WO2012070519A1 - 有機電界発光素子 - Google Patents

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organic
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ring
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孝弘 甲斐
正樹 古森
山本　敏浩
徹 浅利
貴也 石山
松本　めぐみ
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新日鐵化学株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an organic electroluminescent device containing an indolocarbazole 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 a green phosphorescent material typified by tris (2-phenylpyridine) iridium complex
  • CBP has a characteristic that it is easy to flow holes and electrons. The charge injection 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 an indolocarbazole compound as shown below is disclosed as a hole transport material.
  • Patent Document 4 an indolocarbazole compound as shown below is disclosed as a hole transport material.
  • Patent Document 5 discloses an indolocarbazole compound as shown below as a host material, and discloses that an organic EL device using the compound improves luminous efficiency and has high driving stability.
  • 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 relates to an organic electroluminescent device in which a plurality of organic layers including an anode, a phosphorescent light emitting layer, and a cathode are laminated on a substrate, and includes: a phosphorescent light emitting layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and a hole blocking layer.
  • the present invention relates to an organic electroluminescent device comprising an indolocarbazole compound represented by the general formula (1) in at least one organic layer selected from the group consisting of:
  • ring I represents an aromatic hydrocarbon ring represented by formula (1a) that is condensed with an adjacent ring at an arbitrary position
  • ring II is a formula (1b) that is condensed with an adjacent ring at an arbitrary position.
  • Y 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 12 carbon atoms, or an aromatic heterocyclic group having 3 to 12 carbon atoms. Represents.
  • A is a carbon not containing 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 5 or more rings. Represents an aromatic heterocyclic group of formula 3-30. However, at least one of Y or A is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 11 carbon atoms.
  • each R is independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 11 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms. Alternatively, it represents an aromatic heterocyclic group having 3 to 12 carbon atoms.
  • indolocarbazole compounds represented by general formula (1) indolocarbazole compounds represented by the following general formula (2) are preferred compounds.
  • ring I, ring II, A, Y and R are the same as in general formula (1).
  • Each X independently represents nitrogen or CH, but at least one is nitrogen.
  • at least one of Y is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 11 carbon atoms.
  • indolocarbazole compounds represented by general formula (2) indolocarbazole compounds represented by the following general formulas (3) to (6) are more preferred compounds.
  • the organic electroluminescent element preferably has a light emitting layer containing the indolocarbazole compound and a phosphorescent dopant.
  • the organic electroluminescent device of the present invention contains an indolocarbazole compound represented by the general formula (1) (hereinafter also referred to as a compound represented by the general formula (1) or an indolocarbazole compound).
  • ring I represents an aromatic hydrocarbon ring represented by formula (1a) that is condensed with an adjacent ring at an arbitrary position
  • ring II is a formula (1b) that is condensed with an adjacent ring at an arbitrary position.
  • the aromatic hydrocarbon ring represented by the formula (1a) can be condensed with two adjacent rings at any position, but cannot be structurally condensed. There is a position.
  • the aromatic hydrocarbon ring represented by the formula (1a) has six sides, but does not condense with two adjacent rings at two adjacent sides.
  • the heterocyclic ring represented by the formula (1b) can be condensed with two adjacent rings at any position, but there is a position where it cannot be condensed structurally.
  • the heterocyclic ring represented by the formula (1b) has five sides, but does not condense with two adjacent rings at two adjacent sides, and also condenses with an adjacent ring at a side including a nitrogen atom. None do. Therefore, the types of indolocarbazole skeleton are limited.
  • the indolocarbazole skeleton is preferably represented by the following form. From this example, the preferred condensation positions of the aromatic hydrocarbon ring and the heterocyclic ring in the indolocarbazole skeleton are understood.
  • each X independently represents nitrogen or CY, but at least one is nitrogen.
  • Y 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 12 carbon atoms, or an aromatic heterocyclic ring having 3 to 12 carbon atoms. Represents a group. Preferred are hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 11 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms and a cycloalkyl group having 5 to 6 carbon atoms.
  • X at the 3rd and 5th positions is CY
  • X at the 2nd, 4th and 6th positions is nitrogen or CH
  • at least one is nitrogen
  • At least one Y is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 11 carbon atoms.
  • a in the formula (1b) is preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms or an aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms that does not include a condensed heterocyclic ring having 5 or more rings.
  • 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.
