JP2020136284A - 有機電界発光素子 - Google Patents

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Abstract

【課題】エネルギー効率が改善された有機電界発光素子を提供する。【解決手段】陽極層および陰極層からなる一対の電極層と、該一対の電極層間に配置される発光層とを有する有機電界発光素子であって、上記発光層が、ホスト材料およびドーパント材料を含み、前記ドーパント材料が特定のアントラセン系化合物であり、上記発光層が、さらに、特定の多環芳香族化合物または特定のホウ素縮合環化合物を複数有する多環芳香族化合物の多量体を含む有機電界発光素子。【選択図】なし

Description

本発明は、有機電界発光素子、ならびにこれを用いた表示装置および照明装置に関する。
従来、電界発光する発光素子を用いた表示装置は、省電力化や薄型化が可能なことから、種々研究され、さらに、有機材料から成る有機電界発光素子(以下、有機EL素子ということがある)は、軽量化や大型化が容易なことから活発に検討されてきた。特に、光の三原色の一つである青色などの発光特性を有する有機材料の開発、および最適な発光特性となる複数材料の組み合わせについては、高分子化合物、低分子化合物を問わずこれまで活発に研究されてきた。
有機EL素子は、陽極および陰極からなる一対の電極と、当該一対の電極間に配置され、有機化合物を含む一層または複数の層とからなる構造を有する。有機化合物を含む層には、発光層や、正孔、電子などの電荷を輸送または注入する電荷輸送/注入層などがあるが、これらの層に適当な種々の有機材料が開発されている。
発光層用材料としては、ベンゾフルオレン系化合物などが開発されている(特許文献1等)。また、近年、ホウ素などを中心原子として複数の芳香族環を縮合した多環芳香族化合物が報告されている(特許文献2)。さらに特許文献3ではこの多環芳香族化合物をドーパント材料として含有し、さらに特定のアントラセン系化合物をホスト材料として含有する発光層を一対の電極間に配置して有機EL素子を構成することにより、優れた有機EL素子が得られることが報告されている。
特開2008-291006号公報 国際公開第2015/102118号 国際公開第2016/152544号
上記特許文献に開示されているように、有機EL素子に用いられる材料としては種々の材料や組み合わせが開発されている。さらに具体的な組み合わせや添加材料を検討することにより、所望の発色特性を有するのみではなく、より実用に好ましい特性を有する有機EL素子を提供することが期待される。本発明は、エネルギー効率が改善された有機EL素子の提供を課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、ホスト材料としてのアントラセン系化合物およびドーパント材料を含有する発光層を一対の電極間に配置して構成された有機EL素子において、発光層の特定の構造の多環芳香族化合物を添加することで、エネルギー効率が向上することを見出し、この知見に基づいて本発明を完成させた。
[1] 陽極層および陰極層からなる一対の電極層と、該一対の電極層間に配置される発光層とを有する有機電界発光素子であって、
前記発光層が、ホスト材料およびドーパント材料を含み、
前記ホスト材料が下記式(1)で表されるアントラセン系化合物を含み、
前記発光層が、さらに、下記式(2)で表される多環芳香族化合物または下記式(2)で表される構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体を含む有機電界発光素子。
Figure 2020136284
(式(1)中、
XおよびAr4は、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいジアリールアミノ、置換されていてもよいジヘテロアリールアミノ、置換されていてもよいアリールヘテロアリールアミノ、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアルケニル、置換されていてもよいアルコキシ、置換されていてもよいアリールオキシ、置換されていてもよいアリールチオまたは置換されていてもよいシリルであり、全てのXおよびAr4は同時に水素になることはなく、式(1)で表される化合物における少なくとも1つの水素はハロゲン、シアノ、重水素または置換されていてもよいヘテロアリールで置換されていてもよい。)
(式(2)中、
1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10およびR11は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、トリアルキルシリルまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリールまたはアルキルで置換されていてもよく、また、R1〜R11のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリールまたはアルキルで置換されていてもよく、
式(2)で表される化合物における少なくとも1つの水素がハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。)
[2] 式(1)中、
Xはそれぞれ独立して式(1−X1)、式(1−X2)または式(1−X3)で表される基であり、
Ar4は、それぞれ独立して、水素、フェニル、ビフェニリル、ターフェニリル、ナフチル、または炭素数1〜4のアルキルで置換されているシリルであり、
式(1)で表される化合物における少なくとも1つの水素はハロゲン、シアノ、重水素または式(A)で表される基で置換されていてもよい、[1]に記載の有機電界発光素子。
Figure 2020136284
(式(1−X1)、式(1−X2)、式(1−X3)において、Ar1、Ar2およびAr3は、それぞれ独立して、水素(Ar3を除く)、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、クアテルフェニリル、ナフチル、フェナントリル、フルオレニル、ベンゾフルオレニル、クリセニル、トリフェニレニル、ピレニル、または、式(A)で表される基であり、
Ar3における少なくとも1つの水素は、さらにフェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル、フェナントリル、フルオレニル、クリセニル、トリフェニレニル、ピレニル、または、式(A)で表される基で置換されていてもよく、
式(1−X1)および式(1−X2)におけるナフチレン部位は1つのベンゼン環で縮合されていてもよく、
式(1−X1)、式(1−X2)または式(1−X3)で表される基は*において式(1)のアントラセン環と結合し、
式(A)中、Yは−O−、−S−または>N−R29であり、R29は水素または置換されていてもよいアリールであり、
21〜R28はそれぞれ独立して水素、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルコキシ、置換されていてもよいアリールオキシ、置換されていてもよいアリールチオ、トリアルキルシリル、置換されていてもよいアミノ、ハロゲン、ヒドロキシまたはシアノであり、
21〜R28のうち隣接する基は互いに結合して炭化水素環、アリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、
式(A)で表される基は、その構造のいずれかの位置を結合位置*として、式(1−X1)もしくは式(1−X2)のナフタレン環、式(1−X3)の単結合、または式(1−X3)のAr3と結合するか、または式(1)で表される化合物における少なくとも1つの水素と置換する。)
[3] 式(1)中、
Xはそれぞれ独立して式(1−X1)、式(1−X2)または式(1−X3)で表される基であり、
Ar4は、それぞれ独立して、水素、フェニル、または、ナフチルであり、
式(1)で表される化合物における少なくとも1つの水素はハロゲン、シアノ、重水素で置換されていてもよい[1]に記載の有機電界発光素子。
Figure 2020136284
(式(1−X1)、式(1−X2)、式(1−X3)中、Ar1、Ar2およびAr3は、それぞれ独立して、水素(Ar3を除く)、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル、フェナントリル、フルオレニル、クリセニル、トリフェニレニル、ピレニル、または、式(A−1)〜式(A−11)のいずれかで表される基であり、
Ar3における少なくとも1つの水素は、さらにフェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル、フェナントリル、フルオレニル、クリセニル、トリフェニレニル、ピレニル、または、式(A−1)〜式(A−11)のいずれかで表される基で置換されていてもよく、
式(1−X1)、式(1−X2)または式(1−X3)で表される基は*において式(1)のアントラセン環と結合し、
式(A−1)〜式(A−11)中、Yは−O−、−S−または>N−R29であり、R29は水素またはアリールであり、式(A−1)〜式(A−11)で表される基における少なくとも1つの水素はアルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、アリールオキシ、アリールチオ、トリアルキルシリル、ジアリール置換アミノ、ジヘテロアリール置換アミノ、アリールヘテロアリール置換アミノ、ハロゲン、ヒドロキシまたはシアノで置換されていてもよく、
式(A−1)〜式(A−11)で表される基はその構造のいずれかの位置を結合位置*として、式(1−X1)もしくは式(1−X2)のナフタレン環、式(1−X3)の単結合、または式(1−X3)のAr3と結合する。)
[4] 式(1)中、
Xはそれぞれ独立して式(1−X1)、式(1−X2)または式(1−X3)で表される基であり、式(1−X1)、式(1−X2)または式(1−X3)で表される基は*において式(1)のアントラセン環と結合し、Ar1、Ar2およびAr3は、それぞれ独立して、水素(Ar3を除く)、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル、フェナントリル、フルオレニル、または、式(A−1)〜式(A−4)のいずれかで表される基であり、Ar3における少なくとも1つの水素は、さらにフェニル、ナフチル、フェナントリル、フルオレニル、または、式(A−1)〜式(A−4)のいずれかで表される基で置換されていてもよく、
Ar4は、それぞれ独立して、水素、フェニル、または、ナフチルである、[3]に記載の有機電界発光素子。
[5] 前記アントラセン系化合物が下記構造式で表される、[1]〜[4]のいずれかに記載の有機電界発光素子。
Figure 2020136284
[6] 式(2)で表される多環芳香族化合物が式(2A)で表される多環芳香族化合物である、[1]〜[5]のいずれかに記載の有機電界発光素子。
Figure 2020136284
(式(2A)中、
Arは、それぞれ独立して、アリールまたはヘテロアリールであり、
31〜R36は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、トリアルキルシリルまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノまたはアルキルで置換されていてもよく、
34が複数の場合、隣接するR34同士が結合してc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、アルコキシ、トリアルキルシリルまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノまたはアルキルで置換されていてもよく、
33とR36が隣接する場合には、これらは−O−、−S−、−C(−R)2−または単結合により結合していてもよく、前記−C(−R)2−のRは水素または炭素数1〜6のアルキルであり、
mは0〜3の整数であり、nはそれぞれ独立して0からArに最大置換可能な数までの整数であり、pは0〜4の整数であり、qはそれぞれ独立して0〜2の整数であり、rはそれぞれ独立して0〜3の整数であり、そして、
式(2A)で表される化合物における少なくとも1つの水素がハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。)
[7] 式(2A)中、
Arは、それぞれ独立して、アリールであり、
31〜R34は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、トリアルキルシリルまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリールまたはアルキルで置換されていてもよく、
34が複数の場合、隣接するR34同士が結合してc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキル、アルコキシ、トリアルキルシリルまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリールまたはアルキルで置換されていてもよく、
qは0であり、rは0である、[6]に記載の有機電界発光素子。
[8] 式(2)で表される多環芳香族化合物が式(2A')で表される多環芳香族化合物である、[1]〜[7]のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。
Figure 2020136284
(式(2A')中、
31〜R34は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、トリアルキルシリルまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリールまたはアルキルで置換されていてもよく、
34が複数の場合、隣接するR34同士が結合してc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキル、アルコキシ、トリアルキルシリルまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリールまたはアルキルで置換されていてもよく、
mは0〜3の整数であり、nはそれぞれ独立して0からArに最大置換可能な数までの整数であり、pは0〜4の整数である。)
[9] 式(2A')中、
31は、それぞれ独立して、水素、炭素数6〜30のアリールまたは炭素数1〜24のアルキル、であり、
32〜R34は、それぞれ独立して、水素、炭素数6〜30のアリール、炭素数2〜30のヘテロアリール、炭素数1〜24のアルキル、炭素数1〜24のアルコキシ、炭素数1〜4のアルキルを有するトリアルキルシリルまたは炭素数6〜30のアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜16のアリール、炭素数2〜25のヘテロアリールまたは炭素数1〜18のアルキルで置換されていてもよく、
mは0〜3の整数であり、nはそれぞれ独立して0〜6の整数であり、pは0〜2の整数である、[8]に記載の有機電界発光素子。
[10] 式(2A')中、
31は、それぞれ独立して、水素、炭素数6〜12のアリールまたは炭素数1〜12のアルキルであり、
32〜R34は、それぞれ独立して、水素、炭素数6〜30のアリール、炭素数2〜30のヘテロアリール、炭素数1〜24のアルキルまたは炭素数1〜4のアルキルを有するトリアルキルシリルであり、
mは0または1であり、nはそれぞれ独立して0または1であり、pは0または1である、[8]に記載の有機電界発光素子。
[11] 式(2)で表される多環芳香族化合物が式(2A−1)で表される多環芳香族化合物である、[1]〜[10]のいずれかに記載の有機電界発光素子。
Figure 2020136284
(式(2A−1)中、Meはメチル基である。)
[12] 前記ドーパント材料が式(3)で表される多環芳香族化合物もしくは式(3)で表される構造を複数有する多環芳香族化合物の2量体もしくは3量体、または式(4)で表される化合物である、[1]〜[11]のいずれかに記載の有機電界発光素子。
Figure 2020136284
(式(3)中、
12〜R22は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリールまたはアルキルで置換されていてもよく、また、R12〜R22のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリールまたはアルキルで置換されていてもよく、
1およびX2は、それぞれ独立して、>O、>N−R、>C(−R)2、>Sまたは>Seであり、ただし、X1およびX2の少なくとも1つは>N−Rであり、前記>N−RのRは、炭素数1〜6のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜12のアリール、炭素数1〜6のアルキルでまたは炭素数1〜6のアルキルであり、前記>C(−R)2のRは、水素、炭素数1〜6のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜12のアリールまたは炭素数1〜6のアルキルであり、また、前記>N−RのRおよび/または前記>C(−R)2のRは−O−、−S−、−C(−R)2−または単結合により前記a環、b環および/またはc環と結合していてもよく、前記−C(−R)2−のRは炭素数1〜6のアルキルであり、
式(3)で表される化合物または構造における少なくとも1つの水素は、重水素、シアノまたはハロゲンで置換されていてもよい。)
(式(4)中、Zは置換されてもよいピレン環、ベンゾフルオレン環またはクリセン環であり、Ar4、Ar5、Ar6、Ar7は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、アリールオキシまたはトリアルキルシリルで置換されていてもよく、また、Ar4〜Ar7のうちの隣接する基同士が結合して環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、アルコキシ、アリールオキシまたはトリアルキルシリルで置換されていてもよく、uは0〜3の整数であり、式(4)で表される化合物における少なくとも1つの水素はハロゲン、シアノまたは重水素で置換されていてもよい。)
[13] 式(3)において、
12〜R22は、それぞれ独立して、水素、炭素数1〜6のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜30のアリール、炭素数1〜6のアルキルで置換されていてもよい炭素数2〜30のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数1〜6のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜12のアリール)、炭素数1〜24のアルキルまたは炭素数3〜24のシクロアルキルであり、また、R12〜R22のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共に炭素数9〜16のアリール環または炭素数6〜15のヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素は、炭素数1〜6のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜30のアリール、炭素数1〜6のアルキルで置換されていてもよい炭素数2〜30のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数1〜6のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜12のアリール)または炭素数1〜24のアルキルで置換されていてもよく、
1およびX2は、それぞれ独立して、>O、>N−R、>C(−R)2または>Sであり、ただし、X1およびX2の少なくとも1つは>N−Rであり、前記>N−RのRは、炭素数1〜4のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜10のアリールまたは炭素数1〜4のアルキルであり、前記>C(−R)2のRは、水素、炭素数1〜4のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜10のアリールまたは炭素数1〜4のアルキルであり、
式(3)で表される化合物または構造における少なくとも1つの水素は、重水素、シアノまたはハロゲンで置換されていてもよく、多量体の場合には、式(3)で表される構造を2個有する2量体であり、
式(4)で表される化合物が式(4−A)から(4−C)で表される化合物である、[12]に記載の有機電界発光素子。
Figure 2020136284
(式(4−A)〜(4−C)中、Ar4、Ar5、Ar6、Ar7は、それぞれ独立して、炭素数6〜30のアリール、炭素数5〜30のヘテロアリールであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜10のアリール、炭素数5〜12のヘテロアリール、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜10のシクロアルキル、炭素数1〜6のアルコキシ、炭素数6〜10のアリールオキシまたは炭素数3〜12のトリアルキルシリルで置換されていてもよく、また、Ar4〜Ar7のうちの隣接する基同士が結合して環を形成していてもよく、R37、R38は、それぞれ独立して、水素、炭素数6〜30のアリール、炭素数5〜30のヘテロアリール、炭素数1〜10のアルキル、炭素数3〜12のシクロアルキルまたは炭素数3〜12のトリアルキルシリルであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜10のアリール、炭素数5〜12のヘテロアリール、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜10のシクロアルキルまたは炭素数3〜12のトリアルキルシリルで置換されていてもよく、また、R37とR38が結合して環を形成していてもよく、そして、式(4−A)〜(4−C)で表される化合物における少なくとも1つの水素はハロゲン、シアノまたは重水素で置換されていてもよい。)
[14] 式(3)において、
12〜R22は、それぞれ独立して、水素、炭素数1〜4のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜16のアリール、炭素数1〜4のアルキルで置換されていてもよい炭素数2〜20のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数1〜4のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜10のアリール)、炭素数1〜12のアルキルまたは炭素数3〜12のシクロアルキルであり、
1およびX2は、それぞれ独立して、>O、>N−Rまたは>C(−R)2であり、ただし、X1およびX2の少なくとも1つは>N−Rであり、前記>N−RのRは、炭素数1〜4のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜10のアリールまたは炭素数1〜4のアルキルであり、前記>C(−R)2のRは、水素、炭素数1〜4のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜10のアリールまたは炭素数1〜4のアルキルであり、
式(3)で表される化合物における少なくとも1つの水素は、重水素、シアノまたはハロゲンで置換されていてもよく、
式(4−A)〜(4−C)において、Ar4、Ar5、Ar6、Ar7は、それぞれ独立して、炭素数6〜10のアリール、炭素数5〜12のヘテロアリールであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜10のアリール、炭素数5〜12のヘテロアリール、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜6のシクロアルキルまたは炭素数3〜12のトリアルキルシリルで置換されていてもよく、また、Ar4〜Ar7のうちの隣接する基同士が結合して環を形成していてもよく、R37、R38は、それぞれ独立して、水素、炭素数6〜10のアリール、炭素数5〜12のヘテロアリール、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜6のシクロアルキルまたは炭素数3〜6のトリアルキルシリルであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜10のアリール、炭素数5〜12のヘテロアリール、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜6のシクロアルキルまたは炭素数3〜6のトリアルキルシリルで置換されていてもよく、R37とR38が結合して環を形成していてもよい、[13]に記載の有機電界発光素子。
[15] 式(3)において、
12〜R22は、それぞれ独立して、水素、炭素数1〜4のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜16のアリール、炭素数1〜4のアルキルで置換されていてもよい炭素数2〜20のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数1〜4のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜10のアリール)、炭素数1〜12のアルキルまたは炭素数3〜12のシクロアルキルであり、
1およびX2は、それぞれ独立して、>Oまたは>N−Rであり、ただし、X1およびX2の少なくとも1つは>N−Rであり、前記>N−RのRは、炭素数1〜4のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜10のアリールまたは炭素数1〜4のアルキルであり、そして、
式(3)で表される化合物における少なくとも1つの水素は、重水素、シアノまたはハロゲンで置換されていてもよく、
式(4−A)〜(4−C)において、Ar4、Ar5、Ar6、Ar7は、それぞれ独立して、フェニル、ナフチルまたは下記式(4−X)で表される基であり、これらにおける少なくとも1つの水素は、フェニル、ナフチル、メチル、イソプロピル、ターシャリーブチルまたはトリメチルシリルで置換されていてもよく、式(4−X)中、Y1は−O−、−S−または>N−R39であり、R39は水素またはフェニルであり、式(4−X)はその構造中のいずれかの位置で式(4−A)〜(4−C)における窒素原子と結合し、R37、R38は、それぞれ独立して、フェニルまたはメチルである、[13]に記載の有機電界発光素子。
Figure 2020136284
[16] 前記ドーパント材料が下記構造式で表される化合物のいずれか1つ以上を含む、[1]〜[15]のいずれかに記載の有機電界発光素子;
Figure 2020136284
Figure 2020136284
上記構造式中、Meはメチル基であり、iPrはイソプロピル基であり、tBuはターシャリーブチル基であり、TMSはトリメチルシリル基である。
[17] 前記陰極と前記発光層との間に配置される電子輸送層および/または電子注入層を有し、該電子輸送層および電子注入層の少なくとも1つは、ボラン誘導体、ピリジン誘導体、フルオランテン誘導体、BO系誘導体、アントラセン誘導体、ベンゾフルオレン誘導体、ホスフィンオキサイド誘導体、ピリミジン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアジン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、およびキノリノール系金属錯体からなる群から選択される少なくとも1つを含有する、[1]〜[16]のいずれかに記載の有機電界発光素子。
[18] 前記電子輸送層および/または電子注入層が、さらに、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、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体および希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも1つを含有する、[17]に記載の有機電界発光素子。
[19] [1]〜[18]のいずれかに記載の有機電界発光素子を備えた、表示装置。
[20] [1]〜[18]のいずれかに記載の有機電界発光素子を備えた、照明装置。
本発明により、エネルギー効率が改善された有機EL素子を提供することができる。
有機電界発光素子を示す概略断面図である。
以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は「〜」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。また、本明細書において構造式の説明における「水素」は「水素原子(H)」を意味する。さらに、本明細書において、「Me」はメチル基、「tBu」はターシャリーブチル基、「iPr」はイソプロピル基、「Ph」はフェニル基、「TMS」はトリメチルシリル基を示す。
<<有機電界発光素子>>
本発明の有機電界発光素子は、陽極および陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に配置される発光層とを有する。前記発光層は、ホスト材料として下記式(1)で表されるアントラセン系化合物と、ドーパント材料と、下記式(2)で表される多環芳香族化合物または下記式(2)で表される構造を複数有するその多量体の少なくとも1つとを含む。
Figure 2020136284
後述の実施例で示すように、本発明者らは、ホスト材料として下記式(1)で表されるアントラセン系化合物と、ドーパント材料とを含む発光層に式(2)で表される多環芳香族化合物または下記式(2)で表される構造を複数有するその多量体を添加することにより、色味および外部量子効率に影響を与えることなく、同じ輝度の発光をより低い駆動電圧で与えることを見出した。
いかなる理論に拘泥するものではないが、ホスト材料で生成した励起エネルギーが効率よく式(2)で表される多環芳香族化合物または下記式(2)で表される構造を複数有するその多量体を経て、ドーパント材料に分子間エネルギー移動していると考えられる。すなわち、式(2)で表される多環芳香族化合物または下記式(2)で表される構造を複数有するその多量体は発光せず、ドーパントが主に発光しており、式(2)で表される多環芳香族化合物または下記式(2)で表される構造を複数有するその多量体はアシストドーパントとして働いていると考えられる。
<発光層形成用材料:式(2)で表される多環芳香族化合物または下記式(2)で表される構造を複数有するその多量体(アシストドーパント)>
式(2)で表される多環芳香族化合物および式(2)で表される構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体は以下のとおりである。
Figure 2020136284
上記式(2)中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10およびR11は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、トリアルキルシリルまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリールまたはアルキルで置換されていてもよく、また、R1〜R11のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリールまたはアルキルで置換されていてもよく、
