JP2013108015A - Material for organic electroluminescent element - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly efficient material for organic EL element.SOLUTION: The material for organic electroluminescent element is represented by formula (1), wherein X is oxygen atom or sulfur atom, one of G-Gis carbon atom bonded to L, each of the remaining G-Gis nitrogen atom or CR, each of Rand Ris hydrogen atom, 1-20C alkyl or the like, each of Ris 1-20C alkyl or the like, each of L, Lis single bond, 6-18C ring-forming arylene or 5-18C ring-forming heteroarylene, each of R is 1-20C alkyl or the like, each of a and b is an integer of 1-3, and n is an integer of 0-3.

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。   The present invention relates to a material for an organic electroluminescence element and an organic electroluminescence element using the same.

有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子には、蛍光型及び燐光型があり、それぞれの発光メカニズムに応じ、最適な素子設計が検討されている。燐光型の有機EL素子については、その発光特性から、蛍光素子技術の単純な転用では高性能な素子が得られないことが知られている。その理由は、一般的に以下のように考えられている。
まず、燐光発光は、三重項励起子を利用した発光であるため、発光層に用いる化合物のエネルギーギャップが大きくなくてはならない。何故なら、ある化合物のエネルギーギャップ(以下、一重項エネルギーともいう。)の値は、通常、その化合物の三重項エネルギー(本発明では、最低励起三重項状態と基底状態とのエネルギー差をいう。)の値よりも大きいからである。
Organic electroluminescence (EL) elements include a fluorescent type and a phosphorescent type, and an optimum element design has been studied according to each light emission mechanism. With respect to phosphorescent organic EL elements, it is known from their light emission characteristics that high-performance elements cannot be obtained by simple diversion of fluorescent element technology. The reason is generally considered as follows.
First, since phosphorescence emission is emission using triplet excitons, the energy gap of the compound used in the light emitting layer must be large. This is because the value of the energy gap (hereinafter also referred to as singlet energy) of a compound usually refers to the triplet energy of the compound (in the present invention, the energy difference between the lowest excited triplet state and the ground state). This is because it is larger than the value of).

従って、燐光発光性ドーパント材料の三重項エネルギーを効率的に発光層内に閉じ込めるためには、まず、燐光発光性ドーパント材料の三重項エネルギーよりも大きい三重項エネルギーのホスト材料を発光層に用いなければならない。さらに、発光層に隣接する電子輸送層、及び正孔輸送層を設け、電子輸送層、及び正孔輸送層に燐光発光性ドーパント材料の三重項エネルギーよりも大きい化合物を用いなければならない。
このように、従来の有機EL素子の素子設計思想に基づく場合、蛍光型の有機EL素子に用いる化合物と比べて大きなエネルギーギャップを有する化合物を燐光型の有機EL素子に用いることにつながり、有機EL素子全体の駆動電圧が上昇する。
Therefore, in order to efficiently confine the triplet energy of the phosphorescent dopant material in the light emitting layer, a host material having a triplet energy larger than the triplet energy of the phosphorescent dopant material must first be used for the light emitting layer. I must. Furthermore, an electron transport layer and a hole transport layer adjacent to the light emitting layer are provided, and a compound having a triplet energy higher than that of the phosphorescent dopant material must be used for the electron transport layer and the hole transport layer.
Thus, when based on the element design concept of the conventional organic EL element, a compound having a larger energy gap than the compound used for the fluorescent organic EL element is used for the phosphorescent organic EL element. The drive voltage of the entire element increases.

また、蛍光素子で有用であった酸化耐性や還元耐性の高い炭化水素系の化合物はπ電子雲の広がりが大きいため、エネルギーギャップが小さい。そのため、燐光型の有機EL素子では、このような炭化水素系の化合物が選択され難く、酸素や窒素等のヘテロ原子を含んだ有機化合物が選択され、その結果、燐光型の有機EL素子は、蛍光型の有機EL素子と比較して寿命が短いという問題を有する。   In addition, hydrocarbon compounds having high oxidation resistance and reduction resistance, which are useful in fluorescent elements, have a large energy spread due to a large spread of π electron clouds. Therefore, in a phosphorescent organic EL element, it is difficult to select such a hydrocarbon compound, and an organic compound containing a heteroatom such as oxygen or nitrogen is selected. As a result, the phosphorescent organic EL element is There is a problem that the lifetime is shorter than that of a fluorescent organic EL element.

さらに、燐光発光性ドーパント材料の三重項励起子の励起子緩和速度が一重項励起子と比較して非常に長いことも素子性能に大きな影響を与える。即ち、一重項励起子からの発光は、発光に繋がる緩和速度が速いため、発光層の周辺層(例えば、正孔輸送層や電子輸送層)への励起子の拡散が起きにくく、効率的な発光が期待される。一方、三重項励起子からの発光は、スピン禁制であり緩和速度が遅いため、周辺層への励起子の拡散が起きやすく、特定の燐光発光性化合物以外からは熱的なエネルギー失活が起きてしまう。つまり、電子、及び正孔の再結合領域のコントロールが蛍光型の有機EL素子よりも重要である。   Furthermore, the fact that the exciton relaxation rate of the triplet exciton of the phosphorescent dopant material is much longer than that of the singlet exciton also greatly affects the device performance. That is, since light emitted from singlet excitons has a high relaxation rate that leads to light emission, the diffusion of excitons to the peripheral layers of the light-emitting layer (for example, a hole transport layer or an electron transport layer) hardly occurs and is efficient. Light emission is expected. On the other hand, light emission from triplet excitons is spin-forbidden and has a slow relaxation rate, so that excitons are likely to diffuse to the peripheral layer, and thermal energy deactivation occurs from other than specific phosphorescent compounds. End up. That is, control of the recombination region of electrons and holes is more important than the fluorescent organic EL element.

以上のような理由から燐光型の有機EL素子の高性能化には、蛍光型の有機EL素子と異なる材料選択、及び素子設計が必要になっている。
特に、青色発光する燐光型の有機EL素子の場合、緑〜赤色発光する燐光型の有機EL素子と比べて、発光層やその周辺層に三重項エネルギーが大きい化合物を使用する必要がある。具体的に、効率の損失無く青色の燐光発光を得るためには、発光層に使用するホスト材料の三重項エネルギーは概ね3.0eV以上が必要である。このような高い三重項エネルギーを有しながら、その他、有機EL材料として求められる性能を満たす化合物を得るためには、複素環化合物等の三重項エネルギーの高い分子パーツを単純に組み合わせるのではなく、π電子の電子状態を考慮した新たな思想による分子設計が必要になる。
For the above reasons, in order to improve the performance of phosphorescent organic EL elements, material selection and element design different from those of fluorescent organic EL elements are required.
In particular, in the case of a phosphorescent organic EL element that emits blue light, it is necessary to use a compound having a large triplet energy in the light emitting layer and its peripheral layer as compared with a phosphorescent organic EL element that emits green to red light. Specifically, in order to obtain blue phosphorescence without loss of efficiency, the triplet energy of the host material used for the light-emitting layer needs to be approximately 3.0 eV or more. In order to obtain a compound satisfying the performance required as an organic EL material while having such a high triplet energy, not simply combining molecular parts having a high triplet energy such as a heterocyclic compound, Molecular design based on a new concept that considers the electronic state of π electrons is required.

このような状況下、青色発光する燐光型の有機EL素子の材料として、例えば、特許文献1にはカルバゾール骨格及びアダマンタン骨格を有する化合物が開示されている。   Under such circumstances, for example, Patent Document 1 discloses a compound having a carbazole skeleton and an adamantane skeleton as a material of a phosphorescent organic EL element that emits blue light.

国際公開第2003−080761号パンフレットInternational Publication No. 2003-080761 Pamphlet

本発明の目的は、長寿命な有機EL素子用材料を提供することである。   An object of the present invention is to provide a material for an organic EL element having a long lifetime.

本発明によれば、以下の有機EL素子用材料等が提供される。
1.下記式(1)で表される有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。

Figure 2013108015
(式(1)中、Xは、酸素原子又は硫黄原子である。
11〜G18のうち1つは、Lと結合する炭素原子であり、他のG11〜G18は、それぞれ、窒素原子又はCRである。
及びRは、それぞれ、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、環形成炭素数3〜18のシクロアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、環形成炭素数3〜20のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6〜18のアリールオキシ基、アミノ基、シリル基、フルオロ基、シアノ基、環形成炭素数6〜18のアリール基、又は環形成原子数5〜18のヘテロアリール基であり、これらは置換基Rで置換されていてもよい。
は、それぞれ、炭素数1〜20のアルキル基、環形成炭素数3〜18のシクロアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、環形成炭素数3〜20のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6〜18のアリールオキシ基、アミノ基、シリル基、フルオロ基、シアノ基、環形成炭素数6〜18のアリール基、又は環形成原子数5〜18のヘテロアリール基であり、これらは置換基Rで置換されていてもよい。
,Lは、それぞれ、単結合、環形成炭素数3〜18のシクロアルキレン基、環形成炭素数6〜18のアリーレン基又は環形成原子数5〜18のヘテロアリーレン基であり、これらは置換基Rで置換されていてもよい。
Rは、それぞれ、炭素数1〜20のアルキル基、環形成炭素数3〜18のシクロアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、環形成炭素数3〜20のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6〜18のアリールオキシ基、アミノ基、シリル基、フルオロ基、シアノ基、環形成炭素数6〜18のアリール基、又は環形成原子数5〜18のヘテロアリール基である。
a及びbは、それぞれ1〜3の整数であり、nは0〜3の整数である。)
2.下記式(2)で表される1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
Figure 2013108015
(式(2)中、X、G11〜G18、R、R、R、R、L,L、a、b及びnは前記式(1)と同じである。)
3.下記式(3)で表される2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
Figure 2013108015
(式(3)中、X、G11〜G18、R、R、R、R、L,L、a、b及びnは前記式(1)と同じである。)
4.陰極と陽極の間に、発光層を含む1層以上の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層の少なくとも1層が、1〜3のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
5.前記発光層、又は前記陰極と前記発光層の間の有機薄膜層の少なくとも1層が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する4に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
6.前記発光層が、ホスト材料及びりん光発光性材料を含有する4又は5に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
7.前記りん光発光性材料が、イリジウム(Ir)又は白金(Pt)を含有する化合物である6に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
8.前記イリジウム(Ir)又は白金(Pt)を含有する化合物が、オルトメタル化金属錯体である7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 According to the present invention, the following organic EL element materials and the like are provided.
1. The material for organic electroluminescent elements represented by following formula (1).
Figure 2013108015
(In Formula (1), X is an oxygen atom or a sulfur atom.
One of G 11 to G 18 is a carbon atom bonded to L 1 , and the other G 11 to G 18 are a nitrogen atom or CR 0 , respectively.
R 0 and R 1 are each a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 18 ring carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or an alkyl group having 3 to 20 ring carbon atoms. Cycloalkoxy group, aryloxy group having 6 to 18 ring carbon atoms, amino group, silyl group, fluoro group, cyano group, aryl group having 6 to 18 ring carbon atoms, or heteroaryl having 5 to 18 ring atoms Which may be substituted with the substituent R.
R 2 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 18 ring carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkoxy group having 3 to 20 ring carbon atoms, and a ring formation, respectively. An aryloxy group having 6 to 18 carbon atoms, an amino group, a silyl group, a fluoro group, a cyano group, an aryl group having 6 to 18 ring carbon atoms, or a heteroaryl group having 5 to 18 ring atoms. The substituent R may be substituted.
L 1 and L 2 are each a single bond, a cycloalkylene group having 3 to 18 ring carbon atoms, an arylene group having 6 to 18 ring carbon atoms, or a heteroarylene group having 5 to 18 ring atoms, and these May be substituted with a substituent R.
R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 18 ring carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkoxy group having 3 to 20 ring carbon atoms, and a ring forming carbon, respectively. These are an aryloxy group having 6 to 18 amino acids, an amino group, a silyl group, a fluoro group, a cyano group, an aryl group having 6 to 18 ring carbon atoms, or a heteroaryl group having 5 to 18 ring atoms.
a and b are each an integer of 1 to 3, and n is an integer of 0 to 3. )
2. The material for organic electroluminescence elements according to 1, which is represented by the following formula (2).
Figure 2013108015
(In the formula (2), X, G 11 to G 18 , R, R 0 , R 1 , R 2 , L 1 , L 2 , a, b and n are the same as those in the formula (1).)
3. 2. The material for an organic electroluminescence element according to 2, which is represented by the following formula (3).
Figure 2013108015
(In the formula (3), X, G 11 to G 18 , R, R 0 , R 1 , R 2 , L 1 , L 2 , a, b and n are the same as those in the formula (1).)
4). It has one or more organic thin film layers including a light emitting layer between a cathode and an anode, and at least one layer of the organic thin film layer contains the organic electroluminescent element material according to any one of 1 to 3. Organic electroluminescence device.
5. 5. The organic electroluminescent element according to 4, wherein at least one of the light emitting layer or the organic thin film layer between the cathode and the light emitting layer contains the material for an organic electroluminescent element.
6). 6. The organic electroluminescence device according to 4 or 5, wherein the light emitting layer contains a host material and a phosphorescent material.
7). 7. The organic electroluminescence device according to 6, wherein the phosphorescent material is a compound containing iridium (Ir) or platinum (Pt).
8). 8. The organic electroluminescence device according to 7, wherein the compound containing iridium (Ir) or platinum (Pt) is an orthometalated metal complex.

