WO2007111262A1 - 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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WO2007111262A1
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Hiroshi Yamamoto
Masahide Matsuura
Mineyuki Kubota
Masahiro Kawamura
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Idemitsu Kosan Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a novel nitrogen-containing heterocyclic derivative, a material for an organic electoluminescence (EL) device using the same, and an organic EL device, and in particular, it is useful as a component of the organic EL device.
  • the present invention relates to an organic EL device having a high luminous efficiency while using a nitrogen heterocyclic derivative in at least one organic thin film layer at a low voltage.
  • an EL element is composed of a light emitting layer and a pair of counter electrodes sandwiching the layer.
  • light emission when an electric field is applied between both electrodes, electrons are injected from the cathode side, and positive holes are injected from the anode side. Furthermore, the electrons recombine with holes in the light emitting layer to generate an excited state, and energy is emitted 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 the element emits light at a luminance of 200 cd / m 2 at a voltage of 9 V. Is described. Patent Document 2 describes a compound having a benzimidazole ring and an anthracene skeleton. However, there is a demand for light emission luminance and light emission efficiency higher than those of organic EL devices using these compounds.
  • Patent Document 1 US Pat. No. 5,645,948
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-38141 Disclosure of the invention
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a novel nitrogen-containing heterocyclic derivative useful as a constituent component of an organic EL device, and the nitrogen-containing heterocyclic derivative is an organic thin film. By using it for at least one layer, it is an object to realize an organic EL device having a high luminance and light emission efficiency with a low voltage.
  • the present inventors have obtained a novel nitrogen-containing heterocyclic derivative having a specific structure in at least one organic thin film layer of an organic EL device.
  • the use of the organic EL device can achieve low voltage, high luminance, and high efficiency of the organic EL device, and has completed the present invention.
  • the present invention provides a nitrogen-containing heterocyclic derivative represented by the following general formula (1).
  • Ri to R 5 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 nuclear carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl having 5 to 60 nuclear atoms.
  • substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 50 carbon atoms substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted aralkyl group having 6 to 50 nucleus atoms, substituted or unsubstituted Substituted alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted aryloxy group having 5 to 50 nucleus atoms, substituted or unsubstituted arylthio group having 5 to 50 nucleus atoms, substituted or unsubstituted carbon An alkoxycarbo group of 1 to 50, a substituted or unsubstituted nucleus atom, an amino group substituted with an aryl group of 5 to 50, a halogen atom , A cyano group, a nitro group, a hydroxyl group or a carboxyl group.
  • R a is an aryl group having 6 to 60 nuclear carbon atoms or an aryl group having 6 to 60 nuclear carbon atoms or a heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms substituted by a heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms. is there.
  • Adjacent groups of R 2 to R 5 may be bonded to each other to form an aromatic ring.
  • At least one of R 1 -R 5 is a substituent represented by the following general formula (2).
  • L is a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 nuclear carbon atoms, a substituted or unsubstituted nuclear atom number. It is a 5 to 60 heteroarylene group, or a substituted or unsubstituted fluorenylene group.
  • Ar 1 is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 nuclear carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 5 to 60 nuclear atoms, or a substituted or unsubstituted fluorenylene group.
  • Ar 2 is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 nuclear carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, a substituted or unsubstituted carbon atom having 1 to 5 carbon atoms.
  • substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 50 carbon atoms substituted or unsubstituted aralkyl group having 6 to 50 nuclear atoms, substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms
  • substituted or unsubstituted aryloxy group having 5 to 50 nuclear atoms a substituted or unsubstituted aryloxy group having 5 to 50 nuclear atoms
  • a substituted or unsubstituted alkoxycarbon group having 1 to 50 carbon atoms substituted or unsubstituted alkoxycarbon group having 1 to 50 carbon atoms.
  • the present invention also provides the nitrogen-containing heterocyclic derivative, which is a material for an organic EL device. It is.
  • the present invention relates to 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 includes the nitrogen-containing heterocyclic derivative.
  • the present invention provides an organic EL device contained alone or as a component of a mixture.
  • the nitrogen-containing heterocyclic derivative of the present invention and the organic EL device using the same are excellent in electron transport property, high luminous efficiency, low voltage and high luminous efficiency, and high luminous efficiency.
  • the present invention provides a nitrogen-containing heterocyclic derivative represented by the following general formula (1).
  • Ri to R 5 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 nuclear carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl having 5 to 60 nuclear atoms.
  • substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 50 carbon atoms substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted aralkyl group having 6 to 50 nucleus atoms, substituted or unsubstituted Substituted alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted aryloxy group having 5 to 50 nucleus atoms, substituted or unsubstituted arylthio group having 5 to 50 nucleus atoms, substituted or unsubstituted carbon It is an alkoxycarbo group having a number of 1 to 50, 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.
  • Ra is an aryl group having 6 to 60 nuclear carbon atoms or a heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms. It is a substituted aryl group having 6 to 60 nuclear carbon atoms or a heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms.
  • Adjacent groups of R 2 to R 5 may be bonded to each other to form an aromatic ring.
  • At least one of R 1 -R 5 is a substituent represented by the following general formula (2).
  • L is a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 nuclear carbon atoms, a substituted or unsubstituted nuclear atom number of 5 A heteroarylene group of ⁇ 60, or a substituted or unsubstituted fluorenylene group.
  • Ar 1 is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 nuclear carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 5 to 60 nuclear atoms, or a substituted or unsubstituted fluorenylene group.
  • Ar 2 is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 nuclear carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 60 nuclear atoms, a substituted or unsubstituted carbon atom having 1 to 5 carbon atoms.
  • substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 50 carbon atoms substituted or unsubstituted aralkyl group having 6 to 50 nuclear atoms, substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms
  • substituted or unsubstituted aryloxy group having 5 to 50 nuclear atoms a substituted or unsubstituted aryloxy group having 5 to 50 nuclear atoms
  • a substituted or unsubstituted alkoxycarbon group having 1 to 50 carbon atoms substituted or unsubstituted alkoxycarbon group having 1 to 50 carbon atoms.
  • the nitrogen-containing heterocyclic derivative represented by the general formula (1) is preferably a compound represented by the following general formula (1a) or (1b).
  • ⁇ and R a are independently the same as those in the general formula (1).
  • L, And Ar 2 are independently the same as those in the general formula (2).
  • adjacent groups of R 2 to R 5 may be bonded to each other to form an aromatic ring.
  • the nitrogen-containing heterocyclic derivative represented by the general formula (1) is preferably a compound represented by the following general formula (1 c), (1-d), (1 e), or (1 f) ,.
  • the ⁇ as the Ariru Teroariru group group and to having 5 to 60 nucleus atoms of the R a and Ar 2 is a nuclear carbon atoms of 6 to 60, for example, phenyl group, 1-naphthyl, 2-naphthyl
  • a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, an anthracenyl group, a phenanthryl group, a pyraryl group, a chrysyl group, a fluoranthuric group, and a fluorine group are preferable.
  • Examples of the Ri to R 5 and Ar 2 alkyl group having 1 to 50 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, n Pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, hydroxymethyl group, 1-hydroxyethyl group, 2-hydroxyethyl group, 2-hydroxyisobutyl group, 1, 2 Dihydroxyethyl group, 1,3 dihydroxyisopropyl group, 2,3 dihydric tert-butyl group, 1,2,3 trihydroxypropyl group, chloromethyl group, 1-chloroethyl group, 2-chlorodiethyl group 2-chloro-isobutyl, 1,2-dichloroethyl, 1,3-dichloroisopropyl, 2,3-dichlor
  • substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 50 carbon atoms that is Ri to R 5 and Ar 2 include, for example, a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, 4-methylcyclohexyl group, 1-adamantyl group, 2-adamantyl group, 1-norbornyl group, 2-norbornyl group and the like can be mentioned.
