特許 6985883 有機発光ダイオードのための電子伝達層の積層体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6985883

(24)【登録日】2021年11月30日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】有機発光ダイオードのための電子伝達層の積層体

(51)【国際特許分類】

   H01L 51/50 20060101AFI20211213BHJP

   H01L 27/32 20060101ALI20211213BHJP

   H05B 33/10 20060101ALI20211213BHJP

   C09K 11/06 20060101ALI20211213BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20211213BHJP

【ＦＩ】

   H05B33/22 B

   H01L27/32

   H05B33/14 B

   H05B33/10

   C09K11/06 640

   C09K11/06 645

   G09F9/30 365

【請求項の数】13

【外国語出願】

【全頁数】73

(21)【出願番号】特願2017-202421(P2017-202421)

(22)【出願日】2017年10月19日

(65)【公開番号】特開2018-117112(P2018-117112A)

(43)【公開日】2018年7月26日

【審査請求日】2020年10月9日

(31)【優先権主張番号】16195344.3

(32)【優先日】2016年10月24日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】503180100

【氏名又は名称】ノヴァレッド ゲーエムベーハー

(73)【特許権者】

【識別番号】514278061

【氏名又は名称】サムスン エスディアイ カンパニー，リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＳＤＩ ＣＯ．，ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】ジュリエン，フライ

(72)【発明者】

【氏名】ドマゴイ，パヴィチチ

(72)【発明者】

【氏名】カルステン，ローテ

(72)【発明者】

【氏名】ヴォロディミル，センコフスキー

(72)【発明者】

【氏名】フランソワ，カルディナリ

(72)【発明者】

【氏名】ヒョンソン，キム

(72)【発明者】

【氏名】ビョンク，キム

【審査官】 辻本 寛司

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／００３４９１５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−２７９０１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００４−５３５０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１５−５０６０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５３４０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１５−００９６０２０（ＫＲ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／０５４２５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００６／０４０９１５（ＷＯ，Ａ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ５１／５０

Ｈ０１Ｌ ２７／３２

Ｈ０５Ｂ ３３／１０

Ｃ０９Ｋ １１／０６

Ｇ０９Ｆ ９／３０

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アノード、カソード、上記カソードおよび上記アノードの間に配置された発光層、第１電子伝達層、および第２電子伝達層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
上記第１電子伝達層および上記第２電子伝達層は上記発光層と上記カソードとの間に配置されており、
上記第１電子伝達層は上記第２電子伝達層よりも発光層の近くに配置されており、上記第２電子伝達層は上記第１電子伝達層よりも上記カソードの近くに配置されており、
（ａ）上記第１電子伝達層は、式（Ｉａ）

【化1】

に記載の第１マトリクス化合物を含み、
ここで、式Ｉａにおいて、
Ａ^２はＣ_６〜Ｃ_１２アリールおよびＣ_１〜Ｃ_１１ヘテロアリールから選択され、
Ａ^３およびＡ^４は単結合であり、
Ｒ^１〜Ｒ^５は独立した置換または非置換Ｃ_６〜Ｃ_３０アリール基、置換または非置換Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリール基であり、
ａ〜ｅは独立した０または１の整数であり、かつ４≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ≦５であって、
Ｌは単結合、置換もしくは非置換Ｃ_６〜Ｃ_３０アリーレン基、または置換もしくは非置換Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリーレン基であり、
ＥＴは、非置換Ｃ_６〜Ｃ_４０アリールもしくは非置換Ｃ_５〜Ｃ_４０ヘテロアリール基、または置換Ｃ_６〜Ｃ_４０アリールもしくは置換Ｃ_５〜Ｃ_４０ヘテロアリール基であり、
上記置換基において、
少なくとも１つの水素は、
（ｘｘｉ）重水素、
（ｘｘｉｉ）ハロゲン、
（ｘｖｉｉｉ）Ｃ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基であって、上記Ｃ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基の窒素原子が個別に選択された２つのＣ_１〜Ｃ_３０ヒドロカルビル基に置換されるか、またはＣ_１〜Ｃ_３０複素環基を形成したＣ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基、
（ｘｘｉｖ）Ｃ_１〜Ｃ_２２シリル基、
（ｘｘｖ）Ｃ_１〜Ｃ_３０アルキル基、
（ｘｘｖｉ）Ｃ_１〜Ｃ_１０アルキルシリル基、
（ｘｘｖｉｉ）Ｃ_６〜Ｃ_２２アリールシリル基、
（ｘｘｖｉｉｉ）Ｃ_３〜Ｃ_３０シクロアルキル基、
（ｘｘｉｘ）Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロシクロアルキル基、
（ｘｘｘ）Ｃ_６〜Ｃ_３０アリール基、
（ｘｘｘｉ）Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリール基、
（ｘｘｘｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_２０アルコキシ基、
（ｘｘｘｉｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_３０過フルオロ−ヒドロカルビル基、
（ｘｘｘｉｖ）Ｃ_１〜Ｃ_１０トリフルオロアルキル基、または
（ｘｘｘｖ）シアノ基、によって置換され、
（ｂ）上記第２電子伝達層は、アルカリ金属塩またはアルカリ金属有機錯体と、式（ＩＩ）
Ａ−Ｗ_ｆ （ＩＩ）
に記載の第２マトリクス化合物とを含み、ここで、
Ａは、非置換もしくは置換ベンゾアクリジンのアクリジン誘導体、または非置換もしくは置換ジベンゾアクリジンのアクリジン誘導体であり、
Ｗは、２つ〜８つの芳香族環を含む置換または非置換Ｃ_１６〜Ｃ_４８アリール基、および少なくとも２つ〜８つの芳香族環を含む置換または非置換Ｃ_１０〜Ｃ_３３ヘテロアリール基の少なくともいずれかから個別に選択され、
上記置換基は、重水素、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル、およびＣ_１〜Ｃ_１２アルコキシから選択され、
ｆは１または２である有機エレクトロルミネッセンス素子。

【請求項2】

式（Ｉａ）において、Ｒ^１〜Ｒ^５は独立した置換または非置換Ｃ_６〜Ｃ_１２アリール基、置換または非置換Ｃ_５〜Ｃ_９ヘテロアリール基であり、
ａ〜ｅは独立した０または１の整数であり、かつ４≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ≦５であって、
Ｌは単結合、置換もしくは非置換Ｃ_６〜Ｃ_１２アリーレン基、または置換もしくは非置換Ｃ_５〜Ｃ_９ヘテロアリーレン基であり、
ＥＴは、非置換Ｃ_６〜Ｃ_１８アリール、非置換Ｃ_５〜Ｃ_２０ヘテロアリール基、置換Ｃ_６〜Ｃ_１８アリール、または置換Ｃ_５〜Ｃ_２０ヘテロアリール基であり、
上記置換基において、少なくとも１つの水素は、
（ｘｘｘｖｉ）重水素、
（ｘｘｖｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル基、
（ｘｘｘｖｉｉｉ）Ｃ_６〜Ｃ_１２アリール基、
（ｘｘｘｉｘ）Ｃ_５〜Ｃ_９ヘテロアリール基、
（ｘｌ）Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシ基、によって置換される請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

【請求項3】

式（Ｉａ）において、上記ＥＴ基はＣ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリール基、であり、ＥＴは、式Ｅ１または式Ｅ２

【化2】

から選択されるものであって、
ここで、Ａｒ’およびＡｒ”はＣ_６〜Ｃ_１８アリールから個別に選択されるものである、請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

【請求項4】

式（ＩＩ）
Ａ−Ｗ_ｆ （ＩＩ）
において、
Ａは、式（ＩＩＩａ）または式（ＩＩＩｂ）

【化3】

の群から選択され、
Ｗは、２つ〜８つの芳香族環を含む置換または非置換Ｃ_１６〜Ｃ_４８アリール基、および少なくとも２つ〜８つの芳香族環を含む置換または非置換Ｃ_１０〜Ｃ_３３ヘテロアリール基の少なくともいずれかから個別に選択され、
上記置換基は、重水素、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル、およびＣ_１〜Ｃ_１２アルコキシから選択され、
ｆは１または２である請求項１から３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

【請求項5】

式（ＩＩ）
Ａ−Ｗ_ｆ （ＩＩ）
において、
Ａは、式（ＩＩＩａ）または式（ＩＩＩｂ）

【化4】

の群から選択され、
Ｗは、式ＩＶ
−Ｌ−Ａｒ^２ （ＩＶ）
の群から個別に選択され、
ここで、
Ｌは、フェニレン、ナフチレン、およびビフェニレンから選択され、
Ａｒ^２は、置換または非置換ナフチル、アントラニル、クリセニル、ピレニル、ベンズイミダゾリル、ピリジニル、アクリジニル、キノリニル、トリアジニルから選択され、上記置換基は、重水素、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル、およびＣ_１〜Ｃ_１２アルコキシから選択され、
ｆは１または２である、請求項１から４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

【請求項6】

上記アルカリ金属塩は、ＬｉＦ、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒまたはＬｉＩを含む群から選択され、
上記アルカリ金属有機錯体は、リチウムキノリノラート、ホウ酸リチウム、リチウムフェノラート、リチウムピリジノラートを含む群から選択されるか、シッフ塩基配位子を有するリチウムを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

【請求項7】

上記第１マトリクス化合物および上記第２マトリクス化合物の少なくともいずれかの双極子モーメントは、０デバイ以上２．３デバイ以下である、請求項１から６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

【請求項8】

アノード、カソード、上記カソードおよび上記アノードの間に配置された発光層、第１電子伝達層、および第２電子伝達層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
上記第１電子伝達層および上記第２電子伝達層は上記発光層と上記カソードとの間に配置されており、
上記第１電子伝達層は上記第２電子伝達層よりも発光層の近くに配置されており、上記第２電子伝達層は上記第１電子伝達層よりも上記カソードの近くに配置されており、
（ａ）上記第１電子伝達層は式（Ｉ）の第１マトリクス化合物を含み、

【化5】

ここで、
Ａ^１、Ａ^２、Ａ^３、およびＡ^４は単結合、非置換または置換Ｃ_６〜Ｃ_３０アリーレン、および非置換または置換Ｃ_１〜Ｃ_３０ヘテロアリーレンから個別に選択され、
Ａ^５は非置換または置換Ｃ_６〜Ｃ_４０アリール基および非置換または置換Ｃ_２〜Ｃ_４０ヘテロアリール基の少なくともいずれかから選択され、
Ｒ^１〜Ｒ^５は独立した置換または非置換Ｃ_６〜Ｃ_３０アリール基、置換または非置換Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリール基であり、
上記置換基において、少なくとも１つの水素は、
（ｘｖｉ）重水素、
（ｘｖｉｉ）ハロゲン、
（ｘｖｉｉｉ）Ｃ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基であって、上記第三アミノ基の窒素原子は個別に選択された２つのＣ_１〜Ｃ_３０ヒドロカルビル基に置換されるか、または上記Ｃ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基の上記窒素原子がＣ_１〜Ｃ_３０複素環基を形成したＣ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基、
（ｘｉｘ）Ｃ_１〜Ｃ_２２シリル基、
（ｘｘ）Ｃ_１〜Ｃ_３０アルキル基、
（ｘｘｉ）Ｃ_１〜Ｃ_１０アルキルシリル基、
（ｘｘｉｉ）Ｃ_６〜Ｃ_２２アリールシリル基、
（ｘｘｉｉｉ）Ｃ_３〜Ｃ_３０シクロアルキル基、
（ｘｘｉｖ）Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロシクロアルキル基、
（ｘｘｖ）Ｃ_６〜Ｃ_３０アリール基、
（ｘｘｖｉ）Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリール基、
（ｘｘｖｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_２０アルコキシ基、
（ｘｘｖｉｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_３０過フルオロ−ヒドロカルビル基、
（ｘｘｉｘ）Ｃ_１〜Ｃ_１０トリフルオロアルキル基、または
（ｘｘｘ）シアノ基、によって置換され、
ａ〜ｅは独立した０または１の整数であり、かつ４≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ≦５であって、
（ｂ）上記第２電子伝達層は、アルカリ金属塩またはアルカリ金属有機錯体と、式（ＩＩ）
Ａ−Ｗ_ｆ （ＩＩ）
に記載の第２マトリクス化合物とを含み、ここで、
Ａは、非置換もしくは置換ベンゾアクリジンのアクリジン誘導体、または非置換もしくは置換ジベンゾアクリジンのアクリジン誘導体であり、
Ｗは、２つ〜８つの芳香族環を含む置換または非置換Ｃ_１６〜Ｃ_４８アリール基、および少なくとも２つ〜８つの芳香族環を含む置換または非置換Ｃ_１０〜Ｃ_３３ヘテロアリール基の少なくともいずれかから個別に選択され、
上記置換基は、重水素、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル、およびＣ_１〜Ｃ_１２アルコキシから選択され、
ｆは１または２であり、
上記第１マトリクス化合物の還元電位は、テトラヒドロフランにおけるＦｃ／Ｆｃ^＋に対するサイクリックボルタンメトリーによって同じ条件下で測定した場合、トリフェニルホスフィンオキシドについて得られた値ほどは負の値ではなく、テトラキス（キノキサリン−５−イルオキシ）ジルコニウムについて得られた値よりも負の値である有機エレクトロルミネッセンス素子。

