WO2019181859A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 - Google Patents
有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2019181859A1 WO2019181859A1 PCT/JP2019/011192 JP2019011192W WO2019181859A1 WO 2019181859 A1 WO2019181859 A1 WO 2019181859A1 JP 2019011192 W JP2019011192 W JP 2019011192W WO 2019181859 A1 WO2019181859 A1 WO 2019181859A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- group
- carbon atoms
- substituted
- unsubstituted
- general formula
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
- C07D209/56—Ring systems containing three or more rings
- C07D209/80—[b, c]- or [b, d]-condensed
- C07D209/82—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
- C07D209/86—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to carbon atoms of the ring system
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
- C07D209/56—Ring systems containing three or more rings
- C07D209/80—[b, c]- or [b, d]-condensed
- C07D209/82—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
- C07D209/88—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to carbon atoms of the ring system
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
- H10K50/12—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/30—Coordination compounds
- H10K85/321—Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3]
- H10K85/322—Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3] comprising boron
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/654—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only nitrogen as heteroatom
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/656—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising two or more different heteroatoms per ring
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
- H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
- C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
- C09K2211/1007—Non-condensed systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
- C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
- H10K2101/20—Delayed fluorescence emission
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
- H10K2101/90—Multiple hosts in the emissive layer
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
Definitions
- the present invention relates to an organic electroluminescence element and an electronic device.
- organic electroluminescence element When a voltage is applied to an organic electroluminescence element (hereinafter sometimes referred to as “organic EL element”), holes from the anode and electrons from the cathode are injected into the light emitting layer. Then, in the light emitting layer, the injected holes and electrons are recombined to form excitons. At this time, singlet excitons and triplet excitons are generated at a ratio of 25%: 75% according to the statistical rule of electron spin. Fluorescent organic EL devices that use light emitted from singlet excitons are being applied to full-color displays such as mobile phones and televisions, but the internal quantum efficiency of 25% is said to be the limit. Therefore, studies for improving the performance of the organic EL element are being conducted.
- TADF Thermally activated Delayed Fluorescence, heat activated delayed fluorescence
- Patent Document 2 The thermally activated delayed fluorescence is described in, for example, “Adachi Chiba, Ed.,“ Physical properties of organic semiconductor devices ”, Kodansha, published on April 1, 2012, pages 261-268.
- An organic EL element using this TADF mechanism is disclosed in Patent Document 2, for example.
- Patent Document 1 describes a compound similar in structure to the compound disclosed in Patent Document 2.
- the objective of this invention is providing the organic electroluminescent element which light-emits with high efficiency, and providing an electronic device provided with the said organic electroluminescent element.
- the first compound is a compound represented by the following general formula (1)
- the second compound is a delayed fluorescent compound
- the third compound is a compound represented by the following general formula (3).
- X is a nitrogen atom or a carbon atom bonded to Y;
- Y is a hydrogen atom or a substituent,
- R 21 to R 26 are each independently a hydrogen atom or a substituent, or a set of R 21 and R 22, a set of R 22 and R 23, a set of R 24 and R 25 , and R 25 and R Any one or more of the 26 groups are joined together to form a ring;
- Y as a substituent and R 21 to R 26 are each independently A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, A substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 30 ring carbon atoms, A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, A substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, A substituted or
- n is 1, 2, 3, or 4; when n is 2, 3, or 4, the plurality of Cz are the same or different from each other;
- X B is a group represented by the following general formula (3A), Cz is a group represented by the following general formula (3B-1) or (3B-2).
- Ar 1 and Ar 2 are each independently A substituted or unsubstituted monovalent or polyvalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 ring carbon atoms, k is 0, 1, or 2; when k is 2, the plurality of Ar 2 are the same as or different from each other;
- the substituent D 1 is independently A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, A substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 30 ring carbon atoms, A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, A substituted or unsubstituted aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms, A substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, A substituted or unsubstituted halogenated al
- X 1 to X 8 are each independently a nitrogen atom or CR A , R A is a hydrogen atom or a substituent, or any one or more of the groups of adjacent R A are bonded to each other to form a ring, R A as a substituent is each independently A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, A substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 30 ring atoms; A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, A substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 30 ring carbon atoms, A substituted or unsubstituted silyl group, A substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, A substituted or unsubstituted halogenated alk
- an electronic device equipped with the organic electroluminescence element according to one aspect of the present invention.
- an organic electroluminescence element that emits light with high efficiency and an electronic device including the organic electroluminescence element can be provided.
- the organic EL element includes an organic layer between both an anode and a cathode.
- This organic layer includes at least one layer composed of an organic compound.
- the organic layer is formed by laminating a plurality of layers composed of organic compounds.
- the organic layer may further contain an inorganic compound.
- at least one of the organic layers is a light emitting layer. Therefore, the organic layer may be composed of, for example, a single light emitting layer or may include a layer that can be employed in an organic EL element.
- the layer that can be employed in the organic EL element is not particularly limited.
- the organic EL element of this embodiment has a first organic layer included between the anode and the cathode.
- the first organic layer is preferably a light emitting layer.
- the first organic layer is a light emitting layer.
- the organic EL element 1 includes a translucent substrate 2, an anode 3, a cathode 4, and an organic layer 10 disposed between the anode 3 and the cathode 4.
- the organic layer 10 has a hole injection layer 6, a hole transport layer 7, a light emitting layer 5 as a first organic layer, an electron transport layer 8, and an electron injection layer 9 stacked in this order from the anode 3 side. Configured.
- the light emitting layer 5 includes a first compound, a second compound, and a third compound.
- the first compound is a compound represented by the general formula (1).
- the second compound is a delayed fluorescent compound.
- the third compound is a compound represented by the general formula (3).
- the light emitting layer 5 may contain a metal complex. It is preferable that the light emitting layer 5 does not contain a phosphorescent metal complex. Moreover, it is preferable that the light emitting layer 5 does not contain a metal complex.
- the first compound is preferably a dopant material (sometimes referred to as guest material, emitter, or luminescent material), and the second compound is a host material (sometimes referred to as matrix material). It is preferable.
- the second compound is preferably a host material
- the third compound is preferably a host material.
- One of the second compound and the third compound may be referred to as a first host material, and the other may be referred to as a second host material.
- the third compound is also preferably a material that disperses the dopant material in the light emitting layer as the third component.
- the present inventors provide the first organic layer with the first compound (the compound represented by the general formula (1)), the second compound having delayed fluorescence, and the third compound (the general formula ( It was found that when the compound represented by 3) was included, light was emitted with high efficiency.
- the present inventors select a compound having a specific skeleton in which a carbazolyl group and an aromatic hydrocarbon group are bonded (hereinafter sometimes referred to as “specific Cz-aryl skeleton”) as the third compound. did.
- the compound having this specific Cz-aryl skeleton is present in the first organic layer (in this embodiment, the light emitting layer), so that the amount of holes supplied to the first organic layer is suppressed.
- the carrier balance factor in the first organic layer is improved, and as a result, the device becomes highly efficient.
- a compound having a specific Cz-aryl skeleton (third compound) tends to have a large ionization potential (Ip)
- the third compound having such characteristics is used as the first organic layer. It is considered that the effect of suppressing the amount of hole supply to the first organic layer is remarkably exhibited. Therefore, according to the present embodiment, an organic EL element that emits light with high efficiency is realized.
- the first organic layer (in the present embodiment, the light emitting layer) includes a first compound, a second compound, and a third compound.
- the first compound is a compound represented by the following general formula (1).
- the first compound is preferably a compound having fluorescence.
- X is a nitrogen atom or a carbon atom bonded to Y;
- Y is a hydrogen atom or a substituent,
- R 21 to R 26 are each independently a hydrogen atom or a substituent, or a set of R 21 and R 22, a set of R 22 and R 23, a set of R 24 and R 25 , and R 25 and R Any one or more of the 26 groups are joined together to form a ring;
- Y as a substituent and R 21 to R 26 are each independently A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, A substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 30 ring carbon atoms, A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, A substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, A substituted or
- the first compound is represented by the following general formula (11).
- X, Y, R 21 to R 24 , Z 21 , and Z 22 are X, Y, R 21 to R 24 , Z 21 , and Z in the general formula (1), respectively.
- R 27 ⁇ R 30 are each independently hydrogen atom or a substituent, as the substituent when R 27 ⁇ R 30 is a substituent, as listed for R 21 ⁇ R 24 It is synonymous with a substituent.
- the first compound when Z 21 and Z 22 are bonded to each other to form a ring, the first compound is represented by, for example, the following general formula (1A) or the following general formula (1B). Is done. However, the first compound is not limited to the following structure.
- X, Y, and R 21 ⁇ R 26 are each the X in the general formula (1) have the same meanings Y, and the R 21 ⁇ R 26, R 1A is independently
- X, Y, and R 21 ⁇ R 26 are each the X in the general formula (1) have the same meanings Y, and the R 21 ⁇ R 26, R 1B is, independently
- the substituent when R 1B is a hydrogen atom or a substituent is the same as the substituents listed for R 21 to R 26 , and n4 is 4.
- At least one of Z 21 and Z 22 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted halogenated alkyl group having 1 to 30 carbon atoms
- a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms
- substituted or unsubstituted halogenated alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms substituted or unsubstituted
- a group selected from the group consisting of unsubstituted aryloxy groups having 6 to 30 ring carbon atoms is preferable.
- At least one of Z 21 and Z 22 is an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms substituted with a fluorine atom, an aryloxy group having 6 to 30 ring carbon atoms substituted with a fluorine atom, and 1 to More preferred is a group selected from the group consisting of aryloxy groups having 6 to 30 ring carbon atoms substituted with 30 fluoroalkyl groups.
- At least one of Z 21 and Z 22 is more preferably an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms substituted with a fluorine atom, and 1 to 30 carbon atoms in which Z 21 and Z 22 are substituted with a fluorine atom. More preferably, it is an alkoxy group.
- Z 21 and Z 22 are the same.
- the Z 21 and the Z 22 is a fluorine atom.
- At least one of Z 21 and Z 22 is a group represented by the following general formula (1a).
- A represents a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkyl halide group having 1 to 6 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted ring-forming carbon.
- An aryl group having 6 to 12 carbon atoms L 2 is a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 12 ring carbon atoms, and m is When 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, or 7 and m is 2, 3, 4, 5, 6, or 7, the plurality of L 2 are the same or different from each other.
- m is preferably 0, 1, or 2. When m is 0, A is directly bonded to O (oxygen atom).
- the first compound when Z 21 and Z 22 are groups represented by the general formula (1a), the first compound is a compound represented by the following general formula (10).
- the first compound is also preferably a compound represented by the following general formula (10).
- Y and R 21 to R 26 are the same as X, Y, R 21 to R 26 in the general formula (1), respectively.
- a 21 and A 22 are synonymous with A in the general formula (1a), and may be the same as or different from each other.
- L 21 and L 22 have the same meaning as L 2 in the general formula (1a), and may be the same as or different from each other.
- m1 and m2 are each independently 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, or 7, and preferably 0, 1, or 2.
- At least one of A and L 2 in the general formula (1a) is preferably substituted with a halogen atom, and more preferably substituted with a fluorine atom.
- a in the general formula (1a) is more preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a perfluoroaryl group having 6 to 12 ring carbon atoms, and a perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms. More preferably, it is a group.
- L 2 in the general formula (1a) is more preferably a perfluoroalkylene group having 1 to 6 carbon atoms or a perfluoroarylene group having 6 to 12 ring carbon atoms, and is a perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms. More preferably, it is an alkylene group.
- the first compound is also preferably a compound represented by the following general formula (10a).
- X is synonymous with X in the general formula (1)
- Y when X is a carbon atom bonded to Y is synonymous with Y in the general formula (1)
- R 21 to R 26 are each independently synonymous with R 21 to R 26 in the general formula (1)
- m3 is 0 or more and 4 or less
- m4 is 0 or more and 4 or less
- m3 and m4 are the same as or different from each other.
- X is a carbon atom bonded to Y;
- Y is a hydrogen atom or a substituent, Y as a substituent is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkyl halide group having 1 to 30 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted ring forming carbon atom having 6 to 30 carbon atoms.
- a substituent selected from the group consisting of aryl groups is preferable, and a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms is more preferable.
- X is a carbon atom bonded to Y;
- Y is a hydrogen atom or a substituent,
- Y as a substituent is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms,
- the substituent is A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, A substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, Examples thereof include a substituted or unsubstituted halogenated alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms or an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
- Z 21 and Z 22 may be bonded to each other to form a ring, but it is preferable that Z 21 and Z 22 are not bonded to each other to form a ring.
- R 21 , R 23 , R 24 , and R 26 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, or A substituted or unsubstituted alkyl halide group having 1 to 30 carbon atoms is preferred.
- R 21 , R 23 , R 24 , and R 26 are substituted or unsubstituted alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms, or substituted or unsubstituted A halogenated alkyl group having 1 to 30 carbon atoms is more preferable.
- R 22 and R 25 are preferably hydrogen atoms.
- R 21 , R 23 , R 24 , and R 26 is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms. It is preferable that In the general formulas (1), (10), and (10a), R 21 , R 23 , R 24 , and R 26 are more preferably substituted or unsubstituted aryl groups having 6 to 30 ring carbon atoms. preferable. In this case, R 22 and R 25 are preferably hydrogen atoms.
- R 21 , R 23 , R 24 , and R 26 are each independently A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms), Ring formation carbon number 6-30 (preferably ring formation) substituted with a substituted or unsubstituted halogenated alkyl group having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms) or an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms
- R 22 and R 25 are hydrogen atoms is exemplified.
- R 21 , R 23 , and R 24 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted halogen having 1 to 30 carbon atoms.
- An alkyl group is preferable.
- R 21 , R 23 , and R 24 are substituted or unsubstituted alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms, or substituted or unsubstituted halogenated alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms. It is more preferable.
- R 22 is preferably a hydrogen atom.
- At least one of R 21 , R 23 , and R 24 is preferably a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms.
- R 21 , R 23 , and R 24 are more preferably substituted or unsubstituted aryl groups having 6 to 30 ring carbon atoms.
- R 22 is preferably a hydrogen atom.
- R 21 , R 23 , and R 24 are each independently A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms), Ring formation carbon number 6-30 (preferably ring formation) substituted with a substituted or unsubstituted halogenated alkyl group having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms) or an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms An aryl group having 6 to 12 carbon atoms, An embodiment in which R 22 is a hydrogen atom is exemplified.
- examples of the alkoxy group substituted with a fluorine atom include 2,2,2-trifluoroethoxy group, 2,2-difluoroethoxy group, 2,2,3,3,3. -Pentafluoro-1-propoxy group, 2,2,3,3-tetrafluoro-1-propoxy group, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propoxy group, 2,2,3 , 3,4,4,4-heptafluoro-1-butyloxy group, 2,2,3,3,4,4-hexafluoro-1-butyloxy group, nonafluorotertiary butyloxy group, 2,2,3 , 3,4,4,5,5,5-nonafluoropentanoxy group, 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-undecafluorohexanoxy group, 2,3-bis (trifluoromethyl) -2,3-butanedioxy group 1,1,2,2-tetra (trifluoromethyl) ethyleneglycoxy group, 4,
- the aryloxy group substituted with a fluorine atom or the aryloxy group substituted with a fluoroalkyl group includes, for example, a pentafluorophenoxy group, 3,4,5-trifluorophenoxy group, 4- Trifluoromethylphenoxy group, 3,5-bistrifluoromethylphenoxy group, 3-fluoro-4-trifluoromethylphenoxy group, 2,3,5,6-tetrafluoro-4-trifluoromethylphenoxy group, 4-fluoro Examples thereof include a catecholate group, a 4-trifluoromethyl catecholate group, and a 3,5-bistrifluoromethyl catecholate group.
- the substituent in the case of “substituted or unsubstituted” in the first compound is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl having 5 to 30 ring atoms.
- alkyl group having 1 to 30 carbon atoms alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, halogenated alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, cycloalkyl group having 3 to 30 ring carbon atoms, cyano group, amino group, substituted amino group, halogen atom, carbon number 1
- the substituent in the case of “substituted or unsubstituted” in the first compound is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl having 5 to 30 ring atoms. And more preferably a substituent selected from the group consisting of a group, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, and a cycloalkyl group having 3 to 30 ring carbon atoms.
- the substituent in the case of “substituted or unsubstituted” in the first compound is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 12 ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl having 5 to 12 ring atoms. And more preferably a substituent selected from the group consisting of a group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a cycloalkyl group having 3 to 12 ring carbon atoms.
- the first compound is preferably a fluorescent compound.
- the first compound preferably emits light having a main peak wavelength of 400 nm to 700 nm.
- the main peak wavelength is the maximum emission intensity in the measured fluorescence spectrum of a toluene solution in which the measurement target compound is dissolved at a concentration of 10 ⁇ 6 mol / liter to 10 ⁇ 5 mol / liter.
- the peak wavelength of the fluorescence spectrum As a measuring device, a spectrofluorometer (manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd., F-7000) is used.
- the first compound preferably exhibits red light emission or green light emission.
- red light emission refers to light emission having a main peak wavelength of a fluorescence spectrum in the range of 600 nm to 660 nm.
- the main peak wavelength of the first compound is preferably 600 nm to 660 nm, more preferably 600 nm to 640 nm, and still more preferably 610 nm to 630 nm. .
- green light emission refers to light emission having a main peak wavelength of a fluorescence spectrum in the range of 500 nm to 560 nm.
- the main peak wavelength of the first compound is preferably 500 nm or more and 560 nm or less, more preferably 500 nm or more and 540 nm or less, and further preferably 510 nm or more and 530 nm or less.
- the anode includes a cathode, a first organic layer included between the anode and the cathode, and the first organic layer is ,
- the first compound, the second compound, and the third compound wherein the first compound is a compound represented by the general formula (1), and the first compound is 600 nm or more and 660 nm.
- the organic EL element includes an anode, a cathode, and a first organic layer included between the anode and the cathode.
- the organic layer includes a first compound, a second compound, and a third compound, and the first compound is a compound represented by the general formula (1), and the first compound is , A compound having a main peak wavelength in the range of 500 nm to 560 nm, the second compound is a delayed fluorescent compound, and the third compound is a compound represented by the general formula (3)
- this invention is not limited to the organic EL element of the aspect quoted here.
- a 1st compound can be manufactured by a well-known method.
- first compound according to this embodiment is not limited to these specific examples.
- the second compound is a delayed fluorescent compound.
- the second compound according to this embodiment is not a phosphorescent metal complex.
- the 2nd compound which concerns on this embodiment is not a metal complex.
- examples of the second compound include a compound represented by the following general formula (2).
- A is an acceptor (electron-accepting) site, and is a group having a partial structure selected from the following general formulas (a-1) to (a-7).
- A may be the same or different from each other, and A may be bonded to each other to form a saturated or unsaturated ring;
- B is a donor (electron-donating) moiety and has a partial structure selected from the following general formulas (b-1) to (b-6).
- the plurality of B may be the same or different from each other, and B may be bonded to each other to form a saturated or unsaturated ring; a, b, and d are each independently 1, 2, 3, 4, or 5; c is 0, 1, 2, 3, 4, or 5; When c is 0, A and B are bonded by a single bond or a spiro bond, When c is 1, 2, 3, 4 or 5, L is A linking group selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms and a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 5 to 30 ring atoms, wherein L is When there are a plurality of L, the plurality of L may be the same or different from each other, and L may be bonded to each other to form a saturated or unsaturated ring.
- R is each independently a hydrogen atom or a substituent, and when R is a substituent, the substituent is A substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms,
- a plurality of Rs are selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 5 to 30 ring atoms and a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, It may be the same or different, and R may be bonded to each other to form a saturated or unsaturated ring.
- binding mode of the compound represented by the general formula (2) examples include, for example, the binding modes shown in Table 1 below.
- the second compound preferably has a partial structure represented by the following general formula (200) and a partial structure represented by the following general formula (2Y) in one molecule.
- CN is a cyano group.
- n is an integer of 1 or more.
- n is preferably an integer of 1 or more and 5 or less, and more preferably an integer of 2 or more and 4 or less.
- Z 1 to Z 6 are each independently a nitrogen atom, a carbon atom bonded to CN, or a carbon atom bonded to another atom in the molecule of the second compound.
- Z 1 is a carbon atom bonded to CN
- at least one of the remaining 5 (Z 2 to Z 6 ) is a carbon atom bonded to another atom in the molecule of the second compound; Become.
- the other atom may be an atom constituting a partial structure represented by the following general formula (2Y), or may be an atom constituting a linking group or a substituent intervening with the partial structure.
- the second compound according to this embodiment may have a 6-membered ring composed of Z 1 to Z 6 as a partial structure, or a condensed structure formed by further condensing a ring to the 6-membered ring. You may have a ring as a partial structure.
- F and G each independently represent a ring structure.
- m is 0 or 1.
- Y 20 represents a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, a carbon atom, a silicon atom, or a germanium atom.
- the ring structure F and the ring structure G in the general formula (20Y) have the same meaning as the ring structure F and the ring structure G in the general formula (2Y).
- the ring structure F and the ring structure G have the same meanings as the ring structure F and the ring structure G in the general formula (2Y).
- the ring structure F and the ring structure G are preferably a 5-membered ring or a 6-membered ring, and the 5-membered ring or 6-membered ring is preferably an unsaturated ring, More preferably, it is a member ring.
- the second compound according to this embodiment is preferably a compound represented by the following general formula (20).
- A is represented by the general formula (200), provided that in the general formula (200), CN is a cyano group, n is an integer of 1 or more, and Z 1 to Z 6 are each independently And a nitrogen atom, a carbon atom bonded to CN, a carbon atom bonded to R, a carbon atom bonded to L, or a carbon atom bonded to D, and a carbon atom bonded to CN among Z 1 to Z 6 And at least one carbon atom bonded to L or D, Each R is independently a hydrogen atom or a substituent.
- the substituent in R is a halogen atom, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted ring formation.
- Aromatic heterocyclic group having 5 to 30 atoms, substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkylsilyl group having 3 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted ring forming carbon number 6 to 60 arylsilyl groups, substituted or unsubstituted alkoxy groups having 1 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted aryloxy groups having 6 to 30 ring carbon atoms, substituted or unsubstituted 2 to 30 carbon atoms Alkylamino group, substituted or unsubstituted arylamino group having 6 to 60 ring carbon atoms, substituted or unsubstituted alkylthio
- D is represented by the general formula (2Y), provided that the ring structure F and the ring structure G in the general formula (2Y) may be unsubstituted or have a substituent.
- m is 0 or 1
- Y 20 is a single bond, oxygen atom, sulfur atom, selenium atom, carbonyl group, CR 21 R 22 , SiR 23 R 24 or GeR 25. It represents R 26, R 21 ⁇ R 26 has the same meaning as the groups mentioned in the R.
- the general formula (2Y) when m is 1, the general formula (2Y) is represented by any one of the general formulas (22) to (25) and the following general formulas (21Y) to (24Y). Is done.
- f is an integer of 1 or more
- e and g are each independently an integer of 0 or more.
- A may mutually be same or different.
- D may mutually be same or different.
- L may mutually be same or different.
- the general formula (20) is represented by the following general formulas (201) to (220), for example.
- D in the repeating unit enclosed in parentheses having the repeating number f, D may be bonded to A via L, or via L to D.
- A may be bonded.
- they may be branched as in the following general formulas (221) to (228).
- the second compound according to this embodiment is not limited to the compounds represented by the general formulas (201) to (228).
- L when L is omitted, L is a single bond interposed between A and D, or L is in the molecule of the second compound. Indicates a hydrogen atom located at the end.
- L is not a condensed aromatic ring in terms of molecular design, but a condensed aromatic ring is also employed as long as thermally active delayed fluorescence can be obtained. Can do.
- the 2nd compound which concerns on this embodiment is a low molecular material. Therefore, the second compound according to this embodiment preferably has a molecular weight of 5000 or less, and more preferably a molecular weight of 3000 or less. It is preferable that the 2nd compound which concerns on this embodiment contains the partial structure of the said General formula (200) and the said General formula (2Y).
- the organic EL element containing the second compound emits light using a thermally activated delayed fluorescence mechanism.
- the general formula (2Y) is preferably represented by at least one of the following general formula (2a) and the following general formula (2x).
- a and B each independently represent a ring structure represented by the following general formula (2c) or a ring structure represented by the following general formula (2d),
- the ring structure B is condensed with an adjacent ring structure at an arbitrary position.
- px and py are each independently an integer of 0 or more and 4 or less, and represent the numbers of the ring structure A and the ring structure B, respectively.
- the plurality of ring structures A may be the same as or different from each other.
- py is an integer of 2 or more and 4 or less
- the plurality of ring structures B may be the same as or different from each other.
- the ring structure A may have two ring structures represented by the following general formula (2c) or two ring structures represented by the following general formula (2d).
- the ring structure A may have two ring structures represented by the following general formula (2c) or two ring structures represented by the following general formula (2d).
- a combination of one ring structure represented by the following general formula (2c) and one ring structure represented by the following general formula (2d) may be used.
- Z 7 represents a carbon atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, or an oxygen atom.
- c is an integer of 1 to 4.
- the plurality of ring structures E may be the same as or different from each other.
- E represents a ring structure represented by the general formula (2c) or a ring structure represented by the general formula (2d)
- the ring structure E represents an adjacent ring structure and Condensation at any position. Therefore, for example, when c is 2, the two ring structures E may have two ring structures represented by the general formula (2c) or two ring structures represented by the general formula (2d).
- One ring structure represented by the general formula (2c) may be combined with one ring structure represented by the general formula (2d).
