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WO2014050093A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

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

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WO2014050093A1
WO2014050093A1 PCT/JP2013/005674 JP2013005674W WO2014050093A1 WO 2014050093 A1 WO2014050093 A1 WO 2014050093A1 JP 2013005674 W JP2013005674 W JP 2013005674W WO 2014050093 A1 WO2014050093 A1 WO 2014050093A1
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WO
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group
substituted
unsubstituted
ring
carbon atoms
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PCT/JP2013/005674
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English (en)
French (fr)
Inventor
伸浩 藪ノ内
西村 和樹
栄田 暢
由美子 水木
Original Assignee
出光興産株式会社
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    • H10K85/636Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising heteroaromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom

Definitions

  • the present invention relates to a material for an organic electroluminescence element and an organic electroluminescence element using the same.
  • an organic electroluminescence element (hereinafter also referred to as an organic EL element)
  • holes from the anode and electrons from the cathode are injected into the light emitting layer.
  • the injected holes and electrons are recombined to form excitons.
  • singlet excitons and triplet excitons are generated at a ratio of 25%: 75% according to the statistical rule of electron spin.
  • the fluorescence type uses light emitted from singlet excitons, and therefore the internal quantum efficiency of the organic EL element is said to be limited to 25%.
  • the phosphorescent type since light emission by triplet excitons is used, it is known that the internal quantum efficiency can be increased to 100% when intersystem crossing is efficiently performed from singlet excitons.
  • the energy gap of the compound used in the light emitting layer must be large. This is because the value of the singlet energy of a compound (the energy difference between the lowest excited singlet state and the ground state) is usually the triplet energy of the compound (the energy between the lowest excited triplet state and the ground state). This is because it is larger than the value of the difference. Therefore, in order to efficiently confine the triplet energy of the phosphorescent dopant material in the device, first, a host material having a triplet energy larger than the triplet energy of the phosphorescent dopant material must be used for the light emitting layer. I must.
  • hydrocarbon compounds with high oxidation resistance and reduction resistance which are useful in fluorescent elements, have a large energy gap due to a large spread of ⁇ electron clouds. Therefore, in a phosphorescent organic EL element, it is difficult to select such a hydrocarbon compound, and an organic compound containing a heteroatom such as oxygen or nitrogen is selected. As a result, the phosphorescent organic EL element is There is a problem that the lifetime is shorter than that of a fluorescent organic EL element. Furthermore, the fact that the exciton relaxation rate of the triplet exciton of the phosphorescent dopant material is much longer than that of the singlet exciton also greatly affects the device performance.
  • an indolocarbazole derivative which has been conventionally known as a main skeleton of a hole transporting material and exhibits high triplet energy, has been used as a useful phosphorescent host material.
  • Patent Document 1 describes that a compound containing an indolocarbazole skeleton and a nitrogen-containing heterocyclic group in the same molecule is used as a material for an organic EL device.
  • This compound has a molecular design that balances charge transport by introducing an electron-deficient nitrogen-containing heterocyclic group into the hole-transporting indolocarbazole skeleton.
  • further improvement of the lifetime of the organic EL element is required, and development of a material for an organic EL element that can realize a longer lifetime is desired.
  • An object of the present invention is to provide an organic EL element capable of obtaining long-lived phosphorescence and a material for an organic EL element that realizes the organic EL element.
  • a material for an organic electroluminescence device represented by any one of the following formulas (1) to (6).
  • a 1 , A 2 , B 1 , B 2 and C are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted ring forming atom.
  • Y 1 to Y 10 each independently represent N (nitrogen atom) or CR a (C is a carbon atom).
  • R a independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted group;
  • the plurality of R a may be the same as or different from each other.
  • sa and ta each independently represent an integer of 0 to 5
  • sb and tb each represents an integer of 0 to 4
  • u represents an integer of 0 to 2
  • sa + sb + ta + tb + u is an integer of 1 to 5 . If sa is 1 ⁇ 5, A 1 and (Q 1) Q 1 of sa is bound.
  • sb is 1 to 4
  • at least one of Y 1 to Y 4 is bonded to B 1 of (B 1 -Q 1 ) sb .
  • ta is 1 ⁇ 5, Q 2 and A 2 (Q 2) ta is attached.
  • tb When tb is 1 to 4, at least one of Y 5 to Y 8 is bonded to B 2 of (B 2 -Q 2 ) tb .
  • u When u is 1 to 2, at least one of Y 9 and Y 10 is bonded to C of (CQ 3 ) u .
  • Q 1 , Q 2 and Q 3 each independently represents -Az-W q .
  • q represents an integer of 1 to 4. If Q 1 is are multiple, multiple Q 1 is may be the same or different from each other. If Q 2 there is a plurality, the plurality of Q 2 is may be the same or different from each other. If Q 3 is plural, Q 3 are may be the same or different from each other.
  • Az is a (q + 1) -valent group of a ring represented by the following formula (X).
  • Z 1 to Z 5 each independently represents a nitrogen atom or CR b .
  • R b are as defined above R a.
  • a part of R b in adjacent CR b may be bonded to form a ring structure.
  • the plurality of Az may be the same as or different from each other.
  • W represents a substituent X, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms substituted with the substituent X, or a heterocyclic group having 5 to 30 ring atoms substituted with the substituent X.
  • the aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms substituted with the substituent X and the heterocyclic group having 5 to 30 ring atoms substituted with the substituent X are substituents other than the substituent X. You may have.
  • the substituent X is an electron withdrawing group.
  • the plurality of Ws may be the same as or different from each other. ] 2.
  • a material for an organic electroluminescence device represented by any one of the following formulas (1) to (6).
  • a 1 , A 2 , B 1 , B 2 and C are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted ring forming atom.
  • Y 1 to Y 10 each independently represent N (nitrogen atom) or CR a (C is a carbon atom). However, when two adjacent Y 1 to Y 10 are CR a , a part of R a in adjacent CR a may be bonded to form a ring structure.
  • Each R a independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted group;
  • the plurality of R a may be the same as or different from each other.
  • sa and ta each independently represent an integer of 0 to 5
  • sb and tb each represents an integer of 0 to 4
  • u represents an integer of 0 to 2
  • sa + sb + ta + tb + u is an integer of 1 to 5 . If sa is 1 ⁇ 5, A 1 and (Q 1) Q 1 of sa is bound.
  • sb is 1 to 4
  • at least one of Y 1 to Y 4 is bonded to B 1 of (B 1 -Q 1 ) sb .
  • ta is 1 ⁇ 5, Q 2 and A 2 (Q 2) ta is attached.
  • tb When tb is 1 to 4, at least one of Y 5 to Y 8 is bonded to B 2 of (B 2 -Q 2 ) tb .
  • u When u is 1 to 2, at least one of Y 9 and Y 10 is bonded to C of (CQ 3 ) u .
  • Q 1 , Q 2 and Q 3 each independently represents -Az-W q .
  • q represents an integer of 1 to 4. If Q 1 is are multiple, multiple Q 1 is may be the same or different from each other. If Q 2 there is a plurality, the plurality of Q 2 is may be the same or different from each other. If Q 3 is plural, Q 3 are may be the same or different from each other.
  • Az is a (q + 1) -valent group of a ring represented by the following formula (X).
  • Z 1 to Z 5 each independently represents a nitrogen atom or CR b .
  • R b are as defined above R a.
  • a part of R b in adjacent CR b may be bonded to form a ring structure.
  • the plurality of Az may be the same as or different from each other.
  • W represents a substituent X, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms substituted with the substituent X, or a heterocyclic group having 5 to 30 ring atoms substituted with the substituent X.
  • the aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms substituted with the substituent X and the heterocyclic group having 5 to 30 ring atoms substituted with the substituent X are substituents other than the substituent X. You may have.
  • the substituent X is a group whose Hammett's rule constant ( ⁇ p (para)) takes a positive value. When there are a plurality of Ws, the plurality of Ws may be the same as or different from each other. ] 3.
  • a material for an organic electroluminescence device represented by any one of the following formulas (1) to (6).
  • a 1 , A 2 , B 1 , B 2 and C are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted ring forming atom.
  • Y 1 to Y 10 each independently represent N (nitrogen atom) or CR a (C is a carbon atom). However, when two adjacent Y 1 to Y 10 are CR a , a part of R a in adjacent CR a may be bonded to form a ring structure.
  • Each R a independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted group;
  • the plurality of R a may be the same as or different from each other.
  • sa and ta each independently represent an integer of 0 to 5
  • sb and tb each represents an integer of 0 to 4
  • u represents an integer of 0 to 2
  • sa + sb + ta + tb + u is an integer of 1 to 5 . If sa is 1 ⁇ 5, A 1 and (Q 1) Q 1 of sa is bound.
  • sb is 1 to 4
  • at least one of Y 1 to Y 4 is bonded to B 1 of (B 1 -Q 1 ) sb .
  • ta is 1 ⁇ 5, Q 2 and A 2 (Q 2) ta is attached.
  • tb When tb is 1 to 4, at least one of Y 5 to Y 8 is bonded to B 2 of (B 2 -Q 2 ) tb .
  • u When u is 1 to 2, at least one of Y 9 and Y 10 is bonded to C of (CQ 3 ) u .
  • Q 1 , Q 2 and Q 3 each independently represents -Az-W q .
  • q represents an integer of 1 to 4. If Q 1 is are multiple, multiple Q 1 is may be the same or different from each other. If Q 2 there is a plurality, the plurality of Q 2 is may be the same or different from each other. If Q 3 is plural, Q 3 are may be the same or different from each other.
  • Az is a (q + 1) -valent group of a ring represented by the following formula (X).
  • Z 1 to Z 5 each independently represents a nitrogen atom or CR b .
  • R b are as defined above R a.
  • a part of R b in adjacent CR b may be bonded to form a ring structure.
  • the plurality of Az may be the same as or different from each other.
  • W represents a substituent X, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms substituted with the substituent X, or a heterocyclic group having 5 to 30 ring atoms substituted with the substituent X.
  • the aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms substituted with the substituent X and the heterocyclic group having 5 to 30 ring atoms substituted with the substituent X are substituents other than the substituent X. You may have.
  • the substituent X is an electron withdrawing group in which the Hammett's rule substituent constant ( ⁇ p (para)) takes a positive value.
  • the plurality of Ws may be the same as or different from each other. ] 4). 4.
  • Az is a condensed polycyclic group containing a substituted or unsubstituted nitrogen-containing 6-membered ring having 1 to 3 nitrogen atoms or a substituted or unsubstituted nitrogen-containing 6-membered ring having 1 to 3 nitrogen atoms. 5.
  • Az is a condensed polycyclic group containing a substituted or unsubstituted nitrogen-containing 6-membered ring having 1 or 2 nitrogen atoms, or a substituted or unsubstituted nitrogen-containing 6-membered ring having 1 or 2 nitrogen atoms 6.
  • Az is a ring group selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted pyrimidine ring, a substituted or unsubstituted pyridine ring, a substituted or unsubstituted quinazoline ring, and a substituted or unsubstituted quinoline ring. 6.
  • the sa is 1, the ta is 0, and the A 2 is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring group having 6 to 30 ring carbon atoms or a substituted or unsubstituted ring forming atom number of 5 to
  • the substituent X is selected from the group consisting of —CN, —F, —Cl, —Br, —I, —CO 2 R C , —COR C , —CF 3 , —SO 2 R C , —NO 2.
  • the material for an organic electroluminescent element according to any one of 1 to 11.
  • R C each independently represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 5 to 30 ring atoms, or a substituted group. Alternatively, it represents an unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
  • Electroluminescent element material R C each independently represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 5 to 30 ring atoms, or a substituted group. Alternatively, it represents an unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.) 16. 16.
  • W is a CN-substituted phenyl group, a CN-substituted biphenyl group, a CN-substituted naphthyl group, a CN-substituted diphenylfluorenyl group, a CN-substituted spirobifluorenyl group, a CN-substituted dimethylfluorenyl group, a CN-substituted phenanthrenyl group, CN 18.
  • the material for an organic electroluminescence device according to any one of 1 to 17, which is a substituted triphenylenyl group, a CN-substituted dibenzofuranyl group, or a CN-substituted dibenzothiophenyl group.
  • An organic film comprising one or more organic thin film layers including a light emitting layer between a cathode and an anode, wherein at least one of the organic thin film layers contains the material for an organic electroluminescence device according to any one of 1 to 18 Electroluminescence element.
  • 20. 20. The organic electroluminescence device according to 19, wherein the light emitting layer contains the material for an organic electroluminescence device. 21. 21.
  • an organic EL device capable of obtaining long-lived phosphorescence and a material for an organic electroluminescence device for realizing the organic EL device.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of the organic EL device of the present invention.
  • the organic EL device material of the present invention is a compound represented by any one of the following formulas (1) to (6).
  • the above compound is a compound containing an indolocarbazole skeleton and a nitrogen-containing heterocyclic group (Az group possessed by Q 1 to Q 3 described later) in the same molecule, and the nitrogen-containing heterocyclic group is an electron-withdrawing group or / and Hammett.
  • Substituent X is a group having a positive substituent constant ( ⁇ p (para)), substituted with an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms substituted with substituent X, or substituent X And a heterocyclic group (W) having 5 to 30 ring atoms as a substituent.
  • the nitrogen-containing heterocyclic group has the substituent X or the substituent having the substituent X
  • the singlet energy (S1) of the compound is reduced and the structure is stabilized. As a result, the lifetime of the organic EL device using this compound is improved.
  • a 1 , A 2 , B 1 , B 2 and C are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms. Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 5 to 30 ring atoms.
  • Y 1 to Y 10 each independently represent N (nitrogen atom) or CR a (C is a carbon atom). However, when two adjacent Y 1 to Y 10 are CR a , a part of R a in adjacent CR a may be bonded to form a ring structure.
  • Each R a is independently a hydrogen atom, a halogen atom, a trifluoromethyl group, a cyano group, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, Substituted or unsubstituted haloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted haloalkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted silyl group, substituted or unsubstituted dialkylamino group having 2 to 20 carbon atoms Group, substituted or unsubstituted diarylamino group having 12 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring group having 6 to 30 ring carbon atoms, substituted or unsubstituted ring atom having 5 to 30 ring atoms Represents a heterocycl
  • sa and ta each independently represents an integer of 0 to 5
  • sb and tb each independently represents an integer of 0 to 4
  • u represents an integer of 0 to 2
  • sa + sb + ta + tb + u represents 1 to 5 It is an integer. If sa is 1 ⁇ 5, A 1 and (Q 1) Q 1 of sa is bound. When sb is 1 to 4, at least one of Y 1 to Y 4 is bonded to B 1 of (B 1 -Q 1 ) sb . If ta is 1 ⁇ 5, Q 2 and A 2 (Q 2) ta is attached.
  • Q 1 , Q 2 and Q 3 are each independently a group represented by -Az-W q . q represents an integer of 1 to 4. If Q 1 is are multiple, multiple Q 1 is may be the same or different from each other. If Q 2 there is a plurality, the plurality of Q 2 is may be the same or different from each other. If Q 3 is plural, Q 3 are may be the same or different from each other.
  • Az is a (q + 1) -valent group of a ring represented by the following formula (X).
  • Z 1 to Z 5 each independently represent a nitrogen atom or CR b .
  • R b represents the same group as R a described above. However, when two adjacent Z 1 to Z 5 are CR b , a part of R b in adjacent CR b may be bonded to form a ring structure. If the R b there are a plurality, a plurality of R b may be the same or different from each other. When there are a plurality of Az, the plurality of Az may be the same as or different from each other.
  • Az includes (q + 1) -valent groups of isoquinoline ring, quinoxaline ring, phenanthridine ring, phenanthroline ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, pyridazine ring, triazine ring, quinazoline ring, quinoline ring and acridine ring. These rings may be substituted or unsubstituted.
  • Az is a condensed polycyclic group containing a substituted or unsubstituted nitrogen-containing 6-membered ring having 1 to 3 nitrogen atoms or a substituted or unsubstituted nitrogen-containing 6-membered ring having 1 to 3 nitrogen atoms. preferable.
  • Az is a condensed polycyclic group containing a substituted or unsubstituted nitrogen-containing 6-membered ring having 1 or 2 nitrogen atoms, or a substituted or unsubstituted nitrogen-containing 6-membered ring having 1 or 2 nitrogen atoms. Is preferred.
  • Az is a ring group selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted pyrimidine ring, a substituted or unsubstituted pyridine ring, a substituted or unsubstituted quinazoline ring, and a substituted or unsubstituted quinoline ring.
  • a ring group selected from a substituted or unsubstituted pyrimidine ring and a substituted or unsubstituted pyridine ring is preferable.
  • R represents a substituent, said R a, the same meanings as those mentioned R b.
  • R is preferably a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted biphenyl group, a substituted or unsubstituted fluorenyl group, a substituted or unsubstituted naphthyl group, a substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group, substituted or unsubstituted
  • p represents an integer of 1 to 5.
  • W represents a substituent X, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms substituted with the substituent X, or a heterocyclic group having 5 to 30 ring atoms substituted with the substituent X.
  • the aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms substituted with the substituent X and the heterocyclic group having 5 to 30 ring atoms substituted with the substituent X are substituents other than the substituent X. You may have.
  • the substituent X is an electron withdrawing group.
  • the substituent X is an electron-withdrawing group, a group having a positive Hammett's rule constant ( ⁇ p (para)), or a positive Hammett's substituent constant ( ⁇ p (para)).
  • the plurality of Ws may be the same as or different from each other.
