WO2024018915A1 - 化合物、発光素子、表示装置および照明装置 - Google Patents

化合物、発光素子、表示装置および照明装置 Download PDF

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WO2024018915A1
WO2024018915A1 PCT/JP2023/025152 JP2023025152W WO2024018915A1 WO 2024018915 A1 WO2024018915 A1 WO 2024018915A1 JP 2023025152 W JP2023025152 W JP 2023025152W WO 2024018915 A1 WO2024018915 A1 WO 2024018915A1
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WO
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group
light emitting
layer
derivatives
light
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Application number
PCT/JP2023/025152
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亮太 小谷
貴士 徳田
和真 長尾
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東レ株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D471/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00
    • C07D471/02—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D471/04—Ortho-condensed systems
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00

Definitions

  • the present invention relates to a compound having a specific structure, and a light emitting element, a display device, and a lighting device using the same.
  • Organic EL elements which are light-emitting elements, have been steadily put into practical use in recent years, such as being used in displays for televisions and smartphones.
  • existing organic EL devices still have many technical issues. Among these, achieving both high efficiency light emission and long life of organic EL elements has become a major issue.
  • bipyridine derivatives having a bipyridine skeleton and substituted with specific aryl groups and heteroaryl groups for example, see Patent Documents 1 to 3
  • aryl groups having a fluoranthene skeleton for example, see Patent Documents 1 to 3
  • Bipyridine derivatives substituted with for example, see Patent Document 4
  • bipyridine derivatives having a phenanthroline skeleton see, for example, Patent Document 5
  • bipyridine derivatives in which a fluoranthene skeleton and a specific aryl group, arylene group, or heteroaryl group are linked are used to improve luminous efficiency, enable low voltage driving, and provide an organic EL element with excellent durability. Obtainable.
  • the luminous efficiency and durability required of organic EL elements have been increasing more and more, and there is a need for a technology that can achieve both higher luminous efficiency and durable life.
  • R 1 , R 2 and R 5 to R 8 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, or a substituted or unsubstituted aryl group. and a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • R 3 and R 4 are carbon atoms having substituents. R 3 and R 4 may be bonded to each other.
  • L is an unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms.
  • R 7 is a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • R 3 and R 4 in the general formula (1) are connected to each other.
  • a light emitting device containing a compound of [6] The light emitting device according to [5], wherein the electron transport layer further contains a complex of an alkali metal and an organic substance.
  • a light emitting device containing a compound of [8] The light emitting device according to [7], wherein the charge generation layer further contains a phenanthroline dimer.
  • a display device including a light emitting element containing the compound according to any one of [1] to [4].
  • a lighting device including a light emitting element containing the compound according to any one of [1] to [4].
  • a compound according to an embodiment of the present invention is a compound represented by general formula (1).
  • R 1 , R 2 and R 5 to R 8 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, or a substituted or unsubstituted aryl group. and a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • R 3 and R 4 are carbon atoms having substituents. R 3 and R 4 may be bonded to each other.
  • L is an unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms.
  • Patent Documents 1 to 5 disclose compounds V, W, X, Y, and Z represented by the following formulas. .
  • heteroaryl derivatives in which five pyridines and pyrimidines are linked in succession such as Compounds V and W
  • compounds with three bipyridyl groups such as Compound X
  • a compound having a bipyridyl group and a fluorantyl group, such as Compound Y, has too high crystallinity due to the high planarity derived from the fluoranthene skeleton, resulting in low film quality stability, high driving voltage, and low luminous efficiency. There was an issue with durability.
  • 3,3'-bipyridyl derivatives such as Compound Z have the problem that the nitrogen atom of pyridine is not at the 2,2' position, which reduces the coordination of bipyridine to the metal atom and increases the driving voltage. there were.
  • a bipyridyl group has a large electron transport property and is a substituent that has a high coordination ability to a metal atom.
  • L is an unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms
  • the groups on both sides of L are easily conjugated. Therefore, the charge transporting property as a compound becomes greater.
  • the number of carbon atoms in L is not too large, excessive improvement in crystallinity is suppressed and good film quality stability is provided. Therefore, when the compound represented by the general formula (1) is used in a light emitting element, the driving voltage can be reduced, and the luminous efficiency and durability can be improved.
  • bipyridyl groups have high coordination properties to metal atoms
  • a metal doped layer which is a layer doped with a metal in a light emitting device
  • it forms a stable layer. can do.
  • the compound represented by the general formula (1) is used in the electron transport layer, electron injection layer or charge generation layer, these layers exhibit more stability and excellent performance.
  • R 1 , R 2 and R 5 to R 8 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, or a substituted or unsubstituted aryl group. and a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • the hydrogen atom may be a deuterium atom. This point also applies to hydrogen atoms contained in other groups.
  • the alkyl group refers to a saturated aliphatic hydrocarbon group such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, and a tert-butyl group; It may or may not have.
  • the number of carbon atoms in the alkyl group is not particularly limited, but from the viewpoint of availability and cost, it is preferably in the range of 1 to 20, more preferably 1 to 8.
  • the number of carbon atoms here includes the number of carbon atoms contained in a substituent bonded to an alkyl group, and the same applies to other substituents that define the number of carbon atoms.
  • the alkoxy group refers to a group in which an alkyl group is bonded to oxygen, such as a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, a sec-butoxy group, a tert-butoxy group, This may or may not have substituents.
  • the number of carbon atoms in the alkoxy group is not particularly limited, but from the viewpoint of availability and cost, it is usually in the range of 1 to 20, more preferably 1 to 8.
  • Aryl groups include, for example, phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, naphthyl group, fluorenyl group, benzofluorenyl group, dibenzofluorenyl group, phenanthryl group, anthracenyl group, benzophenanthryl group, and benzanthracetyl group.
  • Indicates aromatic hydrocarbon groups such as nyl group, chrysenyl group, pyrenyl group, fluoranthenyl group, triphenylenyl group, benzofluoranthenyl group, dibenzaanthracenyl group, perylenyl group, and helicenyl group. This may or may not have substituents. Among these, phenyl group and biphenyl group are preferred.
  • Heteroaryl groups include, for example, pyridyl group, furanyl group, thiophenyl group, quinolinyl group, isoquinolinyl group, pyrazinyl group, pyrimidyl group, pyridazinyl group, triazinyl group, naphthyridinyl group, cinnolinyl group, phthalazinyl group, quinoxalinyl group, quinazolinyl group, Benzofuranyl group, benzothiophenyl group, indolyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothiophenyl group, carbazolyl group, benzocarbazolyl group, carbolinyl group, indolocarbazolyl group, benzofurocarbazolyl group, benzothienocarba Non-carbon groups such as zolyl group, dihydroindenocarbazolyl group, benzoquinolinyl group, acridinyl
  • the naphthyridinyl group refers to any of the following: 1,5-naphthyridinyl group, 1,6-naphthyridinyl group, 1,7-naphthyridinyl group, 1,8-naphthyridinyl group, 2,6-naphthyridinyl group, 2,7-naphthyridinyl group. Show that.
  • a heteroaryl group may or may not have a substituent.
  • the number of ring-forming atoms is not particularly limited, but is preferably in the range of 3 or more and 40 or less, more preferably 3 or more and 30 or less.
  • each of R 1 , R 2 , R 5 and R 6 is preferably selected from the group consisting of a hydrogen atom, a methyl group and a phenyl group. Further, from the viewpoint of increasing the film quality stability and further improving the durable life of the light emitting element, each of R 1 , R 2 , R 5 and R 6 is preferably a hydrogen atom.
  • R 7 is preferably a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted heteroaryl group. In this case, since the highly reactive 2-position of the bipyridine skeleton is substituted, the stability of the compound is improved.
  • R 7 is more preferably a phenyl group, tolyl group, tert-butylphenyl group, cyanophenyl group, fluorophenyl group or pyridyl group.
  • the compound represented by the general formula (1) when the compound represented by the general formula (1) is used for the metal doping layer, a more stable layer can be formed due to the efficient metal orientation of the substituent. Therefore, the driving voltage can be further reduced and the durability life can be improved.
  • R 7 is more preferably a phenyl group or a tert-butylphenyl group.
  • R 8 is preferably a hydrogen atom or a phenyl group. From the viewpoint of easy availability of the compound, R 8 is more preferably a hydrogen atom.
  • R 3 and R 4 are carbon atoms having substituents.
  • R 3 and R 4 may be bonded to each other.
  • R 3 and R 4 are bonded to each other.
  • R 3 and R 4 should be bonded to each other via a vinylene group, that is, in general formula (1), the skeleton on the left side of L should be a phenanthroline skeleton. is more preferable.
  • L is an unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms.
  • L is an unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms, the groups on both sides of L are likely to be conjugated. Therefore, the charge transporting property as a compound becomes greater. Furthermore, since the number of carbon atoms in L is not too large, excessive improvement in crystallinity is suppressed and good film quality stability is provided. Therefore, when the compound represented by the general formula (1) is used in a light emitting element, the driving voltage can be reduced, and the luminous efficiency and durability can be improved. From the viewpoint of further improving luminous efficiency and durability life, it is preferable that L is a phenylene group, a naphthylene group, or a phenylene-naphthylene group.
  • the molecular weight of the compound represented by general formula (1) is preferably 400 or more from the viewpoint of suppressing crystallization and improving the stability of film quality. On the other hand, from the viewpoint of improving processability during sublimation purification and vapor deposition, the molecular weight of the compound represented by general formula (1) is preferably 700 or less, more preferably 640 or less.
  • Examples of the compound represented by general formula (1) include the compounds shown below. Note that the following is just an example, and compounds other than those specified here are preferably used as long as they are represented by the general formula (1).
  • the compound represented by general formula (1) can be synthesized by a known synthesis method.
  • Examples of the synthesis method include, but are not limited to, a coupling reaction between a halogenated aryl derivative and an arylboronic acid derivative using palladium.
  • the compound represented by general formula (1) is preferably used in any layer of the light emitting device. As described below, the compound represented by the general formula (1) is suitably used for hole injection layers, hole transport layers, light emitting layers, electron transport layers, electrode protective films (cap layers), etc. in light emitting devices. be done. By using the material represented by general formula (1) in any layer of a light emitting device, it is possible to provide a light emitting device with excellent luminous efficiency and durable life.
  • a light emitting element has an anode, a cathode, and an organic layer interposed between the anode and the cathode, and the organic layer emits light due to electric energy.
  • Such a light emitting element may be referred to as an "organic EL element" in the following description.
  • the layer structure between the anode and the cathode in an organic EL element includes, in addition to a structure consisting only of a light emitting layer, 1) a light emitting layer/electron transport layer, 2) a hole transport layer/light emitting layer, and 3) a hole transport layer/ Light emitting layer/electron transport layer, 4) hole injection layer/hole transport layer/light emitting layer/electron transport layer, 5) hole transport layer/light emitting layer/electron transport layer/electron injection layer, 6) hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer, 7) hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / electron injection layer. .
  • the above laminated structure may be a tandem type in which a plurality of layers are laminated with an intermediate layer interposed therebetween.
  • the intermediate layer is generally also called an intermediate electrode, an intermediate conductive layer, a charge generation layer, an electron extraction layer, a connection layer, or an intermediate insulating layer, and a known material composition can be used for the intermediate layer.
  • tandem type examples include, for example, 8) hole transport layer/light emitting layer/electron transport layer/charge generation layer/hole transport layer/light emitting layer/electron transport layer; 9) hole injection layer/hole transport layer/ A charge generation layer is provided as an intermediate layer between an anode and a cathode, such as a light emitting layer/electron transport layer/electron injection layer/charge generation layer/hole injection layer/hole transport layer/light emitting layer/electron transport layer/electron injection layer.
  • Examples include laminated configurations that include.
  • each of the above layers may be a single layer or a plurality of layers, and may be doped.
  • the electron injection layer and the charge generation layer are preferably metal-doped layers, which can improve the electron transport ability and the ability to inject electrons into other adjacent layers.
  • a protective layer (cap layer) may be further provided, and the luminous efficiency can be further improved by the optical interference effect.
  • it may be used in any of the above layers, it is particularly preferably used in the electron transport layer, charge generation layer, or electron injection layer.
  • the organic EL device has at least an electron transport layer and a light emitting layer between an anode and a cathode, and the electron transport layer contains a compound represented by general formula (1).
  • the electron transport layer contains a compound represented by general formula (1).
  • a preferred configuration includes an injection layer and a light emitting layer, and the electron injection layer contains a compound represented by the general formula (1).
  • the anode and the cathode have the role of supplying sufficient current for light emission of the device, and at least one of them is transparent or translucent to extract light. It is desirable that Usually, the anode formed on the substrate is a transparent electrode.
  • the organic EL element In order to maintain the mechanical strength of the organic EL element, it is preferable to form the organic EL element on a substrate.
  • the substrate include glass substrates such as soda glass and non-alkali glass, and plastic substrates.
  • the thickness of the glass substrate should be sufficient to maintain mechanical strength, and 0.5 mm or more is sufficient.
  • the material of the glass it is preferable that there are few ions eluted from the glass, and alkali-free glass is preferable.
  • soda lime glass coated with a barrier coating such as SiO 2 is also commercially available and can also be used.
  • the material used for the anode is preferably capable of efficiently injecting holes into the organic layer. Further, in order to extract light, it is preferably transparent or translucent.
  • materials used for the anode include conductive metal oxides such as zinc oxide, tin oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO), metals such as gold, silver, and chromium, and iodine.
  • examples include inorganic conductive substances such as copper chloride and copper sulfide, and conductive polymers such as polythiophene, polypyrrole, and polyaniline. Among these, ITO glass and Nesa glass are preferred. These electrode materials may be used alone, or a plurality of materials may be stacked or mixed.
  • the material used for the cathode is not particularly limited as long as it can efficiently inject electrons into the light emitting layer.
  • materials used for the cathode include metals such as platinum, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum, and indium, or combinations of these metals with low work function metals such as lithium, sodium, potassium, calcium, and magnesium.
  • examples include alloys and multilayer laminates.
  • aluminum, silver, and magnesium are preferred as the main components from the viewpoint of electrical resistance, ease of film formation, film stability, luminous efficiency, etc., and electron injection into the electron transport layer and electron injection layer is easy. Therefore, it is more preferable to be composed of magnesium and silver.
  • the material constituting the protective layer is not particularly limited, but includes, for example, metals such as platinum, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum, and indium, alloys using these metals, silica, titania, and Examples include inorganic substances such as silicon nitride, organic polymer compounds such as polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, and hydrocarbon polymer compounds. Further, a compound represented by general formula (1) can also be used as a capping material. However, when the organic EL element has an element structure (top emission structure) in which light is extracted from the cathode side, the capping material preferably has light transmittance in the visible light region.
  • the hole injection layer is a layer inserted between the anode and the hole transport layer.
  • the hole injection layer may be a single layer or a plurality of stacked layers.
  • the presence of a hole injection layer between the hole transport layer and the anode not only allows lower voltage driving and improved durability, but also improves the carrier balance of the device and improves luminous efficiency.
  • benzidine derivatives a group of materials called starburst arylamines, triarylamine derivatives, biscarbazole derivatives, pyrazoline derivatives, stilbene compounds, fluorene compounds, hydrazone compounds, benzofuran derivatives, thiophene derivatives, oxadiazole derivatives, phthalocyanine.
