(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】P2023050140
(43)【公開日】2023-04-10
(54)【発明の名称】発光素子
(51)【国際特許分類】
H10K 50/00 20230101AFI20230403BHJP
H10K 50/15 20230101ALI20230403BHJP
C09K 11/06 20060101ALI20230403BHJP
C08G 61/00 20060101ALN20230403BHJP
【FI】
H05B33/14 B
H05B33/22 D
C09K11/06 660
C09K11/06 690
C08G61/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022147456
(22)【出願日】2022-09-15
(31)【優先権主張番号】P 2021160160
(32)【優先日】2021-09-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000002093
【氏名又は名称】住友化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】稲員 慎一
(72)【発明者】
【氏名】佐々田 敏明
(72)【発明者】
【氏名】浅田 浩平
(72)【発明者】
【氏名】安倍 太一
(72)【発明者】
【氏名】飯島 孝幸
(72)【発明者】
【氏名】斎藤 孝和
(72)【発明者】
【氏名】吉岡 謙
【テーマコード(参考)】
3K107
4J032
【Fターム(参考)】
3K107AA01
3K107BB01
3K107BB02
3K107CC22
3K107DD53
3K107DD59
3K107DD60
3K107DD64
3K107DD66
3K107DD67
3K107DD68
3K107DD71
3K107DD79
4J032CA03
4J032CA04
4J032CA32
4J032CA43
4J032CA52
4J032CA54
4J032CB03
4J032CB05
4J032CG01
4J032CG03
(57)【要約】
【課題】輝度寿命が優れる発光素子の提供。
【解決手段】陽極と、陰極と、陽極及び陰極の間に設けられた第1の層及び第2の層とを有する発光素子であって、第1の層が、式(1)で表される金属錯体及び式(1)で表される金属錯体から水素原子1個以上を除いた基を有する構成単位を含む高分子化合物(A)からなる群より選択される少なくとも1種と、ホウ素原子と、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、sp3炭素原子及び窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種とを環内に含む縮合複素環骨格(b)を有する低分子化合物(B)、並びに、低分子化合物(B)から水素原子1個以上を除いた基を有する構成単位を含む高分子化合物(B)からなる群より選択される少なくとも1種と、を含む層であり、第2の層が、架橋基を有する化合物の架橋体を含む層である、発光素子。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極の間に設けられた第1の層及び第2の層とを有する発光素子であって、
前記第1の層が、
式(1)で表される金属錯体及び前記式(1)で表される金属錯体から水素原子1個以上を除いた基を有する構成単位を含む高分子化合物(A)からなる群より選択される少なくとも1種と、
ホウ素原子と、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、sp
3炭素原子及び窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種とを環内に含む縮合複素環骨格(b)を有する低分子化合物(B)、並びに、前記低分子化合物(B)から水素原子1個以上を除いた基を有する構成単位を含む高分子化合物(B)からなる群より選択される少なくとも1種と、
を含む層であり、
前記第2の層が、架橋基を有する化合物の架橋体を含む層である、発光素子。
【化1】
[式中、
Mは、ロジウム原子、パラジウム原子、イリジウム原子又は白金原子を表す。
n
1は1以上の整数を表し、n
2は0以上の整数を表す。但し、Mがロジウム原子又はイリジウム原子の場合、n
1+n
2は3であり、Mがパラジウム原子又は白金原子の場合、n
1+n
2は2である。
E
1及びE
2は、それぞれ独立に、炭素原子又は窒素原子を表す。E
1及びE
2が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
環L
1は、5員環を含む芳香族複素環を表し、該環は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。環L
1が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
環L
2は、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表し、これらの環は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。環L
2が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
環L
1が有していてもよい置換基と、環L
2が有していてもよい置換基とは、同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
A
1-G
1-A
2は、アニオン性の2座配位子を表す。A
1及びA
2は、それぞれ独立に、炭素原子、酸素原子又は窒素原子を表し、これらの原子は環を構成する原子であってもよい。G
1は、単結合、又は、A
1及びA
2とともに2座配位子を構成する原子団を表す。A
1-G
1-A
2が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
【請求項2】
前記環L2が、5員環若しくは6員環を含む芳香族炭化水素環、又は、5員環若しくは6員環を含む芳香族複素環であり、これらの環は置換基を有していてもよい、請求項1に
記載の発光素子。
【請求項3】
前記環L1が、ジアゾール環又はトリアゾール環であり、これらの環は置換基を有していてもよく、且つ、前記環L2が、ベンゼン環、ピリジン環又はジアザベンゼン環であり、これらの環は置換基を有していてもよい、請求項1又は請求項2に記載の発光素子。
【請求項4】
前記縮合複素環骨格(b)が、ホウ素原子と、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種と、を環内に含む、請求項1に記載の発光素子。
【請求項5】
前記縮合複素環骨格(b)が、ホウ素原子及び窒素原子を環内に含む、請求項4に記載の発光素子。
【請求項6】
前記低分子化合物(B)が、式(1-1)で表される化合物、式(1-2)で表される化合物又は式(1-3)で表される化合物である、請求項1に記載の発光素子。
【化2】
[式中、
Ar
1、Ar
2及びAr
3は、それぞれ独立に、芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
Y
1は、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、-N(Ry)-で表される基、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
Y
2及びY
3は、それぞれ独立に、単結合、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、-N(Ry)-で表される基、-B(Ry)-で表される基、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
Ryは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。Ryが複数存在する場合、同一であっても異なっていてもよい。
Y
1とAr
1とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよい。Y
1とAr
2とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよい。Y
2とAr
1とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよい。Y
2とAr
3とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよい。Y
3とAr
2とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよい。Y
3とAr
3とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよい。]
【請求項7】
前記Y1、前記Y2及び前記Y3が、酸素原子、硫黄原子又は-N(Ry)-で表される基である、請求項6に記載の発光素子。
【請求項8】
前記Y1、前記Y2及び前記Y3が、-N(Ry)-で表される基である、請求項7に記載の発光素子。
【請求項9】
前記架橋基を有する化合物が、前記架橋基を有する構成単位を含む高分子化合物である、請求項1に記載の発光素子。
【請求項10】
前記架橋基を有する構成単位が、式(Z)で表される構成単位又は式(Z’)で表される構成単位である、請求項9に記載の発光素子。
【化3】
[式中、
nは1以上の整数を表す。
nAは0以上の整数を表す。nAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Ar
Zは、炭化水素基、複素環基、又は、少なくとも1種の炭化水素基と少なくとも1種の複素環基とが直接結合した基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
L
Aは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、-N(R’)-で表される基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。R’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。L
Aが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Xは架橋基を表す。Xが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
【化4】
[式中、
mA、m及びcは、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。mAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。mが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Ar
5は、炭化水素基、複素環基、又は、少なくとも1種の炭化水素基と少なくとも1種の複素環基とが直接結合した基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。Ar
5が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Ar
4及びAr
6は、それぞれ独立に、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
K
Aは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、-N(R’’)-で表される基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。R’’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。K
Aが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
X’は、水素原子、架橋基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。X’が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。但し、少なくとも1つのX’は架橋基である。]
【請求項11】
前記架橋基を有する構成単位を含む高分子化合物が、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位を更に含む、請求項9又は請求項10に記載の発光素子。
【化5】
[式中、
a
X1及びa
X2は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
Ar
X1及びAr
X3は、それぞれ独立に、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
Ar
X2及びAr
X4は、それぞれ独立に、アリーレン基、2価の複素環基、又は、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それ
らは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。Ar
X2が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。Ar
X4が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
R
X1、R
X2及びR
X3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。R
X2が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。R
X3が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
【化6】
[式中、Ar
Y1は、アリーレン基、2価の複素環基、又は、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。]
【請求項12】
前記架橋基を有する化合物が、式(Z’’)で表される化合物である、請求項1に記載の発光素子。
【化7】
[式中、
m
B1、m
B2及びm
B3は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。複数存在するm
B1は、それらは同一でも異なっていてもよい。m
B3が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Ar
7は、炭化水素基、複素環基、又は、少なくとも1種の炭化水素基と少なくとも1種の複素環基とが直接結合した基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。Ar
7が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
L
B1は、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、-N(R’’’)-で表される基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。R’’’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。L
B1が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。X’’は、
架橋基、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。複数存在するX’’は、同一でも異なっていてもよい。但し、複数存在するX’’のうち、少なくとも1つは、架橋基である。]
【請求項13】
前記架橋基が、架橋基A群から選ばれる少なくとも1種の架橋基である、請求項1、請求項2、請求項4、請求項6、請求項9又は請求項12に記載の発光素子。
(架橋基A群)
【化8】
[式中、R
XLは、メチレン基、酸素原子又は硫黄原子を表し、n
XLは、0~5の整数を表す。R
XLが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。n
XLが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。*1は結合位置を表す。これらの架橋基は置換基を有していてもよく、該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。]
【請求項14】
前記第1の層が、式(H-1)で表される化合物、並びに、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位からなる群より選択される少なくとも1種の構成単位を含む高分子化合物からなる群より選択される少なくとも1種を更に含有する、請求項1、請求項2、請求項4、請求項6、請求項9又は請求項12に記載の発光素子。
【化9】
[式中、
Ar
H1及びAr
H2は、それぞれ独立に、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
n
H1は、0以上の整数を表す。
L
H1は、2価の基を表し、該2価の基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。L
H1が複数存在する場合、それらは同一で
も異なっていてもよく、それらは互いに、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよい。
Ar
H1とAr
H2とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよい。L
H1とAr
H1とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよい。L
H1とAr
H2とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよい。]
【化10】
[式中、
a
X1及びa
X2は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
Ar
X1及びAr
X3は、それぞれ独立に、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
Ar
X2及びAr
X4は、それぞれ独立に、アリーレン基、2価の複素環基、又は、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。Ar
X2が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。Ar
X4が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
R
X1、R
X2及びR
X3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。R
X2が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。R
X3が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
【化11】
[式中、Ar
Y1は、アリーレン基、2価の複素環基、又は、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。]
【請求項15】
前記第1の層が、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を更に含有する、請求項1、請求項2、請求項4、請求項6、請求項9又は請求項12に記載の発光素子。
【請求項16】
前記第1の層と前記第2の層とが隣接している、請求項1に記載の発光素子。
【請求項17】
前記第2の層が、前記陽極及び前記第1の層との間に設けられた層である、請求項1又は請求項16に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、発光素子に関する。
【背景技術】
【0002】
有機エレクトロルミネッセンス素子等の発光素子は、ディスプレイ及び照明の用途に好適に使用することが可能である。例えば、非特許文献1には、金属錯体A0及び化合物B0を含む発光層を有する発光素子が記載されている。なお、この発光素子は、架橋基を有する化合物の架橋体を含む層を有さない発光素子である。
【0003】
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】Journal of Materials Chemistry C, 2019, 7, 8562-8568
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、上記の発光素子は、輝度寿命が必ずしも十分ではない。
そこで、本開示の一実施形態は、輝度寿命が優れる発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、以下の[1]~[17]を提供する。
【0007】
[1] 陽極と、陰極と、上記陽極及び上記陰極の間に設けられた第1の層及び第2の層とを有する発光素子であって、
上記第1の層が、
式(1)で表される金属錯体及び上記式(1)で表される金属錯体から水素原子1個以上を除いた基を有する構成単位を含む高分子化合物(A)からなる群より選択される少なくとも1種と、
ホウ素原子と、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、sp3炭素原子及び窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種とを環内に含む縮合複素環骨格(b)を有する低分子化合物(B)、並びに、上記低分子化合物(B)から水素原子1個以上を除いた基を有する構成単位を含む高分子化合物(B)からなる群より選択される少なくとも1種と、
を含む層であり、
上記第2の層が、架橋基を有する化合物の架橋体を含む層である、発光素子。
【0008】
【0009】
[式中、
Mは、ロジウム原子、パラジウム原子、イリジウム原子又は白金原子を表す。
n1は1以上の整数を表し、n2は0以上の整数を表す。但し、Mがロジウム原子又はイリジウム原子の場合、n1+n2は3であり、Mがパラジウム原子又は白金原子の場合、n1+n2は2である。
E1及びE2は、それぞれ独立に、炭素原子又は窒素原子を表す。E1及びE2が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
環L1は、5員環を含む芳香族複素環を表し、該環は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。環L1が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
環L2は、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表し、これらの環は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。環L2が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
環L1が有していてもよい置換基と、環L2が有していてもよい置換基とは、同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
A1-G1-A2は、アニオン性の2座配位子を表す。A1及びA2は、それぞれ独立に、炭素原子、酸素原子又は窒素原子を表し、これらの原子は環を構成する原子であってもよい。G1は、単結合、又は、A1及びA2とともに2座配位子を構成する原子団を表す。A1-G1-A2が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
[2] 上記環L2が、5員環若しくは6員環を含む芳香族炭化水素環、又は、5員環若しくは6員環を含む芳香族複素環であり、これらの環は置換基を有していてもよい、上記[1]に記載の発光素子。
[3] 上記環L1が、ジアゾール環又はトリアゾール環であり、これらの環は置換基を有していてもよく、且つ、上記環L2が、ベンゼン環、ピリジン環又はジアザベンゼン環であり、これらの環は置換基を有していてもよい、上記[1]又は[2]に記載の発光素子。
[4] 上記縮合複素環骨格(b)が、ホウ素原子と、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種と、を環内に含む、上記[1]~[3]のいずれかに記載の発光素子。
[5] 上記縮合複素環骨格(b)が、ホウ素原子及び窒素原子を環内に含む、上記[4]に記載の発光素子。
[6] 上記低分子化合物(B)が、式(1-1)で表される化合物、式(1-2)で表される化合物又は式(1-3)で表される化合物である、上記[1]~[3]のいずれかに記載の発光素子。
【0010】
【0011】
[式中、
Ar1、Ar2及びAr3は、それぞれ独立に、芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
Y1は、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、-N(Ry)-で表される基、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
Y2及びY3は、それぞれ独立に、単結合、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、-N(Ry)-で表される基、-B(Ry)-で表される基、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
Ryは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。Ryが複数存在する場合、同一であっても異なっていてもよい。
Y1とAr1とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよい。Y1とAr2とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよい。Y2とAr1とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよい。Y2とAr3とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよい。Y3とAr2とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよい。Y3とAr3とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよい。]
[7] 上記Y1、上記Y2及び上記Y3が、酸素原子、硫黄原子又は-N(Ry)-で表される基である、上記[6]に記載の発光素子。
[8] 上記Y1、上記Y2及び上記Y3が、-N(Ry)-で表される基である、上記[6]又は[7]に記載の発光素子。
[9] 上記架橋基を有する化合物が、上記架橋基を有する構成単位を含む高分子化合物である、上記[1]~[8]のいずれかに記載の発光素子。
[10] 上記架橋基を有する構成単位が、式(Z)で表される構成単位又は式(Z’)で表される構成単位である、上記[9]に記載の発光素子。
【0012】
【0013】
[式中、
nは1以上の整数を表す。
nAは0以上の整数を表す。nAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
ArZは、炭化水素基、複素環基、又は、少なくとも1種の炭化水素基と少なくとも1種の複素環基とが直接結合した基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
LAは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、-N(R’)-で表される基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。R’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。LAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Xは架橋基を表す。Xが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
【0014】
【0015】
[式中、
mA、m及びcは、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。mAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。mが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Ar5は、炭化水素基、複素環基、又は、少なくとも1種の炭化水素基と少なくとも1種の複素環基とが直接結合した基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。Ar5が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Ar4及びAr6は、それぞれ独立に、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していて
もよい。
KAは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、-N(R’’)-で表される基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。R’’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。KAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
X’は、水素原子、架橋基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。X’が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。但し、少なくとも1つのX’は架橋基である。]
[11] 上記架橋基を有する構成単位を含む高分子化合物が、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位を更に含む、上記[9]又は[10]に記載の発光素子。
【0016】
【0017】
[式中、
aX1及びaX2は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
ArX1及びArX3は、それぞれ独立に、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
ArX2及びArX4は、それぞれ独立に、アリーレン基、2価の複素環基、又は、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。ArX2が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。ArX4が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
RX1、RX2及びRX3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。RX2が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。RX3が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
【0018】
【0019】
[式中、ArY1は、アリーレン基、2価の複素環基、又は、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。]
[12] 上記架橋基を有する化合物が、式(Z’’)で表される化合物である、上記[1]~[8]のいずれかに記載の発光素子。
【0020】
【0021】
[式中、
mB1、mB2及びmB3は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。複数存在するmB1は、それらは同一でも異なっていてもよい。mB3が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
Ar7は、炭化水素基、複素環基、又は、少なくとも1種の炭化水素基と少なくとも1種の複素環基とが直接結合した基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。Ar7が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
LB1は、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、-N(R’’’)-で表される基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。R’’’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。LB1が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。X’’は、架橋基、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。複数存在するX’’は、同一でも異なっていてもよい。但し、複数存在するX’’のうち、少なくとも1つは、架橋基である。]
