WO2012035934A1 - 有機電界発光素子 - Google Patents

有機電界発光素子 Download PDF

Info

Publication number
WO2012035934A1
WO2012035934A1 PCT/JP2011/068867 JP2011068867W WO2012035934A1 WO 2012035934 A1 WO2012035934 A1 WO 2012035934A1 JP 2011068867 W JP2011068867 W JP 2011068867W WO 2012035934 A1 WO2012035934 A1 WO 2012035934A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
organic
layer
carbon atoms
derivatives
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/068867
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雄一 澤田
正則 堀田
松本　めぐみ
Original Assignee
新日鐵化学株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 新日鐵化学株式会社 filed Critical 新日鐵化学株式会社
Priority to JP2012533925A priority Critical patent/JP5775520B2/ja
Priority to US13/818,671 priority patent/US9118028B2/en
Priority to KR1020137009052A priority patent/KR101771020B1/ko
Priority to EP11824942.4A priority patent/EP2618394B1/en
Priority to CN201180043853.8A priority patent/CN103098253B/zh
Publication of WO2012035934A1 publication Critical patent/WO2012035934A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D487/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
    • C07D487/02—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D487/04—Ortho-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D491/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00
    • C07D491/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D491/04—Ortho-condensed systems
    • C07D491/044—Ortho-condensed systems with only one oxygen atom as ring hetero atom in the oxygen-containing ring
    • C07D491/048—Ortho-condensed systems with only one oxygen atom as ring hetero atom in the oxygen-containing ring the oxygen-containing ring being five-membered
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D495/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D495/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D495/04—Ortho-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/10—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/10—Triplet emission
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H10K85/341—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/346—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising platinum