  • examples include derivatives, heterocyclic compounds such as porphyrin derivatives, polymer materials such as polycarbonate and styrene derivatives having the above-mentioned monomers in their side chains, polythiophene, polyaniline, polyfluorene, polyvinylcarbazole, and polysilane. From the viewpoint of smoothly injecting and transporting holes from the anode to the hole transport layer, benzidine derivatives, starburst arylamine materials, and fluorene compounds are more preferably used.
  • a hole injection layer may be formed by laminating a plurality of materials. Furthermore, it is more preferable that this hole injection layer is composed of an acceptor compound alone, or that the hole injection material as described above is doped with an acceptor compound, since the above-mentioned effects can be obtained more markedly.
  • the acceptor compound is a material that forms a charge transfer complex with the material constituting the hole transport layer in contact with it when used as a single layer film, or the hole injection layer when used as a dope. When such a material is used, the conductivity of the hole injection layer is improved, which further contributes to lowering the drive voltage of the element, and further improves luminous efficiency and durability.
  • the acceptor compound known materials can be used.
  • metal chlorides, metal oxides such as molybdenum oxide, charge transfer complexes, organic compounds having a nitro group, cyano group, halogen or trifluoromethyl group in the molecule, quinone compounds, acid anhydride compounds, fullerenes, etc. can be mentioned.
  • metal oxides and cyano group-containing compounds are preferred because they are easy to handle and can be deposited easily, so that the above-mentioned effects can be easily obtained.
  • the hole injection layer when the hole injection layer is composed of an acceptor compound alone or when the hole injection layer is doped with an acceptor compound, the hole injection layer may be one layer, or A plurality of layers may be laminated.
  • the hole transport layer is a layer that transports holes injected from the anode to the light emitting layer.
  • the hole transport layer may be a single layer or may be composed of a plurality of laminated layers.
  • Examples of materials used for the hole transport layer include those exemplified as materials used for the hole injection layer. From the viewpoint of smoothly injecting and transporting holes to the light emitting layer, triarylamine derivatives and benzidine derivatives are more preferred.
  • the light-emitting layer may be a single layer or multiple layers, each formed of a light-emitting material (host material, dopant material), and may be a mixture of a host material and a dopant material, or a host material alone. , or a mixture of two types of host materials and one type of dopant material. That is, in the organic EL device according to the embodiment of the present invention, in each light emitting layer, only the host material or the dopant material may emit light, or both the host material and the dopant material may emit light. From the viewpoint of efficiently utilizing electrical energy and obtaining light with high color purity, the light-emitting layer is preferably made of a mixture of a host material and a dopant material.
  • the host material and the dopant material may be one type each, or may be a combination of a plurality of types.
  • the dopant material may be contained entirely or partially in the host material.
  • the dopant material may be layered or dispersed. Dopant materials can control the color of emitted light.
  • the amount of the dopant material is preferably 30% by weight or less, more preferably 20% by weight or less based on the host material, from the viewpoint of suppressing the concentration quenching phenomenon.
  • the doping method it can be formed by a co-evaporation method with a host material, but it may also be mixed with the host material in advance and then vapor-deposited at the same time.
  • fused ring derivatives such as anthracene and pyrene, which are known as luminescent substances
  • metal chelated oxinoid compounds such as tris(8-quinolinolato)aluminum
  • bisstyryl derivatives such as bisstyrylanthracene derivatives and distyrylbenzene derivatives
  • tetraphenylbutadiene tetraphenylbutadiene
  • the host material contained in the luminescent material does not need to be limited to only one type of compound, and a mixture of multiple compounds may be used. Alternatively, they may be used in a stacked manner.
  • known materials can be used.
  • compounds having a fused aryl ring such as naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, chrysene, naphthacene, triphenylene, perylene, fluoranthene, fluorene, and indene, and derivatives thereof, N,N'-dinaphthyl-N,N'- Aromatic amine derivatives such as diphenyl-4,4'-diphenyl-1,1'-diamine, metal chelated oxinoid compounds such as tris(8-quinolinate)aluminum(III), bisstyryl derivatives such as distyrylbenzene derivatives, tetra Phenylbutadiene derivatives, in
  • the hosts used when the light-emitting layer emits triplet light (phosphorescence) include metal chelated oxinoid compounds, dibenzofuran derivatives, dibenzothiophene derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, triazine derivatives, triphenylene derivatives, etc. is preferably used.
  • Examples of dopant materials contained in the luminescent material include compounds having an aryl ring and derivatives thereof, compounds having a heteroaryl ring and derivatives thereof, distyrylbenzene derivatives, aminostyryl derivatives, aromatic acetylene derivatives, and tetraphenylbutadiene derivatives. , stilbene derivatives, aldazine derivatives, pyrromethene derivatives, diketopyrrolo[3,4-c]pyrrole derivatives, coumarin derivatives, azole derivatives, metal complexes thereof, aromatic amine derivatives, compounds represented by the following general formula (2), etc. It will be done. Among these, dopants containing a diamine skeleton and dopants containing a fluoranthene skeleton can further improve luminous efficiency, and compounds represented by the following general formula (2) can further improve luminous efficiency and durability life. be able to.
  • the Za ring, Zb ring and Zc ring each independently represent a substituted or unsubstituted aryl ring having 6 to 30 ring atoms or a substituted or unsubstituted aryl ring having 5 to 30 ring atoms. It is a heteroaryl ring.
  • the Za ring, Zb ring and Zc ring are preferably each independently a substituted or unsubstituted aryl ring having 6 to 30 ring carbon atoms.
  • Z 1 and Z 2 are each independently an oxygen atom, NRa (a nitrogen atom having a substituent Ra), or a sulfur atom, and when Z 1 is NRa, they are combined with the Za ring or the Zb ring to form a ring.
  • Z 2 When Z 2 is NRa, it may or may not form a ring by bonding with the Zb ring or Zc ring.
  • Ra is each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 30 ring atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 30 ring atoms; is an alkyl group.
  • Z 1 and Z 2 are both NRa, and Ra is preferably a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms.
  • Rb is each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 30 ring atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 30 ring atoms; is an alkyl group.
  • Y is a boron atom.
  • substituents when substituted include alkyl groups, cycloalkyl groups, heterocyclic groups, alkenyl groups, cycloalkenyl groups, alkynyl groups, aryl groups, heteroaryl groups, hydroxyl groups, thiol groups, Alkoxy group, alkylthio group, aryl ether group, arylthioether group, halogen, cyano group, aldehyde group, acyl group, carboxyl group, ester group, amide group, acyl group, sulfonyl group, sulfonic acid ester group, sulfonamide group, amino A nitro group, a silyl group, a siloxanyl group, a boryl group, and an oxo group are preferred. Moreover, these substituents may be further substituted with the above-mentioned substituents.
  • alkyl group and alkoxy group examples include those exemplified as substituents in general formula (1).
  • the cycloalkyl group refers to, for example, a saturated alicyclic hydrocarbon group such as a cyclopropyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, or an adamantyl group, which may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms forming the ring is not particularly limited, but is preferably in the range of 3 or more and 20 or less.
  • a heterocyclic group refers to an aliphatic ring having an atom other than carbon in the ring, such as a pyran ring, a piperidine ring, or a cyclic amide, which may or may not have a substituent. .
  • the number of ring-forming atoms is not particularly limited, but is preferably in the range of 3 or more and 20 or less.
  • the alkenyl group refers to an unsaturated aliphatic hydrocarbon group containing a double bond, such as a vinyl group, allyl group, butadienyl group, and may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the alkenyl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 20 or less.
  • a cycloalkenyl group refers to an unsaturated alicyclic hydrocarbon group containing a double bond, such as a cyclopentenyl group, a cyclopentadienyl group, or a cyclohexenyl group, even if it has a substituent. You don't have to.
  • the alkynyl group refers to, for example, an unsaturated aliphatic hydrocarbon group containing a triple bond such as an ethynyl group, which may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the alkynyl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 20 or less.
  • Aryl groups include, for example, phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, naphthyl group, fluorenyl group, benzofluorenyl group, dibenzofluorenyl group, phenanthryl group, anthracenyl group, benzophenanthryl group, and benzanthracetyl group.
  • Indicates aromatic hydrocarbon groups such as nyl group, chrysenyl group, pyrenyl group, fluoranthenyl group, triphenylenyl group, benzofluoranthenyl group, dibenzaanthracenyl group, perylenyl group, and helicenyl group.
  • phenyl group biphenyl group, terphenyl group, naphthyl group, fluorenyl group, phenanthryl group, anthracenyl group, pyrenyl group, fluoranthenyl group, and triphenylenyl group are preferable.
  • the aryl group may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the aryl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 6 or more and 40 or less, more preferably 6 or more and 30 or less.
  • a substituted phenyl group when there are substituents on two adjacent carbon atoms in the phenyl group, these substituents may form a ring structure with each other.
  • the resulting group is a "substituted phenyl group,” “aryl group having a structure in which two or more rings are condensed,” or “hetero group having a structure in which two or more rings are condensed.” "aryl group”.
  • Heteroaryl groups include, for example, pyridyl group, furanyl group, thiophenyl group, quinolinyl group, isoquinolinyl group, pyrazinyl group, pyrimidyl group, pyridazinyl group, triazinyl group, naphthyridinyl group, cinnolinyl group, phthalazinyl group, quinoxalinyl group, quinazolinyl group, Benzofuranyl group, benzothiophenyl group, indolyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothiophenyl group, carbazolyl group, benzocarbazolyl group, carbolinyl group, indolocarbazolyl group, benzofurocarbazolyl group, benzothienocarba Non-carbon groups such as zolyl group, dihydroindenocarbazolyl group, benzoquinolinyl group, acridinyl
  • the naphthyridinyl group refers to any of the following: 1,5-naphthyridinyl group, 1,6-naphthyridinyl group, 1,7-naphthyridinyl group, 1,8-naphthyridinyl group, 2,6-naphthyridinyl group, 2,7-naphthyridinyl group. Show that.
  • a heteroaryl group may or may not have a substituent.
  • the number of ring atoms of the heteroaryl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 3 to 40, more preferably 3 to 30.
  • An alkylthio group is an alkoxy group in which the oxygen atom of the ether bond is replaced with a sulfur atom.
  • the alkylthio group may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the alkylthio group is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 20.
  • the aryl ether group refers to a functional group such as a phenoxy group to which an aromatic hydrocarbon group is bonded via an ether bond, and may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the aryl ether group is not particularly limited, but is preferably in the range of 6 or more and 40 or less.
  • the arylthioether group refers to a functional group in which the oxygen atom of the ether bond of the aryl ether group is substituted with a sulfur atom, and may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the arylthioether group is not particularly limited, but is preferably in the range of 6 or more and 40 or less.
  • Halogen refers to fluorine, chlorine, bromine or iodine.
  • An acyl group refers to a functional group to which an alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, or heteroaryl group is bonded via a carbonyl group, such as an acetyl group, propionyl group, benzoyl group, or acryl group. , may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the acyl group is not particularly limited, but is preferably 2 or more and 40 or less, more preferably 2 or more and 30 or less.
  • the ester group refers to a functional group in which, for example, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, etc. are bonded via an ester bond, and may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the ester group is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 or more and 20 or less. More specifically, methyl ester groups such as methoxycarbonyl groups, ethyl ester groups such as ethoxycarbonyl groups, propyl ester groups such as propoxycarbonyl groups, butyl ester groups such as butoxycarbonyl groups, isopropyl groups such as isopropoxymethoxycarbonyl groups, etc. Examples include ester groups, hexyl ester groups such as hexyloxycarbonyl groups, and phenyl ester groups such as phenoxycarbonyl groups.
  • the amide group refers to a functional group in which, for example, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, etc. are bonded via an amide bond, and may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the amide group is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 20. More specifically, examples include methylamide group, ethylamide group, propylamide group, butylamide group, isopropylamide group, hexylamide group, and phenylamide group.
  • the number of carbon atoms in the sulfonyl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 20.
  • a sulfonic acid ester group refers to a functional group in which, for example, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, etc. are bonded via a sulfonic acid ester bond, and may or may not have a substituent. You can.
  • the number of carbon atoms in the sulfonic acid ester group is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 or more and 20 or less.
  • a sulfonamide group refers to a functional group in which, for example, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, etc. are bonded via a sulfonamide bond, and may or may not have a substituent. good.
  • the number of carbon atoms in the sulfonamide group is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 or more and 20 or less.
  • the amino group may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the amino group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 50 or less, more preferably 6 or more and 40 or less, particularly preferably 6 or more and 30 or less.
  • a silyl group refers to a functional group to which a substituted or unsubstituted silicon atom is bonded, such as an alkylsilyl group such as a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a tert-butyldimethylsilyl group, a propyldimethylsilyl group, or a vinyldimethylsilyl group. and arylsilyl groups such as phenyldimethylsilyl group, tert-butyldiphenylsilyl group, triphenylsilyl group, and trinaphthylsilyl group.
  • the silyl group may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the silyl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 30.
  • the siloxanyl group refers to a silicon compound group via an ether bond, such as a trimethylsiloxanyl group.
  • the siloxanyl group may or may not have a substituent.
  • the boryl group may or may not have a substituent.
  • Examples of the compound represented by general formula (2) include the following examples.
  • the light emitting layer contains a triplet light emitting material.
  • Dopants used when the light-emitting layer emits triplet light include iridium (Ir), ruthenium (Ru), palladium (Pd), platinum (Pt), osmium (Os), and rhenium (Re).
  • the ligand preferably has a nitrogen-containing aromatic heterocycle such as a phenylpyridine skeleton, a phenylquinoline skeleton, or a carbene skeleton.
  • the complex is not limited to these, and an appropriate complex is selected based on the required emission color, device performance, and relationship with the host compound.
  • tris(2-phenylpyridyl)iridium complex tris ⁇ 2-(2-thiophenyl)pyridyl ⁇ iridium complex, tris ⁇ 2-(2-benzothiophenyl)pyridyl ⁇ iridium complex, tris(2-phenyl) benzothiazole) iridium complex, tris(2-phenylbenzoxazole) iridium complex, trisbenzoquinoline iridium complex, bis(2-phenylpyridyl)(acetylacetonato)iridium complex, bis ⁇ 2-(2-thiophenyl)pyridyl ⁇ iridium complex, bis ⁇ 2-(2-benzothiophenyl)pyridyl ⁇ (acetylacetonato)iridium complex, bis(2-phenylbenzothiazole)(acetylacetonato)iridium complex, bis(2-phenylbenzoxazole)(acetylacetonate) (nato)
  • the above-mentioned triplet luminescent materials used as dopant materials may contain only one type each in the luminescent layer, or may use a mixture of two or more types.
  • the total weight of the dopant materials is preferably 30% by weight or less, more preferably 20% by weight or less, based on the host material.
  • Preferable hosts and dopants in triplet emission systems are not particularly limited, but specific examples include the following.
  • the light-emitting layer contains a thermally activated delayed fluorescent material.
  • Thermal activation delayed fluorescence is explained on pages 87 to 103 of "Cutting Edge Organic EL” (edited by Chinaya Adachi and Hiroshi Fujimoto, published by CMC Publishing). In that literature, by bringing the energy levels of the excited singlet state and excited triplet state of a fluorescent material close together, the reverse energy transfer from the excited triplet state to the excited singlet state, which normally has a low transition probability, is increased. It is explained that thermally activated delayed fluorescence (TADF) occurs with high efficiency. Further, in FIG. 5 of the document, the mechanism of generation of delayed fluorescence is explained. Emission of delayed fluorescence can be confirmed by transient PL (Photo Luminescence) measurement.