【請求項9】

アノード、カソード、上記カソードおよび上記アノードの間に配置された発光層、第１電子伝達層、および第２電子伝達層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
上記第１電子伝達層および上記第２電子伝達層は上記発光層と上記カソードとの間に配置されており、
上記第１電子伝達層は上記第２電子伝達層よりも発光層の近くに配置されており、上記第２電子伝達層は上記第１電子伝達層よりも上記カソードの近くに配置されており、
（ａ）上記第１電子伝達層は式（Ｉ）の第１マトリクス化合物を含み、

【化6】

ここで、
Ａ^１、Ａ^２、Ａ^３、およびＡ^４は単結合、非置換または置換Ｃ_６〜Ｃ_３０アリーレン、および非置換または置換Ｃ_１〜Ｃ_３０ヘテロアリーレンから個別に選択され、
Ａ^５は非置換または置換Ｃ_６〜Ｃ_４０アリール基および非置換または置換Ｃ_２〜Ｃ_４０ヘテロアリール基の少なくともいずれかから選択され、
Ｒ^１〜Ｒ^５は独立した置換または非置換Ｃ_６〜Ｃ_３０アリール基、置換または非置換Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリール基であり、
上記置換基において、少なくとも１つの水素は、
（ｘｖｉ）重水素、
（ｘｖｉｉ）ハロゲン、
（ｘｖｉｉｉ）Ｃ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基であって、上記第三アミノ基の窒素原子は個別に選択された２つのＣ_１〜Ｃ_３０ヒドロカルビル基に置換されるか、または上記Ｃ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基の上記窒素原子がＣ_１〜Ｃ_３０複素環基を形成したＣ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基、
（ｘｉｘ）Ｃ_１〜Ｃ_２２シリル基、
（ｘｘ）Ｃ_１〜Ｃ_３０アルキル基、
（ｘｘｉ）Ｃ_１〜Ｃ_１０アルキルシリル基、
（ｘｘｉｉ）Ｃ_６〜Ｃ_２２アリールシリル基、
（ｘｘｉｉｉ）Ｃ_３〜Ｃ_３０シクロアルキル基、
（ｘｘｉｖ）Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロシクロアルキル基、
（ｘｘｖ）Ｃ_６〜Ｃ_３０アリール基、
（ｘｘｖｉ）Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリール基、
（ｘｘｖｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_２０アルコキシ基、
（ｘｘｖｉｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_３０過フルオロ−ヒドロカルビル基、
（ｘｘｉｘ）Ｃ_１〜Ｃ_１０トリフルオロアルキル基、または
（ｘｘｘ）シアノ基、によって置換され、
ａ〜ｅは独立した０または１の整数であり、かつ４≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ≦５であって、
（ｂ）上記第２電子伝達層は、アルカリ金属塩またはアルカリ金属有機錯体と、式（ＩＩ）
Ａ−Ｗ_ｆ （ＩＩ）
に記載の第２マトリクス化合物とを含み、ここで、
Ａは、非置換もしくは置換ベンゾアクリジンのアクリジン誘導体、または非置換もしくは置換ジベンゾアクリジンのアクリジン誘導体であり、
Ｗは、２つ〜８つの芳香族環を含む置換または非置換Ｃ_１６〜Ｃ_４８アリール基、および少なくとも２つ〜８つの芳香族環を含む置換または非置換Ｃ_１０〜Ｃ_３３ヘテロアリール基の少なくともいずれかから個別に選択され、
上記置換基は、重水素、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル、およびＣ_１〜Ｃ_１２アルコキシから選択され、
ｆは１または２であり、
上記発光層はエミッターホストを含み、上記エミッターホストの双極子モーメントは、０．２デバイ以上１．４５デバイ以下である有機エレクトロルミネッセンス素子。

【請求項10】

アノード、カソード、上記カソードおよび上記アノードの間に配置された発光層、第１電子伝達層、および第２電子伝達層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
上記第１電子伝達層および上記第２電子伝達層は上記発光層と上記カソードとの間に配置されており、
上記第１電子伝達層は上記第２電子伝達層よりも発光層の近くに配置されており、上記第２電子伝達層は上記第１電子伝達層よりも上記カソードの近くに配置されており、
（ａ）上記第１電子伝達層は式（Ｉ）の第１マトリクス化合物を含み、

【化7】

ここで、
Ａ^１、Ａ^２、Ａ^３、およびＡ^４は単結合、非置換または置換Ｃ_６〜Ｃ_３０アリーレン、および非置換または置換Ｃ_１〜Ｃ_３０ヘテロアリーレンから個別に選択され、
Ａ^５は非置換または置換Ｃ_６〜Ｃ_４０アリール基および非置換または置換Ｃ_２〜Ｃ_４０ヘテロアリール基の少なくともいずれかから選択され、
Ｒ^１〜Ｒ^５は独立した置換または非置換Ｃ_６〜Ｃ_３０アリール基、置換または非置換Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリール基であり、
上記置換基において、少なくとも１つの水素は、
（ｘｖｉ）重水素、
（ｘｖｉｉ）ハロゲン、
（ｘｖｉｉｉ）Ｃ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基であって、上記第三アミノ基の窒素原子は個別に選択された２つのＣ_１〜Ｃ_３０ヒドロカルビル基に置換されるか、または上記Ｃ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基の上記窒素原子がＣ_１〜Ｃ_３０複素環基を形成したＣ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基、
（ｘｉｘ）Ｃ_１〜Ｃ_２２シリル基、
（ｘｘ）Ｃ_１〜Ｃ_３０アルキル基、
（ｘｘｉ）Ｃ_１〜Ｃ_１０アルキルシリル基、
（ｘｘｉｉ）Ｃ_６〜Ｃ_２２アリールシリル基、
（ｘｘｉｉｉ）Ｃ_３〜Ｃ_３０シクロアルキル基、
（ｘｘｉｖ）Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロシクロアルキル基、
（ｘｘｖ）Ｃ_６〜Ｃ_３０アリール基、
（ｘｘｖｉ）Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリール基、
（ｘｘｖｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_２０アルコキシ基、
（ｘｘｖｉｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_３０過フルオロ−ヒドロカルビル基、
（ｘｘｉｘ）Ｃ_１〜Ｃ_１０トリフルオロアルキル基、または
（ｘｘｘ）シアノ基、によって置換され、
ａ〜ｅは独立した０または１の整数であり、かつ４≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ≦５であって、
（ｂ）上記第２電子伝達層は、アルカリ金属塩またはアルカリ金属有機錯体と、式（ＩＩ）
Ａ−Ｗ_ｆ （ＩＩ）
に記載の第２マトリクス化合物とを含み、ここで、
Ａは、非置換もしくは置換ベンゾアクリジンのアクリジン誘導体、または非置換もしくは置換ジベンゾアクリジンのアクリジン誘導体であり、
Ｗは、２つ〜８つの芳香族環を含む置換または非置換Ｃ_１６〜Ｃ_４８アリール基、および少なくとも２つ〜８つの芳香族環を含む置換または非置換Ｃ_１０〜Ｃ_３３ヘテロアリール基の少なくともいずれかから個別に選択され、
上記置換基は、重水素、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル、およびＣ_１〜Ｃ_１２アルコキシから選択され、
ｆは１または２であり、
上記発光層はエミッターホストを含み、テトラヒドロフランにおけるＦｃ／Ｆｃ^＋に対するサイクリックボルタンメトリーによって同じ条件下で測定した場合、上記エミッターホストの各レドックス電位は７−（［１，１’−ビフェニル］−４−イル）ジベンゾ［ｃ，ｈ］アクリジンについて得られた各値よりも負の値である有機エレクトロルミネッセンス素子。

【請求項11】

上記第２電子伝達層および上記カソードの間にさらに電子注入層を含み、
上記第１電子伝達層が上記発光層と上記第２電子伝達層との間に接触しながら挟まれ、上記第２電子伝達層が上記第１電子伝達層と上記電子注入層との間に接触しながら挟まれている、請求項１から１０のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

【請求項12】

請求項１から１１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子（４００）の製造方法であって、
アノード上に、正孔注入層（３７）、正孔伝達層（３１）、任意の電子ブロッキング層（３３）、発光層（１３０）、第１電子伝達層（１３５）、第２電子伝達層（３４）、電子注入層（３６）、およびカソード（１１０）をこの順番で堆積させ、
または、上記の層を、上記カソード（１１０）から始め、逆の順番で堆積させる、製造方法。

【請求項13】

請求項１から１１のいずれか一項に記載の有機発光ダイオード（１００）を少なくとも１つ備える電子デバイス。

【発明の詳細な説明】

【発明の詳細な説明】

【0001】

〔技術分野〕
本発明は、第１電子伝達層が電荷移動化合物を含み、第２電子伝達層がアクリジン化合物およびアルカリ金属塩およびアルカリ金属有機錯体の少なくともいずれかを含む、少なくとも２層の電子伝達層からなるＥＴＬ積層体を含む有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、当該ＯＬＥＤの製造方法、および当該ＯＬＥＤを備えるデバイスに関する。

【0002】

〔背景技術〕
自家発光性デバイスである有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、広い視野角、優れたコントラスト、迅速な反応、高い輝度、優れた駆動電圧特性、および色の再現性を有する。典型的なＯＬＥＤはアノード、正孔伝達層ＨＴＬ、発光層ＥＭＬ、電子伝達層ＥＴＬ、およびカソードを備え、これらが順に基板上に積層されている。ここで、ＨＴＬ、ＥＭＬ、およびＥＴＬは、有機化合物から形成された薄膜である。

【0003】

ＵＳ２００６／０５７４２７Ａ１は、一対の電極と、一対の電極の間に配置された複数の有機化合物層とを含む有機エレクトロルミネッセンス素子を開示する。有機化合物層は、発光層と正孔伝達層とを含み、発光層は、青色燐光性発光材料と、最低の励起三重項エネルギー（Ｔ１）が２７２ｋＪ／ｍｏｌ（６５ｋｃａｌ／ｍｏｌ）以上であるホスト物質とを含む。正孔伝達層の一つは発光層に隣接する層である。発光層のイオン化ポテンシャルをＩｐ１とし、発光層に隣接する正孔伝達層のイオン化ポテンシャルをＩｐ２とし、その他の正孔伝達層のイオン化ポテンシャルをＩｐ３とした場合、Ｉｐ１＞Ｉｐ２＞Ｉｐ３という関係が満たされる。

【0004】

ＵＳ２０１５／０３４９１５Ａ１は、第１電極と、第２電極と、有機層とを含む有機発光装置を開示する。有機層は、第１電極と第２電極との間に配置され、発光層を含む。

【0005】

ＵＳ２００４／２０９１１６Ａ１は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を開示し、特に能率的なＯＬＥＤであって、広いエネルギーギャップを有するホスト物質を含む発光層を備えるＯＬＥＤを開示する。

【0006】

電圧がアノードおよびカソードに印加される際、アノードから注入された正孔はＨＴＬを通ってＥＭＬに移動し、カソードから注入された電子はＥＴＬを通ってＥＭＬに移動する。正孔および電子は、ＥＭＬにおいて再結合し、励起子を発生させる。励起子が励起状態から基底状態に下降する際、光が発せられる。上述した構造を有するＯＬＥＤが優れた効率および長寿命の少なくともいずれかを有するように、正孔および電子の注入および流れは、均衡が保たれるべきである。

【0007】

ＷＯ２０１１１５４１３１Ａ１は、以下の式（Ａ）に係る有機半導体材料を少なくとも１つ含む電子デバイスに関する。式（Ａ）において、Ｒ_１〜_４は、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、置換または非置換Ｃ_１〜Ｃ_２０アルキルまたはヘテロアルキル、Ｃ_６〜Ｃ_２０アリールまたはＣ_５〜Ｃ_２０ヘテロアリール、Ｃ_１〜Ｃ_２０アルコキシまたはＣ_６〜Ｃ_２０アリールオキシから個別に選択される。Ａｒは、置換または非置換Ｃ_６〜Ｃ_２０アリールまたはＣ_５〜Ｃ_２０ヘテロアリールから選択され、Ｒ_５は、置換または非置換Ｃ_６〜Ｃ_２０アリールまたはＣ_５〜Ｃ_２０ヘテロアリール、Ｈ、Ｆ、または式（Ｂ）から選択される。