Definitions

  • the present invention relates to an organic electroluminescent device containing a nitrogen-containing aromatic compound, and more particularly to a thin film device that emits light by applying an electric field to a light emitting layer made of an organic compound.
  • an organic electroluminescence element (hereinafter referred to as an organic EL element) has a light emitting layer and a pair of counter electrodes sandwiching the layer as its simplest structure. That is, in an organic EL element, when an electric field is applied between both electrodes, electrons are injected from the cathode, holes are injected from the anode, and these are recombined in the light emitting layer to emit light. .
  • CBP 4,4′-bis (9-carbazolyl) biphenyl
  • Ir (ppy) 3 2,4′-bis (9-carbazolyl) biphenyl
  • CBP's holes can flow easily and electrons do not flow easily. The charge balance is lost, and excess holes flow out to the electron transport layer side. As a result, the light emission efficiency from Ir (ppy) 3 decreases.
  • a host material having high triplet excitation energy and balanced in both charge (hole / electron) injection and transport characteristics is required. Further, a compound that is electrochemically stable and has high heat resistance and excellent amorphous stability is desired, and further improvement is required.
  • Patent Document 3 discloses an indoloindole compound as shown below, but this compound is limited to use as an organic transistor material, and has usefulness as an organic EL material, particularly as a phosphorescent host material. It is not disclosed.
  • Patent Documents 4 and 5 disclose organic EL elements using the following compounds.
  • An object of this invention is to provide the practically useful organic EL element which has high efficiency and high drive stability in view of the said present condition, and a compound suitable for it.
  • the present invention provides an organic electroluminescent device in which an anode, a plurality of organic layers and a cathode are laminated on a substrate, and at least one organic layer contains a nitrogen-containing aromatic compound represented by the general formula (1).
  • the present invention relates to an organic electroluminescent element characterized by the above.
  • X represents NA, oxygen or sulfur
  • each A independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 11 carbon atoms, or 6 carbon atoms.
  • Each R independently represents hydrogen, a carbon containing no alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 11 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms or a condensed heterocyclic ring having 4 or more rings.
  • each A independently represents an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms or 3 to 30 carbon atoms that does not include four or more condensed heterocyclic rings.
  • a nitrogen-containing aromatic compound which is an aromatic heterocyclic group is a preferable compound.
  • a nitrogen-containing aromatic compound in which X is NA is a preferred compound.
  • the organic layer containing the nitrogen-containing aromatic compound represented by the general formula (1) is preferably at least one layer selected from the group consisting of a light emitting layer, a hole transport layer and an electron blocking layer. More preferably, it is a light emitting layer containing a phosphorescent dopant.
  • the organic electroluminescent device of the present invention contains a nitrogen-containing aromatic compound represented by the general formula (1) (hereinafter also referred to as a compound represented by the general formula (1) or a nitrogen-containing aromatic compound).
  • This nitrogen-containing aromatic compound is considered to bring about the above excellent effects by taking a form in which a condensed heterocyclic ring is condensed with [3,2-b] on a 5-membered ring of indole.
  • X represents NA, oxygen or sulfur.
  • X is NA.
  • A does not include an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 11 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, or a condensed heterocyclic ring having 4 or more rings.
  • A is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 7 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 24 carbon atoms, or 3 to 24 carbon atoms not containing 4 or more condensed heterocyclic rings.
  • A represents an aromatic hydrocarbon group having 6 to 24 carbon atoms or an aromatic heterocyclic group having 3 to 24 carbon atoms which does not include a condensed heterocyclic ring having 4 or more rings.
  • X is NA
  • the two A in the general formula (1) may be the same or different.
  • alkyl group examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group, preferably a methyl group, an ethyl group, and a propyl group.
  • the alkyl group may be linear or branched.
  • cycloalkyl group examples include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, and a methylcyclohexyl group, preferably a cyclohexyl group or a methylcyclohexyl group.
  • aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group not containing four or more condensed heterocyclic rings include benzene, pentalene, indene, naphthalene, azulene, heptalene, octalene, indacene, acenaphthylene, phenalene, phenanthrene, anthracene , Triindene, fluoranthene, acephenanthrylene, acanthrylene, triphenylene, pyrene, chrysene, tetraphen, tetracene, preaden, picene, perylene, pentaphen, pentacene, tetraphenylene, colanthrylene, helicene, hexaphen, rubicene, coronene, trinaphthylene , Heptaphene, pyranthrene, furan, benzofuran, isobenzofuran, x
  • the number to be linked is preferably 2 to 10, more preferably 2 to 7, and the linked aromatic rings may be the same. It may be different.
  • the bonding position of A bonded to the nitrogen of the ring represented by the formula (2) is not limited, and it may be a ring at a terminal portion or a central ring of the linked aromatic rings.
  • the aromatic ring is a generic term for an aromatic hydrocarbon ring and an aromatic heterocyclic ring. When the linked aromatic ring contains at least one heterocyclic ring, it is included in the aromatic heterocyclic group.
  • the monovalent group generated by connecting a plurality of aromatic rings is represented by the following formula, for example.
  • Ar 1 to Ar 6 represent a substituted or unsubstituted aromatic ring.
  • Specific examples of the group formed by linking a plurality of the aromatic rings include, for example, biphenyl, terphenyl, bipyridine, bipyrimidine, vitriazine, terpyridine, bistriazylbenzene, dicarbazolylbenzene, carbazolylbiphenyl, dicarbazolylbiphenyl.
  • the aromatic heterocyclic group not containing 4 or more condensed heterocyclic rings means a monocyclic aromatic heterocyclic group or 2 to 3 condensed aromatic heterocyclic groups, and this aromatic heterocyclic group The group may have a substituent.
  • this aromatic heterocyclic group is a group formed by connecting a plurality of aromatic rings as represented by the formula (11), for example, the plurality of aromatic rings are four or more condensed heterocyclic groups. There is nothing.
  • the aromatic hydrocarbon group or the aromatic heterocyclic group not containing 4 or more condensed heterocyclic rings may have a substituent, and when these have a substituent, the substituent has 1 to 4 carbon atoms.
  • Alkyl group, cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms, acetyl group, amino group having 6 to 18 carbon atoms, phosphanyl group having 6 to 18 carbon atoms, and 3 to 18 carbon atoms A silyl group.
  • An alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, or an amino group having 6 to 15 carbon atoms is preferable.
  • the aromatic group branched and linked is not treated as a substituent.
  • A is an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, or an aliphatic hydrocarbon group and has a substituent
  • the total number of substituents is 1 to 10.
  • it is 1-6, more preferably 1-4.
  • they may be the same or different.
  • the carbon number of the substituent is included.
  • A is preferably an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group.
  • preferable aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group include benzene, naphthalene, anthracene, pyridine, pyrimidine, triazine, carbazole, dibenzofuran, dibenzothiophene, biphenyl, terphenyl, dicarbazolylbenzene, carbazolyl.
  • each R is independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 11 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, or four or more rings.
  • An aromatic heterocyclic group More preferably, they are hydrogen, a phenyl group, or a carbazolyl group.
  • the compound represented by the general formula (1) can be synthesized using a known method by selecting a raw material according to the structure of the target compound using a 2-bromonitrobenzene derivative as a starting material.
  • indoloindole compounds in which X is NA are described in J. Org. Org. Chem. , 2009, 4242-4246 and Journal of Medicinal Chemistry, 2003, 2436-2445 and J. Am. Am. Chem. Soc. , 1994, 8152-8161 with reference to the synthesis example shown in the following reaction formula.
  • a benzofurindole compound in which X is represented by oxygen is described in Heterocycles, 1990, vol. 31, 1951-1958 and Journal of Chemical Research, 1988, 272-273, and can be synthesized by the following reaction formula.
  • a compound represented by the general formula (1) can be synthesized.
  • nitrogen-containing aromatic compound represented by general formula (1) Specific examples of the nitrogen-containing aromatic compound represented by general formula (1) are shown below, but the materials used for the organic electroluminescence device of the present invention are not limited thereto.
  • the nitrogen-containing aromatic compound represented by the general formula (1) is excellent by being contained in at least one organic layer of an organic EL device in which an anode, a plurality of organic layers and a cathode are laminated on a substrate.
  • An organic electroluminescent device is provided.
  • the organic layer to be contained is preferably a light emitting layer, a hole transport layer or an electron blocking layer. More preferably, it may be contained as a host material of a light emitting layer containing a phosphorescent dopant.
  • the organic EL device of the present invention has an organic layer having at least one light emitting layer between an anode and a cathode laminated on a substrate, and the at least one organic layer is represented by the general formula (1).
  • the light emitting layer, the hole transport layer and the electron blocking layer contain the compound represented by the general formula (1), and more preferably the compound represented by the general formula (1) emits light together with the phosphorescent dopant. Include in the layer.
  • the structure of the organic EL element of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • the structure of the organic EL element of the present invention is not limited to the illustrated one.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structural example of a general organic EL device used in the present invention, wherein 1 is a substrate, 2 is an anode, 3 is a hole injection layer, 4 is a hole transport layer, and 5 is a light emitting layer. , 6 represents an electron transport layer, and 7 represents a cathode.
  • the organic EL device of the present invention may have an exciton blocking layer adjacent to the light emitting layer, and may have an electron blocking layer between the light emitting layer and the hole injection layer.
  • the exciton blocking layer can be inserted on either the anode side or the cathode side of the light emitting layer, or both can be inserted simultaneously.
  • the organic EL device of the present invention has a substrate, an anode, a light emitting layer and a cathode as essential layers, but it is preferable to have a hole injecting and transporting layer and an electron injecting and transporting layer in layers other than the essential layers, and further emit light. It is preferable to have a hole blocking layer between the layer and the electron injecting and transporting layer.
  • the hole injection / transport layer means either or both of a hole injection layer and a hole transport layer
  • the electron injection / transport layer means either or both of an electron injection layer and an electron transport layer.
  • the organic EL element of the present invention is preferably supported on a substrate.
  • the substrate is not particularly limited as long as it is conventionally used for an organic EL element.
  • a substrate made of glass, transparent plastic, quartz, or the like can be used.
  • an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof having a high work function (4 eV or more) is preferably used.
  • electrode materials include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 and ZnO.
  • conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 and ZnO.
  • an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 —ZnO) that can form a transparent conductive film may be used.
  • these electrode materials may be formed into a thin film by a method such as vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by a photolithography method, or when the pattern accuracy is not so high (about 100 ⁇ m or more) ), A pattern may be formed through a mask having a desired shape when the electrode material is deposited or sputtered. Or when using the substance which can be apply
  • the transmittance is greater than 10%, and the sheet resistance as the anode is preferably several hundred ⁇ / ⁇ or less.
  • the film thickness depends on the material, it is usually selected in the range of 10 to 1000 nm, preferably 10 to 200 nm.
  • the cathode a material having a low work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used.
  • an electron injecting metal a material having a low work function (4 eV or less) metal
  • an alloy a material having a low work function (4 eV or less) metal
  • an alloy a material having a low work function (4 eV or less) metal
  • an alloy referred to as an electron injecting metal
  • an alloy referred to as an electron injecting metal
  • a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function than this for example, a magnesium / silver mixture
  • Suitable are a magnesium / aluminum mixture, a magnesium / indium mixture, an aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixture, a lithium / aluminum mixture, aluminum and the like.
  • the cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering.
  • the sheet resistance as the cathode is preferably several hundred ⁇ / ⁇ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 ⁇ m, preferably 50 to 200 nm.
  • the light emission luminance is improved, which is convenient.
  • a transparent or semi-transparent cathode can be produced by producing the conductive transparent material mentioned in the description of the anode on the cathode after producing the metal with a thickness of 1 to 20 nm on the cathode.
  • an element in which both the anode and the cathode are transmissive can be manufactured.
  • the fluorescent light emitting material may be at least one kind of fluorescent light emitting material, but it is preferable to use the fluorescent light emitting material as a fluorescent light emitting dopant and include a host material. .
  • the compound represented by the general formula (1) can be used as the fluorescent light-emitting material in the emissive layer, other compounds known as fluorescent light-emitting materials from many patent documents can also be used.
  • other compounds include benzoxazole derivatives, benzimidazole derivatives, benzothiazole derivatives, styrylbenzene derivatives, polyphenyl derivatives, diphenylbutadiene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, naphthalimide derivatives, coumarin derivatives, condensed aromatic compounds, perinone derivatives.
  • Oxadiazole derivatives Oxadiazole derivatives, oxazine derivatives, aldazine derivatives, pyralidine derivatives, cyclopentadiene derivatives, bisstyrylanthracene derivatives, quinacridone derivatives, pyrrolopyridine derivatives, thiadiazolopyridine derivatives, cyclopentadiene derivatives, styrylamine derivatives, diketopyrrolopyrrole derivatives , Aromatic dimethylidine compounds, metal complexes of 8-quinolinol derivatives, metal complexes of pyromethene derivatives, rare earth complexes, transition gold Various metal complexes represented by complexes, polythiophene, polyphenylene, polyphenylene vinylene polymer compounds such as, organic silane derivatives, and the like.
  • Preferred examples include condensed aromatic compounds, styryl compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, oxazine compounds, pyromethene metal complexes, transition metal complexes, and lanthanoid complexes. More preferred are naphthacene, pyrene, chrysene, triphenylene, benzo [c] phenanthrene.
  • the amount of the fluorescent light emitting dopant contained in the light emitting layer is 0.01 to 20% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight. It should be in range.
  • the light emitting layer is a phosphorescent light emitting layer
  • a phosphorescent light emitting dopant and a host material are included.
  • the phosphorescent dopant material preferably contains an organometallic complex containing at least one metal selected from ruthenium, rhodium, palladium, silver, rhenium, osmium, iridium, platinum and gold.
  • organometallic complexes are known in the prior art documents and the like, and these can be selected and used.
  • Preferable phosphorescent dopants include complexes such as Ir (ppy) 3 having a noble metal element such as Ir as a central metal, complexes such as Ir (bt) 2 ⁇ acac3, and complexes such as PtOEt3. Specific examples of these complexes are shown below, but are not limited to the following compounds.
  • the amount of phosphorescent dopant contained in the light emitting layer is preferably in the range of 1 to 50% by weight. More preferably, it is 5 to 30% by weight.
  • the host material in the emissive layer it is preferable to use the compound represented by the general formula (1).
  • the material used for the light emitting layer is a host material other than the compound represented by the general formula (1). There may be.
  • a plurality of known host materials may be used in combination.
  • a known host compound that can be used is preferably a compound that has a hole transporting ability or an electron transporting ability, prevents the emission of light from becoming longer, and has a high glass transition temperature.
  • Such a known host material can be selected from those known from many patent documents. Specific examples of the host material are not particularly limited, but include indole derivatives, carbazole derivatives, triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine.
  • 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, anthraquino Heterocyclic tetracarboxylic acid anhydrides such as dimethane derivatives, anthrone derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, naphthalene perylene,
  • the injection layer is a layer provided between the electrode and the organic layer for lowering the driving voltage and improving the luminance of light emission.
  • the injection layer can be provided as necessary.
  • the hole blocking layer has a function of an electron transport layer in a broad sense, and is made of a hole blocking material that has a function of transporting electrons and has a remarkably small ability to transport holes. The probability of recombination of electrons and holes can be improved by blocking.
  • a compound represented by the general formula (1) can be used for the hole blocking layer, but when the compound is used for any other organic layer, a known hole blocking layer material may be used. Good. Moreover, as a hole-blocking layer material, the material of the electron carrying layer mentioned later can be used as needed.
  • the electron blocking layer is made of a material that has a function of transporting holes and has a very small ability to transport electrons.
  • the electron blocking layer blocks the electrons while transporting holes, and the probability of recombination of electrons and holes. Can be improved.
  • the compound represented by the general formula (1) is preferably used. However, when the compound is used for any other organic layer, the material for the hole transport layer described later is used. Can be used as needed.
  • the thickness of the electron blocking layer is preferably 3 to 100 nm, more preferably 5 to 30 nm.
  • the exciton blocking layer is a layer for preventing excitons generated by recombination of holes and electrons in the light emitting layer from diffusing into the charge transport layer. It becomes possible to efficiently confine in the light emitting layer, and the light emission efficiency of the device can be improved.
  • the exciton blocking layer can be inserted on either the anode side or the cathode side adjacent to the light emitting layer, or both can be inserted simultaneously.
  • the compound represented by the general formula (1) can be used as the material for the exciton blocking layer.
  • 1,3-di- Examples thereof include carbazolylbenzene (mCP) and bis (2-methyl-8-quinolinolato) -4-phenylphenolato aluminum (III) (BAlq).
  • the hole transport layer is made of a hole transport material having a function of transporting holes, and the hole transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
  • the hole transport material has either hole injection or transport or electron barrier properties, and may be either organic or inorganic.
  • As the hole transport material it is preferable to use the compound represented by the general formula (1). However, when the compound is used in any other organic layer, any one of conventionally known compounds can be used. A thing can be selected and used. Examples of known hole transporting materials that can be used include triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, aromatic amine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives.
  • Styrylanthracene derivatives fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, porphyrin compounds, styrylamine compounds, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers. It is preferable to use an aromatic tertiary amine compound or a styrylamine compound, and it is more preferable to use an aromatic tertiary amine compound.
  • the electron transport layer is made of a material having a function of transporting electrons, and the electron transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
  • a compound represented by the general formula (1) can be used for the electron transport layer, but when the compound is used for any other organic layer, any one of conventionally known compounds is selected. Examples thereof include nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyrandioxide derivatives, carbodiimides, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane and anthrone derivatives, oxadiazole derivatives, and the like.
  • a thiadiazole derivative in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron withdrawing group can also be used as an electron transport material.
  • a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.
  • 3-bromophenyl-9-carbazole 2.8 g (8.8 mmol), indolo [3,2-b] indole (IN-1) 0.9 g (3.8 mmol), copper iodide 0.34 g (1.8 mmol), 100 mL of tripotassium phosphate 11.3 g (53.3 mmol), trans-1,2-cyclohexanediamine 2.0 g (17.5 mmol), and 1,4-dioxane were added and stirred for 18 hours while heating at 120 ° C. After cooling the reaction solution to room temperature, the precipitated crystals were collected by filtration, and the solvent was distilled off under reduced pressure.
  • the obtained pale yellow solid was purified by silica gel column chromatography and heating reslurry to obtain 3.2 g (5.3 mmol, yield 60 mol%) of compound 2-13 as a white solid.
  • the result of FD-MS was m / z 614 [M + H] + , confirming the target product.
  • Example 1 Each thin film was laminated at a vacuum degree of 4.0 ⁇ 10 ⁇ 5 Pa by a vacuum deposition method on a glass substrate on which an anode made of ITO having a thickness of 110 nm was formed.
  • copper phthalocyanine (CuPC) was formed to a thickness of 25 nm on ITO.
  • NPB 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl
  • compound 1-9 obtained in Synthesis Example 1 as a host material and bis (2- (2′-benzo [4,5-a] thienyl) pyridinato as a phosphorescent dopant are used.
  • -N, C3 iridium (acetylacetonate) [(Btp) 2Iracac] was co-evaporated from different deposition sources to form a light emitting layer with a thickness of 47.5 nm.
  • the concentration of (Btp) 2Iracac in the light emitting layer was 8.0 wt%.
  • tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum (III) (Alq3) was formed to a thickness of 30 nm as an electron transport layer.
  • lithium fluoride (LiF) was formed to a thickness of 1.0 nm as an electron injection layer.
  • Al aluminum
  • the organic EL element had the light emission characteristics as shown in Table 1.
  • Table 1 the luminance, voltage, and luminous efficiency show values at 10 mA / cm 2 .
  • the maximum wavelength of the device emission spectrum was 620 nm, and it was found that light emission from (Btp) 2Iracac was obtained.
  • Example 2 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that Compound 2-13 was used as the host material for the light emitting layer.
  • Example 3 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that Compound 3-11 was used as the host material for the light emitting layer.
  • Example 4 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that Compound 1-2 was used as the host material for the light emitting layer.
  • Example 5 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that Compound 1-13 was used as the host material for the light emitting layer.
  • Example 6 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that Compound 1-19 was used as the host material for the light emitting layer.
  • Example 7 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that Compound 2-1 was used as the host material for the light emitting layer.
  • Example 8 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that Compound 2-17 was used as the host material for the light emitting layer.
  • Example 9 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that Compound 3-15 was used as the host material for the light emitting layer.
  • Example 10 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that Compound 3-17 was used as the host material for the light emitting layer.
  • Comparative Example 1 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that bis (2-methyl-8-quinolinolato) -4-phenylphenolato aluminum (III) (BAlq) was used as the host material for the light emitting layer.
  • bis (2-methyl-8-quinolinolato) -4-phenylphenolato aluminum (III) (BAlq) was used as the host material for the light emitting layer.
  • Comparative Example 2 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the following compound H-1 was used as the host material for the light emitting layer. The maximum wavelength of the device emission spectrum was 620 nm, and it was found that light emission from (Btp) 2Iracac was obtained. The emission characteristics are shown in Table 1.
  • the nitrogen-containing aromatic compound represented by the general formula (1) used in the organic EL device of the present invention exhibits good emission characteristics with respect to BAlq generally known as a phosphorescent host. I understand. In addition, it shows better light emission characteristics than H-1 which is a compound having no nitrogen atom in the central skeleton, and the superiority of the nitrogen-containing aromatic compound is clear.
  • the nitrogen-containing aromatic compound used in the organic electroluminescent device of the present invention has a skeleton in which a condensed heterocyclic ring consisting of a 5-membered ring and a 6-membered ring is condensed with [3,2-b].
  • This skeleton can be changed to a skeleton having a hole transporting property or an electron transporting property depending on the kind of the substituent. For this reason, it is considered that the compound used in the present invention exhibits good hole and electron injection and transport properties.
  • this nitrogen-containing aromatic compound is used in the light emitting layer, the recombination probability is improved because the balance of both charges is improved, and the energy of the lowest excited triplet state is high.
  • the organic EL device according to the present invention has practically satisfactory levels in terms of light emission characteristics, driving life and durability, flat panel display (mobile phone display device, in-vehicle display device, OA computer display device, television, etc.), surface light emission, etc. Its technical value is great in applications to light sources (lighting, light sources for copying machines, backlight light sources for liquid crystal displays and instruments), display boards, and sign lamps that make use of the characteristics of the body.

