[go: up one dir, main page]

WO2017159152A1 - 有機電界発光素子 - Google Patents

有機電界発光素子 Download PDF

Info

Publication number
WO2017159152A1
WO2017159152A1 PCT/JP2017/004980 JP2017004980W WO2017159152A1 WO 2017159152 A1 WO2017159152 A1 WO 2017159152A1 JP 2017004980 W JP2017004980 W JP 2017004980W WO 2017159152 A1 WO2017159152 A1 WO 2017159152A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
transport layer
electron transport
carbon atoms
group
electron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2017/004980
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
匡志 多田
雄一 澤田
勝秀 野口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel and Sumikin Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel and Sumikin Chemical Co Ltd filed Critical Nippon Steel and Sumikin Chemical Co Ltd
Priority to EP17766160.0A priority Critical patent/EP3432378A4/en
Priority to KR1020187027013A priority patent/KR102760228B1/ko
Priority to CN201780016883.7A priority patent/CN108780849B/zh
Priority to US16/078,231 priority patent/US11088334B2/en
Priority to JP2018505347A priority patent/JP6763944B2/ja
Publication of WO2017159152A1 publication Critical patent/WO2017159152A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/654—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only nitrogen as heteroatom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/12—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H10K50/165—Electron transporting layers comprising dopants
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D487/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
    • C07D487/02—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D487/04—Ortho-condensed systems
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/90—Multiple hosts in the emissive layer
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/10—Transparent electrodes, e.g. using graphene
    • H10K2102/101—Transparent electrodes, e.g. using graphene comprising transparent conductive oxides [TCO]
    • H10K2102/103—Transparent electrodes, e.g. using graphene comprising transparent conductive oxides [TCO] comprising indium oxides, e.g. ITO
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H10K50/166—Electron transporting layers comprising a multilayered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H10K85/341—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/342—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6574—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6576—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only sulfur in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. benzothiophene

