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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024004488
(43)【公開日】2024-01-16
(54)【発明の名称】有機エレクトロルミネッセンス素子
(51)【国際特許分類】
H10K 50/155 20230101AFI20240109BHJP
H10K 85/60 20230101ALI20240109BHJP
H10K 50/12 20230101ALI20240109BHJP
H10K 50/19 20230101ALI20240109BHJP
H10K 101/30 20230101ALN20240109BHJP
H10K 101/40 20230101ALN20240109BHJP
H10K 101/10 20230101ALN20240109BHJP
H10K 101/20 20230101ALN20240109BHJP
【ＦＩ】
H10K50/155
H10K85/60
H10K50/12
H10K50/19
H10K101:30
H10K101:40
H10K101:10
H10K101:20
【審査請求】有
【請求項の数】19
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023105808
(22)【出願日】2023-06-28
(31)【優先権主張番号】202210737918.9
(32)【優先日】2022-06-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】519333413
【氏名又は名称】北京夏禾科技有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】110001818
【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ
(72)【発明者】
【氏名】謝 夢▲蘭▼
(72)【発明者】
【氏名】王 静
(72)【発明者】
【氏名】▲ホウ▼ 惠▲卿▼
(72)【発明者】
【氏名】高 亮
(72)【発明者】
【氏名】崔 至皓
(72)【発明者】
【氏名】丁 華龍
(72)【発明者】
【氏名】▲鄭▼ 仁傑
(72)【発明者】
【氏名】▲クアン▼ 志遠
(72)【発明者】
【氏名】夏 伝軍
【テーマコード（参考）】
3K107
【Ｆターム（参考）】
3K107AA01
3K107BB01
3K107BB02
3K107BB06
3K107BB08
3K107CC04
3K107CC12
3K107CC21
3K107DD52
3K107DD66
3K107DD67
3K107DD69
3K107DD72
3K107DD73
3K107DD78
3K107FF15
3K107FF19
(57)【要約】 （修正有）
【課題】素子の綜合性能、特に素子の耐用年数を顕著に向上させることができる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。
【解決手段】陽極、陰極、および陽極と陰極との間に設けられた、第１の有機層および第２の有機層からなる有機層を含む。前記第１の有機層は、第１の有機材料および第１のｐ型ドーパンドを含有し、前記第２の有機層は、第２の有機材料および第２のｐ型ドーパンドを含有する。前記第１の有機層は、第２の有機層に接触する。前記ｐ型ドーパンドは、式１で表される構造を有する。
【選択図】図１
【解決手段】陽極、陰極、および陽極と陰極との間に設けられた、第１の有機層および第２の有機層からなる有機層を含む。前記第１の有機層は、第１の有機材料および第１のｐ型ドーパンドを含有し、前記第２の有機層は、第２の有機材料および第２のｐ型ドーパンドを含有する。前記第１の有機層は、第２の有機層に接触する。前記ｐ型ドーパンドは、式１で表される構造を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
陽極、陰極、および陽極と陰極との間に設けられた有機層を含む有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記有機層には、第１の有機層および第２の有機層が含まれ、
前記第１の有機層は、第１の有機材料および第１のｐ型ドーパンドを含有し、
前記第２の有機層は、第２の有機材料および第２のｐ型ドーパンドを含有し、
前記第１の有機層は第２の有機層に接触し、且つ前記第２の有機層は第１の有機層の上に位置し、
前記第１のｐ型ドーパンドおよび前記第２のｐ型ドーパンドは、それぞれ独立して式１で表される構造を有する、有機エレクトロルミネッセンス素子。
（ただし、ｎは、１～５の整数から選ばれ、
環Ａは、出現毎に同一または異なって環原子数４～３０の共役環から選ばれ、
Ｒ３は、一置換、複数置換または無置換を表し、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、出現毎に同一または異なって水素、重水素または置換基から選ばれ、
少なくとも１つのＲ３は、水素、重水素または少なくとも２つの原子を含む置換基から選ばれ、
隣り合う置換基Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、結合して環を形成していてもよい。）
前記有機層には、第１の有機層および第２の有機層が含まれ、
前記第１の有機層は、第１の有機材料および第１のｐ型ドーパンドを含有し、
前記第２の有機層は、第２の有機材料および第２のｐ型ドーパンドを含有し、
前記第１の有機層は第２の有機層に接触し、且つ前記第２の有機層は第１の有機層の上に位置し、
前記第１のｐ型ドーパンドおよび前記第２のｐ型ドーパンドは、それぞれ独立して式１で表される構造を有する、有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化1】
環Ａは、出現毎に同一または異なって環原子数４～３０の共役環から選ばれ、
Ｒ３は、一置換、複数置換または無置換を表し、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、出現毎に同一または異なって水素、重水素または置換基から選ばれ、
少なくとも１つのＲ３は、水素、重水素または少なくとも２つの原子を含む置換基から選ばれ、
隣り合う置換基Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、結合して環を形成していてもよい。）
【請求項2】
前記第１の有機層と第２の有機層の厚みの和が、１００ｎｍ以下であり、
好ましくは、前記第１の有機層と第２の有機層の厚みの和が、５０ｎｍ以下であり、
より好ましくは、前記第１の有機層と第２の有機層の厚みの和が、２０ｎｍ以下である、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
好ましくは、前記第１の有機層と第２の有機層の厚みの和が、５０ｎｍ以下であり、
より好ましくは、前記第１の有機層と第２の有機層の厚みの和が、２０ｎｍ以下である、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項3】
前記第１の有機材料と第２の有機材料は、同一または異なり、
前記第１のｐ型ドーパンドと第２のｐ型ドーパンドは、同一である、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記第１のｐ型ドーパンドと第２のｐ型ドーパンドは、同一である、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項4】
前記第１の有機材料と第２の有機材料は、同一または異なり、前記第１のｐ型ドーパンドと第２のｐ型ドーパンドは、異なる、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項5】
前記第１のｐ型ドーパンドおよび／または第２のｐ型ドーパンドのＬＵＭＯが－５．２ｅＶ以上であり、
好ましくは、第１のｐ型ドーパンドおよび／または第２のｐ型ドーパンドのＬＵＭＯが－５．０ｅＶ以上であり、
より好ましくは、第１のｐ型ドーパンドおよび／または第２のｐ型ドーパンドのＬＵＭＯが－４．９ｅＶ以上である、請求項１～４のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
好ましくは、第１のｐ型ドーパンドおよび／または第２のｐ型ドーパンドのＬＵＭＯが－５．０ｅＶ以上であり、
より好ましくは、第１のｐ型ドーパンドおよび／または第２のｐ型ドーパンドのＬＵＭＯが－４．９ｅＶ以上である、請求項１～４のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項6】
前記第１のｐ型ドーパンドのＬＵＭＯエネルギーレベルが、第２のｐ型ドーパンドのＬＵＭＯエネルギーレベル以下である、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項7】
前記第１のｐ型ドーパンドのＬＵＭＯエネルギーレベルが、第２のｐ型ドーパンドのＬＵＭＯエネルギーレベル以上である、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項8】
前記第１の有機材料および／または第２の有機材料のＨＯＭＯエネルギーレベルが－４．５ｅＶ以下であり、
好ましくは、第１の有機材料および／または第２の有機材料のＨＯＭＯエネルギーレベルが－４．８ｅＶ以下である、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
好ましくは、第１の有機材料および／または第２の有機材料のＨＯＭＯエネルギーレベルが－４．８ｅＶ以下である、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項9】
前記第１の有機材料および／または第２の有機材料は、モノトリアリールアミン構造単位またはビストリアリールアミン構造単位を含み、
好ましくは、前記第１の有機材料および／または第２の有機材料は、モノトリアリールアミン－カルバゾール構造単位、モノトリアリールアミン－チオフェン構造単位、モノトリアリールアミン－フラン構造単位、モノトリアリールアミン－フルオレン構造単位、ビストリアリールアミン－カルバゾール構造単位、ビストリアリールアミン－チオフェン構造単位、ビストリアリールアミン－フラン構造単位、ビストリアリールアミン－フルオレン構造単位からなる群から選ばれるいずれか１つまたは複数の化学構造単位を含む、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
好ましくは、前記第１の有機材料および／または第２の有機材料は、モノトリアリールアミン－カルバゾール構造単位、モノトリアリールアミン－チオフェン構造単位、モノトリアリールアミン－フラン構造単位、モノトリアリールアミン－フルオレン構造単位、ビストリアリールアミン－カルバゾール構造単位、ビストリアリールアミン－チオフェン構造単位、ビストリアリールアミン－フラン構造単位、ビストリアリールアミン－フルオレン構造単位からなる群から選ばれるいずれか１つまたは複数の化学構造単位を含む、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項10】
Ｒ１および／またはＲ２は、少なくとも１つの電子求引基を含む置換基である、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項11】
前記第１の有機層は、陽極に接触する、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項12】
第２の有機層の上に、第３の有機材料および第３のｐ型ドーパンドを含む第３の有機層がさらに含まれ、
前記第３の有機材料と第１の有機材料および／または第２の有機材料は、同一または異なり、
前記第３のｐ型ドーパンドと第１のｐ型ドーパンドおよび／または第２のｐ型ドーパンドは、同一または異なる、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記第３の有機材料と第１の有機材料および／または第２の有機材料は、同一または異なり、
前記第３のｐ型ドーパンドと第１のｐ型ドーパンドおよび／または第２のｐ型ドーパンドは、同一または異なる、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項13】
第２の有機層と陰極との間に設けられた少なくとも１つの発光層をさらに含む、請求項１、１１または１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項14】
前記発光層は、りん光、蛍光発光材料または遅延蛍光発光材料である発光材料を含有する、請求項１３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項15】
第２の有機層と発光層との間に設けられた第４の有機層をさらに含み、
前記第４の有機層は、第４の有機材料を含有し、
好ましくは、前記第４の有機材料と第１の有機材料または第２の有機材料は、同一または異なる、請求項１３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記第４の有機層は、第４の有機材料を含有し、
好ましくは、前記第４の有機材料と第１の有機材料または第２の有機材料は、同一または異なる、請求項１３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項16】
発光層と陰極との間に設けられた、ｐ－型電荷発生層を含む電荷発生層をさらに含む、請求項１３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項17】
前記電荷発生層のｐ－電荷発生層は、第１のｐ型ドーパンドまたは第２のｐ型ドーパンドを含有する、請求項１６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項18】
前記第１の有機層または第２の有機層は、電荷発生層のｐ－電荷発生層に接触する、請求項１６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項19】
請求項１～１８のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を含む、電子アセンプリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。より具体的に、少なくとも２層が接触した、特定のｐ型ドーパンドを含有する特定の有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。本願は、さらに該有機エレクトロルミネッセンス素子を含む電子アセンプリに関する。
【背景技術】
【0002】
有機電子素子は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤｓ）、有機電界効果トランジスタ（Ｏ－ＦＥＴｓ）、有機発光トランジスタ（ＯＬＥＴｓ）、有機起電セル（ＯＰＶｓ）、色素－増感太陽電池（ＤＳＳＣｓ）、有機光検出器、有機感光装置、有機電界効果素子（ＯＦＱＤｓ）、発光電気化学セル（ＬＥＣｓ）、有機レーザダイオードおよび有機プラズマ発光素子を含むが、それに限定されない。
【0003】
有機エレクトロルミネッセンス素子（ＯＬＥＤ）は、陰極、陽極、および陰極と陽極との間の一連の有機層により積層されたものであり、素子の陰極および陽極の両端に電圧を印加することにより、電気エネルギーを光に変換し、広角が広く、コントラストが高く、応答時間がより速いなどの利点を有する。イーストマンコダック社（Ｅａｓｔｍａｎ Ｋｏｄａｋ）のＴａｎｇおよびＶａｎ Ｓｌｙｋｅにより、１９８７年に、アリールアミン正孔輸送層とトリス－８－ヒドロキシキノリン－アルミニウム層を電子輸送層および発光層とする有機発光素子が報道されている（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、１９８７、５１（１２）：９１３～９１５）。素子の両端に電圧が印加されると、緑色光が素子から放射される。この発明は、現代の有機発光ダイオード（ＯＬＥＤｓ）の発展に対する基礎を築き上げている。ＯＬＥＤｓは、自発光性ソリッドステート素子であるので、表示および照明の適用に対して極めて大きな潜在力を提供している。また、有機材料の固有な特性、例えばそれらの可撓性は、フレキシブル基板においてフレキシブル表示または照明を製造するなどの特殊な適用に適合するようになっている。ＯＬＥＤは、コストが低く、消費電力が低く、輝度が高く、視角が広く、厚みが薄いなどの利点を有し、数十年の発展にわたって、表示および照明の分野において広く適用されている。
【0004】
ＯＬＥＤ素子は、通常、複数層積層された有機機能層からなり、発光層（ＥＭＬ）以外、正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、電子ブロッキング層（ＥＢＬ）、正孔ブロッキング層（ＨＢＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）、電子注入層（ＥＩＬ）などの機能層をさらに含む。正孔注入層および電子注入層では、それぞれ、正孔および電子が陽極端および陰極端から素子に注入され、２種のキャリアが次に輸送層を介して発光層に遷移し、発光層において複合して励起子を形成し、励起子が励起状態から基底状態に落ちる過程で放射することで、発光を実現する。そのうち、電子ブロッキング層および正孔ブロッキング層は、通常、選択可能層である。
【0005】
電子と正孔の効果的な複合は、素子の発光量子効率に影響する一つの重要な要素である。現在、ＯＬＥＤ素子のキャリア平衡を改善する方法は、主に以下の３つの方向がある。一は、適当な電子、正孔注入材料を用いてキャリアの濃度をバランスすることである。二は、適当な電子、正孔輸送材料を用いることで、キャリアの輸送材料における輸送能力を変更して、バランスを実現することである。三は、発光層におけるホスト材料および／または発光材料の輸送性能を調整することにより、キャリアのバランスを実現することである。既有のＯＬＥＤ素子における正孔輸送材料（ＨＴＭ）は、多数アリールアミン系化合物であり、強い電子供給能力を有するため、良好な正孔伝導を実現することができる。陰極および陽極から注入された電子と正孔の濃度が同一であると仮定すると、有機材料自身の性能の相違に起因して、ＯＬＥＤ構造において正孔移動度が電子移動度よりも高くなり、即ち発光層に輸送された正孔濃度が電子濃度よりも遥か大きくなる結果、キャリアの濃度がアンバランスとなり、ホールリッチ（Ｈｏｌｅ－ｒｉｃｈ）素子を形成することがある。キャリアのアンバランスは、キャリアが膜層境界において蓄積し、発熱することを引き起こしやすく、素子の老化を加速し、耐用年数を低下させるだけでなく、励起子の複合確率を低下させ、素子の効率を低下させることがある。しかし、電子の注入性能および輸送性能を向上させることによってキャリアをバランスすることができるが、選択可能な有機材料の種類が比較的に少ない。
【0006】
ＯＬＥＤにおける電子および正孔をバランスさせるために、従来の方法では、通常、正孔輸送層の厚みを増加させることにより、同一な時間以内、電子と正孔が発光層において効果的に結合可能となり、正孔の累積を引き起こしない。しかし、正孔輸送層の厚みの増加により、電圧が向上し、効率が低下し、ひいては耐用年数が短くなるなどのマイナス効果をもたらす恐れがある。
【0007】
特許ＣＮ１００３７３６５６Ｃでは、正孔注入層と第１の正孔輸送層の組合せによる有機発光表示素子が開示されている。正孔注入層は、フッ化炭素化合物を用い、第１の正孔輸送層は、ｐ型ドーパンドを用いる。正孔注入層によって正孔の注入を促進し、ｐ型ドーパンドを含有する第１の正孔輸送層によって正孔の輸送伝導能力を促進することで、素子の耐用年数を向上させ、素子の電圧を安定させる作用を実現する。該特許は、ｐ－型ドープ第１の正孔輸送層を導入することにより、電圧を低下させる。しかし、該特許では、ｐ－型ドープ有機層が１層だけ含まれる素子が開示されているが、ｐ－型ドープ有機層が複数層含まれるものが開示されていない。
【0008】
特許ＣＮ１０９２１６５６５Ｂでは、有機エレクトロルミネッセンス素子が開示されている。その正孔注入層は、第１のドーピング層および第２のドーピング層からなる。第１のドーピング層は、ｐ型ドーパンドにより構成され、材料がＮＰＤ－２またはＮＰＤ－９から選ばれ、正孔を大量注入するために用いられる。第２のドーピング層は、ｐ型ドーパンドおよび正孔輸送材料を含有し、ドーピング濃度を調節することによって正孔の注入量を調節することで、電子と正孔のバランスを調節して、素子の耐用年数を向上させる目的を達成する。該出願における第１のドーピング層は、ｐ型ドーパンドのみを含有する有機層を採用している。即ち、該特許では、ｐ－型ドープ有機層が１層だけ含まれる素子が開示されているが、ｐ－型ドープ有機層が複数層含まれるものが開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】ＣＮ１００３７３６５６Ｃ
【特許文献2】ＣＮ１０９２１６５６５Ｂ
【非特許文献】
【0010】
【非特許文献1】Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、１９８７、５１（１２）：９１３～９１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
上述した問題に対して、本発明は、陽極、陰極、および陽極と陰極との間に設けられた有機層を含む新規な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的とする。前記有機層は、直接接触した第１の有機層および第２の有機層を含み、第２の有機層は、第１の有機層の上に位置し、前記第１の有機層は、第１の有機材料および第１のｐ型ドーパンドを含有し、前記第２の有機層は、第２の有機材料および第２のｐ型ドーパンドを含有し、前記ｐ型ドーパンドは、式１で表される構造を有する。特定の構造のｐ型ドーパンドを含有するとともに特定の素子の構造を有する前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、素子の綜合性能、特に素子の耐用年数を顕著して向上させることができる。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の一実施例によれば、陽極、陰極、および陽極と陰極との間に設けられた有機層を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記有機層には、第１の有機層および第２の有機層が含まれ、
前記第１の有機層は、第１の有機材料および第１のｐ型ドーパンドを含有し、
前記第２の有機層は、第２の有機材料および第２のｐ型ドーパンドを含有し、
前記第１の有機層は、第２の有機層に接触し、前記第２の有機層は、第１の有機層の上に位置し、
前記第１のｐ型ドーパンドおよび前記第２のｐ型ドーパンドは、それぞれ独立して式１で表される構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が開示される。
（ｎは、１～５の整数から選ばれ、
環Ａは、出現毎に同一または異なって環原子数４～３０の共役環から選ばれ、
Ｒ３は、一置換、複数置換または無置換を表し、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、出現毎に同一または異なって水素、重水素または置換基から選ばれ、
少なくとも１つのＲ３は、水素、重水素または少なくとも２つの原子を含む置換基から選ばれ、
隣り合う置換基Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、結合して環を形成していてもよい。）
前記有機層には、第１の有機層および第２の有機層が含まれ、
前記第１の有機層は、第１の有機材料および第１のｐ型ドーパンドを含有し、
前記第２の有機層は、第２の有機材料および第２のｐ型ドーパンドを含有し、
前記第１の有機層は、第２の有機層に接触し、前記第２の有機層は、第１の有機層の上に位置し、
前記第１のｐ型ドーパンドおよび前記第２のｐ型ドーパンドは、それぞれ独立して式１で表される構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が開示される。
【化1】
環Ａは、出現毎に同一または異なって環原子数４～３０の共役環から選ばれ、
Ｒ３は、一置換、複数置換または無置換を表し、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、出現毎に同一または異なって水素、重水素または置換基から選ばれ、
少なくとも１つのＲ３は、水素、重水素または少なくとも２つの原子を含む置換基から選ばれ、
隣り合う置換基Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、結合して環を形成していてもよい。）
【0013】
本発明の一実施例によれば、上述した実施例に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を含む電子アセンプリがさらに開示される。
【0014】
本発明は、陽極、陰極、および陽極と陰極との間に設けられた有機層を含む新規な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。前記有機層は、直接接触した第１の有機層および第２の有機層を含み、第２の有機層は、第１の有機層の上に位置し、前記第１の有機層は、第１の有機材料および第１のｐ型ドーパンドを含有し、前記第２の有機層は、第２の有機材料および第２のｐ型ドーパンドを含有し、前記ｐ型ドーパンドは、式１で表される構造を有する。特定の構造のｐ型ドーパンドを含有するとともに特定の素子の構造を有する前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、素子の綜合性能、特に素子の耐用年数を顕著して向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】有機発光装置１００の模式図である。
【図2】有機発光装置２００の模式図である。
【図3】有機エレクトロルミネッセンス素子３００の模式図である。
【図4】積層有機エレクトロルミネッセンス素子４００の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
ＯＬＥＤは、ガラス、プラスチック、および金属などの様々な基板で製造することができる。図１は、有機発光装置１００を例示的に制限せずに示している。図面に対して、必ずしも縮尺どおりに製作するわけではなく、図において、必要に応じて一部の層構造を省略してもよい。装置１００には、基板１０１、陽極１１０、正孔注入層１２０、正孔輸送層１３０、電子ブロッキング層１４０（選択可能層）、発光層１５０、正孔ブロッキング層１６０（選択可能層）、電子輸送層１７０、電子注入層１８０および陰極１９０が含まれてもよい。装置１００は、記載される層を順に堆積することにより製造されてもよい。一部の出願において、正孔注入層１２０および正孔輸送層１３０は、正孔輸送層、または第１の正孔輸送層、第２の正孔輸送層と総称されるが、両者は、通常、正孔注入層が陽極に直接接触し、厚みが正孔輸送層よりも薄いという大きな相違がある。各層の性質、機能および例示的な材料については、米国特許ＵＳ７２７９７０４Ｂ２の第６～１０欄においてより詳細に記載されており、上記特許の内容がすべて本明細書に援用されている。
【0017】
これらの層のそれぞれには、より多くの実例がある。例示的には、全文を援用するように組み込まれた米国特許第５８４４３６３号において、可撓性で透明な基板－陽極の組合せが開示されている。例えば、全文を援用するように組み込まれた米国特許出願公開第２００３／０２３０９８０号において、ｐ型ドープの正孔輸送層の実例は１：５０のモル比でＦ４－ＴＣＮＱがドーピングされたｍ－ＭＴＤＡＴＡであることが開示されている。全文を援用するように組み込まれた、トンプソン（Ｔｈｏｍｐｓｏｎ）らによる米国特許第６３０３２３８号において、ホスト材料の実例が開示されている。例えば、全文を援用するように組み込まれた米国特許出願公開第２００３／０２３０９８０号において、ｎドープの電子輸送層の実例は１：１のモル比でＬｉがドーピングされたＢＰｈｅｎであることが開示されている。全文を援用するように組み込まれた米国特許第５７０３４３６号および第５７０７７４５号において、例えばＭｇ：Ａｇなどの金属薄層と、その上に被覆された、スパッタ堆積された透明な導電ＩＴＯ層とを有する複合陰極を含む陰極の実例が開示されている。全文を援用するように組み込まれた米国特許第６０９７１４７号および米国特許出願公開第２００３／０２３０９８０号において、より詳細に、ブロッキング層の原理と使用が記載されている。全文を援用するように組み込まれた米国特許出願公開第２００４／０１７４１１６号において注入層の実例が提供されている。全文を援用するように組み込まれた米国特許出願公開第２００４／０１７４１１６号において、保護層が記載されている。
【0018】
非限定的な実施例により上述した分層構造が提供される。上述した各種の層を組み合わせることによってＯＬＥＤの機能が実現することができ、或いは、一部の層を完全に省略することができる。たとえば、正孔ブロッキング層は、必要な層ではなく、一部の構造において省略することができる。それは、明確に記載されていない他の層を含んでもよい。それぞれの層内に、最適な性能を実現するように、単一の材料または多種の材料の混合物を使用することができる。機能層はいずれも、複数なサブ層を含んでもよく、例えば、発光層は、所望の発光スペクトルを実現するように、２層の異なる発光材料を有してもよい。
【0019】
一実施例において、ＯＬＥＤは、陰極と陽極との間に設けられた「有機層」を有すると記載されてもよい。当該有機層は、１つまたは複数の層を含んでもよい。
【0020】
ＯＬＥＤにもカプセル化層が必要であり、図２に示すように、有機発光装置２００が例示的に制限せずに示されている。図１との相違点は、水分および酸素などの外界からの有害物質を防止するように、陰極１９０上にカプセル化層１０２を含んでもよい。ガラス、または有機－無機混合層などのカプセル化機能を提供可能ないかなる材料も、カプセル化層として用いられてもよい。カプセル化層は、ＯＬＥＤ素子の外部に、直接または間接的に配置されるべきである。複数層の薄膜カプセル化については、米国特許ＵＳ７９６８１４６Ｂ２において記載されており、そのすべての内容を本明細書に援用する。
【0021】
本発明の実施例により製造される素子は、当該素子の１つまたは複数の電子部材モジュール（或いは、ユニット）を有する各種の消費製品に組み込まれてもよい。これらの消費製品は、例えば、フラットパネルディスプレイ、モニタ、医療用モニタ、テレビ、ビルボード、室内または室外用照明ランプおよび／または信号ランプ、ヘッドアップディスプレイ、全部または一部透明のディスプレイ、可撓性ディスプレイ、スマートフォン、フラットパネルコンピューター、フラットパネル携帯電話、ウェアラブル素子、スマートウォッチ、ラップトップコンピューター、デジタルカメラ、携帯型ビデオカメラ、ファインダー、マイクロディスプレイ、３－Ｄディスプレイ、車載ディスプレイおよびテールライトを含む。
【0022】
本明細書に記載される材料および構造は、上述にて列挙されている他の有機電子素子にも用いられてもよい。
【0023】
様々なＯＬＥＤの製造方法が公知である。小分子ＯＬＥＤは、一般的に、真空熱蒸発により製造されるものである。ポリマーＯＬＥＤは、例えばスピンコート、インクジェット印刷およびノズル印刷などの溶液法により製造されるものである。材料が溶剤に溶解または分散することが可能であれば、小分子ＯＬＥＤも溶液法により製造されることができる。本願に係る有機エレクトロルミネッセンス素子における各有機層は、いずれも蒸着法または溶液法により製造されることができる。たとえば、本願における第１の有機層および第２の有機層は、必要に応じて蒸着法又は溶液法により製造されることができる。
【0024】
本明細書において、化合物のエネルギーレベル（ＬＵＭＯエネルギーレベル：最低未占有分子軌道（ｌｏｗｅｓｔ ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）、ＨＯＭＯエネルギーレベル：最高被占分子軌道（ｈｉｇｈｅｓｔ ｏｃｃｕｐｉｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ））は、サイクリックボルタンメトリーにより測定される。例えば、本願に係るテスト方法により測定された化合物ＨＡＴＣＮ
のＬＵＭＯエネルギーレベルは、－４．３３ｅＶである。本明細書において、すべての「ＬＵＭＯエネルギーレベル」および「ＨＯＭＯエネルギーレベル」は、いずれも負値で表され、数値が小さいほど（すなわち絶対値が大きいほど）、エネルギーレベルが深くなることを示す。本明細書において、エネルギーレベルがある値よりも小さいという記述は、エネルギーレベルが数値的にこの値よりも小さい、すなわちよりマイナスな値を有することを示す。たとえば、ある有機材料のＬＵＭＯエネルギーレベルが－４．２ｅＶ以下であるとは、該有機材料のＬＵＭＯエネルギーレベルが数値的に－４．２ｅＶであるか、または－４．２ｅＶよりもマイナスであることを示し、即ち、該有機材料のＬＵＭＯエネルギーレベルが４．２ｅＶよりも深い。
【化2】
【0025】
用語「ドーピング率」とは、有機層のうちの１種の材料の、該有機層の合計質量に対する百分比を指す。たとえば、本願に言及された第１のｐ型ドーパンドの第１の有機層におけるドーピング率とは、第１のｐ型ドーパンドの第１の有機層の合計質量に対する百分比を指す。第１の有機層が第１の有機材料および第１のｐ型ドーパンドからなると、第１の有機層の合計質量は、第１の有機材料と第１のｐ型ドーパンドの質量の和である。
【0026】
本願において、材料が「同一」または「異なる」とは、たとえば、「第１のｐ型ドーパンドおよび第２のｐ型ドーパンドが異なる」、「第１の有機材料および第２の有機材料が同一または異なる」ことを指す。そのうち、「同一」とは、２つまたは複数の材料が同一の化学構造式を有するか、または２つまたは複数の材料の相違点は、化学構造式における水素の一部または全部が重水素で置換されるのみであることを指す。逆に、「異なる」とは、用いられる有機材料の化学構造式が異なる（即ち化学構造式の相違点は、分子式における水素の一部または全部が重水素で置換されることのみにあるわけではない）ことを指す。