Abstract

　素子の発光効率を改善し、駆動安定性を充分に確保し、かつ簡略な構成をもつ有機電界発光素子（有機ＥＬ素子）を提供する。　基板上に積層された陽極と陰極の間に、複数の有機層を有する有機電界発光素子であって、該有機層のうち少なくとも１層が、下記式（１）で表される含窒素芳香族化合物を含有する有機電界発光素子である。式（１）中、ＸはＮ－Ａ、酸素又は硫黄であり、Ａはアルキル基、シクロアルキル基、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基であり、Ｒは水素、アルキル基、シクロアルキル基、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基である。

Description

有機電界発光素子
  本発明は含窒素芳香族化合物を含有する有機電界発光素子に関するものであり、詳しくは、有機化合物からなる発光層に電界をかけて光を放出する薄膜型デバイスに関するものである。
  一般に、有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子という）は、その最も簡単な構造としては発光層及び該層を挟んだ一対の対向電極から構成されている。すなわち、有機ＥＬ素子では、両電極間に電界が印加されると、陰極から電子が注入され、陽極から正孔が注入され、これらが発光層において再結合し、光を放出する現象を利用する。
  近年、有機薄膜を用いた有機ＥＬ素子の開発が行われるようになった。特に、発光効率を高めるため、電極からキャリアー注入の効率向上を目的として電極の種類の最適化を行い、芳香族ジアミンからなる正孔輸送層と8-ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体（以下、Alq3という）からなる発光層とを電極間に薄膜として設けた素子の開発により、従来のアントラセン等の単結晶を用いた素子と比較して大幅な発光効率の改善がなされたことから、自発光・高速応答性といった特徴を持つ高性能フラットパネルへの実用化を目指して進められてきた。
  また、素子の発光効率を上げる試みとして、蛍光ではなく燐光を用いることも検討されている。上記の芳香族ジアミンからなる正孔輸送層とAlq3からなる発光層とを設けた素子をはじめとした多くの素子が蛍光発光を利用したものであったが、燐光発光を用いる、すなわち、三重項励起状態からの発光を利用することにより、従来の蛍光（一重項）を用いた素子と比べて、３～４倍程度の効率向上が期待される。この目的のためにクマリン誘導体やベンゾフェノン誘導体を発光層とすることが検討されてきたが、極めて低い輝度しか得られなかった。また、三重項状態を利用する試みとして、ユーロピウム錯体を用いることが検討されてきたが、これも高効率の発光には至らなかった。近年では、特許文献１に挙げられるように発光の高効率化や長寿命化を目的にイリジウム錯体等の有機金属錯体を中心に燐光発光ドーパント材料の研究が多数行われている。
特表2003-515897号公報 特開2001-313178号公報 特開2009-054809号公報 特開2009-246139号公報 特開2009-246140号公報
  高い発光効率を得るには、前記ドーパント材料と同時に、使用するホスト材料が重要になる。ホスト材料として提案されている代表的なものとして、特許文献２で紹介されているカルバゾール化合物の4,4'-ビス(9-カルバゾリル)ビフェニル（以下、CBPという）が挙げられる。CBPはトリス(2-フェニルピリジン)イリジウム錯体（以下、Ir(ppy)3という）に代表される緑色燐光発光材料のホスト材料として使用した場合、CBPの正孔を流し易く電子を流しにくい特性上、電荷バランスが崩れ、過剰の正孔は電子輸送層側に流出し、結果としてIr(ppy)3からの発光効率が低下する。
  有機ＥＬ素子で高い発光効率を得るには、高い三重項励起エネルギーを有し、かつ両電荷（正孔・電子）注入輸送特性においてバランスがとれたホスト材料が必要である。更に、電気化学的に安定であり、高い耐熱性と共に優れたアモルファス安定性を備える化合物が望まれており、更なる改良が求められている。
  特許文献３においては、以下に示すようなインドロインドール化合物が開示されているが、この化合物は有機トランジスタ材料としての用途に限定されており、有機ＥＬ材料、特に燐光ホスト材料としての有用性を開示するのもではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
 
