JPWO2014042163A1 - 新規化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子および電子機器 - Google Patents
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Abstract
Description
一般に有機EL素子は、一対の対向電極と、当該一対の電極間に配置された発光層とで構成されている。有機EL素子の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る。注入された電子と正孔とが発光層において再結合すると励起子が形成され、励起状態から基底状態へ戻る際に、エネルギーを光として放出する。有機EL素子は、このような原理によって発光する。
従来の有機EL素子は、無機発光ダイオードに比べて駆動電圧が高かった。また、特性劣化も著しく実用化には至っていなかった。最近の有機EL素子は徐々に改良されているものの、さらに低電圧化が要求されている。
尚、特許文献1にはベンゾアゾール化合物を含む有機ELデバイスが記載されている。
RXは、それぞれ独立に、
水素原子、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換のヒドロキシル基、
置換もしくは無置換のカルボキシル基、
置換もしくは無置換のスルホニル基、
置換もしくは無置換のボリル基、
置換もしくは無置換のホスフィノ基、
置換もしくは無置換のメルカプト基、
置換もしくは無置換のアシル基、
置換もしくは無置換のアミノ基、
置換もしくは無置換のシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルキニル基、
置換もしくは無置換の炭素数6〜30のアラルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基、および
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリール基
からなる群から選ばれる。X1〜X8のうち、隣接するCRXのRX同士は、互いに結合して環構造を形成する場合と、形成しない場合とがある。]
[前記一般式(2)において、
bは、1〜5の整数である。
cは、1〜8の整数である。
Zは、酸素原子、硫黄原子、またはケイ素原子である。bが2〜5のとき、Zは、互いに同一であるか、又は異なる。Zがケイ素原子のとき、当該ケイ素原子には、R9およびR10が結合しており、R9およびR10は、それぞれ独立に、前記一般式(1)におけるRXと同義であり、このR9およびR10は、前記一般式(1)で表される構造と結合する場合がある。ただし、Zが、ケイ素原子であるとき、R9およびR10同士が、互いに結合して環構造を形成する場合はない。
Lは、
単結合、または連結基のいずれかから選ばれ、
前記連結基は、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30の多価の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の脂肪族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の多価のアリール基、または
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の多価のヘテロアリール基
を表す。前記一般式(2)のLにおける環形成原子数5〜40の多価のヘテロアリール基には、前記一般式(1)で表されるフェナントロリン環から誘導される置換もしくは無置換の多価の基も含まれる。cが2〜8のとき、Lは、互いに同一であるか、又は異なる。
Y1〜Y8は、それぞれ独立に、窒素原子、CRYまたはLに結合する炭素原子を表す。
RYは、前記一般式(1)におけるRXと同義であり、RYにおける環形成原子数5〜40のヘテロアリール基には、前記一般式(1)で表されるフェナントロリン環から誘導される置換もしくは無置換のフェナントロリル基も含まれる。隣接したRY同士が互いに結合し、環構造を形成する場合と、形成しない場合とがある。
X1またはX8が、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であり、bが1であり、Zが酸素原子であり、Y4またはY5がLと結合する炭素原子であり、cが2のとき、2つのLのうち前記一般式(1)で表されるフェナントロリン環側のLは、アントラセン以外の2価の基である。
X1〜X8のうち、2つが前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であり、bおよびcが1であり、Zがどちらも硫黄原子であり、Y4またはY5がLと結合する炭素原子であり、Lが、p−フェニレン基であるとき、Lは、X1,X2,X4,X5,X7,X8のいずれかと結合する。
X1またはX8が、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であり、bおよびcが1であり、Zが酸素原子または硫黄原子であり、Y3がLと結合する炭素原子であり、Lが、p−フェニレン基であるとき、Y4におけるRYは、フェニル基以外である。
X1またはX8が、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であり、bおよびcが1であり、Zが酸素原子または硫黄原子であり、Y6がLと結合する炭素原子であり、Lが、p−フェニレン基であるとき、Y5におけるRYは、フェニル基以外である。
X1が前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であり、Zがケイ素原子であり、Y3がLと結合する炭素原子であり、Lが単結合であり、Y6におけるRYが環形成原子数5〜40のヘテロアリール基としての前記フェナントロリル基と単結合で結合するとき、当該Y6におけるRYのフェナントロリル基は、2位以外の位置で結合する。
X4またはX5が、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であり、Y2がLと結合する炭素原子であり、Lが単結合であり、Zが酸素原子であるとき、Y7におけるRYは、ピレニル基以外である。
X4またはX5が、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であり、Y7がLと結合する炭素原子であり、Lが単結合であり、Zが酸素原子であるとき、Y2におけるRYは、ピレニル基以外である。]
陽極と、
前記陽極と対向して設けられる陰極と、
前記陽極および前記陰極の間に設けられる有機化合物層と、を備え、
前記有機化合物層は、発光層と、この発光層の前記陰極側に設けられる電子輸送層とを有し、
前記電子輸送層は、下記一般式(10)で表される化合物を含有する
ことを特徴とする。
RXは、それぞれ独立に、
水素原子、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換のヒドロキシル基、
置換もしくは無置換のカルボキシル基、
置換もしくは無置換のスルホニル基、
置換もしくは無置換のボリル基、
置換もしくは無置換のホスフィノ基、
置換もしくは無置換のメルカプト基、
置換もしくは無置換のアシル基、
置換もしくは無置換のアミノ基、
置換もしくは無置換のシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルキニル基、
置換もしくは無置換の炭素数6〜30のアラルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基、および
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリール基
からなる群から選ばれる。X1〜X8のうち、隣接するCRXのRX同士は、互いに結合して環構造を形成する場合と、形成しない場合とがある。]
bは、1〜5の整数である。
cは、1〜8の整数である。
Zは、酸素原子、硫黄原子、またはケイ素原子である。bが2〜5のとき、Zは、互いに同一であるか、又は異なる。Zがケイ素原子のとき、当該ケイ素原子には、R9およびR10が結合しており、R9およびR10は、それぞれ独立に、前記一般式(10)におけるRXと同義であり、このR9およびR10は、前記一般式(10)で表される構造と結合する場合がある。
Lは、
単結合、または連結基のいずれかから選ばれ、
前記連結基は、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30の多価の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の脂肪族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の多価のアリール基、または
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の多価のヘテロアリール基
を表す。前記一般式(20)のLにおける環形成原子数5〜40の多価のヘテロアリール基には、前記一般式(10)で表されるフェナントロリン環から誘導される置換もしくは無置換の多価の基も含まれる。cが2〜8のとき、Lは、互いに同一であるか、又は異なる。
Y1〜Y8は、それぞれ独立に、窒素原子、CRYまたはLに結合する炭素原子を表す。
RYは、前記一般式(10)におけるRXと同義であり、RYにおける環形成原子数5〜40のヘテロアリール基には、前記一般式(10)で表されるフェナントロリン環から誘導される置換もしくは無置換のフェナントロリル基も含まれる。隣接したRY同士が互いに結合し、環構造を形成する場合と、形成しない場合とがある。]
<化合物>
本実施形態に係る化合物は、下記一般式(1)で表される。
前記一般式(2)において、cは、1〜8の整数であり、好ましくは、1〜5の整数であり、さらに好ましくは、1〜3の整数である。
前記一般式(2)において、Zは、酸素原子、硫黄原子、またはケイ素原子である。前記一般式(2)において、bが2〜5の整数のとき、Zは、互いに同一であるか、又は異なる。前記一般式(2)において、Zがケイ素原子のとき、当該ケイ素原子には、R9およびR10が結合しており、R9およびR10は、それぞれ独立に、前記一般式(1)におけるRXと同義であり、このR9およびR10は、前記一般式(1)で表される構造と結合する場合がある。ただし、前記一般式(2)において、Zが、ケイ素原子であるとき、R9およびR10同士が、互いに結合して環構造を形成する場合はない。
RYは、前記一般式(1)におけるRXと同義であり、RYにおける環形成原子数5〜40のヘテロアリール基には、前記一般式(1)で表されるフェナントロリン環から誘導される置換もしくは無置換のフェナントロリル基も含まれる。前記一般式(2)において、隣接したRY同士が互いに結合し、環構造を形成する場合と、形成しない場合とがある。
