JP2018108939A - 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】良好な有機EL性能を示す有機EL素子を実現する化合物、該化合物を含み良好な有機EL性能を示す有機EL素子、及び該有機EL素子を含む電子機器の提供。
【解決手段】例えば化合物1を含む、有機EL素子、及び該有機EL素子を含む電子機器。
【選択図】なし
【解決手段】例えば化合物1を含む、有機EL素子、及び該有機EL素子を含む電子機器。
【選択図】なし
Description
本発明は、化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器に関する。
有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)は正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などの有機層を含み、有機EL素子の性能を改善するためには、各有機層の機能に適した化合物の開発が重要である。
又、有機EL素子の性能を改善するために、正孔輸送層を2層にし、発光層側の正孔輸送層に電子阻止機能、発光層からの励起エネルギー拡散防止機能などの機能を持たせることが知られている。有機EL素子の性能を改善する他の方法として、電子輸送層を2層にし、発光層側の電子輸送層に正孔阻止能、三重項阻止能等の機能を持たせることが知られている。
又、有機EL素子の性能を改善するために、正孔輸送層を2層にし、発光層側の正孔輸送層に電子阻止機能、発光層からの励起エネルギー拡散防止機能などの機能を持たせることが知られている。有機EL素子の性能を改善する他の方法として、電子輸送層を2層にし、発光層側の電子輸送層に正孔阻止能、三重項阻止能等の機能を持たせることが知られている。
特許文献1は下記式で表される化合物を記載している。
特許文献2は下記式で表される化合物を記載している。
実施例においては、化学式2−1を正孔輸送層に使用した有機EL素子の性能が測定されている。
実施例においては、化学式2−1を正孔輸送層に使用した有機EL素子の性能が測定されている。
特許文献3は下記式で表される化合物を記載している。
上記のように各種化合物が有機EL素子用材料として提案されているが、有機EL素子の性能をさらに改善する化合物の開発がなお求められている。
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、良好な有機EL性能を示す有機EL素子を実現する化合物、該化合物を含み良好な有機EL性能を示す有機EL素子、及び該有機EL素子を含む電子機器を提供すること目的とする。
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、前記目的が、下記式(1)で表される化合物及び該式(1)で表される化合物を含む有機EL素子により達成されることを見出した。
すなわち、一態様において、本発明は、下記式(1)で表される化合物を提供する。
(式中、
R1〜R8、R11〜R18、及びR21〜R25から選ばれる1つは*aに結合する単結合を表し、
*aに結合する単結合を表さないR1〜R8、R11〜R18、及びR21〜R25は、それぞれ独立して水素原子又は置換基を表す、ただし、R11とR23、及び、R18とR24の一方は互いに結合して単結合を形成してもよく、
Xは酸素原子、硫黄原子、又はNR30を表し、
Xが酸素原子又は硫黄原子を表す場合、R31〜R38から選ばれる1つは*bに結合する単結合を表し、*bに結合する単結合を表さないR31〜R38は、それぞれ独立して水素原子又は置換基を表し、
XがNR30を表す場合、R30〜R38から選ばれる1つは*bに結合する単結合を表し、*bに結合する単結合を表さないR30は、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基を表し、*bに結合する単結合を表さないR31〜R38は、それぞれ独立して水素原子又は置換基を表し、
L1は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリーレン基を表し、
L2及びL3はそれぞれ独立して単結合又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリーレン基を表し、
Arは置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基を表し、
R1〜R8、R11〜R18、R21〜R25、及びR31〜R38が表す置換基は、炭素数1〜30アルキル基、環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基、環形成炭素数6〜30のアリール基、環形成炭素数6〜30のアリール基を有する炭素数7〜31のアラルキル基、炭素数1〜30のアルキル基及び環形成炭素数6〜30のアリール基から選ばれる置換基を有するモノ置換又はジ置換アミノ基、炭素数1〜30のアルキル基を有するアルコキシ基、環形成炭素数6〜30のアリール基を有するアリールオキシ基、炭素数1〜30のアルキル基及び環形成炭素数6〜30のアリール基から選ばれる置換基を有するモノ置換、ジ置換又はトリ置換シリル基、炭素数1〜30のハロアルキル基、炭素数1〜30のハロアルキル基を有するハロアルコキシ基、環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、及びニトロ基から選ばれる。
(式中、
R1〜R8、R11〜R18、及びR21〜R25から選ばれる1つは*aに結合する単結合を表し、
*aに結合する単結合を表さないR1〜R8、R11〜R18、及びR21〜R25は、それぞれ独立して水素原子又は置換基を表す、ただし、R11とR23、及び、R18とR24の一方は互いに結合して単結合を形成してもよく、
Xは酸素原子、硫黄原子、又はNR30を表し、
Xが酸素原子又は硫黄原子を表す場合、R31〜R38から選ばれる1つは*bに結合する単結合を表し、*bに結合する単結合を表さないR31〜R38は、それぞれ独立して水素原子又は置換基を表し、
XがNR30を表す場合、R30〜R38から選ばれる1つは*bに結合する単結合を表し、*bに結合する単結合を表さないR30は、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基を表し、*bに結合する単結合を表さないR31〜R38は、それぞれ独立して水素原子又は置換基を表し、
L1は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリーレン基を表し、
L2及びL3はそれぞれ独立して単結合又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリーレン基を表し、
Arは置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基を表し、
R1〜R8、R11〜R18、R21〜R25、及びR31〜R38が表す置換基は、炭素数1〜30アルキル基、環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基、環形成炭素数6〜30のアリール基、環形成炭素数6〜30のアリール基を有する炭素数7〜31のアラルキル基、炭素数1〜30のアルキル基及び環形成炭素数6〜30のアリール基から選ばれる置換基を有するモノ置換又はジ置換アミノ基、炭素数1〜30のアルキル基を有するアルコキシ基、環形成炭素数6〜30のアリール基を有するアリールオキシ基、炭素数1〜30のアルキル基及び環形成炭素数6〜30のアリール基から選ばれる置換基を有するモノ置換、ジ置換又はトリ置換シリル基、炭素数1〜30のハロアルキル基、炭素数1〜30のハロアルキル基を有するハロアルコキシ基、環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、及びニトロ基から選ばれる。
他の態様において、本発明は、前記式(1)で表される化合物を含む有機EL素子材料を提供する。
他の態様において、本発明は、陰極、陽極、及び該陰極と該陽極の間に位置する有機層を含む有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該有機層が発光層を含み、該有機層の少なくとも1層前記式(1)の化合物を含む有機EL素子を提供する。
他の態様において、本発明は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を含む電子機器を提供する。
本発明の化合物は、良好な有機EL性能を示す有機EL素子を実現する。
本明細書において、「置換もしくは無置換の炭素数XX〜YYのZZ基」という表現における「炭素数XX〜YY」は、ZZ基が無置換である場合の炭素数を表すものであり、置換されている場合の置換基の炭素数は含めない。
本明細書において、「置換もしくは無置換の原子数XX〜YYのZZ基」という表現における「原子数XX〜YY」は、ZZ基が無置換である場合の原子数を表すものであり、置換されている場合の置換基の原子数は含めない。
本明細書において、「置換もしくは無置換のZZ基」という場合における「無置換ZZ基」とは、ZZ基の水素原子が置換基で置換されていないことを意味する。
本明細書において、「水素原子」とは、中性子数が異なる同位体、すなわち、軽水素(protium)、重水素(deuterium)、及び三重水素(tritium)を包含する。
本明細書において、「環形成炭素数」とは、原子が環状に結合した構造の化合物(例えば、単環化合物、縮合環化合物、架橋化合物、炭素環化合物、複素環化合物)の当該環自体を構成する原子のうちの炭素原子の数を表す。当該環が置換基によって置換される場合、置換基に含まれる炭素は環形成炭素には含まない。以下で記される「環形成炭素数」については、特筆しない限り同様とする。例えば、ベンゼン環は環形成炭素数が6であり、ナフタレン環は環形成炭素数が10であり、ピリジン環は環形成炭素数5であり、フラン環は環形成炭素数4である。また、ベンゼン環やナフタレン環に置換基として例えばアルキル基が置換している場合、当該アルキル基の炭素数は、環形成炭素数の数に含めない。また、フルオレン環に置換基として例えばフルオレン環が結合している場合(スピロビフルオレン環を含む)、置換基としてのフルオレン環の炭素数は環形成炭素数に含めない。
本明細書において、「環形成原子数」とは、原子が環状に結合した構造(例えば単環、縮合環、環集合)の化合物(例えば単環化合物、縮合環化合物、架橋化合物、炭素環化合物、複素環化合物)の当該環自体を構成する原子の数を表す。環を構成しない原子(例えば環を構成する原子の結合手を終端する水素原子)や、当該環が置換基によって置換される場合の置換基に含まれる原子は環形成原子数には含まない。以下で記される「環形成原子数」については、特筆しない限り同様とする。例えば、ピリジン環は環形成原子数は6であり、キナゾリン環は環形成原子数が10であり、フラン環の環形成原子数は5である。ピリジン環やキナゾリン環の環形成炭素原子にそれぞれ結合している水素原子や置換基を構成する原子は、環形成原子数の数に含めない。また、フルオレン環に置換基として例えばフルオレン環が結合している場合(スピロビフルオレン環を含む)、置換基としてのフルオレン環の原子数は環形成原子数の数に含めない。
本発明の一態様に係る化合物は式(1)で表される(“化合物(1)”と称することもある)。
(式中、
R1〜R8、R11〜R18、及びR21〜R25から選ばれる1つは*aに結合する単結合を表し、
*aに結合する単結合を表さないR1〜R8、R11〜R18、及びR21〜R25は、それぞれ独立して水素原子又は置換基を表す、ただし、R11とR23、及び、R18とR24の一方は互いに結合して単結合を形成してもよい。
Xは酸素原子、硫黄原子、又はNR30を表し、
Xが酸素原子又は硫黄原子を表す場合、R31〜R38から選ばれる1つは*bに結合する単結合を表し、*bに結合する単結合を表さないR31〜R38は、それぞれ独立して水素原子又は置換基を表し、
XがNR30を表す場合、R30〜R38から選ばれる1つは*bに結合する単結合を表し、*bに結合する単結合を表さないR30は、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基を表し、*bに結合する単結合を表さないR31〜R38は、それぞれ独立して水素原子又は置換基を表す。
L1は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリーレン基を表す。
L2及びL3はそれぞれ独立して単結合又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリーレン基を表す。
Arは置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基を表す。)
(式中、
R1〜R8、R11〜R18、及びR21〜R25から選ばれる1つは*aに結合する単結合を表し、
*aに結合する単結合を表さないR1〜R8、R11〜R18、及びR21〜R25は、それぞれ独立して水素原子又は置換基を表す、ただし、R11とR23、及び、R18とR24の一方は互いに結合して単結合を形成してもよい。
Xは酸素原子、硫黄原子、又はNR30を表し、
Xが酸素原子又は硫黄原子を表す場合、R31〜R38から選ばれる1つは*bに結合する単結合を表し、*bに結合する単結合を表さないR31〜R38は、それぞれ独立して水素原子又は置換基を表し、
XがNR30を表す場合、R30〜R38から選ばれる1つは*bに結合する単結合を表し、*bに結合する単結合を表さないR30は、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基を表し、*bに結合する単結合を表さないR31〜R38は、それぞれ独立して水素原子又は置換基を表す。
L1は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリーレン基を表す。
L2及びL3はそれぞれ独立して単結合又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリーレン基を表す。
Arは置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基を表す。)
式(1)において、R1〜R8、R11〜R18、及びR21〜R25から選ばれる1つ、好ましくはR2〜R7、R12、R13、R16、及びR17から選ばれる1つ、より好ましくはR2〜R7、さらに好ましくはR2、R4、R5、及びR7から選ばれる1つが*aに結合する単結合を表す。
*aに結合する単結合を表さないR1〜R8、R11〜R18、及びR21〜R25は、それぞれ独立して水素原子又は置換基、好ましくは水素原子を表す。
ただし、R11とR23、及び、R18とR24の一方は互いに結合して単結合を形成してもよい。すなわち、*aに結合する単結合を表さないR11とR23、及び、*aに結合する単結合を表さないR18とR24の一方は互いに結合して、それらが結合する2つの環形成炭素原子を結合する単結合を形成してもよい。
本発明の一態様において、R11とR23、及び、R18とR24の一方が前記単結合を形成する。例えば、R11とR23が前記単結合を形成する場合、R1〜R8、R12〜R18、R21、R22、R24、及びR25から選ばれる1つ、好ましくはR2〜R7、R13、R16、及びR17から選ばれる1つ、より好ましくはR2〜R7及びR17から選ばれる1つ、さらに好ましくはR2、R4、R5、及びR7から選ばれる1つが*aに結合する単結合を表す。
本発明の他の態様において、R11とR23、及び、R18とR24の双方は前記単結合を形成しない。
*aに結合する単結合を表さないR1〜R8、R11〜R18、及びR21〜R25は、それぞれ独立して水素原子又は置換基、好ましくは水素原子を表す。
ただし、R11とR23、及び、R18とR24の一方は互いに結合して単結合を形成してもよい。すなわち、*aに結合する単結合を表さないR11とR23、及び、*aに結合する単結合を表さないR18とR24の一方は互いに結合して、それらが結合する2つの環形成炭素原子を結合する単結合を形成してもよい。
本発明の一態様において、R11とR23、及び、R18とR24の一方が前記単結合を形成する。例えば、R11とR23が前記単結合を形成する場合、R1〜R8、R12〜R18、R21、R22、R24、及びR25から選ばれる1つ、好ましくはR2〜R7、R13、R16、及びR17から選ばれる1つ、より好ましくはR2〜R7及びR17から選ばれる1つ、さらに好ましくはR2、R4、R5、及びR7から選ばれる1つが*aに結合する単結合を表す。
本発明の他の態様において、R11とR23、及び、R18とR24の双方は前記単結合を形成しない。
本発明の好ましい態様において、化合物(1)は下記式(1a)又は(1b)で表される。
(式中の各記号は式(1)において定義したとおりである。)
(式中の各記号は式(1)において定義したとおりである。)
例えば、R11及びR23が互いに結合して、前記単結合を形成する場合、化合物(1)は下記式(2)で表される。
(式中、R18及びR24はそれぞれ独立して水素原子又は置換基を表し、他の各記号は式(1)において定義したとおりである。)
(式中、R18及びR24はそれぞれ独立して水素原子又は置換基を表し、他の各記号は式(1)において定義したとおりである。)
式(2)は好ましくは下記式(2a)〜(2d)のいずれかで表される。
(式中の各記号は式(2)において定義したとおりである。)
(式中の各記号は式(2)において定義したとおりである。)
(式中の各記号は式(2)において定義したとおりである。)
(式中の各記号は式(2)において定義したとおりである。)
R11、R23、R18、及びR24がそれぞれ独立して水素原子又は置換基を表す場合、すなわち、R11とR23、及び、R18とR24の双方が前記単結合を形成しない場合、化合物(1)は下記式(3)で表される。
(式中、R11、R23、R18、及びR24は水素原子又は置換基を表し、R11とR23、及び、R18とR24は前記単結合を形成しない。他の各記号は式(1)において定義したとおりである。)
(式中、R11、R23、R18、及びR24は水素原子又は置換基を表し、R11とR23、及び、R18とR24は前記単結合を形成しない。他の各記号は式(1)において定義したとおりである。)
前記式(3)は好ましくは下記式(3a)又は(3b)で表される。
(式中の各記号は式(3)で定義したとおりである。)
(式中の各記号は式(3)で定義したとおりである。)
式(1)において、Xは酸素原子、硫黄原子、又はNR30を表す。
Xが酸素原子又は硫黄原子を表す場合、R31〜R38から選ばれる1つ、好ましくはR31、R33、R36、及びR38から選ばれる1つは*bに結合する単結合を表す。*bに結合する単結合を表さないR31〜R38は、それぞれ独立して水素原子又は置換基、好ましくは水素原子を表す。
XがNR30を表す場合、R30〜R38から選ばれる1つ、好ましくはR30、R33、及びR36から選ばれる1つは*bに結合する単結合を表し、*bに結合する単結合を表さないR30は、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基を表し、*bに結合する単結合を表さないR31〜R38は、それぞれ独立して水素原子又は置換基、好ましくは水素原子を表す。
Xが酸素原子又は硫黄原子を表す場合、R31〜R38から選ばれる1つ、好ましくはR31、R33、R36、及びR38から選ばれる1つは*bに結合する単結合を表す。*bに結合する単結合を表さないR31〜R38は、それぞれ独立して水素原子又は置換基、好ましくは水素原子を表す。
XがNR30を表す場合、R30〜R38から選ばれる1つ、好ましくはR30、R33、及びR36から選ばれる1つは*bに結合する単結合を表し、*bに結合する単結合を表さないR30は、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基を表し、*bに結合する単結合を表さないR31〜R38は、それぞれ独立して水素原子又は置換基、好ましくは水素原子を表す。
本発明の好ましい態様において、化合物(1)は下記式(4a)〜(4d)のいずれかで表される。
(式中の各記号は式(1)で定義したとおりである。)
(式中、R30は水素原子又は置換基を表し、他の各記号は式(1)で定義したとおりである。)
(式中の各記号は式(1)で定義したとおりである。)
(式中の各記号は式(1)で定義したとおりである。)
(式中、R30は水素原子又は置換基を表し、他の各記号は式(1)で定義したとおりである。)
(式中の各記号は式(1)で定義したとおりである。)
式(4a)及び(4b)において、好ましくはR2、R4、R5、及びR7から選ばれる1つが*aに結合する単結合を表し、好ましくはR31、R33、R36、及びR38から選ばれる1つが*bに結合する単結合を表す。
式(4c)において、好ましくはR2、R4、R5、及びR7から選ばれる1つが*aに結合する単結合を表し、好ましくはR33又はR36が*bに結合する単結合を表す。
