含んでもよい。第一の化合物は、本発明に係る有機化合物のS1より高いS1を有している。発光層は第二の化合物(以下、「アシスト材料」と呼ぶことがある)を更に含んでもよい。第二の化合物は、本発明に係る有機化合物のS1より高く、第一の化合物のS1より低いことが好ましい。
本実施形態に係る有機発光素子において、本発明に係る有機化合物が発光層に含まれる場合、発光層は、本発明に係る有機化合物のみからなる層であってもよいし、本発明に係る有機化合物と他の化合物とからなる層であってもよい。ここで、発光層が本発明に係る有機化合物と他の化合物とからなる層である場合、本発明に係る有機化合物は、発光層のホスト材料として使用してもよいし、アシスト材料として使用してもよいし、ゲスト材料として使用してもよい。本発明に係る有機化合物がホストとして用いられる場合、第三の化合物(以下、「ゲスト材料」もしくは「ドーパント材料」と呼ぶことがある)を含んでもよい。第三の化合物は、本発明に係る有機化合物のS1より低いT1を有することが好ましく、本発明に係る有機化合物のS1より低いS1を有することが更に好ましい。本発明に係る有機化合物がアシスト材料として用いられる場合、第一の化合物と第三の化合物を含んでもよい。ここでホストとは、発光層を構成する化合物の中で質量比が最も大きい化合物である。またアシスト材料とは、発光層を構成する化合物の中で質量比がホストよりも小さく、ゲストの発光を補助する化合物である。尚、アシスト材料は、第2のホストとも呼ばれている。またゲストとは、発光層を構成する化合物の中で質量比がホストよりも小さい化合物であって、主たる発光を担う化合物である。
本発明に係る有機化合物を発光層のゲストとして用いる場合、ゲストの濃度は、発光層全体に対して0.01質量%以上30質量%以下であることが好ましく、2質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。
本発明者らは種々の検討を行い、本発明に係る有機化合物を、発光層のホスト又はゲストとして、特に、発光層のゲストとして用いると、高効率で高輝度な光出力を呈し、かつ極めて耐久性が高い素子が得られることを見出した。この発光層は単層でも複層でもよいし、他の発光色を有する発光材料を含むことで本実施形態の発光色である赤の発光と混色させることも可能である。複層とは発光層と別の発光層とが積層している状態を意味する。この場合、有機発光素子の発光色は赤に限られない。より具体的には白色でもよいし、中間色でもよい。白色の場合、別の発光層が赤以外の色、すなわち青色や緑色を発光する。また、製膜方法も蒸着もしくは塗布製膜で製膜を行う。この詳細については、後述する実施例で詳しく説明する。
本発明に係る有機化合物は、本実施形態に係る有機発光素子を構成する発光層以外の有機化合物層の構成材料として使用することができる。具体的には、電子輸送層、電子注入層、ホール輸送層、ホール注入層、ホールブロッキング層等の構成材料として用いてもよい。この場合、有機発光素子の発光色は赤に限られない。より具体的には白色発光でもよいし、中間色でもよい。
ここで、本発明に係る有機化合物以外にも、必要に応じて従来公知の低分子系及び高分子系のホール注入性化合物あるいはホール輸送性化合物、ホストとなる化合物、発光性化合物、電子注入性化合物あるいは電子輸送性化合物等を一緒に使用することができる。以下にこれらの化合物例を挙げる。
ホール注入輸送性材料としては、陽極からのホールの注入を容易にして、かつ注入されたホールを発光層へ輸送できるようにホール移動度が高い材料が好ましい。また有機発光素子中において結晶化等の膜質の劣化を抑制するために、ガラス転移点温度が高い材料が好ましい。ホール注入輸送性能を有する低分子及び高分子系材料としては、トリアリールアミン誘導体、アリールカルバゾール誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、ポリ(ビニルカルバゾール)、ポリ(チオフェン)、その他導電性高分子が挙げられる。さらに上記のホール注入輸送性材料は、電子ブロッキング層にも好適に使用される。以下に、ホール注入輸送性材料として用いられる化合物の具体例を示すが、もちろんこれらに限定されるものではない。
正孔輸送材料としてあげた中でも、HT16乃至HT18は、陽極に接する層に用いることで駆動電圧を低減することができる。HT16は広く有機発光素子に用いられている。HT16に隣接する有機化合物層に、HT2、HT3、HT4、HT5、HT6、HT10、HT12を用いてよい。また、一つの有機化合物層に複数の材料を用いてもよい。
主に発光機能に関わる発光材料としては、縮環化合物(例えばフルオレン誘導体、ナフタレン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、テトラセン誘導体、アントラセン誘導体、ルブレン等)、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、スチルベン誘導体、トリス(8-キノリノラート)アルミニウム等の有機アルミニウム錯体、イリジウム錯体、白金錯体、レニウム錯体、銅錯体、ユーロピウム錯体、ルテニウム錯体、及びポリ(フェニレンビニレン)誘導体、ポリ(フルオレン)誘導体、ポリ(フェニレン)誘導体等の高分子誘導体が挙げられる。
以下に、発光材料として用いられる化合物の具体例を示すが、もちろんこれらに限定されるものではない。
発光材料が炭化水素化合物である場合、エキサイプレックス形成による発光効率低下やエキサイプレックス形成による発光材料の発光スペクトルの変化による色純度低下を低減できるので、好ましい。
炭化水素化合物とは炭素と水素のみで構成される化合物であり、上記の例示化合物の中ではBD7、BD8、GD5乃至GD9、RD1である。
発光材料は5員環を含む縮合多環である場合、イオン化ポテンシャルが高いため、酸化しにくく、高耐久な寿命の素子となるため好ましい。上記の例示化合物の中ではBD7、BD8、GD5乃至GD9、RD1である。
発光層に含まれる発光層ホストあるいは発光アシスト材料としては、芳香族炭化水素化合物もしくはその誘導体の他、カルバゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、トリス(8-キノリノラート)アルミニウム等の有機アルミニウム錯体、有機ベリリウム錯体等が挙げられる。
以下に、発光層に含まれる発光層ホストあるいは発光アシスト材料として用いられる化合物の具体例を示すが、もちろんこれらに限定されるものではない。
ホスト材料は炭化水素化合物である場合、本発明の化合物が電子や正孔をトラップしやすくなるため高効率化の効果が大きくなる。炭化水素化合物とは炭素と水素のみで構成される化合物であり、上記の例示化合物の中ではEM1乃至EM12、EM16乃至27である。ホスト材料は、炭素数6乃至18のアリール基を有することが好ましく、炭化水素化合物であることが更に好ましい。また、本発明に係る有機化合物がアシスト材料として用いられる場合、ホスト材料はピレン骨格、トリフェニレン骨格、クリセン骨格のうち少なくとも1つ有することが好ましい。上記の例示化合物の中ではEM1乃至4、EM9乃至12、EM26及びEM27である。
電子輸送性材料としては、陰極から注入された電子を発光層へ輸送することができるものから任意に選ぶことができ、ホール輸送性材料のホール移動度とのバランス等を考慮して選択される。電子輸送性能を有する材料としては、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機アルミニウム錯体、縮環化合物(例えばフルオレン誘導体、ナフタレン誘導体、クリセン誘導体、アントラセン誘導体等)が挙げられる。さらに上記の電子輸送性材料は、ホールブロッキング層にも好適に使用される。
以下に、電子輸送性材料として用いられる化合物の具体例を示すが、もちろんこれらに限定されるものではない。
電子注入性材料としては、陰極からの電子注入が容易に可能なものから任意に選ぶことができ、正孔注入性とのバランス等を考慮して選択される。有機化合物としてn型ドーパント及び還元性ドーパントも含まれる。例えば、フッ化リチウム等のアルカリ金属を含む化合物、リチウムキノリノール等のリチウム錯体、ベンゾイミダゾリデン誘導体、イミダゾリデン誘導体、フルバレン誘導体、アクリジン誘導体があげられる。
また上記の電子輸送材料と合わせて用いることもできる。
[有機発光素子の構成]
有機発光素子は、基板の上に、絶縁層、第一電極、有機化合物層、第二電極を形成して設けられる。陰極の上には、保護層、カラーフィルタ、マイクロレンズ等を設けてよい。カラーフィルタを設ける場合は、保護層との間に平坦化層を設けてよい。平坦化層はアクリル樹脂等で構成することができる。カラーフィルタとマイクロレンズとの間において、平坦化層を設ける場合も同様である。
有機発光素子は、基板の上に、絶縁層、第一電極、有機化合物層、第二電極を形成して設けられる。陰極の上には、保護層、カラーフィルタ、マイクロレンズ等を設けてよい。カラーフィルタを設ける場合は、保護層との間に平坦化層を設けてよい。平坦化層はアクリル樹脂等で構成することができる。カラーフィルタとマイクロレンズとの間において、平坦化層を設ける場合も同様である。
[基板]
基板は、石英、ガラス、シリコンウエハ、樹脂、金属等が挙げられる。また、基板上には、トランジスタなどのスイッチング素子や配線を備え、その上に絶縁層を備えてもよい。絶縁層としては、第一電極との間に配線が形成可能なように、コンタクトホールを形成可能で、かつ接続しない配線との絶縁を確保できれば、材料は問わない。例えば、ポリイミド等の樹脂、酸化シリコン、窒化シリコンなどを用いることができる。
基板は、石英、ガラス、シリコンウエハ、樹脂、金属等が挙げられる。また、基板上には、トランジスタなどのスイッチング素子や配線を備え、その上に絶縁層を備えてもよい。絶縁層としては、第一電極との間に配線が形成可能なように、コンタクトホールを形成可能で、かつ接続しない配線との絶縁を確保できれば、材料は問わない。例えば、ポリイミド等の樹脂、酸化シリコン、窒化シリコンなどを用いることができる。
[電極]
電極は、一対の電極を用いることができる。一対の電極は、陽極と陰極であってよい。有機発光素子が発光する方向に電界を印加する場合に、電位が高い電極が陽極であり、他方が陰極である。また、発光層にホールを供給する電極が陽極であり、電子を供給する電極が陰極であるということもできる。
電極は、一対の電極を用いることができる。一対の電極は、陽極と陰極であってよい。有機発光素子が発光する方向に電界を印加する場合に、電位が高い電極が陽極であり、他方が陰極である。また、発光層にホールを供給する電極が陽極であり、電子を供給する電極が陰極であるということもできる。