【0008】

【化1】

ＰＣＴ出願番号ＫＲ２０１５−０１２５５１は、化学式Ｉによって示された有機光電子装置のための化合物、有機光電子装置、および表示装置を提供するものに関する。

【0009】

【化2】

先行技術を考慮しても、ＯＬＥＤおよび有機半導体材料のパフォーマンスを向上させる必要があり、特に、含まれる化合物の特性を向上させることによって高効率化および長寿命化の少なくともいずれかを達成する必要がある。

【0010】

〔開示内容〕
本発明の態様は、外部量子効率ＥＱＥ等の効率の向上、低動作電圧、および長寿命を達成するために、発光層および少なくとも２層の電子伝達層（ＥＴＬ）を備える有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を提供する。該有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、トップエミッション型およびボトムエミッション型の少なくともいずれかの有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のだめのものである。

【0011】

本発明の別の一態様は、該ＯＬＥＤの製造方法を提供する。

【0012】

本発明の他の態様は、少なくとも１つのＯＬＥＤを備える電子デバイスを提供する。

【0013】

本発明の一態様によれば、アノード、カソード、上記カソードおよび上記アノードの間に配置された発光層、第１電子伝達層、および第２電子伝達層を備えるエレクトロルミネッセンス素子が提供され、
上記第１電子伝達層および上記第２電子伝達層は上記発光層と上記カソードとの間に配置されており、
上記第１電子伝達層は上記第２電子伝達層よりも発光層の近くに配置されており、上記第２電子伝達層は上記第１電子伝達層よりも上記カソードの近くに配置されており、
（ａ）上記第１電子伝達層は式（Ｉ）

【0014】

【化3】

の第１マトリクス化合物を含み、ここで、
Ａ^１、Ａ^２、Ａ^３、およびＡ^４は単結合、非置換または置換Ｃ_６〜Ｃ_３０アリーレン、および非置換または置換Ｃ_１〜Ｃ_３０ヘテロアリーレンから個別に選択され、
Ａ^５は非置換または置換Ｃ_６〜Ｃ_４０アリール基および非置換または置換Ｃ_２〜Ｃ_４０ヘテロアリール基の少なくともいずれかから選択され、
Ｒ^１〜Ｒ^５は独立した置換または非置換Ｃ_６〜Ｃ_３０アリール基、置換または非置換Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリール基であり、
上記置換基において、少なくとも１つの水素は、
（ｉ）重水素、
（ｉｉ）ハロゲン、
（ｉｉｉ）Ｃ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基であって、上記第三アミノ基の上記窒素原子は個別に選択された２つのＣ_１〜Ｃ_３０ヒドロカルビル基に置換されるか、または上記Ｃ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基の上記窒素原子はＣ_１〜Ｃ_３０複素環基を形成したＣ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基、
（ｉｖ）Ｃ_１〜Ｃ_２２シリル基、
（ｖ）Ｃ_１〜Ｃ_３０アルキル基、
（ｖｉ）Ｃ_１〜Ｃ_１０アルキルシリル基、
（ｖｉｉ）Ｃ_６〜Ｃ_２２アリールシリル基、
（ｖｉｉｉ）Ｃ_３〜Ｃ_３０シクロアルキル基、
（ｉｘ）Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロシクロアルキル基、
（ｘ）Ｃ_６〜Ｃ_３０アリール基、
（ｘｉ）Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリール基、
（ｘｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_２０アルコキシ基、
（ｘｉｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_３０過フルオロ−ヒドロカルビル基、
（ｘｉｖ）Ｃ_１〜Ｃ_１０トリフルオロアルキル基、または
（ｘｖ）シアノ基、によって置換され、
ａ〜ｅは独立した０または１の整数であり、かつ４≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ≦５であって、
（ｂ）上記第２電子伝達層は、アルカリ金属塩またはアルカリ金属有機錯体と、式（ＩＩ）
Ａ−Ｗ_ｆ （ＩＩ）
に記載の第２マトリクス化合物とを含み、ここで、
Ａは、非置換もしくは置換ベンゾアクリジンのアクリジン誘導体、または非置換もしくは置換ジベンゾアクリジンのアクリジン誘導体であり、
Ｗは、２つ〜８つの芳香族環を含む置換または非置換Ｃ_１６〜Ｃ_４８アリール基、および少なくとも２つ〜８つの芳香族環を含む置換または非置換Ｃ_１０〜Ｃ_３３ヘテロアリール基の少なくともいずれかから個別に選択され、
上記置換基は、重水素、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル、およびＣ_１〜Ｃ_１２アルコキシから選択され、
ｆは１または２であり、好ましくは１である。

【0015】

エレクトロルミネッセンス素子、例えばＯＬＥＤの動作条件下において、電子伝達層に含まれるアルカリ金属塩またはアルカリ金属有機錯体は発光しなくてもよい。

【0016】

第１マトリクス化合物および第２マトリクス化合物は有機化合物であり、金属を有さない。エレクトロルミネッセンス素子、例えばＯＬＥＤの動作条件下において、電子伝達層に含まれるマトリクス化合物は発光しなくてもよい。

【0017】

エレクトロルミネッセンス素子、例えば、ＯＬＥＤの動作条件は、本明細書の実験パートにおいて記載する。

【0018】

本発明のさらなる態様によれば、エレクトロルミネッセンス素子は有機発光ダイオードＯＬＥＤであってもよい。

【0019】

式Ｉおよび式ＩＩに示す化合物、ならびに式Ｉおよび式ＩＩに示す化合物を含む組成物は、優れた電子伝達特性を有するため、電荷の移動性および安定性を増加させ、それによって輝度効率、電圧特性、および寿命特性を向上させる。

【0020】

本明細書において、「Ａ^１、Ａ^２、Ａ^３、およびＡ^４は個別に単結合から選択される」とは、「Ａ^１、Ａ^２、Ａ^３、およびＡ^４」が単結合として選択される場合、「Ａ^１、Ａ^２、Ａ^３、およびＡ^４」が共に１つの単結合を形成することを意味する。

【0021】

本明細書において、「Ａ^１、Ａ^２、Ａ^３、およびＡ^４は個別に単結合から選択される」とは、その中の少なくとも２つの直接接続した部分、例えば、「Ａ^１、Ａ^２」が単結合として選択される場合、それらの接続した部分が共に単結合を形成することを意味する。

【0022】

本明細書において、「Ａ^１、Ａ^２、Ａ^３、およびＡ^４は個別に単結合から選択される」とは、その中の少なくとも３つの直接接続した部分、例えば、「Ａ^２、Ａ^３、Ａ^４」が単結合として選択される場合、それらの直接接続した部分が共に単結合を形成することを意味する。

【0023】

本明細書において、「置換基において、少なくとも１つの水素は下記に置き換えられる」という記載は、特に断りのない限り、Ａ^１、Ａ^２、Ａ^３、Ａ^３、およびＡ^５、Ｒ^１〜Ｒ^５、Ａｒ^１、Ｌ、ならびにＥＴに関連しており、他のものは規定されない。

【0024】

本明細書において、他に定義されていない場合、「置換された」とは、重水素、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル、およびＣ_１〜Ｃ_１２アルコキシに置換されたものを指す。

【0025】

本明細書において、他に定義されていない場合、「アルキル基」とは脂肪族炭化水素基を意味し得る。アルキル基は、二重結合または三重結合を有しない「飽和アルキル基」を意味し得る。

【0026】

アルキル基はＣ_１〜Ｃ_１２アルキル基であってもよい。より具体的には、アルキル基はＣ_１〜Ｃ_１０アルキル基またはＣ_１〜Ｃ_６アルキル基であってもよい。例えば、Ｃ_１〜Ｃ_４アルキル基はアルキル鎖において１〜４つの炭素を含み、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、セクブチル、およびｔ−ブチルから選択されてもよい。

【0027】

アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。

【0028】

「シクロアルキル」という用語は、対応するシクロアルカンに含まれる環原子から１つの水素原子を形式的に取り除くことによってシクロアルカンから得られた飽和ヒドロカルビル基を指す。シクロアルキル基の例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、アダマントリー基等が挙げられる。

【0029】

ヘテロシクロアルキル下において、少なくとも１つのそのような環を有する化合物における飽和複素環リングから１つの環状水素を形式的に取り除くことによって得られた基が理解される。

【0030】

「ヘテロ」という用語は、共有結合型炭素原子によって形成され得る構造中の少なくとも１つの炭素原子が別の多価原子に置き換えられることを指す。好ましくは、ヘテロ原子はＢ、Ｓｉ、Ｎ、Ｐ、Ｏ、Ｓから選択され、より好ましくはＮ、Ｐ、Ｏ、Ｓから選択される。

【0031】

本明細書において、「アリール基」は、炭化水素芳香族部分を少なくとも１つ含む基を意味し得る。

【0032】

炭化水素芳香族部分の元素は全て、共役（例えば、フェニル基およびナフチル基等）を形成するｐ軌道を有してもよい。

【0033】

炭化水素芳香族部分のうち、２つ以上はシグマ結合によって結合されてもよく、例えば、ビフェニル基、テルフェニル基、クオーターフェニル基等であってもよい。

【0034】

アリール基は、単環、多環、または縮合環多環（つまり、隣接する、炭素原子の対を共有する環）の官能基を含んでもよい。

【0035】

ここで、「ヘテロアリール」という語は、少なくとも１つの炭素原子がヘテロ原子（好ましくはＮ、Ｏ、Ｓ、Ｂ、またはＳｉから選択される）で置換されているアリール基を意味する。ヘテロアリーレンは、さらに２つの部分と結合されている基を意味する。

【0036】

Ｃ_ｎ−ヘテロアリールにおける下付きの数値ｎは、単に、炭素原子の数（ヘテロ原子の数を含まない）を意味する。この文脈において、Ｃ_５ヘテロアリーレン基は５個の炭素原子を含む芳香族化合物（例えば、ピリジル）であることが明確である。

【0037】

本明細書において、単結合は直接結合を意味し得る。

【0038】

本発明の文脈において、「異なる」とは化合物が同一の化学構造を有さないことを意味する。

【0039】

「有さない（free of）」、「含まない（does not contain）」、「備えない（does not comprise）」という記載は、堆積前の化合物に存在し得る不純物を排除しない。不純物は、本発明によって達成される目的に対して技術的な効果を有さない。

【0040】

「接触しながら挟まれる」という記載は、３つの層を配置する場合に真ん中の層が隣接する２つの層に直接接触する配置を指す。

【0041】

本明細書において、正孔特性とは電界が印加された場合に正孔を形成するために電子を提供する能力を指し、アノードに形成された正孔は、最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）レベルによる導電特性のために、発光層に容易に注入されて発光層中を容易に伝達され得ることを指す。

【0042】

さらに電子特性とは電界が印加された場合に電子を受容する能力を指し、カソードに形成された電子は、最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）レベルによる導電特性のために、発光層に容易に注入されて発光層中を容易に伝達され得ることを指す。

【0043】

他の実施形態は、その製造方法を提供する。

【0044】

〔有利な効果〕
驚くべきことに、特にｃｄ／Ａ効率について公知の有機エレクトロルミネッセンス素子よりも優れた本発明のＥＴＬ層積層体が、本発明の基礎をなす課題を解決することがわかった。高いｃｄ／Ａ効率は高効率を達成するために重要であり、これにより、例えば携帯表示装置といった携帯機器の電池寿命が増加する。

【0045】

有機エレクトロルミネッセンス素子を青色蛍光素子として使用した場合に特に良好なパフォーマンスが実現されることを発明者らは驚くべきことに発見した。

【0046】

好適な例として本明細書に記載した、特定の構成が特に有益であることが分かった。

【0047】

同様に、本発明の最も広い定義の範囲に含まれるいくつかの化合物は、驚くべきことに、上述したｃｄ／Ａ効率特性に関して特に良好なパフォーマンスを示すことが分かった。本明細書において説明するこの化合物は特に好適である。

【0048】

さらに、高効率および長寿命の少なくともいずれかである有機エレクトロルミネッセンス素子を実現可能である。

【0049】

以下、一実施形態に係る、第１および第２電子伝達層を備えるＥＴＬ積層体について記載する。

【0050】

〔第１電子マトリクス化合物〕
さらなる実施形態によれば、第１電子伝達層は式（Ｉ）に記載の第１マトリクス化合物を含むか、または式（Ｉ）に記載の第１マトリクス化合物から構成されていてもよい。

