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  • 特開-有機エレクトロルミネッセンス素子 図1
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023143886
(43)【公開日】2023-10-06
(54)【発明の名称】有機エレクトロルミネッセンス素子
(51)【国際特許分類】
   H10K 50/12 20230101AFI20230929BHJP
   H10K 59/10 20230101ALI20230929BHJP
   H10K 85/30 20230101ALI20230929BHJP
   H10K 85/60 20230101ALI20230929BHJP
   C09K 11/06 20060101ALI20230929BHJP
   H10K 101/10 20230101ALN20230929BHJP
【FI】
H10K50/12
H10K59/10
H10K85/30
H10K85/60
C09K11/06 690
C09K11/06 660
H10K101:10
【審査請求】有
【請求項の数】24
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023048804
(22)【出願日】2023-03-24
(31)【優先権主張番号】202210303822.1
(32)【優先日】2022-03-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】202310055023.1
(32)【優先日】2023-02-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】519333413
【氏名又は名称】北京夏禾科技有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】110001818
【氏名又は名称】弁理士法人R&C
(72)【発明者】
【氏名】▲クアン▼ 志遠
(72)【発明者】
【氏名】李 鋒
(72)【発明者】
【氏名】王 楽
(72)【発明者】
【氏名】謝 夢▲蘭▼
(72)【発明者】
【氏名】王 強
(72)【発明者】
【氏名】姚 剣飛
(72)【発明者】
【氏名】王 陽
(72)【発明者】
【氏名】楊 剛
(72)【発明者】
【氏名】張 子岩
(72)【発明者】
【氏名】王 美営
(72)【発明者】
【氏名】張 奇
(72)【発明者】
【氏名】張 翠芳
(72)【発明者】
【氏名】路 楠楠
(72)【発明者】
【氏名】代 志洪
【テーマコード(参考)】
3K107
【Fターム(参考)】
3K107AA01
3K107BB01
3K107BB02
3K107CC04
3K107CC22
3K107DD53
3K107DD59
3K107DD64
3K107DD67
3K107DD68
3K107DD69
3K107FF18
(57)【要約】      (修正有)
【課題】有機エレクトロルミネッセンス素子の提供
【解決手段】素子は陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に設けられた発光層とを含む。発光層は、式1、式2または式3で表される構造を有する第1化合物と、式4で表される構造を有する第2化合物と、式5で表される構造を有する配位子を含む第3化合物とを含む。





【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
陽極と、
陰極と、
陽極と陰極との間に設けられた発光層と、を含むエレクトロルミネッセンス素子であって、
前記発光層には、第1化合物、第2化合物および第3化合物が含まれ、
前記第1化合物は、式1、式2または式3で表される構造を有し、
【化1】
Wは、出現毎に同一または異なってC、CRまたはNから選ばれ、隣り合う置換基Rは、結合して環を形成していてもよく、
Lは、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリーレン基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、
Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、または置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基から選ばれ、
は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
前記第2化合物は、式4で表される構造を有し、
【化2】
式4中、
~Lは、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のシクロアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリーレン基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、
Ar~Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、またはこれらの組合せから選ばれ、
前記第3化合物は、相対原子質量が40を超える金属、および配位子Lを含む金属錯体であり、前記配位子Lは、式5で表される構造を有し、
【化3】
式5中、環A、環Bは、それぞれ独立して5員不飽和炭素環、炭素原子数6~30の芳香族環、または炭素原子数3~30のヘテロ芳香族環から選ばれ、
は、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換または無置換を表し、Riiは、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換または無置換を表し、
Yは、SiR、GeR、NR、PR、O、SまたはSeから選ばれ、2つのRが同時に存在する場合、2つのRは、同一または異なってもよく、
~Xは、出現毎に同一または異なってCRまたはNから選ばれ、
R、R、Rii、RおよびRは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R、R、RおよびRiiは、結合して環を形成していてもよい、エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項2】
前記第1化合物は、式1-a~式1-d、式2-a~式2-c、および式3-aのうちのいずれか1つで表される構造を有する、請求項1に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【化4】
(Wは、出現毎に同一または異なってCRまたはNから選ばれ、隣り合う置換基Rは、結合して環を形成していてもよく、
Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、または置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基から選ばれ、
Lは、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリーレン基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、
は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
好ましくは、前記第1化合物は、式1-a~式1-c、式2-aおよび式3-aのうちのいずれか1つで表される構造を有し、
より好ましくは、Rは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、またはこれらの組合せから選ばれる。)
【請求項3】
Arは、出現毎に同一または異なって式Ar-1~式Ar-4のうちのいずれか1つで表される構造を有する、請求項1に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【化5】
(Qは、出現毎に同一または異なってC、CRまたはNから選ばれ、Qは、O、S、Se、NRまたはCRから選ばれ、
は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基Rは、結合して環を形成していてもよく、
好ましくは、Qは、出現毎に同一または異なってCまたはCRから選ばれ、Qは、O、SまたはCRから選ばれ、
は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。)
【請求項4】
前記第1化合物は、以下の化合物からなる群から選ばれる、請求項1に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【化6】
【化7】
【化8】
【化9】
【化10】
【化11】
【化12】
【化13】
【化14】
【化15】
【化16】
【化17】
【化18】
【化19】
【化20】
【化21】
【化22】
【化23】
【化24】
【化25】
【化26】
【化27】
【化28】
【化29】
(前記化合物1-1-1~化合物1-1-104、化合物1-2-1~化合物1-2-101および化合物1-3-1~化合物1-3-62における水素は、一部または全部重水素化されていてもよい。)
【請求項5】
前記第2化合物は、式4-1または式4-2で表される構造を有する、請求項1に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【化30】
(V~Vは、出現毎に同一または異なってNまたはCRから選ばれ、V~V10は、出現毎に同一または異なってC、NまたはCRから選ばれ、且つV~V10のうちの1つは、Cであり、Lに結合し、
Vは、O、SまたはSeから選ばれ、
11~V14は、出現毎に同一または異なってNまたはCRから選ばれ、V15~V18は、出現毎に同一または異なってC、NまたはCRから選ばれ、且つV15~V18のうちの1つは、Cであり、Lに結合し、
~Lは、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のシクロアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリーレン基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、
ArおよびArは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、またはこれらの組合せから選ばれ、
は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基Rは、結合して環を形成していてもよい。)
【請求項6】
式4-2中、Vは、OまたはSから選ばれ、好ましくは、Vは、Oである、請求項5に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項7】
~Vは、出現毎に同一または異なってCRから選ばれ、V~V10は、出現毎に同一または異なってCまたはCRから選ばれ、またはV11~V14は、出現毎に同一または異なってCRから選ばれ、V15~V18は、出現毎に同一または異なってCまたはCRから選ばれる、請求項5に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項8】
~V10のうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、またはV11~V18のうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基から選ばれる、請求項5に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項9】
は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
好ましくは、Rは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のナフタレン基、置換または非置換のビフェニル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる、請求項5に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項10】
ArおよびArは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~20のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のヘテロアリール基、またはこれらの組合せから選ばれ、
好ましくは、ArおよびArは、出現毎に同一または異なって置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のビフェニル基、置換または非置換のテルフェニル基、置換または非置換のナフタレン基、置換または非置換のフェナントレン基、置換または非置換のトリフェニレン基、置換または非置換のクリセン基、置換または非置換のフルオレン基、置換または非置換のカルバゾール基、置換または非置換のジベンゾフラン基、置換または非置換のジベンゾチオフェン基、置換または非置換のピリジン基、置換または非置換のピリミジン基、置換または非置換のキノリン基、またはこれらの組合せから選ばれる、請求項5に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項11】
~Lは、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリーレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、
好ましくは、L~Lは、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換のフェニレン基、置換または非置換のナフチレン基、置換または非置換のビフェニレン基、またはこれらの組合せから選ばれる、請求項1に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項12】
前記第2化合物は、以下の化合物からなる群から選ばれる、請求項1に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【化31】
【化32】
【化33】
【化34】
【化35】
【化36】
【化37】
【化38】
【化39】
【化40】
【化41】
【化42】
【化43】
【化44】
【化45】
【化46】
【化47】
【化48】
【化49】
【化50】
【化51】
【化52】
【化53】
(前記化合物B-1~化合物B-208における水素は、一部または全部重水素化されていてもよい。)
【請求項13】
前記式5中、環Aおよび/または環Bは、それぞれ独立して5員不飽和炭素環、炭素原子数6~18の芳香族環または炭素原子数3~18のヘテロ芳香族環から選ばれ、
好ましくは、環Aおよび/または環Bは、それぞれ独立して5員不飽和炭素環、炭素原子数6~10の芳香族環または炭素原子数3~10のヘテロ芳香族環から選ばれる、請求項1に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項14】
