JPWO2012153780A1 - 新規化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及び有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Abstract
分子骨格にメタフェニレン骨格を有する特定の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、及びこれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子により、低電圧下で高効率に素子駆動が可能であり、かつ耐熱性に優れ長寿命な有機EL素子及びそれを実現する有機EL材料を提供する。
Description
本発明は、新規化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びこれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関し、特に発光効率が高く、長寿命である有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及び有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。
陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔が両極に挟まれた有機発光体内で再結合する際に発光するという有機薄膜発光素子の研究が、近年活発に行われている。この発光素子は、薄型でかつ低駆動電圧下での高輝度発光と、発光材料を選ぶことによる多色発光が特徴であり、注目を集めている。
この研究は、コダック社のC.W.Tangらによって有機薄膜発光素子が高輝度に発光することが示されて以来、多くの研究機関が検討を行っている。コダック社の研究グループが提示した有機薄膜発光素子の代表的な構成は、ITOガラス基板上に正孔輸送性のジアミン化合物、発光層であるトリス(8−キノリノラート)アルミニウム(III)、そして陰極としてMg:Agを順次設けたものであり、10V程度の駆動電圧で1,000cd/m2の緑色発光が可能であった(非特許文献1参照)。
また、有機薄膜発光素子は、発光層に種々の発光材料を用いることにより、多様な発光色を得ることが可能であることから、ディスプレイなどへの実用化研究が盛んである。特に赤色、緑色、青色の三原色の発光材料の研究が最も活発であり、特性向上を目指して鋭意研究がなされている。
有機薄膜発光素子における最大の課題の一つは、高発光効率と低駆動電圧の両立である。高効率な発光素子を得る手段としては、ホスト材料にドーパント材料を数%ドーピングすることにより発光層を形成する方法が知られている(特許文献1参照)。ホスト材料には高いキャリア移動度、均一な成膜性などが要求され、ドーパント材料には高い蛍光量子収率、均一な分散性などが要求される。
また、ドーパント材料としては、従来から一般的には蛍光性(一重項発光)材料が用いられているが、発光効率を向上させるために、燐光性(三重項発光)材料を用いることが以前より試みられており、プリンストン大学のグループが、従来の蛍光性材料に比べて発光効率が大幅に上回ることを示している(非特許文献2参照)。燐光性ドーパント材料としては、イリジウム、オスミウム、ロジウム、パラジウム、白金等を中心金属とする金属錯体を用いる技術が開示されている(特許文献2〜4参照)。また、燐光性ドーパント材料と組み合わせるホスト材料としては、カルバゾール誘導体、芳香族アミン誘導体、キノリノール金属錯体等を用いる技術が開示されている(特許文献2〜6参照)が、いずれも充分な発光効率と低駆動電圧を示すものは無かった。
さらに、燐光発光有機エレクトロルミネッセンス素子においては、燐光発光性ドーパントの周辺に存在するホスト材料、正孔輸送材料及び電子輸送材料について、高い発光内部量子効率のために、高い三重項励起エネルギーを有すること(ワイドギャップにより発光性ドーパントの励起子のエネルギー的閉じ込めが出来ること)、高い電力変換効率のために、高いキャリア注入性・輸送性を有すること(低電圧駆動が可能であること)、長寿命のために、高い化学的・熱的安定性を有することが望まれている。また、材料の構造最適化によって素子性能最適化を行う場合、構造修飾と性能(具体的には主にキャリアバランス)変調の対応の単純性が材料に備わっていると材料検討において格段に利便性が高い。
しかしながら、これらの要求性能を十分に満足するホスト材料、正孔輸送材料、電子輸送材料等の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は未だ知られていない。
しかしながら、これらの要求性能を十分に満足するホスト材料、正孔輸送材料、電子輸送材料等の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は未だ知られていない。
特許文献7〜9には、末端にカルバゾール環等を有する化合物等が記載されている。
アプライド フィジクス レターズ (Applied Physics Letters)(米国)、1987年、第51巻、第12号、913−915頁
アプライド フィジクス レターズ (Applied Physics Letters)(米国)、1999年、第75巻、第1号、4頁
本発明は、このような状況下になされたもので、低電圧下で高効率に素子駆動が可能であり、かつ耐熱性に優れ長寿命な有機EL素子及びそれを実現する有機EL素子用材料並びに新規化合物を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、分子骨格にメタフェニレン骨格を有する特定の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、及びこれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子により、上記課題を解決し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、
1.下記一般式(1−1)又は下記一般式(1−2)で表される化合物、
[一般式(1−1)において、
X1は、酸素原子、硫黄原子又は−N(RA)−であり、
X2は、酸素原子、硫黄原子又は−N(RB)−であり、
A1〜A8は、それぞれ独立して、=C(RA)−又は=N−を表し、
A9〜A16は、それぞれ独立して、=C(RB)−又は=N−を表し、
B1〜B8は、それぞれ独立して、=C(R)−又は=N−であり、
m及びnは、それぞれ独立して、1〜3の整数であり、
Lは、酸素原子、硫黄原子、−N(R)−、−Si(R1)(R2)−又は下記一般式(2−1)、(3−1)、(4−1)、(5−1)及び(6−1)のいずれかで表される連結基であり、
(一般式(2−1)、(3−1)、(4−1)、(5−1)及び(6−1)において、
C1〜C4及びC29〜C33は、それぞれ独立して、=C(R)−を表し、
C5〜C8、C13〜C16、C21〜C24及びC34〜C37は、それぞれ独立して、=C(RB)−を表し、
C9〜C12、C17〜C20、C25〜C28及びC38〜C41は、それぞれ独立して、=C(RA)−を表す。
ただし、
m=n=1であって、X1及びX2が共に酸素原子であり、Lが一般式(2−1)で表される場合、
m=n=1であって、X1及びX2が共に硫黄原子であり、Lが一般式(2−1)で表される場合、及び
m=n=1又はm=n=2であって、X1及びX2が共に窒素原子である場合を除く。)
Rは、水素原子、重水素原子又はRCを表し、
R1及びR2は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子又はRCを表すか、互いに結合して−(CR3R4)p−で表される二価基を表し、
RAは、水素原子、重水素原子、RC又は環Aに結合する単結合を表し、
RBは、水素原子、重水素原子、RC又は環Bに結合する単結合を表し、
RCは、それぞれ独立して、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のフルオロアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基及び/又は無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基で置換された若しくは無置換のシリル基、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数7〜30のアラルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基及び/又は無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基で置換された若しくは無置換のアミノ基、カルボキシ基、又は−P(=O)R3R4であり、
R3及びR4は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のフルオロアルキル基であり、
pは5〜8の整数である。]
[一般式(1−2)において、
X1は、酸素原子、硫黄原子又は−N(RA)−であり、
X2は、酸素原子、硫黄原子又は−N(RB)−であり、
A1〜A8は、それぞれ独立して、=C(RA)−又は=N−を表し、
A9〜A16は、それぞれ独立して、=C(RB)−又は=N−を表し、
A1〜A16のうち少なくとも1つは=N−であり、
B1〜B8は、それぞれ独立して、=C(R)−又は=N−であり、
m及びnは、それぞれ独立して、1〜3の整数であり、
Lは、酸素原子、硫黄原子、−N(R)−、−Si(R1)(R2)−又は下記一般式(2−2)、(3−2)、(4−2)、(5−2)及び(6−2)のいずれかで表される連結基であり、
(一般式(2−2)、(3−2)、(4−2)、(5−2)及び(6−2)において、
C1〜C4及びC29〜C33は、それぞれ独立して、=C(R)−又は=N−を表し、
C5〜C8、C13〜C16、C21〜C24及びC34〜C37は、それぞれ独立して、=C(RB)−又は=N−を表し、
C9〜C12、C17〜C20、C25〜C28及びC38〜C41は、それぞれ独立して、=C(RA)−又は=N−を表す。)
Rは、水素原子、重水素原子又はRCを表し、
R1及びR2は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子又はRCを表すか、互いに結合して−(CR3R4)p−で表される二価基を表し、
RAは、水素原子、重水素原子、RC又は環Aに結合する単結合を表し、
RBは、水素原子、重水素原子、RC又は環Bに結合する単結合を表し、
RCは、それぞれ独立して、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のフルオロアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基及び/又は無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基で置換された若しくは無置換のシリル基、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数7〜30のアラルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基及び/又は無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基で置換された若しくは無置換のアミノ基、カルボキシ基、又は−P(=O)R3R4であり、
R3及びR4は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のフルオロアルキル基であり、
pは5〜8の整数である。]
2.前記R、R1、R2、RA及びRBが、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、単結合、置換もしくは無置換の炭素数1〜5のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜18のアリール基、置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜18のヘテロアリール基、又は−P(=O)(R3)(R4)である上記1に記載の化合物、
3.前記m及びnのうち、少なくとも一方が2又は3である上記1又は2に記載の化合物、
4.下記一般式(7)で表される上記1〜3のいずれかに記載の化合物、
(一般式(7)において、X1、X2、A1〜A16、B1〜B8、L、m及びnは、前記一般式(1−1)におけるX1、X2、A1〜A16、B1〜B8、L、m及びnと同義であるか、又は、前記一般式(1−2)におけるX1、X2、A1〜A16、B1〜B8、L、m及びnと同義である。)
5.下記一般式(8)で表される上記1〜4のいずれかに記載の化合物、
(一般式(8)において、X1、X2、A1〜A5、A7〜A10、A12〜A16、B1〜B8、L、m及びnは、前記一般式(1−1)におけるX1、X2、A1〜A5、A7〜A10、A12〜A16、B1〜B8、L、m及びnと同義であるか、又は、前記一般式(1−2)におけるX1、X2、A1〜A5、A7〜A10、A12〜A16、B1〜B8、L、m及びnと同義である。)
6.下記一般式(9)で表される上記1〜5のいずれかに記載の化合物、
(一般式(9)において、A1〜A5、A7〜A10、A12〜A16、B1〜B8、L、m及びnは、前記一般式(1−1)におけるA1〜A5、A7〜A10、A12〜A16、B1〜B8、L、m及びnと同義であるか、又は、前記一般式(1−2)におけるA1〜A5、A7〜A10、A12〜A16、B1〜B8、L、m及びnと同義である。)
7.下記一般式(10)で表される上記1〜3のいずれかに記載の化合物、
(一般式(10)において、A1〜A16、B1〜B8、L、m及びnは、前記一般式(1−1)におけるA1〜A16、B1〜B8、L、m及びnと同義であるか、又は、前記一般式(1−2)におけるA1〜A16、B1〜B8、L、m及びnと同義である。)
8.分子量が1000以下である上記1〜7のいずれかに記載の化合物、
9.三重項エネルギーが2.90eV以上である上記1〜8のいずれかに記載の化合物、
10.上記1〜9のいずれかに記載の化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、
11.陰極と陽極との間に、発光層を含む一層以上の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層の少なくとも一層が、上記10に記載の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、
12.前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を、発光層に含有する上記11に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
13.前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を、発光層のホスト材料として含有する上記12に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
14.前記発光層と前記陰極との間に電子輸送層を有し、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を、発光層と前記電子輸送層の間の正孔障壁層として含有する上記11〜13のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
15.前記発光層と前記陽極との間に正孔輸送層を有し、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を、発光層と前記正孔輸送層の間の電子障壁層として含有する上記11〜14のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
16.前記発光層が、燐光発光性材料を含有する上記11〜15のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
17.前記燐光発光性材料が、イリジウム(Ir),オスミウム(Os)および白金(Pt)から選ばれる金属を含有する化合物である上記16に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
18.前記金属を含有する化合物が、オルトメタル化金属錯体である上記17に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
19.前記陰極と前記有機薄膜層との界面領域に還元性ドーパントを有する上記11〜18のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
20.前記発光層と前記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含有する上記11〜19のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
21.前記発光層と前記陽極との間に正孔輸送層を有し、該正孔輸送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上記11〜20のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
を提供する。
1.下記一般式(1−1)又は下記一般式(1−2)で表される化合物、
X1は、酸素原子、硫黄原子又は−N(RA)−であり、
X2は、酸素原子、硫黄原子又は−N(RB)−であり、
A1〜A8は、それぞれ独立して、=C(RA)−又は=N−を表し、
A9〜A16は、それぞれ独立して、=C(RB)−又は=N−を表し、
B1〜B8は、それぞれ独立して、=C(R)−又は=N−であり、
m及びnは、それぞれ独立して、1〜3の整数であり、
Lは、酸素原子、硫黄原子、−N(R)−、−Si(R1)(R2)−又は下記一般式(2−1)、(3−1)、(4−1)、(5−1)及び(6−1)のいずれかで表される連結基であり、
C1〜C4及びC29〜C33は、それぞれ独立して、=C(R)−を表し、
C5〜C8、C13〜C16、C21〜C24及びC34〜C37は、それぞれ独立して、=C(RB)−を表し、
C9〜C12、C17〜C20、C25〜C28及びC38〜C41は、それぞれ独立して、=C(RA)−を表す。
ただし、
m=n=1であって、X1及びX2が共に酸素原子であり、Lが一般式(2−1)で表される場合、
m=n=1であって、X1及びX2が共に硫黄原子であり、Lが一般式(2−1)で表される場合、及び
m=n=1又はm=n=2であって、X1及びX2が共に窒素原子である場合を除く。)
Rは、水素原子、重水素原子又はRCを表し、
R1及びR2は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子又はRCを表すか、互いに結合して−(CR3R4)p−で表される二価基を表し、
