JP5002758B2 - Organic EL device - Google Patents

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JP5002758B2 JP2008000142A JP2008000142A JP5002758B2 JP 5002758 B2 JP5002758 B2 JP 5002758B2 JP 2008000142 A JP2008000142 A JP 2008000142A JP 2008000142 A JP2008000142 A JP 2008000142A JP 5002758 B2 JP5002758 B2 JP 5002758B2
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Description

本発明は、有機EL(電界発光)素子に関し、詳しくは、有機化合物からなる薄膜に電界を印加して光を放出する素子に関する。   The present invention relates to an organic EL (electroluminescence) device, and more particularly to a device that emits light by applying an electric field to a thin film made of an organic compound.

有機EL素子は、蛍光性有機化合物を含む薄膜を、電子注入電極(陰極)とホール注入電極(陽極)とで挟んだ構成を有し、前記薄膜に電子およびホールを注入して再結合させることにより励起子(エキシトン)を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出(蛍光・燐光)を利用して発光する素子である。   The organic EL element has a configuration in which a thin film containing a fluorescent organic compound is sandwiched between an electron injection electrode (cathode) and a hole injection electrode (anode), and electrons and holes are injected into the thin film to be recombined. This is an element that emits light by utilizing the emission of light (fluorescence / phosphorescence) when excitons are generated by the excitons and the excitons are deactivated.

有機EL素子においては、上記電極間に、蛍光性有機化合物を含む薄膜からなる発光層のほかに、発光層に注入される電子あるいはホールの適正化を図り、発光効率を改善する目的で、電子注入および/または輸送性の層として、電子注入層、電子輸送層、電子輸送層と称される層や、ホール注入および/または輸送性の層として、ホール注入層、ホール輸送層、ホール注入輸送層と称される層が設けられるのが一般的である。   In the organic EL element, in addition to the light emitting layer made of a thin film containing a fluorescent organic compound, the electrons or holes injected into the light emitting layer are optimized between the electrodes to improve the light emission efficiency. As an injection and / or transport layer, a layer called an electron injection layer, an electron transport layer, or an electron transport layer, or as a hole injection and / or transport layer, a hole injection layer, a hole transport layer, or a hole injection transport A layer called a layer is generally provided.

電子注入輸送材料としては金属錯体化合物(例えば、特許文献1参照)、複素環化合物を用いた例があり、複素環化合物としては、フェナントロリン系化合物(例えば、特許文献2、3参照)、インドール(ピロール)系化合物(例えば、特許文献4〜7参照)、キノキサリン系化合物(例えば、特許文献8〜12参照)、オキサジアゾール系化合物(例えば、特許文献13〜19参照)、カルバゾール系化合物(例えば、特許文献20、21参照)などがあり、また、これらの電子注入輸送材料にドナー性ドーパントまたはアルカリ金属をドーピングした層を用いた例(例えば、特許文献22〜24参照)、電子輸送層に炭化水素化合物を含有させた例(例えば、特許文献25、26参照)などが開示されている。   Examples of electron injection / transport materials include metal complex compounds (see, for example, Patent Document 1) and heterocyclic compounds. Examples of heterocyclic compounds include phenanthroline-based compounds (for example, see Patent Documents 2 and 3), indole ( Pyrrole) compounds (for example, see Patent Documents 4 to 7), quinoxaline compounds (for example, see Patent Documents 8 to 12), oxadiazole compounds (for example, see Patent Documents 13 to 19), carbazole compounds (for example, In addition, examples using a layer doped with a donor dopant or an alkali metal in these electron injecting and transporting materials (see, for example, Patent Documents 22 to 24), Examples in which a hydrocarbon compound is contained (for example, see Patent Documents 25 and 26) are disclosed.

また、電子注入輸送層を2層以上設けた例(例えば、特許文献27参照)や電子注入層と電子注入陰極の間に接着改善層を設けた例(例えば、特許文献28参照)なども開示されており、接着改善層に用いる材料を表面エネルギーによって限定している例もある。   Also disclosed are examples in which two or more electron injection / transport layers are provided (for example, see Patent Document 27) and examples in which an adhesion improving layer is provided between the electron injection layer and the electron injection cathode (for example, see Patent Document 28). In some cases, the material used for the adhesion improving layer is limited by the surface energy.

一方、発光層については、高効率・長寿命化の手段として、蛍光量子収率の大きい蛍光性色素を少量ドーピングする方法は多く報告・開示されている。例えば、ペリレン誘導体をトリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq3)等の有機金属錯体またはアリールアミン、オキサジアゾール、カルバゾール誘導体等にドープした赤色発光素子が開示されている(例えば、特許文献29、30参照)。また、高効率な素子を得るために好ましいホストとドーパントの好ましい組合せについてイオン化ポテンシャル(IP)と電子親和力(Ea)とによって限定した例も開示されている(例えば、特許文献31参照)。   On the other hand, with respect to the light-emitting layer, as a means for improving the efficiency and extending the life, many methods for doping a small amount of a fluorescent dye having a high fluorescence quantum yield have been reported and disclosed. For example, a red light-emitting element in which a perylene derivative is doped with an organometallic complex such as tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq3) or an arylamine, oxadiazole, carbazole derivative, or the like is disclosed (for example, Patent Documents 29 and 30). reference). In addition, an example is also disclosed in which a preferable combination of a host and a dopant is limited by an ionization potential (IP) and an electron affinity (Ea) in order to obtain a highly efficient device (see, for example, Patent Document 31).

しかしながら、上記のような従来技術では、電子注入性の良い材料を電子注入輸送層に用いることにより、陰極より電子を効率良く注入することは可能であるが、電子注入性の高い材料にはキャリア移動度(電子輸送性)の低いものが多い。電子輸送層のキャリア移動度(電子輸送性)が低い場合、電子輸送層中のキャリアを発光層へ移動させるために強い電界を必要とし、その結果として素子の駆動電圧を上昇させ、素子の発光効率を下げる原因となってしまっている。   However, in the prior art as described above, it is possible to inject electrons more efficiently than the cathode by using a material having a good electron injecting property for the electron injecting and transporting layer. Many have low mobility (electron transportability). When the carrier mobility (electron transport property) of the electron transport layer is low, a strong electric field is required to move the carriers in the electron transport layer to the light emitting layer. As a result, the driving voltage of the device is increased, and the light emission of the device It has become a cause of lowering efficiency.

また、光学的に最適な外部取り出し効率を得るには発光層と陰極との距離をコントロールする必要があり、発光層と陰極との距離のコントロールは電子輸送層の膜厚を変化させることにより行うことができる。しかしながら、従来の素子では電子輸送層のキャリア輸送性が低いため、電子輸送層の膜厚を変化させた際の駆動電圧の変化が大きく、光学的外部取り出し効率の最適化と低電圧駆動の両立が困難であった。さらに、電子輸送層のキャリア移動度(電子輸送性)が小さい場合、電子輸送層のキャリア濃度が増加し、電子輸送層に正孔(ホール)が進入するため、電子輸送層でキャリアの再結合が起こる確率が増大し、電子輸送材料が発光して本来発光層のみが発光した場合に得られる色純度が得られない場合もある。また、このような発光層以外でのキャリアの再結合は素子寿命にも悪影響を及ぼす。   In addition, in order to obtain optically optimum external extraction efficiency, it is necessary to control the distance between the light emitting layer and the cathode, and the distance between the light emitting layer and the cathode is controlled by changing the film thickness of the electron transport layer. be able to. However, since the carrier transport property of the electron transport layer is low in the conventional device, the drive voltage changes greatly when the thickness of the electron transport layer is changed, and both optimization of the optical external extraction efficiency and low voltage drive are compatible. It was difficult. Furthermore, when the carrier mobility (electron transportability) of the electron transport layer is small, the carrier concentration of the electron transport layer increases and holes enter the electron transport layer, so that the carriers recombine in the electron transport layer. In some cases, the color purity obtained when the electron transport material emits light and only the light emitting layer emits light cannot be obtained. In addition, recombination of carriers other than the light emitting layer adversely affects the device lifetime.

また、電子注入性の高い材料には双極子モーメントが大きい極性分子が多く、これらの分子が発光層と接することにより、発光材料との相互作用が生じ励起子のエネルギーを損失させる場合も考えられる。   In addition, there are many polar molecules with a large dipole moment in materials with high electron-injection properties, and when these molecules come into contact with the light-emitting layer, interaction with the light-emitting material may occur and the exciton energy may be lost. .

一方、電子輸送性の高い材料には電子注入陰極との密着性、電子注入性を併せ持つものがなく、このような材料を電子注入輸送層に用いると、均一な発光が得られない場合が多い。   On the other hand, materials having high electron transporting properties do not have both adhesion to the electron injection cathode and electron injection properties. When such materials are used for the electron injection transport layer, uniform light emission is often not obtained. .

また、電子輸送層と電子注入層の機能を分離した場合でも、それぞれの機能を最適に発揮する材料の組合せが見出されておらず、十分な素子特性を得るに至っていない。   In addition, even when the functions of the electron transport layer and the electron injection layer are separated, a combination of materials that optimally performs the respective functions has not been found, and sufficient device characteristics have not been obtained.

さらに、発光層に関して、従来の技術ではドーピングによって発光材料の濃度消光を抑えて効率を向上させることができ、またホストとドーパントの組合せをそれらの材料のIP,Eaの値で限定することによりドーパントにキャリアをトラップし、再結合効率を向上させることも可能である。   Further, with respect to the light emitting layer, in the conventional technique, the concentration quenching of the light emitting material can be suppressed by doping to improve the efficiency, and the combination of the host and the dopant is limited by the IP and Ea values of those materials. It is also possible to improve the recombination efficiency by trapping carriers.

しかしながら、ホスト材料のキャリア移動度(電子輸送性)が小さい場合、発光層中のキャリアがホスト材料に局在化し、ホスト材料分子上で再結合する確率が増加してしまう。この場合、ドーパントが発光するには励起状態のホストからドーパントへのエネルギー移動が必要となり、その過程でのエネルギー移動効率が低い場合、損失が生じてしまう。また、ホール輸送性とのバランスがとれず、ホールが電子輸送層まで突き抜けてしまう場合もあり、素子の発光効率を低下させる原因となる。また、ホストからドーパントへのエネルギー移動が不十分である場合には、ホスト自身が発光してしまい、素子の色純度を悪化させる場合もある。   However, when the carrier mobility (electron transport property) of the host material is small, the carrier in the light emitting layer is localized in the host material and the probability of recombination on the host material molecule increases. In this case, in order for the dopant to emit light, energy transfer from the host in the excited state to the dopant is necessary. If the energy transfer efficiency in the process is low, a loss occurs. In addition, the balance with the hole transportability may not be achieved, and the holes may penetrate to the electron transport layer, resulting in a decrease in the light emission efficiency of the device. In addition, when the energy transfer from the host to the dopant is insufficient, the host itself emits light, which may deteriorate the color purity of the device.

したがって、以上の点の改善が求められる。   Therefore, improvement of the above points is required.

特開平5−214333号公報JP-A-5-214333 特開平7−82551号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-82551 特開平5−331459号公報JP-A-5-331459 特開平5−339565号公報JP-A-5-339565 特開2000−91075号公報JP 2000-91075 A 特開平10−237442号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-237442 特開2003−17271号公報JP 2003-17271 A 特開平9−3342号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-3342 特開平9−13025号公報JP-A-9-13025 特開平7−102250号公報JP-A-7-102250 特開平6−207169号公報JP-A-6-207169 特開平9−188874号公報JP-A-9-188874 特開2000−281663号公報JP 2000-281663 A 特開平9−104679号公報JP-A-9-104679 特開平8−193075号公報JP-A-8-193075 特開平8−3149号公報JP-A-8-3149 特開平8−3148号公報JP-A-8-3148 特開平7−179394号公報JP-A-7-179394 特開平6−140156号公報JP-A-6-140156 特開平8−60144号公報JP-A-8-60144 特開平8−88083号公報JP-A-8-88083 特許第2926845号明細書Japanese Patent No. 2926845 特許第2846503号明細書Japanese Patent No. 2846503 特開平4−297076号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-297076 特開2000−344691号公報JP 2000-344691 A 特開平4−335087号公報JP-A-4-335087 特開2000−340364号公報JP 2000-340364 A 特開平6−330034号公報JP-A-6-330034 特開平10−330295号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-330295 特開平11−233261号公報JP-A-11-233261 特許第3069139号明細書Japanese Patent No. 3069139

本発明の目的は、高効率で耐久性に優れ、かつ高色純度の有機EL素子を提供することである。   An object of the present invention is to provide an organic EL device having high efficiency, excellent durability, and high color purity.

上記目的は、下記の本発明によって達成される。
(1) 陽極側より、それぞれ少なくとも1層の発光層、電子輸送層、および電子注入層が順次積層された構造を持つ有機EL素子において、前記電子輸送層がナフタセン誘導体および/またはアントラセン誘導体を含有する有機EL素子。
(2) 発光層の陽極側に少なくとも1層の正孔注入輸送層を有する上記(1)の有機EL素子。
(3) 電子注入層が有機化合物を含有する上記(1)または(2)の有機EL素子。
(4) 電子注入層の厚さが0.6〜20nmである上記(1)〜(3)のいずれかの有機EL素子。
(5) 電子注入層の厚さが1〜10nmである上記(4)の有機EL素子。
(6) 電子注入層が複素環化合物を含有する上記(1)〜(5)のいずれかの有機EL素子。
(7) 電子注入層が含窒素複素環化合物を含有する上記(1)〜(6)のいずれかの有機EL素子。
(8) 電子注入層が1,10−フェナントロリン、1,9−フェナントロリン、1,8−フェナントロリン、1,7−フェナントロリン、2,9−フェナントロリン、2,8−フェナントロリン、2,7−フェナントロリン、3,8−フェナントロリン、3,7−フェナントロリン、4,7−フェナントロリンおよびこれらのフェナントロリン骨格の1つ以上を分子中に有するフェナントロリン誘導体のうちの1種以上を含有する上記(1)〜(7)のいずれかの有機EL素子。
(9) 電子注入層が含有するフェナントロリンまたはフェナントロリン誘導体が下記式(1a)または式(1b)で表される上記(8)の有機EL素子。
The above object is achieved by the present invention described below.
(1) In an organic EL device having a structure in which at least one light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer are sequentially laminated from the anode side, the electron transport layer contains a naphthacene derivative and / or an anthracene derivative Organic EL element to be used.
(2) The organic EL device according to (1) above, which has at least one hole injecting and transporting layer on the anode side of the light emitting layer.
(3) The organic EL device according to (1) or (2), wherein the electron injection layer contains an organic compound.
(4) The organic EL element according to any one of (1) to (3), wherein the electron injection layer has a thickness of 0.6 to 20 nm.
(5) The organic EL device according to (4) above, wherein the electron injection layer has a thickness of 1 to 10 nm.
(6) The organic EL device according to any one of (1) to (5), wherein the electron injection layer contains a heterocyclic compound.
(7) The organic EL device according to any one of (1) to (6), wherein the electron injection layer contains a nitrogen-containing heterocyclic compound.
(8) The electron injection layer is 1,10-phenanthroline, 1,9-phenanthroline, 1,8-phenanthroline, 1,7-phenanthroline, 2,9-phenanthroline, 2,8-phenanthroline, 2,7-phenanthroline, 3 , 8-phenanthroline, 3,7-phenanthroline, 4,7-phenanthroline and phenanthroline derivatives having one or more of these phenanthroline skeletons in the molecule, the above (1) to (7) Any organic EL element.
(9) The organic EL device according to (8), wherein the phenanthroline or phenanthroline derivative contained in the electron injection layer is represented by the following formula (1a) or (1b).

Figure 0005002758
Figure 0005002758

[式(1a)中、Y〜Yは、それぞれ同一でも異なるものであってもよく、水素、アリール基、アルキル基、アラルキル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルケニル基、アミノ基または複素環基を表し、これら隣接する2個以上が互いに結合して環を形成してもよい。式(1b)中、AおよびBは、それぞれ同一でも異なるものであってもよく、式(1c)で表される基を表し、Lは単結合または二価の連結基を表す。式(1c)中、Y12〜Y19は、それぞれ同一でも異なるものであってもよく、式(1a)中のY〜Yと同義のものである。ただし、式(1c)中のY12〜Y19のうちの1つは、Lを構成するが、Lを構成するY12〜Y19は、AおよびBにおいて同一であっても異なっていてもよい。]
(10) 電子輸送層がナフタセン誘導体を含有する上記(1)〜(9)のいずれかの有機EL素子。
(11) 電子輸送層が含有するナフタセン誘導体が下記式(2)で表される上記(10)の有機EL素子。
[In Formula (1a), Y 2 to Y 9 may be the same or different, and each of hydrogen, aryl group, alkyl group, aralkyl group, alkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, and alkenyl group. Represents an amino group or a heterocyclic group, and two or more adjacent groups thereof may be bonded to each other to form a ring. In the formula (1b), A and B may be the same or different and each represents a group represented by the formula (1c), and L represents a single bond or a divalent linking group. In formula (1c), Y 12 to Y 19 may be the same as or different from each other, and have the same meaning as Y 2 to Y 9 in formula (1a). However, one of Y 12 to Y 19 in the formula (1c) constitutes L, and Y 12 to Y 19 constituting L may be the same or different in A and B. Good. ]
(10) The organic EL element according to any one of (1) to (9), wherein the electron transport layer contains a naphthacene derivative.
(11) The organic EL device according to (10), wherein the naphthacene derivative contained in the electron transport layer is represented by the following formula (2).

Figure 0005002758
Figure 0005002758

[式(2)中、Q10、Q20、Q30、Q40、Q50、Q60、Q70、Q80、Q110、Q120、Q130およびQ140は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリーロキシ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。]
(12) 電子輸送層に含有される式(2)で表されるナフタセン誘導体におけるQ10、Q20、Q30、Q40、Q50,Q60,Q70およびQ80の少なくとも1つ以上がアリール基である上記(11)の有機EL素子。
(13) 電子輸送層に含有される式(2)で表されるナフタセン誘導体におけるQ10、Q20、Q30およびQ40の少なくとも1つ以上がアリール基である上記(11)または(12)の有機EL素子。
(14) 電子輸送層が含有するナフタセン誘導体が下記式(2a)で表される上記(9)〜(13)のいずれかの有機EL素子。
[In the formula (2), Q 10 , Q 20 , Q 30 , Q 40 , Q 50 , Q 60 , Q 70 , Q 80 , Q 110 , Q 120 , Q 130 and Q 140 are hydrogen, an alkyl group, An aryl group, an amino group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryloxy group, an arylthio group, an alkenyl group, an aralkyl group or a heterocyclic group, which may be the same or different. ]
(12) At least one or more of Q 10 , Q 20 , Q 30 , Q 40 , Q 50 , Q 60 , Q 70 and Q 80 in the naphthacene derivative represented by the formula (2) contained in the electron transport layer is The organic EL device according to the above (11), which is an aryl group.
(13) The above (11) or (12), wherein at least one of Q 10 , Q 20 , Q 30 and Q 40 in the naphthacene derivative represented by the formula (2) contained in the electron transport layer is an aryl group Organic EL element.
(14) The organic EL device according to any one of (9) to (13), wherein the naphthacene derivative contained in the electron transport layer is represented by the following formula (2a).

Figure 0005002758
Figure 0005002758

[式(2a)中、Q〜Q、Q11〜Q16は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。Q21〜Q25、およびQ51〜Q55は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリーロキシ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよく、これら隣接する2個以上が互いに結合して環を形成してもよい。]
(15) 電子輸送層が含有するナフタセン誘導体が炭化水素化合物である上記(9)〜(14)のいずれかの有機EL素子。
(16) 発光層がホスト材料とドーパント材料とを含有し、ホスト材料がナフタセン誘導体を含有する上記(1)〜(15)のいずれかの有機EL素子。
(17) 発光層が含有するナフタセン誘導体が下記式(2)で表される上記(16)の有機EL素子。
[In the formula (2a), Q 5 to Q 8 and Q 11 to Q 16 are each hydrogen, alkyl group, aryl group, amino group, alkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, alkenyl group, aralkyl group or Represents a heterocyclic group, which may be the same or different. Q 21 to Q 25 and Q 51 to Q 55 each represent hydrogen, an alkyl group, an aryl group, an amino group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryloxy group, an arylthio group, an alkenyl group, an aralkyl group, or a heterocyclic group, These may be the same or different, and two or more adjacent ones may be bonded to each other to form a ring. ]
(15) The organic EL device according to any one of (9) to (14), wherein the naphthacene derivative contained in the electron transport layer is a hydrocarbon compound.
(16) The organic EL device according to any one of (1) to (15), wherein the light-emitting layer contains a host material and a dopant material, and the host material contains a naphthacene derivative.
(17) The organic EL device according to (16), wherein the naphthacene derivative contained in the light emitting layer is represented by the following formula (2).

Figure 0005002758
Figure 0005002758

[式(2)中、Q10、Q20、Q30、Q40、Q50,Q60,Q70、Q80、Q110、Q120、Q130およびQ140は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリーロキシ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。]
(18) 発光層に含有される式(2)で表されるナフタセン誘導体におけるQ10、Q20、Q30、Q40、Q50、Q60、Q70およびQ80の少なくとも1つ以上がアリール基である上記(17)の有機EL素子。
(19) 発光層に含有される式(2)で表されるナフタセン誘導体におけるQ10、Q20、Q30およびQ40の少なくとも1つ以上がアリール基である上記(17)または(18)の有機EL素子。
(20) 発光層のホスト材料が含有するナフタセン誘導体が下記式(2a)で表される上記(16)〜(19)のいずれかの有機EL素子。
[In the formula (2), Q 10 , Q 20 , Q 30 , Q 40 , Q 50 , Q 60 , Q 70 , Q 80 , Q 110 , Q 120 , Q 130 and Q 140 are hydrogen, alkyl group, An aryl group, an amino group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryloxy group, an arylthio group, an alkenyl group, an aralkyl group or a heterocyclic group, which may be the same or different. ]
(18) In the naphthacene derivative represented by the formula (2) contained in the light emitting layer, at least one of Q 10 , Q 20 , Q 30 , Q 40 , Q 50 , Q 60 , Q 70 and Q 80 is aryl. The organic EL device according to (17), which is a group.
(19) In the above (17) or (18), at least one of Q 10 , Q 20 , Q 30 and Q 40 in the naphthacene derivative represented by the formula (2) contained in the light emitting layer is an aryl group Organic EL element.
(20) The organic EL device according to any one of (16) to (19), wherein the naphthacene derivative contained in the host material of the light emitting layer is represented by the following formula (2a).

Figure 0005002758
Figure 0005002758

[式(2a)中、Q〜Q、Q11〜Q16は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。Q21〜Q25、およびQ51〜Q55は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリーロキシ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよく、これら隣接する2個以上が互いに結合して環を形成してもよい。]
(21) 発光層が含有するナフタセン誘導体が炭化水素化合物である上記(16)〜(20)のいずれかの有機EL素子。
(22) 発光層のドーパント材料がフルオランテン誘導体を含有する上記(16)〜(21)のいずれかの有機EL素子。
(23) フルオランテン誘導体が下記式(3a)で表されるインデノペリレン誘導体である上記(22)の有機EL素子。
[In the formula (2a), Q 5 to Q 8 and Q 11 to Q 16 are each hydrogen, alkyl group, aryl group, amino group, alkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, alkenyl group, aralkyl group or Represents a heterocyclic group, which may be the same or different. Q 21 to Q 25 and Q 51 to Q 55 each represent hydrogen, an alkyl group, an aryl group, an amino group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryloxy group, an arylthio group, an alkenyl group, an aralkyl group, or a heterocyclic group, These may be the same or different, and two or more adjacent ones may be bonded to each other to form a ring. ]
(21) The organic EL device according to any one of (16) to (20), wherein the naphthacene derivative contained in the light emitting layer is a hydrocarbon compound.
(22) The organic EL device according to any one of (16) to (21), wherein the dopant material of the light emitting layer contains a fluoranthene derivative.
(23) The organic EL device according to (22), wherein the fluoranthene derivative is an indenoperylene derivative represented by the following formula (3a).

