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WO2004035709A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 Download PDF

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WO2004035709A1
WO2004035709A1 PCT/JP2003/013186 JP0313186W WO2004035709A1 WO 2004035709 A1 WO2004035709 A1 WO 2004035709A1 JP 0313186 W JP0313186 W JP 0313186W WO 2004035709 A1 WO2004035709 A1 WO 2004035709A1
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WO
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substituted
organic
unsubstituted
carbon atoms
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PCT/JP2003/013186
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French (fr)
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Seiji Tomita
Toshihiro Iwakuma
Takashi Arakane
Hiroya Yasuda
Chishio Hosokawa
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Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
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    • H10K85/633Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising polycyclic condensed aromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom

Definitions

  • Organic EL devices using organic substances are expected to be used as inexpensive, large-area, full-color solid-state display devices, and many developments have been made.
  • an organic EL device is composed of a light emitting layer and a pair of opposed electrodes sandwiching the light emitting layer.
  • substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 5 to 40 carbon atoms substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 40 carbon atoms, monovalent or higher substituted or unsubstituted
  • heterocyclic group represented by L examples include pyrrol, pyridine, pyrimidine, pyrazine, triazine, aziridine, azazindridine, indlizidine, imidazole, indole, isoindole, indazole, pudding, pteridine, ⁇ -carboline and the like. No.
  • alkyl group of L examples include a methyl group, a trifluoromethyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an s-butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, and an n-pentyl group , N-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, hydroxymethyl group, 1-hydroxyethyl group, 2-hydroxyethyl group, 2-hydroxyisobutyl group, 1,2-dihydroxyethyl group Tyl group, 1,3-dihydroxyisopropyl group, 2,3-dihydroxy-t-butyl group, 1,2,3-trihydroxypropyl group, chloromethyl group, 1-chloroethyl group, 2-chloroethyl Group, 2-chloro isobutyl group, 1,2-dichloroethyl group, 1,3
  • the organic EL device of the present invention is an organic EL device in which one or more organic thin film layers having at least a light emitting layer are sandwiched between a cathode and an anode, wherein at least one of the organic thin film layers has the general formula It contains a material for an organic EL device consisting of the compound of any one of (1) to (13).
  • the hole transporting layer, the light emitting layer, and the electron transporting layer in the organic EL device of the present invention may each be formed with a layer structure of two or more layers.
  • a layer that injects holes from the electrode is called a hole injection layer
  • a layer that receives holes from the hole injection layer and transports holes to the light emitting layer is called a hole transport layer.
  • an electron transport layer a layer that injects electrons from the electrode is called an electron injection layer
  • a layer that receives electrons from the electron transport layer and transports electrons to the light emitting layer is called an electron transport layer.
  • Each of these layers is selected and used depending on factors such as the energy level of the material, heat resistance, and adhesion to the organic thin film layer or metal electrode.
  • phthalocyanine derivatives naphthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, oxazoles, oxaziazoles, triazoles, imidazoles, imidazolones, imidazolythiones, virazolines, vilazolones, tetrahydroimidazoles, oxazoles, oxazirazols, oxazoles , Polyarylalkane, stilbene, butadiene, benzidine-type triphenylamine, styrylamine-type triphenylamine, diamine-type triphenylamine, and derivatives thereof, and polyvinyl carbazole, polysilane, and conductive polymer or polymeric materials and the like; mentioned are, but not limited thereto.
  • the conductive material used for the anode of the organic EL device of the present invention has a work function greater than 4 eV, and includes carbon, aluminum, vanadium, iron, nickel, tungsten, : Silver, gold, platinum, palladium, etc. and their alloys, metal oxides such as tin oxide and indium oxide used for copper and nes substrates, and organic conductive resins such as polythiophene and polypropylene. Is used.
  • the conductive material used for the cathode those having a work function of less than 4 eV are suitable, such as magnesium, calcium, tin, lead, titanium, yttrium, lithium, ruthenium, manganese, aluminum, etc.
  • the alloy is not limited to these.
  • Typical examples of the alloy include magnesium / silver, magnesium / indium, lithium / aluminum, etc., but are not limited thereto.
  • the ratio of the alloy is controlled by the temperature, atmosphere, degree of vacuum, and the like of the evaporation source, and is selected as an appropriate ratio.