  • Examples of the substituted or unsubstituted aralkyl group having 6 to 50 nuclear atoms which are Ri to R 5 and Ar 2 include a benzyl group, a 1-phenyl group, a 2-phenyl group, 1 —Phenylpropyl group, 2-Phenylisopropyl group, Phenyl t-butyl group, ⁇ -Naphthylmethyl group, 1 ⁇ Naphthylethyl group, 2- a Naphthylethyl group, 1 ⁇ Naphthylisopropyl group, 2 — a Naphtyl isopropyl group, 13 Naphthylmethyl group, 1 ⁇ Naphthinoreethino group, 2- ⁇ Naphthino ethinore group, 1- ⁇ Naphthyl isopropyl group, 2- ⁇ Naphthyl isopropyl group, 1 pyrrolylmethyl
  • the substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms which is Ri to R 5 and Ar 2 is a group represented by — OY 1 , and Y 1 is described as an example of the alkyl group. Same as Examples are given.
  • the substituted or unsubstituted aryloxy group having 5 to 50 nuclear atoms which is Ri to R 5 and Ar 2 is represented as one OY 2, and examples of Y 2 include the same examples as those described for the aryl group. Can be mentioned.
  • the Ariruchio group of the Ri ⁇ R 5 and a substituted or unsubstituted 5 to 50 ring atoms is Ar 2 - it is represented as SY 3, an example similar to that described in the Ariru group Examples of Y 3 is Can be mentioned.
  • the substituted or unsubstituted alkoxycarbo group having 1 to 50 carbon atoms which is Ri to R 5 and Ar 2 , is a group represented by —COOY 4 , and examples of Y 4 are described in the alkyl group. An example similar to the above is given.
  • aryl group in the amino group substituted with a substituted or unsubstituted aryl group having 5 to 50 nucleus atoms that are Ri to R 5 and Ar 2 are the same as those described for the aryl group. It is done.
  • halogen atom as Ri to R 5 and Ar 2 examples include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • the groups adjacent to R 2 to R 5 in the general formulas (1) and (1-a) to (l-f) may be bonded to each other to form an aromatic ring.
  • the cyclic structure include a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 50 nuclear carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 50 nuclear carbon atoms, or a substituted or unsubstituted nucleus.
  • it may be condensed with a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 5 to 50 nuclear atoms.
  • substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 60 nuclear carbon atoms which are L and Ar 1 can be obtained by further removing one hydrogen atom from the substituent described for the aryl group.
  • a divalent substituent preferably a phenylene group, a naphthylene group, a biphenylene group, an anthrene group, a phenanthrylene group, a pyrenylene group, a chrysylene group, a fluoranthylene group, or a fluorenylene group.
  • divalent substituents that can be obtained by further removing one hydrogen atom from the substituents described for the heteroaryl group, for example, pyridyl group, virazyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, phantom port.
  • a pyridyl group, a quinolyl group, a carbazolyl group, and an indolyl group are also divalent groups except for a hydrogen atom.
  • the nitrogen-containing heterocyclic derivative of the present invention is a material for an organic EL device.
  • the nitrogen-containing heterocyclic derivative of the present invention is preferably an electron injection material or an electron transport material for organic EL devices.
  • the nitrogen-containing heterocyclic derivative of the present invention is preferably a light emitting material for an organic EL device.
  • 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 of the organic thin film layers is the nitrogen-containing layer. Contains a heterocyclic derivative alone or as a component of a mixture.
  • the organic thin film layer has an electron injection layer or an electron transport layer, and the electron injection layer or the electron transport layer is a single or mixture of the nitrogen-containing heterocyclic derivative of the present invention. It is preferable to contain it as an ingredient.
  • the organic EL device of the present invention is an organic EL device in which one or more organic thin film layers including at least a light emitting layer are sandwiched between a cathode and an anode, and the nitrogen-containing complex of the present invention is included in the light emitting layer.
  • the ring derivative is preferably contained alone or as a component of a mixture.
  • the electron injection layer or the electron transport layer containing the nitrogen-containing heterocyclic derivative of the invention contains a reducing dopant.
  • the reducing dopant of the organic EL device of the present invention is preferably an alkali metal, alkaline earth metal, rare earth metal, alkali metal oxide, alkali metal halide, alkaline earth metal oxide, alkali.
  • Anode z Inorganic semiconductor layer Z insulating layer Z light emitting layer Z insulating layer Z cathode (14) Anode Z Organic semiconductor layer Z insulating layer Z light emitting layer Z insulating layer Z cathode
  • the nitrogen-containing heterocyclic derivative of the present invention may be used in any organic thin film layer of an organic EL device.
  • it can be used in an emission band or an electron transport band, and particularly preferably an electron injection layer, an electron transport layer and a light emission. Used for layers.
  • 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, norium'strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, norium borosilicate glass, and quartz.
  • the polymer plate include polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyethersulfide, 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 for light emission of the anode Is preferably 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 a function that can inject holes from the anode or hole injection layer when an electric field is applied, and a function that can inject electrons from the cathode or electron injection layer
  • Transport function Function to move injected charges (electrons and holes) by the force of electric field
  • Light emission function A function to provide a field for recombination of electrons and holes and connect this to light emission.However, there is no difference between the ease of hole injection and the ease of electron injection.
  • the transport capacity expressed by the mobility of holes and electrons may be large or small, but it is preferable to move one of the charges.
  • 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.
  • Examples of the light emitting material or doping material that can be used for the light emitting layer include allylamin compounds and Z or styrylamine compounds, anthracene, naphthalene, phenanthrene, pyrene, tetracene, coronene, tarisene, fluorescein, perylene, lidar perylene, naphtholene.
  • Taloperylene perinone, lidar perinone, naphtalin perinone, diphenylbutadiene, tetraphenylbutadiene, coumarin, oxaziazole, aldazine, bisbenzoxazoline, bisstyryl, pyrazine, cyclopentagen, quinoline metal complex, aminoquinoline metal complex, benzo Examples include quinoline metal complexes, imine, diphenylethylene, buranthracene, diaminocarbazole, pyran, thiopyran, polymethine, merocyanine, imidazole chelated oxinoid compounds, quinacridone, rubrene, and fluorescent dyes. It is not limited.
  • the light emitting layer preferably contains an arylamine compound and Z or 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 represents a fuel, a bifuel, a terpheal, a stilbene, a distil
  • 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 anthracyl group, a phenanthryl group, a terphenyl group, or the like.
  • aryl groups having 5 to 40 nuclear atoms include phenyl, naphthyl, anthracenyl, phenanthryl, pyrenyl, coloninole, biphenyl, terphenyl, pyrrolyl, furanyl, thiophenyl, benzothiophenyl, oxadiazolyl, Preference is given to diphenylanthracenyl, indolyl, carbazolyl, pyridyl, benzoquinolyl, fluoranthenyl, isenaftfluoroolturyl, stilbene and the like.
  • the aryl group having 5 to 40 nucleus atoms may be further substituted with a substituent.
  • alkyl groups 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, s-butoxy group, t-butoxy group, pentoxy group, hexyloxy group, cyclopentoxy group, cyclohexyloxy group, etc.
  • aryl group having 5-40 nuclear atoms aryl group having 5-40 nuclear atoms
  • 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. )
  • R 1 -I ⁇ each independently represents 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, or a substituted group.