  • the electron-withdrawing group is also called an electron-accepting group, and means an atomic group that attracts electrons from a substituted atomic group by an inductive effect or a resonance effect in the electronic theory.
  • the electron withdrawing group include those having a positive Hammett's substituent constant ( ⁇ p (para)).
  • ⁇ p Hammett's substituent constant
  • the electron barrier is increased in the hole transport layer adjacent to the light emitting layer, so that electrons are confined, and the electron in the hole injection / transport layer is By reducing the deterioration, the lifetime of the organic EL element can be improved.
  • R C independently represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 5 to 30 ring atoms, substituted or unsubstituted Represents an unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
  • the Hammett's rule substituent constant ( ⁇ p (para)) is a value described in Iwanami Rikagaku Dictionary 5th edition, P1063, Hitomi Suzuki, Organic Chemistry Course 2, Organic Reaction II Aromatic Compound, P119, and the like.
  • Preferred substituents X are —CN, —F, —CF 3 , —CO 2 R C , because of the chemical stability of the substituent (hard to decompose) and electrical stability (hard to generate radicals).
  • —COR C , —SO 2 R C may be mentioned.
  • the substituent X is —F, the triplet energy (T1) of the compound can be maintained high. Therefore, when the material of the present invention is used as the host of the light emitting layer, the efficiency of the organic EL device can be maintained or improved.
  • the substituent X is —CN
  • the singlet energy (S1) of the compound can be reduced not only by the inductive effect but also by the resonance effect. Therefore, when the material of the present invention is used as the host of the light emitting layer, the photochemical stability As a result, the lifetime of the organic EL element can be extended.
  • CN-substituted phenyl group CN-substituted biphenyl group, CN-substituted naphthyl group, CN-substituted diphenylfluorenyl group, CN-substituted spirobifluorenyl group, CN-substituted dimethylfluorenyl group, CN Examples thereof include a substituted phenanthrenyl group, a CN-substituted triphenylenyl group, a CN-substituted dibenzofuranyl group, and a CN-substituted dibenzothiophenyl group.
  • a 1 , A 2 , Y 1 to Y 10 , Q 1 and Q 2 each represent a group similar to the above formulas (1) to (6).
  • sa and ta each independently represents an integer of 0 to 5
  • sa + ta is an integer of 1 to 5.
  • the structure is stabilized by the interaction between N of indolocarbazole and Az of Q 1 and Q 2. Life expectancy can be expected. In addition, since the synthesis is simple, a high-purity material can be obtained, which is advantageous for extending the life of the light-emitting element.
  • the energy difference ( ⁇ ST) between S1 and T1 of the compound is reduced, the carrier injectability of the light emitting element is improved, the voltage is lowered, and the lifetime can be expected to be extended.
  • sa is 1
  • ta is 0, and
  • a 2 is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring group having 6 to 30 ring carbon atoms or a substituted or unsubstituted ring atom number of 5 to 30
  • the compound which is the heterocyclic group of is preferable.
  • the triplet energy (T1) of the compound is large, which is advantageous for increasing the efficiency of the organic EL device.
  • the energy difference ( ⁇ ST) between S1 and T1 of the compound is reduced, the carrier injectability of the organic EL element is improved, the voltage is lowered, and the lifetime can be expected to be extended. Furthermore, since the structure is stabilized by the interaction between N of indolocarbazole and Az of Q 1 , the lifetime of the organic EL element can be expected to be extended. Further, since the synthesis is simplified, a high-purity material can be obtained, which is advantageous for extending the life of the organic EL element. Further, as A 2, aromatic hydrocarbon ring groups, selecting a heterocyclic group, more structural stable, which is advantageous to the long life of the organic EL element. Further, sa is 1, Compound A 1 is a single bond.
  • alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or 1 to 30 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, and s-butyl.
  • halogen atom examples include fluorine, chlorine, bromine and iodine, and fluorine is preferable.
  • alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms examples include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group and the like.
  • An alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms is preferable.
  • haloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms examples include those in which one or more hydrogen atoms are substituted with halogen atoms in the above alkyl group.
  • halogen atom fluorine is preferred.
  • examples thereof include a trifluoromethyl group and a 2,2-trifluoroethyl group.
  • it is a haloalkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • haloalkoxy group having 1 to 20 carbon atoms examples include those obtained by substituting one or more hydrogen atoms with halogen atoms in the above alkoxy group.
  • halogen atom fluorine is preferred.
  • a haloalkoxy group having 1 to 5 carbon atoms is preferred.
  • Examples of the substituted or unsubstituted silyl group include a silyl group having 1 or more substituted or unsubstituted alkyl having 1 to 10 carbon atoms (alkylsilyl group), 1 substituted or unsubstituted aryl having 6 to 30 carbon atoms. Examples thereof include a silyl group (arylsilyl group) having the above or a silyl group having both an alkyl group and an aryl group.
  • trimethylsilyl group triethylsilyl group, tributylsilyl group, dimethylethylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, vinyldimethylsilyl group, propyldimethylsilyl group, dimethylisopropylsilyl group, dimethylpropylsilyl group, dimethylbutyl
  • Examples include silyl group, dimethyl tertiary butyl silyl group, diethyl isopropyl silyl group, phenyl dimethyl silyl group, diphenyl methyl silyl group, diphenyl tertiary butyl silyl group, triphenyl silyl group, and the like.
  • Trimethyl silyl group, triethyl silyl group, t- A butyldimethylsilyl group, a vinyldimethylsilyl group, and a propyldimethylsilyl group are preferred.
  • dialkylamino group having 2 to 20 carbon atoms examples include dimethylamino group, diethylamino group, di-n-propylamino group, diisopropylamino group, di-n-butylamino group, di-s-butylamino group, diisobutylamino group , Di-t-butylamino group, dicyclopentylamino group, dicyclohexylamino group and the like.
  • diarylamino group having 12 to 30 carbon atoms examples include diphenylamino group, dinaphthylamino group, dibiphenylamino group, difluorenylamino group, phenylnaphthylamino group, phenylbiphenylamino group, phenylfluorenylamino group, and biphenyl.
  • Examples include a fluorenylamino group.
  • Examples of the aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring carbon atoms include non-condensed aromatic hydrocarbon groups and condensed aromatic hydrocarbon groups. Specifically, in the case of a monovalent group, phenyl group, naphthyl group, phenanthryl group, biphenyl group, terphenyl group, quarterphenyl group, fluoranthenyl group, triphenylenyl group, phenanthrenyl group, fluorenyl group, spirofluorenyl group Group, 9,9-diphenylfluorenyl group, 9,9′-spirobi [9H-fluoren] -2-yl group, 9,9-dimethylfluorenyl group, benzo [c] phenanthrenyl group, benzo [a] Examples include triphenylenyl group, naphtho [1,2-c] phenanthrenyl group, naphtho [1,2-a] triphenylenyl
  • heterocyclic group having 5 to 30 ring atoms examples include non-fused heterocyclic groups and fused heterocyclic groups. More specifically, pyrrole ring, isoindole ring, benzofuran ring, isobenzofuran ring, dibenzothiophene ring, isoquinoline ring, quinoxaline ring, phenanthridine ring, phenanthroline ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, pyridazine ring, Triazine ring, indole ring, quinoline ring, acridine ring, pyrrolidine ring, dioxane ring, piperidine ring, morpholine ring, piperazine ring, furan ring, thiophene ring, oxazole ring, oxadiazole ring, benzoxazole ring, thiazole
  • the optional substituent in the case of “substituted or unsubstituted” includes a halogen atom (fluorine, chlorine, bromine, iodine), a cyano group, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (preferably 1 to 6), and 3 carbon atoms.
  • a cycloalkyl group having 20 to 20 (preferably 5 to 12), an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms (preferably 1 to 5), a haloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms (preferably 1 to 5), and 1 to A haloalkoxy group having 20 (preferably 1 to 5), an alkylsilyl group having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 5), and an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms (preferably 6 to 18) (aromatic Hydrocarbon groups), aryloxy groups having 6 to 30 (preferably 6 to 18) ring-forming carbon atoms, arylsilyl groups having 6 to 30 (preferably 6 to 18) carbon atoms, and 7 to 30 carbon atoms (preferably 7).
  • Examples of the optional substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a haloalkyl group, a haloalkoxy group, a substituted silyl group, an aromatic hydrocarbon group, and a heterocyclic group as described above.
  • Examples of the aryloxy group include those in which one hydrogen atom of a non-condensed aromatic hydrocarbon group or a condensed aromatic hydrocarbon group is substituted with an —O— group.
  • Examples of the aralkyl group include those in which one hydrogen atom of a non-condensed aromatic hydrocarbon group or a condensed aromatic hydrocarbon group is substituted with an alkyl group.
  • a fluorine atom, a cyano group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkylsilyl group, an aryl group (aromatic hydrocarbon group), and a heteroaryl group (heterocyclic group) are particularly preferable.
  • carbon number ab in the expression “XX group having a substituted or unsubstituted carbon number ab” represents the number of carbons when the XX group is unsubstituted.
  • the number of carbon atoms of the substituent when the XX group is substituted is not included.
  • the hydrogen atom includes isotopes having different numbers of neutrons, that is, light hydrogen (protium), deuterium (triuterium), and tritium (tritium).
  • the organic EL device of the present invention has an organic thin film layer containing a light emitting layer between a cathode and an anode, and at least one of the organic thin film layers contains the above-described organic EL device material of the present invention.
  • the life of the organic EL element can be extended.
  • the organic thin film layer containing the organic EL device material of the present invention include a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, a space layer, and a barrier layer, but are not limited thereto. Absent.
  • the material for an organic EL device of the present invention is preferably contained in the light emitting layer, and particularly preferably used as a host material for the light emitting layer. Further, the light emitting layer preferably contains a fluorescent light emitting material or a phosphorescent light emitting material, and particularly preferably contains a phosphorescent light emitting material. Furthermore, the organic EL device material of the present invention is also suitable as a barrier layer.
  • the organic EL element of the present invention may be a fluorescent or phosphorescent monochromatic light emitting element, a fluorescent / phosphorescent hybrid white light emitting element, or a simple type having a single light emitting unit.
  • a tandem type having a plurality of light emitting units may be used, and among them, a phosphorescent type is preferable.
  • the “light emitting unit” refers to a minimum unit that includes one or more organic layers, one of which is a light emitting layer, and can emit light by recombination of injected holes and electrons.
  • typical element configurations of simple organic EL elements include the following element configurations.
  • Anode / light emitting unit / cathode The above light emitting unit may be a laminated type having a plurality of phosphorescent light emitting layers and fluorescent light emitting layers. In that case, the light emitting unit is generated by a phosphorescent light emitting layer between the light emitting layers. In order to prevent the excitons from diffusing into the fluorescent light emitting layer, a space layer may be provided. A typical layer structure of the light emitting unit is shown below.
  • A Hole transport layer / light emitting layer (/ electron transport layer)
  • B Hole transport layer / first phosphorescent light emitting layer / second phosphorescent light emitting layer (/ electron transport layer)
  • C Hole transport layer / phosphorescent layer / space layer / fluorescent layer (/ electron transport layer)
  • D Hole transport layer / first phosphorescent light emitting layer / second phosphorescent light emitting layer / space layer / fluorescent light emitting layer (/ electron transport layer)
  • E Hole transport layer / first phosphorescent light emitting layer / space layer / second phosphorescent light emitting layer / space layer / fluorescent light emitting layer (/ electron transport layer)
  • F Hole transport layer / phosphorescent layer / space layer / first fluorescent layer / second fluorescent layer (/ electron transport layer)
  • G Hole transport layer / electron barrier layer / light emitting layer (/ electron transport layer)
  • H Hole transport layer / light emitting layer / hole barrier layer (
  • Each phosphorescent or fluorescent light-emitting layer may have a different emission color.
  • hole transport layer / first phosphorescent light emitting layer (red light emitting) / second phosphorescent light emitting layer (green light emitting) / space layer / fluorescent light emitting layer (blue light emitting) / Examples include a layer configuration such as an electron transport layer.
  • An electron barrier layer may be appropriately provided between each light emitting layer and the hole transport layer or space layer.
  • a hole blocking layer may be appropriately provided between each light emitting layer and the electron transport layer.
  • the following element structure can be mentioned as a typical element structure of a tandem type organic EL element.
  • the intermediate layer is generally called an intermediate electrode, an intermediate conductive layer, a charge generation layer, an electron extraction layer, a connection layer, or an intermediate insulating layer, and has electrons in the first light emitting unit and holes in the second light emitting unit.
  • a known material structure to be supplied can be used.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of an example of the organic EL element of the present invention.
  • the organic EL element 1 includes a substrate 2, an anode 3, a cathode 4, and a light emitting unit 10 disposed between the anode 3 and the cathode 4.
  • the light emitting unit 10 includes a light emitting layer 5 including at least one phosphorescent light emitting layer including a phosphorescent host material and a phosphorescent dopant.
  • a hole injection / transport layer 6 or the like may be formed between the light emitting layer 5 and the anode 3, and an electron injection / transport layer 7 or the like may be formed between the light emitting layer 5 and the cathode 4.
  • an electron barrier layer may be provided on the anode 3 side of the light emitting layer 5, and a hole barrier layer may be provided on the cathode 4 side of the light emitting layer 5.
  • a host combined with a fluorescent dopant is referred to as a fluorescent host
  • a host combined with a phosphorescent dopant is referred to as a phosphorescent host.
  • the fluorescent host and the phosphorescent host are not distinguished only by the molecular structure. That is, the phosphorescent host means a material constituting a phosphorescent light emitting layer containing a phosphorescent dopant, and does not mean that it cannot be used as a material constituting a fluorescent light emitting layer. The same applies to the fluorescent host.
  • the organic EL element of the present invention is produced on a translucent substrate.
  • the light-transmitting substrate is a substrate that supports the organic EL element, and is preferably a smooth substrate having a light transmittance in the visible region of 400 nm to 700 nm of 50% or more.
  • a glass plate, a polymer plate, etc. are mentioned.
  • the glass plate include those using soda lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, quartz and the like as raw materials.
  • the polymer plate include those using polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfide, polysulfone and the like as raw materials.
  • the anode of the organic EL element plays a role of injecting holes into the hole transport layer or the light emitting layer, and it is effective to use a material having a work function of 4.5 eV or more.
  • Specific examples of the anode material include indium tin oxide alloy (ITO), tin oxide (NESA), indium zinc oxide, gold, silver, platinum, copper, and the like.
  • the anode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. When light emitted from the light emitting layer is extracted from the anode, it is preferable that the transmittance of light in the visible region of the anode is greater than 10%.
  • the sheet resistance of the anode is preferably several hundred ⁇ / ⁇ or less.
  • the film thickness of the anode depends on the material, but is usually selected in the range of 10 nm to 1 ⁇ m, preferably 10 nm to 200 nm.
  • the cathode plays a role of injecting electrons into the electron injection layer, the electron transport layer or the light emitting layer, and is preferably formed of a material having a small work function.
  • the cathode material is not particularly limited, and specifically, indium, aluminum, magnesium, magnesium-indium alloy, magnesium-aluminum alloy, aluminum-lithium alloy, aluminum-scandium-lithium alloy, magnesium-silver alloy and the like can be used.
  • the cathode can be produced by forming a thin film by a method such as vapor deposition or sputtering. Moreover, you may take out light emission from the cathode side as needed.
  • An organic layer having a light emitting function includes a host material and a dopant material.
  • the host material mainly has a function of encouraging recombination of electrons and holes and confining excitons in the light emitting layer, and the dopant material efficiently emits excitons obtained by recombination. It has a function.
  • the host material mainly has a function of confining excitons generated by the dopant in the light emitting layer.
  • the light emitting layer employs, for example, a double host (also referred to as host / cohost) that adjusts the carrier balance in the light emitting layer by combining an electron transporting host and a hole transporting host.
  • the light emitting layer preferably contains a first host material and a second host material, and the first host material is preferably the organic EL device material of the present invention.
  • you may employ adopt the double dopant from which each dopant light-emits by putting in 2 or more types of dopant materials with a high quantum yield. Specifically, a mode in which yellow emission is realized by co-evaporating a host, a red dopant, and a green dopant to make the light emitting layer common is used.
  • the above light-emitting layer is a laminate in which a plurality of light-emitting layers are stacked, so that electrons and holes are accumulated at the light-emitting layer interface, and the recombination region is concentrated at the light-emitting layer interface to improve quantum efficiency. Can do.
  • the ease of injecting holes into the light emitting layer may be different from the ease of injecting electrons, and the hole transport ability and electron transport ability expressed by the mobility of holes and electrons in the light emitting layer may be different. May be different.
  • the light emitting layer can be formed by a known method such as a vapor deposition method, a spin coating method, or an LB method (Langmuir Broadgett method).
  • the light emitting layer can also be formed by thinning a solution obtained by dissolving a binder such as a resin and a material compound in a solvent by a spin coating method or the like.
  • the light emitting layer is preferably a molecular deposited film.
  • the molecular deposited film is a thin film formed by deposition from a material compound in a gas phase state or a film formed by solidifying from a material compound in a solution state or a liquid phase state.
  • the thin film (molecular accumulation film) formed by the LB method can be classified by the difference in the aggregation structure and the higher-order structure, and the functional difference resulting therefrom.
  • the dopant material is selected from known fluorescent dopants exhibiting fluorescent emission or phosphorescent dopants exhibiting phosphorescent emission.
  • the fluorescent dopant is selected from fluoranthene derivatives, pyrene derivatives, arylacetylene derivatives, fluorene derivatives, boron complexes, perylene derivatives, oxadiazole derivatives, anthracene derivatives, chrysene derivatives, and the like.
  • a fluoranthene derivative, a pyrene derivative, and a boron complex are used.
  • the phosphorescent dopant (phosphorescent material) that forms the light emitting layer is a compound that can emit light from the triplet excited state, and is not particularly limited as long as it emits light from the triplet excited state, but Ir, Pt, Os, Au, Cu, An organometallic complex containing at least one metal selected from Re and Ru and a ligand is preferable.
  • the ligand preferably has an ortho metal bond.
  • a metal complex containing a metal atom selected from Ir, Os and Pt is preferred in that the phosphorescent quantum yield is high and the external quantum efficiency of the light emitting device can be further improved, and an iridium complex, an osmium complex, or a platinum complex.
  • iridium complexes and platinum complexes are more preferable, and orthometalated iridium complexes are particularly preferable.
  • the content of the phosphorescent dopant in the light emitting layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, it is preferably 0.1 to 70% by mass, more preferably 1 to 30% by mass. If the phosphorescent dopant content is 0.1% by mass or more, sufficient light emission can be obtained, and if it is 70% by mass or less, concentration quenching can be avoided.
  • the phosphorescent host is a compound having a function of efficiently emitting the phosphorescent dopant by efficiently confining the triplet energy of the phosphorescent dopant in the light emitting layer.
  • the organic EL device material of the present invention is suitable as a phosphorescent host.
  • the light emitting layer may contain 1 type of organic EL element material of this invention, and may contain 2 or more types of organic EL element material of this invention.
  • the emission wavelength of the phosphorescent dopant material contained in the light emitting layer is not particularly limited.
  • at least one of the phosphorescent dopant materials contained in the light emitting layer preferably has a peak emission wavelength of 490 nm to 700 nm, and more preferably 490 nm to 650 nm.
  • a luminescent color of a light emitting layer red, yellow, and green are preferable, for example.
  • a compound other than the material for the organic EL device of the present invention can be appropriately selected as the phosphorescent host according to the purpose.
  • the organic EL device material of the present invention and other compounds may be used in combination as a phosphorescent host material in the same light emitting layer, and when there are a plurality of light emitting layers, the phosphorescent host of one of the light emitting layers.
  • the material for an organic EL device of the present invention may be used as a material, and a compound other than the material for an organic EL device of the present invention may be used as a phosphorescent host material for another light emitting layer.
  • the organic EL device material of the present invention can be used for organic layers other than the light emitting layer. In that case, a compound other than the organic EL device material of the present invention is used as the phosphorescent host of the light emitting layer. May be.
  • compounds other than the organic EL device material of the present invention and suitable as a phosphorescent host include carbazole derivatives, triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, Pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aromatic tertiary amine compounds, styrylamine compounds, aromatic dimethylidene compounds, porphyrins Compounds, anthraquinodimethane derivatives, anthrone derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, carbodiimide derivatives, fluorenylidene derivatives And metal complexes of heterocycl
  • the organic EL element material of the present invention is used as the first host material
  • the organic EL element material other than the organic EL element material of the present invention is used as the second host material.
  • a compound may be used.
  • the terms “first host material” and “second host material” mean that the plurality of host materials contained in the light emitting layer have different structures from each other. It is not specified by the material content. It does not specifically limit as said 2nd host material, It is a compound other than the organic EL element material of this invention, and the same thing as the above-mentioned compound as a compound suitable as a phosphorescent host is mentioned.
  • the second host material a compound having no cyano group is preferable.
  • the second host is preferably a carbazole derivative, arylamine derivative, fluorenone derivative, or aromatic tertiary amine compound.
  • the thickness of the light emitting layer is preferably 5 to 50 nm, more preferably 7 to 50 nm, and still more preferably 10 to 50 nm.
  • the thickness is 5 nm or more, it is easy to form a light emitting layer, and when the thickness is 50 nm or less, an increase in driving voltage can be avoided.
  • the organic EL device of the present invention preferably has an electron donating dopant in the interface region between the cathode and the light emitting unit. According to such a configuration, it is possible to improve the light emission luminance and extend the life of the organic EL element.
  • the electron donating dopant means a material containing a metal having a work function of 3.8 eV or less, and specific examples thereof include alkali metals, alkali metal complexes, alkali metal compounds, alkaline earth metals, alkaline earths. Examples thereof include at least one selected from metal complexes, alkaline earth metal compounds, rare earth metals, rare earth metal complexes, rare earth metal compounds, and the like.
  • alkali metal examples include Na (work function: 2.36 eV), K (work function: 2.28 eV), Rb (work function: 2.16 eV), Cs (work function: 1.95 eV), and the like.
  • a function of 2.9 eV or less is particularly preferable. Of these, K, Rb, and Cs are preferred, Rb and Cs are more preferred, and Cs is most preferred.
  • alkaline earth metals include Ca (work function: 2.9 eV), Sr (work function: 2.0 eV to 2.5 eV), Ba (work function: 2.52 eV), and the like. The thing below 9 eV is especially preferable.
  • rare earth metals examples include Sc, Y, Ce, Tb, Yb, and the like, and those having a work function of 2.9 eV or less are particularly preferable.
  • alkali metal compound examples include alkali oxides such as Li 2 O, Cs 2 O, and K 2 O, and alkali halides such as LiF, NaF, CsF, and KF, and LiF, Li 2 O, and NaF are preferable.
  • alkaline earth metal compound examples include BaO, SrO, CaO, and Ba x Sr 1-x O (0 ⁇ x ⁇ 1), Ba x Ca 1-x O (0 ⁇ x ⁇ 1) mixed with these. BaO, SrO, and CaO are preferable.
  • the rare earth metal compound, YbF 3, ScF 3, ScO 3, Y 2 O 3, Ce 2 O 3, GdF 3, TbF 3 and the like, YbF 3, ScF 3, TbF 3 are preferable.
  • the alkali metal complex, alkaline earth metal complex, and rare earth metal complex are not particularly limited as long as each metal ion contains at least one of an alkali metal ion, an alkaline earth metal ion, and a rare earth metal ion.
  • the ligands include quinolinol, benzoquinolinol, acridinol, phenanthridinol, hydroxyphenyl oxazole, hydroxyphenyl thiazole, hydroxydiaryl thiadiazole, hydroxydiaryl thiadiazole, hydroxyphenylpyridine, hydroxyphenylbenzimidazole, hydroxybenzotriazole, Hydroxyfulborane, bipyridyl, phenanthroline, phthalocyanine, porphyrin, cyclopentadiene, ⁇ -diketones, azomethines, and derivatives thereof are preferred, but are not limited thereto.
  • the electron donating dopant it is preferable to form a layered or island shape in the interface region.
  • a forming method while depositing an electron donating dopant by resistance heating vapor deposition, an organic compound (light emitting material or electron injecting material) that forms an interface region is simultaneously deposited, and the electron donating dopant is dispersed in the organic compound.
  • the electron donating dopant is formed in a layered form
  • the reducing dopant is vapor-deposited by a resistance heating vapor deposition method. .1 nm to 15 nm.
  • the electron donating dopant is formed in an island shape
  • the electron donating dopant is deposited by resistance heating vapor deposition alone, preferably The island is formed with a thickness of 0.05 nm to 1 nm.
  • the electron transport layer is an organic layer formed between the light emitting layer and the cathode, and has a function of transporting electrons from the cathode to the light emitting layer.
  • an organic layer close to the cathode may be defined as an electron injection layer.
  • the electron injection layer has a function of efficiently injecting electrons from the cathode into the organic layer unit.
  • an aromatic heterocyclic compound containing one or more heteroatoms in the molecule is preferably used, and a nitrogen-containing ring derivative is particularly preferable.
  • the nitrogen-containing ring derivative is preferably an aromatic ring having a nitrogen-containing 6-membered ring or 5-membered ring skeleton, or a condensed aromatic ring compound having a nitrogen-containing 6-membered ring or 5-membered ring skeleton.
  • a nitrogen-containing ring metal chelate complex represented by the following formula (A) is preferable.
  • R 2 to R 7 in the formula (A) which is a nitrogen-containing ring metal chelate complex are each independently a hydrogen atom, a deuterium atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group, a hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms, An alkoxy group having 1 to 40 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 50 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group, or an aromatic heterocyclic group having 5 to 50 ring carbon atoms, which may be substituted. .
  • Examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine, iodine and the like.
  • the amino group which may be substituted include an alkylamino group, an arylamino group and an aralkylamino group.
  • the alkylamino group and the aralkylamino group are represented as —NQ 1 Q 2 .
  • Q 1 and Q 2 each independently represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aralkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • One of Q 1 and Q 2 may be a hydrogen atom or a deuterium atom.
  • the arylamino group is represented as —NAr 1 Ar 2, and Ar 1 and Ar 2 each independently represent a non-condensed aromatic hydrocarbon group or a condensed aromatic hydrocarbon group having 6 to 50 carbon atoms.
  • Ar 1 and Ar 2 may be a hydrogen atom or a deuterium atom.
  • the hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms includes an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and an aralkyl group.
  • the alkoxycarbonyl group is represented as —COOY ′, and Y ′ represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • M is aluminum (Al), gallium (Ga) or indium (In), and is preferably In.
  • L is a group represented by the following formula (A ′) or (A ′′).
  • R 8 to R 12 are each independently a hydrogen atom, a deuterium atom, or a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms, and the groups adjacent to each other are cyclic structures May be formed.
  • R 13 to R 27 are each independently a hydrogen atom, a deuterium atom, or a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms.
  • An annular structure may be formed.
  • the hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms represented by R 8 to R 12 and R 13 to R 27 in the formula (A ′) and the formula (A ′′) is a nitrogen-containing ring metal chelate complex in the formula (A).
  • the divalent group in the case where the adjacent groups of R 8 to R 12 and R 13 to R 27 form a cyclic structure is the same as the hydrocarbon group represented by R 2 to R 7 of Examples include a methylene group, a pentamethylene group, a hexamethylene group, a diphenylmethane-2,2′-diyl group, a diphenylethane-3,3′-diyl group, and a diphenylpropane-4,4′-diyl group.
  • 8-hydroxyquinoline or a metal complex of its derivative, an oxadiazole derivative, or a nitrogen-containing heterocyclic derivative is preferable.
  • a metal chelate oxinoid compound containing a chelate of oxine (generally 8-quinolinol or 8-hydroxyquinoline), for example, tris (8-quinolinol) aluminum is used.
  • 8-quinolinol or 8-hydroxyquinoline a metal chelate oxinoid compound containing a chelate of oxine
  • tris (8-quinolinol) aluminum is used.
  • an oxadiazole derivative the following can be mentioned.
  • Ar 17 , Ar 18 , Ar 19 , Ar 21 , Ar 22 and Ar 25 each represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group or condensed aromatic hydrocarbon group having 6 to 50 carbon atoms
  • Ar 17 and Ar 18 , Ar 19 and Ar 21 , Ar 22 and Ar 25 may be the same or different.
  • the aromatic hydrocarbon group or the condensed aromatic hydrocarbon group include a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, an anthranyl group, a perylenyl group, and a pyrenyl group.
  • substituents include alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms, and cyano groups.
  • Ar 20 , Ar 23 and Ar 24 each represent a substituted or unsubstituted divalent aromatic hydrocarbon group or condensed aromatic hydrocarbon group having 6 to 50 carbon atoms, and Ar 23 and Ar 24 are identical to each other. But it can be different.
  • the divalent aromatic hydrocarbon group or condensed aromatic hydrocarbon group include a phenylene group, a naphthylene group, a biphenylene group, an anthranylene group, a peryleneylene group, and a pyrenylene group.
  • substituents include alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms, and cyano groups.
  • electron transfer compounds those having good thin film forming properties are preferably used.
  • Specific examples of these electron transfer compounds include the following.
  • nitrogen-containing heterocyclic derivative as the electron transfer compound examples include nitrogen-containing compounds that are not metal complexes. Examples thereof include a 5-membered ring or 6-membered ring containing a skeleton represented by the following formula (B) and a structure represented by the following formula (C).
  • X represents a carbon atom or a nitrogen atom.
  • Z 1 and Z 2 each independently represents an atomic group capable of forming a nitrogen-containing heterocycle.
  • the nitrogen-containing heterocyclic derivative is more preferably an organic compound having a nitrogen-containing aromatic polycyclic group containing a 5-membered ring and / or a 6-membered ring. Further, in the case of a nitrogen-containing aromatic polycyclic group having a plurality of nitrogen atoms, the nitrogen-containing aromatic polycyclic having a skeleton in which the above formulas (B) and (C) or the above formula (B) and the following formula (D) are combined. Ring organic compounds are preferred.
  • the nitrogen-containing heterocyclic ring of the nitrogen-containing heterocyclic derivative is selected from, for example, groups represented by the following formulae.
  • R is an aromatic hydrocarbon group or condensed aromatic hydrocarbon group having 6 to 40 carbon atoms, an aromatic heterocyclic group or condensed aromatic heterocyclic group having 3 to 40 carbon atoms, 1 to 20 is an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, n is an integer of 0 to 5, and when n is an integer of 2 or more, a plurality of R may be the same or different from each other.
  • preferred specific compounds include nitrogen-containing heterocyclic derivatives represented by the following formula (D1). HAr-L 1 -Ar 1 -Ar 2 (D1)
  • HAr is a substituted or unsubstituted nitrogen-containing heterocyclic group having 3 to 40 carbon atoms
  • L 1 is a single bond, substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon having 6 to 40 carbon atoms.
  • Ar 1 is a substituted or unsubstituted 2 to 6 carbon atom having 2 to 6 carbon atoms.
  • Ar 2 represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 40 carbon atoms, a condensed aromatic hydrocarbon group, or a substituted or unsubstituted aromatic group having 3 to 40 carbon atoms. It is a heterocyclic group or a condensed aromatic heterocyclic group.
  • HAr is selected from the following group, for example.
  • L 1 in the formula (D1) is selected from the following group, for example.
  • Ar 1 in the formula (D1) is selected from, for example, arylanthranyl groups of the following formulas (D2) and (D3).
  • R 1 to R 14 each independently represents a hydrogen atom, a deuterium atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms.
  • R 1 to R 8 may be nitrogen-containing heterocyclic derivatives each of which is a hydrogen atom or a deuterium atom.
  • Ar 2 in the formula (D1) is selected from the following group, for example.
  • the following compounds are also preferably used for the nitrogen-containing heterocyclic derivative as the electron-transfer compound.
  • R 1 to R 4 each independently represent a hydrogen atom, a deuterium atom, a substituted or unsubstituted aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon number of 3 to 20
  • X 1 and X 2 are each independently Represents an oxygen atom, a sulfur atom, or a dicyanomethylene group.
  • the following compounds are also preferably used as the electron transfer compound.
  • R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different groups, and are an aromatic hydrocarbon group or a condensed aromatic hydrocarbon group represented by the following formula (D6). It is.
  • R 5 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are the same or different from each other, and are a hydrogen atom, a deuterium atom, a saturated or unsaturated alkoxyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • At least one of R 5 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 is a group other than a hydrogen atom or a deuterium atom.
  • the electron transfer compound may be a polymer compound containing the nitrogen-containing heterocyclic group or the nitrogen-containing heterocyclic derivative.
  • the electron transport layer of the organic EL device of the present invention particularly preferably contains at least one nitrogen-containing heterocyclic derivative represented by the following formulas (E) to (G).
  • Z 1 , Z 2 and Z 3 are each independently a nitrogen atom or a carbon atom.
  • R 1 and R 2 are each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 50 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 50 ring atoms, substituted or unsubstituted carbon An alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted haloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms.
  • n is an integer of 0 to 5, and when n is an integer of 2 or more, the plurality of R 1 may be the same or different from each other. Further, two adjacent R 1 may be bonded to each other to form a substituted or unsubstituted hydrocarbon ring.
  • Ar 1 is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 50 ring carbon atoms or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 50 ring atoms.
  • Ar 2 is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted haloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, substituted Alternatively, it is an unsubstituted aryl group having 6 to 50 ring carbon atoms or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 50 ring atoms.
  • Ar 1 or Ar 2 is a substituted or unsubstituted condensed aromatic hydrocarbon ring group having 10 to 50 ring carbon atoms or a substituted or unsubstituted condensed aromatic group having 9 to 50 ring atoms. It is a heterocyclic group.
  • Ar 3 is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 50 ring carbon atoms or a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 5 to 50 ring atoms.
  • L 1 , L 2 and L 3 are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 50 ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted divalent ring having 9 to 50 ring atoms.
  • aryl group having 6 to 50 ring carbon atoms examples include phenyl, naphthyl, anthryl, phenanthryl, naphthacenyl, chrysenyl, pyrenyl, biphenyl, terphenyl, tolyl, fluoranthenyl, fluorenyl Groups and the like.
  • heteroaryl groups having 5 to 50 ring atoms include pyrrolyl, furyl, thienyl, silolyl, pyridyl, quinolyl, isoquinolyl, benzofuryl, imidazolyl, pyrimidyl, carbazolyl, selenophenyl Group, oxadiazolyl group, triazolyl group, pyrazinyl group, pyridazinyl group, triazinyl group, quinoxalinyl group, acridinyl group, imidazo [1,2-a] pyridinyl group, imidazo [1,2-a] pyrimidinyl group and the like.
  • Examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, and a hexyl group.
  • Examples of the haloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms include groups obtained by substituting one or more hydrogen atoms of the alkyl group with at least one halogen atom selected from fluorine, chlorine, iodine and bromine.