式(4d)において、好ましくはR2、R4、R5、及びR7から選ばれる1つが*aに結合する単結合を表す。
式(4a)〜(4d)において、R2、R4、R5、及びR7から選ばれる1つが*aに結合する単結合を表し、好ましくはR11及びR23が前記単結合を形成する。
式(4c)において、好ましくはR2、R4、R5、及びR7から選ばれる1つが*aに結合する単結合を表し、好ましくはR33又はR36が*bに結合する単結合を表す。
式(4d)において、好ましくはR2、R4、R5、及びR7から選ばれる1つが*aに結合する単結合を表す。
式(4a)〜(4d)において、R2、R4、R5、及びR7から選ばれる1つが*aに結合する単結合を表し、好ましくはR11及びR23が前記単結合を形成する。
本発明の好ましい態様において、化合物(1)は下記式(5a)〜(5h)のいずれかで表される。
(式中、X1は酸素原子又は硫黄原子であり、他の各記号は式(1)で定義したとおりである。)
(式中、X1は酸素原子又は硫黄原子であり、他の各記号は式(1)で定義したとおりである。)
(式中の各記号は式(1)で定義したとおりである。)
(式中の各記号は式(1)で定義したとおりである。)
(式中、X1は酸素原子又は硫黄原子であり、他の各記号は式(1)で定義したとおりである。)
(式中、X1は酸素原子又は硫黄原子であり、他の各記号は式(1)で定義したとおりである。)
(式中の各記号は式(1)で定義したとおりである。)
(式中の各記号は式(1)で定義したとおりである。)
本発明の一態様において、式(5a)〜(5h)のR11及びR23が前記単結合を形成することが好ましい。
以下に、前記式(1)、(1a)、(1b)、(2)、(2a)〜(2d)、(3)、(3a)、(3b)、(4a)〜(4d)、及び(5a)〜(5h)の各記号が表す基を説明する。
*aに結合する単結合を表さないR1〜R8、R12〜R17、及びR21、R22、及びR25はそれぞれ独立して水素原子又は置換基、好ましくは水素原子を表す。
*aに結合する単結合を表さず、かつ、前記単結合を形成しないR11、R18、R23、及びR24はそれぞれ独立して水素原子又は置換基、好ましくは水素原子を表す。
前記「置換基」の詳細は後述する。
*aに結合する単結合を表さず、かつ、前記単結合を形成しないR11、R18、R23、及びR24はそれぞれ独立して水素原子又は置換基、好ましくは水素原子を表す。
前記「置換基」の詳細は後述する。
本発明の一態様において、*aに結合する単結合を表さないR1〜R8、R12〜R17、及びR21、R22、及びR25、及び、*aに結合する単結合を表さず、かつ、前記単結合を形成しないR11、R18、R23、及びR24のすべてが水素原子であっても良い。すなわち、化合物(1)は下記式(6)又は(7)で表される化合物を含む。
(式中、R2、R4、R5、及びR7から選ばれる1つは*aに結合する単結合を表し、他は水素原子を表し、その他の各記号は式(1)において定義したとおりである。)
(式中、R2、R4、R5、及びR7から選ばれる1つは*aに結合する単結合を表し、他は水素原子を表し、その他の各記号は式(1)において定義したとおりである。)
Xが酸素原子又は硫黄原子を表す場合、*bに結合する単結合を表さないR31〜R38はそれぞれ独立して水素原子又は置換基、好ましくは水素原子を表す。
XがNR30を表す場合、*bに結合する単結合を表さないR31〜R38は、それぞれ独立して水素原子又は置換基、好ましくは水素原子を表し、*bに結合する単結合を表さないR30は、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、好ましくは置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基を表す。
前記「置換基」及び「置換もしくは無置換」というときの任意の置換基の詳細は後述する。
XがNR30を表す場合、*bに結合する単結合を表さないR31〜R38は、それぞれ独立して水素原子又は置換基、好ましくは水素原子を表し、*bに結合する単結合を表さないR30は、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、好ましくは置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基を表す。
前記「置換基」及び「置換もしくは無置換」というときの任意の置換基の詳細は後述する。
本発明の一態様において、Xが酸素原子又は硫黄原子を表す場合、*bに結合する単結合を表さないR31〜R38のすべてが水素原子であっても良い。すなわち、化合物(1)は下記式(6a)又は(7a)で表される化合物を含む。
(式中、X1は酸素原子又は硫黄原子を表し;R2、R4、R5、及びR7から選ばれる1つは*aに結合する単結合を表し、他は水素原子を表し;R31、R33、R36、及びR38から選ばれる1つは*bに結合する単結合を表し、他は水素原子を表し;その他の各記号は式(1)において定義したとおりである。)
(式中、X1は酸素原子又は硫黄原子を表し;R2、R4、R5、及びR7から選ばれる1つは*aに結合する単結合を表し、他は水素原子を表し;R31、R33、R36、及びR38から選ばれる1つは*bに結合する単結合を表し、他は水素原子を表し;その他の各記号は式(1)において定義したとおりである。)
本発明の一態様において、XがNR30を表す場合、*bに結合する単結合を表さないR30〜R38のすべてが水素原子であっても良い。すなわち、化合物(1)は下記式(6b)、(7b)、(6c)、又は(7c)で表される化合物を含む。
(式中、R2、R4、R5、及びR7から選ばれる1つは*aに結合する単結合を表し、他は水素原子を表し;R33及びR36の一方は*bに結合する単結合を表し、他方は水素原子を表し;その他の各記号は式(1)において定義したとおりである。)
(式中、R2、R4、R5、及びR7から選ばれる1つは*aに結合する単結合を表し、他は水素原子を表し、その他の各記号は式(1)において定義したとおりである。)
(式中、R2、R4、R5、及びR7から選ばれる1つは*aに結合する単結合を表し、他は水素原子を表し;R33及びR36の一方は*bに結合する単結合を表し、他方は水素原子を表し;その他の各記号は式(1)において定義したとおりである。)
(式中、R2、R4、R5、及びR7から選ばれる1つは*aに結合する単結合を表し、他は水素原子を表し、その他の各記号は式(1)において定義したとおりである。)
R30が表す置換もしくは無置換の炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のアルキル基において、該アルキル基は、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、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基(異性体基を含む)、ヘキシル基(異性体基を含む)、ヘプチル基(異性体基を含む)、オクチル基(異性体基を含む)、ノニル基(異性体基を含む)、デシル基(異性体基を含む)、ウンデシル基(異性体基を含む)、及びドデシル基(異性体基を含む)から選ばれ、好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、及びペンチル基(異性体基を含む)から選ばれ、より好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、及びt−ブチル基から選ばれ、さらに好ましくはメチル基及びt−ブチル基から選ばれる。
R30が表す置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18のアリール基において、該アリール基は、例えば、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ビフェニレニル基、ナフチル基、アセナフチレニル基、アントリル基、ベンゾアントリル基、アセアントリル基、フェナントリル基、ベンゾフェナントリル基、フェナレニル基、フルオレニル基、ペンタセニル基、ピセニル基、ペンタフェニル基、ピレニル基、クリセニル基、ベンゾクリセニル基、s−インダセニル基、as−インダセニル基、フルオランテニル基、ペリレニル基、トリフェニレニル基、フルオレニル基、及び9,9’−スピロビフルオレニル基から選ばれ、好ましくはフェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、及びナフチル基から選ばれ、より好ましくはフェニル基、ビフェニリル基、及びナフチル基から選ばれ、さらに好ましくはフェニル基である。
R30が表す置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30、好ましくは5〜25、より好ましくは5〜18のヘテロアリール基において、該ヘテロアリール基は1〜5個、好ましくは1〜3個、より好ましくは1〜2個の環形成ヘテロ原子を含む。該環形成ヘテロ原子としては、例えば、窒素原子、硫黄原子及び酸素原子が挙げられる。該ヘテロアリール基としては、例えば、ピロリル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、インドリジニル基、キノリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、インダゾリル基、ベンゾイソキサゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、キサンテニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ナフトベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基(ベンゾチエニル基)、ジベンゾチオフェニル基(ジベンゾチエニル基)、ナフトベンゾチオフェニル基(ナフトベンゾチエニル基)、N−カルバゾリル基、及びC−カルバゾリル基から選ばれ、好ましくはフリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ナフトベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ナフトベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、及びベンゾカルバゾリル基から選ばれ、より好ましくはチエニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ナフトベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ナフトベンゾチオフェニル基、N−カルバゾリル基、C−カルバゾリル基、及びベンゾカルバゾリル基から選ばれる。該置換ヘテロアリール基としては、例えば、N−フェニルカルバゾリル基、N−ビフェニリルカルバゾリル基、N−フェニルフェニルカルバゾリル基、N−ナフチルカルバゾリル基、フェニルジベンゾフラニル基、及びフェニルジベンゾチオフェニル基(フェニルジベンゾチエニル基)が好ましい。
Arは置換もしくは無置換、好ましくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基又は置換もしくは無置換、好ましくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換もしくは無置換、好ましくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基を表す。
Arが表す置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18のアリール基は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜18、好ましくは6〜12、より好ましくは6の非縮合アリール基(環集合を含む)、及び、置換もしくは無置換の環形成炭素数10〜30、好ましくは10〜25、より好ましくは10〜18の縮合アリール基から選ばれる。該非縮合アリール基及び該縮合アリール基は、例えば、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ビフェニレニル基、ナフチル基、アセナフチレニル基、アントリル基、ベンゾアントリル基、アセアントリル基、フェナントリル基、ベンゾフェナントリル基、フェナレニル基、ペンタセニル基、ピセニル基、ペンタフェニル基、ピレニル基、クリセニル基、ベンゾクリセニル基、s−インダセニル基、as−インダセニル基、フルオランテニル基、ペリレニル基、トリフェニレニル基、フルオレニル基、及び9,9’−スピロビフルオレニル基から選ばれる。
該非縮合アリール基及び該縮合アリール基は、好ましくはフェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、フルオレニル基、及び9,9’−スピロビフルオレニル基から選ばれる。
該非縮合アリール基及び該縮合アリール基は、より好ましくはフェニル基、o−ビフェニリル基、m−ビフェニリル基、p−ビフェニリル基、1,1’:4’,1’’−ターフェニル−4−イル基、1,1’:4’,1’’−ターフェニル−2−イル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、2−フェナントリル基、9−フェナントリル基、2−トリフェニレニル基、2−フルオレニル基、4−フルオレニル基、9,9’−スピロビフルオレン−2−イル基、9,9’−スピロビフルオレン−4−イル基から選ばれる。
Arが表す置換の環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18のアリール基としては、9,9−ジメチルフルオレニル基及び9,9−ジフェニルフルオレニル基が好ましく、9,9−ジメチルフルオレン−2−イル基、9,9−ジメチルフルオレン−4−イル基、9,9−ジジフェニルフルオレン−2−イル基、及び9,9−ジジフェニルフルオレン−4−イル基がより好ましい。
該非縮合アリール基及び該縮合アリール基は、好ましくはフェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、フルオレニル基、及び9,9’−スピロビフルオレニル基から選ばれる。
該非縮合アリール基及び該縮合アリール基は、より好ましくはフェニル基、o−ビフェニリル基、m−ビフェニリル基、p−ビフェニリル基、1,1’:4’,1’’−ターフェニル−4−イル基、1,1’:4’,1’’−ターフェニル−2−イル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、2−フェナントリル基、9−フェナントリル基、2−トリフェニレニル基、2−フルオレニル基、4−フルオレニル基、9,9’−スピロビフルオレン−2−イル基、9,9’−スピロビフルオレン−4−イル基から選ばれる。
Arが表す置換の環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18のアリール基としては、9,9−ジメチルフルオレニル基及び9,9−ジフェニルフルオレニル基が好ましく、9,9−ジメチルフルオレン−2−イル基、9,9−ジメチルフルオレン−4−イル基、9,9−ジジフェニルフルオレン−2−イル基、及び9,9−ジジフェニルフルオレン−4−イル基がより好ましい。
本発明の一態様において、Arが表す置換もしくは無置換のアリール基は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜10のアリール基が好ましく、他の態様においては置換もしくは無置換の環形成炭素数11〜30のアリール基が好ましい。
環形成炭素数6〜10のアリール基としては、フェニル基及びナフチル基、好ましくはフェニル基、1−ナフチル基、及び2−ナフチル基が挙げられる。
環形成炭素数11〜30のアリール基としては、ビフェニリル基、ターフェニリル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、フルオレニル基、9,9’−スピロビフルオレニル基、9,9−ジメチルフルオレニル基、及び9,9−ジフェニルフルオレニル基、好ましくはo−ビフェニリル基、m−ビフェニリル基、p−ビフェニリル基、1,1’:4’,1’’−ターフェニル−4−イル基、1,1’:4’,1’’−ターフェニル−2−イル基、2−フェナントリル基、9−フェナントリル基、2−トリフェニレニル基、2−フルオレニル基、4−フルオレニル基、9,9’−スピロビフルオレン−2−イル基、9,9’−スピロビフルオレン−4−イル基、9,9−ジメチルフルオレン−2−イル基、9,9−ジメチルフルオレン−4−イル基、9,9−ジジフェニルフルオレン−2−イル基、及び9,9−ジジフェニルフルオレン−4−イル基が挙げられる。
環形成炭素数11〜30のアリール基としては、ビフェニリル基、ターフェニリル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、フルオレニル基、9,9’−スピロビフルオレニル基、9,9−ジメチルフルオレニル基、及び9,9−ジフェニルフルオレニル基、好ましくはo−ビフェニリル基、m−ビフェニリル基、p−ビフェニリル基、1,1’:4’,1’’−ターフェニル−4−イル基、1,1’:4’,1’’−ターフェニル−2−イル基、2−フェナントリル基、9−フェナントリル基、2−トリフェニレニル基、2−フルオレニル基、4−フルオレニル基、9,9’−スピロビフルオレン−2−イル基、9,9’−スピロビフルオレン−4−イル基、9,9−ジメチルフルオレン−2−イル基、9,9−ジメチルフルオレン−4−イル基、9,9−ジジフェニルフルオレン−2−イル基、及び9,9−ジジフェニルフルオレン−4−イル基が挙げられる。
Arが表す置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30、好ましくは5〜25、より好ましくは5〜18のヘテロアリール基において、該ヘテロアリール基は1〜5個、好ましくは1〜3個、より好ましくは1〜2個の環形成ヘテロ原子、例えば、窒素原子、硫黄原子及び酸素原子を含む。
該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は、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30、好ましくは5〜25、より好ましくは5〜18の非縮合ヘテロアリール基(環集合を含む)、及び、置換もしくは無置換の環形成原子数9〜30、好ましくは9〜25、より好ましくは9〜18の縮合ヘテロアリール基から選ばれる。
該非縮合ヘテロアリール基は、例えば、ピロ−ル、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、フラン、チオフェン、チアゾール、イソチアゾール、オキサゾール、イソオキザゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、ピリジン、ピラジン、ピリダジン、ピリミジン、トリアジン、ビピロール、テルピロール、ビチオフェン、テルチオフェン、ビピリジン、及びテルピリジンから選ばれる単環又は環集合の炭素原子又は窒素原子上の1個の水素原子を除くことにより得られる1価の残基であり、好ましくイミダゾリル基、トリアゾリル基、フラニル基、チエニル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、及びトリアジニル基から選ばれ、より好ましくはフラニル基、チエニル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、及びトリアジニル基から選ばれる。
該縮合ヘテロアリール基は、例えば、インドール、イソインドール、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ベンゾチオフェン、インドリジン、キノリジン、キノリン、イソキノリン、シンノリン、フタラジン、キナゾリン、キノキサリン、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、インダゾール、ベンゾイソキサゾール、ベンゾイソチアゾール、ベンゾフラン、ジベンゾフラン、ナフトベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ナフトベンゾチオフェン、カルバゾール、ベンゾカルバゾール、フェナントリジン、アクリジン、フェナントロリン、フェナジン、フェノチアジン、フェノキサジン、キサンテン、ジベンゾアゼピン、トリベンゾアゼピン、ジヒドロジベンゾアゼピン、ジ(ベンゾイミダゾ)ベンゾ[1,3,5]トリアゼピン、(ベンゾイミダゾ)ベンゾイミダゾール、及び(ベンゾイミダゾ)フェナントリジンから選ばれる縮合環の炭素原子又は窒素原子上の1個の水素原子を除くことにより得られる1価の残基であり、好ましくはジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基(ジベンゾチエニル基)、キナゾリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ナフトベンゾフラニル基、ナフトベンゾチオフェニル基(ナフトベンゾチエニル基)、N−カルバゾリル基、C−カルバゾリル基、N−ベンゾカルバゾリル基、及びC−ベンゾカルバゾリル基から選ばれ、より好ましくは2−ジベンゾフラニル基、4−ジベンゾフラニル基、2−ジベンゾチオフェニル基、4−ジベンゾチオフェニル基、N−カルバゾリル基、C−カルバゾリル基、N−ベンゾカルバゾリル基、及びC−ベンゾカルバゾリル基から選ばれる。
