JPWO2004074399A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 Download PDF

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Abstract

対称性が低い特定構造の化合物からなる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、及び、陰極と陽極間に少なくとも発光層を有する一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機薄膜層の少なくとも一層が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子であり、発光効率が高く、画素欠陥が無く、耐熱性に優れる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供可能な有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)に関し、特に、発光効率が高く、画素欠陥が無く、耐熱性に優れる有機EL素子用材料及び有機EL素子に関するものである。
有機EL素子は、電界を印加することより、陽極より注入された正孔と陰極より注入された電子の再結合エネルギーにより蛍光性物質が発光する原理を利用した自発光素子である。イーストマン・コダック社のC.W.Tangらによる積層型素子による低電圧駆動有機EL素子の報告(C.W.Tang,S.A.Vanslyke,アプライドフィジックスレターズ(Applied Physics Letters),51巻、913頁、1987年等)がなされて以来、有機材料を構成材料とする有機EL素子に関する研究が盛んに行われている。Tangらは、トリス(8−ヒドロキシキノリノールアルミニウム)を発光層に、トリフェニルジアミン誘導体を正孔輸送層に用いている。積層構造の利点としては、発光層への正孔の注入効率を高めること、陰極より注入された電子をブロックして再結合により生成する励起子の生成効率を高めること、発光層内で生成した励起子を閉じ込めること等が挙げられる。この例のように有機EL素子の素子構造としては、正孔輸送(注入)層、電子輸送発光層の2層型、又は正孔輸送(注入)層、発光層、電子輸送(注入)層の3層型等がよく知られている。こうした積層型構造素子では注入された正孔と電子の再結合効率を高めるため、素子構造や形成方法の工夫がなされている。
有機EL素子の発光材料としてはトリス(8−キノリノラート)アルミニウム錯体等のキレート錯体、クマリン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体等の発光材料が知られており、それらからは青色から赤色までの可視領域の発光が得られることが報告されており、カラー表示素子の実現が期待されている(例えば、特開平8−239655号公報、特開平7−138561号公報、特開平3−200289号公報等参照)。
また、近年、有機EL素子の発光層に、発光材料の他に有機リン光材料を利用することも提案されている(例えば、D.F.O’Brien and M.A.Baldo et al″Improved energy transferin electrophosphorescent devices″Applied Physics letters Vol.74 No.3,pp442−444,January 18,1999;M.A.Baldo et al″Very high−efficiencygreen organic light−emitting devices based on electrophosphorescence″Applied Physics letters Vol.75 No.1,pp4−6,July 5,1999参照)。
このように有機EL素子の発光層において、有機燐光材料の励起状態の1重項状態と3重項状態とを利用することにより、高い発光効率が達成されている。有機EL素子内で電子と正孔が再結合する際にはスピン多重度の違いから1重項励起子と3重項励起子とが3:1の割合で生成すると考えられているので、燐光性の発光材料を用いれば蛍光のみを使った素子の3〜4倍の発光効率の達成が考えられる。
このような有機EL素子においては、3重項の励起状態又は3重項の励起子が消光しないように順次、陽極、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層(正孔阻止層)、電子注入層、陰極のように層を積層する構成が用いられ、有機発光層にホスト化合物と燐光発光性の化合物が用いられてきた(例えば、米国特許第6,097,147号明細書、国際公開WO01/41512号公報参照)。これらの特許文献では、ホスト化合物として、4,4−N,Nジカルバゾールビフェニルが用いられてきたが、この化合物はガラス転移温度が110℃以下であり、さらに対称性がよすぎるため、結晶化しやすく、また、素子の耐熱試験を行った場合、短絡や画素欠陥が生じるという問題があった。
また、その蒸着した際、異物や電極の突起が存在する箇所などで結晶成長が生じ、耐熱試験前の初期の状態より欠陥が生じることも見出された。また、3回対称性を保有するカルバゾール誘導体もホストとして用いられている。しかしながら、対称性がよいため、蒸着した際、異物や電極の突起が存在する箇所などで結晶成長が生じ、耐熱試験前の初期の状態より欠陥が生じることは免れていない。
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、発光効率が高く、画素欠陥が無く、耐熱性に優れる有機EL素子用材料及びそれを用いた有機EL素子を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、対称性の低い化合物を有機EL素子用材料として用いることにより、前記目的を達成することを見出し本発明を解決するに至った。
すなわち、本発明は、下記一般式(1)で表される化合物からなる有機EL素子用材料を提供するものである。
Figure 2004074399
(式中、Czは、カルバゾリル基、炭素数18〜60アリールカルバゾールイル基、アザカルバゾリル基、炭素数18〜60のアリールアザカルバゾールイル基、アクリジニル基、フェノキサジニル基又はジベンゾアゼピニル基であり置換されていてもよい。Ar及びArは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数6〜60のアリール基又は置換もしくは無置換の炭素数3〜60の複素環基である。Arは、炭素数6〜60の芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の炭素数3〜60の複素環基である。Arは、置換もしくは無置換のベンゼン残基、置換もしくは無置換のチオフェン残基、置換もしくは無置換のトリアゾール残基、置換もしくは無置換のフルオレン残基又は置換もしくは無置換のスピロビフルオレン残基である。
aは0〜1の整数、bは0〜4の整数、cは1〜3の整数であり、Cz及びArが複数の時は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよい。
ただし、a=0かつc=1のときは、Ar及びArがベンゼン残基であり、かつArがフェニルカルバゾリル基又はカルバゾリル基である場合を除く。また、a=1,b=0かつc=1のときは、Arがベンゼン残基であり、かつAr及びArがフェニルカルバゾリル基である場合を除く。さらに、b=0かつc=1のときは、Arがベンゼン残基であり、かつAr,Ar及びCzがカルバゾリル基又はフェニルカルバゾリル基である場合を除く。)
また、本発明は、陰極と陽極間に少なくとも発光層を有する一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機EL素子において、該有機薄膜層の少なくとも一層が、前記一般式(1)で表される化合物からなる有機EL素子用材料を含有する有機EL素子を提供するものである。
本発明の有機EL素子用材料は、下記一般式(1)で表される化合物からなる。
Figure 2004074399
一般式(1)において、Czは、カルバゾリル基、炭素数18〜60アリールカルバゾールイル基、アザカルバゾリル基、炭素数18〜60のアリールアザカルバゾールイル基、アクリジニル基、フェノキサジニル基又はジベンゾアゼピニル基であり置換されていてもよい。
前記アリールカルバゾールイル基及びアリールアザカルバゾールイル基におけるアリール部位としては、例えば、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−ナフタセニル基、2−ナフタセニル基、9−ナフタセニル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、2−ビフェニルイル基、3−ビフェニルイル基、4−ビフェニルイル基、p−ターフェニル−4−イル基、p−ターフェニル−3−イル基、p−ターフェニル−2−イル基、m−ターフェニル−4−イル基、m−ターフェニル−3−イル基、m−ターフェニル−2−イル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、p−t−ブチルフェニル基、p−(2−フェニルプロピル)フェニル基、3−メチル−2−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、4−メチル−1−アントリル基、4’−メチルビフェニルイル基、4”−t−ブチル−p−ターフェニル−4−イル基等が挙げられ、フェニル基、ビフェニル基、トリル基、イソプロピルフェニル基、t−ブチルフェニル基等が好ましい。
一般式(1)において、Ar及びArは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数6〜60のアリール基又は置換もしくは無置換の炭素数3〜60の複素環基であり、置換もしくは無置換の炭素数6〜20のアリール基又は置換もしくは無置換の炭素数3〜20の複素環基が好ましく、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、フェナンスリル基、ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基がさらに好ましい。
前記アリール基としては、例えば、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−ナフタセニル基、2−ナフタセニル基、9−ナフタセニル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、2−ビフェニルイル基、3−ビフェニルイル基、4−ビフェニルイル基、p−ターフェニル−4−イル基、p−ターフェニル−3−イル基、p−ターフェニル−2−イル基、m−ターフェニル−4−イル基、m−ターフェニル−3−イル基、m−ターフェニル−2−イル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、p−t−ブチルフェニル基、p−(2−フェニルプロピル)フェニル基、3−メチル−2−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、4−メチル−1−アントリル基、4’−メチルビフェニルイル基、4”−t−ブチル−p−ターフェニル−4−イル基等が挙げられ、フェニル基、ナフチル基、ピレニル基、ビフェニル基、ターフエニル基、トリル基、イソプロピルフェニル基等が好ましい。