すなわち、前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(1−4)のように表されるとき、下記一般式(1−4)において、A1は、前記一般式(1)で表される構造を略記したものである。下記一般式(1−4)において、A1中のX1,X2,X4,X5,X7,X8並びにY1〜Y8は、それぞれ、前記一般式(1),(2)におけるX1,X2,X4,X5,X7,X8、Y1〜Y8と同義である。下記一般式(1−4)において、Y9〜Y16は、それぞれ独立に、窒素原子、CRYまたはLに結合する炭素原子である。下記一般式(1−4)におけるRYは、前記一般式(2)におけるRYと同義である。下記一般式(1−4)において、Y4またはY5がLであるp−フェニレン基と結合する炭素原子であり、Y12またはY13が他方のLであるp−フェニレン基と結合する炭素原子であるとき、A1中のX3,X6は、窒素原子またはCRXである。
または、前記一般式(1)において、X1またはX8が、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であり、前記一般式(2)において、bおよびcが1であり、Zが酸素原子または硫黄原子であり、Y6がLと結合する炭素原子であり、Lが、p−フェニレン基であるとき、Y5におけるRYは、フェニル基以外である。
すなわち、前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(1−5−1)のように表されるとき、前記一般式(2)のY3がLであるp−フェニレン基と結合する炭素原子であり、Y4がCRYであり、このRYは、前記一般式(2)におけるRYと同義である。ただし、このRYはフェニル基以外である。下記一般式(1−5−1)において、Zは、酸素原子または硫黄原子である。下記一般式(1−5−1)において、Y1〜Y2、Y3〜Y8並びにX1〜X8は、それぞれ独立に、前記一般式(1),(2)におけるX1〜X8、Y1〜Y2、Y3〜Y8と同義である。
または、前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(1−5−2)のように表されるとき、前記一般式(2)のY6がLであるp−フェニレン基と結合する炭素原子であり、Y5がCRYであり、このRYは、前記一般式(2)におけるRYと同義である。ただし、このRYはフェニル基以外である。下記一般式(1−5−2)において、Zは、酸素原子または硫黄原子である。下記一般式(1−5−2)において、Y1〜Y4、Y7〜Y8、並びにX1〜X8は、それぞれ独立に、前記一般式(1),(2)におけるX1〜X8、Y1〜Y4、Y7〜Y8と同義である。
すなわち、前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(1−6)のように表されるとき、前記一般式(2)のY3がX1またはX8と結合する炭素原子であり、Y6がCRYであり、このRYが、環形成原子数5〜40のヘテロアリール基としての前記フェナントロリル基(下記一般式(1−6)の左側に示されたフェナントロリル基)であり、当該フェナントリル基のX10〜X15のいずれかが、Y6の炭素原子(C)と結合する。下記一般式(1−6)において、X1〜X16のうち、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子以外の部分については、それぞれ独立に、CRXまたは窒素原子であり、このRXは、前記一般式(1)におけるRXと同義である。下記一般式(1−6)において、Y1,Y2,Y4,Y5,Y7,Y8、並びにR9,R10は、それぞれ独立に、前記一般式(2)におけるY1,Y2,Y4,Y5,Y7,Y8、R9,R10と同義である。
または、前記一般式(1)において、X4またはX5が、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であり、Y7がLと結合する炭素原子であり、Lが単結合であり、Zが酸素原子であるとき、Y2におけるRYは、ピレニル基以外である。
すなわち、前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(1−xx−1)のように表されるとき、前記一般式(2)のY2がX1またはX8と結合する炭素原子であり、Y7がCRYであり、このRYは、前記一般式(2)におけるRYと同義である。ただし、このRYは、ピレニル基以外である。下記一般式(1−xx−1)において、Y1、Y4〜Y6、Y8、並びにX1〜X8は、それぞれ独立に、前記一般式(1),(2)におけるX1〜X8、Y1、Y4〜Y6、Y8と同義である。
または前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(1−xx−1)のように表されるとき、前記一般式(2)のY7がX1またはX8と結合する炭素原子であり、Y2がCRYであり、このRYは、前記一般式(2)におけるRYと同義である。ただし、このRYは、ピレニル基以外である。下記一般式(1−xx−1)において、Y1、Y3〜Y4、Y5、Y8、並びにX1〜X8は、それぞれ独立に、前記一般式(1),(2)におけるX1〜X8、Y1、Y3〜Y4、Y5、Y8と同義である。
下記一般式(1−7)において、Y1〜Y8、Z、L、b、cは、それぞれ、前記一般式(2)におけるY1〜Y8、Z、L、b、cと同義である。下記一般式(1−7)において、X2〜X8は、それぞれ独立に、CRXまたは窒素原子であり、このRXは、前記一般式(1)におけるRXと同義である。
下記一般式(1−8)において、X2〜X7は、それぞれ独立に、CRXまたは窒素原子であり、このRXは、前記一般式(1)におけるRXと同義である。下記一般式(1−8)において、Y1〜Y16は、それぞれ独立に、窒素原子、CRYまたはLに結合する炭素原子を表し、このRYは、前記一般式(2)におけるRYと同義である。下記一般式(1−8)において、Z1およびZ2は、それぞれ独立に、前記一般式(2)におけるZと同義である。下記一般式(1−8)において、L1およびL2は、それぞれ独立に、前記一般式(2)におけるLと同義である。下記一般式(1−8)において、b1およびb2は、それぞれ独立に、1〜5の整数であり、c1およびc2は、それぞれ独立に、1〜8の整数である。
下記一般式(1−9)において、X1,X2,X4,X5,X7,X8は、それぞれ独立に、CRXまたは窒素原子であり、このRXは、前記一般式(1)におけるRXと同義である。下記一般式(1−9)において、Y1〜Y16、Z1、Z2、L1、L2、b1、b2、c1、c2は、それぞれ、前記一般式(1−8)におけるY1〜Y16、Z1、Z2、L1、L2、b1、b2、c1、c2と同義である。
下記一般式(1−10)において、X1,X3〜X8は、それぞれ独立に、CRXまたは窒素原子であり、このRXは、前記一般式(1)におけるRXと同義である。下記一般式(1−10)において、Y1〜Y8、Z、L、b、cは、それぞれ、前記一般式(2)におけるX1〜X8、Y1〜Y8、Z、L、b、cと同義である。
下記一般式(1−11)において、X1,X2,X4〜X8は、それぞれ独立に、CRXまたは窒素原子であり、このRXは、前記一般式(1)におけるRXと同義である。下記一般式(1−11)において、Y1〜Y8、Z、L、b、cは、それぞれ、前記一般式(2)におけるY1〜Y8、Z、L、b、cと同義である。
下記一般式(1−12)において、X1〜X3,X5〜X8は、それぞれ独立に、CRXまたは窒素原子であり、このRXは、前記一般式(1)におけるRXと同義である。下記一般式(1−12)において、Y1〜Y8、Z、L、b、cは、それぞれ、前記一般式(2)におけるY1〜Y8、Z、L、b、cと同義である。
下記一般式(1−13)において、X2〜X6,X8は、それぞれ独立に、CRXまたは窒素原子であり、このRXは、前記一般式(1)におけるRXと同義である。下記一般式(1−13)において、Y1〜Y16、Z1、Z2、L1、L2、b1、b2、c1、c2は、それぞれ、前記一般式(1−8)におけるY1〜Y16、Z1、Z2、L1、L2、b1、b2、c1、c2と同義である。
下記一般式(1−14)において、X1、X3〜X6,X8は、それぞれ独立に、CRXまたは窒素原子であり、このRXは、前記一般式(1)におけるRXと同義である。下記一般式(1−14)において、Y1〜Y16、Z1、Z2、L1、L2、b1、b2、c1、c2は、それぞれ、前記一般式(1−8)におけるY1〜Y16、Z1、Z2、L1、L2、b1、b2、c1、c2と同義である。
下記一般式(1−15)において、X3〜X6は、それぞれ独立に、CRXまたは窒素原子であり、このRXは、前記一般式(1)におけるRXと同義である。下記一般式(1−15)において、Y1〜Y32は、それぞれ独立に、窒素原子、CRYまたはLに結合する炭素原子を表し、このRYは、前記一般式(2)におけるRYと同義である。下記一般式(1−15)において、Z1〜Z4は、それぞれ独立に、前記一般式(2)におけるZと同義である。下記一般式(1−15)において、L1〜L4は、それぞれ独立に、前記一般式(2)におけるLと同義である。下記一般式(1−15)において、b1〜b4は、それぞれ独立に、1〜5の整数であり、c1〜c4は、それぞれ独立に、1〜8の整数である。
下記一般式(1−16)において、X2、X4、X5、X7は、それぞれ独立に、CRXまたは窒素原子であり、このRXは、前記一般式(1)におけるRXと同義である。下記一般式(1−16)において、Y1〜Y32は、それぞれ独立に、窒素原子、CRYまたはLに結合する炭素原子を表し、このRYは、前記一般式(2)におけるRYと同義である。下記一般式(1−16)において、Z1〜Z4は、それぞれ独立に、前記一般式(2)におけるZと同義である。下記一般式(1−16)において、L1〜L4は、それぞれ独立に、前記一般式(2)におけるLと同義である。下記一般式(1−16)において、b1〜b4は、それぞれ独立に、1〜5の整数であり、c1〜c4は、それぞれ独立に、1〜8の整数である。
c1、c2及びc3は、それぞれ独立に、0〜7の整数であり、c1+c2+c3は、7以下の整数である。
Zは、酸素原子、硫黄原子、またはケイ素原子である。bが2〜5のとき、Zは、互いに同一であるか、又は異なる。Zがケイ素原子のとき、当該ケイ素原子には、R9およびR10が結合しており、R9およびR10は、それぞれ独立に、前記一般式(10)におけるRXと同義であり、このR9およびR10は、前記一般式(10)で表される構造と結合する場合がある。
L1は、連結基であり、当該連結基は、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30の多価の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の脂肪族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の多価のアリール基、または
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の多価のヘテロアリール基
を表す。
L2、L3、及びL4は、それぞれ独立に、単結合、または連結基のいずれかから選ばれ、当該連結基は、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30の多価の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の脂肪族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の多価のアリール基、または
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の多価のヘテロアリール基
を表す。