- the second compound according to this embodiment preferably has a structure represented by the following general formula (2e) in its molecule.
- R 1 to R 9 are each independently a hydrogen atom, a substituent, or a single bond that binds to another atom in the molecule of the second compound;
- the substituents in R 1 to R 9 are halogen atoms, substituted or unsubstituted aryl groups having 6 to 30 ring carbon atoms, substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic groups having 5 to 30 ring atoms, substituted Or an unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkylsilyl group having 3 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylsilyl group having 6 to 60 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted group;
- R 1 to R 9 is a single bond that bonds to another atom in the molecule of the second compound.
- at least one of the combinations of substituents selected from R 1 to R 9 may be bonded to each other to form a ring structure.
- this ring structure that is, in the general formula (2e), among the 6-membered ring carbon atoms or 5-membered ring nitrogen atoms to which R 1 to R 9 are respectively bonded, Substituents selected from R 1 to R 8 and R 9 bonded to a 5-membered ring nitrogen atom can form a ring structure.
- the ring structure formed by combining substituents with each other is preferably a condensed ring.
- a case where a condensed 6-membered ring structure is formed can be considered.
- the second compound according to this embodiment preferably has a structure represented by the following general formula (2y) in the molecule.
- R 11 to R 19 in the general formula (2y) are independently the same as R 1 to R 9 in the general formula (2e). However, at least one of R 11 to R 19 is a single bond that binds to another atom in the molecule of the second compound. In the general formula (2y), at least one of the combinations of substituents selected from R 11 to R 19 may be bonded to each other to form a ring structure.
- a and B each independently represent a ring structure represented by the following general formula (2g) or a ring structure represented by the following general formula (2h), The ring structure B is condensed with an adjacent ring structure at an arbitrary position.
- px is the number of the ring structure A, and is an integer of 0 or more and 4 or less.
- the plurality of ring structures A may be the same as or different from each other.
- the plurality of ring structures B may be the same as or different from each other.
- py is the number of ring structures B and is an integer of 0 or more and 4 or less. Therefore, for example, when px is 2, the two ring structures A may have two ring structures represented by the following general formula (2g), or two ring structures represented by the following general formula (2h). Or a combination of one ring structure represented by the following general formula (2g) and one ring structure represented by the following general formula (2h).
- R 201 and R 202 are each independently synonymous with R 1 to R 9 , and R 201 and R 202 may be bonded to each other to form a ring structure. .
- R 201 and R 202 are each bonded to a carbon atom forming the 6-membered ring of the general formula (2g).
- Z 8 represents CR 203 R 204 , NR 205 , a sulfur atom, or an oxygen atom, and R 202 to R 205 are each independently a substituent in R 1 to R 9 It is synonymous.
- at least one of the combinations of substituents selected from R 11 to R 19 and R 201 to R 205 may be bonded to each other to form a ring structure.
- R 11 to R 19 in the general formula (2f) are independently the same as R 1 to R 9 in the general formula (2e). However, at least one of R 11 to R 19 is a single bond that binds to another atom in the molecule of the second compound. In the general formula (2f), at least one of the combinations of substituents selected from R 11 to R 19 may be bonded to each other to form a ring structure.
- E represents a ring structure represented by the general formula (2g) or a ring structure represented by the general formula (2h), and the ring structure E represents an adjacent ring structure. And condensed at any position.
- c is the number of the ring structure E, and is an integer of 1 or more and 4 or less.
- the plurality of ring structures E may be the same as or different from each other. Therefore, for example, when c is 2, the two ring structures E may have two ring structures represented by the general formula (2g) or two ring structures represented by the general formula (2h). One ring structure represented by the general formula (2g) may be combined with one ring structure represented by the general formula (2h).
- the second compound according to this embodiment is preferably represented by the following general formula (2A).
- n is an integer of 1 or more
- t is an integer of 1 or more
- u is an integer of 0 or more.
- L A is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring having 6 to 30 ring carbon atoms or an aromatic heterocyclic ring having 6 to 30 ring atoms.
- CN is a cyano group.
- D 1 and D 2 are each independently represented by the general formula (2Y), provided that the ring structure F and the ring structure G in the general formula (2Y) may be unsubstituted or have a substituent.
- m is 0 or 1
- Y 20 is a single bond, oxygen atom, sulfur atom, selenium atom, carbonyl group, CR 21 R 22 , SiR 23 R 24 or GeR 25.
- R 26 R 21 ⁇ R 26 are the same as defined above R.
- the general formula (2Y) is represented by any one of the general formulas (22) to (25) and the general formulas (21Y) to (24Y).
- D 1 and D 2 may be the same or different.
- t is 2 or more
- the plurality of D 1 may be the same as or different from each other.
- u is 2 or more
- the plurality of D 2 may be the same as or different from each other.
- L A is preferably a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring having 6 to 14 ring carbon atoms.
- the aromatic hydrocarbon ring having 6 to 14 ring carbon atoms include benzene, naphthalene, fluorene, and phenanthrene.
- L A is more preferably an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 10 ring carbon atoms.
- the aromatic heterocyclic ring atoms 6 to 30 in the L A for example, pyridine, pyrimidine, pyrazine, quinoline, quinazoline, phenanthroline, benzofuran, and dibenzofuran, and the like.
- the first of the D 1 or the D 2 is bonded to the carbon atoms forming the aromatic hydrocarbon ring represented by L A, the first The CN may be bonded to the second carbon atom adjacent to the carbon atom.
- the first carbon atom C A cyano group may be bonded to the second carbon atom C 2 adjacent to 1 .
- D in the following general formula (2B) has the same meaning as D 1 or D 2 .
- a wavy line portion represents a bonding position with another structure or atom.
- D 1 or D 2 having the structure as shown in formula (2a) or Formula (2b), bonded to the aromatic hydrocarbon ring is a cyano group represented by adjacent said L A
- the value of ⁇ ST of the compound can be reduced.
- the t is preferably an integer of 2 or more. If the said D 1 of the 2 or more aromatic hydrocarbon ring represented by L A is attached, a plurality of D 1 may be a different structure may be the same structure.
- the second compound according to this embodiment is preferably represented by the following general formula (21).
- a 21 and B 21 each independently represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted ring atom having 5 to 5 ring atoms.
- 30 aromatic heterocyclic groups are represented.
- X 21 to X 28 and Y 21 to Y 28 each independently represent a nitrogen atom, a carbon atom bonded to R D , or a carbon atom bonded to L 23 .
- at least one of X 25 to X 28 is a carbon atom bonded to L 23, and at least one of Y 21 to Y 24 is a carbon atom bonded to L 23 .
- Each RD is independently a hydrogen atom or a substituent.
- the substituent in RD is a halogen atom, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted group. It is a substituent selected from the group consisting of a substituted aromatic heterocyclic group having 5 to 30 ring atoms, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted silyl group.
- L 21 and L 22 are each independently a single bond or a linking group, and examples of the linking group in L 21 and L 22 include a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms and a substituted group.
- L 23 represents a substituted or unsubstituted monocyclic hydrocarbon group having 6 or less ring-forming carbon atoms, or a substituted or unsubstituted monocyclic heterocyclic group having 6 or less ring-forming atoms.
- w represents an integer of 0 to 3. When w is 0, at least one of X 25 to X 28 and at least one of Y 21 to Y 24 are directly bonded.
- a monocyclic hydrocarbon group is not a condensed ring but a group derived from a single hydrocarbon ring (aliphatic cyclic hydrocarbon or aromatic hydrocarbon), and a monocyclic heterocyclic group is a single ring A group derived from a heterocyclic ring.
- At least one of the following conditions (i) and (ii) is satisfied.
- At least one of A 21 and B 21 is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms substituted with a cyano group, or an aromatic group having 6 to 30 ring atoms substituted with a cyano group Group heterocyclic group.
- At least one of (ii) X 21 ⁇ X 24 and Y 25 ⁇ Y 28 is a carbon atom bonded with R D, the R at least one of D is, ring carbon 6 is substituted with a cyano group
- R D there are a plurality, or different in each of the plurality of R D identical.
- the aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms or the aromatic heterocyclic group having 6 to 30 ring atoms represented by A 21 and B 21 has a substituent.
- the substituent is a cyano group, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a haloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, Haloalkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, alkylsilyl group having 1 to 10 carbon atoms, aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, aryloxy group having 6 to 30 ring carbon atoms, aralkyl having 6 to 30 carbon atoms
- the group is preferably one or more groups selected from the group consisting of a group and a heterocyclic group having 5 to 30 ring atoms.
- condition (i) it is preferable that the condition (i) is satisfied and the condition (ii) is not satisfied. Alternatively, in the general formula (21), it is preferable that the condition (ii) is satisfied and the condition (i) is not satisfied. Alternatively, it is also preferable to satisfy the condition (i) and the condition (ii).
- At least one of A 21 and B 21 is A phenyl group substituted with a cyano group, A naphthyl group substituted with a cyano group, A phenanthryl group substituted with a cyano group, A dibenzofuranyl group substituted with a cyano group, A dibenzothiophenyl group substituted with a cyano group, A biphenyl group substituted with a cyano group, A terphenyl group substituted with a cyano group, A 9,9-diphenylfluorenyl group substituted with a cyano group, A 9,9′-spirobi [9H-fluoren] -2-yl group substituted with a cyano group, A 9,9-dimethylfluorenyl group substituted with a cyano group or a triphenylenyl group substituted with a cyano group is preferred.
- At least one of X 21 ⁇ X 24 and Y 25 ⁇ Y 28 is CR D, at least one of R D in X 21 ⁇ X 24 and Y 25 ⁇ Y 28 is, A phenyl group substituted with a cyano group, A naphthyl group substituted with a cyano group, A phenanthryl group substituted with a cyano group, A dibenzofuranyl group substituted with a cyano group, A dibenzothiophenyl group substituted with a cyano group, A biphenyl group substituted with a cyano group, A terphenyl group substituted with a cyano group, A 9,9-diphenylfluorenyl group substituted with a cyano group, A 9,9′-spirobi [9H-fluoren] -2-yl group substituted with a cyano group, A 9,9-dimethylfluorenyl group substituted with a
- X 26 and Y 23 are preferably bonded via L 23 or directly bonded. Further, in the general formula (21), and X 26 and Y 22 is either attached via a L 23, or is preferably bonded directly. Further, in the general formula (21), and X 27 and Y 23 is either attached via a L 23, or is preferably bonded directly.
- w is preferably 0.
- w is preferably 1.
- L 21 and L 22 are preferably a single bond or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms.
- a 2nd compound is manufactured according to the method described in international publication 2013/180241, international publication 2014/092083, international publication 2014/104346, etc., for example. be able to.
- Delayed fluorescence (thermally activated delayed fluorescence) is explained on pages 261 to 268 of “Device properties of organic semiconductors” (edited by Chiba Adachi, published by Kodansha).
- the energy difference ⁇ E 13 between the excited singlet state and the excited triplet state of the fluorescent material can be reduced, the reverse energy from the excited triplet state to the excited singlet state, which usually has a low transition probability. It is described that migration occurs with high efficiency, and thermally activated delayed fluorescence (TADF) is expressed.
- FIG. 10.38 in this document explains the mechanism of delayed fluorescence generation.
- the second compound in the present embodiment is a compound that exhibits thermally activated delayed fluorescence generated by such a mechanism.
- the emission of delayed fluorescence can be confirmed by transient PL (Photo Luminescence) measurement.
- Transient PL measurement is a method of measuring the decay behavior (transient characteristics) of PL emission after irradiating a sample with a pulse laser and exciting it and stopping the irradiation.
- PL emission in the TADF material is classified into a light emission component from a singlet exciton generated by the first PL excitation and a light emission component from a singlet exciton generated via a triplet exciton.
- the lifetime of singlet excitons generated by the first PL excitation is on the order of nanoseconds and is very short. Therefore, light emitted from the singlet excitons is rapidly attenuated after irradiation with the pulse laser.
- delayed fluorescence is gradually attenuated due to light emission from singlet excitons generated via a long-lived triplet exciton.
- the emission intensity derived from delayed fluorescence can be obtained.
- FIG. 2 shows a schematic diagram of an exemplary apparatus for measuring transient PL.
- the transient PL measurement apparatus 100 of the present embodiment includes a pulse laser unit 101 that can irradiate light of a predetermined wavelength, a sample chamber 102 that houses a measurement sample, a spectrometer 103 that separates light emitted from the measurement sample, A streak camera 104 for forming a two-dimensional image and a personal computer 105 for capturing and analyzing the two-dimensional image are provided. Note that the measurement of the transient PL is not limited to the apparatus described in this embodiment.
- the sample accommodated in the sample chamber 102 is obtained by forming a thin film in which a doping material is doped at a concentration of 12 mass% with respect to a matrix material on a quartz substrate.
- the thin film sample accommodated in the sample chamber 102 is irradiated with a pulse laser from the pulse laser unit 101 to excite the doping material.
- Light emission is extracted in a direction of 90 degrees with respect to the irradiation direction of the excitation light, the extracted light is dispersed by the spectroscope 103, and a two-dimensional image is formed in the streak camera 104.
- a two-dimensional image in which the vertical axis corresponds to time, the horizontal axis corresponds to wavelength, and the bright spot corresponds to emission intensity.
- an emission spectrum in which the vertical axis represents the emission intensity and the horizontal axis represents the wavelength can be obtained.
- an attenuation curve in which the vertical axis represents the logarithm of the emission intensity and the horizontal axis represents time can be obtained.
- a thin film sample A was prepared as described above using the following reference compound H1 as a matrix material and the following reference compound D1 as a doping material, and transient PL measurement was performed.
- FIG. 3 shows attenuation curves obtained from the transient PL measured for the thin film sample A and the thin film sample B.
- the transient PL measurement it is possible to obtain a light emission decay curve with the vertical axis representing the emission intensity and the horizontal axis representing the time. Based on this emission decay curve, the fluorescence intensity of fluorescence emitted from the singlet excited state generated by photoexcitation and delayed fluorescence emitted from the singlet excited state generated by reverse energy transfer via the triplet excited state The ratio can be estimated.
- the ratio of the delayed fluorescence intensity that gradually attenuates to the fluorescence intensity that decays quickly is somewhat large. The amount of delayed fluorescence emitted in this embodiment can be determined using the apparatus shown in FIG.
- the first compound is excited with pulsed light having a wavelength that is absorbed by the second compound (light emitted from a pulsed laser) and then promptly observed from the excited state (prompt light emission). After the excitation, there is delay light emission (delayed light emission) that is not observed immediately but is observed thereafter.
- the amount of delay light emission (delayed light emission) is preferably 5% or more with respect to the amount of Promp light emission (immediate light emission).
- the amounts of Prompt light emission and Delay light emission can be obtained by a method similar to the method described in “Nature 492, 234-238, 2012”.
- the apparatus used for calculation of the amount of Promp light emission and Delay light emission is not limited to the apparatus described in the said literature.
- the sample used for the measurement of delayed fluorescence is, for example, a second compound and the following compound TH-2 are co-deposited on a quartz substrate so that the ratio of the second compound is 12% by mass, A sample in which a thin film having a thickness of 100 nm is formed can be used.
- a compound having a small ⁇ ST (Mat1) as the second compound, and the second compound from the triplet level of the second compound by the externally applied thermal energy.
- the reverse intersystem crossing to the singlet level easily occurs.
- An energy state conversion mechanism in which the excited triplet state of the electrically excited exciton inside the organic EL element is spin-exchanged to the excited singlet state by crossing between inverse terms is called a TADF mechanism.
- the energy gap T 77K (Mat2) at 77 [K] of the second compound is preferably larger than the energy gap T 77K (Mat1) at 77 [K] of the first compound.
- the energy gap at 77 [K] is different from the normally defined triplet energy.
- the triplet energy is measured as follows. First, a sample in which a solution in which a compound to be measured is dissolved in an appropriate solvent is enclosed in a quartz glass tube is prepared.
- a phosphorescence spectrum (vertical axis: phosphorescence emission intensity, horizontal axis: wavelength) is measured at a low temperature (77 [K]), and a tangent line is drawn with respect to the rising edge on the short wavelength side of the phosphorescence spectrum, Based on the wavelength value at the intersection of the tangent and the horizontal axis, triplet energy is calculated from a predetermined conversion formula.
- the thermally activated delayed fluorescent compound is preferably a compound having a small ⁇ ST. When ⁇ ST is small, intersystem crossing and reverse intersystem crossing easily occur even in a low temperature (77 [K]) state, and an excited singlet state and an excited triplet state are mixed.
- the spectrum measured in the same manner as described above includes emission from both the excited singlet state and the excited triplet state, and it is difficult to distinguish from which state the light is emitted.
- the triplet energy value is considered dominant. Therefore, in the present embodiment, the normal triplet energy T and the measurement method are the same, but in order to distinguish the difference in the strict meaning, the value measured as follows is referred to as an energy gap T 77K. .
- a phosphorescence spectrum (vertical axis: phosphorescence emission intensity, horizontal axis: wavelength) is measured at a low temperature (77 [K]), and a tangent line is drawn with respect to the rising edge of the phosphorescence spectrum on the short wavelength side.
- the energy amount calculated from the following conversion formula (F1) is defined as an energy gap T 77K at 77 [K].
- Conversion formula (F1): T 77K [eV] 1239.85 / ⁇ edge
- the tangent to the rising edge on the short wavelength side of the phosphorescence spectrum is drawn as follows. When moving on the spectrum curve from the short wavelength side of the phosphorescence spectrum to the maximum value on the shortest wavelength side among the maximum values of the spectrum, tangents at each point on the curve are considered toward the long wavelength side. The slope of this tangent line increases as the curve rises (that is, as the vertical axis increases). A tangent drawn at a point where the value of the slope takes a maximum value (that is, a tangent at the inflection point) is a tangent to the rising edge of the phosphorescence spectrum on the short wavelength side.
- the maximum point having a peak intensity of 15% or less of the maximum peak intensity of the spectrum is not included in the above-mentioned maximum value on the shortest wavelength side, and has the maximum slope value closest to the maximum value on the shortest wavelength side.
- the tangent drawn at the point where the value is taken is taken as the tangent to the rising edge of the phosphorescence spectrum on the short wavelength side.
- an F-4500 type spectrofluorometer main body manufactured by Hitachi High-Technology Co., Ltd. can be used for measurement of phosphorescence.
- the measurement device is not limited to this, and the measurement may be performed by combining a cooling device, a low-temperature container, an excitation light source, and a light receiving device.
- Examples of a method for measuring singlet energy S 1 using a solution include the following methods.
- a 10 ⁇ mol / L toluene solution of the compound to be measured is prepared and placed in a quartz cell, and the absorption spectrum (vertical axis: absorption intensity, horizontal axis: wavelength) of this sample is measured at room temperature (300 K).
- a tangent line is drawn with respect to the fall of the absorption spectrum on the long wavelength side, and the singlet energy is calculated by substituting the wavelength value ⁇ edge [nm] at the intersection of the tangent line and the horizontal axis into the following conversion formula (F2).
- Conversion formula (F2): S 1 [eV] 1239.85 / ⁇ edge
- Examples of the absorption spectrum measuring device include a spectrophotometer (device name: U3310) manufactured by Hitachi, but are not limited thereto.
- the tangent to the falling edge on the long wavelength side of the absorption spectrum is drawn as follows. When moving on the spectrum curve in the long wavelength direction from the maximum value on the longest wavelength side among the maximum values of the absorption spectrum, the tangent at each point on the curve is considered. This tangent repeats as the curve falls (ie, as the value on the vertical axis decreases), the slope decreases and then increases. The tangent drawn at the point where the slope value takes the minimum value on the long wavelength side (except when the absorbance is 0.1 or less) is taken as the tangent to the fall on the long wavelength side of the absorption spectrum. In addition, the maximum point whose absorbance value is 0.2 or less is not included in the maximum value on the longest wavelength side.
- the difference (S 1 ⁇ T 77K ) between the singlet energy S 1 and the energy gap T 77K at 77 [K] is defined as ⁇ ST.
- the difference ⁇ ST (Mat2) between the singlet energy S 1 (Mat2) of the second compound and the energy gap T 77K (Mat2) at 77 [K] of the second compound is preferably Less than 0.3 eV, more preferably less than 0.2 eV, still more preferably less than 0.1 eV. That is, ⁇ ST (Mat2) preferably satisfies any one of the following mathematical formulas (Equation 10) to (Equation 12).
- ⁇ ST (Mat2) S 1 (Mat2) ⁇ T 77K (Mat2) ⁇ 0.3 eV (Equation 10)
- ⁇ ST (Mat2) S 1 (Mat2) ⁇ T 77K (Mat2) ⁇ 0.2 eV (Equation 11)
- ⁇ ST (Mat2) S 1 (Mat2) ⁇ T 77K (Mat2) ⁇ 0.1 eV (Equation 12)
- the third compound is a compound represented by the following general formula (3).
- n is 1, 2, 3, or 4; when n is 2, 3, or 4, the plurality of Cz are the same or different from each other;
- X B is a group represented by the following general formula (3A), Cz is a group represented by the following general formula (3B-1) or (3B-2).
- Ar 1 and Ar 2 are each independently A substituted or unsubstituted monovalent or polyvalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 ring carbon atoms, k is 0, 1, or 2; when k is 2, the plurality of Ar 2 are the same as or different from each other;
- the substituent D 1 is independently A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, A substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 30 ring carbon atoms, A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, A substituted or unsubstituted aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms, A substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, A substituted or unsubstituted halogenated al
- X 1 to X 8 are each independently a nitrogen atom or CR A , R A is a hydrogen atom or a substituent, or any one or more of the groups of adjacent R A are bonded to each other to form a ring, R A as a substituent is each independently A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, A substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 30 ring atoms; A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, A substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 30 ring carbon atoms, A substituted or unsubstituted silyl group, A substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, A substituted or unsubstituted halogenated alk
- Cz which is bound to X B may be bonded to any of Ar 1 and Ar 2 in the general formula (3A) representing the X B.
- the binding mode of the compounds represented by the general formulas (3) and (3A) is determined according to the values of n and k. Examples of the binding mode include the following modes.
- Examples of the third compound that satisfies the above-described binding mode include the following compounds.
- Cz 1 to Cz 4 are each independently a group arbitrarily selected from Tables 6 to 13 described later. When a plurality of Cz 1 to Cz 4 are present in one molecule, Cz 1 to Cz 4 are the same or different from each other. * Represents a bonding point.
- the group corresponding to Ar 1 in the general formula (3A) may have the substituent D1
- the group corresponding to Ar 2 in the general formula (3A) is
- the group may have the substituent D2, and the group corresponding to R A in the general formula (3B-1) may have the substituents listed for the substituent of R A.
- the substituents of the substituent D1, the substituent D2, and R A may be each independently further substituted with the substituent E, and the substituent E may be further substituted with the substituent F. .
- Cz in the general formula (3) is preferably a group represented by the general formula (3B-1).
- N in the general formula (3) is preferably 1 or 2.
- Ar 1 and Ar 2 in the general formula (3A) are each independently benzene, biphenyl, terphenyl, naphthalene, anthracene, benzoanthracene, phenanthrene, benzophenanthrene, phenalene, picene, pentacene, pyrene, chrysene, benzochrysene, fluoranthene And a monovalent or polyvalent residue derived from any one of benzene, biphenyl, terphenyl, naphthalene, phenanthrene, and triphenylene. More preferably, it is a group.
- Ar 1 as a divalent group and Ar 2 as a divalent group are each independently an o-phenylene group, an m-phenylene group, a p-phenylene group, 4, 4 '-Biphenylylene group, 4,3'-biphenylylene group, 4,2'-biphenylylene group, 3,3'-biphenylylene group, 2,2'-biphenylylene group, 3,2'-biphenylylene group, 4,4'' -P-terphenylylene group, 4,3 ′′ -p-terphenylylene group, 3,3 ′′ -p-terphenylylene group, 2,2 ′ ′′-p-terphenylylene group, 4,2 ′′ -p-terphenylylene group 4,2′-p-terphenylylene group, 4,3′-p-terphenylylene group, 4,4 ′′ -m-terphenylylene group, 4,3 ′′ -m-terphenylylene group, 4,3
- Ar 1 in the case of a monovalent aromatic hydrocarbon group and Ar 2 in the case of a monovalent aromatic hydrocarbon group are each independently represented by the following formulas (3b-1) to (3b-3): A group selected from the group consisting of
- Ar 1 in the case of a divalent aromatic hydrocarbon group and Ar 2 in the case of a divalent aromatic hydrocarbon group are each independently represented by the following formulas (3b-4) to (3b-10): A group selected from the group consisting of
- X 1 to X 8 are preferably each independently CR A.
- One of the X 1 ⁇ X 4 in the general formula (3B-2) are each independently a carbon atom bonded with any of Ar 1 and Ar 2, or a CR C, however, X 1 ⁇ X 4 Is a carbon atom bonded to any one of Ar 1 and Ar 2 in the general formula (3A), X 5 ⁇ X 8 are each independently is preferably a CR D.
- R A in the general formula (3B-1) is preferably a hydrogen atom.
- R C and R D are preferably a hydrogen atom.
- R A in the general formula (3B-1) and R B , R C and R D in the general formula (3B-2) are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted ring-forming carbon number of 6 to 30
- a hydrogen atom Preferably a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted halogenated group having 1 to 30 carbon atoms. More preferably, it is an alkyl group.
- the third compound is preferably a compound represented by the following general formula (3C).
- Cz has the same meaning as Cz in the general formula (3).
- Ar 3 has the same meaning as Ar 1 in the general formula (3A), and n1 has the same meaning as n in the general formula (3A).
- n1 is preferably 2.
