WO2015105137A1 - 発光材料、有機発光素子および化合物 - Google Patents

発光材料、有機発光素子および化合物 Download PDF

Info

Publication number
WO2015105137A1
WO2015105137A1 PCT/JP2015/050348 JP2015050348W WO2015105137A1 WO 2015105137 A1 WO2015105137 A1 WO 2015105137A1 JP 2015050348 W JP2015050348 W JP 2015050348W WO 2015105137 A1 WO2015105137 A1 WO 2015105137A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
general formula
group
substituent
compound
represented
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/050348
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
博一 桑原
修造 平田
功將 志津
安達 千波矢
Original Assignee
国立大学法人九州大学
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 国立大学法人九州大学 filed Critical 国立大学法人九州大学
Publication of WO2015105137A1 publication Critical patent/WO2015105137A1/ja

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D417/00Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D415/00
    • C07D417/14Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D415/00 containing three or more hetero rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D417/00Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D415/00
    • C07D417/02Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D415/00 containing two hetero rings
    • C07D417/04Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D415/00 containing two hetero rings directly linked by a ring-member-to-ring-member bond
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1044Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms
    • C09K2211/1051Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms with sulfur
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers

Definitions

  • organic electroluminescence devices organic electroluminescence devices
  • organic EL devices organic electroluminescence devices
  • organic electroluminescence devices using compounds having a benzothiazole skeleton and a carbazole skeleton can also be found.
  • Patent Document 1 proposes a compound represented by the following general formula as a material for the carrier transport layer of an organic electroluminescence device, wherein X 1 to X 8 in the following general formula are N atoms or substituted or unsubstituted C atoms.
  • Z 1 and Z 2 represent a substituted or unsubstituted aromatic ring or heteroaromatic ring, and A is defined to represent a reactive group.
  • a specific example is described in which a compound in which Z 2 is a benzothiazole ring is used as a material for the electron transport layer.
  • Patent Document 1 does not suggest the usefulness of the compound represented by the general formula as a luminescent material.
  • Non-Patent Documents 1 to 5 disclose benzothiazole derivatives to which an unsubstituted carbazolyl group is bonded.
  • Patent Document 1 does not discuss whether or not the compound represented by the general formula can function as a light emitting material. Since the light-emitting material has different properties and functions from those required for the carrier transport material, Patent Document 1 predicts the usefulness of a compound having a carbazole skeleton and a benzothiazole skeleton into which substituents are introduced as a light-emitting material. Absent.
  • the present inventors have further investigated the usefulness of a compound having a carbazole skeleton and a benzothiazole skeleton into which a substituent is introduced as a light-emitting material, and found a compound that is highly useful as a light-emitting material. I have researched for this. Then, a general formula of a compound having high usefulness as a light emitting material was derived, and diligent studies were carried out for the purpose of generalizing the configuration of an organic light emitting device capable of obtaining useful light emitting characteristics.
  • the present inventors have found that a compound having a specific structure among compounds having a carbazole skeleton and a benzothiazole skeleton into which substituents are introduced is highly useful as a light emitting material.
  • a group of compounds is useful as a delayed fluorescent material, and it has been clarified that an organic light-emitting device capable of obtaining good light-emitting characteristics can be provided at low cost.
  • a light emitting material comprising a compound represented by the following general formula (1).
  • R 1 to R 4 each independently represent a group represented by the following General Formula (2), and the other R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom or A substituent other than the group represented by formula (2) is represented.
  • X 1 to X 8 each independently represents a nitrogen atom or a carbon atom which may have a substituent, and at least one of X 1 to X 8 represents a carbon atom having a substituent.
  • L 1 represents a substituted or unsubstituted arylene group or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • n1 represents 0 or 1.
  • the luminescent material according to [1], wherein R 1 and R 4 in the general formula (1) are groups represented by the general formula (2).
  • X 1 to X 8 in the general formula (2) each independently represents a carbon atom which may have a substituent, and at least one of X 1 to X 8 is a carbon atom having a substituent.
  • the light-emitting material according to [1] or [2], wherein [4] The light-emitting material according to any one of [1] to [3], wherein at least one of X 3 and X 6 in the general formula (2) is a carbon atom having a substituent.
  • An organic light emitting device comprising the light emitting material according to any one of [1] to [7]. [10] The organic light-emitting device according to [9], which emits delayed fluorescence. [11] The organic light-emitting device according to [9] or [10], which is an organic electroluminescence device.
  • R 1 ′ to R 4 ′ each independently represent a group represented by the following General Formula (2 ′), and the other R 1 ′ to R 4 ′ are each Independently represents a hydrogen atom or a substituent other than the group represented by formula (2 ′).
  • R 11 to R 18 each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
  • L 11 represents a substituted or unsubstituted arylene group or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • n11 represents 0 or 1.
  • R 11 and R 12 , R 12 and R 13 , R 13 and R 14 , R 14 and R 15 , R 15 and R 16 , R 16 and R 17 , R 17 and R 18 are bonded to each other to form a cyclic structure. It may be formed.
  • the compound of the present invention is useful as a light emitting material.
  • the compounds of the present invention include those that emit delayed fluorescence. Such a compound is particularly useful as a light emitting material.
  • An organic light emitting device using the compound of the present invention as a light emitting material can realize good light emitting characteristics.
  • 2 is an emission spectrum of a thin film type organic photoluminescence device of Compound 1 of Example 1.
  • 2 is an emission spectrum of a thin film type organic photoluminescence device of Compound 2 of Example 2.
  • It is an emission spectrum of the organic electroluminescent element of the compound 2, 3, 4 of Example 3, 4, 5.
  • 3 is a graph showing voltage-current density characteristics of organic electroluminescent elements of compounds 2, 3, and 4 of Examples 3, 4, and 5.
  • 6 is a graph showing current density-external quantum efficiency characteristics of organic electroluminescent elements of compounds 2, 3, and 4 of Examples 3, 4, and 5.
  • 3 is a transient decay curve of a toluene solution of Comparative Compound 1 of Comparative Example 1.
  • a numerical range represented by using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
  • the isotope species of the hydrogen atom present in the molecule of the compound used in the present invention is not particularly limited. For example, all the hydrogen atoms in the molecule may be 1 H, or a part or all of them are 2 H. (Deuterium D) may be used.
  • the luminescent material of the present invention is characterized by comprising a compound represented by the following general formula (1).
  • R 1 to R 4 each independently represent a group represented by the following general formula (2), and the other R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom or the following general formula A substituent other than the group represented by Formula (2) is represented.
  • the group represented by the following general formula (2) may be only two of R 1 to R 4 , or may be 3 or 4.
  • R 1 or R 2 and R 3 or R 4 are represented by the following general formula (2) A group is preferable, and R 1 and R 4 are more preferably a group represented by the following general formula (2).
  • R 1 to R 4 , R 1 and R 2 and R 4 , or R 1 , R 3 and R 4 are represented by the following general formula ( It is preferable that it is group represented by 2).
  • the groups represented by the plurality of general formulas (2) present in the general formula (1) may be the same or different, but are preferably the same.
  • the group represented by the general formula (1) has a symmetrical structure. That is, R 1 and R 4 and R 2 and R 3 are preferably the same.
  • X 1 to X 8 each independently represents a nitrogen atom or a carbon atom which may have a substituent, and at least one of X 1 to X 8 represents a carbon atom having a substituent.
  • X 1 ⁇ X 8 each independently represents a substituent carbon atoms which may have a, preferably at least one of X 1 ⁇ X 8 is a carbon atom having a substituent group, the X 1 ⁇ X 8 It is preferable that at least one is a carbon atom having a substituted amino group.
  • the number of carbon atoms having a substituent may be only one of X 1 to X 8 , or two or more.
  • X 3 or X 6 is preferably a carbon atom having a substituent, and X 6 is a carbon atom having a substituent. It is more preferable that On the other hand, when two or more of X 1 to X 8 are carbon atoms having a substituent, the carbon atom having a substituent is at least one of X 1 to X 4 and at least one of X 5 to X 8 . One is preferred.
  • the carbon atom bearing the substituent is one to three of X 1 to X 4, preferably 1 to be three of X 5 - X 8, among the X 1 to X 4 More preferably, it is 1 or 2, or 1 or 2 of X 5 to X 8 .
  • the number of carbon atoms having a substituent among X 1 to X 4 and the number of carbon atoms having a substituent among X 5 to X 8 may be the same or different, but may be the same. preferable.
  • X 1 to X 4 X 2 or X 3 is preferably a carbon atom having a substituent, and at least X 3 is more preferably a carbon atom having a substituent.
  • X 6 or X 7 is preferably a carbon atom having a substituent, and at least X 6 is more preferably a carbon atom having a substituent.
  • the substituent of the carbon atom which has a some substituent which exists in General formula (2) may be the same or different, it is preferable that it is the same.
  • the group represented by the general formula (2) preferably has a symmetrical structure. That is, X 1 and X 8 , X 2 and X 7 , X 3 and X 6 , and X 4 and X 5 are preferably the same.
  • a preferred compound is a compound in which R 1 and R 4 are groups represented by the following general formula (2), and a more preferred compound is that R 1 and R 4 in the general formula (1) are represented by the general formula (2).
  • at least one of X 3 and X 6 is a compound represented by the general formula (2), and more preferable compounds are those in which R 1 and R 4 in the general formula (1) are represented by the general formula (2).
  • X 3 and X 6 which X 6 has a substituent is a compound which is a carbon atom having a substituent group.
  • X 1 to X 8 are nitrogen atoms or carbon atoms having no substituent other than those having a substituent.
  • the number of nitrogen atoms is not particularly limited, and as described above, all of X 1 to X 8 other than the carbon atom having a substituent may be a carbon atom having no substituent. That is, X 1 to X 8 in the general formula (2) are each independently a carbon atom which may have a substituent, and at least one of X 1 to X 8 is a carbon atom having a substituent. Is preferred.
  • Examples thereof include a arylalkyl group, a trialkylsilylalkenyl group having 5 to 20 carbon atoms, a trialkylsilylalkynyl group having 5 to 20 carbon atoms, and a nitro group.
  • a substituent may be further substituted.
  • More preferred substituents are a halogen atom, a cyano group, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms, carbon A substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 40 carbon atoms, and a dialkyl-substituted amino group having 1 to 20 carbon atoms.
  • substituents are a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, and a substituted group having 6 to 15 carbon atoms.
  • it is an unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 12 carbon atoms.
  • the substituent is preferably a substituted amino group, more preferably a substituted or unsubstituted aryl-substituted amino group, More preferably, it is an unsubstituted phenyl-substituted amino group.
  • the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • X 1 to X 8 are carbon atoms having a substituent
  • the substituents may be bonded to each other to form a cyclic structure.
  • the cyclic structure may be an aromatic ring or an alicyclic ring, may contain a hetero atom, and the cyclic structure may be a condensed ring of two or more rings.
  • the hetero atom here is preferably selected from the group consisting of a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom.
  • Examples of cyclic structures formed include benzene ring, naphthalene ring, pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, pyrrole ring, imidazole ring, pyrazole ring, triazole ring, imidazoline ring, oxazole ring, isoxazole ring, thiazole And a ring, an isothiazole ring, a cyclohexadiene ring, a cyclohexene ring, a cyclopentaene ring, a cycloheptatriene ring, a cycloheptadiene ring, and a cycloheptaene ring.
  • L 1 represents a substituted or unsubstituted arylene group or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • the arylene group is preferably an aromatic hydrocarbon ring group having 6 to 18 carbon atoms. Examples of the aromatic hydrocarbon ring group having 6 to 18 carbon atoms include a phenylene group, a biphenylene group, a fluorenylene group, and a triphenylenylene group.
  • L 1 is a heteroarylene group
