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CN117480879A - 有机电致发光元件、有机电致发光显示装置及电子设备 - Google Patents

有机电致发光元件、有机电致发光显示装置及电子设备 Download PDF

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Publication number
CN117480879A
CN117480879A CN202280040105.2A CN202280040105A CN117480879A CN 117480879 A CN117480879 A CN 117480879A CN 202280040105 A CN202280040105 A CN 202280040105A CN 117480879 A CN117480879 A CN 117480879A
Authority
CN
China
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substituted
group
unsubstituted
ring
compound
Prior art date
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Pending
Application number
CN202280040105.2A
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English (en)
Inventor
甚出行俊
东野悠太
松本尚人
盐见拓史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Idemitsu Kosan Co Ltd filed Critical Idemitsu Kosan Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种有机电致发光元件(1),具有阳极(3)、阴极(4)、包含于阳极(3)与阴极(4)之间的发光层(5)、包含于阳极(3)与发光层(5)之间的第一层(61),发光层(5)包含延迟荧光性的化合物,第一层(61)包含第一化合物,第一化合物的电离势Ip(HT1)满足下述数学式(数1),第一化合物的空穴迁移率μh(HT1)满足下述数学式(数2),第一层(61)的膜厚D1为15nm以上。Ip(HT1)≥5.70eV…(数1),μh(HT1)≥1×10‑5cm2/Vs…(数2)。

Description

有机电致发光元件、有机电致发光显示装置及电子设备
技术领域
本发明涉及有机电致发光元件、有机电致发光显示装置及电子设备。
背景技术
若向有机电致发光元件(以下有时称为“有机EL元件”)施加电压,则空穴从阳极被注入发光层,而电子从阴极被注入发光层。然后,在发光层中,被注入的空穴与电子复合,形成激子。这时,根据电子自旋的统计定理,以25%的比例生成单重态激子并以75%的比例生成三重态激子。
使用来自单重态激子的发光的荧光型有机EL元件正被应用于手机及电视机等全彩显示器,而内量子效率25%被称为极限。因此,正在进行用于提高有机EL元件的性能的研究。
例如,期待除单重态激子以外还利用三重态激子,从而使有机EL元件更有效地发光。在这样的背景下,提出有利用了热活化延迟荧光(以下有时简称为“延迟荧光”)的高效的荧光型有机EL元件并进行研究。
TADF(Thermally Activated Delayed Fluorescence,热活化延迟荧光)机制(mechanism)是在使用单重态能级与三重态能级的能量差(△ST)较小的材料的情况下,利用在热作用下产生从三重态激子向单重态激子的逆系间窜越的现象的机制。关于热活化延迟荧光,例如记载于“安达千波矢编,《有机半导体的器件物性》,讲谈社,2012年4月1日发行,261~268页”。
例如,专利文献1、专利文献2及专利文献3中记载有使用了延迟荧光性化合物的有机电致发光元件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2020/241580号
专利文献2:国际公开第2019/013063号
专利文献3:美国专利申请公开2020/0203621号说明书
发明内容
发明要解决的技术问题
为了提高显示器等电子设备的性能,期望进一步提高有机电致发光元件的性能。
本发明的目的在于,提供一种能够实现高性能化、特别是低电压、高效率及长寿命中的至少任一个的有机电致发光元件及有机电致发光显示装置、搭载有该有机电致发光元件的电子设备、以及搭载有该有机电致发光显示装置的电子设备。
用于解决上述技术问题的方案
根据本发明的一方案,提供一种有机电致发光元件,具有:
阳极;
阴极;
发光层,包含在所述阳极与所述阴极之间;
第一层,包含在所述阳极与所述发光层之间,
所述发光层包含延迟荧光性的化合物,
所述第一层包含第一化合物,
所述第一化合物的电离势Ip(HT1)满足下述数学式(数1),
所述第一化合物的空穴迁移率μh(HT1)满足下述数学式(数2),
所述第一层的膜厚为15nm以上。
Ip(HT1)≥5.70eV… (数1)
μh(HT1)≥1×10-5cm2/Vs… (数2)
根据本发明的一方案,提供一种电子设备,搭载有上述本发明的一方案的有机电致发光元件。
根据本发明的一方案,提供一种有机电致发光显示装置,
具有相互对置地配置的阳极及阴极,
且具有作为蓝色像素的蓝色有机EL元件、作为绿色像素的绿色有机EL元件及作为红色像素的红色有机EL元件,
所述绿色像素包含上述本发明的一方案的有机电致发光元件作为所述绿色有机EL元件,
所述绿色有机EL元件包含:
作为所述发光层的绿色发光层、
配置在所述绿色发光层与所述阳极之间的所述第一层,
所述蓝色有机EL元件具有配置在所述阳极与所述阴极之间的蓝色发光层、配置在所述蓝色发光层与所述阳极之间的蓝色有机层,
所述红色有机EL元件具有配置在所述阳极与所述阴极之间的红色发光层、配置在所述红色发光层与所述阳极之间的红色有机层。
根据本发明的一方案,提供一种电子设备,搭载有上述本发明的一方案的有机电致发光显示装置。
根据本发明的一方案,能够提供一种能够实现高性能化、特别是低电压、高效率及长寿命中的至少任一个的有机电致发光元件及有机电致发光显示装置、搭载有该有机电致发光元件的电子设备、以及搭载有该有机电致发光显示装置的电子设备。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式的有机电致发光元件的一例的概略构成的图。
图2是测量过渡PL的装置的概略图。
图3是示出过渡PL的衰减曲线的一例的图。
图4是示出本发明的第一实施方式的有机电致发光元件的一例的发光层中的化合物M1及化合物M2的能级以及能量转移的关系的图。
图5是示出本发明的第二实施方式的有机电致发光元件的一例的发光层中的化合物M1、化合物M2及化合物M3的能级以及能量转移的关系的图。
图6是示出本发明的第三实施方式的有机电致发光元件的一例的发光层中的化合物M2及化合物M4的能级以及能量转移的关系的图。
图7是示出本发明的第四实施方式的有机电致发光元件的另一例的概略构成的图。
图8是示出本发明的第五实施方式的有机电致发光显示装置的一例的概略构成的图。
图9是示出本发明的第五实施方式的有机电致发光显示装置的另一例的概略构成的图。
具体实施方式
[定义]
在本说明书中,氢原子包含中子数不同的同位素,即氕(protium)、氘(deuterium)及氚(tritium)。
在本说明书中,设为在化学结构式中的未明示出“R”等符号或表示氘原子的“D”的可键合位置处键合有氢原子,即键合有氕原子、氘原子或氚原子。
在本说明书中,成环碳数表示原子键合成环状的结构的化合物(例如单环化合物、稠环化合物、交联化合物、碳环化合物及杂环化合物)的构成该环自身的原子中的碳原子的数目。在该环被取代基取代的情况下,取代基中所含的碳不包含在成环碳数内。对于以下所记载的“成环碳数”,只要不特别说明则同样如此。例如,苯环的成环碳数为6,萘环的成环碳数为10,吡啶环的成环碳数为5,呋喃环的成环碳数为4。此外,例如,9,9-二苯基芴基的成环碳数为13,9,9’-螺二芴基的成环碳数为25。
此外,在苯环上有例如烷基作为取代基进行取代的情况下,该烷基的碳数不包含在苯环的成环碳数内。因此,由烷基进行取代的苯环的成环碳数为6。此外,在萘环上有例如烷基作为取代基进行取代的情况下,该烷基的碳数不包含在萘环的成环碳数内。因此,由烷基进行取代的萘环的成环碳数为10。
在本说明书中,成环原子数表示原子键合成环状的结构(例如单环、稠环及集合环)的化合物(例如单环化合物、稠环化合物、交联化合物、碳环化合物及杂环化合物)的构成该环自身的原子的数目。不构成环的原子(例如终止构成环的原子的键合的氢原子)与该环被取代基取代的情况下的取代基中所含的原子不包含在成环原子数内。对于以下所记载的“成环原子数”,只要没有特别说明则同样如此。例如,吡啶环的成环原子数为6,喹唑啉环的成环原子数为10,呋喃环的成环原子数为5。例如,与吡啶环键合的氢原子或者构成取代基的原子的数目不包含在吡啶环的成环原子数的数目内。因此,键合有氢原子或者取代基的吡啶环的成环原子数为6。此外,例如,对于与喹唑啉环的碳原子键合的氢原子或者构成取代基的原子,不包含在喹唑啉环的成环原子数的数目内。因此,键合有氢原子或者取代基的喹唑啉环的成环原子数为10。
在本说明书中,“取代或未取代的碳数为XX~YY的ZZ基”的表述中的“碳数为XX~YY”表示ZZ基为未取代的情况下的碳数,不含取代的情况下的取代基的碳数。在此,“YY”大于“XX”,“XX”表示1以上的整数,“YY”表示2以上的整数。
在本说明书中,“取代或未取代的原子数为XX~YY的ZZ基”的表述中的“原子数为XX~YY”表示ZZ基为未取代的情况下的原子数,不含取代的情况下的取代基的原子数。在此,“YY”大于“XX”,“XX”表示1以上的整数,“YY”表示2以上的整数。
在本说明书中,未取代的ZZ基表示“取代或未取代的ZZ基”为“未取代的ZZ基”的情况,取代的ZZ基表示“取代或未取代的ZZ基”为“取代的ZZ基”的情况。
在本说明书中,“取代或未取代的ZZ基”的情况下的“未取代”是指ZZ基中的氢原子未被取代为取代基。“未取代的ZZ基”中的氢原子是氕原子、氘原子或氚原子。
此外,在本说明书中,“取代或未取代的ZZ基”的情况下的“取代”是指ZZ基中的1个以上的氢原子被取代为取代基。“被AA基取代的BB基”的情况下的“取代”也同样表示BB基中的1个以上的氢原子被取代为AA基。
“本说明书中记载的取代基”
以下对本说明书中记载的取代基进行说明。
在本说明书中未特别说明的情况下,本说明书中记载的“未取代的芳基”的成环碳数为6~50,优选为6~30,更优选为6~18。
在本说明书中未特别说明的情况下,本说明书中记载的“未取代的杂环基”的成环原子数为5~50,优选为5~30,更优选为5~18。
在本说明书中未特别说明的情况下,本说明书中记载的“未取代的烷基”的碳数为1~50,优选为1~20,更优选为1~6。
在本说明书中未特别说明的情况下,本说明书中记载的“未取代的烯基”的碳数为2~50,优选为2~20,更优选为2~6。
在本说明书中未特别说明的情况下,本说明书中记载的“未取代的炔基”的碳数为2~50,优选为2~20,更优选为2~6。
在本说明书中未特别说明的情况下,本说明书中记载的“未取代的环烷基”的成环碳数为3~50,优选为3~20,更优选为3~6。
在本说明书中未特别说明的情况下,本说明书中记载的“未取代的亚芳基”的成环碳数为6~50,优选为6~30,更优选为6~18。
在本说明书中未特别说明的情况下,本说明书中记载的“未取代的2价杂环基”的成环原子数为5~50,优选为5~30,更优选为5~18。
在本说明书中未特别说明的情况下,本说明书中记载的“未取代的亚烷基”的碳数为1~50,优选为1~20,更优选为1~6。
·“取代或未取代的芳基”
作为本说明书中记载的“取代或未取代的芳基”的具体例(具体例组G1),可例举以下的未取代的芳基(具体例组G1A)及取代的芳基(具体例组G1B)等。(在此,未取代的芳基是指“取代或未取代的芳基”为“未取代的芳基”的情况,取代的芳基是指“取代或未取代的芳基”为“取代的芳基”的情况。)在本说明书中,在简称为“芳基”的情况下,包含“未取代的芳基”及“取代的芳基”这两者。
“取代的芳基”表示“未取代的芳基”的1个以上的氢原子被取代为取代基而得的基团。作为“取代的芳基”,例如可例举下述具体例组G1A的“未取代的芳基”的1个以上的氢原子被取代为取代基而得的基团、及下述具体例组G1B的取代的芳基的例子等。另外,在此例举的“未取代的芳基”的例子及“取代的芳基”的例子仅为一例,本说明书中记载的“取代的芳基”还包括:与下述具体例组G1B的“取代的芳基”中的芳基本身的碳原子键合的氢原子进一步被取代为取代基而得的基团、及下述具体例组G1B的“取代的芳基”中的取代基的氢原子进一步被取代为取代基而得的基团。
·未取代的芳基(具体例组G1A):
苯基、
对联苯基、
间联苯基、
邻联苯基、
对联三苯-4-基、
对联三苯-3-基、
对联三苯-2-基、
间联三苯-4-基、
间联三苯-3-基、
间联三苯-2-基、
邻联三苯-4-基、
邻联三苯-3-基、
邻联三苯-2-基、
1-萘基、
2-萘基、
蒽基、
苯并蒽基、
菲基、
苯并菲基、
非那烯基、
芘基、
基、
苯并基、
三亚苯基、
苯并三亚苯基、
并四苯基(tetracenyl)、
并五苯基(pentacenyl)、
芴基、
9,9’-螺二芴基、
苯并芴基、
二苯并芴基、
荧蒽基、
苯并荧蒽基、
苝基、及
通过从以下述通式(TEMP-1)~(TEMP-15)表示的环结构中去除1个氢原子而衍生的1价芳基。
[化1]
[化2]
·取代的芳基(具体例组G1B):
邻甲苯基、
间甲苯基、
对甲苯基、
对二甲苯基、
间二甲苯基、
邻二甲苯基、
对异丙基苯基、
间异丙基苯基、
邻异丙基苯基、
对叔丁基苯基、
间叔丁基苯基、
邻叔丁基苯基、
3,4,5-三甲基苯基、
9,9-二甲基芴基、
9,9-二苯基芴基、
9,9-双(4-甲基苯基)芴基、
9,9-双(4-异丙基苯基)芴基、
9,9-双(4-叔丁基苯基)芴基、
氰苯基、
三苯基甲硅烷基苯基、
三甲基甲硅烷基苯基、
苯萘基、
萘苯基、及
由以上述通式(TEMP-1)~(TEMP-15)表示的环结构衍生的1价基团的1个以上的氢原子被取代为取代基而得的基团。
·“取代或未取代的杂环基”
本说明书中记载的“杂环基”是在成环原子中包含至少1个杂原子的环状的基团。作为杂原子的具体例,可例举氮原子、氧原子、硫原子、硅原子、磷原子及硼原子。
本说明书中记载的“杂环基”是单环的基团或者稠环的基团。
本说明书中记载的“杂环基”是芳香族杂环基或者非芳香族杂环基。
作为本说明书中记载的“取代或未取代的杂环基”的具体例(具体例组G2),可例举以下的未取代的杂环基(具体例组G2A)及取代的杂环基(具体例组G2B)等。(在此,未取代的杂环基是指“取代或未取代的杂环基”为“未取代的杂环基”的情况,取代的杂环基是指“取代或未取代的杂环基”为“取代的杂环基”的情况。)在本说明书中,在简称为“杂环基”的情况下,包含“未取代的杂环基”与“取代的杂环基”这两者。
“取代的杂环基”表示“未取代的杂环基”的1个以上的氢原子被取代为取代基而得的基团。“取代的杂环基”的具体例可例举下述具体例组G2A的“未取代的杂环基”的氢原子被取代而得的基团、及下述具体例组G2B的取代的杂环基的例子等。另外,在此例举的“未取代的杂环基”的例子、“取代的杂环基”的例子仅为一例,本说明书中记载的“取代的杂环基”还包括:与具体例组G2B的“取代的杂环基”中的杂环基本身的成环原子键合的氢原子进一步被取代为取代基而得的基团、及具体例组G2B的“取代的杂环基”中的取代基的氢原子进一步被取代为取代基而得的基团。
具体例组G2A例如包含以下的基团:包含氮原子的未取代的杂环基(具体例组G2A1)、包含氧原子的未取代的杂环基(具体例组G2A2)、包含硫原子的未取代的杂环基(具体例组G2A3)及通过从以下述通式(TEMP-16)~(TEMP-33)表示的环结构中去除1个氢原子而衍生的1价杂环基(具体例组G2A4)。
具体例组G2B例如包含以下的基团:包含氮原子的取代的杂环基(具体例组G2B1)、包含氧原子的取代的杂环基(具体例组G2B2)、包含硫原子的取代的杂环基(具体例组G2B3)及由以下述通式(TEMP-16)~(TEMP-33)表示的环结构衍生的1价杂环基的1个以上的氢原子被取代为取代基而得的基团(具体例组G2B4)。
·包含氮原子的未取代的杂环基(具体例组G2A1):
吡咯基、
咪唑基、
吡唑基、
三唑基、
四唑基、
噁唑基、
异噁唑基、
噁二唑基、
噻唑基、
异噻唑基、
噻二唑基、
吡啶基
哒嗪基、
嘧啶基、
吡嗪基、
三嗪基、
吲哚基、
异吲哚基、
吲哚嗪基、
喹嗪基、
喹啉基、
异喹啉基、
噌啉基(cinnolyl group)、
酞嗪基、
喹唑啉基、
喹喔啉基、
苯并咪唑基、
吲唑基、
菲咯啉基、
菲啶基、
吖啶基、
吩嗪基、
咔唑基、
苯并咔唑基、
吗啉基、
吩噁嗪基、
吩噻嗪基、
氮杂咔唑基、及
二氮杂咔唑基。
·包含氧原子的未取代的杂环基(具体例组G2A2):
呋喃基、
噁唑基、
异噁唑基、
噁二唑基、
呫吨基、
苯并呋喃基、
异苯并呋喃基、
二苯并呋喃基、
萘苯并呋喃基、
苯并噁唑基、
苯并异噁唑基、
吩噁嗪基、
吗啉基、
二萘呋喃基、
氮杂二苯并呋喃基、
二氮杂二苯并呋喃基、
氮杂萘苯并呋喃基、及
二氮杂萘苯并呋喃基。
·包含硫原子的未取代的杂环基(具体例组G2A3):
噻吩基、
噻唑基、
异噻唑基、
噻二唑基、
苯并噻吩基(benzothienyl基)、
异苯并噻吩基(isobenzothienyl基)、
二苯并噻吩基(dibenzothienyl基)、
萘苯并噻吩基(naphthobenzothienyl基)、
苯并噻唑基、
苯并异噻唑基、
吩噻嗪基、
二萘噻吩基(Dinaphthothienyl基)、
氮杂二苯并噻吩基(azadibenzothienyl基)、
二氮杂二苯并噻吩基(diazadibenzothienyl基)、
氮杂萘苯并噻吩基(azanaphthobenzothienyl基)、及
二氮杂萘苯并噻吩基(diazanaphthobenzothienyl基)。
·通过从以下述通式(TEMP-16)~(TEMP-33)表示的环结构中去除1个氢原子而衍生的1价杂环基(具体例组G2A4):
[化3]
[化4]
在所述通式(TEMP-16)~(TEMP-33)中,XA及YA分别独立地为氧原子、硫原子、NH或者CH2。其中,XA及YA中的至少1个为氧原子、硫原子或者NH。
在所述通式(TEMP-16)~(TEMP-33)中,在XA及YA中的至少任一个为NH或者CH2的情况下,在由以所述通式(TEMP-16)~(TEMP-33)表示的环结构衍生的1价杂环基中,包含从这些NH或者CH2中去除1个氢原子而得到的1价基团。
·包含氮原子的取代的杂环基(具体例组G2B1):
(9-苯基)咔唑基、
(9-联苯基)咔唑基、
(9-苯基)苯基咔唑基、
(9-萘基)咔唑基、
二苯基咔唑-9-基、
苯基咔唑-9-基、
甲基苯并咪唑基、
乙基苯并咪唑基、
苯基三嗪基、
联苯基三嗪基、
二苯基三嗪基、
苯基喹唑啉基、及
联苯基喹唑啉基。
·包含氧原子的取代的杂环基(具体例组G2B2):
苯基二苯并呋喃基、
甲基二苯并呋喃基、
叔丁基二苯并呋喃基、及
螺[9H-呫吨-9,9’-[9H]芴]的1价残基。
·包含硫原子的取代的杂环基(具体例组G2B3):
苯基二苯并噻吩基、
甲基二苯并噻吩基、
叔丁基二苯并噻吩基、及
螺[9H-噻吨-9,9’-[9H]芴]的1价残基。
·由以上述通式(TEMP-16)~(TEMP-33)表示的环结构衍生的1价杂环基的1个以上的氢原子被取代为取代基而得的基团(具体例组G2B4):
所述“1价杂环基的1个以上的氢原子”是指从与该1价杂环基的成环碳原子键合的氢原子、与XA及YA中的至少任一个为NH的情况下的氮原子键合的氢原子、及XA及YA中的一个为CH2的情况下的亚甲基的氢原子中选择的1个以上的氢原子。
·“取代或未取代的烷基”
作为本说明书中记载的“取代或未取代的烷基”的具体例(具体例组G3),可例举以下的未取代的烷基(具体例组G3A)及取代的烷基(具体例组G3B)。(在此,未取代的烷基是指“取代或未取代的烷基”为“未取代的烷基”的情况,取代的烷基是指“取代或未取代的烷基”为“取代的烷基”的情况。)以下,在简称为“烷基”的情况下,包含“未取代的烷基”与“取代的烷基”这两者。
“取代的烷基”表示“未取代的烷基”中的1个以上的氢原子被取代为取代基而得的基团。作为“取代的烷基”的具体例,可例举下述的“未取代的烷基”(具体例组G3A)中的1个以上的氢原子被取代为取代基而得的基团、及取代的烷基(具体例组G3B)的例子等。在本说明书中,“未取代的烷基”中的烷基表示链状的烷基。因此,“未取代的烷基”包括直链的“未取代的烷基”及支链状的“未取代的烷基”。另外,在此例举的“未取代的烷基”的例子及“取代的烷基”的例子仅为一例,本说明书中记载的“取代的烷基”还包括:具体例组G3B的“取代的烷基”中的烷基本身的氢原子进一步被取代为取代基而得的基团、及具体例组G3B的“取代的烷基”中的取代基的氢原子进一步被取代为取代基而得的基团。
·未取代的烷基(具体例组G3A):
甲基、
乙基、
正丙基、
异丙基、
正丁基、
异丁基、
仲丁基、及
叔丁基。
·取代的烷基(具体例组G3B):
七氟丙基(包含异构体)、
五氟乙基、
2,2,2-三氟乙基、及
三氟甲基。
·“取代或未取代的烯基”
作为本说明书中记载的“取代或未取代的烯基”的具体例(具体例组G4),可例举以下的未取代的烯基(具体例组G4A)及取代的烯基(具体例组G4B)等。(在此,未取代的烯基是指“取代或未取代的烯基”为“未取代的烯基”的情况,“取代的烯基”是指“取代或未取代的烯基”为“取代的烯基”的情况。)在本说明书中,在简称为“烯基”的情况下,包含“未取代的烯基”与“取代的烯基”这两者。
“取代的烯基”表示“未取代的烯基”中的1个以上的氢原子被取代为取代基而得的基团。作为“取代的烯基”的具体例,可例举下述的“未取代的烯基”(具体例组G4A)具有取代基的基团、及取代的烯基(具体例组G4B)的例子等。另外,在此例举的“未取代的烯基”的例子及“取代的烯基”的例子仅为一例,本说明书中记载的“取代的烯基”还包括:具体例组G4B的“取代的烯基”中的烯基本身的氢原子进一步被取代为取代基而得的基团、及具体例组G4B的“取代的烯基”中的取代基的氢原子进一步被取代为取代基而得的基团。
·未取代的烯基(具体例组G4A):
乙烯基、
烯丙基、
1-丁烯基、
2-丁烯基、及
3-丁烯基。
·取代的烯基(具体例组G4B):
1,3-丁二烯基、
1-甲基乙烯基、
1-甲基烯丙基、
1,1-二甲基烯丙基、
2-甲基烯丙基、及
1,2-二甲基烯丙基。
·“取代或未取代的炔基”
作为本说明书中记载的“取代或未取代的炔基”的具体例(具体例组G5),可例举以下的未取代的炔基(具体例组G5A)等。(在此,未取代的炔基是指“取代或未取代的炔基”为“未取代的炔基”的情况。)以下,在简称为“炔基”的情况下,包含“未取代的炔基”与“取代的炔基”这两者。
“取代的炔基”表示“未取代的炔基”中的1个以上的氢原子被取代为取代基而得的基团。作为“取代的炔基”的具体例,可例举下述的“未取代的炔基”(具体例组G5A)中的1个以上的氢原子被取代为取代基而得的基团等。
·未取代的炔基(具体例组G5A):
乙炔基。
·“取代或未取代的环烷基”
作为本说明书中记载的“取代或未取代的环烷基”的具体例(具体例组G6),可例举以下的未取代的环烷基(具体例组G6A)及取代的环烷基(具体例组G6B)等。(在此,未取代的环烷基是指“取代或未取代的环烷基”为“未取代的环烷基”的情况,取代的环烷基是指“取代或未取代的环烷基”为“取代的环烷基”的情况。)在本说明书中,在简称为“环烷基”的情况下,包含“未取代的环烷基”与“取代的环烷基”这两者。
“取代的环烷基”表示“未取代的环烷基”中的1个以上的氢原子被取代为取代基而得的基团。作为“取代的环烷基”的具体例,可例举下述的“未取代的环烷基”(具体例组G6A)中的1个以上的氢原子被取代为取代基而得的基团、及取代的环烷基(具体例组G6B)的例子等。另外,在此例举的“未取代的环烷基”的例子、“取代的环烷基”的例子仅为一例,本说明书中记载的“取代的环烷基”还包括:与具体例组G6B的“取代的环烷基”中的环烷基本身的碳原子键合的1个以上的氢原子被取代为取代基而得的基团、及具体例组G6B的“取代的环烷基”中的取代基的氢原子进一步被取代为取代基而得的基团。
·未取代的环烷基(具体例组G6A):
环丙基、
环丁基、
环戊基、
环己基、
1-金刚烷基、
2-金刚烷基、
1-降冰片基、及
2-降冰片基。
·取代的环烷基(具体例组G6B):
4-甲基环己基。
·“以-Si(R901)(R902)(R903)表示的基团”
作为本说明书中记载的以-Si(R901)(R902)(R903)表示的基团的具体例(具体例组G7),可例举:
-Si(G1)(G1)(G1)、
-Si(G1)(G2)(G2)、
-Si(G1)(G1)(G2)、
-Si(G2)(G2)(G2)、
-Si(G3)(G3)(G3)、及-Si(G6)(G6)(G6)。
在此,
G1是具体例组G1中记载的“取代或未取代的芳基”。
G2是具体例组G2中记载的“取代或未取代的杂环基”。
G3是具体例组G3中记载的“取代或未取代的烷基”。
G6是具体例组G6中记载的“取代或未取代的环烷基”。
-Si(G1)(G1)(G1)中的多个G1彼此相同或者不同。
-Si(G1)(G2)(G2)中的多个G2彼此相同或者不同。
-Si(G1)(G1)(G2)中的多个G1彼此相同或者不同。
-Si(G2)(G2)(G2)中的多个G2彼此相同或者不同。
-Si(G3)(G3)(G3)中的多个G3彼此相同或者不同。
-Si(G6)(G6)(G6)中的多个G6彼此相同或者不同。
·“以-O-(R904)表示的基团”
作为本说明书中记载的以-O-(R904)表示的基团的具体例(具体例组G8),可例举:
-O(G1)、
-O(G2)、
-O(G3)、及
-O(G6)。
在此,
G1是具体例组G1中记载的“取代或未取代的芳基”。
G2是具体例组G2中记载的“取代或未取代的杂环基”。
G3是具体例组G3中记载的“取代或未取代的烷基”。
G6是具体例组G6中记载的“取代或未取代的环烷基”。
·“以-S-(R905)表示的基团”
作为本说明书中记载的以-S-(R905)表示的基团的具体例(具体例组G9),可例举:
-S(G1)、
-S(G2)、
-S(G3)、及
-S(G6)。
在此,
G1是具体例组G1中记载的“取代或未取代的芳基”。
G2是具体例组G2中记载的“取代或未取代的杂环基”。
G3是具体例组G3中记载的“取代或未取代的烷基”。
G6是具体例组G6中记载的“取代或未取代的环烷基”。
·“以-N(R906)(R907)表示的基团”
作为本说明书中记载的以-N(R906)(R907)表示的基团的具体例(具体例组G10),可例举:
-N(G1)(G1)、
-N(G2)(G2)、
-N(G1)(G2)、
-N(G3)(G3)、及
-N(G6)(G6)。
在此,
G1是具体例组G1中记载的“取代或未取代的芳基”。
G2是具体例组G2中记载的“取代或未取代的杂环基”。
G3是具体例组G3中记载的“取代或未取代的烷基”。
G6是具体例组G6中记载的“取代或未取代的环烷基”。
-N(G1)(G1)中的多个G1彼此相同或者不同。
-N(G2)(G2)中的多个G2彼此相同或者不同。
-N(G3)(G3)中的多个G3彼此相同或者不同。
-N(G6)(G6)中的多个G6彼此相同或者不同。
·“卤素原子”
