説明

有機電界発光素子

【課題】発光効率が良好であり、低駆動電圧の有機電界発光素子の提供。
【解決手段】一対の電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機層を有する有機電界発光素子であって、前記有機層のうちの少なくとも一層に下記一般式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする有機電界発光素子。


(一般式(1)中、Z11、Z12はそれぞれ独立に芳香族複素環または芳香族炭化水素環を表し、R11は水素原子又は置換基を表す。)

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電気エネルギーを光に変換して発光できる発光素子、特に、有機電界発光素子(発光素子、又はEL素子)に関する。
【背景技術】
【0002】
有機電界発光(EL)素子は、低電圧で高輝度の発光を得ることができるため、有望な表示素子として注目されている。この有機電界発光素子の重要な特性値として消費電力がある。消費電力は電圧と電流の積で表され、所望の明るさを得るに必要な電圧値が低いほど、かつ、電流値を小さくするほど、素子の消費電力を低くすることが出来る。
【0003】
近年、燐光発光材料を用いることにより、素子の高効率化が進んでいる。燐光発光材料としてはイリジウム錯体や白金錯体などが知られているが(例えば特許文献1及び特許文献2参照)、高効率と高耐久性を両立する素子の開発には至っていない。
【0004】
また、素子を高効率、低電圧化させる材料を志向した、含窒素複素環を有した化合物を材料に用いた有機EL素子の報告(例えば特許文献3及び4)がなされているが、さらなる高効率、低電圧駆動化が求められている。
一方、非特許文献1には含窒素複素環と芳香族複素環又は芳香族炭化水素環が縮環した化合物が記載されているが、その用途に関する記載はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2001−247859号公報
【特許文献2】特開2007−19462号公報
【特許文献3】特開2002−100476号公報
【特許文献4】特開2004−171808号公報
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】「ジャーナル・オブ・ケミカル・ソサイエティー(Journal of Chemical Society),1939年、p.1945−1956
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、発光効率が高く、低電圧で駆動する有機電界発光素子の提供にある。またそれに用いるために好適な高度に縮環した含チッ素ヘテロ化合物の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
この課題は下記手段によって達成された。
〔1〕
一対の電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機層を有する有機電界発光素子であって、前記有機層のうちの少なくとも一層に下記一般式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする有機電界発光素子。
【0009】
【化1】

【0010】
(一般式(1)中、Z11、Z12はそれぞれ独立に芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表し、R11は水素原子又は置換基を表す。複数のR11は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、R11、Z11及びZ12中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
〔2〕
前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(2)で表されることを特徴とする〔1〕に記載の有機電界発光素子。
【0011】
【化2】

【0012】
(一般式(2)中、Z22は芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表し、R21は水素原子又は置換基を表す。複数のR21は同一でも異なっていてもよい。A21〜A23はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R22を表し、R22は水素原子又は置換基を表す。複数のR22は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、R21、Z22及びA21〜A23中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
〔3〕
前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(3)で表されることを特徴とする〔1〕に記載の有機電界発光素子。
【0013】
【化3】

【0014】
(一般式(3)中、Z31は芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表し、R31は水素原子又は置換基を表す。複数のR31は同一でも異なっていてもよい。A31〜A34はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R32を表し、R32は水素原子又は置換基を表す。複数のR32は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、R31、Z31及びA31〜A34中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
〔4〕
前記一般式(2)又は(3)で表される化合物が、下記一般式(4)で表されることを特徴とする〔2〕又は〔3〕に記載の有機電界発光素子。
【0015】
【化4】

【0016】
(一般式(4)中、R41は水素原子又は置換基を表す。複数のR41は同一でも異なっていてもよい。A41〜A47はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R42を表し、R42は水素原子又は置換基を表す。複数のR42は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、R41、及びA41〜A47中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
〔5〕
前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(5)で表されることを特徴とする〔1〕に記載の有機電界発光素子。
【0017】
【化5】

【0018】
(一般式(5)中、Z51〜Z53はそれぞれ独立に芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表す。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、Z51〜Z53中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
〔6〕
前記一般式(5)で表される化合物が、下記一般式(6)で表されることを特徴とする〔5〕に記載の有機電界発光素子。
【化6】

【0019】
(一般式(6)中、Z61、Z62はそれぞれ独立に芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表す。A61〜A63はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R61を表し、R61は水素原子又は置換基を表す。複数のR61は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、Z61、Z62及びA61〜A63中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
〔7〕
前記一般式(5)で表される化合物が、下記一般式(7)で表されることを特徴とする〔5〕に記載の有機電界発光素子。
【0020】
【化7】

【0021】
(一般式(7)中、Z71、Z72はそれぞれ独立に芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表す。A71〜A74はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R71を表し、R71は水素原子又は置換基を表す。複数のR71は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、Z71、Z72及びA71〜A74中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
〔8〕
前記一般式(6)で表される化合物が、下記一般式(8)で表されることを特徴とする〔6〕に記載の有機電界発光素子。
【0022】
【化8】

【0023】
(一般式(8)中、Z82は芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表す。A81〜A87はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R81を表し、R81は水素原子又は置換基を表す。複数のR81は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、Z82及びA81〜A87中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
〔9〕
前記一般式(7)で表される化合物が、下記一般式(9)で表されることを特徴とする〔7〕に記載の有機電界発光素子。
【化9】

【0024】
(一般式(9)中、Z91は芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表す。A91〜A98はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R91を表し、R91は水素原子又は置換基を表す。複数のR91は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、Z91及びA91〜A98中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
〔10〕
前記一般式(8)又は(9)で表される化合物が、下記一般式(10)で表されることを特徴とする〔8〕又は〔9〕に記載の有機電界発光素子。
【0025】
【化10】

【0026】
(一般式(10)中、A101〜A1011はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R101を表し、R101は水素原子又は置換基を表す。複数のR101は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。L10は単結合又はm価の連結基を表し、A101〜A1011中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、L10は存在しない。)
〔11〕
下記一般式(4−1)で表される化合物。
【0027】
【化11】

【0028】
(一般式(4−1)中、X411、412はそれぞれ独立にC−R411を表し、R411は水素原子又は置換基を表す。複数のR411は同一でも異なっていてもよい。A411〜A417はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R412を表し、R412は水素原子又は置換基を表す。複数のR412は同一でも異なっていてもよい。L41は単結合又はm価の連結基を表し、X411、412及びA411〜A417中のC原子のいずれかと連結する。芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を連結基とする場合、環の大きさは5〜6員環である。mは2以上の整数を表す。)
【0029】
〔12〕
前記一般式(4−1)で表される化合物が、下記一般式(4−2)で表されることを特徴とする〔11〕に記載の化合物。
【0030】
【化12】

【0031】
(一般式(4−2)中、X421、422それぞれ独立にはC−R421を表し、R421は水素原子又は置換基を表す。複数のR421は同一でも異なっていてもよい。A421〜A427は窒素原子又はC−R422を表し、R422は水素原子又は置換基を表す。複数のR422は同一でも異なっていてもよい。R423は水素原子又は置換基を表す。複数のR423は同一でも異なっていてもよい。mは2〜4の整数を表す。ケイ素連結基は、X421、422及びA421〜A427中のC原子のいずれかと連結する。)
【0032】
〔13〕
前記一般式(4−1)で表される化合物が、下記一般式(4−3)で表されることを特徴とする〔11〕に記載の化合物。
【0033】
【化13】

【0034】
(一般式(4−3)中、X431、432それぞれ独立にはC−R431を表し、R431は水素原子又は置換基を表す。複数のR431は同一でも異なっていてもよい。A431〜A437は窒素原子又はC−R432を表し、R432は水素原子又は置換基を表す。複数のR432は同一でも異なっていてもよい。R433は水素原子又は置換基を表す。複数のR433は同一でも異なっていてもよい。mは2〜4の整数を表す。炭素連結基は、X431、432及びA431〜A437中のC原子のいずれかと連結する。)
【0035】
〔14〕
前記一般式(4−1)で表される化合物が、下記一般式(4−4)で表されることを特徴とする〔11〕に記載の化合物。
【0036】
【化14】

【0037】
(一般式(4−4)中、X441、442はそれぞれ独立にC−R441を表し、R441は水素原子又は置換基を表す。複数のR441は同一でも異なっていてもよい。A441〜A447は窒素原子又はC−R442を表し、R442は水素原子又は置換基を表す。複数のR442は同一でも異なっていてもよい。Ar44は芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表し、環の大きさは5〜6員環である。Ar44はX441、442及びA441〜A447中のC原子のいずれかと連結する。R443は水素原子又は置換基を表す。複数のR443は同一でも異なっていてもよい。mは2以上の整数を表す。nは0以上の整数を表す。)
【0038】
〔15〕
下記一般式(4−5)で表される化合物。
【0039】
【化15】

【0040】
一般式(4−5)中、X451、452はそれぞれ独立にC−R451を表し、R451は水素原子又は置換基を表す。複数のR451は同一でも異なっていてもよい。A451〜A457は窒素原子又はC−R452を表し、R452は水素原子又は置換基を表す。複数のR452は同一でも異なっていてもよい。R453は水素原子又は置換基を表す。複数のR453は同一でも異なっていてもよい。nは1以上の整数を表す。ケイ素置換基は、X451、452及びA451〜A457中のC原子のいずれかと連結する。
【0041】
〔16〕
前記一般式(4−1)で表される化合物が、下記一般式(10−1)で表されることを特徴とする〔11〕に記載の化合物。
【0042】
【化16】

【0043】
一般式(10−1)中、A1011〜A10111はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R1011を表し、R1011は水素原子又は置換基を表す。複数のR1011は同一でも異なっていてもよい。L101は単結合又はm価の連結基を表し、A1011〜A10111中のC原子のいずれかと連結する。芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を連結基とする場合、環の大きさは5〜6員環である。mは2以上の整数を表す。
【0044】
〔17〕
前記一般式(10−1)で表される化合物が、下記一般式(10−2)で表されることを特徴とする〔16〕に記載の化合物。
【0045】
【化17】

【0046】
一般式(10−2)中、A1021〜A10211はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R1021を表し、R1021は水素原子又は置換基を表す。複数のR1021は同一でも異なっていてもよい。R1022は水素原子又は置換基を表す。複数のR1022は同一でも異なっていてもよい。mは2〜4の整数を表す。ケイ素連結基は、A1021〜A10211中のC原子のいずれかと連結する。
【0047】
〔18〕
前記一般式(10−1)で表される化合物が、下記一般式(10−3)で表されることを特徴とする〔16〕に記載の化合物。
【0048】
【化18】

【0049】
一般式(10−3)中、A1031〜A10311はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R1031を表し、R1031は水素原子又は置換基を表す。複数のR1031は同一でも異なっていてもよい。R1032は水素原子又は置換基を表す。複数のR1032は同一でも異なっていてもよい。mは2〜4の整数を表す。炭素連結基は、A1031〜A10311中のC原子のいずれかと連結する。
【0050】
〔19〕
前記一般式(10−1)で表される化合物が、下記一般式(10−4)で表されることを特徴とする〔16〕に記載の化合物。
【0051】
【化19】

【0052】
一般式(10−4)中、A1041〜A10411はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R1041を表し、R1041は水素原子又は置換基を表す。複数のR1041は同一でも異なっていてもよい。Ar104は芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表し、環の大きさは5〜6員環である。Ar104はA1041〜A10411中のC原子のいずれかと連結する。R1042は水素原子又は置換基を表す。複数のR1042は同一でも異なっていてもよい。mは2以上の整数を表す。nは0以上の整数を表す。
【0053】
〔20〕
下記一般式(10−5)で表される化合物。
【0054】
【化20】

【0055】
一般式(10−5)中、A1051〜A10511はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R1051を表し、R1051は水素原子又は置換基を表す。複数のR1051は同一でも異なっていてもよい。R1052は水素原子又は置換基を表す。複数のR1052は同一でも異なっていてもよい。nは1以上の整数を表す。ケイ素置換基はA1051〜A10511中のC原子のいずれかと連結する。
【0056】
〔21〕
一対の電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機層を有する有機電界発光素子であって、前記有機層のうちの少なくとも一層に一般式(4−1)〜(4−5)、及び(10−1)〜(10−5)のいずれかで表される化合物を含有することを特徴とする有機電界発光素子。
【0057】
〔22〕
前記発光層に燐光発光材料を含有することを特徴とする〔1〕〜〔10〕、〔21〕のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【0058】
〔23〕
前記燐光発光材料がイリジウム錯体又は白金錯体であることを特徴とする〔22〕に記載の有機電界発光素子。
【0059】
〔24〕
一般式(1)〜(10)、(4−1)〜(4−5)、及び(10−1)〜(10−5)のいずれかで表される化合物を、発光層に含有することを特徴とする〔1〕〜〔10〕、〔21〕〜〔23〕のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【0060】
〔25〕
前記発光層と陽極の間に正孔輸送層を有し、一般式(1)〜(10)、(4−1)〜(4−5)、及び(10−1)〜(10−5)のいずれかで表される化合物を、正孔輸送層に含有することを特徴とする〔1〕〜〔10〕、〔21〕〜〔24〕のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【0061】
〔26〕
前記発光層と陰極の間に電子輸送層を有し、一般式(1)〜(10)、(4−1)〜(4−5)、及び(10−1)〜(10−5)のいずれかで表される化合物を、電子輸送層に含有することを特徴とする〔1〕〜〔10〕、〔21〕〜〔25〕のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【0062】
〔27〕
前記一般式(1)〜(10)、(4−1)〜(4−5)、及び(10−1)〜(10−5)のいずれかで表される化合物のガラス転移温度が130℃以上、450℃以下であることを特徴とする〔1〕〜〔10〕、〔21〕〜〔26〕のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【0063】
〔28〕
前記一般式(1)〜(10)、(4−1)〜(4−5)、及び(10−1)〜(10−5)のいずれかで表される化合物の最低励起三重項エネルギー準位が60kcal/mol(251.4kJ/mol)以上、95kcal/mol(398.1kJ/mol)以下であることを特徴とする〔1〕〜〔10〕、〔21〕〜〔27〕のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【発明の効果】
【0064】
本発明の有機電界発光素子は、一般式(1)で表される化合物を少なくとも一種有機化合物層に含有することを特徴とする。これにより、高い発光効率(例えば外部量子効率)を有し、低駆動電圧の有機電界発光素子(本明細書において「本発明の素子」と同義で用いる)が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0065】
本発明の有機電界発光素子は、一対の電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機層を有する有機電界発光素子であって、前記有機層のうちの少なくとも一層に下記一般式(1)で表される化合物を含有する。
一般式(1)で表される化合物は、下記の部分構造を含むものであり、この構造により有機電界発光素子の高効率、低電圧駆動化が可能となる。
【0066】
【化21】