  • Examples of the alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms include groups having the alkyl group as an alkyl moiety.
  • Examples of the arylene group having 6 to 50 ring carbon atoms include groups obtained by removing one hydrogen atom from the aryl group.
  • Examples of the divalent condensed aromatic heterocyclic group having 9 to 50 ring atoms include groups obtained by removing one hydrogen atom from the condensed aromatic heterocyclic group described as the heteroaryl group.
  • the thickness of the electron transport layer is not particularly limited, but is preferably 1 nm to 100 nm. Moreover, it is preferable to use an insulator or a semiconductor as an inorganic compound in addition to the nitrogen-containing ring derivative as a component of the electron injection layer that can be provided adjacent to the electron transport layer. If the electron injection layer is made of an insulator or a semiconductor, current leakage can be effectively prevented and the electron injection property can be improved.
  • an insulator it is preferable to use at least one metal compound selected from the group consisting of alkali metal chalcogenides, alkaline earth metal chalcogenides, alkali metal halides and alkaline earth metal halides. If the electron injection layer is composed of these alkali metal chalcogenides or the like, it is preferable in that the electron injection property can be further improved.
  • preferable alkali metal chalcogenides include, for example, Li 2 O, K 2 O, Na 2 S, Na 2 Se, and Na 2 O
  • preferable alkaline earth metal chalcogenides include, for example, CaO, BaO. , SrO, BeO, BaS and CaSe.
  • preferable alkali metal halides include, for example, LiF, NaF, KF, LiCl, KCl, and NaCl.
  • preferable alkaline earth metal halides include fluorides such as CaF 2 , BaF 2 , SrF 2 , MgF 2 and BeF 2 , and halides other than fluorides.
  • the inorganic compound constituting the electron injection layer is preferably a microcrystalline or amorphous insulating thin film. If the electron injection layer is composed of these insulating thin films, a more uniform thin film is formed, and pixel defects such as dark spots can be reduced. Examples of such inorganic compounds include alkali metal chalcogenides, alkaline earth metal chalcogenides, alkali metal halides and alkaline earth metal halides.
  • the preferred thickness of the layer is about 0.1 nm to 15 nm.
  • the electron injection layer in the present invention is preferable even if it contains the above-mentioned electron donating dopant.
  • an organic layer close to the anode may be defined as a hole injection layer.
  • the hole injection layer has a function of efficiently injecting holes from the anode into the organic layer unit.
  • an aromatic amine compound for example, an aromatic amine derivative represented by the following formula (H) is preferably used.
  • Ar 1 ⁇ Ar 4 is a substituted or an aromatic hydrocarbon group or fused aromatic hydrocarbon group unsubstituted ring carbon atoms 6 to 50, a substituted or unsubstituted ring atoms of 5 to 50 aromatic heterocyclic groups or condensed aromatic heterocyclic groups, or a group in which these aromatic hydrocarbon groups or condensed aromatic hydrocarbon groups and aromatic heterocyclic groups or condensed aromatic heterocyclic groups are bonded.
  • L represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group or condensed aromatic hydrocarbon group having 6 to 50 ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted ring forming atom number of 5 to 50. Represents an aromatic heterocyclic group or a condensed aromatic heterocyclic group.
  • An aromatic amine represented by the following formula (J) is also preferably used for forming the hole transport layer.
  • the hole transport layer of the organic EL device of the present invention may have a two-layer structure of a first hole transport layer (anode side) and a second hole transport layer (cathode side).
  • the thickness of the hole transport layer is not particularly limited, but is preferably 10 to 200 nm.
  • a layer containing an acceptor material may be bonded to the anode side of the hole transport layer or the first hole transport layer. This is expected to reduce drive voltage and manufacturing costs.
  • the acceptor material a compound represented by the following formula (K) is preferable.
  • R 21 to R 26 may be the same as or different from each other, and each independently represents a cyano group, —CONH 2 , a carboxyl group, or —COOR 27 (R 27 is a group having 1 to 20 carbon atoms) Represents an alkyl group or a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, provided that one or more pairs of R 21 and R 22 , R 23 and R 24 , and R 25 and R 26 are combined together.
  • a group represented by —CO—O—CO— may be formed.
  • R 27 examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group.
  • the thickness of the layer containing the acceptor material is not particularly limited, but is preferably 5 to 20 nm.
  • the carrier injection ability can be improved by doping the donor material (n) or acceptor material (p). Can be adjusted.
  • n doping is a method of doping a metal such as Li or Cs into an electron transport material
  • p doping is F 4 TCNQ (2, 3, 5, 6) as a hole transport material.
  • -Tetrafluor-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane and the like.
  • the space layer is a fluorescent layer for the purpose of adjusting the carrier balance so that excitons generated in the phosphorescent layer are not diffused into the fluorescent layer. It is a layer provided between the layer and the phosphorescent light emitting layer.
  • the space layer can be provided between the plurality of phosphorescent light emitting layers. Since the space layer is provided between the light emitting layers, a material having both electron transport properties and hole transport properties is preferable. In order to prevent diffusion of triplet energy in the adjacent phosphorescent light emitting layer, the triplet energy is preferably 2.6 eV or more. Examples of the material used for the space layer include the same materials as those used for the above-described hole transport layer.
  • the organic EL device of the present invention preferably has a barrier layer such as an electron barrier layer, a hole barrier layer, or a triplet barrier layer in a portion adjacent to the light emitting layer.
  • the electron barrier layer is a layer that prevents electrons from leaking from the light emitting layer to the hole transport layer
  • the hole barrier layer is a layer that prevents holes from leaking from the light emitting layer to the electron transport layer. is there.
  • the triplet barrier layer prevents the triplet excitons generated in the light emitting layer from diffusing into the surrounding layers, and confins the triplet excitons in the light emitting layer, thereby transporting electrons other than the light emitting dopant of the triplet excitons. It has a function of suppressing energy deactivation on the molecules of the layer.
  • the phosphorescent devices When providing the triplet barrier layer, the phosphorescent devices, triplet energy E T d of the phosphorescent dopant in the light emitting layer and the triplet energy of the compound used as a triplet barrier layer and E T TB, E T d ⁇ If the energy magnitude relationship of E T TB is satisfied, the triplet exciton of the phosphorescent dopant is confined (cannot move to other molecules) and the energy deactivation path other than light emission on the dopant is interrupted. It is assumed that light can be emitted with high efficiency.
  • the organic EL element material of the present invention can be used as a triplet barrier layer having a TTF element structure described in International Publication WO2010 / 134350A1.
  • the electron mobility of the material constituting the triplet barrier layer is desirably 10 ⁇ 6 cm 2 / Vs or more in the range of electric field strength of 0.04 to 0.5 MV / cm.
  • the electron mobility is determined by impedance spectroscopy.
  • the electron injection layer is desirably 10 ⁇ 6 cm 2 / Vs or more in the range of electric field strength of 0.04 to 0.5 MV / cm. This facilitates the injection of electrons from the cathode into the electron transport layer, and also promotes the injection of electrons into the adjacent barrier layer and the light emitting layer, thereby enabling driving at a lower voltage.
  • Example 1 Manufacture of organic EL elements
  • a glass substrate with an ITO transparent electrode of 25 mm ⁇ 75 mm ⁇ thickness 1.1 mm (manufactured by Geomatic Co., Ltd.) was subjected to ultrasonic cleaning in isopropyl alcohol for 5 minutes and then UV ozone cleaning for 30 minutes.
  • the glass substrate with the transparent electrode line after washing is mounted on the substrate holder of the vacuum deposition apparatus, and the following electron-accepting (acceptor) compound is first formed so as to cover the transparent electrode on the surface on which the transparent electrode line is formed.
  • HI-1 was vapor-deposited to form a compound HI-1 film having a thickness of 5 nm.
  • the following aromatic amine derivative (compound HT-1) was deposited as a first hole transporting material to form a first hole transporting layer having a thickness of 40 nm.
  • the following aromatic amine derivative (Compound HT-2) was deposited as a second hole transport material to form a second hole transport layer having a thickness of 10 nm.
  • the compound H-1 synthesized in Synthesis Example 1 as a host material and the following compound PQIr (acac) as a phosphorescent material are co-evaporated to form a phosphorescent layer having a film thickness of 40 nm.
  • the concentration of the compound PQIr (acac) in the light emitting layer was 8.0% by mass.
  • This co-deposited film functions as a light emitting layer.
  • the following compound ET-1 was formed to a thickness of 40 nm. This compound ET-1 film functions as an electron transport layer.
  • LiF was used as an electron injecting electrode (cathode) and the film thickness was set to 1 nm at a film forming rate of 0.1 angstrom / min.
  • Metal Al was vapor-deposited on this LiF film, and a metal cathode was formed with a film thickness of 80 nm to produce an organic EL device.
  • the obtained organic EL device was evaluated for 80% life (time until the luminance decreased to 80% of the initial light emission luminance) when driven at a constant current with an initial light emission luminance of 10,000 cd / m 2 .
  • the results are shown in Table 1.
  • Example 2 An organic EL device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that Compound H-2 synthesized in Synthesis Example 2 was used instead of Compound H-1 as the host material for the light emitting layer. The results are shown in Table 1.
  • Comparative Example 1 An organic EL device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the following compound F-1 was used instead of the compound H-1 as a host material for the light emitting layer. The results are shown in Table 1.
  • Example 3 An organic EL device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the following compound Ir (tpiq) 2 (acac) was used in place of the compound PQIr (acac) as the phosphorescent material of the light emitting layer. The results are shown in Table 1.
  • Example 4 An organic EL device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 3 except that Compound H-2 synthesized in Synthesis Example 2 was used instead of Compound H-1 as the host material for the light emitting layer. The results are shown in Table 1.
  • Comparative Example 2 An organic EL device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 3 except that the compound F-1 was used instead of the compound H-1 as a host material for the light emitting layer. The results are shown in Table 1.
  • the organic EL device material of the present invention is useful as a material for realizing a long-life phosphorescent organic EL device.

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Abstract