作为本说明书中记载的“卤素原子”的具体例(具体例组G11),可例举氟原子、氯原子、溴原子及碘原子等。
·“取代或未取代的氟烷基”
本说明书中记载的“取代或未取代的氟烷基”表示与“取代或未取代的烷基”中的构成烷基的碳原子键合的至少1个氢原子被取代为氟原子而得的基团,还包括与“取代或未取代的烷基”中的构成烷基的碳原子键合的全部氢原子被取代为氟原子而得的基团(全氟基)。在本说明书中未特别说明的情况下,“未取代的氟烷基”的碳数为1~50,优选为1~30,更优选为1~18。“取代的氟烷基”表示“氟烷基”的1个以上的氢原子被取代为取代基而得的基团。另外,本说明书中记载的“取代的氟烷基”还包括:与“取代的氟烷基”中的烷基链的碳原子键合的1个以上的氢原子进一步被取代为取代基而得的基团、及“取代的氟烷基”中的取代基的1个以上的氢原子进一步被取代基取代而得的基团。作为“未取代的氟烷基”的具体例,可例举所述“烷基”(具体例组G3)中的1个以上的氢原子被取代为氟原子而得的基团的例子等。
·“取代或未取代的卤代烷基”
本说明书中记载的“取代或未取代的卤代烷基”表示与“取代或未取代的烷基”中的构成烷基的碳原子键合的至少1个氢原子被取代为卤素原子而得的基团,还包括与“取代或未取代的烷基”中的构成烷基的碳原子键合的全部氢原子被取代为卤素原子而得的基团。在本说明书中未特别说明的情况下,“未取代的卤代烷基”的碳数为1~50,优选为1~30,更优选为1~18。“取代的卤代烷基”表示“卤代烷基”的1个以上的氢原子被取代为取代基而得的基团。另外,本说明书中记载的“取代的卤代烷基”还包括:与“取代的卤代烷基”中的烷基链的碳原子键合的1个以上的氢原子进一步被取代为取代基而得的基团、及“取代的卤代烷基”中的取代基的1个以上的氢原子进一步被取代为取代基而得的基团。作为“未取代的卤代烷基”的具体例,可例举所述“烷基”(具体例组G3)中的1个以上的氢原子被取代为卤素原子而得的基团的例子等。有时将卤代烷基称为卤化烷基。
·“取代或未取代的烷氧基”
作为本说明书中记载的“取代或未取代的烷氧基”的具体例,是以-O(G3)表示的基团,在此,G3为具体例组G3中记载的“取代或未取代的烷基”。在本说明书中未特别说明的情况下,“未取代的烷氧基”的碳数为1~50,优选为1~30,更优选为1~18。
·“取代或未取代的烷硫基”
作为本说明书中记载的“取代或未取代的烷硫基”的具体例,是以-S(G3)表示的基团,在此,G3为具体例组G3中记载的“取代或未取代的烷基”。在本说明书中未特别说明的情况下,“未取代的烷硫基”的碳数为1~50,优选为1~30,更优选为1~18。
·“取代或未取代的芳氧基”
作为本说明书中记载的“取代或未取代的芳氧基”的具体例,是以-O(G1)表示的基团,在此,G1为具体例组G1中记载的“取代或未取代的芳基”。在本说明书中未特别说明的情况下,“未取代的芳氧基”的成环碳数为6~50,优选为6~30,更优选为6~18。
·“取代或未取代的芳硫基”
作为本说明书中记载的“取代或未取代的芳硫基”的具体例,是以-S(G1)表示的基团,在此,G1为具体例组G1中记载的“取代或未取代的芳基”。在本说明书中未特别说明的情况下,“未取代的芳硫基”的成环碳数为6~50,优选为6~30,更优选为6~18。
·“取代或未取代的三烷基甲硅烷基”
作为本说明书中记载的“三烷基甲硅烷基”的具体例,是以-Si(G3)(G3)(G3)表示的基团,在此,G3为具体例组G3中记载的“取代或未取代的烷基”。-Si(G3)(G3)(G3)中的多个G3彼此相同或者不同。在本说明书中未特别说明的情况下,“三烷基甲硅烷基”的各烷基的碳数为1~50,优选为1~20,更优选为1~6。
·“取代或未取代的芳烷基”
作为本说明书中记载的“取代或未取代的芳烷基”的具体例,是以-(G3)-(G1)表示的基团,在此,G3为具体例组G3中记载的“取代或未取代的烷基”,G1为具体例组G1中记载的“取代或未取代的芳基”。因此,“芳烷基”是“烷基”的氢原子被取代为作为取代基的“芳基”而得的基团,是“取代的烷基”的一种形态。“未取代的芳烷基”为“未取代的芳基”进行取代后的“未取代的烷基”,在本说明书中未特别说明的情况下,“未取代的芳烷基”的碳数为7~50,优选为7~30,更优选为7~18。
作为“取代或未取代的芳烷基”的具体例,可例举苄基、1-苯基乙基、2-苯基乙基、1-苯基异丙基、2-苯基异丙基、苯基叔丁基、α-萘基甲基、1-α-萘基乙基、2-α-萘基乙基、1-α-萘基异丙基、2-α-萘基异丙基、β-萘基甲基、1-β-萘基乙基、2-β-萘基乙基、1-β-萘基异丙基及2-β-萘基异丙基等。
在本说明书中未特别说明的情况下,本说明书中记载的取代或未取代的芳基优选为苯基、对联苯基、间联苯基、邻联苯基、对联三苯-4-基、对联三苯-3-基、对联三苯-2-基、间联三苯-4-基、间联三苯-3-基、间联三苯-2-基、邻联三苯-4-基、邻联三苯-3-基、邻联三苯-2-基、1-萘基、2-萘基、蒽基、菲基、芘基、基、三亚苯基、芴基、9,9’-螺二芴基、9,9-二甲基芴基及9,9-二苯基芴基等。
在本说明书中未特别说明的情况下,本说明书中记载的取代或未取代的杂环基优选为吡啶基、嘧啶基、三嗪基、喹啉基、异喹啉基、喹唑啉基、苯并咪唑基、菲咯啉基、咔唑基(1-咔唑基、2-咔唑基、3-咔唑基、4-咔唑基或9-咔唑基)、苯并咔唑基、氮杂咔唑基、二氮杂咔唑基、二苯并呋喃基、萘苯并呋喃基、氮杂二苯并呋喃基、二氮杂二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、萘苯并噻吩基、氮杂二苯并噻吩基、二氮杂二苯并噻吩基、(9-苯基)咔唑基((9-苯基)咔唑-1-基、(9-苯基)咔唑-2-基、(9-苯基)咔唑-3-基或(9-苯基)咔唑-4-基)、(9-联苯基)咔唑基、(9-苯基)苯基咔唑基、二苯基咔唑-9-基、苯基咔唑-9-基、苯基三嗪基、联苯基三嗪基、二苯基三嗪基、苯基二苯并呋喃基及苯基二苯并噻吩基等。
在本说明书中未特别说明的情况下,在本说明书中,咔唑基具体而言是以下的任一种基团。
[化5]
在本说明书中未特别说明的情况下,在本说明书中,(9-苯基)咔唑基具体而言是以下的任一种基团。
[化6]
所述通式(TEMP-Cz1)~(TEMP-Cz9)中,*表示键合位置。
在本说明书中未特别说明的情况下,在本说明书中,二苯并呋喃基及二苯并噻吩基具体而言是以下的任一种基团。
[化7]
所述通式(TEMP-34)~(TEMP-41)中,*表示键合位置。
在本说明书中未特别说明的情况下,本说明书中记载的取代或未取代的烷基优选为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基及叔丁基等。
·“取代或未取代的亚芳基”
在未特别说明的情况下,本说明书中记载的“取代或未取代的亚芳基”是从上述“取代或未取代的芳基”中去除芳环上的1个氢原子而衍生的2价基团。作为“取代或未取代的亚芳基”的具体例(具体例组G12),可例举从具体例组G1中记载的“取代或未取代的芳基”中去除芳环上的1个氢原子而衍生的2价基团等。
·“取代或未取代的2价杂环基”
在未特别说明的情况下,本说明书中记载的“取代或未取代的2价杂环基”是从上述“取代或未取代的杂环基”中去除杂环上的1个氢原子而衍生的2价基团。作为“取代或未取代的2价杂环基”的具体例(具体例组G13),可例举从具体例组G2中记载的“取代或未取代的杂环基”中去除杂环上的1个氢原子而衍生的2价基团等。
·“取代或未取代的亚烷基”
在未特别说明的情况下,本说明书中记载的“取代或未取代的亚烷基”是从上述“取代或未取代的烷基”中去除烷基链上的1个氢原子而衍生的2价基团。作为“取代或未取代的亚烷基”的具体例(具体例组G14),可例举从具体例组G3中记载的“取代或未取代的烷基”中去除烷基链上的1个氢原子而衍生的2价基团等。
在本说明书中未特别说明的情况下,本说明书中记载的取代或未取代的亚芳基优选为下述通式(TEMP-42)~(TEMP-68)的任一种基团。
[化8]
[化9]
所述通式(TEMP-42)~(TEMP-52)中,Q1~Q10分别独立地为氢原子或者取代基。
所述通式(TEMP-42)~(TEMP-52)中,*表示键合位置。
[化10]
所述通式(TEMP-53)~(TEMP-62)中,Q1~Q10分别独立地为氢原子或者取代基。
式Q9及Q10可以经由单键互相键合而形成环。
所述通式(TEMP-53)~(TEMP-62)中,*表示键合位置。
[化11]
所述通式(TEMP-63)~(TEMP-68)中,Q1~Q8分别独立地为氢原子或者取代基。
所述通式(TEMP-63)~(TEMP-68)中,*表示键合位置。
在本说明书中未特别说明的情况下,本说明书中记载的取代或未取代的2价杂环基优选为下述通式(TEMP-69)~(TEMP-102)的任一种基团。
[化12]
[化13]
[化14]
所述通式(TEMP-69)~(TEMP-82)中,Q1~Q9分别独立地为氢原子或者取代基。
[化15]
[化16]
[化17]
[化18]
所述通式(TEMP-83)~(TEMP-102)中,Q1~Q8分别独立地为氢原子或者取代基。
以上是对“本说明书中记载的取代基”的说明。
·“键合而形成环的情况”
在本说明书中,“由邻接的2个以上构成的组中的1组以上互相键合而形成取代或未取代的单环,或者互相键合而形成取代或未取代的稠环,或者不互相键合”这样的情况表示“由邻接的2个以上构成的组中的1组以上互相键合而形成取代或未取代的单环”的情况、“由邻接的2个以上构成的组中的1组以上互相键合而形成取代或未取代的稠环”的情况与“由邻接的2个以上构成的组中的1组以上不互相键合”的情况。
以下对本说明书中的“由邻接的2个以上构成的组中的1组以上互相键合而形成取代或未取代的单环”的情况及“由邻接的2个以上构成的组中的1组以上互相键合而形成取代或未取代的稠环”的情况(以下有时将这些情况统称为“键合而形成环的情况”)进行说明。以母骨架为蒽环的以下述通式(TEMP-103)表示的蒽化合物的情况为例进行说明。
[化19]
例如,在R921~R930中的“由邻接的2个以上构成的组中的1组以上互相键合而形成环”的情况下,成为1组的由邻接的2个构成的组是指R921与R922的组、R922与R923的组、R923与R924的组、R924与R930的组、R930与R925的组、R925与R926的组、R926与R927的组、R927与R928的组、R928与R929的组以及R929与R921的组。
上述“1组以上”表示上述由邻接的2个以上构成的组中的2组以上可以同时形成环。例如,在R921与R922互相键合而形成环QA、同时R925与R926互相键合而形成环QB的情况下,以所述通式(TEMP-103)表示的蒽化合物以下述通式(TEMP-104)表示。
[化20]
“由邻接的2个以上构成的组”形成环的情况是指,不仅包括如上述例子那样的由邻接的“2个”构成的组键合的情况,还包括由邻接的“3个以上”构成的组键合的情况。例如,表示R921与R922互相键合而形成环QA,且R922与R923互相键合而形成环QC,从而由互相邻接的3个(R921、R922及R923)构成的组互相键合而形成环并缩合于蒽母骨架的情况,在该情况下,以所述通式(TEMP-103)表示的蒽化合物以下述通式(TEMP-105)表示。在下述通式(TEMP-105)中,环QA及环QC共用R922
[化21]
所形成的“单环”或者“稠环”仅作为所形成的环的结构而言可以是饱和的环也可以是不饱和的环。即使在“由邻接的2个构成的组中的1组”形成“单环”或者“稠环”的情况下,该“单环”或者“稠环”也能够形成饱和的环或不饱和的环。例如,在上述通式(TEMP-104)中形成的环QA及环QB分别为“单环”或者“稠环”。此外,在所述通式(TEMP-105)中形成的环QA及环QC为“稠环”。所述通式(TEMP-105)的环QA与环QC通过环QA与环QC缩合而成为稠环。若所述通式(TMEP-104)的环QA为苯环,则环QA为单环。若所述通式(TMEP-104)的环QA为萘环,则环QA为稠环。
“不饱和的环”是指芳香族烃环或者芳香族杂环。“饱和的环”是指脂肪族烃环或者非芳香族杂环。
作为芳香族烃环的具体例,可例举在具体例组G1中作为具体例而例举的基团被氢原子终止的结构。
作为芳香族杂环的具体例,可例举在具体例组G2中作为具体例而例举的芳香族杂环基被氢原子终止的结构。
作为脂肪族烃环的具体例,可例举在具体例组G6中作为具体例而例举的基团被氢原子终止的结构。
“形成环”表示仅由母骨架的多个原子、或者由母骨架的多个原子与1个以上的任意元素形成环。例如,所述通式(TEMP-104)所示的、R921与R922互相键合而形成的环QA表示由与R921键合的蒽骨架的碳原子、与R922键合的蒽骨架的碳原子、1个以上的任意元素形成的环。作为具体例,在由R921与R922形成环QA的情况下,由与R921键合的蒽骨架的碳原子、与R922键合的蒽骨架的碳原子、4个碳原子形成单环的不饱和的环时,由R921与R922形成的环为苯环。
在此,在本说明书中未特别说明的情况下,“任意元素”优选为从由碳元素、氮元素、氧元素及硫元素构成的组中选择的至少1种元素。在任意元素中(例如,碳元素或氮元素的情况下),不形成环的键可以被氢原子等终止,也可以被后述的“任意取代基”取代。在包含碳元素以外的任意元素的情况下,所形成的环为杂环。
在本说明书中未特别说明的情况下,构成单环或者稠环的“1个以上的任意元素”优选为2个以上15个以下,更优选为3个以上12个以下,进一步优选为3个以上5个以下。
在本说明书中未特别说明的情况下,在“单环”及“稠环”中,优选为“单环”。
在本说明书中未特别说明的情况下,在“饱和的环”及“不饱和的环”中,优选为“不饱和的环”。
在本说明书中未特别说明的情况下,“单环”优选为苯环。
在本说明书中未特别说明的情况下,“不饱和的环”优选为苯环。
在本说明书中未特别说明的情况下,在“由邻接的2个以上构成的组中的1组以上”“互相键合而形成取代或未取代的单环”的情况或者“互相键合而形成取代或未取代的稠环”的情况下,优选由邻接的2个以上构成的组中的1组以上互相键合而形成取代或未取代的“不饱和的环”,该取代或未取代的“不饱和的环”由母骨架的多个原子与1个以上15个以下的从由碳元素、氮元素、氧元素及硫元素构成的组中选择的至少一种元素构成。
上述“单环”或者“稠环”具有取代基的情况下的取代基例如为后述的“任意取代基”。上述“单环”或者“稠环”具有取代基的情况下的取代基的具体例为在上述的“本说明书中记载的取代基”的项中说明的取代基。
上述“饱和的环”或者“不饱和的环”具有取代基的情况下的取代基例如为后述的“任意取代基”。上述“单环”或者“稠环”具有取代基的情况下的取代基的具体例为在上述的“本说明书中记载的取代基”的项中说明的取代基。
以上是对“由邻接的2个以上构成的组中的1组以上互相键合而形成取代或未取代的单环”的情况及“由邻接的2个以上构成的组中的1组以上互相键合而形成取代或未取代的稠环”的情况(“键合而形成环的情况”)的说明。
·“取代或未取代”这样的情况下的取代基
在本说明书中的一实施方式中,所述“取代或未取代”这样的情况下的取代基(在本说明书中,有时称为“任意取代基”)例如为从
由未取代的碳数为1~50的烷基、
未取代的碳数为2~50的烯基、
未取代的碳数为2~50的炔基、
未取代的成环碳数为3~50的环烷基、
-Si(R901)(R902)(R903)、
-O-(R904)、
-S-(R905)、
-N(R906)(R907)、
卤素原子、氰基、硝基、
未取代的成环碳数为6~50的芳基、及
未取代的成环原子数为5~50的杂环基构成的组中选择的基团等,
在此,R901~R907分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为3~50的环烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基。
在存在2个以上的R901的情况下,2个以上的R901彼此相同或者不同,
在存在2个以上的R902的情况下,2个以上的R902彼此相同或者不同,
在存在2个以上的R903的情况下,2个以上的R903彼此相同或者不同,
在存在2个以上的R904的情况下,2个以上的R904彼此相同或者不同,
在存在2个以上的R905的情况下,2个以上的R905彼此相同或者不同,
在存在2个以上的R906的情况下,2个以上的R906彼此相同或者不同,
在存在2个以上的R907的情况下,2个以上的R907彼此相同或者不同。
在一实施方式中,所述“取代或未取代”这样的情况下的取代基为从
由碳数为1~50的烷基、
成环碳数为6~50的芳基、及
成环原子数为5~50的杂环基构成的组中选择的基团。
在一实施方式中,所述“取代或未取代”这样的情况下的取代基为从
由碳数为1~18的烷基、
成环碳数为6~18的芳基、及
成环原子数为5~18的杂环基构成的组中选择的基团。
上述任意取代基的各基团的具体例为在上述的“本说明书中记载的取代基”的项中说明的取代基的具体例。
在本说明书中未特别说明的情况下,可以由邻接的任意取代基彼此形成“饱和的环”或者“不饱和的环”,优选形成取代或未取代的饱和的五元环、取代或未取代的饱和的六元环、取代或未取代的不饱和的五元环或者取代或未取代的不饱和的六元环,更优选形成苯环。
在本说明书中未特别说明的情况下,任意取代基可以进一步具有取代基。作为任意取代基进一步具有的取代基,与上述任意取代基相同。
在本说明书中,使用“AA~BB”表示的数值范围是指,将记载在“AA~BB”前的数值AA作为下限值,将记载在“AA~BB”后的数值BB作为上限值从而包括的范围。
〔第一实施方式〕
对本发明的第一实施方式的有机EL元件的构成进行说明。
本实施方式的有机EL元件在阳极及阴极的两个电极之间具备有机层。该有机层至少包含一层由有机化合物构成的层。或者,该有机层是由有机化合物构成的多个层层叠而成的。有机层可以还包含无机化合物。
在本实施方式中,有机层中的至少二层为包含在阳极及阴极之间的发光层与包含在发光层及阳极之间的第一层。有机层例如可以由发光层与第一层构成,也可以包含可在有机EL元件中采用的层。作为可在有机EL元件中采用的层,没有特别限定,例如可例举从由空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、电子注入层、电子传输层及空穴阻挡层构成的组中选择的至少任一种层。
本实施方式的有机EL元件具有阳极、阴极、包含于所述阳极与所述阴极之间的发光层、包含于所述阳极与所述发光层之间的第一层,所述发光层包含延迟荧光性的化合物,所述第一层包含第一化合物,所述第一化合物的电离势Ip(HT1)满足下述数学式(数1),所述第一化合物的空穴迁移率μh(HT1)满足下述数学式(数2),所述第一层的膜厚为15nm以上。
Ip(HT1)≥5.70eV… (数1)
μh(HT1)≥1×10-5cm2/Vs… (数2)
在本说明书中,有时将由配置在阳极与发光层之间的多个有机层构成的区域称为空穴传输区域。在本说明书中,有时将在多个元件中共用地设置的层称为共用层,未在多个元件中共用地设置的层称为非共用层。
在利用了TADF机制的有机EL元件中,有根据使用方式而想要将空穴传输区域的总膜厚厚膜化的要求。对其理由进行说明。
在将有机EL元件作为红色像素、绿色像素及蓝色像素(RGB像素)搭载于有机EL显示装置的情况下,从量产性提高以及制造成本削减的观点出发,通常在RGB像素中以相同的材料且相同的膜厚形成空穴传输层作为共用层。
在搭载有RGB像素的有机EL显示装置中,为了进行腔体调整,需要对每个像素使与发光波长对应的空穴传输区域的总膜厚最佳化。具体而言,需要根据RGB像素中的波长不是最长的像素来决定其余像素的空穴传输区域的总膜厚。
在此,在进行腔体调整的像素为进行磷光发光的有机EL元件的情况下,通过另外设置较厚的膜厚的层(例如电子阻挡层)作为非共用层来进行应对,但在进行腔体调整的像素是以TADF机制发光的有机EL元件的情况下,也需要将非共用层厚膜化。
但是,在以TADF机制发光的有机EL元件的情况下,若仅将非共用层厚膜化,则空穴向发光层的传输性降低,因此存在元件性能降低的技术问题。考虑这是由于延迟荧光发光层的电离势Ip的绝对值大于磷光发光层的电离势Ip的绝对值的缘故。另一方面,还考虑设置多层非共用层而增厚空穴传输区域的总膜厚,但在该方法中产生量产性降低的技术问题。
本发明人等发现,在以TADF机制发光的有机EL元件中,通过使发光层及阳极之间所包含的第一层(例如电子阻挡层)厚膜化为15nm以上,并在该厚膜化后的第一层中包含满足特定参数(数学式(数1)及数学式(数2))的化合物,能够提高向电离势Ip的绝对值较大的延迟荧光发光层的空穴注入性。其结果为,认为即使在将第一层厚膜化的情况下,也能够抑制元件性能的降低。
因此,根据本实施方式的有机EL元件,即使在将第一层厚膜化的情况下,也能够实现低电压、高效率及长寿命中的至少任一个。
此外,在将本实施方式的有机EL元件搭载于RGB像素中的至少任一个以TADF机制发光的有机EL显示装置的情况下,通过将第一层的膜厚简单地厚膜化,就能够容易地进行腔体调整。此外,能够提高有机EL显示装置的量产性。
在图1中示出本实施方式的有机EL元件的一例的概略构成。
有机EL元件1包括透光性的基板2、阳极3、阴极4、配置于阳极3与阴极4之间的有机层10。有机层10自阳极3侧依次层叠有阳极侧有机层63、第一层61、发光层5、电子传输层8及电子注入层9而构成。图1中,D1表示第一层61的膜厚。D1为15nm以上。
在图1的有机EL元件1中,空穴传输区域包含阳极侧有机层63与第一层61。
优选第一层61与发光层5邻接。
还优选第一层61与阳极侧有机层63邻接。
优选第一层61为空穴传输层或者电子阻挡层,更优选为电子阻挡层。
优选阳极侧有机层63与第一层61邻接。
还优选阳极侧有机层63与阳极3邻接。
优选阳极侧有机层63为空穴注入层或者空穴传输层,更优选为空穴注入层。
阳极侧有机层63例如能够使用后述的<有机EL元件的构成>中记载的空穴注入层的材料及空穴传输层的材料。
发光层5优选为不包含磷光发光性材料(掺杂剂材料)。
发光层5优选为不包含磷光发光性的金属络合物。
此外,发光层5优选为不包含重金属络合物。作为重金属络合物,例如可例举铱络合物、锇络合物以及铂络合物等。
此外,发光层5优选为不包含磷光发光性的稀土类金属络合物。
此外,发光层5虽然也可以包含金属络合物,但优选为不包含金属络合物。
在本实施方式的一方案中,第一层的膜厚为20nm以上。
在本实施方式的一方案中,第一层的膜厚为25nm以上。
在本实施方式的一方案中,第一层的膜厚为30nm以上。
<第一层>
第一层包含第一化合物。作为第一化合物,只要是电离势Ip(HT1)为5.70eV以上(所述数学式(数1))且空穴迁移率μh(HT1)为1×10-5cm2/Vs以上(所述数学式(数2))的化合物就没有特别限定。第一化合物优选为胺化合物。第一化合物例如优选为以下述通式(31)、(32)或者(33)表示的化合物。
(以通式(31)、(32)或者(33)表示的化合物)
[化22]
(在所述通式(31)~(33)中,
Ar1及Ar2分别独立地为,
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基,
Ar3分别独立地为以下述通式(3A)或者(3B)表示的基团,在所述通式(32)中,*表示与具有Ra的六元环的碳原子键合的位置,在所述通式(33)中,*表示与具有Ra的六元环的碳原子键合的位置,在所述通式(33)中,1*表示与具有Ra的六元环的碳原子键合的位置,
由多个Ra中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的Ra分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的碳数为1~50的卤代烷基、
取代或未取代的碳数为2~50的烯基、
取代或未取代的碳数为2~50的炔基、
取代或未取代的成环碳数为3~50的环烷基、
以-Si(R901)(R902)(R903)表示的基团、
以-O-(R904)表示的基团、
以-S-(R905)表示的基团、
以-N(R906)(R907)表示的基团、
取代或未取代的碳数为7~50的芳烷基、
以-C(=O)R908表示的基团、
以-COOR909表示的基团、
卤素原子、
氰基、
硝基、
以-P(=O)(R931)(R932)表示的基团、
以-Ge(R933)(R934)(R935)表示的基团、
以-B(R936)(R937)表示的基团、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基,
存在多个的Ra彼此相同或者不同。)
[化23]
(在所述通式(3A)及(3B)中,
X1为氧原子、硫原子、CR301R302或者NR303
由R301及R302构成的组
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
由R31~R34中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
由R35~R38中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
由R41~R50中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
R303以及未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R301、R302、R31~R38及R41~R50分别独立地与所述通式(32)中的Ra同义,
其中,在所述通式(3A)中,R301~R303以及R31~R38中的任1个为与所述通式(31)中的氮原子、所述通式(32)中的六元环的碳原子或所述通式(33)中的六元环的碳原子键合的单键,在所述通式(3B)中,R41~R50中的任1个为与所述通式(31)中的氮原子、所述通式(32)中的六元环的碳原子或所述通式(33)中的六元环的碳原子键合的单键。)
(在所述第一化合物中,R901、R902、R903、R904、R905、R906、R907、R908、R909、R931、R932、R933、R934、R935、R936及R937分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为3~50的环烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基,
在存在多个R901的情况下,多个R901彼此相同或者不同,
在存在多个R902的情况下,多个R902彼此相同或者不同,
在存在多个R903的情况下,多个R903彼此相同或者不同,
在存在多个R904的情况下,多个R904彼此相同或者不同,
在存在多个R905的情况下,多个R905彼此相同或者不同,
在存在多个R906的情况下,多个R906彼此相同或者不同,
在存在多个R907的情况下,多个R907彼此相同或者不同,
在存在多个R908的情况下,多个R908彼此相同或者不同,
在存在多个R909的情况下,多个R909彼此相同或者不同,
在存在多个R931的情况下,多个R931彼此相同或者不同,
在存在多个R932的情况下,多个R932彼此相同或者不同,
在存在多个R933的情况下,多个R933彼此相同或者不同,
在存在多个R934的情况下,多个R934彼此相同或者不同,
在存在多个R935的情况下,多个R935彼此相同或者不同,
在存在多个R936的情况下,多个R936彼此相同或者不同,
在存在多个R937的情况下,多个R937彼此相同或者不同。)
还优选第一化合物例如为以下述通式(X)表示的化合物。
(以通式(X)表示的化合物)
[化24]
(在所述通式(X)中,Ar1及Ar2分别独立地与所述通式(32)中的Ar1及Ar2同义,