RAは、水素原子、重水素原子、RC又は環Aに結合する単結合を表し、
RBは、水素原子、重水素原子、RC又は環Bに結合する単結合を表し、
RCは、それぞれ独立して、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のフルオロアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基及び/又は無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基で置換された若しくは無置換のシリル基、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数7〜30のアラルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基及び/又は無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基で置換された若しくは無置換のアミノ基、カルボキシ基、又は−P(=O)R3R4であり、
R3及びR4は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のフルオロアルキル基であり、
pは5〜8の整数である。]
X1は、酸素原子、硫黄原子又は−N(RA)−であり、
X2は、酸素原子、硫黄原子又は−N(RB)−であり、
A1〜A8は、それぞれ独立して、=C(RA)−又は=N−を表し、
A9〜A16は、それぞれ独立して、=C(RB)−又は=N−を表し、
A1〜A16のうち少なくとも1つは=N−であり、
B1〜B8は、それぞれ独立して、=C(R)−又は=N−であり、
m及びnは、それぞれ独立して、1〜3の整数であり、
Lは、酸素原子、硫黄原子、−N(R)−、−Si(R1)(R2)−又は下記一般式(2−2)、(3−2)、(4−2)、(5−2)及び(6−2)のいずれかで表される連結基であり、
C1〜C4及びC29〜C33は、それぞれ独立して、=C(R)−又は=N−を表し、
C5〜C8、C13〜C16、C21〜C24及びC34〜C37は、それぞれ独立して、=C(RB)−又は=N−を表し、
C9〜C12、C17〜C20、C25〜C28及びC38〜C41は、それぞれ独立して、=C(RA)−又は=N−を表す。)
Rは、水素原子、重水素原子又はRCを表し、
R1及びR2は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子又はRCを表すか、互いに結合して−(CR3R4)p−で表される二価基を表し、
RAは、水素原子、重水素原子、RC又は環Aに結合する単結合を表し、
RBは、水素原子、重水素原子、RC又は環Bに結合する単結合を表し、
RCは、それぞれ独立して、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のフルオロアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基及び/又は無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基で置換された若しくは無置換のシリル基、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数7〜30のアラルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基及び/又は無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基で置換された若しくは無置換のアミノ基、カルボキシ基、又は−P(=O)R3R4であり、
R3及びR4は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のフルオロアルキル基であり、
pは5〜8の整数である。]
2.前記R、R1、R2、RA及びRBが、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、単結合、置換もしくは無置換の炭素数1〜5のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜18のアリール基、置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜18のヘテロアリール基、又は−P(=O)(R3)(R4)である上記1に記載の化合物、
3.前記m及びnのうち、少なくとも一方が2又は3である上記1又は2に記載の化合物、
4.下記一般式(7)で表される上記1〜3のいずれかに記載の化合物、
5.下記一般式(8)で表される上記1〜4のいずれかに記載の化合物、
6.下記一般式(9)で表される上記1〜5のいずれかに記載の化合物、
7.下記一般式(10)で表される上記1〜3のいずれかに記載の化合物、
8.分子量が1000以下である上記1〜7のいずれかに記載の化合物、
9.三重項エネルギーが2.90eV以上である上記1〜8のいずれかに記載の化合物、
10.上記1〜9のいずれかに記載の化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、
11.陰極と陽極との間に、発光層を含む一層以上の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層の少なくとも一層が、上記10に記載の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、
12.前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を、発光層に含有する上記11に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
13.前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を、発光層のホスト材料として含有する上記12に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
14.前記発光層と前記陰極との間に電子輸送層を有し、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を、発光層と前記電子輸送層の間の正孔障壁層として含有する上記11〜13のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
15.前記発光層と前記陽極との間に正孔輸送層を有し、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を、発光層と前記正孔輸送層の間の電子障壁層として含有する上記11〜14のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
16.前記発光層が、燐光発光性材料を含有する上記11〜15のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
17.前記燐光発光性材料が、イリジウム(Ir),オスミウム(Os)および白金(Pt)から選ばれる金属を含有する化合物である上記16に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
18.前記金属を含有する化合物が、オルトメタル化金属錯体である上記17に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
19.前記陰極と前記有機薄膜層との界面領域に還元性ドーパントを有する上記11〜18のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
20.前記発光層と前記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含有する上記11〜19のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
21.前記発光層と前記陽極との間に正孔輸送層を有し、該正孔輸送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上記11〜20のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
を提供する。
本発明によれば、低電圧下で高効率に素子駆動が可能であり、かつ長寿命である有機エレクトロルミネッセンス素子及びそれを実現する有機EL素子用材料並びに新規化合物を提供することができる。
(化合物及び有機エレクトロルミネッセンス素子用材料)
本発明の化合物は、下記一般式(1−1)又は(1−2)で表される。また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料(以下、有機EL素子用材料と略記することがある。)は、下記一般式(1−1)又は(1−2)で表される本発明の化合物を含む。
本発明の化合物は、下記一般式(1−1)又は(1−2)で表される。また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料(以下、有機EL素子用材料と略記することがある。)は、下記一般式(1−1)又は(1−2)で表される本発明の化合物を含む。
[一般式(1−1)において、
X1は、酸素原子、硫黄原子又は−N(RA)−であり、
X2は、酸素原子、硫黄原子又は−N(RB)−であり、
A1〜A8は、それぞれ独立して、=C(RA)−又は=N−を表し、
A9〜A16は、それぞれ独立して、=C(RB)−又は=N−を表し、
B1〜B8は、それぞれ独立して、=C(R)−又は=N−であり、
m及びnは、それぞれ独立して、1〜3の整数であり、
Lは、酸素原子、硫黄原子、−N(R)−、−Si(R1)(R2)−又は下記一般式(2−1)、(3−1)、(4−1)、(5−1)及び(6−1)のいずれかで表される連結基であり、
(一般式(2−1)、(3−1)、(4−1)、(5−1)及び(6−1)において、
C1〜C4及びC29〜C33は、それぞれ独立して、=C(R)−を表し、
C5〜C8、C13〜C16、C21〜C24及びC34〜C37は、それぞれ独立して、=C(RB)−を表し、
C9〜C12、C17〜C20、C25〜C28及びC38〜C41は、それぞれ独立して、=C(RA)−を表す。
ただし、
m=n=1であって、X1及びX2が共に酸素原子であり、Lが一般式(2−1)で表される場合、
m=n=1であって、X1及びX2が共に硫黄原子であり、Lが一般式(2−1)で表される場合、及び
m=n=1又はm=n=2であって、X1及びX2が共に窒素原子である場合を除く。)
Rは、水素原子、重水素原子又はRCを表し、
R1及びR2は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子又はRCを表すか、互いに結合して−(CR3R4)p−で表される二価基を表し、
RAは、水素原子、重水素原子、RC又は環Aに結合する単結合を表し、
RBは、水素原子、重水素原子、RC又は環Bに結合する単結合を表し、
RCは、それぞれ独立して、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のフルオロアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基及び/又は無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基で置換された若しくは無置換のシリル基、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数7〜30のアラルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基及び/又は無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基で置換された若しくは無置換のアミノ基、カルボキシ基、又は−P(=O)R3R4であり、
R3及びR4は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のフルオロアルキル基であり、
pは5〜8の整数である。]
X1は、酸素原子、硫黄原子又は−N(RA)−であり、
X2は、酸素原子、硫黄原子又は−N(RB)−であり、
A1〜A8は、それぞれ独立して、=C(RA)−又は=N−を表し、
A9〜A16は、それぞれ独立して、=C(RB)−又は=N−を表し、
B1〜B8は、それぞれ独立して、=C(R)−又は=N−であり、
m及びnは、それぞれ独立して、1〜3の整数であり、
Lは、酸素原子、硫黄原子、−N(R)−、−Si(R1)(R2)−又は下記一般式(2−1)、(3−1)、(4−1)、(5−1)及び(6−1)のいずれかで表される連結基であり、
C1〜C4及びC29〜C33は、それぞれ独立して、=C(R)−を表し、
C5〜C8、C13〜C16、C21〜C24及びC34〜C37は、それぞれ独立して、=C(RB)−を表し、
C9〜C12、C17〜C20、C25〜C28及びC38〜C41は、それぞれ独立して、=C(RA)−を表す。
ただし、
m=n=1であって、X1及びX2が共に酸素原子であり、Lが一般式(2−1)で表される場合、
m=n=1であって、X1及びX2が共に硫黄原子であり、Lが一般式(2−1)で表される場合、及び
m=n=1又はm=n=2であって、X1及びX2が共に窒素原子である場合を除く。)
Rは、水素原子、重水素原子又はRCを表し、
R1及びR2は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子又はRCを表すか、互いに結合して−(CR3R4)p−で表される二価基を表し、
RAは、水素原子、重水素原子、RC又は環Aに結合する単結合を表し、
RBは、水素原子、重水素原子、RC又は環Bに結合する単結合を表し、
RCは、それぞれ独立して、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のフルオロアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基及び/又は無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基で置換された若しくは無置換のシリル基、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数7〜30のアラルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基及び/又は無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基で置換された若しくは無置換のアミノ基、カルボキシ基、又は−P(=O)R3R4であり、
R3及びR4は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のフルオロアルキル基であり、
pは5〜8の整数である。]
X1は、酸素原子、硫黄原子又は−N(RA)−であり、
X2は、酸素原子、硫黄原子又は−N(RB)−であり、
A1〜A8は、それぞれ独立して、=C(RA)−又は=N−を表し、
A9〜A16は、それぞれ独立して、=C(RB)−又は=N−を表し、
A1〜A16のうち少なくとも1つは=N−であり、
B1〜B8は、それぞれ独立して、=C(R)−又は=N−であり、
m及びnは、それぞれ独立して、1〜3の整数であり、
Lは、酸素原子、硫黄原子、−N(R)−、−Si(R1)(R2)−又は下記一般式(2−2)、(3−2)、(4−2)、(5−2)及び(6−2)のいずれかで表される連結基であり、
C1〜C4及びC29〜C33は、それぞれ独立して、=C(R)−又は=N−を表し、
C5〜C8、C13〜C16、C21〜C24及びC34〜C37は、それぞれ独立して、=C(RB)−又は=N−を表し、
C9〜C12、C17〜C20、C25〜C28及びC38〜C41は、それぞれ独立して、=C(RA)−又は=N−を表す。)
Rは、水素原子、重水素原子又はRCを表し、
R1及びR2は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子又はRCを表すか、互いに結合して−(CR3R4)p−で表される二価基を表し、
RAは、水素原子、重水素原子、RC又は環Aに結合する単結合を表し、
RBは、水素原子、重水素原子、RC又は環Bに結合する単結合を表し、
RCは、それぞれ独立して、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のフルオロアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基及び/又は無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基で置換された若しくは無置換のシリル基、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数7〜30のアラルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基及び/又は無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基で置換された若しくは無置換のアミノ基、カルボキシ基、又は−P(=O)R3R4であり、
R3及びR4は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のフルオロアルキル基であり、
pは5〜8の整数である。]
一般式(1−1)及び一般式(1−2)において、環Aの1つは、X1及びA1〜A8のいずれかと結合しており、環Bの1つは、X2及びA9〜A16のいずれかと結合している。
一般式(1−1)及び一般式(1−2)において、Rが複数存在する場合には、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよく、
RAが複数存在する場合には、複数のRAは互いに同一でも異なっていてもよく、
RBが複数存在する場合には、複数のRBは互いに同一でも異なっていてもよく、
Rcが複数存在する場合には、複数のRcは互いに同一でも異なっていてもよく、
R3が複数存在する場合には、複数のR3は互いに同一でも異なっていてもよく、
R4が複数存在する場合には、複数のR4は互いに同一でも異なっていてもよい。
一般式(1−1)及び一般式(1−2)において、mが2又は3の場合、複数の環Aは同一でも異なっていてもよく、nが2又は3の場合、複数の環Bは同一でも異なっていてもよい。
上記m及びnは、少なくとも一方が2又は3であることが好ましい。
X1及びX2は、それぞれ独立して、酸素原子又は硫黄原子であることが好ましい。
また、R、R1、R2、RA、RB及びRCは、無置換のものが好ましい。
X1及びX2は、それぞれ独立して、酸素原子又は硫黄原子であることが好ましい。
また、R、R1、R2、RA、RB及びRCは、無置換のものが好ましい。
一般式(7)において、X1、X2、A1〜A16、B1〜B8、L、m及びnは、前記一般式(1−1)におけるX1、X2、A1〜A16、B1〜B8、L、m及びnと同義であるか、又は、前記一般式(1−2)におけるX1、X2、A1〜A16、B1〜B8、L、m及びnと同義である。