本発明によれば、長寿命な有機EL素子材料が提供できる。   According to the present invention, a long-life organic EL element material can be provided.

本発明の有機EL素子の一実施形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子の他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of the organic EL element of this invention.

本発明の有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子用材料は、下記式(1)で表される。

Figure 2013108015
式(1)中、Xは、酸素原子又は硫黄原子である。
11〜G18のうち1つは、Lと結合する炭素原子であり、他のG11〜G18は、それぞれ、窒素原子又はCRである。 The organic electroluminescence (EL) element material of the present invention is represented by the following formula (1).
Figure 2013108015
In formula (1), X is an oxygen atom or a sulfur atom.
One of G 11 to G 18 is a carbon atom bonded to L 1 , and the other G 11 to G 18 are a nitrogen atom or CR 0 , respectively.

及びRは、それぞれ、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、環形成炭素数3〜18のシクロアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、環形成炭素数3〜20のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6〜18のアリールオキシ基、アミノ基、シリル基、フルオロ基、シアノ基、環形成炭素数6〜18のアリール基、又は環形成原子数5〜18のヘテロアリール基であり、これらは置換基Rで置換されていてもよい。 R 0 and R 1 are each a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 18 ring carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or an alkyl group having 3 to 20 ring carbon atoms. Cycloalkoxy group, aryloxy group having 6 to 18 ring carbon atoms, amino group, silyl group, fluoro group, cyano group, aryl group having 6 to 18 ring carbon atoms, or heteroaryl having 5 to 18 ring atoms Which may be substituted with the substituent R.

は、好ましくは水素原子、アダマンチル基、フルオロ基、シアノ基、環形成炭素数6〜18のアリール基、又は環形成原子数5〜18のヘテロアリール基であり、より好ましくは水素原子、フルオロ基、シアノ基、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、トリフェニレン基、ピリジル基、ピリミジル基、又は1,3,5−トリアジニル基である。 R 0 is preferably a hydrogen atom, an adamantyl group, a fluoro group, a cyano group, an aryl group having 6 to 18 ring carbon atoms, or a heteroaryl group having 5 to 18 ring atoms, more preferably a hydrogen atom, A fluoro group, a cyano group, a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a triphenylene group, a pyridyl group, a pyrimidyl group, or a 1,3,5-triazinyl group.

は、好ましくは水素原子、アダマンチル基、環形成炭素数6〜18のアリール基、又は環形成原子数5〜18のヘテロアリール基であり、より好ましくは水素原子、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、トリフェニレン基、ピリジル基、ピリミジル基、1,3,5−トリアジニル基、カルバゾリル基、アザカルバゾリル基、ジアザカルバゾリル基、又は上記式(1)においてAで表される基と同一の基である。 R 1 is preferably a hydrogen atom, an adamantyl group, an aryl group having 6 to 18 ring carbon atoms, or a heteroaryl group having 5 to 18 ring atoms, more preferably a hydrogen atom, a phenyl group, a biphenyl group, Terphenyl group, triphenylene group, pyridyl group, pyrimidyl group, 1,3,5-triazinyl group, carbazolyl group, azacarbazolyl group, diazacarbazolyl group, or the same as the group represented by A in the above formula (1) It is the basis of.

は、それぞれ、炭素数1〜20のアルキル基、環形成炭素数3〜18のシクロアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、環形成炭素数3〜20のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6〜18のアリールオキシ基、アミノ基、シリル基、フルオロ基、シアノ基、環形成炭素数6〜18のアリール基、又は環形成原子数5〜18のヘテロアリール基であり、これらは置換基Rで置換されていてもよい。nが2以上の場合、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。 R 2 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 18 ring carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkoxy group having 3 to 20 ring carbon atoms, and a ring formation, respectively. An aryloxy group having 6 to 18 carbon atoms, an amino group, a silyl group, a fluoro group, a cyano group, an aryl group having 6 to 18 ring carbon atoms, or a heteroaryl group having 5 to 18 ring atoms. The substituent R may be substituted. When n is 2 or more, the plurality of R 2 may be the same or different from each other.

,Lは、それぞれ、単結合、環形成炭素数3〜18のシクロアルキレン基、環形成炭素数6〜18のアリーレン基、又は環形成原子数5〜18のヘテロアリーレン基であり、これらは置換基Rで置換されていてもよい。aが2以上の場合、複数のLはそれぞれ同じでも異なっていてもよく、bが2以上の場合、複数のLはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。
及びLは同一の基であると好ましい。
L 1 and L 2 are each a single bond, a cycloalkylene group having 3 to 18 ring carbon atoms, an arylene group having 6 to 18 ring carbon atoms, or a heteroarylene group having 5 to 18 ring atoms, These may be substituted with a substituent R. When a is 2 or more, the plurality of L 1 may be the same or different, and when b is 2 or more, the plurality of L 2 may be the same or different.
L 1 and L 2 are preferably the same group.

,Lは、好ましくは、それぞれ、アダマンチレン基(アダマンチル基に対応する2価の基)、環形成炭素数6〜18のアリーレン基、又は環形成原子数5〜18のヘテロアリーレン基である。
平面性のπ共役骨格(アリーレン基、ヘテロアリーレン基)にアダマンタンが直接結合すると、π共役骨格の凝集を抑制する効果が高くなる。
L 1 and L 2 are each preferably an adamantylene group (a divalent group corresponding to an adamantyl group), an arylene group having 6 to 18 ring carbon atoms, or a heteroarylene group having 5 to 18 ring atoms. It is.
When adamantane is directly bonded to a planar π-conjugated skeleton (arylene group or heteroarylene group), the effect of suppressing aggregation of the π-conjugated skeleton increases.

,Lは、より好ましくは、それぞれ、環形成原子数5〜18のヘテロアリーレン基であり、具体的にはピリジル基、ピリミジル基、1,3,5−トリアジニル基、カルバゾリル基、アザカルバゾリル基、ジアザカルバゾリル基、又は上記式(1)においてAで表される基と同一の基に対応する2価の基が好ましい。 L 1 and L 2 are more preferably each a heteroarylene group having 5 to 18 ring atoms, specifically a pyridyl group, a pyrimidyl group, a 1,3,5-triazinyl group, a carbazolyl group, or an azacarbazolyl group. A divalent group corresponding to the same group as the group, diazacarbazolyl group, or group represented by A in the above formula (1) is preferable.

Rは、それぞれ、炭素数1〜20のアルキル基、環形成炭素数3〜18のシクロアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、環形成炭素数3〜20のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6〜18のアリールオキシ基、アミノ基、シリル基、フルオロ基、シアノ基、環形成炭素数6〜18のアリール基、又は環形成原子数5〜18のヘテロアリール基である。   R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 18 ring carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkoxy group having 3 to 20 ring carbon atoms, and a ring forming carbon, respectively. These are an aryloxy group having 6 to 18 amino acids, an amino group, a silyl group, a fluoro group, a cyano group, an aryl group having 6 to 18 ring carbon atoms, or a heteroaryl group having 5 to 18 ring atoms.

a及びbは、それぞれ1〜3の整数であり、nは0〜3の整数である。a及びbは好ましくは1であり、nは好ましくは0である。
尚、アダマンタン骨格におけるL,L、Rの結合位置は限定されない。
a and b are each an integer of 1 to 3, and n is an integer of 0 to 3. a and b are preferably 1, and n is preferably 0.
Note that the bonding positions of L 1 , L 2 and R 2 in the adamantane skeleton are not limited.

本発明の化合物は、アダマンタン骨格を有することにより、下記の点で有利である。
1.ガラス転移点を高くすることができる。
2.アダマンタン骨格は、π共役効果を有さない構造であるため、アリールやヘテロアリール等のπ共役系骨格と結合しても、それらπ共役系骨格の一重項エネルギー(Eg(S),S1)及び三重項エネルギー(Eg(T),T1)、イオン化ポテンシャル(Ip)、アフィニティー(Af)に影響を与えにくい。従って、アダマンタン骨格を有することで、化合物のエネルギーギャップの低下等を招くことなく置換基を導入することができる。
3.アダマンタン骨格は、非環状アルキルに比べて化学的安定性が高い。
The compound of the present invention is advantageous in the following points by having an adamantane skeleton.
1. The glass transition point can be increased.
2. Since the adamantane skeleton has a structure that does not have a π-conjugation effect, even if it is bonded to a π-conjugated skeleton such as aryl or heteroaryl, the singlet energy (Eg (S), S1) and Triplet energy (Eg (T), T1), ionization potential (Ip), and affinity (Af) are hardly affected. Therefore, by having an adamantane skeleton, a substituent can be introduced without causing a decrease in the energy gap of the compound.
3. The adamantane skeleton has higher chemical stability than acyclic alkyl.

また、本発明の化合物は、好ましくはXが酸素原子である。即ち、ジベンゾフラン骨格、又はG11〜G18のいずれか1つ以上が窒素原子であるジベンゾフラン類似骨格を有する。
ジベンゾフラン骨格又はジベンゾフラン類似骨格を有することにより、下記の点で有利である。
1.骨格として三重項エネルギーがワイドギャップなため、発光ドーパントのエネルギー閉じ込め効果が高く、特に短波長発光するりん光素子において高効率の素子を実現する点で、発光層ホスト材料又は発光層周辺材料に用いるのに好適である。
2.Afがカルバゾールよりも大きいため、陰極側隣接層からの電子注入がカルバゾールよりも容易となり、低電圧化しやすい。
3.カルバゾールよりも高い電子輸送性を有し、低電圧化しやすい。
In the compound of the present invention, X is preferably an oxygen atom. That is, it has a dibenzofuran skeleton or a dibenzofuran-like skeleton in which any one or more of G 11 to G 18 are nitrogen atoms.
By having a dibenzofuran skeleton or a dibenzofuran-like skeleton, the following points are advantageous.
1. Since the triplet energy is a wide gap as a skeleton, the energy confinement effect of the luminescent dopant is high, and it is used as a luminescent layer host material or a luminescent layer peripheral material in that it realizes a highly efficient device especially in a phosphorescent device emitting short wavelengths. It is suitable for.
2. Since Af is larger than carbazole, electron injection from the cathode side adjacent layer is easier than carbazole, and the voltage is likely to be lowered.
3. It has a higher electron transport property than carbazole and is easy to lower the voltage.

本発明の化合物において、L及びLの少なくとも1つが、アダマンタン骨格の3級炭素、即ち1位炭素に結合していることが好ましい。より好ましくは、L及びLの両方がアダマンタン骨格の3級炭素、即ち1位及び3位炭素に結合していることが好ましい。 In the compound of the present invention, it is preferable that at least one of L 1 and L 2 is bonded to the tertiary carbon of the adamantane skeleton, that is, the 1-position carbon. More preferably, it is preferable that both L 1 and L 2 are bonded to the tertiary carbon of the adamantane skeleton, that is, the 1-position and 3-position carbon.

アダマンタン骨格の1位炭素にアリール基又はヘテロアリール基(L、L)が結合すると、1位炭素が4級炭素となり、化学的不安定性が懸念されるベンジル位水素原子が生じることがなく、化合物の化学的安定性が高くなると考えられる。
尚、ベンジル位水素原子とは、アリール基又はヘテロアリール基の隣接位の炭素上の、π共役効果によって活性化されている水素原子である。
When an aryl group or heteroaryl group (L 1 , L 2 ) is bonded to the 1-position carbon of the adamantane skeleton, the 1-position carbon becomes a quaternary carbon, and a benzyl-position hydrogen atom that is a concern about chemical instability is not generated. It is considered that the chemical stability of the compound is increased.
The benzylic hydrogen atom is a hydrogen atom activated by the π conjugation effect on the carbon adjacent to the aryl group or heteroaryl group.

また、L及びLの両方がアダマンタン骨格の3級炭素に結合すると、即ち、アダマンタン骨格の1位及び3位を連結部位とすると、下記の点で有利である。
・アダマンタン骨格の1位及び2位で連結する場合に比べて、化学的安定性に劣るベンジル位水素原子を減らすことができる。
・アダマンタン骨格の1位及び2位、又は2位及び2位で連結する場合に比べて、連結する置換基同士の距離が離れ、立体反発を低減させることができ、化合物の安定性を向上することができる。
Further, when both L 1 and L 2 are bonded to the tertiary carbon of the adamantane skeleton, that is, when the 1st and 3rd positions of the adamantane skeleton are used as linking sites, the following points are advantageous.
-It is possible to reduce benzylic hydrogen atoms, which are inferior in chemical stability, as compared to the case of linking at the 1st and 2nd positions of the adamantane skeleton.
-Compared to the case of linking at the 1st and 2nd positions, or the 2nd and 2nd positions of the adamantane skeleton, the distance between the connecting substituents is increased, and steric repulsion can be reduced, improving the stability of the compound. be able to.

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、好ましくは下記式(2)で表される。

Figure 2013108015
式(2)中、X、G11〜G18、R、R、R、L,L、a、b及びnは上記式(1)と同じである。
尚、アダマンタン骨格におけるL、Rの結合位置は限定されない。 The organic electroluminescent element material of the present invention is preferably represented by the following formula (2).
Figure 2013108015
In the formula (2), X, G 11 to G 18 , R 0 , R 1 , R 2 , L 1 , L 2 , a, b and n are the same as in the above formula (1).
The bonding positions of L 2 and R 2 in the adamantane skeleton are not limited.

