WO2007018007A1 - 含窒素複素環誘導体及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

含窒素複素環誘導体及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 Download PDF

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Chishio Hosokawa
Hiroshi Yamamoto
Takashi Arakane
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Idemitsu Kosan Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a novel nitrogen-containing heterocyclic derivative and an organic electroluminescent device using the same, and in particular, a nitrogen-containing heterocyclic derivative useful as a component of the organic electroluminescent device in an organic thin film layer.
  • the present invention relates to an organic electroluminescence device having high emission luminance and luminous efficiency while being low in voltage when used as a material for an organic electroluminescence device.
  • EL Organic electoluminescence
  • an EL element is composed of a light emitting layer and a pair of opposing electrode caps sandwiching the layer.
  • light emission when an electric field is applied between both electrodes, electrons are injected from the cathode side and holes are injected from the anode side.
  • this is a phenomenon in which these electrons recombine with holes in the light-emitting layer to generate an excited state, and energy is released as light when the excited state returns to the ground state.
  • Patent Document 1 discloses an element using a compound having a benzimidazole structure as a light-emitting material, and describes that the element emits light at a luminance of 200 nit at a voltage of 9 V. ing.
  • Patent Document 2 describes a compound having a benzimidazole ring and an anthracene skeleton.
  • Patent Document 1 U.S. Pat.No. 5,645,948 Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open No. 2002-38141
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an organic EL device having a high emission luminance and a high emission efficiency with a low voltage and a nitrogen-containing heterocyclic derivative that realizes the organic EL device. Objective.
  • a nitrogen-containing heterocyclic derivative having a structure in which a specific group is bonded to a benzimidazole is a novel compound.
  • this compound as a material for an organic EL device in at least one organic compound layer of the organic EL device, it was found that high luminance and high efficiency can be achieved even at low voltage, and the present invention was completed. Is.
  • the present invention provides a nitrogen-containing heterocyclic derivative represented by the following general formula (1) or (2).
  • R to R and A are each independently a hydrogen atom
  • Substituted or unsubstituted aryl group having 5 to 50 carbon atoms substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted nuclear atom 6 to 50 aralkyl groups, substituted or unsubstituted aryloxy groups having 5 to 50 nuclear atoms, substituted or unsubstituted aryloxy groups having 5 to 50 nuclear atoms, substituted or unsubstituted carbon atoms 1 to 50
  • An alkoxycarbo group, substituted or unsubstituted nucleus An amino group substituted with an aryl group having 5 to 50 atoms, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a hydroxyl group or a carboxyl group.
  • At least one pair of R on the benzene ring in contact with each other is bonded or unsubstituted
  • At least one pair of Rs of 6 7 9 adjacent benzene rings is bonded to each other and substituted or unsubstituted.
  • R and R of the same benzene ring R and R, R and R, or R and R
  • n is an integer from 3 to 6
  • m is 2 to 5
  • x is an integer from 0 to 3
  • R to R and A are plural
  • HAr to HAr are each independently a nitrogen-containing heterocyclic ring represented by the following general formula (a)
  • ⁇ R each independently represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted oa number of 5 to 50 oa atoms
  • substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 50 carbon atoms substituted or unsubstituted Of 1 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted aralkyl groups having 6 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted aryloxy groups having 5 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted nuclear atoms 5- to 50-aryl aryl group, substituted or unsubstituted alkoxycarbonyl group having 1 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted aryl group substituted with 5 to 50 aryl groups, halogen atom, cyano Group, nitro group, hydroxyl group or carboxyl group.
  • the present invention provides an organic EL device in which an organic thin film layer composed of one or more layers including at least a light emitting layer is sandwiched between a cathode and an anode, and includes at least one layer force of the organic thin film layer.
  • An organic EL device containing a nitrogen heterocyclic derivative alone or as a component of a mixture is provided.
  • An organic EL device using the nitrogen-containing heterocyclic derivative of the present invention as a material for an organic EL device has a high emission luminance and a high emission efficiency while being at a low voltage.
  • the nitrogen-containing heterocyclic derivative of the present invention is a compound represented by the following general formula (1) or (2).
  • R to R and A are each independently a hydrogen atom
  • Substituted or unsubstituted aryl group having 5 to 50 carbon atoms substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted nuclear atom Aralkyl group having 6 to 50 atoms, substituted or unsubstituted aryloxy group having 5 to 50 nucleus atoms, substituted or unsubstituted aryloxy group having 5 to 50 nucleus atoms, substituted Or an unsubstituted alkoxycarbo group having 1 to 50 carbon atoms, an amino group substituted with a substituted or unsubstituted aryl group having 5 to 50 carbon atoms, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a hydroxyl group, or It is a carboxyl group.
  • the aryl groups of R to R and A are aromatic hydrocarbon groups and aromatic heterocyclic groups.
  • a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, an anthranyl group, a phenanthryl group, a pyrel group, a chrysyl group, a fluoranthur group, and a fluorine group are preferable.
  • alkyl groups of R to R and A include, for example, methyl group, ethyl group, propyl
  • the alkoxy group of R to R and A is a group represented by OY, and examples of Y include
  • aralkyl group of R to R and A examples include, for example, a benzyl group, 1-phenol
  • Tyl group 2-phenylethyl group, 1-phenylisopropyl group, 2-phenylisopropyl group, phenyl-butyl group, a naphthylmethyl group, 1 ⁇ -naphthylethyl group, 2- ⁇ -naphthylethyl group, 1-a-naphthylisopropyl group, 2-a-naphthylisopropynole group, ⁇ -naphthinoremethinole group, 1- ⁇ -naphthinoreethinole group, 2- ⁇ -naphthylethyl group, 1- ⁇ -naphthylisopropyl group, 2- ⁇ -naphthylisopropyl group Group, 1 pyrrolylmethyl group, 2- (1 pyrrolyl) ethyl group, ⁇ -methylbenzyl group, m-methylbenzyl group, o-methylbenzyl
  • the arylthio group of R to R and A is represented by —SY ′, and examples of Y ′
  • the alkoxycarbo group of R to R and A is a group represented by COOY, and Y
  • halogen atoms of R to R and A include, for example, a fluorine atom, a chlorine atom, an odor
  • Elemental atoms, iodine atoms and the like can be mentioned.
  • At least one pair of R in the ring is bonded to each other to form a substituted or unsubstituted ring
  • At least one pair of R in the benzene ring is bonded to each other to form a substituted or unsubstituted ring.
  • a 5-membered ring or a 6-membered ring is preferable, and a 5-membered ring is particularly preferable.
  • the formed 5-membered ring and 6-membered ring substituents may be bonded to each other to form a ring.
  • rings include carbons such as cycloalkanes having 4 to 12 carbon atoms such as cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, adamantane, and norbornane, cyclobutene, cyclobenten, cyclohexene, cycloheptene, and cyclootaten.
  • cycloanolecadien having 6 to 12 carbon atoms
  • benzene naphthalene, phenanthrene, anthracene, pyrene, tarisene, acenaphthylene, fluorene, etc.
  • aromatic rings having 6 to 50 carbon atoms.
  • n is 3 to 6 (preferably 3 to 5)
  • m is 2 to 5 (preferably 2 to 4)
  • X is 0 to 3 (preferably 0 to 2) represents an integer, and when there are multiple R to R and A,
  • HAr to HAr are each independently represented by the following general formula (a)
  • ia oa is a monovalent group.
  • R 1 to R 5 are each independently a hydrogen atom, substituted or unsubstituted
  • Substituted aryl group having 5 to 50 carbon atoms substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted nuclear atom number 6 -50 aralkyl group, substituted or unsubstituted aryloxy group having 5 to 50 nuclear atoms, substituted or unsubstituted aryloxy group having 5 to 50 nuclear atoms, substituted or unsubstituted alkoxy carbocycle having 1 to 50 carbon atoms -Aluminum group, an amino group substituted with a substituted or unsubstituted aryl group having 5 to 50 nuclear atoms, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a hydroxyl group or a carboxyl group. Specific examples of these groups are as follows: , R in the general formula (1)
  • Substituents of the groups represented by the general formulas (1), (2) and (a) include substituted or unsubstituted aryl groups having 5 to 50 nuclear atoms, substituted or unsubstituted carbon atoms of 1 ⁇ 50 alkyl groups Substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted aralkyl group having 1 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted aryloxy group having 5 to 50 nucleus atoms, substituted or unsubstituted nucleus Arylthio group having 5 to 50 atoms, substituted or unsubstituted alkoxycarbonyl group having 1 to 50 carbon atoms, an amino group substituted with an aryl group having 5 to 50 substituted or unsubstituted nucleus atoms, halogen atom , A cyano group, a nitro group, a hydroxyl group, a force
  • the nitrogen-containing heterocyclic derivative represented by the general formula (1) is preferably a compound represented by the following general formula (1a), (1b) or (1c).
  • HAr and HAr are the same as described above.
  • R to R each represent the same group as the above R to R, and specific examples and substitution of each group
  • the nitrogen-containing heterocyclic derivative represented by the general formula (2) is preferably a compound represented by the following general formula (2-a), (2-b) or (2-c).
  • the nitrogen-containing heterocyclic derivative of the present invention is more preferably a light-emitting material for an organic EL element, an electron injection material for an organic EL element, or an electron transport material for an organic EL element, which is preferably an organic EL element material.
  • the organic EL device of the present invention is an organic EL device in which an organic thin film layer composed of one or more layers including at least a light emitting layer is sandwiched between a cathode and an anode, and at least one layer of the organic thin film layer is Contains nitrogen-containing heterocyclic derivatives alone or as a component of a mixture.
  • the organic thin film layer preferably has an electron injection / transport layer, and the electron injection / transport layer preferably includes the nitrogen-containing heterocyclic derivative of the present invention alone or as a component of a mixture. . Furthermore, the electron injection / transport layer preferably contains a nitrogen-containing heterocyclic derivative as a main component.
  • the force for which the configuration of (8) is preferably used is not limited to these.
  • the nitrogen-containing heterocyclic derivative of the present invention may be used for any organic thin film layer of an organic EL device. Force It can be preferably used in the light-emitting band or the electron transport band, and particularly preferably used in the electron injection layer, the electron transport layer, and the light-emitting layer.
  • the organic EL device of the present invention is manufactured on a light-transmitting substrate.
  • the translucent substrate mentioned here is a substrate that supports the organic EL device, and a smooth substrate with a light transmittance in the visible region of 400 to 700 nm of 50% or more is preferable.
  • a glass plate, a polymer plate, etc. are mentioned.
  • the glass plate include soda-lime glass, norlium strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, norium borosilicate glass, and quartz.
  • the polymer plate include polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfide, and polysulfone.
  • the anode of the organic EL device of the present invention has a function of injecting holes into the hole transport layer or the light emitting layer, and it is effective to have a work function of 4.5 eV or more.
  • Specific examples of the anode material used in the present invention include indium tin oxide alloy (ITO), acid-tin tin (NE SA), indium-zinc oxide (IZO), gold, silver, platinum, copper, and the like. Can be mentioned.
  • the anode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering.
  • the transmittance of the anode for light emission is greater than 10%.
  • the sheet resistance of the anode is preferably several hundred ⁇ or less.
  • the film thickness of the anode is a force depending on the material. Usually, it is selected in the range of 10 nm to l ⁇ m, preferably 10 to 200 nm.
  • the light emitting layer of the organic EL device has the following functions (1) to (3).
  • Injection function Function that can inject holes from the anode or hole injection layer when an electric field is applied, and can inject electrons from the negative electrode or electron injection layer
  • Transport function Function to move injected charges (electrons and holes) by the force of electric field
  • Luminescent function a function that provides a field for recombination of electrons and holes and connects it to light emission
  • the transport capability represented by the mobility of holes and electrons may be large or small. It is preferable to move the charge.
  • the light emitting layer is particularly preferably a molecular deposited film.
  • the molecular deposition film is a thin film formed by deposition from a material compound in a gas phase state or a film formed by solidification from a material compound in a solution state or a liquid phase state.
  • a film can be classified from a thin film (accumulated film) formed by the LB method by the difference in aggregated structure and higher-order structure and functional differences resulting from it.
  • a binder such as rosin and a material compound are dissolved in a solvent to form a solution, which is then thin-filmed by spin coating or the like.
  • the light emitting layer can also be formed by twisting.
  • a known light emitting material other than the light emitting material comprising the nitrogen-containing heterocyclic derivative of the present invention may be contained in the light emitting layer as desired, as long as the object of the present invention is not impaired.
  • a light emitting layer containing another known light emitting material may be laminated on the light emitting layer containing the light emitting material comprising the nitrogen-containing heterocyclic derivative of the present invention.
  • the light emitting layer preferably contains an arylamine compound and Z or a styrylamine compound.
  • arylamine compounds include compounds represented by the following general formula (A), and examples of styrylamine compounds include compounds represented by the following general formula (B).
  • Ar is phenyl, biphenyl, terphenyl, stilbene, distili
  • Luaryl force is a selected group, Ar and Ar are each a hydrogen atom or a carbon number.
  • Ar to Ar may be substituted.
  • p is an integer from 1 to 4.
  • the aromatic group having 6 to 20 carbon atoms is preferably a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a phenanthryl group, a terfel group, or the like.
  • Ar 1 to Ar 4 are optionally substituted aryl groups having 5 to 40 nuclear carbon atoms.
  • aryl groups having 5 to 40 nuclear atoms include phenyl, naphthyl, and anthral.
  • Phenanthryl pyrenyl, coloninole, biphenyl, terphenyl, pyrrolyl, furanyl
  • the aryl group having 5 to 40 nucleus atoms may be further substituted with a substituent.
  • Examples of the preferable substituent include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms (ethyl group, methyl group, isopropyl group, n propyl group, s butyl group, t butyl group, pentyl group, hexyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.), alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms (ethoxy group, methoxy group, isopropoxy group, n— Propoxy group
  • ester group having a C 1-6 alkyl group, a cyano group, a nitro group, and a halogen atom chlorine, bromine, iodine, etc.
  • Examples of the light-emitting material or doping material that can be used for the light-emitting layer include anthracene, naphthalene, phenanthrene, pyrene, tetracene, coronene, taricene, funoleic agecein, perylene, lid-perylene, naphthaperylene, perinone, and lid mouth Perinone, Naphthin Perinone
  • Ar is a substituted or unsubstituted condensed aromatic group having 10 to 50 nuclear carbon atoms.
  • Ar is a substituted or unsubstituted aromatic group having 6 to 50 nuclear carbon atoms.
  • X is a substituted or unsubstituted aromatic group having 6 to 50 nuclear carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 5 to 50 nuclear atoms, or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 50 carbon atoms.
  • a, b and c are each an integer of 0-4.