[13] 上記架橋基が、架橋基A群から選ばれる少なくとも1種の架橋基である、上記[1]~[12]のいずれかに記載の発光素子。
(架橋基A群)
【0022】
【0023】
[式中、RXLは、メチレン基、酸素原子又は硫黄原子を表し、nXLは、0~5の整数を表す。RXLが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。nXLが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。*1は結合位置を表す。これらの架橋基は置換基を有していてもよく、該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。]
[14] 上記第1の層が、式(H-1)で表される化合物、並びに、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位からなる群より選択される少なくとも1種の構成単位を含む高分子化合物からなる群より選択される少なくとも1種を更に含有する、上記[1]~[13]のいずれかに記載の発光素子。
【0024】
【0025】
[式中、
ArH1及びArH2は、それぞれ独立に、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
nH1は、0以上の整数を表す。
LH1は、2価の基を表し、該2価の基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。LH1が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、それらは互いに、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよい。
ArH1とArH2とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよい。LH1とArH1とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよい。LH1とArH2とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよい。]
【0026】
【0027】
[式中、
aX1及びaX2は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
ArX1及びArX3は、それぞれ独立に、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
ArX2及びArX4は、それぞれ独立に、アリーレン基、2価の複素環基、又は、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。ArX2が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。ArX4が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
RX1、RX2及びRX3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。RX2が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。RX3が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
【0028】
【0029】
[式中、ArY1は、アリーレン基、2価の複素環基、又は、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。]
[15] 上記第1の層が、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を更に含有する、上記[1]~[14]のいずれかに記載の発光素子。
[16] 上記第1の層と上記第2の層とが隣接している、上記[1]~[15]のいずれかに記載の発光素子。
[17] 上記第2の層が、上記陽極及び上記第1の層との間に設けられた層である、上記[1]~[16]のいずれかに記載の発光素子。
【発明の効果】
【0030】
本開示の一実施形態によれば、輝度寿命が優れる発光素子を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。
【0032】
<共通する用語の説明>
本明細書で共通して用いられる用語は、特記しない限り、以下の意味である。
【0033】
「室温」とは、25℃を意味する。
Meはメチル基、Etはエチル基、Buはブチル基、i-Prはイソプロピル基、t-Buはtert-ブチル基を表す。
水素原子は、重水素原子であっても、軽水素原子であってもよい。
金属錯体を表す式中、中心金属との結合を表す実線は、イオン結合、共有結合又は配位結合を意味する。
【0034】
「低分子化合物」とは、分子量分布を有さず、分子量が1×104以下の化合物を意味する。
「高分子化合物」とは、分子量分布を有し、ポリスチレン換算の数平均分子量が1×103以上(例えば、1×103~1×108)である重合体を意味する。
「構成単位」とは、高分子化合物中に1個以上存在する単位を意味する。高分子化合物中に2個以上存在する構成単位は、一般に、「繰り返し単位」とも呼ばれる。
高分子化合物は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよいし、その他の態様であってもよい。
高分子化合物の末端基は、本開示の発光素子の発光特性等の観点から、安定な基であることが好ましい。高分子化合物の末端基としては、好ましくは、高分子化合物の主鎖と共役結合している基であり、例えば、炭素-炭素結合を介して高分子化合物の主鎖と結合するアリール基又は1価の複素環基が挙げられる。
【0035】
「アルキル基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。直鎖のアルキル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1~50であり、好ましくは1~20であり、より好ましくは1~10である。分岐のアルキル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~50であり、好ましくは3~20であり、より好ましくは4~10である。
アルキル基は、置換基を有していてもよい。アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、2-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソアミル基、2-エチルブチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、3-プロピルヘプチル基、デシル基、3,7-ジメチルオクチル基、2-エチルオクチル基、2-ヘキシルデシル基、ドデシル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が、置換基で置換された基(例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基、3-フェニルプロピル基、3-(4-メチルフェニル)プロピル基、3-(3,5-ジ-ヘキシルフェニル)プロピル基及び6-エチルオキシヘキシル基)であってもよい。
「シクロアルキル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~50であり、好ましくは3~20であり、より好ましくは4~10である。
シクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。シクロアルキル基としては、例えば、シクロヘキシル基、及び、該基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。
「アルキレン基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1~20で
あり、好ましくは1~15であり、より好ましくは1~10である。
アルキレン基は、置換基を有していてもよい。アルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。
「シクロアルキレン基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~20であり、好ましくは4~10であり、より好ましくは5~7である。
シクロアルキレン基は、置換基を有していてもよい。シクロアルキレン基としては、例えば、シクロヘキシレン基、及び、該基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。
【0036】
「芳香族炭化水素基」は、芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基を意味する。芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子1個を除いた基を「アリール基」ともいう。芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子2個を除いた基を「アリーレン基」ともいう。
芳香族炭化水素基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6~60であり、好ましくは6~40であり、より好ましくは6~20である。
「芳香族炭化水素基」としては、例えば、単環式の芳香族炭化水素(例えば、ベンゼンが挙げられる。)、又は、多環式の芳香族炭化水素(例えば、ナフタレン、インデン、ナフトキノン、インデノン及びテトラロン等の2環式の芳香族炭化水素;アントラセン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン、フルオレン、アントラキノン、フェナントキノン及びフルオレノン等の3環式の芳香族炭化水素;ベンゾアントラセン、ベンゾフェナントレン及びベンゾフルオレン等の4環式の芳香族炭化水素;ジベンゾアントラセン、ジベンゾフェナントレン、ジベンゾフルオレン、インデノフルオレン及びベンゾフルオランテン等の5環式の芳香族炭化水素;スピロビフルオレン等の6環式の芳香族炭化水素;並びに、ベンゾスピロビフルオレン及びアセナフトフルオランテン等の7環式の芳香族炭化水素が挙げられる。)から、環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基が挙げられる。芳香族炭化水素基は、単環式の芳香族炭化水素又は多環式の芳香族炭化水素から、環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基が複数結合した基であってもよい。芳香族炭化水素基は置換基を有していてもよい。
【0037】
「アルコキシ基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。直鎖のアルコキシ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1~40であり、好ましくは1~20であり、より好ましくは1~10である。分岐のアルコキシ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~40であり、好ましくは3~20であり、より好ましくは4~10である。
アルコキシ基は、置換基を有していてもよい。アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、3,7-ジメチルオクチルオキシ基、ラウリルオキシ基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。
「シクロアルコキシ基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~40であり、好ましくは3~20であり、より好ましくは4~10である。
シクロアルコキシ基は、置換基を有していてもよい。シクロアルコキシ基としては、例えば、シクロヘキシルオキシ基、及び、該基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。
「アリールオキシ基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6~60であり、好ましくは6~40であり、より好ましくは6~20である。
アリールオキシ基は、置換基を有していてもよい。アリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基、アントラセニルオキシ基、ピレニルオキシ基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。
【0038】
「複素環基」とは、複素環式化合物から環を構成する原子(炭素原子又はヘテロ原子)に直接結合する水素原子1個以上を除いた基を意味する。複素環基の中でも、芳香族複素環式化合物から環を構成する原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基である「芳香族複素環基」が好ましい。複素環式化合物から環を構成する原子に直接結合する水素原子p個(pは、1以上の整数を表す。)を除いた基を「p価の複素環基」ともいう。芳香族複素環式化合物から環を構成する原子に直接結合する水素原子p個を除いた基を「p価の芳香族複素環基」ともいう。
「芳香族複素環式化合物」としては、例えば、アゾール、チオフェン、フラン、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン及びカルバゾール等の複素環自体が芳香族性を示す化合物、並びに、フェノキサジン、フェノチアジン及びベンゾピラン等の複素環自体は芳香族性を示さなくとも、複素環に芳香環が縮環されている化合物が挙げられる。
複素環基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1~60であり、好ましくは2~40であり、より好ましくは3~20である。複素環基のヘテロ原子数は、置換基のヘテロ原子数を含めないで、通常1~30であり、好ましくは1~10であり、より好ましくは1~5であり、更に好ましくは1~3である。
複素環基としては、例えば、単環式の複素環式化合物(例えば、フラン、チオフェン、オキサジアゾール、チアジアゾール、ピロール、ジアゾール、トリアゾール、テトラゾール、ピリジン、ジアザベンゼン及びトリアジンが挙げられる。)、又は、多環式の複素環式化合物(例えば、アザナフタレン、ジアザナフタレン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、インドール、アザインドール、ジアザインドール、ベンゾジアゾール、ベンゾチアジアゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾチオフェンジオキシド、ベンゾチオフェンオキシド及びベンゾピラノン等の2環式の複素環式化合物;ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェンジオキシド、ジベンゾチオフェンオキシド、ジベンゾピラノン、ジベンゾボロール、ジベンゾシロール、ジベンゾホスホール、ジベンゾセレノフェン、カルバゾール、アザカルバゾール、ジアザカルバゾール、フェノキサジン、フェノチアジン、9,10-ジヒドロアクリジン、5,10-ジヒドロフェナジン、アクリドン、フェナザボリン、フェノホスファジン、フェノセレナジン、フェナザシリン、アザアントラセン、ジアザアントラセン、アザフェナントレン及びジアザフェナントレン等の3環式の複素環式化合物;ヘキサアザトリフェニレン、ベンゾカルバゾール、アザベンゾカルバゾール、ジアザベンゾカルバゾール、ベンゾナフトフラン及びベンゾナフトチオフェン等の4環式の複素環式化合物;ジベンゾカルバゾール、インドロカルバゾール、インデノカルバゾール、アザインドロカルバゾール、ジアザインドロカルバゾール、アザインデノカルバゾール及びジアザインデノカルバゾール等の5環式の複素環式化合物;カルバゾロカルバゾール、ベンゾインドロカルバゾール及びベンゾインデノカルバゾール等の6環式の複素環式化合物;並びに、ジベンゾインドロカルバゾール及びジベンゾインデノカルバゾール等の7環式の複素環式化合物が挙げられる。)から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基が挙げられる。複素環基は、単環式の複素環式化合物又は多環式の複素環式化合物から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基が複数結合した基であってもよい。複素環基は置換基を有していてもよい。
【0039】
「ハロゲン原子」とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を示す。
【0040】
「アミノ基」は、置換基を有していてもよく、置換アミノ基(即ち、第2級アミノ基又は第3級アミノ基、より好ましくは第3級アミノ基)が好ましい。アミノ基が有する置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基が好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよい。アミノ基が有する置換基が複数存在する場合、それらは同一で異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。
置換アミノ基としては、例えば、ジアルキルアミノ基、ジシクロアルキルアミノ基、ジ
アリールアミノ基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で更に置換された基が挙げられる。
置換アミノ基としては、例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ビス(メチルフェニル)アミノ基、ビス(3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)アミノ基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で更に置換された基が挙げられる。
【0041】
「アルケニル基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。直鎖のアルケニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常2~30であり、好ましくは3~20であり、より好ましくは3~10である。分岐のアルケニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~30であり、好ましくは4~20であり、より好ましくは4~10である。
「シクロアルケニル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~30であり、好ましくは4~20であり、より好ましくは5~10である。
アルケニル基及びシクロアルケニル基は、置換基を有していてもよい。アルケニル基としては、例えば、ビニル基、1-プロペニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基、3-ペンテニル基、4-ペンテニル基、1-ヘキセニル基、5-ヘキセニル基、7-オクテニル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。シクロアルケニル基としては、例えば、シクロヘキセニル基、シクロヘキサジエニル基、シクロオクタトリエニル基、ノルボルニレニル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。
「アルキニル基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。アルキニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常2~30であり、好ましくは3~10である。分岐のアルキニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常4~30であり、好ましくは4~10である。
「シクロアルキニル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常4~30であり、好ましくは4~10である。
アルキニル基及びシクロアルキニル基は、置換基を有していてもよい。アルキニル基としては、例えば、エチニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、3-ペンチニル基、4-ペンチニル基、1-ヘキシニル基、5-ヘキシニル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。シクロアルキニル基としては、例えば、シクロオクチニル基、及び、該基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。
【0042】
「架橋基」とは、加熱、紫外線照射、近紫外線照射、可視光照射、赤外線照射、ラジカル反応等に供することにより、新たな結合を生成することが可能な基である。架橋基としては、架橋基A群から選ばれる少なくとも1種の架橋基(即ち、式(XL-1)~式(XL-19)で表される基から選ばれる少なくとも1種の基)が好ましい。
【0043】
「置換基」としては、例えば、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、置換アミノ基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基及びシクロアルキニル基が挙げられる。置換基は架橋基であってもよい。なお、置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。また、置換基が複数存在する場合、それらは互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよいが、環を形成しないことが好ましい。
【0044】
「2価の基」としては、例えば、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、-N(R0)-で表される基、-B(R0)-で表される基、-P(R0)-で表される基、-(O=)P(R0)-で表される基、-O-で表される基、-S
-で表される基、-Se-で表される基、-S(=O)-で表される基、-S(=O)2-で表される基及び-C(=O)-で表される基が挙げられる。2価の基は、これらの基が複数結合した基であってもよい。2価の基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。R0は、水素原子又は置換基を表す。
R0としては、例えば、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基、ハロゲン原子及びシアノ基が挙げられ、好ましくは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
【0045】
本明細書中、最低三重項励起状態のエネルギー準位と最低一重項励起状態のエネルギー準位との差の絶対値(以下、「ΔEST」ともいう。)の値の算出は、以下の方法で求められる。まず、B3LYPレベルの密度汎関数法により、化合物の基底状態を構造最適化する。その際、基底関数としては、6-31G*を用いる。そして、得られた構造最適化された構造を用いて、B3LYPレベルの時間依存密度汎関数法により、化合物のΔESTを算出する。但し、6-31G*が使用できない原子を含む場合は、該原子に対してはLANL2DZを用いる。なお、量子化学計算プログラムとしては、Gaussian09を用いて計算する。
【0046】
<発光素子>
本開示の発光素子は、陽極と、陰極と、陽極及び陰極の間に設けられた第1の層及び第2の層とを有する発光素子である。
【0047】
<第1の層>
本開示の発光素子において、第1の層は、式(1)で表される金属錯体及び高分子化合物(A)からなる群より選択される少なくとも1種の化合物(以下、「化合物(A)」ともいう。)と、低分子化合物(B)及び高分子化合物(B)からなる群より選択される少なくとも1種の化合物(以下、「化合物(B)」ともいう。)と、を含有する層である。即ち、第1の層は、化合物(A)と化合物(B)とを含有する層である。
第1の層は、化合物(A)を1種のみ含有していてもよく、2種以上含有していてもよい。第1の層は、化合物(B)を1種のみ含有していてもよく、2種以上含有していてもよい。
【0048】
第1の層中の化合物(B)及び化合物(A)の合計の含有量は、第1の層としての機能が奏される範囲であればよい。第1の層中の化合物(B)及び化合物(A)の合計の含有量は、例えば、第1の層の全量基準で0.01~100質量%であってもよく、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは0.1~99質量%であり、より好ましくは0.5~90質量%であり、更に好ましくは1~70質量%であり、特に好ましくは5~50質量%であり、とりわけ好ましくは10~30質量%である。
第1の層中の化合物(B)の含有量は、第1の層としての機能が奏される範囲であればよい。第1の層中の化合物(B)の含有量は、化合物(B)及び化合物(A)の合計の含有量を100質量部とした場合、例えば、0.01~99質量部であり、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは0.05~90質量部であり、より好ましくは0.1~70質量部であり、更に好ましくは0.5~50質量部であり、特に好ましくは1~30質量部であり、とりわけ好ましくは2~20質量部である。
【0049】
第1の層において、化合物(A)は、化合物(B)と、物理的、化学的又は電気的に相互作用することが好ましい。この相互作用により、例えば、本開示の発光素子の発光特性、電荷輸送特性又は電荷注入特性を向上又は調整することが可能となる。
本開示の発光素子において、発光材料を一例として説明すれば、化合物(A)と化合物(B)とが電気的に相互作用し、化合物(A)から化合物(B)へ効率的に電気エネルギーを渡すことで、化合物(B)をより効率的に発光させることができ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れる。
【0050】
上記観点から、第1の層において、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、化合物(A)は、正孔注入性、正孔輸送性、電子注入性及び電子輸送性から選ばれる少なくとも1つの機能を有することが好ましい。
上記観点から、第1の層において、発光材料を一例として説明すれば、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、化合物(B)は、発光性を有することが好ましい。
上記観点から、第1の層において、化合物(A)の有する最低励起一重項状態(S1)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、化合物(B)の有する最低励起一重項状態(S1)より高いエネルギー準位であることが好ましい。
上記観点から、第1の層において、化合物(A)の有する最低励起三重項状態(T1)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、化合物(B)の有する最低励起三重項状態(T1)より高いエネルギー準位であることが好ましい。
【0051】
化合物(A)としては、本開示の発光素子を湿式法で作製できるので、化合物(B)を溶解することが可能な溶媒に対して溶解性を示すものであることが好ましい。
【0052】
[化合物(B)]
化合物(B)は、低分子化合物(B)及び高分子化合物(B)からなる群より選択される少なくとも1種である。
【0053】
(低分子化合物(B))
低分子化合物(B)は、ホウ素原子と、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、sp3炭素原子及び窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種と、を環内に含む縮合複素環骨格(b)を有する低分子化合物である。
低分子化合物(B)において、縮合複素環骨格(b)が窒素原子を含む場合、縮合複素環骨格(b)に含まれる窒素原子のうち、少なくとも1つは二重結合を形成していない窒素原子であることが好ましく、縮合複素環骨格(b)に含まれる窒素原子の全てが二重結合を形成していない窒素原子であることがより好ましい。
低分子化合物(B)は、遷移金属元素を含まない低分子化合物(即ち、典型元素のみから構成される低分子化合物)であることが好ましい。
【0054】
縮合複素環骨格(b)の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1~60であり、好ましくは5~40であり、より好ましくは10~25である。
縮合複素環骨格(b)のヘテロ原子数は、置換基のヘテロ原子数を含めないで、通常2~30であり、好ましくは2~15であり、より好ましくは2~10であり、更に好ましくは2~5であり、特に好ましくは2又は3である。
縮合複素環骨格(b)のホウ素原子数は、置換基のホウ素原子数を含めないで、通常1~10であり、好ましくは1~5であり、より好ましくは1~3であり、更に好ましくは1である。
縮合複素環骨格(b)の酸素原子、硫黄原子、セレン原子、sp3炭素原子及び窒素原子の合計個数は、置換基の原子数を含めないで、通常1~20であり、好ましくは1~10であり、より好ましくは1~5であり、更に好ましくは1~3であり、特に好ましくは2である。
【0055】
縮合複素環骨格(b)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、ホウ素原子と、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種とを環内に含むことが好ましく、ホウ素原子及び窒素原子を環内に含むことがより好ましく、ホウ素原子と二重結合を形成していない窒素原子とを環内に含むことが更に好ましい。
【0056】
縮合複素環骨格(b)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは3~12環式縮合複素環骨格であり、より好ましくは3~6環式縮合複素環骨格であり、更に好ましくは5環式縮合複素環骨格である。
【0057】
縮合複素環骨格(b)は、縮合複素環骨格(b)を含む複素環基(b’)を有する化合物ということもできる。
【0058】
複素環基(b’)は、ホウ素原子と、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、sp3炭素原子及び窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種とを環内に含む、多環式の複素環式化合物から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基であってよく、該基は置換基を有していてもよい。
複素環基(b’)において、多環式の複素環式化合物は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、ホウ素原子と、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種とを環内に含む、多環式の複素環式化合物であり、より好ましくは、ホウ素原子及び窒素原子を環内に含む、多環式の複素環式化合物であり、更に好ましくは、ホウ素原子と二重結合を形成していない窒素原子とを環内に含む、多環式の複素環式化合物である。
複素環基(b’)において、多環式の複素環式化合物は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは3~12環式の複素環式化合物であり、より好ましくは3~6環式の複素環式化合物であり、更に好ましくは5環式の複素環式化合物である。
【0059】
複素環基(b’)が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基が好ましく、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基がより好ましく、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基が更に好ましく、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基が特に好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
【0060】
複素環基(b’)が有していてもよい置換基における、アリール基としては、好ましくは、単環式又は2環式~6環式の芳香族炭化水素から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、より好ましくは、単環式、2環式又は3環式の芳香族炭化水素から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、更に好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン又はフルオレンから環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、特に好ましくは、フェニル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