一般式(8)において、X1、X2、A1〜A5、A7〜A10、A12〜A16、B1〜B8、L、m及びnは、前記一般式(1−1)におけるX1、X2、A1〜A5、A7〜A10、A12〜A16、B1〜B8、L、m及びnと同義であるか、又は、前記一般式(1−2)におけるX1、X2、A1〜A5、A7〜A10、A12〜A16、B1〜B8、L、m及びnと同様である。
一般式(9)において、A1〜A5、A7〜A10、A12〜A16、B1〜B8、L、m及びnは、前記一般式(1−1)におけるA1〜A5、A7〜A10、A12〜A16、B1〜B8、L、m及びnと同義であるか、又は、前記一般式(1−2)におけるA1〜A5、A7〜A10、A12〜A16、B1〜B8、L、m及びnと同義である。
一般式(10)において、A1〜A16、B1〜B8、L、m及びnは、前記一般式(1−1)におけるA1〜A16、B1〜B8、L、m及びnと同義であるか、又は、前記一般式(1−2)におけるA1〜A16、B1〜B8、L、m及びnと同義である。
すなわち、上記化合物及び有機EL素子用材料は、環Aの1つが前記A5〜A8のいずれかと結合し、環Bの1つが前記A9〜A12のいずれかと結合していることが好ましい。
また、上記化合物及び有機EL素子用材料は、環Aの1つが前記A6と結合し、環Bの1つが前記A11と結合していることがより好ましい。
一般式(8)において、X1、X2、A1〜A5、A7〜A10、A12〜A16、B1〜B8、L、m及びnは、前記一般式(1−1)におけるX1、X2、A1〜A5、A7〜A10、A12〜A16、B1〜B8、L、m及びnと同義であるか、又は、前記一般式(1−2)におけるX1、X2、A1〜A5、A7〜A10、A12〜A16、B1〜B8、L、m及びnと同様である。
一般式(9)において、A1〜A5、A7〜A10、A12〜A16、B1〜B8、L、m及びnは、前記一般式(1−1)におけるA1〜A5、A7〜A10、A12〜A16、B1〜B8、L、m及びnと同義であるか、又は、前記一般式(1−2)におけるA1〜A5、A7〜A10、A12〜A16、B1〜B8、L、m及びnと同義である。
一般式(10)において、A1〜A16、B1〜B8、L、m及びnは、前記一般式(1−1)におけるA1〜A16、B1〜B8、L、m及びnと同義であるか、又は、前記一般式(1−2)におけるA1〜A16、B1〜B8、L、m及びnと同義である。
すなわち、上記化合物及び有機EL素子用材料は、環Aの1つが前記A5〜A8のいずれかと結合し、環Bの1つが前記A9〜A12のいずれかと結合していることが好ましい。
また、上記化合物及び有機EL素子用材料は、環Aの1つが前記A6と結合し、環Bの1つが前記A11と結合していることがより好ましい。
X1及びX2は、それぞれ独立して、酸素原子又は硫黄原子であり、
A1〜A8は、それぞれ独立して、=C(RA)−又は=N−を表し、
A9〜A16は、それぞれ独立して、=C(RB)−又は=N−を表し、
B1〜B8は、それぞれ独立して、=C(R)−又は=N−であり、
m及びnは、一方が1〜3の整数であり、他方が2又は3であり、
Lは、酸素原子、硫黄原子、−N(R)−又は下記一般式(2−3)、(3−3)、(4−3)、(5−3)及び(6−3)のいずれかで表される連結基であり、
Rは、水素原子、重水素原子又はRCを表し、
R1及びR2は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子又はRCを表すか、互いに結合して−(CR3R4)p−で表される二価基を表し、
RAは、水素原子、重水素原子、RC又は環Aに結合する単結合を表し、
RBは、水素原子、重水素原子、RC又は環Bに結合する単結合を表し、
RCは、置換もしくは無置換の炭素数1〜5のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜18のアリール基、置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜18のヘテロアリール基を表し、
Rcが置換基を有する場合、RCを置換する置換基は、それぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキル基、環形成炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、環形成炭素数3〜6のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6〜18のアリール基、環形成原子数5〜18のヘテロアリール基、環形成炭素数6〜18のアリールオキシ基、アミノ基、炭素数1〜4のアルキルアミノ基、シリル基、炭素数1〜6のアルキルシリル基、フルオロ基、又はシアノ基である。]
一般式(11)における、X1、X2、A1〜A16、B1〜B8、m及びnの詳細は、それぞれ上述の式(1−1)におけるX1、X2、A1〜A16、B1〜B8、m及びnと同様であるか、又は式(1−2)におけるX1、X2、A1〜A16、B1〜B8、m及びnと同様である。
一般式(11)において、環Aの1つは、X1及びA1〜A8のいずれかと結合しており、環Bの1つは、X2及びA9〜A16のいずれかと結合している。
前記アルキル基としては、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−ペンチル基等が挙げられる。
また、前記アルコキシ基としては、上述のアルキル基を有するものが挙げられる。
前記炭素数1〜30のアルキル基及び/又は環形成炭素数6〜30のアリール基で置換されたアミノ基としては、上述のアルキル基及び/又は後述のアリール基として挙げた基を有するものが挙げられる。
前記炭素数1〜30のアルキル基及び/又は環形成炭素数6〜30のアリール基で置換されたシリル基としては、上述のアルキル基及び/又は後述のアリール基として挙げた基を有するものが挙げられる。
また、前記アルコキシ基としては、上述のアルキル基を有するものが挙げられる。
前記炭素数1〜30のアルキル基及び/又は環形成炭素数6〜30のアリール基で置換されたアミノ基としては、上述のアルキル基及び/又は後述のアリール基として挙げた基を有するものが挙げられる。
前記炭素数1〜30のアルキル基及び/又は環形成炭素数6〜30のアリール基で置換されたシリル基としては、上述のアルキル基及び/又は後述のアリール基として挙げた基を有するものが挙げられる。
前記シクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が挙げられる。
また、前記シクロアルコキシ基としては、上述のシクロアルキル基を有するものが挙げられる。
また、前記シクロアルコキシ基としては、上述のシクロアルキル基を有するものが挙げられる。
前記環形成炭素数6〜18のアリール基としては、非縮合アリール基及び縮合アリール基が挙げられ、より具体的には、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、フェナントレニル基、9,9−ジメチルフルオレニル基などが挙げられる。
また、前記アリールオキシ基としては、上述のアリール基を有するものが挙げられる。
また、前記アリールオキシ基としては、上述のアリール基を有するものが挙げられる。
前記環形成原子数5〜18のヘテロアリール基としては、ピロリル基、ピラジニル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、インドリル基、イソインドリル基、フリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリニル基、カルバゾリル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、チエニル基、ピロリジニル基、ジオキサニル基、ピペリジニル基、モルフォリニル基、ピペラジニル基、カルバゾリル基、チオフェニル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、トリアゾリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラニル基、ベンゾ[c]ジベンゾフラニル基等が挙げられる。
炭素数1〜30のフルオロアルキル基としては、前記アルキル基で挙げた基における水素原子の1つまたは複数がフッ素原子で置換されたものが挙げられる。
炭素数7〜30のアラルキル基としては、上述のアルキル基に対して上述のアリール基が置換したものが挙げられ、具体的には、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−tert−ブチル基が挙げられる。
前記「置換若しくは無置換の」が示す置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、フルオロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、シリル基、アミノ基、フルオロ基、またはシアノ基が挙げられる。これらの具体例は、上述の各基の説明で挙げたものと同様である。
X1が−N(RA)−の場合のRAとしては、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基またはアラルキル基が好ましい。
A1〜A8が=C(RA)−の場合のRAとしては、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、フルオロアルキル基、シクロアルキル基、シリル基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、アミノ基、またはホスフィンオキシド基が好ましい。
C9〜C12、C17〜C20、C25〜C28、C38〜C41が=C(RA)−の場合のRAとしては、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、フルオロアルキル基、シクロアルキル基、シリル基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、アミノ基またはホスフィンオキシド基が好ましい。
X2が−N(RB)−の場合のRBとしては、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基またはアラルキル基が好ましい。
A9〜A16が=C(RB)−の場合のRBとしては、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、フルオロアルキル基、シクロアルキル基、シリル基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、アミノ基、またはホスフィンオキシド基が好ましい。
C5〜C8、C13〜C16、C21〜C24、C34〜C37が=C(RB)−の場合のRBとしては、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、フルオロアルキル基、シクロアルキル基、シリル基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、アミノ基またはホスフィンオキシド基が好ましい。
B1〜B8が=C(R)−の場合のRとしては、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、フルオロアルキル基、シクロアルキル基、シリル基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、アミノ基またはホスフィンオキシド基が好ましい。
Lが、−N(R)−の場合のRとしては、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基またはアラルキル基が好ましい。
C1〜C4、C29〜C33が、=C(R)−の場合のRとしては、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、フルオロアルキル基、シクロアルキル基、シリル基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、アミノ基またはホスフィンオキシド基が好ましい。
Rcとしては、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、フルオロアルキル基、シクロアルキル基、シリル基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、アミノ基またはホスフィンオキシド基が好ましい。
前記Lとしては、化合物の耐熱性の観点から、縮合環であることが好ましく、ジベンゾフランジイル基、ジベンゾチオフェンジイル基、キノキサリンジイル基またはカルバゾールジイル基であることがより好ましい。
炭素数1〜30のフルオロアルキル基としては、前記アルキル基で挙げた基における水素原子の1つまたは複数がフッ素原子で置換されたものが挙げられる。
炭素数7〜30のアラルキル基としては、上述のアルキル基に対して上述のアリール基が置換したものが挙げられ、具体的には、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−tert−ブチル基が挙げられる。
前記「置換若しくは無置換の」が示す置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、フルオロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アラルキル基、シリル基、アミノ基、フルオロ基、またはシアノ基が挙げられる。これらの具体例は、上述の各基の説明で挙げたものと同様である。
X1が−N(RA)−の場合のRAとしては、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基またはアラルキル基が好ましい。
A1〜A8が=C(RA)−の場合のRAとしては、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、フルオロアルキル基、シクロアルキル基、シリル基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、アミノ基、またはホスフィンオキシド基が好ましい。
C9〜C12、C17〜C20、C25〜C28、C38〜C41が=C(RA)−の場合のRAとしては、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、フルオロアルキル基、シクロアルキル基、シリル基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、アミノ基またはホスフィンオキシド基が好ましい。
X2が−N(RB)−の場合のRBとしては、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基またはアラルキル基が好ましい。
A9〜A16が=C(RB)−の場合のRBとしては、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、フルオロアルキル基、シクロアルキル基、シリル基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、アミノ基、またはホスフィンオキシド基が好ましい。
C5〜C8、C13〜C16、C21〜C24、C34〜C37が=C(RB)−の場合のRBとしては、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、フルオロアルキル基、シクロアルキル基、シリル基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、アミノ基またはホスフィンオキシド基が好ましい。
B1〜B8が=C(R)−の場合のRとしては、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、フルオロアルキル基、シクロアルキル基、シリル基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、アミノ基またはホスフィンオキシド基が好ましい。
Lが、−N(R)−の場合のRとしては、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基またはアラルキル基が好ましい。
C1〜C4、C29〜C33が、=C(R)−の場合のRとしては、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、フルオロアルキル基、シクロアルキル基、シリル基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、アミノ基またはホスフィンオキシド基が好ましい。
Rcとしては、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、フルオロアルキル基、シクロアルキル基、シリル基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、アミノ基またはホスフィンオキシド基が好ましい。
前記Lとしては、化合物の耐熱性の観点から、縮合環であることが好ましく、ジベンゾフランジイル基、ジベンゾチオフェンジイル基、キノキサリンジイル基またはカルバゾールジイル基であることがより好ましい。
前記一般式(1−1)、(1−2)及び(7)〜(11)で表される本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料としては、例えば、以下に示す化合物が具体例として挙げられる。
本発明の化合物は、上記式(1−1)又は式(1−2)で示す構造であることにより、良好な耐熱性を有する。
また、本発明の化合物は、分子量が1000以下であることが好ましい。
本発明の化合物の製造方法は、特に限定されず、公知の合成方法を組み合わせることにより製造できる。例えば、以下に示すパラジウムを用いたクロスカップリング反応、ホウ素化反応を組み合わせることにより合成が可能である。なお、下記式中、Arは芳香族性を有するアリール基やヘテロアリール基などの芳香族基を表す。
また、本発明の化合物は、分子量が1000以下であることが好ましい。
本発明の化合物の製造方法は、特に限定されず、公知の合成方法を組み合わせることにより製造できる。例えば、以下に示すパラジウムを用いたクロスカップリング反応、ホウ素化反応を組み合わせることにより合成が可能である。なお、下記式中、Arは芳香族性を有するアリール基やヘテロアリール基などの芳香族基を表す。
以下、本発明の有機EL素子について具体的に説明する。
(有機EL素子の構成)
まず、有機EL素子の素子構成について説明する。
有機EL素子の代表的な素子構成としては、
(1)陽極/発光層/陰極
(2)陽極/正孔注入層/発光層/陰極
(3)陽極/発光層/電子注入・輸送層/陰極
(4)陽極/正孔注入層/発光層/電子注入・輸送層/陰極
(5)陽極/有機半導体層/発光層/陰極
(6)陽極/有機半導体層/電子障壁層/発光層/陰極
(7)陽極/有機半導体層/発光層/付着改善層/陰極
(8)陽極/正孔注入・輸送層/発光層/電子注入・輸送層/陰極