Figure 0005002758
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[式(3a)中、Z〜Z,Z,Z10,Z11〜Z16,Z19およびZ20は、それぞれ水素、ハロゲン、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルケニル基、アルケニルオキシ基、アルケニルチオ基、芳香環含有アルキル基、芳香環含有アルキルオキシ基、芳香環含有アルキルチオ基、芳香環基、芳香環オキシ基、芳香環チオ基、芳香環アルケニル基、アルケニル芳香環基、アミノ基、シアノ基、水酸基、−COOR(ここで、Rは水素、アルキル基、アルケニル基、芳香環含有アルキル基または芳香環基を表す)、−COR(ここで、Rは水素、アルキル基、アルケニル基、芳香環含有アルキル基、芳香環基またはアミノ基を表す)、または−OCOR(ここで、Rはアルキル基、アルケニル基、芳香環含有アルキル基または芳香環基を表す)を表し、さらに、Z〜Z,Z,Z10、Z11 〜Z16,Z19、Z20のなかで隣接する基は互いに結合して、置換している炭素原子と共に環を形成していてもよい。]
(24) 電子輸送層の以下に定義される電子輸送性μが80nm/V以上である上記(1)〜(23)のいずれかの有機EL素子(ただし、電子輸送性μは、上記(1)の有機EL素子において、電子輸送層の厚さを変化させた際の100mA/cmの電流を流すのに要する駆動電圧の変化によって、以下のように定義されるパラメータであり、電子輸送層の厚さ(nm)をd、d(但しd>d)としたときの100mA/cm駆動時の駆動電圧(V)を、それぞれV、Vとしたとき、μ=(d−d)/(V−V)で示されるものである)。
(25) 電子輸送層と発光層とのイオン化ポテンシャルの値の差が0.1eV以下である上記(1)〜(24)のいずれかの有機EL素子。
(26) 電子輸送層に用いられる材料の双極子モーメントの値が1.0Debye以下である上記(1)〜(25)のいずれかの有機EL素子。
(27) 発光層がホスト材料とドーパント材料とを含有し、ホスト材料の双極子モーメントの値が1.0Debye以下である上記(16)〜(26)のいずれかの有機EL素子。
[In the formula (3a), Z 1 to Z 6 , Z 9 , Z 10 , Z 11 to Z 16 , Z 19 and Z 20 are hydrogen, halogen, alkyl group, alkoxy group, alkylthio group, alkenyl group, alkenyl, respectively. Oxy group, alkenylthio group, aromatic ring-containing alkyl group, aromatic ring-containing alkyloxy group, aromatic ring-containing alkylthio group, aromatic ring group, aromatic ring oxy group, aromatic ring thio group, aromatic ring alkenyl group, alkenyl aromatic ring group, An amino group, a cyano group, a hydroxyl group, —COOR 1 (where R 1 represents hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an aromatic ring-containing alkyl group or an aromatic ring group), —COR 2 (where R 2 is a hydrogen atom) , alkyl group, alkenyl group, aromatic ring-containing alkyl group, an aromatic group or an amino group), or -OCOR 3 (wherein, R 3 is an alkyl group, alkenyl Group, represents an aromatic ring-containing alkyl group or aromatic ring group), further, adjacent groups among Z 1 ~Z 6, Z 9, Z 10, Z 11 ~Z 16, Z 19, Z 20 is They may be bonded to each other to form a ring with substituted carbon atoms. ]
(24) The organic EL device of any one of the electron transporting mu a defined below the electron-transporting layer is 80 nm / V or more (1) to (23) (Note that the electron transporting mu a is the In the organic EL element of (1), the parameter is defined as follows according to a change in driving voltage required to flow a current of 100 mA / cm 2 when the thickness of the electron transport layer is changed. When the driving voltage (V) at the time of driving 100 mA / cm 2 when the thickness (nm) of the transport layer is d 1 and d 2 (where d 1 > d 2 ) is V 1 and V 2 , respectively. μ a = (d 1 -d 2 ) is represented by the / (V 1 -V 2)) .
(25) The organic EL device according to any one of (1) to (24), wherein a difference in ionization potential between the electron transport layer and the light emitting layer is 0.1 eV or less.
(26) The organic EL device according to any one of the above (1) to (25), wherein the material used for the electron transport layer has a dipole moment value of 1.0 Debye or less.
(27) The organic EL device according to any one of (16) to (26), wherein the light emitting layer contains a host material and a dopant material, and the value of the dipole moment of the host material is 1.0 Debye or less.

本発明の構成では電子注入層に電極や電子輸送層との密着性に優れた材料を用い、電子輸送層に電子輸送性の高い材料を用いているため、発光層への電子輸送を効率的に行うことができ、低電圧駆動を可能にできると共に、電流密度に対して高い発光効率が得られる。また、電子輸送層の膜厚を変えた際の電圧変化が少なく、光学膜厚の調整が電圧上昇を伴わず行うことができるため、高い外部取り出し効率が得られる。さらには、電子輸送層からの発光がほとんど無い高色純度な素子が得られる。また、連続駆動時の駆動電圧上昇、輝度の低下が極めて小さい高耐久性・長寿命な素子が得られる。   In the configuration of the present invention, a material excellent in adhesion to the electrode and the electron transport layer is used for the electron injection layer, and a material having a high electron transport property is used for the electron transport layer, so that the electron transport to the light emitting layer is efficient. Thus, low voltage driving can be achieved, and high luminous efficiency with respect to current density can be obtained. Further, since the voltage change when the film thickness of the electron transport layer is changed is small and the optical film thickness can be adjusted without increasing the voltage, high external extraction efficiency can be obtained. Furthermore, a high-color purity device that hardly emits light from the electron transport layer can be obtained. In addition, a highly durable and long-life element can be obtained in which the drive voltage rise and the brightness drop during continuous driving are extremely small.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の有機EL素子は、陽極を有し、陽極(ホール注入電極)側より、それぞれ、少なくとも1層の、好ましくは正孔注入輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層が順次積層された構造を持ち、電子注入層上には陰極(電子注入電極)が設けられる。このように、電子輸送層と電子注入層とを分けて設けることにより、各層に適した特性の最良の材料を選択することが可能になる。そこで、本発明では、電子輸送層にナフタセン誘導体および/またはアントラセン誘導体を含有させ、電子注入層には陰極材料や電子輸送層との密着性に優れた材料を含有させており、好ましくは、電子注入層には有機化合物が含有される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The organic EL device of the present invention has an anode, and at least one layer, preferably a hole injecting and transporting layer, a light emitting layer, an electron transporting layer, and an electron injecting layer are sequentially stacked from the anode (hole injecting electrode) side. A cathode (electron injection electrode) is provided on the electron injection layer. Thus, by providing the electron transport layer and the electron injection layer separately, it is possible to select the best material having characteristics suitable for each layer. Therefore, in the present invention, the electron transport layer contains a naphthacene derivative and / or an anthracene derivative, and the electron injection layer contains a material excellent in adhesion to the cathode material or the electron transport layer. The injection layer contains an organic compound.

このように、本発明では、素子構造を規定し、電子注入層用、および電子輸送層用の材料として好適な化合物を選択し、かつその組み合わせを選択することにより、高効率な有機EL素子を得ることができる。すなわち、本発明の構成により、電子輸送層にかかる電界強度を低下させ、低電圧駆動を可能にできる。また、これによって、電子輸送層の厚さを変化させた際の電圧変化を小さくできるため、発光の最適な外部取り出し効率を得るための光学膜厚の調整が電圧変化を伴わずに行うことができ、高効率な有機EL素子が得られる。さらには、電子輸送層におけるキャリア(電子)濃度を低くできるため、電子輸送層への正孔(ホール)の突き抜けが防止でき、電子輸送層での励起子の生成が抑えられ、電子輸送層からの発光がほとんど無い高色純度な有機EL素子が得られる。また、同様の理由により、素子の長寿命化が図られる。   As described above, in the present invention, a high-efficiency organic EL device can be obtained by defining a device structure, selecting a suitable compound as a material for an electron injection layer and an electron transport layer, and selecting a combination thereof. Obtainable. That is, according to the configuration of the present invention, the electric field strength applied to the electron transport layer can be reduced and low voltage driving can be achieved. In addition, this can reduce the voltage change when the thickness of the electron transport layer is changed, so that the optical film thickness can be adjusted without changing the voltage to obtain the optimum external extraction efficiency of light emission. And a highly efficient organic EL device can be obtained. Furthermore, since the carrier (electron) concentration in the electron transport layer can be lowered, the penetration of holes into the electron transport layer can be prevented, and the generation of excitons in the electron transport layer can be suppressed. Thus, an organic EL device having a high color purity with almost no emission can be obtained. For the same reason, the lifetime of the element can be extended.

特に、電子輸送層用の材料として双極子モーメントの小さな非極性分子を用いることにより、上記のような電子輸送性の高い電子輸送層を得ることができる。   In particular, by using a nonpolar molecule having a small dipole moment as a material for the electron transport layer, an electron transport layer having a high electron transport property as described above can be obtained.

また、非極性分子を電子輸送層に用いることにより、発光層界面での発光材料との相互作用が抑えられるため、界面での励起子のエネルギー損失を防ぐ効果もあると考えられる。   In addition, by using nonpolar molecules in the electron transport layer, interaction with the light emitting material at the light emitting layer interface can be suppressed, and thus it is considered that there is an effect of preventing energy loss of excitons at the interface.

一方、このような電子輸送層と組み合わせて用いられる発光層は、ホスト材料とドーパント材料とを含有することが好ましく、ホスト材料として、電子輸送層用の材料として好ましく用いられるナフタセン誘導体を用いることが好ましい。   On the other hand, the light emitting layer used in combination with such an electron transport layer preferably contains a host material and a dopant material, and a naphthacene derivative preferably used as a material for the electron transport layer is used as the host material. preferable.

このように、本発明では、電子輸送性の高い材料を発光層のホスト材料として用い、ドーパント材料として上記ホスト材料中で電子をトラップすることが可能な材料を用いることにより、発光層中の電子を高い確率でドーパントのトラップ順位に局在化させ、高効率、高色純度な有機EL素子が得られる。また、発光層のホスト材料としては双極子モーメントが小さく、電子輸送性が高いことが好ましい。すなわち、発光層のホスト材料に電子輸送性の高い材料を用い、ホスト材料よりも電子親和力の大きな化合物をドーピングすることによって、発光層中のキャリア(電子)がドーパント分子に局在化する確率を向上することができ、効率良くドーパントの励起子が生成され、かつホストの励起子が生成されにくくなるため、高い効率と色純度を有する有機EL素子が得られる。また、非極性分子をホスト材料に用いることにより、ドーパント材料との相互作用が抑えられるため、相互作用による効率や色純度の低下を防ぐ効果もあると考えられる。   As described above, in the present invention, a material having a high electron transporting property is used as the host material of the light-emitting layer, and a material capable of trapping electrons in the host material is used as the dopant material. Can be localized in the trap order of the dopant with high probability, and an organic EL element with high efficiency and high color purity can be obtained. Further, it is preferable that the host material of the light emitting layer has a small dipole moment and a high electron transport property. That is, by using a material having a high electron transporting property as the host material of the light emitting layer and doping a compound having a higher electron affinity than the host material, the probability that the carriers (electrons) in the light emitting layer are localized in the dopant molecules is increased. It is possible to improve the efficiency, and the dopant excitons are efficiently generated, and the host excitons are hardly generated. Therefore, an organic EL element having high efficiency and color purity can be obtained. In addition, by using a non-polar molecule as a host material, interaction with the dopant material can be suppressed, so that it is considered that there is an effect of preventing efficiency and color purity from being lowered due to the interaction.

本発明における電子輸送層は、ナフタセン誘導体(ナフタセンも含む。)および/またはアントラセン誘導体を含有する。   The electron transport layer in the present invention contains a naphthacene derivative (including naphthacene) and / or an anthracene derivative.

アントラセン誘導体としては下記式(4)で表されるものが好ましい。   As an anthracene derivative, what is represented by following formula (4) is preferable.

Figure 0005002758
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式(4)において、n101は1または2である。A101は、モノフェニルアントリル基またはジフェニルアントリル基を表し、n101が2のとき、これらは同一でも異なるものであってもよい。L101は水素、単結合または二価の連結基を表す。 In formula (4), n 101 is 1 or 2. A 101 represents a monophenylanthryl group or a diphenylanthryl group, and when n 101 is 2, these may be the same or different. L 101 represents hydrogen, a single bond or a divalent linking group.

101で表されるモノフェニルアントリル基またはジフェニルアントリル基は、無置換でも置換基を有するものであってもよく、置換基を有する場合の置換基としては、アルキル基、アリール基、複素環基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アミノ基等が挙げられ、これらの置換基はさらに置換されていてもよい。これらの置換基については後述するが、特に好ましいのはアリール基である。また、このような置換基の置換位置は特に限定されないが、アントラセン環ではなく、アントラセン環に結合したフェニル基であることが好ましい。 The monophenylanthryl group or diphenylanthryl group represented by A 101 may be unsubstituted or may have a substituent. In the case of having a substituent, examples of the substituent include an alkyl group, an aryl group, and a complex. A cyclic group, an alkoxy group, an aryloxy group, an amino group and the like can be mentioned, and these substituents may be further substituted. These substituents will be described later, but an aryl group is particularly preferable. The substitution position of such a substituent is not particularly limited, but is preferably not a anthracene ring but a phenyl group bonded to the anthracene ring.

また、アントラセン環におけるフェニル基の結合位置はアントラセン環の9位、10位であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the bonding position of the phenyl group in the anthracene ring is the 9th or 10th position of the anthracene ring.

式(4)において、L101は水素、単結合または二価の連結基を表すが、L101で表される二価の連結基としてはアルキレン基等が介在してもよいアリーレン基が好ましい。このようなアリーレン基については後述する。 In Formula (4), L 101 represents hydrogen, a single bond or a divalent linking group, and the divalent linking group represented by L 101 is preferably an arylene group in which an alkylene group or the like may be interposed. Such an arylene group will be described later.

式(4)で表されるフェニルアントラセン誘導体のなかでも、式(4a)、式(4b)で表されるものが好ましい。   Among the phenylanthracene derivatives represented by the formula (4), those represented by the formula (4a) and the formula (4b) are preferable.

Figure 0005002758
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Figure 0005002758
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式(4a)について説明すると、式(4a)において、M およびM は、各々アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アミノ基または複素環基を表し、特に好ましくはアリール基である。 Describing the formula (4a), in the formula (4a), M 1 and M 2 each represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an amino group or a heterocyclic group, particularly preferably An aryl group.

、Mで表されるアルキル基としては、置換基を有していてもよく、直鎖状でも分岐を有するものであってもよく、炭素数1〜10、さらには1〜4の置換もしくは無置換のアルキル基が好ましい。特に、炭素数1〜4の無置換のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、(n−,i−)プロピル基、(n−,i−,s−,t−)ブチル基等が挙げられる。 The alkyl group represented by M 1 and M 2 may have a substituent, may be linear or branched, and has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms. A substituted or unsubstituted alkyl group is preferred. Particularly, an unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, and specifically, a methyl group, an ethyl group, a (n-, i-) propyl group, (n-, i-, s-, t-) butyl. Groups and the like.

、Mで表されるシクロアルキル基としては、置換基を有していてもよく、シクロヘキシル基、シクロペンチル基等が挙げられる。 The cycloalkyl group represented by M 1 and M 2 may have a substituent, and examples thereof include a cyclohexyl group and a cyclopentyl group.

、Mで表されるアリール基としては、炭素数6〜20のものが好ましく、さらにはフェニル基、トリル基等の置換基を有するものであってもよい。具体的には、フェニル基、(o−,m−,p−)トリル基、ピレニル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニル基、フェニルアントリル基、トリルアントリル基等が挙げられる。 The aryl group represented by M 1 and M 2 is preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and may further have a substituent such as a phenyl group or a tolyl group. Specific examples include a phenyl group, (o-, m-, p-) tolyl group, pyrenyl group, naphthyl group, anthryl group, biphenyl group, phenylanthryl group, and tolylanthryl group.

、Mで表されるアルケニル基としては、総炭素数6〜50のものが好ましく、無置換のものであってもよいが、置換基を有するものであってもよく、置換基を有する方が好ましい。このときの置換基としては、フェニル基等のアリール基が好ましい。具体的には、トリフェニルビニル基、トリトリルビニル基、トリビフェニルビニル基等が挙げられる。 The alkenyl group represented by M 1 and M 2 is preferably one having a total carbon number of 6 to 50 and may be unsubstituted, but may have a substituent. It is preferable to have it. In this case, the substituent is preferably an aryl group such as a phenyl group. Specific examples include a triphenyl vinyl group, a tolyl vinyl group, and a tribiphenyl vinyl group.

、Mで表されるアルコキシ基としては、アルキル部分の炭素数が1〜6のものが好ましく、具体的にはメトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。アルコキシ基は、さらに置換されていてもよい。 As the alkoxy group represented by M 1 or M 2 , an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferable, and specific examples include a methoxy group and an ethoxy group. The alkoxy group may be further substituted.

、Mで表されるアリーロキシ基としては、置換基を有していてもよく、フェノキシ基等が挙げられる。 The aryloxy group represented by M 1 and M 2 may have a substituent, and examples thereof include a phenoxy group.

、Mで表されるアミノ基は、無置換でも置換基を有するものであってもよいが、置換基を有することが好ましく、この場合の置換基としてはアルキル基(メチル基、エチル基等)、アリール基(フェニル基等)などが挙げられる。具体的にはジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジ(m−トリル)アミノ基等が挙げられる。 The amino group represented by M 1 or M 2 may be unsubstituted or may have a substituent, but preferably has a substituent. In this case, the substituent is an alkyl group (methyl group, ethyl Group), an aryl group (phenyl group, etc.), and the like. Specific examples include a diethylamino group, a diphenylamino group, and a di (m-tolyl) amino group.

、Mで表される複素環基としては、ビピリジル基、ピリミジル基、キノリル基、ピリジル基、チエニル基、フリル基、オキサジアゾイル基等が挙げられる。これらは、メチル基、フェニル基等の置換基を有していてもよい。 Examples of the heterocyclic group represented by M 1 and M 2 include a bipyridyl group, a pyrimidyl group, a quinolyl group, a pyridyl group, a thienyl group, a furyl group, and an oxadiazoyl group. These may have a substituent such as a methyl group or a phenyl group.

式(4a)において、q1およびq2は、各々、0または1〜5の整数を表し、特に、0または1であることが好ましい。q1およびq2が、各々、1〜5の整数、特に1または2であるとき、MおよびMは、各々、アリール基であることが好ましい。 In the formula (4a), q1 and q2 each represent 0 or an integer of 1 to 5, and particularly preferably 0 or 1. When q1 and q2 are each an integer of 1 to 5, particularly 1 or 2, M 1 and M 2 are each preferably an aryl group.

式(4a)において、MとMとは同一でも異なるものであってもよく、MとMとが各々複数存在するとき、M同士、M同士は各々同一でも異なるものであってもよく、M同士あるいはM同士は結合してベンゼン環等の環を形成してもよく、環を形成する場合も好ましい。 In the formula (4a), it may be one that is different even in the same and M 1 and M 2, when the M 1 and M 2 there are a plurality each, M 1 each other, M 2 each other in each different even in the same M 1 or M 2 may be bonded to each other to form a ring such as a benzene ring, and a ring is also preferable.

nは式(4)のn101と同義のものである。 n has the same meaning as n 101 in formula (4).

式(4a)において、L10は水素、単結合またはアリーレン基を表す。L10で表されるアリーレン基としては、置換基を有していてもよいが、無置換であることが好ましく、具体的にはフェニレン基、ビフェニレン基、アントリレン基等の通常のアリーレン基の他、2個ないしそれ以上のアリーレン基が直接連結したものが挙げられる。L10としては、単結合、p−フェニレン基、4,4’−ビフェニレン基等が好ましい。 In the formula (4a), L 10 represents hydrogen, a single bond or an arylene group. The arylene group represented by L 10 may have a substituent, but is preferably unsubstituted, specifically, other than a normal arylene group such as a phenylene group, a biphenylene group, and an anthrylene group. Examples include those in which two or more arylene groups are directly linked. L 10 is preferably a single bond, a p-phenylene group, a 4,4′-biphenylene group, or the like.

また、L10で表されるアリーレン基は、置換基を有していてもよく、2個ないしそれ以上のアリーレン基がアルキレン基、−O−、−S−または−NR−が介在して連結するものであってもよい。ここで、Rはアルキル基またはアリール基を表す。アルキル基としてはメチル基、エチル基等が挙げられ、アリール基としてはフェニル基等が挙げられる。なかでも、アリール基が好ましく、上記のフェニル基のほか、A101であってもよく、さらにはフェニル基にA101が置換したものであってもよい。また、アルキレン基としてはメチレン基、エチレン基等が好ましい。 The arylene group represented by L 10 may have a substituent, and two or more arylene groups may be linked via an alkylene group, —O—, —S—, or —NR—. You may do. Here, R represents an alkyl group or an aryl group. Examples of the alkyl group include a methyl group and an ethyl group, and examples of the aryl group include a phenyl group. Among these, an aryl group is preferable, and in addition to the above phenyl group, A 101 may be used, and further, A 101 may be substituted on the phenyl group. The alkylene group is preferably a methylene group or an ethylene group.

このようなアリーレン基の具体例を以下に示す。   Specific examples of such an arylene group are shown below.

Figure 0005002758
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次に、式(4b)について説明すると、式(4b)において、M およびMは式(4a)におけるMおよびMと、またq3およびq4は式(4a)におけるq1およびq2と、さらにL20は式(4a)におけるL10とそれぞれ同義であり、好ましいものも同様である。 Next, formula (4b) will be described. In formula (4b), M 3 and M 4 are M 1 and M 2 in formula (4a), q3 and q4 are q1 and q2 in formula (4a), and Further, L 20 has the same meaning as L 10 in formula (4a), and the preferred ones are also the same.

式(4b)において、MとMとは同一でも異なるものであってもよく、MとMが各々複数存在するとき、M同士、M同士は、各々同一でも異なるものであってもよく、M同士あるいはM同士は結合してベンゼン環等の環を形成してもよく、環を形成する場合も好ましい。 In the formula (4b), may be one that is different even in the same and M 3 and M 4, when M 3 and M 4 there are a plurality each, M 3 each other, M 4 each other, different from in each identical M 3 or M 4 may be bonded to form a ring such as a benzene ring, and it is also preferable when a ring is formed.

式(4a)、式(4b)で表される化合物を以下に例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、化17、化19、化21、化23、化25、化27、化29、化32では一般式を示し、化18、化20、化22、化24、化26、化28、化30、化31、化33で、各々対応する具体例をM11〜M15、M21〜M25あるいはM31〜M35、M41〜M45の組み合わせで示している。 Although the compound represented by Formula (4a) and Formula (4b) is illustrated below, this invention is not limited to these. Chemical formula 17, chemical formula 19, chemical formula 21, chemical formula 23, chemical formula 25, chemical formula 27, chemical formula 29, chemical formula 32 show general formulas, chemical formula 18, chemical formula 20, chemical formula 22, chemical formula 24, chemical formula 26, chemical formula 28, chemical formula 28. Specific examples corresponding to each of 30, 31, and 33 are represented by combinations of M 11 to M 15 , M 21 to M 25, or M 31 to M 35 , and M 41 to M 45 .

Figure 0005002758
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本発明に用いるナフタセン誘導体としては下記式(2)で表されるものが好ましい。   As a naphthacene derivative used for this invention, what is represented by following formula (2) is preferable.

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式(2)中、Q10、Q20、Q30、Q40、Q50、Q60、Q70、Q80、Q110、Q120、Q130およびQ140は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリーロキシ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。 In formula (2), Q 10 , Q 20 , Q 30 , Q 40 , Q 50 , Q 60 , Q 70 , Q 80 , Q 110 , Q 120 , Q 130 and Q 140 are hydrogen, alkyl group, aryl, respectively. Represents a group, amino group, alkoxy group, alkylthio group, aryloxy group, arylthio group, alkenyl group, aralkyl group or heterocyclic group, which may be the same or different.

式(2)中、Q10,Q20,Q30およびQ40(まとめてQ10〜Q40と表す。)は水素、またはアルキル基、アリール基、アミノ基、複素環基およびアルケニル基のいずれかであることが好ましい。また、より好ましくはアリール基である。また、特に、Q10,Q40が水素かつQ20,Q30が上記置換基であるものも好ましい。 In formula (2), Q 10 , Q 20 , Q 30 and Q 40 (collectively represented as Q 10 to Q 40 ) are any of hydrogen, an alkyl group, an aryl group, an amino group, a heterocyclic group and an alkenyl group. It is preferable that More preferably, it is an aryl group. Particularly preferred are those wherein Q 10 and Q 40 are hydrogen and Q 20 and Q 30 are the above substituents.

また、Q10とQ40、Q20とQ30はそれぞれ同じものであることが好ましいが異なっていてもよい。 Q 10 and Q 40 , and Q 20 and Q 30 are preferably the same, but may be different.

50、Q60、Q70およびQ80(まとめてQ50〜Q80と表す。)は、水素、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルケニル基および複素環基のいずれかが好ましく、特に好ましくは水素またはアリール基である。また、Q50とQ60、Q70とQ80は、それぞれ同じものであることが好ましいが、異なっていても良い。また、Q110、Q120、Q130およびQ140(まとめてQ110〜Q140と表す。)は水素が好ましい。 Q 50 , Q 60 , Q 70 and Q 80 (collectively represented as Q 50 to Q 80 ) are preferably any of hydrogen, an alkyl group, an aryl group, an amino group, an alkenyl group and a heterocyclic group, particularly preferably Is hydrogen or an aryl group. Further, Q 50 and Q 60 , and Q 70 and Q 80 are preferably the same, but may be different. Further, Q 110 , Q 120 , Q 130 and Q 140 (collectively represented as Q 110 to Q 140 ) are preferably hydrogen.

10〜Q40、Q50〜Q80、Q110〜Q140で表されるアルキル基としては、置換基を有していてもよく、炭素数が1〜6のものが好ましく、直鎖状であっても分岐を有していても良い。アルキル基の好ましい具体例としては、メチル基、エチル基、(n,i)−プロピル基、(n,i,sec,tert)−ブチル基、(n,i,neo,tert)−ペンチル基等が挙げられる。 The alkyl group represented by Q 10 to Q 40 , Q 50 to Q 80 , and Q 110 to Q 140 may have a substituent, preferably has 1 to 6 carbon atoms, and is linear. Or it may have a branch. Preferable specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a (n, i) -propyl group, a (n, i, sec, tert) -butyl group, a (n, i, neo, tert) -pentyl group, and the like. Is mentioned.

