JP3985895B2 - Material for organic electroluminescence device and organic electroluminescence device using the same - Google Patents

Description

（Ｘは、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数７〜４０のアリールアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリールオキシ基、Ｒは、置換もしくは無置換の炭素数１〜４０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数７〜４０のアリールアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリールオキシ基であり、ｑは０〜２の整数である。）
【化４】

（ｐは、１〜４の整数である。）〕
また、本発明は、陰極と陽極間に一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機ＥＬ素子において、該有機薄膜層の少なくとも１層が、前記有機ＥＬ素子用材料を含有する有機ＥＬ素子を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の有機ＥＬ素子用材料は、下記一般式（１）又は（２）で表される化合物からなる。
（Ｉｎｄ−）_n Ｌ （１）
Ｉｎｄ（−Ｌ）_m （２）
Ｉｎｄは、下記（Ａ）で表される置換もしくは無置換のインドール骨格を有する基であり、アリールインドール基、ジアリールインドール基が好ましい。
【化５】

【０００９】
Ｉｎｄの置換基としては、塩素、臭素、フッ素等のハロゲン原子、インドール基、シアノ基、シリル基、トリフルオロメチル基、パーフルオロアリール基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアラルキル基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、置換もしくは無置換のアルキルオキシ基等が挙げられる。これらのうち、フッ素原子、パラフェニレン基、トリルオロメチル基、パーフルオロアリール基が好ましい。
ｎ、ｍは、それぞれ１〜３の整数である。
【００１０】
Ｘは、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数７〜４０のアリールアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリールオキシ基である。
炭素数６〜４０のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ナフタセニル基、ピレニル基、フルオレニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フェニルアントラリル基、フルオランテニル基等が挙げられ、これらのうち、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ピレニル基、フェニルアントラリル基が好ましい。
炭素数７〜４０のアリールアルキル基としては、例えば、ベンジル基、α−メチルベンジル基、シンナミル基、α−エチルベンジル基、α, α−ジメチルベンジル基、４−メチルベンジル基、４−エチルベンジル基、２−ｔｅｒｔ−ブチルベンジル基、４−ｎ−オクチルベンジル基、ナフチルメチル基、ジフェニルメチル基等が挙げられ、これらのうち、ベンジル基、α−メチルベンジル基、ジフェニルメチル基が好ましい。
炭素数６〜４０のアリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基、アンスクルオキシ基、ピレニルオキシ基、ビフェニルオキシ基、フルオランテニルオキシ基、クリセニルオキシ基、ペリレニルオキシ基等が挙げられ、これらのうち、フェノキシ基、トリルオキシ基、ビフェニルオキシ基が好ましい。
【００１１】
Ｘの置換基としては、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアラルキル基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、置換もしくは無置換のアルキルオキシ基、置換もしくは無置換のヘテロ芳香族複基等が挙げられる。これらのうち、フッ素原子、パラフェニレン基、ベンジル基、フェノキシ基が好ましい。
【００１２】
Ｒは、置換もしくは無置換の炭素数１〜４０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数７〜４０のアリールアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリールオキシ基である。
炭素数１〜４０のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基等が挙げられる。これらのうち、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−オクチル基、ｔ−ブチル基が好ましい。
【００１３】
炭素数６〜４０のアリール基、炭素数７〜４０のアリールアルキル基及び炭素数６〜４０のアリールオキシ基としては、Ｘにおけるアリール基と同様のものが挙げられる。
【００１４】
Ｒの置換基としては、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアラルキル基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、置換もしくは無置換のアルキルオキシ基、置換もしくは無置換のヘテロ芳香族複素環基等が挙げられる。これらのうち、フッ素原子、パラフェニレン基、ベンジル基、フェノキシ基が好ましい。
ｑは０〜２の整数であり、１〜２であると好ましい。
【００１５】
Ｌは、置換もしくは無置換の炭素数５〜３０のシクロアルカン骨格を有する基、又は下記（Ｂ）で表される置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のメタ芳香族環基であり、シクロへキシル基、ノルボルネン基、アダマンタン骨格を有する基、メタビフェニレン基が好ましい。
Ｌの置換基としては、前記Ｉｎｄと同様のものが挙げられる。
【化６】

ｐは、１〜４の整数であり、１〜２であると好ましい。
【００１６】
本発明の一般式（１）で表される化合物の具体例を以下に示すが、これら例示化合物に限定されるものではない。
【化７】