(9)陽極/絶縁層/発光層/絶縁層/陰極
(10)陽極/無機半導体層/絶縁層/発光層/絶縁層/陰極
(11)陽極/有機半導体層/絶縁層/発光層/絶縁層/陰極
(12)陽極/絶縁層/正孔注入・輸送層/発光層/絶縁層/陰極
(13)陽極/絶縁層/正孔注入・輸送層/発光層/電子注入・輸送層/陰極
などの構造を挙げることができる。
上記の中で(8)の構成が好ましく用いられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
(有機EL素子の構成)
まず、有機EL素子の素子構成について説明する。
有機EL素子の代表的な素子構成としては、
(1)陽極/発光層/陰極
(2)陽極/正孔注入層/発光層/陰極
(3)陽極/発光層/電子注入・輸送層/陰極
(4)陽極/正孔注入層/発光層/電子注入・輸送層/陰極
(5)陽極/有機半導体層/発光層/陰極
(6)陽極/有機半導体層/電子障壁層/発光層/陰極
(7)陽極/有機半導体層/発光層/付着改善層/陰極
(8)陽極/正孔注入・輸送層/発光層/電子注入・輸送層/陰極
(9)陽極/絶縁層/発光層/絶縁層/陰極
(10)陽極/無機半導体層/絶縁層/発光層/絶縁層/陰極
(11)陽極/有機半導体層/絶縁層/発光層/絶縁層/陰極
(12)陽極/絶縁層/正孔注入・輸送層/発光層/絶縁層/陰極
(13)陽極/絶縁層/正孔注入・輸送層/発光層/電子注入・輸送層/陰極
などの構造を挙げることができる。
上記の中で(8)の構成が好ましく用いられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
図1に、本発明の実施形態における有機EL素子の一例の概略構成を示す。
有機EL素子1は、透明な基板2と、陽極3と、陰極4と、陽極3と陰極4との間に配置された有機薄膜層10と、を有する。
有機薄膜層10は、ホスト材料としての燐光ホスト及び燐光材料としての燐光ドーパントを含む燐光発光層5を有するが、燐光発光層5と陽極3との間に正孔注入・輸送層6等、燐光発光層5と陰極4との間に電子注入・輸送層7等を備えていてもよい。
また、燐光発光層5の陽極3側に電子障壁層を、燐光発光層5の陰極4側に正孔障壁層を、それぞれ設けてもよい。
これにより、電子や正孔を燐光発光層5に閉じ込めて、燐光発光層5における励起子の生成確率を高めることができる。
有機EL素子1は、透明な基板2と、陽極3と、陰極4と、陽極3と陰極4との間に配置された有機薄膜層10と、を有する。
有機薄膜層10は、ホスト材料としての燐光ホスト及び燐光材料としての燐光ドーパントを含む燐光発光層5を有するが、燐光発光層5と陽極3との間に正孔注入・輸送層6等、燐光発光層5と陰極4との間に電子注入・輸送層7等を備えていてもよい。
また、燐光発光層5の陽極3側に電子障壁層を、燐光発光層5の陰極4側に正孔障壁層を、それぞれ設けてもよい。
これにより、電子や正孔を燐光発光層5に閉じ込めて、燐光発光層5における励起子の生成確率を高めることができる。
なお、本明細書において、蛍光ホスト及び燐光ホストの用語は、蛍光ドーパントと組み合わされたときには蛍光ホストと称し、燐光ドーパントと組み合わされたときには燐光ホストと称するものであり、分子構造のみから一義的に蛍光ホストや燐光ホストに限定的に区分されるものではない。
言い換えると、本明細書において、蛍光ホストとは、蛍光ドーパントを含有する蛍光発光層を構成する材料を意味し、蛍光発光材料のホストにしか利用できないものを意味しているわけではない。
同様に燐光ホストとは、燐光ドーパントを含有する燐光発光層を構成する材料を意味し、燐光材料のホストにしか利用できないものを意味しているわけではない。
言い換えると、本明細書において、蛍光ホストとは、蛍光ドーパントを含有する蛍光発光層を構成する材料を意味し、蛍光発光材料のホストにしか利用できないものを意味しているわけではない。
同様に燐光ホストとは、燐光ドーパントを含有する燐光発光層を構成する材料を意味し、燐光材料のホストにしか利用できないものを意味しているわけではない。
また、本明細書中で「正孔注入・輸送層」は「正孔注入層及び正孔輸送層のうちの少なくともいずれか一方」を意味し、「電子注入・輸送層」は「電子注入層及び電子輸送層のうちの少なくともいずれか一方」を意味する。
本発明の化合物又は本発明の化合物を含む本発明の有機EL素子用材料は、上記有機EL素子における発光層、電子障壁層、正孔障壁層、電子注入・輸送層、正孔注入・輸送層のいずれかに用いることができ、発光層、電子障壁層、正孔障壁層のいずれかに用いることが好ましい。
本発明の化合物又は本発明の化合物を含む本発明の有機EL素子用材料を、発光層もしくは電子障壁層、正孔障壁層のいずれかで用いる場合、発光層中の燐光発光性ドーパントの三重項エネルギーをETd、発光層もしくは電子障壁層、正孔障壁層として用いる化合物の三重項エネルギーをEThとすると、ETd<EThのエネルギー大小関係であれば、エネルギー関係上、燐光発光性ドーパントの三重項励起子が閉じ込められ(他分子へ移動できなくなり)、該ドーパント上で発光する以外のエネルギー失活経路が断たれるので、高効率に発光することができると推測される。ただし、ETd<EThの関係が成り立つ場合であってもこのエネルギー差ΔET=ETh−ETdが小さい場合には、実際の素子駆動環境である室温程度の環境下では、周辺の熱エネルギーにより吸熱的にこのエネルギー差ΔETを乗り越えて三重項励起子が他分子へ移動することが可能であると考えられる。特に燐光発光の場合は蛍光発光に比べて励起子寿命が長いため、相対的に吸熱的励起子移動過程の影響が現れやすくなるため、本発明の化合物を用いることは燐光素子の高効率化のために効果的である。室温の熱エネルギーに対してこのエネルギー差ΔETは大きいことが好ましく、0.2eV以上であることが好ましい。ただし、本発明の化合物を発光層もしくは電子障壁層、正孔障壁層として用いる場合、隣接する層からの電荷注入を行う上で、ΔETが大きすぎると有機EL素子の駆動電圧の上昇に繋がる可能性があることから、ΔETは、1.0eV以下であることが好ましい。
本発明の化合物は、発光素子の高効率化のために発光材料の励起子をエネルギー的に閉じ込めるワイドギャップな三重項エネルギーを有することが好ましい。特に蛍光型と比較して三重項エネルギーの大きい燐光型の赤、緑、青各色発光材料を高効率に発光させる観点から、本発明の化合物の三重項エネルギーは2.9eV以上であることが好ましい。ただし、上記のとおり、隣接する層からの電荷注入を行う上で、三重項エネルギーが大きすぎると素子の駆動電圧の上昇に繋がる可能性があることから、三重項エネルギーは3.2eV以下であることが好ましい。
また、本発明の化合物は三重項エネルギーを大きくする観点から、上記一般式(1−1)、(1−2)、(7)において、環AがA1、A3、A6、A8のうちいずれか1つと結合し、さらに環BがA9、A11、A14、A16のうちいずれか1つと結合していることが好ましい。さらに三重項エネルギーをより大きくする観点から、環AがA3、A6のいずれかと結合し,さらに環BがA11、A14のいずれかと結合していることがより好ましい。
また本発明の化合物を正孔障壁層として用いる場合、上記一般式(1−1)、(1−2)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)においてA1〜A16のうち少なくとも1つが、窒素原子であることが好ましい。
本発明の化合物又は本発明の化合物を含む本発明の有機EL素子用材料は、上記有機EL素子における発光層、電子障壁層、正孔障壁層、電子注入・輸送層、正孔注入・輸送層のいずれかに用いることができ、発光層、電子障壁層、正孔障壁層のいずれかに用いることが好ましい。
本発明の化合物又は本発明の化合物を含む本発明の有機EL素子用材料を、発光層もしくは電子障壁層、正孔障壁層のいずれかで用いる場合、発光層中の燐光発光性ドーパントの三重項エネルギーをETd、発光層もしくは電子障壁層、正孔障壁層として用いる化合物の三重項エネルギーをEThとすると、ETd<EThのエネルギー大小関係であれば、エネルギー関係上、燐光発光性ドーパントの三重項励起子が閉じ込められ(他分子へ移動できなくなり)、該ドーパント上で発光する以外のエネルギー失活経路が断たれるので、高効率に発光することができると推測される。ただし、ETd<EThの関係が成り立つ場合であってもこのエネルギー差ΔET=ETh−ETdが小さい場合には、実際の素子駆動環境である室温程度の環境下では、周辺の熱エネルギーにより吸熱的にこのエネルギー差ΔETを乗り越えて三重項励起子が他分子へ移動することが可能であると考えられる。特に燐光発光の場合は蛍光発光に比べて励起子寿命が長いため、相対的に吸熱的励起子移動過程の影響が現れやすくなるため、本発明の化合物を用いることは燐光素子の高効率化のために効果的である。室温の熱エネルギーに対してこのエネルギー差ΔETは大きいことが好ましく、0.2eV以上であることが好ましい。ただし、本発明の化合物を発光層もしくは電子障壁層、正孔障壁層として用いる場合、隣接する層からの電荷注入を行う上で、ΔETが大きすぎると有機EL素子の駆動電圧の上昇に繋がる可能性があることから、ΔETは、1.0eV以下であることが好ましい。
本発明の化合物は、発光素子の高効率化のために発光材料の励起子をエネルギー的に閉じ込めるワイドギャップな三重項エネルギーを有することが好ましい。特に蛍光型と比較して三重項エネルギーの大きい燐光型の赤、緑、青各色発光材料を高効率に発光させる観点から、本発明の化合物の三重項エネルギーは2.9eV以上であることが好ましい。ただし、上記のとおり、隣接する層からの電荷注入を行う上で、三重項エネルギーが大きすぎると素子の駆動電圧の上昇に繋がる可能性があることから、三重項エネルギーは3.2eV以下であることが好ましい。
また、本発明の化合物は三重項エネルギーを大きくする観点から、上記一般式(1−1)、(1−2)、(7)において、環AがA1、A3、A6、A8のうちいずれか1つと結合し、さらに環BがA9、A11、A14、A16のうちいずれか1つと結合していることが好ましい。さらに三重項エネルギーをより大きくする観点から、環AがA3、A6のいずれかと結合し,さらに環BがA11、A14のいずれかと結合していることがより好ましい。
また本発明の化合物を正孔障壁層として用いる場合、上記一般式(1−1)、(1−2)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)においてA1〜A16のうち少なくとも1つが、窒素原子であることが好ましい。
(透明性基板)
本発明の有機EL素子は、透光性の基板上に作製する。ここでいう透光性基板は有機EL素子を支持する基板であり、400nm〜700nmの可視領域の光の透過率が50%以上で平滑な基板が好ましい。
具体的には、ガラス板、ポリマー板等が挙げられる。
ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を原料として用いてなるものを挙げられる。
またポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を原料として用いてなるものを挙げることができる。
本発明の有機EL素子は、透光性の基板上に作製する。ここでいう透光性基板は有機EL素子を支持する基板であり、400nm〜700nmの可視領域の光の透過率が50%以上で平滑な基板が好ましい。
具体的には、ガラス板、ポリマー板等が挙げられる。
ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を原料として用いてなるものを挙げられる。
またポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を原料として用いてなるものを挙げることができる。
(陽極及び陰極)
有機EL素子の陽極は、正孔を正孔注入層、正孔輸送層又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。
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)、酸化インジウム亜鉛酸化物、金、銀、白金、銅等が挙げられる。
陽極はこれらの電極物質を蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。
本実施形態のように、発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の可視領域の光の透過率を10%より大きくすることが好ましい。また、陽極のシート抵抗は、数百Ω/□以下が好ましい。陽極の膜厚は、材料にもよるが、通常10nm〜1μm、好ましくは10nm〜200nmの範囲で選択される。
有機EL素子の陽極は、正孔を正孔注入層、正孔輸送層又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。
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)、酸化インジウム亜鉛酸化物、金、銀、白金、銅等が挙げられる。
陽極はこれらの電極物質を蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。
本実施形態のように、発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の可視領域の光の透過率を10%より大きくすることが好ましい。また、陽極のシート抵抗は、数百Ω/□以下が好ましい。陽極の膜厚は、材料にもよるが、通常10nm〜1μm、好ましくは10nm〜200nmの範囲で選択される。
陰極としては、電子注入層、電子輸送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。
陰極も、陽極と同様に、蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。また、陰極側から、発光を取り出す態様を採用することもできる。
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。
陰極も、陽極と同様に、蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。また、陰極側から、発光を取り出す態様を採用することもできる。
(発光層)
有機EL素子の発光層は以下の機能を併せ持つものである。
すなわち、
(1)注入機能;電界印加時に陽極又は正孔注入層より正孔を注入することができ、陰極又は電子注入層より電子を注入することができる機能、
(2)輸送機能;注入した電荷(電子と正孔)を電界の力で移動させる機能、
(3)発光機能;電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能、
がある。
有機EL素子の発光層は以下の機能を併せ持つものである。
すなわち、
(1)注入機能;電界印加時に陽極又は正孔注入層より正孔を注入することができ、陰極又は電子注入層より電子を注入することができる機能、
(2)輸送機能;注入した電荷(電子と正孔)を電界の力で移動させる機能、
(3)発光機能;電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能、
がある。
ただし、正孔の注入されやすさと電子の注入されやすさに違いがあってもよく、また、正孔と電子の移動度で表される輸送能に大小があってもよい。
この発光層を形成する方法としては、例えば蒸着法、スピンコート法、LB法等の公知の方法を適用することができる。
この発光層を形成する方法としては、例えば蒸着法、スピンコート法、LB法等の公知の方法を適用することができる。
発光層は、分子堆積膜であることが好ましい。
ここで分子堆積膜とは、気相状態の材料化合物から沈着され形成された薄膜や、溶液状態又は液相状態の材料化合物から固体化され形成された膜のことであり、通常この分子堆積膜は、LB法により形成された薄膜(分子累積膜)とは凝集構造、高次構造の相違や、それに起因する機能的な相違により区分することができる。
また、樹脂等の結着剤と材料化合物とを溶剤に溶かして溶液とした後、これをスピンコート法等により薄膜化することによっても、発光層を形成することができる。
ここで分子堆積膜とは、気相状態の材料化合物から沈着され形成された薄膜や、溶液状態又は液相状態の材料化合物から固体化され形成された膜のことであり、通常この分子堆積膜は、LB法により形成された薄膜(分子累積膜)とは凝集構造、高次構造の相違や、それに起因する機能的な相違により区分することができる。
また、樹脂等の結着剤と材料化合物とを溶剤に溶かして溶液とした後、これをスピンコート法等により薄膜化することによっても、発光層を形成することができる。
本発明の有機EL素子は陰極と陽極との間に、発光層を含む一層以上の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層の少なくとも一層が、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する。
また、本発明の有機EL素子は、発光層の少なくとも1つが本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料と、燐光材料の少なくとも1種とを含むことが好ましい。これにより、低電圧下で良好な高率で素子駆動が可能であり、且つ耐熱性に優れ長寿命な有機EL素子となる。
また、本発明の有機EL素子は、発光層の少なくとも1つが本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料と、燐光材料の少なくとも1種とを含むことが好ましい。これにより、低電圧下で良好な高率で素子駆動が可能であり、且つ耐熱性に優れ長寿命な有機EL素子となる。
(燐光材料)
本発明の有機EL素子は、燐光材料として有機金属錯体を含有し、この有機金属錯体は、Ir,Pt,Os,Au,Be,Cu,Re及びRuから選択される金属原子と、配位子と、を有することが好ましい。特に、前記配位子は、オルトメタル結合を有することが好ましい。
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、Ir,Os及びPtから選ばれる金属原子を含有する化合物であると好ましく、イリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体等の金属錯体であるとさらに好ましく、中でも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。
好ましい有機金属錯体の具体例を、以下に示す。
本発明の有機EL素子は、燐光材料として有機金属錯体を含有し、この有機金属錯体は、Ir,Pt,Os,Au,Be,Cu,Re及びRuから選択される金属原子と、配位子と、を有することが好ましい。特に、前記配位子は、オルトメタル結合を有することが好ましい。
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、Ir,Os及びPtから選ばれる金属原子を含有する化合物であると好ましく、イリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体等の金属錯体であるとさらに好ましく、中でも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。
