JP2018170369A - Material for organic electroluminescent element and organic electroluminescent element using the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic EL element having high efficiency and excellent life characteristics, and a compound suitable therefor.SOLUTION: A material for an organic electroluminescent element comprises a corannulene compound represented by general formula (1) and having a structure in which a carbazole-containing group is bonded to corannulene. The organic electroluminescent element contains the material for an organic electroluminescent element in an organic layer. In the formula, Cz is a divalent carbazole group; L is a single bond, a (p+1)-valent aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, or a linked aromatic group constituted by linking 2-6 aromatic rings thereof; p and q each represent a substitution number; p is an integer of 1-4; q is an integer of 0-4; and m represents a repeating number and is an integer of 2-4.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明はコラニュレン化合物を有機電界発光素子用材料として使用した有機電界発光素子に関するものであり、詳しくは、有機化合物を含む発光層に電界をかけて光を放出する薄膜型デバイスに関するものである。   The present invention relates to an organic electroluminescent device using a corannulene compound as a material for an organic electroluminescent device, and more particularly to a thin film device that emits light by applying an electric field to a light emitting layer containing the organic compound.

一般に、有機電界発光素子(以下、有機EL素子という)は、その最も簡単な構造としては発光層及び該層を挟んだ一対の対向電極から構成されている。すなわち、有機EL素子では、両電極間に電界が印加されると、陰極から電子が注入され、陽極から正孔が注入され、これらが発光層において再結合し、光を放出する現象を利用する。   In general, an organic electroluminescence element (hereinafter referred to as an organic EL element) has a light emitting layer and a pair of counter electrodes sandwiching the layer as its simplest structure. That is, in an organic EL element, when an electric field is applied between both electrodes, electrons are injected from the cathode, holes are injected from the anode, and these are recombined in the light emitting layer to emit light. .

近年、有機薄膜を用いた有機EL素子の開発が行われるようになった。特に、発光効率を高めるため、電極からキャリアー注入の効率向上を目的として電極の種類の最適化を行い、芳香族ジアミンからなる正孔輸送層と8-ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体(Alq3)からなる発光層とを電極間に薄膜として設けた素子の開発により、従来のアントラセン等の単結晶を用いた素子と比較して大幅な発光効率の改善がなされたことから、自発光・高速応答性といった特徴を持つ高性能フラットパネルへの実用化を目指して進められてきた。 In recent years, an organic EL element using an organic thin film has been developed. In particular, in order to increase the luminous efficiency, the type of electrode is optimized for the purpose of improving the efficiency of carrier injection from the electrode, and the light emission consists of a hole transport layer made of aromatic diamine and 8-hydroxyquinoline aluminum complex (Alq 3 ). The development of a device with a thin layer between the electrodes has led to a significant improvement in luminous efficiency compared to conventional devices using single crystals such as anthracene. It has been promoted with the aim of putting it into practical use for high-performance flat panels.

また、素子の発光効率を上げる試みとして、蛍光ではなく燐光を用いることも検討されている。上記の芳香族ジアミンからなる正孔輸送層とAlq3からなる発光層とを設けた素子をはじめとした多くの素子が蛍光発光を利用したものであったが、燐光発光を用いる、すなわち、三重項励起状態からの発光を利用することにより、従来の蛍光(一重項)を用いた素子と比べて、3〜4倍程度の効率向上が期待される。そして、蛍光発光材料としてクマリン誘導体やベンゾフェノン誘導体を発光層とすることが検討されてきたが、極めて低い輝度しか得られなかった。また、三重項状態を利用する試みとして、燐光発光材料としてユーロピウム錯体を用いることが検討されてきたが、これも高効率の発光には至らなかった。近年では、特許文献1に挙げられるように発光の高効率化や長寿命化を目的に燐光発光材料としてイリジウム錯体等の有機金属錯体を利用した研究が多数行われている。 In addition, as an attempt to increase the light emission efficiency of the device, the use of phosphorescence instead of fluorescence has been studied. Many devices, including those provided with the hole transport layer composed of the aromatic diamine and the light-emitting layer composed of Alq 3 described above, used fluorescent light emission. By using the light emission from the term excited state, it is expected that the efficiency is improved by about 3 to 4 times compared to the conventional device using fluorescence (singlet). And, it has been studied to use a coumarin derivative or a benzophenone derivative as a light emitting layer as a fluorescent light emitting material. In addition, as an attempt to utilize the triplet state, it has been studied to use a europium complex as a phosphorescent material, but this also has not led to highly efficient light emission. In recent years, as described in Patent Document 1, many studies have been conducted using an organometallic complex such as an iridium complex as a phosphorescent material for the purpose of increasing the efficiency of light emission and extending the lifetime.

WO01/041512 A1WO01 / 041512 A1 特開2001-313178号公報JP 2001-313178 A 特開2007-55959号公報JP 2007-55959 A 特開2016-162982号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-162982 US2015/0060830 A1US2015 / 0060830 A1

Org. Lett., Vol. 6, No. 9, 2004, 1397-1400Org. Lett., Vol. 6, No. 9, 2004, 1397-1400

高い発光効率を得るには、前記燐光発光材料と同時に、使用するホスト材料が重要になる。ホスト材料として提案されている代表的なものとして、特許文献2で紹介されている4,4'-ビス(9-カルバゾリル)ビフェニル(CBP)が挙げられる。CBPはトリス(2-フェニルピリジン)イリジウム錯体(Ir(ppy)3)に代表される緑色燐光発光材料のホスト材料として使用した場合、CBPは正孔を流し易く電子を流しにくい特性上、電荷注入バランスが崩れ、過剰の正孔は電子輸送層側に流出し、結果としてIr(ppy)3からの発光効率が低下する。 In order to obtain high luminous efficiency, the host material to be used is important simultaneously with the phosphorescent material. A representative example of the host material proposed is 4,4′-bis (9-carbazolyl) biphenyl (CBP) introduced in Patent Document 2. When CBP is used as a host material for a green phosphorescent material typified by tris (2-phenylpyridine) iridium complex (Ir (ppy) 3 ), CBP is easy to flow holes, and it is difficult to flow electrons. The balance is lost, and excess holes flow out to the electron transport layer side. As a result, the light emission efficiency from Ir (ppy) 3 decreases.

すなわち、有機EL素子で高い発光効率を得るには、両電荷(正孔・電子)注入輸送特性においてバランスがとれたホスト材料が必要であり、また、電気化学的に安定で、高い耐熱性と共に優れたアモルファス安定性を備えた化合物が望まれており、更なる改良が求められている。   That is, in order to obtain high luminous efficiency in an organic EL element, a host material balanced in both charge (hole / electron) injection and transport characteristics is required, and is electrochemically stable and has high heat resistance. A compound having excellent amorphous stability is desired, and further improvement is required.

特許文献2、3、4、5および非特許文献1においては、以下に示すようなコラニュレン化合物が開示されている。   In Patent Documents 2, 3, 4, 5 and Non-Patent Document 1, corannulene compounds as shown below are disclosed.

Figure 2018170369
Figure 2018170369

しかしながら、これらはコラニュレン環に複数のカルバゾール環が結合した構造を有するコラニュレン化合物を用いた有機EL素子の有用性を示すものではない。   However, these do not indicate the usefulness of an organic EL device using a corannulene compound having a structure in which a plurality of carbazole rings are bonded to a corannulene ring.

有機EL素子をフラットパネルディスプレイ等の表示素子に応用するためには、素子の発光効率を改善すると同時に駆動時の安定性を十分に確保する必要がある。本発明は、上記現状に鑑み、高効率かつ高い駆動安定性を有した実用上有用な有機EL素子及びそれに適する化合物を提供することを目的とする。   In order to apply the organic EL element to a display element such as a flat panel display, it is necessary to improve the luminous efficiency of the element and at the same time sufficiently ensure stability during driving. An object of this invention is to provide the practically useful organic EL element which has high efficiency and high drive stability in view of the said present condition, and a compound suitable for it.

本発明者らは、鋭意検討した結果、コラニュレン環と複数のカルバゾール環を有する構造のコラニュレン化合物を有機EL素子に用いることで優れた特性を示すことを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that the use of a corannulene compound having a structure having a corannulene ring and a plurality of carbazole rings for an organic EL device has led to the completion of the present invention.