前記一般式(2−2)のL1〜L4における環形成原子数5〜40の多価のヘテロアリール基には、前記一般式(10)で表されるフェナントロリン環から誘導される置換もしくは無置換の多価の基も含まれる。c1が、2以上の整数のとき、L2同士は、互いに同一であるか、又は異なり、c2が、2以上の整数のとき、L3同士は、互いに同一であるか、又は異なり、c3が、2以上の整数のとき、L4同士は、互いに同一であるか、又は異なる。
Y1〜Y8は、それぞれ独立に、窒素原子、CRYまたはL3に結合する炭素原子を表す。
Y9〜Y16は、それぞれ独立に、窒素原子、CRZまたはL4に結合する炭素原子を表す。
RY、及びRZは、それぞれ独立に、前記一般式(10)におけるRXと同義であり、RY、及びRZにおける環形成原子数5〜40のヘテロアリール基には、前記一般式(10)で表されるフェナントロリン環から誘導される置換もしくは無置換のフェナントロリル基も含まれる。隣接したRY同士が互いに結合し、環構造を形成する場合と、形成しない場合とがある。
また、本実施形態において、c2、及びc3が、1であることが好ましい。この場合、L3、及びL4は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の多価のアリール基であることが好ましく、単結合または置換もしくは無置換の環形成炭素数6の多価のアリール基であることがより好ましい。
また、前記一般式(1−1)で表される化合物が好ましい。
ここで、RAが、アルキル基の場合、アルコキシ基となり、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基が好ましい。RAとしてのアルキル基は、下記炭素数1〜30のアルキル基が好ましい。アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基があげられる。アルコキシ基の中でも、炭素数1〜10のアルコキシ基が好ましく、炭素数1〜8のアルコキシ基がより好ましい。特に好ましくは炭素数1〜4のアルコキシ基である。
また、ここでいう置換もしくは無置換のアルコキシ基には、RAとしてのアルキル基が1以上の上記ハロゲン原子で置換されたハロアルコキシ基が含まれる。
また、RAが、アリール基の場合、アリールオキシ基となり、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールオキシ基が好ましい。RAとしてのアリール基は、下記環形成炭素数6〜40のアリール基が好ましい。このアリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基が挙げられる。
また、ここでいう置換もしくは無置換のアリールオキシ基には、RAとしてのアリール基が1以上の上記ハロゲン原子で置換されたハロアリールオキシ基が含まれる。
また、RAが、ヘテロアリール基の場合、ヘテロアリールオキシ基となり、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリールオキシ基がこのましい。RAとしてのヘテロアリール基は、下記環形成原子数5〜40のヘテロアリール基が好ましい。
ここで、RBが、アルキル基の場合、アルコキシカルボニル基となり、置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルコキシカルボニル基が好ましい。RBとしてのアルキル基は、下記炭素数1〜30のアルキル基が好ましい。
また、RBが、アリール基の場合、アリールオキシカルボニル基となり、置換もしくは無置換の炭素数7〜40のアリールオキシカルボニル基がこのましい。RBとしてのアリール基は、下記環形成炭素数6〜40のアリール基が好ましい。
また、RBが、ヘテロアリール基の場合、ヘテロアリールオキシカルボニル基となり、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリールオキシカルボニル基がこのましい。RBとしてのヘテロアリール基は、下記環形成原子数5〜40のヘテロアリール基が好ましい。
ここで、REが、アルキル基の場合、アルキルボリル基となり、置換もしくは無置換のアルキルボリル基が好ましい。REとしてのアルキル基は、下記炭素数1〜30のアルキル基が好ましい。
また、REが、アリール基の場合、アリールボリル基となり、置換もしくは無置換のアリールボリル基が好ましい。REとしてのアリール基は、下記環形成炭素数6〜40のアリール基が好ましい。
また、REが、ヘテロアリール基の場合、ヘテロアリールボリル基となり、置換もしくは無置換のヘテロアリールボリル基が好ましい。REとしてのヘテロアリール基は、下記環形成原子数5〜40のヘテロアリール基が好ましい。
その他、ジヒドロキシボリル基(−B(OH)2)が挙げられる。
ここで、RFが、アルキル基の場合、アルキルフォスフィノ基となり、置換もしくは無置換のアルキルフォスフィノ基が好ましい。RFとしてのアルキル基は、下記炭素数1〜30のアルキル基が好ましい。
また、RFが、アリール基の場合、アリールフォスフィノ基となり、置換もしくは無置換のアリールフォスフィノ基が好ましい。RFとしてのアリール基は、下記環形成炭素数6〜40のアリール基が好ましい。
また、RFが、ヘテロアリール基の場合、ヘテロアリールフォスフィノ基となり、置換もしくは無置換のヘテロアリールフォスフィノ基が好ましい。RFとしてのヘテロアリール基は、下記環形成原子数5〜40のヘテロアリール基が好ましい。
ここで、RCが、アルキル基の場合、アルキルチオ基となり、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキルチオ基が好ましい。RCとしてのアルキル基は、下記炭素数1〜30のアルキル基が好ましい。
また、RCが、アリール基の場合、アリールチオ基となり、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールチオ基がこのましい。RCとしてのアリール基は、下記環形成炭素数6〜40のアリール基が好ましい。
また、RCが、ヘテロアリール基の場合、ヘテロアリールチオ基となり、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリールチオ基がこのましい。RCとしてのヘテロアリール基は、下記環形成原子数5〜40のヘテロアリール基が好ましい。
ここで、RDが、アルキル基の場合、アルキルカルボニル基となり、置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルキルカルボニル基が好ましい。RDとしてのアルキル基は、下記炭素数1〜30のアルキル基が好ましい。アルキルカルボニル基の具体例として、例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、ピバロイル基、パルミトイル基、ステアロイル基、オレオイル基などが挙げられる。
また、RDが、アリール基の場合、アリールカルボニル基となり(アロイル基という場合もある。)、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールカルボニル基がこのましい。RDとしてのアリール基は、下記環形成炭素数6〜40のアリール基が好ましい。アリールカルボニル基の具体例として、例えば、ベンゾイル基、トルオイル基、サリチロイル基、シンナモイル基、ナフトイル基、フタロイル基などが挙げられる。
また、RDが、ヘテロアリール基の場合、ヘテロアリールカルボニル基となり、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリールカルボニル基がこのましい。RDとしてのヘテロアリール基は、下記環形成原子数5〜40のヘテロアリール基が好ましい。ヘテロアリールカルボニル基の具体例として、例えば、フロイル基、ピロリルカルボニル基、ピリジルカルボニル基、チエニルカルボニル基などが挙げられる。
なお、RDが、水素原子である場合であるホルミル基(−CO−H)も、ここでいうアシル基に含まれる。
アルキルアミノ基における炭素数1〜30のアルキルとしては、下記炭素数1〜30のアルキル基が好ましい。2つのアルキル基で置換される場合、2つのアルキル基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
アリールアミノ基における環形成炭素数6〜40のアリール基としては、下記環形成炭素数6〜40のアリール基が好ましい。アリールアミノ基としては、フェニル基で置換されたアミノ基が好ましい。2つのアリール基で置換される場合、2つのアリール基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
ヘテロアリールアミノ基における環形成原子数5〜40のヘテロアリール基としては、下記環形成原子数5〜40のヘテロアリール基が好ましい。2つのヘテロアリール基で置換される場合、2つのヘテロアリール基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
アシルアミノ基における炭素数2〜30のアシル基としては、前記アシル基の中から選ばれることが好ましい。
また、置換アミノ基としては、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基およびアシル基の中から2種類が選ばれて置換されたものであってもよい。
例えば、アルキル基とアリール基とが置換されたアミノ基であってもよく、アルキルアリールアミノ基、アルキルヘテロアリールアミノ基、アリールヘテロアリールアミノ基、アルキルアシルアミノ基、アリールアシルアミノ基が挙げられる。
アルキルシリル基としては、上記炭素数1〜30のアルキル基を有するトリアルキルシリル基が挙げられ、具体的にはトリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリ−n−ブチルシリル基、トリ−n−オクチルシリル基、トリイソブチルシリル基、ジメチルエチルシリル基、ジメチルイソプロピルシリル基、ジメチル−n−プロピルシリル基、ジメチル−n−ブチルシリル基、ジメチル−t−ブチルシリル基、ジエチルイソプロピルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基等が挙げられる。3つのアルキル基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
アリールシリル基としては、下記環形成炭素数6〜40のアリール基を3つ有するトリアリールシリル基が挙げられ、トリアリールシリル基の炭素数は、18〜30であることが好ましい。3つのアリール基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
ヘテロアリールシリル基としては、下記環形成原子数5〜40のヘテロアリール基を3つ有するトリヘテロアリールシリル基が挙げられる。3つのヘテロアリール基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
また、置換シリル基としては、アルキル基、アリール基およびヘテロアリール基の中から少なくとも2種類が選ばれて置換されたものであってもよい。
例えば、アルキル基とアリール基とが置換されたシリル基であってもよく、アルキルアリールシリル基、ジアルキルアリールシリル基、ジアリールシリル基、アルキルジアリールシリル基、トリアリールシリル基が挙げられる。複数のアリール基同士、またはアルキル基同士は、同一でも異なっていてもよい。