  • thermally activated delayed fluorescent material is also commonly referred to as a TADF material.
  • the thermally activated delayed fluorescent material may be a single material that exhibits thermally activated delayed fluorescence, or a plurality of materials that exhibit thermally activated delayed fluorescence. When a plurality of materials are used, they may be used as a mixture, or layers made of each material may be laminated.
  • known materials can be used. Examples include, but are not limited to, benzonitrile derivatives, triazine derivatives, disulfoxide derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, dihydrophenazine derivatives, thiazole derivatives, and oxadiazole derivatives.
  • the device in which the light-emitting layer contains the TADF material further contains a fluorescent dopant in the light-emitting layer. This is because triplet excitons are converted into singlet excitons by the TADF material, and the singlet excitons are received by the fluorescent dopant, thereby achieving higher luminous efficiency and longer durable life.
  • the electron transport layer is a layer into which electrons are injected from the cathode and further transports electrons. It is desired that the electron transport layer has high electron injection efficiency and efficiently transports the injected electrons. Therefore, the material constituting the electron transport layer is preferably a substance that has high electron affinity, high electron mobility, excellent stability, and does not easily generate trapping impurities during manufacture and use. In particular, when laminating a thick film, a compound with a molecular weight of 400 or more is preferable in order to maintain stable film quality, since low molecular weight compounds tend to crystallize and deteriorate the film quality.
  • the electron transport layer in the present invention includes a hole blocking layer that can efficiently block the movement of holes, and the hole blocking layer and the electron transport layer can be used alone or by laminating a plurality of materials. may be configured.
  • the electron transport material used in the electron transport layer known materials can be used. Examples include various metal complexes such as fused polycyclic aromatic derivatives, styryl aromatic ring derivatives, quinone derivatives, phosphorus oxide derivatives, quinolinol complexes, benzoquinolinol complexes, hydroxyazole complexes, azomethine complexes, tropolone metal complexes, and flavonol metal complexes. It will be done.
  • a heteroaryl ring structure consisting of an element selected from carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, silicon, and phosphorus and containing electron-accepting nitrogen. It is preferable to use a compound having
  • the electron-accepting nitrogen mentioned here refers to a nitrogen atom that forms multiple bonds with adjacent atoms. Since the nitrogen atom has high electronegativity, the multiple bond has electron-accepting properties. Therefore, aromatic heterocycles containing electron-accepting nitrogen have high electron affinity.
  • An electron transport material having electron-accepting nitrogen can easily receive electrons from a cathode having a high electron affinity, and can be driven at a lower voltage. In addition, more electrons are supplied to the light-emitting layer and the probability of recombination increases, so that the light-emitting efficiency is further improved.
  • heteroaryl ring containing electron-accepting nitrogen examples include a triazine ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, quinoline ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, naphthyridine ring, pyrimidopyrimidine ring, benzoquinoline ring, phenanthroline ring, Examples include an imidazole ring, an oxazole ring, an oxadiazole ring, a triazole ring, a thiazole ring, a thiadiazole ring, a benzoxazole ring, a benzothiazole ring, a benzimidazole ring, and a phenanthroimidazole ring.
  • Examples of compounds having these heteroaryl ring structures include pyridine derivatives, triazine derivatives, quinazoline derivatives, pyrimidine derivatives, benzimidazole derivatives, benzoxazole derivatives, benzthiazole derivatives, oxadiazole derivatives, thiadiazole derivatives, triazole derivatives, and pyrazine. derivatives, phenanthroline derivatives, quinoxaline derivatives, quinoline derivatives, benzoquinoline derivatives, oligopyridine derivatives, quinoxaline derivatives and naphthyridine derivatives.
  • imidazole derivatives oxadiazole derivatives, triazole derivatives, phenanthroline derivatives, benzoquinoline derivatives, bipyridine derivatives, terpyridine derivatives, and naphthyridine derivatives are preferably used from the viewpoint of electron transport ability.
  • the fused polycyclic aromatic skeleton is preferably a fluoranthene skeleton, anthracene skeleton, pyrene skeleton, or phenanthroline skeleton. More preferred.
  • Preferred electron transport materials are not particularly limited, but specific examples include the following.
  • the compound represented by the general formula (1) is also preferable because it has high electron transport properties and exhibits excellent properties as an electron transport layer.
  • the above electron transport material may be used alone, or two or more of the above electron transport materials may be mixed together, or one or more of the other electron transport materials may be mixed with the above electron transport material. I do not care.
  • it may contain a donor compound.
  • the donor compound is a compound that improves the electron injection barrier, facilitates electron injection from the cathode or electron injection layer to the electron transport layer, and further improves the electrical conductivity of the electron transport layer.
  • the donor compound preferably contains an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, or a rare earth metal atom from the viewpoint of improving electron transport properties with a low work function.
  • the electron transport layer contains an alkali metal atom or a rare earth metal atom as a donor compound.
  • the donor compound is preferably in the form of an inorganic salt or a complex of a metal and an organic substance rather than an elemental metal because it is easy to deposit in a vacuum and is easy to handle.
  • the metal be in the form of a complex with an organic substance, since it can be easily handled in the atmosphere and the added concentration can be easily adjusted.
  • inorganic salts include oxides, nitrides, fluorides, carbonates, and the like.
  • Preferred examples of the organic substance in the complex with an organic substance include quinolinol, benzoquinolinol, pyridylphenol, flavonol, hydroxyimidazopyridine, hydroxybenzazole, and hydroxytriazole.
  • the electron transport layer contains a complex of an alkali metal and an organic substance as a donor compound.
  • a complex of lithium and an organic substance is more preferable, and lithium quinolinol (Liq), which is available at a relatively low price, is particularly preferable.
  • the ionization potential of the electron transport layer is not particularly limited, but is preferably 5.6 eV or more and 8.0 eV or less, more preferably 5.6 eV or more and 7.0 eV or less.
  • the method for forming the above-mentioned layers constituting the organic EL element is not particularly limited, such as resistance heating evaporation, electron beam evaporation, sputtering, molecular lamination method, coating method, etc. However, from the viewpoint of device characteristics, resistance heating evaporation or electron beam evaporation is usually used. is preferred.
  • an electron injection layer may be provided between the cathode and the electron transport layer.
  • the electron injection layer is inserted to help inject electrons from the cathode to the electron transport layer, but when inserted, a compound having a heteroaryl ring structure containing electron-accepting nitrogen may be used. , a layer containing the above donor material may be used.
  • an inorganic material such as an insulator or a semiconductor can be used for the electron injection layer, and known materials can be used. By using these materials, short circuits in the organic EL element can be suppressed and electron injection properties can be improved.
  • Such an insulator is preferably at least one metal compound selected from the group consisting of alkali metal chalcogenides, alkaline earth metal chalcogenides, alkali metal halides, and alkaline earth metal halides.
  • complexes of organic substances and metals are also suitably used.
  • a complex of an organic substance and a metal is used for the electron injection layer, the film thickness can be easily adjusted.
  • organic substances in the organometallic complex include quinolinol, benzoquinolinol, pyridylphenol, flavonol, hydroxyimidazopyridine, hydroxybenzazole, and hydroxytriazole.
  • a layer containing a compound represented by the general formula (1) also has high electron injection properties and is preferable because it exhibits excellent properties as an electron injection layer.
  • the compound represented by the general formula (1) is preferably doped with the above-mentioned alkali metal or rare earth metal, so that the driving voltage can be further reduced and the durability life can be further improved. That is, it is preferable that the electron injection layer further contains an alkali metal atom or a rare earth metal atom.
  • the charge generation layer in the present invention generally consists of a double layer, and specifically can be used as a pn junction charge generation layer consisting of an n-type charge generation layer and a p-type charge generation layer.
  • the pn junction type charge generation layer generates charges or separates the charges into holes and electrons when a voltage is applied in the organic EL element, and transfers these holes and electrons to the hole transport layer and the electrons. It is injected into the light emitting layer via the transport layer. Specifically, it functions as an intermediate charge generation layer in an organic EL element in which light emitting layers are laminated.
  • the n-type charge generation layer supplies electrons to the first light-emitting layer located on the anode side, and the p-type charge generation layer supplies holes to the second light-emission layer located on the cathode side. Therefore, the luminous efficiency of an organic EL element in which a plurality of luminescent layers are laminated can be further improved, the driving voltage can be lowered, and the durable life of the element can be further improved.
  • the n-type charge generation layer consists of an n-type dopant and a host, and conventional materials can be used for these.
  • an alkali metal, alkaline earth metal, or rare earth metal can be used as the n-type dopant.
  • a compound having a nitrogen-containing aromatic heterocycle such as a phenanthroline derivative and an oligopyridine derivative can be used.
  • the compound represented by the general formula (1) and the phenanthroline dimer are preferable because they exhibit excellent properties as a host for the n-type charge generation layer.
  • One embodiment of the charge generation layer preferably contains a phenanthroline dimer in addition to the compound represented by general formula (1).
  • phenanthroline dimer include the following compounds.
  • One embodiment of the charge generation layer preferably contains an alkali metal atom or a rare earth metal atom in addition to the compound represented by the general formula (1).
  • Li is particularly preferred as the alkali metal atom.
  • Yb is particularly preferred as the rare earth metal atom.
  • a structure containing a phenanthroline dimer and an alkali metal or rare earth metal atom in addition to the compound represented by the general formula (1) is also preferable.
  • the p-type charge generation layer consists of a p-type dopant and a host, and conventional materials can be used for these.
  • a p-type dopant tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (F4-TCNQ), tetracyanoquinodimethane derivatives, radialene derivatives, iodine, FeCl 3 , FeF 3 , SbCl 5 etc.
  • the p-type dopant is a radialene derivative.
  • the host is an arylamine derivative.
  • the thickness of the organic layer cannot be limited as it depends on the resistance value of the light-emitting substance, but it is preferably 1 to 1000 nm.
  • the thickness of each of the light-emitting layer, electron transport layer, and hole transport layer is preferably 1 nm or more and 200 nm or less, more preferably 5 nm or more and 100 nm or less.
  • the organic EL element according to the embodiment of the present invention has a function of converting electrical energy into light.
  • direct current is mainly used as electrical energy here, pulsed current or alternating current can also be used.
  • the current and voltage values they should be selected so that maximum brightness can be obtained with as low energy as possible, taking into consideration the power consumption and lifespan of the element.
  • the light emitting element according to the embodiment of the present invention is suitably used as a display device such as a display that displays in a matrix and/or segment format, for example. That is, a light emitting element containing a compound according to an embodiment of the present invention is suitably used as a display device.
  • the light emitting element according to the embodiment of the present invention is also preferably used as a backlight for various devices.
  • Backlights are mainly used for the purpose of improving the visibility of display devices such as non-self-luminous displays, and are used in liquid crystal displays, clocks, audio devices, automobile panels, display boards, signs, and the like.
  • the light-emitting element of the present invention is preferably used for backlights for liquid crystal displays, especially for personal computers where thinning is being considered, and it is possible to provide backlights that are thinner and lighter than conventional ones.
  • the light emitting element according to the embodiment of the present invention is also preferably used as various lighting devices. That is, the light emitting element containing the compound according to the embodiment of the present invention is suitably used as a lighting device.
  • the light-emitting element according to the embodiment of the present invention can achieve both high luminous efficiency and high color purity, and can also be made thinner and lighter, so it has low power consumption and bright luminescent color. A lighting device with a high level of design can be realized.
  • a mixed solution of 10 g of raw material A, 4.9 g of 6-bromo-2,2'-bromobipyridine, 150 mg of dichlorobis(triphenylphosphine palladium) dichloride, 40 ml of 0.75 M aqueous potassium carbonate solution, and 210 ml of dimethoxyethane was refluxed under a nitrogen stream. The mixture was heated and stirred for 5 hours. After cooling to room temperature, water was added and filtered, washed with methanol and vacuum dried. The catalyst was removed from the obtained solid using activated carbon, and the solvent was removed by evaporation. The obtained solid was recrystallized from toluene and then dried under vacuum to obtain 7.2 g of Compound 2.
  • the obtained Compound 7 was purified by sublimation at about 290° C. under a pressure of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa using an oil diffusion pump.
  • the HPLC purity (area % at a measurement wavelength of 254 nm) of Compound 2 before and after sublimation purification was 99.9%.
  • the obtained Compound 6 was purified by sublimation at about 340° C. under a pressure of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa using an oil diffusion pump.
  • the HPLC purity (area % at a measurement wavelength of 254 nm) of Compound 6 before and after sublimation purification was 99.9%.
  • 96 ml of n-butyllithium (1.6 M hexane solution) was added dropwise to a mixed solution of 36.1 g of 1,3-dibromobenzene and 96 ml of tetrahydrofuran at 0° C. under a nitrogen stream. After stirring at 0°C for 30 minutes, the mixture was added dropwise to a mixed solution of 34.5 g of Intermediate C and 96 ml of THF at 0°C. After raising the temperature to room temperature, 150 ml of saturated ammonium chloride aqueous solution was added to the reaction solution. The organic layer was extracted with ethyl acetate and evaporated.
  • the obtained compound 10 was purified by sublimation at about 340° C. under a pressure of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa using an oil diffusion pump.
  • the HPLC purity (area % at a measurement wavelength of 254 nm) of Compound 10 before and after sublimation purification was 99.9%.
  • Examples 1 to 27 and Comparative Examples 1 to 16 were each driven with direct current at 10 mA/cm 2 and the initial driving voltage was measured. Further, the voltage was measured when DC driving was performed for 100 hours at a current density of 10 mA/cm 2 in an environment at a temperature of 70° C., and the amount of voltage increase from the initial driving voltage was calculated.
  • the organic EL devices obtained in Examples 28 to 81 and Comparative Examples 17 to 48 were each turned on at a brightness of 1000 cd/m 2 and the initial driving voltage was measured. Further, the voltage when constant current driving was performed for 100 hours at room temperature at a current density of 10 mA/cm 2 was measured, and the amount of voltage increase from the initial driving voltage was calculated.
  • Example 1 A glass substrate (manufactured by Geomatec Co., Ltd., 11 ⁇ / ⁇ , sputtered product) on which a 125 nm thick ITO transparent conductive film was deposited as an anode was cut into 38 mm ⁇ 46 mm and etched. The obtained substrate was ultrasonically cleaned for 15 minutes using "Semico Clean" (registered trademark) 56 (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.), and then washed with ultrapure water. This substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour immediately before fabricating the device, placed in a vacuum evaporation device, and evacuated until the degree of vacuum in the device became 5 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less.
  • "Semico Clean" registered trademark
  • This substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour immediately before fabricating the device, placed in a vacuum evaporation device, and evacuated until the degree of vacuum in the device became 5 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less.
  • the film thickness referred to here is a value displayed on a crystal oscillation type film thickness monitor, and is common to other Examples and Comparative Examples.
  • the initial driving voltage was 0.067V
  • the amount of voltage increase when driven at 70° C. for 100 hours was 0.035V.
  • Comparative Examples 1 to 16 A device was produced in the same manner as in Example 1, except that the compound used, the metal element, and the vapor deposition rate ratio of the compound and the metal element were changed as shown in Table 1.
  • Table 1 shows the results of each example and comparative example.
  • compounds 2 to 19 are the compounds shown below.