前記第3化合物中、前記配位子Lは、式5-20または式5-21で表される構造を有する、請求項1に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【化54】
(式5-20および式5-21中、
Yは、OまたはSから選ばれ、
x1、Rx2、Ri1、Ri2、Ri3、Rii1、Rii2、Rii3、Rii4は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
Rは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
好ましくは、Rx1、Rx2、Ri1、Ri2、Ri3のうちの少なくとも1つまたは2つおよび/またはRii1、Rii2、Rii3、Rii4のうちの少なくとも1つまたは2つは、出現毎に同一または異なって重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、またはこれらの組合せから選ばれ、Rは、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、またはこれらの組合せから選ばれ、
より好ましくは、Rx1、Rx2、Ri1、Ri2、Ri3のうちの少なくとも1つまたは2つおよび/またはRii1、Rii2、Rii3、Rii4のうちの少なくとも1つまたは2つは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、またはこれらの組合せから選ばれ、Rは、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、またはこれらの組合せから選ばれる。)
【請求項15】
i2は、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、またはこれらの組合せからなる群から選ばれ、Rは、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、またはこれらの組合せから選ばれ、Rii1、Rii2、Rii3、Rii4のうちの少なくとも1つまたは2つは、出現毎に同一または異なって重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、またはこれらの組合せから選ばれ、
好ましくは、Ri2は、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、またはこれらの組合せからなる群から選ばれ、Rは、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、またはこれらの組合せから選ばれ、Rii1、Rii2、Rii3、Rii4のうちの少なくとも1つまたは2つは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、またはこれらの組合せから選ばれる、請求項14に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項16】
式5-20および式5-21中、Rx1、Rx2、Ri1、Ri2、Ri3、Rii1、Rii2、Rii3、Rii4、Rのうちの少なくとも1つは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
好ましくは、Rx1、Rx2、Ri1、Ri2、Ri3、Rii1、Rii2、Rii3、Rii4、Rのうちの少なくとも1つは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数3~10のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~10のシクロアルキル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる、請求項14に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項17】
は、出現毎に同一または異なって以下の構造からなる群から選ばれる、請求項1に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【化55】
【化56】
【化57】
【化58】
【化59】
【化60】
【化61】
(上記構造中、TMSは、トリメチルシリル基を表す。)
【請求項18】
前記第3化合物は、M(L(L(Lの一般式を有し、金属Mは、相対原子質量が40を超える金属から選ばれ、L、L、Lは、それぞれ前記錯体の第1配位子、第2配位子および第3配位子であり、
mは、1、2または3であり、nは、0、1または2であり、qは、0、1または2であり、m+n+qは、金属Mの酸化状態に等しく、mが1よりも大きい場合、複数のLは、同一または異なり、nが2である場合、2つのLは、同一または異なり、qが2である場合、2つのLは、同一または異なり、
、LおよびLは、結合して多座配位子を形成していてもよく、
およびLは、出現毎に同一または異なって以下の構造からなる群から選ばれ、
【化62】
、RおよびRは、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換、または無置換を表し、
は、出現毎に同一または異なってO、S、Se、NRN1およびCRC1C2からなる群から選ばれ、
およびXは、出現毎に同一または異なってO、S、SeおよびNRN2からなる群から選ばれ、
、R、R、RN1、RN2、RC1およびRC2は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R、R、RN1、RN2、RC1およびRC2は、結合して環を形成していてもよい、請求項1に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項19】
金属Mは、Ir、Rh、Re、Os、Pt、AuまたはCuから選ばれ、好ましくは、Mは、IrまたはPtから選ばれ、より好ましくは、Mは、Irである、請求項18に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項20】
は、出現毎に同一または異なって以下の構造から選ばれる、請求項18に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【化63】
(R~Rは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
好ましくは、R~Rのうちの少なくとも1つまたは2つは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、またはこれらの組合せから選ばれ、および/またはR~Rのうちの少なくとも1つまたは2つは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、またはこれらの組合せから選ばれ、
より好ましくは、R~Rのうちの少なくとも2つは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のヘテロアルキル基、またはこれらの組合せから選ばれ、および/またはR~Rのうちの少なくとも2つは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のヘテロアルキル基、またはこれらの組合せから選ばれる。)
【請求項21】
は、出現毎に同一または異なって、
【化64】
【化65】
【化66】
【化67】
【化68】
【化69】
【化70】
【化71】
【化72】
からなる群から選ばれ、
は、出現毎に同一または異なって、
【化73】
【化74】
【化75】
【化76】
【化77】
【化78】
【化79】
からなる群から選ばれる、請求項18に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項22】
前記第3化合物は、Ir錯体であり、且つIr(L)(L)(L)、Ir(L(L)、Ir(L(L)およびIr(L)(Lのうちのいずれか1種で表される構造を有し、前記第3化合物がIr(L)(L)(L)の構造を有する場合、前記Lは、La1~La150からなる群から選ばれるいずれか1種であり、前記Lは、Lb1~Lb322からなる群から選ばれるいずれか1種であり、前記Lは、Lc1~Lc231からなる群から選ばれるいずれか1種であり、前記第3化合物がIr(L(L)の構造を有する場合、前記Lは、La1~La150からなる群から選ばれるいずれか1種またはいずれか2種であり、前記Lは、Lb1~Lb322からなる群から選ばれるいずれか1種であり、前記第3化合物がIr(L(L)の構造を有する場合、前記Lは、La1~La150からなる群から選ばれるいずれか1種またはいずれか2種であり、前記Lは、Lc1~Lc231からなる群から選ばれるいずれか1種であり、前記第3化合物がIr(L)(Lの構造を有する場合、前記Lは、La1~La150からなる群から選ばれるいずれか1種であり、前記Lは、Lc1~Lc231からなる群から選ばれるいずれか1種またはいずれか2種であり、
好ましくは、前記第3化合物以下の構造からなる群から選ばれる、請求項18に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【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】
【請求項23】
請求項1に記載のエレクトロルミネッセンス素子を含む、電子デバイス。
【請求項24】
第1化合物、第2化合物および第3化合物を含む組成物であって、
前記第1化合物は、式1、式2または式3で表される構造を有し、
【化93】
Wは、出現毎に同一または異なってC、CRまたはNから選ばれ、隣り合う置換基Rは、結合して環を形成していてもよく、
Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、または置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基から選ばれ、
Lは、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリーレン基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、
は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
前記第2化合物は、式4で表される構造を有し、
【化94】
式4中、
~Lは、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のシクロアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリーレン基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、
Ar~Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、またはこれらの組合せから選ばれ、
前記第3化合物は、相対原子質量が40を超える金属および配位子Lを含む金属錯体であり、前記配位子Lは、式5で表される構造を有し、
【化95】
式5中、環A、環Bは、それぞれ独立して5員不飽和炭素環、炭素原子数6~30の芳香族環、または炭素原子数3~30のヘテロ芳香族環から選ばれ、
は、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換または無置換を表し、Riiは、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換または無置換を表し、
Yは、SiR、GeR、NR、PR、O、SまたはSeから選ばれ、2つのRが同時に存在する場合、2つのRは、同一または異なってもよく、
~Xは、出現毎に同一または異なってCRまたはNから選ばれ、
R、R、Rii、RおよびRは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R、R、RおよびRiiは、結合して環を形成していてもよい、組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機発光素子などの有機電子素子に関する。特に、有機層に第1化合物、第2化合物および第3化合物が含まれる有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【0002】
有機電子素子は、有機発光ダイオード(OLEDs)、有機電界効果トランジスタ(O-FETs)、有機発光トランジスタ(OLETs)、有機起電セル(OPVs)、色素-増感太陽電池(DSSCs)、有機光検出器、有機感光装置、有機電界効果素子(OFQDs)、発光電気化学セル(LECs)、有機レーザダイオードおよび有機プラズマ発光素子を含むが、それに限定されない。
【0003】
1987年、イーストマンコダック(Eastman Kodak)のTangおよびVan Slykeにより、電子輸送層および発光層として、アリールアミン正孔輸送層とトリス-8-ヒドロキシキノリン-アルミニウム層とを含む二層有機エレクトロルミネセント素子が報道されている(Applied Physics Letters、1987、51(12):913~915)。素子に対してバイアスが一旦印加されると、緑色光が素子から発射される。この発明は、現代の有機発光ダイオード(OLEDs)の発展に対する基礎を築き上げている。最も先進的なOLEDsは、電荷注入・輸送層、電荷・励起子ブロッキング層、および陰極と陽極との間の1つまたは複数の発光層などの複数の層を含んでもよい。OLEDsは、自発光性ソリッドステート素子であるので、表示および照明の適用に対して極めて大きな潜在力を提供している。また、有機材料の固有な特性、例えばそれらの可撓性は、可撓性基板で行った製造などの特殊な適用に非常に適合するようになっている。
【0004】
OLEDは、その発光メカニズムに応じて、3種の異なるタイプに分けられている。Tangおよびvan Slykeにより発明されたOLEDは、蛍光OLEDであり、一重項発光のみを使用する。素子において生成した三重項が非輻射減衰通路により浪費され、蛍光OLEDの内部量子効率(IQE)が25%に過ぎないため、この制限はOLEDの商業化を妨害している。1997年、ForrestおよびThompsonにより、錯体含有重金属からの三重項発光を発光体として用いるりん光OLEDが報道されている。そのため、一重項および三重項を収穫し、100%のIQEを実現することができる。その効率が高いため、りん光OLEDの発見および発展は、直接的にアクティブマトリクスOLED(AMOLED)の商業化に貢献する。最近、Adachiは、有機化合物の熱活性化遅延蛍光(TADF)によって高効率を実現している。これらの発光体は、小さい一重項-三重項ギャップを有するため、励起子が三重項から一重項に戻るトランジションが可能となる。TADF素子において、三重項励起子がリバースシステム間で貫通すること(逆項間交差)によって一重項励起子を生成することに起因してIQEが高くなっている。
【0005】