Definitions

  • the present invention relates to an organic electric field element (referred to as an organic EL element).
  • Patent Document 1 discloses an organic EL element using a TTF (Triplet-Triplet Fusion) mechanism, which is one of delayed fluorescence mechanisms.
  • TTF Triplet-Triplet Fusion
  • the TTF mechanism uses the phenomenon that singlet excitons are generated by collision of two triplet excitons, and it is theoretically thought that the internal quantum efficiency can be increased to 40%.
  • Patent Document 2 discloses an organic EL element using a TADF (Thermally Activated Delayed Fluorescence) mechanism.
  • the TADF mechanism utilizes the phenomenon that reverse intersystem crossing from triplet excitons to singlet excitons occurs in materials where the energy difference between singlet and triplet levels is small. It is thought to be raised to 100%. However, there is a demand for further improvement in life characteristics as in the phosphorescent light emitting device.
  • Patent Document 3 discloses the use of an indolocarbazole compound as an electron transport layer.
  • Patent Document 4 discloses the use of an indolocarbazole compound as an electron transport layer and a hole blocking layer.
  • Patent Documents 5 and 6 disclose the use of an azine compound as an electron transport layer. However, none of them are sufficient, and further improvements are desired.
  • An object of the present invention is to provide a practically useful organic EL device having high efficiency and high driving stability while having a low driving voltage in view of the above-described present situation.
  • At least one electron transport layer is represented by the following general formula (1).
  • An organic EL device comprising a compound to be prepared and an electron donor.
  • ring A is an aromatic hydrocarbon ring represented by formula (1a)
  • ring B is a heterocycle represented by formula (1b)
  • ring A and ring B are each an adjacent ring and an arbitrary ring Condensation at the position L represents a single bond or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms.
  • X represents N or C—Ar 1
  • Y and Ar 1 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 18 carbon atoms, or an aromatic thereof.
  • R 1 is independently an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic ring having 3 to 12 carbon atoms. It is a group. a, b and c each independently represents an integer of 0 to 3. Z is N—Ar 2 , C (R 2 ) 2 , O, or S.
  • Ar 2 is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 18 carbon atoms, or 2 to 5 linked aromatic rings. A linked aromatic group.
  • R 2 is independently hydrogen, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic group having 3 to 12 carbon atoms. It is a heterocyclic group.
  • Formula (1d) is a preferred embodiment of formula (1b), and a single bond is a preferred embodiment of L.
  • the electron transport layer is composed of two layers of a first electron transport layer and a second electron transport layer adjacent to the light emitting layer, the first electron transport layer contains a compound represented by the general formula (1), and the second electron
  • the transport layer preferably contains a compound represented by the general formula (1) and an electron donor.
  • the above-mentioned electron donor is preferably an alkali metal compound or an alkali metal complex, more preferably lithium quinolate (Liq).
  • the electron transport layer is obtained by vapor-depositing a premixed compound of the compound represented by the general formula (1) and the electron donor, or the light emitting layer contains a host material and a light emitting material, and the general formula (1) is used as the host material. It is preferable to contain the compound represented by these.
  • the organic EL element of the present invention contains a specific electron transport material and an electron donor in the electron transport layer, it can be an organic EL element having a high driving efficiency and a long lifetime at a low driving voltage.
  • At least one electron transport layer has the general formula (1).
  • an electron donor in the organic EL device including one or more light-emitting layers and one or more electron transport layers between the opposing anode and cathode, at least one electron transport layer has the general formula (1).
  • an electron donor in the organic EL device including one or more light-emitting layers and one or more electron transport layers between the opposing anode and cathode, at least one electron transport layer has the general formula (1).
  • an electron donor In the organic EL device of the present invention, in the organic EL device including one or more light-emitting layers and one or more electron transport layers between the opposing anode and cathode, at least one electron transport layer has the general formula (1).
  • an electron donor in the organic EL device including one or more light-emitting layers and one or more electron transport layers between the opposing anode and cathode, at least one electron transport layer has the general formula (1).
  • an electron donor in the organic EL device including one or more light-emit
  • Ring A represents an aromatic hydrocarbon ring represented by the formula (1a).
  • Ring B is a heterocycle represented by the formula (1b), and ring A and ring B are each condensed with an adjacent ring at an arbitrary position.
  • L represents a single bond or a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms.
  • a single bond or a phenylene group is preferable, and a single bond is more preferable.
  • aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms include a phenylene group, a biphenylene group, and a naphthylene group.
  • X represents N or C—Ar 1 , and at least one X is N.
  • Y and Ar 1 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 18 carbon atoms, or an aromatic thereof.
  • a linked aromatic group formed by connecting 2 to 5 aromatic rings preferably hydrogen, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic group having 3 to 12 carbon atoms
  • a heterocyclic group or a linked aromatic group formed by linking these aromatic rings in 2 to 3 groups more preferably hydrogen or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms.
  • aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, the aromatic heterocyclic group having 3 to 18 carbon atoms, or these linked aromatic groups are unsubstituted include benzene, naphthalene, phenanthrene, anthracene , Triphenylene, pyridine, pyrimidine, triazine, thiophene, isothiazole, thiazole, pyridazine, pyrrole, pyrazole, imidazole, triazole, thiadiazole, pyrazine, furan, isoxazole, oxazole, oxadiazole, quinoline, isoquinoline, quinoxaline, quinazoline, thiadiazole, Benzotriazine, phthalazine, tetrazole, indole, benzofuran, benzothiophene, benzoxazole, benzothiazole, benzimidazole, benzotri
  • Preferred examples include aromatic groups formed by taking one H from benzene, naphthalene, pyridine, pyrimidine, triazine, quinoline, quinazoline, or a linked aromatic compound in which 2 to 5 of these are linked. More preferred are aromatic groups generated from benzene, naphthalene or a linked aromatic compound in which 2 to 3 of these are linked.
  • the linked aromatic group in the present specification refers to an aromatic group formed by directly connecting a plurality of aromatic rings of the aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group having the above-mentioned carbon number,
  • the plurality of aromatic rings may be the same or different.
  • Linked aromatic compound may be a linear, such as Ar 11 -Ar 12 -Ar 13, may be branched, such as Ar 11 -Ar 12 (Ar 13) , Ar 11 ⁇ Ar 13 may be the same or different. Ar 13 may not be present, and Ar 14 and Ar 15 may be further included.
  • the bond of the aromatic group generated from the linked aromatic compound may be generated from the terminal Ar 11 or Ar 13 or may be generated from the intermediate Ar 12 .
  • Ar 11 to Ar 15 are aromatic groups or aromatic rings.
  • aromatic hydrocarbon groups, aromatic heterocyclic groups, or linked aromatic groups may each have a substituent.
  • preferred substituents are a cyano group and an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
  • the number of substituents is 0 to 5, preferably 0 to 2.
  • the calculation of the carbon number in the case where the aromatic hydrocarbon group, the aromatic heterocyclic group, and the linked aromatic group have a substituent does not include the carbon number of the substituent. However, it is preferable that the total carbon number including the carbon number of the substituent satisfies the above range.
  • substituents include cyano, methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl and decyl.
  • a cyano group or a C1-C6 alkyl group is preferable.
  • R 1 is independently an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic ring having 3 to 12 carbon atoms. It is a group. Preferred are an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 8 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 9 carbon atoms. More preferably, it is a phenyl group.
  • aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl and the like.
  • it is a C1 to C6 alkyl group.
  • aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms or the aromatic heterocyclic group having 3 to 12 carbon atoms are unsubstituted include benzene, naphthalene, pyridine, pyrimidine, triazine, thiophene, and isothiazole.
  • an aromatic group generated by removing H from benzene is used.
  • Each of these aromatic hydrocarbon groups or aromatic heterocyclic groups may have a substituent.
  • preferred substituents are the same as those described for Ar 1 .
  • A, b and c each independently represent an integer of 0 to 3, preferably an integer of 0 to 2. More preferably, it is an integer of 0 or 1.
  • Z represents N—Ar 2 , C (R 2 ) 2 , O, or S.
  • N-Ar 2 is preferable, and in this case, it is represented by the formula (1d).
  • Ar 2 is the same as that described for Ar 1 except that it is not hydrogen.
  • R 2 is the same as described for R 1 except that it includes hydrogen.
  • the electron donor a compound known as a compound that facilitates electron injection from the cathode or the electron injection layer to the electron transport layer by improving the electron injection barrier can be used.
  • it is a donor compound used by mixing with an electron transport material.
  • Preferred examples of the electron donor include an alkali metal, an inorganic salt containing an alkali metal, a complex of an alkali metal and an organic substance, an alkaline earth metal, an inorganic salt containing an alkaline earth metal, or an alkaline earth metal and an organic substance. And the like.
  • it is an inorganic salt containing an alkali metal, or a complex of an alkali metal and an organic substance, more preferably Liq.
  • alkali metal and alkaline earth metal include alkaline metals such as lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium, which have a low work function and a large effect of improving the electron transport ability, and alkaline earth such as magnesium, calcium, cerium, and barium. Similar metals.
  • alkaline metals such as lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium, which have a low work function and a large effect of improving the electron transport ability
  • alkaline earth such as magnesium, calcium, cerium, and barium. Similar metals.
  • it since it is easy to deposit in vacuum and is excellent in handling, it is preferably in the form of a complex with an inorganic salt or an organic substance rather than a single metal. Furthermore, it is more preferable to be in the state of a complex with an organic substance from the viewpoint of easy handling in the air and easy control of the addition concentration.
  • inorganic salts include oxides such as LiO and Li 2 O, fluorides such as LiF, NaF, and KF, Li 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , Rb 2 CO 3 , and Cs 2 Examples include carbonates such as CO 3 .
  • preferable examples of the alkali metal or alkaline earth metal include lithium and cesium from the viewpoint that a large low-voltage driving effect can be obtained.
  • Specific examples of the organic substance in the complex with the organic substance include quinolinol, benzoquinolinol, pyridylphenol, flavonol, hydroxyimidazopyridine, hydroxybenzazole, hydroxytriazole and the like.
  • a complex of an alkali metal and an organic substance is preferable from the viewpoint that the effect of lowering the voltage of the light-emitting element is greater, and a complex of lithium and an organic substance is more preferable from the viewpoint of ease of synthesis and thermal stability.
  • An excellent organic EL device can be provided by using the compound represented by the general formula (1) and the electron donor as an electron transport layer material.
  • the electron transport layer can be used by forming only one layer, but it is preferable to form and use two layers of a first electron transport layer adjacent to the light emitting layer and a second electron transport layer adjacent thereto.
  • the first electron transport layer adjacent to the light emitting layer contains the compound represented by the general formula (1)
  • the second electron transport layer is represented by the general formula (1). It is preferable to contain the compound and the electron donor. In this case, the first electron transport layer can also function as a hole blocking layer.
  • the compound represented by the general formula (1) and the electron donor can be used by being vapor-deposited individually from different vapor deposition sources, but are premixed before vapor deposition to form a premix, It is preferable to form the electron transport layer by vapor deposition simultaneously from a vapor deposition source.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a general organic EL device used in the present invention, wherein 1 is a substrate, 2 is an anode, 3 is a hole injection layer, 4 is a hole transport layer, and 5 is a light emitting layer. , 6 represents a first electron transport layer, 7 represents a second electron transport layer, and 8 represents a cathode.
  • the organic EL device of the present invention may have an electron blocking layer between the light emitting layer and the hole transport layer.
  • the organic EL device of the present invention has a cathode, a light-emitting layer, an electron transport layer, and a cathode as essential layers.
  • the organic EL device preferably has a hole injection transport layer and an electron injection layer, and further has a hole. It is preferable to have an electron blocking layer between the injection transport layer and the light emitting layer.
  • a positive hole injection transport layer means either a positive hole injection layer, a positive hole transport layer, or both.
  • the organic EL element of the present invention is preferably supported on a substrate.
  • the substrate is not particularly limited, and any substrate that has been conventionally used for an organic EL element can be used.
  • a substrate made of glass, transparent plastic, quartz, or the like can be used.
  • anode material in the organic EL element a material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound or a mixture thereof having a high work function (4 eV or more) is preferably used.
  • electrode materials include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO.
  • conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO.
  • an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 —ZnO) that can form a transparent conductive film may be used.
  • these electrode materials may be formed into a thin film by a method such as vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by a photolithography method, or the pattern accuracy is not required (about 100 ⁇ m or more). May form a pattern through a mask having a desired shape at the time of vapor deposition or sputtering of the electrode material. Or when using the substance which can be apply
  • the transmittance be greater than 10%