由多个Ra中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的Ra分别独立地与所述通式(32)中未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的Ra同义,
存在多个的Ra彼此相同或者不同。)
在所述第一化合物为以所述通式(31)表示的化合物的情况下,优选Ar3分别独立地为以下述通式(30A)~(30G)中的任一个表示的基团。
在所述第一化合物为以所述通式(32)或者(33)表示的化合物的情况下,优选Ar3分别独立地为以下述通式(30A)~(30H)中的任一个表示的基团。
[化25]
(在所述通式(30A)~(30D)中,R301、R302及R31~R38分别独立地与所述通式(3A)中的R301、R302及R31~R38同义,在所述通式(30E)~(30G)中,R41~R50分别独立地与所述通式(3B)中的R41~R50同义,在所述通式(30H)中,R31~R38分别独立地与所述通式(3A)中的R31~R38同义,*表示键合位置。)
在所述第一化合物中,优选Ar1及Ar2分别独立地为取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的三联苯基、取代或未取代的二苯并呋喃基、取代或未取代的二苯并噻吩基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的萘基、或者取代或未取代的菲基。
在所述第一化合物中,更优选Ar1及Ar2分别独立地为未取代的苯基、未取代的联苯基、未取代的三联苯基、未取代的二苯并呋喃基、未取代的二苯并噻吩基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的咔唑基、未取代的萘基或者未取代的菲基。
优选所述第一化合物为以下述通式(301)~(310)中的任一个表示的化合物。
[化26]
[化27]
[化28]
(在所述通式(301)~(310)中,X1及R31~R38分别独立地与所述通式(3A)中的X1及R31~R38同义,Ra分别独立地与所述通式(32)中的Ra同义,
由R311~R315中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
由R316~R320中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R311~R320分别独立地与所述通式(32)中的Ra同义,*表示与具有Ra的六元环的碳原子键合的位置,1*表示与具有Ra的六元环的碳原子键合的位置。)
在所述第一化合物中,优选
R31~R38、R41~R50、R301~R303及Ra分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基。
在所述第一化合物中,优选
R31~R38及R41~R50分别独立地为,
氢原子、或者
取代或未取代的苯基。
在所述第一化合物中,优选
R31~R38及R41~R50为氢原子。
在所述第一化合物中,优选R301~R303分别独立地为,
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基。
在所述第一化合物中,优选R301及R302分别独立地为取代或未取代的碳数为1~50的烷基或者取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基。
在所述第一化合物中,更优选R301及R302分别独立地为甲基或者取代或未取代的苯基。
还优选在所述第一化合物中,由R301及R302构成的组
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环。
在所述第一化合物中,优选Ra分别独立地为,
氢原子、
未取代的碳数为1~50的烷基、
未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
未取代的成环原子数为5~50的杂环基,
更优选为氢原子。
在所述第一化合物中,优选
R311~R320分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基。
在所述第一化合物中,还优选由R311~R315中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者互相键合从而形成取代或未取代的稠环。
在所述第一化合物中,还优选由R316~R320中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者互相键合从而形成取代或未取代的稠环。
在所述Ar1及Ar2中,优选“取代或未取代”这样的情况下的取代基分别独立地为,
取代或未取代的苯基、
取代或未取代的联苯基、
取代或未取代的三联苯基、
取代或未取代的二苯并呋喃基、
取代或未取代的二苯并噻吩基、
取代或未取代的芴基、
取代或未取代的咔唑基、
取代或未取代的萘基、或者
取代或未取代的菲基。
在所述Ar1及Ar2中,更优选“取代或未取代”这样的情况下的取代基分别独立地为,
未取代的苯基、
未取代的联苯基、
未取代的二苯并呋喃基、
未取代的二苯并噻吩基、
取代或未取代的芴基、
取代或未取代的咔唑基、
未取代的萘基、或者
未取代的菲基。
在所述第一化合物中,优选“取代或未取代”这样的情况下的取代基分别独立地与所述Ar1及Ar2中的“取代或未取代”这样的情况下的取代基相同。
(第一化合物的电离势Ip(HT1))
优选所述第一化合物的电离势Ip(HT1)满足下述数学式(数1A)。
电离势Ip的测量方法如实施例所述。
Ip(HT1)≥5.73eV…(数1A)
(第一化合物的空穴迁移率μh(HT1))
优选所述第一化合物的空穴迁移率μh(HT1)满足下述数学式(数2A)。
μh(HT1)≥5.0×10-5cm2/Vs…(数2A)
优选所述第一化合物的电离势Ip(HT1)满足所述数学式(数1A)、并且所述第一化合物的空穴迁移率μh(HT1)满足所述数学式(数2A)。
(空穴迁移率的测量方法)
空穴迁移率能够通过使用按照下述步骤制作的迁移率评价用元件进行阻抗测量而进行测量。迁移率评价用元件例如按照下述的步骤制作。
在带ITO透明电极(阳极)的玻璃基板上以覆盖透明电极的方式蒸镀下述化合物HA-2而形成空穴注入层。在该空穴注入层的成膜上蒸镀下述化合物HT-A而形成空穴传输层。接着,蒸镀作为空穴迁移率的测量对象的化合物Target,形成测量对象层。在该测量对象层上蒸镀金属铝(Al)而形成金属阴极。
若概略地示出以上的迁移率评价用元件构成,则如下。
ITO(130)/HA-2(5)/HT-A(10)/Target(200)/Al(80)
另外,括号内的数字表示膜厚(nm)。
[化29]
将空穴迁移率的迁移率评价用元件设置于阻抗测量装置,进行阻抗测量。通过以测量频率1Hz到1MHz扫描而进行阻抗测量。此时,在交流振幅0.1V的同时对元件施加直流电压V。根据测量出的阻抗Z,使用所述计算式(C1)的关系来计算模量M。
在以模量M的虚部为纵轴、以频率[Hz]为横轴的伯德图中,根据示出峰的频率fmax,根据所述计算式(C2)求出迁移率评价用元件的电气时间常数τ。
使用根据所述计算式(C2)求出的τ,根据下述计算式(C3-2)的关系计算空穴迁移率μh。
计算式(C3-2):μh=d2/(Vτ)
上述计算式(C3-2)的d为构成元件的有机薄膜的总膜厚,在空穴迁移率的迁移率评价用元件构成的情况下,d=215[nm]。
本说明书中的空穴迁移率是电场强度的平方根为E1/2=500[V1/2/cm1/2]时的值。电场强度的平方根E1/2能够根据下述计算式(C4)的关系计算。
计算式(C4):E1/2=V1/2/d1/2
在所述阻抗测量中,作为阻抗测量装置使用SOLARTRON公司的1260型,为了高精度化,能够并用SOLARTRON公司的1296型介电常数测量接口。
·第一化合物的制造方法
第一化合物能够通过公知的方法来制造。
作为第一化合物的具体例,例如可例举以下的化合物。但是,本发明并不受这些化合物的具体例的限定。
[化30]
[化31]
[化32]
[化33]
[化34]
[化35]
第一实施方式的发光层至少包含延迟荧光性的化合物。
以下,对第一实施方式中发光层包含作为延迟荧光性的化合物的化合物M2与荧光发光性的化合物M1的方案进行说明。
<发光层>
本实施方式的有机EL元件的发光层包含作为延迟荧光性的化合物的化合物M2与荧光发光性的化合物M1。
在该方案的情况下,化合物M2优选为主体材料(有时也称为基质材料)。
化合物M1优选为掺杂剂材料(有时也称为客体材料、发光物、发光材料)。
(化合物M2)
·延迟荧光性
关于延迟荧光,在《有机半导体的器件物性》(安达千波矢编,讲谈社发行)的261~268页中有解说。在该文献中说明了,如果能够减小荧光发光材料的激发单重态状态与激发三重态状态的能量差△E13,则通常迁移概率低的从激发三重态状态向激发单重态状态的逆能量转移高效地发生,产生热活化延迟荧光(Thermally Activated DelayedFluorescence,TADF)。进而,以该文献中的图10.38说明了延迟荧光的发生机制。本实施方式中的化合物M2优选为示出以这样的机制产生的热活化延迟荧光性的化合物。
通常,延迟荧光的发光能够通过过渡PL(Photo Luminescence:光致发光)测量来确认。
还能够基于由过渡PL测量得到的衰减曲线解析延迟荧光的行为。过渡PL测量是指对试样照射脉冲激光使其激发,并测量停止照射后的PL发光的衰减行为(过渡特性)的方法。TADF材料中的PL发光分为来自由最初的PL激发生成的单重态激子的发光成分与来自经由三重态激子生成的单重态激子的发光成分。由最初的PL激发生成的单重态激子的寿命为纳秒级,非常短。因此,来自该单重态激子的发光在照射脉冲激光后迅速衰减。
另一方面,延迟荧光是来自经由寿命长的三重态激子生成的单重态激子的发光,因此缓慢地衰减。由此,来自由最初的PL激发生成的单重态激子的发光与来自经由三重态激子生成的单重态激子的发光之间存在较大的时间差。因此,能够求出源自延迟荧光的发光强度。
图2中示出用于测量过渡PL的示例装置的概略图。对使用了图2的过渡PL的测量方法及延迟荧光的行为解析的一例进行说明。
图2的过渡PL测量装置100具备:脉冲激光部101,可照射规定波长的光;试样室102,收纳测量试样;分光器103,对从测量试样发射的光进行分光;条纹相机104,用于对二维像进行成像;个人计算机105,读取二维像进行解析。另外,过渡PL的测量并不限定于图2所记载的装置。
收纳于试样室102的试样可通过使针对基质材料以12质量%的浓度掺杂有掺杂材料的薄膜在石英基板上成膜而得到。
对于收纳于试样室102的薄膜试样,从脉冲激光部101照射脉冲激光使掺杂材料激发。在相对于激发光的照射方向为90度的方向上提取发光,通过分光器103对提取到的光进行分光,在条纹相机104内对二维像进行成像。其结果为,能够得到纵轴对应于时间、横轴对应于波长、亮点对应于发光强度的二维图像。如果以规定的时间轴切割出该二维图像,则能够得到纵轴为发光强度、横轴为波长的发光光谱。此外,如果以波长轴切割出该二维图像,则能够得到纵轴为发光强度的对数、横轴为时间的衰减曲线(过渡PL)。
例如,使用下述参考化合物H1作为基质材料,使用下述参考化合物D1作为掺杂材料,如上所述地制作薄膜试样A,进行了过渡PL测量。
[化36]
在此,使用所述的薄膜试样A及薄膜试样B对衰减曲线进行了解析。薄膜试样B使用下述参考化合物H2作为基质材料,使用所述参考化合物D1作为掺杂材料,如上所述地制作了薄膜试样。
图3中示出由对薄膜试样A及薄膜试样B测量的过渡PL得到的衰减曲线。
[化37]
如上所述,通过过渡PL测量,能够得到以发光强度为纵轴、以时间为横轴的发光衰减曲线。基于该发光衰减曲线,能够推算从由光激发生成的单重态激发状态发出的荧光、与从经由三重态激发状态而通过逆能量转移生成的单重态激发状态发出的延迟荧光的荧光强度比。在延迟荧光性的材料中,相对于快速衰减的荧光的强度,缓慢衰减的延迟荧光的强度的比例在一定程度上较大。
具体而言,作为来自延迟荧光性的材料的发光,存在Prompt发光(即时发光)与Delay发光(延迟发光)。Prompt发光(即时发光)是指,被该延迟荧光性的材料所吸收的波长的脉冲光(从脉冲激光照射的光)激发后,从该激发状态立即观察到的发光。Delay发光(延迟发光)是指,由该脉冲光激发后不能立即观察到而在其后观察到的发光。
Prompt发光与Delay发光的量及两者之比能够通过与“《Nature》492,234-238,2012”(参考文献1)中所记载的方法同样的方法求出。另外,用于计算出Prompt发光与Delay发光的量的装置并不限定于所述参考文献1中记载的装置或图2中记载的装置。
此外,在本说明书中,在化合物M2的延迟荧光性的测量中,使用通过以下所示的方法制作出的试样。例如,将化合物M2溶解在甲苯中,为了消除自吸收的影响,制备在激发波长下吸光度为0.05以下的稀溶液。此外,为了防止氧引起的消光,将试样溶液冻结排气后,在氩气气氛下封入带盖的池中,由此制成通过氩气饱和的无氧的试样溶液。
用分光荧光光度计FP-8600(日本分光公司制)测量上述试样溶液的荧光光谱,此外在相同条件下测量9,10-二苯蒽的乙醇溶液的荧光光谱。使用两个光谱的荧光面积强度,根据Morris等,《J.Phys.Chem.》,80(1976)969中的(1)式计算全荧光量子产率。
在本实施方式中,将测量对象化合物(化合物M2)的Prompt发光(即时发光)的量记作XP,将Delay发光(延迟发光)的量记作XD时,XD/XP的值优选为0.05以上。
本说明书中的化合物M2以外的化合物的Prompt发光与Delay发光的量及两者之比的测量也与化合物M2的Prompt发光与Delay发光的量及两者之比的测量相同。
·以通式(2)表示的化合物
在本实施方式中,延迟荧光性的化合物M2优选为以下述通式(2)表示的化合物。
[化38]
(在所述通式(2)中,
k为1、2、3或者4,
m为1、2、3或者4,
n为1或者2,
t为0、1、2或者3,
其中,k+m+n+t=6,
在t为2或者3时,多个Rx彼此相同或者不同,
A2为以下述通式(21)表示的基团,
在k为2、3或者4时,多个A2彼此相同或者不同,
D2为以下述通式(22)表示的基团,
在m为2、3或者4时,多个D2彼此相同或者不同,
CN为氰基。)
[化39]
(在所述通式(21)中,
由R201~R205中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
在所述通式(22)中,
由R211~R218中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
所述通式(21)及(22)中的*分别表示与所述通式(2)中的苯环键合的位置。)
(所述通式(2)的Rx、所述通式(21)中的未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R201~R205、以及所述通式(22)中的未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R211~R218分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的碳数为1~50的卤代烷基、
取代或未取代的碳数为2~50的烯基、
取代或未取代的碳数为2~50的炔基、
取代或未取代的成环碳数为3~50的环烷基、
以-Si(R901)(R902)(R903)表示的基团、
以-O-(R904)表示的基团、
以-S-(R905)表示的基团、
以-N(R906)(R907)表示的基团、
取代或未取代的碳数为7~50的芳烷基、
以-C(=O)R908表示的基团、
以-COOR909表示的基团、
卤素原子、
氰基、
硝基、
以-P(=O)(R931)(R932)表示的基团、
以-Ge(R933)(R934)(R935)表示的基团、
以-B(R936)(R937)表示的基团、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基。)
(在化合物M2及化合物M3中,R901、R902、R903、R904、R905、R906、R907、R908、R909、R931、R932、R933、R934、R935、R936及R937分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为3~50的环烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基,
在存在多个R901的情况下,多个R901彼此相同或者不同,
在存在多个R902的情况下,多个R902彼此相同或者不同,
在存在多个R903的情况下,多个R903彼此相同或者不同,
在存在多个R904的情况下,多个R904彼此相同或者不同,
在存在多个R905的情况下,多个R905彼此相同或者不同,
在存在多个R906的情况下,多个R906彼此相同或者不同,
在存在多个R907的情况下,多个R907彼此相同或者不同,
在存在多个R908的情况下,多个R908彼此相同或者不同,
在存在多个R909的情况下,多个R909彼此相同或者不同,
在存在多个R931的情况下,多个R931彼此相同或者不同,
在存在多个R932的情况下,多个R932彼此相同或者不同,
在存在多个R933的情况下,多个R933彼此相同或者不同,
在存在多个R934的情况下,多个R934彼此相同或者不同,
在存在多个R935的情况下,多个R935彼此相同或者不同,
在存在多个R936的情况下,多个R936彼此相同或者不同,
在存在多个R937的情况下,多个R937彼此相同或者不同。)
所述通式(2)中的n优选为2。还优选化合物M2为在苯环上键合2个氰基而得的二氰基苯化合物。
还优选化合物M2为以下述通式(201)表示的化合物。
[化40]
(在所述通式(201)中,A2、D2及Rx分别与所述通式(2)中的A2、D2及Rx同义,
k为1、2或者3,
m为1、2或者3,
t为0、1或者2,
其中,k+m+t=4。)
还优选化合物M2为以下述通式(210)或者通式(230)表示的化合物。
[化41]
(在所述通式(210)及通式(230)中,A2、D2及Rx分别与所述通式(2)中的A2、D2及Rx同义,
k为1、2或者3,
m为1、2或者3,
t为0、1或者2,
其中,k+m+t=4。)
化合物M2中的m优选为2。
还优选化合物M2为以下述通式(211)表示的化合物。
[化42]
(在所述通式(211)中,
D21及D22分别独立地与D2同义,
A2及Rx分别与所述通式(2)中的A2及Rx同义,
k为1或者2,
t为0或者1,
其中,k+t=2。)
在化合物M2中,D21及D22彼此相同或者不同。
化合物M2中的k优选为1或者2,更优选为2。
还优选化合物M2为以下述通式(202)或者通式(203)表示的化合物。
[化43]
(在所述通式(202)或者通式(203)中,
A21及A22分别独立地与A2同义,
D2及Rx分别与所述通式(2)中的D2及Rx同义,
m为1或者2,
t为0或者1,
其中,m+t=2。)
在化合物M2中,A21及A22彼此相同或者不同。
还优选化合物M2为以下述通式(221)表示的化合物。
[化44]
(在所述通式(221)中,
A21及A22分别独立地与A2同义,
D21及D22分别独立地与D2同义。)
还优选化合物M2为以下述通式(222)表示的化合物。
[化45]
(在所述通式(222)中,R201~R205分别独立地与所述通式(21)中的R201~R205同义,R211~R218分别独立地与所述通式(22)中的R211~R218同义。)
在化合物M2中,多个R201彼此相同或者不同,多个R202彼此相同或者不同,多个R203彼此相同或者不同,多个R204彼此相同或者不同,多个R205彼此相同或者不同,多个R211彼此相同或者不同,多个R212彼此相同或者不同,多个R213彼此相同或者不同,多个R214彼此相同或者不同,多个R215彼此相同或者不同,多个R216彼此相同或者不同,多个R217彼此相同或者不同,多个R218彼此相同或者不同。
在化合物M2中,优选Rx、未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R201~R205、以及未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R211~R218分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基。
在化合物M2中,优选Rx、未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R201~R205、以及未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R211~R218分别独立地为,
氢原子、或者
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基。
在化合物M2中,优选Rx、未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R201~R205、以及未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R211~R218为氢原子。
优选化合物M2中的A2为从由以下述通式(A21)~(A25)表示的基团构成的组中选择的任一种基团。
优选化合物M2中的A21及A22分别独立地为从由以下述通式(A21)~(A25)表示的基团构成的组中选择的任一种基团。
[化46]
[化47]
(在所述通式(A21)~(A25)中,
由多个R200中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R200分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的碳数为1~50的卤代烷基、
取代或未取代的碳数为2~50的烯基、
取代或未取代的碳数为2~50的炔基、
取代或未取代的成环碳数为3~50的环烷基、
以-Si(R901)(R902)(R903)表示的基团、
以-O-(R904)表示的基团、
以-S-(R905)表示的基团、
以-N(R906)(R907)表示的基团、
取代或未取代的碳数为7~50的芳烷基、
以-C(=O)R908表示的基团、
以-COOR909表示的基团、
卤素原子、
氰基、
硝基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基,
所述通式(A21)~(A25)中的*分别表示与所述通式(2)中的苯环键合的位置。)
优选化合物M2中的A2为从由以所述通式(A21)、(A24)及(A25)表示的基团构成的组中选择的任一种基团。
优选化合物M2中的A21及A22分别独立地为从由以所述通式(A21)、(A24)及(A25)表示的基团构成的组中选择的任一种基团。
优选化合物M2中的A2为以所述通式(A21)表示的基团。
优选化合物M2中的A21及A22为以所述通式(A21)表示的基团。
还优选在化合物M2中,由多个R200中的邻接的2个以上构成的组均不互相键合。
优选化合物M2中的A2为以所述通式(A21)表示的基团,通式(A21)中的R200为氢原子。
优选化合物M2中的A21及A22为以所述通式(A21)表示的基团,通式(A21)中的R200为氢原子。
优选所述通式(A21)~(A25)中的R200分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基。
优选所述通式(A21)~(A25)中的R200分别独立地为,
氢原子、或者
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基。
优选所述通式(A21)~(A25)中的R200为氢原子。
优选化合物M2中的D2为从由以下述通式(B21)~(B23)表示的基团构成的组中选择的任一种基团。
优选化合物M2中的D21及D22分别独立地为从由以下述通式(B21)~(B23)表示的基团构成的组中选择的任一种基团。
[化48]
[化49]
[化50]
(由所述通式(B22)中的R211~R214、R241~R244中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
由所述通式(B23)中的R251~R258中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
所述通式(B21)中的R211~R218、所述通式(B22)中的未形成取代或未取代的单环且未形成取代或未取代的稠环的R211~R214、R241~R244、以及所述通式(B23)中的未形成取代或未取代的单环且未形成取代或未取代的稠环的R251~R258分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的碳数为1~50的卤代烷基、
取代或未取代的碳数为2~50的烯基、
取代或未取代的碳数为2~50的炔基、
取代或未取代的成环碳数为3~50的环烷基、
以-Si(R901)(R902)(R903)表示的基团、
以-O-(R904)表示的基团、
以-S-(R905)表示的基团、
以-N(R906)(R907)表示的基团、
取代或未取代的碳数为7~50的芳烷基、
以-C(=O)R908表示的基团、
以-COOR909表示的基团、
卤素原子、
氰基、
硝基、
以-P(=O)(R931)(R932)表示的基团、
以-Ge(R933)(R934)(R935)表示的基团、
以-B(R936)(R937)表示的基团、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基,
在所述通式(B22)及所述通式(B23)中,
环G、环J及环K分别独立地为从由以下述通式(B24)及通式(B25)表示的环结构构成的组中选择的任一种环结构,
环G、环J及环K与邻接的环在任意位置缩合,
pa、px及py分别独立地为1、2、3或者4,
在pa为2、3或者4的情况下,多个环G彼此相同或者不同,
在px为2、3或者4的情况下,多个环J彼此相同或者不同,
在py为2、3或者4的情况下,多个环K彼此相同或者不同,
所述通式(B21)~(B23)中的*表示与所述通式(2)中的苯环键合的位置。)
[化51]
(在所述通式(B24)中,
由R219及R220构成的组
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
在所述通式(B25)中,
X21为硫原子、氧原子、NR261或者CR262R263
由R262及R263构成的组
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
R261、未形成取代或未取代的单环且未形成取代或未取代的稠环的R219及R220、以及未形成取代或未取代的单环且未形成取代或未取代的稠环的R262及R263分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的碳数为1~50的卤代烷基、
取代或未取代的碳数为2~50的烯基、
取代或未取代的碳数为2~50的炔基、
取代或未取代的成环碳数为3~50的环烷基、
以-Si(R901)(R902)(R903)表示的基团、
以-O-(R904)表示的基团、
以-S-(R905)表示的基团、
以-N(R906)(R907)表示的基团、