陽極の構成材料としては仕事関数がなるべく大きいものが良い。例えば、金、白金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレン、バナジウム、タングステン、等の金属単体やこれらを含む混合物、あるいはこれらを組み合わせた合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫インジウム(ITO)、酸化亜鉛インジウム等の金属酸化物が使用できる。またポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性ポリマーも使用できる。
これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また、陽極は一層で構成されていてもよく、複数の層で構成されていてもよい。
反射電極として用いる場合には、例えばクロム、アルミニウム、銀、チタン、タングステン、モリブデン、又はこれらの合金、積層したものなどを用いることができる。上記の材料にて、電極としての役割を有さない、反射膜として機能することも可能である。また、透明電極として用いる場合には、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛などの酸化物透明導電層などを用いることができるが、これらに限定されるものではない。電極の形成には、フォトリソグラフィ技術を用いることができる。
一方、陰極の構成材料としては仕事関数の小さなものがよい。例えばリチウム等のアルカリ金属、カルシウム等のアルカリ土類金属、アルミニウム、チタニウム、マンガン、銀、鉛、クロム等の金属単体またはこれらを含む混合物が挙げられる。あるいはこれら金属単体を組み合わせた合金も使用することができる。例えばマグネシウム-銀、アルミニウム-リチウム、アルミニウム-マグネシウム、銀-銅、亜鉛-銀等が使用できる。酸化錫インジウム(ITO)等の金属酸化物の利用も可能である。これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また陰極は一層構成でもよく、多層構成でもよい。中でも銀を用いることが好ましく、銀の凝集を低減するため、銀合金とすることがさらに好ましい。銀の凝集が低減できれば、合金の比率は問わない。例えば、銀:他の金属が、1:1、3:1等であってよい。
陰極は、ITOなどの酸化物導電層を使用してトップエミッション素子としてもよいし、アルミニウム(Al)などの反射電極を使用してボトムエミッション素子としてもよいし、特に限定されない。陰極の形成方法としては、特に限定されないが、直流及び交流スパッタリング法などを用いると、膜のカバレッジがよく、抵抗を下げやすいためより好ましい。
[有機化合物層]
有機化合物層は、単層で形成されても、複数層で形成されてもよい。複数層を有する場合には、その機能によって、ホール注入層、ホール輸送層、電子ブロッキング層、発光層、ホールブロッキング層、電子輸送層、電子注入層、と呼ばれてよい。有機化合物層は、主に有機化合物で構成されるが、無機原子、無機化合物を含んでいてもよい。例えば、銅、リチウム、マグネシウム、アルミニウム、イリジウム、白金、モリブデン、亜鉛等を有してよい。有機化合物層は、第一電極と第二電極との間に配置されてよく、第一電極及び第二電極に接して配されてよい。
有機化合物層は、単層で形成されても、複数層で形成されてもよい。複数層を有する場合には、その機能によって、ホール注入層、ホール輸送層、電子ブロッキング層、発光層、ホールブロッキング層、電子輸送層、電子注入層、と呼ばれてよい。有機化合物層は、主に有機化合物で構成されるが、無機原子、無機化合物を含んでいてもよい。例えば、銅、リチウム、マグネシウム、アルミニウム、イリジウム、白金、モリブデン、亜鉛等を有してよい。有機化合物層は、第一電極と第二電極との間に配置されてよく、第一電極及び第二電極に接して配されてよい。
[保護層]
陰極の上に、保護層を設けてもよい。例えば、陰極上に吸湿剤を設けたガラスを接着することで、有機化合物層に対する水等の浸入を低減し、表示不良の発生を低減することができる。また、別の実施形態としては、陰極上に窒化ケイ素等のパッシベーション膜を設け、有機化合物層に対する水等の浸入を低減してもよい。例えば、陰極を形成後に真空を破らずに別のチャンバーに搬送し、CVD法で厚さ2μmの窒化ケイ素膜を形成することで、保護層としてもよい。CVD法の成膜の後で原子堆積法(ALD法)を用いた保護層を設けてもよい。ALD法による膜の材料は限定されないが、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等であってよい。ALD法で形成した膜の上に、さらにCVD法で窒化ケイ素を形成してよい。ALD法による膜は、CVD法で形成した膜よりも小さい膜厚であってよい。具体的には、50%以下、さらには、10%以下であってよい。
陰極の上に、保護層を設けてもよい。例えば、陰極上に吸湿剤を設けたガラスを接着することで、有機化合物層に対する水等の浸入を低減し、表示不良の発生を低減することができる。また、別の実施形態としては、陰極上に窒化ケイ素等のパッシベーション膜を設け、有機化合物層に対する水等の浸入を低減してもよい。例えば、陰極を形成後に真空を破らずに別のチャンバーに搬送し、CVD法で厚さ2μmの窒化ケイ素膜を形成することで、保護層としてもよい。CVD法の成膜の後で原子堆積法(ALD法)を用いた保護層を設けてもよい。ALD法による膜の材料は限定されないが、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等であってよい。ALD法で形成した膜の上に、さらにCVD法で窒化ケイ素を形成してよい。ALD法による膜は、CVD法で形成した膜よりも小さい膜厚であってよい。具体的には、50%以下、さらには、10%以下であってよい。
[カラーフィルタ]
保護層の上にカラーフィルタを設けてもよい。例えば、有機発光素子のサイズを考慮したカラーフィルタを別の基板上に設け、それと有機発光素子を設けた基板と貼り合わせてもよいし、上記で示した保護層上にフォトリソグラフィ技術を用いて、カラーフィルタをパターニングしてもよい。カラーフィルタは、高分子で構成されてよい。
保護層の上にカラーフィルタを設けてもよい。例えば、有機発光素子のサイズを考慮したカラーフィルタを別の基板上に設け、それと有機発光素子を設けた基板と貼り合わせてもよいし、上記で示した保護層上にフォトリソグラフィ技術を用いて、カラーフィルタをパターニングしてもよい。カラーフィルタは、高分子で構成されてよい。
[平坦化層]
カラーフィルタと保護層との間に平坦化層を有してもよい。平坦化層は、下の層の凹凸を低減する目的で設けられる。目的を制限せずに、材質樹脂層と呼ばれる場合もある。平坦化層は有機化合物で構成されてよく、低分子であっても、高分子であってもよいが、高分子であることが好ましい。
カラーフィルタと保護層との間に平坦化層を有してもよい。平坦化層は、下の層の凹凸を低減する目的で設けられる。目的を制限せずに、材質樹脂層と呼ばれる場合もある。平坦化層は有機化合物で構成されてよく、低分子であっても、高分子であってもよいが、高分子であることが好ましい。
平坦化層は、カラーフィルタの上下に設けられてもよく、その構成材料は同じであっても異なってもよい。具体的には、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ABS樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、尿素樹脂等があげられる。
[マイクロレンズ]
有機発光装置は、その光出射側にマイクロレンズ等の光学部材を有してよい。マイクロレンズは、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等で構成されうる。マイクロレンズは、有機発光装置から取り出す光量の増加、取り出す光の方向の制御を目的としてよい。マイクロレンズは、半球の形状を有してよい。半球の形状を有する場合、当該半球に接する接線のうち、絶縁層と平行になる接線があり、その接線と半球との接点がマイクロレンズの頂点である。マイクロレンズの頂点は、任意の断面図においても同様に決定することができる。つまり、断面図におけるマイクロレンズの半円に接する接線のうち、絶縁層と平行になる接線があり、その接線と半円との接点がマイクロレンズの頂点である。
有機発光装置は、その光出射側にマイクロレンズ等の光学部材を有してよい。マイクロレンズは、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等で構成されうる。マイクロレンズは、有機発光装置から取り出す光量の増加、取り出す光の方向の制御を目的としてよい。マイクロレンズは、半球の形状を有してよい。半球の形状を有する場合、当該半球に接する接線のうち、絶縁層と平行になる接線があり、その接線と半球との接点がマイクロレンズの頂点である。マイクロレンズの頂点は、任意の断面図においても同様に決定することができる。つまり、断面図におけるマイクロレンズの半円に接する接線のうち、絶縁層と平行になる接線があり、その接線と半円との接点がマイクロレンズの頂点である。
また、マイクロレンズの中点を定義することもできる。マイクロレンズの断面において、円弧の形状が終了する点から別の円弧の形状が終了する点までの線分を仮想し、当該線分の中点がマイクロレンズの中点と呼ぶことができる。頂点、中点を判別する断面は、絶縁層に垂直な断面であってよい。
[対向基板]
平坦化層の上には、対向基板を有してよい。対向基板は、前述の基板と対応する位置に設けられるため、対向基板と呼ばれる。対向基板の構成材料は、前述の基板と同じであってよい。対向基板は、前述の基板を第一基板とした場合、第二基板であってよい。
平坦化層の上には、対向基板を有してよい。対向基板は、前述の基板と対応する位置に設けられるため、対向基板と呼ばれる。対向基板の構成材料は、前述の基板と同じであってよい。対向基板は、前述の基板を第一基板とした場合、第二基板であってよい。
[有機層]
本実施形態に係る有機発光素子を構成する有機化合物層(正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等)は、以下に示す方法により形成される。
本実施形態に係る有機発光素子を構成する有機化合物層(正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等)は、以下に示す方法により形成される。