【００１７】
本発明の一般式（２）で表される化合物の具体例を以下に示すが、これら例示化合物に限定されるものではない。
【化８】

【００１８】
本発明の一般式（１）及び（２）の化合物は、１重項のエネルギーギャップが２．８〜３．８ｅＶであり、２．９〜３．６ｅＶであると好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子は、陰極と陽極間に一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機ＥＬ素子において、該有機薄膜層の少なくとも１層が、前記一般式（１）又は（２）の化合物からなる有機ＥＬ素子用材料を含有する。また、有機ＥＬ素子の発光層に、前記一般式（１）又は（２）の化合物からなる有機ＥＬ素子用材料を含有すると好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子は、青色系発光し、その純度が（０．１２，０．１０）〜（０．１７，０．２０）と高いものである。これは、本発明の一般式（１）又は（２）の化合物からなる有機ＥＬ素子用材料が、広いエネルギーギャップを有しているからである。
本発明の有機ＥＬ素子用材料は、有機ＥＬ素子のホスト材料であると好ましい。このホスト材料とは、正孔と電子の注入が可能であって、正孔と電子が輸送され、再結合して蛍光を発する機能を有するものである。
【００１９】
また、本発明の一般式（１）及び（２）の化合物は、１重項のエネルギーギャップが２．８〜３．８ｅＶと高く、３重項のエネルギーギャップも高いと考えられ、燐光素子用の有機ホスト材料としても有用である。
ここで、燐光素子とは、３重項準位のエネルギー状態から基底１重項準位の状態への遷移に基づく発光の強度が他の物質に比べて高い物質、例えば、周期律表７〜１１族から選ばれる少なくとも１つの金属を含む有機金属錯体などの燐光物質を含む、いわゆる燐光を利用した有機電界発光素子のことである。
有機ＥＬ素子の発光層において、生成される分子励起子には、１重項励起子と三重項励起子とが混合していて、１重項励起子及び３重項励起子は、一般的には１：３の割合で、３重項励起子の方が多く生成されていると言われている。また、通常の蛍光を使った有機ＥＬ素子では、発光に寄与する励起子は１重項励起子であって、３重項励起子は非発光性である。このため、３重項励起子は最終的には熱として消費されてしまい、生成率の低い１重項励起子から発光が生じている。したがって、有機ＥＬ素子においては、正孔と電子との再結合によって発生するエネルギーのうち、３重項励起子の方へ移動したエネルギーは大きい損失となっている。
【００２０】
このため、本発明の化合物を燐光素子に利用することにより、３重項励起子のエネルギーを発光に使用できるので、蛍光を使った素子の３倍の発光効率の得られると考えられる。また、本発明の化合物は、燐光素子の発光層に用いると、該層に含まれる７〜１１族から選ばれる金属を含有する燐光性有機金属錯体の励起３重項準位より高いエネルギー状態の励起３重項準位を有し、さらに安定な薄膜形状を与え、高いガラス転移温度（Ｔｇ：８０〜１６０℃）を有し、正孔及び／又は電子を効率よく輸送することができ、電気化学的かつ化学的に安定であり、トラップとなったり発光を消光したりする不純物が製造時や使用時に発生しにくいと考えられる。
【００２１】
本発明の有機ＥＬ素子は、前記したように陽極と陰極間に一層もしくは多層の有機薄膜層を形成した素子である。一層型の場合、陽極と陰極との間に発光層を設けている。発光層は、発光材料を含有し、それに加えて陽極から注入した正孔、もしくは陰極から注入した電子を発光材料まで輸送させるために、正孔注入材料もしくは電子注入材料を含有してもよい。また、発光材料は、極めて高い蛍光量子効率、高い正孔輸送能力及び電子輸送能力を併せ持ち、均一な薄膜を形成することが好ましい。多層型の有機ＥＬ素子としては、（陽極／正孔注入層／発光層／陰極）、（陽極／発光層／電子注入層／陰極）、（陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極）等の多層構成で積層したものがある。
【００２２】
発光層には、必要に応じて、本発明の一般式（１）又は（２）の化合物に加えてさらなる公知のホスト材料、発光材料、ドーピング材料、正孔注入材料や電子注入材料を使用し、組み合わせて使用することもできる。有機ＥＬ素子は、多層構造にすることにより、クエンチングによる輝度や寿命の低下を防ぐことができ、他のドーピング材料により、発光輝度や発光効率を向上させたり、燐光発光に寄与する他のドーピング材料と組み合わせて用いることにより、従来の発光輝度や発光効率を向上させることができる。
また、本発明の有機ＥＬ素子における正孔注入層、発光層、電子注入層は、それぞれ二層以上の層構成により形成されてもよい。その際、正孔注入層の場合、電極から正孔を注入する層を正孔注入層、正孔注入層から正孔を受け取り発光層まで正孔を輸送する層を正孔輸送層と呼ぶ。同様に、電子注入層の場合、電極から電子を注入する層を電子注入層、電子注入層から電子を受け取り発光層まで電子を輸送する層を電子輸送層と呼ぶ。これらの各層は、材料のエネルギー準位、耐熱性、有機薄膜層もしくは金属電極との密着性等の各要因により選択されて使用される。
本発明の有機ＥＬ素子は、電子輸送層や正孔輸送層が、一般式（１）及び（２）の化合物からなる有機ＥＬ素子用材料を含有してもよい。
【００２３】
本発明の一般式（１）又は（２）の化合物と共に有機薄膜層に使用できる発光材料又はホスト材料としては、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、テトラセン、コロネン、クリセン、フルオレセイン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ペリノン、フタロペリノン、ナフタロペリノン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、アルダジン、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、ピラジン、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、イミン、ジフェニルエチレン、ビニルアントラセン、ジアミノアントラセン、ジアミノカルバゾール、ピラン、チオピラン、ポリメチン、メロシアニン、イミダゾールキレート化オキシノイド化合物、キナクリドン、ルブレン、スチルベン系誘導体及び蛍光色素等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２４】
正孔注入材料としては、正孔を輸送する能力を持ち、陽極からの正孔注入効果、発光層又は発光材料に対して優れた正孔注入効果を有し、発光層で生成した励起子の電子注入層又は電子注入材料への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。具体的には、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、イミダゾールチオン、ピラゾリン、ピラゾロン、テトラヒドロイミダゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ヒドラゾン、アシルヒドラゾン、ポリアリールアルカン、スチルベン、ブタジエン、ベンジジン型トリフェニルアミン、スチリルアミン型トリフェニルアミン、ジアミン型トリフェニルアミン等と、それらの誘導体、及びポリビニルカルバゾール、ポリシラン、導電性高分子等の高分子材料が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２５】
これらの正孔注入材料の中で、さらに効果的な正孔注入材料は、芳香族三級アミン誘導体又はフタロシアニン誘導体である。芳香族三級アミン誘導体の具体例としては、トリフェニルアミン、トリトリルアミン、トリルジフェニルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−（４−メチルフェニル）−１，１’−フェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−（４−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−（メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−（４−ｎ−ブチルフェニル）−フェナントレン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ジ−４−トリルアミノフェニル）−４−フェニル−シクロヘキサン等、又はこれらの芳香族三級アミン骨格を有したオリゴマーもしくはポリマーであるが、これらに限定されるものではない。フタロシアニン（Ｐｃ）誘導体の具体例は、Ｈ₂ Ｐｃ、ＣｕＰｃ、ＣｏＰｃ、ＮｉＰｃ、ＺｎＰｃ、ＰｄＰｃ、ＦｅＰｃ、ＭｎＰｃ、ＣｌＡｌＰｃ、ＣｌＧａＰｃ、ＣｌＩｎＰｃ、ＣｌＳｎＰｃ、Ｃｌ₂ ＳｉＰｃ、（ＨＯ）ＡｌＰｃ、（ＨＯ）ＧａＰｃ、ＶＯＰｃ、ＴｉＯＰｃ、ＭｏＯＰｃ、ＧａＰｃ−Ｏ−ＧａＰｃ等のフタロシアニン誘導体及びナフタロシアニン誘導体であるが、これらに限定されるものではない。
【００２６】
電子注入材料としては、電子を輸送する能力を持ち、陰極からの電子注入効果、発光層又は発光材料に対して優れた電子注入効果を有し、発光層で生成した励起子の正孔注入層への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。具体的には、フルオレノン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、チオピランジオキシド、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ペリレンテトラカルボン酸、キノキサリン、フレオレニリデンメタン、アントラキノジメタン、アントロン等とそれらの誘導体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２７】
これらの電子注入材料の中で、さらに効果的な電子注入材料は、金属錯体化合物又は含窒素五員環誘導体である。金属錯体化合物の具体例は、８−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）亜鉛、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）銅、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）マンガン、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）ベリリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリナート）クロロガリウム、ビス（２−メチル−８−キノリナート）（ｏ−クレゾラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−キノリナート）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリナート）（２−ナフトラート）ガリウム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２８】
また、含窒素五員誘導体は、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾールもしくはトリアゾール誘導体が好ましい。具体的には、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−オキサゾール、ジメチルＰＯＰＯＰ、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−チアゾール、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−（４’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−( ４”−ビフェニル) １，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、１，４−ビス［２−( ５−フェニルオキサジアゾリル) ］ベンゼン、１，４−ビス［２−( ５−フェニルオキサジアゾリル) −４−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン］、２−（４’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−( ４”−ビフェニル) −１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−チアジアゾール、１，４−ビス［２−( ５−フェニルチアジアゾリル) ］ベンゼン、２−（４’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−( ４”−ビフェニル) −１，３，４−トリアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−トリアゾール、１，４−ビス［２−( ５−フェニルトリアゾリル) ］ベンゼン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２９】
また、正孔注入材料に電子受容物質を、電子注入材料に電子供与性物質を添加することにより電荷注入性を向上させることもできる。
本発明の有機ＥＬ素子の陽極に使用される導電性材料としては、４ｅＶより大きな仕事関数を持つものが適しており、炭素、アルミニウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、タングステン、銀、金、白金、パラジウム等及びそれらの合金、ＩＴＯ基板、ＮＥＳＡ基板に使用される酸化スズ、酸化インジウム等の酸化金属、さらにはポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性樹脂が用いられる。陰極に使用される導電性物質としては、４ｅＶより小さな仕事関数を持つものが適しており、マグネシウム、カルシウム、錫、鉛、チタニウム、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン、アルミニウム等及びそれらの合金が用いられるが、これらに限定されるものではない。合金としては、マグネシウム／銀、マグネシウム／インジウム、リチウム／アルミニウム等が代表例として挙げられるが、これらに限定されるものではない。合金の比率は、蒸着源の温度、雰囲気、真空度等により制御され、適切な比率に選択される。陽極及び陰極は、必要があれば二層以上の層構成により形成されていてもよい。
【００３０】
本発明の有機ＥＬ素子は、少なくとも一方の電極と前記有機薄膜層との間に無機化合物層を有していてもよい。無機化合物層に使用される好ましい無機化合物としては、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類酸化物、希土類酸化物、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類ハロゲン化物、希土類ハロゲン化物、ＳｉＯ_X 、ＡｌＯ_X 、ＳｉＮ_X 、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ、ＧｅＯ_X 、ＬｉＯ_X 、ＬｉＯＮ、ＴｉＯ_X 、ＴｉＯＮ、ＴａＯ_X 、ＴａＯＮ、ＴａＮ_X 、Ｃなど各種酸化物、窒化物、酸化窒化物である。特に陽極に接する層の成分としては、ＳｉＯ_X 、ＡｌＯ_X 、ＳｉＮ_X 、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ、ＧｅＯ_X 、Ｃが安定な注入界面層を形成して好ましい。また、特に陰極に接する層の成分としては、ＬｉＦ、ＭｇＦ₂ 、ＣａＦ₂ 、ＭｇＦ₂ 、ＮａＦが好ましい。
【００３１】
本発明の有機ＥＬ素子は、効率良く発光させるために、少なくとも一方の面は素子の発光波長領域において充分透明にすることが望ましい。また、基板も透明であることが望ましい。
透明電極は、上記の導電性材料を使用して、蒸着やスパッタリング等の方法で所定の透光性が確保するように設定する。発光面の電極は、光透過率を１０％以上にすることが望ましい。基板は、機械的、熱的強度を有し、透明性を有するものであれば限定されるものではないが、ガラス基板及び透明性樹脂フィルムが挙げられる。透明性樹脂フィルムとしては、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタアクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルホン、ポリエーテルサルフォン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリビニルフルオライド、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリプロピレン等が挙げられる。
【００３２】
本発明の有機ＥＬ素子は、温度、湿度、雰囲気等に対する安定性の向上のために、素子の表面に保護層を設けたり、シリコンオイル、樹脂等により素子全体を保護することも可能である。
本発明の有機ＥＬ素子の各層の形成は、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング等の乾式成膜法やスピンコーティング、ディッピング、フローコーティング等の湿式成膜法のいずれの方法を適用することができる。各層の膜厚は特に限定されるものではないが、適切な膜厚に設定する必要がある。膜厚が厚すぎると、一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要になり発光効率が悪くなる。膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生して、電界を印加しても充分な発光輝度が得られない。通常の膜厚は５ｎｍ〜１０μｍの範囲が適しているが、１０ｎｍ〜０．２μｍの範囲がさらに好ましい。
【００３３】
湿式成膜法の場合、各層を形成する材料を、エタノール、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の適切な溶媒に溶解又は分散させて薄膜を形成するが、その溶媒はいずれであってもよい。また、いずれの層においても、成膜性向上、膜のピンホール防止等のため適切な樹脂や添加剤を使用してもよい。使用の可能な樹脂としては、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、セルロース等の絶縁性樹脂及びそれらの共重合体、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリシラン等の光導電性樹脂、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性樹脂が挙げられる。また、添加剤としては、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等が挙げられる。
以上のように、有機ＥＬ素子の有機薄膜層に本発明の一般式（１）又は（２）の化合物を用いることにより、色純度が高く、青色系に発光する有機ＥＬ素子を得ることができ、この有機ＥＬ素子は、例えば電子写真感光体、壁掛けテレビ用フラットパネルディスプレイ等の平面発光体、複写機、プリンター、液晶ディスプレイのバックライト又は計器類等の光源、表示板、標識灯、アクセサリー等に好適に用いられる。
【００３４】
【実施例】
次に、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
合成例１（化合物（Ａ１）の合成）
化合物（Ａ１）の合成経路を以下に示す。
【化９】