  • Substituted or unsubstituted aryloxy group having 5 to 50 nuclear atoms substituted or unsubstituted aryloxy group having 5 to 50 nucleus atoms, substituted or unsubstituted alkoxycarbo group having 1 to 50 carbon atoms, substituted or An unsubstituted silyl group, a carboxyl group, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, and a hydroxyl group.
  • 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 one of positions 1 to 5 of pyrene, and L or Ar is bonded to pyrene. It binds to any of the 6-10 positions.
  • substitution positions of L and L 'or Ar and Ar in pyrene are not the 1st and 6th positions or the 2nd and 7th positions.
  • 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.
  • R 1 -I ⁇ each independently represents 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, or a substituted group.
  • 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, and 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 unsubstituted aryloxy group having 5 to 50 nucleus atoms, substituted or unsubstituted alkoxycarbo group having 1 to 50 carbon atoms, substituted or An unsubstituted silyl group, carboxyl group, halogen atom, cyano group, nitro group or hydroxyl group.
  • Ar 2 , 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 it is the same or different Yogumata R1 s or R2 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 may be an alkyl group or substituted A good 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 R R bonded to the same fluorene group
  • R and R bonded to the loulene group may be the same or different.
  • 3 4 1 2 is bonded to the fluorene group by a substituted or unsubstituted condensed polycyclic aromatic group having a total of 3 or more benzene rings or a substituted or unsubstituted carbon having a total of 3 or more benzene rings and heterocyclic rings.
  • n an integer of 1 to 10.
  • anthracene derivatives are preferred, monoanthracene derivatives are more preferred, and asymmetric anthracene is particularly preferred.
  • 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 capable of emitting triplet exciton force, and is not particularly limited as long as the triplet exciton force also emits light. However, at least one group force including Ir, Ru, Pd, Pt, Os and Re force is also selected.
  • a metal complex containing two metals is preferred.
  • 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
  • the 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 complexes
  • preferred ligands include 2 phenyl pyridine derivatives, 7, 8 benzoquinoline derivatives, and 2- (2-Che) pyridine derivatives.
  • 2- (1 naphthyl) pyridine derivatives, 2-phenol-quinoline derivatives A conductor etc. are mentioned.
  • These derivatives may have a substituent as necessary. In particular, it is preferred as a blue dopant with a fluoride or trifluoromethyl group introduced. Further, it may have a ligand other than the above ligands such as acetylylacetonate and picric acid as an auxiliary ligand.
  • the content of the phosphorescent dopant in the light-emitting layer is a force that can be appropriately selected according to the purpose of restriction, for example, 0.1 to 70% by mass, and 1 to 30% by mass. preferable.
  • 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.
  • the content exceeds 70% by mass a phenomenon called concentration quenching occurs. It becomes remarkable and 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! /.
  • the material for forming the hole injecting / transporting layer is not particularly limited as long as it has the above-mentioned preferable properties. Conventionally, materials commonly used as hole charge transporting materials in photoconductive materials, organic materials Any known material used for the hole-injecting / transporting layer of EL devices can be selected and used.
  • a compound represented by (X) is preferred.
  • 4 are each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 50 nuclear carbon atoms
  • Ri to R 2 are each independently a hydrogen atom, substituted or unsubstituted nuclear carbon number.
  • a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a phenanthryl group and the like are preferable.
  • the aryl group having 6 to 50 nuclear carbon atoms may be further substituted with a substituent.
  • Preferred substituents include alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms (methyl group, ethyl group, isopropyl group, n Propyl group, s-butyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.), and an amino group substituted with an aryl group having 6 to 50 nuclear carbon atoms.
  • NPD N-naphthyl N phenol. -Luamino bi-fel
  • MTDATA Tris (N— (3—Me Tilphal)-N-phenolamino) triphenylamine
  • inorganic compounds such as p-type Si and p-type SiC can be used as the material for the hole injection / transport layer in addition to the above-mentioned aromatic dimethylidin-based compounds shown as the material for the light emitting layer.
  • the hole injecting / transporting layer can be formed by thin-filming the above compound 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 / ⁇ .
  • the hole injection / transport layer may be composed of one or more of the above-described materials as long as it contains the above compound in the hole transport zone. A layer in which a hole injecting / transporting layer made of a different kind of compound is laminated may be used.
  • 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, tetracyanoquinodimethane derivatives, hexocyanohexazatriphenylene (Patent Publication No. 03614405) and the like can be used.
  • Electron injection 'transport layer (electron transport zone)
  • the electron injection layer 'transport layer is a layer that assists the injection of electrons into the light emitting layer and transports it to the light emitting region, and has a large electron mobility and usually a high electron affinity of 2.5 eV or more.
  • a material that transports electrons to the light emitting layer with a lower electric field strength is preferable.
  • an electron mobility force for example, 10 4 to: at least 10 6 when an electric field of L0 6 VZcm is applied. If it is cm 2 / V 'seconds, it is preferable!
  • the electron-injecting / transporting layer may be formed of the nitrogen-containing heterocyclic derivative of the present invention alone or may be mixed with other materials.
  • the material for mixing with the nitrogen-containing heterocyclic derivative of the present invention to form an electron injecting / transporting layer is not particularly limited as long as it has the above-mentioned preferable properties. You can select and use any of the commonly used ones and the known ones used for the electron injection and transport layers of organic EL devices.
  • the adhesion improving layer is a layer made of a material that has a particularly good adhesion to the cathode in the electron injection layer.
  • the compound of the present invention is preferably used as an electron injection layer, a transport layer, and an adhesion improving layer.
  • 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.
  • an organic EL device containing a reducing dopant in the compound of the present invention is preferable.
  • the reducing dopant is defined as a substance capable of reducing the 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.
  • At least one substance selected from can be preferably used.
  • 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: 2.52 eV) ) Force group force It is particularly preferred that the work function in which at least one alkaline earth metal is selected is 2.9 eV or less.
  • a more preferable reducing dopant is at least one alkali metal selected from the group power consisting of K, Rb and Cs, more preferably Rb or Cs, and most preferably Cs. It is.
  • alkali metals can improve emission brightness and extend the life of organic EL devices by adding a relatively small amount to the electron injection region, which has a particularly high reducing ability.
  • a reducing dopant having a work function of 2.9 eV or less a combination of these two or more alkali metals is also preferred.
  • combinations containing Cs, such as Cs and Na, Cs and K, A combination of Cs and Rb or Cs, Na and ⁇ is preferred.
  • 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 alkali metal chalcogenides, alkaline earth metal chalcogenides, alkali metal halides, and alkaline earth metal halides may be used. Preferred. 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 strength rucogates include, for example, Li 0, K 0, Na S, Na Se and Na 2 O, and are preferred.
  • New alkaline earth metal chalcogenides include, for example, CaO, BaO, SrO, BeO, BaS, and CaSe.
  • preferable alkali metal halides include, for example, LiF, NaF, KF, LiCl, KC1, and NaCl.
  • Preferred examples of the alkaline earth metal halide include CaF, BaF, SrF, MgF, and BeF.
  • V iodofluoride
  • halides other than fluoride
  • 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, and pixel defects such as dark spots can be reduced. Examples of such inorganic compounds include the above-mentioned alkali metal chalcogenides, alkaline earth metal strength alkoxides, alkali metal halides and alkaline earth metal halides.
  • 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 Lumium, Aluminum 'Lithium alloy, indium, rare earth metals and so on.