OLEDsは、さらに、所用材料の形態に応じて、小分子とポリマーOLEDに分けられてもよい。小分子とは、ポリマーではない、有機または有機金属のいずれかの材料を指し、精確な構造を有すれば、小分子の分子量が大きくてもよい。明確な構造を有するデンドリマーは、小分子と認められている。ポリマーOLEDは、共役ポリマーと、側鎖の発光基を有する非共役ポリマーとを含む。製造過程において後重合を発生すると、小分子OLEDがポリマーOLEDになり得る。
【0006】
様々なOLEDの製造方法が公知されている。小分子OLEDは、一般的に、真空熱蒸発により製造されるものである。ポリマーOLEDは、例えばスピンコート、インクジェット印刷およびノズル印刷などの溶液法により製造されるものである。材料が溶剤に溶解または分散することが可能であれば、小分子OLEDも溶液法により製造されることができる。
【0007】
OLEDの発光色は、発光材料の構造設計により実現することができる。OLEDは、所望のスペクトルを実現するように、1つまたは複数の発光層を含んでもよい。緑色、黄色、赤色OLEDにおいて、りん光材料は、既に商業化の実現に成功したが、青色のりん光素子には、依然として、青色が飽和せず、耐用年数が短く、作業電圧が高いなどの問題が存在する。市販のフルカラーOLEDディスプレイは、一般的に混合策略を用い、青色の蛍光、および黄色、赤色または緑色のりん光を用いる。現在、りん光OLEDの効率が高輝度の場合に急速に低下するという問題が存在する。また、より飽和した発光スペクトル、より高い効率、およびより長いデバイス耐用年数を有することが望まれている。
【0008】
本出願人がその前に提出した発明JP2021176839Aでは、
【化1】
構造を有する配位子を含む金属錯体が開示されている。その実施例では、この金属錯体をそれぞれ
【化2】
および
【化3】
の2種の異なるホスト材料との2種の組み合わせ素子が開示されている。この出願では、金属錯体自身に専念しているが、該特定構造のりん光発光材料が複数種の特定構造を有するホスト材料とともに用いられるときの特殊な優勢が開示、および検討されていない。
【0009】
業界では日増しに高まっているエレクトロルミネッセンス素子の各性能、たとえば、発光顔色、発光の色彩飽和度、駆動電圧、発光効率、素子の耐用年数などに対するニーズを満たすために、りん光素子に関連する検討は、依然として早急に行わらなければならない。りん光素子の検討中、りん光発光材料とホスト材料を組み合わせて用いることは、非常に重要であり、りん光発光材料とホスト材料の組合せの選択は、素子の発光性能に直結している。そのため、りん光発光材料とホスト材料の組合せに対する選択および最適化は、業界では関連検討における重要な一環となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開2021176839号
【非特許文献】
【0011】
【非特許文献1】Applied Physics Letters、1987、51(12):913~915
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明は、上述した問題の少なくとも一部を解決するために、一連の新規なエレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的とする。式1、式2または式3で表される構造を有する第1化合物と、式4で表される構造を有する第2化合物と、式5で表される構造を有する配位子を含む第3化合物とを含む新規な化合物組合せが発光層に用いられるため、前記新規なエレクトロルミネッセンス素子は、より高い素子の効率、より長い素子の耐用年数を有し、より良好な素子の性能を有する。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の一実施例によれば、
陽極と、
陰極と、
前記陽極と陰極との間に設けられた発光層とを含むエレクトロルミネッセンス素子であって、前記発光層には、第1化合物、第2化合物および第3化合物が含まれ、
前記第1化合物は、式1、式2または式3で表される構造を有し、
【化4】
Wは、出現毎に同一または異なってC、CRまたはNから選ばれ、隣り合う置換基Rは、結合して環を形成していてもよく、
Lは、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリーレン基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、
Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、または置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基から選ばれ、
は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
前記第2化合物は、式4で表される構造を有し、
【化5】
式4中、
~Lは、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のシクロアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリーレン基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、
Ar~Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、またはこれらの組合せから選ばれ、
前記第3化合物は、相対原子質量が40を超える金属および配位子Lを含む金属錯体であり、前記配位子Lは、式5で表される構造を有し、
【化6】
式5中、環A、環Bは、それぞれ独立して5員不飽和炭素環、炭素原子数6~30の芳香族環、または炭素原子数3~30のヘテロ芳香族環から選ばれ、
は、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換または無置換を表し、Riiは、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換または無置換を表し、
Yは、SiR、GeR、NR、PR、O、SまたはSeから選ばれ、2つのRが同時に存在する場合、2つのRは、同一または異なってもよく、
~Xは、出現毎に同一または異なってCRまたはNから選ばれ、
R、R、Rii、RおよびRは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R、R、RおよびRiiは、結合して環を形成していてもよい、エレクトロルミネッセンス素子が開示される。
【0014】
本発明の他の実施例によれば、上記実施例に記載されたエレクトロルミネッセンス素子を含む電子デバイスがさらに開示される。
【0015】
本発明の他の実施例によれば、上記実施例に記載された第1化合物、第2化合物および第3化合物を含む組成物がさらに開示される。
【0016】
本発明に係る新規なエレクトロルミネッセンス素子は、式1、式2または式3で表される構造を有する第1化合物と、式4で表される構造を有する第2化合物と、式5で表される構造を有する配位子を含む第3化合物と、を含む新規な化合物の組合せが発光層に用いられるため、より高い素子の効率、より長い素子の耐用年数を有し、より良好な素子の性能を有する。
【図面の簡単な説明】
【0017】
図1】本発明に係るエレクトロルミネッセンス素子を含んでもよい有機発光装置の模式図である。
図2】本発明に係るエレクトロルミネッセンス素子を含んでもよい他の有機発光装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
OLEDは、ガラス、プラスチック、および金属などの様々な基板で製造することができる。図1は、有機発光装置100を例示的に制限せずに示している。図面に対して、必ずしも縮尺どおりに製作するわけではなく、図において、必要に応じて一部の層構造を省略してもよい。装置100には、基板101、陽極110、正孔注入層120、正孔輸送層130、電子ブロッキング層140、発光層150、正孔ブロッキング層160、電子輸送層170、電子注入層180および陰極190が含まれてもよい。装置100は、記載される層を順に堆積することにより製造されてもよい。各層の性質、機能および例示的な材料については、米国特許US7279704B2の第6~10欄においてより詳細に記載されており、そのすべての内容を本明細書に援用する。
【0019】
これらの層のそれぞれには、より多くの実例がある。例示的には、全文を援用するように組み込まれた米国特許第5844363号において、可撓性で透明な基板-陽極の組合せが開示されている。例えば、全文を援用するように組み込まれた米国特許出願公開第2003/0230980号において、p型ドープの正孔輸送層の実例は50:1のモル比でF-TCNQがドーピングされたm-MTDATAであることが開示されている。全文を援用するように組み込まれた、トンプソン(Thompson)らによる米国特許第6303238号において、ホスト材料の実例が開示されている。例えば、全文を援用するように組み込まれた米国特許出願公開第2003/0230980号において、n型ドープの電子輸送層の実例は1:1のモル比でLiがドーピングされたBPhenであることが開示されている。全文を援用するように組み込まれた米国特許第5703436号および第5707745号において、例えばMg:Agなどの金属薄層と、その上に被覆された、スパッタ堆積された透明な導電ITO層とを有する複合陰極を含む陰極の実例が開示されている。全文を援用するように組み込まれた米国特許第6097147号および米国特許出願公開第2003/0230980号において、より詳細に、ブロッキング層の原理と使用が記載されている。全文を援用するように組み込まれた米国特許出願公開第2004/0174116号において注入層の実例が提供されている。全文を援用するように組み込まれた米国特許出願公開第2004/0174116号において、保護層が記載されている。
【0020】
非限定的な実施例により上述した分層構造が提供される。上述した各種の層を組み合わせることによってOLEDの機能が実現することができ、或いは、一部の層を完全に省略することができる。それは、明確に記載されていない他の層を含んでもよい。それぞれの層内に、最適な性能を実現するように、単一の材料または多種の材料の混合物を使用することができる。機能層はいずれも、複数なサブ層を含んでもよく、例えば、発光層は、所望の発光スペクトルを実現するように、2層の異なる発光材料を有してもよい。
【0021】
一実施例において、OLEDは、陰極と陽極との間に設けられた「有機層」を有すると記載されてもよい。当該有機層は、1つまたは複数の層を含んでもよい。
【0022】
OLEDにもカプセル化層が必要であり、図2に示すように、有機発光装置200が例示的に制限せずに示されている。図1との相違点は、水分および酸素などの外界からの有害物質を防止するように、陰極190上にカプセル化層102を含んでもよい。ガラス、または有機-無機混合層などのカプセル化機能を提供可能ないかなる材料も、カプセル化層として用いられてもよい。カプセル化層は、OLED素子の外部に、直接または間接的に配置されるべきである。多層薄膜カプセル化については、米国特許US7968146B2において記載されており、そのすべての内容を本明細書に援用する。
【0023】
本発明の実施例により製造される素子は、当該素子の1つまたは複数の電子部材モジュール(或いは、ユニット)を有する各種の消費製品に組み込まれてもよい。これらの消費製品は、例えば、フラットパネルディスプレイ、モニタ、医療用モニタ、テレビ、ビルボード、室内または室外用照明ランプおよび/または信号ランプ、ヘッドアップディスプレイ、全部または一部透明のディスプレイ、可撓性ディスプレイ、スマートフォン、フラットパネルコンピューター、フラットパネル携帯電話、ウェアラブル素子、スマートウォッチ、ラップトップコンピューター、デジタルカメラ、携帯型ビデオカメラ、ファインダー、マイクロディスプレイ、3-Dディスプレイ、車載ディスプレイおよびテールライトを含む。
【0024】
本明細書に記載される材料および構造は、上述にて列挙されている他の有機電子素子にも用いられてもよい。
【0025】
「頂部」とは、基板から最も遠く、「底部」とは、基板から最も近いことを意味する。第1層が第2層「上」に設けられていると記載されている場合、第1層が基板から相対的に遠いように設けられている。第1層が第2層「と」「接触する」ことを規定していない限り、第1層と第2層との間に他の層が存在してもよい。例示的には、陰極と陽極との間に各種の有機層が存在しても、依然として、陰極が陽極「上」に設けられていると記載されることができる。
【0026】
「溶液が処理可能である」とは、溶液または懸濁液の形態で液体媒体に溶解、分散または輸送可能であり、および/または液体媒体から堆積可能であることを意味する。
【0027】
配位子は、直接的に発射材料の感光性質を促成すると、「感光性」と呼ばれてもよいことが信じられている。配位子は、発射材料の感光性質を促成しないと、「補助性」と呼ばれてもよい。しかし、補助性の配位子は、感光性配位子の性質を変更することができることが信じられている。
【0028】
蛍光OLEDの内部量子効率(IQE)は、遅延蛍光の存在によって25%のスピン統計による制限を超えてもよいことが信じられている。遅延蛍光は、一般的に2つのタイプ、すなわちP型遅延蛍光およびE型遅延蛍光に分けられてもよい。P型遅延蛍光は、三重項-三重項消滅(TTA)により生成される。
【0029】
一方、E型遅延蛍光は、2つの三重項の衝突ではなく、三重項と一重項との励起状態の変換に依存する。E型遅延蛍光を生成可能な化合物は、エネルギー状態の変換を行うように、極めて小さい一重項-三重項ギャップを有することが必要である。熱エネルギーは、三重項から一重項までの遷移を活性化することができる。このようなタイプの遅延蛍光は、熱活性化遅延蛍光(TADF)とも呼ばれる。TADFの顕著な特徴は、遅延成分が温度の上昇と伴って向上することにある。リバースシステム(RISC)間の貫通(逆項間交差)の速度が十分に速いと、三重項からの非輻射減衰を最小化させ、バックフィルした一重項の励起状態の割合は75%に達することができる。一重項の合計割合は100%であってもよく、エレクトロによる励起子のスピン統計の25%をはるかに超えている。
【0030】
E型遅延蛍光の特徴は、励起複合物系または単一の化合物から見える。理論に限定されず、E型遅延蛍光は、発光材料が小さい一重項-三重項エネルギーギャップ(ΔES-T)を有する必要がある。有機非金属含有の供与体・受容体発光材料は、この点を実現する可能性がある。これらの材料の発射は、通常、供与体・受容体電荷遷移(CT)型発射であると特徴付けられる。これらの供与体・受容体型化合物において、HOMOとLUMOとの空間分離は、一般的に小さいΔES-Tを生成することになる。これらの状態は、CT状態を含んでもよい。通常、供与体・受容体発光材料は、電子供与体部分(例えば、アミン基またはカルバゾール誘導体)と電子受容体部分(例えば、N含有の六員芳香族環)を結合することにより構築される。
【0031】
置換基の専門用語の定義について
【0032】
ハロゲンまたはハロゲン化物とは、本明細書に用いられるように、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素を含む。
【0033】