好ましい有機金属錯体の具体例を、以下に示す。
本発明では、前記発光層に含まれる前記燐光材料のうち少なくとも1種は、発光波長の極大値が450nm以上750nm以下であることが好ましい。好適な例としては、極大値が450nm以上495nm以下、495nm以上590nm以下、590nm以上750nm以下、である。
このような発光波長の燐光材料(燐光ドーパント)を、本発明で用いる特定のホスト材料にドープして発光層を構成することにより、低電圧下で高効率な駆動が可能であり、且つ長寿命な有機EL素子とできる。
このような発光波長の燐光材料(燐光ドーパント)を、本発明で用いる特定のホスト材料にドープして発光層を構成することにより、低電圧下で高効率な駆動が可能であり、且つ長寿命な有機EL素子とできる。
(還元性ドーパント)
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を有することも好ましい。
このような構成によれば、有機EL素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。
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。
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を有することも好ましい。
このような構成によれば、有機EL素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。
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。
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。
アルカリ土類金属としては、Ca(仕事関数:2.9eV)、Sr(仕事関数:2.0eV〜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。
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。
アルカリ土類金属としては、Ca(仕事関数:2.9eV)、Sr(仕事関数:2.0eV〜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。
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。
アルカリ金属化合物としては、Li2O、Cs2O、K2O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、Li2O、NaFが好ましい。
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BaxSr1-xO(0<x<1)、BaxCa1-xO(0<x<1)等が挙げられ、BaO、SrO、CaOが好ましい。
希土類金属化合物としては、YbF3、ScF3、ScO3、Y2O3、Ce2O3、GdF3、TbF3等が挙げられ、YbF3、ScF3、TbF3が好ましい。
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BaxSr1-xO(0<x<1)、BaxCa1-xO(0<x<1)等が挙げられ、BaO、SrO、CaOが好ましい。
希土類金属化合物としては、YbF3、ScF3、ScO3、Y2O3、Ce2O3、GdF3、TbF3等が挙げられ、YbF3、ScF3、TbF3が好ましい。
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ージケトン類、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、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、有機物中に還元性ドーパントを分散する方法が好ましい。分散濃度はモル比で有機物: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、還元性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0.1nm〜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、還元性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0.05nm〜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。
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、還元性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0.1nm〜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、還元性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0.05nm〜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。
(電子注入層および電子輸送層)
電子注入層又は電子輸送層は、発光層への電子の注入を助ける層であって、電子移動度が大きい。電子注入層はエネルギーレベルの急な変化を緩和する等、エネルギーレベルを調整するために設ける。
本発明の有機EL素子は、発光層と陰極との間に電子注入層を有し、前記電子注入層は、含窒素環誘導体を主成分として含有することが好ましい。ここで、電子注入層は電子輸送層として機能する層であってもよい。
なお、「主成分として」とは、電子注入層が50質量%以上の含窒素環誘導体を含有していることを意味する。
電子注入層又は電子輸送層は、発光層への電子の注入を助ける層であって、電子移動度が大きい。電子注入層はエネルギーレベルの急な変化を緩和する等、エネルギーレベルを調整するために設ける。
本発明の有機EL素子は、発光層と陰極との間に電子注入層を有し、前記電子注入層は、含窒素環誘導体を主成分として含有することが好ましい。ここで、電子注入層は電子輸送層として機能する層であってもよい。
なお、「主成分として」とは、電子注入層が50質量%以上の含窒素環誘導体を含有していることを意味する。
電子注入層に用いる電子輸送性材料としては、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。また、含窒素環誘導体としては、含窒素6員環もしくは5員環骨格を有する芳香族環、又は含窒素6員環もしくは5員環骨格を有する縮合芳香族環化合物が好ましい。
この含窒素環誘導体としては、例えば、下記式(A)で表される含窒素環金属キレート錯体が好ましい。
この含窒素環誘導体としては、例えば、下記式(A)で表される含窒素環金属キレート錯体が好ましい。
一般式(A)におけるR2〜R7は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、オキシ基、アミノ基、炭素数1〜40の炭化水素基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、または、芳香族複素環基であり、これらは置換されていてもよい。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。また、置換されていてもよいアミノ基の例としては、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が挙げられる。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。また、置換されていてもよいアミノ基の例としては、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が挙げられる。
アルコキシカルボニル基は−COOY’と表され、Y’の例としては前記アルキル基と同様のものが挙げられる。アルキルアミノ基及びアラルキルアミノ基は−NQ1Q2と表される。Q1及びQ2の具体例としては、それぞれ独立に、前記アルキル基、前記アラルキル基で説明したものと同様のものが挙げられ、好ましい例も同様である。Q1及びQ2の一方は水素原子又は重水素原子であってもよい。
アリールアミノ基は−NAr1Ar2と表され、Ar1及びAr2の具体例としては、それぞれ独立に前記アリール基で説明した基と同様である。Ar1及びAr2の一方は水素原子又は重水素原子であってもよい。
アリールアミノ基は−NAr1Ar2と表され、Ar1及びAr2の具体例としては、それぞれ独立に前記アリール基で説明した基と同様である。Ar1及びAr2の一方は水素原子又は重水素原子であってもよい。
Mは、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)又はインジウム(In)であり、Inであると好ましい。
上記式(A)のLは、下記式(A’)又は(A”)で表される基である。
上記式(A)のLは、下記式(A’)又は(A”)で表される基である。
前記式(A’)中、R8〜R12は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子、または置換もしくは無置換の炭素数1〜40の炭化水素基であり、互いに隣接する基が環状構造を形成していてもよい。また、前記式(A”)中、R13〜R27は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子又は置換もしくは無置換の炭素数1〜40の炭化水素基であり、互いに隣接する基が環状構造を形成していてもよい。
前記式(A’)及び式(A”)のR8〜R12及びR13〜R27が示す炭素数1〜40の炭化水素基としては、前記式(A)中のR2〜R7の具体例と同様のものが挙げられる。
また、R8〜R12及びR13〜R27の互いに隣接する基が環状構造を形成した場合の2価の基としては、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。
前記式(A’)及び式(A”)のR8〜R12及びR13〜R27が示す炭素数1〜40の炭化水素基としては、前記式(A)中のR2〜R7の具体例と同様のものが挙げられる。
また、R8〜R12及びR13〜R27の互いに隣接する基が環状構造を形成した場合の2価の基としては、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。
電子注入層又は電子輸送層に用いられる電子伝達性化合物としては、8−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体、オキサジアゾール誘導体、含窒素複素環誘導体が好適である。上記8−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体の具体例としては、オキシン(一般に8−キノリノール又は8−ヒドロキシキノリン)のキレートを含む金属キレートオキシノイド化合物、例えばトリス(8−キノリノール)アルミニウムを用いることができる。そして、オキサジアゾール誘導体としては、下記のものを挙げることができる。
前記式中、Ar17、Ar18、Ar19、Ar21、Ar22及びAr25は、それぞれ置換基を有するもしくは有さない芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基を示し、Ar17とAr18、Ar19とAr21、Ar22とAr25は、互いに同一でも異なっていてもよい。芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントラニル基、ペリレニル基、ピレニル基などが挙げられる。そして、これらへの置換基としては炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基又はシアノ基等が挙げられる。
Ar20、Ar23及びAr24は、それぞれ置換基を有するもしくは有さない2価の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基を示し、Ar23とAr24は、互いに同一でも異なっていてもよい。
2価の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントラニレン基、ペリレニレン基、ピレニレン基などが挙げられる。そして、これらへの置換基としては炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基又はシアノ基等が挙げられる。
Ar20、Ar23及びAr24は、それぞれ置換基を有するもしくは有さない2価の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基を示し、Ar23とAr24は、互いに同一でも異なっていてもよい。
2価の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントラニレン基、ペリレニレン基、ピレニレン基などが挙げられる。そして、これらへの置換基としては炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基又はシアノ基等が挙げられる。
これらの電子伝達性化合物は、薄膜形成性の良好なものが好ましく用いられる。そして、これら電子伝達性化合物の具体例としては、下記のものを挙げることができる。
電子伝達性化合物としての含窒素複素環誘導体は、以下の一般式を有する有機化合物からなる含窒素複素環誘導体であって、金属錯体でない含窒素化合物が挙げられる。例えば、下記式(B)に示す骨格を含有する5員環もしくは6員環や、下記式(C)に示す構造のものが挙げられる。
前記式(C)中、Xは炭素原子もしくは窒素原子を表す。Z1ならびにZ2は、それぞれ独立に含窒素ヘテロ環を形成可能な原子群を表す。
含窒素複素環誘導体は、さらに好ましくは、5員環もしくは6員環からなる含窒素芳香多環族を有する有機化合物である。さらには、このような複数窒素原子を有する含窒素芳香多環族の場合は、上記式(B)と(C)もしくは上記式(B)と下記式(D)を組み合わせた骨格を有する含窒素芳香多環有機化合物が好ましい。
前記の含窒素芳香多環有機化合物の含窒素基は、例えば、以下の一般式で表される含窒素複素環基から選択される。
前記各式中、Rは、炭素数6〜40の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、炭素数3〜40の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数1〜20のアルコキシ基であり、nは0〜5の整数であり、nが2以上の整数であるとき、複数のRは互いに同一又は異なっていてもよい。
さらに、好ましい具体的な化合物として、下記式で表される含窒素複素環誘導体が挙げられる。
HAr−L1−Ar1−Ar2
前記式中、HArは、置換基を有していてもよい炭素数3〜40の含窒素複素環基であり、L1は単結合、置換基を有していてもよい炭素数6〜40の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜40の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基であり、Ar1は置換基を有していてもよい炭素数6〜40の2価の芳香族炭化水素基であり、Ar2は置換基を有していてもよい炭素数6〜40の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜40の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基である。
HArは、例えば、下記の群から選択される。
HAr−L1−Ar1−Ar2
前記式中、HArは、置換基を有していてもよい炭素数3〜40の含窒素複素環基であり、L1は単結合、置換基を有していてもよい炭素数6〜40の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜40の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基であり、Ar1は置換基を有していてもよい炭素数6〜40の2価の芳香族炭化水素基であり、Ar2は置換基を有していてもよい炭素数6〜40の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜40の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基である。
HArは、例えば、下記の群から選択される。
L1は、例えば、下記の群から選択される。
Ar1は、例えば、下記のアリールアントラニル基から選択される。
前記式中、R1〜R14は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜40のアリールオキシ基、置換基を有していてもよい炭素数6〜40の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、または炭素数3〜40の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基であり、Ar3は、置換基を有していてもよい炭素数6〜40の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基または炭素数3〜40の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基である。
また、R1〜R8は、いずれも水素原子又は重水素原子である含窒素複素環誘導体であってもよい。
また、R1〜R8は、いずれも水素原子又は重水素原子である含窒素複素環誘導体であってもよい。
Ar2は、例えば、下記の群から選択される。
電子伝達性化合物としての含窒素芳香多環有機化合物には、この他、下記の化合物も好適に用いられる。
前記式中、R1〜R4は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子、置換もしくは無置換の脂肪族基、置換もしくは無置換の脂肪族式環基、置換もしくは無置換の炭素環式芳香族環基、置換もしくは無置換の複素環基を表し、X1、X2は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、またはジシアノメチレン基を表す。
また、電子伝達性化合物として、下記の化合物も好適に用いられる。
前記式中、R1、R2、R3及びR4は互いに同一のまたは異なる基であって、下記式で表わされる芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基である。
前記式中、R5、R6、R7、R8及びR9は互いに同一のまたは異なる基であって、水素原子、重水素原子、或いはそれらの少なくとも1つが飽和もしくは不飽和アルコキシル基、アルキル基、アミノ基、またはアルキルアミノ基である。
さらに、電子伝達性化合物は、該含窒素複素環基または含窒素複素環誘導体を含む高分子化合物であってもよい。