【0067】
一般式(1)で表される化合物は、少なくとも4つの環が縮合した縮合複素環化合物である。このように高度に縮環した一般式(1)で表される化合物は、従来の含窒素複素環化合物と比較して共役が拡張しているため正孔注入性を維持しつつ、電子注入性が向上し、有機電界発光素子中での電荷の移動のバランスを向上させる。特に、発光層が正孔過多である場合には、本発明の化合物を用いることで発光層内への電子注入が容易になり、発光層内の電荷バランスが改善され、有機電界発光素子の高効率、低電圧駆動化が実現できる。
【0068】
〔一般式(1)で表される化合物〕
一般式(1)で表される化合物について詳細に説明する。
【0069】
【化22】

【0070】
(一般式(1)中、Z11、Z12はそれぞれ独立に芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表し、R11は水素原子又は置換基を表す。複数のR11は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、R11、Z11及びZ12中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
【0071】
11で表される置換基としては下記置換基群Aとして挙げたものが適用できる。
【0072】
(置換基群A)
アルキル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10であり、例えばメチル基、エチル基、iso−プロピル基、tert−ブチル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。)、脂環式炭化水素基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10であり、例えばアダマンチル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。)アルケニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばビニル基、アリル基、2−ブテニル基、3−ペンテニル基などが挙げられる。)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばプロパルギル基、3−ペンチニル基などが挙げられる。)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニル基、p−メチルフェニル基、ナフチル基、アントラニル基などが挙げられる。)、アミノ基(好ましくは炭素数0〜30、より好ましくは炭素数0〜20、特に好ましくは炭素数0〜10であり、例えばアミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基などが挙げられる。)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10であり、例えばメトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、2−エチルヘキシロキシ基などが挙げられる。)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルオキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基などが挙げられる。)、複素環オキシ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばピリジルオキシ基、ピラジルオキシ基、ピリミジルオキシ基、キノリルオキシ基などが挙げられる。)、アシル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばアセチル基、ベンゾイル基、ホルミル基、ピバロイル基などが挙げられる。)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜12であり、例えばメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基などが挙げられる。)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数7〜30、より好ましくは炭素数7〜20、特に好ましくは炭素数7〜12であり、例えばフェニルオキシカルボニル基などが挙げられる。)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばアセトキシ基、ベンゾイルオキシ基などが挙げられる。)、アシルアミノ基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばアセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基などが挙げられる。)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜12であり、例えばメトキシカルボニルアミノ基などが挙げられる。)、アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数7〜30、より好ましくは炭素数7〜20、特に好ましくは炭素数7〜12であり、例えばフェニルオキシカルボニルアミノ基などが挙げられる。)、スルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメタンスルホニルアミノ基、ベンゼンスルホニルアミノ基などが挙げられる。)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0〜30、より好ましくは炭素数0〜20、特に好ましくは炭素数0〜12であり、例えばスルファモイル基、メチルスルファモイル基、ジメチルスルファモイル基、フェニルスルファモイル基などが挙げられる。)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばカルバモイル、メチルカルバモイル基、ジエチルカルバモイル基、フェニルカルバモイル基などが挙げられる。)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメチルチオ基、エチルチオ基などが挙げられる。)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルチオ基などが挙げられる。)、複素環チオ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばピリジルチオ基、2−ベンズイミゾリルチオ基、2−ベンズオキサゾリルチオ基、2−ベンズチアゾリルチオ基などが挙げられる。)、スルホニル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメシル基、トシル基などが挙げられる。)、スルフィニル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメタンスルフィニル基、ベンゼンスルフィニル基などが挙げられる。)、ウレイド基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばウレイド基、メチルウレイド基、フェニルウレイド基などが挙げられる。)、リン酸アミド基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばジエチルリン酸アミド基、フェニルリン酸アミド基などが挙げられる。)、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、複素環基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜12であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子であり、具体的にはイミダゾリル基、ピリジル基、キノリル基、フリル基、チエニル基、ピペリジル基、モルホリノ基、ベンズオキサゾリル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズチアゾリル基、カルバゾリル基、アゼピニル基などが挙げられる。)、シリル基(好ましくは炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、特に好ましくは炭素数3〜24であり、例えばトリメチルシリル基、トリフェニルシリル基などが挙げられる。)、シリルオキシ基(好ましくは炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、特に好ましくは炭素数3〜24であり、例えばトリメチルシリルオキシ基、トリフェニルシリルオキシ基などが挙げられる。)、ホスホリル基(例えばジフェニルホスホリル基、ジメチルホスホリル基などが挙げられる。)。これらの置換基は更に置換されてもよく、更なる置換基としては、以上に説明した置換基群Aから選択される基を挙げることができる。
【0073】
また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。
【0074】
11同士が互いに連結して縮合環を形成していてもよく、形成される環としては、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ピリダジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、フラン環、チオフェン環、セレノフェン環、シロール環、ゲルモール環、ホスホール環等が挙げられ、好ましくはベンゼン環、ピリジン環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、チアゾール環、オキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾチオフェン環又はベンゾフラン環であり、ベンゼン環、ピリジン環、フラン環、オキサゾール環又はベンゾフラン環であることがより好ましい。これらの環は更に置換されてもよく、更なる置換基としては、以上に説明した置換基群Aから選択される基を挙げることができる。
【0075】
11として好ましくは、水素原子、アルキル基、脂環式炭化水素基、アリール基、フッ素基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、複素環オキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、複素環チオ基、シアノ基、複素環基、シリル基、シリルオキシ基、R11同士が互いに連結して縮合環を形成する基であり、より好ましくは、水素原子、アルキル基、脂環式炭化水素基、アリール基、フッ素基、シアノ基、シリル基、複素環基であり、更に好ましくは水素原子、アルキル基、脂環式炭化水素基、アリール基、フッ素基、シアノ基、シリル基、複素環基、R11同士が互いに連結して縮合環を形成する基であり、より更に好ましくはアルキル基、シリル基、脂環式炭化水素基、アリール基、複素環基、R11同士が互いに連結してベンゼン環又はピリジン環を形成する基であり、特に好ましくはメチル基、エチル基、iso−プロピル基、tert−ブチル基、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニル基、p−メチルフェニル基、ナフチル基、アントラニル基、R11同士が互いに連結してベンゼン環又はピリジン環を形成する基であり、最も好ましくはtert−ブチル基、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニル基、R11同士が互いに連結してベンゼン環又はピリジン環を形成する基である。
【0076】
一般式(1)において、Z11、Z12で表される芳香族複素環及び芳香族炭化水素環としては、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、オキサゾール環、インドール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、カルバゾール環、カルボリン環、カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子が更に窒素原子で置換されている環、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、クリセン環、トリフェニレン環、o−テルフェニル環、m−テルフェニル環、p−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環、ベンゾフラン環等が挙げられる。
11、Z12は好ましくはそれぞれ独立にベンゼン環、ピリジン環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、チアゾール環、オキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾチオフェン環又はベンゾフラン環であり、ベンゼン環、ピリジン環、フラン環、オキサゾール環又はベンゾフラン環であることがより好ましい。
前記芳香族複素環及び芳香族炭化水素環は置換基を有していてもよく、置換基としては、前記置換基群Aとして挙げたものが適用できる。置換基として特に好ましくはメチル基、エチル基、iso−プロピル基、tert−ブチル基、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニル基、p−メチルフェニル基、ナフチル基、アントラニル基であり、最も好ましくはtert−ブチル基、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニル基である。
【0077】
は単結合又はm価の連結基を表す。m価の連結基としては、炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ゲルマニウム原子、りん原子から選択される1種以上の原子から構成される連結基が好ましい。
mは2以上の整数を表し、好ましくは2〜6であり、より好ましくは2〜4であり、2又は3であることが更に好ましく、2であることが特に好ましい。
る。
【0078】
としてより好ましくは、単結合、置換又は無置換の炭素原子、置換又は無置換の窒素原子、置換ケイ素原子、置換ゲルマニウム原子、酸素原子、硫黄原子、5〜6員環の芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基であり、更に好ましくは単結合、置換又は無置換の炭素原子、置換又は無置換の窒素原子、置換ケイ素原子、置換ゲルマニウム原子、5〜6員環の芳香族炭化水素環基であり、より更に好ましくは、単結合、置換炭素原子、置換ケイ素原子、置換窒素原子、置換ゲルマニウム原子であり、特に好ましくは単結合、アルキル基又はフェニル基で置換された炭素原子、ケイ素原子、ゲルマニウム原子、窒素原子である。これらの連結基は可能であれば更に置換基を有していてもよく、導入可能な置換基としては、置換基群Aとして挙げたものが適用できる。
芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を連結基とする場合、環の大きさは5〜6員環である。高Tレベル(最低三重項励起状態のエネルギーレベル)維持のためである。下記に連結基の具体例を示すが、本発明はこれに限定されることはない。
【0079】
【化23】

【0080】
中でも下記の連結基群(a−1)が好ましい。
【0081】
【化24】

【0082】
一般式(1)で表される化合物として、好ましい形態の一つは、下記一般式(2)で表される化合物である。
【0083】
【化25】

【0084】
(一般式(2)中、Z22は芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表し、R21は水素原子又は置換基を表す。複数のR21は同一でも異なっていてもよい。A21〜A23はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R22を表し、R22は水素原子又は置換基を表す。複数のR22は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、R21、Z22及びA21〜A23中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
【0085】
一般式(2)において、A21〜A23の組合せとしては特に限定されないが、A21〜A23のうち窒素原子の数は0〜2個が好ましく、0〜1個がより好ましい。m、L、Z22及びR21は一般式(1)におけるm、L、Z12、及びR11と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
22で表される置換基としては前記置換基群Aとして挙げたものが適用できる。
【0086】
複数のR22は同一でも異なっていてもよい。また、R22は更に置換基を有していてもよく、置換基としては、前記置換基群Aとして挙げたものが適用できる。また、R22同士が互いに連結して縮合環を形成していてもよく、形成される環としては、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ピリダジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、フラン環、チオフェン環、セレノフェン環、シロール環、ゲルモール環、ホスホール環等が挙げられる。
【0087】
22として好ましくは、水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素環基、フッ素基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、複素環オキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、複素環チオ基、シアノ基、複素環基、シリル基、シリルオキシ基であり、より好ましくは、水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素環基、フッ素基、シアノ基、シリル基、芳香族複素環基であり、より更に好ましくはアルキル基、シリル基、芳香族炭化水素基、複素環基であり、特に好ましくはメチル基、エチル基、iso−プロピル基、tert−ブチル基、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニル基、p−メチルフェニル基、ナフチル基、アントラニル基であり、最も好ましくはtert−ブチル基、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニル基である。
【0088】
一般式(1)で表される化合物として、好ましい形態の一つは、下記一般式(3)で表される化合物である。
【0089】
【化26】

【0090】
(一般式(3)中、Z31は芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表し、R31は水素原子又は置換基を表す。複数のR31は同一でも異なっていてもよい。A31〜A34はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R32を表し、R32は水素原子又は置換基を表す。複数のR32は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、R31、Z31及びA31〜A34中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
【0091】
一般式(3)において、A31〜A34の組合せとしては特に限定されないが、A31〜A34のうち窒素原子の数は0〜2個が好ましく、0〜1個がより好ましい。m、L、Z31及びR31は一般式(1)におけるm、L、Z11及びR11と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
32は一般式(2)におけるR22と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
【0092】
一般式(2)、(3)で表される化合物として、好ましい形態の一つは、下記一般式(4)で表される化合物である。
【0093】
【化27】

【0094】
(一般式(4)中、R41は水素原子又は置換基を表す。複数のR41は同一でも異なっていてもよい。A41〜A47はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R42を表し、R42は水素原子又は置換基を表す。複数のR42は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、R41、及びA41〜A47中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
【0095】
一般式(4)において、A41〜A47の組合せとしては特に限定されないが、A41〜A47のうち窒素原子の数は0〜4個が好ましく、0〜2個がより好ましい。
m、L、R41及びR42は一般式(2)におけるm、L、R21及びR22と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
【0096】
一般式(1)で表される化合物として、好ましい形態の一つは、下記一般式(5)で表される化合物である。
【0097】
【化28】

【0098】
(一般式(5)中、Z51〜Z53はそれぞれ独立に芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表す。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、Z51〜Z53中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
【0099】
m、L、Z51〜Z53は一般式(1)におけるm、L、Z11〜Z12と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
【0100】
一般式(5)で表される化合物として、好ましい形態の一つは、下記一般式(6)で表される化合物である。
【0101】
【化29】

【0102】
(一般式(6)中、Z61、Z62はそれぞれ独立に芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表す。A61〜A63はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R61を表し、R61は水素原子又は置換基を表す。複数のR61は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、Z61、Z62及びA61〜A63中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
【0103】
一般式(6)において、A61〜A63の組合せとしては特に限定されないが、A61〜A63のうち窒素原子の数は0〜2個が好ましく、0〜1個がより好ましい。m、L、Z61及びZ62は一般式(5)におけるm、L、Z52及びZ53と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
61は一般式(2)におけるR22と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
【0104】
一般式(5)で表される化合物として、好ましい形態の一つは、下記一般式(7)で表される化合物である。
【0105】
【化30】