  • examples of the heteroarylene group include a divalent group having a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a triazine ring, a triazole ring, a benzotriazole ring, a thiazole ring, and the like.
  • a more preferred group represented by L 1 is a phenylene group.
  • the phenylene group may be any of 1,2-phenylene group, 1,3-phenylene group, and 1,4-phenylene group, but is preferably 1,4-phenylene group.
  • L 1 may be substituted with a substituent.
  • the explanation and preferred range of the substituent that can be substituted for L 1 the explanation and preferred range of the substituent that can be taken by the above R 1 to R 4 can be referred to.
  • N1 represents 0 or 1.
  • n1 is 0, that is, when the benzothiazole skeleton in the general formula (1) and the carbazole skeleton in the general formula (2) are connected by a single bond, the compound represented by the general formula (1) Tends to emit visible light on the long wavelength side near red.
  • n1 is 1, that is, the benzothiazole skeleton in the general formula (1) and the carbazole skeleton in the general formula (2) are bonded via a substituted or unsubstituted arylene group or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • the emission wavelength of the compound represented by the general formula (1) tends to shift to the short wavelength side as compared with the case where n1 is 0.
  • n1 is preferably selected as appropriate according to a desired emission wavelength.
  • the molecular weight of the compound represented by the general formula (1) is, for example, 1500 or less when the organic layer containing the compound represented by the general formula (1) is intended to be formed by vapor deposition. Preferably, it is preferably 1200 or less, more preferably 1000 or less, and even more preferably 800 or less.
  • the lower limit of the molecular weight is the molecular weight of the minimum compound represented by the general formula (1).
  • the compound represented by the general formula (1) may be formed by a coating method regardless of the molecular weight. If a coating method is used, a film can be formed even with a compound having a relatively large molecular weight.
  • a compound containing a plurality of structures represented by the general formula (1) in the molecule as a light emitting material.
  • a polymer obtained by previously polymerizing a polymerizable group in the structure represented by the general formula (1) and polymerizing the polymerizable group as a light emitting material.
  • a monomer containing a polymerizable functional group in any of R 1 to R 4 in the general formula (1) and polymerizing it alone or copolymerizing with other monomers, It is conceivable to obtain a polymer having a repeating unit and use the polymer as a light emitting material.
  • dimers and trimers are obtained by reacting compounds having a structure represented by the general formula (1) and used as a luminescent material.
  • polymer having a repeating unit including the structure represented by the general formula (1) a polymer including a structure represented by the following general formula (3) or (4) can be given.
  • Q represents a group including the structure represented by General Formula (1)
  • L 101 and L 102 represent a linking group.
  • the linking group preferably has 0 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, and still more preferably 2 to 10 carbon atoms.
  • the linking group preferably has a structure represented by —X 101 —L 103 —.
  • X 101 represents an oxygen atom or a sulfur atom, and is preferably an oxygen atom.
  • L 103 represents a linking group, and is preferably a substituted or unsubstituted alkylene group, or a substituted or unsubstituted arylene group, and is a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted group A phenylene group is more preferable.
  • R 101 , R 102 , R 103 and R 104 each independently represent a substituent.
  • it is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or a halogen atom, more preferably an unsubstituted alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • An unsubstituted alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, a fluorine atom, and a chlorine atom and more preferably an unsubstituted alkyl group having 1 to 3 carbon atoms and an unsubstituted alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms.
  • the linking group represented by L 101 and L 102 is bonded to any one of R 1 to R 4 in the structure of the general formula (1) constituting Q and any one of X 1 to X 8 in the general formula (2). can do.
  • Two or more linking groups may be linked to one Q to form a crosslinked structure or a network structure.
  • repeating unit examples include structures represented by the following formulas (5) to (8).
  • a hydroxy group is introduced into any one of R 1 to R 4 in the structure of the general formula (1), and this is used as a linker as described below. It can be synthesized by reacting a compound to introduce a polymerizable group and polymerizing the polymerizable group.
  • the polymer containing the structure represented by the general formula (1) in the molecule may be a polymer composed only of repeating units having the structure represented by the general formula (1), or other structures may be used. It may be a polymer containing repeating units.
  • the repeating unit having a structure represented by the general formula (1) contained in the polymer may be a single type or two or more types. Examples of the repeating unit not having the structure represented by the general formula (1) include those derived from monomers used in ordinary copolymerization. Examples thereof include a repeating unit derived from a monomer having an ethylenically unsaturated bond such as ethylene and styrene.
  • R 1 formula (1)' ⁇ R 4 'at least two are each independently represented by the following general formula (2' represents a group represented by), other R 1 ' ⁇ R 4' are each independently Represents a hydrogen atom or a substituent other than the group represented by the general formula (2 ′).
  • R 11 to R 18 each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
  • L 11 represents a substituted or unsubstituted arylene group or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • n11 represents 0 or 1.
  • R 11 and R 12 , R 12 and R 13 , R 13 and R 14 , R 14 and R 15 , R 15 and R 16 , R 16 and R 17 , R 17 and R 18 are bonded to each other to form a cyclic structure. It may be formed.
  • R 1 ′ to R 4 ′ in the general formula (1 ′) reference can be made to the explanation of the compound represented by the general formula (1).
  • at least two of R 1 ′ to R 4 ′ each independently represent a group represented by the general formula (2 ′).
  • the explanation and preferred range of the substituent when X 1 to X 8 in the general formula (2) are carbon atoms having a substituent are as follows.
  • R 11 and R 12 , R 12 and R 13 , R 13 and R 14 , R 14 and R 15 , R 15 and R 16 , R 16 and R 17 , R 17 and R 18 are bonded to each other.
  • the explanation and preferred examples of the cyclic structure formed as described above refer to the explanation and preferred examples of the cyclic structure formed by bonding the substituents together when X 1 to X 8 are carbon atoms having a substituent.
  • the description and preferred range of L 11 and n11 can be referred to the explanation and preferred range of L 1 and n1 in the general formula (2).
  • the carbazole derivative can be synthesized by the method described in Advanced Functional Materials (2003), 13 (6), 445-452.
  • a carbazole derivative in which R 13 and R 16 are substituted amino groups is obtained by protecting a commercially available 3,6-dibromocarbazole with a benzyl group, amination, and then deprotecting with an aluminum chloride in anisole.
  • R 2 ′, R 3 ′ and R 11 to R 18 in the above reaction formula the corresponding description in the general formula (1 ′) can be referred to.
  • X represents a halogen atom, and examples thereof include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom are preferable.
  • the reaction between the carbazole derivative and the benzothiazole derivative is an application of a known reaction, and known reaction conditions can be appropriately selected and used. The details of the above reaction can be referred to the synthesis examples described below.
  • the compound represented by the general formula (1 ′) can also be synthesized by combining other known synthesis reactions.
  • the compound represented by the general formula (1) of the present invention is useful as a light emitting material of an organic light emitting device. For this reason, the compound represented by General formula (1) of this invention can be effectively used as a luminescent material for the light emitting layer of an organic light emitting element.
  • the compound represented by the general formula (1) includes a delayed fluorescent material (delayed phosphor) that emits delayed fluorescence. That is, the present invention relates to a delayed phosphor having a structure represented by the general formula (1), an invention using a compound represented by the general formula (1) as a delayed phosphor, and a general formula (1). An invention of a method for emitting delayed fluorescence using the represented compound is also provided.
  • An organic light-emitting device using such a compound as a light-emitting material has a feature that it emits delayed fluorescence and is highly useful as a light-emitting material.
  • the principle will be described below by taking an organic electroluminescence element as an example.
  • the organic electroluminescence element carriers are injected into the light emitting material from both positive and negative electrodes to generate an excited light emitting material and emit light.
  • 25% of the generated excitons are excited to the excited singlet state, and the remaining 75% are excited to the excited triplet state. Therefore, the use efficiency of energy is higher when phosphorescence, which is light emission from an excited triplet state, is used.
  • the excited triplet state has a long lifetime, energy saturation occurs due to saturation of the excited state and interaction with excitons in the excited triplet state, and in general, the quantum yield of phosphorescence is often not high.
  • delayed fluorescent materials after energy transition to an excited triplet state due to intersystem crossing, etc., are then crossed back to an excited singlet state due to triplet-triplet annihilation or absorption of thermal energy, and emit fluorescence.
  • a thermally activated delayed fluorescent material by absorption of thermal energy is particularly useful.
  • excitons in the excited singlet state emit fluorescence as usual.
  • excitons in the excited triplet state absorb heat generated by the device and cross between the excited singlets to emit fluorescence.
  • the light is emitted from the excited singlet, the light is emitted at the same wavelength as the fluorescence, but the light lifetime (luminescence lifetime) generated by the reverse intersystem crossing from the excited triplet state to the excited singlet state is normal. Since the fluorescence becomes longer than the fluorescence and phosphorescence, it is observed as fluorescence delayed from these. This can be defined as delayed fluorescence. If such a heat-activated exciton transfer mechanism is used, the ratio of the compound in an excited singlet state, which normally generated only 25%, is increased to 25% or more by absorbing thermal energy after carrier injection. It can be raised. If a compound that emits strong fluorescence and delayed fluorescence even at a low temperature of less than 100 ° C. is used, the device's heat sufficiently causes intersystem crossing from the excited triplet state to the excited singlet state to emit delayed fluorescence. Luminous efficiency can be drastically improved compared to the case where no crossing occurs.
  • the compound represented by the general formula (1) of the present invention as a light-emitting material of a light-emitting layer, excellent organic light-emitting devices such as an organic photoluminescence device (organic PL device) and an organic electroluminescence device (organic EL device) Can be provided.
  • the compound represented by the general formula (1) of the present invention may have a function of assisting light emission of another light emitting material included in the light emitting layer as a so-called assist dopant. That is, the compound represented by the general formula (1) of the present invention contained in the light emitting layer includes the lowest excitation singlet energy level of the host material contained in the light emitting layer and the lowest excitation of other light emitting materials contained in the light emitting layer.
  • the organic photoluminescence element has a structure in which at least a light emitting layer is formed on a substrate.
  • the organic electroluminescence element has a structure in which an organic layer is formed at least between an anode, a cathode, and an anode and a cathode.
  • the organic layer includes at least a light emitting layer, and may consist of only the light emitting layer, or may have one or more organic layers in addition to the light emitting layer. Examples of such other organic layers include a hole transport layer, a hole injection layer, an electron blocking layer, a hole blocking layer, an electron injection layer, an electron transport layer, and an exciton blocking layer.
  • the hole transport layer may be a hole injection / transport layer having a hole injection function
  • the electron transport layer may be an electron injection / transport layer having an electron injection function.
  • FIG. 1 A specific example of the structure of an organic electroluminescence element is shown in FIG.
  • 1 is a substrate
  • 2 is an anode
  • 3 is a hole injection layer
  • 4 is a hole transport layer
  • 5 is a light emitting layer
  • 6 is an electron transport layer
  • 7 is a cathode.
  • each member and each layer of an organic electroluminescent element are demonstrated.
  • substrate and a light emitting layer corresponds also to the board
  • the organic electroluminescence device of the present invention is preferably supported on a substrate.