該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は、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30、好ましくは5〜25、より好ましくは5〜18の非縮合ヘテロアリール基(環集合を含む)、及び、置換もしくは無置換の環形成原子数9〜30、好ましくは9〜25、より好ましくは9〜18の縮合ヘテロアリール基から選ばれる。
該非縮合ヘテロアリール基は、例えば、ピロ−ル、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、フラン、チオフェン、チアゾール、イソチアゾール、オキサゾール、イソオキザゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、ピリジン、ピラジン、ピリダジン、ピリミジン、トリアジン、ビピロール、テルピロール、ビチオフェン、テルチオフェン、ビピリジン、及びテルピリジンから選ばれる単環又は環集合の炭素原子又は窒素原子上の1個の水素原子を除くことにより得られる1価の残基であり、好ましくイミダゾリル基、トリアゾリル基、フラニル基、チエニル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、及びトリアジニル基から選ばれ、より好ましくはフラニル基、チエニル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、及びトリアジニル基から選ばれる。
該縮合ヘテロアリール基は、例えば、インドール、イソインドール、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ベンゾチオフェン、インドリジン、キノリジン、キノリン、イソキノリン、シンノリン、フタラジン、キナゾリン、キノキサリン、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、インダゾール、ベンゾイソキサゾール、ベンゾイソチアゾール、ベンゾフラン、ジベンゾフラン、ナフトベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ナフトベンゾチオフェン、カルバゾール、ベンゾカルバゾール、フェナントリジン、アクリジン、フェナントロリン、フェナジン、フェノチアジン、フェノキサジン、キサンテン、ジベンゾアゼピン、トリベンゾアゼピン、ジヒドロジベンゾアゼピン、ジ(ベンゾイミダゾ)ベンゾ[1,3,5]トリアゼピン、(ベンゾイミダゾ)ベンゾイミダゾール、及び(ベンゾイミダゾ)フェナントリジンから選ばれる縮合環の炭素原子又は窒素原子上の1個の水素原子を除くことにより得られる1価の残基であり、好ましくはジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基(ジベンゾチエニル基)、キナゾリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ナフトベンゾフラニル基、ナフトベンゾチオフェニル基(ナフトベンゾチエニル基)、N−カルバゾリル基、C−カルバゾリル基、N−ベンゾカルバゾリル基、及びC−ベンゾカルバゾリル基から選ばれ、より好ましくは2−ジベンゾフラニル基、4−ジベンゾフラニル基、2−ジベンゾチオフェニル基、4−ジベンゾチオフェニル基、N−カルバゾリル基、C−カルバゾリル基、N−ベンゾカルバゾリル基、及びC−ベンゾカルバゾリル基から選ばれる。
本発明の一態様において、Arは置換もしくは無置換、好ましくは無置換の環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18のアリール基、及び、置換もしくは無置換、好ましくは無置換の環形成原子数9〜30、好ましくは9〜25、より好ましくは9〜18の縮合ヘテロアリール基から選ばれる。
本発明の他の態様において、Arは置換もしくは無置換、好ましくは無置換の環形成炭素数6〜18、好ましくは6〜12、より好ましくは6の非縮合アリール基(環集合を含む)、及び、置換もしくは無置換、好ましくは無置換の環形成原子数9〜30、好ましくは9〜25、より好ましくは9〜18の縮合ヘテロアリール基から選ばれる。
本発明の他の態様において、Arは置換もしくは無置換、好ましくは無置換の環形成炭素数10〜30、好ましくは10〜25、より好ましくは10〜18の縮合アリール基、及び、置換もしくは無置換、好ましくは無置換の環形成原子数9〜30、好ましくは9〜25、より好ましくは9〜18の縮合ヘテロアリール基から選ばれる。
Arが表す置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基の任意の置換基は後述する置換基から選ばれる。
該任意の置換基としては、炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のアルキル基、環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18のアリール基,及び環形成原子数5〜30、好ましくは5〜25、より好ましくは5〜18のヘテロアリール基が好ましい。
該任意の置換基としてのアルキル基としては、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、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基(異性体基を含む)、及びヘキシル基(異性体基を含む)が好ましい。
該任意の置換基としてのアリール基としては、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、9,9−ジメチルフルオレニル基、9,9−ジフェニルフルオレニル基、及び9,9’−スピロビフルオレニル基が好ましく、フェニル基、o−ビフェニリル基、m−ビフェニリル基、p−ビフェニリル基、1,1’:4’,1’’−ターフェニル−4−イル基、1,1’:4’,1’’−ターフェニル−2−イル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、2−フェナントリル基、9−フェナントリル基、2−トリフェニレニル基、2−フルオレニル基、4−フルオレニル基、9,9’−スピロビフルオレン−2−イル基、9,9’−スピロビフルオレン−4−イル基、9,9−ジメチルフルオレン−2−イル基、9,9−ジメチルフルオレン−4−イル基、9,9−ジジフェニルフルオレン−2−イル基、及び9,9−ジジフェニルフルオレン−4−イル基がより好ましい。
該任意の置換基としてのヘテロアリール基としては、ジベンゾフラニル基及びジベンゾチオフェニル基(ジベンゾチエニル基)が好ましく、2−ジベンゾフラニル基、4−ジベンゾフラニル基、2−ジベンゾチオフェニル基、及び4−ジベンゾチオフェニル基がより好ましい。
該任意の置換基としては、炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のアルキル基、環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18のアリール基,及び環形成原子数5〜30、好ましくは5〜25、より好ましくは5〜18のヘテロアリール基が好ましい。
該任意の置換基としてのアルキル基としては、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、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基(異性体基を含む)、及びヘキシル基(異性体基を含む)が好ましい。
該任意の置換基としてのアリール基としては、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、9,9−ジメチルフルオレニル基、9,9−ジフェニルフルオレニル基、及び9,9’−スピロビフルオレニル基が好ましく、フェニル基、o−ビフェニリル基、m−ビフェニリル基、p−ビフェニリル基、1,1’:4’,1’’−ターフェニル−4−イル基、1,1’:4’,1’’−ターフェニル−2−イル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、2−フェナントリル基、9−フェナントリル基、2−トリフェニレニル基、2−フルオレニル基、4−フルオレニル基、9,9’−スピロビフルオレン−2−イル基、9,9’−スピロビフルオレン−4−イル基、9,9−ジメチルフルオレン−2−イル基、9,9−ジメチルフルオレン−4−イル基、9,9−ジジフェニルフルオレン−2−イル基、及び9,9−ジジフェニルフルオレン−4−イル基がより好ましい。
該任意の置換基としてのヘテロアリール基としては、ジベンゾフラニル基及びジベンゾチオフェニル基(ジベンゾチエニル基)が好ましく、2−ジベンゾフラニル基、4−ジベンゾフラニル基、2−ジベンゾチオフェニル基、及び4−ジベンゾチオフェニル基がより好ましい。
L1、L2及びL3が表す置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18のアリーレン基は、例えば、フェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、ビフェニレニレン基、ナフチレン基、アセナフチレン基、アントリレン基、ベンゾアントリレン基、アセアントリレン基、フェナントリレン基、ベンゾフェナントリレン基、フェナレニレン基、ペンタセニレン基、ピセニレン基、ペンタフェニレン基、ピレニレン基、クリセニレン基、ベンゾクリセニレン基、s−インダセニレン基、as−インダセニレン基、フルオランテニレン基、ペリレニレン基、トリフェニレニレン基、フルオレニレン基、及び9,9’−スピロビフルオレニレン基から選ばれる。
好ましくはフェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、ナフチレン基、フェナントリレン基、トリフェニレニレン基、フルオレニレン基、及び9,9’−スピロビフルオレニレン基から選ばれる。
より好ましくはo−フェニレン基、m−フェニレン基、p−フェニレン基、ビフェニル−4,4’−ジイル基、ビフェニル−4,3’−ジイル基、1,4−ナフチレン基、及び2,6−ナフチレン基から選ばれる。
さらに好ましくはo−フェニレン基、m−フェニレン基、及びp−フェニレン基、特に好ましくはp−フェニレン基である。
好ましくはフェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、ナフチレン基、フェナントリレン基、トリフェニレニレン基、フルオレニレン基、及び9,9’−スピロビフルオレニレン基から選ばれる。
より好ましくはo−フェニレン基、m−フェニレン基、p−フェニレン基、ビフェニル−4,4’−ジイル基、ビフェニル−4,3’−ジイル基、1,4−ナフチレン基、及び2,6−ナフチレン基から選ばれる。
さらに好ましくはo−フェニレン基、m−フェニレン基、及びp−フェニレン基、特に好ましくはp−フェニレン基である。
L2及び/又はL3はL1と同一でも異なっていてもよい。また、L2とL3は同一でも異なっていてもよい。
本明細書において、単に「置換基」というときの置換基及び「置換もしくは無置換」というときの任意の置換基は、特に断らない限り、炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のアルキル基;環形成炭素数3〜30、好ましくは3〜10、より好ましくは3〜8、さらに好ましくは5又は6のシクロアルキル基;環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18のアリール基;環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18のアリール基を有する炭素数7〜31、好ましくは7〜26、より好ましくは7〜20のアラルキル基;炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のアルキル基及び環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18のアリール基から選ばれる置換基を有するモノ置換又はジ置換アミノ基;炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のアルキル基を有するアルコキシ基;環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18のアリール基を有するアリールオキシ基;炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のアルキル基及び環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜25、より好ましくは6〜18のアリール基から選ばれる置換基を有するモノ置換、ジ置換又はトリ置換シリル基;炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のハロアルキル基;炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のハロアルキル基を有するハロアルコキシ基;環形成原子数5〜30、好ましくは5〜25、より好ましくは5〜18のヘテロアリール基;ハロゲン原子;シアノ基;及びニトロ基から選ばれる基である。
前記置換基及び前記任意の置換基は、好ましくはアルキル基、アリール基、及びヘテロアリール基から選ばれる。
前記炭素数1〜30のアルキル基としては、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、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基(異性体基を含む)、ヘキシル基(異性体基を含む)、ヘプチル基(異性体基を含む)、オクチル基(異性体基を含む)、ノニル基(異性体基を含む)、デシル基(異性体基を含む)、ウンデシル基(異性体基を含む)、及びドデシル基(異性体基を含む)等が挙げられ、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、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、及びペンチル基(異性体基を含む)が好ましく、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、イソブチル基、s−ブチル基、及びt−ブチル基がより好ましく、メチル基、エチル基、及びt−ブチル基がさらに好ましい。
前記環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基シクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、及びシクロヘプチル基が挙げられる。
前記環形成炭素数6〜30のアリール基としては、例えば、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ビフェニレニル基、ナフチル基、アセナフチレニル基、アントリル基、ベンゾアントリル基、アセアントリル基、フェナントリル基、ベンゾフェナントリル基、フェナレニル基、フルオレニル基、9,9−ジメチルフルオレニル基、9,9−ジフェニルフルオレニル基、ペンタセニル基、ピセニル基、ペンタフェニル基、ピレニル基、クリセニル基、ベンゾクリセニル基、s−インダセニル基、as−インダセニル基、フルオランテニル基、トリフェニル基、及びペリレニル基等が挙げられ、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、9,9−ジメチルフルオレニル基、9,9−ジフェニルフルオレニル基、フェナントリル基、及びトリフェニル基が好ましい。
前記炭素数7〜31のアラルキル基が有する環形成炭素数6〜30のアリール基は、上記の環形成炭素数6〜30のアリール基と同様であり、該アラルキル基のアルキル部分は、炭素数7〜31を満たすように前記アルキル基から選択される。前記炭素数7〜31のアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基等が挙げられ、ベンジル基が好ましい。
前記モノ置換又はジ置換アミノ基が有する炭素数1〜30のアルキル基及び環形成炭素数6〜30のアリール基は、上記炭素数1〜30のアルキル基及び上記環形成炭素数6〜30のアリール基と同様である。前記モノ置換又はジ置換アミノ基としては、例えば、ジアルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、アルキルアリールアミノ基が挙げられる。
前記アルコキシ基が有する炭素数1〜30のアルキル基は、上記炭素数1〜30アルキル基と同様である。前記アルコキシ基としては、t−ブトキシ基、プロポキシ基、エトキシ基、及びメトキシ基が好ましく、エトキシ基及びメトキシ基がより好ましく、メトキシ基がさらに好ましい。
前記アリールオキシ基が有する環形成炭素数6〜30のアリール基は、上記環形成炭素数6〜30のアリール基と同様である。前記アリールオキシ基としては、ターフェニルオキシ基、ビフェニルオキシ基、及びフェノキシ基が好ましく、ビフェニルオキシ基及びフェノキシ基がより好ましく、フェノキシ基がさらに好ましい。
前記モノ置換、ジ置換又はトリ置換シリル基が有する炭素数1〜30アルキル基及び環形成炭素数6〜30のアリール基は上記炭素数1〜30アルキル基及び上記環形成炭素数6〜30のアリール基と同様である。トリ置換シリル基が好ましく、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、イソプロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジメチルシリル基、t−ブチルジフェニルシリル基、及びトリトリルシリル基が挙げられる。
前記炭素数1〜30のハロアルキル基は、上記の炭素数1〜30のアルキル基の少なくとも1個、好ましくは1〜7個の水素原子、又は全ての水素原子をフッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子から選ばれるハロゲン原子、好ましくはフッ素原子で置換して得られる基が挙げられ、炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のフルオロアルキル基が好ましく、ヘプタフルオロプロピル基(異性体を含む)、ペンタフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、及びトリフルオロメチル基がより好ましく、ペンタフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、及びトリフルオロメチル基がさらに好ましく、トリフルオロメチル基が特に好ましい。
前記ハロアルコキシ基が有する炭素数1〜30のハロアルキル基は、上記の炭素数1〜30のハロアルキル基と同様であり、炭素数1〜30、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜8のフルオロアルコキシ基が好ましく、ヘプタフルオロプロポキシ基(異性体を含む)、ペンタフルオロエトキシ基、2,2,2−トリフルオロエトキシ基、及びトリフルオロメトキシ基がより好ましく、ペンタフルオロエトキシ基、2,2,2−トリフルオロエトキシ基、及びトリフルオロメトキシ基がさらに好ましく、トリフルオロメトキシ基が特に好ましい。
前記環形成原子数5〜30ヘテロアリール基は1〜5個、好ましくは1〜3個、より好ましくは1〜2個の環形成ヘテロ原子、例えば、窒素原子、硫黄原子及び酸素原子を含む。
ヘテロアリール基としては、例えば、ピロリル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基(ベンゾチエニル基)、インドリジニル基、キノリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、インダゾリル基、ベンゾイソキサゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、ジベンゾフラニル基、ナフトベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基(ジベンゾチエニル基)、ナフトベンゾチオフェニル基(ナフトベンゾチエニル基)、N−カルバゾリル基、C−カルバゾリル基(N−フェニルカルバゾリル基)、ベンゾ−N−カルバゾリル基、ベンゾ−C−カルバゾリル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、及びキサンテニル基が挙げられ、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、N−フェニルカルバゾリル基、及びN−カルバゾリル基が好ましい。