- the third compound is a compound represented by the general formula (3C), n1 is 2, Ar 3 is preferably at least one group selected from the group consisting of groups represented by the general formulas (3a-1) to (3a-26).
- the groups represented by the general formulas (3a-1) to (3a-26) have a substituent E or are unsubstituted.
- the substituent E in the case of “substituted or unsubstituted” is an unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, It is preferably a substituent selected from the group consisting of an unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 30 ring carbon atoms, a cyano group, and a halogen atom.
- the substituent E in the case of “substituted or unsubstituted” is an unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, And more preferably a substituent selected from the group consisting of unsubstituted alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms.
- the substituent E in the case of “substituted or unsubstituted” is an unsubstituted aryl group having 6 to 18 ring carbon atoms, And more preferably a substituent selected from the group consisting of an unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
- Cz is a group represented by the general formula (3B-1), n is 1 or 2, R A in the general formula (3B-1) is independently Hydrogen atom, A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, A carbazolyl group, A substituted carbazolyl group, A halogen atom or a cyano group, In the general formula (3A), k is 0, Ar 1 is monovalent or polyvalent derived from any of benzene, biphenyl, terphenyl, naphthalene, anthracene, benzoanthracene, phenanthrene, benzophenanthrene, phenalene, picene, pentacene, pyrene, chrysene, benzochrysene, fluoranthene, and triphenylene.
- the substituent E is An unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, An unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, An unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 30 ring carbon atoms, A substituent selected from the group consisting of a cyano group and a halogen atom is preferred.
- n is 1 or 2
- Ar 1 and Ar 2 are each independently a monovalent or polyvalent residue derived from any of benzene, biphenyl, terphenyl, naphthalene, phenanthrene, fluoranthene, and triphenylene
- X 1 to X 8 in the general formula (3B-1) are each independently CR A
- X 1 ⁇ X 4 in the general formula (3B-2) are each independently a carbon atom bonded with Ar 1, or a CR C, provided that one of X 1 ⁇ X 4, the general formula (3A) is a carbon atom bonded to Ar 1
- X 5 ⁇ X 8 are each independently CR D
- R A in the general formula (3B-1) and R C and R D in the general formula (3B-2) are each independently Hydrogen atom, A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, or a substituted or unsub
- n is 2, In the general formula (3A), k is 0,
- X 1 to X 8 are each independently CR A , and any pair of adjacent R A is not bonded to each other
- X 1 ⁇ X 4 are each independently a carbon atom bonded with Ar 1, or a CR C, provided that one of X 1 ⁇ X 4, the general wherein (3A), a carbon atom bonded to the Ar 1, a set of R C between adjacent are both not bind to each other, X 5 ⁇ X 8 are each independently CR D, a set of R D Adjacent, neither of which is coupled to each other, R A in the general formula (3B-1), R C and R D in the general formula (3B-2) are A hydrogen atom, In the general formulas (3A), (3B-1), and (3B-2), In the case of “substituted or unsubstituted”, the substituent E is An unsubstituted aryl
- n 2
- Ar 1 is at least one group selected from the group consisting of groups represented by the general formulas (3a-1) to (3a-26),
- adjacent groups of R A are not bonded to each other,
- R B-2 adjacent groups of R A are not bonded to each other,
- a set of R C between adjacent are both not bind to each other, a set of R D Adjacent, neither of which is coupled to each other,
- R A in the general formula (3B-1), R C and R D in the general formula (3B-2) are hydrogen atoms,
- the substituent E is A substituent selected from the group consisting of an unsubstituted aryl group having 6 to 18 ring carbon atoms and an unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferable.
- n is 2, In the general formula (3A), k is 0, Ar 1 is at least one group selected from the group consisting of groups represented by the general formulas (3a-1) to (3a-26), In the general formula (3B-1), X 1 to X 8 are each independently CR A , and any pair of adjacent R A is not bonded to each other, In the general formula (3B-2), X 1 ⁇ X 4 are each independently a carbon atom bonded with Ar 1, or a CR C, provided that one of X 1 ⁇ X 4, the general wherein (3A), a carbon atom bonded to the Ar 1, a set of R C between adjacent are both not bind to each other, X 5 ⁇ X 8 are each independently CR D, a set of R D Adjacent, neither of which is coupled to each other, R A in the general formula (3B-1), R C and R D in the general formula (3B-2) are hydrogen atoms, In the general formulas (3A), (3B-1), and (3B-2), In the general formulas (3A
- Cz in the general formula (3) is preferably any group selected from the group consisting of groups represented by the following formulas (3B11) to (3B22).
- the carbon atom that may have a substituent has the substituent X having the same meaning as R A as the substituent, or has no substituent.
- the plurality of substituents X are the same or different from each other, and in the formulas (3B11) to (3B22), * represents a bonding position.
- Cz in the general formula (3) is preferably any group selected from the group consisting of groups represented by the formulas (3B11) to (3B17).
- a 3rd compound can be manufactured by a well-known method.
- the singlet energy S 1 (Mat3) of the third compound is preferably larger than the singlet energy S 1 (Mat1) of the first compound.
- the energy gap T 77K (Mat 3) at 77 [K] of the third compound is preferably larger than the energy gap T 77K (Mat 1) at 77 [K] of the first compound.
- the energy gap T 77K (Mat 3) at 77 [K] of the third compound is preferably larger than the energy gap T 77K (Mat 2) at 77 [K] of the second compound.
- the singlet energy S 1 of the first compound in the light-emitting layer (Mat1), a singlet energy S 1 of the second compound (Mat2), a singlet energy S 1 (Mat3) of the third compound is It is preferable to satisfy the relationship of the following mathematical formula (Formula 3).
- the first compound, the second compound, and the third compound in the light emitting layer satisfy the relationship of the following mathematical formula (Formula 4).
- the organic EL element of the present embodiment is caused to emit light, it is preferable that mainly a fluorescent compound emits light in the light emitting layer.
- the film thickness of the light emitting layer in the organic EL device of the present embodiment is preferably 5 nm to 50 nm, more preferably 7 nm to 50 nm, and most preferably 10 nm to 50 nm.
- the thickness is 5 nm or more, formation of the light emitting layer and adjustment of chromaticity are easy to be performed, and when the thickness is 50 nm or less, an increase in driving voltage is easily suppressed.
- the content rate of a 1st compound is 0.01 mass% or more and 10 mass% or less in a light emitting layer, 0.01 mass % To 5% by mass, more preferably 0.01% to 1% by mass.
- the content ratio of the second compound is preferably 10% by mass to 80% by mass, more preferably 10% by mass to 60% by mass, and further preferably 20% by mass to 60% by mass. preferable.
- the content of the third compound is preferably 10% by mass or more and 80% by mass or less.
- the upper limit of the total content of the first compound, the second compound, and the third compound in the light emitting layer is 100% by mass.
- this embodiment does not exclude that materials other than a 1st compound, a 2nd compound, and a 3rd compound are contained in a light emitting layer.
- the light emitting layer may contain only 1 type of 1st compounds, and may contain 2 or more types.
- the light emitting layer may contain only 1 type of 2nd compounds, and may contain 2 or more types.
- the light emitting layer may contain only 1 type of 3rd compounds, and may contain 2 or more types.
- FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the relationship between the energy levels of the first compound, the second compound, and the third compound in the light emitting layer.
- S0 represents a ground state.
- S1 (Mat1) represents the lowest excited singlet state of the first compound
- T1 (Mat1) represents the lowest excited triplet state of the first compound.
- S1 (Mat2) represents the lowest excited singlet state of the second compound
- T1 (Mat2) represents the lowest excited triplet state of the second compound.
- S1 (Mat3) represents the lowest excited singlet state of the third compound
- T1 (Mat3) represents the lowest excited triplet state of the third compound.
- the organic EL element according to the present embodiment emits light with high efficiency.
- the organic EL element according to this embodiment can be used for electronic devices such as a display device and a light emitting device.
- anode For the anode formed on the substrate, it is preferable to use a metal, an alloy, an electrically conductive compound, a mixture thereof, or the like having a high work function (specifically, 4.0 eV or more). Specifically, for example, indium tin oxide (ITO), indium oxide-tin oxide containing silicon or silicon oxide, indium oxide-zinc oxide, tungsten oxide, and indium oxide containing zinc oxide. And graphene.
- ITO indium tin oxide
- ITO indium oxide-tin oxide containing silicon or silicon oxide
- indium oxide-zinc oxide silicon oxide
- tungsten oxide tungsten oxide
- indium oxide containing zinc oxide and graphene.
- gold Au
- platinum Pt
- nickel Ni
- tungsten W
- Cr chromium
- Mo molybdenum
- iron Fe
- Co cobalt
- Cu copper
- palladium Pd
- titanium Ti
- a metal material nitride for example, titanium nitride
- indium oxide-zinc oxide can be formed by a sputtering method by using a target in which 1% by mass to 10% by mass of zinc oxide is added to indium oxide.
- indium oxide containing tungsten oxide and zinc oxide contains 0.5% by mass to 5% by mass of tungsten oxide and 0.1% by mass to 1% by mass of zinc oxide with respect to indium oxide.
- the hole injection layer formed in contact with the anode is formed using a composite material that facilitates hole injection regardless of the work function of the anode.
- Any material that can be used as an electrode material for example, a metal, an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof, and other elements belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table) can be used.
- An element belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table which is a material having a low work function, that is, an alkali metal such as lithium (Li) or cesium (Cs), and magnesium (Mg), calcium (Ca), or strontium Alkaline earth metals such as (Sr), and alloys containing these (eg, MgAg, AlLi), rare earth metals such as europium (Eu), ytterbium (Yb), and alloys containing these can also be used.
- an alkali metal such as lithium (Li) or cesium (Cs), and magnesium (Mg), calcium (Ca), or strontium Alkaline earth metals such as (Sr), and alloys containing these (eg, MgAg, AlLi), rare earth metals such as europium (Eu), ytterbium (Yb), and alloys containing these
- a vacuum evaporation method or a sputtering method can be used.
- cathode It is preferable to use a metal, an alloy, an electrically conductive compound, a mixture thereof, or the like having a low work function (specifically, 3.8 eV or less) for the cathode.
- cathode materials include elements belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table of elements, that is, alkali metals such as lithium (Li) and cesium (Cs), and magnesium (Mg) and calcium (Ca ), Alkaline earth metals such as strontium (Sr), and alloys containing these (for example, rare earth metals such as MgAg, AlLi), europium (Eu), ytterbium (Yb), and alloys containing these.
- a vacuum evaporation method or a sputtering method can be used.
- coating method, the inkjet method, etc. can be used.
- a cathode is formed using various conductive materials such as indium oxide-tin oxide containing Al, Ag, ITO, graphene, silicon, or silicon oxide regardless of the work function. can do.
- These conductive materials can be formed by a sputtering method, an inkjet method, a spin coating method, or the like.
- the hole injection layer is a layer containing a substance having a high hole injection property.
- Substances with high hole injection properties include molybdenum oxide, titanium oxide, vanadium oxide, rhenium oxide, ruthenium oxide, chromium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, tantalum oxide, silver oxide, Tungsten oxide, manganese oxide, or the like can be used.
- a high molecular compound (oligomer, dendrimer, polymer, etc.) can also be used.
- a high molecular compound oligomer, dendrimer, polymer, etc.
- poly (N-vinylcarbazole) (abbreviation: PVK)
- poly (4-vinyltriphenylamine) (abbreviation: PVTPA)
- PVTPA poly (4-vinyltriphenylamine)
- PTPDMA poly [N- (4- ⁇ N ′-[4- (4-diphenylamino)] Phenyl] phenyl-N′-phenylamino ⁇ phenyl) methacrylamide]
- PTPDMA poly [N, N′-bis (4-butylphenyl) -N, N′-bis (phenyl) benzidine]
- High molecular compounds such as Poly-TPD
- a polymer compound to which an acid such as poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (styrenesulfonic acid) (PEDOT / PSS), polyaniline / poly (styrenesulfonic acid) (PAni / PSS) is added is used. You can also.
- the hole transport layer is a layer containing a substance having a high hole transport property.
- An aromatic amine compound, a carbazole derivative, an anthracene derivative, or the like can be used for the hole transport layer.
- NPB 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl
- TPD diphenyl- [1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine
- BAFLP 4-phenyl-4 ′-(9-phenylfluoren-9-yl) triphenylamine
- CBP 9- [4- (N-carbazolyl)] phenyl-10-phenylanthracene (CzPA), 9-phenyl-3- [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl]
- a carbazole derivative such as -9H-carbazole (PCzPA) or an anthracene derivative such as t-BuDNA, DNA, or DPAnth may be used.
- a high molecular compound such as poly (N-vinylcarbazole) (abbreviation: PVK) or poly (4-vinyltriphenylamine) (abbreviation: PVTPA) can also be used.
- any substance that has a property of transporting more holes than electrons may be used.
- the layer containing a substance having a high hole-transport property is not limited to a single layer, and two or more layers containing the above substances may be stacked.
- a material having a larger energy gap is HT-2 used in Examples described later.
- the electron transport layer is a layer containing a substance having a high electron transport property.
- metal complexes such as aluminum complexes, beryllium complexes, and zinc complexes
- heteroaromatic compounds such as imidazole derivatives, benzimidazole derivatives, azine derivatives, carbazole derivatives, and phenanthroline derivatives
- 3) polymer compounds can be used.
- Alq tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Almq 3 ), bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) beryllium (abbreviation: BeBq 2 ),
- a metal complex such as BAlq, Znq, ZnPBO, ZnBTZ, or the like can be used.
- a benzimidazole compound can be suitably used.
- the substances described here are mainly substances having an electron mobility of 10 ⁇ 6 cm 2 / (V ⁇ s) or more. Note that any substance other than the above substances may be used for the electron-transport layer as long as it has a higher electron-transport property than the hole-transport property.
- the electron transport layer may be composed of a single layer, or may be composed of two or more layers made of the above substances.
- a polymer compound can be used for the electron transport layer.
- PF-Py poly [(9,9-dihexylfluorene-2,7-diyl) -co- (pyridine-3,5-diyl)]
- PF-BPy poly [(9,9-dioctylfluorene-2) , 7-diyl) -co- (2,2′-bipyridine-6,6′-diyl)]
- PF-BPy poly [(9,9-dioctylfluorene-2) , 7-diyl) -co- (2,2′-bipyridine-6,6′-diyl)]
- the electron injection layer is a layer containing a substance having a high electron injection property.
- a substance having a high electron injection property lithium (Li), cesium (Cs), calcium (Ca), lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF 2 ), lithium oxide (LiOx), etc.
- An alkali metal, an alkaline earth metal, or a compound thereof can be used.
- a substance in which an alkali metal, an alkaline earth metal, or a compound thereof is contained in a substance having an electron transporting property specifically, a substance in which magnesium (Mg) is contained in Alq may be used. In this case, electron injection from the cathode can be performed more efficiently.
- a composite material obtained by mixing an organic compound and an electron donor (donor) may be used for the electron injection layer.
- a composite material is excellent in electron injecting property and electron transporting property because electrons are generated in the organic compound by the electron donor.
- the organic compound is preferably a material excellent in transporting the generated electrons.
- a substance (metal complex, heteroaromatic compound, or the like) constituting the electron transport layer described above is used. be able to.
- the electron donor may be any substance that exhibits an electron donating property to the organic compound.
- alkali metals, alkaline earth metals, and rare earth metals are preferable, and lithium, cesium, magnesium, calcium, erbium, ytterbium, and the like can be given.
- Alkali metal oxides and alkaline earth metal oxides are preferable, and lithium oxide, calcium oxide, barium oxide, and the like can be given.
- a Lewis base such as magnesium oxide can also be used.
- an organic compound such as tetrathiafulvalene (abbreviation: TTF) can be used.
- the method for forming each layer of the organic EL element of the present embodiment is not limited except as specifically mentioned above, but a dry film forming method such as a vacuum evaporation method, a sputtering method, a plasma method, an ion plating method, a spin method, Known methods such as a coating method, a dipping method, a flow coating method, and a wet film forming method such as an ink jet method can be employed.
- the film thickness of each organic layer of the organic EL element of the present embodiment is not limited except as specifically mentioned above. Generally, if the film thickness is too thin, defects such as pinholes are likely to occur, and conversely, if it is too thick, it is high. Since an applied voltage is required and the efficiency is deteriorated, the range of several nm to 1 ⁇ m is usually preferable.
- the electronic device of this embodiment is equipped with the organic EL element of this embodiment.
- Examples of the electronic device include a display device and a light emitting device.
- Examples of the display device include display components (for example, an organic EL panel module), a television, a mobile phone, a tablet, and a personal computer.
- Examples of the light emitting device include lighting and vehicle lamps.
- the light emitting layer is not limited to one layer, and a plurality of light emitting layers may be stacked.
- the organic EL element has a plurality of light emitting layers, it is sufficient that at least one light emitting layer satisfies the conditions described in the above embodiment.
- the other light-emitting layer may be a fluorescent light-emitting layer or a phosphorescent light-emitting layer that utilizes light emission by electron transition from a triplet excited state to a direct ground state.
- these light emitting layers may be provided adjacent to each other, or a so-called tandem organic material in which a plurality of light emitting units are stacked via an intermediate layer. It may be an EL element.
- a barrier layer may be provided adjacent to at least one of the anode side and the cathode side of the light emitting layer.
- the barrier layer is preferably disposed in contact with the light emitting layer and blocks at least one of holes, electrons, and excitons.
- the barrier layer transports electrons, and holes reach a layer on the cathode side of the barrier layer (for example, an electron transport layer).
- an organic EL element contains an electron carrying layer, it is preferable to contain the said barrier layer between a light emitting layer and an electron carrying layer.
- the barrier layer transports holes, and the electrons are directed to a layer on the anode side of the barrier layer (for example, a hole transport layer). Stop reaching.
- the organic EL element includes a hole transport layer
- a barrier layer may be provided adjacent to the light emitting layer so that excitation energy does not leak from the light emitting layer to the peripheral layer. The excitons generated in the light emitting layer are prevented from moving to a layer (for example, an electron transport layer or a hole transport layer) closer to the electrode than the barrier layer.
- the light emitting layer and the barrier layer are preferably joined.
- a numerical range expressed using “to” means a range including a numerical value described before “to” as a lower limit and a numerical value described after “to” as an upper limit. To do.
- Rx and Ry are bonded to each other to form a ring.
- Rx and Ry include a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, or a silicon atom, and an atom (carbon atom) contained in Rx.
- a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom or a silicon atom) and an atom (carbon atom, nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom or silicon atom) contained in Ry is a single bond, a double bond, a triple bond, or It means that they are bonded via a divalent linking group to form a ring having 5 or more ring atoms (specifically, a heterocyclic ring or an aromatic hydrocarbon ring).
- x is a number, a letter, or a combination of a number and a letter.
- y is a number, a letter, or a combination of a number and a letter.
- the divalent linking group e.g., -O -, - CO -, - CO 2 -, - S -, - SO -, - SO 2 -, - NH -, - NRa-, and their And a combination of two or more linking groups.
- heterocyclic ring examples include a ring structure in which a bond is removed from the “heteroaryl group having 5 to 30 ring atoms” exemplified in “Description of each substituent in the general formula” described later. Is mentioned. These heterocycles may have a substituent.
- aromatic hydrocarbon ring examples include a ring structure in which a bond is removed from the “aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms” exemplified in “Description of each substituent in the general formula” described later. Group hydrocarbon ring). These aromatic hydrocarbon rings may have a substituent.
- Ra examples include a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, and a substituted or unsubstituted hetero ring having 5 to 30 ring atoms.
- An aryl group etc. are mentioned.
- Rx and Ry are bonded to each other to form a ring.
- an atom contained in Rx 1 and an atom contained in Ry 1 are represented by the general formula ( Forming a ring (ring structure) E represented by E2); in the molecular structure represented by the general formula (F1), an atom contained in Rx 1 and an atom contained in Ry 1 are represented by the general formula ( to form a ring F represented by F2); in the molecular structure represented by the general formula (G1), and atoms contained in Rx 1, and the atoms contained in Ry 1, Table general formula (G2) Forming a ring G; in the molecular structure represented by the general formula (H1), an atom contained in Rx 1 and an atom contained in Ry 1 are represented by the ring H represented by the general formula (H2) In the molecular structure represented by the general formula (I1), included in Rx 1 And the atom contained in Ry 1 form a ring I represented by the general formula (I2).
- E to I each represent a ring structure (the ring having 5 or more ring-forming atoms).
- * each independently represents a bonding position with another atom in one molecule.
- Two * in the general formula (E2) correspond to two * in the general formula (E1), respectively.
- the two * s in the general formulas (F2) to (I2) correspond to the two * s in the general formulas (F1) to (I1), respectively.
- the number of ring-forming carbon atoms constitutes the ring itself of a compound having a structure in which atoms are bonded cyclically (for example, a monocyclic compound, a condensed ring compound, a bridged compound, a carbocyclic compound, or a heterocyclic compound). Represents the number of carbon atoms in the atom.
- the carbon contained in the substituent is not included in the number of ring-forming carbons.
- the “ring-forming carbon number” described below is the same unless otherwise specified.
- the benzene ring has 6 ring carbon atoms
- the naphthalene ring has 10 ring carbon atoms
- the pyridinyl group has 5 ring carbon atoms
- the furanyl group has 4 ring carbon atoms.
- the carbon number of the alkyl group is not included in the number of ring-forming carbons.
- the carbon number of the fluorene ring as a substituent is not included in the number of ring-forming carbons.
- the number of ring-forming atoms means a compound (for example, a monocyclic compound, a condensed ring compound, a bridging compound, a carbocyclic compound, a heterocycle) having a structure in which atoms are bonded in a cyclic manner (for example, a monocyclic ring, a condensed ring, or a ring assembly).
- a compound for example, a monocyclic compound, a condensed ring compound, a bridging compound, a carbocyclic compound, a heterocycle
- a cyclic manner for example, a monocyclic ring, a condensed ring, or a ring assembly.
- Atoms that do not constitute a ring or atoms included in a substituent when the ring is substituted by a substituent are not included in the number of ring-forming atoms.
- the “number of ring-forming atoms” described below is the same unless otherwise specified.
- the pyridine ring has 6 ring atoms
- the quinazoline ring has 10 ring atoms
- the furan ring has 5 ring atoms.
- a hydrogen atom bonded to a carbon atom of a pyridine ring or a quinazoline ring or an atom constituting a substituent is not included in the number of ring-forming atoms.
- a fluorene ring is bonded to the fluorene ring as a substituent (including a spirofluorene ring)
- the number of atoms of the fluorene ring as a substituent is not included in the number of ring-forming atoms.
- Examples of the aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms in this specification include, for example, a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, and a phenanthryl group.
- the aryl group preferably has a ring-forming carbon number of 6 to 20, more preferably 6 to 14, and further preferably 6 to 12.
- a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a phenanthryl group, a terphenyl group, and a fluorenyl group are even more preferable.
- the substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms in the present specification, which will be described later, on the 9-position carbon atom it is preferable that the substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 18 ring carbon atoms is substituted.
- a heteroaryl group having 5 to 30 ring-forming atoms (sometimes referred to as a heterocyclic group, a heteroaromatic cyclic group, or an aromatic heterocyclic group) includes nitrogen, sulfur, oxygen as a heteroatom.
- it contains at least any atom selected from the group consisting of silicon, selenium atoms, and germanium atoms, and more preferably contains at least any atom selected from the group consisting of nitrogen, sulfur, and oxygen. preferable.
- heterocyclic group having 5 to 30 ring atoms in the present specification examples include, for example, pyridyl group, pyrimidinyl group, pyrazinyl group, pyridazinyl group, triazinyl group, quinolyl group, isoquinolinyl group, naphthyridinyl group, phthalazinyl group, quinoxalinyl group, Quinazolinyl group, phenanthridinyl group, acridinyl group, phenanthrolinyl group, pyrrolyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group, triazolyl group, tetrazolyl group, indolyl group, benzimidazolyl group, indazolyl group, imidazolpyridinyl group, benz Triazolyl, carbazolyl, furyl, thienyl, oxazolyl, thiazolyl, isoxazolyl, is
- the number of ring-forming atoms of the heterocyclic group is preferably 5 to 20, and more preferably 5 to 14.
- 1-dibenzofuranyl group, 2-dibenzofuranyl group, 3-dibenzofuranyl group, 4-dibenzofuranyl group, 1-dibenzothienyl group, 2-dibenzothienyl group, 3-dibenzothienyl group Even more preferred are the group, 4-dibenzothienyl group, 1-carbazolyl group, 2-carbazolyl group, 3-carbazolyl group, 4-carbazolyl group, and 9-carbazolyl group.
- the 9-position nitrogen atom has a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms in the present specification, A substituted or unsubstituted heterocyclic group having 5 to 30 ring atoms is preferably substituted.
- the heterocyclic group may be a group derived from a partial structure represented by the following general formulas (XY-1) to (XY-18), for example.
- X A and Y A are each independently a hetero atom, and an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, a silicon atom, or a germanium atom Is preferred.
- the partial structures represented by the general formulas (XY-1) to (XY-18) have a bond at an arbitrary position to be a heterocyclic group, and this heterocyclic group has a substituent. Also good.
- substituted or unsubstituted carbazolyl group for example, a ring further condensed with a carbazole ring as represented by the following general formulas (XY-19) to (XY-22) Groups can also be included. Such a group may also have a substituent. Also, the position of the joint can be changed as appropriate.
- the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms may be linear, branched or cyclic. Further, it may be a halogenated alkyl group.
- linear or branched alkyl group examples include a methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, n-hexadecyl group, n-heptadecyl group, n-octadecyl group, neopentyl group, amyl group, isoamyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, is
- the linear or branched alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 6 carbon atoms.
- methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group Even more preferred are amyl groups, isoamyl groups, and neopentyl groups.
- Examples of the cyclic alkyl group in the present specification include a cycloalkyl group having 3 to 30 ring carbon atoms.
- examples of the cycloalkyl group having 3 to 30 ring carbon atoms include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a 4-methylcyclohexyl group, an adamantyl group, and a norbornyl group.
- the number of carbon atoms forming the ring of the cycloalkyl group is preferably 3 to 10, and more preferably 5 to 8.
- a cyclopentyl group and a cyclohexyl group are even more preferable.
- halogenated alkyl group in which the alkyl group in the present specification is substituted with a halogen atom include a group in which the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms is substituted with one or more halogen atoms, preferably a fluorine atom. .
- halogenated alkyl group having 1 to 30 carbon atoms in the present specification examples include a fluoromethyl group, a difluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a fluoroethyl group, a trifluoromethylmethyl group, a trifluoroethyl group, and a pentafluoroethyl group. Is mentioned.
- Examples of the substituted silyl group in the present specification include an alkylsilyl group having 3 to 30 carbon atoms and an arylsilyl group having 6 to 30 ring carbon atoms.
- alkylsilyl group having 3 to 30 carbon atoms in the present specification examples include a trialkylsilyl group having an alkyl group exemplified as the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, specifically, a trimethylsilyl group and a triethylsilyl group.
- the three alkyl groups in the trialkylsilyl group may be the same as or different from each other.
- Examples of the arylsilyl group having 6 to 30 ring carbon atoms in the present specification include a dialkylarylsilyl group, an alkyldiarylsilyl group, and a triarylsilyl group.
- dialkylarylsilyl group examples include a dialkylarylsilyl group having two alkyl groups exemplified as the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and one aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms. .
- the carbon number of the dialkylarylsilyl group is preferably 8-30.
- alkyldiarylsilyl group examples include an alkyldiarylsilyl group having one alkyl group exemplified for the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and two aryl groups having 6 to 30 ring carbon atoms. .
- the alkyldiarylsilyl group preferably has 13 to 30 carbon atoms.
- triarylsilyl group examples include a triarylsilyl group having three aryl groups having 6 to 30 ring carbon atoms.
- the carbon number of the triarylsilyl group is preferably 18-30.
- the alkylsulfonyl group is represented by —SO 2 R w .
- R w in -SO 2 R w represents a substituted or unsubstituted alkyl group.
- R w in the -SO 2 R w is is a substituted or unsubstituted alkyl groups of 1 to 30 carbon atoms group Can be mentioned.
- the aryl group in the aralkyl group (sometimes referred to as an arylalkyl group) is an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group.
- the aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms is preferably a group having an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, and is represented by —Z 3 —Z 4 .
- Z 3 include an alkylene group corresponding to the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
- this Z 4 include the above-mentioned aryl groups having 6 to 30 ring carbon atoms.
- the aryl moiety has 6 to 30 carbon atoms (preferably 6 to 20, more preferably 6 to 12), and the alkyl moiety has 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10 carbon atoms). More preferably, it is 1 to 6).
- Examples of the aralkyl group include benzyl group, 2-phenylpropan-2-yl group, 1-phenylethyl group, 2-phenylethyl group, 1-phenylisopropyl group, 2-phenylisopropyl group, and phenyl-t-butyl.
- ⁇ -naphthylmethyl group 1- ⁇ -naphthylethyl group, 2- ⁇ -naphthylethyl group, 1- ⁇ -naphthylisopropyl group, 2- ⁇ -naphthylisopropyl group, ⁇ -naphthylmethyl group, 1- ⁇ - Examples include naphthylethyl group, 2- ⁇ -naphthylethyl group, 1- ⁇ -naphthylisopropyl group, 2- ⁇ -naphthylisopropyl group, and the like.
- an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms is represented as —OZ 1 .
- Z 1 include the above alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms.
- the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a pentyloxy group, and a hexyloxy group.
- the alkoxy group preferably has 1 to 20 carbon atoms.
- halogenated alkoxy group in which the alkoxy group is substituted with a halogen atom include a group in which the alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms is substituted with one or more fluorine atoms.
- the aryl group in the aryloxy group (sometimes referred to as an arylalkoxy group) includes a heteroaryl group.
- an arylalkoxy group having 6 to 30 ring carbon atoms is represented by —OZ 2 .
- Z 2 include, for example, the above aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms.
- the number of carbon atoms forming the arylalkoxy group is preferably 6-20.
- the arylalkoxy group include a phenoxy group.
- the substituted amino group in this specification is represented as —NHR V or —N (R V ) 2 .
- RV include the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and the aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms.
- the alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms is either a straight chain or branched chain, and examples thereof include a vinyl group, a propenyl group, a butenyl group, an oleyl group, an eicosapentaenyl group, and a docosahexaenyl group.
- the alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms may be linear or branched, and examples thereof include ethynyl, propynyl, 2-phenylethynyl and the like.
- an alkylthio group having 1 to 30 carbon atoms and an arylthio group having 6 to 30 ring carbon atoms are represented as —SR V.
- Examples of RV include the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and the aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms.
- the alkylthio group preferably has 1 to 20 carbon atoms.
- the ring-forming carbon number of the arylthio group is preferably 6-20.
- examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
- Examples of the substituted phosphino group in the present specification include a phenyl phosphanyl group.
- an arylcarbonyl group having 6 to 30 ring carbon atoms is represented as —COY ′.
- Y ′ include the above-mentioned “aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms”.
- Examples of the arylcarbonyl group having 6 to 30 ring carbon atoms in the present specification include a phenylcarbonyl group, a diphenylcarbonyl group, a naphthylcarbonyl group, and a triphenylcarbonyl group.
- an acyl group having 2 to 31 carbon atoms is represented as —COR ′.
- R ′ include the above-described alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms.
- Examples of the acyl group having 2 to 31 carbon atoms in the present specification include an acetyl group and a propionyl group.
- the substituted phosphoryl group in this specification is represented by the following general formula (P).
- ester group in the present specification examples include a group represented by —C ( ⁇ O) OR E.
- R E examples include a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 18 ring carbon atoms (preferably 6 to 10 ring carbon atoms).
- the siloxanyl group in this specification is a silicon compound group via an ether bond, and examples thereof include a trimethylsiloxanyl group.
- Ar P1 and Ar P2 are each an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms), and 6 to 6 ring-forming carbon atoms. Examples thereof include any substituent selected from the group consisting of 30 (preferably 6 to 20 ring-forming carbon atoms, more preferably 6 to 14) aryl groups. Examples of the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms include the aforementioned alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms. Examples of the aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms include the aryl groups having 6 to 30 ring carbon atoms described above.
- ring-forming carbon means a carbon atom constituting a saturated ring, an unsaturated ring, or an aromatic ring.
- Ring-forming atom means a carbon atom and a hetero atom constituting a hetero ring (including a saturated ring, an unsaturated ring, and an aromatic ring).
- the hydrogen atom includes isotopes having different numbers of neutrons, that is, light hydrogen (Protium), deuterium (Deuterium), and tritium (Tritium).
- the substituent in the case of “substituted or unsubstituted” includes an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, a heteroaryl group having 5 to 30 ring atoms, and a straight chain having 1 to 30 carbon atoms.
- Chain alkyl group branched alkyl group having 3 to 30 carbon atoms, cycloalkyl group having 3 to 30 ring carbon atoms, halogenated alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted silyl group (for example, carbon An alkylsilyl group having 3 to 30 carbon atoms, an arylsilyl group having 6 to 30 ring carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 30 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted amino group.
- alkylthio group having 1 to 30 carbon atoms an arylthio group having 6 to 30 ring carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a halogen atom, and 2 to 3 carbon atoms Alkynyl group, a cyano group, a hydroxy group, a nitro group, and at least one group selected from the group consisting of a carboxy group and a substituted phosphoryl group,.
- the substituent in the case of “substituted or unsubstituted” in the third compound does not include a heteroaryl group having 5 to 30 ring atoms and a substituted or unsubstituted amino group.
- examples of the substituent in the case of “substituted or unsubstituted” include a diarylboron group (Ar B1 Ar B2 B—).
- Examples of Ar B1 and Ar B2 include the above-mentioned “aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms”.
- Specific examples and preferred groups of the substituent in the case of “substituted or unsubstituted” include the same groups as the specific examples and preferred groups of the substituent in “Description of each substituent”.
- the substituent E is an aryl group having 6 to 20 ring carbon atoms (preferably 6 to 12 ring carbon atoms), a direct group having 1 to 10 carbon atoms.
- Chain alkyl group (preferably having 1 to 6 carbon atoms), branched chain alkyl group having 3 to 10 carbon atoms (preferably 3 to 6 carbon atoms), halogen having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms) Alkyl group, cycloalkyl group having 3 to 20 ring carbon atoms (preferably 3 to 12 ring carbon atoms), silyl group, alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms), carbon number Halogenated alkoxy group having 1 to 10 (preferably 1 to 6 carbon atoms), aryloxy group having 6 to 20 ring carbon atoms (preferably 6 to 12 ring carbon atoms), 1 to 10 carbon atoms (preferably carbon Number 1-6) alkylthio Group, an arylthio group having 6 to 20 ring carbon atoms (preferably 6 to 12 ring carbon atoms), an aralkyl group having 7 to 20 ring carbon atoms (preferably 7 to 12 carbon atoms), 2 to carbon
- the substituent F is an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, 1 to 10 carbon atoms ( Preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms), a cycloalkyl group having 3 to 20 ring carbon atoms (preferably a ring carbon number) 3-12), a silyl group, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms), 6 to 20 carbon atoms (preferably 6 ring-forming carbon atoms) To 12) aryloxy group, alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms), arylthio group having 6 to 20 ring carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms), arylthio group having 6 to 20 ring carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon
- At least one group selected from the group consisting of an alkynyl group, a cyano group, a hydroxy group, a nitro group, and a carboxy group is preferred.
- a plurality of these substituents may be bonded to each other to form a ring.
- the substituent F has no further substituents.
- examples of the substituent include an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms (preferably 6 to 12 ring carbon atoms), a ring atom Heteroaryl group having 5 to 30 (preferably 5 to 12 ring-forming atoms), linear alkyl group having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms), 3 to 30 carbon atoms (preferably carbon atoms) A branched alkyl group having 3 to 6), a halogenated alkyl group having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms), and 3 to 30 ring carbon atoms (preferably 3 to 12 carbon atoms forming a ring).
- at least one group selected from the group consisting of cycloalkyl groups is preferable, and specific substituents that are preferable in the description of each substituent are preferable.
- the substituent is an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, a heteroaryl group having 5 to 30 ring atoms, or 1 carbon atom.
- examples of the substituent further substituted include an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, and 5 to 30 ring forming atoms. It is preferably at least one group selected from the group consisting of a heteroaryl group of 1), a linear alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a branched alkyl group having 3 to 30 carbon atoms, a halogen atom, and a cyano group. More preferably, it is at least one group selected from the specific substituents preferred in the description of each substituent. Examples of the substituent further substituted in the case of “substituted or unsubstituted” in the first compound and the second compound include an acyl group having 2 to 31 carbon atoms.
- unsubstituted means that a hydrogen atom is bonded without being substituted with the above substituent.
- carbon number XX to YY in the expression “substituted or unsubstituted ZZ group having XX to YY carbon atoms” represents the number of carbon atoms in the case where the ZZ group is unsubstituted and substituted. In this case, the number of carbon atoms in the substituent is not included.
- atom number XX to YY in the expression “a ZZ group having a substituted or unsubstituted atom number XX to YY” represents the number of atoms when the ZZ group is unsubstituted and substituted. The number of atoms of the substituent in the case is not included.
- the structure of the ring is a saturated ring, an unsaturated ring, an aromatic hydrocarbon ring, or a heterocyclic ring.
- examples of the aromatic hydrocarbon group and the heterocyclic group in the linking group include divalent or higher groups obtained by removing one or more atoms from the above-described monovalent group.
- -Delayed fluorescence (delayed fluorescence of compound TADF1)
- the delayed fluorescence was confirmed by measuring transient PL using the apparatus shown in FIG.
- the compound TADF1 and the compound TH-2 were co-evaporated on a quartz substrate so that the ratio of the compound TADF1 was 12% by mass, and a thin film having a thickness of 100 nm was formed to prepare a sample.
- Prompt light emission immediately observed from the excited state after excitation with pulsed light (light emitted from a pulse laser) absorbed by the compound TADF1, and observation immediately after the excitation There is a delay light emission (delayed light emission) that is not observed.
- the delayed fluorescence emission in this example means that the amount of delay emission (delayed emission) is 5% or more with respect to the amount of Promp emission (immediate emission). Specifically, the amount of Prompt luminescence (immediate emission) and X P, the amount of Delay emission (delayed luminescence) is taken as X D, that the value of X D / X P is 0.05 or more means.
- TADF1 it was confirmed that the amount of delay luminescence (delayed luminescence) was 5% or more with respect to the amount of Promp luminescence (immediate luminescence). Specifically, it was confirmed that the value of X D / X P was 0.05 or more for the compound TADF1.
- the amounts of Prompt light emission and Delay light emission can be obtained by a method similar to the method described in “Nature 492, 234-238, 2012”.
- the apparatus used for calculation of the amount of Promp light emission and Delay light emission is not limited to the apparatus of FIG. 2, or the apparatus described in literature.
- the delayed fluorescence of the compound TADF2 was confirmed in the same manner as above except that the compound TADF2 was used instead of the compound TADF1.
- the amount of delay light emission was 5% or more with respect to the amount of Prompt light emission (immediate light emission).
- the value of X D / X P was 0.05 or more for the compound TADF2.
- the singlet energy S 1 of the compounds TADF1, TADF2, D1, D2, D4, M2, M3, M9, M11, M12, and M21 was measured by the solution method described above.
- the singlet energy S 1 of the compound TADF1 was 2.37 eV.
- the singlet energy S 1 of the compound TADF2 was 2.80 eV.
- Singlet energy S 1 of the compound D1 was 2.02 eV.
- Singlet energy S 1 compound D2 was 2.00 eV.
- Singlet energy S 1 of the compound D4 was 2.39 eV.
- the singlet energy S 1 of the compound M2 was 3.52 eV.
- Singlet energy S 1 of the compound M3 was 3.56EV.
- Singlet energy S 1 of the compound M9 was 3.51 eV.
- the singlet energy S 1 of the compound M11 was 3.75 eV.
- the singlet energy S 1 of the compound M12 was 3.40 eV.
- the singlet energy S 1 of the compound M21 was 3.44 eV.
- T 77K Compound TADF2 was measured by the method for measuring the energy gap T 77K described above. T 77K compounds TADF2 was 2.71EV. Therefore, ⁇ ST of compound TADF2 was 0.09 eV.
- Main peak wavelength of compound A 5 ⁇ mol / L toluene solution of the compound to be measured is prepared and placed in a quartz cell, and the fluorescence spectrum of this sample at normal temperature (300 K) (vertical axis: fluorescence emission intensity, horizontal axis: wavelength) ) was measured.
- the fluorescence spectrum was measured with a spectrophotometer (device name: F-7000) manufactured by Hitachi. Note that the fluorescence spectrum measuring apparatus is not limited to the apparatus used here.
- the peak wavelength of the fluorescence spectrum that maximizes the emission intensity was taken as the main peak wavelength.
- the main peak wavelength of the compound D1 was 609 nm.
- the main peak wavelength of the compound D2 was 613 nm.
- the main peak wavelength of the compound D4 was 516 nm.
- red light emitting organic EL element (hereinafter also referred to as a red light emitting element) was fabricated and evaluated as follows.
- Example 1-1 A 25 mm ⁇ 75 mm ⁇ 1.1 mm thick glass substrate with an ITO transparent electrode (anode) (manufactured by Geomatek Co., Ltd.) was subjected to ultrasonic cleaning for 5 minutes in isopropyl alcohol and then UV ozone cleaning for 1 minute.
- the film thickness of ITO was 130 nm.
- the glass substrate with the transparent electrode line after the cleaning is mounted on a substrate holder of a vacuum deposition apparatus, and first, the compound HI1 is deposited so as to cover the transparent electrode on the surface on which the transparent electrode line is formed. A 5 nm hole injection layer was formed.
- the compound HT1 was vapor-deposited on the hole injection layer, and a hole transport layer having a thickness of 55 nm was formed on the HI1 film.
- the compound M4 was vapor-deposited on the hole transport layer to form an electron barrier layer having a thickness of 10 nm.
- the compound D1 as the first compound, the compound TADF1 as the second compound, and the compound M3 as the third compound are co-evaporated on the electron barrier layer, and the first film having a thickness of 25 nm is formed.
- a light emitting layer was formed as an organic layer.
- the concentration of the compound TADF1 in the light emitting layer was 10% by mass, the concentration of the compound D1 was 0.5% by mass, and the concentration of the compound M3 was 89.5% by mass.
- the compound M5 was vapor-deposited on this light emitting layer, and the 10-nm-thick 1st electron carrying layer was formed.
- the compound ET1 was vapor-deposited on the first electron transport layer to form a second electron transport layer having a thickness of 30 nm.
- lithium fluoride (LiF) was vapor-deposited on the second electron transporting layer to form an electron injecting electrode (cathode) having a thickness of 1 nm.
- the device configuration of the red light-emitting device of Example 1-1 is schematically shown as follows. ITO (130) / HI1 (5) / HT1 (55) / M4 (10) / M3: TADF1: D1 (25,89.5%: 10%: 0.5%) / M5 (10) / ET1 (30) / LiF ( 1) / Al (80)
- the numbers in parentheses indicate the film thickness (unit: nm). Also, in the parentheses, the number expressed as a percentage indicates the ratio (mass%) of the third compound, the second compound, and the first compound in the light emitting layer. Hereinafter, the same notation is used.
- Example 1-2 The red light-emitting device of Example 1-2 was fabricated in the same manner as in Example 1-1 except that compound M2 was used instead of compound M3 in the light-emitting layer of Example 1-1.
- a device arrangement of the red light emitting device of Example 1-2 is schematically shown as follows. ITO (130) / HI1 (5) / HT1 (55) / M4 (10) / M2: TADF1: D1 (25,89.5%: 10%: 0.5%) / M5 (10) / ET1 (30) / LiF ( 1) / Al (80)
- Example 1-3 The red light-emitting device of Example 1-3 was fabricated in the same manner as in Example 1-1 except that Compound M19 was used instead of Compound M3 in the light-emitting layer of Example 1-1.
- the device configuration of the red light emitting device of Example 1-3 is schematically shown as follows. ITO (130) / HI1 (5) / HT1 (55) / M4 (10) / M19: TADF1: D1 (25,89.5%: 10%: 0.5%) / M5 (10) / ET1 (30) / LiF ( 1) / Al (80)
- Example 1-4 The red light emitting device of Example 1-4 was fabricated in the same manner as in Example 1-1 except that Compound M12 was used instead of Compound M3 in the light emitting layer of Example 1-1.
- a device arrangement of the red light emitting device of Example 1-4 is schematically shown as follows. ITO (130) / HI1 (5) / HT1 (55) / M4 (10) / M12: TADF1: D1 (25,89.5%: 10%: 0.5%) / M5 (10) / ET1 (30) / LiF ( 1) / Al (80)
- Example 1-5 The red light-emitting device of Example 1-5 has the same structure as Example 1-1 except that the concentration of Compound M3 in the light-emitting layer of Example 1-1 was 74.5% by mass and the concentration of TADF1 was 25% by mass. It produced similarly.
- a device arrangement of the red light emitting device of Example 1-5 is schematically shown as follows. ITO (130) / HI1 (5) / HT1 (55) / M4 (10) / M3: TADF1: D1 (25,74.5%: 25%: 0.5%) / M5 (10) / ET1 (30) / LiF ( 1) / Al (80)
- Example 1-6 The red light-emitting device of Example 1-6 was produced in the same manner as in Example 1-5, except that compound M2 was used instead of compound M3 in the light-emitting layer of Example 1-5.
- a device arrangement of the red light emitting device of Example 1-6 is schematically shown as follows. ITO (130) / HI1 (5) / HT1 (55) / M4 (10) / M2: TADF1: D1 (25,74.5%: 25%: 0.5%) / M5 (10) / ET1 (30) / LiF ( 1) / Al (80)
- Example 1--7 The red light-emitting device of Example 1-7 was produced in the same manner as in Example 1-5, except that compound M19 was used instead of compound M3 in the light-emitting layer of Example 1-5.
- a device arrangement of the red light emitting device of Example 1-7 is schematically shown as follows. ITO (130) / HI1 (5) / HT1 (55) / M4 (10) / M19: TADF1: D1 (25,74.5%: 25%: 0.5%) / M5 (10) / ET1 (30) / LiF ( 1) / Al (80)
- Example 1-8 The red light-emitting device of Example 1-8 was produced in the same manner as in Example 1-5, except that compound M12 was used instead of compound M3 in the light-emitting layer of Example 1-5.
- a device arrangement of the red light emitting device of Example 1-8 is schematically shown as follows. ITO (130) / HI1 (5) / HT1 (55) / M4 (10) / M12: TADF1: D1 (25,74.5%: 25%: 0.5%) / M5 (10) / ET1 (30) / LiF ( 1) / Al (80)
- the red light emitting device of Comparative Example 1-1 was produced in the same manner as in Example 1-1 except that Compound M11 was used instead of Compound M3 in the light emitting layer of Example 1-1.
- a device configuration of the red light emitting device of Comparative Example 1-1 is schematically shown as follows. ITO (130) / HI1 (5) / HT1 (55) / M4 (10) / M11: TADF1: D1 (25,89.5%: 10%: 0.5%) / M5 (10) / ET1 (30) / LiF ( 1) / Al (80)
- the red light-emitting device of Comparative Example 1-2 was produced in the same manner as in Example 1-1 except that Compound M9 was used instead of Compound M3 in the light-emitting layer of Example 1-1.
- a device configuration of the red light emitting device of Comparative Example 1-2 is schematically shown as follows. ITO (130) / HI1 (5) / HT1 (55) / M4 (10) / M9: TADF1: D1 (25,89.5%: 10%: 0.5%) / M5 (10) / ET1 (30) / LiF ( 1) / Al (80)
- the red light-emitting device of Comparative Example 1-3 was produced in the same manner as in Example 1-5 except that Compound M11 was used instead of Compound M3 in the light-emitting layer of Example 1-5.
- a device configuration of the red light emitting device of Comparative Example 1-3 is schematically shown as follows. ITO (130) / HI1 (5) / HT1 (55) / M4 (10) / M11: TADF1: D1 (25,74.5%: 25%: 0.5%) / M5 (10) / ET1 (30) / LiF ( 1) / Al (80)
- the red light-emitting device of Comparative Example 1-4 was produced in the same manner as in Example 1-5 except that Compound M9 was used instead of Compound M3 in the light-emitting layer of Example 1-5.
- a device configuration of the red light emitting device of Comparative Example 1-4 is schematically shown as follows. ITO (130) / HI1 (5) / HT1 (55) / M4 (10) / M9: TADF1: D1 (25,74.5%: 25%: 0.5%) / M5 (10) / ET1 (30) / LiF ( 1) / Al (80)
- External quantum efficiency EQE A spectral radiance spectrum when a voltage was applied to the device so that the current density was 0.1 mA / cm 2 was measured with a spectral radiance meter CS-2000 (manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.). The external quantum efficiency EQE (unit:%) was calculated from the obtained spectral radiance spectrum on the assumption that Lambtian radiation was performed. A voltage was applied to the device so that the current density was 10 mA / cm 2, and the external quantum efficiency EQE (unit:%) was calculated by the same method as described above.
- chromaticity CIEx, CIEy, and main peak wavelength ⁇ p Spectral radiance spectrum when voltage is applied to the element so that the current density is 10 mA / cm 2 is a spectral radiance meter CS-2000 (Konica Minolta Co. (Made by company). From the obtained spectral radiance spectrum, chromaticity CIEx, CIEy, and main peak wavelength ⁇ p (unit: nm) were calculated.
- Example 1 in which the first organic layer contains the first compound represented by the general formula (1), the second compound having delayed fluorescence, and the third compound represented by the general formula (3).
- the first organic layer includes a compound that does not satisfy the general formula (3) in Comparative Examples 1-1 to 1-2.
- the external quantum efficiency showed a high value both when the current density was 0.1 mA / cm 2 and when the current density was 10 mA / cm 2 . Therefore, according to the red light emitting device of the example, light was emitted with high efficiency.
- Example 1 in which the first organic layer contains the first compound represented by the general formula (1), the second compound having delayed fluorescence, and the third compound represented by the general formula (3).
- the first organic layer includes a compound not satisfying the general formula (3) in Comparative Examples 1-3 to 1-4.
- the external quantum efficiency showed a high value both when the current density was 0.1 mA / cm 2 and when the current density was 10 mA / cm 2 . Therefore, according to the red light emitting device of the example, light was emitted with high efficiency.
- a green light emitting organic EL element (hereinafter also referred to as a green light emitting element) was produced and evaluated as follows.
- Example 2-1 A 25 mm ⁇ 75 mm ⁇ 1.1 mm thick glass substrate with an ITO transparent electrode (anode) (manufactured by Geomatek Co., Ltd.) was subjected to ultrasonic cleaning for 5 minutes in isopropyl alcohol and then UV ozone cleaning for 1 minute.
- the film thickness of ITO was 130 nm.