取代或未取代的碳数为7~50的芳烷基、
以-C(=O)R908表示的基团、
以-COOR909表示的基团、
卤素原子、
氰基、
硝基、
以-P(=O)(R931)(R932)表示的基团、
以-Ge(R933)(R934)(R935)表示的基团、
以-B(R936)(R937)表示的基团、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基。)
在本实施方式的化合物中,以所述通式(B21)~(B23)表示的基团等所键合的所述通式(2)的苯环是指,所述通式(2)中明确示出的苯环本身,而不是A2、D2及Rx中包含的苯环。在后述的以通式(201)、(210)、(230)、(211)、(202)、(203)及(221)表示的化合物中,也与所述通式(2)的情况同样地,在这些通式中明确示出的苯环本身键合有以所述通式(B21)~(B23)表示的基团等。
由所述通式(B21)中的R211~R218中的邻接的2个以上构成的组均不互相键合。
在化合物M2中,优选
所述通式(B21)中的R211~R218
所述通式(B22)中的R211~R214及R241~R244
所述通式(B23)中的R251~R258、以及
所述通式(B24)中的R219及R220分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基。
在化合物M2中,优选
所述通式(B21)中的R211~R218
所述通式(B22)中的R211~R214及R241~R244
所述通式(B23)中的R251~R258、以及
所述通式(B24)中的R219及R220分别独立地为,
氢原子、或者
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基。
在化合物M2中,优选
所述通式(B21)中的R211~R218
所述通式(B22)中的R211~R214及R241~R244
所述通式(B23)中的R251~R258、以及
所述通式(B24)中的R219及R220为氢原子。
在化合物M2中,优选R261
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基。
在化合物M2中,优选由R262及R263构成的组
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
未形成取代或未取代的单环且未形成取代或未取代的稠环的R262及R263分别独立地为,
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基。
在化合物M2中,优选
所述通式(B22)是从由下述通式(a1)~(a6)构成的组中选择的任一种环结构,
所述通式(B23)中的px及py分别独立地为2,且至少1个环J是以所述通式(B25)表示的环结构,至少1个环K是以所述通式(B25)表示的环结构。
[化52]
[化53]
[化54]
(在所述通式(a1)~(a6)中,
R211~R214、R241~R244分别与所述通式(B22)中的R211~R214、R241~R244同义,
X21、R219及R220分别与所述通式(B25)中的X21、R219及R220同义,
所述通式(a1)~(a6)中的*表示与所述通式(2)中的苯环键合的位置。)
优选化合物M2中的D2为所述通式(B22)或者所述通式(B23)。
优选化合物M2中的D21及D22分别独立地为所述通式(B22)或者所述通式(B23)。
还优选化合物M2中的D2为以下述通式(121)、通式(122)或者通式(131)表示的基团。
还优选化合物M2中的D21及D22分别独立地为以下述通式(121)、通式(122)或者通式(131)表示的基团。
[化55]
[化56]
[化57]
(在所述通式(121)及通式(122)中,R211~R214及R241~R244与所述通式(B22)中的R211~R214及R241~R244同义,
环G1、环G2、环G3及环G4之中的2个为以所述通式(B24)表示的环结构,剩余2个为以所述通式(B25)表示的环结构,
在所述通式(131)中,R251~R258与所述通式(B23)中的R251~R258同义,
环J1及环J2中的一个为以所述通式(B24)表示的环结构,环J1及环J2中的另一个为以所述通式(B25)表示的环结构,
环K1及环K2中的一个为以所述通式(B24)表示的环结构,环K1及环K2中的另一个为以所述通式(B25)表示的环结构,
所述通式(121)、通式(122)及通式(131)中的*表示与所述通式(2)中的苯环键合的位置。)
在化合物M2中,优选环G1及环G3为以所述通式(B24)表示的环结构,环G2及环G4为以所述通式(B25)表示的环结构。
在化合物M2中,优选环J1为以所述通式(B24)表示的环结构,环J2为以所述通式(B25)表示的环结构,环K1为以所述通式(B24)表示的环结构,环K2为以所述通式(B25)表示的环结构。
在化合物M2中,优选D2、D21及D22分别独立地为以所述通式(131)表示的基团。
在化合物M2中,优选D2、D21及D22分别独立地为以下述通式(123)、通式(124)、通式(125)或者通式(132)表示的基团。
[化58]
[化59]
[化60]
[化61]
(在所述通式(123)、通式(124)及通式(125)中,R211~R214及R241~R244分别独立地与所述通式(B22)中的R211~R214及R241~R244同义,R191~R194分别独立地与所述通式(B24)中的R219及R220同义,
在所述通式(132)中,R251~R258分别独立地与所述通式(B23)中的R251~R258同义,R195~R198分别独立地与所述通式(B24)中的R219及R220同义,
在所述通式(123)、通式(124)、通式(125)及通式(132)中,X21及X22分别独立地与所述通式(B25)中的X21同义,*表示与所述通式(2)中的苯环键合的位置。)
在所述通式(123)、通式(124)及通式(125)中,优选由R191~R194中的邻接的2个以上构成的组均不互相键合。
在所述通式(132)中,优选由R195~R198中的邻接的2个以上构成的组均不互相键合。
在化合物M2中,优选D2、D21及D22分别独立地为以所述通式(132)表示的基团。
在化合物M2中,优选以通式(132)表示的基团中的X21为硫原子。在化合物M2中,更优选以通式(132)表示的基团中的X21为硫原子,X22为硫原子或者氧原子。
优选化合物M2中的X21为硫原子、氧原子或者CR262R263
优选所述化合物M2中的X21为硫原子或者氧原子。
优选在化合物M2中,“取代或未取代”这样的情况下的取代基为,
未取代的碳数为1~25的烷基、
未取代的碳数为2~25的烯基、
未取代的碳数为2~25的炔基、
未取代的成环碳数为3~25的环烷基、
以-Si(R901)(R902)(R903)表示的基团、
以-O-(R904)表示的基团、
以-S-(R905)表示的基团、
以-N(R906)(R907)表示的基团、
未取代的碳数为7~50的芳烷基、
以-C(=O)R908表示的基团、
以-COOR909表示的基团、
以-P(=O)(R931)(R932)表示的基团、
以-Ge(R933)(R934)(R935)表示的基团、
以-B(R936)(R937)表示的基团、
以-S(=O)2R938表示的基团、
卤素原子、
氰基、
硝基、
未取代的成环碳数为6~25的芳基、或者
未取代的成环原子数为5~25的杂环基,
R901~R909以及R931~R938分别独立地为,
氢原子、
未取代的碳数为1~25的烷基、
未取代的成环碳数为6~25的芳基、或者
未取代的成环原子数为5~25的杂环基。
优选在化合物M2中,“取代或未取代”这样的情况下的取代基为,
卤素原子、
未取代的碳数为1~25的烷基、
未取代的成环碳数为6~25的芳基、或者
未取代的成环原子数为5~25的杂环基。
优选在化合物M2中,“取代或未取代”这样的情况下的取代基为,
未取代的碳数为1~10的烷基、
未取代的成环碳数为6~12的芳基、或者
未取代的成环原子数为5~12的杂环基。
还优选在化合物M2中,记载为“取代或未取代”的基团均为“未取代”的基团。
在本说明书中,在R904为氢原子的情况下,以-O-(R904)表示的基团为羟基。
在本说明书中,在R905为氢原子的情况下,以-S-(R905)表示的基团为硫醇基。
在本说明书中,在R931及R932为取代基的情况下,以-P(=O)(R931)(R932)表示的基团为取代氧化膦基,在R931及R932为芳基的情况下,以-P(=O)(R931)(R932)表示的基团为芳基磷酰基。
在本说明书中,在R933、R934及R935为取代基的情况下,以-Ge(R933)(R934)(R935)表示的基团为取代锗基。
在本说明书中,在R936及R937为取代基的情况下,以-B(R936)(R937)表示的基团为取代硼基。
·化合物M2的制造方法
化合物M2能够通过公知的方法来制造。
化合物M2例如能够通过后述的实施例所记载的方法制造。
作为化合物M2的具体例,例如可例举以下的化合物。但是,本发明并不受这些化合物的具体例的限定。
[化62]
[化63]
[化64]
[化65]
[化66]
[化67]
[化68]
[化69]
[化70]
[化71]
[化72]
[化73]
[化74]
[化75]
[化76]
[化77]
[化78]
[化79]
[化80]
[化81]
[化82]
[化83]
[化84]
[化85]
[化86]
[化87]
[化88]
[化89]
[化90]
[化91]
[化92]
[化93]
[化94]
[化95]
[化96]
[化97]
[化98]
[化99]
[化100]
[化101]
[化102]
[化103]
[化104]
[化105]
[化106]
[化107]
[化108]
[化109]
[化110]
[化111]
[化112]
[化113]
[化114]
[化115]
[化116]
[化117]
(化合物M1)
在本实施方式中,化合物M1不为磷光发光性的金属络合物。化合物M1优选不为重金属络合物。此外,化合物M1优选不为金属络合物。
此外,化合物M1优选为不呈热活化延迟荧光性的化合物。
作为化合物M1,能够使用荧光发光性材料。作为荧光发光性材料,具体而言,例如可例举双芳基氨基萘衍生物、芳基取代萘衍生物、双芳基氨基蒽衍生物、芳基取代蒽衍生物、双芳基氨基芘衍生物、芳基取代芘衍生物、双芳基氨基衍生物、芳基取代衍生物、双芳基氨基荧蒽衍生物、芳基取代荧蒽衍生物、茚并苝衍生物、苊并荧蒽衍生物、含硼原子的化合物、吡咯亚甲基硼络合化合物、具有吡咯亚甲基骨架的化合物、具有吡咯亚甲基骨架的化合物的金属络合物、二酮吡咯并吡咯衍生物、苝衍生物以及并四苯衍生物等。
在本实施方式中,优选荧光发光性的化合物M1为以下述通式(1)表示的化合物。
[化118]
(在所述通式(1)中,
环A、环B、环D、环E及环F分别独立地为从
由取代或未取代的成环碳数为6~30的芳环、及
取代或未取代的成环原子数为5~30的杂环构成的组中选择的环结构,
环B及环D仅其中一方存在,或者环B及环D双方均存在,
在环B及环D双方均存在的情况下,环B及环D共用连接Zc与Zh的键,
环E及环F仅其中一方存在,或者环E及环F双方均存在,
在环E及环F双方均存在的情况下,环E及环F共用连接Zf与Zi的键,
Za为氮原子或者碳原子,
在存在环B的情况下,Zb为氮原子或者碳原子,
在不存在环B的情况下,Zb为氧原子、硫原子、NRb、C(Rb1)(Rb2)或者Si(Rb3)(Rb4),
Zc为氮原子或者碳原子,
在存在环D的情况下,Zd为氮原子或者碳原子,
在不存在环D的情况下,Zd为氧原子、硫原子或者NRd,
在存在环E的情况下,Ze为氮原子或者碳原子,
在不存在环E的情况下,Ze为氧原子、硫原子或者NRe,
Zf为氮原子或者碳原子,
在存在环F的情况下,Zg为氮原子或者碳原子,
在不存在环F的情况下,Zg为氧原子、硫原子、NRg、C(Rg1)(Rg2)或者Si(Rg3)(Rg4),
Zh为氮原子或者碳原子,
Zi为氮原子或者碳原子,
Y为硼原子、磷原子、SiRh、P=O或者P=S,
Rb、Rb1、Rb2、Rb3、Rb4、Rd、Re、Rg、Rg1、Rg2、Rg3、Rg4及Rh分别独立地为氢原子或者取代基,
作为取代基的Rb、Rb1、Rb2、Rb3、Rb4、Rd、Re、Rg、Rg1、Rg2、Rg3、Rg4及Rh分别独立地为,
取代或未取代的成环碳数为6~30的芳基、
取代或未取代的成环原子数为5~30的杂环基、
取代或未取代的碳数为1~30的烷基、
取代或未取代的成环碳数为3~30的环烷基、
以-Si(R911)(R912)(R913)表示的基团、
以-O-(R914)表示的基团、
以-S-(R915)表示的基团、或者
以-N(R916)(R917)表示的基团,
其中,Y与Za之间的键、Y与Zd之间的键、以及Y与Ze之间的键均为单键。)
Y与Za之间的键、Y与Zd之间的键、以及Y与Ze之间的键均为单键,该单键为共价键而并非配位键。
在本说明书中,作为杂环,例如可例举从上述的“本说明书中记载的取代基”中所例示的“杂环基”中去除化学键而得的环结构(杂环)。这些杂环可以具有取代基,也可以未取代。
在本说明书中,作为芳环,例如可例举从上述的“本说明书中记载的取代基”中所例示的“芳基”中去除化学键而得的环结构(芳环)。这些芳环可以具有取代基,也可以未取代。
在本实施方式中,还优选化合物M1为以下述通式(11)表示的化合物。
[化119]
(在所述通式(11)中,
环A、环D及环E分别独立地为从
由取代或未取代的成环碳数为6~30的芳环、及
取代或未取代的成环原子数为5~30的杂环构成的组中选择的环结构,
Za为氮原子或者碳原子,
Zb为氧原子、硫原子、NRb、C(Rb1)(Rb2)或者Si(Rb3)(Rb4),
Zc为氮原子或者碳原子,
Zd为氮原子或者碳原子,
Ze为氮原子或者碳原子,
Zf为氮原子或者碳原子,
Zg为氧原子、硫原子、NRg、C(Rg1)(Rg2)或者Si(Rg3)(Rg4),
Zh为氮原子或者碳原子,
Zi为氮原子或者碳原子,
Y为硼原子、磷原子、SiRh、P=O或者P=S,
Rb、Rb1、Rb2、Rb3、Rb4、Rg、Rg1、Rg2、Rg3、Rg4及Rh分别独立地与所述通式(1)中的Rb、Rb1、Rb2、Rb3、Rb4、Rg、Rg1、Rg2、Rg3、Rg4及Rh同义。)
在本实施方式中,还优选化合物M1为以下述通式(16)表示的化合物。
[化120]
(在所述通式(16)中,
由R161~R177中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
以及未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R161~R177分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的碳数为2~50的烯基、
取代或未取代的碳数为2~50的炔基、
取代或未取代的成环碳数为3~50的环烷基、
取代或未取代的碳数为7~50的芳烷基、
以-Si(R961)(R962)(R963)表示的基团、
以-O-(R964)表示的基团、
以-S-(R965)表示的基团、
以-N(R966)(R967)表示的基团、
以-C(=O)R968表示的基团、
以-COOR969表示的基团、
卤素原子、
氰基、
硝基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基,
R961~R969分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基,
在存在多个R961的情况下,多个R961彼此相同或者不同,
在存在多个R962的情况下,多个R962彼此相同或者不同,
在存在多个R963的情况下,多个R963彼此相同或者不同,
在存在多个R964的情况下,多个R964彼此相同或者不同,
在存在多个R965的情况下,多个R965彼此相同或者不同,
在存在多个R966的情况下,多个R966彼此相同或者不同,
在存在多个R967的情况下,多个R967彼此相同或者不同,
在存在多个R968的情况下,多个R968彼此相同或者不同,
在存在多个R969的情况下,多个R969彼此相同或者不同。)
在本实施方式中,还优选荧光发光性的化合物M1为以下述通式(20)表示的化合物。
(以通式(D10)表示的化合物)
在本实施方式中,还优选化合物M1为以下述通式(D10)表示的化合物。还优选以所述通式(1)表示的化合物为以下述通式(D10)表示的化合物。
[化121]
(在所述通式(D10)中,
X1为CR1或者氮原子,
X2为CR2或者氮原子,
X3为CR3或者氮原子,
X4为CR4或者氮原子,
X5为CR5或者氮原子,
X6为CR6或者氮原子,
X7为CR7或氮原子,或者为通过单键与X8键合的碳原子,
X8为CR8或氮原子,或者为通过单键与X7键合的碳原子,
X9为CR9或者氮原子,
X10为CR10或者氮原子,
X11为CR11或者氮原子,
X12为CR12或者氮原子,
Q为CRQ或者氮原子,
Y为NRY1、氧原子、硫原子、C(RY2)(RY3)或者Si(RY4)(RY5),
由R1~R6以及R9~R11中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
由R3、R4及RY1中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
由R3、R4及RY1中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上互相键合而形成的单环或者稠环中的至少一个氢被从
由碳数为1~50的烷基、
成环碳数为6~50的芳基、
成环原子数为5~50的杂环基、
以-O-(R920)表示的基团、及
以-N(R921)(R922)表示的基团构成的组中选择的至少任一种取代基取代或者未被取代,
该取代基中的至少一个氢被成环碳数为6~50的芳基或碳数为1~50的烷基取代或者未被取代,
未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R1~R11以及R12~R13及RQ分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的碳数为2~50的烯基、
取代或未取代的碳数为2~50的炔基、
取代或未取代的成环碳数为3~50的环烷基、
以-Si(R911)(R912)(R913)表示的基团、
以-O-(R914)表示的基团、
以-S-(R915)表示的基团、
以-N(R916)(R917)表示的基团、
取代或未取代的碳数为7~50的芳烷基、
以-C(=O)R918表示的基团、
以-COOR919表示的基团、
卤素原子、
氰基、
硝基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基,
未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的RY1
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的碳数为2~50的烯基、
取代或未取代的碳数为2~50的炔基、
取代或未取代的成环碳数为3~50的环烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基,
由RY2及RY3构成的组
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的RY2及RY3以及RY4及RY5分别独立地为,
氢原子、
卤素原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基,
R911~R922分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为3~50的环烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基,
在存在多个R911的情况下,多个R911彼此相同或者不同,
在存在多个R912的情况下,多个R912彼此相同或者不同,
在存在多个R913的情况下,多个R913彼此相同或者不同,
在存在多个R914的情况下,多个R914彼此相同或者不同,
在存在多个R915的情况下,多个R915彼此相同或者不同,
在存在多个R916的情况下,多个R916彼此相同或者不同,
在存在多个R917的情况下,多个R917彼此相同或者不同,
在存在多个R918的情况下,多个R918彼此相同或者不同,
在存在多个R919的情况下,多个R919彼此相同或者不同,
在存在多个R920的情况下,多个R920彼此相同或者不同,
在存在多个R921的情况下,多个R921彼此相同或者不同,
在存在多个R922的情况下,多个R922彼此相同或者不同。)
还优选以所述通式(D10)表示的化合物以下述通式(D12)表示。
[化122]
(在所述通式(D12)中,R1~R13、RY1、RQ分别独立地与在所述通式(D10)中所定义的一致。)
还优选以所述通式(D10)表示的化合物以下述通式(D13)表示。
[化123]
(在所述通式(D13)中,
R1~R3、R5~R13及RQ分别独立地与在所述通式(D10)中所定义的一致,
由Rx1~Rx4中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的RX1~Rx4分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的碳数为2~50的烯基、
取代或未取代的碳数为2~50的炔基、
取代或未取代的成环碳数为3~50的环烷基、
取代或未取代的碳数为7~50的芳烷基、
以-Si(R931)(R932)(R933)表示的基团、
以-O-(R934)表示的基团、
以-S-(R935)表示的基团、
以-N(R936)(R937)表示的基团、
取代或未取代的碳数为7~50的芳烷基、
以-C(=O)R938表示的基团、
以-COOR939表示的基团、
卤素原子、
氰基、
硝基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基,
R931~R939分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基,
在存在多个R931的情况下,多个R931彼此相同或者不同,
在存在多个R932的情况下,多个R932彼此相同或者不同,
在存在多个R933的情况下,多个R933彼此相同或者不同,
在存在多个R934的情况下,多个R934彼此相同或者不同,
在存在多个R935的情况下,多个R935彼此相同或者不同,
在存在多个R936的情况下,多个R936彼此相同或者不同,
在存在多个R937的情况下,多个R937彼此相同或者不同,
在存在多个R938的情况下,多个R938彼此相同或者不同,
在存在多个R939的情况下,多个R939彼此相同或者不同。)
另外,在所述通式(D13)中,例如,由R5及R6构成的组互相键合而形成取代或未取代的单环,或者互相键合而形成取代或未取代的稠环,或者不互相键合。
在以所述通式(D10)及(D13)表示的化合物中,还优选R1~R3、R5~R13、RQ及Rx1~Rx4分别独立地为氢原子、取代或未取代的碳数为1~50的烷基、取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者取代或未取代的成环原子数为5~50的杂芳基。
在以所述通式(D10)及(D13)表示的化合物中,还优选R1~R3、R5~R13、RQ及Rx1~Rx4分别独立地为氢原子、取代或未取代的碳数为1~25的烷基、取代或未取代的成环碳数为6~25的芳基、或者取代或未取代的成环原子数为5~25的杂芳基。
还优选以所述通式(D10)表示的化合物以下述通式(D14)表示。
[化124]
(在所述通式(D14)中,R2、R6、R13、RQ及Rx2分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~10的烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~12的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~18的杂芳基。)
[化125]
在所述通式(20)中,
X为氮原子或者与Y键合的碳原子,
Y为氢原子或者取代基,
R21~R26分别独立地为氢原子或取代基,或者R21及R22的组、R22及R23的组、R24及R25的组、以及R25及R26的组中的任意1个以上的组互相键合而形成环,
作为取代基的Y及R21~R26分别独立地从
由取代或未取代的碳数为1~30的烷基、
取代或未取代的碳数为1~30的卤代烷基、
取代或未取代的成环碳数为3~30的环烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~30的芳基、
取代或未取代的碳数为1~30的烷氧基、
取代或未取代的碳数为1~30的卤代烷氧基、
取代或未取代的碳数为1~30的烷硫基、
取代或未取代的成环碳数为6~30的芳氧基、
取代或未取代的成环碳数为6~30的芳硫基、
取代或未取代的碳数为2~30的烯基、
取代或未取代的碳数为7~30的芳烷基、
取代或未取代的成环原子数为5~30的杂芳基、
卤素原子、
羧基、
取代或未取代的酯基、
取代或未取代的氨基甲酰基、
取代或未取代的氨基、
硝基、
氰基、
取代或未取代的甲硅烷基、及
取代或未取代的硅氧烷基构成的组中选择,
Z21及Z22分别独立地为取代基,或者Z21及Z22互相键合而形成环,
作为取代基的Z21及Z22分别独立地从
由卤素原子、
取代或未取代的碳数为1~30的烷基、
取代或未取代的碳数为1~30的卤代烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~30的芳基、
取代或未取代的碳数为1~30的烷氧基、
取代或未取代的碳数为1~30的卤代烷氧基、及
取代或未取代的成环碳数为6~30的芳氧基构成的组中选择。
·化合物M1的制造方法
化合物M1能够通过公知的方法来制造。
以下示出化合物M1的具体例。但是,本发明并不受这些化合物的具体例的限定。
另外,吡咯亚甲基骨架中的硼原子与氮原子的配位键有实线、虚线、箭头或省略等各种标记方法。在本说明书中,用实线表示,或用虚线表示,或省略记载。
[化126]
[化127]
[化128]
[化129]
[化130]
[化131]
[化132]
[化133]
[化134]
[化135]
[化136]
[化137]
[化138]
[化139]
[化140]
[化141]
[化142]
[化143]
[化144]
[化145]
[化146]
[化147]
在化合物M1为荧光发光性的化合物的情况下,优选化合物M1呈现最大峰波长为400nm以上700nm以下的发光。
在本说明书中,最大峰波长是指,对于测量对象化合物以10-6摩尔/升以上10-5摩尔/升以下的浓度溶解的甲苯溶液,测量出的荧光光谱中的发光强度达到最大的荧光光谱的峰波长。测量装置使用分光荧光光度计(日立高新技术公司制,F-7000)。
优选化合物M1呈现红色的发光或者绿色的发光。
在本说明书中,红色的发光是指,荧光光谱的最大峰波长在600nm以上660nm以下的范围内的发光。
在化合物M1为红色的荧光发光性的化合物的情况下,化合物M1的最大峰波长优选为600nm以上660nm以下,更优选为600nm以上640nm以下,进一步优选为610nm以上630nm以下。