【0051】

【化4】

ここで、
Ａ^１、Ａ^２、Ａ^３、およびＡ^４は単結合、非置換または置換Ｃ_６〜Ｃ_３０アリーレン、および非置換または置換Ｃ_１〜Ｃ_３０ヘテロアリーレンから個別に選択され、
Ａ^５は非置換または置換Ｃ_６〜Ｃ_４０アリール基および非置換または置換Ｃ_２〜Ｃ_４０ヘテロアリール基の少なくともいずれかから選択され、
Ｒ^１〜Ｒ^５は独立した置換または非置換Ｃ_６〜Ｃ_３０アリール基、置換または非置換Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリール基であり、
上記置換基において、
少なくとも１つの水素は、
（ｉ）重水素、
（ｉｉ）ハロゲン、
（ｉｉｉ）Ｃ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基であって、上記第三アミノ基の上記窒素原子は個別に選択された２つのＣ_１〜Ｃ_３０ヒドロカルビル基に置換されるか、または上記Ｃ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基の上記窒素原子はＣ_１〜Ｃ_３０複素環基を形成したＣ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基、
（ｉｖ）Ｃ_１〜Ｃ_２２シリル基、
（ｖ）Ｃ_１〜Ｃ_３０アルキル基、
（ｖｉ）Ｃ_１〜Ｃ_１０アルキルシリル基、
（ｖｉｉ）Ｃ_６〜Ｃ_２２アリールシリル基、
（ｖｉｉｉ）Ｃ_３〜Ｃ_３０シクロアルキル基、
（ｉｘ）Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロシクロアルキル基、
（ｘ）Ｃ_６〜Ｃ_３０アリール基、
（ｘｉ）Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリール基、
（ｘｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_２０アルコキシ基、
（ｘｉｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_３０過フルオロ−ヒドロカルビル基、
（ｘｉｖ）Ｃ_１〜Ｃ_１０トリフルオロアルキル基、または
（ｘｖ）シアノ基、によって置換され、
ａ〜ｅは独立した０または１の整数であり、かつ４≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ≦５である。

【0052】

さらなる実施形態によれば、第１電子伝達層は式（Ｉａ）に記載の第１電子マトリクス化合物を含む。

【0053】

【化5】

ここで、式Ｉａにおいて、
Ａ^２はＣ_６〜Ｃ_１２アリールおよびＣ_１〜Ｃ_１１ヘテロアリールから選択され、
Ａ^３およびＡ^４は単結合であり、
Ｒ^１〜Ｒ^５は独立した置換または非置換Ｃ_６〜Ｃ_３０アリール基、置換または非置換Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリール基であり、
ａ〜ｅは独立した０または１の整数であり、かつ４≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ≦５であって、
Ｌは単結合、置換もしくは非置換Ｃ_６〜Ｃ_３０アリーレン基、または置換もしくは非置換Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリーレン基であり、
ＥＴは、非置換Ｃ_６〜Ｃ_４０アリールもしくは非置換Ｃ_５〜Ｃ_４０ヘテロアリール基、または置換Ｃ_６〜Ｃ_４０アリールもしくは置換Ｃ_５〜Ｃ_４０ヘテロアリール基であり、
上記置換基において、少なくとも１つの水素は、
（ｉ）重水素、
（ｉｉ）ハロゲン、
（ｉｉｉ）Ｃ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基であって、上記Ｃ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基の上記窒素原子は個別に選択された２つのＣ_１〜Ｃ_３０ヒドロカルビル基に置換されるか、またはＣ_１〜Ｃ_３０複素環基を形成したＣ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基、
（ｉｖ）Ｃ_１〜Ｃ_２２シリル基、
（ｖ）Ｃ_１〜Ｃ_３０アルキル基、
（ｖｉ）Ｃ_１〜Ｃ_１０アルキルシリル基、
（ｖｉｉ）Ｃ_６〜Ｃ_２２アリールシリル基、
（ｖｉｉｉ）Ｃ_３〜Ｃ_３０シクロアルキル基、
（ｉｘ）Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロシクロアルキル基、
（ｘ）Ｃ_６〜Ｃ_３０アリール基、
（ｘｉ）Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリール基、
（ｘｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_２０アルコキシ基、
（ｘｉｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_３０過フルオロ−ヒドロカルビル基、
（ｘｉｖ）Ｃ_１〜Ｃ_１０トリフルオロアルキル基、または
（ｘｖ）シアノ基、によって置換される。

【0054】

式（Ｉａ）は、式Ｉの定義に含まれる。式（Ｉａ）において、Ａ^１はＬであり、Ａ^２は、Ｃ_６〜Ｃ_１２アリールおよびＣ_１〜Ｃ_１１ヘテロアリールから選択され、Ａ^３およびＡ^４は単結合であり、Ａ^５＝ＥＴである。
さらなる実施形態によれば、式（Ｉａ）において、
Ｒ^１〜Ｒ^５は独立した置換または非置換Ｃ_６〜Ｃ_１２アリール基、置換または非置換Ｃ_５〜Ｃ_９ヘテロアリール基であり、
ａ〜ｅは独立した０または１の整数であり、かつ４≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ≦５であって、
Ｌは単結合、置換もしくは非置換Ｃ_６〜Ｃ_１２アリーレン基、または置換もしくは非置換Ｃ_５〜Ｃ_９ヘテロアリーレン基であり、
ＥＴは、非置換Ｃ_６〜Ｃ_１８アリールもしくは非置換Ｃ_５〜Ｃ_２０ヘテロアリール基、または置換Ｃ_６〜Ｃ_１８アリールもしくは置換Ｃ_５〜Ｃ_２０ヘテロアリール基であり、
上記置換基において、少なくとも１つの水素は、
（ｘｖｉ）重水素、
（ｘｖｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル基、
（ｘｖｉｉｉ）Ｃ_６〜Ｃ_１２アリール基、
（ｘｉｘ）Ｃ_５〜Ｃ_９ヘテロアリール基、
（ｘｘ）Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシ基、によって置換される。
さらなる実施形態によれば、Ａｒ^１はフェニルまたはビフェニルであり、Ｌは単結合である。

【0055】

さらなる実施形態によれば、第１電子伝達層は式（Ｉｂ）に記載の第１電子マトリクス化合物を含む。

【0056】

【化6】

ここで、式Ｉｂにおいて、
Ｘ^１〜Ｘ^１１は個別にＮ、Ｃ、またはＣＲ^ａであり、
Ｒ^ａは個別に、水素、重水素、Ｃ_１〜Ｃ_３０アルキル基、Ｃ_３〜Ｃ_３０シクロアルキル基、Ｃ_６〜Ｃ_３０アリール基、Ｃ_６〜Ｃ_３０ジアリールアミン基、Ｃ_１〜Ｃ_３０アルコキシ基、Ｃ_３〜Ｃ_２１シリル基、Ｃ_３〜Ｃ_２１シリルオキシ基、Ｃ_１〜Ｃ_３０アルキルチオール基、Ｃ_６〜Ｃ_３０アリールチオール基、ハロゲン、Ｃ_１〜Ｃ_３０ハロゲン化ヒドロカルビル基、シアノ基であり、
Ｒ^１〜Ｒ^５は独立した置換または非置換Ｃ_６〜Ｃ_３０アリール基、置換または非置換Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリール基であり、
ａ〜ｅは独立した０または１の整数であり、かつ４≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ≦５であって、
Ｌは単結合、置換または非置換Ｃ_６〜Ｃ_３０アリーレン基、置換または非置換Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリーレン基であり、
ＥＴは、非置換Ｃ_６〜Ｃ_４０アリールもしくは非置換Ｃ_２〜Ｃ_４０ヘテロアリール基、または置換Ｃ_６〜Ｃ_４０アリールもしくは置換Ｃ_２〜Ｃ_４０ヘテロアリール基であり、
上記置換基において、少なくとも１つの水素は、
（ｉ）重水素、
（ｉｉ）ハロゲン、
（ｉｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_６０第三アミノ基であって、上記Ｃ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基の上記窒素原子は個別に選択された２つのＣ_１〜Ｃ_３０ヒドロカルビル基に置換されるか、またはＣ_１〜Ｃ_３０複素環基を形成したＣ_１〜Ｃ_６０第三アミノ基、
（ｉｖ）Ｃ_１〜Ｃ_２２シリル基、
（ｖ）Ｃ_１〜Ｃ_３０アルキル基、
（ｖｉ）Ｃ_１〜Ｃ_１０アルキルシリル基、
（ｖｉｉ）Ｃ_６〜Ｃ_２２アリールシリル基、
（ｖｉｉｉ）Ｃ_３〜Ｃ_３０シクロアルキル基、
（ｉｘ）Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロシクロアルキル基、
（ｘ）Ｃ_６〜Ｃ_３０アリール基、
（ｘｉ）Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリール基、
（ｘｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_２０アルコキシ基、
（ｘｉｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_３０過フルオロ−ヒドロカルビル基、
（ｘｉｖ）Ｃ_１〜Ｃ_１０トリフルオロアルキル基、または
（ｘｖ）シアノ基、によって置換される。

【0057】

好ましくは、Ｒ^ａは水素、重水素、Ｃ_１〜Ｃ_３０アルキル基、Ｃ_３〜Ｃ_３０シクロアルキル基、Ｃ_６〜Ｃ_３０アリール基、またはＣ_１〜Ｃ_３０アルコキシ基から個別に選択される。

【0058】

さらなる実施形態によれば、第１電子伝達層は式（Ｉｃ）に記載の第１電子マトリクス化合物を含む。

【0059】

【化7】

ここで、式Ｉｃにおいて、
Ｒ^１〜Ｒ^５は独立した置換または非置換Ｃ_６〜Ｃ_３０アリール基、置換または非置換Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリール基であり、
ａ〜ｅは独立した０または１の整数であり、かつ４≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ≦５であって、
Ｌは単結合、置換または非置換Ｃ_６〜Ｃ_３０アリーレン基、置換または非置換Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリーレン基であり、
ＥＴは、非置換Ｃ_６〜Ｃ_４０アリールもしくは非置換Ｃ_２〜Ｃ_４０ヘテロアリール基、または置換Ｃ_６〜Ｃ_４０アリールもしくは置換Ｃ_２〜Ｃ_４０ヘテロアリール基であり、
上記置換基において、少なくとも１つの水素は、
（ｉ）重水素、
（ｉｉ）ハロゲン、
（ｉｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_６０第三アミノ基であって、上記Ｃ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基の上記窒素原子は個別に選択された２つのＣ_１〜Ｃ_３０ヒドロカルビル基に置換されるか、またはＣ_１〜Ｃ_３０複素環基を形成したＣ_１〜Ｃ_６０第三アミノ基、
（ｉｖ）Ｃ_１〜Ｃ_２２シリル基、
（ｖ）Ｃ_１〜Ｃ_３０アルキル基、
（ｖｉ）Ｃ_１〜Ｃ_１０アルキルシリル基、
（ｖｉｉ）Ｃ_６〜Ｃ_２２アリールシリル基、
（ｖｉｉｉ）Ｃ_３〜Ｃ_３０シクロアルキル基、
（ｉｘ）Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロシクロアルキル基、
（ｘ）Ｃ_６〜Ｃ_３０アリール基、
（ｘｉ）Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリール基、
（ｘｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_２０アルコキシ基、
（ｘｉｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_３０過フルオロ−ヒドロカルビル基、
（ｘｉｖ）Ｃ_１〜Ｃ_１０トリフルオロアルキル基、または
（ｘｖ）シアノ基、によって置換される。

【0060】

さらなる実施形態によれば、第１電子伝達層は式（Ｉｃ）に記載の第１電子マトリクス化合物を含む。

【0061】

【化8】

ここで、式Ｉｃにおいて、
Ｒ^１〜Ｒ^５は独立した置換または非置換Ｃ_６〜Ｃ_３０アリール基、置換または非置換Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリール基であり、
ａ〜ｄは１であり、
ｅは０であり、
Ｌは単結合、置換または非置換Ｃ_６〜Ｃ_３０アリーレン基、置換または非置換Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリーレン基であり、
ＥＴは、非置換Ｃ_６〜Ｃ_４０アリールもしくは非置換Ｃ_２〜Ｃ_４０ヘテロアリール基、または置換Ｃ_６〜Ｃ_４０アリールもしくは置換Ｃ_２〜Ｃ_４０ヘテロアリール基であり、
上記置換基において、少なくとも１つの水素は、
（ｉ）重水素、
（ｉｉ）ハロゲン、
（ｉｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_６０第三アミノ基であって、上記Ｃ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基の上記窒素原子は個別に選択された２つのＣ_１〜Ｃ_３０ヒドロカルビル基に置換されるか、またはＣ_１〜Ｃ_３０複素環基を形成したＣ_１〜Ｃ_６０第三アミノ基、
（ｉｖ）Ｃ_１〜Ｃ_２２シリル基、
（ｖ）Ｃ_１〜Ｃ_３０アルキル基、
（ｖｉ）Ｃ_１〜Ｃ_１０アルキルシリル基、
（ｖｉｉ）Ｃ_６〜Ｃ_２２アリールシリル基、
（ｖｉｉｉ）Ｃ_３〜Ｃ_３０シクロアルキル基、
（ｉｘ）Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロシクロアルキル基、
（ｘ）Ｃ_６〜Ｃ_３０アリール基、
（ｘｉ）Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリール基、
（ｘｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_２０アルコキシ基、
（ｘｉｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_３０過フルオロ−ヒドロカルビル基、
（ｘｉｖ）Ｃ_１〜Ｃ_１０トリフルオロアルキル基、または
（ｘｖ）シアノ基、によって置換される。