【0027】
本願において、有機層が「異なる」とは、前記有機層は、単一の材料のみを含む層であれば、前記有機層は、異なる材料を含むことを指す。前記有機層は、少なくとも２種の材料を含む複合材料／層であれば、有機層に含まれた材料のうち少なくとも１種が異なるか、または有機層により形成された複合材料／層が異なる（複合材料／層における材料が異なり、および／またはドーピング率が異なる）ことを指す。有機層が「同一」であるとは、有機層における材料が同一であり、且つドーピング率も同一であることを指す。
【0028】
本明細書に用いられるように、前記「ｐ型ドーパンド」とは、酸化能力を有するドーパンドを指し、それは、強い電子求引能力を有し、電子受容体である。本明細書において、分子型ｐ型ドーパンドを指す。
【0029】
本明細書に用いられるように、前記「分子型ｐ型ドーパンド」とは、ドーパンド分子のうち６以上の原子からなる有機化合物を指す。好ましくは、ドーパンド分子を形成する原子数が１０よりも大きい。より好ましくは、ドーパンド分子を形成する原子数が２０よりも大きい。好ましくは、前記「分子型ｐ型有機ドーパンド」のモル質量は、２００ｇ／ｍｏｌ～２０００ｇ／ｍｏｌである。好ましくは、３００ｇ／ｍｏｌ～１８００ｇ／ｍｏｌである。より好ましくは、４００ｇ／ｍｏｌ～１５００ｇ／ｍｏｌである。
【0030】
本明細書に用いられるように、「頂部」とは、陽極から最も遠く、「底部」とは、陽極から最も近いことを意味する。第２の層が第１の層の「上」に「設けられている」と記載されている場合には、第１の層が陽極から比較的に近いように設けられている。逆に、第２の層が第１の層の「下」に「設けられている」と記載されている場合には、第２の層が陽極から比較的に近いように設けられている。第１の層が第２の層「に」「接触する」ことを規定していない限り、第１の層と第２の層との間に他の層が存在してもよい。例示的には、陰極と陽極との間に各種の有機層が存在しても、依然として、陰極が陽極「上」に設けられていると記載されることができる。
【0031】
本明細書に用いられるように、「発光ユニット」とは、電圧または電流を印加することによって発光する有機材料層である。１つの「発光ユニット」は、少なくとも１つの発光層を含む。発光層は、さらにホスト材料および発光材料を含有する。「発光ユニット」は、少なくとも１対の正孔と電子の注入／輸送層、たとえば、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロッキング層、正孔ブロッキング層、電子輸送層および電子注入層をさらに含む。
【0032】
本明細書に用いられるように、「電荷発生層（ＣＧＬ）」とは、２つの発光ユニット間で電子および正孔を提供するための層であり、ｎ－型電荷発生層およびｐ－型電荷発生層からなる。そのうち、ｎ－電荷発生層は、１つの発光ユニットの電子輸送層または電子注入層に接触し、ｐ－型電荷発生層は、通常、隣り合う発光ユニットの正孔注入層または正孔輸送層に接触するとともに、後者に対して正孔を提供する。ｐ－型電荷発生層は、単一材料のｐ型ドーパンドからなるものであってもよいし、正孔輸送材料にｐ型ドーパンドがドーピングされた複合層であってもよい。
【0033】
置換基の専門用語の定義について
【0034】
ハロゲンまたはハロゲン化物とは、本明細書に用いられるように、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素を含む。
【0035】
アルキル基とは、本明細書に用いられるように直鎖および分岐鎖のアルキル基を含む。アルキル基は、炭素原子数１～２０のアルキル基であってもよく、炭素原子数１～１２のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数１～６のアルキル基であることがより好ましい。アルキル基の実例は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ－ブチル、ｎ－ペンチル、ｎ－ヘキシル、ｎ－ヘプチル、ｎ－オクチル、ｎ－ノニル、ｎ－デシル、ｎ－ウンデシル、ｎ－ドデシル、ｎ－トリデシル、ｎ－テトラデシル、ｎ－ペンタデシル、ｎ－ヘキサデシル、ｎ－ヘプタデシル、ｎ－オクタデシル、ネオペンチル、１－メチルペンチル、２－メチルペンチル、１－ペンチルヘキシル、１－ブチルペンチル、１－ヘプチルオクチル、および３－メチルペンチルを含む。そのうち、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ－ブチル、ｎ－ペンチル、ネオペンチルおよびｎ－ヘキサンであることが好ましい。また、アルキル基は、置換されていてもよい。
【0036】
シクロアルキル基とは、本明細書に用いられるように環状のアルキル基を含む。シクロアルキル基は、環炭素原子数３～２０のシクロアルキル基であってもよく、炭素原子数４～１０のシクロアルキル基であることが好ましい。シクロアルキル基の実例は、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、４－メチルシクロヘキシル、４，４－ジメチルシクロヘキシル、１－アダマンチル、２－アダマンチル、１－ノルボルニル基、２－ノルボルニル基などを含む。そのうち、シクロペンチル、シクロヘキシル、４－メチルシクロヘキシル、４，４－ジメチルシクロヘキシルであることが好ましい。また、シクロアルキル基は、置換されていてもよい。
【0037】
ヘテロアルキル基とは、本明細書に用いられるように、アルキル鎖のうちの１つまたは複数の炭素が、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、リン原子、ケイ素原子、ゲルマニウム原子およびホウ素原子からなる群から選ばれるヘテロ原子で置換されてなる。ヘテロアルキル基は、炭素原子数１～２０のヘテロアルキル基であってもよく、炭素原子数１～１０のヘテロアルキル基であることが好ましく、炭素原子数１～６のヘテロアルキル基であることがより好ましい。ヘテロアルキル基の実例は、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、メチルチオメチル基、エチルチオメチル基、エチルチオエチル基、メトキシメトキシメチル基、エトキシメトキシメチル基、エトキシエトキシエチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、メルカプトメチル基、メルカプトエチル基、メルカプトプロピル基、アミノメチル基、アミノエチル基、アミノプロピル基、ジメチルアミノメチル基、トリメチルゲルマニウムメチル基、トリメチルゲルマニウムエチル基、トリメチルゲルマニウムイソプロピル基、ジメチルエチルゲルマニウムメチル基、ジメチルイソプロピルゲルマニウムメチル基、ｔｅｒｔ－ブチルジメチルゲルマニウムメチル基、トリエチルゲルマニウムメチル基、トリエチルゲルマニウムエチル基、トリイソプロピルゲルマニウムメチル基、トリイソプロピルゲルマニウムエチル基、トリメチルシリルメチル基、トリメチルシリルエチル基、トリメチルシリルイソプロピル基、トリメチルシリルイソプロピル基、トリイソプロピルシリルメチル基、トリイソプロオイルシリルエチル基。また、ヘテロアルキル基は、置換されていてもよい。
【0038】
アルケニル基とは、本明細書に用いられるように、直鎖、分岐鎖および環状オレフィン基を含む。鎖状のアルケニル基は、炭素原子数２～２０のアルケニル基であってもよく、炭素原子数２～１０のアルケニル基であることが好ましい。アルケニル基の例は、ビニル基、プロピレン基、１－ブテニル基、２－ブテニル基、３－ブテニル基、１，３－ブタジエニル基、１－メチルビニル基、スチリル基、２，２－ジフェニルビニル基、１，２－ジフェニルビニル基、１－メチルアリル基、１，１－ジメチルアリル基、２－メチルアリル基、１－フェニルアリル基、２－フェニルアリル基、３－フェニルアリル基、３，３－ジフェニルアリル基、１，２－ジメチルアリル基、１－フェニル－１－ブテニル基、３－フェニル－１－ブテニル基、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロヘプタトリエニル基、シクロオクテニル基、シクロオクタテトラエニル基およびノルボルニルアルケニル基を含む。また、アルケニル基は、置換されていてもよい。
【0039】
アルキニル基とは、本明細書に用いられるように、直鎖のアルキニル基を含む。アルキニル基は、炭素原子数２～２０のアルキニル基であってもよく、炭素原子数２～１０のアルキニル基であることが好ましい。アルキニル基の実例は、エチニル基、プロピニル基、プロパルギル基、１－ブチニル基、２－ブチニル基、３－ブチニル基、１－ペンチニル基、２－ペンチニル基、３，３－ジメチル－１－ブチニル基、３－エチル－３－メチル－１－ペンチニル基、３，３－ジイソプロピル１－ペンチニル基、フェニルエチニル基、フェニルプロピニル基などを含む。そのうち、エチニル基、プロピニル基、プロパルギル基、１－ブチニル基、２－ブチニル基、３－ブチニル基、１－ペンチニル基、フェニルエチニル基であることが好ましい。また、アルキニル基は、置換されていてもよい。
【0040】
アリール基または芳香族基とは、本明細書に用いられるように、非縮合および縮合系を考慮する。アリール基は、炭素原子数６～３０のアリール基であってもよく、炭素原子数６～２０のアリール基であることが好ましく、炭素原子数６～１２のアリール基であることがより好ましい。アリール基の例は、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、トリフェニレン、テトラフェニレン、ナフタレン、アントラセン、フェナレン、フェナントレン、フルオレン、ピレン、クリセン、ペリレン、およびアズレンを含み、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、トリフェニレン、フルオレンおよびナフタレンであることが好ましい。非縮合アリール基の例は、フェニル、ビフェニル－２－イル、ビフェニル－３－イル、ビフェニル－４－イル、ｐ－ターフェニル－４－イル、ｐ－ターフェニル－３－イル、ｐ－トリビフェニル－２－イル、ｍ－ターフェニル－４－イル、ｍ－ターフェニル－３－イル、ｍ－ターフェニル－２－イル、ｏ－トリル、ｍ－トリル、ｐ－トリル、ｐ－（２－フェニルプロピル）フェニル、４’－メチルビフェニル、４’’－ｔｅｒｔ－ブチル－ｐ－ターフェニル－４－イル、ｏ－クミル、ｍ－クミル、ｐ－クミル、２，３－キシリル、３，４－キシリル、２，５－ジメチルフェニル、メシチレンおよびｍ－テトラフェニルを含む。また、アリール基は、置換されていてもよい。
【0041】
複素環基または複素環とは、本明細書に用いられるように、非芳香族の環状基を考慮する。非芳香族複素環基は、環原子数３～２０の飽和複素環基および環原子数３～２０の不飽和非芳香族複素環基を含み、そのうちの少なくとも１つの環原子は、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、ケイ素原子、リン原子、ゲルマニウム原子およびホウ素原子からなる群から選ばれ、非芳香族複素環基は、環原子数３～７のものであることが好ましく、窒素、酸素、ケイ素または硫黄などの少なくとも１つのヘテロ原子を含む。非芳香族複素環基の実例は、オキシラニル、オキセタニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロピラニル、ジオキソペンチル、ジオキサニル、アジリジニル、ジヒドロピロール、テトラヒドロピロリル、ピペリジニル、オキサゾリジニル、モルホリニル、ピペラジニル、オキサシクロヘプタトリエニル、チアシクロヘプタトリエニル、アザシクロヘプタトリエニルおよびテトラヒドロシロールを含む。また、複素環基は、置換されていてもよい。
【0042】
ヘテロアリール基とは、本明細書に用いられるように、ヘテロ原子数１～５の非縮合および縮合ヘテロ芳香族基を含んでもよく、そのうちの少なくとも１つのヘテロ原子は、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、ケイ素原子、リン原子、ゲルマニウム原子およびホウ素原子からなる群から選ばれる。イソアリール基とは、ヘテロアリール基も指す。ヘテロアリール基は、炭素原子数３～３０のヘテロアリール基であってもよく、炭素原子数３～２０のヘテロアリール基であることが好ましく、炭素原子数３～１２のヘテロアリール基であることがより好ましい。好適なヘテロアリール基は、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、フラン、チオフェン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、カルバゾール、インドロカルバゾール、ピリドインドール、ピロロピリジン、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、オキサトリアゾール、ジオキサゾール、チアジアゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、オキサジン、オキサチアジン、オキサジアジン、インドール、ベンズイミダゾール、インダゾール、インデノアジン、ベンゾオキサゾール、ベンズイソオキサゾール、ベンゾチアゾール、キノリン、イソキノリン、シンノリン、キナゾリン、キノキサリン、ナフチリジン、フタラジン、プテリジン、キサンテン、アクリジン、フェナジン、フェノチアジン、ベンゾフランピリジン、フランジピリジン、ベンゾチエノピリジン、チエノビピリジン、ベンゾセレノピリジン、およびセレンベンゾピリジンを含み、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、カルバゾール、インドロカルバゾール、イミダゾール、ピリジン、トリアジン、ベンズイミダゾール、１，２－アザボラン、１，３－アザボラン、１，４－アザボラン、ボラゾールおよびそのアザ類似物を含むことが好ましい。また、ヘテロアリール基は、置換されていてもよい。
【0043】
アルコキシ基とは、本明細書に用いられるように、－Ｏ－アルキル基、－Ｏ－シクロアルキル基、－Ｏ－ヘテロアルキル基または－Ｏ－複素環基で表される。アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロアルキル基および複素環基の例および好ましい例は、上記例と同様である。アルコキシ基は、炭素原子数１～２０のアルコキシ基であってもよく、炭素原子数１～６のアルコキシ基であることが好ましい。アルコキシ基の例は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、シクロプロピルオキシ、シクロブチルオキシ、シクロペンチルオキシ、シクロヘキシルオキシ、テトラヒドロフラニルオキシ、テトラヒドロピラニルオキシ、メトキシプロピルオキシ、エトキシエチルオキシ、メトキシメチルオキシおよびエトキシメチルオキシを含む。また、アルコキシ基は、置換されていてもよい。
【0044】
アリールオキシ基とは、本明細書に用いられるように、－Ｏ－アリール基または－Ｏ－ヘテロアリール基で表される。アリール基およびヘテロアリール基の例および好ましい例は、上記例と同様である。アリールオキシ基は、炭素原子数６～３０のアリールオキシ基であってもよく、炭素原子数６～２０のアリールオキシ基であることが好ましい。アリールオキシ基の例は、フェノキシおよびビフェノキシを含む。また、アリールオキシ基は、置換されていてもよい。
【0045】
アラルキル基とは、本明細書に用いられるように、アリール基で置換されたアルキル基を含む。アラルキル基は、炭素原子数７～３０のアラルキル基であってもよく、炭素原子数７～２０のアラルキル基であることが好ましく、炭素原子数７～１３のアラルキル基であることがより好ましい。アラルキル基の例は、ベンジル、１－フェニルエチル、２－フェニルエチル、１－フェニルイソプロピル、２－フェニルイソプロピル、フェニル－ｔｅｒｔ－ブチル、α－ナフチルメチル、１－α－ナフチルエチル、２－α－ナフチルエチル、１－α－ナフチルイソプロピル、２－α－ナフチルイソプロピル、β－ナフチルメチル、１－β－ナフチル－エチル、２－β－ナフチル－エチル、１－β－ナフチルイソプロピル、２－β－ナフチルイソプロピル、ｐ－メチルベンジル、ｍ－メチルベンジル、ｏ－メチルベンジル、ｐ－クロロベンジル、ｍ－クロロベンジル、ｏ－クロロベンジル、ｐ－ブロモベンジル、ｍ－ブロモベンジル、ｏ－ブロモベンジル、ｐ－ヨードベンジル、ｍ－ヨードベンジル、ｏ－ヨードベンジル、ｐ－ヒドロキシベンジル、ｍ－ヒドロキシベンジル、ｏ－ヒドロキシベンジル、ｐ－アミノベンジル、ｍ－アミノベンジル、ｏ－アミノベンジル、ｐ－ニトロベンジル、ｍ－ニトロベンジル、ｏ－ニトロベンジル、ｐ－シアノベンジル、ｍ－シアノベンジル、ｏ－シアノベンジル、１－ヒドロキシ－２－フェニルイソプロピルおよび１－クロロ－２－フェニルイソプロピルを含む。そのうち、ベンジル、ｐ－シアノベンジル、ｍ－シアノベンジル、ｏ－シアノベンジル、１－フェニルエチル、２－フェニルエチル、１－フェニルイソプロピルおよび２－フェニルイソプロピルであることが好ましい。また、アラルキル基は、置換されていてもよい。
【0046】
