JPWO2016133097A1 - 化合物、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、及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
発光効率が高く、且つ長寿命の有機EL素子及びこれを実現することができる有機EL素子用材料を提供する。該有機EL素子用材料は、具体的には下記式(1)で表される化合物である。〔Aは、式(1−A)で表される基であり、Bは、式(1−B)で表される基である。また、Lは、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基又は置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。該Lは、下記一般式(1−A)におけるR1〜R4及び下記一般式(1−B)におけるR11〜R14のうちのいずれか1つと結合する。〕(Ra〜Rdのうち、RaとRb、RbとRc、RcとRdのうちのいずれか1組は、式(1−a)中の*部位にそれぞれ直接結合して環構造を形成し、それ以外はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表すか、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成する。R1〜R8のうちのいずれか1つがLと結合する。一方、Lと結合していないR1〜R8は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表すか、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成する。L1、Q1及びXは明細書に記載の通り。)(Re〜Rhのうち、ReとRf、RfとRg、RgとRhのうちのいずれか1組は、式(1−b)中の*部位にそれぞれ直接結合して環構造を形成し、それ以外はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表すか、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成する。R11〜R18のうちのいずれか1つがLと結合する。一方、Lと結合していないR11〜R18は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表すか、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成する。L2、Q2及びYは明細書に記載の通り。)
Description
本発明は、化合物、該化合物からなる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、該化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子、及び該有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した電子機器に関する。
一般に、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機EL素子」ともいう)は、陽極、陰極、及び陽極と陰極に挟まれた発光層を含む1層以上の有機薄膜層から構成されている。両電極間に電圧が印加されると、陰極側から電子、陽極側から正孔が発光領域に注入され、注入された電子と正孔は発光領域において再結合して励起状態を生成し、励起状態が基底状態に戻る際に光を放出する。そのため、有機EL素子の高効率化のためには、電子又は正孔を効率よく発光領域に輸送し、電子と正孔との再結合を容易にする化合物の開発が重要である。そこで、今もなお、発光層に含有させるホスト材料の探索が続いている。
また、発光効率と素子寿命の改善には、電子及び/又は正孔に対する高い移動度を有する電荷輸送材料、並びに発光層のエネルギーレベルに応じたイオン化ポテンシャル及び/又はアフィニティレベル(electron affinity)を有する電荷輸送材料が必要であり、このような電荷輸送材料の提案が様々行われている。
本発明は、発光効率が高く、且つ長寿命の有機EL素子及びこれを実現することができる有機EL素子用材料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、下記一般式(1)で表される化合物のHOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)とLUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)のエネルギーギャップが小さいために励起安定性が大きく、且つ電子耐性が高いために有機EL素子の寿命が向上すること、及び下記一般式(1)で表される化合物のイオン化ポテンシャルが大きく、高発光効率が得られることを見出した。そして、該化合物を用いることにより、光効率が高く、且つ長寿命の有機EL素子が得られることを見出した。
すなわち、本発明の一態様によれば、下記[1]〜[4]が提供される。
[1]下記一般式(1)で表される、化合物。
〔式(1)中、Aは、下記一般式(1−A)で表される基であり、Bは、下記一般式(1−B)で表される基である。また、Lは、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基又は置換も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を表す。該Lは、下記一般式(1−A)におけるR1〜R4及び下記一般式(1−B)におけるR11〜R14のうちのいずれか1つと結合する。〕
(式(1−A)中、Ra〜Rdのうち、RaとRb、RbとRc、RcとRdのうちのいずれか1組は、上記一般式(1−a)中の*部位にそれぞれ直接結合して環構造を形成し、それ以外はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表すか、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成する。
R1〜R8のうちのいずれか1つがLと結合する。一方、Lと結合していないR1〜R8は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表すか、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成する。
L1は、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基、又は置換も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を表す。
Q1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリール基を表す。
Xは、酸素原子又は硫黄原子を表す。)
(一般式(1−B)中、Re〜Rhのうち、ReとRf、RfとRg、RgとRhのうちのいずれか1組は、上記一般式(1−b)中の*部位にそれぞれ直接結合して環構造を形成し、それ以外はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表すか、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成する。
R11〜R18のうちのいずれか1つがLと結合する。一方、Lと結合していないR11〜R18は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表すか、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成する。
L2は、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基、又は置換も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を表す。
Q2は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリール基を表す。
Yは、C(R19)(R20)、N(R21)、酸素原子又は硫黄原子を表す。該R19及びR20は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のフルオロアルキル基、もしくはシアノ基を表すか、又は互いに結合して環構造を形成する。該R21は、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリール基、又は置換もしくは無置換の炭素数1〜20のフルオロアルキル基を表す。)
[2]上記[1]に記載の化合物からなる、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料
[3]陰極と陽極の間に少なくとも発光層を含む一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該有機薄膜層の少なくとも1層が、上記[1]に記載の化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
[4]上記[3]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した、電子機器。
[1]下記一般式(1)で表される、化合物。
〔式(1)中、Aは、下記一般式(1−A)で表される基であり、Bは、下記一般式(1−B)で表される基である。また、Lは、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基又は置換も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を表す。該Lは、下記一般式(1−A)におけるR1〜R4及び下記一般式(1−B)におけるR11〜R14のうちのいずれか1つと結合する。〕
(式(1−A)中、Ra〜Rdのうち、RaとRb、RbとRc、RcとRdのうちのいずれか1組は、上記一般式(1−a)中の*部位にそれぞれ直接結合して環構造を形成し、それ以外はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表すか、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成する。
R1〜R8のうちのいずれか1つがLと結合する。一方、Lと結合していないR1〜R8は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表すか、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成する。
L1は、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基、又は置換も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を表す。
Q1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリール基を表す。
Xは、酸素原子又は硫黄原子を表す。)
(一般式(1−B)中、Re〜Rhのうち、ReとRf、RfとRg、RgとRhのうちのいずれか1組は、上記一般式(1−b)中の*部位にそれぞれ直接結合して環構造を形成し、それ以外はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表すか、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成する。
R11〜R18のうちのいずれか1つがLと結合する。一方、Lと結合していないR11〜R18は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表すか、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成する。
L2は、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基、又は置換も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を表す。
Q2は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリール基を表す。
Yは、C(R19)(R20)、N(R21)、酸素原子又は硫黄原子を表す。該R19及びR20は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のフルオロアルキル基、もしくはシアノ基を表すか、又は互いに結合して環構造を形成する。該R21は、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリール基、又は置換もしくは無置換の炭素数1〜20のフルオロアルキル基を表す。)
[2]上記[1]に記載の化合物からなる、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料
[3]陰極と陽極の間に少なくとも発光層を含む一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該有機薄膜層の少なくとも1層が、上記[1]に記載の化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
[4]上記[3]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した、電子機器。
前記一般式(1)で表される化合物を有機EL素子用材料として用いることで、発光効率が高く、且つ長寿命の有機EL素子が得られる。
本明細書において、「置換もしくは無置換の炭素数XX〜YYのZZ基」という表現における「炭素数XX〜YY」は、ZZ基が無置換である場合の炭素数を表すものであり、置換されている場合の置換基の炭素数は含めない。
また、本明細書において、「置換もしくは無置換の原子数XX〜YYのZZ基」という表現における「原子数XX〜YY」は、ZZ基が無置換である場合の原子数を表すものであり、置換されている場合の置換基の原子数は含めない。
また、本明細書において、「置換もしくは無置換の原子数XX〜YYのZZ基」という表現における「原子数XX〜YY」は、ZZ基が無置換である場合の原子数を表すものであり、置換されている場合の置換基の原子数は含めない。
本明細書において、環形成炭素数とは、原子が環状に結合した構造の化合物(例えば、単環化合物、縮合環化合物、架橋化合物、炭素環化合物、複素環化合物)の当該環自体を構成する原子のうちの炭素原子の数を表す。当該環が置換基によって置換される場合、置換基に含まれる炭素は環形成炭素数には含まない。以下で記される「環形成炭素数」については、特筆しない限り同様とする。例えば、ベンゼン環は環形成炭素数が6であり、ナフタレン環は環形成炭素数が10であり、ピリジニル基は環形成炭素数5であり、フラニル基は環形成炭素数4である。また、ベンゼン環やナフタレン環に置換基として例えばアルキル基が置換している場合、当該アルキル基の炭素数は、環形成炭素数の数に含めない。また、フルオレン環に置換基として例えばフルオレン環が結合している場合(スピロフルオレン環を含む)、置換基としてのフルオレン環の炭素数は環形成炭素数の数に含めない。
また、本明細書において、環形成原子数とは、原子が環状に結合した構造(例えば単環、縮合環、環集合)の化合物(例えば単環化合物、縮合環化合物、架橋化合物、炭素環化合物、複素環化合物)の当該環自体を構成する原子の数を表す。環を構成しない原子(例えば環を構成する原子の結合手を終端する水素原子)や、当該環が置換基によって置換される場合の置換基に含まれる原子は環形成原子数には含まない。以下で記される「環形成原子数」については、特筆しない限り同様とする。例えば、ピリジン環の環形成原子数は6であり、キナゾリン環の環形成原子数は10であり、フラン環の環形成原子数は5である。ピリジン環やキナゾリン環の炭素原子にそれぞれ結合している水素原子や置換基を構成する原子については、環形成原子数の数に含めない。また、フルオレン環に置換基として例えばフルオレン環が結合している場合(スピロフルオレン環を含む)、置換基としてのフルオレン環の原子数は環形成原子数の数に含めない。
また、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)及び三重水素(tritium)を包含する。
本明細書中において、「ヘテロアリール基」及び「ヘテロアリーレン基」は、環形成原子として、少なくとも1つのヘテロ原子を含む基であり、該へテロ原子としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ケイ素原子及びセレン原子から選ばれる1種以上であることが好ましい。
本明細書中において、「ヘテロアリール基」及び「ヘテロアリーレン基」は、環形成原子として、少なくとも1つのヘテロ原子を含む基であり、該へテロ原子としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ケイ素原子及びセレン原子から選ばれる1種以上であることが好ましい。
また、置換基としては、又は「置換もしくは無置換」との記載における置換基としては、炭素数1〜50(好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8)のアルキル基;環形成炭素数3〜50(好ましくは3〜10、より好ましくは3〜8、さらに好ましくは5又は6)のシクロアルキル基;環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18)のアリール基;環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18)のアリール基を有する炭素数7〜51(好ましくは7〜30、より好ましくは7〜20)のアラルキル基;炭素数1〜50(好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8)のアルキル基を有するアルコキシ基;環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18)のアリール基を有するアリールオキシ基;炭素数1〜50(好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8)のアルキル基及び環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18)のアリール基から選ばれる置換基を有するジ置換アミノ基;炭素数1〜50(好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8)のアルキル基及び環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18)のアリール基から選ばれる置換基を有するモノ置換、ジ置換又はトリ置換シリル基;環形成原子数5〜50(好ましくは5〜24、より好ましくは5〜13)のヘテロアリール基;炭素数1〜50(好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8)のハロアルキル基;ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子);シアノ基;ニトロ基;炭素数1〜50(好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8)のアルキル基及び環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18)のアリール基から選ばれる置換基を有するスルホニル基;炭素数1〜50(好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8)のアルキル基及び環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18)のアリール基から選ばれる置換基を有するジ置換ホスフォリル基;アルキルスルホニルオキシ基;アリールスルホニルオキシ基;アルキルカルボニルオキシ基;アリールカルボニルオキシ基;ホウ素含有基;亜鉛含有基;スズ含有基;ケイ素含有基;マグネシウム含有基;リチウム含有基;ヒドロキシ基;アルキル置換又はアリール置換カルボニル基;カルボキシル基;ビニル基;(メタ)アクリロイル基;エポキシ基;並びにオキセタニル基からなる群より選ばれる基であることが好ましい。
これらの置換基は、さらに上述の任意の置換基により置換されていてもよい。また、これらの置換基は、複数の置換基が互いに結合して環を形成していてもよい。
また、「置換もしくは無置換」との記載における「無置換」とは、これらの置換基で置換されておらず、水素原子が結合していることを意味する。
これらの置換基は、さらに上述の任意の置換基により置換されていてもよい。また、これらの置換基は、複数の置換基が互いに結合して環を形成していてもよい。
また、「置換もしくは無置換」との記載における「無置換」とは、これらの置換基で置換されておらず、水素原子が結合していることを意味する。
上記置換基の中でも、より好ましくは、置換もしくは無置換の炭素数1〜50(好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8)のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18)のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50(好ましくは5〜24、より好ましくは5〜13)のヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜50(好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10、さらに好ましくは1〜5)のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜50(好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10、さらに好ましくは1〜5)のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜50(好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10、さらに好ましくは1〜5)のフルオロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18、さらに好ましくは6〜12)のアリールオキシ基、又は、炭素数1〜50(好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8)のアルキル基及び環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18)のアリール基から選ばれる置換基を有するジ置換アミノ基、炭素数1〜50(好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8)のアルキル基及び環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18)のアリール基から選ばれる置換基を有するトリ置換シリル基である。
上記置換基の中でも、さらに好ましくは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18)のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50(好ましくは5〜24、より好ましくは5〜13)のヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜50(好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10、さらに好ましくは1〜5)のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜50(好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10、さらに好ましくは1〜5)のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜50(好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10、さらに好ましくは1〜5)のフルオロアルコキシ基、又は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18、さらに好ましくは6〜12)のアリールオキシ基である。
<前記置換基の具体例>
前記炭素数1〜50のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基(異性体基を含む)、ヘキシル基(異性体基を含む)、ヘプチル基(異性体基を含む)、オクチル基(異性体基を含む)、ノニル基(異性体基を含む)、デシル基(異性体基を含む)、ウンデシル基(異性体基を含む)、及びドデシル基(異性体基を含む)等が挙げられる。
前記炭素数1〜50のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基(異性体基を含む)、ヘキシル基(異性体基を含む)、ヘプチル基(異性体基を含む)、オクチル基(異性体基を含む)、ノニル基(異性体基を含む)、デシル基(異性体基を含む)、ウンデシル基(異性体基を含む)、及びドデシル基(異性体基を含む)等が挙げられる。