アルキル基とは、本明細書に用いられるように直鎖および分岐鎖のアルキル基を含む。アルキル基は、炭素原子数1~20のアルキル基であってもよく、炭素原子数1~12のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数1~6のアルキル基であることがより好ましい。アルキル基の実例は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、sec-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、n-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、n-ノニル、n-デシル、n-ウンデシル、n-ドデシル、n-トリデシル、n-テトラデシル、n-ペンタデシル、n-ヘキサデシル、n-ヘプタデシル、n-オクタデシル、ネオペンチル、1-メチルペンチル、2-メチルペンチル、1-ペンチルヘキシル、1-ブチルペンチル、1-ヘプチルオクチル、および3-メチルペンチルを含む。そのうち、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、sec-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、ネオペンチルおよびn-ヘキサンであることが好ましい。また、アルキル基は、置換されていてもよい。
【0034】
シクロアルキル基とは、本明細書に用いられるように環状のアルキル基を含む。シクロアルキル基は、環炭素原子数3~20のシクロアルキル基であってもよく、炭素原子数4~10のシクロアルキル基であることが好ましい。シクロアルキル基の実例は、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、4-メチルシクロヘキシル、4,4-ジメチルシクロヘキシル、1-アダマンチル、2-アダマンチル、1-ノルボルニル基、2-ノルボルニル基などを含む。そのうち、シクロペンチル、シクロヘキシル、4-メチルシクロヘキシル、4,4-ジメチルシクロヘキシルであることが好ましい。また、シクロアルキル基は、置換されていてもよい。
【0035】
ヘテロアルキル基とは、本明細書に用いられるように、アルキル鎖のうちの1つまたは複数の炭素が、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、リン原子、ケイ素原子、ゲルマニウム原子およびホウ素原子からなる群から選ばれるヘテロ原子で置換されてなる。ヘテロアルキル基は、炭素原子数1~20のヘテロアルキル基であってもよく、炭素原子数1~10のヘテロアルキル基であることが好ましく、炭素原子数1~6のヘテロアルキル基であることがより好ましい。ヘテロアルキル基の実例は、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、メチルチオメチル基、エチルチオメチル基、エチルチオエチル基、メトキシメトキシメチル基、エトキシメトキシメチル基、エトキシエトキシエチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、メルカプトメチル基、メルカプトエチル基、メルカプトプロピル基、アミノメチル基、アミノエチル基、アミノプロピル基、ジメチルアミノメチル基、トリメチルゲルマニルメチル基、トリメチルゲルマニルエチル基、トリメチルゲルマニルイソプロピル基、ジメチルエチルゲルマニルメチル基、ジメチルイソプロピルゲルマニルメチル基、tert-ブチルジメチルゲルマニルメチル基、トリエチルゲルマニルメチル基、トリエチルゲルマニルエチル基、トリイソプロピルゲルマニルメチル基、トリイソプロピルゲルマニルエチル基、トリメチルシリルメチル基、トリメチルシリルエチル基、トリメチルシリルイソプロピル基、トリイソプロピルシリルメチル基、トリイソプロピルシリルエチル基を含む。また、ヘテロアルキル基は、置換されていてもよい。
【0036】
アルケニル基とは、本明細書に用いられるように、直鎖、分岐鎖および環状オレフィン基を含む。鎖状のアルケニル基は、炭素原子数2~20のアルケニル基であってもよく、炭素原子数2~10のアルケニル基であることが好ましい。アルケニル基の例は、ビニル基、プロピレン基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基、1,3-ブタジエニル基、1-メチルビニル基、スチリル基、2,2-ジフェニルビニル基、1,2-ジフェニルビニル基、1-メチルアリル基、1,1-ジメチルアリル基、2-メチルアリル基、1-フェニルアリル基、2-フェニルアリル基、3-フェニルアリル基、3,3-ジフェニルアリル基、1,2-ジメチルアリル基、1-フェニル-1-ブテニル基、3-フェニル-1-ブテニル基、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロヘプタトリエニル基、シクロオクテニル基、シクロオクタテトラエニル基およびノルボルニルアルケニル基を含む。また、アルケニル基は、置換されていてもよい。
【0037】
アルキニル基とは、本明細書に用いられるように、直鎖のアルキニル基を含む。アルキニル基は、炭素原子数2~20のアルキニル基であってもよく、炭素原子数2~10のアルキニル基であることが好ましい。アルキニル基の実例は、エチニル基、プロピニル基、プロパルギル基、1-ブチニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、1-ペンチニル基、2-ペンチニル基、3,3-ジメチル-1-ブチニル基、3-エチル-3-メチル-1-ペンチニル基、3,3-ジイソプロピル1-ペンチニル基、フェニルエチニル基、フェニルプロピニル基などを含む。そのうち、エチニル基、プロピニル基、プロパルギル基、1-ブチニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、1-ペンチニル基、フェニルエチニル基であることが好ましい。また、アルキニル基は、置換されていてもよい。
【0038】
アリール基または芳香族基とは、本明細書に用いられるように、非縮合および縮合系を考慮する。アリール基は、炭素原子数6~30のアリール基であってもよく、炭素原子数6~20のアリール基であることが好ましく、炭素原子数6~12のアリール基であることがより好ましい。アリール基の例は、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、トリフェニレン、テトラフェニレン、ナフタレン、アントラセン、フェナレン、フェナントレン、フルオレン、ピレン、クリセン、ペリレン、およびアズレンを含み、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、トリフェニレン、フルオレンおよびナフタレンであることが好ましい。非縮合アリール基の例は、フェニル、ビフェニル-2-イル、ビフェニル-3-イル、ビフェニル-4-イル、p-ターフェニル-4-イル、p-ターフェニル-3-イル、p-トリビフェニル-2-イル、m-ターフェニル-4-イル、m-ターフェニル-3-イル、m-ターフェニル-2-イル、o-トリル、m-トリル、p-トリル、p-(2-フェニルプロピル)フェニル、4’-メチルビフェニル、4’’-tert-ブチル-p-ターフェニル-4-イル、o-クミル、m-クミル、p-クミル、2,3-キシリル、3,4-キシリル、2,5-ジメチルフェニル、メシチレンおよびm-テトラフェニルを含む。また、アリール基は、置換されていてもよい。
【0039】
複素環基または複素環とは、本明細書に用いられるように、非芳香族の環状基を考慮する。非芳香族複素環基は、環原子数3~20の飽和複素環基および環原子数3~20の不飽和非芳香族複素環基を含み、そのうちの少なくとも1つの環原子は、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、ケイ素原子、リン原子、ゲルマニウム原子およびホウ素原子からなる群から選ばれ、非芳香族複素環基は、環原子数3~7のものであることが好ましく、窒素、酸素、ケイ素または硫黄などの少なくとも1つのヘテロ原子を含む。非芳香族複素環基の実例は、オキシラニル、オキセタニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロピラニル、ジオキソペンチル、ジオキサニル、アジリジニル、ジヒドロピロール、テトラヒドロピロリル、ピペリジニル、オキサゾリジニル、モルホリニル、ピペラジニル、オキサシクロヘプタトリエニル、チアシクロヘプタトリエニル、アザシクロヘプタトリエニルおよびテトラヒドロシロールを含む。また、複素環基は、置換されていてもよい。
【0040】
ヘテロアリール基とは、本明細書に用いられるように、ヘテロ原子数1~5の非縮合および縮合ヘテロ芳香族基を含んでもよく、そのうちの少なくとも1つのヘテロ原子は、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、ケイ素原子、リン原子、ゲルマニウム原子およびホウ素原子からなる群から選ばれる。イソアリール基とは、ヘテロアリール基も指す。ヘテロアリール基は、炭素原子数3~30のヘテロアリール基であってもよく、炭素原子数3~20のヘテロアリール基であることが好ましく、炭素原子数3~12のヘテロアリール基であることがより好ましい。好適なヘテロアリール基は、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、フラン、チオフェン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、カルバゾール、インドロカルバゾール、ピリドインドール、ピロロピリジン、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、オキサトリアゾール、ジオキサゾール、チアジアゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、オキサジン、オキサチアジン、オキサジアジン、インドール、ベンズイミダゾール、インダゾール、インデノアジン、ベンゾオキサゾール、ベンズイソオキサゾール、ベンゾチアゾール、キノリン、イソキノリン、シンノリン、キナゾリン、キノキサリン、ナフチリジン、フタラジン、プテリジン、キサンテン、アクリジン、フェナジン、フェノチアジン、ベンゾフランピリジン、フランジピリジン、ベンゾチエノピリジン、チエノビピリジン、ベンゾセレノピリジン、およびセレンベンゾピリジンを含み、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、カルバゾール、インドロカルバゾール、イミダゾール、ピリジン、トリアジン、ベンズイミダゾール、1,2-アザボラン、1,3-アザボラン、1,4-アザボラン、ボラゾールおよびそのアザ類似物を含むことが好ましい。また、ヘテロアリール基は、置換されていてもよい。
【0041】
アルコキシ基とは、本明細書に用いられるように、-O-アルキル基、-O-シクロアルキル基、-O-ヘテロアルキル基または-O-複素環基で表される。アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロアルキル基および複素環基の例および好ましい例は、上記例と同様である。アルコキシ基は、炭素原子数1~20のアルコキシ基であってもよく、炭素原子数1~6のアルコキシ基であることが好ましい。アルコキシ基の例は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、シクロプロピルオキシ、シクロブチルオキシ、シクロペンチルオキシ、シクロヘキシルオキシ、テトラヒドロフラニルオキシ、テトラヒドロピラニルオキシ、メトキシプロピルオキシ、エトキシエチルオキシ、メトキシメチルオキシおよびエトキシメチルオキシを含む。また、アルコキシ基は、置換されていてもよい。
【0042】
アリールオキシ基とは、本明細書に用いられるように、-O-アリール基または-O-ヘテロアリール基で表される。アリール基およびヘテロアリール基の例および好ましい例は、上記例と同様である。アリールオキシ基は、炭素原子数6~30のアリールオキシ基であってもよく、炭素原子数6~20のアリールオキシ基であることが好ましい。アリールオキシ基の例は、フェノキシおよびビフェノキシを含む。また、アリールオキシ基は、置換されていてもよい。
【0043】
アラルキル基とは、本明細書に用いられるように、アリール基で置換されたアルキル基を含む。アラルキル基は、炭素原子数7~30のアラルキル基であってもよく、炭素原子数7~20のアラルキル基であることが好ましく、炭素原子数7~13のアラルキル基であることがより好ましい。アラルキル基の例は、ベンジル、1-フェニルエチル、2-フェニルエチル、1-フェニルイソプロピル、2-フェニルイソプロピル、フェニル-tert-ブチル、α-ナフチルメチル、1-α-ナフチルエチル、2-α-ナフチルエチル、1-α-ナフチルイソプロピル、2-α-ナフチルイソプロピル、β-ナフチルメチル、1-β-ナフチル-エチル、2-β-ナフチル-エチル、1-β-ナフチルイソプロピル、2-β-ナフチルイソプロピル、p-メチルベンジル、m-メチルベンジル、o-メチルベンジル、p-クロロベンジル、m-クロロベンジル、o-クロロベンジル、p-ブロモベンジル、m-ブロモベンジル、o-ブロモベンジル、p-ヨードベンジル、m-ヨードベンジル、o-ヨードベンジル、p-ヒドロキシベンジル、m-ヒドロキシベンジル、o-ヒドロキシベンジル、p-アミノベンジル、m-アミノベンジル、o-アミノベンジル、p-ニトロベンジル、m-ニトロベンジル、o-ニトロベンジル、p-シアノベンジル、m-シアノベンジル、o-シアノベンジル、1-ヒドロキシ-2-フェニルイソプロピルおよび1-クロロ-2-フェニルイソプロピルを含む。そのうち、ベンジル、p-シアノベンジル、m-シアノベンジル、o-シアノベンジル、1-フェニルエチル、2-フェニルエチル、1-フェニルイソプロピルおよび2-フェニルイソプロピルであることが好ましい。また、アラルキル基は、置換されていてもよい。
【0044】
アルキルシリル基とは、本明細書に用いられるように、アルキル基で置換されたシリル基を含む。アルキルシリル基は、炭素原子数3~20のアルキルシリル基であってもよく、炭素原子数3~10のアルキルシリル基であることが好ましい。アルキルシリル基の例は、トリメチルシリル、トリエチルシリル、メチルジエチルシリル、エチルジメチルシリル、トリプロピルシリル、トリブチルシリル、トリイソプロピルシリル、メチルジイソプロピルシリル、ジメチルイソプロピルシリル、トリ-tert-ブチルシリコン、トリイソブチルシリル、ジメチル-tert-ブチルシリル、およびメチルジ-tert-ブチルシリルを含む。また、アルキルシリル基は、置換されていてもよい。
【0045】
アリールシリル基とは、本明細書に用いられるように、少なくとも1つのアリール基で置換されたシリル基を含む。アリールシリル基は、炭素原子数6~30のアリールシリル基であってもよく、炭素原子数8~20のアリールシリル基であることが好ましい。アリールシリル基の例は、トリフェニルシリル、フェニルジビフェニルシリル、ジフェニルビフェニルシリル、フェニルジエチルシリル、ジフェニルエチルシリル、フェニルジメチルシリル、ジフェニルメチルシリル、フェニルジイソプロピルシリル、ジフェニルイソプロピルシリル、ジフェニルブチルシリル、ジフェニルイソブチルシリル、ジフェニル-tert-ブチルシリルを含む。また、アリールシリル基は、置換されていてもよい。