本発明は、下記一般式(1)で表されるコラニュレン化合物からなることを特徴とする有機電界発光素子用材料である。

Figure 2018170369
The present invention is an organic electroluminescent element material comprising a corannulene compound represented by the following general formula (1).
Figure 2018170369

ここで、Czは、2価の置換又は未置換のカルバゾール基を示す。p、qは置換数を表し、pは1〜4の整数であり、qは0〜4の整数である。mは繰り返し数であり、2〜4の整数である。pが2以上の整数の場合、複数のCzは同一であっても、異なっていても良い。
Lは、単結合、p+1価の置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基、又は該芳香族炭化水素基若しくは芳香族複素環基の芳香族環が2〜6つ連結して構成される連結芳香族基である。
1は独立に、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基、又は該芳香族炭化水素基若しくは芳香族複素環基の芳香族環が2〜6つ連結して構成される連結芳香族基である。
2は独立に、水素、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基、又は該芳香族炭化水素基若しくは芳香族複素環基の芳香族環が2〜6つ連結して構成される連結芳香族基である。
Here, Cz represents a divalent substituted or unsubstituted carbazole group. p and q represent the number of substitutions, p is an integer of 1 to 4, and q is an integer of 0 to 4. m is the number of repetitions and is an integer of 2-4. When p is an integer of 2 or more, the plurality of Cz may be the same or different.
L is a single bond, a p + 1 valent substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms, or the aromatic hydrocarbon group Or it is a connection aromatic group comprised by connecting 2-6 aromatic rings of an aromatic heterocyclic group.
R 1 is independently a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms, or the aromatic hydrocarbon group or aromatic group. This is a linked aromatic group constituted by connecting 2 to 6 aromatic rings of a heterocyclic group.
R 2 is independently hydrogen, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms, or the aromatic hydrocarbon group or This is a linked aromatic group constituted by connecting 2 to 6 aromatic rings of an aromatic heterocyclic group.

上記一般式(1)において、mが2の整数であることがよく、また−(Cz)m−が式(2)又は式(3)で表されるビスカルバゾール基であることがよい。

Figure 2018170369
ここで、R3は、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基、又は該芳香族炭化水素基若しくは芳香族複素環基の芳香族環が2〜6つ連結して構成される連結芳香族基である。 In the general formula (1), m is preferably an integer of 2, and-(Cz) m- is preferably a biscarbazole group represented by the formula (2) or the formula (3).
Figure 2018170369
Here, R 3 is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms, or the aromatic hydrocarbon group or aromatic group. It is a connected aromatic group constituted by connecting 2 to 6 aromatic rings of an aromatic group.

上記式(2)の好ましい態様として、下記式(4)〜(7)のいずれかの式がある。

Figure 2018170369
(ここで、R3は式(2)と同意である。) As a preferable embodiment of the above formula (2), there is any one of the following formulas (4) to (7).
Figure 2018170369
(Here, R 3 is the same as the formula (2).)

上記式(2)又は式(4)〜(7)におけるR3が、置換若しくは未置換の炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3〜17の芳香族複素環基、又は該芳香族炭化水素基及び該芳香族複素環基から選ばれる芳香族環が2〜6つ連結して構成されている連結芳香族基であることが好ましく、置換若しくは未置換の炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、又は該芳香族炭化水素基から選ばれる芳香族環が2〜6つ連結して構成されている連結芳香族基であることがより好ましい。 R 3 in the above formula (2) or formulas (4) to (7) is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 3 to 17 carbon atoms. It is preferably a linked aromatic group formed by linking 2 to 6 aromatic rings selected from a cyclic group or the aromatic hydrocarbon group and the aromatic heterocyclic group, and is substituted or unsubstituted. The aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms or a linked aromatic group constituted by connecting 2 to 6 aromatic rings selected from the aromatic hydrocarbon group is more preferable.

また、本発明は、基板上に、陽極、有機層及び陰極が積層されてなる有機電界発光素子において、上記の有機電界発光素子用材料を含む有機層を有することを特徴とする有機電界発光素子である。   According to another aspect of the present invention, there is provided an organic electroluminescent device comprising an anode, an organic layer and a cathode laminated on a substrate, wherein the organic electroluminescent device comprises the organic electroluminescent device material described above. It is.

有機電界発光素子用材料を含む有機層が、発光層、電子輸送層、および正孔阻止層からなる群れから選ばれる少なくとも一つの層であることができ、燐光発光ドーパントを含有する発光層であることが好ましい。この場合、燐光発光ドーパントの発光波長が550nm以上に発光極大波長を有することが好ましい。   The organic layer containing the organic electroluminescent element material can be at least one layer selected from the group consisting of a light emitting layer, an electron transport layer, and a hole blocking layer, and is a light emitting layer containing a phosphorescent dopant. It is preferable. In this case, it is preferable that the emission wavelength of the phosphorescent dopant has a maximum emission wavelength at 550 nm or more.

本発明の有機電界発光素子用材料は、コラニュレン環と、複数のカルバゾール環が結合したオリゴカルバゾール環とで構成された構造をとる。このような構造的特徴を有するコラニュレン化合物は、電子注入輸送性に影響を与える最低空軌道(LUMO)がコラニュレン環全体に広く分布することから、コラニュレン環に結合させた置換基の種類・数を変えることで、素子の電子注入輸送性が高いレベルで制御できる。一方で、オリゴカルバゾール環上には、正孔注入輸送性に影響を与える最高被占軌道(HOMO)が広く分布しており、カルバゾール基の数およびカルバゾール基上の置換基の種類・数を変えることで、素子の正孔注入輸送性を高いレベルで制御できる。かかる特徴から、本発明の化合物は、両電荷(正孔・電子)注入輸送特性においてバランスがとれた有機電界発光素子用材料となり、これを有機EL素子に使用することで素子の駆動電圧の低減ならびに高い発光効率を達成できる。
また、本発明の有機電界発光素子用材料は、良好なアモルファス特性と高い熱安定性を示すと同時に励起状態で極めて安定であることから、これを用いた有機EL素子は駆動寿命が長く実用レベルの耐久性を有する。
The organic electroluminescent element material of the present invention has a structure composed of a corannulene ring and an oligocarbazole ring in which a plurality of carbazole rings are bonded. In the corannulene compound having such a structural feature, since the lowest unoccupied orbital (LUMO) that affects the electron injection and transport property is widely distributed throughout the corannulene ring, the type and number of substituents bonded to the corannulene ring are determined. By changing it, the electron injection / transport property of the device can be controlled at a high level. On the other hand, on the oligocarbazole ring, the highest occupied orbitals (HOMO) that affect the hole injection and transport properties are widely distributed, changing the number of carbazole groups and the type and number of substituents on the carbazole group. Thus, the hole injection / transport property of the device can be controlled at a high level. From these characteristics, the compound of the present invention becomes a material for an organic electroluminescence device that is balanced in both charge (hole / electron) injecting and transporting properties. By using this for an organic EL device, the driving voltage of the device is reduced. In addition, high luminous efficiency can be achieved.
In addition, since the organic electroluminescent element material of the present invention exhibits excellent amorphous characteristics and high thermal stability and is extremely stable in an excited state, an organic EL element using the organic EL element has a long driving life and a practical level. Of durability.

有機EL素子の一構造例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one structural example of an organic EL element.

本発明の有機電界発光素子用材料は、前記一般式(1)で表されるコラニュレン化合物である。   The material for an organic electroluminescent element of the present invention is a corannulene compound represented by the general formula (1).

一般式(1)において、Czは2価のカルバゾール基を示す。ここで、カルバゾール基は、置換又は未置換のカルバゾール基を意味すると解される。以下、同様である。
Lはp+1価の基であり、単結合、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基、又は該芳香族炭化水素基若しくは芳香族複素環基の芳香族環が2〜6つ連結して構成される連結芳香族基である。Lが単結合である場合は、Lが2価の基であるときに、すなわちpが1であるときに限られる。そして、Lが芳香族複素環基である場合は、カルバゾール基以外の基であることがよい。
In the general formula (1), Cz represents a divalent carbazole group. Here, the carbazole group is understood to mean a substituted or unsubstituted carbazole group. The same applies hereinafter.
L is a p + 1 valent group, and is a single bond, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms, or This is a linked aromatic group constituted by connecting 2 to 6 aromatic rings of an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group. The case where L is a single bond is limited when L is a divalent group, that is, when p is 1. And when L is an aromatic heterocyclic group, it is good that it is groups other than a carbazole group.

1は独立に、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基、又は該芳香族炭化水素基若しくは芳香族複素環基の芳香族環が2〜6つ連結して構成される連結芳香族基である。
2は独立に、水素、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基、又は該芳香族炭化水素基若しくは芳香族複素環基の芳香族環が2〜6つ連結して構成される連結芳香族基である。
3はR1と同意である。
R 1 is independently a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms, or the aromatic hydrocarbon group or aromatic group. This is a linked aromatic group constituted by connecting 2 to 6 aromatic rings of a heterocyclic group.
R 2 is independently hydrogen, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms, or the aromatic hydrocarbon group or This is a linked aromatic group constituted by connecting 2 to 6 aromatic rings of an aromatic heterocyclic group.
R 3 is the same as R 1 .

