JPWO2014038677A1 - 新規芳香族複素環誘導体、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料溶液及び有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

新規芳香族複素環誘導体、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料溶液及び有機エレクトロルミネッセンス素子 Download PDF

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Abstract

正孔輸送能と電子輸送能を分子内に併せ持つ特定の構造を有する新規な芳香族複素環誘導体、並びに前記芳香族複素環誘導体を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料溶液及び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、新規芳香族複素環誘導体、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料溶液及び有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
陽極と陰極との間に発光層を含む有機薄膜層を備え、発光層に注入された正孔と電子との再結合によって生じる励起子(エキシトン)エネルギーから発光を得る有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機エレクトロルミネッセンス素子」を「有機EL素子」と記載することもある)が知られている。
有機EL素子は、自発光型素子としての利点を活かし、発光効率、画質、消費電力さらには薄型のデザイン性に優れた発光素子として期待されている。発光層を形成するにあたっては、ホストに、ドーパントとして発光材料をドーピングするドーピング法が知られている。
ドーピング法で形成した発光層では、ホストに注入された電荷から効率よく励起子を生成することができる。そして、生成された励起子の励起子エネルギーをドーパントに移動させ、ドーパントから高効率の発光を得ることができる。
近年では有機EL素子の性能向上を果たすべく、ドーピング法に関してもさらなる研究が行われており、好適なホスト材料の探索が続いている。
特許文献1には、2つのカルバゾール構造が連結された構造(即ち、ビスカルバゾール構造)を有する化合物が記載されている。カルバゾール構造は、古くからポリビニルカルバゾールに代表されるように、正孔輸送能が高い構造(以後、「正孔輸送能が高い構造」を「正孔輸送性構造」とも記載する)として知られており、特許文献1に記載の化合物は正孔輸送層用の材料としては良好である。しかしながら、分子中に含窒素芳香族環構造等の電子輸送能が高い構造(以後、「電子輸送能が高い構造」を「電子輸送性構造」とも記載する)を含まないため、正孔と電子のキャリアバランスの調整が困難となり、特許文献1に記載の化合物をホスト材料として用いると良好な発光特性が得られないことを本発明者らは見出している。
特許文献2には、カルバゾリル基を含む部分構造を有する化合物が記載されている。また、カルバゾリル基を含む部分構造を含窒素芳香族環構造等の電子輸送性構造と組み合わせた化合物も記載されている。しかし、特許文献2に記載の化合物を用いた有機EL素子は、寿命等の点で十分な性能を得られないことを本発明者らは見出している。
特許文献3には、ビスカルバゾール構造等の正孔輸送性構造と含窒素芳香族環構造等の電子輸送性構造とを同一分子内に含む化合物が記載されている。正孔輸送性構造と電子輸送性構造を組み合わせることにより、電荷輸送のバランスを取るように考えられた材料である。
特許文献4には、カルバゾール構造とカルバゾール構造の間にシアノ基がフェニレン基を介して結合した構造を有する化合物が記載されている。シアノ基は電子求引性基として知られており、特許文献4の化合物のように、カルバゾール構造とカルバゾール構造の間でシアノ基が近くに位置する構造では、カルバゾール構造の正孔輸送能が阻害されることがあることを本発明者らは見出している。
また、有機EL素子の各層を形成する方法は、真空蒸着法や分子線蒸着法等の蒸着法と、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、バーコート法及びロールコート法等の塗布法に大別される。塗布法は、蒸着法と異なり有機EL素子用材料を溶媒に溶かす必要があるため、可溶性が求められる。したがって、蒸着法で有用な材料が塗布法においても有用であるとは限らない。
特許文献1及び4の実施例における有機EL素子の作製では、これら文献に記載の化合物は蒸着法による層形成に使用されており、塗布法による層形成には使用されていない。したがって、これら文献に記載の化合物を溶剤に溶解させて塗布法に使用できるかは不明である。
特許3139321号公報 特開2006−188493号公報 WO2012/086170号公報 特開2009−94486号公報
本願発明は、新規な芳香族複素環誘導体を提供することを目的とする。また、本願発明は、前記芳香族複素環誘導体を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料溶液及び有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、正孔輸送能と電子輸送能を分子内に併せ持つ特定の構造を有する新規な芳香族複素環誘導体を有機EL素子用材料として用いることにより、可溶性を有し、塗布プロセスに適した有機EL素子用材料が得られ、かつ塗布プロセスで製造した長寿命な有機EL素子を実現可能であることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明は、以下の様態を提供するものである。
1.下記式(1)で表される芳香族複素環誘導体。
Figure 2014038677
[式(1)中、Aは、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、置換若しくは無置換の芳香族複素環基、少なくとも2つの置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環で構成される環集合の残基、少なくとも2つの置換若しくは無置換の芳香族複素環で構成される環集合の残基、又は少なくとも1つの置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環と少なくとも1つの置換若しくは無置換の芳香族複素環で構成される環集合の残基であり、
1は、単結合、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基であり、
Bは、下記式(2−b)で表される構造の残基であり、
mは、2以上の整数であり、複数のL1は互いに同一であっても異なっていてもよく、複数のBは互いに同一であっても異なっていてもよい。
ただし、A、L1及びBの少なくとも1つに、下記式(3)で表される基が連結する。]
Figure 2014038677
[式(2−b)中、Xb1及びYb1の一方は単結合、−CR2−、−NR−、−O−、−S−、−SiR2−、下記式(i)で表される基又は下記式(ii)で表される基であり、他方は−NR−、−O−、−S−、−SiR2−、下記式(i)で表される基又は下記式(ii)で表される基であり、
Xb2及びYb2の一方は単結合、−CR2−、−NR−、−O−、−S−、−SiR2−、下記式(i)で表される基又は下記式(ii)で表される基であり、他方は−NR−、−O−、−S−、−SiR2−、下記式(i)で表される基又は下記式(ii)で表される基であり、
Figure 2014038677
Rは、水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基であり、
Zb1、Zb2、Zb3及びZb4は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の脂肪族炭化水素環基、置換若しくは無置換の脂肪族複素環基、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基である。]
Figure 2014038677
[式(3)中、L3は、単結合、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基であり、
Aに式(3)で表される基が連結する場合のFは、シアノ基、フッ素原子、ハロアルキル基、置換若しくは無置換のトリフェニレニル基、置換若しくは無置換のアザフルオレニル基、置換若しくは無置換のスピロフルオレニル基、置換若しくは無置換のジベンゾチオフェニル基、置換若しくは無置換のビピリジニル基、置換若しくは無置換のビピリミジニル基、置換若しくは無置換のキナゾリニル基、置換若しくは無置換のイミダゾリル基、置換若しくは無置換のベンズイミダゾリル基、リン原子含有基及びケイ素原子含有基、並びにそれらのベンツ体及びアザ体からなる群から選ばれる基であり、
1又はBに式(3)で表される基が連結する場合のFは、シアノ基、フッ素原子、ハロアルキル基、置換若しくは無置換のトリフェニレニル基、置換若しくは無置換のフルオレニル基、置換若しくは無置換のスピロフルオレニル基、置換若しくは無置換のジベンゾチオフェニル基、置換若しくは無置換のジベンゾフラニル基、置換若しくは無置換のピリジニル基、置換若しくは無置換のピリミジニル基、置換若しくは無置換のトリアジニル基、置換若しくは無置換のビピリジニル基、置換若しくは無置換のビピリミジニル基、置換若しくは無置換のキナゾリニル基、置換若しくは無置換のイミダゾリル基、置換若しくは無置換のベンズイミダゾリル基、リン原子含有基及びケイ素原子含有基、並びにそれらのベンツ体及びアザ体からなる群から選ばれる基である。]
2.前記式(2−b)で表される構造が、下記式(2−b−1)で表される構造である、上記1に記載の芳香族複素環誘導体。
Figure 2014038677
[式(2−b−1)中、Xb11及びXb12は、それぞれ独立に、−NR−、−O−、−S−、−SiR2−、前記式(i)で表される基又は前記式(ii)で表される基であり、
Rは、式(2−b)のXb1、Xb2、Yb1及びYb2におけるRと同義であり、
Rb11、Rb12、Rb13及びRb14は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数3〜20のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換若しくは無置換の炭素数7〜24のアラルキル基、置換若しくは無置換のシリル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜24の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数2〜24の芳香族複素環基であり、
1は0〜4の整数であり、s1が2以上の場合、複数のRb11は互いに同一であっても異なっていてもよく、
1は0〜3の整数であり、t1が2以上の場合、複数のRb12は互いに同一であっても異なっていてもよく、
1は0〜3の整数であり、u1が2以上の場合、複数のRb13は互いに同一であっても異なっていてもよく、
1は0〜4の整数であり、v1が2以上の場合、複数のRb14は互いに同一であっても異なっていてもよい。]
3.一般式(1)におけるBが、下記式(2―A)で表される基又は下記式(2−B)で表される基である、上記2に記載の芳香族複素環誘導体。
Figure 2014038677
[式(2−A)中、Xb12、Rb11、Rb12、Rb13、Rb14、s1、t1、u1及びv1は、式(2−b−1)中のそれら記号と同義であり、
*は、式(1)のL1との結合手を表す。
式(2−B)中、s1は0〜3の整数であり、
Xb12、R、Rb11、Rb12、Rb13、Rb14、t1、u1及びv1は、式(2−b−1)中のそれらと記号と同義であり、
*は、式(1)のL1との結合手を表す。]
4.一般式(1)におけるAが、少なくとも1つの置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環と少なくとも1つの置換若しくは無置換の芳香族複素環で構成される環集合の残基である、上記1〜3のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体。
5.一般式(1)におけるAが、下記式(4−a)で表される環集合又は下記式(4−b)で表される環集合の残基である、上記4に記載の芳香族複素環誘導体。
Figure 2014038677
[式(4−a)中、Het1は置換若しくは無置換の芳香族複素環基であり、
Ar1は置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基であり、
Za1は置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基であり、
1は0〜2の整数であり、n1が2の場合、複数のZa1は互いに同一であっても異なっていてもよい。
式(4−b)中、Het2は置換若しくは無置換の芳香族複素環基であり、
Ar2及びAr3は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基であり、
Za2及びZa3は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基であり、
2は、0〜2の整数であり、n2が2の場合、複数のZa2は互いに同一であっても異なっていてもよく、
3は、0〜2の整数であり、n3が2の場合、複数のZa3は互いに同一であっても異なっていてもよい。]
6.前記式(4−a)におけるHet1及び前記式(4−b)におけるHet2が置換若しくは無置換の含窒素芳香族複素環基である、上記5に記載の芳香族複素環誘導体。
7.Aに式(3)で表される基が連結する場合のFが、シアノ基、フッ素原子、ハロアルキル基、置換若しくは無置換のトリフェニレニル基、置換若しくは無置換のアザフルオレニル基、及び置換若しくは無置換のビピリジニル基からなる群から選ばれる基である、上記1〜6のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体。
8.Aに式(3)で表される基が連結する場合のFが、シアノ基、フッ素原子、及びハロアルキル基からなる群から選ばれる基である、上記7に記載の芳香族複素環誘導体。
9.L1又はBに式(3)で表される基が連結する場合のFが、シアノ基、フッ素原子、ハロアルキル基、置換若しくは無置換のトリフェニレニル基、置換若しくは無置換のアザフルオレニル基、置換若しくは無置換のピリミジニル基、及び置換若しくは無置換のビピリジニル基からなる群から選ばれる基である、上記1〜6のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体。
10.L1又はBに式(3)で表される基が連結する場合のFが、シアノ基、フッ素原子、及びハロアルキル基からなる群から選ばれる基である、上記9に記載の芳香族複素環誘導体。
11.上記1〜10のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
12.溶媒と、該溶媒中に溶解した上記1〜10のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体と、を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料溶液。
13.陰極と、陽極と、該陰極と該陽極の間に発光層を含む一層以上の有機薄膜層と、を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記一層以上の有機薄膜層のうちの少なくとも1層が上記1〜10のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子。
14.前記発光層が、上記1〜10のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体をホスト材料として含む上記13に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
15.前記発光層が、燐光発光材料を含有する上記10又は11に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