【0106】
(一般式(7)中、Z71、Z72はそれぞれ独立に芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表す。A71〜A74はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R71を表し、R71は水素原子又は置換基を表す。複数のR71は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、Z71、Z72及びA71〜A74中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
【0107】
一般式(7)において、A71〜A74の組合せとしては特に限定されないが、A71〜A74のうち窒素原子の数は0〜2個が好ましく、0〜1個がより好ましい。m、L7、71及びZ72は一般式(5)におけるm、L、Z51及びZ52と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
71は一般式(2)におけるR22と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
【0108】
一般式(6)で表される化合物として、好ましい形態の一つは、下記一般式(8)で表される化合物である。
【0109】
【化31】

【0110】
(一般式(8)中、Z82は芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表す。A81〜A87はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R81を表し、R81は水素原子又は置換基を表す。複数のR81は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、Z82及びA81〜A87中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
【0111】
一般式(8)において、A81〜A87の組合せとしては特に限定されないが、A81〜A87のうち窒素原子の数は0〜4個が好ましく、0〜2個がより好ましい。m、L、Z82及びR81は一般式(6)におけるm、L、Z61及びR61と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
【0112】
一般式(7)で表される化合物として、好ましい形態の一つは、下記一般式(9)で表される化合物である。
【0113】
【化32】

【0114】
(一般式(9)中、Z91は芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表す。A91〜A98はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R91を表し、R91は水素原子又は置換基を表す。複数のR91は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、Z91及びA91〜A98中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
【0115】
一般式(9)において、A91〜A98の組合せとしては特に限定されないが、A91〜A98のうち窒素原子の数は0〜4個が好ましく、0〜2個がより好ましい。m、L、Z91及びR91は一般式(7)におけるm、L、Z71及びR71と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
【0116】
一般式(8)、(9)で表される化合物として、好ましい形態の一つは、下記一般式(10)で表される化合物である。
【0117】
【化33】

【0118】
(一般式(10)中、A101〜A1011はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R101を表し、R101は水素原子又は置換基を表す。複数のR101は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。L10は単結合又はm価の連結基を表し、A101〜A1011中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、L10は存在しない。)
【0119】
一般式(10)において、A101〜A1011の組合せとしては特に限定されないが、A101〜A1011のうち窒素原子の数は0〜6個が好ましく、0〜3個がより好ましい。L10、m、及びR101は一般式(8)におけるL、m、及びR81と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
【0120】
一般式(4)で表される化合物として、好ましい形態の一つは、下記一般式(4−1)で表される化合物である。
本発明は一般式(4−1)で表される化合物にも関する。一般式(4−1)で表される化合物は新規化合物であり、有機電界発光素子の材料として好ましく用いることができる。
【0121】
【化34】

【0122】
(一般式(4−1)中、X411、X412はそれぞれ独立にC−R411を表し、R411は水素原子又は置換基を表す。複数のR411は同一でも異なっていてもよい。A411〜A417はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R412を表し、R412は水素原子又は置換基を表す。複数のR412は同一でも異なっていてもよい。L41は単結合又はm価の連結基を表し、X411、X412及びA411〜A417中のC原子と連結する。芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を連結基とする場合、環の大きさは5〜6員環である。mは2以上の整数を表す。)
【0123】
一般式(4−1)において、X411、X412、A411〜A417、L41、R411及びR412は一般式(4)におけるX41、X42、A41〜A47、L、R41及びR42と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
【0124】
一般式(4−1)で表される化合物として、好ましい形態の一つは、下記一般式(4−2)で表される化合物である。
【0125】
【化35】

【0126】
一般式(4−2)について説明する。X421、X422はそれぞれ独立にC−R421を表し、R421は水素原子又は置換基を表す。複数のR421は同一でも異なっていてもよい。A421〜A427は窒素原子又はC−R422を表し、R422は水素原子又は置換基を表す。複数のR422は同一でも異なっていてもよい。R423は水素原子又は置換基を表す。複数のR423は同一でも異なっていてもよい。mは2〜4の整数を表す。ケイ素連結基は、X421、X422及びA421〜A427中のC原子と連結する。
【0127】
一般式(4−2)において、X421、X422、A421〜A427、R421及びR422は一般式(4−1)におけるX411、X412、A411〜A417、R411及びR412と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
【0128】
423として好ましくは、水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素環基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、芳香族複素環オキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、複素環チオ基、シアノ基、芳香族複素環基、シリル基、シリルオキシ基であり、より好ましくは、アルキル基、芳香族炭化水素環基、アミノ基、シアノ基、芳香族複素環基であり、更に好ましくはアルキル基、芳香族炭化水素環基、シアノ基、芳香族複素環基であり、特に好ましくはアルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基である。最も好ましくはアルキル基又はフェニル基である。複数のR423は同一でも異なっていてもよい。
【0129】
一般式(4−1)で表される化合物として、好ましい形態の一つは、下記一般式(4−3)で表される化合物である。
【0130】
【化36】

【0131】
一般式(4−3)について説明する。X431、X432はそれぞれ独立にC−R431を表し、R431は水素原子又は置換基を表す。複数のR431は同一でも異なっていてもよい。A431〜A437は窒素原子又はC−R432を表し、R432は水素原子又は置換基を表す。複数のR432は同一でも異なっていてもよい。R433は水素原子又は置換基を表す。複数のR433は同一でも異なっていてもよい。mは2〜4の整数を表す。炭素連結基は、X431、X432及びA431〜A437中のC原子と連結する。
【0132】
一般式(4−3)において、X431、X432、A431〜A437、R431及びR432は一般式(4−1)におけるX411、X412、A411〜A417、R411及びR412と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
【0133】
433として好ましくは、水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素環基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、芳香族複素環オキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、複素環チオ基、シアノ基、芳香族複素環基、シリル基、シリルオキシ基であり、より好ましくは、アルキル基、芳香族炭化水素環基、アミノ基、シアノ基、芳香族複素環基であり、更に好ましくはアルキル基、芳香族炭化水素環基、シアノ基、芳香族複素環基であり、特に好ましくはアルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基である。最も好ましくはアルキル基又はフェニル基であり、中でもメチル基が好ましい。複数のR433は同一でも異なっていてもよい。
【0134】
一般式(4−1)で表される化合物として、好ましい形態の一つは、下記一般式(4−4)で表される化合物である。
【0135】
【化37】

【0136】
一般式(4−4)について説明する。X441、X442はそれぞれ独立にC−R441を表し、R441は水素原子又は置換基を表す。複数のR441は同一でも異なっていてもよい。A441〜A447は窒素原子又はC−R442を表し、R442は水素原子又は置換基を表す。複数のR442は同一でも異なっていてもよい。Ar44は芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表し、環の大きさは5〜6員環である。Ar44はX441、X442及びA441〜A447中のC原子と連結する。R443は水素原子又は置換基を表す。複数のR443は同一でも異なっていてもよい。mは2以上の整数を表す。nは0以上の整数を表す。
【0137】
一般式(4−4)において、X441、X442、A441〜A447、R441及びR442は一般式(4−1)におけるX411、X412、A411〜A417、R411及びR412と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
【0138】
443として好ましくは、水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素環基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、芳香族複素環オキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、複素環チオ基、シアノ基、芳香族複素環基、シリル基、シリルオキシ基であり、より好ましくは、アルキル基、芳香族炭化水素環基、アミノ基、シアノ基、芳香族複素環基であり、更に好ましくはアルキル基、芳香族炭化水素環基、シアノ基、芳香族複素環基であり、特に好ましくはアルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基である。複数のR443は同一でも異なっていてもよい。
【0139】
Ar44は5〜6員環の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表す。Ar44で表される5〜6員環の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環としては6員環が好ましい。
Ar44で表される芳香族複素環に含まれるヘテロ原子は特に限定されないが、窒素、酸素、硫黄、セレン、珪素、ゲルマニウム、リンを含む芳香族複素環が好ましく、窒素、酸素、硫黄がより好ましく、窒素、酸素が更に好ましく、窒素が特に好ましい。Ar44で表される芳香族複素環ひとつに含有されるヘテロ原子数は特に限定されないが、1〜3が好ましい。
Ar44で表される3〜6員環の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環の具体例としては、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ピリダジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、フラン環、チオフェン環、セレノフェン環、シロール環、ゲルモール環、ホスホール環等が挙げられる。
Ar44から形成される芳香族炭化水素環又は芳香族複素環は、置換基を有していてもよく、置換基としては、前記置換基群Aとして挙げたものが適用できる。
【0140】
Ar44で表される5〜6員環の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環として好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、フラン環、チオフェン環であり、より好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、チオフェン環であり、更に好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピラゾール環、イミダゾール環、チオフェン環であり、特に好ましくはベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環である。
【0141】
mは2以上の整数を表し、好ましくは2〜6であり、より好ましくは2〜4である。nは0以上の整数を表し、好ましくは0〜4であり、より好ましくは2〜4である。
【0142】
一般式(4−1)で表される化合物として、好ましい形態の一つは、下記一般式(4−5)で表される化合物である。
【0143】
【化38】

【0144】
一般式(4−5)中、X451、452はそれぞれ独立にC−R451を表し、R451は水素原子又は置換基を表す。複数のR451は同一でも異なっていてもよい。A451〜A457は窒素原子又はC−R452を表し、R452は水素原子又は置換基を表す。複数のR452は同一でも異なっていてもよい。R453は水素原子又は置換基を表す。複数のR453は同一でも異なっていてもよい。nは1以上の整数を表す。ケイ素置換基は、X451、452及びA451〜A457中のC原子のいずれかと連結する。
【0145】
一般式(4−5)において、X451、452、A451〜A457、R451及びR452は一般式(4−1)におけるX411、X412、A411〜A417、R411及びR412と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
【0146】
453として好ましくは、水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素環基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、芳香族複素環オキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、複素環チオ基、シアノ基、芳香族複素環基、シリル基、シリルオキシ基であり、より好ましくは、アルキル基、芳香族炭化水素環基、アミノ基、シアノ基、芳香族複素環基であり、更に好ましくはアルキル基、芳香族炭化水素環基、シアノ基、芳香族複素環基であり、より更に好ましくはアルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基である。特に好ましくはアルキル基又はフェニル基であり、最も好ましくはフェニル基である。
【0147】
nは0以上の整数を表し、好ましくは0〜4であり、より好ましくは0〜2である。
【0148】
一般式(4−1)で表される化合物として、好ましい形態の一つは、下記一般式(10−1)で表される化合物である。
【0149】
【化39】

【0150】
一般式(10−1)について説明する。A1011〜A10111は窒素原子又はC−R1011を表し、R1011は水素原子又は置換基を表す。複数のR1011は同一でも異なっていてもよい。L101は単結合又はm価の連結基を表し、A1011〜A10111中のC原子と連結する。芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を連結基とする場合、環の大きさは5〜6員環である。mは2以上の整数を表す。
【0151】
一般式(10−1)において、A1011〜A10111、L101及びR1011は一般式(10)におけるA101〜A1011、L10及びR101と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
mは2以上の整数を表し、好ましくは2〜6であり、より好ましくは2〜4であり、2又は3であることが更に好ましく、2であることが特に好ましい。
る。
削除(L101は一般式(4)におけるL41と同義であり、また好ましい範囲も同様である。)
【0152】
一般式(10−1)で表される化合物として、好ましい形態の一つは、下記一般式(10−2)で表される化合物である。
【0153】
【化40】

【0154】
一般式(10−2)について説明する。A1021〜A10211は窒素原子又はC−R1021を表し、R1021は水素原子又は置換基を表す。複数のR1021は同一でも異なっていてもよい。R1022は水素原子又は置換基を表す。複数のR1022は同一でも異なっていてもよい。mは2〜4の整数を表す。ケイ素連結基は、A1021〜A10211中のC原子と連結する。
【0155】
一般式(10−2)において、A1021〜A10211及びR1021は一般式(10−1)におけるA1011〜A10111及びR1011と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
1022は一般式(4)におけるR423と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
【0156】
一般式(10−1)で表される化合物として、好ましい形態の一つは、下記一般式(10−3)で表される化合物である。
【0157】
【化41】

【0158】
一般式(10−3)について説明する。A1031〜A10311は窒素原子又はC−R1031を表し、R1031は水素原子又は置換基を表す。複数のR1031は同一でも異なっていてもよい。R1032は水素原子又は置換基を表す。複数のR1032は同一でも異なっていてもよい。mは2〜4の整数を表す。炭素連結基は、A1031〜A10311中のC原子と連結する。
【0159】
一般式(10−3)において、A1031〜A10311及びR1031は一般式(10−1)におけるA1011〜A10111及びR1011と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
1032は一般式(4−3)におけるR433と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
【0160】
一般式(10−1)で表される化合物として、好ましい形態の一つは、下記一般式(10−4)で表される化合物である。
【0161】
【化42】