  • Example 28 A glass substrate (manufactured by Geomatec Co., Ltd., 11 ⁇ / ⁇ , sputtered product) on which a 165 nm thick ITO transparent conductive film was deposited as an anode was cut into 38 mm ⁇ 46 mm and etched. The obtained substrate was ultrasonically cleaned for 15 minutes using "Semico Clean" 56 (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.), and then washed with ultrapure water. This substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour immediately before fabricating the device, placed in a vacuum evaporation device, and evacuated until the degree of vacuum in the device became 5 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less.
  • "Semico Clean" 56 trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.
  • p-D1 was first deposited to a thickness of 5 nm as a hole injection layer, and then HT-1 was deposited to a thickness of 50 nm as a hole transport layer.
  • a mixed layer of host material H-1 and dopant material D-1 was deposited to a thickness of 20 nm at a doping concentration of 5% by weight.
  • the initial driving voltage was 4.52V
  • the external quantum efficiency luminous efficiency
  • the durable life was 960 hours
  • the lifespan was 960 hours when driven for 100 hours at room temperature.
  • the amount of voltage increase was 0.021V.
  • p-D1, HT-1, H-1, D-1, ET-1 and 2E-1 are the compounds shown below.
  • Examples 29-54, Comparative Examples 17-32 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 28, except that the compound used, the metal element, and the vapor deposition rate ratio of the compound and the metal element were changed as shown in Table 2. Table 2 shows the results of each example and comparative example.
  • Example 55 A glass substrate (manufactured by Geomatec Co., Ltd., 11 ⁇ / ⁇ , sputtered product) on which a 165 nm thick ITO transparent conductive film was deposited as an anode was cut into 38 mm ⁇ 46 mm and etched. The obtained substrate was ultrasonically cleaned for 15 minutes using "Semico Clean" 56 (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.), and then washed with ultrapure water. This substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour immediately before fabricating the device, placed in a vacuum evaporation device, and evacuated until the degree of vacuum in the device became 5 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less.
  • "Semico Clean" 56 trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.
  • p-D1 was deposited to a thickness of 5 nm as a hole injection layer by a resistance heating method.
  • a light emitting unit (first light emitting unit) consisting of a hole transport layer, a light emitting layer and an electron transport layer was formed on the hole injection layer.
  • Examples 56-81, Comparative Examples 33-48 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 55, except that the compound used and the vapor deposition rate ratio of the compound and the metal element were changed as shown in Table 3. Table 3 shows the results of each example and comparative example.
  • Examples 1 to 27 show the results of single-charge devices using the compound represented by the general formula (1) together with Li, which is an alkali metal element, and Yb, which is a rare earth metal element.
  • Comparative Examples 1 to 16 show the results of light emitting devices using compounds 13 to 19, which are not compounds represented by general formula (1), together with Li, which is an alkali metal element, and Yb, which is a rare earth metal element.
  • the initial drive voltage was lower than in each Comparative Example, and the increase in drive voltage was small. This is because Compounds 1 to 12 represented by the general formula (1) have stronger interactions such as coordination with alkali metal elements and rare earth metal elements than Compounds 13 to 19, and have improved charge generation efficiency and electron transport properties. It is understood that this increases the carrier balance, making it possible to suppress the voltage rise during driving.
  • Examples 1 to 15 show the results of single-charge devices containing the compound represented by general formula (1) and Yb, which is a rare earth metal element
  • Examples 16 to 27 show the results of single-charge devices containing the compound represented by general formula (1) and Yb, which is a rare earth metal element.
  • the results of a single charge device containing a certain Li are shown.
  • Examples 28 to 54 show the results of applying the organic layers used in Examples 1 to 27 to light emitting elements.
  • Comparative Examples 17 to 32 show the results of applying the organic layers used in Comparative Examples 1 to 16 to light emitting elements.
  • Each Example had a lower driving voltage, higher external quantum efficiency, improved durability, and less increase in driving voltage than each Comparative Example. This shows that, similar to the results for the single-charge device, the compound represented by the general formula (1) forms a more stable light-emitting device that is efficient and has less increase in driving voltage.
  • Examples 28 to 42 show the results of light emitting devices containing the compound represented by general formula (1) and Yb, which is a rare earth metal element
  • Examples 43 to 54 show the results of light emitting devices containing the compound represented by general formula (1) and Yb, which is an alkali metal element instead of Yb.
  • the results of a light emitting device containing Li are shown. As can be understood from these results, when the compound represented by the general formula (1) is used together with a rare earth metal element, a stable layer with less increase in driving voltage can be formed.
  • Examples 55 to 81 show the results of applying the light emitting devices used in Examples 28 to 54 to tandem light emitting devices.
  • Comparative Examples 33 to 48 show the results of applying the light emitting devices used in Comparative Examples 17 to 32 to tandem light emitting devices.
  • Each Example had a lower driving voltage, higher external quantum efficiency, improved durability, and less increase in driving voltage than each Comparative Example.
  • the compound represented by general formula (1) is efficient and provides more stable tandem light emission with less increase in driving voltage. It can be seen that an element is formed.
  • Examples 55 to 69 show the results of tandem light emitting devices containing the compound represented by general formula (1) and Yb, which is a rare earth metal element
  • Examples 70 to 81 show the results of tandem light emitting devices containing the compound represented by general formula (1) and Yb, which is an alkali metal element instead of Yb.
  • the results of a tandem light emitting device containing Li are shown.

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Abstract

本発明の目的は発光効率および耐久寿命に優れた発光素子を提供することである。　本発明は、下記一般式（１）で表される化合物である。 （一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２およびＲ５～Ｒ８はそれぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアリール基および置換もしくは無置換のヘテロアリール基からなる群より選ばれる。Ｒ３およびＲ４は置換基を有する炭素原子である。Ｒ３とＲ４は互いに結合していてもよい。Ｌは炭素数が６～２０の無置換のアリーレン基である。）

Description

化合物、発光素子、表示装置および照明装置
　本発明は、特定の構造を有する化合物と、それを用いた発光素子、表示装置および照明装置に関する。
　発光素子である有機ＥＬ素子は、近年では、テレビやスマートフォンのディスプレイに採用されるなど、着実に実用化が進んでいる。しかし、既存の有機ＥＬ素子にはまだ技術的な課題も多い。中でも、高効率な発光を得ることと、有機ＥＬ素子の長寿命化との両立は、大きな課題となっている。
　これらの課題を解決する化合物として、これまでに、ビピリジン骨格を有し、特定のアリール基およびヘテロアリール基で置換されたビピリジン誘導体（例えば、特許文献１～３参照）、フルオランテン骨格を有するアリール基で置換されたビピリジン誘導体（特許文献４参照）、フェナントロリン骨格を有するビピリジン誘導体（例えば、特許文献５参照）などが開発されている。
中国特許出願公開第１１２７２４０７３号 中国特許出願公開第１１２５００３３０号 国際公開第２０１３／１４１０９７号 国際公開第２０１５／１８２５４７号 韓国特許第１０２０５２３３２号
　特許文献１～５によれば、フルオランテン骨格や特定のアリール基、アリーレン基またはヘテロアリール基が連結したビピリジン誘導体により、発光効率を高め、低電圧駆動が可能で耐久性に優れた有機ＥＬ素子を得ることができる。しかしながら、近年有機ＥＬ素子に求められる発光効率と耐久性はますます高まっており、さらに高い発光効率と耐久寿命とを両立させる技術が求められている。
　本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、発光効率および耐久寿命に優れた発光素子を提供することを目的とするものである。
　上記課題を解決するために、本発明は以下の構成をとる。
［１］下記一般式（１）で表される化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
下記一般式（１）で表される化合物。
　一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２およびＲ５～Ｒ８はそれぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアリール基および置換もしくは無置換のヘテロアリール基からなる群より選ばれる。Ｒ３およびＲ４は置換基を有する炭素原子である。Ｒ３とＲ４は互いに結合していてもよい。Ｌは炭素数が６～２０の無置換のアリーレン基である。
［２］前記一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５およびＲ６がそれぞれ水素原子である、［１］に記載の化合物。
［３］前記一般式（１）において、Ｒ７が置換もしくは無置換のアリール基または置換もしくは無置換のヘテロアリール基である、［１］または［２］に記載の化合物。
［４］前記一般式（１）においてＲ３およびＲ４が互いに連結している、［１］～［３］のいずれかに記載の化合物。
［５］陽極と陰極との間に少なくとも電子輸送層と発光層とが存在し、電気エネルギーにより発光する発光素子であって、該電子輸送層が［１］～［４］のいずれかに記載の化合物を含有する発光素子。
［６］前記電子輸送層がさらにアルカリ金属と有機物との錯体を含有する、［５］に記載の発光素子。
［７］陽極と陰極との間に少なくとも電荷発生層と発光層とが存在し、電気エネルギーにより発光する発光素子であって、該電荷発生層が［１］～［４］のいずれかに記載の化合物を含有する発光素子。
［８］前記電荷発生層がさらにフェナントロリン二量体を含有する、［７］に記載の発光素子。
［９］前記電荷発生層がさらにアルカリ金属原子または希土類金属原子を含有する、［７］または［８］に記載の発光素子。
［１０］前記電荷発生層がさらにアルカリ金属原子を含有し、前記アルカリ金属原子がＬｉである、［７］～［９］のいずれかに記載の発光素子。