【００３５】
Ａｒ気流下、１，１−ビス（ｐ−ブロモフェニル) シクロヘキサン４g(10mmol) 、２，３−ジフェニルインドール 6.5g (24mmol)、 Pd₂(dba)₃ 400 mg、トリ(t−ブチルホスフィン 120mg、 炭酸セシウム10g を脱水トルエン 100mLの中に入れ、１００℃で激しく攪拌し12時間反応させた。反応後、析出した結晶を濾取し、メタノール 100mLにて洗浄し、淡黄色粉末 4.4ｇ(5.7mmol) （収率57％）を得た。このものは、 ¹Ｈ−ＮＭＲ及びＦＤ−ＭＳ（フィールドディフュージョンマス分析）により目的物（Ａ１）であることを確認した。また、ＦＤ−ＭＳの測定結果を以下に示す。
FD-MS, calcd forＣ₅₈Ｈ₄₆Ｎ₂=770, found, m/z=770(Ｍ⁺, 100).
さらに、得られた化合物をトルエンに溶解し、10^-5mol／リットルの溶液とし、分光光度計（日立社製Ｕ３４１０）にて吸収スペクトルを計測し、吸収端の波長より換算しエネルギーギャップの値を求め、表１に示した。
【００３６】
合成例２（化合物（Ａ３）の合成）
化合物（Ａ３）の合成経路を以下に示す。
【化１０】

【００３７】
Ａｒ気流下、１，４−ビス（ｐ−ブロモフェニル) シクロヘキサン 3.9g(10mmol) 、2 −フェニルインドール 4.6g (24mmol)、 Pd₂(dba)₃ 400 mg、トリ(t−ブチルホスフィン 120mg 、炭酸セシウム10g を脱水トルエン 100mLの中に入れ、１００℃で激しく攪拌し12時間反応させた。反応後、析出した結晶を濾取し、メタノール 100mLにて洗浄し、淡黄色粉末 4.0g(6.5 mmol) （収率65％）を得た。このものは、 ¹Ｈ−ＮＭＲ及びＦＤ−ＭＳにより目的物（Ａ３）であることを確認した。また、ＦＤ−ＭＳの測定結果を以下に示す。
FD-MS, calcd forＣ₄₆Ｈ₃₈Ｎ₂=618, found, m/z=618(Ｍ⁺, 100).
さらに、得られた化合物について合成例１と同様にしてエネルギーギャップの値を求め、表１に示した。
【００３８】
合成例３（化合物（Ｂ１）の合成）
化合物（Ｂ１）の合成経路を以下に示す。
【化１１】

【００３９】
３，５−ジブロモー1 ，2 ―ジフェニルインドール 4.2g(10mmol) を脱水THF 30mLに溶解させ、１−アダマンチルマグネシウムブロマイド 17.4g (36mmol) をトリヒドロフラン(THF) 40mLに溶かした溶液を滴下し、窒素気流下、還流攪拌し、１２時間反応させた。反応終了後、６Ｎ塩酸を加えて攪拌し、有機層を分離し、水洗したのち、無水塩化マグネシウムで乾燥した。得られた抽出液よりエバポレータで溶媒を留去し、渇色の固形物を得た。得られた固形物をベンゼンで再結晶し、淡黄色結晶 2.4g (収率24％) を得た。このものは、 ¹Ｈ−ＮＭＲ及びＦＤ−ＭＳにより目的物（Ｂ１）であることを確認した。また、ＦＤ−ＭＳの測定結果を以下に示す。
FD-MS, calcd forＣ₄₀Ｈ₄₃Ｎ=537, found, m/z=537( Ｍ⁺, 100).
さらに、得られた化合物について合成例１と同様にしてエネルギーギャップの値を求め、表１に示した。
【００４０】
【表１】