  • the anode and the cathode may be formed of two or more layers if necessary.
  • Each layer of the organic EL device of the present invention may be formed by any of dry film forming methods such as vacuum evaporation, sputtering, plasma, and ion plating, and wet film forming methods such as spin coating, dating, and flow coating. Can be.
  • the thickness of each layer is not particularly limited, but needs to be set to an appropriate thickness. If the film thickness is too large, a large applied voltage is required to obtain a constant light output, and the luminous efficiency deteriorates. If the film thickness is too thin, pinholes and the like are generated, and sufficient light emission luminance cannot be obtained even when an electric field is applied.
  • a typical film thickness in the range of 5 nm to l0 "m is suitable. However, the range of 10 nm to 0.2 wm is more preferable.
  • Example 1 the compound (A 38) was used instead of the compound (D 35), and (K ⁇ 10) was used in place of (K ⁇ 23), and the concentration of (K ⁇ 10) was changed.
  • An organic EL device was prepared in the same manner except that the content was changed to 5% by weight, and the voltage, current density, light emission luminance, light emission efficiency, light emission color, and color purity were measured in the same manner, and the results are shown in Table 2.

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Abstract

特定構造の含窒素縮合環構造を有する化合物からなる有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子用材料、及び、陰極と陽極間に一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機EL素子において、該有機薄膜層の少なくとも1層が、前記有機EL素子用材料を含有する有機EL素子であり、低電圧で発光効率が高い有機EL素子を提供可能な有機EL素子用材料及びそれを用いた有機EL素子を提供する。  

Description

明 細 書 有機エレクト口ルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミ ネッセンス素子 技術分野
本発明は、 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機ェ レクトロルミネッセンス素子 (有機 E L素子) に関し、 特に、 低電圧で発光効率 が高く、 青色発光する有機 E L素子用材料及び有機 E L素子に関するものである
背景技術
有機物質を使用した有機 E L素子は、 固体発光型の安価な大面積フルカラ一表 示素子としての用途が有望視され、 多くの開発が行われている。 一般に、 有機 E L素子は、 発光層及び該層を挟んだ一対の対向電極から構成されている。
有機 E L素子の発光は、両電極間に電界が印加されると、 陰極側から電子が注 入され、 陽極側から正孔が注入され、 電子が発光層において正孔と再結合し、 励 起状態を生成し、 励起状態が基底状態に戻る際にエネルギーを光として放出する 現象である。
発光材料としては卜リス ( 8—キノリノラ一卜) アルミニウム錯体等のキレー ト錯体、 クマリン誘導体、 テトラフヱニルブタジエン誘導体、 ビススチリルァリ ―レン誘導体、 ォキサジァゾ一ル誘導体等の発光材料が知られており、 それらか らは青色から赤色までの可視領域の発光が得られることが報告されており、 カラ 一表示素子の実現が期待されている (例えば、 特開平 8— 2 3 9 6 5 5号公報、 特開平 7— 1 3 8 5 6 1号公報及び特開平 3— 2 0 0 2 8 9号公報等) 。
最近では、 有機 E L素子ディスプレイの実用化が開始されているものの、 フル カラー表示素子は開発途中である。 特に、 発光効率が高く、 長寿命の有機 E L素 子が求められている。
これらを解決しょうとするものとして、 例えば、 特開 2 0 0 2— 1 0 0 4 7 6 号公報には、 発光層に燐光発光性化合物を含有し、 電子輸送材としてァゾール化 合物を用いた素子が開示されているが、 発光効率、 輝度、 寿命等の特性までは言 及されておらず、 実用性能があるかどうか不明であった。 発明の開示
本発明は、 前記の課題を解決するためになされたもので、 発光効率の高い有機 E L素子用材料及びそれを利用した有機 E L素子を提供することを目的とする。 本発明者らは、 前記課題を解決するために鋭意検討した結果、 特定構造の含窒 素縮合環構造を有する化合物を有機 E L素子用材料として用いることにより、 低 電圧で発光効率の高い有機 E L素子が得られることを見出し本発明を解決するに 至った。
すなわち、 本発明は、 下記一般式 ( 1 ) で表される化合物からなる有機 E L素 子用材料を提供するものである。
Figure imgf000003_0001
(式中、 Aは、 炭素数 3〜 6のアルキレン基、 又は少なくとも 1個以上の 2級 もしくは 3級の窒素原子を含む炭素数 2〜 5のアミノアルキレン基を表し、 Aに より形成される環状構造を構成する炭素原子及び窒素原子は、 それぞれ置換され ていてもよい。 Bは、 3種類の原子 (炭素, 水素, 窒素) 又は 2種類の原子 (炭素, 水素) か らなる共役した不飽和鎖を表し、 Bにより形成される環状構造を構成する炭素原 子は置換されていてもよい。
Xは、 L、 L一 Y又は Y— L— Yと表され、 Lは Nに直接結合する。 Lは、 置 換もしくは無置換の炭素数 6〜 4 0のァリール基、 置換もしくは無置換の炭素数 3〜 4 0の複素環基、 直鎖又は分岐の置換もしくは無置換の炭素数 1〜 3 0のァ ルキル基、 置換もしくは無置換の炭素数 5〜4 0のシクロアルキル基、 置換もし くは無置換の炭素数 6〜 4 0のァリ一レン基、 1価以上の置換もしくは無置換の 炭素数 3〜 4 0の複素環基、 直鎖又は分岐の置換もしくは無置換の炭素数 1〜 3 0のアルキレン基、 又は置換もしくは無置換の炭素数 5〜4 0のシクロアルキレ ン基である。 Yは、 置換もしくは無置換の炭素数 6〜 4 0のァリール基、 置換も しくは無置換の炭素数 3〜 4 0の複素環基、 直鎖又は分岐の置換もしくは無置換 の炭素数 1〜 3 0のアルキル基、 又は置換もしくは無置換の炭素数 5〜 4 0のシ クロアルキル基である。 )
また、 本発明は、 陰極と陽極間に少なくとも発光層を有する一層又は複数層か らなる有機薄膜層が挟持されている有機 E L素子において、 該有機薄膜層の少な くとも 1層が、 前記有機 E L素子用材料を含有する有機 E L素子を提供するもの である。 前期有機薄膜層のうち、 発光層、 電子輸送層、 又は正孔輸送層が前記有 機 E L素子用材料を含有していると好ましい。 発明を実施するための最良の形態
本発明の有機 E L素子用材料は、 下記一般式 ( 1 ) で表される化合物からなる
Figure imgf000005_0001
一般式 ( 1 ) において、 Aは、 炭素数 3〜6のアルキレン基、 又は少なくとも 1個以上の 2級もしくは 3級の窒素原子を含む炭素数 2〜 5のアミノアルキレン 基を表し、 Aにより形成される環状構造を構成する炭素原子及び窒素原子は、 そ れぞれ置換されていてもよい。
前記アルキレン基としては、 プロピレン基、 ブチレン基、 ペンチレン基、 へキ シレン基等が挙げられる。
前記アミノアルキレン基としては、 一 N— C一 C一、 一C一 N— C一、 — N— C一 C一 C一、 一 C一 N - C一 C一、 一 N - C一 C一 C— C一、 一 C一 N— C一 C一 C一、 一 C一 C一 N— C一 C一、 一 N - C一 C一 C一 C一 C一、 一 C一 N— C一 C一 C一 C一、 -C-C-N-C-C- C一骨格を有するもの等が挙げられ る。
また、 Aにより形成される環状構造を構成する炭素原子及び窒素原子の置換基 としては、 それぞれ、 ハロゲン原子 (フッ素、 塩素、 臭素等) 、 シァノ基、 シリ ル基、 アミノ基、 ァリ一ル基、 ァリールォキシ基、 複素環基、 アルキル基、 アル コキシ基、 ァラルキル基、 又はシクロアルキル基等が挙げられる。
—般式 ( 1 ) において、 Bは、 3種類の原子 (炭素, 水素, 窒素) 又は 2種類 の原子 (炭素, 水素) からなる共役した不飽和鎖を表し、 Bにより形成される環 状構造を構成する炭素原子は置換されていてもよい。
Bにより形成される環状構造を構成する炭素原子の置換基としては、 ハロゲン 原子 (フッ素、 塩素、 臭素等) 、 シァノ基、 シリル基、 アミノ基、 ァリール基、 ァリールォキシ基、 複素環基、 アルキル基、 アルコキシ基、 ァラルキル基、 又は シクロアルキル基等が挙げられる。
一般式 ( 1 ) において、 Xは、 L、 L— Y又は Y— L一 Yと表され、 Lは Nに 直接結合する。
Lは、 置換もしくは無置換の炭素数 6〜 4 0のァリ一ル基、 置換もしくは無置 換の炭素数 3〜 4 0の複素環基、 直鎖又は分岐の置換もしくは無置換の炭素数 1 〜3 0のアルキル基、 置換もしくは無置換の炭素数 5 ~ 4 0のシクロアルキル基 、 置換もしくは無置換の炭素数 6〜 4 0のァリーレン基、 価以上の置換もしく は無置換の炭素数 3〜 4 0の複素環基、 直鎮又は分岐の置換もしくは無置換の炭 素数 1〜3 0のアルキレン基、 又は置換もしぐは無置換の炭素数 5〜4 0のシク 口アルキレン基である。
Yは、 置換もしくは無置換の炭素数 6〜4 0のァリール基、 置換もしくは無置 換の炭素数 3〜 4 0の複素環基、 直鎖又は分岐の置換もしくは無置換の炭素数 1 〜3 0のアルキル基、 又は置換もしくは無置換の炭素数 5〜4 0のシクロアルキ ル基である。