複素環基(b’)が有していてもよい置換基における、1価の複素環基としては、好ましくは、単環式又は2環式~6環式の複素環式化合物から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、単環式、2環式又は3環式の複素環式化合物から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、更に好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、フェノキサジン又はフェノチアジンから環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、特に好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン又はトリアジンから環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
複素環基(b’)が有していてもよい置換基における置換アミノ基において、アミノ基が有する置換基としては、アリール基又は1価の複素環基が好ましく、アリール基がより好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよい。アミノ基が有する置換基におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、複素環基(b’)が有していてもよい置換基におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0061】
複素環基(b’)が有していてもよい置換基が更に有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基が好ましく、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基がより好ましく、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基が更に好ましく、アルキル基又はシクロアルキル基が特に好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよいが、更に置換基を有さないことが好ましい。
複素環基(b’)が有していてもよい置換基が更に有していてもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、複素環基(b’)が有していてもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0062】
「二重結合を形成していない窒素原子」とは、他の3つの原子とそれぞれ単結合で結合する窒素原子を意味する。
「環内に二重結合を形成していない窒素原子を含む」とは、環内に-N(-RN)-(式中、RNは水素原子又は置換基を表す。)又は式:
【0063】
【0064】
で表される基を含むことを意味する。
【0065】
低分子化合物(B)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、熱活性化遅延蛍光(TADF)性化合物であることが好ましい。
ここで、熱活性化遅延蛍光性化合物とは、熱活性化遅延蛍光性を有する化合物である。
【0066】
低分子化合物(B)のΔESTは、2.0eV以下であってもよく、1.5eV以下であってもよく、1.0eV以下であってもよく、0.80eV以下であってもよいが、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは0.60eV以下であり、より好ましくは0.55eV以下であり、更に好ましくは0.50eV以下である。また、低分子化合物(B)のΔESTは、0.001eV以上であってもよく、0.01eV以上であってもよく、0.10eV以上であってもよく、0.20eV以上であってもよく、0.30eV以上であってもよく、0.40eV以上であってもよい。
【0067】
低分子化合物(B)の分子量は、好ましくは1×102~5×103であり、より好ましくは2×102~3×103であり、更に好ましくは3×102~1.5×103であり、特に好ましくは4×102~1×103である。
【0068】
低分子化合物(B)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、式(1-1)、式(1-2)又は式(1-3)で表される化合物であることが好ましく、式(1-2)又は式(1-3)で表される化合物であることがより好ましく、式(1-2)で表される化合物であることが更に好ましい。
【0069】
Ar1、Ar2及びAr3は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、単環式若しくは2環式~6環式の芳香族炭化水素、又は、単環式若しくは2環式~6環式の複素環式化合物から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基であり、より好ましくは、単環式、2環式若しくは3環式の芳香族炭化水素、又は、単環式、2環式若しくは3環式の複素環式化合物から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基であり、更に好ましくは、単環式の芳香族炭化水素又は単環式の複素環式化合物から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基であり、特に好ましくは、ベンゼン、ピリジン又はジアザベンゼンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基であり、とりわけ好ましくは、ベンゼンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個以上を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Ar1、Ar2及びAr3が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、複素環基(b’)が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0070】
Y1は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、酸素原子、硫黄原子、-N(Ry)-で表される基又はアルキレン基であり、より好ましくは、酸素原子、硫黄原子又は-N(Ry)-で表される基であり、更に好ましくは、-N(Ry)-で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
【0071】
Y2及びY3は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、単結合、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、-N(Ry)-で表される基、-B(Ry)-で表される基、アルキレン基又はシクロアルキレン基であり、より好ましくは、単結合、酸素原子、硫黄原子、-N(Ry)-で表される基、-B(Ry)-で表される基又はアルキレン基であり、更に好ましくは、酸素原子、硫黄原子、-N(Ry)-で表される基又はアルキレン基であり、特に好ましくは、酸素原子、硫黄原子又は-N(Ry)-で表される基であり、とりわけ好ましくは、-N(Ry)-で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
【0072】
Y2及びY3におけるアリーレン基としては、好ましくは、単環式又は2環式~6環式の芳香族炭化水素から、環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、より好ましくは、単環式、2環式又は3環式の芳香族炭化水素から、環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、更に好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン又はフルオレンから、環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、特に好ましくは、ベンゼン、ナフタレン又はフルオレンから、環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、とりわけ好ましくは、フェニレン基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Y2及びY3における2価の複素環基としては、好ましくは、単環式又は2環式~6環式の複素環式化合物から、環を構成する原子(好ましくは炭素原子)に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、より好ましくは、単環式、2環式又は3環式の複素環式化合物から、環を構成する原子(好ましくは炭素原子)に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、更に好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾール、アザカルバゾール、ジアザカルバゾール、フェノキサジン、フェノチアジン、9,10-ジヒドロアクリジン又は5,10-ジヒドロフェナジンから、環を構成する原子(好ましくは炭素原子)に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、特に好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、カルバゾール、フェノキサジン、フェノチアジン、9,10-ジヒドロアクリジン又は5,10-ジヒドロフェナジンから、環を構成する原子(好ましくは炭素原子)に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、とりわけ好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン又はトリアジンから、環を構成する原子(好ましくは炭素原子)に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Y1、Y2及びY3におけるアルキレン基としては、好ましくは、メチレン基、エチレン基又はプロピレン基であり、より好ましくはメチレン基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
【0073】
本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、Y1、Y2及びY3の全てが、酸素原子、硫黄原子又は-N(Ry)-で表される基であることが好ましく、Y1、Y2及びY3の全てが、-N(Ry)-で表される基であることがより好ましい。
【0074】
Y1、Y2及びY3が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、複素環基(b’)が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0075】
Ryは、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基であり、より好ましくはアリール基又は1価の複素環基であり、更に好ましくはアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Ryにおけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、複素環基(b’)が有していてもよい置換基におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
Ryが有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、複素環基(b’)が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0076】
Y1とAr1とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよいが、低分子化合物(B)の合成が容易なので、環を形成しないことが好ましい。
Y1とAr1とが、2価の基を介して結合して、環を形成する場合において、2価の基としては、好ましくは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、-N(R0)-で表される基、-B(R0)-で表される基、-O-で表される基、-S-で表される基又は-Se-で表される基であり、より好ましくは、アルキレン基、シクロアルキレン基、-N(R0)-で表される基、-B(R0)-で表される基、-O-で表される基、-S-で表される基又は-Se-で表される基であり、更に好ましくは、アルキレン基、-N(R0)-で表される基、-O-で表される基又は-S-で表される基であり、特に好ましくは、-O-で表される基、-S-で表される基又は-N(R0)-で表される基であり、とりわけ好ましくは、-N(R0)-で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Y1とAr1とが、2価の基を介して結合して、環を形成する場合において、2価の基におけるアリーレン基、2価の複素環基及びアルキレン基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、Y2及びY3におけるアリーレン基、2価の複素環基及びアルキレン基の例及び好ましい範囲と同じである。
Y1とAr1とが、2価の基を介して結合して、環を形成する場合において、2価の基が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、Y2及びY3が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
Y1とAr1とが、2価の基を介して結合して、環を形成する場合において、2価の基におけるR0の例及び好ましい範囲は、Ryの例及び好ましい範囲と同じである。
【0077】
Y1とAr2とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよいが、低分子化合物(B)の合成が容易なので、環を形成しないことが好ましい。Y1とAr2とが、2価の基を介して結合して、環を形成する場合における2価の基の例及び好ましい範囲は、Y1とAr1とが、2価の基を介して結合して、環を形成する場合における2価の基の例及び好ましい範囲と同じである。
Y2とAr1とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成しても
よいが、低分子化合物(B)の合成が容易なので、環を形成しないことが好ましい。Y2とAr1とが、2価の基を介して結合して、環を形成する場合における2価の基の例及び好ましい範囲は、Y1とAr1とが、2価の基を介して結合して、環を形成する場合における2価の基の例及び好ましい範囲と同じである。
Y2とAr3とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよいが、低分子化合物(B)の合成が容易なので、環を形成しないことが好ましい。Y2とAr3とが、2価の基を介して結合して、環を形成する場合における2価の基の例及び好ましい範囲は、Y1とAr1とが、2価の基を介して結合して、環を形成する場合における2価の基の例及び好ましい範囲と同じである。
Y3とAr2とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよいが、低分子化合物(B)の合成が容易なので、環を形成しないことが好ましい。Y3とAr2とが、2価の基を介して結合して、環を形成する場合における2価の基の例及び好ましい範囲は、Y1とAr1とが、2価の基を介して結合して、環を形成する場合における2価の基の例及び好ましい範囲と同じである。
Y3とAr3とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよいが、低分子化合物(B)の合成が容易なので、環を形成しないことが好ましい。Y3とAr3とが、2価の基を介して結合して、環を形成する場合における2価の基の例及び好ましい範囲は、Y1とAr1とが、2価の基を介して結合して、環を形成する場合における2価の基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0078】
低分子化合物(B)としては、下記式で表される化合物、及び、後述の化合物B1が例示される。なお、式中、Z1は、酸素原子又は硫黄原子を表す。Z1が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
【0079】
【0080】
【0081】
低分子化合物(B)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長は、好ましくは380nm以上であり、より好ましくは400nm以上であり、更に好ましくは420nm以上であり、特に好ましくは440nm以上である。低分子化合物(B)の25℃における発光スペクトルの最大ピーク波長は、好ましくは750nm以下であり、より好ましくは620nm以下であり、更に好ましくは570nm以下であり、特に好ましくは495nm以下であり、とりわけ好ましくは480nm以下である。
低分子化合物(B)の25℃における発光スペクトルの最大ピークの半値幅は、好ましくは50nm以下であり、より好ましくは40nm以下であり、更に好ましくは30nm以下であり、特に好ましくは25nm以下である。
化合物の室温における発光スペクトルの最大ピーク波長は、化合物を、キシレン、トルエン、クロロホルム、テトラヒドロフラン等の有機溶媒に溶解させ、希薄溶液を調製し(1×10-6質量%~1×10-3質量%)、該希薄溶液のPLスペクトルを室温で測定することで評価することができる。化合物を溶解させる有機溶媒としては、キシレンが好ましい。
【0082】
(高分子化合物(B))
高分子化合物(B)は、低分子化合物(B)から水素原子1個以上を除いた基を有する構成単位(以下、「構成単位(B)」ともいう。)を含む高分子化合物である。
構成単位(B)は、高分子化合物(B)の合成が容易なので、好ましくは、低分子化合物(B)から水素原子1個以上5個以下を除いた基を有する構成単位であり、より好ましくは、低分子化合物(B)から水素原子1個以上3個以下を除いた基を有する構成単位であり、更に好ましくは、低分子化合物(B)から水素原子1個又は2個を除いた基を有する構成単位である。
構成単位(B)は、高分子化合物(B)の合成が容易であり、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、式(BP-1)、式(BP-2)又は式(BP-3)で表される構成単位であり、より好ましくは、式(BP-1)又は式(BP-2)で表される構成単位である。
【0083】
【0084】
[式中、
MBP1は、低分子化合物(B)から水素原子1個を除いた基を表す。
MBP2は、低分子化合物(B)から水素原子2個を除いた基を表す。
MBP3は、低分子化合物(B)から水素原子3個を除いた基を表す。
LBP1は、それぞれ独立に、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、-N(RBP1)-で表される基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。RBP1は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。LBP1が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
nBP1は、0以上10以下の整数を表す。
ArBP1は、炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。]
【0085】
LBP1は、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基又は2価の複素環基であることが好ましく、アルキレン基又はアリーレン基であることがより好ましく、アリーレン基であることが更に好ましく、これらの基は置換基を有していてもよい。
LBP1におけるアリーレン基及び2価の複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、後述のArY1におけるアリーレン基及び2価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じ
である。
LBP1におけるアルキレン基としては、好ましくは、メチレン基、エチレン基又はプロピレン基であり、より好ましくはメチレン基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
RBP1の例及び好ましい範囲は、後述のRX1~RX3の例及び好ましい範囲と同じである。
【0086】
nBP1は、好ましくは0~5の整数であり、好ましくは0~3の整数であり、より好ましくは0又は1であり、更に好ましくは0である。
【0087】
ArBP1における炭化水素基としては、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基及び置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基が挙げられる。ArBP1における炭化水素基は、これらの基が複数結合した基を含む。
ArBP1において、脂肪族炭化水素基としては、アルキレン基又はシクロアルキレン基から水素原子nBP1個を除いた基が挙げられ、好ましくは、アルキレン基から水素原子nBP1個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。このアルキレン基の例及び好ましい範囲としては、後述のLH1におけるアルキレン基の例及び好ましい範囲が挙げられる。
ArBP1において、芳香族炭化水素基としては、アリーレン基から水素原子nBP1個を除いた基が挙げられ、この基は置換基を有していてもよい。このアリーレン基の例及び好ましい範囲としては、後述のArY1におけるアリーレン基の例及び好ましい範囲が挙げられる。
ArBP1における複素環基としては、2価の複素環基から水素原子nBP1個を除いた基が挙げられ、この基は置換基を有していてもよい。この2価の複素環基の例及び好ましい範囲としては、後述のArY1における2価の複素環基の例及び好ましい範囲が挙げられる。
LBP1及びArBP1が有していてもよい置換基の例及び好ましい例は、後述のArY1で表される基が有してもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0088】
構成単位(B)としては、例えば、下記式で表される構成単位が挙げられる。
【0089】
【0090】
【0091】
[式中、
RTSは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよい。複数存在するRTSは、同一でも異なっていてもよい。]
【0092】
RTSにおけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、後述のArY1で表される基が有してもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲と同じである。
RTSが有してもよい置換基の例及び好ましい範囲は、後述のArY1で表される基が有してもよい置換基が更に有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0093】
高分子化合物(B)に含まれる構成単位(B)の含有量は、高分子化合物(B)としての機能が奏される範囲であればよい。高分子化合物(B)に含まれる構成単位(B)の含有量は、高分子化合物(B)に含まれる構成単位の合計の含有量に対して、例えば、0.01~100モル%であり、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは0.05~90モル%であり、より好ましくは0.1~70モル%であり、更に好ましくは0.2~50モル%であり、特に好ましくは0.5~30モル%であり、とりわけ好ましくは1~10モル%である。構成単位(B)は、高分子化合物(B)中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
【0094】
高分子化合物(B)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、後述の式(X)で表される構成単位及び後述の式(Y)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位を更に含むことが好ましい。即ち、高分子化合物(B)は、後述の式(X)で表される構成単位及び後述の式(Y)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位と、構成単位(B)とを含む高分子化合物であることが好ましい。
高分子化合物(B)が、後述の式(X)で表される構成単位及び後述の式(Y)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位と、構成単位(B)とを含む場合、構成単位(B)と、後述の式(X)で表される構成単位及び後述の式(Y)で表される構成単位とは異なることが好ましい。
高分子化合物(B)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、後述の式(Y
)で表される構成単位を更に含むことが好ましい。
高分子化合物(B)は、高分子化合物(B)の正孔輸送性が優れ、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、後述の式(X)で表される構成単位を更に含むことが好ましい。
高分子化合物(B)は、高分子化合物(B)の正孔輸送性が優れ、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命が更に優れるので、後述の式(X)で表される構成単位及び後述の式(Y)で表される構成単位を更に含むことが好ましい。
【0095】
高分子化合物(B)が後述の式(X)で表される構成単位を含む場合、後述の式(X)で表される構成単位の含有量は、高分子化合物(B)としての機能が奏される範囲であればよい。高分子化合物(B)が後述の式(X)で表される構成単位を含む場合、後述の式(X)で表される構成単位の含有量は、高分子化合物(B)に含まれる構成単位の合計の含有量に対して、例えば、0.01~99.9モル%であり、高分子化合物(B)の正孔輸送性が優れ、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは0.05~90モル%であり、より好ましくは0.1~70モル%であり、更に好ましくは0.2~50モル%であり、特に好ましくは0.5~30モル%であり、とりわけ好ましくは1~10モル%である。
式(X)で表される構成単位は、高分子化合物(B)中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
【0096】
高分子化合物(B)が式(Y)で表される構成単位を含む場合、式(Y)で表される構成単位の含有量は、高分子化合物(B)としての機能が奏される範囲であればよい。高分子化合物(B)が式(Y)で表される構成単位を含む場合、式(Y)で表される構成単位の含有量は、高分子化合物(B)に含まれる構成単位の合計の含有量に対して、例えば、1~99.99モル%であり、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは10~99.95モル%であり、より好ましくは30~99.9モル%であり、更に好ましくは50~99.8モル%であり、特に好ましくは70~99.5モル%であり、とりわけ好ましくは90~99モル%である。
式(Y)で表される構成単位は、高分子化合物(B)中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
【0097】
高分子化合物(B)が、式(X)で表される構成単位及び/又は式(Y)で表される構成単位、並びに、構成単位(B)を含む場合、式(X)で表される構成単位、式(Y)で表される構成単位及び構成単位(B)の合計の含有量は、高分子化合物(B)としての機能が奏される範囲であればよい。高分子化合物(B)が、式(X)で表される構成単位及び/又は式(Y)で表される構成単位、並びに、構成単位(B)を含む場合、式(X)で表される構成単位、式(Y)で表される構成単位及び構成単位(B)の合計の含有量は、高分子化合物(B)に含まれる構成単位の合計の含有量に対して、例えば、1~100モル%であり、高分子化合物(B)の正孔輸送性が優れ、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは10~100モル%であり、より好ましくは30~100モル%であり、更に好ましくは50~100モル%であり、特に好ましくは70~100モル%であり、とりわけ好ましくは90~100モル%である。
【0098】
高分子化合物(B)としては、例えば、高分子化合物BP-1~BP-4が挙げられる。ここで、「その他」とは、構成単位(B)、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位以外の構成単位を意味する。
【0099】
【0100】
[表中、pb、qb、rb及びsbは、各構成単位のモル比率(モル%)を表す。pb+qb+rb+sb=100であり、且つ、70≦pb+qb+rb≦100である。]
【0101】
高分子化合物(B)は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよいし、その他の態様であってもよいが、複数種の原料モノマーを共重合した共重合体であることが好ましい。
【0102】
高分子化合物(B)のポリスチレン換算の数平均分子量の例及び好ましい範囲は、後述の第1の高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量の例及び好ましい範囲と同じである。高分子化合物(B)のポリスチレン換算の重量平均分子量の例及び好ましい範囲は、後述の第1の高分子化合物のポリスチレン換算の重量平均分子量の例及び好ましい範囲と同じである。
【0103】
(高分子化合物(B)の製造方法)
高分子化合物(B)は、後述の第1の高分子化合物の製造方法と同様の方法で製造することができる。
【0104】
[化合物(A)]
化合物(A)は、式(1)で表される金属錯体及び高分子化合物(A)からなる群より選択される少なくとも1種である。
【0105】
(式(1)で表される金属錯体)
式(1)で表される金属錯体は、低分子化合物であることが好ましい。
式(1)で表される金属錯体の分子量は、好ましくは、3×102~1×104であり、より好ましくは、4×102~7×103あり、更に好ましくは、5×102~5×103であり、特に好ましくは、6×102~3×103であり、とりわけ好ましくは、7×102~2×103である。
【0106】
Mは、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、イリジウム原子又は白金原子であることが好ましく、イリジウム原子であることがより好ましい。
Mがロジウム原子又はイリジウム原子の場合、n1は2又は3であることが好ましく、3であることがより好ましい。
Mがパラジウム原子又は白金原子の場合、n1は2であることが好ましい。
【0107】
E1及びE2の少なくとも一方が炭素原子であることが好ましく、E1及びE2が炭素原子であることがより好ましい。
式(1)で表される金属錯体を容易に合成できるので、E1とE2とは同一であることが好ましい。また、式(1)で表される金属錯体を容易に合成できるので、E1が複数存在する場合、複数存在するE1のうち、少なくとも2つが同一であることが好ましく、複数存在するE1のすべてが同一であることがより好ましい。また、式(1)で表される金
属錯体を容易に合成できるので、E2が複数存在する場合、複数存在するE2のうち、少なくとも2つが同一であることが好ましく、複数存在するE2のすべてが同一であることがより好ましい。
【0108】
環L1における5員環を含む芳香族複素環の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、好ましくは1~30であり、より好ましくは1~10であり、更に好ましくは1~5であり、特に好ましくは1~3である。
環L1における芳香族複素環のヘテロ原子数は、置換基のヘテロ原子数を含めないで、好ましくは1~30であり、より好ましくは1~10であり、更に好ましくは1~5であり、特に好ましくは1~3である。
環L1としては、例えば、前述の複素環基の項で例示した芳香族複素環の中で、環内に1つ以上の窒素原子を含む5員環を含む芳香族複素環が挙げられ、該芳香族複素環は置換基を有していてもよい。この中でも、環L1は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、環内に2つ以上4つ以下の窒素原子を含む5員環を含む芳香族複素環であり、より好ましくは、環内に2つ又は3つの窒素原子を含む5員環を含む芳香族複素環であり、更に好ましくは、環内に3つの窒素原子を含む5員環を含む芳香族複素環であり、これらの環は置換基を有していてもよい。
環L1は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、ピロール環、ジアゾール環、トリアゾール環又はテトラゾール環であり、より好ましくは、ジアゾール環、トリアゾール環又はテトラゾール環であり、更に好ましくは、ジアゾール環又はトリアゾール環であり、特に好ましくは、トリアゾール環であり、これらの環は置換基を有していてもよい。
式(1)で表される金属錯体を容易に合成できるので、環L1が複数存在する場合、複数存在する環L1のうち、少なくとも2つが同一であることが好ましく、複数存在する環L1のすべてが同一であることがより好ましい。