在本说明书中,绿色的发光是指,荧光光谱的最大峰波长在500nm以上560nm以下的范围内的发光。
在化合物M1为绿色的荧光发光性的化合物的情况下,化合物M1的最大峰波长优选为500nm以上560nm以下,更优选为500nm以上540nm以下,进一步优选为510nm以上540nm以下。
在本说明书中,蓝色的发光是指,荧光光谱的最大峰波长在430nm以上480nm以下的范围内的发光。
在化合物M1为蓝色的荧光发光性的化合物的情况下,化合物M1的最大峰波长优选为430nm以上480nm以下,更优选为440nm以上480nm以下。
如下所述地进行从有机EL元件发出的光的最大峰波长的测量。
用分光发射亮度计CS-2000(柯尼卡美能达公司制)测量对有机EL元件施加电压以使电流密度达到10mA/cm2时的分光发射亮度光谱。
在得到的分光发射亮度光谱中,测量发光强度达到最大的发光光谱的峰波长,并将其作为最大峰波长(单位:nm)。
<发光层中的化合物M1及化合物M2的关系>
在本实施方式的有机EL元件中,优选作为延迟荧光性的化合物的化合物M2的单重态能量S1(Mat2)与荧光发光性的化合物M1的单重态能量S1(Mat1)满足下述数学式(数3)的关系。
S1(Mat2)>S1(Mat1)…(数3)
优选化合物M2的77[K]时的能隙T77K(Mat2)与化合物M1的77[K]时的能隙T77K(Mat1)满足下述数学式(数3A)的关系。
T77K(Mat2)>T77K(Mat1)…(数3A)
优选为使本实施方式的有机EL元件发光时,在发光层中,主要是荧光发光性的化合物M1进行发光。
·三重态能量与77[K]时的能隙的关系
在此,对三重态能量与77[K]时的能隙的关系进行说明。在本实施方式中,77[K]时的能隙与通常所定义的三重态能量存在不同点。
如下所述地进行三重态能量的测量。首先,将作为测量对象的化合物溶解于适当的溶剂中,将得到的溶液封入石英玻璃管内从而制作试样。对于该试样,在低温(77[K])下测量磷光光谱(设有纵轴:磷光发光强度,横轴:波长),对该磷光光谱的短波长侧的上升沿作切线,基于该切线与横轴的交点的波长值,根据规定的换算式计算出三重态能量。
在此,本实施方式的化合物内,热活化延迟荧光性的化合物优选为△ST较小的化合物。若△ST较小,则即使在低温(77[K])状态下,也容易发生系间窜越及逆系间窜越,激发单重态状态与激发三重态状态共存。其结果为,可认为与上述同样地测量的光谱包含来自激发单重态状态及激发三重态状态这两者的发光,虽然难以区分来自哪种状态发光,但基本上三重态能量的值是支配性的。
因此,在本实施方式中,测量方法与通常的三重态能量T相同,但为了在其严格意义上区分不同,将如下这样测量的值称为能隙T77K。将作为测量对象的化合物以浓度达到10μmol/L的方式溶解于EPA(二乙醚:异戊烷:乙醇=5:5:2(容积比))中,将该溶液放入石英池中作为测量试样。对于该测量试样,在低温(77[K])下测量磷光光谱(设有纵轴:磷光发光强度,横轴:波长),对该磷光光谱的短波长侧的上升沿作切线,基于该切线与横轴的交点的波长值λedge[nm],将根据以下的换算式(F1)计算出的能量作为77[K]时的能隙T77K
换算式(F1):T77K[eV]=1239.85/λedge
针对磷光光谱的短波长侧的上升沿的切线如下所示地画出。考虑该切线是从磷光光谱的短波长侧到光谱的极大值中最短波长侧的极大值为止在光谱曲线上移动时,朝向长波长侧曲线上的各点处的切线。该切线随着曲线的上升(即随着纵轴值的增大)而斜率增加。将在该斜率的值取极大值的点处画出的切线(即拐点处的切线)作为针对该磷光光谱的短波长侧的上升沿的切线。
另外,具有光谱的最大峰强度的15%以下的峰强度的极大点不包含在上述的最短波长侧的极大值中,将在最接近于最短波长侧的极大值且斜率的值取极大值的点处画出的切线作为针对该磷光光谱的短波长侧的上升沿的切线。
磷光的测量能够使用日立高新技术株式会社制的F-4500型分光荧光光度计主体。另外,测量装置并不限于此,可以通过组合冷却装置及低温用容器、激发光源、受光装置来进行测量。
·单重态能量S1
作为使用溶液的单重态能量S1的测量方法(有时称为溶液法),可例举下述的方法。
制备作为测量对象的化合物的10μmol/L甲苯溶液放入石英池,在常温(300K)下测量该试样的吸收光谱(设有纵轴:吸收强度,横轴:波长)。针对该吸收光谱的长波长侧的下降沿作切线,将该切线与横轴的交点的波长值λedge[nm]代入以下所示的换算式(F2)而计算出单重态能量。
换算式(F2):S1[eV]=1239.85/λedge
作为吸收光谱测量装置,例如可例举日立公司制的分光光度计(装置名:U3310),但不限定于此。
针对吸收光谱的长波长侧的下降沿的切线如下所示地画出。考虑该切线是从吸收光谱的极大值中最长波长侧的极大值起沿长波长方向在光谱曲线上移动时,曲线上的各点处的切线。该切线随着曲线的下降(即随着纵轴值的减小),重复地出现斜率减小而后增加的情况。将斜率的值在最长波长侧(其中,不包括吸光度达到0.1以下的情况)取极小值的点处画出的切线作为针对该吸收光谱的长波长侧的下降沿的切线。
另外,吸光度的值为0.2以下的极大点不包含在上述最长波长侧的极大值中。
在本实施方式中,将单重态能量S1与77[K]时的能隙T77K之差(S1-T77K)定义为△ST。
在本实施方式中,化合物M2的单重态能量S1(Mat2)与化合物M2的77[K]时的能隙T77K(Mat2)之差△ST(Mat2)优选为小于0.3eV,更优选为小于0.2eV,进一步优选为小于0.1eV,更进一步优选为小于0.01eV。即,△ST(Mat2)优选为满足下述数学式(数1A)~(数1D)中的任一个的关系。
△ST(Mat2)=S1(Mat2)-T77K(Mat2)<0.3eV(数1A)
△ST(Mat2)=S1(Mat2)-T77K(Mat2)<0.2eV(数1B)
△ST(Mat2)=S1(Mat2)-T77K(Mat2)<0.1eV(数1C)
△ST(Mat2)=S1(Mat2)-T77K(Mat2)<0.01eV(数1D)
优选本实施方式的有机EL元件发红色光或者发绿色光。
在本实施方式的有机EL元件发绿色光的情况下,从有机EL元件发出的光的最大峰波长优选为500nm以上560nm以下。
在本实施方式的有机EL元件发红色光的情况下,从有机EL元件发出的光的最大峰波长优选为600nm以上660nm以下。
在本实施方式的有机EL元件发蓝色光的情况下,从有机EL元件发出的光的最大峰波长优选为430nm以上480nm以下。
如下所述地进行从有机EL元件发出的光的最大峰波长的测量。
用分光发射亮度计CS-2000(柯尼卡美能达公司制)测量对有机EL元件施加电压以使电流密度达到10mA/cm2时的分光发射亮度光谱。
在得到的分光发射亮度光谱中,测量发光强度达到最大的发光光谱的峰波长,并将其作为最大峰波长(单位:nm)。
·发光层的膜厚
本实施方式的有机EL元件中的发光层的膜厚优选为5nm以上50nm以下,更优选为7nm以上50nm以下,最优选为10nm以上50nm以下。若为5nm以上,则发光层形成及色度的调整变得容易,若为50nm以下,则容易抑制驱动电压的上升。
·发光层中的化合物的含有率
优选发光层中所包含的化合物M2及化合物M1的含有率例如在以下的范围内。
化合物M2的含有率优选为10质量%以上80质量%以下,更优选为10质量%以上60质量%以下,进一步优选为20质量%以上60质量%以下。
化合物M1的含有率优选为0.01质量%以上10质量%以下,更优选为0.01质量%以上5质量%以下,进一步优选为0.01质量%以上1质量%以下。
另外,本实施方式不排除发光层中包含除化合物M2及化合物M1以外的材料。
发光层可以仅包含1种化合物M2,也可以包含2种以上化合物M2。发光层可以仅包含1种化合物M1,也可以包含2种以上化合物M1。
·TADF机制(mechanism)
图4是示出发光层中的化合物M2及化合物M1的能级的关系的一例的图。在图4中,S0表示基态。S1(Mat2)表示化合物M2的最低激发单重态状态。T1(Mat2)表示化合物M2的最低激发三重态状态。S1(Mat1)表示化合物M1的最低激发单重态状态。T1(Mat1)表示化合物M1的最低激发三重态状态。
图4中的自S1(Mat2)向S1(Mat1)的虚线的箭头表示从化合物M2的最低激发单重态状态向化合物M1的福斯特(Forster)型能量转移。
如图4所示,如果使用△ST(Mat2)较小的化合物作为化合物M2,则最低激发三重态状态T1(Mat2)能够通过热能向最低激发单重态状态S1(Mat2)逆系间窜越。并且,发生从化合物M2的最低激发单重态状态S1(Mat2)向化合物M1的福斯特型能量转移,生成最低激发单重态状态S1(Mat1)。其结果为,能够观测到来自化合物M1的最低激发单重态状态S1(Mat1)的荧光发光。认为通过利用基于该TADF机制的延迟荧光,理论上也能够将内量子效率提高至100%。
根据第一实施方式,能够提供一种能够实现高性能化、特别是低电压、高效率及长寿命中的至少任一个的有机EL元件。
第一实施方式的有机EL元件能够用于有机电致发光显示装置(以下有时称为有机EL显示装置)。
此外,第一实施方式的有机EL元件能够用于显示装置及发光装置等电子设备。
<有机EL元件的构成>
进一步对有机EL元件1的构成进行说明。以下,有时省略附图标记的记载。
(基板)
基板被用作有机EL元件的支承体。作为基板,能够使用例如玻璃、石英及塑料等。此外,还可以使用挠性基板。挠性基板是指能够弯折的(柔性)基板,例如可例举塑料基板等。作为形成塑料基板的材料,例如可例举聚碳酸酯、聚芳酯、聚醚砜、聚丙烯、聚酯、聚氟乙烯、聚氯乙烯、聚酰亚胺及聚萘二甲酸乙二醇酯等。此外,还能够使用无机蒸镀膜。
(阳极)
形成于基板上的阳极优选为使用功函数较大(具体为4.0eV以上)的金属、合金、导电性化合物及它们的混合物等。具体而言,例如可例举氧化铟-氧化锡(ITO:Indium TinOxide)、含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡、氧化铟-氧化锌、含氧化钨及氧化锌的氧化铟、石墨烯等。除此以外,还可例举金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)、钛(Ti)或金属材料的氮化物(例如氮化钛)等。
这些材料通常通过溅射法成膜。例如,对于氧化铟-氧化锌,能够通过使用相对于氧化铟加入1质量%以上10质量%以下的氧化锌的靶,利用溅射法形成。此外,例如,对于含氧化钨及氧化锌的氧化铟,能够通过使用相对于氧化铟含有0.5质量%以上5质量%以下的氧化钨、0.1质量%以上1质量%以下的氧化锌的靶,利用溅射法形成。除此以外,还可以通过真空蒸镀法、涂布法、喷墨法、旋涂法等进行制作。
形成于阳极上的EL层中,与阳极相接而形成的空穴注入层使用与阳极的功函数无关而容易注入空穴(空洞)的复合材料形成,因此,能够使用可作为电极材料的材料(例如,金属、合金、导电性化合物及它们的混合物,此外也包括属于元素周期表的第1族或第2族的元素)。
还能够使用作为功函数较小的材料的、属于元素周期表的第1族或第2族的元素即锂(Li)及铯(Cs)等碱金属、镁(Mg)、钙(Ca)及锶(Sr)等碱土类金属和包含它们的合金(例如MgAg、AlLi)、铕(Eu)及镱(Yb)等稀土类金属和包含它们的合金等。另外,在使用碱金属、碱土类金属及包含它们的合金形成阳极的情况下,能够使用真空蒸镀法或溅射法。进而,在使用银浆等的情况下,能够使用涂布法或喷墨法等。
(阴极)
阴极优选为使用功函数较小(具体为3.8eV以下)的金属、合金、导电性化合物及它们的混合物等。作为这样的阴极材料的具体例,可例举属于元素周期表的第1族或第2族的元素即锂(Li)及铯(Cs)等碱金属、镁(Mg)、钙(Ca)及锶(Sr)等碱土类金属和包含它们的合金(例如MgAg、AlLi)、铕(Eu)及镱(Yb)等稀土类金属和包含它们的合金等。
另外,在使用碱金属、碱土类金属、包含它们的合金形成阴极的情况下,能够使用真空蒸镀法或溅射法。此外,在使用银浆等的情况下,能够使用涂布法或喷墨法等。
另外,通过设置电子注入层,能够与功函数的大小无关地使用Al、Ag、ITO、石墨烯、含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡等各种导电性材料形成阴极。这些导电性材料能够使用溅射法或喷墨法、旋涂法等进行成膜。
(空穴注入层)
空穴注入层是包含空穴注入性高的物质的层。作为空穴注入性高的物质,能够使用钼氧化物、钛氧化物、钒氧化物、铼氧化物、钌氧化物、铬氧化物、锆氧化物、铪氧化物、钽氧化物、银氧化物、钨氧化物、锰氧化物等。
此外,作为空穴注入性高的物质,还可例举作为低分子的有机化合物的4,4’,4”-三(N,N-二苯基氨基)三苯胺(简称:TDATA)、4,4’,4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(简称:MTDATA)、4,4’-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]联苯(简称:DPAB)、4,4’-双(N-{4-[N’-(3-甲基苯基)-N’-苯基氨基]苯基}-N-苯基氨基)联苯(简称:DNTPD)、1,3,5-三[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(简称:DPA3B)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称:PCzPCA1)、3,6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称:PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(简称:PCzPCN1)等芳香族胺化合物等和二吡嗪并[2,3-f:20,30-h]喹喔啉-2,3,6,7,10,11-六甲腈(HAT-CN)。
此外,作为空穴注入性高的物质,还能够使用高分子化合物(低聚物、树枝聚合物、聚合物等)。例如,可例举聚(N-乙烯基咔唑)(简称:PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(简称:PVTPA)、聚[N-(4-{N’-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N’-苯基氨基}苯基)甲基丙烯酰胺](简称:PTPDMA)、聚[N,N’-双(4-丁基苯基)-N,N’-双(苯基)联苯胺](简称:Poly-TPD)等高分子化合物。此外,还能够使用聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)、聚苯胺/聚(苯乙烯磺酸)(PAni/PSS)等添加酸的高分子化合物。
(空穴传输层)
空穴传输层是包含空穴传输性高的物质的层。空穴传输层能够使用芳香族胺化合物、咔唑衍生物、蒽衍生物等。具体而言,能够使用4,4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称:NPB)或N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-二苯基-[1,1’-联苯]-4,4’-二胺(简称:TPD)、4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称:BAFLP)、4,4’-双[N-(9,9-二甲基芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称:DFLDPBi)、4,4’,4”-三(N,N-二苯基氨基)三苯胺(简称:TDATA)、4,4’,4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(简称:MTDATA)、4,4’-双[N-(螺-9,9’-二芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称:BSPB)等芳香族胺化合物等。此处所说的物质主要是具有10-6cm2/(V·s)以上的空穴迁移率的物质。
空穴传输层也可以使用CBP、9-[4-(N-咔唑基)]苯基-10-苯基蒽(CzPA)、9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(PCzPA)这样的咔唑衍生物、或t-BuDNA、DNA、DPAnth这样的蒽衍生物。还能够使用聚(N-乙烯基咔唑)(简称:PVK)或聚(4-乙烯基三苯胺)(简称:PVTPA)等高分子化合物。
但是,只要为与电子相比空穴的传输性高的物质,则也可以使用除此以外的物质。另外,包含空穴传输性高的物质的层不仅可以为单层,还可以是由上述物质形成的层层叠二层以上而得的层。
在配置二层以上的空穴传输层的情况下,优选为在靠近发光层的一侧配置能隙更大的材料。
(电子传输层)
电子传输层是包含电子传输性高的物质的层。电子传输层能够使用1)铝络合物、铍络合物、锌络合物等金属络合物,2)咪唑衍生物、苯并咪唑衍生物、吖嗪衍生物、咔唑衍生物、菲咯啉衍生物等杂芳香族化合物,3)高分子化合物。具体而言,作为低分子的有机化合物,能够使用Alq、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(简称:Almq3)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(简称:BeBq2)、BAlq、Znq、ZnPBO、ZnBTZ等金属络合物等。此外,除金属络合物以外,还能够使用2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(简称:PBD)、1,3-双[5-(对叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(简称:OXD-7)、3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-联苯基)-1,2,4-三唑(简称:TAZ)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1,2,4-三唑(简称:p-EtTAZ)、红菲咯啉(简称:BPhen)、浴铜灵(简称:BCP)、4,4’-双(5-甲基苯并噁唑-2-基)芪(简称:BzOs)等杂芳香族化合物。本实施方案中,能够优选地使用苯并咪唑化合物。此处所说的物质主要是具有10-6cm2/(V·s)以上的电子迁移率的物质。另外,只要是电子传输性比空穴传输性更高的物质,则也可以使用除上述以外的物质作为电子传输层。此外,电子传输层可以由单层构成,还可以由上述物质形成的层层叠二层以上而构成。
此外,电子传输层还能够使用高分子化合物。例如,能够使用聚[(9,9-二己基芴-2,7-二基)-共-(吡啶-3,5-二基)](简称:PF-Py)、聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-共-(2,2’-联吡啶-6,6’-二基)](简称:PF-BPy)等。
(电子注入层)
电子注入层是包含电子注入性高的物质的层。在电子注入层能够使用锂(Li)、铯(Cs)、钙(Ca)、氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF2)、锂氧化物(LiOx)等这样的碱金属、碱土类金属或它们的化合物。除此以外,还可以使用使具有电子传输性的物质含有碱金属、碱土类金属或它们的化合物而得的物质,具体为使Alq中含有镁(Mg)而得的物质等。另外,在该情况下,能够更高效地从阴极进行电子注入。
或者,电子注入层还可以使用将有机化合物与供电子体(供体)混合而成的复合材料。这样的复合材料通过供电子体而在有机化合物中产生电子,因此电子注入性及电子传输性优异。在该情况下,作为有机化合物,优选为产生的电子的传输优异的材料,具体能够使用例如构成上述的电子传输层的物质(金属络合物或杂芳香族化合物等)。作为供电子体,只要是对于有机化合物示出供电子性的物质即可。具体而言,优选为碱金属、碱土类金属或稀土类金属,可例举锂、铯、镁、钙、铒、镱等。此外,优选为碱金属氧化物或碱土类金属氧化物,可例举锂氧化物、钙氧化物、钡氧化物等。此外,还能够使用氧化镁这样的路易斯碱。此外,还能够使用四硫富瓦烯(简称:TTF)等有机化合物。
本实施方式的有机EL元件1在阳极3与发光层5之间包含具有1个以上的有机层的空穴传输区域。在图1的情况下,空穴传输区域由第一层61及阳极侧有机层63构成。优选空穴传输区域包含多个有机层。
(层形成方法)
作为本实施方式的有机EL元件的各层的形成方法,除了上述中特别提到的以外并无限制,能够采用真空蒸镀法、溅射法、等离子体法、离子镀法等干式成膜法或者旋涂法、浸渍法、流涂法、喷墨法等湿式成膜法等公知的方法。
(膜厚)
本实施方式的有机EL元件的各有机层的膜厚除了上述中特别提到的以外并无限制,但通常若膜厚过薄,则容易产生针孔等缺陷,相反若过厚,则需要较高的施加电压而效率变差,因此通常优选为数nm~1μm的范围。
〔第二实施方式〕
对第二实施方式的有机EL元件的构成进行说明。对第二实施方式的说明中与第一实施方式相同的构成要素标注相同的附图标记和名称等并省略或简化说明。此外,在第二实施方式中,对于未特别提及的材料和化合物,能够使用与第一实施方式中说明的材料和化合物同样的材料和化合物。
第二实施方式的有机EL元件在发光层包含延迟荧光性的化合物M2、荧光发光性的化合物M1、还包含化合物M3这一方面与第一实施方式的有机EL元件不同。对于其它方面,与第一实施方式相同。
即,第二实施方式的有机EL元件的发光层包含延迟荧光性的化合物M2、荧光发光性的化合物M1、还有化合物M3,第一层包含第一化合物,第一化合物的电离势Ip(HT1)满足所述数学式(数1),第一化合物的空穴迁移率μh(HT1)满足所述数学式(数2)。第一层的膜厚为15nm以上。
在第二实施方式的情况下,发光层中包含的化合物M2优选为主体材料,化合物M1优选为掺杂剂材料,化合物M3优选为主体材料。有时将化合物M2及化合物M3中的一个称为第一主体材料,另一个称为第二主体材料。
作为化合物M2,能够使用在第一实施方式中说明的化合物M2。
作为化合物M1,能够使用在第一实施方式中说明的化合物M1。
作为第一化合物,能够使用在第一实施方式中说明的第一化合物。
(化合物M3)
化合物M3可以是热活化延迟荧光性的化合物,也可以是不呈热活化延迟荧光性的化合物,优选为不呈热活化延迟荧光性的化合物。
在本实施方式中,优选化合物M3为以下述通式(3X)或者(3Y)表示的化合物。
·以通式(3X)表示的化合物
[化148]
(在所述通式(3X)中,
A3
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基,
L3
单键、
取代或未取代的成环碳数为6~50的亚芳基、
取代或未取代的成环原子数为5~50的2价杂环基、
从由取代或未取代的成环碳数为6~50的亚芳基及取代或未取代的成环原子数为5~50的2价杂环基构成的组中选择的2个基团键合而形成的2价基团、或者
从由取代或未取代的成环碳数为6~30的亚芳基及取代或未取代的成环原子数为5~30的2价杂环基构成的组中选择的3个基团键合而形成的2价基团,
由R31~R38中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R31~R38分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的碳数为1~50的卤代烷基、
取代或未取代的碳数为2~50的烯基、
取代或未取代的碳数为2~50的炔基、
取代或未取代的成环碳数为3~50的环烷基、
以-Si(R901)(R902)(R903)表示的基团、
以-O-(R904)表示的基团、
以-S-(R905)表示的基团、
以-N(R906)(R907)表示的基团、
取代或未取代的碳数为7~50的芳烷基、
以-C(=O)R908表示的基团、
以-COOR909表示的基团、
卤素原子、
氰基、
硝基、
以-P(=O)(R931)(R932)表示的基团、
以-Ge(R933)(R934)(R935)表示的基团、
以-B(R936)(R937)表示的基团、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基、或者
以下述通式(3A)表示的基团。)
[化149]
(在所述通式(3A)中,
RB
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的碳数为1~50的卤代烷基、
取代或未取代的碳数为2~50的烯基、
取代或未取代的碳数为2~50的炔基、
取代或未取代的成环碳数为3~50的环烷基、
以-Si(R901)(R902)(R903)表示的基团、
以-O-(R904)表示的基团、
以-S-(R905)表示的基团、
以-N(R906)(R907)表示的基团、
取代或未取代的碳数为7~50的芳烷基、
以-C(=O)R908表示的基团、
以-COOR909表示的基团、
卤素原子、
氰基、
硝基、
以-P(=O)(R931)(R932)表示的基团、
以-Ge(R933)(R934)(R935)表示的基团、
以-B(R936)(R937)表示的基团、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基,
在存在多个RB时,多个RB彼此相同或者不同,
L31
单键、
取代或未取代的成环碳数为6~50的亚芳基、由该亚芳基衍生的3价基团、4价基团、5价基团或6价基团、
取代或未取代的成环原子数为5~50的2价杂环基、由该杂环基衍生的3价基团、4价基团、5价基团或6价基团、或者
从由取代或未取代的成环碳数为6~50的亚芳基及取代或未取代的成环原子数为5~50的2价杂环基构成的组中选择的2个基团键合而形成的2价基团、由该2价基团衍生的3价基团、4价基团、5价基团或6价基团,
L32
单键、
取代或未取代的成环碳数为6~50的亚芳基、
取代或未取代的成环原子数为5~50的2价杂环基,
n3为1、2、3、4或者5,
在L31为单键的情况下,n3为1,L32与所述通式(3X)中的六元环的碳原子键合,
在存在多个L32时,多个L32彼此相同或者不同,
*为与所述通式(3X)中的六元环的碳原子键合的部位。)
(在所述化合物M3中,R901、R902、R903、R904、R905、R906、R907、R908、R909、R931、R932、R933、R934、R935、R936及R937分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为3~50的环烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基,
在存在多个R901的情况下,多个R901彼此相同或者不同,
在存在多个R902的情况下,多个R902彼此相同或者不同,
在存在多个R903的情况下,多个R903彼此相同或者不同,
在存在多个R904的情况下,多个R904彼此相同或者不同,
在存在多个R905的情况下,多个R905彼此相同或者不同,
在存在多个R906的情况下,多个R906彼此相同或者不同,
在存在多个R907的情况下,多个R907彼此相同或者不同,
在存在多个R908的情况下,多个R908彼此相同或者不同,
在存在多个R909的情况下,多个R909彼此相同或者不同,
在存在多个R931的情况下,多个R931彼此相同或者不同,
在存在多个R932的情况下,多个R932彼此相同或者不同,
在存在多个R933的情况下,多个R933彼此相同或者不同,