前記 Lのァリール基の例としては、 フエニル基、 1 一ナフチル基、 2—ナフチ ル基、 1 一アント リル基、 2—アント リル基、 9—アント リル基、 1 一フユナン トリル基、 2—フヱナントリル基、 3—フエナントリル基、 4ーフヱナントリル 基、 9一フエナントリル基、 1 一ナフ夕セニル基、 2—ナフタセニル基、 9—ナ フタセニル基、 1ーピレニル基、 2—ピレニル基、 4ーピレニル基、 2—ビフエ 二ルイル基、 3—ビフヱ二ルイル基、 4一ビフヱ二ルイル基、 p—ターフユニル — 4ーィル基、 p—ターフェ二ルー 3—ィル基、 p—ターフヱニルー 2—ィル基 、 m—ターフヱニルー 4—ィル基、 m—夕一フヱニルー 3—ィル基、 m—ターフ ェニルー 2—ィル基、 0—ト リル基、 m—トリル基、 p—ト リル基、 p— tーブ チルフエニル基、 p— ( 2—フエニルプロピル) フエニル基、 3—メチルー 2— ナフチル基、 4ーメチルー 1 一ナフチル基、 4—メチルー 1 —アントリル基、 4 T/JP2003/013186
, 一メチルビフエ二ルイル基、 4 " 一 t—ブチルー p—ターフヱニルー 4ーィル 基、 フルォレニル基、 パーフルォロアリール基、 1, 1,; 3,, 1,,一ターフェ二 ルー 5, ーィル基、 1, 1 '; 3 ', 1,,一ターフェ二ルー 2, ーィル基、 1 , Γ ; 3,, 1 ' ' 一ターフヱニルー 4, 一ィル基等が挙げられる。
前記 Lの複素環基の例としては、 ピロ一ル、 ピリジン、 ピリミジン、 ピラジン 、 トリァジン、 ァジリジン、 ァザィンドリジン、 ィンドリジン、 イミダゾ—ル、 ィンドール、 イソインドール、 ィンダゾール、 プリン、 プテリジン、 ^一カルボ リン等が挙げられる。
前記 Lのアルキル基の例としては、 メチル基、 トリフルォロメチル基、 ェチル 基、 プロピル基、 イソプロピル基、 n—ブチル基、 s—ブチル基、 イソブチル基 、 t—ブチル基、 n—ペンチル基、 n—へキシル基、 n—へプチル基、 n—ォク チル基、 ヒドロキシメチル基、 1ーヒドロキシェチル基、 2—ヒドロキシェチル 基、 2—ヒドロキシイソブチル基、 1, 2—ジヒドロキシェチル基、 1, 3—ジ ヒドロキシイソプロピル基、 2 , 3—ジヒドロキシ一 t—ブチル基、 1, 2, 3 一トリヒドロキシプロピル基、 クロロメチル基、 1 一クロ口ェチル基、 2—クロ 口ェチル基、 2—クロ口イソブチル基、 1 , 2—ジクロロェチル基、 1, 3—ジ クロ口イソプロピル基、 2 , 3—ジクロ口一 t一ブチル基、 1, 2, 3—トリク ロロプロピル基、 ブロモメチル基、 1 一ブロモェチル基、 2—ブロモェチル基、 2—ブロモイソブチル基、 1, 2—ジブロモェチル基、 1, 3—ジブ口モイソプ 口ピル基、 2 , 3—ジブ口モー t一ブチル基、 1 , 2, 3—トリブロモプロピル 基、 ョ一ドメチル基、 1—ョ一ドエチル基、 2—ョ一ドエチル基、 2—ョードィ ソブチル基、 1 , 2—ジョ一ドエチル基、 1, 3—ジョードイソプロピル基、 , 3—ジョ一ド一 t一ブチル基、 1, 2 , 3—トリョードプロピル基、 アミノメ チル基、 1 一アミノエチル基、 2—アミノエチル基、 2—ァミノイソブチル基、 1 , 2—ジアミノエチル基、 1, 3—ジァミノイソプロピル基、 2, 3—ジアミ ノー t一ブチル基、 1, 2, 3—トリアミノプロピル基、 シァノメチル基、 1— シァノエチル基、 2ーシァノエチル基、 2—シァノイソブチル基、 1, 2—ジシ ァノエチル基、 し 3—ジシァノイソプロピル基、 2, 3—ジシァノー t—プチ ル基、 1, 2, 3—トリシアノプロピル基、 ニトロメチル基、 1—ニトロェチル 基、 2—二トロェチル基、 2—二トロイソブチル基、 1, 2—ジニトロェチル基 、 1 , 3—ジニトロイソプロピル基、 2 , 3—ジニトロ一 t一ブチル基、 1, 2 , 3—トリニトロプロピル基等が挙げられる。
前記 Lのシクロアルキル基の例としては、 シクロペンチル基、 シクロへキシル 基、 4ーメチルシクロへキシル、 ァダマンチル基、 ノルボルニル基等が挙げられ る。
前記 Lのァリ一レン基の例としては、 前記ァリ一ル基の例を 2価基にしたもの が挙げられる。
前記 Lの 2価以上の置換もしくは無置換の炭素数 3〜 4 0の複素環基としては 、 前記複素環基の例を 2価以上の基にしたものが挙げられる。
前記 Lのアルキレン基としては、 前記アルキル基の例を 2価基にしたものが挙 げられる。
前記 Lのシクロアルキレン基としては、 前記シクロアルキル基の例を 2価基に したものが挙げられる。
Yの示すァリール基、 複素環基、 アルキル基及びシクロアルキル基の例として は、 前記 Lで挙げたものと同様のものが挙げられる。
前記一般式 ( 1 ) で表される化合物は、 下記一般式 (2 ) 〜 ( 6 ) のし,、ずれか で表される化合物であると好ましい。
Figure imgf000009_0001
Αは、 前記と同様である。 X, 〜X5 は、 それぞれ独立に、 水素原子 (ただし Χ5 は水素原子でない) 、 L、 L一 Y又は Y— L一 Yと表され、 Lは Nに直接結 合する。 L及び Yは、 それぞれ前記と同様である。
前記一般式 (6) で表される化合物は、 下記一般式 (7) 〜 (10) のいずれ かで表される化合物であると好ましい。
Figure imgf000009_0002
X, - v5 は、 てれぞれ独立に、 水素原子 (ただし X5 は水素原子でない) 、
L、 L一 Y又は Y— L— Yと表され、 Lは Nに直接結合する。 L及び Yは、 それ ぞれ前記と同様である。 R , 〜R I 2は、 それぞれ独立に、 ハロゲン原子、 シァノ基、 シリル基、 置換も しくは無置換のァミノ基、 置換もしくは無置換の炭素数 6〜 4 0のァリール基、 置換もしくは無置換の炭素数 6〜 4 0のァリールォキシ基、 置換もしくは無置換 の炭素数 3〜 4 0の複素環基、 直鎖又は分岐の置換もしくは無置換の炭素数 1〜 3 0のアルキル基、 置換もしくは無置換の炭素数 1〜 3 0のアルコキシ基、 置換 もしくは無置換の炭素数?〜 4 0のァラルキル基、 又は置換もしくは無置換の炭 素数 5〜4 0のシクロアルキル基である。
前記 〜R 1 2のハロゲン原子の例としては、 フッ素、 塩素、 臭素、 ヨウ素等 が挙げられる。
前記 〜R 1 2のァリール基の例としては、 前記 Lで挙げたものと同様のもの が挙げられる。
前記 R ! 〜R 1 2のァリールォキシ基は、 一 O.Zと表され、 Zの例としてはフエ ニル基、 1 一ナフチル基、 2—ナフチル基、 1 —アントリル基、 2—アントリル 基、 9一アントリル基、 1—フヱナントリル基、 2—フヱナントリル基、 3—フ ェナン卜リル基、 4—フヱナントリル基、 9ーフヱナントリル基、 1—ナフ夕セ ニル基、 2—ナフ夕セニル基、 9—ナフ夕セニル基、 1—ピレニル基、 2—ピレ ニル基、 4—ピレニル基、 2—ビフエ二ルイル基、 3—ビフエ二ルイル基、 4一 ビフエ二ルイル基、 p—タ一フヱニルー 4ーィル基、 p—ターフヱニル一 3—ィ ル基、 p—ターフヱニル一 2—ィル基、 m—タ一フヱニル一 4ーィル基、 m—タ —フエ二ルー 3—ィル基、 m—夕一フヱニル一 1ーィル基、 0—トリル基、 m— トリル基、 p—トリル基、 p— tーブチルフヱニル基、 p— ( 2—フヱニルプロ ピル) フヱニル基、 3—メチルー 1—ナフチル基、 4—メチルー 1 一ナフチル基 、 4ーメチルー 1 一アントリル基、 4 ' ーメチルビフヱニルイル基、 4 " - t - ブチル一 p—ターフヱニルー 4ーィル基、 2—ピロリル基、 3—ピロリル基、 ピ ラジュル基、 2 _ピリジニル基、 3—ピリジニル基、 4—ピリジニル基、 2—ィ ンドリル基、 3—インドリル基、 4一インドリル基、 5—インドリル基、 6—ィ JP2003/013186 ンドリル基、 7—インドリル基、 1 一イソインドリル基、 3—イソインドリル基 、 4 一イソインドリル基、 5—イソインドリル基、 6—イソインドリル基、 7— イソインドリル基、 2—フリル基、 3—フリル基、 2—べンゾフラニル基、 3— ベンゾフラニル基、 4一べンゾフラニル基、 5—ベンゾフラニル基、 6—べンゾ フラニル基、 7—べンゾフラニル基、 1 一イソべンゾフラニル基、 3—イソベン ゾフラニル基、 4—イソべンゾフラニル基、 5—イソべンゾフラニル基、 6—ィ ソベンゾフラニル基、 7一イソべンゾフラニル基、 2—キノリル基、 3—キノリ ル基、 4—キノリル基、 5—キノリル基、 6—キノリル基、 7—キノリル基、 8 一キノリル基、 1 一イソキノリル基、 3—イソキノリル基、 4 _イソキノリル基 、 5—イソキノリル基、 6—イソキノリル基、 7—イソキノリル基、 8—イソキ ノリル基、 2—キノキサリニル基、 5—キノキサリニル基、 6—キノキサリニル 基、 1一力ルバゾリル基、 2—力ルノ ゾリル基、 3—カルバゾリル基、 4一力ル バゾリル基、 1 —フエナンスリジニル基、 2—フヱナンスリジニル基、 3 一フエ ナンスリジニル基、 4ーフヱナンスリジニル基、 6—フヱナンスリジニル基、 7 一フエナンスリジニル基、 8—フヱナンスリジニル基、 9ーフヱナンスリジニル 基、 1 0—フヱナンスリジニル基、 1 一ァクリジニル基、 2—アタリジニル基、 3—アタ リジニル基、 4一アタリジニル基、 9一アタリジニル基、 1 , 7—フエ ナンスロリ ン一 2—ィル基、 1 , 7—フエナンスロリ ン一 3—ィル基、 1 , 7 - フエナンスロリ ン一 4ーィル基、 1, 7 —フヱナンスロリン一 5—ィル基、 1, 7—フエナンスロリ ン一 6—ィル基、 1 , 7—フエナンスロリン一 8—ィル基、 1, 7—フエナンスロリン一 9ーィル基、 1, 7—フエナンスロリン一 1 0—ィ ル基、 1 , 8—フエナンスロリ ン一 2—ィル基、 1, 8—フエナンスロリ ン一 3 —ィル基、 1 , 8—フエナンスロリ ン一 4ーィル基、 1, 8—フエナンスロリ ン 一 5—ィル基、 1 , 8—フヱナンスロリ ン一 6—ィル基、 1, 8—フエナンスロ リ ン一 7—ィル基、 1, 8—フヱナンスロリン一 9ーィル基、 1, 8—フヱナン スロリン一 1 0—ィル基、 1, 9一フエナンスロリ ン一 2—ィル基、 1, 9ーフ JP2003/013186 ェナンスロリ ン一 3—ィル基、 1, 9一フエナンスロリン— 4—ィル基、 1, 9 ーフヱナンスロリ ン一 5—ィル基、 1 , 9一フエナンスロリ ン一 6—ィル基、 1 , 9—フヱナンスロリン一 7—ィル基、 1, 9一フエナンスロリ ン一 8—ィル基 、 1, 9ーフヱナンスロリ ン一 1 0—ィル基、 1 , 1 0—フエナンスロリン一 2 ーィル基、 1, 1 0—フエナンスロリン一 3—ィル基、 1 , 1 0—フヱナンスロ リ ン一 4ーィル基、 1 , 1 0—フユナンスロリ ン一 5—ィル基、 2 , 9—フエナ ンスロリン一 1ーィル基、 2, 9—フヱナンスロリン一 3—ィル基、 2, 9—フ ェナンスロリ ン一 4ーィル基、 2 , 9—フエナンスロリン一 5—ィル基、 2, 9 一フエナンスロリ ン一 6—ィル基、 2, 9—フエナンスロリ ン一 7—ィル基、 2 , 9一フエナンスロリ ン一 8—ィル基、 2, 9ーフヱナンスロリ ン一 1 0—ィル 基、 2, 8—フエナンスロリ ン一 1ーィル基、 2, 8—フエナンスロリ ン一 3 _ ィル基、 2 , 8—フエナンスロリン一 4ーィル基、 2, 8—フヱナンスロリン一 5—ィル基、 2, 8—フエナンスロリン一 6—ィル基、 1 , 8—フヱナンスロリ ンー 7—ィル基、 2 , 8—フヱナンスロリ ン一 9ーィル基、 2, 8—フヱナンス 口リン一 1 0—ィル基、 2, 7—フユナンスロリン一 1 ーィル基、 2 , 7—フエ ナンスロリ ン一 3—ィル基、 2 , 7—フエナンスロリ ン一 4ーィル基、 2, 7 - フエナンスロリ ン一 5—ィル基、 2, 7—フエナンスロリン一 6—ィル基、 2, 7—フエナンスロリ ン一 8—ィル基、 2, 7—フエナンスロリ ン一 9ーィル基、 2 , 7—フヱナンスロリン一 1 0—ィル基、 1—フヱナジニル基、 2 _フエナジ ニル基、 1ーフエノチアジニル基、 2—フエノチアジニル基、 3—フエノチアジ ニル基、 4ーフエノチアジニル基、 1一フエノキサジニル基、 2—フエノキサジ ニル基、 3—フヱノキサジニル基、 4一フエノキサジニル基、 2—才キサゾリル 基、 4—ォキサゾリル基、 5—ォキサゾリル基、 2—ォキサジァゾリル基、 5— ォキサジァゾリル基、 3—フラザニル基、 2 _チェニル基、 3—チェニル基、 I 一メチルピロ一ルー 1ーィル基、 2—メチルピロ一ルー 3—ィル基、 2—メチル ピロ一ルー 4ーィル基、 2—メチルビロール一 5—ィル基、 3—メチルビロール 一 1ーィル基、 3 —メチルピロ一ルー 2—ィル基、 3—メチルピロ一ルー 4ーィ ル基、 3 —メチルピロ一ルー 5—ィル基、 2— t一ブチルピロ一ルー 4—ィル基 、 3— ( 2—フヱニルプロピル) ピロ一ルー 1—ィル基、 2—メチル一 1—イン ドリル基、 4ーメチルー 1 一インドリル基、 2—メチルー 3 —インドリル基、 4 —メチルー 3—ィンドリル基、 2 - t一ブチル 1—ィンドリル基、 4一 t一プチ ル 1ーィンドリル基、 2一 t一ブチル 3—ィンドリル基、 4 _ t—プチル 3—ィ ンドリル基等が挙げられる。