また、電子輸送層は、下記式(201)〜(203)で表される含窒素複素環誘導体の少なくともいずれか1つを含有することが好ましい。
前記式(201)〜(203)中、Rは、水素原子、重水素原子、置換基を有していてもよい炭素数6〜60の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、または置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基で、
nは0〜4の整数であり、
R1は、置換基を有していてもよい炭素数6〜60の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数1〜20のアルコキシ基であり、
R2及びR3は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子、置換基を有していてもよい炭素数6〜60の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、または置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基であり、
Lは、置換基を有していてもよい炭素数6〜60の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいピリジニレン基、置換基を有していてもよいキノリニレン基、または置換基を有していてもよいフルオレニレン基であり、
Ar1は、置換基を有していてもよい炭素数6〜60の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいピリジニレン基又は置換基を有していてもよいキノリニレン基であり、Ar2は、置換基を有していてもよい炭素数6〜60の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、または置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基である。
nは0〜4の整数であり、
R1は、置換基を有していてもよい炭素数6〜60の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数1〜20のアルコキシ基であり、
R2及びR3は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子、置換基を有していてもよい炭素数6〜60の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、または置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基であり、
Lは、置換基を有していてもよい炭素数6〜60の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいピリジニレン基、置換基を有していてもよいキノリニレン基、または置換基を有していてもよいフルオレニレン基であり、
Ar1は、置換基を有していてもよい炭素数6〜60の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいピリジニレン基又は置換基を有していてもよいキノリニレン基であり、Ar2は、置換基を有していてもよい炭素数6〜60の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、または置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基である。
Ar3は、置換基を有していてもよい炭素数6〜60の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基、または−Ar1−Ar2で表される基(Ar1及びAr2は、それぞれ前記と同じ)である。
なお、前記式(201)〜(203)において、Rは、水素原子、重水素原子、置換基を有していてもよい炭素数6〜60の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、または置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基である。
なお、前記式(201)〜(203)において、Rは、水素原子、重水素原子、置換基を有していてもよい炭素数6〜60の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、または置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基である。
なお、電子注入層又は電子輸送層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは、1nm〜100nmである。
また、電子注入層の構成成分として、含窒素環誘導体の他に無機化合物として、絶縁体又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。
また、電子注入層の構成成分として、含窒素環誘導体の他に無機化合物として、絶縁体又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ニド、アルカリ土類金属カルコゲニド、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ニ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ニドとしては、例えば、Li2O、K2O、Na2S、Na2Se及びNa2Oが挙げられ、好ましいアルカリ土類金属カルコゲニドとしては、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、CaF2、BaF2、SrF2、MgF2及びBeF2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、アルカリ金属カルコゲニド、アルカリ土類金属カルコゲニド、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。
このような絶縁体又は半導体を使用する場合、その層の好ましい厚みは、0.1nm〜15nm程度である。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。
このような絶縁体又は半導体を使用する場合、その層の好ましい厚みは、0.1nm〜15nm程度である。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。
(正孔注入層および正孔輸送層)
正孔注入層又は正孔輸送層(正孔注入輸送層も含む)には、芳香族アミン化合物、例えば、下記一般式(I)で表わされる芳香族アミン誘導体が好適に用いられる。
正孔注入層又は正孔輸送層(正孔注入輸送層も含む)には、芳香族アミン化合物、例えば、下記一般式(I)で表わされる芳香族アミン誘導体が好適に用いられる。
前記一般式(I)において、Ar1〜Ar4は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の核原子数5〜50の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基、または、それら芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基と芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基を結合させた基を表す。
前記一般式(I)の化合物の具体例を以下に記すが、これらに限定されるものではない。
また、下記一般式(II)の芳香族アミンも正孔注入層又は正孔輸送層の形成に好適に用いられる。
前記一般式(II)において、Ar1〜Ar3の定義は前記一般式(I)のAr1〜Ar4の定義と同様である。以下に一般式(II)の化合物の具体例を記すがこれらに限定されるものではない。
なお、本発明は、上記の説明に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変更は本発明に含まれる。
例えば次のような変更も本発明の好適な変形例である。
例えば次のような変更も本発明の好適な変形例である。
本発明では、前記発光層が電荷注入補助材を含有していることも好ましい。
エネルギーギャップが広いホスト材料を用いて発光層を形成した場合、ホスト材料のイオン化ポテンシャル(Ip)と正孔注入・輸送層等のIpとの差が大きくなり、発光層への正孔の注入が困難となり、十分な輝度を得るための駆動電圧が上昇するおそれがある。
このような場合、発光層に、正孔注入・輸送性の電荷注入補助剤を含有させることで、発光層への正孔注入を容易にし、駆動電圧を低下させることができる。
エネルギーギャップが広いホスト材料を用いて発光層を形成した場合、ホスト材料のイオン化ポテンシャル(Ip)と正孔注入・輸送層等のIpとの差が大きくなり、発光層への正孔の注入が困難となり、十分な輝度を得るための駆動電圧が上昇するおそれがある。
このような場合、発光層に、正孔注入・輸送性の電荷注入補助剤を含有させることで、発光層への正孔注入を容易にし、駆動電圧を低下させることができる。
電荷注入補助剤としては、例えば、一般的な正孔注入・輸送材料等が利用できる。
具体例としては、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、ポリシラン系、アニリン系共重合体、導電性高分子オリゴマー(特にチオフェンオリゴマー)等を挙げることができる。
具体例としては、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、ポリシラン系、アニリン系共重合体、導電性高分子オリゴマー(特にチオフェンオリゴマー)等を挙げることができる。
正孔注入性の材料としては上記のものを挙げることができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物が好ましい。
また、2個の縮合芳香族環を分子内に有する、例えば、4,4’−ビス(N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ)ビフェニル(以下NPDと略記する)、またトリフェニルアミンユニットが3つスターバースト型に連結された4,4’,4”−トリス(N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ)トリフェニルアミン(以下MTDATAと略記する)等を挙げることができる。
また、ヘキサアザトリフェニレン誘導体等も正孔注入性の材料として好適に用いることができる。
また、ヘキサアザトリフェニレン誘導体等も正孔注入性の材料として好適に用いることができる。
また、p型Si、p型SiC等の無機化合物も正孔注入材料として使用することができる。
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、前記式(1)で表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、前記式(1)で表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、一般に膜厚が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすく、逆に厚すぎると高い印加電圧が必要となり効率が悪くなるため、通常は数nmから1μmの範囲が好ましい。
合成例および実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は以下の合成例、実施例に限定されない。
三口フラスコにジベンゾフラン 269.1g(1600mmol)、ジクロロメタン 1280mlを入れ、窒素雰囲気下にて反応器を0℃に冷却した。反応器に臭素 204.6gのジクロロメタン溶液 100mlを40分かけて滴下した後、室温で12時間撹拌した。反応終了後、反応器を0℃に冷却し、水 500mlを加え、さらに20% NaHSO4水溶液 100mlを加えた。試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを、1N 水酸化ナトリウム水溶液 300mlで洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをヘキサンにて分散洗浄し、白色の固体を得た。
収量は136g、収率は55%であった。
収量は136g、収率は55%であった。
三口フラスコに化合物(1−a) 20.0g(80.9mmol)、脱水テトラヒドロフラン 200mlを入れ、窒素雰囲気下にて反応器を−70℃に冷却した。反応器に1.68M n−ブチルリチウムへキサン溶液 53ml(88.9mmol)を滴下し、−70℃にて1時間撹拌した。これにさらにホウ酸トリイソプロピル 37.3ml(162mmol)を加え室温で6時間撹拌した。反応終了後、1N HCl水溶液 100mlを加え30分撹拌した後、試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを、無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをヘキサンにて分散洗浄し、白色の固体を得た。
収量は15.9g、収率は93%であった。
収量は15.9g、収率は93%であった。
三口フラスコに化合物(1−b) 15.5g(73.1mmol)、3−ブロモヨードベンゼン 30.8g(109mmol)、炭酸ナトリウム 2M水溶液 110ml 、1,2−ジメトキシエタン220ml、Pd(PPh3)4 1.70g(1.46mmol)を入れ、窒素雰囲気下にて12時間還流させた。
反応終了後、試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:ジクロロメタン=20:1)で精製し、無色の粘体を得た。
収量は13.2g、収率は56%であった。
反応終了後、試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:ジクロロメタン=20:1)で精製し、無色の粘体を得た。
収量は13.2g、収率は56%であった。
三口フラスコに化合物(1−c) 13.2g(40.8mmol)、脱水テトラヒドロフラン 100mlを入れ、窒素雰囲気下にて反応器を−70℃に冷却した。反応器に1.67M n−ブチルリチウムへキサン溶液 27ml(44.9mmol)を滴下し、−70℃にて1時間撹拌した。これにさらにホウ酸トリイソプロピル 18.8ml(81.6mmol)を加え室温で6時間撹拌した。反応終了後、1N HCl水溶液 100mlを加え30分撹拌した後、試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを、無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをヘキサンにて分散洗浄し、白色の固体を得た。
収量は8.24g、収率は70%であった。
収量は8.24g、収率は70%であった。
三口フラスコに3−ブロモフェニルボロン酸 12.0g(59.8mmol)、3−ブロモヨードベンゼン 25.3g(89.6mmol)、炭酸ナトリウム 2M水溶液 90ml 、1,2−ジメトキシエタン 180ml、Pd(PPh3)4 1.38g(1.20mmol)を入れ、窒素雰囲気下にて12時間還流させた。
反応終了後、試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン)で精製し、白色の固体を得た。
収量は11.2g、収率は60%であった。
反応終了後、試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン)で精製し、白色の固体を得た。
収量は11.2g、収率は60%であった。
三口フラスコに化合物(1−d) 4.11g(14.3mmol)、化合物(1−e) 1.85g(5.96mmol)、炭酸ナトリウム 2M水溶液 22ml 、1,2−ジメトキシエタン 44ml、Pd(PPh3)4 0.688g(0.596mmol)を入れ、窒素雰囲気下にて12時間還流させた。
反応終了後、試料溶液にメタノール 100mlを加え、超音波洗浄を10分間行った後、析出試料をろ取し、メタノール、水、ヘキサンにて洗浄した。試料を乾燥させた後、再度、ヘキサン:酢酸エチル=1:1混合溶媒を加え、超音波洗浄30分間行い、白色の固体を得た。同定はFD/MSによる分子量測定によって行い、分子量638に対してm/e=638であった。収量は1.85g、収率は49%であった。
反応終了後、試料溶液にメタノール 100mlを加え、超音波洗浄を10分間行った後、析出試料をろ取し、メタノール、水、ヘキサンにて洗浄した。試料を乾燥させた後、再度、ヘキサン:酢酸エチル=1:1混合溶媒を加え、超音波洗浄30分間行い、白色の固体を得た。同定はFD/MSによる分子量測定によって行い、分子量638に対してm/e=638であった。収量は1.85g、収率は49%であった。
三口フラスコに1,3−ジヨードベンゼン 12.0g(36.4mmol)、3−ブロモヨードベンゼン 18.3g(90.9mmol)、炭酸ナトリウム 2M水溶液 125ml、1,2−ジメトキシエタン 250ml、Pd(PPh3)4 2.10g(1.82mmol)を入れ、窒素雰囲気下にて12時間還流させた。
反応終了後、試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:ジクロロメタン=20:1)で精製し、無色の粘体を得た。
収量は4.20g、収率は30%であった。
反応終了後、試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:ジクロロメタン=20:1)で精製し、無色の粘体を得た。
収量は4.20g、収率は30%であった。
三口フラスコに、化合物(1−d) 5.93g(20.6mmol)、化合物(2−a) 3.20g(8.25mmol)、炭酸ナトリウム 2M水溶液 30ml、1,2−ジメトキシエタン 60ml、Pd(PPh3)4 1.19g(1.03mmol)を入れ、窒素雰囲気下にて12時間還流させた。
反応終了後、試料溶液にメタノール 100mlを加え、超音波洗浄を10分間行った後、析出試料をろ取し、メタノール、水、ヘキサンにて洗浄した。試料を乾燥させた後、ヘキサン:酢酸エチル=1:1混合溶液を加え分散洗浄を行い、白色固体を得た。同定はFD/MSによる分子量測定によって行い、分子量714に対してm/e=714であった。収量は2.52g、収率は43%であった。
反応終了後、試料溶液にメタノール 100mlを加え、超音波洗浄を10分間行った後、析出試料をろ取し、メタノール、水、ヘキサンにて洗浄した。試料を乾燥させた後、ヘキサン:酢酸エチル=1:1混合溶液を加え分散洗浄を行い、白色固体を得た。同定はFD/MSによる分子量測定によって行い、分子量714に対してm/e=714であった。収量は2.52g、収率は43%であった。