16.前記燐光発光材料が、イリジウム(Ir),オスミウム(Os)及び白金(Pt)からなる群から選択される金属原子のオルトメタル化錯体である上記15に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
17.前記陰極と前記発光層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む上記13〜16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。
18.前記陰極と前記発光層の間に電子輸送層を有し、該電子輸送層が、上記1〜10のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体を含む上記13〜17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。
19.前記陽極と前記発光層の間に正孔輸送層を有し、該正孔輸送層が、上記1〜10のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体を含む上記13〜17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、還元性ドーパントが添加されてなる上記13〜19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。
本願発明は、新規な芳香族複素環誘導体を提供する。本願発明は、前記芳香族複素環誘導体を用いることで、可溶性を有し、塗布プロセスに適した有機EL素子用材料を提供する。また、前記芳香族複素環誘導体を溶媒に溶解させて得られる溶液を用いて塗布プロセスにて長寿命な有機EL素子を作製することができる。
図1は、実施例1で合成した化合物H−1の1H−NMRの測定結果を示すチャートである。 図2は、実施例2で合成した化合物H−2の1H−NMRの測定結果を示すチャートである。 図3は、実施例3で合成した化合物H−3の1H−NMRの測定結果を示すチャートである。 図4は、実施例4で合成した化合物H−4の1H−NMRの測定結果を示すチャートである。 図5は、実施例5で合成した化合物H−5の1H−NMRの測定結果を示すチャートである。
(芳香族複素環誘導体)
本願発明の芳香族複素環誘導体は、下記式(1)で表される。
Figure 2014038677
Aは、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、置換若しくは無置換の芳香族複素環基、少なくとも2つの置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環で構成される環集合の残基、少なくとも2つの置換若しくは無置換の芳香族複素環で構成される環集合の残基、又は少なくとも1つの置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環と少なくとも1つの置換若しくは無置換の芳香族複素環で構成される環集合の残基である。Aの好適な様態については、後述する。
1は、単結合、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基である。
Bは、式(2−b)で表される構造の残基である。式(2−b)については、後述する。
mは、2以上の整数である。mの上限はAの構造に依存して決定され、特に限定されるわけではないが、mは2〜10程度の範囲から選ばれるのが好ましい。
mは2以上であるため、L1及びBはそれぞれ複数存在するが、複数のL1は互いに同一であっても異なっていてもよく、複数のBは互いに同一であっても異なっていてもよい。
式(1)においては、A、L1及びBの少なくとも1つに、式(3)で表される基が連結する必要がある。式(3)については、後述する。
ここで「A、L1、及びBの少なくとも1つに、式(3)で表される基が連結する」とは、
式(3)の基が1つ存在する場合には、当該式(3)の基はA、L1、及びBのいずれか1つに連結する(例えば、Aに式(3)の基が連結する)ことを意味し;
式(3)の基が複数存在する場合には、当該複数の式(3)の基は、A、L1、及びBのうちの複数に連結してもよいし、いずれか1つに連結してもよい(例えば、式(3)の基が2つ存在する場合、A及びBのそれぞれに式(3)の基が1つずつ連結してもよいし、Aに式(3)の基を2つ連結してもよい)ことを意味する。
また、上述したように、式(1)においてmは2以上であるため、L1及びBはそれぞれ複数存在する。ここでL1に式(3)の基が連結する場合について、複数のL1の全てに対して式(3)の基が連結する必要はなく、複数のL1の少なくとも1つに連結していればよいものと解釈する。例えば、m=2の場合、2つのL1の両方ともに式(3)の基が連結してもよいし、2つのL1の片方だけに式(3)の基が連結してもよい。
Bに式(3)の基が連結する場合の解釈についても同様である。
1に式(3)の基が連結する場合、L1は当然に単結合ではない。L1に式(3)の基が連結する場合、L1は置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基である。
以下、Aの好適な様態については説明する。
上述したように、Aは、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基(以後、“(A1)基”と呼称する)、置換若しくは無置換の芳香族複素環基(以後、“(A2)基”とも呼称する)、少なくとも2つの置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環で構成される環集合の残基(以後、“(A3)基”とも呼称する)、少なくとも2つの置換若しくは無置換の芳香族複素環で構成される環集合の残基(以後、“(A4)基”とも呼称する)、又は少なくとも1つの置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環と少なくとも1つの置換若しくは無置換の芳香族複素環で構成される環集合の残基(以後、“(A5)基”とも呼称する)である。
(A1)基は、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環の残基であることが好ましい。
環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環の具体例としては、ベンゼン、ナフタレン、フルオレン、フェナントレン、トリフェニレン、ペリレン、クリセン、フルオランテン、ベンゾフルオレン、ベンゾトリフェニレン、ベンゾクリセン、及びアントラセン、並びにそれらのベンツ体及び架橋体が挙げられ、ベンゼン、ナフタレン、フルオレン及びフェナントレンが好ましい。
(A2)基は、置換若しくは無置換の環形成炭素数2〜30の芳香族複素環の残基であることが好ましい。
環形成炭素数2〜30の芳香族複素環の具体例としては、ピロール、ピリジン、ピラジン、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、インドール、イソインドール、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、アクリジン、ピロリジン、ジオキサン、ピペリジン、モルフォリン、ピペラジン、カルバゾール、フェナントリジン、フェナントロリン、フラン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、チオフェン、オキサゾール、オキサジアゾール、ベンゾオキサゾール、チアゾール、チアジアゾール、ベンゾチアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、ピラン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、アザフルオレン、及びアザカルバゾール、並びにそれらのベンツ体及び架橋体が挙げられ、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン及びトリアジンが好ましい。
(A3)基を構成する置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環であることが好ましい。
環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環の具体例は、(A1)基の説明で列挙した具体例と同様であり、好ましい例も同様である。
(A4)基を構成する置換若しくは無置換の芳香族複素環は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の環形成炭素数2〜30の芳香族複素環であることが好ましい。
環形成炭素数2〜30の芳香族複素環は、(A2)基の説明で列挙した具体例と同様であり、好ましい例も同様である。
(A5)基を構成する置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環であることが好ましく、(A5)基を構成する置換若しくは無置換の芳香族複素環は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の環形成炭素数2〜30の芳香族複素環であることが好ましい。
環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環の具体例は、(A1)基の説明で列挙した具体例と同様であり、好ましい例も同様である。
環形成炭素数2〜30の芳香族複素環は、(A2)基の説明で列挙した具体例と同様であり、好ましい例も同様である。
Aとしては、(A1)〜(A5)基の中でも、(A3)基及び(A5)基が好ましく、(A5)基がより好ましい。
(A3)基としては、ビフェニル又はターフェニルの残基が特に好ましい。
(A5)基としては、下記式(4−a)で表される環集合又は下記式(4−b)で表される環集合の残基であることが特に好ましい。
Figure 2014038677
式(4−a)について説明する。
Het1は置換若しくは無置換の芳香族複素環基である。
Ar1は置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基である。
Za1は置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基である。
1は0〜2の整数であり、n1が2の場合、複数のZa1は互いに同一であっても異なっていてもよい。
Het1は、置換若しくは無置換の環形成炭素数2〜30の芳香族複素環の残基であることが好ましい。Het1は、置換若しくは無置換の含窒素芳香族複素環基であることが好ましく、置換若しくは無置換のピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン又はトリアジンの残基であることがより好ましい。
Ar1は、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環の残基であることが好ましく、置換若しくは無置換のベンゼン、ナフタレン、フルオレン又はフェナントレンの残基であることがより好ましい。
Za1は、置換若しくは無置換の環形成炭素数2〜30の芳香族複素環の残基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環の残基であることが好ましく、置換若しくは無置換のベンゼン、ナフタレン、フルオレン、フェナントレン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン又はトリアジンの残基であることがより好ましい。
式(4−b)について説明する。
Het2は置換若しくは無置換の芳香族複素環基である。
Ar2及びAr3は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基である。
Za2及びZa3は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基である。
2は、0〜2の整数であり、n2が2の場合、複数のZa2は互いに同一であっても異なっていてもよい。
3は、0〜2の整数であり、n3が2の場合、複数のZa3は互いに同一であっても異なっていてもよい。
Het2は、置換若しくは無置換の環形成炭素数2〜30の芳香族複素環の残基であることが好ましい。Het2は、置換若しくは無置換の含窒素芳香族複素環基であることが好ましく、置換若しくは無置換のピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン又はトリアジンの残基であることがより好ましい。
Ar2及びAr3は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環の残基であることが好ましく、置換若しくは無置換のベンゼン、ナフタレン、フルオレン又はフェナントレンの残基であることがより好ましい。
Za2及びZa3は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の環形成炭素数2〜30の芳香族複素環の残基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環の残基であることが好ましく、置換若しくは無置換のベンゼン、ナフタレン、フルオレン、フェナントレン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン又はトリアジンの残基であることがより好ましい。
以下、式(2−b)について説明する。
Figure 2014038677
Xb1及びYb1の一方は単結合、−CR2−、−NR−、−O−、−S−、−SiR2−、下記式(i)で表される基又は下記式(ii)で表される基であり、他方は−NR−、−O−、−S−、−SiR2−、下記式(i)で表される基又は下記式(ii)で表される基である。
Xb2及びYb2の一方は単結合、−CR2−、−NR−、−O−、−S−、−SiR2−、下記式(i)で表される基又は下記式(ii)で表される基であり、他方は−NR−、−O−、−S−、−SiR2−、下記式(i)で表される基又は下記式(ii)で表される基である。
Figure 2014038677
ここでRは、水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基である。
Zb1、Zb2、Zb3及びZb4は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の脂肪族炭化水素環基、置換若しくは無置換の脂肪族複素環基、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基である。
式(2−b)で表される構造は、下記式(2−b−1)で表される構造であることがより好ましい。
Figure 2014038677
Xb11及びXb12は、それぞれ独立に、−NR−、−O−、−S−、−SiR2−、前記式(i)で表される基又は前記式(ii)で表される基である。
前記Rは、式(2−b)のXb1、Xb2、Yb1及びYb2におけるRと同義である。
Rb11、Rb12、Rb13及びRb14は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数3〜20のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換若しくは無置換の炭素数7〜24のアラルキル基、置換若しくは無置換のシリル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜24の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数2〜24の芳香族複素環基である。
1は0〜4の整数である。s1が2以上の場合、Rb11は複数存在するが、複数のRb11は互いに同一であっても異なっていてもよく、
1は0〜3の整数であり、t1が2以上の場合、Rb12は複数存在するが、複数のRb12は互いに同一であっても異なっていてもよく、
1は0〜3の整数であり、u1が2以上の場合、Rb13は複数存在するが、複数のRb13は互いに同一であっても異なっていてもよく、
1は0〜4の整数であり、v1が2以上の場合、Rb14は複数存在するが、複数のRb14は互いに同一であっても異なっていてもよい。
一般式(1)におけるBは、下記式(2―A)で表される基又は下記式(2−B)で表される基であることが好ましい。