- the glass substrate with the transparent electrode line after the cleaning is mounted on a substrate holder of a vacuum deposition apparatus, and first, the compound HI2 is vapor deposited so as to cover the transparent electrode on the surface where the transparent electrode line is formed. A 5 nm hole injection layer was formed.
- compound HT2 was vapor-deposited on the hole injection layer, and a 110 nm-thick hole transport layer was formed on the HI2 film.
- Compound M8 was deposited on the hole transport layer to form an electron barrier layer having a thickness of 15 nm.
- the compound D4 as the first compound, the compound TADF2 as the second compound, and the compound M3 as the third compound are co-evaporated on the electron barrier layer, and the first film having a thickness of 25 nm is formed.
- a light emitting layer was formed as an organic layer. The concentration of compound TADF2 in the light emitting layer was 25% by mass, the concentration of compound D4 was 0.2% by mass, and the concentration of compound M3 was 74.8% by mass.
- the compound M10 was vapor-deposited on this light emitting layer, and the 5 nm-thick 1st electron carrying layer was formed.
- the compound ET2 was vapor-deposited on the first electron transport layer to form a second electron transport layer having a thickness of 50 nm.
- lithium fluoride (LiF) was vapor-deposited on the second electron transporting layer to form an electron injecting electrode (cathode) having a thickness of 1 nm.
- metal aluminum (Al) was vapor-deposited on this electron injecting electrode, and the metal Al cathode with a film thickness of 80 nm was formed.
- a device arrangement of the green light emitting device of Example 2-1 is schematically shown as follows.
- Example 2-2 The green light-emitting device of Example 2-2 was fabricated in the same manner as in Example 2-1, except that compound M21 was used instead of compound M3 in the light-emitting layer of Example 2-1.
- a device arrangement of the green light emitting device of Example 2-2 is schematically shown as follows. ITO (130) / HI2 (5) / HT2 (110) / M8 (15) / M21: TADF2: D4 (25,74.8%: 25%: 0.2%) / M10 (5) / ET2 (50) / LiF ( 1) / Al (80)
- Example 2-3 The green light-emitting device of Example 2-3 was fabricated in the same manner as in Example 2-1, except that compound D2 was used instead of compound D4 in the light-emitting layer of Example 2-1.
- a device arrangement of the green light emitting device of Example 2-3 is schematically shown as follows. ITO (130) / HI2 (5) / HT2 (110) / M8 (15) / M3: TADF2: D2 (25,74.8%: 25%: 0.2%) / M10 (5) / ET2 (50) / LiF ( 1) / Al (80)
- Example 2-X The green light-emitting device of Example 2-X was produced in the same manner as in Example 2-1, except that compound M12 was used instead of compound M3 in the light-emitting layer of Example 2-1.
- a device arrangement of the green light emitting device of Example 2-X is schematically shown as follows. ITO (130) / HI2 (5) / HT2 (110) / M8 (15) / M12: TADF2: D4 (25,74.8%: 25%: 0.2%) / M10 (5) / ET2 (50) / LiF ( 1) / Al (80)
- Example 2-Y The green light-emitting device of Example 2-Y was fabricated in the same manner as in Example 2-1, except that compound M24 was used instead of compound M3 in the light-emitting layer of Example 2-1.
- a device arrangement of the green light emitting device of Example 2-Y is schematically shown as follows. ITO (130) / HI2 (5) / HT2 (110) / M8 (15) / M24: TADF2: D4 (25,74.8%: 25%: 0.2%) / M10 (5) / ET2 (50) / LiF ( 1) / Al (80)
- Example 2-Z The green light-emitting device of Example 2-Z was produced in the same manner as in Example 2-1, except that compound M25 was used instead of compound M3 in the light-emitting layer of Example 2-1.
- a device arrangement of the green light emitting device of Example 2-Z is schematically shown as follows. ITO (130) / HI2 (5) / HT2 (110) / M8 (15) / M25: TADF2: D4 (25,74.8%: 25%: 0.2%) / M10 (5) / ET2 (50) / LiF ( 1) / Al (80)
- the green light-emitting device of Example 2-Q is replaced with the compound M3 in the light-emitting layer of Example 2-1, Prepared in the same manner as in Example 2-1, except that the compound M2 was used.
- a device arrangement of the green light emitting device of Example 2-Q is schematically shown as follows. ITO (130) / HI2 (5) / HT2 (110) / M8 (15) / M2: TADF2: D4 (25,74.8%: 25%: 0.2%) / M10 (5) / ET2 (50) / LiF ( 1) / Al (80)
- Example 2-4 The green light-emitting device of Example 2-4 is similar to Example 2-1 except that the concentration of compound M3 in the light-emitting layer of Example 2-1 was 49.8% by mass and the concentration of TADF2 was 50% by mass. It produced similarly.
- a device arrangement of the green light emitting device of Example 2-4 is schematically shown as follows. ITO (130) / HI2 (5) / HT2 (110) / M8 (15) / M3: TADF2: D4 (25,49.8%: 50%: 0.2%) / M10 (5) / ET2 (50) / LiF ( 1) / Al (80)
- Example 2-5 The green light-emitting device of Example 2-5 was fabricated in the same manner as in Example 2-4, except that compound M21 was used instead of compound M3 in the light-emitting layer of Example 2-4.
- a device arrangement of the green light emitting device of Example 2-5 is schematically shown as follows. ITO (130) / HI2 (5) / HT2 (110) / M8 (15) / M21: TADF2: D4 (25,49.8%: 50%: 0.2%) / M10 (5) / ET2 (50) / LiF ( 1) / Al (80)
- Example 2-6 The green light-emitting device of Example 2-6 was fabricated in the same manner as in Example 2-4, except that compound D2 was used instead of compound D4 in the light-emitting layer of Example 2-4.
- a device arrangement of the green light emitting device of Example 2-6 is schematically shown as follows. ITO (130) / HI2 (5) / HT2 (110) / M8 (15) / M3: TADF2: D2 (25,49.8%: 50%: 0.2%) / M10 (5) / ET2 (50) / LiF ( 1) / Al (80)
- Example 2-A The green light-emitting device of Example 2-A was fabricated in the same manner as in Example 2-4, except that Compound M12 was used instead of Compound M3 in the light-emitting layer of Example 2-4.
- a device arrangement of the green light emitting device of Example 2-A is schematically shown as follows. ITO (130) / HI2 (5) / HT2 (110) / M8 (15) / M12: TADF2: D4 (25,49.8%: 50%: 0.2%) / M10 (5) / ET2 (50) / LiF ( 1) / Al (80)
- Example 2-B The green light-emitting device of Example 2-B was fabricated in the same manner as in Example 2-4, except that compound M24 was used instead of compound M3 in the light-emitting layer of Example 2-4.
- a device arrangement of the green light emitting device of Example 2-B is schematically shown as follows. ITO (130) / HI2 (5) / HT2 (110) / M8 (15) / M24: TADF2: D4 (25,49.8%: 50%: 0.2%) / M10 (5) / ET2 (50) / LiF ( 1) / Al (80)
- Example 2-C The green light-emitting device of Example 2-C was fabricated in the same manner as in Example 2-4, except that compound M25 was used instead of compound M3 in the light-emitting layer of Example 2-4.
- a device arrangement of the green light emitting device of Example 2-C is schematically shown as follows. ITO (130) / HI2 (5) / HT2 (110) / M8 (15) / M25: TADF2: D4 (25,49.8%: 50%: 0.2%) / M10 (5) / ET2 (50) / LiF ( 1) / Al (80)
- Comparative Example 2-2 The green light emitting device of Comparative Example 2-2 was fabricated in the same manner as in Example 2-4, except that Compound M11 was used instead of Compound M3 in the light emitting layer of Example 2-4.
- a device configuration of the green light emitting device of Comparative Example 2-2 is schematically shown as follows. ITO (130) / HI2 (5) / HT2 (110) / M8 (15) / M11: TADF2: D4 (25,49.8%: 50%: 0.2%) / M10 (5) / ET2 (50) / LiF ( 1) / Al (80)
- External quantum efficiency EQE A spectral radiance spectrum when a voltage was applied to the device so that the current density was 0.1 mA / cm 2 was measured with a spectral radiance meter CS-2000 (manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.). The external quantum efficiency EQE (unit:%) was calculated from the obtained spectral radiance spectrum on the assumption that Lambtian radiation was performed.
- chromaticity CIEx, CIEy, and main peak wavelength ⁇ p Spectral radiance spectrum when voltage is applied to the element so that the current density is 10 mA / cm 2 is a spectral radiance meter CS-2000 (Konica Minolta Co. (Made by company). From the obtained spectral radiance spectrum, chromaticity CIEx, CIEy, and main peak wavelength ⁇ p (unit: nm) were calculated.
- Example 2 in which a first compound represented by the general formula (1), a second compound having delayed fluorescence, and a third compound represented by the general formula (3) are included in the first organic layer.
- the green light-emitting device includes a compound that does not satisfy the general formula (3) instead of the third compound.
- the external quantum efficiency was higher than that of Comparative Example 2-1 included in the first organic layer. Therefore, according to the green light emitting device of the example, light was emitted with high efficiency.
- Example 2 in which a first compound represented by the general formula (1), a second compound having delayed fluorescence, and a third compound represented by the general formula (3) are included in the first organic layer.
- a first compound represented by the general formula (1), a second compound having delayed fluorescence, and a third compound represented by the general formula (3) are included in the first organic layer.
- the external quantum efficiency was higher than that of Comparative Example 2-2. Therefore, according to the green light emitting device of the example, light was emitted with high efficiency.
- SYMBOLS 1 Organic EL element, 2 ... Board
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Indole Compounds (AREA)
Abstract
Description
一重項励起子からの発光を用いる蛍光型の有機EL素子は、携帯電話やテレビ等のフルカラーディスプレイへ応用されつつあるが、内部量子効率25%が限界といわれている。そのため、有機EL素子の性能を向上するための検討が行われている。
例えば、TADF(Thermally Activated Delayed Fluorescence、熱活性化遅延蛍光)機構(メカニズム)が研究されている。このTADFメカニズムは、一重項準位と三重項準位とのエネルギー差(ΔST)の小さな材料を用いた場合に、三重項励起子から一重項励起子への逆項間交差が熱的に生じる現象を利用するメカニズムである。熱活性化遅延蛍光については、例えば、『安達千波矢編、「有機半導体のデバイス物性」、講談社、2012年4月1日発行、261-268ページ』に記載されている。このTADFメカニズムを利用した有機EL素子が、例えば、特許文献2に開示されている。また、特許文献1には、特許文献2の開示する化合物と構造が類似する化合物が記載されている。
本発明の目的は、高効率で発光する有機エレクトロルミネッセンス素子を提供すること、及び当該有機エレクトロルミネッセンス素子を備える電子機器を提供することである。
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に含まれる第一の有機層と、を有し、
前記第一の有機層は、第一の化合物、第二の化合物、及び第三の化合物を含み、
前記第一の化合物は、下記一般式(1)で表される化合物であり、
前記第二の化合物は、遅延蛍光性の化合物であり、
前記第三の化合物は、下記一般式(3)で表される化合物である、
有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
Xは、窒素原子、又はYと結合する炭素原子であり、
Yは、水素原子又は置換基であり、
R21~R26は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、又はR21及びR22の組、R22及びR23の組、R24及びR25の組、並びにR25及びR26の組のいずれか1つ以上の組が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのY、及びR21~R26は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数6~30のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基、
ハロゲン原子、
カルボキシ基、
置換もしくは無置換のエステル基、
置換もしくは無置換のカルバモイル基、
置換もしくは無置換のアミノ基、
ニトロ基、
シアノ基、
置換もしくは無置換のシリル基、および
置換もしくは無置換のシロキサニル基からなる群から選択され、
Z21およびZ22は、それぞれ独立に、置換基であるか、又はZ21及びZ22が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのZ21及びZ22は、それぞれ独立に、
ハロゲン原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、および
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基からなる群から選択される。
nは、1、2、3、又は4であり、
nが、2、3、又は4の場合、複数のCzは、互いに同一であるか又は異なり、
XBは、下記一般式(3A)で表される基であり、
Czは、下記一般式(3B-1)又は(3B-2)で表される基である。
Ar1及びAr2は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~18の一価もしくは多価の芳香族炭化水素基であり、
kは、0、1、又は2であり、
kが2の場合、複数のAr2は、互いに同一であるか又は異なり、
Ar1が置換基を有する場合における置換基D1は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換のシリル基、
ハロゲン原子、
シアノ基、及び
ニトロ基からなる群から選択され、
Ar2が置換基を有する場合における置換基D2は、前記置換基D1と同義であり、
nが1の場合、Czは、Ar1に結合するか、又はAr2に結合し、
nが2、3、又は4の場合、複数のCzは、それぞれ独立に、Ar1に結合するか、又はAr2に結合する。
X1~X8は、それぞれ独立に、窒素原子又はCRAであり、
RAは、水素原子もしくは置換基であるか、又は隣接するRA同士の組のいずれか1つ以上の組が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのRAは、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換のシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数6~30のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基、
置換もしくは無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルケニル基、
ハロゲン原子、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルキニル基、
シアノ基、
ヒドロキシ基、
ニトロ基、及び
カルボキシ基からなる群から選択され、
RAが置換もしくは無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基である場合における前記ヘテロアリール基は、それぞれ独立に、カルバゾリル基又はアザカルバゾリル基であり、
複数のRAは、互いに同一であるか又は異なり、
ただし、前記一般式(3B-1)における窒素原子は、前記一般式(3A)中、Ar1及びAr2のいずれかと結合する。
X1~X4は、前記一般式(3A)中、Ar1及びAr2のいずれかと結合する炭素原子、窒素原子又はCRCであり、RCは、水素原子もしくは置換基であるか、又は隣接するRC同士の組のいずれか1つ以上の組が互いに結合して環を形成し、ただし、X1~X4のうち一つは、前記一般式(3A)中、Ar1及びAr2のいずれかと結合する炭素原子であり、
X5~X8は、窒素原子又はCRDであり、RDは、水素原子もしくは置換基であるか、又は隣接するRD同士の組のいずれか1つ以上の組が互いに結合して環を形成し、
RB、RC及びRDは、それぞれ独立に、前記一般式(3B-1)におけるRAと同義であり、複数のRCは、互いに同一であるか又は異なり、複数のRDは互いに同一であるか又は異なり、
前記第三の化合物において、「置換もしくは無置換の」という場合における置換基Eは、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換のシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数6~30のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基、
置換もしくは無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルケニル基、
ハロゲン原子、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルキニル基、
シアノ基、
ヒドロキシ基、
ニトロ基、及び
カルボキシ基からなる群から選択され、
前記置換基Eが、さらに置換基Fを有する場合、置換基Fは、
無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
無置換の炭素数1~30のアルキル基、
無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
無置換のシリル基、
無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、
無置換の炭素数6~30のアリールオキシ基、
無置換の炭素数1~30のアルキルチオ基、
無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基、
無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
無置換の炭素数2~30のアルケニル基、
ハロゲン原子、
無置換の炭素数2~30のアルキニル基、
シアノ基、
ヒドロキシ基、
ニトロ基、及び
カルボキシ基からなる群から選択され、ただし、置換基Fはさらなる置換基を有さない。
本発明の第一実施形態に係る有機EL素子の構成について説明する。
有機EL素子は、陽極および陰極の両電極間に有機層を備える。この有機層は、有機化合物で構成される層を少なくとも一つ含む。あるいは、この有機層は、有機化合物で構成される複数の層が積層されてなる。有機層は、無機化合物をさらに含んでいてもよい。本実施形態の有機EL素子において、有機層のうち少なくとも一層は、発光層である。ゆえに、有機層は、例えば、一つの発光層で構成されていてもよいし、有機EL素子に採用され得る層を含んでいてもよい。有機EL素子に採用され得る層としては、特に限定されないが、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、及び障壁層からなる群から選択される少なくともいずれかの層が挙げられる。
本実施形態の有機EL素子は、陽極と陰極との間に含まれる第一の有機層を有する。第一の有機層は発光層であることが好ましい。
本実施形態の有機EL素子は、第一の有機層が発光層である。
有機EL素子1は、透光性の基板2と、陽極3と、陰極4と、陽極3と陰極4との間に配置された有機層10と、を含む。有機層10は、陽極3側から順に、正孔注入層6、正孔輸送層7、第一の有機層としての発光層5、電子輸送層8、および電子注入層9が、この順番で積層されて構成される。
第一の化合物は、前記一般式(1)で表される化合物である。第二の化合物は、遅延蛍光性の化合物である。第三の化合物は、前記一般式(3)で表される化合物である。
発光層5は、金属錯体を含んでもよい。
発光層5は、燐光発光性の金属錯体を含まないことが好ましい。また、発光層5は、金属錯体を含まないことも好ましい。
第一の化合物は、ドーパント材料(ゲスト材料、エミッター、又は発光材料と称する場合もある。)であることが好ましく、第二の化合物は、ホスト材料(マトリックス材料と称する場合もある。)であることが好ましい。
第二の化合物は、ホスト材料であることが好ましく、第三の化合物はホスト材料であることが好ましい。第二の化合物及び第三の化合物の一方を第一のホスト材料と称し、他方を第二のホスト材料と称する場合もある。
第三の化合物は、第三成分として、ドーパント材料を発光層中に分散させる材料であることも好ましい。
本発明者らは、第三の化合物として、カルバゾリル基と芳香族炭化水素基とが結合した特定の骨格(以下、「特定のCz‐アリール骨格」と称する場合がある。)を有する化合物を選択した。本実施形態では、この特定のCz‐アリール骨格を有する化合物が、第一の有機層(本実施形態では発光層)に存在することによって、第一の有機層への正孔供給量が抑制され、第一の有機層におけるキャリアバランス因子が改善し、その結果、素子が高効率化すると推測される。
特に、特定のCz‐アリール骨格を有する化合物(第三の化合物)は、イオン化ポテンシャル(Ip)の値が大きくなる傾向があるので、このような特性を有する第三の化合物が第一の有機層に存在することによって、第一の有機層への正孔供給量の抑制効果が顕著に発現されると考えられる。
したがって、本実施形態によれば、高効率で発光する有機EL素子が実現される。
第一の有機層(本実施形態では発光層)は、第一の化合物、第二の化合物、及び第三の化合物を含む。
第一の化合物は、下記一般式(1)で表される化合物である。
第一の化合物は、蛍光発光性を有する化合物であることが好ましい。
Xは、窒素原子、又はYと結合する炭素原子であり、
Yは、水素原子又は置換基であり、
R21~R26は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、又はR21及びR22の組、R22及びR23の組、R24及びR25の組、並びにR25及びR26の組のいずれか1つ以上の組が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのY、及びR21~R26は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数6~30のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基、
ハロゲン原子、
カルボキシ基、
置換もしくは無置換のエステル基、
置換もしくは無置換のカルバモイル基、
置換もしくは無置換のアミノ基、
ニトロ基、
シアノ基、
置換もしくは無置換のシリル基、および
置換もしくは無置換のシロキサニル基からなる群から選択され、
Z21およびZ22は、それぞれ独立に、置換基であるか、又はZ21及びZ22が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのZ21及びZ22は、それぞれ独立に、
ハロゲン原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、
および
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基からなる群から選択される。
前記一般式(1B)において、X、Y、およびR21~R26は、それぞれ、前記一般式(1)におけるX、Y、およびR21~R26と同義であり、R1Bは、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、R1Bが置換基である場合の置換基としては、R21~R26について列挙した置換基と同義であり、n4は4である。
Z21及びZ22のうち少なくともいずれかは、フッ素原子で置換された炭素数1~30のアルコキシ基、フッ素原子で置換された環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、及び炭素数1~30のフルオロアルキル基で置換された環形成炭素数6~30のアリールオキシ基からなる群から選択される基であることがより好ましい。
Z21及びZ22のうち少なくともいずれかは、フッ素原子で置換された炭素数1~30のアルコキシ基であることがさらに好ましく、Z21及びZ22がフッ素原子で置換された炭素数1~30のアルコキシ基であることがよりさらに好ましい。
第一の化合物は、下記一般式(10)で表される化合物であることも好ましい。
Xは、前記一般式(1)におけるXと同義であり、XがYと結合する炭素原子であるときのYは、前記一般式(1)におけるYと同義であり、
R21~R26は、それぞれ独立に、前記一般式(1)におけるR21~R26とそれぞれ同義であり、
m3は、0以上4以下であり、
m4は、0以上4以下であり、
m3及びm4は、互いに同一であるか又は異なる。
Xは、Yと結合する炭素原子であり、
Yは、水素原子又は置換基であり、
置換基としてのYは、置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基及び置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基からなる群から選択される置換基であることが好ましく、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基であることがより好ましい。
より好ましい態様としては、
Xは、Yと結合する炭素原子であり、
Yは、水素原子又は置換基であり、
置換基としてのYは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基であり、
置換基としてのYが置換基を有する環形成炭素数6~30のアリール基である場合の当該置換基は、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、又は
炭素数1~30のアルキル基で置換された環形成炭素数6~30のアリール基である態様が挙げられる。
前記一般式(1)、(10)、及び(10a)において、R21、R23、R24、およびR26が置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基であることがより好ましい。この場合、R22およびR25が水素原子であることが好ましい。
前記一般式(1)、(10)、及び(10a)において、R21、R23、R24、およびR26が置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基であることがより好ましい。この場合、R22およびR25が水素原子であることが好ましい。
より好ましい態様としては、
R21、R23、R24、及びR26は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~30(好ましくは炭素数1~6)のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30(好ましくは炭素数1~6)のハロゲン化アルキル基、又は