  • an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms such as a group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, or an octyl 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 cyclopentyl group and a methylcyclohexyl group.
  • aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group examples include benzene, pentalene, indene, naphthalene, pyrrole, imidazole, pyrazole, thiazole, thiophene, pyridine, pyrazine, pyrimidine, pyridazine, triazine, isoindole, indazole, Purine, isoquinoline, imidazole, naphthyridine, phthalazine, quinazoline, quinoxaline, cinnoline, quinoline, pteridine, perimidine, phenanthroline, phenazine, carboline, indole, carbazole, furan, benzofuran, isobenzofuran, oxatolene, dibenzofuran, thiophene, thioxanthene, thianthrene, 1 from phenoxathiin, thionaphthene, isothiana
  • A represents 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 3 to 30 carbon atoms.
  • it is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms or an aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms, more preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms or an aromatic group having 3 to 18 carbon atoms.
  • Group heterocyclic group is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms or an aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms, more preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms or an aromatic group having 3 to 18 carbon atoms.
  • Group heterocyclic group is not include a condensed heterocyclic ring having 5 or more rings.
  • alkyl group or cycloalkyl group are the same as the alkyl group or cycloalkyl group described in Y above.
  • A is an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group
  • A is an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group
  • benzene pentalene, indene, naphthalene, azulene, heptalene, octalene, indacene, acenaphthylene, phenalene, phenanthrene, anthracene, tridene, fluoranthene, Acephenanthrylene, aceanthrylene, triphenylene, pyrene, chrysene, tetraphen, tetracene, pleiaden, picene, perylene, pentaphen, pentacene, tetraphenylene, choranetolylene, helicene, hexaphene, rubicene, coronene, trinaphthylene, heptaphene, pyranthrene, Furan, benzofuran, isobenzo
  • 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 Z bonded to nitrogen is not limited, and it may be a ring at the end of the linked aromatic ring or a ring at the center.
  • the aromatic ring is a generic term for an aromatic hydrocarbon ring and an aromatic heterocyclic ring. Further, when the linked aromatic rings include at least one heterocyclic ring, it is included in the aromatic heterocyclic ring.
  • the monovalent group formed 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 does not include five or more condensed heterocyclic rings.
  • the aromatic heterocyclic group contains a condensed heterocyclic ring, the aromatic heterocyclic group is limited to four or more condensed aromatic heterocyclic rings.
  • the aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group may have a substituent, and when these have a substituent, the substituent may be an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a group having 3 to 20 carbon atoms.
  • An alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, or a secondary amino group having 6 to 15 carbon atoms is preferable.
  • A is an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group and has a substituent
  • the total number of substituents is 1 to 10.
  • it is 1-6, more preferably 1-4.
  • substituents they may be the same or different.
  • At least one of Y or A is an alkyl group or a cycloalkyl group, but Y is preferably an alkyl group or a cycloalkyl group, and two Ys are an alkyl group or a cycloalkyl group. It is more preferable that
  • 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 12 carbon atoms, or an aromatic heterocyclic group having 3 to 12 carbon atoms.
  • it is hydrogen, preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms or an aromatic heterocyclic group having 5 to 12 carbon atoms.
  • alkyl group, cycloalkyl group, aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group are the same as those of the alkyl group, cycloalkyl group, aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group constituting Y.
  • each X independently represents nitrogen or methine, but at least one is nitrogen.
  • each Y 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 12 carbon atoms, or 3 to 3 carbon atoms. 12 aromatic heterocyclic groups are represented.
  • Y is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and a cycloalkyl group having 3 to 11 carbon atoms.
  • alkyl group, cycloalkyl group, aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group are the same as those of the alkyl group, cycloalkyl group, aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group constituting Y.
  • A represents an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms or an aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms.
  • An aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms or an aromatic heterocyclic group having 3 to 18 carbon atoms is preferable.
  • the aromatic heterocyclic group does not include a condensed heterocyclic ring having 5 or more rings.
  • aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group are the same as the aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group constituting the above A.
  • Indolocarbazole compounds represented by the general formulas (1) to (6) can be synthesized by selecting a raw material according to the structure of the target compound and using a known method.
  • the skeleton (IC-1) giving the indolocarbazole compound represented by the formula (3) is described in Synlett, 2005, No. 1, can be synthesized by the following reaction formula with reference to the synthesis example shown in p42-48.