10〜Q40、Q50〜Q80、Q110〜Q140で表されるアリール基としては、単環もしくは多環のものであって良く、縮合環や環集合も含まれる。総炭素数は、6〜30のものが好ましく、置換基を有していても良い。Q10〜Q40、Q50〜Q80、Q110〜Q140で表されるアリール基としては、好ましくはフェニル基、(o−,m−,p−)トリル基、ピレニル基、ペリレニル基、コロネニル基、(1−、および2−)ナフチル基、アントリル基、(o−,m−,p−)ビフェニリル基、ターフェニル基、フェナントリル基等である。 The aryl group represented by Q 10 to Q 40 , Q 50 to Q 80 , and Q 110 to Q 140 may be monocyclic or polycyclic, and includes condensed rings and ring assemblies. The total carbon number is preferably 6 to 30, and may have a substituent. The aryl group represented by Q 10 ~Q 40, Q 50 ~Q 80, Q 110 ~Q 140, preferably a phenyl group, (o-, m-, p-) tolyl group, pyrenyl group, perylenyl group, Coronenyl group, (1- and 2-) naphthyl group, anthryl group, (o-, m-, p-) biphenylyl group, terphenyl group, phenanthryl group and the like.

10〜Q40、Q50〜Q80、Q110〜Q140で表されるアミノ基としては、無置換であってもよいが、置換基を有する方が好ましく、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミノ基等いずれでも良い。これらは、総炭素数1〜6の脂肪族、および/または1〜4環の芳香族炭素環を有することが好ましい。具体的には、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ビスジフェニリルアミノ基、ビスナフチルアミノ基等が挙げられる。 The amino group represented by Q 10 to Q 40 , Q 50 to Q 80 , and Q 110 to Q 140 may be unsubstituted, but preferably has a substituent, an alkylamino group, an arylamino group , An aralkylamino group or the like may be used. These preferably have an aliphatic group having 1 to 6 carbon atoms in total and / or an aromatic carbocyclic ring having 1 to 4 rings. Specific examples include a dimethylamino group, a diethylamino group, a dibutylamino group, a diphenylamino group, a ditolylamino group, a bisdiphenylylamino group, and a bisnaphthylamino group.

10〜Q40、Q50〜Q80、Q110〜Q140で表される複素環基としては、置換基を有していてもよく、ヘテロ原子としてO,N,Sを含有する5員または6員環の好ましくは芳香族複素環基、および炭素数2〜20の縮合多環芳香族複素環基等が挙げられる。芳香族複素環基および縮合多環芳香族複素環基としては、例えばチエニル基、フリル基、ピロリル基、ピリジル基、キノリル基、キノキサリル基等が挙げられる。 The heterocyclic group represented by Q 10 to Q 40 , Q 50 to Q 80 , and Q 110 to Q 140 may have a substituent and is a 5-membered member containing O, N, and S as a hetero atom. Alternatively, a 6-membered ring, preferably an aromatic heterocyclic group, and a condensed polycyclic aromatic heterocyclic group having 2 to 20 carbon atoms can be used. Examples of the aromatic heterocyclic group and the condensed polycyclic aromatic heterocyclic group include a thienyl group, a furyl group, a pyrrolyl group, a pyridyl group, a quinolyl group, and a quinoxalyl group.

10〜Q40、Q50〜Q80、Q110〜Q140で表されるアルケニル基としては、少なくとも置換基の1つにフェニル基を有する(1−、および2−)フェニルアルケニル基、(1,2−、および2,2−)ジフェニルアルケニル基、(1,2,2−)トリフェニルアルケニル基等が好ましいが、無置換のものであっても良い。 As the alkenyl group represented by Q 10 to Q 40 , Q 50 to Q 80 , and Q 110 to Q 140 , (1- and 2-) phenylalkenyl groups having a phenyl group as at least one substituent, ( 1,2- and 2,2-) diphenylalkenyl groups, (1,2,2-) triphenylalkenyl groups and the like are preferred, but may be unsubstituted.

10〜Q40、Q50〜Q80、Q110〜Q140で表されるアルコキシ基、アルキルチオ基としては、置換基を有していてもよく、前述のアルキル基を有するものが好ましい。 The alkoxy group and alkylthio group represented by Q 10 to Q 40 , Q 50 to Q 80 , and Q 110 to Q 140 may have a substituent, and those having the aforementioned alkyl group are preferable.

10〜Q40、Q50〜Q80、Q110〜Q140で表されるアリーロキシ基、アリールチオ基としては、置換基を有していてもよく、総炭素数6〜18のアリール基を有するものが好ましく、具体的には、アリーロキシ基として(o−,m−,p−)フェノキシ基等であり、アリールチオ基としては(o−,m−,p−)フェニルチオ基等である。 The aryloxy group and arylthio group represented by Q 10 to Q 40 , Q 50 to Q 80 , and Q 110 to Q 140 may have a substituent and have an aryl group having 6 to 18 carbon atoms in total. Specifically, the aryloxy group is (o-, m-, p-) phenoxy group or the like, and the arylthio group is (o-, m-, p-) phenylthio group or the like.

10〜Q40、Q50〜Q80、Q110〜Q140で表されるアラルキル基としては、置換基を有していてもよく、総炭素数7〜30のものが好ましく、具体的にはベンジル基、フェネチル基等である。 The aralkyl group represented by Q 10 to Q 40 , Q 50 to Q 80 , and Q 110 to Q 140 may have a substituent, and those having a total carbon number of 7 to 30 are preferable. Are a benzyl group, a phenethyl group, and the like.

10〜Q40、Q50〜Q80、Q110〜Q140が置換基を有する場合、特にQ10〜Q40ではこれらの置換基のうちの少なくとも2つがアリール基、アミノ基、複素環基、アルケニル基およびアリーロキシ基のいずれかであることが好ましく、特に好ましくはアリール基である。アリール基、アミノ基、複素環基およびアルケニル基については上記Q10〜Q40と同様である。 If Q 10 ~Q 40, Q 50 ~Q 80, Q 110 ~Q 140 has a substituent, the particular Q 10 to Q 40 at least two aryl groups of these substituents, an amino group, a heterocyclic group , An alkenyl group and an aryloxy group are preferable, and an aryl group is particularly preferable. The aryl group, amino group, heterocyclic group and alkenyl group are the same as those described above for Q 10 to Q 40 .

これら置換基の2種以上が縮合環を形成していてもよい。また、さらに置換されていても良く、その場合の好ましい置換基としては上記と同様である。   Two or more of these substituents may form a condensed ring. Further, it may be further substituted, and preferred substituents in that case are the same as described above.

10〜Q40、Q50〜Q80、Q110〜Q140が置換基を有する場合、特に、Q10〜Q40のうちの少なくともその2種以上が上記置換基を有することが好ましい。その置換位置としては特に限定されるものではなく、Q10〜Q40がフェニル基を有するものであるとき、メタ、パラ、オルト位のいずれでも良い。 If Q 10 ~Q 40, Q 50 ~Q 80, Q 110 ~Q 140 has a substituent, particularly preferably it has at least the two or more the above substituents of Q 10 to Q 40. The substitution position is not particularly limited, and when Q 10 to Q 40 have a phenyl group, any of the meta, para, and ortho positions may be used.

式(2)においては、Q10〜Q80の少なくとも1つ以上、さらにはQ10〜Q40の少なくとも1つ以上が置換または無置換のアリール基であることが好ましい。 In Formula (2), it is preferable that at least one or more of Q 10 to Q 80 , more preferably at least one of Q 10 to Q 40 , is a substituted or unsubstituted aryl group.

特に、ナフタセン誘導体としては、下記式(2a)で表されるものが好ましく、また式(2b)で表されるものも好ましい。まず、式(2a)について説明する。   In particular, the naphthacene derivative is preferably represented by the following formula (2a), and is also preferably represented by the formula (2b). First, equation (2a) will be described.

Figure 0005002758
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式(2a)中、Q〜Q、Q11〜Q16は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。Q21〜Q25、およびQ51〜Q55は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリーロキシ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよく、これら隣接する2個以上が互いに結合して環を形成してもよい。 In formula (2a), Q 5 to Q 8 , Q 11 to Q 16 are each hydrogen, alkyl group, aryl group, amino group, alkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, alkenyl group, aralkyl group, or complex. Represents a cyclic group, which may be the same or different. Q 21 to Q 25 and Q 51 to Q 55 each represent hydrogen, an alkyl group, an aryl group, an amino group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryloxy group, an arylthio group, an alkenyl group, an aralkyl group, or a heterocyclic group, These may be the same or different, and two or more adjacent ones may be bonded to each other to form a ring.

これらの基の具体例等は式(2)中のQ10等と同義のものである。 Specific examples of these groups have the same meanings as Q 10 in formula (2).

式(2a)中、Q51〜Q55およびQ21〜Q25は水素、アリール基、アミノ基、複素環基、アリーロキシ基およびアルケニル基のいずれかが好ましく、特に好ましくはアリール基である。また、これらのうちの少なくとも1群中にはアリール基、アミノ基、複素環基およびアリーロキシ基のいずれか、特に好ましくはアリール基を置換基として有することが好ましい。これらの隣接する2個以上が縮合環を形成していてもよい。アリール基、アミノ基、複素環基およびアリーロキシ基の好ましい態様としては上記Q10〜Q40と同様である。 In the formula (2a), Q 51 to Q 55 and Q 21 to Q 25 are each preferably hydrogen, an aryl group, an amino group, a heterocyclic group, an aryloxy group or an alkenyl group, particularly preferably an aryl group. Further, at least one of these groups preferably has any of an aryl group, an amino group, a heterocyclic group and an aryloxy group, particularly preferably an aryl group as a substituent. Two or more adjacent groups may form a condensed ring. Preferable embodiments of the aryl group, amino group, heterocyclic group and aryloxy group are the same as those in Q 10 to Q 40 above.

また、Q51〜Q55とQ21〜Q25は、それぞれ同じであることが好ましいが、異なっていてもよい。Q51〜Q55およびQ21〜Q25の置換基となるアミノ基としては、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミノ基等いずれでも良い。これらは、総炭素数1〜6の脂肪族、および/または1〜4環の芳香族炭素環を有することが好ましい。具体的には、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ビスビフェニリルアミノ基等が挙げられる。 In addition, Q 51 to Q 55 and Q 21 to Q 25 are preferably the same, but may be different. The amino group that serves as a substituent for Q 51 to Q 55 and Q 21 to Q 25 may be an alkylamino group, an arylamino group, an aralkylamino group, or the like. These preferably have an aliphatic group having 1 to 6 carbon atoms in total and / or an aromatic carbocyclic ring having 1 to 4 rings. Specific examples include a dimethylamino group, a diethylamino group, a dibutylamino group, a diphenylamino group, a ditolylamino group, and a bisbiphenylylamino group.

形成される縮合環としては、例えばインデン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、キノリン、イソキノリン、キノクサリン、フェナジン、アクリジン、インドール、カルバゾール、フェノキサジン、フェノチアジン、ベンゾチアゾール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、アクリドン、ベンズイミダゾール、クマリン、フラボン等を挙げることができる。   Examples of the condensed ring formed include indene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, quinoline, isoquinoline, quinoxaline, phenazine, acridine, indole, carbazole, phenoxazine, phenothiazine, benzothiazole, benzothiophene, benzofuran, acridone, benzimidazole, and coumarin. And flavones.

式(2a)中のQ〜Qは、式(2)中のQ50,Q60,Q70、Q80とそれぞれ同義のものである。またQ11〜Q16としては特に水素が好ましい。 Q 5 to Q 8 in the formula (2a) have the same meanings as Q 50 , Q 60 , Q 70 , and Q 80 in the formula (2), respectively. The particular hydrogen are preferred as Q 11 to Q 16.

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式(2b)中、Q〜Q、Q11〜Q14、Q31〜Q35、Q41〜Q45、Q61〜Q65、Q71〜Q75は式(2)のQ10等と同義のものである。 Wherein (2b), Q 5 ~Q 8 , Q 11 ~Q 14, Q 31 ~Q 35, Q 41 ~Q 45, Q 61 ~Q 65, Q 71 ~Q 75 is Q 10, etc. of formula (2) Is synonymous with

式(2b)中、Q71〜Q73、Q61〜Q63、Q31〜Q33およびQ41〜Q43は水素、アリール基、アミノ基、複素環基、アリーロキシ基およびアルケニル基のいずれかであることが好ましく、特に好ましくはアリール基である。また、これらのうちの少なくとも1群中にはアリール基、アミノ基、複素環基およびアリーロキシ基のいずれかを置換基として有することが好ましく、特に好ましくはアリール基である。これらの2個以上が結合して環を形成していてもよい。アリール基、アミノ基、複素環基およびアリーロキシ基の好ましい態様としては式(2)中のQ10〜Q40と同様である。また、Q71〜Q73とQ41〜Q43、Q61〜Q63とQ31〜Q33は、それぞれ同じであることが好ましいが、異なっていてもよい。 In formula (2b), Q 71 to Q 73 , Q 61 to Q 63 , Q 31 to Q 33 and Q 41 to Q 43 are any of hydrogen, aryl group, amino group, heterocyclic group, aryloxy group and alkenyl group And particularly preferably an aryl group. Further, at least one of these groups preferably has any of an aryl group, an amino group, a heterocyclic group and an aryloxy group as a substituent, and particularly preferably an aryl group. Two or more of these may combine to form a ring. Preferable embodiments of the aryl group, amino group, heterocyclic group, and aryloxy group are the same as Q 10 to Q 40 in formula (2). Further, Q 71 to Q 73 and Q 41 to Q 43 , Q 61 to Q 63 and Q 31 to Q 33 are preferably the same, but may be different.

71〜Q73、Q61〜Q63、Q31〜Q33およびQ41〜Q43の置換基となるアミノ基としては、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミノ基等いずれでもよい。これらは、総炭素数1〜6の脂肪族、および/または1〜4環の芳香族炭素環を有することが好ましい。具体的には、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ビスビフェニリルアミノ基等が挙げられる。 As an amino group serving as a substituent for Q 71 to Q 73 , Q 61 to Q 63 , Q 31 to Q 33 and Q 41 to Q 43 , any of an alkylamino group, an arylamino group, an aralkylamino group and the like may be used. These preferably have an aliphatic group having 1 to 6 carbon atoms in total and / or an aromatic carbocyclic ring having 1 to 4 rings. Specific examples include a dimethylamino group, a diethylamino group, a dibutylamino group, a diphenylamino group, a ditolylamino group, and a bisbiphenylylamino group.

形成される環としては、例えばインデン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、キノリン、isoキノリン、キノクサリン、フェナジン、アクリジン、インドール、カルバゾール、フェノキサジン、フェノチアジン、ベンゾチアゾール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、アクリドン、ベンズイミダゾール、クマリン、フラボン等を挙げることができる。   Examples of the ring formed include indene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, quinoline, isoquinoline, quinoxaline, phenazine, acridine, indole, carbazole, phenoxazine, phenothiazine, benzothiazole, benzothiophene, benzofuran, acridone, benzimidazole, and coumarin. And flavones.

式(2b)中のQ〜Qは、式(2)中のQ50〜Q80と同義のものであり、Q11〜Q14、Q74、Q75、Q64、Q65、Q44、Q45、Q34、Q35は特に水素が好ましい。 Q 5 to Q 8 in the formula (2b) are synonymous with Q 50 to Q 80 in the formula (2), and Q 11 to Q 14 , Q 74 , Q 75 , Q 64 , Q 65 , Q 44 , Q 45 , Q 34 and Q 35 are particularly preferably hydrogen.

特に、ナフタセン誘導体としては、炭化水素化合物であることが好ましい。   In particular, the naphthacene derivative is preferably a hydrocarbon compound.

本発明におけるナフタセン誘導体の特に好ましい具体例を、式(2)のQ10,Q20,Q30、Q40、Q50,Q60,Q70、Q80の組み合わせ(ただし、Q110〜Q140は水素である。)を用いて、以下に示すが、これらに限定されるものではない。 A particularly preferred specific example of the naphthacene derivative in the present invention is a combination of Q 10 , Q 20 , Q 30 , Q 40 , Q 50 , Q 60 , Q 70 , and Q 80 in the formula (2) (however, Q 110 to Q 140 Is hydrogen, and is shown below, but is not limited thereto.

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このようなナフタセン誘導体やアントラセン誘導体は、電子輸送層に、1種のみ用いても、2種以上を併用してもよい。2種以上用いるときは、ナフタセン誘導体同士あるいはアントラセン誘導体同士としてもよく、ナフタセン誘導体とアントラセン誘導体との組み合わせであってもよい。   Such naphthacene derivatives and anthracene derivatives may be used alone or in combination of two or more in the electron transport layer. When two or more kinds are used, they may be naphthacene derivatives or anthracene derivatives, or a combination of a naphthacene derivative and an anthracene derivative.

電子輸送層におけるナフタセン誘導体および/またはアントラセン誘導体の含有量は80%(質量百分率)以上が好ましく、他の電子輸送材料(例えば金属錯体化合物、キノキサリン系化合物、アゾール系化合物、ジアゾール系化合物)を併用することも可能であるが、電子輸送層は、ナフタセン誘導体および/またはアントラセン誘導体のみからなることが好ましい。なかでも、ナフタセン誘導体の使用が好ましく、特には、式(2)(さらには式(2a)、(2b)、特に式(2a))で表されるナフタセン誘導体の使用が好ましい。   The content of the naphthacene derivative and / or anthracene derivative in the electron transport layer is preferably 80% (mass percentage) or more, and other electron transport materials (for example, metal complex compounds, quinoxaline compounds, azole compounds, diazole compounds) are used in combination. However, it is preferable that the electron transport layer is made of only a naphthacene derivative and / or an anthracene derivative. Of these, use of a naphthacene derivative is preferable, and in particular, use of a naphthacene derivative represented by the formula (2) (further, the formulas (2a) and (2b), particularly the formula (2a)) is preferable.

ナフタセン誘導体および/またはアントラセン誘導体も含めて、電子輸送層に用いられる材料は、双極子モーメントの値が1.0Dybye以下であることが好ましく、さらには0.1〜0.3Dybyeであることが好ましい。この場合の双極子モーメントは、半経験的分子軌道法プログラム(MPAC)を用い、AM1法によって求めたものである。   The materials used for the electron transport layer, including naphthacene derivatives and / or anthracene derivatives, preferably have a dipole moment value of 1.0 Dybye or less, and more preferably 0.1 to 0.3 Dybye. . The dipole moment in this case is obtained by the AM1 method using a semi-empirical molecular orbital method program (MPAC).

電子輸送層に双極子モーメントの小さい非極性分子を用いることにより、電子輸送性が高くなる。電子輸送性μは、本発明の構成の有機EL素子を用いて電子輸送層の厚さを変化させたときに100mA/cmの電流を流すのに要する駆動電圧の変化によって、以下のように定義されるパラメータであり、電子輸送層の厚さ(nm)をd、d(但しd>d)としたときの駆動電圧(V)をV、Vとしたとき、μ=(d−d)/(V−V)で示される。このμが80nm/V以上、さらには100nm/V以上であることが好ましい。電子輸送性が高いほど低電圧で駆動できる素子が作成できるため、この上限に特に制限はないが、ホール注入・輸送層や発光層の構成によっては電子輸送性が高すぎるためにキャリアバランスを崩す可能性もあるので、本発明の素子構成においては、600nm/V程度を上限とするのがよい。 By using a nonpolar molecule having a small dipole moment for the electron transport layer, the electron transport property is enhanced. Electron transporting mu a is a change in the drive voltage required to using an organic EL element flowing a current of 100 mA / cm 2 when changing the thickness of the electron transport layer configuration of the present invention, the following When the driving voltage (V) when the thickness (nm) of the electron transport layer is d 1 and d 2 (where d 1 > d 2 ) is V 1 and V 2 , mu a = represented by (d 1 -d 2) / ( V 1 -V 2). The mu a is 80 nm / V or more, and further preferably not 100 nm / V or more. The higher the electron transport property, the more the device that can be driven at a lower voltage can be created.There is no particular limitation on this upper limit, but the electron transport property is too high depending on the structure of the hole injection / transport layer and the light emitting layer, so the carrier balance is lost. Since there is a possibility, in the element configuration of the present invention, the upper limit is preferably about 600 nm / V.

このように、電子輸送性の高い電子輸送層を用いることにより、低電圧駆動が可能になり、発光効率が向上する。また、本発明では、電子注入電極である陰極側から電子注入層、電子輸送層、発光層の順に積層されるが、本発明の電子輸送層を選択することにより、電子輸送層にかかる電界強度を低くできるため、電子輸送層の膜厚を変化させて光学的外部取り出し効率の最適化を行った場合でもほとんど駆動電圧の変化が無く、低い駆動電圧と高い外部取り出し効率を両立させた素子を作成することができる。また、正孔(ホール)の突き抜けによって、電子輸送層でキャリアの再結合が起こる確率が減少するので、発光層以外での発光が抑えられ、色純度および素子寿命の低下が防止される。   Thus, by using an electron transport layer having a high electron transport property, low voltage driving is possible, and light emission efficiency is improved. In the present invention, the electron injection layer, the electron transport layer, and the light-emitting layer are laminated in this order from the cathode side, which is the electron injection electrode. By selecting the electron transport layer of the present invention, the electric field strength applied to the electron transport layer is increased. Therefore, even when the optical external extraction efficiency is optimized by changing the film thickness of the electron transport layer, there is almost no change in the driving voltage, and an element that achieves both low driving voltage and high external extraction efficiency. Can be created. Further, the probability of carrier recombination occurring in the electron transport layer is reduced due to the penetration of holes, so that light emission other than in the light emitting layer is suppressed, and deterioration in color purity and device lifetime is prevented.

さらに、本発明の電子輸送層材料は非極性分子であるため、発光層界面での発光材料との相互作用が起こりにくく、界面での励起子のエネルギー損失を防ぐ効果もあると考えられる。   Furthermore, since the electron transport layer material of the present invention is a nonpolar molecule, interaction with the light emitting material at the light emitting layer interface is unlikely to occur, and it is considered that there is an effect of preventing energy loss of excitons at the interface.

好ましい電子輸送層の厚さは素子の発光色によって異なるが、5〜100nmが好ましく、さらに好ましくは10〜60nmである。このような厚さとすることにより、最適な光学干渉の効果が得られ、良好な外部取り出し効率が得られる。また、上記のような範囲であれば電子輸送層の膜厚を変えても顕著な駆動電圧の変化がないため、光学干渉による効率、色純度の調整を容易に行うことができる。   Although the thickness of a preferable electron carrying layer changes with luminescent colors of an element, 5-100 nm is preferable, More preferably, it is 10-60 nm. By setting it to such a thickness, an optimum optical interference effect can be obtained, and good external extraction efficiency can be obtained. In addition, since the driving voltage does not change significantly even if the thickness of the electron transport layer is changed within the above range, the efficiency and color purity can be easily adjusted by optical interference.

また、電子輸送層へのホールの抜けを防いで効率、色純度、素子寿命を向上させるための手段として発光層と電子輸送層との間に発光層よりもイオン化ポテンシャル(IP)の大きな材料をホールブロック層として設ける方法があるが、この方法では発光層の電子輸送層側で励起子の生成が集中的に起こるため、逆に素子寿命を低下させる弊害がある。本発明の電子輸送層と発光層の組合せでは、電子輸送層の電子輸送層が高く発光層に良好に電子を注入することができ、注入された電子はドーパント分子に局在化するため、陽極側から注入されたホールと効率よく再結合することができる。その結果としては発光層と陰極との間にホールをブロックするような障壁を設けなくとも電子輸送層にホールが注入されることはない。したがって、発光層と電子輸送層とのイオン化ポテンシャル(IP)の差を小さくすることにより上記のような弊害を防ぐことができる。   In addition, a material having a larger ionization potential (IP) than the light-emitting layer is used between the light-emitting layer and the electron-transporting layer as a means for preventing the escape of holes to the electron-transporting layer and improving efficiency, color purity, and device lifetime. There is a method of providing it as a hole blocking layer. However, in this method, generation of excitons is concentrated on the electron transport layer side of the light emitting layer. In the combination of the electron transport layer and the light-emitting layer of the present invention, the electron transport layer of the electron transport layer is high and can inject electrons well into the light-emitting layer, and the injected electrons are localized in the dopant molecule. It is possible to efficiently recombine with holes injected from the side. As a result, holes are not injected into the electron transport layer without providing a barrier that blocks holes between the light emitting layer and the cathode. Therefore, it is possible to prevent the above-described adverse effects by reducing the difference in ionization potential (IP) between the light emitting layer and the electron transport layer.

このようなことから、電子輸送層と発光層とのイオン化ポテンシャル(IP)の差は0.1eV以下、特に0〜0.1eVであることが好ましい。   For this reason, the difference in ionization potential (IP) between the electron transport layer and the light emitting layer is preferably 0.1 eV or less, particularly preferably 0 to 0.1 eV.

本発明において、電子輸送層と組み合わせて用いられる電子注入層としては、陰極および電子輸送層の双方との密着性が良く、陰極から電子を効率よく注入でき、高いキャリア濃度が得られる材料を用いることが好ましい。この場合、無機化合物からなる電子注入層も考えられるが、有機化合物を選択して用いることが好ましい。有機化合物によっては、特に、アルカリ金属やアルカリ金属化合物などを電子注入電極に用いた場合はアルカリ金属原子と錯形成することも可能となり、さらに密着性が向上し、高い電子注入性が得られる。この場合の有機化合物は、一般的な炭素化合物のほか、金属錯体など、金属を含むものであってもよい。   In the present invention, as the electron injection layer used in combination with the electron transport layer, a material that has good adhesion to both the cathode and the electron transport layer, can efficiently inject electrons from the cathode, and can obtain a high carrier concentration is used. It is preferable. In this case, an electron injection layer made of an inorganic compound is also conceivable, but it is preferable to select and use an organic compound. Depending on the organic compound, in particular, when an alkali metal, an alkali metal compound, or the like is used for the electron injection electrode, it can be complexed with an alkali metal atom, further improving the adhesion and obtaining a high electron injection property. The organic compound in this case may contain a metal such as a metal complex in addition to a general carbon compound.