【0109】
環L2における芳香族炭化水素環の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、好ましくは6~60であり、より好ましくは6~40であり、更に好ましくは6~20である。
環L2における芳香族炭化水素環としては、例えば、前述の芳香族炭化水素基の項で例示した芳香族炭化水素環が挙げられ、好ましくは、5員環又は6員環を含む芳香族炭化水素環であり、これらの芳香族炭化水素環は置換基を有していてもよい。
この中でも、環L2における芳香族炭化水素環は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、前述の芳香族炭化水素基の項で例示した、単環式、2環式又は3環式の芳香族炭化水素環(好ましくは5員環又は6員環を含む芳香族炭化水素環)であり、より好ましくは、ベンゼン環、ナフタレン環、フルオレン環、フェナントレン環又はジヒドロフェナントレン環であり、更に好ましくは、ベンゼン環又はフルオレン環であり、特に好ましくは、ベンゼン環であり、これらの環は置換基を有していてもよい。
環L2における芳香族複素環の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、好ましくは1~60であり、より好ましくは2~40であり、更に好ましくは3~20である。環L2における芳香族複素環のヘテロ原子数は、置換基のヘテロ原子数を含めないで、好ましくは1~10であり、より好ましくは1~5であり、更に好ましくは1~3である。
環L2における芳香族複素環としては、例えば、前述の複素環基の項で例示した芳香族複素環が挙げられ、好ましくは、5員環又は6員環を含む芳香族複素環であり、これらの芳香族複素環は置換基を有していてもよい。この中でも、環L2における芳香族複素環は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、前述の複素環基の項で例示した、単環式、2環式又は3環式の芳香族複素環(好ましくは、5員環若しくは6員環を含む芳香族複素環)であり、より好ましくは、ピリジン環、ジアザベンゼン環、アザナフタレン環、ジアザナフタレン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環
、カルバゾール環、アザカルバゾール環、ジアザカルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環であり、更に好ましくは、ピリジン環、ジアザベンゼン環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環であり、特に好ましくは、ジベンゾチオフェン環又はジベンゾフラン環であり、これらの環は置換基を有していてもよい。
環L2は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、5員環若しくは6員環を含む芳香族炭化水素環、又は、5員環若しくは6員環を含む芳香族複素環であることが好ましく、これらの環は置換基を有していてもよい。
環L2は、本開示の発光素子の輝度寿命が更に優れるので、好ましくは、単環式、2環式若しくは3環式の芳香族炭化水素環(好ましくは、5員環若しくは6員環を含む芳香族炭化水素環)、又は、単環式、2環式若しくは3環式の芳香族複素環(好ましくは、5員環若しくは6員環を含む芳香族複素環)であり、より好ましくは、ベンゼン環、フルオレン環、ピリジン環、ジアザベンゼン環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環であり、更に好ましくは、ベンゼン環、ジベンゾチオフェン環又はジベンゾフラン環であり、これらの環は置換基を有していてもよい。
式(1)で表される金属錯体を容易に合成できるので、環L2が複数存在する場合、複数存在する環L2のうち、少なくとも2つが同一であることが好ましく、複数存在する環L2のすべてが同一であることがより好ましい。
【0110】
本開示の発光素子の輝度寿命が更に優れるので、環L1がピロール環、ジアゾール環、トリアゾール環又はテトラゾール環であり、且つ、環L2がベンゼン環、フルオレン環、ピリジン環、ジアザベンゼン環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環であることが好ましく、環L1がジアゾール環又はトリアゾール環であり、且つ、環L2がベンゼン環、フルオレン環、ピリジン環、ジアザベンゼン環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環であることがより好ましく、環L1がトリアゾール環であり、且つ、環L2がベンゼン環、フルオレン環、ピリジン環、ジアザベンゼン環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環であることが更に好ましく、環L1がトリアゾール環であり、且つ、環L2がベンゼン環、ジベンゾチオフェン環又はジベンゾフラン環であることが特に好ましく、これらの環は置換基を有していてもよい。
【0111】
環L1及び環L2が有していてもよい置換基(以下、「一次置換基」ともいう。)としては、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子であり、より好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、更に好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基であり、特に好ましくはアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、これらの基は更に置換基(以下、「二次置換基」ともいう。)を有していてもよい。
【0112】
環L1及び環L2のうちの少なくとも1つは、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、一次置換基を有することが好ましい。
式(1)で表される金属錯体において、環L1及び環L2のうちの少なくとも1つが一次置換基を有し、且つ、環L1及び環L2が複数存在する場合、複数存在する環L1及び環L2のうちの少なくとも1つの環が一次置換基を有していればよいが、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、複数存在する環L1及び環L2のうちの少なくとも2つが一次置換基を有することが好ましく、複数存在する環L1及び環L2のうちの少なくとも3つが一次置換基を有することがより好ましい。また、式(1)で表される金属錯体において、環L1及び環L2のうちの少なくとも1つが一次置換基を有し、且つ、環L1及び環L2が複数存在する場合、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、複数存在する環L1のうちの少なくとも2つが一次置換基を有すること、又は、複数存在する環L2のうちの少なくとも2つが一次置換基を有することが好ましく、複数存在する環L1の
全てが一次置換基を有すること、又は、複数存在する環L2の全てが一次置換基を有することがより好ましく、複数存在する環L1の全てが一次置換基を有することが更に好ましい。
式(1)で表される金属錯体において、環L1及び環L2のうちの少なくとも1つが一次置換基を有する場合、環L1及び環L2のうちの少なくとも1つが有する一次置換基の個数は、通常1個~10個であり、式(1)で表される金属錯体を容易に合成でき、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは1個~5個であり、より好ましくは1個~3個であり、更に好ましくは1個又は2個である。
式(1)で表される金属錯体において、環L1及び環L2のうちの少なくとも1つが一次置換基を有し、且つ、Mがロジウム原子又はイリジウム原子である場合、環L1及び環L2が有する一次置換基の合計の個数は、通常、1個~30個であり、式(1)で表される金属錯体を容易に合成でき、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは1個~18個であり、より好ましくは2個~12個であり、更に好ましくは3個~6個である。
式(1)で表される金属錯体において、環L1及び環L2のうちの少なくとも1つが一次置換基を有し、且つ、Mがパラジウム原子又は白金原子である場合、環L1及び環L2が有する一次置換基の合計の個数は、通常、1個~20個であり、式(1)で表される金属錯体を容易に合成でき、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは1個~12個であり、より好ましくは1個~8個であり、更に好ましくは2個~4個である。
【0113】
一次置換基におけるアリール基としては、好ましくは、単環式、2環式又は3環式の芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、より好ましくは、フェニル基、ナフチル基又はフルオレニル基であり、更に好ましくは、フェニル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
一次置換基における1価の複素環基としては、好ましくは、単環式、2環式又は3環式の複素環式化合物から環を構成する炭素原子又はヘテロ原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、より好ましくは、ピリジン環、ジアザベンゼン環、トリアジン環、アザナフタレン環、ジアザナフタレン環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環から環を構成する炭素原子又はヘテロ原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、更に好ましくは、ピリジン環、ジアザベンゼン環又はトリアジン環から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
一次置換基における置換アミノ基において、アミノ基が有する置換基としては、アリール基又は1価の複素環基が好ましく、アリール基がより好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよい。アミノ基が有する置換基におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、一次置換基におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0114】
二次置換基(一次置換基が更に有していてもよい置換基)の例及び好ましい範囲は、一次置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
二次置換基は更に置換基(以下、「三次置換基」ともいう。)を有していてもよい。三次置換基(二次置換基が更に有していてもよい置換基)の例及び好ましい範囲は、一次置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
三次置換基は更に置換基(以下、「四次置換基」ともいう。)を有していてもよい。四次置換基(三次置換基が更に有していてもよい置換基)としては、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子であり、より好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、更に好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、特に好ましくは、アルキル基又はシクロアルキル基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよいが、式(1)で表される金属錯体を容易に合成できるので、更に置換基を有さないことが好ましい。
二次置換基、三次置換基及び四次置換基におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、一次置換基におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0115】
(アニオン性の2座配位子)
A1-G1-A2で表されるアニオン性の2座配位子としては、例えば、下記式で表される配位子が挙げられる。但し、A1-G1-A2で表されるアニオン性の2座配位子は、添え字n1でその数を定義されている配位子とは異なる。
【0116】
【0117】
[式中、*は、Mと結合する部位を表す。]
【0118】
式(1)で表される金属錯体としては、例えば、以下に示す金属錯体が挙げられる。
【0119】
【0120】
(高分子化合物(A))
高分子化合物(A)は、式(1)で表される金属錯体から水素原子1個以上を除いた基を有する構成単位(以下、「構成単位(A)」ともいう。)を含む高分子化合物である。
構成単位(A)は、高分子化合物(A)の合成が容易なので、好ましくは、式(1)で表される金属錯体から水素原子1個以上5個以下を除いた基を有する構成単位であり、より好ましくは、式(1)で表される金属錯体から水素原子1個以上3個以下を除いた基を有する構成単位であり、更に好ましくは、式(1)で表される金属錯体から水素原子1個又は2個を除いた基を有する構成単位である。
構成単位(A)は、高分子化合物(A)の合成が容易であり、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、式(AP-1)、式(AP-2)又は式(AP-3)で表される構成単位であり、より好ましくは、式(AP-1)又は式(AP-2)で表される構成単位であり、更に好ましくは、式(AP-1)で表される構成単位である。
【0121】
【0122】
[式中、
MAP1は、式(1)で表される金属錯体から水素原子1個を除いた基を表す。
MAP2は、式(1)で表される金属錯体から水素原子2個を除いた基を表す。
MAP3は、式(1)で表される金属錯体から水素原子3個を除いた基を表す。
LAP1は、それぞれ独立に、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、-N(RAP1)-で表される基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。RAP1は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。LAP1が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
nAP1は、0以上10以下の整数を表す。
ArAP1は、炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。]
【0123】
LAP1の例及び好ましい範囲は、LBP1の例及び好ましい範囲と同じである。
RAP1の例及び好ましい範囲は、RBP1の例及び好ましい範囲と同じである。
nAP1の例及び好ましい範囲は、nBP1の例及び好ましい範囲と同じである。
ArAP1の例及び好ましい範囲は、ArBP1の例及び好ましい範囲と同じである。
【0124】
構成単位(A)としては、例えば、下記式で表される構成単位が挙げられる。
【0125】
【0126】
【0127】
【0128】
[式中、
Z2は、-CH=で表される基又は-N=で表される基を表す。Z2が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
RAは、水素原子又は一次置換基を表す。RAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
【0129】
高分子化合物(A)に含まれる構成単位(A)の含有量は、高分子化合物(A)としての機能が奏される範囲であればよい。高分子化合物(A)に含まれる構成単位(A)の含有量は、高分子化合物(A)に含まれる構成単位の合計の含有量に対して、例えば、0.01~100モル%であり、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは0.1~99モル%であり、より好ましくは0.5~90モル%であり、更に好ましくは1~70モル%であり、特に好ましくは5~50モル%であり、とりわけ好ましくは10~30モル%である。構成単位(A)は、高分子化合物(A)中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
【0130】
高分子化合物(A)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、後述の式(X)で表される構成単位及び後述の式(Y)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位を更に含むことが好ましい。即ち、高分子化合物(A)は、後述の式(X)で表される構成単位及び後述の式(Y)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位と、構成単位(A)とを含む高分子化合物であることが好ましい。
高分子化合物(A)が、後述の式(X)で表される構成単位及び後述の式(Y)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位と、構成単位(A)とを含む場合、構成単位(A)と、後述の式(X)で表される構成単位及び後述の式(Y)で表される構成単位とは異なることが好ましい。
高分子化合物(A)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、後述の式(Y)で表される構成単位を更に含むことが好ましい。
高分子化合物(A)は、高分子化合物(A)の正孔輸送性が優れ、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、後述の式(X)で表される構成単位を更に含むことが好ましい。
高分子化合物(A)は、高分子化合物(A)の正孔輸送性が優れ、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、後述の式(X)で表される構成単位及び後述の式(Y)で表される構成単位を更に含むことが好ましい。
【0131】
高分子化合物(A)が後述の式(X)で表される構成単位を含む場合、後述の式(X)で表される構成単位の含有量は、高分子化合物(A)としての機能が奏される範囲であればよい。高分子化合物(A)が後述の式(X)で表される構成単位を含む場合、後述の式(X)で表される構成単位の含有量は、高分子化合物(A)に含まれる構成単位の合計の含有量に対して、例えば、0.01~99.9モル%であり、高分子化合物(B)の正孔輸送性が優れ、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは0.05~90モル%であり、より好ましくは0.1~70モル%であり、更に好ましくは0.2~50モル%であり、特に好ましくは0.5~30モル%であり、とりわけ好ましくは1~10モル%である。
式(X)で表される構成単位は、高分子化合物(A)中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
【0132】
高分子化合物(A)が式(Y)で表される構成単位を含む場合、式(Y)で表される構成単位の含有量は、高分子化合物(A)としての機能が奏される範囲であればよい。高分子化合物(A)が式(Y)で表される構成単位を含む場合、式(Y)で表される構成単位の含有量は、高分子化合物(A)に含まれる構成単位の合計の含有量に対して、例えば、0.1~99.99モル%であり、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは1~99.9モル%であり、より好ましくは10~99.5モル%であり、更に好ましくは30~99モル%であり、特に好ましくは50~95モル%であり、とりわけ好ましくは70~90モル%である。
式(Y)で表される構成単位は、高分子化合物(A)中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
【0133】
高分子化合物(A)が、式(X)で表される構成単位及び/又は式(Y)で表される構成単位、並びに、構成単位(A)を含む場合、式(X)で表される構成単位、式(Y)で表される構成単位及び構成単位(A)の合計の含有量は、高分子化合物(A)としての機能が奏される範囲であればよい。高分子化合物(A)が、式(X)で表される構成単位及び/又は式(Y)で表される構成単位、並びに、構成単位(A)を含む場合、式(X)で表される構成単位、式(Y)で表される構成単位及び構成単位(A)の合計の含有量は、高分子化合物(A)に含まれる構成単位の合計の含有量に対して、例えば、1~100モル%であり、高分子化合物(A)の正孔輸送性が優れ、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは10~100モル%であり、より好ましくは30~100モル%であり、更に好ましくは50~100モル%であり、特に好ましくは70~100モル%であり、とりわけ好ましくは90~100モル%である。
【0134】
高分子化合物(A)としては、例えば、高分子化合物AP-1~AP-4が挙げられる。ここで、「その他」とは、構成単位(A)、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位以外の構成単位を意味する。
【0135】
【0136】
[表中、pa、qa、ra及びsaは、各構成単位のモル比率(モル%)を表す。pa+qa+ra+sa=100であり、且つ、70≦pa+qa+ra≦100である。]
【0137】
高分子化合物(A)は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよいし、その他の態様であってもよいが、複数種の原料モノマーを共重合した共重合体であることが好ましい。
【0138】
高分子化合物(A)のポリスチレン換算の数平均分子量の例及び好ましい範囲は、後述の第1の高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量の例及び好ましい範囲と同じである。高分子化合物(A)のポリスチレン換算の重量平均分子量の例及び好ましい範囲は、後述の第1の高分子化合物のポリスチレン換算の重量平均分子量の例及び好ましい範囲と同じである。
【0139】
(高分子化合物(A)の製造方法)
高分子化合物(A)は、後述の第1の高分子化合物の製造方法と同様の方法で製造することができる。
【0140】
<層(1)>
第1の層は、式(H-1)で表される化合物、並びに、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位からなる群より選択される少なくとも1種の構成単位を含む高分子化合物からなる群より選択される少なくとも1種を更に含有してもよい。
本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、第1の層は、化合物(A)と、化合物(B)と、式(H-1)で表される化合物、並びに、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位を含む高分子化合物(以下、「第1の高分子化合物」ともいう。)からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物(以下、「第1の化合物」ともいう。)と、を含有する層(以下、「層(1)」ともいう。)であることが好ましい。即ち、層(1)は、化合物(A)と、化合物(B)と、第1の化合物とを含有する層である。
層(1)は、化合物(A)、化合物(B)及び第1の化合物を、それぞれ、1種のみ含有していてもよく、2種以上含有していてもよい。
層(1)中の化合物(A)、化合物(B)及び第1の化合物の合計の含有量は、層(1)としての機能が奏される範囲であればよい。層(1)中の化合物(A)、化合物(B)及び第1の化合物の合計の含有量は、例えば、層(1)の全量基準で1~100質量%であってもよく、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは10~100質量%であり、より好ましくは30~100質量%であり、更に好ましくは50~100質量%であり、特に好ましくは70~100質量%であり、とりわけ好ましくは90~100質量%である。
層(1)中の化合物(A)及び化合物(B)の合計の含有量は、層(1)としての機能が奏される範囲であればよい。層(1)中の化合物(A)及び化合物(B)の合計の含有量は、化合物(A)、化合物(B)及び第1の化合物の合計の含有量を100質量部とした場合、例えば、0.01~99.9質量部であり、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは0.1~99質量部であり、より好ましくは0.5~90質量部であり、更に好ましくは1~70質量部であり、特に好ましくは5~50質量部であり、とりわけ好ましくは10~30質量部である。
層(1)中の化合物(B)の含有量は、層(1)としての機能が奏される範囲であればよい。層(1)中の化合物(B)の含有量は、化合物(A)及び化合物(B)の合計の含有量を100質量部とした場合、例えば、0.01~99質量部であり、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは0.05~90質量部であり、より好ましくは0.1~70質量部であり、更に好ましくは0.5~50質量部であり、特に好ましくは1~30質量部であり、とりわけ好ましくは2~20質量部である。
【0141】
層(1)において、化合物(A)と化合物(B)と第1の化合物とは、物理的、化学的又は電気的に相互作用することが好ましい。この相互作用により、例えば、層(1)の発光特性、電荷輸送特性又は電荷注入特性を向上又は調整することが可能となり、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れる。
【0142】
層(1)において、発光材料を一例として説明すれば、第1の化合物と化合物(A)と化合物(B)とが電気的に相互作用し、第1の化合物から化合物(A)へ効率的に電気エネルギーを渡し、更に、化合物(A)から化合物(B)へ効率的に電気エネルギーを渡すことで、化合物(B)をより効率的に発光させることができ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れる。
【0143】
上記観点から、層(1)において、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、第1の化合物は、正孔注入性、正孔輸送性、電子注入性及び電子輸送性から選ばれる少なくとも1つの機能を有することがより好ましい。
上記観点から、層(1)において、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、化合物(A)は、正孔注入性、正孔輸送性、電子注入性及び電子輸送性から選ばれる少なくとも1つの機能を有することがより好ましい。
上記観点から、層(1)において、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、化合物(B)は、発光性を有することがより好ましい。
上記観点から、層(1)において、第1の化合物の有する最低励起一重項状態(S1)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、化合物(A)の有する最低励起一重項状態(S1)より高いエネルギー準位であることが好ましい。
上記観点から、層(1)において、第1の化合物の有する最低励起一重項状態(S1)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、化合物(B)の有する最低励起一重項状態(S1)より高いエネルギー準位であることが好ましい。
上記観点から、層(1)において、化合物(A)の有する最低励起一重項状態(S1)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、化合物(B)の有する最低励起一重項状態(S1)より高いエネルギー準位であることが好ましい。
上記観点から、層(1)において、第1の化合物の有する最低励起三重項状態(T1)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、化合物(A)の有する最低励起三重項状態(T1)より高いエネルギー準位であることが好ましい。
上記観点から、層(1)において、第1の化合物の有する最低励起三重項状態(T1)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、化合物(B)の有する最低励起三重項状態(T1)より高いエネルギー準位であることが好ましい。
上記観点から、層(1)において、化合物(A)の有する最低励起三重項状態(T1)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、化合物(B)の有する最低励起三重項状態(T1)より高いエネルギー準位であることが好ましい。
【0144】
第1の化合物としては、本開示の発光素子を湿式法で作製できるので、化合物(B)及び化合物(A)を溶解することが可能な溶媒に対して溶解性を示すものであることが好ましい。
【0145】
層(1)において、第1の化合物は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、ホスト材料、アシストドーパント材料又はドーパント材料であることが好ましく、ホスト材料又はアシストドーパント材料であることがより好ましく、ホスト材料であることが更に好ましい。
第1の層(例えば、層(1))において、化合物(A)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、ホスト材料、アシストドーパント材料又はドーパント材料であることが好ましい。
第1の層(例えば、層(1))において、式(1)で表される金属錯体は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、ホスト材料、アシストドーパント材料又はドーパント材料であることが好ましく、アシストドーパント材料又はドーパント材料であることがより好ましく、アシストドーパント材料であることが更に好ましい。
第1の層(例えば、層(1))において、高分子化合物(A)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、ホスト材料、アシストドーパント材料又はドーパント材料であることが好ましく、ホスト材料又はアシストドーパント材料であることがより好ましく、アシストドーパント材料であることが更に好ましい。
第1の層(例えば、層(1))において、高分子化合物(A)は、ホスト材料、アシストドーパント材料及びドーパント材料のうち、少なくとも1種の機能を有していてもよく、ホスト材料、アシストドーパント材料及びドーパント材料のうち、少なくとも2種の機能を有していてもよく、ホスト材料、アシストドーパント材料及びドーパント材料の3種の機能を有していてもよい。
第1の層(例えば、層(1))において、化合物(B)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、ホスト材料、アシストドーパント材料又はドーパント材料であることが好ましい。
第1の層(例えば、層(1))において、低分子化合物(B)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、ホスト材料、アシストドーパント材料又はドーパント材料であることが好ましく、アシストドーパント材料又はドーパント材料であることがより好ましく、ドーパント材料であることが更に好ましい。
第1の層(例えば、層(1))において、高分子化合物(B)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、ホスト材料、アシストドーパント材料又はドーパント材料であることが好ましく、ホスト材料又はドーパント材料であることがより好ましく、ドーパント材料であることが更に好ましい。
第1の層(例えば、層(1))において、高分子化合物(B)は、ホスト材料、アシストドーパント材料及びドーパント材料のうち、少なくとも1種の機能を有していてもよく、ホスト材料、アシストドーパント材料及びドーパント材料のうち、少なくとも2種の機能を有していてもよく、ホスト材料、アシストドーパント材料及びドーパント材料の3種の機能を有していてもよい。
【0146】
本開示の発光素子において、ホスト材料は、アシストドーパント材料と、物理的、化学的又は電気的に相互作用する材料であることが好ましい。本開示の発光素子において、ホスト材料は、ドーパント材料と、物理的、化学的又は電気的に相互作用する材料であることが好ましい。本開示の発光素子において、アシストドーパント材料は、ドーパント材料と、物理的、化学的又は電気的に相互作用する材料であることが好ましい。本開示の発光素子において、ホスト材料とアシストドーパント材料とドーパント材料とは物理的、化学的又は電気的に相互作用することが好ましい。これらの相互作用により、例えば、本開示の発光素子の発光特性、電荷輸送特性又は電荷注入特性を向上又は調整することが可能となり、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れる。
【0147】
本開示の発光素子において、発光材料を一例として説明すれば、ホスト材料とアシストドーパント材料とドーパント材料とが電気的に相互作用し、ホスト材料からアシストドーパント材料へ効率的に電気エネルギーを渡し、更に、アシストドーパント材料からドーパント材料へ効率的に電気エネルギーを渡すことで、ドーパント材料をより効率的に発光させることができ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れる。