ヘテロアリール基としては、例えば、ピロリル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基(ベンゾチエニル基)、インドリジニル基、キノリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、インダゾリル基、ベンゾイソキサゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、ジベンゾフラニル基、ナフトベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基(ジベンゾチエニル基)、ナフトベンゾチオフェニル基(ナフトベンゾチエニル基)、N−カルバゾリル基、C−カルバゾリル基(N−フェニルカルバゾリル基)、ベンゾ−N−カルバゾリル基、ベンゾ−C−カルバゾリル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、及びキサンテニル基が挙げられ、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、N−フェニルカルバゾリル基、及びN−カルバゾリル基が好ましい。
ハロゲン原子はフッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子でありフッ素原子が好ましい。
前記化合物(1)の製造方法は特に制限されず、当業者であれば以下に記載する実施例を参照しながら、公知の合成反応を利用及び変更して容易に製造することができる。
本発明の式(1)のスピロ炭素原子は不斉炭素原子となる場合がある。スピロ炭素原子が不斉炭素原子である場合、本発明の化合物(1)は2つの光学異性体の一方、ラセミ体、及び2つの光学異性体を任意の割合で含む混合物のいずれであってもよい。
以下に本発明の化合物(1)の具体例を示すが、化合物(1)は以下の具体例に限定されない。
有機EL素子用材料
本発明の一態様の有機EL素子用材料は、前記式(1)で表される化合物(化合物(1))を含む。該有機EL素子用材料における化合物(1)の含有量は、特に制限されず、例えば、1質量%以上(100%を含む)であればよく、10質量%以上(100%を含む)であることが好ましく、50質量%以上(100%を含む)であることがより好ましく、80質量%以上(100%を含む)であることがさらに好ましく、90質量%以上(100%を含む)であることが特に好ましい。
該有機EL素子用材料は、有機EL素子製造用の材料として有用であり、例えば、燐光ユニット及び蛍光ユニットの正孔輸送層材料、発光層におけるホスト材料、電子輸送層材料などとして用いることができる。
本発明の一態様の有機EL素子用材料は、前記式(1)で表される化合物(化合物(1))を含む。該有機EL素子用材料における化合物(1)の含有量は、特に制限されず、例えば、1質量%以上(100%を含む)であればよく、10質量%以上(100%を含む)であることが好ましく、50質量%以上(100%を含む)であることがより好ましく、80質量%以上(100%を含む)であることがさらに好ましく、90質量%以上(100%を含む)であることが特に好ましい。
該有機EL素子用材料は、有機EL素子製造用の材料として有用であり、例えば、燐光ユニット及び蛍光ユニットの正孔輸送層材料、発光層におけるホスト材料、電子輸送層材料などとして用いることができる。
有機EL素子
次に、本発明の一態様の有機EL素子について説明する。
有機EL素子は、陰極と陽極の間に有機層を有する。この有機層は発光層を含み、有機層の少なくとも一層が化合物(1)を含む。
前記化合物(1)が含まれる有機層の例としては正孔輸送層、発光層、電子輸送層などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
次に、本発明の一態様の有機EL素子について説明する。
有機EL素子は、陰極と陽極の間に有機層を有する。この有機層は発光層を含み、有機層の少なくとも一層が化合物(1)を含む。
前記化合物(1)が含まれる有機層の例としては正孔輸送層、発光層、電子輸送層などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明の一態様に係る有機EL素子は、蛍光又は燐光発光型の単色発光素子であっても、蛍光/燐光ハイブリッド型の白色発光素子であってもよいし、単独の発光ユニットを有するシンプル型であっても、複数の発光ユニットを有するタンデム型であってもよく、中でも、蛍光発光型の素子であることが好ましい。ここで、「発光ユニット」とは、1以上の層を含む有機層を含み、そのうちの少なくとも一層が発光層であり、注入された正孔と電子が再結合することにより発光する最小単位をいう。
例えば、シンプル型有機EL素子の代表的な素子構成としては、以下の素子構成を挙げることができる。
(1)陽極/発光ユニット/陰極
また、上記発光ユニットは、燐光発光層や蛍光発光層を複数有する積層型であってもよく、その場合、各発光層の間に、燐光発光層で生成された励起子が蛍光発光層に拡散することを防ぐ目的で、スペース層を有していてもよい。シンプル型発光ユニットの代表的な層構成を以下に示す。括弧内の層は任意である。
(a)(正孔注入層/)正孔輸送層/蛍光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(b)(正孔注入層/)正孔輸送層/第一燐光蛍光発光層/第二燐蛍光光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(c)(正孔注入層/)正孔輸送層/燐光発光層/スペース層/蛍光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(d)(正孔注入層/)正孔輸送層/第一燐光発光層/第二燐光発光層/スペース層/蛍光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(e)(正孔注入層/)正孔輸送層/第一燐光発光層/スペース層/第二燐光発光層/スペース層/蛍光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(f)(正孔注入層/)正孔輸送層/燐光発光層/スペース層/第一蛍光発光層/第二蛍光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(g)(正孔注入層/)正孔輸送層/電子阻止層/蛍光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(h)(正孔注入層/)正孔輸送層/電子阻止層/燐光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(i)(正孔注入層/)正孔輸送層/励起子阻止層/蛍光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(j)(正孔注入層/)正孔輸送層/励起子阻止層/燐光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(k)(正孔注入層/)第一正孔輸送層/第二正孔輸送層/蛍光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(l)(正孔注入層/)第一正孔輸送層/第二正孔輸送層/燐光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(m)(正孔注入層/)正孔輸送層/蛍光発光層/正孔阻止層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(n)(正孔注入層/)正孔輸送層/蛍光発光層/トリプレット阻止層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(1)陽極/発光ユニット/陰極
また、上記発光ユニットは、燐光発光層や蛍光発光層を複数有する積層型であってもよく、その場合、各発光層の間に、燐光発光層で生成された励起子が蛍光発光層に拡散することを防ぐ目的で、スペース層を有していてもよい。シンプル型発光ユニットの代表的な層構成を以下に示す。括弧内の層は任意である。
(a)(正孔注入層/)正孔輸送層/蛍光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(b)(正孔注入層/)正孔輸送層/第一燐光蛍光発光層/第二燐蛍光光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(c)(正孔注入層/)正孔輸送層/燐光発光層/スペース層/蛍光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(d)(正孔注入層/)正孔輸送層/第一燐光発光層/第二燐光発光層/スペース層/蛍光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(e)(正孔注入層/)正孔輸送層/第一燐光発光層/スペース層/第二燐光発光層/スペース層/蛍光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(f)(正孔注入層/)正孔輸送層/燐光発光層/スペース層/第一蛍光発光層/第二蛍光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(g)(正孔注入層/)正孔輸送層/電子阻止層/蛍光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(h)(正孔注入層/)正孔輸送層/電子阻止層/燐光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(i)(正孔注入層/)正孔輸送層/励起子阻止層/蛍光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(j)(正孔注入層/)正孔輸送層/励起子阻止層/燐光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(k)(正孔注入層/)第一正孔輸送層/第二正孔輸送層/蛍光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(l)(正孔注入層/)第一正孔輸送層/第二正孔輸送層/燐光発光層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(m)(正孔注入層/)正孔輸送層/蛍光発光層/正孔阻止層(/電子輸送層)(/電子注入層)
(n)(正孔注入層/)正孔輸送層/蛍光発光層/トリプレット阻止層(/電子輸送層)(/電子注入層)
上記各燐光又は蛍光発光層は、それぞれ互いに異なる発光色を示すものとすることができる。具体的には、上記積層発光ユニット(d)において、(正孔注入層/)正孔輸送層/第一燐光発光層(赤色発光)/第二燐光発光層(緑色発光)/スペース層/蛍光発光層(青色発光)/電子輸送層といった層構成等が挙げられる。
なお、各発光層と正孔輸送層あるいはスペース層との間には、適宜、電子障壁層を設けてもよい。また、各発光層と電子輸送層との間には、適宜、正孔障壁層を設けてもよい。電子障壁層や正孔障壁層を設けることで、電子又は正孔を発光層内に閉じ込めて、発光層における電荷の再結合確率を高め、発光効率を向上させることができる。
なお、各発光層と正孔輸送層あるいはスペース層との間には、適宜、電子障壁層を設けてもよい。また、各発光層と電子輸送層との間には、適宜、正孔障壁層を設けてもよい。電子障壁層や正孔障壁層を設けることで、電子又は正孔を発光層内に閉じ込めて、発光層における電荷の再結合確率を高め、発光効率を向上させることができる。
タンデム型有機EL素子の代表的な素子構成としては、以下の素子構成を挙げることができる。
(2)陽極/第一発光ユニット/中間層/第二発光ユニット/陰極
ここで、上記第一発光ユニット及び第二発光ユニットとしては、例えば、それぞれ独立に上述の発光ユニットから選択することができる。
上記中間層は、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、第一発光ユニットに電子を、第二発光ユニットに正孔を供給する、公知の材料構成を用いることができる。
(2)陽極/第一発光ユニット/中間層/第二発光ユニット/陰極
ここで、上記第一発光ユニット及び第二発光ユニットとしては、例えば、それぞれ独立に上述の発光ユニットから選択することができる。
上記中間層は、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、第一発光ユニットに電子を、第二発光ユニットに正孔を供給する、公知の材料構成を用いることができる。
図1に、前記有機EL素子の一例の概略構成を示す。有機EL素子1は、基板2、陽極3、陰極4、及び該陽極3と陰極4との間に配置された発光ユニット10とを有する。発光ユニット10は、少なくとも一つの発光層5を有する。発光層5と陽極3との間に正孔注入層又は正孔輸送層6(陽極側有機薄膜層)等、発光層5と陰極4との間に電子注入層又は電子輸送層7(陰極側有機薄膜層)等を形成してもよい。また、発光層5の陽極3側に電子障壁層(図示せず)を、発光層5の陰極4側に正孔障壁層(図示せず)を、それぞれ設けてもよい。これにより、電子や正孔を発光層5に閉じ込めて、発光層5における励起子の生成確率をさらに高めることができる。
なお、本発明において、蛍光ドーパント(蛍光発光材料)と組み合わされたホストを蛍光ホストと称し、燐光ドーパントと組み合わされたホストを燐光ホストと称する。蛍光ホストと燐光ホストは分子構造のみにより区分されるものではない。すなわち、燐光ホストとは、燐光ドーパントを含有する燐光発光層を形成する材料を意味し、蛍光発光層を形成する材料として利用できないことを意味しているわけではない。蛍光ホストについても同様である。
基板
基板は、有機EL素子の支持体として用いられる。基板としては、例えば、ガラス、石英、プラスチックなどの板を用いることができる。また、可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、折り曲げることができる(フレキシブル)基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニルからなるプラスチック基板等が挙げられる。また、無機蒸着フィルムを用いることもできる。
基板は、有機EL素子の支持体として用いられる。基板としては、例えば、ガラス、石英、プラスチックなどの板を用いることができる。また、可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、折り曲げることができる(フレキシブル)基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニルからなるプラスチック基板等が挙げられる。また、無機蒸着フィルムを用いることもできる。
陽極
基板上に形成される陽極には、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化タングステンおよび酸化亜鉛を含有した酸化インジウム、グラフェン等が挙げられる。この他、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、または前記金属の窒化物(例えば、窒化チタン)等が挙げられる。
基板上に形成される陽極には、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化タングステンおよび酸化亜鉛を含有した酸化インジウム、グラフェン等が挙げられる。この他、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、または前記金属の窒化物(例えば、窒化チタン)等が挙げられる。
これらの材料は、通常、スパッタリング法により成膜される。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し1〜10wt%の酸化亜鉛を加えたターゲットを、酸化タングステンおよび酸化亜鉛を含有した酸化インジウムは、酸化インジウムに対し酸化タングステンを0.5〜5wt%、酸化亜鉛を0.1〜1wt%含有したターゲットを用いることにより、スパッタリング法で形成することができる。その他、真空蒸着法、塗布法、インクジェット法、スピンコート法などにより作製してもよい。
陽極に接して形成される正孔注入層は、陽極の仕事関数に関係なく正孔注入が容易である材料を用いて形成されるため、電極材料として一般的に使用される材料(例えば、金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物、元素周期表の第1族または第2族に属する元素)を用いることができる。
仕事関数の小さい材料である、元素周期表の第1族または第2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、およびマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金(例えば、MgAg、AlLi)、ユーロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属およびこれらを含む合金等を用いることもできる。なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、およびこれらを含む合金を用いて陽極を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。さらに、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることができる。
仕事関数の小さい材料である、元素周期表の第1族または第2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、およびマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金(例えば、MgAg、AlLi)、ユーロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属およびこれらを含む合金等を用いることもできる。なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、およびこれらを含む合金を用いて陽極を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。さらに、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることができる。
正孔注入層
正孔注入層は、正孔注入性の高い材料(正孔注入性材料)を含む層である。正孔注入層は、正孔注入性材料に加え、隣接する正孔輸送層が含む材料と同一の材料を含む場合もある。また、化合物(1)を単独または正孔注入性材料と組み合わせて正孔注入層に用いてもよい。
正孔注入層は、正孔注入性の高い材料(正孔注入性材料)を含む層である。正孔注入層は、正孔注入性材料に加え、隣接する正孔輸送層が含む材料と同一の材料を含む場合もある。また、化合物(1)を単独または正孔注入性材料と組み合わせて正孔注入層に用いてもよい。
正孔注入性材料としては、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。
低分子の有機化合物である4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、4,4’−ビス(N−{4−[N’−(3−メチルフェニル)−N’−フェニルアミノ]フェニル}−N−フェニルアミノ)ビフェニル(略称:DNTPD)、1,3,5−トリス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ベンゼン(略称:DPA3B)、3−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)、3−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)等の芳香族アミン化合物等も正孔注入層材料として挙げられる。また、4−({2,3−bis[cyano−(4−cyano−2,3,5,6−tetrafluorophenyl)methylene]cyclopropylidene}cyanomethyl)−2,3,5,6−tetrafluorobenzonitrile等のラジアレン化合物も正孔注入層材料として挙げられる。なお、ラジアレン化合物を正孔注入性材料として用いる場合にも、正孔注入層は該ラジアレン化合物に加え、隣接する正孔輸送層が含む材料と同一の材料を含んでもよい。また、化合物(1)をラジアレン化合物と組み合わせて正孔注入層に用いてもよい。