Figure 2014038677
式(2−A)について説明する。
Xb12、Rb11、Rb12、Rb13、Rb14、s1、t1、u1及びv1は、式(2−b−1)中のそれら記号と同義である。
*は、式(1)のL1との結合手を表す。
式(2−B)について説明する。
1は0〜3の整数である。
Xb12、R、Rb11、Rb12、Rb13、Rb14、t1、u1及びv1は、式(2−b−1)中のそれらと記号と同義である。
*は、式(1)のL1との結合手を表す。
式(2−B)中のRは、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基であることが好ましい。
式(2―A)で表される基は、下記式(2−A−1)〜式(2−A−3)で表される基のいずれかであることがより好ましい。
Figure 2014038677
式(2−A−1)〜式(2−A−3)中のR、Rb11、Rb12、Rb13、Rb14、s1、t1、u1及びv1は、式(2−b−1)中のそれら記号と同義である。
式(2−A−1)〜式(2−A−3)中の*は、式(1)のL1との結合手を表す。
式(2−A−1)〜式(2−A−3)中のRは、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基であることが好ましい。
以下、式(3)について説明する。
Figure 2014038677
3は、単結合、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基である。L3は、単結合、置換若しくは無置換のフェニレン基又は置換若しくは無置換のビフェニリレン基であることが好ましい。
Aに式(3)で表される基が連結する場合のFは、シアノ基、フッ素原子、ハロアルキル基、置換若しくは無置換のトリフェニレニル基、置換若しくは無置換のアザフルオレニル基、置換若しくは無置換のスピロフルオレニル基、置換若しくは無置換のジベンゾチオフェニル基、置換若しくは無置換のビピリジニル基、置換若しくは無置換のビピリミジニル基、置換若しくは無置換のキナゾリニル基、置換若しくは無置換のイミダゾリル基、置換若しくは無置換のベンズイミダゾリル基、リン原子含有基及びケイ素原子含有基、並びにそれらのベンツ体及びアザ体からなる群から選ばれる基である。なお、前述の「それらのベンツ体及びアザ体」とは、構造上ベンツ体になり得る場合のベンツ体及び構造上アザ体になり得る場合のアザ体を意味しているのであって、構造上ベンツ体やアザ体になり得ないもの(例えば、シアノ基)は「それら」には含まれない。本明細書では、同様の表現は同様に解するものとする。
1又はBに式(3)で表される基が連結する場合のFは、シアノ基、フッ素原子、置換若しくは無置換のトリフェニレニル基、置換若しくは無置換のフルオレニル基、置換若しくは無置換のスピロフルオレニル基、置換若しくは無置換のジベンゾチオフェニル基、置換若しくは無置換のジベンゾフラニル基、置換若しくは無置換のピリジニル基、置換若しくは無置換のピリミジニル基、置換若しくは無置換のトリアジニル基、置換若しくは無置換のビピリジニル基、置換若しくは無置換のビピリミジニル基、置換若しくは無置換のキナゾリニル基、置換若しくは無置換のイミダゾリル基、置換若しくは無置換のベンズイミダゾリル基、リン原子含有基及びケイ素原子含有基、並びにそれらのベンツ体及びアザ体からなる群から選ばれる基である。
Aに式(3)で表される基が連結する場合のFは、シアノ基、フッ素原子、ハロアルキル基、置換若しくは無置換のトリフェニレニル基、置換若しくは無置換のアザフルオレニル基、及び置換若しくは無置換のビピリジニル基からなる群から選ばれる基であることが好ましく、シアノ基、フッ素原子、及びハロアルキル基からなる群から選ばれる基であることがより好ましい。なお、前記ハロアルキル基としては、炭素数1〜3のフルオロアルキル基が好ましく、トリフルオロメチル基が特に好ましい。
1又はBに式(3)で表される基が連結する場合のFは、シアノ基、フッ素原子、ハロアルキル基、置換若しくは無置換のトリフェニレニル基、置換若しくは無置換のアザフルオレニル基、置換若しくは無置換のピリミジニル基、及び置換若しくは無置換のビピリジニル基からなる群から選ばれる基であることが好ましく、シアノ基、フッ素原子、及びハロアルキル基からなる群から選ばれる基であることがより好ましい。なお、前記ハロアルキル基としては、炭素数1〜3のフルオロアルキル基が好ましく、トリフルオロメチル基が特に好ましい。
Fで表される基は電子求引性の基であるため、電子輸送性構造と結合すると、その電子輸送能を更に向上させることができる。例えば、Aが電子輸送性構造である場合、Aに式(3)で表される基が連結すると、LUMOがA部分に分布し、HOMOはB部分に分布し、HOMO−LUMOが分離される。その結果、本願発明の芳香族複素環誘導体を用いたEL素子は、長寿命化すると考えられる。
本願発明の芳香族複素環誘導体の一実施形態として、式(1)中の各記号が以下の通りである芳香族複素環誘導体が挙げられる。
Figure 2014038677
[式(1)中、Aは、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基であり、
1は、単結合、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基であり、
Bは、下記式(2−b)で表される構造の残基であり、
mは、2以上の整数であり、複数のL1は互いに同一であっても異なっていてもよく、複数のBは互いに同一であっても異なっていてもよい。
ただし、A、L1及びBの少なくとも1つに、下記式(3)で表される基が連結する。]
Figure 2014038677
[式(2−b)中、Xb1及びYb1の一方は単結合、−CR2−、−NR−、−O−、−S−、−SiR2−、下記式(i)で表される基又は下記式(ii)で表される基であり、他方は−NR−、−O−、−S−、−SiR2−、下記式(i)で表される基又は下記式(ii)で表される基であり、
Xb2及びYb2の一方は単結合、−CR2−、−NR−、−O−、−S−、−SiR2−、下記式(i)で表される基又は下記式(ii)で表される基であり、他方は−NR−、−O−、−S−、−SiR2−、下記式(i)で表される基又は下記式(ii)で表される基であり、
Figure 2014038677
Rは、水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基であり、
Zb1、Zb2、Zb3及びZb4は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の脂肪族炭化水素環基、置換若しくは無置換の脂肪族複素環基、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基である。]
Figure 2014038677
[式(3)中、L3は、単結合、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基であり、
Aに式(3)で表される基が連結する場合のFは、シアノ基、フッ素原子、置換若しくは無置換のトリフェニレニル基、置換若しくは無置換のスピロフルオレニル基、置換若しくは無置換のジベンゾチオフェニル基、置換若しくは無置換のビピリジニル基、置換若しくは無置換のビピリミジニル基、置換若しくは無置換のキナゾリニル基、置換若しくは無置換のイミダゾリル基、置換若しくは無置換のベンズイミダゾリル基、リン原子含有基及びケイ素原子含有基、並びにそれらのベンツ体及びアザ体からなる群から選ばれる基であり、
1に式(3)で表される基が連結する場合のFは、シアノ基、フッ素原子、置換若しくは無置換のトリフェニレニル基、置換若しくは無置換のフルオレニル基、置換若しくは無置換のスピロフルオレニル基、置換若しくは無置換のジベンゾチオフェニル基、置換若しくは無置換のジベンゾフラニル基、置換若しくは無置換のピリジニル基、置換若しくは無置換のピリミジニル基、置換若しくは無置換のトリアジニル基、置換若しくは無置換のビピリジニル基、置換若しくは無置換のビピリミジニル基、置換若しくは無置換のキナゾリニル基、置換若しくは無置換のイミダゾリル基、置換若しくは無置換のベンズイミダゾリル基、リン原子含有基及びケイ素原子含有基、並びにそれらのベンツ体及びアザ体からなる群から選ばれる基であり、
Bに式(3)で表される基が連結する場合のFは、シアノ基、フッ素原子、置換若しくは無置換のトリフェニレニル基、置換若しくは無置換のフルオレニル基、置換若しくは無置換のスピロフルオレニル基、置換若しくは無置換のピリジニル基、置換若しくは無置換のピリミジニル基、置換若しくは無置換のトリアジニル基、置換若しくは無置換のビピリジニル基、置換若しくは無置換のビピリミジニル基、置換若しくは無置換のキナゾリニル基、置換若しくは無置換のイミダゾリル基、置換若しくは無置換のベンズイミダゾリル基、リン原子含有基及びケイ素原子含有基、並びにそれらのベンツ体及びアザ体からなる群から選ばれる基である。
ただし、A又はL1に式(3)で表される基が連結し、かつFがシアノ基である場合には、L3は無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基である。]
以下に、前記式における記号が表す各基の詳細について説明する。
式(1)中のL1、式(2−b)中のR及びZb1〜Zb4、式(2−b−1)中のR、式(2−A)中のR、式(2−B)中のR、式(2−A−1)〜式(2−A−3)中のR、並びに式(3)中のL3が表す置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環の残基であることが好ましい。
環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環の具体例としては、ベンゼン、ナフタレン、ビフェニル、ターフェニル、フルオレン、フェナントレン、トリフェニレン、ペリレン、クリセン、フルオランテン、ベンゾフルオレン、ベンゾトリフェニレン、ベンゾクリセン、及びアントラセン、並びにそれらのベンツ体及び架橋体が挙げられ、ベンゼン、ナフタレン、ビフェニル、ターフェニル、フルオレン及びフェナントレンが好ましい。
式(1)中のL1、式(2−b)中のR及びZb1〜Zb4、式(2−b−1)中のR、式(2−A)中のR、式(2−B)中のR、式(2−A−1)〜式(2−A−3)中のR、並びに式(3)中のL3が表す置換若しくは無置換の芳香族複素環基は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の環形成炭素数2〜30の芳香族複素環の残基であることが好ましい。
環形成炭素数2〜30の芳香族複素環の具体例としては、ピロール、ピリジン、ピラジン、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、インドール、イソインドール、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、アクリジン、ピロリジン、ジオキサン、ピペリジン、モルフォリン、ピペラジン、カルバゾール、フェナントリジン、フェナントロリン、フラン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、チオフェン、オキサゾール、オキサジアゾール、ベンゾオキサゾール、チアゾール、チアジアゾール、ベンゾチアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、ピラン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、アザフルオレン、及びアザカルバゾール、並びにそれらのベンツ体及び架橋体が挙げられ、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン及びトリアジンが好ましい。
式(2−b)中のR、式(2−b−1)中のR、式(2−A)中のR、式(2−B)中のR、並びに式(2−A−1)〜式(2−A−3)中のRが表す置換若しくは無置換のアルキル基は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基であることが好ましい。
炭素数1〜30のアルキル基の具体例としては、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、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、ネオペンチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、1−ペンチルヘキシル基、1−ブチルペンチル基、1−ヘプチルオクチル基、3−メチルペンチル基等が挙げられ、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、イソブチル基及びt−ブチル基が好ましい。
式(2−b)中のR、式(2−b−1)中のR、式(2−A)中のR、式(2−B)中のR、並びに式(2−A−1)〜式(2−A−3)中のRが表す置換若しくは無置換のシクロアルキル基は、それぞれ独立に、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であることが好ましい。
環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基の具体例としては、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、シクロオクチル基、アダマンチル基等が挙げられ、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基が好ましい。
式(2−b)中のZb1〜Zb4が表す置換若しくは無置換の脂肪族炭化水素環基は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の環形成炭素数3〜30のシクロアルカンの残基又は置換若しくは無置換の環形成炭素数3〜30のシクロアルケンの残基であることが好ましい。
環形成炭素数3〜30のシクロアルカンの具体例としては、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタン、アダマンタン等が挙げられ、シクロペンタン及びシクロヘキサンが好ましい。
環形成炭素数3〜30のシクロアルケンの具体例としては、シクロプロペン、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロオクテン等が挙げられ、シクロペンテン及びシクロヘキセンが好ましい。
式(2−b)中のZb1〜Zb4が表す置換若しくは無置換の脂肪族複素環基は、それぞれ独立に、前述の置換若しくは無置換の脂肪族炭化水素環基の環形成炭素原子の一つ以上を、酸素、窒素、硫黄等のヘテロ原子で置き換えたものであることが好ましい。
式(2−b−1)中のRb11〜Rb14、式(2−A)中のRb11〜Rb14、式(2−B)中のRb11〜Rb14、式(2−A−1)中のRb11〜Rb14、式(2−A−2)中のRb11〜Rb14、及び式(2−A−3)中のRb11〜Rb14が表す置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基の具体例としては、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、t−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、ネオペンチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、1−ペンチルヘキシル基、1−ブチルペンチル基、1−ヘプチルオクチル基、3−メチルペンチル基等が挙げられ、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、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、ネオペンチル基、1−メチルペンチル基、1−ペンチルヘキシル基、1−ブチルペンチル基及び1−ヘプチルオクチル基が好ましい。
式(2−b−1)中のRb11〜Rb14、式(2−A)中のRb11〜Rb14、式(2−B)中のRb11〜Rb14、式(2−A−1)中のRb11〜Rb14、式(2−A−2)中のRb11〜Rb14、及び式(2−A−3)中のRb11〜Rb14が表す置換若しくは無置換の環形成炭素数3〜20のシクロアルキル基の具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられ、シクロブチル基、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基が好ましい。