アルキルシリル基とは、本明細書に用いられるように、アルキル基で置換されたシリル基を含む。アルキルシリル基は、炭素原子数３～２０のアルキルシリル基であってもよく、炭素原子数３～１０のアルキルシリル基であることが好ましい。アルキルシリル基の例は、トリメチルシリル、トリエチルシリル、メチルジエチルシリル、エチルジメチルシリル、トリプロピルシリル、トリブチルシリル、トリイソプロピルシリル、メチルジイソプロピルシリル、ジメチルイソプロピルシリル、トリ－ｔｅｒｔ－ブチルシリコン、トリイソブチルシリル、ジメチル－ｔｅｒｔ－ブチルシリル、およびメチルジ－ｔｅｒｔ－ブチルシリルを含む。また、アルキルシリル基は、置換されていてもよい。
【0047】
アリールシリル基とは、本明細書に用いられるように、少なくとも１つのアリール基で置換されたシリル基を含む。アリールシリル基は、炭素原子数６～３０のアリールシリル基であってもよく、炭素原子数８～２０のアリールシリル基であることが好ましい。アリールシリル基の例は、トリフェニルシリル、フェニルジビフェニルシリル、ジフェニルビフェニルシリル、フェニルジエチルシリル、ジフェニルエチルシリル、フェニルジメチルシリル、ジフェニルメチルシリル、フェニルジイソプロピルシリル、ジフェニルイソプロピルシリル、ジフェニルブチルシリル、ジフェニルイソブチルシリル、ジフェニル－ｔｅｒｔ－ブチルシリルを含む。また、アリールシリル基は、置換されていてもよい。
【0048】
アルキルゲルマニウム基とは、本明細書に用いられるように、アルキル基で置換されたゲルマニウム基を含む。アルキルゲルマニウム基は、炭素原子数３～２０のアルキルゲルマニウム基であってもよく、炭素原子数３～１０のアルキルゲルマニウム基であることが好ましい。アルキルゲルマニウム基の例は、トリメチルゲルマニウム基、トリエチルゲルマニウム基、メチルジエチルゲルマニウム基、エチルジメチルゲルマニウム基、トリプロピルゲルマニウム基、トリブチルゲルマニウム基、トリイソプロピルゲルマニウム基、メチルジイソプロピルゲルマニウム基、ジメチルイソプロピルゲルマニウム基、トリ－ｔｅｒｔ－ブチルゲルマニウム基、トリイソブチルゲルマニウム基、ジメチル－ｔｅｒｔ－ブチルゲルマニウム基、メチルジ－ｔｅｒｔ－ブチルゲルマニウム基を含む。また、アルキルゲルマニウム基は、置換されていてもよい。
【0049】
アリールゲルマニウム基とは、本明細書に用いられるように、少なくとも１つのアリール基またはヘテロアリール基で置換されたゲルマニウム基を含む。アリールゲルマニウム基は、炭素原子数６～３０のアリール基ゲルマニウム基であってもよく、炭素原子数８～２０のアリールゲルマニウム基であることが好ましい。アリールゲルマニウム基の例は、トリフェニルゲルマニウム基、フェニルジビフェニルゲルマニウム基、ジフェニルビフェニルゲルマニウム基、フェニルジエチルゲルマニウム基、ジフェニルエチルゲルマニウム基、フェニルジメチルゲルマニウム基、ジフェニルメチルゲルマニウム基、フェニルジイソプロピルゲルマニウム基、ジフェニルイソプロピルゲルマニウム基、ジフェニルブチルゲルマニウム基、ジフェニルイソブチルゲルマニウム基、ジフェニル－ｔｅｒｔ－ブチルゲルマニウム基を含む。また、アリールゲルマニウム基は、置換されていてもよい。
【0050】
アザジベンゾフラン、アザジベンゾチオフェンなどにおける「アザ」とは、対応する芳香族フラグメントにおける１つまたは複数のＣ－Ｈ基が窒素原子に置換されることを指す。例えば、アザトリフェニレンは、ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン、ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノリン、および環系において２つ以上の窒素を有する他の類似物を含む。当業者であれば、上述したアザ誘導体の他の窒素類似物を容易に想到することができ、且つこれらの類似物は、すべて本明細書に記載される専門用語に含まれるものとして確定される。
【0051】
本発明において、特に断りのない限り、置換のアルキル基、置換のシクロアルキル基、置換のヘテロアルキル基、置換の複素環基、置換のアラルキル基、置換のアルコキシ基、置換のアリールオキシ基、置換のアルケニル基、置換のアルキニル基、置換のアリール基、置換のヘテロアリール基、置換のアルキルシリル基、置換のアリールシリル基、置換のアルキルゲルマニウム基、置換のアリールゲルマニウム基、置換のアミノ基、置換のアシル基、置換のカルボニル基、置換のカルボキシル基、置換のエステル基、置換のスルフィニル基、置換のスルホニル基、置換のホスフィノ基からなる群のうちのいずれかの用語を使用すると、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロアルキル基、ヘテロシクリル基、アラルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルケニル基、アルキニル、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルシリル基、アリールシリル基、アルキルゲルマニウム基、アリールゲルマニウム基、アミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、スルフィニル基、スルホニル基、およびホスフィノ基のうちのいずれか１つの基が、重水素、ハロゲン、非置換の炭素原子数１～２０のアルキル基、非置換の環炭素原子数３～２０のシクロアルキル基、非置換の炭素原子数１～２０のヘテロアルキル基、非置換の環原子数３～２０の複素環基、非置換の炭素原子数７～３０のアラルキル基、非置換の炭素原子数１～２０のアルコキシ基、非置換の炭素原子数６～３０のアリールオキシ基、非置換の炭素原子数２～２０のアルケニル基、非置換の炭素原子数２～２０のアルキニル基、非置換の炭素原子数６～３０のアリール基、非置換の炭素原子数３～３０のヘテロアリール基、非置換の炭素原子数３～２０のアルキルシリル基、非置換の炭素原子数６～２０のアリールシリル基、非置換の炭素原子数３～２０のアルキルゲルマニウム基、非置換の炭素原子数６～２０のアリールゲルマニウム基、非置換の炭素原子数０～２０のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基およびこれらの組合せから選ばれる１つまたは複数により置換され得ることを意味する。
【0052】
分子フラグメントについて、置換基または他の形態で他の部分に結合させると記載する場合、フラグメント（例えば、フェニル基、フェニレン基、ナフチル基、ジベンゾフラニル基）であるか否か、或いは、分子全体（例えば、ベンゼン、ナフタレン、ジベンゾフラン）であるか否かにより、その名称を確定することができることを理解すべきである。本明細書に用いられるように、置換基の指定、或いはフラグメントの結合の異なる形態は、均等であると認められている。
【0053】
本明細書で言及される化合物において、水素原子が重水素で一部または全部置換されてもよい。他の原子、例えば炭素および窒素も、それらの他の安定した同位体で置換されてもよい。素子の効率および安定性を向上させるために、化合物において他の安定した同位体の置換が好ましい可能性がある。
【0054】
本明細書で言及される化合物において、複数置換とは、二重置換を含む、最も多くの使用可能な置換に達するまでの範囲を指す。本明細書で言及される化合物中のある置換基は、複数置換（二重置換、三重置換、四重置換などを含む）を意味すると、その置換基はその結合構造上の複数の利用可能な置換位置に存在してもよいことを意味し、複数の利用可能な置換位置にいずれも存在する当該置換基は、同じ構造であってもよいし、異なる構造であってもよい。
【0055】
本明細書で言及される化合物において、隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいように特に限定されない限り、前記化合物における隣り合う置換基は結合して環を形成することができない。本明細書で言及される化合物において、隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいことは、隣り合う置換基が結合して環を形成してもよい情況を含むだけでなく、隣り合う置換基が結合して環を形成しない情況を含む。隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよい場合、形成される環は、単環または多環、および脂環、ヘテロ脂環、アリール環、またはヘテロアリール環であってもよい。このような記述において、隣り合う置換基は、同一の原子に結合された置換基、互いに直接結合する炭素原子に結合された置換基、または更に離れた炭素原子に結合された置換基を指してもよい。好ましくは、隣り合う置換基は、同一の炭素原子に結合された置換基および互いに直接結合する炭素原子に結合された置換基を指す。
【0056】
隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいという記述も、同一の炭素原子に結合された２つの置換基が化学結合により互いに結合して環を形成することを意味すると認められ、下記式で例示することができる。
【化3】
【0057】
隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいという記述も、互いに直接結合する炭素原子に結合された２つ置換基が化学結合により互いに結合して環を形成することを意味すると認められ、下記式で例示することができる。
【化4】
【0058】
隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいという記述も、さらに離れる炭素原子に結合された２つの置換基が化学結合により互いに結合して環を形成することを意味すると認められ、下記式で例示することができる。
【化5】
【0059】
また、隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいという記述も、互いに直接結合する炭素原子に結合された２つ置換基の一方が水素を表す場合に、第２の置換基は水素原子が結合された位置に結合されて環を形成することを意味すると認められている。下記式で例示する。
【化6】
【0060】
本発明の一実施例によれば、陽極、陰極、および陽極と陰極との間に設けられた有機層を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記有機層には、第１の有機層および第２の有機層が含まれ、
前記第１の有機層は、第１の有機材料および第１のｐ型ドーパンドを含有し、
前記第２の有機層は、第２の有機材料および第２のｐ型ドーパンドを含有し、
前記第１の有機層は、第２の有機層に接触し、前記第２の有機層は、第１の有機層の上に位置し、
前記第１のｐ型ドーパンドおよび前記第２のｐ型ドーパンドは、それぞれ独立して式１で表される構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が開示される。
（ｎは、１～５の整数から選ばれ、
環Ａは、出現毎に同一または異なって環原子数４～３０の共役環から選ばれ、
Ｒ３は、一置換、複数置換または無置換を表し、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、出現毎に同一または異なって水素、重水素または置換基から選ばれ、
少なくとも１つのＲ３は、水素、重水素または少なくとも２つの原子を含む置換基から選ばれ、
隣り合う置換基Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、結合して環を形成していてもよい。）
前記有機層には、第１の有機層および第２の有機層が含まれ、
前記第１の有機層は、第１の有機材料および第１のｐ型ドーパンドを含有し、
前記第２の有機層は、第２の有機材料および第２のｐ型ドーパンドを含有し、
前記第１の有機層は、第２の有機層に接触し、前記第２の有機層は、第１の有機層の上に位置し、
前記第１のｐ型ドーパンドおよび前記第２のｐ型ドーパンドは、それぞれ独立して式１で表される構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が開示される。
【化7】
環Ａは、出現毎に同一または異なって環原子数４～３０の共役環から選ばれ、
Ｒ３は、一置換、複数置換または無置換を表し、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、出現毎に同一または異なって水素、重水素または置換基から選ばれ、
少なくとも１つのＲ３は、水素、重水素または少なくとも２つの原子を含む置換基から選ばれ、
隣り合う置換基Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、結合して環を形成していてもよい。）
【0061】
本明細書において、「環Ａは、環原子数４～３０の共役環である」とは、環Ａは、環原子数４～３０の環状構造であり、且つ環Ａは、共役の構造特徴を有することを意味する。例示的には、環Ａは、本願における式２～式１３で表される構造を含むがそれらに限定されない。前記環Ａは、単環構造または多環構造であってよい。そのうち、多環は、結合環構造または縮合環構造であってもよいし、二重結合により２つの共役環を結合して形成した全体共役の構造、たとえば、本願における式１３で表される構造であってもよい。前記環Ａは、炭素環であってもよいし、ヘテロ環であってもよい。
【0062】
本明細書において、「隣り合う置換基Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、結合して環を形成していてもよい」とは、隣り合う置換基グループ、たとえば、置換基Ｒ３同士、置換基Ｒ１およびＲ２同士、置換基Ｒ１およびＲ３同士、置換基Ｒ２およびＲ３同士のうちのいずれか１つまたは複数は、結合して環を形成していてもよいことを意味する。明らかには、これらの置換基同士がいずれも結合して環を形成しなくてもよい。
【0063】
本発明の一実施例によれば、ｎは、１、２または３から選ばれる。
【0064】
本発明の一実施例によれば、ｎは、１または２から選ばれる。
【0065】
本発明の一実施例によれば、環Ａは、出現毎に同一または異なって環原子数４～２０の共役環から選ばれる。
【0066】
本発明の一実施例によれば、環Ａは、出現毎に同一または異なって環原子数４～１５の共役環から選ばれる。
【0067】
本発明の一実施例によれば、環Ａは、出現毎に同一または異なって下記式２～式１３からなる群から選ばれる。
（Ｘは、出現毎に同一または異なってＮおよびＣＲ３からなる群から選ばれ、
Ｗは、出現毎に同一または異なってＯ、Ｓ、ＳｅおよびＮＲ３からなる群から選ばれ、
少なくとも１つのＲ３は、水素、重水素、または少なくとも２つの原子を含む置換基から選ばれ、
隣り合う置換基Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、結合して環を形成していてもよく、
は、式２～式１３および式１における二重結合の結合箇所を表す。）
【化8】
Ｗは、出現毎に同一または異なってＯ、Ｓ、ＳｅおよびＮＲ３からなる群から選ばれ、
少なくとも１つのＲ３は、水素、重水素、または少なくとも２つの原子を含む置換基から選ばれ、
隣り合う置換基Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、結合して環を形成していてもよく、
【化9】
【0068】
本発明の一実施例によれば、ｐ型ドーパンドは、下記式１４～式１７のいずれか１つで表される構造を有する。
（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４は、出現毎に同一または異なってＮおよびＣＲ３からなる群から選ばれ、
Ｗは、出現毎に同一または異なってＯ、Ｓ、ＳｅおよびＮＲ３からなる群から選ばれ、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、出現毎に同一または異なって水素、重水素または置換基から選ばれ、
少なくとも１つのＲ３は、水素、重水素または少なくとも２つの原子を含む置換基から選ばれ、
隣り合う置換基Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、結合して環を形成していてもよい。）
【化10】
Ｗは、出現毎に同一または異なってＯ、Ｓ、ＳｅおよびＮＲ３からなる群から選ばれ、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、出現毎に同一または異なって水素、重水素または置換基から選ばれ、
少なくとも１つのＲ３は、水素、重水素または少なくとも２つの原子を含む置換基から選ばれ、
隣り合う置換基Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、結合して環を形成していてもよい。）
【0069】
本発明の一実施例によれば、Ｗは、出現毎に同一または異なってＯ、ＳまたはＳｅから選ばれる。
【0070】
本発明の一実施例によれば、Ｗは、出現毎に同一または異なってＯまたはＳから選ばれる。
【0071】
本発明の一実施例によれば、Ｗは、Ｏから選ばれる。
【0072】