高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)を用いることもできる。例えば、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)、ポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)、ポリ[N−(4−{N’−[4−(4−ジフェニルアミノ)フェニル]フェニル−N’−フェニルアミノ}フェニル)メタクリルアミド](略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)ベンジジン](略称:Poly−TPD)などの高分子化合物が挙げられる。また、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)、ポリアニリン/ポリ(スチレンスルホン酸)(PAni/PSS)等の酸を添加した高分子化合物を正孔注入性材料として用いることもできる。
さらに、下記式(K)で表されるヘキサアザトリフェニレン(HAT)化合物などのアクセプター材料を正孔注入性材料として用いることもできる。
(上記式中、R21〜R26は互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立にシアノ基、−CONH2、カルボキシル基、又は−COOR27(R27は炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数3〜20のシクロアルキル基を表す)を表す。また、R21及びR22、R23及びR24、及びR25及びR26において、隣接する2つの基が互いに結合して−CO−O−CO−で示される基を形成してもよい。)
R27としては、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、イソブチル基、t−ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
R27としては、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、イソブチル基、t−ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
また、正孔注入性材料としては、下記式(2−1)及び(2−2)で表される化合物が好ましく挙げられる。
式(2−1)及び(2−2)において、Ar21は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の芳香族複素環を表す。該芳香族炭化水素環はベンゼン環であることが好ましい。該芳香族複素環は環原子数が6である環、例えば、ピリジン環、ピラジン環、及びピリダジン環が好ましい。
式(2−1)及び(2−2)において、X23〜X28は、それぞれ独立に、C(R)または窒素原子である。
Rは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、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炭素数1〜30のアルキル基及び置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基から選ばれる置換基を有するモノ置換、ジ置換又はトリ置換シリル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基を有するアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基を有するアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基及び置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基から選ばれる置換基を有するモノ置換又はジ置換アミノ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基を有するアルキルチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基を有するアリールチオ基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基である。
上記アルキル基、アリール基、モノ置換、ジ置換又はトリ置換シリル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、モノ置換又はジ置換アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、及びヘテロアリール基の詳細は、単に「置換基」というときの置換基及び「置換もしくは無置換」というときの任意の置換基に関して記載した対応する基とそれぞれ同じである。
Rは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、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炭素数1〜30のアルキル基及び置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基から選ばれる置換基を有するモノ置換、ジ置換又はトリ置換シリル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基を有するアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基を有するアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基及び置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基から選ばれる置換基を有するモノ置換又はジ置換アミノ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基を有するアルキルチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基を有するアリールチオ基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基である。
上記アルキル基、アリール基、モノ置換、ジ置換又はトリ置換シリル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、モノ置換又はジ置換アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、及びヘテロアリール基の詳細は、単に「置換基」というときの置換基及び「置換もしくは無置換」というときの任意の置換基に関して記載した対応する基とそれぞれ同じである。
式(2−1)及び(2−2)において、a21〜a23は、下記式(2b)で表される環構造である。
式(2b)のX20は、下記式(2b−1)〜(2b−12)のいずれかで表される。
(式(2b−1)〜(2b−12)において、R20はRと同義である。)
(式(2b−1)〜(2b−12)において、R20はRと同義である。)
式(2−1)及び(2−2)において、R23〜R28は、それぞれ独立して、Rと同義である。
式(2−1)及び(2−2)で表される化合物の具体例を以下に記載するが、下記化合物に限定されるものではない。
正孔輸送層
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い材料(正孔輸送性材料)を含む層である。正孔輸送層は発光材料を含まないことが好ましい。
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い材料(正孔輸送性材料)を含む層である。正孔輸送層は発光材料を含まないことが好ましい。
本発明の化合物(1)は正孔輸送層材料として好ましい。
本発明の化合物(1)以外の正孔輸送性材料としては、例えば、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体等を使用する事ができる。芳香族アミン化合物としては、例えば、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)やN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BAFLP)、4,4’−ビス[N−(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DFLDPBi)、4,4’,4”−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4”−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)が挙げられる。上記化合物は、10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する。
本発明の化合物(1)以外の正孔輸送性材料としては、例えば、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体等を使用する事ができる。芳香族アミン化合物としては、例えば、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)やN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BAFLP)、4,4’−ビス[N−(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DFLDPBi)、4,4’,4”−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4”−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)が挙げられる。上記化合物は、10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する。
正孔輸送層には、4,4’−ジ(9−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、9−[4−(9−カルバゾリル)フェニル]−10−フェニルアントラセン(略称:CzPA)、9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPA)等のカルバゾール誘導体や、2−t−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)等のアントラセン誘導体を用いてもよい。ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)やポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)等の高分子化合物を用いることもできる。
但し、電子輸送性よりも正孔輸送性の方が高い化合物であれば、上記以外の化合物を用いてもよい。なお、正孔輸送層は単層でもよいし、2以上の層からなる積層でもよい。例えば、正孔輸送層は第1正孔輸送層(陽極側)と第2正孔輸送層(陰極側)の2層構造にしてもよい。この場合、前記化合物(1)は第1正孔輸送層と第2正孔輸送層のいずれに含まれていてもよい。本発明の一態様においては、前記化合物(1)が第1正孔輸送層に含まれる。他の態様においては、前記化合物(1)が第2正孔輸送層に含まれる。さらに他の態様においては、第1正孔輸送層と第2正孔輸送層の双方が化合物(1)を含む。ただし、第1正孔輸送層に含まれる化合物(1)と第2正孔輸送層に含まれる化合物(1)は構造的に異なる。第1正孔輸送層は化合物(1)に加えて他の化合物、例えば、上記の化合物を含んでいてもよい。第2正孔輸送層は化合物(1)に加えて他の化合物、例えば、上記の化合物を含んでいてもよい。
但し、電子輸送性よりも正孔輸送性の方が高い化合物であれば、上記以外の化合物を用いてもよい。なお、正孔輸送層は単層でもよいし、2以上の層からなる積層でもよい。例えば、正孔輸送層は第1正孔輸送層(陽極側)と第2正孔輸送層(陰極側)の2層構造にしてもよい。この場合、前記化合物(1)は第1正孔輸送層と第2正孔輸送層のいずれに含まれていてもよい。本発明の一態様においては、前記化合物(1)が第1正孔輸送層に含まれる。他の態様においては、前記化合物(1)が第2正孔輸送層に含まれる。さらに他の態様においては、第1正孔輸送層と第2正孔輸送層の双方が化合物(1)を含む。ただし、第1正孔輸送層に含まれる化合物(1)と第2正孔輸送層に含まれる化合物(1)は構造的に異なる。第1正孔輸送層は化合物(1)に加えて他の化合物、例えば、上記の化合物を含んでいてもよい。第2正孔輸送層は化合物(1)に加えて他の化合物、例えば、上記の化合物を含んでいてもよい。
発光層のドーパント材料
発光層は、発光性の高い材料(ドーパント材料)を含む層であり、種々の材料を用いることができる。例えば、蛍光発光材料や燐光発光材料をドーパント材料として用いることができる。蛍光発光材料は一重項励起状態から発光する化合物であり、燐光発光材料は三重項励起状態から発光する化合物である。
発光層は、発光性の高い材料(ドーパント材料)を含む層であり、種々の材料を用いることができる。例えば、蛍光発光材料や燐光発光材料をドーパント材料として用いることができる。蛍光発光材料は一重項励起状態から発光する化合物であり、燐光発光材料は三重項励起状態から発光する化合物である。
発光層に用いることができる青色系の蛍光発光材料として、ピレン誘導体、スチリルアミン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、フルオレン誘導体、ジアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体等が使用できる。具体的には、N,N’−ビス[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニルスチルベン−4,4’−ジアミン(略称:YGA2S)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:YGAPA)、4−(10−フェニル−9−アントリル)−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBAPA)などが挙げられる。
発光層に用いることができる緑色系の蛍光発光材料として、芳香族アミン誘導体等を使用できる。具体的には、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCABPhA)、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPAPA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPABPhA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)]−N−[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニルアントラセン−2−アミン(略称:2YGABPhA)、N,N,9−トリフェニルアントラセン−9−アミン(略称:DPhAPhA)などが挙げられる。
発光層に用いることができる赤色系の蛍光発光材料として、テトラセン誘導体、ジアミン誘導体等が使用できる。具体的には、N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)テトラセン−5,11−ジアミン(略称:p−mPhTD)、7,14−ジフェニル−N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)アセナフト[1,2−a]フルオランテン−3,10−ジアミン(略称:p−mPhAFD)などが挙げられる。
発光層に用いることができる青色系の燐光発光材料として、イリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体等の金属錯体が使用される。具体的には、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)テトラキス(1−ピラゾリル)ボラート(略称:FIr6)、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)ピコリナート(略称:FIrpic)、ビス[2−(3’,5’ビストリフルオロメチルフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)ピコリナート(略称:Ir(CF3ppy)2(pic))、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:FIracac)などが挙げられる。
発光層に用いることができる緑色系の燐光発光材料として、イリジウム錯体等が使用される。トリス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:Ir(ppy)3)、ビス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(ppy)2(acac))、ビス(1,2−ジフェニル−1H−ベンゾイミダゾラト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(pbi)2(acac))、ビス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(bzq)2(acac))などが挙げられる。
発光層に用いることができる赤色系の燐光発光材料として、イリジウム錯体、白金錯体、テルビウム錯体、ユーロピウム錯体等の金属錯体が使用される。具体的には、ビス[2−(2’−ベンゾ[4,5−α]チエニル)ピリジナト−N,C3’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(btp)2(acac))、ビス(1−フェニルイソキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(piq)2(acac))、(アセチルアセトナート)ビス[2,3−ビス(4−フルオロフェニル)キノキサリナト]イリジウム(III)(略称:Ir(Fdpq)2(acac))、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H,23H−ポルフィリン白金(II)(略称:PtOEP)等の有機金属錯体が挙げられる。
発光層に用いることができる赤色系の燐光発光材料として、イリジウム錯体、白金錯体、テルビウム錯体、ユーロピウム錯体等の金属錯体が使用される。具体的には、ビス[2−(2’−ベンゾ[4,5−α]チエニル)ピリジナト−N,C3’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(btp)2(acac))、ビス(1−フェニルイソキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(piq)2(acac))、(アセチルアセトナート)ビス[2,3−ビス(4−フルオロフェニル)キノキサリナト]イリジウム(III)(略称:Ir(Fdpq)2(acac))、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H,23H−ポルフィリン白金(II)(略称:PtOEP)等の有機金属錯体が挙げられる。
また、トリス(アセチルアセトナート)(モノフェナントロリン)テルビウム(III)(略称:Tb(acac)3(Phen))、トリス(1,3−ジフェニル−1,3−プロパンジオナト)(モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:Eu(DBM)3(Phen))、トリス[1−(2−テノイル)−3,3,3−トリフルオロアセトナト](モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:Eu(TTA)3(Phen))等の希土類金属錯体は、希土類金属イオンからの発光(異なる多重度間の電子遷移)であるため、燐光発光材料として用いることができる。
発光層のホスト材料
発光層としては、上述したドーパント材料を他の材料(ホスト材料)に分散させた構成としてもよい。本発明の化合物(1)をホスト材料として用いてもいいし、化合物(1)以外の材料をホスト材料として用いてもいい。ホスト材料は、ドーパント材料よりも最低空軌道準位(LUMO準位)が高く、最高占有軌道準位(HOMO準位)が低いことが好ましい。
発光層としては、上述したドーパント材料を他の材料(ホスト材料)に分散させた構成としてもよい。本発明の化合物(1)をホスト材料として用いてもいいし、化合物(1)以外の材料をホスト材料として用いてもいい。ホスト材料は、ドーパント材料よりも最低空軌道準位(LUMO準位)が高く、最高占有軌道準位(HOMO準位)が低いことが好ましい。
化合物(1)以外のホスト材料としては、例えば