電子注入層には、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq3)等の8−キノリノールないしその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、フェナントロリンないしフェナントロリン誘導体、インドール誘導体(インドールも含む)、カルバゾール誘導体(カルバゾールも含む)、オキサジアゾール誘導体(オキサジアゾールも含む)、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、アクリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナジン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体等の種々の材料を用いることができる。   In the electron injection layer, quinoline derivatives such as organometallic complexes having 8-quinolinol or a derivative thereof such as tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq3) as a ligand, phenanthroline or phenanthroline derivatives, indole derivatives (including indole) Carbazole derivatives (including carbazole), oxadiazole derivatives (including oxadiazole), perylene derivatives, pyridine derivatives, acridine derivatives, pyrimidine derivatives, quinoxaline derivatives, phenazine derivatives, diphenylquinone derivatives, nitro-substituted fluorene derivatives, etc. These materials can be used.

このように、複素環を有する化合物が好ましく、特に含窒素複素環を有する化合物が好ましい。   Thus, a compound having a heterocyclic ring is preferable, and a compound having a nitrogen-containing heterocyclic ring is particularly preferable.

このなかで、トリス(8−キノリノラト)アルミニウムなどの使用も一般的であるが、陰極との密着性および電子注入性が良好なことからフェナントロリンないしフェナントロリン誘導体の使用が好ましい。フェナントロリンないしフェナントロリン誘導体の使用が最も好ましいが、インドール誘導体、カルバゾール誘導体、キノキサリン誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、オキサジアゾール誘導体等を用いても良好な特性が得られる。   Of these, tris (8-quinolinolato) aluminum is generally used, but phenanthroline or a phenanthroline derivative is preferred because of its good adhesion to the cathode and good electron injection. The use of phenanthroline or a phenanthroline derivative is most preferable, but good characteristics can be obtained even when an indole derivative, a carbazole derivative, a quinoxaline derivative, a phenazine derivative, an acridine derivative, an oxadiazole derivative, or the like is used.

以下、これらの化合物について、さらに、具体的に説明する。   Hereinafter, these compounds will be described more specifically.

フェナントロリン誘導体ないしフェナントロリン誘導体としては、1,10−フェナントロリン、1,9−フェナントロリン、1,8−フェナントロリン、1,7−フェナントロリン、2,9−フェナントロリン、2,8−フェナントロリン、2,7−フェナントロリン、3,8−フェナントロリン、3,7−フェナントロリン、4,7−フェナントロリンおよびこれらのフェナントロリン骨格の1つ以上を分子中に有する有機化合物が好ましい。   Examples of phenanthroline derivatives or phenanthroline derivatives include 1,10-phenanthroline, 1,9-phenanthroline, 1,8-phenanthroline, 1,7-phenanthroline, 2,9-phenanthroline, 2,8-phenanthroline, 2,7-phenanthroline, 3,8-phenanthroline, 3,7-phenanthroline, 4,7-phenanthroline and organic compounds having one or more of these phenanthroline skeletons in the molecule are preferred.

フェナントロリンないしフェナントロリン誘導体としては、特開平5−331459号および特開2001−267080号に開示されているものが使用可能であるが、特に、式(1a)、式(1b)で表されるものが好ましい。   As the phenanthroline or the phenanthroline derivative, those disclosed in JP-A-5-331459 and JP-A-2001-267080 can be used, and those represented by the formulas (1a) and (1b) are particularly preferable. preferable.

Figure 0005002758
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式(1a)中、Y〜Yは、それぞれ同一でも異なるものであってもよく、水素、アリール基、アルキル基、アラルキル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルケニル基、アミノ基または複素環基を表し、これら隣接する2個以上が環を形成してもよいが、好ましくはアリール基、アルキル基、アラルキル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキル基、アミノ基、複素環基であり、特に好ましくはアリール基、芳香族複素環基である。 In formula (1a), Y 2 to Y 9 may be the same as or different from each other, and hydrogen, aryl group, alkyl group, aralkyl group, alkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, alkenyl group, Represents an amino group or a heterocyclic group, and two or more adjacent groups thereof may form a ring, but preferably an aryl group, alkyl group, aralkyl group, alkoxy group, aryloxy group, alkyl group, amino group, heterocyclic ring And particularly preferably an aryl group or an aromatic heterocyclic group.

これらのアリール基、アルキル基、アラルキル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、アルケニル基、複素環基の具体例は、式(2)のQ10等で表されるものと同様である。 Specific examples of these aryl groups, an alkyl group, an aralkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, an amino group, an alkenyl group, a heterocyclic group, those represented by Q 10 or the like of the formula (2) It is the same.

は水素、フェニル基、ビフェニリル基、ピリジル基であることが好ましい。 Y 9 is preferably hydrogen, a phenyl group, a biphenylyl group, or a pyridyl group.

式(1b)中、AおよびBは、それぞれ同一でも異なるものであってもよく、式(1c)で表される基を表し、式(1c)中のY12〜Y19は、式(1a)中のY〜Yと同義のものである。ただし、式(1c)中のY12〜Y19のうちの1つは、Lを構成する。Lは単結合または二価の連結基を表し、Lで表される二価の連結基としては、式(4)、式(4a)、式(4b)で表されるアントラセン誘導体のところで述べたL101、L10、L20と同様のものが挙げられ、好ましいものも同様である。また、二価の連結基としては、二価の芳香族複素環基(例えばピリジンジイル基等)も挙げられる。 In formula (1b), A and B may be the same or different and each represents a group represented by formula (1c), and Y 12 to Y 19 in formula (1c) are represented by formula (1a). ) Are the same as Y 2 to Y 9 in FIG. However, one of Y 12 to Y 19 in the formula (1c) constitutes L. L represents a single bond or a divalent linking group, and the divalent linking group represented by L is described in the anthracene derivatives represented by the formula (4), the formula (4a), and the formula (4b). L 101, L 10, L 20 include those similar to, preferable ones are also same. Examples of the divalent linking group also include a divalent aromatic heterocyclic group (for example, a pyridinediyl group).

また、式(1c)においてLを構成するY12〜Y19は、AおよびBにおいて同一でも異なっていてもよい。すなわち、式(1b)において、2個のフェナントロリン骨格を有する環A、Bの結合位置に特に制限はなく、Y(2位)、Y(3位)、Y(4位)同士の結合が一般的であるが、Y(2位)とY(4位)のような異なる部位での結合であってもよい。また、2個のフェナントロリン骨格を有する環A、Bは、それぞれ同一でも異なるものであってもよく、その置換基等は同一でも異なるものであってもよい。 In Formula (1c), Y 12 to Y 19 constituting L may be the same or different in A and B. That is, in the formula (1b), there are no particular restrictions on the bonding positions of the rings A and B having two phenanthroline skeletons, and the bond between Y 2 (2nd position), Y 3 (3rd position), and Y 4 (4th position) Bonding is common, but bonding at different sites such as Y 2 (position 2) and Y 4 (position 4) may also be used. Further, the rings A and B having two phenanthroline skeletons may be the same or different, and the substituents thereof may be the same or different.

本発明で用いられるフェナントロリンないしフェナントロリン誘導体の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。式(f−1)〜式(f−4)中の表示に従って具体例を示す。   Specific examples of the phenanthroline or phenanthroline derivative used in the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto. A specific example is shown according to the display in Formula (f-1)-Formula (f-4).

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前述のように、本発明における電子注入層材料はフェナントロリン誘導体が最も良好であるが、以下に示すような基本骨格を有する含窒素複素環化合物を用いても良好である。   As described above, the electron injection layer material in the present invention is most preferably a phenanthroline derivative, but it is also preferable to use a nitrogen-containing heterocyclic compound having a basic skeleton as shown below.

Figure 0005002758
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ここで、Rn(R〜R)は水素原子、アルキル基,アリール基,アルコキシ基,アリーロキシ基,アルキルチオ基,アリールチオ基,アルケニル基,複素環基,ハロゲン原子,シアノ基を示し、それぞれ同一でも異なるものであっても良い。更に,隣接する基は互いに結合あるいは縮合して置換している炭素原子とともに脂肪族環あるいは芳香族環を形成しても良い。 Here, Rn (R 1 to R 6 ) represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, an alkenyl group, a heterocyclic group, a halogen atom, and a cyano group. But it can be different. Further, adjacent groups may form an aliphatic ring or an aromatic ring together with carbon atoms that are bonded or condensed to each other and substituted.

以下にこれらの含窒素複素環化合物を具体的に例示するが、本発明において良好な電子注入材料はこれに限定されるものではない。   Specific examples of these nitrogen-containing heterocyclic compounds are shown below, but a good electron injection material in the present invention is not limited thereto.

インドール誘導体としては、式(5)で示される骨格を有するインドール誘導体が好ましい。   As the indole derivative, an indole derivative having a skeleton represented by the formula (5) is preferable.

Figure 0005002758
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式(5)において、R〜Rは、水素、ハロゲン原子、水酸基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等)、アルケニル基(例えば、エチニル基等)、アリール基(例えば、フェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基等)、アリールオキシ基(例えば、フェニルオキシ基等)、アルキルオキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基等)、アリールカルボニル基(例えば、フェニルカルボニル基等)またはアルキルカルボニル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基等)であり、前記各基は、アルキルオキシ基、アルキル基、アリール基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、ハロゲン原子等の置換基を1つまたは複数有していてもよい。 In the formula (5), R 1 to R 7 are hydrogen, halogen atom, hydroxyl group, carboxyl group, cyano group, nitro group, amino group, alkyl group (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, etc.) An alkenyl group (for example, ethynyl group), an aryl group (for example, phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, etc.), an aryloxy group (for example, phenyloxy group), an alkyloxy group (for example, methoxy group, ethoxy) Group), an arylcarbonyl group (for example, phenylcarbonyl group) or an alkylcarbonyl group (for example, acetyl group, propionyl group, etc.), and each of the groups is an alkyloxy group, an alkyl group, an aryl group, a nitro group, One or more substituents such as a cyano group, an amino group, and a halogen atom may be included.

そして、R〜Rのうちの少なくとも一つは、アリール基またはアリール基を有する基であることが好ましく、これら全てがアリール基であることがより好ましい。 And at least one of R 1 to R 3 is preferably an aryl group or a group having an aryl group, and more preferably all of them are aryl groups.

例えば、式(5a)で示す骨格を有する化合物が好ましい。   For example, a compound having a skeleton represented by the formula (5a) is preferable.

Figure 0005002758
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式(5a)において、R41、R42およびR43は、アルコキシ基(好ましくは炭素数が1〜5、特に炭素数1)、アルキル基(好ましくは炭素数が1〜5)、ジアルキルアミノ基(好ましくはアルキルの炭素数が1〜5)またはニトロ基である。p、q、rは0〜3の整数であり、p+q+r≧1、好ましくはp+q+r≦6である。R41、R42およびR43は、通常、パラ位に結合するが、オルト位に結合することもある。 In the formula (5a), R 41 , R 42 and R 43 are each an alkoxy group (preferably having 1 to 5 carbon atoms, particularly 1 carbon atom), an alkyl group (preferably having 1 to 5 carbon atoms), a dialkylamino group (Preferably an alkyl having 1 to 5 carbon atoms) or a nitro group. p, q, and r are integers of 0 to 3, and p + q + r ≧ 1, preferably p + q + r ≦ 6. R 41 , R 42 and R 43 are usually bonded to the para position, but may be bonded to the ortho position.

〜Rのうち隣接位にあるものは、互いに結合して5または6員、特に6員の縮合環を形成していてもよい。 R 1 to R 7 which are adjacent to each other may be bonded to each other to form a 5- or 6-membered, particularly 6-membered condensed ring.

なお、アルキル基およびアルケニル基は、炭素数が1〜5であることが好ましい。また、アリール基としてはフェニル基が好ましい。   Note that the alkyl group and the alkenyl group preferably have 1 to 5 carbon atoms. The aryl group is preferably a phenyl group.

また、置換基が互いに結合して縮合環を形成しているものには、式(5b)、(5c)で示される化合物が挙げられる。また、式(5d)で示される骨格を有する化合物も好ましい。   Examples of compounds in which substituents are bonded to each other to form a condensed ring include compounds represented by formulas (5b) and (5c). A compound having a skeleton represented by the formula (5d) is also preferable.

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式(5b)において、R11、R12、R13、R14は、上記したR〜Rと同様のものから選択することが好ましく、具体的には例えば、R〜R、R11〜R14、R〜Rの全てが水素であるものが好ましい。 In the formula (5b), R 11 , R 12 , R 13 , and R 14 are preferably selected from the same as R 1 to R 7 described above, specifically, for example, R 1 to R 3 , R It is preferable that all of 11 to R 14 and R 6 to R 7 are hydrogen.

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式(5c)において、R21、R22、R23、R24は、上記したR〜Rと同様のものから選択することが好ましく、具体的には例えば、R〜R、R21〜R24の全てが水素であるものが好ましい。 In the formula (5c), R 21 , R 22 , R 23 , and R 24 are preferably selected from the same as R 1 to R 7 described above, and specifically, for example, R 1 to R 5 , R Those in which all of 21 to R 24 are hydrogen are preferred.

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式(5d)において、R31、R32、R33、R34、R35、R36は、前記R〜Rと同様のものから選択することが好ましい。また、Xは、結合手、1,4−フェニレン、4,4’−ビフェニレン等であり、具体的には例えば、Xが結合手、1,4−フェニレンまたは4,4’−ビフェニレンであって、R〜R、R31〜R36の全てが水素であるものが好ましい。 In the formula (5d), R 31 , R 32 , R 33 , R 34 , R 35 , and R 36 are preferably selected from the same as R 1 to R 7 . X is a bond, 1,4-phenylene, 4,4′-biphenylene, and the like. Specifically, for example, X is a bond, 1,4-phenylene, or 4,4′-biphenylene. , R 2 to R 7 , and R 31 to R 36 are all preferably hydrogen.

以下に、インドール誘導体の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。式(Id−1)〜式(Id−4)中の表示に従って具体例を示す。   Although the specific example of an indole derivative is shown below, it is not limited to these. Specific examples are shown according to the indications in the formulas (Id-1) to (Id-4).

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キノキサリン誘導体としては、式(6)で表されるものが好ましい。
−L100(6)
As the quinoxaline derivative, one represented by the formula (6) is preferable.
Q m -L100 (6)

式(6)について説明すると、Qは窒素原子を0〜2個含む六員芳香環が縮合したピラジニル基を表す。mは2または3であり、この場合のm個のQは各々同一でも異なるものであってもよい。Qを形成する六員芳香環としてはベンゼン環、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環等が好ましい。このような六員芳香環とピラジン環との縮合位置には特に制限はないが、縮合位置には炭素原子が存在することが好ましく、窒素原子は存在しない方が好ましい。したがって、ピラジン環では位置番号2,3の辺または位置番号5,6の辺で縮合することが好ましく、ピリジン環では位置番号2,3(もしくは5,6)の辺または位置番号3,4(もしくは4,5)の辺、ピリミジン環では位置番号4,5(もしくは5,6)の辺、ピリダジン環では位置番号3,4(もしくは5,6)の辺または位置番号5,4の辺で縮合することが好ましい。   Referring to formula (6), Q represents a pyrazinyl group condensed with a 6-membered aromatic ring containing 0 to 2 nitrogen atoms. m is 2 or 3, and the m Qs in this case may be the same or different. As the six-membered aromatic ring forming Q, a benzene ring, a pyridine ring, a pyrimidine ring, a pyridazine ring and the like are preferable. Although there is no restriction | limiting in particular in the condensation position of such a 6-membered aromatic ring and a pyrazine ring, It is preferable that a carbon atom exists in a condensation position and it is more preferable that a nitrogen atom does not exist. Therefore, in the pyrazine ring, it is preferable to condense at the side of position number 2 or 3 or the side of position number 5 or 6, and in the pyridine ring, the side of position number 2 or 3 (or 5, 6) or position number 3 or 4 ( Or the side of position number 4, 5 (or 5, 6) in the pyrimidine ring, the side of position number 3, 4 (or 5, 6) or the side of position number 5, 4 in the pyridazine ring. Condensation is preferred.

L100は単結合またはm価の基、すなわち2価または3価の基を表す。2価の基としてはアレーンジイル基が好ましく、具体的にはフェニレン基、ビフェニルジイル基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、ピレンジイル基等が好ましく挙げられ、3価の基としてはアレーントリイル基(具体的にはベンゼントリイル基等)、窒素原子、トリアリールアミントリイル基(具体的にはトリフェニルアミントリイル基等)などが好ましい。   L100 represents a single bond or an m-valent group, that is, a divalent or trivalent group. As the divalent group, an arenediyl group is preferable. Specifically, a phenylene group, a biphenyldiyl group, a naphthalenediyl group, an anthracenediyl group, a pyrenediyl group, and the like are preferable. As the trivalent group, an arenetriyl group (specifically Specifically, a benzenetriyl group or the like), a nitrogen atom, a triarylamine triyl group (specifically, a triphenylamine triyl group or the like) and the like are preferable.

QおよびL100は各々さらに置換基を有していてもよく、このような置換基としてはQを含むものであってもよく、1分子中のQの総数は2〜10個が好ましく、さらには2〜4個が好ましい。   Q and L100 may each further have a substituent, and as such a substituent, Q may be included, and the total number of Q in one molecule is preferably 2 to 10, Two to four are preferred.

このように2個以上存在するQは各々同一でも異なるものであってもよいが、合成上の便宜等からは通常同一であることが好ましい。   As described above, two or more Qs may be the same or different from each other, but are usually preferably the same for the convenience of synthesis.

本発明に用いる式(6)で表されるキノキサリン誘導体のなかでも式(VIII)で表される化合物が好ましい。   Of the quinoxaline derivatives represented by the formula (6) used in the present invention, the compound represented by the formula (VIII) is preferable.

Figure 0005002758
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式(VIII)について説明すると、式(VIII)において、Zはピラジン環の2個の炭素原子とともにベンゼン環、ピリジン環、ピリミジン環またはピリダジン環を形成するのに必要な原子群を表す。   The formula (VIII) will be described. In the formula (VIII), Z represents an atomic group necessary for forming a benzene ring, a pyridine ring, a pyrimidine ring or a pyridazine ring together with two carbon atoms of the pyrazine ring.

Zで完成される環は、さらに置換基を有していてもよく、縮合環を有していてもよい。Zで完成される環のピラジン環に対する好ましい縮合位置は式(6)の説明で示したものと同様のものが挙げられる。   The ring completed with Z may further have a substituent and may have a condensed ring. Preferred examples of the condensation position of the ring completed with Z with respect to the pyrazine ring include the same condensation positions as those described in the description of formula (6).

はピラジン環に結合する1価の置換基を表し、kは0、1または2である。Zで完成される環の置換基やAで表される置換基の好適例は、後述の式(VIII−a)〜式(VIII−m)におけるA13等と同じであるので、そこで詳述する。 A 1 represents a monovalent substituent bonded to the pyrazine ring, and k is 0, 1 or 2. Preferred examples of the substituent of the ring completed by Z and the substituent represented by A 1 are the same as A 13 and the like in formula (VIII-a) to formula (VIII-m) to be described later. Describe.

mは2または3である。mが2のときL100は単結合、フェニレン基、ビフェニルジイル基またはナフタレンジイル基を表し、mが3のときL100はベンゼントリイル基、窒素原子またはトリフェニルアミントリイル基を表し、これらについても式(VIII−a)〜式(VIII−n)のところで詳述する。   m is 2 or 3. When m is 2, L100 represents a single bond, a phenylene group, a biphenyldiyl group or a naphthalenediyl group, and when m is 3, L100 represents a benzenetriyl group, a nitrogen atom or a triphenylaminetriyl group. This will be described in detail with reference to formula (VIII-a) to formula (VIII-n).

Zで完成される縮合環は各々同一であっても異なるものであってもよいが、式(6)のところでの説明と同様に同一であることが好ましい。   The fused rings completed with Z may be the same or different, but are preferably the same as described for formula (6).

Zで完成される環を有する縮合ピラジン環におけるL100との結合位置はいずれであってもよい。   The fused position of L100 in the fused pyrazine ring having a ring completed with Z may be any.

式(VIII)で表されるキノキサリン系化合物のなかでも式(VIII−a)〜式(VIII−n)で表される化合物が好ましい。   Of the quinoxaline compounds represented by the formula (VIII), compounds represented by the formulas (VIII-a) to (VIII-n) are preferable.

Figure 0005002758
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まず、L100が2価基L111、あるいは単結合である場合の式(VIII−a)〜式(VIII−f)、および式(VIII−m)について説明する。式(VIII−a)〜式(VIII−f)、および式(VIII−m)において、L111はフェニレン基、ビフェニルジイル基またはナフタレンジイル基を表す。   First, formula (VIII-a) to formula (VIII-f) and formula (VIII-m) in the case where L100 is a divalent group L111 or a single bond will be described. In Formula (VIII-a) to Formula (VIII-f) and Formula (VIII-m), L111 represents a phenylene group, a biphenyldiyl group, or a naphthalenediyl group.

L111で表されるフェニレン基としては、o−、m−、p−フェニレン基のいずれであってもよいが、特にp−フェニレン基が好ましい。   The phenylene group represented by L111 may be any of o-, m-, and p-phenylene groups, and a p-phenylene group is particularly preferable.

L111で表されるビフェニルジイル基としては、4,4’−ビフェニル−1,1’−ジイル基等が好ましい。   As the biphenyldiyl group represented by L111, 4,4′-biphenyl-1,1′-diyl group and the like are preferable.

L111で表されるナフタレンジイル基としては、1,5−ナフタレンジイル基等が好ましい。   The naphthalenediyl group represented by L111 is preferably a 1,5-naphthalenediyl group.

これらの2価基は無置換のものが好ましいが、場合によってはアルキル基、アリール基等の置換基を有していてもよい。   These divalent groups are preferably unsubstituted but may optionally have a substituent such as an alkyl group or an aryl group.

式(VIII−a)中のA13、A15〜A18、A23、A25〜A28、式(VIII−b)中のA13、A16〜A18、A23、A26〜A28、式(VIII−c)中のA13、A15、A17、A18、A23、A25、A27、A28、式(VIII−d)中のA13、A16、A18、A23、A26、A28、式(VIII−e)中のA13、A17、A18、A23、A27、A28、式(VIII−f)中のA13、A15、A18、A23、A25、A28、および式(VIII−m)中のA12、A13、A15、A17、A18、A22、A23、A25、A27、A28は、各々水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基または複素環基を表し、各式中においてこれらは同一でも異なるものであってもよい。 Formula (VIII-a) in the A 13, A 15 ~A 18, A 23, A 25 ~A 28, wherein (VIII-b) in the A 13, A 16 ~A 18, A 23, A 26 ~A 28 , A 13 in formula (VIII-c), A 15 , A 17 , A 18 , A 23 , A 25 , A 27 , A 28 , A 13 in formula (VIII-d), A 16 , A 18 , A 23 , A 26 , A 28 , A 13 in formula (VIII-e), A 17 , A 18 , A 23 , A 27 , A 28 , A 13 in formula (VIII-f), A 15 , A 18 , A 23 , A 25 , A 28 , and A 12 , A 13 , A 15 , A 17 , A 18 , A 22 , A 23 , A 25 , A 27 , A 28 in the formula (VIII-m) Are each a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group, a carboxy group, Toromoto, cyano group, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an amino group, an alkylthio group, an arylthio group or a heterocyclic group, which may be different even in the same at in each formula.

13等で表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子等が挙げられる。 The halogen atom represented by A 13 or the like, a fluorine atom, a chlorine atom.

13等で表されるアルキル基は総炭素数1〜6のものが好ましく、直鎖状であっても分岐を有するものであってもよい。また無置換のものが好ましいが、置換基(例えばF、Cl等のハロゲン原子)を有していてもよい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。 Alkyl group preferably has a total carbon number of 1 to 6, represented by A 13 or the like, may have a branched be linear. Further, an unsubstituted one is preferable, but it may have a substituent (for example, a halogen atom such as F or Cl). Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, a pentyl group, and a hexyl group.

13等で表されるアリール基は総炭素数6〜30のものが好ましく、単環であっても多環(縮合多環や環集合)であってもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えばF、Cl等のハロゲン原子やメチル基等のアルキル基などのほか、複素環基等も挙げられ、この場合の複素環基は、例えば式(VIII−a)におけるキノキサリニル基のように、L111に結合する縮合ピラジニル基と同一のものが好ましい。A13等のアリール基の具体例としては、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、2−ビフェニリル基、3−ビフェニリル基、4−ビフェニリル基等、さらにはこれらにキノキサリニル基等の縮合ピラジニル基が置換したものなどが挙げられる。 The aryl group preferably has a total carbon number of 6 to 30 represented by A 13 or the like, may be also be a single or polycyclic (condensed polycyclic and ring assembly), substituted Also good. Examples of the substituent include a halogen atom such as F and Cl, an alkyl group such as a methyl group, and a heterocyclic group. In this case, the heterocyclic group is, for example, a quinoxalinyl group in the formula (VIII-a). As described above, the same one as the condensed pyrazinyl group bonded to L111 is preferable. Specific examples of the aryl group, such as A 13 are members, phenyl group, 1-naphthyl, 2-naphthyl, 2-biphenylyl group, 3-biphenylyl group, 4-biphenylyl group or the like, furthermore condensates such as those in quinoxalinyl group Examples include those substituted with a pyrazinyl group.