【0148】
上記観点から、本開示の発光素子において、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、ホスト材料は、正孔注入性、正孔輸送性、電子注入性及び電子輸送性から選ばれる少なくとも1つの機能を有することがより好ましい。
上記観点から、本開示の発光素子において、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、アシストドーパント材料は、正孔注入性、正孔輸送性、電子注入性及び電子輸送性から選ばれる少なくとも1つの機能を有することがより好ましい。
上記観点から、本開示の発光素子において、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、ドーパント材料は、発光性を有することが好ましい。
上記観点から、本開示の発光素子において、ホスト材料の有する最低励起一重項状態(S1)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、アシストドーパント材料の有する最低励起一重項状態(S1)より高いエネルギー準位であることが好ましい。
上記観点から、本開示の発光素子において、ホスト材料の有する最低励起一重項状態(S1)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、ドーパント材料の有する最低励起一重項状態(S1)より高いエネルギー準位であることが好ましい。
上記観点から、本開示の発光素子において、アシストドーパント材料の有する最低励起一重項状態(S1)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、ドーパント材料の有する最低励起一重項状態(S1)より高いエネルギー準位であることが好ましい。
上記観点から、本開示の発光素子において、ホスト材料の有する最低励起三重項状態(T1)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、アシストドーパント材料の有する最低励起三重項状態(T1)より高いエネルギー準位であることが好ましい。
上記観点から、本開示の発光素子において、ホスト材料の有する最低励起三重項状態(T1)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、ドーパント材料の有する最低励起三重項状態(T1)より高いエネルギー準位であることが好ましい。
上記観点から、本開示の発光素子において、アシストドーパント材料の有する最低励起三重項状態(T1)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、ドーパント材料の有する最低励起三重項状態(T1)より高いエネルギー準位であることが好ましい。
【0149】
本開示の発光素子において、第1の層が、アシストドーパント材料及びドーパント材料を含有する層である場合、第1の層中のアシストドーパント材料及びドーパント材料の合計の含有量は、第1の層としての機能が奏される範囲であればよい。本開示の発光素子において、第1の層が、アシストドーパント材料及びドーパント材料を含有する層である場合、第1の層中のアシストドーパント材料及びドーパント材料の合計の含有量は、例えば、第1の層の全量基準で0.01~100質量%であってもよく、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは0.1~99質量%であり、より好ましくは0.5~90質量%であり、更に好ましくは1~70質量%であり、特に好ましくは5~50質量%であり、とりわけ好ましくは10~30質量%である。
本開示の発光素子において、第1の層が、アシストドーパント材料及びドーパント材料を含有する層である場合、第1の層中のドーパント材料の含有量は、第1の層としての機能が奏される範囲であればよい。本開示の発光素子において、第1の層が、アシストドーパント材料及びドーパント材料を含有する層である場合、第1の層中のドーパント材料の含有量は、アシストドーパント材料及びドーパント材料の合計の含有量を100質量部とした場合、例えば、0.01~99質量部であり、本開示の輝度寿命がより優れるので、好ましくは0.05~90質量部であり、より好ましくは0.1~70質量部であり、更に好ましくは0.5~50質量部であり、特に好ましくは1~30質量部であり、とりわけ好ましくは2~20質量部である。
【0150】
本開示の発光素子において、第1の層が、ホスト材料及びドーパント材料を含有する層である場合、第1の層中のホスト材料及びドーパント材料の合計の含有量は、第1の層としての機能が奏される範囲であればよい。本開示の発光素子において、第1の層が、ホスト材料及びドーパント材料を含有する層である場合、第1の層中のホスト材料及びドーパント材料の合計の含有量は、例えば、第1の層の全量基準で0.1~100質量%であってもよく、本開示の発光素子の駆動電圧がより低くなるので、好ましくは1~99.9質量%であり、より好ましくは10~99.9質量%であり、更に好ましくは30~99質量%であり、特に好ましくは50~95質量%であり、とりわけ好ましくは70~90質量%である。
本開示の発光素子において、第1の層が、ホスト材料及びドーパント材料を含有する層である場合、第1の層中のドーパント材料の含有量は、第1の層としての機能が奏される範囲であればよい。本開示の発光素子において、第1の層が、ホスト材料及びドーパント材料を含有する層である場合、第1の層中のドーパント材料の含有量は、ホスト材料及びドーパント材料の合計の含有量を100質量部とした場合、例えば、0.01~99質量部であり、本開示の発光素子の駆動電圧がより低くなるので、好ましくは0.05~90質量部であり、より好ましくは0.1~70質量部であり、更に好ましくは0.2~50質量部であり、特に好ましくは0.5~30質量部であり、とりわけ好ましくは1~10質量部である。
【0151】
本開示の発光素子において、第1の層が、ホスト材料、アシストドーパント材料及びドーパント材料を含有する層である場合、第1の層中のホスト材料、アシストドーパント材料及びドーパント材料の合計の含有量は、第1の層としての機能が奏される範囲であればよい。本開示の発光素子において、第1の層が、ホスト材料、アシストドーパント材料及びドーパント材料を含有する層である場合、第1の層中のホスト材料、アシストドーパント材料及びドーパント材料の合計の含有量は、例えば、第1の層の全量基準で1~100質量%であってもよく、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは10~100質量%であり、より好ましくは30~100質量%であり、更に好ましくは50~100質量%であり、特に好ましくは70~100質量%であり、とりわけ好ましくは90~100質量%である。
本開示の発光素子において、第1の層が、ホスト材料、アシストドーパント材料及びドーパント材料を含有する層である場合、第1の層中のアシストドーパント材料及びドーパント材料の合計の含有量は、第1の層としての機能が奏される範囲であればよい。本開示の発光素子において、第1の層が、ホスト材料、アシストドーパント材料及びドーパント材料を含有する層である場合、第1の層中のアシストドーパント材料及びドーパント材料の合計の含有量は、ホスト材料、アシストドーパント材料及びドーパント材料の合計の含有量を100質量部とした場合、例えば、0.01~99.9質量部であり、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは0.1~99質量部であり、より好ましくは0.5~90質量部であり、更に好ましくは1~70質量部であり、特に好ましくは5~50質量部であり、とりわけ好ましくは10~30質量部である。
本開示の発光素子において、第1の層が、ホスト材料、アシストドーパント材料及びドーパント材料を含有する層である場合、第1の層中のドーパント材料の合計の含有量は、第1の層としての機能が奏される範囲であればよい。本開示の発光素子において、第1の層が、ホスト材料、アシストドーパント材料及びドーパント材料を含有する層である場合、第1の層中のドーパント材料の含有量は、アシストドーパント材料及びドーパント材料の合計の含有量を100質量部とした場合、例えば、0.01~99質量部であり、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは0.05~90質量部であり、より好ましくは0.1~70質量部であり、更に好ましくは0.5~50質量部であり、特に好ましくは1~30質量部であり、とりわけ好ましくは2~20質量部である。
【0152】
アシストドーパント材料としては、本開示の発光素子を湿式法で作製できるので、ドーパント材料を溶解することが可能な溶媒に対して溶解性を示すものであることが好ましい。ホスト材料としては、本開示の発光素子を湿式法で作製できるので、アシストドーパント材料及びドーパント材料を溶解することが可能な溶媒に対して溶解性を示すものであることが好ましい。
【0153】
[第1の化合物]
第1の化合物は、式(H-1)で表される化合物及び第1の高分子化合物からなる群より選択される少なくとも1種である。
【0154】
(式(H-1)で表される化合物)
式(H-1)で表される化合物は、低分子化合物であることが好ましい。
【0155】
式(H-1)で表される化合物の分子量は、好ましくは1×102~5×103であり、より好ましくは2×102~3×103であり、更に好ましくは3×102~1.5×103であり、特に好ましくは4×102~1×103である。
式(H-1)で表される化合物は、化合物(B)と異なる化合物であることが好ましく、化合物中に、縮合複素環骨格(b)を有さない化合物であることがより好ましい。
【0156】
ArH1及びArH2におけるアリール基は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、単環式又は2~7環式の芳香族炭化水素から環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、より好ましくは、単環式又は2~5環式の芳香族炭化水素から環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、更に好ましくは、単環式、2環式又は3環式の芳香族炭化水素から環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArH1及びArH2におけるアリール基は、本開示の発光素子の駆動電圧が更に低くなるので、好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン、フルオレン、ベンゾアントラセン、ベンゾフェナントレン、ベンゾフルオレン、ジベンゾアントラセン、ジベンゾフェナントレン、ジベンゾフルオレン、インデノフルオレン又はベンゾフルオランテンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、より好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン、フルオレン、ベンゾアントラセン、ベンゾフェナントレン又はベンゾフルオレンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、更に好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン又はフルオレンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、特に好ましくは、ベンゼン、ナフタレン又はアントラセンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
【0157】
ArH1及びArH2における1価の複素環基は、縮合複素環骨格(b)を含まない複素環式化合物から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であることが好ましく、この基は置換基を有していてもよい。ArH1及びArH2における1価の複素環基において、縮合複素環骨格(b)を含まない複素環式化合物としては、例えば、前述の複素環基の項で説明した複素環式化合物の中で、ホウ素原子と、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、sp3炭素原子及び窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種とを環内に含まない複素環式化合物が挙げられる。
ArH1及びArH2における1価の複素環基は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、単環式又は2~7環式の複素環式化合物(好ましくは、縮合複素環骨格(b)を含まない、単環式又は2~7環式の複素環式化合物)から環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、より好ましくは、単環式又は2~5環式の複素環式化合物(好ましくは、縮合複素環骨格(b)を含まない、単環式又は2~5環式の複素環式化合物)から環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、更に好ましくは、単環式、2環式又は3環式の複素環式化合物(好ましくは、縮合複素環骨格(b)を含まない、単環式、2環式又は3環式の複素環式化合物)から環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、特に好ましくは、3環式の複素環式化合物(好ましくは、縮合複素環骨格(b)を含まない、3環式の複素環式化合物)から環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArH1及びArH2における1価の複素環基は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、フラン、チオフェン、オキサジアゾール、チアジアゾール、ピロール、ジアゾール、トリアゾール、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、インドール、アザインドール、ジアザインドール、ベンゾジアゾール、ベンゾチアジアゾール、ベンゾトリアゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾール、アザカルバゾール、ジアザカルバゾール、フェノキサジン、フェノチアジン、9,10-ジヒドロアクリジン、5,10-ジヒドロフェナジン、アザアントラセン、ジアザアントラセン、アザフェナントレン、ジアザフェナントレン、ベンゾカルバゾール、アザベンゾカルバゾール、ジアザベンゾカルバゾール、ベンゾナフトフラン、ベンゾナフトチオフェン、ジベンゾカルバゾール、インドロカルバゾール、インデノカルバゾール、アザインドロカルバゾール、ジアザインドロカルバゾール、アザインデノカルバゾール又はジアザインデノカルバゾールから環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、より好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾール、アザカルバゾール、ジアザカルバゾール、フェノキサジン、フェノチアジン、9,10-ジヒドロアクリジン、5,10-ジヒドロフェナジン、ベンゾカルバゾール、アザベンゾカルバゾール、ジアザベンゾカルバゾール、ベンゾナフトフラン、ベンゾナフトチオフェン、ジベンゾカルバゾール、インドロカルバゾール、インデノカルバゾール、アザインドロカルバゾール、ジアザインドロカルバゾール、アザインデノカルバゾール又はジアザインデノカルバゾールから環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、更に好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾール、アザカルバゾール、ジアザカルバゾール、フェノキサジン、フェノチアジン、9,10-ジヒドロアクリジン又は5,10-ジヒドロフェナジンから環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、特に好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン又はカルバゾールから環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、とりわけ好ましくは、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン又はカルバゾールから環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
【0158】
ArH1及びArH2における置換アミノ基において、アミノ基が有する置換基としては、アリール基又は1価の複素環基が好ましく、アリール基がより好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよい。アミノ基が有する置換基であるアリール基の例及び好ましい範囲は、ArH1及びArH2におけるアリール基の例及び好ましい範囲と同じである。アミノ基が有する置換基である1価の複素環基の例及び好ましい範囲は、ArH1及びArH2における1価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0159】
本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、ArH1及びArH2の少なくとも1つは、アリール基又は1価の複素環基であることが好ましく、ArH1及びArH2の両方が、アリール基又は1価の複素環基であることがより好ましく、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArH1及びArH2におけるアリール基及び1価の複素環基としては、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、単環式、2環式若しくは3環式の芳香族炭化水素、又は、単環式、2環式若しくは3環式の複素環式化合物(好ましくは、縮合複素環骨格(b)を含まない、単環式、2環式又は3環式の複素環式化合物)から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基が好ましく、ベンゼン、ナフタレン、フルオレン、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン又はカルバゾールから、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基がより好ましく、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、カルバゾリル基、ジベンゾチエニル基又はジベンゾフリル基が更に好ましく、フェニル基、ナフチル基又はカルバゾリル基が特に好ましく、これらの基は置換基を有していてもよい。
【0160】
ArH1及びArH2が有していてもよい置換基としては、好ましくは、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、より好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、更に好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、特に好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
ArH1及びArH2が有していてもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArH1及びArH2におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0161】
ArH1及びArH2が有していてもよい置換基が更に有していてもよい置換基としては、好ましくは、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、より好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、更に好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、特に好ましくは、アルキル基又はシクロアルキル基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよいが、更に置換基を有さないことが好ましい。
ArH1及びArH2が有していてもよい置換基が更に有していてもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArH1及びArH2におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0162】
LH1における2価の基としては、好ましくは、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、-N(R0)-で表される基、-(O=)P(R0)-で表される基、-O-で表される基、-S-で表される基、-S(=O)2-で表される基又は-C(=O)-で表される基であり、より好ましくは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、-N(R0)-で表される基、-O-で表される基又は-S-で表される基であり、更に好ましくは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基又は2価の複素環基であり、特に好ましくは、アリーレン基又は2価の複素環基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
LH1における2価の基の少なくとも1つは、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基又は2価の複素環基であり、より好ましくは、アリーレン基又は2価の複素環基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
【0163】
LH1における2価の基において、アリーレン基は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、単環式又は2~7環式の芳香族炭化水素から環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、より好ましくは、単環式又は2~5環式の芳香族炭化水素から環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、更に好ましくは、単環式、2環式又は3環式の芳香族炭化水素から環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
LH1における2価の基において、アリーレン基は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン、フルオレン、ベンゾアントラセン、ベンゾフェナントレン、ベンゾフルオレン、ジベンゾアントラセン、ジベンゾフェナントレン、ジベンゾフルオレン、インデノフルオレン又はベンゾフルオランテンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、より好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン、フルオレン、ベンゾアントラセン、ベンゾフェナントレン又はベンゾフルオレンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、更に好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン又はフルオレンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、特に好ましくは、ベンゼン、ナフタレン又はアントラセンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
【0164】
LH1における2価の基において、2価の複素環基は、縮合複素環骨格(b)を含まない複素環式化合物から、環を構成する原子(好ましくは炭素原子)に直接結合する水素原子2個を除いた基であることが好ましく、この基は置換基を有していてもよい。LH1における2価の基において、2価の複素環基における縮合複素環骨格(b)を含まない複素環式化合物としては、前述の複素環基の項で説明した複素環式化合物の中で、ホウ素原子と、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、sp3炭素原子及び窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種とを環内に含まない複素環式化合物が挙げられる。
LH1における2価の基において、2価の複素環基は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、単環式又は2~7環式の複素環式化合物(好ましくは、縮合複素環骨格(b)を含まない、単環式又は2~7環式の複素環式化合物)から環を構成する原子(好ましくは炭素原子)に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、より好ましくは、単環式又は2~5環式の複素環式化合物(好ましくは、縮合複素環骨格(b)を含まない、単環式又は2~5環式の複素環式化合物)から環を構成する原子(好ましくは炭素原子)に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、更に好ましくは、単環式、2環式又は3環式の複素環式化合物(好ましくは、縮合複素環骨格(b)を含まない、単環式、2環式又は3環式の複素環式化合物)から環を構成する原子(好ましくは炭素原子)に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、特に好ましくは、3環式の複素環式化合物(好ましくは、縮合複素環骨格(b)を含まない、3環式の複素環式化合物)から環を構成する原子(好ましくは炭素原子)に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
LH1における2価の基において、2価の複素環基は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、フラン、チオフェン、オキサジアゾール、チアジアゾール、ピロール、ジアゾール、トリアゾール、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、インドール、アザインドール、ジアザインドール、ベンゾジアゾール、ベンゾチアジアゾール、ベンゾトリアゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾール、アザカルバゾール、ジアザカルバゾール、フェノキサジン、フェノチアジン、9,10-ジヒドロアクリジン、5,10-ジヒドロフェナジン、アザアントラセン、ジアザアントラセン、アザフェナントレン、ジアザフェナントレン、ベンゾカルバゾール、アザベンゾカルバゾール、ジアザベンゾカルバゾール、ベンゾナフトフラン、ベンゾナフトチオフェン、ジベンゾカルバゾール、インドロカルバゾール、インデノカルバゾール、アザインドロカルバゾール、ジアザインドロカルバゾール、アザインデノカルバゾール又はジアザインデノカルバゾールから環を構成する原子(好ましくは炭素原子)に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、より好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾール、アザカルバゾール、ジアザカルバゾール、フェノキサジン、フェノチアジン、9,10-ジヒドロアクリジン、5,10-ジヒドロフェナジン、ベンゾカルバゾール、アザベンゾカルバゾール、ジアザベンゾカルバゾール、ベンゾナフトフラン、ベンゾナフトチオフェン、ジベンゾカルバゾール、インドロカルバゾール、インデノカルバゾール、アザインドロカルバゾール、ジアザインドロカルバゾール、アザインデノカルバゾール又はジアザインデノカルバゾールから環を構成する原子(好ましくは炭素原子)に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、更に好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾール、アザカルバゾール、ジアザカルバゾール、フェノキサジン、フェノチアジン、9,10-ジヒドロアクリジン又は5,10-ジヒドロフェナジンから環を構成する原子(好ましくは炭素原子)に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、特に好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン又はカルバゾールから環を構成する原子(好ましくは炭素原子)に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、とりわけ好ましくは、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン又はカルバゾールから環を構成する原子(好ましくは炭素原子)に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
【0165】
LH1における2価の基において、アルキレン基としては、好ましくは、メチレン基、エチレン基又はプロピレン基であり、より好ましくはメチレン基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
【0166】
LH1が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、ArH1及びArH2が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0167】
LH1における2価の基において、R0は、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基であり、より好ましくはアリール基又は1価の複素環基であり、更に好ましくはアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
LH1における2価の基において、R0におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArH1及びArH2におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
LH1における2価の基において、R0が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、ArH1及びArH2が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0168】
nH1は、通常、0以上10以下の整数であり、好ましくは0以上7以下の整数であり、より好ましくは1以上5以下の整数であり、更に好ましくは1以上3以下の整数であり、特に好ましくは1又は2である。
【0169】
ArH1とArH2とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよいが、式(H-1)で表される化合物の合成が容易なので、環を形成しないことが好ましい。
ArH1とArH2とが、2価の基を介して結合して、環を形成する場合において、2価の基としては、好ましくは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、-N(R0)-で表される基、-(O=)P(R0)-で表される基、-O-で表される基、-S-で表される基、-S(=O)2-で表される基又は-C(=O)-で表される基であり、より好ましくは、アルキレン基、シクロアルキレン基、-N(R0)-で表される基、-O-で表される基又は-S-で表される基であり、更に好ましくは、アルキレン基、-O-で表される基又は-S-で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArH1とArH2とが、2価の基を介して結合して、環を形成する場合において、2価の基におけるアリーレン基、2価の複素環基及びアルキレン基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、LH1におけるアリーレン基、2価の複素環基及びアルキレン基の例及び好ましい範囲と同じである。
ArH1とArH2とが、2価の基を介して結合して、環を形成する場合において、2価の基におけるR0の例及び好ましい範囲は、LH1の2価の基におけるR0の例及び好ましい範囲と同じである。
ArH1とArH2とが、2価の基を介して結合して、環を形成する場合において、2価の基が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、ArH1及びArH2が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0170】
LH1とArH1とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよいが、式(H-1)で表される化合物の合成が容易なので、環を形成しないことが好ましい。LH1とArH1とが、2価の基を介して結合して、環を形成する場合における2価の基の例及び好ましい範囲は、ArH1とArH2とが、2価の基を介して結合して、環を形成する場合における2価の基の例及び好ましい範囲と同じである。