  • the sheet resistance as the anode is preferably several hundred ⁇ / ⁇ or less.
  • the film thickness depends on the material, it is usually selected in the range of 10 to 1000 nm, preferably 10 to 200 nm.
  • the cathode material a material made of a metal having a small work function (4 eV or less) (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof is used.
  • an electron injecting metal a material made of a metal having a small work function (4 eV or less)
  • an alloy a material made of a metal having a small work function (4 eV or less)
  • an alloy referred to as an electron injecting metal
  • an alloy an electrically conductive compound, or a mixture thereof
  • Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like.
  • a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function value than this such as a magnesium / silver mixture, magnesium, from the viewpoint of electron injectability and durability against oxidation, etc.
  • a magnesium / silver mixture, magnesium from the viewpoint of electron injectability and durability against oxidation, etc.
  • Aluminum mixtures, magnesium / indium mixtures, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixtures, lithium / aluminum mixtures, aluminum and the like are preferred.
  • the cathode can be produced by forming a thin film of these cathode materials by a method such as vapor deposition or sputtering.
  • the sheet resistance of the cathode is preferably several hundred ⁇ / ⁇ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 ⁇ m, preferably 50 to 200 nm.
  • the light emission luminance is improved, which is convenient.
  • a transparent or translucent cathode can be produced by forming the conductive transparent material mentioned in the description of the anode on the cathode.
  • an element in which both the anode and the cathode are transmissive can be manufactured.
  • the light emitting layer is a layer that emits light after excitons are generated by recombination of holes and electrons injected from the anode and the cathode, respectively.
  • the light emitting layer includes a light emitting material, preferably an organic light emitting dopant material. Contains host material.
  • the light emitting layer may be either a single layer or a plurality of layers, and the organic light emitting dopant material and the host material may be used alone or in combination.
  • the light emitting layer contains a light emitting material and a host material
  • the phosphorescent dopant when a phosphorescent dopant is used as the luminescent dopant material, the phosphorescent dopant includes an organometallic complex containing at least one metal selected from ruthenium, rhodium, palladium, silver, rhenium, osmium, iridium, platinum and gold. What to do is good. Specifically, iridium complexes described in J. Am. Chem. Soc. 2001, 123,4304 and JP-T-2013-53051 are preferably used, but are not limited thereto.
  • Only one kind of phosphorescent light emitting dopant material may be contained in the light emitting layer, or two or more kinds may be contained.
  • the content of the phosphorescent dopant material is preferably 0.1 to 30 wt%, more preferably 1 to 20 wt% with respect to the host material.
  • the phosphorescent dopant material is not particularly limited, but specific examples include the following.
  • the fluorescent dopant is not particularly limited.
  • benzoxazole derivatives benzothiazole derivatives, benzimidazole derivatives, styrylbenzene derivatives, polyphenyl derivatives, diphenylbutadiene derivatives, tetra Phenylbutadiene derivatives, naphthalimide derivatives, coumarin derivatives, condensed aromatic compounds, perinone derivatives, oxadiazole derivatives, oxazine derivatives, aldazine derivatives, pyralidine derivatives, cyclopentadiene derivatives, bisstyrylanthracene derivatives, quinacridone derivatives, pyrrolopyridine derivatives, thiols Asiazolopyridine derivatives, styrylamine derivatives, diketopyrrolopyrrole derivatives, aromatic dimethylidine compounds, 8-quinolinol Metal complexes, rare earth
  • Preferred examples include condensed aromatic derivatives, styryl derivatives, diketopyrrolopyrrole derivatives, oxazine derivatives, pyromethene metal complexes, transition metal complexes, or lanthanoid complexes, more preferably naphthalene, pyrene, chrysene, triphenylene, benzo [c] phenanthrene.
  • the content of the fluorescent light-emitting dopant material is preferably 0.1 to 20%, more preferably 1 to 10% with respect to the host material.
  • the thermally activated delayed fluorescence emission dopant is not particularly limited, but may be a metal complex such as a tin complex or a copper complex, or described in WO2011 / 070963 And indolocarbazole derivatives, cyanobenzene derivatives and carbazole derivatives described in Nature 2012, 492, p234.
  • thermally activated delayed fluorescent light-emitting dopant material Only one kind of thermally activated delayed fluorescent light-emitting dopant material may be contained in the light emitting layer, or two or more kinds thereof may be contained. Further, the thermally activated delayed fluorescent dopant may be used in combination with a phosphorescent dopant or a fluorescent dopant.
  • the content of the thermally activated delayed fluorescent light-emitting dopant material is preferably 0.1 to 50%, more preferably 1 to 30% with respect to the host material.
  • the host material is not particularly limited, but a compound having a condensed aromatic hydrocarbon ring such as naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, chrysene, naphthacene, triphenylene, perylene, fluoranthene, fluorene, or indene, or a derivative thereof, N, N ′ -Dinaphthyl-N, N'-diphenyl-1,1'-diamine and other aromatic amine derivatives, tris (8-quinolinato) aluminum (III) and other metal complexes, dibenzofuran derivatives, dibenzothiophene derivatives, carbazole derivatives, indolo A carbazole derivative, a triazine derivative, or the like can be used.
  • a condensed aromatic hydrocarbon ring such as naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, chrysene, naphthacen
  • the injection layer is a layer provided between the electrode and the organic layer for lowering the driving voltage and improving the luminance of light emission, and includes a hole injection layer and an electron injection layer, And between the cathode and the light emitting layer or the electron transport layer.
  • the injection layer can be provided as necessary.
  • the electron blocking layer has the function of a hole transport layer in a broad sense. By blocking electrons while transporting holes, the probability of recombination of electrons and holes in the light emitting layer can be improved. .
  • the material for the electron blocking layer a known electron blocking layer material can be used, and the material for the hole transport layer described later can be used as necessary.
  • the thickness of the electron blocking layer is preferably 3 to 100 nm, more preferably 5 to 30 nm.
  • the hole transport layer is made of a hole transport material having a function of transporting holes, and the hole transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
  • the hole transport material has any of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be either organic or inorganic.
  • any known compound can be selected and used.
  • Examples of such hole transport materials include porphyrin derivatives, arylamine derivatives, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives.
  • Porphyrin derivatives, arylamine derivatives, and styryl It is preferable to use an amine derivative, and it is more preferable to use an arylamine compound.
  • the electron transport layer may be a single layer or two or more layers. When two or more layers are provided, the layer from the light emitting layer is referred to as a first electron transport layer, and the layer far from the light emitting layer is referred to as a second electron transport layer. A third electron transport layer may be provided between the first electron transport layer and the second electron transport layer.
  • the layer contains the compound represented by the general formula (1) and an electron donor.
  • the compound represented by the general formula (1) and the electron donor are included in any of the electron transport layers.
  • the first electron transport layer contains a compound represented by the general formula (1)
  • the second electron transport layer contains a compound represented by the general formula (1) and an electron donor. In this case, the first electron transport layer does not contain an electron donor.
  • the first electron transport layer may be formed using a known electron transport material, may be formed using only the compound represented by the general formula (1), or may be formed using a known electron transport material. May be used in combination.
  • the first electron transport layer preferably contains 50 wt% or more of the compound represented by the general formula (1).
  • Known electron transport materials include polycyclic aromatic derivatives such as naphthalene, anthracene, phenanthroline, triphenylene, tris (8-quinolinolato) aluminum (III) derivatives, phosphine oxide derivatives, nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyrans.
  • Dioxide derivatives carbodiimides, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane and anthrone derivatives, bipyridine derivatives, quinoline derivatives, oxadiazole derivatives, benzimidazole derivatives, benzothiazole derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, etc. .
  • the second electron transport layer contains a compound represented by the general formula (1) and an electron donor.
  • the content of the electron donor is preferably 5 to 95% (wt) in the second electron transport layer, and more preferably 25 to 75%.
  • the content of the compound represented by the general formula (1) is preferably 5 to 90%, and more preferably 25 to 70%.
  • the second electron transport layer can also contain other electron transport materials.
  • the compound represented by the general formula (1) and the electron donor may be vapor-deposited from different vapor deposition sources, or may be premixed before vapor deposition to form a premixed mixture from one vapor deposition source represented by the general formula (1).
  • the compound to be formed and the electron donor can also be deposited simultaneously.
  • a known method such as pulverization and mixing can be adopted, but it is preferable to mix as much as possible.
  • Example 1 Each thin film was laminated at a vacuum degree of 4.0 ⁇ 10 ⁇ 5 Pa by a vacuum evaporation method on a glass substrate on which an anode made of ITO having a thickness of 110 nm was formed.
  • HAT-CN was formed as a hole injection layer with a thickness of 25 nm on ITO, and then NPD was formed as a hole transport layer with a thickness of 30 nm.
  • HT-1 was formed to a thickness of 10 nm as an electron blocking layer.
  • Compound 6 as the first host, H1 as the second host, and Ir (ppy) 3 as the light emitting dopant were co-deposited from different evaporation sources to form a light emitting layer with a thickness of 40 nm.
  • the co-evaporation was performed under the deposition conditions in which the concentration of Ir (ppy) 3 was 10 wt% and the weight ratio of the first host to the second host was 40:60.
  • Compound 6 was formed to a thickness of 5 nm as a first electron transport layer.
  • Compound 6 and Liq were co-deposited from different deposition sources to form a second electron transport layer with a thickness of 15 nm.
  • the co-evaporation was performed under the vapor deposition conditions in which the weight ratio of Compound 6 and Liq was 50:50.
  • Liq was formed to a thickness of 1 nm as an electron injection layer.
  • Al was formed to a thickness of 70 nm as a cathode, and an organic EL device was produced.
  • Example 1 an organic EL device was used under the same conditions as in Example 1 except that any one of Compounds 12, 16, 18, 23, 28, and 36 was used instead of Compound 6 forming the second electron transport layer. was made.
  • Example 8 In Example 1, except that Compound 47 was used in place of Compound 6 forming the second electron transport layer, and co-evaporation was performed under the deposition conditions where the weight ratio of Compound 47 and Liq was 30:70, Example 1 An organic EL device was produced under the same conditions.
  • Example 9 In Example 1, except that Compound 55 was used in place of Compound 6 that forms the second electron transport layer, and co-evaporation was performed under the deposition conditions where the weight ratio of Compound 55 and Liq was 70:30, Example 1 An organic EL device was fabricated under the same conditions.
  • Example 10-12 an organic EL device was produced under the same conditions as in Example 1 except that Compound 10, 11, or 16 was used instead of Compound 6 as the first electron transport layer.
  • Example 13 Compound 17 (0.50 g) and Liq (0.50 g) were weighed out and mixed while being ground in a mortar to prepare Premix E1. Each thin film was laminated at a vacuum degree of 4.0 ⁇ 10 ⁇ 5 Pa by a vacuum evaporation method on a glass substrate on which an anode made of ITO having a thickness of 110 nm was formed. First, HAT-CN was formed as a hole injection layer with a thickness of 25 nm on ITO, and then NPD was formed as a hole transport layer with a thickness of 30 nm. Next, HT-1 was formed to a thickness of 10 nm as an electron blocking layer.
  • Compound 6 as the first host, H1 as the second host, and Ir (ppy) 3 as the light emitting dopant were co-deposited from different evaporation sources to form a light emitting layer with a thickness of 40 nm.
  • the co-evaporation was performed under the deposition conditions in which the concentration of Ir (ppy) 3 was 10 wt% and the weight ratio of the first host to the second host was 40:60.
  • the compound 6 was formed to a thickness of 5 nm as a first electron transport layer.
  • a premix E1 was formed to a thickness of 15 nm as a second electron transport layer, and Liq was formed to a thickness of 1 nm as an electron injection layer.
  • Al was formed to a thickness of 70 nm as a cathode, and an organic EL device was produced.
  • Example 1 an organic EL device was produced under the same conditions as in Example 1 except that ET-1 was used instead of Compound 6 forming the second electron transport layer.
  • Compound 6 as the first host, H1 as the second host, and Ir (ppy) 3 as the light emitting dopant were co-deposited from different evaporation sources to form a light emitting layer with a thickness of 40 nm.
  • the co-evaporation was performed under the deposition conditions in which the concentration of Ir (ppy) 3 was 5 wt% and the weight ratio of the first host to the second host was 40:60.
  • Compound 6 was formed to a thickness of 20 nm as an electron transport layer. Furthermore, Liq was formed to a thickness of 1 nm as an electron injection layer. Finally, on the electron injection layer, Al was formed to a thickness of 70 nm as a cathode, and an organic EL device was produced.
  • Table 1 shows compounds that form the first electron transport layer, compounds that form the second electron transport layer, and electron donors. % Is wt%.
  • Table 2 shows the luminance, driving voltage, light emission efficiency, and lifetime characteristics of the produced organic EL device.
  • luminance, driving voltage, and luminous efficiency are values at a driving current of 10 mA / cm 2 , and are initial characteristics.
  • LT95 is the time required for the luminance to decay to 95% of the initial luminance when the drive current is 20 mA / cm 2 .
  • the organic EL element of the present invention has a low driving voltage, a high luminous efficiency and a long lifetime, and can be used for a portable device display, an organic EL display such as a TV, and an organic EL illumination.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Other In-Based Heterocyclic Compounds (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)
  • Indole Compounds (AREA)