【0046】
アルキルゲルマニウム基とは、本明細書に用いられるように、アルキル基で置換されたゲルマニウム基を含む。アルキルゲルマニウム基は、炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基であってもよく、炭素原子数3~10のアルキルゲルマニウム基であることが好ましい。アルキルゲルマニウム基の例は、トリメチルゲルマニウム基、トリエチルゲルマニウム基、メチルジエチルゲルマニウム基、エチルジメチルゲルマニウム基、トリプロピルゲルマニウム基、トリブチルゲルマニウム基、トリイソプロピルゲルマニウム基、メチルジイソプロピルゲルマニウム基、ジメチルイソプロピルゲルマニウム基、トリ-tert-ブチルゲルマニウム基、トリイソブチルゲルマニウム基、ジメチル-tert-ブチルゲルマニウム基、メチルジ-tert-ブチルゲルマニウム基を含む。また、アルキルゲルマニウム基は、置換されていてもよい。
【0047】
アリールゲルマニウム基とは、本明細書に用いられるように、少なくとも1つのアリール基またはヘテロアリール基で置換されたゲルマニウム基を含む。アリールゲルマニウム基は、炭素原子数6~30のアリール基ゲルマニウム基であってもよく、炭素原子数8~20のアリールゲルマニウム基であることが好ましい。アリールゲルマニウム基の例は、トリフェニルゲルマニウム基、フェニルジビフェニルゲルマニウム基、ジフェニルビフェニルゲルマニウム基、フェニルジエチルゲルマニウム基、ジフェニルエチルゲルマニウム基、フェニルジメチルゲルマニウム基、ジフェニルメチルゲルマニウム基、フェニルジイソプロピルゲルマニウム基、ジフェニルイソプロピルゲルマニウム基、ジフェニルブチルゲルマニウム基、ジフェニルイソブチルゲルマニウム基、ジフェニル-tert-ブチルゲルマニウム基を含む。また、アリールゲルマニウム基は、置換されていてもよい。
【0048】
アザジベンゾフラン、アザジベンゾチオフェンなどにおける「アザ」とは、対応する芳香族フラグメントにおける1つまたは複数のC-H基が窒素原子に置換されることを指す。例えば、アザトリフェニレンは、ジベンゾ[f,h]キノキサリン、ジベンゾ[f,h]キノリン、および環系において2つ以上の窒素を有する他の類似物を含む。当業者であれば、上述したアザ誘導体の他の窒素類似物を容易に想到することができ、且つこれらの類似物は、すべて本明細書に記載される専門用語に含まれるものとして確定される。
【0049】
本発明において、特に断りのない限り、置換のアルキル基、置換のシクロアルキル基、置換のヘテロアルキル基、置換の複素環基、置換のアラルキル基、置換のアルコキシ基、置換のアリールオキシ基、置換のアルケニル基、置換のアルキニル基、置換のアリール基、置換のヘテロアリール基、置換のアルキルシリル基、置換のアリールシリル基、置換のアルキルゲルマニウム基、置換のアリールゲルマニウム基、置換のアミノ基、置換のアシル基、置換のカルボニル基、置換のカルボキシル基、置換のエステル基、置換のスルフィニル基、置換のスルホニル基、置換のホスフィノ基からなる群のうちのいずれかの用語を使用すると、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロアルキル基、ヘテロシクリル基、アラルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルケニル基、アルキニル、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルシリル基、アリールシリル基、アルキルゲルマニウム基、アリールゲルマニウム基、アミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、スルフィニル基、スルホニル基、およびホスフィノ基のうちのいずれか1つの基が、重水素、ハロゲン、非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、非置換の環原子数3~20の複素環基、非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、非置換の炭素原子数6~30のアリール基、非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基およびこれらの組合せから選ばれる1つまたは複数により置換され得ることを意味する。
【0050】
分子フラグメントについて、置換基または他の形態で他の部分に結合させると記載する場合、フラグメント(例えば、フェニル基、フェニレン基、ナフチル基、ジベンゾフラニル基)であるか否か、或いは、分子全体(例えば、ベンゼン、ナフタレン、ジベンゾフラン)であるか否かにより、その名称を確定することができることを理解すべきである。本明細書に用いられるように、置換基の指定、或いはフラグメントの結合の異なる形態は、均等であると認められている。
【0051】
本明細書で言及される化合物において、水素原子が重水素で一部または全部置換されてもよい。他の原子、例えば炭素および窒素も、それらの他の安定した同位体で置換されてもよい。素子の効率および安定性を向上させるために、化合物において他の安定した同位体の置換が好ましい可能性がある。
【0052】
本明細書で言及される化合物において、複数置換とは、二重置換を含む、最も多くの使用可能な置換に達するまでの範囲を指す。本明細書で言及される化合物中のある置換基は、複数置換(二重置換、三重置換、四重置換などを含む)を意味すると、その置換基はその結合構造上の複数の利用可能な置換位置に存在してもよいことを意味し、複数の利用可能な置換位置にいずれも存在する当該置換基は、同じ構造であってもよいし、異なる構造であってもよい。
【0053】
本明細書で言及される化合物において、隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいように特に限定されない限り、前記化合物における隣り合う置換基は結合して環を形成することができない。本明細書で言及される化合物において、隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいことは、隣り合う置換基が結合して環を形成してもよい情況を含むだけでなく、隣り合う置換基が結合して環を形成しない情況を含む。隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよい場合、形成される環は、単環または多環、および脂環、ヘテロ脂環、アリール環、またはヘテロアリール環であってもよい。このような記述において、隣り合う置換基は、同一の原子に結合された置換基、互いに直接結合する炭素原子に結合された置換基、または更に離れた炭素原子に結合された置換基を指してもよい。好ましくは、隣り合う置換基は、同一の炭素原子に結合された置換基および互いに直接結合する炭素原子に結合された置換基を指す。
【0054】
隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいという記述も、同一の炭素原子に結合された2つの置換基が化学結合により互いに結合して環を形成することを意味すると認められ、下記式で例示することができる。
【0055】
【化7】
【0056】
隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいという記述も、互いに直接結合する炭素原子に結合された2つ置換基が化学結合により互いに結合して環を形成することを意味すると認められ、下記式で例示することができる。
【0057】
【化8】
【0058】
隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいという記述も、さらに離れる炭素原子に結合された2つの置換基が化学結合により互いに結合して環を形成することを意味すると認められ、下記式で例示することができる。
【0059】
【化9】
【0060】
また、隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいという記述も、互いに直接結合する炭素原子に結合された2つ置換基の一方が水素を表す場合に、第2置換基は水素原子が結合された位置に結合されて環を形成することを意味すると認められている。下記式で例示する。
【0061】
【化10】
【0062】
本発明の一実施例によれば、
陽極と、
陰極と、
前記陽極と陰極との間に設けられた発光層とを含むエレクトロルミネッセンス素子であって、前記発光層には、第1化合物、第2化合物および第3化合物が含まれ、
前記第1化合物は、式1、式2または式3で表される構造を有し、
【化11】
Wは、出現毎に同一または異なってC、CRまたはNから選ばれ、隣り合う置換基Rは、結合して環を形成していてもよく、
Lは、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリーレン基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、
Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、または置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基から選ばれ、
は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
前記第2化合物は、式4で表される構造を有し、
【化12】
式4中、
~Lは、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のシクロアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリーレン基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、
Ar~Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、またはこれらの組合せから選ばれ、
前記第3化合物は、相対原子質量が40を超える金属および配位子Lを含む金属錯体であり、前記配位子Lは、式5で表される構造を有し、
【化13】
式5中、環A、環Bは、それぞれ独立して5員不飽和炭素環、炭素原子数6~30の芳香族環、または炭素原子数3~30のヘテロ芳香族環から選ばれ、
は、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換または無置換を表し、Riiは、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換または無置換を表し、
Yは、SiR、GeR、NR、PR、O、SまたはSeから選ばれ、2つのRが同時に存在する場合、2つのRは、同一または異なってもよく、
~Xは、出現毎に同一または異なってCRまたはNから選ばれ、
R、R、Rii、RおよびRは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R、R、RおよびRiiは、結合して環を形成していてもよい、エレクトロルミネッセンス素子が開示される。
【0063】
本明細書において、隣り合う置換基Rは結合して環を形成していてもよいとは、任意の隣り合う置換基Rが結合して環を形成してもよいことを意味する。明らかには、任意の隣り合う置換基Rは、いずれも結合して環を形成しなくてもよい。
【0064】
本明細書において、隣り合う置換基R、R、R、RおよびRiiは結合して環を形成していてもよいとは、隣り合う置換基グループ、たとえば、2つの置換基R同士、2つの置換基Rii同士、2つの置換基R同士、2つの置換基R同士、置換基RとR同士、置換基RとR同士、および置換基RiiとR同士のうちのいずれか1つまたは複数が結合して環を形成してもよいことを意味する。明らかには、これらの置換基同士は、いずれも結合して環を形成しなくてもよい。
【0065】
本発明の一実施例によれば、前記第1化合物と前記第2化合物は、異なる。
【0066】
本発明の一実施例によれば、前記第2化合物には、フェナントロキサゾール、フェナントラゾール、フェナントレンイミダゾール、アザフェナントロキサゾール、アザフェナントラゾールまたはアザフェナントレンイミダゾールの構造が含まらない。
【0067】
本発明の一実施例によれば、前記第1化合物は、式1-a~式1-d、式2-a~式2-c、および式3-aのうちのいずれか1つで表される構造を有する。
【0068】
【化14】
(Wは、出現毎に同一または異なってCRまたはNから選ばれ、隣り合う置換基Rは、結合して環を形成していてもよく、
Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、または置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基から選ばれ、
Lは、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリーレン基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、
は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。)
【0069】
本発明の一実施例によれば、前記第1化合物は、式1-a~式1-c、式2-aおよび式3-aのうちのいずれか1つで表される構造を有する。
【0070】
本発明の一実施例によれば、前記Rは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、またはこれらの組合せから選ばれる。
【0071】
本発明の一実施例によれば、前記式1-a~式1-c、式2-aまたは式3-aにおいて、少なくとも1つのRがあり、且つ前記Rは、出現毎に同一または異なって重水素、フッ素、シアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、メチル基、トリ重水素メチル基、ビニル基、フェニル基、ビフェニル基、ナフタレン基、4-シアノフェニル基、ジベンゾフラン基、ジベンゾチオフェン基、トリフェニレン基、カルバゾール基、9-フェニルカルバゾール基、9,9-ジメチルフルオレン基、ピリジン基、フェニルピリジン基、またはこれらの組合せから選ばれる。
【0072】
本発明の一実施例によれば、Arは、出現毎に同一または異なって式Ar-1~式Ar-4のうちのいずれか1つで表される構造を有する。
【0073】
【化15】
(Qは、出現毎に同一または異なってC、CRまたはNから選ばれ、Qは、O、S、Se、NRまたはCRから選ばれ、2つのRが同時に存在する場合、2つのRは、同一または異なってもよく、
は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基Rは、結合して環を形成していてもよい。)
【0074】
本明細書において、隣り合う置換基Rは結合して環を形成していてもよいとは、任意の隣り合う置換基Rが結合して環を形成してもよいことを意味する。明らかには、任意の隣り合う置換基Rは、いずれも結合して環を形成しなくてもよい。