前記環形成炭素数6〜50のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチルフェニル基、ビフェニルイル基、ターフェニルイル基、ビフェニレニル基、ナフチル基、フェニルナフチル基、アセナフチレニル基、アントリル基、ベンゾアントリル基、アセアントリル基、フェナントリル基、ベンゾフェナントリル基、フェナレニル基、フルオレニル基、9,9−ジメチルフルオレニル基、7−フェニル−9,9−ジメチルフルオレニル基、ペンタセニル基、ピセニル基、ペンタフェニル基、ピレニル基、クリセニル基、ベンゾクリセニル基、s−インダセニル基、as−インダセニル基、フルオランテニル基、及びペリレニル基等が挙げられる。
前記環形成原子数5〜50のヘテロアリール基は、少なくとも1個、好ましくは1〜3個の同一又は異なるヘテロ原子(例えば、窒素原子、硫黄原子、及び酸素原子)を含む。
該ヘテロアリール基としては、例えば、ピロリル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリジニル基、キノリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズオキサゾリル基、ベンズチアゾリル基、インダゾリル基、ベンズイソキサゾリル基、ベンズイソチアゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、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、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、及びキサンテニル基等が挙げられる。
該ヘテロアリール基としては、例えば、ピロリル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリジニル基、キノリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズオキサゾリル基、ベンズチアゾリル基、インダゾリル基、ベンズイソキサゾリル基、ベンズイソチアゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、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、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、及びキサンテニル基等が挙げられる。
前記炭素数1〜50のフルオロアルキル基としては、例えば、上述の炭素数1〜50のアルキル基の少なくとも1個の水素原子、好ましくは1〜7個の水素原子又はすべての水素原子をフッ素原子で置換して得られる基が挙げられる。
具体的なフルオロアルキル基としては、例えば、ヘプタフルオロプロピル基、ペンタフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、及びトリフルオロメチル基が挙げられる。
具体的なフルオロアルキル基としては、例えば、ヘプタフルオロプロピル基、ペンタフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、及びトリフルオロメチル基が挙げられる。
前記炭素数1〜50のアルコキシ基は、−ORXで表される基であって、RXは、上述の炭素数1〜50のアルキル基を表す。
具体的なアルコキシ基としては、例えば、t−ブトキシ基、プロポキシ基、エトキシ基、及びメトキシ基が挙げられる。
具体的なアルコキシ基としては、例えば、t−ブトキシ基、プロポキシ基、エトキシ基、及びメトキシ基が挙げられる。
前記炭素数1〜50のフルオロアルコキシ基は、−ORYで表される基であって、RYは、上述の炭素数1〜50のフルオロアルキル基を表す。
具体的なフルオロアルコキシ基としては、例えば、ヘプタフルオロプロポキシ基、ペンタフルオロエトキシ基、2,2,2−トリフルオロエトキシ基、及びトリフルオロメトキシ基が挙げられる。
具体的なフルオロアルコキシ基としては、例えば、ヘプタフルオロプロポキシ基、ペンタフルオロエトキシ基、2,2,2−トリフルオロエトキシ基、及びトリフルオロメトキシ基が挙げられる。
前記環形成炭素数6〜50のアリールオキシ基は、−ORZで表される基であって、RZは上述の環形成炭素数6〜50のアリール基を表す。
具体的なアリールオキシ基としては、例えば、フェニルオキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、4−ビフェニルイルオキシ基、p−ターフェニル−4−イルオキシ基、p−トリルオキシ基が挙げられる。
具体的なアリールオキシ基としては、例えば、フェニルオキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、4−ビフェニルイルオキシ基、p−ターフェニル−4−イルオキシ基、p−トリルオキシ基が挙げられる。
炭素数1〜50のアルキル基及び環形成炭素数6〜50のアリール基から選ばれる置換基を有するジ置換アミノ基のアルキル基及びアリール基としては、上述の炭素数1〜50のアルキル基及び環形成炭素数6〜50のアリール基が挙げられる。
該ジ置換アミノ基としては、例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ジt−ブチルアミノ基などのジアルキルアミノ基;ジフェニルアミノ基、ジ(メチルフェニル)アミノ基、ジナフチルアミノ基、ジビフェニリルアミノ基などが挙げられる。
該ジ置換アミノ基としては、例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ジt−ブチルアミノ基などのジアルキルアミノ基;ジフェニルアミノ基、ジ(メチルフェニル)アミノ基、ジナフチルアミノ基、ジビフェニリルアミノ基などが挙げられる。
前記炭素数1〜50のアルキル基及び環形成炭素数6〜50のアリール基から選ばれる置換基を有するトリ置換シリル基のアルキル基及びアリール基としては、上述の炭素数1〜50のアルキル基及び環形成炭素数6〜50のアリール基が挙げられる。
該トリ置換シリル基としては、トリアルキルシリル基(アルキル基は前記の通りである。)、トリアリールシリル基(アリール基は前記の通りである。)が好ましい。トリアルキルシリル基としては、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリt−ブチルシリル基、トリn−ブチルシリル基が挙げられる。トリアリールシリル基としては、例えば、トリフェニルシリル基、トリ(メチルフェニル)シリル基が挙げられる。
該トリ置換シリル基としては、トリアルキルシリル基(アルキル基は前記の通りである。)、トリアリールシリル基(アリール基は前記の通りである。)が好ましい。トリアルキルシリル基としては、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリt−ブチルシリル基、トリn−ブチルシリル基が挙げられる。トリアリールシリル基としては、例えば、トリフェニルシリル基、トリ(メチルフェニル)シリル基が挙げられる。
以下、本発明について詳細に説明する。
なお、本明細書中、好ましいとする規定はそれぞれ任意に選択することができる。
なお、本明細書中、好ましいとする規定はそれぞれ任意に選択することができる。
[化合物]
本発明の一態様において、下記一般式(1)で表される化合物(以下、「化合物(1)」ともいう)が提供される。当該化合物は、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。
本発明の一態様において、下記一般式(1)で表される化合物(以下、「化合物(1)」ともいう)が提供される。当該化合物は、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。
〔一般式(1)中、Aは、下記一般式(1−A)で表される基であり、Bは、下記一般式(1−B)で表される基である。また、Lは、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基又は置換も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を表す。該Lは、下記一般式(1−A)におけるR1〜R4及び下記一般式(1−B)におけるR11〜R14のうちのいずれか1つと結合する。〕
<一般式(1−A)中のRa〜Rdについて>
Ra〜Rdのうち、RaとRb、RbとRc、RcとRdのうちのいずれか1組は、上記一般式(1−a)中の*部位にそれぞれ直接結合して環構造を形成し、それ以外はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表か、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成するが、好ましくはいずれも水素原子を表す。但し、RaとRbが一般式(1−a)中の*部位にそれぞれ直接結合して環構造を形成する場合には、RcとRdの組み合わせのみが互いに結合して環構造を形成し得、RcとRdが一般式(1−a)中の*部位にそれぞれ直接結合して環構造を形成する場合には、RaとRbの組み合わせのみが互いに結合して環構造を形成し得る。
なお、置換基は、前述の通りであり、好ましいものも前述の通りであるが、より好ましくは、置換もしくは無置換の炭素数1〜50(好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8)のアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20(好ましくは1〜5、より好ましくは1〜4)のアルコキシ基である。
Ra〜Rdのうち、RaとRb、RbとRc、RcとRdのうちのいずれか1組は、上記一般式(1−a)中の*部位にそれぞれ直接結合して環構造を形成し、それ以外はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表か、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成するが、好ましくはいずれも水素原子を表す。但し、RaとRbが一般式(1−a)中の*部位にそれぞれ直接結合して環構造を形成する場合には、RcとRdの組み合わせのみが互いに結合して環構造を形成し得、RcとRdが一般式(1−a)中の*部位にそれぞれ直接結合して環構造を形成する場合には、RaとRbの組み合わせのみが互いに結合して環構造を形成し得る。
なお、置換基は、前述の通りであり、好ましいものも前述の通りであるが、より好ましくは、置換もしくは無置換の炭素数1〜50(好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8)のアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20(好ましくは1〜5、より好ましくは1〜4)のアルコキシ基である。
<一般式(1−A)中のR1〜R4及び一般式(1−a)中のR5〜R8ついて>
R1〜R8のうちのいずれか1つのみが、一般式(1)中のLと結合する。好ましくは、R1〜R4のうちのいずれか1つが、一般式(1)中のLと結合する。なお、Lが単結合である場合には、一般式(1)中のBと直接結合することと同義である。
一方、Lと結合していないR1〜R8は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表すか、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成する。該環構造は、芳香族環であってもよいし、一部が飽和結合である環であってもよい。Lと結合していないR1〜R8は、好ましくはいずれも水素原子を表す。なお、置換基については、Ra〜Rdの場合と同様に説明される。
R1〜R8のうちのいずれか1つのみが、一般式(1)中のLと結合する。好ましくは、R1〜R4のうちのいずれか1つが、一般式(1)中のLと結合する。なお、Lが単結合である場合には、一般式(1)中のBと直接結合することと同義である。
一方、Lと結合していないR1〜R8は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表すか、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成する。該環構造は、芳香族環であってもよいし、一部が飽和結合である環であってもよい。Lと結合していないR1〜R8は、好ましくはいずれも水素原子を表す。なお、置換基については、Ra〜Rdの場合と同様に説明される。
<一般式(1−A)中のL1について>
L1は、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基、又は置換も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を表す。
L1が表すアリーレン基としては、例えば、フェニレン基(1,2−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,4−フェニレン基)、ナフチレン基(1,4−ナフチレン基、1,5−ナフチレン基など)、ビフェニリレン基、フルオレニレン基(2,7−フルオレニレン基など)、9,9−ジ置換フルオレニレン基(9,9−ジメチル−2,7−フルオレニレン基、9,9−ジフェニル−2,7−フルオレニレン基など)、ベンゾフルオレニレン基、ジベンゾフルオレニレン基、ピセニレン基、テトラセニレン基、ペンタセニレン基、ピレニレン基、クリセニレン基、ベンゾクリセニレン基、s−インダセニレン基、as−インダセニレン基、フルオランテニレン基、ベンゾフルオランテニレン基、トリフェニレニレン基、ベンゾトリフェニレニレン基、ペリレニレン基、コロネニレン基、ジベンゾアントリレン基等が挙げられる。
該アリーレン基としては、発光効率及び寿命の観点から、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリーレン基が好ましく、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリーレン基がより好ましく、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜10のアリーレン基がさらに好ましく、フェニレン基が特に好ましい。
L1は、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基、又は置換も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を表す。
L1が表すアリーレン基としては、例えば、フェニレン基(1,2−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,4−フェニレン基)、ナフチレン基(1,4−ナフチレン基、1,5−ナフチレン基など)、ビフェニリレン基、フルオレニレン基(2,7−フルオレニレン基など)、9,9−ジ置換フルオレニレン基(9,9−ジメチル−2,7−フルオレニレン基、9,9−ジフェニル−2,7−フルオレニレン基など)、ベンゾフルオレニレン基、ジベンゾフルオレニレン基、ピセニレン基、テトラセニレン基、ペンタセニレン基、ピレニレン基、クリセニレン基、ベンゾクリセニレン基、s−インダセニレン基、as−インダセニレン基、フルオランテニレン基、ベンゾフルオランテニレン基、トリフェニレニレン基、ベンゾトリフェニレニレン基、ペリレニレン基、コロネニレン基、ジベンゾアントリレン基等が挙げられる。
該アリーレン基としては、発光効率及び寿命の観点から、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリーレン基が好ましく、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリーレン基がより好ましく、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜10のアリーレン基がさらに好ましく、フェニレン基が特に好ましい。
L1が表すヘテロアリーレン基としては、例えば、ピロリレン基、フリレン基、チエニレン基、ピリジレン基、イミダゾピリジレン基、ピリダジニレン基、ピリミジニレン基、ピラジニレン基、トリアジニレン基、イミダゾリレン基、オキサゾリレン基、チアゾリレン基、ピラゾリレン基、イソオキサゾリレン基、イソチアゾリレン基、オキサジアゾリレン基、チアジアゾリレン基、トリアゾリレン基、テトラゾリレン基、インドリレン基、イソインドリレン基、ベンゾフラニレン基、イソベンゾフラニレン基、ベンゾチオフェニレン基、イソベンゾチオフェニレン基、インドリジニレン基、キノリジニレン基、キノリレン基、イソキノリレン基、シンノリレン基、フタラジニレン基、キナゾリニレン基、キノキサリニレン基、ベンズイミダゾリレン基、ベンズオキサゾリレン基、ベンズチアゾリレン基、インダゾリレン基、ベンズイソキサゾリレン基、ベンズイソチアゾリレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、フェナントリジニレン基、アクリジニレン基、フェナントロリニレン基、フェナジニレン基、フェノチアジニレン基、フェノキサジニレン基及びキサンテニレン基が挙げられる。該ヘテロアリーレン基としては、発光効率及び寿命の観点から、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリーレン基が好ましく、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜15のヘテロアリーレン基がより好ましく、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜10のヘテロアリーレン基がさらに好ましく、置換もしくは無置換の環形成原子数6のヘテロアリーレン基が特に好ましい。
また、該ヘテロアリーレン基としては、発光効率及び寿命の観点から、具体的には、置換もしくは無置換の、フリレン基、チエニレン基、ピリジレン基、イミダゾピリジレン基、ピリダジニレン基、ピリミジニレン基、ピラジニレン基、トリアジニレン基、ベンズイミダゾリレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、フェナントロリニレン基が好ましく、置換もしくは無置換のピリミジニレン基、置換もしくは無置換のトリアジニレン基がより好ましい。
L1としては、発光効率及び寿命の観点から、好ましくは単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基であり、より好ましくは単結合である。
また、該ヘテロアリーレン基としては、発光効率及び寿命の観点から、具体的には、置換もしくは無置換の、フリレン基、チエニレン基、ピリジレン基、イミダゾピリジレン基、ピリダジニレン基、ピリミジニレン基、ピラジニレン基、トリアジニレン基、ベンズイミダゾリレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、フェナントロリニレン基が好ましく、置換もしくは無置換のピリミジニレン基、置換もしくは無置換のトリアジニレン基がより好ましい。
L1としては、発光効率及び寿命の観点から、好ましくは単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基であり、より好ましくは単結合である。
<一般式(1−A)中のQ1について>
Q1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリール基を表す。
Q1が表すアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基(1−ナフチル基、2−ナフチル基)、アントリル基(1−アントリル基、2−アントリル基など)、ベンゾアントリル基、フェナントリル基(1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、9−フェナントリル基など)、ベンゾフェナントリル基、フルオレニル基、9,9−ジ置換フルオレニル基(9,9−ジメチル−2−フルオレニル基、9,9−ジフェニル−2−フルオレニル基など)、スピロビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、ピセニル基、テトラセニル基、ペンタセニル基、ピレニル基、クリセニル基、ベンゾクリセニル基、s−インダセニル基、as−インダセニル基、フルオランテニル基、ベンゾフルオランテニル基、トリフェニレニル基、ベンゾトリフェニレニル基、ペリレニル基、コロネニル基、ジベンゾアントリル基等が挙げられる。該アリール基としては、発光効率及び寿命の観点から、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基が好ましく、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜20のアリール基がより好ましい。
該アリール基としては、発光効率及び寿命の観点から、具体的には、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のビフェニリル基が好ましい。
Q1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリール基を表す。
Q1が表すアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基(1−ナフチル基、2−ナフチル基)、アントリル基(1−アントリル基、2−アントリル基など)、ベンゾアントリル基、フェナントリル基(1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、9−フェナントリル基など)、ベンゾフェナントリル基、フルオレニル基、9,9−ジ置換フルオレニル基(9,9−ジメチル−2−フルオレニル基、9,9−ジフェニル−2−フルオレニル基など)、スピロビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、ピセニル基、テトラセニル基、ペンタセニル基、ピレニル基、クリセニル基、ベンゾクリセニル基、s−インダセニル基、as−インダセニル基、フルオランテニル基、ベンゾフルオランテニル基、トリフェニレニル基、ベンゾトリフェニレニル基、ペリレニル基、コロネニル基、ジベンゾアントリル基等が挙げられる。該アリール基としては、発光効率及び寿命の観点から、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基が好ましく、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜20のアリール基がより好ましい。
該アリール基としては、発光効率及び寿命の観点から、具体的には、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のビフェニリル基が好ましい。
Q1が表すヘテロアリール基としては、例えば、ピロリル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、イミダゾピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、イソベンゾチオフェニル基、インドリジニル基、キノリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズオキサゾリル基、ベンズチアゾリル基、インダゾリル基、ベンズイソキサゾリル基、ベンズイソチアゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、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、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基及びキサンテニル基が挙げられる。該ヘテロアリール基としては、発光効率及び寿命の観点から、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基が好ましく、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜20のヘテロアリール基がより好ましい。
該ヘテロアリール基としては、発光効率及び寿命の観点から、具体的には、置換もしくは無置換の、フリル基、チエニル基、ピリジル基、イミダゾピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、ベンズイミダゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、フェナントロリニル基等が好ましく、置換もしくは無置換のピリミジニル基、置換もしくは無置換のトリアジニル基がより好ましく、置換ピリミジニル基、置換トリアジニル基がさらに好ましく、ジ置換ピリミジニル基、ジ置換トリアジニル基が特に好ましい。
Q1としては、発光効率及び寿命の観点から、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基であることが好ましく、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のビフェニリル基、ナフチル基、フェナントリル基、ベンゾフェナントリル基、フルオレニル基、9,9−ジ置換フルオレニル基、スピロビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ベンゾクリセニル基、フルオランテニル基、ベンゾフルオランテニル基、トリフェニレニル基が特に好ましい。
該ヘテロアリール基としては、発光効率及び寿命の観点から、具体的には、置換もしくは無置換の、フリル基、チエニル基、ピリジル基、イミダゾピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、ベンズイミダゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、フェナントロリニル基等が好ましく、置換もしくは無置換のピリミジニル基、置換もしくは無置換のトリアジニル基がより好ましく、置換ピリミジニル基、置換トリアジニル基がさらに好ましく、ジ置換ピリミジニル基、ジ置換トリアジニル基が特に好ましい。
Q1としては、発光効率及び寿命の観点から、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基であることが好ましく、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のビフェニリル基、ナフチル基、フェナントリル基、ベンゾフェナントリル基、フルオレニル基、9,9−ジ置換フルオレニル基、スピロビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ベンゾクリセニル基、フルオランテニル基、ベンゾフルオランテニル基、トリフェニレニル基が特に好ましい。
また、Q1としては、発光効率及び寿命の観点から、下記一般式(3)で表される基が好ましく、下記一般式(3−1)で表される基がより好ましく、下記一般式(3−2)〜(3−4)で表される基がさらに好ましい。
(上記一般式中、Z1〜Z5のうちの少なくとも1つは窒素原子を表し、それ以外は、それぞれ独立に、C(R30)を表す。該R30は、水素原子又は置換基を表す。
Z1〜Z5のうち、C(R30)を表すものが複数ある場合、複数のR30は同一でも異なっていてもよく、また、複数のR30は互いに結合して環構造を形成していてもよい。)
(上記一般式中、Z2〜Z5は、それぞれ独立に、窒素原子又はC(R30)を表す。該R30は、水素原子又は置換基を表す。
Z2〜Z5のうち、C(R30)を表すものが複数ある場合、複数のR30は同一でも異なっていてもよく、また、複数のR30は互いに結合して環構造を形成していてもよい。)
(上記一般式中、R31〜R34は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。一般式(3−2)中のR31とR32、及びR32とR33は、互いに結合して環構造を形成していてもよい。また、一般式(3−3)中のR33とR34は、互いに結合して環構造を形成していてもよい。)
(上記一般式中、Z1〜Z5のうちの少なくとも1つは窒素原子を表し、それ以外は、それぞれ独立に、C(R30)を表す。該R30は、水素原子又は置換基を表す。
Z1〜Z5のうち、C(R30)を表すものが複数ある場合、複数のR30は同一でも異なっていてもよく、また、複数のR30は互いに結合して環構造を形成していてもよい。)
(上記一般式中、Z2〜Z5は、それぞれ独立に、窒素原子又はC(R30)を表す。該R30は、水素原子又は置換基を表す。
Z2〜Z5のうち、C(R30)を表すものが複数ある場合、複数のR30は同一でも異なっていてもよく、また、複数のR30は互いに結合して環構造を形成していてもよい。)
(上記一般式中、R31〜R34は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。一般式(3−2)中のR31とR32、及びR32とR33は、互いに結合して環構造を形成していてもよい。また、一般式(3−3)中のR33とR34は、互いに結合して環構造を形成していてもよい。)
<一般式(3)及び(3−1)について>
R30が表す置換基は、前記Ra〜Rdの場合と同様に説明される。特に、R30が表す置換基としては、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基が好ましく、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基が好ましく、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜20のアリール基がより好ましく、置換もしくは無置換のフェニル基がさらに好ましい。
複数のR30が互いに結合して環構造を形成している場合、一般式(3)は、例えば以下のような基となる。該環構造は、以下に示されるような芳香族環であってもよいし、一部が飽和結合である環であってもよい。
R30が表す置換基は、前記Ra〜Rdの場合と同様に説明される。特に、R30が表す置換基としては、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基が好ましく、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基が好ましく、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜20のアリール基がより好ましく、置換もしくは無置換のフェニル基がさらに好ましい。
複数のR30が互いに結合して環構造を形成している場合、一般式(3)は、例えば以下のような基となる。該環構造は、以下に示されるような芳香族環であってもよいし、一部が飽和結合である環であってもよい。
<一般式(3−2)〜(3−4)について>
R31〜R34が表す置換基はR30の場合と同様に説明され、好ましいものも同じである。
一般式(3−2)中のR31とR32、又はR32とR33が互いに結合して環構造を形成している場合、また、一般式(3−3)中のR33とR34が互いに結合して環構造を形成している場合、例えば、以下のような基となる。該環構造は、以下に示されるような芳香族環であってもよいし、一部が飽和結合である環であってもよい。
R31〜R34が表す置換基はR30の場合と同様に説明され、好ましいものも同じである。
一般式(3−2)中のR31とR32、又はR32とR33が互いに結合して環構造を形成している場合、また、一般式(3−3)中のR33とR34が互いに結合して環構造を形成している場合、例えば、以下のような基となる。該環構造は、以下に示されるような芳香族環であってもよいし、一部が飽和結合である環であってもよい。
<一般式(1−a)中のXについて>
Xは、酸素原子又は硫黄原子を表し、酸素原子であることも好ましく、硫黄原子であることも好ましいが、酸素原子であることがより好ましい。
Xは、酸素原子又は硫黄原子を表し、酸素原子であることも好ましく、硫黄原子であることも好ましいが、酸素原子であることがより好ましい。
<一般式(1−B)中のRe〜Rhについて>
Re〜Rhのうち、ReとRf、RfとRg、RgとRhのうちのいずれか1組は、上記一般式(1−b)中の*部位にそれぞれ直接結合して環構造を形成し、それ以外はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表すか、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成する。但し、ReとRfが一般式(1−b)中の*部位にそれぞれ直接結合して環構造を形成する場合には、RgとRhの組み合わせのみが互いに結合して環構造を形成し得、RgとRhが一般式(1−b)中の*部位にそれぞれ直接結合して環構造を形成する場合には、ReとRfの組み合わせのみが互いに結合して環構造を形成し得る。
なお、置換基は、前述の通りであり、好ましいものも前述の通りであるが、より好ましくは、置換もしくは無置換の炭素数1〜50(好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8)のアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20(好ましくは1〜5、より好ましくは1〜4)のアルコキシ基である。
Re〜Rhのうち、ReとRf、RfとRg、RgとRhのうちのいずれか1組は、上記一般式(1−b)中の*部位にそれぞれ直接結合して環構造を形成し、それ以外はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表すか、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成する。但し、ReとRfが一般式(1−b)中の*部位にそれぞれ直接結合して環構造を形成する場合には、RgとRhの組み合わせのみが互いに結合して環構造を形成し得、RgとRhが一般式(1−b)中の*部位にそれぞれ直接結合して環構造を形成する場合には、ReとRfの組み合わせのみが互いに結合して環構造を形成し得る。
なお、置換基は、前述の通りであり、好ましいものも前述の通りであるが、より好ましくは、置換もしくは無置換の炭素数1〜50(好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8)のアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20(好ましくは1〜5、より好ましくは1〜4)のアルコキシ基である。
<一般式(1−B)中のR11〜R14及び一般式(1−b)中のR15〜R18ついて>
R11〜R18のうちのいずれか1つのみが、一般式(1)中のLと結合する。好ましくは、R11〜R14のうちのいずれか1つが、一般式(1)中のLと結合する。なお、Lが単結合である場合には、一般式(1)中のAと直接結合することと同義である。
一般式(1−A)中のR1〜R4のうちのいずれか1つが一般式(1)中のLと結合する場合、一般式(1−b)中のR15〜R18のうちのいずれか1つがLと結合することも好ましい。特に好ましくは、一般式(1−A)中のR1〜R4のうちのいずれか1つ、及び一般式(1−B)中のR11〜R14のうちのいずれか1つがLと結合することである。
一方、Lと結合していないR11〜R18は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表すか、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成する。Lと結合していないR11〜R18は、好ましくはいずれも水素原子を表す。なお、置換基については、Re〜Rhの場合と同様に説明される。
R11〜R18のうちのいずれか1つのみが、一般式(1)中のLと結合する。好ましくは、R11〜R14のうちのいずれか1つが、一般式(1)中のLと結合する。なお、Lが単結合である場合には、一般式(1)中のAと直接結合することと同義である。
一般式(1−A)中のR1〜R4のうちのいずれか1つが一般式(1)中のLと結合する場合、一般式(1−b)中のR15〜R18のうちのいずれか1つがLと結合することも好ましい。特に好ましくは、一般式(1−A)中のR1〜R4のうちのいずれか1つ、及び一般式(1−B)中のR11〜R14のうちのいずれか1つがLと結合することである。
一方、Lと結合していないR11〜R18は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表すか、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成する。Lと結合していないR11〜R18は、好ましくはいずれも水素原子を表す。なお、置換基については、Re〜Rhの場合と同様に説明される。
<一般式(1−B)中のL2について>
L2は、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基、又は置換も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を表す。
L2が表すアリーレン基としては、前記L1の場合と同じものが挙げられる。該アリーレン基としては、発光効率及び寿命の観点から、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリーレン基が好ましく、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリーレン基がより好ましく、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜10のアリーレン基がさらに好ましく、フェニレン基が特に好ましい。
L2は、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基、又は置換も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を表す。
L2が表すアリーレン基としては、前記L1の場合と同じものが挙げられる。該アリーレン基としては、発光効率及び寿命の観点から、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリーレン基が好ましく、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリーレン基がより好ましく、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜10のアリーレン基がさらに好ましく、フェニレン基が特に好ましい。
L2が表すヘテロアリーレン基としては、前記L1の場合と同じものが挙げられる。該ヘテロアリーレン基としては、発光効率及び寿命の観点から、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリーレン基が好ましく、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜15のヘテロアリーレン基がより好ましく、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜10のヘテロアリーレン基がさらに好ましく、置換もしくは無置換の環形成原子数6のヘテロアリーレン基が特に好ましい。
また、該ヘテロアリーレン基としては、発光効率及び寿命の観点から、具体的には、置換もしくは無置換の、フリレン基、チエニレン基、ピリジレン基、イミダゾピリジレン基、ピリダジニレン基、ピリミジニレン基、ピラジニレン基、トリアジニレン基、ベンズイミダゾリレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、フェナントロリニレン基が好ましく、置換もしくは無置換のピリミジニレン基、置換もしくは無置換のトリアジニレン基がより好ましい。
L2としては、発光効率及び寿命の観点から、好ましくは単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基であり、より好ましくは単結合である。
また、該ヘテロアリーレン基としては、発光効率及び寿命の観点から、具体的には、置換もしくは無置換の、フリレン基、チエニレン基、ピリジレン基、イミダゾピリジレン基、ピリダジニレン基、ピリミジニレン基、ピラジニレン基、トリアジニレン基、ベンズイミダゾリレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、フェナントロリニレン基が好ましく、置換もしくは無置換のピリミジニレン基、置換もしくは無置換のトリアジニレン基がより好ましい。
L2としては、発光効率及び寿命の観点から、好ましくは単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基であり、より好ましくは単結合である。
<一般式(1−B)中のQ2について>
Q2は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリール基を表す。
Q2が表すアリール基としては、前記Q1の場合と同じものが挙げられる。該アリール基としては、発光効率及び寿命の観点から、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基が好ましく、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜20のアリール基がより好ましい。
該アリール基としては、発光効率及び寿命の観点から、具体的には、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のビフェニリル基、ナフチル基、フェナントリル基、ベンゾフェナントリル基、フルオレニル基、9,9−ジ置換フルオレニル基、スピロビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ベンゾクリセニル基、フルオランテニル基、ベンゾフルオランテニル基、トリフェニレニル基が好ましい。
Q2は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリール基を表す。
Q2が表すアリール基としては、前記Q1の場合と同じものが挙げられる。該アリール基としては、発光効率及び寿命の観点から、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基が好ましく、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜20のアリール基がより好ましい。
該アリール基としては、発光効率及び寿命の観点から、具体的には、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のビフェニリル基、ナフチル基、フェナントリル基、ベンゾフェナントリル基、フルオレニル基、9,9−ジ置換フルオレニル基、スピロビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ベンゾクリセニル基、フルオランテニル基、ベンゾフルオランテニル基、トリフェニレニル基が好ましい。
Q2が表すヘテロアリール基としては、前記Q1の場合と同じものが挙げられる。該ヘテロアリール基としては、発光効率及び寿命の観点から、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基が好ましく、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜20のヘテロアリール基がより好ましい。
該ヘテロアリール基としては、発光効率及び寿命の観点から、具体的には、置換もしくは無置換の、フリル基、チエニル基、ピリジル基、イミダゾピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、ベンズイミダゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、フェナントロリニル基等が好ましく、置換もしくは無置換のピリミジニル基、置換もしくは無置換のトリアジニル基がより好ましく、置換ピリミジニル基、置換トリアジニル基がさらに好ましく、ジ置換ピリミジニル基、ジ置換トリアジニル基が特に好ましい。
該ヘテロアリール基としては、発光効率及び寿命の観点から、具体的には、置換もしくは無置換の、フリル基、チエニル基、ピリジル基、イミダゾピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、ベンズイミダゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、フェナントロリニル基等が好ましく、置換もしくは無置換のピリミジニル基、置換もしくは無置換のトリアジニル基がより好ましく、置換ピリミジニル基、置換トリアジニル基がさらに好ましく、ジ置換ピリミジニル基、ジ置換トリアジニル基が特に好ましい。
Q2としては、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基であることが好ましい。
Q2が置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基であり、Q1が置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリール基である場合、本発明に係る化合物(1)は発光層のホスト材料(特に燐光ホスト材料)として好適である。
また、Q2が置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基であり、Q1が置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基である場合、本発明に係る化合物(1)は陽極と発光層との間に設けられる陽極側有機薄膜層(正孔輸送層、正孔注入層等)用材料又は発光層のホスト材料(特に燐光ホスト材料)として好適であり、特に、陽極側有機薄膜層(正孔輸送層、正孔注入層等)用材料として好適である。
Q2が置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基であり、Q1が置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリール基である場合、本発明に係る化合物(1)は発光層のホスト材料(特に燐光ホスト材料)として好適である。
また、Q2が置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基であり、Q1が置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基である場合、本発明に係る化合物(1)は陽極と発光層との間に設けられる陽極側有機薄膜層(正孔輸送層、正孔注入層等)用材料又は発光層のホスト材料(特に燐光ホスト材料)として好適であり、特に、陽極側有機薄膜層(正孔輸送層、正孔注入層等)用材料として好適である。
<一般式(1−b)中のYについて>
Yは、C(R19)(R20)、N(R21)、酸素原子又は硫黄原子を表す。該R19及びR20は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のフルオロアルキル基、もしくはシアノ基を表すか、又は互いに結合して環構造を形成する。該R21は、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリール基、又は置換もしくは無置換の炭素数1〜20のフルオロアルキル基を表す。
R19、R20及びR21が表す置換基としては、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数1〜50(好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8)のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18)のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50(好ましくは5〜24、より好ましくは5〜13)のヘテロアリール基がより好ましい。特に、R19及びR20が表す置換基としては、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数1〜50(好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8)のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18)のアリール基がより好ましく、置換もしくは無置換の炭素数1〜50(好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8)のアルキル基がさらに好ましい。また、R21が表す置換基としては、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18)のアリール基がより好ましい。
C(R19)(R20)におけるR19及びR20が互いに結合して環構造を形成する場合、具体的には、例えば以下に示す様な構造が挙げられる。
Yは、C(R19)(R20)、N(R21)、酸素原子又は硫黄原子を表す。該R19及びR20は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のフルオロアルキル基、もしくはシアノ基を表すか、又は互いに結合して環構造を形成する。該R21は、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリール基、又は置換もしくは無置換の炭素数1〜20のフルオロアルキル基を表す。
R19、R20及びR21が表す置換基としては、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数1〜50(好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8)のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18)のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50(好ましくは5〜24、より好ましくは5〜13)のヘテロアリール基がより好ましい。特に、R19及びR20が表す置換基としては、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数1〜50(好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8)のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18)のアリール基がより好ましく、置換もしくは無置換の炭素数1〜50(好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8)のアルキル基がさらに好ましい。また、R21が表す置換基としては、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50(好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18)のアリール基がより好ましい。