  • n is an integer of 1 to 3. When n is 2 or more, the values in [] may be the same or different. )
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently a substituted or unsubstituted aromatic ring group having 6 to 50 nuclear carbon atoms, and m and n are each an integer of 1 to 4)
  • ⁇ ! ⁇ Is independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted aromatic ring group having 6 to 50 nuclear carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 5 to 50 nuclear atoms, a substituted or unsubstituted Is an unsubstituted alkyl group having 1 to 50 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aralkyl group having 6 to 50 carbon atoms, Substituted or unsubstituted aryloxy group having 5 to 50 nuclear atoms, substituted or
  • Ar and Ar ′ are each a substituted or unsubstituted aromatic group having 6 to 50 nuclear carbon atoms.
  • L and L are each a substituted or unsubstituted phenylene group, a substituted or unsubstituted naphthalene group, a substituted or unsubstituted fluorenylene group, or a substituted or unsubstituted dibenzosilolylene group.
  • n is an integer from 1 to 4
  • s is an integer from 0 to 2
  • t is an integer from 0 to 4.
  • L or Ar is bonded to any of the 1-5 positions of pyrene, and L or Ar, is bonded to any of the 6-10 positions of pyrene.
  • a 1 and A 2 are each independently a substituted or unsubstituted condensed aromatic ring group having 10 to 20 nuclear carbon atoms.
  • Ar 1 and Ar 2 are each independently a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted aromatic ring group having 6 to 50 nuclear carbon atoms.
  • ⁇ ! ⁇ Is independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted aromatic ring group having 6 to 50 nuclear carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 5 to 50 nuclear atoms, a substituted or unsubstituted Is an unsubstituted alkyl group having 1 to 50 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, Substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted aralkyl group having 6 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted aryloxy group having 5 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted nuclear atom An arylcarbothio group having 5 to 50 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon group having 1 to 50 carbon atoms, a substituted or unsubstituted silyl
  • R 9 and R 1Q may be plural or adjacent to each other to form a saturated or unsaturated cyclic structure.
  • 1 ⁇ to 1 ⁇ ° are independently hydrogen atom, alkyl group, cycloalkyl group, optionally substituted aryl group, alkoxyl group, aryloxy group, alkylamino group, alkenyl group.
  • An arylamino group or an optionally substituted heterocyclic group, a and b each represent an integer of 1 to 5, and when they are 2 or more, R 1 or R 2 are each R 1 or R 2 may be bonded to each other to form a ring, R 3 and R 4 , R 5 and R 6 , R 7 and R 8 , R 9 And R 1Q may be bonded to each other to form a ring, L 1 is a single bond, O—, — S—, — N (R) — (R is an alkyl group or an optionally substituted aryl) Group), an alkylene group or an arylene group.
  • R u to! ⁇ are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxyl group, an aryloxy group, an alkylamino group, an arylamino group, or Cd, e and f each represent an integer of 1 to 5, and when they are 2 or more, R 11 , R 12 , R 16, or R 17 In each case, they may be the same or different, and R 11 , R 12 , R 16, or R 17 may combine to form a ring, or R 13 and R 14 , R 18 and R 19 may be bonded to each other to form a ring L 2 is a single bond, —O—, 1 S—, — N (R) — (R is an alkyl group or an optionally substituted aryl) Group), an alkylene group or an arylene group.
  • a 5 to A 8 are each independently a substituted or unsubstituted biphenyl group or a substituted or unsubstituted naphthyl group.
  • R 21 to R 23 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, An alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryloxy group having 5 to 18 carbon atoms, an aralkyloxy group having 7 to 18 carbon atoms, an arylamino group having 5 to 16 carbon atoms, a nitro group, a cyano group, and an ester group having 1 to 6 carbon atoms. Or a halogen atom, and at least one of A 9 to A 14 is a group having three or more condensed aromatic rings.
  • R and R are a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or
  • R and R bonded to may be the same or different.
  • R and R are hydrogen
  • R and R bonded to the same fluorene group may be the same or different.
  • 3 4 1 and Ar are substituted or unsubstituted condensed polycyclic aromatics with a total of 3 or more benzene rings
  • n an integer of 1 to 10.
  • anthracene derivatives are preferable, monoanthracene derivatives are more preferable, and asymmetric anthracene is particularly preferable.
  • a phosphorescent compound can also be used as the dopant light-emitting material.
  • a compound containing a force rubazole ring as a host material is preferable.
  • the dopant is a compound that can also emit triplet exciton force, and is not particularly limited as long as it also emits triplet exciton force, but the group force that also has Ir, Ru, Pd, Pt, Os, and Re force is selected.
  • a porphyrin metal complex or an orthometal ⁇ metal complex which is preferably a metal complex containing one metal, is preferable.
  • a host suitable for phosphorescence emission with a compound power containing a strong rubazole ring is a compound having the function of emitting a phosphorescent compound as a result of energy transfer from its excited state to the phosphorescent compound. is there.
  • the host compound is not particularly limited as long as it is a compound that can transfer the exciton energy to the phosphorescent compound, and can be appropriately selected according to the purpose. It may have an arbitrary heterocyclic ring in addition to the force rubazole ring.
  • host compounds include force rubazole derivatives, triazole derivatives, oxazole derivatives, oxaziazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, furan diamine derivatives, arylamine derivatives , Amino-substituted chalcone derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aromatic tertiary amine compounds, styrylamine compounds, aromatic dimethylidene compounds, porphyrin compounds, anthraquinodis Methane derivatives, anthrone derivatives, diphenylquinone derivatives, thiobilane dioxide derivatives, carpositimide derivatives, fluorenylidenemethane derivatives, distyrylvirazine derivatives, naphthalene derivatives Heterocycl
  • a phosphorescent dopant is a compound capable of emitting triplet exciton power.
  • the triplet exciton force is not particularly limited as long as it emits light, but a group complex of Ir, Ru, Pd, Pt, Os, and Re force is preferably a metal complex containing at least one selected metal, and is preferably a porphyrin metal complex or ortho metal ion. ⁇ Metal complexes are preferred.
  • the porphyrin metal complex is preferably a porphyrin platinum complex.
  • the phosphorescent compound may be used alone or in combination of two or more.
  • ligands that form ortho-metal ⁇ metal complexes
  • preferred ligands include 2 phenyl pyridine derivatives, 7, 8 benzoquinoline derivatives, 2- (2 chalc) pyridine derivatives, Examples include 2- (1 naphthyl) pyridine derivatives and 2-phenol quinolin derivatives. These derivatives may have a substituent as necessary. In particular, fluorinated compounds and trifluoromethyl groups introduced are preferred as blue dopants. Furthermore, it may have a ligand other than the above ligands such as acetylacetonate and picric acid as an auxiliary ligand.
  • the content of the phosphorescent dopant in the light-emitting layer is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • the content is 0.1 to 70% by mass, and 1 to 30% by mass. preferable. If the phosphorescent emissive compound content is less than 0.1% by mass, the light emission is weak and the effect of the content is not fully exhibited. If the content exceeds 70% by mass, a phenomenon called concentration quenching is prominent. The device performance deteriorates.
  • the light emitting layer may contain a hole transport material, an electron transport material, and a polymer binder as necessary.
  • the thickness of the light emitting layer is preferably 5 to 50 nm, more preferably 7 to 50 nm, and most preferably 10 to 50 nm. If the thickness is less than 5 nm, it is difficult to form a light emitting layer, and it may be difficult to adjust the chromaticity. If it exceeds 50 nm, the driving voltage may increase.
  • the hole injection 'transport layer is a layer that helps injecting holes into the light emitting layer and transports it to the light emitting region, and has a high ion mobility with a high hole mobility, usually less than 5.5 eV.
  • a hole injection / transport layer a material that transports holes to the light-emitting layer with a lower electric field strength is preferable.
  • the mobility force of holes for example, 10 4 ⁇ : When an electric field of LO Zcm is applied, At least 10 4 cm 2 ZV ⁇ sec is preferred! /.
  • Aminy compound (US Pat. No. 4,127,412, JP-A-53-27033, 54-58445, 54-149634, 54-64299, 55-79450 gazette, 55-144250 gazette, 56-119132 gazette, 61-295558 gazette, 61-98353 gazette, 63-295695 gazette), especially aromatic third It is preferable to use a grade Amin compound.
  • Inorganic compounds such as Si and p-type SiC can also be used as the material for the hole injection / transport layer.
  • the hole-injecting / transporting layer can be formed by thin-filming the above materials by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, or an LB method.
  • the thickness of the hole injecting / transporting layer is not particularly limited, but is usually 5 ⁇ to 5 / ⁇ .
  • This hole injection 'transport layer may be composed of one or two or more layers of the above-mentioned materials, and is a laminate of hole injection' transport layers made of different types of compounds. Also good.
  • a hole injection or electron injection organic semiconductor layer provided as a layer to help Moyogu 10- 1Q SZcm more of the conductivity of the light-emitting layer.
  • Examples of the material of such an organic semiconductor layer include thiophene oligomers, conductive oligomers such as allylamin oligomers disclosed in JP-A-8-193191, and conductive properties such as allylamin dendrimers. Dendrimers and the like can be used.
  • the electron injection layer 'transport layer of the present invention is a layer that assists the injection of electrons into the light emitting layer and transports it to the light emitting region.
  • the electron mobility is high, and the adhesion improving layer is included in the electron injection layer.
  • it is a layer that also has a material strength with good adhesion to the cathode.
  • it is preferable to use the compound of the present invention as an electron injection layer'transport layer and adhesion improving layer.
  • the nitrogen-containing heterocyclic derivative of the present invention When the nitrogen-containing heterocyclic derivative of the present invention is used in the electron transport zone, the nitrogen-containing heterocyclic derivative of the present invention alone is used by mixing or laminating with other materials that may form an electron injection / transport layer. Also good.
  • the material for forming the electron injection / transport layer by mixing or laminating with the nitrogen-containing heterocyclic derivative of the present invention is not particularly limited as long as it has the above-mentioned preferred properties. It can be used as a charge transport material for electrons !, and any known medium force used for the electron injection / transport layer of organic EL devices can be selected and used.
  • a preferred form of the organic EL device of the present invention is a device containing a reducing dopant in an electron transporting region or an interface region between a cathode and an organic layer.
  • the present invention An organic EL device containing a reducing dopant in the compound is preferable.
  • the reducing dopant is defined as a substance capable of reducing an electron transporting compound. Accordingly, various materials can be used as long as they have a certain reducibility, such as alkali metals, alkaline earth metals, rare earth metals, alkali metal oxides, alkali metal halides, alkaline earths.
  • preferable reducing dopants include Na (work function: 2.36 eV), K (work function: 2.28 eV), Rb (work function: 2.16 eV), and Cs (work function: 1).
  • 95eV) Force Group Force At least one selected alkali metal, Ca (work function: 2.9 eV;), Sr (work function: 2.0 to 2.5 eV), and Ba (work function: 2.
  • a more preferable reducing dopant is at least one alkali metal selected from the group force consisting of K, Rb and Cs, more preferably Rb or Cs, and most preferably Cs. .
  • alkali metals in particular, can improve the emission brightness and extend the life of organic EL devices by adding a relatively small amount to the electron injection region where the reducing ability is high.
  • a reducing dopant having a work function of 2.9 eV or less a combination of two or more alkali metals is also preferable. Particularly, combinations containing Cs, for example, Cs and Na, Cs and K, and Cs. A combination of Rb or Cs, Na and ⁇ is preferred. By including Cs in combination, the reducing ability can be efficiently exhibited, and by adding it to the electron injection region, the emission luminance of the organic EL element can be improved and the lifetime can be extended.
  • an electron injection layer composed of an insulator or a semiconductor may be further provided between the cathode and the organic layer.
  • an insulator at least one metal compound selected from the group consisting of an alkali metal chalcogenide, an alkaline earth metal chalcogenide, an alkali metal halide and an alkaline earth metal halide is used. Is preferred Yes. If the electron injection layer is composed of these alkali metal chalcogenides or the like, it is preferable in that the electron injection property can be further improved.
  • preferred alkali metal chalcogenides include, for example, Li 0, K 0, Na S, Na Se, and Na 2 O,
  • Preferred alkaline earth metal chalcogenides include, for example, CaO, BaO, SrO, BeO, BaS, and CaSe.
  • Preferred alkali metal halides include, for example, LiF, NaF, KF, LiCl, KC1, and NaCl.
  • Preferred alkaline earth metal halides include, for example, CaF, BaF, SrF, MgF, and the like.
  • Examples include fluorides such as 2 2 2 2 and BeF, and halides other than fluorides.
  • the inorganic compound constituting the electron transport layer is preferably a microcrystalline or amorphous insulating thin film. If the electron transport layer is composed of these insulating thin films, a more uniform thin film is formed, so that pixel defects such as dark spots can be reduced. Examples of such inorganic compounds include the alkali metal chalcogenides, alkaline earth metal chalcogenides, alkali metal halides, and alkaline earth metal halides described above.
  • the cathode in order to inject electrons into the electron injecting / transporting layer or the light emitting layer, a material having a small work function (4 eV or less) metal, an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof is used.
  • electrode materials include sodium, sodium 'potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium' silver alloy, aluminum / acid aluminum, aluminum 'lithium alloy, indium, and rare earth metals. It is done.
  • This cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering.
  • the transmittance for the light emission of the cathode is preferably larger than 10%.
  • the sheet resistance as a cathode is several hundred ⁇ or less.
  • the preferred film thickness is usually ⁇ ! ⁇ 1 m, preferably 50 to 200 nm.
  • organic EL devices apply an electric field to ultra-thin films, pixel defects are likely to occur due to leaks and shorts. In order to prevent this, it is preferable to insert an insulating thin film layer between the pair of electrodes.
  • Examples of materials used for the insulating layer include aluminum oxide, lithium fluoride, lithium oxide, cesium fluoride, cesium oxide, magnesium oxide, magnesium fluoride, calcium oxide, calcium fluoride, aluminum nitride, and titanium oxide. , Silicon oxide, oxide germanium, silicon nitride, boron nitride, molybdenum oxide, ruthenium oxide, vanadium oxide, and the like, and a mixture or laminate thereof may be used.
  • anode By forming the anode, the light-emitting layer, the hole injection 'transport layer, and the electron injection' transport layer as necessary, and the cathode by forming the anode and the light-emitting layer, if necessary, by the materials and formation methods exemplified above, and further forming the cathode
  • An element can be manufactured.
  • An organic EL element can also be fabricated from the cathode to the anode in the reverse order.
  • an organic EL device having a configuration in which an anode, a hole injection layer, a Z light emitting layer, a Z electron injection layer, and a Z cathode are sequentially provided on a light transmitting substrate will be described.
  • a thin film made of an anode material is formed on a suitable translucent substrate by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of 1 ⁇ m or less, preferably in the range of 10 to 200 nm, to produce an anode.
  • a hole injection layer is provided on the anode.
  • the hole injection layer can be formed by a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an LB method, or the like, but a homogeneous film can be obtained immediately and pinholes are generated. It is preferable to form by a vacuum vapor deposition method.
  • the deposition conditions vary depending on the compound used (material of the hole injection layer), the crystal structure and recombination structure of the target hole injection layer, etc.