在存在多个R934的情况下,多个R934彼此相同或者不同,
在存在多个R935的情况下,多个R935彼此相同或者不同,
在存在多个R936的情况下,多个R936彼此相同或者不同,
在存在多个R937的情况下,多个R937彼此相同或者不同。)
还优选化合物M3为以下述通式(31)~(36)中的任一个表示的化合物。
[化150]
[化151]
[化152]
(在所述通式(31)~(36)中,
A3及L3分别与所述通式(3X)中的A3及L3同义,
由R341~R350中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
X31为硫原子、氧原子、NR352或者CR353R354
由R353及R354构成的组
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R341~R350、R352、未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R353及R354分别独立地与未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R31~R38同义。)
在化合物M3中,优选R352
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基。
在化合物M3中,优选由R353及R354构成的组
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
未形成取代或未取代的单环且未形成取代或未取代的稠环的R353及R354分别独立地为,
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基。
优选在化合物M3中,X31为硫原子或者氧原子。
优选在化合物M3中,A3为以下述通式(A31)~(A37)中的任一个表示的基团。
[化153]
[化154]
(在所述通式(A31)~(A37)中,
由多个R300中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R300、以及R333分别独立地与未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R31~R38同义,
所述通式(A31)~(A37)中的*分别表示与所述化合物M3的L3键合的位置。)
还优选在化合物M3中,A3为以所述通式(A34)、(A35)或者(A37)表示的基团。
还优选化合物M3为以下述通式(311)~(316)中的任一个表示的化合物。
[化155]
[化156]
[化157]
[化158]
[化159]
[化160]
(在所述通式(311)~(316)中,
L3与所述通式(3X)中的L3同义,
由多个R300中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者不互相键合,
由R341~R350中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R300、以及未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R341~R350分别独立地与未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R31~R38同义。)
还优选化合物M3为以下述通式(321)表示的化合物。
[化161]
(在所述通式(321)中,
L3与所述通式(3X)中的L3同义,
R31~R38、以及R301~R308分别独立地与未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R31~R38同义。)
优选在化合物M3中,L3为单键或者取代或未取代的成环碳数为6~50的亚芳基。
优选在化合物M3中,L3
单键、
取代或未取代的亚苯基、
取代或未取代的亚联苯基、或者
取代或未取代的亚三联苯基。
优选在化合物M3中,L3为以下述通式(317)表示的基团。
[化162]
(在所述通式(317)中,
R310分别独立地与未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R31~R38同义,*分别独立地表示键合位置。)
还优选在化合物M3中,L3包含以下述通式(318)或者通式(319)表示的2价基团。
还优选在化合物M3中,L3为以下述通式(318)或者通式(319)表示的2价基团。
还优选化合物M3为以下述通式(322)或者通式(323)表示的化合物。
[化163]
[化164]
(在所述通式(322)及通式(323)中,
L31
取代或未取代的成环碳数为6~50的亚芳基、
取代或未取代的成环原子数为5~50的2价杂环基、或者
从由取代或未取代的成环碳数为6~50的亚芳基及取代或未取代的成环原子数为5~50的2价杂环基构成的组中选择的2个基团键合而形成的2价基团,
其中,L31包含以下述通式(318)或者通式(319)表示的2价基团,
R31~R38、R300、以及R321~R328分别独立地与未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R31~R38同义。)
[化165]
(在所述通式(319)中,
由多个R304中的邻接的2个构成的组互相键合而形成以所述通式(320)表示的环,
在所述通式(320)中,1*及2*分别独立地表示与R304所键合的环的键合位置,
所述通式(318)中的R302、所述通式(318)中的R303、所述通式(319)中的R303、未形成以所述通式(320)表示的环的R304、以及所述通式(320)中的R305分别独立地与未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R31~R38同义,
所述通式(318)~(320)中的*分别表示键合位置。)
在化合物M3中,作为L3或者L31的以所述通式(319)表示的基团例如为以下述通式(319A)表示的基团。
[化166]
(在所述通式(319A)中,R303、R304及R305分别独立地与未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R31~R38同义,所述通式(319A)中的*分别表示键合位置。)
还优选化合物M3为以所述通式(322)表示的化合物,L31为以所述通式(318)表示的基团。
还优选化合物M3为以下述通式(324)表示的化合物。
[化167]
(在所述通式(324)中,R31~R38、R300、以及R302分别独立地与未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R31~R38同义。)
优选为,未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R31~R38分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基、或者
以所述通式(3A)表示的基团,
所述通式(3A)中的RB
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基。
优选为,未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R31~R38分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
以所述通式(3A)表示的基团,
所述通式(3A)中的RB为取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基。
优选为,未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R31~R38分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的苯基、或者
以所述通式(3A)表示的基团,
所述通式(3A)中的RB为取代或未取代的苯基。
还优选化合物M3为不具有吡啶环、嘧啶环及三嗪环的化合物。
·以通式(3Y)表示的化合物
[化168]
(在所述通式(3Y)中,
Y31~Y36分别独立地为CR3或者氮原子,
其中,Y31~Y36中的2个以上为氮原子,
在存在多个R3的情况下,由多个R3中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R3分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的碳数为1~50的卤代烷基、
取代或未取代的碳数为2~50的烯基、
取代或未取代的碳数为2~50的炔基、
取代或未取代的成环碳数为3~50的环烷基、
以-Si(R901)(R902)(R903)表示的基团、
以-O-(R904)表示的基团、
以-S-(R905)表示的基团、
以-N(R906)(R907)表示的基团、
取代或未取代的碳数为7~50的芳烷基、
以-C(=O)R908表示的基团、
以-COOR909表示的基团、
卤素原子、
氰基、
硝基、
以-P(=O)(R931)(R932)表示的基团、
以-Ge(R933)(R934)(R935)表示的基团、
以-B(R936)(R937)表示的基团、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基、或者
以下述通式(3B)表示的基团。)
[化169]
(在所述通式(3B)中,RB、L31、L32及n3分别独立地与所述通式(3A)中的RB、L31、L32及n3同义,
在存在多个RB时,多个RB彼此相同或者不同,
在L31为单键的情况下,n3为1,L32与所述通式(3Y)中的六元环的碳原子键合,
在存在多个L32时,多个L32彼此相同或者不同,
*为与所述通式(3Y)中的六元环的碳原子键合的部位。)
优选化合物M3在分子中不含吡啶环。
还优选化合物M3为以下述通式(31a)或者通式(32a)表示的化合物。
[化170]
(在所述通式(32a)中,
由R35~R37中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
所述通式(31a)中的R31~R33、以及所述通式(32a)中的R34及未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R35~R37分别独立地与所述通式(3Y)中的R3同义。)
还优选化合物M3为以所述通式(31a)表示的化合物。
优选所述通式(3Y)中的R3分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基、或者
以所述通式(3B)表示的基团。
优选所述通式(3Y)中的R3分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
以所述通式(3B)表示的基团。
优选以所述通式(3Y)表示的化合物M3在分子中具有从由以下述通式(B31)~(B44)表示的基团构成的组中选择的至少1个基团。
[化171]
[化172]
(在所述通式(B31)~(B38)中,
由多个R300中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
由R331及R332构成的组
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R300、R331及R332、以及R333分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的碳数为1~50的卤代烷基、
取代或未取代的碳数为2~50的烯基、
取代或未取代的碳数为2~50的炔基、
取代或未取代的成环碳数为3~50的环烷基、
以-Si(R901)(R902)(R903)表示的基团、
以-O-(R904)表示的基团、
以-S-(R905)表示的基团、
以-N(R906)(R907)表示的基团、
取代或未取代的碳数为7~50的芳烷基、
以-C(=O)R908表示的基团、
以-COOR909表示的基团、
卤素原子、
氰基、
硝基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基,
所述通式(B31)~(B38)中的*分别表示与所述化合物M3的分子中的其它原子键合的位置。)
[化173]
[化174]
[化175]
(在所述通式(B39)~(B44)中,
由R341~R350中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
其中,R341~R351中的至少1个表示与所述化合物M3的分子中的其它原子键合的位置,
X31为硫原子、氧原子、NR352或者CR353R354
由R353及R354构成的组
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
并非与所述化合物M3的分子中的其它原子键合的位置、而且未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R341~R351、R352与未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R353及R354分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的碳数为1~50的卤代烷基、
取代或未取代的碳数为2~50的烯基、
取代或未取代的碳数为2~50的炔基、
取代或未取代的成环碳数为3~50的环烷基、
以-Si(R901)(R902)(R903)表示的基团、
以-O-(R904)表示的基团、
以-S-(R905)表示的基团、
以-N(R906)(R907)表示的基团、
取代或未取代的碳数为7~50的芳烷基、
以-C(=O)R908表示的基团、
以-COOR909表示的基团、
卤素原子、
氰基、
硝基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基。)
优选以所述通式(3Y)表示的化合物M3在分子中具有从由以所述通式(B38)~(B44)表示的基团构成的组中选择的至少1个基团。
优选为,在所述通式(3Y)中,Y31~Y36中的至少1个为CR3
至少1个R3为以所述通式(3B)表示的基团,RB为以所述通式(B31)~(B44)表示的基团中的任一个。
优选为,在所述通式(3Y)中,Y31~Y36中的至少1个为CR3
至少1个R3为以所述通式(3B)表示的基团,RB为以所述通式(B38)~(B44)表示的基团中的任一个。
在所述通式(3A)及(3B)中,优选L31
单键、
取代或未取代的成环碳数为6~50的亚芳基、由该亚芳基衍生的3价基团、4价基团、5价基团或6价基团、或者
从由取代或未取代的成环碳数为6~50的亚芳基构成的组中选择的2个基团键合而形成的2价基团、由该2价基团衍生的3价基团、4价基团、5价基团或6价基团,
L32分别独立地为,
单键、或者
取代或未取代的成环碳数为6~50的亚芳基。
在所述通式(3A)及(3B)中,优选L31
单键、或者
取代或未取代的成环碳数为6~50的亚芳基,
n3为1,
L32
单键、或者
取代或未取代的成环碳数为6~50的亚芳基。
在所述通式(3A)及(3B)中,优选L31
单键、
取代或未取代的亚苯基、
取代或未取代的亚联苯基、或者
从由取代或未取代的亚苯基及取代或未取代的亚联苯基构成的组中选择的2个基团键合而形成的2价基团、由该2价基团衍生的3价基团、4价基团、5价基团或6价基团,
n3为1,
L32
单键、
取代或未取代的亚苯基、或者
取代或未取代的亚联苯基。
在以所述通式(3X)及(3Y)表示的化合物中,优选R352
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基。
在以所述通式(3X)及(3Y)表示的化合物中,优选由R353及R354构成的组
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
未形成取代或未取代的单环且未形成取代或未取代的稠环的R353及R354分别独立地为,
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基。
在以所述通式(3X)及(3Y)表示的化合物中,优选“取代或未取代”这样的情况下的取代基为
未取代的碳数为1~25的烷基、
未取代的碳数为2~25的烯基、
未取代的碳数为2~25的炔基、
未取代的成环碳数为3~25的环烷基、
以-Si(R901)(R902)(R903)表示的基团、
以-O-(R904)表示的基团、
以-S-(R905)表示的基团、
以-N(R906)(R907)表示的基团、
未取代的碳数为7~50的芳烷基、
以-C(=O)R908表示的基团、
以-COOR909表示的基团、
以-P(=O)(R931)(R932)表示的基团、
以-Ge(R933)(R934)(R935)表示的基团、
以-B(R936)(R937)表示的基团、
以-S(=O)2R938表示的基团、
卤素原子、
氰基、
硝基、
未取代的成环碳数为6~25的芳基、或者
未取代的成环原子数为5~25的杂环基,
R901~R909以及R931~R938分别独立地为,
氢原子、
未取代的碳数为1~25的烷基、
未取代的成环碳数为6~25的芳基、或者
未取代的成环原子数为5~25的杂环基。
在以所述通式(3X)及(3Y)表示的化合物中,优选“取代或未取代”这样的情况下的取代基为
卤素原子、
未取代的碳数为1~25的烷基、
未取代的成环碳数为6~25的芳基、或者
未取代的成环原子数为5~25的杂环基。
在以所述通式(3X)及(3Y)表示的化合物中,优选“取代或未取代”这样的情况下的取代基为
未取代的碳数为1~10的烷基、
未取代的成环碳数为6~12的芳基、或者
未取代的成环原子数为5~12的杂环基。
在以所述通式(3X)及(3Y)表示的化合物中,还优选记载为“取代或未取代”的基团均为“未取代”的基团。
·化合物M3的制造方法
本实施方式的化合物M3能够通过公知的方法来制造。
·化合物M3的具体例
作为本实施方式的化合物M3的具体例,例如可例举以下的化合物。但是,本发明并不受这些化合物的具体例的限定。
[化176]
[化177]
[化178]
[化179]
[化180]
[化181]
[化182]
[化183]
[化184]
[化185]
[化186]
[化187]
[化188]
[化189]
[化190]
[化191]
[化192]
[化193]
[化194]
[化195]
[化196]
[化197]
[化198]
[化199]
[化200]
[化201]
[化202]
[化203]
[化204]
[化205]
[化206]
[化207]
[化208]
[化209]
[化210]
[化211]
[化212]
[化213]
[化214]
[化215]
[化216]
<发光层中的化合物M1、化合物M2及化合物M3的关系>
在本实施方式的有机EL元件中,优选化合物M2的单重态能量S1(Mat2)与化合物M3的单重态能量S1(Mat3)满足下述数学式(数4)的关系。
S1(Mat3)>S1(Mat2)(数4)
优选化合物M3的77[K]时的能隙T77K(Mat3)大于化合物M2的77[K]时的能隙T77K(Mat2)。
优选化合物M3的77[K]时的能隙T77K(Mat3)大于化合物M1的77[K]时的能隙T77K(Mat1)。
在本实施方式的有机EL元件中,优选化合物M2的单重态能量S1(Mat2)、化合物M1的单重态能量S1(Mat1)与化合物M3的单重态能量S1(Mat3)满足下述数学式(数5)的关系。
S1(Mat3)>S1(Mat2)>S1(Mat1)…(数5)
在本实施方式的有机EL元件中,优选化合物M2的77[K]时的能隙T77K(Mat2)与化合物M1的77[K]时的能隙T77K(Mat1)与化合物M3的77[K]时的能隙T77K(Mat3)满足下述数学式(数5A)的关系。
T77K(Mat3)>T77K(Mat2)>T77K(Mat1)…(数5A)
优选为使本实施方式的有机EL元件发光时,在发光层中,主要是荧光发光性的化合物M1进行发光。
优选本实施方式的有机EL元件发红色光或者发绿色光。
从有机EL元件发出的光的最大峰波长能够通过与第一实施方式的有机EL元件同样的方法进行测量。
·发光层中的化合物的含有率
优选发光层中所包含的化合物M1、化合物M2及化合物M3的含有率在例如以下的范围内。
化合物M1的含有率优选为0.01质量%以上10质量%以下,更优选为0.01质量%以上5质量%以下,进一步优选为0.01质量%以上1质量%以下。
化合物M2的含有率优选为10质量%以上80质量%以下,更优选为10质量%以上60质量%以下,进一步优选为20质量%以上60质量%以下。
化合物M3的含有率优选为10质量%以上80质量%以下。
发光层中的化合物M1、化合物M2及化合物M3的合计含有率的上限为100质量%。另外,不排除在本实施方式的发光层中包含除化合物M1、化合物M2及化合物M3以外的材料。
发光层可以仅包含1种化合物M1,也可以包含2种以上化合物M1。发光层可以仅包含1种化合物M2,也可以包含2种以上化合物M2。发光层可以仅包含1种化合物M3,也可以包含2种以上化合物M3。
图5是示出发光层中的化合物M1、化合物M2及化合物M3的能级的关系的一例的图。在图5中,S0表示基态。S1(Mat1)表示化合物M1的最低激发单重态状态,T1(Mat1)表示化合物M1的最低激发三重态状态。S1(Mat2)表示化合物M2的最低激发单重态状态,T1(Mat2)表示化合物M2的最低激发三重态状态。S1(Mat3)表示化合物M3的最低激发单重态状态,T1(Mat3)表示化合物M3的最低激发三重态状态。图5中的从S1(Mat2)向S1(Mat1)的虚线的箭头表示自化合物M2的最低激发单重态状态向化合物M1的最低激发单重态状态的福斯特型能量转移。
如图5所示,如果使用△ST(Mat2)较小的化合物作为化合物M2,则最低激发三重态状态T1(Mat2)可通过热能向最低激发单重态状态S1(Mat2)逆系间窜越。并且,发生从化合物M2的最低激发单重态状态S1(Mat2)向化合物M1的福斯特型能量转移,生成最低激发单重态状态S1(Mat1)。其结果为,能够观测到来自化合物M1的最低激发单重态状态S1(Mat2)的荧光发光。认为通过利用基于该TADF机制的延迟荧光,理论上也能够将内量子效率提高至100%。
根据第二实施方式,能够提供一种能够实现高性能化、特别是低电压、高效率及长寿命中的至少任一个的有机EL元件。
第二实施方式的有机EL元件能够用于有机EL显示装置。
此外,第二实施方式的有机EL元件能够用于显示装置及发光装置等电子设备。
〔第三实施方式〕
对第三实施方式的有机EL元件的构成进行说明。对第三实施方式的说明中与第一实施方式及第二实施方式相同的构成要素标注相同的附图标记和名称等并省略或简化说明。此外,在第三实施方式中,对于未特别提及的材料和化合物,能够使用与第一实施方式及第二实施方式中说明的材料和化合物同样的材料和化合物。
第三实施方式的有机EL元件在发光层包含延迟荧光性的化合物M2与化合物M4这一方面与第一实施方式的有机EL元件不同。对于其它方面,与第一实施方式相同。
即,第三实施方式的有机EL元件的发光层包含延迟荧光性的化合物M2与化合物M4,第一层包含第一化合物,第一化合物的电离势Ip(HT1)满足所述数学式(数1),第一化合物的空穴迁移率μh(HT1)满足所述数学式(数2)。第一层的膜厚为15nm以上。
在第三实施方式的情况下,发光层中包含的化合物M2优选为掺杂剂材料,化合物M4优选为主体材料。化合物M4可以是延迟荧光性的化合物,也可以是不呈延迟荧光性的化合物。
作为化合物M4没有特别限定,例如能够使用在第二实施方式中说明的化合物M3。
作为第一化合物,能够使用在第一实施方式中说明的第一化合物。
作为化合物M2,能够使用在第一实施方式中说明的化合物M2。
<发光层中的化合物M2及化合物M4的关系>
在本实施方式的有机EL元件中,优选化合物M2的单重态能量S1(Mat2)与化合物M4的单重态能量S1(Mat4)满足下述数学式(数6)的关系。
S1(Mat4)>S1(Mat2)(数6)
优选化合物M4的77[K]时的能隙T77K(Mat4)大于化合物M2的77[K]时的能隙T77K(Mat2)。
优选使本实施方式的有机EL元件发光时,在发光层中,主要是化合物M2进行发光。
·发光层中的化合物的含有率
优选发光层中所包含的化合物M2及化合物M4的含有率例如在以下的范围内。
化合物M2的含有率优选为10质量%以上80质量%以下,更优选为10质量%以上60质量%以下,进一步优选为20质量%以上60质量%以下。
化合物M4的含有率优选为20质量%以上90质量%以下,更优选为40质量%以上90质量%以下,进一步优选为40质量%以上80质量%以下。
另外,本实施方式不排除发光层中包含除化合物M2及化合物M4以外的材料。
发光层可以仅包含1种化合物M2,也可以包含2种以上化合物M2。发光层可以仅包含1种第四化合物,也可以包含2种以上第四化合物。
图6是示出发光层中的化合物M2及化合物M4的能级的关系的一例的图。在图6中,S0表示基态。S1(Mat2)表示化合物M2的最低激发单重态状态,T1(Mat2)表示化合物M2的最低激发三重态状态。S1(Mat4)表示化合物M4的最低激发单重态状态,T1(Mat4)表示化合物M4的最低激发三重态状态。如图6所示,若使用△ST(Mat2)较小的材料作为化合物M2,则化合物M2的最低激发三重态状态T1可通过热能向最低激发单重态状态S1逆系间窜越。
通过利用在该化合物M2中产生的逆系间窜越,在发光层不包含最低激发单重态状态S1小于化合物M2的最低激发单重态状态S1(Mat2)的荧光掺杂剂的情况下,能够观测到来自化合物M2的最低激发单重态状态S1(Mat2)的发光。认为通过利用基于该TADF机制的延迟荧光,理论上也能够将内量子效率提高至100%。
根据第三实施方式,能够提供一种能够实现高性能化、特别是低电压、高效率及长寿命中的至少任一个的有机EL元件。
第三实施方式的有机EL元件能够用于有机EL显示装置。
此外,第三实施方式的有机EL元件能够用于显示装置及发光装置等电子设备。
〔第四实施方式〕
对第四实施方式的有机EL元件的构成进行说明。对第四实施方式的说明中与第一实施方式~第三实施方式相同的构成要素标注相同的附图标记和名称等并省略或简化说明。此外,在第四实施方式中,对于未特别提及的材料和化合物,能够使用与第一实施方式~第三实施方式中说明的材料和化合物同样的材料和化合物。
第四实施方式的有机EL元件在阳极与第一层之间还配置有第二层这一方面不同于上述实施方式的有机EL元件。第二层包含第二化合物。第一化合物与第二化合物是不同的化合物。对于其它方面,与上述实施方式相同。
即,第四实施方式的有机EL元件中例如包含以下方案的有机EL元件。
■在第一实施方式中的阳极与第一层之间还配置有第二层的有机EL元件。发光层与第一实施方式的发光层相同。
■在第二实施方式中的阳极与第一层之间还配置有第二层的有机EL元件。发光层与第二实施方式的发光层相同。
■在第三实施方式中的阳极与第一层之间还配置有第二层的有机EL元件。发光层与第三实施方式的发光层相同。
在图7示出第四实施方式的有机EL元件的一例的概略构成。
在图7中,对应用第一实施方式的发光层5作为发光层的情况进行说明。