本実施形態に係る有機発光素子を構成する有機化合物層は、真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマ等のドライプロセスを用いることができる。またドライプロセスに代えて、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法(例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、LB法、インクジェット法等)により層を形成するウェットプロセスを用いることもできる。
ここで真空蒸着法や溶液塗布法等によって層を形成すると、結晶化等が起こりにくく経時安定性に優れる。また塗布法で成膜する場合は、適当なバインダー樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。
上記バインダー樹脂としては、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ABS樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、尿素樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、これらバインダー樹脂は、ホモポリマー又は共重合体として一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を混合して使用してもよい。さらに必要に応じて、公知の可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を併用してもよい。
[画素回路]
発光装置は、発光素子に接続されている画素回路を有してよい。画素回路は、第一の発光素子、第二の発光素子をそれぞれ独立に発光制御するアクティブマトリックス型であってよい。アクティブマトリックス型の回路は電圧プログラミングであっても、電流プログラミングであってもよい。駆動回路は、画素毎に画素回路を有する。画素回路は、発光素子、発光素子の発光輝度を制御するトランジスタ、発光タイミングを制御するトランジスタ、発光輝度を制御するトランジスタのゲート電圧を保持する容量、発光素子を介さずにGNDに接続するためのトランジスタを有してよい。
発光装置は、発光素子に接続されている画素回路を有してよい。画素回路は、第一の発光素子、第二の発光素子をそれぞれ独立に発光制御するアクティブマトリックス型であってよい。アクティブマトリックス型の回路は電圧プログラミングであっても、電流プログラミングであってもよい。駆動回路は、画素毎に画素回路を有する。画素回路は、発光素子、発光素子の発光輝度を制御するトランジスタ、発光タイミングを制御するトランジスタ、発光輝度を制御するトランジスタのゲート電圧を保持する容量、発光素子を介さずにGNDに接続するためのトランジスタを有してよい。
発光装置は、表示領域と、表示領域の周囲に配されている周辺領域とを有する。表示領域には画素回路を有し、周辺領域には表示制御回路を有する。画素回路を構成するトランジスタの移動度は、表示制御回路を構成するトランジスタの移動度よりも小さくてよい。
画素回路を構成するトランジスタの電流電圧特性の傾きは、表示制御回路を構成するトランジスタの電流電圧特性の傾きよりも小さくてよい。電流電圧特性の傾きは、いわゆるVg-Ig特性により測定できる。
画素回路を構成するトランジスタは、第一の発光素子など、発光素子に接続されているトランジスタである。
[画素]
有機発光装置は、複数の画素を有する。画素は互いに他と異なる色を発光する副画素を有する。副画素は、例えば、それぞれRGBの発光色を有してよい。
有機発光装置は、複数の画素を有する。画素は互いに他と異なる色を発光する副画素を有する。副画素は、例えば、それぞれRGBの発光色を有してよい。
画素は、画素開口とも呼ばれる領域が、発光する。この領域は第一領域と同じである。画素開口は15μm以下であってよく、5μm以上であってよい。より具体的には、11μm、9.5μm、7.4μm、6.4μm等であってよい。
副画素間は、10μm以下であってよく、具体的には、8μm、7.4μm、6.4μmであってよい。
画素は、平面図において、公知の配置形態をとりうる。例えは、ストライプ配置、デルタ配置、ペンタイル配置、ベイヤー配置であってよい。副画素の平面図における形状は、公知のいずれの形状をとってもよい。例えば、長方形、ひし形等の四角形、六角形、等である。もちろん、正確な図形ではなく、長方形に近い形をしていれば、長方形に含まれる。副画素の形状と、画素配列と、を組み合わせて用いることができる。
[本実施形態に係る有機発光素子の用途]
本実施形態に係る有機発光素子は、表示装置や照明装置の構成部材として用いることができる。他にも、電子写真方式の画像形成装置の露光光源や液晶表示装置のバックライト、白色光源にカラーフィルタを有する発光装置等の用途がある。
本実施形態に係る有機発光素子は、表示装置や照明装置の構成部材として用いることができる。他にも、電子写真方式の画像形成装置の露光光源や液晶表示装置のバックライト、白色光源にカラーフィルタを有する発光装置等の用途がある。
表示装置は、エリアCCD、リニアCCD、メモリーカード等からの画像情報を入力する画像入力部を有し、入力された情報を処理する情報処理部を有し、入力された画像を表示部に表示する画像情報処理装置でもよい。
また、撮像装置やインクジェットプリンタが有する表示部は、タッチパネル機能を有していてもよい。このタッチパネル機能の駆動方式は、赤外線方式でも、静電容量方式でも、抵抗膜方式であっても、電磁誘導方式であってもよく、特に限定されない。また表示装置はマルチファンクションプリンタの表示部に用いられてもよい。
次に、図面を参照しながら本実施形態に係る表示装置について説明する。
図1A、図1Bは、有機発光素子とこの有機発光素子に接続されるトランジスタとを有する表示装置の例を示す断面模式図である。トランジスタは、能動素子の一例である。トランジスタは薄膜トランジスタ(TFT)であってもよい。
図1Aは、本実施形態に係る表示装置の構成要素である画素の一例である。画素は、副画素10を有している。副画素はその発光により、10R、10G、10Bに分けられている。発光色は、発光層から発光される波長で区別されても、副画素から出社する光がカラーフィルタ等により、選択的透過または色変換が行われてもよい。それぞれの副画素は、層間絶縁層1の上に第一電極である反射電極2、反射電極2の端を覆う絶縁層3、第一電極と絶縁層とを覆う有機化合物層4、透明電極5、保護層6、カラーフィルタ7を有している。
層間絶縁層1は、その下層または内部にトランジスタ、容量素子を配されていてよい。トランジスタと第一電極は不図示のコンタクトホール等を介して電気的に接続されていてよい。
絶縁層3は、バンク、画素分離膜とも呼ばれる。第一電極の端を覆っており、第一電極を囲って配されている。絶縁層の配されていない部分が、有機化合物層4と接し、発光領域となる。
有機化合物層4は、正孔注入層41、正孔輸送層42、第一発光層43、第二発光層44、電子輸送層45を有する。
第二電極5は、透明電極であっても、反射電極であっても、半透過電極であってもよい。
保護層6は、有機化合物層に水分が浸透することを低減する。保護層は、一層のように図示されているが、複数層であってよい。層ごとに無機化合物層、有機化合物層があってよい。
カラーフィルタ7は、その色により7R、7G、7Bに分けられる。カラーフィルタは、不図示の平坦化膜上に形成されてよい。また、カラーフィルタ上に不図示の樹脂保護層を有してよい。また、カラーフィルタは、保護層6上に形成されてよい。またはガラス基板等の対向基板上に設けられた後に、貼り合わせられよい。
図1Bの表示装置100は、有機発光素子26とトランジスタの一例としてTFT18が記載されている。ガラス、シリコン等の基板11とその上部に絶縁層12が設けられている。絶縁層の上には、TFT等の能動素子18が配されており、能動素子のゲート電極13、ゲート絶縁膜14、半導体層15が配置されている。TFT18は、他にも半導体層15とドレイン電極16とソース電極17とで構成されている。TFT18の上部には絶縁膜19が設けられている。絶縁膜に設けられたコンタクトホール20を介して有機発光素子26を構成する陽極21とソース電極17とが接続されている。
なお、有機発光素子26に含まれる電極(陽極、陰極)とTFTに含まれる電極(ソース電極、ドレイン電極)との電気接続の方式は、図1Bに示される態様に限られるものではない。つまり陽極又は陰極のうちいずれか一方とTFTソース電極またはドレイン電極のいずれか一方とが電気接続されていればよい。TFTは、薄膜トランジスタを指す。
図1Bの表示装置100では有機化合物層を1つの層の如く図示をしているが、有機化合物層22は、複数層であってもよい。陰極23の上には有機発光素子の劣化を低減するための第一の保護層24や第二の保護層25が設けられている。
図1Bの表示装置100ではスイッチング素子としてトランジスタを使用しているが、これに代えて他のスイッチング素子として用いてもよい。
また図1Bの表示装置100に使用されるトランジスタは、単結晶シリコンウエハを用いたトランジスタに限らず、基板の絶縁性表面上に活性層を有する薄膜トランジスタでもよい。活性層として、単結晶シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコンなどの非単結晶シリコン、インジウム亜鉛酸化物、インジウムガリウム亜鉛酸化物等の非単結晶酸化物半導体が挙げられる。なお、薄膜トランジスタはTFT素子とも呼ばれる。
図1Bの表示装置100に含まれるトランジスタは、Si基板等の基板内に形成されていてもよい。ここで基板内に形成されるとは、Si基板等の基板自体を加工してトランジスタを作製することを意味する。つまり、基板内にトランジスタを有することは、基板とトランジスタとが一体に形成されていると見ることもできる。
本実施形態に係る有機発光素子はスイッチング素子の一例であるTFTにより発光輝度が制御され、有機発光素子を複数面内に設けることでそれぞれの発光輝度により画像を表示することができる。なお、本実施形態に係るスイッチング素子は、TFTに限られず、低温ポリシリコンで形成されているトランジスタ、Si基板等の基板上に形成されたアクティブマトリクスドライバーであってもよい。基板上とは、その基板内ということもできる。基板内にトランジスタを設けるか、TFTを用いるかは、表示部の大きさによって選択され、例えば0.5インチ程度の大きさであれば、Si基板上に有機発光素子を設けることが好ましい。