炭素数1~30のアルキル基で置換された環形成炭素数6~30(好ましくは環形成炭素数6~12)のアリール基であり、
R22及びR25が水素原子である態様が挙げられる。
より好ましい態様としては、
R21、R23、およびR24は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~30(好ましくは炭素数1~6)のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30(好ましくは炭素数1~6)のハロゲン化アルキル基、又は
炭素数1~30のアルキル基で置換された環形成炭素数6~30(好ましくは環形成炭素数6~12)のアリール基であり、
R22が水素原子である態様が挙げられる。
第一の化合物における「置換もしくは無置換の」という場合の置換基は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基、炭素数1~30のアルキル基、炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、および環形成炭素数3~30のシクロアルキル基からなる群から選択される置換基であることがより好ましい。
第一の化合物における「置換もしくは無置換の」という場合の置換基は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~12のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~12のヘテロアリール基、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のハロゲン化アルキル基、および環形成炭素数3~12のシクロアルキル基からなる群から選択される置換基であることがさらに好ましい。
この場合、第一の化合物は、主ピーク波長が、400nm以上700nm以下の発光を示すことが好ましい。
このような蛍光発光性の第一の化合物を、第二の化合物(遅延蛍光性の化合物)及び第三の化合物と共に発光層に用いることで、高効率で発光しやすくなる。
本明細書において、主ピーク波長とは、測定対象化合物が10-6モル/リットル以上10-5モル/リットル以下の濃度で溶解しているトルエン溶液について、測定した蛍光スペクトルにおける発光強度が最大となる蛍光スペクトルのピーク波長をいう。測定装置は、分光蛍光光度計(日立ハイテクサイエンス社製、F-7000)を用いる。
第一の化合物は、赤色の発光又は緑色の発光を示すことが好ましい。
第一の化合物が赤色の蛍光発光性の化合物である場合、第一の化合物の主ピーク波長は、好ましくは600nm以上660nm以下、より好ましくは600nm以上640nm以下、さらに好ましくは610nm以上630nm以下である。
第一の化合物が緑色の蛍光発光性の化合物である場合、第一の化合物の主ピーク波長は、好ましくは500nm以上560nm以下、より好ましくは500nm以上540nm以下、さらに好ましくは510nm以上530nm以下である。
第一の化合物は、公知の方法により製造することができる。
第二の化合物は、遅延蛍光性の化合物である。
本実施形態に係る第二の化合物は、燐光発光性の金属錯体ではない。また、本実施形態に係る第二の化合物は、金属錯体ではないことが好ましい。
Aはアクセプター性(電子受容性)部位であり、下記一般式(a-1)~(a-7)から選ばれる部分構造を有する基である。Aが複数存在する場合、複数のAは互いに同一または異なり、A同士が結合して飽和または不飽和の環を形成してもよく、
Bはドナー性(電子供与性)部位であり、下記一般式(b-1)~(b-6)から選ばれる部分構造を有する。Bが複数存在する場合、複数のBは互いに同一または異なり、B同士が結合して飽和または不飽和の環を形成してもよく、
a,b,およびdは、それぞれ独立に、1、2、3、4、又は5であり、
cは0、1、2、3、4、又は5であり、
cが0のとき、AとBとは単結合またはスピロ結合で結合し、
cが1、2、3、4又は5のとき、Lは、
置換または無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基、および
置換または無置換の環形成原子数5~30の複素環基からなる群から選択される連結基であり、Lが複数存在する場合、複数のLは互いに同一または異なり、L同士が結合して飽和または不飽和の環を形成してもよい。
Rは、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、Rが置換基である場合の置換基は、
置換または無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基、
置換または無置換の環形成原子数5~30の複素環基、および
置換または無置換の炭素数1~30のアルキル基からなる群から選択され、Rが複数存在する場合、複数のRは互いに同一または異なり、R同士が結合して飽和または不飽和の環を形成してもよい。
nは、1以上の整数である。nは、1以上5以下の整数であることが好ましく、2以上4以下の整数であることがより好ましい。
Z1~Z6は、それぞれ独立に、窒素原子、CNと結合する炭素原子、または前記第二の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子である。例えば、Z1がCNと結合する炭素原子である場合、残りの5つ(Z2~Z6)のうち少なくとも一つが、前記第二の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子となる。当該他の原子は、下記一般式(2Y)で表される部分構造を構成する原子でもよいし、当該部分構造との間に介在する連結基や置換基を構成する原子でもよい。
本実施形態に係る第二の化合物は、Z1~Z6で構成される6員環を部分構造として有していてもよいし、当該6員環にさらに環が縮合して構成される縮合環を部分構造として有していてもよい。
mは、0あるいは1である。
mが1の場合には、Y20は、単結合、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、炭素原子、ケイ素原子、またはゲルマニウム原子を表す。)
Aは、前記一般式(200)で表され、ただし、前記一般式(200)において、CNは、シアノ基であり、nは、1以上の整数であり、Z1~Z6は、それぞれ独立に、窒素原子、CNと結合する炭素原子、Rと結合する炭素原子、Lと結合する炭素原子、またはDと結合する炭素原子であり、Z1~Z6の内、CNと結合する炭素原子が少なくとも一つあり、LまたはDと結合する炭素原子が少なくとも一つあり、
前記Rは、それぞれ独立に、水素原子、または置換基であり、このRにおける置換基は、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数3~30のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~60のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~60のアリールアミノ基、置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキルチオ基、および置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基からなる群から選択される置換基である。
(i)Lが、AとDとの間に介在している場合、
Lは、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~14の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~14の芳香族複素環基、CR81R82、NR83、O、S、SiR84R85、CR86R87-CR88R89、CR90=CR91、置換もしくは無置換の脂肪族炭化水素環基、または置換もしくは無置換の脂肪族複素環基であり、
前記R81~R91は、それぞれ独立に、前記Rと同義である。
前記一般式(20)において、
(ii)Lが、前記第二の化合物の分子中で末端に位置する場合、
Lは、前記Rと同義である。
fは、1以上の整数であり、
eおよびgは、それぞれ独立に、0以上の整数である。
複数のAは、互いに同一であっても異なっていてもよい。
複数のDは、互いに同一であっても異なっていてもよい。
複数のLは、互いに同一であっても異なっていてもよい。
一分子のΔSTを小さく保持する目的において、前記Lは分子設計上、縮合芳香族環ではないことが好ましいが、熱活性遅延蛍光発光を得ることが可能な範囲において縮合芳香族環も採用することができる。また、一分子中にAとDを正確に配置する分子設計が必要となる事から、本実施形態に係る第二の化合物は、低分子材料であることが好ましい。従って、本実施形態に係る第二の化合物は、分子量が5000以下であることが好ましく、分子量が3000以下であることがより好ましい。本実施形態に係る第二の化合物は、前記一般式(200)および前記一般式(2Y)の部分構造を含むことが好ましい。
第二の化合物を含む有機EL素子は、熱活性遅延蛍光機構を利用して発光する。
このR1~R9における置換基は、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数3~30のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~60のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~60のアリールアミノ基、置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキルチオ基、および置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基からなる群から選択される置換基である。ただし、R1~R9のうち少なくともいずれかは、前記第二の化合物の分子中における他の原子と結合する単結合である。
前記一般式(2e)において、R1~R9から選ばれる置換基同士の組み合せのうち少なくとも1組は、互いに結合して、環構造を形成していてもよい。この環構造を形成する場合とは、すなわち、前記一般式(2e)において、R1~R9がそれぞれ結合する6員環の炭素原子または5員環の窒素原子の内、隣り合う炭素原子にそれぞれ結合するR1~R8および5員環の窒素原子に結合するR9から選ばれる置換基同士が環構造を形成し得る。具体的には、前記一般式(2e)において、R1とR2,R2とR3,R3とR4,R4とR5,R5とR6,R6とR7,R7とR8,R8とR9,R1とR9からなる置換基の組み合わせのうち、少なくとも1組が、互いに結合して、環構造を形成し得る。
本実施形態において、置換基同士が結合して形成する環構造は、縮合環であることが好ましい。例えば、前記一般式(2e)において当該環構造を形成する場合としては、縮合6員環構造が形成される場合が考えられる。
前記一般式(2h)において、Z8は、CR203R204、NR205、硫黄原子、または酸素原子を表し、R202~R205は、それぞれ独立に、前記R1~R9における置換基と同義である。
前記一般式(2y)中、R11~R19、R201~R205から選ばれる置換基同士の組み合せのうち少なくとも1組は、互いに結合して、環構造を形成していてもよい。
また、前記LAにおける環形成原子数6~30の芳香族複素環としては、例えば、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、キノリン、キナゾリン、フェナントロリン、ベンゾフラン、およびジベンゾフランなどが挙げられる。
X21~X28およびY21~Y28は、それぞれ独立に、窒素原子、RDと結合する炭素原子、またはL23と結合する炭素原子を表す。ただし、X25~X28のうち少なくともいずれかが、L23と結合する炭素原子であり、Y21~Y24のうち少なくともいずれかが、L23と結合する炭素原子である。
RDは、それぞれ独立に、水素原子、または置換基であり、このRDにおける置換基は、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、および置換もしくは無置換のシリル基からなる群から選択される置換基である。
L21およびL22は、それぞれ独立に、単結合または連結基であり、L21およびL22における連結基としては、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基、前記芳香族炭化水素基から選ばれる2個から4個の基が結合してなる多重連結基、前記複素環基から選ばれる2個から4個の基が結合してなる多重連結基、又は前記芳香族炭化水素基及び前記複素環基から選ばれる2個から4個の基が結合してなる多重連結基である。
L23は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6以下の単環炭化水素基、または置換もしくは無置換の環形成原子数6以下の単環複素環基を表す。
wは、0~3の整数を表す。wが0のとき、X25~X28のうち少なくともいずれかと、Y21~Y24のうち少なくともいずれかとが直接結合する。
なお、単環炭化水素基は、縮合環ではなく、単一の炭化水素環(脂肪族環状炭化水素または芳香族炭化水素)から誘導される基であり、単環複素環基は、単一の複素環から誘導される基である。
(i)A21およびB21の少なくともいずれかが、シアノ基で置換された環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基、またはシアノ基で置換された環形成原子数6~30の芳香族複素環基である。
(ii)X21~X24およびY25~Y28の少なくともいずれかが、RDと結合する炭素原子であり、当該RDの少なくともいずれかが、シアノ基で置換された環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基、またはシアノ基で置換された環形成原子数6~30の芳香族複素環基である。
ただし、RDが複数存在する場合、複数のRDはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
または、前記一般式(21)において、前記(ii)の条件を満たし、前記(i)の条件を満たさないことが好ましい。
または、前記(i)の条件および前記(ii)の条件を満たすことも好ましい。
シアノ基で置換されたフェニル基、
シアノ基で置換されたナフチル基、
シアノ基で置換されたフェナントリル基、
シアノ基で置換されたジベンゾフラニル基、
シアノ基で置換されたジベンゾチオフェニル基、
シアノ基で置換されたビフェニル基、
シアノ基で置換されたターフェニル基、
シアノ基で置換された9,9-ジフェニルフルオレニル基、
シアノ基で置換された9,9’-スピロビ[9H-フルオレン]-2-イル基、
シアノ基で置換された9,9-ジメチルフルオレニル基、または
シアノ基で置換されたトリフェニレニル基であることが好ましい。
シアノ基で置換されたフェニル基、
シアノ基で置換されたナフチル基、
シアノ基で置換されたフェナントリル基、
シアノ基で置換されたジベンゾフラニル基、
シアノ基で置換されたジベンゾチオフェニル基、
シアノ基で置換されたビフェニル基、
シアノ基で置換されたターフェニル基、
シアノ基で置換された9,9-ジフェニルフルオレニル基、
シアノ基で置換された9,9’-スピロビ[9H-フルオレン]-2-イル基、
シアノ基で置換された9,9-ジメチルフルオレニル基、または
シアノ基で置換されたトリフェニレニル基であることが好ましい。
また、前記一般式(21)において、X26とY22とが、L23を介して結合しているか、もしくは直接結合していることが好ましい。
また、前記一般式(21)において、X27とY23とが、L23を介して結合しているか、もしくは直接結合していることが好ましい。
または、前記一般式(21)において、wが1であることが好ましい。
第二の化合物は、例えば、国際公開第2013/180241号、国際公開第2014/092083号、および国際公開第2014/104346号等に記載された方法に従い、製造することができる。
遅延蛍光(熱活性化遅延蛍光)については、「有機半導体のデバイス物性」(安達千波矢編、講談社発行)の261~268ページで解説されている。その文献の中で、蛍光発光材料の励起一重項状態と励起三重項状態のエネルギー差ΔE13を小さくすることができれば、通常は遷移確率が低い励起三重項状態から励起一重項状態への逆エネルギー移動が高効率で生じ、熱活性化遅延蛍光(Thermally Activated delayed Fluorescence, TADF)が発現すると説明されている。さらに、当該文献中の図10.38で、遅延蛍光の発生メカニズムが説明されている。本実施形態における第二の化合物は、このようなメカニズムで発生する熱活性化遅延蛍光を示す化合物である。
一方、遅延蛍光は、寿命の長い三重項励起子を経由して生成する一重項励起子からの発光のため、ゆるやかに減衰する。このように最初のPL励起で生成する一重項励起子からの発光と、三重項励起子を経由して生成する一重項励起子からの発光とでは、時間的に大きな差がある。そのため、遅延蛍光由来の発光強度を求めることができる。
本実施形態の過渡PL測定装置100は、所定波長の光を照射可能なパルスレーザー部101と、測定試料を収容する試料室102と、測定試料から放射された光を分光する分光器103と、2次元像を結像するためのストリークカメラ104と、2次元像を取り込んで解析するパーソナルコンピュータ105と、を備える。なお、過渡PLの測定は、本実施形態で説明する装置に限定されない。
試料室102に収容される試料は、マトリックス材料に対し、ドーピング材料が12質量%の濃度でドープされた薄膜を石英基板に成膜することで得られる。
試料室102に収容された薄膜試料に対し、パルスレーザー部101からパルスレーザーを照射して、ドーピング材料を励起させる。励起光の照射方向に対して90度の方向へ発光を取り出し、取り出した光を分光器103で分光し、ストリークカメラ104内で2次元像を結像する。その結果、縦軸が時間に対応し、横軸が波長に対応し、輝点が発光強度に対応する2次元画像を得ることができる。この2次元画像を所定の時間軸で切り出すと、縦軸が発光強度であり、横軸が波長である発光スペクトルを得ることができる。また、当該2次元画像を波長軸で切り出すと、縦軸が発光強度の対数であり、横軸が時間である減衰曲線(過渡PL)を得ることができる。
図3には、薄膜試料Aおよび薄膜試料Bについて測定した過渡PLから得た減衰曲線が示されている。
本実施形態における遅延蛍光の発光量は、図2の装置を用いて求めることができる。前記第一の化合物は、当該第二の化合物が吸収する波長のパルス光(パルスレーザーから照射される光)で励起された後、当該励起状態から即座に観察されるPrompt発光(即時発光)と、当該励起後、即座には観察されず、その後観察されるDelay発光(遅延発光)とが存在する。本実施形態においては、Delay発光(遅延発光)の量がPrompt発光(即時発光)の量に対して5%以上であることが好ましい。
Prompt発光とDelay発光の量は、“Nature 492, 234-238, 2012”に記載された方法と同様の方法により求めることができる。なお、Prompt発光およびDelay発光の量の算出に使用される装置は、前記文献に記載の装置に限定されない。
また、遅延蛍光性の測定に用いられる試料は、例えば、第二の化合物と下記化合物TH-2とを、第二の化合物の割合が12質量%となるように石英基板上に共蒸着し、膜厚100nmの薄膜を形成した試料を使用することができる。
本実施形態の有機EL素子では、第二の化合物としてΔST(Mat1)が小さい化合物を用いることが好ましく、外部から与えられる熱エネルギーによって、第二の化合物の三重項準位から第二の化合物の一重項準位への逆項間交差が起こり易くなる。有機EL素子内部の電気励起された励起子の励起三重項状態が、逆項間交差によって、励起一重項状態へスピン交換がされるエネルギー状態変換機構をTADF機構と呼ぶ。
本実施形態の有機EL素子において、第一の化合物の一重項エネルギーS1(Mat1)と、第二の化合物の一重項エネルギーS1(Mat2)とは、下記数式(数1)の関係を満たすことが好ましい。
S1(Mat2)>S1(Mat1) (数1)
ここで、三重項エネルギーと77[K]におけるエネルギーギャップとの関係について説明する。本実施形態では、77[K]におけるエネルギーギャップは、通常定義される三重項エネルギーとは異なる点がある。
三重項エネルギーの測定は、次のようにして行われる。まず、測定対象となる化合物を適切な溶媒中に溶解した溶液を石英ガラス管内に封入した試料を作製する。この試料について、低温(77[K])で燐光スペクトル(縦軸:燐光発光強度、横軸:波長とする。)を測定し、この燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値に基づいて、所定の換算式から三重項エネルギーを算出する。
ここで、本実施形態に係る化合物の内、熱活性化遅延蛍光性の化合物は、ΔSTが小さい化合物であることが好ましい。ΔSTが小さいと、低温(77[K])状態でも、項間交差、及び逆項間交差が起こりやすく、励起一重項状態と励起三重項状態とが混在する。その結果、上記と同様にして測定されるスペクトルは、励起一重項状態、及び励起三重項状態の両者からの発光を含んでおり、いずれの状態から発光したのかについて峻別することは困難であるが、基本的には三重項エネルギーの値が支配的と考えられる。
そのため、本実施形態では、通常の三重項エネルギーTと測定手法は同じであるが、その厳密な意味において異なることを区別するため、次のようにして測定される値をエネルギーギャップT77Kと称する。測定対象となる化合物をEPA(ジエチルエーテル:イソペンタン:エタノール=5:5:2(容積比))中に、濃度が10μmol/Lとなるように溶解し、この溶液を石英セル中に入れて測定試料とする。この測定試料について、低温(77[K])で燐光スペクトル(縦軸:燐光発光強度、横軸:波長とする。)を測定し、この燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値λedge[nm]に基づいて、次の換算式(F1)から算出されるエネルギー量を77[K]におけるエネルギーギャップT77Kとする。
換算式(F1):T77K[eV]=1239.85/λedge
なお、スペクトルの最大ピーク強度の15%以下のピーク強度をもつ極大点は、上述の最も短波長側の極大値には含めず、最も短波長側の極大値に最も近い、傾きの値が極大値をとる点において引いた接線を当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
燐光の測定には、(株)日立ハイテクノロジー製のF-4500形分光蛍光光度計本体を用いることができる。なお、測定装置はこの限りではなく、冷却装置、及び低温用容器と、励起光源と、受光装置とを組み合わせることにより、測定してもよい。
溶液を用いた一重項エネルギーS1の測定方法(溶液法と称する場合がある。)としては、下記の方法が挙げられる。
測定対象となる化合物の10μmol/Lトルエン溶液を調製して石英セルに入れ、常温(300K)でこの試料の吸収スペクトル(縦軸:吸収強度、横軸:波長とする。)を測定する。この吸収スペクトルの長波長側の立ち下がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値λedge[nm]を次に示す換算式(F2)に代入して一重項エネルギーを算出する。
換算式(F2):S1[eV]=1239.85/λedge
吸収スペクトル測定装置としては、例えば、日立社製の分光光度計(装置名:U3310)が挙げられるが、これに限定されない。
なお、吸光度の値が0.2以下の極大点は、上記最も長波長側の極大値には含めない。
ΔST(Mat2)=S1(Mat2)-T77K(Mat2)<0.3eV (数10)
ΔST(Mat2)=S1(Mat2)-T77K(Mat2)<0.2eV (数11)
ΔST(Mat2)=S1(Mat2)-T77K(Mat2)<0.1eV (数12)
第三の化合物は、下記一般式(3)で表される化合物である。
nは、1、2、3、又は4であり、
nが、2、3、又は4の場合、複数のCzは、互いに同一であるか又は異なり、
XBは、下記一般式(3A)で表される基であり、
Czは、下記一般式(3B-1)又は(3B-2)で表される基である。
Ar1及びAr2は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~18の一価もしくは多価の芳香族炭化水素基であり、
kは、0、1、又は2であり、
kが2の場合、複数のAr2は、互いに同一であるか又は異なり、
Ar1が置換基を有する場合における置換基D1は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換のシリル基、
ハロゲン原子、
シアノ基、及び
ニトロ基からなる群から選択され、
Ar2が置換基を有する場合における置換基D2は、前記置換基D1と同義であり、
nが1の場合、Czは、Ar1に結合するか、又はAr2に結合し、
nが2、3、又は4の場合、複数のCzは、それぞれ独立に、Ar1に結合するか、又はAr2に結合する。
X1~X8は、それぞれ独立に、窒素原子又はCRAであり、
RAは、水素原子もしくは置換基であるか、又は隣接するRA同士の組のいずれか1つ以上の組が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのRAは、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換のシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数6~30のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基、
置換もしくは無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルケニル基、
ハロゲン原子、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルキニル基、
シアノ基、
ヒドロキシ基、
ニトロ基、及び
カルボキシ基からなる群から選択され、
RAが置換もしくは無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基である場合における前記ヘテロアリール基は、それぞれ独立に、カルバゾリル基又はアザカルバゾリル基であり、
複数のRAは、互いに同一であるか又は異なり、
ただし、前記一般式(3B-1)における窒素原子は、前記一般式(3A)中、Ar1及びAr2のいずれかと結合する。
X1~X4は、前記一般式(3A)中、Ar1及びAr2のいずれかと結合する炭素原子、窒素原子又はCRCであり、RCは、水素原子もしくは置換基であるか、又は隣接するRC同士の組のいずれか1つ以上の組が互いに結合して環を形成し、ただし、X1~X4のうち一つは、前記一般式(3A)中、Ar1及びAr2のいずれかと結合する炭素原子であり、
X5~X8は、窒素原子又はCRDであり、RDは、水素原子もしくは置換基であるか、又は隣接するRD同士の組のいずれか1つ以上の組が互いに結合して環を形成し、
RB、RC及びRDは、それぞれ独立に、前記一般式(3B-1)におけるRAと同義であり、複数のRCは、互いに同一であるか又は異なり、複数のRDは互いに同一であるか又は異なり、
前記第三の化合物において、「置換もしくは無置換の」という場合における置換基Eは、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換のシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数6~30のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基、
置換もしくは無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルケニル基、
ハロゲン原子、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルキニル基、
シアノ基、
ヒドロキシ基、
ニトロ基、及び
カルボキシ基からなる群から選択され、
前記置換基Eが、さらに置換基Fを有する場合、置換基Fは、
無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
無置換の炭素数1~30のアルキル基、
無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
無置換のシリル基、
無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、
無置換の炭素数6~30のアリールオキシ基、
無置換の炭素数1~30のアルキルチオ基、
無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基、
無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
無置換の炭素数2~30のアルケニル基、
ハロゲン原子、
無置換の炭素数2~30のアルキニル基、
シアノ基、
ヒドロキシ基、
ニトロ基、及び
カルボキシ基からなる群から選択され、
ただし、置換基Fはさらなる置換基を有さない。
前記一般式(3)及び(3A)で表される化合物の結合様式は、n、kの値に応じて決定される。結合様式としては、例えば以下の様式が挙げられる。
以下に示す第三の化合物において、一般式(3A)中のAr1に相当する基は、前記置換基D1を有していてもよく、一般式(3A)中のAr2に相当する基は、前記置換基D2を有していてもよく、一般式(3B-1)中のRAに相当する基は、前記RAの置換基について列挙した置換基を有していてよい。置換基D1、置換基D2、及びRAの置換基は、それぞれ独立に、さらに前記置換基Eで置換されていてもよく、前記置換基Eはさらに前記置換基Fで置換されていてもよい。
前記一般式(3)におけるnは、1又は2であることが好ましい。
前記一般式(3B-2)におけるX1~X4は、それぞれ独立に、Ar1及びAr2のいずれかと結合する炭素原子、又はCRCであり、ただし、X1~X4のうち一つは、前記一般式(3A)中、Ar1及びAr2のいずれかと結合する炭素原子であり、
X5~X8は、それぞれ独立に、CRDであることが好ましい。
前記一般式(3B-1)におけるRAは、水素原子であることが好ましい。
前記一般式(3B-2)において、隣接するRC同士の組は、いずれかも、互いに結合せず、隣接するRD同士の組は、いずれも、互いに結合しないことが好ましい。
前記一般式(3B-2)におけるRC及びRDは、水素原子であることが好ましい。
Ar3は、前記一般式(3A)におけるAr1と同義であり、n1は、前記一般式(3A)におけるnと同義である。
n1は、2であることが好ましい。
n1は、2であり、
Ar3は、前記一般式(3a-1)~(3a-26)で表される基からなる群から選択される少なくともいずれかの基であることが好ましい。
前記一般式(3a-1)~(3a-26)で表される基は、置換基Eを有するか、又は無置換である。
nは、1又は2であり、
前記一般式(3B-1)におけるRAは、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
カルバゾリル基、
置換カルバゾリル基、
ハロゲン原子、又は
シアノ基であり、
前記一般式(3A)において、
kは0であり、
Ar1は、ベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、ナフタレン、アントラセン、ベンゾアントラセン、フェナントレン、ベンゾフェナントレン、フェナレン、ピセン、ペンタセン、ピレン、クリセン、ベンゾクリセン、フルオランテン及びトリフェニレンのいずれかから誘導される一価もしくは多価の残基であり、
前記一般式(3A)、及び(3B-1)において、
「置換もしくは無置換の」という場合における置換基Eは、
無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
無置換の炭素数1~30のアルキル基、
無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
シアノ基、及び
ハロゲン原子からなる群から選択される置換基であることが好ましい。
nは、1又は2であり、
前記一般式(3A)において、
kは0であり、
Ar1及びAr2は、それぞれ独立に、ベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、ナフタレン、フェナントレン、フルオランテン及びトリフェニレンのいずれかから誘導される一価もしくは多価の残基であり、
前記一般式(3B-1)におけるX1~X8は、それぞれ独立に、CRAであり、
前記一般式(3B-2)におけるX1~X4は、それぞれ独立に、Ar1と結合する炭素原子、又はCRCであり、ただし、X1~X4のうち一つは、前記一般式(3A)中、Ar1と結合する炭素原子であり、
X5~X8は、それぞれ独立に、CRDである、
前記一般式(3B-1)におけるRA、前記一般式(3B-2)におけるRC及びRDは、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、又は
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基であり、
Ar1は、前記一般式(3a-1)~(3a-26)で表される基からなる群から選択される少なくともいずれかの基であり、
前記一般式(3A)、(3B-1)、及び(3B-2)において、
「置換もしくは無置換の」という場合における置換基Eは、
無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、及び
無置換の炭素数1~30のアルキル基からなる群から選択される置換基であることが好ましい。
前記一般式(3A)において、kは0であり、
前記一般式(3B-1)において、X1~X8は、それぞれ独立に、CRAであり、隣接するRA同士の組は、いずれも、互いに結合せず、
前記一般式(3B-2)において、X1~X4は、それぞれ独立に、Ar1と結合する炭素原子、又はCRCであり、ただし、X1~X4のうち一つは、前記一般式(3A)中、Ar1と結合する炭素原子であり、隣接するRC同士の組は、いずれも、互いに結合せず、
X5~X8は、それぞれ独立に、CRDであり、隣接するRD同士の組は、いずれも互いに結合せず、
前記一般式(3B-1)におけるRA、前記一般式(3B-2)におけるRC及びRDは、
水素原子であり、
前記一般式(3A)、(3B-1)、及び(3B-2)において、
「置換もしくは無置換の」という場合における置換基Eは、
無置換の環形成炭素数6~18のアリール基、
無置換の炭素数1~6のアルキル基、及び
炭素数1~30のハロゲン化アルキル基からなる群から選択される置換基であることがより好ましい。
前記一般式(3A)において、kは0であり、
Ar1は、前記一般式(3a-1)~(3a-26)で表される基からなる群から選択される少なくともいずれかの基であり、
前記一般式(3B-1)において、隣接するRA同士の組は、いずれも、互いに結合せず、
前記一般式(3B-2)において、隣接するRC同士の組は、いずれも、互いに結合せず、隣接するRD同士の組は、いずれも互いに結合せず、
前記一般式(3B-1)におけるRA、前記一般式(3B-2)におけるRC及びRDは、水素原子であり、
前記一般式(3A)、(3B-1)、及び(3B-2)において、
「置換もしくは無置換の」という場合における置換基Eは、
無置換の環形成炭素数6~18のアリール基、及び
無置換の炭素数1~6のアルキル基からなる群から選択される置換基であることが好ましい。
前記一般式(3A)において、kは0であり、
Ar1は、前記一般式(3a-1)~(3a-26)で表される基からなる群から選択される少なくともいずれかの基であり、
前記一般式(3B-1)において、X1~X8は、それぞれ独立に、CRAであり、隣接するRA同士の組は、いずれも、互いに結合せず、
前記一般式(3B-2)において、X1~X4は、それぞれ独立に、Ar1と結合する炭素原子、又はCRCであり、ただし、X1~X4のうち一つは、前記一般式(3A)中、Ar1と結合する炭素原子であり、隣接するRC同士の組は、いずれも、互いに結合せず、
X5~X8は、それぞれ独立に、CRDであり、隣接するRD同士の組は、いずれも互いに結合せず、
前記一般式(3B-1)におけるRA、前記一般式(3B-2)におけるRC及びRDは、水素原子であり、
前記一般式(3A)、(3B-1)、及び(3B-2)において、
「置換もしくは無置換の」という場合における置換基Eは、
無置換の環形成炭素数6~18のアリール基、及び
無置換の炭素数1~6のアルキル基からなる群から選択される置換基であることが好ましい。
第三の化合物は、公知の方法により製造することができる。
本実施形態の有機EL素子において、第二の化合物の一重項エネルギーS1(Mat2)と、第三の化合物の一重項エネルギーS1(Mat3)とは、下記数式(数2)の関係を満たすことが好ましい。
S1(Mat3)>S1(Mat2) (数2)
第三の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat3)は、第二の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat2)よりも大きいことが好ましい。
S1(Mat3)>S1(Mat2)>S1(Mat1) …(数3)
T77K(Mat3)>T77K(Mat2)>T77K(Mat1) …(数4)
本実施形態の有機EL素子における発光層の膜厚は、好ましくは5nm以上50nm以下、より好ましくは7nm以上50nm以下、最も好ましくは10nm以上50nm以下である。5nm以上であると、発光層形成及び色度の調整が容易になりやすく、50nm以下であると、駆動電圧の上昇が抑制されやすい。
本実施形態の有機EL素子では、発光層において、第一の化合物の含有率は、0.01質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以上5質量%以下であることがより好ましく、0.01質量%以上1質量%以下であることがさらに好ましい。
第二の化合物の含有率は、10質量%以上80質量%以下であることが好ましく、10質量%以上60質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上60質量%であることがさらに好ましい。
第三の化合物の含有率は、10質量%以上80質量%以下であることが好ましい。
発光層における第一の化合物、第二の化合物、及び第三の化合物の合計含有率の上限は、100質量%である。なお、本実施形態は、発光層に、第一の化合物、第二の化合物、及び第三の化合物以外の材料が含まれることを除外しない。