  • the substrate is not particularly limited and may be any substrate conventionally used for organic electroluminescence elements.
  • a substrate made of glass, transparent plastic, quartz, silicon, 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.
  • a thin film may be formed by vapor deposition or sputtering of these electrode materials, and a pattern of a desired shape may be formed by photolithography, or when pattern accuracy is not so high (about 100 ⁇ m or more) ), A pattern may be formed through a mask having a desired shape at the time of vapor deposition or sputtering of the electrode material.
  • wet film-forming methods such as a printing system and a coating system, can also be used.
  • the transmittance be 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.
  • 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.
  • electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like.
  • a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function value 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 emission luminance is advantageously improved.
  • a transparent or semi-transparent cathode can be produced. By applying this, an element in which both the anode and the cathode are transparent is used. Can be produced.
  • the light emitting layer is a layer that emits light after excitons are generated by recombination of holes and electrons injected from each of the anode and the cathode, and the light emitting material may be used alone for the light emitting layer. , Preferably including a luminescent material and a host material. As a luminescent material, the 1 type (s) or 2 or more types chosen from the compound group of this invention represented by General formula (1) can be used. In order for the organic electroluminescence device and the organic photoluminescence device of the present invention to exhibit high luminous efficiency, it is important to confine singlet excitons and triplet excitons generated in the light emitting material in the light emitting material.
  • a host material in addition to the light emitting material in the light emitting layer.
  • the host material an organic compound having at least one of excited singlet energy and excited triplet energy higher than that of the light emitting material of the present invention can be used.
  • singlet excitons and triplet excitons generated in the light emitting material of the present invention can be confined in the molecules of the light emitting material of the present invention, and the light emission efficiency can be sufficiently extracted.
  • high luminous efficiency can be obtained, so that host materials that can achieve high luminous efficiency are particularly limited. And can be used in the present invention.
  • the organic light emitting device or organic electroluminescent device of the present invention light emission is generated from the light emitting material of the present invention contained in the light emitting layer. This emission includes both fluorescence and delayed fluorescence. However, light emission from the host material may be partly or partly emitted.
  • the amount of the compound of the present invention, which is a light emitting material is preferably 0.1% by weight or more, more preferably 1% by weight or more, and 50% or more. It is preferably no greater than wt%, more preferably no greater than 20 wt%, and even more preferably no greater than 10 wt%.
  • the host material in the light-emitting layer is preferably an organic compound that has a hole transporting ability and an electron transporting ability, prevents the emission of longer wavelengths, and has a high glass transition temperature.
  • 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, and includes a hole injection layer and an electron injection layer, Further, it may be present between the cathode and the light emitting layer or the electron transport layer.
  • the injection layer can be provided as necessary.
  • the blocking layer is a layer that can prevent diffusion of charges (electrons or holes) and / or excitons existing in the light emitting layer to the outside of the light emitting layer.
  • the electron blocking layer can be disposed between the light emitting layer and the hole transport layer and blocks electrons from passing through the light emitting layer toward the hole transport layer.
  • a hole blocking layer can be disposed between the light emitting layer and the electron transporting layer to prevent holes from passing through the light emitting layer toward the electron transporting layer.
  • the blocking layer can also be used to block excitons from diffusing outside the light emitting layer. That is, each of the electron blocking layer and the hole blocking layer can also function as an exciton blocking layer.
  • the term “electron blocking layer” or “exciton blocking layer” as used herein is used in the sense of including a layer having the functions of an electron blocking layer and an exciton blocking layer in one layer.
  • the hole blocking layer has a function of an electron transport layer in a broad sense.
  • the hole blocking layer has a role of blocking holes from reaching the electron transport layer while transporting electrons, thereby improving the recombination probability of electrons and holes in the light emitting layer.
  • the material for the hole blocking layer the material for the electron transport layer described later can be used as necessary.
  • the electron blocking layer has a function of transporting holes in a broad sense.
  • the electron blocking layer has a role to block electrons from reaching the hole transport layer while transporting holes, thereby improving the probability of recombination of electrons and holes in the light emitting layer. .
  • 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 layer when the exciton blocking layer is provided on the anode side, the layer can be inserted adjacent to the light emitting layer between the hole transport layer and the light emitting layer, and when inserted on the cathode side, the light emitting layer and the cathode Between the luminescent layer and the light-emitting layer.
  • a hole injection layer, an electron blocking layer, or the like can be provided between the anode and the exciton blocking layer adjacent to the anode side of the light emitting layer, and the excitation adjacent to the cathode and the cathode side of the light emitting layer can be provided.
  • an electron injection layer, an electron transport layer, a hole blocking layer, and the like can be provided.
  • the blocking layer is disposed, at least one of the excited singlet energy and the excited triplet energy of the material used as the blocking layer is preferably higher than the excited singlet energy and the excited triplet energy of the light emitting material.
  • 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 any one of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be either organic or inorganic.
  • hole transport materials that can be used include, for example, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, Examples include amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers.
  • An aromatic tertiary amine compound and an styrylamine compound are preferably used, and an aromatic tertiary amine compound is more preferably used.
  • 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.
  • the electron transport material (which may also serve as a hole blocking material) may have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer.
  • Examples of the electron transport layer that can be used 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.
  • the compound represented by the general formula (1) may be used not only for the light emitting layer but also for layers other than the light emitting layer.
  • the compound represented by General formula (1) used for a light emitting layer and the compound represented by General formula (1) used for layers other than a light emitting layer may be same or different.
  • the compound represented by the general formula (1) may be used for the injection layer, blocking layer, hole blocking layer, electron blocking layer, exciton blocking layer, hole transporting layer, electron transporting layer, and the like. .
  • the method for forming these layers is not particularly limited, and the layer may be formed by either a dry process or a wet process.
  • the preferable material which can be used for an organic electroluminescent element is illustrated concretely.
  • the material that can be used in the present invention is not limited to the following exemplary compounds.
  • R and R 1 to R 10 in the structural formulas of the following exemplary compounds each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • n represents an integer of 3 to 5.
  • the excited triplet energy is unstable and is converted into heat and the like, and the lifetime is short and it is immediately deactivated.
  • the excited triplet energy of a normal organic compound it can be measured by observing light emission under extremely low temperature conditions.
  • the organic electroluminescence element of the present invention can be applied to any of a single element, an element having a structure arranged in an array, and a structure in which an anode and a cathode are arranged in an XY matrix.
  • a highly useful organic light-emitting device can be obtained by containing the compound represented by the general formula (1) in the light-emitting layer.
  • the organic light emitting device such as the organic electroluminescence device of the present invention can be further applied to various uses. For example, it is possible to produce an organic electroluminescence display device using the organic electroluminescence element of the present invention.
  • organic electroluminescence device of the present invention can be applied to organic electroluminescence illumination and backlights that are in great demand.
  • Evaluation of the PL spectrum and emission lifetime characteristics was performed using a streak camera (C4334 type, manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) as a detector and a nitrogen laser (Lasertechnik Berlin, Inc .: MNL200) as an excitation light source.
  • Evaluation of the EL spectrum and current-voltage-luminescence characteristics of the EL element was performed using an external quantum yield measuring apparatus (C9920-12, manufactured by Hamamatsu Photonics).
  • Synthesis Example 3 Synthesis of Compound 3 Instead of dibromobenzothiazole (2.94 g, 10 mmol) and carbazole derivative 1a (9.36 g, 28 mmol), dibromobenzothiazole (1.47 g, 5 mmol) and carbazole derivative 1c (5.07 g, 14 mmol) were used as starting materials.
  • the compound 3 was purified by the same synthesis step and column chromatography as in Synthesis Example 1 except that the compound 3 was obtained in a yield of 0.86 g and a yield of 20%. Thereafter, the purified product of Compound 3 was purified by sublimation under conditions of 430 ° C. and 1 Pa or less.
  • Example 1 Production and evaluation of organic photoluminescence device using compound 1 Compound 1 and mCP were vapor-deposited from different vapor deposition sources on a quartz substrate by a vacuum vapor deposition method under a vacuum degree of 10 -3 Pa or less. Then, a thin film having a concentration of Compound 1 of 1% by weight was formed to a thickness of 30 nm to obtain an organic photoluminescence device.
  • FIG. 2 shows a transient attenuation curve of this organic photoluminescence element. The transient decay curve shows the result of measuring the luminescence lifetime obtained by measuring the process in which the emission intensity is deactivated by applying excitation light to the compound.
  • Example 3 Production and evaluation of organic electroluminescence device using compound 2 Each thin film was formed by vacuum deposition on a glass substrate on which an anode made of indium tin oxide (ITO) having a thickness of 100 nm was formed. And a degree of vacuum of 10 ⁇ 3 Pa or less. First, ⁇ -NPD was formed on ITO to a thickness of 35 nm. Next, Compound 2 and CBP were co-deposited from different vapor deposition sources to form a layer having a thickness of 30 nm as a light emitting layer. At this time, the concentration of Compound 2 was 6.0% by weight.
  • ITO indium tin oxide
  • Example 4 Production and Evaluation of Organic Electroluminescence Device Using Compound 3
  • An organic electroluminescence device was produced in the same manner as in Example 3 using Compound 3 instead of Compound 2.
  • the emission spectrum of the produced organic electroluminescence device is shown in FIG. 5, the voltage-current density characteristic is shown in FIG. 6, and the current density-external quantum efficiency characteristic is shown in FIG.
  • Example 5 Production and Evaluation of Organic Electroluminescence Device Using Compound 4
  • An organic electroluminescence device was produced in the same manner as in Example 3 using Compound 4 instead of Compound 2.
  • the emission spectrum of the produced organic electroluminescence device is shown in FIG. 5, the voltage-current density characteristic is shown in FIG. 6, and the current density-external quantum efficiency characteristic is shown in FIG.
  • Comparative example 1 Examination using comparative compound A toluene solution (concentration: 10 -5 M) of the following comparative compound 1 was prepared, and a transient decay curve was obtained for each of the cases where nitrogen bubbling was performed and not performed. It was measured. The results are shown in FIG. The emission lifetime of immediate fluorescence was 19.7 ns when nitrogen bubbling was performed and 16.9 ns when nitrogen bubbling was not performed, and no delayed fluorescence was observed in either case.
  • the compound of the present invention is useful as a luminescent material. For this reason, the compound of this invention is effectively used as a luminescent material for organic light emitting elements, such as an organic electroluminescent element. Since some of the compounds of the present invention emit delayed fluorescence, an organic light-emitting element that is highly useful as a light-emitting material can be provided. For this reason, this invention has high industrial applicability.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)