前記 R , 〜R 1 2の複素環基の例としては、 前記 Lで挙げたものと同様のものが 挙げられる。
前記 R , 〜1^ 2のアルキル基の例としては、 前記 Lで挙げたものと同様のもの が挙げられる。
前記 R , 〜R のアルコキシ基は、 一 O Y 1 で表される基であり、 Y 1 の例と しては、 メチル基、 トリフルォロメチル基、 ェチル基、 プロピル基、 イソプロピ ル基、 n—ブチル基、 s—ブチル基、 イソブチル基、 t一ブチル基、 n—ペンチ ル基、 n—へキシル基、 n—ヘプチル基、 n—才クチル基、 ヒドロキシメチル基 、 1—ヒ ドロキシェチル基、 2—ヒドロキシェチル基、 2—ヒドロキシイソブチ ル基、 1, 2—ジヒドロキシェチル基、 1 , 3—ジヒドロキシイソプロピル基、 2, 3—ジヒドロキシー t一ブチル基、 1, 2 , 3—トリヒドロキシプロピル基 、 クロロメチル基、 1—クロ口ェチル基、 2—クロ口ェチル基、 2—クロ口イソ ブチル基、 1, 2—ジクロ口ェチル基、 1, 3—ジクロ口イソプロピル基、 2, 3—ジクロロー t—ブチル基、 1, 2 , 3—トリクロ口プロピル基、 ブロモメチ ル基、 1 一ブロモェチル基、 2—ブロモェチル基、 2—ブロモイソブチル基、 1 , 2—ジブロモェチル基、 1 , 3—ジブロモイソプロピル基、 2 , 3—ジブロモ 一 t一ブチル基、 1, 2, 3 —トリブロモプロピル基、 ョードメチル基、 1ーョ —ドエチル基、 2—ョードエチル基、 2—ョードイソブチル基、 1, 2—ジョー ドエチル基、 1 , 3—ジョードイソプロピル基、 1, 3—ジョードー t一ブチル 基、 1 , 2 , 3 _トリョードプロピル基、 アミノメチル基、 1 一アミノエチル基 、 2 —アミノエチル基、 2—ァミノイソブチル基、 1 , 2—ジアミノエチル基、 1, 3—ジァミノイソプロピル基、 2 , 3—ジァミノ一 t一ブチル基、 1 , 2 , 3—トリアミノプロピル基、 シァノメチル基、 1—シァノエチル基、 2 -シァノ ェチル基、 2—シァノイソブチル基、 1 , 2—ジシァノエチル基、 1 , 3—ジシ ァノイソプロピル基、 2, 3—ジシァノー t一ブチル基、 1 , 1 , 3—トリシア ノプロピル基、 ニトロメチル基、 1一二トロェチル基、 2—二トロェチル基、 2 一二トロイソブチル基、 1, 2—ジニトロェチル基、 1, 3—ジニトロイソプロ ピル基、 2 , 3—ジニトロ一 t—ブチル基、 1 , 2, 3—トリニトロプロピル基 等が挙げられる。
前記 R , 〜R 1 2のァラルキル基の例としては、 ベンジル基、 1—フヱニルェチ ル基、 2—フエニルェチル基、 1ーフヱニルイソプロピル基、 2 —フエニルイソ プロピル基、 フヱニルー t一ブチル基、 α—ナフチルメチル基、 1 一 α—ナフチ ルェチル基、 2—ひ一ナフチルェチル基、 1 一 α—ナフチルイソプロピル基、 1 一 α—ナフチルイソプロピル基、 3—ナフチルメチル基、 1 一 β—ナフチルェチ ル基、 2 —ナフチルェチル基、 1ー ーナフチルイソプロピル基、 2— /3— ナフチルイソプロピル基、 1 一ピロリルメチル基、 2— ( 1 一ピロリル) ェチル 基、 ρ—メチルベンジル基、 m—メチルベンジル基、 0—メチルベンジル基、 p 一クロ口べンジル基、 m—クロ口べンジル基、 0—クロ口べンジル基、 p—ブロ モベンジル基、 m—ブロモベンジル基、 0—ブロモベンジル基、 p—ョードベン ジル基、 m—ョ一ドベンジル基、 0—ョ一ドベンジル基、 p—ヒドロキシベンジ ル基、 m—ヒドロキシベンジル基、 0—ヒドロキシベンジル基、 p—ァミノベン ジル基、 m—ァミノべンジル基、 0—ァミノべンジル基、 p—ニトロベンジル基 、 m—二トロべンジル基、 0—ニトロべンジル基、 p—シァノベンジル基、 m— シァノベンジル基、 0—シァノベンジル基、 1ーヒドロキシー 2—フエニルイソ プロピル基、 1—クロロー 2—フヱニルイソプロピル基、 トリチル基等が挙げら れる。
前記 〜R , 2のシクロアルキル基の例としては、 前記 Lで挙げたものと同様 のものが挙げられる。
前記一般式 ( 9 ) で表される化合物は、 下記一般式 ( 1 1 ) 〜 ( 1 3 ) のいず れかで表される化合物であると好ましい。
Figure imgf000015_0001
X , 〜X /は、 それぞれ独立に、 L、 L一 Y又は Y— L—丫と表され、 Lは N に直接結合する。 L及び Yは、 それぞれ前記と同様である。
R , 〜R 8 は、 それぞれ独立に、 前記と同様である。
本発明の一般式 ( 1 ) 〜 ( 1 3 ) で表される有機 E L素子用材料の具体例を以 下に示すが、 これら例示化合物に限定されるものではない。
5 I
Figure imgf000016_0001
lCT0/C00Zdf/X3d 60 εθ請 OAV 9 I
Figure imgf000017_0001
lCT0/C00Zdf/X3d 60 εθ請 OAV
Figure imgf000018_0001
Figure imgf000018_0002
98lCT0/C00Zdf/X3d 60 εθ請 OAV
(B9) (B10)
Figure imgf000019_0001
6 ΐ
Figure imgf000020_0001
98lCT0/C00Zdf/X3d 60 εθ請 OAV
Figure imgf000021_0001
2 0 ΐ ζ
Figure imgf000022_0001
98lCT0/C00Zdf/X3d 60 εθ請 OAV z z
Figure imgf000023_0001
98lCT0/C00Zdf/X3d 6θ εο請 OAV
Figure imgf000024_0001
98lCT0/C00Zdf/X3d 60 εθ請 OAV
Figure imgf000025_0001
98lCT0/C00Zdf/X3d 60 εθ請 OAV 5 Z
Figure imgf000026_0001
lCT0/C00Zdf/X3d 60 εθ請 OAV 9 I
Figure imgf000027_0001
lCT0/C00Zdf/X3d 60 εθ請 OAV 本発明における一般式 ( 1 ) 〜( 1 3 ) のいずれかで表される化合物からなる 有機 E L素子用材料は、 3重項のエネルギーギヤップが 2. 5〜 3 · 3 e Vであ り、 2. 8〜3. 2 eVであると好ましい。
本発明における一般式 ( 1 ) 〜 ( 1 3) のいずれかで表される化合物からなる 有機 EL素子用材料は、 1重項のエネルギーギャップが 2. 9〜3. 9 eVであ り、 2. 9〜3. 6 eVであると好ましい。
本発明の有機 EL素子は、 陰極と陽極間に少なくとも発光層を有する一層又は 複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機 EL素子において、 該有機薄膜 層の少なくとも 1層が、 前記一般式 ( 1 ) 〜 ( 1 3 ) のいずれかの化合物からな る有機 E L素子用材料を含有する。
また、 本発明の有機 EL素子は、 発光層、 電子輸送層、 正孔輸送層に、 前記一 般式 ( 1 ) 〜 ( 1 3 ) のいずれかの化合物からなる有機 EL素子用材料を含有す ると好ましい。
本発明の有機 EL素子は、 青色系発光する場合、 その純度が (0. 2 0, 0. 3 8) 〜 (: 0. 2 6 , 0. 3 9 ) と高いものである。 これは、 本発明の一般式 ( 1 ) ~ ( 1 3 ) のいずれかの化合物からなる有機 EL素子用材料が、 広いエネル ギーギヤップを有しているからである。
本発明の有機 E L素子は、 3重項励起又はそれ以上の多重項励起により発光す ると好ましい。
本発明の有機 EL素子用材料は、 有機 EL素子のホスト材料であると好ましい 。 このホスト材料とは、 正孔と電子の注入が可能であって、 正孔と電子が輸送さ れ、 再結合して蛍光を発する機能を有するものである。
また、 本発明における一般式 ( 1 ) 〜 ( 1 3) の化合物は、 1重項のエネルギ 一ギャップが 2. 9〜3. 9 eVと高く、 3重項のエネルギーギャップも 2. 5 〜3. 3 e Vと高いため、 燐光素子用の有機ホスト材料としても有用である。 ここで、 燐光素子とは、 3重項準位のエネルギー状態から基底 1重項準位の状 態への遷移に基づく発光の強度が他の物質に比べて高い物質、 例えば、 周期律表
7〜 1 1族から選ばれる少なくとも 1つの金属を含む有機金属錯体などの燐光物 質を含む、 いわゆる燐光を利用した有機電界発光素子のことである。
有機 E L素子の発光層において、 生成される分子励起子には、 1重項励起子と 3重項励起子とが混合していて、 1重項励起子及び 3重項励起子は、 一般的には 1 : 3の割合で、 3重項励起子の方が多く生成されていると言われている。 また 、 通常の蛍光を使った有機 E L素子では、 発光に寄与する励起子は 1重項励起子 であって、 3重項励起子は非発光性である。 このため、 3重項励起子は最終的に は熱として消費されてしまい、 生成率の低い 1重項励起子から発光が生じている 。 したがって、 有機 E L素子においては、 正孔と電子との再結合によって発生す るエネルギーのうち、 3重項励起子の方へ移動したエネルギーは大きい損失とな つている。
このため、 本発明の化合物を燐光素子に利用することにより、 3重項励起子の エネルギーを発光に使用できるので、 蛍光を使った素子の 3倍の発光効率が得ら れると考えられる。 また、 本発明の化合物は、 燐光素子の発光層に用いると、 該 層に含まれる 7〜 1 1族から選ばれる金属を含有する燐光性有機金属錯体の励起 3重項準位より高いエネルギー状態の励起 3重項準位を有し、 さらに安定な薄膜 形状を与え、 高いガラス転移温度 (T g : 8 0〜 1 6 0 °C ) を有し、 正孔及び/ 又は電子を効率よく輸送することができ、 電気化学的かつ化学的に安定であり、 トラップとなったり発光を消光したりする不純物が製造時や使用時に発生しにく いと考えられる。
