JP2019199442A - 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び、電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】高性能化された有機エレクトロルミネッセンス素子及びそのような有機エレクトロルミネッセンス素子を実現する新規材料を提供する。【解決手段】式(1)で表される化合物。(式(1)において、X1〜X3、L1〜L3、Ar1〜Ar3、Ar、Y1、Y2、m、及び、n1〜n3は、明細書において定義したとおりである。)【選択図】なし
Description
本発明は、化合物、それを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び、電子機器に関する。
一般に有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)は陽極、陰極、及び陽極と陰極に挟まれた有機層から構成されている。両電極間に電圧が印加されると、陰極側から電子、陽極側から正孔が発光領域に注入され、注入された電子と正孔は発光領域において再結合して励起状態を生成し、励起状態が基底状態に戻る際に光を放出する。したがって、電子又は正孔を効率よく発光領域に輸送し、電子と正孔との再結合を促進する化合物の開発は高性能有機EL素子を得る上で重要である。また、近年、有機EL素子を使用した、スマートフォーン、有機ELテレビ、有機EL照明等のさらなる普及にあたり、高効率と同時に十分な素子寿命を満たす化合物の要求がある。
例えば、特許文献1は、有機EL素子で用いるトリアジン型の化合物を開示している。また、特許文献2は、有機EL素子で用いるアジン系化合物を開示している。
従来、有機EL素子製造用の材料として多くの化合物が報告されているが、有機EL素子の特性をさらに向上させる化合物が依然として求められている。
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、高性能化された有機EL素子、より具体的には、長寿命化、高効率化、又は、低電圧化を実現する有機EL素子、及び、そのような有機EL素子を実現する新規化合物を提供することを課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、下記式(1)で表される化合物は、高性能化された有機EL素子を実現し得ること、より具体的には、長寿命化、高効率化、又は、低電圧化を実現する有機EL素子を実現し得ることを見出し、本発明を完成した。
一態様において、本発明は、式(1)で表される化合物(以下、化合物(1)と称することもある)を提供する。
[式(1)において、
X1〜X3のうち、2つは窒素原子、残りの1つはCHを示す。
Ar1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数の5〜30ヘテロアリール基から選択される。
Ar2、Ar3は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基を示す。
L1〜L3は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のビフェニレン基、置換もしくは無置換のターフェニレン基、置換もしくは無置換のクオーターフェニレン基、置換もしくは無置換のナフチレン基、又は、置換もしくは無置換のフェニレン基と置換もしくは無置換のナフチレン基とが連結した基を示す。当該「置換もしくは無置換のフェニレン基と置換もしくは無置換のナフチレン基とが連結した基」は、フェニレン基がAr1側に位置するか、又は、ナフチレン基がAr1側に位置する。
n1〜n3は、それぞれ独立に0又は1の整数を示し、n1が0の場合、−(L1)0−は単結合、n2が0の場合、−(L2)0−は単結合、n3が0の場合、−(L3)0−は単結合を表す。
n1が0の場合、mは1であり、n1が1の場合、mは1〜3の整数を示す。
mが2又は3である場合、2〜3個のAr1は互いに同一の又は異なる構造を有する。
Y1及びY2を含む環Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数10〜30の縮合芳香族炭化水素環を示し、Y1及びY2は隣接する2つの環形成炭素原子を示す。
Ar2、Ar3、L1〜L3、及び環Arの定義において、「置換もしくは無置換」というときの任意の置換基は、
シアノ基、
ハロゲン原子、
環形成炭素数6〜30のアリール基で置換されたホスフィンオキシド基、
炭素数1〜30のアルキル基、
環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基、
炭素数7〜36のアラルキル基、
炭素数1〜30のアルコキシ基、
環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、
炭素数1〜30のアルキル基及び環形成炭素数6〜30のアリール基から選ばれる置換基を有するモノ、ジ又はトリ置換シリル基、
炭素数1〜30のハロアルキル基、
炭素数1〜30のハロアルコキシ基、
環形成炭素数6〜30のアリール基、
環形成炭素数6〜30のアリール基で置換されたボリル基、
炭素数1〜30のアルキルチオ基、及び、
環形成炭素数6〜30のアリールチオ基
からなる群から選択される少なくとも一つの置換基Aである。
Ar1の定義において、「置換もしくは無置換」というときの任意の置換基は、前記置換基A、及び、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基からなる群から選ばれる。]
[式(1)において、
X1〜X3のうち、2つは窒素原子、残りの1つはCHを示す。
Ar1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数の5〜30ヘテロアリール基から選択される。
Ar2、Ar3は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基を示す。
L1〜L3は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のビフェニレン基、置換もしくは無置換のターフェニレン基、置換もしくは無置換のクオーターフェニレン基、置換もしくは無置換のナフチレン基、又は、置換もしくは無置換のフェニレン基と置換もしくは無置換のナフチレン基とが連結した基を示す。当該「置換もしくは無置換のフェニレン基と置換もしくは無置換のナフチレン基とが連結した基」は、フェニレン基がAr1側に位置するか、又は、ナフチレン基がAr1側に位置する。
n1〜n3は、それぞれ独立に0又は1の整数を示し、n1が0の場合、−(L1)0−は単結合、n2が0の場合、−(L2)0−は単結合、n3が0の場合、−(L3)0−は単結合を表す。
n1が0の場合、mは1であり、n1が1の場合、mは1〜3の整数を示す。
mが2又は3である場合、2〜3個のAr1は互いに同一の又は異なる構造を有する。
Y1及びY2を含む環Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数10〜30の縮合芳香族炭化水素環を示し、Y1及びY2は隣接する2つの環形成炭素原子を示す。
Ar2、Ar3、L1〜L3、及び環Arの定義において、「置換もしくは無置換」というときの任意の置換基は、
シアノ基、
ハロゲン原子、
環形成炭素数6〜30のアリール基で置換されたホスフィンオキシド基、
炭素数1〜30のアルキル基、
環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基、
炭素数7〜36のアラルキル基、
炭素数1〜30のアルコキシ基、
環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、
炭素数1〜30のアルキル基及び環形成炭素数6〜30のアリール基から選ばれる置換基を有するモノ、ジ又はトリ置換シリル基、
炭素数1〜30のハロアルキル基、
炭素数1〜30のハロアルコキシ基、
環形成炭素数6〜30のアリール基、
環形成炭素数6〜30のアリール基で置換されたボリル基、
炭素数1〜30のアルキルチオ基、及び、
環形成炭素数6〜30のアリールチオ基
からなる群から選択される少なくとも一つの置換基Aである。
Ar1の定義において、「置換もしくは無置換」というときの任意の置換基は、前記置換基A、及び、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基からなる群から選ばれる。]
他の態様において、本発明は、化合物(1)を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を提供する。
さらに他の態様において、本発明は、陰極、陽極、及び該陰極と該陽極の間に配置された有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該有機層が発光層を含み、該有機層の少なくとも1層が化合物(1)を含む有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。
さらに他の態様において、本発明は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を含む電子機器を提供する。
化合物(1)は、高性能化された有機EL素子を実現する。より具体的には、長寿命化、高効率化、又は、低電圧化を実現する有機EL素子を実現する。
本明細書において、「置換もしくは無置換の炭素数XX〜YYのZZ基」という表現における「炭素数XX〜YY」は、ZZ基が無置換である場合の炭素数を表すものであり、置換されている場合の置換基の炭素数は含めない。
本明細書において、「置換もしくは無置換の原子数XX〜YYのZZ基」という表現における「原子数XX〜YY」は、ZZ基が無置換である場合の原子数を表すものであり、置換されている場合の置換基の原子数は含めない。
本明細書において、「置換もしくは無置換のZZ基」という場合における「無置換ZZ基」とは、ZZ基の水素原子が置換基で置換されていないことを意味する。
本明細書において、「水素原子」とは、中性子数が異なる同位体、すなわち、軽水素(protium)、重水素(deuterium)、及び三重水素(tritium)を包含する。
本明細書において、「環形成炭素数」とは、原子が環状に結合した構造の化合物(例えば、単環化合物、縮合環化合物、架橋化合物、炭素環化合物、複素環化合物)の当該環自体を構成する原子のうちの炭素原子の数を表す。当該環が置換基によって置換される場合、置換基に含まれる炭素は環形成炭素には含まない。以下で記される「環形成炭素数」については、特筆しない限り同様とする。例えば、ベンゼン環は環形成炭素数が6であり、ナフタレン環は環形成炭素数が10であり、ピリジン環は環形成炭素数5であり、フラン環は環形成炭素数4である。また、ベンゼン環やナフタレン環に置換基として例えばアルキル基が置換している場合、当該アルキル基の炭素数は、環形成炭素数の数に含めない。また、フルオレン環に置換基として例えばフルオレン環が結合している場合(スピロフルオレン環を含む)、置換基としてのフルオレン環の炭素数は環形成炭素数に含めない。
本明細書において、「環形成原子数」とは、原子が環状に結合した構造(例えば単環、縮合環、環集合)の化合物(例えば単環化合物、縮合環化合物、架橋化合物、炭素環化合物、複素環化合物)の当該環自体を構成する原子の数を表す。環を構成しない原子(例えば環を構成する原子の結合手を終端する水素原子)や、当該環が置換基によって置換される場合の置換基に含まれる原子は環形成原子数には含まない。以下で記される「環形成原子数」については、特筆しない限り同様とする。例えば、ピリジン環の環形成原子数は6であり、キナゾリン環の環形成原子数は10であり、フラン環の環形成原子数は5である。ピリジン環やキナゾリン環の環形成炭素原子にそれぞれ結合している水素原子や置換基を構成する原子は、環形成原子数の数に含めない。また、フルオレン環に置換基として例えばフルオレン環が結合している場合(スピロビフルオレン環を含む)、置換基としてのフルオレン環の原子数は環形成原子数の数に含めない。
本明細書中、好ましいとする態様(例えば、化合物、各種基、数値範囲等)は、他のあらゆる態様(例えば、化合物、各種基、数値範囲等)と任意に組み合わせることができ、また、好ましいとする態様(より好ましい態様、さらに好ましい態様、特に好ましい態様を含む。)の組み合わせはより好ましいと言える。
本発明の一態様に係る化合物(1)は式(1)で表される。
本発明の一態様において、化合物(1)は、好ましくは下記式(1−1)で表される。
本発明の一態様において、化合物(1)は、より好ましくは下記式(1−2)で表される。
本発明の一態様において、化合物(1)は、さらに好ましくは下記式(1−2a)又は式(1−2b)で表される。
本発明の一態様において、化合物(1)は、さらに好ましくは下記式(1−3)で表される。
本発明の一態様において、化合物(1)は、さらに好ましくは下記式(1−4)で表される。
次に、式(1)、式(1−1)、式(1−2)、式(1−3)、及び、式(1−4)(以下、式(1)〜式(1−4)と記載する)の各記号を説明する。
X1〜X3のうち、2つは窒素原子、残りの1つはCHを示す。好ましくは、X3が窒素原子であり、X1又はX2のうち一方が窒素原子で他方がCHである。さらに好ましくは、X1及びX3が窒素原子であり、X2がCHである。
Ar1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜18、より好ましくは6〜10のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30、好ましくは5〜24、より好ましくは5〜13のヘテロアリール基から選択される。好ましくは、Ar1は、置換もしくは無置換の環形成原子数の5〜30のヘテロアリール基から選択される。
Ar1が表す置換もしくは無置換の環形成原子数が5〜30の、ヘテロアリール基において、該環形成ヘテロ原子は、例えば、窒素原子、硫黄原子及び酸素原子から選択される。該ヘテロアリール基の自由結合手は環形成炭素原子上に存在するか、又は、物理的に可能な場合には、環形成窒素原子上に存在する。
該環形成原子数5〜30のヘテロアリール基は、例えば、ピロリル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、イミダゾピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、インドリジニル基、キノリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、インダゾリル基、ベンゾイソキサゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、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、キサンテニル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ナフトベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基(ベンゾチエニル基、以下同様)、イソベンゾチオフェニル基(イソベンゾチエニル基、以下同様)、ナフトベンゾチオフェニル基(ナフトベンゾチエニル基、以下同様)、ジベンゾチオフェニル基(ジベンゾチエニル基、以下同様)、又はカルバゾリル基である。
好ましくは、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ナフトベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、イソベンゾチオフェニル基、ナフトベンゾチオフェニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基(9−カルバゾリル基、又は、1−、2−、3−又は4−カルバゾリル基)である。
置換された環形成原子数5〜30のヘテロアリール基は、例えば、9−フェニルカルバゾリル基、9−ビフェニリルカルバゾリル基、9−フェニルフェニルカルバゾリル基、9−ナフチルカルバゾリル基、フェニルジベンゾフラニル基、又はフェニルジベンゾチオフェニル基(フェニルジベンゾチエニル基、以下同様)である。
前記置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基は、存在する場合には異性体基を含む。
該環形成原子数5〜30のヘテロアリール基は、例えば、ピロリル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、イミダゾピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、インドリジニル基、キノリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、インダゾリル基、ベンゾイソキサゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、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、キサンテニル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ナフトベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基(ベンゾチエニル基、以下同様)、イソベンゾチオフェニル基(イソベンゾチエニル基、以下同様)、ナフトベンゾチオフェニル基(ナフトベンゾチエニル基、以下同様)、ジベンゾチオフェニル基(ジベンゾチエニル基、以下同様)、又はカルバゾリル基である。
好ましくは、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ナフトベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、イソベンゾチオフェニル基、ナフトベンゾチオフェニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基(9−カルバゾリル基、又は、1−、2−、3−又は4−カルバゾリル基)である。
置換された環形成原子数5〜30のヘテロアリール基は、例えば、9−フェニルカルバゾリル基、9−ビフェニリルカルバゾリル基、9−フェニルフェニルカルバゾリル基、9−ナフチルカルバゾリル基、フェニルジベンゾフラニル基、又はフェニルジベンゾチオフェニル基(フェニルジベンゾチエニル基、以下同様)である。
前記置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基は、存在する場合には異性体基を含む。
Ar1は、好ましくは下記式(2)で表される。
[式(2)において、
Xは、酸素原子、硫黄原子、NZ、又は、CRR’を示す。
R1〜R8、Z、R及びR’から選ばれる一つはL1と結合する単結合を示す。
L1と結合する単結合ではない、R1〜R8、Z、R及びR’は、水素原子又は後述する置換基Aである。
ただし、L1と結合する単結合ではない、R1〜R8、Z、R及びR’から選ばれる隣接する2つは、水素原子又は後述する置換基Aであるか、又は、互いに結合して環構造を形成する。]
より好ましくは、上記式(2)において、XがNZで表される。
さらに好ましくは、Ar1が、後述する置換基Aで置換された9−カルバゾリル基、又は、無置換の9−カルバゾリル基である。
[式(2)において、
Xは、酸素原子、硫黄原子、NZ、又は、CRR’を示す。
R1〜R8、Z、R及びR’から選ばれる一つはL1と結合する単結合を示す。
L1と結合する単結合ではない、R1〜R8、Z、R及びR’は、水素原子又は後述する置換基Aである。
ただし、L1と結合する単結合ではない、R1〜R8、Z、R及びR’から選ばれる隣接する2つは、水素原子又は後述する置換基Aであるか、又は、互いに結合して環構造を形成する。]
より好ましくは、上記式(2)において、XがNZで表される。
さらに好ましくは、Ar1が、後述する置換基Aで置換された9−カルバゾリル基、又は、無置換の9−カルバゾリル基である。