一般式(1)において、p、qは置換数を表し、pは1〜4の整数であり、qは0〜4の整数であり、好ましくはpが1〜2の整数であり、qが0〜2の整数である。
mは繰り返し数を表し、2〜4の整数であり、好ましくは2又は3であり、より好ましくは2である。
m、pが2以上の場合、複数のCzは、同一であっても、異なってもよい。
In the general formula (1), p and q represent the number of substitutions, p is an integer of 1 to 4, q is an integer of 0 to 4, preferably p is an integer of 1 to 2, and q is It is an integer of 0-2.
m represents the number of repetitions, and is an integer of 2 to 4, preferably 2 or 3, more preferably 2.
When m and p are 2 or more, the plurality of Cz may be the same or different.

L、R1〜R3が、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、又は連結芳香族基である場合について、説明する。なお、Lはp+1価の基、R1〜R3は1価の基である。 A case where L and R 1 to R 3 are an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, or a linked aromatic group will be described. L is a p + 1 valent group, and R 1 to R 3 are monovalent groups.

未置換の芳香族炭化水素基の具体例としてはベンゼン、ナフタレン、フルオレン、アントラセン、フェナントレン、トリフェニレン、テトラフェニレン、フルオランテン、ピレン、クリセン等の芳香族炭化水素化合物から水素を除いて生じる基が挙げられ、好ましくはベンゼン、ナフタレン、フルオレン、フェナントレン、又はトリフェニレンから水素を除いて生じる基である。   Specific examples of the unsubstituted aromatic hydrocarbon group include groups formed by removing hydrogen from aromatic hydrocarbon compounds such as benzene, naphthalene, fluorene, anthracene, phenanthrene, triphenylene, tetraphenylene, fluoranthene, pyrene, chrysene. , Preferably a group formed by removing hydrogen from benzene, naphthalene, fluorene, phenanthrene, or triphenylene.

未置換の芳香族複素環基の具体例としてはピリジン、ピリミジン、トリアジン、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、キナゾリン、ナフチリジン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、アクリジン、アゼピン、トリベンゾアゼピン、フェナジン、フェノキサジン、フェノチアジン、ジベンゾホスホール、ジベンゾボロール、カルバゾール等の芳香族複素環化合物から水素を除いて生じる基が挙げられ、好ましくはピリジン、ピリミジン、トリアジン、キナゾリン、ジベンゾフラン又はジベンゾチオフェンから水素を除いて生じる基である。但し、L及びR2はカルバゾール基以外の基であることがよい。 Specific examples of the unsubstituted aromatic heterocyclic group include pyridine, pyrimidine, triazine, quinoline, isoquinoline, quinoxaline, quinazoline, naphthyridine, dibenzofuran, dibenzothiophene, acridine, azepine, tribenzazepine, phenazine, phenoxazine, phenothiazine, dibenzo Examples thereof include a group formed by removing hydrogen from an aromatic heterocyclic compound such as phosphole, dibenzoborol, carbazole, etc., preferably a group formed by removing hydrogen from pyridine, pyrimidine, triazine, quinazoline, dibenzofuran or dibenzothiophene. However, L and R 2 are preferably groups other than the carbazole group.

本明細書において、芳香族炭化水素化合物又は芳香族複素環化合物の芳香族環が単結合で複数連結した芳香族化合物から水素を除いて生じる基を連結芳香族基という。連結芳香族基は、芳香族環が2〜6つ連結されて構成される基であり、連結される芳香族環は同一でも異なっていてもよく、芳香族炭化水素基と芳香族複素環基の両者が含まれてもよい。連結される芳香族環の数は2〜4が好ましく、より好ましくは2又は3である。連結芳香族基を構成する各芳香族基の炭素数は、L、R1〜R3が、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基である場合の炭素数の範囲内であり、合計の炭素数は60以下、好ましくは40以下であることがよい。 In the present specification, a group generated by removing hydrogen from an aromatic compound in which a plurality of aromatic rings of an aromatic hydrocarbon compound or an aromatic heterocyclic compound are connected by a single bond is referred to as a linked aromatic group. The linked aromatic group is a group constituted by connecting 2 to 6 aromatic rings, and the connected aromatic rings may be the same or different, and an aromatic hydrocarbon group and an aromatic heterocyclic group Both may be included. The number of connected aromatic rings is preferably 2 to 4, more preferably 2 or 3. The number of carbon atoms of each aromatic group constituting the linked aromatic group is within the range of the number of carbon atoms when L and R 1 to R 3 are an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group, The number of carbon atoms is 60 or less, preferably 40 or less.

上記連結芳香族基の具体例としては、ビフェニル、ターフェニル、クアテルフェニル、フェニルナフタレン、ジフェニルナフタレン、フェニルアントラセン、ジフェニルアントラセン、ジフェニルフルオレン、ビピリジン、ビピリミジン、ビトリアジン、ビスジベンゾフラン、ビスジベンゾチオフェン、フェニルピリジン、フェニルピリミジン、フェニルトリアジン、フェニルカルバゾール、フェニルジベンゾフラン、ジフェニルピリジン、ジフェニルトリアジン、ビスジベンゾフラニルベンゼン等から水素を除いて生じる基が挙げられる。   Specific examples of the linked aromatic group include biphenyl, terphenyl, quaterphenyl, phenylnaphthalene, diphenylnaphthalene, phenylanthracene, diphenylanthracene, diphenylfluorene, bipyridine, bipyrimidine, vitriazine, bisdibenzofuran, bisdibenzothiophene, and phenylpyridine. Group obtained by removing hydrogen from phenylpyrimidine, phenyltriazine, phenylcarbazole, phenyldibenzofuran, diphenylpyridine, diphenyltriazine, bisdibenzofuranylbenzene and the like.

上記芳香族炭化水素基、芳香族複素環基又は連結芳香族基は、置換基を有してもよく、置換基を有する場合、好ましい置換基としては、炭素数12〜30のジアリルアミノ基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、又はアセチル基である。より好ましくは、炭素数12〜30のジアリルアミノ基、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜2のアルコキシ基、又はアセチル基である。本明細書において、炭素数の計算には、置換基の炭素数を含むと理解される。   The aromatic hydrocarbon group, aromatic heterocyclic group or linked aromatic group may have a substituent. When the aromatic hydrocarbon group has a substituent, the preferred substituent is a diallylamino group having 12 to 30 carbon atoms, It is a C1-C12 alkyl group, a C1-C12 alkoxy group, or an acetyl group. More preferably, they are a diallylamino group having 12 to 30 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms, or an acetyl group. In the present specification, calculation of the carbon number is understood to include the carbon number of the substituent.

同様にカルバゾール基も置換基を有してもよく、この置換基は上記と同じである。一般式(1)において、末端のカルバゾール基(Cz)は、R2を置換基として有するが、これは芳香族炭化水素基、芳香族複素環基又は連結芳香族基であることが好ましい。また、Cz環のN位が隣接環との結合に使用されていない場合は、上記置換基を有することが望ましい。この置換基は、上記式(2)におけるR3と同様である。 Similarly, the carbazole group may have a substituent, and this substituent is the same as described above. In the general formula (1), the terminal carbazole group (Cz) has R 2 as a substituent, which is preferably an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, or a linked aromatic group. In addition, when the N-position of the Cz ring is not used for bonding with an adjacent ring, it is desirable to have the above substituent. This substituent is the same as R 3 in the above formula (2).

一般式(1)において、−(Cz)m−は、上記式(2)又は式(3)で表されるビスカルバゾール基であることがよい。これらは、mが2である例である。式(2)の好ましい態様として、式(4)〜(7)のいずれかがある。式(2)、式(4)〜(7)におけるR3は、一般式(1)におけるR1の説明と同様である。好ましくは、R3は置換若しくは未置換の炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3〜17の芳香族複素環基、又は該芳香族炭化水素基及び該芳香族複素環基から選ばれる芳香族環が2〜6つ連結して構成されている連結芳香族基であり、より好ましくは置換若しくは未置換の炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、又は該芳香族炭化水素基から選ばれる芳香族環が2〜6つ連結して構成されている連結芳香族基である。 In the general formula (1), — (Cz) m — is preferably a biscarbazole group represented by the above formula (2) or formula (3). These are examples where m is 2. As a preferable embodiment of the formula (2), there is any one of the formulas (4) to (7). R 3 in the formulas (2) and (4) to (7) is the same as the description of R 1 in the general formula (1). Preferably, R 3 represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 17 carbon atoms, or the aromatic hydrocarbon group and the aromatic group. A linked aromatic group constituted by connecting 2 to 6 aromatic rings selected from an aromatic group, more preferably a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, or This is a linked aromatic group constituted by connecting 2 to 6 aromatic rings selected from the aromatic hydrocarbon group.

ここで、本明細書でいう連結芳香族基は、2価の基の場合、例えば、下式で表わされ、直鎖状、又は分岐状で連結されてもよい。

Figure 2018170369
(Ar1〜Ar6は置換又は未置換の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環) Here, in the case of a divalent group, the linked aromatic group referred to in the present specification is represented, for example, by the following formula, and may be linked in a linear or branched form.
Figure 2018170369
(Ar 1 to Ar 6 are substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon rings or aromatic heterocyclic rings)

一般式(1)で表されるコラニュレン化合物は、目的とする化合物の構造に応じて原料を選択し、公知の手法を用いて合成することができる。   The corannulene compound represented by the general formula (1) can be synthesized using a known method by selecting a raw material according to the structure of the target compound.