三口フラスコにジベンゾチオフェン 15.0g(81.4mmol)、クロロホルム 90mlを入れ、窒素雰囲気下にて反応器を0℃に冷却した。反応器に臭素 13.1gのジクロロメタン溶液 20mlを15分かけて滴下した後、室温で12時間撹拌した。反応終了後、反応器を0℃に冷却し、水 100mlを加え、さらに20% NaHSO4水溶液 30mlを加えた。試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを、1N 水酸化ナトリウム水溶液 30mlで洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをヘキサン、メタノールにて分散洗浄し、白色の固体を得た。
収量は10.7g、収率は50%であった。
収量は10.7g、収率は50%であった。
三口フラスコに化合物(4−a) 7.00g(26.6mmol)、脱水テトラヒドロフラン:脱水トルエン=1:1混合溶液 80mlを入れ、窒素雰囲気下にて反応器を−70℃に冷却した。反応器に1.60M n−ブチルリチウムへキサン溶液 23ml(37.2mmol)を滴下し、−70℃にて1時間撹拌した。これにさらにホウ酸トリイソプロピル 12.3ml(53.2mmol)を加え室温で6時間撹拌した。反応終了後、1N HCl水溶液 50mlを加え30分撹拌した後、試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを、無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをヘキサンにて分散洗浄し、白色の固体を得た。
収量は5.76g、収率は95%であった。
収量は5.76g、収率は95%であった。
三口フラスコに化合物(4−b) 5.76g(25.3mmol)、3−ブロモヨードベンゼン 10.7g(38.0mmol)、炭酸ナトリウム 2M水溶液 38ml 、1,2−ジメトキシエタン 76ml、Pd(PPh3)4 1.46g(1.23mmol)を入れ、窒素雰囲気下にて12時間還流させた。
反応終了後、試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:ジクロロメタン=20:1)で精製し、無色の粘体を得た。
収量は6.87g、収率は80%であった。
反応終了後、試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:ジクロロメタン=20:1)で精製し、無色の粘体を得た。
収量は6.87g、収率は80%であった。
三口フラスコに化合物(4−c) 6.87g(20.3mmol)、脱水テトラヒドロフラン 50mlを入れ、窒素雰囲気下にて反応器を−70℃に冷却した。反応器に1.67M n−ブチルリチウムへキサン溶液 13ml(22.3mmol)を滴下し、−70℃にて1時間撹拌した。これにさらにホウ酸トリイソプロピル 9.4ml(40.6mmol)を加え室温で6時間撹拌した。反応終了後、1N HCl水溶液 50mlを加え30分撹拌した後、試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを、無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをヘキサンにて分散洗浄し、白色の固体を得た。
収量は5.43g、収率は88%であった。
収量は5.43g、収率は88%であった。
三口フラスコに化合物(4−d) 5.00g(16.4mmol)、化合物(1−e) 2.13g(6.83mmol)、炭酸ナトリウム 2M水溶液 25ml 、1,2−ジメトキシエタン 50ml、Pd(PPh3)4 1.90g(1.64mmol)を入れ、窒素雰囲気下にて12時間還流させた。
反応終了後、試料溶液にメタノール 100mlを加え、超音波洗浄を10分間行った後、析出試料をろ取し、メタノール、水、ヘキサンにて洗浄した。試料を乾燥させた後、再度、ヘキサン:酢酸エチル=1:1混合溶媒を加え、超音波洗浄30分間行い、白色の固体を得た。同定はFD/MSによる分子量測定によって行い、分子量670に対してm/e=670であった。収量は2.06g、収率は45%であった。
反応終了後、試料溶液にメタノール 100mlを加え、超音波洗浄を10分間行った後、析出試料をろ取し、メタノール、水、ヘキサンにて洗浄した。試料を乾燥させた後、再度、ヘキサン:酢酸エチル=1:1混合溶媒を加え、超音波洗浄30分間行い、白色の固体を得た。同定はFD/MSによる分子量測定によって行い、分子量670に対してm/e=670であった。収量は2.06g、収率は45%であった。
合成例4(化合物(37)の合成)
(1)化合物(37−a)の合成
三口フラスコに2−ブロモ‐3‐ヒドロキシピリジン100.1g(575mmol)、2−フルオロフェニルボロン酸88.5g(632.5mmol)、炭酸カリウム88.5g(2300mmol)、N,N−ジメチルアセトアミド1150ml、Pd(PPh3)413.3g(11.5mmol)を入れ、窒素雰囲気下にて90℃で12時間加熱撹拌した後、160℃で8時間過熱撹拌した。
反応終了後、室温まで冷却した後、試料溶液にトルエン1L、水1Lを加え、分液ロートに移して良く振り、トルエン相を回収し、水相からトルエンで数回抽出した。このトルエン溶液をさらに水で数回洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、シリカゲルショートカラムを通し、濃縮した。得られた試料をヘキサン200mlから再結晶して薄く黄色を帯びた固体を得た。
同定は1H−NMRによって行った。収量は54.4g、収率は56%であった。
(1)化合物(37−a)の合成
反応終了後、室温まで冷却した後、試料溶液にトルエン1L、水1Lを加え、分液ロートに移して良く振り、トルエン相を回収し、水相からトルエンで数回抽出した。このトルエン溶液をさらに水で数回洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、シリカゲルショートカラムを通し、濃縮した。得られた試料をヘキサン200mlから再結晶して薄く黄色を帯びた固体を得た。
同定は1H−NMRによって行った。収量は54.4g、収率は56%であった。
(2)化合物(37−b)の合成
三口フラスコに化合物(37−a) 52.6g(310mmol)、ニトロベンゼン155ml、臭素19.1ml(372mmol)を入れ、大気雰囲気下140℃で12時間加熱撹拌した。
反応終了後、室温まで冷却した後、試料溶液を氷水浴で冷やしながらチオ硫酸ナトリウム水溶液を加えて残存臭素を失活し、さらに水酸化ナトリウム水溶液を加えて水相がpH10になるよう調整した。溶液を分液ロートに移し、トルエンにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー(ジクロロメタン:酢酸エチル=8:2)にて精製し、得られた試料をヘキサンで分散洗浄、ろ取、真空乾燥(40℃、6時間)して薄く黄色を帯びた固体を得た。
同定は1H−NMRによって行った。収量は32.1g、収率は42%であった。
反応終了後、室温まで冷却した後、試料溶液を氷水浴で冷やしながらチオ硫酸ナトリウム水溶液を加えて残存臭素を失活し、さらに水酸化ナトリウム水溶液を加えて水相がpH10になるよう調整した。溶液を分液ロートに移し、トルエンにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー(ジクロロメタン:酢酸エチル=8:2)にて精製し、得られた試料をヘキサンで分散洗浄、ろ取、真空乾燥(40℃、6時間)して薄く黄色を帯びた固体を得た。
同定は1H−NMRによって行った。収量は32.1g、収率は42%であった。
三口フラスコに化合物(37−b) 18.0g(72.6mmol)、ビスピナコラトジボロン 27.6g(108.9mmol)、酢酸カリウム 21.4g(217.8mmol)、PdCl2(dppf) 2.96g(3.63mmol)、ジメチルスルホキシド 150mlを入れ、窒素雰囲気下80℃で16時間撹拌した。
反応終了後、セライトろ過を行い、水 300mlを加え、試料溶液を分液ロートに移した。トルエンにて数回抽出した後、これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:5)を行った後、ヘキサンにて再結晶することで白色固体を得た。
収量は4.20g、収率は20%であった。
反応終了後、セライトろ過を行い、水 300mlを加え、試料溶液を分液ロートに移した。トルエンにて数回抽出した後、これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=1:5)を行った後、ヘキサンにて再結晶することで白色固体を得た。
収量は4.20g、収率は20%であった。
三口フラスコに化合物(1−e) 6.00g(19.2mmol)、ビスピナコラトジボロン 14.6g(57.6mmol)、酢酸カリウム 12.2g(124.8mmol)、PdCl2(dppf) 1.57g(1.92mmol)、ジメチルスルホキシド 100mlを入れ、窒素雰囲気下80℃で16時間撹拌した。
反応終了後、セライトろ過を行い、水 100mlを加え、試料溶液を分液ロートに移した。ジクロロメタンにて数回抽出した後、これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=20:1)を行った後、ヘキサンにて再結晶することで白色固体を得た。
収量は5.44g、収率は70%であった。
反応終了後、セライトろ過を行い、水 100mlを加え、試料溶液を分液ロートに移した。ジクロロメタンにて数回抽出した後、これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=20:1)を行った後、ヘキサンにて再結晶することで白色固体を得た。
収量は5.44g、収率は70%であった。
三口フラスコに化合物(37−d) 5.40g(13.3mmol)、3−ブロモヨードベンゼン 11.3g(39.9mmol)、炭酸ナトリウム 2M水溶液 40ml 、1,2−ジメトキシエタン 80ml、Pd(PPh3)4 1.54g(1.33mmol)を入れ、窒素雰囲気下にて12時間還流させた。
反応終了後、試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをしてシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:ジクロロメタン=20:1)で精製し、白色の固体を得た。
収量は4.90g、収率は79%であった。
反応終了後、試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをしてシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:ジクロロメタン=20:1)で精製し、白色の固体を得た。
収量は4.90g、収率は79%であった。
三口フラスコに化合物(37−c) 4.10g(13.9mmol)、化合物(37−e) 2.58g(5.56mmol)、炭酸ナトリウム 2M水溶液 20ml、1,2−ジメトキシエタン 40ml、Pd(PPh3)4 1.61g(1.39mmol)を入れ、窒素雰囲気下にて12時間還流させた。
反応終了後、試料溶液にメタノール 100mlを加え、超音波洗浄を10分間行った後、析出試料をろ取し、メタノール、水、ヘキサンにて洗浄した。試料を乾燥させた後、酢酸エチルを加え分散洗浄を行い、得られた固体をトルエンにて再結晶を行い、白色固体を得た。同定はFD/MSによる分子量測定によって行い、分子量640に対してm/e=640であった。収量は2.46g、収率は69%であった。
反応終了後、試料溶液にメタノール 100mlを加え、超音波洗浄を10分間行った後、析出試料をろ取し、メタノール、水、ヘキサンにて洗浄した。試料を乾燥させた後、酢酸エチルを加え分散洗浄を行い、得られた固体をトルエンにて再結晶を行い、白色固体を得た。同定はFD/MSによる分子量測定によって行い、分子量640に対してm/e=640であった。収量は2.46g、収率は69%であった。
三口フラスコに2−ブロモ−8−ヨードジベンゾフラン 10.0g(26.8mmol)、3−ブロモフェニルボロン酸 6.46g(32.2mmol)、炭酸ナトリウム 2M水溶液 50ml 、1,2−ジメトキシエタン 100ml、Pd(PPh3)4 1.55g(1.34mmol)を入れ、窒素雰囲気下にて10時間還流させた。
反応終了後、試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:ジクロロメタン=50:1)で精製し、白色の固体を得た。
収量は2.30g、収率は21%であった。
反応終了後、試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:ジクロロメタン=50:1)で精製し、白色の固体を得た。
収量は2.30g、収率は21%であった。
三口フラスコに、化合物(1−d) 3.96g(13.7mmol)、化合物(16−a) 2.30g(5.72mmol)、炭酸ナトリウム 2M水溶液 20ml、1,2−ジメトキシエタン 40ml、Pd(PPh3)4 0.661g(0.572mmol)を入れ、窒素雰囲気下にて12時間還流させた。
反応終了後、試料溶液にメタノール 100mlを加え、超音波洗浄を10分間行った後、析出試料をろ取し、メタノール、水、ヘキサンにて洗浄した。試料を乾燥させた後、シリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:ジクロロメタン=5:1)で精製し、白色の固体を得た。同定はFD/MSによる分子量測定によって行い、分子量728に対してm/e=728であった。収量は2.31g、収率は55%であった。
反応終了後、試料溶液にメタノール 100mlを加え、超音波洗浄を10分間行った後、析出試料をろ取し、メタノール、水、ヘキサンにて洗浄した。試料を乾燥させた後、シリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:ジクロロメタン=5:1)で精製し、白色の固体を得た。同定はFD/MSによる分子量測定によって行い、分子量728に対してm/e=728であった。収量は2.31g、収率は55%であった。
三口フラスコにジベンゾフラン 168.1g(1000mmol)、ジクロロメタン 1600mlを入れ、窒素雰囲気下にて反応器を0℃に冷却した。反応器に臭素 255.8gのジクロロメタン溶液 125mlを40分かけて滴下した後、室温で12時間撹拌した。反応終了後、反応器を0℃に冷却し、水 500mlを加え、さらに20% NaHSO4水溶液 100mlを加えた。試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを、1N 水酸化ナトリウム水溶液 300mlで洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをヘキサンにて分散洗浄し、白色の固体を得た。
収量は212g、収率は65%であった。
収量は212g、収率は65%であった。
三口フラスコに、化合物(1−d) 10.6g(36.8mmol)、化合物(X−a) 5.00g(15.3mmol)、炭酸ナトリウム 2M水溶液 55ml、1,2−ジメトキシエタン 110ml、Pd(PPh3)4 1.77g(1.53mmol)を入れ、窒素雰囲気下にて12時間還流させた。
反応終了後、試料溶液にメタノール 100mlを加え、超音波洗浄を10分間行った後、析出試料をろ取し、メタノール、水、ヘキサンにて洗浄した。試料を乾燥させた後、酢酸エチルを加え分散洗浄を行い、白色固体を得た。同定はFD/MSによる分子量測定によって行い、分子量652に対してm/e=652であった。収量は5.75g、収率は58%であった。
反応終了後、試料溶液にメタノール 100mlを加え、超音波洗浄を10分間行った後、析出試料をろ取し、メタノール、水、ヘキサンにて洗浄した。試料を乾燥させた後、酢酸エチルを加え分散洗浄を行い、白色固体を得た。同定はFD/MSによる分子量測定によって行い、分子量652に対してm/e=652であった。収量は5.75g、収率は58%であった。
三口フラスコに化合物(37−c) 5.75g(19.5mmol)、3−ブロモヨードベンゼン 8.26g(29.2mmol)、炭酸ナトリウム 2M水溶液 30ml 、1,2−ジメトキシエタン 60ml、Pd(PPh3)4 2.25g(1.95mmol)を入れ、窒素雰囲気下にて8時間還流させた。
反応終了後、試料溶液を分液ロートに移し、酢酸エチルにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:ジクロロメタン=25:1〜2:1)で精製し、白色の固体を得た。
収量は5.62g、収率は89%であった。
反応終了後、試料溶液を分液ロートに移し、酢酸エチルにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:ジクロロメタン=25:1〜2:1)で精製し、白色の固体を得た。
収量は5.62g、収率は89%であった。
三口フラスコに化合物(300−a) 5.62g(17.3mmol)、ビスピナコラトジボロン 6.60g(26.0mmol)、酢酸カリウム 5.09g(51.9mmol)、PdCl2(dppf) 1.41g(1.73mmol)、ジメチルスルホキシド 40mlを入れ、窒素雰囲気下120℃で16時間撹拌した。
反応終了後、セライトろ過を行い、水 300mlを加え、試料溶液を分液ロートに移した。酢酸エチルにて数回抽出した後、これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=20:1〜5:1〜2:1)を行った後、ヘキサンにて再結晶することで白色固体を得た。
収量は3.84g、収率は60%であった。
反応終了後、セライトろ過を行い、水 300mlを加え、試料溶液を分液ロートに移した。酢酸エチルにて数回抽出した後、これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=20:1〜5:1〜2:1)を行った後、ヘキサンにて再結晶することで白色固体を得た。
収量は3.84g、収率は60%であった。
三口フラスコに、化合物(300−b) 3.80g(10.2mmol)、化合物(291−a) 1.39g(4.25mmol)、炭酸ナトリウム 2M水溶液 15ml、1,2−ジメトキシエタン 30ml、Pd(PPh3)4 0.368g(0.425mmol)を入れ、窒素雰囲気下にて12時間還流させた。
反応終了後、試料溶液にメタノール 100mlを加え、超音波洗浄を10分間行った後、析出試料をろ取し、メタノール、水、ヘキサンにて洗浄した。試料を乾燥させた後、酢酸エチルを加え分散洗浄を行い、得られた固体をトルエンにて再結晶を行い、白色固体を得た。同定はFD/MSによる分子量測定によって行い、分子量654に対してm/e=654であった。収量は1.50g、収率は54%であった。
反応終了後、試料溶液にメタノール 100mlを加え、超音波洗浄を10分間行った後、析出試料をろ取し、メタノール、水、ヘキサンにて洗浄した。試料を乾燥させた後、酢酸エチルを加え分散洗浄を行い、得られた固体をトルエンにて再結晶を行い、白色固体を得た。同定はFD/MSによる分子量測定によって行い、分子量654に対してm/e=654であった。収量は1.50g、収率は54%であった。