  • the formation of the light emitting layer in which the light emitting layer is provided on the hole injection layer is performed by using a desired organic light emitting material. It can be formed by thinning an organic light emitting material by a method such as vacuum deposition, sputtering, spin coating, or casting, but a homogeneous film can be obtained and pinholes are not easily generated. From the point of view, etc., it is preferable to form by vacuum evaporation method. When the light emitting layer is formed by vacuum deposition, the deposition conditions vary depending on the compound used, but can generally be selected from the same condition range as the hole injection layer.
  • an electron injection layer is provided on the light emitting layer.
  • a vacuum deposition method because a uniform film is required.
  • the vapor deposition conditions can be selected from the same condition ranges as those for the hole injection layer and the light emitting layer.
  • the nitrogen-containing heterocyclic derivative of the present invention varies depending on which layer in the light emission band or the electron transport band is included, but co-evaporation with other materials may be performed when using the vacuum deposition method. it can. Moreover, when using a spin coat method, it can be contained by mixing with other materials.
  • a cathode can be stacked to obtain an organic EL device.
  • the cathode also has a metallic force, and vapor deposition and sputtering can be used. In order to protect the underlying organic layer from the damage when forming the film, vacuum deposition is preferred. It is preferable to fabricate the organic EL element from the anode to the cathode consistently by a single vacuum.
  • the method for forming each layer of the organic EL device of the present invention is not particularly limited. Conventionally known methods such as vacuum deposition and spin coating can be used.
  • the organic thin film layer containing the compound represented by the general formula (1) used in the organic EL device of the present invention is a vacuum deposition method, a molecular beam deposition method (MBE method) or a dating method of a solution dissolved in a solvent, It can be formed by a known method such as a spin coating method, a casting method, a bar coating method, or a roll coating method.
  • each organic layer of the organic EL device of the present invention is not particularly limited, but in general, if the film thickness is too thin, defects such as pinholes are generated. Usually, the range of several nm to 1 ⁇ m is preferable because of worsening.
  • a direct current voltage When a direct current voltage is applied to the organic EL element, light emission can be observed by applying a voltage of 5 to 40 V with the anode set to + and the cathode set to one polarity. Also, apply a voltage with the opposite polarity However, no current flows and no light emission occurs. Furthermore, when AC voltage is applied, uniform light emission is observed only when the anode is + and the cathode is of the same polarity.
  • the alternating current waveform to be applied may be arbitrary.
  • intermediate materials 6 In a 300 mL three-necked flask under an argon stream, intermediate materials 6 2. Og (5. Ommol), 2- (4 bromophenol) and 1-phenol benzimidazole 3.9 g (l lmmol), tetrakistriphenylphosphine Palladium (0) 0.23 g (0.20 mmol), 1,2 dimethoxyethane 50 mL, 2M aqueous sodium carbonate solution 15 mL (30 mmol) was added, and the mixture was heated to reflux for 8 hours. After completion of the reaction, the organic layer was washed with water, dried over magnesium sulfate, and the solvent was distilled off with a rotary evaporator.
  • intermediate raw material 8 14 g (0.O5 mol), 2 bromobenzoic acid ethyl ester 25 g (0. l lmol), tetrakistriphenylphosphine palladium (0) 2.8 g (5 mmol), toluene 200 mL, sodium carbonate 16 g (0.15 mol) Z water 150 mL were added, and the mixture was heated to reflux for 8 hours. After completion of the reaction, the organic layer was washed with water, dried over magnesium sulfate, and then the solvent was distilled off with a rotary evaporator. The obtained crude crystals were recrystallized from ethanol to obtain 12 g of the intended intermediate 9 (white crystals, yield 50%).
  • intermediate raw material 14 1. lg (2. lmmol), 2- (4 —bromophenol) — 1-phenol benzimidazole 1.6 g (4.6 mmol), tetrakis triphenyl Phosphine palladium (0) (0.10 g, 0.09 mmol), 1,2 dimethoxyethane (20 mL), and 2M aqueous sodium carbonate solution (6.5 mL, 13 mmol) were added and heated to reflux for 8 hours. After completion of the reaction, the organic layer was washed with water, dried over magnesium sulfate, and then the solvent was distilled off with a rotary evaporator.
  • a transparent electrode with a film thickness of 130 nm and indium tin oxide was provided on a 1 mm size glass substrate. Ultrasonic cleaning this glass substrate with isopropyl alcohol Then, it was cleaned by irradiating with ultraviolet rays and ozone.
  • Hole injection layer ⁇ , N, bis [4- (Diphenylamino) file] ⁇ , N, ⁇ Diphenyl biphenyl 4, 4, dimethylamine; Deposition conditions 2nmZsec; Film thickness 60nm
  • Hole transport layer N, N, -di (naphthalene-1-yl) N, N, -diphenyl-rubenzine; vapor deposition condition 2nmZsec; film thickness 20nm
  • Electron transport layer Compound (1); Deposition conditions 2nmZse C ; Film thickness 20nm
  • Electron injection layer lithium fluoride; vapor deposition conditions 0.1 nm / sec; film thickness lnm
  • Cathode layer Aluminum; Deposition conditions 2nmZsec; Film thickness 200nm
  • Example 2 an organic EL layer was prepared in the same manner as in Example 1 except that Compound (2) to Compound (4) were used in the electron transport layer instead of Compound (1) of Example 1.
  • a device was fabricated. As a result, as shown in Table 1, all blue light emission was observed, the light emission luminance was 480-510 cdZm 2 , and the 10% luminance reduction time was 90 to: L 10 hours.
  • Comparative Examples 1 and 2 an organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the following materials were used for the electron transport layer instead of the compound (1) of Example 1. .
  • Comparative Example 1 Compound (A) Tris (8-hydroxyquinolino) aluminum; film thickness 20 nm Comparative Example 2: Compound (B) Tris (2- (1-Ferpenzoimidazolyl) benzene; Film thickness 2 Onm
  • the organic EL device of the present invention is useful as a light source such as a flat light emitter of a wall-mounted television and a display knocklight which are highly practical. It can also be used as an organic EL device, an electron transport material, and a charge transport material for electrophotographic photoreceptors and organic semiconductors.

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Abstract

　特定構造を有する含窒素複素環誘導体、並びに、陰極と陽極間に少なくとも発光層を有する一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機薄膜層の少なくとも一層が、前記含窒素複素環誘導体を単独もしくは混合物の成分として含有することによって、低電圧でありながら発光輝度及び発光効率が高い有機エレクトロルミネッセンス素子及びそれを実現する含窒素複素環誘導体を提供する。

Description

明 細 書
含窒素複素環誘導体及びそれを用いた有機エレクト口ルミネッセンス素子 技術分野
[0001] 本発明は、新規な含窒素複素環誘導体及びそれを用いた有機エレクト口ルミネッセ ンス素子に関し、特に、有機エレクト口ルミネッセンス素子の構成成分として有用な含 窒素複素環誘導体を有機薄膜層に含まれる有機エレクト口ルミネッセンス素子用材 料として用いることにより、低電圧でありながら発光輝度及び発光効率が高い有機ェ レクト口ルミネッセンス素子に関するものである。
背景技術
[0002] 有機物質を使用した有機エレクト口ルミネッセンス（以下エレクト口ルミネッセンスを E Lと略記することがある）素子は、固体発光型の安価な大面積フルカラー表示素子と しての用途が有望視され、多くの開発が行われている。一般に EL素子は、発光層及 び該層をはさんだ一対の対向電極カゝら構成されている。発光は、両電極間に電界が 印加されると、陰極側から電子が注入され、陽極側から正孔が注入される。さら〖こ、こ の電子が発光層において正孔と再結合し、励起状態を生成し、励起状態が基底状 態に戻る際にエネルギーを光として放出する現象である。
従来の有機 EL素子は、無機発光ダイオードに比べて駆動電圧が高ぐ発光輝度 や発光効率も低かった。また、特性劣化も著しく実用化には至っていな力つた。最近 の有機 EL素子は徐々に改良されているものの、さらに低電圧での、高発光輝度及 び高発光効率が要求されて!、る。
これらを解決するものとして、例えば、特許文献 1に、ベンゾイミダゾール構造を有 する化合物を発光材料として用いた素子が開示され、この素子が電圧 9Vにて 200ni tの輝度で発光することが記載されている。また、特許文献 2には、ベンゾイミダゾー ル環及びアントラセン骨格を有する化合物が記載されている。し力しながら、これらの 化合物を用いた有機 EL素子よりもさらなる高発光輝度及び高発光効率のものが求 められている。
特許文献 1 :米国特許第 5, 645, 948号明細書 特許文献 2 :特開 2002— 38141号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] 本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、低電圧でありながら発光 輝度及び発光効率が高い有機 EL素子及びそれを実現する含窒素複素環誘導体を 提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0004] 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、ベンゾイミダゾ ールと特定の基が結合した構造を有する含窒素複素環誘導体が新規な化合物であ つて、この化合物を有機 EL素子用材料として有機 EL素子の有機化合物層の少なく とも 1層に用いることにより、低電圧でありながら高輝度化及び高効率ィ匕を達成できる ことを見出し本発明を完成したものである。