本発明の有機 E L素子は、 前記したように陽極と陰極間に一層もしくは多層の 有機薄膜層を形成した素子である。 一層型の場合、 陽極と陰極との間に発光層を 設けている。 発光層は、 発光材料を含有し、 それに加えて陽極から注入した正孔 、 もしくは陰極から注入した電子を発光材料まで輸送させるために、 正孔注入材 料もしくは電子注入材料を含有してもよい。 また、 発光材料は、 極めて高い蛍光 量子効率、 高い正孔輸送能力及び電子輸送能力を併せ持ち、 均一な薄膜を形成す ることが好ましい。 多層型の有機 E L素子としては、 (陽極/正孔輸送層/発光 層/陰極) 、 (陽極/発光層ノ電子輸送層/陰極) 、 (陽極/正孔輸送層/発光 層/電子輸送層/陰極) 、 (陽極/正孔輸送層/発光層/正孔障壁層/電子輸送 層/陰極) 等の多層構成で積層したものがある。
発光層には、 必要に応じて、 本発明の一般式 ( 1 ) 〜 ( 1 3 ) のいずれかの化 合物に加えてさらなる公知のホスト材料、 発光材料、 ドーピング材料、 正孔輸送 材料や電子輸送材料を使用し、 組み合わせて使用することもできる。 有機 E L素 子は、 多層構造にすることにより、 'クェンチングによる輝度や寿命の低下を防ぐ ことができ、 他のドーピング材料により、 発光輝度や発光効率を向上させたり、 燐光発光に寄与する他のド一ピング材料と組み合わせて用いることにより、 従来 の発光輝度や発光効率を向上させることができる。
また、 本発明の有機 E L素子における正孔輸送層、 発光層、 電子輸送層は、 そ れぞれ二層以上の層構成により形成されてもよい。 その際、 正孔輸送層の場合、 電極から正孔を注入する層を正孔注入層、 正孔注入層から正孔を受け取り発光層 まで正孔を輸送する層を正孔輸送層と言う。 同様に、 電子輸送層の場合、 電極か ら電子を注入する層を電子注入層、 電子輸送層から電子を受け取り発光層まで電 子を輸送する層を電子輸送層と言う。 これらの各層は、 材料のエネルギー準位、 耐熱性、 有機薄膜層もしくは金属電極との密着性等の各要因により選択されて使 用される。
本発明の有機 E L素子は、 電子輸送層ゃ正孔輸送層が、 一般式 ( 1 ) 〜 ( 1 3 ) のいずれかの化合物からなる本発明の有機 E L素子用材料を含有してもよく、 さらに、 正孔注入層、 電子注入層、 正孔障壁層が本発明の有機 E L素子用材料を 含有してもよく、 燐光発光性化合物と本発明の有機 E L素子用材料とを混合して 用いてもよい。
本発明の一般式 ( 1 ) 〜 (: 1 3 ) のいずれかの化合物と共に有機薄膜層に使用 できる発光材料又はホスト材料としては、 アントラセン、 ナフタレン、 フユナン ト レン、 ピレン、 テトラセン、 コロネン、 クリセン、 フルォレセイン、 ペリレン 、 フタ口ペリ レン、 ナフタ口ペリ レン、 ペリノン、 フタ口ペリ ノン、 ナフ夕ロぺ リ ノン、 ジフヱニルブタジエン、 テトラフヱニルブタジエン、 クマリン、 ォキサ ジァゾール、 アルダジン、 ビスべンゾキサゾリン、 ビススチリル、 ピラジン、 シ クロペン夕ジェン、 キノ リン金属錯体.、 アミノキノ リ ン金属錯体、 ベンゾキノリ ン金属錯体、 ィミン、 ジフエニルエチレン、 ビニルアントラセン、 ジァミ ノアン トラセン、 ジァミノカルバゾール、 ピラン、 チォピラン、 ポリメチン、 メロシア ニン、 イミダゾ一ルキレート化ォキシノィ ド化合物、 キナクリ ドン、 ルブレン、 スチルベン系誘導体及び蛍光色素等が挙げられるが、 これらに限定されるもので はない。
発光材料としては、 素子の外部量子効率をより向上させることができる点で燐 光性の有機金属錯体が好ましく、 有機金属錯体の金属原子として、 ルテニウム、 ロジウム、 パラジウム、 銀、 レニウム、 オスミウム、 ィリジゥム、 白金、 金を含 有するものが挙げられる。 これらの有機金属錯体は下記一般式 ( i ) で表される 有機金属錯体であるのが好ましい。
Figure imgf000031_0001
(式中、 A 1 は、 置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基 を表し、 好ましくは、 フヱニル基、 ビフヱニル基、 ナフチル基、 アント リル基、 チェニル基、 ピリジル基、 キノリル基、 イソキノリル基であり、 前記置換基とし ては、 フッ素原子等のハロゲン原子; メチル基、 ェチル基等の炭素数 1〜3 0.の アルキル基; ビニル基等のアルケニル基;メ トキシカルボニル基、 エトキシカル ボニル基等の炭素数 1〜3 0のアルコキシカルボニル基;メ トキシ基、 エトキシ 基等の炭素数 1〜 3 0のアルコキシ基; フユノキシ基、 ベンジルォキシ基などの ァリール才キシ基;ジメチルアミノ基、 ジェチルアミノ基等のジアルキルアミノ 基、 ァセチル基等のァシル基、 トリフルォロメチル基等のハロアルキル基、 シァ ノ基を表す。
A 2 は、 窒素を複素環を形成する原子として含有する置換もしくは無置換の芳 香族複素環基を表し、 好ましくは、 ピリジル基、 ピリミジル基、 ピラジン基、 ト リアジン基、 ベンゾチアゾール基、 ベンゾォキサゾール基、 ベンゾイミダゾール 基、 キノリル基、 イソキノリル基、 キノキサリン基、 フヱナントリジン基であり 、 前記置換基としては、 A 1 と同様で挙げられる。
A 1 を含む環と A 2 を含む環は一つの縮合環を形成してもよく、 このようなも のとしては、 例えば、 7, 8-ベンゾキノリン基等が挙げられる。
Qは、 周期表?〜 1 1族から選ばれる金属であり、 好ましくは、 ルテニウム、 ロジウム、 パラジウム、 銀、 レニウム、 オスミウム、 イ リジゥム、 白金、 金を表 す。
Lは、 2座型の配子を表し、 好ましくは、 ァセチルァセトナート等の^ージケ 卜型の配位子又はピロメ リッ ト酸から選ばれる。
m及び nは整数を表し、 Qが二価金属の場合は、 n = 2、 m= 0であり、 が 三価金属の場合は、 n = 3かつ m== 0、 又は. n = 2かつ m= 1である。 ) 前記一般式 ( i ) で示される有機金属錯体の具体例を以下に示すが、 何ら下記 の化合物に限定されるものではない。
(K-l) (K-2) (Κ-3)
Figure imgf000033_0003
Figure imgf000033_0001
( -9) (Κ-10) (Κ-Π)
Figure imgf000033_0002
OAV纖ー:
(寸マ
Figure imgf000034_0001
Figure imgf000035_0001
Figure imgf000035_0002
(K-23) 正孔注入材料としては、 正孔を輸送する能力を持ち、 陽極からの正孔注入効果 、 発光層又は発光材料に対して優れた正孔注入効果を有し、 発光層で生成した励 起子の電子注入層又は電子注入材料への移動を防止し、 かつ薄膜形成能力の優れ た化合物が好ましい。 具体的には、 フタロシアニン誘導体、 ナフタロシアニン誘 導体、 ボルフィリン誘導体、 ォキサゾール、 ォキサジァゾ一ル、 トリアゾール、 ィミダゾール、 ィミダゾロン、 ィミダゾ一ルチオン、 ビラゾリン、 ビラゾロン、 テトラヒドロイミダゾール、 ォキサゾール、 ォキサジァゾ一ル、 ヒドラゾン、 ァ シルヒドラゾン、 ポリアリールアルカン、 スチルベン、 ブタジエン、 ベンジジン 型トリフヱニルアミン、 スチリルアミン型トリフヱニルアミン、 ジアミン型トリ フエニルァミン等と、 それらの誘導体、 及ぴポリビニルカルバゾ一ル、 ポリシラ ン、 導電性高分子等の高分子材料か ;挙げられるが、 これらに限定されるものでは ない。
これらの正孔注入材料の中で、 さらに効果的な正孔注入材料は、 芳香族三級ァ ミン誘導体又はフタロシアニン誘導体である。 芳香族三級アミン誘導体の具体例 としては、 卜リフヱ二ルァ.ミン、 ト リ ドリルァミン、 トリルジフヱニルァミン、
N, N, ージフエ二ルー N, N, 一 (3—メチルフエニル) 一 1 , 1, 一ビフエ 二ルー 4, 4 ' —ジァミン、 N, N, N, , N, 一 (4一メチルフエニル) 一 1 , 1' —フエ二ルー 4, 4 ' —ジァミン、 N, N, N, , N' — (4—メチルフ ェニル) 一 1, ービフエ二ルー' 4, 4, ージァミン、 N, N' ージフエニル — N, N, 一ジナフチル一 1, 1, 一ビフヱ二ルー 4, 4 ' —ジァミン、 N, N , 一 (メチルフヱニル) 一 N, N, 一 ( 4—n—ブチルフエニル) ーフヱナント レン一 9, 1 0—ジァミン、 N, N—ビス (4ージー 4一トリルァミノフエ二ル ) 一 4一フヱニルーシクロへキサン等、 又はこれらの芳香族三級アミン骨格を有 したオリゴマ一もしくはポリマーであるが、 これらに限定されるものではない。 フタロシアニン (pc)誘導体の具体例は、 H2 Pc、 CuPc、 CoPc、 N i Pc、 ZnPc、 PdPc、 PePc、 MnPc、 C lAl Pc、 C 1 GaP c、 C l I nPc、 C l SnPc、 C " S i Pc、 (HO) A l Pc、 (HO ) GaPc、 V0Pc、 T i OPc、 MoOPc、 GaPc_0— GaPc等の フタロシア二ン誘導体及びナフタロシアニン誘導体であるが、 これらに限定され るものではない。
電子注入材料としては、 電子を輸送する能力を持ち、 陰極からの電子注入効果 、 発光層又は発光材料に対して優れた電子注入効果を有し、 発光層で生成した励 起子の正孔注入層への移動を防止し、.かつ薄膜形成能力の優れた化合物が好まし い。 具体的には、 フル才レノン、 アントラキノジメタン、 ジフヱノキノン、 チ才 ビランジォキシド、 ォキサゾール、 ォキサジァゾ一ル、 卜リアゾール、 ィミダゾ —ル、 ぺリレンテトラカルボン酸、 キノキサリン、 フレオレニリデンメ夕ン、 7 ントラキノジメタン、 アントロン等とそれらの誘導体が挙げられるが、 これらに 限定されるものではない。
これらの電子注入材料の中で、 さらに効果的な電子注入材料は、 金属錯体化合 物又は含窒素五員環誘導体である。 '金属錯体化合物の具体例は、 8—ヒドロキシ キノリナ一卜リチウム、 ビス (8—ヒドロキシキノリナ一ト) 亜鉛、 ビス ( 8— ヒドロキシキノリナート) 銅、 ビス (8—ヒドロキシキノリナ一ト) マンガン、 トリス ( 8—ヒドロキシキノリナ—ト) アルミニウム、 トリス (2—メチルー 8 ーヒドロキシキノリナート) アルミニウム、 トリス (8—ヒドロキシキノリナ一 ト) ガリゥム、 ビス ( 1 0—ヒドロキシベンゾ [h] キノリナート) ベリ リゥム 、 ビス ( 1 0—ヒドロキシベンゾ [h] キノリナ一ト) 亜鉛、 ビス ( 2—メチル 一 8 _キノリナート) クロ口ガリウム、 ビス ( 2—メチルー 8—キノリナ一ト)
( 0—クレゾラート) ガリゥム、 ビス ( 2—メチルー 8—キノリナート) ( 1一 ナフトラート) アルミニウム、 ビス ( 2—メチル一 8—キノリナート) ( 2—ナ フトラート) ガリウム等が挙げられるが、 これらに限定されるものではない。 また、 含窒素五員誘導体は、 ォキサゾ一ル、 チアゾ一ル、 ォキサジァゾ一ル、 チアジアゾ一ルもしくはトリァゾール誘導体が好ましい。 具体的には、 2, 5— ビス ( 1—フヱニル) 一 1 , 3, 4—才キサゾール、 ジメチル P〇P〇P、 2 , 5—ビス ( 1—フエニル) 一 1 , '3 , 4—チアゾ一ル、 2, 5—ビス ( 1一フエ ニル) ― 1 , 3 ' 4一ォキサジァゾール、 2 - ( 4 ' 一 t e r t—ブチルフエ二 ル) 一 5—( 4" ービフエ'ニル) 1, 3, 4一ォキサジァゾール、 2 , 5 _ビス
( 1一ナフチル) 一 1, 3, 4一才キサジァゾール、 1, 4一ビス [ 2— ( 5 - フエニルォキサジァゾリル) ] ベンゼン、 1, 4一ビス [ 2 - ( 5—フヱニル才 キサジァゾリル) _ 4— t e r t—ブチルベンゼン] 、 2— (4, - t e r t- ブチルフヱニル) 一 5— ( 4 " —ビフエニル) ー 1, 3, 4ーチアジアゾール、