  • the skeleton (IC-2) giving the indolocarbazole compound represented by the formula (4) was obtained by referring to the synthesis example shown in Archiv der Pharmazie (Weinheim, Germany) 1987, 320 (3), p280-2. Can be synthesized by the following reaction formula.
  • IC-3 that gives the indolocarbazole compound represented by the formulas (5) and (6) is The Journal of Organic Chemistry, 2007,72 (15) 5886 and Tetrahedron, 1999, 55, It can be synthesized by the following reaction formula with reference to the synthesis example shown in p2371.
  • indolocarbazole compound represented by general formula (1) Specific examples of the indolocarbazole compound represented by general formula (1) are shown below, but the organic electroluminescent element material of the present invention is not limited thereto.
  • the indolocarbazole 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.
  • a light emitting layer, a hole transport layer, an electron transport layer or a hole blocking layer is suitable. 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 at least one organic layer contains the indolocarbazole compound.
  • the organic electroluminescent device material of the present invention is included in the light emitting layer together with a phosphorescent dopant.
  • 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 light emitting layer is a phosphorescent light emitting layer and includes a phosphorescent dopant and a host material.
  • 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. Such organometallic complexes are known in the prior art documents and the like, and these can be selected and used.
  • Preferred phosphorescent dopants include complexes such as Ir (ppy) 3 having a noble metal element such as Ir as a central metal, complexes such as (Bt) 2 Iracac, and complexes such as (Btp) Ptacac. Specific examples of these complexes are shown below, but are not limited to the following compounds.
  • the amount of the phosphorescent dopant contained in the light emitting layer is 2 to 40% by weight, preferably 5 to 30% by weight.
  • the host material in the light emitting layer it is preferable to use an indolocarbazole compound represented by the general formula (1).
  • the material used for the light emitting layer may be a host material other than the indolocarbazole compound.
  • An indolocarbazole compound and another host material may be used in combination.
  • 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 and an electron transporting ability, prevents a long wavelength of light emission, and has a high glass transition temperature.
  • host materials are known from a large number of patent documents and can be selected from them.
  • 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.
  • the indolocarbazole compound represented by the general formula (1) for the hole blocking layer.
  • a known hole blocking layer is used. Materials may be used.
  • 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 indolocarbazole compound represented by the general formula (1) according to the present invention can be used.
  • the material for the hole transport layer described later is used as necessary. It can also be used.
  • 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.
  • an indolocarbazole compound represented by the general formula (1) can be used as the material for the exciton blocking layer.
  • other materials for example, 1,3-dicarbazolylbenzene (mCP), 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. Although it is preferable to use the indolocarbazole compound represented by General formula (1) for a positive hole transport layer, arbitrary things can be selected and used from a conventionally well-known compound.
  • Examples of known hole transport materials that can be used include triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, Examples include styryl anthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers. Porphyrin compounds, aromatic tertiary amine compounds, and styryl. It is preferable to use an amine 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.
  • an electron transport material (which may also serve as a hole blocking material), it is sufficient if it has a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer.
  • any one of conventionally known compounds can be selected and used. For example, nitro-substituted fluorene Derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide 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.
  • 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
  • the compound (1-1) as the host material and tris (2-phenylpyridine) iridium (III) (Ir (ppy) 3 ) as the phosphorescent dopant are differently deposited on the hole transport layer.
  • the light emitting layer was formed by co-evaporation to a thickness of 40 nm.
  • the concentration of Ir (ppy) 3 in the light emitting layer was 10.0 wt%.
  • tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum (III) (Alq3) was formed to a thickness of 20 nm as an electron transport layer.
  • lithium fluoride (LiF) was formed to a thickness of 1.0 nm as an electron injection layer.
  • aluminum (Al) was formed as an electrode to a thickness of 70 nm to produce an organic EL element.
  • 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 520 nm, indicating that light emission from Ir (ppy) 3 was obtained.
  • Example 2 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the compound (1-2) 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 the compound (1-6) 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 the compound (1-8) 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 the compound (1-9) 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 the compound (2-3) 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 the compound (2-4) 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 the compound (3-1) 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 the compound (3-3) 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 the compound (3-6) was used as the host material for the light emitting layer.