C(R19)(R20)におけるR19及びR20が互いに結合して環構造を形成する場合、具体的には、例えば以下に示す様な構造が挙げられる。
Yとしては、C(R19)(R20)、酸素原子、硫黄原子が好ましく、酸素原子がより好ましい。
<一般式(1)中のLについて>
Lは、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基又は置換も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を表す。
Lが表すアリーレン基及びヘテロアリーレン基としては、前記L1と同じものが挙げられ、好ましいものも同じである。
Lとしては、発光効率及び寿命の観点から、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基が好ましく、単結合がより好ましい。
なお、該Lは、一般式(1−A)におけるR1〜R4及び一般式(1−B)におけるR11〜R14のうちのいずれか1つと結合することが好ましい。より詳細に説明すると、前述の通り、一般式(1−A)におけるR1〜R8のうちのいずれか1つはLと結合し、一般式(1−B)におけるR11〜R18のうちのいずれか1つはLと結合するが、これらR1〜R8及びR11〜R18の中でも、R1〜R4及びR11〜R14のうちのいずれか1つは必ずLと結合していることが好ましいということである。
ここで、Lが、一般式(1−A)におけるR3及び一般式(1−B)におけるR13と結合する場合を一例として挙げると、以下の一般式で表される化合物となる。
Lは、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基又は置換も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を表す。
Lが表すアリーレン基及びヘテロアリーレン基としては、前記L1と同じものが挙げられ、好ましいものも同じである。
Lとしては、発光効率及び寿命の観点から、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基が好ましく、単結合がより好ましい。
なお、該Lは、一般式(1−A)におけるR1〜R4及び一般式(1−B)におけるR11〜R14のうちのいずれか1つと結合することが好ましい。より詳細に説明すると、前述の通り、一般式(1−A)におけるR1〜R8のうちのいずれか1つはLと結合し、一般式(1−B)におけるR11〜R18のうちのいずれか1つはLと結合するが、これらR1〜R8及びR11〜R18の中でも、R1〜R4及びR11〜R14のうちのいずれか1つは必ずLと結合していることが好ましいということである。
ここで、Lが、一般式(1−A)におけるR3及び一般式(1−B)におけるR13と結合する場合を一例として挙げると、以下の一般式で表される化合物となる。
上記一般式(1−A−1)〜(1−A−6)中、R1〜R8、X、L1及びQ1は、前記定義の通りであり、好ましいものも同じである。Ra〜Rdは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、該置換基については、前述したRa〜Rdが表す置換基の説明の通りである。
上記一般式(1−B−1)〜(1−B−6)中、R11〜R18、Y、L2及びQ2は、前記定義の通りであり、好ましいものも同じである。Re〜Rhは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、該置換基については、前述したRe〜Rhが表す置換基の説明の通りである。
前記一般式(1)において、Aは、発光効率及び寿命の観点から、一般式(1−A)及び(1−A−1)〜(1−A−6)中のR1〜R4のいずれかでLと結合することが好ましく、R2又はR3でLと結合することがより好ましく、R3でLと結合することがさらに好ましい。
また、Bは、発光効率及び寿命の観点から、一般式(1−B)及び(1−B−1)〜(1−B−6)中のR11〜R14のいずれかでLと結合することが好ましく、R12又はR13でLと結合することがより好ましく、R13でLと結合することがさらに好ましい。
また、Bは、発光効率及び寿命の観点から、一般式(1−B)及び(1−B−1)〜(1−B−6)中のR11〜R14のいずれかでLと結合することが好ましく、R12又はR13でLと結合することがより好ましく、R13でLと結合することがさらに好ましい。
上記一般式(2)中、Ra、Rd、Re、Rh、R5〜R8、R15〜R18、X、Y、L、L1、L2、Q1及びQ2は、前記定義の通りであり、好ましいものも同じである。
なお、Lが結合する2つのベンゼン環はいずれも、置換基を有していてもよく、該置換基は前記R1〜R4及びR11〜R14が表す置換基と同義であり、また該置換基が複数ある場合は、置換基同士が結合して環構造を形成していてもよい。Lが結合する2つのベンゼン環はいずれも、置換基を有していないことが好ましい。
なお、Lが結合する2つのベンゼン環はいずれも、置換基を有していてもよく、該置換基は前記R1〜R4及びR11〜R14が表す置換基と同義であり、また該置換基が複数ある場合は、置換基同士が結合して環構造を形成していてもよい。Lが結合する2つのベンゼン環はいずれも、置換基を有していないことが好ましい。
上記一般式(2−1)〜(2−4)中、Ra、Rd、Re、Rh、R5〜R8、R15〜R18、X、Y、L、L1、L2、Q1及びQ2は、前記定義の通りであり、好ましいものも同じである。
R1〜R4及びR11〜R14は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、隣接する置換基は互いに結合して環構造を形成していてもよい。
R1〜R4及びR11〜R14が表す置換基は前記定義の通りである。隣接する置換基は環構造を形成していないことが好ましい。
R1〜R4及びR11〜R14としては、いずれも水素原子であることが好ましい。
R1〜R4及びR11〜R14は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、隣接する置換基は互いに結合して環構造を形成していてもよい。
R1〜R4及びR11〜R14が表す置換基は前記定義の通りである。隣接する置換基は環構造を形成していないことが好ましい。
R1〜R4及びR11〜R14としては、いずれも水素原子であることが好ましい。
一般式(1)で表される化合物としては、発光効率及び寿命の観点から、下記一般式(2−1’)〜(2−4’)のいずれかで表される化合物がさらに好ましく、下記一般式(2−1’)、(2−3’)、(2−4’)のいずれかで表される化合物がよりさらに好ましい。
上記一般式(2−1’)〜(2−4’)中、Ra、Rd、Re、Rh、R5〜R8、R15〜R18、X、Y、L1、L2、Q1及びQ2は、前記定義の通りであり、好ましいものも同じである。R1〜R4及びR11〜R14は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、隣接する置換基は互いに結合して環構造を形成していてもよい。
R1〜R4及びR11〜R14が表す置換基は前記定義の通りである。隣接する置換基は環構造を形成していないことが好ましい。
R1〜R4及びR11〜R14としては、いずれも水素原子であることが好ましい。
R1〜R4及びR11〜R14が表す置換基は前記定義の通りである。隣接する置換基は環構造を形成していないことが好ましい。
R1〜R4及びR11〜R14としては、いずれも水素原子であることが好ましい。
また、一般式(1)で表される化合物としては、発光効率及び寿命の観点から、下記一般式(2−1'−i)〜(2−4'−i)のいずれかで表される化合物がさらに好ましく、下記一般式(2−1'−i)、(2−4'−i)のいずれかで表される化合物がよりさらに好ましい。
上記一般式(2−1'−i)〜(2−4'−i)中、Ra、Rd、Re、Rh、R5〜R8、R15〜R18、X、L1、L2、Q1及びQ2は、前記定義の通りであり、好ましいものも同じである。R1〜R4及びR11〜R14は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、隣接する置換基は互いに結合して環構造を形成していてもよい。
R1〜R4及びR11〜R14が表す置換基は前記定義の通りである。隣接する置換基は環構造を形成していないことが好ましい。
R1〜R4及びR11〜R14としては、いずれも水素原子であることが好ましい。
Zは酸素原子又は硫黄原子を表す。Zとしては、発光効率及び寿命の観点から、酸素原子であることが好ましい。
R1〜R4及びR11〜R14が表す置換基は前記定義の通りである。隣接する置換基は環構造を形成していないことが好ましい。
R1〜R4及びR11〜R14としては、いずれも水素原子であることが好ましい。
Zは酸素原子又は硫黄原子を表す。Zとしては、発光効率及び寿命の観点から、酸素原子であることが好ましい。
一般式(1)で表される化合物としては、発光効率及び寿命の観点から、下記一般式(2−1'−i−O)〜(2−4'−i−O)のいずれかで表される化合物がさらに好ましく、下記一般式(2−1'−i−O)、(2−4'−i−O)のいずれかで表される化合物がよりさらに好ましい。
上記一般式(2−1'−i−O)〜(2−4'−i−O)中、Ra、Rd、Re、Rh、R5〜R8、R15〜R18、L1、L2、Q1及びQ2は、前記定義の通りであり、好ましいものも同じである。R1〜R4及びR11〜R14は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、隣接する置換基は互いに結合して環構造を形成していてもよい。
R1〜R4及びR11〜R14が表す置換基は前記定義の通りである。隣接する置換基は環構造を形成していないことが好ましい。
R1〜R4及びR11〜R14としては、いずれも水素原子であることが好ましい。
R1〜R4及びR11〜R14が表す置換基は前記定義の通りである。隣接する置換基は環構造を形成していないことが好ましい。
R1〜R4及びR11〜R14としては、いずれも水素原子であることが好ましい。
また、以上の全ての一般式において、発光効率及び寿命の観点から、Q1及びQ2が、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基である化合物も好ましい。この場合、本発明に係る化合物(1)は、陽極と発光層との間に設けられる陽極側有機薄膜層(正孔輸送層、正孔注入層等)用材料又は発光層のホスト材料(特に燐光ホスト材料)として好適であり、特に、陽極側有機薄膜層(正孔輸送層、正孔注入層等)用材料として好適である。
さらに、以上の全ての一般式において、発光効率及び寿命の観点から、Q1が前記一般式(3)、(3−1)〜(3−4)のいずれかで表される基であり、Q2が、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基である化合物も好ましい。この場合、本発明に係る化合物(1)は発光層のホスト材料(特に燐光ホスト材料)として好適である。
なお、以上の全ての一般式において、発光効率及び寿命の観点から、Lと結合していないR1〜R8、Lと結合していないR11〜R18、Ra〜Rdのうち上記一般式(1−a)中の*部位に結合して環構造を形成しないもの、及び、Re〜Rhのうち上記一般式(1−b)中の*部位に結合して環構造を形成しないものが、いずれも水素原子であることが好ましい。
さらに、以上の全ての一般式において、発光効率及び寿命の観点から、Q1が前記一般式(3)、(3−1)〜(3−4)のいずれかで表される基であり、Q2が、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基である化合物も好ましい。この場合、本発明に係る化合物(1)は発光層のホスト材料(特に燐光ホスト材料)として好適である。
なお、以上の全ての一般式において、発光効率及び寿命の観点から、Lと結合していないR1〜R8、Lと結合していないR11〜R18、Ra〜Rdのうち上記一般式(1−a)中の*部位に結合して環構造を形成しないもの、及び、Re〜Rhのうち上記一般式(1−b)中の*部位に結合して環構造を形成しないものが、いずれも水素原子であることが好ましい。
以下に本発明の一態様の化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。
[有機EL素子用材料]
本発明の一態様の有機EL素子用材料は、上述の前記化合物(1)を含有するものであり、前記化合物(1)の含有量は好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上、特に好ましくは90質量%以上である。本発明の一態様の有機EL素子用材料は、上述の前記化合物(1)のみで構成されていてもよい。好ましい化合物としては前述の通りである。以下、化合物(1)に関する記載は、前述の好ましい化合物に置き換えて読むことができる。
本発明の一態様の有機EL素子用材料は、有機EL素子における材料として有用であり、例えば、有機EL素子の陽極と陰極との間に配置された一層以上の有機薄膜層の材料として有用であり、特に、正孔輸送層の材料もしくは正孔注入層の材料、又は発光層のホスト材料(特に燐光ホスト材料)としてより有用である。
本発明の一態様の有機EL素子用材料は、上述の前記化合物(1)を含有するものであり、前記化合物(1)の含有量は好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上、特に好ましくは90質量%以上である。本発明の一態様の有機EL素子用材料は、上述の前記化合物(1)のみで構成されていてもよい。好ましい化合物としては前述の通りである。以下、化合物(1)に関する記載は、前述の好ましい化合物に置き換えて読むことができる。
本発明の一態様の有機EL素子用材料は、有機EL素子における材料として有用であり、例えば、有機EL素子の陽極と陰極との間に配置された一層以上の有機薄膜層の材料として有用であり、特に、正孔輸送層の材料もしくは正孔注入層の材料、又は発光層のホスト材料(特に燐光ホスト材料)としてより有用である。
[有機EL素子]
次に、本発明の一態様の有機EL素子について説明する。
有機EL素子の代表的な素子構成としては、以下の(1)〜(13)を挙げることができるが、特にこれらに限定されるものではない。なお、(8)の素子構成が好ましく用いられる。
(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/電子注入層/陰極
(4)陽極/正孔注入層/発光層/電子注入層/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(/正孔注入層)/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/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/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/絶縁層/陰極
(13)陽極/絶縁層/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
次に、本発明の一態様の有機EL素子について説明する。
有機EL素子の代表的な素子構成としては、以下の(1)〜(13)を挙げることができるが、特にこれらに限定されるものではない。なお、(8)の素子構成が好ましく用いられる。
(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/電子注入層/陰極
(4)陽極/正孔注入層/発光層/電子注入層/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(/正孔注入層)/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/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/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/絶縁層/陰極
(13)陽極/絶縁層/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
図1に、本発明の一態様の有機EL素子の一例の概略構成を示す。
有機EL素子1は、基板2、陽極3、陰極4、及び該陽極3と陰極4との間に配置された発光ユニット10とを有する。発光ユニット10は、ホスト材料とドーパント(発光材料)を含む発光層5を有する。発光層5と陽極3との間に正孔注入・輸送層6(陽極側有機薄膜層6)等、発光層5と陰極4との間に電子注入・輸送層7(陰極側有機薄膜層7)等を形成してもよい。また、発光層5の陽極3側に電子障壁層を、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、電子や正孔を発光層5に閉じ込めて、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、基板2、陽極3、陰極4、及び該陽極3と陰極4との間に配置された発光ユニット10とを有する。発光ユニット10は、ホスト材料とドーパント(発光材料)を含む発光層5を有する。発光層5と陽極3との間に正孔注入・輸送層6(陽極側有機薄膜層6)等、発光層5と陰極4との間に電子注入・輸送層7(陰極側有機薄膜層7)等を形成してもよい。また、発光層5の陽極3側に電子障壁層を、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、電子や正孔を発光層5に閉じ込めて、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。
本発明の一態様の有機EL素子は、陰極と陽極の間に少なくとも発光層を含む一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該有機薄膜層の少なくとも1層が、前記一般式(1)で表される化合物(化合物(1))を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子である。
前記化合物(1)が含まれる有機薄膜層としては、陽極と発光層との間に設けられる陽極側有機薄膜層(正孔輸送層、正孔注入層等)、発光層、陰極と発光層との間に設けられる陰極側有機薄膜層(電子輸送層、電子注入層等)、スペース層、障壁層等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
前記化合物(1)は、有機EL素子のいずれの有機薄膜層に用いてもよいが、発光効率及び寿命の観点から、正孔注入層もしくは正孔輸送層又は発光層に用いることが好ましい。
つまり、本発明の一態様の有機EL素子としては、前記発光層が、前記化合物(1)を含む有機EL素子であることがより好ましい。前記発光層が、前記化合物(1)を含む有機EL素子であるとき、該発光層が、さらに後述の燐光発光材料を含有することが好ましい。
また、本発明の一態様の有機EL素子としては、前記有機薄膜層が、前記化合物(1)を含む正孔注入層及び正孔輸送層の少なくとも一方を含む有機EL素子であることがより好ましい。前記有機薄膜層が、前記化合物(1)を含む正孔注入層及び正孔輸送層の少なくとも一方を含む有機EL素子であるとき、前記発光層が後述の蛍光発光材料を含有することが好ましい。
前記化合物(1)は、有機EL素子のいずれの有機薄膜層に用いてもよいが、発光効率及び寿命の観点から、正孔注入層もしくは正孔輸送層又は発光層に用いることが好ましい。
つまり、本発明の一態様の有機EL素子としては、前記発光層が、前記化合物(1)を含む有機EL素子であることがより好ましい。前記発光層が、前記化合物(1)を含む有機EL素子であるとき、該発光層が、さらに後述の燐光発光材料を含有することが好ましい。
また、本発明の一態様の有機EL素子としては、前記有機薄膜層が、前記化合物(1)を含む正孔注入層及び正孔輸送層の少なくとも一方を含む有機EL素子であることがより好ましい。前記有機薄膜層が、前記化合物(1)を含む正孔注入層及び正孔輸送層の少なくとも一方を含む有機EL素子であるとき、前記発光層が後述の蛍光発光材料を含有することが好ましい。
前記化合物(1)の有機薄膜層、好ましくは正孔注入層又は正孔輸送層中の含有量は、その有機薄膜層の成分の全モル量に対して、好ましくは30〜100モル%、より好ましくは50〜100モル%、さらに好ましくは80〜100モル%であり、よりさらに好ましくは95〜100モル%である。
(基板)
基板は、発光素子の支持体として用いられる。基板としては、例えば、ガラス、石英、プラスチックなどを用いることができる。また、可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、折り曲げることができる(フレキシブル)基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニルからなるプラスチック基板等が挙げられる。また、無機蒸着フィルムを用いることもできる。
基板は、発光素子の支持体として用いられる。基板としては、例えば、ガラス、石英、プラスチックなどを用いることができる。また、可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、折り曲げることができる(フレキシブル)基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニルからなるプラスチック基板等が挙げられる。また、無機蒸着フィルムを用いることもできる。
(陽極)
基板上に形成される陽極には、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化タングステン、及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム、グラフェン等が挙げられる。この他、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、又は金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等が挙げられる。
基板上に形成される陽極には、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化タングステン、及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム、グラフェン等が挙げられる。この他、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、又は金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等が挙げられる。
これらの材料は、通常、スパッタリング法により成膜される。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し1〜10質量%の酸化亜鉛を加えたターゲットを、酸化タングステン、及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウムは、酸化インジウムに対し酸化タングステンを0.5〜5質量%、酸化亜鉛を0.1〜1質量%含有したターゲットを用いることにより、スパッタリング法で形成することができる。その他、真空蒸着法、塗布法、インクジェット法、スピンコート法などにより作製してもよい。
陽極上に形成されるEL層のうち、陽極に接して形成される正孔注入層は、陽極の仕事関数に関係なく正孔(ホール)注入が容易である複合材料を用いて形成されるため、電極材料として可能な材料(例えば、金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物、その他、元素周期表の第1族又は第2族に属する元素も含む)を用いることができる。
仕事関数の小さい材料である、元素周期表の第1族又は第2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、及びマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、及びこれらを含む合金(例えば、MgAg、AlLi)、ユーロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属及びこれらを含む合金等を用いることもできる。なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及びこれらを含む合金を用いて陽極を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。さらに、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることができる。