Abstract

低駆動電圧で、高発光効率、長寿命な有機電界発光素子（有機EL素子）を提供する。　対向する陽極と陰極の間に１つ以上の発光層と電子輸送層を含む有機EL素子において、少なくとも１つの電子輸送層が、下記一般式（１）で表されるインドロカルバゾール化合物と電子供与体を含有する有機EL素子。　ここで、環Aは式（1a）で表される芳香族炭化水素環であり、環Bは式（1b）で表される複素環であり、Lは単結合又は芳香族炭化水素基であり、XはN又はC-Ar1であり、少なくとも１つのXはNであり、Y及びAr1は水素、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基である。

Description

有機電界発光素子
　本発明は有機電界素子（有機EL素子という）に関するものである。
　有機EL素子に電圧を印加することで、陽極から正孔が、陰極からは電子がそれぞれ発光層に注入される。そして発光層において、注入された正孔と電子が再結合し、励起子が生成される。この際、電子スピンの統計則により、一重項励起子及び三重項励起子が１：３の割合で生成する。一重項励起子による発光を用いる蛍光発光型の有機EL素子は、内部量子効率は２５％が限界であるといわれている。一方で三重項励起子による発光を用いる燐光発光型の有機EL素子は、一重項励起子から項間交差が効率的に行われた場合には、内部量子効率が１００％まで高められることが知られている。
　しかしながら、燐光発光型の有機EL素子に関しては、長寿命化が技術的な課題となっている。
　最近では、遅延蛍光を利用した高効率の有機EL素子の開発がなされている。例えば特許文献１には、遅延蛍光のメカニズムの一つであるTTF（Triplet-Triplet Fusion）機構を利用した有機EL素子が開示されている。TTF機構は２つの三重項励起子の衝突によって一重項励起子が生成する現象を利用するものであり、理論上内部量子効率を４０％まで高められると考えられている。しかしながら、燐光発光型の有機EL素子と比較すると効率が低いため、更なる効率の改良が求められている。
　特許文献２では、TADF（Thermally Activated Delayed Fluorescence）機構を利用した有機EL素子が開示されている。TADF機構は一重項準位と三重項準位のエネルギー差が小さい材料において三重項励起子から一重項励起子への逆項間交差が生じる現象を利用するものであり、理論上内部量子効率を１００％まで高められると考えられている。しかしながら燐光発光型の素子と同様に寿命特性の更なる改善が求められている。
WO2010/134350号 WO2011/070963号 WO2009/0116377号 WO2011/0099374号 WO2013/0175746号 WO2013/0175747号
　特許文献３では、インドロカルバゾール化合物について電子輸送層としての使用を開示している。特許文献４では、インドロカルバゾール化合物について電子輸送層及び正孔阻止層としての使用を開示している。特許文献５及び６では、アジン化合物について電子輸送層としての使用を開示している。
　しかしながら、いずれも十分なものとは言えず、更なる改良が望まれている。
　有機EL素子をフラットパネルディスプレイ等の表示素子、または光源に応用するためには素子の発光効率を改善すると同時に駆動時の安定性を十分に確保する必要がある。本発明は、上記現状を鑑み、低駆動電圧でありながら高効率かつ高い駆動安定性を有した実用上有用な有機EL素子を提供することを目的とする。
　本発明は、対向する陽極と陰極の間に、１つ以上の発光層と１つ以上の電子輸送層を含む有機電界発光素子において少なくとも１つの電子輸送層が、下記一般式（１）で表される化合物と電子供与体を含有することを特徴とする有機EL素子である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
  
　ここで、環Aは式（1a）で表される芳香族炭化水素環であり、環Bは式（1b）で表される複素環であり、環A及び環Bはそれぞれ隣接する環と任意の位置で縮合する。
Lは、単結合、又は炭素数６～１２の芳香族炭化水素基を表す。
Xは、N又はC-Ar1を表し、少なくとも１つのXはNを表す。
Y及びAr1は、各々独立に、水素、置換又は未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、置換又は未置換の炭素数３～１８の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が２～５連結してなる連結芳香族基である。
R1は、独立に炭素数１～１０の脂肪族炭化水素基、置換又は未置換の炭素数６～１０の芳香族炭化水素基又は置換又は未置換の炭素数３～１２の芳香族複素環基である。a、b、cは、各々独立して０～３の整数を表す。
Zは、N-Ar2、C(R2)2、O、又はSである。
Ar2は、置換又は未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、置換又は未置換の炭素数３～１８の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が２～５連結してなる連結芳香族基である。
R2は、独立に水素、炭素数１～１０の脂肪族炭化水素基、置換又は未置換の炭素数６～１０の芳香族炭化水素基又は置換又は未置換の炭素数３～１２の芳香族複素環基である。
　式(1b)の好ましい様態として式(1d)があり、Lの好ましい様態として単結合がある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
  