[0005] すなわち、本発明は、下記一般式（1)又は（2)で表される含窒素複素環誘導体を 提供するものである。
[化 1]
Figure imgf000003_0001
[0006] [一般式（1)及び（2)において、 R〜R及び Aは、それぞれ独立に、水素原子、置
1 10 1
換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリール基、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炭素数 1〜50のアルコキシ基、置換もしくは 無置換の核原子数 6〜50のァラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50の ァリールォキシ基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリールチオ基、置換も しくは無置換の炭素数 1〜50のアルコキシカルボ-ル基、置換もしくは無置換の核 原子数 5〜50のァリール基で置換されたァミノ基、ハロゲン原子、シァノ基、ニトロ基 、ヒドロキシル基又はカルボキシル基である。
ただし、一般式（1)において、 Rとその隣接するベンゼン環の R、及び Rとその隣
1 2 3 接するベンゼン環の Rのうちの少なくとも 1組が互いに結合して置換もしくは無置換
4
の環を形成し、一般式（2)において、 Rとその隣接するベンゼン環の R、及び Rとそ
6 7 9 の隣接するベンゼン環の R のうちの少なくとも 1組が互 、に結合し置換もしくは無置
10
換の環を形成している。また、同一ベンゼン環の Rと R、 Rと R、 Rと R、又は Rと R
1 2 3 4 6 7 9 1 は互 、に結合して置換もしくは無置換の環を形成して 、てもよ 、。
0
nは 3〜6、 mは 2〜5、 xは 0〜3の整数を表し、 R〜R 及び Aが複数の場合、それ
1 10 1
らは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
HAr〜HArは、それぞれ独立に、下記一般式 (a)で示される含窒素複素環から R
1 3
〜R のいずれかを取り除くことにより形成される一価の基である。
[化 2]
Figure imgf000004_0001
Figure imgf000004_0002
〜R は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50の oa
ール基、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 の炭素数 1〜50のアルコキシ基、置換もしくは無置換の核原子数 6〜50のァラルキ ル基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリールォキシ基、置換もしくは無置 換の核原子数 5〜50のァリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数 1〜50のアル コキシカルボニル基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリール基で置換さ れたァミノ基、ハロゲン原子、シァノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基又はカルボキシル基 である。 ) ]
[0009] また、本発明は、陰極と陽極間に少なくとも発光層を含む 1層又は複数層からなる 有機薄膜層が挟持されている有機 EL素子において、該有機薄膜層の少なくとも 1層 力 前記含窒素複素環誘導体を単独もしくは混合物の成分として含有する有機 EL 素子を提供するものである。
発明の効果
[0010] 本発明の含窒素複素環誘導体を有機 EL素子用材料として用いた有機 EL素子は 、低電圧でありながら発光輝度及び発光効率が高い。
発明を実施するための最良の形態
[0011] 本発明の含窒素複素環誘導体は、下記一般式（1)又は（2)で表される化合物であ る。
[化 3]
Figure imgf000005_0001
[0012] 一般式（1)及び（2)において、 R〜R 及び Aは、それぞれ独立に、水素原子、置
1 10 1
換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリール基、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炭素数 1〜50のアルコキシ基、置換もしくは 無置換の核原子数 6〜50のァラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50の ァリールォキシ基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリールチオ基、置換も しくは無置換の炭素数 1〜50のアルコキシカルボ-ル基、置換もしくは無置換の核 原子数 5〜50のァリール基で置換されたァミノ基、ハロゲン原子、シァノ基、ニトロ基 、ヒドロキシル基又はカルボキシル基である。
前記 R〜R 及び Aのァリール基は、芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基の
1 10 1
両方を示し、例えば、フエ-ル基、 1 ナフチル基、 2—ナフチル基、 1 アントリル基 、 2 アントリル基、 9 アントリル基、 1—フエナントリル基、 2—フエナントリル基、 3— フエナントリル基、 4 フエナントリル基、 9 フエナントリル基、 1 ナフタセ-ル基、 2 ナフタセ-ル基、 9 ナフタセ-ル基、 1ーピレ-ル基、 2 ピレ-ル基、 4 ピレ- ル基、 2 ビフエ-ルイル基、 3 ビフエ-ルイル基、 4 ビフエ-ルイル基、 p—テル フエ-ルー 4—ィル基、 p—テルフエ-ルー 3—ィル基、 p—テルフエ-ルー 2—ィル 基、 m—テノレフエ二ノレ一 4—イノレ基、 m—テノレフエ二ノレ一 3—イノレ基、 m—テノレフエ二 ルー 2—ィル基、 o トリル基、 m—トリル基、 ρ トリル基、 p—t—ブチルフエ-ル基、 p— (2 フエ-ルプロピル）フエ-ル基、 3—メチル—2 ナフチル基、 4—メチル 1 ナフチル基、 4ーメチルー 1 アントリル基、 4，ーメチルビフエ-ルイル基、 4"—t ーブチルー ρ テルフエ-ルー 4ーィル基、フルオランテュル基、フルォレ -ル基、 1 ピロリル基、 2 ピロリル基、 3 ピロリル基、ピラジュル基、 2 ピリジ-ル基、 3 ピ リジ-ル基、 4 ピリジ-ル基、 1—インドリル基、 2—インドリル基、 3—インドリル基、 4 —インドリル基、 5—インドリル基、 6—インドリル基、 7—インドリル基、 1—イソインドリ ル基、 2 イソインドリル基、 3 イソインドリル基、 4 イソインドリル基、 5 イソインド リル基、 6 イソインドリル基、 7 イソインドリル基、 2 フリル基、 3 フリル基、 2 べ ンゾフラ-ル基、 3—べンゾフラ-ル基、 4一べンゾフラ-ル基、 5—ベンゾフラ -ル基 、 6 べンゾフラ-ル基、 7 べンゾフラ-ル基、 1 イソべンゾフラ-ル基、 3 イソべ ンゾフラ-ル基、 4 イソべンゾフラ-ル基、 5—イソべンゾフラ-ル基、 6—イソべンゾ フラ-ル基、 7—イソべンゾフラ-ル基、キノリル基、 3—キノリル基、 4 キノリル基、 5 キノリル基、 6 キノリル基、 7 キノリル基、 8 キノリル基、 1 イソキノリル基、 3— イソキノリル基、 4 イソキノリル基、 5—イソキノリル基、 6—イソキノリル基、 7—イソキ ノリル基、 8 イソキノリル基、 2 キノキサリニル基、 5 キノキサリニル基、 6 キノキ サリ-ル基、 1一力ルバゾリル基、 2—力ルバゾリル基、 3—力ルバゾリル基、 4 カル バゾリル基、 9一力ルバゾリル基、 1—フエナントリジ-ル基、 2—フエナントリジ-ル基 、 3—フエナントリジ-ル基、 4—フエナントリジ-ル基、 6—フエナントリジ-ル基、 7— フエナントリジ-ル基、 8—フエナントリジ-ル基、 9—フエナントリジ-ル基、 10—フエ ナントリジ-ル基、 1—アタリジ-ル基、 2—アタリジ-ル基、 3—アタリジ-ル基、 4— ァクジジ-ノレ 、 9ーァクジジ-ノレ 、 1, 7 フ mナン卜 Pジン 2—ィノレ 、 1, Ί フエ ナント口リン— 3—ィル基、 1, 7 フエナント口リン— 4—ィル基、 1, 7 フエナントロリ ン— 5—ィル基、 1, 7 フエナント口リン— 6—ィル基、 1, 7 フエナント口リン— 8—ィ ル基、 1, 7 フエナント口リンー9ーィル基、 1, 7 フエナント口リン 10—ィル基、 1 , 8 フエナント口リン— 2—ィル基、 1, 8 フエナント口リン— 3—ィル基、 1, 8 フエ ナント口リン— 4—ィル基、 1, 8 フエナント口リン— 5—ィル基、 1, 8 フエナントロリ ン— 6—ィル基、 1, 8 フエナント口リン— 7—ィル基、 1, 8 フエナント口リン— 9—ィ ル基、 1, 8 フエナント口リン 10—ィル基、 1, 9 フエナント口リンー2—ィル基、 1 , 9 フエナント口リン— 3—ィル基、 1, 9 フエナント口リン— 4—ィル基、 1, 9 フエ ナント口リン— 5—ィル基、 1, 9 フエナント口リン— 6—ィル基、 1, 9 フエナントロリ ン— 7—ィル基、 1, 9 フエナント口リン— 8—ィル基、 1, 9 フエナント口リン— 10— ィル基、 1, 10 フエナント口リン— 2—ィル基、 1, 10 フエナント口リン— 3—ィル基 、 1, 10 フエナント口リン— 4—ィル基、 1, 10 フエナント口リン— 5—ィル基、 2, 9 —フエナント口リン一 1—ィル基、 2, 9 フエナント口リン一 3—ィル基、 2, 9 フエナ ントロリン一 4—ィル基、 2, 9 フエナント口リン一 5—ィル基、 2, 9 フエナント口リン —6—ィル基、 2, 9 フエナント口リン一 7—ィル基、 2, 9 フエナント口リン一 8—ィル 基、 2, 9 フエナント口リン— 10—ィル基、 2, 8 フエナント口リン— 1—ィル基、 2, 8 —フエナント口リン一 3—ィル基、 2, 8 フエナント口リン一 4—ィル基、 2, 8 フエナ ントロリン一 5—ィル基、 2, 8 フエナント口リン一 6—ィル基、 2, 8 フエナント口リン —7—ィル基、 2, 8 フエナント口リン一 9—ィル基、 2, 8 フエナント口リン一 10—ィ ル基、 2, 7—フエナント口リン 1ーィル基、 2, 7—フエナント口リンー3—ィル基、 2, 7 フエナント口リン一 4—ィル基、 2, 7 フエナント口リン一 5—ィル基、 2, 7 フエナ ントロリン一 6—ィル基、 2, 7 フエナント口リン一 8—ィル基、 2, 7 フエナント口リン —9—ィル基、 2, 7 フエナント口リン— 10—ィル基、 1—フエナジ-ル基、 2 フエナ ジ-ル基、 1 フエノチアジ-ル基、 2 フエノチアジ-ル基、 3 フエノチアジ-ル基 、 4 フエノチアジ-ル基、 10 フエノチアジ-ル基、 1—フエノキサジ-ル基、 2 フ エノキサジ-ル基、 3 フエノキサジ-ル基、 4 フエノキサジ-ル基、 10 フエノキサ ジニル基、 2—ォキサゾリル基、 4ーォキサゾリル基、 5—ォキサゾリル基、 2 ォキサ ジァゾリル基、 5 ォキサジァゾリル基、 3 フラザ-ル基、 2 チェ-ル基、 3 チェ -ル基、 2 メチルピロ一ルー 1ーィル基、 2 メチルピロ一ルー 3—ィル基、 2—メチ ルピロールー4ーィル基、 2 メチルピロ一ルー 5—ィル基、 3 メチルピロ一ルー 1 ーィル基、 3 メチルピロ一ルー 2—ィル基、 3 メチルピロ一ルー 4ーィル基、 3—メ チルピロール— 5—ィル基、 2— t—ブチルピロール— 4—ィル基、 3— (2 フエ-ル プロピル）ピロ一ルー 1ーィル基、 2—メチルー 1 インドリル基、 4ーメチルー 1 イン ドリル基、 2—メチルー 3 インドリル基、 4ーメチルー 3 インドリル基、 2 t—ブチル 1 インドリル基、 4 t ブチル 1 インドリル基、 2 t ブチル 3 インドリル基、 4 t ブチル 3—インドリル基等が挙げられる。
これらの中で、好ましくはフヱニル基、ナフチル基、ビフヱニル基、アントラニル基、 フエナントリル基、ピレ-ル基、クリセ-ル基、フルオランテュル基、フルォレ -ル基で ある。
前記 R〜R 及び Aのアルキル基としては、例えば、メチル基、ェチル基、プロピル
1 10 1
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—へキシル基、 n—へプチル基、 n—ォクチル基、ヒドロキシメチル基、 1ーヒドロキシェチル基、 2—ヒドロキシェチル基、 2—ヒドロキシイソブチル基、 1, 2— ジヒドロキシェチル基、 1, 3 ジヒドロキシイソプロピル基、 2, 3 ジヒドロキシー t ブチル基、 1, 2, 3 トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、 1—クロ口ェチル基、 2 —クロ口ェチル基、 2 クロ口イソブチル基、 1, 2 ジクロロェチル基、 1, 3 ジクロロ イソプロピル基、 2, 3 ジクロロ一 t—ブチル基、 1, 2, 3 トリクロ口プロピル基、ブロ モメチル基、 1 ブロモェチル基、 2—ブロモェチル基、 2—ブロモイソブチル基、 1, 2 ジブロモェチル基、 1, 3 ジブロモイソプロピル基、 2, 3 ジブ口モー t ブチル 基、 1, 2, 3 トリブロモプロピル基、ョードメチル基、 1ーョードエチル基、 2 ョード ェチル基、 2 ョードイソブチル基、 1, 2 ジョードエチル基、 1, 3 ジョードイソプロ ピル基、 2, 3 ジョードー t—ブチル基、 1 , 2, 3 トリョードプロピル基、アミノメチル 基、 1 アミノエチル基、 2—アミノエチル基、 2—ァミノイソブチル基、 1 , 2—ジァミノ ェチル基、 1 , 3 ジァミノイソプロピル基、 2, 3 ジアミノー t—ブチル基、 1 , 2, 3— トリァミノプロピル基、シァノメチル基、 1—シァノエチル基、 2—シァノエチル基、 2— シァノイソブチル基、 1 , 2 ジシァノエチル基、 1 , 3 ジシァノイソプロピル基、 2, 3 —ジシァノ— t—ブチル基、 1 , 2, 3 トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、 1— -トロ ェチル基、 2— -トロェチル基、 2— -トロイソブチル基、 1 , 2—ジ-トロェチル基、 1 , 3 ジニトロイソプロピル基、 2, 3 ジニトロ— t—ブチル基、 1 , 2, 3 トリ-トロプロピ ル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、 4 メチルシクロへキシル基、 1ーァダマンチル基、 2—ァダマンチル基、 1 ノルボル- ル基、 2—ノルボルニル基等が挙げられる。
前記 R〜R 及び Aのアルコキシ基は OYで表される基であり、 Yの例としては、
1 10 1
前記アルキル基で説明したものと同様の例が挙げられる。
前記 R〜R 及び Aのァラルキル基としては、例えば、ベンジル基、 1 フエ-ルェ
1 10 1
チル基、 2—フエ-ルェチル基、 1—フエ-ルイソプロピル基、 2—フエ-ルイソプロピ ル基、フエ-ルー t ブチル基、 a ナフチルメチル基、 1 α ナフチルェチル基 、 2— α—ナフチルェチル基、 1 - a—ナフチルイソプロピル基、 2— a ナフチルイ ソプロピノレ基、 β ナフチノレメチノレ基、 1— β ナフチノレエチノレ基、 2 - β ナフチ ルェチル基、 1— β ナフチルイソプロピル基、 2— β ナフチルイソプロピル基、 1 ピロリルメチル基、 2—（1 ピロリル）ェチル基、 ρ—メチルベンジル基、 m—メチル ベンジル基、 o—メチルベンジル基、 p クロ口べンジル基、 m—クロ口べンジル基、 o —クロ口べンジル基、 p ブロモベンジル基、 m—ブロモベンジル基、 o ブロモベン ジル基、 p ョードベンジル基、 m—ョードベンジル基、 o ョードベンジル基、 p ヒ ドロキシベンジル基、 m—ヒドロキシベンジル基、 o ヒドロキシベンジル基、 p ァミノ ベンジル基、 m—ァミノべンジル基、 o ァミノべンジル基、 p -トロベンジル基、 m -トロベンジル基、 o -トロべンジル基、 p シァノベンジル基、 m—シァノベンジ ル基、 o シァノベンジル基、 1—ヒドロキシ一 2—フエ-ルイソプロピル基、 1—クロ口 — 2—フエニルイソプロピル基等が挙げられる。 [0016] 前記 R〜R 及び Aのァリールォキシ基は OY'と表され、 Y'の例としては前記ァ
1 10 1
リール基で説明したものと同様の例が挙げられる。
前記 R〜R 及び Aのァリールチオ基は— SY'と表され、 Y'の例としては前記ァリ
1 10 1
ール基で説明したものと同様の例が挙げられる。
前記 R〜R 及び Aのアルコキシカルボ-ル基は COOYで表される基であり、 Y
1 10 1
の例としては、前記アルキル基で説明したものと同様の例が挙げられる。
前記 R〜R 及び Aのァリール基で置換されたァミノ基におけるァリール基の例とし
1 10 1
ては前記ァリール基で説明したものと同様の例が挙げられる。
前記 R〜R 及び Aのハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭
1 10 1
素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
[0017] 一般式（1)において、 Rとその隣接するベンゼン環の R、及び Rとその隣接するべ
1 2 3
ンゼン環の Rのうちの少なくとも 1組が互いに結合して置換もしくは無置換の環を形
4
成し、一般式（2)において、 Rとその隣接するベンゼン環の R、及び Rとその隣接す
6 7 9
るベンゼン環の R のうちの少なくとも 1組が互いに結合し置換もしくは無置換の環を
10
形成している。また、同一ベンゼン環の Rと R、 Rと R、 Rと R、又は Rと R は互い