ジアルキルアリールシリル基は、例えば、上記炭素数1〜30のアルキル基で例示したアルキル基を2つ有し、下記環形成炭素数6〜40のアリール基を1つ有するジアルキルアリールシリル基が挙げられる。ジアルキルアリールシリル基の炭素数は、8〜30であることが好ましい。2つのアルキル基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
アルキルジアリールシリル基は、例えば、上記炭素数1〜30のアルキル基で例示したアルキル基を1つ有し、上記環形成炭素数6〜40のアリール基を2つ有するアルキルジアリールシリル基が挙げられる。アルキルジアリールシリル基の炭素数は、13〜30であることが好ましい。2つのアリール基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
このようなアリールシリル基としては、例えば、フェニルジメチルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、ジフェニル−t−ブチルシリル基、トリフェニルシリル基が挙げられる。
また、アルキル基とヘテロアリール基とが置換されたシリル基、アリール基とヘテロアリール基とが置換されたシリル基、アルキル基とアリール基とヘテロアリール基とが置換されたシリル基であってもよい。
置換もしくは無置換の環状アルキル基(シクロアルキル基)としては、置換もしくは無置換の炭素数3〜30のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、4−メチルシクロヘキシル基、3,5−テトラメチルシクロヘキシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、1−ノルボルニル基、2−ノルボルニル基等が挙げられる。
上記アルキル基の中でも、炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、炭素数1〜8のアルキル基がより好ましく、炭素数1〜6のアルキル基が特に好ましい。中でも、メチル基、イソプロピル基、t−ブチル基、シクロヘキシル基が好ましい。
また、電子輸送材料として用いる際には、三重項レベルが高いことが望ましいため、三重項エネルギーT1が2.1eVより高いアリール基が好ましい。具体的には、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、9,9−ジメチルフルオレニル基、スピロフルオレニル基、ベンゾ[c]フェナントレニル基、ベンゾ[a]トリフェニレニル基、ナフト[1,2−c]フェナントレニル基、ナフト[1,2−a]トリフェニレニル基、ジベンゾ[a,c]トリフェニレニル基、ベンゾ[b]フルオランテニル基、などが挙げられる。
前記一般式(1−1)〜(1−16),(2),(2−1),(1−x),(1−xx−1),(1−xx−2)におけるL,L1〜L12が連結基である場合の環形成炭素数6〜40の多価のアリール基としては、前述の環形成炭素数6〜40のアリール基を多価の基としたものが挙げられ、2価または3価の基が好ましく、2価の基がより好ましい。具体的には、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、9,9−ジメチルフルオレニル基を2価基としたものが好ましく、これらの2価基は、前述の置換基を有していてもよい。
前記一般式(1−1)〜(1−16),(2),(2−1),(1−x),(1−xx−1),(1−xx−2)におけるL,L1〜L12が連結基である場合の環形成原子数5〜40の多価のヘテロアリール基としては、前述の環形成原子数5〜40のヘテロアリール基を多価の基としたものが挙げられ、2価または3価の基が好ましく、2価の基がより好ましい。具体的には、ピリジル基、ピリミジル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、シラフルオレニル基、カルバゾリル基を2価基としたものが好ましく、これらの2価基は、前述の置換基を有していてもよい。
また、本発明において、水素原子とは、中性子数の異なる同位体、すなわち、軽水素(Protium)、重水素(Deuterium)、三重水素(Tritium)を包含する。
ここで挙げた置換基の中では、アリール基、ヘテロアリール基、アルキル基、ハロゲン原子、アルキルシリル基、アリールシリル基、シアノ基が好ましく、さらには、各置換基の説明において好ましいとした具体的な置換基が好ましい。
「置換もしくは無置換の」という場合における「無置換」とは前記置換基で置換されておらず、水素原子が結合していることを意味する。
なお、本明細書において、「置換もしくは無置換の炭素数a〜bのXX基」という表現における「炭素数a〜b」は、XX基が無置換である場合の炭素数を表すものであり、XX基が置換されている場合の置換基の炭素数は含めない。
以下に説明する化合物またはその部分構造において、「置換もしくは無置換の」という場合についても、前記と同様である。
有機EL素子用材料としては、本実施形態に係る化合物を含有することが好ましい。有機EL素子用材料は、前記一般式(1)で表される化合物を単独で含んでいても良いし、当該化合物に加えて他の化合物を含有していても良い。本実施形態に係る有機EL素子用材料は、有機EL素子の有機化合物層の形成に用いることができる。
有機EL素子の代表的な素子構成としては、例えば、次の(a)〜(e)などの構成を挙げることができる。
(a)陽極/発光層/陰極
(b)陽極/正孔注入・輸送層/発光層/陰極
(c)陽極/発光層/電子注入・輸送層/陰極
(d)陽極/正孔注入・輸送層/発光層/電子注入・輸送層/陰極
(e)陽極/正孔注入・輸送層/発光層/障壁層/電子注入・輸送層/陰極
上記の中で(d)および(e)の構成が好ましく用いられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
なお、上記「発光層」とは、発光機能を有する有機層であって、ドーピングシステムを採用する場合、ホスト材料とドーパント材料を含んでいる。このとき、ホスト材料は、主に電子と正孔の再結合を促し、励起子を発光層内に閉じ込める機能を有し、ドーパント材料は、再結合で得られた励起子を効率的に発光させる機能を有する。燐光素子の場合、ホスト材料は主にドーパントで生成された励起子を発光層内に閉じ込める機能を有する。
上記「正孔注入・輸送層」は「正孔注入層および正孔輸送層のうちの少なくともいずれか1つ」を意味し、「電子注入・輸送層」は「電子注入層および電子輸送層のうちの少なくともいずれか1つ」を意味する。ここで、正孔注入層および正孔輸送層を有する場合には、陽極側に正孔注入層が設けられていることが好ましい。また、電子注入層および電子輸送層を有する場合には、陰極側に電子注入層が設けられていることが好ましい。
本発明において電子輸送層といった場合には、発光層と陰極との間に存在する電子輸送領域の有機層のうち、最も電子移動度の高い有機層をいう。電子輸送領域が一層で構成されている場合には、当該層が電子輸送層である。また、燐光型の有機EL素子においては、構成(e)に示すように発光層で生成された励起エネルギーの拡散を防ぐ目的で必ずしも電子移動度が高くない障壁層を発光層と電子輸送層との間に採用することがあり、発光層に隣接する有機層が電子輸送層に必ずしも該当しない。
上述の本実施形態に係る有機EL素子用材料は、有機化合物層に含有される。有機化合物層が複数であれば、少なくともいずれかの層に本実施形態に係る有機EL素子用材料が、単独または混合物の成分として含まれている。電子輸送層が、本実施形態に係る有機EL素子用材料を含有していることが好ましい。
有機化合物層は、陽極側から順に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔障壁層、電子輸送層、電子注入層を備える。
本実施形態に係る有機EL素子の電子輸送層は、下記一般式(10)で表される化合物を含有する。
RXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、スルホニル基、ボリル基、ホスフィノ基、メルカプト基、アシル基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルキニル基、置換もしくは無置換の炭素数6〜30のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基、および置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリール基からなる群から選ばれる。
前記一般式(10)において、X1〜X8のうち、隣接するCRXのRX同士は、互いに結合して環構造を形成する場合と、形成しない場合とがある。
前記一般式(20)において、Zは、酸素原子、硫黄原子、またはケイ素原子である。bが2〜5のとき、Zは、互いに同一であるか、又は異なる。Zがケイ素原子のとき、当該ケイ素原子には、R9およびR10が結合しており、R9およびR10は、それぞれ独立に、前記一般式(10)におけるRXと同義であり、このR9およびR10は、前記一般式(10)で表される構造と結合する場合がある。
前記一般式(20)において、Lは、単結合、または連結基のいずれかから選ばれ、前記連結基は、置換もしくは無置換の炭素数1〜30の多価の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の多価のアリール基、または置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の多価のヘテロアリール基を表す。前記一般式(20)のLにおける環形成原子数5〜40の多価のヘテロアリール基には、前記一般式(10)で表されるフェナントロリン環から誘導される置換もしくは無置換の多価の基も含まれる。cが2〜8のとき、Lは、互いに同一であるか、又は異なる。
前記一般式(20)において、Y1〜Y8は、それぞれ独立に、窒素原子、CRYまたはLに結合する炭素原子を表す。
前記一般式(20)において、RYは、前記一般式(10)におけるRXと同義であり、RYにおける環形成原子数5〜40のヘテロアリール基には、前記一般式(10)で表されるフェナントロリン環から誘導される置換もしくは無置換のフェナントロリル基も含まれる。前記一般式(20)において、隣接したRY同士が互いに結合し、環構造を形成する場合と、形成しない場合とがある。
前記一般式(20)におけるY1〜Y8、L、Z、b、cは、それぞれ前記一般式(2)におけるY1〜Y8、L、Z、b、cと同義である。
前記一般式(10)および前記一般式(20)における置換基も、前記一般式(1),(1−1)〜(1−16),(2),(2−1),(1−x),(1−xx−1),(1−xx−2)において説明した置換基と同義である。
前記電子供与性ドーパント材料は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、および希土類金属のハロゲン化物からなる群から選択される1種又は2種以上であることが好ましい。
前記有機金属錯体は、アルカリ金属を含む有機金属錯体、アルカリ土類金属を含む有機金属錯体、および希土類金属を含む有機金属錯体からなる群から選択される1種又は2種以上であることが好ましい。
電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の詳細について、後述する。