　また、特許文献４及び５においては、以下に示すような化合物を用いた有機ＥＬ素子が開示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
 
　しかしながら、これらは[3,2-b]で縮合したベンゾカルコゲノベンゾカルコゲノフェン骨格を有する化合物を用いた有機ＥＬ素子を開示するのみであり、インドール環に更に縮合複素環が縮合した構造の含窒素芳香族化合物の有機ＥＬ素子への有用性を示すものではない。
  有機ＥＬ素子をフラットパネルディスプレイ等の表示素子に応用するためには、素子の発光効率を改善すると同時に駆動時の安定性を十分に確保する必要がある。本発明は、上記現状に鑑み、高効率かつ高い駆動安定性を有した実用上有用な有機ＥＬ素子及びそれに適する化合物を提供することを目的とする。
  本発明者らは、鋭意検討した結果、インドールに５員環と６員環から成る縮合複素環が縮合した含窒素芳香族化合物を有機ＥＬ素子として用いることで優れた特性を示すことを見出し、本発明を完成するに至った。
  本発明は、基板上に、陽極、複数の有機層及び陰極が積層されてなる有機電界発光素子において、少なくとも一つの有機層に一般式（１）で表される含窒素芳香族化合物を含有させたことを特徴とする有機電界発光素子に関する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
 
　一般式（１）中、ＸはＮ－Ａ、酸素又は硫黄のいずれかを表し、Ａはそれぞれ独立して炭素数１～１０のアルキル基、炭素数３～１１のシクロアルキル基、炭素数６～３０の芳香族炭化水素基又は４環以上の縮合複素環を含まない炭素数３～３０の芳香族複素環基を表す。Ｒはそれぞれ独立して水素、炭素数１～１０のアルキル基、炭素数３～１１のシクロアルキル基、炭素数６～１８の芳香族炭化水素基又は４環以上の縮合複素環を含まない炭素数３～１８の芳香族複素環基を表す。
　一般式（１）で表される含窒素芳香族化合物の中でも、Ａがそれぞれ独立して炭素数６～３０の芳香族炭化水素基又は４環以上の縮合複素環を含まない炭素数３～３０の芳香族複素環基である含窒素芳香族化合物が好ましい化合物として挙げられる。また、ＸがＮ－Ａである含窒素芳香族化合物が好ましい化合物として挙げられる。
　一般式（１）で表される含窒素芳香族化合物を含む有機層が、発光層、正孔輸送層及び電子阻止層からなる群れから選ばれる少なくとも一つの層であることが好ましい。より好ましくは、燐光発光ドーパントを含有する発光層である。
有機ＥＬ素子の構造例を示す断面図である。
  本発明の有機電界発光素子は、前記一般式（１）で表される含窒素芳香族化合物（以下、一般式（１）で表される化合物又は含窒素芳香族化合物ともいう）を含有する。この含窒素芳香族化合物はインドールの５員環上に縮合複素環が[3,2-b]で縮合した形を取ることにより、上記のような優れた効果をもたらすと考えられる。
  一般式（１）において、ＸはＮ－Ａ、酸素又は硫黄のいずれかを表す。好ましくはＸはＮ－Ａである。
  一般式（１）において、Ａは炭素数１～１０のアルキル基、炭素数３～１１のシクロアルキル基、炭素数６～３０の芳香族炭化水素基又は４環以上の縮合複素環を含まない炭素数３～３０の芳香族複素環基を表す。好ましくはＡは炭素数１～８のアルキル基、炭素数３～７のシクロアルキル基、炭素数６～２４の芳香族炭化水素基又は４環以上の縮合複素環を含まない炭素数３～２４の芳香族複素環基を表す。より好ましくはＡは炭素数６～２４の芳香族炭化水素基又は４環以上の縮合複素環を含まない炭素数３～２４の芳香族複素環基を表す。なお、ＸがＮ－Ａである場合、一般式（１）中の２つのＡは同一であっても、異なってもよい。
  アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基が挙げられ、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、又はオクチル基が挙げられる。上記アルキル基は直鎖であっても、分岐していても構わない。
  シクロアルキル基の具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、又はメチルシクロヘキシル基が挙げられ、好ましくはシクロヘキシル基、又はメチルシクロヘキシル基が挙げられる。
  芳香族炭化水素基又は４環以上の縮合複素環を含まない芳香族複素環基の具体例としては、ベンゼン、ペンタレン、インデン、ナフタレン、アズレン、ヘプタレン、オクタレン、インダセン、アセナフチレン、フェナレン、フェナンスレン、アントラセン、トリンデン、フルオランテン、アセフェナントリレン、アセアントリレン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、テトラフェン、テトラセン、プレイアデン、ピセン、ペリレン、ペンタフェン、ペンタセン、テトラフェニレン、コラントリレン、ヘリセン、ヘキサフェン、ルビセン、コロネン、トリナフチレン、ヘプタフェン、ピラントレン、フラン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、キサンテン、オキサトレン、ジベンゾフラン、ペリキサンテノキサンテン、チオフェン、チオキサンテン、チアントレン、フェノキサチイン、チオナフテン、イソチアナフテン、チオフテン、チオファントレン、ジベンゾチオフェン、ピロール、ピラゾール、テルラゾール、セレナゾール、チアゾール、イソチアゾール、オキサゾール、フラザン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、インドリジン、インドール、イソインドール、インダゾール、プリン、キノリジン、イソキノリン、カルバゾール、イミダゾール、ナフチリジン、フタラジン、キナゾリン、ベンゾジアゼピン、キノキサリン、シンノリン、キノリン、プテリジン、フェナントリジン、アクリジン、ペリミジン、フェナントロリン、フェナジン、カルボリン、フェノテルラジン、フェノセレナジン、フェノチアジン、フェノキサジン、アンチリジン、ベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾイソオキサゾール、ベンゾイソチアゾール又はこれら芳香環が複数連結された芳香族化合物等から水素を除いて生じる１価の基が挙げられる。好ましくはベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、イソインドール、インダゾール、プリン、イソキノリン、イミダゾール、ナフチリジン、フタラジン、キナゾリン、ベンゾジアゼピン、キノキサリン、シンノリン、キノリン、プテリジン、フェナントリジン、アクリジン、ペリミジン、フェナントロリン、フェナジン、カルボリン、インドール、カルバゾール又はこれら芳香環が複数連結された芳香族化合物から水素を除いて生じる１価の基が挙げられる。
  なお、芳香環が複数連結された芳香族化合物から生じる基である場合、連結される数は２～１０が好ましく、より好ましくは２～７であり、連結される芳香環は同一であっても異なっていても良い。その場合、式（２）で表わされる環の窒素と結合するＡの結合位置は限定されず、連結された芳香環の末端部の環であっても中央部の環であってもよい。ここで、芳香環は芳香族炭化水素環及び芳香族複素環を総称する意味である。また、連結された芳香環に少なくとも1つの複素環が含まれる場合は芳香族複素環基に含める。
  ここで、芳香環が複数連結されて生じる１価の基は、例えば、下記式で表わされる。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
 