2, 5—ビス ( 1一ナフチル) 一 1, 3, 4—チアジアゾール、 1 , 4一ビス [
2一 ( 5—フエ二ルチアジァゾリル) ] ベンゼン、 2— (4, 一t e r t—ブチ ルフヱニル) 一 5—( 4" ービフエニル) 一 1, 3, 4一トリァゾール、 2, 5 —ビス ( 1一ナフチル) 一 1, 3, 4一トリァゾ一ル、 1 , 4一ビス [2— ( 5 ーフヱニルトリァゾリル) ] ベンゼン等が挙げられるが、 これらに限定されるも のではない。 2003/013186 また、 正孔注入材料に電子受容物質を、 電子注入材料に電子供与性物質を添加 することにより電荷注入性を向上させることもできる。
本発明の有機 E L素子の陽極に使用される導電性材料としては、 4 e Vより大 きな仕事関数を持つものが しており、 炭素、 アルミニウム、 バナジウム、 鉄、 コノ ルト、 ニッケル、 タングステン、:銀、 金、 白金、 パラジウム等及びそれらの 合金、 Ι ΤΟ基板、 NE S Α基板に使用される酸化スズ、 酸化インジウム等の酸 化金属、 さらにはポリチオフヱンゃポリピロ一ル等の有機導電性樹脂が用いられ る。 陰極に使用される導電性物質としては、 4 eVより小さな仕事関数を持つも のが適しており、 マグネシウム、 カルシウム、 錫、 鉛、 チタニウム、 イッ トリウ ム、 リチウム、 ルテニウム、 マンガン、 アルミニウム等及びそれらの合金が用い られるが、 これらに限定されるものではない。 '合金としては、 マグネシウム/銀 、 マグネシウム/インジウム、 リチウム/アルミニウム等が代表例として挙げら れるが、 これらに限定されるものではない。 合金の比率は、 蒸着源の温度、 雰囲 気、 真空度等により制御され、 適切な比率に選択される。 陽極及び陰極は、 必要 があれば二層以上の層構成により形成されていてもよい。
本発明の有機 EL素子は、 少なくとも一方の電極と前記有機薄膜層との間に無 機化合物層を有していてもよい。 機化合物層に使用される好ましい無機化合物 としては、 アルカリ金属酸化物、 アルカリ土類酸化物、 希土類酸化物、 アルカリ 金属ハロゲン化物、 アルカリ土類ハロゲン化物、 .希土類ハロゲン化物、 S i Ox
、 A 10x 、 S i Nx、 S i ON、 A 10N、 GeOx 、 L i Ox 、 L i ON、 T i Ox 、 T i ON、 TaOx、 TaON、 TaNx、 Cなど各種酸化物、 窒化 物、 酸化窒化物である。 特に陽極に接する層の成分としては、 S i Ox 、 A 1〇 x、 S i Νχ 、 S i ON、 A 1 ON、 Ge〇x 、 Cが安定な注入界面層を形成し て好ましい。 また、 特に陰極に接する層の成分としては、 L i F、 MgF2 、 C aF2 、 Mg F2 、 N a F'が好ましい。
本発明の有機 EL素子は、 効率良く発光させるために、 少なくとも一方の面は 素子の発光波長領域において充分透明にすることが望ましい。 また、 基板も透明 であることが望ましい。
透明電極は、 上記の導電性材料を使用して、 蒸着やスパッタリング等の方法で 所定の透光性が確保するように設定する。 発光面の電極は、 光透過率を 1 0 %以 上にすることが望ましい。"基板は、 機械的、 熱的強度を有し、 透明性を有するも のであれば限定されるものではないが、 ガラス基板及び透明性樹脂フィルムが挙 げられる。 透明性樹脂フィルムとしては、 ポリエチレン、 エチレン一酢酸ビュル 共重合体、 エチレン一ビュルアルコール共重合体、 ポリプロピレン、 ポリスチレ ン、 ポリメチルメタァクリレート、 ポリ塩化ビュル、 ポリビュルアルコール、 ポ リビニルブチラール、 ナイロン、 ポリエ一テルエ一テルケ卜ン、 ポリサルホン、 ポリエーテルサルフォン、 テトラフルォロエチレン一パーフルォロアルキルビニ ルエーテル共重合体、 ポリビュルフルオラィ ド、 テトラフル才ロエチレンーェチ レン共重合体、 テトラフルォロエチレン一へキサフルォロプロピレン共重合体、 ポリクロ口トリフルォロエチレン、 ポリビニリデンフルオラィ ド、 ポリエステル 、 ポリ力ーボネ一ト、 ポリウレタン、 ポリイミ ド、 ポリエーテルィミ ド、 ポリィ ミ ド、 ポリプロピレン等が挙げられる。
本発明の有機 E L素子は、 温度、 湿度、 雰囲気等に対する安定性の向上のため に、 素子の表面に保護層を設けたり、 シリコンオイル、 樹脂等により素子全体を 保護することも可能であ 。
本発明の有機 E L素子の各層の形成は、 真空蒸着、 スパッタリング、 プラズマ 、 イオンプレーティング等の乾式成膜法やスピンコーティング、 デイツビング、 フローコーティング等の湿式成膜法のいずれの方法を適用することができる。 各 層の膜厚は特に限定されるものではないが、 適切な膜厚に設定する必要がある。 膜厚が厚すぎると、 一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要になり発光 効率が悪くなる。 膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生して、 電界を印加しても 充分な発光輝度が得られない。 通常の膜厚は 5 n m〜 l 0 " mの範囲が適してい るが、 1 0 n m〜0 . 2 w mの範囲がさらに好ましい。
湿式成膜法の場合、 各層を形成する材料を、 エタノール、 クロ口ホルム、 テト ラヒドロフラン、 ジォキサン等の適切な溶媒に溶解又は分散させて薄膜を形成す るが、 その溶媒はいずれであってもよい。 また、 いずれの層においても、 成膜性 向上、 膜のピンホール防止等のため適切な樹脂や添加剤を使用してもよい。 使用 の可能な樹脂としては、 ポリスチレン、 ポリカーボネ一ト、 ポリアリレー卜、 ポ リエステル、 ポリアミ ド、 ポリウレタン、 ポリスルフ才ン、 ポリメチルメタクリ レート、 ポリメチルアタリレート、 セルロース等の絶縁性樹脂及びそれらの共重 合体、 ポリ一 N—ビュルカルバゾ一ル、 ポリシラン等の光導電性樹脂、 ボリチォ フェン、 ポリピロ一ル等の導電性樹脂が挙げられる。 また、 添加剤としては、 酸 化防止剤、 紫外線吸収剤、 可塑剤等が挙げられる。
以上のように、 有機 E L素子の有機薄膜層に本発明の一般式 ( 1 ) 〜 ( 1 3 ) のいずれかの化合物からなる有機 E L素子用材料を用いることにより、 色純度が 高い有機 E L素子を得ることができ、 この有機 E L素子は、 例えば、 電子写真感 光体、 壁掛けテレビ用フラッ トパネルディスプレイ等の平面発光体、 複写機、 プ リンター、 液晶ディスプレイのバックライ ト又は計器類等の光源、 表示板、 標識 灯、 アクセサリ一等に好適に用いられる。 次に、 合成例及び実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、 本発明は これらに限定されるものではない。
なお、 化合物の 3重項エネルギー及び 1重項エネルギーは、 以下のようにして 測定した。 .
( 1 ) 3重項エネルギーの測定
最低励起 3重項エネルギー準位 T 1 を測定した。 すなわち、 試料の燐光スぺク トルを測定し ( 1 0 m o 1 /リッ トル E P A (ジェチルエーテル:ィソペン タン:エタノール = 5 : 5 : 2容積比) 溶液、 7 7 K、 石英セル、 S P E X¾F LUOROLOGII) 、 燐光スぺク トルの短波長側の立ち上がりに対して接線を 引き横軸との交点である波長 (発光端) を求めた。 この波長をエネルギー値に換 算した。
( 2 ) 1重項エネルギー (エネルギーギヤップ) の測定
励起 1重項エネルギーの値を測定した。 すなわち、 試料のトルエン溶液 ( 1 0 一5モル/リツ トル) を用い日立社製紫外可視吸光計を用い吸収スぺク トルを測定 した。 スぺク トルの長波長側の立ち上りに対し接線を引き横軸との交点である波 長 (吸収端) を求めた。 この波長をエネルギー値に換算した。
合成例 1 (化合物 (A 1 ) の合成)
化合物 (A 1 ) の合成経路を以下に示す。
Figure imgf000041_0001
( 1 ) 合成中間体 (A) の合成
4—ブロモベンズアルデヒド 15.0g(81画 ol) 、 ァセトフエノン 9.7g(81mmol)を ェ夕ノ一ル 300ml に溶解し、 2 8 %ナトリウムメ トキシドメタノール溶液 16.6m l(81mmol) を加え、 室温で 9時間撹拌した。 反応終了後、 析出した結晶を濾過し てエタノールで洗浄し、 合成中間体 (A) 19.6g (収率 84%) を得た。
(2 ) 合成中間体 (B) の合成
合成中間体 (A) 9. Og (31誦 ol) 、 1ーフヱナシルピリジニゥムブロミ ド 8.7g (31mmol)、 酢酸アンモニゥム 19.3g(250mmol)を酢酸 27mlに懸濁し、 12時間加熱環 流した。 反応溶液を室温まで冷却し、 トルエン、 水を加え、 二層分離した後、 有 機層を 10%水酸化ナトリウム水溶液、 飽和食塩水で順次洗浄し、 無水硫酸ナトリ ゥムで乾燥した。 有機溶媒を減圧留去後、 エタノール 27mlを加え、 析出した結晶 を濾過し、 エタノールで洗浄し、 合成中間体 (B) 10.6g (収率 88%) を得た。 (3 ) 目的化合物 (A 1 ) の合成
合成中間体 (B ) 3.5g(9顏 ol) 、 1 , 2, 3, 4ーテトラヒドロカルバゾール 1.7g(10mmol)、 よう化銅 0.09g(0.5mmol)、 リン酸カリウム 4.0g(19腿 ol)を 1 , 4 一ジォキサン 18mlに懸濁し、 トランス一 1, 2—シクロへキサンジァミン 0.5ml( 4mmol)を加え、 アルゴン雰囲気下、 18時間加熱環流した。 反応溶液を室温まで冷 却し、 塩化メチレン、 水を加え、 二層分離した後、 有機層を 5%塩酸水溶液、 水 で順次洗浄し、 無水硫酸ナトリウムで乾燥した。 有機溶媒を減圧留去後、 酢酸ェ チル 7ml をカロえ、 析出した結晶を濾過し、 酢酸ェチルで洗浄し、 結晶 2.2g (収率 5 2%) を得た。
得られた結晶は、 90MHz 'Η-画 R、 FD- S (フィールドディソープションマス分 析) により、 目的化合物 (A 1 ) であることを確認した。 また、 FD-MS の測定結 果を以下に示す。
FDMS, calcd for C35H28N2=476, found, m/z=476(M 100)
さらに、 得られた化合物の 1重項エネルギ一は 3 3 e V、 3重項エネルギー は 2. 8 e Vであった。
合成例 2 (化合物 (A4 5) の合成')
化合物 (A45) の合成経路を以下に示す。
Figure imgf000042_0001
( 1 ) 合成中間体 (C) の合成
4—ブロモベンズアルデヒド 15.0g(81imol) 、 2—ァセチルビリジン 10.3g(85 議 ol) をメタノール 182ml に溶解し、 1 M水酸化ナトリゥム水溶液 61ml (61讓 ol ) を滴下し、 室温で 3 0分間撹拌した。 反応終了後、 析出した結晶を濾過してメ 夕ノールで洗浄し、 合成中間体 (C) 19.8g (収率 85%) を得た。
( 2 ) 合成中間体 (D) の合成
合成中間体 (C) lO.Og (35画 ol)、 ベンズアミジン塩酸塩 5.5g(35議 ol)をエタ ノール 75mlに懸溺し、 水酸化ナトリウム 2.8g(70腿 ol)を加え、 18時間加熱環流し た。 反応溶液を室温まで冷却し、 水 50mlを加え、 1時間攪拌した後、 析出した結 晶を濾過してエタノールで洗浄し、 合成中間体 (D) 6. Og (収率 44%) を得た。
( 3 ) 目的化合物 (A4 5) の合成