図2は、本実施形態に係る表示装置の一例を表す模式図である。表示装置1000は、上部カバー1001と、下部カバー1009と、の間に、タッチパネル1003、表示パネル1005、フレーム1006、回路基板1007、バッテリー1008を有してよい。表示パネル1005は、本実施形態に係る有機発光素子を有していてもよい。タッチパネル1003および表示パネル1005は、フレキシブルプリント回路FPC1002、1004がそれぞれ接続されている。回路基板1007には、トランジスタがプリントされている。バッテリー1008は、表示装置が携帯機器でなければ、設けなくてもよいし、携帯機器であっても、別の位置に設けてもよい。
本実施形態に係る表示装置は、赤色、緑色、青色を有するカラーフィルタを有してよい。カラーフィルタは、当該赤色、緑色、青色がデルタ配列で配置されてよい。
本実施形態に係る表示装置は、携帯端末の表示部に用いられてもよい。その際には、表示機能と操作機能との双方を有してもよい。携帯端末としては、スマートフォン等の携帯電話、タブレット、ヘッドマウントディスプレイ等が挙げられる。
本実施形態に係る表示装置は、光を受光する撮像素子を有する撮像装置の表示部に用いられてよい。撮像装置は、撮像素子が取得した情報を表示する表示部を有してよい。また、表示部は、撮像装置の外部に露出した表示部であっても、ファインダ内に配置された表示部であってもよい。撮像装置は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラであってよい。
図3Aは、本実施形態に係る撮像装置の一例を表す模式図である。撮像装置1100は、ビューファインダ1101、背面ディスプレイ1102、操作部1103、筐体1104を有してよい。ビューファインダ1101、背面ディスプレイ1102は、本実施形態に係る有機発光素子を有してよい。その場合、ビューファインダ1101や背面ディスプレイ1102は、撮像する画像のみならず、環境情報、撮像指示等を表示してよい。環境情報には、外光の強度、外光の向き、被写体の動く速度、被写体が遮蔽物に遮蔽される可能性等であってよい。
撮像に好適なタイミングはわずかな時間なので、少しでも早く情報を表示した方がよい。したがって、本実施形態に係る有機発光素子を用いた表示装置を用いるのが好ましい。有機発光素子は応答速度が速いからである。有機発光素子を用いた表示装置は、表示速度が求められる、これらの装置、液晶表示装置よりも好適に用いることができる。
撮像装置1100は、不図示の光学部を更に有してよい。光学部が有するレンズは、単数であっても、複数であってもよく、筐体1104内に収容されている撮像素子に結像する。複数のレンズは、その相対位置を調整することで、焦点を調整することができる。この操作を自動で行うこともできる。撮像装置は光電変換装置と呼ばれてもよい。光電変換装置は逐次撮像するのではなく、前画像からの差分を検出する方法、常に記録されている画像から切り出す方法等を撮像の方法として含むことができる。
図3Bは、本実施形態に係る電子機器の一例を表す模式図である。電子機器1200は、表示部1201と、操作部1202と、筐体1203を有する。筐体1203には、回路、当該回路を有するプリント基板、バッテリー、通信部、を有してよい。操作部1202は、ボタンであってもよいし、タッチパネル方式の反応部であってもよい。操作部は、指紋を認識してロックの解除等を行う、生体認識部であってもよい。通信部を有する電子機器は通信機器ということもできる。電子機器は、レンズと、撮像素子とを備えることでカメラ機能をさらに有してよい。カメラ機能により撮像された画像が表示部に映される。電子機器としては、スマートフォン、ノートパソコン等があげられる。
図4A、図4Bは、本実施形態に係る表示装置の一例を表す模式図である。図4Aは、テレビモニタやPCモニタ等の表示装置である。表示装置1300は、筐体1301と、表示部1302とを有する。表示部1302には、本実施形態に係る有機発光素子が用いられてよい。
表示装置1300は、筐体1301と、表示部1302を支える土台1303とを有している。土台1303は、図4Aの形態に限られない。筐体1301の下辺が土台を兼ねてもよい。
また、筐体1301および表示部1302は、曲がっていてもよい。その曲率半径は、5000mm以上6000mm以下であってよい。
図4Bは本実施形態に係る表示装置の他の例を表す模式図である。図4Bの表示装置1310は、折り曲げ可能に構成されており、いわゆるフォルダブルな表示装置である。表示装置1310は、第一表示部1311、第二表示部1312、筐体1313、屈曲点1314を有する。第一表示部1311と第二表示部1312とは、本実施形態に係る有機発光素子を有してよい。第一表示部1311と第二表示部1312とは、つなぎ目のない1枚の表示装置であってよい。第一表示部1311と第二表示部1312とは、屈曲点で分けることができる。第一表示部1311、第二表示部1312は、それぞれ異なる画像を表示してもよいし、第一及び第二表示部とで一つの画像を表示してもよい。
図5Aは、本実施形態に係る照明装置の一例を表す模式図である。照明装置1400は、筐体1401と、光源1402と、回路基板1403とを有してよい。光源1402は、本実施形態に係る有機発光素子を有していてよい。照明装置1400は、光源の演色性を向上させるために、光学フィルム1404を有してよい。また、照明装置1400は、光源の光を効果的に拡散するために、光拡散部1405を有してよい。照明装置1400が光拡散部1405を有することで、広い範囲に光を届けることができる。光学フィルム1404および光拡散部1405は、照明の光出射側に設けられてよい。必要に応じて、最外部にカバーを設けてもよい。
照明装置は、例えば、室内を照明する装置である。照明装置は白色、昼白色、その他青から赤のいずれの色を発光するものであってよい。それらを調光する調光回路を有してよい。照明装置は、電源回路を有してよい。電源回路は、交流電圧から直流電圧に変換する回路であってよい。また、白とは、色温度が4200Kで、昼白色とは、色温度が5000Kである。照明装置はカラーフィルタを有してもよい。
また、本実施形態に係る照明装置は、放熱部を有していてもよい。放熱部は装置内の熱を装置外へ放出するものであり、熱伝導率の大きな金属、セラミックからなる。
図5Bは、本実施形態に係る移動体の一例である自動車の模式図である。当該自動車は灯具の一例であるテールランプを有する。自動車1500は、テールランプ1501を有し、ブレーキ操作等を行った際に、テールランプが点灯する携帯であってよい。自動車1500は、車体1503、それに取り付けられている窓1502を有してよい。
テールランプ1501は、本実施形態に係る有機発光素子を有してよい。テールランプは、光源を保護する保護部材を有してよい。保護部材はある程度高い強度を有し、透明であれば材料は問わないが、ポリカーボネート等で構成されることが好ましい。ポリカーボネートにフランジカルボン酸誘導体、アクリロニトリル誘導体等を混ぜてよい。
本実施形態に係る移動体は、自動車、船舶、航空機、ドローン等であってよい。移動体は、機体と当該機体に設けられた灯具を有してよい。灯具は、機体の位置を知られるために発光していてもよい。
電子機器あるいは表示装置は、例えば、スマートグラス、ヘッドマウントディスプレイ、スマートコンタクトのようなウェアラブルデバイスとして装着可能なシステムに適用できる。電子機器は、可視光を光電変換可能な撮像装置と、可視光を発光可能な表示装置とを有してもよい。
図6A、図6Bは、本実施形態に係る眼鏡(スマートグラス)の一例を表す模式図である。図6Aを用いて、眼鏡1600(スマートグラス)を説明する。眼鏡1600は、レンズ1601の裏面側に、表示部を有する。当該表示部は、本発明に係る有機発光素子を有していてもよい。更に、レンズ1601の表面側に、CMOSセンサやSPADのような撮像装置1602が設けられていてもよい。
眼鏡1600は、制御装置1603をさらに備える。制御装置1603は、撮像装置1602と表示部に電力を供給する電源として機能する。また、制御装置1603は、撮像装置1602と表示部の動作を制御する。レンズ1601には、撮像装置1602や表示部の光を集光するための光学系が形成されている。
図6Bを用いて、眼鏡1610(スマートグラス)を説明する。眼鏡1610は、制御装置1612を有しており、制御装置1612に、本発明に係る有機発光素子を有する表示装置が設けられている。制御装置1612は、撮像装置1602に相当する撮像装置をさらに有していてもよい。レンズ1611には、制御装置1612からの発光を投影するための光学系が形成されており、レンズ1611には画像が投影される。制御装置1612は、撮像装置および表示装置に電力を供給する電源として機能するとともに、撮像装置および表示装置の動作を制御する。制御装置は、装着車の視線を検知する視線検知部を有してもよい。視線の検知は、赤外線を用いてよい。赤外線発光部は、表示画像を注視しているユーザーの眼球に対して赤外線を発光する。発せられた赤外光のうち、眼球からの反射光を、受光素子を有する撮像部が検出することで眼球の撮像画像が得られる。平面視における赤外発光部から表示部への光を低減する低減手段を有することで、画像品位の低下を低減する。
赤外光の撮像により得られた眼球の撮像画像から、制御装置1612は表示画像に対するユーザーの視線を検出する。眼球の撮像画像を用いた視線検出には、任意の公知の手法が適用できる。一例として、角膜での照射光の反射によるプルキニエ像に基づき視線検出方法を用いることができる。
より具体的には、瞳孔角膜反射法に基づく視線検出処理が行われる。瞳孔角膜反射法を用いて、眼球の撮像画像に含まれる瞳孔の像とプルキニエ像とに基づいて、眼球の向き(回転角度)を表す視線ベクトルが産出されることにより、ユーザーの視線が検出される。
本発明の一実施形態に係る表示装置は、受光素子を有する撮像装置を有し、撮像装置からのユーザーの視線情報に基づいて表示装置の表示画像を制御してよい。
具体的には、表示装置は視線情報に基づいて、ユーザーが注視する第一の視界領域と、第一の視界領域以外の第二の視界領域とを決定する。第一の視界領域、第二の視界領域は、表示装置の制御装置が決定してもよいし、外部の制御装置が決定したものを受信してもよい。表示装置の表示領域において、第一の視界領域の表示解像度を、第二の視界領域の表示解像度よりも高く制御してよい。つまり、第二の視界領域の解像度を第一の視界領域よりも低くしてよい。