（ここで、Ar1は、一般式（１）と同意である。）
　電子輸送層が、発光層に隣接する第１電子輸送層と第２電子輸送層の２層からなり、第１電子輸送層が一般式（１）で表される化合物を含有し、第２電子輸送層が一般式（１）で表される化合物と電子供与体を含有することが好ましい。
　上記電子供与体としては、アルカリ金属化合物またはアルカリ金属錯体が好ましく、より好ましくはリチウムキノリラート（Liq）である。
　電子輸送層が、一般式（１）で表される化合物と電子供与体の予備混合物を蒸着させて得られること、又は発光層がホスト材料と発光材料を含み、ホスト材料として一般式（１）で表される化合物を含有することが好ましい。
　本発明の有機EL素子は、電子輸送層に特定の電子輸送材料と電子供与体を含有するため、低駆動電圧で高発光効率、且つ長寿命な有機EL素子となることができる。
有機EL素子の一例を示した模式断面図である。
　本発明の有機EL素子は、対向する陽極と陰極の間に、１つ以上の発光層と１つ以上の電子輸送層を含む有機EL素子において少なくとも１つの電子輸送層が、上記一般式（１）で表される化合物と電子供与体を含有する。
　以下、一般式（１）について説明する。
　環Aは、式（1a）で表される芳香族炭化水素環を表す。また、環Bは、式（1b）で表される複素環であり、環A及び環Bはそれぞれ隣接する環と任意の位置で縮合する。
　Lは、単結合、又は2価の炭素数６～１２の芳香族炭化水素基を表す。好ましくは単結合、又はフェニレン基であり、より好ましくは単結合である。
　上記炭素数６～１２の芳香族炭化水素基の具体例としては、フェニレン基、ビフェニレン基、及びナフチレン基が挙げられる。
　Xは、N又はC-Ar1を表し、少なくとも１つのXはNである。
　Y及びAr1は、各々独立に、水素、置換又は未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、置換又は未置換の炭素数３～１８の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が２～５連結してなる連結芳香族基であり、好ましくは水素、置換又は未置換の炭素数６～１２の芳香族炭化水素基、置換又は未置換の炭素数３～１２の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が２～３連結してなる連結芳香族基であり、より好ましくは水素又は置換又は未置換の炭素数６～１２の芳香族炭化水素基である。
　上記炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、炭素数３～１８の芳香族複素環基、又はこれらの連結芳香族基が未置換の場合の具体例としては、ベンゼン、ナフタレン、フェナンスレン、アントラセン、トリフェニレン、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、チオフェン、イソチアゾール、チアゾール、ピリダジン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、ピラジン、フラン、イソキサゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、キナゾリン、チアジアゾール、ベンゾトリアジン、フタラジン、テトラゾール、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾイソチアゾール、ベンゾチアジアゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾセレノフェン、カルバゾール又はこれらの芳香族環が単結合で２～５個連結した連結芳香族化合物から生じる芳香族基が挙げられる。好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、キノリン、キナゾリン、又はこれらが２～５個連結した連結芳香族化合物から１個のHをとって生じる芳香族基が挙げられる。より好ましくは、ベンゼン、ナフタレン又はこれらが２～３個連結した連結芳香族化合物から生じる芳香族基が挙げられる。
　ここで、本明細書でいう連結芳香族基は、上記炭素数の芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基が有する芳香族環を直接結合で複数個連結してなる芳香族基をいい、複数の芳香族環は同一であっても異なってもよい。
　連結芳香族化合物は、Ar11-Ar12-Ar13のような直鎖型であってもよいし、Ar11-Ar12（Ar13）のような分岐型であってもよく、Ar11～Ar13は同一であってもよく、異なってもよい。なお、Ar13はなくともよく、更にAr14、Ar15を含んでいてもよい。連結芳香族化合物から生じる芳香族基の結合手は、末端のAr11又はAr13から生じてもよく、中間のAr12から生じてもよい。ここで、Ar11～Ar15は、芳香族基又は芳香族環である。
　これら芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、又は連結芳香族基は、それぞれ置換基を有してもよい。置換基を有する場合の好ましい置換基は、シアノ基、炭素数１～１０の脂肪族炭化水素基である。なお、置換基の数は０～５、好ましくは０～２がよい。芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、及び連結芳香族基が置換基を有する場合の炭素数の計算には、置換基の炭素数を含まない。しかし、置換基の炭素数を含んだ合計の炭素数が上記範囲を満足することが好ましい。
　上記置換基の具体例としては、シアノ、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、へキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシルが挙げられる。好ましくは、シアノ基又はC1～C6のアルキル基である。
　R1は、独立に炭素数１～１０の脂肪族炭化水素基、置換又は未置換の炭素数６～１０の芳香族炭化水素基又は置換又は未置換の炭素数３～１２の芳香族複素環基である。好ましくは炭素数１～６の脂肪族炭化水素基、置換又は未置換の炭素数６～８の芳香族炭化水素基又は置換又は未置換の炭素数３～９の芳香族複素環基である。より好ましくはフェニル基である。
　上記炭素数１～１０の脂肪族炭化水素基の具体例としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、へキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル等が挙げられる。好ましくは、C1～C6のアルキル基である。
　上記炭素数６～１０の芳香族炭化水素基又は炭素数３～１２の芳香族複素環基が未置換である場合の具体例としては、ベンゼン、ナフタレン、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、チオフェン、イソチアゾール、チアゾール、ピリダジン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、ピラジン、フラン、イソキサゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、キナゾリン、ベンゾトリアジン、フタラジン、テトラゾール、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾイソチアゾール、ベンゾチアジアゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾセレノフェン、又はカルバゾールからHをとって生じる芳香族基が挙げられる。好ましくは、ベンゼン、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、チオフェン、イソチアゾール、チアゾール、ピリダジン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、ピラジン、フラン、イソキサゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、キナゾリン、オキサジアゾール、ベンゾトリアジン、フタラジン、テトラゾール、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾイソチアゾール、又はベンゾチアジアゾールからHをとって生じる芳香族基が挙げられる。より好ましくは、ベンゼンからHをとって生じる芳香族基が挙げられる。
　これら芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基は、それぞれ置換基を有してもよい。置換基を有する場合の好ましい置換基は、Ar1で説明した置換基と同様である。
　a、b、cは、各々独立して０～３の整数を表し、好ましくは０～２の整数を表す。より好ましくは０又は１の整数である。
　Zは、N-Ar2、C(R2)2、O、又はSを表す。好ましくはN-Ar2であり、この場合は、式（1d）で表される。ここで、Ar2は、水素であることはない他はAr1で説明したものと同様である。R2は、水素である場合を含む他はR1で説明したものと同様である。
　以下に一般式（１）で表される化合物の具体的な例を示すが、これら例示化合物に限定されるものではない。
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
  