Chem Commun,2012,48,p6298−6300に示される合成例を参考にして以下の反応式により中間体Aを合成することができる。この中間体Aを使用して、公知の反応(スズキカップリングやウルマンカップリング)により、官能基導入を行うことができる。

Figure 2018170369
Intermediate A can be synthesized by the following reaction formula with reference to the synthesis example shown in Chem Commun, 2012, 48, p6298-6300. This intermediate A can be used to introduce a functional group by a known reaction (Suzuki coupling or Ullman coupling).
Figure 2018170369

一般式(1)で表されるコラニュレン化合物の具体例を以下に示すが、本発明の有機電界発光素子用材料はこれらに限定されない。   Specific examples of the corannulene compound represented by the general formula (1) are shown below, but the material for an organic electroluminescent element of the present invention is not limited thereto.

Figure 2018170369
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本発明の有機電界発光素子用材料(本発明の化合物又は一般式(1)で表わされる化合物又はコラニュレン化合物ともいう。)は、基板上に、陽極、複数の有機層及び陰極が積層されてなる有機EL素子の少なくとも1つの有機層に含有させることにより、優れた有機電界発光素子を与える。含有させる有機層としては、発光層、電子輸送層又は正孔阻止層が適する。
ここで、発光層に使用する場合は、蛍光発光、遅延蛍光発光又は燐光発光性のドーパントを含有する発光層のホスト材料として使用することができるほか、本発明の化合物を蛍光及び遅延蛍光を放射する有機発光材料として使用することができる。蛍光および遅延蛍光を放射する有機発光材料として使用する場合、励起一重項エネルギー、励起三重項エネルギーの少なくとも何れか一方が本発明の化合物よりも高い値を有する他の有機化合物をホスト材料として使用することが好ましい。本発明の化合物は、燐光発光ドーパントを含有する発光層のホスト材料として含有させることが特に好ましい。
The organic electroluminescent element material of the present invention (also referred to as a compound of the present invention or a compound represented by the general formula (1) or a corannulene compound) is formed by laminating an anode, a plurality of organic layers and a cathode on a substrate. By including it in at least one organic layer of the organic EL element, an excellent organic electroluminescence element is provided. As the organic layer to be contained, a light emitting layer, an electron transport layer or a hole blocking layer is suitable.
Here, when used in a light emitting layer, it can be used as a host material of a light emitting layer containing a fluorescent, delayed fluorescent or phosphorescent dopant, and the compound of the present invention emits fluorescence and delayed fluorescence. It can be used as an organic light emitting material. When used as an organic light-emitting material that emits fluorescence and delayed fluorescence, another organic compound having at least one of excited singlet energy and excited triplet energy higher than that of the compound of the present invention is used as a host material. It is preferable. The compound of the present invention is particularly preferably contained as a host material for a light emitting layer containing a phosphorescent dopant.

次に、本発明の有機電界発光素子用材料を用いた有機EL素子について説明する。   Next, the organic EL element using the organic electroluminescent element material of the present invention will be described.

本発明の有機EL素子は、基板上に積層された陽極と陰極の間に、少なくとも一つの発光層を有する有機層を有し、且つ少なくとも一つの有機層は、本発明の有機電界発光素子用材料を含む。有利には、燐光発光ドーパントと共に本発明の有機電界発光素子用材料を発光層中に含む。   The organic EL device of the present invention has an organic layer having at least one light emitting layer between an anode and a cathode laminated on a substrate, and the at least one organic layer is for the organic electroluminescent device of the present invention. Contains materials. Advantageously, the organic electroluminescent device material of the present invention is included in the light emitting layer together with a phosphorescent dopant.

次に、本発明の有機EL素子の構造について、図面を参照しながら説明するが、本発明の有機EL素子の構造は何ら図示のものに限定されるものではない。   Next, the structure of the organic EL element of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the structure of the organic EL element of the present invention is not limited to the illustrated one.

図1は本発明に用いられる一般的な有機EL素子の構造例を示す断面図であり、1は基板、2は陽極、3は正孔注入層、4は正孔輸送層、5は発光層、6は電子輸送層、7は陰極を各々表わす。本発明の有機EL素子では発光層と隣接して励起子阻止層を有してもよく、また、発光層と正孔注入層との間に電子阻止層を有してもよい。励起子阻止層は発光層の陽極側、陰極側のいずれにも挿入することができ、両方同時に挿入することも可能である。本発明の有機EL素子では、基板、陽極、発光層及び陰極を必須の層として有するが、必須の層以外の層に、正孔注入輸送層、電子注入輸送層を有することがよく、更に発光層と電子注入輸送層の間に正孔阻止層を有することがよい。なお、正孔注入輸送層は、正孔注入層と正孔輸送層のいずれか又は両者を意味し、電子注入輸送層は、電子注入層と電子輸送層のいずれか又は両者を意味する。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structural example of a general organic EL device used in the present invention, wherein 1 is a substrate, 2 is an anode, 3 is a hole injection layer, 4 is a hole transport layer, and 5 is a light emitting layer. , 6 represents an electron transport layer, and 7 represents a cathode. The organic EL device of the present invention may have an exciton blocking layer adjacent to the light emitting layer, and may have an electron blocking layer between the light emitting layer and the hole injection layer. The exciton blocking layer can be inserted on either the anode side or the cathode side of the light emitting layer, or both can be inserted simultaneously. The organic EL device of the present invention has a substrate, an anode, a light emitting layer and a cathode as essential layers, but it is preferable to have a hole injecting and transporting layer and an electron injecting and transporting layer in layers other than the essential layers, and further emit light. It is preferable to have a hole blocking layer between the layer and the electron injecting and transporting layer. The hole injection / transport layer means either or both of a hole injection layer and a hole transport layer, and the electron injection / transport layer means either or both of an electron injection layer and an electron transport layer.

なお、図1とは逆の構造、すなわち、基板1上に陰極7、電子輸送層6、発光層5、正孔輸送層4、陽極2の順に積層することも可能であり、この場合も、必要により層を追加したり、省略したりすることが可能である。   In addition, it is also possible to laminate | stack the cathode 7, the electron carrying layer 6, the light emitting layer 5, the positive hole transport layer 4, and the anode 2 in order on the board | substrate 1 in the reverse structure, FIG. Layers can be added or omitted as necessary.

−基板−
本発明の有機EL素子は、基板に支持されていることが好ましい。この基板については、特に制限はなく、従来から有機EL素子に慣用されているものであればよく、例えば、ガラス、透明プラスチック、石英などからなるものを用いることができる。
-Board-
The organic EL element of the present invention is preferably supported on a substrate. The substrate is not particularly limited as long as it is conventionally used for an organic EL element. For example, a substrate made of glass, transparent plastic, quartz, or the like can be used.

−陽極−
有機EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはAu等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In23−ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極物質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、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常10〜1000nm、好ましくは10〜200nmの範囲で選ばれる。
-Anode-
As the anode in the organic EL element, an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof having a high work function (4 eV or more) is preferably used. Specific examples of such electrode materials include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 and ZnO. Alternatively, an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 —ZnO) capable of forming a transparent conductive film may be used. For the anode, these electrode materials may be formed into a thin film by a method such as vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by a photolithography method, or when the pattern accuracy is not required (about 100 μm or more) ), A pattern may be formed through a mask having a desired shape when the electrode material is deposited or sputtered. Or when using the substance which can be apply | coated like an organic electroconductivity compound, wet film-forming methods, such as a printing system and a coating system, can also be used. When light emission is extracted from the anode, it is desirable that the transmittance be greater than 10%, and the sheet resistance as the anode is preferably several hundred Ω / □ or less. Further, although the film thickness depends on the material, it is usually selected in the range of 10 to 1000 nm, preferably 10 to 200 nm.

−陰極−
一方、陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al23)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al23)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極はこれらの電極物質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。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〜5μm、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。なお、発光した光を透過させるため、有機EL素子の陽極又は陰極のいずれか一方が、透明又は半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
-Cathode-
On the other hand, as the cathode, a material having a low work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like. Among these, from the point of durability against electron injection and oxidation, etc., a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function than this, for example, a magnesium / silver mixture, Suitable are a magnesium / aluminum mixture, a magnesium / indium mixture, an aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixture, a lithium / aluminum mixture, aluminum and the like. The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. The sheet resistance as the cathode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 μm, preferably 50 to 200 nm. In order to transmit the emitted light, if either one of the anode or the cathode of the organic EL element is transparent or translucent, the light emission luminance is improved, which is convenient.

また、陰極に上記金属を1〜20nmの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで、透明又は半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。   Moreover, after producing the metal with a film thickness of 1 to 20 nm on the cathode, a transparent or translucent cathode can be produced by producing the conductive transparent material mentioned in the description of the anode on the cathode, By applying this, an element in which both the anode and the cathode are transmissive can be manufactured.