化合物 (A45) は、 合成中間体 (B) の代わりに合成中間体 (D) を用いた 以外は、 上記合成例 1の (3) と同様の操作を行うことにより、 結晶 1.9g (収率 44%) を得た。
得られた結晶は、 90MHz 'Η - NMR、 FD-MS により目的化合物 (A4 5) であるこ とを確認した。 また、 FD-MS の測定結果を以下に示す。
FDMS, calcd for C33H26N4=478, found, m/z=478(M+ , 100)
さらに、 得られた化合物の 1重項エネルギーは 3. 1 e V、 3重項エネルギー は 2. 8 e Vであった。
合成例 3 (化合物 (A4 ) の合成)
化合物 (A4) の合成経路を以下に示す。
Figure imgf000043_0001
( 1 ) 合成中間体 (E) の合成 2 , 4, 一ジブ口モアセトフエノン 15.0g(54mmol)、 2—アミノビリジン 5.2g (55mraol) をエタノール 100ml に懸濁し、 炭酸水素ナトリウム 7.0g(83mmol)を加 え、 9時間加熱還流した。 反応溶液を室温まで冷却し、 析出した結晶を濾過し、 水、 エタノールで順次洗浄し、 合成中間体 (E) を 12.5 g (収率 85%) を得た。
(2) 合成中間体 (F) の合成
4一フルオロフヱニルヒドラジン塩酸塩 10. Og (62mmol) を酢酸 46mlに懸濁し、 シクロへキサノン 7.7ml(74mmol) を加え、 90°Cに加温した。 3分後、 激しく還流 が開始した後、 油浴から反応溶液を取出し 20分間攪拌した。 その後、 90°Cで 30分 間攪拌した後、 2時間加熱還流した。 反応溶液を室温まで冷却し、 水 50mlを加え 、 析出した結晶を濾過し、 水、 エタノールで順次洗浄し、 合成中間体 (F) を 10 .2g (収率 88%) を得た。
( 3) 目的化合物 (A4) の合成
化合物 (A4) は、 合成中間体 (B) の代わりに合成中間体 (E) 、 1 , 1, 3 , 4—テトラヒドロ力ルバゾールの代わりに合成中間体 (F) を用いた以外は 、 上記合成例 1の ( 3 ) と同様の操作を行うことにより、 結晶 3. lg (収率 73%) を得た。
得られた結晶は、 90MHz Ή-NMR, FD-MS により目的化合物 (A4) であること を確認した。 また、 FD-MS の測定結果を以下に示す。
FDMS, calcd for C25H2。FN3=381, found, m/z-381 (M+ ,100)
さらに、 得られた化合物の 1重項エネルギーは 3. 3 eV、 3重項エネルギー は 2. 8 e Vであった。
合成例 4 (化合物 (A3 5) の合成)
化合物 (A3 5) の合成経路を以下に示す。
Figure imgf000045_0001
1 , 3 , 5—トリブロモベンゼン 5.0g(16mmoi)、 1, 2, 3 , 4ーテトラヒド ロカルバゾ一ル 8.2g(48腿)1)、 よう化銅 0.3g(0.4mmol) 、 リン酸カリウム 13.8g( 65mmol) を 1, 4一ジォキサン 50mlに懸濁し、 トランス一 1, 2—シクロへキサ ンジァミン 1.9ml (16mmol) を加え、 アルゴン雰囲気下、 19時間加熱環流した。 反 応溶液を室温まで冷却し、 塩化メチレン、 水を加え、 二層分離した後、 水で^浄 し、 無水硫酸ナトリウムで乾燥した。 有機溶媒を減圧留去後、 酢酸ェチル 25mlを 加え、 析出した結晶を濾過し、 酢酸ェチル 'で洗浄し、 結晶 2.5g (収率 27%) を得 た。
得られた結晶は、 90 MHz -删^ FD-MS により目的化合物 (A35) であるこ とを確認した。 また、 FD- MS の測定結果を以下に示す。
FDMS, calcd for C 3 =585, found, m/z=585 (M+ , 100)
さらに、 得られた化合物の 1重項エネルギーは 3. 8 eV、 3重項エネルギー は 3. 1 e Vであった。
合成例 5 (化合物 (A4 6) の合成)
化合物 (A4 6) の合成経路を以下に示す。
Figure imgf000045_0002
( 1 ) 合成中間体 (G) の合成
1 , 3 , 5—トリブロモベンゼン 5,0g(16mmol)、 合成例 3の ( 2 ) で得られた 合成中間体 (F) 7.5g(40隱 ol)、 よう化銅 0.3g(0.½mol) 、 リン酸カリウム 13.8 g(65mmol) を 1, 4ージォキサン 50mlに懸濁し、 トランス一 1, 2—シクロへキ サンジァミン 1.9ml(16mmol) を加え、 アルゴン雰囲気下、 14時間加熱環流した。 反応溶液を室温まで冷却し、 塩化メチレン、 水を加え、 二層分離した後、 水で洗 浄し、 無水硫酸ナトリウムで乾燥した。 有機溶媒を減圧留去後、 シリカゲルカラ ムクロマトグラフィーで精製し、 合成中間体 (G) を 2.1g (収率 24%) を得た。
(2) 合成中間体 (H) の合成
ブロモー 3 , 5—ジフヱニルベンゼン 10.0g(32i iol) をトルエン 50ml、 エーテ ル 50mlに溶解し、 ァルゴン雰囲気下一 16〜一 42°Cでノルマルブチルリチウムへキ サン溶液(1.6M) 27ml(42mmol) を加え、 一 42°Cから 0 °Cで 1時間撹拌した。 次に 反応溶液を一 70°Cまで冷却し、 ホウ酸トリイソプロピル 22ml(97mmol)をエーテル 25mlに希釈した溶液を滴下し、 一 70°Cで 1時間撹拌した後、 室温まで昇揾して 6 時間攪拌した。 更に反応溶液に 5%塩酸 70mlを滴下した後、 室温で 45分間攪拌し た。 反応溶液を二層分離した後、 有機層を飽和食塩水で洗浄し、'無水硫酸ナトリ ゥムで乾燥した。 有機溶媒を 5分の 1程度まで減圧留去後、 ノルマルへキサン 10 mlを加え、 析出した結晶を濾過し、 トルエン一ノルマルへキサン混合溶媒、 ノル マルへキサンで順次洗浄し、 合成中間体 (H) 7. Og (収率 78%) を得た。
(3 ) 目的化合物 (A46) の合成
化合物 (A4 6) は、 合成中間体 (E) の代わりに合成中間体 (G) 、 合成中 間体 (F) の代わりに合成中間体 (H) を用いた以外は、 合成例 3の (3 ) と同 様の操作を行うことにより、 結晶 L9g (収率 72%) を得た。
得られた結晶は、 90MHz Ή-NMR, FD-MS により目的化合物 (A46) であるこ とを確認した。 また、' FD-MS の測定結果を以下に示す。
FDMS, calcd for 8H38F2N2=680, found, m/z=680 (M+ , 100) さらに、 得られた化合物の 1重項エネルギーは 3. 5 e V、 3重項エネルギー は 2. 9 e Vであった。 .
合成例 6 (化合物 (C 1 8) の合成)
化合物 (C 1 8) の合成経路を以下に示す。
Figure imgf000047_0001
( 1 ) 合成中間体 ( I ) の合成
4一プロモフヱニルヒ ドラジン塩酸塩 5. Og (22mmol)、 炭酸水素ナト リウム L 9g (22議 ol)をェタノ一ル 100ml に懸濁し、 1時間攪拌した後、 ジベンゾィルメタン 5.0g(22iraiol)を加え、 8時間加熱還流した。 次に濃塩酸 2ml (23誦 ol) を加え、 12 時間加熱還流した。 反応溶液を室温まで冷却し、 30%水酸化ナトリウム水溶液 2. 3m 1 (23mrao 1 ) 、 水 50ra 1を加え、 1時間攪拌して析出した結晶を濾過し、 ェタノ一 ルで洗浄し、 合成中間体 ( I ) を 7.6g (収率は定量的) を得た。
( 2 ) 目的化合物 (C 1 8) の合成
' 化合物 (C 1 8) は、 合成中間体 (B) の代わりに合成中間体 ( I ) 、 し , 3, 4ーテ卜ラヒ ドロ力ルバゾールの代わりに 2, 3—シクロォクテノインド —ルを用いた以外は、 上記合成例 1の ( 3) と同様の操作を行うことにより、 結 晶 1.¾ (収率 32%) を得た。
得られた結晶は、 90MHz 'Η-画 R、 FD-MS により目的化合物 (A4 6 ) であるこ とを確認した。 また、 FD - MS の測定結果を以下に示す。
FDMS, calcd for
Figure imgf000047_0002
,100)
さらに、 得られた化合物の 1重項エネルギーは 3. 4 eV、 3重項エネルギー は 2. 8 e Vであった。
合成例 7 (化合物 (A3 9) の合成)
化合物 (A3 9 ) の合成経路を以下に示す。
Figure imgf000048_0001
上記合成例 1の ( 1 ) において、 4—プロモベンズアルデヒドの代わりに、 3 , 5一ジブロモベンズアルデヒドを用いた以外は同様の操作を行うことにより合 成した合成中間体 (J) 2.5g(5mmoU 、 1, 2, 3, 4—テトラヒドロカルバゾ —ル 1.0g(6mmol) 、 よう化銅 0.05g (0.3誦 ol)、 リン酸カリウム 2.4g(llmmol)を 1 , 4一ジォキサン 12.5mlに懸濁し、 トランス一 1, 2—シクロへキサンジァミン 0.3ml (2讓 ol)を加え、 アルゴン雰囲気下、 18時間加熱環流した。 反応溶液を室温 まで冷却し、 塩化メチレン、 水を加え、 二層分離した後、 水で洗浄し、 無水硫酸 ナトリウムで車 έ燥した。 有機溶媒を減圧留去後、 蒸留残滓を 1, 4一ジォキサン 12.5mlに懸濁し、 ょぅ化銅0.058(0.311111101)、 リン酸カリウム 2.4g (llmmol)、 トラ ンスー 1, 2—シクロへキサンジアミン 0.3ml (2隱 ol)を加え、 アルゴン雰囲気下 、 10時間加熱環流した。 反応溶液を室温まで冷却し、 塩化メチレン、 水を加え、 二層分離した後、 水で洗浄し、 無水硫酸ナトリウムで乾燥した。 有機溶媒を減圧 留去後、 酢酸ェチル 25mlを加え、 析出した結晶を濾過し、 酢酸ェチルで洗浄し、 結晶 L8g (収率 52%) を得た。
得られた結晶は、 90MHz Ή-NMR, FD-MS により目的化合物 (A3 9 ) であるこ とを確認した。 また、 FD- MS の測定結果を以下に示す。
FD S, calcd for C47H39N3=645, found, m/z=645(M+ , 100)
さらに、 得られた化合物の 1重項エネルギーは 3. 2 eV、 3重項エネルギー は 2. 9 e Vであった。
合成例 8 (化合物 (B 1 ) の合成)
化合物 (B 1 ) の合成経路を以下に示す。
Figure imgf000049_0001
上記合成例 1と同様にして合成した合成中間体 (B) 3.5g(9mmol) 、 上記化合 物 (K) 2. Og(lOmmol). よう化銅 0.09g(0.5mmol)、 リン酸カリウム 4.0g(19mmol) を 1, 4—ジォキサン 18mlに懸濁し、 トランス一 1 , 2—シクロへキサンジアミ ン 0.5ml(4議 ol)を加え、 アルゴン雰囲気下、 18時間加熱環流した。 反応溶液を室 温まで冷却し、 塩化メチレン、 水を加え、二層分離した後、 有機層を 5%塩酸水 溶液、 水で順次洗浄し、 無水硫酸ナトリゥムで乾燥した。 有機溶媒を減圧留去後 、 酢酸ェチル 7πι】を加え、 析出した結晶を濾過し、 酢酸ェチルで洗浄し、 結晶 1. 4g (収率 31%) を得た。
得られた結晶は、 90MHz 'Η-隱 R、 FD-MS により目的化合物 (B 1 ) であること を確認した。 また、 FD- MS の測定結果を以下に示す。
FDMS, calcd for C35H3.N3=505, found, m/z=505 (M+ , 100)
さらに、 得られた化合物の 1重項エネルギ一は 3. 2 e V、 3重項エネルギー は 2. 7 e Vであった。