LH1とArH2とは、直接結合して、又は、2価の基を介して結合して、環を形成してもよいが、式(H-1)で表される化合物の合成が容易なので、環を形成しないことが好ましい。LH1とArH2とが、2価の基を介して結合して、環を形成する場合における2価の基の例及び好ましい範囲は、ArH1とArH2とが、2価の基を介して結合して、環を形成する場合における2価の基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0171】
式(H-1)で表される化合物としては、例えば、下記式で表される化合物が挙げられる。
【0172】
【0173】
【0174】
【0175】
【0176】
(第1の高分子化合物)
第1の高分子化合物は、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位を含む高分子化合物である。
第1の高分子化合物は、高分子化合物(A)、高分子化合物(B)及び架橋基を有する構成単位を含む高分子化合物とは異なる高分子化合物であることが好ましく、構成単位(A)、構成単位(B)及び架橋基を有する構成単位を含まない高分子化合物であることがより好ましい。
【0177】
第1の高分子化合物は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、式(Y)で表される構成単位を含むことが好ましい。
第1の高分子化合物が式(Y)で表される構成単位を含む場合、第1の高分子化合物中に含まれる式(Y)で表される構成単位の含有量は、第1の高分子化合物としての機能が奏される範囲であればよい。第1の高分子化合物が式(Y)で表される構成単位を含む場合、第1の高分子化合物中に含まれる式(Y)で表される構成単位の含有量は、第1の高分子化合物に含まれる構成単位の合計の含有量に対して、例えば、1~100モル%であり、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは10~100モル%であり、より好ましくは30~100モル%であり、更に好ましくは50~100モル%であり、特に好ましくは70~100モル%であり、とりわけ好ましくは90~100モル%である。
第1の高分子化合物において、式(Y)で表される構成単位は、第1の高分子化合物中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
【0178】
第1の高分子化合物は、第1の高分子化合物の正孔輸送性が優れ、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、式(X)で表される構成単位を含むことが好ましい。
第1の高分子化合物が式(X)で表される構成単位を含む場合、第1の高分子化合物中に含まれる式(X)で表される構成単位の含有量は、第1の高分子化合物としての機能が奏される範囲であればよい。第1の高分子化合物が式(X)で表される構成単位を含む場合、第1の高分子化合物中に含まれる式(X)で表される構成単位の含有量は、第1の高分子化合物に含まれる構成単位の合計の含有量に対して、例えば、0.01~100モル%であり、第1の高分子化合物の正孔輸送性が優れ、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは0.05~90モル%であり、より好ましくは0.1~70モル%であり、更に好ましくは0.2~50モル%であり、特に好ましくは0.5~30モル%であり、とりわけ好ましくは1~10モル%である。
第1の高分子化合物において、式(X)で表される構成単位は、第1の高分子化合物中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
【0179】
第1の高分子化合物は、第1の高分子化合物の正孔輸送性が優れ、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、式(Y)で表される構成単位及び式(X)で表される構成単位を含むことが好ましい。
第1の高分子化合物が式(Y)で表される構成単位及び式(X)で表される構成単位を含む場合、第1の高分子化合物中に含まれる式(Y)で表される構成単位及び式(X)で表される構成単位の合計の含有量は、第1の高分子化合物としての機能が奏される範囲であればよい。第1の高分子化合物が式(Y)で表される構成単位及び式(X)で表される構成単位を含む場合、第1の高分子化合物中に含まれる式(Y)で表される構成単位及び式(X)で表される構成単位の合計の含有量は、例えば、1~100モル%であり、第1の高分子化合物の正孔輸送性が優れ、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは10~100モル%であり、より好ましくは30~100モル%であり、更に好ましくは50~100モル%であり、特に好ましくは70~100モル%であり、とりわけ好ましくは90~100モル%である。
【0180】
・式(Y)で表される構成単位
ArY1で表されるアリーレン基は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、単環式又は2環式~6環式の芳香族炭化水素から、環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、より好ましくは、単環式、2環式又は3環式の芳香族炭化水素から、環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、更に好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン又はフルオレンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、特に好ましくは、ベンゼン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン又はフルオレンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArY1で表される2価の複素環基は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、単環式又は2環式~6環式の複素環式化合物から、環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、より好ましくは、単環式、2環式又は3環式の複素環式化合物から、環を構成する原子に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、更に好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、フェノキサジン、フェノチアジン、9,10-ジヒドロアクリジン又は5,10-ジヒドロフェナジンから、環を構成する原子(好ましくは炭素原子又は窒素原子、より好ましくは炭素原子)に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、特に好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、フェノキサジン又はフェノチアジンから、環を構成する原子(好ましくは炭素原子又は窒素原子、より好ましくは炭素原子)に直接結合する水素原子2個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArY1で表される少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基における、アリーレン基及び2価の複素環基の好ましい範囲は、それぞれ、ArY1で表されるアリーレン基及び2価の複素環基の好ましい範囲と同じである。
【0181】
ArY1において、「少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基」としては、例えば、下記式で表される基が挙げられ、これらの基は置換基を有していてもよい。
【0182】
【0183】
ArY1は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、置換基を有していてもよいアリーレン基であることが好ましい。
【0184】
ArY1で表される基が有してもよい置換基は、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子であり、より好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、更に好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、特に好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
ArY1で表される基が有してもよい置換基におけるアリール基は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、単環式又は2環式~6環式の芳香族炭化水素から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、より好ましくは、単環式、2環式又は3環式の芳香族炭化水素から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、更に好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン又はフルオレンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、特に好ましくは、ベンゼン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン又はフルオレンから、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
ArY1で表される基が有してもよい置換基における1価の複素環基は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、単環式又は2環式~6環式の複素環式化合物から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、より好ましくは、単環式、2環式又は3環式の複素環式化合物から、環を構成する原子に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、更に好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、フェノキサジン、フェノチアジン、9,10-ジヒドロアクリジン又は5,10-ジヒドロフェナジンから、環を構成する原子(好ましくは炭素原子又は窒素原子)に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、特に好ましくは、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、フェノキサジン又はフェノチアジンから、環を構成する原子(好ましくは炭素原子又は窒素原子)に直接結合する水素原子1個を除いた基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
ArY1で表される基が有してもよい置換基における置換アミノ基において、アミノ基が有する置換基としては、アリール基又は1価の複素環基が好ましく、アリール基がより好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよい。アミノ基が有する置換基におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArY1で表される基が有してもよい置換基におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0185】
ArY1で表される基が有してもよい置換基が更に有していてもよい置換基としては、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子であり、より好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、更に好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、特に好ましくは、アルキル基又はシクロアルキル基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよいが、更に置換基を有さないことが好ましい。
ArY1で表される基が有してもよい置換基が更に有していてもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArY1で表される基が有してもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0186】
式(Y)で表される構成単位は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、式(Y-1)又は式(Y-2)で表される構成単位である。
【0187】
【0188】
[式中、
RY1は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。複数存在するRY1は、同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。
XY1は、-C(RY2)2-、-C(RY2)=C(RY2)-又は-C(RY2)2-C(RY2)2-で表される基を表す。RY2は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。複数存在するRY2は、同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。]
【0189】
RY1は、好ましくは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、より好ましくは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、更に好ましくは、水素原子又はアルキル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
【0190】
式(Y-1)において、RY1の少なくとも1つは(好ましくは、RY1の少なくとも2つは)、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子であり、より好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、更に好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、特に好ましくは、アルキル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
【0191】
RY2は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、より好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基であり、更に好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
【0192】
RY1及びRY2におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArY1で表される基が有してもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基の例及び好ましい範囲と同じである。
RY1及びRY2が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、ArY1で表される基が有してもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0193】
XY1は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、-C(RY2)2-又は-C(RY2)2-C(RY2)2-で表される基であり、より好ましくは、-C(RY2)2-で表される基である。
【0194】
式(Y)で表される構成単位としては、例えば、式(Y-101)-(Y-141)で表される少なくとも1種のアリーレン基からなる構成単位、式(Y-201)-(Y-209)で表される少なくとも1種の2価の複素環基からなる構成単位、式(Y-301)-(Y-306)で表される少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基からなる構成単位が挙げられる。
【0195】
【0196】
【0197】
【0198】
【0199】
【0200】
【0201】
【0202】
【0203】
【0204】
【0205】
【0206】
【0207】
【0208】
・式(X)で表される構成単位
aX1及びaX2は、通常0~10の整数であり、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは0~5の整数であり、より好ましくは0~3の整数であり、更に好ましくは0~2の整数であり、特に好ましくは0又は1である。
【0209】
RX1、RX2及びRX3は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基であり、より好ましくはアリール基又は1価の複素環基であり、更に好ましくはアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
RX1、RX2及びRX3におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArY1で表される基が有してもよい置換基におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0210】
ArX1、ArX2、ArX3及びArX4は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは置換基を有していてもよいアリーレン基である。
ArX1、ArX2、ArX3及びArX4におけるアリーレン基及び2価の複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArY1におけるアリーレン基及び2価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
ArX2及びArX4で表される少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基における、アリーレン基及び2価の複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArY1におけるアリーレン基及び2価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
ArX2及びArX4における少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基としては、ArY1における少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基と同様のものが挙げられる。
【0211】
ArX1~ArX4及びRX1~RX3で表される基が有してもよい置換基の例及び好ましい範囲は、ArY1で表される基が有してもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0212】
式(X)で表される構成単位としては、下記式で表される構成単位が挙げられる。
【0213】
【0214】
【0215】
【0216】
【0217】
【0218】
【0219】
【0220】
第1の高分子化合物としては、例えば、高分子化合物HP-1~HP-3が挙げられる。
【0221】
【0222】
[表中、p、q及びrは、各構成単位のモル比率(モル%)を示す。p+q+r=100であり、且つ、100≧p+q≧70である。その他の構成単位とは、式(Y)で表される構成単位及び式(X)で表される構成単位以外の構成単位を意味する。]
【0223】
第1の高分子化合物は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよいし、その他の態様であってもよいが、複数種の原料モノマーを共重合した共重合体であることが好ましい。
第1の高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量は、好ましくは5×103~1×106であり、より好ましくは1×104~5×105であり、更に好ましくは2×104~2×105である。第1の高分子化合物のポリスチレン換算の重量平均分子量は、好ましくは1×104~2×106であり、より好ましくは2×104~1×106であり、更に好ましくは5×104~5×105である。
【0224】
(第1の高分子化合物の製造方法)
第1の高分子化合物は、ケミカルレビュー(Chem. Rev.),第109巻,897-1091頁(2009年)等に記載の公知の重合方法を用いて製造することができ、Suzuki反応、Yamamoto反応、Buchwald反応、Stille反応、Negishi反応及びKumada反応等の遷移金属触媒を用いるカップリング反応により重合させる方法が例示される。
上記重合方法において、単量体を仕込む方法としては、単量体全量を反応系に一括して仕込む方法、単量体の一部を仕込んで反応させた後、残りの単量体を一括、連続又は分割して仕込む方法、単量体を連続又は分割して仕込む方法等が挙げられる。
遷移金属触媒としては、パラジウム触媒、ニッケル触媒等が挙げられる。
重合反応の後処理は、公知の方法、例えば、分液により水溶性不純物を除去する方法、メタノール等の低級アルコールに重合反応後の反応液を加えて、析出させた沈殿を濾過した後、乾燥させる方法等を単独又は組み合わせて行う。第1の高分子化合物の純度が低い場合、例えば、再結晶、再沈殿、ソックスレー抽出器による連続抽出、カラムクロマトグラフィー等の通常の方法にて精製することができる。
【0225】
[第1の組成物]
第1の層は、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を更に含有してもよい。
第1の層は、化合物(B)と、化合物(A)と、第1の化合物、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤からなる群から選ばれる少なくとも1種とを含む組成物(以下、「第1の組成物」ともいう。)を含有する層であってもよい。但し、第1の組成物において、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料及び発光材料は、化合物(B)とは異なる。第1の組成物において、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料及び発光材料は、化合物(A)とは異なる。
第1の組成物には、化合物(B)、化合物(A)、第1の化合物、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤が、それぞれ、1種単独で含有されていてもよく、2種以上含有されていてもよい。
第1の組成物において、化合物(B)、化合物(A)、第1の化合物、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤の合計の含有量は、第1の組成物としての機能が奏される範囲であればよい。第1の組成物において、化合物(B)、化合物(A)、第1の化合物、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤の合計の含有量は、例えば、第1の組成物の全量基準で1~100質量%であってもよく、10~100質量%であってもよく、30~100質量%であってもよく、更に好ましくは50~100質量%であってもよく、70~100質量%であってもよく、90~100質量%であってもよい。
【0226】
(正孔輸送材料)
正孔輸送材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。正孔輸送材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、トリフェニルアミン及びその誘導体、N,N’-ジ-1-ナフチル-N,N’-ジフェニルベンジジン(α-NPD)、並びに、N,N’-ジフェニル-N,N’-ジ(m-トリル)ベンジジン(TPD)等の芳香族アミン化合物が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体;側鎖又は主鎖に芳香族アミン構造を有するポリアリーレン及びその誘導体が挙げられる。高分子化合物は、フラーレン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレン及びトリニトロフルオレノン等の電子受容性部位が結合された化合物でもよい。
第1の組成物において、正孔輸送材料が含まれる場合、正孔輸送材料の含有量は、化合物(B)及び化合物(A)の合計の含有量を100質量部とした場合、通常、1~10000質量部である。
正孔輸送材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【0227】
(電子輸送材料)
電子輸送材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。電子輸送材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、8-ヒドロキシキノリンを配位子とする金属錯体、オキサジアゾール、アントラキノジメタン、ベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノン、テトラシアノアントラキノジメタン、フルオレノン、ジフェニルジシアノエチレン及びジフェノキノン、並びに、これらの誘導体が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、ポリフェニレン、ポリフルオレン、及び、これらの誘導体が挙げられる。高分子化合物は、金属でドープされていてもよい。
第1の組成物において、電子輸送材料が含まれる場合、電子輸送材料の含有量は、化合物(B)及び化合物(A)の合計の含有量を100質量部とした場合、通常、1~10000質量部である。
電子輸送材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【0228】
(正孔注入材料及び電子注入材料)
正孔注入材料及び電子注入材料は、各々、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。正孔注入材料及び電子注入材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン;カーボン;モリブデン、タングステン等の金属酸化物;フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化セシウム、フッ化カリウム等の金属フッ化物が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリフェニレンビニレン、ポリチエニレンビニレン、ポリキノリン及びポリキノキサリン、並びに、これらの誘導体;芳香族アミン構造を主鎖又は側鎖に含む重合体等の導電性高分子が挙げられる。
第1の組成物において、正孔注入材料及び/又は電子注入材料が含まれる場合、正孔注入材料及び電子注入材料の含有量は、各々、化合物(B)及び化合物(A)の合計の含有量を100質量部とした場合、通常、1~10000質量部である。
正孔注入材料及び電子注入材料は、各々、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【0229】
・イオンドープ
正孔注入材料又は電子注入材料は、イオンがドープされていてもよい。例えば、正孔注入材料又は電子注入材料が導電性高分子を含む場合、導電性高分子の電気伝導度は、好ましくは1×10-5S/cm~1×103S/cmである。導電性高分子の電気伝導度をかかる範囲とするために、導電性高分子に適量のイオンをドープすることができる。
正孔注入材料又は電子注入材料にドープするイオンの種類は、例えば、正孔注入材料であればアニオンが挙げられ、電子注入材料であればカチオンが挙げられる。アニオンとしては、例えば、ポリスチレンスルホン酸イオン、アルキルベンゼンスルホン酸イオン及び樟脳スルホン酸イオンが挙げられる。カチオンとしては、例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン及びテトラブチルアンモニウムイオンが挙げられる。
ドープするイオンは、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【0230】
(発光材料)
発光材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。発光材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、ナフタレン及びその誘導体、アントラセン及びその誘導体、ペリレン及びその誘導体、並びに、イリジウム、白金又はユーロピウムを中心金属とする燐光発光性化合物が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、上述の式(Y)で表される構成単位及び/又は上述の式(X)で表される構成単位を含む高分子化合物が挙げられる。
第1の組成物において、発光材料が含まれる場合、発光材料の含有量は、化合物(B)及び化合物(A)の合計の含有量を100質量部とした場合、通常、1~10000質量部である。
発光材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【0231】
(酸化防止剤)
酸化防止剤は、化合物(B)及び化合物(A)と同じ溶媒に可溶であり、発光及び電荷輸送を阻害しない化合物であればよく、例えば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤が挙げられる。
第1の組成物において、酸化防止剤が含まれる場合、酸化防止剤の含有量は、化合物(B)及び化合物(A)の合計の含有量を100質量部とした場合、通常、0.00001~10質量部である。
酸化防止剤は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【0232】
[第1のインク]
第1の層は、例えば、化合物(B)と、化合物(A)と、溶媒とを含有する組成物(以下、「第1のインク」ともいう。)を用いて形成することができる。
第1のインクには、化合物(B)、化合物(A)及び溶媒が、それぞれ、1種単独で含有されていてもよく、2種以上含有されていてもよい。
第1のインクは、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、キャピラリ-コート法、ノズルコート法等の湿式法を用いた発光素子の作製に好適に使用することができる。
第1のインクの粘度は、湿式法の種類によって調整すればよい。第1のインクの粘度は、例えば、インクジェット印刷法等の溶液が吐出装置を経由する印刷法に適用する場合には、吐出時の目づまり及び飛行曲がりが起こりづらいので、好ましくは25℃において1~20mPa・sである。
第1のインクに含まれる溶媒は、好ましくは、インク中の固形分を溶解又は均一に分散できる溶媒である。第1のインクに含まれる溶媒としては、例えば、塩素系溶媒、エーテル系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、多価アルコール系溶媒、アルコール系溶媒、スルホキシド系溶媒、アミド系溶媒及び水が挙げられる。
第1のインクにおいて、溶媒の含有量は、化合物(B)及び化合物(A)の合計の含有量を100質量部とした場合、通常、1000~10000000質量部である。
溶媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【0233】
第1のインクは、第1の化合物、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤からなる群から選ばれる少なくとも1種を更に含んでいてもよい。
第1のインクには、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤が、それぞれ、1種単独で含有されていてもよく、2種以上含有されていてもよい。
第1のインクが更に含んでいてもよい、正孔輸送材料、電子輸送材料、正孔注入材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤の例及び好ましい範囲は、それぞれ、第1の組成物に含有される正孔輸送材料、電子輸送材料、正孔注入材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤の例及び好ましい範囲と同じである。
第1のインクが更に含んでいてもよい、正孔輸送材料、電子輸送材料、正孔注入材料、電子注入材料及び発光材料の含有量は、各々、化合物(B)及び化合物(A)の合計の含有量を100質量部とした場合、通常、1~10000質量部である。第1のインクが更に含んでいてもよい酸化防止剤の含有量は、化合物(B)及び化合物(A)の合計の含有量を100質量部とした場合、通常、0.00001~10質量部である。第1のインクが更に含んでいてもよい第1の化合物の含有量は、化合物(A)、化合物(B)及び第1の化合物の合計の含有量を100質量部とした場合、例えば、0.1~99.99質量部であり、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは1~99.9質量部であり、より好ましくは10~99.5質量部であり、更に好ましくは30~99質量部であり、特に好ましくは50~95質量部であり、とりわけ好ましくは70~90質量部である。