【0062】

さらなる実施形態によれば、上記置換基において、１つの水素原子は、
（ｉ）重水素、
（ｉｉ）ハロゲン、
（ｉｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_６０第三アミノ基であって、上記Ｃ_２〜Ｃ_６０第三アミノ基の上記窒素原子は個別に選択された２つのＣ_１〜Ｃ_３０ヒドロカルビル基に置換されるか、またはＣ_１〜Ｃ_３０複素環基を形成したＣ_１〜Ｃ_６０第三アミノ基、
（ｉｖ）Ｃ_１〜Ｃ_２２シリル基、
（ｖ）Ｃ_１〜Ｃ_３０アルキル基、
（ｖｉ）Ｃ_１〜Ｃ_１０アルキルシリル基、
（ｖｉｉ）Ｃ_６〜Ｃ_２２アリールシリル基、
（ｖｉｉｉ）Ｃ_３〜Ｃ_３０シクロアルキル基、
（ｉｘ）Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロシクロアルキル基、
（ｘ）Ｃ_６〜Ｃ_３０アリール基、
（ｘｉ）Ｃ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリール基、
（ｘｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_２０アルコキシ基、
（ｘｉｉｉ）Ｃ_１〜Ｃ_３０過フルオロ−ヒドロカルビル基、
（ｘｉｖ）Ｃ_１〜Ｃ_１０トリフルオロアルキル基、または
（ｘｖ）シアノ基、によって置換される。

【0063】

好ましくは、Ｒ^１〜Ｒ^５は置換または非置換Ｃ_６〜Ｃ_１８アリール基またはＣ_５〜Ｃ_１８ヘテロアリール基から個別に選択され、より好ましくは置換または非置換Ｃ_６〜Ｃ_１８アリール基から個別に選択される。好ましくは、Ｒ^１〜Ｒ^５は置換されない。

【0064】

式Ｉの化合物がこの範囲内で選択され、特に、真空蒸着によって堆積された層である場合、特に良好なパフォーマンスを得ることができる。

【0065】

１つ以上の置換基は、Ｃ_４〜Ｃ_１２アルキルまたはＣ_４〜Ｃ_１２アルコキシから選択されてもよい。式Ｉの化合物がこの範囲から選択された場合、溶液によって処理された層において特に良好な性質が得られる。

【0066】

好ましくは、Ｌは単結合または非置換フェニルから選択される。

【0067】

さらなる実施形態によれば、ＥＴ基はＣ_２〜Ｃ_３０ヘテロアリール基であり、好ましくは、ＥＴは式Ｅ１またはＥ２から選択される。

【0068】

【化9】

ここで、
Ａｒ’およびＡｒ”はＣ_６〜Ｃ_１８アリールから個別に選択され、好ましくは、Ｃ_６〜Ｃ_１２アリールから個別に選択される。

【0069】

好ましくは、ＥＴは式Ｅ１から選択される。好ましくは、式Ｉの化合物は本質的に非発光性である。

【0070】

本明細書の文脈において、「本質的に非発光性」という用語は、その化合物または層の、デバイスからの可視発光スペクトルに対する寄与が、当該可視発光スペクトルに対して１０％未満、好ましくは５％未満であることを意味する。可視発光スペクトルとは波長が約≧３８０ｎｍ〜約≦７８０ｎｍの発光スペクトルである。

【0071】

本発明のさらなる態様によれば、第１電子伝達マトリクス化合物の還元電位は、テトラヒドロフランにおけるＦｃ／Ｆｃ^＋に対するサイクリックボルタンメトリーによって同じ条件下で測定した場合、トリフェニルホスフィンオキシドについて得られた値ほどは負ではなく、テトラキス（キノキサリン−５−イルオキシ）ジルコニウムについて得られた値よりも負の値である。

【0072】

これらの条件下において、トリフェニルホスフィンオキシドの還元電位は約−３．０６Ｖであり、テトラキス（キノキサリン−５−イルオキシ）ジルコニウムの還元電位は約−１．７８Ｖである。

【0073】

本発明のさらなる態様によれば、第１電子伝達マトリクス化合物の還元電位は、テトラヒドロフランにおけるＦｃ／Ｆｃ^＋に対するサイクリックボルタンメトリーによって同じ条件下で測定した場合、トリフェニルホスフィンオキシドについて得られた各値ほどは負ではなく、好ましくはビス（４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル）−（フェニル）ホスフィンオキシドについて得られた各値ほどは負ではなく、より好ましくは３−（［１，１’−ビフェニル］−４−イル）−５−（４−（ｔ−ブチル）フェニル）−４−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾールについて得られた各値ほどは負ではなく、さらに好ましくはピレンについて得られた各値ほどは負ではなく、最も好ましくは２，７−ジ−ピレニル−９，９−スピロビフルオレンについて得られた各値ほどは負ではなく、また好ましくは４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンについて得られた各値ほどは負ではなく、また好ましくは２，４，７，９−テトラフェニル−１，１０−フェナントロリンについて得られた各値ほどは負ではなく、また好ましくは７−（［１，１’−ビフェニル］−４−イル）ジベンゾ［ｃ，ｈ］アクリジンについて得られた各値ほどは負ではなく、また好ましくは２，４，６−トリフェニルトリアジンについて得られた各値ほどは負ではなく、さらに好ましくは２，４，６−トリ（ビフェニル−４−イル）−１，３，５−トリアジンについて得られた各値ほどは負の値ではない。

【0074】

本発明のさらなる態様によれば、第１電子伝達マトリクス化合物の還元電位は、テトラヒドロフランにおけるＦｃ／Ｆｃ^＋に対するサイクリックボルタンメトリーによって同じ条件下で測定した場合、テトラキス（キノキサリン−５−イルオキシ）ジルコニウムについて得られた各値よりも負の値であってもよく、好ましくは４，４’−ビス（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−１，１’−ビフェニルについて得られた各値よりも負の値であってもよく、最も好ましくは２，４，６−トリ（ビフェニル−４−イル）−１，３，５−トリアジンについて得られた各値よりも負の値であってもよい。

【0075】

本発明のさらなる態様によれば、テトラヒドロフランにおけるＦｃ／Ｆｃ^＋に対して測定した場合、第１電子マトリクス化合物の還元電位は−２．３５Ｖほどは負ではなく−２．１４Ｖよりも負であり、好ましくは−２．３Ｖほどは負ではなく−２．１６Ｖよりも負であり、より好ましくは−２．２５Ｖほどは負ではなく−２．１６Ｖよりも負であってもよい。

【0076】

還元電位は、定電位装置Ｍｅｔｒｏｈｍ ＰＧＳＴＡＴ３０およびソフトウェアＭｅｔｒｏｈｍ Ａｕｔｏｌａｂ ＧＰＥＳを用いた室温でのサイクリックボルタンメトリーによって測定可能である。特定の化合物に与えられる還元電位は、被測定物質のアルゴン脱気した乾燥ＴＨＦ（０．１Ｍ）溶液中、アルゴン雰囲気下で、白金作用電極間の０．１Ｍヘキサフルオロリン酸テトラブチルアンモニウム支持電解質およびＡｇ／ＡｇＣｌ疑似標準電極（Ｍｅｔｒｏｈｍ社製の銀棒電極）を用いて、走査速度１００ｍＶ／ｓで測定した。ここで、当該Ａｇ／ＡｇＣｌ疑似標準電極は塩化銀に覆われた銀ワイヤからなり、測定溶液に直接含浸されている。最初の測定は、作用電極に設定される電位の最大範囲で行われ、以降の測定においてその範囲を適宜調整した。最後の３回の測定は、基準としてフェロセン（濃度０．１Ｍ）を添加して行った。対象化合物のカソードおよびアノードのピークに対応する電位の平均は、基準Ｆｃ^＋／Ｆｃレドックス対について測定されたカソードおよびアノードの電位の平均を差し引いた後、最終的に上述の報告された値をもたらした。報告された比較化合物だけでなく、すべての対象化合物も明確な可逆的電気化学性質を示した。

【0077】

式Ｉの化合物の双極子モーメントは、好ましくは、０デバイ以上２．３デバイ以下、好ましくは０．３デバイ以上２デバイ以下、また、好ましくは０．４デバイ以上２デバイ以下、また、好ましくは０．４デバイ以上０．８デバイ以下から選択されてもよい。式Ｉの化合物がこの範囲から選択された場合、特に良好なパフォーマンスが得られる。

【0078】

Ｎ個の原子を含む分子の双極子モーメント

【0079】

【数1】

は以下の式によって与えられる。

【0080】

【数2】

ここで、ｑiおよび

【0081】

【数3】

は、分子における原子ｉの部分電荷および位置である。

【0082】

双極子モーメントは、半経験的分子軌道法によって求められる。

【0083】

表２および３における値は以下に説明する方法によって計算されたものである。

【0084】

部分電荷および原子位置は、ＴＵＲＢＯＭＯＬＥ Ｖ６．５というプログラムパッケージにおいて実行される、ｄｅｆ−ＳＶ（Ｐ）基底を用いたＢｅｃｋｅおよびＰｅｒｄｅｗ（ＢＰ）のＤＦＴ汎関数、またはｄｅｆ２−ＴＺＶＰ基底系を用いた混成汎関数Ｂ３ＬＹＰのいずれかを用いて求められ得る。１つ以上の配座が可能な場合、もっとも低い全エネルギーを有する配座を選択して双極子モーメントを求める。

【0085】

別の一態様によれば、式Ｉの化合物のガラス転移温度（Ｔｇ）は、１２５℃以下２００℃以下の範囲から、好ましくは１３０℃以下１８０℃以下の範囲から選択されてもよい。

【0086】

ガラス転移温度は窒素雰囲気下で測定することができ、当該測定は示差走査熱量計Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ ＤＳＣ８２２ｅを用いて１０Ｋ／分の加熱速度で行われる。当該測定については、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ１１３５７（２０１０年３月公開）参照。

【0087】

以下の構造Ａ１〜Ａ１１

【0088】

【化10】

を有する式Ｉの化合物が特に好ましい。

【0089】

〔第２電子マトリクス化合物〕
本発明のさらなる態様によれば、式（ＩＩ）
Ａ−Ｗ_ｆ （ＩＩ）
において、
Ａは、式（ＩＩＩａ）または式（ＩＩＩｂ）の群から選択されてもよく、

【0090】

【化11】

Ｗは、２つ〜８つの芳香族環を含む置換または非置換Ｃ_１６〜Ｃ_４８アリール基、および少なくとも２つ〜８つの芳香族環を含む置換または非置換Ｃ_１０〜Ｃ_３３ヘテロアリール基の少なくともいずれかから個別にから選択されてもよく、
上記置換基は、重水素、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル、およびＣ_１〜Ｃ_１２アルコキシから選択され、
ｆは１または２であってもよく、好ましくは１である。

【0091】

好ましくは、Ａは式（ＩＩＩａ）から選択され得る。

【0092】

本発明のさらなる態様によれば、Ｗは、
２つ〜７つの芳香族環を含む置換もしくは非置換Ｃ_１６〜Ｃ_４２アリール基、または２つ〜７つの芳香族環を含む置換もしくは非置換Ｃ_１０〜Ｃ_３３ヘテロアリール基であってもよく、好ましくは２つ〜８つの芳香族環または２つ〜７つの芳香族環または３つ〜７つの芳香族環を含む非置換Ｃ_１２〜Ｃ_４２アリール基であってもよく、
または、２つ〜８つの芳香族環を含む置換もしくは非置換Ｃ_１２〜Ｃ_３３ヘテロアリール基、２つ〜７つの芳香族環を含み、１つ〜３つのヘテロ原子がＮである非置換Ｃ_１２〜Ｃ_３３ヘテロアリール基、または３つ〜７つの芳香族環を含み、少なくとも１つ〜３つのヘテロ原子がＮである非置換Ｃ_１８〜Ｃ_３３ヘテロアリール基であってもよい。

【0093】

本発明のさらなる態様によれば、Ｗは、ジアゾール、トリアゾール、アジン、ジアジン、またはトリアジンの有機環を少なくとも一つ含む置換または非置換Ｃ_１０〜Ｃ_３３ヘテロアリール基であってもよい。