前記複素環基としては、例えば、1−ピロリル基、2−ピロリル基、3−ピロリル基、ピラジニル基、2−ピリジニル基、3−ピリジニル基、4−ピリジニル基、1−インドリル基、2−インドリル基、3−インドリル基、4−インドリル基、5−インドリル基、6−インドリル基、7−インドリル基、1−イソインドリル基、2−イソインドリル基、3−イソインドリル基、4−イソインドリル基、5−イソインドリル基、6−イソインドリル基、7−イソインドリル基、2−フリル基、3−フリル基、2−ベンゾフラニル基、3−ベンゾフラニル基、4−ベンゾフラニル基、5−ベンゾフラニル基、6−ベンゾフラニル基、7−ベンゾフラニル基、1−イソベンゾフラニル基、3−イソベンゾフラニル基、4−イソベンゾフラニル基、5−イソベンゾフラニル基、6−イソベンゾフラニル基、7−イソベンゾフラニル基、2−キノリル基、3−キノリル基、4−キノリル基、5−キノリル基、6−キノリル基、7−キノリル基、8−キノリル基、1−イソキノリル基、3−イソキノリル基、4−イソキノリル基、5−イソキノリル基、6−イソキノリル基、7−イソキノリル基、8−イソキノリル基、2−キノキサリニル基、5−キノキサリニル基、6−キノキサリニル基、1−カルバゾリル基、2−カルバゾリル基、3−カルバゾリル基、4−カルバゾリル基、9−カルバゾリル基、1−フェナンスリジニル基、2−フェナンスリジニル基、3−フェナンスリジニル基、4−フェナンスリジニル基、6−フェナンスリジニル基、7−フェナンスリジニル基、8−フェナンスリジニル基、9−フェナンスリジニル基、10−フェナンスリジニル基、1−アクリジニル基、2−アクリジニル基、3−アクリジニル基、4−アクリジニル基、9−アクリジニル基、1,7−フェナンスロリン−2−イル基、1,7−フェナンスロリン−3−イル基、1,7−フェナンスロリン−4−イル基、1,7−フェナンスロリン−5−イル基、1,7−フェナンスロリン−6−イル基、1,7−フェナンスロリン−8−イル基、1,7−フェナンスロリン−9−イル基、1,7−フェナンスロリン−10−イル基、1,8−フェナンスロリン−2−イル基、1,8−フェナンスロリン−3−イル基、1,8−フェナンスロリン−4−イル基、1,8−フェナンスロリン−5−イル基、1,8−フェナンスロリン−6−イル基、1,8−フェナンスロリン−7−イル基、1,8−フェナンスロリン−9−イル基、1,8−フェナンスロリン−10−イル基、1,9−フェナンスロリン−2−イル基、1,9−フェナンスロリン−3−イル基、1,9−フェナンスロリン−4−イル基、1,9−フェナンスロリン−5−イル基、1,9−フェナンスロリン−6−イル基、1,9−フェナンスロリン−7−イル基、1,9−フェナンスロリン−8−イル基、1,9−フェナンスロリン−10−イル基、1,10−フェナンスロリン−2−イル基、1,10−フェナンスロリン−3−イル基、1,10−フェナンスロリン−4−イル基、1,10−フェナンスロリン−5−イル基、2,9−フェナンスロリン−1−イル基、2,9−フェナンスロリン−3−イル基、2,9−フェナンスロリン−4−イル基、2,9−フェナンスロリン−5−イル基、2,9−フェナンスロリン−6−イル基、2,9−フェナンスロリン−7−イル基、2,9−フェナンスロリン−8−イル基、2,9−フェナンスロリン−10−イル基、2,8−フェナンスロリン−1−イル基、2,8−フェナンスロリン−3−イル基、2,8−フェナンスロリン−4−イル基、2,8−フェナンスロリン−5−イル基、2,8−フェナンスロリン−6−イル基、2,8−フェナンスロリン−7−イル基、2,8−フェナンスロリン−9−イル基、2,8−フェナンスロリン−10−イル基、2,7−フェナンスロリン−1−イル基、2,7−フェナンスロリン−3−イル基、2,7−フェナンスロリン−4−イル基、2,7−フェナンスロリン−5−イル基、2,7−フェナンスロリン−6−イル基、2,7−フェナンスロリン−8−イル基、2,7−フェナンスロリン−9−イル基、2,7−フェナンスロリン−10−イル基、1−フェナジニル基、2−フェナジニル基、1−フェノチアジニル基、2−フェノチアジニル基、3−フェノチアジニル基、4−フェノチアジニル基、10−フェノチアジニル基、1−フェノキサジニル基、2−フェノキサジニル基、3−フェノキサジニル基、4−フェノキサジニル基、10−フェノキサジニル基、2−オキサゾリル基、4−オキサゾリル基、5−オキサゾリル基、2−オキサジアゾリル基、5−オキサジアゾリル基、3−フラザニル基、2−チエニル基、3−チエニル基、2−メチルピロール−1−イル基、2−メチルピロール−3−イル基、2−メチルピロール−4−イル基、2−メチルピロール−5−イル基、3−メチルピロール−1−イル基、3−メチルピロール−2−イル基、3−メチルピロール−4−イル基、3−メチルピロール−5−イル基、2−t−ブチルピロール−4−イル基、3−(2−フェニルプロピル)ピロール−1−イル基、2−メチル−1−インドリル基、4−メチル−1−インドリル基、2−メチル−3−インドリル基、4−メチル−3−インドリル基、2−t−ブチル1−インドリル基、4−t−ブチル1−インドリル基、2−t−ブチル3−インドリル基、4−t−ブチル3−インドリル基、アリールカルバゾールイル基、アザカルバゾリル基、アリールアザカルバゾールイル基、フェノキサジニル基、ジベンゾアゼピニル基等が挙げられ、カルバゾリル基、アリールカルバゾールイル基、アザカルバゾリル基、アリールアザカルバゾールイル基、アクリジニル基、フェノキサジニル基、ジベンゾアゼピニル基、ベンゾイミダゾール基、ベンゾチアゾール基、ヘンゾ−N−アリルイミダゾール基等が好ましい。
一般式(1)において、Arは、炭素数6〜60の芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の炭素数3〜60の複素環基であり、置換もしくは無置換の炭素数6〜20の芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の炭素数3〜20の複素環基が好ましく、ベンゼン、ビフェニル、ナフタレン、フェナンスレン、ピリジン、ピリミジン、トリアジンの残基がさらに好ましく、ベンゼンの残基が最も好ましい。
芳香族炭化水素基の具体例としては、前記Ar及びArのアリール基の具体例から水素を除き2価又は3価としたものが挙げられ、好ましい例も同様である。
複素環基の例としては、前記Ar及びArの複素環基の具体例から水素を除き2価又は3価としたものが挙げられ、好ましい例も同様である。
一般式(1)において、Arは、置換もしくは無置換のベンゼン残基、置換もしくは無置換のチオフェン残基、置換もしくは無置換のトリアゾール残基、置換もしくは無置換のフルオレン残基又は置換もしくは無置換のスピロビフルオレン残基である。なお、フルオレン残基、チオフェン残基、スピロビフルオレン残基が複数の置換基を有する場合には、その置換基同士が結合し環構造を形成していてもよい。
また、−(Ar−としては、下記の構造が挙げられる。
Figure 2004074399
(式中、Ar及びArは、それぞれ独立に、Arと同じであり、dは0〜3の整数である。Arが複数の時は、互いに同一でも異なっていたもよい。)
一般式(1)において、aは0〜1の整数、bは0〜4の整数、cは1〜3の整数であ、Cz及びAr4が複数の時は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよい。
ただし、一般式(1)において、a=0かつc=1のときは、Ar及びArがベンゼン残基であり、かつArがフェニルカルバゾリル基又はカルバゾリル基である場合を除く。また、a=1,b=0かつc=1のときは、Arがベンゼン残基であり、かつAr及びArがフェニルカルバゾリル基である場合を除く。さらに、b=0かつc=1のときは、Arがベンゼン残基であり、かつAr,Ar及びCzがカルバゾリル基又はフェニルカルバゾリル基である場合を除く。
一般式(1)において、a=0であると好ましく、a=0かつb=0、又はa=0かつb=0であり、c=2〜3の整数であると好ましい。
前記Cz及びAr〜Arの置換基としては、それぞれ独立に、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アラルキル基、アリールオキシ基、アルコシキカルボニル基、フッ素かアルキル基、フッ素化アリール基又はカルボキシル基等が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。
アミノ基は−NXと表され、X、Xとしては、それぞれ独立に、例えば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシイソブチル基、1,2−ジヒドロキシエチル基、1,3−ジヒドロキシイソプロピル基、2,3−ジヒドロキシ−t−ブチル基、1,2,3−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、1−クロロエチル基、2−クロロエチル基、2−クロロイソブチル基、1,2−ジクロロエチル基、1,3−ジクロロイソプロピル基、2,3−ジクロロ−t−ブチル基、1,2,3−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、1−ブロモエチル基、2−ブロモエチル基、2−ブロモイソブチル基、1,2−ジブロモエチル基、1,3−ジブロモイソプロピル基、2,3−ジブロモ−t−ブチル基、1,2,3−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、1−ヨードエチル基、2−ヨードエチル基、2−ヨードイソブチル基、1,2−ジヨードエチル基、1,3−ジヨードイソプロピル基、2,3−ジヨード−t−ブチル基、1,2,3−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、1−アミノエチル基、2−アミノエチル基、2−アミノイソブチル基、1,2−ジアミノエチル基、1,3−ジアミノイソプロピル基、2,3−ジアミノ−t−ブチル基、1,2,3−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、1−シアノエチル基、2−シアノエチル基、2−シアノイソブチル基、1,2−ジシアノエチル基、1,3−ジシアノイソプロピル基、2,3−ジシアノ−t−ブチル基、1,2,3−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、1−ニトロエチル基、2−ニトロエチル基、2−ニトロイソブチル基、1,2−ジニトロエチル基、1,3−ジニトロイソプロピル基、2,3−ジニトロ−t−ブチル基、1,2,3−トリニトロプロピル基、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−ナフタセニル基、2−ナフタセニル基、9−ナフタセニル基、4−スチリルフェニル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、2−ビフェニルイル基、3−ビフェニルイル基、4−ビフェニルイル基、p−ターフェニル−4−イル基、p−ターフェニル−3−イル基、p−ターフェニル−2−イル基、m−ターフェニル−4−イル基、m−ターフェニル−3−イル基、m−ターフェニル−2−イル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、p−t−ブチルフェニル基、p−(2−フェニルプロピル)フェニル基、3−メチル−2−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、4−メチル−1−アントリル基、4’−メチルビフェニルイル基、4”−t−ブチル−p−ターフェニル−4−イル基、2−ピロリル基、3−ピロリル基、ピラジニル基、2−ピリジニル基、3−ピリジニル基、4−ピリジニル基、2−インドリル基、3−インドリル基、4−インドリル基、5−インドリル基、6−インドリル基、7−インドリル基、1−イソインドリル基、3−イソインドリル基、4−イソインドリル基、5−イソインドリル基、6−イソインドリル基、7−イソインドリル基、2−フリル基、3−フリル基、2−ベンゾフラニル基、3−ベンゾフラニル基、4−ベンゾフラニル基、5−ベンゾフラニル基、6−ベンゾフラニル基、7−ベンゾフラニル基、1−イソベンゾフラニル基、3−イソベンゾフラニル基、4−イソベンゾフラニル基、5−イソベンゾフラニル基、6−イソベンゾフラニル基、7−イソベンゾフラニル基、2−キノリル基、3−キノリル基、4−キノリル基、5−キノリル基、6−キノリル基、7−キノリル基、8−キノリル基、1−イソキノリル基、3−イソキノリル基、4−イソキノリル基、5−イソキノリル基、6−イソキノリル基、7−イソキノリル基、8−イソキノリル基、2−キノキサリニル基、5−キノキサリニル基、6−キノキサリニル基、1−カルバゾリル基、2−カルバゾリル基、3−カルバゾリル基、4−カルバゾリル基、1−フェナンスリジニル基、2−フェナンスリジニル基、3−フェナンスリジニル基、4−フェナンスリジニル基、6−フェナンスリジニル基、7−フェナンスリジニル基、8−フェナンスリジニル基、9−フェナンスリジニル基、10−フェナンスリジニル基、1−アクリジニル基、2−アクリジニル基、3−アクリジニル基、4−アクリジニル基、9−アクリジニル基、1,7−フェナンスロリン−2−イル基、1,7−フェナンスロリン−3−イル基、1,7−フェナンスロリン−4−イル基、1,7−フェナンスロリン−5−イル基、1,7−フェナンスロリン−6−イル基、1,7−フェナンスロリン−8−イル基、1,7−フェナンスロリン−9−イル基、1,7−フェナンスロリン−10−イル基、1,8−フェナンスロリン−2−イル基、1,8−フェナンスロリン−3−イル基、1,8−フェナンスロリン−4−イル基、1,8−フェナンスロリン−5−イル基、1,8−フェナンスロリン−6−イル基、1,8−フェナンスロリン−7−イル基、1,8−フェナンスロリン−9−イル基、1,8−フェナンスロリン−10−イル基、1,9−フェナンスロリン−2−イル基、1,9−フェナンスロリン−3−イル基、1,9−フェナンスロリン−4−イル基、1,9−フェナンスロリン−5−イル基、1,9−フェナンスロリン−6−イル基、1,9−フェナンスロリン−7−イル基、1,9−フェナンスロリン−8−イル基、1,9−フェナンスロリン−10−イル基、1,10−フェナンスロリン−2−イル基、1,10−フェナンスロリン−3−イル基、1,10−フェナンスロリン−4−イル基、1,10−フェナンスロリン−5−イル基、2,9−フェナンスロリン−1−イル基、2,9−フェナンスロリン−3−イル基、2,9−フェナンスロリン−4−イル基、2,9−フェナンスロリン−5−イル基、2,9−フェナンスロリン−6−イル基、2,9−フェナンスロリン−7−イル基、2,9−フェナンスロリン−8−イル基、2,9−フェナンスロリン−10−イル基、2,8−フェナンスロリン−1−イル基、2,8−フェナンスロリン−3−イル基、2,8−フェナンスロリン−4−イル基、2,8−フェナンスロリン−5−イル基、2,8−フェナンスロリン−6−イル基、2,8−フェナンスロリン−7−イル基、2,8−フェナンスロリン−9−イル基、2,8−フェナンスロリン−10−イル基、2,7−フェナンスロリン−1−イル基、2,7−フェナンスロリン−3−イル基、2,7−フェナンスロリン−4−イル基、2,7−フェナンスロリン−5−イル基、2,7−フェナンスロリン−6−イル基、2,7−フェナンスロリン−8−イル基、2,7−フェナンスロリン−9−イル基、2,7−フェナンスロリン−10−イル基、1−フェナジニル基、2−フェナジニル基、1−フェノチアジニル基、2−フェノチアジニル基、3−フェノチアジニル基、4−フェノチアジニル基、1−フェノキサジニル基、2−フェノキサジニル基、3−フェノキサジニル基、4−フェノキサジニル基、2−オキサゾリル基、4−オキサゾリル基、5−オキサゾリル基、2−オキサジアゾリル基、5−オキサジアゾリル基、3−フラザニル基、2−チエニル基、3−チエニル基、2−メチルピロール−1−イル基、2−メチルピロール−3−イル基、2−メチルピロール−4−イル基、2−メチルピロール−5−イル基、3−メチルピロール−1−イル基、3−メチルピロール−2−イル基、3−メチルピロール−4−イル基、3−メチルピロール−5−イル基、2−t−ブチルピロール−4−イル基、3−(2−フェニルプロピル)ピロール−1−イル基、2−メチル−1−インドリル基、4−メチル−1−インドリル基、2−メチル−3−インドリル基、4−メチル−3−インドリル基、2−t−ブチル1−インドリル基、4−t−ブチル1−インドリル基、2−t−ブチル3−インドリル基、4−t−ブチル3−インドリル基等が挙げられる。
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシイソブチル基、1,2−ジヒドロキシエチル基、1,3−ジヒドロキシイソプロピル基、2,3−ジヒドロキシ−t−ブチル基、1,2,3−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、1−クロロエチル基、2−クロロエチル基、2−クロロイソブチル基、1,2−ジクロロエチル基、1,3−ジクロロイソプロピル基、2,3−ジクロロ−t−ブチル基、1,2,3−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、1−ブロモエチル基、2−ブロモエチル基、2−ブロモイソブチル基、1,2−ジブロモエチル基、1,3−ジブロモイソプロピル基、2,3−ジブロモ−t−ブチル基、1,2,3−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、1−ヨードエチル基、2−ヨードエチル基、2−ヨードイソブチル基、1,2−ジヨードエチル基、1,3−ジヨードイソプロピル基、2,3−ジヨード−t−ブチル基、1,2,3−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、1−アミノエチル基、2−アミノエチル基、2−アミノイソブチル基、1,2−ジアミノエチル基、1,3−ジアミノイソプロピル基、2,3−ジアミノ−t−ブチル基、1,2,3−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、1−シアノエチル基、2−シアノエチル基、2−シアノイソブチル基、1,2−ジシアノエチル基、1,3−ジシアノイソプロピル基、2,3−ジシアノ−t−ブチル基、1,2,3−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、1−ニトロエチル基、2−ニトロエチル基、2−ニトロイソブチル基、1,2−ジニトロエチル基、1,3−ジニトロイソプロピル基、2,3−ジニトロ−t−ブチル基、1,2,3−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1,3−ブタンジエニル基、1−メチルビニル基、スチリル基、2,2−ジフェニルビニル基、1,2−ジフェニルビニル基、1−メチルアリル基、1,1−ジメチルアリル基、2−メチルアリル基、1−フェニルアリル基、2−フェニルアリル基、3−フェニルアリル基、3,3−ジフェニルアリル基、1,2−ジメチルアリル基、1−フェニル−1−ブテニル基、3−フェニル−1−ブテニル基等が挙げられる。
シクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基等が挙げられる。
アルコキシ基は−OYで表される基であり、Yとしては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシイソブチル基、1,2−ジヒドロキシエチル基、1,3−ジヒドロキシイソプロピル基、2,3−ジヒドロキシ−t−ブチル基、1,2,3−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、1−クロロエチル基、2−クロロエチル基、2−クロロイソブチル基、1,2−ジクロロエチル基、1,3−ジクロロイソプロピル基、2,3−ジクロロ−t−ブチル基、1,2,3−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、1−ブロモエチル基、2−ブロモエチル基、2−ブロモイソブチル基、1,2−ジブロモエチル基、1,3−ジブロモイソプロピル基、2,3−ジブロモ−t−ブチル基、1,2,3−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、1−ヨードエチル基、2−ヨードエチル基、2−ヨードイソブチル基、1,2−ジヨードエチル基、1,3−ジヨードイソプロピル基、2,3−ジヨード−t−ブチル基、1,2,3−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、1−アミノエチル基、2−アミノエチル基、2−アミノイソブチル基、1,2−ジアミノエチル基、1,3−ジアミノイソプロピル基、2,3−ジアミノ−t−ブチル基、1,2,3−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、1−シアノエチル基、2−シアノエチル基、2−シアノイソブチル基、1,2−ジシアノエチル基、1,3−ジシアノイソプロピル基、2,3−ジシアノ−t−ブチル基、1,2,3−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、1−ニトロエチル基、2−ニトロエチル基、2−ニトロイソブチル基、1,2−ジニトロエチル基、1,3−ジニトロイソプロピル基、2,3−ジニトロ−t−ブチル基、1,2,3−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−ナフタセニル基、2−ナフタセニル基、9−ナフタセニル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、2−ビフェニルイル基、3−ビフェニルイル基、4−ビフェニルイル基、p−ターフェニル−4−イル基、p−ターフェニル−3−イル基、p−ターフェニル−2−イル基、m−ターフェニル−4−イル基、m−ターフェニル−3−イル基、m−ターフェニル−2−イル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、p−t−ブチルフェニル基、p−(2−フェニルプロピル)フェニル基、3−メチル−2−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、4−メチル−1−アントリル基、4’−メチルビフェニルイル基、4”−t−ブチル−p−ターフェニル−4−イル基等が挙げられる。
芳香族複素環基としては、例えば、1−ピロリル基、2−ピロリル基、3−ピロリル基、ピラジニル基、2−ピリジニル基、3−ピリジニル基、4−ピリジニル基、1−インドリル基、2−インドリル基、3−インドリル基、4−インドリル基、5−インドリル基、6−インドリル基、7−インドリル基、1−イソインドリル基、2−イソインドリル基、3−イソインドリル基、4−イソインドリル基、5−イソインドリル基、6−イソインドリル基、7−イソインドリル基、2−フリル基、3−フリル基、2−ベンゾフラニル基、3−ベンゾフラニル基、4−ベンゾフラニル基、5−ベンゾフラニル基、6−ベンゾフラニル基、7−ベンゾフラニル基、1−イソベンゾフラニル基、3−イソベンゾフラニル基、4−イソベンゾフラニル基、5−イソベンゾフラニル基、6−イソベンゾフラニル基、7−イソベンゾフラニル基、2−キノリル基、3−キノリル基、4−キノリル基、5−キノリル基、6−キノリル基、7−キノリル基、8−キノリル基、1−イソキノリル基、3−イソキノリル基、4−イソキノリル基、5−イソキノリル基、6−イソキノリル基、7−イソキノリル基、8−イソキノリル基、2−キノキサリニル基、5−キノキサリニル基、6−キノキサリニル基、1−カルバゾリル基、2−カルバゾリル基、3−カルバゾリル基、4−カルバゾリル基、9−カルバゾリル基、1−フェナンスリジニル基、2−フェナンスリジニル基、3−フェナンスリジニル基、4−フェナンスリジニル基、6−フェナンスリジニル基、7−フェナンスリジニル基、8−フェナンスリジニル基、9−フェナンスリジニル基、10−フェナンスリジニル基、1−アクリジニル基、2−アクリジニル基、3−アクリジニル基、4−アクリジニル基、9−アクリジニル基、1,7−フェナンスロリン−2−イル基、1,7−フェナンスロリン−3−イル基、1,7−フェナンスロリン−4−イル基、1,7−フェナンスロリン−5−イル基、1,7−フェナンスロリン−6−イル基、1,7−フェナンスロリン−8−イル基、1,7−フェナンスロリン−9−イル基、1,7−フェナンスロリン−10−イル基、1,8−フェナンスロリン−2−イル基、1,8−フェナンスロリン−3−イル基、1,8−フェナンスロリン−4−イル基、1,8−フェナンスロリン−5−イル基、1,8−フェナンスロリン−6−イル基、1,8−フェナンスロリン−7−イル基、1,8−フェナンスロリン−9−イル基、1,8−フェナンスロリン−10−イル基、1,9−フェナンスロリン−2−イル基、1,9−フェナンスロリン−3−イル基、1,9−フェナンスロリン−4−イル基、1,9−フェナンスロリン−5−イル基、1,9−フェナンスロリン−6−イル基、1,9−フェナンスロリン−7−イル基、1,9−フェナンスロリン−8−イル基、1,9−フェナンスロリン−10−イル基、1,10−フェナンスロリン−2−イル基、1,10−フェナンスロリン−3−イル基、1,10−フェナンスロリン−4−イル基、1,10−フェナンスロリン−5−イル基、2,9−フェナンスロリン−1−イル基、2,9−フェナンスロリン−3−イル基、2,9−フェナンスロリン−4−イル基、2,9−フェナンスロリン−5−イル基、2,9−フェナンスロリン−6−イル基、2,9−フェナンスロリン−7−イル基、2,9−フェナンスロリン−8−イル基、2,9−フェナンスロリン−10−イル基、2,8−フェナンスロリン−1−イル基、2,8−フェナンスロリン−3−イル基、2,8−フェナンスロリン−4−イル基、2,8−フェナンスロリン−5−イル基、2,8−フェナンスロリン−6−イル基、2,8−フェナンスロリン−7−イル基、2,8−フェナンスロリン−9−イル基、2,8−フェナンスロリン−10−イル基、2,7−フェナンスロリン−1−イル基、2,7−フェナンスロリン−3−イル基、2,7−フェナンスロリン−4−イル基、2,7−フェナンスロリン−5−イル基、2,7−フェナンスロリン−6−イル基、2,7−フェナンスロリン−8−イル基、2,7−フェナンスロリン−9−イル基、2,7−フェナンスロリン−10−イル基、1−フェナジニル基、2−フェナジニル基、1−フェノチアジニル基、2−フェノチアジニル基、3−フェノチアジニル基、4−フェノチアジニル基、10−フェノチアジニル基、1−フェノキサジニル基、2−フェノキサジニル基、3−フェノキサジニル基、4−フェノキサジニル基、10−フェノキサジニル基、2−オキサゾリル基、4−オキサゾリル基、5−オキサゾリル基、2−オキサジアゾリル基、5−オキサジアゾリル基、3−フラザニル基、2−チエニル基、3−チエニル基、2−メチルピロール−1−イル基、2−メチルピロール−3−イル基、2−メチルピロール−4−イル基、2−メチルピロール−5−イル基、3−メチルピロール−1−イル基、3−メチルピロール−2−イル基、3−メチルピロール−4−イル基、3−メチルピロール−5−イル基、2−t−ブチルピロール−4−イル基、3−(2−フェニルプロピル)ピロール−1−イル基、2−メチル−1−インドリル基、4−メチル−1−インドリル基、2−メチル−3−インドリル基、4−メチル−3−インドリル基、2−t−ブチル1−インドリル基、4−t−ブチル1−インドリル基、2−t−ブチル3−インドリル基、4−t−ブチル3−インドリル基等が挙げられる。
アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、1−フェニルエチル基、2−フェニルエチル基、1−フェニルイソプロピル基、2−フェニルイソプロピル基、フェニル−t−ブチル基、α−ナフチルメチル基、1−α−ナフチルエチル基、2−α−ナフチルエチル基、1−α−ナフチルイソプロピル基、2−α−ナフチルイソプロピル基、β−ナフチルメチル基、1−β−ナフチルエチル基、2−β−ナフチルエチル基、1−β−ナフチルイソプロピル基、2−β−ナフチルイソプロピル基、1−ピロリルメチル基、2−(1−ピロリル)エチル基、p−メチルベンジル基、m−メチルベンジル基、o−メチルベンジル基、p−クロロベンジル基、m−クロロベンジル基、o−クロロベンジル基、p−ブロモベンジル基、m−ブロモベンジル基、o−ブロモベンジル基、p−ヨードベンジル基、m−ヨードベンジル基、o−ヨードベンジル基、p−ヒドロキシベンジル基、m−ヒドロキシベンジル基、o−ヒドロキシベンジル基、p−アミノベンジル基、m−アミノベンジル基、o−アミノベンジル基、p−ニトロベンジル基、m−ニトロベンジル基、o−ニトロベンジル基、p−シアノベンジル基、m−シアノベンジル基、o−シアノベンジル基、1−ヒドロキシ−2−フェニルイソプロピル基、1−クロロ−2−フェニルイソプロピル基等が挙げられる。
アリールオキシ基は−OZと表され、Zのとしては、例えば、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−ナフタセニル基、2−ナフタセニル基、9−ナフタセニル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、2−ビフェニルイル基、3−ビフェニルイル基、4−ビフェニルイル基、p−ターフェニル−4−イル基、p−ターフェニル−3−イル基、p−ターフェニル−2−イル基、m−ターフェニル−4−イル基、m−ターフェニル−3−イル基、m−ターフェニル−2−イル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、p−t−ブチルフェニル基、p−(2−フェニルプロピル)フェニル基、3−メチル−2−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、4−メチル−1−アントリル基、4’−メチルビフェニルイル基、4”−t−ブチル−p−ターフェニル−4−イル基、2−ピロリル基、3−ピロリル基、ピラジニル基、2−ピリジニル基、3−ピリジニル基、4−ピリジニル基、2−インドリル基、3−インドリル基、4−インドリル基、5−インドリル基、6−インドリル基、7−インドリル基、1−イソインドリル基、3−イソインドリル基、4−イソインドリル基、5−イソインドリル基、6−イソインドリル基、7−イソインドリル基、2−フリル基、3−フリル基、2−ベンゾフラニル基、3−ベンゾフラニル基、4−ベンゾフラニル基、5−ベンゾフラニル基、6−ベンゾフラニル基、7−ベンゾフラニル基、1−イソベンゾフラニル基、3−イソベンゾフラニル基、4−イソベンゾフラニル基、5−イソベンゾフラニル基、6−イソベンゾフラニル基、7−イソベンゾフラニル基、2−キノリル基、3−キノリル基、4−キノリル基、5−キノリル基、6−キノリル基、7−キノリル基、8−キノリル基、1−イソキノリル基、3−イソキノリル基、4−イソキノリル基、5−イソキノリル基、6−イソキノリル基、7−イソキノリル基、8−イソキノリル基、2−キノキサリニル基、5−キノキサリニル基、6−キノキサリニル基、1−カルバゾリル基、2−カルバゾリル基、3−カルバゾリル基、4−カルバゾリル基、1−フェナンスリジニル基、2−フェナンスリジニル基、3−フェナンスリジニル基、4−フェナンスリジニル基、6−フェナンスリジニル基、7−フェナンスリジニル基、8−フェナンスリジニル基、9−フェナンスリジニル基、10−フェナンスリジニル基、1−アクリジニル基、2−アクリジニル基、3−アクリジニル基、4−アクリジニル基、9−アクリジニル基、1,7−フェナンスロリン−2−イル基、1,7−フェナンスロリン−3−イル基、1,7−フェナンスロリン−4−イル基、1,7−フェナンスロリン−5−イル基、1,7−フェナンスロリン−6−イル基、1,7−フェナンスロリン−8−イル基、1,7−フェナンスロリン−9−イル基、1,7−フェナンスロリン−10−イル基、1,8−フェナンスロリン−2−イル基、1,8−フェナンスロリン−3−イル基、1,8−フェナンスロリン−4−イル基、1,8−フェナンスロリン−5−イル基、1,8−フェナンスロリン−6−イル基、1,8−フェナンスロリン−7−イル基、1,8−フェナンスロリン−9−イル基、1,8−フェナンスロリン−10−イル基、1,9−フェナンスロリン−2−イル基、1,9−フェナンスロリン−3−イル基、1,9−フェナンスロリン−4−イル基、1,9−フェナンスロリン−5−イル基、1,9−フェナンスロリン−6−イル基、1,9−フェナンスロリン−7−イル基、1,9−フェナンスロリン−8−イル基、1,9−フェナンスロリン−10−イル基、1,10−フェナンスロリン−2−イル基、1,10−フェナンスロリン−3−イル基、1,10−フェナンスロリン−4−イル基、1,10−フェナンスロリン−5−イル基、2,9−フェナンスロリン−1−イル基、2,9−フェナンスロリン−3−イル基、2,9−フェナンスロリン−4−イル基、2,9−フェナンスロリン−5−イル基、2,9−フェナンスロリン−6−イル基、2,9−フェナンスロリン−7−イル基、2,9−フェナンスロリン−8−イル基、2,9−フェナンスロリン−10−イル基、2,8−フェナンスロリン−1−イル基、2,8−フェナンスロリン−3−イル基、2,8−フェナンスロリン−4−イル基、2,8−フェナンスロリン−5−イル基、2,8−フェナンスロリン−6−イル基、2,8−フェナンスロリン−7−イル基、2,8−フェナンスロリン−9−イル基、2,8−フェナンスロリン−10−イル基、2,7−フェナンスロリン−1−イル基、2,7−フェナンスロリン−3−イル基、2,7−フェナンスロリン−4−イル基、2,7−フェナンスロリン−5−イル基、2,7−フェナンスロリン−6−イル基、2,7−フェナンスロリン−8−イル基、2,7−フェナンスロリン−9−イル基、2,7−フェナンスロリン−10−イル基、1−フェナジニル基、2−フェナジニル基、1−フェノチアジニル基、2−フェノチアジニル基、3−フェノチアジニル基、4−フェノチアジニル基、1−フェノキサジニル基、2−フェノキサジニル基、3−フェノキサジニル基、4−フェノキサジニル基、2−オキサゾリル基、4−オキサゾリル基、5−オキサゾリル基、2−オキサジアゾリル基、5−オキサジアゾリル基、3−フラザニル基、2−チエニル基、3−チエニル基、2−メチルピロール−1−イル基、2−メチルピロール−3−イル基、2−メチルピロール−4−イル基、2−メチルピロール−5−イル基、3−メチルピロール−1−イル基、3−メチルピロール−2−イル基、3−メチルピロール−4−イル基、3−メチルピロール−5−イル基、2−t−ブチルピロール−4−イル基、3−(2−フェニルプロピル)ピロール−1−イル基、2−メチル−1−インドリル基、4−メチル−1−インドリル基、2−メチル−3−インドリル基、4−メチル−3−インドリル基、2−t−ブチル1−インドリル基、4−t−ブチル1−インドリル基、2−t−ブチル3−インドリル基、4−t−ブチル3−インドリル基等が挙げられる。
アルコキシカルボニル基は−COOYと表され、Yとしては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシイソブチル基、1,2−ジヒドロキシエチル基、1,3−ジヒドロキシイソプロピル基、2,3−ジヒドロキシ−t−ブチル基、1,2,3−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、1−クロロエチル基、2−クロロエチル基、2−クロロイソブチル基、1,2−ジクロロエチル基、1,3−ジクロロイソプロピル基、2,3−ジクロロ−t−ブチル基、1,2,3−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、1−ブロモエチル基、2−ブロモエチル基、2−ブロモイソブチル基、1,2−ジブロモエチル基、1,3−ジブロモイソプロピル基、2,3−ジブロモ−t−ブチル基、1,2,3−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、1−ヨードエチル基、2−ヨードエチル基、2−ヨードイソブチル基、1,2−ジヨードエチル基、1,3−ジヨードイソプロピル基、2,3−ジヨード−t−ブチル基、1,2,3−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、1−アミノエチル基、2−アミノエチル基、2−アミノイソブチル基、1,2−ジアミノエチル基、1,3−ジアミノイソプロピル基、2,3−ジアミノ−t−ブチル基、1,2,3−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、1−シアノエチル基、2−シアノエチル基、2−シアノイソブチル基、1,2−ジシアノエチル基、1,3−ジシアノイソプロピル基、2,3−ジシアノ−t−ブチル基、1,2,3−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、1−ニトロエチル基、2−ニトロエチル基、2−ニトロイソブチル基、1,2−ジニトロエチル基、1,3−ジニトロイソプロピル基、2,3−ジニトロ−t−ブチル基、1,2,3−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
また、以上の置換基は、置換基同士が結合して環を形成していてもよく、環を形成する2価基の例としては、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ジフェニルメタン−2,2’−ジイル基、ジフェニルエタン−3,3’−ジイル基、ジフェニルプロパン−4,4’−ジイル基等が挙げられる。
本発明の一般式(1)で表される化合物からなる有機EL素子の具体的構造としては、下記の様な構造が挙げられる。なお、Ar、Arに相当する部位にCzがある構造があるが、Ar及びArはCzを含むためである。また、下記構造において、フェニル部位及びチオフェン部位は、アルキル基又は炭素数6〜10のアリール基により置換されているものも挙げられる。
Figure 2004074399