(1)アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、又は亜鉛錯体等の金属錯体、
(2)オキサジアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、又はフェナントロリン誘導体等の複素環化合物、
(3)カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、又はクリセン誘導体等の縮合芳香族化合物、
(4)トリアリールアミン誘導体又は縮合多環芳香族アミン誘導体等の芳香族アミン化合物が使用される。
(1)アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、又は亜鉛錯体等の金属錯体、
(2)オキサジアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、又はフェナントロリン誘導体等の複素環化合物、
(3)カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、又はクリセン誘導体等の縮合芳香族化合物、
(4)トリアリールアミン誘導体又は縮合多環芳香族アミン誘導体等の芳香族アミン化合物が使用される。
例えば、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Alq)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Almq3)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(II)(略称:BeBq2)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)(略称:BAlq)、ビス(8−キノリノラト)亜鉛(II)(略称:Znq)、ビス[2−(2−ベンゾオキサゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnPBO)、ビス[2−(2−ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnBTZ)などの金属錯体;
2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、2,2’,2’’−(1,3,5−ベンゼントリイル)トリス(1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール)(略称:TPBI)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)などの複素環化合物;
9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、3,6−ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:DPCzPA)、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、9,9’−ビアントリル(略称:BANT)、9,9’−(スチルベン−3,3’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS)、9,9’−(スチルベン−4,4’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS2)、3,3’,3’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリピレン(略称:TPB3)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、6,12−ジメトキシ−5,11−ジフェニルクリセンなどの縮合芳香族化合物;及び
N,N−ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:CzA1PA)、4−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:DPhPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPA)、N,9−ジフェニル−N−{4−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]フェニル}−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPBA)、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPA)、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPBまたはα−NPD)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’−ビス[N−(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DFLDPBi)、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)などの芳香族アミン化合物を用いることができる。ホスト材料は複数種用いてもよい。
2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、2,2’,2’’−(1,3,5−ベンゼントリイル)トリス(1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール)(略称:TPBI)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)などの複素環化合物;
9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、3,6−ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:DPCzPA)、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、9,9’−ビアントリル(略称:BANT)、9,9’−(スチルベン−3,3’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS)、9,9’−(スチルベン−4,4’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS2)、3,3’,3’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリピレン(略称:TPB3)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、6,12−ジメトキシ−5,11−ジフェニルクリセンなどの縮合芳香族化合物;及び
N,N−ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:CzA1PA)、4−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:DPhPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPA)、N,9−ジフェニル−N−{4−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]フェニル}−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPBA)、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPA)、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPBまたはα−NPD)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’−ビス[N−(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DFLDPBi)、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)などの芳香族アミン化合物を用いることができる。ホスト材料は複数種用いてもよい。
電子輸送層
電子輸送層は電子輸送性の高い材料(電子輸送性材料)を含む層である。本発明の化合物(1)を電子輸送層に用いてもよい。他の電子輸送層材料としては、例えば、
(1)アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、亜鉛錯体等の金属錯体、
(2)イミダゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、アジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントロリン誘導体等の複素芳香族化合物、
(3)高分子化合物が挙げられる。
電子輸送層は電子輸送性の高い材料(電子輸送性材料)を含む層である。本発明の化合物(1)を電子輸送層に用いてもよい。他の電子輸送層材料としては、例えば、
(1)アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、亜鉛錯体等の金属錯体、
(2)イミダゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、アジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントロリン誘導体等の複素芳香族化合物、
(3)高分子化合物が挙げられる。
金属錯体としては、例えば、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Alq)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq3)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq2)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)(略称:BAlq)、ビス(8−キノリノラト)亜鉛(II)(略称:Znq)、ビス[2−(2−ベンゾオキサゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnPBO)、ビス[2−(2−ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnBTZ)が挙げられる。
複素芳香族化合物としては、例えば、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3−ビス[5−(ptert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−(4−エチルフェニル)−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:p−EtTAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、4,4’−ビス(5−メチルベンゾオキサゾール−2−イル)スチルベン(略称:BzOs)が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、ポリ[(9,9−ジヘキシルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(ピリジン−3,5−ジイル)](略称:PF−Py)、ポリ[(9,9−ジオクチルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(2,2’−ビピリジン−6,6’−ジイル)](略称:PF−BPy)が挙げられる。
上記材料は、主に10−6cm2/Vs以上の電子移動度を有する材料である。なお、正孔輸送性よりも電子輸送性の高い材料であれば、上記以外の材料を電子輸送層に用いてもよい。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、2層以上積層したものとしてもよい。
電子注入層
電子注入層は、電子注入性の高い材料を含む層である。電子注入層には、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、カルシウム(Ca)、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF2)、リチウム酸化物(LiOx)等のアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。その他、電子輸送性を有する材料にアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を含有させたもの、具体的にはAlq中にマグネシウム(Mg)を含有させたもの等を用いてもよい。なお、この場合には、陰極からの電子注入をより効率良く行うことができる。
あるいは、電子注入層に、有機化合物と電子供与体(ドナー)とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、有機化合物が電子供与体から電子を受け取るため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、受け取った電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層を構成する材料(金属錯体や複素芳香族化合物等)を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す材料であればよい。具体的には、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン(略称:TTF)等の有機化合物を用いることもできる。
電子注入層は、電子注入性の高い材料を含む層である。電子注入層には、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、カルシウム(Ca)、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF2)、リチウム酸化物(LiOx)等のアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。その他、電子輸送性を有する材料にアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を含有させたもの、具体的にはAlq中にマグネシウム(Mg)を含有させたもの等を用いてもよい。なお、この場合には、陰極からの電子注入をより効率良く行うことができる。
あるいは、電子注入層に、有機化合物と電子供与体(ドナー)とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、有機化合物が電子供与体から電子を受け取るため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、受け取った電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層を構成する材料(金属錯体や複素芳香族化合物等)を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す材料であればよい。具体的には、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン(略称:TTF)等の有機化合物を用いることもできる。
陰極
陰極には、仕事関数の小さい(具体的には3.8eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第1族または第2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、およびマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金(例えば、MgAg、AlLi)、ユーロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。
なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金を用いて陰極を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。また、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることができる。
なお、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Al、Ag、ITO、グラフェン、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を用いて陰極を形成することができる。これらの導電性材料は、スパッタリング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することができる。
陰極には、仕事関数の小さい(具体的には3.8eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第1族または第2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、およびマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金(例えば、MgAg、AlLi)、ユーロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。
なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金を用いて陰極を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。また、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることができる。
なお、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Al、Ag、ITO、グラフェン、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を用いて陰極を形成することができる。これらの導電性材料は、スパッタリング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することができる。
絶縁層
有機EL素子は、超薄膜に電界を印加するために、リークやショートによる画素欠陥が生じやすい。これを防止するために、一対の電極間に絶縁性の薄膜層からなる絶縁層を挿入してもよい。
絶縁層に用いられる材料としては、例えば、酸化アルミニウム、弗化リチウム、酸化リチウム、弗化セシウム、酸化セシウム、酸化マグネシウム、弗化マグネシウム、酸化カルシウム、弗化カルシウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化珪素、酸化ゲルマニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化バナジウム等が挙げられる。なお、これらの混合物や積層物を用いてもよい。
有機EL素子は、超薄膜に電界を印加するために、リークやショートによる画素欠陥が生じやすい。これを防止するために、一対の電極間に絶縁性の薄膜層からなる絶縁層を挿入してもよい。
絶縁層に用いられる材料としては、例えば、酸化アルミニウム、弗化リチウム、酸化リチウム、弗化セシウム、酸化セシウム、酸化マグネシウム、弗化マグネシウム、酸化カルシウム、弗化カルシウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化珪素、酸化ゲルマニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化バナジウム等が挙げられる。なお、これらの混合物や積層物を用いてもよい。
スペース層
上記スペース層とは、例えば、蛍光発光層と燐光発光層とを積層する場合に、燐光発光層で生成する励起子を蛍光発光層に拡散させない、あるいは、キャリアバランスを調整する目的で、蛍光発光層と燐光発光層との間に設けられる層である。また、スペース層は、複数の燐光発光層の間に設けることもできる。
スペース層は発光層間に設けられるため、電子輸送性と正孔輸送性を兼ね備える材料であることが好ましい。また、隣接する燐光発光層内の三重項エネルギーの拡散を防ぐため、三重項エネルギーが2.6eV以上であることが好ましい。スペース層に用いられる材料としては、上述の正孔輸送層に用いられるものと同様のものが挙げられる。