（式（１１）～（１３）中、Ａｒ1～Ａｒ6は、置換又は無置換の芳香環を示す。）
  上記芳香環が複数連結されて生じる基の具体例としては、例えばビフェニル、ターフェニル、ビピリジン、ビピリミジン、ビトリアジン、ターピリジン、ビストリアジルベンゼン、ジカルバゾリルベンゼン、カルバゾリルビフェニル、ジカルバゾリルビフェニル、フェニルターフェニル、カルバゾリルターフェニル、ビナフタレン、フェニルピリジン、フェニルカルバゾール、ジフェニルカルバゾール、ジフェニルピリジン、フェニルピリミジン、ジフェニルピリミジン、フェニルトリアジン、ジフェニルトリアジン、フェニルナフタレン、ジフェニルナフタレン等から水素を除いて生じる１価の基が挙げられる。
　ここで、４環以上の縮合複素環を含まない芳香族複素環基とは、単環の芳香族複素環基又は2～3環の縮合芳香族複素環基を意味し、この芳香族複素環基は置換基を有してもよい。なお、この芳香族複素環基が、例えば式（１１）で表わされるような芳香環が複数連結されて生じる基である場合、この複数の芳香環は4環以上の縮合複素環環基であることはない。
  上記芳香族炭化水素基又は４環以上の縮合複素環を含まない芳香族複素環基は置換基を有しても良く、これらが置換基を有する場合、置換基としては、炭素数１～４のアルキル基、炭素数３～６のシクロアルキル基、炭素数１～２のアルコキシ基、アセチル基、炭素数６～１８のアミノ基、炭素数６～１８のホスファニル基、炭素数３～１８のシリル基である。好ましくは炭素数１～４のアルキル基、炭素数３～６のシクロアルキル基又は炭素数６～１５のアミノ基である。但し、この場合、分岐して連結する芳香族基は置換基としては扱わない。
  Ａが芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、又は脂肪族炭化水素基であって、置換基を有する場合、置換基の総数は１～１０である。好ましくは１～６であり、より好ましくは１～４である。また、２つ以上の置換基を有する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。また、上記芳香族炭化水素基、芳香族複素環基又は脂肪族炭化水素基の炭素数の計算において、置換基を有する場合、その置換基の炭素数を含む。
　一般式（１）において、Ａは芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基であることが好ましい。好ましい芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基の具体例としてはベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ビフェニル、ターフェニル、ジカルバゾリルベンゼン、カルバゾリルビフェニル、ジカルバゾリルビフェニル、フェニルターフェニル、フェニルピリジン、フェニルカルバゾール、ジフェニルカルバゾール、ジフェニルピリジン、ジフェニルピリミジン、ジフェニルトリアジンから水素を除いて生じる１価の基である。
  一般式（１）において、Ｒはそれぞれ独立して水素、炭素数１～１０のアルキル基、炭素数３～１１のシクロアルキル基、炭素数６～１８の芳香族炭化水素基又は４環以上の縮合複素環を含まない炭素数３～１８の芳香族複素環基を表す。好ましくは水素、炭素数１～４のアルキル基、炭素数３～６のシクロアルキル基、炭素数６～１２の芳香族炭化水素基又は４環以上の縮合複素環を含まない炭素数３～１２の芳香族複素環基である。そして、より好ましくは水素、フェニル基、又はカルバゾリル基である。
  一般式（１）で表される化合物は、２－ブロモニトロベンゼン誘導体を出発原料とし、目的とする化合物の構造に応じて原料を選択し、公知の手法を用いて合成することができる。
  例えば、ＸがＮ－Ａで表されるインドロインドール化合物はＪ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，２００９，４２４２－４２４６及びＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００３，２４３６－２４４５及びＪ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１９９４，８１５２－８１６１に示される合成例を参考にして以下の反応式により合成することができる。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
 
　例えば、Ｘが酸素で表されるベンゾフロインドール化合物は、Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｅｓ，１９９０，ｖｏｌ．３１，１９５１－１９５８及びＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，１９８８，２７２－２７３に示される合成例を参考にして以下の反応式により合成することができる。
　
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
 
　例えば、Ｘが硫黄で表されるベンゾチエノインドール化合物は、Ｔｅｔｒａｈｅｄｏｒｏｎ，２００３，ｖｏｌ．５９，３７３７－３７４４に示される合成例を参考にして以下の反応式により合成することができる。
　
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
 
  前述の反応式で得られるインドロインドール骨格と2環の縮合環が縮合した構造の化合物の窒素上の水素を、例えばウルマン反応などのカップリング反応により、対応する置換基に置換させることで、一般式（１）で表される化合物を合成することができる。
  一般式（１）で表される含窒素芳香族化合物の具体例を以下に示すが、本発明の有機電界発光素子に用いられる材料はこれらに限定されない。
　
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011
 
　
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000012
 
　
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000013
 
　
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000014
 
  一般式（１）で表される含窒素芳香族化合物は、基板上に、陽極、複数の有機層及び陰極が積層されてなる有機ＥＬ素子の少なくとも１つの有機層に含有させることにより、優れた有機電界発光素子を与える。含有させる有機層としては発光層、正孔輸送層又は電子阻止層が好ましい。より好ましくは、燐光発光ドーパントを含有する発光層のホスト材料として含有させることがよい。
  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、基板上に積層された陽極と陰極の間に、少なくとも一つの発光層を有する有機層を有し、且つ少なくとも一つの有機層は、一般式（１）で表される化合物を含む。有利には、発光層、正孔輸送層及び電子阻止層中に一般式（１）で表される化合物を含み、更に有利には燐光発光ドーパントと共に一般式（１）で表される化合物を発光層中に含む。
  次に、本発明の有機ＥＬ素子の構造について、図面を参照しながら説明するが、本発明の有機ＥＬ素子の構造は何ら図示のものに限定されるものではない。
  図１は本発明に用いられる一般的な有機ＥＬ素子の構造例を示す断面図であり、１は基板、２は陽極、３は正孔注入層、４は正孔輸送層、５は発光層、６は電子輸送層、７は陰極を各々表わす。本発明の有機ＥＬ素子では発光層と隣接して励起子阻止層を有してもよく、また、発光層と正孔注入層との間に電子阻止層を有しても良い。励起子阻止層は発光層の陽極側、陰極側のいずれにも挿入することができ、両方同時に挿入することも可能である。本発明の有機ＥＬ素子では、基板、陽極、発光層及び陰極を必須の層として有するが、必須の層以外の層に、正孔注入輸送層、電子注入輸送層を有することがよく、更に発光層と電子注入輸送層の間に正孔阻止層を有することがよい。なお、正孔注入輸送層は、正孔注入層と正孔輸送層のいずれか又は両者を意味し、電子注入輸送層は、電子注入層と電子輸送層のいずれか又は両者を意味する。
  なお、図１とは逆の構造、すなわち、基板１上に陰極７、電子輸送層６、発光層５、正孔輸送層４、陽極２の順に積層することも可能であり、この場合も、必要により層を追加したり、省略したりすることが可能である。
－基板－
  本発明の有機ＥＬ素子は、基板に支持されていることが好ましい。この基板については、特に制限はなく、従来から有機ＥＬ素子に慣用されているものであればよく、例えば、ガラス、透明プラスチック、石英などからなるものを用いることができる。
－陽極－
  有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）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好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはＡｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ2、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ2Ｏ3－ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽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、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常１０～１０００ｎｍ、好ましくは１０～２００ｎｍの範囲で選ばれる。
－陰極－
  一方、陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、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／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。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により、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ～５μｍ、好ましくは５０～２００ｎｍの範囲で選ばれる。なお、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極又は陰極のいずれか一方が、透明又は半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
  また、陰極に上記金属を１～２０ｎｍの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで、透明又は半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
－発光層－
　発光層が蛍光発光層である場合、蛍光発光材料は少なくとも１種の蛍光発光材料を単独で使用しても構わないが、蛍光発光材料を蛍光発光ドーパントとして使用し、ホスト材料を含むことが好ましい。
  発光層における蛍光発光材料としては、一般式（１）で表される化合物を用いることができるが、多数の特許文献等により蛍光発光材料として知られている他の化合物を用いることもできる。他の化合物としては、例えばベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリフェニル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ナフタルイミド誘導体、クマリン誘導体、縮合芳香族化合物、ペリノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、オキサジン誘導体、アルダジン誘導体、ピラリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピリジン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、スチリルアミン誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、芳香族ジメチリジン化合物、８－キノリノール誘導体の金属錯体やピロメテン誘導体の金属錯体、希土類錯体、遷移金属錯体に代表される各種金属錯体等、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン誘導体等が挙げられる。好ましくは縮合芳香族化合物、スチリル化合物、ジケトピロロピロール化合物、オキサジン化合物、ピロメテン金属錯体、遷移金属錯体、ランタノイド錯体が挙げられ、より好ましくは、ナフタセン、ピレン、クリセン、トリフェニレン、ベンゾ[ｃ]フェナントレン、ベンゾ[ａ]アントラセン、ベンタセン、ペリレン、フルオランテン、アセナフソフルオランテン、ジベンゾ[ａ，ｊ]アントラセン、ジベンゾ[ａ,ｈ]アントラセン、ベンゾ[ａ]ナフタセン、ヘキサセン、アンタントレン、ナフト[２，１‐ｆ]イソキノリン、α－ナフタフェナントリジン、フェナントロオキサゾール、キノリノ[６，５‐ｆ]キノリン、ベンゾチオファントレンなどが挙げられる。これらは置換基としてアリール基、複素芳香環基、ジアリールアミノ基、アルキル基を有していてもよい。
  前記蛍光発光材料を蛍光発光ドーパントとして使用し、ホスト材料を含む場合、蛍光発光ドーパントが発光層中に含有される量は、０．０１～２０重量％、好ましくは０．１～１０重量％の範囲にあることがよい。
　発光層が燐光発光層である場合、燐光発光ドーパントとホスト材料を含む。燐光発光ドーパント材料としては、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金及び金から選ばれる少なくとも一つの金属を含む有機金属錯体を含有するものがよい。かかる有機金属錯体は、前記先行技術文献等で公知であり、これらが選択されて使用可能である。
  好ましい燐光発光ドーパントとしては、Ir等の貴金属元素を中心金属として有するIr(ppy)3等の錯体類、Ir(bt)2・acac3等の錯体類、PtOEt3等の錯体類が挙げられる。これらの錯体類の具体例を以下に示すが、下記の化合物に限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000015
 