式(2−b−1)中のRb11〜Rb14、式(2−A)中のRb11〜Rb14、式(2−B)中のRb11〜Rb14、式(2−A−1)中のRb11〜Rb14、式(2−A−2)中のRb11〜Rb14、及び式(2−A−3)中のRb11〜Rb14が表す置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、メトキシ基、i−プロポキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基、s−ブトキシ基、t−ブトキシ基等が挙げられ、メトキシ基、エトキシ基、メトキシ基、i−プロポキシ基及びn−プロポキシ基が好ましい。
式(2−b−1)中のRb11〜Rb14、式(2−A)中のRb11〜Rb14、式(2−B)中のRb11〜Rb14、式(2−A−1)中のRb11〜Rb14、式(2−A−2)中のRb11〜Rb14、及び式(2−A−3)中のRb11〜Rb14が表す置換若しくは無置換の炭素数7〜24のアラルキル基における、その炭素数7〜24のアラルキル基としてはベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基等が挙げられ、ベンジル基が好ましい。
式(2−b−1)中のRb11〜Rb14、式(2−A)中のRb11〜Rb14、式(2−B)中のRb11〜Rb14、式(2−A−1)中のRb11〜Rb14、式(2−A−2)中のRb11〜Rb14、及び式(2−A−3)中のRb11〜Rb14が表す環形成炭素数6〜24の芳香族炭化水素環基としては、ベンゼン、ナフタレン、ビフェニル、ターフェニル、フルオレン、フェナントレン、トリフェニレン、ペリレン、クリセン、フルオランテン、ベンゾフルオレン、ベンゾトリフェニレン、ベンゾクリセン、アントラセン等の芳香族炭化水素環の残基が挙げられ、ベンゼン、ナフタレン、ビフェニル、ターフェニル、フルオレン及びフェナントレンの残基が好ましい。
式(2−b−1)中のRb11〜Rb14、式(2−A)中のRb11〜Rb14、式(2−B)中のRb11〜Rb14、式(2−A−1)中のRb11〜Rb14、式(2−A−2)中のRb11〜Rb14、式(2−A−3)中のRb11〜Rb14が表す環形成炭素数2〜24の芳香族複素環基としては、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、1,3,5−トリアジン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、フェノキサジン、フェノチアジン及びジヒドロアクリジン等の芳香族複素環の残基が挙げられ、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、フェノキサジン及びジヒドロアクリジンの残基が好ましい。
上記の「置換若しくは無置換」という表現において、置換されている場合の置換基としては、ハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、シアノ基、炭素数1〜20(好ましくは1〜6)のアルキル基、炭素数3〜20(好ましくは5〜12)のシクロアルキル基、炭素数1〜20(好ましくは1〜5)のアルコキシ基、炭素数1〜20(好ましくは1〜5)のハロアルキル基、炭素数1〜20(好ましくは1〜5)のハロアルコキシ基、炭素数1〜10(好ましくは1〜5)のアルキルシリル基、環形成炭素数6〜30(好ましくは6〜18)のアリール基、環形成炭素数6〜30(好ましくは6〜18)のアリールオキシ基、環形成炭素数6〜30(好ましくは6〜18)のアリールシリル基、炭素数7〜30(好ましくは7〜20)のアラルキル基、及び環形成炭素数2〜30の(好ましくは2〜18)ヘテロアリール基が挙げられる。
本明細書において、「置換若しくは無置換の炭素数a〜bのXX基」という表現における「炭素数a〜b」は、XX基が無置換である場合の炭素数を表すものであり、XX基が置換されている場合の置換基の炭素数は含めない。
本明細書において、芳香族炭化水素環基及び芳香族複素環基には、縮合芳香族炭化水素環基及び縮合芳香族複素環基が含まれる。
本明細書において、「水素原子」とは、中性子数が異なる同位体、すなわち、軽水素(protium)、重水素(deuterium)、三重水素(tritium)、を包含する。
以下に、本願発明の芳香族複素環誘導体の具体例を記載する。ただし、本願発明の芳香族複素環誘導体はそれら具体例に限定されるわけではない。
Figure 2014038677
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(有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料溶液及び有機エレクトロルミネッセンス素子)
本願発明の有機EL素子用材料は、前述した本願発明の芳香族複素環誘導体を含むことを特徴とする。
本願発明の有機EL素子用材料溶液は、本願発明の芳香族複素環誘導体を溶媒に溶解してなることを特徴とする。
本願発明の有機EL素子は、陰極と、陽極と、該陰極と該陽極の間に発光層を含む一層以上の有機薄膜層とを有し、前記一層以上の有機薄膜層のうちの少なくとも1層が本願発明の芳香族複素環誘導体を含むことを特徴とする。
本願発明の芳香族複素環誘導体は、本願発明の有機EL素子の有機薄膜層のうち、少なくとも一層に含有される。特に本願発明の芳香族複素環誘導体は発光層におけるホスト材料又は電子輸送層、正孔輸送層に係る材料として用いた場合、素子の高発光効率、長寿命化が期待できる。
<第1の実施形態>
多層型の有機EL素子の構造としては、例えば、
(1)陽極/正孔輸送層(正孔注入層)/発光層/陰極
(2)陽極/発光層/電子輸送層(電子注入層)/陰極
(3)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
(4)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。
本願発明の有機EL素子において、前記発光層が、本願発明の芳香族複素環誘導体をホスト材料として含有すると好ましい。また、前記発光層が、ホスト材料と燐光発光材料からなり、該ホスト材料が本願発明の芳香族複素環誘導体であると好ましく、最低励起3重項エネルギーが1.6〜3.2eVであり、2.2〜3.2eVであると好ましく、2.5〜3.2eVであるとより好ましい。「3重項エネルギー」とは、最低励起3重項状態と基底状態のエネルギー差をいう。
また、本願発明の芳香族複素環誘導体は、燐光発光材料と共に用いるホスト材料又は燐光発光材料と共に用いる電子輸送材料であってもよい。
燐光発光材料としては、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(Ir)、オスミウム(Os)、ルテニウム(Ru)又は白金(Pt)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、ルテニウム錯体、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、イリジウム、オスミウムOs及び白金Ptから選択される金属原子のオルトメタル化錯体が最も好ましい。イリジウム錯体、オスミウム錯体、ルテニウム錯体、白金錯体等の金属錯体の具体例を以下に示す。
Figure 2014038677
Figure 2014038677
Figure 2014038677
Figure 2014038677
また、本願発明の有機EL素子は、前記発光層が、ホスト材料と燐光発光材料を含有し、かつ、発光波長の極大値が450nm以上750nm以下である金属錯体を含有すると好ましい。
本願発明の有機EL素子は、前記陰極と有機薄膜層(例えば電子注入層や発光層等)との界面領域に還元性ドーパントを有することが好ましい。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る少なくとも一種が挙げられる。
アルカリ金属としては、仕事関数が2.9eV以下である、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)等が好ましく挙げられる。これらのうち、より好ましくはK、Rb、Csであり、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、仕事関数が2.9eV以下である、Ca(仕事関数:2.9eV)、Sr(仕事関数:2.0〜2.5eV)、Ba(仕事関数:2.52eV)等が好ましく挙げられる。
希土類金属としては、仕事関数が2.9eV以下である、Sc、Y、Ce、Tb、Yb等が好ましく挙げられる。
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なものである。
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、これらの中でも、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BamSr1-mO(0<m<1)、BamCa1-mO(0<m<1)等が挙げられ、これらの中でも、BaO、SrO、CaOが好ましい。
希土類金属化合物としては、YbF3、ScF3、ScO3、Y23、Ce23、GdF3、TbF3等が挙げられ、これらの中でも、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されない。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等が好ましいが、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ことが好ましい。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が好ましく、5:1〜1:5がより好ましい。
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。
本願発明の有機EL素子は、発光層と陰極との間に電子注入層を有する場合、該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、特に含窒素環誘導体が好ましい。
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。
Figure 2014038677
2〜R7は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、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、又は複素環基を表し、これらは置換されていてもよい。
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、インジウムであることが好ましい。
式(A)のL4は、下記式(A’)又は(A’’)で表される基である。
Figure 2014038677
(式中、R8〜R12は、それぞれ独立して、水素原子又は置換若しくは無置換の炭素数1〜40の炭化水素基を示し、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、R13〜R27は、それぞれ独立して、水素原子又は置換若しくは無置換の炭素数1〜40の炭化水素基を示し、互いに隣接する基が環状構造を形成していてもよい。)
含窒素環誘導体としては、金属錯体でない含窒素化合物も挙げられる。例えば、式(a)に示す骨格を含有する5員環若しくは6員環や、式(b)に示す構造のものが挙げられる。
Figure 2014038677
(式(b)中、Xは炭素原子若しくは窒素原子を表す。Z1並びに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。)
Figure 2014038677
好ましくは、5員環若しくは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(a)と式(b)若しくは式(a)と式(c)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である。
含窒素複素環誘導体の含窒素基は、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。
Figure 2014038677
(各式中、R28は、炭素数6〜40のアリール基、炭素数3〜40のヘテロアリール基、炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数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R28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。
Figure 2014038677
(式中、HAraは、置換基を有していてもよい炭素数3〜40の含窒素複素環であり、L6は単結合、置換基を有していてもよい炭素数6〜40のアリーレン基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜40のヘテロアリーレン基であり、Arb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、Arcは置換基を有していてもよい炭素数6〜40のアリール基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜40のヘテロアリール基である。)
HAraは、例えば、下記の群から選択される。
Figure 2014038677
6は、例えば、下記の群から選択される。
Figure 2014038677
Arcは、例えば、下記の群から選択される。
Figure 2014038677
Arb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。
Figure 2014038677
(式中、R29〜R42は、それぞれ独立して、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のアリール基又は炭素数3〜40のヘテロアリール基であり、Ardは、置換基を有していてもよい炭素数6〜40のアリール基又は炭素数3〜40のヘテロアリール基である。)
また、上記式で表されるArbにおいて、R29〜R36は、いずれも水素原子である含窒素複素環誘導体が好ましい。
この他、下記の化合物(特開平9−3448号公報参照)も好適に用いられる。
Figure 2014038677
(式中、R43〜R46は、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは未置換の脂肪族基、置換若しくは未置換の脂肪族式環基、置換若しくは未置換の炭素環式芳香族環基、置換若しくは未置換の複素環基を表し、X1、X2は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子若しくはジシアノメチレン基を表す。)
また、下記の化合物(特開2000−173774号公報参照)も好適に用いられる。
Figure 2014038677
式中、R47、R48、R49及びR50は互いに同一の又は異なる基であって、下記式で表わされるアリール基である。
Figure 2014038677
(式中、R51、R52、R53、R54及びR55は互いに同一の又は異なる基であって、水素原子、或いはそれらの少なくとも1つが飽和又は不飽和アルコキシル基、アルキル基、アミノ基又はアルキルアミノ基である。)
さらに、該含窒素複素環基若しく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、含窒素複素環誘導体、特に含窒素5員環誘導体を含有することが好ましい。該含窒素5員環としては、例えばイミダゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、オキサトリアゾール環、チアトリアゾール環等が挙げられ、含窒素5員環誘導体としては、ベンゾイミダゾール環、ベンゾトリアゾール環、ピリジノイミダゾール環、ピリミジノイミダゾール環、ピリダジノイミダゾール環が挙げられる。
具体的には、下記一般式(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。