また、本実施形態の有機EL素子には、前記一般式(10)で表される化合物を含有する有機EL素子用材料が用いられていてもよい。
本発明の有機EL素子は、透光性の基板上に作製する。ここでいう透光性基板は有機EL素子を支持する基板であり、400nm〜700nmの可視領域の光の透過率が50%以上で平滑な基板が好ましい。具体的には、ガラス板、ポリマー板等が挙げられる。
有機EL素子の陽極は、正孔を正孔注入層、正孔輸送層又は発光層に注入する役割を担うものであり、4.5eV以上の仕事関数を有することが効果的である。陽極材料の具体例としては、酸化インジウム錫合金(ITO)、酸化錫(NESA)、酸化インジウム亜鉛酸化物、金、銀、白金、銅等が挙げられる。
有機EL素子の発光層は電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能を有する。発光層は、分子堆積膜であることが好ましい。ここで分子堆積膜とは、気相状態の材料化合物から沈着され形成された薄膜や、溶液状態または液相状態の材料化合物から固体化され形成された膜のことであり、通常この分子堆積膜は、LB法(Langmuir Blodgett法)により形成された薄膜(分子累積膜)とは凝集構造、高次構造の相違や、それに起因する機能的な相違により区分することができる。
ドーパント材料としては、公知の蛍光型発光を示す蛍光発光性材料または燐光型発光を示す燐光発光性材料から選ばれる。
ホスト材料としては、有機EL素子に適用し得るホスト材料が挙げられ、例えば、アミン誘導体、アジン誘導体、縮合多環芳香族誘導体、などが挙げられる。
アミン誘導体としては、モノアミン化合物、ジアミン化合物、トリアミン化合物、テトラミン化合物、カルバゾール基で置換されたアミン化合物などが挙げられる。
アジン誘導体としては、モノアジン誘導体、ジアジン誘導体、およびトリアジン誘導体などが挙げられる。
縮合多環芳香族誘導体としては、へテロ環骨格を有しない縮合多環アリールが好ましく、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、クリセン、フルオランテン、トリフェニレンなどの縮合多環アリール、もしくは、これらの誘導体が挙げられる。
正孔注入・輸送層は、発光層への正孔注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが小さい。
正孔注入層及び正孔輸送層を形成する材料としては、より低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、例えば、芳香族アミン化合物が好適に用いられる。また、正孔注入層の材料としては、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物またはスチリルアミン化合物を用いることが好ましく、特に、ヘキサシアノヘキサアザトリフェニレン(HAT)などの芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。
電子注入・輸送層は、発光層への電子の注入を助ける層であって、電子移動度が大きい。電子注入層はエネルギーレベルの急な変化を緩和するなど、エネルギーレベルを調整するために設ける。
本実施形態では、電子注入・輸送層は、少なくとも、前記一般式(10)で表される化合物を含む電子輸送層を有し、この他に、電子注入層を有していてもよいし、または別の電子輸送層を有していてもよい。また、電子注入・輸送層を、陽極側から、第一電子輸送層、第二電子輸送層、電子注入層をこの順番で積層させて構成してもよく、この場合には、第一電子輸送層に前記一般式(10)で表される化合物が含有されていることが好ましい。本実施形態の有機EL素子において、電子輸送層が複数層ある場合には、少なくともいずれかの層に前記一般式(10)で表される化合物が含有されていればよく、発光層に近い電子輸送層に当該化合物が含有されていることが好ましい。また、前記一般式(10)で表される化合物が含有されている電子輸送層には、上述のようにアルカリ金属が含有されていてもよいし、アルカリ金属の他に、下記の電子輸送性材料が含有されていてもよい。
本発明の有機EL素子は、電子輸送層に電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを含有することも好ましい。このような構成によれば、有機EL素子の低電圧化が図られる。電子供与性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属化合物、希土類金属、および希土類金属化合物などから選ばれた少なくとも一種類が挙げられる。
有機金属錯体としては、アルカリ金属を含む有機金属錯体、アルカリ土類金属を含む有機金属錯体、および希土類金属を含む有機金属錯体などから選ばれた少なくとも一種類が挙げられる。
アルカリ土類金属としては、カルシウム(Ca)(仕事関数:2.9eV)、ストロンチウム(Sr)(仕事関数:2.0eV以上2.5eV以下)、バリウム(Ba)(仕事関数:2.52eV)などが挙げられ、仕事関数が2.9eV以下のものが特に好ましい。
希土類金属としては、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、セリウム(Ce)、テルビウム(Tb)、イッテルビウム(Yb)などが挙げられ、仕事関数が2.9eV以下のものが特に好ましい。
以上の金属のうち好ましい金属は、特に還元能力が高く、電子注入域への比較的少量の添加により、有機EL素子における発光輝度の向上や長寿命化が可能である。
アルカリ土類金属化合物としては、酸化バリウム(BaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、酸化カルシウム(CaO)およびこれらを混合したストロンチウム酸バリウム(BaxSr1-xO)(0<x<1)、カルシウム酸バリウム(BaxCa1-xO)(0<x<1)などが挙げられ、BaO、SrO、CaOが好ましい。
希土類金属化合物としては、フッ化イッテルビウム(YbF3)、フッ化スカンジウム(ScF3)、酸化スカンジウム(ScO3)、酸化イットリウム(Y2O3)、酸化セリウム(Ce2O3)、フッ化ガドリニウム(GdF3)、フッ化テルビウム(TbF3)などが挙げられ、YbF3、ScF3、TbF3が好ましい。
電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを層状に形成する場合は、前記一般式(1)で表される化合物を層状に成膜した後に、電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは層の厚み0.1nm以上15nm以下で形成する。
電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを島状に形成する場合は、前記一般式(1)で表される化合物を島状に形成した後に、電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは島の厚み0.05nm以上1nm以下で形成する。
また、本発明の有機EL素子における、前記一般式(1)で表される化合物と電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかとの割合としては、膜厚比で主成分:電子供与性ドーパント,有機金属錯体=100:1から1:1までであると好ましく、50:1から4:1までであるとさらに好ましい。
有機EL素子において、発光層に隣接する部分に、電子障壁層、正孔障壁層、トリプレット障壁層といった障壁層を有することが好ましい。ここで、電子障壁層とは、発光層から正孔輸送層へ電子が漏れることを防ぐ層であり、正孔障壁層とは、発光層から電子輸送層へ正孔が漏れることを防ぐ層である。本実施形態の有機EL素子では、上述のとおり、電子輸送層と発光層との間に正孔障壁層が設けられている。トリプレット障壁層は、発光層で生成する三重項励起子が、周辺の層へ拡散することを防止し、三重項励起子を発光層内に閉じ込めることによって三重項励起子の発光ドーパント以外の電子輸送層の分子上でのエネルギー失活を抑制する機能を有する。
本発明の有機EL素子の各層の形成方法は特に限定されない。従来公知の真空蒸着法、スピンコーティング法等による形成方法を用いることができる。本発明の有機EL素子に用いる、有機層は、真空蒸着法、分子線蒸着法(MBE法、MBE; Molecular Beam Epitaxy)あるいは溶媒に解かした溶液のディッピング法、スピンコーティング法、キャスティング法、バーコート法、ロールコート法等の塗布法による公知の方法で形成することができる。
発光層の膜厚は、好ましくは5nm以上50nm以下、より好ましくは7nm以上50nm以下、最も好ましくは10nm以上50nm以下である。発光層の膜厚を5nm以上とすることで、発光層を形成し易くなり、色度を調整し易くなる。発光層の膜厚を50nm以下とすることで、駆動電圧の上昇を抑制できる。
その他の各有機層の膜厚は特に制限されないが、通常は数nmから1μmの範囲が好ましい。このような膜厚範囲とすることで、膜厚が薄すぎることに起因するピンホール等の欠陥を防止するとともに、膜厚が厚すぎることに起因する駆動電圧の上昇を抑制できる。
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変更、改良などは、本発明に含まれるものである。
例えば、発光層と、前記実施形態に係る化合物を含有する電子輸送層とが隣接した有機EL素子も好ましい。
また、有機EL素子が複数の発光層を有する場合、これらの発光層が互いに隣接して設けられていてもよいし、中間層を介して複数の発光ユニットが積層された、いわゆるタンデム型の有機EL素子であってもよい。
電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の添加形態としては、界面領域に層状または島状に形成することが好ましい。形成方法としては、抵抗加熱蒸着法により電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを蒸着しながら、界面領域を形成する発光材料や電子注入材料である有機物を同時に蒸着させ、有機物中に電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体還元ドーパントの少なくともいずれかを分散する方法が好ましい。
具体例としては、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、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、ポリシラン系、アニリン系共重合体、導電性高分子オリゴマー(特にチオフェンオリゴマー)等を挙げることができる。
(1)合成例1:化合物5の合成
下記化合物5の合成スキームを次に示す。
化合物5を合成するにあたり、まず、化合物2を合成した。