1 2 3 4 6 7 9 10 に結合して置換もしくは無置換の環を形成していてもよい。形成する環としては、 5員 環、 6員環が好ましぐ特に 5員環が好ましい。
また、形成した 5員環、 6員環の置換基同士が結合して、環を形成していてもよい。 このような環としては、例えば、シクロブタン、シクロペンタン、シクロへキサン、ァダ マンタン、ノルボルナン等の炭素数 4〜 12のシクロアルカン、シクロブテン、シクロべ ンテン、シクロへキセン、シクロヘプテン、シクロオタテン等の炭素数 4〜 12のシクロア ルケン、シクロへキサジェン、シクロへブタジエン、シクロォクタジェン等の炭素数 6〜 12のシクロアノレカジエン、ベンゼン、ナフタレン、フエナントレン、アントラセン、ピレン 、タリセン、ァセナフチレン、フルオレン等の炭素数 6〜50の芳香族環などが挙げら れる。
[0018] 一般式（1)及び（2)において、 nは 3〜6 (好ましくは 3〜5)、 mは 2〜5 (好ましくは 2 〜4)、 Xは 0〜3 (好ましくは 0〜2)の整数を表し、 R〜R 及び Aが複数の場合、そ
1 10 1
れらは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。 一般式（1)及び（2)において、 HAr〜HArは、それぞれ独立に、下記一般式 (a)
1 3
で示される含窒素複素環から R 〜R のいずれかを取り除くことにより形成される
ia oa 一 価の基である。
[化 4]
Figure imgf000011_0001
( a )
[0020] 一般式 (a)において、 R 〜R は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置
la 6a
換の核原子数 5〜50のァリール基、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炭素数 1〜50のアルコキシ基、置換もしくは無置換の核原 子数 6〜50のァラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリールォキ シ基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリールチオ基、置換もしくは無置換 の炭素数 1〜50のアルコキシカルボ-ル基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50 のァリール基で置換されたァミノ基、ハロゲン原子、シァノ基、ニトロ基、ヒドロキシル 基又はカルボキシル基であり、これら各基の具体例としては、前記一般式（1)の R〜
1
R 及び Aで説明したものと同様の例が挙げられる。
10 1
[0021] 前記一般式（1)、（2)及び (a)の示す各基の置換基としては、置換もしくは無置換 の核原子数 5〜50のァリール基、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のァラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリールォキシ基、 置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリールチオ基、置換もしくは無置換の炭 素数 1〜50のアルコキシカルボ-ル基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァ リール基で置換されたァミノ基、ハロゲン原子、シァノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、力 ルポキシル基等が挙げられる。
[0022] 前記一般式（1)で表される含窒素複素環誘導体は、下記一般式（1 a)、（1 b) 又は（1 c)で表される化合物であると好ま 、。
[化 5]
Figure imgf000012_0001
[0023] 一般式（1 a)、（1 b)及び（1 c)において、 HAr及び HArは、前記と同じで
1 2
あり、 R 〜R は、それぞれ前記 R 〜R と同様の基を示し、各基の具体例及び置換
11 18 la 6a
基も同様の例が挙げられる。
前記一般式 (2)で表される含窒素複素環誘導体は、下記一般式 (2— a)、（2— b) 又は（2— c)で表される化合物であると好ましい。
[0024] [化 6]
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000013_0002
( 2 - c )
[0025] 一般式（2— a)、（2— b)及び（2— c)において、 HArは前記と同じであり、 R 〜R
2 11 18 は、それぞれ前記 R 〜R と同様の基を示し、各基の具体例及び置換基も同様の例 la 6a
が挙げられる。
本発明の含窒素複素環誘導体は、有機 EL素子用材料であると好ましぐ有機 EL 素子用発光材料、有機 EL素子用電子注入材料又は有機 EL素子用電子輸送材料 であるとさらに好ましい。
[0026] 本発明の一般式（1)で表される含窒素複素環誘導体の具体例を以下に示すが、こ れら例示化合物に限定されるものではない。
[0027] [化 7]
//: O 96£εϊε900ί1£AV ε_·
§0
Figure imgf000014_0001
Figure imgf000015_0001
§6§
Figure imgf000016_0001
[0031] 次に、本発明の有機 EL素子について説明する, 本発明の有機 EL素子は、陰極と陽極間に少なくとも発光層を含む一層又は複数 層からなる有機薄膜層が挟持されている有機 EL素子において、該有機薄膜層の少 なくとも 1層が、前記含窒素複素環誘導体を単独もしくは混合物の成分として含有す る。
本発明の有機 EL素子は、前記有機薄膜層が電子注入 ·輸送層を有し、該電子注 入'輸送層が、本発明の含窒素複素環誘導体を単独もしくは混合物の成分として含 有すると好ましい。さらに、前記電子注入'輸送層が、主成分として含窒素複素環誘 導体を含有すると好ましい。
以下、本発明の有機 EL素子の素子構成について説明する。
(1)有機 EL素子の構成
本発明の有機 EL素子の代表的な素子構成としては、
(1)陽極 Z発光層 Z陰極
(2)陽極 Z正孔注入層 Z発光層 Z陰極
(3)陽極 Z発光層 Z電子注入層 Z陰極
(4)陽極 Z正孔注入層 Z発光層 Z電子注入層 Z陰極
(5)陽極 Z有機半導体層 Z発光層 Z陰極
(6)陽極 Z有機半導体層 Z電子障壁層 Z発光層 Z陰極
(7)陽極 Z有機半導体層 Z発光層 Z付着改善層 Z陰極
(8)陽極 Z正孔注入層 Z正孔輸送層 Z発光層 Z電子注入層 Z陰極
(9)陽極 Z絶縁層 Z発光層 Z絶縁層 Z陰極
(10)陽極 Z無機半導体層 Z絶縁層 Z発光層 Z絶縁層 Z陰極
(11)陽極 Z有機半導体層 Z絶縁層 Z発光層 Z絶縁層 Z陰極
(12)陽極 z絶縁層 Z正孔注入層 Z正孔輸送層 Z発光層 Z絶縁層 Z陰極
(13)陽極 z絶縁層 Z正孔注入層 Z正孔輸送層 Z発光層 Z電子注入層 Z陰極 などの構造を挙げることができる。
これらの中で通常 (8)の構成が好ましく用いられる力 これらに限定されるものではな い。
本発明の含窒素複素環誘導体は、有機 EL素子のどの有機薄膜層に用いてもよい 力 好ましくは発光帯域又は電子輸送帯域に用いることができ、特に好ましくは電子 注入層、電子輸送層、発光層に用いる。
[0033] (2)透光性基板
本発明の有機 EL素子は、透光性の基板上に作製する。ここでいう透光性基板は 有機 EL素子を支持する基板であり、 400〜700nmの可視領域の光の透過率が 50 %以上で平滑な基板が好ま ヽ。
具体的には、ガラス板、ポリマー板等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ 石灰ガラス、ノ リウム 'ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケィ酸ガラス、ホウ ケィ酸ガラス、ノリウムホウケィ酸ガラス、石英等が挙げられる。またポリマー板として は、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフアイ ド、ポリスルホン等を挙げることができる。
[0034] (3)陽極
本発明の有機 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機能 を有するものであり、 4. 5eV以上の仕事関数を有することが効果的である。本発明に 用いられる陽極材料の具体例としては、酸化インジウム錫合金 (ITO)、酸ィ匕錫 (NE SA)、インジウム—亜鉛酸ィ匕物 (IZO)、金、銀、白金、銅等が挙げられる。
陽極は、これらの電極物質を蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成させ ること〖こより作製することができる。
このように発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の発光に対する透過率 が 10%より大きくすることが好ましい。また、陽極のシート抵抗は、数百 ΩΖ口以下が 好ましい。陽極の膜厚は材料にもよる力 通常 10nm〜l μ m、好ましくは 10〜200n mの範囲で選択される。
[0035] (4)発光層
有機 EL素子の発光層は以下 (1)〜(3)の機能を併せ持つものである。
(1)注入機能;電界印加時に陽極又は正孔注入層より正孔を注入することができ、陰 極又は電子注入層より電子を注入することができる機能
(2)輸送機能；注入した電荷 (電子と正孔)を電界の力で移動させる機能
(3)発光機能;電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能 ただし、正孔の注入されやすさと電子の注入されやすさに違いがあってもよぐまた 、正孔と電子の移動度で表される輸送能に大小があってもよいが、どちらか一方の電 荷を移動することが好まし 、。
この発光層を形成する方法としては、例えば蒸着法、スピンコート法、 LB法等の公 知の方法を適用することができる。発光層は、特に分子堆積膜であることが好ましい 。ここで分子堆積膜とは、気相状態の材料化合物から沈着され形成された薄膜や、 溶液状態又は液相状態の材料化合物から固体化され形成された膜のことであり、通 常この分子堆積膜は、 LB法により形成された薄膜 (分子累積膜)とは凝集構造、高 次構造の相違や、それに起因する機能的な相違により区分することができる。
また、特開昭 57— 51781号公報に開示されているように、榭脂等の結着剤と材料 化合物とを溶剤に溶力して溶液とした後、これをスピンコート法等により薄膜ィ匕するこ とによっても、発光層を形成することができる。
本発明においては、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望により発光層に本 発明の含窒素複素環誘導体からなる発光材料以外の他の公知の発光材料を含有さ せてもよぐまた、本発明の含窒素複素環誘導体からなる発光材料を含む発光層に 、他の公知の発光材料を含む発光層を積層してもよい。
[0036] また、本発明の有機 EL素子は、発光層が、ァリールアミンィ匕合物及び Z又はスチリ ルァミン化合物を含有すると好ま 、。
ァリールアミンィ匕合物としては下記一般式 (A)で表される化合物などが挙げられ、 スチリルアミンィ匕合物としては下記一般式 (B)で表される化合物などが挙げられる。
[0037] [化 11]
Figure imgf000020_0001
(A)
[0038] [一般式 (A)中、 Arは、フエニル、ビフエ二ル、テルフエニル、スチルベン、ジスチリ
8
ルァリール力 選ばれる基であり、 Ar及び Ar は、それぞれ水素原子又は炭素数が
9 10
6〜20の芳香族基であり、 Ar〜Ar は置換されていてもよい。 p，は、 1〜4の整数で
9 10
ある。さらに好ましくは Ar及び
9 Z又は Ar はスチリル基が置換されている。 ]
10
ここで、炭素数が 6〜20の芳香族基としては、フエニル基、ナフチル基、アントラ- ル基、フエナントリル基、テルフエ-ル基等が好ましい。
[0039] [化 12]
Figure imgf000020_0002
[0040] [一般式（B)中、 Ar 〜Ar は、置換されていてもよい核炭素数 5〜40のァリール基
11 13 である。 q，は、 1〜4の整数である。 ]
ここで、核原子数が 5〜40のァリール基としては、フエニル、ナフチル、アントラ-ル
、フエナントリル、ピレニル、コロニノレ、ビフエニル、テルフエニル、ピロ一リル、フラニル
、チォフエニル、ベンゾチォフエニル、ォキサジァゾリル、ジフエ二ルアントラニル、ィ ンドリル、カルバゾリル、ピリジル、ベンゾキノリル、フルオランテニル、ァセナフトフル オランテュル、スチルベン等が好ましい。なお、核原子数が 5〜40のァリール基は、 さらに置換基により置換されていてもよぐ好ましい置換基としては、炭素数 1〜6のァ ルキル基（ェチル基、メチル基、イソプロピル基、 n プロピル基、 s ブチル基、 t ブチル基、ペンチル基、へキシル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基等）、炭素 数 1〜6のアルコキシ基（エトキシ基、メトキシ基、イソプロポキシ基、 n—プロポキシ基
、 s—ブトキシ基、 t—ブトキシ基、ペントキシ基、へキシルォキシ基、シクロペントキシ 基、シクロへキシルォキシ基等）、核原子数 5〜40のァリール基、核原子数 5〜40の ァリール基で置換されたァミノ基、核原子数 5〜40のァリール基を有するエステル基
、炭素数 1〜6のアルキル基を有するエステル基、シァノ基、ニトロ基、ハロゲン原子（ 塩素、臭素、ヨウ素等)が挙げられる。
[0041] 発光層に使用できる発光材料又はドーピング材料としては、例えば、アントラセン、 ナフタレン、フエナントレン、ピレン、テトラセン、コロネン、タリセン、フノレ才レセイン、 ペリレン、フタ口ペリレン、ナフタ口ペリレン、ペリノン、フタ口ペリノン、ナフタ口ペリノン
、ジフエニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、ォキサジァゾール、アル ダジン、ビスべンゾキサゾリン、ビススチリノレ、ピラジン、シクロペンタジェン、キノリン金 属錯体、ァミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、ィミン、ジフエ-ルェチレ ン、ビニルアントラセン、ジァミノカルバゾール、ピラン、チォピラン、ポリメチン、メロシ 了ニン、イミダゾールキレートィ匕ォキシノイド化合物、キナクリドン、ルブレン及び蛍光 色素等が挙げられる力 S、これらに限定されるものではない。
[0042] 発光層に使用できるホスト材料としては、下記 (i)〜 (ix)で表される化合物が好まし い。
下記一般式 (i)で表される非対称アントラセン。
[0043] [化 13]
Figure imgf000022_0001
[0044] (式中、 Arは置換もしくは無置換の核炭素数 10〜50の縮合芳香族基である。
Ar，は置換もしくは無置換の核炭素数 6〜50の芳香族基である。
Xは、置換もしくは無置換の核炭素数 6〜50の芳香族基、置換もしくは無置換の核 原子数 5〜50の芳香族複素環基、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 6〜50のァラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリールォキシ 基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリールチオ基、置換もしくは無置換の 炭素数 1〜50のアルコキシカルボ-ル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シァノ基 、ニトロ基、ヒドロキシル基である。
a、 b及び cは、それぞれ 0〜4の整数である。
nは 1〜3の整数である。また、 nが 2以上の場合は、 [ ]内は、同じでも異なってい てちよい。 )
[0045] 下記一般式 (ii)で表される非対称モノアントラセン誘導体。
[化 14]
Figure imgf000023_0001
[0046] (式中、 Ar1及び Ar2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数 6〜50の 芳香族環基であり、 m及び nは、それぞれ 1〜4の整数である。ただし、 m=n= lで力 つ Ar1と Ar2のベンゼン環への結合位置が左右対称型の場合には、 Ar1と Ar2は同一 ではなぐ m又は nが 2〜4の整数の場合には mと nは異なる整数である。
〜!^は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数 6〜50の 芳香族環基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50の芳香族複素環基、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シクロアルキル基、 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 6 〜50のァラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリールォキシ基、 置換もしくは
無置換の核原子数 5〜50のァリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数 1〜50の アルコキシカルボ-ル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン 原子、シァノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基である。 )
[0047] 下記一般式 (iii)で表される非対称ピレン誘導体。
[化 15]
Figure imgf000024_0001
[式中、 Ar及び Ar'は、それぞれ置換もしくは無置換の核炭素数 6〜50の芳香族基 である。
L及び L，は、それぞれ置換もしくは無置換のフエ-レン基、置換もしくは無置換の ナフタレ-レン基、置換もしくは無置換のフルォレニレン基又は置換もしくは無置換 のジベンゾシロリレン基である。
mは 0〜2の整数、 nは 1〜4の整数、 sは 0〜2の整数、 tは 0〜4の整数である。 また、 L又は Arは、ピレンの 1〜5位のいずれかに結合し、 L，又は Ar，は、ピレンの 6〜10位のいずれかに結合する。