  • 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 ⁇ ! To 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. Difficulties such as vacuum steaming It is preferably formed by a 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 a light-emitting layer in which a light-emitting layer is provided on a hole injection layer is also performed using a desired organic light-emitting material by a method such as vacuum deposition, sputtering, spin coating, or casting.
  • a method such as vacuum deposition, sputtering, spin coating, or casting.
  • 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 emission band or the hole transport band, but when using the vacuum evaporation method, co-evaporation with other materials should be performed. Can do. 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, Application of spin coating, casting, bar coating, roll coating, etc. It can be formed by a known method according to the 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. In addition, even when a voltage is applied with the opposite polarity, 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.
  • Example 1 (Preparation of an organic EL device using the compound of the present invention in an electron transport layer)
  • a 25 mm X 75 mm X 1.1 mm thick glass substrate with ITO transparent electrode (anode) (Zomatic) was ultrasonically cleaned in isopropyl alcohol for 5 minutes, followed by UV ozone cleaning for 30 minutes.
  • the glass substrate with the transparent electrode line after cleaning is mounted on the substrate holder of the vacuum evaporation system.
  • the transparent electrode is covered on the surface on which the transparent electrode line is formed.
  • 1-bis (N, N, 1-diphenyl 4-aminophenol) — N, N-diphenyl— 4, 4, — diamino-1, 1, -biphenyl membrane (hereinafter referred to as “TPD23 2 membrane”) Is abbreviated as a film).
  • This TPD232 film functions as a hole injection layer.
  • NPD film 4,4, -bis [N— (1-naphthyl) -N-phenolamino] bi-film film (hereinafter “NPD film”) with a thickness of 20 nm is formed on the TPD232 film. Abbreviated as “)”. This NPD film functions as a hole transport layer.
  • an anthracene derivative A1 and a styrylamine derivative S1 represented by the following formula were formed on the NPD film at a film thickness ratio of 40: 2 to form a blue light emitting layer.
  • the compound (1) was deposited as an electron transport layer with a thickness of 20 nm by vapor deposition. Thereafter, LiF was deposited to a thickness of 1 nm. On this LiF film, 150 nm of metal A1 was deposited to form a metal cathode to form an organic EL light emitting device.
  • An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1, except that compound (2) was used instead of compound (1).
  • Example 1 the same procedure was performed except that compound (3) was used instead of compound (1).
  • An organic EL device was fabricated.
  • An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1, except that compound (4) was used instead of compound (1).
  • Example 1 an organic EL device was produced in the same manner except that the following compound A described in International Publication No. WO 2004/080975 A1 was used instead of the compound (1).
  • Example 1 an organic EL device was produced in the same manner except that the following compound B described in International Publication No. WO 2004/080975 A1 was used instead of the compound (1).
  • An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that Alq (8-hydroxyquinoline aluminum complex) was used instead of the compound (1).
  • Example 1 Compound (1) 4. 4 10. 0 791. 6 7. 92 Blue Example 2 Compound (2) 4. 5 10. 0 806. 8 8.07 Blue Example 3 Compound (3) 4.5 10. 0 812. 4 8. 12 Blue Example 4 Compound (4) 4.5 5 10. 0 8. 25 Blue Comparative Example 1 Compound A 6. 1 10. 0 622. 9 6.23 Blue Comparative Example 2 Compound B 5. 3 10. 0 740. 0 7. 40 Blue Comparative Example 3 A 1 q 6. 2 10. 0 480. 3 4. 80 Blue From the results in Table 1 above, it can be clearly understood that the use of the above compound for the electron injection layer makes it possible to produce a device having extremely high light emission luminance and light emission efficiency.
  • the organic EL device can have low voltage, high luminance, and high efficiency. Can be achieved. Therefore, the organic EL device of the present invention is extremely useful as a light source for various electronic devices.

Abstract

　特定の構造を有する新規な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。これによって、有機エレクトロルミネッセンス素子の構成成分として有用な新規な含窒素複素環誘導体を提供し、この含窒素複素環誘導体を有機薄膜層の少なくとも一層に用いることにより、低電圧でありながら発光効率が高く、電子輸送性が優れ高発光輝度の有機エレクトロルミネッセンス素子を実現する。

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に有機エレクト口ルミネッ センス (EL)素子用材料、及び有機 EL素子に関し、特に、有機 EL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の少なくとも一層に用いることにより 、低電圧でありながら発光効率が高い有機 EL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 (EL)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から構成されて 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 力 正孔が注入される。さらに、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 200c d/m2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発光輝度及び発光効率のものが求め られている。
[0003] 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
[0004] 本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、有機 EL素子の構成成分 として有用な新規な含窒素複素環誘導体を提供し、この含窒素複素環誘導体を有 機薄膜層の少なくとも一層に用いることにより、低電圧でありながら発光輝度及び発 光効率が高 ヽ有機 EL素子を実現することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0005] 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、特定の構造 を有する新規な含窒素複素環誘導体を、有機 EL素子の有機薄膜層の少なくとも一 層に用いることにより、有機 EL素子の低電圧化と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するに至った。
[0006] すなわち、本発明は、下記一般式（1)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
一般式（1)において、 Ri〜R5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 6〜60のァリール基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜60のへテロア 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 3〜50のシクロアルキル基、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 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 一ルチオ基、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。