下記式(1)~(6)のいずれかで表される有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。

Description

有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
 本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
 有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子ということもある。)に電圧を印加すると、陽極から正孔が、また陰極から電子が、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とが再結合し、励起子が形成される。このとき、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25%:75%の割合で生成する。発光原理に従って分類した場合、蛍光型では、一重項励起子による発光を用いるため、有機EL素子の内部量子効率は25%が限界といわれている。一方、燐光型では、三重項励起子による発光を用いるため、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。
 従来、有機EL素子においては、蛍光型、及び燐光型の発光メカニズムに応じ、最適な素子設計がなされてきた。特に燐光型の有機EL素子については、その発光特性から、蛍光素子技術の単純な転用では高性能な素子が得られないことが知られている。その理由は、一般的に以下のように考えられている。
 まず、燐光発光は、三重項励起子を利用した発光であるため、発光層に用いる化合物のエネルギーギャップが大きくなくてはならない。何故なら、ある化合物の一重項エネルギー(最低励起一重項状態と基底状態とのエネルギー差をいう。)の値は、通常、その化合物の三重項エネルギー(最低励起三重項状態と基底状態とのエネルギー差をいう。)の値よりも大きいからである。
 従って、燐光発光性ドーパント材料の三重項エネルギーを効率的に素子内に閉じ込めるためには、まず、燐光発光性ドーパント材料の三重項エネルギーよりも大きな三重項エネルギーを有するホスト材料を発光層に用いなければならない。さらに、発光層に隣接する電子輸送層及び正孔輸送層を設ける際に、電子輸送層及び正孔輸送層にも燐光発光性ドーパント材料よりも大きな三重項エネルギーを有する化合物を用いなければならない。このように、従来の有機EL素子の素子設計思想に基づく場合、蛍光型の有機EL素子に用いる化合物と比べて、より大きなエネルギーギャップを有する化合物を燐光型の有機EL素子に用いることにつながり、有機EL素子全体の駆動電圧が上昇する。
 また、蛍光素子で有用であった酸化耐性や還元耐性の高い炭化水素系の化合物はπ電子雲の広がりが大きいため、エネルギーギャップが小さい。そのため、燐光型の有機EL素子では、このような炭化水素系の化合物が選択され難く、酸素や窒素等のヘテロ原子を含んだ有機化合物が選択され、その結果、燐光型の有機EL素子は、蛍光型の有機EL素子と比較して寿命が短いという問題を有する。
 さらに、燐光発光性ドーパント材料の三重項励起子の励起子緩和速度が一重項励起子と比較して非常に長いことも素子性能に大きな影響を与える。即ち、一重項励起子からの発光は、発光に繋がる緩和速度が速いため、発光層の周辺層(例えば、正孔輸送層や電子輸送層)への励起子の拡散が起きにくく、効率的な発光が期待される。一方、三重項励起子からの発光は、スピン禁制であり緩和速度が遅いため、周辺層への励起子の拡散が起きやすく、特定の燐光発光性化合物以外から熱的なエネルギー失活が起きてしまう。つまり、蛍光型の有機EL素子と比較して、電子及び正孔の再結合領域のコントロールがより重要となる。
 以上のような理由により、燐光型の有機EL素子の高性能化においては、蛍光型の有機EL素子と異なる材料選択及び素子設計が必要となる。
 このような有機EL材料として、従来から、高い三重項エネルギーを示し、かつ正孔輸送性材料の主要骨格として知られているインドロカルバゾール誘導体は、有用な燐光ホスト材料として用いられていた。
 特許文献1には、インドロカルバゾール骨格と含窒素複素環基を同一分子内に含む化合物を有機EL素子用材料として用いることが記載されている。この化合物は、正孔輸送性のインドロカルバゾール骨格に対して電子欠乏性の含窒素複素環基を導入することにより、電荷輸送のバランスをとった分子設計となっている。
 しかし、有機EL素子の寿命のさらなる向上が求められており、より長寿命を実現可能な有機EL素子用材料の開発が望まれている。
国際公開第WO2008/056746
 本発明の目的は、長寿命な燐光発光が得られる有機EL素子及びそれを実現する有機EL素子用材料を提供することである。
 本発明によれば、以下の有機EL素子用材料及び有機EL素子が提供される。
1.下記式(1)~(6)のいずれかで表される有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
[式(1)~(6)中、
 A、A、B1、B及びCは、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基を表す。
 Y~Y10は、それぞれ独立に、N(窒素原子)又はCR(Cは炭素原子)を表す。但し、Y~Y10のうち、隣接する2つがCRである場合、隣接するCRにおけるRの一部同士が結合して環構造を形成していてもよい。
 Rは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のハロアルコキシ基、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2~20のジアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の炭素数12~30のジアリールアミノ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基を表し、複数のRは、互いに同一でも異なっていてもよい。
 sa及びtaは、それぞれ独立に、0~5の整数を表し、sb及びtbは、それぞれ0~4の整数を表し、uは0~2の整数を表し、sa+sb+ta+tb+uは1~5の整数である。
 saが1~5の場合、Aと(QsaのQは結合している。sbが1~4の場合、Y~Yの少なくとも1つと(B-QsbのBは結合している。
 taが1~5の場合、Aと(QtaのQは結合している。tbが1~4の場合、Y~Yの少なくとも1つと(B-QtbのBは結合している。
 uが1~2の場合Y及びY10の少なくとも1つと(C-QのCは結合している。
 Q、Q及びQは、それぞれ独立に、-Az-Wを表す。
 qは1~4の整数を表す。
 Qが複数ある場合、複数のQは互いに同一でも異なっていてもよい。Qが複数ある場合、複数のQは互いに同一でも異なっていてもよい。Qが複数ある場合、複数のQは互いに同一でも異なっていてもよい。
 上記Azは下記式(X)で表される環の(q+1)価の基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(式(X)において、Z~Zは、それぞれ独立に、窒素原子又はCRを表す。
 前記CRにおいて、Rは、前記Rと同義である。但し、Z~Zのうち、隣接する2つがCRである場合、隣接するCRにおけるRの一部同士が結合して環構造を形成していてもよい。
 Rが複数存在する場合、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよい。)
 Azが複数ある場合、複数のAzは互いに同一でも異なっていてもよい。
 Wは、置換基X、置換基Xで置換された環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基又は置換基Xで置換された環形成原子数5~30の複素環基を表す。ただし、置換基Xで置換された環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基及び置換基Xで置換された環形成原子数5~30の複素環基は、置換基X以外の置換基を有していてもよい。置換基Xは、電子吸引基である。Wが複数ある場合、複数のWは互いに同一でも異なっていてもよい。]
2.下記式(1)~(6)のいずれかで表される有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
[式(1)~(6)中、
 A、A、B1、B及びCは、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基を表す。
 Y~Y10は、それぞれ独立に、N(窒素原子)又はCR(Cは炭素原子)を表す。但し、Y~Y10のうち、隣接する2つがCRである場合、隣接するCRにおけるRの一部同士が結合して環構造を形成していてもよい。
 Rは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のハロアルコキシ基、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2~20のジアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の炭素数12~30のジアリールアミノ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基を表し、複数のRは、互いに同一でも異なっていてもよい。
 sa及びtaは、それぞれ独立に、0~5の整数を表し、sb及びtbは、それぞれ0~4の整数を表し、uは0~2の整数を表し、sa+sb+ta+tb+uは1~5の整数である。
 saが1~5の場合、Aと(QsaのQは結合している。sbが1~4の場合、Y~Yの少なくとも1つと(B-QsbのBは結合している。
 taが1~5の場合、Aと(QtaのQは結合している。tbが1~4の場合、Y~Yの少なくとも1つと(B-QtbのBは結合している。
 uが1~2の場合Y及びY10の少なくとも1つと(C-QのCは結合している。
 Q、Q及びQは、それぞれ独立に、-Az-Wを表す。
 qは1~4の整数を表す。
 Qが複数ある場合、複数のQは互いに同一でも異なっていてもよい。Qが複数ある場合、複数のQは互いに同一でも異なっていてもよい。Qが複数ある場合、複数のQは互いに同一でも異なっていてもよい。
 上記Azは下記式(X)で表される環の(q+1)価の基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(式(X)において、Z~Zは、それぞれ独立に、窒素原子又はCRを表す。
 前記CRにおいて、Rは、前記Rと同義である。但し、Z~Zのうち、隣接する2つがCRである場合、隣接するCRにおけるRの一部同士が結合して環構造を形成していてもよい。
 Rが複数存在する場合、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよい。)
 Azが複数ある場合、複数のAzは互いに同一でも異なっていてもよい。
 Wは、置換基X、置換基Xで置換された環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基又は置換基Xで置換された環形成原子数5~30の複素環基を表す。ただし、置換基Xで置換された環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基及び置換基Xで置換された環形成原子数5~30の複素環基は、置換基X以外の置換基を有していてもよい。置換基Xは、ハメット則の置換基定数(σp(パラ))が正の値をとる基である。Wが複数ある場合、複数のWは互いに同一でも異なっていてもよい。]
3.下記式(1)~(6)のいずれかで表される有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
[式(1)~(6)中、
 A、A、B1、B及びCは、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基を表す。
 Y~Y10は、それぞれ独立に、N(窒素原子)又はCR(Cは炭素原子)を表す。但し、Y~Y10のうち、隣接する2つがCRである場合、隣接するCRにおけるRの一部同士が結合して環構造を形成していてもよい。
 Rは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のハロアルコキシ基、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2~20のジアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の炭素数12~30のジアリールアミノ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基を表し、複数のRは、互いに同一でも異なっていてもよい。
 sa及びtaは、それぞれ独立に、0~5の整数を表し、sb及びtbは、それぞれ0~4の整数を表し、uは0~2の整数を表し、sa+sb+ta+tb+uは1~5の整数である。
 saが1~5の場合、Aと(QsaのQは結合している。sbが1~4の場合、Y~Yの少なくとも1つと(B-QsbのBは結合している。
 taが1~5の場合、Aと(QtaのQは結合している。tbが1~4の場合、Y~Yの少なくとも1つと(B-QtbのBは結合している。
 uが1~2の場合Y及びY10の少なくとも1つと(C-QのCは結合している。
 Q、Q及びQは、それぞれ独立に、-Az-Wを表す。
 qは1~4の整数を表す。
 Qが複数ある場合、複数のQは互いに同一でも異なっていてもよい。Qが複数ある場合、複数のQは互いに同一でも異なっていてもよい。Qが複数ある場合、複数のQは互いに同一でも異なっていてもよい。
 上記Azは下記式(X)で表される環の(q+1)価の基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(式(X)において、Z~Zは、それぞれ独立に、窒素原子又はCRを表す。
 前記CRにおいて、Rは、前記Rと同義である。但し、Z~Zのうち、隣接する2つがCRである場合、隣接するCRにおけるRの一部同士が結合して環構造を形成していてもよい。
 Rが複数存在する場合、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよい。)
 Azが複数ある場合、複数のAzは互いに同一でも異なっていてもよい。
 Wは、置換基X、置換基Xで置換された環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基又は置換基Xで置換された環形成原子数5~30の複素環基を表す。ただし、置換基Xで置換された環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基及び置換基Xで置換された環形成原子数5~30の複素環基は、置換基X以外の置換基を有していてもよい。置換基Xは、ハメット則の置換基定数(σp(パラ))が正の値をとる電子吸引基である。Wが複数ある場合、複数のWは互いに同一でも異なっていてもよい。]
4.下記式(1-1)~(6-1)のいずれかで表される1~3のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
[式(1-1)~(6-1)中、
 A、A、Y~Y10、Q、Qはそれぞれ前記式(1)~(6)と同様な基を表す。sa及びtaは、それぞれ独立に、0~5の整数を表し、sa+taは1~5の整数である。]
5.前記Azが、置換もしくは無置換の窒素原子数1~3の含窒素六員環、又は置換もしくは無置換の窒素原子数1~3の含窒素六員環を含む縮合多環の基である1~4のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
6.前記Azが、置換もしくは無置換の窒素原子数1もしくは2の含窒素六員環、又は置換もしくは無置換の窒素原子数1もしくは2の含窒素六員環を含む縮合多環の基である1~5のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
7.前記Azが、置換もしくは無置換のピリミジン環、置換もしくは無置換のピリジン環、置換もしくは無置換のキナゾリン環、及び置換もしくは無置換のキノリン環からなる群から選択される環の基である1~6のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
8.前記Azが、置換もしくは無置換のピリミジン環、及び置換もしくは無置換のピリジン環から選択される環の基である1~7のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
9.前記sa及びtaが、それぞれ0又は1である1~8のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
10.前記taが、0である1~9のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
11.前記sa+sb+ta+tb+uが1である1~3のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
12.前記saが1であり、前記taが0であり、前記Aが、置換又は無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素環基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基である、1~11のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
13.前記saが1であり、前記Aが単結合である、1~12のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
14.前記置換基Xが、-CN、-F、-Cl、-Br、-I、-CO、-COR、-CF、-SO、-NOからなる群から選択される、1~11のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。(Rは、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基、又は置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基を表す。)
15.前記置換基Xが、-CN、-F、-CF、-CO、-COR、-SO、からなる群から選択される、1~14のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
(Rは、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基、又は置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基を表す。)
16.前記置換基Xが、-CN又は-Fである、1~15のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
17.前記置換基Xが、-CNである、1~16のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
18.前記Wが、CN置換フェニル基、CN置換ビフェニル基、CN置換ナフチル基、CN置換ジフェニルフルオレニル基、CN置換スピロビフルオレニル基、CN置換ジメチルフルオレニル基、CN置換フェナントレニル基、CN置換トリフェニレニル基、CN置換ジベンゾフラニル基、又はCN置換ジベンゾチオフェニル基である1~17のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
19.陰極と陽極との間に発光層を含む1以上の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層の少なくとも1層が、1~18のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
20.前記発光層が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する19に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
21.前記発光層が燐光発光材料を含有し、前記燐光発光材料がイリジウム(Ir)、オスミウム(Os)及び白金(Pt)から選択される金属原子のオルトメタル化錯体である19又は20に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
 本発明によれば、長寿命な燐光発光が得られる有機EL素子、及びそれを実現するための有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を提供できる。
図1は本発明の有機EL素子の一例を示す概略断面図である。
 本発明の有機EL素子用材料は、下記式(1)~(6)のいずれかで表される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 上記化合物は、インドロカルバゾール骨格と含窒素複素環基(後述するQ~Qが有するAz基)を同一分子内に含む化合物であり、含窒素複素環基は電子吸引基又は/及びハメット則の置換基定数(σp(パラ))が正の値をとる基である置換基X、置換基Xで置換された環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基又は置換基Xで置換された環形成原子数5~30の複素環基(W)を置換基として有する。含窒素複素環基が置換基X又は置換基Xを有する置換基を有することにより、化合物の一重項エネルギー(S1)が小さくなり、構造が安定化する。その結果、この化合物を使用した有機EL素子の寿命が向上する。
 式(1)~(6)において、A、A、B1、B及びCは、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基を表す。
 Y~Y10は、それぞれ独立に、N(窒素原子)又はCR(Cは炭素原子)を表す。但し、Y~Y10のうち、隣接する2つがCRである場合、隣接するCRにおけるRの一部同士が結合して環構造を形成していてもよい。
 Rは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のハロアルコキシ基、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2~20のジアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の炭素数12~30のジアリールアミノ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基を表す。Rが複数あるときは、それらは互いに同一でも異なっていてもよい。
 sa及びtaは、それぞれ独立に、0~5の整数を表し、sb及びtbは、それぞれ独立に、0~4の整数を表し、uは0~2の整数を表し、sa+sb+ta+tb+uは1~5の整数である。
 saが1~5の場合、Aと(QsaのQは結合している。sbが1~4の場合、Y~Yの少なくとも1つと(B-QsbのBは結合している。
 taが1~5の場合、Aと(QtaのQは結合している。tbが1~4の場合、Y~Yの少なくとも1つと(B-QtbのBは結合している。
 uが1~2の場合Y~Y10の少なくとも1つと(C-QのCは結合している。
 Q、Q及びQは、それぞれ独立に、-Az-Wで表される基である。
 qは1~4の整数を表す。
 Qが複数ある場合、複数のQは互いに同一でも異なっていてもよい。Qが複数ある場合、複数のQは互いに同一でも異なっていてもよい。Qが複数ある場合、複数のQは互いに同一でも異なっていてもよい。
 上記Azは下記式(X)で表される環の(q+1)価の基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 式(X)において、Z~Zは、それぞれ独立に、窒素原子又はCRを表す。Rは、上述したRと同様な基を表す。但し、Z~Zのうち、隣接する2つがCRである場合、隣接するCRにおけるRの一部同士が結合して環構造を形成していてもよい。
 Rが複数存在する場合、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよい。
 Azが複数ある場合、複数のAzは互いに同一でも異なっていてもよい。
 Azとしては、イソキノリン環、キノキサリン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、トリアジン環、キナゾリン環、キノリン環、アクリジン環の(q+1)価の基が挙げられ、これらの環は置換されていても無置換であってもよい。
 Azは、置換もしくは無置換の窒素原子数1~3の含窒素六員環、又は置換もしくは無置換の窒素原子数1~3の含窒素六員環を含む縮合多環の基であることが好ましい。
 さらにAzは、置換もしくは無置換の窒素原子数1もしくは2の含窒素六員環、又は置換もしくは無置換の窒素原子数1もしくは2の含窒素六員環を含む縮合多環の基であることが好ましい。
 具体的には、Azは、置換もしくは無置換のピリミジン環、置換もしくは無置換のピリジン環、置換もしくは無置換のキナゾリン環、及び置換もしくは無置換のキノリン環からなる群から選択される環の基が好ましく、特に、置換もしくは無置換のピリミジン環、置換もしくは無置換のピリジン環から選択される環の基であることが好ましい。
 Q~Qの具体的な構造例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 上記式中、Rは、置換基を表わし、前記R、Rで挙げたものと同義である。Rとして好ましくは、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のビフェニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、置換もしくは無置換のチオフェニル基が挙げられる。
 pは1~5の整数を表す。
 Wは、置換基X、置換基Xで置換された環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基又は置換基Xで置換された環形成原子数5~30の複素環基を表す。ただし、置換基Xで置換された環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基及び置換基Xで置換された環形成原子数5~30の複素環基は、置換基X以外の置換基を有していてもよい。置換基Xは、電子吸引基である。
 ここで、置換基Xは電子吸引基、ハメット則の置換基定数(σp(パラ))が正の値をとる基、又はハメット則の置換基定数(σp(パラ))が正の値をとる電子吸引基である。
 Wが複数ある場合、複数のWは互いに同一でも異なっていてもよい。
 本願において電子吸引基とは、電子受容性基ともいい、電子説において、誘起効果や共鳴効果により、置換した原子団から、電子を引き付ける原子団を意味する。
 電子吸引基として、例えば、ハメット則の置換基定数(σp(パラ))が正の値をとるものが挙げられる。
 尚、フェニル基も正の値を示す例があるが、本願では電子吸引基には含めない。