なお、第一の表示領域や優先度が高い表示領域の決定には、AIを用いてもよい。AIは、眼球の画像と当該画像の眼球が実際に視ていた方向とを教師データとして、眼球の画像から視線の角度、視線の先の目的物までの距離を推定するよう構成されたモデルであってよい。AIは、表示装置が有してもよいし、撮像装置が有してもよいし、外部装置が有してもよい。外部装置がAIを有する場合は、外部を撮像する撮像装置を更に有するスマートグラスに好ましく適用できる。スマートグラスは、撮像した外部情報をリアルタイムで表示することができる。
図7Aは、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す模式図である。画像形成装置40は電子写真方式の画像形成装置であり、感光体27、露光光源28、帯電部30、現像部31、転写器32、搬送ローラー33、定着器35を有する。露光光源28から光29が照射され、感光体27の表面に静電潜像が形成される。この露光光源28が本実施形態に係る有機発光素子を有してよい。現像部31はトナー等を有する。帯電部30は感光体27を帯電させる。転写器32は現像された画像を記憶媒体34に転写する。搬送ローラー33は記録媒体34を搬送する。記録媒体34は例えば紙である。定着器35は記録媒体34に形成された画像を定着させる。
図7Bおよび図7Cは、露光光源28を示す図であり、発光部36が長尺状の基板に複数配置されている様子を示す模式図である。矢印37は有機発光素子が配列されている列方向を表わす。この列方向は、感光体27が回転する軸の方向と同じである。この方向は感光体27の長軸方向と呼ぶこともできる。図7Bは発光部36を感光体27の長軸方向に沿って配置した形態である。図7Cは、図7Bとは異なる形態であり、第一の列と第二の列のそれぞれにおいて発光部36が列方向に交互に配置されている形態である。第一の列と第二の列は行方向に異なる位置に配置されている。第一の列は、複数の発光部36が間隔をあけて配置されている。第二の列は、第一の列の発光部36同士の間隔に対応する位置に発光部36を有する。すなわち、行方向にも、複数の発光部36が間隔をあけて配置されている。図7Cの配置は、たとえば格子状に配置されている状態、千鳥格子に配置されている状態、あるいは市松模様と言い換えることもできる。
以上説明した通り、本実施形態に係る有機発光素子を用いた装置を用いることにより、良好な画質で、長時間表示にも安定な表示が可能になる。
以下、実施例により本発明を説明する。ただし本発明はこれらに限定されるものではない。
(1)化合物H3の合成
500mlのナスフラスコに、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
化合物H1:500mg(1.73mmol)
化合物H2:1.33g(6.94mmol)
Pd(dba)2:45mg(0.09mmol)
DPPF:143mg(0.27mmol)
t-BuONa:664mg(6.92mmol)
トルエン:200ml
500mlのナスフラスコに、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
化合物H1:500mg(1.73mmol)
化合物H2:1.33g(6.94mmol)
Pd(dba)2:45mg(0.09mmol)
DPPF:143mg(0.27mmol)
t-BuONa:664mg(6.92mmol)
トルエン:200ml
次に、反応溶液を、窒素気流下で110℃に加熱し、この温度(110℃)で5時間攪拌を行った。反応終了後、トルエンと水で抽出を行った後、濃縮し、これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン)にて精製後、化合物H3を546mg(収率:62%)得た。
(2)例示化合物A1の合成
100mlのナスフラスコに、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
化合物H1:500mg(0.98mmol)
Pd(OAc)2:6mg(0.03mmol)
P(t-Bu)3:20mg(0.09mmol)
DBU:596mg(3.92mmol)
o-キシレン:30ml
100mlのナスフラスコに、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
化合物H1:500mg(0.98mmol)
Pd(OAc)2:6mg(0.03mmol)
P(t-Bu)3:20mg(0.09mmol)
DBU:596mg(3.92mmol)
o-キシレン:30ml
次に、反応溶液を、窒素気流下で140℃に加熱し、この温度(140℃)で6時間攪拌を行った。反応終了後、メタノールを加え、これをろ取し、水とメタノールで洗浄した。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロベンゼン)にて精製後、例示化合物A1を47mg(収率:11%)得た。
例示化合物A1を、MALDI-TOF-MS(Bruker社製Autoflex LRF)を用いて質量分析を行った。
[MALDI-TOF-MS]
実測値:m/z=436 計算値:C42H24B2N4=436
実測値:m/z=436 計算値:C42H24B2N4=436
[実施例2乃至31(例示化合物の合成)]
実施例2乃至31に示す例示化合物について、実施例1の原料H1を原料1に、原料H2を原料2に、変えた他は実施例1と同様にして例示化合物を合成した。各実施例の原料1及び原料2を表4-1乃至表4-6に示す。
実施例2乃至31に示す例示化合物について、実施例1の原料H1を原料1に、原料H2を原料2に、変えた他は実施例1と同様にして例示化合物を合成した。各実施例の原料1及び原料2を表4-1乃至表4-6に示す。
また、実施例1と同様にして測定した質量分析結果の実測値:m/zを示す。
[実施例32]
本実施例では、基板上に、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロッキング層、発光層、正孔ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層、陰極が順次形成されたボトムエミッション型構造の有機EL素子を作製した。
本実施例では、基板上に、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロッキング層、発光層、正孔ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層、陰極が順次形成されたボトムエミッション型構造の有機EL素子を作製した。
先ずガラス基板上にITOを成膜し、所望のパターニング加工を施すことによりITO電極(陽極)を形成した。この時、ITO電極の膜厚を100nmとした。このようにITO電極が形成された基板をITO基板として、以下の工程で使用した。次に、真空チャンバー内における抵抗加熱による真空蒸着を行って、上記ITO基板上に、表5に示す有機化合物層及び電極層を連続成膜した。尚、この時、対向する電極(金属電極層、陰極)の電極面積が3mm2となるようにした。
得られた素子について、素子の特性を測定・評価した。発光素子の輝度が1000cd/m2の時の発光スペクトルを確認したところ、青色発光が得られた。測定装置は、具体的には電流電圧特性をヒューレッドパッカード社製・微小電流計4140Bで測定し、発光輝度は、トプコン社製BM7で測定した。さらに、電流密度20mA/cm2での連続駆動試験を行い、初期輝度からの輝度劣化率が5%に達した時の時間(LT95)を測定したところ、130時間であった。
[実施例33乃至51、比較例1]
表6に示される化合物に適宜変更する以外は、実施例32と同様の方法により有機発光素子を作製した。得られた素子について実施例32と同様に素子の特性を測定・評価した。測定の結果を表6に示す。
表6に示される化合物に適宜変更する以外は、実施例32と同様の方法により有機発光素子を作製した。得られた素子について実施例32と同様に素子の特性を測定・評価した。測定の結果を表6に示す。
表6より、本発明に係る有機化合物を用いた素子は、良好な耐久特性を示した。これは、本発明に係る化合物は、主骨格中の2つの窒素原子にそれぞれ置換する置換基のうち、少なくとも1つが主骨格に縮環した骨格を有することで、半値幅の狭い、色純度に優れた青色発光を得ることができる。更に、縮環構造により、結合エネルギーが高いC-C結合を有するため、分子構造として安定性が高く、優れた耐久特性を示した。一方、特許文献1に記載の比較化合物1-aを用いた比較例1の発光色は水色であり、半値幅も大きい。比較化合物1-aのLT95は75時間であり、本実施例の青色発光素子の色純度、電流効率、耐久特性と比較して好ましくない。
[実施例52]
表7に示される化合物に適宜変更する以外は、実施例32と同様の方法により有機発光素子を作製した。得られた素子について実施例32と同様に素子の特性を測定・評価した。
表7に示される化合物に適宜変更する以外は、実施例32と同様の方法により有機発光素子を作製した。得られた素子について実施例32と同様に素子の特性を測定・評価した。
得られた素子について、素子の特性を測定・評価した。測定の結果を表8に示す。その結果、発光素子から良好な緑色発光が得られた。測定装置は、具体的には電流電圧特性をヒューレッドパッカード社製・微小電流計4140Bで測定し、発光輝度は、トプコン社製BM7で測定した。さらに、電流密度10mA/cm2での連続駆動試験を行い、LT95を測定したところ、500時間を越えた。
[実施例53乃至64、比較例2]
表8に示される化合物に適宜変更する以外は、実施例54と同様の方法により有機発光素子を作製した。得られた素子について実施例54と同様に素子の特性を測定・評価した。測定の結果を表8に示す。
表8に示される化合物に適宜変更する以外は、実施例54と同様の方法により有機発光素子を作製した。得られた素子について実施例54と同様に素子の特性を測定・評価した。測定の結果を表8に示す。
表8より、本発明に係る有機化合物を用いた素子では、LT95は500時間を超えており、本発明に係る有機化合物を用いた素子は、耐久特性に優れている。一方、比較例2の有機発光素子のLT95は500時間以下で耐久特性が低いため、好ましくない。
[実施例65]
本実施例では、基板上に陽極、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロッキング層、第一発光層、第二発光層、正孔ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層、陰極が順次形成されたトップエミッション型構造の有機EL素子を作製した。