実施例 1 (有機 EL素子の製造)
2 5mmx 7 5mmX 0. 7 mm厚の I T 0透明電極付きガラス基板 (ジォマ テイツク社製) をィ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。 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膜厚 10 nmの下記銅フタロシアニン膜 (CuPc膜 ) を成膜した。 この CuPc膜は、 正孔注入層として機能する。 CuPc膜の成 膜に続けて、 この膜上に膜厚 30 nmの 4 , 4, 一ビス [N— ( 1一ナフチル) 一 N—フヱニルァミノ] ビフヱニル虞 (下記 α— NPD膜) を成膜した。 この α 一 NPD膜は正孔輸送層として機能する。 さらに、 この α— NPD膜上に膜厚 3 Onmの前記化合物 (D35) をホスト材料として蒸着し発光層を成膜した。 こ の時、 同時に燐光発光性の I r金属錯体ド一パントとして I rビス [ ( 4 , 6— ジフルオロフヱニル) 一ピリジナ一トー N, C2' ] ピコリナート (上記 (K一 2 3 ) を添加した。 発光層中における (K—23) の濃度は 7重量%とした。 この 膜は、 発光層として機能する。 この虐上に膜厚 30 nmの ( 1, Γ —ビスフヱ ニル) ― 4一オラー卜) ビス ( 2ーメチル一 8—キノリノラート) アルミニウム 膜 (下記 BA1 q膜) を成膜した。 この BA1 q膜は正孔障壁層兼電子注入層と して機能する。 この後、 ハロゲン化アルカリ金属である L i Fを 0. 2nmの厚 さに蒸着し、 次いでアルミニウムを 1 50 nmの厚さに蒸着した。 この A 1 : L i Fは陰極として機能する。 このようにして有機 EL発光素子を作製した。 この素子について、 通電試験を行なったところ、 電圧 7. 6 V, 電流密度 1. 39mA/cm2 にて、 103 c d/m2 の青色発光が得られ、 色度座標は (0 . 20, 0. 38) 、 発光効率は 7. 40 c d/Aであった。
Figure imgf000051_0001
-ΗΡΌ
Figure imgf000051_0002
BAIq 実施例 2 (有機 EL素子の製造)
実施例 1において、 化合物 (D 3 5 ) の代わりに、 前記化合物 (A 3 8) を用 いた以外は同様にして有機 EL素子を作製し、 同様に電圧、 電流密度、 発光輝度 、 発光効率、 発光色、 色純度を測定し、 それらの結果を表 1に示した。
比較例 1 (有機 EL素子の製造)
実施例 1において、 化合物 (D 3 5) の代わりに、 米国特許公開公報 US2002- 0 028329号明細書に記載の下記化合物 (H I ) を用いた以外は同様にして有機 E L 素子を作製し、 同様に電圧、 電流密度、 発光輝度、 発光効率、 発光色、 色純度を 測定し、 それらの結果を表 1に示した。
Figure imgf000051_0003
H 1 表 1
Figure imgf000052_0001
表 1に示したように、 比較例 1の従来公知の化合物 (H 1 ) に対して、 本発明 の化合物を用いた有機 EL素子は、 低電圧駆動であり、 かつ高効率の青色発光が 得られる。 また、 本発明の化合物は、 エネルギーギャップが広いので、 エネルギ —ギャップの広い発光性分子を発光層に混合し発光させることができる。
実施例 3
実施例 1において、 化合物 (D 3 5) の代わりに前記化合物 (A 3 8 ) 、 (K - 2 3 ) のかわりに前記 (K一 1 0) を用い、 (K一 1 0 ) の濃度を 5重量%と した以外は同様にして有機 EL素子を作製し、 同様に電圧、 電流密度、 発光輝度 、 発光効率、 発光色、 色純度を測定し、 それらの結果を表 2に示した。
実施例 4
実施例 3において、 化合物 (A 3 8) のかわりに前記化合物 (A 1 ) を用いた 以外は同様にして有機 EL素子を作製し、 同様に電圧、 電流密度、 発光輝度、 発 光効率、 発光色、 色純度を測定し、 それらの結果を表 2に示した。
比較例 2
実施例 4において、 化合物 (A 1 ) のかわりに特開 2 0 0 0— 1 6 9 4 4 8号 公報記載の下記化合物 (H 2 ) を用いた以外は同様にして有機 E L素子を作製し 、 同様に電圧、 電流密度、 発光輝度、 発光効率、 発光色、 色純度を測定し、 それ らの結果を表 2に示した。
Figure imgf000053_0001
H2
表 2
Figure imgf000053_0002
表 2に示したように、 本発明の有機 EL素子用材料を用いると、 緑色の発光色 を有する素子でも高効率かつ低電圧駆動が可能であり、 特に実施例 3の (A 1 ) と比較例 2の (H 2 ) との比較においては、 構造が似ているものの、 有機 EL素 子の材料として (A 1 ) のような構造を有する化合物が性能面で優れていること が確かめられた。 産業上の利用可能性
以上詳細に説明したように、 本発明の一般式 ( 1 ) で表される化合物からなる 有機エレク トロルミネッセンス素子用材料を利用すると、 低電圧で発光効率が高 い有機エレク トロルミネッセンス素子が得られる。 このため、 本発明の有機エレ ク トロルミネッセンス素子は、 各種電子機器の光源等として極めて有用である。

Claims

請求の範囲
1 . 下記一般式 ( 1 ) で表される化合物からなる有機エレク トロルミネッセン ス素子用材料。
Figure imgf000054_0001
(式中、 Aは、 炭素数 3〜6のアルキレン基、 又は少なくとも 1個以上の 2級 もしくは 3級の窒素原子を含む炭素数 2〜 5のアミノアルキレン基を表し、 Aに より形成される環状構造を構成する炭素原子及び窒素原子は、 それぞれ置換され てい.てもよい。
Bは、 3種類の原子 (炭素, 水素, 窒素) 又は 2種類の原子 (炭素, 水素) か らなる共役した不飽和鎖を表し、 Bにより形成される環状構造を構成する炭素原 子は置換されていてもよい。
Xは、 L、 L— Y又は Y— L— Yと表され、 Lは Nに直接結合する。 Lは、 置 換もしくは無置換の炭素数 6〜 4 0のァリール基、 置換もしくは無置換の炭素数 3〜 4 0の複素環基、 直鎖又は分岐の置換もしくは無置換の炭素数 1 ~ 3 0のァ ルキル基、 置換もしくは無置換の炭素数 5〜4 0のシクロアルキル基、 置換もし くは無置換の炭素数 6〜4 0のァリーレン基、 2価以上の置換もしくは無置換の 炭素数 3〜 4 0の複素環基、 直鎖又は分岐の置換もしくは無置換の炭素数 1〜 3 0のアルキレン基、 又は置換もしくは無置換の炭素数 5〜4 0のシクロアルキレ ン基である。
Yは、 置換もしくは無置換の炭素数 6〜 4 0のァリール基、 置換もしくは無置 換の炭素数 3〜 4 0の複素環基、 直鎮又は分岐の置換もしくは無置換の炭素数 1 〜3 0のアルキル基、 又は置換もしくは無置換の炭素数 5〜4 0のシクロアルキ ル基である。 )
2 . 一般式 ( 1 ) で表される化合物が、 下記一般式 ( 2 ) 〜 ( 6 ) のいずれか で表される化合物である請求項 1に記載の有機エレク トロルミネッセンス素子用 材料。
Figure imgf000055_0001
(式中、' Aは、 前記と同様である。 X , 〜X 5 は、 それぞれ独立に、 水素原子 (ただし Χ 5 は水素原子でない) 、 L、 L一 Y又は Y— L— Yと表され、 Lは N に直接結合する。 L及び Yは、 それぞれ前記と同様である。 )
3 · 一般式 ( 6 ) で表される化合物が、 下記一般式 ( 7 ) 〜 ( 1 0 ) のいずれ かで表される化合物である請求項 2に記載の有機エレク トロルミネッセンス素子 用材料。
Figure imgf000056_0001
(式中、 X , 〜X 5 は、 それぞれ独立に、 水素原子 (ただし χ 5 は水素原子で ない) 、 L、 L— Y又は Y— L— Yと表され、 Lは Nに直接結合する。 L及び Y は、 それぞれ前記と同様である。
R , 〜R は、 それぞれ独立に、 ハロゲン原子、 シァノ基、 シリル基、 置換も しくは無置換のァミノ基、 置換もしくは無置換の炭素数 6〜 4 0のァリール基、 置換もしくは無置換の炭素数 6〜4 0のァリールォキシ基、 置換もしくは無置換 の炭素数 3〜 4 0の複素環基、 直鎖又は分岐の置換もしくは無置換の炭素数 1〜
3 0のアルキル基、 置換もしくは無置換の炭素数 1〜 3 0のアルコキシ基、 置換 もしくは無置換の炭素数 7 ~ 4 0のァラルキル基、 又は置換もしくは無置換の炭 素数 5〜4 0のシクロアルキル基である。 )
4 . 一般式 ( 9 ) で表される化合物が、 下記一般式 ( 1 1 ) ~ ( 1 3 ) のいず れかで表される化合物である請求項 3に記載の有機ェレクト口ルミネッセンス素 子用材料。
Figure imgf000057_0001
(式中、 X , 〜X 4 は、 それぞれ独立に、 L、. しー丫又は Y— L— Yと表され 、 Lは Nに直接結合する。 L及び Yは、 それぞれ前記と同様である。
R , 〜R 8 は、 それぞれ独立に、 前記と同様である。 )
5 . 前記一般式 ( 1 ) で表される化合物の 3重項のエネルギーギヤップが 2 .
3 . 3 e Vである請求項 1に記載の有機エレク卜口ルミネッセンス素子用材
前記一般式 ( 1 ) で表される化合物の 1重項のエネルギーギャップが 2 . 3 . 9 e Vである請求項 1に記載の有機エレク卜口ルミネッセンス素子用材
Figure imgf000057_0002
陰極と陽極間に少なくとも発光層を有する一層又は複数層からなる有機薄 膜層が挟持されている有機エレク トロルミネッセンス素子において、 該有機薄膜 層の少なくとも 1層が、請求項 1に記載の有機ェレクト口ルミネッセンス素子用 材料を含有する有機エレク トロルミネッセンス素子。
8 . 陰極と陽極間に少なくとも発光層を有する一層又は複数層からなる有機薄 膜層が挟持されている有機エレク トロルミネッセンス素子において、 該発光層が 、 請求項 1に記載の有機エレク 卜口ルミネッセンス素子用材料を含有する有機ェ レク トロルミネッセンス素子。
9 . 陰極と陽極間に少なくとも発光層を有する一層又は複数層からなる有機薄 膜層が挟持されている有機エレク 卜口ルミネッセンス素子において、 電子輸送層 力、 請求項 1 に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する有機 エレク トロルミネッセンス素子。
1 0 . 陰極と陽極間に少なくとも発光層を有する一層又は複数層からなる有機 薄膜層が挟持されている有機エレク トロルミネッセンス素子において、 正孔輸送 層が、 請求項 1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する有 機エレク トロルミネッセンス素子。
1 1 . 前記有機エレク ト口ルミネッセンス素子用材料が、 有機ホスト材料であ る請求項 7又は 8に記載の有機ェレクト口ルミネッセンス素子。
1 . 少なくとも一方の電極と前記有機薄膜層との間に無機化合物層を有する 請求項 7に記載の有機ェレク トロルミネッセンス素子。
1 3 . 3重項励起又はそれ以上の多重項励起により発光する請求項 7に記載の 有機ェレク トロルミネッセンス素子。
1 4 . 前記発光層が、 周期律表第 7〜 1 1族から選ばれる少なくとも 1つの金 属を含む有機金属錯体からなる燐光物質を含有する請求項 7又は 8に記載の有機 エレクトロルミネッセンス素子。
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