  • Example 11 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the compound (4-2) was used as the host material for the light emitting layer.
  • Example 12 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the compound (4-3) 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 CBP was used as the host material of 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.
  • Comparative Example 3 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the following compound H-2 was used as the host material for the light emitting layer.
  • Comparative Example 4 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the following compound H-3 was used as the host material for the light emitting layer.
  • the maximum wavelengths of the device emission spectra of the organic EL devices prepared in Examples 2 to 12 and Comparative Examples 1 to 4 were all 520 nm, indicating that light emission from Ir (ppy) 3 was obtained.
  • Table 1 shows the compounds used as the host material, the light emission characteristics and the life characteristics.
  • the organic EL device using the indolocarbazole compound represented by the general formula (1) exhibits good emission characteristics compared with the case where CBP generally known as a phosphorescent host is used. I understand. In addition, it can be seen that excellent light emission characteristics are exhibited when H-1 and H-2, which are compounds having no aromatic heterocyclic group in the molecule, are used. Furthermore, it can be seen that the emission characteristics are better than when H-3 having no alkyl group in the molecule is used. From the above, the superiority of the organic EL device using the indolocarbazole compound is clear.
  • Example 13 Poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / polystyrene sulfonic acid (PEDOT / PSS): (manufactured by HC Starck Co., Ltd.) on a glass substrate on which an anode made of ITO having a film thickness of 110 nm is formed (Name: Clevios PCH8000) was formed to a thickness of 25 nm by spin coating. Next, tetrahydrofuran (0.0 wt%) of the compound (1-2) as the host material and tris (2-phenylpyridine) iridium (III) (Ir (ppy) 3 ) as the phosphorescent dopant was added to the host material.
  • PDOT / PSS polystyrene sulfonic acid
  • THF tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum (III) (Alq3) was formed to a thickness of 20 nm by vacuum deposition. Further, on the electron transport layer, lithium fluoride (LiF) was formed as an electron injection layer to a thickness of 1.0 nm by vacuum deposition. Finally, an aluminum (Al) thin film was formed as an electrode on the electron injection layer to a thickness of 70 nm by a vacuum deposition method, and an organic EL device was produced.
  • the organic EL element had the light emission characteristics as shown in Table 2.
  • the current efficiency is a value at 20 mA / cm 2 .
  • the maximum wavelength of the device emission spectrum was 520 nm, indicating that light emission from Ir (ppy) 3 was obtained.
  • Example 14 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 13 except that the compound (1-6) was used as the host material for the light emitting layer.
  • Example 15 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 13 except that the compound (1-12) was used as the host material for the light emitting layer.
  • Example 16 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 13 except that the compound (3-7) was used as the host material for the light emitting layer.
  • Comparative Example 5 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 13 except that the following compound H-2 was used as the host material for the light emitting layer.
  • Comparative Example 6 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 13 except that the following compound H-3 was used as the host material for the light emitting layer.
  • the maximum wavelengths of the device emission spectra of the organic EL devices prepared in Examples 14 to 16 and Comparative Examples 5 to 6 were all 520 nm, indicating that light emission from Ir (ppy) 3 was obtained.
  • Table 2 shows the compounds used as the host material, the light emission characteristics and the life characteristics.
  • the organic EL device using the indolocarbazole compound represented by the general formula (1) is compared with the case where H-2, which is a compound having no aromatic heterocyclic group in the molecule, is used. It can be seen that good light emission characteristics are exhibited. In addition, the organic EL device exhibits favorable light emission characteristics when using H-3, which is a compound having no alkyl group in the molecule, and uses an indolocarbazole compound represented by the general formula (1). The advantage is clear.
  • the indolocarbazole compound used in the organic electroluminescent device of the present invention is characterized in that the nitrogen of the indolocarbazole skeleton is substituted with at least one nitrogen-containing 6-membered ring and further has an alkyl group or a cycloalkyl group. .
  • the indolocarbazole compound is considered to exhibit good hole and electron injection and transport properties and high durability.
  • the organic EL device using this has a low driving voltage. In particular, when this indolocarbazole compound is contained in the light emitting layer, the recombination probability is improved because the balance of both charges is improved, and high minimum excitation is achieved.
  • the solubility is improved by having an alkyl group or a cycloalkyl group, it can be suitably applied not only to a dry process but also to a wet process, and an element can be manufactured by various film forming methods. .
  • 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.