Abstract

 下記一般式(1)で表される化合物は発光材料として有用である。R1~R4の少なくとも2つは下記一般式(2)で表される基を表し、その他のR1~R4は水素原子または下記一般式(2)で表される基以外の置換基を表す。X1~X8は窒素原子または置換基を有していてもよい炭素原子を表し、X1~X8の少なくとも1つは置換基を有する炭素原子を表す。L1は置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。n1は0または1を表す。

Description

発光材料、有機発光素子および化合物
 本発明は、発光材料として有用な化合物とそれを用いた有機発光素子に関する。
 有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)などの有機発光素子の材料として有用な化合物を開発するための研究が盛んに行われている。特に、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する電子輸送材料、正孔輸送材料、発光材料などを新たに開発して組み合わせることにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光特性(発光波長や発光寿命等)を改良する工夫が種々なされてきている。その中には、ベンゾチアゾール骨格とカルバゾール骨格を有する化合物を利用した有機エレクトロルミネッセンス素子に関する研究も見受けられる。
 特許文献1には、有機エレクトロルミネッセンス素子のキャリア輸送層の材料として下記一般式で表される化合物が提案され、下記一般式におけるX1~X8は、N原子または置換または無置換のC原子を表し、Z1、Z2は、置換または無置換の芳香族環または複素芳香族環を表し、Aは反応性基を表すものと規定されている。ここでは、Z2がベンゾチアゾール環である化合物を電子輸送層の材料として用いた具体例が記載されている。しかしながら、特許文献1には、この一般式で表される化合物の発光材料としての有用性については示唆されていない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 また、非特許文献1~5には、無置換のカルバゾリル基が結合したベンゾチアゾール誘導体が開示されている。
WO2011/093309号公報
Synthetic Metals 161 (2011) 718-723 Journal of Chemical Physics (2011), 134(20), 204508/1-204508/9. Chemical Physics 404 (2012) 82-87 Thin Solid Films (2013), 527, 232-238. Journal of Coordination Chemistry (2013), 66(6), 958-965.
 上記のように、非特許文献1~5には、無置換のカルバゾリル基が結合したベンゾチアゾール誘導体が開示されている。しかしながら、本発明者らが無置換のカルバゾリル基が結合したベンゾチアゾール誘導体の発光特性を実際に評価したところ、このベンゾチアゾール誘導体は遅延蛍光を放射するものではなく、発光材料として有用性が低いことが判明した。
 そこで本発明者らは、カルバゾール骨格とベンゾチアゾール骨格とを有する化合物群について種々の検討を始めたところ、この化合物群のうちカルバゾール骨格に置換基が導入された化合物群に発光材料として有用性があることを初めて見出し、さらに検討を進めることにした。上記のように、置換基が導入されたカルバゾール骨格とベンゾチアゾール骨格を有する化合物(上記の一般式で表される化合物のうちZ2がベンゾチアゾール環である化合物)については、特許文献1において有機エレクトロルミネッセンス素子のキャリア輸送層材料として有用であることが記載されている。しかしながら、特許文献1では、一般式で表される化合物が、発光材料として機能しうるものであるか否かについては検討がなされていない。発光材料は、キャリア輸送材料とは要求される性質や機能が異なるため、特許文献1からは置換基が導入されたカルバゾール骨格とベンゾチアゾール骨格を有する化合物の発光材料としての有用性は予測がつかない。
 このような状況下において本発明者らは、置換基が導入されたカルバゾール骨格とベンゾチアゾール骨格を有する化合物の発光材料としての有用性についてさらに検討を進め、発光材料として有用性が高い化合物を見出すことを目指して研究を重ねた。そして、発光材料として有用性の高い化合物の一般式を導きだし、有用な発光特性が得られる有機発光素子の構成を一般化することを目的として鋭意検討を進めた。
 鋭意検討を進めた結果、本発明者らは、置換基が導入されたカルバゾール骨格とベンゾチアゾール骨格を有する化合物のうち特定の構造を有する化合物が発光材料としての有用性が高いことを見出した。また、そのような化合物群の中に、遅延蛍光材料として有用なものがあることを見出し、良好な発光特性が得られる有機発光素子を安価に提供しうることを明らかにした。本発明者らは、これらの知見に基づいて、上記の課題を解決する手段として、以下の本発明を提供するに至った。
[1] 下記一般式(1)で表される化合物からなる発光材料。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
[一般式(1)において、R1~R4の少なくとも2つは各々独立に下記一般式(2)で表される基を表し、その他のR1~R4は各々独立に水素原子または下記一般式(2)で表される基以外の置換基を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
[一般式(2)において、X1~X8は各々独立に窒素原子または置換基を有していてもよい炭素原子を表し、X1~X8の少なくとも1つは置換基を有する炭素原子を表す。L1は置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。n1は0または1を表す。]
[2] 前記一般式(1)のR1およびR4が前記一般式(2)で表される基であることを特徴とする[1]に記載の発光材料。
[3] 前記一般式(2)のX1~X8が各々独立に置換基を有していてもよい炭素原子を表し、X1~X8の少なくとも1つが置換基を有する炭素原子であることを特徴とする[1]または[2]に記載の発光材料。
[4] 前記一般式(2)のX3およびX6の少なくとも一方が置換基を有する炭素原子であることを特徴とする[1]~[3]のいずれか1項に記載の発光材料。
[5] 前記一般式(2)のX1~X8の少なくとも1つが置換アミノ基を有する炭素原子であることを特徴とする[1]~[4]いずれか1項に記載の発光材料。
[6] 前記置換アミノ基は、置換もしくは無置換のアリール置換アミノ基である[5]に記載の発光材料。
[7] 前記アリール置換アミノ基は、アリール基に炭素数1~15のアルキル基が置換したものである[6]に記載の発光材料。
[8] 上記一般式(1)で表される化合物からなる遅延蛍光体。
[9] [1]~[7]のいずれか1項に記載の発光材料を含むことを特徴とする有機発光素子。
[10] 遅延蛍光を放射することを特徴とする[9]に記載の有機発光素子。
[11] 有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする[9]または[10]に記載の有機発光素子。
[12] 下記一般式(1’)で表される化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
[一般式(1’)において、R1’~R4’の少なくとも2つは各々独立に下記一般式(2’)で表される基を表し、その他のR1’~R4’は各々独立に水素原子または一般式(2’)で表される基以外の置換基を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
[一般式(2’)において、R11~R18は各々独立に水素原子または置換基を表す。L11は置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。n11は0または1を表す。R11とR12、R12とR13、R13とR14、R14とR15、R15とR16、R16とR17、R17とR18はそれぞれ互いに結合して環状構造を形成していてもよい。]
 本発明の化合物は、発光材料として有用である。また、本発明の化合物の中には遅延蛍光を放射するものが含まれている。そのような化合物は、発光材料として特に有用性が高い。本発明の化合物を発光材料として用いた有機発光素子は、良好な発光特性を実現しうる。
有機エレクトロルミネッセンス素子の層構成例を示す概略断面図である。 実施例1、2の化合物1、2の薄膜型有機フォトルミネッセンス素子の過渡減衰曲線である。 実施例1の化合物1の薄膜型有機フォトルミネッセンス素子の発光スペクトルである。 実施例2の化合物2の薄膜型有機フォトルミネッセンス素子の発光スペクトルである。 実施例3、4、5の化合物2、3、4の有機エレクトロミネッセンス素子の発光スペクトルである。 実施例3、4、5の化合物2、3、4の有機エレクトロミネッセンス素子の電圧-電流密度特性を示すグラフである。 実施例3、4、5の化合物2、3、4の有機エレクトロミネッセンス素子の電流密度-外部量子効率特性を示すグラフである。 比較例1の比較化合物1のトルエン溶液の過渡減衰曲線である。
 以下において、本発明の内容について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様や具体例に限定されるものではない。なお、本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。また、本発明に用いられる化合物の分子内に存在する水素原子の同位体種は特に限定されず、例えば分子内の水素原子がすべて1Hであってもよいし、一部または全部が2H(デューテリウムD)であってもよい。
[一般式(1)で表される化合物]
 本発明の発光材料は、下記一般式(1)で表される化合物からなることを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 一般式(1)において、R1~R4の少なくとも2つは各々独立に下記一般式(2)で表される基を表し、その他のR1~R4は各々独立に水素原子または下記一般式(2)で表される基以外の置換基を表す。下記一般式(2)で表される基は、R1~R4のうちの2つのみであってもよいし、3または4つであってもよい。
 下記一般式(2)で表される基がR1~R4のうちの2つであるときは、R1またはR2と、R3またはR4が下記一般式(2)で表される基であることが好ましく、R1とR4が下記一般式(2)で表される基であることがより好ましい。下記一般式(2)で表される基がR1~R4のうちの3つであるときは、R1とR2とR4、またはR1とR3とR4が下記一般式(2)で表される基であることが好ましい。一般式(1)中に存在する複数の一般式(2)で表される基は、同一であっても異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。また、一般式(1)で表される基は対称構造をとっていることも好ましい。すなわち、R1とR4、R2とR3は、それぞれ同一であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 一般式(2)において、X1~X8は各々独立に窒素原子または置換基を有していてもよい炭素原子を表し、X1~X8の少なくとも1つは置換基を有する炭素原子を表す。X1~X8は各々独立に置換基を有していてもよい炭素原子を表し、X1~X8の少なくとも1つが置換基を有する炭素原子であることが好ましく、X1~X8の少なくとも1つが置換アミノ基を有する炭素原子であることが好ましい。
 置換基を有する炭素原子は、X1~X8のうちの1つのみであってもよいし、2つ以上であってもよい。
 置換基を有する炭素原子がX1~X8のうちの1つのみであるときは、X3またはX6が置換基を有する炭素原子であることが好ましく、X6が置換基を有する炭素原子であることがより好ましい。
 一方、X1~X8のうちの2つ以上が置換基を有する炭素原子であるときは、置換基を有する炭素原子は、X1~X4の少なくとも1つと、X5~X8の少なくとも1つであることが好ましい。このとき、置換基を有する炭素原子は、X1~X4のうちの1~3つ、X5~X8のうちの1~3つであることが好ましく、X1~X4のうちの1または2つ、X5~X8のうちの1または2つであることがより好ましい。X1~X4のうち置換基を有する炭素原子の数と、X5~X8のうち置換基を有する炭素原子の数は同じであっても異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。X1~X4のうちでは、X2またはX3が置換基を有する炭素原子であることが好ましく、少なくともX3が置換基を有する炭素原子であることがより好ましい。また、X5~X8のうちでは、X6またはX7が置換基を有する炭素原子であることが好ましく、少なくともX6が置換基を有する炭素原子であることがより好ましい。一般式(2)中に存在する複数の置換基を有する炭素原子の置換基は、同一であっても異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。また、一般式(2)で表される基は対称構造をとっていることも好ましい。すなわち、X1とX8、X2とX7、X3とX6、X4とX5は、それぞれ同一であることが好ましい。
 好ましい化合物は、R1とR4が下記一般式(2)で表される基である化合物であり、より好ましい化合物は、一般式(1)のR1とR4が一般式(2)で表される基であり、X3およびX6の少なくとも一方が一般式(2)で表される化合物であり、さらに好ましい化合物は、一般式(1)のR1とR4が一般式(2)で表される基であり、X6が置換基を有する炭素原子またはX3とX6が置換基を有する炭素原子である化合物である。
 X1~X8のうち、置換基を有する炭素原子以外は、窒素原子または置換基を有しない炭素原子である。窒素原子の数は特に制限されず、上記のようにX1~X8のうちの置換基を有する炭素原子以外の全てが置換基を有しない炭素原子であってもよい。すなわち、一般式(2)におけるX1~X8は各々独立に置換基を有していてもよい炭素原子であって、X1~X8の少なくとも1つが置換基を有する炭素原子であることが好ましい。
 X1~X8が置換基を有する炭素原子であるときの置換基、R1~R4がとりうる置換基として、例えばヒドロキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数1~20のアルキルチオ基、炭素数1~20のアルキル置換アミノ基、炭素数6~40のアリール置換アミノ基、炭素数2~20のアシル基、炭素数6~40のアリール基、炭素数3~40のヘテロアリール基、炭素数2~10のアルケニル基、炭素数2~10のアルキニル基、炭素数2~10のアルコキシカルボニル基、炭素数1~10のアルキルスルホニル基、炭素数1~10のハロアルキル基、アミド基、炭素数2~10のアルキルアミド基、炭素数3~20のトリアルキルシリル基、炭素数4~20のトリアルキルシリルアルキル基、炭素数5~20のトリアルキルシリルアルケニル基、炭素数5~20のトリアルキルシリルアルキニル基およびニトロ基等が挙げられる。これらの具体例のうち、さらに置換基により置換可能なものは置換されていてもよい。より好ましい置換基は、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1~20の置換もしくは無置換のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数6~40の置換もしくは無置換のアリール基、炭素数3~40の置換もしくは無置換のヘテロアリール基、炭素数1~20のジアルキル置換アミノ基である。さらに好ましい置換基は、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、炭素数1~10の置換もしくは無置換のアルキル基、炭素数1~10の置換もしくは無置換のアルコキシ基、炭素数6~15の置換もしくは無置換のアリール基、炭素数3~12の置換もしくは無置換のヘテロアリール基である。
 このうち、X1~X8が置換基を有する炭素原子であるときの置換基は、置換アミノ基であることが好ましく、置換もしくは無置換のアリール置換アミノ基であることがより好ましく、置換もしくは無置換のフェニル置換アミノ基であることがさらに好ましい。また、このアリール置換アミノ基のアリール基が置換基を有するときの置換基は、炭素数1~20のアルキル基であることが好ましい。
 X1~X8が置換基を有する炭素原子であるときの置換基同士は、互いに結合して環状構造を形成していてもよい。環状構造は芳香環であっても脂肪環であってもよく、またヘテロ原子を含むものであってもよく、さらに環状構造は2環以上の縮合環であってもよい。ここでいうヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子および硫黄原子からなる群より選択されるものであることが好ましい。形成される環状構造の例として、ベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環、イミダゾリン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、シクロヘキサジエン環、シクロヘキセン環、シクロペンタエン環、シクロヘプタトリエン環、シクロヘプタジエン環、シクロヘプタエン環などを挙げることができる。
 一般式(2)において、L1は置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。L1がアリーレン基であるとき、アリーレン基としては、炭素数6~18の芳香族炭化水素環基であることが好ましい。炭素数6~18の芳香族炭化水素環基として、フェニレン基、ビフェニレン基、フルオレニレン基、トリフェニレニレン基などを挙げることができる。L1がヘテロアリーレン基であるとき、ヘテロアリーレン基としては、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、トリアゾール環、ベンゾトリアゾール環、チアゾール環等を有する二価の基を挙げることができる。このうち、L1が表すより好ましい基はフェニレン基である。L1がフェニレン基であるとき、フェニレン基は1,2-フェニレン基、1,3-フェニレン基、1,4-フェニレン基のいずれでもよいが、1,4-フェニレン基であることが好ましい。また、L1は置換基により置換されていてもよい。L1に置換しうる置換基の説明と好ましい範囲については、上記のR1~R4がとりうる置換基の説明と好ましい範囲を参照することができる。