本実施例では、基板上に陽極、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロッキング層、第一発光層、第二発光層、正孔ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層、陰極が順次形成されたトップエミッション型構造の有機EL素子を作製した。
ガラス基板上に、スパッタリング法でAlとTiとの積層膜を40nm成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングし、陽極を形成した。尚、この時、対向する電極(金属電極層、陰極)の電極面積が3mm2となるようにした。続いて、真空蒸着装置(アルバック社製)に洗浄済みの電極までを形成した基板と材料を取り付け、1.3×10-4Pa(1×10-6Torr)まで排気した後、UV/オゾン洗浄を施した。その後、表9に示される層構成で各層の製膜を行い、最後に、窒素雰囲気下において封止を行った。
得られた素子について、素子の特性を測定・評価した。得られた素子は、色純度に優れた白色発光を示した。さらに、初期輝度1000cd/m2での連続駆動試験を行い、100時間後の輝度劣化率を測定したところ、26%であった。
[実施例66乃至68、比較例3]
表10に示される化合物に適宜変更する以外は、実施例66と同様の方法により有機発光素子を作製した。得られた素子について実施例66と同様に素子の特性を測定・評価した。測定の結果を表10に示す。
表10に示される化合物に適宜変更する以外は、実施例66と同様の方法により有機発光素子を作製した。得られた素子について実施例66と同様に素子の特性を測定・評価した。測定の結果を表10に示す。
表10より、本発明の有機化合物を用いた素子は、耐久特性に優れている。これは、本発明に係る化合物は、主骨格中の2つの窒素原子上の置換基のうち、少なくとも1つが主骨格に縮環する構造を有することで、置換基が解離しにくく、分子構造の安定性が高いためである。一方、比較化合物1-aを用いている有機発光素子では輝度劣化率が52%であった。これは比較化合物1-aをゲストとして用いた場合、主骨格中の2つの窒素原子上の置換基が主骨格に縮環していないため、置換基が解離しやすく、分子構造の安定性が低いことに起因する。
(1)化合物H7の合成
300mlのナスフラスコに、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
化合物H5:2.00g(6.50mmol)
化合物H6:2.98g(13.0mmol)
Pd(OAc)2:69mg(0.05mmol)
P(t-Bu)3:217mg(0.09mmol)
NaOtBu:2.50g(26.0mmol)
o-キシレン:150ml
300mlのナスフラスコに、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
化合物H5:2.00g(6.50mmol)
化合物H6:2.98g(13.0mmol)
Pd(OAc)2:69mg(0.05mmol)
P(t-Bu)3:217mg(0.09mmol)
NaOtBu:2.50g(26.0mmol)
o-キシレン:150ml
次に、反応溶液を、窒素気流下で140℃に加熱し、この温度(140℃)で6時間攪拌を行った。反応終了後、水を加え、トルエンで有機層を抽出した。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン、ヘプタン)にて精製後、化合物H7を943mg(収率:24%)得た。
(2)化合物H8の合成
50mlのナスフラスコに、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
1-デカンチオール:389mg(2.23mmol)
KOtBu:250mg(2.23mmol)
DMF:10ml
50mlのナスフラスコに、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
1-デカンチオール:389mg(2.23mmol)
KOtBu:250mg(2.23mmol)
DMF:10ml
次に、室温で15分撹拌し、この反応液に以下に示す化合物を仕込んだ。
化合物H7:900mg(1.49mmol)
化合物H7:900mg(1.49mmol)
次に、反応溶液を、窒素気流下で110℃に加熱し、この温度(110℃)で3時間攪拌を行った。反応終了後、室温で水を加え、pHが1になるまで、1Mの塩酸を滴下した。この混合液に対して、酢酸エチルで有機層を抽出した。これを濃縮後、ヘプタンで分散洗浄を行うことにより、化合物H8を482mg(収率:59%)得た。
(3)例示化合物F1の合成
100mlのナスフラスコに、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
化合物H8:450mg(0.82mmol)
K2CO3:735mg(6.56mmol)
DMAc:20ml
100mlのナスフラスコに、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
化合物H8:450mg(0.82mmol)
K2CO3:735mg(6.56mmol)
DMAc:20ml
次に、反応溶液を、窒素気流下で120℃に加熱し、この温度(120℃)で4時間攪拌を行った。反応終了後、室温で水を加え、ろ過し、粗体を得た。この粗体に対して、キシレン溶媒中でシリカゲルと120℃で加熱分散を行い、セライトろ過を行った。ろ液を濃縮し、トルエン:エタノール(体積比1:1)で加熱分散洗浄を行うことにより、例示化合物F1を46mg(収率:12%)得た。
例示化合物F1を、MALDI-TOF-MS(Bruker社製Autoflex LRF)を用いて質量分析を行った。
[MALDI-TOF-MS]
実測値:m/z=468 計算値:C30H16N2O4=468
実測値:m/z=468 計算値:C30H16N2O4=468
[実施例70乃至84(例示化合物の合成)]
実施例70乃至84に示す例示化合物について、実施例69の原料H6を原料3に変えた他は実施例69と同様にして例示化合物を合成した。各実施例の原料3を表11-1乃至表11-2に示す。
実施例70乃至84に示す例示化合物について、実施例69の原料H6を原料3に変えた他は実施例69と同様にして例示化合物を合成した。各実施例の原料3を表11-1乃至表11-2に示す。
また、実施例69と同様にして測定した質量分析結果の実測値:m/zを示す。
[実施例85乃至95]
表12に示される化合物に適宜変更する以外は、実施例32と同様の方法により有機発光素子を作製した。
表12に示される化合物に適宜変更する以外は、実施例32と同様の方法により有機発光素子を作製した。
得られた素子について、素子の特性を測定・評価した。測定の結果を表12に示す。測定装置は、具体的には電流電圧特性をヒューレッドパッカード社製・微小電流計4140Bで測定し、発光輝度は、トプコン社製BM7で測定した。さらに、電流密度100mA/cm2での連続駆動試験を行い、LT95を測定した。測定の結果を表12に示す。なお、表中の括弧内は、発光層に化合物の濃度を示す。
表12より、本発明に係る有機化合物を、青色ゲストの第二ホスト(アシスト材料)として用いた有機発光素子のLT95は10時間を超えていた。更に、本発明に係る有機化合物を、緑色ゲストの第二ホスト(アシスト材料)として用いた有機発光素子のLT95は10時間程度であった。また、本発明に係る有機化合物を、EBLとして用いた有機発光素子は、表12に記載の有機発光素子の中でも、特に優れた耐久特性を示した。以上より、本発明に係る有機化合物を用いた有機発光素子は、耐久特性に優れていることが分かった。
以上より、本発明に係る有機化合物は、色純度に優れた青色発光が可能であり、耐久特性にも優れる。また、本発明に係る有機化合物をホスト材料、アシスト材料、または電子ブロッキング材料として用いた場合、耐久特性に優れた有機発光素子を提供することが可能である。
また、本発明は以下の構成をとることもできる。
(構成1)
一般式(1)で表されることを特徴とする有機化合物。
一般式(1)で表されることを特徴とする有機化合物。
(一般式(1)において、R1乃至R20は水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルコキシ基、置換あるいは無置換のシリル基、置換あるいは無置換のアミノ基、置換あるいは無置換のアリール基、置換あるいは無置換のヘテロアリール基、シアノ基から構成される群からそれぞれ独立して選択される。R1乃至R20は互いに結合し、環を形成してもよい。当該結合は、カルコゲン原子を介していてもよい。R9とR10、R19とR20の組み合わせのうち少なくとも1つは互いに結合している。X1およびX2はカルコゲン原子、置換あるいは無置換のイミノ基、置換あるいは無置換のメチレン基、置換あるいは無置換のシリレン基から構成される群からそれぞれ独立して選択される。)
(構成2)
前記有機化合物が、一般式(2)または(3)で表されることを特徴とする構成1に記載の有機化合物。
前記有機化合物が、一般式(2)または(3)で表されることを特徴とする構成1に記載の有機化合物。
(一般式(2)および(3)において、R21乃至R36は水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルコキシ基、置換あるいは無置換のシリル基、置換あるいは無置換のアミノ基、置換あるいは無置換のアリール基、置換あるいは無置換のヘテロアリール基、シアノ基から構成される群からそれぞれ独立して選択される。R21乃至R36は互いに結合し、環を形成してもよい。当該結合は、カルコゲン原子を介していてもよい。X1乃至X4はカルコゲン原子、置換あるいは無置換のイミノ基、置換あるいは無置換のメチレン基、置換あるいは無置換のシリレン基から構成される群からそれぞれ独立して選択される。)
(構成3)
一般式(2)および(3)において、R21、R22、R23、R26、R27、R29、R30、R31、R34、またはR35のうち少なくとも1つが前記水素原子以外であることを特徴とする構成2に記載の有機化合物。
一般式(2)および(3)において、R21、R22、R23、R26、R27、R29、R30、R31、R34、またはR35のうち少なくとも1つが前記水素原子以外であることを特徴とする構成2に記載の有機化合物。
(構成4)
一般式(2)および(3)において、R21、R22、R23、R26、R27、R29、R30、R31、R34、またはR35のうち少なくとも1つが炭素数1乃至10のアルキル基、炭素数6乃至12のアリール基、または炭素数3乃至12のヘテロアリール基であることを特徴とする構成2または3に記載の有機化合物。