【００４１】
実施例１
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして膜厚６０ｎｍのＮ，Ｎ’−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４−アミノフェニル）−Ｎ，Ｎ−ジフェニル−４，４’−ジアミノ−１，１’−ビフェニル膜（ＴＰＤ２３２膜）を成膜した。このＴＰＤ２３２膜は、正孔注入層として機能する。次に、このＴＰＤ２３２膜上に膜厚２０ｎｍの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル膜（ＮＰＤ膜）を成膜した。このＮＰＤ膜は正孔輸送層として機能する。さらに、このＮＰＤ膜上に膜厚４０ｎｍの上記化合物（Ａ１）を蒸着し成膜した。この時、同時に下記化合物（Ｄ１）を、（Ａ１）：（Ｄ１）の重量比４０：３で蒸着した。なお、化合物（Ｄ１）は、青色を発光させるため、１重項のエネルギーが２．７９ｅＶと低い発光性分子である。化合物（Ａ１）と（Ｄ１）との混合膜は、発光層として機能する。この膜上に膜厚２０ｎｍで下記Ｂａｌｑ（Ｍｅはメチル基）を成膜した。Ｂａｌｑ膜は、電子注入層として機能する。この後、還元性ドーパントであるＬｉ（Ｌｉ源：サエスゲッター社製）とＡｌｑを二元蒸着させ、第２の電子注入層（陰極）としてＡｌｑ：Ｌｉ膜（膜厚１０ｎｍ）を形成した。このＡｌｑ：Ｌｉ膜上に金属Ａｌを蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ素子を製造した。
この素子は、直流電圧６．１Ｖで発光輝度１３４ｃｄ／ｍ² 、発光効率５．５ｃｄ／Ａの高効率な青色発光が得られた。また、色度座標は（０．１５，０．１７）であり、色純度が高かった。
【００４２】
【化１２】

【００４３】
実施例２及び３
実施例１において、化合物（Ａ１）の代わりに、表２に記載の化合物を用いた以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製し、同様に直流電圧、発光輝度、発光効率、発光色、色純度を測定し表２に示した。
【００４４】
比較例１
実施例１において、化合物（Ａ１）の代わりに、従来公知の化合物である下記化合物ＢＣｚを用いた以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製し、同様に直流電圧、発光輝度、発光効率、発光色、色純度を測定し表２に示した。
【化１３】

【００４５】
比較例２
実施例１において、化合物（Ａ１）の代わりに、特開２００１−２８８４６２号公報に記載の下記化合物（Ｃ２）を用いた以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製し、同様に直流電圧、発光輝度、発光効率、発光色、色純度を測定し表２に示した。
【化１４】

【００４６】
【表２】

【００４７】
表２に示したように、比較例の従来公知の化合物ＢＣｚ及び（Ｃ２）に対して、本発明の化合物を用いた有機ＥＬ素子は、低電圧駆動であり、かつ高効率の青色発光が得られる。また、本発明の化合物は、エネルギーギャップが広いので、エネルギーギャップの広い発光性分子を発光層に混合し発光させることができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の一般式（１）又は（２）で表される化合物からなる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を利用すると、発光効率及び色純度が高く、青色系に発光する有機エレクトロルミネッセンス素子が得られる。このため、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、各種電子機器の光源等として極めて有用である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic electroluminescent element material and an organic electroluminescent element (organic EL element) using the same, and particularly relates to an organic EL element having high color purity and emitting blue light.
[0002]
[Prior art]
An organic EL element using an organic substance is considered to be promising for use as an inexpensive large-area full-color display element of a solid light emitting type, and many developments have been made. In general, an organic EL element is composed of a light emitting layer and a pair of counter electrodes sandwiching the layer.
When an electric field is applied between the electrodes, the organic EL element emits light by injecting electrons from the cathode side, injecting holes from the anode side, and recombining the electrons with holes in the light emitting layer. This is a phenomenon in which energy is generated and emitted as light when the excited state returns to the ground state.
Luminescent materials such as chelate complexes such as tris (8-quinolinolato) aluminum complex, coumarin derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, bisstyrylarylene derivatives, oxadiazole derivatives, and the like are known as luminescent materials. It is reported that light emission in the visible region can be obtained, and realization of a color display element is expected (for example, JP-A-8-239655, JP-A-7-138561, JP-A-3-200). 8 89 No., etc.).
[0003]
Recently, practical use of organic EL element displays has been started, but full-color display elements are under development. In particular, there is a demand for organic EL elements that have high color purity and luminous efficiency and emit blue light.
In order to solve these problems, for example, JP-A-8-12600 discloses a device using a phenylanthracene derivative as a blue light emitting material. The phenylanthracene derivative is used as a blue light emitting material, and is usually used as a laminate of the blue material layer with a tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq) complex layer. The level used was insufficient. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-288462 discloses a blue light-emitting element using an amine-based aromatic compound in a light-emitting layer, but its luminous efficiency is inadequate at 2 to 4 cd / A. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-160489 discloses a device in which an azafluoranthene compound is added to a light emitting layer, but it does not emit blue light with sufficiently high color purity from yellow to green light emission.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an organic EL element material having high color purity and emitting blue light and an organic EL element using the same.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have used a compound in which a group having a cycloalkane skeleton or a metaphenylene group is bonded to a group having an indole skeleton as a host material. The present inventors have found that a high organic EL element can be obtained and solved the present invention.
[0006]
That is, this invention provides the organic EL element material which consists of a compound represented by the following general formula (1) or (2).
(Ind−) _n L (1)
Ind (-L) _m (2)
[In the formula, Ind is a group having a substituted or unsubstituted indole skeleton represented by the following (A), L is a group having a substituted or unsubstituted cycloalkane skeleton having 5 to 30 carbon atoms, or the following ( The substituted or unsubstituted C6-C30 metaaromatic cyclic group represented by B), n and m are each an integer of 1 to 3.
[0007]
[Chemical 3]

(X is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 7 to 40 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 40 carbon atoms, R Is substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 40 carbon atoms, substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms, substituted or unsubstituted arylalkyl group having 7 to 40 carbon atoms, or substituted or unsubstituted And an aryloxy group having 6 to 40 carbon atoms, q is an integer of 0 to 2.)
[Formula 4]

(P is an integer of 1 to 4)]
Further, the present invention provides an organic EL device in which one or more organic thin film layers are sandwiched between a cathode and an anode, wherein at least one of the organic thin film layers contains the organic EL device material. An EL element is provided.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The organic EL device material of the present invention comprises a compound represented by the following general formula (1) or (2).
(Ind−) _n L (1)
Ind (-L) _m (2)
Ind is a group having a substituted or unsubstituted indole skeleton represented by the following (A), and is preferably an arylindole group or a diarylindole group.
[Chemical formula 5]