有机EL元件1A包括透光性的基板2、阳极3、阴极4、配置于阳极3与阴极4之间的有机层10A。有机层10A自阳极3侧依次层叠有阳极侧有机层63、第二层62、第一层61、发光层5、电子传输层8及电子注入层9而构成。图1中,D1表示第一层61的膜厚,D2表示第二层62的膜厚。D1为15nm以上。
根据第四实施方式,能够提供一种能够实现高性能化、特别是低电压、高效率及长寿命中的至少任一个的有机EL元件。
第四实施方式的有机EL元件能够用于有机EL显示装置。
此外,第四实施方式的有机EL元件能够用于显示装置及发光装置等电子设备。
<第二层>
在第四实施方式中,优选第二层为空穴传输层。
在第四实施方式中,优选第二层与第一层相邻接。
在图7的情况下,优选第二层与阳极侧有机层相邻接。
在第四实施方式的一方案中,第二层的膜厚为20nm以上200nm以下。
(第二化合物)
第二层包含第二化合物。作为第二化合物没有特别限定,例如能够使用在上述的<有机EL元件的构成>中记载的能够用于空穴传输层的材料(芳香族胺化合物、咔唑衍生物及蒽衍生物等)。
(第二化合物的电离势Ip(HT2))
优选第二化合物的电离势Ip(HT2)满足下述数学式(数11)。
Ip(HT2)≥5.0eV…(数11)
(第二化合物的空穴迁移率μh(HT2))
优选第二化合物的空穴迁移率μh(HT2)满足下述数学式(数12)。
μh(HT2)≥1.0×10-5cm2/Vs…(数12)
在第四实施方式中,优选第二化合物的电离势Ip(HT2)满足所述数学式(数11)、并且第二化合物的空穴迁移率μh(HT2)满足所述数学式(数12)。
〔第五实施方式〕
(有机电致发光显示装置)
第五实施方式的有机EL显示装置是有机电致发光显示装置,具有相互对置地配置的阳极及阴极,且具有作为蓝色像素的蓝色有机EL元件、作为绿色像素的绿色有机EL元件及作为红色像素的红色有机EL元件,所述绿色像素包含第一实施方式~第四实施方式中的任一实施方式的有机EL元件作为所述绿色有机EL元件,
所述绿色有机EL元件包含作为所述发光层的绿色发光层、配置在所述绿色发光层与所述阳极之间的所述第一层,
所述蓝色有机EL元件具有配置在所述阳极与所述阴极之间的蓝色发光层、配置在所述蓝色发光层与所述阳极之间的蓝色有机层,
所述红色有机EL元件具有配置在所述阳极与所述阴极之间的红色发光层、配置在所述红色发光层与所述阳极之间的红色有机层。
在第五实施方式的有机EL显示装置中,绿色像素中包含的绿色有机EL元件是以TADF机制发光的有机EL元件,该绿色有机EL元件为第一实施方式~第四实施方式中的任一实施方式的有机EL元件。
即,第五实施方式的有机EL显示装置的在绿色发光层及阳极之间包含的第一层包含满足特定的参数(数学式(数1)及数学式(数2))的第一化合物,第一层的膜厚为15nm以上。
由此,第五实施方式的有机EL显示装置例如通过将绿色有机EL元件的第一层的膜厚简单地厚膜化,就能够容易地进行腔体调整。
根据第五实施方式的有机EL显示装置,由于搭载能够实现低电压、高效率及长寿命中的至少任一个的绿色有机EL元件,因此实现高性能化。
在本说明书中,附加于“像素”、“发光层”、“有机层”或者“材料”的“蓝色”、“绿色”或者“红色”是为了将“像素”、“发光层”、“有机层”或者“材料”的各要素分别与其它要素区别而附加的,有时“蓝色”、“绿色”或者“红色”表示“像素”、“发光层”、“有机层”或者“材料”所发出的光的颜色,但并不是为了将各要素的外观确定为“蓝色”、“绿色”或者“红色”而附加的。
参照图8对第五实施方式的有机EL显示装置的一例的构成进行说明。
图8中记载有一实施方式的有机EL显示装置100A。
有机EL显示装置100A具有由基板2A支承的电极及有机层。
有机EL显示装置100A具有相互对置地配置的阳极3及阴极4。
有机EL显示装置100A具有作为蓝色像素的蓝色有机EL元件10B、作为绿色像素的绿色有机EL元件10G及作为红色像素的红色有机EL元件10R。
另外,图8是有机EL显示装置100A的概略图,并不限定有机EL显示装置100A的尺寸和各层的厚度等。例如,在图8中,蓝色发光层53、绿色发光层50及红色发光层54分别以相同的厚度来表现,但是在实际的有机EL显示装置中,并不限定这些层的厚度相同。对于图9所示的有机EL显示装置也同样如此。
蓝色有机EL元件10B在蓝色发光层53与阳极侧有机层63之间具有作为非共用层的蓝色有机层531。蓝色有机层531与蓝色发光层53直接相接。优选蓝色有机层531为电子阻挡层。
绿色有机EL元件10G在绿色发光层50与阳极侧有机层63之间具有作为非共用层的第一层61。绿色发光层50是与第一实施方式、第二实施方式及第三实施方式中的任一实施方式的发光层对应的层。第一层61是与第一实施方式、第二实施方式及第三实施方式中的任一实施方式的第一层对应的层。
第一层61与绿色发光层50直接相接。优选第一层61为电子阻挡层。
红色有机EL元件10R在红色发光层54与阳极侧有机层63之间具有作为非共用层的红色有机层541。红色有机层541与红色发光层54直接相接。优选红色有机层541为电子阻挡层。
在有机EL显示装置100A的蓝色有机EL元件10B、绿色有机EL元件10G及红色有机EL元件10R中,在蓝色发光层53、绿色发光层50及红色发光层54与阳极3之间,配置有作为共用层的阳极侧有机层63。
此外,在蓝色发光层53、绿色发光层50及红色发光层54与阴极4之间,自阳极3侧依次层叠有作为共用层的电子传输层8及电子注入层9。
在蓝色有机EL元件10B、绿色有机EL元件10G及红色有机EL元件10R的各元件中独立地设置有阳极3。因此,有机EL显示装置100A能够单独地驱动蓝色有机EL元件10B、绿色有机EL元件10G及红色有机EL元件10R。有机EL元件10B、10G、10R各自的阳极通过未图示的绝缘材料等互相绝缘。在蓝色有机EL元件10B、绿色有机EL元件10G及红色有机EL元件10R中共用地设置有阴极4。
在一实施方式中,作为像素的蓝色有机EL元件10B、绿色有机EL元件10G及红色有机EL元件10R并列地配置在基板2A上。
第五实施方式的有机EL显示装置优选为,在所述蓝色有机层、所述第一层及所述红色有机层的各层与所述阳极之间,具有在所述蓝色有机EL元件、所述绿色有机EL元件及所述红色有机EL元件中共用地配置的共用层。
在图9中示出第五实施方式的有机EL显示装置的另一例的概略构成。
图9所示的有机EL显示装置100B为,在蓝色有机层531、第一层61及红色有机层541的各层与阳极3(在图9的情况下为阳极侧有机层63)之间,具有在蓝色有机EL元件10B、绿色有机EL元件10G及红色有机EL元件10R中共用地配置的第二层62(共用层)。关于其它方面,为与图8所示的有机EL显示装置100A相同的构成。
作为共用层的第二层62是与第四实施方式的第二层62对应的层。
优选蓝色有机层531、第一层61及红色有机层541的各层与所述共用层(第二层62)彼此邻接。
此外,优选第二层62与阳极侧有机层63直接相接。
本发明不限定于图8~图9所示的有机EL显示装置的构成。
例如,在本实施方式的有机EL显示装置的一方案中,蓝色有机EL元件、绿色有机EL元件及红色有机EL元件也可以分别独立地还具有与图8~图9所示的层不同的层。例如,也可以在发光层与电子传输层之间配置作为共用层的空穴阻挡层。
例如,在本实施方式的有机EL显示装置的一方案中,蓝色有机EL元件及红色有机EL元件可以分别独立地为进行荧光发光的元件,也可以为进行磷光发光的元件。优选绿色有机EL元件为进行荧光发光的元件。
在本实施方式的有机EL显示装置的一方案中,蓝色发光层含有主体材料。蓝色发光层例如以蓝色发光层的总质量的50质量%以上含有主体材料。
在本实施方式的有机EL显示装置的一方案中,蓝色有机EL元件的蓝色发光层包含呈现最大峰波长为430nm以上、500nm以下的发光的蓝色发光性化合物。蓝色发光性化合物例如是呈现最大峰波长为430nm以上、500nm以下的荧光发光的荧光发光性化合物。此外,蓝色发光性化合物例如是呈现最大峰波长为430nm以上、500nm以下的磷光发光的磷光发光性化合物。在本说明书中,蓝色的发光是指发光光谱的最大峰波长在430nm以上、500nm以下的范围内的发光。
荧光性化合物为能够从单重态激发状态发光的化合物,磷光发光性的化合物为能够从三重态激发状态发光的化合物。
作为能够用于蓝色发光层的以蓝色进行荧光发光的化合物,例如能够使用芘衍生物、苯乙烯胺衍生物、衍生物、荧蒽衍生物、芴衍生物、二胺衍生物、三芳胺衍生物等。具体而言,可例举N,N’-双[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N,N’-二苯基芪-4,4’-二胺(简称:YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称:YGAPA)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBAPA)等。
作为能够用于蓝色发光层的以蓝色进行磷光发光的化合物,例如可使用铱络合物、锇络合物、铂络合物等金属络合物。具体而言,可例举双[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶基-N,C2’]四(1-吡唑基)硼酸合铱(III)(简称:FIr6)、双[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶基-N,C2’]吡啶甲酰合铱(III)(简称:FIrpic)、双[2-(3’,5’-双三氟甲基苯基)吡啶基-N,C2’]吡啶甲酰合铱(III)(简称:Ir(CF3ppy)2(pic))、双[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶基-N,C2’]乙酰丙酮合铱(III)(简称:FIracac)等。
(磷光发光最大峰波长(PH-peak))
磷光发光性化合物的最大峰波长(磷光发光最大峰波长)能够通过以下的方法测量。将作为测量对象的化合物以成为10-5mol/L以上10-4mol/L以下的方式溶解于EPA(二乙醚:异戊烷:乙醇=5:5:2(容积比))中,将该EPA溶液加入石英池中制成测量试样。对于该测量试样,在低温(77[K])下测量磷光光谱(设有纵轴:磷光发光强度,横轴:波长),将该磷光光谱的极大值中最短波长侧的极大值设为磷光发光最大峰波长。在磷光的测量中能够使用分光荧光光度计F-7000(株式会社日立高新技术制)。另外,测量装置并不限于此,可以通过组合冷却装置及低温用容器、激发光源、受光装置来进行测量。另外,在本说明书中,有时将磷光发光的最大峰波长称为磷光发光最大峰波长(PH-peak)。
在本实施方式的有机EL显示装置的一方案中,优选蓝色有机EL元件在蓝色发光层与阳极侧有机层之间具备蓝色有机层。蓝色有机层可以与阳极侧有机层直接相接。此外,蓝色有机层也可以与蓝色发光层直接相接。
在本实施方式的有机EL显示装置的另一方案中,蓝色有机EL元件在蓝色发光层与第二层之间具备蓝色有机层。蓝色有机层可以与第二层直接相接。此外,蓝色有机层也可以与蓝色发光层直接相接。
通过使蓝色有机EL元件具有蓝色有机层,容易调整蓝色有机EL元件中的发光位置。
蓝色有机层含有蓝色有机材料。作为蓝色有机材料,例如能够使用在上述的<有机EL元件的构成>中记载的能够用于空穴传输层的材料(芳香族胺化合物、咔唑衍生物及蒽衍生物等)。
在本实施方式的有机EL显示装置具有第二层的情况下,蓝色有机材料可以是与第二层含有的第二化合物相同的化合物,也可以是不同的化合物,但优选蓝色有机材料与第二化合物彼此不同。
蓝色有机材料是与蓝色发光层含有的主体材料及蓝色发光性化合物不同的化合物。
在本实施方式的有机EL显示装置的一方案中,红色发光层含有主体材料。红色发光层例如以红色发光层的总质量的50质量%以上含有主体材料。
在本实施方式的有机EL显示装置的一方案中,红色有机EL元件的红色发光层包含呈现最大峰波长为600nm以上、640nm以下的发光的红色发光性化合物。红色发光性化合物例如是呈现最大峰波长为600nm以上、640nm以下的荧光发光的荧光发光性化合物。此外,红色发光性化合物例如是呈现最大峰波长为600nm以上、640nm以下的磷光发光的磷光发光性化合物。在本说明书中,红色的发光是指发光光谱的最大峰波长在600nm以上、640nm以下的范围内的发光。
作为能够用于红色发光层的以红色进行荧光发光的化合物,例如能够使用并四苯衍生物及二胺衍生物等。作为能够用于红色发光层的以红色进行磷光发光的化合物,例如能够使用铱络合物、铂络合物、铽络合物及铕络合物等金属络合物。
在本实施方式的有机EL显示装置的一方案中,优选红色有机EL元件在红色发光层与阳极侧有机层之间具备红色有机层。红色有机层可以与阳极侧有机层直接相接。此外,红色有机层也可以与红色发光层直接相接。
在本实施方式的有机EL显示装置的另一方案中,红色有机EL元件在红色发光层与第二层之间具备红色有机层。红色有机层可以与第二层直接相接。此外,红色有机层也可以与红色发光层直接相接。
通过使红色有机EL元件具有红色有机层,容易调整红色有机EL元件中的发光位置。
红色有机层含有红色有机材料。作为红色有机材料,例如能够使用在上述的<有机EL元件的构成>中记载的能够用于空穴传输层的材料(芳香族胺化合物、咔唑衍生物及蒽衍生物等)。
在本实施方式的有机EL显示装置具有第二层的情况下,红色有机材料可以是与第二层含有的第二化合物相同的化合物,也可以是不同的化合物,但优选红色有机材料与第二化合物彼此不同。
红色有机材料是与红色发光层含有的主体材料及红色发光性化合物不同的化合物。
红色有机EL元件的红色有机层含有的红色有机材料与蓝色有机EL元件的蓝色发光层含有的蓝色有机材料可以是相同的化合物,也可以是不同的化合物,但优选红色有机材料与蓝色有机材料彼此不同。
在本实施方式的有机EL显示装置的一方案中,蓝色发光层含有的主体材料及红色发光层含有的主体材料例如是用于使发光性高的物质(掺杂剂材料)分散于发光层中的化合物。作为蓝色发光层含有的主体材料及红色发光层含有的主体材料,例如能够使用与发光性高的物质相比,最低未占轨道能级(LUMO能级)较高、最高被占轨道能级(HOMO能级)较低的物质。
作为蓝色发光层含有的主体材料及红色发光层含有的主体材料,例如能够分别独立地使用下述(1)~(4)的化合物。
(1)铝络合物、铍络合物或锌络合物等金属络合物;
(2)噁二唑衍生物、苯并咪唑衍生物、或菲咯啉衍生物等杂环化合物;
(3)咔唑衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、芘衍生物、或衍生物等缩合芳香族化合物;
(4)三芳胺衍生物、或缩合多环芳香族胺衍生物等芳香族胺化合物。
参照图8进一步对本实施方式的有机EL显示装置进行说明。对于与第一实施方式的有机EL元件共通的构成,简化或者省略记载。
(阳极)
在一实施方式中,阳极3相对于阴极4对置地配置。
在一实施方式中,阳极3通常为非共用层。在一实施方式中,例如,在阳极3为非共用层的情况下,蓝色有机EL元件10B、绿色有机EL元件10G及红色有机EL元件10R各自的阳极是彼此在物理上分离的状态,例如通过未图示的绝缘材料等互相绝缘。
(阴极)
在一实施方式中,阴极4相对于阳极3对置地配置。
在一实施方式中,阴极4可以是共用层,也可以是非共用层。
在一实施方式中,优选阴极4为在蓝色有机EL元件10B、绿色有机EL元件10G及红色有机EL元件10R中共用地设置的共用层。
在一实施方式中,阴极4与电子注入层9直接相接。
在一实施方式中,在阴极4为共用层的情况下,阴极4的膜厚在蓝色有机EL元件10B、绿色有机EL元件10G及红色有机EL元件10R中相同。在阴极4为共用层的情况下,能够不更换掩模等地制作蓝色有机EL元件10B、绿色有机EL元件10G及红色有机EL元件10R各自的阴极4。其结果为,有机EL显示装置100A的生产性得以提高。
(电子传输层)
在一实施方式中,电子传输层8为在蓝色有机EL元件10B、绿色有机EL元件10G及红色有机EL元件10R中共用地设置的共用层。
在一实施方式中,电子传输层8配置于蓝色有机EL元件10B、绿色有机EL元件10G及红色有机EL元件10R的各发光层与电子注入层9之间。
在一实施方式中,电子传输层8在其阳极3侧与蓝色发光层53、绿色发光层50及红色发光层54直接相接。
电子传输层8在其阴极4侧与电子注入层9直接相接。
在一实施方式中,电子传输层8为共用层,在蓝色有机EL元件10B、绿色有机EL元件10G及红色有机EL元件10R中膜厚相同。由于电子传输层8是共用层,因此能够不更换掩模等地制作蓝色有机EL元件10B、绿色有机EL元件10G及红色有机EL元件10R各自的电子传输层8。其结果为,有机EL显示装置100A的生产性得以提高。
(电子注入层)
在一实施方式中,电子注入层9为在蓝色有机EL元件10B、绿色有机EL元件10G及红色有机EL元件10R中共用地设置的共用层。
在一实施方式中,电子注入层9配置在电子传输层8与阴极4之间。
在一实施方式中,电子注入层9与电子传输层8直接相接。
在一实施方式中,电子注入层9为共用层,在蓝色有机EL元件10B、绿色有机EL元件10G及红色有机EL元件10R中膜厚相同。由于电子注入层9为共用层,因此能够不更换掩模等地制作蓝色有机EL元件10B、绿色有机EL元件10G及红色有机EL元件10R各自的电子注入层9。其结果为,有机EL显示装置100A的生产性得以提高。
在一实施方式中,优选蓝色发光层53、绿色发光层50、红色发光层54、蓝色有机层531、第一层61及红色有机层541以外的层在蓝色有机EL元件、绿色有机EL元件及红色有机EL元件中共用地设置。通过减少有机EL显示装置中的非共用层的数量,制造效率得以提高。
<有机EL显示装置的制造方法>
以图8所示的有机EL显示装置100A的制造方法为例对本实施方式的有机EL显示装置进行说明。
首先,在基板2A上使阳极3成膜。
接着,在阳极3上使作为共用层的阳极侧有机层63成膜。蓝色有机EL元件10B、绿色有机EL元件10G及红色有机EL元件10R中的阳极侧有机层63分别以相同的膜厚成膜。
接着,在阳极侧有机层63上的与蓝色有机EL元件10B的阳极3对应的区域,使用规定的成膜用掩模(蓝色有机EL元件用掩模)使蓝色有机层531成膜。在蓝色有机层531的成膜之后,在蓝色有机层531上使蓝色发光层53成膜。
接着,在阳极侧有机层63上的与绿色有机EL元件10G的阳极3对应的区域,使用规定的成膜用掩模(绿色有机EL元件用掩模)使第一层61成膜。在第一层61的成膜之后,在第一层61上使绿色发光层50成膜。
然后,在阳极侧有机层63上的与红色有机EL元件10R的阳极3对应的区域,使用规定的成膜用掩模(红色有机EL元件用掩模)使红色有机层541成膜。在红色有机层541的成膜之后,在红色有机层541上使红色发光层54成膜。
蓝色发光层53、绿色发光层50及红色发光层54由相互不同的材料成膜。
另外,在阳极侧有机层63的成膜后使蓝色有机EL元件10B、绿色有机EL元件10G及红色有机EL元件10R的非共用层成膜的顺序没有特别限定。
例如,可以为以下顺序:在使阳极侧有机层63成膜后,使绿色有机EL元件10G的第一层61及绿色发光层50成膜,然后,使红色有机EL元件10R的红色有机层541及红色发光层54成膜,然后,使蓝色有机EL元件10B的蓝色有机层531及蓝色发光层53成膜。
此外,例如还可以为以下顺序:在使阳极侧有机层63成膜后,使红色有机EL元件10R的红色有机层541及红色发光层54成膜,然后,使绿色有机EL元件10G的第一层61及绿色发光层50成膜,然后,使蓝色有机EL元件10B的蓝色有机层531及蓝色发光层53成膜。
接着,在蓝色发光层53、绿色发光层50及红色发光层54上使作为共用层的电子传输层8成膜。蓝色有机EL元件10B、绿色有机EL元件10G及红色有机EL元件10R的电子传输层8以相同的材料且相同的膜厚成膜。
然后,在电子传输层8上使作为共用层的电子注入层9成膜。蓝色有机EL元件10B、绿色有机EL元件10G及红色有机EL元件10R的电子注入层9以相同的材料且相同的膜厚成膜。
接着,在电子注入层9上使作为共用层的阴极4成膜。蓝色有机EL元件10B、绿色有机EL元件10G及红色有机EL元件10R的阴极4以相同的材料且相同的膜厚成膜。
如上所述,制造图8所示的有机EL显示装置100A。
图9所示的有机EL显示装置100B在具有第二层62这一方面与图8所示的有机EL显示装置100A不同。在图9所示的有机EL显示装置100B的制造中,在阳极侧有机层63上的与蓝色有机EL元件、绿色有机EL元件及红色有机EL元件的阳极3对应的区域,使第二层62成膜。
然后,以任意的顺序,使用规定的成膜用掩模(蓝色有机EL元件用掩模)在与蓝色有机EL元件10B的阳极3对应的区域使蓝色有机层531及蓝色发光层53成膜。使用规定的成膜用掩模(绿色有机EL元件用掩模)在与绿色有机EL元件10G的阳极3对应的区域使第一层61及绿色发光层50成膜。使用规定的成膜用掩模(红色有机EL元件用掩模)在与红色有机EL元件10R的阳极3对应的区域使红色有机层541及红色发光层54成膜。有机EL显示装置100B的其它制造工序与有机EL显示装置100A相同。
〔第六实施方式〕
(电子设备)
本实施方式的电子设备搭载有上述实施方式中的任一实施方式的有机EL元件或者上述实施方式中的任一实施方式的有机EL显示装置。作为电子设备,例如可例举显示装置及发光装置等。作为显示装置,例如可例举显示部件(例如有机EL面板模块等)、电视机、手机、平板电脑及个人计算机等。作为发光装置,例如可例举照明及车辆用灯具等。
〔实施方式的变形〕
另外,本发明并不限定于上述实施方式,在能够实现本发明的目的的范围内的变更、改良等包括在本发明内。
例如,发光层并不仅限于1层,也可以层叠2层或者超过2层的多层发光层。例如,其它发光层既可以是荧光发光型的发光层,也可以是利用了从三重态激发状态直接向基态的电子迁移所引起的发光的磷光发光型的发光层。此外,在有机EL元件具有多个发光层的情况下,这些发光层可以彼此直接相接,也可以是经由中间层(有时也称为电荷产生层等)层叠多个发光单元的所谓的串联型有机EL元件。
此外,例如也可以在发光层的阴极侧邻接设置有阻挡层。优选在发光层的阴极侧直接相接地配置的阻挡层阻止空穴及激子中的至少任一种。
例如,在发光层的阴极侧相接地配置有阻挡层的情况下,该阻挡层传输电子,并且阻止空穴到达该阻挡层的阴极侧的层(例如电子传输层)。在有机EL元件包含电子传输层的情况下,也能够在发光层与电子传输层之间包含该阻挡层。
此外,也可以使阻挡层与发光层邻接地设置,以使激发能量不会从发光层泄漏到其周边层。阻挡层阻止在发光层生成的激子移动至该阻挡层的电极侧的层(例如电子传输层等)。优选发光层与阻挡层直接相接。
除此以外,本发明的实施中的具体的结构及形状等可以在能够实现本发明的目的的范围内采用其它结构等。
实施例
以下,对本发明的实施例进行说明。本发明并不受这些实施例的任何限定。
<化合物>
用于实施例的有机EL元件的制造的第一化合物的结构如下所示。
[化217]
用于比较例的有机EL元件的制造的比较化合物的结构如下所示。
[化218]
用于实施例及比较例的有机EL元件的制造的其它化合物的结构如下所示。
[化219]
[化220]
[化221]
<有机EL元件的制作>
如下所述地制作有机EL元件并进行了评价。
(实施例1-1)
将25mm×75mm×1.1mm厚的带ITO透明电极(阳极)的玻璃基板(吉奥马科技株式会社制)在异丙醇中进行5分钟的超声波清洗后,进行1分钟的UV臭氧清洗。ITO的膜厚设为130nm。
将清洗后的带透明电极线的所述玻璃基板安装于真空蒸镀装置的基板架,先以在形成有透明电极线的一侧的面上覆盖透明电极的方式共蒸镀化合物HT-1与化合物HA,形成膜厚为10nm的空穴注入层。将空穴注入层中的化合物HT-1的浓度设为97质量%,化合物HA的浓度设为3质量%。
接着,在该空穴注入层上蒸镀作为第二化合物的化合物HT-1,形成膜厚为90nm的第二层(有时也称为第1空穴传输层(HT))。
接着,在该第二层上蒸镀作为第一化合物的化合物EBL-1,形成膜厚为30nm的第一层(有时也称为第2空穴传输层(HT)或者电子阻挡层(EBL))。
接着,在该第一层上对作为化合物M3的化合物M3-1、作为化合物M2的化合物TADF-1、作为化合物M1的化合物FD-1进行共蒸镀,形成膜厚为25nm的发光层。将发光层中的化合物M3-1的浓度设为74质量%,化合物TADF-1的浓度设为25质量%,化合物FD-1的浓度设为1质量%。
接着,在该发光层上蒸镀化合物HBL-1,形成膜厚为5nm的空穴阻挡层。
接着,在该空穴阻挡层上共蒸镀化合物ET-1与化合物Liq,形成膜厚为50nm的电子传输层。将电子传输层中的化合物ET-1的浓度设为50质量%,化合物Liq的浓度设为50质量%。
接着,在该电子传输层上蒸镀Yb,形成膜厚为1nm的电子注入层。
然后,在该电子注入层上蒸镀金属铝(Al),形成膜厚为80nm的金属Al阴极。
若概略地示出实施例1-1的有机EL元件的元件构成,则如下所示。
IT(130)/HT-1:HA(10,97%:3%)/HT-1(90)/EBL-1(30)/M3-1:TADF-1:FD-1(25,74%:25%:1%)/HBL-1(5)/ET-1:Liq(50,50%:50%)/Yb(1)/Al(80)
另外,括号内的数字表示膜厚(单位:nm)。
在同一个括号内,百分比表示的数字(97%:3%)示出空穴注入层中的化合物HT-1及化合物HA的比例(质量%),百分比表示的数字(74%:25%:1%)示出发光层中的化合物M3-1、化合物TADF-1及化合物FD-1的比例(质量%),百分比表示的数字(50%:50%)示出电子传输层中的化合物ET-1及化合物Liq的比例(质量%)。
(实施例1-2~1-4及比较例1-1~1-4)
除了分别将在实施例1-1中使用的第一化合物变更为表1所记载的化合物以外,与实施例1-1同样地制作实施例1-2~1-4及比较例1-1~1-4的有机EL元件。
(实施例2-1)
除了将在实施例1-1中使用的化合物M1、化合物M2及化合物M3变更为表2所记载的化合物以外,与实施例1-1同样地制作实施例2-1的有机EL元件。
(实施例2-2~2-3及比较例2-1~2-3)
除了分别将在实施例2-1中使用的第一化合物变更为表2所记载的化合物以外,与实施例2-1同样地制作实施例2-2~2-3及比较例2-1~2-3的有机EL元件。
(实施例3-1)
除了将在实施例1-1中使用的化合物M1、化合物M2及化合物M3变更为表2所记载的化合物以外,与实施例1-1同样地制作实施例3-1的有机EL元件。
(实施例3-2~3-3及比较例3-1~3-3)
除了分别将在实施例3-1中使用的第一化合物变更为表2所记载的化合物以外,与实施例3-1同样地制作实施例3-2~3-3及比较例3-1~3-3的有机EL元件。
<有机EL元件的评价>
对制作出的有机EL元件进行了以下的评价。评价结果示出在表1、表2。
(最大峰波长λp)
用分光发射亮度计CS-2000(柯尼卡美能达株式会社制)测量对元件施加电压以使电流密度达到10mA/cm2时的分光发射亮度光谱。根据得到的分光发射亮度光谱求出了最大峰波长λp(单位:nm)。
(驱动电压)
测量在阳极与阴极之间通电以使电流密度达到10mA/cm2时的电压(单位:V)。
(外量子效率EQE)
用分光发射亮度计CS-2000(柯尼卡美能达株式会社制)测量对元件施加电压以使电流密度达到10mA/cm2时的分光发射亮度光谱。根据得到的分光发射亮度光谱,假定进行了朗伯(Lambertian)发射,从而计算出外量子效率EQE(单位:%)。
(寿命LT95)
对所制作的有机EL元件施加电压以使电流密度达到50mA/cm2,测量亮度相对于初始亮度达到95%为止的时间(LT95(单位:时间))作为寿命。使用分光发射亮度计CS-2000(柯尼卡美能达株式会社制)测量亮度。
[表1]
实施例1-1~1-4的有机EL元件在第一层中包含满足数学式(数1)及数学式(数2)的第一化合物,且第一层被厚膜化(15nm以上)。