一般式(2)および(3)において、R21、R22、R23、R26、R27、R29、R30、R31、R34、またはR35のうち少なくとも1つが炭素数1乃至10のアルキル基、炭素数6乃至12のアリール基、または炭素数3乃至12のヘテロアリール基であることを特徴とする構成2または3に記載の有機化合物。
(構成5)
一般式(2)および(3)において、R27およびR35で表される置換基が、炭素数1乃至10のアルキル基、炭素数6乃至12のアリール基、または炭素数3乃至12のヘテロアリール基であることを特徴とする構成2乃至4のいずれか一項に記載の有機化合物。
一般式(2)および(3)において、R27およびR35で表される置換基が、炭素数1乃至10のアルキル基、炭素数6乃至12のアリール基、または炭素数3乃至12のヘテロアリール基であることを特徴とする構成2乃至4のいずれか一項に記載の有機化合物。
(構成6)
一般式(2)および(3)において、X1乃至X4が酸素原子または硫黄原子であることを特徴とする構成2乃至5のいずれか一項に記載の有機化合物。
一般式(2)および(3)において、X1乃至X4が酸素原子または硫黄原子であることを特徴とする構成2乃至5のいずれか一項に記載の有機化合物。
(構成7)
一般式(2)および(3)において、一般式(4)の構造を有さないことを特徴とする構成2乃至6のいずれか一項に記載の有機化合物。
一般式(2)および(3)において、一般式(4)の構造を有さないことを特徴とする構成2乃至6のいずれか一項に記載の有機化合物。
一般式(4)において、X5およびX6は酸素原子、硫黄原子、ジメチルメチレン基、スルホニル基、および一般式(5)から構成される群からそれぞれ独立して選択される。*はR26およびR34、*’はR27およびR35との結合位置を表す。
一般式(5)において、R41はフェニル基である。*は結合位置を表す。
(構成8)
第一電極と第二電極と、
前記第一電極と前記第二電極との間に配置される有機化合物層と、を有する有機発光素子において、
前記有機化合物層は、構成1乃至7のいずれか一項に記載の有機化合物を含有することを特徴とする有機発光素子。
第一電極と第二電極と、
前記第一電極と前記第二電極との間に配置される有機化合物層と、を有する有機発光素子において、
前記有機化合物層は、構成1乃至7のいずれか一項に記載の有機化合物を含有することを特徴とする有機発光素子。
(構成9)
前記有機化合物層は発光層を有し、
前記発光層は前記有機化合物を有することを特徴とする構成8に記載の有機発光素子。
前記有機化合物層は発光層を有し、
前記発光層は前記有機化合物を有することを特徴とする構成8に記載の有機発光素子。
(構成10)
前記発光層は第一の化合物を更に有し、
前記第一の化合物は、前記有機化合物よりも最低励起一重項エネルギーが高い化合物であることを特徴とする構成9に記載の有機発光素子。
前記発光層は第一の化合物を更に有し、
前記第一の化合物は、前記有機化合物よりも最低励起一重項エネルギーが高い化合物であることを特徴とする構成9に記載の有機発光素子。
(構成11)
前記第一の化合物は、炭素数6乃至18のアリール基を有することを特徴とする構成10に記載の有機発光素子。
前記第一の化合物は、炭素数6乃至18のアリール基を有することを特徴とする構成10に記載の有機発光素子。
(構成12)
前記第一の化合物は、炭化水素化合物であることを特徴とする構成10または11に記載の有機発光素子。
前記第一の化合物は、炭化水素化合物であることを特徴とする構成10または11に記載の有機発光素子。
(構成13)
前記第一の化合物は、ピレン骨格、トリフェニレン骨格、クリセン骨格のうち少なくとも1つ有することを特徴とする構成10乃至12のいずれか一項に記載の有機化合物。
前記第一の化合物は、ピレン骨格、トリフェニレン骨格、クリセン骨格のうち少なくとも1つ有することを特徴とする構成10乃至12のいずれか一項に記載の有機化合物。
(構成14)
前記発光層は第三の化合物を更に有し、
前記第三の化合物の最低励起一重項エネルギーは、前記有機化合物の最低励起一重項エネルギーより低いことを特徴とする構成10乃至13のいずれか一項に記載の有機発光素子。
前記発光層は第三の化合物を更に有し、
前記第三の化合物の最低励起一重項エネルギーは、前記有機化合物の最低励起一重項エネルギーより低いことを特徴とする構成10乃至13のいずれか一項に記載の有機発光素子。
(構成15)
前記第三の化合物の最低励起三重項エネルギーは、前記有機化合物の最低励起三重項エネルギーより低いことを特徴とする構成14に記載の有機発光素子。
前記第三の化合物の最低励起三重項エネルギーは、前記有機化合物の最低励起三重項エネルギーより低いことを特徴とする構成14に記載の有機発光素子。
(構成16)
前記第一の化合物の最低励起一重項エネルギーは、前記第三の化合物の最低励起一重項エネルギーより高いことを特徴とする構成14または15に記載の有機発光素子。
前記第一の化合物の最低励起一重項エネルギーは、前記第三の化合物の最低励起一重項エネルギーより高いことを特徴とする構成14または15に記載の有機発光素子。
(構成17)
複数の画素を有し、前記複数の画素の少なくとも一つが、構成8乃至16のいずれか一項に記載の有機発光素子と、前記有機発光素子に接続されたトランジスタと、を有することを特徴とする表示装置。
複数の画素を有し、前記複数の画素の少なくとも一つが、構成8乃至16のいずれか一項に記載の有機発光素子と、前記有機発光素子に接続されたトランジスタと、を有することを特徴とする表示装置。
(構成18)
レンズを有する光学部と、前記光学部を通過した光を受光する撮像素子と、前記撮像素子が撮像した画像を表示する表示部と、を有し、
前記表示部は構成8乃至16のいずれか一項に記載の有機発光素子を有することを特徴とする光電変換装置。
レンズを有する光学部と、前記光学部を通過した光を受光する撮像素子と、前記撮像素子が撮像した画像を表示する表示部と、を有し、
前記表示部は構成8乃至16のいずれか一項に記載の有機発光素子を有することを特徴とする光電変換装置。
(構成19)
構成8乃至16のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する表示部と、前記表示部が設けられた筐体と、前記筐体に設けられ、外部と通信する通信部と、を有することを特徴とする電子機器。
構成8乃至16のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する表示部と、前記表示部が設けられた筐体と、前記筐体に設けられ、外部と通信する通信部と、を有することを特徴とする電子機器。
(構成20)
構成8乃至16のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する光源と、前記光源が発する光を透過する光拡散部または光学フィルムと、を有する照明装置。
構成8乃至16のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する光源と、前記光源が発する光を透過する光拡散部または光学フィルムと、を有する照明装置。
(構成21)
構成8乃至16のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する灯具と、前記灯具が設けられた機体と、を有することを特徴とする移動体。
構成8乃至16のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する灯具と、前記灯具が設けられた機体と、を有することを特徴とする移動体。
(構成22)
感光体と、前記感光体を露光する露光光源と、を有し、
前記露光光源は、構成8乃至16のいずれか一項に記載の有機発光素子を有することを特徴とする画像形成装置。
感光体と、前記感光体を露光する露光光源と、を有し、
前記露光光源は、構成8乃至16のいずれか一項に記載の有機発光素子を有することを特徴とする画像形成装置。
(構成23)
構成8乃至16のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する表示部と、前記表示部の光を集光する光学系と、前記表示部の表示を制御する制御装置と、を有することを特徴とするウェアラブルデバイス。
構成8乃至16のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する表示部と、前記表示部の光を集光する光学系と、前記表示部の表示を制御する制御装置と、を有することを特徴とするウェアラブルデバイス。
本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。
本願は、2022年2月8日提出の日本国特許出願特願2022-018104と2022年12月14日提出の日本国特許出願特願2022-199794を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てをここに援用する。
1 層間絶縁層
2 反射電極
3 絶縁層
4 有機化合物層
5 透明電極
6 保護層
7 カラーフィルタ
10 副画素
11 基板
12 絶縁層
13 ゲート電極
14 ゲート絶縁膜
15 半導体層
16 ドレイン電極
17 ソース電極
18 薄膜トランジスタ
19 絶縁膜
20 コンタクトホール
21 下部電極
22 有機化合物層
23 上部電極
24 第一保護層
25 第二保護層
26 有機発光素子
100 表示装置
1000 表示装置
1001 上部カバー
1002 フレキシブルプリント回路
1003 タッチパネル
1004 フレキシブルプリント回路
1005 表示パネル
1006 フレーム
1007 回路基板
1008 バッテリー
1009 下部カバー
1100 撮像装置
1101 ビューファインダ
1102 背面ディスプレイ
1103 操作部
1104 筐体
1200 電子機器
1201 表示部
1202 操作部
1203 筐体
1300 表示装置
1301 筐体
1302 表示部
1303 土台
1310 表示装置
1311 第一表示部
1312 第二表示部
1313 筐体
1314 屈曲点
1400 照明装置
1401 筐体
1402 光源
1403 回路基板
1404 光学フィルム
1405 光拡散部
1500 自動車
1501 テールランプ
1502 窓
1503 車体
1600 スマートグラス
1601 レンズ
1602 撮像装置
1603 制御装置
1610 スマートグラス
1611 レンズ
1612 制御装置
2 反射電極