仕事関数の小さい材料である、元素周期表の第1族又は第2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、及びマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、及びこれらを含む合金(例えば、MgAg、AlLi)、ユーロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属及びこれらを含む合金等を用いることもできる。なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及びこれらを含む合金を用いて陽極を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。さらに、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることができる。
(正孔注入層)
正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。
本発明の一態様の有機EL素子の当該正孔注入層は、本発明の一態様の前記化合物(1)を単独で又は下記の化合物と組み合わせて含むことが好ましい。
正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。
本発明の一態様の有機EL素子の当該正孔注入層は、本発明の一態様の前記化合物(1)を単独で又は下記の化合物と組み合わせて含むことが好ましい。
正孔注入性の高い物質としては、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。
低分子の有機化合物である4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、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(略称:MTDATA)、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、4,4’−ビス(N−{4−[N’−(3−メチルフェニル)−N’−フェニルアミノ]フェニル}−N−フェニルアミノ)ビフェニル(略称:DNTPD)、1,3,5−トリス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ベンゼン(略称:DPA3B)、3−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)、3−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)等の芳香族アミン化合物等も挙げられる。
高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)を用いることもできる。例えば、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)、ポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)、ポリ[N−(4−{N’−[4−(4−ジフェニルアミノ)フェニル]フェニル−N’−フェニルアミノ}フェニル)メタクリルアミド](略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)ベンジジン](略称:Poly−TPD)などの高分子化合物が挙げられる。また、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)、ポリアニリン/ポリ(スチレンスルホン酸)(PAni/PSS)等の酸を添加した高分子化合物を用いることもできる。
(正孔輸送層)
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。
本発明の一態様の有機EL素子は、正孔輸送層に、本発明の一態様の前記化合物(1)を単独で又は下記の化合物と組み合わせて含むものであってもよい。
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。
本発明の一態様の有機EL素子は、正孔輸送層に、本発明の一態様の前記化合物(1)を単独で又は下記の化合物と組み合わせて含むものであってもよい。
正孔輸送層には、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体等を使用する事ができる。具体的には、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BAFLP)、4,4’−ビス[N−(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DFLDPBi)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、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(略称:MTDATA)、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質である。
正孔輸送層には、CBP、CzPA、PCzPAのようなカルバゾール誘導体や、t−BuDNA、DNA、DPAnthのようなアントラセン誘導体を用いても良い。ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)やポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)等の高分子化合物を用いることもできる。
但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。
なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が2層以上積層したものとしてもよい。例えば、正孔輸送層は、第1正孔輸送層(陽極側)と第2正孔輸送層(発光層側)の2層構造にしてもよい。この場合、本発明の一態様の前記化合物(1)は第1正孔輸送層と第2正孔輸送層のいずれに含まれていてもよい。
但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。
なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が2層以上積層したものとしてもよい。例えば、正孔輸送層は、第1正孔輸送層(陽極側)と第2正孔輸送層(発光層側)の2層構造にしてもよい。この場合、本発明の一態様の前記化合物(1)は第1正孔輸送層と第2正孔輸送層のいずれに含まれていてもよい。
本発明の一実施態様の有機EL素子では、正孔輸送層又は第1正孔輸送層の陽極側に電子受容性化合物(アクセプター材料とも称する。)を含有する層(アクセプター層)を接合してもよい。これにより駆動電圧の低下及び製造コストの低減が期待される。
電子受容性化合物としては、下記式(A)又は(B)で表される化合物が好ましい。
電子受容性化合物としては、下記式(A)又は(B)で表される化合物が好ましい。
(上記式(A)中、R311〜R316は互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、シアノ基、−CONH2、カルボキシル基、又は−COOR317(R317は炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数3〜20のシクロアルキル基を表す)を表す。ただし、R311及びR312、R313及びR314、並びにR315及びR316の1又は2以上の対が一緒になって−CO−O−CO−で示される基を形成してもよい。)
R317としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−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る。
R317としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−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る。
上記一般式(B)中、R41〜R44は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数6〜50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の複素環基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数6〜50のアリールオキシ基、又はシアノ基である。R41〜R44のうち互いに隣接するものは互いに結合して環を形成してもよい。
Y1〜Y4は互いに同一でも異なっていてもよく、−N=、−CH=、又はC(R45)=であり、R45は、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数6〜50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の複素環基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数6〜50のアリールオキシ基、又はシアノ基である。
Ar10は、環形成炭素数6〜24の縮合環又は環形成原子数6〜24の複素環である。ar1及びar2は、それぞれ独立に、下記一般式(i)又は(ii)の環を表す。
{式中、X1及びX2は互いに同一でも異なっていてもよく、下記(a)〜(g)に示す二価の基のいずれかである。
Y1〜Y4は互いに同一でも異なっていてもよく、−N=、−CH=、又はC(R45)=であり、R45は、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数6〜50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の複素環基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数6〜50のアリールオキシ基、又はシアノ基である。
Ar10は、環形成炭素数6〜24の縮合環又は環形成原子数6〜24の複素環である。ar1及びar2は、それぞれ独立に、下記一般式(i)又は(ii)の環を表す。
{式中、X1及びX2は互いに同一でも異なっていてもよく、下記(a)〜(g)に示す二価の基のいずれかである。
(式中、R51〜R54は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数6〜50のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の複素環基であり、R52とR53は互いに結合して環を形成してもよい。)}
R41〜R44及びR51〜R54の各基の例としては以下の通りである。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−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る。
アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
複素環基としては、ピリジン、ピラジン、フラン、イミダゾール、ベンズイミダゾール、チオフェン等の残基が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。
アリールオキシ基の例としては、フェニルオキシ基等が挙げられる。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−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る。
アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
複素環基としては、ピリジン、ピラジン、フラン、イミダゾール、ベンズイミダゾール、チオフェン等の残基が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。
アリールオキシ基の例としては、フェニルオキシ基等が挙げられる。
(発光層のゲスト材料)
発光層は、発光性の高い物質を含む層であり、種々の材料を用いることができる。例えば、発光性の高い物質としては、蛍光を発光する蛍光性化合物や燐光を発光する燐光性化合物を用いることができる。蛍光性化合物は一重項励起状態から発光可能な化合物であり、燐光性化合物は三重項励起状態から発光可能な化合物である。
発光層に用いることができる青色系の蛍光発光材料として、ピレン誘導体、スチリルアミン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、フルオレン誘導体、ジアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体等が使用できる。具体的には、N,N’−ビス[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニルスチルベン−4,4’−ジアミン(略称:YGA2S)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:YGAPA)、4−(10−フェニル−9−アントリル)−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBAPA)などが挙げられる。
発光層は、発光性の高い物質を含む層であり、種々の材料を用いることができる。例えば、発光性の高い物質としては、蛍光を発光する蛍光性化合物や燐光を発光する燐光性化合物を用いることができる。蛍光性化合物は一重項励起状態から発光可能な化合物であり、燐光性化合物は三重項励起状態から発光可能な化合物である。
発光層に用いることができる青色系の蛍光発光材料として、ピレン誘導体、スチリルアミン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、フルオレン誘導体、ジアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体等が使用できる。具体的には、N,N’−ビス[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニルスチルベン−4,4’−ジアミン(略称:YGA2S)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:YGAPA)、4−(10−フェニル−9−アントリル)−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBAPA)などが挙げられる。
発光層に用いることができる緑色系の蛍光発光材料として、芳香族アミン誘導体等を使用できる。具体的には、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCABPhA)、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPAPA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPABPhA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)]−N−[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニルアントラセン−2−アミン(略称:2YGABPhA)、N,N,9−トリフェニルアントラセン−9−アミン(略称:DPhAPhA)等が挙げられる。
発光層に用いることができる赤色系の蛍光発光材料として、テトラセン誘導体、ジアミン誘導体等が使用できる。具体的には、N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)テトラセン−5,11−ジアミン(略称:p−mPhTD)、7,14−ジフェニル−N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)アセナフト[1,2−a]フルオランテン−3,10−ジアミン(略称:p−mPhAFD)等が挙げられる。
本発明の一態様では、蛍光発光材料が、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体、スチリルアミン誘導体及びアリールアミン誘導体から選択される少なくとも1種を含有することが好ましい。
発光層に用いることができる青色系の燐光発光材料として、イリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体等の金属錯体が使用される。具体的には、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)テトラキス(1−ピラゾリル)ボラート(略称:FIr6)、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)ピコリナート(略称:FIrpic)、ビス[2−(3’,5’ビストリフルオロメチルフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)ピコリナート(略称:Ir(CF3ppy)2(pic))、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:FIracac)などが挙げられる。
発光層に用いることができる緑色系の燐光発光材料として、イリジウム錯体等が使用される。トリス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:Ir(ppy)3)、ビス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(ppy)2(acac))、ビス(1,2−ジフェニル−1H−ベンゾイミダゾラト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(pbi)2(acac))、ビス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(bzq)2(acac))などが挙げられる。
発光層に用いることができる赤色系の燐光発光材料として、イリジウム錯体、白金錯体、テルビウム錯体、ユーロピウム錯体等の金属錯体が使用される。具体的には、ビス[2−(2’−ベンゾ[4,5−α]チエニル)ピリジナト−N,C3’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(btp)2(acac))、ビス(1−フェニルイソキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(piq)2(acac))、(アセチルアセトナト)ビス[2,3−ビス(4−フルオロフェニル)キノキサリナト]イリジウム(III)(略称:Ir(Fdpq)2(acac))、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H,23H−ポルフィリン白金(II)(略称:PtOEP)等の有機金属錯体が挙げられる。
また、トリス(アセチルアセトナト)(モノフェナントロリン)テルビウム(III)(略称:Tb(acac)3(Phen))、トリス(1,3−ジフェニル−1,3−プロパンジオナト)(モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:Eu(DBM)3(Phen))、トリス[1−(2−テノイル)−3,3,3−トリフルオロアセトナト](モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:Eu(TTA)3(Phen))等の希土類金属錯体は、希土類金属イオンからの発光(異なる多重度間の電子遷移)であるため、燐光性化合物として用いることができる。
本発明の一態様としては、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)から選択される金属原子のオルトメタル化錯体であることが好ましい。
(発光層のホスト材料)
発光層としては、上述した発光性の高い物質(ゲスト材料)を他の物質(ホスト材料)に分散させた構成としてもよい。発光性の高い物質を分散させるための物質としては、各種のものを用いることができ、発光性の高い物質よりも最低空軌道準位(LUMO準位)が高く、最高占有分子軌道準位(HOMO準位)が低い物質を用いることが好ましい。
本発明の有機EL素子の一態様としては、発光層のホスト材料として、本発明の化合物を用いることもできる。
発光層としては、上述した発光性の高い物質(ゲスト材料)を他の物質(ホスト材料)に分散させた構成としてもよい。発光性の高い物質を分散させるための物質としては、各種のものを用いることができ、発光性の高い物質よりも最低空軌道準位(LUMO準位)が高く、最高占有分子軌道準位(HOMO準位)が低い物質を用いることが好ましい。
本発明の有機EL素子の一態様としては、発光層のホスト材料として、本発明の化合物を用いることもできる。
発光性の高い物質を分散させるための物質(ホスト材料)としては、
(1)アルミニウム錯体、リチウム錯体、ベリリウム錯体、亜鉛錯体等の金属錯体、
(2)オキサジアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、フェナントロリン誘導体等の複素環化合物、
(3)カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体等の縮合芳香族化合物、
(4)トリアリールアミン誘導体、縮合多環芳香族アミン誘導体等の芳香族アミン化合物
が使用される。
具体的には、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Alq)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Almq3)、8−キノリノラトリチウム(Liq)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(II)(略称:BeBq2)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)(略称:BAlq)、ビス(8−キノリノラト)亜鉛(II)(略称:Znq)、ビス[2−(2−ベンゾオキサゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnPBO)、ビス[2−(2−ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnBTZ)などの金属錯体、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、2,2’,2’’−(1,3,5−ベンゼントリイル)トリス(1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール)(略称:TPBI)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)などの複素環化合物や、9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、3,6−ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:DPCzPA)、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、9,9’−ビアントリル(略称:BANT)、9,9’−(スチルベン−3,3’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS)、9,9’−(スチルベン−4,4’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS2)、3,3’,3’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリピレン(略称:TPB3)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、6,12−ジメトキシ−5,11−ジフェニルクリセンなどの縮合芳香族化合物、N,N−ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:CzA1PA)、4−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:DPhPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPA)、N,9−ジフェニル−N−{4−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]フェニル}−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPBA)、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPA)、NPB(又はα−NPD)、TPD、DFLDPBi、BSPBなどの芳香族アミン化合物などを用いることができる。また、発光性の高い物質(ゲスト材料)を分散させるための物質(ホスト材料)は複数種用いることができる。
(1)アルミニウム錯体、リチウム錯体、ベリリウム錯体、亜鉛錯体等の金属錯体、
(2)オキサジアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、フェナントロリン誘導体等の複素環化合物、
(3)カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体等の縮合芳香族化合物、
(4)トリアリールアミン誘導体、縮合多環芳香族アミン誘導体等の芳香族アミン化合物
が使用される。