式(2)で表される化合物における少なくとも1つの水素がハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。
a環、b環およびc環の置換基R1〜R11のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリールまたはアルキルで置換されていてもよい。したがって、式(2)で表される多環芳香族化合物は、a環、b環およびc環における置換基の相互の結合形態によって、下記式(2−1)および式(2−2)に示すように、化合物を構成する環構造が変化する。
Figure 2020136284
上記式(2−1)および式(2−2)中のA'環、B'環およびC'環は、置換基R1〜R11のうちの隣接する基同士が結合して、それぞれa環、b環およびc環と共に形成したアリール環またはヘテロアリール環を示す(a環、b環またはc環に他の環構造が縮合してできた縮合環ともいえる)。なお、式では示してはいないが、a環のみがA'環に変化した化合物であってもよく、a環、b環およびc環の全てがA'環、B'環およびC'環に変化した化合物であってもよい。また、上記式(2−1)および式(2−2)から分かるように、例えば、b環のR8とc環のR7、b環のR11とa環のR1、c環のR4とa環のR3などは「隣接する基同士」には該当せず、これらが結合することはない。すなわち、「隣接する基」とは同一環上で隣接する基を意味する。
例えばa環(またはb環またはc環)であるベンゼン環に対してベンゼン環、インドール環、ピロール環、ベンゾフラン環またはベンゾチオフェン環が縮合して形成されると、形成されてできた縮合環A'(または縮合環B'または縮合環C')はそれぞれナフタレン環、カルバゾール環、インドール環、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環である。また形成されてできた縮合環としてはフルオレン環が挙げられる。
上記式(2)中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10およびR11における、第1の置換基としての「アルキル」としては、直鎖および分枝鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数1〜24の直鎖アルキルまたは炭素数3〜24の分枝鎖アルキルが挙げられる。炭素数1〜18のアルキル(炭素数3〜18の分枝鎖アルキル)が好ましく、炭素数1〜12のアルキル(炭素数3〜12の分枝鎖アルキル)がより好ましく、炭素数1〜6のアルキル(炭素数3〜6の分枝鎖アルキル)がさらに好ましく、炭素数1〜4のアルキル(炭素数3〜4の分枝鎖アルキル)が特に好ましい。
具体的なアルキルとしては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t−ペンチル、n−ヘキシル、1−メチルペンチル、4−メチル−2−ペンチル、3,3−ジメチルブチル、2−エチルブチル、n−ヘプチル、1−メチルヘキシル、n−オクチル、t−オクチル、1−メチルヘプチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、n−ノニル、2,2−ジメチルヘプチル、2,6−ジメチル−4−ヘプチル、3,5,5−トリメチルヘキシル、n−デシル、n−ウンデシル、1−メチルデシル、n−ドデシル、n−トリデシル、1−ヘキシルヘプチル、n−テトラデシル、n−ペンタデシル、n−ヘキサデシル、n−ヘプタデシル、n−オクタデシル、n−エイコシルなどが挙げられる。
第1の置換基としての「シクロアルキル」(第1置換基)は、1つの環からなるシクロアルキル、複数の環からなるシクロアルキル、環内で共役しない二重結合を含むシクロアルキルおよび環外に分岐を含むシクロアルキルのいずれでもよく、例えば、炭素数3〜14のシクロアルキルである。炭素数5〜10のシクロアルキルが好ましく、炭素数6〜10のシクロアルキルがより好ましい。
具体的なシクロアルキルとしては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、ビシクロ[1.0.1]ブチル、ビシクロ[1.1.1]ペンチル、ビシクロ[2.0.1]ペンチル、ビシクロ[1.2.1]ヘキシル、ビシクロ[3.0.1]ヘキシル、ビシクロ[2,2,1]ヘプチル、ビシクロ[2.2.2]オクチル、デカヒドロナフチル、アダマンチル(特に、1−アダマンチル)、ジアマンチル、デカヒドロアズレニルなどが挙げられる。なお、後述する第2の置換基で置換されているシクロアルキルとしては、メチルシクロプロピル、メチルシクロブチル、メチルシクロペンチル、メチルシクロヘキシル、メチルシクロヘプチル、メチルシクロオクチルが特に挙げられる。
また第1の置換基としての「アルコキシ」としては、例えば、炭素数1〜24の直鎖または炭素数3〜24の分枝鎖のアルコキシが挙げられる。炭素数1〜18のアルコキシ(炭素数3〜18の分枝鎖のアルコキシ)が好ましく、炭素数1〜12のアルコキシ(炭素数3〜12の分枝鎖のアルコキシ)がより好ましく、炭素数1〜6のアルコキシ(炭素数3〜6の分枝鎖のアルコキシ)がさらに好ましく、炭素数1〜4のアルコキシ(炭素数3〜4の分枝鎖のアルコキシ)が特に好ましい。
具体的なアルコキシとしては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、s−ブトキシ、t−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシなどが挙げられる。
また第1の置換基としての「トリアルキルシリル」は、シリル基における3つの水素がそれぞれ独立してアルキルで置換された構造が挙げられ、アルキルとしては第1の置換基としての「アルキル」の欄で説明した基が挙げられる。置換するのに好ましいアルキルは、炭素数1〜4のアルキルであり、具体的にはメチル、エチル、プロピル、i−プロピル、ブチル、sec−ブチル、t−ブチル、シクロブチルなどが挙げられる。
具体的なトリアルキルシリルとしては、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、トリi−プロピルシリル、トリブチルシリル、トリsec−ブチルシリル、トリt−ブチルシリル、エチルジメチルシリル、プロピルジメチルシリル、i−プロピルジメチルシリル、ブチルジメチルシリル、sec−ブチルジメチルシリル、t−ブチルジメチルシリル、メチルジエチルシリル、プロピルジエチルシリル、i−プロピルジエチルシリル、ブチルジエチルシリル、sec−ブチルジエチルシリル、t−ブチルジエチルシリル、メチルジプロピルシリル、エチルジプロピルシリル、ブチルジプロピルシリル、sec−ブチルジプロピルシリル、t−ブチルジプロピルシリル、メチルジi−プロピルシリル、エチルジi−プロピルシリル、ブチルジi−プロピルシリル、sec−ブチルジi−プロピルシリル、t−ブチルジi−プロピルシリルなどが挙げられる。
式(2)のR1〜R11におけるアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノのアリール、ジヘテロアリールアミノのヘテロアリール、アリールヘテロアリールアミノのアリールとヘテロアリール、またはアリールオキシのアリールとしては、以下の「アリール環」または「ヘテロアリール環」の一価の基が挙げられる。
「アリール環」としては、単環系であるベンゼン環、二環系であるビフェニル環、縮合二環系であるナフタレン環、三環系であるテルフェニル環(m−テルフェニル、o−テルフェニル、p−テルフェニル)、縮合三環系である、アセナフチレン環、フルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環、縮合四環系であるトリフェニレン環、ピレン環、ナフタセン環、縮合五環系であるペリレン環、ペンタセン環などが挙げられる。
「ヘテロアリール環」としては、例えば、炭素数2〜30のヘテロアリール環が挙げられ、炭素数2〜25のヘテロアリール環が好ましく、炭素数2〜20のヘテロアリール環がより好ましく、炭素数2〜15のヘテロアリール環がさらに好ましく、炭素数2〜10のヘテロアリール環が特に好ましい。また、「ヘテロアリール環」としては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を1ないし5個含有する複素環などが挙げられる。
具体的な「ヘテロアリール環」としては、例えば、ピロール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、ピラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、トリアジン環、インドール環、イソインドール環、1H−インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、1H−ベンゾトリアゾール環、キノリン環、イソキノリン環、シンノリン環、キナゾリン環、キノキサリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、プリン環、プテリジン環、カルバゾール環、アクリジン環、フェノキサチイン環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、フェナジン環、インドリジン環、フラン環、ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、ジベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、フラザン環、オキサジアゾール環、チアントレン環などが挙げられる。
第1の置換基である、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、トリアルキルシリル、およびアリールオキシは、それらにおける少なくとも1つの水素が第2の置換基で置換されていてもよい。この第2の置換基としては、例えば、アリール、ヘテロアリールまたはアルキルが挙げられ、それらの具体例は、上述した「アリール環」または「ヘテロアリール環」の一価の基、また第1の置換基としての「アルキル」の説明を参照することができる。また、第2の置換基としてのアリールやヘテロアリールには、それらにおける少なくとも1つの水素がフェニルなどのアリール(具体例は上述した基)やメチルなどのアルキル(具体例は上述した基)で置換された基も第2の置換基としてのアリールやヘテロアリールに含まれる。その一例としては、第2の置換基がカルバゾリル基の場合には、9位における少なくとも1つの水素がフェニルなどのアリールやメチルなどのアルキルで置換されたカルバゾリル基も第2の置換基としてのヘテロアリールに含まれる。
1〜R11のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成した場合の、これらの環への置換基であるヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、アルコキシまたはアリールオキシ、および、さらなる置換基であるアリール、ヘテロアリールまたはアルキルについても上述した式(2)の説明における第1の置換基としての「アルキル」や「アルコキシ」の説明を参照することができる。
また、式(2)で表される単位構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体は、2〜6量体が好ましく、2〜3量体がより好ましく、2量体が特に好ましい。多量体は、一つの化合物の中に上記単位構造を複数有する形態であればよく、例えば、上記単位構造が単結合、炭素数1〜3のアルキレン基、フェニレン基、ナフチレン基などの連結基で複数結合した形態に加えて、上記単位構造に含まれる任意の環(a環、b環またはc環)を複数の単位構造で共有するようにして結合した形態であってもよく、また、上記単位構造に含まれる任意の環(a環、b環またはc環)同士が縮合するようにして結合した形態であってもよい。
このような多量体としては、例えば、下記式(2−4)、式(2−5−1)〜式(2−5−4)または式(2−6)で表される多量体化合物が挙げられる。下記式(2−4)で表される多量体化合物は、a環であるベンゼン環を共有するようにして、複数の式(2)で表される単位構造を一つの化合物中に有する多量体化合物である。また、下記式(2−5−1)〜式(2−5−4)で表される多量体化合物は、b環(またはc環)であるベンゼン環を共有するようにして、複数の式(2)で表される単位構造を一つの化合物中に有する多量体化合物である。また、下記式(2−6)で表される多量体化合物は、例えば後述する式(1A−431)で表されるような化合物に対応する。すなわち、式(2)で説明すれば、例えばある単位構造のb環(またはa環、c環)であるベンゼン環とある単位構造のb環(またはa環、c環)であるベンゼン環とが縮合するようにして、複数の式(2)で表される単位構造を一つの化合物中に有する多量体化合物である。
なお、式(2−4)、式(2−5−1)〜式(2−5−4)または式(2−6)における各符号は式(2)における定義と同じである。
Figure 2020136284
多量体化合物は、式(2−4)で表現される多量化形態と、式(2−5−1)〜式(2−5−4)のいずれかまたは式(2−6)で表現される多量化形態とが組み合わさった多量体であってもよく、式(2−5−1)〜式(2−5−4)のいずれかで表現される多量化形態と、式(2−6)で表現される多量化形態とが組み合わさった多量体であってもよく、式(2−4)で表現される多量化形態と式(2−5−1)〜式(2−5−4)のいずれかで表現される多量化形態と式(2−6)で表現される多量化形態とが組み合わさった多量体であってもよい。
また、式(2)または式(2)で表される多環芳香族化合物およびその多量体の化学構造中の水素は、その全てまたは一部が重水素であってもよい。
式(2)で表される多環芳香族化合物および式(2)で表される構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体は、好ましくは、下記式(2A)で表される多環芳香族化合物および下記式(2A)で表される構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体である。
Figure 2020136284
式(2A)で表される多環芳香族化合物は式(2A')で表される多環芳香族化合物であることが好ましい。
Figure 2020136284
上記式(2A)、式(2A')中、
Arは、それぞれ独立して、アリールまたはヘテロアリールであり、
34が複数の場合、隣接するR34同士が結合してc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、アルコキシ、トリアルキルシリルまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノまたはアルキルで置換されていてもよく、
33とR36が隣接する場合には、これらは−O−、−S−、−C(−R)2−または単結合により結合していてもよく、前記−C(−R)2−のRは水素または炭素数1〜6のアルキルであり、
上記式(2A)において、Arは、それぞれ独立して、アリールまたはヘテロアリールである。より正確にはアリールまたはヘテロアリールから形成される(1+n)価の基である。
上記式(2A)、式(2A')におけるR31〜R36は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、トリアルキルシリルまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノまたはアルキルで置換されていてもよい。
上記式(2A)、式(2A')におけるR31〜R36としてのアリールおよびヘテロアリールについては以下のとおりである。
アリールとしては、例えば、炭素数6〜30のアリールが挙げられ、炭素数6〜16のアリールが好ましく、炭素数6〜12のアリールがより好ましく、炭素数6〜10のアリールが特に好ましい。
具体的なアリールとしては、単環系であるフェニル、二環系であるビフェニリル、縮合二環系であるナフチル、三環系であるテルフェニリル(m−テルフェニリル、o−テルフェニリル、p−テルフェニリル)、縮合三環系である、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナレニル、フェナントレニル、縮合四環系であるトリフェニレニル、ピレニル、ナフタセニル、縮合五環系であるペリレニル、ペンタセニルなどが挙げられる。
ヘテロアリールとしては、例えば、炭素数2〜30のヘテロアリールが挙げられ、炭素数2〜25のヘテロアリールが好ましく、炭素数2〜20のヘテロアリールがより好ましく、炭素数2〜15のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数2〜10のヘテロアリールが特に好ましい。また、ヘテロアリールとしては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を1〜5個含有する複素環などが挙げられる。
具体的なヘテロアリールとしては、例えば、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、オキサジアゾリル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、インドリル、イソインドリル、1H−インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、1H−ベンゾトリアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリル、キナゾリル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサチイニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、インドリジニル、フリル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、チエニル、ベンゾ[b]チエニル、ジベンゾチエニル、フラザニル、オキサジアゾリル、チアントレニル、ナフトベンゾフラニル、ナフトベンゾチエニルなどが挙げられる。
式(2A)、式(2A')におけるR31〜R36としてのジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノおよびアリールヘテロアリールアミノは、それぞれアミノ基に2つのアリール基、2つのヘテロアリール基、1つのアリール基と1つのヘテロアリール基が置換した基であり、ここでのアリールおよびヘテロアリールは上述した説明を引用することができる。
式(2A)、式(2A')におけるR31〜R36としてのアルキルとしては、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数1〜24の直鎖アルキルまたは炭素数3〜24の分岐鎖アルキルが挙げられる。炭素数1〜18のアルキル(炭素数3〜18の分岐鎖アルキル)が好ましく、炭素数1〜12のアルキル(炭素数3〜12の分岐鎖アルキル)がより好ましく、炭素数1〜6のアルキル(炭素数3〜6の分岐鎖アルキル)がさらに好ましく、炭素数1〜4のアルキル(炭素数3〜4の分岐鎖アルキル)が特に好ましい。
具体的なアルキルとしては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t−ペンチル、n−ヘキシル、1−メチルペンチル、4−メチル−2−ペンチル、3,3−ジメチルブチル、2−エチルブチル、n−ヘプチル、1−メチルヘキシル、n−オクチル、t−オクチル、1−メチルヘプチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、n−ノニル、2,2−ジメチルヘプチル、2,6−ジメチル−4−ヘプチル、3,5,5−トリメチルヘキシル、n−デシル、n−ウンデシル、1−メチルデシル、n−ドデシル、n−トリデシル、1−ヘキシルヘプチル、n−テトラデシル、n−ペンタデシル、n−ヘキサデシル、n−ヘプタデシル、n−オクタデシル、n−エイコシルなどが挙げられる。
上記式(2A)、式(2A')におけるR31〜R36としてのシクロアルキルとしては、1つの環からなるシクロアルキル、複数の環からなるシクロアルキル、環内で共役しない二重結合を含むシクロアルキルおよび環外に分岐を含むシクロアルキルのいずれでもよく、例えば、炭素数3〜14のシクロアルキルである。炭素数5〜10のシクロアルキルが好ましく、炭素数6〜10のシクロアルキルがより好ましい。
具体的なシクロアルキルとしては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、ビシクロ[1.0.1]ブチル、ビシクロ[1.1.1]ペンチル、ビシクロ[2.0.1]ペンチル、ビシクロ[1.2.1]ヘキシル、ビシクロ[3.0.1]ヘキシル、ビシクロ[2,2,1]ヘプチル、ビシクロ[2.2.2]オクチル、デカヒドロナフチル、アダマンチル(特に、1−アダマンチル)、ジアマンチル、デカヒドロアズレニルなどが挙げられる。なお、後述する第2の置換基で置換されているシクロアルキルとしては、メチルシクロプロピル、メチルシクロブチル、メチルシクロペンチル、メチルシクロヘキシル、メチルシクロヘプチル、メチルシクロオクチルが特に挙げられる。
上記式(2A)、式(2A')におけるR31〜R36としてのアルコキシとしては、例えば、炭素数1〜24の直鎖または炭素数3〜24の分岐鎖のアルコキシが挙げられる。炭素数1〜18のアルコキシ(炭素数3〜18の分岐鎖のアルコキシ)が好ましく、炭素数1〜12のアルコキシ(炭素数3〜12の分岐鎖のアルコキシ)がより好ましく、炭素数1〜6のアルコキシ(炭素数3〜6の分岐鎖のアルコキシ)がさらに好ましく、炭素数1〜4のアルコキシ(炭素数3〜4の分岐鎖のアルコキシ)が特に好ましい。
具体的なアルコキシとしては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、s−ブトキシ、t−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシなどが挙げられる。
上記式(2A)、式(2A')におけるR31〜R36としてのトリアルキルシリルは、シリル基における3つの水素がそれぞれ独立してアルキルで置換された構造が挙げられ、アルキルとしてはR1〜R6としてのアルキルの欄で説明した基が挙げられる。置換するのに好ましいアルキルは、炭素数1〜4のアルキルであり、具体的にはメチル、エチル、プロピル、i−プロピル、ブチル、sec−ブチル、t−ブチル、シクロブチルなどが挙げられる。
具体的なトリアルキルシリルとしては、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、トリi−プロピルシリル、トリブチルシリル、トリsec−ブチルシリル、トリt−ブチルシリル、エチルジメチルシリル、プロピルジメチルシリル、i−プロピルジメチルシリル、ブチルジメチルシリル、sec−ブチルジメチルシリル、t−ブチルジメチルシリル、メチルジエチルシリル、プロピルジエチルシリル、i−プロピルジエチルシリル、ブチルジエチルシリル、sec−ブチルジエチルシリル、t−ブチルジエチルシリル、メチルジプロピルシリル、エチルジプロピルシリル、ブチルジプロピルシリル、sec−ブチルジプロピルシリル、t−ブチルジプロピルシリル、メチルジi−プロピルシリル、エチルジi−プロピルシリル、ブチルジi−プロピルシリル、sec−ブチルジi−プロピルシリル、t−ブチルジi−プロピルシリルなどが挙げられる。
上記式(2A)(2A')におけるR31〜R36としてのアリールオキシは、ヒドロキシル基の水素がアリールで置換された基であり、ここでのアリールも上述した説明を引用することができる。
また、上記式(2A)(2A')におけるR31〜R36における少なくとも1つの水素は、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノまたはアルキルで置換されていてもよく、これらの置換基についても上述した説明を引用することができる。
式(2A)(2A')におけるR34が複数の場合は、隣接するR34同士が結合してc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、トリアルキルシリルまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノまたはアルキルで置換されていてもよい。
ここで、形成された環における置換基(アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、トリアルキルシリルまたはアリールオキシ)、当該置換基へのさらなる置換基(アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノまたはアルキル)については、上述した説明を引用することができる。
置換基R34が隣接する場合とは、2つの置換基R34がc環(ベンゼン環)上において隣り合う炭素上に置換した場合を意味する。例えばc環に対してベンゼン環が縮合して形成されると、形成されてできた縮合環c'はナフタレン環である。他には、c環であるベンゼン環に対して、インドール環、ピロール環、ベンゾフラン環またはベンゾチオフェン環が縮合して形成された、それぞれカルバゾール環(N上の水素が上記アルキルやアリールで置換された環も含む)、インドール環(N上の水素が上記アルキルやアリールで置換された環も含む)、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環などが例として挙げられる。
式(2A)(2A')におけるR33と構造式中のフルオレン環は−O−、−S−、−C(−R)2−または単結合により結合していてもよく、前記−C(−R)2−のRは水素または炭素数1〜6のアルキル(特に炭素数1〜4のアルキル(例えばメチル、エチルなど))である。
33と構造式中のフルオレン環とが結合した一例を以下に示す。フルオレン環における結合箇所をR36で示す。
Figure 2020136284
式(2A)において、mは0〜3の整数であり、nはそれぞれ独立して0からArに最大置換可能な数までの整数(0から5の整数)であり、pは0〜4の整数であり、qは0〜2の整数であり、rは0〜3の整数である。
式(2A)で表される化合物における少なくとも1つの水素は、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。
mは、好ましくは0〜2の整数であり、より好ましくは0または1であり、特に好ましくは0である。また、nは、それぞれ独立して、好ましくは0〜3の整数であり、より好ましくは0〜2の整数であり、さらに好ましくは0または1であり、最も好ましくは0である。pは、好ましくは0〜2の整数であり、より好ましくは0または1であり、特に好ましくは0である。qは0〜2の整数であり、好ましくは0または1であり、より好ましくは0である。rは0〜3の整数であり、好ましくは0〜2の整数であり、より好ましくは0または1であり、特に好ましくは0である。
式(2)で表される多環芳香族化合物およびその多量体のさらに具体的な例としては、下記構造式で表される化合物が挙げられる。なお、下記構造式中の「Me」はメチル基、「tBu」はターシャリーブチル基、「iPr」はイソプロピル基、「Ph」はフェニル基を示す。
Figure 2020136284
Figure 2020136284
Figure 2020136284
Figure 2020136284
Figure 2020136284
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Figure 2020136284
Figure 2020136284
Figure 2020136284
式(2)で表される多環芳香族化合物は下記構造式で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2020136284
本発明の有機電界発光素子の発光層は、アシストドーパントとして式(2)で表される多環芳香族化合物またはその多量体を1種含んでいても、2種以上含んでいてもよい。また、発光層において、アシストドーパントの含量は、ドーパント材料の質量に対して1〜30倍であることが好ましく、2〜20倍であることがより好ましく、4〜10倍であることがさらに好ましい。アシストドーパントの含量を、ドーパント材料の同量以上とすることにより、アシストドーパントによる発光色味の変化を防止することができる。またアシストドーパントの含量を、ドーパント材料の15倍量以下とすることにより、外部量子効率の低下を抑えることができる。
<発光層形成用材料:ホスト材料:下記式(1)で表されるアントラセン系化合物>
本発明の有機電界発光素子の発光層におけるホスト材料には、式(1)で表されるアントラセン系化合物の少なくとも一種が含まれる。
Figure 2020136284
Xは、それぞれ独立して、また、Ar4は、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいジアリールアミノ、置換されていてもよいジヘテロアリールアミノ、置換されていてもよいアリールヘテロアリールアミノ、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアルケニル、置換されていてもよいアルコキシ、置換されていてもよいアリールオキシ、置換されていてもよいアリールチオまたは置換されていてもよいシリルであり、全てのXおよびAr4は同時に水素になることはなく、式(1)で表される化合物における少なくとも1つの水素はハロゲン、シアノ、重水素または置換されていてもよいヘテロアリールで置換されていてもよい。
上記式(1)中のAr4およびXにおける「置換されていてもよいアリール」の「アリール」としては、例えば、炭素数6〜30のアリールがあげられ、炭素数6〜16のアリールが好ましく、炭素数6〜12のアリールがより好ましく、炭素数6〜10のアリールが特に好ましい。
具体的な「アリール」としては、単環系であるフェニル、二環系であるビフェニリル、縮合二環系であるナフチル、三環系であるテルフェニリル(m−テルフェニリル、o−テルフェニリル、p−テルフェニリル)、縮合三環系である、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナレニル、フェナントレニル、縮合四環系であるトリフェニレニル、ピレニル、ナフタセニル、縮合五環系であるペリレニル、ペンタセニルなどが挙げられる。
上記式(1)中のAr4およびXにおける「置換されていてもよいヘテロアリール」の「ヘテロアリール」としては、例えば、炭素数2〜30のヘテロアリールがあげられ、炭素数2〜25のヘテロアリールが好ましく、炭素数2〜20のヘテロアリールがより好ましく、炭素数2〜15のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数2〜10のヘテロアリールが特に好ましい。また、ヘテロアリールとしては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を1〜5個含有する複素環などが挙げられる。