本発明の一実施例によれば、Ｗは、出現毎に同一または異なってＮＲ３から選ばれ、Ｒ３は、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数１～２０のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数３～２０のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数１～２０のヘテロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数７～３０のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数１～２０のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数６～３０のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数２～２０のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数２～２０のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数６～３０のアリール基、置換または非置換の炭素原子数３～３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数３～２０のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数６～２０のアリールシリル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0073】
本発明の一実施例によれば、Ｗは、出現毎に同一または異なってＮＲ３から選ばれ、Ｒ３は、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数１～２０のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数３～２０のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数６～３０のアリール基、置換または非置換の炭素原子数３～３０のヘテロアリール基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0074】
本発明の一実施例によれば、前記置換基は、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数１～２０のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数３～２０のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数１～２０のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数３～２０のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数７～３０のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数１～２０のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数６～３０のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数２～２０のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数２～２０のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数６～３０のアリール基、置換または非置換の炭素原子数３～３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数３～２０のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数６～２０のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数３～２０のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数６～２０のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数０～２０のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシ基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0075】
本発明の一実施例によれば、少なくとも１つのＲ３は、水素、重水素、置換または非置換の炭素原子数１～２０のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数３～２０のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数１～２０のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数３～２０のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数７～３０のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数１～２０のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数６～３０のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数２～２０のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数２～２０のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数６～３０のアリール基、置換または非置換の炭素原子数３～３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数３～２０のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数６～２０のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数３～２０のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数６～２０のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数０～２０のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシ基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0076】
本発明の一実施例によれば、第１の有機層および第２の有機層の厚みの和は、１００ｎｍ以下である。
【0077】
本発明の一実施例によれば、第１の有機層および第２の有機層の厚みの和は、５０ｎｍ以下である。
【0078】
本発明の一実施例によれば、第１の有機層および第２の有機層の厚みの和は、３０ｎｍ以下である。
【0079】
本発明の一実施例によれば、第１の有機層および第２の有機層の厚みの和は、２０ｎｍ以下である。
【0080】
本発明の一実施例によれば、第１の有機層および第２の有機層の厚みの和は、５ｎｍ以上である。
【0081】
本発明の一実施例によれば、第１の有機層および第２の有機層の厚みの和は、１０ｎｍ以上である。
【0082】
本発明の一実施例によれば、第１の有機材料および第２の有機材料は、同一である。
【0083】
本発明の一実施例によれば、第１の有機材料および第２の有機材料は、異なる。
【0084】
本発明の一実施例によれば、第１のｐ型ドーパンドおよび第２のｐ型ドーパンドは、同一である。
【0085】
本発明の一実施例によれば、第１のｐ型ドーパンドおよび第２のｐ型ドーパンドは、異なる。
【0086】
本発明の一実施例によれば、第１のｐ型ドーパンドの第１の有機層におけるドーピング率は、第２のｐ型ドーパンドの第２の有機層におけるドーピング率よりも小さい。
【0087】
第１の有機層において低濃度でドーピングされたｐ型ドーパンド（即ち、陽極に近づく下層）が用いられることにより、正孔注入の数を制御しながら、第２の有機層において高濃度のｐ型ドーパンド（即ち、陰極に近づく上層）が用いられることにより、正孔注入の数をバランスさせることができる。
【0088】
本発明の一実施例によれば、第１のｐ型ドーパンドの第１の有機層におけるドーピング率は、第２のｐ型ドーパンドの第２の有機層におけるドーピング率以上である。
【0089】
本発明の一実施例によれば、第１のｐ型ドーパンドのＬＵＭＯは、－５．２ｅＶ以上である。
【0090】
本発明の一実施例によれば、第１のｐ型ドーパンドのＬＵＭＯは、－５．０ｅＶ以上である。
【0091】
本発明の一実施例によれば、第１のｐ型ドーパンドのＬＵＭＯは、－４．９ｅＶ以上である。
【0092】
本発明の一実施例によれば、第２のｐ型ドーパンドのＬＵＭＯは、－５．２ｅＶ以上である。
【0093】
本発明の一実施例によれば、第２のｐ型ドーパンドのＬＵＭＯは、－５．０ｅＶ以上である。
【0094】
本発明の一実施例によれば、第２のｐ型ドーパンドのＬＵＭＯは、－４．９ｅＶ以上である。
【0095】
本発明の一実施例によれば、第１のｐ型ドーパンドおよび／または第２のｐ型ドーパンドのＬＵＭＯは、－４．２ｅＶ以下である。
【0096】
本発明の一実施例によれば、第１のｐ型ドーパンドおよび／または第２のｐ型ドーパンドのＬＵＭＯは、－４．３ｅＶ以下である。
【0097】
本発明の一実施例によれば、第１のｐ型ドーパンドおよび／または第２のｐ型ドーパンドのＬＵＭＯは、－４．５ｅＶ以下である。
【0098】
本発明の一実施例によれば、第１のｐ型ドーパンドのＬＵＭＯは、第２のｐ型ドーパンドのＬＵＭＯ以下である。
【0099】
本発明の一実施例によれば、第１のｐ型ドーパンドのＬＵＭＯは、第２のｐ型ドーパンドのＬＵＭＯよりも大きい。
【0100】
本発明の一実施例によれば、第１の有機材料および／または第２の有機材料のＨＯＭＯエネルギーレベルは、－４．５ｅＶ以下である。
【0101】
本発明の一実施例によれば、第１の有機材料および／または第２の有機材料のＨＯＭＯエネルギーレベルは、－４．８ｅＶ以下である。
【0102】
本発明の一実施例によれば、第１の有機材料および／または第２の有機材料は、トリアリールアミン単位を有する化合物、スピロビフルオレン系化合物、ペンタセン系化合物、オリゴチオフェン系化合物、オリゴフェニル化合物、オリゴフェニレンエチレン化合物、オリゴフルオレン系化合物、ポルフィリン錯体および金属フタロシアニン錯体からなる群から選ばれる。
【0103】
本発明の一実施例によれば、前記第１のｐ型ドーパンドの第１の有機層におけるドーピング率は、０．０１％以上９９．９％以下である。
【0104】
本発明の一実施例によれば、前記第１のｐ型ドーパンドの第１の有機層におけるドーピング率は、０．１％以上９９．９％以下である。
【0105】
本発明の一実施例によれば、前記第１のｐ型ドーパンドの第１の有機層におけるドーピング率は、０．５％以上５０％以下である。
【0106】
本発明の一実施例によれば、前記第２のｐ型ドーパンドの第２の有機層におけるドーピング率は、０．０１％以上９９．９％以下である。
【0107】
本発明の一実施例によれば、前記第２のｐ型ドーパンドの第２の有機層におけるドーピング率は、０．１％以上９９．９％以下である。
【0108】
本発明の一実施例によれば、前記第２のｐ型ドーパンドの第２の有機層におけるドーピング率は、０．５％以上５０％以下である。
【0109】
本発明の一実施例によれば、第２の有機層の上に第３の有機層がさらに含み、前記第３の有機層は、第３の有機材料および第３のｐ型ドーパンドを含有する。
【0110】
本発明の一実施例によれば、第３の有機材料と第１の有機材料および／または第２の有機材料は、同一または異なる。
【0111】
本発明の一実施例によれば、第３のｐ型ドーパンドと第１のｐ型ドーパンドおよび／または第２のｐ型ドーパンドは、同一または異なる。
【0112】
本発明の一実施例によれば、第３の有機材料の定義は、上述した第１の有機材料および／または第２の有機材料と同じである。
【0113】
本発明の一実施例によれば、第３のｐ型ドーパンドの定義は、上述した第１のｐ型ドーパンドおよび／または第２のｐ型ドーパンドと同じである。
【0114】
本発明の一実施例によれば、前記有機エレクトロルミネッセンス素子には、２層以上のｐ型ドーパンドを含有する有機層があり、たとえば、３層、４層または５層のｐ型ドーパンドを含有する有機層があってもよい。前記有機エレクトロルミネッセンス素子には、２層以上のｐ型ドーパンドを含有する有機層があると、たとえば、第２の有機層の上に、さらに第３の有機層が含まれる。前記第３の有機層は、第３の有機材料および第３のｐ型ドーパンドを含有する。前記２層以上の有機層における前記ｐ型ドーパンドのドーピング率は、陽極から陰極への方向に沿って勾配で増加してもよいし、陽極から陰極への方向に沿って勾配で低減してもよく、放物線で変化してもよい（即ち、ドーピング率がまず増大した後に低減するか、または低減した後に増大する）。必要に応じて、ドーピング率は、一致してもよい。
【0115】
本発明の一実施例によれば、前記第１の有機材料、第２の有機材料および第３の有機材料は、いずれも正孔輸送材料である。
【0116】
本発明の一実施例によれば、Ｒ１および／またはＲ２は、少なくとも１つの電子求引基を含む置換基である。
【0117】
本発明の一実施例によれば、電子求引基のハメット定数が０．０５以上、好ましくは０．３以上、より好ましくは０．５以上である。
【0118】
本発明における前記電子求引基は、ハメット置換基定数値が０．０５以上、たとえば、０．１以上、または０．２以上であり、好ましくは０．３以上であり、より好ましくは０．５以上であり、電子求引能力が強いため、化合物のＬＵＭＯエネルギーレベルを顕著して低下させ、電荷移動度を向上させる効果を達成することができる。
【0119】
なお、前記ハメット置換基定数値は、ハメット置換基パラ位定数および／またはメタ位定数を含む。パラ位定数およびメタ位定数がいずれも０よりも大きく、そのうちの一方が０．０５以上であれば、本発明において選択された基とすることができる。
【0120】
本発明の一実施例によれば、電子求引基は、ハロゲン、ニトロソ基、ニトロ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ＳＣＮ、ＯＣＮ、ＳＦ５、ボラニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスホノキシ基、アザ芳香族環基、またはハロゲン、ニトロソ基、ニトロ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ＳＣＮ、ＯＣＮ、ＳＦ５、ボラニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスホノキシ基、アザ芳香族環基のうちの１つまたは複数で置換された、炭素原子数１～２０のアルキル基、環炭素原子数３～２０のシクロアルキル基、炭素原子数１～２０のヘテロアルキル基、環原子数３～２０のヘテロ環基、炭素原子数７～３０のアラルキル基、炭素原子数１～２０のアルコキシ基、炭素原子数６～３０のアリールオキシ基、炭素原子数２～２０のアルケニル基、炭素原子数２～２０のアルキニル基、炭素原子数６～３０のアリール基、炭素原子数３～３０のヘテロアリール基、炭素原子数３～２０のアルキルシリル基、炭素原子数６～２０のアリールシリル基のうちのいずれか１つの基、並びにこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0121】
本発明の一実施例によれば、電子求引基は、ハロゲン、ニトロソ基、ニトロ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、ＳＦ５、ボラニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスホノキシ基、アザ芳香族環基、およびハロゲン、ニトロソ基、ニトロ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ＳＣＮ、ＯＣＮ、ＳＦ５、ボラニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスホノキシ基、アザ芳香族環基のうちの１つまたは複数で置換された、炭素原子数１～２０のアルキル基、環炭素原子数３～２０のシクロアルキル基、炭素原子数１～２０のヘテロアルキル基、炭素原子数７～３０のアラルキル基、炭素原子数１～２０のアルコキシ基、炭素原子数６～３０のアリールオキシ基、炭素原子数２～２０のアルケニル基、炭素原子数２～２０のアルキニル基、炭素原子数６～３０のアリール基、炭素原子数３～３０のヘテロアリール基、炭素原子数３～２０のアルキルシリル基、炭素原子数６～２０のアリールシリル基のうちのいずれか１つの基、並びにこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0122】