【0162】
一般式(10−4)について説明する。A1041〜A10411は窒素原子又はC−R1041を表し、R1041は水素原子又は置換基を表す。複数のR1041は同一でも異なっていてもよい。Ar104は芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表し、環の大きさは5〜6員環である。Ar104はA1041〜A10411中のC原子と連結する。R1042は水素原子又は置換基を表す。複数のR1042は同一でも異なっていてもよい。mは2以上の整数を表す。nは0以上の整数を表す。
【0163】
一般式(10−4)において、A1041〜A10411及びR1041は一般式(10−1)におけるA1011〜A10111及びR1011と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
1042は一般式(4−4)におけるR443と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
【0164】
Ar104は5〜6員環の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表す。Ar104で表される5〜6員環の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環としては6員環が好ましい。
Ar104で表される芳香族複素環に含まれるヘテロ原子は特に限定されないが、窒素、酸素、硫黄、セレン、珪素、ゲルマニウム、リンを含む芳香族複素環が好ましく、窒素、酸素、硫黄がより好ましく、窒素、酸素が更に好ましく、窒素が特に好ましい。Ar104で表される芳香族複素環ひとつに含有されるヘテロ原子数は特に限定されないが、1〜3が好ましい。
Ar104で表される6〜6員環の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環の具体例としては、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ピリダジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、フラン環、チオフェン環、セレノフェン環、シロール環、ゲルモール環、ホスホール環等が挙げられる。
Ar104から形成される芳香族炭化水素環又は芳香族複素環は、置換基を有していてもよく、置換基としては、前記置換基群Aとして挙げたものが適用できる。
【0165】
Ar104で表される5〜6員環の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環として好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、フラン環、チオフェン環であり、より好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、チオフェン環であり、更に好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピラゾール環、イミダゾール環、チオフェン環であり、特に好ましくはベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環である。
【0166】
mは2以上の整数を表し、好ましくは2〜6であり、より好ましくは2〜4である。nは0以上の整数を表し、好ましくは0〜4であり、より好ましくは2〜4である。
【0167】
一般式(10−1)で表される化合物として、好ましい形態の一つは、下記一般式(10−5)で表される化合物である。
【0168】
【化43】

【0169】
一般式(10−5)中、A1051〜A10511はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R1051を表し、R1051は水素原子又は置換基を表す。複数のR1051は同一でも異なっていてもよい。R1052は水素原子又は置換基を表す。複数のR1052は同一でも異なっていてもよい。nは1以上の整数を表す。ケイ素置換基はA1051〜A10511中のC原子のいずれかと連結する。
【0170】
1052として好ましくは、水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素環基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、芳香族複素環オキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、複素環チオ基、シアノ基、芳香族複素環基、シリル基、シリルオキシ基であり、より好ましくは、アルキル基、芳香族炭化水素環基、アミノ基、シアノ基、芳香族複素環基であり、更に好ましくはアルキル基、芳香族炭化水素環基、シアノ基、芳香族複素環基であり、より更に好ましくはアルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基である。特に好ましくはアルキル基又はフェニル基であり、最も好ましくはフェニル基である。
【0171】
nは0以上の整数を表し、好ましくは0〜4であり、より好ましくは0〜2である。
【0172】
本発明において本発明の一般式(1)で表される化合物は、その用途が限定されることはなく、有機層内のいずれの層に含有されてもよい。本発明の一般式(1)で表される化合物の導入層としては、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、励起子ブロック層、電荷ブロック層のいずれか、若しくは複数に含有されるのが好ましい。
【0173】
本発明の一般式(1)で表される化合物は、正孔の注入輸送を担う観点から、発光層、正孔注入層、正孔輸送層に含まれることが好ましい。
電子と正孔が再結合して発生する励起状態に対する材料の安定性の観点から、一般式(1)〜(10)、(4−1)〜(4−5)、及び(10−1)〜(10−5)のいずれかで表される化合物を、発光層に含むことが特に好ましい。
発光層中において、本発明の一般式(1)で表される化合物は10〜99質量%含まれることが好ましく、40〜99質量%含まれることがより好ましく、60〜99質量%含まれることがより好ましい。
【0174】
本発明では、一般式(1)で表される化合物を発光層及び発光層に隣接する層のいずれかに含有することが好ましい。一般式(1)で表される化合物を発光層に隣接する層に含有する場合は、一般式(1)で表される化合物を単独で層とすることが膜の均一性の点で好ましい。
【0175】
前記発光層と陽極の間に正孔輸送層を有し、一般式(1)〜(10)、(4−1)〜(4−5)、及び(10−1)〜(10−5)のいずれかで表される化合物を、正孔輸送層に含有することが好ましい。
また、前記発光層と陰極の間に電子輸送層を有し、一般式(1)〜(10)、(4−1)〜(4−5)、及び(10−1)〜(10−5)のいずれかで表される化合物を、電子輸送層に含有することが好ましい。これにより、陰極からの効率的な電子注入が可能となる。
一般式(1)で表される化合物を発光層及び隣接する層の両層に含有させてもよい。
【0176】
また、本発明の一般式(1)で表される化合物を正孔輸送層に含有する場合は、50〜100質量%含まれることが好ましく、70〜100質量%含まれることがより好ましく、100質量%含まれることがより好ましい。
本発明の一般式(1)で表される化合物を電子輸送層に含有する場合は、50〜100質量%含まれることが好ましく、70〜100質量%含まれることがより好ましく、100質量%含まれることがより好ましい。
【0177】
発光層中に含まれるホスト材料の電荷移動度は1×10−6cm/Vs以上、1×10−1cm/Vs以下であることが好ましく、5×10−6cm/Vs以上1×10−2cm/Vs以下であることがより好ましく、1×10−5cm/Vs以上1×10−2cm/Vs以下であることが更に好ましく、5×10−5cm/Vs以上1×10−2cm/Vs以下であることが特に好ましい。
【0178】
本発明の発光素子に含まれる一般式(1)で表される化合物のTレベル(最低三重項励起状態のエネルギーレベル)は、60Kcal/mol以上(251.4KJ/mol以上)、95Kcal/mol以下(377.1KJ/mol以下)が好ましく、62Kcal/mol以上(259.78KJ/mol以上)、85Kcal/mol以下(356.15KJ/mol以下)がより好ましく、65Kcal/mol以上(272.35KJ/mol以上)、80Kcal/mol以下(335.2KJ/mol以下)が更に好ましい。最低励起三重項エネルギー準位がこの範囲であれば発光波長の短い素子(例えば青色素子)を効率よく発光させることができ、好ましい。
【0179】
本発明の発光素子の発光層に隣接する層のTレベル(最低三重項励起状態のエネルギーレベル)は、60Kcal/mol以上(251.4KJ/mol以上)、95Kcal/mol以下(377.1KJ/mol以下)が好ましく、62Kcal/mol以上(259.78KJ/mol以上)、85Kcal/mol以下(356.15KJ/mol以下)がより好ましく、65Kcal/mol以上(272.35KJ/mol以上)、80Kcal/mol以下(335.2KJ/mol以下)が更に好ましい。
【0180】
次に本発明の有機電界発光素子に用いられる一般式(1)〜(10)、(4−1)〜(4−5)、及び(10−1)〜(10−5)で表わされる化合物例を示すが、本発明はこれに限定されない。
【0181】
【化44】