−発光層−
発光層は、陽極及び陰極のそれぞれから注入された正孔及び電子が再結合することにより励起子が生成した後、発光する層であり、発光層には有機発光材料とホスト材料を含む。
発光層が蛍光発光層である場合、蛍光発光材料は少なくとも1種の蛍光発光材料を単独で使用しても構わないが、蛍光発光材料を蛍光発光ドーパントとして使用し、ホスト材料を含むことが好ましい。
-Light emitting layer-
The light emitting layer is a layer that emits light after excitons are generated by recombination of holes and electrons injected from the anode and the cathode, respectively, and the light emitting layer includes an organic light emitting material and a host material.
When the light emitting layer is a fluorescent light emitting layer, the fluorescent light emitting material may be at least one kind of fluorescent light emitting material, but it is preferable to use the fluorescent light emitting material as a fluorescent light emitting dopant and include a host material. .

発光層における蛍光発光材料としては、一般式(1)で表されるコラニュレン化合物を用いることができるが、多数の特許文献等により知られているので、それらから選択することもできる。例えば、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリフェニル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ナフタルイミド誘導体、クマリン誘導体、縮合芳香族化合物、ペリノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、オキサジン誘導体、アルダジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピリジン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、スチリルアミン誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、芳香族ジメチリジン化合物、8-キノリノール誘導体の金属錯体やピロメテン誘導体の金属錯体、希土類錯体、遷移金属錯体に代表される各種金属錯体等、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン誘導体等が挙げられる。好ましくは縮合芳香族化合物、スチリル化合物、ジケトピロロピロール化合物、オキサジン化合物、ピロメテン金属錯体、遷移金属錯体、ランタノイド錯体が挙げられ、より好ましくはナフタセン、ピレン、クリセン、トリフェニレン、ベンゾ[c]フェナントレン、ベンゾ[a]アントラセン、ペンタセン、ペリレン、フルオランテン、アセナフソフルオランテン、ジベンゾ[a,j]アントラセン、ジベンゾ[a,h]アントラセン、ベンゾ[a]ナフタセン、ヘキサセン、アンタントレン、ナフト[2,1-f]イソキノリン、α-ナフタフェナントリジン、フェナントロオキサゾール、キノリノ[6,5-f]キノリン、ベンゾチオファントレン等が挙げられる。これらは置換基としてアルキル基、アリール基、芳香族複素環基、ジアリールアミノ基を有していてもよい。   As the fluorescent light-emitting material in the light-emitting layer, a corannulene compound represented by the general formula (1) can be used, but since it is known from many patent documents and the like, it can be selected from them. For example, benzoxazole derivatives, benzothiazole derivatives, benzimidazole derivatives, styrylbenzene derivatives, polyphenyl derivatives, diphenylbutadiene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, naphthalimide derivatives, coumarin derivatives, condensed aromatic compounds, perinone derivatives, oxadiazole derivatives , Oxazine derivatives, aldazine derivatives, cyclopentadiene derivatives, bisstyrylanthracene derivatives, quinacridone derivatives, pyrrolopyridine derivatives, thiadiazolopyridine derivatives, styrylamine derivatives, diketopyrrolopyrrole derivatives, aromatic dimethylidine compounds, 8-quinolinol derivatives Complexes, metal complexes of pyromethene derivatives, rare earth complexes, various metal complexes represented by transition metal complexes, etc., polythiophene, polyphenylene Polyphenylene vinylene polymer compounds such as, organic silane derivatives, and the like. Preferred examples include condensed aromatic compounds, styryl compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, oxazine compounds, pyromethene metal complexes, transition metal complexes, and lanthanoid complexes, more preferably naphthacene, pyrene, chrysene, triphenylene, benzo [c] phenanthrene, Benzo [a] anthracene, pentacene, perylene, fluoranthene, acenaphthofluoranthene, dibenzo [a, j] anthracene, dibenzo [a, h] anthracene, benzo [a] naphthacene, hexacene, anthanthrene, naphtho [2,1 -f] isoquinoline, α-naphthaphenanthridine, phenanthrooxazole, quinolino [6,5-f] quinoline, benzothiophanthrene and the like. These may have an alkyl group, an aryl group, an aromatic heterocyclic group, or a diarylamino group as a substituent.

発光層における蛍光ホスト材料としては、一般式(1)で表されるコラニュレン化合物を用いることができるが、多数の特許文献等により知られているので、それらから選択することもできる。例えば、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、トリフェニレン、ペリレン、フルオランテン、フルオレン、インデンなどの縮合アリール環を有する化合物やその誘導体、N,N’−ジナフチル−N,N’−ジフェニル−4,4’−ジフェニル−1,1’−ジアミンなどの芳香族アミン誘導体、トリス(8−キノリナート)アルミニウム(III)をはじめとする金属キレート化オキシノイド化合物、ジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、インデン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ピロロピロール誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、トリアジン誘導体、ポリマー系では、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体等が使用できるが特に限定されるものではない。   As the fluorescent host material in the light emitting layer, a corannulene compound represented by the general formula (1) can be used, but since it is known from many patent documents and the like, it can also be selected from them. For example, a compound having a condensed aryl ring such as naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, chrysene, naphthacene, triphenylene, perylene, fluoranthene, fluorene, indene, or a derivative thereof, N, N′-dinaphthyl-N, N′-diphenyl-4 Aromatic amine derivatives such as 4,4'-diphenyl-1,1'-diamine, metal chelated oxinoid compounds such as tris (8-quinolinato) aluminum (III), bisstyryl derivatives such as distyrylbenzene derivatives, tetraphenyl Butadiene derivatives, indene derivatives, coumarin derivatives, oxadiazole derivatives, pyrrolopyridine derivatives, perinone derivatives, cyclopentadiene derivatives, pyrrolopyrrole derivatives, thiadiazolopyridine derivatives, dibenzofuran derivatives, Carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, triazine derivatives, in polymer systems, a polyphenylene vinylene derivative, polyparaphenylene derivatives, polyfluorene derivatives, polyvinylcarbazole derivatives, polythiophene derivatives can be used is not particularly limited.

前記蛍光発光材料を蛍光発光ドーパントとして使用し、ホスト材料を含む場合、蛍光発光ドーパントが発光層中に含有される量は、0.01〜20重量%、好ましくは0.1〜10重量%の範囲にあることがよい。   When the fluorescent light emitting material is used as a fluorescent light emitting dopant and includes a host material, the amount of the fluorescent light emitting dopant contained in the light emitting layer is 0.01 to 20% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight. It should be in range.

通常、有機EL素子は、陽極、陰極の両電極より発光物質に電荷を注入し、励起状態の発光物質を生成し、発光させる。電荷注入型の有機EL素子の場合、生成した励起子のうち、一重項励起状態に励起されるのは25%であり、残り75%は三重項励起状態に励起されると言われている。Advanced Materials 2009, 21, 4802-4806.に示されているように、特定の蛍光発光物質は、項間交差等により三重項励起状態へとエネルギーが遷移した後、三重項−三重項消滅あるいは熱エネルギーの吸収により、一重項励起状態に逆項間交差され蛍光を放射し、熱活性化遅延蛍光を発現することが知られている。本発明の有機EL素子でも遅延蛍光を発現することができる。この場合、蛍光発光及び遅延蛍光発光の両方を含むこともできる。但し、発光の一部或いは部分的にホスト材料からの発光があってもよい。   Usually, an organic EL element injects electric charges into a luminescent material from both an anode and a cathode, generates an excited luminescent material, and emits light. In the case of a charge injection type organic EL device, it is said that 25% of the generated excitons are excited to a singlet excited state and the remaining 75% are excited to a triplet excited state. As shown in Advanced Materials 2009, 21, 4802-4806. Certain fluorescent materials emit triplet-triplet annihilation or heat after energy transition to triplet excited state due to intersystem crossing. It is known that, due to the absorption of energy, the singlet excited state is crossed back to back and emits fluorescence, thereby expressing thermally activated delayed fluorescence. The organic EL device of the present invention can also exhibit delayed fluorescence. In this case, both fluorescence emission and delayed fluorescence emission can be included. However, light emission from the host material may be partly or partly emitted.

発光層が遅延蛍光発光層である場合、遅延発光材料は少なくとも1種の遅延発光材料を単独で使用しても構わないが、遅延蛍光材料を遅延蛍光発光ドーパントとして使用し、ホスト材料を含むことが好ましい。   When the light emitting layer is a delayed fluorescent light emitting layer, the delayed light emitting material may use at least one delayed light emitting material alone, but the delayed fluorescent material is used as a delayed fluorescent light emitting dopant and includes a host material. Is preferred.