Raは、核炭素数 6〜60のァリール基又は核原子数 5〜60のへテロアリール基で置 換された核炭素数 6〜60のァリール基又は核原子数 5〜60のへテロアリール基であ る。
R2〜R5の隣り合う基は、それぞれ互 、に結合して芳香環を形成して 、てもよ!/、。 R -R5の少なくとも 1つは下記一般式 (2)で示される置換基である。
[化 2]
— L— A^-Ar2 (2) 一般式（2)において、 Lは、単結合、置換もしくは無置換の核炭素数 6〜60のァリ 一レン基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜60のへテロアリーレン基、又は置換も しくは無置換のフルォレニレン基である。
Ar1は、置換もしくは無置換の核炭素数 6〜60のァリーレン基、置換もしくは無置換 の核原子数 5〜60のへテロアリーレン基、又は置換もしくは無置換のフルォレニレン 基である。
Ar2は、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数 6〜60のァリール基、置換もしく は無置換の核原子数 5〜60のへテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数 1〜5 0のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数 3〜50のシクロアルキル基、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 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 1〜5 0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。
また本発明は、有機 EL素子用材料である前記含窒素複素環誘導体を提供するも のである。
さらに本発明は、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 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
[0007] 本発明の含窒素複素環誘導体及びそれを用いた有機 EL素子は、低電圧でありな 力 発光効率が高ぐ電子輸送性が優れ高発光効率なものである。
発明を実施するための最良の形態
[0008] すなわち、本発明は、下記一般式（1)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 3]
Figure imgf000005_0001
一般式（1)において、 Ri〜R5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 6〜60のァリール基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜60のへテロア 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 3〜50のシクロアルキル基、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 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 一ルチオ基、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。
Raは、核炭素数 6〜60のァリール基又は核原子数 5〜60のへテロアリール基で置 換された核炭素数 6〜60のァリール基又は核原子数 5〜60のへテロアリール基であ る。
R2〜R5の隣り合う基は、それぞれ互 、に結合して芳香環を形成して 、てもよ!/、。 R -R5の少なくとも 1つは下記一般式 (2)で示される置換基である。
[化 4]
— L— Ar^Ar2 (2) 一般式（2)において、 Lは、単結合、置換もしくは無置換の核炭素数 6〜60のァリ 一レン基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜60のへテロアリーレン基、又は置換も しくは無置換のフルォレニレン基である。
Ar1は、置換もしくは無置換の核炭素数 6〜60のァリーレン基、置換もしくは無置換 の核原子数 5〜60のへテロアリーレン基、又は置換もしくは無置換のフルォレニレン 基である。
Ar2は、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数 6〜60のァリール基、置換もしく は無置換の核原子数 5〜60のへテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数 1〜5 0のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数 3〜50のシクロアルキル基、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 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 1〜5 0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)又は（ 1 b)で表される化合物であると好ま 、。
Figure imgf000007_0001
b ) 一般式（1— a)及び（1— b)において、 〜 及び Raは、それぞれ独立に、前記一 般式（1)におけるものと同じである。 L、
Figure imgf000007_0002
及び Ar2は、それぞれ独立に、前記一般 式 (2)におけるものと同じである。一般式（1— a)及び（1— b)にお 、て、 R2〜R5の隣 り合う基は、それぞれ互いに結合して芳香環を形成して 、てもよ 、。
前記一般式（1)で表される含窒素複素環誘導体が、下記一般式（1 c)、 (1 -d) 、（ 1 e)又は（ 1 f )で表される化合物であると好ま U、。
[化 6]
Figure imgf000007_0003
Figure imgf000007_0004
( ) ( 1一 f ) 一般式（1 c)、 (1 -d) , (1— e)及び（1— f)において、 Ri〜R5及び Raは、それぞ れ独立に、前記一般式（1)におけるものと同じである。 L、
Figure imgf000007_0005
及び Ar2は、それぞれ 独立に、前記一般式（2)におけるものと同じである。 nは 1〜5の整数であり、 Ar3は、 置換もしくは無置換の核炭素数 6〜60のァリール基、置換もしくは無置換の核原子 数 5〜60のへテロアリール基である。 前記 〜 、 Ra及び Ar2である核炭素数 6〜60のァリール基及び核原子数 5〜60 のへテロァリール基としては、例えば、フエニル基、 1 ナフチル基、 2—ナフチル基
、 1 アントリル基、 2 アントリル基、 9 アントリル基、 1—フエナントリル基、 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 4—ィル基、 p—テルフエ-ル 3—ィル基、 p—テルフエ- ル 2—ィル基、 m—テルフエ-ル 4—ィル基、 m—テルフエ-ル 3—ィル基、 m—テル フエ-ル 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—メチルー 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 p テルフエ-ル 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—ィ 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—べンゾフラ-ル基、 6 一べンゾフラ-ル基、 7 べンゾフラ-ル基、 1 イソべンゾフラ-ル基、 3 イソベン 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—ィ 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、 4一力ルバゾ 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 ナントリジ-ル基、 9—フ ナントリジ-ル基、 10—フ ナントリ ジニル基、 1—アタリジニル基、 2—アタリジニル基、 3—アタリジ-ル基、 4—アタリジ -ル基、 9—アタリジ-ル基、 1, 7 フエナント口リン— 2—ィル基、 1, 7 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 フエナント口リン— 5— ィル基、 1, 7 フエナント口リン一 6—ィル基、 1, 7 フエナント口リン一 8—ィル基、 1 , 7 フエナント口リン— 9—ィル基、 1, 7 フエナント口リン— 10—ィル基、 1, 8 フ ェナント口リン— 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ーィル基、 1, 8 フエナント口リン一 5—ィル基、 1, 8 フエナント口リン一 6— ィル基、 1, 8 フエナント口リン一 7—ィル基、 1, 8 フエナント口リン一 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— 2—ィル基、 1, 9 フ ェナント口リン— 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 フエナント口リン— 7— ィル基、 1, 9 フエナント口リン一 8—ィル基、 1, 9 フエナント口リン一 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 ントロリン一 1—ィル基、 2, 9 フエナント口リン一 3—ィル基、 2, 9 フエナント口リン —4—ィル基、 2, 9 フエナント口リン一 5—ィル基、 2, 9 フエナント口リン一 6—ィル 基、 2, 9ーフ mナン卜 Pジン 7—ィノレ基、 2, 9ーフ mナン卜 Pジン 8—ィノレ基、 2, 9 —フエナント口リン一 10—ィル基、 2, 8 フエナント口リン一 1—ィル基、 2, 8 フエナ ントロリン一 3—ィル基、 2, 8 フエナント口リン一 4—ィル基、 2, 8 フエナント口リン —5—ィル基、 2, 8 フエナント口リン一 6—ィル基、 2, 8 フエナント口リン一 7—ィル 基、 2, 8 フエナント口リン— 9—ィル基、 2, 8 フエナント口リン— 10—ィル基、 2, 7 —フエナント口リン一 1—ィル基、 2, 7 フエナント口リン一 3—ィル基、 2, 7 フエナ ントロリン一 4—ィル基、 2, 7 フエナント口リン一 5—ィル基、 2, 7 フエナント口リン —6—ィル基、 2, 7 フエナント口リン一 8—ィル基、 2, 7 フエナント口リン一 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 ニル基、 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-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 メチルピロ一 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 メチルピロ一 ルー 5—ィル基、 2— t—ブチルピロ一ルー 4ーィル基、 3—（2 フエ-ルプロピル）ピ ロール 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 ーメチルー 3 インドリル基、 4ーメチルー 3 インドリル基、 2—t—ブチルー 1 イン ドリル基、 4—tーブチルー 1 インドリル基、 2—t—ブチルー 3 インドリル基、 4—t —プチルー 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、アントラセニル基 、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 Ri〜R5及び Ar2である炭素数 1〜50のアルキル基としては、メチル基、ェチル 基、プロピル基、イソプロピル基、 n ブチル基、 s ブチル基、イソブチル基、 tーブ 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 口キシ一 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 ジブロモ 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 ョードエチル基、 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— 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 ジアミノエチル基、 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—ジニトロェ チル基、 1, 3 ジ-卜口イソプロピル基、 2, 3 ジ-卜口— t—ブチル基、 1, 2, 3—卜!; ニトロプロピル基等が挙げられる。