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Abstract

　インドロカルバゾール化合物を用いた有機電界発光素子（EL素子）を提供する。　基板上に陽極、燐光発光層を含む複数の有機層及び陰極が積層されてなる有機EL素子であって、燐光発光層、正孔輸送層、電子輸送層及び正孔阻止層から選ばれる少なくとも一つの有機層中に、一般式（１）で表されるインドロカルバゾール化合物を含有する有機EL素子である。一般式（１）中、環I及び環IIは、隣接環と縮合する式（１ａ）及び式（１ｂ）で表される環である。Ｘは窒素又はＣ－Ｙを表すが、少なくとも１つは窒素であり、Ｙは水素、アルキル基、シクロアルキル基、芳香族基であり、Ａはアルキル基、シクロアルキル基、芳香族基であるが、Ｙ及びＡの少なくとも１つはアルキル基又はシクロアルキル基である。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
  本発明はインドロカルバゾール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 特開平11-162650号公報 特開平11-176578号公報 WO2008/056746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は正孔を流し易く電子を流しにくい特性上、電荷注入バランスが崩れ、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。
  前述のように、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、正孔輸送材料として以下に示すようなインドロカルバゾール化合物が開示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
 
  特許文献４においては、正孔輸送材料として以下に示すようなインドロカルバゾール化合物が開示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
 
  しかしながら、これらはインドロカルバゾール骨格を有する化合物を正孔輸送材料としての使用を推奨するものの、蛍光発光素子においての実施例のみであり、燐光発光素子用材料としての使用を開示するものではない。
  特許文献５にはホスト材料として以下に示すようなインドロカルバゾール化合物が開示され、これを使用した有機ＥＬ素子は発光効率を改善し、高い駆動安定性を有するものとなることを開示する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
 
  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、特定構造のインドロカルバゾール骨格を有する化合物を有機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、燐光発光層を含む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、燐光発光層、正孔輸送層、電子輸送層及び正孔阻止層からなる群れから選ばれる少なくとも一つの有機層中に、一般式（１）で表されるインドロカルバゾール化合物を含有することを特徴とする有機電界発光素子に関する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
 
　式（１）中、環Iは隣接環と任意の位置で縮合する式（１ａ）で表される芳香族炭化水素環を示し、環IIは隣接環と任意の位置で縮合する式（１ｂ）で表される複素環を表す。Ｘはそれぞれ独立して窒素又はＣ－Ｙを表すが、少なくとも１つは窒素である。Ｙ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６～１２の芳香族炭化水素基又は炭素数３～１２の芳香族複素環基を表す。式（１ｂ）中、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５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。但し、Ｙ又はＡのうち、少なくとも１つは炭素数１～１０のアルキル基又は炭素数３～１１のシクロアルキル基である。一般式（１）及び式（１ａ）中、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６～１２の芳香族炭化水素基又は炭素数３～１２の芳香族複素環基を表す。
  一般式（１）で表されるインドロカルバゾール化合物の中でも、下記一般式（２）で表されるインドロカルバゾール化合物が、好ましい化合物として挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
 
  一般式（２）中、環I、環II、Ａ、Ｙ及びＲは一般式（１）と同意である。Ｘはそれぞれ独立して窒素又はＣＨを表すが、少なくとも１つは窒素である。但し、Ｙの少なくとも１つは炭素数１～１０のアルキル基又は炭素数３～１１のシクロアルキル基である。
  一般式（２）で表されるインドロカルバゾール化合物の中でも、下記一般式（３）～（６）で表されるインドロカルバゾール化合物が、より好ましい化合物として挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
 
　一般式（３）～（６）中、Ａ及びＲは一般式（１）と同意であり、Ｘ及びＹは一般式（２）と同意である。
  また、上記有機電界発光素子は上記インドロカルバゾール化合物と燐光発光ドーパントを含有する発光層を有することが好ましい。
有機ＥＬ素子の一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）で表されるインドロカルバゾール化合物（以下、一般式（１）で表される化合物又はインドロカルバゾール化合物ともいう）を含有する。
　一般式（１）において、環Iは隣接環と任意の位置で縮合する式（１ａ）で表される芳香族炭化水素環を示し、環IIは隣接環と任意の位置で縮合する式（１ｂ）で表される複素環を表す。
　一般式（１）で表されるインドロカルバゾール骨格において、式（１ａ）で表される芳香族炭化水素環は２つの隣接環と任意の位置で縮合することができるが、構造的に縮合できない位置がある。式（１ａ）で表される芳香族炭化水素環は、６つの辺を有するが、隣接する２つの辺で２つの隣接環と縮合することはない。また、式（１ｂ）で表される複素環は２つの隣接環と任意の位置で縮合することができるが、構造的に縮合できない位置がある。すなわち、式（１ｂ）で表される複素環は、５つの辺を有するが、隣接する２つの辺で２つの隣接環と縮合することはなく、また、窒素原子を含む辺で隣接環と縮合することはない。したがって、インドロカルバゾール骨格の種類は限られる。
  一般式（１）において、インドロカルバゾール骨格は以下の形態で表されるものが好ましい。この例から、インドロカルバゾール骨格中の芳香族炭化水素環及び複素環の好ましい縮合位置が理解される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
 