ただし、 n+tが偶数の時、 Ar, Ar' , L, L'は下記 (1)又は (2)を満たす。
(1) Ar≠Ar'及び Z又は L≠L' (ここで≠は、異なる構造の基であることを示す。 )
(2) Ar = Ar，かつ L = L，の時
(2-1) m≠s及び Z又は n≠t、又は
(2-2) m=sかつ n=tの時、
(2-2-1) L及び L'、又はピレン力 それぞれ Ar及び Ar，上の異なる結合位置に 結合している力、 (2-2-2) L及び L，、又はピレン力 Ar及び Ar，上の同じ結合位置で 結合している場合、 L及び L，又は Ar及び Ar，のピレンにおける置換位置が 1位と 6位 、又は 2位と 7位である場合はない。 ] [0049] 下記一般式 (iv)で表される非対称アントラセン誘導体。
[化 16]
Figure imgf000025_0001
[0050] (式中、 A1及び A2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数 10〜20の 縮合芳香族環基である。
Ar1及び Ar2は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換もしくは無置換の核炭素数 6〜50の芳香族環基である。
〜!^は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数 6〜50の 芳香族環基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50の芳香族複素環基、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シクロアルキル基、 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 6 〜50のァラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリールォキシ基、 置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリールチオ基、置換もしくは無置換の炭 素数 1〜50のアルコキシカルボ-ル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシ ル基、ハロゲン原子、シァノ基、ニトロ基又はヒドロキシル基である。
Figure imgf000026_0001
R9及び R1Qは、それぞれ複数であってもよぐ隣接するもの同士で飽和も しくは不飽和の環状構造を形成して 、てもよ 、。
ただし、一般式（1)において、中心のアントラセンの 9位及び 10位に、該アントラセ ン上に示す X— Y軸に対して対称型となる基が結合する場合はない。）
[0051] 下記一般式 (V)で表されるアントラセン誘導体。
[化 17]
Figure imgf000026_0002
[0052] (式中、 1^〜1^°は、それぞれ独立に水素原子，アルキル基，シクロアルキル基，置換 しても良いァリール基，アルコキシル基，ァリーロキシ基，アルキルアミノ基，ァルケ- ル基，ァリールアミノ基又は置換しても良い複素環式基を示し、 a及び bは、それぞれ 1〜5の整数を示し、それらが 2以上の場合、 R1同士又は R2同士は、それぞれにおい て、同一でも異なっていてもよぐまた R1同士または R2同士が結合して環を形成して いてもよいし、 R3と R4、 R5と R6、 R7と R8、 R9と R1Qがたがいに結合して環を形成していて もよい。 L1は単結合、 O— , — S— , — N (R)— (Rはアルキル基又は置換しても良 ぃァリール基である）、アルキレン基又はァリーレン基を示す。 )
[0053] 下記一般式 (vi)で表されるアントラセン誘導体。 [化 18]
Figure imgf000027_0001
[0054] (式中、 Ru〜！ ^は、それぞれ独立に水素原子，アルキル基，シクロアルキル基，ァリ ール基，アルコキシル基，ァリーロキシ基，アルキルアミノ基，ァリールアミノ基又は置 換しても良い複数環式基を示し、 c d, e及び fは、それぞれ 1〜5の整数を示し、それ らが 2以上の場合、 R11同士， R12同士， R16同士又は R17同士は、それぞれにおいて、 同一でも異なっていてもよぐまた R11同士， R12同士， R16同士又は R17同士が結合して 環を形成していてもよいし、 R13と R14, R18と R19がたがいに結合して環を形成していて もよい。 L2は単結合、—O—， 一 S— , — N (R)—（Rはアルキル基又は置換しても良 ぃァリール基である）、アルキレン基又はァリーレン基を示す。 )
[0055] 下記一般式 (vii)で表されるスピロフルオレン誘導体。
[化 19]
Figure imgf000028_0001
[0056] (式中、 A5〜A8は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のビフエ-ル基又は置換も しくは無置換のナフチル基である。 )
[0057] 下記一般式 (viii)で表される縮合環含有化合物。
[化 20]
Figure imgf000028_0002
[0058] (式中、 A9〜A14は前記と同じ、 R21〜R23は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数 1〜 6のアルキル基、炭素数 3〜6のシクロアルキル基、炭素数 1〜6のアルコキシル基、 炭素数 5〜18のァリールォキシ基、炭素数 7〜18のァラルキルォキシ基、炭素数 5 〜16のァリールアミノ基、ニトロ基、シァノ基、炭素数 1〜6のエステル基又はハロゲ ン原子を示し、 A9〜A14のうち少なくとも 1つは 3環以上の縮合芳香族環を有する基で ある。） [0059] 下記 般式 (ix)で表されるフルオレンィ匕合物。
[化 21]
Figure imgf000029_0001
[0060] (式中、 Rおよび Rは、水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは
1 2
無置換のァラルキル基、置換あるいは無置換のァリール基，置換あるいは無置換の 複素環基、置換アミノ基、シァノ基またはハロゲン原子を表わす。異なるフルオレン基 に結合する R同士、 R同士は、同じであっても異なっていてもよく、同じフルオレン基
1 2
に結合する Rおよび Rは、同じであっても異なっていてもよい。 Rおよび Rは、水素
1 2 3 4 原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のァラルキル基、置 換あるいは無置換のァリール基または置換ある 、は無置換の複素環基を表わし、異 なるフルオレン基に結合する R同士、 R同士は、同じであっても異なっていてもよぐ
3 4
同じフルオレン基に結合する Rおよび Rは、同じであっても異なっていてもよい。 Ar
3 4 1 および Arは、ベンゼン環の合計が 3個以上の置換あるいは無置換の縮合多環芳香
2
族基またはベンゼン環と複素環の合計が 3個以上の置換あるいは無置換の炭素でフ ルオレン基に結合する縮合多環複素環基を表わし、 Arおよび Arは、同じであって
1 2
も異なっていてもよい。 nは、 1乃至 10の整数を表す。 )
[0061] 以上のホスト材料の中でも、好ましくはアントラセン誘導体、さらに好ましくはモノア ントラセン誘導体、特に好ましくは非対称アントラセンである。
また、ドーパントの発光材料としては、りん光発光性の化合物を用いることもできる。 りん光発光性の化合物としては、ホスト材料に力ルバゾール環を含む化合物が好ま しい。ドーパントとしては三重項励起子力も発光することのできる化合物であり、三重 項励起子力も発光する限り特に限定されないが、 Ir、 Ru、 Pd、 Pt、 Os及び Re力もな る群力 選択される少なくとも一つの金属を含む金属錯体であることが好ましぐポル フィリン金属錯体又はオルトメタルイ匕金属錯体が好ましい。 力ルバゾール環を含む化合物力 なるりん光発光に好適なホストは、その励起状態 からりん光発光性ィ匕合物へエネルギー移動が起こる結果、りん光発光性化合物を発 光させる機能を有する化合物である。ホストイ匕合物としては励起子エネルギーをりん 光発光性ィ匕合物にエネルギー移動できる化合物ならば特に制限はなぐ 目的に応じ て適宜選択することができる。力ルバゾール環以外に任意の複素環などを有して ヽ ても良い。
[0062] このようなホストイ匕合物の具体例としては、力ルバゾール誘導体、トリァゾール誘導 体、ォキサゾール誘導体、ォキサジァゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリー ルアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フ -レンジァミン誘導体、 ァリールァミン誘導体、ァミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フル ォレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三 ァミン化合物、スチリルアミンィ匕合物、芳香族ジメチリデン系化合物、ポルフィリン系 化合物、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフヱ-ルキノン誘導体、チ オビランジオキシド誘導体、カルポジイミド誘導体、フルォレニリデンメタン誘導体、ジ スチリルビラジン誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フ タロシアニン誘導体、 8—キノリノール誘導体の金属錯体ゃメタルフタロシアニン、ベ ンゾォキサゾールやべンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金 属錯体ポリシラン系化合物、ポリ（N—ビニルカルバゾール)誘導体、ァ-リン系共重 合体、チォフェンオリゴマー、ポリチォフェン等の導電性高分子オリゴマー、ポリチォ フェン誘導体、ポリフ 二レン誘導体、ポリフ 二レンビニレン誘導体、ポリフルオレン 誘導体等の高分子化合物等が挙げられる。ホストイ匕合物は単独で使用しても良いし 、 2種以上を併用しても良い。
[0063] 具体例としては、以下のような化合物が挙げられる。
[化 22]
Figure imgf000031_0001
りん光発光性のドーパントは三重項励起子力 発光することのできる化合物である 。三重項励起子力も発光する限り特に限定されないが、 Ir、 Ru、 Pd、 Pt、 Os及び Re 力 なる群力 選択される少なくとも一つの金属を含む金属錯体であることが好ましく 、ポルフィリン金属錯体又はオルトメタルイ匕金属錯体が好ましい。ポルフィリン金属錯 体としては、ポルフィリン白金錯体が好ましい。りん光発光性ィ匕合物は単独で使用し ても良いし、 2種以上を併用しても良い。
オルトメタルイ匕金属錯体を形成する配位子としては種々のものがあるが、好ましい 配位子としては、 2 フエ二ルビリジン誘導体、 7, 8 べンゾキノリン誘導体、 2—（2 チェ-ル)ピリジン誘導体、 2—（1 ナフチル)ピリジン誘導体、 2—フエ-ルキノリ ン誘導体等が挙げられる。これらの誘導体は必要に応じて置換基を有しても良い。特 に、フッ素化物、トリフルォロメチル基を導入したもの力 青色系ドーパントとしては好 ましい。さらに補助配位子としてァセチルァセトナート、ピクリン酸等の上記配位子以 外の配位子を有して 、ても良 、。
りん光発光性のドーパントの発光層における含有量としては、特に制限はなぐ 目 的に応じて適宜選択することができる力 例えば、 0. 1〜70質量％であり、 1〜30質 量％が好ましい。りん光発光性ィヒ合物の含有量が 0. 1質量％未満では発光が微弱 でありその含有効果が十分に発揮されず、 70質量％を超える場合は、濃度消光と言 われる現象が顕著になり素子性能が低下する。 また、発光層は、必要に応じて正孔輸送材、電子輸送材、ポリマーバインダーを含 有しても良い。
さらに、発光層の膜厚は、好ましくは 5〜50nm、より好ましくは 7〜50nm、最も好ま しくは 10〜50nmである。 5nm未満では発光層形成が困難となり、色度の調整が困 難となる恐れがあり、 50nmを超えると駆動電圧が上昇する恐れがある。
[0065] (5)正孔注入'輸送層（正孔輸送帯域）
正孔注入'輸送層は発光層への正孔注入を助け、発光領域まで輸送する層であつ て、正孔移動度が大きぐイオンィ匕エネルギーが通常 5. 5eV以下と小さい。このよう な正孔注入 ·輸送層としては、より低 、電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が 好ましぐさらに正孔の移動度力 例えば 104〜： LO Zcmの電界印加時に、少なくと も 10 4 cm2ZV ·秒であれば好まし!/、。
[0066] 具体例としては、トリァゾール誘導体 (米国特許 3, 112, 197号明細書等参照）、ォ キサジァゾール誘導体 (米国特許 3, 189, 447号明細書等参照）、イミダゾール誘導 体 (特公昭 37— 16096号公報等参照）、ポリアリールアルカン誘導体 (米国特許 3, 615, 402号明細書、同第 3, 820, 989号明細書、同第 3, 542, 544号明細書、特 公昭 45— 555号公報、同 51— 10983号公報、特開昭 51— 93224号公報、同 55 — 17105号公報、同 56— 4148号公報、同 55— 108667号公報、同 55— 156953 号公報、同 56— 36656号公報等参照）、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体（ 米国特許第 3, 180, 729号明細書、同第 4, 278, 746号明細書、特開昭 55— 880 64号公報、同 55— 88065号公報、同 49— 105537号公報、同 55— 51086号公報 、同 56— 80051号公報、同 56— 88141号公報、同 57— 45545号公報、同 54— 1 12637号公報、同 55— 74546号公報等参照）、フ -レンジァミン誘導体 (米国特 許第 3, 615, 404号明細書、特公昭 51— 10105号公報、同 46— 3712号公報、同 47— 25336号公報、特開昭 54— 53435号公報、同 54— 110536号公報、同 54— 119925号公報等参照）、ァリールァミン誘導体 (米国特許第 3, 567, 450号明細書 、同第 3, 180, 703号明細書、同第 3, 240, 597号明細書、同第 3, 658, 520号 明細書、同第 4, 232, 103号明細書、同第 4, 175, 961号明細書、同第 4, 012, 3 76号明糸田書、特公昭 49— 35702号公報、同 39— 27577号公報、特開昭 55— 14 4250号公報、同 56— 119132号公報、同 56— 22437号公報、西独特許第 1, 110 , 518号明細書等参照）、ァミノ置換カルコン誘導体 (米国特許第 3, 526, 501号明 細書等参照）、ォキサゾール誘導体 (米国特許第 3, 257, 203号明細書等に開示の もの）、スチリルアントラセン誘導体 (特開昭 56— 46234号公報等参照）、フルォレノ ン誘導体 (特開昭 54— 110837号公報等参照）、ヒドラゾン誘導体 (米国特許第 3, 7 17, 462号明細書、特開昭 54— 59143号公報、同 55— 52063号公報、同 55— 52 064号公報、同 55— 46760号公報、同 55— 85495号公報、同 57— 11350号公報 、同 57— 148749号公報、特開平 2— 311591号公報等参照）、スチルベン誘導体（ 特開昭 61— 210363号公報、同第 61— 228451号公報、同 61— 14642号公報、 同 61— 72255号公報、同 62— 47646号公報、同 62— 36674号公報、同 62— 10 652号公報、同 62— 30255号公報、同 60— 93455号公報、同 60— 94462号公報 、同 60— 174749号公報、同 60— 175052号公報等参照）、シラザン誘導体 (米国 特許第 4, 950, 950号明細書）、ポリシラン系（特開平 2— 204996号公報）、ァニリ ン系共重合体 (特開平 2— 282263号公報）、特開平 1— 211399号公報に開示され て 、る導電性高分子オリゴマー（特にチォフェンオリゴマー）等を挙げることができる。 正孔注入'輸送層の材料としては上記のものを使用することができる力 ボルフイリ ン化合物 (特開昭 63— 2956965号公報等に開示のもの）、芳香族第三級アミンィ匕 合物及びスチリルアミンィ匕合物（米国特許第 4, 127, 412号明細書、特開昭 53— 2 7033号公報、同 54— 58445号公報、同 54— 149634号公報、同 54— 64299号 公報、同 55— 79450号公報、同 55— 144250号公報、同 56— 119132号公報、同 61— 295558号公報、同 61— 98353号公報、同 63— 295695号公報等参照）、特 に芳香族第三級アミンィ匕合物を用いることが好まし 、。
また、米国特許第 5, 061, 569号に記載されている 2個の縮合芳香族環を分子内 に有する、例えば、 4, 4，一ビス（N— (1—ナフチル） N フエ-ルァミノ）ビフエ- ル (以下 NPDと略記する）、また特開平 4— 308688号公報に記載されて 、るトリフエ -ルァミンユニットが 3つスターバースト型に連結された 4, 4，， 4"—トリス（N— (3—メ チルフエ-ル）—N—フエ-ルァミノ）トリフエ-ルァミン（以下 MTDATAと略記する） 等を挙げることができる。 さらに、発光層の材料として示した前述の芳香族ジメチリディン系化合物の他、 P型
Si、 p型 SiC等の無機化合物も正孔注入'輸送層の材料として使用することができる。
[0068] 正孔注入'輸送層は上記の材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト 法、 LB法等の公知の方法により薄膜ィ匕することにより形成することができる。正孔注 入'輸送層としての膜厚は特に制限はないが、通常は 5ηπι〜5 /ζ πιである。この正孔 注入'輸送層は、上述した材料の一種又は二種以上カゝらなる一層で構成されてもよく 、別種の化合物カゝらなる正孔注入'輸送層を積層したものであってもよい。