[0011] 前記 Ri〜R5及び Ar2である置換もしくは無置換の炭素数 3〜50のシクロアルキル基 の具体例としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、 シクロへキシル基、 4ー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 ノルボルニル基、 2—ノルボル-ル基等が挙げられる。
[0012] 前記 Ri〜R5及び Ar2である置換もしくは無置換の核原子数 6〜50のァラルキル基 の例としては、ベンジル基、 1—フエ-ルェチル基、 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、 α—ナフ チルメチル基、 1 α ナフチルェチル基、 2- a ナフチルェチル基、 1 α ナ フチルイソプロピル基、 2— a ナフチルイソプロピル基、 13 ナフチルメチル基、 1 β ナフチノレエチノレ基、 2- β ナフチノレエチノレ基、 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 ァミノべンジル基、 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 -トロベンジル基、 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 - 2—フエ-ルイソプロピル基、 1—クロ口一 2—フエ-ルイソプロピル基等が挙げられ る。
[0013] 前記 Ri〜R5及び Ar2である置換もしくは無置換の炭素数 1〜50のアルコキシ基は — OY1で表される基であり、 Y1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 Ri〜R5及び Ar2である置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリールォキシ 基は一 OY2と表され、 Y2の例とし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 Ri〜R5及び Ar2である置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリールチオ 基は— SY3と表され、 Y3の例とし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 Ri〜R5及び Ar2である置換もしくは無置換の炭素数 1〜50のアルコキシカルボ -ル基は— COOY4で表される基であり、 Y4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 Ri〜R5及び Ar2である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におけるァリール基の例とし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 Ri〜R5及び Ar2であるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原 子、ヨウ素原子等が挙げられる。
また、一般式（1)及び（1— a)〜（l— f)における R2〜R5の隣り合う基はそれぞれ互 いに結合して芳香環を形成してもよぐこの時に形成される環状構造としては、例え ば、置換もしくは無置換の核炭素数 3〜50のシクロアルキル基、置換もしくは無置換 の核炭素数 6〜50の芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の核原子数 5〜5 0の複素環基等が挙げられ、さらに置換もしくは無置換の核炭素数 3〜50のシクロア ルキル基、置換もしくは無置換の核炭素数 6〜50の芳香族炭化水素基、又は置換も しくは無置換の核原子数 5〜50の複素環基と縮合して 、てもよ 、。
L及び Ar1である置換もしくは無置換の核炭素数 6〜60のァリーレン基の具体例と しては、前記ァリール基で説明した置換基から、さらに 1つの水素原子を除くことによ りできる二価の置換基であり、好ましくはフエ-レン基、ナフチレン基、ビフエ-レン基 、アントラ-レン基、フエナントリレン基、ピレニレン基、クリセ-レン基、フルオランテ- レン基、フルォレニレン基である。
L及び Ar1である置換もしくは無置換の核原子数 5〜60のへテロアリーレン基の具 体例としては、前記へテロアリール基で説明した置換基から、さらに 1つの水素原子 を除くことによりできる二価の置換基であり、例えば、ピリジル基、ビラジル基、キノリル 基、イソキノリル基、フ ナント口リル基、フリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、 チェ-ル基、ジベンゾチェ-ル基、ベンゾチェ-ル基、ピロリル基、インドリル基、力 ルバゾリル基、イミダゾリル基、ベンズイミダゾリル基など力 水素原子を除いた二価 基があり、好ましくは、ピリジル基、キノリル基、カルバゾリル基、インドリル基力も水素 原子を除 、た二価基である。
[0015] 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。
[0016] [化 7]
[8^] [ΖΐΟΟ]
Figure imgf000014_0001
0909SO/.OOZdf/X3d [6^ ] [8100]
Figure imgf000015_0001
0909S0/.00Zdf/X3d 動 OAV /111262
PCT/JP2007/056060
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000016_0002
Figure imgf000017_0001
[0020] [化 11]
Figure imgf000018_0001
[0021] [化 12]
Figure imgf000019_0001
[0022] 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。
本発明の含窒素複素環誘導体は、好ましくは有機 EL素子用電子注入材料又は電 子輸送材料である。
本発明の含窒素複素環誘導体は、好ましくは有機 EL素子用発光材料である。
[0023] 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、その有機薄膜層の 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層又は電子輸送層を有し、 その電子注入層又は電子輸送層が、本発明の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と好ま ヽ。 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二層 以上カゝ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、発光層に本発明 の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と好ましい。 本発明の有機 EL素子は、好ましくは、本発明の前記含窒素複素環誘導体を含有 する電子注入層又は電子輸送層が、還元性ドーパントを含有するものである。
本発明の有機 EL素子の還元性ドーパントが、好ましくは、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、アル力 リ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲンィヒ物、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力 なる群力 選択される 1種又は 2種以上の物質であ る。
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発光層 Z電子輸送層 Z電子注入層 Z陰極
(5)陽極 Z正孔注入層 Z発光層 Z電子注入層 Z陰極
(6)陽極 Z正孔注入層 Z発光層 Z電子輸送層 Z電子注入層 Z陰極
(7)陽極 Z有機半導体層 Z発光層 Z陰極
(8)陽極 Z有機半導体層 Z電子障壁層 Z発光層 Z陰極
(9)陽極 Z有機半導体層 Z発光層 Z付着改善層 Z陰極
(10)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
(11)陽極 Z正孔注入層 Z正孔輸送層 Z発光層 Z電子輸送層 Z電子注入層 Z 陰極
(12)陽極 Z絶縁層 Z発光層 Z絶縁層 Z陰極
(13)陽極 z無機半導体層 Z絶縁層 Z発光層 Z絶縁層 Z陰極 (14)陽極 Z有機半導体層 Z絶縁層 Z発光層 Z絶縁層 Z陰極
(15)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
(16)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
(17)陽極 z絶縁層 Z正孔注入層 Z正孔輸送層 Z発光層 Z電子輸送層 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 (10)又は (11)の構成が好ましく用いられるが、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、電子輸送層及び発光層に用いる。
[0025] (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、ポリサルフォン等を挙げることができる。
[0026] (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。
[0027] (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。
[0028] 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、ァリールァミン 化合物及び Z又はスチリルァミン化合物、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、フルォレセイン、ペリレン、フタ口ペリレン、ナフ タロペリレン、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 フエ-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、 ビススチリル、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-ルエチレン、ビュルアントラセン、ジアミ ノカルバゾール、ピラン、チォピラン、ポリメチン、メロシア-ン、イミダゾールキレート 化ォキシノイドィ匕合物、キナクリドン、ルブレン及び蛍光色素等が挙げられるが、これ らに限定されるものではない。
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 リルアミンィ匕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。
[化 13]
Figure imgf000023_0001
[一般式（A)中、 Arは、フエ-ル、ビフエ-ル、テルフエ-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 れている。 ]
9 Z又は Ar はスチリル基が置換さ
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、アントラセ -ル基、フエナントリル基、テルフエ-ル基等が好ましい。
[化 14]
Figure imgf000024_0001
[一般式（B)中、 Ar
11〜Ar は、置換されていてもよい核炭素数 5
13 〜40のァリール基 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、アントラセ- 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セニル 、インドリル、カルバゾリル、ピリジル、ベンゾキノリル、フルオランテニル、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 アルキル基（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。
[0030] 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。
[0031] 下記一般式 (i)で表される非対称アントラセン。
[化 15]
Figure imgf000025_0001
[0032] (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。 )
[0033] 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 16]
Figure imgf000025_0002