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、より好ましくは下記式(3)で表される。

Figure 2013108015
式(3)中、X、G11〜G18、R、R、R、L,L、a、b及びnは上記式(1)と同じである。
尚、アダマンタン骨格におけるRの結合位置は限定されない。 The organic electroluminescent element material of the present invention is more preferably represented by the following formula (3).
Figure 2013108015
In the formula (3), X, G 11 to G 18 , R 0 , R 1 , R 2 , L 1 , L 2 , a, b and n are the same as those in the above formula (1).
The bonding position of R 2 in the adamantane skeleton is not limited.

本発明の化合物の分子量は通常400以上、好ましくは1000以下、より好ましくは分子量800以下である。   The molecular weight of the compound of the present invention is usually 400 or more, preferably 1000 or less, more preferably 800 or less.

また、本発明の化合物は、式(1)においてBで表されるアダマンタン骨格の他に、1価又は2価の環形成炭素数3〜18のシクロアルキル基(好ましくは1価又は2価のアダマンチル基)を1〜5個、好ましくは1〜3個有することが好ましい。この場合、本発明の化合物は、例えばR、R、R、L及び/又はLとしてアダマンチル基を有する。
尚、上記シクロアルキル基は置換基Rで置換されていてもよい。
In addition to the adamantane skeleton represented by B in the formula (1), the compound of the present invention may be a monovalent or divalent cycloalkyl group having 3 to 18 ring carbon atoms (preferably a monovalent or divalent valent group). It is preferable to have 1 to 5, preferably 1 to 3 adamantyl groups). In this case, the compound of the present invention has an adamantyl group as, for example, R 0 , R 1 , R 2 , L 1 and / or L 2 .
The cycloalkyl group may be substituted with a substituent R.

上記シクロアルキル基(好ましくはアダマンチル基)の数が多いほど、π共役骨格の凝集を抑制しやすいため好ましい。一方、本発明の化合物を蒸着に用いる場合、分子量が大きくなると昇華に要する温度が高温となり、熱分解と競合してしまうため、分子量が大きくなりすぎないこと、即ち、上記シクロアルキル基の数が多すぎないことが好ましい。   A larger number of the cycloalkyl groups (preferably adamantyl groups) is preferable because aggregation of the π-conjugated skeleton is easily suppressed. On the other hand, when the compound of the present invention is used for vapor deposition, if the molecular weight increases, the temperature required for sublimation becomes high and competes with the thermal decomposition, so that the molecular weight does not become too large, that is, the number of the cycloalkyl groups is increased. Preferably not too much.

以下、上述した式(1)の各基の例について説明する。
炭素数1〜20のアルキル基としては、直鎖状もしくは分岐状のアルキル基があり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基等が挙げられ、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基が挙げられ、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基である。
Hereinafter, examples of each group of the above-described formula (1) will be described.
Examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include linear or branched alkyl groups, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec- A butyl group, a tert-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, an n-heptyl group, an n-octyl group, and the like are preferable, and a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, and n-butyl are preferable. Group, isobutyl group, sec-butyl group and tert-butyl group, preferably methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group and tert-butyl group.

炭素数3〜18のシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、1−ノルボルニル基、2−ノルボルニル基等が挙げられ、好ましくはシクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基である。
炭素数3〜18のシクロアルキレン基としては、上述した基の2価の基が挙げられ、好ましくは、1,2−アダマンチレン基、1,3−アダマンチレン基、2,2−アダマンチレン基である。
Examples of the cycloalkyl group having 3 to 18 carbon atoms include cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, 1-adamantyl group, 2-adamantyl group, 1-norbornyl group, 2-norbornyl group and the like. Are a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a 1-adamantyl group, and a 2-adamantyl group.
Examples of the cycloalkylene group having 3 to 18 carbon atoms include divalent groups of the above-described groups, and preferably 1,2-adamantylene group, 1,3-adamantylene group, 2,2-adamantylene group. It is.

炭素数1〜20のアルコキシ基は、−OYと表され、Yの例として上記のアルキルの例が挙げられる。アルコキシ基は、例えばメトキシ基、エトキシ基である。アルコキシ基はフッ素原子で置換されていてもよく、この場合、トリフルオロメトキシ基等が好ましい。 Alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms is expressed as -OY 1, examples of the above alkyl may be mentioned as examples of Y 1. The alkoxy group is, for example, a methoxy group or an ethoxy group. The alkoxy group may be substituted with a fluorine atom, and in this case, a trifluoromethoxy group or the like is preferable.

環形成炭素数3〜20のシクロアルコキシ基は、−OYと表され、Yの例として上記のシクロアルキル基の例が挙げられる。シクロアルコキシ基は、例えばシクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基である。 A cycloalkoxy group having 3 to 20 ring carbon atoms is represented as —OY 2, and examples of Y 2 include the above cycloalkyl groups. The cycloalkoxy group is, for example, a cyclopentyloxy group or a cyclohexyloxy group.

環形成炭素数6〜18のアリール基は、好ましくは環形成炭素数6〜12のアリール基である。尚、「環形成炭素」とは飽和環、不飽和環、又は芳香環を構成する炭素原子を意味する。
1価のアリール基の具体例としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ナフタセニル基、ピレニル基、クリセニル基、ベンゾ[c]フェナントリル基、ベンゾ[g]クリセニル基、トリフェニレニル基、フルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、ビフェニルイル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基、フルオランテニル基等が挙げられ、好ましくはフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基である。
アリーレン基としては、上述した基の2価の基が挙げられる。
The aryl group having 6 to 18 ring carbon atoms is preferably an aryl group having 6 to 12 ring carbon atoms. The “ring-forming carbon” means a carbon atom constituting a saturated ring, an unsaturated ring, or an aromatic ring.
Specific examples of the monovalent aryl group include phenyl, naphthyl, anthryl, phenanthryl, naphthacenyl, pyrenyl, chrysenyl, benzo [c] phenanthryl, benzo [g] chrysenyl, triphenylenyl, fluorenyl Group, benzofluorenyl group, dibenzofluorenyl group, biphenylyl group, terphenyl group, quarterphenyl group, fluoranthenyl group, etc., preferably phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, tolyl group, A xylyl group, a naphthyl group, a phenanthryl group, and a triphenylenyl group.
Examples of the arylene group include divalent groups of the above-described groups.

環形成炭素数6〜18のアリールオキシ基は、−OYと表され、Yの例として上記のアリール基の例が挙げられる。アリールオキシ基は、例えばフェノキシ基である。 An aryloxy group having 6 to 18 ring carbon atoms is represented as —OY 3, and examples of Y 3 include the above aryl groups. The aryloxy group is, for example, a phenoxy group.

環形成原子数5〜18のヘテロアリール基は、好ましくは環形成原子数5〜10のヘテロアリール基である。
1価のヘテロアリール基の具体例としては、ピロリル基、ピラジニル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、インドリル基、イソインドリル基、イミダゾリル基、フリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、アザジベンゾフラニル基、アザジベンゾチオフェニル基、ジアザジベンゾフラニル基、ジアザジベンゾチオフェニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリニル基、カルバゾリル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、ベンゾチオフェニル基、ジヒドロアクリジニル基、アザカルバゾリル基、ジアザカルバゾリル基、キナゾリニル基等が挙げられ、好ましくは、ピリジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、アザジベンゾフラニル基、アザジベンゾチオフェニル基、ジアザジベンゾフラニル基、ジアザジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、アザカルバゾリル基、ジアザカルバゾリル基である。
ヘテロアリーレン基としては、上述した基の2価の基が挙げられる。
The heteroaryl group having 5 to 18 ring atoms is preferably a heteroaryl group having 5 to 10 ring atoms.
Specific examples of the monovalent heteroaryl group include pyrrolyl group, pyrazinyl group, pyridinyl group, pyrimidinyl group, triazinyl group, indolyl group, isoindolyl group, imidazolyl group, furyl group, benzofuranyl group, isobenzofuranyl group, dibenzofuranyl group. Nyl group, dibenzothiophenyl group, azadibenzofuranyl group, azadibenzothiophenyl group, diazadibenzofuranyl group, diazadibenzothiophenyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, quinoxalinyl group, carbazolyl group, phenanthridinyl Group, acridinyl group, phenanthrolinyl group, phenazinyl group, phenothiazinyl group, phenoxazinyl group, oxazolyl group, oxadiazolyl group, furazanyl group, thienyl group, benzothiophenyl group, dihydroacridinyl group, azacarbazolyl group And diazacarbazolyl group, quinazolinyl group, etc., preferably pyridinyl group, pyrimidinyl group, triazinyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothiophenyl group, azadibenzofuranyl group, azadibenzothiophenyl group, diaza A dibenzofuranyl group, a diazadibenzothiophenyl group, a carbazolyl group, an azacarbazolyl group, and a diazacarbazolyl group;
Examples of the heteroarylene group include the divalent groups described above.

Rで置換されたアミノ基としては、炭素数1〜10(好ましくは炭素数1〜6)のアルキルアミノ基又はジアルキルアミノ基、炭素数6〜30(好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜10)のアリールアミノ基又はジアリールアミノ基等が挙げられる。   The amino group substituted with R is an alkylamino group or dialkylamino group having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms), 6 to 30 carbon atoms (preferably 6 to 20 carbon atoms, more preferably Examples thereof include an arylamino group or a diarylamino group having 6 to 10 carbon atoms.

Rで置換されたシリル基としては、シリル基、炭素数1〜10(好ましくは炭素数1〜6)のアルキルシリル基、炭素数6〜30(好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜10)のアリールシリル基等が挙げられる。
アルキルシリル基の具体例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基等が挙げられる。
アリールシリル基の具体例としては、トリフェニルシリル基、フェニルジメチルシリル基、t−ブチルジフェニルシリル基、トリトリルシリル基、トリキシリルシリル基、トリナフチルシリル基等が挙げられる。
Examples of the silyl group substituted with R include a silyl group, an alkylsilyl group having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms), 6 to 30 carbon atoms (preferably 6 to 20 carbon atoms, more preferably carbon atoms). The arylsilyl group of several 6-10) etc. are mentioned.
Specific examples of the alkylsilyl group include a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a t-butyldimethylsilyl group, a vinyldimethylsilyl group, and a propyldimethylsilyl group.
Specific examples of the arylsilyl group include a triphenylsilyl group, a phenyldimethylsilyl group, a t-butyldiphenylsilyl group, a tolylsilyl group, a trixylsilyl group, and a trinaphthylsilyl group.

上記式(A)で表される化合物の具体例を以下に示す。

Figure 2013108015
Figure 2013108015
Figure 2013108015
Figure 2013108015
Figure 2013108015
Figure 2013108015
Figure 2013108015
Figure 2013108015
Specific examples of the compound represented by the above formula (A) are shown below.
Figure 2013108015
Figure 2013108015
Figure 2013108015
Figure 2013108015
Figure 2013108015
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Figure 2013108015
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本発明の有機EL素子用材料は、燐光発光する有機EL素子の発光層や、発光層に隣接する層、例えば、正孔障壁層や電子障壁層の材料等として特に好ましい。   The material for an organic EL device of the present invention is particularly preferable as a light emitting layer of an organic EL device that emits phosphorescence or a layer adjacent to the light emitting layer, for example, a material of a hole barrier layer or an electron barrier layer.

続いて、本発明の有機EL素子について説明する。
本発明の有機EL素子は、陽極と陰極の間に、発光層を含む1層以上の有機薄膜層を有する。そして、有機薄膜層の少なくとも1層が、本発明の有機EL素子用材料を含有する。
Next, the organic EL element of the present invention will be described.
The organic EL device of the present invention has one or more organic thin film layers including a light emitting layer between an anode and a cathode. And at least 1 layer of an organic thin film layer contains the organic EL element material of this invention.

図1は、本発明の有機EL素子の一実施形態の層構成を示す概略図である。
有機EL素子1は、基板10上に、陽極20、正孔輸送帯域30、燐光発光層40、電子輸送帯域50及び陰極60を、この順で積層した構成を有する。正孔輸送帯域30は、正孔輸送層又は正孔注入層等を意味する。同様に、電子輸送帯域50は、電子輸送層又は電子注入層等を意味する。これらは形成しなくともよいが、好ましくは1層以上形成する。この素子において有機薄膜層は、正孔輸送帯域30に設けられる各有機層、燐光発光層40及び電子輸送帯域50に設けられる各有機層である。これら有機薄膜層のうち、少なくとも1層が本発明の有機EL素子用材料を含有する。これにより、有機EL素子の駆動電圧を低くできる。
尚、本発明の有機EL素子用材料を含有する有機薄膜層に対するこの材料の含有量は、好ましくは1〜100重量%である。
FIG. 1 is a schematic view showing a layer structure of an embodiment of the organic EL device of the present invention.
The organic EL element 1 has a configuration in which an anode 20, a hole transport zone 30, a phosphorescent light emitting layer 40, an electron transport zone 50, and a cathode 60 are laminated on a substrate 10 in this order. The hole transport zone 30 means a hole transport layer or a hole injection layer. Similarly, the electron transport zone 50 means an electron transport layer, an electron injection layer, or the like. These need not be formed, but preferably one or more layers are formed. In this element, the organic thin film layer is each organic layer provided in the hole transport zone 30, each phosphor layer and the organic layer provided in the electron transport zone 50. Among these organic thin film layers, at least one layer contains the organic EL element material of the present invention. Thereby, the drive voltage of an organic EL element can be lowered.
In addition, the content of this material with respect to the organic thin film layer containing the organic EL element material of the present invention is preferably 1 to 100% by weight.