具体的な「ヘテロアリール」としては、例えば、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、オキサジアゾリル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、インドリル、イソインドリル、1H−インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、1H−ベンゾトリアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリル、キナゾリル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサチイニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、インドリジニル、フリル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、チエニル、ベンゾ[b]チエニル、ジベンゾチエニル、フラザニル、オキサジアゾリル、チアントレニル、ナフトベンゾフラニル、ナフトベンゾチエニルなどがあげられる。
上記式(1)中のAr4およびXにおける「置換されていてもよいジアリールアミノ」、「置換されていてもよいジヘテロアリールアミノ」、「置換されていてもよいアリールヘテロアリールアミノ」それぞれにおけるアリールやヘテロアリールとしては上述したAr4およびXにおける「アリール」や「ヘテロアリール」として説明したものを引用することができる。
具体的には、ジフェニルアミノ、ジナフチルアミノ、フェニルナフチルアミノ、ジピリジルアミノ、フェニルピリジルアミノ、ナフチルピリジルアミノなどが挙げられる。
上記式(1)中のAr4およびXにおける「置換されていてもよいアルキル」の「アルキル」としては、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数1〜24の直鎖アルキルまたは炭素数3〜24の分岐鎖アルキルが挙げられる。炭素数1〜18のアルキル(炭素数3〜18の分岐鎖アルキル)が好ましく、炭素数1〜12のアルキル(炭素数3〜12の分岐鎖アルキル)がより好ましく、炭素数1〜6のアルキル(炭素数3〜6の分岐鎖アルキル)がさらに好ましく、炭素数1〜4のアルキル(炭素数3〜4の分岐鎖アルキル)が特に好ましい。
具体的な「アルキル」としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t−ペンチル、n−ヘキシル、1−メチルペンチル、4−メチル−2−ペンチル、3,3−ジメチルブチル、2−エチルブチル、n−ヘプチル、1−メチルヘキシル、n−オクチル、t−オクチル、1−メチルヘプチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、n−ノニル、2,2−ジメチルヘプチル、2,6−ジメチル−4−ヘプチル、3,5,5−トリメチルヘキシル、n−デシル、n−ウンデシル、1−メチルデシル、n−ドデシル、n−トリデシル、1−ヘキシルヘプチル、n−テトラデシル、n−ペンタデシル、n−ヘキサデシル、n−ヘプタデシル、n−オクタデシル、n−エイコシルなどが挙げられる。
上記式(1)中のAr4およびXにおける「置換されていてもよいアルケニル」の「アルケニル」としては、2〜24の直鎖アルケニルまたは炭素数4〜24の分岐鎖アルケニルが挙げられる。炭素数2〜18のアルケニルが好ましく、炭素数2〜12のアルケニルがより好ましく、炭素数2〜6のアルケニルがさらに好ましく、炭素数2〜4のアルケニルが特に好ましい。
具体的な「アルケニル」としては、ビニル、アリル、ブタジエニルなどが挙げられる。
上記式(1)中のAr4およびXにおける「置換されていてもよいアルコキシ」の「アルコキシ」としては、例えば、炭素数1〜24の直鎖または炭素数3〜24の分岐鎖のアルコキシが挙げられる。炭素数1〜18のアルコキシ(炭素数3〜18の分岐鎖のアルコキシ)が好ましく、炭素数1〜12のアルコキシ(炭素数3〜12の分岐鎖のアルコキシ)がより好ましく、炭素数1〜6のアルコキシ(炭素数3〜6の分岐鎖のアルコキシ)がさらに好ましく、炭素数1〜4のアルコキシ(炭素数3〜4の分岐鎖のアルコキシ)が特に好ましい。
具体的な「アルコキシ」としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、s−ブトキシ、t−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシなどが挙げられる。
上記式(1)中のAr4およびXにおける「置換されていてもよいアリールオキシ」の「アリールオキシ」としては、−OH基の水素がアリールで置換された基であり、このアリールは上述したAr4およびXにおける「アリール」として説明したものを引用することができる。
上記式(1)中のAr4およびXにおける「置換されていてもよいアリールチオ」の「アリールチオ」としては、−SH基の水素がアリールで置換された基であり、このアリールは上述したAr4およびXにおける「アリール」として説明したものを引用することができる。
上記式(1)中のAr4およびXにおける「置換されていてもよいシリル」としては、トリアルキルシリルが挙げられる。「トリアルキルシリル」としては、シリル基における3つの水素がそれぞれ独立してアルキルで置換されたものがあげられ、このアルキルは上述したAr4およびXにおける「アルキル」として説明したものを引用することができる。置換するのに好ましいアルキルは、炭素数1〜4のアルキルであり、具体的にはメチル、エチル、プロピル、i−プロピル、ブチル、sec−ブチル、t−ブチル、シクロブチルなどが挙げられる。
具体的な「トリアルキルシリル」としては、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、トリi−プロピルシリル、トリブチルシリル、トリsec−ブチルシリル、トリt−ブチルシリル、エチルジメチルシリル、プロピルジメチルシリル、i−プロピルジメチルシリル、ブチルジメチルシリル、sec−ブチルジメチルシリル、t−ブチルジメチルシリル、メチルジエチルシリル、プロピルジエチルシリル、i−プロピルジエチルシリル、ブチルジエチルシリル、sec−ブチルジエチルシリル、t−ブチルジエチルシリル、メチルジプロピルシリル、エチルジプロピルシリル、ブチルジプロピルシリル、sec−ブチルジプロピルシリル、t−ブチルジプロピルシリル、メチルジi−プロピルシリル、エチルジi−プロピルシリル、ブチルジi−プロピルシリル、sec−ブチルジi−プロピルシリル、t−ブチルジi−プロピルシリルなどが挙げられる。
式(1)で表される化合物における少なくとも1つの水素はハロゲン、シアノ、重水素または置換されていてもよいヘテロアリールで置換されていてもよい。この場合の「ハロゲン」としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。「置換されていてもよいヘテロアリール」における「ヘテロアリール」としては上述のものを引用することができる。
この場合の置換基としてはアルキル、アリールまたはヘテロアリールが挙げられる。「置換されていてもよいヘテロアリール」における置換基としては、アルキル、アリールまたはヘテロアリールが挙げられる。このアルキル、アリールまたはヘテロアリールは上述したAr4およびXにおける「アルキル」、「アリール」、「ヘテロアリール」として説明したものを引用することができる。
式(1)では、Xはそれぞれ独立して下記式(1−X1)、式(1−X2)または式(1−X3)で表される基であることが好ましい。式(1−X1)、式(1−X2)または式(1−X3)で表される基は*において式(1)のアントラセン環と結合し、2つのXが同時に式(1−X3)で表される基になることはない。また、好ましくは2つのXが同時に式(1−X2)で表される基になることもない。
Figure 2020136284
式(1−X1)および式(1−X2)におけるナフチレン部位は1つのベンゼン環で縮合されていてもよい。このようにして縮合した構造は以下のとおりである。
Figure 2020136284
Ar1およびAr2は、それぞれ独立して、水素、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、クアテルフェニリル、ナフチル、フェナントリル、フルオレニル、ベンゾフルオレニル、クリセニル、トリフェニレニル、ピレニリル、または、下記式(A)で表される基(カルバゾリル基、ベンゾカルバゾリル基およびフェニル置換カルバゾリル基も含む)である。なお、Ar1またはAr2が式(A)で表される基である場合は、式(A)で表される基はその*において式(1−X1)または式(1−X2)中のナフタレン環と結合する。
Ar3は、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、クアテルフェニリル、ナフチル、フェナントリル、フルオレニル、ベンゾフルオレニル、クリセニル、トリフェニレニル、ピレニリル、または、下記式(A)で表される基(カルバゾリル基、ベンゾカルバゾリル基およびフェニル置換カルバゾリル基も含む)である。なお、Ar3が式(A)で表される基である場合は、式(A)で表される基はその*において式(1−X3)中の直線で表される単結合と結合する。すなわち、式(1)のアントラセン環と式(A)で表される基が直接結合する。
また、Ar3は置換基を有していてもよく、Ar3における少なくとも1つの水素はさらにフェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル、フェナントリル、フルオレニル、クリセニル、トリフェニレニル、ピレニリル、または、下記式(A)で表される基(カルバゾリル基およびフェニル置換カルバゾリル基も含む)で置換されていてもよい。なお、Ar3が有する置換基が式(A)で表される基である場合は、式(A)で表される基はその*において式(1−X3)中のAr3と結合する。
なお、2つのXとして式(1−X1)および式(1−X3)が選択される場合には、これらにおけるAr1およびAr3が共にフェニルであることはない。
Ar4は、それぞれ独立して、水素、フェニル、ビフェニリル、ターフェニリル、ナフチル、または炭素数1〜4のアルキルで置換されているシリルであることが好ましい。
シリルに置換する炭素数1〜4のアルキルは、メチル、エチル、プロピル、i−プロピル、ブチル、sec−ブチル、t−ブチル、シクロブチルなどがあげられ、シリルにおける3つの水素が、それぞれ独立して、これらのアルキルで置換されている。
具体的な「炭素数1〜4のアルキルで置換されているシリル」としては、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、トリi−プロピルシリル、トリブチルシリル、トリsec−ブチルシリル、トリt−ブチルシリル、エチルジメチルシリル、プロピルジメチルシリル、i−プロピルジメチルシリル、ブチルジメチルシリル、sec−ブチルジメチルシリル、t−ブチルジメチルシリル、メチルジエチルシリル、プロピルジエチルシリル、i−プロピルジエチルシリル、ブチルジエチルシリル、sec−ブチルジエチルシリル、t−ブチルジエチルシリル、メチルジプロピルシリル、エチルジプロピルシリル、ブチルジプロピルシリル、sec−ブチルジプロピルシリル、t−ブチルジプロピルシリル、メチルジi−プロピルシリル、エチルジi−プロピルシリル、ブチルジi−プロピルシリル、sec−ブチルジi−プロピルシリル、t−ブチルジi−プロピルシリルなどが挙げられる。
また、式(1)で表されるアントラセン系化合物の化学構造中の水素は式(A)で表される基で置換されていてもよい。式(A)で表される基で置換される場合は、式(A)で表される基はその*において式(1)で表される化合物における少なくとも1つの水素と置換する。
Figure 2020136284
上記式(A)中、Yは−O−、−S−または>N−R29であり、R29は水素または置換されていてもよいアリールであり、R21〜R28はそれぞれ独立して水素、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルコキシ、置換されていてもよいアリールオキシ、置換されていてもよいアリールチオ、トリアルキルシリル、置換されていてもよいアミノ、ハロゲン、ヒドロキシまたはシアノであり、R21〜R28のうち隣接する基は互いに結合して炭化水素環、アリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよい。
式(A)中のR21〜R28における「置換されていてもよいアルキル」の「アルキル」としては、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数1〜24の直鎖アルキルまたは炭素数3〜24の分岐鎖アルキルが挙げられる。炭素数1〜18のアルキル(炭素数3〜18の分岐鎖アルキル)が好ましく、炭素数1〜12のアルキル(炭素数3〜12の分岐鎖アルキル)がより好ましく、炭素数1〜6のアルキル(炭素数3〜6の分岐鎖アルキル)がさらに好ましく、炭素数1〜4のアルキル(炭素数3〜4の分岐鎖アルキル)が特に好ましい。
具体的な「アルキル」としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t−ペンチル、n−ヘキシル、1−メチルペンチル、4−メチル−2−ペンチル、3,3−ジメチルブチル、2−エチルブチル、n−ヘプチル、1−メチルヘキシル、n−オクチル、t−オクチル、1−メチルヘプチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、n−ノニル、2,2−ジメチルヘプチル、2,6−ジメチル−4−ヘプチル、3,5,5−トリメチルヘキシル、n−デシル、n−ウンデシル、1−メチルデシル、n−ドデシル、n−トリデシル、1−ヘキシルヘプチル、n−テトラデシル、n−ペンタデシル、n−ヘキサデシル、n−ヘプタデシル、n−オクタデシル、n−エイコシルなどが挙げられる。
式(A)中のR21〜R28における「置換されていてもよいアリール」の「アリール」としては、例えば、炭素数6〜30のアリールがあげられ、炭素数6〜16のアリールが好ましく、炭素数6〜12のアリールがより好ましく、炭素数6〜10のアリールが特に好ましい。
具体的な「アリール」としては、単環系であるフェニル、二環系であるビフェニリル、縮合二環系であるナフチル、三環系であるテルフェニリル(m−テルフェニリル、o−テルフェニリル、p−テルフェニリル)、縮合三環系である、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナレニル、フェナントレニル、縮合四環系であるトリフェニレニル、ピレニル、ナフタセニル、縮合五環系であるペリレニル、ペンタセニルなどが挙げられる。
式(A)中のR21〜R28における「置換されていてもよいヘテロアリール」の「ヘテロアリール」としては、例えば、炭素数2〜30のヘテロアリールがあげられ、炭素数2〜25のヘテロアリールが好ましく、炭素数2〜20のヘテロアリールがより好ましく、炭素数2〜15のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数2〜10のヘテロアリールが特に好ましい。また、ヘテロアリールとしては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を1〜5個含有する複素環などが挙げられる。
具体的な「ヘテロアリール」としては、例えば、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、オキサジアゾリル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、インドリル、イソインドリル、1H−インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、1H−ベンゾトリアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリル、キナゾリル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサチイニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、インドリジニル、フリル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、チエニル、ベンゾ[b]チエニル、ジベンゾチエニル、フラザニル、チアントレニル、ナフトベンゾフラニル、ナフトベンゾチエニルなどが挙げられる。
式(A)中のR21〜R28における「置換されていてもよいアルコキシ」の「アルコキシ」としては、例えば、炭素数1〜24の直鎖または炭素数3〜24の分岐鎖のアルコキシが挙げられる。炭素数1〜18のアルコキシ(炭素数3〜18の分岐鎖のアルコキシ)が好ましく、炭素数1〜12のアルコキシ(炭素数3〜12の分岐鎖のアルコキシ)がより好ましく、炭素数1〜6のアルコキシ(炭素数3〜6の分岐鎖のアルコキシ)がさらに好ましく、炭素数1〜4のアルコキシ(炭素数3〜4の分岐鎖のアルコキシ)が特に好ましい。
具体的な「アルコキシ」としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、s−ブトキシ、t−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシなどが挙げられる。
式(A)中のR21〜R28における「置換されていてもよいアリールオキシ」の「アリールオキシ」としては、−OH基の水素がアリールで置換された基であり、このアリールは上述したR21〜R28における「アリール」として説明した基を引用することができる。
式(A)中のR21〜R28における「置換されていてもよいアリールチオ」の「アリールチオ」としては、−SH基の水素がアリールで置換された基であり、このアリールは上述したR21〜R28における「アリール」として説明した基を引用することができる。
式(A)中のR21〜R28における「トリアルキルシリル」としては、シリル基における3つの水素がそれぞれ独立してアルキルで置換された基があげられ、このアルキルは上述したR21〜R28における「アルキル」として説明した基を引用することができる。置換するのに好ましいアルキルは、炭素数1〜4のアルキルであり、具体的にはメチル、エチル、プロピル、i−プロピル、ブチル、sec−ブチル、t−ブチル、シクロブチルなどが挙げられる。
具体的な「トリアルキルシリル」としては、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、トリi−プロピルシリル、トリブチルシリル、トリsec−ブチルシリル、トリt−ブチルシリル、エチルジメチルシリル、プロピルジメチルシリル、i−プロピルジメチルシリル、ブチルジメチルシリル、sec−ブチルジメチルシリル、t−ブチルジメチルシリル、メチルジエチルシリル、プロピルジエチルシリル、i−プロピルジエチルシリル、ブチルジエチルシリル、sec−ブチルジエチルシリル、t−ブチルジエチルシリル、メチルジプロピルシリル、エチルジプロピルシリル、ブチルジプロピルシリル、sec−ブチルジプロピルシリル、t−ブチルジプロピルシリル、メチルジi−プロピルシリル、エチルジi−プロピルシリル、ブチルジi−プロピルシリル、sec−ブチルジi−プロピルシリル、t−ブチルジi−プロピルシリルなどが挙げられる。
式(A)中のR21〜R28における「置換されていてもよいアミノ」の「置換されたアミノ」としては、例えば2つの水素がアリールやヘテロアリールで置換されたアミノ基が挙げられる。2つの水素がアリールで置換されたアミノがジアリール置換アミノであり、2つの水素がヘテロアリールで置換されたアミノがジヘテロアリール置換アミノであり、2つの水素がアリールとヘテロアリールで置換されたアミノがアリールヘテロアリール置換アミノである。このアリールやヘテロアリールは上述したR21〜R28における「アリール」や「ヘテロアリール」として説明した基を引用することができる。
具体的な「置換されたアミノ」としては、ジフェニルアミノ、ジナフチルアミノ、フェニルナフチルアミノ、ジピリジルアミノ、フェニルピリジルアミノ、ナフチルピリジルアミノなどが挙げられる。
式(A)中のR21〜R28における「ハロゲン」としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。
式(A)中のR21〜R28として説明した基のうち、いくつかは上述するように置換されてもよく、この場合の置換基としてはアルキル、アリールまたはヘテロアリールが挙げられる。このアルキル、アリールまたはヘテロアリールは上述したR21〜R28における「アルキル」、「アリール」または「ヘテロアリール」として説明した基を引用することができる。
式(A)中のYとしての「>N−R29」におけるR29は水素または置換されていてもよいアリールであり、このアリールとしては上述したR21〜R28における「アリール」として説明した基を引用することができ、またその置換基としてはR21〜R28に対する置換基として説明した基を引用することができる。
式(A)中のR21〜R28のうち隣接する基は互いに結合して炭化水素環、アリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよい。環を形成しない場合が下記式(A−1)で表される基であり、環を形成した場合としては例えば下記式(A−2)〜式(A−11)で表される基が挙げられる。なお、式(A−1)〜式(A−11)のいずれかで表される基における少なくとも1つの水素はアルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、アリールオキシ、アリールチオ、トリアルキルシリル、ジアリール置換アミノ、ジヘテロアリール置換アミノ、アリールヘテロアリール置換アミノ、ハロゲン、ヒドロキシまたはシアノで置換されていてもよく、これらは上述したR21〜R28における各基として説明した基を引用することができる。
Figure 2020136284
隣接する基が互いに結合してできた環としては、炭化水素環であれば例えばシクロヘキサン環があげられ、アリール環やヘテロアリール環としては上述したR21〜R28における「アリール」や「ヘテロアリール」で説明した環構造があげられ、これらの環は上記式(A−1)における1つまたは2つのベンゼン環と縮合するように形成される。
式(A)で表される基としては、例えば上記式(A−1)〜式(A−11)のいずれかで表される基が挙げられ、上記式(A−1)〜式(A−4)のいずれかで表される基が好ましく、上記式(A−1)、式(A−3)および式(A−4)のいずれかで表される基がより好ましく、上記式(A−1)で表される基がさらに好ましい。
式(A)で表される基は、式(A)中の*において、式(1−X1)または式(1−X2)中のナフタレン環、式(1−X3)中の単結合、式(1−X3)中のAr3と結合し、また式(1)で表される化合物における少なくとも1つの水素と置換することは上述したとおりだが、これらの結合形態の中でも式(1−X1)または式(1−X2)中のナフタレン環、式(1−X3)中の単結合および/または式(1−X3)中のAr3と結合した形態が好ましい。
また、式(A)で表される基の構造中で、式(1−X1)または式(1−X2)中のナフタレン環、式(1−X3)中の単結合、式(1−X3)中のAr3が結合する位置、また、式(A)で表される基の構造中で、式(1)で表される化合物における少なくとも1つの水素と置換する位置は、式(A)の構造中のいずれの位置であってもよく、例えば式(A)の構造中の2つのベンゼン環のいずれか、式(A)の構造中のR21〜R28のうち隣接する基が互いに結合して形成されたいずれかの環、または式(A)の構造中のYとしての「>N−R29」におけるR29中のいずれかの位置で結合することができる。
式(A)で表される基としては、例えば以下の基が挙げられる。式中のYおよび*は上記と同じ定義である。
Figure 2020136284
また、式(1)で表されるアントラセン系化合物の化学構造中の水素は、その全てまたは一部が重水素であってもよい。
アントラセン系化合物の具体的な例としては、例えば、下記式(1−101)〜(1−108)、(1−111)〜(1−119)、(1−121)〜(1−127)で表される化合物が挙げられる。
Figure 2020136284
また、アントラセン系化合物の他の具体的な例としては、例えば、下記式(1−131−Y)〜式(1−179−Y)で表される化合物、下記式(1−180−Y)〜式(1−182−Y)で表される化合物、および下記式(1−183−N)で表される化合物が挙げられる。各式中のYは−O−、−S−または>N−R29(R29は上記と同じ定義)のいずれでもよく、R29は例えばフェニル基である。式番号は、例えばYがOの場合は、式(1−131−Y)は式(1−131−O)とし、Yが−S−または>N−R29の場合はそれぞれ式(1−131−S)または式(1−131−N)とする。
Figure 2020136284
Figure 2020136284
Figure 2020136284
Figure 2020136284
Figure 2020136284
また、アントラセン系化合物の具体的な例としては、下記式(1−191)〜式(1−222)で表される化合物が挙げられる。
Figure 2020136284
Figure 2020136284
Figure 2020136284
Figure 2020136284
上記のうち、下記化合物が特に好ましい。
Figure 2020136284
本発明の有機電界発光素子の発光層は、ホスト材料として式(1)で表されるアントラセン系化合物を1種含んでいても、2種以上含んでいてもよい。また、発光層は、ホスト材料として式(1)で表されるアントラセン系化合物のみを含んでいてもよく、式(1)で表されるアントラセン系化合物とともに他のホスト材料を含んでいてもよい。併用することができるホスト材料としては、以前から発光体として知られていたピレン化合物、ビススチリルアントラセン誘導体や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、シクロペンタジエン誘導体、フルオレン誘導体、ベンゾフルオレン誘導体などが挙げられる。
<発光層形成用材料:ドーパント材料>
本発明の有機電界発光素子の発光層における、ドーパント材料は、式(2)で表される多環芳香族化合物または下記式(2)で表される構造を複数有するその多量体以外のドーパント材料であれば、特に限定されず、ドーパント材料として既知の化合物を用いることができ、所望の発光色に応じて様々な材料の中から選択することができる。特に、本発明において用いられるドーパント材料としては、式(1)で表されるアントラセン系化合物とともに発光層を形成したときに、式(2)で表される多環芳香族化合物または式(2)で表される構造を複数有するその多量体の添加によって発光の色味が変化しない材料が用いられる。
ドーパント材料の具体的な例としては、フェナンスレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ペリレン、ルブレンおよびクリセンなどの縮合環誘導体、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、ベンゾ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、チアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン誘導体、チオフェン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、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やジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体(特開平1−245087号公報)、ビススチリルアリーレン誘導体(特開平2−247278号公報)、ジアザインダセン誘導体、フラン誘導体、ベンゾフラン誘導体、フェニルイソベンゾフラン、ジメシチルイソベンゾフラン、ジ(2−メチルフェニル)イソベンゾフラン、ジ(2−トリフルオロメチルフェニル)イソベンゾフラン、フェニルイソベンゾフランなどのイソベンゾフラン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、7−ジアルキルアミノクマリン誘導体、7−ピペリジノクマリン誘導体、7−ヒドロキシクマリン誘導体、7−メトキシクマリン誘導体、7−アセトキシクマリン誘導体、3−ベンゾチアゾリルクマリン誘導体、3−ベンゾイミダゾリルクマリン誘導体、3−ベンゾオキサゾリルクマリン誘導体などのクマリン誘導体、ジシアノメチレンピラン誘導体、ジシアノメチレンチオピラン誘導体、ポリメチン誘導体、シアニン誘導体、オキソベンゾアンスラセン誘導体、キサンテン誘導体、ローダミン誘導体、フルオレセイン誘導体、ピリリウム誘導体、カルボスチリル誘導体、アクリジン誘導体、オキサジン誘導体、フェニレンオキサイド誘導体、キナクリドン誘導体、キナゾリン誘導体、ピロロピリジン誘導体、フロピリジン誘導体、ピロメテン誘導体、ペリノン誘導体、ピロロピロール誘導体、スクアリリウム誘導体、ビオラントロン誘導体、フェナジン誘導体、アクリドン誘導体、デアザフラビン誘導体、フルオレン誘導体およびベンゾフルオレン誘導体などが挙げられる。
本発明において、ドーパント材料としては下記式(3)で表される多環芳香族化合物もしくは式(3)で表される構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体、または式(4)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2020136284
式(3)表される多環芳香族化合物もしくは式(3)で表される構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体
Figure 2020136284
式(3)中、
12〜R22は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリールまたはアルキルで置換されていてもよい。また、R12〜R22のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリールまたはアルキルで置換されていてもよい。
1およびX2は、それぞれ独立して、>O、>N−R、>C(−R)2、>Sまたは>Seであり、ただし、X1およびX2の少なくとも1つは>N−Rである。前記>N−RのRは、炭素数1〜6のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜12のアリール、炭素数1〜6のアルキルでまたは炭素数1〜6のアルキルであり、前記>C(−R)2のRは、水素、炭素数1〜6のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜12のアリールまたは炭素数1〜6のアルキルであり、また、前記>N−RのRおよび/または前記>C(−R)2のRは−O−、−S−、−C(−R)2−または単結合により前記a環、b環および/またはc環と結合していてもよく、前記−C(−R)2−のRは炭素数1〜6のアルキルである。
式(3)で表される化合物または構造における少なくとも1つの水素は、重水素、シアノまたはハロゲンで置換されていてもよい。また、多量体の場合には、式(3)で表される構造を2または3個有する2または3量体である。
式(3)では、a環、b環およびc環の置換基R12〜R22のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよい。したがって、式(3)で表される多環芳香族化合物は、a環、b環およびc環における置換基の相互の結合形態によって、下記式(3−1)および式(3−2)に示すように、化合物を構成する環構造が変化する。
Figure 2020136284