　一般式（１）において、Ｘはそれぞれ独立して窒素又はＣ－Ｙを表すが、少なくとも１つは窒素である。好ましくは１～４個が窒素であり、より好ましくは１～３個が窒素である。
　上記Ｙ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６～１２の芳香族炭化水素基又は炭素数３～１２の芳香族複素環基を表す。好ましくは水素、炭素数１～１０のアルキル基又は炭素数３～１１のシクロアルキル基であり、より好ましくは炭素数１～８のアルキル基、炭素数５～６のシクロアルキル基である。
　一般式（１）のＸを含む６員環基において、３位及び５位のＸがＣ－Ｙであり、２位、４位及び６位のＸが窒素又はＣＨであり、少なくとも１つが窒素であることが好ましい。そして、少なくとも１つのＹが炭素数１～１０のアルキル基又は炭素数３～１１のシクロアルキル基であることが好ましい。また、式（１ｂ）のＡは炭素数６～３０の芳香族炭化水素基又は５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が好ましい。
  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、又はオクチル基等の炭素数１～８のアルキル基が挙げられる。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、好ましくはシクロペンチル基、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、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、チアゾール、チオフェン、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、キノキサリン、シンノリン、キノリン、プテリジン、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、フラン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、オキサトレン、ジベンゾフラン、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、又はジベンゾチオフェンから１つの水素を取って生じる１価の基が挙げられる。
　一般式（１）、式（1ｂ）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炭素数３～３０の芳香族複素環基を表す。好ましくは炭素数６～３０の芳香族炭化水素基又は炭素数３～３０の芳香族複素環基であり、より好ましくは炭素数６～１８の芳香族炭化水素基又は炭素数３～１８の芳香族複素環基である。ここで、芳香族複素環基は５環以上の縮合複素環を含まない。
　アルキル基又はシクロアルキル基の具体例は上記Ｙで説明したアルキル基又はシクロアルキル基と同様である。
　Ａが芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基である場合の具体例としては、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、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン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、窒素と結合するＺ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-I000011
 
　式（15）～（17）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、芳香族複素環基は、５環以上の縮合複素環を含まない。芳香族複素環基中に縮合複素環を含む場合は、４環までの縮合芳香族複素環に限られる。
  上記芳香族炭化水素基又は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１～２０のアルキル基、炭素数３～２０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２級アミノ基、炭素数６～１８の２級ホスファニル基、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２級アミノ基である。
  Ａが芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基であって、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。
　一般式（１）において、Ｙ又はＡのうち少なくとも１つはアルキル基又はシクロアルキル基であるが、Ｙがアルキル基又はシクロアルキル基であることが好ましく、２つのＹがアルキル基又はシクロアルキル基であることがより好ましい。
　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６～１２の芳香族炭化水素基又は炭素数３～１２の芳香族複素環基を表す。好ましくは水素、好ましくは炭素数１～８のアルキル基、炭素数５～６のシクロアルキル基、炭素数６～１０の芳香族炭化水素基又は炭素数５～１２の芳香族複素環基である。
　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の具体例は上記Ｙを構成するアルキル基、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と同様である。
　一般式（２）において、Ｘはそれぞれ独立して窒素又はメチンを表すが、少なくとも１つは窒素である。
　一般式（２）において、Ｙ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６～１２の芳香族炭化水素基又は炭素数３～１２の芳香族複素環基を表す。好ましくはＹ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である。
　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の具体例は上記Ｙを構成するアルキル基、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と同様である。
　式（１ｂ）において、Ａは炭素数６～３０の芳香族炭化水素基又は炭素数３～３０の芳香族複素環基を表す。好ましくは炭素数６～１８の芳香族炭化水素基又は炭素数３～１８の芳香族複素環基である。ここで、芳香族複素環基は５環以上の縮合複素環を含まない。
　芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基の具体例は上記Ａを構成する香族炭化水素基又は芳香族複素環基と同様である。
  一般式（３）～（６）において、Ａ、Ｙ、Ｒ、及びＸは一般式（２）と同意である。
  一般式（１）～（６）で表されるインドロカルバゾール化合物は、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、式（３）で表されるインドロカルバゾール化合物を与える骨格（ＩＣ－１）は、Synlett，2005，No．1，p42-48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-I000012
 
  また、式（４）で表されるインドロカルバゾール化合物を与える骨格（ＩＣ－２）は、Archiv der Pharmazie (Weinheim, Germany) 1987, 320(3), p280-2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-I000013
 
  更に、式（５）及び式（６）で表されるインドロカルバゾール化合物を与える骨格（ＩＣ－３）は、The Journal of Organic Chemistry，2007,72（15）5886並びに、Tetrahedron, 1999, 55, p2371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-I000014
 
  前述の反応式で得られる各インドロカルバゾール化合物の窒素に結合する水素を、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。
　別の観点からは、一般式（１）の化合物は特許文献５で知られた化合物にアルキル基を置換させたものであるので、特許文献５で知られた合成法により上記骨格を形成し、この窒素に結合する水素を、アルキル置換ピリジルのようなアルキル置換複素環基と置換することにより合成することができる。また、特許文献５で知られた化合物の窒素置換複素環基にアルキル基を置換させることによっても合成することができる。
  一般式（１）で表されるインドロカルバゾール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用材料はこれらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000015
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000016
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000017
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000018
 