発光層における遅延蛍光発光材料としては、一般式(1)で表されるコラニュレン化合物を用いることができるが、公知の遅延蛍光発光材料から選択することもできる。例えば、スズ錯体、インドロカルバゾール誘導体、銅錯体、カルバゾール誘導体等が挙げられる。具体的には、以下の非特許文献、特許文献に記載されている化合物が挙げられるが、これらの化合物に限定されるものではない。   As the delayed fluorescent light-emitting material in the light-emitting layer, a corannulene compound represented by the general formula (1) can be used, but can also be selected from known delayed fluorescent light-emitting materials. For example, a tin complex, an indolocarbazole derivative, a copper complex, a carbazole derivative, and the like can be given. Specific examples include compounds described in the following non-patent documents and patent documents, but are not limited to these compounds.

1)Adv. Mater. 2009, 21, 4802-4806、2)Appl. Phys. Lett. 98, 083302 (2011)、3)特開2011-213643号公報、4)J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 14706-14709。   1) Adv. Mater. 2009, 21, 4802-4806, 2) Appl. Phys. Lett. 98, 083302 (2011), 3) JP 2011-213643, 4) J. Am. Chem. Soc. 2012 , 134, 14706-14709.

遅延発光材料の具体的な例を示すが、下記の化合物に限定されるものではない。   Specific examples of the delayed light emitting material are shown below, but are not limited to the following compounds.

Figure 2018170369
Figure 2018170369

前記遅延蛍光発光材料を遅延蛍光発光ドーパントとして使用し、ホスト材料を含む場合、遅延蛍光発光ドーパントが発光層中に含有される量は、0.01〜50重量%、好ましくは0.1〜20重量%、より好ましくは0.01〜10%の範囲にあることがよい。   When the delayed fluorescent material is used as a delayed fluorescent material and includes a host material, the amount of the delayed fluorescent material contained in the light emitting layer is 0.01 to 50% by weight, preferably 0.1 to 20%. It is good to be in the range of% by weight, more preferably 0.01 to 10%.

発光層における遅延蛍光ホスト材料としては、一般式(1)で表されるコラニュレン化合物を用いることができるが、コラニュレン以外の化合物から選択することもできる。例えば、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、トリフェニレン、ペリレン、フルオランテン、フルオレン、インデンなどの縮合アリール環を有する化合物やその誘導体、N,N’−ジナフチル−N,N’−ジフェニル−4,4’−ジフェニル−1,1’−ジアミンなどの芳香族アミン誘導体、トリス(8−キノリナート)アルミニウム(III)をはじめとする金属キレート化オキシノイド化合物、ジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、インデン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ピロロピロール誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、トリアジン誘導体、ポリマー系では、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体、アリールシラン誘導体等が使用できるが特に限定されるものではない。   As the delayed fluorescent host material in the light emitting layer, a coranulene compound represented by the general formula (1) can be used, but it can also be selected from compounds other than coranulene. For example, a compound having a condensed aryl ring such as naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, chrysene, naphthacene, triphenylene, perylene, fluoranthene, fluorene, indene, or a derivative thereof, N, N′-dinaphthyl-N, N′-diphenyl-4 Aromatic amine derivatives such as 4,4'-diphenyl-1,1'-diamine, metal chelated oxinoid compounds such as tris (8-quinolinato) aluminum (III), bisstyryl derivatives such as distyrylbenzene derivatives, tetraphenyl Butadiene derivatives, indene derivatives, coumarin derivatives, oxadiazole derivatives, pyrrolopyridine derivatives, perinone derivatives, cyclopentadiene derivatives, pyrrolopyrrole derivatives, thiadiazolopyridine derivatives, dibenzofuran derivatives, In the rubazole derivative, indolocarbazole derivative, triazine derivative, and polymer system, polyphenylene vinylene derivative, polyparaphenylene derivative, polyfluorene derivative, polyvinylcarbazole derivative, polythiophene derivative, arylsilane derivative, and the like can be used, but are not particularly limited. .

発光層が燐光発光層である場合、発光層は燐光発光ドーパントとホスト材料を含む。燐光発光ドーパント材料としては、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金及び金から選ばれる少なくとも一つの金属を含む有機金属錯体を含有するものがよい。好ましくは、発光波長が550nm以上となる燐光発光ドーパント材料である。   When the light emitting layer is a phosphorescent light emitting layer, the light emitting layer includes a phosphorescent light emitting dopant and a host material. The phosphorescent dopant material preferably contains an organometallic complex containing at least one metal selected from ruthenium, rhodium, palladium, silver, rhenium, osmium, iridium, platinum and gold. A phosphorescent dopant material having an emission wavelength of 550 nm or more is preferable.

好ましい燐光発光ドーパントとしては、Ir等の貴金属元素を中心金属として有するIr(ppy)3等の錯体類、Ir(bt)2・acac3等の錯体類、PtOEt3等の錯体類が挙げられる。これらの錯体類の具体例を以下に示すが、下記の化合物に限定されない。 Preferable phosphorescent dopants include complexes such as Ir (ppy) 3 having a noble metal element of Ir such as the central metal, Ir (bt) complexes such as 2 · acac 3, complexes such as PtOEt 3 and the like. Specific examples of these complexes are shown below, but are not limited to the following compounds.

Figure 2018170369
Figure 2018170369

前記燐光発光ドーパントが発光層中に含有される量は、2〜40重量%、好ましくは5〜30重量%の範囲にあることがよい。   The amount of the phosphorescent dopant contained in the light emitting layer is 2 to 40% by weight, preferably 5 to 30% by weight.

発光層が燐光発光層である場合、発光層におけるホスト材料としては、本発明のコラニュレン化合物を用いることが好ましい。しかし、コラニュレン化合物を発光層以外の他の何れかの有機層に使用する場合は、発光層に使用する材料はコラニュレン化合物以外の他のホスト材料であってもよい。また、カルボラン化合物と他のホスト材料を併用してもよい。更に、公知のホスト材料を複数種類併用して用いてもよい。   When the light emitting layer is a phosphorescent light emitting layer, it is preferable to use the corannulene compound of the present invention as a host material in the light emitting layer. However, when the corannulene compound is used in any organic layer other than the light emitting layer, the material used for the light emitting layer may be a host material other than the corannulene compound. Moreover, you may use together a carborane compound and another host material. Furthermore, a plurality of known host materials may be used in combination.

使用できる公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有し、かつ発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高いガラス転移温度を有する化合物であることが好ましい。   The known host compound that can be used is preferably a compound that has a hole transporting ability and an electron transporting ability, prevents light emission from becoming longer, and has a high glass transition temperature.

このような他のホスト材料は、多数の特許文献等により知られているので、それらから選択することができる。ホスト材料の具体例としては、特に限定されるものではないが、インドール誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリデン系化合物、ポルフィリン系化合物、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、8‐キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾール誘導体の金属錯体に代表される各種金属錯体、ポリシラン系化合物、ポリ(N-ビニルカルバゾール)誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子化合物等が挙げられる。   Such other host materials are known from numerous patent documents and the like, and can be selected from them. Specific examples of the host material are not particularly limited, but include indole derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, Pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aromatic tertiary amine compounds, styrylamine compounds, aromatic dimethylidene compounds, porphyrins Compounds, anthraquinodimethane derivatives, anthrone derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, naphthalene perylene, etc. Tetracarboxylic anhydride, phthalocyanine derivatives, metal complexes of 8-quinolinol derivatives, metal phthalocyanines, various metal complexes represented by metal complexes of benzoxazole and benzothiazole derivatives, polysilane compounds, poly (N-vinylcarbazole) derivatives, Examples include aniline-based copolymers, thiophene oligomers, polythiophene derivatives, polyphenylene derivatives, polyphenylene vinylene derivatives, and polyfluorene derivatives.

発光層は蛍光発光層、遅延蛍光発光層あるいは燐光発光層のいずれでもよいが、燐光発光層であることが好ましい。   The light emitting layer may be a fluorescent light emitting layer, a delayed fluorescent light emitting layer, or a phosphorescent light emitting layer, but is preferably a phosphorescent light emitting layer.

−注入層−
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、正孔注入層と電子注入層があり、陽極と発光層又は正孔輸送層の間、及び陰極と発光層又は電子輸送層との間に存在させてもよい。注入層は必要に応じて設けることができる。
-Injection layer-
The injection layer is a layer provided between the electrode and the organic layer for lowering the driving voltage and improving the luminance of light emission. There are a hole injection layer and an electron injection layer, and between the anode and the light emitting layer or the hole transport layer. And between the cathode and the light emitting layer or the electron transport layer. The injection layer can be provided as necessary.

−正孔阻止層−
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
-Hole blocking layer-
The hole blocking layer has a function of an electron transport layer in a broad sense, and is made of a hole blocking material that has a function of transporting electrons and has a remarkably small ability to transport holes. The probability of recombination of electrons and holes can be improved by blocking.