上記式(3−1)および式(3−2)中のA'環、B'環およびC'環は、置換基R12〜R22のうちの隣接する基同士が結合して、それぞれa環、b環およびc環と共に形成したアリール環またはヘテロアリール環を示す(a環、b環またはc環に他の環構造が縮合してできた縮合環ともいえる)。なお、式では示してはいないが、a環、b環およびc環の全てがA'環、B'環およびC'環に変化した化合物であってもよい。また、上記式(3−1)および式(3−2)から分かるように、例えば、b環のR19とc環のR18、b環のR22とa環のR12、c環のR15とa環のR14などは「隣接する基同士」には該当せず、これらが結合することはない。すなわち、「隣接する基」とは同一環上で隣接する基を意味する。
上記式(3−1)や式(3−2)で表される化合物は、例えばa環(またはb環またはc環)であるベンゼン環に対してベンゼン環、インドール環、ピロール環、ベンゾフラン環またはベンゾチオフェン環が縮合して形成されるA'環(またはB'環またはC'環)を有する化合物であり、形成されてできた縮合環A'(または縮合環B'または縮合環C')はそれぞれナフタレン環、カルバゾール環、インドール環、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環である。
式(3)におけるX1およびX2は、それぞれ独立して、>O、>N−R、>C(−R)2、>Sまたは>Seであり、ただし、X1およびX2の少なくとも1つは>N−Rである。X1およびX2のいずれも>N−Rであるか、X1およびX2のいずれかが、>Oであり他方が>N−Rであることが好ましく、X1およびX2のいずれも>N−Rであることがより好ましい。前記>N−RのRは置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルキルまたは置換されていてもよいシクロアルキルであり、前記>N−RのRは連結基または単結合により前記b環および/またはc環と結合していてもよく、連結基としては、−O−、−S−または−C(−R)2−が好ましい。なお、前記「−C(−R)2−」のRは、水素、アルキルまたはシクロアルキルである。
ここで、式(3)における「N−RのRは連結基または単結合により前記a環、b環および/またはc環と結合している」との規定は、下記式(3−3−1)で表される、X1やX2が縮合環B'および縮合環C'に取り込まれた環構造を有する化合物で表現できる。すなわち、例えば式(3)におけるb環(またはc環)であるベンゼン環に対してX1(またはX2)を取り込むようにして他の環が縮合して形成されるB'環(またはC'環)を有する化合物である。形成されてできた縮合環B'(または縮合環C')は例えばフェノキサジン環、フェノチアジン環またはアクリジン環である。
また、上記規定は、下記式(3−3−2)や式(3−3−3)で表される、X1および/またはX2が縮合環A'に取り込まれた環構造を有する化合物でも表現できる。すなわち、例えば式(3)におけるa環であるベンゼン環に対してX1(および/またはX2)を取り込むようにして他の環が縮合して形成されるA'環を有する化合物である。形成されてできた縮合環A'は例えばフェノキサジン環、フェノチアジン環またはアクリジン環である。
Figure 2020136284
式(3)で規定された「R12〜R22のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共に形成されたアリール環」は炭素数9〜16のアリール環が好ましく、炭素数10〜12のアリール環がより好ましい。このような「アリール環」としては、二環系であるビフェニル環、縮合二環系であるナフタレン環、三環系であるテルフェニル環(m−テルフェニル、o−テルフェニル、p−テルフェニル)、縮合三環系である、アセナフチレン環、フルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環、縮合四環系であるトリフェニレン環、ピレン環、ナフタセン環、縮合五環系であるペリレン環、ペンタセン環などが挙げられる。
式(3)で規定された「R12〜R22のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共に形成されたヘテロアリール環」は炭素数6〜30のヘテロアリール環があげられ、炭素数6〜25のヘテロアリール環が好ましく、炭素数6〜20のヘテロアリール環がより好ましく、炭素数6〜15のヘテロアリール環がさらに好ましく、炭素数6〜10のヘテロアリール環が特に好ましい。また、「ヘテロアリール環」としては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を1ないし5個含有する複素環などが挙げられる。具体的な「ヘテロアリール環」としては、例えば、ベンゾイミダゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、1H−ベンゾトリアゾール環、ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、ジベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環などが挙げられる。
上記「アリール環」または「ヘテロアリール環」における少なくとも1つの水素は、第1の置換基である、置換または無置換の「アリール」、置換または無置換の「ヘテロアリール」、置換または無置換の「ジアリールアミノ」、置換または無置換の「ジヘテロアリールアミノ」、置換または無置換の「アリールヘテロアリールアミノ」、置換または無置換の「アルキル」、置換または無置換の「シクロアルキル」、置換または無置換の「アルコキシ」、または、置換または無置換の「アリールオキシ」で置換されていてもよいが、この第1の置換基としての「アリール」や「ヘテロアリール」、「ジアリールアミノ」のアリール、「ジヘテロアリールアミノ」のヘテロアリール、「アリールヘテロアリールアミノ」のアリールとヘテロアリール、また「アリールオキシ」のアリールとしては上述した「アリール環」の一価の基があげられ、また、「ヘテロアリール」としては、以下の「ヘテロアリール環」の一価の基が挙げられる。すなわち、「ヘテロアリール環」の例としては、ピロール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、ピラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、トリアジン環、インドール環、イソインドール環、1H−インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、1H−ベンゾトリアゾール環、キノリン環、イソキノリン環、シンノリン環、キナゾリン環、キノキサリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、プリン環、プテリジン環、カルバゾール環、アクリジン環、フェノキサチイン環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、フェナジン環、インドリジン環、フラン環、ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、ジベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、フラザン環、チアントレン環などが挙げられる。
式(3)中のR12〜R22における第1の置換基としての「アルキル」としては、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数1〜24の直鎖アルキルまたは炭素数3〜24の分岐鎖アルキルが挙げられる。炭素数1〜18のアルキル(炭素数3〜18の分岐鎖アルキル)が好ましく、炭素数1〜12のアルキル(炭素数3〜12の分岐鎖アルキル)がより好ましく、炭素数1〜6のアルキル(炭素数3〜6の分岐鎖アルキル)がさらに好ましく、炭素数1〜4のアルキル(炭素数3〜4の分岐鎖アルキル)が特に好ましい。
具体的なアルキルとしては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t−ペンチル、n−ヘキシル、1−メチルペンチル、4−メチル−2−ペンチル、3,3−ジメチルブチル、2−エチルブチル、n−ヘプチル、1−メチルヘキシル、n−オクチル、t−オクチル、1−メチルヘプチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、n−ノニル、2,2−ジメチルヘプチル、2,6−ジメチル−4−ヘプチル、3,5,5−トリメチルヘキシル、n−デシル、n−ウンデシル、1−メチルデシル、n−ドデシル、n−トリデシル、1−ヘキシルヘプチル、n−テトラデシル、n−ペンタデシル、n−ヘキサデシル、n−ヘプタデシル、n−オクタデシル、n−エイコシルなどが挙げられる。
また、式(3)中の第1の置換基としての「シクロアルキル」としては、炭素数3〜24のシクロアルキル、炭素数3〜20のシクロアルキル、炭素数3〜16のシクロアルキル、炭素数3〜14のシクロアルキル、炭素数5〜10のシクロアルキル、炭素数5〜8のシクロアルキル、炭素数5〜6のシクロアルキル、炭素数5のシクロアルキルなどが挙げられる。
具体的なシクロアルキルとしては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、ビシクロ[1.0.1]ブチル、ビシクロ[1.1.1]ペンチル、ビシクロ[2.0.1]ペンチル、ビシクロ[1.2.1]ヘキシル、ビシクロ[3.0.1]ヘキシル、ビシクロ[2,2,1]ヘプチル、ビシクロ[2.2.2]オクチル、デカヒドロナフチル、アダマンチル(特に、1−アダマンチル)、ジアマンチル、デカヒドロアズレニルなどが挙げられる。なお、後述する第2の置換基で置換されているシクロアルキルとしては、メチルシクロプロピル、メチルシクロブチル、メチルシクロペンチル、メチルシクロヘキシル、メチルシクロヘプチル、メチルシクロオクチルが特に挙げられる。
また、式(3)中の第1の置換基としての「アルコキシ」としては、例えば、炭素数1〜24の直鎖または炭素数3〜24の分岐鎖のアルコキシが挙げられる。炭素数1〜18のアルコキシ(炭素数3〜18の分岐鎖のアルコキシ)が好ましく、炭素数1〜12のアルコキシ(炭素数3〜12の分岐鎖のアルコキシ)がより好ましく、炭素数1〜6のアルコキシ(炭素数3〜6の分岐鎖のアルコキシ)がさらに好ましく、炭素数1〜4のアルコキシ(炭素数3〜4の分岐鎖のアルコキシ)が特に好ましい。
具体的なアルコキシとしては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、s−ブトキシ、t−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシなどが挙げられる。
式(3)中の第1の置換基である、置換または無置換の「アリール」、置換または無置換の「ヘテロアリール」、置換または無置換の「ジアリールアミノ」、置換または無置換の「ジヘテロアリールアミノ」、置換または無置換の「アリールヘテロアリールアミノ」、置換または無置換の「アルキル」、置換または無置換の「シクロアルキル」、置換または無置換の「アルコキシ」、または、置換または無置換の「アリールオキシ」は、置換または無置換と説明されているとおり、それらにおける少なくとも1つの水素が第2の置換基で置換されていてもよい。この第2の置換基としては、例えば、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルがあげられ、それらの具体例は、上述した「アリール環」または「ヘテロアリール環」の一価の基、また第1の置換基としての「アルキル」または「シクロアルキル」の説明を参照することができる。また、第2の置換基としてのアリールやヘテロアリールには、それらにおける少なくとも1つの水素がフェニルなどのアリール(具体例は上述した基)やメチルなどのアルキル(具体例は上述した基)やシクロヘキシルなどのシクロアルキル(具体例は上述した基)で置換された基も第2の置換基としてのアリールやヘテロアリールに含まれる。その一例としては、第2の置換基がカルバゾリル基の場合には、9位における少なくとも1つの水素がフェニルなどのアリールやメチルなどのアルキルやシクロヘキシルなどのシクロアルキルで置換されたカルバゾリル基も第2の置換基としてのヘテロアリールに含まれる。
式(3)のR12〜R22におけるアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノのアリール、ジヘテロアリールアミノのヘテロアリール、アリールヘテロアリールアミノのアリールとヘテロアリール、またはアリールオキシのアリールとしては、上記で説明した「アリール環」または「ヘテロアリール環」の一価の基が挙げられる。また、R1〜R11におけるアルキル、シクロアルキルまたはアルコキシとしては、上述した式(3)の説明における第1の置換基としての「アルキル」や「シクロアルキル」や「アルコキシ」の説明を参照することができる。さらに、これらの基への置換基としてのアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルも同様である。また、R11〜R22のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成した場合の、これらの環への置換基であるヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシ、および、さらなる置換基であるアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルについても同様である。
式(3)のX1およびX2における>N−RのRは上述した第2の置換基で置換されていてもよいアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルであり、アリール、ヘテロアリール、アルキルやシクロアルキルにおける少なくとも1つの水素は例えばアルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよい。このアリール、ヘテロアリール、アルキルやシクロアルキルとしては上述する基が挙げられる。特に炭素数6〜10のアリール(例えばフェニル、ナフチルなど)、炭素数2〜15のヘテロアリール(例えばカルバゾリルなど)、炭素数1〜4のアルキル(例えばメチル、エチルなど)、炭素数3〜16のシクロアルキル(例えばビシクロオクチルやアダマンチル等)が好ましい。
式(3)における連結基である「−C(−R)2−」のRは、水素、アルキルまたはシクロアルキルであるが、このアルキルまたはシクロアルキルとしては上述する基が挙げられる。特に炭素数1〜4のアルキル(例えばメチル、エチルなど)が好ましい。
また、式(3)で表される単位構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体もドーパント材料として用いることができる。多量体は、2〜3量体であればよい。多量体は、一つの化合物の中に上記単位構造を複数有する形態であればよく、例えば、上記単位構造が単結合、炭素数1〜3のアルキレン基、フェニレン基、ナフチレン基などの連結基で複数結合した形態に加えて、上記単位構造に含まれる任意の環(a環、b環またはc環)を複数の単位構造で共有するようにして結合した形態であってもよく、また、上記単位構造に含まれる任意の環(a環、b環またはc環)同士が縮合するようにして結合した形態であってもよい。
このような多量体としては、例えば、下記式(3−4)、式(3−4−1)、式(3−5−1)〜式(3−5−4)または式(3−6)で表される多量体化合物が挙げられる。下記式(3−4)で表される多量体化合物は、式(3)で説明すれば、a環であるベンゼン環を共有するようにして、複数の式(3)で表される単位構造を一つの化合物中に有する多量体化合物である。また、下記式(3−4−1)で表される多量体化合物は、式(3)で説明すれば、a環であるベンゼン環を共有するようにして、二つの式(3)で表される単位構造を一つの化合物中に有する多量体化合物である。また、下記式(3−4−2)で表される多量体化合物は、式(3)で説明すれば、a環であるベンゼン環を共有するようにして、三つの式(3)で表される単位構造を一つの化合物中に有する多量体化合物である。また、下記式(3−5−1)〜式(3−5−4)で表される多量体化合物は、式(3)で説明すれば、b環(またはc環)であるベンゼン環を共有するようにして、複数の式(3)で表される単位構造を一つの化合物中に有する多量体化合物である。また、下記式(3−6)で表される多量体化合物は、式(3)で説明すれば、例えばある単位構造のb環(またはa環、c環)であるベンゼン環とある単位構造のb環(またはa環、c環)であるベンゼン環とが縮合するようにして、複数の式(3)で表される単位構造を一つの化合物中に有する多量体化合物である。
Figure 2020136284
式(3−4)、式(3−4−1)、式(3−5−1)〜式(3−5−4)および式(3−6)におけるR12〜R22、X1、X2の定義は式(3)におけるものとそれぞれ同じである。
多量体化合物は、式(3−4)、または式(3−4−1)で表現される多量化形態と、式(3−5−1)〜式(3−5−4)のいずれかまたは式(3−6)で表現される多量化形態とが組み合わさった多量体であってもよく、式(3−5−1)〜式(3−5−4)のいずれかで表現される多量化形態と、式(3−6)で表現される多量化形態とが組み合わさった多量体であってもよく、式(3−4)、または式(3−4−1)で表現される多量化形態と式(3−5−1)〜式(3−5−4)のいずれかで表現される多量化形態と式(3−6)で表現される多量化形態とが組み合わさった多量体であってもよい。
また、式(3)で表される多環芳香族化合物およびその多量体の化学構造中の水素は、その全てまたは一部がハロゲン、シアノまたは重水素で置換されていてもよい。例えば、a環、b環、c環(a〜c環はアリール環またはヘテロアリール環)、a〜c環への置換基、ならびに、X1およびX2が>N−RであるときのR(=アリール、ヘテロアリール、アルキル、シクロアルキル)における水素がハロゲン、シアノまたは重水素で置換されうるが、これらの中でもアリールやヘテロアリールにおける全てまたは一部の水素がハロゲン、シアノまたは重水素で置換された態様が挙げられる。ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素であり、好ましくはフッ素、塩素または臭素、より好ましくはフッ素または塩素である。
式(3)で表される多環芳香族化合物のさらに具体的な例としては、例えば、下記構造式で表される化合物が挙げられる。なお、下記構造式中の「Me」はメチル基、「tBu」はターシャリーブチル基を示す。
Figure 2020136284
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式(4)で表される化合物
Figure 2020136284
式(4)中、Zは置換されてもよいピレン環、ベンゾフルオレン環またはクリセン環であり、Ar4、Ar5、Ar6、Ar7は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、アリールオキシまたはトリアルキルシリルで置換されていてもよい。また、Ar4〜Ar7のうちの隣接する基同士が結合して環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、アルコキシ、アリールオキシまたはトリアルキルシリルで置換されていてもよい。uは0〜3の整数であり、0〜2が好ましく、1がより好ましい。そして、式(4)で表される化合物における少なくとも1つの水素はハロゲン、シアノまたは重水素で置換されていてもよい。
式(4)中のAr4、Ar5、Ar6、Ar7におけるアリールとしては、例えば、炭素数6〜30のアリールが挙げられ、炭素数6〜16のアリールが好ましく、炭素数6〜12のアリールがより好ましく、炭素数6〜10のアリールが特に好ましい。
具体的なアリールとしては、単環系であるフェニル、二環系であるビフェニリル、縮合二環系であるナフチル、三環系であるテルフェニリル(m−テルフェニリル、o−テルフェニリル、p−テルフェニリル)、縮合三環系である、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナレニル、フェナントレニル、縮合四環系であるトリフェニレニル、ピレニル、ナフタセニル、縮合五環系であるペリレニル、ペンタセニルなどが挙げられる。
式(4)中のAr4、Ar5、Ar6、Ar7におけるヘテロアリールとしては、例えば、炭素数2〜30のヘテロアリールが挙げられ、炭素数2〜25のヘテロアリールが好ましく、炭素数2〜20のヘテロアリールがより好ましく、炭素数2〜15のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数2〜10のヘテロアリールが特に好ましい。また、ヘテロアリールとしては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を1〜5個含有する複素環などが挙げられる。
具体的なヘテロアリールとしては、例えば、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、オキサジアゾリル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、インドリル、イソインドリル、1H−インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、1H−ベンゾトリアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリル、キナゾリル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサチイニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、インドリジニル、フリル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、チエニル、ベンゾ[b]チエニル、ジベンゾチエニル、フラザニル、オキサジアゾリル、チアントレニル、ナフトベンゾフラニル、ナフトベンゾチエニルなどが挙げられる。
式(4)中のAr4、Ar5、Ar6、Ar7におけるジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノおよびアリールヘテロアリールアミノは、それぞれアミノ基に2つのアリール基、2つのヘテロアリール基、1つのアリール基と1つのヘテロアリール基が置換した基であり、ここでのアリールおよびヘテロアリールは上述した説明を引用することができる。
式(4)中のAr4、Ar5、Ar6、Ar7としてのアルキルとしては、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数1〜24の直鎖アルキルまたは炭素数3〜24の分岐鎖アルキルが挙げられる。炭素数1〜18のアルキル(炭素数3〜18の分岐鎖アルキル)が好ましく、炭素数1〜12のアルキル(炭素数3〜12の分岐鎖アルキル)がより好ましく、炭素数1〜6のアルキル(炭素数3〜6の分岐鎖アルキル)がさらに好ましく、炭素数1〜4のアルキル(炭素数3〜4の分岐鎖アルキル)が特に好ましい。
具体的なアルキルとしては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t−ペンチル、n−ヘキシル、1−メチルペンチル、4−メチル−2−ペンチル、3,3−ジメチルブチル、2−エチルブチル、n−ヘプチル、1−メチルヘキシル、n−オクチル、t−オクチル、1−メチルヘプチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、n−ノニル、2,2−ジメチルヘプチル、2,6−ジメチル−4−ヘプチル、3,5,5−トリメチルヘキシル、n−デシル、n−ウンデシル、1−メチルデシル、n−ドデシル、n−トリデシル、1−ヘキシルヘプチル、n−テトラデシル、n−ペンタデシル、n−ヘキサデシル、n−ヘプタデシル、n−オクタデシル、n−エイコシルなどが挙げられる。
式(4)中のAr4、Ar5、Ar6、Ar7におけるシクロアルキルとしては、1つの環からなるシクロアルキル、複数の環からなるシクロアルキル、環内で共役しない二重結合を含むシクロアルキルおよび環外に分岐を含むシクロアルキルのいずれでもよく、例えば、炭素数3〜14のシクロアルキルである。炭素数5〜10のシクロアルキルが好ましく、炭素数6〜10のシクロアルキルがより好ましい。
具体的なシクロアルキルとしては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、ビシクロ[2,2,1]ヘプチル、ビシクロ[2.2.2]オクチル、デカヒドロナフチル、アダマンチル(特に、1−アダマンチル)などが挙げられる。
式(4)中のAr4、Ar5、Ar6、Ar7におけるアルコキシとしては、例えば、炭素数1〜24の直鎖または炭素数3〜24の分岐鎖のアルコキシが挙げられる。炭素数1〜18のアルコキシ(炭素数3〜18の分岐鎖のアルコキシ)が好ましく、炭素数1〜12のアルコキシ(炭素数3〜12の分岐鎖のアルコキシ)がより好ましく、炭素数1〜6のアルコキシ(炭素数3〜6の分岐鎖のアルコキシ)がさらに好ましく、炭素数1〜4のアルコキシ(炭素数3〜4の分岐鎖のアルコキシ)が特に好ましい。
具体的なアルコキシとしては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、s−ブトキシ、t−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシなどが挙げられる。
式(4)中のAr4、Ar5、Ar6、Ar7におけるアリールオキシは、ヒドロキシル基の水素がアリールで置換された基であり、ここでのアリールも上述した説明を引用することができる。

式(4)の上記の各置換基における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、アリールオキシまたはトリアルキルシリルで置換されていてもよい。アリール、ヘテロアリール、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、アリールオキシとしてはそれぞれ上述した説明を引用することができる。
トリアルキルシリルは、シリル基における3つの水素がそれぞれ独立してアルキルで置換された構造が挙げられ、アルキルとしてはR1〜R6としてのアルキルの欄で説明した基が挙げられる。置換するのに好ましいアルキルは、炭素数1〜4のアルキルであり、具体的にはメチル、エチル、プロピル、i−プロピル、ブチル、sec−ブチル、t−ブチル、シクロブチルなどが挙げられる。
具体的なトリアルキルシリルとしては、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、トリi−プロピルシリル、トリブチルシリル、トリsec−ブチルシリル、トリt−ブチルシリル、エチルジメチルシリル、プロピルジメチルシリル、i−プロピルジメチルシリル、ブチルジメチルシリル、sec−ブチルジメチルシリル、t−ブチルジメチルシリル、メチルジエチルシリル、プロピルジエチルシリル、i−プロピルジエチルシリル、ブチルジエチルシリル、sec−ブチルジエチルシリル、t−ブチルジエチルシリル、メチルジプロピルシリル、エチルジプロピルシリル、ブチルジプロピルシリル、sec−ブチルジプロピルシリル、t−ブチルジプロピルシリル、メチルジi−プロピルシリル、エチルジi−プロピルシリル、ブチルジi−プロピルシリル、sec−ブチルジi−プロピルシリル、t−ブチルジi−プロピルシリルなどが挙げられる。
式(4)のAr4〜Ar7のうちの隣接する基同士が結合して環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、アルコキシ、アリールオキシまたはトリアルキルシリルで置換されていてもよい。これらのさらなる置換基)については、上述した説明を引用することができる。
式(4)のAr4〜Ar7のうちの隣接する基同士が結合して形成される環としては、例えば、ピロール環、イミダゾール環、インドール環、イソインドール環、1H−インダゾール環、カルバゾール環、カルボリン環、フェノキサジン環、ピロリン環、ピロリジン環、イミダゾリン環、ピラゾリジン環、ピラゾリン環、ピペリジン環、ピペラジン環、インドリン環、イソインドリン環、モルホリン環などが挙げられる。
式(4)で表される化合物は好ましくは、下記式(4−A)から(4−C)で表される化合物である。
Figure 2020136284
式(4−A)〜(4−C)中、Ar4、Ar5、Ar6、Ar7は、それぞれ独立して、炭素数6〜30のアリール、炭素数5〜30のヘテロアリールであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜10のアリール、炭素数5〜12のヘテロアリール、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜10のシクロアルキル、炭素数1〜6のアルコキシ、炭素数6〜10のアリールオキシまたは炭素数3〜12のトリアルキルシリルで置換されていてもよい。Ar4、Ar5、Ar6、Ar7は、それぞれ独立して、炭素数6〜10のアリール、炭素数5〜12のヘテロアリールであることが好ましく、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜10のアリール、炭素数5〜12のヘテロアリール、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜6のシクロアルキルまたは炭素数3〜12のトリアルキルシリルで置換されていてもよい。Ar4、Ar5、Ar6、Ar7は、それぞれ独立して、フェニル、ナフチルまたは式(4−X)で表される基であることがより好ましく、これらにおける少なくとも1つの水素は、フェニル、ナフチル、メチル、イソプロピル、ターシャリーブチルまたはトリメチルシリルで表される基で置換されていてもよい。
Figure 2020136284
式(4−X)中、Y1は−O−、−S−または>N−R39であり、R39は水素またはフェニルである。式(4−X)はその構造のいずれかの位置で式(4−A)〜(4−C)における窒素原子に結合する。
式(4−A)〜(4−C)において、Ar4〜Ar7のうちの隣接する基同士は結合して環を形成していてもよい。形成される環の例としては、式(4)について上述した説明を引用することができる。
式(4−A)中、R37、R38は、それぞれ独立して、水素、炭素数6〜30のアリール、炭素数5〜30のヘテロアリール、炭素数1〜10のアルキル、炭素数3〜12のシクロアルキルまたは炭素数3〜12のトリアルキルシリルであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜10のアリール、炭素数5〜12のヘテロアリール、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜10のシクロアルキルまたは炭素数3〜12のトリアルキルシリルで置換されていてもよい。R37、R38は、それぞれ独立して、水素、炭素数6〜10のアリール、炭素数5〜12のヘテロアリール、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜6のシクロアルキルまたは炭素数3〜6のトリアルキルシリルであることが好ましく、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜10のアリール、炭素数5〜12のヘテロアリール、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜6のシクロアルキルまたは炭素数3〜6のトリアルキルシリルで置換されていてもよい。R37、R38は、それぞれ独立して、メチル、メチルで置換されていてもよいフェニル、ナフチル、またはビフェニルがより好ましく、いずれもフェニルであることがさらに好ましい。