【0094】

本発明のさらなる態様によれば、式（ＩＩ）
Ａ−Ｗ_ｆ （ＩＩ）
において、Ａは、式（ＩＩＩａ）または式（ＩＩＩｂ）の群から選択されてもよく、

【0095】

【化12】

Ｗは、式ＩＶの群から個別に選択されてもよく、
−Ｌ−Ａｒ^２ （ＩＶ）
ここで、
Ｌは、フェニレン、ナフチレン、およびビフェニレンから選択され、
Ａｒ^２は、置換または非置換ナフチル、アントラニル、クリセニル、ピレニル、ベンズイミダゾリル、ピリジニル、アクリジニル、キノリニル、トリアジニルから選択され、
上記置換基は、重水素、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル、およびＣ_１〜Ｃ_１２アルコキシから選択され、
ｆは１または２であり、好ましくは１であってもよい。

【0096】

本発明のさらなる態様によれば、式（ＩＩ）
Ａ−Ｗ_ｆ （ＩＩ）
において、
Ａは、式（ＩＩＩａ）または式（ＩＩＩｂ）の群から選択され、

【0097】

【化13】

Ｗは、式ＩＶの群から個別に選択され、
−Ｌ−Ａｒ^２ （ＩＶ）
ここで、
Ｌは、フェニレンおよびビフェニレンから選択され、
Ａｒ^２は、置換または非置換ナフチル、アントラニル、クリセニル、ピレニル、ピリジニル、アクリジニル、キノリニル、から選択され、上記置換基は、重水素、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル、およびＣ_１〜Ｃ_１２アルコキシから選択される。

【0098】

本発明のさらなる態様によれば、ＷはＢ１〜Ｂ５５の群

【0099】

【化14】

から選択されてもよい。

【0100】

本発明のさらなる態様によれば、式ＩＩのアクリジン誘導体は（Ｄ１）〜（Ｄ６４）のマトリクス化合物の群

【0101】

【化15】

から選択されてもよい。

【0102】

式ＩＩの化合物は、少なくとも４つ〜約１５つの置換または非置換Ｃ_６〜Ｃ_１８アリール基を含み得、好ましくは少なくとも５つ〜８つの置換または非置換Ｃ_６〜Ｃ_１８アリール基を含み得る。式ＩＩの化合物がこの範囲から選択された場合、特に良好なパフォーマンス特性が得られる。

【0103】

式ＩＩの化合物の分子量（Ｍｗ）は、４００ｇ／ｍｏｌ以上８５０ｇ／ｍｏｌ以下の範囲内、好ましくは４５０ｇ／ｍｏｌ以上８３０ｇ／ｍｏｌ以下の範囲内であってもよい。分子量がこの範囲内で選択される場合、特に、良好な長期安定性が認められる温度の真空下において、再現可能な蒸発および蒸着を行うことができる。

【0104】

好ましくは、式ＩＩの化合物は本質的に非発光性であり得る。

【0105】

式ＩＩの化合物の双極子モーメントは、好ましくは、０デバイ以上２．３デバイ以下、好ましくは０．８デバイ以上２．２デバイ以下、また、好ましくは１デバイ以上２．２デバイ以下、また、好ましくは１．５デバイ以上２．２デバイ以下から選択されてもよい。式ＩＩの化合物がこの範囲から選択された場合、特に良好なパフォーマンスが得られる。

【0106】

好ましくは、第１電子伝達マトリクス化合物および第２電子伝達マトリクス化合物の少なくともいずれかの双極子モーメントは、０デバイ以上２．３デバイ以下であり得、好ましくは０．２デバイ以上２．２デバイ以下であり得る。

【0107】

別の一態様によれば、式ＩＩの化合物の還元電位は、テトラヒドロフランにおけるＦｃ／Ｆｃ^＋に対して−２．２Ｖよりも負であり−２．３５Ｖほどは負ではなく、好ましくは−２．２５Ｖよりも負であり−２．３Ｖほどは負ではない範囲から選択されてもよい。

【0108】

〔アルカリ金属塩およびアルカリ金属有機錯体〕
本発明のさらなる態様によれば、
上記アルカリ金属塩は、ＬｉＦ、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒまたはＬｉＪを含む群から選択され、好ましくＬｉＦから選択され、
上記アルカリ金属有機錯体は、リチウムキノリノラート、ホウ酸リチウム、リチウムフェノラート、リチウムピリジノラートを含む群から選択されるか、シッフ塩基配位子を有するリチウムを含み、
好ましくは、上記リチウムキノリノラート錯体は式ＩＶ、式Ｖ、または式ＶＩを有し、

【0109】

【化16】

ここで、
Ａ_１〜Ａ_６はＣＨ、ＣＲ、Ｎ、Ｏから同一または個別に選択され、
Ｒは、水素、ハロゲン、アルキルまたはアリールまたはＣ^１〜Ｃ^２０ヘテロアリールから同一または個別に選択され、より好ましくは、Ａ_１〜Ａ_６はＣＨであり、
好ましくは、上記ホウ酸系の有機配位子はテトラ（１Ｈ−ピラゾール−１−イル）ホウ酸塩であり、
好ましくは、上記フェノラートは、２−（ピリジン−２−イル）フェノラート、２−（ジフェニルホスホリル）フェノラート、イミダゾールフェノラート、または２−（ピリジン−２−イル）フェノラートであり、より好ましくは２−（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール−２−イル）フェノラートであり、
好ましくは、上記ピリジノラートは、２−（ジフェニルホスホリル）ピリジン−３−オラートであり、
好ましくは、上記リチウムシッフ塩基は構造１００、１０１、１０２、または１０３

【0110】

【化17】

を有する。

【0111】

特に好ましいものは、リチウム有機錯体であってもよい。本発明において使われてもよいリチウム有機錯体について、以下の表１に要約する。

【0112】

【表1】

アルカリ金属塩およびアルカリ金属有機錯体は本質的に非発光性であってもよい。

【0113】

〔ＥＴＬ層積層体〕
他の実施形態によれば、第１マトリクス化合物および第２マトリクス化合物として異なる化合物を選択してもよく、その場合、
第１電子伝達層は化学式（Ｉ）の第１マトリクス化合物からなり、
第２電子伝達層は化学式（ＩＩ）の第２マトリクス化合物およびアルカリ金属塩またはアルカリ金属有機錯体からなる。

【0114】

第２電子伝達層は金属、遷移金属有機錯体、および有機ｎドーパントを有さない。

【0115】

好ましくは、第１電子伝達層および第２電子伝達層は、本質的に非発光性であってもよい。

【0116】

他の実施形態によれば、第１電子伝達層は、発光層と直接接触してもよい。

【0117】

他の実施形態によれば、第１電子伝達層は、第２電子伝達層と直接接触してもよい。

【0118】

他の実施形態によれば、第１電子伝達層は、発光層と第２電子伝達層との間に接触しながら挟まれてもよい。

【0119】

他の実施形態によれば、第２電子伝達層は、電子注入層と直接接触してもよい。

【0120】

他の実施形態によれば、第２電子伝達層は、第１電子伝達層と電子注入層との間に接触しながら挟まれてもよい。

【0121】

他の実施形態によれば、第２電子伝達層は、カソード電極と直接接触してもよい。

【0122】

他の実施形態によれば、第２電子伝達層は、第１電子伝達層とカソード層との間に接触しながら挟まれてもよい。

【0123】

他の実施形態によれば、第１電子伝達層が発光層と第２電子伝達層との間に接触しながら挟まれ、第２電子伝達層が第１電子伝達層と電子注入層との間に接触しながら挟まれてもよい。

【0124】

本発明の別の一態様による電子デバイスは有機発光ダイオードを少なくとも１つ備え、好ましくは、電子デバイスは表示装置である。

【0125】

本発明の別の一態様によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子（３００または４００）はＯＬＥＤであってもよい。

【0126】

有機エレクトロルミネッセンス素子は、請求項１に記載の、第１電子伝達層と第２電子伝達層とを含むことによって、低い駆動電圧、高効率、高輝度、および長寿命を実現し得る。

【0127】

〔図面の簡単な説明〕
図１は、一実施形態に係る有機発光ダイオードを示す断面図である。

【0128】

図２は、一実施形態に係る有機発光ダイオードの有機層の一部を具体的に示す断面図である。

【0129】

図３および図４は、一実施形態に係る有機発光ダイオードの有機層の一部を具体的に示す断面図である。

【0130】

以下、図面について、実施例に基づきより詳細に説明する。しかしながら、本開示は以下の図面に限定されない。

【0131】

図１〜図４は、本発明の一実施形態に係る有機発光ダイオード１００、２００、３００、および４００を概略的に示す断面図である。以下、図１を参照しながら、本発明の一実施形態に係る有機発光ダイオードの構造、および当該有機発光ダイオードの製造方法を説明する。有機発光ダイオード１００は、カソード１１０、正孔伝達領域（任意）を含む有機層１０５、発光層１３０、およびアノード１５０が順に積層した構造を有している。

【0132】

基板をカソード１００の下、またはアノード１５０上にさらに配置してもよい。基板は、一般的な有機発光ダイオードに使用される通常の基板であってもよく、優れた機械的強度、熱的安定性、透明性、表面平滑性、取扱い性、および耐水性を有する、ガラス基板または透明プラスチック基板であってもよい。

【0133】

アノード１５０は、基板上にアノード材料を蒸着するかまたはスパッタリングすることによって形成されてもよい。アノード材料は、正孔注入を容易にする高い仕事関数を有する材料から選択することができる。アノード１５０は、反射電極、半透過電極、または透過電極であってもよい。アノード材料としては、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、等を用いてもよい。または、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−リチウム（Ａｌ−Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム−インジウム（Ｍｇ−Ｉｎ）、またはマグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）等の金属であってもよい。

【0134】

アノード１５０は、単層構造または２層以上の多層構造を有してもよい。

【0135】

本発明の一実施形態に係る有機発光ダイオード１００、２００、３００、および４００は、正孔伝達領域、発光層１２０、および式Ｉに記載の化合物を含む第１電子伝達層１３５を備えてもよい。

【0136】

例えば図２に参照して、本発明の一実施形態に係る有機発光ダイオードを説明する。本発明の一実施形態に係る有機発光ダイオード１００、２００、３００、および４００は、アノード１２０と発光層１３０との間に正孔補助層１４０をさらに備えてもよい。

【0137】

図３に参照すると、正孔伝達領域１０５は、少なくとも２層の正孔補助層を備えてもよい。この場合、２層の電子伝達層（具体的に、第１電子伝達層３５および第２電子伝達層３４）と同様に、発光層に接触する正孔補助層を電子ブロッキング層３３と定義し、アノードに接触する正孔補助層を正孔伝達層３１と定義する。正孔伝達領域は、正孔注入層、正孔伝達層、電子ブロッキング層、および緩衝層のうち少なくとも１つを備えてもよい。

【0138】

正孔伝達領域は、正孔注入層または正孔伝達層のいずれかのみを含んでいてもよい。または、正孔伝達領域は、正孔注入層３７／正孔伝達層３１もしくは正孔注入層３７／正孔伝達層３１／電子ブロッキング層がアノード１２０から順に積層されている構造を有してもよい。

【0139】

例えば、正孔注入層３７および電子注入層３６をさらに備えて、その場合、図４に示すように、アノード１２０／正孔注入層３７／正孔伝達層３１／電子ブロッキング層３３／発光層１３０／第１電子伝達層１３５／第２電子伝達層３４／電子注入層３７／アノード１１０が順に積層されている。

【0140】

本発明の別の一態様によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子（４００）は、アノード（１５０）、正孔注入層（３７）、正孔伝達層（３１）、任意の電子ブロッキング層（３３）、発光層（１３０）、第１電子伝達層（１３５）、第２電子伝達層（３４）、任意の電子注入層（３４）、カソード（１１０）を備え、これらの層はこの順番で配置されている。

【0141】

正孔注入層３７は、アノードとしてのＩＴＯと正孔伝達層３１に用いられる有機材料との間の界面特性を向上させることができる。また、正孔注入層３７を非平坦なＩＴＯ上に適用することで、ＩＴＯの表面が平坦になる。正孔注入層３７は、アノードとしてのＩＴＯの仕事関数と正孔伝達層３１のＨＯＭＯの仕事関数との間の差を調節するために、ＩＴＯの仕事関数と正孔伝達層３１のＨＯＭＯの仕事関数との間の中央値を有する材料、特に望ましい伝導性を有する材料を含んでもよい。

【0142】

正孔伝達領域が正孔注入層３７を備えている場合、正孔注入層は、例えば、真空蒸着、スピンコーティング、鋳造、およびラングミュア・ブロジェット法（Ｌａｎｇｍｕｉｒ Ｂｌｏｄｇｅｔｔ，ＬＢ）等の様々な方法のいずれかによって、アノード１５０上に形成されてもよい。