本発明の一実施例によれば、電子求引基は、フッ素、アシル基、カルボニル基、エステル基、ＳＦ５、ボラニル基、アザ芳香族環基、およびフッ素、シアノ基、イソシアノ基、ＳＣＮ、ＯＣＮ、ＳＦ５、ＣＦ３、ＯＣＦ３、ＳＣＦ３、アザ芳香族環基のうちの１つまたは複数で置換された、炭素原子数１～２０のアルキル基、環炭素原子数３～２０のシクロアルキル基、炭素原子数１～２０のヘテロアルキル基、炭素原子数７～３０のアラルキル基、炭素原子数１～２０のアルコキシ基、炭素原子数６～３０のアリールオキシ基、炭素原子数２～２０のアルケニル基、炭素原子数２～２０のアルキニル基、炭素原子数６～３０のアリール基、炭素原子数３～３０のヘテロアリール基、炭素原子数３～２０のアルキルシリル基、炭素原子数６～２０のアリールシリル基のうちのいずれか１つの基、並びにこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0123】
本発明の一実施例によれば、ｐ型ドーパンドは、下記構造を含むがそれらに限定されないものからなる群から選ばれる。
【化11】
【化12】
【化13】
【化14】
【化15】
【0124】
本発明の一実施例によれば、第１の有機層は、陽極に接触する。
【0125】
本発明の一実施例によれば、前記有機エレクトロルミネッセンス素子には、少なくとも１つの発光層がさらに含まれ、前記発光層は、第２の有機層と陰極との間に設けられている。
【0126】
本発明の一実施例によれば、前記発光層は、発光材料を含有し、前記発光材料は、りん光、蛍光発光材料または遅延蛍光発光材料である。
【0127】
本発明の一実施例によれば、前記有機エレクトロルミネッセンス素子には、第２の有機層と発光層との間に設けられた、第１の有機材料または第２の有機材料を含有する第４の有機層がさらに含まれる。
【0128】
本発明の一実施例によれば、前記有機エレクトロルミネッセンス素子には、発光層と陰極との間に設けられた、ｐ－型電荷発生層を含む電荷発生層がさらに含まれる。
【0129】
本発明の一実施例によれば、前記電荷発生層のｐ－型電荷発生層は、第１のｐ型ドーパンドまたは第２のｐ型ドーパンドを含有する。
【0130】
本発明の一実施例によれば、前記電荷発生層において、ｐ－型電荷発生層における第１のｐ型ドーパンドまたは第２のｐ型ドーパンドのドーピング率は、０．０１％以上１００％以下である。
【0131】
本発明の一実施例によれば、前記電荷発生層のｐ－型電荷発生層は、前記ｐ型ドーパンドを含有する。
【0132】
本発明の一実施例によれば、前記電荷発生層のｐ－型電荷発生層は、第１の有機層であってもよい。
【0133】
本発明の一実施例によれば、前記第１の有機層または第２の有機層は、電荷発生層のｐ－型電荷発生層に接触する。
【0134】
本発明の一実施例によれば、前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極／第１の有機層／第２の有機層／正孔輸送層／電子ブロッキング層／発光層／正孔ブロッキング層／電子輸送層／電子注入層／陰極という単層素子の構造を有する。そのうち、電子ブロッキング層および正孔ブロッキング層は、選択可能層であり、必要に応じて選択可能である。そのうち、前記層構造は、単層構造に限定されず、たとえば、そのうちの発光層は、２層構造であってもよく、即ち２つの発光層を含んでもよい。第２の有機層と正孔輸送層との間に、本発明における第３の有機層がさらに含まれる。
【0135】
本発明の一実施例によれば、前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極／第１の発光ユニット／電荷発生層／第２の発光ユニット／陰極という積層素子の構造を有する。そのうち、第１の発光ユニットおよび第２の発光ユニットは、同一または異なってもよく、それぞれ独立して上記単層素子構造における陽極と陰極との間の有機層構造を有する。第２の発光ユニットと陰極との間に、第１の電荷発生層および第３の発光ユニット、即ち、陽極／第１の発光ユニット／電荷発生層／第２の発光ユニット／第１の電荷発生層／第３の発光ユニット／陰極という素子の構造がさらに含まれてもよい。そのうち、第３の発光ユニットおよび第１の発光ユニットは、同一または異なってもよく、第３の発光ユニットおよび第２の発光ユニットも同一または異なってもよい。
【0136】
本発明の一実施例によれば、前記第１の有機材料および／または第２の有機材料は、トリアリールアミン、カルバゾール、フルオレン、スピロビフルオレン、チオフェン、フラン、フェニル、オリゴフェニレンエチレン、オリゴフルオレン、およびこれらの組合せからなる群から選ばれるいずれか１つまたは複数の化学構造単位を含む。
【0137】
本発明の一実施例によれば、前記第１の有機材料および／または第２の有機材料は、モノトリアリールアミン構造単位またはビストリアリールアミン構造単位を含む。
【0138】
本発明の一実施例によれば、前記第１の有機材料および／または第２の有機材料は、モノトリアリールアミン－カルバゾール構造単位、モノトリアリールアミン－チオフェン構造単位、モノトリアリールアミン－フラン構造単位、モノトリアリールアミン－フルオレン構造単位、ビストリアリールアミン－カルバゾール構造単位、ビストリアリールアミン－チオフェン構造単位、ビストリアリールアミン－フラン構造単位、ビストリアリールアミン－フルオレン構造単位からなる群から選ばれるいずれか１つまたは複数の化学構造単位を含む。
【0139】
本発明の一実施例によれば、前記第１の有機材料および／または第２の有機材料は、モノトリアリールアミン化合物またはビストリアリールアミン化合物である。
【0140】
本発明の一実施例によれば、前記第１の有機材料および／または第２の有機材料は、モノトリアリールアミン－カルバゾール化合物、モノトリアリールアミン－チオフェン化合物、モノトリアリールアミン－フラン化合物、モノトリアリールアミン－フルオレン化合物、ビストリアリールアミン－カルバゾール化合物、ビストリアリールアミン－チオフェン化合物、ビストリアリールアミン－フラン化合物、ビストリアリールアミン－フルオレン化合物から選ばれる。
【0141】
本発明の一実施例によれば、前記モノトリアリールアミン構造単位を含む第１の有機材料および／または第２の有機材料は、式１８または式１９で表される構造を有する。
（Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４、Ａｒ５およびＡｒ６は、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数６～３０のアリール基、または置換または非置換の炭素原子数３～３０のヘテロアリール基から選ばれ、前記Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４、Ａｒ５およびＡｒ６の構造には、カルバゾールが含まれず、
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３およびＬ４は、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数６～３０のアリーレン基、置換または非置換の炭素原子数３～３０のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、前記Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３およびＬ４の構造には、カルバゾールが含まれず、
Ｒは、出現毎に同一または異なっては、一置換、複数置換または無置換を表し、
Ｒは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数１～２０のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数３～２０のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数１～２０のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数３～２０のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数７～３０のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数１～２０のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数６～３０のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数２～２０のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数２～２０のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数６～３０のアリール基、置換または非置換の炭素原子数３～３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数３～２０のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数６～２０のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数３～２０のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数６～２０のアリールゲルマニウム基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシ基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基は、結合して環を形成していてもよい。）
【化16】
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３およびＬ４は、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数６～３０のアリーレン基、置換または非置換の炭素原子数３～３０のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、前記Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３およびＬ４の構造には、カルバゾールが含まれず、
Ｒは、出現毎に同一または異なっては、一置換、複数置換または無置換を表し、
Ｒは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数１～２０のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数３～２０のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数１～２０のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数３～２０のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数７～３０のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数１～２０のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数６～３０のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数２～２０のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数２～２０のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数６～３０のアリール基、置換または非置換の炭素原子数３～３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数３～２０のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数６～２０のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数３～２０のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数６～２０のアリールゲルマニウム基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシ基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基は、結合して環を形成していてもよい。）
【0142】
本発明の一実施例によれば、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４、Ａｒ５およびＡｒ６は、出現毎に同一または異なって置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のビフェニル基、置換または非置換のテルフェニル基、置換または非置換のナフタレン基、置換または非置換のジベンゾフラン基、置換または非置換のジベンゾチオフェン基、置換または非置換のジベンゾセレノフェン基、置換または非置換のフェナントレン基、置換または非置換のトリフェニレン基、置換または非置換のピリジン基、置換または非置換のアントラセン基、置換または非置換のピレン基、置換または非置換のフルオレン基、またはこれらの組合せから選ばれる。
【0143】
本発明の一実施例によれば、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３およびＬ４は、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換のフェニレン基、置換または非置換のビフェニレン基、置換または非置換のテルフェニレン基、置換または非置換のナフチレン基、置換または非置換のジベンゾフラニレン基、置換または非置換のジベンゾチエニレン基、置換または非置換のジベンゾセレノフェン基、置換または非置換のフェナントリレン基、置換または非置換のトリフェニレニレン基、置換または非置換のピリジニレン基、置換または非置換のアントラセニレン基、置換または非置換のピレニレン基、置換または非置換のフルオレニレン基、またはこれらの組合せから選ばれる。
【0144】
本発明の一実施例によれば、前記ビストリアリールアミン構造単位を含む第１の有機材料および／または第２の有機材料は、式２０で表される構造を有する。
（Ａｒ７、Ａｒ８、Ａｒ９およびＡｒ１０は、置換または非置換の炭素原子数６～３０のアリール基、または置換または非置換の炭素原子数３～３０のヘテロアリール基から選ばれ、
Ｌ５は、置換または非置換の炭素原子数６～３０のアリーレン基、または置換または非置換の炭素原子数３～３０のヘテロアリーレン基から選ばれ、
隣り合う置換基は、結合して環を形成していてもよい。）
【化17】
Ｌ５は、置換または非置換の炭素原子数６～３０のアリーレン基、または置換または非置換の炭素原子数３～３０のヘテロアリーレン基から選ばれ、
隣り合う置換基は、結合して環を形成していてもよい。）
【0145】
本発明の一実施例によれば、Ａｒ７、Ａｒ８、Ａｒ９およびＡｒ１０は、出現毎に同一または異なって置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のビフェニル基、置換または非置換のテルフェニル基、置換または非置換のナフタレン基、置換または非置換のカルバゾール基、置換または非置換のジベンゾフラン基、置換または非置換のジベンゾチオフェン基、置換または非置換のジベンゾセレノフェン基、置換または非置換のフェナントレン基、置換または非置換のトリフェニレン基、置換または非置換のピリジン基、置換または非置換のアントラセン基、置換または非置換のピレン基、置換または非置換のフルオレン基、またはこれらの組合せから選ばれる。
【0146】
本発明の一実施例によれば、Ｌ５は、単結合、置換または非置換のフェニレン基、置換または非置換のビフェニレン基、置換または非置換のテルフェニレン基、置換または非置換のナフチレン基、置換または非置換のカルバゾーリレン基、置換または非置換のジベンゾフラニレン基、置換または非置換のジベンゾチエニレン基、置換または非置換のジベンゾセレノフェン基、置換または非置換のフェナントリレン基、置換または非置換のトリフェニレニレン基、置換または非置換のピリジニレン基、置換または非置換のアントラセニレン基、置換または非置換のピレニレン基、置換または非置換のフルオレニレン基、またはこれらの組合せから選ばれる。
【0147】
本発明の一実施例によれば、前記第１の有機材料および／または第２の有機材料は、下記構造を含むがそれらに限定されないものからなる群から選ばれる。
【化18】
【化19】
【化20】
【化21】
【0148】
本発明の一実施例によれば、上述したいずれか１つの実施例に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を含む電子アセンプリが開示される。
【0149】