本発明の有機EL素子においては、燐光発光層40が本発明の有機EL素子用材料を含有することが好ましく、特に、発光層のホスト材料として使用することが好ましい。本発明の材料は、三重項エネルギーが十分に大きいため、青色の燐光発光性ドーパント材料を使用しても、燐光発光性ドーパント材料の三重項エネルギーを効率的に発光層内に閉じ込めることができる。尚、青色発光層に限らず、より長波長の光(緑〜赤色等)の発光層にも使用できる。   In the organic EL device of the present invention, the phosphorescent light emitting layer 40 preferably contains the material for the organic EL device of the present invention, and is particularly preferably used as a host material for the light emitting layer. Since the triplet energy of the material of the present invention is sufficiently large, even when a blue phosphorescent dopant material is used, the triplet energy of the phosphorescent dopant material can be efficiently confined in the light emitting layer. In addition, it can be used not only for the blue light emitting layer but also for a light emitting layer of longer wavelength light (green to red, etc.).

燐光発光層は、燐光発光性材料(燐光ドーパント)を含有する。燐光ドーパントとしては、金属錯体化合物が挙げられ、好ましくはIr,Pt,Os,Au,Cu,Re及びRuから選択される金属原子と、配位子とを有する化合物である。配位子は、オルトメタル結合を有すると好ましい。
燐光量子収率が高く、発光素子の外部量子効率をより向上させることができるという点で、燐光ドーパントは、Ir,Os及びPtから選ばれる金属原子を含有する化合物であると好ましく、イリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体等の金属錯体であるとさらに好ましく、中でもイリジウム錯体及び白金錯体がより好ましく、オルトメタル化イリジウム錯体が最も好ましい。ドーパントは、1種単独でも、2種以上の混合物でもよい。
The phosphorescent light emitting layer contains a phosphorescent material (phosphorescent dopant). Examples of the phosphorescent dopant include metal complex compounds, preferably a compound having a metal atom selected from Ir, Pt, Os, Au, Cu, Re and Ru and a ligand. The ligand preferably has an ortho metal bond.
The phosphorescent dopant is preferably a compound containing a metal atom selected from Ir, Os and Pt in that the phosphorescent quantum yield is high and the external quantum efficiency of the light-emitting element can be further improved, and an iridium complex, It is more preferable that it is a metal complex such as an osmium complex and a platinum complex, among which an iridium complex and a platinum complex are more preferable, and an orthometalated iridium complex is most preferable. The dopant may be a single type or a mixture of two or more types.

燐光発光層における燐光ドーパントの添加濃度は特に限定されるものではないが、好ましくは0.1〜30重量%(wt%)、より好ましくは0.1〜20重量%(wt%)である   The addition concentration of the phosphorescent dopant in the phosphorescent light emitting layer is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 30% by weight (wt%), more preferably 0.1 to 20% by weight (wt%).

また、燐光発光層40に隣接する層に本発明の材料を使用することも好ましい。例えば、図1の素子の正孔輸送帯域30と燐光発光層40の間に、本発明の材料を含有する層(陽極側隣接層)を形成した場合、該層は電子障壁層としての機能や励起子阻止層としての機能を有する。
一方、燐光発光層40と電子輸送帯域50の間に本発明の材料を含有する層(陰極側隣接層)を形成した場合、該層は正孔障壁層としての機能や励起子阻止層としての機能を有する。
尚、障壁層(阻止層)とは、キャリアの移動障壁、又は励起子の拡散障壁の機能を有する層である。発光層から正孔輸送帯域へ電子が漏れることを防ぐための有機層を主に電子障壁層と定義し、発光層から電子輸送帯域へ正孔が漏れることを防ぐための有機層を正孔障壁層と定義することがある。また、発光層で生成された三重項励起子が、三重項エネルギーが発光層よりも低い準位を有する周辺層へ拡散することを防止するための有機層を励起子阻止層(トリプレット障壁層)と定義することがある。
また本発明の材料を燐光発光層40に隣接する層に用い,かつ更にその隣接する層に接合する他の有機薄膜層に用いることもできる。
It is also preferable to use the material of the present invention in a layer adjacent to the phosphorescent light emitting layer 40. For example, when a layer containing the material of the present invention (an anode side adjacent layer) is formed between the hole transport zone 30 and the phosphorescent light emitting layer 40 of the device of FIG. 1, the layer functions as an electron barrier layer. It functions as an exciton blocking layer.
On the other hand, when a layer (cathode side adjacent layer) containing the material of the present invention is formed between the phosphorescent light emitting layer 40 and the electron transport zone 50, the layer functions as a hole blocking layer or as an exciton blocking layer. It has a function.
The barrier layer (blocking layer) is a layer having a function of a carrier movement barrier or an exciton diffusion barrier. The organic layer for preventing electrons from leaking from the light-emitting layer to the hole transport zone is mainly defined as an electron barrier layer, and the organic layer for preventing holes from leaking from the light-emitting layer to the electron transport zone is defined as a hole barrier. Sometimes defined as a layer. In addition, an exciton blocking layer (triplet barrier layer) is an organic layer for preventing triplet excitons generated in the light emitting layer from diffusing into a peripheral layer having triplet energy lower than that of the light emitting layer. It may be defined as
Further, the material of the present invention can be used for a layer adjacent to the phosphorescent light emitting layer 40 and further used for another organic thin film layer bonded to the adjacent layer.

さらに、発光層を2層以上形成する場合、発光層間に形成するスペース層としても好適である。
図2は、本発明の有機EL素子の他の実施形態の層構成を示す概略図である。
有機EL素子2は、燐光発光層と蛍光発光層を積層したハイブリッド型の有機EL素子の例である。
有機EL素子2は、燐光発光層40と電子輸送帯域50の間にスペース層42と蛍光発光層44を形成した他は、上記有機EL素子1と同様な構成を有する。燐光発光層40及び蛍光発光層44を積層した構成では、燐光発光層40で形成された励起子を蛍光発光層44に拡散させないため、蛍光発光層44と燐光発光層40の間にスペース層42を設けることがある。本発明の材料は、三重項エネルギーが大きいため、スペース層として機能できる。
Furthermore, when two or more light emitting layers are formed, it is also suitable as a space layer formed between the light emitting layers.
FIG. 2 is a schematic view showing the layer structure of another embodiment of the organic EL device of the present invention.
The organic EL element 2 is an example of a hybrid type organic EL element in which a phosphorescent light emitting layer and a fluorescent light emitting layer are laminated.
The organic EL element 2 has the same configuration as the organic EL element 1 except that a space layer 42 and a fluorescent light emitting layer 44 are formed between the phosphorescent light emitting layer 40 and the electron transport zone 50. In the configuration in which the phosphorescent light emitting layer 40 and the fluorescent light emitting layer 44 are laminated, the excitons formed in the phosphorescent light emitting layer 40 are not diffused into the fluorescent light emitting layer 44, so that a space layer 42 is provided between the fluorescent light emitting layer 44 and the phosphorescent light emitting layer 40. May be provided. Since the material of the present invention has a large triplet energy, it can function as a space layer.

有機EL素子2において、例えば、燐光発光層を黄色発光とし、蛍光発光層を青色発光層とすることにより、白色発光の有機EL素子が得られる。尚、本実施形態では燐光発光層及び蛍光発光層を1層ずつとしているが、これに限らず、それぞれ2層以上形成してもよく、照明や表示装置等、用途に合わせて適宜設定できる。例えば、白色発光素子とカラーフィルタを利用してフルカラー発光装置とする場合、演色性の観点から、赤、緑、青(RGB)、赤、緑、青、黄(RGBY)等、複数の波長領域の発光を含んでいることが好ましい場合がある。   In the organic EL element 2, for example, a white light emitting organic EL element can be obtained by setting the phosphorescent light emitting layer to emit yellow light and the fluorescent light emitting layer to blue light emitting layer. In this embodiment, the phosphorescent light-emitting layer and the fluorescent light-emitting layer are formed one by one. However, the present invention is not limited to this, and two or more layers may be formed, and can be appropriately set according to the application such as lighting and display device. For example, when a full color light emitting device is formed using a white light emitting element and a color filter, a plurality of wavelength regions such as red, green, blue (RGB), red, green, blue, yellow (RGBY) are used from the viewpoint of color rendering. In some cases, it may be preferable to include luminescence.

上述した実施形態の他に、本発明の有機EL素子は、公知の様々な構成を採用できる。また、発光層の発光は、陽極側、陰極側、あるいは両側から取り出すことができる。   In addition to the above-described embodiments, the organic EL element of the present invention can employ various known configurations. Further, light emission of the light emitting layer can be taken out from the anode side, the cathode side, or both sides.

本発明の有機EL素子は、陰極と有機薄膜層との界面領域に電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の少なくともいずれかを有することも好ましい。
このような構成によれば、有機EL素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。
電子供与性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属化合物、希土類金属、及び希土類金属化合物等から選ばれた少なくとも1種類が挙げられる。
有機金属錯体としては、アルカリ金属を含む有機金属錯体、アルカリ土類金属を含む有機金属錯体、及び希土類金属を含む有機金属錯体等から選ばれた少なくとも1種類が挙げられる。
The organic EL device of the present invention preferably has at least one of an electron donating dopant and an organometallic complex in an interface region between the cathode and the organic thin film layer.
According to such a configuration, it is possible to improve the light emission luminance and extend the life of the organic EL element.
Examples of the electron donating dopant include at least one selected from alkali metals, alkali metal compounds, alkaline earth metals, alkaline earth metal compounds, rare earth metals, rare earth metal compounds, and the like.
Examples of the organometallic complex include at least one selected from an organometallic complex containing an alkali metal, an organometallic complex containing an alkaline earth metal, an organometallic complex containing a rare earth metal, and the like.

アルカリ金属としては、リチウム(Li)(仕事関数:2.93eV)、ナトリウム(Na)(仕事関数:2.36eV)、カリウム(K)(仕事関数:2.28eV)、ルビジウム(Rb)(仕事関数:2.16eV)、セシウム(Cs)(仕事関数:1.95eV)等が挙げられ、仕事関数が2.9eV以下のものが特に好ましい。これらのうち好ましくはK、Rb、Cs、さらに好ましくはRb又はCsであり、最も好ましくはCsである。
アルカリ土類金属としては、カルシウム(Ca)(仕事関数:2.9eV)、ストロンチウム(Sr)(仕事関数:2.0eV以上2.5eV以下)、バリウム(Ba)(仕事関数:2.52eV)等が挙げられ、仕事関数が2.9eV以下のものが特に好ましい。
希土類金属としては、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、セリウム(Ce)、テルビウム(Tb)、イッテルビウム(Yb)等が挙げられ、仕事関数が2.9eV以下のものが特に好ましい。
以上の金属のうち好ましい金属は、特に還元能力が高く、電子注入域への比較的少量の添加により、有機EL素子における発光輝度の向上や長寿命化が可能である。
Examples of the alkali metal include lithium (Li) (work function: 2.93 eV), sodium (Na) (work function: 2.36 eV), potassium (K) (work function: 2.28 eV), rubidium (Rb) (work Function: 2.16 eV), cesium (Cs) (work function: 1.95 eV) and the like, and those having a work function of 2.9 eV or less are particularly preferable. Of these, K, Rb, and Cs are preferred, Rb and Cs are more preferred, and Cs is most preferred.
Examples of the alkaline earth metal include calcium (Ca) (work function: 2.9 eV), strontium (Sr) (work function: 2.0 eV to 2.5 eV), barium (Ba) (work function: 2.52 eV). A work function of 2.9 eV or less is particularly preferable.
Examples of the rare earth metal include scandium (Sc), yttrium (Y), cerium (Ce), terbium (Tb), ytterbium (Yb) and the like, and those having a work function of 2.9 eV or less are particularly preferable.
Among the above metals, preferred metals are particularly high in reducing ability, and by adding a relatively small amount to the electron injection region, it is possible to improve the light emission luminance and extend the life of the organic EL element.