発光層は、第一の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。発光層は、第二の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。発光層は、第三の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
図4に示すように、第二の化合物としてΔST(Mat2)の小さな化合物を用いると、最低励起三重項状態T1(Mat2)は、熱エネルギーにより、最低励起一重項状態S1(Mat2)に逆項間交差が可能である。そして、第二の化合物の最低励起一重項状態S1(Mat2)から第一の化合物へのフェルスター型エネルギー移動が生じ、最低励起一重項状態S1(Mat1)が生成する。この結果、第一の化合物の最低励起一重項状態S1(Mat1)からの蛍光発光を観測することができる。このTADFメカニズムによる遅延蛍光を利用することによっても、理論的に内部量子効率を100%まで高めることができると考えられている。
本実施形態に係る有機EL素子は、表示装置、及び発光装置等の電子機器に使用できる。
基板上に形成される陽極には、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム-酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素もしくは酸化珪素を含有した酸化インジウム-酸化スズ、酸化インジウム-酸化亜鉛、酸化タングステン、および酸化亜鉛を含有した酸化インジウム、グラフェン等が挙げられる。この他、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、または金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等が挙げられる。
陰極には、仕事関数の小さい(具体的には3.8eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第1族または第2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、およびマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金(例えば、MgAg、AlLi)、ユーロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。
正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送層には、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体等を使用する事ができる。具体的には、4,4’-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)やN,N’-ビス(3-メチルフェニル)-N,N’-ジフェニル-[1,1’-ビフェニル]-4,4’-ジアミン(略称:TPD)、4-フェニル-4’-(9-フェニルフルオレン-9-イル)トリフェニルアミン(略称:BAFLP)、4,4’-ビス[N-(9,9-ジメチルフルオレン-2-イル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DFLDPBi)、4,4’,4’’-トリス(N,N-ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’-トリス[N-(3-メチルフェニル)-N-フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、4,4’-ビス[N-(スピロ-9,9’-ビフルオレン-2-イル)-N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に10-6cm2/(V・s)以上の正孔移動度を有する物質である。
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層には、1)アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、亜鉛錯体等の金属錯体、2)イミダゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、アジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントロリン誘導体等の複素芳香族化合物、3)高分子化合物を使用することができる。具体的には低分子の有機化合物として、Alq、トリス(4-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq3)、ビス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq2)、BAlq、Znq、ZnPBO、ZnBTZなどの金属錯体等を用いることができる。また、金属錯体以外にも、2-(4-ビフェニリル)-5-(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3-ビス[5-(ptert-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール-2-イル]ベンゼン(略称:OXD-7)、3-(4-tert-ブチルフェニル)-4-フェニル-5-(4-ビフェニリル)-1,2,4-トリアゾール(略称:TAZ)、3-(4-tert-ブチルフェニル)-4-(4-エチルフェニル)-5-(4-ビフェニリル)-1,2,4-トリアゾール(略称:p-EtTAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、4,4’-ビス(5-メチルベンゾオキサゾール-2-イル)スチルベン(略称:BzOs)などの複素芳香族化合物も用いることができる。本実施態様においては、ベンゾイミダゾール化合物を好適に用いることができる。ここに述べた物質は、主に10-6cm2/(V・s)以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔輸送性よりも電子輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いてもよい。また、電子輸送層は、単層で構成されていてもよいし、上記物質からなる層が二層以上積層されて構成されていてもよい。
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層には、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、カルシウム(Ca)、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF2)、リチウム酸化物(LiOx)等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。その他、電子輸送性を有する物質にアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を含有させたもの、具体的にはAlq中にマグネシウム(Mg)を含有させたもの等を用いてもよい。なお、この場合には、陰極からの電子注入をより効率良く行うことができる。
本実施形態の有機EL素子の各層の形成方法としては、上記で特に言及した以外には制限されないが、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ法、イオンプレーティング法などの乾式成膜法や、スピンコーティング法、ディッピング法、フローコーティング法、インクジェット法などの湿式成膜法などの公知の方法を採用することができる。
本実施形態の有機EL素子の各有機層の膜厚は、上記で特に言及した以外には制限されないが、一般に膜厚が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすく、逆に厚すぎると高い印加電圧が必要となり効率が悪くなるため、通常は数nmから1μmの範囲が好ましい。
本実施形態の電子機器は、本実施形態の有機EL素子を搭載している。電子機器としては、例えば、表示装置及び発光装置等が挙げられる。表示装置としては、例えば、表示部品(例えば、有機ELパネルモジュール等)、テレビ、携帯電話、タブレット、及びパーソナルコンピュータ等が挙げられる。発光装置としては、例えば、照明及び車両用灯具等が挙げられる。
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変更、改良等は、本発明に含まれる。
また、有機EL素子が複数の発光層を有する場合、これらの発光層が互いに隣接して設けられていてもよいし、中間層を介して複数の発光ユニットが積層された、いわゆるタンデム型の有機EL素子であってもよい。
例えば、発光層の陰極側で接して障壁層が配置された場合、当該障壁層は、電子を輸送し、かつ正孔が当該障壁層よりも陰極側の層(例えば、電子輸送層)に到達することを阻止する。有機EL素子が、電子輸送層を含む場合は、発光層と電子輸送層との間に当該障壁層を含むことが好ましい。
また、発光層の陽極側で接して障壁層が配置された場合、当該障壁層は、正孔を輸送し、かつ電子が当該障壁層よりも陽極側の層(例えば、正孔輸送層)に到達することを阻止する。有機EL素子が、正孔輸送層を含む場合は、発光層と正孔輸送層との間に当該障壁層を含むことが好ましい。
また、励起エネルギーが発光層からその周辺層に漏れ出さないように、障壁層を発光層に隣接させて設けてもよい。発光層で生成した励起子が、当該障壁層よりも電極側の層(例えば、電子輸送層や正孔輸送層)に移動することを阻止する。
発光層と障壁層とは接合していることが好ましい。
二価の連結基としては特に制限されないが、例えば、-O-、-CO-、-CO2-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NRa-、及びこれらの連結基を2以上組み合わせた基等が挙げられる。
複素環の具体例としては、後述の「一般式中における各置換基についての説明」で例示した「環形成原子数5~30のヘテロアリール基」から結合手を除いた環構造(複素環)が挙げられる。これらの複素環は置換基を有していてもよい。
芳香族炭化水素環の具体例としては、後述の「一般式中における各置換基についての説明」で例示した「環形成炭素数6~30のアリール基」から結合手を除いた環構造(芳香族炭化水素環)が挙げられる。これらの芳香族炭化水素環は置換基を有していてもよい。
Raとしては、例えば、置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基等が挙げられる。
例えば、Rx及びRyが互いに結合して環を形成するとは、下記一般式(E1)で表される分子構造において、Rx1に含まれる原子と、Ry1に含まれる原子とが、一般式(E2)で表される環(環構造)Eを形成すること;一般式(F1)で表される分子構造において、Rx1に含まれる原子と、Ry1に含まれる原子とが、一般式(F2)で表される環Fを形成すること;一般式(G1)で表される分子構造において、Rx1に含まれる原子と、Ry1に含まれる原子とが、一般式(G2)で表される環Gを形成すること;一般式(H1)で表される分子構造において、Rx1に含まれる原子と、Ry1に含まれる原子とが、一般式(H2)で表される環Hを形成すること;一般式(I1)で表される分子構造において、Rx1に含まれる原子と、Ry1に含まれる原子とが、一般式(I2)で表される環Iを形成すること;を意味する。
一般式(E1)~(I1)中、*は、それぞれ独立に、一分子中の他の原子との結合位置を表す。一般式(E1)中の2つの*は一般式(E2)中の2つの*にそれぞれ対応し、一般式(F1)中の2つの*は一般式(F2)中の2つの*にそれぞれ対応し、一般式(G1)中の2つの*は一般式(G2)中の2つの*にそれぞれ対応し、一般式(H1)中の2つの*は一般式(H2)中の2つの*にそれぞれ対応し、一般式(I1)中の2つの*は一般式(I2)中の2つの*にそれぞれ対応する。
例えば、一般式(E1)において、Rx1及びRy1が互いに結合して一般式(E2)中の環Eを形成し、環Eが無置換のピロール環である場合、一般式(E1)で表される分子構造は、下記一般式(E4)で表される分子構造になる。ここで、一般式(E4)中の2つの*は、それぞれ独立に、一般式(E2)および一般式(E1)中の2つの*に対応する。一般式(E3)及び(E4)中、*は、それぞれ独立に、一分子中の他の原子との結合位置を表す。
本明細書における環形成炭素数6~30のアリール基(芳香族炭化水素基と称する場合がある。)としては、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、フルオレニル基、ピレニル基、クリセニル基、フルオランテニル基、ベンゾ[a]アントリル基、ベンゾ[c]フェナントリル基、トリフェニレニル基、ベンゾ[k]フルオランテニル基、ベンゾ[g]クリセニル基、ベンゾ[b]トリフェニレニル基、ピセニル基、及びペリレニル基等が挙げられる。
ただし、第三の化合物における「置換もしくは無置換の」という場合における置換基に、環形成原子数5~30のヘテロアリール基、及び置換もしくは無置換のアミノ基は含まれない。
本明細書において、「置換もしくは無置換の」という場合における置換基としては、ジアリールホウ素基(ArB1ArB2B-)も挙げられる。このArB1及びArB2の例としては、上述の「環形成炭素数6~30のアリール基」が挙げられる。
「置換もしくは無置換の」という場合における置換基の具体例及び好ましい基としては、「各置換基の説明」中の置換基の具体例及び好ましい基と同様の基が挙げられる。
第一の化合物及び第二の化合物における「置換もしくは無置換の」という場合における置換基に、さらに置換する置換基としては、炭素数2~31のアシル基も挙げられる。
有機EL素子の製造に用いた化合物を以下に示す。
(化合物TADF1の遅延蛍光性)
遅延蛍光性は図2に示す装置を利用して過渡PLを測定することにより確認した。前記化合物TADF1と前記化合物TH-2とを、化合物TADF1の割合が12質量%となるように石英基板上に共蒸着し、膜厚100nmの薄膜を形成して試料を作製した。前記化合物TADF1が吸収する波長のパルス光(パルスレーザーから照射される光)で励起された後、当該励起状態から即座に観察されるPrompt発光(即時発光)と、当該励起後、即座には観察されず、その後観察されるDelay発光(遅延発光)とが存在する。本実施例における遅延蛍光発光とは、Delay発光(遅延発光)の量がPrompt発光(即時発光)の量に対して5%以上を意味する。具体的には、Prompt発光(即時発光)の量をXPとし、Delay発光(遅延発光)の量をXDとしたときに、XD/XPの値が0.05以上であることを意味する。
化合物TADF1について、Delay発光(遅延発光)の量がPrompt発光(即時発光)の量に対して5%以上あることが確認された。具体的には、化合物TADF1について、XD/XPの値が0.05以上であることが確認された。
Prompt発光とDelay発光の量は、“Nature 492, 234-238, 2012”に記載された方法と同様の方法により求めることができる。なお、Prompt発光とDelay発光の量の算出に使用される装置は、図2の装置や文献に記載された装置に限定されない。
化合物TADF1に代えて、化合物TADF2を用いたこと以外、上記と同様にして化合物TADF2の遅延蛍光性を確認した。
その結果、化合物TADF2について、Delay発光(遅延発光)の量がPrompt発光(即時発光)の量に対して5%以上あることが確認された。具体的には、化合物TADF2について、XD/XPの値が0.05以上であることが確認された。
化合物TADF1、TADF2、D1、D2、D4、M2、M3、M9、M11、M12、及びM21の一重項エネルギーS1は、前述の溶液法により測定した。
化合物TADF1の一重項エネルギーS1は、2.37eVであった。
化合物TADF2の一重項エネルギーS1は、2.80eVであった。
化合物D1の一重項エネルギーS1は、2.02eVであった。
化合物D2の一重項エネルギーS1は、2.00eVであった。
化合物D4の一重項エネルギーS1は、2.39eVであった。
化合物M2の一重項エネルギーS1は、3.52eVであった。
化合物M3の一重項エネルギーS1は、3.56eVであった。
化合物M9の一重項エネルギーS1は、3.51eVであった。
化合物M11の一重項エネルギーS1は、3.75eVであった。
化合物M12の一重項エネルギーS1は、3.40eVであった。
化合物M21の一重項エネルギーS1は、3.44eVであった。
化合物TADF2は、前述のエネルギーギャップT77Kの測定方法により測定した。
化合物TADF2のT77Kは、2.71eVであった。したがって、化合物TADF2のΔSTは0.09eVであった。
測定対象となる化合物の5μmol/Lトルエン溶液を調製して石英セルに入れ、常温(300K)でこの試料の蛍光スペクトル(縦軸:蛍光発光強度、横軸:波長とする。)を測定した。本実施例では、蛍光スペクトルを日立社製の分光光度計(装置名:F-7000)で測定した。なお、蛍光スペクトル測定装置は、ここで用いた装置に限定されない。蛍光スペクトルにおいて、発光強度が最大となる蛍光スペクトルのピーク波長を主ピーク波長とした。
化合物D1の主ピーク波長は、609nmであった。
化合物D2の主ピーク波長は、613nmであった。
化合物D4の主ピーク波長は、516nmであった。
赤色発光型有機EL素子(以下、赤色発光素子とも称する)を以下のように作製し、評価した。
25mm×75mm×1.1mm厚のITO透明電極(陽極)付きガラス基板(ジオマテック株式会社製)を、イソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行った後、UVオゾン洗浄を1分間行った。ITOの膜厚は、130nmとした。
洗浄後の透明電極ライン付き前記ガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に透明電極を覆うようにして化合物HI1を蒸着し、膜厚5nmの正孔注入層を形成した。
次に、正孔注入層上に、化合物HT1を蒸着し、HI1膜上に膜厚55nmの正孔輸送層を形成した。
次に、この正孔輸送層上に、化合物M4を蒸着し、膜厚10nmの電子障壁層を形成した。
次に、この電子障壁層上に、第一の化合物としての化合物D1と、第二の化合物としての化合物TADF1と、第三の化合物としての化合物M3とを共蒸着し、膜厚25nmの第一の有機層としての発光層を形成した。発光層における化合物TADF1の濃度を10質量%とし、化合物D1の濃度を0.5質量%とし、化合物M3の濃度を89.5質量%とした。
次に、この発光層上に、化合物M5を蒸着し、膜厚10nmの第一電子輸送層を形成した。
次に、この第一電子輸送層上に、化合物ET1を蒸着し、膜厚30nmの第二電子輸送層を形成した。
次に、この第二電子輸送層上に、フッ化リチウム(LiF)を蒸着し、膜厚1nmの電子注入性電極(陰極)を形成した。
そして、この電子注入性電極上に、金属アルミニウム(Al)を蒸着し、膜厚80nmの金属Al陰極を形成した。
実施例1-1の赤色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI1(5)/HT1(55)/M4(10)/M3:TADF1:D1(25,89.5%:10%:0.5%)/M5(10)/ET1(30)/LiF(1)/Al(80)
なお、括弧内の数字は、膜厚(単位:nm)を示す。また、同じく括弧内において、パーセント表示された数字は、発光層における第三の化合物、第二の化合物、及び第一の化合物の割合(質量%)を示す。以下、同様の表記とする。
実施例1-2の赤色発光素子は、実施例1-1の発光層における化合物M3に代えて、化合物M2を用いたこと以外、実施例1-1と同様にして作製した。
実施例1-2の赤色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI1(5)/HT1(55)/M4(10)/M2:TADF1:D1(25,89.5%:10%:0.5%)/M5(10)/ET1(30)/LiF(1)/Al(80)
実施例1-3の赤色発光素子は、実施例1-1の発光層における化合物M3に代えて、化合物M19を用いたこと以外、実施例1-1と同様にして作製した。
実施例1-3の赤色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI1(5)/HT1(55)/M4(10)/M19:TADF1:D1(25,89.5%:10%:0.5%)/M5(10)/ET1(30)/LiF(1)/Al(80)
実施例1-4の赤色発光素子は、実施例1-1の発光層における化合物M3に代えて、化合物M12を用いたこと以外、実施例1-1と同様にして作製した。
実施例1-4の赤色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI1(5)/HT1(55)/M4(10)/M12:TADF1:D1(25,89.5%:10%:0.5%)/M5(10)/ET1(30)/LiF(1)/Al(80)
実施例1-5の赤色発光素子は、実施例1-1の発光層における化合物M3の濃度を74.5質量%とし、TADF1の濃度を25質量%としたこと以外、実施例1-1と同様にして作製した。
実施例1-5の赤色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI1(5)/HT1(55)/M4(10)/M3:TADF1:D1(25,74.5%:25%:0.5%)/M5(10)/ET1(30)/LiF(1)/Al(80)
実施例1-6の赤色発光素子は、実施例1-5の発光層における化合物M3に代えて、化合物M2を用いたこと以外、実施例1-5と同様にして作製した。
実施例1-6の赤色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI1(5)/HT1(55)/M4(10)/M2:TADF1:D1(25,74.5%:25%:0.5%)/M5(10)/ET1(30)/LiF(1)/Al(80)
実施例1-7の赤色発光素子は、実施例1-5の発光層における化合物M3に代えて、化合物M19を用いたこと以外、実施例1-5と同様にして作製した。
実施例1-7の赤色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI1(5)/HT1(55)/M4(10)/M19:TADF1:D1(25,74.5%:25%:0.5%)/M5(10)/ET1(30)/LiF(1)/Al(80)
実施例1-8の赤色発光素子は、実施例1-5の発光層における化合物M3に代えて、化合物M12を用いたこと以外、実施例1-5と同様にして作製した。
実施例1-8の赤色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI1(5)/HT1(55)/M4(10)/M12:TADF1:D1(25,74.5%:25%:0.5%)/M5(10)/ET1(30)/LiF(1)/Al(80)
比較例1-1の赤色発光素子は、実施例1-1の発光層における化合物M3に代えて、化合物M11を用いたこと以外、実施例1-1と同様にして作製した。
比較例1-1の赤色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI1(5)/HT1(55)/M4(10)/M11:TADF1:D1(25,89.5%:10%:0.5%)/M5(10)/ET1(30)/LiF(1)/Al(80)
比較例1-2の赤色発光素子は、実施例1-1の発光層における化合物M3に代えて、化合物M9を用いたこと以外、実施例1-1と同様にして作製した。
比較例1-2の赤色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI1(5)/HT1(55)/M4(10)/M9:TADF1:D1(25,89.5%:10%:0.5%)/M5(10)/ET1(30)/LiF(1)/Al(80)
比較例1-3の赤色発光素子は、実施例1-5の発光層における化合物M3に代えて、化合物M11を用いたこと以外、実施例1-5と同様にして作製した。
比較例1-3の赤色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI1(5)/HT1(55)/M4(10)/M11:TADF1:D1(25,74.5%:25%:0.5%)/M5(10)/ET1(30)/LiF(1)/Al(80)
比較例1-4の赤色発光素子は、実施例1-5の発光層における化合物M3に代えて、化合物M9を用いたこと以外、実施例1-5と同様にして作製した。
比較例1-4の赤色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI1(5)/HT1(55)/M4(10)/M9:TADF1:D1(25,74.5%:25%:0.5%)/M5(10)/ET1(30)/LiF(1)/Al(80)
実施例1-1~1-8及び比較例1-1~1-4において作製した赤色発光素子について、以下の評価を行った。評価結果を表14及び表15に示す。表14及び表15中、%は「質量%」を示し、@0.1は、0.1mA/cm2を示し、@10は、10mA/cm2を示す。
電流密度が0.1mA/cm2となるように素子に電圧を印加した時の分光放射輝度スペクトルを分光放射輝度計CS-2000(コニカミノルタ株式会社製)で計測した。
得られた分光放射輝度スペクトルから、ランバシアン放射を行ったと仮定し外部量子効率EQE(単位:%)を算出した。
また、電流密度が10mA/cm2となるように素子に電圧を印加し、上記と同様の方法で外部量子効率EQE(単位:%)を算出した。
電流密度が10mA/cm2となるように素子に電圧を印加した時の分光放射輝度スペクトルを分光放射輝度計CS-2000(コニカミノルタ株式会社製)で計測した。得られた分光放射輝度スペクトルから、色度CIEx、CIEy、及び主ピーク波長λp(単位:nm)を算出した。
したがって、実施例の赤色発光素子によれば、高効率で発光した。
したがって、実施例の赤色発光素子によれば、高効率で発光した。
緑色発光型有機EL素子(以下、緑色発光素子とも称する)を以下のように作製し、評価した。
25mm×75mm×1.1mm厚のITO透明電極(陽極)付きガラス基板(ジオマテック株式会社製)を、イソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行った後、UVオゾン洗浄を1分間行った。ITOの膜厚は、130nmとした。
洗浄後の透明電極ライン付き前記ガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に透明電極を覆うようにして化合物HI2を蒸着し、膜厚5nmの正孔注入層を形成した。
次に、正孔注入層上に、化合物HT2を蒸着し、HI2膜上に膜厚110nmの正孔輸送層を形成した。
次に、この正孔輸送層上に、化合物M8を蒸着し、膜厚15nmの電子障壁層を形成した。
次に、この電子障壁層上に、第一の化合物としての化合物D4と、第二の化合物としての化合物TADF2と、第三の化合物としての化合物M3とを共蒸着し、膜厚25nmの第一の有機層としての発光層を形成した。発光層における化合物TADF2の濃度を25質量%とし、化合物D4の濃度を0.2質量%とし、化合物M3の濃度を74.8質量%とした。
次に、この発光層上に、化合物M10を蒸着し、膜厚5nmの第一電子輸送層を形成した。
次に、この第一電子輸送層上に、化合物ET2を蒸着し、膜厚50nmの第二電子輸送層を形成した。
次に、この第二電子輸送層上に、フッ化リチウム(LiF)を蒸着し、膜厚1nmの電子注入性電極(陰極)を形成した。
そして、この電子注入性電極上に、金属アルミニウム(Al)を蒸着し、膜厚80nmの金属Al陰極を形成した。
実施例2-1の緑色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI2(5)/HT2(110)/M8(15)/M3:TADF2:D4(25,74.8%:25%:0.2%)/M10(5)/ET2(50)/LiF(1)/Al(80)
なお、括弧内の数字は、膜厚(単位:nm)を示す。また、同じく括弧内において、パーセント表示された数字は、発光層における第三の化合物、第二の化合物、及び第一の化合物の割合(質量%)を示す。以下、同様の表記とする。
実施例2-2の緑色発光素子は、実施例2-1の発光層における化合物M3に代えて、化合物M21を用いたこと以外、実施例2-1と同様にして作製した。
実施例2-2の緑色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI2(5)/HT2(110)/M8(15)/M21:TADF2:D4(25,74.8%:25%:0.2%)/M10(5)/ET2(50)/LiF(1)/Al(80)
実施例2-3の緑色発光素子は、実施例2-1の発光層における化合物D4に代えて、化合物D2を用いたこと以外、実施例2-1と同様にして作製した。
実施例2-3の緑色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI2(5)/HT2(110)/M8(15)/M3:TADF2:D2(25,74.8%:25%:0.2%)/M10(5)/ET2(50)/LiF(1)/Al(80)
実施例2-Xの緑色発光素子は、実施例2-1の発光層における化合物M3に代えて、化合物M12を用いたこと以外、実施例2-1と同様にして作製した。
実施例2-Xの緑色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI2(5)/HT2(110)/M8(15)/M12:TADF2:D4(25,74.8%:25%:0.2%)/M10(5)/ET2(50)/LiF(1)/Al(80)
実施例2-Yの緑色発光素子は、実施例2-1の発光層における化合物M3に代えて、化合物M24を用いたこと以外、実施例2-1と同様にして作製した。
実施例2-Yの緑色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI2(5)/HT2(110)/M8(15)/M24:TADF2:D4(25,74.8%:25%:0.2%)/M10(5)/ET2(50)/LiF(1)/Al(80)
実施例2-Zの緑色発光素子は、実施例2-1の発光層における化合物M3に代えて、化合物M25を用いたこと以外、実施例2-1と同様にして作製した。
実施例2-Zの緑色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI2(5)/HT2(110)/M8(15)/M25:TADF2:D4(25,74.8%:25%:0.2%)/M10(5)/ET2(50)/LiF(1)/Al(80)
化合物M2を用いたこと以外、実施例2-1と同様にして作製した。
実施例2-Qの緑色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI2(5)/HT2(110)/M8(15)/M2:TADF2:D4(25,74.8%:25%:0.2%)/M10(5)/ET2(50)/LiF(1)/Al(80)
実施例2-4の緑色発光素子は、実施例2-1の発光層における化合物M3の濃度を49.8質量%とし、TADF2の濃度を50質量%としたこと以外、実施例2-1と同様にして作製した。
実施例2-4の緑色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI2(5)/HT2(110)/M8(15)/M3:TADF2:D4(25,49.8%:50%:0.2%)/M10(5)/ET2(50)/LiF(1)/Al(80)
実施例2-5の緑色発光素子は、実施例2-4の発光層における化合物M3に代えて、化合物M21を用いたこと以外、実施例2-4と同様にして作製した。
実施例2-5の緑色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI2(5)/HT2(110)/M8(15)/M21:TADF2:D4(25,49.8%:50%:0.2%)/M10(5)/ET2(50)/LiF(1)/Al(80)
実施例2-6の緑色発光素子は、実施例2-4の発光層における化合物D4に代えて、化合物D2を用いたこと以外、実施例2-4と同様にして作製した。
実施例2-6の緑色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI2(5)/HT2(110)/M8(15)/M3:TADF2:D2(25,49.8%:50%:0.2%)/M10(5)/ET2(50)/LiF(1)/Al(80)
実施例2-Aの緑色発光素子は、実施例2-4の発光層における化合物M3に代えて、化合物M12を用いたこと以外、実施例2-4と同様にして作製した。
実施例2-Aの緑色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI2(5)/HT2(110)/M8(15)/M12:TADF2:D4(25,49.8%:50%:0.2%)/M10(5)/ET2(50)/LiF(1)/Al(80)
実施例2-Bの緑色発光素子は、実施例2-4の発光層における化合物M3に代えて、化合物M24を用いたこと以外、実施例2-4と同様にして作製した。
実施例2-Bの緑色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI2(5)/HT2(110)/M8(15)/M24:TADF2:D4(25,49.8%:50%:0.2%)/M10(5)/ET2(50)/LiF(1)/Al(80)
実施例2-Cの緑色発光素子は、実施例2-4の発光層における化合物M3に代えて、化合物M25を用いたこと以外、実施例2-4と同様にして作製した。
実施例2-Cの緑色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI2(5)/HT2(110)/M8(15)/M25:TADF2:D4(25,49.8%:50%:0.2%)/M10(5)/ET2(50)/LiF(1)/Al(80)
比較例2-1の緑色発光素子は、実施例2-1の発光層における化合物M3に代えて、
化合物M11を用いたこと以外、実施例2-1と同様にして作製した。
比較例2-1の緑色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI2(5)/HT2(110)/M8(15)/M11:TADF2:D4(25,74.8%:25%:0.2%)/M10(5)/ET2(50)/LiF(1)/Al(80)
比較例2-2の緑色発光素子は、実施例2-4の発光層における化合物M3に代えて、化合物M11を用いたこと以外、実施例2-4と同様にして作製した。
比較例2-2の緑色発光素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI2(5)/HT2(110)/M8(15)/M11:TADF2:D4(25,49.8%:50%:0.2%)/M10(5)/ET2(50)/LiF(1)/Al(80)
実施例2-1~2-6、実施例2-X~2-Z、実施例2-Q、実施例2-A~2-C、及び比較例2-1~2-2において作製した緑色発光素子について、以下の評価を行った。評価結果を表16及び表17に示す。表16及び表17中、%は「質量%」を示し、0.1は、@0.1mA/cm2を示し、@10は、10mA/cm2を示す。
電流密度が0.1mA/cm2となるように素子に電圧を印加した時の分光放射輝度スペクトルを分光放射輝度計CS-2000(コニカミノルタ株式会社製)で計測した。
得られた分光放射輝度スペクトルから、ランバシアン放射を行ったと仮定し外部量子効率EQE(単位:%)を算出した。
電流密度が10mA/cm2となるように素子に電圧を印加した時の分光放射輝度スペクトルを分光放射輝度計CS-2000(コニカミノルタ株式会社製)で計測した。得られた分光放射輝度スペクトルから、色度CIEx、CIEy、及び主ピーク波長λp(単位:nm)を算出した。
したがって、実施例の緑色発光素子によれば、高効率で発光した。
したがって、実施例の緑色発光素子によれば、高効率で発光した。
Claims (36)
- 陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に含まれる第一の有機層と、を有し、
前記第一の有機層は、第一の化合物、第二の化合物、及び第三の化合物を含み、
前記第一の化合物は、下記一般式(1)で表される化合物であり、
前記第二の化合物は、遅延蛍光性の化合物であり、
前記第三の化合物は、下記一般式(3)で表される化合物である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
(前記一般式(1)において、
Xは、窒素原子、又はYと結合する炭素原子であり、
Yは、水素原子又は置換基であり、
R21~R26は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、又はR21及びR22の組、R22及びR23の組、R24及びR25の組、並びにR25及びR26の組のいずれか1つ以上の組が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのY、及びR21~R26は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数6~30のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基、
ハロゲン原子、
カルボキシ基、
置換もしくは無置換のエステル基、
置換もしくは無置換のカルバモイル基、
置換もしくは無置換のアミノ基、
ニトロ基、
シアノ基、
置換もしくは無置換のシリル基、および
置換もしくは無置換のシロキサニル基からなる群から選択され、
Z21およびZ22は、それぞれ独立に、置換基であるか、又はZ21及びZ22が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのZ21及びZ22は、それぞれ独立に、
ハロゲン原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、および
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基からなる群から選択される。)
(前記一般式(3)において、
nは、1、2、3、又は4であり、
nが、2、3、又は4の場合、複数のCzは、互いに同一であるか又は異なり、
XBは、下記一般式(3A)で表される基であり、
Czは、下記一般式(3B-1)又は(3B-2)で表される基である。)
(前記一般式(3A)において、
Ar1及びAr2は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~18の一価もしくは多価の芳香族炭化水素基であり、
kは、0、1、又は2であり、
kが2の場合、複数のAr2は、互いに同一であるか又は異なり、