【0143】

正孔注入層が真空蒸着を用いて形成される場合、真空蒸着条件は、正孔注入層の形成に使用される材料、目的の構造、および形成される正孔注入層の熱特性によって異なり得る。例えば、真空蒸着は、約１００℃〜約５００℃の温度、約１０^−８ｔｏｒｒ〜約１０^−３ｔｏｒｒの圧力、および約０．０１〜約１００Å／ｓｅｃの蒸着速度で行われてもよい。しかしながら、蒸着条件はこれらに限定されない。

【0144】

正孔注入層がスピンコーティングを用いて形成される場合、コーティング条件は、正孔注入層の形成に使用される材料、目的の構造、および形成される正孔注入層の熱特性によって異なり得る。例えば、コーティング速度は約２０００ｒｐｍ〜約５０００ｒｐｍの範囲内であってもよく、コーティング後に溶媒を除去するために行われる熱処理の温度は約８０℃〜約２００℃の範囲内であってもよいが、コーティング条件はこれらに限定されない。

【0145】

正孔伝達層および電子ブロッキング層を形成する条件は、上述した正孔注入層の形成条件に基づいて定められてもよい。

【0146】

正孔伝達領域の厚さは約１００Å〜約１００００Åであってもよく、例えば、約１００Å〜約１０００Åであってもよい。正孔伝達領域が正孔注入層および正孔伝達層を備える場合、正孔注入層の厚さは約１００Å〜約１０，０００Å、例えば約１００Å〜約１０００Åであってもよく、正孔伝達層の厚さは約５０Å〜約２，０００Å、例えば、約１００ｎｍ〜約１５００Åであってもよい。正孔伝達領域、ＨＩＬ、およびＨＴＬの厚さがこれらの範囲内である場合、駆動電圧を実質的に上昇させることなく、十分な正孔伝達特性を得ることができる。

【0147】

正孔伝達領域は、上述した材料に加えて、伝導性を向上させるために電荷生成材料をさらに含んでもよい。電荷生成材料は、正孔伝達領域中に均一にまたは不均一に分散していてもよい。

【0148】

電荷生成材料は、例えば、ｐドーパントであってもよい。ｐドーパントはキニン誘導体、金属酸化物、およびシアノ基含有化合物のうちの１つであってもよいが、これらに限定されない。ｐドーパントの例としては、テトラシアノキノンジメタン（ＴＣＮＱ）、２，３，５，６−テトラフルオロ−テトラシアノ−１，４−ベンゾキノンジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）等のキノン誘導体、タングステン酸化物、モリブデン酸化物等の金属酸化物、および下記化合物ＨＴ−Ｄ１等のシアノ含有化合物、が挙げられるがこれらに限定されない。

【0149】

【化18】

正孔伝達領域はさらに緩衝層を含んでもよい。

【0150】

緩衝層はＥＭＬから発せられた光の波長に応じて当該光の光学共鳴距離を補うことが可能であり、これによって効率を向上させることができる。

【0151】

発光層（ＥＭＬ）は、真空蒸着、スピンコーティング、鋳造、またはＬＢ法等を用いて正孔伝達領域上に形成されてもよい。発光層が真空蒸着またはスピンコーティングを用いて形成される場合、蒸着およびコーティングの条件は発光層の形成に使用される材料によって異なり得るが、蒸着およびコーティングの条件は正孔注入層の形成条件と同様であってもよい。発光層はエミッターホスト（ＥＭＬホスト）およびドーパントを含んでもよい。

【0152】

ドーパントは、赤色ドーパント、緑色ドーパント、または青色ドーパントであってもよい。

【0153】

好ましくは、エミッターホストは下記式４００

【0154】

【化19】

に示すアントラセンマトリクス化合物である。

【0155】

式４００において、Ａｒ_１１１およびＡｒ_１１２のそれぞれは独立した置換または非置換Ｃ_６〜Ｃ_６０アリーレン基であってもよく、Ａｒ_１１３〜Ａｒ_１１６のそれぞれは独立した置換もしくは非置換Ｃ_１〜Ｃ_１０アルキル基または置換もしくは非置換Ｃ_６〜Ｃ_６０アリール基であってもよく、ｇ、ｈ、ｉ、およびｊのそれぞれは独立した０〜４の整数であってもよい。いくつかの実施形態において、式４００中のＡｒ_１１１およびＡｒ_１１２のそれぞれはフェニレン基、ナフチレン基、フェナントレニレン基、またはピレニレン基の独立したものであってもよく、それぞれがフェニル基、ナフチル基、またはアントリル基の少なくとも１つに置換されたフェニレン基、ナフチレン基、フェナントレニレン基、フルオレニル基、またはピレニレン基であってもよい。

【0156】

式４００において、ｇ、ｈ、ｉ、およびｊのそれぞれは独立した０、１、または２の整数であってもよい。

【0157】

式４００において、Ａｒ_１１３〜Ａｒ_１１６のそれぞれは独立した、
フェニル基、ナフチル基、またはアントリル基の少なくとも１つに置換されたＣ_１〜Ｃ_１０アルキル基、
フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピレニル基、フェナントレニル基、またはフルオレニル基、
フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピレニル基、フェナントレニル基、または、
それぞれが、重水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボキシル基、またはそれらの塩の少なくとも１つに置換されたフルオレニル基、
スルホン酸基またはその塩、
リン酸基またはその塩、
Ｃ_１〜Ｃ_６０アルキル基、Ｃ_２〜Ｃ_６０アルケニル基、Ｃ_２〜Ｃ_６０アルキニル基、Ｃ_１〜Ｃ_６０アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピレニル基、フェナントレニル基、または
フルオレニル基、

【0158】

【化20】

または式（Ｙ２）または式（Ｙ３）

【0159】

【化21】

のうちの１つであってもよい。

【0160】

式（Ｙ２）および式（Ｙ３）中、Ｘは酸素原子および硫黄原子から選択されるが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。

【0161】

式（Ｙ２）において、Ｒ_１１〜Ｒ_１４の何れか１つはＡｒ_１１１との結合に使用される。Ａｒ_１１１との結合に使用されないＲ_１１〜Ｒ_１４およびＲ_１５〜Ｒ_２０は、Ｒ_１〜Ｒ_８と同じである。

【0162】

式（Ｙ３）において、Ｒ_２１〜Ｒ_２４の何れか１つはＡｒ_１１１との結合に使用される。Ａｒ_１１１との結合に使用されないＲ_２１〜Ｒ_２４およびＲ_２５〜Ｒ_３０は、Ｒ_１〜Ｒ_８と同じである。

【0163】

好ましくは、ＥＭＬホストはＮ、Ｏ、またはＳからなる群から選択された１個〜３個のヘテロ原子を含む。より好ましくは、ＥＭＬホストはＳまたはＯから選択された１個のヘテロ原子を含む。

【0164】

ＥＭＬホストの双極子モーメントは、０．２デバイ以上１．４５デバイ以下、好ましくは０．４デバイ以上１．２デバイ以下、また、好ましくは０．６デバイ以上１．１デバイ以下が選択され得る。

【0165】

双極子モーメントは、ＴＵＲＢＯＭＯＬＥ Ｖ６．５というプログラムパッケージにおいて、６−３１Ｇ＊基底系を用いて最適化された混成汎関数Ｂ３ＬＹＰの計算を実行することで計算される。複数の配座が可能な場合、もっとも低い全エネルギーを有する配座を選択して分子の双極子モーメントを求める。この方法を用いると、２−（１０−フェニル−９−アントラセニル）−ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３−ｄ］フラン（ＣＡＳ１６２７９１６−４８−６）の双極子モーメントは０．８８デバイであり、２−（６−（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ナフタレン−２−イル）ジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェン（ＣＡＳ１８３８６０４−６２−８）の双極子モーメントは０．８９デバイであり、２−（６−（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ナフタレン−２−イル）ジベンゾ［ｂ，ｄ］フラン（ＣＡＳ１８４２３５４−８９−５）の双極子モーメントは０．６９デバイであり、２−（７−（フェナントレン−９−イル）テトラフェン−１２−イル）ジベンゾ［ｂ，ｄ］フラン（ＣＡＳ１９６５３３８−９５−７）の双極子モーメントは０．６４デバイであり、４−（４−（７−（ナフタレン−１−イル）テトラフェン−１２−イル）フェニル）ジベンゾ［ｂ，ｄ］フラン（ＣＡＳ１９６５３３８−９６−８）の双極子モーメントは１．０１デバイである。

【0166】

本発明のさらなる態様によれば、テトラヒドロフランにおけるＦｃ／Ｆｃ^＋に対するサイクリックボルタンメトリーによって同じ条件下で測定した場合、エミッターホストの各還元電位は７−（［１，１’−ビフェニル］−４−イル）ジベンゾ［ｃ，ｈ］アクリジンについて得られた各値よりも負の値であり、好ましくは９，９’，１０，１０’−テトラフェニル−２，２’−ビアントラセンについて得られた各値よりも負の値であり、より好ましくは２，９−ジ（［１，１’−ビフェニル］−４−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンについて得られた各値よりも負の値であり、さらに好ましくは２，４，７，９−テトラフェニル−１，１０−フェナントロリンについて得られた各値よりも負の値であり、さらに好ましくは９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）−２−フェニルアントラセンについて得られた各値よりも負の値であり、さらに好ましくは２，９−ビス（２−メトキシフェニル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンについて得られた各値よりも負の値であり、最も好ましくは９，９’−スピロビ［フルオレン］−２，７−ジイルビス（ジフェニルホスフィンオキシド）について得られた各値よりも負の値である。

【0167】

ドーパントは発光を起こすために少量混合され、一般的には、三重項以上への多重励起によって発光する金属錯体等の物質であり得る。ドーパントは、例えば、無機化合物、有機化合物、または有機／無機化合物であってもよく、それらの１つ以上が使用されてもよい。

【0168】

ドーパントは蛍光性ドーパント（例えばｔ−フルオレン）であってもよく、その構造を下記に示す。青色蛍光性ドーパントの例としては、４，４’−ビス（４−ジフェニルアミオスチリル）ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン（ＴＢＰｅ）、および下記の化合物４が挙げられる。

【0169】

【化22】

別の一態様によれば、式ＩＩの化合物を含む有機半導体層が青色蛍光発光層およびカソード電極の間に配置される。

【0170】

ドーパントは燐光性ドーパントであってもよい。燐光性ドーパントの例としては、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｏｓ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｔｍ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、またはそれらの組み合わせを含む有機金属化合物が挙げられる。燐光性ドーパントは、例えば、化学式Ｚに表す化合物であってもよいが、これに限定されない。
Ｌ_２ＭＸ （Ｚ）
化学式Ｚ中、Ｍは金属であり、ＬおよびＸは、Ｍと錯体化合物を形成する同一のまたは異なる配位子である。

【0171】

Ｍは、例えば、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｏｓ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｔｍ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、またはそれらの組み合わせであってもよく、ＬおよびＸは、例えば、二座配位子であってもよい。

【0172】

発光層の厚さは約１００Å〜約１０００Åであってもよく、例えば、約２００Å〜約６００Åであってもよい。発光層の厚さがこれらの範囲内である場合、駆動電圧を実質的に上昇させることなく、発光層の発光特性を向上させることができる。

【0173】

次に、電子伝達領域は、発光層上に形成される。

【0174】

電子伝達領域は、第１電子伝達層、電子伝達層、および電子注入層のうち少なくとも１つを備えてもよい。

【0175】

例えば、電子伝達領域は、第１電子伝達層／電子伝達層／電子注入層または電子伝達層／電子注入層という構造を有してもよいが、これに限定されない。例えば、本発明の一実施形態に係る有機発光ダイオードは電子伝達領域に少なくとも２層の電子伝達層を含み、この場合、発光層に接触する電子伝達層を第１電子伝達層１３５と定義する。

【0176】

電子伝達層は、単層構造または２つ以上の異なる材料を含む多層構造を有してもよい。

【0177】

電子伝達領域における第１電子伝達層１３５、第２電子伝達層３４、および電子注入層３６の形成条件としては、正孔注入層の形成条件が適用される。

【0178】

第１電子伝達層の厚さは約２０Å〜約１０００Åであってもよく、例えば、約３０Å〜約３００Åであってもよい。第１電子伝達層の厚さがこれらの範囲内である場合、駆動電圧を実質的に上昇させることなく、第１電子伝達層の電子伝達補助能力を向上させることができる。

【0179】

第２電子伝達層の厚さは約１００Å〜約１０００Åであってもよく、例えば、約１５０Å〜約５００Åであってもよい。電子伝達層の厚さがこれらの範囲内である場合、駆動電圧を実質的に上昇させることなく、電子伝達層は十分な電子伝達能力を有することができる。