 n1は0または1を表す。ここで、n1が0であるとき、すなわち、一般式(1)におけるベンゾチアゾール骨格と一般式(2)におけるカルバゾール骨格が単結合によって連結しているとき、一般式(1)で表される化合物は、赤色付近の、長波長側の可視光を発光する傾向がある。一方、n1が1であるとき、すなわち、一般式(1)におけるベンゾチアゾール骨格と一般式(2)におけるカルバゾール骨格が、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を介して連結しているときには、一般式(1)で表される化合物の発光波長は、n1が0である場合に比べて短波長側にシフトする傾向がある。このような点を考慮して、n1は所望の発光波長に応じて適宜選択することが好ましい。
 以下において、一般式(1)で表される化合物の具体例を例示する。下記化合物においてPhはフェニル基を表し、p-Tolylはp-トリル基を表す。ただし、本発明において用いることができる一般式(1)で表される化合物はこれらの具体例によって限定的に解釈されるべきものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 一般式(1)で表される化合物の分子量は、例えば一般式(1)で表される化合物を含む有機層を蒸着法により製膜して利用することを意図する場合には、1500以下であることが好ましく、1200以下であることがより好ましく、1000以下であることがさらに好ましく、800以下であることがさらにより好ましい。分子量の下限値は、一般式(1)で表される最小化合物の分子量である。
 一般式(1)で表される化合物は、分子量にかかわらず塗布法で成膜してもよい。塗布法を用いれば、分子量が比較的大きな化合物であっても成膜することが可能である。
 本発明を応用して、分子内に一般式(1)で表される構造を複数個含む化合物を、発光材料として用いることも考えられる。
 例えば、一般式(1)で表される構造中にあらかじめ重合性基を存在させておいて、その重合性基を重合させることによって得られる重合体を、発光材料として用いることが考えられる。具体的には、一般式(1)のR1~R4のいずれかに重合性官能基を含むモノマーを用意して、これを単独で重合させるか、他のモノマーとともに共重合させることにより、繰り返し単位を有する重合体を得て、その重合体を発光材料として用いることが考えられる。あるいは、一般式(1)で表される構造を有する化合物どうしを反応させることにより、二量体や三量体を得て、それらを発光材料として用いることも考えられる。
 一般式(1)で表される構造を含む繰り返し単位を有する重合体の例として、下記一般式(3)または(4)で表される構造を含む重合体を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 一般式(3)または(4)において、Qは一般式(1)で表される構造を含む基を表し、L101およびL102は連結基を表す。連結基の炭素数は、好ましくは0~20であり、より好ましくは1~15であり、さらに好ましくは2~10である。連結基は-X101-L103-で表される構造を有するものであることが好ましい。ここで、X101は酸素原子または硫黄原子を表し、酸素原子であることが好ましい。L103は連結基を表し、置換もしくは無置換のアルキレン基、または置換もしくは無置換のアリーレン基であることが好ましく、炭素数1~10の置換もしくは無置換のアルキレン基、または置換もしくは無置換のフェニレン基であることがより好ましい。
 一般式(3)または(4)において、R101、R102、R103およびR104は、各々独立に置換基を表す。好ましくは、炭素数1~6の置換もしくは無置換のアルキル基、炭素数1~6の置換もしくは無置換のアルコキシ基、ハロゲン原子であり、より好ましくは炭素数1~3の無置換のアルキル基、炭素数1~3の無置換のアルコキシ基、フッ素原子、塩素原子であり、さらに好ましくは炭素数1~3の無置換のアルキル基、炭素数1~3の無置換のアルコキシ基である。
 L101およびL102で表される連結基は、Qを構成する一般式(1)の構造のR1~R4のいずれか、一般式(2)のX1~X8のいずれかに結合することができる。1つのQに対して連結基が2つ以上連結して架橋構造や網目構造を形成していてもよい。
 繰り返し単位の具体的な構造例として、下記式(5)~(8)で表される構造を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 これらの式(5)~(8)を含む繰り返し単位を有する重合体は、一般式(1)の構造のR1~R4のいずれかにヒドロキシ基を導入しておき、それをリンカーとして下記化合物を反応させて重合性基を導入し、その重合性基を重合させることにより合成することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 分子内に一般式(1)で表される構造を含む重合体は、一般式(1)で表される構造を有する繰り返し単位のみからなる重合体であってもよいし、それ以外の構造を有する繰り返し単位を含む重合体であってもよい。また、重合体の中に含まれる一般式(1)で表される構造を有する繰り返し単位は、単一種であってもよいし、2種以上であってもよい。一般式(1)で表される構造を有さない繰り返し単位としては、通常の共重合に用いられるモノマーから誘導されるものを挙げることができる。例えば、エチレン、スチレンなどのエチレン性不飽和結合を有するモノマーから誘導される繰り返し単位を挙げることができる。
[一般式(1’)で表される化合物の合成方法]
 一般式(1)で表される化合物のうち、下記一般式(1’)で表される化合物は新規化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 一般式(1’)において、R1’~R4’の少なくとも2つは各々独立に下記一般式(2’)で表される基を表し、その他のR1’~R4’は各々独立に水素原子または一般式(2’)で表される基以外の置換基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 一般式(2’)において、R11~R18は各々独立に水素原子または置換基を表す。L11は置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。n11は0または1を表す。R11とR12、R12とR13、R13とR14、R14とR15、R15とR16、R16とR17、R17とR18はそれぞれ互いに結合して環状構造を形成していてもよい。
 一般式(1’)におけるR1'~R4’の説明と好ましい範囲については、一般式(1)で表される化合物の説明を参照することができる。ただし、R1’~R4’の少なくとも2つは各々独立に上記一般式(2’)で表される基を表す。一般式(2’)におけるR11~R18の説明と好ましい範囲については、一般式(2)のX1~X8が置換基を有する炭素原子であるときの置換基の説明と好ましい範囲を参照することができ、R11とR12、R12とR13、R13とR14、R14とR15、R15とR16、R16とR17、R17とR18が互いに結合して形成する環状構造の説明と好ましい例については、X1~X8が置換基を有する炭素原子であるときの置換基同士が互いに結合して形成する環状構造の説明と好ましい例を参照することができ、L11、n11の説明と好ましい範囲については、一般式(2)のL1、n1の説明と好ましい範囲を参照することができる。
[一般式(1’)で表される化合物の合成方法]
 一般式(1’)で表される化合物は、既知の反応を組み合わせることによって合成することができる。例えば、一般式(1’)のR1’とR4’が一般式(2’)で表される基であり、n11が0である化合物は、Synthetic Metals 161 (2011) 718-723に記載のUllmann反応の条件を用い、以下の2つの化合物を反応させることにより合成することが可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 ここで、カルバゾール誘導体は、Advanced Functional Materials (2003), 13(6), 445-452に記載の方法で合成することができる。例えば、R13とR16が置換アミノ基であるカルバゾール誘導体は、市販の3,6-ジブロモカルバゾールをベンジル基で保護した後、アミノ化を行い、ついでアニソール中、塩化アルミニウムで脱保護することにより、合成することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 上記の反応式におけるR2’、R3’、R11~R18の説明については、一般式(1’)における対応する記載を参照することができる。Xはハロゲン原子を表し、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を挙げることができ、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が好ましい。
 上記のカルバゾール誘導体とベンゾチアゾール誘導体との反応は、公知の反応を応用したものであり、公知の反応条件を適宜選択して用いることができる。上記の反応の詳細については、後述の合成例を参考にすることができる。また、一般式(1’)で表される化合物は、その他の公知の合成反応を組み合わせることによっても合成することができる。
[有機発光素子]
 本発明の一般式(1)で表される化合物は、有機発光素子の発光材料として有用である。このため、本発明の一般式(1)で表される化合物は、有機発光素子の発光層に発光材料として効果的に用いることができる。一般式(1)で表される化合物の中には、遅延蛍光を放射する遅延蛍光材料(遅延蛍光体)が含まれている。すなわち本発明は、一般式(1)で表される構造を有する遅延蛍光体の発明と、一般式(1)で表される化合物を遅延蛍光体として使用する発明と、一般式(1)で表される化合物を用いて遅延蛍光を発光させる方法の発明も提供する。そのような化合物を発光材料として用いた有機発光素子は、遅延蛍光を放射し、発光材料として有用性が高いという特徴を有する。その原理を、有機エレクトロルミネッセンス素子を例にとって説明すると以下のようになる。
 有機エレクトロルミネッセンス素子においては、正負の両電極より発光材料にキャリアを注入し、励起状態の発光材料を生成し、発光させる。通常、キャリア注入型の有機エレクトロルミネッセンス素子の場合、生成した励起子のうち、励起一重項状態に励起されるのは25%であり、残り75%は励起三重項状態に励起される。従って、励起三重項状態からの発光であるリン光を利用するほうが、エネルギーの利用効率が高い。しかしながら、励起三重項状態は寿命が長いため、励起状態の飽和や励起三重項状態の励起子との相互作用によるエネルギーの失活が起こり、一般にリン光の量子収率が高くないことが多い。一方、遅延蛍光材料は、項間交差等により励起三重項状態へとエネルギーが遷移した後、三重項-三重項消滅あるいは熱エネルギーの吸収により、励起一重項状態に逆項間交差され蛍光を放射する。有機エレクトロルミネッセンス素子においては、なかでも熱エネルギーの吸収による熱活性化型の遅延蛍光材料が特に有用であると考えられる。有機エレクトロルミネッセンス素子に遅延蛍光材料を利用した場合、励起一重項状態の励起子は通常通り蛍光を放射する。一方、励起三重項状態の励起子は、デバイスが発する熱を吸収して励起一重項へ項間交差され蛍光を放射する。このとき、励起一重項からの発光であるため蛍光と同波長での発光でありながら、励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差により、生じる光の寿命(発光寿命)は通常の蛍光やりん光よりも長くなるため、これらよりも遅延した蛍光として観察される。これを遅延蛍光として定義できる。このような熱活性化型の励起子移動機構を用いれば、キャリア注入後に熱エネルギーの吸収を経ることにより、通常は25%しか生成しなかった励起一重項状態の化合物の比率を25%以上に引き上げることが可能となる。100℃未満の低い温度でも強い蛍光および遅延蛍光を発する化合物を用いれば、デバイスの熱で充分に励起三重項状態から励起一重項状態への項間交差が生じて遅延蛍光を放射するため、項間交差が生じない場合に比べて発光効率を飛躍的に向上させることができる。
 本発明の一般式(1)で表される化合物を発光層の発光材料として用いることにより、有機フォトルミネッセンス素子(有機PL素子)や有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)などの優れた有機発光素子を提供することができる。このとき、本発明の一般式(1)で表される化合物は、いわゆるアシストドーパントとして、発光層に含まれる他の発光材料の発光をアシストする機能を有するものであってもよい。すなわち、発光層に含まれる本発明の一般式(1)で表される化合物は、発光層に含まれるホスト材料の最低励起一重項エネルギー準位と発光層に含まれる他の発光材料の最低励起一重項エネルギー準位の間の最低励起一重項エネルギー準位を有するものであってもよい。
 有機フォトルミネッセンス素子は、基板上に少なくとも発光層を形成した構造を有する。また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、少なくとも陽極、陰極、および陽極と陰極の間に有機層を形成した構造を有する。有機層は、少なくとも発光層を含むものであり、発光層のみからなるものであってもよいし、発光層の他に1層以上の有機層を有するものであってもよい。そのような他の有機層として、正孔輸送層、正孔注入層、電子阻止層、正孔阻止層、電子注入層、電子輸送層、励起子阻止層などを挙げることができる。正孔輸送層は正孔注入機能を有した正孔注入輸送層でもよく、電子輸送層は電子注入機能を有した電子注入輸送層でもよい。具体的な有機エレクトロルミネッセンス素子の構造例を図1に示す。図1において、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は陰極を表わす。
 以下において、有機エレクトロルミネッセンス素子の各部材および各層について説明する。なお、基板と発光層の説明は有機フォトルミネッセンス素子の基板と発光層にも該当する。
(基板)
 本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、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、従来から有機エレクトロルミネッセンス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、シリコンなどからなるものを用いることができる。
(陽極)
 有機エレクトロルミネッセンス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、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極材料とするものが好ましく用いられる。このような電極材料の具体例としては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(In23-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材料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)、上記電極材料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材料を用いる場合には、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。さら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、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極材料とするものが用いられる。このような電極材料の具体例としては、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(Al23)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、電子注入性およ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(Al23)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材料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、有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
 また、陽極の説明で挙げた導電性透明材料を陰極に用いることで、透明また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、陽極および陰極のそれぞれから注入された正孔および電子が再結合することにより励起子が生成した後、発光する層であり、発光材料を単独で発光層に使用しても良いが、好ましくは発光材料とホスト材料を含む。発光材料としては、一般式(1)で表される本発明の化合物群から選ばれる1種または2種以上を用いることができる。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子および有機フォトルミネッセンス素子が高い発光効率を発現するためには、発光材料に生成した一重項励起子および三重項励起子を、発光材料中に閉じ込めることが重要である。従って、発光層中に発光材料に加えてホスト材料を用いることが好ましい。ホスト材料としては、励起一重項エネルギー、励起三重項エネルギーの少なくとも何れか一方が本発明の発光材料よりも高い値を有する有機化合物を用いることができる。その結果、本発明の発光材料に生成した一重項励起子および三重項励起子を、本発明の発光材料の分子中に閉じ込めることが可能となり、その発光効率を十分に引き出すことが可能となる。もっとも、一重項励起子および三重項励起子を十分に閉じ込めることができなくても、高い発光効率を得ることが可能な場合もあるため、高い発光効率を実現しうるホスト材料であれば特に制約なく本発明に用いることができる。本発明の有機発光素子または有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光は発光層に含まれる本発明の発光材料から生じる。この発光は蛍光発光および遅延蛍光発光の両方を含む。但し、発光の一部或いは部分的にホスト材料からの発光があってもかまわない。
 ホスト材料を用いる場合、発光材料である本発明の化合物が発光層中に含有される量は0.1重量%以上であることが好ましく、1重量%以上であることがより好ましく、また、50重量%以下であることが好ましく、20重量%以下であることがより好ましく、10重量%以下であることがさらに好ましい。
 発光層におけるホスト材料としては、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有機化合物であることが好ましい。
(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、陽極と発光層または正孔輸送層の間、および陰極と発光層また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。