本発明の一般式(1)で表される化合物からなる有機EL素子用材料の具体例を以下に示すが、これら例示化合物に限定されるものではない。
Figure 2004074399
Figure 2004074399
Figure 2004074399
Figure 2004074399
また、一般式(1)で表される化合物は、有機EL素子のホスト材料であると好ましく、電荷を輸送し、ガラス転移温度が110℃以上である。また、3重項エネルギーが2.76eV以上あれば、緑色、赤色発光の錯体を励起する能力を保有するので好ましい。さらに、前記化合物はガラス転移温度が110℃以上であり、3重項エネルギーが2.82eV以上、さらには2.85eV以上も可能なので、高温保存に優れ、CBPに比して緑色発光素子の発光効率も向上できる。なお、緑色、赤色発光する錯体を励起するためには、3重項エネルギーが2.82〜2.92eVが特に好ましい。2.92eVを超えると、発光効率が向上しない場合もあるからである。
次に、本発明の有機EL素子について説明する。
本発明の有機EL素子は、陰極と陽極間に少なくとも発光層を有する一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機EL素子において、該有機薄膜層の少なくとも一層が、本発明の有機EL素子用材料を含有する。
多層型の有機EL素子の構造としては、例えば、陽極/正孔輸送層(正孔注入層)/発光層/陰極、陽極/発光層/電子輸送層(電子注入層)/陰極、陽極/正孔輸送層(正孔注入層)/発光層/電子輸送層(電子注入層)/陰極、陽極/正孔輸送層(正孔注入層)/発光層/正孔障壁層/電子輸送層(電子注入層)/陰極、等の多層構成で積層したものが挙げられる。
前記発光層は、ホスト材料と燐光性の発光材料からなり、該ホスト材料が前記有機EL素子用材料からなると好ましい。
燐光性の発光材料としては、燐光量子収率が高く、発光素子の外部量子効率をより向上させることができるという点で、イリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体等の金属錯体が好ましく、イリジウム錯体及び白金錯体がより好ましく、オルトメタル化イリジウム錯体が最も好ましい。オルトメタル化金属錯体のさらに好ましい形態としては、下記一般式(2)〜(4)で表される化合物であり、一般式(2)又は(3)で表される化合物が特に好ましい。
Figure 2004074399
一般式(2)において、R11,R12は、アルキル基、アリール基、フッ素化アルキル基、フッ素化アリール基であり、アルキル基、フッ素化アルキル基、アリール基が好ましく、アルキル基、フッ素化アルキル基がより好ましい。q11は0〜2の整数を表し、0,1が好ましく、0がより好ましい。q12は0〜4の整数を表し、0,1が好ましく、0がより好ましい。q11,q12が2以上の場合、複数個のR11,R12はそれぞれ同一または互いに異なっても良く、また、連結して縮環を形成してもよい。
は配位子を表す。配位子としては前記オルトメタル化イリジウム錯体を形成するに必要な配位子等が挙げられ、オルトメタル化イリジウム錯体を形成するに必要な配位子及び含窒素ヘテロ環配位子、ジケトン配位子、ハロゲン配位子、ビピリジル配位子が好ましく、より好ましくはオルトメタル化イリジウム錯体を形成するに必要な配位子、ビピリジル配位子である。nは0〜5の整数を表し、0が好ましい。mは1,2又は3を表し、好ましくは3である。n,mの数の組み合わせは、一般式(2)で表される金属錯体が中性錯体となる数の組み合わせが好ましい。
一般式(3)において、R21,n,m,Lは、それぞれ前記R ,n,m,Lと同様である。q21は0〜8の整数を表し、0が好ましい。q21が2以上の場合は、互いに同一でも異なってもよく、また、連結して縮合環を形成してもよい。
一般式(4)において、R31,R32,q31,q32,n,m,Lは、それぞれ前記R11,R12,q11,q12,n,m,Lと同様である。
前記燐光性の発光材料としては、以下に示すイリジウム錯体が好ましい。
Figure 2004074399
Figure 2004074399
Figure 2004074399
Figure 2004074399
本発明の有機EL素子は、陰極と有機薄膜層との界面領域に、還元性ドーパントが添加されてなると好ましい。
還元性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ金属錯体、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属錯体、アルカリ土類金属化合物、希土類金属、希土類金属錯体、及び希土類金属化合物等から選ばれた少なくとも一種類が挙げられる。
前記アルカリ金属としては、Na(仕事関数:2.36eV)、K(仕事関数:2.28eV)、Rb(仕事関数:2.16eV)、Cs(仕事関数:1.95eV)等が挙げられ、仕事関数が2.9eV以下のものが特に好ましい。これらのうち好ましくはK、Rb、Cs、さらに好ましくはRb又はCsであり、最も好ましくはCsである。
前記アルカリ土類金属としては、Ca(仕事関数:2.9eV)、Sr(仕事関数:2.0〜2.5eV)、Ba(仕事関数:2.52eV)等が挙げられ、仕事関数が2.9eV以下のものが特に好ましい。
前記、希土類金属としては、Sc、Y、Ce、Tb、Yb等が挙げられ、仕事関数が2.9eV以下のものが特に好ましい。
以上の金属のうち好ましい金属は、特に還元能力が高く、電子注入域への比較的少量の添加により、有機EL素子における発光輝度の向上や長寿命化が可能である。
前記アルカリ金属化合物としては、LiO、CsO、KO等のアルカリ酸化物、LiF、NaF、CsF、KF等のアルカリハロゲン化物等が挙げられ、LiF、LiO、NaFのアルカリ酸化物又はアルカリフッ化物が好ましい。
前記アルカリ土類金属化合物としては、BaO、SrO、CaO及びこれらを混合したBaSr1−xO(0<x<1)や、BaCa1−xO(0<x<1)等が挙げられ、BaO、SrO、CaOが好ましい。
前記希土類金属化合物としては、YbF、ScF、ScO、Y、Ce、GdF、TbF等が挙げられ、YbF、ScF、TbFが好ましい。
前記アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体、希土類金属錯体としては、それぞれ金属イオンとしてアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、希土類金属イオンの少なくとも一つ含有するものであれば特に限定はない。また、配位子にはキノリノール、ベンゾキノリノール、アクリジノール、フェナントリジノール、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、ヒドロキシジアリールオキサジアゾール、ヒドロキシジアリールチアジアゾール、ヒドロキシフェニルピリジン、ヒドロキシフェニルベンゾイミダゾール、ヒドロキシベンゾトリアゾール、ヒドロキシフルボラン、ビピリジル、フェナントロリン、フタロシアニン、ポルフィリン、シクロペンタジエン、β−ジケトン類、アゾメチン類、及びそれらの誘導体などが好ましいが、これらに限定されるものではない。
還元性ドーパントの添加形態としては、前記界面領域に層状又は島状に形成すると好ましい。形成方法としては、抵抗加熱蒸着法により還元性ドーパントを蒸着しながら、界面領域を形成する発光材料や電子注入材料である有機物を同時に蒸着させ、有機物中に還元ドーパントを分散する方法が好ましい。分散濃度としてはモル比で有機物:還元性ドーパント=100:1〜1:100、好ましくは5:1〜1:5である。
還元性ドーパントを層状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を層状に形成した後に、還元ドーパントを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは層の厚み0.1〜15nmで形成する。
還元性ドーパントを島状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を島状に形成した後に、還元ドーパントを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは島の厚み0.05〜1nmで形成する。
また、本発明の有機EL素子における、主成分と還元性ドーパントの割合としては、モル比で主成分:還元性ドーパント=5:1〜1:5であると好ましく、2:1〜1:2であるとさらに好ましい。
本発明の有機EL素子は、前記発光層と陰極との間に電子注入層を有し、該電子注入層が含窒素環誘導体を主成分として含有すると好ましい。
前記電子注入層に用いる電子輸送材料としては、分子内にヘテロ原子を1個以上含有する芳香族ヘテロ環化合物が好ましく用いられ、特に含窒素環誘導体が好ましい。含窒素環誘導体の具体的な化合物としては、5員環であるアゾール骨格を有するものが好ましい。芳香族ヘテロ環化合物としては、炭素原子、水素原子以外の原子を基本骨格内に2つ以上有する化合物であり、単環または縮環であってもよい。含窒素環誘導体としては、1つの窒素原子以外に、窒素、酸素、硫黄原子から選ばれる原子を1つ以上有するものが好ましく、さらに好ましくは窒素原子を骨格内に2つ以上有する芳香族ヘテロ環である。ヘテロ原子は縮合位置にあっても、非縮合位置にあってもよい。ヘテロ原子を2つ以上含むヘテロ環骨格としては、例えばピラゾール、イミダゾール、ピラジン、ピリミジン、インダゾール、プリン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、プテリジン、ペリミジン、フェナントロリン、ピロロイミダゾール、ピロロトリアゾール、ピラゾロイミダゾール、ピラゾロトリアゾール、ピラゾロピリミジン、ピラゾロトリアジン、イミダゾイミダゾール、イミダゾピリダジン、イミダゾピリジン、イミダゾピラジン、トリアゾロピリジン、ベンゾイミダゾール、ナフトイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ナフトオキサゾール、ベンゾチアゾール、ナフトチアゾール、ベンゾトリアゾール、テトラザインデン、トリアジンなどが好ましく挙げられる。
上記の中でも、該電子輸送性ホスト材として、イミダゾピリダジン、イミダゾピリジン、イミダゾピラジン、ベンゾイミダゾール、ナフトイミダゾール等の縮合アゾール骨格を有する化合物又はトリアジン骨格を有する化合物が好ましく、縮合イミダゾピリジンであるとさらに好ましい。
アゾール骨格を有する化合物として好ましくは下記一般式(5)で表される化合物である。
Figure 2004074399
(式中、Rは芳香族基を表す。XはO、S又はN−Ra(Raは水素原子、脂肪族炭化水素基、アリール基又はヘテロ環基を表す。)を表す。Qは、N及びXと結合してヘテロ環を形成するのに必要な原子群を表す。また、RとX、RとQは可能な場合には結合して環を形成してもよい。)
前記含窒素環誘導体としては、以下に示す化合物が好ましい。
Figure 2004074399
また、前記電子注入層の構成成分として、前記含窒素環誘導体の他に無機化合物として、絶縁体または半導体を使用することが好ましい。電子注入層が絶縁体や半導体で構成されていれば、電流のリークを有効に防止して、電子注入性を向上させることができる。
このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土塁金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物およびアルカリ土塁金属のハロゲン化物からなる群から選択される少なくとも一つの金属化合物を使用するのが好ましい。電子注入層がこれらのアルカリ金属カルコゲナイド等で構成されていれば、電子注入性をさらに向上させることができる点で好ましい。具体的に、好ましいアルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、LiO、LiO、NaS、NaSe及びNaOが挙げられ、好ましいアルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、CaO、BaO、SrO、BeO、BaS及びCaSeが挙げられる。また、好ましいアルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、LiF、NaF、KF、LiCl、KCl及びNaCl等が挙げられる。また、好ましいアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、CaF、BaF、SrF、MgF及びBeF等のフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。