Ar1が表す置換もしくは無置換の環形成炭素数が6〜30のアリール基において、当該環形成炭素数6〜30のアリール基は、例えば、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ビフェニレニル基、ナフチル基、アントリル基、ベンゾアントリル基、フェナントリル基、ベンゾフェナントリル基、フェナレニル基、ピセニル基、ペンタフェニル基、ピレニル基、クリセニル基、ベンゾクリセニル基、フルオレニル基、フルオランテニル基、ペリレニル基、トリフェニレニル基、又は、ベンゾトリフェニレニル基である。
好ましくは、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ベンゾフェナントリル基、フルオレニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、フルオランテニル基、又は、ベンゾトリフェニレニル基であり、より好ましくは、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、フェナントリル基、又は、トリフェレニル基である。
該ナフチル基は1−ナフチル基及び2−ナフチル基を含む。
該フェナントリル基は1−、2−、3−、4−、又は9−フェナントリル基であり、好ましくは2−又は9−フェナントリル基である。
該トリフェニレニル基は、好ましくは2−トリフェニレニル基である。
置換された環形成炭素数6〜30のアリール基は、例えば、9,9−ジメチルフルオレニル基、9,9−ジフェニルフルオレニル基、又は、スピロビフルオレニル基である。
前記置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基は、存在する場合には異性体基を含む。
好ましくは、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ベンゾフェナントリル基、フルオレニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、フルオランテニル基、又は、ベンゾトリフェニレニル基であり、より好ましくは、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、フェナントリル基、又は、トリフェレニル基である。
該ナフチル基は1−ナフチル基及び2−ナフチル基を含む。
該フェナントリル基は1−、2−、3−、4−、又は9−フェナントリル基であり、好ましくは2−又は9−フェナントリル基である。
該トリフェニレニル基は、好ましくは2−トリフェニレニル基である。
置換された環形成炭素数6〜30のアリール基は、例えば、9,9−ジメチルフルオレニル基、9,9−ジフェニルフルオレニル基、又は、スピロビフルオレニル基である。
前記置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基は、存在する場合には異性体基を含む。
Ar1の定義において、「置換もしくは無置換」というときの任意の置換基は、後述する置換基A、及び、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30、好ましくは5〜24、より好ましくは5〜13のヘテロアリール基からなる群から選ばれる。
該環形成原子数5〜30のヘテロアリール基は、例えば、ピロリル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、イミダゾピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、インドリジニル基、キノリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、インダゾリル基、ベンゾイソキサゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、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、キサンテニル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ナフトベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基(ベンゾチエニル基、以下同様)、イソベンゾチオフェニル基(イソベンゾチエニル基、以下同様)、ナフトベンゾチオフェニル基(ナフトベンゾチエニル基、以下同様)、ジベンゾチオフェニル基(ジベンゾチエニル基、以下同様)、又はカルバゾリル基である。
該環形成原子数5〜30のヘテロアリール基は、例えば、ピロリル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、イミダゾピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、インドリジニル基、キノリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、インダゾリル基、ベンゾイソキサゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、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、キサンテニル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ナフトベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基(ベンゾチエニル基、以下同様)、イソベンゾチオフェニル基(イソベンゾチエニル基、以下同様)、ナフトベンゾチオフェニル基(ナフトベンゾチエニル基、以下同様)、ジベンゾチオフェニル基(ジベンゾチエニル基、以下同様)、又はカルバゾリル基である。
Ar2、Ar3は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基を示す。
Ar2、Ar3が表す置換もしくは無置換の環形成炭素数が、6〜30、好ましくは6〜18、より好ましくは6〜10のアリール基において、当該環形成炭素数6〜30のアリール基は、例えば、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ビフェニレニル基、ナフチル基、アントリル基、ベンゾアントリル基、フェナントリル基、ベンゾフェナントリル基、フェナレニル基、ピセニル基、ペンタフェニル基、ピレニル基、クリセニル基、ベンゾクリセニル基、フルオレニル基、フルオランテニル基、ペリレニル基、トリフェニレニル基、又は、ベンゾトリフェニレニル基である。
フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、又はナフチル基が好ましく、フェニル基、又は、ナフチル基がより好ましい。
該ビフェニリル基は2−、3−又は4−ビフェニリル基であり、4−ビフェニリル基が特に好ましい。
該ターフェニリル基は1,1’:4’,1”−ターフェニル基、1,1’:3’,1”−ターフェニル基、又は1,1’:2’,1”−ターフェニル基であり、1,1’:4’,1”−ターフェニル−2−イル基、1,1’:4’,1”−ターフェニル−3−イル基、1,1’:4’,1”−ターフェニル−4−イル基、1,1’:3’,1”−ターフェニル−2−イル基、1,1’:3’,1”−ターフェニル−3−イル基、1,1’:3’,1”−ターフェニル−4−イル基、1,1’:2’,1”−ターフェニル−2−イル基、1,1’:2’,1”−ターフェニル−3−イル基、又は1,1’:2’,1”−ターフェニル−4−イル基が好ましく、1,1’:4’,1”−ターフェニル−2−イル基、1,1’:4’,1”−ターフェニル−3−イル基、又は1,1’:4’,1”−ターフェニル−4−イル基がより好ましい。
該ナフチル基は1−ナフチル基及び2−ナフチル基を含む。
該フェナントリル基は1−、2−、3−、4−、又は9−フェナントリル基であり、好ましくは2−又は9−フェナントリル基である。
該トリフェニレニル基は、好ましくは2−トリフェニレニル基である。
置換された環形成炭素数6〜30のアリール基は、例えば、9,9−ジメチルフルオレニル基、9,9−ジフェニルフルオレニル基、又は、スピロビフルオレニル基である。
前記置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基は、存在する場合には異性体基を含む。
フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、又はナフチル基が好ましく、フェニル基、又は、ナフチル基がより好ましい。
該ビフェニリル基は2−、3−又は4−ビフェニリル基であり、4−ビフェニリル基が特に好ましい。
該ターフェニリル基は1,1’:4’,1”−ターフェニル基、1,1’:3’,1”−ターフェニル基、又は1,1’:2’,1”−ターフェニル基であり、1,1’:4’,1”−ターフェニル−2−イル基、1,1’:4’,1”−ターフェニル−3−イル基、1,1’:4’,1”−ターフェニル−4−イル基、1,1’:3’,1”−ターフェニル−2−イル基、1,1’:3’,1”−ターフェニル−3−イル基、1,1’:3’,1”−ターフェニル−4−イル基、1,1’:2’,1”−ターフェニル−2−イル基、1,1’:2’,1”−ターフェニル−3−イル基、又は1,1’:2’,1”−ターフェニル−4−イル基が好ましく、1,1’:4’,1”−ターフェニル−2−イル基、1,1’:4’,1”−ターフェニル−3−イル基、又は1,1’:4’,1”−ターフェニル−4−イル基がより好ましい。
該ナフチル基は1−ナフチル基及び2−ナフチル基を含む。
該フェナントリル基は1−、2−、3−、4−、又は9−フェナントリル基であり、好ましくは2−又は9−フェナントリル基である。
該トリフェニレニル基は、好ましくは2−トリフェニレニル基である。
置換された環形成炭素数6〜30のアリール基は、例えば、9,9−ジメチルフルオレニル基、9,9−ジフェニルフルオレニル基、又は、スピロビフルオレニル基である。
前記置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基は、存在する場合には異性体基を含む。
L1〜L3は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のビフェニレン基、置換もしくは無置換のターフェニレン基、置換もしくは無置換のクオーターフェニレン基、置換もしくは無置換のナフチレン基、又は、置換もしくは無置換のフェニレン基と置換もしくは無置換のナフチレン基とが連結した基を示す。当該「置換もしくは無置換のフェニレン基と置換もしくは無置換のナフチレン基とが連結した基」は、フェニレン基がAr1側に位置するか、又は、ナフチレン基がAr1側に位置する。L1〜L3は、好ましくは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のフェニレン基、又は、置換もしくは無置換のビフェニレン基である。
n1〜n3は、それぞれ独立に0又は1の整数を示す。なお、n1が0の場合、−(L1)0−は単結合を示し、n2が0の場合、−(L2)0−は単結合を示し、n3が0の場合、−(L3)0−は単結合を表す。
n1が0の場合、mは1であり、n1が1の場合、mは1〜3の整数を示す。
n1が0の場合、mは1であり、n1が1の場合、mは1〜3の整数を示す。
mが2又は3である場合、2〜3個のAr1は互いに同一の又は異なる構造を有する。複数のAr1が同じ構造である場合、各Ar1内におけるL1への結合位置が同じでもよいし、異なっていてもよい。複数のAr1が互いに異なる構造の場合、置換もしくは無置換のアリール基同士の組み合わせであることが好ましく、無置換のアリール基同士の組み合わせであることがさらに好ましい。
Y1及びY2を含む環Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数10〜30の縮合芳香族炭化水素環を示し、Y1及びY2は隣接する2つの環形成炭素原子を示す。
好ましくは、前記Y1及びY2を含む環Arが、下記式(3a)又は式(3b)で表される。
[式(3a)及び(3b)において、
*a及び*bで表される2つの環形成炭素原子の一方はY1であり、他方はY2である。
*b及び*cで表される2つの環形成炭素原子の一方はY1であり、他方はY2である。
R9〜R15は、それぞれ独立に、水素原子又は後述する置換基Aである。
ただし、R9〜R15から選択される隣接する2つは、水素原子又は後述する置換基Aであるか、又は、互いに結合して環構造を形成する。]
[式(3a)及び(3b)において、
*a及び*bで表される2つの環形成炭素原子の一方はY1であり、他方はY2である。
*b及び*cで表される2つの環形成炭素原子の一方はY1であり、他方はY2である。
R9〜R15は、それぞれ独立に、水素原子又は後述する置換基Aである。
ただし、R9〜R15から選択される隣接する2つは、水素原子又は後述する置換基Aであるか、又は、互いに結合して環構造を形成する。]
本発明の一態様において、化合物(1)は、下記式(1−5a)、式(1−5b)又は式(1−5c)で表される。
[式(1−5a)、式(1−5b)及び式(1−5c)において、
X1及びX2のうち一方は窒素原子であり、他方はCHである。
Ar1〜Ar3、L1〜L3、m及びn1〜n3は、式(1)における、Ar1〜Ar3、L1〜L3、m及びn1〜n3と同じである。
R9〜R15は、式(3a)又は式(3b)における、R9〜R15と同じである。]
[式(1−5a)、式(1−5b)及び式(1−5c)において、
X1及びX2のうち一方は窒素原子であり、他方はCHである。
Ar1〜Ar3、L1〜L3、m及びn1〜n3は、式(1)における、Ar1〜Ar3、L1〜L3、m及びn1〜n3と同じである。
R9〜R15は、式(3a)又は式(3b)における、R9〜R15と同じである。]
本発明の特に好ましい態様においては、化合物(1)は、下記式(1−6a)、式(1−6b)又は式(1−6c)で表される。
[式(1−6a)、式(1−6b)及び式(1−6c)において、
X1及びX2のうち一方は窒素原子であり、他方はCHである。
Ar1〜Ar3、L1及びmは、式(1)における、Ar1〜Ar3、L1及びmと同じである。
R9〜R15は、式(3a)又は式(3b)における、R9〜R15と同じである。]
[式(1−6a)、式(1−6b)及び式(1−6c)において、
X1及びX2のうち一方は窒素原子であり、他方はCHである。
Ar1〜Ar3、L1及びmは、式(1)における、Ar1〜Ar3、L1及びmと同じである。
R9〜R15は、式(3a)又は式(3b)における、R9〜R15と同じである。]
上述した化学構造式のように、Y1及びY2を含む環Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数10〜30の縮合芳香族炭化水素環を示しており、かつ、環Arを構成するとともに互いに隣接するY1及びY2(例えば、式(3a)、式(3b)、式(1−5a)、式(1−5b)、式(1−5c)、式(1−6a)、式(1−6b)及び式(1−6c)のように、Arがナフタレン骨格を有する場合、そのナフタレン骨格の1位と2位の炭素、又は、2位と3位の炭素)のうち、一方にピリミジン母核が結合し、他方に−(L3)n3−Ar3が結合する構造を備えている。このような構造をとることで、ピリミジン環周囲の剛直性を保ちつつ、電子輸送の効率を高めやすくなると考えられる。
Y1及びY2を含む環Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数10〜14の縮合芳香族炭化水素環を示すことが好ましい。より好ましくは、前記Y1及びY2を含む環Arが、置換もしくは無置換のナフタレン環、又は、置換もしくは無置換のフェナントレン環である。
さらに好ましくは、前記Y1及びY2を含む環Arが、無置換のナフタレン環、又は、無置換のフェナントレン環であり、特に好ましくは、無置換のナフタレン環である。
本発明の一態様において、前記Y1及びY2を含む環Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数15〜30の縮合芳香族炭化水素環を示す。この場合、環Arは、それぞれ置換もしくは無置換の、トリフェニレン環、フルオランテン環、ピレン環、クリセン環、ベンゾフェナントレン環、ベンゾピレン環、ペリレン環、又は、コロネン環とすることができる。
さらに好ましくは、前記Y1及びY2を含む環Arが、無置換のナフタレン環、又は、無置換のフェナントレン環であり、特に好ましくは、無置換のナフタレン環である。
本発明の一態様において、前記Y1及びY2を含む環Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数15〜30の縮合芳香族炭化水素環を示す。この場合、環Arは、それぞれ置換もしくは無置換の、トリフェニレン環、フルオランテン環、ピレン環、クリセン環、ベンゾフェナントレン環、ベンゾピレン環、ペリレン環、又は、コロネン環とすることができる。
Ar2、Ar3、L1〜L3、及び環Arの定義において、「置換もしくは無置換」というときの任意の置換基は、
シアノ基、
ハロゲン原子、
環形成炭素数6〜30のアリール基で置換されたホスフィンオキシド基、
炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜6、特に好ましくは1〜3のアルキル基、
環形成炭素数3〜30、好ましくは3〜10、より好ましくは3〜8、さらに好ましくは5又は6のシクロアルキル基、
炭素数7〜36、好ましくは7〜26、より好ましくは7〜20のアラルキル基、
炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜6、特に好ましくは1〜3のアルコキシ基、
環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18、特に好ましくは6〜10のアリールオキシ基、
炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜6、特に好ましくは1〜3のアルキル基、及び、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18、特に好ましくは6〜10のアリール基から選ばれる置換基を有するモノ、ジ又はトリ置換シリル基、
炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8、特に好ましくは1〜3のハロアルキル基、
炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8、特に好ましくは1〜3のハロアルコキシ基、
環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18、特に好ましくは6〜10のアリール基、
環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18、特に好ましくは6〜10のアリール基で置換された、ボリル基、
炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜6、特に好ましくは1〜3のアルキルチオ基、及び、
環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18、特に好ましくは6〜10のアリールチオ基
からなる群から選択される少なくとも一つの置換基Aである。置換基Aがさらに任意の置換基で置換されていてもよい。
シアノ基、
ハロゲン原子、
環形成炭素数6〜30のアリール基で置換されたホスフィンオキシド基、
炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜6、特に好ましくは1〜3のアルキル基、
環形成炭素数3〜30、好ましくは3〜10、より好ましくは3〜8、さらに好ましくは5又は6のシクロアルキル基、
炭素数7〜36、好ましくは7〜26、より好ましくは7〜20のアラルキル基、
炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜6、特に好ましくは1〜3のアルコキシ基、