37とR38は結合して環を形成していてもよい。R37とR38が結合して形成される環の例としては、フルオレン環、ベンゾフルオレン環などが挙げられる。
式(4−A)〜(4−C)で表される化合物における少なくとも1つの水素はハロゲン、シアノまたは重水素で置換されていてもよい。
式(4−A)〜(4−C)における各置換基の例としては、式(4)について上述した説明を引用することができる。
式(4−A)で表される具体的な化合物としては特開2008-291006号公報に記載の以下の化合物が挙げられる。
Figure 2020136284
Figure 2020136284
式(4−B)で表される具体的な化合物としては特開2013-080961号公報に記載の以下の化合物が挙げられる。
Figure 2020136284
Figure 2020136284
Figure 2020136284
Figure 2020136284
Figure 2020136284
Figure 2020136284
式(4−C)で表される具体的な化合物としてはWO2009/008356号、特開2005-302667号公報に記載の以下の化合物が挙げられる。
Figure 2020136284
ドーパント材料は以下いずれかの構造を有する化合物であることが好ましい。
Figure 2020136284
Figure 2020136284
上記構造式中、Meはメチル基であり、iPrはイソプロピル基であり、tBuはターシャリーブチル基であり、TMSはトリメチルシリル基を示す。
<有機電界発光素子の構造>
図1に、有機電界発光素子の概略断面図を示す。図1に示された有機EL素子100は、基板101と、基板101上に設けられた陽極102と、陽極102の上に設けられた正孔注入層103と、正孔注入層103の上に設けられた正孔輸送層104と、正孔輸送層104の上に設けられた発光層105と、発光層105の上に設けられた電子輸送層106と、電子輸送層106の上に設けられた電子注入層107と、電子注入層107の上に設けられた陰極108とを有する。
なお、有機EL素子100は、作製順序を逆にして、例えば、基板101と、基板101上に設けられた陰極108と、陰極108の上に設けられた電子注入層107と、電子注入層107の上に設けられた電子輸送層106と、電子輸送層106の上に設けられた発光層105と、発光層105の上に設けられた正孔輸送層104と、正孔輸送層104の上に設けられた正孔注入層103と、正孔注入層103の上に設けられた陽極102とを有する構成としてもよい。
上記各層すべてがなくてはならないわけではなく、最小構成単位を陽極102と発光層105と陰極108とからなる構成として、正孔注入層103、正孔輸送層104、電子輸送層106、電子注入層107は任意に設けられる層である。また、上記各層は、それぞれ単一層からなってもよいし、複数層からなってもよい。
有機EL素子を構成する層の態様としては、上述する「基板/陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極」の構成態様の他に、「基板/陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/正孔注入層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極」、「基板/陽極/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極」、「基板/陽極/正孔注入層/発光層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/正孔注入層/発光層/電子輸送層/陰極」、「基板/陽極/発光層/電子輸送層/陰極」、「基板/陽極/発光層/電子注入層/陰極」の構成態様であってもよい。
<有機電界発光素子における発光層>
発光層105は、電界を与えられた電極間において、陽極102から注入された正孔と、陰極108から注入された電子とを再結合させることにより発光する層である。発光層105を形成する材料としては、正孔と電子との再結合によって励起されて発光する化合物(発光性化合物)であればよく、安定な薄膜形状を形成することができ、かつ、固体状態で強い発光(蛍光)効率を示す化合物であることが好ましい。本発明の有機電界発光素子の発光層は、ホスト材料として式(1)で表されるアントラセン系化合物と、ドーパント材料と、式(2)で表される多環芳香族化合物または式(2)で表される構造を複数有するその多量体の少なくとも1つとを含む。
発光層は単一層でも複数層からなってもどちらでもよく、それぞれ発光層用材料(ホスト材料、ドーパント材料)により形成される。ホスト材料とドーパント材料は、それぞれ一種類であっても、複数の組み合わせであっても、いずれでもよい。ドーパント材料はホスト材料の全体に含まれていても、部分的に含まれていても、いずれであってもよい。ドーピング方法としては、ホスト材料との共蒸着法によって形成することができるが、ホスト材料と予め混合してから同時に蒸着してもよい。
ホスト材料の使用量は、好ましくは発光層用材料全体の50〜99.999重量%であり、より好ましくは80〜99.95重量%であり、さらに好ましくは90〜99.9重量%である。
ドーパント材料の使用量はドーパント材料の種類によって異なり、そのドーパント材料の特性に合わせて決めればよい。ドーパントの使用量の目安は、好ましくは発光層用材料全体の0.001〜50重量%であり、より好ましくは0.05〜20重量%であり、さらに好ましくは0.1〜10重量%である。上記の範囲であれば、例えば、濃度消光現象を防止できるという点で好ましい。
<有機電界発光素子における基板>
基板101は、有機EL素子100の支持体であり、通常、石英、ガラス、金属、プラスチックなどが用いられる。基板101は、目的に応じて板状、フィルム状、またはシート状に形成され、例えば、ガラス板、金属板、金属箔、プラスチックフィルム、プラスチックシートなどが用いられる。中でも、ガラス板、および、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホンなどの透明な合成樹脂製の板が好ましい。ガラス基板であれば、ソーダライムガラスや無アルカリガラスなどが用いられ、また、厚みも機械的強度を保つのに十分な厚みがあればよいので、例えば、0.2mm以上あればよい。厚さの上限値としては、例えば、2mm以下、好ましくは1mm以下である。ガラスの材質については、ガラスからの溶出イオンが少ない方がよいので無アルカリガラスの方が好ましいが、SiO2などのバリアコートを施したソーダライムガラスも市販されているのでこれを使用することができる。また、基板101には、ガスバリア性を高めるために、少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜などのガスバリア膜を設けてもよく、特にガスバリア性が低い合成樹脂製の板、フィルムまたはシートを基板101として用いる場合にはガスバリア膜を設けるのが好ましい。
<有機電界発光素子における陽極>
陽極102は、発光層105へ正孔を注入する役割を果たす。なお、陽極102と発光層105との間に正孔注入層103および/または正孔輸送層104が設けられている場合には、これらを介して発光層105へ正孔を注入することになる。
陽極102を形成する材料としては、無機化合物および有機化合物が挙げられる。無機化合物としては、例えば、金属(アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、クロムなど)、金属酸化物(インジウムの酸化物、スズの酸化物、インジウム−スズ酸化物(ITO)、インジウム−亜鉛酸化物(IZO)など)、ハロゲン化金属(ヨウ化銅など)、硫化銅、カーボンブラック、ITOガラスやネサガラスなどが挙げられる。有機化合物としては、例えば、ポリ(3−メチルチオフェン)などのポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマーなどが挙げられる。その他、有機EL素子の陽極として用いられている物質の中から適宜選択して用いることができる。
透明電極の抵抗は、発光素子の発光に十分な電流が供給できればよいので限定されないが、発光素子の消費電力の観点からは低抵抗であることが望ましい。例えば、300Ω/□以下のITO基板であれば素子電極として機能するが、現在では10Ω/□程度の基板の供給も可能になっていることから、例えば100〜5Ω/□、好ましくは50〜5Ω/□の低抵抗品を使用することが特に望ましい。ITOの厚みは抵抗値に合わせて任意に選ぶ事ができるが、通常50〜300nmの間で用いられることが多い。
<有機電界発光素子における正孔注入層、正孔輸送層>
正孔注入層103は、陽極102から移動してくる正孔を、効率よく発光層105内または正孔輸送層104内に注入する役割を果たす。正孔輸送層104は、陽極102から注入された正孔または陽極102から正孔注入層103を介して注入された正孔を、効率よく発光層105に輸送する役割を果たす。正孔注入層103および正孔輸送層104は、それぞれ、正孔注入・輸送材料の一種または二種以上を積層、混合するか、正孔注入・輸送材料と高分子結着剤の混合物により形成される。また、正孔注入・輸送材料に塩化鉄(III)のような無機塩を添加して層を形成してもよい。
正孔注入・輸送性物質としては電界を与えられた電極間において正極からの正孔を効率よく注入・輸送することが必要で、正孔注入効率が高く、注入された正孔を効率よく輸送することが望ましい。そのためにはイオン化ポテンシャルが小さく、しかも正孔移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発生しにくい物質であることが好ましい。
正孔注入層103および正孔輸送層104を形成する材料としては、光導電材料において、正孔の電荷輸送材料として従来から慣用されている化合物、p型半導体、有機EL素子の正孔注入層および正孔輸送層に使用されている公知の化合物の中から任意の化合物を選択して用いることができる。それらの具体例は、カルバゾール誘導体(N−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾールなど)、ビス(N−アリールカルバゾール)またはビス(N−アルキルカルバゾール)などのビスカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体(芳香族第3級アミノを主鎖または側鎖に持つポリマー、1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン、N,N'−ジフェニル−N,N'−ジ(3−メチルフェニル)−4,4'−ジアミノビフェニル、N,N'−ジフェニル−N,N'−ジナフチル−4,4'−ジアミノビフェニル、N,N'−ジフェニル−N,N'−ジ(3−メチルフェニル)−4,4'−ジフェニル−1,1'−ジアミン、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、N4,N4'−ジフェニル−N4,N4'−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−[1,1'−ビフェニル]−4,4'−ジアミン、N4,N4,N4',N4'−テトラ[1,1'−ビフェニル]−4−イル)−[1,1'−ビフェニル]−4,4'−ジアミン、4,4',4"−トリス(3−メチルフェニル(フェニル)アミノ)トリフェニルアミンなどのトリフェニルアミン誘導体、スターバーストアミン誘導体など)、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体(無金属、銅フタロシアニンなど)、ピラゾリン誘導体、ヒドラゾン系化合物、ベンゾフラン誘導体やチオフェン誘導体、オキサジアゾール誘導体、キノキサリン誘導体(例えば、1,4,5,8,9,12−ヘキサアザトリフェニレン−2,3,6,7,10,11−ヘキサカルボニトリルなど)、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、ポリシランなどである。ポリマー系では前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリビニルカルバゾールおよびポリシランなどが好ましいが、発光素子の作製に必要な薄膜を形成し、陽極から正孔が注入できて、さらに正孔を輸送できる化合物であれば特に限定されない。
また、有機半導体の導電性は、そのドーピングにより、強い影響を受けることも知られている。このような有機半導体マトリックス物質は、電子供与性の良好な化合物、または、電子受容性の良好な化合物から構成されている。電子供与物質のドーピングのために、テトラシアノキノンジメタン(TCNQ)または2,3,5,6−テトラフルオロテトラシアノ−1,4−ベンゾキノンジメタン(F4TCNQ)などの強い電子受容体が知られている(例えば、文献「M.Pfeiffer,A.Beyer,T.Fritz,K.Leo,Appl.Phys.Lett.,73(22),3202-3204(1998)」および文献「J.Blochwitz,M.Pheiffer,T.Fritz,K.Leo,Appl.Phys.Lett.,73(6),729-731(1998)」を参照)。これらは、電子供与型ベース物質(正孔輸送物質)における電子移動プロセスによって、いわゆる正孔を生成する。正孔の数および移動度によって、ベース物質の伝導性が、かなり大きく変化する。正孔輸送特性を有するマトリックス物質としては、例えばベンジジン誘導体(TPDなど)またはスターバーストアミン誘導体(TDATAなど)、または、特定の金属フタロシアニン(特に、亜鉛フタロシアニン(ZnPc)など)が知られている(特開2005-167175号公報)。
<有機電界発光素子における電子注入層、電子輸送層>
電子注入層107は、陰極108から移動してくる電子を、効率よく発光層105内または電子輸送層106内に注入する役割を果たす。電子輸送層106は、陰極108から注入された電子または陰極108から電子注入層107を介して注入された電子を、効率よく発光層105に輸送する役割を果たす。電子輸送層106および電子注入層107は、それぞれ、電子輸送・注入材料の一種または二種以上を積層、混合するか、電子輸送・注入材料と高分子結着剤の混合物により形成される。
電子注入・輸送層とは、陰極から電子が注入され、さらに電子を輸送することをつかさどる層であり、電子注入効率が高く、注入された電子を効率よく輸送することが望ましい。そのためには電子親和力が大きく、しかも電子移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発生しにくい物質であることが好ましい。しかしながら、正孔と電子の輸送バランスを考えた場合に、陽極からの正孔が再結合せずに陰極側へ流れるのを効率よく阻止できる役割を主に果たす場合には、電子輸送能力がそれ程高くなくても、発光効率を向上させる効果は電子輸送能力が高い材料と同等に有する。したがって、本実施形態における電子注入・輸送層は、正孔の移動を効率よく阻止できる層の機能も含まれてもよい。
電子輸送層106または電子注入層107を形成する材料(電子輸送材料)としては、光導電材料において電子伝達化合物として従来から慣用されている化合物、有機EL素子の電子注入層および電子輸送層に使用されている公知の化合物の中から任意に選択して用いることができる。
電子輸送層または電子注入層に用いられる材料としては、炭素、水素、酸素、硫黄、ケイ素およびリンの中から選ばれる一種以上の原子で構成される芳香族環または複素芳香族環からなる化合物、ピロール誘導体およびその縮合環誘導体および電子受容性窒素を有する金属錯体の中から選ばれる少なくとも一種を含有することが好ましい。具体的には、ナフタレン、アントラセンなどの縮合環系芳香族環誘導体、4,4'−ビス(ジフェニルエテニル)ビフェニルに代表されるスチリル系芳香族環誘導体、ペリノン誘導体、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、アントラキノンやジフェノキノンなどのキノン誘導体、リンオキサイド誘導体、カルバゾール誘導体およびインドール誘導体などが挙げられる。電子受容性窒素を有する金属錯体としては、例えば、ヒドロキシフェニルオキサゾール錯体などのヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体、フラボノール金属錯体およびベンゾキノリン金属錯体などが挙げられる。これらの材料は単独でも用いられるが、異なる材料と混合して使用しても構わない。
また、他の電子伝達化合物の具体例として、ピリジン誘導体、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントロリン誘導体、ペリノン誘導体、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体(1,3−ビス[(4−t−ブチルフェニル)1,3,4−オキサジアゾリル]フェニレンなど)、チオフェン誘導体、トリアゾール誘導体(N−ナフチル−2,5−ジフェニル−1,3,4−トリアゾールなど)、チアジアゾール誘導体、オキシン誘導体の金属錯体、キノリノール系金属錯体、キノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体のポリマー、ベンザゾール類化合物、ガリウム錯体、ピラゾール誘導体、パーフルオロ化フェニレン誘導体、トリアジン誘導体、ピラジン誘導体、ベンゾキノリン誘導体(2,2'−ビス(ベンゾ[h]キノリン−2−イル)−9,9'−スピロビフルオレンなど)、イミダゾピリジン誘導体、ボラン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体(トリス(N−フェニルベンゾイミダゾール−2−イル)ベンゼンなど)、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、キノリン誘導体、テルピリジンなどのオリゴピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、テルピリジン誘導体(1,3−ビス(4'−(2,2':6'2"−テルピリジニル))ベンゼンなど)、ナフチリジン誘導体(ビス(1−ナフチル)−4−(1,8−ナフチリジン−2−イル)フェニルホスフィンオキサイドなど)、アルダジン誘導体、カルバゾール誘導体、インドール誘導体、リンオキサイド誘導体、ビススチリル誘導体などが挙げられる。
また、電子受容性窒素を有する金属錯体を用いることもでき、例えば、キノリノール系金属錯体やヒドロキシフェニルオキサゾール錯体などのヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体、フラボノール金属錯体およびベンゾキノリン金属錯体などが挙げられる。
上述した材料は単独でも用いられるが、異なる材料と混合して使用しても構わない。
上述した材料の中でも、ボラン誘導体、ピリジン誘導体、フルオランテン誘導体、BO系誘導体、アントラセン誘導体、ベンゾフルオレン誘導体、ホスフィンオキサイド誘導体、ピリミジン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアジン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、およびキノリノール系金属錯体が好ましい。
[ボラン誘導体]
ボラン誘導体は、例えば下記式(ETM−1)で表される化合物であり、詳細には特開2007-27587号公報に開示されている。
Figure 2020136284
上記式(ETM−1)中、R11およびR12は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されているシリル、置換されていてもよい窒素含有複素環、またはシアノの少なくとも一つであり、R13〜R16は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいシクロアルキルまたは置換されていてもよいアリールであり、Xは、置換されていてもよいアリーレンであり、Yは、置換されていてもよい炭素数16以下のアリール、置換されているボリル、または置換されていてもよいカルバゾリルであり、そして、nはそれぞれ独立して0〜3の整数である。また、「置換されていてもよい」または「置換されている」場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルなどが挙げられる。
上記式(ETM−1)で表される化合物の中でも、下記式(ETM−1−1)で表される化合物や下記式(ETM−1−2)で表される化合物が好ましい。
Figure 2020136284
式(ETM−1−1)中、R11およびR12は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されているシリル、置換されていてもよい窒素含有複素環、またはシアノの少なくとも一つであり、R13〜R16は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいシクロアルキルまたは置換されていてもよいアリールであり、R21およびR22は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されているシリル、置換されていてもよい窒素含有複素環、またはシアノの少なくとも一つであり、X1は、置換されていてもよい炭素数20以下のアリーレンであり、nはそれぞれ独立して0〜3の整数であり、そして、mはそれぞれ独立して0〜4の整数である。また、「置換されていてもよい」または「置換されている」場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルなどが挙げられる。
Figure 2020136284
式(ETM−1−2)中、R11およびR12は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されているシリル、置換されていてもよい窒素含有複素環、またはシアノの少なくとも一つであり、R13〜R16は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいシクロアルキルまたは置換されていてもよいアリールであり、X1は、置換されていてもよい炭素数20以下のアリーレンであり、そして、nはそれぞれ独立して0〜3の整数である。また、「置換されていてもよい」または「置換されている」場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルなどが挙げられる。
1の具体的な例としては、下記式(X−1)〜式(X−9)で表される2価の基が挙げられる。
Figure 2020136284
(各式中、Raは、それぞれ独立してアルキル基、シクロアルキル基または置換されていてもよいフェニル基である。)
このボラン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物が挙げられる。
Figure 2020136284
このボラン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
[ピリジン誘導体]
ピリジン誘導体は、例えば下記式(ETM−2)で表される化合物であり、好ましくは式(ETM−2−1)または式(ETM−2−2)で表される化合物である。
Figure 2020136284
φは、n価のアリール環(好ましくはn価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環)であり、nは1〜4の整数である。
上記式(ETM−2−1)において、R11〜R18は、それぞれ独立して、水素、アルキル(好ましくは炭素数1〜24のアルキル)、シクロアルキル(好ましくは炭素数3〜12のシクロアルキル)またはアリール(好ましくは炭素数6〜30のアリール)である。
上記式(ETM−2−2)において、R11およびR12は、それぞれ独立して、水素、アルキル(好ましくは炭素数1〜24のアルキル)、シクロアルキル(好ましくは炭素数3〜12のシクロアルキル)またはアリール(好ましくは炭素数6〜30のアリール)であり、R11およびR12は結合して環を形成していてもよい。
各式において、「ピリジン系置換基」は、下記式(Py−1)〜式(Py−15)のいずれかであり、ピリジン系置換基はそれぞれ独立して炭素数1〜4のアルキルまたは炭素数5〜10のシクロアルキルで置換されていてもよい。また、ピリジン系置換基はフェニレン基やナフチレン基を介して各式におけるφ、アントラセン環またはフルオレン環に結合していてもよい。
Figure 2020136284
ピリジン系置換基は、上記式(Py−1)〜式(Py−15)のいずれかであるが、これらの中でも、下記式(Py−21)〜式(Py−44)のいずれかであることが好ましい。
Figure 2020136284
各ピリジン誘導体における少なくとも1つの水素が重水素で置換されていてもよく、また、上記式(ETM−2−1)および式(ETM−2−2)における2つの「ピリジン系置換基」のうちの一方はアリールで置き換えられていてもよい。
11〜R18における「アルキル」としては、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数1〜24の直鎖アルキルまたは炭素数3〜24の分岐鎖アルキルが挙げられる。好ましい「アルキル」は、炭素数1〜18のアルキル(炭素数3〜18の分岐鎖アルキル)である。より好ましい「アルキル」は、炭素数1〜12のアルキル(炭素数3〜12の分岐鎖アルキル)である。さらに好ましい「アルキル」は、炭素数1〜6のアルキル(炭素数3〜6の分岐鎖アルキル)である。特に好ましい「アルキル」は、炭素数1〜4のアルキル(炭素数3〜4の分岐鎖アルキル)である。
具体的な「アルキル」としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t−ペンチル、n−ヘキシル、1−メチルペンチル、4−メチル−2−ペンチル、3,3−ジメチルブチル、2−エチルブチル、n−ヘプチル、1−メチルヘキシル、n−オクチル、t−オクチル、1−メチルヘプチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、n−ノニル、2,2−ジメチルヘプチル、2,6−ジメチル−4−ヘプチル、3,5,5−トリメチルヘキシル、n−デシル、n−ウンデシル、1−メチルデシル、n−ドデシル、n−トリデシル、1−ヘキシルヘプチル、n−テトラデシル、n−ペンタデシル、n−ヘキサデシル、n−ヘプタデシル、n−オクタデシル、n−エイコシルなどが挙げられる。
ピリジン系置換基に置換する炭素数1〜4のアルキルとしては、上記アルキルの説明を引用することができる。
11〜R18における「シクロアルキル」としては、例えば、炭素数3〜12のシクロアルキルが挙げられる。好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3〜10のシクロアルキルである。より好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3〜8のシクロアルキルである。さらに好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3〜6のシクロアルキルである。
具体的な「シクロアルキル」としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロペンチル、シクロヘプチル、メチルシクロヘキシル、シクロオクチルまたはジメチルシクロヘキシルなどが挙げられる。
ピリジン系置換基に置換する炭素数5〜10のシクロアルキルとしては、上記シクロアルキルの説明を引用することができる。
11〜R18における「アリール」としては、好ましいアリールは炭素数6〜30のアリールであり、より好ましいアリールは炭素数6〜18のアリールであり、さらに好ましくは炭素数6〜14のアリールであり、特に好ましくは炭素数6〜12のアリールである。
具体的な「炭素数6〜30のアリール」としては、単環系アリールであるフェニル、縮合二環系アリールである(1−,2−)ナフチル、縮合三環系アリールである、アセナフチレン−(1−,3−,4−,5−)イル、フルオレン−(1−,2−,3−,4−,9−)イル、フェナレン−(1−,2−)イル、(1−,2−,3−,4−,9−)フェナントリル、縮合四環系アリールであるトリフェニレン−(1−,2−)イル、ピレン−(1−,2−,4−)イル、ナフタセン−(1−,2−,5−)イル、縮合五環系アリールであるペリレン−(1−,2−,3−)イル、ペンタセン−(1−,2−,5−,6−)イルなどが挙げられる。
好ましい「炭素数6〜30のアリール」は、フェニル、ナフチル、フェナントリル、クリセニルまたはトリフェニレニルなどがあげられ、さらに好ましくはフェニル、1−ナフチル、2−ナフチルまたはフェナントリルがあげられ、特に好ましくはフェニル、1−ナフチルまたは2−ナフチルが挙げられる。
上記式(ETM−2−2)におけるR11およびR12は結合して環を形成していてもよく、この結果、フルオレン骨格の5員環には、シクロブタン、シクロペンタン、シクロペンテン、シクロペンタジエン、シクロヘキサン、フルオレンまたはインデンなどがスピロ結合していてもよい。
このピリジン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物が挙げられる。
Figure 2020136284
このピリジン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
[フルオランテン誘導体]
フルオランテン誘導体は、例えば下記式(ETM−3)で表される化合物であり、詳細には国際公開第2010/134352号公報に開示されている。
Figure 2020136284
上記式(ETM−3)中、X12〜X21は水素、ハロゲン、直鎖、分岐もしくは環状のアルキル、直鎖、分岐もしくは環状のアルコキシ、置換もしくは無置換のアリール、または置換もしくは無置換のヘテロアリールを表す。ここで、置換されている場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルなどが挙げられる。
このフルオランテン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物が挙げられる。
Figure 2020136284
[BO系誘導体]
BO系誘導体は、例えば下記式(ETM−4)で表される多環芳香族化合物、または下記式(ETM−4)で表される構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体である。
Figure 2020136284
1〜R11は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよい。
また、R1〜R11のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよい。
また、式(ETM−4)で表される化合物または構造における少なくとも1つの水素がハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。
式(ETM−4)における置換基や環形成の形態の説明については、上記式(1)で表される多環芳香族化合物の説明を引用することができる。