  上記一般式（１）で表されるインドロカルバゾール化合物は、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、電子輸送層又は正孔阻止層が適する。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、上記インドロカルバゾール化合物を含む。有利には、燐光発光ドーパントと共に本発明の有機電界発光素子用材料を発光層中に含む。
  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－
  発光層は燐光発光層であり、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、(Bt)2Iracac等の錯体類、(Btp)Ptacac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-I000019
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000020
 
  前記燐光発光ドーパントが発光層中に含有される量は、２～４０重量％、好ましくは５～３０重量％の範囲にあることがよい。
  発光層におけるホスト材料としては、前記一般式（１）で表されるインドロカルバゾール化合物を用いることが好ましい。しかし、該インドロカルバゾール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インドロカルバゾール化合物以外の他のホスト材料であってもよい。また、インドロカルバゾール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、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。
  このような他のホスト材料は、多数の特許文献等により知られているので、それら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）で表されるインドロカルバゾール化合物を用いることが好ましいが、インドロカルバゾール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、本発明に係る一般式（１）で表されるインドロカルバゾール化合物を用いることができるが、他の材料として、後述する正孔輸送層の材料を必要に応じて用いることもできる。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、一般式（１）で表されるインドロカルバゾール化合物を用いることができるが、他の材料として、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。
  正孔輸送材料としては、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。正孔輸送層には一般式（１）で表されるインドロカルバゾール化合物を用いることが好ましいが、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、アリールアミン誘導体、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、また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級アミン化合物及び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。電子輸送層には本発明に係る一般式（１）で表される材料を用いることが好ましいが、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。
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40 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化合物（１－１）と、燐光発光ドーパントとしてのトリス（2‐フェニルピリジン）イリジウム（III）（Ir(ppy)3）とを異なる蒸着源から、共蒸着し、40 nmの厚さに発光層を形成した。発光層中のIr(ppy)3の濃度は10.0 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20 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70 nmの厚さに形成し、有機ＥＬ素子を作製した。
  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。素子発光スペクトルの極大波長は520 nmであり、Ir(ppy)3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（１－２）を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
実施例３
  発光層のホスト材料として、化合物（１－６）を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
実施例４
  発光層のホスト材料として、化合物（１－８）を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
実施例５
  発光層のホスト材料として、化合物（１－９）を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
実施例６
  発光層のホスト材料として、化合物（２－３）を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
実施例７
  発光層のホスト材料として、化合物（２－４）を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
実施例８
  発光層のホスト材料として、化合物（３－１）を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
実施例９
  発光層のホスト材料として、化合物（３－３）を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
実施例１０
  発光層のホスト材料として、化合物（３－６）を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
実施例１１
  発光層のホスト材料として、化合物（４－２）を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
実施例１２
  発光層のホスト材料として、化合物（４－３）を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
比較例１
  発光層のホスト材料として、CBPを用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
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素子を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000021
 
比較例３
  発光層のホスト材料として、下記化合物Ｈ－２を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000022
 
比較例４
  発光層のホスト材料として、下記化合物Ｈ－３を用いた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000023
 
　実施例２～１２及び比較例１～４で作成した有機ＥＬ素子の素子発光スペクトルの極大波長はいずれも520 nmであり、Ir(ppy)3からの発光が得られていることがわかった。ホスト材料として使用した化合物と発光特性ならびに寿命特性を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000024
  