实施例1-1~1-4的有机EL元件与将所述第一化合物替换为不满足数学式(数2)的化合物的比较例1-1的有机EL元件相比,以低电压且长寿命发光。
实施例1-1~1-4的有机EL元件与将所述第一化合物分别替换为不满足数学式(数1)的化合物的比较例1-2~1-4的有机EL元件相比,以高EQE发光。
[表2]
实施例2-1~2-3及实施例3-1~3-3的有机EL元件在第一层中包含满足数学式(数1)及数学式(数2)的第一化合物,且第一层被厚膜化(15nm以上)。
实施例2-1~2-3的有机EL元件与将所述第一化合物分别替换为不满足数学式(数1)的化合物的比较例2-1~2-3的有机EL元件相比,以高EQE发光。
实施例3-1~3-3的有机EL元件与将所述第一化合物分别替换为不满足数学式(数1)的化合物的比较例3-1~3-3的有机EL元件相比,以高EQE发光。
<化合物的评价>
(热活化延迟荧光性)
·化合物TADF-1的延迟荧光性
延迟荧光性通过利用图2所示的装置测量过渡PL来确认。将所述化合物TADF-1溶解在甲苯中,为了消除自吸收的影响,制备在激发波长下吸光度为0.05以下的稀溶液。此外,为了防止氧引起的消光,将试样溶液冻结排气后在氩气气氛下封入带盖的池中,由此制成通过氩气饱和的无氧的试样溶液。
用分光荧光光度计FP-8600(日本分光公司制)测量上述试样溶液的荧光光谱,此外在相同条件下测量9,10-二苯蒽的乙醇溶液的荧光光谱。使用两光谱的荧光面积强度,根据Morris等,《J.Phys.Chem.》,80(1976)969中的(1)式计算出全荧光量子产率。
在被所述化合物TADF-1吸收的波长的脉冲光(从脉冲激光照射的光)激发后,存在从该激发状态立即观察到的Prompt发光(即时发光)和该激发后不能立即观察到而在其后观察到的Delay发光(延迟发光)。本实施例中的延迟荧光发光是指Delay发光(延迟发光)的量相对于Prompt发光(即时发光)的量为5%以上。具体而言,表示将Prompt发光(即时发光)的量设为XP、将Delay发光(延迟发光)的量设为XD时,XD/XP的值为0.05以上。
Prompt发光与Delay发光的量及两者之比能够通过与“《Nature》492,234-238,2012”(参考文献1)中所记载的方法同样的方法求出。另外,用于计算出Prompt发光与Delay发光的量的装置并不限定于所述参考文献1中记载的装置或图2中记载的装置。
对于化合物TADF-2及TADF-3,也与化合物TADF-1同样地进行测量。对于化合物TADF-1、TADF-2及TADF-3,确认到Delay发光(延迟发光)的量相对于Prompt发光(即时发光)的量为5%以上。具体而言,对于化合物TADF-1、TADF-2及TADF-3,XD/XP的值为0.05以上。
(单重态能量S1)
根据上述溶液法测量了测量对象化合物的单重态能量S1
化合物M3-1的单重态能量S1为3.41eV。
化合物M3-2的单重态能量S1为3.43eV。
化合物TADF-1的单重态能量S1为2.66eV。
化合物TADF-2的单重态能量S1为2.66eV。
化合物TADF-3的单重态能量S1为2.65eV。
化合物FD-1的单重态能量S1为2.45eV。
化合物FD-2的单重态能量S1为2.41eV。
(能隙T77K)
对测量对象化合物的T77K进行了测量。利用上述的“三重态能量与77[K]时的能隙的关系”中所记载的能隙T77K的测量方法测量了T77K
(△ST)
基于测量出的最低激发单重态能量S1与77[K]时的能隙T77K,计算出△ST。
化合物M3-1的△ST为0.69eV。
化合物M3-2的△ST为0.59eV。
化合物TADF-1的△ST小于0.01eV。
化合物TADF-2的△ST小于0.01eV。
化合物TADF-3的△ST小于0.01eV。
化合物FD-1的△ST为0.27eV。
化合物FD-2的△ST为0.41eV。
(化合物的最大峰波长λ)
制备作为测量对象的化合物的5μmol/L甲苯溶液并放入石英池,在常温(300K)下测量该试样的荧光光谱(设为纵轴:荧光发光强度,横轴:波长)。在本实施例中,通过株式会社日立高新技术制的分光荧光光度计(装置名:F-7000)测量了荧光光谱。另外,荧光光谱测量装置并不限定于在此使用的装置。在荧光光谱中,将发光强度为最大的荧光光谱的峰波长作为化合物的最大峰波长λ。
关于化合物FD-1,化合物的最大峰波长为500nm。
关于化合物FD-2,化合物的最大峰波长为511nm。
(电离势Ip)
在大气下使用光电子分光装置(理研计器株式会社制,“AC-3”)测量化合物的电离势Ip。具体而言,对材料照射光,测量在此时因电荷分离而产生的电子量,由此测量出化合物的电离势。有时将电离势记载为Ip。
(空穴迁移率μh)
空穴迁移率μh可使用按照下述步骤制作的迁移率评价用元件来测量。
将25mm×75mm×1.1mm厚的带ITO透明电极(阳极)的玻璃基板(吉奥马科技株式会社制)在异丙醇中进行5分钟的超声波清洗后,进行30分钟的UV臭氧清洗。ITO的膜厚设为130nm。
将清洗后的所述玻璃基板安装于真空蒸镀装置的基板架,先以在形成有透明电极线的一侧的面上覆盖透明电极的方式蒸镀化合物HA-2,形成膜厚为5nm的空穴注入层。
在该空穴注入层的成膜上蒸镀化合物HT-A,形成膜厚为10nm的空穴传输层。
接着,蒸镀作为空穴迁移率μh的测量对象的化合物Target,形成膜厚为200nm的测量对象层。
然后,在该测量对象层上蒸镀金属铝(Al),形成膜厚为80nm的金属阴极。
若概略地示出以上的迁移率评价用元件构成,则如下。
ITO(130)/HA-2(5)/HT-A(10)/Target(200)/Al(80)
另外,括号内的数字表示膜厚(nm)。
[化222]
接着,空穴迁移率可使用按照上述步骤制作的迁移率评价用元件通过下述步骤来测量。
将上述迁移率评价用元件设置于阻抗测量装置,进行阻抗测量。
通过以测量频率1Hz到1MHz扫描而进行阻抗测量。此时,在交流振幅0.1V的同时对元件施加直流电压V。
根据测量出的阻抗Z,使用下述计算式(C1)的关系来计算模量M。
计算式(C1):M=jωZ
在上述计算式(C1)中,j为其平方成为-1的虚数单位,ω为角频率[rad/s]。
在以模量M的虚部为纵轴、以频率[Hz]为横轴的伯德图中,根据示出峰的频率fmax,根据下述计算式(C2)求出迁移率评价用元件的电气时间常数τ。
计算式(C2):τ=1/(2πfmax)
上述计算式(C2)中的π是表示圆周率的符号。
使用上述τ,根据下述计算式(C3)的关系计算空穴迁移率μh。
计算式(C3):μh=d2/(Vτ)
上述计算式(C3)的d为构成元件的有机薄膜的总膜厚,若设为上述的迁移率评价用元件构成,则d=215[nm]。
本说明书中的迁移率是电场强度的平方根为E1/2=500[V1/2/cm1/2]时的值。电场强度的平方根E1/2能够根据下述计算式(C4)的关系计算。
计算式(C4):E1/2=V1/2/d1/2
在本实施例中,在阻抗测量中,作为阻抗测量装置使用SOLARTRON公司的1260型,为了高精度化,并用SOLARTRON公司的1296型介电常数测量接口。
<化合物的合成>(合成实施例1)化合物TADF-1的合成
在以下说明化合物TADF-1的合成方法。
[化223]
在氮气气氛下,在1000mL的三口烧瓶中,加入1,5-二溴-2,4-二氟苯(50g,184mmol)、三甲基氯硅烷(60g,552mmol)及THF(200mL)。通过干冰/丙酮浴将三口烧瓶内的材料冷却至-78℃后,滴加230ml二异丙基胺基锂(2M,THF溶液)。在-78℃下搅拌2小时,然后恢复到室温(25℃),进一步搅拌2小时。搅拌后,向三口烧瓶加入水(200mL),然后用乙酸乙酯萃取有机层,将萃取出的有机层用水及食盐水清洗,并用硫酸镁干燥后,利用旋转蒸发仪在减压下去除溶剂。得到的中间体M11(73g,175mmol,收率95%)不进行纯化而用于下一反应。三甲基氯硅烷有时简写为TMS-Cl。在中间体M11的化学式中,TMS为三甲基甲硅烷基。LDA是二异丙基胺基锂(Lithium Diisopropyl Amide)的简称。
在氮气气氛下,在1000mL的茄形烧瓶中,加入中间体M11(73g,175mmol)与二氯甲烷(200mL)。将一氯化碘(85g,525mmol)溶解于二氯甲烷(200mL),在0℃下进行滴加,然后在40℃下搅拌4小时。搅拌后,恢复至室温,加入饱和亚硫酸氢钠水溶液(100mL),利用二氯甲烷萃取有机层,将萃取出的有机层用水及食盐水清洗,并将清洗后的有机层用硫酸镁干燥,利用旋转蒸发仪对干燥后的有机层进行浓缩。将浓缩后得到的化合物通过硅胶柱色谱法进行纯化,得到中间体M12(65g,124mmol,收率71%)。
在氮气气氛下,在500mL的三口烧瓶中,加入中间体M12(22g,42mmol)、苯硼酸(12.8g,105mmol)、乙酸钯(0.47g,2.1mmol)、碳酸钠(22g,210mmol)及甲醇(150mL),在80℃下搅拌4小时。搅拌后,将反应溶液放冷至室温,然后用乙酸乙酯萃取有机层,将萃取出的有机层用水及食盐水清洗,并利用旋转蒸发仪对清洗后的有机层进行浓缩。将浓缩后得到的化合物通过硅胶柱色谱法进行纯化,得到中间体M13(10g,24mmol,收率56%)。另外,通过ASAP/MS鉴定纯化后的化合物的结构。ASAP/MS是Atmospheric Pressure Solid AnalysisProbe Mass Spectrometry(大气压固体分析探针质谱法)的简称。
在氮气气氛下,在200mL的三口烧瓶中,加入中间体M13(10g,24mmol)、氰化铜(10.6g,118mmol)及DMF(15mL),在150℃下加热搅拌8小时。搅拌后,冷却至室温,然后将反应溶液注入10mL氨水中。接着,通过二氯甲烷萃取有机层,将萃取出的有机层用水与食盐水清洗,并将清洗后的有机层用硫酸镁干燥。干燥后,利用旋转蒸发仪在减压下去除溶剂,通过硅胶柱色谱法对减压去除后得到的化合物进行纯化,从而得到中间体M14(5.8g,18.34mmol,收率78%)。DMF是N,N-二甲基甲酰胺的简称。
在氮气气氛下,在100mL的三口烧瓶中,加入中间体M14(1.0g,3.2mmol)、12H-[1]苯并噻吩并[2,3-a]咔唑(1.9g,7mmol)、碳酸钾(1.3g,9.50mmol)及30mL的DMF,在120℃下搅拌6小时。搅拌后,滤取析出的固体,通过硅胶柱色谱法进行纯化,得到化合物TADF-1(1.8g,2.2mmol,收率69%)。通过ASAP-MS的分析,将得到的化合物鉴定为化合物TADF-1。
(合成实施例2)化合物TADF-2的合成
在以下说明化合物TADF-2的合成方法。
[化224]
在氮气气氛下,在500mL的三口烧瓶中,加入3-溴二苯并噻吩(26.3g,100mmol)、三甲基氯硅烷(33g,300mmol)以及THF(150mL)。通过干冰/丙酮浴将三口烧瓶内的材料冷却至-78℃后,滴加125mL二异丙基胺基锂(2M,THF溶液)。在-78℃下搅拌2小时,然后恢复到室温,进一步搅拌2小时。搅拌后,向三口烧瓶加入水(100mL),用乙酸乙酯萃取有机层,将萃取出的有机层用水及食盐水清洗,并用硫酸镁干燥后,利用旋转蒸发仪在减压下去除溶剂。在得到的液体中加入200mL二氯甲烷,接着在0℃下滴加一氯化碘(49g,300mmol),然后在40℃下搅拌6小时。恢复至室温,加入饱和亚硫酸氢钠水溶液(100mL),利用二氯甲烷萃取有机层,将萃取出的有机层用水及食盐水清洗,并将清洗后的有机层用硫酸镁干燥,利用旋转蒸发仪对干燥后的有机层进行浓缩。将浓缩后得到的化合物通过硅胶柱色谱法进行纯化,得到中间体M-c(28g,72mmol,收率72%)。
在氮气气氛下,在500mL的三口烧瓶中,加入中间体M-c(24.5g,63.0mmol)、二苯并[b,d]噻吩-4-胺(12.55g,63.0mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0)(0.865g,0.945mmol)、Xantphos(4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽)(1.385g,1.889mmol)、叔丁醇钠(9.08g,94mmol)及210mL甲苯,在60℃下加热搅拌8小时后冷却至室温(25℃)。滤取析出的固体,用200mL甲苯清洗,得到25g白色固体。通过GC-MS的分析,将得到的白色固体鉴定为中间体M-d(收率86%)。
在氮气气氛下,在200mL的三口烧瓶中,加入中间体M-d(9.5g,20.7mmol)、1,3-双(2,6-二异丙基苯基)氯化咪唑鎓(IPrHCl)(0.36g,0.82mmol)、乙酸钯(II)(0.093g,0.41mmol)、碳酸钾(5.8g,42mmol)及60mL的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc),在160℃下搅拌10小时后冷却至室温(25℃)。滤取析出的固体,用丙酮清洗,得到6.9g白色固体。通过ASAP-MS的分析,将得到的白色固体鉴定为中间体M-e(收率86%)。
[化225]
在氮气气氛下,在200mL的三口烧瓶中,加入中间体M-14(3.0g,9.48mmol)、中间体M-e(3.6g,9.5mmol)、碳酸钾(2.6g,19mmol)及50mL的DMF,在100℃下搅拌4小时。向反应溶液中加入100mL离子交换水,滤取析出的固体。通过硅胶柱色谱法纯化滤取的固体,得到4.1g黄色固体。通过ASAP-MS的分析,将得到的黄色固体鉴定为中间体M-f(收率64%)。
在氮气气氛下,在100mL的三口烧瓶中,加入2-苯基-9H-咔唑(1.1g,4.44mmol)、氢化钠(含40质量%油)(0.18g,4.44mmol)及DMF(37mL),在0℃下搅拌1小时。接着,在0℃下加入中间体M-f(2.5g,3.70mmol),缓慢升温到室温,进而在室温下搅拌1小时。向反应混合物中加入30mL离子交换水,滤取析出的固体。通过硅胶柱色谱法纯化得到的固体,得到黄色固体。通过ASAP-MS的分析,将得到的黄色固体鉴定为化合物TADF-2(收率63%)。
(合成实施例3)化合物TADF-3的合成
在以下说明化合物TADF-3的合成方法。
[化226]
在氮气气氛下,在100mL的三口烧瓶中,加入9H-咔唑(2.313g,13.84mmol)、氢化钠(含40质量%油)(0.488g,12.21mmol)及DMF(40.7mL),在0℃下搅拌30分钟。接着,向反应混合物中加入中间体M-f(5.5g,8.14mmol),在室温下搅拌2小时。向反应混合物中加入20mL甲醇,通过硅胶柱色谱法纯化析出的固体,得到6.3g黄色固体。通过ASAP-MS的分析,将得到的黄色固体鉴定为化合物TADF-3(收率94%)。
附图标记说明
1、1A 有机EL元件
100A、100B 有机EL显示装置
10B、20B 蓝色有机EL元件
10G、20G 绿色有机EL元件
10R、20R 红色有机EL元件
2、2A 基板
3 阳极
4 阴极
50 绿色有机层
53 蓝色发光层
54 红色发光层
531 蓝色有机层
541 红色有机层
61 第一层
62 第二层
63 阳极侧有机层
8 电子传输层
9 电子注入层。

Claims (28)

1.一种有机电致发光元件,其特征在于,具有:
阳极;
阴极;
发光层,包含在所述阳极与所述阴极之间;
第一层,包含在所述阳极与所述发光层之间,
所述发光层包含延迟荧光性的化合物,
所述第一层包含第一化合物,
所述第一化合物的电离势Ip(HT1)满足下述数学式(数1),
所述第一化合物的空穴迁移率μh(HT1)满足下述数学式(数2),
所述第一层的膜厚为15nm以上,
Ip(HT1)≥5.70eV…(数1)
μh(HT1)≥1×10-5cm2/Vs…(数2)。
2.如权利要求1所述的有机电致发光元件,其特征在于,
所述第一层与所述发光层邻接。
3.如权利要求1或者2所述的有机电致发光元件,其特征在于,
所述发光层包含作为所述延迟荧光性的化合物的化合物M2与荧光发光性的化合物M1,
所述化合物M2的单重态能量S1(Mat2)与所述化合物M1的单重态能量S1(Mat1)满足下述数学式(数3)的关系,
S1(Mat2)>S1(Mat1)…(数3)。
4.如权利要求1~3的任一项所述的有机电致发光元件,其特征在于,
所述发光层包含作为所述延迟荧光性的化合物的化合物M2与化合物M3,
所述化合物M2的单重态能量S1(Mat2)与所述化合物M3的单重态能量S1(Mat3)满足下述数学式(数4)的关系,
S1(Mat3)>S1(Mat2)…(数4)。
5.如权利要求1~4的任一项所述的有机电致发光元件,其特征在于,
所述第一层的膜厚为20nm以上。
6.如权利要求1~5的任一项所述的有机电致发光元件,其特征在于,
所述第一层的膜厚为25nm以上。
7.如权利要求1~6的任一项所述的有机电致发光元件,其特征在于,
所述第一层的膜厚为30nm以上。
8.如权利要求1~7的任一项所述的有机电致发光元件,其特征在于,
所述第一化合物的电离势Ip(HT1)满足下述数学式(数1A),
Ip(HT1)≥5.73eV…(数1A)。
9.如权利要求1~7的任一项所述的有机电致发光元件,其特征在于,
所述第一化合物的空穴迁移率μh(HT1)满足下述数学式(数2A),μh(HT1)≥5.0×10- 5cm2/Vs…(数2A)。
10.如权利要求1~7的任一项所述的有机电致发光元件,其特征在于,
所述第一化合物的电离势Ip(HT1)满足下述数学式(数1A),
所述第一化合物的空穴迁移率μh(HT1)满足下述数学式(数2A),
Ip(HT1)≥5.73eV…(数1A)
μh(HT1)≥5.0×10-5cm2/Vs…(数2A)。
11.如权利要求1~10的任一项所述的有机电致发光元件,其特征在于,
在所述阳极与所述第一层之间具有第二层。
12.如权利要求11所述的有机电致发光元件,其特征在于,
所述第二层与所述第一层邻接。
13.如权利要求11或者12所述的有机电致发光元件,其特征在于,
所述第二层包含第二化合物,
所述第二化合物的电离势Ip(HT2)满足下述数学式(数11),
所述第二化合物的空穴迁移率μh(HT2)满足下述数学式(数12),
Ip(HT2)≥5.0eV…(数11)
μh(HT2)≥1.0×10-5cm2/Vs…(数12)。
14.如权利要求11~13的任一项所述的有机电致发光元件,其特征在于,
所述第二层的膜厚为20nm以上200nm以下。
15.如权利要求11~14的任一项所述的有机电致发光元件,其特征在于,
所述第一化合物为胺化合物。
16.如权利要求11~15的任一项所述的有机电致发光元件,其特征在于,
所述第一化合物为以下述通式(31)、(32)或者(33)表示的化合物,
[化1]
在所述通式(31)~(33)中,
Ar1及Ar2分别独立地为,
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基,
Ar3分别独立地为以下述通式(3A)或者(3B)表示的基团,在所述通式(32)中,*表示与具有Ra的六元环的碳原子键合的位置,在所述通式(33)中,*表示与具有Ra的六元环的碳原子键合的位置,在所述通式(33)中,1*表示与具有Ra的六元环的碳原子键合的位置,
由多个Ra中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的Ra分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的碳数为1~50的卤代烷基、
取代或未取代的碳数为2~50的烯基、
取代或未取代的碳数为2~50的炔基、
取代或未取代的成环碳数为3~50的环烷基、
以-Si(R901)(R902)(R903)表示的基团、
以-O-(R904)表示的基团、
以-S-(R905)表示的基团、
以-N(R906)(R907)表示的基团、
取代或未取代的碳数为7~50的芳烷基、
以-C(=O)R908表示的基团、
以-COOR909表示的基团、
卤素原子、
氰基、
硝基、
以-P(=O)(R931)(R932)表示的基团、
以-Ge(R933)(R934)(R935)表示的基团、
以-B(R936)(R937)表示的基团、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基,
存在多个的Ra彼此相同或者不同,
[化2]
在所述通式(3A)及(3B)中,
X1为氧原子、硫原子、CR301R302或者NR303
由R301及R302构成的组
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
由R31~R34中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
由R35~R38中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
由R41~R50中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
R303以及未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R301、R302、R31~R38及R41~R50分别独立地与所述通式(32)中的Ra同义,
其中,在所述通式(3A)中,R301~R303以及R31~R38中的任1个为与所述通式(31)中的氮原子、所述通式(32)中的六元环的碳原子或所述通式(33)中的六元环的碳原子键合的单键,在所述通式(3B)中,R41~R50中的任1个为与所述通式(31)中的氮原子、所述通式(32)中的六元环的碳原子或所述通式(33)中的六元环的碳原子键合的单键,
在所述第一化合物中,R901、R902、R903、R904、R905、R906、R907、R908、R909、R931、R932、R933、R934、R935、R936及R937分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为3~50的环烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基,
在存在多个R901的情况下,多个R901彼此相同或者不同,
在存在多个R902的情况下,多个R902彼此相同或者不同,
在存在多个R903的情况下,多个R903彼此相同或者不同,
在存在多个R904的情况下,多个R904彼此相同或者不同,
在存在多个R905的情况下,多个R905彼此相同或者不同,
在存在多个R906的情况下,多个R906彼此相同或者不同,
在存在多个R907的情况下,多个R907彼此相同或者不同,
在存在多个R908的情况下,多个R908彼此相同或者不同,
在存在多个R909的情况下,多个R909彼此相同或者不同,
在存在多个R931的情况下,多个R931彼此相同或者不同,
在存在多个R932的情况下,多个R932彼此相同或者不同,
在存在多个R933的情况下,多个R933彼此相同或者不同,
在存在多个R934的情况下,多个R934彼此相同或者不同,
在存在多个R935的情况下,多个R935彼此相同或者不同,
在存在多个R936的情况下,多个R936彼此相同或者不同,
在存在多个R937的情况下,多个R937彼此相同或者不同。
17.如权利要求16所述的有机电致发光元件,其特征在于,
在所述第一化合物为以所述通式(31)表示的化合物的情况下,Ar3分别独立地为以下述通式(30A)~(30G)中的任一个表示的基团,
在所述第一化合物为以所述通式(32)或者(33)表示的化合物的情况下,Ar3分别独立地为以下述通式(30A)~(30H)中的任一个表示的基团,
[化3]
在所述通式(30A)~(30D)中,R301、R302及R31~R38分别独立地与所述通式(3A)中的R301、R302及R31~R38同义,在所述通式(30E)~(30G)中,R41~R50分别独立地与所述通式(3B)中的R41~R50同义,在所述通式(30H)中,R31~R38分别独立地与所述通式(3A)中的R31~R38同义,*表示键合位置。
18.如权利要求16或者17所述的有机电致发光元件,其特征在于,
Ar1及Ar2分别独立地为,
取代或未取代的苯基、
取代或未取代的联苯基、
取代或未取代的三联苯基、
取代或未取代的二苯并呋喃基、
取代或未取代的二苯并噻吩基、
取代或未取代的芴基、
取代或未取代的咔唑基、
取代或未取代的萘基、或者
取代或未取代的菲基。
19.如权利要求16所述的有机电致发光元件,其特征在于,
所述第一化合物为以下述通式(301)~(310)中的任一个表示的化合物,
[化4]
[化5]
[化6]
在所述通式(301)~(310)中,X1及R31~R38分别独立地与所述通式(3A)中的X1及R31~R38同义,Ra分别独立地与所述通式(32)中的Ra同义,
由R311~R315中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
由R316~R320中的邻接的2个以上构成的组中的1组以上
互相键合从而形成取代或未取代的单环,或者
互相键合从而形成取代或未取代的稠环,或者
不互相键合,
未形成所述取代或未取代的单环且未形成所述取代或未取代的稠环的R311~R320分别独立地与所述通式(32)中的Ra同义,*表示与具有Ra的六元环的碳原子键合的位置,1*表示与具有Ra的六元环的碳原子键合的位置。
20.如权利要求16~19的任一项所述的有机电致发光元件,其特征在于,
R31~R38、R41~R50、R301~R303及Ra分别独立地为,
氢原子、
取代或未取代的碳数为1~50的烷基、
取代或未取代的成环碳数为6~50的芳基、或者
取代或未取代的成环原子数为5~50的杂环基。
21.如权利要求16~20的任一项所述的有机电致发光元件,其特征在于,
R31~R38及R41~R50分别独立地为,
氢原子、或者
取代或未取代的苯基。
22.如权利要求16~21的任一项所述的有机电致发光元件,其特征在于,
R31~R38及R41~R50为氢原子。
23.如权利要求1~22的任一项所述的有机电致发光元件,其特征在于,
所述发光层不包含金属络合物。
24.一种电子设备,其特征在于,搭载有权利要求1~23的任一项所述的有机电致发光元件。
25.一种有机电致发光显示装置,其特征在于,
具有相互对置地配置的阳极及阴极,
且具有作为蓝色像素的蓝色有机EL元件、作为绿色像素的绿色有机EL元件及作为红色像素的红色有机EL元件,
所述绿色像素包含权利要求1~23的任一项所述的有机电致发光元件作为所述绿色有机EL元件,
所述绿色有机EL元件包含:
作为所述发光层的绿色发光层、
配置在所述绿色发光层与所述阳极之间的所述第一层,
所述蓝色有机EL元件具有配置在所述阳极与所述阴极之间的蓝色发光层、配置在所述蓝色发光层与所述阳极之间的蓝色有机层,
所述红色有机EL元件具有配置在所述阳极与所述阴极之间的红色发光层、配置在所述红色发光层与所述阳极之间的红色有机层。
26.如权利要求25所述的有机电致发光显示装置,其特征在于,
在所述蓝色有机层、所述第一层及所述红色有机层的各层与所述阳极之间,
具有在所述蓝色有机EL元件、所述绿色有机EL元件及所述红色有机EL元件中共用地配置的共用层。
27.如权利要求26所述的有机电致发光显示装置,其特征在于,
所述蓝色有机层、所述第一层及所述红色有机层的各层与所述共用层彼此邻接。
28.一种电子设备,其特征在于,搭载有权利要求25~27的任一项所述的有机电致发光显示装置。
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