実施例1
膜厚130nmのITO電極ライン付きガラス基板(ジオマティック社製)を、イソプロピルアルコール中で5分間、超音波洗浄した後、UVオゾン洗浄を30分間行なった。
洗浄後のITO電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まずITO電極ラインが形成されている側の面上に、ITO電極ラインを覆うようにして化合物(HI1)を厚さ20nmで、次いで化合物(HT1)を厚さ60nmで抵抗加熱蒸着し、順次薄膜を成膜した。成膜レートは1Å/sとした。これらの薄膜は、それぞれ正孔注入層及び正孔輸送層として機能する。
次に、正孔注入・輸送層上に、化合物(1)と化合物(BD1)を同時に抵抗加熱蒸着して膜厚50nmの薄膜を成膜した。このとき、化合物(BD1)を、化合物(1)と化合物(BD1)の総質量に対し質量比で20%になるように蒸着した。成膜レートはそれぞれ1.2Å/s、0.3Å/sとした。この薄膜は、燐光発光層として機能する。
次に、この燐光発光層上に、化合物(H1)を抵抗加熱蒸着して膜厚10nmの薄膜を成膜した。成膜レートは1.2Å/sとした。この薄膜は障壁層として機能する。
次に、この障壁層上に、化合物(ET1)を抵抗加熱蒸着して膜厚10nmの薄膜を成膜した。成膜レートは1Å/sとした。この膜は電子注入層として機能する。
次に、この電子注入層上に膜厚1.0nmのLiFを成膜レート0.1Å/sで蒸着した。
次に、このLiF膜上に金属アルミニウムを成膜レート8.0Å/sにて蒸着し、膜厚80nmの金属陰極を形成して有機EL素子を得た。
膜厚130nmのITO電極ライン付きガラス基板(ジオマティック社製)を、イソプロピルアルコール中で5分間、超音波洗浄した後、UVオゾン洗浄を30分間行なった。
洗浄後のITO電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まずITO電極ラインが形成されている側の面上に、ITO電極ラインを覆うようにして化合物(HI1)を厚さ20nmで、次いで化合物(HT1)を厚さ60nmで抵抗加熱蒸着し、順次薄膜を成膜した。成膜レートは1Å/sとした。これらの薄膜は、それぞれ正孔注入層及び正孔輸送層として機能する。
次に、正孔注入・輸送層上に、化合物(1)と化合物(BD1)を同時に抵抗加熱蒸着して膜厚50nmの薄膜を成膜した。このとき、化合物(BD1)を、化合物(1)と化合物(BD1)の総質量に対し質量比で20%になるように蒸着した。成膜レートはそれぞれ1.2Å/s、0.3Å/sとした。この薄膜は、燐光発光層として機能する。
次に、この燐光発光層上に、化合物(H1)を抵抗加熱蒸着して膜厚10nmの薄膜を成膜した。成膜レートは1.2Å/sとした。この薄膜は障壁層として機能する。
次に、この障壁層上に、化合物(ET1)を抵抗加熱蒸着して膜厚10nmの薄膜を成膜した。成膜レートは1Å/sとした。この膜は電子注入層として機能する。
次に、この電子注入層上に膜厚1.0nmのLiFを成膜レート0.1Å/sで蒸着した。
次に、このLiF膜上に金属アルミニウムを成膜レート8.0Å/sにて蒸着し、膜厚80nmの金属陰極を形成して有機EL素子を得た。
上述のようにして得た有機EL素子以下に示す方法で評価した。
(1)外部量子効率(%)
23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で、輝度1000cd/m2時の外部量子効率を輝度計(ミノルタ社製分光輝度放射計CS−1000)を用いて測定した。
(2)半減寿命(時間)
初期輝度1000cd/m2で連続通電試験(直流)をおこない、初期輝度が半減するまでの時間を測定した。
(3)電圧(V)
23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で、KEITHLY 236 SOURCE MEASURE UNITを用いて、電気配線された素子に電圧を印加して発光させ、素子以外の配線抵抗にかかる電圧を差し引いて素子印加電圧を測定した。電圧の印加・測定と同時に輝度計(ミノルタ社製分光輝度放射計CS−1000)を用いて輝度測定も行い、これらの測定結果から素子輝度が100cd/m2時の電圧を読み取った。
(1)外部量子効率(%)
23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で、輝度1000cd/m2時の外部量子効率を輝度計(ミノルタ社製分光輝度放射計CS−1000)を用いて測定した。
(2)半減寿命(時間)
初期輝度1000cd/m2で連続通電試験(直流)をおこない、初期輝度が半減するまでの時間を測定した。
(3)電圧(V)
23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で、KEITHLY 236 SOURCE MEASURE UNITを用いて、電気配線された素子に電圧を印加して発光させ、素子以外の配線抵抗にかかる電圧を差し引いて素子印加電圧を測定した。電圧の印加・測定と同時に輝度計(ミノルタ社製分光輝度放射計CS−1000)を用いて輝度測定も行い、これらの測定結果から素子輝度が100cd/m2時の電圧を読み取った。
実施例2〜5及び比較例1
実施例1において、化合物(1)を用いる代わりに表1に記載の化合物を用いて発光層を形成した以外は実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
実施例1において、化合物(1)を用いる代わりに表1に記載の化合物を用いて発光層を形成した以外は実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
実施例6及び7並びに比較例2及び3
実施例1において、燐光発光層としての化合物(1)を用いる代わりに化合物(H1)を用い、正孔障壁層としての化合物(H1)の代わりに表2に記載の化合物を用いて障壁層を形成した以外は実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
実施例1において、燐光発光層としての化合物(1)を用いる代わりに化合物(H1)を用い、正孔障壁層としての化合物(H1)の代わりに表2に記載の化合物を用いて障壁層を形成した以外は実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
以下に示す表3に本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料の三重項エネルギーを示す。三重項エネルギーとは、試料をEPA溶媒(ジエチルエーテル:イソペンタン:エタノール=5:5:2(容積比))に10μmol/Lで溶解させ、燐光測定用試料とする。この燐光測定用試料を石英セルに入れ、温度77Kで励起光を照射し、放射される燐光の燐光スペクトルを測定する。このスペクトルの短波長側の立ち上がり波長を基に換算式ET(eV)=1239.85/λedgeによって求めた値と定義する。「λedge」とは、縦軸に燐光強度、横軸に波長をとって、燐光スペクトルを表したときに、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、その接線と横軸の交点の波長値(単位:nm)を意味する。本実施例では、市販の装置F−4500(日立社製)を用いて燐光スペクトルを測定した。
ガラス転移温度とは、3mg程度の試料を用い、Perkin Elmer社製DSC8500を用い、以下のア〜カまでの2サイクルの昇降温プロセスを行い、カの昇温時のDSC曲線のベースラインが段状に変化している変曲点の立ち上がり温度を定義とする。
ア.30℃で1分間保持する。
イ.30℃から試料の熱分解温度未満の一定温度まで昇温速度10℃/minで加熱する。
ウ.三分間該一定温度にて3分間保持する。
エ.該一定温度から0℃まで200℃/minで冷却する。
オ.0℃で10分間保持する。
カ.0℃から200℃まで昇温速度10℃/minで加熱する。
ガラス転移温度とは、3mg程度の試料を用い、Perkin Elmer社製DSC8500を用い、以下のア〜カまでの2サイクルの昇降温プロセスを行い、カの昇温時のDSC曲線のベースラインが段状に変化している変曲点の立ち上がり温度を定義とする。
ア.30℃で1分間保持する。
イ.30℃から試料の熱分解温度未満の一定温度まで昇温速度10℃/minで加熱する。
ウ.三分間該一定温度にて3分間保持する。
エ.該一定温度から0℃まで200℃/minで冷却する。
オ.0℃で10分間保持する。
カ.0℃から200℃まで昇温速度10℃/minで加熱する。
表1及び表2より、本発明の化合物及び有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いた有機EL素子は長寿命であり、かつ、比較例の化合物よりも低電圧で駆動することがわかる。
また、本発明の化合物及び有機EL素子用材料は、ガラス転移点が高く、耐熱性に優れるので、本発明の化合物及び有機EL素子用材料を用いた有機EL素子が長寿命化することがわかる。
また、本発明の化合物及び有機EL素子用材料は、ガラス転移点が高く、耐熱性に優れるので、本発明の化合物及び有機EL素子用材料を用いた有機EL素子が長寿命化することがわかる。
本発明は、長寿命であり、発光効率が良好で、省消費電力化に必要な低電圧での駆動が可能な有機EL素子及びそれを実現する有機EL素子用材料として利用できる。
1 有機エレクトロルミネッセンス素子
2 基板
3 陽極
4 陰極
5 燐光発光層
6 正孔注入・輸送層
7 電子注入・輸送層
10 有機薄膜層
2 基板
3 陽極
4 陰極
5 燐光発光層
6 正孔注入・輸送層
7 電子注入・輸送層
10 有機薄膜層
Claims (21)
- 下記一般式(1−1)又は下記一般式(1−2)で表される化合物。
X1は、酸素原子、硫黄原子又は−N(RA)−であり、
X2は、酸素原子、硫黄原子又は−N(RB)−であり、
A1〜A8は、それぞれ独立して、=C(RA)−又は=N−を表し、
A9〜A16は、それぞれ独立して、=C(RB)−又は=N−を表し、
B1〜B8は、それぞれ独立して、=C(R)−又は=N−であり、
m及びnは、それぞれ独立して、1〜3の整数であり、
Lは、酸素原子、硫黄原子、−N(R)−、−Si(R1)(R2)−又は下記一般式(2−1)、(3−1)、(4−1)、(5−1)及び(6−1)のいずれかで表される連結基であり、
C1〜C4及びC29〜C33は、それぞれ独立して、=C(R)−を表し、
C5〜C8、C13〜C16、C21〜C24及びC34〜C37は、それぞれ独立して、=C(RB)−を表し、
C9〜C12、C17〜C20、C25〜C28及びC38〜C41は、それぞれ独立して、=C(RA)−を表す。
ただし、
m=n=1であって、X1及びX2が共に酸素原子であり、Lが一般式(2−1)で表される場合、
m=n=1であって、X1及びX2が共に硫黄原子であり、Lが一般式(2−1)で表される場合、及び
m=n=1又はm=n=2であって、X1及びX2が共に窒素原子である場合を除く。)
Rは、水素原子、重水素原子又はRCを表し、
R1及びR2は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子又はRCを表すか、互いに結合して−(CR3R4)p−で表される二価基を表し、
RAは、水素原子、重水素原子、RC又は環Aに結合する単結合を表し、
RBは、水素原子、重水素原子、RC又は環Bに結合する単結合を表し、
RCは、それぞれ独立して、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のフルオロアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基及び/又は無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基で置換された若しくは無置換のシリル基、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数7〜30のアラルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基及び/又は無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基で置換された若しくは無置換のアミノ基、カルボキシ基、又は−P(=O)R3R4であり、
R3及びR4は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のフルオロアルキル基であり、
pは5〜8の整数である。]
X1は、酸素原子、硫黄原子又は−N(RA)−であり、
X2は、酸素原子、硫黄原子又は−N(RB)−であり、
A1〜A8は、それぞれ独立して、=C(RA)−又は=N−を表し、
A9〜A16は、それぞれ独立して、=C(RB)−又は=N−を表し、
A1〜A16のうち少なくとも1つは=N−であり、
B1〜B8は、それぞれ独立して、=C(R)−又は=N−であり、
m及びnは、それぞれ独立して、1〜3の整数であり、
Lは、酸素原子、硫黄原子、−N(R)−、−Si(R1)(R2)−又は下記一般式(2−2)、(3−2)、(4−2)、(5−2)及び(6−2)のいずれかで表される連結基であり、
C1〜C4及びC29〜C33は、それぞれ独立して、=C(R)−又は=N−を表し、
C5〜C8、C13〜C16、C21〜C24及びC34〜C37は、それぞれ独立して、=C(RB)−又は=N−を表し、
C9〜C12、C17〜C20、C25〜C28及びC38〜C41は、それぞれ独立して、=C(RA)−又は=N−を表す。)
Rは、水素原子、重水素原子又はRCを表し、
R1及びR2は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子又はRCを表すか、互いに結合して−(CR3R4)p−で表される二価基を表し、
RAは、水素原子、重水素原子、RC又は環Aに結合する単結合を表し、
RBは、水素原子、重水素原子、RC又は環Bに結合する単結合を表し、
RCは、それぞれ独立して、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のフルオロアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基及び/又は無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基で置換された若しくは無置換のシリル基、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数7〜30のアラルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基及び/又は無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基で置換された若しくは無置換のアミノ基、カルボキシ基、又は−P(=O)R3R4であり、
R3及びR4は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のフルオロアルキル基であり、
pは5〜8の整数である。] - 前記R、R1、R2、RA及びRBが、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、単結合、置換もしくは無置換の炭素数1〜5のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜18のアリール基、置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜18のヘテロアリール基、又は−P(=O)(R3)(R4)である請求項1に記載の化合物。
- 前記m及びnのうち、少なくとも一方が2又は3である請求項1又は2に記載の化合物。
- 分子量が1000以下である請求項1〜7のいずれかに記載の化合物。
- 三重項エネルギーが2.90eV以上である請求項1〜8のいずれかに記載の有化合物。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
- 陰極と陽極との間に、発光層を含む一層以上の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層の少なくとも一層が、請求項10に記載の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。
- 前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を、発光層に含有する請求項11に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を、発光層のホスト材料として含有する請求項12に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層と前記陰極との間に電子輸送層を有し、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を、発光層と前記電子輸送層の間の正孔障壁層として含有する請求項11〜13のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層と前記陽極との間に正孔輸送層を有し、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を、発光層と前記正孔輸送層の間の電子障壁層として含有する請求項11〜14のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層が、燐光発光性材料を含有する請求項11〜15のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記燐光発光性材料が、イリジウム(Ir),オスミウム(Os)および白金(Pt)から選ばれる金属を含有する化合物である請求項16に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記金属を含有する化合物が、オルトメタル化金属錯体である請求項17に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記陰極と前記有機薄膜層との界面領域に還元性ドーパントを有する請求項11〜18のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層と前記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含有する請求項11〜19のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層と前記陽極との間に正孔輸送層を有し、該正孔輸送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請求項11〜20のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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