Figure 2014038677
式(201)〜(203)中、R56は、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数6〜60のアリール基、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のアルキル基又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、R57は、置換基を有していてもよい炭素数6〜60のアリール基、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のアルキル基又は炭素数1〜20のアルコキシ基であり、R58及びR59は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数6〜60のアリール基、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のアルキル基又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、L7は、単結合、置換基を有していてもよい炭素数6〜60のアリーレン基、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又は置換基を有していてもよいフルオレニレン基であり、Areは、置換基を有していてもよい炭素数6〜60のアリーレン基、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、Arfは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数6〜60のアリール基、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のアルキル基又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。
Argは、置換基を有していてもよい炭素数6〜60のアリール基、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、又は−Are−Arfで表される基(Are及びArfは、それぞれ前記と同じ)である。
電子注入層及び電子輸送層を構成する化合物としては、本願発明の芳香族複素環誘導体の他、電子欠乏性含窒素5員環又は電子欠乏性含窒素6員環骨格と、置換若しくは無置換のインドール骨格、置換若しくは無置換のカルバゾール骨格、置換若しくは無置換のアザカルバゾール骨格を組み合わせた構造を有する化合物等も挙げられる。また、好適な電子欠乏性含窒素5員環又は電子欠乏性含窒素6員環骨格としては、例えばピリジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、トリアゾール、オキサジアゾール、ピラゾール、イミダゾール、キノキサリン、ピロール骨格及び、それらがお互いに縮合したベンズイミダゾール、イミダゾピリジン等の分子骨格が挙げられる。これらの組み合わせの中でも、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン骨格と、カルバゾール、インドール、アザカルバゾール、キノキサリン骨格が好ましく挙げられる。前述の骨格は置換されていてもよいし、無置換でもよい。
電子注入層及び電子輸送層は、前記材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。これらの層の材料は、π電子欠乏性含窒素ヘテロ環基を有していることが好ましい。
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、例えばBa、Ca、Sr、Yb、Al、Ga、In、Li、Na、Cd、Mg、Si、Ta、Sb及びZnからなる群から選択される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が挙げられ、これらは一種を単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。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。尚、このような無機化合物としては、例えば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。
また、本願発明における電子注入層には、前述の還元性ドーパントを好ましく含有させることができる。
尚、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、1〜100nmである。
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、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。
Figure 2014038677
一般式(I)において、Ar1〜Ar4は置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基又は置換若しくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリール基を表す。
Lは連結基である。具体的には置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリーレン基、又は、2個以上のアリーレン基若しくはヘテロアリーレン基を単結合、エーテル結合、チオエーテル結合、炭素数1〜20のアルキレン基、炭素数2〜20のアルケニレン基、アミノ基で結合して得られる2価の基である。
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。
Figure 2014038677
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。
本願発明の芳香族複素環誘導体は、正孔及び電子を輸送する化合物であるため、正孔注入層又は輸送層、電子注入層又は輸送層にも用いることができる。
本願発明において、有機EL素子の陽極は、正孔を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。本願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。
本願発明の有機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。本願発明の有機EL素子に用いる、本願発明の芳香族複素環誘導体を含有する有機薄膜層は、本願発明の芳香族複素環誘導体を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公知の塗布法で形成することができる。
本願発明の有機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。
本願発明の芳香族複素環誘導体を含有する層(特に発光層)を形成する方法としては、例えば、本願発明の芳香族複素環誘導体及び必要に応じてドーパント等のその他の材料からなる溶液を成膜する方法が好ましい。
成膜方法としては、公知の塗布法を有効に利用することができ、例えばスピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、スリットコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット法、ノズルプリンティング法等が挙げられる。パターン形成をする場合には、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法が好ましい。これらの方法による成膜は、当業者に周知の条件により行うことができる。
成膜後は、真空下に加熱(上限250℃)乾燥して、溶媒を除去すればよく、光や250℃を超える高温加熱による重合反応は不要である。従って、光や250℃を超える高温加熱による素子の性能劣化の抑制が可能である。
成膜用溶液は、少なくとも1種類の本願発明の芳香族複素環誘導体を含有していればよく、また他の正孔輸送材料、電子輸送材料、発光材料、アクセプター材料、溶媒、安定剤等の添加剤を含んでいてもよい。
成膜用溶液は、粘度及び/又は表面張力を調節するための添加剤、例えば、増粘剤(高分子量化合物、本願発明の高分子化合物の貧溶媒等)、粘度降下剤(低分子量化合物等)、界面活性剤等を含有していてもよい。また、保存安定性を改善するために、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤等、有機EL素子の性能に影響しない酸化防止剤を含有していてもよい。
上記成膜用溶液中の芳香族複素環誘導体の含有量は、成膜用溶液全体に対して0.1〜15質量%が好ましく、0.5〜10質量%がより好ましい。
増粘剤として使用可能な高分子量化合物としては、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、セルロース等の絶縁性樹脂及びそれらの共重合体、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシラン等の光導電性樹脂、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性樹脂が挙げられる。
成膜用溶液の溶媒としては、例えばクロロホルム、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン等の塩素系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、アニソール等のエーテル系溶媒;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等の脂肪族炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ベンゾフェノン、アセトフェノン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート、安息香酸メチル、酢酸フェニル等のエステル系溶媒;エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジメトキシエタン、プロピレングリコール、ジエトキシメタン、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、グリセリン、1,2−ヘキサンジオール等の多価アルコール及びその誘導体;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、シクロヘキサノール等のアルコール系溶媒;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒;N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒が挙げられる。また、これらの溶媒は、1種を単独で又は2種以上を併用することができる。
これらの溶媒のうち、溶解性、成膜の均一性及び粘度特性等の観点から、芳香族炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒が好ましく、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、トリメチルベンゼン、n−プロピルベンゼン、イソプロピルベンゼン、n−ブチルベンゼン、イソブチルベンゼン、5−ブチルベンゼン、n−ヘキシルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、1−メチルナフタレン、テトラリン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、アニソール、エトキシベンゼン、シクロヘキサン、ビシクロヘキシル、シクロヘキセニルシクロヘキサノン、n−ヘプチルシクロヘキサン、n−ヘキシルシクロヘキサン、デカリン、安息香酸メチル、シクロヘキサノン、2−プロピルシクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、2−オクタノン、2−ノナノン、2−デカノン、ジシクロヘキシルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノンがより好ましい。
<第2の実施形態>
本実施形態の有機EL素子は、発光層又は発光層を含むユニットを少なくとも2つ有するタンデム素子構成を有する。
このような有機EL素子では、例えば、2つのユニット間に電荷発生層(CGLとも呼ぶ)を介在させ、ユニット毎に電子輸送帯域を設けることができる。
このようなタンデム素子構成の具体的な構成の例を以下に示す。
(11)陽極/正孔注入・輸送層/燐光発光層/電荷発生層/蛍光発光層/電子注入・輸送層/陰極
(12)陽極/正孔注入・輸送層/蛍光発光層/電子注入・輸送層/電荷発生層/燐光発光層/陰極
これらのような有機EL素子において、燐光発光層には本願発明の芳香族複素環誘導体及び第1実施形態で説明した燐光発光材料を用いることができる。これにより、有機EL素子の発光効率、及び素子寿命をさらに向上させることができる。また、陽極、正孔注入・輸送層、電子注入・輸送層、陰極には第1実施形態で説明した材料を用いることができる。また、蛍光発光層の材料としては、公知の材料を用いることができる。そして、電荷発生層の材料としては、公知の材料を用いることができる。
<第3の実施形態>
本実施形態の有機EL素子は、複数の発光層を備え、複数の発光層のいずれか2つの発光層の間に電荷障壁層を有する。本実施形態にかかる好適な有機EL素子の構成として、特許第4134280号公報、米国公開特許公報US2007/0273270A1、国際公開公報WO2008/023623A1に記載されているような構成が挙げられる。
具体的には、陽極、第1発光層、電荷障壁層、第2発光層及び陰極がこの順に積層された構成において、第2発光層と陰極の間に三重項励起子の拡散を防止するための電荷障壁層を有する電子輸送帯域を有する構成が挙げられる。ここで電荷障壁層とは隣接する発光層との間でHOMO準位、LUMO準位のエネルギー障壁を設けることにより、発光層へのキャリア注入を調整し、発光層に注入される電子と正孔のキャリアバランスを調整する目的を有する層である。
このような構成の具体的な例を以下に示す。
(21)陽極/正孔注入・輸送層/第1発光層/電荷障壁層/第2発光層/電子注入・輸送層/陰極
(22)陽極/正孔注入・輸送層/第1発光層/電荷障壁層/第2発光層/第3発光層/電子注入・輸送層/陰極
これらの第1発光層、第2発光層、及び第3発光層のうちの少なくともいずれかに本願発明の芳香族複素環誘導体及び第1実施形態で説明した燐光発光材料を用いることができる。これにより、有機EL素子の発光効率、及び素子寿命を向上させることができる。
また、例えば、第1発光層を赤色に発光させ、第2の発光層を緑色に発光させ、第3の発光層を青色に発光させることにより、素子全体として白色に発光させることができる。このような有機EL素子は、照明やバックライト等の面光源として好適に利用できる。
尚、陽極、正孔注入・輸送層、電子注入・輸送層、陰極には第1実施形態で説明した材料を用いることができる。
また、電荷障壁層の材料としては、公知の材料を用いることができる。
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はそれら実施例に限定されるものではない。
実施例1
(1)化合物H−1の合成
Figure 2014038677
4−ブロモベンズアルデヒド(7.40g、40mmol)、4’−シアノアセトフェノン(5.80g、40mmol)をエタノール(80mL)に溶解し、水酸化ナトリウム(0.16g、4mmol)を加え、室温で8時間攪拌した。その後、4−ブロモベンズアミジン塩酸塩(4.71g、20mmol)、水酸化ナトリウム(1.60g、40mmol)を加えエタノール(40mL)を追加し、加熱還流下8時間反応させた。生成した白色粉末を濾取し、液の着色が無くなるまでエタノールで洗浄し、さらに水、エタノールで洗浄したのち真空乾燥し、ピリミジン中間体B−1(9.33g、収率95%)を得た。