また、半導体としては、Ba、Ca、Sr、Yb、Al、Ga、In、Li、Na、Cd、Mg、Si、Ta、Sb及びZnの少なくとも一つの元素を含む酸化物、窒化物又は酸化窒化物等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。また、電子注入層を構成する無機化合物が、微結晶又は非晶質の絶縁性薄膜であることが好ましい。電子注入層がこれらの絶縁性薄膜で構成されていれば、より均質な薄膜が形成されるために、ダークスポット等の画素欠陥を減少させることができる。なお、このような無機化合物としては、前記アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられる。
また、本発明における電子注入層は、前述の還元性ドーパントを含有していても好ましい。
本発明の有機EL素子は、前記発光層と陽極との間に正孔輸送層を有し、該正孔輸送層がアリールアミン誘導体を主成分として含有すると好ましい。また、正孔輸送層に含有される正孔輸送材料としては、3重項エネルギーが2.52〜3.7eVであると好ましく、2.8〜3.7eVであるとさらに好ましい。このような範囲の正孔輸送材料を用いることで、発光層の励起エネルギーが失活することを防ぐことができる。
前記正孔輸送材料としては、下記一般式(6)及び(7)で表されるものが好ましい。
Figure 2004074399
(式中、Arは、炭素数が6〜40の芳香族基であり、Ar及びArは、それぞれ水素原子又は炭素数が6〜40の芳香族基であり、mは1〜6の整数である。)
Figure 2004074399
(式中、Ar10及びAr16は、炭素数が6〜40の芳香族基であり、Ar11〜Ar15は、それぞれ水素原子又は炭素数が6〜40の芳香族基であり、縮合数p、q、r、sは、それぞれ0又は1である。)
前記一般式(7)及び(8)において、炭素数が6〜40の芳香族基のうち、好ましい核原子数5〜40のアリール基としては、フェニル、ナフチル、アントラニル、フェナンスリル、ピレニル、コロニル、ビフェニル、ターフェニル、ピローリル、フラニル、チオフェニル、ベンゾチオフェニル、オキサジアゾリル、ジフェニルアントラニル、インドリル、カルバゾリル、ピリジル、ベンゾキノリル、フルオランテニル、アセナフトフルオランテニル等が挙げられる。また、好ましい核原子数5〜40のアリーレン基としては、フェニレン、ナフチレン、アントラニレン、フェナンスリレン、ピレニレン、コロニレン、ビフェニレン、ターフェニレン、ピローリレン、フラニレン、チオフェニレン、ベンゾチオフェニレン、オキサジアゾリレン、ジフェニルアントラニレン、インドリレン、カルバゾリレン、ピリジレン、ベンゾキノリレン、フルオランテニレン、アセナフトフルオランテニレン等が挙げられる。なお、炭素数が6〜40の芳香族基は、さらに置換基により置換されていてもよく、好ましい置換基として、炭素数1〜6のアルキル基(エチル基、メチル基、i−プロピル基、n−プロピル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、炭素数1〜6のアルコキシ基(エトキシ基、メトキシ基、i−プロポキシ基、n−プロポキシ基、s−ブトキシ基、t−ブトキシ基、ペントキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロペントキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、核原子数5〜40のアリール基、核原子数5〜40のアリール基で置換されたアミノ基、核原子数5〜40のアリール基を有するエステル基、炭素数1〜6のアルキル基を有するエステル基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子が挙げられる。
さらに、3重項エネルギーが2.8eV以上の正孔輸送材料としては、下記一般式(8)及び(10)で表されるものが好ましい。
Figure 2004074399
(式中、Ar1’、Ar2’は、炭素数1〜6のアルキル基、アルコキシ基又はフェニル基によって置換されていてもよい核炭素数6〜18のアリール基であり、Rは炭素数4〜6のアルキル基又はアルコキシ基または核炭素数6〜18のアリール基である。Xは、単結合,−O−又は−S−で表される連結基を示し、Xはあっても、なくてもよい。)
Figure 2004074399
(式中、Ar3’は、置換基を有する若しくは有しない核炭素数6〜18のアリール基、Ar4’〜Ar7’は、それぞれ置換基を有する若しくは有しない核炭素数6〜18のアリーレン基を示し、Xは、単結合,−O−,−S−,−(CH−(nは1〜6の整数)又は−C(CH−である連結基を示し、これらの連結基はあってもよく、なくてもよく、X及びXは、それぞれ単結合,−O−,−S−,−(CH−(nは1〜6の整数)又は−C(CH−である連結基を示し、それらは同一でも異なっていてもよい。)
一般式(8)及び(9)におけるAr1’〜Ar7’、R、X及びX〜Xの示す各基並びに置換基の具体例としては、前記Cz及びAr〜Arで挙げたもと同様のものが挙げられる。
Figure 2004074399
[式中、R〜R12は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表わし、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR10、R11とR12はそれぞれ隣接する置換基同士で環を形成してもよい。Xは以下に示す3価の連結基を示し、
Figure 2004074399
Ar1’’は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基又は以下に示す一般式(11)のいずれかで表される。
Figure 2004074399
(式中、R13〜R18は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、置換基を有していてもよいアミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表わし、R13とR14、R15とR16、R17とR18はそれぞれ隣接する置換基同士で環を形成してもよい。)]
一般式(10)におけるAr1’’、R〜R18の示す各基並びに置換基の具体例としては、前記Cz及びAr〜Arで挙げたもと同様のものが挙げられる。
本発明において、有機EL素子の陽極は、正孔を正孔輸送層または発光層に注入する役割を担うものであり、4.5eV以上の仕事関数を有することが効果的である。本発明に用いられる陽極材料の具体例としては、酸化インジウム錫合金(ITO)、酸化錫(NESA)、金、銀、白金、銅等が適用できる。また陰極としては、電子注入層又は発光層に電子を注入する目的で、仕事関数の小さい材料が好ましい。陰極材料は特に限定されないが、具体的にはインジウム、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−スカンジウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金等が使用できる。
本発明の有機EL素子の各層の形成方法は特に限定されない。従来公知の真空蒸着法、スピンコーティング法等による形成方法を用いることができる。本発明の有機EL素子に用いる、前記一般式(1)で示される化合物を含有する有機薄膜層は、真空蒸着法、分子線蒸着法(MBE法)あるいは溶媒に解かした溶液のディッピング法、スピンコーティング法、キャスティング法、バーコート法、ロールコート法等の塗布法による公知の方法で形成することができる。
本発明の有機EL素子の各有機層の膜厚は特に制限されないが、膜厚が薄すぎることによるピンホール等の欠陥が生じるのを防ぎ、厚すぎることによる高い印加電圧が必要となり効率が悪くなるのを防ぐため、通常は数nmから1μmの範囲が好ましい。
なお、本発明の一般式(1)で表される化合物の合成方法としては、一般式(a)で表される化合物と一般式(b)で表される化合物を有機溶媒中、塩基存在下、パラジウム触媒を用いて反応させる方法、一般式(c)で表される化合物と一般式(d)で表される化合物を有機溶媒中、塩基存在下、パラジウム触媒を用いて反応させる方法などが挙げられる。下記一般式(a)〜(d)における、l,m,n,p及びqは、一般式(1)を満たすように適宜選択される整数である。
Figure 2004074399
この反応で用いる有機溶媒としては反応に関与しない溶媒であれば良く、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系炭化水素系溶媒、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒が挙げられる。
この反応で用いる塩基としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩基、トリエチルアミン、ピリジン等の有機塩基が挙げられる。好ましくは炭酸ナトリウムが挙げられる。また、無機塩基を溶解するために水を共存してもよい。
ここで用いるパラジウム触媒としては、例えば、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、酢酸パラジウム−トリフェニルホスフィン等が挙げられる。好ましくはテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムが挙げられる。
次に、合成例及び実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、化合物の3重項エネルギーギャップ及び1重項エネルギーギャップは、以下のようにして測定した。
(1)3重項エネルギーギャップの測定
最低励起3重項エネルギー準位T1を測定した。すなわち、試料の燐光スペクトルを測定し(10μmol/リットル EPA(ジエチルエーテル:イソペンタン:イソプロピルアルコール=5:5:2容積比)溶液、77K、石英セル、SPEX社FLUOROLOGII)、燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き横軸との交点である波長(発光端)を求めた。この波長をエネルギー値に換算した。
(2)1重項エネルギーギャップの測定
励起1重項エネルギーギャップの値を測定した。すなわち、試料のトルエン溶液(10−5モル/リットル)を用い日立社製紫外可視吸光計を用い吸収スペクトルを測定した。スペクトルの長波長側の立ち上りに対し接線を引き横軸との交点である波長(吸収端)を求めた。この波長をエネルギー値に換算した。
合成例1(化合物(30)の合成)
化合物(30)の合成経路を以下に示す。
Figure 2004074399
(1)合成中間体(A)の合成
4−ブロモヨードベンゼン25.4g(90mmol)、カルバゾール10.0g(60mmol)、よう化銅0.1g(0.5mmol)、リン酸カリウム26.7g(126mmol)を1,4−ジオキサン70ミリリットルに懸濁し、トランス−1,2−シクロヘキサンジアミン0.7ミリリットル(6mmol)を加え、アルゴン雰囲気下、15時間加熱環流した。反応溶液を室温まで冷却し、塩化メチレン、水を加え、二層分離した後、有機層を5%塩酸水溶液、水で順次洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機溶媒を減圧留去後、エタノール50ミリリットルを加え、析出した結晶を濾過し、エタノール、ノルマルヘキサンで順次洗浄し、合成中間体(A)17.8g(収率92%)を得た。
(2)合成中間体(B)の合成
合成中間体(A)8.0g(25mmol)をトルエン50ミリリットル、エーテル50ミリリットルに溶解し、アルゴン雰囲気下−40℃でノルマルブチルリチウムヘキサン溶液(1.6M)21ミリリットル(32mmol)を加え、−40℃から0℃で1時間撹拌した。次に反応溶液を−70℃まで冷却し、ホウ酸トリイソプロピル17ミリリットル(74mmol)をエーテル25ミリリットルに希釈した溶液を滴下し、−70℃で1時間撹拌した後、室温まで昇温して6時間攪拌した。更に反応溶液に5%塩酸70ミリリットルを滴下した後、室温で45分間攪拌した。反応溶液を二層分離した後、有機層を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機溶媒を5分の1程度まで減圧留去後、析出した結晶を濾過し、トルエン−ノルマルヘキサン混合溶媒、ノルマルヘキサンで順次洗浄し、合成中間体(B)4.0g(収率56%)を得た。