13等で表されるアルコキシ基は、アルキル部分の炭素数が1〜6のものが好ましく、置換基を有していてもよいが、無置換のものが好ましい。具体的にはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基等が挙げられる。 Alkoxy group represented by A 13 or the like, it preferably has 1 to 6 carbon atoms in the alkyl moiety, may be substituted, those are preferably unsubstituted. Specific examples include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, an isobutoxy group, a sec-butoxy group, and a t-butoxy group.

13等で表されるアリーロキシ基としては、フェノキシ基等が挙げられる。 The aryloxy group represented by A 13 or the like, and a phenoxy group.

13等で表されるアミノ基は置換基を有していてもよく、置換基としてはアルキル基、アリール基等が挙げられる。具体的にはアミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基等が挙げられる。 Amino group represented by A 13 or the like may have a substituent, examples of the substituent include an alkyl group, an aryl group, and the like. Specific examples include an amino group, a methylamino group, a dimethylamino group, a phenylamino group, and a diphenylamino group.

13等で表されるアルキルチオ基としてはメチルチオ基、エチルチオ基等が挙げられる。 The alkylthio group represented by A 13 or the like methylthio group, and ethylthio group.

13等で表されるアリールチオ基としてはフェニルチオ基等が挙げられる。 The arylthio group represented by A 13 or the like include a phenylthio group.

13等で表される複素環基としてはフルリ基、チェニル基、ピロール基、ピリジル基、キノリル基等が挙げられる。このほか、式(VIII−a)におけるキノキサリニル基のようなLに結合するものと同じ縮合ピラジニル基であってもよい。 Fururi group as the heterocyclic group represented by A 13 or the like, thienyl group, pyrrole group, pyridyl group, quinolyl group, and the like. In addition, the same condensed pyrazinyl group as that bonded to L 1 such as a quinoxalinyl group in the formula (VIII-a) may be used.

式(VIII−a)において、A15〜A18、A25〜A28のなかの隣接するもの同士、
式(VIII−b)において、A16〜A18、A26〜A28のなかの隣接するもの同士、
式(VIII−c)において、A17とA18、A27とA28
式(VIII−e)において、A17とA18、A27とA28
式(VIII−m)において、A12とA13、A17とA18、A22とA23、A27とA28は、各々互いに結合して環を形成してもよい。この場合の環としては、ベンゼン環等が好ましく、さらには形成されるベンゼン環同士が縮合していてもよく、これらによって形成されたベンゼン環はさらに縮合環を有していてもよい。
In the formula (VIII-a), adjacent ones of A 15 to A 18 and A 25 to A 28 ,
In formula (VIII-b), adjacent ones of A 16 to A 18 , A 26 to A 28 ,
In the formula (VIII-c), A 17 and A 18 , A 27 and A 28 ,
In the formula (VIII-e), A 17 and A 18 , A 27 and A 28 ,
In formula (VIII-m), A 12 and A 13 , A 17 and A 18 , A 22 and A 23 , A 27 and A 28 may be bonded to each other to form a ring. As the ring in this case, a benzene ring or the like is preferable, and the benzene rings formed may be condensed with each other, and the benzene ring formed by these may further have a condensed ring.

式(VIII−a)〜式(VIII−f)において、A13、A23は、および式(VIII−m)において、A12、A13、A22、A23、はアリール基などが好ましい。また、式(VIII−a)のA15〜A18、A25〜A28は水素原子、アルキル基、アルコキシ基あるいは隣接するもの同士が結合してベンゼン環を形成するものなどが好ましい。また、式(VIII−b)のA16〜A18、A26〜A28、式(VIII−c)のA15、A17、A18、A25、A27、A28、式(VIII−d)のA16、A18、A26、A28、式(VIII−e)のA17、A18、A27、A28、式(VIII−f)のA15、A18、A25、A28および式(VIII−m)のA15、A17、A18、A25、A27、A28各々水素原子などであることが好ましい。 In Formula (VIII-a) to Formula (VIII-f), A 13 and A 23 are preferably A 12 , A 13 , A 22 and A 23 in Formula (VIII-m), and an aryl group is preferable. In addition, A 15 to A 18 and A 25 to A 28 in the formula (VIII-a) are preferably a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or a group in which adjacent ones are bonded to form a benzene ring. Also, A 16 to A 18 of the formula (VIII-b), A 26 ~A 28, A 15 of the formula (VIII-c), A 17 , A 18, A 25, A 27, A 28, formula (VIII - d) A 16 , A 18 , A 26 , A 28 , A 17 , A 18 , A 27 , A 28 of formula (VIII-e), A 15 , A 18 , A 25 of formula (VIII-f), A 28 and A 15 , A 17 , A 18 , A 25 , A 27 , A 28 in formula (VIII-m) are each preferably a hydrogen atom or the like.

次に、L100が3価基L112である場合の式(VIII−g)〜式(VIII−l)、式(VIII−n)について説明する。式(VIII−g)〜式(VIII−l)、式(VIII−n)において、L112はベンゼントリイル基、窒素原子またはトリフェニルアミントリイル基を表す。   Next, formula (VIII-g) to formula (VIII-l) and formula (VIII-n) in the case where L100 is a trivalent group L112 will be described. In the formula (VIII-g) to the formula (VIII-1) and the formula (VIII-n), L112 represents a benzenetriyl group, a nitrogen atom or a triphenylamine triyl group.

L112で表されるベンゼントリイル基としては1,3,5−ベンゼントリイル基等が好ましい。   The benzenetriyl group represented by L112 is preferably a 1,3,5-benzenetriyl group.

L112で表されるトリフェニルアミントリイル基としては4,4’,4”−トリフェニル−1,1’,1”−トリイル基等が好ましい。   As the triphenylamine triyl group represented by L112, 4,4 ′, 4 ″ -triphenyl-1,1 ′, 1 ″ -triyl group and the like are preferable.

これらの3価基は無置換のものが好ましいが、場合によってはアルキル基、アリール基等の置換基を有していてもよい。   These trivalent groups are preferably unsubstituted, but may optionally have a substituent such as an alkyl group or an aryl group.

式(VIII−g)中のA13、A15〜A18、A23、A25〜A28、A33、A35〜A38
式(VIII−h)中のA13、A16〜A18、A23、A26〜A28、A33、A36〜A38
式(VIII−i)中のA13、A15、A17、A18、A23、A25、A27、A28、A33、A35、A37、A38
式(VIII−j)中のA13、A16、A18、A23、A26、A28、A33、A36、A38
式(VIII−k)中のA13、A17、A18、A23、A27、A28、A33、A37、A38
式(VIII−l)中のA13、A15、A18、A23、A25、A28、A33、A35、A38
式(VIII−n)中のA12、A13、A15、A17、A18、A22、A23、A25、A27、A28、A32、A33、A35、A37、A38は、各々水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基または複素環基を表し、各式中においてこれらは同一でも異なるものであってもよい。これらの基の具体例としては式(VIII−a)〜式(VIII−f)のところで挙げたものと同様のものが挙げられる。また、式(VIII−g)において、A15〜A18、A25〜A28、A35〜A38のなかの隣接するもの同士、
式(VIII−h)において、A16〜A18、A26〜A28、A36〜A38のなかの隣接するもの同士、
式(VIII−i)において、A17とA18、A27とA28、A37とA38
式(VIII−k)において、A17とA18、A27とA28、A37とA38
式(VIII−n)において、A12とA13、A17とA18、A22とA23、A27とA28、A32とA33、A37とA38は、各々互いに結合して環を形成してよく、具体例としては式(VIII−a)〜式(VIII−f)のところのものと同様のものが挙げられる。また、式(VIII−a)〜式(VIII−l)において、A13、A23、A33としては、水素原子、フェニル基等のアリール基などが好ましい。
A < 13 >, A < 15 > -A < 18 >, A < 23 >, A < 25 > -A < 28 >, A < 33 >, A < 35 > -A < 38 > in Formula (VIII-g),
A < 13 >, A < 16 > -A < 18 >, A < 23 >, A < 26 > -A < 28 >, A < 33 >, A < 36 > -A < 38 > in Formula (VIII-h),
A 13 in formula (VIII-i), A 15 , A 17, A 18, A 23, A 25, A 27, A 28, A 33, A 35, A 37, A 38,
A 13 , A 16 , A 18 , A 23 , A 26 , A 28 , A 33 , A 36 , A 38 in formula (VIII-j)
A 13, A 17 in formula (VIII-k), A 18 , A 23, A 27, A 28, A 33, A 37, A 38,
A 13 in formula (VIII-l), A 15 , A 18, A 23, A 25, A 28, A 33, A 35, A 38,
A 12 in formula (VIII-n), A 13 , A 15, A 17, A 18, A 22, A 23, A 25, A 27, A 28, A 32, A 33, A 35, A 37, A 38 each represents a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group, a carboxy group, a nitro group, a cyano group, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an amino group, an alkylthio group, an arylthio group or a heterocyclic group, In each formula, these may be the same or different. Specific examples of these groups include the same groups as those described in the formulas (VIII-a) to (VIII-f). In the formula (VIII-g), adjacent ones of A 15 to A 18 , A 25 to A 28 , A 35 to A 38 ,
In the formula (VIII-h), between the adjacent ones of among A 16 ~A 18, A 26 ~A 28, A 36 ~A 38,
In the formula (VIII-i), A 17 and A 18 , A 27 and A 28 , A 37 and A 38 ,
In the formula (VIII-k), A 17 and A 18 , A 27 and A 28 , A 37 and A 38 ,
In the formula (VIII-n), A 12 and A 13 , A 17 and A 18 , A 22 and A 23 , A 27 and A 28 , A 32 and A 33 , A 37 and A 38 are bonded to each other. A ring may be formed, and specific examples thereof include the same ones as in formulas (VIII-a) to (VIII-f). In Formulas (VIII-a) to (VIII-l), A 13 , A 23 , and A 33 are preferably a hydrogen atom, an aryl group such as a phenyl group, or the like.

また、式(VIII−g)のA15〜A18、A25〜A28、A35〜A38は水素原子あるいは隣接するもの同士が結合してベンゼン環を形成するものなどが好ましい。 In addition, A 15 to A 18 , A 25 to A 28 , and A 35 to A 38 in the formula (VIII-g) are preferably hydrogen atoms or those adjacent to each other to form a benzene ring.

また、式(VIII−h)のA16〜A18、A26〜A28、A36〜A38
式(VIII−i)のA15、A17、A18、A25、A27、A28、A35、A37、A38
式(VIII−j)のA16、A18、A26、A28、A36、A38
式(VIII−k)のA17、A18、A27、A28、A37、A38
式(VIII−l)のA15、A18、A25、A28、A35、A38
式(VIII−n)のA12、A13、A15、A17、A18、A22、A23、A25、A27、A28、A32、A33、A35、A37、A38は各々水素原子などであることが好ましい。
Also, A 16 ~A 18, A 26 ~A 28 of formula (VIII-h), A 36 ~A 38,
A 15, A 17 of the formula (VIII-i), A 18 , A 25, A 27, A 28, A 35, A 37, A 38,
A 16 , A 18 , A 26 , A 28 , A 36 , A 38 in formula (VIII-j)
A 17 , A 18 , A 27 , A 28 , A 37 , A 38 in formula (VIII-k)
A < 15 >, A <18> , A < 25 > , A < 28 > , A < 35> , A <38 > of Formula (VIII-1),
A 12 , A 13 , A 15 , A 17 , A 18 , A 22 , A 23 , A 25 , A 27 , A 28 , A 32 , A 33 , A 35 , A 37 , A in Formula (VIII-n) Each of 38 is preferably a hydrogen atom or the like.

以下に、本発明に好ましく用いられる式(6)で表されるキノキサリン誘導体の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。ここでは、式(VIII−a)〜式(VIII−m)中のL111、L112、A13等の組み合わせで表示し、A13とA23が異なるときは表中で別々に示している。なお、式(VIII−a)〜式(VIII−m)での表示は代表例であり、実際得られる化合物は、通常、合成経路上、構造異性体の混合物であるので、これらの表示は対応する構造異性体を含む趣旨である。 Specific examples of the quinoxaline derivative represented by the formula (6) preferably used in the present invention are shown below, but the present invention is not limited to these. Here, it displays a combination of L111, L112, A 13, etc. in the formula (VIII-a) ~ formula (VIII-m), when A 13 and A 23 are different is shown separately in the table. In addition, since the display in Formula (VIII-a)-Formula (VIII-m) is a typical example, the compound actually obtained is a mixture of structural isomers normally on a synthetic pathway, Therefore These display correspond It is intended to include structural isomers.

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オキサジアゾール誘導体としては、式(7)で表されるものが好ましい。   As an oxadiazole derivative, what is represented by Formula (7) is preferable.

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式(7)において、Zは水素、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基等)、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基等)、アリーロキシ基(例えば、フェノキシ基等)、複素環基(例えば、ピリジル基、チエニル基等)、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、水酸基、カルボキシル基またはアルケニル基を表し、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、複素環基、アミノ基、アルケニル基はさらに置換基を有していてもよく、これらの基として、具体的には一部上述したが、式(2)のQ10等と同様のものが挙げられる。Zとしては、フェニル基等のアリール基などが好ましく、さらに、置換基を有していてもよく、その場合の置換基としては、Zで表される置換基(アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、複素環基等)と同様のものであってよい。n50は1、2または3であり、2、3が好ましい。 In Formula (7), Z 0 is hydrogen, an alkyl group (eg, methyl group, ethyl group, etc.), an aryl group (eg, phenyl group, naphthyl group, etc.), an alkoxy group (eg, methoxy group, ethoxy group, etc.), An aryloxy group (for example, phenoxy group), a heterocyclic group (for example, pyridyl group, thienyl group, etc.), a nitro group, a cyano group, an amino group, a hydroxyl group, a carboxyl group, or an alkenyl group, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group The group, aryloxy group, heterocyclic group, amino group, and alkenyl group may further have a substituent. Specific examples of these groups have been described above, but Q 10 in the formula (2), etc. The same thing is mentioned. Z 0 is preferably an aryl group such as a phenyl group, and may further have a substituent. In this case, examples of the substituent include a substituent represented by Z 0 (an alkyl group, an aryl group, An alkoxy group, an aryloxy group, a heterocyclic group, etc.). n 50 is 1, 2 or 3, 2,3 are preferred.

50は、n50=1の場合、Zと同様の置換基または水素であり、n50=2の場合、2つのオキサジアゾリル基を連結する二価の連結基(例えば、フェニレン基、ビフェニルジイル基等)、n50=3の場合、3つのオキサジアゾリル基を連結する三価の連結基(例えば、ベンゼントリイル基等)である。また、n50=2、3の場合、X50によって連結される複数のオキサジアゾリル基は同一のものでも異なるものであってもよい。 X 50 is the same substituent or hydrogen as Z 0 when n 50 = 1, and when n 50 = 2, a divalent linking group that connects two oxadiazolyl groups (for example, phenylene group, biphenyldiyl) Group), when n 50 = 3, a trivalent linking group for linking three oxadiazolyl groups (for example, a benzenetriyl group). When n 50 = 2 or 3, the plurality of oxadiazolyl groups linked by X 50 may be the same or different.

以下に、オキサジアゾール誘導体の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。式(7−1)、式(7−2)中の表示に従って具体例を示す。   Specific examples of the oxadiazole derivative are shown below, but are not limited thereto. A specific example is shown according to the display in Formula (7-1) and Formula (7-2).

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カルバゾール誘導体としては、式(8)で表されるものが好ましい。   As the carbazole derivative, those represented by the formula (8) are preferable.

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式(8)において、R52〜R59は水素、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基等)、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基等)、アリーロキシ基(例えばフェノキシ基等)、複素環基(例えば、ピリジル基、チエニル基等)、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、水酸基、カルボキシル基またはアルケニル基を表し、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、複素環基、アミノ基、アルケニル基は、さらに置換基を有していてもよく、これらの基として、具体的には、一部上述したが、式(2)のQ10等と同様のものが挙げられる。n51は1または2であり、2が好ましい。X51は、n51=1の場合、R52〜R59と同様の置換基または水素であり、n52=2の場合、2つのカルバゾリル基を連結する二価の連結基(例えば、フェニレン基等)である。また、n=2の場合、X51で連結するカルバゾリル基は同一でも異なっていてもよい。 In the formula (8), R 52 to R 59 are hydrogen, an alkyl group (eg, methyl group, ethyl group, etc.), an aryl group (eg, phenyl group, naphthyl group, etc.), an alkoxy group (eg, methoxy group, ethoxy group). Etc.), aryloxy group (eg phenoxy group etc.), heterocyclic group (eg pyridyl group, thienyl group etc.), nitro group, cyano group, amino group, hydroxyl group, carboxyl group or alkenyl group, alkyl group, aryl group , An alkoxy group, an aryloxy group, a heterocyclic group, an amino group, and an alkenyl group may further have a substituent. Specific examples of these groups are as described above, but in the formula (2), those similar to Q 10, and the like. n 51 is 1 or 2, and 2 is preferable. X 51 is the same substituent or hydrogen as R 52 to R 59 when n 51 = 1, and a divalent linking group that connects two carbazolyl groups when n 52 = 2 (for example, a phenylene group) Etc.). In addition, when n = 2, the carbazolyl groups linked by X 51 may be the same or different.

以下に、カルバゾール誘導体の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。式(8−1)中の表示に従って具体例を示す。   Specific examples of the carbazole derivative are shown below, but are not limited thereto. A specific example is shown according to the display in Formula (8-1).

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また、以下に示すようなホウ素化合物、シラシクロペンタジエン誘導体等の一般的な電子注入材料を用いても本発明の効果が得られる。   The effects of the present invention can also be obtained by using general electron injection materials such as boron compounds and silacyclopentadiene derivatives as shown below.

ホウ素化合物としては、次のようなものが挙げられる。   Examples of the boron compound include the following.

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ここで、Rn(R11、R12)は水素原子、アルキル基,アリール基,アルコキシ基,アリーロキシ基,アルキルチオ基,アリールチオ基,アルケニル基,複素環基,ハロゲン原子,シアノ基,アルキルボリル基、アリールボリル基を示す。Arはアリール基,複素環基を示す。 Here, Rn (R 11 , R 12 ) is a hydrogen atom, alkyl group, aryl group, alkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, alkenyl group, heterocyclic group, halogen atom, cyano group, alkylboryl group, An arylboryl group is shown. Ar represents an aryl group or a heterocyclic group.

以下に具体例を示すが、これに限定されるものではない。これらの化合物は、特開2001−233882号公報、Polymer Preprints,Japan,Vol.48,No.9,2047−2048,1999、International Symp. on functional dyes,36,1999などに記載されている。   Although a specific example is shown below, it is not limited to this. These compounds are disclosed in JP-A No. 2001-233882, Polymer Preprints, Japan, Vol. 48, no. 9, 2047-2048, 1999, International Symp. on functional dyes, 36, 1999, and the like.

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シラシクロペンタジエン誘導体としては、次のようなものが挙げられる。   Examples of the silacyclopentadiene derivative include the following.

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ここで、Rn(R21、R26)は水素原子、アルキル基,アリール基,アルコキシ基,アリーロキシ基,アルキルチオ基,アリールチオ基,アルケニル基,複素環基,ハロゲン原子,シアノ基,アルキルボリル基、アリールボリル基を示す。更に、隣接する基は互いに結合あるいは縮合して置換している炭素原子とともに脂肪族環あるいは芳香族環を形成しても良い。 Here, Rn (R 21 , R 26 ) is a hydrogen atom, alkyl group, aryl group, alkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, alkenyl group, heterocyclic group, halogen atom, cyano group, alkylboryl group, An arylboryl group is shown. Further, adjacent groups may form an aliphatic ring or an aromatic ring together with carbon atoms that are substituted or fused together.

以下に具体例を示すが、これに限定されるものではない。これらの化合物は、特開2002−338581号公報、特開2002−216972号公報などに記載されている。   Although a specific example is shown below, it is not limited to this. These compounds are described in JP-A No. 2002-338581, JP-A No. 2002-216972, and the like.

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このほか、特開2000−103786号公報、特開2000−306670号公報、特開2002−38141号公報、特開2001−57292号公報、特開2001−244076号公報、特開平5−21165号公報、特開2001−335776号公報、特開平7−82552号公報、特開平10−251634号公報、特開平9−3448号公報などに記載の化合物を使用することができる。これらの化合物も含めて、本発明に使用できる化合物を例示する。   In addition, JP 2000-103786 A, JP 2000-306670 A, JP 2002-38141 A, JP 2001-57292 A, JP 2001-244076 A, JP 5-21165 A. JP-A-2001-335776, JP-A-7-82552, JP-A-10-251634, JP-A-9-3448 and the like can be used. The compound which can be used for this invention including these compounds is illustrated.

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電子注入層において、有機化合物を1種のみ用いても2種以上併用してもよい。2種以上用いるときは、同種のものを用いても異なるものを用いてもよい。   In the electron injection layer, only one organic compound may be used, or two or more organic compounds may be used in combination. When using 2 or more types, the same type or different types may be used.

これらのなかでも、フェナントロリン誘導体、特に式(1a)、式(1b)で表されるフェナントロリンないしフェナントロリン誘導体を用いることが好ましく、フェナントロリンないしフェナントロリン誘導体を80%(質量百分率)以上含有することが好ましく、特に、フェナントロリンないしフェナントロリン誘導体からなることが好ましい。   Among these, it is preferable to use a phenanthroline derivative, particularly a phenanthroline or phenanthroline derivative represented by the formula (1a) or (1b), and preferably contains 80% (mass percentage) or more of the phenanthroline or phenanthroline derivative. In particular, it is preferably composed of phenanthroline or a phenanthroline derivative.

電子注入層の厚さは0.6〜20nm、さらには1〜10nmが好ましい。このような厚さの範囲において、駆動電圧を低下させることができる。これに対し、電子注入層が薄くなると、臨界的に上記の駆動電圧が上昇し、厚くなっても上記の駆動電圧が上昇する。これは、薄すぎる場合、陰極との密着性が低下し、電子注入性が悪くなるためであり、また、電子注入層の材料は電子輸送性が低いため、厚すぎると電圧が上昇すると考えられる。   The thickness of the electron injection layer is preferably 0.6 to 20 nm, more preferably 1 to 10 nm. In such a thickness range, the driving voltage can be reduced. On the other hand, when the electron injection layer becomes thin, the drive voltage rises critically, and the drive voltage rises even when the electron injection layer becomes thick. This is because if the electrode is too thin, the adhesion to the cathode is lowered and the electron injecting property is deteriorated. Also, since the material for the electron injecting layer has a low electron transporting property, the voltage is considered to increase if it is too thick. .

また、電子注入層と電子輸送層との合計厚さは5〜100nmであることが好ましい。このような合計厚さとすることにより電子の注入および輸送を効率よく行うことができ、かつ光学的に良好な外部取出し効率が得られる。これに対し、これらの合計厚さが厚くなると、駆動電圧の上昇を招き、薄くして駆動電圧を下げた場合でも、光学的に最適な膜厚でない場合、外部取り出し効率の低下を招く。   The total thickness of the electron injection layer and the electron transport layer is preferably 5 to 100 nm. By setting it as such a total thickness, injection | pouring and transport of an electron can be performed efficiently, and optically favorable external extraction efficiency is obtained. On the other hand, when these total thicknesses are increased, the drive voltage is increased, and even when the drive voltage is decreased by reducing the thickness, external extraction efficiency is decreased if the film thickness is not optically optimal.

本発明において、電子輸送層に接して設けられる発光層は、ホスト材料とドーパント材料とを含有するものであることが好ましい。   In the present invention, the light emitting layer provided in contact with the electron transport layer preferably contains a host material and a dopant material.

この場合のホスト材料としては、ナフタセン誘導体、アントラセン誘導体、テトラアリールジアミン誘導体、キノキサリン誘導体、金属錯体化合物などがあるが、アントラセン誘導体、ナフタセン誘導体を用いることが好ましく、ナフタセン誘導体は特に好ましい。   Examples of host materials in this case include naphthacene derivatives, anthracene derivatives, tetraaryldiamine derivatives, quinoxaline derivatives, metal complex compounds, and the like. Anthracene derivatives and naphthacene derivatives are preferably used, and naphthacene derivatives are particularly preferable.

ナフタセン誘導体としては、電子輸送層用のものと同様のものを用いることができ、好ましいものも同様であり、特に好ましくは式(2)(さらには、式(2a)、(2b)、特には式(2a))で表されるナフタセン誘導体である。   As the naphthacene derivative, the same naphthacene derivatives as those for the electron transport layer can be used, and preferable ones are also the same, particularly preferably the formula (2) (further, the formulas (2a) and (2b), especially It is a naphthacene derivative represented by the formula (2a)).

ホスト材料は、双極子モーメントが1.0Dybe以下、さらには0.5〜0Dybeであるものが好ましく、このような非極性分子を用いることにより電子輸送性が高くなり、ドーパント材料による電子のトラップが起こりやすくなり、ドーパントに電子が局在化するため、ドーパント材料の発光が促進されるとともに、ホスト材料での発光を抑えることができる。また、ホスト分子とドーパントとの相互作用を抑えることもできる。このため、高効率で色純度の高い素子が得られる。   The host material preferably has a dipole moment of 1.0 Dybe or less, and more preferably 0.5 to 0 Dybe. By using such a nonpolar molecule, the electron transporting property is improved, and the trapping of electrons by the dopant material is prevented. Since it becomes easy to occur and electrons are localized in the dopant, light emission of the dopant material is promoted and light emission from the host material can be suppressed. In addition, the interaction between the host molecule and the dopant can be suppressed. For this reason, an element with high efficiency and high color purity can be obtained.