アルゴン雰囲気下、1,4−ジブロモベンゼン(50g、211mmol)をジエチルエーテル(350mL)に溶かし、0℃に冷却した後、n−ブチルリチウム(2.69Mヘキサン溶液)(72mL、194mmol)を30分かけて滴下し、さらに30分撹拌した。化合物1としての1,10−フェナントロリン(15g、85mmol)のジエチルエーテル(350mL)懸濁液に、調整したp−ブロモフェニルリチウムを0℃で45分かけて滴下し、さらに5時間攪拌した。反応終了後、水を0℃で30分かけて滴下した。反応溶液をジクロロメタンで抽出し、ジクロロメタンを200mL残して溶媒を減圧留去し、得られた溶液に二酸化マンガン(150g)を加えて、室温で4.5時間撹拌した後、硫酸マグネシウムを加えてろ取し、溶媒を減圧留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/ヘキサン/メタノール)で精製し、得られた固体をメタノールで洗浄した後、減圧乾燥し、化合物2(23g、収率81%)を白色固体として得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物2と同定した。
前記(1−1)の化合物2の合成において、化合物1の代わりに化合物2(23g、68mmol)を用いた以外は、同様の方法で合成し、化合物3(18g、収率55%)を白色固体として得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物3と同定した。
化合物3(6.0g、12mmol)および化合物4(5.7g、27mmol)の1,2−ジメトキシエタン(200mL)懸濁液に、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0.7g、0.61mmol)および2M炭酸ナトリウム水溶液(37mL)を加え、7時間加熱還流した。反応終了後、水を加えて得られた固体をろ取し、水およびメタノールで洗浄して減圧乾燥した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン)で精製し、得られた固体をメタノールで洗浄した後、減圧乾燥し、化合物5(7.2g、収率88%)を白色固体として得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物5と同定した。
下記化合物9の合成スキームを次に示す。
前記(1−1)の化合物2の合成において、p−ブロモフェニルリチウムの代わりにフェニルリチウム(1.6Mブチルエーテル溶液)(139mL、222mmol)を用い、フェニルリチウムを1,10−フェナントロリンに対して2モル当量用いた以外は同様の方法で合成し、化合物6(24g、収率83%)を黄色固体として得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物6と同定した。
前記(1−1)の化合物2の合成において、化合物1の代わりに化合物6(10g、39mmol)を用いた以外は同様の方法で合成し、化合物7(12g、収率76%)を黄色固体として得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物7と同定した。
前記(1−3)の化合物5の合成において、化合物3の代わりに化合物7(6.0g、15mmol)、化合物4の代わりに化合物8(3.4g、16mmol)を用いた以外は同様の方法で合成し、化合物9(1.7g、収率23%)を白色固体として得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物9と同定した。
下記化合物10の合成スキームを次に示す。
前記(1−3)の化合物5の合成において、化合物4の代わりに化合物8(6.3g、30mmol)を用いた以外は同様の方法で合成し、化合物10(7.2g、収率80%)を白色固体として得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物10と同定した。
下記化合物13の合成スキームを次に示す。
前記(1−1)の化合物2の合成において、1,4−ジブロモベンゼンの代わりに化合物11(17g、69mmol)を用いた以外は同様の方法で合成し、化合物12(6.5g、収率67%)を黄色固体として得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物12と同定した。
前記(1−1)の化合物2の合成において、化合物1の代わりに化合物12(6.5g、19mmol)を用い、1,4−ジブロモベンゼンの代わりに化合物11(12g、47mmol)を用いた以外は同様の方法で合成し、化合物13(2.1g、収率22%)を淡黄色固体として得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物13と同定した。
下記化合物1Cの合成スキームを次に示す。
下記化合物1Dの合成スキームを次に示す。
下記化合物16の合成スキームを次に示す。
下記化合物19の合成スキームを次に示す。
前記(1−3)の化合物5の合成において、化合物3の代わりに化合物14(10g、30mmol)を用いた以外は同様の方法で合成し、化合物17(13g、収率86%)を白色固体として得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物17と同定した。
前記(1−1)の化合物2の合成において、化合物1の代わりに化合物17(13g、25mmol)を用い、1,4−ジブロモベンゼンの代わりに化合物11(16g、63mmol)を用いた以外は同様の方法で合成し、化合物18(9.6g、収率56%)を黄色固体として得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物18と同定した。
前記(1−1)の化合物2の合成において、化合物1の代わりに化合物18(9.6g、14mmol)を用い、1,4−ジブロモベンゼンの代わりに化合物11(8.7g、35mmol)を用いた以外は同様の方法で合成し、化合物19(3.2g、収率27%)を淡黄色固体として得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物19と同定した。
下記化合物22の合成スキームを次に示す。
前記(1−3)の化合物5の合成において、化合物3の代わりに化合物20(5.0g、15mmol)を用い、化合物4の代わりに化合物21(9.9g、33mmol)を用いた以外は同様の方法で合成し、化合物22(6.5g、収率63%)を白色固体として得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物22と同定した。
下記化合物26の合成スキームを次に示す。
前記(1−3)の化合物5の合成において、化合物3の代わりに化合物20(10g、30mmol)を用い、化合物4の代わりに化合物8(16g、65mmol)を用いた以外は同様の方法で合成し、化合物23(13g、収率89%)を白色固体として得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物23と同定した。
前記(1−1)の化合物2の合成において、化合物1の代わりに化合物23(13g、25mmol)を用い、1,4−ジブロモベンゼンの代わりに化合物24(16g、63mmol)を用いた以外は同様の方法で合成し、化合物25(6.2g、収率36%)を黄色固体として得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物25と同定した。
前記(1−1)の化合物2の合成において、化合物1の代わりに化合物25(6.2g、9.1mmol)を用い、1,4−ジブロモベンゼンの代わりに化合物24(5.6g、23mmol)を用いた以外は同様の方法で合成し、化合物26(2.1g、収率27%)を淡黄色固体として得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物26と同定した。
前記(1−1)の化合物2の合成において、化合物1の代わりに化合物6(4.0g、16mmol)を用い、1,4−ジブロモベンゼンの代わりに化合物27(10g、31mmol)を用い、n−ブチルリチウムを化合物1に対して1.95モル当量用いた以外は同様の方法で合成し、化合物28(7.6g、収率98%)を褐色油状物として得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物28と同定した。
前記(1−1)の化合物2の合成において、化合物1の代わりに化合物6(4.7g、18mmol)を用い、1,4−ジブロモベンゼンの代わりに化合物28(7.6g、15mmol)を用いた以外は同様の方法で合成し、化合物29(4.9g、収率48%)を淡黄色固体として得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物29と同定した。
下記化合物1Aの合成スキームを次に示す。
アルゴン雰囲気下、p−(5,5−ジメチル−1,3−ジオキサン−2−イル)ブロモベンゼン(15.4g、56.8mmol)をテトラヒドロフラン(100mL)に溶かし、−78℃に冷却した後、t−ブチルリチウム(1.3Mヘキサン溶液)(45.9mL、59.6mmol)を20分かけて滴下し、さらに2時間撹拌した。その後、徐々に0℃まで昇温し、1,10−フェナントロリン(10.2g、56.8mmol)をテトラヒドロフラン(50mL)に溶かした溶液を加え、室温で8時間攪拌した。反応終了後、0℃で水(80mL)を加え、ジクロロメタンで抽出後、得られた溶液に二酸化マンガン(60g)を加えて、室温で4時間撹拌した後、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、化合物T1(8.41g、収率40%)を得た。
化合物T1(8.30g、22.4mmol)をテトラヒドロフラン(500mL)に溶かし、塩酸(5%水溶液)(125mL、200mmol)を加えて、50℃で15時間攪拌した。その後、反応後に生じた固体を、水とジクロロメタンの混合物に溶かし、炭酸水素ナトリウム水溶液で中和した。得られた溶液をジクロロメタンで抽出後、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧留去して化合物T2(5.99g、収率94%)を得た。
アルゴン雰囲気下、化合物T2(5.80g、20.4mmol)、3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシアセトフェノン(5.67g、20.4mmol)、ナトリウムメトキシド(110mg、2.04mmol)にエタノール(50mL)を加え、室温で2時間、還流温度で3時間撹拌した。その後、ベンズアミジン塩酸塩(3.29g、21.0mmol)、水酸化ナトリウム(1.63g、40.8mmol)を添加して、還流温度で3時間撹拌した。反応終了後、析出物をろ別し、水とメタノールで洗浄し、化合物T3(7.75g、収率38%)を得た。
アルゴン雰囲気下、4−(2−ジベンゾフラニル)フェニルボロン酸(4.92g,17.1mmol)、化合物T3(5.00g、7.76mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(896mg,0.776mmol)、1,2−ジメトキシエタン(100mL)、炭酸ナトリウム水溶液(2M,100mL)を混合し、6時間加熱還流下で攪拌した。室温まで冷却後、反応溶液をトルエンで抽出し、水層を除去した後、有機層を飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた後、濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して化合物1A(3.77g、収率50%)を得た。本化合物は、質量分析の結果、目的物であり、分子量971.13に対し、m/e