3 絶縁層
4 有機化合物層
5 透明電極
6 保護層
7 カラーフィルタ
10 副画素
11 基板
12 絶縁層
13 ゲート電極
14 ゲート絶縁膜
15 半導体層
16 ドレイン電極
17 ソース電極
18 薄膜トランジスタ
19 絶縁膜
20 コンタクトホール
21 下部電極
22 有機化合物層
23 上部電極
24 第一保護層
25 第二保護層
26 有機発光素子
100 表示装置
1000 表示装置
1001 上部カバー
1002 フレキシブルプリント回路
1003 タッチパネル
1004 フレキシブルプリント回路
1005 表示パネル
1006 フレーム
1007 回路基板
1008 バッテリー
1009 下部カバー
1100 撮像装置
1101 ビューファインダ
1102 背面ディスプレイ
1103 操作部
1104 筐体
1200 電子機器
1201 表示部
1202 操作部
1203 筐体
1300 表示装置
1301 筐体
1302 表示部
1303 土台
1310 表示装置
1311 第一表示部
1312 第二表示部
1313 筐体
1314 屈曲点
1400 照明装置
1401 筐体
1402 光源
1403 回路基板
1404 光学フィルム
1405 光拡散部
1500 自動車
1501 テールランプ
1502 窓
1503 車体
1600 スマートグラス
1601 レンズ
1602 撮像装置
1603 制御装置
1610 スマートグラス
1611 レンズ
1612 制御装置
Claims (21)
- 一般式(1)で表されることを特徴とする有機化合物。
(一般式(1)において、R1乃至R20は水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルコキシ基、置換あるいは無置換のシリル基、置換あるいは無置換のアミノ基、置換あるいは無置換のアリール基、置換あるいは無置換のヘテロアリール基、シアノ基から構成される群からそれぞれ独立して選択される。R1乃至R20は互いに結合し、環を形成してもよい。当該結合は、カルコゲン原子を介していてもよい。R9とR10、R19とR20の組み合わせのうち少なくとも1つは互いに結合している。X1およびX2はカルコゲン原子、置換あるいは無置換のイミノ基、置換あるいは無置換のメチレン基、置換あるいは無置換のシリレン基から構成される群からそれぞれ独立して選択される。) - 前記有機化合物が、一般式(2)または(3)で表されることを特徴とする請求項1に記載の有機化合物。
(一般式(2)および(3)において、R21乃至R36は水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルコキシ基、置換あるいは無置換のシリル基、置換あるいは無置換のアミノ基、置換あるいは無置換のアリール基、置換あるいは無置換のヘテロアリール基、シアノ基から構成される群からそれぞれ独立して選択される。R21乃至R36は互いに結合し、環を形成してもよい。当該結合は、カルコゲン原子を介していてもよい。X1乃至X4はカルコゲン原子、置換あるいは無置換のイミノ基、置換あるいは無置換のメチレン基、置換あるいは無置換のシリレン基から構成される群からそれぞれ独立して選択される。) - 一般式(2)および(3)において、R21、R22、R23、R26、R27、R29、R30、R31、R34、またはR35のうち少なくとも1つが前記水素原子以外であることを特徴とする請求項2に記載の有機化合物。
- 一般式(2)および(3)において、R21、R22、R23、R26、R27、R29、R30、R31、R34、またはR35のうち少なくとも1つが炭素数1乃至10のアルキル基、炭素数6乃至12のアリール基、または炭素数3乃至12のヘテロアリール基であることを特徴とする請求項2に記載の有機化合物。
- 一般式(2)および(3)において、R27およびR35で表される置換基が、炭素数1乃至10のアルキル基、炭素数6乃至12のアリール基、または炭素数3乃至12のヘテロアリール基であることを特徴とする請求項2に記載の有機化合物。
- 一般式(2)および(3)において、X1乃至X4が酸素原子または硫黄原子であることを特徴とする請求項2に記載の有機化合物。
- 第一電極と第二電極と、
前記第一電極と前記第二電極との間に配置される有機化合物層と、を有する有機発光素子において、
前記有機化合物層は、請求項1に記載の有機化合物を含有することを特徴とする有機発光素子。 - 前記有機化合物層は発光層を有し、
前記発光層は前記有機化合物を有することを特徴とする請求項8に記載の有機発光素子。 - 前記発光層は第一の化合物を更に有し、
前記第一の化合物は、前記有機化合物よりも最低励起一重項エネルギーが高い化合物であることを特徴とする請求項9に記載の有機発光素子。 - 前記第一の化合物は、炭化水素化合物であることを特徴とする請求項10に記載の有機発光素子。
- 前記第一の化合物は、ピレン骨格、トリフェニレン骨格、クリセン骨格のうち少なくとも1つ有することを特徴とする請求項10に記載の有機化合物。
- 前記発光層は第三の化合物を更に有し、
前記第三の化合物の最低励起一重項エネルギーは、前記有機化合物の最低励起一重項エネルギーより低いことを特徴とする請求項10に記載の有機発光素子。 - 前記第一の化合物の最低励起一重項エネルギーは、前記第三の化合物の最低励起一重項エネルギーより高いことを特徴とする請求項13に記載の有機発光素子。
- 複数の画素を有し、前記複数の画素の少なくとも一つが、請求項8乃至14のいずれか一項に記載の有機発光素子と、前記有機発光素子に接続されたトランジスタと、を有することを特徴とする表示装置。
- 光を受光する撮像素子と、前記撮像素子が撮像した画像を表示する表示部と、を有し、
前記表示部は請求項8乃至14のいずれか一項に記載の有機発光素子を有することを特徴とする光電変換装置。 - 請求項8乃至14のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する表示部と、前記表示部が設けられた筐体と、前記筐体に設けられ、外部と通信する通信部と、を有することを特徴とする電子機器。
- 請求項8乃至14のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する光源と、前記光源が発する光を透過する光拡散部または光学フィルムと、を有する照明装置。
- 請求項8乃至14のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する灯具と、前記灯具が設けられた機体と、を有することを特徴とする移動体。
- 感光体と、前記感光体を露光する露光光源と、を有し、
前記露光光源は、請求項8乃至14のいずれか一項に記載の有機発光素子を有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項8乃至14のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する表示部と、前記表示部の光を集光する光学系と、前記表示部の表示を制御する制御装置と、を有することを特徴とするウェアラブルデバイス。
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JP2022-199794 | 2022-12-14 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20150033272A (ko) * | 2013-09-24 | 2015-04-01 | 최돈수 | 유기 전기 발광 소자용 발광 재료, 이를 이용한 유기 전기 발광 소자 및 유기 전기 발광 소자용 재료 |
JP2020080403A (ja) * | 2018-10-26 | 2020-05-28 | キヤノン株式会社 | 組成物、それを有する有機発光素子、表示装置、撮像装置、電子機器及び移動体 |
CN113717172A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-30 | 清华大学 | 一种有机化合物及其应用以及包含其的有机电致发光器件 |
CN114920758A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-08-19 | 清华大学 | 一种发光材料及其应用以及包含其的有机电致发光器件 |
-
2023
- 2023-01-20 WO PCT/JP2023/001648 patent/WO2023153169A1/ja unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150033272A (ko) * | 2013-09-24 | 2015-04-01 | 최돈수 | 유기 전기 발광 소자용 발광 재료, 이를 이용한 유기 전기 발광 소자 및 유기 전기 발광 소자용 재료 |
JP2020080403A (ja) * | 2018-10-26 | 2020-05-28 | キヤノン株式会社 | 組成物、それを有する有機発光素子、表示装置、撮像装置、電子機器及び移動体 |
CN113717172A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-30 | 清华大学 | 一种有机化合物及其应用以及包含其的有机电致发光器件 |
CN114920758A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-08-19 | 清华大学 | 一种发光材料及其应用以及包含其的有机电致发光器件 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SONG YUJUN, ZHANG GANG: "Effect of Fusion Manner of Concave Molecules on the Properties of Resulting Nanoboats", ORGANIC LETTERS, AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, US, vol. 23, no. 2, 15 January 2021 (2021-01-15), US , pages 491 - 496, XP093041446, ISSN: 1523-7060, DOI: 10.1021/acs.orglett.0c04008 * |
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