【0075】
本発明の一実施例によれば、式Ar-1~式Ar-4中、Qは、出現毎に同一または異なってCまたはCRから選ばれ、Qは、O、SまたはCRから選ばれ、
は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基Rは、結合して環を形成していてもよい。
【0076】
本発明の一実施例によれば、前記第1化合物中、Arは、出現毎に同一または異なってフェニル基、ビフェニル基、フェナントレン基、ナフタレン基、4-シアノフェニル基、ジベンゾフラン基、ジベンゾチオフェン基、トリフェニレン基、カルバゾール基、9,9-ジメチルフルオレン基、フェナントロキサゾール基、フェナントラゾール基、またはこれらの組合せから選ばれる。
【0077】
本発明の一実施例によれば、前記第1化合物は、化合物1-1-1~化合物1-1-104、化合物1-2-1~化合物1-2-101および化合物1-3-1~化合物1-3-62からなる群から選ばれる。前記化合物1-1-1~化合物1-1-104、化合物1-2-1~化合物1-2-101および化合物1-3-1~化合物1-3-62の具体的な構造は、請求項4に示される。
【0078】
本発明の一実施例によれば、前記化合物1-1-1~化合物1-1-104、化合物1-2-1~化合物1-2-101および化合物1-3-1~化合物1-3-62における水素は、一部または全部重水素化されていてもよい。
【0079】
本発明の一実施例によれば、前記第2化合物は、式4-1または式4-2で表される構造を有する。
【0080】
【化16】
(式4-1中、V~Vは、出現毎に同一または異なってNまたはCRから選ばれ、V~V10は、出現毎に同一または異なってC、NまたはCRから選ばれ、且つV~V10のうちの1つは、Cであり、Lに結合し、
式4-2中、Vは、O、SまたはSeから選ばれ、V11~V14は、出現毎に同一または異なってNまたはCRから選ばれ、V15~V18は、出現毎に同一または異なってC、NまたはCRから選ばれ、且つV15~V18のうちの1つは、Cであり、Lに結合し、
~Lは、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のシクロアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリーレン基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、
ArおよびArは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、またはこれらの組合せから選ばれ、
は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基Rは、結合して環を形成していてもよい。)
【0081】
本明細書において、隣り合う置換基Rは結合して環を形成していてもよいとは、任意の隣り合う置換基Rが結合して環を形成してもよいことを意味する。明らかには、任意の隣り合う置換基Rは、いずれも結合して環を形成しなくてもよい。
【0082】
本発明の一実施例によれば、式4-2中、Vは、OまたはSから選ばれる。
【0083】
本発明の一実施例によれば、式4-2中、Vは、Oである。
【0084】
本発明の一実施例によれば、式4-1中、V~Vは、出現毎に同一または異なってCRから選ばれ、V~V10は、出現毎に同一または異なってCまたはCRから選ばれる。
【0085】
本発明の一実施例によれば、式4-2中、V11~V14は、出現毎に同一または異なってCRから選ばれ、V15~V18は、出現毎に同一または異なってCまたはCRから選ばれる。
【0086】
本発明の一実施例によれば、式4-1中、V~V10のうちの少なくとも1つは、Nから選ばれる。
【0087】
本発明の一実施例によれば、式4-2中、V11~V18のうちの少なくとも1つは、Nから選ばれる。
【0088】
本発明の一実施例によれば、式4-1中、V~V10のうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基から選ばれる。
【0089】
本発明の一実施例によれば、式4-2中、V11~V18のうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基から選ばれる。
【0090】
本発明の一実施例によれば、Rは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0091】
本発明の一実施例によれば、Rは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のナフタレン基、置換または非置換のビフェニル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0092】
本発明の一実施例によれば、ArおよびArは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~20のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のヘテロアリール基、またはこれらの組合せから選ばれる。
【0093】
本発明の一実施例によれば、ArおよびArは、出現毎に同一または異なって置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のビフェニル基、置換または非置換のテルフェニル基、置換または非置換のナフタレン基、置換または非置換のフェナントレン基、置換または非置換のトリフェニレン基、置換または非置換のクリセン基、置換または非置換のフルオレン基、置換または非置換のカルバゾール基、置換または非置換のジベンゾフラン基、置換または非置換のジベンゾチオフェン基、置換または非置換のピリジン基、置換または非置換のピリミジン基、置換または非置換のキノリン基、またはこれらの組合せから選ばれる。
【0094】
本発明の一実施例によれば、L~Lは、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリーレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれる。
【0095】
本発明の一実施例によれば、L~Lは、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換のフェニレン基、置換または非置換のナフチレン基、置換または非置換のビフェニレン基、またはこれらの組合せから選ばれる。
【0096】
本発明の一実施例によれば、前記第2化合物は、化合物B-1~化合物B-208からなる群から選ばれる。前記化合物B-1~化合物B-208の具体的な構造は、請求項12に示される。
【0097】
本発明の一実施例によれば、前記第2化合物は、化合物B-1~化合物B-228からなる群から選ばれる。前記化合物B-1~化合物B-208の具体的な構造は、請求項12に示され、前記化合物B-209~化合物B-228は、以下の通りである。
【0098】
【化17】
【0099】
【化18】
【0100】
【化19】
【0101】
本発明の一実施例によれば、前記化合物B-1~化合物B-170における水素は、一部または全部重水素化されていてもよい。
【0102】
本発明の一実施例によれば、前記化合物B-1~化合物B-228における水素は、一部または全部重水素化されていてもよい。
【0103】
本発明の一実施例によれば、前記式5中、環Aおよび/または環Bは、それぞれ独立して5員不飽和炭素環、炭素原子数6~18の芳香族環または炭素原子数3~18のヘテロ芳香族環から選ばれる。
【0104】
本発明の一実施例によれば、環Aおよび/または環Bは、それぞれ独立して5員不飽和炭素環、炭素原子数6~10の芳香族環または炭素原子数3~10のヘテロ芳香族環から選ばれる。
【0105】
本発明の一実施例によれば、前記第3化合物中、前記Lは、式5-1~式5-19のうちのいずれか1種で表される構造を有する。
【0106】
【化20】
(式5-1~式5-19中、X~Xは、出現毎に同一または異なってCRまたはNから選ばれ、X~Xは、出現毎に同一または異なってCRまたはNから選ばれ、A~Aは、出現毎に同一または異なってCRiiまたはNから選ばれ、
Zは、出現毎に同一または異なってCRiiiiii、SiRiiiiii、PRiii、O、SまたはNRiiiから選ばれ、2つのRiiiが同時に存在する場合、2つのRiiiは、同一または異なり、
Yは、SiR、NR、PR、O、SまたはSeから選ばれ、2つのRが同時に存在する場合、2つのRは、同一または異なり、
R、R、R、R、RiiおよびRiiiは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R、R、R、RiiおよびRiiiは、結合して環を形成していてもよい。)
【0107】
本明細書において、隣り合う置換基R、R、R、R、RiiおよびRiiiは結合して環を形成していてもよいとは、隣り合う置換基グループ、たとえば、2つの置換基R同士、2つの置換基Rii同士、2つの置換基R同士、2つの置換基R同士、2つの置換基Riii同士、置換基RとR同士、置換基RiiとRiii同士、置換基RとR同士、置換基RとRiii同士、置換基RとRiii同士、および置換基RとRiii同士のうちのいずれか1つまたは複数が結合して環を形成してもよいことを意味する。明らかには、これらの置換基同士は、いずれも結合して環を形成しなくてもよい。
【0108】
本発明の一実施例によれば、Lは、式5-1、式5-5、式5-8、式5-10、式5-11または式5-12から選ばれるいずれか1種で表される構造である。
【0109】
本発明の一実施例によれば、Lは、式5-1で表される構造である。
【0110】
本発明の一実施例によれば、式5-1~式5-19中、X~Xおよび/またはA~Aのうちの少なくとも1つは、Nから選ばれ、前記Xは、前記X~Xの式5-1~式5-19のうちのいずれか1つに存在する番号が最も大きいものに対応し、前記Aは、前記A~Aの式5-1~式5-19のうちのいずれか1つに存在する番号が最も大きいものに対応する。たとえば、式5-1に対して、前記Xは、前記X~Xの式5-1に存在する番号が最も大きいものXに対応し、前記Aは、前記A~Aの式5-1に存在する番号が最も大きいものAに対応し、即ち、式5-1中、X~Xおよび/またはA~Aのうちの少なくとも1つは、Nから選ばれる。さらに例えば、式5-12に対して、前記Xは、前記X~Xの式5-12に存在する番号が最も大きいものXに対応し、前記Aは、前記A~Aの式5-12に存在する番号が最も大きいものAに対応し、即ち、式5-12中、X~Xおよび/またはA~Aのうちの少なくとも1つは、Nから選ばれる。
【0111】
本発明の一実施例によれば、式5-1~式5-19中、X~Xのうちの少なくとも1つは、Nから選ばれ、前記Xは、前記X~Xの式5-1~式5-19のうちのいずれか1つに存在する番号が最も大きいものに対応する。
【0112】
本発明の一実施例によれば、Xは、Nである。
【0113】
本発明の一実施例によれば、式5-1~式5-19中、X~Xは、それぞれ独立してCRから選ばれ、X~Xは、それぞれ独立してCRから選ばれ、A~Aは、それぞれ独立してCRiiから選ばれ、
隣り合う置換基R、R、Riiは、結合して環を形成していてもよい。
【0114】
本発明の一実施例によれば、前記R、R、Riiは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、シアノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R、Riiは、結合して環を形成していてもよい。
【0115】
本発明の一実施例によれば、前記R、R、Riiのうちの少なくとも2つまたは3つは、出現毎に同一または異なって重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、シアノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R、Riiは、結合して環を形成していてもよい。
【0116】
本実施例において、前記R、R、Riiのうちの少なくとも2つまたは3つは、出現毎に同一または異なって前記置換基グループから選ばれるとは、2つのR置換基、すべてのR置換基およびすべてのRii置換基からなる群から選ばれる少なくとも2つまたは3つの置換基が出現毎に同一または異なって前記置換基グループから選ばれることを意味する。
【0117】
本発明の一実施例によれば、前記第3化合物中、前記配位子Lは、式5-20または式5-21で表される構造を有する。
【0118】
【化21】
(式5-20および式5-21中、
Yは、OまたはSから選ばれ、
x1、Rx2、Ri1、Ri2、Ri3、Rii1、Rii2、Rii3、Rii4は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
Rは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。)
【0119】
本発明の一実施例によれば、式5-20および式5-21中、Rx1、Rx2、Ri1、Ri2、Ri3中のうちの少なくとも1つまたは2つおよび/またはRii1、Rii2、Rii3、Rii4のうちの少なくとも1つまたは2つは、出現毎に同一または異なって重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、またはこれらの組合せから選ばれ、Rは、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、またはこれらの組合せから選ばれる。
【0120】
本発明の一実施例によれば、式5-20および式5-21中、Rx1、Rx2、Ri1、Ri2、Ri3中のうちの少なくとも1つまたは2つおよび/またはRii1、Rii2、Rii3、Rii4のうちの少なくとも1つまたは2つは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、またはこれらの組合せから選ばれ、Rは、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、またはこれらの組合せから選ばれる。
【0121】
本発明の一実施例によれば、式5-20および式5-21中、Ri2は、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、またはこれらの組合せから選ばれ、Rは、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、またはこれらの組合せから選ばれ、Rii1、Rii2、Rii3、Rii4のうちの少なくとも1つまたは2つは、出現毎に同一または異なって重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、またはこれらの組合せから選ばれる。
【0122】
本発明の一実施例によれば、式5-20および式5-21中、Ri2は、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、またはこれらの組合せから選ばれ、Rは、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、またはこれらの組合せから選ばれ、Rii1、Rii2、Rii3、Rii4のうちの少なくとも1つまたは2つは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、またはこれらの組合せから選ばれる。