環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18、特に好ましくは6〜10のアリールオキシ基、
炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜6、特に好ましくは1〜3のアルキル基、及び、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18、特に好ましくは6〜10のアリール基から選ばれる置換基を有するモノ、ジ又はトリ置換シリル基、
炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8、特に好ましくは1〜3のハロアルキル基、
炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8、特に好ましくは1〜3のハロアルコキシ基、
環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18、特に好ましくは6〜10のアリール基、
環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18、特に好ましくは6〜10のアリール基で置換された、ボリル基、
炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜6、特に好ましくは1〜3のアルキルチオ基、及び、
環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18、特に好ましくは6〜10のアリールチオ基
からなる群から選択される少なくとも一つの置換基Aである。置換基Aがさらに任意の置換基で置換されていてもよい。
上記置換基Aとなり得るハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
上記置換基Aとなり得る、環形成炭素数6〜30のアリール基で置換されたホスフィンオキシド基とは、下記式(4)で表される基である。
式(4)において、Ar’は、それぞれ独立に、環形成炭素数6〜30のアリール基を示す。より好ましいホスフィンオキシド基は下記式(4−1)〜式(4−3)のいずれかの構造を有する。
上記置換基Aとなり得る、環形成炭素数6〜30のアリール基で置換されたホスフィンオキシド基とは、下記式(4)で表される基である。
式(4)において、Ar’は、それぞれ独立に、環形成炭素数6〜30のアリール基を示す。より好ましいホスフィンオキシド基は下記式(4−1)〜式(4−3)のいずれかの構造を有する。
置換基Aを表す炭素数1〜30のアルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、又はドデシル基であり、好ましくは、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、又はペンチル基であり、より好ましくは、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、又はt−ブチル基であり、さらに好ましくは、メチル基又はt−ブチル基である。
前記炭素数1〜30のアルキル基は、存在する場合には異性体基を含む。
置換基Aを表す環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基は、例えば、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、又はシクロヘプチル基であり、好ましくは、シクロペンチル基又はシクロヘキシル基である。
前記環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基は、存在する場合には異性体基を含む。
置換基Aを表す炭素数7〜36のアラルキル基において、当該炭素数7〜36のアラルキル基のアリール部位は、環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18のアリール基から選択され、アルキル部位は炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のアルキル基から選択される。該炭素数7〜36のアラルキル基は、例えば、ベンジル基、フェネチル基、又は、フェニルプロピル基であり、ベンジル基が好ましい。
前記炭素数7〜36のアラルキル基は、存在する場合には異性体基を含む。
置換基Aを表す炭素数1〜30のアルコキシ基において、当該炭素数1〜30のアルコキシ基のアルキル部位は上記置換もしくは無置換の炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のアルキル基から選択される。該炭素数1〜30のアルコキシ基は、例えば、t−ブトキシ基、プロポキシ基、エトキシ基、又はメトキシ基であり、好ましくは、エトキシ基又はメトキシ基であり、より好ましくは、メトキシ基である。
前記炭素数1〜30のアルコキシ基は、存在する場合には異性体基を含む。
置換基Aを表す環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基において、当該環形成炭素数6〜30アリールオキシ基のアリール部位は環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18のアリール基から選択される。該環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基は、例えば、ターフェニルオキシ基、ビフェニルオキシ基、又はフェノキシ基であり、好ましくは、ビフェニルオキシ基又はフェノキシ基であり、より好ましくは、フェノキシ基である。
前記環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基は、存在する場合には異性体基を含む。
置換基Aを表すモノ、ジ又はトリ置換シリル基が有する置換基は、炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のアルキル基、及び、上記環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18のアリール基から選択される。トリ置換シリル基が好ましく、例えば、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、プロピルジメチルシリル基、イソプロピルジメチルシリル基、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、又はトリトリルシリル基がより好ましい。
前記モノ、ジ又はトリ置換シリル基は、存在する場合には異性体基を含む。
置換基Aを表す炭素数1〜30のハロアルキル基は、炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のアルキル基の少なくとも1個の水素原子、好ましくは1〜7個の水素原子、又は全ての水素原子をハロゲン原子で置換して得られる基である。該ハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子から選ばれ、好ましくはフッ素原子である。該ハロアルキル基は炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のフルオロアルキル基が好ましく、ヘプタフルオロプロピル基、ペンタフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、又はトリフルオロメチル基がより好ましく、ペンタフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、又はトリフルオロメチル基がさらに好ましく、トリフルオロメチル基が特に好ましい。
前記炭素数1〜30のハロアルキル基は、存在する場合には異性体基を含む。
置換基Aを表す炭素数1〜30のハロアルコキシ基は、当該炭素数1〜30のハロアルコキシ基のハロアルキル部位が、炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のハロアルキル基から選択される。該ハロアルコキシ基は、炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のフルオロアルコキシ基が好ましく、ヘプタフルオロプロポキシ基、ペンタフルオロエトキシ基、2,2,2−トリフルオロエトキシ基、又はトリフルオロメトキシ基がより好ましく、ペンタフルオロエトキシ基、2,2,2−トリフルオロエトキシ基、又はトリフルオロメトキシ基がさらに好ましく、トリフルオロメトキシ基が特に好ましい。
前記炭素数1〜30のハロアルコキシ基は、存在する場合には異性体基を含む。
置換基Aを表す環形成炭素数6〜30のアリール基は、例えば、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ビフェニレニル基、ナフチル基、アントリル基、ベンゾアントリル基、フェナントリル基、ベンゾフェナントリル基、フェナレニル基、ピセニル基、ペンタフェニル基、ピレニル基、クリセニル基、ベンゾクリセニル基、フルオレニル基、フルオランテニル基、ペリレニル基、トリフェニレニル基、又は、ベンゾトリフェニレニル基である。
フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、又はナフチル基が好ましく、フェニル基、又は、ナフチル基がより好ましい。
置換基Aを表すボリル基が有する置換基は、環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18のアリール基から選択される。環形成炭素数6〜30のアリール基で置換されたボリル基は、例えば、ジフェニルボリル基である。
置換基Aを表す炭素数1〜30のアルキルチオ基は、当該炭素数1〜30のアルキルチオ基のアルキル基部位が、炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のアルキル基から選択される。該アルキルチオ基は、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基である。
置換基Aを表す環形成炭素数6〜30のアリールチオ基は、当該環形成炭素数6〜30のアリールチオ基のアリール部位が、環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18のアリール基から選択される。該アリールチオ基は、例えば、フェニルチオ基、トリルチオ基である。
前記炭素数1〜30のアルキル基は、存在する場合には異性体基を含む。
置換基Aを表す環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基は、例えば、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、又はシクロヘプチル基であり、好ましくは、シクロペンチル基又はシクロヘキシル基である。
前記環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基は、存在する場合には異性体基を含む。
置換基Aを表す炭素数7〜36のアラルキル基において、当該炭素数7〜36のアラルキル基のアリール部位は、環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18のアリール基から選択され、アルキル部位は炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のアルキル基から選択される。該炭素数7〜36のアラルキル基は、例えば、ベンジル基、フェネチル基、又は、フェニルプロピル基であり、ベンジル基が好ましい。
前記炭素数7〜36のアラルキル基は、存在する場合には異性体基を含む。
置換基Aを表す炭素数1〜30のアルコキシ基において、当該炭素数1〜30のアルコキシ基のアルキル部位は上記置換もしくは無置換の炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のアルキル基から選択される。該炭素数1〜30のアルコキシ基は、例えば、t−ブトキシ基、プロポキシ基、エトキシ基、又はメトキシ基であり、好ましくは、エトキシ基又はメトキシ基であり、より好ましくは、メトキシ基である。
前記炭素数1〜30のアルコキシ基は、存在する場合には異性体基を含む。
置換基Aを表す環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基において、当該環形成炭素数6〜30アリールオキシ基のアリール部位は環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18のアリール基から選択される。該環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基は、例えば、ターフェニルオキシ基、ビフェニルオキシ基、又はフェノキシ基であり、好ましくは、ビフェニルオキシ基又はフェノキシ基であり、より好ましくは、フェノキシ基である。
前記環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基は、存在する場合には異性体基を含む。
置換基Aを表すモノ、ジ又はトリ置換シリル基が有する置換基は、炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のアルキル基、及び、上記環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18のアリール基から選択される。トリ置換シリル基が好ましく、例えば、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、プロピルジメチルシリル基、イソプロピルジメチルシリル基、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、又はトリトリルシリル基がより好ましい。
前記モノ、ジ又はトリ置換シリル基は、存在する場合には異性体基を含む。
置換基Aを表す炭素数1〜30のハロアルキル基は、炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のアルキル基の少なくとも1個の水素原子、好ましくは1〜7個の水素原子、又は全ての水素原子をハロゲン原子で置換して得られる基である。該ハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子から選ばれ、好ましくはフッ素原子である。該ハロアルキル基は炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のフルオロアルキル基が好ましく、ヘプタフルオロプロピル基、ペンタフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、又はトリフルオロメチル基がより好ましく、ペンタフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、又はトリフルオロメチル基がさらに好ましく、トリフルオロメチル基が特に好ましい。
前記炭素数1〜30のハロアルキル基は、存在する場合には異性体基を含む。
置換基Aを表す炭素数1〜30のハロアルコキシ基は、当該炭素数1〜30のハロアルコキシ基のハロアルキル部位が、炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のハロアルキル基から選択される。該ハロアルコキシ基は、炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のフルオロアルコキシ基が好ましく、ヘプタフルオロプロポキシ基、ペンタフルオロエトキシ基、2,2,2−トリフルオロエトキシ基、又はトリフルオロメトキシ基がより好ましく、ペンタフルオロエトキシ基、2,2,2−トリフルオロエトキシ基、又はトリフルオロメトキシ基がさらに好ましく、トリフルオロメトキシ基が特に好ましい。
前記炭素数1〜30のハロアルコキシ基は、存在する場合には異性体基を含む。
置換基Aを表す環形成炭素数6〜30のアリール基は、例えば、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ビフェニレニル基、ナフチル基、アントリル基、ベンゾアントリル基、フェナントリル基、ベンゾフェナントリル基、フェナレニル基、ピセニル基、ペンタフェニル基、ピレニル基、クリセニル基、ベンゾクリセニル基、フルオレニル基、フルオランテニル基、ペリレニル基、トリフェニレニル基、又は、ベンゾトリフェニレニル基である。
フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、又はナフチル基が好ましく、フェニル基、又は、ナフチル基がより好ましい。
置換基Aを表すボリル基が有する置換基は、環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18のアリール基から選択される。環形成炭素数6〜30のアリール基で置換されたボリル基は、例えば、ジフェニルボリル基である。
置換基Aを表す炭素数1〜30のアルキルチオ基は、当該炭素数1〜30のアルキルチオ基のアルキル基部位が、炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のアルキル基から選択される。該アルキルチオ基は、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基である。
置換基Aを表す環形成炭素数6〜30のアリールチオ基は、当該環形成炭素数6〜30のアリールチオ基のアリール部位が、環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18のアリール基から選択される。該アリールチオ基は、例えば、フェニルチオ基、トリルチオ基である。
本発明の好ましい一態様において、mは1又は2である。
本発明の好ましい一態様において、n1は1であり、L1は、置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のビフェニレン基、又は、置換もしくは無置換のナフチレン基である。
本発明の好ましい一態様において、n1は1であり、L1は、無置換のフェニレン基又は無置換のビフェニレン基である。
本発明の好ましい一態様において、n1は1であり、L1は、置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のビフェニレン基、又は、置換もしくは無置換のナフチレン基である。
本発明の好ましい一態様において、n1は1であり、L1は、無置換のフェニレン基又は無置換のビフェニレン基である。
本発明の好ましい一態様において、n2は0であり、n3は0である。
本発明の好ましい一態様において、n2は0であり、Ar2は、無置換のフェニル基又は無置換のナフチル基である。
本発明の好ましい一態様において、n2は0であり、Ar2は無置換のフェニル基である。
本発明の好ましい一態様において、Ar2−(L2)n2−は、無置換の環形成炭素数6〜18のアリール基である。
本発明の好ましい一態様において、n2は0であり、Ar2は、無置換のフェニル基又は無置換のナフチル基である。
本発明の好ましい一態様において、n2は0であり、Ar2は無置換のフェニル基である。
本発明の好ましい一態様において、Ar2−(L2)n2−は、無置換の環形成炭素数6〜18のアリール基である。
本発明の好ましい一態様において、n3が0であり、Ar3は無置換のフェニル基である。
本発明の好ましい一態様において、Ar3−(L3)n3−は、無置換の環形成炭素数6〜18のアリール基である。
本発明の好ましい一態様において、Ar3−(L3)n3−は、無置換の環形成炭素数6〜18のアリール基である。
本発明の好ましい一態様において、前記Y1及びY2を含む環Ar、Ar1〜Ar3、及び、L1〜L3のいずれかが置換基を有する場合、当該置換基は、無置換の炭素数1〜30のアルキル基、及び、無置換の環形成炭素数1〜30のアリール基から選択される。