【0182】
【化45】

【0183】
【化46】

【0184】
【化47】

【0185】
【化48】

【0186】
【化49】

【0187】
【化50】

【0188】
【化51】

【0189】
【化52】

【0190】
【化53】

【0191】
【化54】

【0192】
【化55】

【0193】
【化56】

【0194】
【化57】

【0195】
一般式(1)〜(10)で表される化合物は、例えばJ.Chem.Soc.,1945−1956(1939)、J.Chem.Soc.,2750−2755(1958)、等種々の公知の合成法にて合成することが可能である。また、一般式(4−1)〜(4−5)、(10−1)〜(10−5)で表される化合物は、J.Org.Chem.,20.73−78(1955)、Org.Lett.,7.2829−2832(2005)、J.Am.Chem.Soc.,128.8549−8558(2006)、Chem.Lett.,36.1156−1157(2007)等種々の公知合成法にて合成できる。
【0196】
一般式(1)で表される化合物のガラス転移温度は130℃以上、450℃以下であることが好ましく、140℃以上、450℃以下であることがより好ましく、160℃以上、450℃以下であることが更に好ましい。ガラス転移温度がこの範囲であれば素子の耐熱性、耐久性が向上すると期待され、好ましい。
【0197】
〔有機電界発光素子〕
本発明の素子は基板上に陰極と陽極を有し、両電極の間に発光層を含む有機層を有する。発光素子の性質上、陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極は、透明であることが好ましい。
【0198】
本発明における有機層の積層の形態としては、陽極側から、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の順に積層されている態様が好ましい。更に、正孔輸送層と陽極との間に正孔注入層、及び/又は発光層と電子輸送層との間に、電子輸送性中間層を有する。また、発光層と正孔輸送層との間に正孔輸送性中間層を、同様に陰極と電子輸送層との間に電子注入層を設けても良い。
なお、各層は複数の二次層に分かれていてもよい。
【0199】
有機層を構成する各層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、転写法、印刷法、塗布法、インクジェット法、及びスプレー法等いずれによっても好適に形成することができる。
次に、本発明の有機EL素子を構成する各要素について説明する。
【0200】
<基板>
基板は、有機化合物層から発せられる光を散乱又は減衰させない基板であることが好ましい。その具体例としては、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ(クロロトリフルオロエチレン)等の有機材料が挙げられる。
例えば、基板としてガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。
【0201】
基板の形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、有機EL素子の用途、目的等に応じて適宜選択することができる。一般的には、基板の形状としては、板状であることが好ましい。基板の構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材で形成されていてもよいし、2以上の部材で形成されていてもよい。
【0202】
基板は、無色透明であっても、有色透明であってもよいが、発光層から発せられる光を散乱又は減衰等させることがない点で、無色透明であることが好ましい。
【0203】
基板には、その表面又は裏面に透湿防止層(ガスバリア層)を設けることができる。
透湿防止層(ガスバリア層)の材料としては、窒化珪素、酸化珪素などの無機物が好適に用いられる。透湿防止層(ガスバリア層)は、例えば、高周波スパッタリング法などにより形成することができる。
熱可塑性基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
【0204】
<陽極>
陽極は、通常、有機化合物層に正孔を供給する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、有機EL素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。前述のごとく、陽極は、通常透明陽極として設けられる。
【0205】
陽極の材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの混合物が好適に挙げられる。陽極材料の具体例としては、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫(ATO、FTO)、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)、酸化亜鉛インジウム(IZO)等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、更にこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、及びこれらとITOとの積層物などが挙げられる。この中で好ましいのは、導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からはITOが好ましい。
【0206】
陽極は、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD、プラズマCVD法等の化学的方式などの中から、陽極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って、前記基板上に形成することができる。例えば、陽極の材料として、ITOを選択する場合には、陽極の形成は、直流又は高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って行うことができる。
【0207】
本発明の有機EL素子において、陽極の形成位置としては特に制限はなく、有機EL素子の用途、目的に応じて適宜選択することができるが、前記基板上に形成されるのが好ましい。この場合、陽極は、基板における一方の表面の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
【0208】
なお、陽極を形成する際のパターニングとしては、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
【0209】
陽極の厚みとしては、陽極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常、10nm〜50μm程度であり、50nm〜20μmが好ましい。
【0210】
陽極の抵抗値としては、10Ω/□以下が好ましい。陽極が透明である場合は、無色透明であっても、有色透明であってもよい。透明陽極側から発光を取り出すためには、その透過率としては、60%以上が好ましく、70%以上がより好ましい。
【0211】
なお、透明陽極については、沢田豊監修「透明導電膜の新展開」シーエムシー刊(1999)に詳述があり、ここに記載される事項を本発明に適用することができる。耐熱性の低いプラスティック基材を用いる場合は、ITO又はIZOを使用し、150℃以下の低温で成膜した透明陽極が好ましい。
【0212】
<陰極>
陰極は、通常、有機化合物層に電子を注入する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、有機EL素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。
【0213】
陰極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられる。具体例としてはアルカリ金属(たとえば、Li、Na、K、Cs等)、アルカリ土類金属(たとえばMg、Ca等)、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、イッテルビウム等の希土類金属、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点からは、2種以上を好適に併用することができる。
【0214】
これらの中でも、陰極を構成する材料としては、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性に優れる点で、アルミニウムを主体とする材料が好ましい。
アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、アルミニウムと0.01〜10質量%のアルカリ金属又はアルカリ土類金属との合金若しくはこれらの混合物(例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など)をいう。
【0215】
なお、陰極の材料については、特開平2−15595号公報、特開平5−121172号公報に詳述されており、これらの広報に記載の材料は、本発明においても適用することができる。
【0216】
陰極の形成方法については、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができる。例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD、プラズマCVD法等の化学的方式などの中から、前記した陰極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って形成することができる。例えば、陰極の材料として、金属等を選択する場合には、その1種又は2種以上を同時又は順次にスパッタ法等に従って行うことができる。
【0217】
陰極を形成するに際してのパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
【0218】
陰極形成位置は特に制限はなく、有機化合物層上の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
また、陰極と前記有機化合物層との間に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物、酸化物等による誘電体層を0.1〜5nmの厚みで挿入してもよい。この誘電体層は、一種の電子注入層と見ることもできる。誘電体層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により形成することができる。
【0219】
陰極の厚みは、陰極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常10nm〜5μm程度であり、50nm〜1μmが好ましい。
また、陰極は、透明であってもよいし、不透明であってもよい。なお、透明な陰極は、陰極の材料を1〜10nmの厚さに薄く成膜し、更にITOやIZO等の透明な導電性材料を積層することにより形成することができる。
【0220】
<有機層>
本発明における有機層について説明する。
本発明の有機EL素子は、発光層を含む少なくとも一層の有機層を有しており、発光層以外の他の有機層としては、前述したごとく、発光層のほかに、正孔輸送層、電子輸送層、電荷ブロック層、正孔注入層、電子注入層等の各層が挙げられる。
【0221】
本発明の有機EL素子において、有機層を構成する各層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、湿式塗布方式、転写法、印刷法、インクジェット方式等いずれによっても好適に形成することができる。
【0222】
−発光層−
発光層は、電界印加時に、陽極、正孔注入層、又は正孔輸送層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層、又は電子輸送層から電子を受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。
発光層は、発光材料のみで構成されていても良く、ホスト材料と発光材料の混合層とした構成でも良い。
また、発光層は1層であっても2層以上であってもよく、それぞれの層が異なる発光色で発光してもよい。
【0223】
<発光材料>
発光材料は蛍光発光材料でも燐光発光材料であっても良いが、燐光発光材料であることがより好ましい。ドーパントは1種であっても2種以上であっても良い。
発光層に燐光発光材料を含有することが好ましい。
ホスト材料は電荷輸送材料であることが好ましい。ホスト材料は1種であっても2種以上であっても良く、例えば、電子輸送性のホスト材料と正孔輸送性のホスト材料を混合した構成が挙げられる。更に、発光層中に電荷輸送性を有さず、発光しない材料を含んでいても良い。
【0224】
《蛍光発光材料》
蛍光発光材料としては、一般には、ベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、スチリルベンゼン、ポリフェニル、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、ナフタルイミド、クマリン、ピラン、ペリノン、オキサジアゾール、アルダジン、ピラリジン、シクロペンタジエン、ビススチリルアントラセン、キナクリドン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、シクロペンタジエン、スチリルアミン、芳香族ジメチリディン化合物、縮合多環芳香族化合物(アントラセン、フェナントロリン、ピレン、ペリレン、ルブレン、又はペンタセンなど)、8−キノリノールの金属錯体、ピロメテン錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン、及びこれらの誘導体などを挙げることができる。
【0225】
《燐光発光材料》
燐光発光材料としては、一般に、遷移金属原子又はランタノイド原子を含む錯体を挙げることができる。
例えば、該遷移金属原子としては、特に限定されないが、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、金、銀、銅、及び白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、及び白金であり、更に好ましくはイリジウム、白金である。
ランタノイド原子としては、例えばランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、及びルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中でも、ネオジム、ユーロピウム、及びガドリニウムが好ましい。
【0226】
錯体の配位子としては、例えば、G.Wilkinson等著,Comprehensive Coordination Chemistry, Pergamon Press社1987年発行、H.Yersin著,「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」 Springer−Verlag社1987年発行、山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社1982年発行等に記載の配位子などが挙げられる。
具体的な配位子としては、好ましくは、ハロゲン配位子(好ましくは塩素配位子)、芳香族炭素環配位子(例えば、好ましくは炭素数5〜30、より好ましくは炭素数6〜30、更に好ましくは炭素数6〜20であり、特に好ましくは炭素数6〜12であり、シクロペンタジエニルアニオン、ベンゼンアニオン、又はナフチルアニオンなど)、含窒素複素環配位子(例えば、好ましくは炭素数5〜30、より好ましくは炭素数6〜30、更に好ましくは炭素数6〜20であり、特に好ましくは炭素数6〜12であり、フェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、又はフェナントロリンなど)、ジケトン配位子(例えば、アセチルアセトンなど)、カルボン酸配位子(例えば、好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、更に好ましくは炭素数2〜16であり、酢酸配位子など)、アルコラト配位子(例えば、好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、更に好ましくは炭素数6〜20であり、フェノラト配位子など)、シリルオキシ配位子(例えば、好ましくは炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、更に好ましくは炭素数3〜20であり、例えば、トリメチルシリルオキシ配位子、ジメチル−tert−ブチルシリルオキシ配位子、トリフェニルシリルオキシ配位子など)、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子、リン配位子(好ましくは炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、更に好ましくは炭素数3〜20、特に好ましくは炭素数6〜20であり、例えば、トリフェニルフォスフィン配位子など)、チオラト配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、更に好ましくは炭素数6〜20、例えば、フェニルチオラト配位子など)、フォスフィンオキシド配位子(好ましくは炭素数3〜30、より好ましくは炭素数8〜30、更に好ましくは炭素数18〜30、例えば、トリフェニルフォスフィンオキシド配位子など)であり、より好ましくは、含窒素複素環配位子である。
上記錯体は、化合物中に遷移金属原子を一つ有してもよいし、また、2つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。
【0227】
これらの中でも、発光材料の具体例としては、例えば、US6303238B1、US6097147、WO00/57676、WO00/70655、WO01/08230、WO01/39234A2、WO01/41512A1、WO02/02714A2、WO02/15645A1、WO02/44189A1、WO05/19373A2、特開2001−247859、特開2002−302671、特開2002−117978、特開2003−133074、特開2002−235076、特開2003−123982、特開2002−170684、EP1211257、特開2002−226495、特開2002−234894、特開2001−247859、特開2001−298470、特開2002−173674、特開2002−203678、特開2002−203679、特開2004−357791、特開2006−256999、特開2007−19462、特開2007−84635、特開2007−96259等の特許文献に記載の燐光発光化合物などが挙げられ、中でも、更に好ましい発光材料としては、Ir錯体、Pt錯体、Cu錯体、Re錯体、W錯体、Rh錯体、Ru錯体、Pd錯体、Os錯体、Eu錯体、Tb錯体、Gd錯体、Dy錯体、及びCe錯体が挙げられる。特に好ましくは、Ir錯体、Pt錯体、又はRe錯体であり、中でも金属−炭素結合、金属−窒素結合、金属−酸素結合、金属−硫黄結合の少なくとも一つの配位様式を含むIr錯体、Pt錯体、又はRe錯体が好ましい。更に、発光効率、駆動耐久性、色度等の観点で、3座以上の多座配位子を含むIr錯体、Pt錯体、又はRe錯体が特に好ましく、Ir錯体、又はPt錯体が最も好ましい。中でも4座配位子を有するPt錯体が特に好ましい。
【0228】
発光材料としては、特に限定されないが、燐光発光材料を用いることが好ましく、イリジウム錯体燐光発光材料、若しくは、白金錯体燐光発光材料を用いることがより好ましく、4座配位子を有する白金錯体燐光発光材料を用いることが特に好ましいが、他の燐光発光材料を併用してもよい。
【0229】
錯体燐光発光材料としては、Coordination Chemistry Reviews 250(2006)2093−2126に記載の化合物が挙げられる。
【0230】
イリジウム錯体燐光発光材料としては、国際公開第00−70655号、国際公開第01−41512号、国際公開第02−5645号、特開2002−117978、国際公開第04−085450号、国際公開第06−121811号、国際公開第05−019373号、国際公開第05−113704号、に記載の化合物が挙げられる。
【0231】
白金錯体燐光発光材料としては、国際公開第00−57676号に記載の化合物が挙げられる。
【0232】
4座配位子を有する白金錯体(燐光発光)材料として、より具体的には、米国特許第6,653,654号、国際公開第2004−099339号、国際公開第04−108857号、特開2005−310733、特開2005−317516、特開2006−261623、特開2006−93542、特開2006−256999、国際公開第06−098505号、特開2007−19462、特開2007−96255、特開2007−96259、国際公開第05−042444号、特開2006−232784、国際公開第05−042550号、に記載の化合物が好ましい。
【0233】
4座配位子を有する白金錯体(燐光発光)材料として、2−アリールピリジン誘導体、2−(1−ピラゾリル)ピリジン誘導体、1−アリールピラゾール誘導体を配位子の部分構造として含むものが好ましく、2−アリールピリジン誘導体、2−(1−ピラゾリル)ピリジン誘導体を配位子の部分構造として含むものがより好ましく、2−(1−ピラゾリル)ピリジン誘導体を配位子の部分構造として含むものが特に好ましい。
【0234】
また、上記の配位子の部分構造(例えば、2−アリールピリジン誘導体、2−(1−ピラゾリル)ピリジン誘導体、1−アリールピラゾール誘導体など)は、適当な部位で連結されて、4座の配位子を構成する。
【0235】
2−アリールピリジン誘導体を配位子の部分構造として含む場合には、ピリジン環の6位、若しくは、アリール基のピリジン環に対してメタ位で連結することが好ましく、ピリジン環の6位同士、若しくは、アリール基のピリジン環に対してメタ位同士で連結することがより好ましく、ピリジン環の6位同士で連結することが特に好ましい。
2−(1−ピラゾリル)ピリジン誘導体を配位子の部分構造として含む場合は、ピリジン環の6位、若しくは、1−ピラゾリル基の4位で連結することが好ましく、ピリジン環の6位同士、若しくは、1−ピラゾリル基の4位同士で連結することがより好ましく、ピリジン環の6位同士で連結することが特に好ましい。
1−アリールピラゾール誘導体を配位子の部分構造として含む場合には、ピラゾール環の3位、若しくは、アリール基のピラゾール環に対してメタ位で連結することが好ましく、ピラゾール環の3位同士、若しくは、アリール基のピラゾール環に対してメタ位同士で連結することがより好ましく、ピラゾール環の3位同士で連結することが特に好ましい。
【0236】
上記の配位子の部分構造を連結する構造としては、単結合であっても、2価の連結基であっても良いが、2価の連結基であることが好ましく、2価の連結基としては、例えば、メチレン連結、エチレン連結、フェニレン連結、窒素原子連結、酸素原子連結、硫黄原子連結、ケイ素原子連結が好ましく、メチレン連結、窒素原子連結、ケイ素原子連結がより好ましく、メチレン連結が特に好ましい。メチレン連結基として具体的には、メチレン基(―CH―)、メチルメチレン基(―CHMe―)、フルオロメチルメチレン基(―CFMe―)、ジメチルメチレン基(―CMe―)、メチルフェニルメチレン基(―CMePh―)、ジフェニルメチレン基(―CPh―)、9,9−フルオレンジイル基、1,1−シクロペンタンジイル基、1,1−シクロヘキサンジイル基が挙げられ、ジメチルメチレン基、ジフェニルメチレン基、9,9−フルオレニル基、1,1−シクロペンタンジイル基、1,1−シクロヘキサンジイル基が好ましく、ジメチルメチレン基、ジフェニルメチレン基、1,1−シクロヘキサンジイル基がより好ましく、ジメチルメチレン基が特に好ましい。
【0237】
また、4座配位子を有する白金錯体(燐光発光)材料として、より好ましいもののひとつは一般式(A)で表されるPt錯体である。
【0238】
【化58】

【0239】
一般式(A)中、RA3、RA4は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、RA1、RA2は、それぞれ独立に、置換基を表す。RA1、RA2をそれぞれ複数個有する場合、複数個のRA1、RA2は同じであっても異なってもよく、互いに連結して環を形成してもよい。nA1及びnA2はそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。YA1は連結基を表す。
【0240】
A1、RA2、RA3、及びRA4が表す置換基としては、前記置換基群Aとして挙げた中から任意に選択することができる。
【0241】
A1が表す連結基としては、下記連結基群Aとして挙げた中から任意に選択することができる。連結基群A:
アルキレン基(メチレン、エチレン、プロピレンなど)、アリーレン基(フェニレン、ナフタレンジイル)、ヘテロアリーレン基(ピリジンジイル、チオフェンジイルなど)、イミノ基(−NR−)(フェニルイミノ基など)、オキシ基(−O−)、チオ基(−S−)、ホスフィニデン基(−PR−)(フェニルホスフィニデン基など)、シリレン基(−SiRR'−)(ジメチルシリレン基、ジフェニルシリレン基など)、又はこれらを組み合わせたもの。これらの連結基は、更に置換基を有していてもよい。
【0242】
A1、RA2、RA3、及びRA4が表す置換基としては、アルキル基、アリール基、複素環基が好ましく、アリール基、複素環基がより好ましく、アリール基が特に好ましい。
【0243】
A1が表す連結基としては、1,2位で置換したビニル基、フェニレン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環又は炭素数1〜8のアルキレン基が好ましく、1,2位で置換したビニル基、フェニレン環、炭素数1〜6のアルキレン基がより好ましく、フェニレン環が特に好ましい。
【0244】
A3、及びRA4が表す置換基は、YA1が表す連結基と連結して環を形成してもよく、例えば、YA1が1,2位で連結したフェニレン環である場合には、RA3、及びRA4がそれぞれ3,6位で連結して、1,10−フェナントロリン環を形成していてもよく、更に置換基を有していてもよい。
【0245】
4座配位子を有する白金錯体(燐光発光)材料として、より好ましいもののひとつは一般式(B)で表されるPt錯体である。
【0246】
【化59】