アルカリ金属化合物としては、酸化リチウム(LiO)、酸化セシウム(CsO)、酸化カリウム(K2O)等のアルカリ酸化物、フッ化リチウム(LiF)、フッ化ナトリウム(NaF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カリウム(KF)等のアルカリハロゲン化物等が挙げられ、フッ化リチウム(LiF)、酸化リチウム(LiO)、フッ化ナトリウム(NaF)が好ましい。
アルカリ土類金属化合物としては、酸化バリウム(BaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、酸化カルシウム(CaO)及びこれらを混合したストロンチウム酸バリウム(BaxSr1-xO)(0<x<1)、カルシウム酸バリウム(BaxCa1-xO)(0<x<1)等が挙げられ、BaO、SrO、CaOが好ましい。
希土類金属化合物としては、フッ化イッテルビウム(YbF)、フッ化スカンジウム(ScF)、酸化スカンジウム(ScO)、酸化イットリウム(Y)、酸化セリウム(Ce)、フッ化ガドリニウム(GdF)、フッ化テルビウム(TbF)等が挙げられ、YbF、ScF、TbFが好ましい。
Examples of the alkali metal compound include lithium oxide (Li 2 O), cesium oxide (Cs 2 O), alkali oxides such as potassium oxide (K 2 O), lithium fluoride (LiF), sodium fluoride (NaF), fluorine. Examples thereof include alkali halides such as cesium fluoride (CsF) and potassium fluoride (KF), and lithium fluoride (LiF), lithium oxide (Li 2 O), and sodium fluoride (NaF) are preferable.
Examples of the alkaline earth metal compound include barium oxide (BaO), strontium oxide (SrO), calcium oxide (CaO), and barium strontium oxide (Ba x Sr 1-x O) (0 <x <1), Examples thereof include barium calcium oxide (Ba x Ca 1-x O) (0 <x <1), and BaO, SrO, and CaO are preferable.
The rare earth metal compound, ytterbium fluoride (YbF 3), scandium fluoride (ScF 3), scandium oxide (ScO 3), yttrium oxide (Y 2 O 3), cerium oxide (Ce 2 O 3), gadolinium fluoride (GdF 3), include such terbium fluoride (TbF 3) is, YbF 3, ScF 3, TbF 3 are preferable.

有機金属錯体としては、上記の通り、それぞれ金属イオンとしてアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、希土類金属イオンの少なくとも1つ含有するものであれば特に限定はない。また、配位子にはキノリノール、ベンゾキノリノール、アクリジノール、フェナントリジノール、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、ヒドロキシジアリールオキサジアゾール、ヒドロキシジアリールチアジアゾール、ヒドロキシフェニルピリジン、ヒドロキシフェニルベンゾイミダゾール、ヒドロキシベンゾトリアゾール、ヒドロキシフルボラン、ビピリジル、フェナントロリン、フタロシアニン、ポルフィリン、シクロペンタジエン、β−ジケトン類、アゾメチン類、及びそれらの誘導体等が好ましいが、これらに限定されるものではない。   As described above, the organometallic complex is not particularly limited as long as it contains at least one of alkali metal ions, alkaline earth metal ions, and rare earth metal ions as metal ions. The ligands include quinolinol, benzoquinolinol, acridinol, phenanthridinol, hydroxyphenyl oxazole, hydroxyphenyl thiazole, hydroxydiaryl thiadiazole, hydroxydiaryl thiadiazole, hydroxyphenylpyridine, hydroxyphenylbenzimidazole, hydroxybenzotriazole, Hydroxyfulborane, bipyridyl, phenanthroline, phthalocyanine, porphyrin, cyclopentadiene, β-diketones, azomethines, and derivatives thereof are preferred, but are not limited thereto.

電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の添加形態としては、界面領域に層状又は島状に形成することが好ましい。形成方法としては、抵抗加熱蒸着法により電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の少なくともいずれかを蒸着しながら、界面領域を形成する発光材料や電子注入材料である有機物を同時に蒸着させ、有機物中に電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の少なくともいずれかを分散する方法が好ましい。分散濃度は通常、モル比で有機物:電子供与性ドーパント及び/又は有機金属錯体=100:1〜1:100であり、好ましくは5:1〜1:5である。   The addition form of the electron donating dopant and the organometallic complex is preferably formed in a layered or island shape in the interface region. As a forming method, while depositing at least one of an electron donating dopant and an organometallic complex by a resistance heating vapor deposition method, an organic material as a light emitting material or an electron injection material for forming an interface region is simultaneously deposited, and an electron is deposited in the organic material. A method of dispersing at least one of the donor dopant and the organometallic complex is preferable. The dispersion concentration is usually an organic substance: electron-donating dopant and / or organometallic complex in a molar ratio of 100: 1 to 1: 100, preferably 5: 1 to 1: 5.

電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の少なくともいずれかを層状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を層状に形成した後に、電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の少なくともいずれかを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは層の厚み0.1nm以上15nm以下で形成する。   In the case where at least one of the electron donating dopant and the organometallic complex is formed in a layered form, after forming the light emitting material or the electron injecting material that is the organic layer at the interface in a layered form, at least one of the electron donating dopant and the organometallic complex is formed. These are vapor-deposited by a resistance heating vapor deposition method alone, preferably with a layer thickness of 0.1 nm to 15 nm.

電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の少なくともいずれかを島状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を島状に形成した後に、電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の少なくともいずれかを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは島の厚み0.05nm以上1nm以下で形成する。   In the case where at least one of an electron donating dopant and an organometallic complex is formed in an island shape, a light emitting material or an electron injecting material which is an organic layer at the interface is formed in an island shape, and then the electron donating dopant and the organometallic complex are formed. At least one of them is vapor-deposited by resistance heating vapor deposition, preferably with an island thickness of 0.05 nm or more and 1 nm or less.

また、本発明の有機EL素子における、主成分と、電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の少なくともいずれかの割合としては、モル比で、主成分:電子供与性ドーパント及び/又は有機金属錯体=5:1〜1:5であると好ましく、2:1〜1:2であるとさらに好ましい。   In the organic EL device of the present invention, the ratio of at least one of the main component and the electron donating dopant and the organometallic complex is, as a molar ratio, the main component: the electron donating dopant and / or the organometallic complex = 5. Is preferably 1: 1 to 1: 5, and more preferably 2: 1 to 1: 2.

本発明の有機EL素子では、上述した本発明の有機EL素子用材料を使用した層以外の構成については、特に限定されず、公知の材料等を使用できる。以下、実施形態1の素子の層について簡単に説明するが、本発明の有機EL素子に適用される材料は以下に限定されない。   In the organic EL element of this invention, it is not specifically limited about structures other than the layer which uses the organic EL element material of this invention mentioned above, A well-known material etc. can be used. Hereinafter, although the layer of the element of Embodiment 1 is demonstrated easily, the material applied to the organic EL element of this invention is not limited to the following.

[基板]
基板としてはガラス板、ポリマー板等を用いることができる。
ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等が挙げられる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン等を挙げることができる。
[substrate]
As the substrate, a glass plate, a polymer plate or the like can be used.
Examples of the glass plate include soda lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, and quartz. Examples of the polymer plate include polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfone, and polysulfone.

[陽極]
陽極は例えば導電性材料からなり、4eVより大きな仕事関数を有する導電性材料が適している。
上記導電性材料としては、炭素、アルミニウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、タングステン、銀、金、白金、パラジウム等及びそれらの合金、ITO基板、NESA基板に使用される酸化スズ、酸化インジウム等の酸化金属、さらにはポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性樹脂が挙げられる。
陽極は、必要があれば2層以上の層構成により形成されていてもよい。
[anode]
The anode is made of, for example, a conductive material, and a conductive material having a work function larger than 4 eV is suitable.
Examples of the conductive material include carbon, aluminum, vanadium, iron, cobalt, nickel, tungsten, silver, gold, platinum, palladium, and their alloys, ITO substrate, tin oxide used for NESA substrate, indium oxide, and the like. Examples thereof include metal oxides and organic conductive resins such as polythiophene and polypyrrole.
The anode may be formed with a layer structure of two or more layers if necessary.

[陰極]
陰極は例えば導電性材料からなり、4eVより小さな仕事関数を有する導電性材料が適している。
上記導電性材料としては、マグネシウム、カルシウム、錫、鉛、チタニウム、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン、アルミニウム、フッ化リチウム等及びこれらの合金が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、上記合金としては、マグネシウム/銀、マグネシウム/インジウム、リチウム/アルミニウム等が代表例として挙げられるが、これらに限定されるものではない。合金の比率は、蒸着源の温度、雰囲気、真空度等により制御され、適切な比率に選択される。
陰極は、必要があれば2層以上の層構成により形成されていてもよく、陰極は上記導電性材料を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。
[cathode]
The cathode is made of, for example, a conductive material, and a conductive material having a work function smaller than 4 eV is suitable.
Examples of the conductive material include, but are not limited to, magnesium, calcium, tin, lead, titanium, yttrium, lithium, ruthenium, manganese, aluminum, lithium fluoride, and alloys thereof.
Examples of the alloy include magnesium / silver, magnesium / indium, lithium / aluminum, and the like, but are not limited thereto. The ratio of the alloy is controlled by the temperature of the vapor deposition source, the atmosphere, the degree of vacuum, etc., and is selected to an appropriate ratio.
If necessary, the cathode may be formed with a layer structure of two or more layers, and the cathode can be produced by forming a thin film from the conductive material by a method such as vapor deposition or sputtering.

発光層からの発光を陰極から取り出す場合、陰極の発光に対する透過率は10%より大きくすることが好ましい。
また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm〜1μmであり、好ましくは50〜200nmである。
When light emitted from the light emitting layer is taken out from the cathode, the transmittance of the cathode for light emission is preferably greater than 10%.
Further, the sheet resistance as the cathode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually 10 nm to 1 μm, preferably 50 to 200 nm.

[発光層]
本発明の有機EL素子層材料以外の材料で燐光発光層を形成する場合、燐光発光層の材料として公知の材料が使用できる。具体的には、特願2005−517938等を参照すればよい。
本発明の有機EL素子は、図2に示す素子のように蛍光発光層を有していてもよい。蛍光発光層としては、公知の材料が使用できる。
[Light emitting layer]
When the phosphorescent light emitting layer is formed of a material other than the organic EL element layer material of the present invention, a known material can be used as the material of the phosphorescent light emitting layer. Specifically, Japanese Patent Application No. 2005-517938 may be referred to.
The organic EL device of the present invention may have a fluorescent light emitting layer like the device shown in FIG. A known material can be used for the fluorescent light emitting layer.

発光層は、ダブルホスト(ホスト・コホストともいう)としてもよい。具体的に、発光層において電子輸送性のホストと正孔輸送性のホストを組み合わせることで、発光層内のキャリアバランスを調整してもよい。
また、ダブルドーパントとしてもよい。発光層において、量子収率の高いドーパント材料を2種類以上入れることによって、それぞれのドーパントが発光する。例えば、ホストと赤色ドーパント、緑色のドーパントを共蒸着することによって、黄色の発光層を実現することがある。
発光層は単層でもよく、また、積層構造でもよい。発光層を積層させると、発光層界面に電子と正孔を蓄積させることによって再結合領域を発光層界面に集中させることができる。これによって、量子効率を向上させる。
The light emitting layer may be a double host (also referred to as a host / cohost). Specifically, the carrier balance in the light emitting layer may be adjusted by combining an electron transporting host and a hole transporting host in the light emitting layer.
Moreover, it is good also as a double dopant. In the light emitting layer, each dopant emits light by adding two or more dopant materials having a high quantum yield. For example, a yellow light emitting layer may be realized by co-evaporating a host, a red dopant, and a green dopant.
The light emitting layer may be a single layer or a laminated structure. When the light emitting layer is stacked, the recombination region can be concentrated on the light emitting layer interface by accumulating electrons and holes at the light emitting layer interface. This improves the quantum efficiency.

[正孔注入層及び正孔輸送層]
正孔注入・輸送層は、発光層への正孔注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが通常5.6eV以下と小さい層である。
正孔注入・輸送層の材料としては、より低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度が、例えば10〜10V/cmの電界印加時に、少なくとも10−4cm/V・秒であれば好ましい。
[Hole injection layer and hole transport layer]
The hole injection / transport layer is a layer that assists hole injection into the light emitting layer and transports it to the light emitting region, and has a high hole mobility and a small ionization energy of usually 5.6 eV or less.
As the material for the hole injection / transport layer, a material that transports holes to the light emitting layer with a lower electric field strength is preferable, and the mobility of holes is, for example, when an electric field of 10 4 to 10 6 V / cm is applied, It is preferable if it is at least 10 −4 cm 2 / V · sec.