本発明の好ましい一態様において、前記Y1及びY2を含む環Ar、Ar1〜Ar3、及び、L1〜L3の全てが置換基を有していない。
本発明の好ましい一態様において、前記Y1及びY2を含む環Ar、Ar1〜Ar3、及び、L1〜L3の全てが置換基を有していない。
本発明の好ましい一態様においては、上記式(1−3)において、以下を満たす。
mは、1又は2である。
Y1及びY2を含む環Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数10〜14の縮合芳香族炭化水素環を示す。
L1は、置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のビフェニレン基、又は、置換もしくは無置換のナフチレン基を示す。
Ar2及びAr3は、式(1)における、Ar2及びAr3と同じである。
前記Y1及びY2を含む環Ar、L1、Ar2、及び、Ar3のいずれかが置換基を有する場合、該置換基は、無置換の炭素数1〜30のアルキル基及び無置換の環形成炭素数1〜30のアリール基から選択される。
Ar1は下記式(2)で表される。
[式(2)において、
Xは、酸素原子、硫黄原子、NZ、又は、CRR’を示す。
R1〜R8、Z、R及びR’から選ばれる一つは、L1と結合する単結合を示す。
L1と結合する単結合ではない、R1〜R8、Z、R及びR’は、水素原子又は前記置換基Aである。
ただし、L1と結合する単結合ではない、R1〜R8、Z、R及びR’から選ばれる隣接する2つは、水素原子又は前記置換基Aであるか、又は、互いに結合して環構造を形成する。]
mは、1又は2である。
Y1及びY2を含む環Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数10〜14の縮合芳香族炭化水素環を示す。
L1は、置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のビフェニレン基、又は、置換もしくは無置換のナフチレン基を示す。
Ar2及びAr3は、式(1)における、Ar2及びAr3と同じである。
前記Y1及びY2を含む環Ar、L1、Ar2、及び、Ar3のいずれかが置換基を有する場合、該置換基は、無置換の炭素数1〜30のアルキル基及び無置換の環形成炭素数1〜30のアリール基から選択される。
Ar1は下記式(2)で表される。
[式(2)において、
Xは、酸素原子、硫黄原子、NZ、又は、CRR’を示す。
R1〜R8、Z、R及びR’から選ばれる一つは、L1と結合する単結合を示す。
L1と結合する単結合ではない、R1〜R8、Z、R及びR’は、水素原子又は前記置換基Aである。
ただし、L1と結合する単結合ではない、R1〜R8、Z、R及びR’から選ばれる隣接する2つは、水素原子又は前記置換基Aであるか、又は、互いに結合して環構造を形成する。]
本発明の好ましい一態様においては、上記式(1−3)において、以下を満たす。
mは、1又は2である。
Y1及びY2を含む環Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数10〜14の縮合芳香族炭化水素環を示す。
Ar1が無置換の9−カルバゾリル基であり、
L1が、無置換のフェニレン基又は無置換のビフェニレン基であり、
Ar2が、無置換のフェニル基又は無置換のナフチル基であり、
Ar3が無置換のフェニル基であり、
前記Y1及びY2を含む環Arが無置換のナフタレン環である。
mは、1又は2である。
Y1及びY2を含む環Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数10〜14の縮合芳香族炭化水素環を示す。
Ar1が無置換の9−カルバゾリル基であり、
L1が、無置換のフェニレン基又は無置換のビフェニレン基であり、
Ar2が、無置換のフェニル基又は無置換のナフチル基であり、
Ar3が無置換のフェニル基であり、
前記Y1及びY2を含む環Arが無置換のナフタレン環である。
本発明の好ましい一態様において、上記化合物(1)は、下記式(1−4)で表される。
[式(1−4)における、Ar、Y1及びY2は、式(1)における、Ar、Y1及びY2と同じである。]
[式(1−4)における、Ar、Y1及びY2は、式(1)における、Ar、Y1及びY2と同じである。]
本発明に係る化合物の具体例を以下に挙げるが、特にこれらに制限されるものではない。
化合物(1)の製造方法は特に制限されず、当業者であれば以下の実施例に記載する方法により、あるいは、該方法を公知の合成方法を参考にして変更した方法により容易に製造することができる。
有機EL素子用材料
本発明の有機EL素子用材料は、化合物(1)を含む。本発明の有機EL素子用材料における化合物(1)の含有量は、特に制限されず、例えば、化合物(1)が含まれる層の全質量に対して、1質量%以上(100%を含む)であり、10質量%以上(100%を含む)であることが好ましく、50質量%以上(100%を含む)であることがより好ましく、80質量%以上(100%を含む)であることがさらに好ましく、90質量%以上(100%を含む)であることが特に好ましい。本発明の有機EL素子用材料は、有機EL素子の製造に有用である。
本発明の有機EL素子用材料は、化合物(1)を含む。本発明の有機EL素子用材料における化合物(1)の含有量は、特に制限されず、例えば、化合物(1)が含まれる層の全質量に対して、1質量%以上(100%を含む)であり、10質量%以上(100%を含む)であることが好ましく、50質量%以上(100%を含む)であることがより好ましく、80質量%以上(100%を含む)であることがさらに好ましく、90質量%以上(100%を含む)であることが特に好ましい。本発明の有機EL素子用材料は、有機EL素子の製造に有用である。
有機EL素子
次に、本発明の有機EL素子について説明する。
有機EL素子は、陰極、陽極、及び、陰極と陽極の間に有機層を含む。該有機層は発光層を含み、該有機層の少なくとも一層が化合物(1)を含む。
化合物(1)が含まれる有機層の例としては、陽極と発光層との間に設けられる正孔輸送帯域(正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、励起子阻止層等)、発光層、スペース層、陰極と発光層との間に設けられる電子輸送帯域(電子注入層、電子輸送層、正孔阻止層等)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。化合物(1)は、好ましくは蛍光又は燐光EL素子の電子輸送帯域又は発光層の材料、より好ましくは電子輸送帯域の材料、さらに好ましくは電子輸送層又は正孔阻止層の材料として用いられる。
次に、本発明の有機EL素子について説明する。
有機EL素子は、陰極、陽極、及び、陰極と陽極の間に有機層を含む。該有機層は発光層を含み、該有機層の少なくとも一層が化合物(1)を含む。
化合物(1)が含まれる有機層の例としては、陽極と発光層との間に設けられる正孔輸送帯域(正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、励起子阻止層等)、発光層、スペース層、陰極と発光層との間に設けられる電子輸送帯域(電子注入層、電子輸送層、正孔阻止層等)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。化合物(1)は、好ましくは蛍光又は燐光EL素子の電子輸送帯域又は発光層の材料、より好ましくは電子輸送帯域の材料、さらに好ましくは電子輸送層又は正孔阻止層の材料として用いられる。
本発明の有機EL素子は、蛍光又は燐光発光型の単色発光素子であっても、蛍光/燐光ハイブリッド型の白色発光素子であってもよいし、単独の発光ユニットを有するシンプル型であっても、複数の発光ユニットを有するタンデム型であってもよく、中でも、蛍光発光型の素子であることが好ましい。ここで、「発光ユニット」とは、有機層を含み、そのうちの少なくとも一層が発光層であり、注入された正孔と電子が再結合することにより発光する最小単位をいう。
例えば、シンプル型有機EL素子の代表的な素子構成としては、以下の素子構成を挙げることができる。
(1)陽極/発光ユニット/陰極
また、上記発光ユニットは、燐光発光層や蛍光発光層を複数有する積層型であってもよく、その場合、各発光層の間に、燐光発光層で生成された励起子が蛍光発光層に拡散することを防ぐ目的で、スペース層を有していてもよい。シンプル型発光ユニットの代表的な層構成を以下に示す。括弧内の層は任意である。
(a)(正孔注入層/)正孔輸送層/蛍光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(b)(正孔注入層/)正孔輸送層/燐光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(c)(正孔注入層/)正孔輸送層/第1蛍光発光層/第2蛍光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(d)(正孔注入層/)正孔輸送層/第1燐光発光層/第2燐光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(e)(正孔注入層/)正孔輸送層/燐光発光層/スペース層/蛍光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(f)(正孔注入層/)正孔輸送層/第1燐光発光層/第2燐光発光層/スペース層/蛍光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(g)(正孔注入層/)正孔輸送層/第1燐光発光層/スペース層/第2燐光発光層/スペース層/蛍光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(h)(正孔注入層/)正孔輸送層/燐光発光層/スペース層/第1蛍光発光層/第2蛍光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(i)(正孔注入層/)正孔輸送層/電子阻止層/蛍光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(j)(正孔注入層/)正孔輸送層/電子阻止層/燐光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(k)(正孔注入層/)正孔輸送層/励起子阻止層/蛍光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(l)(正孔注入層/)正孔輸送層/励起子阻止層/燐光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(m)(正孔注入層/)第1正孔輸送層/第2正孔輸送層/蛍光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(n)(正孔注入層/)第1正孔輸送層/第2正孔輸送層/燐光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(o)(正孔注入層/)第1正孔輸送層/第2正孔輸送層/蛍光発光層/第1電子輸送層/第2電子輸送層(/電子注入層)
(p)(正孔注入層/)第1正孔輸送層/第2正孔輸送層/燐光発光層/第1電子輸送層/第2電子輸送層(/電子注入層)
(q)(正孔注入層/)正孔輸送層/蛍光発光層/正孔阻止層(/電子輸送層/電子注入層)
(r)(正孔注入層/)正孔輸送層/燐光発光層/正孔阻止層(/電子輸送層/電子注入層)
(s)(正孔注入層/)正孔輸送層/蛍光発光層/励起子阻止層(/電子輸送層/電子注入層)
(t)(正孔注入層/)正孔輸送層/燐光発光層/励起子阻止層(/電子輸送層/電子注入層)
(1)陽極/発光ユニット/陰極
また、上記発光ユニットは、燐光発光層や蛍光発光層を複数有する積層型であってもよく、その場合、各発光層の間に、燐光発光層で生成された励起子が蛍光発光層に拡散することを防ぐ目的で、スペース層を有していてもよい。シンプル型発光ユニットの代表的な層構成を以下に示す。括弧内の層は任意である。
(a)(正孔注入層/)正孔輸送層/蛍光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(b)(正孔注入層/)正孔輸送層/燐光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(c)(正孔注入層/)正孔輸送層/第1蛍光発光層/第2蛍光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(d)(正孔注入層/)正孔輸送層/第1燐光発光層/第2燐光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(e)(正孔注入層/)正孔輸送層/燐光発光層/スペース層/蛍光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(f)(正孔注入層/)正孔輸送層/第1燐光発光層/第2燐光発光層/スペース層/蛍光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(g)(正孔注入層/)正孔輸送層/第1燐光発光層/スペース層/第2燐光発光層/スペース層/蛍光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(h)(正孔注入層/)正孔輸送層/燐光発光層/スペース層/第1蛍光発光層/第2蛍光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(i)(正孔注入層/)正孔輸送層/電子阻止層/蛍光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(j)(正孔注入層/)正孔輸送層/電子阻止層/燐光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(k)(正孔注入層/)正孔輸送層/励起子阻止層/蛍光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(l)(正孔注入層/)正孔輸送層/励起子阻止層/燐光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(m)(正孔注入層/)第1正孔輸送層/第2正孔輸送層/蛍光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(n)(正孔注入層/)第1正孔輸送層/第2正孔輸送層/燐光発光層(/電子輸送層/電子注入層)
(o)(正孔注入層/)第1正孔輸送層/第2正孔輸送層/蛍光発光層/第1電子輸送層/第2電子輸送層(/電子注入層)
(p)(正孔注入層/)第1正孔輸送層/第2正孔輸送層/燐光発光層/第1電子輸送層/第2電子輸送層(/電子注入層)
(q)(正孔注入層/)正孔輸送層/蛍光発光層/正孔阻止層(/電子輸送層/電子注入層)
(r)(正孔注入層/)正孔輸送層/燐光発光層/正孔阻止層(/電子輸送層/電子注入層)
(s)(正孔注入層/)正孔輸送層/蛍光発光層/励起子阻止層(/電子輸送層/電子注入層)
(t)(正孔注入層/)正孔輸送層/燐光発光層/励起子阻止層(/電子輸送層/電子注入層)
上記各燐光又は蛍光発光層は、それぞれ互いに異なる発光色を示すものとすることができる。具体的には、上記積層発光ユニット(f)において、(正孔注入層/)正孔輸送層/第1燐光発光層(赤色発光)/第2燐光発光層(緑色発光)/スペース層/蛍光発光層(青色発光)/電子輸送層といった層構成等が挙げられる。
なお、各発光層と正孔輸送層あるいはスペース層との間には、適宜、電子阻止層を設けてもよい。また、各発光層と電子輸送層との間には、適宜、正孔阻止層を設けてもよい。電子阻止層や正孔阻止層を設けることで、電子又は正孔を発光層内に閉じ込めて、発光層における電荷の再結合確率を高め、発光効率を向上させることができる。
なお、各発光層と正孔輸送層あるいはスペース層との間には、適宜、電子阻止層を設けてもよい。また、各発光層と電子輸送層との間には、適宜、正孔阻止層を設けてもよい。電子阻止層や正孔阻止層を設けることで、電子又は正孔を発光層内に閉じ込めて、発光層における電荷の再結合確率を高め、発光効率を向上させることができる。
タンデム型有機EL素子の代表的な素子構成としては、以下の素子構成を挙げることができる。
(2)陽極/第1発光ユニット/中間層/第2発光ユニット/陰極
ここで、上記第1発光ユニット及び第2発光ユニットとしては、例えば、それぞれ独立に上述の発光ユニットから選択することができる。
上記中間層は、一般的に、中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層とも呼ばれ、第1発光ユニットに電子を、第2発光ユニットに正孔を供給する、公知の材料構成を用いることができる。
(2)陽極/第1発光ユニット/中間層/第2発光ユニット/陰極
ここで、上記第1発光ユニット及び第2発光ユニットとしては、例えば、それぞれ独立に上述の発光ユニットから選択することができる。
上記中間層は、一般的に、中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層とも呼ばれ、第1発光ユニットに電子を、第2発光ユニットに正孔を供給する、公知の材料構成を用いることができる。
図1は、本発明の実施形態に係る有機EL素子の層構成の一例を示す概略図である。本例の有機EL素子1は、基板2、陽極3、陰極4、及び該陽極3と陰極4との間に配置された発光ユニット10とを有する。発光ユニット10は、発光層5を有する。発光層5と陽極3との間に正孔輸送帯域6(正孔注入層、正孔輸送層等)、発光層5と陰極4との間に電子輸送帯域7(電子注入層、電子輸送層等)を有する。
図2は、本発明の実施形態に係る有機EL素子の層構成の他の例を示す概略図である。本例の有機EL素子11は、基板2、陽極3、陰極4、及び該陽極3と陰極4との間に配置された発光ユニット20とを有する。発光ユニット20は、発光層5を有する。発光層5と陽極3との間に正孔輸送帯域6、発光層5と陰極4との間に電子輸送帯域7を有する。また、発光層5の陰極4側に、発光層5に隣接して正孔阻止層8を設けている。これにより、正孔を発光層5に閉じ込めて、発光層5における励起子の生成効率をより高めることができる。なお、正孔阻止層8は電子輸送帯域7の一部とみることもできる。発光層5の陽極3側に電子阻止層(図示せず)を設けて、電子を発光層5に閉じ込めて発光層5における励起子の生成効率をさらに高めるようにしてもよい。
図3は、本発明の実施形態に係る有機EL素子の層構成のさらに他の例示す概略図である。本例の有機EL素子12は、基板2、陽極3、陰極4、及び該陽極3と陰極4との間に配置された発光ユニット30とを有する。発光ユニット20は、発光層5を有する。陽極3と発光層5の間に配置された正孔輸送帯域は、第1正孔輸送層6a及び第2正孔輸送層6bから形成されている。また、発光層5と陰極4の間に配置された電子輸送帯域は、第1電子輸送層7a及び第2電子輸送層7bから形成されている。有機EL素子12において、単層の電子輸送層と複数層からなる正孔輸送層の組み合わせとしてもよいし、単層の正孔輸送層と複数層からなる電子輸送層の組み合わせとしてもよい。また、有機EL素子12に、正孔阻止層や電子阻止層を設けてもよい。
なお、本願明細書において、蛍光ドーパント(蛍光発光材料)と組み合わされたホストを蛍光ホストと称し、燐光ドーパントと組み合わされたホストを燐光ホストと称する。蛍光ホストと燐光ホストは分子構造のみにより区分されるものではない。すなわち、燐光ホストとは、燐光ドーパントを含有する燐光発光層を形成する材料を意味し、蛍光発光層を形成する材料として利用できないことを意味しているわけではない。蛍光ホストについても同様である。
以下、有機EL素子を構成する各層及び各部材について説明する。
基板
基板は、有機EL素子の支持体として用いられる。基板としては、例えば、ガラス、石英、プラスチックなどの板を用いることができる。また、可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板としては、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニルからなるプラスチック基板等が挙げられる。また、無機蒸着フィルムを用いることもできる。