　
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000016
 
  前記燐光発光ドーパントが発光層中に含有される量は、１～５０重量％の範囲にあることが好ましい。より好ましくは５～３０重量％である。
  発光層におけるホスト材料としては、前記一般式（１）で表される化合物を用いることが好ましい。しかし、該含窒素芳香族化合物を発光層以外の他の何れかの有機層に使用する場合は、発光層に使用する材料は一般式（１）で表される化合物以外の他のホスト材料であってもよい。また、一般式（１）で表される化合物と他のホスト材料を併用してもよい。更に、公知のホスト材料を複数種類併用して用いてもよい。
  使用できる公知のホスト化合物としては、正孔輸送能又は電子輸送能を有し、かつ発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高いガラス転移温度を有する化合物であることが好ましい。
  このような公知のホスト材料は、多数の特許文献等により知られているものから選択することができる。ホスト材料の具体例としては、特に限定されるものではないが、インドール誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三アミン化合物、スチリルアミン化合物、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、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、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やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾール誘導体の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、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニ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。
－注入層－
  注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、正孔注入層と電子注入層があり、陽極と発光層又は正孔輸送層の間、及び陰極と発光層又は電子輸送層との間に存在させてもよい。注入層は必要に応じて設けることができる。
－正孔阻止層－
  正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
  正孔阻止層には一般式（１）で表される化合物を用いることができるが、該化合物を他の何れかの有機層に使用する場合は、公知の正孔阻止層材料を用いてもよい。また、正孔阻止層材料としては、後述する電子輸送層の材料を必要に応じて用いることができる。
－電子阻止層－
  電子阻止層とは、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料から成り、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔が再結合する確率を向上させることができる。
  電子阻止層の材料としては、前記一般式（１）で表される化合物を用いることが好ましいが、該化合物を他の何れかの有機層に使用する場合は、後述する正孔輸送層の材料を必要に応じて用いることができる。電子阻止層の膜厚は好ましくは３～１００ｎｍであり、より好ましくは５～３０ｎｍである。
－励起子阻止層－
  励起子阻止層とは、発光層内で正孔と電子が再結合することにより生じた励起子が電荷輸送層に拡散することを阻止するための層であり、本層の挿入により励起子を効率的に発光層内に閉じ込めることが可能となり、素子の発光効率を向上させることができる。励起子阻止層は発光層に隣接して陽極側、陰極側のいずれにも挿入することができ、両方同時に挿入することも可能である。
  励起子阻止層の材料としては、前記一般式（１）で表される化合物を用いることができるが、該化合物を他の何れかの有機層に使用する場合は、例えば、１，３－ジカルバゾリルベンゼン（ｍＣＰ）や、ビス（２－メチル－８－キノリノラト）－４－フェニルフェノラトアルミニウム（III）（ＢＡｌｑ）が挙げられる。
－正孔輸送層－
  正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、正孔輸送層は単層又は複数層設けることができる。
  正孔輸送材料は、正孔の注入又は輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。正孔輸送材料としては、前記一般式（１）で表される化合物を用いることが好ましいが、該化合物を他の何れかの有機層に使用する場合は、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。使用できる公知の正孔輸送材料としては例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、芳香族アミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、ポルフィリン化合物、スチリルアミン化合物、及び導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられるが、ポルフィリン化合物、芳香族第３級アミン化合物又はスチリルアミン化合物を用いることが好ましく、芳香族第３級アミン化合物を用いることがより好ましい。
－電子輸送層－
  電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、電子輸送層は単層又は複数層設けることができる。
  電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる場合もある）としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよい。電子輸送層には一般式（１）で表される化合物を用いることができるが、該化合物を他の何れかの有機層に使用する場合は、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。更に、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
  以下、本発明を実施例によって更に詳しく説明するが、本発明は勿論、これらの実施例に限定されるものではなく、その要旨を越えない限りにおいて、種々の形態で実施することが可能である。
  以下に示すルートにより本発明に用いた一般式（１）で表される化合物を合成した。尚、化合物番号は、上記化学式に付した番号に対応する。
合成例１
化合物１－９の合成
　
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000017
 
  窒素雰囲気下、3-ブロモフェニル-9-カルバゾール 2.8 g (8.8 mmol)、インドロ[3,2-b]インドール（ＩＮ－１） 0.9 g (3.8 mmol)、ヨウ化銅0.34 g （1.8 mmol）、リン酸三カリウム11.3 g (53.3 mmol)、trans-1,2-シクロヘキサンジアミン2.0 g (17.5 mmol)、1,4-ジオキサンを100 mL加え、120℃で加熱しながら18時間撹拌した。反応溶液を室温まで冷却した後に、析出した結晶をろ取し、溶媒を減圧留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製を行い、化合物１－９を 1.7 g (2.6 mmol、収率69 mol％)を得た。FD-MSの結果は、m/z 689 [M+H]+となり、目的物であることを確認した。
合成例２
化合物２－１３の合成
　
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000018
 
  窒素雰囲気下、9-フルオロベンゾフロ[3,2-b]インドール 3.4 g (15 mmol)、3-ヨード-9-フェニルカルバゾール 5.5 g (15 mmol)、ヨウ化銅0.34 g （1.8 mmol）、リン酸三カリウム11.3 g (53.3 mmol)、trans-1,2-シクロヘキサンジアミン2.0 g (17.5 mmol)、1,4-ジオキサンを100 mL加え、120℃で加熱しながら18時間撹拌した。反応溶液を室温まで冷却した後に、析出した結晶をろ取し、溶媒を減圧留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製を行い、中間体Ａを 5.3 g (11 mmol、収率76 mol％)を得た。
　窒素雰囲気下、水素化ナトリウム（62.2%品）0.41 g (9.6 mmol)、脱水DMF 20 mLを加え、室温で0.5時間撹拌した。得られた懸濁液にカルバゾール 1.5 g （8.8 mmol）のDMF（20 mL）溶液を加え、室温で30分撹拌した。得られた懸濁液に中間体Ａ 4.1 g (8.8 mmmol)加え、60℃で30分間撹拌した。反応溶液を室温まで冷却した後に、蒸留水(100 mL)を撹拌しながら加え、析出した淡黄色固体をろ取した。得られた淡黄色固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー、加熱リスラリーで精製を行い、白色固体として化合物２－１３を3.2 ｇ（5.3 mmol、収率60 mol％）得た。FD-MSの結果は、m/z 614 [M+H]+となり、目的物であることを確認した。
合成例３
化合物３－１１の合成

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000019
 
　窒素雰囲気下、水素化ナトリウム（62.2%品）0.34 g (8.8 mmol)、脱水DMF 20 mLを加え、室温で0.5時間撹拌した。得られた懸濁液にベンゾチエノ[3,2-b]インドール（ＩＮ－３） 2.0 g （8.8 mmol）のDMF（20 mL）溶液を加え、室温で30分撹拌した。得られた懸濁液にジフェニルクロロトリアジン2.4 g (8.8 mmmol)加え、60℃で2時間撹拌した。反応溶液を室温まで冷却した後に、蒸留水(100 mL)を撹拌しながら加え、析出した淡黄色固体をろ取した。得られた淡黄色固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製を行い、化合物３－１１を7.3 ｇ（7.2 mmol、収率82 mol％）得た。FD-MSの結果は、m/z 455 [M+H]+となり、目的物であることを確認した。
  また、上記合成例及び明細書中に記載の合成方法に準じて、化合物１－２、１－１３、１－１９、２－１、２－１７、３－１５及び３－１７を合成し、有機ＥＬ素子の作成に供した。
実施例１
  膜厚110 nmのITOからなる陽極が形成されたガラス基板上に、各薄膜を真空蒸着法にて、真空度4.0×10-5 Paで積層させた。まず、ITO上に銅フタロシアニン(CuPC)を25 nmの厚さに形成した。次に、正孔輸送層として4,4'-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル（NPB）を55 nmの厚さに形成した。次に、正孔輸送層上に、ホスト材料としての合成例１で得た化合物１－９と、燐光発光ドーパントとしてのビス(2-(2'-ベンゾ[4,5-a]チエニル)ピリジナト-N,C3)イリジウム(アセチルアセトネート)〔(Btp)2Iracac〕とを異なる蒸着源から、共蒸着し、47.5 nmの厚さに発光層を形成した。発光層中の(Btp)2Iracacの濃度は8.0 wt％であった。次に、電子輸送層としてトリス（８－ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（III）（Alq3）を30 nmの厚さに形成した。更に、電子輸送層上に、電子注入層としてフッ化リチウム（LiF）を1.0 nmの厚さに形成した。最後に、電子注入層上に、電極としてアルミニウム（Al）を200 nmの厚さに形成し、有機ＥＬ素子を作成した。
  得られた有機ＥＬ素子に外部電源を接続し直流電圧を印加したところ、表１のような発光特性を有することが確認された。表１において、輝度、電圧及び発光効率は、10mA/cm2での値を示す。なお、素子発光スペクトルの極大波長は620 nmであり、(Btp)2Iracacからの発光が得られていることがわかった。
実施例２
  発光層のホスト材料として、化合物２－１３を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
実施例３
  発光層のホスト材料として、化合物３－１１を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
実施例４
  発光層のホスト材料として、化合物１－２を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
実施例５
  発光層のホスト材料として、化合物１－１３を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
実施例６
  発光層のホスト材料として、化合物１－１９を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
実施例７
  発光層のホスト材料として、化合物２－１を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
実施例８
  発光層のホスト材料として、化合物２－１７を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
実施例９
  発光層のホスト材料として、化合物３－１５を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
実施例１０
  発光層のホスト材料として、化合物３－１７を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
比較例１
  発光層のホスト材料として、ビス(2-メチル-8-キノリノラト)-4-フェニルフェノラトアルミニウム(III)(BAlq)を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
比較例２
  発光層のホスト材料として、下記化合物Ｈ－１を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。素子発光スペクトルの極大波長は620 nmであり、(Btp)2Iracacからの発光が得られていることがわかった。発光特性を表１に示す。
　
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000020
 