[0009]
Ind substituents include halogen atoms such as chlorine, bromine and fluorine, indole groups, cyano groups, silyl groups, trifluoromethyl groups, perfluoroaryl groups, substituted or unsubstituted alkyl groups, substituted or unsubstituted aryls. Group, substituted or unsubstituted aralkyl group, substituted or unsubstituted aryloxy group, substituted or unsubstituted alkyloxy group, and the like. Of these, a fluorine atom, a paraphenylene group, a tolyloromethyl group, and a perfluoroaryl group are preferable.
n and m are integers of 1 to 3, respectively.
[0010]
X is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 7 to 40 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 40 carbon atoms.
Examples of the aryl group having 6 to 40 carbon atoms include phenyl group, naphthyl group, anthryl group, phenanthryl group, naphthacenyl group, pyrenyl group, fluorenyl group, biphenyl group, terphenyl group, phenylanthralyl group, and fluoranthenyl group. Among these, a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a pyrenyl group, and a phenylanthralyl group are preferable.
Examples of the arylalkyl group having 7 to 40 carbon atoms include benzyl group, α-methylbenzyl group, cinnamyl group, α-ethylbenzyl group, α, α-dimethylbenzyl group, 4-methylbenzyl group, 4-ethylbenzyl group. Group, 2-tert-butylbenzyl group, 4-n-octylbenzyl group, naphthylmethyl group, diphenylmethyl group and the like. Among these, benzyl group, α-methylbenzyl group and diphenylmethyl group are preferable.
Examples of the aryloxy group having 6 to 40 carbon atoms include a phenoxy group, a naphthyloxy group, an ankle oxy group, a pyrenyloxy group, a biphenyloxy group, a fluoranthenyloxy group, a chrysenyloxy group, and a perylenyloxy group. Of these, a phenoxy group, a tolyloxy group, and a biphenyloxy group are preferable.
[0011]
As the substituent of X, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted aralkyl group, a substituted or unsubstituted aryloxy group, a substituted or unsubstituted alkyloxy group, a substituted Or an unsubstituted heteroaromatic double group etc. are mentioned. Of these, a fluorine atom, a paraphenylene group, a benzyl group, and a phenoxy group are preferable.
[0012]
R is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 40 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 7 to 40 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted group. A substituted aryloxy group having 6 to 40 carbon atoms.
Examples of the alkyl group having 1 to 40 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n- Hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, hydroxymethyl group, 1-hydroxyethyl group, 2-hydroxyethyl group, 2-hydroxyisobutyl group, 1,2-dihydroxyethyl group, 1,3-dihydroxyisopropyl group 2,3-dihydroxy-t-butyl group, 1,2,3-trihydroxypropyl group, chloromethyl group, 1-chloroethyl group, 2-chloroethyl group, 2-chloroisobutyl group, 1,2-dichloroethyl group 1,3-dichloroisopropyl group, 2,3-dichloro-t-butyl group, 1,2,3-trichloropropyl group, bromomethyl group 1-bromoethyl group, 2-bromoethyl group, 2-bromoisobutyl group, 1,2-dibromoethyl group, 1,3-dibromoisopropyl group, 2,3-dibromo-t-butyl group, 1,2,3-tri Bromopropyl group, iodomethyl group, 1-iodoethyl group, 2-iodoethyl group, 2-iodoisobutyl group, 1,2-diiodoethyl group, 1,3-diiodoisopropyl group, 2,3-diiodo-t-butyl group, 1,2,3-triiodopropyl group, aminomethyl group, 1-aminoethyl group, 2-aminoethyl group, 2-aminoisobutyl group, 1,2-diaminoethyl group, 1,3-diaminoisopropyl group, 2 , 3-diamino-t-butyl group, 1,2,3-triaminopropyl group, cyanomethyl group, 1-cyanoethyl group, 2-cyanoethyl group, 2-cyanoethyl Butyl group, 1,2-dicyanoethyl group, 1,3-dicyanoisopropyl group, 2,3-dicyano-t-butyl group, 1,2,3-tricyanopropyl group, nitromethyl group, 1-nitroethyl group, 2 -Nitroethyl group, 2-nitroisobutyl group, 1,2-dinitroethyl group, 1,3-dinitroisopropyl group, 2,3-dinitro-t-butyl group, 1,2,3-trinitropropyl group, etc. It is done. Of these, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-hexyl group, an n-octyl group, and a t-butyl group are preferable.
[0013]
Examples of the aryl group having 6 to 40 carbon atoms, the arylalkyl group having 7 to 40 carbon atoms, and the aryloxy group having 6 to 40 carbon atoms are the same as the aryl group in X.
[0014]
As the substituent of R, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted aralkyl group, a substituted or unsubstituted aryloxy group, a substituted or unsubstituted alkyloxy group, a substituted Or an unsubstituted heteroaromatic heterocyclic group etc. are mentioned. Of these, a fluorine atom, a paraphenylene group, a benzyl group, and a phenoxy group are preferable.
q is an integer of 0 to 2, preferably 1 to 2.
[0015]
L is a substituted or unsubstituted group having a C 5-30 cycloalkane skeleton, or a substituted or unsubstituted C 6-30 metaaromatic ring group represented by the following (B): A hexyl group, norbornene group, a group having an adamantane skeleton, or a metabiphenylene group is preferred.
Examples of the substituent for L include the same as those for Ind.
[Chemical 6]

p is an integer of 1-4, and it is preferable in it being 1-2.
[0016]
Specific examples of the compound represented by the general formula (1) of the present invention are shown below, but are not limited to these exemplified compounds.
[Chemical 7]

[0017]
Specific examples of the compound represented by the general formula (2) of the present invention are shown below, but are not limited to these exemplified compounds.
[Chemical 8]