基板
基板は、有機EL素子の支持体として用いられる。基板としては、例えば、ガラス、石英、プラスチックなどの板を用いることができる。また、可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板としては、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニルからなるプラスチック基板等が挙げられる。また、無機蒸着フィルムを用いることもできる。
陽極
基板上に形成される陽極には、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素もしくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム、グラフェン等が挙げられる。この他、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、又は前記金属の窒化物(例えば、窒化チタン)等が挙げられる。
基板上に形成される陽極には、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素もしくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム、グラフェン等が挙げられる。この他、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、又は前記金属の窒化物(例えば、窒化チタン)等が挙げられる。
これらの材料は、通常、スパッタリング法により成膜される。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し1〜10wt%の酸化亜鉛を加えたターゲットを、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウムは、酸化インジウムに対し酸化タングステンを0.5〜5wt%、酸化亜鉛を0.1〜1wt%含有したターゲットを用いることにより、スパッタリング法で形成することができる。その他、真空蒸着法、塗布法、インクジェット法、スピンコート法などにより作製してもよい。
陽極に接して形成される正孔注入層は、陽極の仕事関数に関係なく正孔注入が容易である材料を用いて形成されるため、電極材料として一般的に使用される材料(例えば、金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物、元素周期表の第1族又は第2族に属する元素)を用いることができる。
仕事関数の小さい材料である、元素周期表の第1族又は第2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、及びマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、及びこれらを含む合金(例えば、MgAg、AlLi)、ユーロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属及びこれらを含む合金等を用いることもできる。なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及びこれらを含む合金を用いて陽極を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。さらに、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることができる。
仕事関数の小さい材料である、元素周期表の第1族又は第2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、及びマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、及びこれらを含む合金(例えば、MgAg、AlLi)、ユーロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属及びこれらを含む合金等を用いることもできる。なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及びこれらを含む合金を用いて陽極を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。さらに、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることができる。
正孔注入層
正孔注入層は、正孔注入性の高い材料(正孔注入性材料)を含む層である。正孔注入性材料を単独で又は複数組み合わせて正孔注入層に用いることができる。
正孔注入層は、正孔注入性の高い材料(正孔注入性材料)を含む層である。正孔注入性材料を単独で又は複数組み合わせて正孔注入層に用いることができる。
正孔注入性材料としては、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。
低分子の有機化合物である4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、4,4’−ビス(N−{4−[N’−(3−メチルフェニル)−N’−フェニルアミノ]フェニル}−N−フェニルアミノ)ビフェニル(略称:DNTPD)、1,3,5−トリス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ベンゼン(略称:DPA3B)、3−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)、3−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)等の芳香族アミン化合物等も正孔注入層材料として挙げられる。
高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)を用いることもできる。例えば、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)、ポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)、ポリ[N−(4−{N’−[4−(4−ジフェニルアミノ)フェニル]フェニル−N’−フェニルアミノ}フェニル)メタクリルアミド](略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)ベンジジン](略称:Poly−TPD)などの高分子化合物が挙げられる。また、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)、ポリアニリン/ポリ(スチレンスルホン酸)(PAni/PSS)等の酸を添加した高分子化合物を用いることもできる。
さらに、下記式(K)で表されるヘキサアザトリフェニレン(HAT)化合物などのアクセプター材料を他の化合物と組み合わせて用いることも好ましい。
(上記式(K)において、R21〜R26は、それぞれ独立にシアノ基、−CONH2、カルボキシ基、又は−COOR27(R27は炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数3〜20のシクロアルキル基を表す)を表す。また、R21及びR22、R23及びR24、及びR25及びR26から選ばれる隣接する2つが互いに結合して−CO−O−CO−で示される基を形成してもよい。)
R27としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
R27としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
正孔輸送層
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い材料(正孔輸送性材料)を含む層である。正孔輸送材料を単独又は複数組み合わせて用いることができる。正孔輸送性材料としては、例えば、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体等を使用する事ができる。
芳香族アミン化合物としては、例えば、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)やN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BAFLP)、4,4’−ビス[N−(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DFLDPBi)、4,4’,4”−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4”−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、及び、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)が挙げられる。これらの芳香族アミン化合物は、10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する。
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い材料(正孔輸送性材料)を含む層である。正孔輸送材料を単独又は複数組み合わせて用いることができる。正孔輸送性材料としては、例えば、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体等を使用する事ができる。
芳香族アミン化合物としては、例えば、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)やN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BAFLP)、4,4’−ビス[N−(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DFLDPBi)、4,4’,4”−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4”−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、及び、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)が挙げられる。これらの芳香族アミン化合物は、10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する。
カルバゾール誘導体としては、例えば、4,4’−ジ(9−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、9−[4−(9−カルバゾリル)フェニル]−10−フェニルアントラセン(略称:CzPA)、及び、9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPA)が挙げられる。
アントラセン誘導体としては、例えば、2−t−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、及び、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)が挙げられる。
ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)やポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)等の高分子化合物を用いることもできる。
但し、電子輸送性よりも正孔輸送性の方が高い化合物であれば、上記以外の化合物を用いてもよい。
アントラセン誘導体としては、例えば、2−t−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、及び、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)が挙げられる。
ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)やポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)等の高分子化合物を用いることもできる。
但し、電子輸送性よりも正孔輸送性の方が高い化合物であれば、上記以外の化合物を用いてもよい。
正孔輸送層は、単層構造でもよく、2以上の層を含む多層構造でもよい。例えば、正孔輸送層は第1正孔輸送層(陽極側)と第2正孔輸送層(陰極側)を含む2層構造であってもよい。
発光層のドーパント材料
発光層は、発光性の高い材料(ドーパント材料)を含む層であり、種々の材料を用いることができる。例えば、蛍光発光材料や燐光発光材料をドーパント材料として用いることができる。蛍光発光材料は一重項励起状態から発光する化合物であり、燐光発光材料は三重項励起状態から発光する化合物である。
発光層は、発光性の高い材料(ドーパント材料)を含む層であり、種々の材料を用いることができる。例えば、蛍光発光材料や燐光発光材料をドーパント材料として用いることができる。蛍光発光材料は一重項励起状態から発光する化合物であり、燐光発光材料は三重項励起状態から発光する化合物である。
発光層に用いることができる青色系の蛍光発光材料として、ピレン誘導体、スチリルアミン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、フルオレン誘導体、ジアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体等が使用できる。具体的には、N,N’−ビス[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニルスチルベン−4,4’−ジアミン(略称:YGA2S)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:YGAPA)、4−(10−フェニル−9−アントリル)−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBAPA)などが挙げられる。
発光層に用いることができる緑色系の蛍光発光材料として、芳香族アミン誘導体等を使用できる。具体的には、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCABPhA)、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPAPA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPABPhA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)]−N−[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニルアントラセン−2−アミン(略称:2YGABPhA)、N,N,9−トリフェニルアントラセン−9−アミン(略称:DPhAPhA)などが挙げられる。
発光層に用いることができる赤色系の蛍光発光材料として、テトラセン誘導体、ジアミン誘導体等が使用できる。具体的には、N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)テトラセン−5,11−ジアミン(略称:p−mPhTD)、7,14−ジフェニル−N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)アセナフト[1,2−a]フルオランテン−3,10−ジアミン(略称:p−mPhAFD)などが挙げられる。
発光層に用いることができる青色系の燐光発光材料として、イリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体等の金属錯体が使用される。具体的には、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)テトラキス(1−ピラゾリル)ボラート(略称:FIr6)、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)ピコリナート(略称:FIrpic)、ビス[2−(3’,5’ビストリフルオロメチルフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)ピコリナート(略称:Ir(CF3ppy)2(pic))、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:FIracac)などが挙げられる。
発光層に用いることができる緑色系の燐光発光材料として、イリジウム錯体等が使用される。トリス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:Ir(ppy)3)、ビス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(ppy)2(acac))、ビス(1,2−ジフェニル−1H−ベンゾイミダゾラト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(pbi)2(acac))、ビス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(bzq)2(acac))などが挙げられる。
発光層に用いることができる赤色系の燐光発光材料として、イリジウム錯体、白金錯体、テルビウム錯体、ユーロピウム錯体等の金属錯体が使用される。具体的には、ビス[2−(2’−ベンゾ[4,5−α]チエニル)ピリジナト−N,C3’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(btp)2(acac))、ビス(1−フェニルイソキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(piq)2(acac))、(アセチルアセトナート)ビス[2,3−ビス(4−フルオロフェニル)キノキサリナト]イリジウム(III)(略称:Ir(Fdpq)2(acac))、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H,23H−ポルフィリン白金(II)(略称:PtOEP)等の有機金属錯体が挙げられる。
また、トリス(アセチルアセトナート)(モノフェナントロリン)テルビウム(III)(略称:Tb(acac)3(Phen))、トリス(1,3−ジフェニル−1,3−プロパンジオナト)(モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:Eu(DBM)3(Phen))、トリス[1−(2−テノイル)−3,3,3−トリフルオロアセトナト](モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:Eu(TTA)3(Phen))等の希土類金属錯体は、希土類金属イオンからの発光(異なる多重度間の電子遷移)であるため、燐光発光材料として用いることができる。
発光層のホスト材料
発光層は、上述したドーパント材料を他の材料(ホスト材料)に分散させた構成としてもよい。ホスト材料としては、ドーパント材料よりも最低空軌道準位(LUMO準位)が高く、最高占有軌道準位(HOMO準位)が低い材料を用いることが好ましい。
発光層は、上述したドーパント材料を他の材料(ホスト材料)に分散させた構成としてもよい。ホスト材料としては、ドーパント材料よりも最低空軌道準位(LUMO準位)が高く、最高占有軌道準位(HOMO準位)が低い材料を用いることが好ましい。
ホスト材料としては、例えば
(1)アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、又は亜鉛錯体等の金属錯体、
(2)オキサジアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、又はフェナントロリン誘導体等の複素環化合物、
(3)カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、又はクリセン誘導体等の縮合芳香族化合物、