　電子供与体は、電子注入障壁の改善により陰極又は電子注入層からの電子輸送層への電子注入を容易にする化合物として知られている化合物を使用することができる。好ましくは、電子輸送材料に混合して用いられるドナー性化合物である。電子供与体の好ましい例としては、アルカリ金属、アルカリ金属を含有する無機塩、アルカリ金属と有機物との錯体、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属を含有する無機塩またはアルカリ土類金属と有機物との錯体等が挙げられる。好ましくはアルカリ金属を含有する無機塩、アルカリ金属と有機物との錯体であり、より好ましくはLiqである。
　上記アルカリ金属、アルカリ土類金属の好ましい種類としては、低仕事関数で電子輸送能向上の効果が大きいリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムといったアルカリ金属や、マグネシウム、カルシウム、セリウム、バリウムといったアルカリ土類金属が挙げられる。
　また、真空中での蒸着が容易で取り扱いに優れることから、金属単体よりも無機塩、あるいは有機物との錯体の状態であることが好ましい。更に、大気中での取扱を容易にし、添加濃度の制御のし易さの点で、有機物との錯体の状態にあることがより好ましい。
　無機塩の具体例としては、LiO、Li2O等の酸化物、LiF、NaF、KF等のフッ化物、Li2CO3、Na2CO3、K2CO3、Rb2CO3、Cs2CO3等の炭酸塩が挙げられる。また、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の好ましい例としては、大きな低電圧駆動効果が得られるという観点ではリチウム、セシウムが挙げられる。有機物との錯体における有機物の具体例としては、キノリノール、ベンゾキノリノール、ピリジルフェノール、フラボノール、ヒドロキシイミダゾピリジン、ヒドロキシベンズアゾール、ヒドロキシトリアゾール等が挙げられる。中でも、より発光素子の低電圧化の効果が大きいという観点ではアルカリ金属と有機物との錯体が好ましく、さらに合成のしやすさ、熱安定性という観点からリチウムと有機物との錯体がより好ましい。例えば、Liqである。
　前記一般式（１）で表される化合物と前記電子供与体を電子輸送層材料として使用することで優れた有機EL素子を提供することができる。
　電子輸送層は、１層のみ形成して使用することもできるが、発光層に隣接する第１電子輸送層とこれに隣接する第２電子輸送層の２層を形成して使用することが好ましい。電子輸送層を２層形成する場合、発光層に隣接する第１電子輸送層は前記一般式（１）で表される化合物を含有し、第２電子輸送層は前記一般式（１）で表される化合物と前記電子供与体を含有することが好ましい。この場合、第１電子輸送層は正孔阻止層としても機能することができる。
　前記一般式（１）で表される化合物と電子供与体は、個々に異なる蒸着源から蒸着して使用することもできるが、蒸着前に予備混合して予備混合物とし、その予備混合物を１つの蒸着源から同時に蒸着して電子輸送層を形成することが好ましい。
　次に、本発明の有機EL素子の構造について、図面を参照しながら説明するが、本発明の有機EL素子の構造はこれに限定されない。
　図１は本発明に用いられる一般的な有機EL素子の構造例を示す断面図であり、１は基板、２は陽極、３は正孔注入層、４は正孔輸送層、５は発光層、６は第１電子輸送層、７は第２電子輸送層、８は陰極を表す。本発明の有機EL素子は発光層と正孔輸送層の間に電子阻止層を有しても良い。本発明の有機EL素子では、陰極、発光層、電子輸送層、そして陰極を必須の層として有するが、必須の層以外に正孔注入輸送層、電子注入層を有することが良く、更に正孔注入輸送層と発光層の間に電子阻止層を有することが良い。なお、正孔注入輸送層は、正孔注入層と正孔輸送層のいずれか、または両者を意味する。
　図１とは逆の構造、すなわち基板１上に陰極８、第２電子輸送層７、第１電子輸送層６、発光層５、正孔輸送層４、正孔注入層３、陽極２の順に積層することも可能であり、この場合も必要により層を追加、省略することが可能である。
―基板―
　本発明の有機ＥＬ素子は、基板に支持されていることが好ましい。この基板については特に制限はなく、従来から有機ＥＬ素子に用いられているものであれば良く、例えばガラス、透明プラスチック、石英等からなるものを用いることができる。
―陽極―
　有機ＥＬ素子における陽極材料としては、仕事関数の大きい（４eV以上）金属、合金、電気伝導性化合物又はこれらの混合物からなる材料が好ましく用いられる。このような電極材料の具体例としてはAu等の金属、CuI、インジウムチンオキシド（ITO）、SnO2、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In2O3-ZnO)等の非晶質で、透明導電膜を作成可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極材料を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成しても良く、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合（１００μm以上程度）は、上記電極材料の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。あるいは有機導電性化合物のような塗布可能な物質を用いる場合には印刷方式、コーティング方式等の湿式成膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。膜厚は材料にもよるが、通常１０～１０００nm、好ましくは１０～２００nmの範囲で選ばれる。
―陰極―
　一方、陰極材料としては仕事関数の小さい（４eV以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物又はこれらの混合物からなる材料が用いられる。このような電極材料の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム―カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えばマグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極はこれらの陰極材料を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０nm～５μm、好ましくは５０～２００nmの範囲で選ばれる。なお、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極又は陰極のいずれか一方が透明又は半透明であれば発光輝度は向上し、好都合である。
　また、陰極に上記金属を１～２０nmの膜厚で形成した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に形成することで、透明又は半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
―発光層―
　発光層は陽極及び陰極のそれぞれから注入された正孔及び電子が再結合することにより励起子が生成した後、発光する層であり、発光層には発光材料、好ましくは有機発光性ドーパント材料とホスト材料を含む。発光層は１層、複数層のどちらでも良く、有機発光性ドーパント材料とホスト材料はそれぞれ１種類であっても、複数種類を組み合わせて使用しても良い。
　発光層が発光材料とホスト材料を含む場合は、ホスト材料として、前記一般式（１）で表される化合物を使用することがより好ましい。
　発光性ドーパント材料として燐光発光ドーパントを使用する場合、燐光発光ドーパントとしては、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金及び金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を含有するものがよい。具体的には、J.Am.Chem.Soc.2001,123,4304や特表2013-53051号公報に記載されているイリジウム錯体が好適に用いられるが、これらに限定されない。
　燐光発光ドーパント材料は、発光層中に１種類のみが含有されても良いし、２種類以上を含有しても良い。燐光発光ドーパント材料の含有量はホスト材料に対して０．１～３０wt％であることが好ましく、１～２０wt％であることがより好ましい。
　燐光発光ドーパント材料は、特に限定されるものではないが、具体的には以下のような例が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
  
　発光性ドーパント材料として、蛍光発光ドーパントを使用する場合、蛍光発光ドーパントとしては、特に限定されないが例えばベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリフェニル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ナフタルイミド誘導体、クマリン誘導体、縮合芳香族化合物、ペリノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、オキサジン誘導体、アルダジン誘導体、ピラリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピリジン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、スチリルアミン誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、芳香族ジメチリジン化合物、８－キノリノール誘導体の金属錯体やピロメテン誘導体の金属錯体、希土類錯体、遷移金属錯体に代表される各種金属錯体等、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン誘導体等が挙げられる。好ましくは縮合芳香族誘導体、スチリル誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、オキサジン誘導体、ピロメテン金属錯体、遷移金属錯体、又はランタノイド錯体が挙げられ、より好ましくはナフタレン、ピレン、クリセン、トリフェニレン、ベンゾ[ｃ]フェナントレン、ベンゾ[a]アントラセン、ペンタセン、ペリレン、フルオランテン、アセナフソフルオランテン、ジベンゾ[a,j]アントラセン、ジベンゾ[a,h]アントラセン、ベンゾ[a]ナフタレン、ヘキサセン、ナフト[2,1-f]イソキノリン、α‐ナフタフェナントリジン、フェナントロオキサゾール、キノリノ[6,5-f]キノリン、ベンゾチオファントレン等が挙げられる。これらは置換基としてアルキル基、アリール基、芳香族複素環基、又はジアリールアミノ基を有しても良い。
　蛍光発光ドーパント材料は、発光層中に１種類のみが含有されても良いし、２種類以上を含有しても良い。蛍光発光ドーパント材料の含有量は、ホスト材料に対して０．１～２０％であることが好ましく、１～１０％であることがより好ましい。
　発光性ドーパント材料として、熱活性化遅延蛍光発光ドーパントを使用する場合、熱活性化遅延蛍光発光ドーパントとしては、特に限定されないがスズ錯体や銅錯体等の金属錯体や、WO2011/070963号に記載のインドロカルバゾール誘導体、Nature 2012,492,p234に記載のシアノベンゼン誘導体、カルバゾール誘導体等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
  