[0034] (式中、 Ar1及び A 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でか 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。
R -I^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。 )
[0035] 下記一般式 (iii)で表される非対称ピレン誘導体。
[化 17]
Figure imgf000026_0001
[0036] [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 結合しているか、
(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。 ]
下記一般式 Gv)で表される非対称アントラセン誘導体。
[化 18]
Figure imgf000027_0001
(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。 R -I^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。
Ar2、 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。）
[0039] 下記一般式 (V)で表されるアントラセン誘導体。
[化 19]
Figure imgf000028_0001
[0040] (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 同士又は 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 良いァリール基である）、アルキレン基又はァリーレン基を示す。 )
[0041] 般式 (vi)で表されるアントラセン誘導体。
[化 20]
Figure imgf000029_0001
[0042] (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。 )
[0043] 下記一般式 (vii)で表されるスピロフルオレン誘導体。
[化 21]
Figure imgf000029_0002
[0044] (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。 )
[0045] 下記一般式 (viii)で表される縮合環含有化合物。 [化 22]
Figure imgf000030_0001
[0046] (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。）
[0047] 下記一般式 (ix)で表されるフルオレンィ匕合物。
[化 23]
Figure imgf000030_0002
[0048] (式中、 R及び 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、シァノ基又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
1同士、 R
2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 に結合する R R R
1及び 2は、同じであっても異なっていてもよい。 3及び R
4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又は置換あるい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同じフ
3 4
ルオレン基に結合する R及び Rは、同じであっても異なっていてもよい。 Ar及び Ar
3 4 1 2 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族基又は 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及び Arは、同じであっても異なってい
1 2
てもよい。 nは、 1乃至 10の整数を表す。 )
[0049] 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 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 群力も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。
[0050] 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-ビュルカルバゾール)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。
具体例としては、以下のような化合物が挙げられる。
[0051] [化 24]
Figure imgf000032_0001
[0052] 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。
[0053] (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!/、。
正孔注入 ·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、光導伝材料において正孔の電荷輸送材料として慣用さ れているものや、有機 EL素子の正孔注入'輸送層に使用される公知のものの中から 任意のものを選択して用いることができる。
[0054] 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。 [0055] 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 、。
[0056] 正孔注入'輸送層に使用できる正孔注入'輸送材料としてはとしては、下記一般式
(X)で表される化合物が好ま 、。
[化 25]
Figure imgf000035_0001
八 〜八!：4は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数 6〜50のァリール 基であり、 Ri〜R2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のァリール基、炭素数 1〜50のアルキル基であり、 m、 nは 0〜4の整数である。 核炭素数 6〜50のァリール基としては、フエ-ル、ナフチル、ビフエ-ル、テルフエ -ル、フエナントリル基等が好ましい。なお、核炭素数 6〜50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のアルキ ル基 (メチル基、ェチル基、イソプロピル基、 n プロピル基、 s ブチル基、 tーブチ 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）、核炭素数 6〜50のァリール基で置換されたァミノ基が挙げられる。
[0057] 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。
[0058] 正孔注入 ·輸送層は上記の化合物を、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、正孔輸送帯域に上記化合物を含有していれば、上述した材料の一 種又は二種以上力 なる一層で構成されてもよぐ前記正孔注入 ·輸送層とは別種の 化合物からなる正孔注入'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、テトラシァノキノジメタン誘導体、へキサシァノへキサァザト リフエ-レン (特許公報 03614405号)などを用いることができる。
[0059] (6)電子注入'輸送層（電子輸送帯域）
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電子親和力が通常 2. 5eV以上と大きい。このような 電子注入 ·輸送層としては、より低い電界強度で電子を発光層に輸送する材料が好 ましぐさらに電子の移動度力 例えば 104〜： L06VZcmの電界印加時に、少なくとも 10 6 cm2/V'秒であれば好まし!/、。
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く、他の材料と混合してもよ 、。 本発明の含窒素複素環誘導体と混合して電子注入'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 において電子の電荷輸送材料として慣用されているものや、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から任意のものを選択して用いることができ る。
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カゝらなる 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。
本発明の有機 EL素子の好ま 、形態に、電子を輸送する領域又は陰極と有機層 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、アル力 リ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲンィ匕物、希土類金属の酸化物又は 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)及び 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)、及び Ba (仕事関数： 2. 52eV)力 なる群力 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及び 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又 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。
[0061] 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及びアルカリ土類金属のハロゲン 化物からなる群から選択される少なくとも一つの金属化合物を使用するのが好ましい 。電子注入層がこれらのアルカリ金属カルコゲ-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力 ルコゲ-ドとしては、例えば、 Li 0、 K 0、 Na S、 Na Se及び Na Oが挙げられ、好ま
2 2 2 2 2
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 、及び CaSeが挙げられる。また、好ましいアルカリ金属のハロゲン化物としては、例 えば、 LiF、 NaF、 KF、 LiCl、 KC1及び NaCl等が挙げられる。また、好ましいアル力 リ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、 CaF、 BaF、 SrF、 MgF及び BeFと
2 2 2 2 2
V、つたフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。
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及び Znの少なくとも一つの元素を含む酸化物、窒化物又 は酸ィ匕窒化物等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。また、電子 輸送層を構成する無機化合物が、微結晶又は非晶質の絶縁性薄膜であることが好 ましい。電子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、アルカリ土類金属力 ルコゲ -ド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物等が 挙げられる。
[0062] (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。
[0063] (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、弗化セシウム、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。
[0064] (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。
[0065] 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、発光帯域ゃ正孔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。
[0066] 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
[0067] 合成例 1 化合物（1)の合成
(1 1)中間体 1の合成
[化 26]
Figure imgf000041_0001