(4)トリアリールアミン誘導体又は縮合多環芳香族アミン誘導体等の芳香族アミン化合物が使用される。
(1)アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、又は亜鉛錯体等の金属錯体、
(2)オキサジアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、又はフェナントロリン誘導体等の複素環化合物、
(3)カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、又はクリセン誘導体等の縮合芳香族化合物、
(4)トリアリールアミン誘導体又は縮合多環芳香族アミン誘導体等の芳香族アミン化合物が使用される。
例えば、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Alq)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Almq3)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(II)(略称:BeBq2)、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)(略称:BAlq)、ビス(8−キノリノラト)亜鉛(II)(略称:Znq)、ビス[2−(2−ベンゾオキサゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnPBO)、ビス[2−(2−ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnBTZ)などの金属錯体;
2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、2,2’,2’’−(1,3,5−ベンゼントリイル)トリス(1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール)(略称:TPBI)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)などの複素環化合物;
9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、3,6−ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:DPCzPA)、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、9,9’−ビアントリル(略称:BANT)、9,9’−(スチルベン−3,3’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS)、9,9’−(スチルベン−4,4’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS2)、3,3’,3’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリピレン(略称:TPB3)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、6,12−ジメトキシ−5,11−ジフェニルクリセンなどの縮合芳香族化合物;及び
N,N−ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:CzA1PA)、4−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:DPhPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPA)、N,9−ジフェニル−N−{4−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]フェニル}−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPBA)、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPA)、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB又はα−NPD)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’−ビス[N−(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DFLDPBi)、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)などの芳香族アミン化合物を用いることができる。ホスト材料は複数種用いてもよい。
2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、2,2’,2’’−(1,3,5−ベンゼントリイル)トリス(1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール)(略称:TPBI)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)などの複素環化合物;
9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、3,6−ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:DPCzPA)、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、9,9’−ビアントリル(略称:BANT)、9,9’−(スチルベン−3,3’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS)、9,9’−(スチルベン−4,4’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS2)、3,3’,3’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリピレン(略称:TPB3)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、6,12−ジメトキシ−5,11−ジフェニルクリセンなどの縮合芳香族化合物;及び
N,N−ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:CzA1PA)、4−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:DPhPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPA)、N,9−ジフェニル−N−{4−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]フェニル}−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPBA)、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPA)、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB又はα−NPD)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’−ビス[N−(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DFLDPBi)、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)などの芳香族アミン化合物を用いることができる。ホスト材料は複数種用いてもよい。
特に、青色蛍光素子の場合には、下記のアントラセン化合物をホスト材料として用いることが好ましい。
電子輸送帯域は、電子注入層、電子輸送層、正孔阻止層等から構成される。これらのいずれかの層に上記化合物(1)を含むことが好ましく、電子輸送層及び正孔阻止層の少なくとも一方に上記化合物(1)を含むことがより好ましい。また、電子輸送帯域のいずれかの層、特に電子輸送層は、好ましくは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属を含有する有機錯体、アルカリ土類金属を含有する有機錯体、及び希土類金属を含有する有機錯体からなる群から選択される1以上を含有する。
電子輸送層
電子輸送層は電子輸送性の高い材料(電子輸送性材料)を含む層である。電子輸送層には、化合物(1)や、化合物(1)と他の電子輸送性材料とを組み合わせて用いることができる。他の電子輸送性材料としては、例えば、
(1)アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、亜鉛錯体等の金属錯体、
(2)イミダゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、アジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントロリン誘導体等の複素芳香族化合物、
(3)高分子化合物を使用することができる。
電子輸送層は電子輸送性の高い材料(電子輸送性材料)を含む層である。電子輸送層には、化合物(1)や、化合物(1)と他の電子輸送性材料とを組み合わせて用いることができる。他の電子輸送性材料としては、例えば、
(1)アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、亜鉛錯体等の金属錯体、
(2)イミダゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、アジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントロリン誘導体等の複素芳香族化合物、
(3)高分子化合物を使用することができる。
金属錯体としては、例えば、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Alq)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq3)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq2)、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)(略称:BAlq)、ビス(8−キノリノラト)亜鉛(II)(略称:Znq)、ビス[2−(2−ベンゾオキサゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnPBO)、ビス[2−(2−ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnBTZ)が挙げられる。
複素芳香族化合物としては、例えば、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3−ビス[5−(ptert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−(4−エチルフェニル)−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:p−EtTAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、4,4’−ビス(5−メチルベンゾオキサゾール−2−イル)スチルベン(略称:BzOs)が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、ポリ[(9,9−ジヘキシルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(ピリジン−3,5−ジイル)](略称:PF−Py)、ポリ[(9,9−ジオクチルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(2,2’−ビピリジン−6,6’−ジイル)](略称:PF−BPy)が挙げられる。
上記材料は、10−6cm2/Vs以上の電子移動度を有する材料である。なお、正孔輸送性よりも電子輸送性の高い材料であれば、上記以外の材料を電子輸送層に用いてもよい。
電子輸送層は、単層でもよく、2以上の層を含む多層でもよい。例えば、電子輸送層は第1電子輸送層(陽極側)と第2電子輸送層(陰極側)を含む層であってもよい。第1電子輸送層を正孔阻止層と呼ぶ場合がある。2以上の電子輸送層は、それぞれ前記電子輸送性材料により形成される。
2層構造の電子輸送層において、化合物(1)を第1電子輸送層と第2電子輸送層の一方に含んでいてもよいし、双方に含んでいてもよい。
本発明の一態様においては、化合物(1)が第2電子輸送層に含まれるのが好ましく、他の態様においては、化合物(1)が第1電子輸送層に含まれるのが好ましく、さらに他の態様においては、化合物(1)が第1電子輸送層と第2電子輸送層に含まれるのが好ましい。
本発明の一態様においては、化合物(1)が第2電子輸送層に含まれるのが好ましく、他の態様においては、化合物(1)が第1電子輸送層に含まれるのが好ましく、さらに他の態様においては、化合物(1)が第1電子輸送層と第2電子輸送層に含まれるのが好ましい。
電子注入層
電子注入層は、電子注入性の高い材料を含む層である。電子注入層には、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、カルシウム(Ca)、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF2)、リチウム酸化物(LiOx)等のアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はそれらの化合物を用いることができる。その他、電子輸送性を有する材料にアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はそれらの化合物を含有させたもの、具体的にはAlq中にマグネシウム(Mg)を含有させたもの等を用いてもよい。なお、この場合には、陰極からの電子注入をより効率よく行うことができる。
あるいは、電子注入層に、有機化合物と電子供与体(ドナー)とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、有機化合物が電子供与体から電子を受け取るため、電子注入性及び電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、受け取った電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層を構成する材料(金属錯体や複素芳香族化合物等)を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す材料であればよい。具体的には、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン(略称:TTF)等の有機化合物を用いることもできる。電子注入層に上記化合物(1)が含まれていてもよい。
電子注入層は、電子注入性の高い材料を含む層である。電子注入層には、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、カルシウム(Ca)、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF2)、リチウム酸化物(LiOx)等のアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はそれらの化合物を用いることができる。その他、電子輸送性を有する材料にアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はそれらの化合物を含有させたもの、具体的にはAlq中にマグネシウム(Mg)を含有させたもの等を用いてもよい。なお、この場合には、陰極からの電子注入をより効率よく行うことができる。
あるいは、電子注入層に、有機化合物と電子供与体(ドナー)とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、有機化合物が電子供与体から電子を受け取るため、電子注入性及び電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、受け取った電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層を構成する材料(金属錯体や複素芳香族化合物等)を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す材料であればよい。具体的には、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン(略称:TTF)等の有機化合物を用いることもできる。電子注入層に上記化合物(1)が含まれていてもよい。
陰極
陰極には、仕事関数の小さい(具体的には3.8eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを用いることが好ましい。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第1族又は第2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、及びマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、及びこれらを含む合金(例えば、MgAg、AlLi)、ユーロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属及びこれらを含む合金等が挙げられる。
なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金を用いて陰極を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。また、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることができる。
なお、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Al、Ag、ITO、グラフェン、珪素もしくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を用いて陰極を形成することができる。これらの導電性材料は、スパッタリング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することができる。
陰極には、仕事関数の小さい(具体的には3.8eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを用いることが好ましい。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第1族又は第2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、及びマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、及びこれらを含む合金(例えば、MgAg、AlLi)、ユーロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属及びこれらを含む合金等が挙げられる。
なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金を用いて陰極を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。また、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることができる。