正孔注入・輸送層の材料としては、具体的には、トリアゾール誘導体(米国特許3,112,197号明細書等参照)、オキサジアゾール誘導体(米国特許3,189,447号明細書等参照)、イミダゾール誘導体(特公昭37−16096号公報等参照)、ポリアリールアルカン誘導体(米国特許3,615,402号明細書、同第3,820,989号明細書、同第3,542,544号明細書、特公昭45−555号公報、同51−10983号公報、特開昭51−93224号公報、同55−17105号公報、同56−4148号公報、同55−108667号公報、同55−156953号公報、同 56−36656号公報等参照)、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体(米国特許第3,180,729号明細書、同第4,278,746号明細書、特開昭55−88064号公報、同55−88065号公報、同49−105537号公報、同55−51086号公報、同56−80051号公報、同56−88141号公報、同57−45545号公報、同54−112637号公報、同55−74546号公報等参照)、フェニレンジアミン誘導体(米国特許第3,615,404号明細書、特公昭51−10105号公報、同46−3712号公報、同47−25336号公報、同54−119925号公報等参照)、アリールアミン誘導体(米国特許第3,567,450号明細書、同第3,240,597号明細書、同第3,658,520号明細書、同第4,232,103号明細書、同第4,175,961号明細書、同第4,012,376号明細書、特公昭49−35702号公報、同39−27577号公報、特開昭55−144250号公報、同56−119132号公報、同56−22437号公報、西独特許第1,110,518号明細書等参照)、アミノ置換カルコン誘導体(米国特許第3,526,501号明細書等参照)、オキサゾール誘導体(米国特許第3,257,203号明細書等に開示のもの)、スチリルアントラセン誘導体(特開昭56−46234号公報等参照)、フルオレノン誘導体(特開昭54−110837号公報等参照)、ヒドラゾン誘導体(米国特許第3,717,462号明細書、特開昭54−59143号公報、同55−52063号公報、同55−52064号公報、同55−46760号公報、同57−11350号公報、同57−148749号公報、特開平2−311591号公報等参照)、スチルベン誘導体(特開昭61−210363号公報、同第61−228451号公報、同61−14642号公報、同61−72255号公報、同62−47646号公報、同62−36674号公報、同62−10652号公報、同62−30255号公報、同60−93455号公報、同60−94462号公報、同60−174749号公報、同60−175052号公報等参照)、シラザン誘導体(米国特許第4,950,950号明細書)、ポリシラン系(特開平2−204996号公報)、アニリン系共重合体(特開平2−282263号公報)等を挙げることができる。
また、p型Si、p型SiC等の無機化合物も正孔注入材料として使用することができる。
Specific examples of the material for the hole injection / transport layer include triazole derivatives (see US Pat. No. 3,112,197) and oxadiazole derivatives (see US Pat. No. 3,189,447). ), Imidazole derivatives (see JP-B-37-16096, etc.), polyarylalkane derivatives (US Pat. Nos. 3,615,402, 3,820,989, 3,542,544). Specification, Japanese Patent Publication Nos. 45-555, 51-10983, Japanese Patent Laid-Open Nos. 51-93224, 55-17105, 56-4148, 55-108667, 55-156953, 56-36656, etc.), pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives (US Pat. No. 3,180,729, No. 4) 278,746, JP-A 55-88064, 55-88065, 49-105537, 55-51086, 56-80051, 56-88141. No. 57-45545, No. 54-112537, No. 55-74546, etc.), phenylenediamine derivatives (US Pat. No. 3,615,404, JP-B 51-10105, 46-3712, 47-25336, 54-1119925, etc.), arylamine derivatives (US Pat. Nos. 3,567,450, 3,240,597) No. 3,658,520, No. 4,232,103, No. 4,175,961, No. 4,012,376 Description, JP-B-49-35702, JP-A-39-27577, JP-A-55-144250, JP-A-56-119132, JP-A-56-22437, West German Patent No. 1,110,518 ), Amino-substituted chalcone derivatives (see US Pat. No. 3,526,501, etc.), oxazole derivatives (disclosed in US Pat. No. 3,257,203 etc.), styrylanthracene derivatives (See JP 56-46234 A, etc.), fluorenone derivatives (see JP 54-110837 A, etc.), hydrazone derivatives (US Pat. No. 3,717,462, JP 54-59143 A). Gazette, 55-52063, 55-52064, 55-46760, 57-11350, 57 148749, JP-A-2-315991, etc.), stilbene derivatives (JP-A-61-210363, JP-A-61-222851, JP-A-61-14622, JP-A-61-72255, 62-47646, 62-36674, 62-10652, 62-30255, 60-93455, 60-94462, 60-174749, 60 -175052, etc.), silazane derivatives (US Pat. No. 4,950,950), polysilanes (JP-A-2-204996), aniline copolymers (JP-A-2-282263) Etc.
In addition, inorganic compounds such as p-type Si and p-type SiC can also be used as the hole injection material.

正孔注入・輸送層の材料には架橋型材料を用いることができ、架橋型の正孔注入輸送層としては、例えば、Chem.Mater.2008,20,413-422、Chem.Mater.2011,23(3),658-681、WO2008108430、WO2009102027、WO2009123269、WO2010016555、WO2010018813等の架橋材を、熱、光等により不溶化した層が挙げられる。   As the material for the hole injection / transport layer, a cross-linkable material can be used. Mater. 2008, 20, 413-422, Chem. Mater. Examples include a layer obtained by insolubilizing a cross-linking material such as 2011, 23 (3), 658-681, WO2008108430, WO2009102027, WO2009123269, WO2010016555, WO2010018813 by heat, light or the like.

[電子注入層及び電子輸送層]
電子注入・輸送層は、発光層への電子の注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、電子移動度が大きい層である。
有機EL素子は発光した光が電極(例えば陰極)により反射するため、直接陽極から取り出される発光と、電極による反射を経由して取り出される発光とが干渉することが知られている。この干渉効果を効率的に利用するため、電子注入・輸送層は数nm〜数μmの膜厚で適宜選ばれるが、特に膜厚が厚いとき、電圧上昇を避けるために、10〜10V/cmの電界印加時に電子移動度が少なくとも10−5cm/Vs以上であることが好ましい。
[Electron injection layer and electron transport layer]
The electron injection / transport layer is a layer that assists the injection of electrons into the light emitting layer and transports it to the light emitting region, and has a high electron mobility.
In the organic EL element, since emitted light is reflected by an electrode (for example, a cathode), it is known that light emitted directly from the anode interferes with light emitted via reflection by the electrode. In order to efficiently use this interference effect, the electron injecting / transporting layer is appropriately selected with a film thickness of several nm to several μm. However, particularly when the film thickness is thick, 10 4 to 10 6 in order to avoid voltage increase. It is preferable that the electron mobility is at least 10 −5 cm 2 / Vs or more when an electric field of V / cm is applied.

電子注入・輸送層に用いる電子輸送性材料としては、分子内にヘテロ原子を1個以上含有する芳香族ヘテロ環化合物が好ましく用いられ、特に含窒素環誘導体が好ましい。また、含窒素環誘導体としては、含窒素6員環もしくは5員環骨格を有する芳香族環、又は含窒素6員環もしくは5員環骨格を有する縮合芳香族環化合物が好ましく、例えば、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ベンズイミダゾール環、フェナントロリン環、キナゾリン環等を骨格に含む化合物が挙げられる。   As the electron transporting material used for the electron injecting / transporting layer, an aromatic heterocyclic compound containing at least one hetero atom in the molecule is preferably used, and a nitrogen-containing ring derivative is particularly preferable. The nitrogen-containing ring derivative is preferably an aromatic ring having a nitrogen-containing 6-membered ring or 5-membered ring skeleton, or a condensed aromatic ring compound having a nitrogen-containing 6-membered ring or 5-membered ring skeleton, such as a pyridine ring. , Pyrimidine ring, triazine ring, benzimidazole ring, phenanthroline ring, quinazoline ring and the like.

その他、ドナー性材料のドーピング(n)、アクセプター材料のドーピング(p)により、半導体性を備えた有機層を形成してもよい。Nドーピングの代表例は、電子輸送性材料にLiやCs等の金属をドーピングさせるものであり、Pドーピングの代表例は、正孔輸送性材料にF4TCNQ等のアクセプター材をドープするものである(例えば、特許3695714参照)。   In addition, an organic layer having semiconducting properties may be formed by doping a donor material (n) and acceptor material (p). A typical example of N doping is to dope a metal such as Li or Cs into an electron transporting material, and a typical example of P doping is to dope an acceptor material such as F4TCNQ into a hole transporting material ( For example, see Japanese Patent No. 3695714).

本発明の有機EL素子の各層の形成は、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング等の乾式成膜法やスピンコーティング、ディッピング、フローコーティング等の湿式成膜法等の公知の方法を適用することができる。
各層の膜厚は特に限定されるものではないが、適切な膜厚に設定する必要がある。膜厚が厚すぎると、一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要になり効率が悪くなる。膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生して、電界を印加しても充分な発光輝度が得られない。通常の膜厚は5nm〜10μmの範囲が適しているが、10nm〜0.2μmの範囲がさらに好ましい。
For the formation of each layer of the organic EL device of the present invention, a known method such as a dry film forming method such as vacuum deposition, sputtering, plasma, or ion plating, or a wet film forming method such as spin coating, dipping, or flow coating is applied. be able to.
The thickness of each layer is not particularly limited, but must be set to an appropriate thickness. If the film thickness is too thick, a large applied voltage is required to obtain a constant light output, resulting in poor efficiency. If the film thickness is too thin, pinholes and the like are generated, and sufficient light emission luminance cannot be obtained even when an electric field is applied. The normal film thickness is suitably in the range of 5 nm to 10 μm, but more preferably in the range of 10 nm to 0.2 μm.

次に、合成例及び実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は以下の合成例、実施例に限定されない。   Next, the present invention will be described in further detail using synthesis examples and examples. However, the present invention is not limited to the following synthesis examples and examples.

尚、化合物の評価方法は下記の通りである。
(1)三重項エネルギー
市販の装置F−4500(株式会社日立ハイテクノロジーズ製)を用いて測定した。三重項エネルギーEg(T)の換算式は以下の通りである。
Eg(T)(eV)=1239.85/λph
In addition, the evaluation method of a compound is as follows.
(1) Triplet energy It measured using commercially available apparatus F-4500 (made by Hitachi High-Technologies Corporation). The conversion formula of triplet energy Eg (T) is as follows.
Eg (T) (eV) = 1239.85 / λ ph

式中、「λph」は、縦軸にリン光強度、横軸に波長をとって、リン光スペクトルを表したときに、リン光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸の交点の波長値(単位:nm)を意味する。
各化合物をEPA溶媒(ジエチルエーテル:イソペンタン:エタノール=5:5:2(容積比)、各溶媒は分光用グレード)に溶解し(試料:10μmol/L)、リン光測定用試料とした。
燐光スペクトルは、日立製作所製F−4500を用いて測定した。具体的には、石英セルへ入れたリン光測定用試料を77(K)に冷却し、励起光をリン光測定用試料に照射し、観測波長を変えながらリン光強度を測定した。リン光スペクトルは、縦軸をリン光強度、横軸を波長とした。このリン光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値λph(nm)を求めた。
In the formula, “λ ph ” represents a phosphorescence spectrum with the vertical axis representing the phosphorescence intensity and the horizontal axis representing the wavelength, and a tangent line is drawn with respect to the rising edge of the phosphorescence spectrum on the short wavelength side. It means the wavelength value (unit: nm) at the intersection of the tangent and the horizontal axis.
Each compound was dissolved in an EPA solvent (diethyl ether: isopentane: ethanol = 5: 5: 2 (volume ratio), each solvent is a spectroscopic grade) (sample: 10 μmol / L) to prepare a sample for phosphorescence measurement.
The phosphorescence spectrum was measured using F-4500 manufactured by Hitachi, Ltd. Specifically, the phosphorescence measurement sample placed in the quartz cell was cooled to 77 (K), and the phosphorescence measurement sample was irradiated with excitation light, and the phosphorescence intensity was measured while changing the observation wavelength. In the phosphorescence spectrum, the vertical axis represents phosphorescence intensity and the horizontal axis represents wavelength. A tangent line was drawn with respect to the rising edge of the phosphorescence spectrum on the short wavelength side, and the wavelength value λ ph (nm) at the intersection of the tangent line and the horizontal axis was obtained.

燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線は以下のように引く。燐光スペクトルの短波長側から、スペクトルの極大値のうち最も短波長側の極大値までスペクトル曲線上を移動する際に、長波長側に向けて曲線上の各点における接線を考える。この接線は、曲線が立ち上がるにつれ(つまり縦軸が増加するにつれ)、傾きが増加する。この傾きの値が極大値をとる点において引いた接線が、当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
尚、スペクトルの最大ピーク強度の10%以下のピーク強度を有する極大点は、上述の最も短波長側の極大値には含めず、最も短波長側の極大値に最も近い、傾きの値が極大値をとる点において引いた接線を当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
The tangent to the rising edge on the short wavelength side of the phosphorescence spectrum is drawn as follows. When moving on the spectrum curve from the short wavelength side of the phosphorescence spectrum to the maximum value on the shortest wavelength side among the maximum values of the spectrum, tangents at each point on the curve are considered toward the long wavelength side. The slope of this tangent line increases as the curve rises (that is, as the vertical axis increases). The tangent drawn at the point where the value of the slope takes the maximum value is the tangent to the rising edge of the phosphorescence spectrum on the short wavelength side.
Note that the maximum point having a peak intensity of 10% or less of the maximum peak intensity of the spectrum is not included in the above-mentioned maximum value on the shortest wavelength side, and has the maximum slope value closest to the maximum value on the shortest wavelength side. The tangent drawn at the point where the value is taken is taken as the tangent to the rising edge of the phosphorescence spectrum on the short wavelength side.

(2)ガラス転移点
ガラス転移点は、3mg程度の試料を用い、Perkin Elmer社製DSC8500を用い、以下の(i)〜(vi)までの2サイクルの昇降温プロセスを行い、(vi)の昇温時のDSC曲線のベースラインが段状に変化している変曲点の立ち上がり温度によって定義する。
(2) Glass transition point As for the glass transition point, a DSC8500 manufactured by Perkin Elmer Co., Ltd. is used, and a temperature rising and cooling process of the following two cycles (i) to (vi) is performed using a sample of about 3 mg. It is defined by the rising temperature of the inflection point where the baseline of the DSC curve at the time of temperature rise changes stepwise.