(阻止層)
 阻止層は、発光層中に存在する電荷(電子もしくは正孔)および/または励起子の発光層外への拡散を阻止することができる層である。電子阻止層は、発光層および正孔輸送層の間に配置されることができ、電子が正孔輸送層の方に向かって発光層を通過することを阻止する。同様に、正孔阻止層は発光層および電子輸送層の間に配置されることができ、正孔が電子輸送層の方に向かって発光層を通過することを阻止する。阻止層はまた、励起子が発光層の外側に拡散することを阻止するために用いることができる。すなわち電子阻止層、正孔阻止層はそれぞれ励起子阻止層としての機能も兼ね備えることができる。本明細書でいう電子阻止層または励起子阻止層は、一つの層で電子阻止層および励起子阻止層の機能を有する層を含む意味で使用される。
(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する。正孔阻止層は電子を輸送しつつ、正孔が電子輸送層へ到達することを阻止する役割があり、これにより発光層中での電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。正孔阻止層の材料としては、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、広い意味では正孔を輸送する機能を有する。電子阻止層は正孔を輸送しつつ、電子が正孔輸送層へ到達することを阻止する役割があり、これにより発光層中での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。
(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。すなわち、励起子阻止層を陽極側に有する場合、正孔輸送層と発光層の間に、発光層に隣接して該層を挿入することができ、陰極側に挿入する場合、発光層と陰極との間に、発光層に隣接して該層を挿入することができる。また、陽極と、発光層の陽極側に隣接する励起子阻止層との間には、正孔注入層や電子阻止層などを有することができ、陰極と、発光層の陰極側に隣接する励起子阻止層との間には、電子注入層、電子輸送層、正孔阻止層などを有することができる。阻止層を配置する場合、阻止層として用いる材料の励起一重項エネルギーおよび励起三重項エネルギーの少なくともいずれか一方は、発光材料の励起一重項エネルギーおよび励起三重項エネルギーよりも高いことが好ましい。
(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、正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
 正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、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。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、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体およ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級アミン化合物およ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、電子輸送層は単層また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。使用できる電子輸送層としては例えば、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およ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。さらに、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。さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、また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。
 有機エレクトロルミネッセンス素子を作製する際には、一般式(1)で表される化合物を発光層に用いるだけでなく、発光層以外の層にも用いてもよい。その際、発光層に用いる一般式(1)で表される化合物と、発光層以外の層に用いる一般式(1)で表される化合物は、同一であっても異なっていてもよい。例えば、上記の注入層、阻止層、正孔阻止層、電子阻止層、励起子阻止層、正孔輸送層、電子輸送層などにも一般式(1)で表される化合物を用いてもよい。これらの層の製膜方法は特に限定されず、ドライプロセス、ウェットプロセスのどちらで作製してもよい。
 以下に、有機エレクトロルミネッセンス素子に用いることができる好ましい材料を具体的に例示する。ただし、本発明において用いることができる材料は、以下の例示化合物によって限定的に解釈されることはない。また、特定の機能を有する材料として例示した化合物であっても、その他の機能を有する材料として転用することも可能である。なお、以下の例示化合物の構造式におけるR、R1~R10は、各々独立に水素原子または置換基を表す。nは3~5の整数を表す。
 まず、発光層のホスト材料としても用いることができる好ましい化合物を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 次に、正孔注入材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 次に、正孔輸送材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 次に、電子阻止材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 次に、正孔阻止材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 次に、電子輸送材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 次に、電子注入材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 さらに添加可能な材料として好ましい化合物例を挙げる。例えば、安定化材料として添加すること等が考えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 上述の方法により作製された有機エレクトロルミネッセンス素子は、得られた素子の陽極と陰極の間に電界を印加することにより発光する。このとき、励起一重項エネルギーによる発光であれば、そのエネルギーレベルに応じた波長の光が、蛍光発光および遅延蛍光発光として確認される。また、励起三重項エネルギーによる発光であれば、そのエネルギーレベルに応じた波長が、りん光として確認される。通常の蛍光は、遅延蛍光発光よりも蛍光寿命が短いため、発光寿命は蛍光と遅延蛍光で区別できる。
 一方、りん光については、本発明の化合物のような通常の有機化合物では、励起三重項エネルギーは不安定で熱等に変換され、寿命が短く直ちに失活するため、室温では殆ど観測できない。通常の有機化合物の励起三重項エネルギーを測定するためには、極低温の条件での発光を観測することにより測定可能である。
 本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、単一の素子、アレイ状に配置された構造からなる素子、陽極と陰極がX-Yマトリックス状に配置された構造のいずれにおいても適用することができる。本発明によれば、発光層に一般式(1)で表される化合物を含有させることにより、有用性が高い有機発光素子が得られる。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子などの有機発光素子は、さらに様々な用途へ応用することが可能である。例えば、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いて、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を製造することが可能であり、詳細については、時任静士、安達千波矢、村田英幸共著「有機ELディスプレイ」(オーム社)を参照することができる。また、特に本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、需要が大きい有機エレクトロルミネッセンス照明やバックライトに応用することもできる。
 以下に合成例および実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下に示す材料、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。なお、光励起下の発光量子収率の計測には、絶対PL量子収率測定装置(浜松ホトニクス(株)製:Quantaurus-QY)を用いた。PLスペクトルおよび発光寿命特性の評価は、ストリークカメラ(浜松ホトニクス(株)製C4334型)を検出器に、窒素レーザー(Lasertechnik Berlin社製:MNL200)を励起光源に用いて測定した。EL素子のELスペクトルや電流―電圧―発光特性の評価には外部量子収率測定装置(浜松ホトニクス社製:C9920-12)を用いて行った。
(合成例1) 化合物1の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 ジブロモベンゾチアゾール(2.94g,10mmol)、カルバゾール誘導体1a(9.36g, 28mmol)、ヨウ化銅(0.57g,3mmol)、および18-クラウン-6(0.26g,1mmol)をドデシルベンゼン88mlに加え、内温を220℃に保ちながら96時間加熱した。放冷後、この混合物にヘキサン200ml加えてろ過し、水、メタノール、水、メタノールの順で洗浄した。次に、洗浄後の混合物を、乾燥機で乾燥した後、SiO2のカラムクロマトグラフィーにより、クロロホルム:ヘキサン=1:1の混合溶媒を展開溶媒に用いて精製し、化合物1を収量2.0g、収率25%で得た。更に、得られた化合物1の精製物を、430℃、1Pa以下の条件で昇華精製した。
1H NMR(600MHz,CDCl3)d8.6-8.4(2H),8.1-7.8(4H)、7.6-7.3(8H)、7.3-6.8(22H);MS(70eV,EI)m/z=800(M+)
(合成例2) 化合物2の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 ジブロモベンゾチアゾール(2.94g,10mmol)とカルバゾール誘導体1a(9.36g, 28mmol)の代わりに、ジブロモベンゾチアゾール(0.88g,3mmol)とカルバゾール誘導体1b(4.21g,8.4mmol)を出発物質として用いる以外は、合成例2と同様の合成工程およびカラムクロマトグラフィーによる精製を行い、化合物2を収量1.37g、収率40%で得た。その後、得られた化合物2の精製物を、~430℃、1Pa以下の条件で昇華精製した。
1H NMR(600MHz,CDCl3)d8.2-7.8(6H),7.6-7.3(6H)、7.3-6.8(42H);MS(MALDI)m/z=1135(M+)
(合成例3) 化合物3の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 ジブロモベンゾチアゾール(2.94g,10mmol)とカルバゾール誘導体1a(9.36g, 28mmol)の代わりに、ジブロモベンゾチアゾール(1.47g,5mmol)とカルバゾール誘導体1c(5.07g, 14 mmol)を出発物質として用いる以外は、合成例1と同様の合成工程およびカラムクロマトグラフィーによる精製を行い、化合物3を収量0.86g、収率20%で得た。その後、化合物3の精製物を、430℃、1Pa以下の条件で昇華精製した。
1H NMR(600MHz,CDCl3)d8.6-8.4(2H),8.1-7.8(4H)、7.6-7.3(8H)、7.3-6.8(18H)、2.5-2.3(12H);MS(70eV,EI)m/z=857(M+)
(合成例4) 化合物4の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 ジブロモベンゾチアゾール(2.94g,10mmol)とカルバゾール誘導体1a(9.36g, 28mmol)の代わりに、ジブロモベンゾチアゾール(0.88g,5mmol)とカルバゾール誘導体1d(4.69g, 8.4mmol)を出発物質として用いる以外は、合成例1と同様の合成工程およびカラムクロマトグラフィーによる精製を行い、化合物4を収量1.42g、収率38%で得た。その後、得られた化合物4の精製物を、430℃、1Pa以下の条件で昇華精製した。
1H NMR(600MHz,CDCl3)d8.3-7.8(6H),7.7-7.3(6H)、7.3-6.8(34H)、2.5-2.3(24H);MS(MALDI)m/z=1247(M+)
(実施例1) 化合物1を用いた有機フォトルミネッセンス素子の作製と評価
 石英基板上に真空蒸着法にて、真空度10-3Pa以下の条件にて化合物1とmCPとを異なる蒸着源から蒸着し、化合物1の濃度が1重量%である薄膜を30nmの厚さで形成して有機フォトルミネッセンス素子とした。
 この有機フォトルミネッセンス素子の過渡減衰曲線を図2に示す。過渡減衰曲線は、化合物に励起光を当てて発光強度が失活してゆく過程を測定した発光寿命測定結果を示すものである。通常の一成分の発光(蛍光もしくはリン光)では発光強度は単一指数関数的に減衰する。これは、グラフの縦軸がセミlog である場合には、直線的に減衰することを意味している。図2に示す化合物1の過渡減衰曲線では、観測初期にこのような直線的成分(蛍光)が観測されているが、数μ秒以降には直線性から外れる成分が現れている。これは遅延成分の発光であり、初期の成分と加算される信号は、長時間側に裾をひくゆるい曲線になる。このように発光寿命を測定することによって、化合物1は蛍光成分のほかに遅延成分を含む発光体であることが確認された。図2から、化合物1の即時蛍光の発光寿命は4.9ns、遅延蛍光の発光寿命は103μsと520μsの2成分を含むものであった。
 有機フォトルミネッセンス素子の337nm励起光による即時蛍光の発光スペクトルを測定した結果と、337nm励起光による遅延蛍光の発光スペクトルを測定した結果を図3に併せて示す。また、図3から、化合物1の有機フォトルミネッセンス素子の最大蛍光波長PLmaxは633nmであった。また、即時蛍光と遅延蛍光を合わせたフォトルミネッセンス量子効率は7.9%であり、このうち即時蛍光のフォトルミネッセンス量子効率は6.6%であった。
(実施例2) 化合物2を用いた有機フォトルミネッセンス素子の作製と評価
 化合物1のかわりに化合物2を用いた点を変更して、実施例1と同じ方法により有機フォトルミネッセンス素子を作製し、過渡減衰曲線と、即時蛍光および遅延蛍光の発光スペクトルを測定した。過渡減衰曲線を測定した結果を上記の図2に示し、337nm励起光による即時蛍光の発光スペクトルを測定した結果と、337nm励起光による遅延蛍光の発光スペクトルを測定した結果を図4に併せて示す。
 図2から、化合物2の有機フォトルミネッセンス素子で遅延蛍光を確認することができた。即時蛍光の発光寿命は5.4ns、遅延蛍光の発光寿命は103μsと343μsの2成分を含むものであった。また、図4から、化合物2の有機フォトルミネッセンス素子の最大蛍光波長PLmaxは640nmであった。また、即時蛍光と遅延蛍光を合わせたフォトルミネッセンス量子効率は9.7%であり、このうち即時蛍光のフォトルミネッセンス量子効率は8.8%であった。
(実施例3) 化合物2を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の作製と評価
 膜厚100nmのインジウム・スズ酸化物(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10-3Pa以下で積層した。まず、ITO上にα-NPDを35nmの厚さに形成した。次に、化合物2とCBPを異なる蒸着源から共蒸着し、30nmの厚さの層を形成して発光層とした。この時、化合物2の濃度は6.0重量%とした。
 次に、TPBiを60nmの厚さに形成し、さらにフッ化リチウム(LiF)を0.8nm真空蒸着し、次いでアルミニウム(Al)を80nmの厚さに蒸着することにより陰極を形成し、有機エレクトロルミネッセンス素子とした。
 製造した有機エレクトロルミネッセンス素子の発光スペクトルを図5に示し、電圧-電流密度特性を図6に示し、電流密度-外部量子効率特性を図7に示す。化合物2を発光材料として用いた有機エレクトロルミネッセンス素子は0.1mA/cm2の電流密度下で2.3%の外部量子効率が得られた。
(実施例4) 化合物3を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の作製と評価
 化合物2のかわりに化合物3を用いて、実施例3と同じ方法により有機エレクトロルミネッセンス素子を製造した。
 製造した有機エレクトロルミネッセンス素子の発光スペクトルを上記の図5に示し、電圧-電流密度特性を上記の図6に示し、電流密度-外部量子効率特性を上記の図7に示す。
(実施例5) 化合物4を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の作製と評価
 化合物2のかわりに化合物4を用いて、実施例3と同じ方法により有機エレクトロルミネッセンス素子を製造した。
 製造した有機エレクトロルミネッセンス素子の発光スペクトルを上記の図5に示し、電圧-電流密度特性を上記の図6に示し、電流密度-外部量子効率特性を上記の図7に示す。
(比較例1) 比較化合物を用いた検討
 下記の比較化合物1のトルエン溶液(濃度:10-5M)を調製して、窒素バブリングを行った場合と行わなかった場合のそれぞれについて過渡減衰曲線を測定した。結果を図8に示す。即時蛍光の発光寿命は窒素バブリングを行った場合が19.7nsで、窒素バブリングを行わなかった場合が16.9nsであり、いずれの場合においても遅延蛍光は観測されなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 本発明の化合物は発光材料として有用である。このため本発明の化合物は、有機エレクトロルミネッセンス素子などの有機発光素子用の発光材料として効果的に用いられる。本発明の化合物の中には、遅延蛍光が放射するものも含まれているため、発光材料として有用性が高い有機発光素子を提供することも可能である。このため、本発明は産業上の利用可能性が高い。
 1 基板
 2 陽極
 3 正孔注入層
 4 正孔輸送層
 5 発光層
 6 電子輸送層
 7 陰極