  表１より、一般式（１）で表されるインドロカルバゾール化合物を用いた有機ＥＬ素子は、燐光ホストとして一般的に知られているCBPを用いた場合に対して良好な発光特性を示すことが判る。また、分子中に芳香族複素環基を持たない化合物であるＨ－１及びＨ－２を用いた場合に対して、良好な発光特性を示すことが判る。更に分子中にアルキル基を持たないＨ－３を用いた場合と比較して、良好な発光特性を示すことが判る。以上より、上記インドロカルバゾール化合物を用いた有機ＥＬ素子の優位性は明らかである。
実施例１３
  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、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）・ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）：（エイチ・シー・シュタルク株式会社製、商品名：クレビオスＰＣＨ８０００）をスピンコート法で25 nmの厚さに成膜した。次いで、ホスト材料としての化合物（１－２）と、燐光発光ドーパントとしてのトリス（2‐フェニルピリジン）イリジウム（III）（Ir(ppy)3）をホスト材料に対して10.0wt%加えたテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）1ｗｔ％溶液を用い、スピンコート法で40 nmの発光層を形成した。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）を真空蒸着法にて、20 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）を真空蒸着法にて、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）薄膜を真空蒸着法にて、70 nmの厚さに形成し、有機ＥＬ素子を作製した。
  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２のような発光特性を有することが確認された。表２において、電流効率は、20mA/cm2での値を示す。素子発光スペクトルの極大波長は520 nmであり、Ir(ppy)3からの発光が得られていることがわかった。
実施例１４
  発光層のホスト材料として、化合物（１－６）を用いた以外は実施例１３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
実施例１５
  発光層のホスト材料として、化合物（１－１２）を用いた以外は実施例１３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
実施例１６
  発光層のホスト材料として、化合物（３－７）を用いた以外は実施例１３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
比較例５
  発光層のホスト材料として、下記化合物Ｈ－２を用いた以外は実施例１３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
比較例６
  発光層のホスト材料として、下記化合物Ｈ－３を用いた以外は実施例１３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
　実施例１４～１６及び比較例５～６で作成した有機ＥＬ素子の素子発光スペクトルの極大波長はいずれも520 nmであり、Ir(ppy)3からの発光が得られていることがわかった。ホスト材料として使用した化合物と発光特性ならびに寿命特性を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000025
  
  表２より、一般式（１）で表されるインドロカルバゾール化合物を用いた有機ＥＬ素子は、分子中に芳香族複素環基を有しない化合物であるＨ－２を用いた場合と比較して、良好な発光特性を示すことが判る。また、分子中にアルキル基を有しない化合物であるＨ－３を用いた場合に対して良好な発光特性を示し、一般式（１）で表されるインドロカルバゾール化合物を用いた有機ＥＬ素子の優位性は明らかである。
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インドロカルバゾール化合物は、インドロカルバゾール骨格の窒素が少なくとも１つの含窒素六員環で置換され、更にアルキル基又はシクロアルキル基を有することを特徴としている。上記インドロカルバゾール化合物は良好な正孔と電子の注入輸送特性を示し、かつ高い耐久性を有すると考えられる。これを用いた有機ＥＬ素子は駆動電圧が低く、特に、発光層中にこのインドロカルバゾール化合物を含む場合、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、そのため、優れた発光特性を与えると考えられる。加えて、アルキル基又はシクロアルキル基を有することにより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素子を実現すると考えられる。更に、アルキル基又はシクロアルキル基を有することにより、溶解性が向上することからドライプロセスのみならずウエットプロセスにも好適に適用でき、様々な成膜方法での素子の作製が可能になると考えられる。
  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 (4)

  1.   基板上に、陽極、燐光発光層を含む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、燐光発光層、正孔輸送層、電子輸送層及び正孔阻止層からなる群れから選ばれる少なくとも一つの有機層中に、一般式（１）で表されるインドロカルバゾール化合物を含有することを特徴とする有機電界発光素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
     
    　式（１）中、環Iは隣接環と任意の位置で縮合する式（１ａ）で表される芳香族炭化水素環を示し、環IIは隣接環と任意の位置で縮合する式（１ｂ）で表される複素環を表す。Ｘはそれぞれ独立して窒素又はＣ－Ｙを表すが、少なくとも１つは窒素である。Ｙ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６～１２の芳香族炭化水素基又は炭素数３～１２の芳香族複素環基を表す。式（１ｂ）中、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５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。但し、Ｙ又はＡのうち、少なくとも１つは炭素数１～１０のアルキル基又は炭素数３～１１のシクロアルキル基である。一般式（１）及び式（１ａ）中、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６～１２の芳香族炭化水素基又は炭素数３～１２の芳香族複素環基を表す。
  2.   一般式（１）で表されるインドロカルバゾール化合物が、一般式（２）で表されるインドロカルバゾール化合物である請求項１に記載の有機電界発光素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
     
    　ここで、環I、環II、Ａ、Ｙ及びＲは一般式（１）と同意である。Ｘはそれぞれ独立して窒素又はＣＨを表すが、少なくとも１つは窒素である。但し、Ｙの少なくとも１つは炭素数１～１０のアルキル基又は炭素数３～１１のシクロアルキル基である。
  3.   一般式（２）で表されるインドロカルバゾール化合物が、一般式（３）～（６）のいずれかで表されるインドロカルバゾール化合物である請求項２に記載の有機電界発光素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
     
    　式（３）～（６）中、Ａ及びＲは一般式（１）と同意であり、Ｘ及びＹは一般式（２）と同意である。
  4.   インドロカルバゾール化合物を含む有機層が、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１～３のいずれかに記載の有機電界発光素子。
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