上記スペース層とは、例えば、蛍光発光層と燐光発光層とを積層する場合に、燐光発光層で生成する励起子を蛍光発光層に拡散させない、あるいは、キャリアバランスを調整する目的で、蛍光発光層と燐光発光層との間に設けられる層である。また、スペース層は、複数の燐光発光層の間に設けることもできる。
スペース層は発光層間に設けられるため、電子輸送性と正孔輸送性を兼ね備える材料であることが好ましい。また、隣接する燐光発光層内の三重項エネルギーの拡散を防ぐため、三重項エネルギーが2.6eV以上であることが好ましい。スペース層に用いられる材料としては、上述の正孔輸送層に用いられるものと同様のものが挙げられる。
阻止層
発光層に隣接する部分に、電子阻止層、正孔阻止層、トリプレット阻止層などの阻止層を設けてもいい。電子阻止層とは発光層から正孔輸送層へ電子が漏れることを防ぐ層であり、正孔阻止層とは発光層から電子輸送層へ正孔が漏れることを防ぐ層である。トリプレット阻止層は発光層で生成した励起子が周辺の層へ拡散することを防止し、励起子を発光層内に閉じ込める機能を有する。本発明の化合物(1)は、電子阻止層及びトリプレット阻止層の材料としても適している。
発光層に隣接する部分に、電子阻止層、正孔阻止層、トリプレット阻止層などの阻止層を設けてもいい。電子阻止層とは発光層から正孔輸送層へ電子が漏れることを防ぐ層であり、正孔阻止層とは発光層から電子輸送層へ正孔が漏れることを防ぐ層である。トリプレット阻止層は発光層で生成した励起子が周辺の層へ拡散することを防止し、励起子を発光層内に閉じ込める機能を有する。本発明の化合物(1)は、電子阻止層及びトリプレット阻止層の材料としても適している。
前記有機EL素子の各層は従来公知の蒸着法、塗布法等により形成することができる。例えば、真空蒸着法、分子線蒸着法(MBE法)などの蒸着法、あるいは、層を形成する化合物の溶液を用いた、ディッピング法、スピンコーティング法、キャスティング法、バーコート法、ロールコート法等の塗布法による公知の方法で形成することができる。
各層の膜厚は特に制限されないが、一般に膜厚が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすく、逆に厚すぎると高い駆動電圧が必要となり効率が悪くなるため、通常5nm〜10μmであり、10nm〜0.2μmがより好ましい。
前記有機EL素子は、有機ELパネルモジュール等の表示部品、テレビ、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の表示装置、及び、照明、車両用灯具の発光装置等の電子機器に使用できる。
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
中間体aの合成
カルバゾール(1.7g)、1−ブロモ−2−ヨードベンゼン(1.5ml)、炭酸カリウム(2.8g)、ヨウ化銅(95mg)およびキシレン25mlを窒素の雰囲気下で還流した。常温に冷却した後に生成物を酢酸エチルで抽出した。抽出物を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧下において溶媒を除去した。ヘキサン溶媒を用いてシリカゲルカラムを通過させ、溶媒を減圧下において除去し、得られた残渣を真空乾燥して白色固体の中間体a(800mg、25%収率)を得た。MS:[M+H]+=323
中間体Aの合成
中間体a(4.19g)を精製THF(50ml)に溶かした後、−78℃でn−ブチルリチウムの2.5Mヘキサン溶液(4.8ml)をゆっくり滴加した。同一温度で45分間攪拌した後、2−ブロモ−9−フルオレノン(2.59g)を加えた。同一温度で一時間攪拌し、常温に温度を上げて2時間さらに攪拌した後、塩化アンモニウム水溶液を加えて反応を終了した。エチルエーテルで有機物を抽出した後、抽出物を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、次いで、エチルエーテルを除去し、黄色固体を得た。得られた固体をエタノールに分散させた後、攪拌した。濾別した固体を真空乾燥して4.5gの中間体を得た。得られた中間体を40mlの酢酸に分散させ、これに濃硫酸を12滴加えた後、3時間還流した。常温に冷却した後、得られた固体を濾別し、エタノールで洗浄した後に真空乾燥して3.98g(82%収率)の中間体Aを得た。MS:[M+H]+=484
中間体Bの合成
中間体a(6.96g)を精製THF(300ml)に溶かした後に−78℃に冷却した。n−ブチルリチウムの2.5Mヘキサン溶液(8.64ml)をゆっくり滴加した。同一温度で30分間攪拌した後、4−ブロモ−9−フルオレノン、(6.08g)を加えた。同一温度で40分間攪拌した後、常温に温度を上げて3時間さらに攪拌した後、塩化アンモニウム水溶液を加えて反応を終了した。エチルエーテルで有機物を抽出した後、抽出物を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、次いで、エチルエーテルを除去した。得られた固体をエタノールに分散させ、1日間攪拌した。濾別した固体を真空乾燥して10.12g(97%収率)の中間体を得た。得られた中間体を10mlの酢酸に分散させ、これに濃硫酸を10滴加えて4時間還流した。得られた固体を濾別し、エタノールで洗浄した後に真空乾燥して9.49g(97%収率)の中間体Bを得た。MS:[M+H]+=563
中間体Cの合成
第1工程
第1工程
アルゴン雰囲気下、9H−カルバゾール(9.3g)、1−ブロモ−4−クロロ−2−フルオロベンゼン(23.3g)、炭酸セシウム(36.2g)、DMF(222mL)を150℃で7時間撹拌した。室温にて水を加え得られた混合物を酢酸エチルにて抽出した。有機層をシリカゲルクロマトグラフィーにて精製し、溶媒を除去することにより、9−(2−ブロモ−5−クロロフェニル)カルバゾールを白色固体として得た(11.4g、収率58%)。
第2及び3工程
アルゴン雰囲気下、9−(2−ブロモ−5−クロロフェニル)カルバゾール(11.3g)とTHF(106mL)の混合物に、−78℃でn−ブチルリチウムの1.6Mヘキサン溶液(25.1mL)を滴下した。ここへフルオレノン(6.85g)のTHF(106mL)溶液を等温で滴下し、その後、徐々に昇温しながら5時間攪拌した。氷冷下飽和アンモニウム水溶液を滴下し、次いで、酢酸エチルで抽出し、得られた有機層を濃縮して橙黄色固体を得た。これを精製せずに次の反応に使用した。
得られた橙黄色固体(15.8g)をフラスコ中でジクロロメタン(463mL)に加熱溶解させた。氷冷下ボロンフルオライド エチルエーテルコンプレックス(3.9mL)を滴下し等温で4時間攪拌した。有機層を抽出し、得られた残渣をシリカゲルクロマトグラフィーにて精製し白色固体を得た。これを酢酸エチルにて再結晶し中間体Cを得た(4.9g、収率36%(第2及び3工程))。
第2及び3工程
アルゴン雰囲気下、9−(2−ブロモ−5−クロロフェニル)カルバゾール(11.3g)とTHF(106mL)の混合物に、−78℃でn−ブチルリチウムの1.6Mヘキサン溶液(25.1mL)を滴下した。ここへフルオレノン(6.85g)のTHF(106mL)溶液を等温で滴下し、その後、徐々に昇温しながら5時間攪拌した。氷冷下飽和アンモニウム水溶液を滴下し、次いで、酢酸エチルで抽出し、得られた有機層を濃縮して橙黄色固体を得た。これを精製せずに次の反応に使用した。
得られた橙黄色固体(15.8g)をフラスコ中でジクロロメタン(463mL)に加熱溶解させた。氷冷下ボロンフルオライド エチルエーテルコンプレックス(3.9mL)を滴下し等温で4時間攪拌した。有機層を抽出し、得られた残渣をシリカゲルクロマトグラフィーにて精製し白色固体を得た。これを酢酸エチルにて再結晶し中間体Cを得た(4.9g、収率36%(第2及び3工程))。
中間体Dの合成
以下のスキームに従って中間体Dを合成した。
中間体Eの合成
2−ブロモ−9−フルオレノンの代わりに4−ブロモ−9−フルオレノンを用いた以外は中間体Dの合成と同様にして中間体Eを合成した。
合成例1:化合物1の合成
アルゴン雰囲気下、既知中間体1(2.26g)、中間体A(2.42g)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(92mg)、XPhos(191mg)、ナトリウム−t−ブトキシド(1.44g)、トルエン(50mL)を加え110℃にて6時間加熱撹拌した。放冷後、析出した結晶をろ別し、トルエンにて抽出しカラムクロマトグラフィーにて精製し化合物1を白色個体として得た(3.95g、収率96%)。
マススペクトル分析の結果(化合物1の分子量)
計算値:814
測定値:m/e=814
マススペクトル分析の結果(化合物1の分子量)
計算値:814
測定値:m/e=814
合成例2:化合物2の合成
合成例1において、中間体1の代わりに中間体2を用いた以外は同様の方法で化合物2を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物2の分子量)
計算値:814
測定値:m/e=814
マススペクトル分析の結果(化合物2の分子量)
計算値:814
測定値:m/e=814
合成例3:化合物3の合成
合成例1において、中間体1の代わりに中間体3を用いた以外は同様の方法で化合物3を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物3の分子量)
計算値:814
測定値:m/e=814
マススペクトル分析の結果(化合物3の分子量)
計算値:814
測定値:m/e=814
合成例4:化合物4の合成
合成例1において、中間体1の代わりに中間体4を用いた以外は同様の方法で化合物4を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物4の分子量)
計算値:814
測定値:m/e=814
マススペクトル分析の結果(化合物4の分子量)
計算値:814
測定値:m/e=814
合成例5:化合物5の合成
合成例1において、中間体1の代わりに中間体5を用いた以外は同様の方法で化合物5を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物5の分子量)
計算値:814
測定値:m/e=814
マススペクトル分析の結果(化合物5の分子量)
計算値:814
測定値:m/e=814
合成例6:化合物6の合成
合成例1において、中間体1の代わりに中間体6を用いた以外は同様の方法で化合物6を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物6の分子量)
計算値:814
測定値:m/e=814
マススペクトル分析の結果(化合物6の分子量)
計算値:814
測定値:m/e=814
合成例7:化合物7の合成
合成例1において、中間体1の代わりに中間体7を用いた以外は同様の方法で化合物7を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物7の分子量)
計算値:864
測定値:m/e=864
マススペクトル分析の結果(化合物7の分子量)
計算値:864
測定値:m/e=864
合成例8:化合物8の合成
合成例1において、中間体1の代わりに中間体8を用いた以外は同様の方法で化合物8を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物8の分子量)
計算値:838
測定値:m/e=838
マススペクトル分析の結果(化合物8の分子量)
計算値:838
測定値:m/e=838
合成例9:化合物9の合成
合成例1において、中間体1の代わりに中間体9を用いた以外は同様の方法で化合物9を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物9の分子量)
計算値:888
測定値:m/e=888
マススペクトル分析の結果(化合物9の分子量)
計算値:888
測定値:m/e=888
合成例10:化合物10の合成
合成例1において、中間体1の代わりに中間体10を用いた以外は同様の方法で化合物10を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物10の分子量)
計算値:788
測定値:m/e=788
マススペクトル分析の結果(化合物10の分子量)
計算値:788
測定値:m/e=788
合成例11:化合物11の合成
合成例1において、中間体1の代わりに中間体11を用いた以外は同様の方法で化合物11を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物11の分子量)
計算値:830
測定値:m/e=830
マススペクトル分析の結果(化合物11の分子量)
計算値:830
測定値:m/e=830
合成例12:化合物12の合成
合成例1において、中間体1の代わりに中間体12を用いた以外は同様の方法で化合物12を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物12の分子量)
計算値:830
測定値:m/e=830
マススペクトル分析の結果(化合物12の分子量)
計算値:830
測定値:m/e=830
合成例13:化合物13の合成
合成例1において、中間体1の代わりに中間体13を用いた以外は同様の方法で化合物13を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物13の分子量)
計算値:788
測定値:m/e=788
マススペクトル分析の結果(化合物13の分子量)
計算値:788
測定値:m/e=788
合成例14:化合物14の合成
合成例1において、中間体1の代わりに中間体14を用いた以外は同様の方法で化合物14を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物14の分子量)
計算値:864
測定値:m/e=864
マススペクトル分析の結果(化合物14の分子量)
計算値:864
測定値:m/e=864
合成例15:化合物15の合成
合成例1において、中間体1の代わりに中間体15を用いた以外は同様の方法で化合物15を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物15の分子量)
計算値:889
測定値:m/e=889
マススペクトル分析の結果(化合物15の分子量)
計算値:889
測定値:m/e=889
合成例16:化合物16の合成
合成例1において、中間体1の代わりに中間体16を用いた以外は同様の方法で化合物16を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物16の分子量)
計算値:813
測定値:m/e=813
マススペクトル分析の結果(化合物16の分子量)
計算値:813
測定値:m/e=813
合成例17:化合物17の合成
合成例1において、中間体1の代わりに中間体17を用いた以外は同様の方法で化合物17を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物17の分子量)
計算値:889
測定値:m/e=889
マススペクトル分析の結果(化合物17の分子量)
計算値:889
測定値:m/e=889
合成例18:化合物18の合成
合成例1において、中間体1の代わりに中間体18を用いた以外は同様の方法で化合物18を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物18の分子量)
計算値:889
測定値:m/e=889
マススペクトル分析の結果(化合物18の分子量)
計算値:889
測定値:m/e=889
合成例19:化合物19の合成
合成例1において、中間体1の代わりに中間体19を用いた以外は同様の方法で化合物19を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物19の分子量)
計算値:904
測定値:m/e=904
マススペクトル分析の結果(化合物19の分子量)
計算値:904
測定値:m/e=904
合成例20:化合物20の合成
合成例1において、中間体Aの代わりに中間体Bを用いた以外は同様の方法で化合物20を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物20の分子量)
計算値:814
測定値:m/e=814
マススペクトル分析の結果(化合物20の分子量)
計算値:814
測定値:m/e=814
合成例21:化合物21の合成
合成例2において、中間体Aの代わりに中間体Bを用いた以外は同様の方法で化合物21を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物21の分子量)
計算値:814
測定値:m/e=814
マススペクトル分析の結果(化合物21の分子量)
計算値:814
測定値:m/e=814
合成例22:化合物22の合成
合成例15において、中間体Aの代わりに中間体Bを用いた以外は同様の方法で化合物22を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物22の分子量)
計算値:889
測定値:m/e=889
マススペクトル分析の結果(化合物22の分子量)
計算値:889
測定値:m/e=889
合成例23:化合物23の合成
合成例16において、中間体Aの代わりに中間体Bを用いた以外は同様の方法で化合物23を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物23の分子量)
計算値:813
測定値:m/e=813
マススペクトル分析の結果(化合物23の分子量)
計算値:813
測定値:m/e=813
合成例24:化合物24の合成
合成例17において、中間体Aの代わりに中間体Bを用いた以外は同様の方法で化合物24を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物24の分子量)
計算値:889
測定値:m/e=889
マススペクトル分析の結果(化合物24の分子量)
計算値:889
測定値:m/e=889
合成例25:化合物25の合成
合成例18において、中間体Aの代わりに中間体Bを用いた以外は同様の方法で化合物25を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物25の分子量)
計算値:889
測定値:m/e=889
マススペクトル分析の結果(化合物25の分子量)
計算値:889
測定値:m/e=889
合成例26:化合物26の合成
合成例1において、中間体Aの代わりに中間体Cを用いた以外は同様の方法で化合物26を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物26の分子量)
計算値:814
測定値:m/e=814
マススペクトル分析の結果(化合物26の分子量)
計算値:814
測定値:m/e=814
合成例27:化合物27の合成
合成例2において、中間体Aの代わりに中間体Cを用いた以外は同様の方法で化合物27を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物27の分子量)
計算値:814
測定値:m/e=814
マススペクトル分析の結果(化合物27の分子量)
計算値:814
測定値:m/e=814
合成例28:化合物28の合成
合成例1において、中間体Aの代わりに中間体Dを用いた以外は同様の方法で化合物28を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物28の分子量)
計算値:816
測定値:m/e=816
マススペクトル分析の結果(化合物28の分子量)
計算値:816
測定値:m/e=816
合成例29:化合物29の合成
合成例2において、中間体Aの代わりに中間体Dを用いた以外は同様の方法で化合物29を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物29の分子量)
計算値:816
測定値:m/e=816
マススペクトル分析の結果(化合物29の分子量)
計算値:816
測定値:m/e=816
合成例30:化合物30の合成
合成例1において、中間体Aの代わりに中間体Eを用いた以外は同様の方法で化合物30を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物30の分子量)
計算値:816
測定値:m/e=816
マススペクトル分析の結果(化合物30の分子量)
計算値:816
測定値:m/e=816
合成例31:化合物31の合成
合成例2において、中間体Aの代わりに中間体Eを用いた以外は同様の方法で化合物31を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物31の分子量)
計算値:816
測定値:m/e=816
マススペクトル分析の結果(化合物31の分子量)
計算値:816
測定値:m/e=816
中間体Fの合成
先に得られた中間体Cを用いて中間体Fを合成した。
先に得られた中間体Cを用いて中間体Fを合成した。
アルゴン雰囲気下、中間体C(7.9g)、ビスピナコラートジボラン(4.25g)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(824mg)、XPhos(858mg)、酢酸カリウム(3.53g)、及びトルエン(200mL)の混合物を110℃にて12時間加熱撹拌した。放冷後、トルエンにて抽出しカラムクロマトグラフィーにて精製しピナコールエステル化合物を得た(7.5g、収率78%)。