発光層に含有されるホスト材料、特に好ましく用いられるナフタセン誘導体の電子親和力は、電子輸送層の電子親和力より大きいかまたは同じであることが望ましい。また、ホール注入輸送層を設ける場合、ホール注入輸送層の電子親和力より大きいことが好ましい。発光層に含有されるホスト材料の電子親和力が、電子輸送層の電子親和力より大きいと、発光層への電子の注入効率が向上し、また、ホール注入輸送層の電子親和力より大きいとホール注入輸送層の界面では電子がブロックされるため発光効率が向上し、素子寿命も向上する。   It is desirable that the electron affinity of the host material contained in the light-emitting layer, particularly the naphthacene derivative that is preferably used is greater than or equal to the electron affinity of the electron transport layer. Moreover, when providing a hole injection transport layer, it is preferable that it is larger than the electron affinity of a hole injection transport layer. If the electron affinity of the host material contained in the light emitting layer is greater than the electron affinity of the electron transport layer, the efficiency of electron injection into the light emitting layer is improved, and if it is greater than the electron affinity of the hole injection transport layer, hole injection transport is achieved. Since electrons are blocked at the interface of the layers, the light emission efficiency is improved and the device life is also improved.

また、発光層は、ホール(正孔)および電子の注入機能、それらの輸送機能、ホールと電子の再結合により励起子を生成させる機能を必要とするため、ホストには、比較的電子的にニュートラルな化合物を用いることで、電子とホールを容易かつバランスよく注入・輸送することができる。   In addition, the light-emitting layer requires a hole and electron injection function, a transport function thereof, and a function of generating excitons by recombination of holes and electrons. By using a neutral compound, electrons and holes can be injected and transported easily and in a balanced manner.

発光層におけるホスト材料は、発光層に80〜99.9%(質量百分率)含有されていることが好ましく、特に90〜99.9%(質量百分率)、さらには95.0〜99.5%(質量百分率)含有されていることが好ましい。   The host material in the light emitting layer is preferably contained in the light emitting layer in an amount of 80 to 99.9% (mass percentage), particularly 90 to 99.9% (mass percentage), more preferably 95.0 to 99.5%. (Mass percentage) is preferably contained.

また、発光層の厚さは、分子層一層に相当する厚みから、素子中の有機化合物層の全厚未満とすることが好ましく、具体的には1〜85nmとすることが好ましく、さらには5〜60nm、特には5〜50nmとすることが好ましい。   In addition, the thickness of the light emitting layer is preferably less than the total thickness of the organic compound layer in the element from the thickness corresponding to one molecular layer, specifically 1 to 85 nm, and more preferably 5 It is preferably ˜60 nm, particularly 5˜50 nm.

一方、ドーパント材料としては、それ自体で発光し、かつホスト材料中で電子をトラップすることが可能な材料であればいずれであってもよいが、フルオランテン誘導体を用いることが好ましい。   On the other hand, the dopant material may be any material as long as it emits light by itself and can trap electrons in the host material, but a fluoranthene derivative is preferably used.

フルオランテン誘導体としては、式(3)で表されるものが好ましい。   As a fluoranthene derivative, what is represented by Formula (3) is preferable.

Figure 0005002758
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式(3)中、n10は1または2である。Z〜Z10、およびn10=1のときのL11、L12は水素、ハロゲン、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル部分を有するアルコキシ基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル部分を有するアルキルチオ基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル部分を有するアルケニルオキシ基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル部分を有するアルケニルチオ基、置換または無置換の芳香環含有アルキル基、置換または無置換の芳香環アルキル含有オキシ基、置換または無置換の芳香環含有アルキルチオ基、置換または無置換の芳香環基、置換または無置換の芳香環オキシ基、置換または無置換の芳香環チオ基、置換または無置換のアミノ基、シアノ基、水酸基、−COOR(ここで、Rは水素、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル基、置換または無置換の芳香環基含有アルキル基、あるいは置換または無置換の芳香環基を表す)、−COR(ここで、Rは水素、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル基、置換または無置換の芳香環含有アルキル基、置換または無置換の芳香環基、あるいはアミノ基を表す)、あるいは−OCOR(ここで、Rは置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル基、置換または無置換の芳香環含有アルキル基、あるいは置換または無置換の芳香環基を表す)を表し、さらに、Z〜Z10およびL11,L12から選ばれる2つ以上の隣接する基は互いに結合して、置換している炭素原子と共に、置換または無置換の脂肪族炭素環、芳香環、あるいは脂肪族炭素環と芳香環との縮合環を形成していてもよい。また、n10=2であって、L11,L12のうちの少なくとも一方が単結合であるとき、他方はn10=1のときと同様の基を表し、上記と同様に環を形成してもよいことは同様である。また、L11,L12の両方が単結合であってもよく、この場合も上記と同様に環を形成してもよいことは同様である。 In formula (3), n 10 is 1 or 2. L 11 and L 12 when Z 1 to Z 10 and n 10 = 1 are hydrogen, halogen, a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent, and a substituent. An alkoxy group having a linear, branched or cyclic alkyl moiety, a linear chain optionally having a substituent, an alkylthio group having a branched or cyclic alkyl moiety, or a linear chain optionally having a substituent A branched or cyclic alkenyl group, an optionally substituted straight chain, a branched or cyclic alkenyl moiety having an alkenyloxy group, an optionally substituted linear, branched or cyclic alkenyl moiety An alkenylthio group, a substituted or unsubstituted aromatic ring-containing alkyl group, a substituted or unsubstituted aromatic ring alkyl-containing oxy group, a substituted or unsubstituted aromatic ring-containing alkylthio group, Unsubstituted aromatic ring group, a substituted or unsubstituted aromatic ring oxy group, a substituted or unsubstituted aromatic ring thio group, a substituted or unsubstituted amino group, a cyano group, a hydroxyl group, -COOR 1 (wherein, R 1 Contains hydrogen, a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent, a linear, branched or cyclic alkenyl group which may have a substituent, a substituted or unsubstituted aromatic ring group An alkyl group, or a substituted or unsubstituted aromatic ring group), —COR 2 (wherein R 2 represents hydrogen, a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent, a substituent; A linear, branched or cyclic alkenyl group which may have, a substituted or unsubstituted aromatic ring-containing alkyl group, a substituted or unsubstituted aromatic ring group, or an amino group), or -OCOR 3 (wherein , R 3 is a substituent A linear, branched or cyclic alkyl group that may be substituted, a linear, branched or cyclic alkenyl group that may have a substituent, a substituted or unsubstituted aromatic ring-containing alkyl group, or a substituted or unsubstituted group In addition, two or more adjacent groups selected from Z 1 to Z 10 and L 11 and L 12 are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted group together with a substituted carbon atom. A substituted aliphatic carbocycle, an aromatic ring, or a condensed ring of an aliphatic carbocycle and an aromatic ring may be formed. When n 10 = 2 and at least one of L 11 and L 12 is a single bond, the other represents the same group as when n 10 = 1, and forms a ring in the same manner as above. The same may be said. Further, both L 11 and L 12 may be a single bond, and in this case as well, a ring may be formed in the same manner as described above.

また、式(3)中、Z〜Z10およびL11,L12から選ばれる2つ以上の隣接する基が互いに結合して、置換している炭素原子と共に、置換または無置換の脂肪族炭素環、芳香環、あるいは脂肪族炭素環と芳香環との縮合環を形成していることが好ましい。また、n10=2のとき、L11,L12の両方が単結合であることも好ましい。 Further, in formula (3), two or more adjacent groups selected from Z 1 to Z 10 and L 11 and L 12 are bonded to each other, and together with the substituted carbon atom, a substituted or unsubstituted aliphatic group It is preferable to form a condensed ring of a carbocyclic ring, an aromatic ring, or an aliphatic carbocyclic ring and an aromatic ring. Further, when n 10 = 2, it is also preferable that both L 11 and L 12 are single bonds.

また、式(3)で表される化合物のなかでも、特に式(3a)で表されるジインデノ[1,2,3−cd:1’,2’,3’−lm]ペリレン誘導体が好ましい。   Of the compounds represented by formula (3), diindeno [1,2,3-cd: 1 ′, 2 ′, 3′-lm] perylene derivatives represented by formula (3a) are particularly preferable.

Figure 0005002758
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式(3a)中、Z〜Z,Z,Z10、Z11〜Z16,Z19およびZ20は水素、ハロゲン、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル部分を有するアルコキシ基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル部分を有するアルキルチオ基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル部分を有するアルケニルオキシ基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル部分を有するアルケニルチオ基、置換または無置換の芳香環含有アルキル基、置換または無置換の芳香環含有アルキルオキシ基、置換または無置換の芳香環含有アルキルチオ基、置換または無置換の芳香環基、置換または無置換の芳香環オキシ基、置換または無置換の芳香環チオ基、置換または無置換の芳香環アルケニル基、置換または無置換のアルケニル芳香環基、置換または無置換のアミノ基、シアノ基、水酸基、−COOR(ここで、Rは水素、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル基、置換または無置換の芳香環含有アルキル基、あるいは置換または無置換の芳香環基を表す)、−COR(ここで、Rは水素、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル基、置換または無置換の芳香環含有アルキル基、置換または無置換の芳香環基、あるいはアミノ基を表す)、あるいは−OCOR(ここで、Rは置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル基、置換または無置換の芳香環含有アルキル基、あるいは置換または無置換の芳香環基を表す)を表し、さらに、Z〜Z,Z,Z10、Z11〜Z16,Z19、Z20から選ばれる隣接する基から選ばれる基は互いに結合して、置換している炭素原子と共に、置換または無置換の脂肪族炭素環、芳香環、あるいは脂肪族炭素環と縮合芳香環との縮合環を形成していてもよい。 In the formula (3a), Z 1 to Z 6 , Z 9 , Z 10 , Z 11 to Z 16 , Z 19 and Z 20 are hydrogen, halogen, linear, branched or cyclic which may have a substituent. An alkyl group, an alkoxy group having an optionally substituted linear, branched or cyclic alkyl moiety, an alkylthio group having an optionally substituted linear, branched or cyclic alkyl moiety, and a substituent A linear, branched or cyclic alkenyl group which may have a group, an alkenyloxy group having a linear, branched or cyclic alkenyl part which may have a substituent, and a substituent. Good alkenylthio group having a linear, branched or cyclic alkenyl moiety, substituted or unsubstituted aromatic ring-containing alkyl group, substituted or unsubstituted aromatic ring-containing alkyloxy group, substituted or unsubstituted aromatic ring Alkylthio group, substituted or unsubstituted aromatic ring group, substituted or unsubstituted aromatic ring oxy group, substituted or unsubstituted aromatic ring thio group, substituted or unsubstituted aromatic ring alkenyl group, substituted or unsubstituted alkenyl aromatic A cyclic group, a substituted or unsubstituted amino group, a cyano group, a hydroxyl group, —COOR 1 (where R 1 represents hydrogen, a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent, a substituent; A linear, branched or cyclic alkenyl group which may have, a substituted or unsubstituted aromatic ring-containing alkyl group, or a substituted or unsubstituted aromatic ring group), —COR 2 (wherein R 2 represents Hydrogen, optionally substituted linear, branched or cyclic alkyl group, optionally substituted linear, branched or cyclic alkenyl group, substituted or unsubstituted aromatic ring-containing alkyl group , Place A substituted or unsubstituted aromatic ring group or an amino group, or —OCOR 3 (wherein R 3 has a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent, or a substituent. An optionally substituted linear, branched or cyclic alkenyl group, a substituted or unsubstituted aromatic ring-containing alkyl group, or a substituted or unsubstituted aromatic ring group), and Z 1 to Z 6 , Z 9 , Z 10 , Z 11 to Z 16 , Z 19 , and a group selected from adjacent groups selected from Z 20 are bonded to each other, together with a substituted carbon atom, a substituted or unsubstituted aliphatic carbocyclic ring, An aromatic ring or a condensed ring of an aliphatic carbon ring and a condensed aromatic ring may be formed.

なお、芳香環基とは、例えば、フェニル基、ナフチル基などの芳香族炭化水素基(アリール基)と、例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基などの芳香族複素環基とを意味するが、なかでもアリール基が好ましい。以下においても同様である。   The aromatic ring group means, for example, an aromatic hydrocarbon group (aryl group) such as a phenyl group or a naphthyl group and an aromatic heterocyclic group such as a furyl group, a thienyl group or a pyridyl group. Of these, an aryl group is preferred. The same applies to the following.

また、式(3)、(3a)において、Z〜Z,Z,Z10、Z11〜Z16,Z19,Z20で表される直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、直鎖、分岐または環状のアルキルチオ基、直鎖、分岐または環状のアルケニル基、直鎖、分岐または環状のアルケニルオキシ基、および直鎖、分岐または環状のアルケニルチオ基は、それぞれ、さらに、置換基を有していてもよく、例えば、ハロゲン、炭素数4〜20の芳香環基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数2〜20のアルコキシアルコキシ基、炭素数2〜20のアルケニルオキシ基、炭素数4〜20の芳香環含有アルキルオキシ基、炭素数5〜20の芳香環含有アルキルオキシアルコキシ基、炭素数3〜20の芳香環オキシ基、炭素数4〜20の芳香環オキシアルコキシ基、炭素数5〜20の芳香環アルケニル基、炭素数6〜20の芳香環含有アルキルアルケニル基、炭素数1〜20のアルキルチオ基、炭素数2〜20のアルコキシアルキルチオ基、炭素数2〜20のアルキルチオアルキルチオ基、炭素数2〜20のアルケニルチオ基、炭素数4〜20の芳香環含有アルキルチオ基、炭素数5〜20の芳香環含有アルキルオキシアルキルチオ基、炭素数5〜20の芳香環含有アルキルチオアルキルチオ基、炭素数3〜20の芳香環チオ基、炭素数4〜20の芳香族オキシアルキルチオ基、炭素数4〜20の芳香環チオアルキルチオ基、炭素数4〜20の脂環式複素環基などで単置換または多置換されていてもよい。さらに、これらの置換基に含まれる芳香環基は、さらにハロゲン、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数3〜10の芳香環基、炭素数4〜10の芳香環含有アルキル基などで置換されていてもよい。 In the formulas (3) and (3a), a linear, branched or cyclic alkyl group represented by Z 1 to Z 6 , Z 9 , Z 10 , Z 11 to Z 16 , Z 19 , Z 20 , Chain, branched or cyclic alkoxy groups, linear, branched or cyclic alkylthio groups, linear, branched or cyclic alkenyl groups, linear, branched or cyclic alkenyloxy groups, and linear, branched or cyclic alkenylthio groups Each group may further have a substituent, for example, halogen, an aromatic ring group having 4 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxyalkoxy group having 2 to 20 carbon atoms, C2-C20 alkenyloxy group, C4-C20 aromatic ring-containing alkyloxy group, C5-C20 aromatic ring-containing alkyloxyalkoxy group, C3-C20 aromatic ring oxy group C4-C20 aromatic ring oxyalkoxy group, C5-C20 aromatic ring alkenyl group, C6-C20 aromatic ring-containing alkyl alkenyl group, C1-C20 alkylthio group, C2-C20 Alkoxyalkylthio group, carbon number 2-20 alkylthioalkylthio group, carbon number 2-20 alkenylthio group, carbon number 4-20 aromatic ring-containing alkylthio group, carbon number 5-20 aromatic ring-containing alkyloxyalkylthio group C5-C20 aromatic ring-containing alkylthioalkylthio group, C3-C20 aromatic ring thio group, C4-C20 aromatic oxyalkylthio group, C4-C20 aromatic ring thioalkylthio group, carbon It may be mono-substituted or poly-substituted with an alicyclic heterocyclic group of 4-20. Furthermore, the aromatic ring group contained in these substituents is further halogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an aromatic ring group having 3 to 10 carbon atoms, and 4 to 10 carbon atoms. The aromatic ring-containing alkyl group may be substituted.

式(3)、(3a)において、Z〜Z,Z,Z10、Z11〜Z16,Z19,Z20で表される芳香環含有アルキル基、芳香環含有アルキルオキシ基、芳香環含有アルキルチオ基、芳香環基、芳香環オキシ基、および芳香環チオ基中の芳香環基は置換基を有していてもよく、例えば、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数4〜20の芳香環含有アルキル基、炭素数3〜20の芳香環基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数2〜20のアルコキシアルキル基、炭素数2〜20のアルコキシアルキルオキシ基、炭素数2〜20のアルケニルオキシ基、炭素数3〜20のアルケニルオキシアルキル基、炭素数3〜20のアルケニルオキシアルキルオキシ基、炭素数4〜20の芳香環含有アルキルオキシ基、炭素数5〜20の芳香環含有アルキルオキシアルキル基、炭素数5〜20の芳香環含有アルキルオキシアルキルオキシ基、炭素数3〜20の芳香環オキシ基、炭素数4〜20の芳香環オキシアルキル基、炭素数4〜20の芳香環オキシアルキルオキシ基、炭素数2〜20のアルキルカルボニル基、炭素数3〜20のアルケニルカルボニル基、炭素数5〜20の芳香環含有アルキルカルボニル基、炭素数4〜20の芳香環カルボニル基、炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基、炭素数3〜20のアルケニルオキシカルボニル基、炭素数5〜20の芳香環含有アルキルオキシカルボニル基、炭素数4〜20の芳香環オキシカルボニル基、炭素数2〜20のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数3〜20のアルケニルカルボニルオキシ基、炭素数5〜20の芳香環含有アルキルカルボニルオキシ基、炭素数4〜20の芳香環カルボニルオキシ基、炭素数1〜20のアルキルチオ基、炭素数4〜20の芳香環含有アルキルチオ基、炭素数3〜20の芳香環チオ基、ニトロ基、シアノ基、ホルミル基、ハロゲン、ハロゲン化アルキル基、水酸基、アミノ基、炭素数1〜20のN−モノ置換アミノ基、炭素数2〜40のN,N−ジ置換アミノ基などの置換基で単置換あるいは多置換されていてもよい。 In the formulas (3) and (3a), an aromatic ring-containing alkyl group represented by Z 1 to Z 6 , Z 9 , Z 10 , Z 11 to Z 16 , Z 19 , Z 20 , an aromatic ring-containing alkyloxy group, The aromatic ring group in the aromatic ring-containing alkylthio group, aromatic ring group, aromatic ring oxy group, and aromatic ring thio group may have a substituent, for example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, 2 carbon atoms -20 alkenyl group, C4-C20 aromatic ring-containing alkyl group, C3-C20 aromatic ring group, C1-C20 alkoxy group, C2-C20 alkoxyalkyl group, C2-carbon -20-alkoxyalkyloxy group, C2-C20 alkenyloxy group, C3-C20 alkenyloxyalkyl group, C3-C20 alkenyloxyalkyloxy group, C4-C20 aromatic ring Al Ruoxy group, C5-C20 aromatic ring-containing alkyloxyalkyl group, C5-C20 aromatic ring-containing alkyloxyalkyloxy group, C3-C20 aromatic ring oxy group, C4-C20 fragrance Ring oxyalkyl group, C4-20 aromatic ring oxyalkyloxy group, C2-20 alkylcarbonyl group, C3-20 alkenylcarbonyl group, C5-20 aromatic ring-containing alkylcarbonyl group C4-C20 aromatic ring carbonyl group, C2-C20 alkoxycarbonyl group, C3-C20 alkenyloxycarbonyl group, C5-C20 aromatic ring-containing alkyloxycarbonyl group, C4 -20 aromatic ring oxycarbonyl group, C2-C20 alkylcarbonyloxy group, C3-C20 alkenylcarbonyl A xy group, a C5-C20 aromatic ring-containing alkylcarbonyloxy group, a C4-C20 aromatic ring carbonyloxy group, a C1-C20 alkylthio group, a C4-C20 aromatic ring-containing alkylthio group, C3-C20 aromatic ring thio group, nitro group, cyano group, formyl group, halogen, halogenated alkyl group, hydroxyl group, amino group, C1-C20 N-monosubstituted amino group, C2-C40 The N, N-disubstituted amino group may be monosubstituted or polysubstituted.

さらに、これらの置換基に含まれる芳香環基は、さらにハロゲン、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数7〜10のアラルキル基などで置換されていてもよい。   Furthermore, the aromatic ring group contained in these substituents is further halogen, a C1-10 alkyl group, a C1-10 alkoxy group, a C6-10 aryl group, a C7-10 carbon group. It may be substituted with an aralkyl group.

式(3)、(3a)において、Z〜Z,Z,Z10、Z11〜Z16,Z19,Z20で表されるアミノ基は置換基を有していてもよく、例えば、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数4〜20の芳香環含有アルキル基、あるいは炭素数3〜20の芳香環基でモノ置換またはジ置換されていてもよい。 In formulas (3) and (3a), the amino group represented by Z 1 to Z 6 , Z 9 , Z 10 , Z 11 to Z 16 , Z 19 , Z 20 may have a substituent, For example, it may be mono-substituted or di-substituted with an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, or an aromatic ring group having 3 to 20 carbon atoms.

式(3)、(3a)において、エステル基ないしアシル基中のR、RおよびRで表されるアルキル基、アルケニル基、芳香環含有アルキル基およびアリール基は置換基を有していてもよく、例えば、Z〜Z,Z,Z10、Z11〜Z16,Z19,Z20で挙げた置換基で単置換または多置換されていてもよい。 In the formulas (3) and (3a), the alkyl group, alkenyl group, aromatic ring-containing alkyl group and aryl group represented by R 1 , R 2 and R 3 in the ester group or acyl group have a substituent. For example, it may be mono-substituted or poly-substituted with the substituents mentioned for Z 1 to Z 6 , Z 9 , Z 10 , Z 11 to Z 16 , Z 19 , Z 20 .

〜Z,Z,Z10、Z11〜Z16,Z19,Z20は、好ましくは、Z,Z,Z,Z10,Z15,Z16,Z19およびZ20が水素であり、且つZ〜Z,Z11〜Z14が水素、ハロゲン、置換基を有していてもよい総炭素数1〜24の直鎖、分岐または環状のアルキル基、置換基を有していてもよい総炭素数1〜24の直鎖、分岐または環状のアルキル部分を有するアルコキシ基、置換基を有していてもよい総炭素数2〜24の直鎖、分岐または環状のアルケニル基、またはこのようなアルケニル基を有するアルケニルアリール基あるいはアリールアルケニル基(総炭素数8〜30)、置換または無置換の総炭素数7〜24のアラルキル基、置換または無置換の総炭素数6〜24のアリール基あるいはアリールオキシ基、シアノ基、複素環基、水酸基、−COOR、−COR、あるいは−OCOR(但し、ここで、R〜Rは前記に同じ意味を表す)である。 Z 1 to Z 6 , Z 9 , Z 10 , Z 11 to Z 16 , Z 19 and Z 20 are preferably Z 5 , Z 6 , Z 9 , Z 10 , Z 15 , Z 16 , Z 19 and Z. 20 is hydrogen, and Z 1 to Z 4 , Z 11 to Z 14 are hydrogen, halogen, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 24 carbon atoms which may have a substituent, substituted A linear, branched or cyclic alkyl moiety having 1 to 24 carbon atoms which may have a group, a straight chain having 2 to 24 carbon atoms which may have a substituent, a branched chain or a A cyclic alkenyl group, or an alkenylaryl group having such an alkenyl group or an arylalkenyl group (total carbon number 8-30), a substituted or unsubstituted aralkyl group having a total carbon number 7-24, a substituted or unsubstituted total Ants with 6 to 24 carbon atoms Le group or an aryloxy group, a cyano group, a heterocyclic group, a hydroxyl group, -COOR 1, -COR 2 or -OCOR 3, (provided that wherein, R 1 to R 3 have the same meanings as defined above) is.

さらに、式(3)において、L11,L12,Z〜Z,ZおよびZ10,式(3a)においてZ〜Z,Z,Z10,Z11〜Z16,Z19およびZ20から選ばれる隣接する基は互いに結合して、置換している炭素原子と共に、置換または無置換の脂肪族炭素環、芳香環、あるいは脂肪族炭素環と芳香環との縮合環を形成する態様も好ましい。 Further, in Formula (3), L 11 , L 12 , Z 1 to Z 6 , Z 9 and Z 10 , and in Formula (3a), Z 1 to Z 6 , Z 9 , Z 10 , Z 11 to Z 16 , Z Adjacent groups selected from 19 and Z 20 are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic carbocyclic ring, an aromatic ring, or a condensed ring of an aliphatic carbocyclic ring and an aromatic ring together with a substituted carbon atom. The form to form is also preferable.

また、式(3a)で表される化合物は、さらに下記式(3b)で表される化合物、特にジベンゾ[f,f’]ジインデノ[1,2,3−cd:1’,2’,3’−lm]ペリレン誘導体であることが好ましい。   The compound represented by the formula (3a) is further a compound represented by the following formula (3b), particularly dibenzo [f, f ′] diindeno [1,2,3-cd: 1 ′, 2 ′, 3 It is preferable that it is a '-lm] perylene derivative.

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式(3b)において、Z〜Z44は、式(3a)におけるZ〜Z20と同義である。 In the formula (3b), Z 1 to Z 44 are synonymous with Z 1 to Z 20 in the formula (3a).

なお、式(3a)で表される化合物において、Z〜Z20、または式(3b)で表される化合物においてZ〜Z44は、置換もしくは無置換のアリール基、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基およびアリールオキシ基のいずれかであることが好ましい。 In the compound represented by the formula (3a), Z 1 to Z 20 , or in the compound represented by the formula (3b), Z 1 to Z 44 are a substituted or unsubstituted aryl group, alkyl group, alkenyl group. , An alkoxy group or an aryloxy group is preferable.