また、発光層への正孔注入又は電子注入を助ける層として有機半導体層を設けて もよぐ 10— 1QSZcm以上の導電率を有するものが好適である。このような有機半導体 層の材料としては、含チォフェンオリゴマーゃ特開平 8— 193191号公報に開示して ある含ァリールァミンオリゴマー等の導電性オリゴマー、含ァリールァミンデンドリマー 等の導電性デンドリマー等を用いることができる。
[0069] (6)電子注入'輸送層
本発明の電子注入層'輸送層は、発光層への電子の注入を助け、発光領域まで輸 送する層であって、電子移動度が大きぐまた付着改善層は、この電子注入層の中 で特に陰極との付着が良い材料力もなる層である。本発明の有機 EL素子において は、上記本発明化合物を電子注入層'輸送層、付着改善層として用いることが好まし い。
本発明の含窒素複素環誘導体を電子輸送帯域に用いる場合、本発明の含窒素複 素環誘導体単独で電子注入、輸送層を形成してもよぐ他の材料と混合または積層 して用いてもよい。
本発明の含窒素複素環誘導体と混合または積層して電子注入'輸送層を形成する 材料としては、前記の好ましい性質を有するものであれば特に制限はなぐ従来、光 導伝材料にお!、て電子の電荷輸送材料として慣用されて!、るものや、有機 EL素子 の電子注入'輸送層に使用される公知のものの中力 任意のものを選択して用いるこ とがでさる。
[0070] 本発明の有機 EL素子の好ま 、形態に、電子を輸送する領域または陰極と有機 層の界面領域に、還元性ドーパントを含有する素子がある。本発明では、本発明化 合物に還元性ドーパントを含有する有機 EL素子が好ましい。ここで、還元性ドーパン トとは、電子輸送性化合物を還元ができる物質と定義される。したがって、一定の還 元性を有するものであれば、様々なものが用いられ、例えば、アルカリ金属、アルカリ 土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲンィ匕物、アル カリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物ま たは希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有 機錯体、希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも一つの物質を 好適に使用することができる。
また、より具体的に、好ましい還元性ドーパントとしては、 Na (仕事関数： 2. 36eV) 、K (仕事関数： 2. 28eV)、Rb (仕事関数： 2. 16eV)および Cs (仕事関数： 1. 95eV )力 なる群力 選択される少なくとも一つのアルカリ金属や、 Ca (仕事関数： 2. 9eV ；)、 Sr (仕事関数： 2. 0〜2. 5eV)、および Ba (仕事関数： 2. 52eV)からなる群から 選択される少なくとも一つのアルカリ土類金属が挙げられる仕事関数が 2. 9eV以下 のものが特に好ましい。これらのうち、より好ましい還元性ドーパントは、 K、 Rbおよび Csからなる群力 選択される少なくとも一つのアルカリ金属であり、さらに好ましくは、 Rbまたは Csであり、最も好ましのは、 Csである。これらのアルカリ金属は、特に還元 能力が高ぐ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図られる。また、仕事関数が 2. 9eV以下の還元性ドーパ ントとして、これら 2種以上のアルカリ金属の組合わせも好ましぐ特に、 Csを含んだ 組み合わせ、例えば、 Csと Na、 Csと K、 Csと Rbあるいは Csと Naと Κとの組み合わせ であることが好ましい。 Csを組み合わせて含むことにより、還元能力を効率的に発揮 することができ、電子注入域への添加により、有機 EL素子における発光輝度の向上 や長寿命化が図られる。
本発明においては陰極と有機層の間に絶縁体や半導体で構成される電子注入層 をさらに設けても良い。この時、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 -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およ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-ドとしては、例えば、 Li 0、 K 0、 Na S、 Na Seおよび Na Oが挙げられ、
2 2 2 2 2
好ましいアルカリ土類金属カルコゲ-ドとしては、例えば、 CaO、 BaO、 SrO、 BeO、 BaS、および 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、 KC1および NaCl等が挙げられる。また、好まし いアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、 CaF、 BaF、 SrF、 MgFお
2 2 2 2 よび BeFといったフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。
2
また、電子輸送層を構成する半導体としては、 Ba、 Ca、 Sr、 Yb、 Al、 Ga、 In、 Li、 Na、 Cd、 Mg、 Si、 Ta、 Sbおよび Znの少なくとも一つの元素を含む酸化物、窒化物 または酸ィ匕窒化物等の一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。また、 電子輸送層を構成する無機化合物が、微結晶または非晶質の絶縁性薄膜であるこ とが好ましい。電子輸送層がこれらの絶縁性薄膜で構成されていれば、より均質な薄 膜が形成されるために、ダークスポット等の画素欠陥を減少させることができる。なお 、このような無機化合物としては、上述したアルカリ金属カルコゲ -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およびアルカリ土類金属のハロゲン化 物等が挙げられる。
(7)陰極
陰極としては、電子注入'輸送層又は発光層に電子を注入するため、仕事関数の 小さい (4eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質 とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム 'カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム '銀合金、アルミニウム/酸ィ匕ァ ルミ-ゥム、アルミニウム 'リチウム合金、インジウム、希土類金属などが挙げられる。 この陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成さ せること〖こより、作製することができる。
ここで発光層からの発光を陰極力 取り出す場合、陰極の発光に対する透過率は 1 0%より大きくすることが好ましい。
また、陰極としてのシート抵抗は数百 Ω Ζ口以下が好ましぐ膜厚は通常 ΙΟηπ！〜 1 m、好ましくは 50〜200nmである。
[0073] (8)絶縁層
有機 EL素子は超薄膜に電界を印可するために、リークやショートによる画素欠陥 が生じやすい。これを防止するために、一対の電極間に絶縁性の薄膜層を挿入する ことが好ましい。
絶縁層に用いられる材料としては例えば酸ィ匕アルミニウム、弗化リチウム、酸化リチ ゥム、弗化セシゥム、酸化セシウム、酸化マグネシウム、弗化マグネシウム、酸化カル シゥム、弗化カルシウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化珪素、酸ィ匕ゲルマニウ ム、窒化珪素、窒化ホウ素、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化バナジウム等が 挙げられ、これらの混合物や積層物を用いてもよい。
[0074] (9)有機 EL素子の製造方法
以上例示した材料及び形成方法により陽極、発光層、必要に応じて正孔注入 '輸 送層、及び必要に応じて電子注入'輸送層を形成し、さらに陰極を形成することによ り有機 EL素子を作製することができる。また陰極から陽極へ、前記と逆の順序で有 機 EL素子を作製することもできる。
以下、透光性基板上に陽極 Z正孔注入層 Z発光層 Z電子注入層 Z陰極が順次 設けられた構成の有機 EL素子の作製例を記載する。
まず、適当な透光性基板上に陽極材料からなる薄膜を 1 μ m以下、好ましくは 10〜 200nmの範囲の膜厚になるように蒸着やスパッタリング等の方法により形成して陽極 を作製する。次に、この陽極上に正孔注入層を設ける。正孔注入層の形成は、前述 したように真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、 LB法等の方法により行うことがで きるが、均質な膜が得られやすぐかつピンホールが発生しにくい等の点力 真空蒸 着法により形成することが好ましい。真空蒸着法により正孔注入層を形成する場合、 その蒸着条件は使用する化合物 (正孔注入層の材料)、目的とする正孔注入層の結 晶構造や再結合構造等により異なるが、一般に蒸着源温度 50〜450°C、真空度 10— 7〜： LO— 3Torr、蒸着速度 0. 01〜50nmZ秒、基板温度 50〜300°C、膜厚 5nm〜 5 μ mの範囲で適宜選択することが好ましい。
[0075] 次に、正孔注入層上に発光層を設ける発光層の形成も、所望の有機発光材料を 用いて真空蒸着法、スパッタリング、スピンコート法、キャスト法等の方法により有機発 光材料を薄膜ィ匕することにより形成できるが、均質な膜が得られやすぐかつピンホ ールが発生しにく 、等の点から真空蒸着法により形成することが好まし 、。真空蒸着 法により発光層を形成する場合、その蒸着条件は使用する化合物により異なるが、 一般的に正孔注入層と同じような条件範囲の中から選択することができる。
次に、この発光層上に電子注入層を設ける。正孔注入層、発光層と同様、均質な 膜を得る必要から真空蒸着法により形成することが好ま ヽ。蒸着条件は正孔注入 層、発光層と同様の条件範囲から選択することができる。
本発明の含窒素複素環誘導体は、発光帯域や電子輸送帯域のいずれの層に含 有させるかによつて異なるが、真空蒸着法を用いる場合は他の材料との共蒸着をす ることができる。また、スピンコート法を用いる場合は、他の材料と混合することによつ て含有させることができる。
最後に陰極を積層して有機 EL素子を得ることができる。
陰極は金属力も構成されるもので、蒸着法、スパッタリングを用いることができる。し 力 下地の有機物層を製膜時の損傷力も守るためには真空蒸着法が好ましい。 この有機 EL素子の作製は一回の真空引きで一貫して陽極から陰極まで作製する ことが好ましい。
本発明の有機 EL素子の各層の形成方法は特に限定されない。従来公知の真空 蒸着法、スピンコーティング法等による形成方法を用いることができる。本発明の有 機 EL素子に用いる、前記一般式 (1)で示される化合物を含有する有機薄膜層は、 真空蒸着法、分子線蒸着法 (MBE法)あるいは溶媒に解かした溶液のデイツビング 法、スピンコーティング法、キャスティング法、バーコート法、ロールコート法等の塗布 法による公知の方法で形成することができる。
本発明の有機 EL素子の各有機層の膜厚は特に制限されないが、一般に膜厚が薄 すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすぐ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 1 μ mの範囲が好ましい。
なお、有機 EL素子に直流電圧を印加する場合、陽極を +、陰極を一の極性にして 、 5〜40Vの電圧を印加すると発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加して も電流は流れず、発光は全く生じない。さらに交流電圧を印加した場合には陽極が +、陰極が一の極性になった時のみ均一な発光が観測される。印加する交流の波形 は任意でよい。
実施例
[0077] 合成例 1
(1 1)中間体 1の合成
[化 23]
Figure imgf000039_0001
中間体 1
アルゴン気流下、 1L三口フラスコに、 2, 5 ジブロモテレフタル酸メチルエステル 35g (0. lmol)、フエ-ルボロン酸 27g (0. 22mol)、テトラキストリフエ-ルホスフィ ンパラジウム（0) 5. 7g (5mmol)、トルエン 200mL、炭酸ナトリウム 32g (0. 3mol) Z水 150mL を加え、 8時間加熱還流した。反応終了後、有機層を水洗し、硫酸マ グネシゥムで乾燥後、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去した。得られた粗結晶 をエタノールで再結晶し、目的とする中間体 1 27g (白色結晶、収率 80%)を得た。
[0078] (1 2)中間体 2の合成
[化 24]
Figure imgf000040_0001
中間体 2
1Lフラスコに、中間体 1 17g (0. O5mol)、 80%硫酸 200mLを加え、 180。Cで 3 時間加熱攪拌した。反応終了後、硫酸を分液し、塩化メチレンを加えた後、炭酸水 素ナトリウム水溶液で洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリーエバポレータ 一で溶媒を留去し、反応粗生成物を得た。カラムクロマトグラフィー（シリカゲル へキ サン:酢酸ェチル = 95 : 5)にて精製し、 目的とする中間体 2 10g (灰色結晶 収率 7 0%)を得た。
(1 3)中間体 3の合成
[化 25]
Figure imgf000040_0002
中間体 3
1Lフラスコに、中間体 2 10g (0. 035mol)、ヒドラジン一水和物 8. 8mL (0. 175 mol)、水酸化カリウム 12g (0. 18mol)、ジエチレングリコール 300mLを加え、 200
°Cで 2時間加熱攪拌した。反応終了後、水を加え、析出物をろ別した。反応粗生成 物をへキサン:クロ口ホルムで再沈し、 目的とする中間体 3 4. 5g (淡褐色固体 収率
50%)を得た。
(1 4)中間体 4の合成
[化 26]
Figure imgf000041_0001
Figure imgf000041_0002
アルゴン気流下、 300mL三口フラスコに、中間体 3 4g (0. O15mol)、 t—ブトキシ カリウム 9g (0. 08mol)、 DMSO lOOmLを加え、反応系を 5°Cに冷却した。続いて 、沃化メチル l lg (0. 08mol)をゆっくり滴下した後、一晩攪拌した。反応終了後、水 を加え、有機層を酢酸ェチルで抽出し飽和食塩水で洗浄した。硫酸マグネシウムで 乾燥後、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去し、反応粗生成物を得た。カラムク 口マトグラフィー（シリカゲル へキサン:酢酸ェチル = 95 : 5)にて精製し、 目的とする 中間体 4 4. 6g (白色結晶 収率 95%)を得た。
(1 5)中間体 5の合成
[化 27]
Figure imgf000042_0001
中間体 5
200mLフラスコに、中間体 4 3. lg (lOmmol)、クロ口ホルム 20mLを加えた。続 いて、臭素 3. 2g (20mmol)をゆっくりと滴下し、室温にて 2時間攪拌した。反応終了 後、反応液にチォ硫酸ナトリウム水溶液を加え、有機層を分液し、水、飽和食塩水で 洗浄した。硫酸ナトリウムで乾燥後ロータリーエバポレーターで溶媒を留去した。得ら れた粗結晶をエタノールで再結晶し、 目的とする中間体 5 3. 7g (白色結晶、収率 80 %)を得た。
(1 6)中間体 6の合成
[化 28]
Figure imgf000042_0002
中間体 6
アルゴン気流下 3L三口フラスコに、中間体 5 10g (0. 021mol)、THF 200mLを 加え、—65°Cまで冷却した。続いて、 n—ブチルリチウム 47mL (0. 047mol, lmol ZL (へキサン)）をゆっくりと加えた。反応液を— 70°Cで 6時間攪拌した後、ボロン酸 トリイソプロポキシド 24g (0. 13mol)を— 65°Cでゆっくりと加え、 70°Cで 1時間攪 拌した後、室温にて一晩攪拌した。反応終了後、反応液に希塩酸を加え、 pH = 3に して有機層を分液し、飽和食塩水で洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリ 一エバポレーターで溶媒を留去した。酢酸ェチルを加え、得られた結晶をろ別し、へ キサンで 3回洗浄し、 目的とする中間体 6 5. 9g (白色結晶 収率 69%)を得た。
[0083] (1 - 7) 化合物（1)の合成
[化 29]
Figure imgf000043_0001
化合物 (1 )
アルゴン気流下 300mL三口フラスコに、中間原料 6 2. Og (5. Ommol)、 2—（4 ブロモフエ-ル）一 1—フエ-ルペンゾイミダゾール 3. 9g (l lmmol)、テトラキストリ フエ-ルホスフィンパラジウム（0) 0. 23g (0. 20mmol)、 1, 2 ジメトキシェタン 50 mL、 2M炭酸ナトリウム水溶液 15mL (30mmol)をカ卩え、 8時間加熱還流した。反 応終了後、有機層を水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリーエバポレーター で溶媒を留去した。得られた粗結晶を、トルエン 50mL、メタノール lOOmLにて洗 浄し、淡黄色粉末 3. 4gを得た。このものは、 FD— MS (フィールドデイソブーシヨン マススペクトル)の測定により、化合物（1)と同定した (収率 80%)
[0084] 合成例 2
化合物（2)の合成
[化 30]
化合物 (2)
2- (4 ブロモフエ-ル）— 1—フエ-ルペンゾイミダゾールの代わりに、 2 フエ- ルー 1一（4 ブロモフエ-ル）ベンゾイミダゾールを用いた以外は、化合物（1)の合 成と同様の操作を行うことで化合物（2)を淡黄色粉末として得た。収量 3. Og (収率 7 0%)を得た。このものは、 FD— MS (フィールドデイソブーシヨンマススペクトル）の測 定により、化合物（2)と同定した。
合成例 3
化合物（3)の合成
[化 31]
Figure imgf000044_0001
化合物 (3)