［１１］前記電荷発生層がさらに希土類金属原子を含有し、前記希土類金属原子がＹｂである、［７］～［９］のいずれかに記載の発光素子。
［１２］陽極と陰極との間に少なくとも電子注入層と発光層とが存在し、電気エネルギーにより発光する発光素子であって、該電子注入層が［１］～［４］のいずれかに記載の化合物を含有する発光素子。
［１３］前記電子注入層がさらにアルカリ金属原子または希土類金属原子を含有する、請求項１２に記載の発光素子。
［１４］［１］～［４］のいずれかに記載の化合物を含有する発光素子を含む表示装置。
［１５］［１］～［４］のいずれかに記載の化合物を含有する発光素子を含む照明装置。
　本発明により、発光効率および耐久寿命に優れた発光素子を提供することができる。
　以下、本発明に係る化合物、発光素子、表示装置および照明装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、目的や用途に応じて種々に変更して実施することができる。
　（一般式（１）で表される化合物）
　本発明の実施の形態に係る化合物は、一般式（１）で表される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２およびＲ５～Ｒ８はそれぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアリール基および置換もしくは無置換のヘテロアリール基からなる群より選ばれる。Ｒ３およびＲ４は置換基を有する炭素原子である。Ｒ３とＲ４は互いに結合していてもよい。Ｌは炭素数が６～２０の無置換のアリーレン基である。
　ここで、改めて本発明が解決しようとする課題を詳細に説明する。
　従来の含窒素芳香族複素環および多環芳香族炭化水素を含む化合物として、例えば、特許文献１～５には下記式で表される化合物Ｖ、Ｗ、Ｘ、ＹおよびＺが示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
　しかしながら、これらの化合物を有機ＥＬ素子用材料として電子注入層、電子輸送層または電荷発生層に使用した素子であっても、近年求められる特性に対してはいまだ十分な性能が得られていない。そのため、発光効率、耐久寿命の面で更なる性能向上が可能となる化合物が求められている。
　例えば、化合物ＶおよびＷのようなピリジンおよびピリミジンが五つ連続して連結したヘテロアリール誘導体や、化合物Ｘのようなビピリジル基を三つ有する化合物は、分子間での水素結合性ネットワークが強すぎるため、結晶性が高くなり、ハンドリング性および膜質安定性の低下を招く問題があった。
　化合物Ｙのようなビピリジル基とフルオランチル基とを有する化合物は、フルオランテン骨格に由来する平面性の高さにより結晶性が高くなりすぎるため、膜質安定性が低く、駆動電圧が高くなり、発光効率および耐久寿命に課題があった。
　化合物Ｚのような３，３’－ビピリジル誘導体は、ピリジンの窒素原子の位置が２，２’位ではないため、ビピリジンの金属原子への配位性が低下し、駆動電圧が高くなる課題があった。
　本発明者らは、その改良の検討において、ビピリジル基およびそれらの連結基の効果に着目した。ビピリジル基は大きな電子輸送性を有し、金属原子への配位性の高い置換基である。一般式（１）で表される化合物は、Ｌの炭素数が６～２０の無置換のアリーレン基であることで、Ｌを挟む両側の基が共役しやすくなる。そのため、化合物としての電荷輸送性がより大きくなる。また、Ｌの炭素数が多すぎないことから、過度な結晶性の向上を抑え、良好な膜質安定性を提供する。このため、一般式（１）で表される化合物を発光素子に用いた場合の駆動電圧を小さくし、発光効率および耐久寿命を向上させることができる。
　また、ビピリジル基は金属原子への配位性が高いため、一般式（１）で表される化合物を発光素子における金属をドープした層である金属ドーピング層に用いた場合、安定な層を形成することができる。特に、一般式（１）で表される化合物を電子輸送層、電子注入層や電荷発生層に用いる場合、それらの層はより安定で優れた性能を示す。
　以下、一般式（１）で表される化合物を詳細に説明する。
　一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２およびＲ５～Ｒ８はそれぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアリール基および置換もしくは無置換のヘテロアリール基からなる群より選ばれる。
　水素原子は重水素原子であってもよい。この点は、他の基に含まれる水素原子についても同様である。
　アルキル基とは、例えば、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基などの飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルキル基の炭素数は特に限定されないが、入手の容易性やコストの点から、好ましくは、１以上２０以下、より好ましくは、１以上８以下の範囲である。ここでいう炭素数とは、アルキル基に結合した置換基に含まれる炭素数も含み、炭素数を規定している他の置換基もこれと同様である。
　アルコキシ基とは、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ－プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ－ブトキシ基、ｓｅｃ－ブトキシ基、ｔｅｒｔ－ブトキシ基などの、アルキル基が酸素に結合した基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、入手の容易性やコストの点から、通常１以上２０以下、より好ましくは１以上８以下の範囲である。
　アリール基とは、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ベンゾフェナントリル基、ベンゾアントラセニル基、クリセニル基、ピレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ベンゾフルオランテニル基、ジベンゾアントラセニル基、ペリレニル基、ヘリセニル基などの芳香族炭化水素基を示す。これは置換基を有していても有していなくてもよい。これらの中でも、フェニル基、ビフェニル基が好ましい。
　ヘテロアリール基とは、例えば、ピリジル基、フラニル基、チオフェニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ピラジニル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、ナフチリジニル基、シンノリニル基、フタラジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、カルボリニル基、インドロカルバゾリル基、ベンゾフロカルバゾリル基、ベンゾチエノカルバゾリル基、ジヒドロインデノカルバゾリル基、ベンゾキノリニル基、アクリジニル基、ジベンゾアクリジニル基、ベンゾイミダゾリル基、イミダゾピリジル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、フェナントロリニル基などの、炭素以外の原子を一個または複数個環内に有する環状芳香族基を示す。ただし、ナフチリジニル基とは、１，５－ナフチリジニル基、１，６－ナフチリジニル基、１，７－ナフチリジニル基、１，８－ナフチリジニル基、２，６－ナフチリジニル基、２，７－ナフチリジニル基のいずれかを示す。ヘテロアリール基は置換基を有していても有していなくてもよい。環形成原子数は特に限定されないが、好ましくは、３以上４０以下、より好ましくは、３以上３０以下の範囲である。
　化合物の入手容易性から、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５およびＲ６は、それぞれ、水素原子、メチル基およびフェニル基からなる群より選ばれることが好ましい。また、膜質安定性を高め、発光素子の耐久寿命をより向上させる観点から、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５およびＲ６は、それぞれ水素原子であることがより好ましい。
　Ｒ７は置換もしくは無置換のアリール基または置換もしくは無置換のヘテロアリール基であることが好ましい。この場合、ビピリジン骨格のうち反応性の高い２位が置換されるため、化合物の安定性を向上させる。Ｒ７は、フェニル基、トリル基、ｔｅｒｔ－ブチルフェニル基、シアノフェニル基、フルオロフェニル基またはピリジル基であることがより好ましい。この場合、置換基の効率的な金属配向性により、一般式（１）で表される化合物を金属ドーピング層に用いた場合、より安定な層を形成することができる。このため、駆動電圧をより低減し、耐久寿命を向上させることができる。素子の安定性や耐久寿命をより高める観点から、Ｒ７はフェニル基またはｔｅｒｔ－ブチルフェニル基であることがさらに好ましい。Ｒ８は水素原子またはフェニル基が好ましい。化合物の入手容易性からＲ８は水素原子であることがさらに好ましい。
　一般式（１）において、Ｒ３およびＲ４は置換基を有する炭素原子である。Ｒ３とＲ４は互いに結合していてもよい。Ｒ３とＲ４は互いに結合していることが好ましい。この場合、環構造が固定化することによって、金属原子への配位性をさらに高めることができる。そのため、駆動電圧をより小さくし、発光効率をより向上させることができる。発光素子の安定性や耐久寿命をより高める観点から、Ｒ３とＲ４はビニレン基を介して互いに結合すること、すなわち、一般式（１）において、Ｌの左側の骨格がフェナントロリン骨格であることがより好ましい。
　一般式（１）において、Ｌは炭素数が６～２０の無置換のアリーレン基である。上述の通り、Ｌの炭素数が６～２０の無置換のアリーレン基であることで、Ｌを挟む両側の基が共役しやすくなる。そのため、化合物としての電荷輸送性がより大きくなる。また、Ｌの炭素数が多すぎないことから、過度な結晶性の向上を抑え、良好な膜質安定性を提供する。このため、一般式（１）で表される化合物を発光素子に用いた場合の駆動電圧を小さくし、発光効率および耐久寿命を向上させることができる。発光効率および耐久寿命をより向上させる観点から、Ｌがフェニレン基、ナフチレン基またはフェニレンナフチレン基であることが好ましい。
　一般式（１）で表される化合物の分子量は、結晶化を抑制して膜質の安定性を向上させる観点から、４００以上であることが好ましい。一方、昇華精製や蒸着時の加工性を向上させる観点から、一般式（１）で表される化合物の分子量は、７００以下であることが好ましく、６４０以下であることがさらに好ましい。
　一般式（１）で表される化合物としては、例えば、以下に示す化合物などが挙げられる。なお、以下は例示であり、ここに明記された化合物以外であっても一般式（１）で表されるものであれば同様に好ましく用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
　一般式（１）で表される化合物は、公知の合成法により合成することができる。合成法としては、例えば、パラジウムを用いたハロゲン化アリール誘導体とアリールボロン酸誘導体とのカップリング反応が挙げられるが、これに限定されるものではない。
　一般式（１）で表される化合物は、発光素子のいずれかの層に使用されることが好ましい。一般式（１）で表される化合物は、後述するように、発光素子における正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電極の保護膜（キャップ層）などに好適に使用される。一般式（１）で表される材料を発光素子のいずれかの層に使用することにより、発光効率および耐久寿命に優れた発光素子を提供することができる。
　（発光素子）
　発光素子は、陽極と陰極、およびそれら陽極と陰極との間に介在する有機層を有し、該有機層が電気エネルギーにより発光する。このような発光素子を、以下の説明においては「有機ＥＬ素子」と称することがある。
　有機ＥＬ素子における陽極と陰極の間の層構成は、発光層のみからなる構成の他に、１）発光層／電子輸送層、２）正孔輸送層／発光層、３）正孔輸送層／発光層／電子輸送層、４）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、５）正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層、６）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層、７）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層といった積層構成が挙げられる。
　さらに、上記の積層構成を、中間層を介して複数積層したタンデム型であってもよい。中間層は、一般的に、中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層とも呼ばれ、公知の材料構成を用いることができる。タンデム型の具体例は、例えば８）正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷発生層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、９）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／電荷発生層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層といった、陽極と陰極の間に中間層として電荷発生層を含む積層構成が挙げられる。
　また、上記各層は、それぞれ単一層、複数層のいずれでもよく、ドーピングされていてもよい。特に、上記電子注入層および電荷発生層は、金属をドープした金属ドーピング層とすることが好ましく、電子輸送能力や隣接する他層への電子注入能力を向上させることができる。また、上記各層に加えて、保護層（キャップ層）をさらに有してもよく、光学干渉効果により発光効率をより向上させることができる
　一般式（１）で表される化合物は、有機ＥＬ素子において上記のいずれの層に用いられてもよいが、電子輸送層、電荷発生層または電子注入層に特に好適に用いられる。本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子としては、陽極と陰極との間に少なくとも電子輸送層と発光層を有し、電子輸送層に一般式（１）で表される化合物を含有する構成、陽極と陰極との間に少なくとも電荷発生層と発光層とを有し、電荷発生層に一般式（１）で表される化合物を含有する構成、および、陽極と陰極との間に少なくとも電子注入層と発光層とを有し、電子注入層に一般式（１）で表される化合物を含有する構成が、好ましい構成として挙げられる。
　本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子において、陽極と陰極は素子の発光のために十分な電流を供給するための役割を有するものであり、光を取り出すために少なくとも一方は透明または半透明であることが望ましい。通常、基板上に形成される陽極を透明電極とする。
　（基板）
　有機ＥＬ素子の機械的強度を保つために、有機ＥＬ素子を基板上に形成することが好ましい。基板としては、ソーダガラスや無アルカリガラスなどのガラス基板や、プラスチック基板などが挙げられる。ガラス基板の厚みは、機械的強度を保つために十分な厚みがあればよく、０．５ｍｍ以上あれば十分である。ガラスの材質については、ガラスからの溶出イオンが少ないことが好ましく、無アルカリガラスが好ましい。また、ＳｉＯ２などのバリアコートを施したソーダライムガラスも市販されており、これを使用することもできる。
　（陽極）
　陽極に用いる材料は、正孔を有機層に効率よく注入できることが好ましい。また、光を取り出すために、透明または半透明であることが好ましい。陽極に用いる材料としては、例えば、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）などの導電性金属酸化物や、金、銀、クロムなどの金属、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマーなどが挙げられる。これらの中でも、ＩＴＯガラスやネサガラスが好ましい。これらの電極材料は、単独で用いてもよいし、複数の材料を積層または混合して用いてもよい。
　（陰極）
　陰極に用いる材料は、電子を効率よく発光層に注入できる物質であれば特に限定されない。陰極に用いる材料としては、例えば、白金、金、銀、銅、鉄、錫、アルミニウム、インジウムなどの金属、またはこれらの金属とリチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどの低仕事関数金属との合金や多層積層などが挙げられる。中でも、電気抵抗値や製膜しやすさ、膜の安定性、発光効率などの面から、主成分としてはアルミニウム、銀、マグネシウムが好ましく、電子輸送層および電子注入層への電子注入が容易であることから、マグネシウムと銀で構成されることがより好ましい。
　（保護層）
　陰極保護のために、陰極上に保護層（キャップ層）を積層することが好ましい。保護層を構成する材料（キャッピング材料）としては、特に限定されないが、例えば、白金、金、銀、銅、鉄、錫、アルミニウムおよびインジウムなどの金属、これら金属を用いた合金、シリカ、チタニアおよび窒化ケイ素などの無機物、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、炭化水素系高分子化合物などの有機高分子化合物などが挙げられる。また、一般式（１）で表される化合物も、キャッピング材料として利用できる。ただし、有機ＥＬ素子が、陰極側から光を取り出す素子構造（トップエミッション構造）である場合は、キャッピング材料は、可視光領域において光透過性を有することが好ましい。
　（正孔注入層）
　正孔注入層は、陽極と正孔輸送層の間に挿入される層である。正孔注入層は１層であっても複数の層が積層されていてもどちらでもよい。正孔輸送層と陽極の間に正孔注入層が存在すると、より低電圧駆動し、耐久寿命も向上するだけでなく、さらに素子のキャリアバランスが向上して発光効率も向上するため好ましい。
　正孔注入層に用いられる材料は、公知の材料を用いることができる。例えば、ベンジジン誘導体、スターバーストアリールアミンと呼ばれる材料群、トリアリールアミン誘導体、ビスカルバゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン系化合物、フルオレン系化合物、ヒドラゾン系化合物、ベンゾフラン誘導体、チオフェン誘導体、オキサジアゾール誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフルオレン、ポリビニルカルバゾール、ポリシランなどのポリマー系材料などが挙げられる。陽極から正孔輸送層へ円滑に正孔を注入輸送する観点から、ベンジジン誘導体、スターバーストアリールアミン系材料群、およびフルオレン系化合物がより好ましく用いられる。
　これらの材料は単独で用いてもよいし、２種以上の材料を混合して用いてもよい。また、複数の材料を積層して正孔注入層としてもよい。さらにこの正孔注入層が、アクセプター性化合物単独で構成されているか、または上記のような正孔注入材料にアクセプター性化合物をドープして用いると、上述した効果がより顕著に得られるのでより好ましい。アクセプター性化合物とは、単層膜として用いる場合は接している正孔輸送層と、ドープして用いる場合は正孔注入層を構成する材料と電荷移動錯体を形成する材料である。このような材料を用いると、正孔注入層の導電性が向上し、より素子の駆動電圧低下に寄与し、発光効率や耐久寿命をより向上させることができる。
　アクセプター性化合物としては、公知の材料を用いることができる。例えば、金属塩化物、酸化モリブデンなどの金属酸化物、電荷移動錯体、分子内にニトロ基、シアノ基、ハロゲンまたはトリフルオロメチル基を有する有機化合物、キノン系化合物、酸無水物系化合物、フラーレンなどが挙げられる。これらの中でも、金属酸化物やシアノ基含有化合物が取り扱いやすく、蒸着もしやすいことから、容易に上述した効果が得られるので好ましい。正孔注入層がアクセプター性化合物単独で構成される場合、または正孔注入層にアクセプター性化合物がドープされている場合のいずれの場合も、正孔注入層は１層であってもよいし、複数の層が積層されて構成されていてもよい。