(3)目的化合物(30)の合成
合成中間体(B)2.0g(7.0mmol)、ブロモ−3,5−ジフェニルベンゼン2.2g(7.0mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム0.16g(0.14mmol)をトルエン21ミリリットルに懸濁し、炭酸ナトリウム2.2g(21mmol)を水11ミリリットルに溶解した溶液を加え、アルゴン雰囲気下、9時間加熱環流した。反応溶液を二層分離した後、有機層を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機溶媒を減圧留去後、酢酸エチル12ミリリットルを加え、析出した結晶を濾過し、酢酸エチルで洗浄し、結晶2.6g(収率78%)を得た。
得られた結晶は、90MHzH−NMR、FD−MS(フィールドディソープションマス分析)により目的物であることを確認した。また、FD−MSの測定結果を以下に示す。
FDMS,calcd for C3625N=471,found,m/z=471(M,100)
合成例2(化合物(1)の合成)
化合物(1)の合成経路を以下に示す。
Figure 2004074399
(1)合成中間体(C)の合成
1,3,5−トリブロモベンゼン5.0g(16mmol)、カルバゾール8.8g(52mmol)、よう化銅0.3g(1.6mmol)、リン酸カリウム13.8g(65mmol)を1,4−ジオキサン50ミリリットルに懸濁し、トランス−1,2−シクロヘキサンジアミン1.9ミリリットル(16mmol)を加え、アルゴン雰囲気下、19時間加熱環流した。反応溶液を室温まで冷却し、塩化メチレン、水を加え、二層分離した後、水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機溶媒を5分の1程度まで減圧留去後、析出した結晶を濾過し、酢酸エチルで洗浄し、濾液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、合成中間体(C)を1.8g(収率23%)を得た。
(2)合成中間体(D)の合成
ブロモ−3,5−ジフェニルベンゼン10.0g(32mmol)をトルエン50ミリリットル、エーテル50ミリリットルに溶解し、アルゴン雰囲気下−16〜−42℃でノルマルブチルリチウムヘキサン溶液(1.6M)27ミリリットル(42mmol)を加え、−42℃から0℃で1時間撹拌した。次に反応溶液を−70℃まで冷却し、ホウ酸トリイソプロピル22ミリリットル(97mmol)をエーテル25ミリリットルに希釈した溶液を滴下し、−70℃で1時間撹拌した後、室温まで昇温して6時間攪拌した。更に反応溶液に5%塩酸70ミリリットルを滴下した後、室温で45分間攪拌した。反応溶液を二層分離した後、有機層を3%塩酸、飽和食塩水で順次洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機溶媒を5分の1程度まで減圧留去後、ノルマルヘキサン10ミリリットルを加え、析出した結晶を濾過し、トルエン−ノルマルヘキサン混合溶媒、ノルマルヘキサンで順次洗浄し、合成中間体(D)7.0g(収率78%)を得た。
(3)目的化合物(1)の合成
合成中間体(C)1.8g(3.6mmol)、合成中間体(D)0.99g(3.6mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム0.08g(0.07mmol)を1,2−ジメトキシエタン22ミリリットルに懸濁し、炭酸ナトリウム1.1g(11mmol)を水5ミリリットルに溶解した溶液を加え、アルゴン雰囲気下、9時間加熱環流した。反応溶液を室温まで冷却後、析出した結晶を濾過し、水、メタノール、酢酸エチルで順次洗浄し、粗結晶1.9gを得た。得られた結晶を減圧下昇華精製して、精製結晶1.6g(収率68%)を得た。
得られた結晶は、90MHzH−NMR、FD−MSにより目的物であることを確認した。また、FD−MSの測定結果を以下に示す。
FDMS,calcd for C4832=636,found,m/z=636(M,100)
合成例3(化合物(4)の合成)
化合物(4)の合成経路を以下に示す。
Figure 2004074399
(1)合成中間体(E)の合成
1,3,5−トリブロモベンゼン5.0g(16mmol)、カルバゾール5.3g(32mmol)、よう化銅0.3g(1.6mmol)、リン酸カリウム13.8g(65mmol)を1,4−ジオキサン50ミリリットルに懸濁し、トランス−1,2−シクロヘキサンジアミン1.9ミリリットル(16mmol)を加え、アルゴン雰囲気下、9時間加熱環流した。反応溶液を室温まで冷却し、塩化メチレン、水を加え、二層分離した後、水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機溶媒を5分の1程度まで減圧留去核、析出した結晶を濾過し、酢酸エチルで洗浄し、濾液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、合成中間体(E)を2.0g(収率31%)を得た。
(2)目的化合物(4)の合成
合成中間体(E)1.8g(4.5mmol)、合成中間体(D)2.5g(9.0mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム0.16g(0.13mmol)を1,2−ジメトキシエタン27ミリリットルに懸濁し、炭酸ナトリウム2.9g(11mmol)を水14ミリリットルに溶解した溶液を加え、アルゴン雰囲気下、18時間加熱環流した。反応溶液を室温まで冷却後、析出した結晶を濾過し、水、メタノール、酢酸エチルで順次洗浄し、粗結晶3.3gを得た。得られた結晶を減圧下昇華精製して、精製結晶2.9g(収率92%)を得た。
得られた結晶は、90MHzH−NMR、FD−MSにより目的物であることを確認した。また、FD−MSの測定結果を以下に示す。
FDMS,calcd for C5437N=699,found,m/z=699(M,100)
合成例4(化合物(37)の合成)
(1)合成中間体(C)の合成
3リットルのフラスコにアルゴン気流下、1,3,5−トリブロモベンゼン118g(東京化成社製)、カルバゾール125g(シグマアルドリッチ社製)、ヨウ化銅7g(和光純薬社製)、りん酸三カリウム317g(和光純薬社製)、トランス−1,2−シクロヘキサンジアミン43g(東京化成社製)、1,4−ジオキサン1.2リットル(和光純薬社製)を入れ、104℃で15時間攪拌した。
反応後室温まで放冷し、水1リットルを加え、塩化メチレン3リットルを加え抽出を行った。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧濃縮し、得られた残渣を減圧濾過し、母液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製したところ、3,5−ビス(カルバゾリル−9−イル)−1−ブロモベンゼン(中間体(C))92gを得た。
(2)目的化合物(37)の合成
500ミリリットルのフラスコにアルゴン気流下、前記(1)で得られた合成中間体(C)10g、フェニルボロン酸2.8g(アルドリッチ社製)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(O)0.5g(N.E.CHEMCAT社製)、ジメトキシエタン130ミリリットル(和光純薬社製)、炭酸ナトリウム6.5g(和光純薬社製)を水30ミリリットルに溶解した水溶液を入れ、78℃で26時間攪拌した。
反応後、室温まで放冷し析出晶を濾取した。これをトルエンに加熱溶解し、熱濾過を行い、母液を濃縮し、析出晶を濾取した。これをさらにトルエンで再結晶を行い、4.7g(収率47%)の白色粉末を得た。
得られた粉末について、FD−MSを測定したところ、C3624=484に対し、m/z=484の主ピークが得られたので、これを目的化合物(37)と同定した。
合成例5(化合物(38)の合成)
500ミリリットルのフラスコにアルゴン気流下、合成例4の(1)で得られた合成中間体(C)8.7g、4−ビフェニルボロン酸3.9g(アルドリッチ社製)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(O)0.4g(N.E.CHEMCAT社製)、ジメトキシエタン110ミリリットル(和光純薬社製)、炭酸ナトリウム5.7g(和光純薬社製)を水27ミリリットルに溶解した水溶液を入れ、78℃で15時間攪拌した。
反応後、室温まで放冷し析出晶を濾取した。これをトルエンに加熱溶解し、熱濾過を行い、母液を濃縮し、析出晶を濾取した。これをさらにトルエンで再結晶を行い、6.3g(収率63%)の白色粉末を得た。
得られた粉末について、FD−MSを測定したところ、C4228=560に対し、m/z=560の主ピークが得られたので、これを目的化合物(38)と同定した。
合成例6(化合物(39)の合成)
500ミリリットルのフラスコにアルゴン気流下、合成例4の(1)で得られた合成中間体(C)8.7g、2−ビフェニルボロン酸3.9g(アルドリッチ社製)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(O)0.4g(N.E.CHEMCAT社製)、ジメトキシエタン110ミリリットル(和光純薬社製)、炭酸ナトリウム5.7g(和光純薬社製)を水27ミリリットルに溶解した水溶液を入れ、78℃で14時間攪拌した。
反応後、室温まで放冷し析出晶を濾取した。これをトルエンに加熱溶解し、熱濾過を行い、母液を濃縮し、析出晶を濾取した。これをさらにトルエンで再結晶を行い、5.6g(収率56%)の白色粉末を得た。
得られた粉末について、FD−MSを測定したところ、C4228=560に対し、m/z=560の主ピークが得られたので、これを目的化合物(39)と同定した。
合成例7(化合物(40)の合成)
500ミリリットルのフラスコにアルゴン気流下、合成例4の(1)で得られた合成中間体(C)9.1g、1−ナフタレンボロン酸3.5g(アルドリッチ社製)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(O)0.4g(N.E.CHEMCAT社製)、ジメトキシエタン120ミリリットル(和光純薬社製)、炭酸ナトリウム6.0g(和光純薬社製)を水27ミリリットルに溶解した水溶液を入れ、78℃で14時間攪拌した。
反応後、室温まで放冷し析出晶を濾取した。これをトルエンに加熱溶解し、熱濾過を行い、母液を濃縮し、析出晶を濾取した。これをさらにトルエンで再結晶を行い、6.3g(収率63%)の白色粉末を得た。
得られた粉末について、FD−MSを測定したところ、C4026=534に対し、m/z=534の主ピークが得られたので、これを目的化合物(40)と同定した。
合成例8(化合物(41)の合成)
500ミリリットルのフラスコにアルゴン気流下、合成例4の(1)で得られた合成中間体(C)9.1g、2−ナフタレンボロン酸3.5g(アルドリッチ社製)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(O)0.4g(N.E.CHEMCAT社製)、ジメトキシエタン120ミリリットル(和光純薬社製)、炭酸ナトリウム6.0g(和光純薬社製)を水27ミリリットルに溶解した水溶液を入れ、78℃で15時間攪拌した。
反応後、室温まで放冷し析出晶を濾取した。これをトルエンに加熱溶解し、熱濾過を行い、母液を濃縮し、析出晶を濾取した。これをさらにトルエンで再結晶を行い、5.3g(収率53%)の白色粉末を得た。
得られた粉末について、FD−MSを測定したところ、C4026=534に対し、m/z=534の主ピークが得られたので、これを目的化合物(41)と同定した。
合成例9(化合物(42)の合成)
500ミリリットルのフラスコにアルゴン気流下、合成例4の(1)で得られた合成中間体(C)9.1g、9−フェナンスレンボロン酸4.2g(アルドリッチ社製)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(O)0.4g(N.E.CHEMCAT社製)、ジメトキシエタン110ミリリットル(和光純薬社製)、炭酸ナトリウム5.5g(和光純薬社製)を水26ミリリットルに溶解した水溶液を入れ、78℃で14時間攪拌した。