具体的には、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Alq)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Almq3)、8−キノリノラトリチウム(Liq)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(II)(略称:BeBq2)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)(略称:BAlq)、ビス(8−キノリノラト)亜鉛(II)(略称:Znq)、ビス[2−(2−ベンゾオキサゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnPBO)、ビス[2−(2−ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnBTZ)などの金属錯体、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、2,2’,2’’−(1,3,5−ベンゼントリイル)トリス(1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール)(略称:TPBI)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)などの複素環化合物や、9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、3,6−ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:DPCzPA)、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、9,9’−ビアントリル(略称:BANT)、9,9’−(スチルベン−3,3’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS)、9,9’−(スチルベン−4,4’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS2)、3,3’,3’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリピレン(略称:TPB3)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、6,12−ジメトキシ−5,11−ジフェニルクリセンなどの縮合芳香族化合物、N,N−ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:CzA1PA)、4−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:DPhPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPA)、N,9−ジフェニル−N−{4−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]フェニル}−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPBA)、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPA)、NPB(又はα−NPD)、TPD、DFLDPBi、BSPBなどの芳香族アミン化合物などを用いることができる。また、発光性の高い物質(ゲスト材料)を分散させるための物質(ホスト材料)は複数種用いることができる。
(電子輸送層)
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層には、
(1)アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、亜鉛錯体等の金属錯体、
(2)イミダゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、アジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントロリン誘導体等の複素芳香族化合物、
(3)高分子化合物を使用することができる。
具体的には低分子の有機化合物として、Alq、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq3)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq2)、BAlq、Znq、ZnPBO、ZnBTZなどの金属錯体等を用いることができる。また、金属錯体以外にも、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3−ビス[5−(ptert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−(4−エチルフェニル)−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:p−EtTAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、4,4’−ビス(5−メチルベンゾオキサゾール−2−イル)スチルベン(略称:BzOs)などの複素芳香族化合物も用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm2/Vs以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔輸送性よりも電子輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いてもよい。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
また、電子輸送層には、高分子化合物を用いることもできる。例えば、ポリ[(9,9−ジヘキシルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(ピリジン−3,5−ジイル)](略称:PF−Py)、ポリ[(9,9−ジオクチルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(2,2’−ビピリジン−6,6’−ジイル)](略称:PF−BPy)などを用いることができる。
本発明の一態様においては、電子輸送層が前記複素芳香族化合物を含有することが好ましく、ベンゾイミダゾール誘導体を含有することがより好ましい。
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層には、
(1)アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、亜鉛錯体等の金属錯体、
(2)イミダゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、アジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントロリン誘導体等の複素芳香族化合物、
(3)高分子化合物を使用することができる。
具体的には低分子の有機化合物として、Alq、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq3)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq2)、BAlq、Znq、ZnPBO、ZnBTZなどの金属錯体等を用いることができる。また、金属錯体以外にも、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3−ビス[5−(ptert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−(4−エチルフェニル)−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:p−EtTAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、4,4’−ビス(5−メチルベンゾオキサゾール−2−イル)スチルベン(略称:BzOs)などの複素芳香族化合物も用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm2/Vs以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔輸送性よりも電子輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いてもよい。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
また、電子輸送層には、高分子化合物を用いることもできる。例えば、ポリ[(9,9−ジヘキシルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(ピリジン−3,5−ジイル)](略称:PF−Py)、ポリ[(9,9−ジオクチルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(2,2’−ビピリジン−6,6’−ジイル)](略称:PF−BPy)などを用いることができる。
本発明の一態様においては、電子輸送層が前記複素芳香族化合物を含有することが好ましく、ベンゾイミダゾール誘導体を含有することがより好ましい。
(電子注入層)
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層には、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、カルシウム(Ca)、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF2)、リチウム酸化物(LiOx)等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はそれらの化合物を用いることができる。その他、電子輸送性を有する物質にアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はそれらの化合物を含有させたもの、具体的にはAlq中にマグネシウム(Mg)を含有させたもの等を用いてもよい。なお、この場合には、陰極からの電子注入をより効率良く行うことができる。
あるいは、電子注入層に、有機化合物と電子供与体(ドナー)とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発生するため、電子注入性及び電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層を構成する物質(金属錯体や複素芳香族化合物等)を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン(略称:TTF)等の有機化合物を用いることもできる。
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層には、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、カルシウム(Ca)、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF2)、リチウム酸化物(LiOx)等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はそれらの化合物を用いることができる。その他、電子輸送性を有する物質にアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はそれらの化合物を含有させたもの、具体的にはAlq中にマグネシウム(Mg)を含有させたもの等を用いてもよい。なお、この場合には、陰極からの電子注入をより効率良く行うことができる。
あるいは、電子注入層に、有機化合物と電子供与体(ドナー)とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発生するため、電子注入性及び電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層を構成する物質(金属錯体や複素芳香族化合物等)を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン(略称:TTF)等の有機化合物を用いることもできる。
(陰極)
陰極には、仕事関数の小さい(具体的には3.8eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを用いることが好ましい。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第1族又は第2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、及びマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、及びこれらを含む合金(例えば、MgAg、AlLi)、ユーロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属及びこれらを含む合金等が挙げられる。
なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金を用いて陰極を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。また、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることができる。
なお、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Al、Ag、ITO、グラフェン、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を用いて陰極を形成することができる。これらの導電性材料は、スパッタリング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することができる。
陰極には、仕事関数の小さい(具体的には3.8eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを用いることが好ましい。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第1族又は第2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、及びマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、及びこれらを含む合金(例えば、MgAg、AlLi)、ユーロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属及びこれらを含む合金等が挙げられる。
なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金を用いて陰極を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。また、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることができる。
なお、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Al、Ag、ITO、グラフェン、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を用いて陰極を形成することができる。これらの導電性材料は、スパッタリング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することができる。
有機EL素子の各層の形成には、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング等の乾式成膜法やスピンコーティング、ディッピング、フローコーティング等の湿式成膜法のいずれの方法を用いることができる。
湿式成膜法の場合、各層を形成する材料を、エタノール、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の適切な溶媒に溶解又は分散させた溶液又は分散液を用いて薄膜を形成する。また、該溶液又は分散液は成膜性向上、膜のピンホール防止等のために樹脂や添加剤を含んでいてもよい。該樹脂としては、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、セルロース等の絶縁性樹脂及びそれらの共重合体、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシラン等の光導電性樹脂、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性樹脂が挙げられる。また、添加剤としては、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等が挙げられる。
各層の膜厚は特に限定されるものではなく、良好な素子性能が得られるように選択すればよい。膜厚が厚すぎると、一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要になり効率が悪くなる。膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生して、電界を印加しても充分な発光輝度が得られない。膜厚は通常5nm〜10μmであり、10nm〜0.2μmがより好ましい。特に、発光層の膜厚は、特に限定されるものではないが、好ましくは5nm〜100nm、より好ましくは7nm〜70nm、さらに好ましくは10nm〜50nmである。また、正孔輸送層の膜厚は、10nm〜300nmであるのが好ましい。
なお、正孔輸送層が前記2層構造である場合は、特に限定されないが、第1正孔輸送層(陽極側)の膜厚は、好ましくは50nm〜300nm、より好ましくは50nm〜250nm、さらに好ましくは50nm〜200nm、特に好ましくは50nm〜150nmであり、第2正孔輸送層(発光層側)の膜厚は、好ましくは5nm〜100nm、より好ましくは5nm〜80nmであって、必要に応じて、5nm〜40nm、5nm〜20nmとしてもよい。
なお、正孔輸送層が前記2層構造である場合は、特に限定されないが、第1正孔輸送層(陽極側)の膜厚は、好ましくは50nm〜300nm、より好ましくは50nm〜250nm、さらに好ましくは50nm〜200nm、特に好ましくは50nm〜150nmであり、第2正孔輸送層(発光層側)の膜厚は、好ましくは5nm〜100nm、より好ましくは5nm〜80nmであって、必要に応じて、5nm〜40nm、5nm〜20nmとしてもよい。
[電子機器]
本発明の一態様の電子機器は、上述の本発明の一態様の有機EL素子を搭載したものである。
このような電子機器としては、例えば、有機ELパネルモジュール等の表示部品、テレビ、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の表示装置、及び、照明、車両用灯具の発光装置等が挙げられる。
本発明の一態様の電子機器は、上述の本発明の一態様の有機EL素子を搭載したものである。
このような電子機器としては、例えば、有機ELパネルモジュール等の表示部品、テレビ、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の表示装置、及び、照明、車両用灯具の発光装置等が挙げられる。
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例の記載内容になんら制限されるものではない。
なお、以下の合成反応を参照し、目的物に合わせた公知の代替反応や原料を用いることによって、本願の特許請求の範囲で規定の化合物を合成することが可能である。
なお、以下の合成反応を参照し、目的物に合わせた公知の代替反応や原料を用いることによって、本願の特許請求の範囲で規定の化合物を合成することが可能である。
中間体合成例1(中間体1の合成)
アルゴン雰囲気下、2−ニトロブロモベンゼン103.6g(512.6mmol)、ジベンゾフラン−2−ボロン酸108.7g(512.7mmol)及びPd[PPh3]4 11.84g(10.2mmol)に、トルエン1200ml及び2M炭酸ナトリウム水溶液770ml(1540.0mmol)を加え、23時間加熱還流攪拌した。
反応終了後、室温に冷却し、試料を分液ロートに移し有機層を分離した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過、濃縮した。濃縮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、106.2g(収率72%)の白色固体を得た。FD−MS分析(電界脱離質量分析)により、下記中間体1と同定した。
アルゴン雰囲気下、2−ニトロブロモベンゼン103.6g(512.6mmol)、ジベンゾフラン−2−ボロン酸108.7g(512.7mmol)及びPd[PPh3]4 11.84g(10.2mmol)に、トルエン1200ml及び2M炭酸ナトリウム水溶液770ml(1540.0mmol)を加え、23時間加熱還流攪拌した。
反応終了後、室温に冷却し、試料を分液ロートに移し有機層を分離した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過、濃縮した。濃縮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、106.2g(収率72%)の白色固体を得た。FD−MS分析(電界脱離質量分析)により、下記中間体1と同定した。
中間体合成例2(中間体2の合成)
アルゴン雰囲気下、中間体1 106.2g(367.3mmol)及びトリフェニルホスフィン240.8g(918.1mmol)に、オルト−ジクロロベンゼン710mlを加え、189℃にて12時間加熱攪拌した。
反応終了後、室温に冷却し析出した結晶をろ過した。結晶をテトラヒドロフランに溶解させ、室温にてシリカゲル処理した。その後シリカゲルをろ過し、ろ液を濃縮した。濃縮残渣を再結晶にて精製し、52.4g(収率55%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、下記中間体2と同定した。
アルゴン雰囲気下、中間体1 106.2g(367.3mmol)及びトリフェニルホスフィン240.8g(918.1mmol)に、オルト−ジクロロベンゼン710mlを加え、189℃にて12時間加熱攪拌した。
反応終了後、室温に冷却し析出した結晶をろ過した。結晶をテトラヒドロフランに溶解させ、室温にてシリカゲル処理した。その後シリカゲルをろ過し、ろ液を濃縮した。濃縮残渣を再結晶にて精製し、52.4g(収率55%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、下記中間体2と同定した。
中間体合成例3(中間体3の合成)
アルゴン雰囲気下、中間体2 52.4g(203.7mmol)に、ジメチルホルムアミド700mlを加え攪拌した。N−ブロモスクシンイミド36.2g(203.7mmol)を加え、室温にて12時間攪拌した。
反応終了後、試料を分液ロートに移しトルエンにて抽出した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過、濃縮した。濃縮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、43.1g(収率63%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、下記中間体3と同定した。
アルゴン雰囲気下、中間体2 52.4g(203.7mmol)に、ジメチルホルムアミド700mlを加え攪拌した。N−ブロモスクシンイミド36.2g(203.7mmol)を加え、室温にて12時間攪拌した。
反応終了後、試料を分液ロートに移しトルエンにて抽出した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過、濃縮した。濃縮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、43.1g(収率63%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、下記中間体3と同定した。
中間体合成例4(中間体4の合成)
アルゴン雰囲気下、CuI 2.79g(14.6mmol)及びトランス−1,2−シクロヘキサンジアミン2.5g(22.0mmol)に、ジオキサン140mlを加え、室温にて1時間攪拌した。中間体3 13.6g(40.6mmol)、ヨードベンゼン9.9g(48.5mmol)及びリン酸三カリウム21.7g(102.3mmol)を加え90℃にて2時間加熱攪拌した。
反応終了後、室温に冷却し、析出した結晶をろ過した。結晶をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、13.4g(収率80%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、下記中間体4と同定した。