[0018]
The compounds of the general formulas (1) and (2) of the present invention have a singlet energy gap of 2.8 to 3.8 eV, and preferably 2.9 to 3.6 eV.
In the organic EL device of the present invention, in which an organic thin film layer composed of one layer or a plurality of layers is sandwiched between a cathode and an anode, at least one layer of the organic thin film layer has the general formula (1) or ( 2) The organic EL element material which consists of a compound of 2) is contained. Moreover, it is preferable that the light emitting layer of an organic EL element contains the organic EL element material which consists of a compound of the said General formula (1) or (2).
The organic EL device of the present invention emits blue light and has a high purity of (0.12,0.10) to (0.17,0.20). This is because the organic EL device material comprising the compound of the general formula (1) or (2) of the present invention has a wide energy gap.
The organic EL device material of the present invention is preferably a host material for an organic EL device. The host material has a function of injecting holes and electrons, transporting holes and electrons, and recombining to emit fluorescence.
[0019]
In addition, the compounds of the general formulas (1) and (2) of the present invention are considered to have a high singlet energy gap of 2.8 to 3.8 eV and a high triplet energy gap. It is also useful as an organic host material.
Here, the phosphorescent element is a substance whose emission intensity based on a transition from an energy state of a triplet level to a state of a ground singlet level is higher than other substances, for example, a periodic table 7 to 7 It is an organic electroluminescent element utilizing phosphorescence, including a phosphorescent substance such as an organometallic complex containing at least one metal selected from Group 11.
In the light emitting layer of the organic EL element, the generated molecular excitons are a mixture of singlet excitons and triplet excitons, and singlet excitons and triplet excitons are generally It is said that more triplet excitons are generated at a ratio of 1: 3. In an organic EL element using normal fluorescence, excitons that contribute to light emission are singlet excitons, and triplet excitons are non-luminescent. For this reason, triplet excitons are eventually consumed as heat, and light is emitted from singlet excitons having a low generation rate. Therefore, in the organic EL element, the energy transferred to triplet excitons out of the energy generated by recombination of holes and electrons is a large loss.
[0020]
For this reason, when the compound of the present invention is used in a phosphorescent device, the energy of triplet excitons can be used for light emission, so that it is considered that the light emission efficiency three times that of the device using fluorescence can be obtained. In addition, when the compound of the present invention is used in a light emitting layer of a phosphorescent element, it has an energy state higher than an excited triplet level of a phosphorescent organometallic complex containing a metal selected from Group 7 to 11 contained in the layer. It has an excited triplet level, gives a more stable thin film shape, has a high glass transition temperature (Tg: 80 to 160 ° C.), can efficiently transport holes and / or electrons, It is considered that impurities that are chemically and chemically stable and that become traps or quench light emission are unlikely to be generated during manufacture or use.
[0021]
The organic EL device of the present invention is a device in which one or more organic thin film layers are formed between the anode and the cathode as described above. In the case of the single layer type, a light emitting layer is provided between the anode and the cathode. The light emitting layer contains a light emitting material, and may further contain a hole injecting material or an electron injecting material in order to transport holes injected from the anode or electrons injected from the cathode to the light emitting material. Moreover, it is preferable that a luminescent material has extremely high fluorescence quantum efficiency, high hole transport ability, and electron transport ability, and forms a uniform thin film. As the multilayer organic EL device, (anode / hole injection layer / light emitting layer / cathode), (anode / light emitting layer / electron injection layer / cathode), (anode / hole injection layer / light emitting layer / electron injection layer) / Cathode) and the like are stacked in a multilayer structure.
[0022]
In addition to the compound of the general formula (1) or (2) of the present invention, further known host materials, light emitting materials, doping materials, hole injection materials, and electron injection materials are used for the light emitting layer as necessary. Can also be used in combination. The organic EL element has a multi-layer structure, which can prevent a decrease in luminance and lifetime due to quenching, and other doping materials can improve emission luminance and luminous efficiency or contribute to phosphorescence emission. By using it in combination with a material, the conventional light emission luminance and light emission efficiency can be improved.
In addition, the hole injection layer, the light emitting layer, and the electron injection layer in the organic EL device of the present invention may be formed of two or more layers. In that case, in the case of the hole injection layer, the layer that injects holes from the electrode is referred to as a hole injection layer, and the layer that receives holes from the hole injection layer and transports holes to the light emitting layer is referred to as a hole transport layer. Similarly, in the case of an electron injection layer, a layer that injects electrons from an electrode is referred to as an electron injection layer, and a layer that receives electrons from the electron injection layer and transports electrons to a light emitting layer is referred to as an electron transport layer. Each of these layers is selected and used depending on factors such as the energy level of the material, heat resistance, adhesion with the organic thin film layer or the metal electrode.
In the organic EL device of the present invention, the electron transport layer and the hole transport layer may contain an organic EL device material comprising the compounds of the general formulas (1) and (2).
[0023]
Examples of the light emitting material or host material that can be used in the organic thin film layer together with the compound represented by the general formula (1) or (2) of the present invention include anthracene, naphthalene, phenanthrene, pyrene, tetracene, coronene, chrysene, fluorescein, perylene, phthaloperylene, and naphthaloperylene. , Perinone, phthaloperinone, naphthaloperinone, diphenylbutadiene, tetraphenylbutadiene, coumarin, oxadiazole, aldazine, bisbenzoxazoline, bisstyryl, pyrazine, cyclopentadiene, quinoline metal complex, aminoquinoline metal complex, benzoquinoline metal complex, imine, Diphenylethylene, vinylanthracene, diaminoanthracene, diaminocarbazole, pyran, thiopyran, polymethine, merocyanine, imidazole chelating ester Shinoido compounds, quinacridone, rubrene, and stilbene derivatives and fluorescent dyes, and the like, but is not limited thereto.
[0024]
The hole injection material has the ability to transport holes, has a hole injection effect from the anode, an excellent hole injection effect for the light emitting layer or the light emitting material, and excitons generated in the light emitting layer. A compound that prevents movement to the electron injection layer or the electron injection material and has an excellent thin film forming ability is preferable. Specifically, phthalocyanine derivatives, naphthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, imidazolone, imidazolethione, pyrazoline, pyrazolone, tetrahydroimidazole, oxazole, oxadiazole, hydrazone, acyl hydrazone, polyaryl Examples include alkane, stilbene, butadiene, benzidine type triphenylamine, styrylamine type triphenylamine, diamine type triphenylamine, and derivatives thereof, and polymer materials such as polyvinylcarbazole, polysilane, and conductive polymers. However, it is not limited to these.
[0025]
Among these hole injection materials, more effective hole injection materials are aromatic tertiary amine derivatives or phthalocyanine derivatives. Specific examples of the aromatic tertiary amine derivative include triphenylamine, tolylamine, tolyldiphenylamine, N, N′-diphenyl-N, N ′-(3-methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4, 4′-diamine, N, N, N ′, N ′-(4-methylphenyl) -1,1′-phenyl-4,4′-diamine, N, N, N ′, N ′-(4-methyl Phenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine, N, N′-diphenyl-N, N′-dinaphthyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine, N, N′- (Methylphenyl) -N, N ′-(4-n-butylphenyl) -phenanthrene-9,10-diamine, N, N-bis (4-di-4-tolylaminophenyl) -4-phenyl-cyclohexane, etc. Or oligomers having these aromatic tertiary amine skeletons Or is a polymer, but is not limited thereto. Specific examples of the phthalocyanine (Pc) derivative include H ₂ Pc, CuPc, CoPc, NiPc, ZnPc, PdPc, FePc, MnPc, ClAlPc, ClGaPc, ClInPc, ClSnPc, Cl ₂ SiPc, (HO) AlPc, (HO) GaPc, Although it is a phthalocyanine derivative and a naphthalocyanine derivative such as VOPc, TiOPc, MoOPc, and GaPc-O-GaPc, it is not limited thereto.
[0026]
As an electron injection material, it has the ability to transport electrons, has an electron injection effect from the cathode, an excellent electron injection effect for the light emitting layer or light emitting material, and a hole injection layer of excitons generated in the light emitting layer The compound which prevents the movement to and is excellent in thin film forming ability is preferable. Specifically, fluorenone, anthraquinodimethane, diphenoquinone, thiopyran dioxide, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, perylenetetracarboxylic acid, quinoxaline, fluorenylidenemethane, anthraquinodimethane, anthrone, etc. However, it is not limited to these.
[0027]
Among these electron injection materials, more effective electron injection materials are metal complex compounds or nitrogen-containing five-membered ring derivatives. Specific examples of the metal complex compound include 8-hydroxyquinolinate lithium, bis (8-hydroxyquinolinato) zinc, bis (8-hydroxyquinolinato) copper, bis (8-hydroxyquinolinato) manganese, tris ( 8-hydroxyquinolinato) aluminum, tris (2-methyl-8-hydroxyquinolinato) aluminum, tris (8-hydroxyquinolinato) gallium, bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) beryllium, bis ( 10-hydroxybenzo [h] quinolinato) zinc, bis (2-methyl-8-quinolinato) chlorogallium, bis (2-methyl-8-quinolinato) (o-cresolate) gallium, bis (2-methyl-8-quinolinato) ) (1-Naphtholate) aluminum, bis (2-methyl-8-) Norinato) (2-naphtholato) gallium and the like, but not limited thereto.
[0028]
The nitrogen-containing five-membered derivative is preferably an oxazole, thiazole, oxadiazole, thiadiazole or triazole derivative. Specifically, 2,5-bis (1-phenyl) -1,3,4-oxazole, dimethyl POPOP, 2,5-bis (1-phenyl) -1,3,4-thiazole, 2,5- Bis (1-phenyl) -1,3,4-oxadiazole, 2- (4′-tert-butylphenyl) -5- (4 ″ -biphenyl) 1,3,4-oxadiazole, 2,5 -Bis (1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole, 1,4-bis [2- (5-phenyloxadiazolyl)] benzene, 1,4-bis [2- (5-phenyloxa) Diazolyl) -4-tert-butylbenzene], 2- (4′-tert-butylphenyl) -5- (4 ″ -biphenyl) -1,3,4-thiadiazole, 2,5-bis (1-naphthyl) ) -1,3,4-thiadiazole, 1,4-bis [2- ( -Phenylthiadiazolyl)] benzene, 2- (4'-tert-butylphenyl) -5- (4 "-biphenyl) -1,3,4-triazole, 2,5-bis (1-naphthyl) -1 , 3,4-triazole, 1,4-bis [2- (5-phenyltriazolyl)] benzene and the like, but are not limited thereto.
[0029]
Further, the charge injection property can be improved by adding an electron accepting material to the hole injecting material and an electron donating material to the electron injecting material.
As the conductive material used for the anode of the organic EL device of the present invention, a material having a work function larger than 4 eV is suitable, and carbon, aluminum, vanadium, iron, cobalt, nickel, tungsten, silver, gold, platinum Palladium, etc. and their alloys, metal oxides such as tin oxide and indium oxide used for ITO substrates and NESA substrates, and organic conductive resins such as polythiophene and polypyrrole are used. As the conductive material used for the cathode, those having a work function smaller than 4 eV are suitable, and magnesium, calcium, tin, lead, titanium, yttrium, lithium, ruthenium, manganese, aluminum, and alloys thereof are used. However, it is not limited to these. Examples of alloys include magnesium / silver, magnesium / indium, lithium / aluminum, and the like, but are not limited thereto. The ratio of the alloy is controlled by the temperature of the vapor deposition source, the atmosphere, the degree of vacuum, etc., and is selected to an appropriate ratio. If necessary, the anode and the cathode may be formed of two or more layers.
[0030]
The organic EL device of the present invention may have an inorganic compound layer between at least one electrode and the organic thin film layer. Preferred inorganic compounds used in the inorganic compound layer include alkali metal oxides, alkaline earth oxides, rare earth oxides, alkali metal halides, alkaline earth halides, rare earth halides, SiO _x , AlO _x , SiN. _{X, SiON, AlON, GeO X} , LiO X, LiON, TiO X, TiON, TaO X, TaON, TaN X, C and various oxides, nitrides, and oxide nitrides. In particular, as the component of the layer in contact with the anode, SiO _x , AlO _x , SiN _x , SiON, AlON, GeO _x , and C are preferable to form a stable injection interface layer. In particular, LiF, MgF ₂ , CaF ₂ , MgF ₂ , and NaF are preferred as the components of the layer in contact with the cathode.
[0031]
In order for the organic EL device of the present invention to emit light efficiently, it is desirable that at least one surface be sufficiently transparent in the light emission wavelength region of the device. The substrate is also preferably transparent.
The transparent electrode is set using the above-described conductive material so as to ensure a predetermined translucency by a method such as vapor deposition or sputtering. The electrode on the light emitting surface preferably has a light transmittance of 10% or more. The substrate is not limited as long as it has mechanical and thermal strength and is transparent, and examples thereof include a glass substrate and a transparent resin film. Transparent resin films include polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polypropylene, polystyrene, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, nylon, polyether ether ketone. , Polysulfone, polyethersulfone, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, polyvinyl fluoride, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, polychlorotrifluoroethylene, Polyvinylidene fluoride, polyester, polycarbonate, polyurethane, polyimide, polyetherimide, polyimide, polypropylene, etc. It is.
[0032]
The organic EL device of the present invention can be provided with a protective layer on the surface of the device, or the entire device can be protected with silicon oil, resin, or the like in order to improve stability against temperature, humidity, atmosphere, and the like.
Each layer of the organic EL device of the present invention can be formed by applying any one of dry deposition methods such as vacuum deposition, sputtering, plasma and ion plating, and wet deposition methods such as spin coating, dipping and flow coating. Can do. The thickness of each layer is not particularly limited, but must be set to an appropriate thickness. If the film thickness is too thick, a large applied voltage is required to obtain a constant light output, resulting in poor luminous efficiency. If the film thickness is too thin, pinholes and the like are generated, and sufficient light emission luminance cannot be obtained even when an electric field is applied. The normal film thickness is suitably in the range of 5 nm to 10 μm, more preferably in the range of 10 nm to 0.2 μm.
[0033]
In the case of the wet film forming method, the material for forming each layer is dissolved or dispersed in an appropriate solvent such as ethanol, chloroform, tetrahydrofuran, dioxane or the like to form a thin film, and any solvent may be used. In any layer, an appropriate resin or additive may be used for improving the film formability and preventing pinholes in the film. Usable resins include polystyrene, polycarbonate, polyarylate, polyester, polyamide, polyurethane, polysulfone, polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, cellulose and other insulating resins and copolymers thereof, poly-N-vinyl. Examples thereof include photoconductive resins such as carbazole and polysilane, and conductive resins such as polythiophene and polypyrrole. Examples of the additive include an antioxidant, an ultraviolet absorber, and a plasticizer.
As described above, by using the compound of the general formula (1) or (2) of the present invention for the organic thin film layer of the organic EL element, an organic EL element having high color purity and emitting blue light can be obtained. This organic EL element is, for example, an electrophotographic photosensitive member, a flat light emitter such as a flat panel display for a wall-mounted TV, a light source such as a copying machine, a printer, a backlight of a liquid crystal display or an instrument, a display board, a marker lamp, an accessory, etc. Is preferably used.
[0034]
【Example】
EXAMPLES Next, although this invention is demonstrated in more detail using an Example, this invention is not limited to these Examples.
Synthesis Example 1 (Synthesis of Compound (A1))
The synthesis route of compound (A1) is shown below.
[Chemical 9]