Ar1が置換基を有する場合における置換基D1は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換のシリル基、
ハロゲン原子、
シアノ基、及び
ニトロ基からなる群から選択され、
Ar2が置換基を有する場合における置換基D2は、前記置換基D1と同義であり、
nが1の場合、Czは、Ar1に結合するか、又はAr2に結合し、
nが2、3、又は4の場合、複数のCzは、それぞれ独立に、Ar1に結合するか、又はAr2に結合する。)
(前記一般式(3B-1)において、
X1~X8は、それぞれ独立に、窒素原子又はCRAであり、
RAは、水素原子もしくは置換基であるか、又は隣接するRA同士の組のいずれか1つ以上の組が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのRAは、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換のシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数6~30のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基、
置換もしくは無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルケニル基、
ハロゲン原子、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルキニル基、
シアノ基、
ヒドロキシ基、
ニトロ基、及び
カルボキシ基からなる群から選択され、
RAが置換もしくは無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基である場合における前記ヘテロアリール基は、それぞれ独立に、カルバゾリル基又はアザカルバゾリル基であり、
複数のRAは、互いに同一であるか又は異なり、
ただし、前記一般式(3B-1)における窒素原子は、前記一般式(3A)中、Ar1及びAr2のいずれかと結合する)
(前記一般式(3B-2)において、
X1~X4は、前記一般式(3A)中、Ar1及びAr2のいずれかと結合する炭素原子、窒素原子又はCRCであり、RCは、水素原子もしくは置換基であるか、又は隣接するRC同士の組のいずれか1つ以上の組が互いに結合して環を形成し、ただし、X1~X4のうち一つは、前記一般式(3A)中、Ar1及びAr2のいずれかと結合する炭素原子であり、
X5~X8は、窒素原子又はCRDであり、RDは、水素原子もしくは置換基であるか、又は隣接するRD同士の組のいずれか1つ以上の組が互いに結合して環を形成し、
RB、RC及びRDは、それぞれ独立に、前記一般式(3B-1)におけるRAと同義であり、複数のRCは、互いに同一であるか又は異なり、複数のRDは互いに同一であるか又は異なり、
前記第三の化合物において、「置換もしくは無置換の」という場合における置換基Eは、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換のシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数6~30のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基、
置換もしくは無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルケニル基、
ハロゲン原子、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルキニル基、
シアノ基、
ヒドロキシ基、
ニトロ基、及び
カルボキシ基からなる群から選択され、
前記置換基Eが、さらに置換基Fを有する場合、置換基Fは、
無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
無置換の炭素数1~30のアルキル基、
無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
無置換のシリル基、
無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、
無置換の炭素数6~30のアリールオキシ基、
無置換の炭素数1~30のアルキルチオ基、
無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基、
無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
無置換の炭素数2~30のアルケニル基、
ハロゲン原子、
無置換の炭素数2~30のアルキニル基、
シアノ基、
ヒドロキシ基、
ニトロ基、及び
カルボキシ基からなる群から選択され、
ただし、置換基Fはさらなる置換基を有さない。) - 請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記一般式(3B-1)におけるX1~X8は、それぞれ独立に、CRAであり、
前記一般式(3B-2)におけるX1~X4は、それぞれ独立に、Ar1及びAr2のいずれかと結合する炭素原子、又はCRCであり、ただし、X1~X4のうち一つは、前記一般式(3A)中、Ar1及びAr2のいずれかと結合する炭素原子であり、X5~X8は、それぞれ独立に、CRDである、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1または請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記一般式(3B-1)において、隣接するRA同士の組は、いずれも、互いに結合せず、
前記一般式(3B-2)において、隣接するRC同士の組は、いずれかも、互いに結合せず、隣接するRD同士の組は、いずれも、互いに結合しない、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記一般式(3B-1)におけるRA、前記一般式(3B-2)におけるRB、RC及びRDは、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
カルバゾリル基、
置換カルバゾリル基、
ハロゲン原子、又は
シアノ基である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記一般式(3B-1)におけるRA、及び前記一般式(3B-2)におけるRB、RC及びRDは、それぞれ独立に、
水素原子
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、又は
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記一般式(3B-1)におけるRA、及び前記一般式(3B-2)におけるRC及びRDは、水素原子である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記一般式(3)におけるCzは、前記一般式(3B-1)で表される基である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記一般式(3)におけるnは、1又は2である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記一般式(3A)におけるAr1及びAr2は、それぞれ独立に、ベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、ナフタレン、アントラセン、ベンゾアントラセン、フェナントレン、ベンゾフェナントレン、フェナレン、ピセン、ペンタセン、ピレン、クリセン、ベンゾクリセン、フルオランテン及びトリフェニレンのいずれかから誘導される一価もしくは多価の残基である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記一般式(3A)におけるAr1及びAr2は、それぞれ独立に、ベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、ナフタレン、フェナントレン、フルオランテン及びトリフェニレンのいずれかから誘導される一価もしくは多価の残基である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項11に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記一般式(3)におけるCzは、前記式(3B11)~(3B17)で表される基からなる群から選択されるいずれかの基である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項13に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
n1は、2である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記一般式(3A)、(3B-1)、及び(3B-2)において、
「置換もしくは無置換の」という場合における置換基Eは、
無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
無置換の炭素数1~30のアルキル基、
無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
シアノ基、及び
ハロゲン原子からなる群から選択される置換基である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1から請求項16のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記一般式(3A)、(3B-1)、及び(3B-2)において、
「置換もしくは無置換の」という場合における置換基Eは、
無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
無置換の炭素数1~30のアルキル基、及び
からなる群から選択される置換基である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1から請求項17のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記一般式(3A)、(3B-1)、及び(3B-2)において、
「置換もしくは無置換の」という場合における置換基Eは、
無置換の環形成炭素数6~18のアリール基、及び
無置換の炭素数1~6のアルキル基、
からなる群から選択される置換基である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
Czは、前記一般式(3B-1)で表される基であり、
nは、1又は2であり、
前記一般式(3B-1)におけるRAは、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
カルバゾリル基、
置換カルバゾリル基、
ハロゲン原子、又は
シアノ基であり、
前記一般式(3A)において、
kは0であり、
Ar1は、ベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、ナフタレン、アントラセン、ベンゾアントラセン、フェナントレン、ベンゾフェナントレン、フェナレン、ピセン、ペンタセン、ピレン、クリセン、ベンゾクリセン、フルオランテン及びトリフェニレンのいずれかから誘導される一価もしくは多価の残基であり、
前記一般式(3A)、及び(3B-1)において、
「置換もしくは無置換の」という場合における置換基Eは、
無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
無置換の炭素数1~30のアルキル基、
無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
シアノ基、及び
ハロゲン原子からなる群から選択される置換基である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記一般式(3)において、
nは、1又は2であり、
前記一般式(3A)において、
kは0であり、
Ar1は、ベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、ナフタレン、フェナントレン、フルオランテン及びトリフェニレンのいずれかから誘導される一価もしくは多価の残基である、であり、
前記一般式(3B-1)におけるX1~X8は、それぞれ独立に、CRAであり、
前記一般式(3B-2)におけるX1~X4は、それぞれ独立に、Ar1と結合する炭素原子、又はCRCであり、ただし、X1~X4のうち一つは、前記一般式(3A)中、Ar1と結合する炭素原子であり、
X5~X8は、それぞれ独立に、CRDであり、
前記一般式(3B-1)におけるRA、前記一般式(3B-2)におけるRC及びRDは、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、又は
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基であり、
Ar1は、下記一般式(3a-1)~(3a-27)で表される基からなる群から選択される少なくともいずれかの基であり、
前記一般式(3A)、(3B-1)、及び(3B-2)において、
「置換もしくは無置換の」という場合における置換基Eは、
無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、及び
無置換の炭素数1~30のアルキル基、
からなる群から選択される置換基である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記一般式(3a-1)~(3a-27)で表される基は、置換基Eを有するか、又は無置換である。 - 請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記一般式(3)において、nは2であり、
前記一般式(3A)において、kは0であり、
前記一般式(3B-1)において、隣接するRA同士の組は、いずれも、互いに結合せず、
前記一般式(3B-2)において、隣接するRC同士の組は、いずれも、互いに結合せず、隣接するRD同士の組は、いずれも互いに結合せず、
前記一般式(3B-1)におけるRA、前記一般式(3B-2)におけるRC及びRDは、
水素原子であり、
前記一般式(3A)、(3B-1)、及び(3B-2)において、
「置換もしくは無置換の」という場合における置換基Eは、
無置換の環形成炭素数6~18のアリール基、及び
無置換の炭素数1~6のアルキル基、
からなる群から選択される置換基である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記一般式(3)において、nは2であり、
前記一般式(3A)において、kは0であり、
Ar1は、下記一般式(3a-1)~(3a-27)で表される基からなる群から選択される少なくともいずれかの基であり、
前記一般式(3B-1)において、隣接するRA同士の組は、いずれも、互いに結合せず、
前記一般式(3B-2)において、隣接するRC同士の組は、いずれも、互いに結合せず、隣接するRD同士の組は、いずれも、互いに結合せず、
前記一般式(3B-1)におけるRA、前記一般式(3B-2)におけるRC及びRDは、水素原子であり、
前記一般式(3A)、(3B-1)、及び(3B-2)において、
「置換もしくは無置換の」という場合における置換基Eは、
無置換の環形成炭素数6~18のアリール基、及び
無置換の炭素数1~6のアルキル基、
からなる群から選択される置換基である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記一般式(3a-1)~(3a-27)で表される基は、置換基Eを有するか、又は無置換である。 - 請求項1から請求項23のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
Z21及びZ22は、いずれもフッ素原子であるか、又はいずれもフッ素原子で置換された炭素数1~30のアルコキシ基である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1から請求項24のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
Z21及びZ22は、いずれもフッ素原子である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1から請求項23のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一の化合物は、下記一般式(10)で表される化合物である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
(前記一般式(10)において、
Xは、前記一般式(1)におけるXと同義であり、XがYと結合する炭素原子であるときのYは、前記一般式(1)におけるYと同義であり、
R21~R26は、それぞれ独立に、前記一般式(1)におけるR21~R26とそれぞれ同義であり、
L21及びL22は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~6のアルキレン基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~12のアリーレン基であり、
A21及びA22は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~6のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~6のハロゲン化アルキル基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~12のアリール基であり、
m1は、0以上7以下の整数であり、m2は、0以上7以下の整数であり、
m1が2以上7以下の整数である場合、複数のL21は、互いに同一または異なり、m2が2以上7以下の整数である場合、複数のL22は、互いに同一または異なり、m1が0の場合、A21は、酸素原子に直接結合し、m2が0の場合、A22は、酸素原子に直接結合する。) - 請求項1から請求項27のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
Xは、Yと結合する炭素原子であり、
Yは、水素原子又は置換基であり、
置換基としてのYは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基であり、
Yが置換基を有する環形成炭素数6~30のアリール基である場合の当該置換基は、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、又は
炭素数1~30のアルキル基で置換された環形成炭素数6~30のアリール基である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1から請求項28のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
R21、R23、R24、及びR26は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、又は
炭素数1~30のアルキル基で置換された環形成炭素数6~30のアリール基であり、
R22及びR25が水素原子である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1から請求項29のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
R21、R23、R24、及びR26は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~6のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~6のハロゲン化アルキル基、又は
炭素数1~6のアルキル基で置換された環形成炭素数6~12のアリール基であり、
R22及びR25が水素原子である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1から請求項30のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一の化合物における「置換もしくは無置換の」という場合の置換基は、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルキニル基、
置換もしくは無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
ハロゲン原子、
カルボキシ基、
置換もしくは無置換のアミノ基、
ニトロ基、
シアノ基、
置換もしくは無置換のシリル基、
置換ホスホリル基、および
ヒドロキシ基からなる群から選択される置換基である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1から請求項31のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一の化合物における「置換もしくは無置換の」という場合の置換基は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、および
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基からなる群から選択される置換基である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1から請求項32のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一の化合物における「置換もしくは無置換の」という場合の置換基は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~12のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~12のヘテロアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~6のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~6のハロゲン化アルキル基、および
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~12のシクロアルキル基からなる群から選択される置換基である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1から請求項33のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一の化合物の一重項エネルギーS1(Mat1)と、前記第二の化合物の一重項エネルギーS1(Mat2)とが、下記数式(数1)の関係を満たす、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
S1(Mat2)>S1(Mat1) (数1) - 請求項1から請求項34のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第二の化合物の一重項エネルギーS1(Mat2)と、前記第三の化合物の一重項エネルギーS1(Mat3)とが、下記数式(数2)の関係を満たす、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
S1(Mat3)>S1(Mat2) (数2) - 請求項1から請求項35のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した電子機器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020207029870A KR20200132970A (ko) | 2018-03-19 | 2019-03-18 | 유기 일렉트로루미네센스 소자 및 전자 기기 |
| CN201980019204.0A CN111868953A (zh) | 2018-03-19 | 2019-03-18 | 有机电致发光元件以及电子设备 |
| US16/981,945 US20210020846A1 (en) | 2018-03-19 | 2019-03-18 | Organic electroluminescent element and electronic device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018-051804 | 2018-03-19 | ||
| JP2018051804A JP2021120964A (ja) | 2018-03-19 | 2018-03-19 | 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2019181859A1 true WO2019181859A1 (ja) | 2019-09-26 |
Family
ID=67987234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2019/011192 Ceased WO2019181859A1 (ja) | 2018-03-19 | 2019-03-18 | 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20210020846A1 (ja) |
| JP (1) | JP2021120964A (ja) |
| KR (1) | KR20200132970A (ja) |
| CN (1) | CN111868953A (ja) |
| WO (1) | WO2019181859A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019165101A (ja) * | 2018-03-19 | 2019-09-26 | 出光興産株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 |
| CN112687816A (zh) * | 2019-10-18 | 2021-04-20 | 乐金显示有限公司 | 有机发光二极管和包括有机发光二极管的有机发光装置 |
| KR20210046539A (ko) * | 2019-10-18 | 2021-04-28 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기발광다이오드 및 유기발광장치 |
| KR102887462B1 (ko) * | 2020-09-11 | 2025-11-17 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기발광다이오드 및 유기발광장치 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020022378A1 (ja) | 2018-07-27 | 2020-01-30 | 出光興産株式会社 | 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器 |
| CN113321671A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-08-31 | 南京工业大学 | 一种氟硼二吡咯类固态发光材料及其制备方法和应用、一种蓝光驱动的led |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016006033A (ja) * | 2014-04-23 | 2016-01-14 | シャープ株式会社 | 化合物、標識剤、太陽電池モジュール、太陽光発電装置、有機薄膜太陽電池、表示装置及び有機el素子 |
| WO2016056559A1 (ja) * | 2014-10-07 | 2016-04-14 | 出光興産株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器 |
| WO2019013063A1 (ja) * | 2017-07-10 | 2019-01-17 | 東レ株式会社 | 発光素子、それを含むディスプレイ、照明装置およびセンサ |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5299288B2 (ja) * | 2008-07-01 | 2013-09-25 | 東レ株式会社 | 発光素子 |
| CN102333783B (zh) * | 2009-02-27 | 2014-10-08 | 出光兴产株式会社 | 亚甲基吡咯硼配位化合物及使用了其的有机电致发光元件 |
| KR102691679B1 (ko) * | 2013-06-26 | 2024-08-05 | 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 | 화합물, 유기 일렉트로 루미네선스 소자용 재료, 유기 일렉트로 루미네선스 소자, 및 전자 기기 |
| JP6433731B2 (ja) | 2014-09-08 | 2018-12-05 | Ykk Ap株式会社 | ガラスの支持構造 |
| CN105895810B (zh) * | 2015-01-26 | 2018-11-30 | 北京维信诺科技有限公司 | 一种热活化敏化磷光有机电致发光器件 |
| EP3511321B1 (en) * | 2016-09-09 | 2021-11-03 | Toyobo Co., Ltd. | Organic light-emitting element, and light-emitting material and compound for use therein |
-
2018
- 2018-03-19 JP JP2018051804A patent/JP2021120964A/ja active Pending
-
2019
- 2019-03-18 US US16/981,945 patent/US20210020846A1/en not_active Abandoned
- 2019-03-18 CN CN201980019204.0A patent/CN111868953A/zh active Pending
- 2019-03-18 WO PCT/JP2019/011192 patent/WO2019181859A1/ja not_active Ceased
- 2019-03-18 KR KR1020207029870A patent/KR20200132970A/ko not_active Ceased
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016006033A (ja) * | 2014-04-23 | 2016-01-14 | シャープ株式会社 | 化合物、標識剤、太陽電池モジュール、太陽光発電装置、有機薄膜太陽電池、表示装置及び有機el素子 |
| WO2016056559A1 (ja) * | 2014-10-07 | 2016-04-14 | 出光興産株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器 |
| WO2019013063A1 (ja) * | 2017-07-10 | 2019-01-17 | 東レ株式会社 | 発光素子、それを含むディスプレイ、照明装置およびセンサ |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019165101A (ja) * | 2018-03-19 | 2019-09-26 | 出光興産株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 |
| US11201297B2 (en) | 2018-03-19 | 2021-12-14 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Organic electroluminescence device and electronic device |
| CN112687816A (zh) * | 2019-10-18 | 2021-04-20 | 乐金显示有限公司 | 有机发光二极管和包括有机发光二极管的有机发光装置 |
| KR20210046539A (ko) * | 2019-10-18 | 2021-04-28 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기발광다이오드 및 유기발광장치 |
| CN112687816B (zh) * | 2019-10-18 | 2024-09-03 | 乐金显示有限公司 | 有机发光二极管和包括有机发光二极管的有机发光装置 |
| KR102875304B1 (ko) * | 2019-10-18 | 2025-10-23 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기발광다이오드 및 유기발광장치 |
| KR102887462B1 (ko) * | 2020-09-11 | 2025-11-17 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기발광다이오드 및 유기발광장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20210020846A1 (en) | 2021-01-21 |
| JP2021120964A (ja) | 2021-08-19 |
| CN111868953A (zh) | 2020-10-30 |
| KR20200132970A (ko) | 2020-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5905916B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子および電子機器 | |
| JP6742236B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子および電子機器 | |
| CN110233206B (zh) | 有机电致发光元件、以及电子设备 | |
| WO2018181188A1 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子および電子機器 | |
| WO2016158540A1 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子、電子機器、および化合物 | |
| JP2019165101A (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 | |
| CN113892194B (zh) | 有机电致发光元件以及电子设备 | |
| WO2018088472A1 (ja) | 化合物、組成物、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 | |
| JP7393345B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子、化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、及び電子機器 | |
| WO2019181859A1 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 | |
| JP2019165102A (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 | |
| WO2019181858A1 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 | |
| WO2017146192A1 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 | |
| WO2017146191A1 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 | |
| WO2020085446A1 (ja) | 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器 | |
| WO2018066536A1 (ja) | 化合物、組成物、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 | |
| WO2017115788A1 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器 | |
| JP2018076259A (ja) | 化合物、組成物、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 | |
| JP2020050650A (ja) | 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器 | |
| WO2020059862A1 (ja) | 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器 | |
| JP2020174072A (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器 | |
| KR20170045201A (ko) | 유기 일렉트로루미네센스 소자 및 전자 기기 | |
| JP2019137617A (ja) | 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 | |
| JP6433935B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子および電子機器 | |
| JP2018076260A (ja) | 化合物、組成物、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 19771221 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 20207029870 Country of ref document: KR Kind code of ref document: A |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 19771221 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: JP |