正孔阻止層には本発明のコラニュレン化合物を用いることが好ましいが、コラニュレン化合物を他の何れかの有機層に使用する場合は、公知の正孔阻止層材料を用いてもよい。また、正孔阻止層材料としては、後述する電子輸送層の材料を必要に応じて用いることができる。   Although the corannulene compound of the present invention is preferably used for the hole blocking layer, a known hole blocking layer material may be used when the coranulene compound is used for any other organic layer. Moreover, as a hole-blocking layer material, the material of the electron carrying layer mentioned later can be used as needed.

−電子阻止層−
電子阻止層とは、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料から成り、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔が再結合する確率を向上させることができる。
-Electron blocking layer-
The electron blocking layer is made of a material that has a function of transporting holes and has a very small ability to transport electrons. The electron blocking layer blocks the electrons while transporting holes, and the probability of recombination of electrons and holes. Can be improved.

電子阻止層の材料としては、後述する正孔輸送層の材料を必要に応じて用いることができる。電子阻止層の膜厚は好ましくは3〜100nmであり、より好ましくは5〜30nmである。   As a material for the electron blocking layer, a material for a hole transport layer described later can be used as necessary. The thickness of the electron blocking layer is preferably 3 to 100 nm, more preferably 5 to 30 nm.

−励起子阻止層−
励起子阻止層とは、発光層内で正孔と電子が再結合することにより生じた励起子が電荷輸送層に拡散することを阻止するための層であり、本層の挿入により励起子を効率的に発光層内に閉じ込めることが可能となり、素子の発光効率を向上させることができる。励起子阻止層は発光層に隣接して陽極側、陰極側のいずれにも挿入することができ、両方同時に挿入することも可能である。
-Exciton blocking layer-
The exciton blocking layer is a layer for preventing excitons generated by recombination of holes and electrons in the light emitting layer from diffusing into the charge transport layer. It becomes possible to efficiently confine in the light emitting layer, and the light emission efficiency of the device can be improved. The exciton blocking layer can be inserted on either the anode side or the cathode side adjacent to the light emitting layer, or both can be inserted simultaneously.

励起子阻止層の材料としては、一般式(1)で表されるコラニュレン化合物を用いることができるが、他の材料として、例えば、1,3−ジカルバゾリルベンゼン(mCP)や、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)−4−フェニルフェノラトアルミニウム(III)(BAlq)が挙げられる。   As a material for the exciton blocking layer, a corannulene compound represented by the general formula (1) can be used. As other materials, for example, 1,3-dicarbazolylbenzene (mCP), bis ( 2-methyl-8-quinolinolato) -4-phenylphenolato aluminum (III) (BAlq).

−正孔輸送層−
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、正孔輸送層は単層又は複数層設けることができる。
-Hole transport layer-
The hole transport layer is made of a hole transport material having a function of transporting holes, and the hole transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.

正孔輸送材料としては、正孔の注入又は輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。使用できる公知の正孔輸送材料としては一般式(1)で表されるカルボラン化合物を用いることが好ましいが、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。使用できる公知の正孔輸送材料としては、例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられるが、ポルフィリン化合物、芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物を用いることが好ましく、芳香族第3級アミン化合物を用いることがより好ましい。   The hole transport material has any of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be either organic or inorganic. As the known hole transporting material that can be used, a carborane compound represented by the general formula (1) is preferably used, but any one of conventionally known compounds can be selected and used. Known hole transporting materials that can be used include, for example, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives. , Styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers. It is preferable to use a styrylamine compound, and it is more preferable to use an aromatic tertiary amine compound.

−電子輸送層−
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、電子輸送層は単層又は複数層設けることができる。
-Electron transport layer-
The electron transport layer is made of a material having a function of transporting electrons, and the electron transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.

電子輸送材料(正孔阻止材料を兼ねる場合もある)としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよい。電子輸送層には本発明のコラニュレン化合物を用いることが好ましいが、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。更に、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。   The electron transport material (which may also serve as a hole blocking material) may have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer. Although it is preferable to use the corannulene compound of the present invention for the electron transport layer, any one of conventionally known compounds can be selected and used. For example, nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyrandi Examples thereof include oxide derivatives, carbodiimides, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane and anthrone derivatives, oxadiazole derivatives, and the like. Furthermore, in the above oxadiazole derivative, a thiadiazole derivative in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron withdrawing group can also be used as an electron transport material. Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.

以下、本発明を実施例によって更に詳しく説明するが、本発明は勿論、これらの実施例に限定されるものではなく、その要旨を越えない限りにおいて、種々の形態で実施することが可能である。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is of course not limited to these examples, and can be implemented in various forms as long as the gist thereof is not exceeded. .

以下に示すルートにより有機電界発光素子用材料となるコラニュレン化合物を合成した。なお、化合物番号は、上記化学式に付した番号に対応する。   A corannulene compound as a material for an organic electroluminescence device was synthesized by the route shown below. The compound number corresponds to the number given to the above chemical formula.

実施例1(合成例)
次の反応式に従い化合物1を合成した。

Figure 2018170369
Example 1 (Synthesis example)
Compound 1 was synthesized according to the following reaction formula.
Figure 2018170369

窒素雰囲気下、コラニュレン 5.0 g(0.0199 mol)、N−ヨードスクシンイミド 4.5 g(0.0199 mol)、AuCl3 302 mg(0.998 mmol)、1,2−ジクロロエタンを400 mL加え、室温で一晩撹拌した。その後、析出した結晶をろ取し、溶媒を減圧留去した。得られた残渣をシリカゲルクロマトグラフィーで精製を行い、中間体Aを5.3 g (0.014 mol、収率70%)得た。 Under a nitrogen atmosphere, Koranyuren 5.0 g (0.0199 mol), N- iodosuccinimide 4.5 g (0.0199 mol), AuCl 3 302 mg (0.998 mmol), 1,2- dichloroethane 400 mL was added and stirred overnight at room temperature. Thereafter, the precipitated crystals were collected by filtration, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The obtained residue was purified by silica gel chromatography to obtain 5.3 g (0.014 mol, yield 70%) of intermediate A.

窒素雰囲気下、中間体A 3.0 g (0.00797 mol)、中間体B 3.26 g(0.00797 mol)ヨウ化銅45.5 mg(0.239 mmol)、リン酸三カリウム5.07 g (0.0239 mol)、trans-1,2-シクロヘキサンジアミン0.91 g (0.00797 mmol)、1,4-ジオキサンを40 mL加え、115℃で一晩撹拌した。反応溶液を室温まで冷却した後に、析出した結晶をろ取し、溶媒を減圧留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製を行い、化合物1を3.20 g(4.87 mmol、収率61%)得た(APCI-TOFMS, m/z 657 [M+H]+)。 Under nitrogen atmosphere, intermediate A 3.0 g (0.00797 mol), intermediate B 3.26 g (0.00797 mol) copper iodide 45.5 mg (0.239 mmol), tripotassium phosphate 5.07 g (0.0239 mol), trans-1,2- 0.91 g (0.00797 mmol) of cyclohexanediamine and 40 mL of 1,4-dioxane were added, and the mixture was stirred at 115 ° C. overnight. After cooling the reaction solution to room temperature, the precipitated crystals were collected by filtration, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The obtained residue was purified by silica gel column chromatography to obtain 3.20 g (4.87 mmol, 61% yield) of Compound 1 (APCI-TOFMS, m / z 657 [M + H] + ).

上記合成例に準じて、化合物1の他に、化合物3、29、35、36、42及び57を合成した。また、比較のための化合物H-1及びr1を合成した。   According to the above synthesis example, in addition to compound 1, compounds 3, 29, 35, 36, 42 and 57 were synthesized. In addition, compounds H-1 and r1 for comparison were synthesized.

Figure 2018170369
Figure 2018170369

実施例2
膜厚110nmのITOからなる陽極が形成されたガラス基板上に、各薄膜を真空蒸着法にて、真空度4.0×10-5Paで積層した。まず、ITO上に正孔注入層としてHAT-CNを25nmの厚さに形成し、次に正孔輸送層としてNPDを45nmの厚さに形成した。次に、電子阻止層としてHT-1を10nmの厚さに形成した。そして、ホスト材料としての化合物1とドーパントとしてのIr(piq)2acacとを異なる蒸着源から、共蒸着し、40 nmの厚さに発光層を形成した。
この時、Ir(piq)2acacの濃度は6.0wt%であった。更に、正孔阻止層としてET-1を10nmの厚さに形成した。次に電子輸送層としてET-2を27.5nmの厚さに形成した。そして電子輸送層上に電子注入層としてLiFを1nmの厚さに形成した。最後に、電子注入層上に、陰極としてAlを70nmの厚さに形成し、有機EL素子を作製した。
Example 2
Each thin film was laminated at a vacuum degree of 4.0 × 10 −5 Pa by a vacuum evaporation method on a glass substrate on which an anode made of ITO having a thickness of 110 nm was formed. First, HAT-CN was formed as a hole injection layer with a thickness of 25 nm on ITO, and then NPD was formed as a hole transport layer with a thickness of 45 nm. Next, HT-1 was formed to a thickness of 10 nm as an electron blocking layer. Then, Compound 1 as a host material and Ir (piq) 2 acac as a dopant were co-evaporated from different evaporation sources to form a light emitting layer with a thickness of 40 nm.
At this time, the concentration of Ir (piq) 2 acac was 6.0 wt%. Further, ET-1 was formed to a thickness of 10 nm as a hole blocking layer. Next, ET-2 was formed to a thickness of 27.5 nm as an electron transport layer. Then, LiF was formed to a thickness of 1 nm as an electron injection layer on the electron transport layer. Finally, on the electron injection layer, Al was formed to a thickness of 70 nm as a cathode, and an organic EL device was produced.