[0035]
Under an Ar stream, 1,1-bis (p-bromophenyl) cyclohexane 4 g (10 mmol), 2,3-diphenylindole 6.5 g (24 mmol), Pd ₂ (dba) ₃ 400 mg, tri (t-butylphosphine 120 mg, 10 g of cesium carbonate was put into 100 mL of dehydrated toluene and stirred vigorously for 12 hours at 100 ° C. After the reaction, the precipitated crystals were collected by filtration, washed with 100 mL of methanol, and 4.4 g (5.7 mmol) of pale yellow powder. This was confirmed to be the target product (A1) by ¹ H-NMR and FD-MS (field diffusion mass analysis), and the measurement results of FD-MS Is shown below.
FD-MS, calcd for C ₅₈ H ₄₆ N ₂ = 770, found, m / z = 770 (M ⁺ , 100).
Further, the obtained compound is dissolved in toluene to form a 10 ⁻⁵ mol / liter solution, the absorption spectrum is measured with a spectrophotometer (U3410, manufactured by Hitachi, Ltd.), converted from the wavelength at the absorption edge, and the value of the energy gap. The results are shown in Table 1.
[0036]
Synthesis Example 2 (Synthesis of Compound (A3))
The synthesis route of compound (A3) is shown below.
[Chemical Formula 10]