4 フエ-ル安息香酸 6. 4g (32mmol)を 1, 2 ジクロ口エタン 60mLに懸濁させ 、塩化チォ -ル 5. 8g (49mmol)、 DMF 3滴をカ卩えて、 50°Cで一時間加熱攪拌し た。溶媒をロータリーエバポレーターで留去した後、 N—メチルピロリドン 80mLに溶 かし、 N—（4 ブロモフエ-ノレ） 1, 2 フエ-レンジァミン 8. 0g (30mmol)をカロえ て、室温で 3時間攪拌した。反応終了後、反応混合物を水 300mLにいれ、析出した 固体をろ別し、減圧乾燥することにより、中間体 1 13. 5gを得た。収率 99%。
[0068] ( 1 2)中間体 2の合成
[化 27]
Figure imgf000042_0001
中間体 2 中間体 1 13. 5g (31mmol)をキシレン 80mLに溶解させ、 p—トルエンスルホン酸 一水和物 0. 6g (3. 2mmol)をカ卩え、窒素雰囲気下、 8時間加熱還流しながら共沸 脱水を行った。反応液を室温まで冷却した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー (展 開溶媒:ジクロロメタン）にて精製し、得られた結晶を、メタノールで洗浄し、中間体 2 6. 7gを得た Q収率 52%Q
(1 - 3) 化合物（1)の合成
[化 28]
Figure imgf000042_0002
化合物 ( 1 ) アルゴン気流下、 300mL三口フラスコに、中間体 2 6. 7g (16mmol)、 10-ナフタ レン一 2—ィル一アントラセン一 9—ボロン酸 6. 0g (17mmol)、テトラキストリフエ- ルホスフィンパラジウム（0) 0. 36g (0. 31mmol)、 1, 2—ジメトキシェタン 50mL、 2M炭酸ナトリウム水溶液 26mL (52mmol)をカ卩え、 8時間加熱還流した。反応終了 後、ジクロロメタンを加えて、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 1 OOmL〖こて洗浄し、淡黄色粉末 3. 5gを得た。このものは、 FD— MS (フィールドディ 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 49%)
[0070] 合成例 2 化合物（2)の合成
(2— 1)中間体 3の合成
[化 29]
Figure imgf000043_0001
中間体 3
2—フエ-ル安息香酸 5. Og (25mmol)を 1, 2—ジクロロェタン 50mLに懸濁さ せ、塩化チォ -ル 4. 6g (39mmol)、 DMF 3滴をカ卩えて、 50°Cで一時間加熱攪拌 した。溶媒をロータリーエバポレーターを留去した後、 N—メチルピロリドン 80mLに 溶かし、 N— (4—ブロモフエ-ル）一 1, 2—フエ-レンジァミン 6. 6g (25mmol)を カロえて、室温で 3時間攪拌した。反応終了後、反応混合物を水 300mLにいれ、析 出した固体をろ別し、減圧乾燥することにより、中間体 1 10. 4gを得た。収率 94%。
[0071] (2— 2)中間体 4の合成
[化 30]
Figure imgf000043_0002
中間体 4 中間体 2 10. 4g (31mmol)をキシレン 80mLに溶解させ、 p—トルエンスルホン酸 一水和物 0. 44g (2. 3mmol)をカ卩え、窒素雰囲気下、 8時間加熱還流しながら共 沸脱水を行った。反応液を室温まで冷却した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ 展開溶媒:ジクロロメタン）にて精製し、得られた結晶を、メタノールで洗浄し、中間体 4 5. 4gを得た。収率 54%。 (2- 3) 化合物（2)の合成
[化 31]
Figure imgf000044_0001
化合物 （2 ) 中間体 2の代わりに、中間体 4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 4. 4g (収率 53%)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。
実施例 1 (本発明化合物を電子輸送層に用いた有機 EL素子の作製）
25mm X 75mm X 1. 1mm厚の ITO透明電極（陽極）付きガラス基板（ジォマティ ック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を 5分間行なった後、 UVオゾン 洗浄を 30分間行なった。洗浄後の透明電極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側の面上に前記透明 電極を覆うようにして膜厚 60nmの Ν, N，一ビス（N, N，一ジフエ-ル一 4—ァミノフエ -ル）— N, N—ジフエ-ル— 4, 4，—ジァミノ— 1, 1，—ビフエ-ル膜（以下「TPD23 2膜」と略記する）を成膜した。この TPD232膜は、正孔注入層として機能する。 TPD 232膜の成膜に続けて、この TPD232膜上に膜厚 20nmの 4, 4，—ビス [N— (1— ナフチル）—N—フエ-ルァミノ]ビフエ-ル膜 (以下「NPD膜」と略記する）を成膜し た。この NPD膜は正孔輸送層として機能する。
さらに、この NPD膜上に膜厚 40nmで下記式で示されるアントラセン誘導体 A1とス チリルァミン誘導体 S1を 40 : 2の膜厚比で成膜し青色系発光層とした。
[化 32]
Figure imgf000045_0001
この膜上に電子輸送層として膜厚 20nmで化合物（1)を蒸着により成膜した。この 後、 LiFを膜厚 lnmで成膜した。この LiF膜上に金属 A1を 150nm蒸着させ金属陰極 を形成し有機 EL発光素子を形成した。
[化 33]
Figure imgf000045_0002
化合物 （1 ) 実施例 2
実施例 1において、化合物（1)の代わりに、化合物（2)を用いた以外は同様にして 有機 EL素子を作製した。
[化 34]
Figure imgf000045_0003
化合物 （2 ) 実施例 3
実施例 1において、化合物（1)の代わりに、化合物（3)を用いた以外は同様にして 有機 EL素子を作製した。
[化 35]
Figure imgf000046_0001
化合物 ( 3 ) 実施例 4
実施例 1において、化合物（1)の代わりに、化合物 (4)を用いた以外は同様にして 有機 EL素子を作製した。
[化 36]
Figure imgf000046_0002
化合物 （4 ) 比較例 1
実施例 1において、化合物（1)の代わりに、国際公開番号 WO 2004/080975 A1記 載の下記化合物 Aを用いた以外は同様にして有機 EL素子を作製した。
[化 37]
Figure imgf000046_0003
化合物 A 比較例 2
実施例 1において、化合物（1)の代わりに、国際公開番号 WO 2004/080975 A1記 載の下記化合物 Bを用いた以外は同様にして有機 EL素子を作製した。
[化 38]
Figure imgf000047_0001
化合物 B 比較例 3
∞
実施例 1において、化合物（1)の代わりに、 Alq (8—ヒドロキシキノリンのアルミ-ゥ ム錯体)を用いた以外は同様にして有機 EL素子を作製した。
(有機 EL素子の評価）
上記実施例 1〜4及び比較例 1〜3で得られた有機 EL素子について、下記表 1に 記載された直流電圧を印カロした条件で、発光輝度、発光効率及び色度を測定し、発 光色を観察した。それらの結果を表 1に示す。
[表 1] 表 1
電子注入層 電 電流密度 発光輝度 発光効率 発光色 の化合物 圧 UnA/ cm2) (cd/m2) (cd/A)
(V)
実施例 1 化合物 （ 1 ) 4. 4 10. 0 791. 6 7. 92 青 実施例 2 化合物 （2 ) 4. 5 10. 0 806. 8 8. 07 青 実施例 3 化合物 （ 3 ) 4. 5 10. 0 812. 4 8. 12 青 実施例 4 化合物 （4 ) 4. 5 10. 0 8. 25 青 比較例 1 化合物 A 6. 1 10. 0 622. 9 6. 23 青 比較例 2 化合物 B 5. 3 10. 0 740. 0 7. 40 青 比較例 3 A 1 q 6. 2 10. 0 480. 3 4. 80 青 上記表 1の結果から、上記の化合物を電子注入層に用いることで、極めて高い発光 輝度及び発光効率の素子を製造できることがわ力る。
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有機 EL素子の有機 薄膜層の少なくとも一層に用いることにより、有機 EL素子の低電圧化と高輝度化及 び高効率ィ匕を達成できる。このため、本発明の有機 EL素子は、各種電子機器の光 源等として極めて有用である。

Claims

請求の範囲 下記一般式（1)で表される含窒素複素環誘導体。
(1)
{一般式（1)において、 Ri〜R5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 6〜60のァリール基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜60のへテロア 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 3〜50のシクロアルキル基、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 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 一ルチオ基、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、
Raは、核炭素数 6〜60のァリール基又は核原子数 5〜60のへテロアリール基で置 換された核炭素数 6〜60のァリール基又は核原子数 5〜60のへテロアリール基であ り、
R2〜R5の隣り合う基は、それぞれ互いに結合して芳香環を形成していてもよぐ R ^R5の少なくとも 1つは下記一般式 (2)で示される置換基である。
[化 2] -ー Ar1 - Ar2
(2)
(Lは、単結合、置換もしくは無置換の核炭素数 6〜60のァリーレン基、置換もしくは 無置換の核原子数 5〜60のへテロアリーレン基、又は置換もしくは無置換のフルォ レニレン基であり、
Ar1は、置換もしくは無置換の核炭素数 6〜60のァリーレン基、置換もしくは無置換 の核原子数 5〜60のへテロアリーレン基、又は置換もしくは無置換のフルォレニレン 基であり、
Ar2は、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数 6〜60のァリール基、置換もしく は無置換の核原子数 5〜60のへテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数 1〜5 0のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数 3〜50のシクロアルキル基、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 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 1〜5 0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。 )}
一般式（1)で表される化合物が、下記一般式（ 1 a)又は（ 1 b)で表される化合 物である請求項 1記載の含窒素複素環誘導体。
[化 3]
Figure imgf000050_0001
( 1 - a ) ( 1— b ) {一般式（1— a)及び（1— b)において、 R -R5及び Raは、それぞれ独立に、前記一 般式（1)におけるものと同じである。 L、 Ar1及び Ar2は、それぞれ独立に、前記一般 式（2)におけるものと同じである。
一般式（ 1 a)及び（ 1 b)にお 、て、 R2〜R5の隣り合う基は、それぞれ互 、に結 合して芳香環を形成していてもよい。 }
一般式（1)で表される化合物が、下記一般式（1 c)、 (1 d)、 (1 e)又は（1 f) で表される化合物である請求項 1記載の含窒素複素環誘導体。
[化 4]
Figure imgf000051_0001
( 1 - e) ( 1— f)
{一般式（1 c)、 (1 d)、 (1 6)及び（1ー )にぉぃて、1^〜1^及び は、それぞ れ独立に、前記一般式（1)におけるものと同じである。 L、
Figure imgf000051_0002
及び Ar2は、それぞれ 独立に、前記一般式（2)におけるものと同じである。
nは 1〜5の整数であり、
Ar3は、置換もしくは無置換の核炭素数 6〜60のァリール基、置換もしくは無置換の 核原子数 5〜60のへテロアリール基である。
一般式（ 1 c)〜（ 1 f )にお 、て、 R2〜R5の隣り合う基は、それぞれ互 、に結合し て芳香環を形成していてもよい。 }
[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、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] 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 7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 1種又は 2種以上の物質である請求項 10に記載の有機エレ タトロルミネッセンス素子。
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