【0247】
(一般式(B)中、AB1〜AB6はそれぞれ独立にC−R又はNを表す。Rは水素原子又は置換基を表す。LB1は単結合又は二価の連結基を表す。XはC又はNを表す。Zは式中のX−Cと共に形成される5又は6員の芳香環又は芳香族複素環を表す。QB1はPtに結合するアニオン性の基を表す。)
【0248】
一般式(B)について説明する。
B1〜AB6はそれぞれ独立にC−R又はNを表す。Rは水素原子又は置換基を表す。Rで表される置換基としては、前記置換基群Aとして挙げたものと同義であり、好ましいものも同じである。
B1〜AB6として好ましくはC−Rであり、R同士が互いに連結して環を形成していても良い。AB1〜AB6がC−Rである場合に、AB2、AB5のRとして好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素基、シアノ基であり、より好ましくは水素原子、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素基であり、特に好ましく水素原子、フッ素基であり、AB1、AB3、AB4、AB6のRとして好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素基、シアノ基であり、より好ましくは水素原子、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素基であり、特に好ましく水素原子である。
【0249】
B1は単結合又は二価の連結基を表す。
B1で表される二価の連結基としては、アルキレン基(メチレン、エチレン、プロピレンなど)、アリーレン基(フェニレン、ナフタレンジイル)、ヘテロアリーレン基(ピリジンジイル、チオフェンジイルなど)、イミノ基(−NR−)(フェニルイミノ基など)、オキシ基(−O−)、チオ基(−S−)、ホスフィニデン基(−PR−)(フェニルホスフィニデン基など)、シリレン基(−SiRR'−)(ジメチルシリレン基、ジフェニルシリレン基など)、又はこれらを組み合わせたものが挙げられる。これらの連結基は、更に置換基を有していてもよい。
B1として好ましくは単結合、アルキレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、イミノ基、オキシ基、チオ基、シリレン基であり、より好ましくは単結合、アルキレン基、アリーレン基、イミノ基であり、更に好ましくはアルキレン基であり、更に好ましくはメチレン基であり、更に好ましくはジ置換のメチレン基であり、更に好ましくはジメチルメチレン基、ジエチルメチレン基、ジイソブチルメチレン基、ジベンジルメチレン基、エチルメチルメチレン基、メチルプロピルメチレン基、イソブチルメチルメチレン基、ジフェニルメチレン基、メチルフェニルメチレン基、シクロヘキサンジイル基、シクロペンタンジイル基、フルオレンジイル基、フルオロメチルメチレン基であり、特に好ましくはジメチルメチレン基、ジフェニルメチレン基、シクロヘキサンジイル基である。
【0250】
XはC又はNを表す。Zは式中のX−Cと共に形成される5又は6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表す。Zで表される芳香族炭化水素環又は芳香族複素環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ピレン環、フェナントレン環、ペリレン環、ピリジン環、キノリン環、イソキノリン環、フェナントリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環、トリアジン環、シンノリン環、アクリジン環、フタラジン環、キナゾリン環、キノキサリン環、ナフチリジン環、プテリジン環、ピロール環、ピラゾール環、トリアゾール環、インドール環、カルバゾール環、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、オキサジアゾール環、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、イミダゾピリジン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、フラン環、ベンゾフラン環、ホス正孔環、ホスフィニン環、シロール環などが挙げられる。Zは置換基を有していてもよく、置換基としては前記置換基群Aとして挙げたものが適用できる。また、Zは他の環と縮合環を形成していても良い。
Zとして好ましくは、ベンゼン環、ナフタレン環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、ピリジン環、インドール環、チオフェン環であり、より好ましくはベンゼン環、ピラゾール環、ピリジン環である。
【0251】
B1はPtに結合するアニオン性の基を表す。QB1で表されるアニオン性の基としては、ビニル配位子、芳香族炭化水素環配位子(例えばベンゼン配位子、ナフタレン配位子、アントラセン配位子、フェナントラセン配位子など)、複素環配位子(例えばフラン配位子、チオフェン配位子、ピリジン配位子、ピラジン配位子、ピリミジン配位子、ピリダジン配位子、トリアジン配位子、チアゾール配位子、オキサゾール配位子、ピロール配位子、イミダゾール配位子、ピラゾール配位子、トリアゾール配位子及び、それらを含む縮環体(例えばキノリン配位子、ベンゾチアゾール配位子など))が挙げられる。この時、QB1とPtの結合は、共有結合、イオン結合、配位結合などいずれであっても良い。QB1中のPtに結合する原子としては、炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子が好ましく、QB1中のPtに結合する原子は炭素原子、酸素原子、窒素原子であることが好ましく、炭素原子であることが更に好ましい。
B1で表される基として好ましくは炭素原子でPtに結合する芳香族炭化水素環配位子、炭素原子でPtに結合する芳香族複素環配位子、窒素原子でPtに結合する含窒素芳香族複素環配位子、アシルオキシ配位子であり、より好ましくは炭素原子でPtに結合する芳香族炭化水素環配位子、炭素原子でPtに結合する芳香族複素環配位子である。QB1で表される基としては特に一般式(B)中のC−Xと共に形成されるZ環と同一の基であることが好ましい。
【0252】
一般式(B)で表されるPt錯体は、より好ましくは一般式(C)で表されるPt錯体である。
【0253】
【化60】

【0254】
(一般式(C)中、AC1〜AC14はそれぞれ独立にC−R又はNを表す。Rは水素原子又は置換基を表す。LC1は単結合又は二価の連結基を表す。)
【0255】
一般式(C)について説明する。
C1〜AC14はそれぞれ独立にC−R又はNを表す。Rは水素原子又は置換基を表す。AC1〜AC6としては、前記一般式(B)におけるAB1〜AB6と同義であり、好ましい範囲も同様である。
【0256】
C7〜AC14としては、AC7〜AC10とAC11〜AC14のそれぞれにおいて、N(窒素原子)を表すものの数は、0〜2が好ましく、0〜1がより好ましい。Nであるのは、AC8〜AC10とAC12〜AC14から選ばれるのが好ましく、AC8、AC9、AC12、AC13から選ばれるのがより好ましく、AC8、AC12から選ばれるのが特に好ましい。
C7〜AC14がC−Rを表す場合に、AC8、AC12のRとして好ましくは水素原子、アルキル基、ポリフルオロアルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素基、シアノ基であり、より好ましくは水素原子、ポリフルオロアルキル基、アルキル基、アリール基、フッ素基、シアノ基であり、特に好ましく水素原子、ポリフルオロアルキル基、シアノ基である。AC7、AC9、AC11、AC13の表すRとして好ましくは水素原子、アルキル基、ポリフルオロアルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素基、シアノ基であり、より好ましくは水素原子、ポリフルオロアルキル基、フッ素基、シアノ基であり、特に好ましく水素原子、フッ素基である。AC10、AC14の表すRとして好ましくは水素原子、フッ素基であり、より好ましくは水素原子である。AC7〜AC9、AC11〜AC13のいずれかがC−Rを表す場合に、R同士が互いに連結して環を形成していても良い。
【0257】
C1で表される連結基としては、前記一般式(B)におけるLB1が表す連結基と同義であり、好ましい範囲も同様である。
【0258】
一般式(B)で表されるPt錯体は、より好ましくは一般式(D)で表されるPt錯体である。
【0259】
【化61】

【0260】
(一般式(D)中、AD1〜AD12はそれぞれ独立にC−R又はNを表す。Rは水素原子又は置換基を表す。LD1は単結合又は二価の連結基を表す。)
【0261】
一般式(D)について説明する。
D1〜AD12はそれぞれ独立にC−R又はNを表す。Rは水素原子又は置換基を表す。
D1〜AD6としては、前記一般式(B)におけるAB1〜AB6が表す置換基と同義であり、好ましい範囲も同様である。
【0262】
D7〜AD12としては、AD7〜AD9とAD10〜AD12のそれぞれにおいて、N(窒素原子)を表すものの数は、0〜2が好ましく、1〜2がより好ましく、1が特に好ましい。Nを表すものは、AD7〜AD9とAD10〜AD12から選ばれることが好ましく、AD7、AD9、AD10及びAD12から選ばれることがより好ましく、AD7及びAD10から選ばれることが特に好ましい。
D7〜AD12がC−Rである場合に、AD8、AD11のRとして好ましくは水素原子、アルキル基、ポリフルオロアルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素基、シアノ基であり、より好ましくは水素原子、ポリフルオロアルキル基、アルキル基、アリール基、フッ素基、シアノ基であり、特に好ましくポリフルオロアルキル基(例えば、トリフルオロメチル基やパーフルオロエチル基)、シアノ基である。AD7、AD9、AD10、AD12のRとして好ましくは水素原子、アルキル基、ポリフルオロアルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素基、シアノ基であり、より好ましくは水素原子、フッ素基であり、特に好ましく水素原子である。AD7〜AD12のいずれかがC−Rを表す場合に、R同士が互いに連結して環を形成していても良い。
【0263】
D1で表される連結基としては、前記一般式(B)におけるLB1が表す連結基と同義であり、好ましい範囲も同様である。
【0264】
4座配位子を有する白金錯体(燐光発光)材料として、より好ましいもののひとつは一般式(E)で表されるPt錯体である。
【0265】
【化62】

【0266】
(一般式(E)中、AE1〜AE14はそれぞれ独立にC−R又はNを表す。Rは水素原子又は置換基を表す。LE1は単結合又は二価の連結基を表す。)
【0267】
一般式(E)について説明する。AE1〜AE14はそれぞれ独立にC−R又はNを表す。Rは水素原子又は置換基を表す。AE1〜AE6としては、前記一般式(B)におけるAB1〜AB6と同義であり、好ましい範囲も同様である。AE7〜AE14としては、前記一般式(C)におけるAC7〜AC14と同義であり、好ましい範囲も同様である。
【0268】
E1で表される連結基としては、前記一般式(B)におけるLB1が表す連結基と同義である。
E1として好ましくは単結合、アルキレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、イミノ基、オキシ基、チオ基、シリレン基であり、より好ましくはアルキレン基、イミノ基、オキシ基、チオ基、シリレン基であり、更に好ましくはアルキレン基であり、更に好ましくはメチレン基であり、更に好ましくはジ置換のメチレン基であり、更に好ましくはジメチルメチレン基、ジエチルメチレン基、ジイソブチルメチレン基、ジベンジルメチレン基、エチルメチルメチレン基、メチルプロピルメチレン基、イソブチルメチルメチレン基、ジフェニルメチレン基、メチルフェニルメチレン基、シクロヘキサンジイル基、シクロペンタンジイル基、フルオレンジイル基、フルオロメチルメチレン基であり、特に好ましくはジメチルメチレン基、ジフェニルメチレン基、シクロヘキサンジイル基である。
【0269】
4座配位子を有する白金錯体(燐光発光)材料として、より好ましいもののひとつは一般式(F)で表されるPt錯体である。
【0270】
【化63】

【0271】
(一般式(F)中、AF1〜AF14はそれぞれ独立にC−R又はNを表す。Rは水素原子又は置換基を表す。LF1は単結合又は二価の連結基を表す。)
【0272】
一般式(F)について説明する。
F1〜AF14はそれぞれ独立にC−R又はNを表す。Rは水素原子又は置換基を表す。AF1〜AF5としては、前記一般式(B)におけるAB1〜AB5と同義である。AF1〜AF5として好ましくはC−Rであり、R同士が互いに連結して環を形成していても良い。AF1〜AF5がC−Rである場合に、AF1〜AF5のRとして好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素基、シアノ基であり、より好ましくは水素原子、アリール基、フッ素基、シアノ基であり、特に好ましくは水素原子である。
【0273】
F7〜AF14としては、前記一般式(C)におけるAC7〜AC14と同義であり、好ましい範囲も同様である。特に、AC7〜AC9、AF11〜AF13のいずれかがC−Rである場合に、R同士が互いに連結して形成する環構造としては、フラン環、ベンゾフラン環、ピロール環、ベンゾピロール環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、フルオレン環が好ましく、これらの環は更に置換基を有していてもよい。
【0274】
F1で表される連結基としては、前記一般式(B)におけるLB1が表す連結基と同義であり、好ましい範囲も同様である。
【0275】
発光材料の具体例としては例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0276】
【化64】

【0277】
【化65】

【0278】
【化66】

【0279】
また、4座配位子を有する白金錯体燐光発光材料としては、例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0280】
【化67】