[0037]
Under an Ar stream, 1,4-bis (p-bromophenyl) cyclohexane 3.9 g (10 mmol), 2-phenylindole 4.6 g (24 mmol), Pd ₂ (dba) ₃ 400 mg, tri (t-butylphosphine 120 mg, carbonic acid Cesium (10 g) was put into 100 mL of dehydrated toluene and stirred vigorously for 12 hours at 100 ° C. After the reaction, the precipitated crystals were collected by filtration, washed with 100 mL of methanol, and pale yellow powder (4.0 g, 6.5 mmol). (Yield 65%) was obtained, which was confirmed to be the target product (A3) by ¹ H-NMR and FD-MS, and the measurement results of FD-MS are shown below.
FD-MS, calcd for C ₄₆ H ₃₈ N ₂ = 618, found, m / z = 618 (M ⁺ , 100).
Further, the energy gap value of the obtained compound was determined in the same manner as in Synthesis Example 1 and is shown in Table 1.
[0038]
Synthesis Example 3 (Synthesis of Compound (B1))
The synthesis route of compound (B1) is shown below.
Embedded image

[0039]
A solution prepared by dissolving 4.2 g (10 mmol) of 3,5-dibromo-1,2-diphenylindole in 30 mL of dehydrated THF and 17.4 g (36 mmol) of 1-adamantylmagnesium bromide in 40 mL of trihydrofuran (THF) was added dropwise, The mixture was stirred under reflux in a nitrogen stream for 12 hours. After completion of the reaction, 6N hydrochloric acid was added and stirred. The organic layer was separated, washed with water, and dried over anhydrous magnesium chloride. The solvent was distilled off from the obtained extract with an evaporator to obtain a deeply colored solid. The obtained solid was recrystallized with benzene to obtain 2.4 g (yield 24%) of pale yellow crystals. This product was confirmed to be the target product (B1) by ¹ H-NMR and FD-MS. Moreover, the measurement result of FD-MS is shown below.
FD-MS, calcd for C ₄₀ H ₄₃ N = 537, found, m / z = 537 (M ⁺ , 100).
Further, the energy gap value of the obtained compound was determined in the same manner as in Synthesis Example 1 and is shown in Table 1.
[0040]
[Table 1]

[0041]
Example 1
A glass substrate with an ITO transparent electrode having a thickness of 25 mm × 75 mm × 1.1 mm (manufactured by Geomatic Co., Ltd.) was subjected to ultrasonic cleaning in isopropyl alcohol for 5 minutes and then UV ozone cleaning for 30 minutes. A glass substrate with a transparent electrode line after washing is mounted on a substrate holder of a vacuum deposition apparatus, and N, N ′ having a film thickness of 60 nm is first covered so that the transparent electrode is covered on the surface on which the transparent electrode line is formed. A bis (N, N′-diphenyl-4-aminophenyl) -N, N-diphenyl-4,4′-diamino-1,1′-biphenyl film (TPD232 film) was formed. This TPD232 film functions as a hole injection layer. Next, a 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl film (NPD film) having a thickness of 20 nm was formed on the TPD232 film. This NPD film functions as a hole transport layer. Further, the compound (A1) having a thickness of 40 nm was deposited on the NPD film to form a film. At the same time, the following compound (D1) was vapor-deposited at a weight ratio of (A1) :( D1) of 40: 3. Note that the compound (D1) is a light-emitting molecule having a singlet energy as low as 2.79 eV in order to emit blue light. A mixed film of the compounds (A1) and (D1) functions as a light emitting layer. On this film, the following Balq (Me is a methyl group) was formed to a thickness of 20 nm. The Balq film functions as an electron injection layer. Thereafter, Li (Li source: manufactured by Saesgetter), which is a reducing dopant, and Alq were vapor-deposited to form an Alq: Li film (film thickness: 10 nm) as a second electron injection layer (cathode). Metal Al was vapor-deposited on this Alq: Li film to form a metal cathode, thereby producing an organic EL device.
This element produced high-efficiency blue light emission with a direct-current voltage of 6.1 V and a light emission luminance of 134 cd / m ² and a light emission efficiency of 5.5 cd / A. Further, the chromaticity coordinates were (0.15, 0.17), and the color purity was high.
[0042]
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[0043]
Examples 2 and 3
In Example 1, an organic EL device was produced in the same manner except that the compounds shown in Table 2 were used instead of the compound (A1). Similarly, direct current voltage, light emission luminance, light emission efficiency, light emission color, and color purity were obtained. Are shown in Table 2.
[0044]
Comparative Example 1
In Example 1, an organic EL device was prepared in the same manner except that the following compound BCz, which is a conventionally known compound, was used instead of the compound (A1), and the direct current voltage, emission luminance, emission efficiency, emission color were similarly obtained. The color purity was measured and shown in Table 2.
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[0045]
Comparative Example 2
In Example 1, an organic EL device was prepared in the same manner except that the following compound (C2) described in JP-A No. 2001-288462 was used instead of the compound (A1), and the direct-current voltage and the emission luminance were similarly obtained. The light emission efficiency, light emission color, and color purity were measured and shown in Table 2.
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[0046]
[Table 2]

[0047]
As shown in Table 2, the organic EL device using the compound of the present invention is low-voltage driven and has high-efficiency blue light emission compared to the conventionally known compounds BCz and (C2) of the comparative example. Be In addition, since the compound of the present invention has a wide energy gap, light emitting molecules having a wide energy gap can be mixed in the light emitting layer to emit light.
[0048]
【The invention's effect】
As described above in detail, when the organic electroluminescent element material comprising the compound represented by the general formula (1) or (2) of the present invention is used, the light emission efficiency and the color purity are high, and blue light is emitted. An organic electroluminescence element is obtained. For this reason, the organic electroluminescent element of this invention is very useful as a light source etc. of various electronic devices.

Claims (7)

Following general formula (1) or (2) a compound represented by (wherein, represented by excluding the compound of the following formula (X)) Tona is, the energy gap of the singlet of the compounds 2.8 to 3 A material for an organic electroluminescence device having a voltage of .8 eV .
(Ind−) _n L (1)
Ind (-L) _m (2)
[In the formula, Ind is a substituted or unsubstituted arylindole group or diarylindole group represented by the following (A), L is a substituted or unsubstituted cyclohexyl group, a substituted or unsubstituted norbornene group, a substituted Or at least one group selected from the group consisting of an unsubstituted adamantyl group, a substituted or unsubstituted bicyclooctylene group, a substituted or unsubstituted metabiphenylene group, and n and m are each an integer of 1 to 3 It is.

(X is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 7 to 40 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 40 carbon atoms . , R is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 40 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 7 to 40 carbon atoms, (It is an unsubstituted aryloxy group having 6 to 40 carbon atoms and does not contain a hydrazone group. Q is an integer of 0 to 2.)

An organic electroluminescent element in which an organic thin film layer composed of one layer or a plurality of layers is sandwiched between a cathode and an anode, wherein at least one of the organic thin film layers comprises the material for an organic electroluminescent element according to claim 1. Organic electroluminescent element to contain. An organic electroluminescent device wherein an organic thin film layer composed of one or more layers between a cathode and an anode, the light emitting layer, an organic electroluminescent device containing material for an organic electroluminescence device according to claim 1 . The organic electroluminescent element according to claim 3 , wherein a singlet energy gap of the organic electroluminescent element material is 2.8 to 3.8 eV. The organic electroluminescent element according to claim 2 or 3 , wherein the organic electroluminescent element material is an organic host material. The organic electroluminescent element according to any one of claims 2 to 5, further comprising an inorganic compound layer between at least one electrode and the organic thin film layer. The organic electroluminescent element according to any one of claims 2 to 6, which emits blue light.