【0123】
本発明の一実施例によれば、式5-20および式5-21中、Rx1、Rx2、Ri1、Ri2、Ri3、Rii1、Rii2、Rii3、Rii4、Rのうちの少なくとも1つは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0124】
本発明の一実施例によれば、Rx1、Rx2、Ri1、Ri2、Ri3、Rii1、Rii2、Rii3、Rii4、Rのうちの少なくとも1つは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数3~10のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~10のシクロアルキル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0125】
本発明の一実施例によれば、Lは、出現毎に同一または異なってLa1~La150からなる群から選ばれる。前記La1~La150の具体的な構造は、請求項17に示される。
【0126】
本発明の一実施例によれば、Lは、出現毎に同一または異なってLa1~La162からなる群から選ばれる。前記La1~La150の具体的な構造は、請求項17に示される。前記La151~La162は、以下の通りである。
【0127】
【化22】
【0128】
発明の一実施例によれば、前記第3化合物は、M(L(L(Lの一般式を有し、金属Mは、相対原子質量が40を超える金属から選ばれ、L、L、Lは、それぞれ、前記第3化合物の第1配位子、第2配位子および第3配位子であり、
mは、1、2または3であり、nは、0、1または2であり、qは、0、1または2であり、m+n+qは、金属Mの酸化状態に等しく、mが1よりも大きい場合、複数のLは、同一または異なり、nが2である場合、2つのLは、同一または異なり、qが2である場合、2つのLは、同一または異なり、
、LおよびLは、結合して多座配位子を形成していてもよく、
およびLは、出現毎に同一または異なって以下の構造からなる群から選ばれ、
【化23】
、RおよびRは、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換、または無置換を表し、
は、出現毎に同一または異なってO、S、Se、NRN1およびCRC1C2からなる群から選ばれ、
およびXは、出現毎に同一または異なってO、S、SeおよびNRN2からなる群から選ばれる。
、R、R、RN1、RN2、RC1およびRC2は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R、R、RN1、RN2、RC1およびRC2は、結合して環を形成していてもよい。
【0129】
本実施例において、隣り合う置換基R、R、R、RN1、RN2、RC1およびRC2は結合して環を形成していてもよいとは、隣り合う置換基グループ、たとえば、2つの置換基R同士、2つの置換基R同士、2つの置換基R同士、置換基RとR同士、置換基RとR同士、置換基RとR同士、置換基RとRN1同士、置換基RとRN1同士、置換基RとRC1同士、置換基RとRC2同士、置換基RとRC1同士、置換基RとRC2同士、置換基RとRN2同士、置換基RとRN2同士、およびRC1とRC2同士のうちのいずれか1つまたは複数が結合して環を形成してもよいことを意味する。明らかには、これらの置換基同士は、いずれも結合して環を形成しなくてもよい。
【0130】
本発明の一実施例によれば、金属Mは、Ir、Rh、Re、Os、Pt、AuまたはCuから選ばれる。
【0131】
本発明の一実施例によれば、Mは、IrまたはPtから選ばれる。
【0132】
本発明の一実施例によれば、Mは、Irである。
【0133】
本発明の一実施例によれば、Lは、出現毎に同一または異なって以下の構造から選ばれる。
【0134】
【化24】
(R~Rは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。)
【0135】
本発明の一実施例によれば、R~Rのうちの少なくとも1つまたは2つは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、またはこれらの組合せから選ばれ、および/またはR~Rのうちの少なくとも1つまたは2つは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、またはこれらの組合せから選ばれる。
【0136】
本発明の一実施例によれば、R~Rのうちの少なくとも2つは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のヘテロアルキル基、またはこれらの組合せから選ばれ、および/またはR~Rのうちの少なくとも2つは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のヘテロアルキル基、またはこれらの組合せから選ばれる。
【0137】
本発明の一実施例によれば、前記第3化合物において、前記Lは、出現毎に同一または異なってLb1~Lb322からなる群から選ばれる。前記Lb1~Lb322の具体的な構造は、請求項21に示される。
【0138】
本発明の一実施例によれば、前記第3化合物中、前記Lは、出現毎に同一または異なってLc1~Lc231からなる群から選ばれる。前記Lc1~Lc231の具体的な構造は、請求項21に示される。
【0139】
本発明の一実施例によれば、前記素子において、前記第3化合物は、Ir錯体であり、且つIr(L)(L)(L)、Ir(L(L)、Ir(L(L)およびIr(L)(Lのうちのいずれか1種で表される構造を有し、前記第3化合物がIr(L)(L)(L)の構造を有する場合、前記Lは、La1~La150からなる群から選ばれるいずれか1種であり、前記Lは、Lb1~Lb322からなる群から選ばれるいずれか1種であり、前記Lは、Lc1~Lc231からなる群から選ばれるいずれか1種であり、前記第3化合物がIr(L(L)の構造を有する場合、前記Lは、La1~La150からなる群から選ばれるいずれか1種またはいずれか2種であり、前記Lは、Lb1~Lb322からなる群から選ばれるいずれか1種であり、前記第3化合物がIr(L(L)の構造を有する場合、前記Lは、La1~La150からなる群から選ばれるいずれか1種またはいずれか2種であり、前記Lは、Lc1~Lc231からなる群から選ばれるいずれか1種であり、前記第3化合物がIr(L)(Lの構造を有する場合、前記Lは、La1~La150からなる群から選ばれるいずれか1種であり、前記Lは、Lc1~Lc231からなる群から選ばれるいずれか1種またはいずれか2種である。
【0140】
本発明の一実施例によれば、前記素子において、前記第3化合物は、Ir錯体であり、且つIr(L)(L)(L)、Ir(L(L)、Ir(L(L)およびIr(L)(Lのうちのいずれか1種で表される構造を有し、前記第3化合物がIr(L)(L)(L)の構造を有する場合、前記Lは、La1~La162からなる群から選ばれるいずれか1種であり、前記Lは、Lb1~Lb322からなる群から選ばれるいずれか1種であり、前記Lは、Lc1~Lc231からなる群から選ばれるいずれか1種であり、前記第3化合物がIr(L(L)の構造を有する場合、前記Lは、La1~La162からなる群から選ばれるいずれか1種またはいずれか2種であり、前記Lは、Lb1~Lb322からなる群から選ばれるいずれか1種であり、前記第3化合物がIr(L(L)の構造を有する場合、前記Lは、La1~La162からなる群から選ばれるいずれか1種またはいずれか2種であり、前記Lは、Lc1~Lc231からなる群から選ばれるいずれか1種であり、前記第3化合物がIr(L)(Lの構造を有する場合、前記Lは、La1~La162からなる群から選ばれるいずれか1種であり、前記Lは、Lc1~Lc231からなる群から選ばれるいずれか1種またはいずれか2種である。
【0141】
本発明の一実施例によれば、前記第3化合物は、化合物C~化合物C139からなる群から選ばれる。前記化合物C~化合物C139の具体的な構造は、請求項22に示される。
【0142】
本発明の一実施例によれば、前記第3化合物は、化合物C~化合物C148からなる群から選ばれる。前記化合物C~化合物C139の具体的な構造は、請求項22に示される。前記化合物C140~化合物C148は、以下の通りである。
【0143】
【化25】
【0144】
本発明の一実施例によれば、前記素子の前記発光層において、前記第1化合物および第2化合物は、ホスト材料であり、前記第3化合物は、発光材料である。
【0145】
本発明の他の実施例によれば、エレクトロルミネッセンス素子を含む電子デバイスがさらに開示される。前記エレクトロルミネッセンス素子の具体的な構造は、上述したいずれか1つの実施例に示される。
【0146】
本発明の他の実施例によれば、第1化合物、第2化合物および第3化合物を含む組成物であって、
前記第1化合物は、式1、式2または式3で表される構造を有し、
【化26】
Wは、出現毎に同一または異なってC、CRまたはNから選ばれ、隣り合う置換基Rは、結合して環を形成していてもよく、
Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、または置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基から選ばれ、
Lは、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリーレン基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、
は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
前記第2化合物は、式4で表される構造を有し、
【化27】
式4中、
~Lは、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のシクロアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリーレン基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、
Ar~Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、またはこれらの組合せから選ばれ、
前記第3化合物は、相対原子質量が40を超える金属および配位子Lを含む金属錯体であり、前記配位子Lは、式5で表される構造を有し、
【化28】
式5中、環A、環Bは、それぞれ独立して5員不飽和炭素環、炭素原子数6~30の芳香族環、または炭素原子数3~30のヘテロ芳香族環から選ばれ、
は、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換または無置換を表し、Riiは、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換または無置換を表し、
Yは、SiR、GeR、NR、PR、O、SまたはSeから選ばれ、2つのRが同時に存在する場合、2つのRは、同一または異なってもよく、
~Xは、出現毎に同一または異なってCRまたはNから選ばれ、
R、R、Rii、RおよびRは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R、R、RおよびRiiは、結合して環を形成していてもよい、組成物がさらに開示される。
【0147】
本発明の一実施例によれば、前記組成物は、発光層組成物である。
【0148】
他の材料との組合せ
【0149】
本発明に記載される有機発光素子に用いられる特定層の材料は、素子に存在する各種の他の材料と組み合わせて使用することができる。これらの材料の組合せについて、米国特許出願US2016/0359122A1の第0132~0161段落において詳細に記載されており、その内容を全て本明細書に援用する。記載または言及された材料は、本明細書に開示される化合物と組み合わせて使用可能な材料の非限定的な実例であり、且つ当業者にとっては、文献を容易に参照して組み合わせて使用可能な他の材料を識別することができる。
【0150】
本明細書において、有機発光素子に用いられる具体的な層の材料は、前記素子に存在する多種の他の材料と組み合わせて使用することができると記載されている。例示的には、本明細書に開示される化合物は、多種の発光ドーパント、ホスト、輸送層、ブロッキング層、注入層、電極および他の存在可能な層と組み合わせて使用することができる。これらの材料の組合せは、特許出願US2015/0349273A1の第0080~0101段落において詳細に記載されており、その内容を全て本明細書に援用する。記載または言及された材料は、本明細書に開示される化合物と組み合わせて使用可能な材料の非限定的な実例であり、且つ当業者にとっては、文献を容易に参照して組み合わせて使用可能な他の材料を識別することができる。
【0151】
本発明に用いられる第1化合物、第2化合物および第3化合物は、従来技術における調製方法により得られるか、または出願番号US5843607A、US2016293853A1、CN101511834A、CN106459018A、CN110540536A、WO2018016742A1、WO2019231210A1、CN202110348602.6などの特許出願を参照して容易に調製することにより得られるので、ここで繰り返し説明しない。エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、限定されない。以下の実施例における製造方法は、例示的なものに過ぎず、限定するものであると理解すべきではない。当業者であれば、従来技術に基づき、以下の実施例における製造方法を合理的に改良することができる。例示的には、発光層における各種の材料の比率は、特に限定されておらず、当業者は、従来技術に基づき、一定の範囲内に合理的に選択することができる。たとえば、発光層材料の総重量を基準として、ホスト材料が80%~99%を占め、発光材料が1%~20%を占めてもよいし、ホスト材料が90%~98%を占め、発光材料が2%~10%を占めてもよい。また、ホスト材料は、2種以上の材料であってもよい。そのうち、2種のホスト材料のホスト材料に対する比率が99:1~1:99であってもよいし、80:20~20:80であってもよいし、60:40~40:60であってもよい。素子の実施例において、素子の特性に対しても、本分野通常の機器(Angstrom Engineering製の蒸着機、蘇州弗士達製の光学テストシステム、耐用年数テストシステム、北京量拓製のエリプソメーターなどを含むがそれに限定されず)を用いて、当業者にとって熟知の方法でテストを行った。当業者は上述した機器の使用、テスト方法などの関連内容を知っているので、サンプルの固有データを確実に、影響を受けずに取得することができるため、上記関連内容を本明細書において繰り返し説明しない。
【実施例0152】
素子の実施例
【0153】