アルゴン雰囲気下、CuI 2.79g(14.6mmol)及びトランス−1,2−シクロヘキサンジアミン2.5g(22.0mmol)に、ジオキサン140mlを加え、室温にて1時間攪拌した。中間体3 13.6g(40.6mmol)、ヨードベンゼン9.9g(48.5mmol)及びリン酸三カリウム21.7g(102.3mmol)を加え90℃にて2時間加熱攪拌した。
反応終了後、室温に冷却し、析出した結晶をろ過した。結晶をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、13.4g(収率80%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、下記中間体4と同定した。
中間体合成例5(中間体5の合成)
アルゴン雰囲気下、中間体4 10.7g(26.0mmol)、ビスピナコラートジボロン8.07g(31.8mmol)、酢酸パラジウム296mg(1.32mmol)、トリシクロヘキシルホスフィン742mg(2.64mmol)及び酢酸カリウム5.2g(53.0mmol)に、N−メチルピロリドン100mlを加え、65℃で30分撹拌後、90℃で3時間撹拌した。
反応終了後、室温に冷却し、トルエンで希釈しセライトろ過した。ろ液を分液ロートに移しトルエンにて抽出した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過、濃縮した。濃縮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、8.7g(収率73%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体5と同定した。
アルゴン雰囲気下、中間体4 10.7g(26.0mmol)、ビスピナコラートジボロン8.07g(31.8mmol)、酢酸パラジウム296mg(1.32mmol)、トリシクロヘキシルホスフィン742mg(2.64mmol)及び酢酸カリウム5.2g(53.0mmol)に、N−メチルピロリドン100mlを加え、65℃で30分撹拌後、90℃で3時間撹拌した。
反応終了後、室温に冷却し、トルエンで希釈しセライトろ過した。ろ液を分液ロートに移しトルエンにて抽出した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過、濃縮した。濃縮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、8.7g(収率73%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体5と同定した。
中間体合成例6(中間体6の合成)
アルゴン雰囲気下、中間体5 4.6g(10.0mmol)、中間体3 3.4g(10.0mmol)及びPd[dppf]Cl2 163.3mg(0.2mmol)に、ジオキサン50ml、2M炭酸ナトリウム水溶液15ml(30.0mmol)を加え、12時間加熱還流攪拌した。
反応終了後、室温に冷却し、試料を分液ロートに移し有機層を分離した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過、濃縮した。濃縮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、3.2g(収率55%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、下記中間体1と同定した。
アルゴン雰囲気下、中間体5 4.6g(10.0mmol)、中間体3 3.4g(10.0mmol)及びPd[dppf]Cl2 163.3mg(0.2mmol)に、ジオキサン50ml、2M炭酸ナトリウム水溶液15ml(30.0mmol)を加え、12時間加熱還流攪拌した。
反応終了後、室温に冷却し、試料を分液ロートに移し有機層を分離した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過、濃縮した。濃縮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、3.2g(収率55%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、下記中間体1と同定した。
中間体合成例7(中間体7の合成)
中間体合成例1において、ジベンゾフラン−2−ボロン酸の代わりにジベンゾフラン−4−ボロン酸を108.7g用いた以外は同様に反応を行ったところ、103.3g(収率70%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体7と同定した。
中間体合成例1において、ジベンゾフラン−2−ボロン酸の代わりにジベンゾフラン−4−ボロン酸を108.7g用いた以外は同様に反応を行ったところ、103.3g(収率70%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体7と同定した。
中間体合成例8(中間体8の合成)
中間体合成例2において、中間体1の代わりに中間体7を103.3g用いた以外は同様に反応を行ったところ、56.0g(収率61%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体8と同定した。
中間体合成例2において、中間体1の代わりに中間体7を103.3g用いた以外は同様に反応を行ったところ、56.0g(収率61%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体8と同定した。
中間体合成例9(中間体9の合成)
中間体合成例3において、中間体2の代わりに中間体8を56.0g用いた以外は同様に反応を行ったところ、40.2g(収率55%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体9と同定した。
中間体合成例3において、中間体2の代わりに中間体8を56.0g用いた以外は同様に反応を行ったところ、40.2g(収率55%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体9と同定した。
中間体合成例10(中間体10の合成)
中間体合成例4において、中間体3の代わりに中間体9を13.6g用いた以外は同様に反応を行ったところ、10.8g(収率65%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体10と同定した。
中間体合成例4において、中間体3の代わりに中間体9を13.6g用いた以外は同様に反応を行ったところ、10.8g(収率65%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体10と同定した。
中間体合成例11(中間体11の合成)
中間体合成例5において、中間体4の代わりに中間体10を10.8g用いた以外は同様に反応を行ったところ、7.3g(収率61%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体11と同定した。
中間体合成例5において、中間体4の代わりに中間体10を10.8g用いた以外は同様に反応を行ったところ、7.3g(収率61%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体11と同定した。
中間体合成例12(中間体12の合成)
中間体合成例1において、ジベンゾフラン−2−ボロン酸の代わりにジベンゾチオフェン−2−ボロン酸を116.9g用いた以外は同様に反応を行ったところ、117.4g(収率75%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体12と同定した。
中間体合成例1において、ジベンゾフラン−2−ボロン酸の代わりにジベンゾチオフェン−2−ボロン酸を116.9g用いた以外は同様に反応を行ったところ、117.4g(収率75%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体12と同定した。
中間体合成例13(中間体13の合成)
中間体合成例2において、中間体1の代わりに中間体12を117.4g用いた以外は同様に反応を行ったところ、63.1g(収率60%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体13と同定した。
中間体合成例2において、中間体1の代わりに中間体12を117.4g用いた以外は同様に反応を行ったところ、63.1g(収率60%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体13と同定した。
中間体合成例14(中間体14の合成)
中間体合成例3において、中間体2の代わりに中間体13を63.1g用いた以外は同様に反応を行ったところ、46.3g(収率57%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体14と同定した。
中間体合成例3において、中間体2の代わりに中間体13を63.1g用いた以外は同様に反応を行ったところ、46.3g(収率57%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体14と同定した。
中間体合成例15(中間体15の合成)
中間体合成例4において、中間体3の代わりに中間体14を14.3g用いた以外は同様に反応を行ったところ、11.8g(収率68%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体15と同定した。
中間体合成例4において、中間体3の代わりに中間体14を14.3g用いた以外は同様に反応を行ったところ、11.8g(収率68%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体15と同定した。
中間体合成例16(中間体16の合成)
中間体合成例5において、中間体4の代わりに中間体15を11.1g用いた以外は同様に反応を行ったところ、8.0g(収率65%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体16と同定した。
中間体合成例5において、中間体4の代わりに中間体15を11.1g用いた以外は同様に反応を行ったところ、8.0g(収率65%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体16と同定した。
中間体合成例17(中間体17の合成)
中間体合成例6において、中間体5の代わりに中間体16を4.8g、中間体3の代わりに中間体14を3.5g用いた以外は同様に反応を行ったところ、2.8g(収率45%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体17と同定した。
中間体合成例6において、中間体5の代わりに中間体16を4.8g、中間体3の代わりに中間体14を3.5g用いた以外は同様に反応を行ったところ、2.8g(収率45%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、下記中間体17と同定した。
中間体合成例18(中間体18の合成)
アルゴン雰囲気下、2−ブロモ−9,9−ジメチルフルオレン15g(54.9mmol)、アニリン5mL(54.9mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)0.754g(0.82mol)、2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−1,1’−ビナフチル〔BINAP〕1.02g(1.64mmol)及びナトリウム−t−ブトキシド10.5g(109.3mmol)にトルエン270mLを加え、7時間加熱還流攪拌した。
反応終了後、室温に冷却し、試料を分液ロートに移し、酢酸エチルで抽出し、得られた有機層を炭酸ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、ろ過、濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー及び再結晶で精製し、12g(収率77%)の固体を得た。FD−MS分析により、下記中間体18と同定した。
アルゴン雰囲気下、2−ブロモ−9,9−ジメチルフルオレン15g(54.9mmol)、アニリン5mL(54.9mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)0.754g(0.82mol)、2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−1,1’−ビナフチル〔BINAP〕1.02g(1.64mmol)及びナトリウム−t−ブトキシド10.5g(109.3mmol)にトルエン270mLを加え、7時間加熱還流攪拌した。
反応終了後、室温に冷却し、試料を分液ロートに移し、酢酸エチルで抽出し、得られた有機層を炭酸ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、ろ過、濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー及び再結晶で精製し、12g(収率77%)の固体を得た。FD−MS分析により、下記中間体18と同定した。
中間体合成例19(中間体19の合成)
空気雰囲気下、中間体18 8.32g(29.2mmol)にピバル酸29.2mLを加え、120℃に加熱した。炭酸カリウム0.404g(2.92mmol)及び酢酸パラジウム(II)7.87g(35.1mmol)を加え、1時間攪拌した。
反応終了後、室温に冷却し、酢酸エチルで希釈し不純物をろ別した。得られたろ液を炭酸ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過、濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー及び再結晶にて精製し、5.15g(収率62%)の固体を得た。FD−MS分析により、下記中間体19と同定した。
空気雰囲気下、中間体18 8.32g(29.2mmol)にピバル酸29.2mLを加え、120℃に加熱した。炭酸カリウム0.404g(2.92mmol)及び酢酸パラジウム(II)7.87g(35.1mmol)を加え、1時間攪拌した。
反応終了後、室温に冷却し、酢酸エチルで希釈し不純物をろ別した。得られたろ液を炭酸ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過、濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー及び再結晶にて精製し、5.15g(収率62%)の固体を得た。FD−MS分析により、下記中間体19と同定した。
中間体合成例20(中間体20の合成)
アルゴン雰囲気下、中間体19 5.60g(19.8mmol)にアセトニトリル99mLを加え、氷冷下、N−ブロモスクシンイミド3.52g(19.8mmol)を加え、一時間攪拌した。
反応終了後、室温に昇温し、生成した固体をろ取し、ろ液は酢酸エチルで抽出し、水洗し、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過、濃縮した。濃縮後の残渣とろ取した固体を合わせてシリカゲルクロマトグラフィーにて精製し、6.93g(収率97%)の固体を得た。FD−MS分析により、下記中間体20と同定した。
アルゴン雰囲気下、中間体19 5.60g(19.8mmol)にアセトニトリル99mLを加え、氷冷下、N−ブロモスクシンイミド3.52g(19.8mmol)を加え、一時間攪拌した。
反応終了後、室温に昇温し、生成した固体をろ取し、ろ液は酢酸エチルで抽出し、水洗し、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過、濃縮した。濃縮後の残渣とろ取した固体を合わせてシリカゲルクロマトグラフィーにて精製し、6.93g(収率97%)の固体を得た。FD−MS分析により、下記中間体20と同定した。
中間体合成例21(中間体21の合成)
中間体合成例6において、中間体3の代わりに中間体20を3.0g用いた以外は同様に反応を行ったところ、2.65g(収率52%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、下記中間体21と同定した。
中間体合成例6において、中間体3の代わりに中間体20を3.0g用いた以外は同様に反応を行ったところ、2.65g(収率52%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、下記中間体21と同定した。
中間体合成例22(中間体22の合成)
中間体合成例6において、中間体5の代わりに中間体16を3.94g、中間体3の代わりに中間体20を3.0g用いた以外は同様に反応を行ったところ、2.56g(収率49%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、下記中間体22と同定した。
中間体合成例6において、中間体5の代わりに中間体16を3.94g、中間体3の代わりに中間体20を3.0g用いた以外は同様に反応を行ったところ、2.56g(収率49%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、下記中間体22と同定した。
合成実施例1(芳香族複素環誘導体(PH1)の製造)
アルゴン雰囲気下、中間体6 2.9g(5.0mmol)、2−クロロ−4,6−ジフェニルピリミジン1.4g(5.25mmol)、Pd2(dba)3 140mg(0.15mmol)、P(tBu)3HBF4 87mg(0.3mmol)、t−ブトキシナトリウム673mg(7.0mmol)に、無水キシレン30mlを加えて8時間加熱還流した。
反応終了後、室温に冷却し、析出した結晶をろ過した。結晶をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、2.9g(収率70%)の白色結晶を得た。FD−MSの分析により、m/z=818(理論値818:C58H34N4O2)であり、下記化合物(PH1)と同定した。
アルゴン雰囲気下、中間体6 2.9g(5.0mmol)、2−クロロ−4,6−ジフェニルピリミジン1.4g(5.25mmol)、Pd2(dba)3 140mg(0.15mmol)、P(tBu)3HBF4 87mg(0.3mmol)、t−ブトキシナトリウム673mg(7.0mmol)に、無水キシレン30mlを加えて8時間加熱還流した。
反応終了後、室温に冷却し、析出した結晶をろ過した。結晶をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、2.9g(収率70%)の白色結晶を得た。FD−MSの分析により、m/z=818(理論値818:C58H34N4O2)であり、下記化合物(PH1)と同定した。
合成実施例2(芳香族アミン誘導体(PH2)の製造)
アルゴン雰囲気下、中間体4 4.1g(10.0mmol)、中間体5 4.6g(10.0mmol)、Pd[PPh3]4 231mg(0.2mmol)に、ジオキサン50ml、2M炭酸ナトリウム水溶液15ml(30.0mmol)を加え、12時間加熱還流攪拌した。
反応終了後、室温に冷却し、試料を分液ロートに移し有機層を分離した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過、濃縮した。濃縮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、4.3g(収率65%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、m/z=664(理論値664:C48H28N2O2)であり、下記化合物(PH2)と同定した。
アルゴン雰囲気下、中間体4 4.1g(10.0mmol)、中間体5 4.6g(10.0mmol)、Pd[PPh3]4 231mg(0.2mmol)に、ジオキサン50ml、2M炭酸ナトリウム水溶液15ml(30.0mmol)を加え、12時間加熱還流攪拌した。
反応終了後、室温に冷却し、試料を分液ロートに移し有機層を分離した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過、濃縮した。濃縮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、4.3g(収率65%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、m/z=664(理論値664:C48H28N2O2)であり、下記化合物(PH2)と同定した。
合成実施例3(芳香族アミン誘導体(PH3)の製造)
合成実施例2において、中間体4の代わりに中間体10を4.1g、中間体5の代わりに中間体11を4.6g用いた以外は同様に反応を行ったところ、3.8g(収率57%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、m/z=664(理論値664:C48H28N2O2)であり、下記化合物(PH3)と同定した。
合成実施例2において、中間体4の代わりに中間体10を4.1g、中間体5の代わりに中間体11を4.6g用いた以外は同様に反応を行ったところ、3.8g(収率57%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、m/z=664(理論値664:C48H28N2O2)であり、下記化合物(PH3)と同定した。
合成実施例4(芳香族アミン誘導体(PH4)の製造)
合成実施例1において、中間体6の代わりに中間体17を3.1g用いた以外は同様に反応を行ったところ、2.8g(収率66%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、m/z=851(理論値851:C58H34N4S2)であり、下記化合物(PH4)と同定した。
合成実施例1において、中間体6の代わりに中間体17を3.1g用いた以外は同様に反応を行ったところ、2.8g(収率66%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、m/z=851(理論値851:C58H34N4S2)であり、下記化合物(PH4)と同定した。
合成実施例5(芳香族アミン誘導体(PH5)の製造)
合成実施例2において、中間体4の代わりに中間体15を4.3g、中間体5の代わりに中間体16を4.8g用いた以外は同様に反応を行ったところ、4.2g(収率60%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、m/z=696(理論値696:C48H28N2S2)であり、下記化合物(PH5)と同定した。
合成実施例2において、中間体4の代わりに中間体15を4.3g、中間体5の代わりに中間体16を4.8g用いた以外は同様に反応を行ったところ、4.2g(収率60%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、m/z=696(理論値696:C48H28N2S2)であり、下記化合物(PH5)と同定した。
合成実施例6(芳香族アミン誘導体(PH6)の製造)
合成実施例2において、中間体5の代わりに中間体16を4.8g用いた以外は同様に反応を行ったところ、3.6g(収率53%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、m/z=680(理論値680:C48H28N2OS)であり、下記化合物(PH6)と同定した。
合成実施例2において、中間体5の代わりに中間体16を4.8g用いた以外は同様に反応を行ったところ、3.6g(収率53%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、m/z=680(理論値680:C48H28N2OS)であり、下記化合物(PH6)と同定した。
合成実施例7(芳香族アミン誘導体(PH7)の製造)
合成実施例2において、中間体5の代わりに中間体11を4.6g用いた以外は同様に反応を行ったところ、4.0g(収率60%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、m/z=664(理論値664:C48H28N2O2)であり、下記化合物(PH7)と同定した。
合成実施例2において、中間体5の代わりに中間体11を4.6g用いた以外は同様に反応を行ったところ、4.0g(収率60%)の白色固体を得た。FD−MSの分析により、m/z=664(理論値664:C48H28N2O2)であり、下記化合物(PH7)と同定した。
合成実施例8(芳香族アミン誘導体(PH8)の製造)
アルゴン雰囲気下、中間体21 2.20g(3.58mmol)、ブロモベンゼン0.675g(4.30mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)0.131g(0.14mol)、トリ−tert−ブチルホスフィン0.072g(0.36mmol)及びナトリウムtert−ブトキシド0.69g(7.16mmol)にキシレン17.9mLを加え、8時間加熱還流攪拌を行った。
反応終了後、室温に昇温し、反応液をろ過し、濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー及び再結晶にて精製し、1.52g(収率62%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、m/z=690(理論値690:C51H34N2O)であり、下記化合物(PH8)と同定した。