 本発明では、Azに置換基Xで置換された芳香族炭化水素基が結合した場合、置換基Xで置換された複素環基が結合した場合、又は置換基Xが直接結合した場合に、置換基Xの誘起効果によって、Azが特定の位置で結合した構造の化合物(特に発光材ホスト)のアフィニティ(Af)を大きくできる。その結果、本発明の有機EL素子用材料を有機EL素子に用いることにより、電子注入性の改善により有機EL素子が高効率化する。また、本発明の材料を有機EL素子の発光層に用いた場合、発光層に隣接する正孔輸送層における電子障壁が大きくなることで、電子が閉じ込められ、正孔注入・輸送層の電子による劣化を低減することにより、有機EL素子の寿命を向上させることができる。
 置換基Xの例としては、-Cl(σp:+0.23)、-Br(σp(パラ):+0.23),-F(σp:+0.06)、-I(σp:+0.18)、-CO(σp:R=エチルの時+0.45)、-COR(σp:R=メチルの時+0.50)、-CF(σp:+0.54)、-CN(σp:+0.66)、-SO(σp:R=メチルの時+0.72)、-NO(σp:+0.78)等が挙げられる。
 尚、Rはそれぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基を表す。
 また、ハメット則の置換基定数(σp(パラ))は、岩波理化学辞典第5版、P1063,鈴木仁美著、有機化学講座2 有機反応II 芳香族化合物、P119等に記載された値である。
 置換基の化学的安定性(分解しづらい)や、電気的安定性(ラジカルが発生しづらい)から、好ましい置換基Xとしては、-CN、-F、-CF、-CO、-CORC、-SOCが挙げられる。なかでも、材料の分子量が小さい場合、蒸着温度の低下や、熱安定性の向上が期待できるので、-F又は-CNが好ましく、特に、-CNが好ましい。
 置換基Xが-Fである場合、化合物の三重項エネルギー(T1)を高く維持できるので、本発明の材料を発光層のホストとして使用した場合、有機EL素子の効率を維持又は向上させることができる。
 置換基Xが-CNである場合、誘起効果のみならず共鳴効果によって、化合物の一重項エネルギー(S1)を小さくできることから、本発明の材料を発光層のホストとして使用した場合、光化学的安定性が高まり、より有機EL素子を長寿命化できる。
 より具体的には、Wとして、CN置換フェニル基、CN置換ビフェニル基、CN置換ナフチル基、CN置換ジフェニルフルオレニル基、CN置換スピロビフルオレニル基、CN置換ジメチルフルオレニル基、CN置換フェナントレニル基、CN置換トリフェニレニル基、CN置換ジベンゾフラニル基、又はCN置換ジベンゾチオフェニル基が挙げられる。
 上記式(1)~(6)のうち、例えば、下記式(1-1)~(6-1)のいずれかで表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
[式(1-1)~(6-1)中、
 A、A、Y~Y10、Q、Qはそれぞれ上記式(1)~(6)と同様な基を表す。sa及びtaは、それぞれ独立に、0~5の整数を表し、sa+taは1~5の整数である。]
 式(1-1)~(6-1)で表される化合物では、インドロカルバゾールのNと、Q、QのAzとの相互作用により、構造が安定化するため、発光素子の長寿命化が期待できる。
 また、合成が簡単になることで、高純度の材料が得られるので、発光素子の長寿命化に有利である。
 式(1)~(6)又は式(1-1)~(6-1)において、sa、sb、ta、tb及びuが、それぞれ0又は1である化合物が好ましい。これにより、三重項エネルギー(T1)が大きくなるので、発光素子の高効率化に有利である。
 また、ta、tb及びuが0である化合物が好ましい。これにより、インドロカルバゾールのHOMO(Highest Occupied Molecular orbital)の分布とQのAzのLUMO(Lowest Occupied Molecular orbital)の分布との分離が明確になるので、化合物のS1とT1のエネルギー差(ΔST)が小さくなり、有機EL素子のキャリアの注入性が向上して低電圧化するとともに、長寿命化が期待できる。
 また、sa+sb+ta+tb+uが1である化合物が好ましい。この場合、化合物の三重項エネルギー(T1)が大きいので、有機EL素子の高効率化に有利である。さらに、化合物のS1とT1のエネルギー差(ΔST)が小さくなり、発光素子のキャリアの注入性が向上して低電圧化するとともに、長寿命化が期待できる。
 また、saが1であり、taが0であり、Aが、置換又は無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素環基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基である化合物が好ましい。これにより、上記と同じように、化合物の三重項エネルギー(T1)が大きいので、有機EL素子の高効率化に有利である。さらに、化合物のS1とT1のエネルギー差(ΔST)が小さくなり、有機EL素子のキャリアの注入性が向上して低電圧化するとともに、長寿命化が期待できる。さらにまた、インドロカルバゾールのNと、QのAzとの相互作用により、構造が安定化するため、有機EL素子の長寿命化が期待できる。また、合成が簡単になることで、高純度の材料が得られるので、有機EL素子の長寿命化に有利である。
 また、Aとして、芳香族炭化水素環基、複素環基を選択すると、より構造が安定であり、有機EL素子の長寿命化に有利である。
 また、saが1であり、Aが単結合である化合物が好ましい。これにより、インドロカルバゾールのNと、QのAzとの相互作用が一層高まり、より構造が安定化するため、有機EL素子の長寿命化が期待できる。また、合成がより簡単になることで、高純度の材料が得られるので、有機EL素子の長寿命化に有利である。
 以下、上述した式(1)~(6)における各基について詳細に説明する。
 炭素数1~20又は炭素数1~30のアルキル基(好ましくは炭素数1~6)の例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基、n-ペンタデシル基、n-ヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、n-オクタデシル基、ネオペンチル基、1-メチルペンチル基、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、シクロオクチル基、アダマンチル基等が挙げられ、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が好ましい。
 ハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられ、フッ素が好ましい。
 炭素数1~20のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基等が挙げられる。好ましくは、炭素数1~5のアルコキシ基である。
 炭素数1~20のハロアルキル基としては、上記アルキル基において1以上の水素原子がハロゲン原子で置換されたものが挙げられる。ハロゲン原子としてはフッ素が好ましい。トリフルオロメチル基、2,2-トリフルオロエチル基等が挙げられる。好ましくは、炭素数1~5のハロアルキル基である。
 炭素数1~20のハロアルコキシ基としては、上記アルコキシ基において1以上の水素原子がハロゲン原子で置換されたものが挙げられる。ハロゲン原子としてはフッ素が好ましい。好ましくは、炭素数1~5のハロアルコキシ基である。
 置換又は無置換のシリル基の例としては、置換又は無置換の炭素数1~10のアルキルを1以上有するシリル基(アルキルシリル基)、置換又は無置換の炭素数6~30のアリールを1以上有するシリル基(アリールシリル基)、又はアルキル基及びアリール基を共に有するシリル基が挙げられる。
 具体的には、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリブチルシリル基、ジメチルエチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、ジメチルイソプロピルシリル基、ジメチルプロピルシリル基、ジメチルブチルシリル基、ジメチルターシャリーブチルシリル基、ジエチルイソプロピルシリル基、フェニルジメチルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、ジフェニルターシャリーブチルシリル基、トリフェニルシリル基等が挙げられ、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基が好ましい。
 炭素数2~20のジアルキルアミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジ-n-プロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ジ-n-ブチルアミノ基、ジ-s-ブチルアミノ基、ジイソブチルアミノ基、ジ-t-ブチルアミノ基、ジシクロペンチルアミノ基、ジシクロヘキシルアミノ基等が挙げられる。
 炭素数12~30のジアリールアミノ基としては、ジフェニルアミノ基、ジナフチルアミノ基、ジビフェニルアミノ基、ジフルオレニルアミノ基、フェニルナフチルアミノ基、フェニルビフェニルアミノ基、フェニルフルオレニルアミノ基、ビフェニルフルオレニルアミノ基等が挙げられる。
 環形成炭素数6~30(好ましくは環形成炭素数6~14)の芳香族炭化水素基としては、非縮合芳香族炭化水素基及び縮合芳香族炭化水素基が挙げられる。具体的には、1価の基の場合、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、スピロフルオレニル基、9,9-ジフェニルフルオレニル基、9,9’-スピロビ[9H-フルオレン]-2-イル基、9,9-ジメチルフルオレニル基、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等が挙げられ、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、フルオレニル基、スピロビフルオレニル基、フルオランテニル基が好ましい。
 2価以上の芳香族炭化水素基の例は、上記アリール基から水素原子を除くことにより導かれる二価以上の基が挙げられる。
 環形成原子数5~30(好ましくは環形成原子数5~14)の複素環基としては、非縮合複素環基及び縮合複素環基が挙げられる。
 より具体的には、ピロール環、イソインドール環、ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、イソキノリン環、キノキサリン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、トリアジン環、インドール環、キノリン環、アクリジン環、ピロリジン環、ジオキサン環、ピペリジン環、モルフォリン環、ピペラジン環、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、ベンゾオキサゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾチアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピラン環、ジベンゾフラン環、ベンゾ[c]ジベンゾフラン環及びこれらの誘導体から形成される基等が挙げられ、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環及びこれらの誘導体から形成される基が好ましい。
 「置換もしくは無置換」という場合の任意の置換基としては、ハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、シアノ基、炭素数1~20(好ましくは1~6)のアルキル基、炭素数3~20(好ましくは5~12)のシクロアルキル基、炭素数1~20(好ましくは1~5)のアルコキシ基、炭素数1~20(好ましくは1~5)のハロアルキル基、炭素数1~20(好ましくは1~5)のハロアルコキシ基、炭素数1~10(好ましくは1~5)のアルキルシリル基、環形成炭素数6~30(好ましくは6~18)のアリール基(芳香族炭化水素基)、環形成炭素数6~30(好ましくは6~18)のアリールオキシ基、炭素数6~30(好ましくは6~18)のアリールシリル基、炭素数7~30(好ましくは7~20)のアラルキル基、及び環形成原子数5~30の(好ましくは5~18)ヘテロアリール基(複素環基)が挙げられる。これらの置換基は、さらに、上述の任意の置換基により置換されていてもよい。
 上記任意の置換基の例としてのアルキル基、アルコキシ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、置換シリル基、芳香族炭化水素基及び複素環基としては、上述したものが挙げられる。
 アリールオキシ基としては、非縮合芳香族炭化水素基及び縮合芳香族炭化水素基の1つの水素原子が-O-基で置換されたものが挙げられる。
 アラルキル基としては、非縮合芳香族炭化水素基及び縮合芳香族炭化水素基の1つの水素原子がアルキル基で置換されたものが挙げられる。
 上記任意の置換基のうち、フッ素原子、シアノ基、アルキル基、シクロアルキル基、アルキルシリル基、アリール基(芳香族炭化水素基)、ヘテロアリール基(複素環基)が特に好ましい。
 尚、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。また、本発明の有機EL素子用材料において、水素原子とは、中性子数が異なる同位体、即ち、軽水素(protium)、重水素(deuterium)、三重水素(tritium)を包含する。
 以下に、本発明の有機EL素子用材料の具体例を記載するが、下記化合物に限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
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 次に、本発明の有機EL素子の実施の形態について説明する。
 本発明の有機EL素子は、陰極と陽極の間に発光層を含有する有機薄膜層を有し、この有機薄膜層のうちの少なくとも1層が前述した本発明の有機EL素子用材料を含むことにより、有機EL素子を長寿命化できる。
 本発明の有機EL素子用材料が含まれる有機薄膜層の例としては、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、スペース層、及び障壁層等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。本発明の有機EL素子用材料は、発光層に含まれることが好ましく、特に、発光層のホスト材料として用いられることが好ましい。また、発光層は蛍光発光材料や燐光発光材料を含有することが好ましく、特に燐光発光材料を含有することが好ましい。さらにまた、本発明の有機EL素子用材料は、障壁層としても好適である。
 本発明の有機EL素子は、蛍光又は燐光発光型の単色発光素子であっても、蛍光/燐光ハイブリッド型の白色発光素子であってもよいし、単独の発光ユニットを有するシンプル型であっても、複数の発光ユニットを有するタンデム型であってもよく、中でも、燐光発光型であることが好ましい。ここで、「発光ユニット」とは、一層以上の有機層を含み、そのうちの一層が発光層であり、注入された正孔と電子が再結合することにより発光することができる最小単位をいう。
 従って、シンプル型有機EL素子の代表的な素子構成としては、以下の素子構成を挙げることができる。
(1)陽極/発光ユニット/陰極
 また、上記発光ユニットは、燐光発光層や蛍光発光層を複数有する積層型であってもよく、その場合、各発光層の間に、燐光発光層で生成された励起子が蛍光発光層に拡散することを防ぐ目的で、スペース層を有していてもよい。発光ユニットの代表的な層構成を以下に示す。
(a)正孔輸送層/発光層(/電子輸送層)
(b)正孔輸送層/第一燐光発光層/第二燐光発光層(/電子輸送層)
(c)正孔輸送層/燐光発光層/スペース層/蛍光発光層(/電子輸送層)
(d)正孔輸送層/第一燐光発光層/第二燐光発光層/スペース層/蛍光発光層(/電子輸送層)
(e)正孔輸送層/第一燐光発光層/スペース層/第二燐光発光層/スペース層/蛍光発光層(/電子輸送層)
(f)正孔輸送層/燐光発光層/スペース層/第一蛍光発光層/第二蛍光発光層(/電子輸送層)
(g)正孔輸送層/電子障壁層/発光層(/電子輸送層)
(h)正孔輸送層/発光層/正孔障壁層(/電子輸送層)
(i)正孔輸送層/蛍光発光層/トリプレット障壁層(/電子輸送層)
 上記各燐光又は蛍光発光層は、それぞれ互いに異なる発光色を示すものとすることができる。具体的には、上記積層発光層(d)において、正孔輸送層/第一燐光発光層(赤色発光)/第二燐光発光層(緑色発光)/スペース層/蛍光発光層(青色発光)/電子輸送層といった層構成等が挙げられる。
 尚、各発光層と正孔輸送層あるいはスペース層との間には、適宜、電子障壁層を設けてもよい。また、各発光層と電子輸送層との間には、適宜、正孔障壁層を設けてもよい。電子障壁層や正孔障壁層を設けることで、電子又は正孔を発光層内に閉じ込めて、発光層における電荷の再結合確率を高め、寿命を向上させることができる。
 タンデム型有機EL素子の代表的な素子構成としては、以下の素子構成を挙げることができる。
(2)陽極/第一発光ユニット/中間層/第二発光ユニット/陰極
 ここで、上記第一発光ユニット及び第二発光ユニットとしては、例えば、それぞれ独立に上述の発光ユニットと同様のものを選択することができる。
 上記中間層は、一般的に、中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層とも呼ばれ、第一発光ユニットに電子を、第二発光ユニットに正孔を供給する、公知の材料構成を用いることができる。
 図1に、本発明の有機EL素子の一例の概略構成を示す。有機EL素子1は、基板2、陽極3、陰極4、及び該陽極3と陰極4との間に配置された発光ユニット10とを有する。発光ユニット10は、燐光ホスト材料と燐光ドーパントを含む少なくとも1つの燐光発光層を含む発光層5を有する。発光層5と陽極3との間に正孔注入・輸送層6等、発光層5と陰極4との間に電子注入・輸送層7等を形成してもよい。また、発光層5の陽極3側に電子障壁層を、発光層5の陰極4側に正孔障壁層を、それぞれ設けてもよい。これにより、電子や正孔を発光層5に閉じ込めて、発光層5における励起子の生成確率を高めることができる。
 尚、本明細書において、蛍光ドーパントと組み合わされたホストを蛍光ホストと称し、燐光ドーパントと組み合わされたホストを燐光ホストと称する。蛍光ホストと燐光ホストは分子構造のみにより区分されるものではない。即ち、燐光ホストとは、燐光ドーパントを含有する燐光発光層を構成する材料を意味し、蛍光発光層を構成する材料として利用できないことを意味しているわけではない。蛍光ホストについても同様である。
(基板)
 本発明の有機EL素子は、透光性基板上に作製する。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。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を原料として用いてなるものを挙げられる。またポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を原料として用いてなるものを挙げることができる。
(陽極)
 有機EL素子の陽極は、正孔を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ものを用い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。陽極はこれらの電極物質を蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の可視領域の光の透過率を10%より大きくすることが好ましい。また、陽極のシート抵抗は、数百Ω/□以下が好ましい。陽極の膜厚は、材料にもよるが、通常10nm~1μm、好ましくは10nm~200nmの範囲で選択される。
(陰極)
 陰極は電子注入層、電子輸送層又は発光層に電子を注入する役割を担うものであり、仕事関数の小さい材料により形成するのが好ましい。陰極材料は特に限定されないが、具体的にはインジウム、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウム-インジウム合金、マグネシウム-アルミニウム合金、アルミニウム-リチウム合金、アルミニウム-スカンジウム-リチウム合金、マグネシウム-銀合金等が使用できる。陰極も、陽極と同様に、蒸着法やスパッタリング法等の方法で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、必要に応じて、陰極側から発光を取り出してもよい。
(発光層)
 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。
 ここで、上記発光層は、例えば、電子輸送性のホストと正孔輸送性のホストを組み合わせる等して、発光層内のキャリアバランスを調整するダブルホスト(ホスト・コホストともいう)を採用してもよく、発光層が第1ホスト材料と第2ホスト材料とを含有し、前記第1ホスト材料が本発明の有機EL素子用材料であると好ましい。
 また、量子収率の高いドーパント材料を二種類以上入れることによって、それぞれのドーパントが発光するダブルドーパントを採用してもよい。具体的には、ホスト、赤色ドーパント及び緑色ドーパントを共蒸着することによって、発光層を共通化して黄色発光を実現する態様が挙げられる。
 上記発光層は、複数の発光層を積層した積層体とすることで、発光層界面に電子と正孔を蓄積させて、再結合領域を発光層界面に集中させて、量子効率を向上させることができる。
 発光層への正孔の注入し易さと電子の注入し易さは異なっていてもよく、また、発光層中での正孔と電子の移動度で表される正孔輸送能と電子輸送能が異なっていてもよい。
 発光層は、例えば蒸着法、スピンコート法、LB法(Langmuir Blodgett法)等の公知の方法により形成することができる。また、樹脂等の結着剤と材料化合物とを溶剤に溶かした溶液をスピンコート法等により薄膜化することによっても、発光層を形成することができる。
 発光層は、分子堆積膜であることが好ましい。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、溶液状態又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ドーパント又は燐光型発光を示す燐光ドーパントから選ばれる。
 蛍光ドーパントとしては、フルオランテン誘導体、ピレン誘導体、アリールアセチレン誘導体、フルオレン誘導体、硼素錯体、ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アントラセン誘導体、クリセン誘導体等から選ばれる。好ましくは、フルオランテン誘導体、ピレン誘導体、硼素錯体が挙げられる。
 発光層を形成する燐光ドーパント(燐光発光材料)は三重項励状態から発光することのできる化合物であり、三重項励状態から発光する限り特に限定されないが、Ir,Pt,Os,Au,Cu,Re及びRuから選択される少なくとも一つの金属と配位子とを含む有機金属錯体であることが好ましい。前記配位子は、オルトメタル結合を有することが好ましい。燐光量子収率が高く、発光素子の外部量子効率をより向上させることができるという点で、Ir,Os及びPtから選ばれる金属原子を含有する金属錯体が好ましく、イリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体等の金属錯体、特にオルトメタル化錯体がより好ましく、イリジウム錯体及び白金錯体がさらに好ましく、オルトメタル化イリジウム錯体が特に好ましい。
 燐光ドーパントの発光層における含有量は特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、0.1~70質量%が好ましく、1~30質量%がより好ましい。燐光ドーパントの含有量が0.1質量%以上であると十分な発光が得られ、70質量%以下であると濃度消光を避けることができる。
 燐光ドーパントとして好ましい有機金属錯体の具体例を、以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 燐光ホストは、燐光ドーパントの三重項エネルギーを効率的に発光層内に閉じ込めることにより、燐光ドーパントを効率的に発光させる機能を有する化合物である。本発明の有機EL素子用材料は燐光ホストとして好適である。発光層は、本発明の有機EL素子用材料を1種含有していてもよく、本発明の有機EL素子用材料を2種以上含有していてもよい。
 本発明の有機EL素子用材料を発光層のホスト材料として用いる場合、発光層に含まれる燐光ドーパント材料の発光波長は特に限定されない。なかでも、発光層に含まれる前記燐光ドーパント材料のうち少なくとも1種は、発光波長のピークが490nm以上700nm以下であることが好ましく、490nm以上650nm以下であることがより好ましい。発光層の発光色としては、例えば、赤色、黄色、緑色が好ましい。ホスト材料として本発明の化合物を用い、このような発光波長の燐光ドーパント材料をドープして発光層を構成することにより、長寿命な有機EL素子とすることができる。
 本発明の有機EL素子において、本発明の有機EL素子用材料以外の化合物も、燐光ホストとして、上記目的に応じて適宜選択することができる。
 本発明の有機EL素子用材料とそれ以外の化合物を同一の発光層内の燐光ホスト材料として併用してもよいし、複数の発光層がある場合には、そのうちの一つの発光層の燐光ホスト材料として本発明の有機EL素子用材料を用い、別の一つの発光層の燐光ホスト材料として本発明の有機EL素子用材料以外の化合物を用いてもよい。また、本発明の有機EL素子用材料は発光層以外の有機層にも使用しうるものであり、その場合には発光層の燐光ホストとして、本発明の有機EL素子用材料以外の化合物を用いてもよい。
 本発明の有機EL素子用材料以外の化合物で、燐光ホストとして好適な化合物の具体例としては、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリデン系化合物、ポルフィリン系化合物、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、8-キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体ポリシラン系化合物、ポリ(N-ビニルカルバゾール)誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子化合物等が挙げられる。燐光ホストは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。具体例としては、以下のような化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 発光層が、第1ホスト材料と第2ホスト材料とを含有する場合、第1ホスト材料として本発明の有機EL素子用材料を用い、第2ホスト材料として本発明の有機EL素子用材料以外の化合物を用いてもよい。尚、本発明における「第1ホスト材料」及び「第2ホスト材料」という用語は、発光層に含有されている複数のホスト材料が、互いに構造が異なるという意味であり、発光層中の各ホスト材料の含有量で規定されるものではない。