このBO系誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物が挙げられる。
Figure 2020136284
このBO系誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
[アントラセン誘導体]
アントラセン誘導体の一つは、例えば下記式(ETM−5−1)で表される化合物である。
Figure 2020136284
Arは、それぞれ独立して、2価のベンゼンまたはナフタレンであり、R1〜R4は、それぞれ独立して、水素、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3から6のシクロアルキルまたは炭素数6〜20のアリールである。
Arは、それぞれ独立して、2価のベンゼンまたはナフタレンから適宜選択することができ、2つのArが異なっていても同じであってもよいが、アントラセン誘導体の合成の容易さの観点からは同じであることが好ましい。Arはピリジンと結合して、「Arおよびピリジンからなる部位」を形成しており、この部位は例えば下記式(Py−1)〜式(Py−12)のいずれかで表される基としてアントラセンに結合している。
Figure 2020136284
これらの基の中でも、上記式(Py−1)〜式(Py−9)のいずれかで表される基が好ましく、上記式(Py−1)〜式(Py−6)のいずれかで表される基がより好ましい。アントラセンに結合する2つの「Arおよびピリジンからなる部位」は、その構造が同じであっても異なっていてもよいが、アントラセン誘導体の合成の容易さの観点からは同じ構造であることが好ましい。ただし、素子特性の観点からは、2つの「Arおよびピリジンからなる部位」の構造が同じであっても異なっていても好ましい。
1〜R4における炭素数1〜6のアルキルについては直鎖および分岐鎖のいずれでもよい。すなわち、炭素数1〜6の直鎖アルキルまたは炭素数3〜6の分岐鎖アルキルである。より好ましくは、炭素数1〜4のアルキル(炭素数3〜4の分岐鎖アルキル)である。具体例としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t−ペンチル、n−ヘキシル、1−メチルペンチル、4−メチル−2−ペンチル、3,3−ジメチルブチル、または2−エチルブチルなどがあげられ、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、またはt−ブチルが好ましく、メチル、エチル、またはt−ブチルがより好ましい。
1〜R4における炭素数3〜6のシクロアルキルの具体例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロペンチル、シクロヘプチル、メチルシクロヘキシル、シクロオクチルまたはジメチルシクロヘキシルなどが挙げられる。
1〜R4における炭素数6〜20のアリールについては、炭素数6〜16のアリールが好ましく、炭素数6〜12のアリールがより好ましく、炭素数6〜10のアリールが特に好ましい。
「炭素数6〜20のアリール」の具体例としては、単環系アリールであるフェニル、(o−,m−,p−)トリル、(2,3−,2,4−,2,5−,2,6−,3,4−,3,5−)キシリル、メシチル(2,4,6−トリメチルフェニル)、(o−,m−,p−)クメニル、二環系アリールである(2−,3−,4−)ビフェニリル、縮合二環系アリールである(1−,2−)ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル(m−テルフェニル−2'−イル、m−テルフェニル−4'−イル、m−テルフェニル−5'−イル、o−テルフェニル−3'−イル、o−テルフェニル−4'−イル、p−テルフェニル−2'−イル、m−テルフェニル−2−イル、m−テルフェニル−3−イル、m−テルフェニル−4−イル、o−テルフェニル−2−イル、o−テルフェニル−3−イル、o−テルフェニル−4−イル、p−テルフェニル−2−イル、p−テルフェニル−3−イル、p−テルフェニル−4−イル)、縮合三環系アリールである、アントラセン−(1−,2−,9−)イル、アセナフチレン−(1−,3−,4−,5−)イル、フルオレン−(1−,2−,3−,4−,9−)イル、フェナレン−(1−,2−)イル、(1−,2−,3−,4−,9−)フェナントリル、縮合四環系アリールであるトリフェニレン−(1−,2−)イル、ピレン−(1−,2−,4−)イル、テトラセン−(1−,2−,5−)イル、縮合五環系アリールであるペリレン−(1−,2−,3−)イルなどが挙げられる。
好ましい「炭素数6〜20のアリール」は、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリルまたはナフチルであり、より好ましくは、フェニル、ビフェニリル、1−ナフチル、2−ナフチルまたはm−テルフェニル−5'−イルであり、さらに好ましくは、フェニル、ビフェニリル、1−ナフチルまたは2−ナフチルであり、最も好ましくはフェニルである。
アントラセン誘導体の一つは、例えば下記式(ETM−5−2)で表される化合物である。
Figure 2020136284
Ar1は、それぞれ独立して、単結合、2価のベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フルオレン、またはフェナレンである。
Ar2は、それぞれ独立して、炭素数6〜20のアリールであり、上記式(ETM−5−1)における「炭素数6〜20のアリール」と同じ説明を引用することができる。炭素数6〜16のアリールが好ましく、炭素数6〜12のアリールがより好ましく、炭素数6〜10のアリールが特に好ましい。具体例としては、フェニル、ビフェニリル、ナフチル、テルフェニリル、アントラセニル、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナレニル、フェナントリル、トリフェニレニル、ピレニル、テトラセニル、ペリレニルなどが挙げられる。
1〜R4は、それぞれ独立して、水素、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜6のシクロアルキルまたは炭素数6〜20のアリールであり、上記式(ETM−5−1)における説明を引用することができる。
これらのアントラセン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物が挙げられる。
Figure 2020136284
これらのアントラセン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
[ベンゾフルオレン誘導体]
ベンゾフルオレン誘導体は、例えば下記式(ETM−6)で表される化合物である。
Figure 2020136284
Ar1は、それぞれ独立して、炭素数6〜20のアリールであり、上記式(ETM−5−1)における「炭素数6〜20のアリール」と同じ説明を引用することができる。炭素数6〜16のアリールが好ましく、炭素数6〜12のアリールがより好ましく、炭素数6〜10のアリールが特に好ましい。具体例としては、フェニル、ビフェニリル、ナフチル、テルフェニリル、アントラセニル、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナレニル、フェナントリル、トリフェニレニル、ピレニル、テトラセニル、ペリレニルなどが挙げられる。
Ar2は、それぞれ独立して、水素、アルキル(好ましくは炭素数1〜24のアルキル)、シクロアルキル(好ましくは炭素数3〜12のシクロアルキル)またはアリール(好ましくは炭素数6〜30のアリール)であり、2つのAr2は結合して環を形成していてもよい。
Ar2における「アルキル」としては、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数1〜24の直鎖アルキルまたは炭素数3〜24の分岐鎖アルキルが挙げられる。好ましい「アルキル」は、炭素数1〜18のアルキル(炭素数3〜18の分岐鎖アルキル)である。より好ましい「アルキル」は、炭素数1〜12のアルキル(炭素数3〜12の分岐鎖アルキル)である。さらに好ましい「アルキル」は、炭素数1〜6のアルキル(炭素数3〜6の分岐鎖アルキル)である。特に好ましい「アルキル」は、炭素数1〜4のアルキル(炭素数3〜4の分岐鎖アルキル)である。具体的な「アルキル」としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t−ペンチル、n−ヘキシル、1−メチルペンチル、4−メチル−2−ペンチル、3,3−ジメチルブチル、2−エチルブチル、n−ヘプチル、1−メチルヘキシルなどが挙げられる。
Ar2における「シクロアルキル」としては、例えば、炭素数3〜12のシクロアルキルが挙げられる。好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3〜10のシクロアルキルである。より好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3〜8のシクロアルキルである。さらに好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3〜6のシクロアルキルである。具体的な「シクロアルキル」としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロペンチル、シクロヘプチル、メチルシクロヘキシル、シクロオクチルまたはジメチルシクロヘキシルなどが挙げられる。
Ar2における「アリール」としては、好ましいアリールは炭素数6〜30のアリールであり、より好ましいアリールは炭素数6〜18のアリールであり、さらに好ましくは炭素数6〜14のアリールであり、特に好ましくは炭素数6〜12のアリールである。
具体的な「炭素数6〜30のアリール」としては、フェニル、ナフチル、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナレニル、フェナントリル、トリフェニレニル、ピレニル、ナフタセニル、ペリレニル、ペンタセニルなどが挙げられる。
2つのAr2は結合して環を形成していてもよく、この結果、フルオレン骨格の5員環には、シクロブタン、シクロペンタン、シクロペンテン、シクロペンタジエン、シクロヘキサン、フルオレンまたはインデンなどがスピロ結合していてもよい。
このベンゾフルオレン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物が挙げられる。
Figure 2020136284
このベンゾフルオレン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
[ホスフィンオキサイド誘導体]
ホスフィンオキサイド誘導体は、例えば下記式(ETM−7−1)で表される化合物である。詳細は国際公開第2013/079217号公報にも記載されている。
Figure 2020136284
5は、置換または無置換の、炭素数1〜20のアルキル、炭素数3〜20のシクロアルキル、炭素数6〜20のアリールまたは炭素数5〜20のヘテロアリールであり、
6は、CN、置換または無置換の、炭素数1〜20のアルキル、炭素数3〜20のシクロアルキル、炭素数1〜20のヘテロアルキル、炭素数6〜20のアリール、炭素数5〜20のヘテロアリール、炭素数1〜20のアルコキシまたは炭素数6〜20のアリールオキシであり、
7およびR8は、それぞれ独立して、置換または無置換の、炭素数6〜20のアリールまたは炭素数5〜20のヘテロアリールであり、
9は酸素または硫黄であり、
jは0または1であり、kは0または1であり、rは0〜4の整数であり、qは1〜3の整数である。
ここで、置換されている場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルなどが挙げられる。
ホスフィンオキサイド誘導体は、例えば下記式(ETM−7−2)で表される化合物でもよい。
Figure 2020136284
1〜R3は、同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロゲン、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、および隣接置換基との間に形成される縮合環の中から選ばれる。
Ar1は、同じでも異なっていてもよく、アリーレン基またはヘテロアリーレン基である。Ar2は、同じでも異なっていてもよく、アリール基またはヘテロアリール基である。ただし、Ar1およびAr2のうち少なくとも一方は置換基を有しているか、または隣接置換基との間に縮合環を形成している。nは0〜3の整数であり、nが0のとき不飽和構造部分は存在せず、nが3のときR1は存在しない。
これらの置換基の内、アルキル基とは、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などの飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。置換されている場合の置換基には特に制限は無く、例えば、アルキル基、アリール基、複素環基等をあげることができ、この点は、以下の記載にも共通する。また、アルキル基の炭素数は特に限定されないが、入手の容易性やコストの点から、通常、1〜20の範囲である。
また、シクロアルキル基とは、例えば、シクロプロピル、シクロヘキシル、ノルボルニル、アダマンチルなどの飽和脂環式炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。アルキル基部分の炭素数は特に限定されないが、通常、3〜20の範囲である。
また、アラルキル基とは、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基などの脂肪族炭化水素を介した芳香族炭化水素基を示し、脂肪族炭化水素と芳香族炭化水素はいずれも無置換でも置換されていてもかまわない。脂肪族部分の炭素数は特に限定されないが、通常、1〜20の範囲である。
また、アルケニル基とは、例えば、ビニル基、アリル基、ブタジエニル基などの二重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。アルケニル基の炭素数は特に限定されないが、通常、2〜20の範囲である。
また、シクロアルケニル基とは、例えば、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキセン基などの二重結合を含む不飽和脂環式炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。
また、アルキニル基とは、例えば、アセチレニル基などの三重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。アルキニル基の炭素数は特に限定されないが、通常、2〜20の範囲である。
また、アルコキシ基とは、例えば、メトキシ基などのエーテル結合を介した脂肪族炭化水素基を示し、脂肪族炭化水素基は無置換でも置換されていてもかまわない。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、通常、1〜20の範囲である。
また、アルキルチオ基とは、アルコキシ基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換された基である。
また、シクロアルキルチオ基とは、シクロアルコキシ基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換された基である。
また、アリールエーテル基とは、例えば、フェノキシ基などのエーテル結合を介した芳香族炭化水素基を示し、芳香族炭化水素基は無置換でも置換されていてもかまわない。アリールエーテル基の炭素数は特に限定されないが、通常、6〜40の範囲である。
また、アリールチオエーテル基とは、アリールエーテル基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換された基である。
また、アリール基とは、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、ターフェニル基、ピレニル基などの芳香族炭化水素基を示す。アリール基は、無置換でも置換されていてもかまわない。アリール基の炭素数は特に限定されないが、通常、6〜40の範囲である。
また、複素環基とは、例えば、フラニル基、チオフェニル基、オキサゾリル基、ピリジル基、キノリニル基、カルバゾリル基などの炭素以外の原子を有する環状構造基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。複素環基の炭素数は特に限定されないが、通常、2〜30の範囲である。
ハロゲンとは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を示す。
アルデヒド基、カルボニル基、アミノ基には、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、複素環などで置換された基も含むことができる。
また、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、複素環は無置換でも置換されていてもかまわない。
シリル基とは、例えば、トリメチルシリル基などのケイ素化合物基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。シリル基の炭素数は特に限定されないが、通常、3〜20の範囲である。また、ケイ素数は、通常、1〜6である。
隣接置換基との間に形成される縮合環とは、例えば、Ar1とR2、Ar1とR3、Ar2とR2、Ar2とR3、R2とR3、Ar1とAr2等の間で形成された共役または非共役の縮合環である。ここで、nが1の場合、2つのR1同士で共役または非共役の縮合環を形成してもよい。これら縮合環は、環内構造に窒素、酸素、硫黄原子を含んでいてもよいし、さらに別の環と縮合してもよい。
このホスフィンオキサイド誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物が挙げられる。
Figure 2020136284
このホスフィンオキサイド誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
[ピリミジン誘導体]
ピリミジン誘導体は、例えば下記式(ETM−8)で表される化合物であり、好ましくは下記式(ETM−8−1)で表される化合物である。詳細は国際公開第2011/021689号公報にも記載されている。
Figure 2020136284
Arは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールである。nは1〜4の整数であり、好ましくは1〜3の整数であり、より好ましくは2または3である。
「置換されていてもよいアリール」の「アリール」としては、例えば、炭素数6〜30のアリールがあげられ、好ましくは炭素数6〜24のアリール、より好ましくは炭素数6〜20のアリール、さらに好ましくは炭素数6〜12のアリールである。
具体的な「アリール」としては、単環系アリールであるフェニル、二環系アリールである(2−,3−,4−)ビフェニリル、縮合二環系アリールである(1−,2−)ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル(m−テルフェニル−2'−イル、m−テルフェニル−4'−イル、m−テルフェニル−5'−イル、o−テルフェニル−3'−イル、o−テルフェニル−4'−イル、p−テルフェニル−2'−イル、m−テルフェニル−2−イル、m−テルフェニル−3−イル、m−テルフェニル−4−イル、o−テルフェニル−2−イル、o−テルフェニル−3−イル、o−テルフェニル−4−イル、p−テルフェニル−2−イル、p−テルフェニル−3−イル、p−テルフェニル−4−イル)、縮合三環系アリールである、アセナフチレン−(1−,3−,4−,5−)イル、フルオレン−(1−,2−,3−,4−,9−)イル、フェナレン−(1−,2−)イル、(1−,2−,3−,4−,9−)フェナントリル、四環系アリールであるクアテルフェニリル(5'−フェニル−m−テルフェニル−2−イル、5'−フェニル−m−テルフェニル−3−イル、5'−フェニル−m−テルフェニル−4−イル、m−クアテルフェニリル)、縮合四環系アリールであるトリフェニレン−(1−,2−)イル、ピレン−(1−,2−,4−)イル、ナフタセン−(1−,2−,5−)イル、縮合五環系アリールであるペリレン−(1−,2−,3−)イル、ペンタセン−(1−,2−,5−,6−)イルなどが挙げられる
「置換されていてもよいヘテロアリール」の「ヘテロアリール」としては、例えば、炭素数2〜30のヘテロアリールがあげられ、炭素数2〜25のヘテロアリールが好ましく、炭素数2〜20のヘテロアリールがより好ましく、炭素数2〜15のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数2〜10のヘテロアリールが特に好ましい。また、ヘテロアリールとしては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を1ないし5個含有する複素環などが挙げられる。
具体的なヘテロアリールとしては、例えば、フリル、チエニル、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、オキサジアゾリル、フラザニル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾ[b]チエニル、インドリル、イソインドリル、1H−インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、1H−ベンゾトリアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリル、キナゾリル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、フェノキサチイニル、チアントレニル、インドリジニルなどが挙げられる。
また、上記アリールおよびヘテロアリールは置換されていてもよく、それぞれ例えば上記アリールやヘテロアリールで置換されていてもよい。
このピリミジン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物が挙げられる。
Figure 2020136284
このピリミジン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
[カルバゾール誘導体]
カルバゾール誘導体は、例えば下記式(ETM−9)で表される化合物、またはそれが単結合などで複数結合した多量体である。詳細は米国公開公報2014/0197386号公報に記載されている。
Figure 2020136284
Arは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールである。nはそれぞれ独立して0〜4の整数であり、好ましくは0〜3の整数であり、より好ましくは0または1である。
「置換されていてもよいアリール」の「アリール」としては、例えば、炭素数6〜30のアリールがあげられ、好ましくは炭素数6〜24のアリール、より好ましくは炭素数6〜20のアリール、さらに好ましくは炭素数6〜12のアリールである。
具体的な「アリール」としては、単環系アリールであるフェニル、二環系アリールである(2−,3−,4−)ビフェニリル、縮合二環系アリールである(1−,2−)ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル(m−テルフェニル−2'−イル、m−テルフェニル−4'−イル、m−テルフェニル−5'−イル、o−テルフェニル−3'−イル、o−テルフェニル−4'−イル、p−テルフェニル−2'−イル、m−テルフェニル−2−イル、m−テルフェニル−3−イル、m−テルフェニル−4−イル、o−テルフェニル−2−イル、o−テルフェニル−3−イル、o−テルフェニル−4−イル、p−テルフェニル−2−イル、p−テルフェニル−3−イル、p−テルフェニル−4−イル)、縮合三環系アリールである、アセナフチレン−(1−,3−,4−,5−)イル、フルオレン−(1−,2−,3−,4−,9−)イル、フェナレン−(1−,2−)イル、(1−,2−,3−,4−,9−)フェナントリル、四環系アリールであるクアテルフェニリル(5'−フェニル−m−テルフェニル−2−イル、5'−フェニル−m−テルフェニル−3−イル、5'−フェニル−m−テルフェニル−4−イル、m−クアテルフェニリル)、縮合四環系アリールであるトリフェニレン−(1−,2−)イル、ピレン−(1−,2−,4−)イル、ナフタセン−(1−,2−,5−)イル、縮合五環系アリールであるペリレン−(1−,2−,3−)イル、ペンタセン−(1−,2−,5−,6−)イルなどが挙げられる
「置換されていてもよいヘテロアリール」の「ヘテロアリール」としては、例えば、炭素数2〜30のヘテロアリールがあげられ、炭素数2〜25のヘテロアリールが好ましく、炭素数2〜20のヘテロアリールがより好ましく、炭素数2〜15のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数2〜10のヘテロアリールが特に好ましい。また、ヘテロアリールとしては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を1ないし5個含有する複素環などが挙げられる。
具体的なヘテロアリールとしては、例えば、フリル、チエニル、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、オキサジアゾリル、フラザニル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾ[b]チエニル、インドリル、イソインドリル、1H−インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、1H−ベンゾトリアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリル、キナゾリル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、フェノキサチイニル、チアントレニル、インドリジニルなどが挙げられる。
また、上記アリールおよびヘテロアリールは置換されていてもよく、それぞれ例えば上記アリールやヘテロアリールで置換されていてもよい。
カルバゾール誘導体は、上記式(ETM−9)で表される化合物が単結合などで複数結合した多量体であってもよい。この場合、単結合以外に、アリール環(好ましくは多価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環)で結合されていてもよい。
このカルバゾール誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物が挙げられる。
Figure 2020136284
このカルバゾール誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
[トリアジン誘導体]
トリアジン誘導体は、例えば下記式(ETM−10)で表される化合物であり、好ましくは下記式(ETM−10−1)で表される化合物である。詳細は米国公開公報2011/0156013号公報に記載されている。
Figure 2020136284
Arは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールである。nは1〜3の整数であり、好ましくは2または3である。
「置換されていてもよいアリール」の「アリール」としては、例えば、炭素数6〜30のアリールがあげられ、好ましくは炭素数6〜24のアリール、より好ましくは炭素数6〜20のアリール、さらに好ましくは炭素数6〜12のアリールである。
具体的な「アリール」としては、単環系アリールであるフェニル、二環系アリールである(2−,3−,4−)ビフェニリル、縮合二環系アリールである(1−,2−)ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル(m−テルフェニル−2'−イル、m−テルフェニル−4'−イル、m−テルフェニル−5'−イル、o−テルフェニル−3'−イル、o−テルフェニル−4'−イル、p−テルフェニル−2'−イル、m−テルフェニル−2−イル、m−テルフェニル−3−イル、m−テルフェニル−4−イル、o−テルフェニル−2−イル、o−テルフェニル−3−イル、o−テルフェニル−4−イル、p−テルフェニル−2−イル、p−テルフェニル−3−イル、p−テルフェニル−4−イル)、縮合三環系アリールである、アセナフチレン−(1−,3−,4−,5−)イル、フルオレン−(1−,2−,3−,4−,9−)イル、フェナレン−(1−,2−)イル、(1−,2−,3−,4−,9−)フェナントリル、四環系アリールであるクアテルフェニリル(5'−フェニル−m−テルフェニル−2−イル、5'−フェニル−m−テルフェニル−3−イル、5'−フェニル−m−テルフェニル−4−イル、m−クアテルフェニリル)、縮合四環系アリールであるトリフェニレン−(1−,2−)イル、ピレン−(1−,2−,4−)イル、ナフタセン−(1−,2−,5−)イル、縮合五環系アリールであるペリレン−(1−,2−,3−)イル、ペンタセン−(1−,2−,5−,6−)イルなどが挙げられる
「置換されていてもよいヘテロアリール」の「ヘテロアリール」としては、例えば、炭素数2〜30のヘテロアリールがあげられ、炭素数2〜25のヘテロアリールが好ましく、炭素数2〜20のヘテロアリールがより好ましく、炭素数2〜15のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数2〜10のヘテロアリールが特に好ましい。また、ヘテロアリールとしては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を1ないし5個含有する複素環などが挙げられる。
具体的なヘテロアリールとしては、例えば、フリル、チエニル、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、オキサジアゾリル、フラザニル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾ[b]チエニル、インドリル、イソインドリル、1H−インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、1H−ベンゾトリアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリル、キナゾリル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、フェノキサチイニル、チアントレニル、インドリジニルなどが挙げられる。
また、上記アリールおよびヘテロアリールは置換されていてもよく、それぞれ例えば上記アリールやヘテロアリールで置換されていてもよい。
このトリアジン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物が挙げられる。
Figure 2020136284
このトリアジン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
[ベンゾイミダゾール誘導体]
ベンゾイミダゾール誘導体は、例えば下記式(ETM−11)で表される化合物である。
Figure 2020136284