【0234】
<第2の層>
本開示の発光素子において、第2の層は架橋基を有する化合物の架橋体を含有する層である。第2の層は、架橋基を有する化合物の架橋体を1種のみ含有していてもよく、2種以上含有していてもよい。
【0235】
第2の層中の架橋基を有する化合物の架橋体の含有量は、第2の層としての機能が奏される範囲であればよい。第2の層中の架橋基を有する化合物の架橋体の合計の含有量は、例えば、第2の層の全量基準で1~100質量%であってもよく、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは10~100質量%であり、より好ましくは30~100質量%であり、更に好ましくは50~100質量%であり、特に好ましくは70~100質量%であり、とりわけ好ましくは90~100質量%である。
【0236】
[架橋基を有する化合物の架橋体]
架橋基を有する化合物の架橋体は、例えば、架橋基を有する化合物を後述の方法及び条件等により架橋した状態にすることで得られる。
架橋基を有する化合物は、架橋基を有する低分子化合物であっても、架橋基を有する高分子化合物であってもよい。
【0237】
架橋基を有する化合物において、架橋基としては、架橋基を有する化合物の架橋性がより優れ、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、架橋基A群から選ばれる少なくとも1種の架橋基(即ち、式(XL-1)~式(XL-19)で表される架橋基から選ばれる少なくとも1種の架橋基)であり、より好ましくは、式(XL-1)~式(XL-4)、式(XL-7)~式(XL-10)又は式(XL-14)~式(XL-19)で表される架橋基であり、更に好ましくは、式(XL-1)、式(XL-3)、式(XL-7)、式(XL-9)、式(XL-10)又は式(XL-16)~式(XL-19)で表される架橋基であり、特に好ましくは、式(XL-1)、式(XL-7)、式(XL-10)又は式(XL-16)又は式(XL-17)で表される架橋基であり、とりわけ好ましくは、式(XL-1)、式(XL-16)又は式(XL-17)で表される架橋基である。
【0238】
架橋基A群において、架橋基が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、ArY1で表される基が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
架橋基を有する化合物は、架橋基を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
【0239】
(架橋基を有する高分子化合物)
架橋基を有する高分子化合物は、架橋基を有する高分子化合物の架橋性がより優れ、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、架橋基を、架橋基を有する構成単位として含むことが好ましい。即ち、架橋基を有する高分子化合物は、架橋基を有する構成単位を含む高分子化合物であることが好ましい。つまり、架橋基を有する化合物は、架橋基を有する構成単位を含む高分子化合物であることが好ましい。
架橋基を有する高分子化合物及び架橋基を有する構成単位における架橋基の例及び好ましい範囲は、架橋基を有する化合物における架橋基の例及び好ましい範囲と同じである。
架橋基を有する高分子化合物が架橋基を有する構成単位を含む場合、架橋基を有する構成単位の含有量は、架橋基を有する高分子化合物としての機能が奏される範囲であればよい。架橋基を有する高分子化合物が架橋基を有する構成単位を含む場合、架橋基を有する構成単位の含有量は、架橋基を有する高分子化合物に含まれる構成単位の合計の含有量に対して、例えば、0.1~100モル%であり、架橋基を有する高分子化合物の架橋性がより優れ、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは1~99モル%であり、より好ましくは2~90モル%であり、更に好ましくは3~70モル%であり、特に好ましくは5~50モル%である。
架橋基を有する構成単位は、架橋基を有する高分子化合物中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
【0240】
架橋基を有する構成単位は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、式(Z)で表される構成単位又は式(Z’)で表される構成単位である。
【0241】
・式(Z)で表される構成単位
nは、通常1~10の整数であり、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは1~7の整数であり、より好ましくは1~4の整数であり、更に好ましくは1又は2であり、特に好ましくは2である。
nAは、通常0~10の整数であり、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは0~7の整数であり、より好ましくは0~4の整数であり、更に好ましくは0~2の整数である。
【0242】
ArZにおける炭化水素基としては、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基及び置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基が挙げられる。ArZにおける炭化水素基は、これらの基が複数結合した基を含む。
ArZにおける脂肪族炭化水素基としては、アルキレン基又はシクロアルキレン基から水素原子n個を除いた基が挙げられ、好ましくは、アルキレン基から水素原子n個を除いた基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArZにおける芳香族炭化水素基としては、アリーレン基から水素原子n個を除いた基が挙げられ、この基は置換基を有していてもよい。このアリーレン基の例及び好ましい範囲としては、ArY1におけるアリーレン基の例及び好ましい範囲が挙げられる。
ArZにおける複素環基としては、2価の複素環基から水素原子n個を除いた基が挙げられ、この基は置換基を有していてもよい。この2価の複素環基の例及び好ましい範囲としては、ArY1における2価の複素環基の例及び好ましい範囲が挙げられる。
ArZにおける少なくとも1種の炭化水素基と少なくとも1種の複素環基とが直接結合した基における、炭化水素基及び複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArZにおける炭化水素基及び複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
ArZにおける少なくとも1種の炭化水素基と少なくとも1種の複素環基とが直接結合した基としては、例えば、ArY1における少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した基から水素原子n個を除いた基が挙げられる。
ArZは、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、炭化水素基又は複素環基であり、より好ましくは、炭化水素基であり、更に好ましくは、芳香族炭化水素基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
【0243】
LAで表されるアリーレン基の例及び好ましい範囲としては、ArY1で表されるアリーレン基の例及び好ましい範囲が挙げられる。LAで表されるアリーレン基は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、フェニレン基又はフルオレンジイル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
LAで表される2価の複素環基の例及び好ましい範囲は、ArY1で表される2価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
LAは、架橋基を有する高分子化合物の合成が容易になり、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、アリーレン基又はアルキレン基であり、より好ましくは、フェニレン基、フルオレンジイル基又はアルキレン基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
【0244】
R’は、好ましくはアリール基又は1価の複素環基であり、より好ましくは、アリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
R’におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArY1が有していてもよい置換基におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0245】
ArZ、LA及びR’で表される基が有してもよい置換基の例及び好ましい範囲は、ArY1で表される基が有してもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
Xにおける架橋基の例及び好ましい範囲は、架橋基を有する化合物における架橋基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0246】
・式(Z’)で表される構成単位
【0247】
mAは、通常0~10の整数であり、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは0~7の整数であり、より好ましくは0~4の整数であり、更に好ましくは0~2の整数であり、特に好ましくは0又は1であり、とりわけ好ましくは0である。
mは、通常0~10の整数であり、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは0~7の整数であり、より好ましくは0~4の整数であり、更に好ましくは0~2の整数であり、特に好ましくは0である。
cは、通常0~10の整数であり、架橋基を有する高分子化合物の合成が容易になり、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは0~5の整数であり、より好ましくは0~2の整数であり、更に好ましくは0又は1であり、特に好ましくは0である。
【0248】
Ar5における炭化水素基及び複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、ArZにおける炭化水素基及び複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
Ar5における少なくとも1種の炭化水素基と少なくとも1種の複素環基とが直接結合した基の例及び好ましい範囲は、ArZにおける少なくとも1種の炭化水素基と少なくとも1種の複素環基とが直接結合した基の例及び好ましい範囲と同じである。
Ar5は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、炭化水素基又は複素環基であり、より好ましくは、炭化水素基であり、更に好ましくは、芳香族炭化水素基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
【0249】
Ar4及びAr6は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは置換基を有していてもよいアリーレン基である。
Ar4及びAr6におけるアリーレン基の例及び好ましい範囲は、ArX1、ArX2、ArX3及びArX4におけるアリーレン基の例及び好ましい範囲と同じである。
Ar4及びAr6における2価の複素環基の例及び好ましい範囲は、ArX1、ArX2、ArX3及びArX4における2価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0250】
Ar4~Ar6で表される基が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、ArY1で表される基が有してもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0251】
KAの例及び好ましい範囲は、LAの例及び好ましい範囲と同じである。
R’’の例及び好ましい範囲は、R’の例及び好ましい範囲と同じである。
【0252】
X’における架橋基の例及び好ましい範囲は、Xで表される架橋基の例及び好ましい範囲と同じである。
X’におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲は、それぞれ、RX1、RX2及びRX3におけるアリール基及び1価の複素環基の例及び好ましい範囲の例及び好ましい範囲と同じである。
X’は、好ましくは、架橋基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基であり、より好ましくは、架橋基、アリール基又は1価の複素環基であり、更に好ましくは、架橋基又はアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
X’で表される基が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、ArY1で表される基が有してもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
【0253】
架橋基を有する構成単位としては、例えば、下記式で表される構成単位が挙げられる。
【0254】
【0255】
【0256】
【0257】
【0258】
(その他の構成単位)
架橋基を有する高分子化合物(架橋基を有する構成単位を含む高分子化合物であることが好ましい。)は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位を含むことが好ましく、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位と、架橋基を有する構成単位とを含むことが好ましい。
架橋基を有する高分子化合物が、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構成単位と、架橋基を有する構成単位とを含む場合、架橋基を有する構成単位と、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位とは異なることが好ましい。
架橋基を有する高分子化合物は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、式(Y)で表される構成単位を含むことが好ましく、式(Y)で表される構成単位と架橋基を有する構成単位とを含むことがより好ましい。
架橋基を有する高分子化合物は、架橋基を有する高分子化合物の正孔輸送性が優れ、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、式(X)で表される構成単位を含むことが好ましく、式(X)で表される構成単位と架橋基を有する構成単位とを含むことがより好ましい。
架橋基を有する高分子化合物は、架橋基を有する高分子化合物の正孔輸送性が優れ、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命が更に優れるので、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位を含むことが好ましく、式(X)で表される構成単位、式(Y)で表される構成単位及び架橋基を有する構成単位を含むことがより好ましい。
【0259】
架橋基を有する高分子化合物が式(X)で表される構成単位を含む場合、式(X)で表される構成単位の含有量は、架橋基を有する高分子化合物としての機能が奏される範囲であればよい。架橋基を有する高分子化合物が式(X)で表される構成単位を含む場合、式(X)で表される構成単位の含有量は、架橋基を有する高分子化合物に含まれる構成単位の合計の含有量に対して、例えば、0.1~99.9モル%であり、架橋基を有する高分子化合物の正孔輸送性が優れ、且つ、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは1~99モル%であり、より好ましくは10~90モル%であり、更に好ましくは20~80モル%であり、特に好ましくは30~70モル%である。
式(X)で表される構成単位は、架橋基を有する高分子化合物中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
【0260】
架橋基を有する高分子化合物が式(Y)で表される構成単位を含む場合、式(Y)で表される構成単位の含有量は、架橋基を有する高分子化合物としての機能が奏される範囲であればよい。架橋基を有する高分子化合物が式(Y)で表される構成単位を含む場合、式(Y)で表される構成単位の含有量は、架橋基を有する高分子化合物に含まれる構成単位の合計の含有量に対して、例えば、0.1~99.9モル%であり、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは1~99モル%であり、より好ましくは10~90モル%であり、更に好ましくは20~80モル%であり、特に好ましくは30~70モル%である。
式(Y)で表される構成単位は、架橋基を有する高分子化合物中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
【0261】
架橋基を有する高分子化合物が、式(X)で表される構成単位及び/又は式(Y)で表される構成単位、並びに、架橋基を有する構成単位を含む場合、式(X)で表される構成単位、式(Y)で表される構成単位及び架橋基を有する構成単位の合計の含有量は、架橋基を有する高分子化合物としての機能が奏される範囲であればよい。架橋基を有する高分子化合物が、式(X)で表される構成単位及び/又は式(Y)で表される構成単位、並びに、架橋基を有する構成単位を含む場合、式(X)で表される構成単位、式(Y)で表される構成単位及び架橋基を有する構成単位の合計の含有量は、架橋基を有する高分子化合物に含まれる構成単位の合計の含有量に対して、例えば、1~100モル%であり、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは10~100モル%であり、より好ましくは30~100モル%であり、更に好ましくは50~100モル%であり、特に好ましくは70~100モル%であり、とりわけ好ましくは90~100モル%である。
【0262】
架橋基を有する高分子化合物としては、例えば、表4に示す高分子化合物P-1~P-12が挙げられる。ここで、「その他」とは、式(Z)で表される構成単位、式(Z’)で表される構成単位、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位以外の構成単位を意味する。
【0263】
【0264】
[表中、p’、q’、r’、s’及びt’は、各構成単位のモル比率(モル%)を表す。p’+q’+r’+s’+t’=100であり、且つ、70≦p’+q’+r’+s’≦100である。]
【0265】
架橋基を有する高分子化合物は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよいし、その他の態様であってもよいが、複数種の原料モノマーを共重合した共重合体であることが好ましい。
架橋基を有する高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量の例及び好ましい範囲は、第1の高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量の例及び好ましい範囲と同じである。架橋基を有する高分子化合物のポリスチレン換算の重量平均分子量の例及び好ましい範囲は、第1の高分子化合物のポリスチレン換算の重量平均分子量の例及び好ましい範囲と同じである。
【0266】
(架橋基を有する高分子化合物の製造方法)
架橋基を有する高分子化合物は、第1の高分子化合物の製造方法と同様の方法で製造することができる。
【0267】
[架橋基を有する低分子化合物]
架橋基を有する低分子化合物は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、式(Z’’)で表される化合物であることが好ましい。つまり、架橋基を有する化合物は、式(Z’’)で表される化合物であることが好ましい。
【0268】
mB1の例及び好ましい範囲は、mAの例及び好ましい範囲と同じである。
mB2の例及び好ましい範囲は、cの例及び好ましい範囲と同じである。
mB3の例及び好ましい範囲は、mの例及び好ましい範囲と同じである。
Ar7の例及び好ましい範囲は、Ar5の例及び好ましい範囲と同じである。
LB1の例及び好ましい範囲は、LAの例及び好ましい範囲と同じである。
R’’’の例及び好ましい範囲は、R’’の例及び好ましい範囲と同じである。
X’’の例及び好ましい範囲は、X’の例及び好ましい範囲と同じである。
【0269】
架橋基を有する低分子化合物としては、例えば、以下に示す化合物が挙げられる。
【0270】
【0271】
【0272】
【0273】
【0274】
[第2の組成物]
第2の層は、架橋基を有する化合物の架橋体と、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤からなる群から選ばれる少なくとも1種とを含む組成物(以下、「第2の組成物」ともいう。)を含有する層であってもよい。第2の層において、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料及び発光材料は、架橋基を有する化合物の架橋体とは異なる。
第2の組成物には、架橋基を有する化合物の架橋体、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤が、それぞれ、1種単独で含有されていてもよく、2種以上含有されていてもよい。
第2の組成物に含有される正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤の例及び好ましい範囲は、それぞれ、第1の組成物に含有される正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料及び酸化防止剤の例及び好ましい範囲と同じである。
第2の組成物において、架橋基を有する化合物の架橋体、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤の合計の含有量は、第2の組成物としての機能が奏される範囲であればよい。第2の組成物において、架橋基を有する化合物の架橋体、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤の合計の含有量は、例えば、第2の組成物の全量基準で1~100質量%であってもよく、10~100質量%であってもよく、30~100質量%であってもよく、更に好ましくは50~100質量%であってもよく、70~100質量%であってもよく、90~100質量%であってもよい。
第2の組成物において、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料及び発光材料の含有量は、各々、架橋基を有する化合物の架橋体の含有量を100質量部とした場合、通常、1~10000質量部である。第2の組成物において、酸化防止剤の含有量は、架橋基を有する化合物の架橋体の含有量を100質量部とした場合、通常、0.00001~10質量部である。
【0275】
[第2のインク]
第2の層は、例えば、架橋基を有する化合物と、溶媒とを含有する組成物(以下、「第2のインク」ともいう。)を用いて形成することができる。
第2のインクには、架橋基を有する化合物及び溶媒が、それぞれ、1種単独で含有されていてもよく、2種以上含有されていてもよい。
第2のインクは、第1のインクの項で説明した湿式法に好適に使用することができる。
第2のインクの粘度の好ましい範囲は、第1のインクの粘度の好ましい範囲と同じである。
第2のインクに含有される溶媒の例及び好ましい範囲は、第1のインクに含有される溶媒の例及び好ましい範囲と同じである。
第2のインクにおいて、溶媒の含有量は、架橋基を有する化合物の含有量を100質量部とした場合、通常、1000~10000000質量部である。
【0276】
第2のインクは、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤からなる群から選ばれる少なくとも1種を更に含んでいてもよい。
第2のインクには、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤が、それぞれ、1種単独で含有されていてもよく、2種以上含有されていてもよい。
第2のインクが更に含んでいてもよい、正孔輸送材料、電子輸送材料、正孔注入材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤の例及び好ましい範囲は、それぞれ、第2の組成物に含有される正孔輸送材料、電子輸送材料、正孔注入材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤の例及び好ましい範囲と同じである。
第2のインクが更に含んでいてもよい、正孔輸送材料、電子輸送材料、正孔注入材料、電子注入材料及び発光材料の含有量は、各々、架橋基を有する化合物の含有量を100質量部とした場合、通常、1~10000質量部である。第2のインクが更に含んでいてもよい酸化防止剤の含有量は、架橋基を有する化合物の含有量を100質量部とした場合、通常、0.00001~10質量部である。
【0277】
<発光素子>
本開示の発光素子は、陽極と、陰極と、陽極及び陰極の間に設けられた第1の層及び第2の層とを有する発光素子である。
本開示の発光素子は、陽極、陰極、第1の層及び第2の層以外の層を更に有していてもよい。
【0278】
本開示の発光素子は輝度寿命が優れる。
上記効果が奏される理由は以下のように推測されるが、これに限定されない。
【0279】
本開示の発光素子において、第2の層が架橋基を有する化合物の架橋体を含有することで、第2の層の発光特性、電荷輸送特性及び/又は電荷注入特性を向上又は調整することができ更に、本開示の発光素子が第2の層を有することで、陽極又は陰極から第1の層への電荷注入性等が向上又は調整されることにより、本開示の発光素子の輝度寿命が優れる発光素子となると推測される。
【0280】
上記観点から、発光素子の輝度寿命がより優れるので、第1の層と第2の層とは、隣接していることが好ましい。
【0281】
本開示の発光素子において、第1の層は、通常、発光層(以下、「第1の発光層」と言う。)である。
本開示の発光素子において、第2の層は、通常、正孔注入層、正孔輸送層、発光層(即ち、第1の発光層とは別個の発光層であり、以下、「第2の発光層」と言う。)又は電子輸送層であり、好ましくは、正孔注入層、正孔輸送層又は第2の発光層であり、更に好ましくは、正孔注入層又は正孔輸送層であり、特に好ましくは正孔輸送層である。
【0282】
本開示の発光素子において、第2の層は、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、陽極及び第1の層の間に設けられた層であることが好ましく、陽極及び第1の層の間に設けられた正孔注入層、正孔輸送層又は第2の発光層であることがより好ましく、陽極及び第1の層の間に設けられた正孔注入層又は正孔輸送層であることが更に好ましく、陽極及び第1の層の間に設けられた正孔輸送層であることが特に好ましい。
【0283】
本開示の発光素子において、第2の層が陽極及び第1の層の間に設けられた第2の発光層である場合、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、陽極と第2の層との間に、正孔注入層及び正孔輸送層のうちの少なくとも1つの層を更に有することが好ましい。また、第2の層が陽極及び第1の層の間に設けられた第2の発光層である場合、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、陰極と第1の層との間に、電子注入層及び電子輸送層のうちの少なくとも1つの層を更に有することが好ましい。
本開示の発光素子において、第2の層が陽極及び第1の層の間に設けられた正孔輸送層である場合、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、陽極と第2の層との間に、正孔注入層を更に有することが好ましい。また、第2の層が陽極及び第1の層の間に設けられた正孔輸送層である場合、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、陰極と第1の層との間に、電子注入層及び電子輸送層のうちの少なくとも1つの層を更に有することが好ましい。
本開示の発光素子において、第2の層が陽極及び第1の層の間に設けられた正孔注入層である場合、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、第1の層と第2の層との間に、正孔輸送層を更に有することが好ましい。また、第2の層が陽極及び第1の層の間に設けられた正孔注入層である場合、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、陰極と第1の層との間に、電子注入層及び電子輸送層のうちの少なくとも1つの層を更に有することが好ましい。
本開示の発光素子において、第2の層が陰極及び第1の層の間に設けられた電子輸送層である場合、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、陽極と第1の層との間に、正孔注入層及び正孔輸送層のうちの少なくとも1つの層を更に有することが好ましい。また、第2の層が陰極及び第1の層の間に設けられた電子輸送層である場合、本開示の発光素子の輝度寿命がより優れるので、陰極と第2の層との間に、電子注入層を更に有することが好ましい。
【0284】
本開示の発光素子の具体的な層構成としては、例えば、下記の(D1)~(D17)で表される層構成が挙げられる。本開示の発光素子は、通常、基板を有するが、基板上に陽極から積層されていてもよく、基板上に陰極から積層されていてもよい。
【0285】
(D1)陽極/正孔輸送層(第2の層)/第1の発光層(第1の層)/陰極
(D2)陽極/正孔注入層/正孔輸送層(第2の層)/第1の発光層(第1の層)/陰極(D3)陽極/正孔注入層/正孔輸送層(第2の層)/第1の発光層(第1の層)/電子輸送層/陰極
(D4)陽極/正孔注入層/正孔輸送層(第2の層)/第1の発光層(第1の層)/電子注入層/陰極
(D5)陽極/正孔注入層/正孔輸送層(第2の層)/第1の発光層(第1の層)/電子輸送層/電子注入層/陰極
(D6)陽極/正孔注入層/正孔輸送層(第2の層)/第1の発光層(第1の層)/第2の発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(D7)陽極/正孔注入層/正孔輸送層(第2の層)/第2の発光層/第1の発光層(第1の層)/電子輸送層/電子注入層/陰極
(D8)陽極/第2の発光層(第2の層)/第1の発光層(第1の層)/陰極
(D9)陽極/正孔注入層/第2の発光層(第2の層)/第1の発光層(第1の層)/電子輸送層/陰極
(D10)陽極/正孔注入層/第2の発光層(第2の層)/第1の発光層(第1の層)/電子注入層/陰極
(D11)陽極/正孔注入層/第2の発光層(第2の層)/第1の発光層(第1の層)/電子輸送層/電子注入層/陰極
(D12)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/第2の発光層(第2の層)/第1の発光層(第1の層)/電子輸送層/電子注入層/陰極
(D13)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/第1の発光層(第1の層)/第2の発光層(第2の層)/電子輸送層/電子注入層/陰極
(D14)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/第1の発光層(第1の層)/電子輸送層(第2の層)/電子注入層/陰極
(D15)陽極/正孔注入層(第2の層)/第1の発光層(第1の層)/陰極
(D16)陽極/正孔注入層(第2の層)/第1の発光層(第1の層)/電子輸送層/電子注入層/陰極
(D17)陽極/正孔注入層(第2の層)/正孔輸送層/第1の発光層(第1の層)/電子輸送層/電子注入層/陰極
【0286】
上記の(D1)~(D17)中、「/」は、その前後の層が隣接して積層していることを意味する。例えば、「正孔輸送層(第2の層)/第1の発光層(第1の層)」とは、正孔輸送層(第2の層)と第1の発光層(第1の層)とが隣接して積層していることを意味する。
【0287】
本開示の発光素子において、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層及び陰極は、それぞれ、必要に応じて、2層以上設けられていてもよい。陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層及び陰極が複数存在する場合、それらを構成する材料はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
【0288】
本開示の発光素子において、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、第1の層、第2の層、発光層、電子輸送層、電子注入層及び陰極の厚さは、通常、1nm~1μmであり、好ましくは2nm~500nmであり、更に好ましくは5nm~150nmである。
【0289】
本開示の発光素子において、積層する層の順番、数、及び厚さは、発光素子の輝度寿命等を勘案して調整すればよい。