(i)30℃で1分間保持する。
(ii)30℃から該試料の熱分解温度未満の一定温度まで昇温速度10℃/minで加熱する。
(iii)該一定温度にて3分間保持する。
(iv)該一定温度から0℃まで200℃/minで冷却する。
(v)0℃で10分間保持する。
(vi)0℃から200℃まで昇温速度10℃/minで加熱する。
(I) Hold at 30 ° C. for 1 minute.
(Ii) Heat from 30 ° C. to a constant temperature below the thermal decomposition temperature of the sample at a heating rate of 10 ° C./min.
(Iii) Hold at the constant temperature for 3 minutes.
(Iv) Cool from the constant temperature to 0 ° C. at 200 ° C./min.
(V) Hold at 0 ° C. for 10 minutes.
(Vi) Heat from 0 ° C. to 200 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min.

(3)イオン化ポテンシャル(Ip)
イオン化ポテンシャルは、各層の単独層を別途ITOガラス基板上に真空蒸着で作製し、ITOガラス基板上の薄膜を用いて大気下で光電子分光装置(理研計器(株)社製:AC−3)を用いて測定した。具体的には、材料に光を照射し、その際に電荷分離によって生じる電子量を測定することにより測定した。照射光のエネルギーに対し、放出された光電子を1/2乗でプロットし、光電子放出エネルギーのしきい値をイオン化ポテンシャル(Ip)とした。
(3) Ionization potential (Ip)
For the ionization potential, a single layer of each layer is separately prepared by vacuum deposition on an ITO glass substrate, and a photoelectron spectrometer (manufactured by Riken Keiki Co., Ltd .: AC-3) is used in the air using a thin film on the ITO glass substrate. And measured. Specifically, the measurement was performed by irradiating the material with light and measuring the amount of electrons generated by charge separation at that time. The emitted photoelectrons were plotted by the 1/2 power with respect to the energy of the irradiation light, and the threshold of the photoelectron emission energy was defined as the ionization potential (Ip).

(4)アフィニティ(Af)
アフィニティは、イオン化ポテンシャルIpとエネルギーギャップEg(一重項エネルギーEg(S))の測定値から算出した。算出式は、次のとおりである。
Af=Ip−Eg
エネルギーギャップEgは、トルエン溶液中の吸収スペクトルの吸収端から測定した。具体的には、市販の可視・紫外分光光度計を用いて、吸収スペクトルを測定し、そのスペクトルの長波長側の立ち下がり波長から算出した。
(4) Affinity (Af)
The affinity was calculated from the measured values of the ionization potential Ip and the energy gap Eg (singlet energy Eg (S)). The calculation formula is as follows.
Af = Ip-Eg
The energy gap Eg was measured from the absorption edge of the absorption spectrum in the toluene solution. Specifically, the absorption spectrum was measured using a commercially available visible / ultraviolet spectrophotometer, and calculated from the falling wavelength on the long wavelength side of the spectrum.

換算式は、次のとおりである。
Eg(eV)=1239.85/λab
縦軸に吸光度、横軸に波長をとって、表したものを吸収スペクトルとした。エネルギーギャップEgに関する上記換算式において、「λab」(単位:nm)は、吸収スペクトルの長波長側の立ち下がりに対して接線を引き、その接線と横軸の交点の波長値を意味する。
各化合物をトルエン溶媒に溶解し(試料2×10−5mol/リットル)、光路長は1cmとなるように試料を準備した。波長を変えながら吸光度を測定した。
The conversion formula is as follows.
Eg (eV) = 1239.85 / λ ab
The absorption spectrum was obtained by taking the absorbance on the vertical axis and the wavelength on the horizontal axis. In the above conversion formula relating to the energy gap Eg, “λ ab ” (unit: nm) means a wavelength value at the intersection of the tangent line and the horizontal axis with respect to the falling edge of the absorption spectrum on the long wavelength side.
Each compound was dissolved in a toluene solvent (sample 2 × 10 −5 mol / liter), and a sample was prepared so that the optical path length was 1 cm. Absorbance was measured while changing the wavelength.

吸収スペクトルの長波長側の立ち下がりに対する接線は以下のように引く。
吸収スペクトルの極大値のうち、最も長波長側の極大値から長波長方向にスペクトル曲線上を移動する際に、曲線上の各点における接線を考える。この接線は、曲線が立ち下がるにつれ(つまり縦軸が減少するにつれ)傾きが減少しその後増加することを繰り返す。傾きの値が最も長波長側(ただし、吸光度が0.1以下となる場合は除く)で極小値をとる点において引いた接線を当該吸収スペクトルの長波長側の立ち下がりに対する接線とする。
なお、吸光度の値が0.2以下の極大点は、上記最も長波長側の極大値には含めない。
The tangent to the falling edge on the long wavelength side of the absorption spectrum is drawn as follows.
When moving on the spectrum curve in the long wavelength direction from the maximum value on the longest wavelength side among the maximum values of the absorption spectrum, the tangent at each point on the curve is considered. This tangent repeats increasing in slope and then increasing as the curve falls (ie, as the vertical axis decreases). The tangent drawn at the point where the slope value takes the minimum value on the long wavelength side (except when the absorbance is 0.1 or less) is taken as the tangent to the fall on the long wavelength side of the absorption spectrum.
In addition, the maximum point whose absorbance value is 0.2 or less is not included in the maximum value on the longest wavelength side.

また、有機EL素子の評価方法は下記の通りである。
(1)外部量子効率(%)
23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で、輝度1000cd/m時の外部量子効率を輝度計(ミノルタ社製分光輝度放射計CS−1000)を用いて測定した。
Moreover, the evaluation method of an organic EL element is as follows.
(1) External quantum efficiency (%)
The external quantum efficiency at a luminance of 1000 cd / m 2 under a dry nitrogen gas atmosphere at 23 ° C. was measured using a luminance meter (Spectral luminance radiometer CS-1000 manufactured by Minolta).

(2)半減寿命(時間)
初期輝度1000cd/mで連続通電試験(直流)を行い、初期輝度が半減するまでの時間を測定した。
(2) Half life (hours)
A continuous energization test (DC) was performed at an initial luminance of 1000 cd / m 2 and the time until the initial luminance was reduced by half was measured.

(3)電圧(V)
23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で、KEITHLY 236 SOURCE MEASURE UNITを用いて、電気配線された素子に電圧を印加して発光させ、素子以外の配線抵抗にかかる電圧を差し引いて素子印加電圧を測定した。
電圧の印加・測定と同時に輝度計(ミノルタ社製分光輝度放射計CS−1000)を用いて輝度測定も行い、これらの測定結果から素子輝度が1000cd/m時の電圧を読み取った。
(3) Voltage (V)
Using a KEITLY 236 SOURCE MEASURE UNIT under a dry nitrogen gas atmosphere at 23 ° C., voltage was applied to the electrically wired element to emit light, and the voltage applied to the wiring resistance other than the element was subtracted to measure the element applied voltage. .
Simultaneously with the application and measurement of the voltage, the luminance was also measured using a luminance meter (spectral luminance radiometer CS-1000 manufactured by Minolta Co., Ltd.), and the voltage when the element luminance was 1000 cd / m 2 was read from these measurement results.

合成例1[化合物1の合成]
(1)化合物1−aの合成

Figure 2013108015
三口フラスコに3−ブロモ−N−フェニルカルバゾール(35.4g,110mmol)、1,3−アダマンタンジオール(8.41g,50mmol)、メタンスルホン酸(6.5ml)、クロロベンゼン(50ml)を入れ、窒素雰囲気下にて120℃で12時間加熱撹拌した。
反応終了後、試料溶液をビーカーに移し、水酸化ナトリウム水溶液にてpH10以上となるよう中和を行い、その後、分液ロートを用いてトルエンで有機相を抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過、濃縮を行った。その後、シリカゲルクロマトグラフィー(展開溶媒 ヘキサン:トルエン=6:4)で精製し、さらに酢酸エチル/ヘキサン混合溶媒で分散洗浄を行い、白色の固体を得た。化合物の同定はFD−MS及びH−NMRにて行った。収量は24.5g、収率は63%であった。 Synthesis Example 1 [Synthesis of Compound 1]
(1) Synthesis of compound 1-a
Figure 2013108015
A 3-necked flask was charged with 3-bromo-N-phenylcarbazole (35.4 g, 110 mmol), 1,3-adamantanediol (8.41 g, 50 mmol), methanesulfonic acid (6.5 ml), chlorobenzene (50 ml), and nitrogen. The mixture was heated and stirred at 120 ° C. for 12 hours under an atmosphere.
After completion of the reaction, the sample solution was transferred to a beaker, neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution to have a pH of 10 or more, and then the organic phase was extracted with toluene using a separatory funnel. After drying over anhydrous magnesium sulfate, filtration and concentration were performed. Thereafter, the product was purified by silica gel chromatography (developing solvent hexane: toluene = 6: 4), and further dispersed and washed with a mixed solvent of ethyl acetate / hexane to obtain a white solid. The compound was identified by FD-MS and 1 H-NMR. The yield was 24.5 g, and the yield was 63%.

(2)化合物1の合成

Figure 2013108015
三口フラスコに化合物1−a(9.7g,12.5mmol)、2−ジベンゾフランボロン酸(6.36g,30mmol)、炭酸ナトリウム2M水溶液(25ml)、Pd(PPh(0.58g,0.5mmol)、1,2−ジメトキシエタン(25ml)、トルエン(25ml)を加え10時間還流させた。 (2) Synthesis of Compound 1
Figure 2013108015
In a three-necked flask, compound 1-a (9.7 g, 12.5 mmol), 2-dibenzofuranboronic acid (6.36 g, 30 mmol), sodium carbonate 2M aqueous solution (25 ml), Pd (PPh 3 ) 4 (0.58 g, 0 0.5 mmol), 1,2-dimethoxyethane (25 ml) and toluene (25 ml) were added and refluxed for 10 hours.

反応終了後、反応溶液にメタノールと水を加え、析出した試料をろ取、水洗した。これをトルエン500mlに溶解させ、無水硫酸マグネシウムで乾燥したのち、シリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:トルエン=1:1)で精製した。さらにこれをトルエン/酢酸エチル混合溶媒から再結晶して白色の固体を得た。収量は7.60g、収率は64%であった。   After completion of the reaction, methanol and water were added to the reaction solution, and the deposited sample was collected by filtration and washed with water. This was dissolved in 500 ml of toluene, dried over anhydrous magnesium sulfate, and purified by silica gel chromatography (hexane: toluene = 1: 1). Further, this was recrystallized from a toluene / ethyl acetate mixed solvent to obtain a white solid. The yield was 7.60 g, and the yield was 64%.

合成例2[化合物2の合成]

Figure 2013108015
三口フラスコにN−(2−ジベンゾフラニル)カルバゾール(16.67g,50mmol)、1,3−アダマンタンジオール(1.68g,10mmol)、メタンスルホン酸(1.3ml)、1,2−ジクロロエタン(20ml)を入れ、窒素雰囲気下にて18時間還流させた。
反応終了後、試料溶液をビーカーに移し、水酸化ナトリウム水溶液にてpH10以上となるよう中和を行い、その後、分液ロートを用いてトルエンで有機相を抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過、濃縮を行った。その後、シリカゲルクロマトグラフィー(展開溶媒 ヘキサン:トルエン=6:4)で精製し、さらに酢酸エチル/ヘキサン混合溶媒で分散洗浄を行い、白色の固体を得た。化合物の同定は、FD−MS及びH−NMRにて行った。収量は1.85g、収率は23%であった。 Synthesis Example 2 [Synthesis of Compound 2]
Figure 2013108015
In a three-necked flask, N- (2-dibenzofuranyl) carbazole (16.67 g, 50 mmol), 1,3-adamantanediol (1.68 g, 10 mmol), methanesulfonic acid (1.3 ml), 1,2-dichloroethane ( 20 ml) and refluxed for 18 hours under a nitrogen atmosphere.
After completion of the reaction, the sample solution was transferred to a beaker, neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution to have a pH of 10 or more, and then the organic phase was extracted with toluene using a separatory funnel. After drying over anhydrous magnesium sulfate, filtration and concentration were performed. Thereafter, the product was purified by silica gel chromatography (developing solvent hexane: toluene = 6: 4), and further dispersed and washed with a mixed solvent of ethyl acetate / hexane to obtain a white solid. The compound was identified by FD-MS and 1 H-NMR. The yield was 1.85 g, and the yield was 23%.

合成例3[化合物3の合成]

Figure 2013108015
三口フラスコに1−アダマンタノール(6.67g,20mmol)、N−(2−ジベンゾフラニル)カルバゾール(6.39g,42mmol)、メタンスルホン酸(2.6ml)、1,2−ジクロロエタン(20ml)を入れ、窒素雰囲気下にて18時間還流させた。 Synthesis Example 3 [Synthesis of Compound 3]
Figure 2013108015
In a three-necked flask, 1-adamantanol (6.67 g, 20 mmol), N- (2-dibenzofuranyl) carbazole (6.39 g, 42 mmol), methanesulfonic acid (2.6 ml), 1,2-dichloroethane (20 ml) And refluxed for 18 hours under a nitrogen atmosphere.