なお、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Al、Ag、ITO、グラフェン、珪素もしくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を用いて陰極を形成することができる。これらの導電性材料は、スパッタリング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することができる。
絶縁層
有機EL素子は、超薄膜に電界を印加するために、リークやショートによる画素欠陥が生じやすい。これを防止するために、一対の電極間に絶縁性の薄膜層からなる絶縁層を挿入してもよい。
絶縁層に用いられる材料としては、例えば、酸化アルミニウム、弗化リチウム、酸化リチウム、弗化セシウム、酸化セシウム、酸化マグネシウム、弗化マグネシウム、酸化カルシウム、弗化カルシウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化珪素、酸化ゲルマニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化バナジウム等が挙げられる。なお、これらの混合物や積層物を用いてもよい。
有機EL素子は、超薄膜に電界を印加するために、リークやショートによる画素欠陥が生じやすい。これを防止するために、一対の電極間に絶縁性の薄膜層からなる絶縁層を挿入してもよい。
絶縁層に用いられる材料としては、例えば、酸化アルミニウム、弗化リチウム、酸化リチウム、弗化セシウム、酸化セシウム、酸化マグネシウム、弗化マグネシウム、酸化カルシウム、弗化カルシウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化珪素、酸化ゲルマニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化バナジウム等が挙げられる。なお、これらの混合物や積層物を用いてもよい。
スペース層
上記スペース層とは、例えば、蛍光発光層と燐光発光層とを積層する場合に、燐光発光層で生成する励起子を蛍光発光層に拡散させない、あるいは、キャリアバランスを調整する目的で、蛍光発光層と燐光発光層との間に設けられる層である。また、スペース層は、複数の燐光発光層の間に設けることもできる。なお、ここでいう「キャリア」とは、物質中の電荷担体の意味である。
スペース層は発光層間に設けられるため、電子輸送性と正孔輸送性を兼ね備える材料であることが好ましい。また、隣接する燐光発光層内の三重項エネルギーの拡散を防ぐため、三重項エネルギーが2.6eV以上であることが好ましい。スペース層に用いられる材料としては、上述の正孔輸送層に用いられるものと同様のものが挙げられる。
上記スペース層とは、例えば、蛍光発光層と燐光発光層とを積層する場合に、燐光発光層で生成する励起子を蛍光発光層に拡散させない、あるいは、キャリアバランスを調整する目的で、蛍光発光層と燐光発光層との間に設けられる層である。また、スペース層は、複数の燐光発光層の間に設けることもできる。なお、ここでいう「キャリア」とは、物質中の電荷担体の意味である。
スペース層は発光層間に設けられるため、電子輸送性と正孔輸送性を兼ね備える材料であることが好ましい。また、隣接する燐光発光層内の三重項エネルギーの拡散を防ぐため、三重項エネルギーが2.6eV以上であることが好ましい。スペース層に用いられる材料としては、上述の正孔輸送層に用いられるものと同様のものが挙げられる。
阻止層
電子阻止層、正孔阻止層、励起子阻止層などの阻止層を発光層に隣接して設けてもよい。電子阻止層とは発光層から正孔輸送層へ電子が漏れることを防ぐ層であり、正孔阻止層とは発光層から電子輸送層へ正孔が漏れることを防ぐ層である。励起子阻止層は発光層で生成した励起子が周辺の層へ拡散することを防止し、励起子を発光層内に閉じ込める機能を有する。上述したように、正孔阻止層に上記化合物(1)を含んでいることが好ましい。
電子阻止層、正孔阻止層、励起子阻止層などの阻止層を発光層に隣接して設けてもよい。電子阻止層とは発光層から正孔輸送層へ電子が漏れることを防ぐ層であり、正孔阻止層とは発光層から電子輸送層へ正孔が漏れることを防ぐ層である。励起子阻止層は発光層で生成した励起子が周辺の層へ拡散することを防止し、励起子を発光層内に閉じ込める機能を有する。上述したように、正孔阻止層に上記化合物(1)を含んでいることが好ましい。
前記有機EL素子の各層は従来公知の蒸着法、塗布法等により形成することができる。例えば、真空蒸着法、分子線蒸着法(MBE法)などの蒸着法、あるいは、層を形成する化合物の溶液を用いた、ディッピング法、スピンコーティング法、キャスティング法、バーコート法、ロールコート法等の塗布法による公知の方法で形成することができる。
各層の膜厚は特に制限されないが、一般に膜厚が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすく、逆に厚すぎると高い駆動電圧が必要となり効率が悪くなるため、通常5nm〜10μmであり、10nm〜0.2μmがより好ましい。
前記有機EL素子は、有機ELパネルモジュール等の表示部品、テレビ、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の表示装置、及び、照明、車両用灯具の発光装置等の電子機器に使用できる。
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
<合成実施例1(化合物1の合成)>
(1)中間体1の合成
(1)中間体1の合成
窒素雰囲気下、1−ブロモ−2−ナフトアルデヒド(15.0g,63.8mmol)、フェニルボロン酸(8.10g,66.4mmol)、及び、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(1.50g,1.30mmol)の混合物に、1,2−ジメトキシエタン(320mL)、2Mの炭酸ナトリウム水溶液(96mL、192mmol)を加え、80℃で6時間撹拌した。反応終了後、この溶液を室温まで冷却し、酢酸エチル及び水を加え、分液した後に、有機層を減圧濃縮した。得られた混合物をジクロロメタンに溶解し、シリカゲルのカラムクロマトグラフィーに通した。得られた溶液をさらに減圧濃縮し、中間体1(13.8g,59.4mmol)を得た。中間体1の収率は93%であった。
(2)中間体2、3の合成
窒素雰囲気下、水酸化ナトリウム(2.80g、70.0mmol)、水(8ml)、エタノール(32mL)、及び、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(1.50g、1.30mmol)の混合物に、1−(3,5−ジフルオロフェニル)エタン−1−オン(4.8g、30.7mmol)を加え、室温で1時間撹拌した。その後、中間体1(7.3g、31.4mmol)のエタノール(60ml)懸濁液を滴下し、室温で4時間撹拌し、中間体2を含むスラリーを得た。中間体2を含むスラリーはそのまま次の中間体3の合成に用いた。
窒素雰囲気下、上記中間体2を含むスラリー、及び、ベンズアミジン塩酸塩(4.09g、26.1mmol)の混合物を、加熱還流下6時間撹拌した。反応終了後、得られた溶液を室温まで冷却し、水(82ml)を加え、固体をろ取した。得られた個体をメタノールで洗浄し、中間体3(3.77g 、8.01mmol)を得た。中間体3の収率は31%であった。
窒素雰囲気下、水酸化ナトリウム(2.80g、70.0mmol)、水(8ml)、エタノール(32mL)、及び、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(1.50g、1.30mmol)の混合物に、1−(3,5−ジフルオロフェニル)エタン−1−オン(4.8g、30.7mmol)を加え、室温で1時間撹拌した。その後、中間体1(7.3g、31.4mmol)のエタノール(60ml)懸濁液を滴下し、室温で4時間撹拌し、中間体2を含むスラリーを得た。中間体2を含むスラリーはそのまま次の中間体3の合成に用いた。
窒素雰囲気下、上記中間体2を含むスラリー、及び、ベンズアミジン塩酸塩(4.09g、26.1mmol)の混合物を、加熱還流下6時間撹拌した。反応終了後、得られた溶液を室温まで冷却し、水(82ml)を加え、固体をろ取した。得られた個体をメタノールで洗浄し、中間体3(3.77g 、8.01mmol)を得た。中間体3の収率は31%であった。
(3)化合物1の合成
窒素雰囲気下、中間体3(3.77g、8.01mmol)、カルバゾール(5.36g、32.1mmol)、リン酸カリウム(6.8g、32.0mmol)の混合物に、1−メチル−2−ピロリドン(40ml)を加え、150℃で17時間撹拌した。反応終了後、この溶液を室温まで冷却し、水(80ml)を加え、固体をろ取した。得られた個体を、トルエンを用いて再結晶法により精製し、化合物1(3.86g、5.04mmol)を得た。化合物1の収率は、63%であった。本化合物を質量分析した結果、m/e=764であり、本化合物を化合物1(Exact mass:764.29)と同定した。
窒素雰囲気下、中間体3(3.77g、8.01mmol)、カルバゾール(5.36g、32.1mmol)、リン酸カリウム(6.8g、32.0mmol)の混合物に、1−メチル−2−ピロリドン(40ml)を加え、150℃で17時間撹拌した。反応終了後、この溶液を室温まで冷却し、水(80ml)を加え、固体をろ取した。得られた個体を、トルエンを用いて再結晶法により精製し、化合物1(3.86g、5.04mmol)を得た。化合物1の収率は、63%であった。本化合物を質量分析した結果、m/e=764であり、本化合物を化合物1(Exact mass:764.29)と同定した。
<合成比較例1(比較化合物3の合成)>
(1)中間体4の合成
窒素雰囲気下、2−ブロモ−1−フェニルナフタレン(14.2g、50.0mmol)、テトラヒドロフラン(250m)の混合物に、−78℃でn−ブチルリチウムの1.6Mヘキサン溶液(37.5ml、60.0mmol)を加え、−78℃で1時間撹拌した。続いて、−78℃でホウ酸トリイソプロピル(8.89mL、65.0mmol)を加え、徐々に室温まで昇温させた。反応終了後、酢酸エチル、水を加え、分液した後に、有機層を減圧濃縮した。混合物を酢酸エチルに溶解し、シリカゲルのカラムクロマトグラフィーに通した。得られた溶液を減圧濃縮し、中間体4(9.00g、37.5mmol)を得た。中間体4の収率は75%であった。
(1)中間体4の合成
窒素雰囲気下、2−ブロモ−1−フェニルナフタレン(14.2g、50.0mmol)、テトラヒドロフラン(250m)の混合物に、−78℃でn−ブチルリチウムの1.6Mヘキサン溶液(37.5ml、60.0mmol)を加え、−78℃で1時間撹拌した。続いて、−78℃でホウ酸トリイソプロピル(8.89mL、65.0mmol)を加え、徐々に室温まで昇温させた。反応終了後、酢酸エチル、水を加え、分液した後に、有機層を減圧濃縮した。混合物を酢酸エチルに溶解し、シリカゲルのカラムクロマトグラフィーに通した。得られた溶液を減圧濃縮し、中間体4(9.00g、37.5mmol)を得た。中間体4の収率は75%であった。
(2)比較化合物3の合成
窒素雰囲気下、中間体4(7.44g、30.0mmol)、9−[3−カルバゾール−9−イル−5−(4−クロロ−6−フェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)フェニル]カルバゾール(17.9g、30.0mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0.347g、0.300mmol)、及び、炭酸ナトリウム(6.36g、60.0mmol)の混合物に、1,2−ジメトキシエタン(150ml)及び水(75mL)を加え、80℃で7時間撹拌した。反応終了後、得られた溶液を室温まで冷却して固体化した。得られた固体を、トルエンを用いて再結晶法により精製し、比較化合物3(18.4g,24.0mmol)を得た。比較化合物3の収率は80%であった。本化合物を質量分析した結果、m/e=765であり、本化合物を比較化合物3(Exact mass:765.29)と同定した。
<有機EL素子の作製>
有機EL素子を以下のように作製した。
窒素雰囲気下、中間体4(7.44g、30.0mmol)、9−[3−カルバゾール−9−イル−5−(4−クロロ−6−フェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)フェニル]カルバゾール(17.9g、30.0mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0.347g、0.300mmol)、及び、炭酸ナトリウム(6.36g、60.0mmol)の混合物に、1,2−ジメトキシエタン(150ml)及び水(75mL)を加え、80℃で7時間撹拌した。反応終了後、得られた溶液を室温まで冷却して固体化した。得られた固体を、トルエンを用いて再結晶法により精製し、比較化合物3(18.4g,24.0mmol)を得た。比較化合物3の収率は80%であった。本化合物を質量分析した結果、m/e=765であり、本化合物を比較化合物3(Exact mass:765.29)と同定した。
<有機EL素子の作製>
有機EL素子を以下のように作製した。
(実施例1)
25mm×75mm×1.1mmのITO透明電極付きガラス基板(ジオマテック株式会社製)をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を5分間行なった後、UVオゾン洗浄を30分間行った。ITO透明電極の厚さは130nmとした。
洗浄後のITO透明電極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透明電極を覆うようにして下記化合物HI−1を蒸着して膜厚5nmの正孔注入層を形成した。
次に、この正孔注入層上に、下記化合物HT−1(第1正孔輸送層材料)を蒸着して膜厚85nmの第1正孔輸送層を形成した。
次に、この第1正孔輸送層上に、下記化合物HT−2(第2正孔輸送層材料)を蒸着して膜厚5nmの第2正孔輸送層を形成した。
次に、この第2正孔輸送層上に、下記化合物BH−1(ホスト材料)とBD−1(ドーパント材料)とを共蒸着し、膜厚25nmの発光層を形成した。化合物BD−1の発光層中の濃度は4.0質量%であった。
次に、この発光層の上に、合成例1で合成した化合物1を蒸着して膜厚5nmの正孔阻止層を形成した。
次に、この正孔阻止層の上に、下記化合物ET−1(電子輸送層材料)と下記化合物Liqとを共蒸着して膜厚20nmの電子輸送層を形成した。電子輸送層における化合物ET−1とLiqの濃度は50.0質量%であった。
次に、この電子輸送層上に、LiFを蒸着して膜厚1nmのLiF膜を形成した。
そして、このLiF膜上に金属Alを蒸着して膜厚80nmの金属Al陰極を形成した。
製造実施例1の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT-1(5)/HT-1(85)/HT-2(5)/BH-1:BD-1(25:4%)/化合物1(5)/ET-1:Liq(20:50%)/LiF(1)/Al(80)
なお、括弧内の数字は、膜厚(単位:nm)を示す。また、同じく括弧内において、パーセント表示された数字は、その層における、右側に記載した化合物の割合(質量%)を示す。下記製造比較例1、2の対応する記載についても同様である。
25mm×75mm×1.1mmのITO透明電極付きガラス基板(ジオマテック株式会社製)をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を5分間行なった後、UVオゾン洗浄を30分間行った。ITO透明電極の厚さは130nmとした。
洗浄後のITO透明電極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透明電極を覆うようにして下記化合物HI−1を蒸着して膜厚5nmの正孔注入層を形成した。
次に、この正孔注入層上に、下記化合物HT−1(第1正孔輸送層材料)を蒸着して膜厚85nmの第1正孔輸送層を形成した。
次に、この第1正孔輸送層上に、下記化合物HT−2(第2正孔輸送層材料)を蒸着して膜厚5nmの第2正孔輸送層を形成した。
次に、この第2正孔輸送層上に、下記化合物BH−1(ホスト材料)とBD−1(ドーパント材料)とを共蒸着し、膜厚25nmの発光層を形成した。化合物BD−1の発光層中の濃度は4.0質量%であった。
次に、この発光層の上に、合成例1で合成した化合物1を蒸着して膜厚5nmの正孔阻止層を形成した。
次に、この正孔阻止層の上に、下記化合物ET−1(電子輸送層材料)と下記化合物Liqとを共蒸着して膜厚20nmの電子輸送層を形成した。電子輸送層における化合物ET−1とLiqの濃度は50.0質量%であった。
次に、この電子輸送層上に、LiFを蒸着して膜厚1nmのLiF膜を形成した。
そして、このLiF膜上に金属Alを蒸着して膜厚80nmの金属Al陰極を形成した。
製造実施例1の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT-1(5)/HT-1(85)/HT-2(5)/BH-1:BD-1(25:4%)/化合物1(5)/ET-1:Liq(20:50%)/LiF(1)/Al(80)
なお、括弧内の数字は、膜厚(単位:nm)を示す。また、同じく括弧内において、パーセント表示された数字は、その層における、右側に記載した化合物の割合(質量%)を示す。下記製造比較例1、2の対応する記載についても同様である。
(比較例1)
実施例1の正孔阻止層に用いた化合物1に代えて、下記比較化合物1を正孔阻止材料として用いた以外は実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
比較例1の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI-1(5)/HT-1(85)/HT-2(5)/BH-1:BD-1(25:4%)/比較化合物1(5)/ET-1:Liq(20:50%)/LiF(1)/Al(80)
実施例1の正孔阻止層に用いた化合物1に代えて、下記比較化合物1を正孔阻止材料として用いた以外は実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
比較例1の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI-1(5)/HT-1(85)/HT-2(5)/BH-1:BD-1(25:4%)/比較化合物1(5)/ET-1:Liq(20:50%)/LiF(1)/Al(80)
(比較例2)
実施例1の正孔阻止層に用いた化合物1に代えて、下記比較化合物2を正孔阻止材料として用いた以外は実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
比較例2の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI-1(5)/HT-1(85)/HT-2(5)/BH-1:BD-1(25:4%)/比較化合物2(5)/ET-1:Liq(20:50%)/LiF(1)/Al(80)
実施例1の正孔阻止層に用いた化合物1に代えて、下記比較化合物2を正孔阻止材料として用いた以外は実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
比較例2の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI-1(5)/HT-1(85)/HT-2(5)/BH-1:BD-1(25:4%)/比較化合物2(5)/ET-1:Liq(20:50%)/LiF(1)/Al(80)
(比較例3)
実施例1の正孔阻止層に用いた化合物1に代えて、上記比較化合物3を正孔阻止材料として用いた以外は実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
比較例3の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI-1(5)/HT-1(85)/HT-2(5)/BH-1:BD-1(25:4%)/比較化合物3(5)/ET-1:Liq(20:50%)/LiF(1)/Al(80)