反応後、室温まで放冷し析出晶を濾取した。これをトルエンに加熱溶解し、熱濾過を行い、母液を濃縮し、析出晶を濾取した。これをさらにトルエンで再結晶を行い、6.8g(収率68%)の白色粉末を得た。
得られた粉末について、FD−MSを測定したところ、C4428=584に対し、m/z=584の主ピークが得られたので、これを目的化合物(42)と同定した。
合成例10(化合物(43)の合成)
(1)合成中間体(F)の合成
300ミリリットルのフラスコにアルゴン気流下、合成例4の(1)で得られた合成中間体(C)9.0g、脱水トルエン100ミリリットル(和光純薬社製)、脱水エーテル100ミリリットル(和光純薬社製)を入れ、−10℃に氷冷し、1.6M−ブチルリチウム14.8ミリリットル(関東化学社製)を滴下し、2時間攪拌した。
これにボロン酸トリイソプロピルエステル10.4g(東京化成社製)を加え、室温に戻し、12時間攪拌した。
その後、氷冷し、10℃以下で濃塩酸14ミリリットルを水100ミリリットルに加えた希塩酸を加え、有機層を分液し、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧濃縮した。得られた粘性物をテトラヒドロフラン(THF)30ミリリットルに溶解し、これにヘキサンを加えて結晶を析出させた。
これを濾取したところ、3,5−ビス(カルバゾリル−9−イル)ベンゼンボロン酸(中間体(F))5.9gを得た。
(2)目的化合物(43)の合成
500ミリリットルのフラスコにアルゴン気流下、合成例4の(1)で得られた合成中間体(C)5.6g、前記(1)で得られた中間体(F)5.7g、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(O)0.3g(N.E.CHEMCAT社製)、ジメトキシエタン110ミリリットル(和光純薬社製)、炭酸ナトリウム3.6g(和光純薬社製)を水17ミリリットルに溶解した水溶液を入れ、78℃で15時間攪拌した。
反応後室温まで放冷し析出晶を濾取した。これをトルエンに加熱溶解し、熱濾過を行い、母液を濃縮し、析出晶を濾取した。これをさらにトルエンで再結晶を行い、4.5g(収率48%)の白色粉末を得た。
得られた粉末について、FD−MSを測定したところ、C6038=815に対し、m/z=815の主ピークが得られたので、これを目的化合物(43)と同定した。
実施例1(有機EL素子の製造)
25mm×75mm×0.7mm厚のITO透明電極付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を5分間行なった後、UVオゾン洗浄を30分間行なった。洗浄後の透明電極付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極が形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして膜厚10nmの銅フタロシアニン膜(CuPc膜)を成膜した。このCuPc膜は、正孔注入層として機能する。このCuPc膜上に、膜厚30nmの4,4’−ビス[N−(4−ビフェニル)−N−(4−ビフェニル)アミノ]ビフェニル膜(TBAB膜)を成膜した。このTBAB膜は正孔輸送層として機能する。さらに、TBAB膜上に膜厚40nmの化合物(1)をホスト材料として発光層を成膜し、同時に燐光発光性のIr金属錯体ドーパントとして上記トリス(2−フェニルピリジン)Ir(I−1)を添加して蒸着した。この膜は、発光層として機能する。発光層中における(I−1)の濃度は5重量%とした。この膜上に膜厚10nmの下記(1,1’−ビスフェニル)−4−オラート)ビス(2−メチル−8−キノリノラート)アルミニウム(BAlq膜)を成膜した。このBAlq膜は正孔障壁層として機能する。さらにこの膜上に膜厚20nmの下記8−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体(Alq膜)を成膜した。このAlq膜は電子注入層として機能する。この後ハロゲン化アルカリ金属であるLiFを0.2nmの厚さに蒸着し、次いで、アルミニウムを150nmの厚さに蒸着した。このAl/LiFは陰極として機能する。このようにして有機EL素子を作製した。
発光層のホスト材料の3重項エネルギーギャップ、1重項エネルギーギャップ及びガラス転移温度を測定した結果を表1に示す。
また、この素子について、通電試験を行なったところ、電圧5.2V,電流密度0.24mA/cmにて、104cd/mの緑色発光が得られ、色度座標は(0.32,0.61)、効率は42.6cd/Aであった。また、105℃で500時間保存後の発光効率は41.6cd/Aであり、発光面は均一であり欠陥は生じておらず、整流比(順方向電流/逆方向電流)が1×10以上であった。以上の結果を表2に示す。
Figure 2004074399
実施例2〜5
実施例1において、発光層のホスト材料として化合物(1)の代わりに、表1に記載の化合物を使用する以外は同様の方法で有機EL素子を作製した。得られた素子について、実施例1と同様に、3重項エネルギーギャップ、1重項エネルギーギャップ、ガラス転移温度、電圧、電流密度、発光輝度、発光効率、色度を測定し表1及び表2に示した。また、実施例2〜5全ての有機EL素子について105℃で500時間保存後も発光面は均一であり欠陥は生じておらず、整流比(順方向電流/逆方向電流)が1×10以上であった。
比較例1
実施例1において、発光層のホスト材料として化合物(1)の代わりに、CBP(4,4−N,N−ジカルバゾリルビフェニル)を使用する以外は同様の方法で有機EL素子を作製した。得られた素子について、同様に3重項エネルギーギャップ、1重項エネルギーギャップ、ガラス転移温度、電圧、電流密度、発光輝度、発光効率、色度を測定し表1及び表2に示した。また、この素子を10素子作製したが、全て初期より発光面に欠陥が生じ易く短絡的な症状を示すリーク電流が多く整流比(順方向電流/逆方向電流)が1×10以下であった。さらに、105℃で500時間保存したところ、発光面に欠陥が生じ整流比は1×10以下となった。また、発光輝度は、数cd/mしかなく著しく低下した。
Figure 2004074399
Figure 2004074399
表2に示したように、本発明の有機EL素子用材料を用いた有機EL素子は、高温保存後にも高効率の緑色発光が得られる。また、本発明の有機EL素子用材料は、ガラス転位温度が高くかつ対称性を落としているので、高温保存による効率の低下がほとんどなく、高温保存後でも整流比は1×10以上と極めて高かった。また、比較例1のように、CBPのような剛直なカルバゾリル基を対称性良く配置した化合物では、発光面に欠陥が生じ易安く、高温保持後は発光効率の低下し、本発明のように対称性を落としm−ターフェニル構造を保有させることにより、発光面の欠陥を抑制する点で効果的であることが判明した。
以上詳細に説明したように、本発明の一般式(1)で表される化合物からなる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を利用すると、発光効率が高く、画素欠陥が無く、耐熱性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子が得られる。このため、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、各種電子機器の光源等として極めて有用である。

Claims (13)

  1. 下記一般式(1)で表される化合物からなる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
    Figure 2004074399
    (式中、Czは、カルバゾリル基、炭素数18〜60アリールカルバゾールイル基、アザカルバゾリル基、炭素数18〜60のアリールアザカルバゾールイル基、アクリジニル基、フェノキサジニル基又はジベンゾアゼピニル基であり置換されていてもよい。Ar及びArは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数6〜60のアリール基又は置換もしくは無置換の炭素数3〜60の複素環基である。Arは、炭素数6〜60の芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の炭素数3〜60の複素環基である。Arは、置換もしくは無置換のベンゼン残基、置換もしくは無置換のチオフェン残基、置換もしくは無置換のトリアゾール残基、置換もしくは無置換のフルオレン残基又は置換もしくは無置換のスピロビフルオレン残基である。
    aは0〜1の整数、bは0〜4の整数、cは1〜3の整数であり、Cz及びArが複数の時は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよい。
    ただし、a=0かつc=1のときは、Ar及びArがベンゼン残基であり、かつArがフェニルカルバゾリル基又はカルバゾリル基である場合を除く。また、a=1,b=0かつc=1のときは、Arがベンゼン残基であり、かつAr及びArがフェニルカルバゾリル基である場合を除く。さらに、b=0かつc=1のときは、Arがベンゼン残基であり、かつAr,Ar及びCzがカルバゾリル基又はフェニルカルバゾリル基である場合を除く。)
  2. 一般式(1)において、Arが、下記式で表される請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
    Figure 2004074399
    (式中、Ar及びArは、それぞれ独立に、Arと同じであり、dは0〜3の整数である。Arが複数の時は、互いに同一でも異なっていてもよい。)
  3. 一般式(1)において、a=0である請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  4. 一般式(1)において、a=0かつb=0である請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  5. 一般式(1)において、a=0かつb=0であり、c=2〜3の整数である請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  6. 前記一般式(1)で表される化合物が、有機エレクトロルミネッセンス素子のホスト材料である請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  7. 陰極と陽極間に少なくとも発光層を有する一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機薄膜層の少なくとも一層が、請求項1に記載の一般式(1)で表される化合物からなる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
  8. 一般式(1)において、a=0である請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  9. 一般式(1)において、a=0かつb=0である請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  10. 一般式(1)において、a=0かつb=0であり、c=2〜3の整数である請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  11. 前記発光層がホスト材料と燐光性の発光材料からなり、該ホスト材料が請求項1に記截の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料からなる請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  12. 陰極と有機薄膜層との界面領域に、還元性ドーパントが添加されてなる請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  13. 前記発光層と陰極との間に電子注入層を有し、該電子注入層が含窒素環誘導体を主成分として含有する請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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