さらに、式(3a)で表される化合物において、Z〜Z20、または式(3b)で表される化合物においてZ〜Z44のいずれか1種以上は、オルト置換フェニル基であることが好ましい。 Furthermore, in the compound represented by Formula (3a), at least one of Z 1 to Z 44 in the compound represented by Z 1 to Z 20 or Formula (3b) is an ortho-substituted phenyl group. Is preferred.

特に、式(3a)で表される化合物、または式(3b)で表される化合物において、ZとZのいずれか一方または両方、および/またはZ11とZ14のいずれか一方または両方は、オルト置換フェニル基であることが好ましい。 In particular, in the compound represented by formula (3a) or the compound represented by formula (3b), either one or both of Z 1 and Z 4 and / or one or both of Z 11 and Z 14 Is preferably an ortho-substituted phenyl group.

このように、オルト位に置換基を導入することにより、昇華精製時の分解性を抑制することができる。また、オルト位に置換基を導入することにより、蛍光性も向上する。   Thus, by introducing a substituent at the ortho position, the decomposability during sublimation purification can be suppressed. In addition, fluorescence is improved by introducing a substituent at the ortho position.

このようなオルト位置換の化合物を用いることで、EL素子の蛍光輝度が向上し、濃度消光性が抑制されるためELドーパントとしてのマージンが向上し、設計の自由度が向上する。   By using such an ortho-substituted compound, the fluorescence brightness of the EL element is improved and the concentration quenching property is suppressed, so that the margin as an EL dopant is improved and the design flexibility is improved.

すなわち、オルト置換フェニル基を導入することによって、その立体障害によりペリレン骨格の会合性をコントロールすることができ、溶媒に対する溶解性が向上し、高純度に精製を行うことが可能となる。また、同様の理由から、より低い温度で昇華精製を行うことができ、昇華精製時の分解が起こり難く、この点でも高純度な材料を得るために有効であり、その材料を用いて有機EL素子を作製した場合は、不純物により励起子の失活が少なく、高い発光効率を得ることができる。   That is, by introducing an ortho-substituted phenyl group, the associative property of the perylene skeleton can be controlled by the steric hindrance, the solubility in a solvent is improved, and the purification can be performed with high purity. Further, for the same reason, sublimation purification can be performed at a lower temperature, decomposition during sublimation purification hardly occurs, and this point is also effective for obtaining a high-purity material. When an element is manufactured, exciton is hardly deactivated by impurities, and high light emission efficiency can be obtained.

また、高い発光効率が得られるもう一つの理由として、発光層中での同一分子間、あるいは異分子間での会合が抑えられることによる濃度消光性の抑制が挙げられる。   Another reason why high luminous efficiency can be obtained is to suppress concentration quenching by suppressing association between the same molecules or different molecules in the light emitting layer.

本発明のフルオランテン誘導体の具体例を以下に示すが、本発明はこれに限定されるものではない。特に好ましい式(3b)で表される化合物の好ましい具体例は化289〜化295(G−1〜G−100)、化313〜化317に示すものである。具体例は、各々示した構造式の表示に従っている。なお、Phはフェニル基を表す。   Specific examples of the fluoranthene derivative of the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto. Particularly preferred specific examples of the compound represented by the formula (3b) are those shown in Chemical formula 289 to Chemical formula 295 (G-1 to G-100) and Chemical formula 313 to Chemical formula 317. Specific examples follow the display of the structural formulas shown. Ph represents a phenyl group.

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このようなフルオランテン誘導体は、1種のみ用いても2種以上併用してもよい。特に、式(3a)の化合物の使用は好ましい。   Such fluoranthene derivatives may be used alone or in combination of two or more. In particular, the use of the compound of formula (3a) is preferred.

このようなフルオランテン誘導体を発光成分として発光層に用いると、従来にはない、高輝度で耐久性に優れた有機EL素子が得られる。また、駆動時の温度による発光効率の低下が少なく、温度特性に優れたものとなる。   When such a fluoranthene derivative is used as a light-emitting component in a light-emitting layer, an organic EL device having high brightness and excellent durability, which has not been conventionally used, can be obtained. In addition, there is little decrease in luminous efficiency due to the temperature during driving, and the temperature characteristics are excellent.

本発明の有機EL素子ではホスト材料としてナフタセン誘導体を用いることが好ましく、特に、ナフタセン誘導体とフルオランテン誘導体との組合せは好ましく、強い発光が得られる。   In the organic EL device of the present invention, it is preferable to use a naphthacene derivative as a host material. In particular, a combination of a naphthacene derivative and a fluoranthene derivative is preferable, and strong light emission can be obtained.

このような強い発光が得られる理由としては、ナフタセン誘導体とフルオランテン誘導体はエキサイプレックスの生成等の相互作用が生じることのない理想的な組み合わせであると考えられる。また、前述したようなドーパントのキャリアトラップによるドーパント励起子の生成・発光に加えて、ホストの励起子が生成した場合にも、そのエネルギーが効率よくドーパントに移動し、ドーパントが発光する発光機構も考えられる。この組み合わせにおいてこのような効率の良いホストからドーパントへのエネルギー移動が起こる理由としては、エネルギーギャップが比較的ドーパント材料のそれと近いため、電子交換によるエネルギー移動に加えて発光再吸収によるエネルギー移動現象も生じており、このような高い発光強度が得られると考えられる。   The reason why such strong luminescence can be obtained is considered that the naphthacene derivative and the fluoranthene derivative are an ideal combination in which an interaction such as the formation of an exciplex does not occur. In addition to the generation and emission of dopant excitons by dopant carrier traps as described above, when a host exciton is generated, the energy is efficiently transferred to the dopant, and the emission mechanism by which the dopant emits light is also provided. Conceivable. The reason why such efficient energy transfer from the host to the dopant occurs in this combination is that the energy gap is relatively close to that of the dopant material. It is considered that such a high emission intensity can be obtained.

さらに、上記ホスト材料とドーパントとの組み合わせにより、ドーパントの濃度消光性は非常に小さく抑えることができることもこのような強い発光強度に寄与している。   Further, the combination of the host material and the dopant can suppress the concentration quenching of the dopant to a very low level, which contributes to such strong emission intensity.

有機EL素子を作成した際の、このような非常に良好な発光効率は、上記の強い蛍光強度が得られる機構に加えて、発光層におけるキャリアの再結合確率の向上、さらにはナフタセンの三重項励起状態からのエネルギー移動によるドーパントの一重項励起状態の生成などの効果によるものもあると考えられる。   Such a very good light emission efficiency when an organic EL device is produced is not only the above-mentioned mechanism for obtaining a strong fluorescence intensity, but also an improvement in the carrier recombination probability in the light emitting layer, and further a naphthacene triplet. It is considered that there are also some effects such as generation of a singlet excited state of the dopant by energy transfer from the excited state.

また、一般的な有機EL素子では、ドーパントによるキャリアトラップにより駆動電圧が高くなってしまうのに対し、上記発光層を用いた有機EL素子の駆動電圧が非常に低いのは、発光層のキャリア輸送性が高いことに加えて、ドーパントのキャリアトラップ以外にも、上記のような機構で高効率な発光を実現しているためである。さらには、発光層へのキャリアの注入が容易であることも考えられる。また、ホストの電子輸送性が大きいため、大きな駆動電圧上昇を伴わずにキャリアがドーパントに局在化することができることも考えられる。   Further, in a general organic EL element, the driving voltage becomes high due to the carrier trap by the dopant, whereas the driving voltage of the organic EL element using the light emitting layer is very low. This is because, in addition to high performance, in addition to the dopant carrier trap, highly efficient light emission is realized by the mechanism described above. Furthermore, it is conceivable that carriers can be easily injected into the light emitting layer. In addition, since the host has a high electron transport property, it is also conceivable that carriers can be localized in the dopant without a large drive voltage increase.

また、ナフタセン誘導体は非常に安定であり、キャリアの注入に対する耐久性が高いため、ナフタセン誘導体をホスト材料とし、フルオランテン誘導体をドーパント材料とした組み合わせの素子は非常に長寿命である。   In addition, since a naphthacene derivative is very stable and has high durability against carrier injection, a combination element using a naphthacene derivative as a host material and a fluoranthene derivative as a dopant material has a very long lifetime.

本発明において設けられるホール注入輸送層は、ホール注入電極からのホールの注入を容易にする機能、ホールを安定に輸送する機能および電子を妨げる機能を有し、発光層に注入されるホールを増大し、閉じこめさせ、再結合領域を最適化させ、発光効率を改善する。   The hole injection / transport layer provided in the present invention has a function of facilitating the injection of holes from the hole injection electrode, a function of stably transporting holes, and a function of blocking electrons, thereby increasing the number of holes injected into the light emitting layer. And confinement, optimizing the recombination region, and improving luminous efficiency.

また、ホール注入輸送層には、例えば、特開昭63−295695号公報、特開平2−191694号公報、特開平3−792号公報、特開平5−234681号公報、特開平5−239455号公報、特開平5−299174号公報、特開平7−126225号公報、特開平7−126226号公報、特開平8−100172号公報、EP0650955A1等に記載されている各種有機化合物を用いることができる。例えば、テトラアリールベンジシン化合物(トリアリールジアミンないしトリフェニルジアミン:TPD)、芳香族三級アミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、ポリチオフェン等である。これらの化合物は2種以上を併用してもよく、併用するときは別層にして積層したり、混合したりすればよい。   Examples of the hole injecting and transporting layer include, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-295695, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-191694, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-792, Japanese Patent Application Laid-Open No. Various organic compounds described in JP-A No. 5-299174, JP-A No. 7-126225, JP-A No. 7-126226, JP-A No. 8-100192, EP0650955A1, and the like can be used. For example, tetraarylbenzidine compounds (triaryldiamine or triphenyldiamine: TPD), aromatic tertiary amines, hydrazone derivatives, carbazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, oxadiazole derivatives having amino groups, polythiophenes, etc. . Two or more of these compounds may be used in combination, and when used in combination, they may be laminated as separate layers or mixed.

ホール注入輸送層をホール注入層とホール輸送層とに分けて設層してもよく、この場合は、ホール注入輸送層用の化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いることができる。このとき、ホール注入電極(ITO等)側からイオン化ポテンシャルの小さい化合物の層の順に積層することが好ましい。またホール注入電極表面には薄膜性の良好な化合物を用いることが好ましい。このような積層順については、ホール注入輸送層を2層以上設けるときも同様である。このような積層順とすることによって、駆動電圧が低下し、電流リークの発生やダークスポットの発生・成長を防ぐことができる。また、素子化する場合、蒸着を用いているので1〜10nm程度の薄い膜も、均一かつピンホールフリーとすることができるため、ホール注入層にイオン化ポテンシャルが小さく、可視部に吸収をもつような化合物を用いても、発光色の色調変化や再吸収による効率の低下を防ぐことができる。   The hole injecting and transporting layer may be divided into a hole injecting layer and a hole transporting layer, and in this case, a preferred combination can be selected and used from the compounds for the hole injecting and transporting layer. At this time, it is preferable to laminate in order of a compound layer having a small ionization potential from the hole injection electrode (ITO or the like) side. Further, it is preferable to use a compound having a good thin film property on the surface of the hole injection electrode. Such a stacking order is the same when two or more hole injecting and transporting layers are provided. By adopting such a stacking order, the drive voltage is lowered, and the occurrence of current leakage and the generation / growth of dark spots can be prevented. In addition, in the case of elementization, since vapor deposition is used, a thin film of about 1 to 10 nm can be made uniform and pinhole free, so that the ion injection potential is small in the hole injection layer and the visible portion has absorption. Even if such a compound is used, it is possible to prevent a decrease in efficiency due to a change in color tone of light emission and reabsorption.

ホール注入輸送層の厚さは、再結合・発光領域の設計によるが、発光層の厚さと同程度もしくは1/10〜10倍程度とすればよい。ホール注入輸送層の厚さは特に限定されず、形成方法によっても異なるが、通常、5〜500nm程度、特に10〜300nmとすることが好ましい。注入層と輸送層を分ける場合は、注入層は1nm以上、輸送層は1nm以上とするのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さの上限は、通常、注入層で500nm程度、輸送層で500nm程度である。このような膜厚については注入輸送層を2層設けるときも同じである。   The thickness of the hole injecting and transporting layer depends on the design of the recombination / light emitting region, but may be about the same as the thickness of the light emitting layer or about 1/10 to 10 times. The thickness of the hole injecting and transporting layer is not particularly limited and varies depending on the forming method, but is usually about 5 to 500 nm, and preferably 10 to 300 nm. When the injection layer and the transport layer are separated, the injection layer is preferably 1 nm or more, and the transport layer is preferably 1 nm or more. The upper limit of the thickness of the injection layer and the transport layer at this time is usually about 500 nm for the injection layer and about 500 nm for the transport layer. Such a film thickness is the same when two injection transport layers are provided.

電子注入層、電子輸送層、発光層およびホール注入輸送層の形成には、均質な薄膜が形成できることから真空蒸着法を用いることが好ましい。真空蒸着法を用いた場合、アモルファス状態または結晶粒径が0.1μm以下の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が0.1μmを超えていると、不均一な発光となり、素子の駆動電圧を高くしなければならなくなり、ホールの注入効率も著しく低下する。   For the formation of the electron injection layer, the electron transport layer, the light emitting layer, and the hole injection transport layer, it is preferable to use a vacuum deposition method because a homogeneous thin film can be formed. When the vacuum deposition method is used, a homogeneous thin film having an amorphous state or a crystal grain size of 0.1 μm or less can be obtained. When the crystal grain size exceeds 0.1 μm, non-uniform light emission occurs, the driving voltage of the element must be increased, and the hole injection efficiency is significantly reduced.

真空蒸着の条件は特に限定されないが、10−4Pa以下の真空度とし、蒸着速度は0.01〜1nm/sec程度とすることが好ましい。また、真空中で連続して各層を形成することが好ましい。真空中で連続して形成すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防げるため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を低くしたり、ダークスポットの成長・発生を抑えたりすることができる。 Although the conditions of vacuum deposition are not specifically limited, It is preferable to set it as the vacuum degree of 10 < -4 > Pa or less, and a vapor deposition rate to be about 0.01-1 nm / sec. Moreover, it is preferable to form each layer continuously in a vacuum. If formed continuously in a vacuum, impurities can be prevented from adsorbing to the interface of each layer, so that high characteristics can be obtained. Further, the driving voltage of the element can be lowered, and the growth / generation of dark spots can be suppressed.

これら各層の形成に真空蒸着法を用いる場合において、1層に複数の化合物を含有させる場合、化合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着することが好ましい。   In the case of using a vacuum deposition method for forming each of these layers, when a plurality of compounds are contained in one layer, it is preferable to co-deposit each boat containing the compounds by individually controlling the temperature.

また、発光層における混合層の形成方法としては、異なる蒸着源より蒸発させる共蒸着が好ましいが、蒸気圧(蒸発温度)が同程度あるいは非常に近い場合には、予め同じ蒸着ボード内で混合させておき、蒸着することもできる。混合層は化合物同士が均一に混合している方が好ましいが、場合によっては、化合物が島状に存在するものであってもよい。   In addition, as a method for forming the mixed layer in the light emitting layer, co-evaporation by evaporating from different vapor deposition sources is preferable. However, when the vapor pressure (evaporation temperature) is the same or very close, they are mixed in advance in the same vapor deposition board. In addition, vapor deposition can also be performed. In the mixed layer, it is preferable that the compounds are uniformly mixed, but in some cases, the compounds may be present in an island shape.

電子注入電極(陰極)は、好ましくは仕事関数が4eV以下の金属、合金または金属間化合物から構成される。仕事関数が4eVを超えると、電子の注入効率が低下し、ひいては発光効率も低下する。仕事関数が4eV以下の電子注入電極膜の構成金属としては、例えば、Li、Na、K等のアルカリ金属、Mg、Ca、Sr、Ba等のアルカリ土類金属、La、Ce等の希土類金属や、Al、In、Ag、Sn、Zn、Zr等が挙げられる。仕事関数が4eV以下の膜の構成合金としては、例えばAg・Mg(Ag:原子比で0.1〜50%)、Al・Li(Li:原子比で0.01〜12%)、In・Mg(Mg:原子比で50〜80%)、Al・Ca(Ca:原子比で0.01〜20%)等が挙げられる。これらは単独で、あるいは2種以上の組み合わせとして存在してもよく、これらを2種以上組み合わせた場合の混合比は任意である。また、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属の酸化物やハロゲン化物を薄く成膜し、アルミニウム等の支持電極(補助電極、配線電極)を用いてもよい。   The electron injection electrode (cathode) is preferably made of a metal, alloy or intermetallic compound having a work function of 4 eV or less. When the work function exceeds 4 eV, the electron injection efficiency decreases, and as a result, the light emission efficiency also decreases. Examples of the constituent metal of the electron injection electrode film having a work function of 4 eV or less include alkaline metals such as Li, Na, and K, alkaline earth metals such as Mg, Ca, Sr, and Ba, rare earth metals such as La and Ce, Al, In, Ag, Sn, Zn, Zr, and the like. Examples of the constituent alloy of the film having a work function of 4 eV or less include Ag · Mg (Ag: 0.1 to 50% in atomic ratio), Al·Li (Li: 0.01 to 12% in atomic ratio), In · Examples include Mg (Mg: 50 to 80% in atomic ratio), Al · Ca (Ca: 0.01 to 20% in atomic ratio), and the like. These may be present singly or as a combination of two or more, and the mixing ratio when two or more of these are combined is arbitrary. Alternatively, an oxide or halide of an alkali metal, alkaline earth metal, or rare earth metal may be thinly formed, and a support electrode (auxiliary electrode, wiring electrode) such as aluminum may be used.

この電子注入電極は蒸着法やスパッタ法等によって形成できる。   This electron injection electrode can be formed by vapor deposition or sputtering.

このような電子注入電極の厚さは、電子注入を十分行える一定以上の厚さとすればよく、0.1nm以上とすればよい。また、その上限値には特に制限はないが、通常膜厚は0.1〜500nm程度とすればよい。   The thickness of such an electron injection electrode may be a certain thickness that can sufficiently perform electron injection, and may be 0.1 nm or more. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in the upper limit, Usually, a film thickness should just be about 0.1-500 nm.

ホール注入電極(陽極)としては、好ましくは発光した光の透過率が80%以上となるような材料および厚さを決定することが好ましい。具体的には、酸化物透明導電薄膜が好ましく、例えば、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、亜鉛ドープ酸化インジウム(IZO)、酸化インジウム(In)、酸化スズ(SnO)および酸化亜鉛(ZnO)のいずれかを主組成としたものが好ましい。これらの酸化物はその化学量論組成から多少偏倚していてもよい。Inに対しSnOの混合比は、1〜20%(質量百分率)が好ましく、さらには5〜12%(質量百分率)が好ましい。Inに対しZnOの混合比は、12〜32%(質量百分率)が好ましい。 For the hole injection electrode (anode), it is preferable to determine the material and thickness so that the transmittance of the emitted light is preferably 80% or more. Specifically, an oxide transparent conductive thin film is preferable. For example, tin-doped indium oxide (ITO), zinc-doped indium oxide (IZO), indium oxide (In 2 O 3 ), tin oxide (SnO 2 ), and zinc oxide ( Those having any of the main compositions of ZnO) are preferred. These oxides may deviate somewhat from their stoichiometric composition. The mixing ratio of SnO 2 to In 2 O 3 is preferably 1 to 20% (mass percentage), and more preferably 5 to 12% (mass percentage). The mixing ratio of ZnO to In 2 O 3 is preferably 12 to 32% (mass percentage).

ホール注入電極は、発光波長帯域、通常350〜800nm、特に各発光光に対する光透過率が80%以上、特に90%以上であることが好ましい。通常、発光光はホール注入電極を通って取り出されるため、その透過率が低くなると、発光層からの発光自体が減衰され、発光素子として必要な輝度が得られなくなる傾向がある。ただし、発光光を取り出す側が80%以上であればよい。   The hole injecting electrode preferably has an emission wavelength band, usually 350 to 800 nm, and particularly has a light transmittance of 80% or more, particularly 90% or more for each emitted light. Usually, since emitted light is extracted through the hole injection electrode, if the transmittance is lowered, the light emitted from the light emitting layer itself is attenuated, and there is a tendency that luminance necessary for the light emitting element cannot be obtained. However, it is sufficient that the side from which the emitted light is extracted is 80% or more.

ホール注入電極の厚さは、ホール注入を十分行える一定以上の厚さを有すれば良く、好ましくは50〜500nm、さらには50〜300nmの範囲が好ましい。また、その上限は特に制限はないが、あまり厚いと剥離などの心配が生じる。厚さが薄すぎると、製造時の膜強度やホール輸送能力、抵抗値の点で問題がある。   The thickness of the hole injection electrode is sufficient if it has a certain thickness that can sufficiently inject holes, and is preferably in the range of 50 to 500 nm, more preferably 50 to 300 nm. The upper limit is not particularly limited, but if it is too thick, there is a concern about peeling. If the thickness is too thin, there are problems in terms of film strength, hole transport capability, and resistance value during manufacture.

ホール注入電極を成膜するにはスパッタ法が好ましい。スパッタ法としてはRF電源を用いた高周波スパッタ法等も可能であるが、成膜するホール注入電極の膜物性の制御のし易さや、成膜面の平滑度等を考慮するとDCスパッタ法を用いることが好ましい。   A sputtering method is preferable for forming the hole injection electrode. As the sputtering method, a high-frequency sputtering method using an RF power source or the like is possible, but the DC sputtering method is used in consideration of easy control of film physical properties of the hole injection electrode to be formed, smoothness of the film formation surface, and the like. It is preferable.

また、必要に応じて保護膜を形成してもよい。保護膜はSiO等の無機材料、テフロン(登録商標)等の有機材料等を用いて形成することができる。保護膜は透明でも不透明であってもよく、保護膜の厚さは50〜1200nm程度とする。保護膜は前記した反応性スパッタ法の他に、一般的なスパッタ法、蒸着法等により形成すればよい。 Moreover, you may form a protective film as needed. The protective film can be formed using an inorganic material such as SiO X or an organic material such as Teflon (registered trademark). The protective film may be transparent or opaque, and the thickness of the protective film is about 50 to 1200 nm. The protective film may be formed by a general sputtering method, vapor deposition method or the like in addition to the reactive sputtering method described above.

さらに、素子の有機層や電極の酸化を防ぐために素子上に封止層を設けることが好ましい。封止層は、湿気の侵入を防ぐために市販の低吸湿性の光硬化性接着剤、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体接着剤シート等の接着性樹脂層を用いて、ガラス板等の封止板を接着し密封する。ガラス板以外にも金属板、プラスチック板等を用いることもできる。   Furthermore, it is preferable to provide a sealing layer on the element in order to prevent oxidation of the organic layer and electrode of the element. The sealing layer is an adhesive resin layer such as a commercially available low-hygroscopic photocurable adhesive, epoxy adhesive, silicone adhesive, cross-linked ethylene-vinyl acetate copolymer adhesive sheet, etc. in order to prevent moisture from entering. Is used to adhere and seal a sealing plate such as a glass plate. Besides a glass plate, a metal plate, a plastic plate, etc. can also be used.

基板材料としては、基板側から発光した光を取り出す構成の場合、ガラスや石英、樹脂等の透明ないし半透明材料を用いる。また、基板に色フィルター膜や蛍光性物質を含む色変換膜、あるいは誘電体反射膜を用いて発光色をコントロールしてもよい。また、前記逆積層の場合には、基板は透明でも不透明であってもよく、不透明である場合にはセラミックス等を使用してもよい。   As the substrate material, a transparent or translucent material such as glass, quartz, resin, or the like is used in the case where the light emitted from the substrate side is extracted. Further, the emission color may be controlled by using a color filter film, a color conversion film containing a fluorescent substance, or a dielectric reflection film on the substrate. In the case of the reverse lamination, the substrate may be transparent or opaque, and if it is opaque, ceramics or the like may be used.

カラーフィルター膜には、液晶ディスプレイ等で用いられているカラーフィルターを用いれば良いが、有機ELの発光する光に合わせてカラーフィルターの特性を調整し、取り出し効率・色純度を最適化すればよい。また、EL素子材料や蛍光変換層が光吸収するような短波長の外光をカットできるカラーフィルターを用いれば、素子の耐光性・表示のコントラストも向上する。また、誘電体多層膜のような光学薄膜を用いてカラーフィルターの代わりにしても良い。   For the color filter film, a color filter used in a liquid crystal display or the like may be used, but it is only necessary to adjust the characteristics of the color filter according to the light emitted from the organic EL to optimize the extraction efficiency and the color purity. . In addition, if a color filter that can cut off short-wavelength external light that is absorbed by the EL element material or the fluorescence conversion layer is used, the light resistance and display contrast of the element can be improved. Further, an optical thin film such as a dielectric multilayer film may be used instead of the color filter.

本発明の有機EL素子は、通常、直流駆動型、パルス駆動型のEL素子として用いられるが、交流駆動とすることもできる。印加電圧は、通常、2〜30V程度とされる。   The organic EL element of the present invention is usually used as a direct current drive type or a pulse drive type EL element, but may be an alternating current drive. The applied voltage is usually about 2 to 30V.

以下、本発明を実施例によっての具体的に説明する。比較例を併記する。以下の実施例および比較例において用いた化合物を以下に示す。   Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples. A comparative example is also shown. The compounds used in the following examples and comparative examples are shown below.