素子の構造からみれば、ＯＬＥＤは、通常の単層構造およびタンデム構造（積層構造とも呼ばれる）に分けられてもよい。通常の単層ＯＬＥＤは、陰極と陽極との間に発光ユニットを１つだけ含み、タンデムＯＬＥＤは、複数の発光ユニットにより積層されてなる。１つの発光ユニットは、一般的に、少なくとも１つの発光層、１つの正孔輸送層および１つの電子輸送層を含む。発光ユニットは、これに加えて正孔注入層、電子注入層、正孔ブロッキング層および電子ブロッキング層をさらに含んでもよい。注意すべきは、通常の単層ＯＬＥＤには発光ユニットが１つだけ含まれるが、該発光ユニットは、複数の発光層を含んでもよく、例えば、発光ユニットは、１層の黄色発光層および１層の青色発光層を含んでもよい。しかしながら、各々の発光ユニットは、正孔輸送層および電子輸送層を１対しか含むことができない。タンデムＯＬＥＤは、少なくとも２つ以上の発光ユニットを含み、つまり少なくとも２対および２対以上の正孔輸送層および電子輸送層を含む。ここで、複数の発光ユニットは、垂直積層という物理的な形態で配列されることにより、回路上における直列接続の特徴を実現することができるので、直列接続ＯＬＥＤ（回路接続から）または積層ＯＬＥＤ（物理的な形態から）と呼ばれてもよい。同じ輝度で、タンデムＯＬＥＤに必要な電流密度が、通常の単層ＯＬＥＤよりも小さいので、耐用年数を向上させるという効果を達成することができる。逆に、定電流密度で、タンデムＯＬＥＤの輝度が通常の単層ＯＬＥＤよりも高く、電圧もそれに従って向上することがある。タンデムＯＬＥＤは、隣り合う発光ユニット同士が電荷発生層により連結され、その品質は、タンデムＯＬＥＤの電圧、耐用年数および効率などのパラメータに直接影響を与える。そのため、電荷発生層領域は、正孔および電子を効果的に生成して、順調に対応する発光ユニットに注入する必要があり、可視光範囲内の透過率が大きいほど大きければよく、性能が安定して、製造しやすい。
【0150】
現在、商用のＯＬＥＤ構造には、通常、１つだけの正孔注入層（ＨＩＬ）が含まれ、即ち、１つのｐ型ドーパンド（ＰＤ）を用いて、一定の割合で正孔輸送ホスト材料（ＨＴＭ）にドーピングしてＨＩＬを形成するか、または単一の材料を用いてＨＩＬを形成する。例えば、化合物ＨＡＴＣＮ。
しかしながら、このような単層構造は、長時間にわたって作動した後、素子の耐用年数を低下させることが容易となる。素子におけるキャリアをバランスさせるために、一部の従来技術において複数層を含むＨＩＬが開示されているが、通常、１層だけのｐ－型ドープ有機層が含まれ、他の１層が純ｐ型材料を用いることにより、正孔の注入を促進する。しかし、純ｐ型材料は、正孔注入能力に対する調節が制御不可能であり、そのうちの１層のｐ型材料のドーピング濃度の変化だけによって正孔注入能力を調節・制御するのもであるので、正孔注入に対する調節・制御能力が有限である。ＯＬＥＤにおける電子と正孔の数をバランスさせ、上述した問題を解決するために、本願は、少なくとも２層のｐ型ドーパンドを含有する有機層を提供し、このような構造により、素子の綜合性能の向上の点で顕著した効果を達成する。
【化22】
【0151】
本明細書において、化合物のＬＵＭＯエネルギーレベル（最低未占有分子軌道：ｌｏｗｅｓｔ ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）およびＨＯＭＯエネルギーレベル（最高被占分子軌道：ｈｉｇｈｅｓｔ ｏｃｃｕｐｉｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）は、サイクリックボルタンメトリーにより測定される。具体的な方法は、武漢科思特計器有限公司製の型番ＣｏｒｒＴｅｓｔＣＳ１２０の電気化学的ステーションが用いられると共に、プラチナディスク電極を作業電極、Ａｇ／ＡｇＮＯ３電極を参照電極、プラチナワイヤ電極を補助電極とする３電極作業体系が用いられた。無水ＤＣＭを溶剤、０．１ｍｏｌ／Ｌのテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートを支持電解質として、目標化合物を１０－３ｍｏｌ／Ｌの溶液に調製し、テスト前に、溶液に窒素ガスを１０ｍｉｎ導入して酸素を除去した。計器のパラメータ設定は、以下の通りである。走査速度１００ｍＶ／ｓ、電位間隔０．５ｍＶ、テストウィンドウ１Ｖ～－０．５Ｖ。一部のｐ型ドーパンドのＬＵＭＯエネルギーレベルおよび有機材料のＨＯＭＯエネルギーレベルは、上記テスト方法に従って測定され、データを以下の表１に記載される。
【0152】
【表1】
【0153】
本明細書において、有機発光素子に用いられる具体的な層の材料は、前記素子に存在する多種の他の材料と組み合わせて使用することができると記載されている。例示的には、本明細書において開示される化合物は、複数種の発光ドーパント、ホスト、輸送層、ブロッキング層、注入層、電極および他の存在可能な層と組み合わせて使用することができる。これらの材料の組合せは、米国特許出願ＵＳ２０１５／０３４９２７３Ａ１の第００８０～０１０１段落において詳細に記載されており、その内容を全て本明細書に援用する。記載または言及された材料は、本明細書に開示される化合物と組み合わせて使用可能な材料の非限定的な実例であり、且つ当業者にとっては、文献を容易に参照して組み合わせて使用可能な他の材料を識別することができる。
【0154】
素子の実施例において、素子の特性に対しても、本分野通常の機器（Ａｎｇｓｔｒｏｍ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ製の蒸着機、蘇州弗士達製の光学テストシステム、耐用年数テストシステム、北京量拓製のエリプソメーターなどを含むがそれに限定されず）を用いて、当業者にとって熟知の方法でテストを行った。当業者は上述した機器の使用、テスト方法などの関連内容を知っているので、サンプルの固有データを確実に、影響を受けずに取得することができるため、上記関連内容を本明細書において繰り返し説明はしない。
【実施例0155】
以下は、幾つかの実施例によって、該有機エレクトロルミネッセンス素子の作動原理を具体的に説明する。明らかには、以下の実施例は、例示的な目的に過ぎず、本発明の範囲を限定するためのものではない。以下の実施例に基づき、当業者は、改良により、本発明の他の実施例を取得することができる。
【0156】
実施例１－１
【0157】
図３に示す本発明に係る第１の、第２の有機層を含む有機エレクトロルミネッセンス素子３００を製造した。（そのうち、該実施例において正孔ブロッキング層１６０を省略するが、当業者は、必要に応じて正孔ブロッキング層を追加することができる）。具体的な方法は、以下の通りである。まず、厚み１２００Åのインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）陽極１１０を有するガラス基板１０１を洗浄した後、ＵＶオゾンおよび酸素プラズマで処理した。処理した後、基板を窒素ガスを満たしたグローブボックスで乾燥させて水を除去した。その後、基板を基板ホルダ上に取り付けて真空室に置いた。真空度が約１０－８Ｔｏｒｒの場合、０．０１～１０Å／ｓの速度でホット真空蒸着によって順にＩＴＯ陽極上に蒸着を行った。まず、ＨＴ－１８および化合物３－１を共蒸着して第１の有機層１２０ａとして用いた。そのうち、化合物３－１のドーピング率が２％であり、第１の有機層１２０ａの厚みが２０Åである。そして、第１の有機層１２０ａにおいてＨＴ－１８および化合物１－２を共蒸着し、第２の有機層１２０ｂとして用いた。そのうち、化合物１－２のドーピング率が１６％であり、第２の有機層１２０ｂの厚みが８０Åである。第１の有機層１２０ａと第２の有機層１２０ｂはともに正孔注入層１２０として用いられ、総厚みが１００Åである。その後、化合物ＨＴ－１８を蒸着して正孔輸送層（ＨＴＬ）１３０として用い、正孔輸送層（ＨＴＬ）１３０の厚みが４００Åである。化合物ＥＢを蒸着して電子ブロッキング層（ＥＢＬ）１４０として用い、電子ブロッキング層（ＥＢＬ）１４０の厚みが５０Åである。次に、赤色光発光ドーパンド化合物Ｄ－１をホスト化合物ＲＨにドーピングして赤色光発光層（ＥＭＬ）１５０を形成した。そのうち、化合物Ｄ－１のドーピング率が３％であり、赤色光発光層（ＥＭＬ）１５０の厚みが４００Åである。そして、化合物ＥＴおよびＬｉＱを共蒸着して電子輸送層（ＥＴＬ）１７０として用い、電子輸送層（ＥＴＬ）１７０の厚みが３５０Åであり、ＬｉＱのドーピング率が６０％である。ＥＴＬ上において、１０ÅのＬｉＱを蒸着して電子注入層（ＥＩＬ）１８０として用いた。最後、１２００ÅのＡｌを蒸着して陰極１９０として用いた。該蒸着された素子をグローブボックスに転移させ、ガラスカバー１０２を用いてカプセル化して該素子を完成させた。
【0158】
実施例１－２
【0159】
実施例１－２の調製過程は、第１の有機層１２０ａにおいて化合物３－１のドーピング率が３％である以外、実施例１－１と同様である。
【0160】
実施例１－３
【0161】
実施例１－３の調製過程は、第１の有機層１２０ａが化合物ＨＴ－１８および化合物３－１からなり、化合物３－１のドーピング率が０．５％であり、第１の有機層１２０ａの厚みが８０Åであり、第２の有機層１２０ｂも化合物ＨＴ－１８および化合物３－１からなり、化合物３－１のドーピング率が３％であり、第２の有機層１２０ｂの厚みが２０Åである以外、実施例１－１と同様である。
【0162】
実施例１－４
【0163】
実施例１－４の調製過程は、第１の有機層１２０ａが化合物ＨＴ－１８および化合物１－２からなり、化合物１－２のドーピング率が１６％であり、第１の有機層１２０ａの厚みが８０Åであり、第２の有機層１２０ｂも化合物ＨＴ－１８および化合物１－２からなり、化合物１－２のドーピング率が３０％であり、第２の有機層１２０ｂの厚みが２０Åである以外、実施例１－１と同様である。
【0164】
実施例１－５
【0165】
実施例１－５の調製過程は、第１の有機層１２０ａが化合物ＨＴ－１８および化合物４－５からなり、化合物４－５のドーピング率が３％であり、第１の有機層１２０ａの厚みが８０Åであり、第２の有機層１２０ｂが化合物ＨＴ－１８および化合物１－２からなり、化合物１－２のドーピング率が１２％であり、第２の有機層１２０ｂの厚みが２０Åである以外、実施例１－１と同様である。
【0166】
実施例１－６
【0167】
実施例１－６の調製過程は、第１の有機層１２０ａが化合物ＨＴ－１８および化合物１－２からなり、化合物１－２のドーピング率が３０％であり、第１の有機層１２０ａの厚みが５０Åであり、第２の有機層１２０ｂが化合物ＨＴ－１８および化合物１－２からなり、化合物１－２のドーピング率が１６％であり、第２の有機層１２０ｂの厚みが５０Åである以外、実施例１－１と同様である。
【0168】
比較例１－１
【0169】
比較例１－１の調製過程は、正孔注入層１２０がＨＴ－１８および化合物３－１により共蒸着されてなり、化合物３－１のドーピング率が０．５％であり、正孔注入層１２０の厚みが１００Åである以外、実施例１－１と同様である。
【0170】
比較例１－２
【0171】
比較例１－２の調製過程は、正孔注入層１２０がＨＴ－１８および化合物３－１により共蒸着されてなり、化合物３－１のドーピング率が２％であり、正孔注入層１２０の厚みが１００Åである以外、比較例１－１と同様である。
【0172】
比較例１－３
【0173】
比較例１－３の調製過程は、正孔注入層１２０がＨＴ－１８および化合物３－１により共蒸着されてなり、化合物３－１のドーピング率が３％であり、正孔注入層１２０の厚みが１００Åである以外、比較例１－１と同様である。
【0174】
比較例１－４
【0175】
比較例１－４の調製過程は、正孔注入層１２０がＨＴ－１８および化合物１－２により共蒸着されてなり、化合物１－２のドーピング率が１２％であり、正孔注入層１２０の厚みが１００Åである以外、比較例１－１と同様である。
【0176】
比較例１－５
【0177】
比較例１－５の調製過程は、正孔注入層１２０がＨＴ－１８および化合物１－２により共蒸着されてなり、化合物１－２のドーピング率が１６％であり、正孔注入層１２０の厚みが１００Åである以外、比較例１－１と同様である。
【0178】
比較例１－６
【0179】
比較例１－６の調製過程は、正孔注入層１２０がＨＴ－１８および化合物４－５により共蒸着されてなり、化合物４－５のドーピング率が３％であり、正孔注入層１２０の厚みが１００Åである以外、比較例１－１と同様である。
【0180】
比較例１－７
【0181】
比較例１－７の調製過程は、正孔注入層１２０がＨＴ－１８および化合物ＰＤ１により共蒸着されてなり、化合物ＰＤ１のドーピング率が１６％であり、正孔注入層１２０の厚みが１００Åである以外、比較例１－１と同様である。
【0182】
比較例１－８
【0183】
比較例１－８の調製過程は、正孔注入層１２０がＨＴ－１８および化合物ＰＤ１により共蒸着されてなり、化合物ＰＤ１のドーピング率が３０％であり、正孔注入層１２０の厚みが１００Åである以外、比較例１－１と同様である。
【0184】
比較例１－９
【0185】
比較例１－９の調製過程は、第１の有機層１２０ａが化合物ＨＴ－１８および化合物ＰＤ１からなり、化合物ＰＤ１のドーピング率が３０％であり、第１の有機層１２０ａ厚みが５０Åであり、第２の有機層１２０ｂが化合物ＨＴ－１８および化合物ＰＤ１からなり、第２の有機層１２０ｂの厚みが５０Åであり、化合物ＰＤ１のドーピング率が１６％である以外、実施例１－１と同様である。
【0186】
比較例１－１０
【0187】
比較例１－１０の調製過程は、第１の有機層１２０ａが化合物３－１からなり、第１の有機層１２０ａ厚みが８０Åであり、第２の有機層１２０ｂが化合物ＨＴ－１８および化合物３－１からなり、化合物３－１のドーピング率が３％であり、第２の有機層１２０ｂの厚みが２０Åである以外、実施例１－１と同様である。
【0188】
比較例１－１１
【0189】
比較例１－１１の調製過程は、第１の有機層１２０ａが化合物ＨＴ－１８および化合物３－１からなり、化合物３－１のドーピング率が３％であり、第１の有機層１２０ａ厚みが２０Åであり、第２の有機層１２０ｂが化合物３－１からなり、第２の有機層１２０ｂの厚みが８０Åである以外、実施例１－１と同様である。
【0190】
実施例１－１～１－６および比較例１－１～１－１１の素子における第１の有機層および第２の有機層の詳細は、表２に示される。用いられる材料が１種超えの層は、前記重量比で異なる化合物をドーピングすることにより得られる。
【0191】
【表2】
【0192】
素子に用いられる化合物の構造は、以下のように示される。
【化23】
【0193】
実施例１－１～１－６および比較例１－１～１－１１における素子の性能を測定した。そのうち、色座標（ＣＩＥ）、電圧および外部量子効率（ＥＱＥ）は、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２の条件下で測定されたものであり、素子の耐用年数（ＬＴ９７）は、８０ｍＡ／ｃｍ２の定電流密度の駆動下で輝度が初期輝度の９７％に減衰した実際測定時間である。これらのデータは、表３に示される。
【0194】
【表3】
【0195】
表３における素子のデータから分かるように、示される実施例と比較例における色座標がほぼ一致した。
【0196】
ＥＱＥが高く、電圧が低く、耐用年数が長いＯＬＥＤは、所望する良好な素子であるが、両方を同時に達成できない場合、素子の綜合性能を考える必要がある。実施例１－１において、第１の有機層および第２の有機層が互いに接触し、第１の有機層が第１のｐ型ドーパンド化合物３－１およびＨＴ－１８からなり、ドーピング率が２％であり、第２の有機層が第２のｐ型ドーパンド化合物１－２およびＨＴ－１８からなり、ドーピング率が１６％である。実施例１－１において、２７．８％の高いＥＱＥ、２８３ｈの超長い耐用年数、および３．１Ｖの駆動電圧を得た。実施例１－１、比較例１－２および比較例１－５をそれぞれ比較した結果は以下の通りである。（１）比較例１－２において１層だけのｐ型ドーピング層を含み、前記ドーピング層が実施例１－１における第１の有機層と同一である（用いられた材料およびドーピング率がいずれも同じである）。実施例１－１は、比較例１－２に対して、ＥＱＥがやや２％向上し、耐用年数が大幅に３１％向上した。（２）比較例１－５において１層だけのｐ型ドーピング層を含み、前記ドーピング層が実施例１－１における第２の有機層と同一である（用いられた材料およびドーピング率がいずれも同じである）。実施例１－１は、比較例１－５に対して、より低い電圧を有し、電圧が０．９Ｖ低下し、より驚くべきことに、その耐用年数がより大幅に向上し、４６６％向上した。実施例１－１は、ＥＱＥが比較例１－５よりも低いが、２７．８％の高いＥＱＥを達成し、すでに業界内で高い効率レベルとなっており、比較例１－５の電圧が高く、耐用年数が極めて短いため、実施例１－１は、綜合性能に一層優れた素子である。
【0197】
実施例１－２において、第１の有機層および第２の有機層が互いに接触し、第１の有機層が第１のｐ型ドーパンド化合物３－１およびＨＴ－１８からなり、ドーピング率が３％であり、第２の有機層が第２のｐ型ドーパンド化合物１－２およびＨＴ－１８からなり、ドーピング率が１６％である。実施例１－２において２７．４％の高いＥＱＥ、３．１Ｖの低い駆動電圧および２９８ｈの超長い耐用年数を得た。実施例１－２、比較例１－３および比較例１－５をそれぞれ比較した結果は、以下の通りである。（１）比較例１－３において１層だけのｐ型ドーピング層を含み、前記ドーピング層が実施例１－２における第１の有機層と同一である（用いられた材料およびドーピング率がいずれも同じである）。実施例１－２は、比較例１－３に対して、ＥＱＥが約５％向上し、耐用年数が４３％向上し、両者の駆動電圧が相当した。（２）比較例１－５において１層だけのｐ型ドーピング層を含み、前記ドーピング層が実施例１－２における第２の有機層と同一である（用いられた材料およびドーピング率がいずれも同じである）。実施例１－２は、比較例１－５に対して、駆動電圧が２３％低くなり、耐用年数が４９６％長くなった。実施例１－２は、ＥＱＥが比較例１－５よりも低いが、２７．４％の高いＥＱＥを達成し、すでに業界内で高い効率レベルとなっており、比較例１－５の電圧が高く、耐用年数が極めて短いため、実施例１－２は、綜合性能に一層優れた素子である。