2—（4 ブロモフエ-ル） 1 フエ-ルペンゾイミダゾールの代わりに、 5 ブロモ —1, 2—ジフエ-ルペンゾイミダゾールを用いた以外は、化合物（1)の合成と同様の 操作を行うことで化合物（3)を淡黄色粉末として得た。収量 3. 5g (収率 82%)を得 た。このものは、 FD— MS (フィールドデイソブーシヨンマススペクトル）の測定により、 化合物（3)と同定した。
合成例 4
(4 1)中間体 7の合成 [化 32]
Figure imgf000045_0001
中間体 7
アルゴン気流下、 3L三口フラスコに、 2, 7 ジブロモフルオレン 32g (0. lmol)、 t ブトキシカリウム 27g (0. 24mol)、 DMSO 500mLを加え、反応系を 5°Cに冷却 した。続いて、沃化メチル 34g (0. 24mol)をゆっくり滴下した後、一晩攪拌した。反 応終了後、水を加え、有機層を酢酸ェチルで抽出し飽和食塩水で洗浄した。硫酸マ グネシゥムで乾燥後、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去し、反応粗生成物を得 た。カラムクロマトグラフィー（シリカゲル へキサン:酢酸ェチル = 95 : 5)にて精製し 、 目的とする中間体 7 34g (白色結晶 収率 98%)を得た。
(4 2)中間体 8の合成
[化 33]
Figure imgf000045_0002
中間体 8
アルゴン気流下 3L三口フラスコに、中間体 7 35g (0. lmol)、THF 1Lをカ卩え、― 65°Cまで冷却した。続いて、 n—ブチルリチウム 220mL (0. 22mol, ImolZL (へ キサン)）をゆっくりと加えた。反応液を— 70°Cで 6時間攪拌した後、ボロン酸トリイソ プロポキシド 45g (0. 24mol)を 65°Cでゆっくりとカロえ、 70°Cで 1時間攪拌した 後、室温にて一晩攪拌した。反応終了後、反応液に希塩酸を加え、 pH = 3にして有 機層を分液し、飽和食塩水で洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリーエバ ポレーターで溶媒を留去した。酢酸ェチルを加え、得られた結晶をろ別し、へキサン で 3回洗浄し、 目的とする中間体 8 20g (白色結晶、収率 70%)を得た。
[0088] (4 3)中間体 9の合成
[化 34]
Figure imgf000046_0001
中間体 9 アルゴン気流下、 1L三口フラスコに、中間原料 8 14g (0. O5mol)、 2 ブロモ安 息香酸ェチルエステル 25g (0. l lmol)、テトラキストリフエ-ルホスフィンパラジウム (0) 2. 8g (5mmol)、トルエン 200mL、炭酸ナトリウム 16g (0. 15mol)Z水 150 mL を加え、 8時間加熱還流した。反応終了後、有機層を水洗し、硫酸マグネシウム で乾燥後、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去した。得られた粗結晶をエタノー ルで再結晶し、 目的とする中間体 9 12g (白色結晶、収率 50%)を得た。
[0089] (4 4)中間体 10の合成
[化 35]
Figure imgf000047_0001
中間体 10
1Lフラスコに、中間体 9 12g (0. O25mol)、 80%硫酸 200mLを加え、 180。Cで 3 時間加熱攪拌した。反応終了後、硫酸を分液し、塩化メチレンを加えた後、炭酸水 素ナトリウム水溶液で洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリーエバポレータ 一で溶媒を留去し、反応粗生成物を得た。カラムクロマトグラフィー（シリカゲル へキ サン:酢酸ェチル = 95 : 5)にて精製し、 目的とする中間体 10 6. 2g (灰色結晶、収 率 60%)を得た。
(4 5)中間体 11の合成
[化 36]
Figure imgf000047_0002
中間体 1 1
500mLフラスコに、中間体 10 6g (0. 015mol)、ヒドラジン一水和物 4mL (0. 07 5mol)、水酸化カリウム 5g (0. 076mol)、ジエチレングリコール lOOmLを加え、 20 0°Cで 2時間加熱攪拌した。反応終了後、水を加え、析出物をろ別した。反応粗生成 物をへキサン:クロ口ホルムで再沈し、 目的とする中間体 11 2. 9g (淡褐色固体 収 率 50%)を得た。
[0091] (4— 5)中間体 12の合成
[化 37]
Figure imgf000048_0001
中間体 12
アルゴン気流下 300mL三口フラスコに、中間体 11 2. 9g (7. 5mmol)、t—ブトキ シカリウム 3. 8g (40mol)、 DMSO lOOmLを加え、反応系を 5°Cに冷却した。続い て、沃化メチル 5. 6g (40mol)をゆっくり滴下した後、一晩攪拌した。反応終了後、 水を加え、有機層を酢酸ェチルで抽出し飽和食塩水で洗浄した。硫酸マグネシウム で乾燥後、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去し、反応粗生成物を得た。カラム クロマトグラフィー（シリカゲル へキサン:酢酸ェチル = 95 : 5)にて精製し、 目的とす る中間体 12 3. Og (白色結晶 収率 90%)を得た。
[0092] (4— 5)中間体 13の合成
[化 38]
Figure imgf000049_0001
中間体 13
200mLフラスコに、中間体 12 2. 2g (5mmol)、クロ口ホルム 20mLを加えた。続 いて、臭素 1. 6g (10mmol)をゆっくりと滴下し、室温にて 2時間攪拌した。反応終了 後、反応液にチォ硫酸ナトリウム水溶液を加え、有機層を分液し、水、飽和食塩水で 洗浄した。硫酸ナトリウムで乾燥後ロータリーエバポレーターで溶媒を留去した。得ら れた粗結晶をエタノールで再結晶し、 目的とする中間体 13 2. lg (白色結晶、収率 7 0%)を得た。
(4 6)中間体 14の合成
[化 39]
Figure imgf000049_0002
アルゴン気流下 3L三口フラスコに、中間体 13 2. lg (3. 6mol)、THF 50mLを加 え、—65°Cまで冷却した。続いて、 n—ブチルリチウム 8. 0mL (8. Omol, lmol/ L (へキサン)）をゆっくりと加えた。反応液を— 70°Cで 6時間攪拌した後、ボロン酸トリ イソプロポキシド 4. 0g (21mmol)を 65°Cでゆっくりとカロえ、 70°Cで 1時間攪拌 した後、室温にて一晩攪拌した。反応終了後、反応液に希塩酸を加え、 pH = 3にし て有機層を分液し、飽和食塩水で洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリー エバポレーターで溶媒を留去した。酢酸ェチルを加え、得られた結晶をろ別し、へキ サンで 3回洗浄し、 目的とする中間体 14 1. lg (白色結晶、収率 59%)を得た。
[0094] (4- 7) 化合物（4)の合成
[化 40]
Figure imgf000050_0001
アルゴン気流下 300mL三口フラスコに、中間原料 14 1. lg (2. lmmol)、 2—（4 —ブロモフエ-ル）— 1—フエ-ルペンゾイミダゾール 1. 6g (4. 6mmol)、テトラキス トリフエ-ルホスフィンパラジウム（0) 0. 10g (0. 09mmol)、 1, 2 ジメトキシェタン 20mL、 2M炭酸ナトリウム水溶液 6. 5mL (13mmol)をカ卩え、 8時間加熱還流した。 反応終了後、有機層を水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリーエバポレータ 一で溶媒を留去した。得られた粗結晶を、トルエン 50mL、メタノール lOOmLにて 洗浄し、淡黄色粉末 1. 6gを得た。このものは、 FD— MS (フィールドデイソブーショ ンマススペクトル)の測定により、化合物 (4)と同定した (収率 78%)
[0095] 実施例 1 (有機 EL素子の製造）
(1)有機 EL素子の作製
25 X 75 X 1. 1mmサイズのガラス基板上に、膜厚 130nmのインジウムスズ酸化物 力もなる透明電極を設けた。このガラス基板にイソプロピルアルコールで超音波洗浄 し、紫外線及びオゾンを照射して洗浄した。
次いで、透明電極付きガラス基板を、真空蒸着装置の蒸着槽内の基板ホルダーに 装着するとともに、真空槽内の真空度を 1 X 10— 3Paに減圧した後、以下の蒸着条件 で、陽極層上に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層およ び陰極層を順次積層して、有機 EL素子を作製した。
正孔注入層： Ν，， N，，—ビス [4— (ジフエ-ルァミノ）フエ-ル] Ν，， N，，—ジフエ 二ルビフエ-ルー 4, 4，ージァミン；蒸着条件 2nmZsec ;膜厚 60nm
正孔輸送層： N, N， - ジ（ナフタレン— 1—ィル） N, N，—ジフエ-ルーベンジ ジン；蒸着条件 2nmZsec；膜厚 20nm
発光層：ホスト： 2— t ブチル 9 , 10—ジフエ-ルアントラセン；蒸着条件 2nmZs ecとドーパント:テトラキス（2 ナフチル） 4, 4'ージアミノスチルベン;蒸着条件 0. 2nmZsecを同時蒸着；膜厚 40nm (ホスト：ドーパント =40： 2)
電子輸送層：化合物（ 1)；蒸着条件 2nmZseC；膜厚 20nm
電子注入層：フッ化リチウム；蒸着条件 0. lnm/sec；膜厚 lnm
陰極層：アルミニウム；蒸着条件 2nmZsec；膜厚 200nm
[0096] (2)有機 EL素子の評価
次にこの素子に通電試験を行ったところ、電圧 6. 0Vにて発光輝度が 500cd/m2 であり、発光色は青色であることを確認した。また、初期発光輝度を 500cd/m2とし て定電流駆動させたところ、 10%輝度減少時間は 100時間であった。得られた結果 を表 1に示す。この素子を 85°Cで 500時間保存したところ、駆動電圧に変化が見ら れなかった。
[0097] 実施例 2〜4
実施例 2〜4においては、電子輸送層に、実施例 1の化合物（1)の代わりに、化合 物（2)〜化合物 (4)をそれぞれ用いた他は、実施例 1と同様に有機 EL素子を作製し た。その結果、表 1に示すように全て青色発光が観察され、発光輝度は、 480-510 cdZm2であり、 10%輝度減少時間は 90〜： L 10時間であった。
[0098] [表 1] 表 1
Figure imgf000052_0001
比較例 1及び 2
比較例 1及び 2においては、電子輸送層に、実施例 1の化合物（1)の代わりに、そ れぞれ以下の材料を用いた他は、実施例 1と同様に有機 EL素子を作製した。
その結果、表 2に示すように全て青色発光が観察され、発光輝度は、 400〜430cd Zm2であり、 10%輝度減少時間は 50〜60時間であった。また、 85°Cで 500時間保 存時の駆動電圧は、 IV以上増加した。
比較例 1 :化合物 (A) トリス（8 ヒドロキシキノリノ)アルミニウム； 膜厚 20nm 比較例 2：化合物（B) トリス (2—（ 1 フエ-ルペンゾイミダゾリル)ベンゼン；膜厚 2 Onm
[化 41]
Figure imgf000053_0001
化合物 (A) 化合物 (B)
[0100] [表 2]
表 2
Figure imgf000053_0002
[0101] 以上より、本発明の材料を電子輸送材料として使用すると、低電圧で、著しく半減 寿命が向上することが分かる。 産業上の利用可能性
以上詳細に説明したように、本発明の含窒素複素環誘導体を電子輸送材料として 使用すると、駆動電圧を低くでき、著しく長寿命化が図れることが分力ゝつた。このため 、本発明の有機 EL素子は、実用性に高ぐ壁掛けテレビの平面発光体やディスプレ ィのノ ックライト等の光源として有用である。有機 EL素子、電子輸送材料、さらには 電子写真感光体や有機半導体の電荷輸送材料としても用いることができる。

Claims

請求の範囲 下記一般式（1)又は (2)で表される含窒素複素環誘導体。 [化 1]
[一般式（1)及び（2)において、 R〜R 及び Aは、それぞれ独立に、水素原子、置
1 10 1
換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリール基、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炭素数 1〜50のアルコキシ基、置換もしくは 無置換の核原子数 6〜50のァラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50の ァリールォキシ基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリールチオ基、置換も しくは無置換の炭素数 1〜50のアルコキシカルボ-ル基、置換もしくは無置換の核 原子数 5〜50のァリール基で置換されたァミノ基、ハロゲン原子、シァノ基、ニトロ基 、ヒドロキシル基又はカルボキシル基である。
ただし、一般式（1)において、 Rとその隣接するベンゼン環の R、及び Rとその隣
1 2 3 接するベンゼン環の Rのうちの少なくとも 1組が互いに結合して
4 置換もしくは無置換 の環を形成し、一般式（2)において、 Rとその隣接するベンゼン環の R、及び Rとそ
6 7 9 の隣接するベンゼン環の R のうちの少なくとも 1組が互 、に結合し置換もしくは無置
10
換の環を形成している。また、同一ベンゼン環の Rと R、 Rと R、 Rと R、又は Rと R
1 2 3 4 6 7 9 1 は互 、に結合して置換もしくは無置換の環を形成して 、てもよ 、。
0
nは 3〜6、 mは 2〜5、 xは 0〜3の整数を表し、
R〜R 及び Aが複数の場合、それらは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
1 10 1
HAr〜HArは、それぞれ独立に、下記一般式 (a)で示される含窒素複素環から R
1 3
〜R のいずれかを取り除くことにより形成される一価の基である。
[化 2]
Figure imgf000056_0001
(R 〜R は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50の la 6a
ァリール基、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 の炭素数 1〜50のアルコキシ基、置換もしくは無置換の核原子数 6〜50のァラルキ ル基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリールォキシ基、置換もしくは無置 換の核原子数 5〜50のァリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数 1〜50のアル コキシカルボニル基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリール基で置換さ れたァミノ基、ハロゲン原子、シァノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基又はカルボキシル基 である。 ) ]
一般式（1)で表される含窒素複素環誘導体が、下記一般式（1 a)、（1 b)又は ( 1 c)で表される化合物である請求項 1に記載の含窒素複素環誘導体。
[化 3]
Figure imgf000057_0001
Figure imgf000057_0002
(1 -c)
(式中、 HAr及び HArは、前記と同じであり、 R 〜R は、それぞれ前記 R
1 2 11 18 1, 同様の基を示す。 )
一般式 (2)で表される含窒素複素環誘導体が、下記一般式 (2— a)、 (2- 2— c)で表される化合物である請求項 1に記載の含窒素複素環誘導体。
[化 4]
Figure imgf000057_0003
(2 - c)
(式中、 HArは前記と同じであり、 R 〜R は、それぞれ前記 R 〜R と同様の基を
2 11 18 la 6a
示す。）
[4] 有機エレクト口ルミネッセンス素子用材料である請求項 1〜3の 、ずれかに記載の 含窒素複素環誘導体。
[5] 有機エレクト口ルミネッセンス素子用電子注入材料又は電子輸送材料である請求 項 1〜3のいずれかに記載の含窒素複素環誘導体。
[6] 有機エレクト口ルミネッセンス素子用発光材料である請求項 1〜3の 、ずれかに記 載の含窒素複素環誘導体。
[7] 陰極と陽極間に少なくとも発光層を含む 1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口ルミネッセンス素子において、該有機薄膜層の少なくとも 1層力 請求項 1〜3のいずれかに記載の含窒素複素環誘導体を単独もしくは混合 物の成分として含有する有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[8] 前記有機薄膜層が電子注入層又は電子輸送層を有し、該電子注入層又は該電子 輸送層力 請求項 1〜3のいずれかに記載の含窒素複素環誘導体を単独もしくは混 合物の成分として含有する請求項 7に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[9] 前記発光層が、前記含窒素複素環誘導体を単独又は混合物の成分として含有す る請求項 7に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[10] 前記含窒素複素環誘導体を含有する該電子注入層又は該電子輸送層が、還元性 ドーパントを含有する請求項 8に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[11] 前記還元性ドーパントが、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ 金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ 土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アル カリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体及び希土類金属の有機錯体か らなる群力も選択される少なくとも 1種である請求項 10に記載の有機エレクトロルミネ ッセンス素子。
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