　実施例１～１０及び比較例１～２において、素子発光スペクトルの極大波長はいずれも620 nmであり、(Btp)2Iracacからの発光が得られていることがわかった。発光特性を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
  
  表１より、本発明の有機EL素子で使用する一般式（１）で表される含窒素芳香族化合物は、燐光ホストとして一般的に知られているＢＡｌｑに対して良好な発光特性を示すことが判る。また、中心骨格中に窒素原子を有しない化合物であるＨ－１と比較して、良好な発光特性を示し、上記含窒素芳香族化合物の優位性が明らかである。
産業上の利用の可能性
  本発明の有機電界発光素子において使用される含窒素芳香族化合物は、インドールに５員環と６員環から成る縮合複素環が[3,2-b]で縮合した骨格を有する。この骨格は置換基の種類により正孔輸送性または電子輸送性を保持した骨格へと変化させることができる。このため、本発明で使用する化合物は良好な正孔と電子の注入輸送特性を示すと考えられる。特に発光層中にこの含窒素芳香族化合物を用いる場合、両電荷のバランスが良好になることから再結合確率が向上し、また、高い最低励起三重項状態のエネルギーを有しているために、ドーパントからホスト分子への三重項励起エネルギーの移動を効果的に抑えることができるなどの特徴を有しているため、優れた発光特性を与えると考えられる。加えて、良好なアモルファス特性と高い熱安定性を示し、また電気化学的に安定であることから、駆動寿命が長く、耐久性の高い有機ＥＬ素子を実現することができると考えられる。
  本発明による有機ＥＬ素子は、発光特性、駆動寿命ならびに耐久性において、実用上満足できるレベルにあり、フラットパネルディスプレイ（携帯電話表示素子、車載表示素子、ＯＡコンピュータ表示素子やテレビ等）、面発光体としての特徴を生かした光源（照明、複写機の光源、液晶ディスプレイや計器類のバックライト光源）、表示板や標識灯等への応用において、その技術的価値は大きいものである。

Claims (6)

  1.   基板上に、陽極、複数の有機層及び陰極が積層されてなる有機電界発光素子において、少なくとも一つの有機層に、下記一般式（１）で表される化合物を含有させたことを特徴とする有機電界発光素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
     
    　一般式（１）中、ＸはＮ－Ａ、酸素又は硫黄を表し、Ａはそれぞれ独立して炭素数１～１０のアルキル基、炭素数３～１１のシクロアルキル基、炭素数６～３０の芳香族炭化水素基又は４環以上の縮合複素環を含まない炭素数３～３０の芳香族複素環基を表す。Ｒはそれぞれ独立して水素、炭素数１～１０のアルキル基、炭素数３～１１のシクロアルキル基、炭素数６～１８の芳香族炭化水素基又は４環以上の縮合複素環を含まない炭素数３～１８の芳香族複素環基を表す。
  2. 　一般式（１）において、Ａはそれぞれ独立して炭素数６～３０の芳香族炭化水素基又は４環以上の縮合複素環を含まない炭素数３～３０の芳香族複素環基であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
  3. 　一般式（１）において、ＸがＮ－Ａである請求項１に記載の有機電界発光素子。
  4. 　一般式（１）において、Ｘが酸素又は硫黄である請求項１に記載の有機電界発光素子。
  5. 　一般式（１）で表される化合物を含有させた層が、発光層、正孔輸送層及び電子阻止層からなる群れから選ばれる少なくとも一つの層であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の有機電界発光素子。
  6.   一般式（１）で表される化合物を含有させた層が、燐光発光ドーパントを含有する発光層であることを特徴とする請求項５に記載の有機電界発光素子。
PCT/JP2011/068867 2010-09-13 2011-08-22 有機電界発光素子 WO2012035934A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012533925A JP5775520B2 (ja) 2010-09-13 2011-08-22 有機電界発光素子
US13/818,671 US9118028B2 (en) 2010-09-13 2011-08-22 Organic electroluminescent device
KR1020137009052A KR101771020B1 (ko) 2010-09-13 2011-08-22 유기 전계 발광 소자
EP11824942.4A EP2618394B1 (en) 2010-09-13 2011-08-22 Organic electroluminescent element
CN201180043853.8A CN103098253B (zh) 2010-09-13 2011-08-22 有机电致发光元件

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010204103 2010-09-13
JP2010-204103 2010-09-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012035934A1 true WO2012035934A1 (ja) 2012-03-22

Family

ID=45831407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/068867 WO2012035934A1 (ja) 2010-09-13 2011-08-22 有機電界発光素子

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9118028B2 (ja)
EP (1) EP2618394B1 (ja)
JP (1) JP5775520B2 (ja)
KR (1) KR101771020B1 (ja)
CN (1) CN103098253B (ja)
TW (1) TWI510488B (ja)
WO (1) WO2012035934A1 (ja)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103214490A (zh) * 2013-03-25 2013-07-24 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种新型有机场效应晶体管材料的制备方法
WO2014038417A1 (ja) * 2012-09-07 2014-03-13 保土谷化学工業株式会社 新規なベンゾチエノインドール誘導体および該誘導体が使用されている有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2014042006A1 (ja) * 2012-09-13 2014-03-20 保土谷化学工業株式会社 新規なチエノインドール誘導体及び該誘導体を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
US20140203257A1 (en) * 2013-01-18 2014-07-24 Cheil Industries Inc. Compound for organic optoelectronic device, organic light emitting diode including the same, and display including the organic light emitting diode
WO2014123214A1 (ja) * 2013-02-07 2014-08-14 富士フイルム株式会社 有機薄膜トランジスタ、有機半導体薄膜および有機半導体材料
KR20140122607A (ko) * 2013-04-10 2014-10-20 삼성디스플레이 주식회사 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2015125679A1 (ja) * 2014-02-18 2015-08-27 保土谷化学工業株式会社 ベンゾフロインドール誘導体および有機エレクトロルミネッセンス素子
KR20150103921A (ko) * 2014-03-04 2015-09-14 주식회사 두산 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2017115589A1 (ja) 2015-12-28 2017-07-06 新日鉄住金化学株式会社 有機電界発光素子
KR101789254B1 (ko) * 2013-01-18 2017-10-23 삼성전자주식회사 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치
JP2017208455A (ja) * 2016-05-19 2017-11-24 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器
US10886475B2 (en) 2016-04-15 2021-01-05 Boe Technology Group Co., Ltd. Organic electroluminescent materials and organic electroluminescent devices

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101584855B1 (ko) 2012-07-09 2016-01-13 주식회사 엘지화학 함질소 헤테로환 화합물 및 이를 포함한 유기 전자소자
CN107501273B (zh) * 2013-09-29 2019-07-12 上海博栋化学科技有限公司 6-氢异吲哚并[2,1-a]吲哚类化合物的合成方法
KR102283559B1 (ko) * 2014-10-31 2021-07-28 주식회사 엘지화학 전기활성 재료
KR102364220B1 (ko) 2014-12-03 2022-02-18 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
KR102424977B1 (ko) 2015-04-14 2022-07-26 삼성디스플레이 주식회사 축합환 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR20170028496A (ko) 2015-09-03 2017-03-14 삼성디스플레이 주식회사 축합환 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR102630644B1 (ko) 2015-12-17 2024-01-30 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
US9834808B2 (en) 2016-01-21 2017-12-05 SeLux Diagnostics, Inc. Methods for rapid antibiotic susceptibility testing
AU2017210215B2 (en) 2016-01-21 2022-09-08 SeLux Diagnostics, Inc. Methods for rapid antimicrobial susceptibility testing
CN105859725B (zh) * 2016-05-11 2017-11-17 天津大学 5,10‑二氢吲哚并[3,2‑b]吲哚类衍生物的合成方法
AU2017382404A1 (en) 2016-12-23 2019-07-11 SeLux Diagnostics, Inc. Methods for improved rapid antimicrobial susceptibility testing
US10807984B2 (en) 2017-02-10 2020-10-20 Samsung Display Co., Ltd. Heterocyclic compound and organic light-emitting device including the same