【0290】
[第1の発光層]
第1の発光層は通常、第1の層である。
【0291】
[第2の発光層]
第2の発光層は、通常、第2の層又は発光材料を含有する層であり、好ましくは、発光材料を含有する層である。第2の発光層が発光材料を含有する層である場合、第2の発光層に含有される発光材料としては、例えば、前述の第1の組成物が含有していてもよい発光材料が挙げられる。第2の発光層に含有される発光材料は、1種単独で含有されていても、2種以上が含有されていてもよい。
本開示の発光素子が第2の発光層を有し、且つ、後述の正孔注入層、後述の正孔輸送層及び後述の電子輸送層が第2の層ではない場合、第2の発光層は第2の層であることが好ましい。
【0292】
[正孔輸送層]
正孔輸送層は、第2の層又は正孔輸送材料を含有する層であり、好ましくは、第2の層である。正孔輸送層が正孔輸送材料を含有する層である場合、正孔輸送材料としては、例えば、前述の第1の組成物が含有していてもよい正孔輸送材料が挙げられる。正孔輸送層に含有される正孔輸送材料は、1種単独で含有されていても、2種以上が含有されていてもよい。
本開示の発光素子が正孔輸送層を有し、且つ、後述の正孔注入層、前述の第2の発光層及び後述の電子輸送層が第2の層ではない場合、正孔輸送層は第2の層であることが好ましい。
【0293】
[電子輸送層]
電子輸送層は、第2の層又は電子輸送材料を含有する層であり、好ましくは、電子輸送材料を含有する層である。電子輸送層が電子輸送材料を含有する層である場合、電子輸送層に含有される電子輸送材料としては、例えば、前述の第1の組成物が含有していてもよい電子輸送材料が挙げられる。電子輸送層に含有される電子輸送材料は、1種単独で含有されていても、2種以上が含有されていてもよい。
本開示の発光素子が電子輸送層を有し、且つ、後述の正孔注入層、前述の第2の発光層及び前述の正孔輸送層が第2の層ではない場合、電子輸送層は第2の層であることが好ましい。
【0294】
[正孔注入層]
正孔注入層は、第2の層又は正孔注入材料を含有する層であり、好ましくは、正孔注入材料を含有する層である。正孔注入層が正孔注入材料を含有する層である場合、正孔注入層に含有される正孔注入材料としては、例えば、前述の第1の組成物が含有していてもよい正孔注入材料が挙げられる。正孔注入層に含有される正孔注入材料は、1種単独で含有されていても、2種以上が含有されていてもよい。
本開示の発光素子が正孔注入層を有し、且つ、前述の第2の発光層、前述の正孔輸送層及び前述の電子輸送層が第2の層ではない場合、正孔注入層は第2の層であることが好ましい。
【0295】
[電子注入層]
電子注入層は、電子注入材料を含有する層である。電子注入層に含有される電子注入材料としては、例えば、前述の第1の組成物が含有していてもよい電子注入材料が挙げられる。電子注入層に含有される電子注入材料は、1種単独が含有されていても、2種以上が含有されていてもよい。
【0296】
[基板/電極]
発光素子における基板は、電極の形成及び有機層の形成の際に、化学的に変化しない基板であることが好ましい。基板は、例えば、ガラス、プラスチック、シリコン等の材料からなる基板であってよい。不透明な基板を使用する場合には、基板から最も遠くにある電極が透明又は半透明であることが好ましい。
陽極の材料としては、例えば、導電性の金属酸化物、半透明の金属が挙げられ、好ましくは、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ;インジウム・スズ・オキサイド(ITO)、インジウム・亜鉛・オキサイド等の導電性化合物;銀とパラジウムと銅との複合体(APC);NESA、金、白金、銀、銅である。
陰極の材料としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、亜鉛、インジウム等の金属;それらのうち2種以上の合金;それらのうち1種以上と、銀、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうち1種以上との合金;並びに、グラファイト及びグラファイト層間化合物が挙げられる。合金としては、例えば、マグネシウム-銀合金、マグネシウム-インジウム合金、マグネシウム-アルミニウム合金、インジウム-銀合金、リチウム-アルミニウム合金、リチウム-マグネシウム合金、リチウム-インジウム合金、カルシウム-アルミニウム合金が挙げられる。
本開示の発光素子において、陽極及び陰極の少なくとも一方は、通常、透明又は半透明であるが、陽極が透明又は半透明であることが好ましい。
陽極及び陰極の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法及びラミネート法が挙げられる。
【0297】
[発光素子の製造方法]
本開示の発光素子の製造方法において、第1の層、第2の層、並びに、第1の層及び第2の層以外の層の形成方法としては、低分子化合物を用いる場合、例えば、真空蒸着法等の乾式法及び第1のインクの項で説明した湿式法が挙げられ、また、高分子化合物を用いる場合、例えば、第1のインクの項で説明した湿式法が挙げられる。
本開示の発光素子の製造方法において、第1の層、第2の層、並びに、第1の層及び第2の層以外の層は、上述した各種インク、並びに、上述した各種材料及び第1のインクの項で説明した溶媒を含むインクを用いて、第1のインクの項で説明した湿式法により形成してもよいし、真空蒸着法等の乾式法により形成してもよい。
【0298】
第1の層及び第2の層の形成方法としては、例えば、乾式法及び湿式法が挙げられ、本開示の発光素子の製造が容易になるので、湿式法が好ましい。第1の層及び第2の層の形成方法において、乾式法としては、例えば、真空蒸着法が挙げられる。第1の層及び第2の層の形成方法において、湿式法としては、例えば、第1のインクの項で説明した湿式法が挙げられる。
第1の層を湿式法により形成する場合、本開示の発光素子の製造が容易になるので、第1のインクを用いることが好ましい。即ち、第1の層は、第1のインクを用いた湿式法により形成することが好ましい。
第2の層を湿式法により形成する場合、本開示の発光素子の製造が容易になるので、第2のインクを用いることが好ましい。即ち、第2の層は、第2のインクを用いた湿式法により形成することが好ましい。
【0299】
本開示の発光素子の製造方法において、架橋基を有する化合物の架橋体を含有する層(例えば、第2の層)は、例えば、架橋基を有する化合物を含有する層を形成後、加熱又は光照射(好ましくは、加熱)することで、該層に含有される架橋基を有する化合物を架橋させることで形成することができる。架橋基を有する化合物が架橋した状態(架橋基を有する化合物の架橋体)で、層に含有されている場合、該層は溶媒に対して実質的に不溶化されている。そのため、架橋基を有する化合物の架橋体を含有する層は、本開示の発光素子の製造において、層の積層化に好適に使用することができる。
【0300】
上記観点から、本開示の発光素子の製造方法において、本開示の発光素子の製造が容易になるので、第2の層を形成する工程は、架橋基を有する化合物を含有する層を形成後、該層に含まれる架橋基を有する化合物を架橋させて、架橋基を有する化合物の架橋体を含有する第2の層を形成する工程を含むことが好ましい。
第2の層を形成する工程において、架橋基を有する化合物を架橋させる方法としては、本開示の発光素子の製造が容易になるので、加熱又は光照射により架橋させる方法が好ましく、加熱により架橋させる方法がより好ましい。
【0301】
架橋させるための加熱の温度は、通常、25℃~300℃であり、好ましくは50℃~260℃であり、より好ましくは130℃~230℃であり、更に好ましくは180℃~210℃である。
加熱の時間は、通常、0.1分~1000分であり、好ましくは0.5分~500分であり、より好ましくは1分~120分であり、更に好ましくは10分~60分である。
光照射に用いられる光の種類は、例えば、紫外光、近紫外光、可視光である。
【0302】
第2の層を形成する工程としては、例えば、第2のインクを用いた湿式法により、層を形成後、該層に含有される架橋基を有する化合物を架橋させて、第2の層を形成する方法が挙げられる。
【0303】
第1の層、第2の層、又は、第1の層及び第2の層以外の層に含有される成分の分析方法としては、例えば、抽出等の化学的分離分析法、赤外分光法(IR)、核磁気共鳴分光法(NMR)、質量分析法(MS)等の機器分析法、並びに、化学的分離分析法及び機器分析法を組み合わせた分析法が挙げられる。
第1の層、第2の層、又は、第1の層及び第2の層以外の層に対して、トルエン、キシレン、クロロホルム、テトラヒドロフラン等の有機溶媒を用いた固液抽出を行うことで、有機溶媒に対して実質的に不溶な成分(不溶成分)と、有機溶媒に対して溶解する成分(溶解成分)とに分離することが可能である。不溶成分は赤外分光法又は核磁気共鳴分光法により分析することが可能であり、溶解成分は核磁気共鳴分光法又は質量分析法により分析することが可能である。
【0304】
本開示の発光素子は、例えば、基板上に各層を順次積層することにより製造することができる。具体的には、基板上に陽極を設け、その上に正孔注入層、正孔輸送層等の層を設け、その上に発光層を設け、その上に電子輸送層、電子注入層等の層を設け、更にその上に、陰極を積層することにより、発光素子を製造することができる。他の製造方法としては、基板上に陰極を設け、その上に電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層等の層を設け、更にその上に、陽極を積層することにより、発光素子を製造することができる。更に他の製造方法としては、陽極又は陽極上に各層を積層した陽極側基材と陰極又は陰極上に各層を積層させた陰極側基材とを、対向させて接合することにより製造することができる。
【0305】
本開示の発光素子の製造において、正孔注入層の形成に用いる材料、発光層の形成に用いる材料、正孔輸送層の形成に用いる材料、電子輸送層の形成に用いる材料、及び、電子注入層の形成に用いる材料が、各々、正孔注入層、発光層、正孔輸送層、電子輸送層及び電子注入層に隣接する層の形成時に使用される溶媒に溶解する場合、該溶媒に該材料が溶解することが回避されることが好ましい。材料の溶解を回避する方法としては、i)架橋基を有する材料を用いる方法、及び、ii)隣接する層の溶媒への溶解性に差を設ける方法が挙げられる。上記i)の方法としては、例えば、架橋基を有する材料を用いて層(例えば、正孔輸送層)を形成した後、該架橋基を架橋させることにより、該層を不溶化させることができ、該層上に、該層とは異なる層(例えば、発光層)を積層することができる。また、上記ii)の方法としては、例えば、層(例えば、発光層)を形成した後、該層に対して、溶解性の低い溶媒を含むインクを用いることで、該層上に、該層とは異なる層(例えば、電子輸送層)を積層することができる。
【0306】
[用途]
本開示の発光素子は、液晶表示装置のバックライト用の光源、照明用の光源、有機EL照明、コンピュータ、テレビ及び携帯端末等の表示装置(例えば、有機ELディスプレイ及び有機ELテレビ)として好適に用いることができる。
【実施例0307】
以下、実施例によって本開示の一実施形態を更に詳細に説明するが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0308】
実施例において、高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)及びポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、移動相にテトラヒドロフランを用い、サイズエクスクルージョンクロマトグラフィー(SEC)により求めた。なお、SECの各測定条件は、次のとおりである。
測定する高分子化合物を約0.05質量%の濃度でテトラヒドロフランに溶解させ、SECに10μL注入した。移動相は、2.0mL/分の流量で流した。カラムとして、PLgel MIXED-B(ポリマーラボラトリーズ製)を用いた。検出器にはUV-VIS検出器(島津製作所製、商品名:SPD-10Avp)を用いた。
【0309】
NMRは、下記の方法で測定した。
5~10mgの測定試料を約0.5mLの重クロロホルム(CDCl3)、重テトラヒドロフラン、重ジメチルスルホキシド、重アセトン、重N,N-ジメチルホルムアミド、重トルエン、重メタノール、重エタノール、重2-プロパノールまたは重塩化メチレンに溶解させ、NMR装置(Agilent社製、商品名:INOVA300またはMERCURY 400VX)を用いて測定した。
【0310】
化合物のΔESTの値の算出は、以下のようにして行った。
まず、B3LYPレベルの密度汎関数法により、化合物の基底状態を構造最適化した。その際、基底関数として、6-31G*を用いた。そして、得られた構造最適化された構造を用いて、B3LYPレベルの時間依存密度汎関数法により、化合物のΔESTを算出した。なお、量子化学計算プログラムとして、Gaussian09を用いて計算した。
【0311】
化合物の室温における発光スペクトルの最大ピーク波長は、分光光度計(日本分光株式会社製、FP-6500)により室温にて測定した。化合物をキシレンに、約8×10-4質量%の濃度で溶解させたキシレン溶液を試料として用いた。励起光としては、波長325nmの紫外(UV)光を用いた。
【0312】
<化合物H1、金属錯体MC1、金属錯体MC2及び化合物B1の合成及び入手>
化合物H1及び化合物B1は、Luminescence Technology社製を用いた。
金属錯体MC1及び金属錯体MC2は、特開2013-147551号公報に記載の方法に従って合成した。
【0313】
【0314】
化合物B1のΔESTは、0.49eVであった。化合物B1の室温における発光スペクトルの最大ピーク波長は、452nmであった。化合物B1の室温における発光スペクトルの最大ピークの半値幅は、22nmであった。
【0315】
<化合物M1~M9の合成>
化合物M1は、国際公開第2015/145871号に記載の方法に従って合成した。
化合物M2は、国際公開第2013/146806号に記載の方法に従って合成した。
化合物M3は、国際公開第2005/049546号に記載の方法に従って合成した。
化合物M4は、特開2010-189630号公報に記載の方法に従って合成した。
化合物M5は、特開2011-174062号公報に記載の方法に従って合成した。
化合物M6は、国際公開第2002/045184号に記載の方法に従って合成した。
化合物M7は、特開2010-215886号公報に記載の方法に従って合成した。
化合物M8は、特開2008-106241号公報に記載の方法に従って合成した。
化合物M9は、国際公開第2015/141603号に記載の方法に従って合成した。
【0316】
【0317】
<高分子化合物HTL-1の合成>
高分子化合物HTL-1は、化合物M1、化合物M2及び化合物M3を用いて、国際公開第2015/145871号に記載の方法に従って合成した。高分子化合物HTL-1のMnは2.3×104であり、Mwは1.2×105であった。
高分子化合物HTL-1は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物M1から誘導される構成単位と、化合物M2から誘導される構成単位と、化合物M3から誘導される構成単位とが、45:5:50のモル比で構成された共重合体である。
【0318】
<高分子化合物HTL-2の合成>
高分子化合物HTL-2は、化合物M5、化合物M3、化合物M6及び化合物M7を用いて、特開2012-144722号公報に記載の方法に従って合成した。高分子化合物HTL-2のMnは5.0×104であり、Mwは2.5×105であった。
高分子化合物HTL-2は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物M5から誘導される構成単位と、化合物M3から誘導される構成単位と、化合物M6から誘導される構成単位と、化合物M7から誘導される構成単位とが、50:30:12.5:7.5のモル比で構成された共重合体である。
【0319】
<高分子化合物HTL-3の合成>
高分子化合物HTL-3は、化合物M5、化合物M3、化合物M6及び化合物M8を用いて、特開2012-144722号公報に記載の方法に従って合成した。高分子化合物HTL-3のMnは7.8×104であり、Mwは2.6×105であった。
高分子化合物HTL-3は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物M5から誘導される構成単位と、化合物M3から誘導される構成単位と、化合物M6から誘導される構成単位と、化合物M8から誘導される構成単位とが、50:30:12.5:7.5のモル比で構成された共重合体である。
【0320】
<低分子化合物HTL-4の入手>
低分子化合物HTL-4は、Luminescence Technology社製を用いた。
【0321】
【0322】
<高分子化合物HTL-5の合成>
高分子化合物HTL-5は、化合物M4及び化合物M3を用いて、国際公開第2019/004247号に記載の方法に従って合成した。高分子化合物HTL-5のMnは4.5×104であり、Mwは1.5×105であった。
高分子化合物HTL-5は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物M4から誘導される構成単位と、化合物M3から誘導される構成単位とが、50:50のモル比で構成された共重合体である。なお、高分子化合物HTL-5は架橋基を有さない高分子化合物である。
【0323】
<高分子化合物HTL-6の合成>
高分子化合物HTL-6は、化合物M5、化合物M9、化合物M6及び化合物M8を用いて、国際公開第2015/141603号に記載の方法に従って合成した。高分子化合物HTL-6のMnは6.6×104であり、Mwは2.3×105であった。
高分子化合物HTL-6は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物M5から誘導される構成単位と、化合物M9から誘導される構成単位と、化合物M6から誘導される構成単位と、化合物M8から誘導される構成単位とが、50:30:12.5:7.5のモル比で構成された共重合体である。
【0324】
<高分子化合物HTL-7の合成>
高分子化合物HTL-7は、化合物M4、化合物M3及び化合物M8を用いて、国際公開第2019/004247号に記載の方法に従って合成した。高分子化合物HTL-7のMnは2.6×104であり、Mwは1.4×105であった。
高分子化合物HTL-7は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物M4から誘導される構成単位と、化合物M3から誘導される構成単位と、化合物M8から誘導される構成単位とが、50:42.5:7.5のモル比で構成された共重合体である。
【0325】
<高分子化合物ET1の合成>
(高分子化合物ET1aの合成)
高分子化合物ET1aは、特開2012-33845号公報に記載の方法に従って合成した化合物ET1-1、及び、特開2012-33845号公報に記載の方法に従って合成した化合物ET1-2を用いて、特開2012-33845号公報に記載の方法に従って合成した。
【0326】
【0327】
高分子化合物ET1aのMnは5.2×104であった。
【0328】
高分子化合物ET1aは、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物ET1-1から誘導される構成単位と、化合物ET1-2から誘導される構成単位とが、50:50のモル比で構成された共重合体である。
【0329】
(高分子化合物ET1の合成)
反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、高分子化合物ET1a(200mg)、テトラヒドロフラン(20mL)及びエタノール(20mL)を加え、55℃に加熱した。その後、そこへ、水(2mL)に溶解させた水酸化セシウム(200mg)を加え、55℃で6時間撹拌した。その後、室温まで冷却した後、減圧濃縮することにより、固体を得た。得られた固体を水で洗浄した後、減圧乾燥させることにより、高分子化合物ET1(150mg、薄黄色固体)を得た。得られた高分子化合物ET1のNMRスペクトルにより、高分子化合物ET1aのエチルエステル部位のエチル基由来のシグナルが完全に消失していることを確認した。
【0330】
【0331】
<実施例D1> 発光素子D1の作製と評価
(陽極及び正孔注入層の形成)
ガラス基板にスパッタ法により45nmの厚さでITO膜を付けることにより、陽極を形成した。該陽極上に、正孔注入材料であるND-3202(日産化学工業株式会社製)をスピンコート法により35nmの厚さで成膜し、塗膜を形成した。塗膜を形成した基板を大気雰囲気下において、ホットプレート上で50℃、3分間加熱し、更に230℃、15分間加熱することにより正孔注入層を形成した。
【0332】
(第2の層の形成)
キシレンに、高分子化合物HTL-1を0.7質量%の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を用いて、正孔注入層の上にスピンコート法により20nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、ホットプレート上で180℃、60分間加熱することにより、第2の層(正孔輸送層)を形成した。この加熱により、高分子化合物HTL-1は、架橋した状態となった。
【0333】
(第1の層の形成)
トルエンに、化合物H1、金属錯体MC1及び化合物B1(化合物H1/金属錯体MC1/化合物B1=73質量%/25質量%/2質量%)を1.8質量%の濃度で溶解させた。得られたトルエン溶液を用いて、第2の層の上にスピンコート法により60nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、130℃、10分間加熱することにより、第1の層(発光層)を形成した。
【0334】
(電子輸送層の形成)
2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロ-1-ペンタノールに、高分子化合物ET1を0.4質量%の濃度で溶解させた。得られた2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロ-1-ペンタノール溶液を用いて、発光層の上にスピンコート法により20nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、130℃、10分間加熱することにより電子輸送層を形成した。
【0335】
(陰極の形成)
電子輸送層を形成した基板を蒸着機内において、1.0×10-4Pa以下にまで減圧した後、陰極として、電子輸送層の上にフッ化ナトリウムを約4nm、次いで、フッ化ナトリウム層の上にアルミニウムを約80nm蒸着した。蒸着後、陰極を形成した基板をガラス基板で封止することにより、発光素子D1を作製した。
【0336】
(発光素子の評価)
発光素子D1に電圧を印加することによりEL発光が観測された。300cd/m2における色度座標(x,y)は(0.14,0.13)であった。初期輝度が300cd/m2となるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度が初期輝度の60%となるまでの時間(以下LT60ともいう)を測定した。
【0337】
<実施例D2> 発光素子D2の作製と評価
実施例D1の(第2の層の形成)における、「高分子化合物HTL―1」に代えて、「高分子化合物HTL-2」を用いた以外は実施例D1と同様にして、発光素子D2を作製した。なお、実施例D2の(第2の層の形成)において、加熱により、高分子化合物HTL-2は、架橋した状態となった。
発光素子D2に電圧を印加することによりEL発光が観測された。300cd/m2における色度座標(x,y)は(0.14,0.13)であった。初期輝度が300cd/m2となるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、LT60を測定した。
【0338】
<実施例D3> 発光素子D3の作製と評価
実施例D1の(第2の層の形成)における、「高分子化合物HTL-1」に代えて、「高分子化合物HTL-3」を用いた以外は実施例D1と同様にして、発光素子D3を作製した。なお、実施例D3の(第2の層の形成)において、加熱により、高分子化合物HTL-3は、架橋した状態となった。
発光素子D3に電圧を印加することによりEL発光が観測された。300cd/m2における色度座標(x,y)は(0.14,0.14)であった。初期輝度が300cd/m2となるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、LT60を測定した。
【0339】
<実施例D4> 発光素子D4の作製と評価
実施例D1の(第2の層の形成)における、「高分子化合物HTL-1」に代えて、「低分子化合物HTL-4」を用いた以外は実施例D1と同様にして、発光素子D4を作製した。なお、実施例D4の(第2の層の形成)において、加熱により、低分子化合物HTL-4は、架橋した状態となった。
発光素子D4に電圧を印加することによりEL発光が観測された。300cd/m2における色度座標(x,y)は(0.15,0.15)であった。初期輝度が300cd/m2となるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、LT60を測定した。
【0340】
<比較例CD1> 発光素子CD1の作製と評価
実施例D1の(第2の層の形成)における、「高分子化合物HTL-1」に代えて、「高分子化合物HTL-5」を用いた以外は実施例D1と同様にして、発光素子CD1を作製した。
発光素子CD1に電圧を印加することによりEL発光が観測された。300cd/m2における色度座標(x,y)は(0.15,0.13)であった。初期輝度が300cd/m2となるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、LT60を測定した。
【0341】
実施例D1~D4及び比較例CD1の結果を表5に示す。表5中の「LT60(相対値)」は、発光素子CD1のLT60を1.00としたときの発光素子D1~D4のLT6
0の相対値(つまり、発光素子D1~D4のLT60を、発光素子CD1のLT60で除した値)を示す。
【0342】
【0343】
<実施例D5> 発光素子D5の作製と評価
(陽極及び正孔注入層の形成)
ガラス基板にスパッタ法により45nmの厚さでITO膜を付けることにより、陽極を形成した。該陽極上に、正孔注入材料であるND-3202(日産化学工業株式会社製)をスピンコート法により35nmの厚さで成膜し、塗膜を形成した。塗膜を形成した基板を大気雰囲気下において、ホットプレート上で50℃、3分間加熱し、更に230℃、15分間加熱することにより正孔注入層を形成した。
【0344】
(第2の層の形成)
キシレンに、高分子化合物HTL-1を0.7質量%の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を用いて、正孔注入層の上にスピンコート法により20nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、ホットプレート上で180℃、60分間加熱することにより、第2の層(正孔輸送層)を形成した。この加熱により、高分子化合物HTL-1は、架橋した状態となった。
【0345】
(第1の層の形成)
トルエンに、化合物H1、金属錯体MC2及び化合物B1(化合物H1/金属錯体MC2/化合物B1=73質量%/25質量%/2質量%)を1.8質量%の濃度で溶解させた。得られたトルエン溶液を用いて、第2の層の上にスピンコート法により60nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、130℃、10分間加熱することにより、第1の層(発光層)を形成した。
【0346】
(電子輸送層の形成)
2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロ-1-ペンタノールに、高分子化合物ET1を0.4質量%の濃度で溶解させた。得られた2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロ-1-ペンタノール溶液を用いて、第1の層の上にスピンコート法により20nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、130℃、10分間加熱することにより電子輸送層を形成した。
【0347】
(陰極の形成)
電子輸送層を形成した基板を蒸着機内において、1.0×10-4Pa以下にまで減圧した後、陰極として、電子輸送層の上にフッ化ナトリウムを約4nm、次いで、フッ化ナトリウム層の上にアルミニウムを約80nm蒸着した。蒸着後、陰極を形成した基板をガラス基板で封止することにより、発光素子D5を作製した。
【0348】
(発光素子の評価)
発光素子D5に電圧を印加することによりEL発光が観測された。300cd/m2における色度座標(x,y)は(0.15,0.25)であった。初期輝度が300cd/m2となるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度が初期輝度の60%となるまでの時間(以下LT60ともいう)を測定した。
【0349】
<実施例D6> 発光素子D6の作製と評価
実施例D5の(第2の層の形成)における、「高分子化合物HTL-1」に代えて、「高分子化合物HTL-2」を用いた以外は実施例D5と同様にして、発光素子D6を作製した。なお、実施例D6の(第2の層の形成)において、加熱により、高分子化合物HTL-2は、架橋した状態となった。
発光素子D6に電圧を印加することによりEL発光が観測された。300cd/m2における色度座標(x,y)は(0.15,0.23)であった。初期輝度が300cd/m2となるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、LT60を測定した。
【0350】
<実施例D7> 発光素子D7の作製と評価
実施例D5の(第2の層の形成)における、「高分子化合物HTL-1」に代えて、「高分子化合物HTL-3」を用いた以外は実施例D5と同様にして、発光素子D7を作製した。なお、実施例D7の(第2の層の形成)において、加熱により、高分子化合物HTL-3は、架橋した状態となった。
発光素子D7に電圧を印加することによりEL発光が観測された。300cd/m2における色度座標(x,y)は(0.15,0.23)であった。初期輝度が300cd/m2となるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、LT60を測定した。
【0351】
<実施例D8> 発光素子D8の作製と評価
実施例D5の(第2の層の形成)における、「高分子化合物HTL-1」に代えて、「化合物HTL-4」を用いた以外は実施例D5と同様にして、発光素子D8を作製した。なお、実施例D8の(第2の層の形成)において、加熱により、化合物HTL-4は、架橋した状態となった。
発光素子D8に電圧を印加することによりEL発光が観測された。300cd/m2における色度座標(x,y)は(0.16,0.26)であった。初期輝度が300cd/m2となるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、LT60を測定した。
【0352】
<実施例D9> 発光素子D9の作製と評価
実施例D5の(第2の層の形成)における、「高分子化合物HTL-1」に代えて、「高分子化合物HTL-6」を用いた以外は実施例D5と同様にして、発光素子D9を作製した。なお、実施例D9の(第2の層の形成)において、加熱により、高分子化合物HTL-6は、架橋した状態となった。
発光素子D9に電圧を印加することによりEL発光が観測された。300cd/m2における色度座標(x,y)は(0.16,0.25)であった。初期輝度が300cd/m2となるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、LT60を測定した。
【0353】
<実施例D10> 発光素子D10の作製と評価
実施例D5の(第2の層の形成)における、「高分子化合物HTL-1」に代えて、「高分子化合物HTL-7」を用いた以外は実施例D5と同様にして、発光素子D10を作製した。なお、実施例D10の(第2の層の形成)において、加熱により、高分子化合物HTL-7は、架橋した状態となった。
発光素子D10に電圧を印加することによりEL発光が観測された。300cd/m2における色度座標(x,y)は(0.15,0.22)であった。初期輝度が300cd/m2となるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、LT60を測定した。
【0354】
<比較例CD2> 発光素子CD2の作製と評価
実施例D5の(第2の層の形成)における、「高分子化合物HTL-1」に代えて、「高分子化合物HTL-5」を用いた以外は実施例D5と同様にして、発光素子CD2を作製した。
発光素子CD2に電圧を印加することによりEL発光が観測された。300cd/m2における色度座標(x,y)は(0.15,0.23)であった。初期輝度が300cd/m2となるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、LT60を測定した。
【0355】
実施例D5~D10及び比較例CD2の結果を表6に示す。表6中の「LT60(相対値)」は、発光素子CD2のLT60を1.00としたときの発光素子D5~D10のLT60の相対値(つまり、発光素子D5~D10のLT60を、発光素子CD2のLT60で除した値)を示す。
【0356】
【0357】
第2の層が架橋基を有する化合物の架橋体を含む層である発光素子D1~D4及び発光素子D5~D10は、第2の層が架橋基を有する化合物の架橋体を含まない層である発光素子CD1及び発光素子CD2と比較して、輝度寿命が優れる発光素子であることがわかる。