φは、n価のアリール環(好ましくはn価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環)であり、nは1〜4の整数であり、「ベンゾイミダゾール系置換基」は、上記式(ETM−2)、式(ETM−2−1)および式(ETM−2−2)における「ピリジン系置換基」の中のピリジル基がベンゾイミダゾール基に置き換わった置換基であり、ベンゾイミダゾール誘導体における少なくとも1つの水素は重水素で置換されていてもよい。
Figure 2020136284
上記ベンゾイミダゾール基におけるR11は、水素、炭素数1〜24のアルキル、炭素数3〜12のシクロアルキルまたは炭素数6〜30のアリールであり、上記式(ETM−2−1)および式(ETM−2−2)におけるR11の説明を引用することができる。
φは、さらに、アントラセン環またはフルオレン環であることが好ましく、この場合の構造は上記式(ETM−2−1)または式(ETM−2−2)での説明を引用することができ、各式中のR11〜R18は上記式(ETM−2−1)または式(ETM−2−2)での説明を引用することができる。また、上記式(ETM−2−1)または式(ETM−2−2)では2つのピリジン系置換基が結合した形態で説明されているが、これらをベンゾイミダゾール系置換基に置き換えるときには、両方のピリジン系置換基をベンゾイミダゾール系置換基で置き換えてもよいし(すなわちn=2)、いずれか1つのピリジン系置換基をベンゾイミダゾール系置換基で置き換えて他方のピリジン系置換基をR11〜R18で置き換えてもよい(すなわちn=1)。さらに、例えば上記式(ETM−2−1)におけるR11〜R18の少なくとも1つをベンゾイミダゾール系置換基で置き換えて「ピリジン系置換基」をR11〜R18で置き換えてもよい。
このベンゾイミダゾール誘導体の具体例としては、例えば1−フェニル−2−(4−(10−フェニルアントラセン−9−イル)フェニル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール、2−(4−(10−(ナフタレン−2−イル)アントラセン−9−イル)フェニル)−1−フェニル−1H−ベンゾ[d]イミダゾール、2−(3−(10−(ナフタレン−2−イル)アントラセン−9−イル)フェニル)−1−フェニル−1H−ベンゾ[d]イミダゾール、5−(10−(ナフタレン−2−イル)アントラセン−9−イル)−1,2−ジフェニル−1H−ベンゾ[d]イミダゾール、1−(4−(10−(ナフタレン−2−イル)アントラセン−9−イル)フェニル)−2−フェニル−1H−ベンゾ[d]イミダゾール、2−(4−(9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン−2−イル)フェニル)−1−フェニル−1H−ベンゾ[d]イミダゾール、1−(4−(9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン−2−イル)フェニル)−2−フェニル−1H−ベンゾ[d]イミダゾール、5−(9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン−2−イル)−1,2−ジフェニル−1H−ベンゾ[d]イミダゾールなどが挙げられる。
Figure 2020136284
このベンゾイミダゾール誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
[フェナントロリン誘導体]
フェナントロリン誘導体は、例えば下記式(ETM−12)または式(ETM−12−1)で表される化合物である。詳細は国際公開2006/021982号公報に記載されている。
Figure 2020136284
φは、n価のアリール環(好ましくはn価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環)であり、nは1〜4の整数である。
各式のR11〜R18は、それぞれ独立して、水素、アルキル(好ましくは炭素数1〜24のアルキル)、シクロアルキル(好ましくは炭素数3〜12のシクロアルキル)またはアリール(好ましくは炭素数6〜30のアリール)である。また、上記式(ETM−12−1)においてはR11〜R18のいずれかがアリール環であるφと結合する。
各フェナントロリン誘導体における少なくとも1つの水素が重水素で置換されていてもよい。
11〜R18におけるアルキル、シクロアルキルおよびアリールとしては、上記式(ETM−2)におけるR11〜R18の説明を引用することができる。また、φは上記した例のほかに、例えば、以下の構造式が挙げられる。なお、下記構造式中のRは、それぞれ独立して、水素、メチル、エチル、イソプロピル、シクロヘキシル、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、ビフェニリルまたはテルフェニリルである。
Figure 2020136284
このフェナントロリン誘導体の具体例としては、例えば4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン、9,10−ジ(1,10−フェナントロリン−2−イル)アントラセン、2,6−ジ(1,10−フェナントロリン−5−イル)ピリジン、1,3,5−トリ(1,10−フェナントロリン−5−イル)ベンゼン、9,9'−ジフルオロ−ビス(1,10−フェナントロリン−5−イル)、バソクプロイン、1,3−ビス(2−フェニル−1,10−フェナントロリン−9−イル)ベンゼンや下記構造式で表される化合物などが挙げられる。
Figure 2020136284
このフェナントロリン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
[キノリノール系金属錯体]
キノリノール系金属錯体は、例えば下記式(ETM−13)で表される化合物である。
Figure 2020136284
式中、R1〜R6は、それぞれ独立して、水素、フッ素、アルキル、シクロアルキル、アラルキル、アルケニル、シアノ、アルコキシまたはアリールであり、MはLi、Al、Ga、BeまたはZnであり、nは1〜3の整数である。
キノリノール系金属錯体の具体例としては、8−キノリノールリチウム、トリス(8−キノリノラート)アルミニウム、トリス(4−メチル−8−キノリノラート)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノラート)アルミニウム、トリス(3,4−ジメチル−8−キノリノラート)アルミニウム、トリス(4,5−ジメチル−8−キノリノラート)アルミニウム、トリス(4,6−ジメチル−8−キノリノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(フェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2−メチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(3−メチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(4−メチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2−フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(3−フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(4−フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2,3−ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2,6−ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(3,4−ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(3,5−ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(3,5−ジ−t−ブチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2,6−ジフェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2,4,6−トリフェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2,4,6−トリメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2,4,5,6−テトラメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(1−ナフトラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2−ナフトラート)アルミニウム、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラート)(2−フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラート)(3−フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラート)(4−フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラート)(3,5−ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラート)(3,5−ジ−t−ブチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)アルミニウム−μ−オキソ−ビス(2−メチル−8−キノリノラート)アルミニウム、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラート)アルミニウム−μ−オキソ−ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−4−エチル−8−キノリノラート)アルミニウム−μ−オキソ−ビス(2−メチル−4−エチル−8−キノリノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−4−メトキシ−8−キノリノラート)アルミニウム−μ−オキソ−ビス(2−メチル−4−メトキシ−8−キノリノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−5−シアノ−8−キノリノラート)アルミニウム−μ−オキソ−ビス(2−メチル−5−シアノ−8−キノリノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−5−トリフルオロメチル−8−キノリノラート)アルミニウム−μ−オキソ−ビス(2−メチル−5−トリフルオロメチル−8−キノリノラート)アルミニウム、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリン)ベリリウムなどが挙げられる。
このキノリノール系金属錯体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
[チアゾール誘導体およびベンゾチアゾール誘導体]
チアゾール誘導体は、例えば下記式(ETM−14−1)で表される化合物である。
Figure 2020136284
ベンゾチアゾール誘導体は、例えば下記式(ETM−14−2)で表される化合物である。
Figure 2020136284
各式のφは、n価のアリール環(好ましくはn価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環)であり、nは1〜4の整数であり、「チアゾール系置換基」や「ベンゾチアゾール系置換基」は、上記式(ETM−2)、式(ETM−2−1)および式(ETM−2−2)における「ピリジン系置換基」の中のピリジル基が下記のチアゾール基やベンゾチアゾール基に置き換わった置換基であり、チアゾール誘導体およびベンゾチアゾール誘導体における少なくとも1つの水素が重水素で置換されていてもよい。
Figure 2020136284
φは、さらに、アントラセン環またはフルオレン環であることが好ましく、この場合の構造は上記式(ETM−2−1)または式(ETM−2−2)での説明を引用することができ、各式中のR11〜R18は上記式(ETM−2−1)または式(ETM−2−2)での説明を引用することができる。また、上記式(ETM−2−1)または式(ETM−2−2)では2つのピリジン系置換基が結合した形態で説明されているが、これらをチアゾール系置換基(またはベンゾチアゾール系置換基)に置き換えるときには、両方のピリジン系置換基をチアゾール系置換基(またはベンゾチアゾール系置換基)で置き換えてもよいし(すなわちn=2)、いずれか1つのピリジン系置換基をチアゾール系置換基(またはベンゾチアゾール系置換基)で置き換えて他方のピリジン系置換基をR11〜R18で置き換えてもよい(すなわちn=1)。さらに、例えば上記式(ETM−2−1)におけるR11〜R18の少なくとも1つをチアゾール系置換基(またはベンゾチアゾール系置換基)で置き換えて「ピリジン系置換基」をR11〜R18で置き換えてもよい。
これらのチアゾール誘導体またはベンゾチアゾール誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
電子輸送層または電子注入層には、さらに、電子輸送層または電子注入層を形成する材料を還元できる物質を含んでいてもよい。この還元性物質は、一定の還元性を有する物質であれば、様々な物質が用いられ、例えば、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、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体および希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも1つを好適に使用することができる。
好ましい還元性物質としては、Na(仕事関数2.36eV)、K(同2.28eV)、Rb(同2.16eV)またはCs(同1.95eV)などのアルカリ金属や、Ca(同2.9eV)、Sr(同2.0〜2.5eV)またはBa(同2.52eV)などのアルカリ土類金属があげられ、仕事関数が2.9eV以下の物質が特に好ましい。これらのうち、より好ましい還元性物質は、K、RbまたはCsのアルカリ金属であり、さらに好ましくはRbまたはCsであり、最も好ましいのはCsである。これらのアルカリ金属は、特に還元能力が高く、電子輸送層または電子注入層を形成する材料への比較的少量の添加により、有機EL素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。また、仕事関数が2.9eV以下の還元性物質として、これら2種以上のアルカリ金属の組み合わせも好ましく、特に、Csを含んだ組み合わせ、例えば、CsとNa、CsとK、CsとRb、またはCsとNaとKとの組み合わせが好ましい。Csを含むことにより、還元能力を効率的に発揮することができ、電子輸送層または電子注入層を形成する材料への添加により、有機EL素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。
<有機電界発光素子における陰極>
陰極108は、電子注入層107および電子輸送層106を介して、発光層105に電子を注入する役割を果たす。
陰極108を形成する材料としては、電子を有機層に効率よく注入できる物質であれば特に限定されないが、陽極102を形成する材料と同様の材料を用いることができる。なかでも、スズ、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金、白金、鉄、亜鉛、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウムおよびマグネシウムなどの金属またはそれらの合金(マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、フッ化リチウム/アルミニウムなどのアルミニウム−リチウム合金など)などが好ましい。電子注入効率をあげて素子特性を向上させるためには、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マグネシウムまたはこれら低仕事関数金属を含む合金が有効である。しかしながら、これらの低仕事関数金属は一般に大気中で不安定であることが多い。この点を改善するために、例えば、有機層に微量のリチウム、セシウムやマグネシウムをドーピングして、安定性の高い電極を使用する方法が知られている。その他のドーパントとしては、フッ化リチウム、フッ化セシウム、酸化リチウムおよび酸化セシウムのような無機塩も使用することができる。ただし、これらに限定されない。
さらに、電極保護のために白金、金、銀、銅、鉄、スズ、アルミニウムおよびインジウムなどの金属、またはこれら金属を用いた合金、そしてシリカ、チタニアおよび窒化ケイ素などの無機物、ポリビニルアルコール、塩化ビニル、炭化水素系高分子化合物などを積層することが、好ましい例として挙げられる。これらの電極の作製法も、抵抗加熱、電子線ビーム蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングおよびコーティングなど、導通を取ることができれば特に制限されない。
<各層で用いてもよい結着剤>
以上の正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層に用いられる材料は単独で各層を形成することができるが、高分子結着剤としてポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリブタジエン、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル樹脂、ABS樹脂、ポリウレタン樹脂などの溶剤可溶性樹脂や、フェノール樹脂、キシレン樹脂、石油樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの硬化性樹脂などに分散させて用いることも可能である。
<有機電界発光素子の作製方法>
有機EL素子を構成する各層は、各層を構成すべき材料を蒸着法、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、印刷法、スピンコート法またはキャスト法、コーティング法などの方法で薄膜とすることにより、形成することができる。このようにして形成された各層の膜厚については特に限定はなく、材料の性質に応じて適宜設定することができるが、通常2nm〜5000nmの範囲である。膜厚は通常、水晶発振式膜厚測定装置などで測定できる。蒸着法を用いて薄膜化する場合、その蒸着条件は、材料の種類、膜の目的とする結晶構造および会合構造などにより異なる。蒸着条件は一般的に、ボート加熱温度+50〜+400℃、真空度10-6〜10-3Pa、蒸着速度0.01〜50nm/秒、基板温度−150〜+300℃、膜厚2nm〜5μmの範囲で適宜設定することが好ましい。
次に、有機EL素子を作製する方法の一例として、陽極/正孔注入層/正孔輸送層/ホスト材料とドーパント材料からなる発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極からなる有機EL素子の作製法について説明する。適当な基板上に、陽極材料の薄膜を蒸着法などにより形成させて陽極を作製した後、この陽極上に正孔注入層および正孔輸送層の薄膜を形成させる。この上にホスト材料とドーパント材料を共蒸着し薄膜を形成させて発光層とし、この発光層の上に電子輸送層、電子注入層を形成させ、さらに陰極用物質からなる薄膜を蒸着法などにより形成させて陰極とすることにより、目的の有機EL素子が得られる。なお、上述の有機EL素子の作製においては、作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
このようにして得られた有機EL素子に直流電圧を印加する場合には、陽極を+、陰極を−の極性として印加すればよく、電圧2〜40V程度を印加すると、透明または半透明の電極側(陽極または陰極、および両方)より発光が観測できる。また、この有機EL素子は、パルス電流や交流電流を印加した場合にも発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
<有機電界発光素子の応用例>
また、本発明は、有機EL素子を備えた表示装置または有機EL素子を備えた照明装置などにも応用することができる。
有機EL素子を備えた表示装置または照明装置は、本実施形態にかかる有機EL素子と公知の駆動装置とを接続するなど公知の方法によって製造することができ、直流駆動、パルス駆動、交流駆動など公知の駆動方法を適宜用いて駆動することができる。
表示装置としては、例えば、カラーフラットパネルディスプレイなどのパネルディスプレイ、フレキシブルカラー有機電界発光(EL)ディスプレイなどのフレキシブルディスプレイなどが挙げられる(例えば、特開平10-335066号公報、特開2003-321546号公報、特開2004-281086号公報など参照)。また、ディスプレイの表示方式としては、例えば、マトリクスおよび/またはセグメント方式などが挙げられる。なお、マトリクス表示とセグメント表示は同じパネルの中に共存していてもよい。
マトリクスでは、表示のための画素が格子状やモザイク状など二次元的に配置されており、画素の集合で文字や画像を表示する。画素の形状やサイズは用途によって決まる。例えば、パソコン、モニター、テレビの画像および文字表示には、通常一辺が300μm以下の四角形の画素が用いられ、また、表示パネルのような大型ディスプレイの場合は、一辺がmmオーダーの画素を用いることになる。モノクロ表示の場合は、同じ色の画素を配列すればよいが、カラー表示の場合には、赤、緑、青の画素を並べて表示させる。この場合、典型的にはデルタタイプとストライプタイプがある。そして、このマトリクスの駆動方法としては、線順次駆動方法やアクティブマトリックスのどちらでもよい。線順次駆動の方が構造が簡単であるという利点があるが、動作特性を考慮した場合、アクティブマトリックスの方が優れる場合があるので、これも用途によって使い分けることが必要である。
セグメント方式(タイプ)では、予め決められた情報を表示するようにパターンを形成し、決められた領域を発光させることになる。例えば、デジタル時計や温度計における時刻や温度表示、オーディオ機器や電磁調理器などの動作状態表示および自動車のパネル表示などが挙げられる。
照明装置としては、例えば、室内照明などの照明装置、液晶表示装置のバックライトなどが挙げられる(例えば、特開2003-257621号公報、特開2003-277741号公報、特開2004-119211号公報など参照)。バックライトは、主に自発光しない表示装置の視認性を向上させる目的に使用され、液晶表示装置、時計、オーディオ装置、自動車パネル、表示板および標識などに使用される。特に、液晶表示装置、中でも薄型化が課題となっているパソコン用途のバックライトとしては、従来方式が蛍光灯や導光板からなっているため薄型化が困難であることを考えると、本実施形態に係る発光素子を用いたバックライトは薄型で軽量が特徴になる。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明していくが、本発明はこれらに限定されない。まず、実施例で使用する化合物の合成例について、以下に説明する。
合成例(1)
化合物(1−199)の合成
Figure 2020136284
化合物(1−199)は、特開2012-104806号公報の「式(1−55)で表される化合物の合成例」に記載された方法に準じて合成した。
合成例(2)
化合物(1−192)の合成
Figure 2020136284
化合物(1−192)は、特開2012-104806号公報の「式(1−46)で表される化合物の合成例」に記載された方法に準じて合成した。
合成例(3)
化合物(1−222)の合成
Figure 2020136284
化合物(1−222)は、特開2012-104806号公報の「式(1−2)で表される化合物の合成例」に記載された方法に準じて合成した。
合成例(4)
化合物(1−221)の合成
Figure 2020136284
化合物(1−221)は、特開2012-104806号公報の「式(1−1)で表される化合物の合成例」に記載された方法に準じて合成した。
合成例(5)
化合物(1−195)の合成
Figure 2020136284
化合物(1−195)は、特開2016-88927号公報の「合成例30:化合物(CH−AP41)の合成」に記載された方法に準じて合成した。
合成例(6)
化合物(1−134−O):2−(10−フェニルアントラセン−9−イル)ナフト[2,3−b]ベンゾフランの合成
Figure 2020136284
化合物(1−134−O)は、国際公開第2014/141725号公報の段落[0106]に記載された方法に準じて合成した。
合成例(7)
化合物(2A−1):15,15−ジメチル−N,N−ジフェニル−15H−5,9−ジオキサ−16b−ボラインデノ[1,2−b]ナフト[1,2,3−fg]アントラセン−13−アミンの合成
Figure 2020136284
化合物(2A−1)は、国際公開第2017/126443号公報の「式(1B−1)の化合物の合成」に記載された方法に準じて合成した。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
1H−NMR(CDCl3):δ=8.72(d,1H)、8.60(s,1H)、7.79〜7.68(m,4H)、7.55(d,1H)、7.41(t,1H)、7.31〜7.17(m,11H)、7.09〜7.05(m,3H)、1.57(s,6H).
合成例(8)
化合物(3−41):2,12−ジ−t−ブチル−5,9−ビス(4−(t−ブチル)フェニル)−7−メチル−5,9−ジヒドロ−5,9−ジアザ−13b−ボラナフト[3,2,1−de]アントラセンの合成
Figure 2020136284
化合物(3−41)は、国際公開第2015/102118号公報の「合成例(32)」に記載された方法に準じて合成した。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=1.47(s,36H)、2.17(s,3H)、5.97(s,2H)、6.68(d,2H)、7.28(d,4H)、7.49(dd,2H)、7.67(d,4H)、8.97(d,2H).
合成例(9)
化合物(3−31):2,12−ジ−t−ブチル−5,9−ビス(4−(t−ブチル)フェニル)−5,9−ジヒドロ−5,9−ジアザ−13b−ボラナフト[3,2,1−de]アントラセンの合成
Figure 2020136284
化合物(3−31)は、国際公開第2015/102118号公報の「合成例(32)」に記載された方法に準じて合成した。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=1.46(s,18H)、1.47(s,18H)、6.14(d,2H)、6.75(d,2H)、7.24(t,1H)、7.29(d,4H)、7.52(dd,2H)、7.67(d,4H)、8.99(d,2H).
合成例(10)
化合物(3−53):2,12−ジ−t−ブチル−5,9−ビス(4−(t−ブチル)フェニル)−7−(9H−カルバゾール−9−イル)−5,9−ジヒドロ−5,9−ジアザ−13b−ボラナフト[3,2,1−de]アントラセンの合成
Figure 2020136284
化合物(3−53)は、国際公開第2015/102118号公報の「合成例(32)」に記載された方法に準じて合成した。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
1H−NMR(CDCl3):δ=1.35(s,18H)、1.50(s,18H)、6.34(s,2H)、6.85(d,2H)、7.16(t,2H)、7.23(t,2H)、7.32〜7.35(m,6H)、7.56(dd,2H)、7.63(d,4H)、7.99(d,2H)、9.05(d,2H).
合成例(11)
化合物(3−37):3,12−ジ−t−ブチル−9−(4−(t−ブチル)フェニル)−5−(3,5−ジ−t−ブチルフェニル)−5,9−ジヒドロ−5,9−ジアザ−13b−ボラナフト[3,2,1−de]アントラセンの合成
Figure 2020136284
化合物(3−37)は、国際公開第2015/102118号公報の「合成例(32)」に記載された方法に準じて合成した。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
1H−NMR(CDCl3):δ=1.20(s,9H)、1.36(s,18H)、1.46(s,9H)、1.47(s,9H)、6.14(d,1H)、6.25(d,1H)、6.68(d,1H)、6.73(d,1H)、7.21(d,2H)、7.29(d,3H)、7.34(dd,1H)、7.51(dd,1H)、7.61(t,1H)、7.67(d,2H)、8.86(d,1H)、8.96(d,1H).
合成例(12)
化合物(3−46):3,12−ジ−t−ブチル−9−(4−(t−ブチル)フェニル)−5−(3,5−ジ−t−ブチルフェニル)−7−メチル−5,9−ジヒドロ−5,9−ジアザ−13b−ボラナフト[3,2,1−de]アントラセンの合成
Figure 2020136284
化合物(3−46)は、国際公開第2015/102118号公報の「合成例(32)」に記載された方法に準じて合成した。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
1H−NMR(CDCl3):δ=1.20(s,9H)、1.37(s,18H)、1.46(s,9H)、1.47(s,9H)、2.18(s,3H)、5.97(s,1H)、6.08(d,1H)、6.63(d,1H)、6.66(d,1H)、7.20(d,2H)、7.27(d,2H)、7.32(dd,1H)、7.48(dd,1H)、7.61(t,1H)、7.67(d,2H)、8.84(d,1H)、8.94(d,1H).
合成例(13)
化合物(3−50):2,12−ジ−t−ブチル−N,N,5,9−テトラキス(4−(t−ブチル)フェニル)−5,9−ジヒドロ−5,9−ジアザ−13b−ボラナフト[3,2,1−de]アントラセン−7−アミンの合成
Figure 2020136284
化合物(3−50)は、国際公開第2015/102118号公報の「合成例(32)」に記載された方法に準じて合成した。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
1H−NMR(CDCl3):δ=1.3(s,18H)、1.3(s,18H)、1.5(s,18H)、5.8(s,2H)、6.6(d,2H)、6.8(dd,4H)、7.1(dd,4H)、7.1(dd,4H)、7.4〜7.5(m,6H)、8.9(d,2H).
合成例(14)
化合物(3−49):2,12−ジ−t−ブチル−5,9−ビス(4−(t−ブチル)フェニル)−N,N−ジフェニル−5,9−ジヒドロ−5,9−ジアザ−13b−ボラナフト[3,2,1−de]アントラセン−7−アミンの合成
Figure 2020136284
化合物(3−49)は、国際公開第2015/102118号公報の「合成例(32)」に記載された方法に準じて合成した。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
1H−NMR(CDCl3):δ=1.33(s,18H)、1.46(s,18H)、5.55(s,2H)、6.75(d,2H)、6.89(t,2H)、6.94(d,4H)、7.06(t,4H)、7.13(d,4H)、7.43〜7.46(m,6H)、8.95(d,2H).