　（正孔輸送層）
　正孔輸送層は、陽極から注入された正孔を発光層まで輸送する層である。正孔輸送層は単層であっても複数の層が積層されて構成されていてもどちらでもよい。
　正孔輸送層に用いられる材料としては、正孔注入層に用いられる材料として例示したものが挙げられる。発光層へ円滑に正孔を注入輸送する観点から、トリアリールアミン誘導体、ベンジジン誘導体がより好ましい。
　（発光層）
　発光層は、単一層、複数層のどちらでもよく、それぞれ発光材料（ホスト材料、ドーパント材料）により形成され、これはホスト材料とドーパント材料との混合物であっても、ホスト材料単独であっても、２種類のホスト材料と１種類のドーパント材料との混合物であっても、いずれでもよい。すなわち、本発明の実施の形態における有機ＥＬ素子は、各発光層において、ホスト材料もしくはドーパント材料のみが発光してもよいし、ホスト材料とドーパント材料がともに発光してもよい。電気エネルギーを効率よく利用し、高色純度の発光を得るという観点からは、発光層はホスト材料とドーパント材料の混合からなることが好ましい。また、ホスト材料とドーパント材料は、それぞれ一種類であっても、複数の組み合わせであっても、いずれでもよい。ドーパント材料はホスト材料の全体に含まれていても、部分的に含まれていても、いずれでもよい。ドーパント材料は積層されていても、分散されていても、いずれでもよい。ドーパント材料は発光色の制御ができる。ドーパント材料の量は、濃度消光現象を抑制する観点から、ホスト材料に対して３０重量％以下が好ましく、さらに好ましくは２０重量％以下である。ドーピング方法は、ホスト材料との共蒸着法によって形成することができるが、ホスト材料と予め混合してから同時に蒸着してもよい。
　発光材料としては、公知の材料を用いることができる。例えば、発光体として知られているアントラセンやピレンなどの縮合環誘導体、トリス（８－キノリノラート）アルミニウムなどの金属キレート化オキシノイド化合物、ビススチリルアントラセン誘導体やジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、インデン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体や、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体などのポリマーなどが挙げられる。
　発光材料に含有されるホスト材料は、化合物一種のみに限る必要はなく、複数の化合物を混合して用いてもよい。また、積層して用いてもよい。ホスト材料としては、公知の材料を用いることができる。特に限定されないが、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、トリフェニレン、ペリレン、フルオランテン、フルオレン、インデンなどの縮合アリール環を有する化合物やその誘導体、Ｎ，Ｎ’－ジナフチル－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－４，４’－ジフェニル－１，１’－ジアミンなどの芳香族アミン誘導体、トリス（８－キノリナート）アルミニウム（ＩＩＩ）などの金属キレート化オキシノイド化合物、ジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、インデン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ピロロピロール誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、トリアジン誘導体や、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体などのポリマーなどが挙げられる。中でも、発光層が三重項発光（りん光発光）を行う際に用いられるホストとしては、金属キレート化オキシノイド化合物、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、トリアジン誘導体、トリフェニレン誘導体などが好適に用いられる。
　発光材料に含有されるドーパント材料としては、例えば、アリール環を有する化合物やその誘導体、ヘテロアリール環を有する化合物やその誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、アミノスチリル誘導体、芳香族アセチレン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、スチルベン誘導体、アルダジン誘導体、ピロメテン誘導体、ジケトピロロ［３，４－ｃ］ピロール誘導体、クマリン誘導体、アゾール誘導体、その金属錯体、芳香族アミン誘導体、下記一般式（２）で表される化合物などが挙げられる。これらの中でも、ジアミン骨格を含むドーパントや、フルオランテン骨格を含むドーパントは、発光効率をより向上させることができ、下記一般式（２）で表される化合物は、発光効率や耐久寿命をより向上させることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
　一般式（２）において、Ｚａ環、Ｚｂ環およびＺｃ環は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～３０のアリール環または置換もしくは無置換の環形成原子数５～３０のヘテロアリール環である。Ｚａ環、Ｚｂ環およびＺｃ環は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～３０のアリール環であることが好ましい。Ｚ１およびＺ２は、それぞれ独立に、酸素原子、ＮＲａ（置換基Ｒａを有する窒素原子）または硫黄原子であり、Ｚ１がＮＲａである場合、Ｚａ環もしくはＺｂ環と結合して環を形成しても、形成してなくてもよく、Ｚ２がＮＲａである場合、Ｚｂ環もしくはＺｃ環と結合して環を形成しても、形成してなくてもよい。Ｒａは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５～３０のヘテロアリール基または置換もしくは無置換の炭素数１～３０のアルキル基である。Ｚ１およびＺ２はいずれもＮＲａであり、Ｒａは置換もしくは無置換の環形成炭素数６～３０のアリール基であることが好ましい。Ｙは、ホウ素原子、リン原子、ＳｉＲｂ（置換基Ｒｂを有するケイ素原子）、Ｐ＝ＯまたはＰ＝Ｓである。Ｒｂは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５～３０のヘテロアリール基または置換もしくは無置換の炭素数１～３０のアルキル基である。Ｙはホウ素原子であることが好ましい。上記の全ての基において、置換される場合における置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、水酸基、チオール基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、ハロゲン、シアノ基、アルデヒド基、アシル基、カルボキシル基、エステル基、アミド基、アシル基、スルホニル基、スルホン酸エステル基、スルホンアミド基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基、ボリル基、オキソ基が好ましい。また、これらの置換基は、さらに上述の置換基により置換されていてもよい。
　アルキル基およびアルコキシ基としては、一般式（１）における置換基として例示したものが挙げられる。
　シクロアルキル基とは、例えば、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基などの飽和脂環式炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。環形成炭素数は特に限定されないが、好ましくは、３以上２０以下の範囲である。
　複素環基とは、例えば、ピラン環、ピペリジン環、環状アミドなどの炭素以外の原子を環内に有する脂肪族環を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。環形成原子数は特に限定されないが、好ましくは、３以上２０以下の範囲である。
　アルケニル基とは、例えば、ビニル基、アリル基、ブタジエニル基などの二重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルケニル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、２以上２０以下の範囲である。
　シクロアルケニル基とは、例えば、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキセニル基などの二重結合を含む不飽和脂環式炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。
　アルキニル基とは、例えば、エチニル基などの三重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルキニル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、２以上２０以下の範囲である。
　アリール基とは、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ベンゾフェナントリル基、ベンゾアントラセニル基、クリセニル基、ピレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ベンゾフルオランテニル基、ジベンゾアントラセニル基、ペリレニル基、ヘリセニル基などの芳香族炭化水素基を示す。中でも、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ピレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基が好ましい。アリール基は、置換基を有していても有していなくてもよい。アリール基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは６以上４０以下、より好ましくは６以上３０以下の範囲である。
　また、置換のフェニル基においては、そのフェニル基中の隣接する２つの炭素原子上に各々置換基がある場合、それらの置換基同士で環構造を形成していてもよい。その結果としてできた基は、その構造に応じて、「置換のフェニル基」、「二以上の環が縮環した構造を有するアリール基」、「二以上の環が縮環した構造を有するヘテロアリール基」のいずれか１つ以上に該当しうる。
　ヘテロアリール基とは、例えば、ピリジル基、フラニル基、チオフェニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ピラジニル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、ナフチリジニル基、シンノリニル基、フタラジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、カルボリニル基、インドロカルバゾリル基、ベンゾフロカルバゾリル基、ベンゾチエノカルバゾリル基、ジヒドロインデノカルバゾリル基、ベンゾキノリニル基、アクリジニル基、ジベンゾアクリジニル基、ベンゾイミダゾリル基、イミダゾピリジル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、フェナントロリニル基などの、炭素以外の原子を一個または複数個環内に有する環状芳香族基を示す。ただし、ナフチリジニル基とは、１，５－ナフチリジニル基、１，６－ナフチリジニル基、１，７－ナフチリジニル基、１，８－ナフチリジニル基、２，６－ナフチリジニル基、２，７－ナフチリジニル基のいずれかを示す。ヘテロアリール基は置換基を有していても有していなくてもよい。ヘテロアリール基の環形成原子数は特に限定されないが、好ましくは、３以上４０以下、より好ましくは３以上３０以下の範囲である。
　アルキルチオ基とは、アルコキシ基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換されたものである。アルキルチオ基は置換基を有していても有していなくてもよい。アルキルチオ基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、１以上２０以下の範囲である。
　アリールエーテル基とは、例えば、フェノキシ基など、エーテル結合を介して芳香族炭化水素基が結合した官能基を示し、置換基を有していても有していなくてもよい。アリールエーテル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、６以上４０以下の範囲である。
　アリールチオエーテル基とは、アリールエーテル基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換された官能基を指し、置換基を有していても有していなくてもよい。アリールチオエーテル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、６以上４０以下の範囲である。
　ハロゲンとは、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素を示す。
　アシル基とは、例えばアセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基、アクリリル基など、カルボニル基を介してアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基が結合した官能基を示し、置換基を有していても有していなくてもよい。アシル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、２以上４０以下、より好ましくは２以上３０以下である。
　エステル基とは、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基などがエステル結合を介して結合した官能基を示し、置換基を有していても有していなくてもよい。エステル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、１以上２０以下の範囲である。より具体的には、メトキシカルボニル基などのメチルエステル基、エトキシカルボニル基などのエチルエステル基、プロポキシカルボニル基などのプロピルエステル基、ブトキシカルボニル基などのブチルエステル基、イソプロポキシメトキシカルボニル基などのイソプロピルエステル基、ヘキシロキシカルボニル基などのヘキシルエステル基、フェノキシカルボニル基などのフェニルエステル基などが挙げられる。
　アミド基とは、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基などがアミド結合を介して結合した官能基を示し、置換基を有していても有していなくてもよい。アミド基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、１以上２０以下の範囲である。より具体的には、メチルアミド基、エチルアミド基、プロピルアミド基、ブチルアミド基、イソプロピルアミド基、ヘキシルアミド基、フェニルアミド基などが挙げられる。
　スルホニル基とは、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基などが－Ｓ（＝Ｏ）２－結合を介して結合した官能基を示し、置換基を有していても有していなくてもよい。スルホニル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、１以上２０以下の範囲である。
　スルホン酸エステル基とは、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基などがスルホン酸エステル結合を介して結合した官能基を示し、置換基を有していても有していなくてもよい。ここでスルホン酸エステル結合とは、エステル結合のカルボニル部、すなわち－Ｃ（＝Ｏ）－がスルホニル部、すなわち－Ｓ（＝Ｏ）２－に置換されたものを指す。スルホン酸エステル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、１以上２０以下の範囲である。
　スルホンアミド基とは、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基などがスルホンアミド結合を介して結合した官能基を示し、置換基を有していても有していなくてもよい。ここでスルホンアミド結合とは、エステル結合のカルボニル部、すなわち－Ｃ（＝Ｏ）－がスルホニル部、すなわち－Ｓ（＝Ｏ）２－に置換されたものを指す。スルホンアミド基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、１以上２０以下の範囲である。
　アミノ基は、置換基を有していても有していなくてもよい。アミノ基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、２以上５０以下、より好ましくは６以上４０以下、特に好ましくは６以上３０以下の範囲である。
　シリル基とは、置換もしくは無置換のケイ素原子が結合した官能基を示し、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔｅｒｔ－ブチルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基などのアルキルシリル基や、フェニルジメチルシリル基、ｔｅｒｔ－ブチルジフェニルシリル基、トリフェニルシリル基、トリナフチルシリル基などのアリールシリル基を示す。シリル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。シリル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、１以上３０以下の範囲である。
　シロキサニル基とは、例えばトリメチルシロキサニル基などのエーテル結合を介したケイ素化合物基を示す。シロキサニル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
　ボリル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
　一般式（２）で表される化合物としては、例えば、以下のような例が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
　本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子は、発光層が三重項発光材料を含有することも好ましい。
　発光層が三重項発光（りん光発光）を行う際に用いられるドーパントとしては、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、オスミウム（Ｏｓ）、及びレニウム（Ｒｅ）からなる群から選択される少なくとも一つの金属を含む金属錯体化合物が好ましい。配位子は、フェニルピリジン骨格またはフェニルキノリン骨格またはカルベン骨格などの含窒素芳香族複素環を有することが好ましい。しかしながら、これらに限定されるものではなく、要求される発光色、素子性能、ホスト化合物との関係から適切な錯体が選ばれる。具体的には、トリス（２－フェニルピリジル）イリジウム錯体、トリス｛２－（２－チオフェニル）ピリジル｝イリジウム錯体、トリス｛２－（２－ベンゾチオフェニル）ピリジル｝イリジウム錯体、トリス（２－フェニルベンゾチアゾール）イリジウム錯体、トリス（２－フェニルベンゾオキサゾール）イリジウム錯体、トリスベンゾキノリンイリジウム錯体、ビス（２－フェニルピリジル）（アセチルアセトナート）イリジウム錯体、ビス｛２－（２－チオフェニル）ピリジル｝イリジウム錯体、ビス｛２－（２－ベンゾチオフェニル）ピリジル｝（アセチルアセトナート）イリジウム錯体、ビス（２－フェニルベンゾチアゾール）（アセチルアセトナート）イリジウム錯体、ビス（２－フェニルベンゾオキサゾール）（アセチルアセトナート）イリジウム錯体、ビスベンゾキノリン（アセチルアセトナート）イリジウム錯体、ビス｛２－（２，４－ジフルオロフェニル）ピリジル｝（アセチルアセトナート）イリジウム錯体、テトラエチルポルフィリン白金錯体、｛トリス（セノイルトリフルオロアセトン）モノ（１，１０－フェナントロリン）｝ユーロピウム錯体、｛トリス（セノイルトリフルオロアセトン）モノ（４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン）｝ユーロピウム錯体、｛トリス（１，３－ジフェニル－１，３－プロパンジオン）モノ（１，１０－フェナントロリン）｝ユーロピウム錯体、トリスアセチルアセトンテルビウム錯体などが挙げられる。また、特開２００９－１３０１４１号に記載されているリン光ドーパントも好適に用いられる。イリジウム錯体または白金錯体が好ましく、発光効率をより向上させることができる。