 前記第2ホスト材料としては、特に限定されず、本発明の有機EL素子用材料以外の化合物であり、かつ燐光ホストとして好適な化合物として前記した化合物と同じものが挙げられる。第2ホスト材料としては、シアノ基を有さない化合物が好ましい。また、第2ホストとしては、カルバゾール誘導体、アリールアミン誘導体、フルオレノン誘導体、芳香族第三アミン化合物が好ましい。
 発光層の膜厚は、好ましくは5~50nm、より好ましくは7~50nm、さらに好ましくは10~50nmである。5nm以上であると発光層の形成が容易であり、50nm以下であると駆動電圧の上昇が避けられる。
(電子供与性ドーパント)
 本発明の有機EL素子は、陰極と発光ユニットとの界面領域に電子供与性ドーパントを有することも好ましい。このような構成によれば、有機EL素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。ここで、電子供与性ドーパントとは、仕事関数3.8eV以下の金属を含有するものをいい、その具体例としては、アルカリ金属、アルカリ金属錯体、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属錯体、アルカリ土類金属化合物、希土類金属、希土類金属錯体、及び希土類金属化合物等から選ばれた少なくとも一種類が挙げられる。
 アルカリ金属としては、Na(仕事関数:2.36eV)、K(仕事関数:2.28eV)、Rb(仕事関数:2.16eV)、Cs(仕事関数:1.95eV)等が挙げられ、仕事関数が2.9eV以下のものが特に好ましい。これらのうち好ましくはK、Rb、Cs、さらに好ましくはRb又はCsであり、最も好ましくはCsである。アルカリ土類金属としては、Ca(仕事関数:2.9eV)、Sr(仕事関数:2.0eV~2.5eV)、Ba(仕事関数:2.52eV)等が挙げられ、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、Sc、Y、Ce、Tb、Yb等が挙げられ、仕事関数が2.9eV以下のものが特に好ましい。
 アルカリ金属化合物としては、LiO、CsO、KO等のアルカリ酸化物、LiF、NaF、CsF、KF等のアルカリハロゲン化物等が挙げられ、LiF、LiO、NaFが好ましい。アルカリ土類金属化合物としては、BaO、SrO、CaO及びこれらを混合したBaSr1-xO(0<x<1)、BaCa1-xO(0<x<1)等が挙げられ、BaO、SrO、CaOが好ましい。希土類金属化合物としては、YbF、ScF、ScO、Y、Ce、GdF、TbF等が挙げられ、YbF、ScF、TbFが好ましい。
 アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体、希土類金属錯体としては、それぞれ金属イオンとしてアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、希土類金属イオンの少なくとも一つ含有するものであれば特に限定はない。また、配位子にはキノリノール、ベンゾキノリノール、アクリジノール、フェナントリジノール、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、ヒドロキシジアリールオキサジアゾール、ヒドロキシジアリールチアジアゾール、ヒドロキシフェニルピリジン、ヒドロキシフェニルベンゾイミダゾール、ヒドロキシベンゾトリアゾール、ヒドロキシフルボラン、ビピリジル、フェナントロリン、フタロシアニン、ポルフィリン、シクロペンタジエン、β-ジケトン類、アゾメチン類、及びそれらの誘導体等が好ましいが、これらに限定されるものではない。
 電子供与性ドーパントの添加形態としては、界面領域に層状又は島状に形成すると好ましい。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を蒸着しながら、界面領域を形成する有機化合物(発光材料や電子注入材料)を同時に蒸着させ、有機化合物に電子供与性ドーパントを分散する方法が好ましい。分散濃度はモル比で有機化合物:電子供与性ドーパント=100:1~1:100、好ましくは5:1~1:5である。
 電子供与性ドーパントを層状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を層状に形成した後に、還元ドーパント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~15nmで形成する。電子供与性ドーパントを島状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を島状に形成した後に、電子供与性ドーパント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~1nmで形成する。
 本発明の有機EL素子における、主成分と電子供与性ドーパントの割合は、モル比で主成分:電子供与性ドーパント=5:1~1:5であると好ましく、2:1~1:2であるとさらに好ましい。
(電子輸送層)
 電子輸送層は、発光層と陰極との間に形成される有機層であって、電子を陰極から発光層へ輸送する機能を有する。電子輸送層が複数層で構成される場合、陰極に近い有機層を電子注入層と定義することがある。電子注入層は、陰極から電子を効率的に有機層ユニットに注入する機能を有する。
 電子輸送層に用いる電子輸送性材料としては、分子内にヘテロ原子を1個以上含有する芳香族ヘテロ環化合物が好ましく用いられ、特に含窒素環誘導体が好ましい。また、含窒素環誘導体としては、含窒素6員環もしくは5員環骨格を有する芳香族環、又は含窒素6員環もしくは5員環骨格を有する縮合芳香族環化合物が好ましい。
 この含窒素環誘導体としては、例えば、下記式(A)で表される含窒素環金属キレート錯体が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 含窒素環金属キレート錯体である式(A)におけるR~Rは、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アミノ基、炭素数1~40の炭化水素基、炭素数1~40のアルコキシ基、炭素数数6~50のアリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、又は、環形成炭素数5~50の芳香族複素環基であり、これらは置換されていてもよい。
 ハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。
 置換されていてもよいアミノ基の例としては、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミノ基が挙げられる。
 アルキルアミノ基及びアラルキルアミノ基は-NQと表される。Q及びQは、それぞれ独立に、炭素数1~20のアルキル基又は炭素数1~20のアラルキル基を表す。Q及びQの一方は水素原子又は重水素原子であってもよい。
 アリールアミノ基は-NArArと表され、Ar及びArは、それぞれ独立に、炭素数6~50の非縮合芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基を表す。Ar及びArの一方は水素原子又は重水素原子であってもよい。
 炭素数1~40の炭化水素基はアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基を含む。
 アルコキシカルボニル基は-COOY’と表され、Y’は炭素数1~20のアルキル基を表す。
 Mは、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)又はインジウム(In)であり、Inであると好ましい。
 Lは、下記式(A’)又は(A”)で表される基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 式(A’)中、R~R12は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子、又は置換もしくは無置換の炭素数1~40の炭化水素基であり、互いに隣接する基が環状構造を形成していてもよい。また、前記式(A”)中、R13~R27は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子又は置換もしくは無置換の炭素数1~40の炭化水素基であり、互いに隣接する基が環状構造を形成していてもよい。
 式(A’)及び式(A”)のR~R12及びR13~R27が示す炭素数1~40の炭化水素基は、含窒素環金属キレート錯体である前記式(A)中のR~Rが示す炭化水素基と同様である。また、R~R12及びR13~R27の互いに隣接する基が環状構造を形成した場合の2価の基としては、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ジフェニルメタン-2,2’-ジイル基、ジフェニルエタン-3,3’-ジイル基、ジフェニルプロパン-4,4’-ジイル基等が挙げられる。
 電子輸送層に用いられる電子伝達性化合物としては、8-ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体、オキサジアゾール誘導体、含窒素複素環誘導体が好適である。上記8-ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体の具体例としては、オキシン(一般に8-キノリノール又は8-ヒドロキシキノリン)のキレートを含む金属キレートオキシノイド化合物、例えばトリス(8-キノリノール)アルミニウムを用いることができる。そして、オキサジアゾール誘導体としては、下記のものを挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 前記式中、Ar17、Ar18、Ar19、Ar21、Ar22及びAr25は、それぞれ置換もしくは無置換の炭素数6~50の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基を示し、Ar17とAr18、Ar19とAr21、Ar22とAr25は、たがいに同一でも異なっていてもよい。芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントラニル基、ペリレニル基、ピレニル基等が挙げられる。これらの置換基としては炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基又はシアノ基等が挙げられる。
 Ar20、Ar23及びAr24は、それぞれ置換もしくは無置換の炭素数6~50の2価の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基を示し、Ar23とAr24は、たがいに同一でも異なっていてもよい。2価の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントラニレン基、ペリレニレン基、ピレニレン基等が挙げられる。これらの置換基としては炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基又はシアノ基等が挙げられる。
 これらの電子伝達性化合物は、薄膜形成性の良好なものが好ましく用いられる。そして、これら電子伝達性化合物の具体例としては、下記のものを挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 電子伝達性化合物としての含窒素複素環誘導体は、金属錯体でない含窒素化合物が挙げられる。例えば、下記式(B)に示す骨格を含有する5員環もしくは6員環や、下記式(C)に示す構造のものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 前記式(C)中、Xは炭素原子もしくは窒素原子を表す。ZならびにZは、それぞれ独立に含窒素ヘテロ環を形成可能な原子群を表す。
 含窒素複素環誘導体は、さらに好ましくは、5員環及び/又は6員環を含む含窒素芳香多環基を有する有機化合物である。さらには、複数の窒素原子を有する含窒素芳香多環基の場合は、上記式(B)と(C)もしくは上記式(B)と下記式(D)を組み合わせた骨格を有する含窒素芳香多環有機化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 前記の含窒素複素環誘導体の含窒素複素環は、例えば、以下の式で表される基から選択される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 前記各式中、Rは、炭素数6~40の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、炭素数3~40の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基、炭素数1~20のアルキル基、又は炭素数1~20のアルコキシ基であり、nは0~5の整数であり、nが2以上の整数であるとき、複数のRは互いに同一又は異なっていてもよい。
 さらに、好ましい具体的な化合物として、下記式(D1)で表される含窒素複素環誘導体が挙げられる。
     HAr-L-Ar-Ar  (D1)
 前記式(D1)中、HArは、置換もしくは無置換の炭素数3~40の含窒素複素環基であり、Lは単結合、置換もしくは無置換の炭素数6~40の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の炭素数3~40の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基であり、Arは置換もしくは無置換の炭素数6~40の2価の芳香族炭化水素基であり、Arは置換もしくは無置換の炭素数6~40の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の炭素数3~40の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基である。
 HArは、例えば、下記の群から選択される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 前記式(D1)におけるLは、例えば、下記の群から選択される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
 前記式(D1)におけるArは、例えば、下記式(D2)、式(D3)のアリールアントラニル基から選択される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
 前記式(D2)、式(D3)中、R~R14は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数6~40のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数6~40の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の炭素数3~40の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基であり、Arは、それぞれ独立して、置換もしくは無置換の炭素数6~40の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の炭素数3~40の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基である。また、R~Rは、いずれも水素原子又は重水素原子である含窒素複素環誘導体であってもよい。
 前記式(D1)におけるArは、例えば、下記の群から選択される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
 電子伝達性化合物としての含窒素複素環誘導体には、この他、下記の化合物も好適に用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
 前記式(D4)中、R~Rは、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20の脂肪族基、置換もしくは無置換の炭素数3~20の脂肪族式環基、置換もしくは無置換の炭素数6~50の芳香族環基、置換もしくは無置換の炭素数3~50の複素環基を表し、X、Xは、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、又はジシアノメチレン基を表す。
 また、電子伝達性化合物として、下記の化合物も好適に用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
 前記式(D5)中、R、R、R及びRは互いに同一の又は異なる基であって、下記式(D6)で表される芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
 前記式(D6)中、R、R、R、R及びRは互いに同一又は異なる基であって、水素原子、重水素原子、飽和もしくは不飽和の炭素数1~20のアルコキシル基、飽和もしくは不飽和の炭素数1~20のアルキル基、アミノ基、又は炭素数1~20のアルキルアミノ基である。R、R、R、R及びRの少なくとも1つは水素原子、重水素原子以外の基である。
 さらに、電子伝達性化合物は、該含窒素複素環基又は含窒素複素環誘導体を含む高分子化合物であってもよい。
 本発明の有機EL素子の電子輸送層は、下記式(E)~(G)で表される含窒素複素環誘導体を少なくとも1種含むことが特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
(式(E)~式(G)中、Z、Z及びZは、それぞれ独立に、窒素原子又は炭素原子である。
 R及びRは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~50のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のハロアルキル基又は置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基である。
 nは、0~5の整数であり、nが2以上の整数であるとき、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよい。また、隣接する2つのR同士が互いに結合して、置換もしくは無置換の炭化水素環を形成していてもよい。
 Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5~50のヘテロアリール基である。
 Arは、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5~50のヘテロアリール基である。
 但し、Ar、Arのいずれか一方は、置換もしくは無置換の環形成炭素数10~50の縮合芳香族炭化水素環基又は置換もしくは無置換の環形成原子数9~50の縮合芳香族複素環基である。
 Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5~50のヘテロアリーレン基である。
 L、L及びLは、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数9~50の2価の縮合芳香族複素環基である。)
 環形成炭素数6~50のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ナフタセニル基、クリセニル基、ピレニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、トリル基、フルオランテニル基、フルオレニル基等が挙げられる。
 環形成原子数5~50のヘテロアリール基としては、ピローリル基、フリル基、チエニル基、シローリル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、べンゾフリル基、イミダゾリル基、ピリミジル基、カルバゾリル基、セレノフェニル基、オキサジアゾリル基、トリアゾーリル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノキサリニル基、アクリジニル基、イミダゾ[1,2-a]ピリジニル基、イミダゾ[1,2-a]ピリミジニル基等が挙げられる。
 炭素数1~20のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基等が挙げられる。
 炭素数1~20のハロアルキル基としては、前記アルキル基の1又は2以上の水素原子をフッ素、塩素、ヨウ素及び臭素から選ばれる少なくとも1のハロゲン原子で置換して得られる基が挙げられる。
 炭素数1~20のアルコキシ基としては、前記アルキル基をアルキル部位として有する基が挙げられる。
 環形成炭素数6~50のアリーレン基としては、前記アリール基から水素原子1個を除去して得られる基が挙げられる。
 環形成原子数9~50の2価の縮合芳香族複素環基としては、前記ヘテロアリール基として記載した縮合芳香族複素環基から水素原子1個を除去して得られる基が挙げられる。
 電子輸送層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは1nm~100nmである。
 また、電子輸送層に隣接して設けることができる電子注入層の構成成分として、含窒素環誘導体の他に無機化合物として、絶縁体又は半導体を使用することが好ましい。電子注入層が絶縁体や半導体で構成されていれば、電流のリークを有効に防止して、電子注入性を向上させることができる。
 このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲニド、アルカリ土類金属カルコゲニド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物からなる群から選択される少なくとも一つの金属化合物を使用するのが好ましい。電子注入層がこれらのアルカリ金属カルコゲニド等で構成されていれば、電子注入性をさらに向上させることができる点で好ましい。具体的に、好ましいアルカリ金属カルコゲニドとしては、例えば、LiO、KO、NaS、NaSe及びNaOが挙げられ、好ましいアルカリ土類金属カルコゲニドとしては、例えば、CaO、BaO、SrO、BeO、BaS及びCaSeが挙げられる。また、好ましいアルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、LiF、NaF、KF、LiCl、KCl及びNaCl等が挙げられる。また、好ましいアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、CaF、BaF、SrF、MgF及びBeF等のフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。
 また、半導体としては、Ba、Ca、Sr、Yb、Al、Ga、In、Li、Na、Cd、Mg、Si、Ta、Sb及びZnの少なくとも一つの元素を含む酸化物、窒化物又は酸化窒化物等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。また、電子注入層を構成する無機化合物が、微結晶又は非晶質の絶縁性薄膜であることが好ましい。電子注入層がこれらの絶縁性薄膜で構成されていれば、より均質な薄膜が形成されるために、ダークスポット等の画素欠陥を減少させることができる。尚、このような無機化合物としては、アルカリ金属カルコゲニド、アルカリ土類金属カルコゲニド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられる。
 このような絶縁体又は半導体を使用する場合、その層の好ましい厚みは、0.1nm~15nm程度である。また、本発明における電子注入層は、前述の電子供与性ドーパントを含有していても好ましい。
(正孔輸送層)
 発光層と陽極との間に形成される有機層であって、正孔を陽極から発光層へ輸送する機能を有する。正孔輸送層が複数層で構成される場合、陽極に近い有機層を正孔注入層と定義することがある。正孔注入層は、陽極から正孔を効率的に有機層ユニットに注入する機能を有する。
 正孔輸送層を形成する他の材料としては、芳香族アミン化合物、例えば、下記式(H)で表される芳香族アミン誘導体が好適に用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
 前記式(H)において、Ar~Arは置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基、又は、それら芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基と芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基が結合した基を表す。
 また、前記式(H)において、Lは置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5~50の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基を表す。
 式(H)の化合物の具体例を以下に記す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
また、下記式(J)の芳香族アミンも正孔輸送層の形成に好適に用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
 前記式(J)において、Ar~Arの定義は前記式(H)のAr~Arの定義と同様である。以下に式(J)の化合物の具体例を記すがこれらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
 本発明の有機EL素子の正孔輸送層は第1正孔輸送層(陽極側)と第2正孔輸送層(陰極側)の2層構造にしてもよい。
 正孔輸送層の膜厚は特に限定されないが、10~200nmであるのが好ましい。
 本発明の有機EL素子では、正孔輸送層又は第1正孔輸送層の陽極側にアクセプター材料を含有する層を接合してもよい。これにより駆動電圧の低下及び製造コストの低減が期待される。
 前記アクセプター材料としては下記式(K)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
(上記式(K)中、R21~R26は互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立にシアノ基、-CONH、カルボキシル基、又は-COOR27(R27は炭素数1~20のアルキル基又は炭素数3~20のシクロアルキル基を表す)を表す。ただし、R21及びR22、R23及びR24、並びにR25及びR26の1又は2以上の対が一緒になって-CO-O-CO-で示される基を形成してもよい。)
 R27としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
 アクセプター材料を含有する層の膜厚は特に限定されないが、5~20nmであるのが好ましい。