実施例1の正孔阻止層に用いた化合物1に代えて、上記比較化合物3を正孔阻止材料として用いた以外は実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
比較例3の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HI-1(5)/HT-1(85)/HT-2(5)/BH-1:BD-1(25:4%)/比較化合物3(5)/ET-1:Liq(20:50%)/LiF(1)/Al(80)
実施例1及び比較例1〜3において用いた、化合物1及び比較化合物1〜3の化学構造式を以下に示す。
<有機EL素子の評価1>
作製した実施例1及び比較例1の有機EL素子について、電流密度が50mA/cm2となるように有機EL素子に電圧を印加し、95%寿命(LT95)の評価を行った。ここでLT95とは、定電流駆動時において、輝度が初期輝度の95%に低下するまでの時間(hr)をいう。
<有機EL素子の評価2>
実施例1、比較例2及び比較例3で作製した有機EL素子について、電流密度が10mA/cm2となるように有機EL素子に電圧を印加し、そのときの電圧値を測定するとともに、外部量子効率の評価を行った。
上記評価1及び評価2の結果を表1に示す。
作製した実施例1及び比較例1の有機EL素子について、電流密度が50mA/cm2となるように有機EL素子に電圧を印加し、95%寿命(LT95)の評価を行った。ここでLT95とは、定電流駆動時において、輝度が初期輝度の95%に低下するまでの時間(hr)をいう。
<有機EL素子の評価2>
実施例1、比較例2及び比較例3で作製した有機EL素子について、電流密度が10mA/cm2となるように有機EL素子に電圧を印加し、そのときの電圧値を測定するとともに、外部量子効率の評価を行った。
上記評価1及び評価2の結果を表1に示す。
表1から明らかなように、特定の構造を有する式(1)に包含される化合物1を有機EL素子の正孔阻止材料として用いることにより、比較化合物1を用いた有機EL素子では実現されない長寿命化を達成し得る有機EL素子が得られることが分かる。
−(L3)n3−Ar3基と、母核のピリミジニル基とが、芳香環によって結合されており、かつ、両者が当該芳香環を構成する隣り合う一対の炭素にそれぞれ結合した分子構造を有する化合物(例えば、芳香環がベンゼン環であれば、両者がベンゼン環のオルト位に結合した構造を持つ化合物)を有機EL素子に適用すると、有機EL素子の効率が高くなることが期待される。これは、電子輸送の中心であるピリミジンの周囲をねじることで隣接層の材料分子との重なりが増し、隣接層への電子注入性が改善し得ることが一つの理由であると考えられる。
しかし、実際には、比較化合物1のように、−(L3)n3−Ar3基に相当するアリール基と母核のピリミジニル基とを結合する結合基がフェニレン基などの単環の基である場合、有機EL素子の寿命が短くなる。この原因の一つは、以下の理由によるものと推測される。つまり、上記結合基が単環の場合、電子輸送の中心であるピリミジンの周囲の剛直性が低いため、中性状態とラジカルアニオン状態の構造変化が大きく化合物全体の耐久性が低くなる結果、有機EL素子の寿命が短くなるものと推測される。
−(L3)n3−Ar3基と、母核のピリミジニル基とが、芳香環によって結合されており、かつ、両者が当該芳香環を構成する隣り合う一対の炭素にそれぞれ結合した分子構造を有する化合物(例えば、芳香環がベンゼン環であれば、両者がベンゼン環のオルト位に結合した構造を持つ化合物)を有機EL素子に適用すると、有機EL素子の効率が高くなることが期待される。これは、電子輸送の中心であるピリミジンの周囲をねじることで隣接層の材料分子との重なりが増し、隣接層への電子注入性が改善し得ることが一つの理由であると考えられる。
しかし、実際には、比較化合物1のように、−(L3)n3−Ar3基に相当するアリール基と母核のピリミジニル基とを結合する結合基がフェニレン基などの単環の基である場合、有機EL素子の寿命が短くなる。この原因の一つは、以下の理由によるものと推測される。つまり、上記結合基が単環の場合、電子輸送の中心であるピリミジンの周囲の剛直性が低いため、中性状態とラジカルアニオン状態の構造変化が大きく化合物全体の耐久性が低くなる結果、有機EL素子の寿命が短くなるものと推測される。
また、表1から明らかなように、特定の構造を有する式(1)に包含される化合物1を有機EL素子の正孔阻止材料として用いることにより、比較化合物2、3を用いた有機EL素子では実現されない、外部量子効率が高く、かつ低電圧化を達成し得る有機EL素子が得られることが分かる。
ピリミジン骨格に縮合芳香族炭化水素環を結合させた化合物は、有機EL素子の寿命が長くなると考えられる。これはピリミジン周囲の剛直性が高いために、化合物全体の耐久性が高くなることが一つの理由であると推測される。
しかし、比較化合物2のように、ピリミジンの周囲のねじれが小さい場合は、隣接層への電子注入性が低いため、効率が低くなるものと推測される。
本発明者らは、化合物1のように、縮合芳香族炭化水素環を結合基とし、当該縮合芳香族炭化水素環を構成する隣り合う一対の炭素に(例えば、ベンゼン環骨格のオルト位に)ピリミジニル基と−(L3)n3−Ar3基とを結合した化合物を有機EL素子に適用することにより、効率と寿命の両方に優れた性能を示すことを見出した。これは、上述したように、隣接層への電子注入性と化合物の耐久性とのいずれもが高くなることによるものと推測される。
なお、比較化合物3のように、ピリミジンをトリアジンに替えた化合物では、効率の低下に加え、電圧も大きく上昇している。これは、以下に説明するように、比較化合物3のような母核がトリアジンの化合物は、ピリミジンを母核とする化合物に比べてLUMO準位が大きくなるため、隣接層への電子注入性が悪化することが一因であると推測される。
ピリミジン骨格に縮合芳香族炭化水素環を結合させた化合物は、有機EL素子の寿命が長くなると考えられる。これはピリミジン周囲の剛直性が高いために、化合物全体の耐久性が高くなることが一つの理由であると推測される。
しかし、比較化合物2のように、ピリミジンの周囲のねじれが小さい場合は、隣接層への電子注入性が低いため、効率が低くなるものと推測される。
本発明者らは、化合物1のように、縮合芳香族炭化水素環を結合基とし、当該縮合芳香族炭化水素環を構成する隣り合う一対の炭素に(例えば、ベンゼン環骨格のオルト位に)ピリミジニル基と−(L3)n3−Ar3基とを結合した化合物を有機EL素子に適用することにより、効率と寿命の両方に優れた性能を示すことを見出した。これは、上述したように、隣接層への電子注入性と化合物の耐久性とのいずれもが高くなることによるものと推測される。
なお、比較化合物3のように、ピリミジンをトリアジンに替えた化合物では、効率の低下に加え、電圧も大きく上昇している。これは、以下に説明するように、比較化合物3のような母核がトリアジンの化合物は、ピリミジンを母核とする化合物に比べてLUMO準位が大きくなるため、隣接層への電子注入性が悪化することが一因であると推測される。
<化合物の評価>
化合物1及び比較化合物3について、LUMOの値を分子軌道計算によって求めた。分子軌道計算は、量子化学計算プログラム(Gaussian 09 (Gaussian Inc.); 計算手法: B3LYP/6-31G*(理論にはB3LYP、基底関数に6-31G*を使用したことを意味する))を用いて行った。結果を表2に示す。
化合物1及び比較化合物3について、LUMOの値を分子軌道計算によって求めた。分子軌道計算は、量子化学計算プログラム(Gaussian 09 (Gaussian Inc.); 計算手法: B3LYP/6-31G*(理論にはB3LYP、基底関数に6-31G*を使用したことを意味する))を用いて行った。結果を表2に示す。
表2に示すように、特定の構造を有する式(1)に包含される化合物1は、比較化合物3に比べてLUMOの値が小さく、隣接層への電子注入性を悪化させにくい性質を有していることが分かる。
1、11、12 有機EL素子
2 基板
3 陽極
4 陰極
5 発光層
6 正孔輸送帯域(正孔輸送層)
6a 第1正孔輸送層
6b 第2正孔輸送層
7 電子輸送帯域(電子輸送層)
7a 第1電子輸送層
7b 第2電子輸送層
8 正孔阻止層
10、20、30 発光ユニット
2 基板
3 陽極
4 陰極
5 発光層
6 正孔輸送帯域(正孔輸送層)
6a 第1正孔輸送層
6b 第2正孔輸送層
7 電子輸送帯域(電子輸送層)
7a 第1電子輸送層
7b 第2電子輸送層
8 正孔阻止層
10、20、30 発光ユニット
Claims (29)
- 下記式(1)で表される化合物。
[式(1)において、
X1〜X3のうち、2つは窒素原子、残りの1つはCHを示す。
Ar1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基から選択される。
Ar2、Ar3は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基を示す。
L1〜L3は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のビフェニレン基、置換もしくは無置換のターフェニレン基、置換もしくは無置換のクオーターフェニレン基、置換もしくは無置換のナフチレン基、又は、置換もしくは無置換のフェニレン基と置換もしくは無置換のナフチレン基とが連結した基を示す。当該「置換もしくは無置換のフェニレン基と置換もしくは無置換のナフチレン基とが連結した基」は、フェニレン基がAr1側に位置するか、又は、ナフチレン基がAr1側に位置する。
n1〜n3は、それぞれ独立に0又は1の整数を示し、n1が0の場合、−(L1)0−は単結合、n2が0の場合、−(L2)0−は単結合、n3が0の場合、−(L3)0−は単結合を表す。
n1が0の場合、mは1であり、n1が1の場合、mは1〜3の整数を示す。
mが2又は3である場合、2〜3個のAr1は互いに同一の又は異なる構造を有する。
Y1及びY2を含む環Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数10〜30の縮合芳香族炭化水素環を示し、Y1及びY2は隣接する2つの環形成炭素原子を示す。
Ar2、Ar3、L1〜L3、及び環Arの定義において、「置換もしくは無置換」というときの任意の置換基は、
シアノ基、
ハロゲン原子、
環形成炭素数6〜30のアリール基で置換されたホスフィンオキシド基、
炭素数1〜30のアルキル基、
環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基、
炭素数7〜36のアラルキル基、
炭素数1〜30のアルコキシ基、
環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、
炭素数1〜30のアルキル基及び環形成炭素数6〜30のアリール基から選ばれる置換基を有するモノ、ジ又はトリ置換シリル基、
炭素数1〜30のハロアルキル基、
炭素数1〜30のハロアルコキシ基、
環形成炭素数6〜30のアリール基、
環形成炭素数6〜30のアリール基で置換されたボリル基、
炭素数1〜30のアルキルチオ基、及び、
環形成炭素数6〜30のアリールチオ基
からなる群から選択される少なくとも一つの置換基Aである。
Ar1の定義において、「置換もしくは無置換」というときの任意の置換基は、前記置換基A、及び、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基からなる群から選ばれる。] - 下記式(1−1)で表される請求項1に記載の化合物。
[式(1−1)において、
X1及びX2の一方は窒素原子、他方はCHを示す。
Ar1〜Ar3、Ar、L1〜L3、Y1、Y2、m及びn1〜n3は、式(1)における、Ar1〜Ar3、Ar、L1〜L3、Y1、Y2、m及びn1〜n3と同じである。] - 下記式(1−2)で表される請求項1又は2に記載の化合物。
[式(1−2)における、Ar1〜Ar3、Ar、L1〜L3、Y1、Y2、m及びn1〜n3は、式(1)における、Ar1〜Ar3、Ar、L1〜L3、Y1、Y2、m及びn1〜n3と同じである。] - Ar1が、置換もしくは無置換の環形成原子数の5〜30ヘテロアリール基から選択される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物。
- Ar1が、下記式(2)で表される請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物。
[式(2)において、
Xは、酸素原子、硫黄原子、NZ、又は、CRR’を示す。
R1〜R8、Z、R及びR’から選ばれる一つはL1と結合する単結合を示す。
L1と結合する単結合ではない、R1〜R8、Z、R及びR’は、水素原子又は前記置換基Aである。
ただし、L1と結合する単結合ではない、R1〜R8、Z、R及びR’から選ばれる隣接する2つは、水素原子又は前記置換基Aであるか、又は、互いに結合して環構造を形成する。] - Ar1が、前記置換基Aで置換された9−カルバゾリル基、又は、無置換の9−カルバゾリル基である請求項1〜5のいずれか1項に記載の化合物。
- mが1又は2である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の化合物。
- n1が1であり、L1が、置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のビフェニレン基、又は、置換もしくは無置換のナフチレン基である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の化合物。
- n1が1であり、L1が、無置換のフェニレン基又は無置換のビフェニレン基である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の化合物。
- n2が0であり、n3が0である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の化合物。
- n2が0であり、Ar2が、無置換のフェニル基又は無置換のナフチル基である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の化合物。
- n2が0であり、Ar2が無置換のフェニル基である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の化合物。
- Ar2−(L2)n2−が、無置換の環形成炭素数6〜18のアリール基である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の化合物。
- n3が0であり、Ar3が無置換のフェニル基である、請求項1〜13のいずれか1項に記載の化合物。
- Ar3−(L3)n3−が、無置換の環形成炭素数6〜18のアリール基である、請求項1〜13のいずれか1項に記載の化合物。
- 前記Y1及びY2を含む環Arが、置換もしくは無置換の環形成炭素数10〜14の縮合芳香族炭化水素環を示す、請求項1〜15のいずれか1項に記載の化合物。
- 前記Y1及びY2を含む環Arが、下記式(3a)又は式(3b)で表される、請求項1〜16のいずれか1項に記載の化合物。
[式(3a)及び(3b)において、
*a及び*bで表される2つの環形成炭素原子の一方はY1であり、他方はY2である。
*b及び*cで表される2つの環形成炭素原子の一方はY1であり、他方はY2である。
R9〜R15は、それぞれ独立に、水素原子又は前記置換基Aである。
ただし、R9〜R15から選択される隣接する2つは、水素原子又は前記置換基Aであるか、又は、互いに結合して環構造を形成する。] - 前記Y1及びY2を含む環Arが無置換のナフタレン環を示す、請求項1〜17のいずれか1項に記載の化合物。
- 前記Y1及びY2を含む環Ar、Ar1〜Ar3、及び、L1〜L3のいずれかが置換基を有する場合、当該置換基は、無置換の炭素数1〜30のアルキル基、及び、無置換の環形成炭素数1〜30のアリール基から選択される、請求項1〜18のいずれか1項に記載の化合物。
- 前記Y1及びY2を含む環Ar、Ar1〜Ar3、及び、L1〜L3の全てが置換基を有していない、請求項1〜19のいずれか1項に記載の化合物。
- 下記式(1−3)で表される請求項1に記載の化合物。
(式(1−3)において、
mは、1又は2である。
Y1及びY2を含む環Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数10〜14の縮合芳香族炭化水素環を示す。
L1は、置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のビフェニレン基、又は、置換もしくは無置換のナフチレン基を示す。
Ar2及びAr3は、式(1)における、Ar2及びAr3と同じである。
前記Y1及びY2を含む環Ar、L1、Ar2、及び、Ar3のいずれかが置換基を有する場合、該置換基は、無置換の炭素数1〜30のアルキル基及び無置換の環形成炭素数1〜30のアリール基から選択される。
Ar1は下記式(2)で表される。
[式(2)において、
Xは、酸素原子、硫黄原子、NZ、又は、CRR’を示す。
R1〜R8、Z、R及びR’から選ばれる一つは、L1と結合する単結合を示す。
L1と結合する単結合ではない、R1〜R8、Z、R及びR’は、水素原子又は前記置換基Aである。
ただし、L1と結合する単結合ではない、R1〜R8、Z、R及びR’から選ばれる隣接する2つは、水素原子又は前記置換基Aであるか、又は、互いに結合して環構造を形成する。)] - Ar1が無置換の9−カルバゾリル基であり、
L1が、無置換のフェニレン基又は無置換のビフェニレン基であり、
Ar2が、無置換のフェニル基又は無置換のナフチル基であり、
Ar3が無置換のフェニル基であり、
前記Y1及びY2を含む環Arが無置換のナフタレン環である、請求項21に記載の化合物。 - 下記式(1−4)で表される請求項1に記載の化合物。
[式(1−4)における、Ar、Y1及びY2は、式(1)における、Ar、Y1及びY2と同じである。] - 請求項1〜23のいずれか1項に記載の化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
- 陽極、陰極、及び該陽極と陰極の間に有機層を有し、該有機層が発光層を含む有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該有機層の少なくとも1層が請求項1〜23のいずれか1項に記載の化合物を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記陰極と前記発光層の間に電子輸送帯域を有し、該電子輸送帯域が前記化合物を含む、請求項25に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記電子輸送帯域が電子輸送層及び正孔阻止層を含み、該電子輸送層又は正孔阻止層の一方又はその双方が前記化合物を含む、請求項26に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記正孔阻止層が前記発光層に隣接する、請求項27に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求項25〜28のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた電子機器。
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---|---|---|---|---|
JP2022025483A (ja) * | 2020-07-29 | 2022-02-10 | 出光興産株式会社 | 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器 |
WO2023085790A1 (ko) * | 2021-11-10 | 2023-05-19 | 주식회사 엘지화학 | 신규한 화합물 및 이를 포함하는 유기발광 소자 |
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