　ドーパント材料として用いられる上記三重項発光材料は、発光層中に各々一種類のみが含まれていてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。三重項発光材料を二種以上用いる際には、ドーパント材料の総重量がホスト材料に対して３０重量％以下であることが好ましく、さらに好ましくは２０重量％以下である。
　三重項発光系における好ましいホストおよびドーパントとしては、特に限定されるものではないが、具体的には以下のような例が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
　また、発光層が熱活性化遅延蛍光材料を含有することも好ましい。熱活性化遅延蛍光については、「最先端の有機ＥＬ」（安達千波矢、藤本弘編、シーエムシー出版発行）の８７～１０３ページで解説されている。その文献の中で、蛍光発光材料の励起一重項状態と励起三重項状態のエネルギーレベルを近接させることにより、通常は遷移確率が低い励起三重項状態から励起一重項状態への逆エネルギー移動が高効率で生じ、熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ　Ａｃｔｉｖａｔｅｄ　ｄｅｌａｙｅｄ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ，　ＴＡＤＦ）が発現すると説明されている。さらに、当該文献中の図５で、遅延蛍光の発生メカニズムが説明されている。遅延蛍光の発光は過渡ＰＬ（Ｐｈｏｔｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）測定により確認できる。
　熱活性化遅延蛍光材料は、一般的に、ＴＡＤＦ材料とも呼ばれる。熱活性化遅延蛍光材料は、単一の材料で熱活性化遅延蛍光を示す材料であってもよいし、複数の材料で熱活性化遅延蛍光を示す材料であってもよい。材料が複数からなる場合は、混合物として用いてもよいし、各材料からなる層を積層して用いてもよい。熱活性化遅延蛍光材料としては、公知の材料を用いることができる。例えば、ベンゾニトリル誘導体、トリアジン誘導体、ジスルホキシド誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ジヒドロフェナジン誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
　ＴＡＤＦ材料が発光層に含まれる素子には、さらに発光層に蛍光ドーパントが含まれていることが好ましい。ＴＡＤＦ材料により三重項励起子が一重項励起子に変換され、その一重項励起子を蛍光ドーパントが受け取ることにより、より高い発光効率やより長い耐久寿命を達成できるためである。
　（電子輸送層）
　本発明において、電子輸送層とは、陰極から電子が注入され、さらに電子を輸送する層である。電子輸送層には、電子注入効率が高く、注入された電子を効率良く輸送することが望まれる。そのため、電子輸送層を構成する材料は、電子親和力が大きく、電子移動度が大きく、安定性に優れ、製造時および使用時に、トラップとなる不純物が発生しにくい物質であることが好ましい。特に膜厚を厚く積層する場合には、低分子量の化合物は結晶化するなどして膜質が劣化しやすいため、安定な膜質を保つため、分子量４００以上の化合物が好ましい。しかしながら、正孔と電子の輸送バランスを考えた場合に、電子輸送層が陽極からの正孔が再結合せずに陰極側へ流れることを効率よく阻止できる役割を主に果たすならば、電子輸送能力がそれ程高くない材料で構成されていても、発光効率を向上させる効果は電子輸送能力が高い材料で構成されている場合と同等となる。したがって、本発明における電子輸送層には、正孔の移動を効率よく阻止できる正孔阻止層も同義のものとして含まれ、正孔阻止層および電子輸送層は単独でも複数の材料が積層されて構成されていてもよい。
　電子輸送層に用いられる電子輸送材料としては、公知の材料を用いることができる。例えば、縮合多環芳香族誘導体、スチリル系芳香環誘導体、キノン誘導体、リンオキサイド誘導体、キノリノール錯体、ベンゾキノリノール錯体、ヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体およびフラボノール金属錯体などの各種金属錯体が挙げられる。駆動電圧をより低減し、より高効率の発光が得られることから、炭素、水素、窒素、酸素、ケイ素、リンの中から選ばれる元素で構成され、電子受容性窒素を含むヘテロアリール環構造を有する化合物を用いることが好ましい。
　ここで言う電子受容性窒素とは、隣接原子との間に多重結合を形成している窒素原子を表す。窒素原子が高い電子陰性度を有することから、該多重結合は電子受容的な性質を有する。それゆえ、電子受容性窒素を含む芳香族複素環は、高い電子親和性を有する。電子受容性窒素を有する電子輸送材料は、高い電子親和力を有する陰極からの電子を受け取りやすくし、より低電圧での駆動が可能となる。また、発光層への電子の供給が多くなり、再結合確率が高くなるため、発光効率がより向上する。
　電子受容性窒素を含むヘテロアリール環としては、例えば、トリアジン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、キノリン環、キノキサリン環、キナゾリン環、ナフチリジン環、ピリミドピリミジン環、ベンゾキノリン環、フェナントロリン環、イミダゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンズイミダゾール環、フェナンスロイミダゾール環などが挙げられる。
　これらのヘテロアリール環構造を有する化合物としては、例えば、ピリジン誘導体、トリアジン誘導体、キナゾリン誘導体、ピリミジン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ピラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、キノキサリン誘導体、キノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、オリゴピリジン誘導体、キノキサリン誘導体およびナフチリジン誘導体などが挙げられる。中でも、イミダゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、ビピリジン誘導体、ターピリジン誘導体、ナフチリジン誘導体が、電子輸送能の観点から好ましく用いられる。
　また、これらの誘導体が、縮合多環芳香族骨格を有していると、ガラス転移温度が向上すると共に、電子移動度も大きくなり、有機ＥＬ素子の駆動電圧をより低減することができるため好ましい。さらに、素子の耐久寿命がより向上し、合成のし易さ、原料入手が容易であることを考慮すると、縮合多環芳香族骨格はフルオランテン骨格、アントラセン骨格、ピレン骨格またはフェナントロリン骨格であることがより好ましい。
　好ましい電子輸送材料としては、特に限定されるものではないが、具体的には以下のような例が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
　また一般式（１）で表される化合物も、高い電子輸送性を有し、電子輸送層として優れた性質を示すため好ましい。
　上記電子輸送材料は単独で用いてよいし、上記電子輸送材料の２種以上を混合して用いたり、その他の電子輸送材料の一種以上を上記の電子輸送材料に混合して用いたりしても構わない。また、ドナー性化合物を含有してもよい。ここで、ドナー性化合物とは、電子注入障壁の改善により、陰極または電子注入層からの電子輸送層への電子注入を容易にし、さらに電子輸送層の電気伝導性を向上させる化合物である。
　ドナー性化合物としては、低仕事関数で電子輸送特性向上の観点から、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子または希土類金属原子を含有することが好ましい。中でも、有機ＥＬの駆動電圧をより低減することができる観点から、電子輸送層には、ドナー性化合物として、アルカリ金属原子または希土類金属原子を含有することがより好ましい。
　また、真空中での蒸着が容易で取り扱いに優れることから、ドナー性化合物は、金属単体よりも無機塩、あるいは金属と有機物との錯体の状態であることが好ましい。さらに、大気中における取扱を容易にし、添加濃度を調整しやすくできる点で、金属と有機物との錯体の状態にあることがより好ましい。無機塩の例としては酸化物、窒化物、フッ化物、炭酸塩などが挙げられる。有機物との錯体における有機物の好ましい例としては、キノリノール、ベンゾキノリノール、ピリジルフェノール、フラボノール、ヒドロキシイミダゾピリジン、ヒドロキシベンズアゾール、ヒドロキシトリアゾールなどが挙げられる。中でも、有機ＥＬ素子の駆動電圧をより低減することができる観点では、電子輸送層には、ドナー性化合物として、アルカリ金属と有機物との錯体を含有することが好ましい。さらに、合成のしやすさ、熱安定性という観点から、ドナー性化合物としては、リチウムと有機物との錯体がより好ましく、比較的安価で入手できるリチウムキノリノール（Ｌｉｑ）が特に好ましい。
　電子輸送層のイオン化ポテンシャルは、特に限定されないが、好ましくは５．６ｅＶ以上８．０ｅＶ以下であり、より好ましくは５．６ｅＶ以上７．０ｅＶ以下である。
　有機ＥＬ素子を構成する上記各層の形成方法は、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、コーティング法など特に限定されないが、通常は、素子特性の点から抵抗加熱蒸着または電子ビーム蒸着が好ましい。
　（電子注入層）
　本発明において、陰極と電子輸送層の間に電子注入層を設けてもよい。一般的に電子注入層は陰極から電子輸送層への電子の注入を助ける目的で挿入されるが、挿入する場合は、電子受容性窒素を含むヘテロアリール環構造を有する化合物を用いてもよいし、上記のドナー性材料を含有する層を用いてもよい。
　また、電子注入層に絶縁体や半導体の無機物を用いることもでき、公知の材料を用いることができる。これらの材料を用いることにより、有機ＥＬ素子の短絡を抑制して、かつ電子注入性を向上させることができる。
　このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物およびアルカリ土類金属のハロゲン化物からなる群から選択される少なくとも一つの金属化合物が好ましい。
　さらに、有機物と金属の錯体も好適に用いられる。電子注入層に有機物と金属の錯体を用いる場合、膜厚を容易に調整することができる。有機金属錯体における有機物の好ましい例としては、キノリノール、ベンゾキノリノール、ピリジルフェノール、フラボノール、ヒドロキシイミダゾピリジン、ヒドロキシベンズアゾール、ヒドロキシトリアゾールなどが挙げられる。
　また一般式（１）で表される化合物を含む層も高い電子注入性を有し、電子注入層として優れた性質を示すため好ましい。さらに、一般式（１）で表される化合物は、上記アルカリ金属または希土類金属がドーピングされることが好ましく、駆動電圧をより低減し、耐久寿命をより向上させることができる。すなわち、電子注入層がさらにアルカリ金属原子または希土類金属原子を含有することが好ましい。
　（電荷発生層）
　本発明における電荷発生層は、一般に二重層からなり、具体的には、ｎ型電荷発生層およびｐ型電荷発生層からなるｐｎ接合電荷発生層として用いることができる。上記ｐｎ接合型電荷発生層は、有機ＥＬ素子中で電圧が印加されることにより、電荷を発生、または電荷を正孔および電子に分離し、これらの正孔および電子を正孔輸送層および電子輸送層を経由して発光層に注入する。具体的には、発光層が積層された有機ＥＬ素子において中間層の電荷発生層として機能する。ｎ型電荷発生層は陽極側に存在する第一発光層に電子を供給し、ｐ型電荷発生層は陰極側に存在する第二発光層に正孔を供給する。そのため、複数の発光層を積層した有機ＥＬ素子における発光効率をより向上させ、駆動電圧を下げることができ、素子の耐久寿命もより向上させることができる。
　ｎ型電荷発生層は、ｎ型ドーパントおよびホストからなり、これらは従来の材料を用いることができる。例えば、ｎ型ドーパントとして、アルカリ金属、アルカリ土類金属、または希土類金属を用いることができる。また、ホストとして、フェナントロリン誘導体およびオリゴピリジン誘導体などの含窒素芳香族複素環を有する化合物を用いることができる。特に、一般式（１）で表される化合物およびフェナントロリン二量体は、上記ｎ型電荷発生層のホストとして優れた性質を示すため好ましい。
　電荷発生層の一態様として、一般式（１）で表される化合物に加えてさらにフェナントロリン二量体を含有することが好ましい。フェナントロリン二量体としては、例えば、以下のような化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
　電荷発生層の一態様として、一般式（１）で表される化合物に加えてさらにアルカリ金属原子または希土類金属原子を含有することが好ましい。アルカリ金属原子としては、Ｌｉが特に好ましい。希土類金属原子としては、Ｙｂが特に好ましい。
　電荷発生層の一態様として、一般式（１）で表される化合物に加えてさらにフェナントロリン二量体と、アルカリ金属または希土類金属原子とを含有する構成も同様に好ましい。
　ｐ型電荷発生層は、ｐ型ドーパントおよびホストからなり、これらは従来の材料を用いることができる。例えば、ｐ型ドーパントとして、テトラフルオレ－７，７，８，８－テトラシアノキノジメタン（Ｆ４－ＴＣＮＱ）、テトラシアノキノジメタン誘導体、ラジアレン誘導体、ヨウ素、ＦｅＣｌ３、ＦｅＦ３、ＳｂＣｌ５などを用いることができる。ｐ型ドーパントとして好ましくは、ラジアレン誘導体である。ホストとして好ましくはアリールアミン誘導体である。
　有機層の厚みは、発光物質の抵抗値にもよるので限定することはできないが、１～１０００ｎｍであることが好ましい。発光層、電子輸送層、正孔輸送層の膜厚はそれぞれ、好ましくは１ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
　本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子は、電気エネルギーを光に変換できる機能を有する。ここで電気エネルギーとしては主に直流電流が使用されるが、パルス電流や交流電流を用いることも可能である。電流値および電圧値は特に制限はないが、素子の消費電力や寿命を考慮すると、できるだけ低いエネルギーで最大の輝度が得られるよう選ばれるべきである。
　本発明の実施の形態に係る発光素子は、例えば、マトリクスおよび／またはセグメント方式で表示するディスプレイ等の表示装置として好適に用いられる。すなわち、本発明の実施の形態に係る化合物を含有する発光素子は、表示装置として好適に用いられる。
　本発明の実施の形態に係る発光素子は、各種機器等のバックライトとしても好ましく用いられる。バックライトは、主に自発光しないディスプレイ等の表示装置の視認性を向上させる目的に使用され、液晶ディスプレイ、時計、オーディオ装置、自動車パネル、表示板および標識などに使用される。特に、液晶ディスプレイ、中でも薄型化が検討されているパソコン用途のバックライトに本発明の発光素子は好ましく用いられ、従来のものより薄型で軽量なバックライトを提供できる。
　本発明の実施の形態に係る発光素子は、各種照明装置としても好ましく用いられる。すなわち、本発明の実施の形態に係る化合物を含有する発光素子は、照明装置として好適に用いられる。本発明の実施の形態に係る発光素子は、高い発光効率と高色純度との両立が可能であり、さらに、薄型化や軽量化が可能であることから、低消費電力と鮮やかな発光色、高いデザイン性を合わせ持った照明装置が実現できる。　
　以下、実施例をあげて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
合成例１：化合物２の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
　原料Ａ１０ｇ、６－ブロモ－２，２’－ブロモビピリジン４．９ｇ、ジクロロビス（トリフェニルホスフィンパラジウム）ジクロリド１５０ｍｇ、０．７５Ｍ炭酸カリウム水溶液４０ｍｌ、およびジメトキシエタン２１０ｍｌの混合溶液を、窒素気流下、還流下で５時間加熱撹拌した。室温に冷却した後、水を加えてろ過を行い、メタノールで洗浄して真空乾燥した。得られた固体に活性炭を用いて触媒除去を行い、エバポレートにより溶媒を除去して得られた固体を、トルエンで再結晶後、真空乾燥し、７．２ｇの化合物２を得た。
　得られた化合物７について、油拡散ポンプを用いて、１×１０－３Ｐａの圧力下、約２９０℃で昇華精製を行った。昇華精製前後の化合物２のＨＰＬＣ純度（測定波長２５４ｎｍにおける面積％）は、いずれも９９．９％であった。
　昇華精製後、マススペクトル（ＭＳ）分析および１Ｈ－ＮＭＲ分析により化合物２の構造を同定した。その分析結果を以下に示す。
ＭＳ（ｍ／ｚ）：４８７［Ｍ＋Ｈ］＋
１Ｈ－ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）δ：９．３７（ｍ、１Ｈ）、８．７２－８．７４（ｍ、２Ｈ）、８．５１－８．５４（ｍ、３Ｈ）、８．４５－８．４７（ｍ、１Ｈ）、８．２９－８．４１（ｍ、３Ｈ）、８．１７－８．２０（ｍ、１Ｈ）、８．０９－８．１２（ｍ、１Ｈ）、７．９８－８．０２（ｍ、１Ｈ）、７．８２－７．８６（ｍ、３Ｈ）、７．７４－７．７６（ｍ、１Ｈ）、７．４６－７．５５（ｍ、３Ｈ）、７．３５－７．３０（ｍ、１Ｈ）、７．２６（ｍ、１Ｈ）。
　合成例２：化合物６の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
　１，４－ジブロモナフタレン３４．３ｇおよびテトラヒドロフラン１３０ｍｌの混合溶液に、窒素気流下、０℃でｎ－ブチルリチウム（１．６Ｍヘキサン溶液）７５ｍｌを滴下した。０℃で３０分間撹拌した後、２－フェニル－１，１０－フェナントロリン２５．５ｇおよびＴＨＦ１５０ｍｌの混合液中に０℃で滴下した。室温に昇温した後、飽和塩化アンモニウム水溶液１５０ｍｌを反応溶液に加えた。有機層を酢酸エチルで抽出し、エバポレートした。得られた固体にジクロロメタン３４０ｍｌ、二酸化マンガン１５．６ｇを加えて、室温で１時間撹拌した。反応溶液のろ過を行い、ろ液をエバポレートで濃縮後、残存固体をメタノールで洗浄して真空乾燥し、３０．０ｇの中間体Ａを得た。
　次に、中間体Ａ１５．５ｇ、ボロン酸エステルＡ１７．０ｇ、酢酸カリウム１０．０ｇ、ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセンジクロロパラジウム５５０ｍｇ、およびジメチルホルムアミド３３５ｍｌの混合溶液を、窒素気流下、１００℃で１．５時間加熱撹拌した。室温に冷却した後、水を加えてろ過を行い、メタノールで洗浄して真空乾燥し、１５．０ｇの中間体Ｂを得た。
　次に、中間体Ｂ１５．０ｇ、原料Ｂ７．９ｇ、ジクロロビス（トリフェニルホスフィンパラジウム）ジクロリド４２０ｍｇ、０．９Ｍ炭酸カリウム水溶液５０ｍｌ、および１，４－ジオキサン３００ｍｌの混合溶液を、窒素気流下、還流下で８時間加熱撹拌した。室温に冷却した後、水を加えてろ過を行い、メタノールで洗浄して真空乾燥した。得られた固体に活性炭を用いて触媒除去を行い、エバポレートにより溶媒を除去して得られた固体を、トルエンおよびメタノールで再結晶後、真空乾燥し、７．５ｇの化合物６を得た。