マススペクトル分析の結果(ピナコールエステルの分子量)
計算値:531
測定値:m/e=531
アルゴン雰囲気下、得られたピナコールエステル(5.0g)、1−ブロモ−4−クロロベンゼン(1.8g)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(1.09g)、及び2M炭酸ナトリウム水溶液(60ml)をトルエン(100ml)に加え120℃にて6時間過熱攪拌した。放冷後、トルエンにて抽出しカラムクロマトグラフィーにて精製し中間体Fを得た(4.2g、収率87%)。
マススペクトル分析の結果(中間体Fの分子量)
計算値:515
測定値:m/e=515
マススペクトル分析の結果(ピナコールエステルの分子量)
計算値:531
測定値:m/e=531
アルゴン雰囲気下、得られたピナコールエステル(5.0g)、1−ブロモ−4−クロロベンゼン(1.8g)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(1.09g)、及び2M炭酸ナトリウム水溶液(60ml)をトルエン(100ml)に加え120℃にて6時間過熱攪拌した。放冷後、トルエンにて抽出しカラムクロマトグラフィーにて精製し中間体Fを得た(4.2g、収率87%)。
マススペクトル分析の結果(中間体Fの分子量)
計算値:515
測定値:m/e=515
合成例32:化合物32の合成
合成例1において、中間体Aの代わりに中間体Fを用いた以外は同様の方法で化合物32を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物32の分子量)
計算値:890
測定値:m/e=890
マススペクトル分析の結果(化合物32の分子量)
計算値:890
測定値:m/e=890
合成例33:化合物33の合成
合成例2において、中間体Aの代わりに中間体Fを用いた以外は同様の方法で化合物33を合成した。
マススペクトル分析の結果(化合物33の分子量)
計算値:890
測定値:m/e=890
マススペクトル分析の結果(化合物33の分子量)
計算値:890
測定値:m/e=890
実施例1
25mm×75mm×1.1mm厚のITO透明電極(陽極)付きガラス基板(ジオマティック社製)をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を5分間行なった後、UVオゾン洗浄を30分間行なった。ITOの膜厚は、130nmとした。
洗浄後の透明電極付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極が形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして化合物HIを蒸着して膜厚5nmの正孔注入層を形成した。
次に、この正孔注入層の上に、化合物2を蒸着して膜厚80nmの第1正孔輸送層を形成した。
次に、この第1正孔輸送層の上に、化合物HT2を蒸着して膜厚10nmの第2正孔輸送層を形成した。
次に、この第2正孔輸送層の上に、化合物BH(ホスト材料)及び化合物BD(ドーパント材料)を共蒸着により成膜し、膜厚25nmの発光層を形成した。発光層中の化合物BDの濃度は4質量%とした。
この発光層の成膜に続けて、化合物ET1を蒸着して膜厚10nmの第1電子輸送層を形成した後、化合物ET2を蒸着して膜厚15nmの第2電子輸送層を形成した。
この第2電子輸送層上にLiFを蒸着して膜厚1nmの電子注入層を形成した。
この電子注入層上に金属Alを蒸着して膜厚80nmの金属陰極を形成し、有機EL素子を作製した。
25mm×75mm×1.1mm厚のITO透明電極(陽極)付きガラス基板(ジオマティック社製)をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を5分間行なった後、UVオゾン洗浄を30分間行なった。ITOの膜厚は、130nmとした。
洗浄後の透明電極付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極が形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして化合物HIを蒸着して膜厚5nmの正孔注入層を形成した。
次に、この正孔注入層の上に、化合物2を蒸着して膜厚80nmの第1正孔輸送層を形成した。
次に、この第1正孔輸送層の上に、化合物HT2を蒸着して膜厚10nmの第2正孔輸送層を形成した。
次に、この第2正孔輸送層の上に、化合物BH(ホスト材料)及び化合物BD(ドーパント材料)を共蒸着により成膜し、膜厚25nmの発光層を形成した。発光層中の化合物BDの濃度は4質量%とした。
この発光層の成膜に続けて、化合物ET1を蒸着して膜厚10nmの第1電子輸送層を形成した後、化合物ET2を蒸着して膜厚15nmの第2電子輸送層を形成した。
この第2電子輸送層上にLiFを蒸着して膜厚1nmの電子注入層を形成した。
この電子注入層上に金属Alを蒸着して膜厚80nmの金属陰極を形成し、有機EL素子を作製した。
実施例2及び比較例1、2
化合物2に代えて下記の化合物を使用して第1正孔輸送層を形成した以外は実施例1と同様にして各有機EL素子を作製した。
化合物2に代えて下記の化合物を使用して第1正孔輸送層を形成した以外は実施例1と同様にして各有機EL素子を作製した。
実施例3
25mm×75mm×1.1mm厚のITO透明電極(陽極)付きガラス基板(ジオマティック社製)をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を5分間行なった後、UVオゾン洗浄を30分間行なった。ITOの膜厚は、130nmとした。
洗浄後の透明電極付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極が形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして化合物HIを蒸着して膜厚5nmの正孔注入層を形成した。
次に、この正孔注入層の上に、化合物HT1を蒸着して膜厚80nmの第1正孔輸送層を形成した。
次に、この第1正孔輸送層の上に、化合物2を蒸着して膜厚10nmの第2正孔輸送層を形成した。
次に、この第2正孔輸送層の上に、化合物BH(ホスト材料)及び化合物BD(ドーパント材料)を共蒸着により成膜し、膜厚25nmの発光層を形成した。発光層中の化合物BDの濃度は4質量%とした。
この発光層の成膜に続けて、化合物ET1を蒸着して膜厚10nmの第1電子輸送層を形成した後、化合物ET2を蒸着して膜厚15nmの第2電子輸送層を形成した。
この第2電子輸送層上にLiFを蒸着して膜厚1nmの電子注入層を形成した。
この電子注入層上に金属Alを蒸着して膜厚80nmの金属陰極を形成し、有機EL素子を作製した。
25mm×75mm×1.1mm厚のITO透明電極(陽極)付きガラス基板(ジオマティック社製)をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を5分間行なった後、UVオゾン洗浄を30分間行なった。ITOの膜厚は、130nmとした。
洗浄後の透明電極付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極が形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして化合物HIを蒸着して膜厚5nmの正孔注入層を形成した。
次に、この正孔注入層の上に、化合物HT1を蒸着して膜厚80nmの第1正孔輸送層を形成した。
次に、この第1正孔輸送層の上に、化合物2を蒸着して膜厚10nmの第2正孔輸送層を形成した。
次に、この第2正孔輸送層の上に、化合物BH(ホスト材料)及び化合物BD(ドーパント材料)を共蒸着により成膜し、膜厚25nmの発光層を形成した。発光層中の化合物BDの濃度は4質量%とした。
この発光層の成膜に続けて、化合物ET1を蒸着して膜厚10nmの第1電子輸送層を形成した後、化合物ET2を蒸着して膜厚15nmの第2電子輸送層を形成した。
この第2電子輸送層上にLiFを蒸着して膜厚1nmの電子注入層を形成した。
この電子注入層上に金属Alを蒸着して膜厚80nmの金属陰極を形成し、有機EL素子を作製した。
比較例3及び4
化合物2に代えて比較化合物1又は2を使用して第2正孔輸送層を形成した以外は実施例3と同様にして各有機EL素子を作製した。
化合物2に代えて比較化合物1又は2を使用して第2正孔輸送層を形成した以外は実施例3と同様にして各有機EL素子を作製した。
EL素子性能の評価
以上のようにして作製した各有機EL素子を直流定電流駆動し、輝度計を用いて電流密度10mA/cm2における駆動電圧、輝度および発光スペクトルを測定した。得られた結果から外部量子効率EQE(%)を求めた。
結果を表1及び2に示す。
以上のようにして作製した各有機EL素子を直流定電流駆動し、輝度計を用いて電流密度10mA/cm2における駆動電圧、輝度および発光スペクトルを測定した。得られた結果から外部量子効率EQE(%)を求めた。
結果を表1及び2に示す。
表1から、本発明の式(1)で表される化合物を第1正孔輸送層に含む実施例1及び2の有機EL素子は、比較化合物1又は2をそれぞれ第1正孔輸送層に含む比較例1及び2の有機EL素子に比べて、発光効率が改善されていることが分かる。
表2から、本発明の式(1)で表される化合物を第2正孔輸送層に含む実施例3の有機EL素子は、比較化合物1又は2をそれぞれ第2正孔輸送層に含む比較例3及び4の有機EL素子に比べて、発光効率が改善されていることが分かる。
表2から、本発明の式(1)で表される化合物を第2正孔輸送層に含む実施例3の有機EL素子は、比較化合物1又は2をそれぞれ第2正孔輸送層に含む比較例3及び4の有機EL素子に比べて、発光効率が改善されていることが分かる。
1 有機EL素子
2 基板
3 陽極
4 陰極
5 発光層
6 陽極側有機層(正孔輸送層)
7 陰極側有機層(電子輸送層)
10 発光ユニット
2 基板
3 陽極
4 陰極
5 発光層
6 陽極側有機層(正孔輸送層)
7 陰極側有機層(電子輸送層)
10 発光ユニット
Claims (31)
- 下記式(1)で表される化合物。
(式中、
R1〜R8、R11〜R18、及びR21〜R25から選ばれる1つは*aに結合する単結合を表し、
*aに結合する単結合を表さないR1〜R8、R11〜R18、及びR21〜R25は、それぞれ独立して水素原子又は置換基を表す、ただし、R11とR23、及び、R18とR24の一方は互いに結合して単結合を形成してもよく、
Xは酸素原子、硫黄原子、又はNR30を表し、
Xが酸素原子又は硫黄原子を表す場合、R31〜R38から選ばれる1つは*bに結合する単結合を表し、*bに結合する単結合を表さないR31〜R38は、それぞれ独立して水素原子又は置換基を表し、
XがNR30を表す場合、R30〜R38から選ばれる1つは*bに結合する単結合を表し、*bに結合する単結合を表さないR30は、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基を表し、*bに結合する単結合を表さないR31〜R38は、それぞれ独立して水素原子又は置換基を表し、
L1は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリーレン基を表し、
L2及びL3はそれぞれ独立して単結合又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリーレン基を表し、
Arは置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基を表し、
R1〜R8、R11〜R18、R21〜R25、及びR31〜R38が表す置換基は、炭素数1〜30アルキル基、環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基、環形成炭素数6〜30のアリール基、環形成炭素数6〜30のアリール基を有する炭素数7〜31のアラルキル基、炭素数1〜30のアルキル基及び環形成炭素数6〜30のアリール基から選ばれる置換基を有するモノ置換又はジ置換アミノ基、炭素数1〜30のアルキル基を有するアルコキシ基、環形成炭素数6〜30のアリール基を有するアリールオキシ基、炭素数1〜30のアルキル基及び環形成炭素数6〜30のアリール基から選ばれる置換基を有するモノ置換、ジ置換又はトリ置換シリル基、炭素数1〜30のハロアルキル基、炭素数1〜30のハロアルキル基を有するハロアルコキシ基、環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、及びニトロ基から選ばれる。 - 下記式(2)で表される請求項1に記載の化合物。
(式中、R18及びR24はそれぞれ独立して水素原子又は置換基を表し、他の各記号は上記したとおりである。) - 下記式(3)で表される請求項1に記載の化合物。
(式中、R11、R23、R18、及びR24は水素原子又は置換基を表し、R11とR23、及び、R18とR24は前記単結合を形成しない。他の各記号は上記したとおりである。) - R2、R4、R5、又はR7が*aに結合する単結合を表す請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物。
- 下記式(6)で表される請求項1、2、及び4のいずれか1項に記載の化合物。
(式中、R2、R4、R5、及びR7から選ばれる1つは*aに結合する単結合を表し、他は水素原子を表し、その他の各記号は上記のとおりである。) - 下記式(7)で表される請求項1、3、及び4のいずれか1項に記載の化合物。
(式中、R2、R4、R5、及びR7から選ばれる1つは*aに結合する単結合を表し、他は水素原子を表し、その他の各記号は上記のとおりである。) - R30、R31、R33、R36、又はR38が*bに結合する単結合を表す請求項1〜6のいずれか1項に記載の化合物。
- R2、R4、R5、又はR7が*aに結合する単結合を表し、かつ、R30、R31、R33、R36、又はR38が*bに結合する単結合を表す請求項1〜7のいずれか1項に記載の化合物。
- 下記式(6a)、(6b)及び(6c)のいずれかで表される請求項8に記載の化合物。
(式中、X1は酸素原子又は硫黄原子を表し;R2、R4、R5、及びR7から選ばれる1つは*aに結合する単結合を表し、他は水素原子を表し;式(6a)のR31、R33、R36、及びR38から選ばれる1つは*bに結合する単結合を表し、他は水素原子を表し;式(6b)のR33及びR36の一方は*bに結合する単結合を表し、他方は水素原子を表し;その他の各記号は上記したとおりである。) - 下記式(7a)、(7b)及び(7c)のいずれかで表される請求項8に記載の化合物。
(式中、X1は酸素原子又は硫黄原子を表し;R2、R4、R5、及びR7から選ばれる1つは*aに結合する単結合を表し、他は水素原子を表し;式(7a)のR31、R33、R36、及びR38から選ばれる1つは*bに結合する単結合を表し、他は水素原子を表し;式(7b)のR33及びR36の一方は*bに結合する単結合を表し、他方は水素原子を表し;その他の各記号は上記したとおりである。) - Xが酸素原子又は硫黄原子を表し、R31、R33、R36、又はR38が*bに結合する単結合を表す請求項1〜10のいずれか1項に記載の化合物。
- XがNR30を表し、R30、R33又はR36が*bに結合する単結合を表す請求項1〜10のいずれか1項に記載の化合物。
- *bに結合する単結合を表さないR30が置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基を表し、該アルキル基がメチル基、エチル基、及びt−ブチル基から選択され、該アリール基がフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、及びナフチル基から選択される請求項1〜10及び12のいずれか1項に記載の化合物。
- R30が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請求項1〜10、12、及び13のいずれか1項に記載の化合物。
- L1、L2及びL3が表す置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリーレン基において、該アリーレン基はそれぞれ独立してフェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、ナフチレン基、フェナントリレン基、トリフェニレニレン基、フルオレニレン基、及び9,9’−スピロビフルオレニレン基から選択される請求項1〜14のいずれか1項に記載の化合物。
- L1がo−フェニレン基、m−フェニレン基、p−フェニレン基、ビフェニル−4,4’−ジイル基、ビフェニル−4,3’−ジイル基、1,4−ナフチレン基、及び2,6−ナフチレン基から選ばれる請求項1〜15のいずれか1項に記載の化合物。
- L2及びL3の一方が単結合であり、他方が置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリーレン基である請求項1〜16のいずれか1項に記載の化合物。
- L2及びL3の双方が置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリーレン基である請求項1〜16のいずれか1項に記載の化合物。
- L2及びL3の双方が単結合である請求項1〜16のいずれか1項に記載の化合物。
- Arが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請求項1〜19のいずれか1項に記載の化合物。
- Arが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である請求項1〜19のいずれか1項に記載の化合物。
- Arが表す置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基において、該アリール基はフェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、9,9−ジメチルフルオレニル基、9,9−ジフェニルフルオレニル基、及び9,9’−スピロビフルオレニル基から選択され、
Arが表す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において、該ヘテロアリール基はジベンゾフラニル基及びジベンゾチオフェニル基から選択される請求項1〜21のいずれか1項に記載の化合物。 - 前記置換基及び「置換もしくは無置換」というときの任意の置換基がメチル基、エチル基、ブチル基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フェナントリル基、トリフェニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、N−カルバゾリル基、C−カルバゾリル基、及びフルオレニル基から選ばれる請求項1〜22のいずれか1項に記載の化合物。
- 請求項1〜23のいずれか1項に記載の化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
- 陰極、陽極、及び該陰極と該陽極の間に位置する有機層を含む有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該有機層が発光層を含み、該有機層の少なくとも1層が請求項1〜23のいずれか1項に記載の化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記有機層が、前記陽極と前記発光層の間に正孔輸送帯域を含み、該正孔輸送帯域が前記化合物を含む請求項25に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記正孔輸送帯域が、前記陽極から前記発光層に向かって第1正孔輸送層及び第2正孔輸送層をこの順で含み、該第1正孔輸送層及び該第2正孔輸送層の一方が前記化合物を含む請求項25又は26に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第1正孔輸送層が前記化合物を含む請求項27に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第2正孔輸送層が前記化合物を含む請求項27に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層がドーパント材料を含み、該ドーパント材料が蛍光発光材料又は燐光発光材料である請求項25〜29のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求項25〜30のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を含む電子機器。
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