【0180】

本発明の別の一態様によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子は第２電子伝達層およびカソードの間にさらに電子注入層を含む。

【0181】

電子注入層（ＥＩＬ）３６はアノード１１０からの電子の注入を促進することができる。

【0182】

本発明の別の一態様によれば、電子注入層３６は、
（ｉ）実質的に元素形態であるアルカリ金属、アルカリ土類金属、および希土類金属から選択される電気陽性金属、好ましくはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｅｕ、およびＹｂ、より好ましくはＬｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、およびＹｂ、さらに好ましくはＬｉおよびＹｂ、最も好ましくはＹｂから選択される電気陽性金属、および
（ｉｉ）アルカリ金属錯体およびアルカリ金属塩の少なくともいずれか、好ましくはＬｉ錯体および塩の少なくともいずれか、より好ましくはＬｉキノリノラート、さらに好ましくはリチウム８−ヒドロキシキノリノラート、最も好ましくは第２電子伝達層のアルカリ金属塩および錯体の少なくともいずれかであって注入層のアルカリ金属塩および錯体の少なくともいずれかと同一であるアルカリ金属錯体およびアルカリ金属塩、とを含む。

【0183】

電子注入層は、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ_２Ｏ、およびＢａＯから選択された少なくとも１つを含んでもよい。

【0184】

好ましくは、第２電子伝達層におけるアルカリ金属塩またはアルカリ金属有機錯体と、電子注入層におけるアルカリ金属塩またはアルカリ金属有機錯体とは、同一となるように選択される。

【0185】

ＥＩＬの厚さは約１Å〜約１００Åであってもよく、または約３Å〜約９０Åであってもよい。電子注入層の厚さがこれらの範囲内である場合、駆動電圧を実質的に上昇させることなく、電子注入層は十分な電子注入能力を有することができる。

【0186】

アノード１５０の材料としては、仕事関数の低い金属、合金、もしくは導電性化合物であってもよく、またはそれらの組み合わせであってもよい。アノード１５０の材料の具体例としては、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−リチウム（Ａｌ−Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム−インジウム（Ｍｇ−Ｉｎ）、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）、等が挙げられる。トップエミッション型発光デバイスを製造するために、アノード１５０は、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）または酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）からなる透過電極として形成されてもよい。

【0187】

本発明の別の一態様による製造方法は、有機エレクトロルミネッセンス素子（４００）の製造方法であって、
アノード上に、正孔注入層（３７）、正孔伝達層（３１）、任意の正孔伝達補助層（３３）、発光層（１３０）、第１電子伝達層（１３５）、第２電子伝達層（３４）、電子注入層（３６）、およびカソード（１１０）をこの順番で堆積する、
または、上記の層を、上記カソード（１１０）から始め、逆の順番で堆積する、製造方法である。

【0188】

以下、実施形態について、実施例に基づきより詳細に説明する。しかしながら、本開示は以下の実施例に限定されない。

【0189】

〔詳細な説明〕
式Ｉの化合物の合成および物性
式Ｉの化合物は、ＰＣＴ−ＫＲ２０１５−０１２５５１に記載の方法によって合成することができる。

【0190】

式Ｉの化合物の物性を表２にまとめる。

【0191】

式ＩＩの化合物の合成および物性
式ＩＩの化合物は、ＷＯ２０１１１５４１３１Ａ１に記載の方法によって合成することができる。

【0192】

式ＩＩの化合物の物性を表３にまとめる。

【0193】

〔ＯＬＥＤ製作の一般的手順〕
トップエミッション型デバイスについて、表４における実施例１〜１５および比較例１は、第１電極を設けるために、ガラス基板を５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｍｍの大きさに切り、イソプロピルアルコールで５分間超音波洗浄した後、純水で５分間超音波洗浄し、その後ＵＶオゾンで３０分間清浄した。アノードとして、１００ｎｍのＡｇを１０^−５ｍｂａｒ〜１０^−７ｍｂａｒの圧力で蒸着させた。

【0194】

その後、９２重量％のビフェニル−４−イル（９，９−ジフェニル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−アミン（ＣＡＳ１２４２０５６−４２−３）および８重量％の２，２’，２’’−（シクロプロパン−１，２，３−トリイリデン）トリス（２−（ｐ−シアノテトラフルオロフェニル）アセトニトリル）をＩＴＯ電極に真空蒸着させて、１０ｎｍの厚さを有するＨＩＬを形成した。その後、ビフェニル−４−イル（９，９−ジフェニル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−アミンをＨＩＬに真空蒸着させて、１２２ｎｍの厚さを有するＨＴＬを形成した。

【0195】

その後、Ｎ，Ｎ−ビス（４−（ジベンゾ［ｂ，ｄ］フラン−４−イル）フェニル）−［１，１’：４’，１’’−テルフェニル］−４−アミン（ＣＡＳ１１９８３９９−６１−９）をＨＴＬに真空蒸着させて、５ｎｍの厚さを有する電子ブロッキング層（ＥＢＬ）を形成した。

【0196】

その後、ＥＭＬホストとしての、９７重量％の２−（１０−フェニル−９−アントラセニル）−ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３−ｄ］フラン（ＣＡＳ１６２７９１６−４８−６）および３重量％の青色ドーパントをＨＴＬに蒸着させて、２０ｎｍの厚さを有する青色発光ＥＭＬを形成した。実施例１〜１５および比較例１において、青色蛍光性ドーパントとしてＮＵＢＤ３７０（Ｓｕｎ Ｆｉｎｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）を用いた。

【0197】

その後、第１電子伝達層１３５を設ける場合、２，４−ジフェニル−６−（４’，５’，６’−トリフェニル−［１，１’：２’，１’’：３’’，１’’’：３’’’，１’’’’−キンキフェニル］−３’’’’−イル）−１，３，５−トリアジンを、実施例１〜１５（表４）に係る発光層に蒸着させて、５ｎｍの厚さを有する第１電子伝達層１３５を堆積する。

【0198】

その後、電子伝達層３４を、比較例１（表４）に係る発光層、または実施例１〜１５に係る第１電子伝達層に、直接堆積する。電子伝達層が発光層と直接接触している場合、厚さは３６ｎｍである。電子伝達層が第１電子伝達層上に堆積されている場合、厚さは３１ｎｍである。

【0199】

電子伝達層は５０重量％のマトリクス化合物と、５０重量％のＬｉＱとを含む。

【0200】

組成を表４に示す。

【0201】

その後、厚さが１．５ｎｍのＬｉＱ、または厚さが２ｎｍのＹｂを蒸着させて、電子伝達層３４の上に電子注入層３６を堆積する（表４を参照）。

【0202】

カソードを、１０^−７ｍｂａｒの超高真空で蒸発させた。したがって、５ｎｍ〜１０００ｎｍの厚さを有する均一のカソードを得るために、一種以上の金属を、０．１ｎｍ／ｓ〜１０ｎｍ／ｓ（０．０１Å／ｓ〜１Å／ｓ）の速度で、単一の同時熱蒸着させた。カソードは、１３ｎｍのマグネシウム銀合金（９０：１０体積％）または１１ｎｍのＡｇから形成した（表４を参照）。

【0203】

ビフェニル−４−イル（９，９−ジフェニル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−アミンのキャップ層をカソードに形成した。ＭｇＡｇカソードの場合、キャップ層の厚さは６０ｎｍであり、Ａｇカソードの場合、キャップ層の厚さは７５ｎｍであった。

【0204】

ＯＬＥＤ積層体は、ガラススライドを用いてデバイスを密閉することにより、周囲環境から保護されている。これにより、さらなる保護のためのゲッター物質を含んだ空洞が形成される。

【0205】

先行技術と比較した本発明の実施例のパフォーマンスを判定するために、周囲条件下（２０℃）における電流効率を測定する。Ｋｅｉｔｈｌｅｙ２４００ソースメータを用いて電流電圧の測定を行い、Ｖとして記録する。トップエミッション型デバイスについて、１０ｍＡ／ｃｍ^２におけるＣＩＥ座標および輝度（単位：カンデラ）を、Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ製の較正済み分光計ＣＡＳ１４０を用いて測定する。デバイスの寿命ＬＴを、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ２４００ソースメータを用いて、周囲条件（２０℃）および１０ｍＡ／ｃｍ^２で測定し、時間単位で記録する。デバイスの輝度は較正済みフォトダイオードを用いて測定する。寿命ＬＴは、デバイスの輝度がその初期値の９７％まで減少するまでの時間として定義する。

【0206】

トップエミッション型デバイスについては、１０ｍＡ／ｃｍ^２における光出力の外部効率ＥＱＥおよび出力効率（ｌｍ／Ｗ効率）を判定する。

【0207】

効率ＥＱＥを％単位で判定するために、デバイスの光出力を較正済みフォトダイオードを用いて測定する。

【0208】

出力効率をｌｍ／Ｗ単位で判定するために、第１ステップにおいて、Ｄｅｕｔｓｃｈｅ Ａｋｋｒｅｄｉｔｉｅｒｕｎｇｓｓｔｅｌｌｅ（ＤＡｋｋＳ）によって較正済みのアレイ分光計ＣＡＳ１４０ＣＴ（Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ製）を用いて１平方メートルあたりのカンデラ（ｃｄ／ｍ^２）を単位とした輝度を測定する。その後、第２ステップにおいて、輝度にπを乗算し、電圧および電流密度で除算する。

【0209】

ボトムエミッション型デバイスにおいて、発光は主にランバート反射によるものであり、外部量子効率（ＥＱＥ）のパーセンテージとして定量化され、出力効率の単位はｌｍ／Ｗである。

【0210】

トップエミッション型デバイスにおいて、発光は前方に向けられ、非ランバート反射によるものであり、また、微小空洞に大きく依存する。したがって、外部量子効率（ＥＱＥ）および出力効率（ｌｍ／Ｗ）は、ボトムエミッション型デバイスと比べて高い。

【0211】

〔発明の技術的効果〕
〔トップエミッション型デバイス〕
表４に参照して、実施例１〜１５に係る有機発光ダイオードは、比較例１に係る有機発光ダイオードに比較して、向上した輝度効率および寿命特性の少なくともいずれかを同時に示した。

【0212】

比較例１において、第１マトリクス化合物を含む第１電子伝達層（ＥＴＬ）は設けられていない。式ＩＩの第２マトリクス化合物とアルカリ金属有機錯体ＬｉＱとを含む電子伝達層は発光層と直接接触している。動作電圧は３．５１Ｖであり、効率は６．６ｃｄ／Ａであり、寿命は５２時間である。

【0213】

実施例１において、発光層と第２電子伝達層との間に第１電子伝達層が配置されている。第１電子伝達層はＥＴＭ１−２からなる。

【0214】

ＥＴＭ１−２は、ガラス転移温度が１３９℃であり、還元電位が−２．１８Ｖであり、双極子モーメントが０．３デバイである。第２電子伝達層の組成は、比較例における組成と同様である。動作電圧は３．２７Ｖに低減され、効率は７．８ｃｄ／Ａに著しく向上され、寿命は４０時間である。

【0215】

実施例２〜９において、式ＩＩの様々な化合物を試験した。ｃｄ／Ａ効率は比較例１に比較して著しく向上した。

【0216】

実施例１０〜１４において、異なる電子注入層およびカソードを用いて、式ＩＩの様々な化合物を試験した。ＬｉＱの代わりにＹｂを用い、Ｍｇ：Ａｇ合金の代わりにＡｇを用いた。ｃｄ／Ａ効率は比較例１に比較して著しく向上した。

【0217】

実施例１５において、式ＩＩの化合物であって、Ａ＝式（ＩＩＩｂ）のものを試験した。ｃｄ／Ａ効率は比較例１に比較して著しく向上した。

【0218】

要約すると、電子伝達層において式ＩＩの化合物を用いた場合、大きく向上したｃｄ／Ａ効率を得られた。

【0219】

【表2】

【0220】

【表3】

【0221】

【表4】

本発明は、実用的な実施形態の例として現在考えられるものと関連させて説明したが、本発明は開示された実施形態に限定されるものではなく、反対に、付随する請求項の技術思想および範囲内に含まれる様々な変更および同等の構成を包含するものとして理解されるべきである。したがって、上述の実施形態は例示的なものであって、本発明を一切限定するものではないと理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【0222】

【図1】一実施形態に係る有機発光ダイオードを示す断面図である。

【図2】一実施形態に係る有機発光ダイオードの有機層の一部を具体的に示す断面図である。

【図3】一実施形態に係る有機発光ダイオードの有機層の一部を具体的に示す断面図である。

【図4】一実施形態に係る有機発光ダイオードの有機層の一部を具体的に示す断面図である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】