　得られた化合物６について、油拡散ポンプを用いて、１×１０－３Ｐａの圧力下、約３４０℃で昇華精製を行った。昇華精製前後の化合物６のＨＰＬＣ純度（測定波長２５４ｎｍにおける面積％）は、いずれも９９．９％であった。
　昇華精製後、マススペクトル（ＭＳ）分析および１Ｈ－ＮＭＲ分析により化合物６の構造を同定した。その分析結果を以下に示す。
ＭＳ（ｍ／ｚ）：６１３［Ｍ＋Ｈ］＋
１Ｈ－ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＤМＳＯ－ｄ６）δ：８．９４－９．００（ｍ、１Ｈ）、８．７０－８．７４（ｍ、２Ｈ）、８．６５－８．６７（ｍ、１Ｈ）、８．５５－８．５７（ｍ、１Ｈ）、８．４３－８．４７（ｍ、４Ｈ）、８．３８－８．４２（ｍ、２Ｈ）、８．１８－８．２４（ｍ、２Ｈ）、８．０５－８．１４（ｍ、５Ｈ）、７．９５－７．９９（ｍ、１Ｈ）、７．７７－７．８１（ｍ、２Ｈ）、７．７０－７．７３（ｍ、１Ｈ）、７．６６－７．６９（ｍ、２Ｈ）、７．５３－７．５８（ｍ、２Ｈ）、７．４７－７．５３（ｍ、２Ｈ）。
　合成例３：化合物１０の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
　３－ブロモトルエン４１．０ｇおよびテトラヒドロフラン１５０ｍｌの混合溶液に、窒素気流下、０℃でｎ－ブチルリチウム（１．６Ｍヘキサン溶液）１５０ｍｌを滴下した。０℃で３０分間撹拌した後、１，１０－フェナントロリン３６．０ｇおよびＴＨＦ１５０ｍｌの混合液中に０℃で滴下した。室温に昇温した後、飽和塩化アンモニウム水溶液２５０ｍｌを反応溶液に加えた。有機層を酢酸エチルで抽出し、エバポレートした。得られた固体にジクロロメタン３４０ｍｌ、二酸化マンガン３４．７ｇを加えて、室温で１時間撹拌した。反応溶液のろ過を行い、ろ液をエバポレートで濃縮後、残存固体をメタノールで洗浄して真空乾燥し、３４．５ｇの中間体Ｃを得た。
　次に、１，３－ジブロモベンゼン３６．１ｇおよびテトラヒドロフラン９６ｍｌの混合溶液に、窒素気流下、０℃でｎ－ブチルリチウム（１．６Ｍヘキサン溶液）９６ｍｌを滴下した。０℃で３０分間撹拌した後、中間体Ｃ３４．５ｇおよびＴＨＦ９６ｍｌの混合液中に０℃で滴下した。室温に昇温した後、飽和塩化アンモニウム水溶液１５０ｍｌを反応溶液に加えた。有機層を酢酸エチルで抽出し、エバポレートした。得られた固体にジクロロメタン２００ｍｌ、二酸化マンガン２２．１ｇを加えて、室温で１時間撹拌した。反応溶液のろ過を行い、ろ液をエバポレートで濃縮後、残存固体をメタノールで洗浄して真空乾燥し、３３．２ｇの中間体Ｄを得た。
　次に、中間体Ｄ３３．０ｇ、ボロン酸エステルＡ２７．６ｇ、酢酸カリウム２２．８ｇ、ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセンジクロロパラジウム５７０ｍｇ、およびジメチルホルムアミド７８０ｍｌの混合溶液を、窒素気流下、１００℃で３時間加熱撹拌した。室温に冷却した後、水を加えてろ過を行い、メタノールで洗浄して真空乾燥し、３５．２ｇの中間体Ｅを得た。
　次に、中間体Ｅ３０．０ｇ、原料Ｂ１６．９ｇ、ジクロロビス（トリフェニルホスフィンパラジウム）ジクロリド８９０ｍｇ、０．９Ｍ炭酸カリウム水溶液１４０ｍｌ、および１，４－ジオキサン６３０ｍｌの混合溶液を、窒素気流下、還流下で１２時間加熱撹拌した。室温に冷却した後、水を加えてろ過を行い、メタノールで洗浄して真空乾燥した。得られた固体に活性炭を用いて触媒除去を行い、エバポレートにより溶媒を除去して得られた固体を、トルエンおよびメタノールで再結晶後、真空乾燥し、２５．５ｇの化合物１０を得た。
　得られた化合物１０について、油拡散ポンプを用いて、１×１０－３Ｐａの圧力下、約３４０℃で昇華精製を行った。昇華精製前後の化合物１０のＨＰＬＣ純度（測定波長２５４ｎｍにおける面積％）は、いずれも９９．９％であった。
　昇華精製後、マススペクトル（ＭＳ）分析および１Ｈ－ＮＭＲ分析により化合物１０の構造を同定した。その分析結果を以下に示す。
ＭＳ（ｍ／ｚ）：５７７［Ｍ＋Ｈ］＋
１Ｈ－ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＤМＳＯ－ｄ６）δ：９．２０－９．２２（ｍ、１Ｈ）、８．５８－８．７０（ｍ、４Ｈ）、８．４９－８．５６（ｍ、４Ｈ）、８．３６－８．４８（ｍ、４Ｈ）、８．０５－８．１４（ｍ、２Ｈ）、７．９４－８．０３（ｍ、２Ｈ）、７．７８－７．８２（ｍ、１Ｈ）、７．５５－７．６０（ｍ、２Ｈ）、７．３８－７．４８（ｍ、３Ｈ）、６．９７－７．０９（ｍ、２Ｈ）、２．１４（ｓ、３Ｈ）。
　次に、各実施例における評価方法について説明する。
　（駆動電圧）
　実施例１～２７および比較例１～１６において得られた素子を、それぞれ１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動し、初期駆動電圧を測定した。さらに、温度７０℃の環境下、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２で１００時間直流駆動したときの電圧を測定し、初期駆動電圧からの電圧上昇量を算出した。
　また、実施例２８～８１および比較例１７～４８において得られた有機ＥＬ素子を、それぞれ輝度１０００ｃｄ／ｍ２で点灯させ、初期駆動電圧を測定した。さらに、室温下、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２で１００時間定電流駆動したときの電圧を測定し、初期駆動電圧からの電圧上昇量を算出した。
　初期駆動電圧が小さいほど低電圧で駆動できるため、発光効率（輝度／電力）に優れると評価できる。また、電圧上昇量が小さいほど、耐久寿命に優れると評価できる。
　（外部量子効率）
　実施例２８～８１および比較例１７～４８において得られた有機ＥＬ素子を、それぞれ電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２で点灯させ、外部量子効率を測定し、発光効率を評価した。外部量子効率が高いほど、発光効率に優れると評価できる。
　（耐久性）
　実施例２８～８１および比較例１７～４８において得られた有機ＥＬ素子を、１０ｍＡ／ｃｍ２の定電流で継続駆動させ、初期輝度から輝度が２０％低下する時間を測定し、耐久性とした。
　実施例１
　陽極としてＩＴＯ透明導電膜を１２５ｎｍ堆積させたガラス基板（ジオマテック（株）製、１１Ω／□、スパッタ品）を３８ｍｍ×４６ｍｍに切断し、エッチングを行った。得られた基板を、“セミコクリーン”（登録商標）５６（商品名、フルウチ化学（株）製）を用いて１５分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を、素子を作製する直前に１時間ＵＶ－オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が５×１０－４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、化合物１と、ドーパントである金属元素Ｙｂとを、蒸着速度比が化合物１：Ｙｂ＝９：１となるように１００ｎｍ蒸着し、重量比が９：１の層を形成した。その後、アルミニウムを６０ｎｍ蒸着して陰極とし、５ｍｍ×５ｍｍ角の素子を作製した。ここで言う膜厚は、水晶発振式膜厚モニター表示値であり、他の実施例、比較例においても共通する。
　この素子について、前述の方法により評価したところ、初期駆動電圧は０．０６７Ｖ、７０℃で１００時間駆動したときの電圧上昇量は０．０３５Ｖであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
　実施例２～２７、比較例１～１６
　用いる化合物、金属元素、および化合物と金属元素の蒸着速度比を表１に記載の通りに変更したこと以外は実施例１と同様にして素子を作製した。各実施例および比較例の結果を表１に示す。なお、化合物２～１９は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000048
　実施例２８
　陽極としてＩＴＯ透明導電膜を１６５ｎｍ堆積させたガラス基板（ジオマテック（株）製、１１Ω／□、スパッタ品）を、３８ｍｍ×４６ｍｍに切断し、エッチングを行った。得られた基板を、“セミコクリーン”５６（商品名、フルウチ化学（株）製）を用いて１５分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を、素子を作製する直前に１時間ＵＶ－オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が５×１０－４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入層として、ｐ－Ｄ１を５ｎｍ蒸着し、次いで正孔輸送層として、ＨＴ－１を５０ｎｍ蒸着した。次に、発光層として、ホスト材料Ｈ－１、ドーパント材料Ｄ－１の混合層を、ドープ濃度が５重量％になるようにして２０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、電子輸送層として、ＥＴ－１と２Ｅ－１を蒸着速度比がＥＴ－１と２Ｅ－１＝１：１となるように３５ｎｍの厚さに蒸着した。次に、電子注入層として、化合物１と、ドーパントである金属元素Ｙｂとを、蒸着速度比が化合物１：Ｙｂ＝９：１となるように１０ｎｍ蒸着した。その後、アルミニウムを６０ｎｍ蒸着して陰極とし、５ｍｍ×５ｍｍ角の有機ＥＬ素子を作製した。
　この有機ＥＬ素子について、前述の方法により評価したところ、初期駆動電圧は４．５２Ｖ、外部量子効率（発光効率）は５．５０％、耐久寿命は９６０時間、室温下で１００時間駆動したときの電圧上昇量は０．０２１Ｖであった。なおｐ－Ｄ１、ＨＴ－１、Ｈ－１、Ｄ－１、ＥＴ－１および２Ｅ－１は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
　実施例２９～５４、比較例１７～３２
　用いる化合物、金属元素、および化合物と金属元素の蒸着速度比を表２に記載の通りに変更したこと以外は実施例２８と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。各実施例および比較例の結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000050
　実施例５５
　陽極としてＩＴＯ透明導電膜を１６５ｎｍ堆積させたガラス基板（ジオマテック（株）製、１１Ω／□、スパッタ品）を、３８ｍｍ×４６ｍｍに切断し、エッチングを行った。得られた基板を、“セミコクリーン”５６（商品名、フルウチ化学（株）製）を用いて１５分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を、素子を作製する直前に１時間ＵＶ－オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が５×１０－４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入層としてｐ－Ｄ１を５ｎｍ蒸着した。次いで、正孔注入層上に正孔輸送層、発光層および電子輸送層からなる、発光ユニット（第一の発光ユニット）を形成した。
　具体的には、正孔輸送層として、ＨＴ－１を５０ｎｍ蒸着し、次に、発光層として、ホスト材料Ｈ－１、ドーパント材料Ｄ－１の混合層を、ドープ濃度が５重量％になるようにして２０ｎｍの厚さに蒸着し、次に、電子輸送層として、ＥＴ－１と２Ｅ－１を蒸着速度比がＥＴ－１と２Ｅ－１＝１：１となるように３５ｎｍの厚さに蒸着した。
　第一の発光ユニット上に、Ｎ型電荷発生層として、化合物１と、ドーパントである金属元素Ｙｂとを、蒸着速度比が化合物１：Ｙｂ＝９：１となるように１０ｎｍ蒸着し、次に、Ｐ型電荷発生層として、ｐ－Ｄ１を１０ｎｍ蒸着した。
　電荷発生層に続いて、第一の発光ユニットと同様に第二の発光ユニットを形成した。その後、電子注入層として、化合物１と、ドーパントである金属元素Ｙｂとを、蒸着速度比が化合物１：Ｙｂ＝９：１で１０ｎｍ蒸着し、続いてアルミニウムを６０ｎｍ蒸着して陰極とし、５ｍｍ×５ｍｍ角の有機ＥＬ素子を作製した。
　この有機ＥＬ素子について、前述の方法により評価したところ、初期駆動電圧は９．１４Ｖ、外部量子効率（発光効率）は１１．０３％、耐久寿命は１９５０時間であった。
　実施例５６～８１、比較例３３～４８
　用いる化合物および化合物と金属元素の蒸着速度比を表３に記載の通りに変更したこと以外は実施例５５と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。各実施例および比較例の結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000051
　実施例１～２７では一般式（１）で表される化合物をアルカリ金属元素であるＬｉや希土類金属元素であるＹｂとともに用いた単電荷素子の結果を示した。一方で比較例１～１６では、一般式（１）で表される化合物ではない化合物１３～１９をアルカリ金属元素であるＬｉや希土類金属元素であるＹｂとともに用いた発光素子の結果を示した。各実施例は各比較例と比べて初期の駆動電圧が低く、駆動電圧の上昇は少なかった。これは、一般式（１）で表される化合物１～１２は化合物１３～１９と比較してアルカリ金属元素や希土類金属元素への配位などの相互作用が強く、電荷発生効率および電子輸送性が高くなるため、キャリアバランスが安定し、駆動時の電圧上昇が抑制できたものと理解される。
　また、実施例１～１５では一般式（１）で表される化合物および希土類金属元素であるＹｂを含有する単電荷素子の結果を示し、実施例１６～２７ではＹｂの代わりにアルカリ金属元素であるＬｉを含有する単電荷素子の結果を示した。これらの結果から理解されるように、一般式（１）で表される化合物は希土類金属元素とともに用いられることにより、より駆動電圧上昇の少ない安定な層を形成することがわかる。
　また、実施例２８～５４では実施例１～２７に用いた有機層を発光素子へ適用した結果を示した。一方で比較例１７～３２では比較例１～１６に用いた有機層を発光素子へ適用した結果を示した。各実施例は各比較例と比べて駆動電圧が低く、外部量子効率が高くなり、耐久性が向上し、駆動電圧上昇も少なかった。これは、単電荷素子の結果と同様に、一般式（１）で表される化合物は効率的で駆動電圧上昇の少ないより安定な発光素子を形成することがわかる。
　また、実施例２８～４２では一般式（１）で表される化合物および希土類金属元素であるＹｂを含有する発光素子の結果を示し、実施例４３～５４ではＹｂの代わりにアルカリ金属元素であるＬｉを含有する発光素子の結果を示した。これらの結果から理解されるように、一般式（１）で表される化合物は希土類金属元素とともに用いられることにより、より駆動電圧上昇の少ない安定な層を形成することがわかる。
　また、実施例５５～８１では実施例２８～５４に用いた発光素子をタンデム型発光素子へ適用した結果を示した。一方で比較例３３～４８では比較例１７～３２に用いた発光素子をタンデム型発光素子へ適用した結果を示した。各実施例は各比較例と比べて駆動電圧が低く、外部量子効率が高くなり、耐久性が向上し、駆動電圧上昇も少なかった。これは、実施例２８～５４および比較例１７～３２に用いた発光素子の結果と同様に、一般式（１）で表される化合物は効率的で駆動電圧上昇の少ないより安定なタンデム型発光素子を形成することがわかる。
　また、実施例５５～６９では一般式（１）で表される化合物および希土類金属元素であるＹｂを含有するタンデム型発光素子の結果を示し、実施例７０～８１ではＹｂの代わりにアルカリ金属元素であるＬｉを含有するタンデム型発光素子の結果を示した。これらの結果から理解されるように、一般式（１）で表される化合物は希土類金属元素とともに用いられることにより、より駆動電圧上昇の少ない安定な層を形成することがわかる。

Claims (15)

  1. 下記一般式（１）で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２およびＲ５～Ｒ８はそれぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアリール基および置換もしくは無置換のヘテロアリール基からなる群より選ばれる。Ｒ３およびＲ４は置換基を有する炭素原子である。Ｒ３とＲ４は互いに結合していてもよい。Ｌは炭素数が６～２０の無置換のアリーレン基である。）
  2. 前記一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５およびＲ６がそれぞれ水素原子である、請求項１に記載の化合物。
  3. 前記一般式（１）において、Ｒ７が置換もしくは無置換のアリール基または置換もしくは無置換のヘテロアリール基である、請求項１に記載の化合物。
  4. 　前記一般式（１）においてＲ３およびＲ４が互いに結合している、請求項１に記載の化合物。
  5. 陽極と陰極との間に少なくとも電子輸送層と発光層とが存在し、電気エネルギーにより発光する発光素子であって、該電子輸送層が請求項１～４のいずれかに記載の化合物を含有する発光素子。
  6. 前記電子輸送層がさらにアルカリ金属と有機物との錯体を含有する、請求項５に記載の発光素子。
  7. 陽極と陰極との間に少なくとも電荷発生層と発光層とが存在し、電気エネルギーにより発光する発光素子であって、該電荷発生層が請求項１～４のいずれかに記載の化合物を含有する発光素子。
  8. 前記電荷発生層がさらにフェナントロリン二量体を含有する、請求項７に記載の発光素子。
  9. 前記電荷発生層がさらにアルカリ金属原子または希土類金属原子を含有する、請求項７に記載の発光素子。
  10. 前記電荷発生層がさらにアルカリ金属原子を含有し、前記アルカリ金属原子がＬｉである、請求項７に記載の発光素子。
  11. 前記電荷発生層がさらに希土類金属原子を含有し、前記希土類金属原子がＹｂである、請求項７に記載の発光素子。
  12. 陽極と陰極との間に少なくとも電子注入層と発光層とが存在し、電気エネルギーにより発光する発光素子であって、該電子注入層が請求項１～４のいずれかに記載の化合物を含有する発光素子。
  13. 前記電子注入層がさらにアルカリ金属原子または希土類金属原子を含有する、請求項１２に記載の発光素子。
  14. 請求項１～４のいずれかに記載の化合物を含有する発光素子を含む表示装置。
  15. 請求項１～４のいずれかに記載の化合物を含有する発光素子を含む照明装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190053562A (ko) * 2017-11-10 2019-05-20 주식회사 진웅산업 페난트롤린-트리아진 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
CN112500330A (zh) * 2019-12-27 2021-03-16 陕西莱特光电材料股份有限公司 一种有机化合物和应用以及使用其的有机电致发光器件
WO2021152940A1 (ja) * 2020-01-30 2021-08-05 東レ株式会社 化合物、有機薄膜発光素子、表示装置および照明装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190053562A (ko) * 2017-11-10 2019-05-20 주식회사 진웅산업 페난트롤린-트리아진 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
CN112500330A (zh) * 2019-12-27 2021-03-16 陕西莱特光电材料股份有限公司 一种有机化合物和应用以及使用其的有机电致发光器件
WO2021152940A1 (ja) * 2020-01-30 2021-08-05 東レ株式会社 化合物、有機薄膜発光素子、表示装置および照明装置

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