Claims (12)

  1.  下記一般式(1)で表される化合物からなる発光材料。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [一般式(1)において、R1~R4の少なくとも2つは各々独立に下記一般式(2)で表される基を表し、その他のR1~R4は各々独立に水素原子または下記一般式(2)で表される基以外の置換基を表す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    [一般式(2)において、X1~X8は各々独立に窒素原子または置換基を有していてもよい炭素原子を表し、X1~X8の少なくとも1つは置換基を有する炭素原子を表す。L1は置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。n1は0または1を表す。]
  2.  前記一般式(1)のR1およびR4が前記一般式(2)で表される基であることを特徴とする請求項1に記載の発光材料。
  3.  前記一般式(2)のX1~X8が各々独立に置換基を有していてもよい炭素原子を表し、X1~X8の少なくとも1つが置換基を有する炭素原子であることを特徴とする請求項1または2に記載の発光材料。
  4.  前記一般式(2)のX3およびX6の少なくとも一方が置換基を有する炭素原子であることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の発光材料。
  5.  前記一般式(2)のX1~X8の少なくとも1つが置換アミノ基を有する炭素原子であることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の発光材料。
  6.  前記置換アミノ基は、置換もしくは無置換のアリール置換アミノ基である請求項5に記載の発光材料。
  7.  前記アリール置換アミノ基は、アリール基に炭素数1~15のアルキル基が置換したものである請求項6に記載の発光材料。
  8.  下記一般式(1)で表される化合物からなる遅延蛍光体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    [一般式(1)において、R1~R4の少なくとも2つは各々独立に下記一般式(2)で表される基を表し、その他のR1~R4は各々独立に水素原子または一般式(2)で表される基以外の置換基を表す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    [一般式(2)において、X1~X8は各々独立に窒素原子または置換基を有していてもよい炭素原子を表し、X1~X8の少なくとも1つは置換基を有する炭素原子を表す。L1は置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。n1は0または1を表す。]
  9.  請求項1~7のいずれか1項に記載の発光材料を含むことを特徴とする有機発光素子。
  10.  遅延蛍光を放射することを特徴とする請求項9に記載の有機発光素子。
  11.  有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項9または10に記載の有機発光素子。
  12.  下記一般式(1’)で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    [一般式(1’)において、R1’~R4’の少なくとも2つは各々独立に下記一般式(2’)で表される基を表し、その他のR1’~R4’は各々独立に水素原子または一般式(2’)で表される基以外の置換基を表す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    [一般式(2’)において、R11~R18は各々独立に水素原子または置換基を表す。L11は置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。n11は0または1を表す。R11とR12、R12とR13、R13とR14、R14とR15、R15とR16、R16とR17、R17とR18はそれぞれ互いに結合して環状構造を形成していてもよい。]
PCT/JP2015/050348 2014-01-08 2015-01-08 発光材料、有機発光素子および化合物 WO2015105137A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014001852A JP6383538B2 (ja) 2014-01-08 2014-01-08 発光材料、有機発光素子および化合物
JP2014-001852 2014-01-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015105137A1 true WO2015105137A1 (ja) 2015-07-16