以下、下記実施例を参照して本発明についてより詳細に説明する。明らかには、下記実施例は、例示的な目的に用いられるものに過ぎず、本発明の範囲を限定するためのものではない。下記実施例に基づき、当業者であれば、改良することにより本発明の他の実施例を取得することができる。
【0154】
実施例1:
【0155】
まず、厚みが1200Åのインジウムスズ酸化物(ITO)陽極を有するガラス基板を洗浄した後、UVオゾンおよび酸素プラズマで処理した。処理した後、窒素ガスを満たしたグローブボックスで基板を乾燥させて水を除去した。その後、基板を基板ホルダ上に取り付けて真空室に置いた。以下、指定された有機層に対して、真空度が10-6Torrの場合、0.2~10Å/sの速度でホット真空蒸着によって順にITO陽極上に蒸着を行った。化合物HTおよびHIを共蒸着して正孔注入層(HIL)として用い、厚みが100Åであり、そのうち、HIのドーピング重量比率が3%である。化合物HTを正孔輸送層(HTL)として用い、厚みが400Åである。化合物EBを電子ブロッキング層(EBL)として用い、厚みが50Åである。そして、第1化合物1-2-2、第2化合物B-91およびドーパンドとしての第3化合物Cを共蒸着して発光層(EML)として用い、厚みが400Åであり、そのうち、第1化合物1-2-2、第2化合物B-91および第3化合物Cの重量比が48.5:48.5:3である。化合物HBを正孔ブロッキング層(HBL)として用い、厚みが50Åである。正孔ブロッキング層上において、化合物ETおよび8-ヒドロキシキノリン-リチウム(Liq)を共蒸着して電子輸送層(ETL)として用い、厚みが350Åであり、そのうち、ETとLiqの重量比が40:60である。最後に、厚み10Åの8-ヒドロキシキノリン-リチウム(Liq)を電子注入層(EIL)として蒸着するとともに、1200Åのアルミニウムを陰極として蒸着した。そして、該素子をグローブボックスに転移させ、ガラスカバーを用いてカプセル化して該素子を完成させた。
【0156】
実施例2:実施例2の素子の実施形態は、実施例1と一致する。相違点は、発光層において化合物1-1-3で化合物1-2-2を代替するのみである。
【0157】
実施例3:実施例3の素子の実施形態は、実施例1と一致する。相違点は、化合物1-2-2、化合物B-181および化合物C139を共蒸着して発光層として用いるのみである(化合物1-2-2、化合物B-181および化合物C139の重量比が58.5:38.5:3である)。
【0158】
実施例4:実施例4の素子の実施形態は、実施例3と一致する。相違点は、発光層において化合物B-176で化合物B-181を代替するのみである。
【0159】
実施例5:実施例5の素子の実施形態は、実施例1と一致する。相違点は、化合物1-1-63、化合物B-79および化合物C139を共蒸着して発光層として用いるのみである(化合物1-1-63、化合物B-79および化合物C139の重量比が68:29:3である)。
【0160】
実施例6:実施例6の素子の実施形態は、実施例1と一致する。相違点は、化合物1-3-1、化合物B-183および化合物C139を共蒸着して発光層として用いるのみである(化合物1-3-1、化合物B-183および化合物C139の重量比が38.5:58.5:3である)。
【0161】
実施例7:実施例7の素子の実施形態は、実施例1と一致する。相違点は、化合物1-2-17、化合物B-210および化合物C139を共蒸着して発光層として用いるのみである(化合物1-2-17、化合物B-210および化合物C139の重量比が48.5:48.5:3である)。
【0162】
実施例8:実施例8の素子の実施形態は、実施例1と一致する。相違点は、化合物1-2-2、化合物B-211および化合物C140を共蒸着して発光層として用いるのみである(化合物1-2-2、化合物B-211および化合物C140の重量比が38.5:58.5:3である)。
【0163】
実施例9:実施例9の素子の実施形態は、実施例1と一致する。相違点は、化合物1-2-2、化合物B-209および化合物C140を共蒸着して発光層として用いるのみである(化合物1-2-2、化合物B-209および化合物C140の重量比が38.5:58.5:3である)。
【0164】
実施例10:実施例10の素子の実施形態は、実施例1と一致する。相違点は、化合物1-2-2、化合物B-99および化合物C146を共蒸着して発光層として用いるのみである(化合物1-2-2、化合物B-99および化合物C146の重量比が48.5:48.5:3である)。
【0165】
実施例11:実施例11の素子の実施形態は、実施例1と一致する。相違点は、化合物1-1-11、化合物B-209および化合物C147を共蒸着して発光層として用いるのみである(化合物1-1-11、化合物B-209および化合物C147の重量比が38.5:58.5:3である)。
【0166】
比較例1:比較例1の素子の実施形態は、実施例1と一致する。相違点は、発光層において化合物RD1で化合物Cを代替するのみである。
【0167】
比較例2:比較例2の素子の実施形態は、実施例1と一致する。相違点は、化合物1-2-2と化合物Cを共蒸着して発光層として用いるのみである(化合物1-2-2と化合物Cの重量比が97:3である)。
【0168】
比較例3:比較例3の素子の実施形態は、実施例1と一致する。相違点は、化合物1-2-2と化合物RD1を共蒸着して発光層として用いるのみである(化合物1-2-2と化合物RD1の重量比が97:3である)。
【0169】
比較例4:比較例4の素子の実施形態は、実施例1と一致する。相違点は、化合物B-91と化合物Cを共蒸着して発光層として用いるのみである(化合物B-91と化合物Cの重量比が97:3である)。
【0170】
比較例5:比較例5の素子の実施形態は、実施例1と一致する。相違点は、化合物B-91と化合物RD1を共蒸着して発光層として用いるのみである(化合物B-91と化合物RD1の重量比が97:3である)。
【0171】
比較例6:比較例6の素子の実施形態は、比較例1と一致する。相違点は、発光層において化合物1-1-3で化合物1-2-2を代替するのみである。
【0172】
比較例7:比較例7の素子の実施形態は、比較例2と一致する。相違点は、発光層において化合物1-1-3で化合物1-2-2を代替するのみである。
【0173】
比較例8:比較例8の素子の実施形態は、比較例2と一致する。相違点は、発光層において化合物Aで化合物1-2-2を代替するのみである。
【0174】
比較例9:比較例9の素子の実施形態は、実施例1と一致する。相違点は、化合物B-210と化合物C139を共蒸着して発光層として用いるのみである(化合物B-210と化合物C139の重量比が97:3)。
【0175】
詳細な素子の層構造および厚みを、表1に示す。用いられる材料が1種超えの層は、前記重量比で異なる化合物をドーピングすることにより得られる。
【0176】
【表1-1】
【0177】
【表1-2】
【0178】
素子に用いられる材料の構造は、以下のとおりである。
【0179】
【化29】
【0180】
【化30】
【化31】
【化32】
【0181】
表2には、実施例および比較例における、電流密度15mA/cmの条件下で測定された電圧および外部量子効率が示されている。素子の耐用年数LT95は、15mA/cm下で、対応する発光輝度が初期時の95%に減衰するのに必要な時間である。
【0182】
【表2】
【0183】
表2におけるデータから分かるように、比較例1に対して、実施例1は、外部量子効率が9.5%向上し、耐用年数がより一層大幅に5.8倍向上し、1057時間と長く、素子の電圧が比較例1と同様な極めて低い電圧レベルも保持した。実施例1と比較例1の相違点は、発光材料のみである。化合物Cと化合物RD1の構造が類似するが、化合物Cの配位子構造において縮合環構造が増えるためだけで、実施例1の素子の性能が極めて大きく向上した。これにより、本発明に選択された第1化合物、第2化合物および第3化合物の組合せが思わざる優れた性能を有することが証明されている。
【0184】
表2における比較例2~比較例5のデータから分かるように、単独で本発明に選択された第1化合物または第2化合物をホスト材料として用いた場合、素子の表現がいずれも悪く、比較例2~比較例5の外部量子効率および耐用年数が最高10.9%および74時間だけである。これにより、第1化合物または第2化合物が単独でホストとして用いられた場合、いずれも化合物Cまたは化合物RD1とよく組み合わせることができないことが証明されている。しかし、本発明に選択された第1化合物および第2化合物をともにホストとして用いた実施例1は、素子の性能の点で非常に顕著して思わざる向上を有し、電圧の点で比較例2、3と大体相当する極めて低い電圧のレベルを保持した。これらのデータの比較によれば、本発明に選択された第1化合物、第2化合物および第3化合物の化合物組合せが思わざる優れた性能を有することが十分に証明されている。
【0185】
単一ホストを用いた比較例3に対して、二重ホストを用いた比較例1は、素子の効率が90%向上し、耐用年数が5.5倍向上した。単一ホストを用いた比較例2に対して、二重ホストを用いた実施例1は、素子の効率および素子の耐用年数がそれぞれ90.3%および13.3倍向上した。同じように単一ホストから二重ホストへの変更で、実施例1は、実現した耐用年数の向上幅が比較例1の2.4倍となっている。同様に、単一ホストを用いた比較例5に対して、二重ホストを用いた比較例1は、素子の効率が80.8%向上し、耐用年数が10.9倍向上した。単一ホストを用いた比較例4に対して、二重ホストを用いた実施例1は、素子の効率および耐用年数がそれぞれ79.8%および16.3倍向上した。同じように単一ホストから二重ホストへの変更で、実施例1は、実現した耐用年数の向上幅が比較例1の1.5倍となっている。これらの比較により、本発明に係る第1化合物、第2化合物および第3化合物がより一層合致することが証明されているので、形成した組合せが素子の性能をより大幅に向上させることができる。そのため、本発明に選択された第1化合物、第2化合物および第3化合物の組合せが優れた特性を有することが証明されている。
【0186】
比較例6に対して、実施例2は、極めて低い電圧レベルを大体保持した。より重要なのは、実施例2の外部量子効率が14%向上し、耐用年数が6倍と多い大幅な向上をより一層実現した。実施例2と比較例6の相違点は、発光材料のみである。化合物Cおよび化合物RD1の構造が類似するが、化合物Cの配位子構造において縮合環構造が増えるためだけで、実施例2の素子の性能が極めて大きく向上した。これにより、本発明に選択された第1化合物、第2化合物および第3化合物の組合せが思わざる優れた性能を有することがもう一度証明されている。
【0187】
単独で第1化合物をホストとして用いた比較例7に対して、二重ホストを用いた実施例2は、極めて低い電圧レベルを代替保持した。より重要なのは、実施例2の外部量子効率が大幅に170%向上し、耐用年数が32倍と多い極めて大きな向上をより一層実現した。これにより、本発明に選択された第1化合物、第2化合物および第3化合物の組合せが思わざる優れた性能を有することがもう一度証明されている。
【0188】
比較例8は、商用のホスト材料化合物Aを化合物Cと組み合わせて発光層として用いることで、優れた素子の性能を有し、特に素子の耐用年数が477時間という高いレベルに達した。しかし、実施例1および実施例2は、第1化合物および第2化合物を共同のホストとして用いたので、より優れた性能を有した。電圧がいずれも0.3V低くなり、効率がそれぞれ13%および20%向上し、耐用年数がそれぞれ比較例8の2.2倍および1.4倍に向上した。その結果、本発明に係る第1化合物、第2化合物および第3化合物の組合せにより、素子の性能を大幅に向上させることができる。これにより、本発明に係る第1化合物、第2化合物および第3化合物の組合せの優越性がもう一度証明されている。
【0189】
実施例3~実施例6には、発光層において異なる第1化合物、第2化合物および第3化合物の組合せが用いられた状況が示され、いずれも素子に非常に優れた性能を取得させることができる。比較例1、6に対して、実施例3~実施例6は、電圧がやや向上したけれども、電圧が依然として低いレベルにあった。注意すべきことに、実施例3~実施例6は、いずれも21%超えの高効率を実現し、比較例1、6に対して、15.9%~35.2%の極めて大きな向上を実現し、特に実施例3、4の外部量子効率が23%を超える驚くべきレベルに達した。実施例6は、より一層、24%以上の超高いEQEに達した。より得難いことは、実施例3~実施例6は、超高い外部量子効率を有しながら、1000時間を超える超長い耐用年数を有し、比較例1、6に対して、5~29倍の極めて大きな向上を実現し、特に実施例3、4は、いずれも1900時間を超える超長い耐用年数を有し、実施例6の耐用年数がより一層2800時間を超えた。その結果、本発明に選択された第1化合物、第2化合物および第3化合物の組合せが特に優れた素子の性能を有することが証明されている。これにより、本発明に係る第1化合物、第2化合物および第3化合物からなる新規な材料組合せが優れた性能および広く適用見込みを有することが証明されている。
【0190】
単一ホストを用いた比較例9に対して、二重ホストを用いた実施例7は、より低い電圧レベルを示すとともに、その効率が大幅に28.3%向上し、耐用年数が9倍と多い極めて大きな向上をより一層実現した。更に、本発明に係る第1化合物、第2化合物および第3化合物の組合せの優越性が証明されている。また、実施例8~実施例11には、より多くの発光層において異なる第1化合物、第2化合物および第3化合物の組合せが用いられた状況が示され、いずれも素子に極めて優れた性能を取得させることができる。電圧の値がいずれも4Vを上回らず、外部量子効率がいずれも23%を超える驚くべきレベルに達しながら、2000時間を超える超長い耐用年数を有した。より得難いことは、実施例8、9は、25%を超える超高い素子の効率を実現しながら、3000時間を超える超長い素子の耐用年数を有した。その結果、本発明に選択された第1化合物、第2化合物および第3化合物の組合せが特に優れた素子の性能を有することが証明されている。これにより、本発明に係る第1化合物、第2化合物および第3化合物からなる新規な材料組合せが優れた性能および広く適用見込みを有することが証明されている。
【0191】
要するに、本発明に選択された第1化合物および第2化合物を第3化合物と組み合わせた組合せにより、素子の効率を顕著して向上させ、素子の耐用年数を大幅に向上させ、より優れた素子の性能を取得することができ、思わざる独特な優勢を有する。
【0192】
ここで記載される各種の実施例は、例示的なものに過ぎず、本発明の範囲を限定するためのものではないことを理解すべきである。そのため、当業者にとって、保護しようとする本発明は、本明細書に記載される具体的な実施例および好ましい実施例の変形を含むことが自明である。本発明の構想を逸脱しない前提で、本明細書に記載される材料および構造の多くは、他の材料および構造で代替することができる。本発明がなぜ機能するかについての様々な理論は、限定的ではないことを理解すべきである。
【符号の説明】
【0193】
100 装置
101 基板
102 カプセル化層
110 陽極
120 正孔注入層
130 正孔輸送層
140 電子ブロッキング層
150 発光層
160 正孔ブロッキング層
170 電子輸送層
180 電子注入層
190 陰極
200 有機発光装置
図1
図2