　熱活性化遅延蛍光発光ドーパント材料は、発光層中に１種類のみが含有されてもよいし、２種類以上を含有してもよい。また、熱活性化遅延蛍光発光ドーパントは燐光発光ドーパントや蛍光発光ドーパントと混合して用いてもよい。熱活性化遅延蛍光発光ドーパント材料の含有量は、ホスト材料に対して０．１～５０％であることが好ましく、１～３０％であることがより好ましい。
　ホスト材料は、１種類のみを使用しても良いし、複数種類を組み合わせて使用しても良い。ホスト材料としては、特に限定されないが、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、トリフェニレン、ペリレン、フルオランテン、フルオレン、インデン等の縮合芳香族炭化水素環を有する化合物やその誘導体、N,N’-ジナフチル-N,N’-ジフェニル-1,1’-ジアミン等の芳香族アミン誘導体、トリス（８－キノリナート）アルミニウム（III)等の金属錯体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、トリアジン誘導体等が使用できる。ホスト材料を１種類のみ使用する場合、及び複数種使用する場合、少なくとも１種類はインドロカルバゾール誘導体を使用することが好ましく、一般式（１）で表される化合物を使用することがより好ましい。
－注入層－
  注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、正孔注入層と電子注入層があり、陽極と発光層又は正孔輸送層の間、及び陰極と発光層又は電子輸送層との間に存在させてもよい。注入層は必要に応じて設けることができる。
－電子阻止層－
　電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで発光層中での電子と正孔が再結合する確率を向上させることができる。
  電子阻止層の材料としては、公知の電子阻止層材料を用いることができ、また後述する正孔輸送層の材料を必要に応じて用いることができる。電子阻止層の膜厚は好ましくは３～１００ｎｍであり、より好ましくは５～３０ｎｍである。
－正孔輸送層－
  正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、正孔輸送層は単層又は複数層設けることができる。
　正孔輸送材料としては、正孔の注入又は輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。正孔輸送層には従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。かかる正孔輸送材料としては例えば、ポルフィリン誘導体、アリールアミン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられるが、ポルフィリン誘導体、アリールアミン誘導体及びスチリルアミン誘導体を用いることが好ましく、アリールアミン化合物を用いることがより好ましい。
－電子輸送層－
　電子輸送層は１層であっても、２層以上設けてもよい。２層以上設ける場合は、発光層よりの層を第１電子輸送層、発光層から遠い層を第2電子輸送層という。第１電子輸送層と第2電子輸送層の間に、第三の電子輸送層を設けてもよい。
　電子輸送層が１層である場合は、その層に前記一般式（１）で表される化合物と電子供与体を含む。
　電子輸送層が２層以上からなる場合は、いずれかの電子輸送層に一般式（１）で表される化合物と電子供与体を含む。好ましくは、第１電子輸送層に一般式（１）で表される化合物を含み、第2電子輸送層に一般式（１）で表される化合物と電子供与体を含む。この場合、第１電子輸送層には電子供与体を含まない。
　第１電子輸送層と第2電子輸送層を有する場合について説明する。
　第１電子輸送層は、公知の電子輸送材料を使用して形成してもよいし、一般式（１）で表される化合物のみを使用して形成してもよいし、公知の電子輸送材料を併用して形成してもよい。しかし、第１電子輸送層は、一般式（１）で表される化合物を５０ｗｔ％以上含むことが好ましい。
　公知の電子輸送材料としては、ナフタレン、アントラセン、フェナントロリン、トリフェニレン等の多環芳香族誘導体、トリス（８－キノリノラート）アルミニウム（III）誘導体、ホスフィンオキサイド誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、ビピリジン誘導体、キノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体等が挙げられる。
　第２電子輸送層は一般式（１）で表される化合物と電子供与体を含む。
　電子供与体の含有量は、第２電子輸送層中に５～９５％（ｗｔ）であることが好ましく、２５～７５％であることがより好ましい。一般式（１）で表される化合物の含有量は、５～９０％が好ましく、２５～７０％であることがより好ましい。第２電子輸送層中にはその他の電子輸送材料を含有することもできる。
　一般式（１）で表される化合物と電子供与体は、それぞれ異なる蒸着源から蒸着するか、蒸着前に予備混合して予備混合物とすることで１つの蒸着源から一般式（１）で表される化合物と電子供与体を同時に蒸着することもできる。予備混合方法としては、粉砕混合等公知の方法が採用できるが、可及的に十分に混合することが好ましい。
　以下、本発明の実施例によって更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、その要旨を超えない限りにおいて、種々の形態で実施することが可能である。
実施例１
　膜厚110nmのITOからなる陽極が形成されたガラス基板上に、各薄膜を真空蒸着法にて、真空度4.0×10-5Paで積層した。まず、ITO上に正孔注入層としてHAT-CNを25nmの厚さに形成し、次に正孔輸送層としてNPDを30nmの厚さに形成した。次に電子阻止層としてHT-1を10nmの厚さに形成した。そして第１ホストとして化合物６を、第２ホストとしてH1を、発光ドーパントとしてIr(ppy)3をそれぞれ異なる蒸着源から共蒸着し、40nmの厚さに発光層を形成した。この時、Ir(ppy)3の濃度が10wt%、第１ホストと第２ホストの重量比が40:60となる蒸着条件で共蒸着した。次に第１電子輸送層として化合物６を5nmの厚さに形成した。そして化合物６とLiqをそれぞれ異なる蒸着源から共蒸着し、15nmの厚さに第２電子輸送層を形成した。この時、化合物６とLiqの重量比が50:50となる蒸着条件で共蒸着した。更に電子注入層としてLiqを1nmの厚さに形成した。最後に、電子注入層上に、陰極としてAlを70nmの厚さに形成し、有機EL素子を作製した。
実施例２～７
　実施例１において、第２電子輸送層を形成する化合物６の代わりに化合物１２、１６、１８、２３、２８、３６のいずれかを使用した以外は、実施例１と同様の条件で有機EL素子を作製した。
実施例８
　実施例１において、第２電子輸送層を形成する化合物６の代わりに化合物４７を使用し、化合物４７とLiqの重量比が30:70となる蒸着条件で共蒸着した以外は、実施例１と同様の条件で有機EL素子を作製した。
実施例９
　実施例１において、第２電子輸送層を形成する化合物６の代わりに化合物５５を使用し、化合物５５とLiqの重量比が70:30となる蒸着条件で共蒸着した以外は、実施例１と同様の条件で有機EL素子を作製した
実施例１０～１２
　実施例１において、第１電子輸送層として化合物６の代わりに化合物１０、１１、又は１６を使用した以外は、実施例１と同様の条件で有機EL素子を作製した。
実施例１３
　化合物１７（0.50g）とLiq（0.50g）を量りとり、乳鉢ですり潰しながら混合することにより予備混合物E1を調整した。
　膜厚110nmのITOからなる陽極が形成されたガラス基板上に、各薄膜を真空蒸着法にて、真空度4.0×10-5Paで積層した。まず、ITO上に正孔注入層としてHAT-CNを25nmの厚さに形成し、次に正孔輸送層としてNPDを30nmの厚さに形成した。次に電子阻止層としてHT-1を10nmの厚さに形成した。そして第１ホストとして化合物６を、第２ホストとしてH1を、発光ドーパントとしてIr(ppy)3をそれぞれ異なる蒸着源から共蒸着し、40nmの厚さに発光層を形成した。この時、Ir(ppy)3の濃度が10wt%、第１ホストと第２ホストの重量比が40:60となる蒸着条件で共蒸着した。次に、第１電子輸送層として化合物６を5nmの厚さに形成した。そして第２電子輸送層として予備混合物E1を15nmの厚さに形成し、更に電子注入層としてLiqを1nmの厚さに形成した。最後に、電子注入層上に、陰極としてAlを70nmの厚さに形成し、有機EL素子を作製した。
比較例１
　実施例１において、第２電子輸送層を形成する化合物６の代わりにET-1を使用した以外は、実施例１と同様の条件で有機EL素子を作製した。
比較例２
　膜厚110nmのITOからなる陽極が形成されたガラス基板上に、各薄膜を真空蒸着法にて、真空度4.0×10-5Paで積層した。まず、ITO上に正孔注入層としてHAT-CNを25nmの厚さに形成し、次に正孔輸送層としてNPDを30nmの厚さに形成した。次に、電子阻止層としてHT-1を10nmの厚さに形成した。そして第１ホストとして化合物６を、第２ホストとしてH1を、発光ドーパントとしてIr(ppy)3をそれぞれ異なる蒸着源から共蒸着し、40nmの厚さに発光層を形成した。この時、Ir(ppy)3の濃度が5wt%、第１ホストと第２ホストの重量比が40:60となる蒸着条件で共蒸着した。次に、電子輸送層として化合物６を20nmの厚さに形成した。更に、電子注入層としてLiqを1nmの厚さに形成した。最後に、電子注入層上に、陰極としてAlを70nmの厚さに形成し、有機EL素子を作製した。
　実施例で使用した化合物を次に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
  
　第１電子輸送層を形成する化合物、第２電子輸送層を形成する化合物と電子供与体を表１に示す。％はｗｔ％である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
  
　実施例１～１３及び比較例１、２で作製された有機EL素子は、これに外部電源を接続して、電圧を印加してところ、いずれも極大波長535nmの発光スペクトルが観測され、Ir(ppy)3からの発光が得られていることがわかった。
　作製した有機EL素子の輝度、駆動電圧、発光効率、寿命特性を表２に示す。表中で輝度、駆動電圧、発光効率は駆動電流10mA/cm2時の値であり、初期特性である。表中でLT95は、駆動電流20mA/cm2時に輝度が初期輝度の95%まで減衰するまでにかかる時間である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
  
　表２から、電子輸送層に一般式（１）で表される化合物と電子供与体を混合して使用すると、発光効率と寿命特性が著しく伸長することが分かる。
　本発明の有機EL素子は、低駆動電圧で高発光効率、且つ長寿命であり、携帯機器ディスプレイに利用できる他、TV等の有機ELディスプレイや有機EL照明にも利用できる可能性がある。
１  基板、２  陽極、３  正孔注入層、４  正孔輸送層、５  発光層、６  第１電子輸送層、７ 第２電子輸送層、８ 陰極

Claims (8)

  1. 　対向する陽極と陰極の間に１つ以上の発光層と１つ以上の電子輸送層を含む有機電界発光素子において、少なくとも１つの電子輸送層が、下記一般式（１）で表される化合物と電子供与体を含有することを特徴とする有機電界発光素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
      （ここで、環Aは式（1a）で表される芳香族炭化水素環であり、環Bは式（1b）で表される複素環であり、環A及び環Bはそれぞれ隣接する環と任意の位置で縮合する。
    Lは、単結合、又は炭素数６～１２の芳香族炭化水素基を表す。
    Xは、N又はC-Ar1を表し、少なくとも１つのXはNを表す。
    Y及びAr1は、各々独立に、水素、置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数３～１８の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が２～５連結してなる連結芳香族基である。
    R1は、独立に炭素数１～１０の脂肪族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数６～１０の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数３～１２の芳香族複素環基である。a、b、及びcは、各々独立して０～３の整数を表す。　　
    Zは、N-Ar2、C(R2)2、O、又はSである。Ar2は、置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数３～１８の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が２～５連結してなる連結芳香族基である。R2は、独立に水素、炭素数１～１０の脂肪族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数６～１０の芳香族炭化水素基又は置換若しくは未置換の炭素数３～１２の芳香族複素環基である。）
  2. 　式(1b)で表される複素環が、式(1d)で表される複素環である請求項１に記載の有機電界発光素子。
     