(n/pドーピング)
 上述の正孔輸送層や電子輸送層においては、日本特許第3695714号明細書に記載されているように、ドナー性材料のドーピング(n)やアクセプター性材料のドーピング(p)により、キャリア注入能を調整することができる。
 nドーピングの代表例としては、電子輸送材料にLiやCs等の金属をドーピングする方法が挙げられ、pドーピングの代表例としては、正孔輸送材料にFTCNQ(2,3,5,6-Tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane)等のアクセプター材料をドーピングする方法が挙げられる。
(スペース層)
 上記スペース層とは、例えば、蛍光発光層と燐光発光層とを積層する場合に、燐光発光層で生成する励起子を蛍光発光層に拡散させない、あるいは、キャリアバランスを調整する目的で、蛍光発光層と燐光発光層との間に設けられる層である。また、スペース層は、複数の燐光発光層の間に設けることもできる。
 スペース層は発光層間に設けられるため、電子輸送性と正孔輸送性を兼ね備える材料であることが好ましい。また、隣接する燐光発光層内の三重項エネルギーの拡散を防ぐため、三重項エネルギーが2.6eV以上であることが好ましい。スペース層に用いられる材料としては、上述の正孔輸送層に用いられるものと同様のものが挙げられる。
(障壁層)
 本発明の有機EL素子は、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。
 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。
 トリプレット障壁層を設ける場合、燐光素子においては、発光層中の燐光発光性ドーパントの三重項エネルギーをE 、トリプレット障壁層として用いる化合物の三重項エネルギーをE TBとすると、E <E TBのエネルギー大小関係であれば、エネルギー関係上、燐光発光性ドーパントの三重項励起子が閉じ込められ(他分子へ移動できなくなり)、該ドーパント上で発光する以外のエネルギー失活経路が断たれ、高効率に発光することができると推測される。ただし、E <E TBの関係が成り立つ場合であってもこのエネルギー差ΔE=E TB-E が小さい場合には、実際の素子駆動環境である室温程度の環境下では、周辺の熱エネルギーにより吸熱的にこのエネルギー差ΔEを乗り越えて三重項励起子が他分子へ移動することが可能であると考えられる。特に燐光発光の場合は蛍光発光に比べて励起子寿命が長いため、相対的に吸熱的励起子移動過程の影響が現れやすくなる。室温の熱エネルギーに対してこのエネルギー差ΔEは大きい程好ましく、0.1eV以上であるとさらに好ましく、0.2eV以上であると特に好ましい。一方、蛍光素子においては、国際公開WO2010/134350A1に記載するTTF素子構成のトリプレット障壁層として、本発明の有機EL素子用材料を用いることもできる。
 また、トリプレット障壁層を構成する材料の電子移動度は、電界強度0.04~0.5MV/cmの範囲において、10-6cm/Vs以上であることが望ましい。有機材料の電子移動度の測定方法としては、Time of Flight法等幾つかの方法が知られているが、ここではインピーダンス分光法で決定される電子移動度をいう。
 電子注入層は、電界強度0.04~0.5MV/cmの範囲において、10-6cm/Vs以上であることが望ましい。これにより陰極からの電子輸送層への電子注入が促進され、ひいては隣接する障壁層、発光層への電子注入も促進し、より低電圧での駆動を可能にするためである。
 以下、本発明を合成例及び実施例に基づいてさらに詳細に説明する。
[中間体化合物の合成]
 下記の中間体1~5を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
・中間体1及び2の合成
 日本特許第4388590記載を参照して合成した。
・中間体3の合成
 アルゴン気流下、5Lの反応容器に2,4,6-トリクロロピリミジンを100g、フェニルボロン酸を66.4g、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)[Pd(PPhe]を12.6g、トルエンを1.7L、NaCOを66.4g、蒸留水を800ml加え、50℃にて20時間撹拌した。
 反応液をトルエン/水で抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。これを減圧下で濃縮し、得られた粗生成物をカラム精製することで53.5gの白色粉末を得た。
・中間体4の合成
 アルゴン気流下、3Lの反応容器に中間体3を50g、4-シアノフェニルボロン酸を32.6g、Pd(PPheを5.13g、ジメトキシエタンを830mL、NaCOを70.6g、蒸留水を340ml加え、50℃にて62時間撹拌した。
 反応液に水600mLを入れ結晶を析出させた後、析出晶をろ過した。トルエン500mLで溶解させた後、ろ過した。溶液を濃縮し、トルエンでの再結晶を3回実施することで30.4gの白色粉末を得た。
・中間体5の合成
 合成例4において、4-シアノフェニルボロン酸の代わりに3-シアノフェニルボロン酸を用いる以外は同様に反応させることにより、42.5gの白色粉末を得た。
[有機EL素子用材料の合成]
合成例1(化合物H-1の合成)
 下記の化合物H-1を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
 アルゴン気流下、中間体2を5.1g、中間体4を5.8g、t-ブトキシナトリウム2.6g(広島和光社製)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)540mg
(アルドリッチ社製)、トリ-t-ブチルホスフォニウムテトラフルオロボレート340mg及び脱水キシレン100mL を入れ、還流にて8時間反応した。
 冷却後、水500mL を加え、混合物をセライト濾過し、濾液をトルエンで抽出し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。これを減圧下で濃縮し、得られた粗生成物をカラム精製し、トルエンで再結晶し、それを濾取した後、乾燥したところ、4.8gの淡黄色粉末を得た。
 FD-MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析は、は588(M+1)であり、ガラス転移温度(Tg)は150℃であった。
合成例2(化合物H-2の合成)
 下記の化合物H-2を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
 合成例1において、中間体4の代わりに中間体5を用いた以外は同様に反応させた。その結果、4.2gの淡黄色粉末を得た。
 FD-MSの分析は、は588(M+1)であり、ガラス転移温度(Tg)は134℃であった。
[有機EL素子の作製及び発光性能評価]
実施例1
(有機EL素子の製造)
 25mm×75mm×厚さ1.1mmのITO透明電極付きガラス基板(ジオマティック株式会社製)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が形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして下記電子受容性(アクセプター)化合物HI-1を蒸着し、膜厚5nmの化合物HI-1膜を成膜した。
 この化合物HI-1膜上に、第1正孔輸送材料として下記芳香族アミン誘導体(化合物HT-1)を蒸着し、膜厚40nmの第1正孔輸送層を成膜した。第1正孔輸送層の成膜に続けて、第2正孔輸送材料として下記芳香族アミン誘導体(化合物HT-2)を蒸着し、膜厚10nmの第2正孔輸送層を成膜した。
 さらに、この第2正孔輸送層上に、ホスト材料として合成例1で合成した化合物H-1と、燐光発光材料として下記化合物PQIr(acac)とを共蒸着し、膜厚40nmの燐光発光層を成膜した。発光層内における化合物PQIr(acac)の濃度は8.0質量%であった。この共蒸着膜は発光層として機能する。
 そして、この発光層成膜に続けて下記化合物ET-1を膜厚40nmで成膜した。この化合物ET-1膜は電子輸送層として機能する。
 次に、LiFを電子注入性電極(陰極)として成膜速度0.1オングストローム/minで膜厚を1nmとした。このLiF膜上に金属Alを蒸着させ、金属陰極を膜厚80nmで形成し有機EL素子を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
 得られた有機EL素子について、初期発光輝度10,000cd/mとして定電流駆動させたときの80%寿命(輝度が初期発光輝度の80%まで低下するまでの時間)を評価した。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
実施例2
 発光層のホスト材料として、化合物H-1の代わりに合成例2で合成した化合物H-2を使用した他は、実施例1と同様に有機EL素子を作製し、評価した。結果を表1に示す。
比較例1
 発光層のホスト材料として、化合物H-1の代わりに下記化合物F-1を使用した他は、実施例1と同様に有機EL素子を作製し、評価した。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
実施例3
 発光層の燐光発光材料として、化合物PQIr(acac)の代わりに下記化合物Ir(tpiq)2(acac)を使用した他は、実施例1と同様に有機EL素子を作製し、評価した。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
実施例4
 発光層のホスト材料として、化合物H-1の代わりに合成例2で合成した化合物H-2を使用した他は、実施例3と同様に有機EL素子を作製し、評価した。結果を表1に示す。
比較例2
 発光層のホスト材料として、化合物H-1の代わりに上記化合物F-1を使用した他は、実施例3と同様に有機EL素子を作製し、評価した。結果を表1に示す。
 本発明の有機EL素子用材料は、寿命が長い燐光型有機EL素子を実現する材料として有用である。
 上記に本発明の実施形態及び/又は実施例を幾つか詳細に説明したが、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施形態及び/又は実施例に多くの変更を加えることが容易である。従って、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。
 本願のパリ優先の基礎となる日本出願明細書の内容を全てここに援用する。

Claims (21)

  1.  下記式(1)~(6)のいずれかで表される有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
    [式(1)~(6)中、
     A、A、B1、B及びCは、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基を表す。
     Y~Y10は、それぞれ独立に、N(窒素原子)又はCR(Cは炭素原子)を表す。但し、Y~Y10のうち、隣接する2つがCRである場合、隣接するCRにおけるRの一部同士が結合して環構造を形成していてもよい。
     Rは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のハロアルコキシ基、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2~20のジアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の炭素数12~30のジアリールアミノ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基を表し、複数のRは、互いに同一でも異なっていてもよい。
     sa及びtaは、それぞれ独立に、0~5の整数を表し、sb及びtbは、それぞれ0~4の整数を表し、uは0~2の整数を表し、sa+sb+ta+tb+uは1~5の整数である。
     saが1~5の場合、Aと(QsaのQは結合している。sbが1~4の場合、Y~Yの少なくとも1つと(B-QsbのBは結合している。
     taが1~5の場合、Aと(QtaのQは結合している。tbが1~4の場合、Y~Yの少なくとも1つと(B-QtbのBは結合している。
     uが1~2の場合Y及びY10の少なくとも1つと(C-QのCは結合している。
     Q、Q及びQは、それぞれ独立に、-Az-Wを表す。
     qは1~4の整数を表す。
     Qが複数ある場合、複数のQは互いに同一でも異なっていてもよい。Qが複数ある場合、複数のQは互いに同一でも異なっていてもよい。Qが複数ある場合、複数のQは互いに同一でも異なっていてもよい。
     上記Azは下記式(X)で表される環の(q+1)価の基である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
    (式(X)において、Z~Zは、それぞれ独立に、窒素原子又はCRを表す。
     前記CRにおいて、Rは、前記Rと同義である。但し、Z~Zのうち、隣接する2つがCRである場合、隣接するCRにおけるRの一部同士が結合して環構造を形成していてもよい。
     Rが複数存在する場合、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよい。)
     Azが複数ある場合、複数のAzは互いに同一でも異なっていてもよい。
     Wは、置換基X、置換基Xで置換された環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基又は置換基Xで置換された環形成原子数5~30の複素環基を表す。ただし、置換基Xで置換された環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基及び置換基Xで置換された環形成原子数5~30の複素環基は、置換基X以外の置換基を有していてもよい。置換基Xは、電子吸引基である。Wが複数ある場合、複数のWは互いに同一でも異なっていてもよい。]
  2.  下記式(1)~(6)のいずれかで表される有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
    [式(1)~(6)中、
     A、A、B1、B及びCは、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基を表す。
     Y~Y10は、それぞれ独立に、N(窒素原子)又はCR(Cは炭素原子)を表す。但し、Y~Y10のうち、隣接する2つがCRである場合、隣接するCRにおけるRの一部同士が結合して環構造を形成していてもよい。
     Rは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のハロアルコキシ基、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2~20のジアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の炭素数12~30のジアリールアミノ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基を表し、複数のRは、互いに同一でも異なっていてもよい。
     sa及びtaは、それぞれ独立に、0~5の整数を表し、sb及びtbは、それぞれ0~4の整数を表し、uは0~2の整数を表し、sa+sb+ta+tb+uは1~5の整数である。
     saが1~5の場合、Aと(QsaのQは結合している。sbが1~4の場合、Y~Yの少なくとも1つと(B-QsbのBは結合している。
     taが1~5の場合、Aと(QtaのQは結合している。tbが1~4の場合、Y~Yの少なくとも1つと(B-QtbのBは結合している。
     uが1~2の場合Y及びY10の少なくとも1つと(C-QのCは結合している。
     Q、Q及びQは、それぞれ独立に、-Az-Wを表す。
     qは1~4の整数を表す。
     Qが複数ある場合、複数のQは互いに同一でも異なっていてもよい。Qが複数ある場合、複数のQは互いに同一でも異なっていてもよい。Qが複数ある場合、複数のQは互いに同一でも異なっていてもよい。
     上記Azは下記式(X)で表される環の(q+1)価の基である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
    (式(X)において、Z~Zは、それぞれ独立に、窒素原子又はCRを表す。
     前記CRにおいて、Rは、前記Rと同義である。但し、Z~Zのうち、隣接する2つがCRである場合、隣接するCRにおけるRの一部同士が結合して環構造を形成していてもよい。
     Rが複数存在する場合、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよい。)
     Azが複数ある場合、複数のAzは互いに同一でも異なっていてもよい。
     Wは、置換基X、置換基Xで置換された環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基又は置換基Xで置換された環形成原子数5~30の複素環基を表す。ただし、置換基Xで置換された環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基及び置換基Xで置換された環形成原子数5~30の複素環基は、置換基X以外の置換基を有していてもよい。置換基Xは、ハメット則の置換基定数(σp(パラ))が正の値をとる基である。Wが複数ある場合、複数のWは互いに同一でも異なっていてもよい。]
  3.  下記式(1)~(6)のいずれかで表される有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
    [式(1)~(6)中、
     A、A、B1、B及びCは、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基を表す。
     Y~Y10は、それぞれ独立に、N(窒素原子)又はCR(Cは炭素原子)を表す。但し、Y~Y10のうち、隣接する2つがCRである場合、隣接するCRにおけるRの一部同士が結合して環構造を形成していてもよい。
     Rは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のハロアルコキシ基、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2~20のジアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の炭素数12~30のジアリールアミノ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基を表し、複数のRは、互いに同一でも異なっていてもよい。
     sa及びtaは、それぞれ独立に、0~5の整数を表し、sb及びtbは、それぞれ0~4の整数を表し、uは0~2の整数を表し、sa+sb+ta+tb+uは1~5の整数である。
     saが1~5の場合、Aと(QsaのQは結合している。sbが1~4の場合、Y~Yの少なくとも1つと(B-QsbのBは結合している。
     taが1~5の場合、Aと(QtaのQは結合している。tbが1~4の場合、Y~Yの少なくとも1つと(B-QtbのBは結合している。
     uが1~2の場合Y及びY10の少なくとも1つと(C-QのCは結合している。
     Q、Q及びQは、それぞれ独立に、-Az-Wを表す。
     qは1~4の整数を表す。
     Qが複数ある場合、複数のQは互いに同一でも異なっていてもよい。Qが複数ある場合、複数のQは互いに同一でも異なっていてもよい。Qが複数ある場合、複数のQは互いに同一でも異なっていてもよい。
     上記Azは下記式(X)で表される環の(q+1)価の基である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
    (式(X)において、Z~Zは、それぞれ独立に、窒素原子又はCRを表す。
     前記CRにおいて、Rは、前記Rと同義である。但し、Z~Zのうち、隣接する2つがCRである場合、隣接するCRにおけるRの一部同士が結合して環構造を形成していてもよい。
     Rが複数存在する場合、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよい。)
     Azが複数ある場合、複数のAzは互いに同一でも異なっていてもよい。
     Wは、置換基X、置換基Xで置換された環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基又は置換基Xで置換された環形成原子数5~30の複素環基を表す。ただし、置換基Xで置換された環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基及び置換基Xで置換された環形成原子数5~30の複素環基は、置換基X以外の置換基を有していてもよい。置換基Xは、ハメット則の置換基定数(σp(パラ))が正の値をとる電子吸引基である。Wが複数ある場合、複数のWは互いに同一でも異なっていてもよい。]
  4.  下記式(1-1)~(6-1)のいずれかで表される請求項1~3のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
    [式(1-1)~(6-1)中、
     A、A、Y~Y10、Q、Qはそれぞれ前記式(1)~(6)と同様な基を表す。sa及びtaは、それぞれ独立に、0~5の整数を表し、sa+taは1~5の整数である。]
  5.  前記Azが、置換もしくは無置換の窒素原子数1~3の含窒素六員環、又は置換もしくは無置換の窒素原子数1~3の含窒素六員環を含む縮合多環の基である請求項1~4のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  6.  前記Azが、置換もしくは無置換の窒素原子数1もしくは2の含窒素六員環、又は置換もしくは無置換の窒素原子数1もしくは2の含窒素六員環を含む縮合多環の基である請求項1~5のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  7.  前記Azが、置換もしくは無置換のピリミジン環、置換もしくは無置換のピリジン環、置換もしくは無置換のキナゾリン環、及び置換もしくは無置換のキノリン環からなる群から選択される環の基である請求項1~6のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  8.  前記Azが、置換もしくは無置換のピリミジン環、及び置換もしくは無置換のピリジン環から選択される環の基である請求項1~7のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  9.  前記sa及びtaが、それぞれ0又は1である請求項1~8のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  10.  前記taが、0である請求項1~9のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  11.  前記sa+sb+ta+tb+uが1である請求項1~3のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  12.  前記saが1であり、前記taが0であり、前記Aが、置換又は無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素環基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基である、請求項1~11のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  13.  前記saが1であり、前記Aが単結合である、請求項1~12のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  14.  前記置換基Xが、-CN、-F、-Cl、-Br、-I、-CO、-COR、-CF、-SO、-NOからなる群から選択される、請求項1~11のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。(Rは、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基、又は置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基を表す。)
  15.  前記置換基Xが、-CN、-F、-CF、-CO、-COR、-SO、からなる群から選択される、請求項1~14のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
    (Rは、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基、又は置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基を表す。)
  16.  前記置換基Xが、-CN又は-Fである、請求項1~15のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  17.  前記置換基Xが、-CNである、請求項1~16のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  18.  前記Wが、CN置換フェニル基、CN置換ビフェニル基、CN置換ナフチル基、CN置換ジフェニルフルオレニル基、CN置換スピロビフルオレニル基、CN置換ジメチルフルオレニル基、CN置換フェナントレニル基、CN置換トリフェニレニル基、CN置換ジベンゾフラニル基、又はCN置換ジベンゾチオフェニル基である請求項1~17のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  19.  陰極と陽極との間に発光層を含む1以上の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層の少なくとも1層が、請求項1~18のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
  20.  前記発光層が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する請求項19に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  21.  前記発光層が燐光発光材料を含有し、前記燐光発光材料がイリジウム(Ir)、オスミウム(Os)及び白金(Pt)から選択される金属原子のオルトメタル化錯体である請求項19又は20に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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