【0281】
【化68】

【0282】
【化69】

【0283】
発光材料は、一般的に発光層を形成する全化合物質量に対して、0.1質量%〜50質量%含有されるが、耐久性、外部量子効率の観点から1質量%〜50質量%含有されることが好ましく、2質量%〜40質量%含有されることがより好ましい。
【0284】
≪ホスト材料≫
発光層に含有されるホスト材料としては、本発明の化合物の他、例えば、カルバゾール骨格を有するもの、アザカルバゾール骨格を有するもの、インドール骨格を有するもの、アザインドール骨格を有するもの、ジアリールアミン骨格を有するもの、ピリジン骨格を有するもの、ピラジン骨格を有するもの、トリアジン骨格を有するもの及びアリールシラン骨格を有するものや、後述の正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層の項で例示されている材料が挙げられる。
ホスト材料の含有量は、特に限定はされないが、発光層に含まれる物質の総質量に対し50〜99質量%が好ましく、70〜95質量%がより好ましく、85〜90質量%が特に好ましい。
【0285】
発光層の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜100nmであるのが更に好ましい。
【0286】
−正孔注入層、正孔輸送層−
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。正孔注入層、正孔輸送層は、具体的には、本発明の化合物の他、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、インドール誘導体、アザインドール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、有機シラン誘導体、カーボン、等を含有する層であることが好ましい。
正孔注入層、正孔輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々500nm以下であることが好ましい。
正孔輸送層の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜100nmであるのが更に好ましい。また、正孔注入層の厚さとしては、0.1nm〜200nmであるのが好ましく、0.5nm〜100nmであるのがより好ましく、1nm〜100nmであるのが更に好ましい。
正孔注入層、正孔輸送層は、上述した材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【0287】
−電子注入層、電子輸送層−
電子注入層、電子輸送層は、陰極又は陰極側から電子を受け取り陽極側に輸送する機能を有する層である。電子注入層、電子輸送層は、具体的には、本発明の化合物の他、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、8−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン誘導体、等を含有する層であることが好ましい。
【0288】
電子注入層、電子輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々500nm以下であることが好ましい。
電子輸送層の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜100nmであるのが更に好ましい。また、電子注入層の厚さとしては、0.1nm〜200nmであるのが好ましく、0.2nm〜100nmであるのがより好ましく、0.5nm〜50nmであるのが更に好ましい。
電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【0289】
−正孔ブロック層−
正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陰極側で隣接する有機化合物層として、正孔ブロック層を設けることができる。
正孔ブロック層を構成する有機化合物の例としては、本発明の化合物の他、BAlq等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、BCP等のフェナントロリン誘導体、等が挙げられる。
正孔ブロック層の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜100nmであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【0290】
−電子ブロック層−
電子ブロック層は、陰極側から発光層に輸送された電子が、陽極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陽極側で隣接する有機層として、電子ブロック層を設けることができる。
電子ブロック層を構成する化合物の例としては、例えば前述の正孔輸送材料として挙げたものが適用できる。
電子ブロック層の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜100nmであるのが更に好ましい。
電子ブロック層は、上述した材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【0291】
<保護層>
有機EL素子全体は、保護層によって保護されていてもよい。
保護層に含まれる材料としては、水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであればよい。
その具体例としては、In、Sn、Pb、Au、Cu、Ag、Al、Ti、Ni等の金属、MgO、SiO、SiO、Al、GeO、NiO、CaO、BaO、Fe、Y、TiO等の金属酸化物、SiNx、SiNxOy等の金属窒化物、MgF、LiF、AlF、CaF等の金属フッ化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも1種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率1%以上の吸水性物質、吸水率0.1%以下の防湿性物質等が挙げられる。
【0292】
保護層の形成方法については、特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、MBE(分子線エピタキシ)法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法(高周波励起イオンプレーティング法)、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、ガスソースCVD法、コーティング法、印刷法、転写法を適用できる。
【0293】
<封止容器>
更に、本発明の有機EL素子は、封止容器を用いて素子全体を封止してもよい。
また、封止容器と有機EL素子の間の空間に水分吸収剤又は不活性液体を封入してもよい。水分吸収剤としては、特に限定されることはないが、例えば、酸化バリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、五酸化燐、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅、フッ化セシウム、フッ化ニオブ、臭化カルシウム、臭化バナジウム、モレキュラーシーブ、ゼオライト、酸化マグネシウム等を挙げることができる。不活性液体としては、特に限定されることはないが、例えば、パラフィン類、流動パラフィン類、パーフルオロアルカンやパーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等のフッ素系溶剤、塩素系溶剤、シリコーンオイル類が挙げられる。
【0294】
また、下記に示す、樹脂封止層にて封止する方法も好適に用いられる。
(樹脂封止層)
本発明の機能素子は樹脂封止層により大気との接触により、酸素や水分による素子性能の劣化を抑制することが好ましい。
(素材)
樹脂封止層の樹脂素材としては、特に限定されることはなく、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂、シリコン系樹脂、ゴム系樹脂、又はエステル系樹脂等を用いることができるが、中でも水分防止機能の点からエポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂の中でも熱硬化型エポキシ樹脂、又は光硬化型エポキシ樹脂が好ましい。
(作製方法)
樹脂封止層の作製方法は特に限定されることはなく、例えば、樹脂溶液を塗布する方法、樹脂シートを圧着又は熱圧着する方法、蒸着やスパッタリング等により乾式重合する方法が挙げられる。
(膜厚み)
樹脂封止層の厚みは1μm以上、1mm以下が好ましい。更に好ましくは5μm以上、100μm以下であり、最も好ましくは10μm以上50μm以下である。これよりも薄いと、第2の基板を装着時に上記無機膜を損傷する恐れがある。またこれよりも厚いと電界発光素子自体の厚みが厚くなり、有機電界発光素子の特徴である薄膜性を損なうことになる。
【0295】
(封止接着剤)
本発明に用いられる封止接着剤は、端部よりの水分や酸素の侵入を防止する機能を有する。
(素材)
前記封止接着剤の材料としては、前記樹脂封止層で用いる材料と同じものを用いることができる。中でも、水分防止の点からエポキシ系の接着剤が好ましく、中でも光硬化型接着剤あるいは熱硬化型接着剤が好ましい。
【0296】
また、上記材料にフィラーを添加することも好ましい。
封止剤に添加されているフィラーとしては、SiO、SiO(酸化ケイ素)、SiON(酸窒化ケイ素)又はSiN(窒化ケイ素)等の無機材料が好ましい。フィラーの添加により、封止剤の粘度が上昇し、加工適正が向上し、及び耐湿性が向上する。
【0297】
(乾燥剤)
封止接着剤は乾燥剤を含有しても良い。乾燥剤としては、酸化バリウム、酸化カルシウム、又は酸化ストロンチウムが好ましい。
封止接着剤に対する乾燥剤の添加量は、0.01質量%以上20質量%以下であることが好ましく、更に好ましくは0.05質量%以上15質量%以下である。これよりも少ないと、乾燥剤の添加効果が薄れることになる。またこれよりも多い場合には封止接着剤中に乾燥剤を均一分散させることが困難になり好ましくない。
(封止接着剤の処方)
・ポリマー組成、濃度
封止接着剤としては特に限定されることはなく、前記のものを用いることができる。例えば光硬化型エポキシ系接着剤としては長瀬ケムテック(株)製のXNR5516を挙げることができる。そこに直接前記乾燥剤を添加し、分散せしめれば良い。
・厚み
封止接着剤の塗布厚みは1μm以上1mm以下であることが好ましい。これよりも薄いと封止接着剤を均一に塗れなくなり好ましくない。またこれよりも厚いと、水分が侵入する道筋が広くなり好ましくない。
(封止方法)
本発明においては、上記乾燥剤の入った封止接着剤をディスペンサー等により任意量塗布し、塗布後第2基板を重ねて、硬化させることにより機能素子を得ることができる。
【0298】
〔駆動〕
本発明の有機EL素子は、陽極と陰極との間に直流(必要に応じて交流成分を含んでもよい)電圧(通常2ボルト〜15ボルト)、又は直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。
本発明の有機EL素子の駆動方法については、特開平2−148687号、同6−301355号、同5−29080号、同7−134558号、同8−234685号、同8−241047号の各公報、特許第2784615号、米国特許5828429号、同6023308号の各明細書、等に記載の駆動方法を適用することができる。
【0299】
〔本発明の用途〕
本発明の有機電界発光素子は、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信等に好適に利用できる。
【実施例】
【0300】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0301】
〔合成例1〕例示化合物1の合成
例示化合物1は下記スキームに従って合成できる。
【0302】
【化70】

【0303】
カルバゾールと1−フルオロ−2−ニトロベンゼンを炭酸カリウム共存下で4時間加熱還流する事で、収率82%で化合物Aが得られた。化合物Aをスズ粉末で還元、化合物Bへと収率89%で変換した。化合物Bを硫酸(濃度:18体積%)、酢酸(濃度:82体積%)溶媒中0℃で亜硝酸ナトリウムと反応後、加熱分解により縮合させ、収率62%で化合物Cを得た。化合物Cをクロロホルム中で臭素化、収率56%で化合物Dを得た。化合物DをTHF溶媒中をノルマルブチルリチウムと反応させた。これに対してトリフェニルクロロシランを加え、室温下1時間程度反応させた。反応混合物を炭酸水素ナトリウム水溶液で加水分解して例示化合物1を収率27%で得た。例示化合物1のH−NMRデータ:(400MHz,CDCl):δ/ppm 8.24(s,2H)、8.07(d,J=7.5Hz,2H)、7.92(d,J=8.05Hz,2H)、7.72−7.75(m,6H)、7.58−7.52(m,2H)、7.49−7.38(m,9H)、7.36−7.30(m,2H)
【0304】
〔有機電解発光素子の作製〕
[比較例1−1]
洗浄したITO基板を蒸着装置に入れ、銅フタロシアニンを10nm蒸着し、この上に、NPD((N,N’−ジ−α−ナフチル−N,N’−ジフェニル)−ベンジジン)を40nm蒸着した。この上に、化合物A−1と化合物Bを12:88の比率(質量比)で30nm蒸着し(発光層)、この上に、BAlq[ビス−(2−メチル−8−キノリノレート)−4−(フェニルフェノレート)アルミニウム][ビス(6−ヒドロキシキノリン)−(4−フェニル−フノール)Al錯塩]を30nm蒸着し、この上に、Alq(トリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム錯体)を10nm蒸着した(電子輸送層)。この上に、フッ化リチウムを3nm蒸着した後、アルミニウム60nmを蒸着した。このものを、大気に触れさせること無く、アルゴンガスで置換したグローブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶及び紫外線硬化型の接着剤(XNR5516HV、長瀬チバ(株)製)を用いて封止し、比較例1−1の有機電界発光素子を得た。東陽テクニカ製ソースメジャーユニット2400型を用いて、直流定電圧をEL素子に印加して発光させた結果、化合物A−1に由来するりん光発光が得られた。なお、蒸着速度は、0.2nm/秒とした。
また、膜厚は、ULVAC社製水晶振動子成膜コントローラーCRTM−9000により測定された蒸着速度と、Dektak型触針式膜厚計で測定した膜厚をもとに作成した検量線から算出した。
【0305】
[実施例1−1〜1−55、比較例1−2〜1−15]
発光層に用いた化合物を表1に記載のものに変更した以外は比較例1−1と同様に素子を作製し、評価した。用いた発光材料に由来するりん光発光が得られた。得られた結果を表1にまとめた。
【0306】
【化71】

【0307】
【化72】

【0308】
【化73】

【0309】
【化74】

【0310】
〔有機電界発光素子の性能評価〕
(a)外部量子効率
東陽テクニカ製ソースメジャーユニット2400を用いて、直流電流を各素子に印加し発光させる。その輝度をトプコン社製BM−8を用いて測定した。発光スペクトルと発光波長は浜松ホトニクス製スペクトルアナライザーPMA−11を用いて測定した。これらを元に輝度が1000cd/m付近の外部量子効率を輝度換算方法により算出し、相対値を求めた。
(b)駆動電圧
各素子を輝度が1000cd/mになるよう直流電圧を印加し、発光させる。このときの印加電圧を駆動電圧評価の指標とした。
【0311】
【表1】

【0312】
【表2】

【0313】
上記結果から明らかなように、本発明の素子は比較素子に比べ、外部量子効率が高く、かつ駆動電圧が低い。
【0314】
[比較例2−1]
比較例1−1と同様に、洗浄したITO基板を蒸着装置に入れ、銅フタロシアニンを10nm蒸着し、この上に、NPD(N,N’−ジ−α−ナフチル−N,N’−ジフェニル)−ベンジジン)を40nm蒸着した。この上に、A−3と化合物Bを12:88の比率(質量比)で20nmの蒸着し、発光層とした。この上に、BAlq[ビス−(2−メチル−8−キノリノレート)−4−(フェニルフェノレート)アルミニウム][ビス(6−ヒドロキシキノリン)−(4−フェニル−フノール)Al錯塩]を40nm蒸着した(電子輸送層)。この上に、フッ化リチウムを3nm蒸着した後、アルミニウム60nmを蒸着し、素子を作製した。東陽テクニカ製ソースメジャーユニット2400型を用いて、直流定電圧をEL素子に印加して発光させた結果、A−6に由来するりん光発光が得られた。
【0315】
[実施例2−1〜2−16、比較例2−2〜2−6]
発光層に用いた化合物を表2に記載のものに変更した以外は比較例2−1と同様に素子を作製し、評価した。用いた発光材料に由来するりん光発光が得られた。得られた結果を表2にまとめた。
【0316】
【化75】

【0317】
【化76】


【0318】
【表3】

【0319】
上記結果から明らかなように、本発明の素子は比較例の素子に比べ、外部量子効率が高く、かつ駆動電圧が低い。
【0320】
[比較例3−1]
洗浄したITO基板を蒸着装置に入れ、銅フタロシアニンを10nm蒸着し、この上に、NPD(N,N’−ジ−α−ナフチル−N,N’−ジフェニル)−ベンジジン)を40nm蒸着した。この上に、A−5とCBP(4,4'−ジ(9−カルバゾイル)ビフェニル)を12:88の比率(質量比)で15nmの蒸着し、発光層とした。この上に、BAlq[ビス−(2−メチル−8−キノリノレート)−4−(フェニルフェノレート)アルミニウム][ビス(6−ヒドロキシキノリン)−(4−フェニル−フノール)Al錯塩]を40nm蒸着した(電子輸送層)。この上に、フッ化リチウムを3nm蒸着した後、アルミニウム60nmを蒸着し、素子を作成した。東陽テクニカ製ソースメジャーユニット2400型を用いて、直流定電圧をEL素子に印加して発光させた結果、A−8に由来するりん光発光が得られた。
【0321】
[実施例3−1〜3−6、比較例3−2〜3−3]
発光層に用いた化合物を表3に記載のものに変更した以外は比較例3−1と同様に素子を作製し、評価した。用いた発光材料に由来するりん光発光が得られた。得られた結果を表3にまとめた。
【0322】
【化77】

【0323】
【表4】

【0324】
上記結果から明らかなように、本発明の素子は比較例の素子に比べ、外部量子効率が高く、かつ駆動電圧が低い。
【0325】
[比較例4−1]
洗浄したITO基板を蒸着装置に入れ、銅フタロシアニンを10nm蒸着し、この上に、NPD(N,N’−ジ−α−ナフチル−N,N’−ジフェニル)−ベンジジン)を40nm蒸着した。この上に、ルブレンとD−1を3:97の比率(質量比)で10nmの蒸着し、発光層とした。この上に、BAlq[ビス−(2−メチル−8−キノリノレート)−4−(フェニルフェノレート)アルミニウム][ビス(6−ヒドロキシキノリン)−(4−フェニル−フノール)Al錯塩]を40nm蒸着した(電子輸送層)。この上に、フッ化リチウムを3nm蒸着した後、アルミニウム60nmを蒸着し、素子を作成した。東陽テクニカ製ソースメジャーユニット2400型を用いて、直流定電圧をEL素子に印加して発光させた結果、ルブレンに由来する発光が得られた。
【0326】
[実施例4−1〜4−3]
発光層に用いた化合物を表4に記載のものに変更した以外は比較例4−1と同様に素子を作製し、評価した。用いた発光材料に由来するりん光発光が得られた。得られた結果を表4にまとめた。
【0327】
【化78】

【0328】
【表5】

【0329】
上記結果から明らかなように、本発明の素子は比較例の素子に比べ、外部量子効率が高く、かつ駆動電圧が低い。
【0330】
実施例5
[比較例5−1]
比較例1−1と同様に、洗浄したITO基板を蒸着装置に入れ、銅フタロシアニンを10nm蒸着し、この上に、NPD(N,N’−ジ−α−ナフチル−N,N’−ジフェニル)−ベンジジン)を37nm蒸着した。この上に化合物D−1を3nm蒸着した。この上に、A−1と化合物Bを12:88の比率(質量比)で20nmの蒸着し、発光層とした。この上に、BAlq[ビス−(2−メチル−8−キノリノレート)−4−(フェニルフェノレート)アルミニウム][ビス(6−ヒドロキシキノリン)−(4−フェニル−フノール)Al錯塩]を40nm蒸着した(電子輸送層)。この上に、フッ化リチウムを3nm蒸着した後、アルミニウム60nmを蒸着し、素子を作製した。東陽テクニカ製ソースメジャーユニット2400型を用いて、直流定電圧をEL素子に印加して発光させた結果、A−1に由来するりん光発光が得られた。
【0331】
[実施例5−1〜5−3]
発光層に用いた化合物を表5に記載のものに変更した以外は比較例5−1と同様に素子を作製し、評価した。用いた発光材料に由来するりん光発光が得られた。得られた結果を表5にまとめた。
【0332】
【表6】