【0198】
実施例１－３において、第１の有機層および第２の有機層が互いに接触し、第１の有機層が第１のｐ型ドーパンド化合物３－１およびＨＴ－１８からなり、ドーピング率が０．５％であり、第２の有機層が第２のｐ型ドーパンド化合物３－１およびＨＴ－１８からなり、ドーピング率が３％である。実施例１－３において、３．２Ｖの低い駆動電圧、２８．４％の高い効率および２５０ｈの長い耐用年数が得られた。実施例１－３、比較例１－１および比較例１－３をそれぞれ比較した結果は、以下の通りである。（１）比較例１－１において１層だけのｐ型ドーピング層を含み、前記ドーピング層が実施例１－３における第１の有機層と同一である（用いられた材料およびドーピング率がいずれも同じである）。実施例１－３は、比較例１－１に対して、駆動電圧が０．４Ｖ低くなり、耐用年数が７９％長くなり、効率が比較例１－１よりも低いが、実施例１－３は、２８．４％の高いＥＱＥレベルを達成するとともに、電圧が低く、耐用年数が長いなどの綜合性能上の優勢を兼備した。（２）比較例１－３において１層だけのｐ型ドーピング層を含み、前記ドーピング層が実施例１－３における第２の有機層と同一である（用いられた材料およびドーピング率がいずれも同じである）。実施例１－３は、比較例１－３に対して、ＥＱＥが８％向上し、耐用年数が２０％向上し、駆動電圧が相当し、実施例１－３の綜合性能が極めて大きく向上された。
【0199】
同様に、実施例１－４は、第１の有機層だけを有する比較例１－５に対して、駆動電圧が１．１Ｖ低下し、耐用年数が６倍向上し、ＥＱＥがやや低下したが、実施例１－４は、さらに２７％の高いＥＱＥを達成し、すでに業界内で高い効率レベルとなっており、綜合性能が極めて大きく向上された。
【0200】
実施例１－５は、それぞれ第１の有機層だけを有する比較例１－６および第２の有機層だけを有する比較例１－４に対して、耐用年数がそれぞれ５３％および７．３倍向上した。比較例１－４に対して、駆動電圧が１．０Ｖ低下し、実施例１－５のＥＱＥがいずれもやや低下したが、実施例１－５は、さらに２６．２％の高いＥＱＥを達成し、すでに業界内で高い効率レベルとなっており、綜合性能が極めて大きく向上された。比較例１－６に対して、駆動電圧が相当し、ＥＱＥがやや向上した。
【0201】
実施例１－６は、第２の有機層だけを有する比較例１－５に対して、耐用年数が３．６４倍向上し、駆動電圧が０．８Ｖ低下し、実施例１－６のＥＱＥがいずれもやや低下したが、２８．５％の高いＥＱＥを達成し、すでに業界内で高い効率レベルとなっており、綜合性能が極めて大きく向上された。
【0202】
以上の比較によれば、本発明に係る特定の条件を含む第１の有機層および第２の有機層を用いて、綜合性能に優れたＯＬＥＤを取得することができるを見出した。
【0203】
比較例１－７～１－９において、本発明以外のｐ型ドーパンドが素子に用いられ、比較例１－９において、本発明以外のｐ型ドーパンドを含有する第１の有機層および第２の有機層が用いられ、比較例１－７および比較例１－８においてそれぞれ比較例１－９における第２の有機層および第１の有機層が用いられた。表３におけるデータから分かるように、比較例１－７～１－９における素子の性能がほぼ相当するため、本発明以外のｐ型ドーパンドが複数層のｐ型ドーパンドを含有する有機層に適用された素子は、単層のｐ型ドーパンドを含有する素子に対して、素子の性能上で向上していないことを示している。それと同時に、実施例１－６と比較例１－９を比較すると、いずれも第１の有機層および第２の有機層を含むが、用いられたｐ型ドーパンドが異なり、実施例１－６において本発明におけるｐ型ドーパンド化合物１－２が用いられ、比較例１－９において本発明以外のＰＤ１がｐ型ドーパンドとして用いられた。実施例１－６は、素子の耐用年数が７８％向上し、ＥＱＥが１０％向上し、駆動電圧がやや０．２Ｖ向上し、より優れた素子の綜合性能を有した。そのため、実施例１－６によれば、本発明に係る特定のｐ型ドーパンドを含有し、且つ特定の構造を有する素子は、より優れた素子の性能を有することを示している。
【0204】
実施例１－３をそれぞれ比較例１－１０および１－１１と比較すると、比較例１－１０および１－１１における第１の有機層または第２の有機層は、本願に係るｐ型ドーパンド化合物３－１のみを含有する有機層であり、本願におけるｐ型ドーパンドが他の有機材料にドーピングされた有機層ではない。実施例１－３は、比較例１－１０および１－１１に対して、ＥＱＥがいずれも２０％以上向上し、耐用年数も向上したが、駆動電圧がやや向上した。これから分かるように、実施例１－３は、より優れた素子の性能を有した。
【0205】
上述した実施例１－１～１－６と比較例１－１～１－１１の比較及び検討から分かるように、本発明に係る特定のｐ型ドーパンドを含有し、且つ特定の構造を有する素子は、より優れた素子の性能を有した。
【0206】
実施例２－１：図４に示す本発明に係る積層有機エレクトロルミネッセンス素子４００を製造した。（そのうち、該実施例において正孔ブロッキング層１６０ａおよび１６０ｂを省略するが、当業者は、必要に応じて正孔ブロッキング層を追加することができる）。具体的な方法は、以下の通りである。まず、予め図形化された厚み１２００Åのインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）陽極１１０を有するガラス基板１０１を超純水で洗浄し、ＵＶオゾンおよび酸素プラズマでＩＴＯ表面を処理した。そして、窒素ガスを満たしたグローブボックスで基板を乾燥させて水を除去し、ホルダ上に取り付けて蒸着室に置いた。以下、指定された有機層に対して、真空度が約１＊１０－６トルの場合、０．０１～１０Å／ｓの速度でホット真空蒸着によって順にＩＴＯ陽極上に蒸着を行った。まず、第１の発光ユニット１１０１について蒸着した。まず、ＨＴ－１８および化合物３－１を共蒸着して第１の有機層１２１ａとして用い、そのうち、化合物３－１のドーピング率が３％であり、第１の有機層１２１ａの厚みが２０Åである。その後、第１の有機層１２１ａ上においてＨＴ－１８および化合物１－２を共蒸着して第２の有機層１２２ａとして用いた。そのうち、化合物１－２のドーピング率が１６％であり、第２の有機層１２２ａの厚みが８０Åである。第１の有機層１２１ａおよび第２の有機層１２２ａは、ともに第１の発光ユニット１１０１の正孔注入層２２０ａとして用い、総厚みが１００Åである。その後、化合物ＨＴ－１８を蒸着して正孔輸送層（ＨＴＬ）１３０ａとして用い、正孔輸送層（ＨＴＬ）１３０ａの厚みが４００Åである。化合物ＥＢを蒸着して電子ブロッキング層（ＥＢＬ）１４０ａとして用い、電子ブロッキング層（ＥＢＬ）１４０ａの厚みが５０Åである。次に、赤色光発光ドーパンド化合物Ｄ－１をホスト化合物ＲＨにドーピングして赤色光発光層（ＥＭＬ）１５０ａを形成した。そのうち、化合物Ｄ－１のドーピング率が３％であり、赤色光発光層（ＥＭＬ）１５０ａの厚みが４００Åである。そして、化合物ＥＴおよびＬｉＱを蒸着して電子輸送層（ＥＴＬ）１７０ａとして用い、電子輸送層（ＥＴＬ）１７０ａの厚みが３５０Åであり、ＬｉＱのドーピング率が６０％である。その後、電荷発生層１１０２を蒸着し、ＥＴＬ上において順に１５ÅのＹｂ金属を蒸着してｎ型電荷発生層２１０として用いた後、３０Åの化合物１－２を蒸着してｐ型電荷発生層３１０として用いた。続いて、２番目の発光ユニット１１０３を蒸着した。ＨＴ－１８および化合物３－１を共蒸着して第１の有機層１２１ｂとして用いた。そのうち、化合物３－１のドーピング率が３％であり、第１の有機層１２１ｂの厚みが２０Åである。そして、第１の有機層１２１ｂ上においてＨＴ－１８および化合物１－２を共蒸着して第２の有機層１２２ｂとして用いた。そのうち、化合物１－２のドーピング率が１６％であり、第２の有機層１２２ｂの厚みが８０Åである。第１の有機層１２１ｂと第２の有機層１２２ｂは、共に第２の発光ユニット１１０３の正孔注入層２２０ｂとして用いられ、総厚みが１００Åである。その後、化合物ＨＴ－１８を蒸着してＨＴＬ１３０ｂとして用い、ＨＴＬ１３０ｂの厚みが４００Åである。化合物ＥＢを蒸着して電子ブロッキング層（ＥＢＬ）１４０ｂとして用い、電子ブロッキング層（ＥＢＬ）１４０ｂの厚みが５０Åである。次に、赤色光発光ドーパンド化合物Ｄ－１をホスト化合物ＲＨにドーピングして赤色光発光層（ＥＭＬ）１５０ｂを形成した。そのうち、化合物Ｄ－１のドーピング率が３％であり、赤色光発光層（ＥＭＬ）１５０ｂの厚みが４００Åである。そして、化合物ＥＴおよびＬｉＱを共蒸着して電子輸送層（ＥＴＬ）１７０ｂとして用い、電子輸送層（ＥＴＬ）１７０ｂの厚みが３５０Åであり、ＬｉＱのドーピング率が６０％である。最後、厚み１０Åの化合物ＥＩＬを蒸着して電子注入層（ＥＩＬ）１８０として用いるとともに、１２００Åのアルミニウムを蒸着して陰極１９０として用いた。
【0207】
注意すべきは、該積層素子の構造は例示的なものに過ぎず、本発明に記載されるものに限定されない。たとえば、第１の発光ユニット１１０１における正孔注入層２２０ａは、第２の発光ユニット１１０３におけるものと異なる構造を用いてもよい。さらに、たとえば、第２の発光ユニット１１０３は、他の色のホスト化合物、発光材料、および対応するセットとなる輸送材料および素子の構造を用いてもよい。
【0208】
比較例２－１
【0209】
比較例２－１の製造過程は、第１の発光ユニットの正孔注入層２２０ａおよび第２の発光ユニットの正孔注入層２２０ｂは、いずれも第１の有機層のみを含み、いずれもＨＴ－１８および化合物３－１からなり、化合物３－１のドーピング率が３％であり、第１の有機層の厚みが１００Åである以外、実施例２－１と一致する。
【0210】
比較例２－２
【0211】
比較例２－２の製造過程は、第１の発光ユニットの正孔注入層２２０ａおよび第２の発光ユニットの正孔注入層２２０ｂは、いずれも第２の有機層のみを含み、いずれもＨＴ－１８および化合物１－２からなり、化合物１－２のドーピング率が１６％であり、第２の有機層の厚みが１００Åである以外、実施例２－１と一致する。
【0212】
実施例２－１および比較例２－１～２－２の一部の素子の構造の詳細は、表４に示される。用いられる材料が１種超えの層は、前記重量比で異なる化合物をドーピングすることにより得られる。
【0213】
【表4】
【0214】
実施例２－１および比較例２－１～２－２における素子の性能を測定した。そのうち、色座標（ＣＩＥ）、電圧および外部量子効率（ＥＱＥ）は、輝度２０００ｃｄ／ｍ２の条件下で測定されたものである。素子の耐用年数は、８０ｍＡ／ｃｍ２下で初期輝度の９７％に減衰した時間である。これらのデータは、表５に示される。
【0215】
【表5】
【0216】
実施例２－１は、電荷発生層により２つの発光ユニットが連結された積層ＯＬＥＤである。そのうち、第１の発光ユニットおよび第２の発光ユニットは、いずれも第１の有機層および第２の有機層を含む。第１の有機層は、ＨＴ－１８および化合物３－１からなり、化合物３－１のドーピング率が３％である。第２の有機層は、ＨＴ－１８および化合物１－２からなり、化合物１－２のドーピング率が１６％である。実施例２－１は、２０００ｃｄ／ｍ２下で、５６．１％の高いＥＱＥ、５．７Ｖの低い電圧および２５０ｈの超長い耐用年数を達成する。比較例２－１および２－２において、第１の発光ユニットおよび第２の発光ユニットは、いずれも実施例２－１における第１の有機層または第２の有機層のみを含む（材料およびドーピング率が同一である）。実施例２－１は、比較例２－１および２－２に対して、耐用年数が１４．６％および５８．２％向上し、駆動電圧が相当し、比較例２－１に対して、ＥＱＥが１０．８％向上し、効率が比較例２－２に対してやや４％低くなるが、耐用年数に対する改善がより顕著した。
【0217】
これから分かるように、本発明に係る特定の構造を有する第１の有機層および第２の有機層は、同様に積層素子の綜合性能を向上させることができる。
【0218】
実施例３－１
【0219】
図３に示す有機エレクトロルミネッセンス素子３００を製造した。具体的な方法は、以下の通りである。まず、厚みが８００Åのインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）陽極１１０を有するガラス基板１０１を洗浄した後、ＵＶオゾンおよび酸素プラズマで処理した。そして、基板を窒素ガスを満たしたグローブボックスで乾燥させて水を除去した。その後、基板を基板ホルダ上に取り付けて真空室に置いた。真空度が約１０－８Ｔｏｒｒの場合、０．０１～１０Å／ｓの速度でホット真空蒸着によって順にＩＴＯ陽極上に蒸着を行った。まず、ＨＴ－１８および化合物３－１を共蒸着して第１の有機層１２０ａとして用いた。そのうち、化合物３－１のドーピング率が３％であり、第１の有機層１２０ａの厚みが２０Åである。そして、第１の有機層１２０ａにおいてＨＴ－１８および化合物１－２を共蒸着し、第２の有機層１２０ｂとして用いた。そのうち、化合物１－２のドーピング率が１６％であり、第２の有機層１２０ｂの厚みが８０Åである。第１の有機層１２０ａと第２の有機層１２０ｂはともに正孔注入層１２０として用いられ、総厚みが１００Åである。その後、化合物ＨＴ－１８を蒸着して正孔輸送層（ＨＴＬ）として用い、正孔輸送層（ＨＴＬ）の厚みが２５０Åである。化合物ＨＴ－１は、電子ブロッキング層（ＥＢＬ）として用いられ、電子ブロッキング層（ＥＢＬ）の厚みが５０Åである。その後、青色光ドーパンド化合物Ｄ－２を青色光ホスト化合物ＢＨにドーピングし、共蒸着して青色光発光層（ＥＭＬ）として用いた。そのうち、化合物Ｄ－２のドーピング率が４％であり、総厚みが２５０Åである。そして、化合物ＨＢを蒸着して正孔ブロッキング層（ＨＢＬ）として用い、正孔ブロッキング層（ＨＢＬ）の厚みが５０Åである。ＨＢＬ上において、化合物ＥＴ１およびＬｉＱを共蒸着して電子輸送層（ＥＴＬ）として用い、電子輸送層（ＥＴＬ）の厚みが３００Åであり、ＥＴＬ層の総重量に対してＬｉＱが６０％である。ＥＴＬ上において１０ÅのＬｉＱを蒸着して電子注入層（ＥＩＬ）として用いた。最後、１２００ÅのＡｌを蒸着して陰極として用いた。該蒸着された素子をグローブボックスに転移させ、ガラスカバーを用いてカプセル化して該素子を完成させた。
【0220】
比較例３－１
【0221】
比較例３－１の調製方法は、正孔注入層１２０は、第１の有機層のみを含み、ＨＴ－１８および化合物３－１からなり、化合物３－１がＨＩＬの合計重量に対して３％であり、正孔注入層１２０の厚みが１００Åである以外、実施例３－１と一致する。
【0222】
実施例３－１および比較例３－１における一部の素子の構造の詳細は、表６に示される。用いられる材料が１種超えの層は、前記重量比で異なる化合物をドーピングすることにより得られる。
【0223】
【表6】
【0224】
素子に新たに用いられる化合物の構造は、以下のように示される。
【化24】
【0225】
実施例３－１および比較例３－１における素子の性能を測定した。そのうち、色座標（ＣＩＥ）、電圧および外部量子効率（ＥＱＥ）は、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２の条件下で測定されたものである。素子の耐用年数（ＬＴ９７）は、８０ｍＡ／ｃｍ２の定電流密度の駆動下で、輝度が初期輝度の９７％に減衰した実際測定時間である。これらのデータは、表７に示される。
【0226】
【表7】
【0227】
実施例３－１および比較例３－１は、青色蛍光素子である。表７に示された実施例３－１と比較例３－１の色座標は、ほぼ一致した。実施例３－１は、本願における第１の有機層および第２の有機層を含む構造を用いた素子である。素子のデータの比較から分かるように、実施例３－１と比較例３－１の素子駆動電圧、ＥＱＥは、ほぼ相当したが、実施例３－１の耐用年数は、大幅に４３％向上した。本願における特定の有機層構造を含む有機エレクトロルミネッセンス素子は、素子の耐用年数を向上させ、素子の綜合性能を顕著して向上させることができることを示している。
【0228】
以上のデータから分かるように、本願に係る特定のｐ型ドーパンドおよび有機層構造を含む新規な有機エレクトロルミネッセンス素子は、単層素子においても、積層素子においても、いずれも素子の綜合性能を顕著して向上させることができる。
【0229】
ここで記載される各種の実施例は、例示的なものに過ぎず、本発明の範囲を限定するためのものではないことを理解すべきである。そのため、当業者にとって、保護しようとする本発明は、本明細書に記載される具体的な実施例および好ましい実施例の変形を含むことが自明である。本発明の構想を逸脱しない前提で、本明細書に記載される材料および構造の多くは、他の材料および構造で代替することができる。本発明がなぜ機能するかについての様々な理論は、限定的ではないことを理解すべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