Figure 0005002758
Figure 0005002758

Figure 0005002758
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参考例
ITO透明電極付きガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥した。透明電極表面をUV/O洗浄した後、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定して、槽内を1×10−4Pa以下まで減圧した。次いで、減圧状態を保ったまま、ホール注入層としてN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス[N−(4−メチルフェニル)−N一フェニル−(4−アミノフェニル)]−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミンを蒸着速度0.1nm/secで60nmの膜厚に蒸着した。次いで、ホール輸送層としてN,N,N’,N’−テトラキス(m−ビフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミンを蒸着通度0.1nm/secで10nmの厚さに蒸着した。
Reference example 1
The glass substrate with an ITO transparent electrode was subjected to ultrasonic cleaning using a neutral detergent, acetone and ethanol, and then pulled up from boiling ethanol and dried. After the surface of the transparent electrode was washed with UV / O 3, it was fixed to a substrate holder of a vacuum vapor deposition apparatus, and the inside of the tank was decompressed to 1 × 10 −4 Pa or less. Next, N, N′-diphenyl-N, N′-bis [N- (4-methylphenyl) -Nmonophenyl- (4-aminophenyl)]-1, as a hole injection layer while maintaining the reduced pressure state 1′-biphenyl-4,4′-diamine was deposited to a thickness of 60 nm at a deposition rate of 0.1 nm / sec. Next, N, N, N ′, N′-tetrakis (m-biphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine is deposited as a hole transport layer at a thickness of 10 nm at a deposition rate of 0.1 nm / sec. Vapor deposited.

さらに、減圧を保ったまま、ホスト材料となる化合物I(Naph)とドーパント材料となる化合物II(インデノペリレン)を、質量比を99:1で、全体の蒸着速度0.15〜0.20nm/secとして40nmの厚さに蒸着し、発光層とした。   Further, while maintaining the reduced pressure, the compound I (Naph) serving as the host material and the compound II (indenoperylene) serving as the dopant material were mixed at a mass ratio of 99: 1, with an overall deposition rate of 0.15 to 0.20 nm. / Sec was deposited to a thickness of 40 nm to form a light emitting layer.

次いで、減圧状態を保ったまま化合物I(Naph)を蒸着速度0.1nm/secとして25nmの厚さに蒸着し電子輸送層とした。   Next, while maintaining the reduced pressure state, Compound I (Naph) was deposited at a deposition rate of 0.1 nm / sec to a thickness of 25 nm to form an electron transport layer.

さらに、減圧状態を保ったまま、化合物III(B−phen)を蒸着速度0.1nm/secで5nmの厚さに蒸著し、電子注入層とした。   Further, while maintaining the reduced pressure state, Compound III (B-phen) was evaporated to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 0.1 nm / sec to form an electron injection layer.

次いで、LiFを蒸着速度0.01nm/secで0.3nmの厚さに蒸着し、電子注入電極とし、保護電極としてAlを150nmの厚さに蒸着し有機EL素子を得た。   Subsequently, LiF was vapor-deposited at a deposition rate of 0.01 nm / sec to a thickness of 0.3 nm to form an electron injection electrode, and Al was deposited as a protective electrode to a thickness of 150 nm to obtain an organic EL device.

この有機EL素子に直流電圧を印加し、初期には10mA/cの電流密度で、駆動電圧が3.9Vで、660cd/mの発光が確認できた。このときの発光極大波長λmax=610nm、色度座標は(x,y)=(0.66,0.34)であった。この時の効率は5.3 1m/Wであった。 A direct current voltage was applied to the organic EL element, and light emission of 660 cd / m 2 was confirmed at an initial current density of 10 mA / c 2 at a driving voltage of 3.9 V. At this time, the emission maximum wavelength λmax = 610 nm, and the chromaticity coordinates were (x, y) = (0.66, 0.34). The efficiency at this time was 5.3 1 m / W.

また、この素子に50mA/cmの一定電流を流し、連続発光させたところ、初期輝度3100cd/mで、2000時間経過時の輝度減衰は15%であった。 In addition, when a constant current of 50 mA / cm 2 was passed through the device to continuously emit light, the initial luminance was 3100 cd / m 2 and the luminance attenuation after 2000 hours was 15%.

実施例3、参考例,4,5、比較例1〜4
参考例1の有機EL素子において、電子輸送層および電子注入層に用いる化合物を、それぞれ、表1に示すようにかえ、そのほかは同様にして有機EL素子を得た。これらについて、参考例1と同様にして、特性を評価した。評価結果を参考例1と共に表1に示す。
Example 3, Reference Examples 2 , 4, 5, Comparative Examples 1-4
In the organic EL device of Reference Example 1, the compounds used for the electron transport layer and the electron injection layer were changed as shown in Table 1, and otherwise, an organic EL device was obtained in the same manner. About these, it carried out similarly to the reference example 1, and evaluated the characteristic. The evaluation results are shown in Table 1 together with Reference Example 1.

なお、表1中に示した電子輸送材料の双極子モーメントは、半経験的分子軌道法プログラム(MOPAC)により求めたものである。発光層のホスト材料である化合物Iの双極子モーメントも同じである。   In addition, the dipole moment of the electron transport material shown in Table 1 is obtained by a semi-empirical molecular orbital method program (MOPAC). The same applies to the dipole moment of Compound I which is the host material of the light emitting layer.

また、電子輸送層および発光層のイオン化ポテンシャル(IP)は大気中光電子分光法で、またはサイクリックボルタンメトリー法で測定し、その差を求めて表1に示した。   Further, the ionization potential (IP) of the electron transport layer and the light emitting layer was measured by atmospheric photoelectron spectroscopy or by cyclic voltammetry, and the difference was obtained and shown in Table 1.

さらに、電子輸送層の電子輸送性μは、電子輸送層の膜厚を25nmと60nmにした素子をそれぞれ構成し、100mA/cmの電流を流すのに要する駆動電圧(V)を求め、前記の関係式から算出したものである。このなかで、参考例1と比較例2において、膜厚を変化させたときの駆動電圧(V)の値を表2に示す。 Further, the electron transporting mu a electron transport layer, an element in which the thickness of the electron transport layer to 25nm and 60nm constitute respectively, obtains the driving voltage required to flow the current of 100mA / cm 2 (V), It is calculated from the above relational expression. Among them, Table 2 shows values of the drive voltage (V) when the film thickness is changed in Reference Example 1 and Comparative Example 2.

Figure 0005002758
Figure 0005002758

Figure 0005002758
Figure 0005002758

なお、実施例3、参考例,4,5においても、λmaxおよび色度座標は参考例1とほぼ同じあり、比較例2、3では電子輸送層が発光してしまうため、(x,y)=(0.65,0.35)であり、比較例1では参考例1と同様であった。 In Example 3 and Reference Examples 2 , 4 and 5, λmax and chromaticity coordinates are almost the same as in Reference Example 1, and in Comparative Examples 2 and 3, the electron transport layer emits light, so (x, y ) = (0.65, 0.35), and Comparative Example 1 was the same as Reference Example 1.

参考例
参考例1において、電子輸送層と電子注入層との合計厚さを30nmとしたままで、電子注入層の厚さを表3のようにかえたときの素子を得た。これらをサンプルNo.1−1〜No.1〜7とする。なお、サンプルNo.1−5は参考例1と同じものである。これらについて、参考例1と同様にして初期特性を評価した結果を表3に示す。また、電子注入層の厚さに対する駆動電圧の関係を図1に示す。
Reference Example 6
In Reference Example 1, an element was obtained when the thickness of the electron injection layer was changed as shown in Table 3 while keeping the total thickness of the electron transport layer and the electron injection layer at 30 nm. These are designated as Sample No. 1-1-No. 1-7. Sample No. 1-5 is the same as Reference Example 1. Table 3 shows the results of evaluating the initial characteristics of these in the same manner as in Reference Example 1. FIG. 1 shows the relationship of the driving voltage with respect to the thickness of the electron injection layer.

Figure 0005002758
Figure 0005002758

比較例5
発光層のホスト材料を化合物VI(Alq)、ドーパント材料を化合物IX(ピラン)とし、電子輸送材料を化合物VI(Alq)とした他は参考例1と同様にして素子を作成し、評価した。結果を以下に示す。
Comparative Example 5
A device was prepared and evaluated in the same manner as in Reference Example 1 except that compound VI (Alq) was used as the host material for the light emitting layer, compound IX (pyran) was used as the dopant material, and compound VI (Alq) was used as the electron transport material. The results are shown below.

10mA/cm駆動時の初期特性
駆動電圧:8.2V
輝度:380cd/m
効率:1.58lm/W
連続駆動特性:1000hrで半減
Initial characteristic drive voltage at 10 mA / cm 2 drive: 8.2 V
Luminance: 380 cd / m 2
Efficiency: 1.58lm / W
Continuous drive characteristics: Half by 1000 hr

また、色度座標は(x,y)=(0.61,0.39)であった。なお、電子輸送層のμは19.4nm/V、双極子モーメントは6.57Debye、発光層とのIp差は0eVであった。 The chromaticity coordinates were (x, y) = (0.61, 0.39). Incidentally, mu a electron transport layer is 19.4nm / V, dipole moment 6.57Debye, Ip difference between the light-emitting layer was 0 eV.

駆動電圧の電子注入層の厚さに対する関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship with respect to the thickness of the electron injection layer of a drive voltage.

Claims (22)

陽極側より、それぞれ少なくとも1層の発光層、電子輸送層、および電子注入層が順次積層された構造を持つ有機EL素子において、
前記電子輸送層が下記式(4)で表されるアントラセン誘導体を含有し、
前記電子注入層が含窒素複素環化合物を含有し、
前記発光層がホスト材料とドーパント材料とを含有し、ホスト材料がナフタセン誘導体を含有する有機EL素子。
Figure 0005002758
[式(4)中、n101は1または2である。A101は、無置換もしくは置換基としてアリール基を有するモノフェニルアントリル基、または、無置換もしくは置換基としてアリール基を有するジフェニルアントリル基を表し、n101が2のとき、これらは同一でも異なるものであってもよい。L101は水素、単結合またはアリーレン基を表す。]
In the organic EL element having a structure in which at least one light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer are sequentially laminated from the anode side,
The electron transport layer contains an anthracene derivative represented by the following formula (4),
The electron injection layer contains a nitrogen-containing heterocyclic compound;
The organic EL element in which the light emitting layer contains a host material and a dopant material, and the host material contains a naphthacene derivative.
Figure 0005002758
[In the formula (4), n 101 is 1 or 2. A 101 represents a monophenylanthryl group having an aryl group as an unsubstituted or substituted group or a diphenylanthryl group having an aryl group as an unsubstituted or substituted group, and when n 101 is 2, these are the same It may be different. L 101 represents hydrogen, a single bond or an arylene group . ]
発光層の陽極側に少なくとも1層の正孔注入輸送層を有する請求項1の有機EL素子。   The organic EL device according to claim 1, further comprising at least one hole injecting and transporting layer on the anode side of the light emitting layer. 電子注入層の厚さが0.6〜20nmである請求項1または2の有機EL素子。   The organic EL device according to claim 1 or 2, wherein the electron injection layer has a thickness of 0.6 to 20 nm. 電子注入層の厚さが1〜10nmである請求項3の有機EL素子。   The organic EL device according to claim 3, wherein the electron injection layer has a thickness of 1 to 10 nm. 前記式(4)で表されるアントラセン誘導体が、下記式(4a)または(4b)で表されるアントラセン誘導体である請求項1〜4のいずれか一項の有機EL素子。
Figure 0005002758
[式(4a)中、MおよびMは、各々アリール基を表す。L10は水素、単結合またはアリーレン基を表す。q1およびq2は、各々、0または1〜5の整数を表す。nは1または2である。]
Figure 0005002758
[式(4b)中、MおよびMは、各々アリール基を表す。L20は水素、単結合またはアリーレン基を表す。q3およびq4は、各々、0または1〜5の整数を表す。]
The organic EL device according to any one of claims 1 to 4, wherein the anthracene derivative represented by the formula (4) is an anthracene derivative represented by the following formula (4a) or (4b).
Figure 0005002758
Wherein (4a), M 1 and M 2 represent each the aryl group. L 10 represents hydrogen, a single bond or an arylene group. q1 and q2 each represents 0 or an integer of 1 to 5. n is 1 or 2. ]
Figure 0005002758
Wherein (4b), M 3 and M 4 represent each the aryl group. L 20 represents hydrogen, a single bond or an arylene group. q3 and q4 each represents 0 or an integer of 1 to 5. ]
式(4a)または(4b)で表されるアントラセン誘導体が、下記式(A),(B),(C)または(D)で表されるアントラセン誘導体である請求項5の有機EL素子。
Figure 0005002758
[式(A)中、M11,M12,M13,M14,M15,M21,M22,M23,M24およびM25は、各々水素原子またはアリール基を表す。]
Figure 0005002758
[式(B)中、M31,M32,M33,M34,M35,M41,M42,M43,M44およびM45は、各々水素原子またはアリール基を表す。]
Figure 0005002758
[式(C)中、M31,M32,M33,M34,M35,M41,M42,M43,M44およびM45は、各々水素原子またはアリール基を表す。]
Figure 0005002758
[式(D)中、M11,M12,M13,M14,M15,M21,M22,M23,M24およびM25は、各々水素原子またはアリール基を表す。]
6. The organic EL device according to claim 5, wherein the anthracene derivative represented by the formula (4a) or (4b) is an anthracene derivative represented by the following formula (A), (B), (C) or (D).
Figure 0005002758
[In the formula (A), M 11 , M 12 , M 13 , M 14 , M 15 , M 21 , M 22 , M 23 , M 24 and M 25 each represents a hydrogen atom or an aryl group . ]
Figure 0005002758
Wherein (B), M 31, M 32, M 33, M 34, M 35, M 41, M 42, M 43, M 44 and M 45 each represents a hydrogen atom or an aryl group. ]
Figure 0005002758
[In the formula (C), M 31 , M 32 , M 33 , M 34 , M 35 , M 41 , M 42 , M 43 , M 44 and M 45 each represents a hydrogen atom or an aryl group . ]
Figure 0005002758
[In the formula (D), M 11 , M 12 , M 13 , M 14 , M 15 , M 21 , M 22 , M 23 , M 24 and M 25 each represents a hydrogen atom or an aryl group . ]
式(4a)または(4b)で表されるアントラセン誘導体が、前記式(C)で表されるアントラセン誘導体である請求項6の有機EL素子。   The organic EL device according to claim 6, wherein the anthracene derivative represented by the formula (4a) or (4b) is an anthracene derivative represented by the formula (C). 前記式(4)で表されるアントラセン誘導体が、下記式IVで表されるアントラセン誘導体である請求項5〜7のいずれか一項の有機EL素子。
Figure 0005002758
The organic EL device according to any one of claims 5 to 7, wherein the anthracene derivative represented by the formula (4) is an anthracene derivative represented by the following formula IV.
Figure 0005002758
電子注入層が1,10−フェナントロリン、1,9−フェナントロリン、1,8−フェナントロリン、1,7−フェナントロリン、2,9−フェナントロリン、2,8−フェナントロリン、2,7−フェナントロリン、3,8−フェナントロリン、3,7−フェナントロリン、4,7−フェナントロリンおよびこれらのフェナントロリン骨格の1つ以上を分子中に有するフェナントロリン誘導体のうちの1種以上を含有する請求項1〜8のいずれか一項の有機EL素子。   1,10-phenanthroline, 1,9-phenanthroline, 1,8-phenanthroline, 1,7-phenanthroline, 2,9-phenanthroline, 2,8-phenanthroline, 2,7-phenanthroline, 3,8- The organic according to any one of claims 1 to 8, which contains one or more of phenanthroline, 3,7-phenanthroline, 4,7-phenanthroline and phenanthroline derivatives having one or more of these phenanthroline skeletons in the molecule. EL element. 電子注入層が含有するフェナントロリンまたはフェナントロリン誘導体が下記式(1a)または式(1b)で表される請求項9の有機EL素子。
Figure 0005002758
[式(1a)中、Y〜Yは、それぞれ同一でも異なるものであってもよく、水素、アリール基、アルキル基、アラルキル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルケニル基、アミノ基または複素環基を表し、これら隣接する2個以上が互いに結合して環を形成してもよい。式(1b)中、AおよびBは、それぞれ同一でも異なるものであってもよく、式(1c)で表される基を表し、Lは単結合または二価の連結基を表す。式(1c)中、Y12〜Y19は、それぞれ同一でも異なるものであってもよく、式(1a)中のY〜Yと同義のものである。ただし、式(1c)中のY12〜Y19のうちの1つは、Lを構成するが、Lを構成するY12〜Y19は、AおよびBにおいて同一であっても異なっていてもよい。]
The organic EL device according to claim 9, wherein the phenanthroline or phenanthroline derivative contained in the electron injection layer is represented by the following formula (1a) or (1b).
Figure 0005002758
[In Formula (1a), Y 2 to Y 9 may be the same or different, and each of hydrogen, aryl group, alkyl group, aralkyl group, alkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, and alkenyl group. Represents an amino group or a heterocyclic group, and two or more adjacent groups thereof may be bonded to each other to form a ring. In the formula (1b), A and B may be the same or different and each represents a group represented by the formula (1c), and L represents a single bond or a divalent linking group. In formula (1c), Y 12 to Y 19 may be the same as or different from each other, and have the same meaning as Y 2 to Y 9 in formula (1a). However, one of Y 12 to Y 19 in the formula (1c) constitutes L, and Y 12 to Y 19 constituting L may be the same or different in A and B. Good. ]
発光層が含有するナフタセン誘導体が下記式(2)で表される請求項1〜10のいずれか一項の有機EL素子。
Figure 0005002758
[式(2)中、Q10、Q20、Q30、Q40、Q50,Q60,Q70、Q80、Q110、Q120、Q130およびQ140は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリーロキシ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。]
The organic EL device according to any one of claims 1 to 10, wherein the naphthacene derivative contained in the light emitting layer is represented by the following formula (2).
Figure 0005002758
[In the formula (2), Q 10 , Q 20 , Q 30 , Q 40 , Q 50 , Q 60 , Q 70 , Q 80 , Q 110 , Q 120 , Q 130 and Q 140 are hydrogen, alkyl group, An aryl group, an amino group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryloxy group, an arylthio group, an alkenyl group, an aralkyl group or a heterocyclic group, which may be the same or different. ]
発光層に含有される式(2)で表されるナフタセン誘導体におけるQ10、Q20、Q30、Q40、Q50、Q60、Q70およびQ80の少なくとも1つ以上がアリール基である請求項11の有機EL素子。 At least one of Q 10 , Q 20 , Q 30 , Q 40 , Q 50 , Q 60 , Q 70, and Q 80 in the naphthacene derivative represented by the formula (2) contained in the light emitting layer is an aryl group. The organic EL device according to claim 11. 発光層に含有される式(2)で表されるナフタセン誘導体におけるQ10、Q20、Q30およびQ40の少なくとも1つ以上がアリール基である請求項11または12の有機EL素子。 The organic EL device according to claim 11 or 12, wherein at least one of Q 10 , Q 20 , Q 30 and Q 40 in the naphthacene derivative represented by the formula (2) contained in the light emitting layer is an aryl group. 発光層のホスト材料が含有するナフタセン誘導体が下記式(2a)で表される請求項1〜13のいずれか一項の有機EL素子。
Figure 0005002758
[式(2a)中、Q〜Q、Q11〜Q16は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。Q21〜Q25、およびQ51〜Q55は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリーロキシ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよく、これら隣接する2個以上が互いに結合して環を形成してもよい。]
The organic EL device according to claim 1, wherein the naphthacene derivative contained in the host material of the light emitting layer is represented by the following formula (2a).
Figure 0005002758
[In the formula (2a), Q 5 to Q 8 and Q 11 to Q 16 are each hydrogen, alkyl group, aryl group, amino group, alkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, alkenyl group, aralkyl group or Represents a heterocyclic group, which may be the same or different. Q 21 to Q 25 and Q 51 to Q 55 each represent hydrogen, an alkyl group, an aryl group, an amino group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryloxy group, an arylthio group, an alkenyl group, an aralkyl group, or a heterocyclic group, These may be the same or different, and two or more adjacent ones may be bonded to each other to form a ring. ]
発光層が含有するナフタセン誘導体が炭化水素化合物である請求項1〜14のいずれか一項の有機EL素子。   The organic EL device according to claim 1, wherein the naphthacene derivative contained in the light emitting layer is a hydrocarbon compound. 発光層のドーパント材料がフルオランテン誘導体を含有する請求項1〜15のいずれか一項の有機EL素子。   The organic EL device according to claim 1, wherein the dopant material of the light emitting layer contains a fluoranthene derivative. フルオランテン誘導体が下記式(3a)で表されるインデノペリレン誘導体である請求項16の有機EL素子。
Figure 0005002758
[式(3a)中、Z〜Z,Z,Z10,Z11〜Z16,Z19およびZ20は、それぞれ水素、ハロゲン、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルケニル基、アルケニルオキシ基、アルケニルチオ基、芳香環含有アルキル基、芳香環含有アルキルオキシ基、芳香環含有アルキルチオ基、芳香環基、芳香環オキシ基、芳香環チオ基、芳香環アルケニル基、アルケニル芳香環基、アミノ基、シアノ基、水酸基、−COOR(ここで、Rは水素、アルキル基、アルケニル基、芳香環含有アルキル基または芳香環基を表す)、−COR(ここで、Rは水素、アルキル基、アルケニル基、芳香環含有アルキル基、芳香環基またはアミノ基を表す)、または−OCOR(ここで、Rはアルキル基、アルケニル基、芳香環含有アルキル基または芳香環基を表す)を表し、さらに、Z〜Z,Z,Z10、Z11〜Z16,Z19、Z20のなかで隣接する基は互いに結合して、置換している炭素原子と共に環を形成していてもよい。]
The organic EL device according to claim 16, wherein the fluoranthene derivative is an indenoperylene derivative represented by the following formula (3a).
Figure 0005002758
[In the formula (3a), Z 1 to Z 6 , Z 9 , Z 10 , Z 11 to Z 16 , Z 19 and Z 20 are hydrogen, halogen, alkyl group, alkoxy group, alkylthio group, alkenyl group, alkenyl, respectively. Oxy group, alkenylthio group, aromatic ring-containing alkyl group, aromatic ring-containing alkyloxy group, aromatic ring-containing alkylthio group, aromatic ring group, aromatic ring oxy group, aromatic ring thio group, aromatic ring alkenyl group, alkenyl aromatic ring group, An amino group, a cyano group, a hydroxyl group, —COOR 1 (where R 1 represents hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an aromatic ring-containing alkyl group or an aromatic ring group), —COR 2 (where R 2 is a hydrogen atom) , alkyl group, alkenyl group, aromatic ring-containing alkyl group, an aromatic group or an amino group), or -OCOR 3 (wherein, R 3 is an alkyl group, alkenyl Group, represents an aromatic ring-containing alkyl group or aromatic ring group), further, adjacent groups among Z 1 ~Z 6, Z 9, Z 10, Z 11 ~Z 16, Z 19, Z 20 is They may be bonded to each other to form a ring with substituted carbon atoms. ]
電子輸送層の以下に定義される電子輸送性μが80nm/V以上である請求項1〜17のいずれか一項の有機EL素子(ただし、電子輸送性μは、請求項1の有機EL素子において、電子輸送層の厚さを変化させた際の100mA/cmの電流を流すのに要する駆動電圧の変化によって、以下のように定義されるパラメータであり、電子輸送層の厚さ(nm)をd、d(但しd>d)としたときの100mA/cm駆動時の駆動電圧(V)を、それぞれV、Vとしたとき、μ=(d−d)/(V−V)で示されるものである)。 Any one of the organic EL element according to claim 1 to 17 electron transporting mu a defined below the electron-transporting layer is 80 nm / V or more (Note that the electron transporting mu a is of claim 1 Organic In the EL element, the parameter is defined as follows according to a change in driving voltage required to flow a current of 100 mA / cm 2 when the thickness of the electron transport layer is changed, and the thickness of the electron transport layer: When the drive voltage (V) at the time of driving 100 mA / cm 2 when (nm) is d 1 and d 2 (where d 1 > d 2 ) is V 1 and V 2 , μ a = (d 1 -d 2 ) / (V 1 -V 2 )). 電子輸送層と発光層とのイオン化ポテンシャルの値の差が0.1eV以下である請求項1〜18のいずれか一項の有機EL素子。   The organic EL device according to claim 1, wherein a difference in ionization potential between the electron transport layer and the light emitting layer is 0.1 eV or less. 電子輸送層に用いられる材料の双極子モーメントの値が1.0Debye以下である請求項1〜19のいずれか一項の有機EL素子。   The organic EL element according to any one of claims 1 to 19, wherein a material used for the electron transport layer has a dipole moment value of 1.0 Debye or less. 発光層がホスト材料とドーパント材料とを含有し、ホスト材料の双極子モーメントの値が1.0Debye以下である請求項1〜20のいずれか一項の有機EL素子。   The organic EL device according to any one of claims 1 to 20, wherein the light emitting layer contains a host material and a dopant material, and the value of the dipole moment of the host material is 1.0 Debye or less. 前記電子輸送層における前記式(4)で表されるアントラセン誘導体の含有量が80%(質量百分率)以上である請求項1〜21のいずれか一項の有機EL素子。   The organic EL device according to any one of claims 1 to 21, wherein the content of the anthracene derivative represented by the formula (4) in the electron transport layer is 80% (mass percentage) or more.
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