【0333】
上記実施例から明らかなように、正極に近い側の発光層に隣接する層(正孔輸送層)に一般式(1)で表される化合物を含む本発明の素子は、有機電界発光素子の外部量子効率を向上させ、駆動電圧を低電圧化できることがわかった。
【0334】
実施例6
[比較例6−1]
比較例1−1と同様に、洗浄したITO基板を蒸着装置に入れ、銅フタロシアニンを10nm蒸着し、この上に、NPD(N,N’−ジ−α−ナフチル−N,N’−ジフェニル)−ベンジジン)を40nm蒸着した。この上に、A−1と化合物Bを12:88の比率(質量比)で20nmの蒸着し、発光層とした。この上にD−2を10nm蒸着した。更にこの上に、BAlq[ビス−(2−メチル−8−キノリノレート)−4−(フェニルフェノレート)アルミニウム][ビス(6−ヒドロキシキノリン)−(4−フェニル−フノール)Al錯塩]を30nm蒸着した(電子輸送層)。この上に、フッ化リチウムを3nm蒸着した後、アルミニウム60nmを蒸着し、素子を作製した。東陽テクニカ製ソースメジャーユニット2400型を用いて、直流定電圧をEL素子に印加して発光させた結果、A−1に由来するりん光発光が得られた。
【0335】
[実施例6−1〜6−3]
発光層に用いた化合物を表6に記載のものに変更した以外は比較例6−1と同様に素子を作製し、評価した。用いた発光材料に由来するりん光発光が得られた。得られた結果を表6にまとめた。
【0336】
【表7】

【0337】
上記実施例から明らかなように、負極に近い側の発光層に隣接する層(電子輸送層)に一般式(1)で表される化合物を含む本発明の素子は、有機電界発光素子の外部量子効率を向上させ、駆動電圧を低電圧化できることがわかった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一対の電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機層を有する有機電界発光素子であって、前記有機層のうちの少なくとも一層に下記一般式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする有機電界発光素子。
【化1】

(一般式(1)中、Z11、Z12はそれぞれ独立に芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表し、R11は水素原子又は置換基を表す。複数のR11は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、R11、Z11及びZ12中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
【請求項2】
前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(2)で表されることを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。
【化2】

(一般式(2)中、Z22は芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表し、R21は水素原子又は置換基を表す。複数のR21は同一でも異なっていてもよい。A21〜A23はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R22を表し、R22は水素原子又は置換基を表す。複数のR22は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、R21、Z22及びA21〜A23中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
【請求項3】
前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(3)で表されることを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。
【化3】

(一般式(3)中、Z31は芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表し、R31は水素原子又は置換基を表す。複数のR31は同一でも異なっていてもよい。A31〜A34はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R32を表し、R32は水素原子又は置換基を表す。複数のR32は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、R31、Z31及びA31〜A34中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
【請求項4】
前記一般式(2)又は(3)で表される化合物が、下記一般式(4)で表されることを特徴とする請求項2又は3に記載の有機電界発光素子。
【化4】

(一般式(4)中、R41は水素原子又は置換基を表す。複数のR41は同一でも異なっていてもよい。A41〜A47はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R42を表し、R42は水素原子又は置換基を表す。複数のR42は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、R41、及びA41〜A47中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
【請求項5】
前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(5)で表されることを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。
【化5】


(一般式(5)中、Z51〜Z53はそれぞれ独立に芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表す。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、Z51〜Z53中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
【請求項6】
前記一般式(5)で表される化合物が、下記一般式(6)で表されることを特徴とする請求項5に記載の有機電界発光素子。
【化6】

(一般式(6)中、Z61、Z62はそれぞれ独立に芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表す。A61〜A63はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R61を表し、R61は水素原子又は置換基を表す。複数のR61は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、Z61、Z62及びA61〜A63中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
【請求項7】
前記一般式(5)で表される化合物が、下記一般式(7)で表されることを特徴とする請求項5に記載の有機電界発光素子。
【化7】

(一般式(7)中、Z71、Z72はそれぞれ独立に芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表す。A71〜A74はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R71を表し、R71は水素原子又は置換基を表す。複数のR71は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、Z71、Z72及びA71〜A74中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
【請求項8】
前記一般式(6)で表される化合物が、下記一般式(8)で表されることを特徴とする請求項6に記載の有機電界発光素子。
【化8】

(一般式(8)中、Z82は芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表す。A81〜A87はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R81を表し、R81は水素原子又は置換基を表す。複数のR81は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、Z82及びA81〜A87中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
【請求項9】
前記一般式(7)で表される化合物が、下記一般式(9)で表されることを特徴とする請求項7に記載の有機電界発光素子。
【化9】

(一般式(9)中、Z91は芳香族複素環又は芳香族炭化水素環を表す。A91〜A98はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R91を表し、R91は水素原子又は置換基を表す。複数のR91は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。Lは単結合又はm価の連結基を表し、Z91及びA91〜A98中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、Lは存在しない。)
【請求項10】
前記一般式(8)又は(9)で表される化合物が、下記一般式(10)で表されることを特徴とする請求項8又は9に記載の有機電界発光素子。
【化10】

(一般式(10)中、A101〜A1011はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R101を表し、R101は水素原子又は置換基を表す。複数のR101は同一でも異なっていてもよい。mは1以上の整数を表す。L10は単結合又はm価の連結基を表し、A101〜A1011中のC原子のいずれかと連結する。但しmが1の場合、L10は存在しない。)
【請求項11】
下記一般式(4−1)で表される化合物。
【化11】

(一般式(4−1)中、X411、412はそれぞれ独立にC−R411を表し、R411は水素原子又は置換基を表す。複数のR411は同一でも異なっていてもよい。A411〜A417はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R412を表し、R412は水素原子又は置換基を表す。複数のR412は同一でも異なっていてもよい。L41は単結合又はm価の連結基を表し、X411、412及びA411〜A417中のC原子のいずれかと連結する。芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を連結基とする場合、環の大きさは5〜6員環である。mは2以上の整数を表す。)
【請求項12】
前記一般式(4−1)で表される化合物が、下記一般式(4−2)で表されることを特徴とする請求項11に記載の化合物。
【化12】

(一般式(4−2)中、X421、422はそれぞれ独立にC−R421を表し、R421は水素原子又は置換基を表す。複数のR421は同一でも異なっていてもよい。A421〜A427はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R422を表し、R422は水素原子又は置換基を表す。複数のR422は同一でも異なっていてもよい。R423は水素原子又は置換基を表す。複数のR423は同一でも異なっていてもよい。mは2〜4の整数を表す。ケイ素連結基は、X421、422及びA421〜A427中のC原子のいずれかと連結する。)
【請求項13】
前記一般式(4−1)で表される化合物が、下記一般式(4−3)で表されることを特徴とする請求項11に記載の化合物。
【化13】

(一般式(4−3)中、X431、432はそれぞれ独立にC−R431を表し、R431は水素原子又は置換基を表す。複数のR431は同一でも異なっていてもよい。A431〜A437はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R432を表し、R432は水素原子又は置換基を表す。複数のR432は同一でも異なっていてもよい。R433は水素原子又は置換基を表す。複数のR433は同一でも異なっていてもよい。mは2〜4の整数を表す。炭素連結基は、X431、432及びA431〜A437中のC原子のいずれかと連結する。)
【請求項14】
前記一般式(4−1)で表される化合物が、下記一般式(4−4)で表されることを特徴とする請求項11に記載の化合物。
【化14】

(一般式(4−4)中、X441、442はそれぞれ独立にC−R441を表し、R441は水素原子又は置換基を表す。複数のR441は同一でも異なっていてもよい。A441〜A447はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R442を表し、R442は水素原子又は置換基を表す。複数のR442は同一でも異なっていてもよい。Ar44は芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表し、環の大きさは5〜6員環である。Ar44はX441、442及びA441〜A447中のC原子のいずれかと連結する。R443は水素原子又は置換基を表す。複数のR443は同一でも異なっていてもよい。mは2以上の整数を表す。nは0以上の整数を表す。)
【請求項15】
下記一般式(4−5)で表される化合物。
【化15】

一般式(4−5)中、X451、452はそれぞれ独立にC−R451を表し、R451は水素原子又は置換基を表す。複数のR451は同一でも異なっていてもよい。A451〜A457はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R452を表し、R452は水素原子又は置換基を表す。複数のR452は同一でも異なっていてもよい。R453は水素原子又は置換基を表す。複数のR453は同一でも異なっていてもよい。nは1以上の整数を表す。ケイ素置換基は、X451、452及びA451〜A457中のC原子のいずれかと連結する。
【請求項16】
前記一般式(4−1)で表される化合物が、下記一般式(10−1)で表されることを特徴とする請求項11に記載の化合物。
【化16】

一般式(10−1)中、A1011〜A10111はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R1011を表し、R1011は水素原子又は置換基を表す。複数のR1011は同一でも異なっていてもよい。L101は単結合又はm価の連結基を表し、A1011〜A10111中のC原子のいずれかと連結する。芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を連結基とする場合、環の大きさは5〜6員環である。mは2以上の整数を表す。
【請求項17】
前記一般式(10−1)で表される化合物が、下記一般式(10−2)で表されることを特徴とする請求項16に記載の化合物。
【化17】

一般式(10−2)中、A1021〜A10211はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R1021を表し、R1021は水素原子又は置換基を表す。複数のR1021は同一でも異なっていてもよい。R1022は水素原子又は置換基を表す。複数のR1022は同一でも異なっていてもよい。mは2〜4の整数を表す。ケイ素連結基は、A1021〜A10211中のC原子のいずれかと連結する。
【請求項18】
前記一般式(10−1)で表される化合物が、下記一般式(10−3)で表されることを特徴とする請求項16に記載の化合物。
【化18】

一般式(10−3)中、A1031〜A10311はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R1031を表し、R1031は水素原子又は置換基を表す。複数のR1031は同一でも異なっていてもよい。R1032は水素原子又は置換基を表す。複数のR1032は同一でも異なっていてもよい。mは2〜4の整数を表す。炭素連結基は、A1031〜A10311中のC原子のいずれかと連結する。
【請求項19】
前記一般式(10−1)で表される化合物が、下記一般式(10−4)で表されることを特徴とする請求項16に記載の化合物。
【化19】

一般式(10−4)中、A1041〜A10411はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R1041を表し、R1041は水素原子又は置換基を表す。複数のR1041は同一でも異なっていてもよい。Ar104は芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表し、環の大きさは5〜6員環である。Ar104はA1041〜A10411中のC原子のいずれかと連結する。R1042は水素原子又は置換基を表す。複数のR1042は同一でも異なっていてもよい。mは2以上の整数を表す。nは0以上の整数を表す。
【請求項20】
下記一般式(10−5)で表される化合物。
【化20】

一般式(10−5)中、A1051〜A10511はそれぞれ独立に窒素原子又はC−R1051を表し、R1051は水素原子又は置換基を表す。複数のR1051は同一でも異なっていてもよい。R1052は水素原子又は置換基を表す。複数のR1052は同一でも異なっていてもよい。nは1以上の整数を表す。ケイ素置換基はA1051〜A10511中のC原子のいずれかと連結する。
【請求項21】
一対の電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機層を有する有機電界発光素子であって、前記有機層のうちの少なくとも一層に請求項11〜20に記載の一般式(4−1)〜(4−5)、及び(10−1)〜(10−5)のいずれかで表される化合物を含有することを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項22】
前記発光層に燐光発光材料を含有することを特徴とする請求項1〜10、21のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項23】
前記燐光発光材料がイリジウム錯体又は白金錯体であることを特徴とする請求項22に記載の有機電界発光素子。
【請求項24】
前記一般式(1)〜(10)、(4−1)〜(4−5)、及び(10−1)〜(10−5)のいずれかで表される化合物を、発光層に含有することを特徴とする請求項1〜10、21〜23のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項25】
前記電極が陽極を含み、前記発光層と陽極の間に正孔輸送層を有し、一般式(1)〜(10)、(4−1)〜(4−5)、及び(10−1)〜(10−5)のいずれかで表される化合物を、正孔輸送層に含有することを特徴とする請求項1〜10、21〜24のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項26】
前記電極が陰極を含み、前記発光層と陰極の間に電子輸送層を有し、一般式(1)〜(10)、(4−1)〜(4−5)、及び(10−1)〜(10−5)のいずれかで表される化合物を、電子輸送層に含有することを特徴とする請求項1〜10、21〜25のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項27】
前記一般式(1)〜(10)、(4−1)〜(4−5)、及び(10−1)〜(10−5)のいずれかで表される化合物のガラス転移温度が130℃以上、450℃以下であることを特徴とする請求項1〜10、21〜26のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項28】
前記一般式(1)〜(10)、(4−1)〜(4−5)、及び(10−1)〜(10−5)のいずれかで表される化合物の最低励起三重項エネルギー準位が60kcal/mol(251.4kJ/mol)以上、95kcal/mol(398.1kJ/mol)以下であることを特徴とする請求項1〜10、21〜27のいずれかに記載の有機電界発光素子。

【公開番号】特開2010−87496(P2010−87496A)
【公開日】平成22年4月15日(2010.4.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−203152(P2009−203152)
【出願日】平成21年9月2日(2009.9.2)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】