Family

ID=53523962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/050348 WO2015105137A1 (ja) 2014-01-08 2015-01-08 発光材料、有機発光素子および化合物

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6383538B2 (ja)
TW (1) TW201533041A (ja)
WO (1) WO2015105137A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106967060A (zh) * 2017-03-28 2017-07-21 石家庄诚志永华显示材料有限公司 系列咔唑衍生物及应用
US10224488B2 (en) * 2016-12-27 2019-03-05 Feng-wen Yen Delayed fluorescence compound for organic EL device and using the same

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6769712B2 (ja) 2015-07-01 2020-10-14 国立大学法人九州大学 有機エレクトロルミネッセンス素子
TWI565095B (zh) * 2015-11-09 2017-01-01 錼創科技股份有限公司 發光模組
KR20190045299A (ko) 2016-09-06 2019-05-02 가부시키가이샤 큐럭스 유기 발광 소자
US11482679B2 (en) 2017-05-23 2022-10-25 Kyushu University, National University Corporation Compound, light-emitting lifetime lengthening agent, use of n-type compound, film and light-emitting device
WO2019009417A1 (ja) 2017-07-06 2019-01-10 国立大学法人九州大学 有機発光素子
KR20200044818A (ko) 2017-08-24 2020-04-29 고쿠리쓰다이가쿠호진 규슈다이가쿠 호스트 재료, 막 및 유기 발광 소자
US20210305517A1 (en) 2018-10-09 2021-09-30 Kyulux, Inc. Composition of matter for use in organic light-emitting diodes
WO2021157593A1 (ja) 2020-02-04 2021-08-12 株式会社Kyulux 組成物、膜、有機発光素子、発光組成物を提供する方法およびプログラム
KR20230015360A (ko) 2020-05-22 2023-01-31 가부시키가이샤 큐럭스 화합물, 발광 재료 및 발광 소자
KR20230047087A (ko) 2020-07-31 2023-04-06 가부시키가이샤 큐럭스 화합물, 발광 재료 및 발광 소자
KR20230142466A (ko) 2021-02-04 2023-10-11 가부시키가이샤 큐럭스 화합물, 발광 재료 및 유기 발광 소자
JP2022178366A (ja) 2021-05-20 2022-12-02 株式会社Kyulux 有機発光素子
WO2022270602A1 (ja) 2021-06-23 2022-12-29 株式会社Kyulux 有機発光素子および膜
JP7222159B2 (ja) 2021-06-23 2023-02-15 株式会社Kyulux 化合物、発光材料および有機発光素子
EP4361158A1 (en) 2021-06-23 2024-05-01 Kyulux, Inc. Organic electroluminescent element
JPWO2023282224A1 (ja) 2021-07-06 2023-01-12
WO2023053835A1 (ja) 2021-09-28 2023-04-06 株式会社Kyulux 化合物、組成物、ホスト材料、電子障壁材料および有機発光素子

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101591531A (zh) * 2009-07-02 2009-12-02 吉林大学 萘并噻二唑发光中心的溶液加工高效率红光电致发光材料
JP2011096812A (ja) * 2009-10-29 2011-05-12 Konica Minolta Holdings Inc 有機光電変換素子、それを用いた太陽電池、及び光センサアレイ
WO2011093309A1 (ja) * 2010-01-28 2011-08-04 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
GB2487625A (en) * 2010-12-29 2012-08-01 Eni Spa Luminescent compounds for spectrum converters
JP2012156299A (ja) * 2011-01-26 2012-08-16 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子、それが具備された表示装置及び照明装置
JP2014105208A (ja) * 2012-11-30 2014-06-09 Ricoh Co Ltd N−アリールカルバゾールの多量体

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101591531A (zh) * 2009-07-02 2009-12-02 吉林大学 萘并噻二唑发光中心的溶液加工高效率红光电致发光材料
JP2011096812A (ja) * 2009-10-29 2011-05-12 Konica Minolta Holdings Inc 有機光電変換素子、それを用いた太陽電池、及び光センサアレイ
WO2011093309A1 (ja) * 2010-01-28 2011-08-04 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
GB2487625A (en) * 2010-12-29 2012-08-01 Eni Spa Luminescent compounds for spectrum converters
JP2012156299A (ja) * 2011-01-26 2012-08-16 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子、それが具備された表示装置及び照明装置
JP2014105208A (ja) * 2012-11-30 2014-06-09 Ricoh Co Ltd N−アリールカルバゾールの多量体

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CAIXIA XU ET AL.: "Electrosynthesis and characterization of a donor-acceptor type electrochromic material from poly(4,7- dicarbazol-9-yl-2,1,3-benzothiadia-zole) and its application in electrochromic devices", THIN SOLID FILMS, vol. 527, 2013, pages 232 - 238 *
HUAQIANG ZHANG ET AL.: "Selective Tuning of the HOMO-LUMO Gap of Carbazole-Based Donor- Acceptor-Donor Compounds toward Different Emission Colors", JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY, 2010, pages 1681 - 1687 *
PING FANG XIA ET AL.: "Synthesis and Properties of Monodisperse Multi-Triarylamine-Substituted Oligothiophenes and 4,7-Bis(2'-oligothienyl)- 2,1,3-benzothiadiazoles for Organic Solar Cell Applications", JOURNAL OF POLYMER SCIENCE ;PART A;POLYMER CHEMISTRY, vol. 47, 2009, pages 137 - 148 *
R.KARPICZ ET AL.: "Electronic properties of carbazole-fluorene-benzothiadiazole compounds revealed by time resolved spectroscopy andquantum chemistry calculations", CHEMICAL PHYSICS, vol. 404, 2012, pages 82 - 87 *
YAN LI ET AL.: "Theoretical study on the electronic structures and photophysical properties of a series of dithienylbenzothiazole derivatives", COMPUTATIONAL AND THEORETICAL CHEMISTRY, vol. 981, 2012, pages 14 - 24 *
YAOCHUAN WANG ET AL.: "Synthesis,optical properties and ultrafast dynamics of a 2,1,3- benzothiadiazole-based red emitter with intense fluorescence and large two-photon absorption cross-section", DYES AND PIGMENTS, vol. 92, 2011, pages 573 - 579 *
YUN-MEI TAO ET AL.: "Syntesis and characterization of efficient luminescent materials based on 2,1,3-benzothiadiazole with carbazole moieties", SYNTETIC METALS, vol. 161, 2011, pages 718 - 723 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10224488B2 (en) * 2016-12-27 2019-03-05 Feng-wen Yen Delayed fluorescence compound for organic EL device and using the same
CN106967060A (zh) * 2017-03-28 2017-07-21 石家庄诚志永华显示材料有限公司 系列咔唑衍生物及应用

Also Published As

Publication number Publication date
JP6383538B2 (ja) 2018-08-29
JP2015129240A (ja) 2015-07-16
TW201533041A (zh) 2015-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6383538B2 (ja) 発光材料、有機発光素子および化合物
JP6284370B2 (ja) 発光材料、有機発光素子および化合物
JP6829547B2 (ja) 化合物、発光材料および有機発光素子
KR102076887B1 (ko) 발광 재료, 유기 발광 소자 및 화합물
JP6225111B2 (ja) 発光材料、化合物、およびそれらを用いた有機発光素子
JP6526625B2 (ja) 発光材料、有機発光素子および化合物
JP6263524B2 (ja) 化合物、発光材料および有機発光素子
JP6668152B2 (ja) 化合物、発光材料および有機発光素子
JP6293417B2 (ja) 化合物、発光材料および有機発光素子
JP6326050B2 (ja) 化合物、発光材料および有機発光素子
JP6262711B2 (ja) 化合物、発光材料および有機発光素子
JP6466913B2 (ja) 発光材料、有機発光素子および化合物
JP6469076B2 (ja) 発光材料、有機発光素子および化合物
JP6367189B2 (ja) 発光材料、有機発光素子および化合物
WO2014203840A1 (ja) 赤色発光材料、有機発光素子および化合物
WO2015080183A1 (ja) 発光材料、有機発光素子および化合物
JP6647514B2 (ja) 有機発光素子ならびにそれに用いる発光材料および化合物
WO2014126076A1 (ja) 化合物、発光材料および有機発光素子
WO2017115834A1 (ja) 化合物、発光材料および有機発光素子
JP2018111751A (ja) 発光材料、化合物および有機発光素子
JP2016084283A (ja) 化合物、発光材料および有機発光素子
JP2016084284A (ja) 化合物、発光材料および有機発光素子

Legal Events

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

Ref document number: 15735530

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15735530

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1