実施例3〜8
実施例2における発光層のホスト材料として、化合物1に代えて、化合物3、29、35、36、42及び57を用いた以外は実施例2と同様にして有機EL素子を作成した。
Examples 3-8
An organic EL device was produced in the same manner as in Example 2 except that compounds 3, 29, 35, 36, 42 and 57 were used in place of compound 1 as the host material of the light emitting layer in example 2.

比較例1、2
実施例2における発光層のホスト材料としてH−1、r1を用いた以外は実施例2と同様にして有機EL素子を作成した。
Comparative Examples 1 and 2
An organic EL device was produced in the same manner as in Example 2 except that H-1 and r1 were used as the host material of the light emitting layer in Example 2.

実施例で使用した化合物を次に示す。

Figure 2018170369
The compounds used in the examples are shown below.
Figure 2018170369

作製した有機EL素子の輝度、駆動電圧、発光効率、輝度半減寿命を表1に示す。表中で輝度、駆動電圧、発光効率は駆動電流20mA/cm2時の値であり、初期特性である。LT95は、初期輝度3700cd/m2時に輝度が初期輝度の95%まで減衰するまでにかかる時間であり、寿命特性である。 Table 1 shows the luminance, driving voltage, luminous efficiency, and luminance half-life of the produced organic EL device. In the table, luminance, driving voltage, and luminous efficiency are values at a driving current of 20 mA / cm 2 , and are initial characteristics. LT95 is the time it takes for the luminance to decay to 95% of the initial luminance at an initial luminance of 3700 cd / m 2 , and is a lifetime characteristic.

Figure 2018170369
Figure 2018170369

また、実施例2〜8及び比較例1、2で作製された有機EL素子は、これに外部電源を接続し直流電圧を印加したところ、いずれも極大波長620nmの発光スペクトルが観測され、Ir(pic)2acacからの発光が得られていることがわかった。 In addition, when the organic EL elements produced in Examples 2 to 8 and Comparative Examples 1 and 2 were connected to an external power source and applied with a DC voltage, an emission spectrum with a maximum wavelength of 620 nm was observed, and Ir ( pic) 2 It was found that luminescence from acac was obtained.

表1から、一般式(1)で表される化合物をホスト材料として使用すると、比較化合物と比べて、初期特性および寿命特性が著しく伸長することがわかる。   From Table 1, it can be seen that when the compound represented by the general formula (1) is used as the host material, the initial characteristics and the life characteristics are remarkably extended as compared with the comparative compound.

1 基板、2 陽極、3 正孔注入層、4 正孔輸送層、5 発光層、6 電子輸送層、7 陰極 1 substrate, 2 anode, 3 hole injection layer, 4 hole transport layer, 5 light emitting layer, 6 electron transport layer, 7 cathode

Claims (10)

一般式(1)で表されるコラニュレン化合物からなることを特徴とする有機電界発光素子用材料。
Figure 2018170369
(ここで、Czは、2価の置換又は未置換のカルバゾール基を示す。p、qは置換数を表し、pは1〜4の整数であり、qは0〜4の整数である。mは繰り返し数であり、2〜4の整数である。pが2以上の整数の場合、複数のCzは同一であっても、異なっていても良い。
Lは、単結合、p+1価の置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基、又は該芳香族炭化水素基若しくは芳香族複素環基の芳香族環が2〜6つ連結して構成される連結芳香族基である。
1は独立に、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基、又は該芳香族炭化水素基若しくは芳香族複素環基の芳香族環が2〜6つ連結して構成される連結芳香族基である。
2は独立に、水素、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基、又は該芳香族炭化水素基若しくは芳香族複素環基の芳香族環が2〜6つ連結して構成される連結芳香族基である。)
An organic electroluminescent element material comprising a corannulene compound represented by the general formula (1).
Figure 2018170369
(Here, Cz represents a divalent substituted or unsubstituted carbazole group. P and q represent the number of substitutions, p is an integer of 1 to 4, and q is an integer of 0 to 4. m. Is the number of repetitions and is an integer of 2 to 4. When p is an integer of 2 or more, a plurality of Cz may be the same or different.
L is a single bond, a p + 1 valent substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms, or the aromatic hydrocarbon group Or it is a connection aromatic group comprised by connecting 2-6 aromatic rings of an aromatic heterocyclic group.
R 1 is independently a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms, or the aromatic hydrocarbon group or aromatic group. This is a linked aromatic group constituted by connecting 2 to 6 aromatic rings of a heterocyclic group.
R 2 is independently hydrogen, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms, or the aromatic hydrocarbon group or This is a linked aromatic group constituted by connecting 2 to 6 aromatic rings of an aromatic heterocyclic group. )
一般式(1)において、mが2の整数である請求項1に記載の有機電界発光素子用材料。   The organic electroluminescent element material according to claim 1, wherein m is an integer of 2 in the general formula (1). 一般式(1)において、−(Cz)m−が、式(2)又は式(3)で表されるビスカルバゾール基である請求項1又は2に記載の有機電界発光素子用材料。
Figure 2018170369
(ここで、R3は、置換若しくは未置換の炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3〜30の芳香族複素環基、又は該芳香族炭化水素基若しくは芳香族複素環基の芳香族環が2〜6つ連結して構成される連結芳香族基である。)
The organic electroluminescent element material according to claim 1 or 2, wherein in the general formula (1),-(Cz) m- is a biscarbazole group represented by the formula (2) or the formula (3).
Figure 2018170369
(Wherein R 3 is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms, or the aromatic hydrocarbon group or (This is a linked aromatic group constituted by connecting 2 to 6 aromatic rings of an aromatic heterocyclic group.)
式(2)が、下記式(4)〜(7)のいずれかである請求項3に記載の有機電界発光素子用材料。
Figure 2018170369
(ここで、R3は式(2)と同意である。)
The organic electroluminescent element material according to claim 3, wherein the formula (2) is any one of the following formulas (4) to (7).
Figure 2018170369
(Here, R 3 is the same as the formula (2).)
3が、置換若しくは未置換の炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数3〜17の芳香族複素環基、又は該芳香族炭化水素基及び該芳香族複素環基から選ばれる芳香族環が2〜6つ連結して構成されている連結芳香族基である請求項4に記載の有機電界発光素子用材料。 R 3 represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 17 carbon atoms, or the aromatic hydrocarbon group and the aromatic heterocyclic group. The organic electroluminescent element material according to claim 4, which is a linked aromatic group composed of 2 to 6 aromatic rings selected from a cyclic group. 3が、置換若しくは未置換の炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、又は該芳香族炭化水素基から選ばれる芳香族環が2〜6つ連結して構成されている連結芳香族基である請求項4に記載の有機電界発光素子用材料。 R 3 is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, or a linked aromatic group formed by connecting 2 to 6 aromatic rings selected from the aromatic hydrocarbon group. The organic electroluminescent element material according to claim 4. 基板上に、陽極、有機層及び陰極が積層されてなる有機電界発光素子において、請求項1〜6のいずれかに記載の有機電界発光素子用材料を含む有機層を有することを特徴とする有機電界発光素子。   An organic electroluminescence device comprising an anode, an organic layer and a cathode laminated on a substrate, wherein the organic electroluminescence device comprises an organic layer containing the material for an organic electroluminescence device according to claim 1. Electroluminescent device. 有機電界発光素子用材料を含む有機層が、発光層、電子輸送層、および正孔阻止層からなる群れから選ばれる少なくとも一つの層である請求項7に記載の有機電界発光素子。   The organic electroluminescent element according to claim 7, wherein the organic layer containing the organic electroluminescent element material is at least one layer selected from the group consisting of a light emitting layer, an electron transport layer, and a hole blocking layer. 有機電界発光素子用材料を含む有機層が、燐光発光ドーパントを含有する発光層であることを特徴とする請求項7に記載の有機電界発光素子。   The organic electroluminescent device according to claim 7, wherein the organic layer containing the material for an organic electroluminescent device is a light emitting layer containing a phosphorescent dopant. 燐光発光ドーパントの発光波長が550nm以上に発光極大波長を有する請求項9に記載の有機電界発光素子。



The organic electroluminescent element according to claim 9, wherein the emission wavelength of the phosphorescent dopant has an emission maximum wavelength at 550 nm or more.



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