アルゴン雰囲気下、ビカルバゾリル中間体A−1(2.57g、6.3mmol)、ピリミジン中間体B−1(1.47g、3.0mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0.055g、0.06mmol)、トリ−t−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩(0.070g、0.24mmol)、t−ブトキシナトリウム(0.87g、9.0mmol)、無水トルエン(60mL)を順次加えて12時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、H−1(2.82g,収率82%)を得た。
得られた化合物について、HPLC(High Performance Liquid Chromatography)、FD−MS(Field Desorption ionization−Mass Spectrometry)、及び1H−NMRの分析結果を以下に示す。
HPLC:純度99.2%
FD−MS:calcd for C83H51N7=1145.42、
found m/z=1145(M+,100)、1146(92)
1H−NMR(400MHz,CDCl3,TMS):図1:σ 7.3-7.7(m, 26H), 7.75-7.95(m, 10H), 8.18(s, 1H), 8.26(t, 4H), 8.45-8.55(d+s, 6H), 8.62(d, 2H), 9.02(d, 2H)
(2)有機EL素子の作製
[下地基板の調製]
PEDOT:PSS(H.C.Starck社製Clevious AI4083)をイソプロピルアルコールで二倍に希釈し、ITО基板上に4000rpmの回転速度で60秒間スピンコートした。スピンコート後、取り出し電極部分を超純水でふき取り、さらに大気中、200℃のホットプレートにて30分間焼成した。
[発光層用のインク調製]
化合物H−1を20mg、下記構造の錯体を5mg秤量し、所定量のトルエンを加え、超音波にて溶解させることで2.5wt%の発光層形成用インクを調製した。
Figure 2014038677
[発光層の塗布成膜]
前記の発光層形成用インクを3000rpmの回転速度で60秒間スピンコートした。スピンコート後、取り出し電極部分をトルエンでふき取り、さらに100℃のホットプレートにて30分間加熱乾燥し、塗布積層基板を作成した。以上の成膜操作は、全て窒素雰囲気のグローブボックス中で実施した。
[蒸着および封止]
前記の塗布積層基板に対し、電子輸送材料として下記の化合物を20nm、フッ化リチウムを1nm、アルミニウムを80nm、蒸着成膜した。蒸着膜を形成した素子は、窒素下でザグリガラスによる封止を行い、評価用素子を形成した。
Figure 2014038677
(3)EL特性の確認
前記の評価用素子の有機EL特性を評価したところ、発光ピーク波長590nmの電界発光が確認できた。
また、有機EL素子を、直流電流駆動により発光させ、電流密度1mA/cm2における電圧(V)及び発光効率(cd/A)、並びに輝度が90%まで減少する寿命(LT90、初期輝度5200cd/m2)を測定した。測定結果を表1に示す。
実施例2
(1)化合物H−2の合成
Figure 2014038677
アルゴン雰囲気下、ビカルバゾリル中間体A−2(2.57g、6.3mmol)、ピリミジン中間体B−1(1.47g、3.0mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0.055g、0.06mmol)、トリ−t−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩(0.070g、0.24mmol)、t−ブトキシナトリウム(0.87g、9.0mmol)、無水トルエン(60mL)を順次加えて16時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、H−2(2.61g,収率76%)を得た。
得られた化合物について、HPLC、FD−MS及び1H−NMRの分析結果を以下に示す。
HPLC:純度98.6%
FD−MS:calcd for C83H51N7=1145.42、
found m/z=1145(M+,100)、1146(92)
1H−NMR(400MHz,CDCl3,TMS):図2:σ 7.3-7.6(m, 24H), 7.65-7.75(m, 4H), 7.84(d, 2H), 7.85-7.95(m, 6H), 8.15-8.25(m, 5H), 8.26(d, 2H), 8.40(s, 2H), 8.48(d, 2H), 8.61(d, 2H), 9.01(d, 2H)
(2)有機EL素子の作製
実施例1において、化合物H−1に代えて化合物H−2を使用した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
(3)EL特性の確認
実施例1と同様に実施した。評価結果を表1に示す。
実施例3
(1)化合物H−3の合成
Figure 2014038677
3−ブロモベンズアルデヒド(7.40g、40mmol)、3’−ブロモアセトフェノン(7.96g、40mmol)をメタノール(80mL)に溶解し、水酸化ナトリウム(0.16g、4mmol)を加え、室温で8時間攪拌した。析出したカルコン中間体C3を濾取し、乾燥した。テレフタロニトリル(2.56g、20mmol)を乾燥メタノール200mLに溶解し、1規定ナトリウムメトキシドメタノール溶液2mLを加え、室温で2時間攪拌した。その後、塩化アンモニウム(1.18g、22mmol)を加え、室温でさらに4時間攪拌した。溶媒を減圧留去し、ベンズアミジン塩酸塩中間体D−3を得た。これをエタノール(120mL)に溶解し、先に合成したカルコン中間体C−3、水酸化ナトリウム(1.60g、40mmol)を加え、加熱還流下8時間反応させた。生成した白色粉末を濾取し、液の着色が無くなるまでエタノールで洗浄し、さらに水、エタノールで洗浄したのち真空乾燥し、目的とするピリミジン中間体B−3(7.37g、収率75%)を得た。
アルゴン雰囲気下、ビカルバゾリル中間体A−1(2.57g、6.3mmol)、ピリミジン中間体B−3(1.47g、3.0mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0.055g、0.06mmol)、トリ−t−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩(0.070g、0.24mmol)、t−ブトキシナトリウム(0.87g、9.0mmol)、無水トルエン(60mL)を順次加えて16時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、H−3(2.78g,収率81%)を得た。
得られた化合物について、HPLC、FD−MS及び1H−NMRの分析結果を以下に示す。
HPLC:純度98.7%
FD−MS:calcd for C83H51N7=1145.42、
found m/z=1145(M+,100)、1146(92)
1H−NMR(400MHz,CDCl3,TMS):図3:σ 7.3-7.7(m, 26H), 7.75-7.9(m, 10H), 8.19(s, 1H), 8.24(d, 2H), 8.28(d, 2H), 8.35-8.4(m, 2H), 8.48(d, 4H), 8.58 (s, 2H), 8.80(d, 2H)
(2)有機EL素子の作製
実施例1において、化合物H−1に代えて化合物H−3を使用した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
(3)EL特性の確認
実施例1と同様に実施した。評価結果を表1に示す。
実施例4
(1)化合物H−4の合成
Figure 2014038677
4−アセチル−4’−シアノビフェニル(8.85g、40mmol)(4−アセチルフェニルボロン酸と4−ブロモベンゾニトリルとから鈴木カップリング法で合成)および3,5−ジブロモベンズアルデヒド(10.56g、40mmol)をエタノール(80mL)に溶解し、水酸化ナトリウム(0.16g、4mmol)を加え、室温で8時間攪拌した。その後、ベンズアミジン塩酸塩(3.13g、20mmol)、水酸化ナトリウム(1.60g、40mmol)を加えエタノール(40mL)を追加し、加熱還流下8時間反応させた。生成した白色粉末を濾取し、液の着色が無くなるまでエタノールで洗浄し、さらに水、エタノールで洗浄したのち真空乾燥し、ピリミジン中間体B−4(8.62g、収率76%)を得た。
アルゴン雰囲気下、ビカルバゾリル中間体A−1(2.57g、6.3mmol)、ピリミジン中間体B−4(1.70g、3.0mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0.055g、0.06mmol)、トリ−t−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩(0.070g、0.24mmol)、t−ブトキシナトリウム(0.87g、9.0mmol)、無水トルエン(60mL)を順次加えて16時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、H−4(2.67g,収率73%)を得た。
得られた化合物について、HPLC、FD−MS及び1H−NMRの分析結果を以下に示す。
HPLC:純度98.4%
FD−MS:calcd for C89H55N7=1221.45、
found m/z=1221(M+,100)、1222(97)
1H−NMR(400MHz,CDCl3,TMS):図4:σ 7.3-7.8(m, 37H), 7.87(d, 2H), 8.11(s, 1H), 8.14(s, 1H), 8.24(d, 2H), 8.30(d, 2H), 8.41(d, 2H), 8.46 (d, 4H), 8.70(s, 2H), 8.7-8.75(m, 2H)
(2)有機EL素子の作製
実施例1において、化合物H−1に代えて化合物H−4を使用した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
(3)EL特性の確認
実施例1と同様に実施した。評価結果を表1に示す。
実施例5
(1)化合物H−5の合成
Figure 2014038677
3−クロロベンズアルデヒド(5.62g、40mmol)、3’−クロロアセトフェノン(6.18g、40mmol)をエタノール(80mL)に溶解し、水酸化ナトリウム(0.16g、4mmol)を加え、室温で8時間攪拌した。その後、4−ブロモベンズアミジン塩酸塩(4.71g、20mmol)、水酸化ナトリウム(1.60g、40mmol)を加えエタノール(40mL)を追加し、加熱還流下8時間反応させた。生成した白色粉末を濾取し、液の着色が無くなるまでエタノールで洗浄し、さらに水、エタノールで洗浄したのち真空乾燥してピリミジン中間体B−5a(3.65g、13.2mmol、収率66%)を得た。これに4−シアノフェニルボロン酸(2.20g、15mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(346mg、0.3mmol)、トルエン(45mL)、2M炭酸ナトリウム水溶液(22.5mL,45mmol)を加え加熱還流下8時間反応させた。室温まで反応液を冷却した後、水層を分液除去して有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去したのち得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、ピリミジン中間体B−5b(5.18g,収率82%)を得た。
アルゴン雰囲気下、ビカルバゾリル中間体A−1(2.57g、6.3mmol)、ピリミジン中間体B−5b(1.50g、3.0mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0.055g、0.06mmol)、トリ−t−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩(0.070g、0.24mmol)、t−ブトキシナトリウム(0.87g、9.0mmol)、無水キシレン(60mL)を順次加えて16時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、H−5(2.82g,収率77%)を得た。
得られた化合物について、HPLC、FD−MS及び1H−NMRの分析結果を以下に示す。
HPLC:純度99.2%
FD−MS:calcd for C89H55N7=1221.45、
found m/z=1221(M+,100)、1222(97)
1H−NMR(400MHz,CDCl3,TMS):図5:σ 7.3-7.65(m, 30H), 7.74(d, 2H), 7.75-7.85(m, 8H), 8.13(s, 1H), 8.23(d, 2H), 8.27(d, 2H), 8.4(m, 2H), 8.48(d, 4H), 8.61 (s, 2H), 8.76(d, 2H)
(2)有機EL素子の作製
実施例1において、化合物H−1に代えて化合物H−5を使用した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
(3)EL特性の確認
実施例1と同様に実施した。評価結果を表1に示す。
実施例6
(1)化合物H−6合成
Figure 2014038677
アルゴン雰囲気下、トリクロロピリミジン(2.29g、12.5mmol)、4−シアノフェニルボロン酸(1.91g、13mmol)、酢酸パラジウム(70mg、0.32mmol)、トルエン(10mL)、ジメトキシエーテル(30ml)2M炭酸ナトリウム水溶液(19mL,37mmol)を加え加熱還流下8時間反応させた。室温まで反応液を冷却した後、水層を分液除去して有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去したのち得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、ピリミジン中間体B−6(2.5g,収率80%)を得た。
アルゴン雰囲気下、ビカルバゾリル中間体A−1(2.57g、6.3mmol)、ピリミジン中間体B−6(0.75g、3.0mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(55mg、0.06mmol)、トリ−t−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩(0.070g、0.24mmol)、t−ブトキシナトリウム(0.87g、9.0mmol)、無水キシレン(60mL)を順次加えて16時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、H−6(2.24g,収率75%)を得た。
得られた化合物について、HPLC及びFD−MSの分析結果を以下に示す。
HPLC:純度99.2%
FD−MS:calcd for C71H43N7=994.15、
found m/z=994(M+,100)
(2)有機EL素子の作製
実施例1において、化合物H−1に代えて化合物H−6を使用した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
(3)EL特性の確認
実施例1と同様に実施した。評価結果を表1に示す。
実施例7
(1)化合物H−7合成
Figure 2014038677
アルゴン雰囲気下、B−6(3.13g、12.5mmol)、4−クロロフェニルボロン酸(2.03g、13mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(289mg、0.25mmol)、トルエン(45mL)、2M炭酸ナトリウム水溶液(22.5mL,45mmol)を加え加熱還流下8時間反応させた。室温まで反応液を冷却した後、水層を分液除去して有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去したのち得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、ピリミジン中間体B−7(3.22g,収率79%)を得た。
アルゴン雰囲気下、ビカルバゾリル中間体A−1(2.57g、6.3mmol)、ピリミジン中間体B−7(0.98g、3.0mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(55mg、0.06mmol)、トリ−t−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩(0.070g、0.24mmol)、t−ブトキシナトリウム(0.87g、9.0mmol)、無水キシレン(60mL)を順次加えて16時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、H−7(2.44g,収率76%)を得た。