= 970であった。
下記化合物1Bの合成スキームを次に示す。
= 575であった。
(1)有機EL素子の製造
25mm×75mm×0.7mm厚のITO透明電極(陽極)付きガラス基板(ジオマティック社製)をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を5分間行なった後、UVオゾン洗浄を30分間行なった。
洗浄後の透明電極ライン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、まず透明電極ラインを覆うようにして、下記化合物HT−1を蒸着して膜厚50nmのHT−1膜を成膜した。HT−1膜は正孔注入層として機能する。続けて、下記化合物HT−2を蒸着してHT−1膜上に膜厚45nmのHT−2膜を成膜した。HT−2膜は正孔輸送層として機能する。
HT−2膜上に下記化合物BH−1(ホスト材料)及び下記化合物BD−1(ドーパント材料)を、化合物BD−1が3質量%となる膜厚比で蒸着し、膜厚20nmの有機層を成膜した。この有機層は発光層として機能する。発光層の上に前記化合物5とリチウム(Li)とを、Liが2質量%となる膜厚比で蒸着して、発光層上に膜厚30nmの電子輸送層を形成した。この電子輸送層上に金属Alを80nm蒸着させ金属陰極を形成し有機EL素子を作製した。
作製した有機EL素子について、電流密度10mA/cm2となるように電圧を印加し、そのときの電圧値(V)を測定した。結果を表1に示す。
化合物5の代わりに化合物9(実施例2)、化合物10(実施例3)、下記化合物ET−1(比較例1)を用いて電子輸送層を形成した以外は実施例1と同様にして有機EL素子を作製し評価した。結果を表1に示す。
実施例4の有機EL素子は、実施例1において電子輸送層を形成する際にドープしたリチウムを5質量%に変更した以外は、実施例1と同様にして作製した。
実施例5〜実施例8、及び比較例2の有機EL素子は、実施例1において電子輸送層を形成する際にドープしたリチウムを5質量%に変更し、電子輸送層に用いる化合物5の替わりに、実施例5では化合物9を用い、実施例6では化合物13を用い、実施例7では化合物1Cを用い、実施例8では化合物1Dを用い、比較例2では下記化合物ET−2を用いた以外は、実施例1と同様にして作製した。
作製した有機EL素子を、室温下、直流定電流駆動(50mA/cm2)で発光させ、輝度が80%に低下するまでの時間を測定して、寿命(80%LT)を評価した。結果を表2に示す。
また、作製した有機EL素子に、電流密度が10mA/cm2となるように電圧を印加した時の分光放射輝度スペクトルを、分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタ社製)で計測した。得られた上記分光放射輝度スペクトルから、ランバシアン放射を行なったと仮定し外部量子効率EQE(単位:%)を算出した。結果を表2に示す。
さらに、実施例6と実施例7の比較から、4位で置換したジベンゾフランを持つフェナントロリン(化合物13)を用いた有機EL素子の方がより高効率であり、2位で置換したジベンゾフランを持つフェナントロリン(化合物1C)を用いた有機EL素子の方がより長寿命で動作することがわかる。
Claims (38)
- 下記一般式(1)で表される化合物。
[前記一般式(1)において、X1〜X8は、それぞれ独立に、下記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子、CRXまたは窒素原子である。X1〜X8のうち少なくとも1つが下記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子である。
RXは、それぞれ独立に、
水素原子、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換のヒドロキシル基、
置換もしくは無置換のカルボキシル基、
置換もしくは無置換のスルホニル基、
置換もしくは無置換のボリル基、
置換もしくは無置換のホスフィノ基、
置換もしくは無置換のメルカプト基、
置換もしくは無置換のアシル基、
置換もしくは無置換のアミノ基、
置換もしくは無置換のシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルキニル基、
置換もしくは無置換の炭素数6〜30のアラルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基、および
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリール基
からなる群から選ばれる。X1〜X8のうち、隣接するCRXのRX同士は、互いに結合して環構造を形成する場合と、形成しない場合とがある。]
[前記一般式(2)において、
bは、1〜5の整数である。
cは、1〜8の整数である。
Zは、酸素原子、硫黄原子、またはケイ素原子である。bが2〜5のとき、Zは、互いに同一であるか、又は異なる。Zがケイ素原子のとき、当該ケイ素原子には、R9およびR10が結合しており、R9およびR10は、それぞれ独立に、前記一般式(1)におけるRXと同義であり、このR9およびR10は、前記一般式(1)で表される構造と結合する場合がある。ただし、Zが、ケイ素原子であるとき、R9およびR10同士が、互いに結合して環構造を形成する場合はない。
Lは、
単結合、または連結基のいずれかから選ばれ、
前記連結基は、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30の多価の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の脂肪族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の多価のアリール基、または
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の多価のヘテロアリール基
を表す。前記一般式(2)のLにおける環形成原子数5〜40の多価のヘテロアリール基には、前記一般式(1)で表されるフェナントロリン環から誘導される置換もしくは無置換の多価の基も含まれる。cが2〜8のとき、Lは、互いに同一であるか、又は異なる。
Y1〜Y8は、それぞれ独立に、窒素原子、CRYまたはLに結合する炭素原子を表す。
RYは、前記一般式(1)におけるRXと同義であり、RYにおける環形成原子数5〜40のヘテロアリール基には、前記一般式(1)で表されるフェナントロリン環から誘導される置換もしくは無置換のフェナントロリル基も含まれる。隣接したRY同士が互いに結合し、環構造を形成する場合と、形成しない場合とがある。
X1またはX8が、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であり、bが1であり、Zが酸素原子であり、Y4またはY5がLと結合する炭素原子であり、cが2のとき、2つのLのうち前記一般式(1)で表されるフェナントロリン環側のLは、アントラセン以外の2価の基である。
X1〜X8のうち、2つが前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であり、bおよびcが1であり、Zがどちらも硫黄原子であり、Y4またはY5がLと結合する炭素原子であり、Lが、p−フェニレン基であるとき、Lは、X1,X2,X4,X5,X7,X8のいずれかと結合する。
X1またはX8が、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であり、bおよびcが1であり、Zが酸素原子または硫黄原子であり、Y3がLと結合する炭素原子であり、Lが、p−フェニレン基であるとき、Y4におけるRYは、フェニル基以外である。
X1またはX8が、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であり、bおよびcが1であり、Zが酸素原子または硫黄原子であり、Y6がLと結合する炭素原子であり、Lが、p−フェニレン基であるとき、Y5におけるRYは、フェニル基以外である。
X1が前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であり、Zがケイ素原子であり、Y3がLと結合する炭素原子であり、Lが単結合であり、Y6におけるRYが環形成原子数5〜40のヘテロアリール基としての前記フェナントロリル基と単結合で結合するとき、当該Y6におけるRYのフェナントロリル基は、2位以外の位置で結合する。
X4またはX5が、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であり、Y2がLと結合する炭素原子であり、Lが単結合であり、Zが酸素原子であるとき、Y7におけるRYは、ピレニル基以外である。
X4またはX5が、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であり、Y7がLと結合する炭素原子であり、Lが単結合であり、Zが酸素原子であるとき、Y2におけるRYは、ピレニル基以外である。] - 前記一般式(1)におけるX1またはX8が、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であることを特徴とする請求項1に記載の化合物。
- 前記一般式(1)におけるX1およびX8が、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であることを特徴とする請求項1に記載の化合物。
- 前記一般式(1)におけるX3およびX6が、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であることを特徴とする請求項1に記載の化合物。
- 前記一般式(1)におけるX2またはX7が、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であることを特徴とする請求項1に記載の化合物。
- 前記一般式(1)におけるX3またはX6が、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であることを特徴とする請求項1に記載の化合物。
- 前記一般式(1)におけるX4またはX5が、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であることを特徴とする請求項1に記載の化合物。
- 前記一般式(1)におけるX1およびX7が、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であることを特徴とする請求項1に記載の化合物。
- 前記一般式(1)におけるX2およびX7が、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であることを特徴とする請求項1に記載の化合物。
- 前記一般式(1)におけるX1、X2、X7、およびX8が、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であることを特徴とする請求項1に記載の化合物。
- 前記一般式(1)におけるX1、X3、X6、およびX8が、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子であることを特徴とする請求項1に記載の化合物。