    （ここで、Ar1は、一般式（１）と同意である。）
  3. 　一般式（１）におけるLが単結合である請求項１に記載の有機電界発光素子。
  4. 　電子輸送層が、発光層に隣接する第１電子輸送層と第２電子輸送層の２層からなり、第１電子輸送層が一般式（１）で表される化合物を含有し、第２電子輸送層が一般式（１）で表される化合物と電子供与体を含有することを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
  5. 　電子供与体が、アルカリ金属化合物またはアルカリ金属錯体であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
  6. 　電子供与体が、リチウムキノリラートである請求項５に記載の有機電界発光素子。
  7. 　電子輸送層が、一般式（１）で表される化合物と電子供与体の予備混合物を蒸着させて得られる電子輸送層であることを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。
  8. 　発光層が、ホスト材料と発光材料を含み、発光材料として一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
     
PCT/JP2017/004980 2016-03-15 2017-02-10 有機電界発光素子 Ceased WO2017159152A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17766160.0A EP3432378A4 (en) 2016-03-15 2017-02-10 ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT
KR1020187027013A KR102760228B1 (ko) 2016-03-15 2017-02-10 유기 전계 발광 소자
CN201780016883.7A CN108780849B (zh) 2016-03-15 2017-02-10 有机电致发光元件
US16/078,231 US11088334B2 (en) 2016-03-15 2017-02-10 Organic electroluminescent element
JP2018505347A JP6763944B2 (ja) 2016-03-15 2017-02-10 有機電界発光素子

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-050402 2016-03-15
JP2016050402 2016-03-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017159152A1 true WO2017159152A1 (ja) 2017-09-21

Family

ID=59850234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/004980 Ceased WO2017159152A1 (ja) 2016-03-15 2017-02-10 有機電界発光素子

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11088334B2 (ja)
EP (1) EP3432378A4 (ja)
JP (1) JP6763944B2 (ja)
KR (1) KR102760228B1 (ja)
CN (1) CN108780849B (ja)
TW (1) TWI699425B (ja)
WO (1) WO2017159152A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019176605A1 (ja) * 2018-03-16 2019-09-19 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 有機電界発光素子
JP2022128419A (ja) * 2021-02-22 2022-09-01 ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ・コリア・リミテッド 有機エレクトロルミネセント化合物、複数のホスト材料及びそれを含む有機エレクトロルミネセントデバイス

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018181188A1 (ja) * 2017-03-31 2018-10-04 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子および電子機器
US11117897B2 (en) 2017-05-01 2021-09-14 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
CN112563426B (zh) * 2019-09-26 2022-08-12 江苏三月科技股份有限公司 有机电致发光器件、其制备方法及包括其的显示装置
US11956980B2 (en) * 2019-12-26 2024-04-09 Lg Display Co., Ltd. Organic light emitting device and display device using the same
KR20220033737A (ko) * 2020-09-10 2022-03-17 엘지디스플레이 주식회사 유기 화합물, 이를 포함하는 유기발광다이오드 및 유기발광장치

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008056746A1 (en) * 2006-11-09 2008-05-15 Nippon Steel Chemical Co., Ltd. Compound for organic electroluminescent device and organic electroluminescent device
WO2009116377A1 (ja) 2008-03-17 2009-09-24 新日鐵化学株式会社 有機電界発光素子
WO2010134350A1 (ja) 2009-05-22 2010-11-25 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2011070963A1 (ja) 2009-12-07 2011-06-16 新日鐵化学株式会社 有機発光材料及び有機発光素子
WO2011099374A1 (ja) 2010-02-12 2011-08-18 新日鐵化学株式会社 有機電界発光素子
JP2012528088A (ja) * 2009-05-29 2012-11-12 メルク パテント ゲーエムベーハー 有機エレクトロルミネセンス素子のための材料
JP2012531383A (ja) * 2009-06-30 2012-12-10 メルク パテント ゲーエムベーハー 有機エレクトロルミネセンス素子のための材料
WO2013175746A1 (ja) 2012-05-22 2013-11-28 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2013175747A1 (ja) 2012-05-22 2013-11-28 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2017025164A1 (de) * 2015-08-11 2017-02-16 Merck Patent Gmbh Materialien für organische elektrolumineszenzvorrichtungen

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102939296B (zh) * 2010-06-15 2016-02-10 默克专利有限公司 金属络合物
WO2015170930A1 (en) * 2014-05-08 2015-11-12 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. An electron transport material and an organic electroluminescence device comprising the same

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008056746A1 (en) * 2006-11-09 2008-05-15 Nippon Steel Chemical Co., Ltd. Compound for organic electroluminescent device and organic electroluminescent device
WO2009116377A1 (ja) 2008-03-17 2009-09-24 新日鐵化学株式会社 有機電界発光素子
WO2010134350A1 (ja) 2009-05-22 2010-11-25 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2012528088A (ja) * 2009-05-29 2012-11-12 メルク パテント ゲーエムベーハー 有機エレクトロルミネセンス素子のための材料
JP2012531383A (ja) * 2009-06-30 2012-12-10 メルク パテント ゲーエムベーハー 有機エレクトロルミネセンス素子のための材料
WO2011070963A1 (ja) 2009-12-07 2011-06-16 新日鐵化学株式会社 有機発光材料及び有機発光素子
WO2011099374A1 (ja) 2010-02-12 2011-08-18 新日鐵化学株式会社 有機電界発光素子
WO2013175746A1 (ja) 2012-05-22 2013-11-28 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2013175747A1 (ja) 2012-05-22 2013-11-28 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2017025164A1 (de) * 2015-08-11 2017-02-16 Merck Patent Gmbh Materialien für organische elektrolumineszenzvorrichtungen

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. AM. CHEM. SOC., vol. 123, 2001, pages 4304
NATURE, vol. 492, 2012, pages 234
See also references of EP3432378A4

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019176605A1 (ja) * 2018-03-16 2019-09-19 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 有機電界発光素子
JPWO2019176605A1 (ja) * 2018-03-16 2021-03-18 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 有機電界発光素子
JP7198804B2 (ja) 2018-03-16 2023-01-11 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 有機電界発光素子
JP2022128419A (ja) * 2021-02-22 2022-09-01 ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ・コリア・リミテッド 有機エレクトロルミネセント化合物、複数のホスト材料及びそれを含む有機エレクトロルミネセントデバイス

Also Published As

Publication number Publication date
CN108780849A (zh) 2018-11-09
EP3432378A4 (en) 2019-11-20
US11088334B2 (en) 2021-08-10
TW201741437A (zh) 2017-12-01
KR20180121922A (ko) 2018-11-09
US20190103562A1 (en) 2019-04-04
EP3432378A1 (en) 2019-01-23
TWI699425B (zh) 2020-07-21
CN108780849B (zh) 2020-10-27
JP6763944B2 (ja) 2020-09-30
KR102760228B1 (ko) 2025-01-24
JPWO2017159152A1 (ja) 2019-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6663427B2 (ja) 有機電界発光素子
KR102628129B1 (ko) 유기 전계 발광 소자용 재료 및 유기 전계 발광 소자
JP6786393B2 (ja) 有機電界発光素子
KR102356995B1 (ko) 유기 전계 발광 소자
KR20230151560A (ko) 유기 전계 발광 소자
KR102760228B1 (ko) 유기 전계 발광 소자
JPWO2018173593A1 (ja) 有機電界発光素子
KR20230129396A (ko) 유기 전계 발광 소자 및 그 제조 방법
CN114521299B (zh) 有机电场发光元件及其制造方法
JP6860504B2 (ja) 有機電界発光素子
KR102823219B1 (ko) 유기 전계 발광 소자
KR20230119115A (ko) 유기 전계 발광 소자
KR20230118558A (ko) 유기 전계 발광 소자
JP7539865B2 (ja) 有機電界発光素子
KR20230088691A (ko) 유기 전계 발광소자용 재료 및 유기 전계 발광소자
KR20260012834A (ko) 유기 전계 발광 소자

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2018505347

Country of ref document: JP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20187027013

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2017766160

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017766160

Country of ref document: EP

Effective date: 20181015

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

Ref document number: 17766160

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1