得られた化合物について、HPLC及びFD−MSの分析結果を以下に示す。
HPLC:純度99.3%
FD−MS:calcd for C77H47N7=1070.24、
found m/z=1070(M+,100)
(2)有機EL素子の作製
実施例1において、化合物H−1に代えて化合物H−7を使用した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
(3)EL特性の確認
実施例1と同様に実施した。評価結果を表1に示す。
実施例8
(1)化合物H−8合成
Figure 2014038677
3’−ブロモ−[1,1’−ビフェニル]−3−アルデヒド(10.44g、40mmol)、3’−シアノアセトフェノン(5.81g、40mmol)をエタノール(80mL)に溶解し、水酸化ナトリウム(0.16g、4mmol)を加え、室温で8時間攪拌した。その後、4−ブロモベンズアミジン塩酸塩(4.71g、20mmol)、水酸化ナトリウム(1.60g、40mmol)を加えエタノール(40mL)を追加し、加熱還流下8時間反応させた。生成した白色粉末を濾取し、液の着色が無くなるまでエタノールで洗浄し、さらに水、エタノールで洗浄したのち真空乾燥してピリミジン中間体B−8(6.81g、12.0mmol、収率60%)を得た。
アルゴン雰囲気下、ビカルバゾリル中間体A−1(2.57g、6.3mmol)、ピリミジン中間体B−8(1.70g、3.0mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(55mg、0.06mmol)、トリ−t−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩(0.070g、0.24mmol)、t−ブトキシナトリウム(0.87g、9.0mmol)、無水キシレン(60mL)を順次加えて16時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、H−8(2.57g,収率70%)を得た。
得られた化合物について、HPLC及びFD−MSの分析結果を以下に示す。
HPLC:純度99.3%
FD−MS:calcd for C89H55N7=1222.44、
found m/z=1222(M+,100)
(2)有機EL素子の作製
実施例1において、化合物H−1に代えて化合物H−8を使用した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
(3)EL特性の確認
実施例1と同様に実施した。評価結果を表1に示す。
実施例9
(1)化合物H−9合成
Figure 2014038677
アルゴン雰囲気下、1,3,5−トリブロモベンゼン(9.44g、30mmol)、フェニルボロン酸(1.22g、10mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(231mg、0.2mmol)、DME(50mL)、2M炭酸ナトリウム水溶液(10mL,20mmol)を加え加熱還流下8時間反応させた。室温まで反応液を冷却した後、水層を分液除去して有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去したのち得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体B−9(2.03g,収率65%)を得た。
アルゴン雰囲気下、ビカルバゾリル中間体A−9(2.73g、6.3mmol)、中間体B−9(0.94g、3.0mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(55mg、0.06mmol)、トリ−t−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩(0.070g、0.24mmol)、t−ブトキシナトリウム(0.87g、9.0mmol)、無水キシレン(60mL)を順次加えて16時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、H−9(2.44g,収率76%)を得た。
得られた化合物について、HPLC及びFD−MSの分析結果を以下に示す。
HPLC:純度99.3%
FD−MS:calcd for C74H44N6=1017.18、
found m/z=1017(M+,100)
(2)有機EL素子の作製
実施例1において、化合物H−1に代えて、化合物H−6:化合物H−9=1:1の重量比で混合したものを使用した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
(3)EL特性の確認
実施例1と同様に実施した。評価結果を表1に示す。
実施例10
(1)化合物H−10合成
Figure 2014038677
アルゴン雰囲気下、B−9(3.12g、10mmol)、3−クロロフェニルボロン酸(3.44g、22mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(508mg、0.44mmol)、DME(50mL)、2M炭酸ナトリウム水溶液(22mL,44mmol)を加え加熱還流下8時間反応させた。室温まで反応液を冷却した後、水層を分液除去して有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去したのち得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体B−10(2.25g,収率60%)を得た。
アルゴン雰囲気下、ビカルバゾリル中間体A−9(2.73g、6.3mmol)、中間体B−10(1.13g、3.0mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(55mg、0.06mmol)、トリ−t−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩(0.070g、0.24mmol)、t−ブトキシナトリウム(0.87g、9.0mmol)、無水キシレン(60mL)を順次加えて16時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、H−10(2.60g,収率74%)を得た。
得られた化合物について、HPLC及びFD−MSの分析結果を以下に示す。
HPLC:純度99.2%
FD−MS:calcd for C86H52N6=1169.37、
found m/z=1169(M+,100)
(2)有機EL素子の作製
実施例1において、化合物H−1に代えて、化合物H−3:化合物H−10=1:1の重量比で混合したものを使用した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
(3)EL特性の確認
実施例1と同様に実施した。評価結果を表1に示す。
実施例11
(1)化合物H−11合成
Figure 2014038677
アルゴン雰囲気下、ビカルバゾリル中間体A−11(3.52g、6.3mmol)、中間体B−10(1.13g、3.0mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(55mg、0.06mmol)、トリ−t−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩(0.070g、0.24mmol)、t−ブトキシナトリウム(0.87g、9.0mmol)、無水キシレン(60mL)を順次加えて16時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、H−11(2.98g,収率70%)を得た。
得られた化合物について、HPLC及びFD−MSの分析結果を以下に示す。
HPLC:純度99.1%
FD−MS:calcd for C108H66N4=1419.71、
found m/z=1419(M+,100)
(2)有機EL素子の作製
実施例1において、化合物H−1に代えて、化合物H−3:化合物H−11=1:1の重量比で混合したものを使用した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
(3)EL特性の確認
実施例1と同様に実施した。評価結果を表1に示す。
実施例12
(1)化合物H−12の合成
Figure 2014038677
3−ブロモベンズアルデヒド(7.40g、40mmol)、4−アセチル−4’−ブロモビフェニル(11.00g、40mmol)をエタノール(80mL)に溶解し、水酸化ナトリウム(0.16g、4mmol)を加え、室温で8時間攪拌した。その後、4−シアノベンズアミジン塩酸塩(3.63g、20mmol)、水酸化ナトリウム(1.60g、40mmol)を加えエタノール(40mL)を追加し、加熱還流下8時間反応させた。生成した淡黄色粉末を濾取し、液の着色が無くなるまでエタノールで洗浄し、さらに水、エタノールで洗浄したのち真空乾燥し、ピリミジン中間体B−12(8.85g、収率78%)を得た。
アルゴン雰囲気下、ビカルバゾリル中間体A−1(2.57g、6.3mmol)、ピリミジン中間体B12(1.70g、3.0mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0.055g、0.06mmol)、キサントホス(4,5’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−9,9’−ジメチルキサンテン)(0.069g、0.12mmol)、t−ブトキシナトリウム(0.87g、9.0mmol)、無水トルエン(60mL)を順次加えて12時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、H−12(2.12g,収率58%)を得た。
得られた化合物について、HPLC及びFD−MSの分析結果を以下に示す。
HPLC:純度99.1%
FD−MS:calcd for C89H55N7=1221.45
found m/z=1221(M+,100)、1222(98)
(2)有機EL素子の作製
実施例1において、化合物H−1に代えて化合物H−12を使用した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
(3)EL特性の確認
実施例1と同様に実施した。評価結果を表1に示す。
実施例13
(1)化合物H−13の合成
Figure 2014038677
6−ブロモ−2−ナフトアルデヒド(9.40g、40mmol)、4’−シアノアセトフェノン(5.80g、40mmol)をエタノール(80mL)に溶解し、水酸化ナトリウム(0.16g、4mmol)を加え、室温で8時間攪拌した。その後、4−ブロモベンズアミジン塩酸塩(4.71g、20mmol)、水酸化ナトリウム(1.60g、40mmol)を加えエタノール(40mL)を追加し、加熱還流下8時間反応させた。生成した淡黄色粉末を濾取し、液の着色が無くなるまでエタノールで洗浄し、さらに水、エタノールで洗浄したのち真空乾燥し、ピリミジン中間体B−13(7.79g、収率72%)を得た。
アルゴン雰囲気下、ビカルバゾリル中間体A−1(2.57g、6.3mmol)、ピリミジン中間体B−13(1.62g、3.0mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0.055g、0.06mmol)、キサントホス(0.069g、0.12mmol)、t−ブトキシナトリウム(0.87g、9.0mmol)、無水トルエン(60mL)を順次加えて16時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、H−13(2.37g,収率66%)を得た。
得られた化合物について、HPLC及びFD−MSの分析結果を以下に示す。
HPLC:純度98.7%
FD−MS:calcd for C87H53N7=1195.43
found m/z=1195(M+,100)、1196(97)
(2)有機EL素子の作製
実施例1において、化合物H−1に代えて化合物H−13を使用した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
(3)EL特性の確認
実施例1と同様に実施した。評価結果を表1に示す。
実施例14
(1)化合物H−14の合成
Figure 2014038677
3−シアノ−4−フルオロベンズアルデヒド(5.96g、40mmol)、3’−ブロモアセトフェノン(5.80g、40mmol)をエタノール(80mL)に溶解し、水酸化ナトリウム(0.16g、4mmol)を加え、室温で8時間攪拌した。その後、4−ブロモベンズアミジン塩酸塩(4.71g、20mmol)、水酸化ナトリウム(1.60g、40mmol)を加えエタノール(40mL)を追加し、加熱還流下8時間反応させた。生成した白色粉末を濾取し、液の着色が無くなるまでエタノールで洗浄し、さらに水、エタノールで洗浄したのち真空乾燥し、ピリミジン中間体B−14(7.64g、収率75%)を得た。
アルゴン雰囲気下、ビカルバゾリル中間体A−1(2.57g、6.3mmol)、ピリミジン中間体B−14(1.53g、3.0mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0.055g、0.06mmol)、キサントホス(0.069g、0.12mmol)、t−ブトキシナトリウム(0.87g、9.0mmol)、無水トルエン(60mL)を順次加えて16時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、H−14(2.37g,収率66%)を得た。
得られた化合物について、HPLC及びFD−MSの分析結果を以下に示す。
HPLC:純度99.2%
FD−MS:calcd for C83H50FN7=1163.41
found m/z=1163(M+,100)、1164(92)
(2)有機EL素子の作製
実施例1において、化合物H−1に代えて化合物H−14を使用した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
(3)EL特性の確認
実施例1と同様に実施した。評価結果を表1に示す。
実施例15
(1)化合物H−15の合成
Figure 2014038677
窒素雰囲気下、2,4,6−トリクロロピリミジン(5.50g、30mmol)、3−クロロフェニルボロン酸(4.69g、30mmol)、ビストリフェニルホスフィンパラジウムジクロライド(0.421g、0.6mmol)、炭酸カリウム(8.29g、60mmol)、トルエン(60mL)及び純水(30mL)を還流下、7時間攪拌した。冷却後、水層を除去し、さらに有機層を純水で2回洗浄後、溶媒を留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトで精製し、中間体B15a(4.01g、51.4%収率)を得た。窒素雰囲気化、中間体B−15a(4.01g、15mmol)、3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルボロン酸(3.98g、15mmol)、ビストリフェニルホスフィンパラジウムジクロライド(0.211g、0.3mmol)、炭酸カリウム(4.15g、30mmol)、1,4−ジオキサン(30mL)及び純水(15mL)を還流下、4.5時間攪拌した。冷却後、トルエン50mLを加えた後、水層を除去し、さらに有機層を純水で2回洗浄後、溶媒を留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトで精製し、中間体B−15b(3.2g、48.8%収率)を得た。
窒素雰囲気下、ビカルバゾリル中間体A−2(1.716g、4.2mmol)、中間体B−15b(0.874g、2mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(37mg、0.04mmol)、キサントホス(23mg、0.08mmol)、t−ブトキシナトリウム(0.577g、6mmol)、無水キシレン(25mL)を順次加えて9時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、H−15(1.751g、収率74.1%)を得た。