- 前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(1−1)で表されることを特徴とする請求項1から請求項11までのいずれか一項に記載の化合物。
前記一般式(1−1)において、A2およびA3は、それぞれ独立に、前記一般式(1)で表される構造を略記したものである。
前記一般式(1−1)において、c1は、1〜8の整数であり、c2は、1〜8の整数である。前記一般式(1−1)において、L1およびL2は、それぞれ独立に、前記一般式(2)におけるLと同義である。前記一般式(1−1)において、Y1〜Y8、Z、b、並びにA2,A3中のX1〜X8は、それぞれ、前記一般式(1)および前記一般式(2)におけるX1〜X8、Y1〜Y8、Z、bと同義である。 - 前記一般式(1)のX1〜X8のうち、前記一般式(2)で表される基と結合する炭素原子の他は、CRXであることを特徴とする請求項1から請求項12までのいずれか一項に記載の化合物。
- 前記一般式(2)におけるZは、酸素原子または硫黄原子であることを特徴とする請求項1から請求項13までのいずれか一項に記載の化合物。
- 前記一般式(2)におけるZは、酸素原子であることを特徴とする請求項1から請求項13までのいずれか一項に記載の化合物。
- 前記一般式(2)におけるcは、1〜5の整数であることを特徴とする請求項1から請求項15までのいずれか一項に記載の化合物。
- 陽極と陰極との間に有機化合物層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の前記有機化合物層に用いられることを特徴とする請求項1から請求項16までのいずれか一項に記載の化合物。
- 陽極と陰極との間に発光層および電子輸送層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の前記電子輸送層に用いられることを特徴とする請求項1から請求項16までのいずれか一項に記載の化合物。
- 請求項1から請求項16までのいずれか一項に記載の化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
- 陽極と、
前記陽極と対向して設けられる陰極と、
前記陽極および前記陰極の間に設けられる有機化合物層と、を備え、
前記有機化合物層は、発光層と、この発光層の前記陰極側に設けられる電子輸送層とを有し、
前記電子輸送層は、下記一般式(10)で表される化合物を含有する
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
[前記一般式(10)において、X1〜X8は、それぞれ独立に、下記一般式(20)で表される基と結合する炭素原子、CRXまたは窒素原子である。X1〜X8のうち少なくとも1つが下記一般式(20)で表される基と結合する炭素原子である。
RXは、それぞれ独立に、
水素原子、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、
置換もしくは無置換のヒドロキシル基、
置換もしくは無置換のカルボキシル基、
置換もしくは無置換のスルホニル基、
置換もしくは無置換のボリル基、
置換もしくは無置換のホスフィノ基、
置換もしくは無置換のメルカプト基、
置換もしくは無置換のアシル基、
置換もしくは無置換のアミノ基、
置換もしくは無置換のシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルキニル基、
置換もしくは無置換の炭素数6〜30のアラルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基、および
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリール基
からなる群から選ばれる。X1〜X8のうち、隣接するCRXのRX同士は、互いに結合して環構造を形成する場合と、形成しない場合とがある。]
[前記一般式(20)において、
bは、1〜5の整数である。
cは、1〜8の整数である。
Zは、酸素原子、硫黄原子、またはケイ素原子である。bが2〜5のとき、Zは、互いに同一であるか、又は異なる。Zがケイ素原子のとき、当該ケイ素原子には、R9およびR10が結合しており、R9およびR10は、それぞれ独立に、前記一般式(10)におけるRXと同義であり、このR9およびR10は、前記一般式(10)で表される構造と結合する場合がある。
Lは、
単結合、または連結基のいずれかから選ばれ、
前記連結基は、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30の多価の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の脂肪族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の多価のアリール基、または
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の多価のヘテロアリール基
を表す。前記一般式(20)のLにおける環形成原子数5〜40の多価のヘテロアリール基には、前記一般式(10)で表されるフェナントロリン環から誘導される置換もしくは無置換の多価の基も含まれる。cが2〜8のとき、Lは、互いに同一であるか、又は異なる。
Y1〜Y8は、それぞれ独立に、窒素原子、CRYまたはLに結合する炭素原子を表す。
RYは、前記一般式(10)におけるRXと同義であり、RYにおける環形成原子数5〜40のヘテロアリール基には、前記一般式(10)で表されるフェナントロリン環から誘導される置換もしくは無置換のフェナントロリル基も含まれる。隣接したRY同士が互いに結合し、環構造を形成する場合と、形成しない場合とがある。] - 前記一般式(10)におけるX1またはX8が、前記一般式(20)で表される基と結合する炭素原子であることを特徴とする請求項20に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記一般式(10)におけるX1およびX8が、前記一般式(20)で表される基と結合する炭素原子であることを特徴とする請求項20に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記一般式(10)におけるX3およびX6が、前記一般式(20)で表される基と結合する炭素原子であることを特徴とする請求項20に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記一般式(10)におけるX2またはX7が、前記一般式(20)で表される基と結合する炭素原子であることを特徴とする請求項20に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記一般式(10)におけるX3またはX6が、前記一般式(20)で表される基と結合する炭素原子であることを特徴とする請求項20に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記一般式(10)におけるX4またはX5が、前記一般式(20)で表される基と結合する炭素原子であることを特徴とする請求項20に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記一般式(10)におけるX1およびX7が、前記一般式(20)で表される基と結合する炭素原子であることを特徴とする請求項20に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記一般式(10)におけるX2およびX7が、前記一般式(20)で表される基と結合する炭素原子であることを特徴とする請求項20に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記一般式(10)におけるX1、X2、X7、およびX8が、前記一般式(20)で表される基と結合する炭素原子であることを特徴とする請求項20に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記一般式(10)におけるX1、X3、X6、およびX8が、前記一般式(20)で表される基と結合する炭素原子であることを特徴とする請求項20に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記一般式(10)で表される化合物が、下記一般式(10−1)で表されることを特徴とする請求項20から請求項30までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記一般式(10−1)において、A2およびA3は、それぞれ独立に、前記一般式(10)で表される構造を略記したものである。
前記一般式(10−1)において、c1は、1〜8の整数であり、c2は、1〜8の整数である。前記一般式(10−1)において、L1およびL2は、それぞれ独立に、前記一般式(20)におけるLと同義である。前記一般式(10−1)において、Y1〜Y8、Z、b、並びにA2,A3中のX1〜X8は、それぞれ、前記一般式(10)および前記一般式(20)におけるX1〜X8、Y1〜Y8、Z、bと同義である。 - 請求項20から請求項31までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記一般式(10)のX1〜X8のうち、前記一般式(20)で表される基と結合する炭素原子の他は、CRXであることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求項20から請求項32までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記一般式(20)におけるZは、酸素原子または硫黄原子であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求項20から請求項32までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記一般式(20)におけるZは、酸素原子であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求項20から請求項34までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記電子輸送層と前記発光層との間に障壁層が設けられていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求項20から請求項34までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記電子輸送層と前記発光層とが隣接していることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求項20から請求項36までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記電子輸送層は、電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求項20から請求項37までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする電子機器。
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