合成例(15)
化合物(3−A−1)の合成
Figure 2020136284
化合物(3−A−1)は、特開2008-291006号公報の「化合物(1'−1)の合成例」に記載された方法に準じて合成した。
合成例(16)
化合物(3−A−2)の合成
Figure 2020136284
化合物(3−A−2)は、特開2011-37838号公報の「化合物(1−20)で表される合成例」に記載された方法に準じて合成した。
合成例(17)
化合物(3−A−3)の合成
Figure 2020136284
化合物(3−A−3)は、特開2011-37838号公報の「化合物(1−26)で表される合成例」に記載された方法に準じて合成した。
合成例(18)
化合物(3−A−4)の合成
Figure 2020136284
化合物(3−A−4)は、特開2011-37838号公報の「化合物(1−62)で表される合成例」に記載された方法に準じて合成した。
合成例(19)
化合物(3−A−5)の合成
Figure 2020136284
化合物(3−A−5)は、特開2011-37838号公報の「化合物(1−101)で表される合成例」に記載された方法に準じて合成した。
合成例(20)
化合物(3−B−1)の合成
Figure 2020136284
化合物(3−B−1)は、国際公開第2013/109030号公報の「Example 3:Preparation of compound D-8」に記載された方法に準じて合成した。
合成例(21)
化合物(3−B−2)の合成
Figure 2020136284
化合物(3−B−2)は、特開2013-080961号公報の「製造例4」に記載された方法に準じて合成した。
合成例(22)
化合物(3−B−3)の合成
Figure 2020136284
化合物(3−B−3)は、特開2013-080961号公報の「製造例5」に記載された方法に準じて合成した。
合成例(23)
化合物(3−B−4)の合成
Figure 2020136284
化合物(3−B−4)は、特開2013-080961号公報の「製造例8」に記載された方法に準じて合成した。
合成例(24)
化合物(3−C−1)の合成
Figure 2020136284
化合物(3−C−1)は、国際公開第2013/109030号公報の「Example 9:Preparation of compound D-69」に記載された方法に準じて合成した。
合成例(25)
化合物(3−C−2)の合成
Figure 2020136284
化合物(3−C−2)は、国際公開第2004/044088号公報の「合成例8(化合物(11)の合成)」に記載された方法に準じて合成した。
合成例(26)
化合物(3−C−3)の合成
Figure 2020136284
化合物(3−C−3)は、国際公開第2004/044088号公報の「合成例7(化合物(10)の合成)」に記載された方法に準じて合成した。
原料の化合物を適宜変更することにより、上述した合成例に準じた方法で、本発明の他の化合物を合成することができる。
以下、本発明をさらに詳細に説明するために、本発明の化合物を用いた有機EL素子の実施例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
実施例1〜10および比較例1〜8に係る有機EL素子を作製し、それぞれ特定の輝度発光時の電圧(V)、発光波長(nm)、外部量子効率(%)を測定した。
発光素子の量子効率には、内部量子効率と外部量子効率とがあるが、内部量子効率は、発光素子の発光層に電子(または正孔)として注入される外部エネルギーが純粋に光子に変換される割合を示している。一方、外部量子効率は、この光子が発光素子の外部にまで放出された量に基づいて算出され、発光層において発生した光子は、その一部が発光素子の内部で吸収されたりまたは反射され続けたりして、発光素子の外部に放出されないため、外部量子効率は内部量子効率よりも低くなる。
外部量子効率の測定方法は次の通りである。アドバンテスト社製電圧/電流発生器R6144を用いて、素子の輝度が1000cd/m2および100cd/m2になる電圧を印加して素子を発光させた。TOPCON社製分光放射輝度計SR−3ARを用いて、発光面に対して垂直方向から可視光領域の分光放射輝度を測定した。発光面が完全拡散面であると仮定して、測定した各波長成分の分光放射輝度の値を波長エネルギーで割ってπを掛けた数値が各波長におけるフォトン数である。次いで、観測した全波長領域でフォトン数を積算し、素子から放出された全フォトン数とした。印加電流値を素電荷で割った数値を素子へ注入したキャリア数として、素子から放出された全フォトン数を素子へ注入したキャリア数で割った数値が外部量子効率である。
作製した実施例1〜10および比較例1〜8に係る有機EL素子における各層の材料構成、およびEL特性データを下記表1〜2に示す。
Figure 2020136284
Figure 2020136284
表1〜2において、「HI」はN4,N4'−ジフェニル−N4,N4'−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−[1,1'−ビフェニル]−4,4'−ジアミンであり、「HAT−CN」は1,4,5,8,9,12−ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリルであり、「HT−1」はN−([1,1'−ビフェニル]−4−イル)−N−(4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル)−[1,1'−ビフェニル]−4−アミンであり、「ET−1」は9−{7−[ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)ボラニル]−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル}−3,6−ジメチル−9H−カルバゾールであり、「ET−2」は3,3'−[(2−フェニルアントラセン−9,10−ジイル)ジベンゼン−3,1−ジイル]ビス(5−メチルピリジン)である。「Liq」と共に以下に化学構造を示す。
Figure 2020136284
<実施例1>
<ホスト材料:化合物(1−195)、ドーパント材料:化合物(3−41)、多環芳香族化合物(2A−1)の素子>
スパッタリングにより180nmの厚さに製膜したITOを150nmまで研磨した、26mm×28mm×0.7mmのガラス基板((株)オプトサイエンス製)を透明支持基板とした。この透明支持基板を市販の蒸着装置(昭和真空(株)製)の基板ホルダーに固定し、HI、HAT−CN、HT−1、化合物(1−195)、化合物(3−41)、化合物(2A−1)、ET−1およびET−2をそれぞれ入れたモリブデン製蒸着用ボート、Liq、マグネシウムおよび銀をそれぞれ入れた窒化アルミニウム製蒸着用ボートを装着した。
透明支持基板のITO膜の上に順次、表1に示すように、下記各層を形成した。真空槽を5×10-4Paまで減圧し、HI、HAT−CNおよびHT−1の順に蒸着して、正孔注入層1(膜厚40nm)、正孔注入層2(膜厚5nm)および正孔輸送層(膜厚25nm)を形成した。次に、化合物(1−195)、化合物(3−41)および化合物(2A−1)を同時に加熱して膜厚25nmになるように蒸着して発光層を形成した。化合物(1−195)、化合物(3−41)および化合物(2A−1)の質量比がおよそ86対2対12になるように蒸着速度を調節した。次に、ET−1を加熱して膜厚5nmになるように蒸着して電子輸送層1を形成した。次に、ET−2とLiqを同時に加熱して膜厚25nmになるように蒸着して電子輸送層を形成した。ET−2とLiqの質量比がおよそ50対50になるように蒸着速度を調節した。各層の蒸着速度は0.01〜1nm/秒であった。その後、Liqを加熱して膜厚1nmになるように0.01〜0.1nm/秒の蒸着速度で蒸着し、次いで、マグネシウムと銀を同時に加熱して膜厚100nmになるように蒸着して陰極を形成し、有機EL素子を得た。このとき、マグネシウムと銀の原子数比が10対1となるように0.1nm〜10nm/秒の間で蒸着速度を調節した。
ITO電極を陽極、マグネシウム/銀電極を陰極として直流電圧を印加し、1000cd/m2発光時の特性を測定したところ、表1に示すように、駆動電圧は3.8V、外部量子効率は7.1%であり、波長461nmの青色発光が得られた。100cd/m2発光時の外部量子効率は、7.7%であった。
<実施例2〜10>
実施例1に準じて、表1に記載した層構成で各有機EL素子を製造し、EL特性データを測定した(表1)。
<比較例1>
<ホスト材料:化合物(1−195)、ドーパント材料:化合物(3−41)の素子>
スパッタリングにより180nmの厚さに製膜したITOを150nmまで研磨した、26mm×28mm×0.7mmのガラス基板((株)オプトサイエンス製)を透明支持基板とした。この透明支持基板を市販の蒸着装置(昭和真空(株)製)の基板ホルダーに固定し、HI、HAT−CN、HT−1、化合物(1−195)、化合物(3−41)、ET−1およびET−2をそれぞれ入れたモリブデン製蒸着用ボート、Liq、マグネシウムおよび銀をそれぞれ入れた窒化アルミニウム製蒸着用ボートを装着した。
透明支持基板のITO膜の上に順次、表2に示すように、下記各層を形成した。真空槽を5×10-4Paまで減圧し、HI、HAT−CNおよびHT−1の順に蒸着して、正孔注入層1(膜厚40nm)、正孔注入層2(膜厚5nm)および正孔輸送層(膜厚25nm)を形成した。次に、化合物(1−195)と化合物(3−41)を同時に加熱して膜厚25nmになるように蒸着して発光層を形成した。化合物(1−195)と化合物(3−41)の質量比がおよそ98対2になるように蒸着速度を調節した。次に、ET−1を加熱して膜厚5nmになるように蒸着して電子輸送層1を形成した。次に、ET−2とLiqを同時に加熱して膜厚25nmになるように蒸着して電子輸送層を形成した。ET−2とLiqの質量比がおよそ50対50になるように蒸着速度を調節した。各層の蒸着速度は0.01〜1nm/秒であった。その後、Liqを加熱して膜厚1nmになるように0.01〜0.1nm/秒の蒸着速度で蒸着し、次いで、マグネシウムと銀を同時に加熱して膜厚100nmになるように蒸着して陰極を形成し、有機EL素子を得た。このとき、マグネシウムと銀の原子数比が10対1となるように0.1nm〜10nm/秒の間で蒸着速度を調節した。
ITO電極を陽極、マグネシウム/銀電極を陰極として直流電圧を印加し、1000cd/m2発光時の特性を測定したところ、表2に示すように、駆動電圧は4.2V、外部量子効率は7.3%であり、波長460nmの青色発光が得られた。100cd/m2発光時の外部量子効率は、7.4%であった。
<比較例2〜7>
比較例1に準じて、表2に記載した層構成で各有機EL素子を製造し、EL特性データを測定した(表2)。
<比較例8>
<ホスト材料:化合物(1−195)、多環芳香族化合物(2A−1)の素子>
スパッタリングにより180nmの厚さに製膜したITOを150nmまで研磨した、26mm×28mm×0.7mmのガラス基板((株)オプトサイエンス製)を透明支持基板とした。この透明支持基板を市販の蒸着装置(昭和真空(株)製)の基板ホルダーに固定し、HI、HAT−CN、HT−1、化合物(1−195)、化合物(2A−1)、ET−1およびET−2をそれぞれ入れたモリブデン製蒸着用ボート、Liq、マグネシウムおよび銀をそれぞれ入れた窒化アルミニウム製蒸着用ボートを装着した。
透明支持基板のITO膜の上に順次、表2に示すように、下記各層を形成した。真空槽を5×10-4Paまで減圧し、HI、HAT−CNおよびHT−1の順に蒸着して、正孔注入層1(膜厚40nm)、正孔注入層2(膜厚5nm)および正孔輸送層(膜厚25nm)を形成した。次に、化合物(1−195)と化合物(2A−1)を同時に加熱して膜厚25nmになるように蒸着して発光層を形成した。化合物(1−195)と化合物(2A−1)の質量比がおよそ98対2になるように蒸着速度を調節した。次に、ET−1を加熱して膜厚5nmになるように蒸着して電子輸送層1を形成した。次に、ET−2とLiqを同時に加熱して膜厚25nmになるように蒸着して電子輸送層を形成した。ET−2とLiqの質量比がおよそ50対50になるように蒸着速度を調節した。各層の蒸着速度は0.01〜1nm/秒であった。その後、Liqを加熱して膜厚1nmになるように0.01〜0.1nm/秒の蒸着速度で蒸着し、次いで、マグネシウムと銀を同時に加熱して膜厚100nmになるように蒸着して陰極を形成し、有機EL素子を得た。このとき、マグネシウムと銀の原子数比が10対1となるように0.1nm〜10nm/秒の間で蒸着速度を調節した。
ITO電極を陽極、マグネシウム/銀電極を陰極として直流電圧を印加し、1000cd/m2発光時の特性を測定したところ、表2に示すように、駆動電圧は4.2V、外部量子効率は6.7%であり、波長449nmの青色発光が得られた。100cd/m2発光時の外部量子効率は、7.1%であった。
以上、本発明に係る化合物の一部について、有機EL素子の発光層用材料としての評価を行い、その有用性を示したが、評価を行っていない他の化合物も同じ基本骨格を有し、全体としても類似の構造を有する化合物であり、当業者においては同様に優れた特性を備える発光層用材料であることを理解できる。

Claims (20)

  1. 陽極層および陰極層からなる一対の電極層と、該一対の電極層間に配置される発光層とを有する有機電界発光素子であって、
    前記発光層が、ホスト材料およびドーパント材料を含み、
    前記ホスト材料が式(1)で表されるアントラセン系化合物を含み、
    前記発光層が、さらに、式(2)で表される多環芳香族化合物または式(2)で表される構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体を含む有機電界発光素子。
    Figure 2020136284
    (式(1)中、
    XおよびAr4は、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいジアリールアミノ、置換されていてもよいジヘテロアリールアミノ、置換されていてもよいアリールヘテロアリールアミノ、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアルケニル、置換されていてもよいアルコキシ、置換されていてもよいアリールオキシ、置換されていてもよいアリールチオまたは置換されていてもよいシリルであり、全てのXおよびAr4は同時に水素になることはなく、式(1)で表される化合物における少なくとも1つの水素はハロゲン、シアノ、重水素または置換されていてもよいヘテロアリールで置換されていてもよい。)
    (式(2)中、
    1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10およびR11は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、トリアルキルシリルまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリールまたはアルキルで置換されていてもよく、また、R1〜R11のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリールまたはアルキルで置換されていてもよく、
    式(2)で表される化合物における少なくとも1つの水素がハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。)
  2. 式(1)中、
    Xはそれぞれ独立して式(1−X1)、式(1−X2)または式(1−X3)で表される基であり、
    Ar4は、それぞれ独立して、水素、フェニル、ビフェニリル、ターフェニリル、ナフチル、または炭素数1〜4のアルキルで置換されているシリルであり、
    式(1)で表される化合物における少なくとも1つの水素はハロゲン、シアノ、重水素または式(A)で表される基で置換されていてもよい、請求項1に記載の有機電界発光素子。
    Figure 2020136284
    (式(1−X1)、式(1−X2)、式(1−X3)において、Ar1、Ar2およびAr3は、それぞれ独立して、水素(Ar3を除く)、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、クアテルフェニリル、ナフチル、フェナントリル、フルオレニル、ベンゾフルオレニル、クリセニル、トリフェニレニル、ピレニル、または、式(A)で表される基であり、
    Ar3における少なくとも1つの水素は、さらにフェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル、フェナントリル、フルオレニル、クリセニル、トリフェニレニル、ピレニル、または、式(A)で表される基で置換されていてもよく、
    式(1−X1)および式(1−X2)におけるナフチレン部位は1つのベンゼン環で縮合されていてもよく、
    式(1−X1)、式(1−X2)または式(1−X3)で表される基は*において式(1)のアントラセン環と結合し、
    式(A)中、Yは−O−、−S−または>N−R29であり、R29は水素または置換されていてもよいアリールであり、
    21〜R28はそれぞれ独立して水素、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルコキシ、置換されていてもよいアリールオキシ、置換されていてもよいアリールチオ、トリアルキルシリル、置換されていてもよいアミノ、ハロゲン、ヒドロキシまたはシアノであり、
    21〜R28のうち隣接する基は互いに結合して炭化水素環、アリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、
    式(A)で表される基は、その構造のいずれかの位置を結合位置*として、式(1−X1)もしくは式(1−X2)のナフタレン環、式(1−X3)の単結合、または式(1−X3)のAr3と結合するか、または式(1)で表される化合物における少なくとも1つの水素と置換する。)
  3. 式(1)中、
    Xはそれぞれ独立して式(1−X1)、式(1−X2)または式(1−X3)で表される基であり、
    Ar4は、それぞれ独立して、水素、フェニル、または、ナフチルであり、
    式(1)で表される化合物における少なくとも1つの水素はハロゲン、シアノ、重水素で置換されていてもよい請求項1または2に記載の有機電界発光素子。
    Figure 2020136284
    (式(1−X1)、式(1−X2)、式(1−X3)中、Ar1、Ar2およびAr3は、それぞれ独立して、水素(Ar3を除く)、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル、フェナントリル、フルオレニル、クリセニル、トリフェニレニル、ピレニル、または、式(A−1)〜式(A−11)のいずれかで表される基であり、
    Ar3における少なくとも1つの水素は、さらにフェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル、フェナントリル、フルオレニル、クリセニル、トリフェニレニル、ピレニル、または、式(A−1)〜式(A−11)のいずれかで表される基で置換されていてもよく、
    式(1−X1)、式(1−X2)または式(1−X3)で表される基は*において式(1)のアントラセン環と結合し、
    式(A−1)〜式(A−11)中、Yは−O−、−S−または>N−R29であり、R29は水素またはアリールであり、式(A−1)〜式(A−11)で表される基における少なくとも1つの水素はアルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、アリールオキシ、アリールチオ、トリアルキルシリル、ジアリール置換アミノ、ジヘテロアリール置換アミノ、アリールヘテロアリール置換アミノ、ハロゲン、ヒドロキシまたはシアノで置換されていてもよく、
    式(A−1)〜式(A−11)で表される基はその構造のいずれかの位置を結合位置*として、式(1−X1)もしくは式(1−X2)のナフタレン環、式(1−X3)の単結合、または式(1−X3)のAr3と結合する。)
  4. 式(1)中、
    Xはそれぞれ独立して式(1−X1)、式(1−X2)または式(1−X3)で表される基であり、式(1−X1)、式(1−X2)または式(1−X3)で表される基は*において式(1)のアントラセン環と結合し、Ar1、Ar2およびAr3は、それぞれ独立して、水素(Ar3を除く)、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル、フェナントリル、フルオレニル、または、式(A−1)〜式(A−4)のいずれかで表される基であり、Ar3における少なくとも1つの水素は、さらにフェニル、ナフチル、フェナントリル、フルオレニル、または、式(A−1)〜式(A−4)のいずれかで表される基で置換されていてもよく、
    Ar4は、それぞれ独立して、水素、フェニル、または、ナフチルである、請求項3に記載の有機電界発光素子。
  5. 前記アントラセン系化合物が下記構造式で表される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。
    Figure 2020136284
  6. 式(2)で表される多環芳香族化合物が式(2A)で表される多環芳香族化合物である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。
    Figure 2020136284
    (式(2A)中、
    Arは、それぞれ独立して、アリールまたはヘテロアリールであり、
    31〜R36は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、トリアルキルシリルまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノまたはアルキルで置換されていてもよく、
    34が複数の場合、隣接するR34同士が結合してc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、アルコキシ、トリアルキルシリルまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノまたはアルキルで置換されていてもよく、
    33とR36が隣接する場合には、これらは−O−、−S−、−C(−R)2−または単結合により結合していてもよく、前記−C(−R)2−のRは水素または炭素数1〜6のアルキルであり、
    mは0〜3の整数であり、nはそれぞれ独立して0からArに最大置換可能な数までの整数であり、pは0〜4の整数であり、qはそれぞれ独立して0〜2の整数であり、rはそれぞれ独立して0〜3の整数であり、そして、
    式(2A)で表される化合物における少なくとも1つの水素がハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。)
  7. 式(2A)中、
    Arは、それぞれ独立して、アリールであり、
    31〜R34は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、トリアルキルシリルまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリールまたはアルキルで置換されていてもよく、
    34が複数の場合、隣接するR34同士が結合してc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキル、アルコキシ、トリアルキルシリルまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリールまたはアルキルで置換されていてもよく、
    qは0であり、rは0である、
    請求項6に記載の有機電界発光素子。
  8. 式(2)で表される多環芳香族化合物が式(2A')で表される多環芳香族化合物である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。
    Figure 2020136284
    (式(2A')中、
    31〜R34は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、トリアルキルシリルまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリールまたはアルキルで置換されていてもよく、
    34が複数の場合、隣接するR34同士が結合してc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキル、アルコキシ、トリアルキルシリルまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリールまたはアルキルで置換されていてもよく、
    mは0〜3の整数であり、nはそれぞれ独立して0からArに最大置換可能な数までの整数であり、pは0〜4の整数である。)
  9. 式(2A')中、
    31は、それぞれ独立して、水素、炭素数6〜30のアリールまたは炭素数1〜24のアルキル、であり、
    32〜R34は、それぞれ独立して、水素、炭素数6〜30のアリール、炭素数2〜30のヘテロアリール、炭素数1〜24のアルキル、炭素数1〜24のアルコキシ、炭素数1〜4のアルキルを有するトリアルキルシリルまたは炭素数6〜30のアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜16のアリール、炭素数2〜25のヘテロアリールまたは炭素数1〜18のアルキルで置換されていてもよく、
    mは0〜3の整数であり、nはそれぞれ独立して0〜6の整数であり、pは0〜2の整数である、請求項8に記載の有機電界発光素子。
  10. 式(2A')中、
    31は、それぞれ独立して、水素、炭素数6〜12のアリールまたは炭素数1〜12のアルキルであり、
    32〜R34は、それぞれ独立して、水素、炭素数6〜30のアリール、炭素数2〜30のヘテロアリール、炭素数1〜24のアルキルまたは炭素数1〜4のアルキルを有するトリアルキルシリルであり、
    mは0または1であり、nはそれぞれ独立して0または1であり、pは0または1である、請求項8に記載の有機電界発光素子。
  11. 式(2)で表される多環芳香族化合物が式(2A−1)で表される多環芳香族化合物である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。
    Figure 2020136284
    (式(2A−1)中、Meはメチル基である。)
  12. 前記ドーパント材料が式(3)で表される多環芳香族化合物もしくは式(3)で表される構造を複数有する多環芳香族化合物の2量体もしくは3量体、または式(4)で表される化合物である、請求項1〜11のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。
    Figure 2020136284
    (式(3)中、
    12〜R22は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリールまたはアルキルで置換されていてもよく、また、R12〜R22のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリールまたはアルキルで置換されていてもよく、
    1およびX2は、それぞれ独立して、>O、>N−R、>C(−R)2、>Sまたは>Seであり、ただし、X1およびX2の少なくとも1つは>N−Rであり、前記>N−RのRは、炭素数1〜6のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜12のアリール、炭素数1〜6のアルキルでまたは炭素数1〜6のアルキルであり、前記>C(−R)2のRは、水素、炭素数1〜6のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜12のアリールまたは炭素数1〜6のアルキルであり、また、前記>N−RのRおよび/または前記>C(−R)2のRは−O−、−S−、−C(−R)2−または単結合により前記a環、b環および/またはc環と結合していてもよく、前記−C(−R)2−のRは炭素数1〜6のアルキルであり、
    式(3)で表される化合物または構造における少なくとも1つの水素は、重水素、シアノまたはハロゲンで置換されていてもよい。)
    (式(4)中、Zは置換されてもよいピレン環、ベンゾフルオレン環またはクリセン環であり、Ar4、Ar5、Ar6、Ar7は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、アリールオキシまたはトリアルキルシリルで置換されていてもよく、また、Ar4〜Ar7のうちの隣接する基同士が結合して環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、アルコキシ、アリールオキシまたはトリアルキルシリルで置換されていてもよく、uは0〜3の整数であり、式(4)で表される化合物における少なくとも1つの水素はハロゲン、シアノまたは重水素で置換されていてもよい。)
  13. 式(3)において、
    12〜R22は、それぞれ独立して、水素、炭素数1〜6のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜30のアリール、炭素数1〜6のアルキルで置換されていてもよい炭素数2〜30のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数1〜6のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜12のアリール)、炭素数1〜24のアルキルまたは炭素数3〜24のシクロアルキルであり、また、R12〜R22のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共に炭素数9〜16のアリール環または炭素数6〜15のヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素は、炭素数1〜6のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜30のアリール、炭素数1〜6のアルキルで置換されていてもよい炭素数2〜30のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数1〜6のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜12のアリール)または炭素数1〜24のアルキルで置換されていてもよく、
    1およびX2は、それぞれ独立して、>O、>N−R、>C(−R)2または>Sであり、ただし、X1およびX2の少なくとも1つは>N−Rであり、前記>N−RのRは、炭素数1〜4のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜10のアリールまたは炭素数1〜4のアルキルであり、前記>C(−R)2のRは、水素、炭素数1〜4のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜10のアリールまたは炭素数1〜4のアルキルであり、
    式(3)で表される化合物または構造における少なくとも1つの水素は、重水素、シアノまたはハロゲンで置換されていてもよく、多量体の場合には、式(3)で表される構造を2個有する2量体であり、
    式(4)で表される化合物が式(4−A)から(4−C)で表される化合物である、請求項12に記載の有機電界発光素子。
    Figure 2020136284
    (式(4−A)〜(4−C)中、Ar4、Ar5、Ar6、Ar7は、それぞれ独立して、炭素数6〜30のアリール、炭素数5〜30のヘテロアリールであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜10のアリール、炭素数5〜12のヘテロアリール、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜10のシクロアルキル、炭素数1〜6のアルコキシ、炭素数6〜10のアリールオキシまたは炭素数3〜12のトリアルキルシリルで置換されていてもよく、また、Ar4〜Ar7のうちの隣接する基同士が結合して環を形成していてもよく、R37、R38は、それぞれ独立して、水素、炭素数6〜30のアリール、炭素数5〜30のヘテロアリール、炭素数1〜10のアルキル、炭素数3〜12のシクロアルキルまたは炭素数3〜12のトリアルキルシリルであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜10のアリール、炭素数5〜12のヘテロアリール、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜10のシクロアルキルまたは炭素数3〜12のトリアルキルシリルで置換されていてもよく、また、R37とR38が結合して環を形成していてもよく、式(4−A)〜(4−C)で表される化合物における少なくとも1つの水素はハロゲン、シアノまたは重水素で置換されていてもよい。)
  14. 式(3)において、
    12〜R22は、それぞれ独立して、水素、炭素数1〜4のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜16のアリール、炭素数1〜4のアルキルで置換されていてもよい炭素数2〜20のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数1〜4のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜10のアリール)、炭素数1〜12のアルキルまたは炭素数3〜12のシクロアルキルであり、
    1およびX2は、それぞれ独立して、>O、>N−Rまたは>C(−R)2であり、ただし、X1およびX2の少なくとも1つは>N−Rであり、前記>N−RのRは、炭素数1〜4のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜10のアリールまたは炭素数1〜4のアルキルであり、前記>C(−R)2のRは、水素、炭素数1〜4のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜10のアリールまたは炭素数1〜4のアルキルであり、
    式(3)で表される化合物における少なくとも1つの水素は、重水素、シアノまたはハロゲンで置換されていてもよく、
    式(4−A)〜(4−C)において、
    Ar4、Ar5、Ar6、Ar7は、それぞれ独立して、炭素数6〜10のアリール、炭素数5〜12のヘテロアリールであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜10のアリール、炭素数5〜12のヘテロアリール、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜6のシクロアルキルまたは炭素数3〜12のトリアルキルシリルで置換されていてもよく、また、Ar4〜Ar7のうちの隣接する基同士が結合して環を形成していてもよく、
    37、R38は、それぞれ独立して、水素、炭素数6〜10のアリール、炭素数5〜12のヘテロアリール、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜6のシクロアルキルまたは炭素数3〜6のトリアルキルシリルであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜10のアリール、炭素数5〜12のヘテロアリール、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜6のシクロアルキルまたは炭素数3〜6のトリアルキルシリルで置換されていてもよく、また、R37とR38が結合して環を形成していてもよい、請求項13に記載の有機電界発光素子。
  15. 式(3)において、
    12〜R22は、それぞれ独立して、水素、炭素数1〜4のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜16のアリール、炭素数1〜4のアルキルで置換されていてもよい炭素数2〜20のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数1〜4のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜10のアリール)、炭素数1〜12のアルキルまたは炭素数3〜12のシクロアルキルであり、
    1およびX2は、それぞれ独立して、>Oまたは>N−Rであり、ただし、X1およびX2の少なくとも1つは>N−Rであり、前記>N−RのRは、炭素数1〜4のアルキルで置換されていてもよい炭素数6〜10のアリールまたは炭素数1〜4のアルキルであり、
    式(3)で表される化合物における少なくとも1つの水素は、重水素、シアノまたはハロゲンで置換されていてもよく、
    式(4−A)〜(4−C)において、
    Ar4、Ar5、Ar6、Ar7は、それぞれ独立して、フェニル、ナフチルまたは式(4−X)で表される基であり、これらにおける少なくとも1つの水素は、フェニル、ナフチル、メチル、イソプロピル、ターシャリーブチルまたはトリメチルシリルで置換されていてもよく、式(4−X)中、Y1は−O−、−S−または>N−R39であり、R39は水素またはフェニルであり、式(4−X)のいずれかの位置で式(4−A)〜(4−C)における窒素原子と結合し、
    37、R38は、それぞれ独立して、フェニルまたはメチルである、請求項13に記載の有機電界発光素子。
    Figure 2020136284
  16. 前記ドーパント材料が下記構造式で表される化合物のいずれか1つ以上を含む、請求項1〜15のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。
    Figure 2020136284
    Figure 2020136284
    (上記構造式中、Meはメチル基であり、iPrはイソプロピル基であり、tBuはターシャリーブチル基であり、TMSはトリメチルシリル基である。)
  17. 前記陰極と前記発光層との間に配置される電子輸送層および/または電子注入層を有し、該電子輸送層および電子注入層の少なくとも1つは、ボラン誘導体、ピリジン誘導体、フルオランテン誘導体、BO系誘導体、アントラセン誘導体、ベンゾフルオレン誘導体、ホスフィンオキサイド誘導体、ピリミジン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアジン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、およびキノリノール系金属錯体からなる群から選択される少なくとも1つを含有する、請求項1〜16のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。
  18. 前記電子輸送層および/または電子注入層が、さらに、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、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体および希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも1つを含有する、請求項17に記載の有機電界発光素子。
  19. 請求項1〜18のいずれか一項に記載の有機電界発光素子を備えた、表示装置。
  20. 請求項1〜18のいずれか一項に記載の有機電界発光素子を備えた、照明装置。
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