得られた化合物について、HPLC及びFD−MSの分析結果を以下に示す。
HPLC:純度98.7%
FD−MS:calcd for C78H46N6F6=1180.37
found m/z=1180(M+,100)、1181(87)
(2)有機EL素子の作製
実施例1において、化合物H−1に代えて化合物H−15を使用した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
(3)EL特性の確認
実施例1と同様に実施した。評価結果を表1に示す。
実施例16
(1)化合物H−16の合成
Figure 2014038677
2−ホルミルトリフェニレン(5.12g、20mmol)3’−アセトフェノン(3.98g、20mmol)をエタノール(40mL)に溶解し、水酸化ナトリウム(0.08g、2mmol)を加え、室温で8時間攪拌した。その後、4−ブロモベンズアミジン塩酸塩(2.36g、10mmol)、水酸化ナトリウム(0.80g、20mmol)を加えエタノール(40mL)を追加し、加熱還流下8時間反応させた。生成した白色粉末を濾取し、液の着色が無くなるまでエタノールで洗浄し、さらに水、エタノールで洗浄したのち真空乾燥し、ピリミジン中間体B−16(5.05g、収率82%)を得た。
アルゴン雰囲気下、ビカルバゾリル中間体A−1(2.57g、6.3mmol)、ピリミジン中間体B−16(1.85g、3.0mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0.055g、0.06mmol)、キサントホス(0.069g、0.12mmol)、t−ブトキシナトリウム(0.87g、9.0mmol)、無水トルエン(60mL)を順次加えて16時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、H−16(2.98g,収率78%)を得た。
得られた化合物について、HPLC及びFD−MSの分析結果を以下に示す。
HPLC:純度99.3%
FD−MS:calcd for C94H58N6=1270.47
found m/z=1270(M+,96)、1271(100)
(2)有機EL素子の作製
実施例1において、化合物H−1に代えて化合物H−16を使用した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
(3)EL特性の確認
実施例1と同様に実施した。評価結果を表1に示す。
比較例1
(1)有機EL素子の作製
実施例1において、化合物H−1に代えて、化合物h−1:化合物h−2=1:3の重量比で混合したものを使用した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
化合物h−1及び化合物h−2の構造を以下に示す。これら化合物は特許文献2に記載された化合物である。
Figure 2014038677
(2)EL特性の確認
実施例1と同様に実施した。評価結果を表1に示す。
Figure 2014038677
本願発明の材料を用いた場合、従来の材料よりも、低電圧であり、高効率かつ長寿命の有機エレクトロルミネッセンス発光が得られた。
本願発明の芳香族複素環誘導体は、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料として有用である。
また、可溶性を有し、塗布プロセスに適した本願発明の芳香族複素環誘導体は、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料溶液として有用である。

Claims (20)

  1. 下記式(1)で表される芳香族複素環誘導体。
    Figure 2014038677
    [式(1)中、Aは、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、置換若しくは無置換の芳香族複素環基、少なくとも2つの置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環で構成される環集合の残基、少なくとも2つの置換若しくは無置換の芳香族複素環で構成される環集合の残基、又は少なくとも1つの置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環と少なくとも1つの置換若しくは無置換の芳香族複素環で構成される環集合の残基であり、
    1は、単結合、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基であり、
    Bは、下記式(2−b)で表される構造の残基であり、
    mは、2以上の整数であり、複数のL1は互いに同一であっても異なっていてもよく、複数のBは互いに同一であっても異なっていてもよい。
    ただし、A、L1及びBの少なくとも1つに、下記式(3)で表される基が連結する。]
    Figure 2014038677
    [式(2−b)中、Xb1及びYb1の一方は単結合、−CR2−、−NR−、−O−、−S−、−SiR2−、下記式(i)で表される基又は下記式(ii)で表される基であり、他方は−NR−、−O−、−S−、−SiR2−、下記式(i)で表される基又は下記式(ii)で表される基であり、
    Xb2及びYb2の一方は単結合、−CR2−、−NR−、−O−、−S−、−SiR2−、下記式(i)で表される基又は下記式(ii)で表される基であり、他方は−NR−、−O−、−S−、−SiR2−、下記式(i)で表される基又は下記式(ii)で表される基であり、
    Figure 2014038677
    Rは、水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基であり、
    Zb1、Zb2、Zb3及びZb4は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の脂肪族炭化水素環基、置換若しくは無置換の脂肪族複素環基、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基である。]
    Figure 2014038677
    [式(3)中、L3は、単結合、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基であり、
    Aに式(3)で表される基が連結する場合のFは、シアノ基、フッ素原子、ハロアルキル基、置換若しくは無置換のトリフェニレニル基、置換若しくは無置換のアザフルオレニル基、置換若しくは無置換のスピロフルオレニル基、置換若しくは無置換のジベンゾチオフェニル基、置換若しくは無置換のビピリジニル基、置換若しくは無置換のビピリミジニル基、置換若しくは無置換のキナゾリニル基、置換若しくは無置換のイミダゾリル基、置換若しくは無置換のベンズイミダゾリル基、リン原子含有基及びケイ素原子含有基、並びにそれらのベンツ体及びアザ体からなる群から選ばれる基であり、
    1又はBに式(3)で表される基が連結する場合のFは、シアノ基、フッ素原子、ハロアルキル基、置換若しくは無置換のトリフェニレニル基、置換若しくは無置換のフルオレニル基、置換若しくは無置換のスピロフルオレニル基、置換若しくは無置換のジベンゾチオフェニル基、置換若しくは無置換のジベンゾフラニル基、置換若しくは無置換のピリジニル基、置換若しくは無置換のピリミジニル基、置換若しくは無置換のトリアジニル基、置換若しくは無置換のビピリジニル基、置換若しくは無置換のビピリミジニル基、置換若しくは無置換のキナゾリニル基、置換若しくは無置換のイミダゾリル基、置換若しくは無置換のベンズイミダゾリル基、リン原子含有基及びケイ素原子含有基、並びにそれらのベンツ体及びアザ体からなる群から選ばれる基である。]
  2. 前記式(2−b)で表される構造が、下記式(2−b−1)で表される構造である、請求項1に記載の芳香族複素環誘導体。
    Figure 2014038677
    [式(2−b−1)中、Xb11及びXb12は、それぞれ独立に、−NR−、−O−、−S−、−SiR2−、前記式(i)で表される基又は前記式(ii)で表される基であり、
    Rは、式(2−b)のXb1、Xb2、Yb1及びYb2におけるRと同義であり、
    Rb11、Rb12、Rb13及びRb14は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数3〜20のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換若しくは無置換の炭素数7〜24のアラルキル基、置換若しくは無置換のシリル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜24の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数2〜24の芳香族複素環基であり、
    1は0〜4の整数であり、s1が2以上の場合、複数のRb11は互いに同一であっても異なっていてもよく、
    1は0〜3の整数であり、t1が2以上の場合、複数のRb12は互いに同一であっても異なっていてもよく、
    1は0〜3の整数であり、u1が2以上の場合、複数のRb13は互いに同一であっても異なっていてもよく、
    1は0〜4の整数であり、v1が2以上の場合、複数のRb14は互いに同一であっても異なっていてもよい。]
  3. 一般式(1)におけるBが、下記式(2―A)で表される基又は下記式(2−B)で表される基である、請求項2に記載の芳香族複素環誘導体。
    Figure 2014038677
    [式(2−A)中、Xb12、Rb11、Rb12、Rb13、Rb14、s1、t1、u1及びv1は、式(2−b−1)中のそれら記号と同義であり、
    *は、式(1)のL1との結合手を表す。
    式(2−B)中、s1は0〜3の整数であり、
    Xb12、R、Rb11、Rb12、Rb13、Rb14、t1、u1及びv1は、式(2−b−1)中のそれらと記号と同義であり、
    *は、式(1)のL1との結合手を表す。]
  4. 一般式(1)におけるAが、少なくとも1つの置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環と少なくとも1つの置換若しくは無置換の芳香族複素環で構成される環集合の残基である、請求項1〜3のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体。
  5. 一般式(1)におけるAが、下記式(4−a)で表される環集合又は下記式(4−b)で表される環集合の残基である、請求項4に芳香族複素環誘導体。
    Figure 2014038677
    [式(4−a)中、Het1は置換若しくは無置換の芳香族複素環基であり、
    Ar1は置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基であり、
    Za1は置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基であり、
    1は0〜2の整数であり、n1が2の場合、複数のZa1は互いに同一であっても異なっていてもよい。
    式(4−b)中、Het2は置換若しくは無置換の芳香族複素環基であり、
    Ar2及びAr3は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基であり、
    Za2及びZa3は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換若しくは無置換の芳香族複素環基であり、
    2は、0〜2の整数であり、n2が2の場合、複数のZa2は互いに同一であっても異なっていてもよく、
    3は、0〜2の整数であり、n3が2の場合、複数のZa3は互いに同一であっても異なっていてもよい。]
  6. 前記式(4−a)におけるHet1及び前記式(4−b)におけるHet2が置換若しくは無置換の含窒素芳香族複素環基である、請求項5に記載の芳香族複素環誘導体。
  7. Aに式(3)で表される基が連結する場合のFが、シアノ基、フッ素原子、ハロアルキル基、置換若しくは無置換のトリフェニレニル基、置換若しくは無置換のアザフルオレニル基、及び置換若しくは無置換のビピリジニル基からなる群から選ばれる基である、請求項1〜6のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体。
  8. Aに式(3)で表される基が連結する場合のFが、シアノ基、フッ素原子、及びハロアルキル基からなる群から選ばれる基である、請求項7に記載の芳香族複素環誘導体。
  9. 1又はBに式(3)で表される基が連結する場合のFが、シアノ基、フッ素原子、ハロアルキル基、置換若しくは無置換のトリフェニレニル基、置換若しくは無置換のアザフルオレニル基、置換若しくは無置換のピリミジニル基、及び置換若しくは無置換のビピリジニル基からなる群から選ばれる基である、請求項1〜6のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体。
  10. 1又はBに式(3)で表される基が連結する場合のFが、シアノ基、フッ素原子、及びハロアルキル基からなる群から選ばれる基である、請求項9に記載の芳香族複素環誘導体。
  11. 請求項1〜10のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  12. 溶媒と、該溶媒中に溶解した請求項1〜10のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体と、を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料溶液。
  13. 陰極と、陽極と、該陰極と該陽極の間に発光層を含む一層以上の有機薄膜層と、を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
    前記一層以上の有機薄膜層のうちの少なくとも1層が請求項1〜10のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子。
  14. 前記発光層が、請求項1〜10のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体をホスト材料として含む請求項13に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  15. 前記発光層が、燐光発光材料を含有する請求項13又は14に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  16. 前記燐光発光材料が、イリジウム(Ir),オスミウム(Os)及び白金(Pt)からなる群から選択される金属原子のオルトメタル化錯体である請求項15に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  17. 前記陰極と前記発光層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む請求項13〜16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。
  18. 前記陰極と前記発光層の間に電子輸送層を有し、該電子輸送層が、請求項1〜10のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体を含む請求項13〜17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。
  19. 前記陽極と前記発光層の間に正孔輸送層を有し、該正孔輸送層が、請求項1〜10のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体を含む請求項13〜17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、還元性ドーパントが添加されてなる請求項13〜19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。
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