アルゴン雰囲気下、中間体21 2.20g(3.58mmol)、ブロモベンゼン0.675g(4.30mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)0.131g(0.14mol)、トリ−tert−ブチルホスフィン0.072g(0.36mmol)及びナトリウムtert−ブトキシド0.69g(7.16mmol)にキシレン17.9mLを加え、8時間加熱還流攪拌を行った。
反応終了後、室温に昇温し、反応液をろ過し、濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー及び再結晶にて精製し、1.52g(収率62%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、m/z=690(理論値690:C51H34N2O)であり、下記化合物(PH8)と同定した。
合成実施例9(芳香族アミン誘導体(PH9)の製造)
合成実施例8において、中間体21の代わりに中間体22を2.26g用いた以外は同様に反応を行ったところ、1.32g(収率52%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、m/z=706(理論値706:C51H34N2S)であり、下記化合物(PH9)と同定した。
合成実施例8において、中間体21の代わりに中間体22を2.26g用いた以外は同様に反応を行ったところ、1.32g(収率52%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、m/z=706(理論値706:C51H34N2S)であり、下記化合物(PH9)と同定した。
合成実施例10(芳香族アミン誘導体(PH10)の製造)
合成実施例8において、中間体21の代わりに中間体6を2.11g、ブロモベンゼンの代わりに4−ブロモビフェニルを1.00g用いた以外は同様に反応を行ったところ、1.49g(収率56%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、m/z=740(理論値740:C54H32N2O2)であり、下記化合物(PH10)と同定した。
合成実施例8において、中間体21の代わりに中間体6を2.11g、ブロモベンゼンの代わりに4−ブロモビフェニルを1.00g用いた以外は同様に反応を行ったところ、1.49g(収率56%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、m/z=740(理論値740:C54H32N2O2)であり、下記化合物(PH10)と同定した。
合成実施例11(芳香族アミン誘導体(PH11)の製造)
合成実施例8において、中間体21の代わりに中間体6を2.11g、ブロモベンゼンの代わりに3−ブロモビフェニルを1.00g用いた以外は同様に反応を行ったところ、1.30g(収率49%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、m/z=740(理論値740:C54H32N2O2)であり、下記化合物(PH11)と同定した。
合成実施例8において、中間体21の代わりに中間体6を2.11g、ブロモベンゼンの代わりに3−ブロモビフェニルを1.00g用いた以外は同様に反応を行ったところ、1.30g(収率49%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、m/z=740(理論値740:C54H32N2O2)であり、下記化合物(PH11)と同定した。
合成実施例12(芳香族アミン誘導体(PH12)の製造)
合成実施例8において、中間体21の代わりに中間体6を2.11g、ブロモベンゼンの代わりに2−ブロモ−9,9−ジメチルフルオレンを1.18g用いた以外は同様に反応を行ったところ、1.30g(収率49%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、m/z=780(理論値780:C57H36N2O2)であり、下記化合物(PH12)と同定した。
合成実施例8において、中間体21の代わりに中間体6を2.11g、ブロモベンゼンの代わりに2−ブロモ−9,9−ジメチルフルオレンを1.18g用いた以外は同様に反応を行ったところ、1.30g(収率49%)の白色固体を得た。FD−MS分析により、m/z=780(理論値780:C57H36N2O2)であり、下記化合物(PH12)と同定した。
実施例1−1(有機EL素子の作製)
25mm×75mm×1.1mmのITO透明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、さらに、30分間UV(Ultraviolet)オゾン洗浄した。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている面上に前記透明電極を覆うようにして下記電子受容性化合物(A1)を蒸着し、膜厚5nmのアクセプター層を成膜した。
このアクセプター層上に、第1正孔輸送材料として下記芳香族アミン誘導体(X1)を蒸着し、膜厚85nmの第1正孔輸送層を成膜した。第1正孔輸送層の成膜に続けて、第2正孔輸送材料として下記芳香族アミン誘導体(Y1)を蒸着し、膜厚10nmの第2正孔輸送層を成膜した。
この正孔輸送層上に、燐光ホスト材料として、下記化合物(PH1)と燐光用ドーパントであるIr(ppy)3とを厚さ30nmで共蒸着し、燐光発光層を得た。Ir(ppy)3の濃度は、15質量%であった。
続いて、この発光層上に、下記ベンゾイミダゾール誘導体(ET1)を厚さ30nm、及びLiFを厚さ1nmで蒸着し、電子輸送・注入層を成膜した。さらに、金属Alを厚さ80nmに積層して陰極を形成し、有機EL素子を製造した。
25mm×75mm×1.1mmのITO透明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、さらに、30分間UV(Ultraviolet)オゾン洗浄した。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている面上に前記透明電極を覆うようにして下記電子受容性化合物(A1)を蒸着し、膜厚5nmのアクセプター層を成膜した。
このアクセプター層上に、第1正孔輸送材料として下記芳香族アミン誘導体(X1)を蒸着し、膜厚85nmの第1正孔輸送層を成膜した。第1正孔輸送層の成膜に続けて、第2正孔輸送材料として下記芳香族アミン誘導体(Y1)を蒸着し、膜厚10nmの第2正孔輸送層を成膜した。
この正孔輸送層上に、燐光ホスト材料として、下記化合物(PH1)と燐光用ドーパントであるIr(ppy)3とを厚さ30nmで共蒸着し、燐光発光層を得た。Ir(ppy)3の濃度は、15質量%であった。
続いて、この発光層上に、下記ベンゾイミダゾール誘導体(ET1)を厚さ30nm、及びLiFを厚さ1nmで蒸着し、電子輸送・注入層を成膜した。さらに、金属Alを厚さ80nmに積層して陰極を形成し、有機EL素子を製造した。
(有機EL素子の発光性能評価)
以上のようにして作製した有機EL素子を直流電流駆動により発光させ、輝度(L)、電流密度を測定し、測定結果から電流密度10mA/cm2における電流効率(L/J)、駆動電圧(V)を求めた。さらに電流密度50mA/cm2における素子寿命(80%寿命)を求めた。ここで、80%寿命とは、定電流駆動時において、輝度が初期輝度の80%に減衰するまでの時間をいう。結果を表1に示す。
以上のようにして作製した有機EL素子を直流電流駆動により発光させ、輝度(L)、電流密度を測定し、測定結果から電流密度10mA/cm2における電流効率(L/J)、駆動電圧(V)を求めた。さらに電流密度50mA/cm2における素子寿命(80%寿命)を求めた。ここで、80%寿命とは、定電流駆動時において、輝度が初期輝度の80%に減衰するまでの時間をいう。結果を表1に示す。
比較例1−1〜1−4(有機EL素子の作製)
燐光ホスト材料として表1に記載の各比較化合物を用いた以外は実施例1−1と同様にして、比較例1−1〜1−4の各有機EL素子を作製し、評価した。結果を表1に示す。
燐光ホスト材料として表1に記載の各比較化合物を用いた以外は実施例1−1と同様にして、比較例1−1〜1−4の各有機EL素子を作製し、評価した。結果を表1に示す。
表1の結果から、化合物(PH1)を燐光ホスト材料として用いることにより、発光効率が高く、且つ長寿命の有機EL素子が得られることがわかる。
実施例2−1(有機EL素子の作製)
25mm×75mm×1.1mmのITO透明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、さらに、30分間UV(Ultraviolet)オゾン洗浄した。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている面上に前記透明電極を覆うようにして下記電子受容性化合物(A2)を蒸着し、膜厚5nmのアクセプター層を成膜した。
このアクセプター層上に、第1正孔輸送材料として下記芳香族アミン誘導体(X2)を蒸着し、膜厚90nmの第1正孔輸送層を成膜した。第1正孔輸送層の成膜に続けて、第2正孔輸送材料として下記芳香族アミン誘導体(Y2)を蒸着し、膜厚60nmの第2正孔輸送層を成膜した。
この正孔輸送層上に、燐光ホスト材料として、下記化合物(PH2)と燐光用ドーパントであるIr(ppy)3とを厚さ40nmで共蒸着し、燐光発光層を得た。Ir(ppy)3の濃度は、5質量%であった。
続いて、この発光層上に、下記カルバゾール誘導体(ET2)と下記金属錯体(Liq)[金属錯体(Liq)の濃度:50質量%]とを厚さ30nmで共蒸着し、続いて、金属錯体(Liq)を厚さ1nmで蒸着することによって、電子輸送・注入層を成膜した。さらに、金属Alを厚さ80nmに積層して陰極を形成し、有機EL素子を製造した。
25mm×75mm×1.1mmのITO透明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、さらに、30分間UV(Ultraviolet)オゾン洗浄した。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている面上に前記透明電極を覆うようにして下記電子受容性化合物(A2)を蒸着し、膜厚5nmのアクセプター層を成膜した。
このアクセプター層上に、第1正孔輸送材料として下記芳香族アミン誘導体(X2)を蒸着し、膜厚90nmの第1正孔輸送層を成膜した。第1正孔輸送層の成膜に続けて、第2正孔輸送材料として下記芳香族アミン誘導体(Y2)を蒸着し、膜厚60nmの第2正孔輸送層を成膜した。
この正孔輸送層上に、燐光ホスト材料として、下記化合物(PH2)と燐光用ドーパントであるIr(ppy)3とを厚さ40nmで共蒸着し、燐光発光層を得た。Ir(ppy)3の濃度は、5質量%であった。
続いて、この発光層上に、下記カルバゾール誘導体(ET2)と下記金属錯体(Liq)[金属錯体(Liq)の濃度:50質量%]とを厚さ30nmで共蒸着し、続いて、金属錯体(Liq)を厚さ1nmで蒸着することによって、電子輸送・注入層を成膜した。さらに、金属Alを厚さ80nmに積層して陰極を形成し、有機EL素子を製造した。
(有機EL素子の発光性能評価)
以上のようにして作製した有機EL素子を直流電流駆動により発光させ、輝度(L)、電流密度を測定し、測定結果から電流密度10mA/cm2における電流効率(L/J)、駆動電圧(V)を求めた。さらに電流密度50mA/cm2における素子寿命(80%寿命)を求めた。ここで、80%寿命とは、定電流駆動時において、輝度が初期輝度の80%に減衰するまでの時間をいう。結果を表2に示す。
以上のようにして作製した有機EL素子を直流電流駆動により発光させ、輝度(L)、電流密度を測定し、測定結果から電流密度10mA/cm2における電流効率(L/J)、駆動電圧(V)を求めた。さらに電流密度50mA/cm2における素子寿命(80%寿命)を求めた。ここで、80%寿命とは、定電流駆動時において、輝度が初期輝度の80%に減衰するまでの時間をいう。結果を表2に示す。
比較例2−1〜2−5(有機EL素子の作製)
燐光ホスト材料として表2に記載の各比較化合物を用いた以外は実施例2−1と同様にして比較例2−1〜2−5の各有機EL素子を作製し、評価した。結果を表2に示す。
燐光ホスト材料として表2に記載の各比較化合物を用いた以外は実施例2−1と同様にして比較例2−1〜2−5の各有機EL素子を作製し、評価した。結果を表2に示す。
表2の結果から、化合物(PH2)及び(PH3)を燐光ホスト材料として用いることにより、発光効率が高く、且つ長寿命の有機EL素子が得られることがわかる。また、化合物(PH2)及び(PH3)を燐光ホスト材料として用いることにより、比較化合物5及び6を用いた場合と比較して、低電圧で駆動する有機EL素子を得られることがわかる。
実施例3−1(有機EL素子の作製)
25mm×75mm×1.1mmのITO透明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、さらに、30分間UV(Ultraviolet)オゾン洗浄した。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている面上に前記透明電極を覆うようにして前記電子受容性化合物(A2)を蒸着し、膜厚5nmのアクセプター層を成膜した。
このアクセプター層上に、第1正孔輸送材料として前記芳香族アミン誘導体(X2)を蒸着し、膜厚80nmの第1正孔輸送層を成膜した。第1正孔輸送層の成膜に続けて、第2正孔輸送材料として前記化合物(PH2)を蒸着し、膜厚10nmの第2正孔輸送層を成膜した。
この正孔輸送層上に、下記ホスト化合物(BH)と下記ドーパント化合物(BD)とを厚さ25nmで共蒸着し、発光層を成膜した。ドーパント化合物(BD)の濃度は4質量%であった。
続いて、この発光層上に、下記化合物(ET3)を厚さ10nm、続いて前記化合物(ET1)を厚さ15nm、及びLiFを厚さ1nmで蒸着し、電子輸送・注入層を成膜した。さらに、金属Alを厚さ80nmに積層して陰極を形成し、有機EL素子を製造した。
25mm×75mm×1.1mmのITO透明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、さらに、30分間UV(Ultraviolet)オゾン洗浄した。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている面上に前記透明電極を覆うようにして前記電子受容性化合物(A2)を蒸着し、膜厚5nmのアクセプター層を成膜した。
このアクセプター層上に、第1正孔輸送材料として前記芳香族アミン誘導体(X2)を蒸着し、膜厚80nmの第1正孔輸送層を成膜した。第1正孔輸送層の成膜に続けて、第2正孔輸送材料として前記化合物(PH2)を蒸着し、膜厚10nmの第2正孔輸送層を成膜した。
この正孔輸送層上に、下記ホスト化合物(BH)と下記ドーパント化合物(BD)とを厚さ25nmで共蒸着し、発光層を成膜した。ドーパント化合物(BD)の濃度は4質量%であった。
続いて、この発光層上に、下記化合物(ET3)を厚さ10nm、続いて前記化合物(ET1)を厚さ15nm、及びLiFを厚さ1nmで蒸着し、電子輸送・注入層を成膜した。さらに、金属Alを厚さ80nmに積層して陰極を形成し、有機EL素子を製造した。
(有機EL素子の発光性能評価)
以上のようにして作製した有機EL素子を直流電流駆動により発光させ、輝度(L)、電流密度を測定し、測定結果から電流密度10mA/cm2における電流効率(L/J)、駆動電圧(V)を求めた。さらに電流密度50mA/cm2における素子寿命(80%寿命)を求めた。ここで、80%寿命とは、定電流駆動時において、輝度が初期輝度の80%に減衰するまでの時間をいう。結果を表3に示す。
以上のようにして作製した有機EL素子を直流電流駆動により発光させ、輝度(L)、電流密度を測定し、測定結果から電流密度10mA/cm2における電流効率(L/J)、駆動電圧(V)を求めた。さらに電流密度50mA/cm2における素子寿命(80%寿命)を求めた。ここで、80%寿命とは、定電流駆動時において、輝度が初期輝度の80%に減衰するまでの時間をいう。結果を表3に示す。
表3の結果から、化合物(PH2)、化合物(PH3)又は化合物(PH5)〜(PH12)のいずれかを第2正孔輸送材料として用いることにより、発光効率が高く、且つ長寿命の有機EL素子が得られることがわかる。また、化合物(PH2)、(PH3)又は化合物(PH5)〜(PH12)のいずれかを第2正孔輸送材料として用いることにより、比較化合物6を用いた場合と比較して、大幅に低電圧で駆動する有機EL素子を得られることがわかる。
1 有機EL素子
2 基板
3 陽極
4 陰極
5 発光層
6 陽極側有機薄膜層
7 陰極側有機薄膜層
10 発光ユニット
2 基板
3 陽極
4 陰極
5 発光層
6 陽極側有機薄膜層
7 陰極側有機薄膜層
10 発光ユニット
Claims (28)
- 下記一般式(1)で表される、化合物。
〔一般式(1)中、Aは、下記一般式(1−A)で表される基であり、Bは、下記一般式(1−B)で表される基である。また、Lは、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基又は置換も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を表す。該Lは、下記一般式(1−A)におけるR1〜R4及び下記一般式(1−B)におけるR11〜R14のうちのいずれか1つと結合する。〕
(一般式(1−A)中、Ra〜Rdのうち、RaとRb、RbとRc、RcとRdのうちのいずれか1組は、上記一般式(1−a)中の*部位にそれぞれ直接結合して環構造を形成し、それ以外はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表すか、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成する。
R1〜R8のいずれか1つがLと結合する。一方、Lと結合していないR1〜R8は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表すか、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成する。
L1は、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基、又は置換も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を表す。
Q1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリール基を表す。
Xは、酸素原子又は硫黄原子を表す。)
(一般式(1−B)中、Re〜Rhのうち、ReとRf、RfとRg、RgとRhのうちのいずれか1組は、上記一般式(1−b)中の*部位にそれぞれ直接結合して環構造を形成し、それ以外はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表すか、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成する。
R11〜R18のうちのいずれか1つがLと結合する。一方、Lと結合していないR11〜R18は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表すか、又は隣接する2つが互いに結合して環構造を形成する。
L2は、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基、又は置換も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を表す。
Q2は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリール基を表す。
Yは、C(R19)(R20)、N(R21)、酸素原子又は硫黄原子を表す。該R19及びR20は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のフルオロアルキル基、もしくはシアノ基を表すか、又は互いに結合して環構造を形成する。該R21は、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリール基、又は置換もしくは無置換の炭素数1〜20のフルオロアルキル基を表す。) - 前記置換基が、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数1〜50のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜50のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜50のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜50のフルオロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリールオキシ基、又は、炭素数1〜50のアルキル基及び環形成炭素数6〜50のアリール基から選ばれる置換基を有するジ置換アミノ基、炭素数1〜50のアルキル基及び環形成炭素数6〜50のアリール基から選ばれる置換基を有するトリ置換シリル基である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物。
- R1〜R4のうちのいずれか1つがLと結合する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物。
- R11〜R14のうちのいずれか1つがLと結合する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の化合物。
- R15〜R18のうちのいずれか1つがLと結合する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の化合物。
- 前記Q1及びQ2のうちの少なくとも一方が、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基である、請求項1〜12のいずれか1項に記載の化合物。
- 前記Q1及びQ2が、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基である、請求項1〜13のいずれか1項に記載の化合物。
- 前記置換基が、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜50のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜50のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜50のフルオロアルコキシ基、又は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリールオキシ基である、請求項1〜17のいずれか1項に記載の化合物。
- Lと結合していないR1〜R8、Lと結合していないR11〜R18、Ra〜Rdのうち上記一般式(1−a)中の*部位に結合して環構造を形成しないもの、及び、Re〜Rhのうち上記一般式(1−b)中の*部位に結合して環構造を形成しないものが、いずれも水素原子である、請求項1〜18のいずれか1項に記載の化合物。
- 請求項1〜19のいずれか1項に記載の化合物を含有する、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
- 陰極と陽極の間に少なくとも発光層を含む一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該有機薄膜層の少なくとも1層が、請求項1〜19のいずれか1項に記載の化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層が、請求項1〜19のいずれか1項に記載の化合物を含む、請求項21に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記有機薄膜層が、請求項1〜19のいずれか1項に記載の化合物を含む正孔注入層及び正孔輸送層の少なくとも一方を含む、請求項21に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層が蛍光発光材料を含有する、請求項21〜23のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記蛍光発光材料が、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体、スチリルアミン誘導体及びアリールアミン誘導体から選択される少なくとも1種を含有する、請求項24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材料を含有する、請求項21〜23のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記燐光発光材料が、イリジウム(Ir)、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である、請求項26に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求項21〜27のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した、電子機器。
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