反応終了後、試料溶液をビーカーに移し、水酸化ナトリウム水溶液にてpH10以上となるよう中和を行い、その後、分液ロートを用いてトルエンで有機相を抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過、濃縮を行った。その後、シリカゲルクロマトグラフィー(展開溶媒 ヘキサン:トルエン=6:4)で精製し、さらに酢酸エチル/ヘキサン混合溶媒から再結晶を行い、白色の固体を得た。化合物の同定はFD−MS及びH−NMRにて行った。収量は4.57g、収率は38%であった。 After completion of the reaction, the sample solution was transferred to a beaker, neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution to have a pH of 10 or more, and then the organic phase was extracted with toluene using a separatory funnel. After drying over anhydrous magnesium sulfate, filtration and concentration were performed. Thereafter, the residue was purified by silica gel chromatography (developing solvent hexane: toluene = 6: 4), and recrystallized from a mixed solvent of ethyl acetate / hexane to obtain a white solid. The compound was identified by FD-MS and 1 H-NMR. The yield was 4.57 g, and the yield was 38%.

合成例4[化合物4の合成]

Figure 2013108015
N−(2−ジベンゾフラニル)カルバゾールの代わりに、化合物4−aを用いた他は合成例3と同様に化合物4を合成した。 Synthesis Example 4 [Synthesis of Compound 4]
Figure 2013108015
Compound 4 was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 3, except that compound 4-a was used instead of N- (2-dibenzofuranyl) carbazole.

合成した化合物1〜4の物性値を表1に示す。

Figure 2013108015
Table 1 shows the physical property values of the synthesized compounds 1-4.
Figure 2013108015

比較例1
膜厚130nmのITO電極ライン付きガラス基板(ジオマテック社製)を、イソプロピルアルコール中で5分間、超音波洗浄した後、UVオゾン洗浄を30分間行なった。
洗浄後のITO電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まずITO電極ラインが形成されている側の面上に、ITO電極ラインを覆うようにして化合物(HI1)を厚さ20nmで、次いで化合物(HT1)を厚さ60nmで抵抗加熱蒸着し、順次薄膜を成膜した。成膜レートは1Å/sとした。これらの薄膜は、それぞれ正孔注入層及び正孔輸送層として機能する。
Comparative Example 1
A glass substrate with a 130 nm-thick ITO electrode line (manufactured by Geomatec) was ultrasonically cleaned in isopropyl alcohol for 5 minutes, and then UV ozone cleaning was performed for 30 minutes.
The glass substrate with the ITO electrode line after the cleaning is mounted on the substrate holder of the vacuum deposition apparatus, and the compound (HI1) is first thickened so as to cover the ITO electrode line on the surface on which the ITO electrode line is formed. The compound (HT1) was deposited by resistance heating at a thickness of 60 nm at a thickness of 20 nm, and thin films were sequentially formed. The film formation rate was 1 Å / s. These thin films function as a hole injection layer and a hole transport layer, respectively.

次に、正孔注入・輸送層上に、化合物(A1)と化合物(BD1)を同時に抵抗加熱蒸着して膜厚50nmの薄膜を成膜した。このとき、化合物(BD1)を、化合物(A1)と化合物(BD1)の総質量に対し質量比で20%になるように蒸着した。成膜レートはそれぞれ1.2Å/s、0.3Å/sとした。この薄膜は、燐光発光層として機能する。   Next, on the hole injection / transport layer, the compound (A1) and the compound (BD1) were simultaneously deposited by resistance heating to form a thin film having a thickness of 50 nm. At this time, the compound (BD1) was deposited so as to have a mass ratio of 20% with respect to the total mass of the compound (A1) and the compound (BD1). The film formation rates were 1.2 Å / s and 0.3 Å / s, respectively. This thin film functions as a phosphorescent light emitting layer.

次に、この燐光発光層上に、化合物(H1)を抵抗加熱蒸着して膜厚10nmの薄膜を成膜した。成膜レートは1.2Å/sとした。この薄膜は障壁層として機能する。次に、この障壁層上に、化合物(ET1)を抵抗加熱蒸着して膜厚10nmの薄膜を成膜した。成膜レートは1Å/sとした。この膜は電子注入層として機能する。   Next, a thin film having a thickness of 10 nm was formed on the phosphorescent light emitting layer by resistance heating vapor deposition of the compound (H1). The film formation rate was 1.2 liter / s. This thin film functions as a barrier layer. Next, a thin film having a thickness of 10 nm was formed on this barrier layer by resistance heating vapor deposition of the compound (ET1). The film formation rate was 1 Å / s. This film functions as an electron injection layer.

次に、この電子注入層上に膜厚1.0nmのLiFを成膜レート0.1Å/sで蒸着した。次に、このLiF膜上に金属アルミニウムを成膜レート8.0Å/sにて蒸着し、膜厚80nmの金属陰極を形成して有機EL素子を得た。また、上記の方法により電圧、外部量子効率、及び半減寿命を求めた。結果を表2に示す。また、用いた化合物を以下に示す。

Figure 2013108015
Next, LiF having a film thickness of 1.0 nm was deposited on the electron injection layer at a film formation rate of 0.1 Å / s. Next, metallic aluminum was vapor-deposited on the LiF film at a deposition rate of 8.0 Å / s to form a metal cathode with a film thickness of 80 nm to obtain an organic EL element. Further, the voltage, external quantum efficiency, and half life were determined by the above methods. The results are shown in Table 2. The compounds used are shown below.
Figure 2013108015

実施例1〜3
比較例1において、化合物(A1)の代わりに表1に記載の化合物を用いて発光層を形成した以外は比較例1と同様にして有機EL素子を作製し、評価した。結果を表2に示す。尚、「半減寿命(相対値)」とは、比較例1の素子の半減寿命を100とした場合の相対値である。
Examples 1-3
In Comparative Example 1, an organic EL device was prepared and evaluated in the same manner as Comparative Example 1 except that the light emitting layer was formed using the compounds shown in Table 1 instead of the compound (A1). The results are shown in Table 2. The “half life (relative value)” is a relative value when the half life of the device of Comparative Example 1 is 100.

Figure 2013108015
Figure 2013108015

比較例2
発光層ホストとして化合物(A1)の代わりに化合物(H1)、正孔阻止層として化合物(H1)の代わりに化合物(A1)を用いた以外は比較例1と同様にして有機EL素子を作製し、評価した。結果を表3に示す。
Comparative Example 2
An organic EL device was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the compound (H1) was used instead of the compound (A1) as the light emitting layer host and the compound (A1) was used instead of the compound (H1) as the hole blocking layer. ,evaluated. The results are shown in Table 3.

実施例4〜6
比較例2において、正孔阻止層として化合物(A1)を用いる代わりに表3に記載の化合物を用いた他は比較例2と同様にして有機EL素子を作製した。表3に得られた素子の評価結果を示す。尚、「半減寿命(相対値)」とは、比較例2の素子の半減寿命を100とした場合の相対値である。

Figure 2013108015
Examples 4-6
In Comparative Example 2, an organic EL device was produced in the same manner as in Comparative Example 2, except that the compound shown in Table 3 was used instead of the compound (A1) as the hole blocking layer. Table 3 shows the evaluation results of the obtained elements. The “half life (relative value)” is a relative value when the half life of the device of Comparative Example 2 is 100.
Figure 2013108015

表2及び3より、本発明の化合物(1)〜(4)は長寿命であり、比較例化合物よりも低電圧かつ高効率で駆動する有機EL素子を提供できることがわかる。   From Tables 2 and 3, it can be seen that the compounds (1) to (4) of the present invention have a long life and can provide an organic EL device that is driven at a lower voltage and higher efficiency than the comparative compound.

本発明の化合物は、有機EL素子用材料として使用できる。本発明の有機EL素子は、壁掛けテレビのフラットパネルディスプレイ等の平面発光体、複写機、プリンター、液晶ディスプレイのバックライト又は計器類等の光源、表示板、標識灯等に利用できる。   The compound of the present invention can be used as a material for an organic EL device. The organic EL device of the present invention can be used for a flat light emitter such as a flat panel display of a wall-mounted television, a light source such as a copying machine, a printer, a backlight of a liquid crystal display or instruments, a display board, a marker lamp, and the like.

Claims (8)

下記式(1)で表される有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
Figure 2013108015
(式(1)中、Xは、酸素原子又は硫黄原子である。
11〜G18のうち1つは、Lと結合する炭素原子であり、他のG11〜G18は、それぞれ、窒素原子又はCRである。
及びRは、それぞれ、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、環形成炭素数3〜18のシクロアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、環形成炭素数3〜20のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6〜18のアリールオキシ基、アミノ基、シリル基、フルオロ基、シアノ基、環形成炭素数6〜18のアリール基、又は環形成原子数5〜18のヘテロアリール基であり、これらは置換基Rで置換されていてもよい。
は、それぞれ、炭素数1〜20のアルキル基、環形成炭素数3〜18のシクロアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、環形成炭素数3〜20のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6〜18のアリールオキシ基、アミノ基、シリル基、フルオロ基、シアノ基、環形成炭素数6〜18のアリール基、又は環形成原子数5〜18のヘテロアリール基であり、これらは置換基Rで置換されていてもよい。
,Lは、それぞれ、単結合、環形成炭素数3〜18のシクロアルキレン基、環形成炭素数6〜18のアリーレン基又は環形成原子数5〜18のヘテロアリーレン基であり、これらは置換基Rで置換されていてもよい。
Rは、それぞれ、炭素数1〜20のアルキル基、環形成炭素数3〜18のシクロアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、環形成炭素数3〜20のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6〜18のアリールオキシ基、アミノ基、シリル基、フルオロ基、シアノ基、環形成炭素数6〜18のアリール基、又は環形成原子数5〜18のヘテロアリール基である。
a及びbは、それぞれ1〜3の整数であり、nは0〜3の整数である。)
The material for organic electroluminescent elements represented by following formula (1).
Figure 2013108015
(In Formula (1), X is an oxygen atom or a sulfur atom.
One of G 11 to G 18 is a carbon atom bonded to L 1 , and the other G 11 to G 18 are a nitrogen atom or CR 0 , respectively.
R 0 and R 1 are each a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 18 ring carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or an alkyl group having 3 to 20 ring carbon atoms. Cycloalkoxy group, aryloxy group having 6 to 18 ring carbon atoms, amino group, silyl group, fluoro group, cyano group, aryl group having 6 to 18 ring carbon atoms, or heteroaryl having 5 to 18 ring atoms Which may be substituted with the substituent R.
R 2 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 18 ring carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkoxy group having 3 to 20 ring carbon atoms, and a ring formation, respectively. An aryloxy group having 6 to 18 carbon atoms, an amino group, a silyl group, a fluoro group, a cyano group, an aryl group having 6 to 18 ring carbon atoms, or a heteroaryl group having 5 to 18 ring atoms. The substituent R may be substituted.
L 1 and L 2 are each a single bond, a cycloalkylene group having 3 to 18 ring carbon atoms, an arylene group having 6 to 18 ring carbon atoms, or a heteroarylene group having 5 to 18 ring atoms, and these May be substituted with a substituent R.
R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 18 ring carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkoxy group having 3 to 20 ring carbon atoms, and a ring forming carbon, respectively. These are an aryloxy group having 6 to 18 amino acids, an amino group, a silyl group, a fluoro group, a cyano group, an aryl group having 6 to 18 ring carbon atoms, or a heteroaryl group having 5 to 18 ring atoms.
a and b are each an integer of 1 to 3, and n is an integer of 0 to 3. )
下記式(2)で表される請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
Figure 2013108015
(式(2)中、X、G11〜G18、R、R、R、R、L,L、a、b及びnは前記式(1)と同じである。)
The material for organic electroluminescence elements according to claim 1, which is represented by the following formula (2).
Figure 2013108015
(In the formula (2), X, G 11 to G 18 , R, R 0 , R 1 , R 2 , L 1 , L 2 , a, b and n are the same as those in the formula (1).)
下記式(3)で表される請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
Figure 2013108015
(式(3)中、X、G11〜G18、R、R、R、R、L,L、a、b及びnは前記式(1)と同じである。)
The organic electroluminescent element material according to claim 2 represented by the following formula (3).
Figure 2013108015
(In the formula (3), X, G 11 to G 18 , R, R 0 , R 1 , R 2 , L 1 , L 2 , a, b and n are the same as those in the formula (1).)
陰極と陽極の間に、発光層を含む1層以上の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層の少なくとも1層が、請求項1〜3のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。   It has one or more organic thin film layers containing a light emitting layer between a cathode and an anode, At least 1 layer of the said organic thin film layer is the organic electroluminescent element material in any one of Claims 1-3. An organic electroluminescence element to be contained. 前記発光層、又は前記陰極と前記発光層の間の有機薄膜層の少なくとも1層が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する請求項4に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The organic electroluminescent element according to claim 4, wherein at least one of the light emitting layer or the organic thin film layer between the cathode and the light emitting layer contains the material for an organic electroluminescent element. 前記発光層が、ホスト材料及びりん光発光性材料を含有する請求項4又は5に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The organic electroluminescence device according to claim 4, wherein the light emitting layer contains a host material and a phosphorescent material. 前記りん光発光性材料が、イリジウム(Ir)又は白金(Pt)を含有する化合物である請求項6に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The organic electroluminescence device according to claim 6, wherein the phosphorescent material is a compound containing iridium (Ir) or platinum (Pt). 前記イリジウム(Ir)又は白金(Pt)を含有する化合物が、オルトメタル化金属錯体である請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The organic electroluminescence device according to claim 7, wherein the compound containing iridium (Ir) or platinum (Pt) is an orthometalated metal complex.
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