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001313178A (ja) 2000-04-28 2001-11-09 Pioneer Electronic Corp 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2003515897A (ja) 1999-12-01 2003-05-07 ザ、トラスティーズ オブ プリンストン ユニバーシティ 有機ｌｅｄ用燐光性ドーパントとしての式ｌ２ｍｘの錯体
JP2009054809A (ja) 2007-08-28 2009-03-12 Mitsui Chemicals Inc 有機トランジスタ
JP2009246139A (ja) 2008-03-31 2009-10-22 Hiroshima Univ 発光素子
JP2009246140A (ja) 2008-03-31 2009-10-22 Hiroshima Univ 発光素子
WO2010041687A1 (ja) * 2008-10-09 2010-04-15 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機光電変換素子、太陽電池及び光センサアレイ
JP2010177644A (ja) * 2009-02-02 2010-08-12 Mitsui Chemicals Inc 有機トランジスタ
JP2010205815A (ja) * 2009-03-02 2010-09-16 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
WO2011055933A2 (ko) * 2009-11-03 2011-05-12 제일모직 주식회사 유기광전소자용 조성물, 이를 이용한 유기광전소자 및 이를 포함하는 표시장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6713194B2 (en) * 2002-05-14 2004-03-30 Lightronik Technology Inc. Organic electroluminescence element
KR100773525B1 (ko) * 2004-02-06 2007-11-05 삼성에스디아이 주식회사 티에노[3,2-ｂ]인돌계 고분자 및 이를 이용한 유기 전계발광 소자
EP2330108A1 (en) * 2005-01-19 2011-06-08 National University of Corporation Hiroshima University Method for the preparation of condensed polycyclic aromatic compounds
TW201016706A (en) * 2008-09-08 2010-05-01 Sumitomo Chemical Co Novel compound and organic semiconductor material
JP5588559B2 (ja) * 2010-03-20 2014-09-10 ポリエラ コーポレイション ピロロ［３，２−ｂ］ピロール半導体化合物およびそれを組み込んだデバイス

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003515897A (ja) 1999-12-01 2003-05-07 ザ、トラスティーズ オブ プリンストン ユニバーシティ 有機ｌｅｄ用燐光性ドーパントとしての式ｌ２ｍｘの錯体
JP2001313178A (ja) 2000-04-28 2001-11-09 Pioneer Electronic Corp 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2009054809A (ja) 2007-08-28 2009-03-12 Mitsui Chemicals Inc 有機トランジスタ
JP2009246139A (ja) 2008-03-31 2009-10-22 Hiroshima Univ 発光素子
JP2009246140A (ja) 2008-03-31 2009-10-22 Hiroshima Univ 発光素子
WO2010041687A1 (ja) * 2008-10-09 2010-04-15 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機光電変換素子、太陽電池及び光センサアレイ
JP2010177644A (ja) * 2009-02-02 2010-08-12 Mitsui Chemicals Inc 有機トランジスタ
JP2010205815A (ja) * 2009-03-02 2010-09-16 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
WO2011055933A2 (ko) * 2009-11-03 2011-05-12 제일모직 주식회사 유기광전소자용 조성물, 이를 이용한 유기광전소자 및 이를 포함하는 표시장치

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HETEROCYCLES, vol. 31, 1990, pages 1951 - 1958
J. AM. CHEM. SOC., 1994, pages 8152 - 8161
J. ORG. CHEM., 2009, pages 4242 - 4246
JOURNAL OF CHEMICAL RESEARCH, 1988, pages 272 - 273
JOURNAL OF MEDICINAL CHEMISTRY, 2003, pages 2436 - 2445
See also references of EP2618394A4
TETRAHEDRON, vol. 59, 2003, pages 3737 - 3744
YOUNGEUP J. ET AL.: "New Conjugated Polymer Based on Dihydroindoloindole for LEDs", BULL. KOREAN CHEM. SOC., vol. 27, no. 7, 2006, pages 1043 - 1047, XP008163221 *

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2014038417A1 (ja) * 2012-09-07 2016-08-08 保土谷化学工業株式会社 新規なベンゾチエノインドール誘導体および該誘導体が使用されている有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2014038417A1 (ja) * 2012-09-07 2014-03-13 保土谷化学工業株式会社 新規なベンゾチエノインドール誘導体および該誘導体が使用されている有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2014042006A1 (ja) * 2012-09-13 2014-03-20 保土谷化学工業株式会社 新規なチエノインドール誘導体及び該誘導体を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
JPWO2014042006A1 (ja) * 2012-09-13 2016-08-18 保土谷化学工業株式会社 新規なチエノインドール誘導体及び該誘導体を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
US20140203257A1 (en) * 2013-01-18 2014-07-24 Cheil Industries Inc. Compound for organic optoelectronic device, organic light emitting diode including the same, and display including the organic light emitting diode
US10892422B2 (en) 2013-01-18 2021-01-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Compound for organic optoelectronic device, organic light emitting diode including the same, and display including the organic light emitting diode
KR101789254B1 (ko) * 2013-01-18 2017-10-23 삼성전자주식회사 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치
JP2014170928A (ja) * 2013-02-07 2014-09-18 Fujifilm Corp 有機薄膜トランジスタ、有機半導体薄膜および有機半導体材料
WO2014123214A1 (ja) * 2013-02-07 2014-08-14 富士フイルム株式会社 有機薄膜トランジスタ、有機半導体薄膜および有機半導体材料
CN103214490A (zh) * 2013-03-25 2013-07-24 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种新型有机场效应晶体管材料的制备方法
KR20140122607A (ko) * 2013-04-10 2014-10-20 삼성디스플레이 주식회사 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR102167039B1 (ko) 2013-04-10 2020-10-19 삼성디스플레이 주식회사 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2015125679A1 (ja) * 2014-02-18 2015-08-27 保土谷化学工業株式会社 ベンゾフロインドール誘導体および有機エレクトロルミネッセンス素子
JPWO2015125679A1 (ja) * 2014-02-18 2017-03-30 保土谷化学工業株式会社 ベンゾフロインドール誘導体および有機エレクトロルミネッセンス素子
KR101667450B1 (ko) * 2014-03-04 2016-10-18 주식회사 두산 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20150103921A (ko) * 2014-03-04 2015-09-14 주식회사 두산 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20180099669A (ko) 2015-12-28 2018-09-05 신닛테츠 수미킨 가가쿠 가부시키가이샤 유기 전계 발광 소자
JPWO2017115589A1 (ja) * 2015-12-28 2018-10-18 新日鉄住金化学株式会社 有機電界発光素子
WO2017115589A1 (ja) 2015-12-28 2017-07-06 新日鉄住金化学株式会社 有機電界発光素子
US10886475B2 (en) 2016-04-15 2021-01-05 Boe Technology Group Co., Ltd. Organic electroluminescent materials and organic electroluminescent devices
JP2017208455A (ja) * 2016-05-19 2017-11-24 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2012035934A1 (ja) 2014-02-03
CN103098253B (zh) 2015-09-09
CN103098253A (zh) 2013-05-08
JP5775520B2 (ja) 2015-09-09
TWI510488B (zh) 2015-12-01
KR20130107295A (ko) 2013-10-01
KR101771020B1 (ko) 2017-08-24
TW201219388A (en) 2012-05-16
EP2618394A1 (en) 2013-07-24
EP2618394B1 (en) 2018-02-21
US20130200350A1 (en) 2013-08-08
EP2618394A4 (en) 2014-10-29
US9118028B2 (en) 2015-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5775520B2 (ja) 有機電界発光素子
JP4870245B2 (ja) 燐光発光素子用材料及びこれを用いた有機電界発光素子
JP5581341B2 (ja) 有機電界発光素子
JP5215481B2 (ja) 有機電界発光素子
JP5834015B2 (ja) 有機電界発光素子
JP2018022896A (ja) アザ−ベンゾ縮合配位子を有するイリジウム錯体
WO2012077520A1 (ja) 有機電界発光素子
WO2014050904A1 (ja) 有機電界発光素子用化合物及び有機電界発光素子
JP5953237B2 (ja) 有機電界発光素子
JP6360797B2 (ja) 有機電界発光素子用材料及びこれを用いた有機電界発光素子
JP5390441B2 (ja) 有機電界発光素子
JP5778756B2 (ja) 含窒素芳香族化合物及び有機電界発光素子
JP6169078B2 (ja) 有機電界発光素子
WO2014132922A1 (ja) 有機電界発光素子用ホウ素化合物及び有機電界発光素子
JP5577122B2 (ja) 有機電界発光素子
WO2013038929A1 (ja) 含ケイ素四員環構造を有する有機電界発光素子用材料及び有機電界発光素子

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180043853.8

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11824942

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012533925

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13818671

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011824942

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20137009052

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A