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技術 有機エレクトロルミネッセンス素子および電子機器

出願人 出光興産株式会社
発明者 佐土貴康水谷清香
出願日 2012年12月21日 (6年7ヶ月経過) 出願番号 2012-280306
公開日 2014年7月3日 (5年0ヶ月経過) 公開番号 2014-123687
状態 特許登録済
技術分野 エレクトロルミネッセンス光源 フラン系化合物 窒素含有縮合複素環(3) 複数複素環系化合物 その他のN系縮合複素環2 Nおよび(O又はS)縮合複素環
主要キーワード テトラミン化合物 中性子数 衝突頻度 中間導電層 員環骨格 アルカリハロゲン化物 MBE法 補助材
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2014年7月3日)のものです。
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図面 (2)

課題

低い電圧で駆動され、高い効率を示す有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。また、当該有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた電子機器を提供する。

解決手段

有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と、前記陽極と対向して設けられた陰極と、前記陽極および前記陰極の間に設けられる有機層と、を備え、前記有機層は、発光層と、この発光層の前記陰極側に設けられる第一電子輸送層および第二電子輸送層とを有し、前記第一電子輸送層は、一般式(1)で表される化合物を含み、前記第二電子輸送層は、一般式(2)で表される化合物を含む。

概要

背景

有機物質を使用した有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子略記する場合がある。)は、固体発光型の安価な大面積フルカラー表示素子としての用途が有望視され、多くの開発が行われている。
一般に有機EL素子は、一対の対向電極と、当該一対の電極間に配置された発光層とで構成されている。有機EL素子の両電極間電界印加されると、陰極側から電子注入され、陽極側から正孔が注入される。注入された電子と正孔とが発光層において再結合すると励起子が形成され、励起状態から基底状態へ戻る際に、エネルギーを光として放出する。有機EL素子は、このような原理によって発光する。
従来の有機EL素子は、無機発光ダイオードに比べて駆動電圧が高かった。また、特性劣化も著しく実用化には至っていなかった。最近の有機EL素子は徐々に改良されているものの、さらに低電圧化および高効率化が要求されている。
特許文献1には、フェナントロリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する化合物有機金属錯体とを含む電子輸送層を有する有機EL素子が記載されている。

概要

低い電圧で駆動され、高い効率を示す有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。また、当該有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた電子機器を提供する。有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と、前記陽極と対向して設けられた陰極と、前記陽極および前記陰極の間に設けられる有機層と、を備え、前記有機層は、発光層と、この発光層の前記陰極側に設けられる第一電子輸送層および第二電子輸送層とを有し、前記第一電子輸送層は、一般式(1)で表される化合物を含み、前記第二電子輸送層は、一般式(2)で表される化合物を含む。なし

目的

本発明の目的は、低い電圧で駆動され、高い効率を示す有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

陽極と、前記陽極と対向して設けられた陰極と、前記陽極および前記陰極の間に設けられる有機層と、を備え、前記有機層は、発光層と、前記発光層と前記陰極との間に設けられた第一電子輸送層と、前記第一電子輸送層と前記陰極との間に設けられた第二電子輸送層を有し、前記第一電子輸送層は、下記一般式(1)で表される化合物を含み、前記第二電子輸送層は、下記一般式(2)で表される化合物を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。(前記一般式(1)において、X1からX6までは、それぞれ独立に窒素原子、CR、CA、CR11、またはCR12である。ただし、X1からX6までのうち少なくとも1つは窒素原子である。Rは、それぞれ独立に、水素原子ハロゲン原子シアノ基ニトロ基ヒドロキシル基カルボキシル基スルホニル基メルカプト基置換もしくは無置換のボリル基、置換もしくは無置換のホスフィノ基、置換もしくは無置換のアシル基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルキニル基、置換もしくは無置換の炭素数6〜30のアラルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜40のヘテロアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜40のヘテロアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールオキシカルボニル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜40のヘテロアリールオキシカルボニル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基、および置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の複素環基からなる群から選ばれる。Aは、下記一般式(11)で表される。R11およびR12は、水素原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40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5〜40の複素環基、または下記一般式(11)で表される基である。ただし、前記一般式(1)において、X1からX6までのうちいずれか1つが窒素原子であって、A、R11およびR12のいずれかにトリフェニレニル基を有する場合、A、R11およびR12に含まれるトリフェニレニル基の合計が1つである場合はない。また、前記一般式(1)において、X1からX6までのうち2個または3個が窒素原子であり、A、R11およびR12のいずれかにトリフェニレニル基を有する場合、A、R11およびR12に含まれるトリフェニレニル基の合計が1つ又は2つである場合はない。なお、A,R11,R12はそれぞれ、X1〜X6のいずれかの炭素原子に結合する。)(前記一般式(11)において、aは、1以上5以下の整数である。L1は、単結合または連結基であり、L1における連結基は、置換もしくは無置換の炭素数1〜30の直鎖状分岐鎖状もしくは環状の多価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の多価のアミノ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の多価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5〜40の多価の複素環基、または前記芳香族炭化水素環基及び前記複素環基から選ばれる2〜3個の基が結合してなる多価の多重連結基である。なお、前記多重連結基において、前記多重連結基を構成する前記芳香族炭化水素環基および前記複素環基は、互いに同一または異なり、隣り合う前記芳香族炭化水素環基および前記複素環基は環を形成していてもよい。Ar1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の複素環基である。aが2以上5以下のとき、Ar1は、互いに同一または異なる。また、Ar1とL1は、環構造を形成する場合と、形成しない場合とがある。)(前記一般式(2)において、X22からX29までは、それぞれ独立に、窒素原子、CR21、または下記一般式(21)で表される基と結合する炭素原子である。X22からX29のうち少なくとも1つは、下記一般式(21)で表される基と結合する炭素原子である。X22からX29のうち複数が下記一般式(21)で表される基と結合する炭素原子である場合、下記一般式(21)で表される基は、互いに同一または異なる。R21は、前記一般式(1)におけるRと同義である。X22からX29において隣接するCR21のR21同士は、互いに結合して環構造を形成する場合と、形成しない場合とがある。)(前記一般式(21)において、pは、1以上5以下の整数である。Ar2は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の複素環基であり、pが2以上5以下のとき、Ar2は、互いに同一または異なる。L2は、単結合または連結基であり、L2における連結基は、置換もしくは無置換の炭素数1〜30の多価の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の多価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の多価の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の多価の複素環基、または前記芳香族炭化水素環基及び前記複素環基から選ばれる2〜3個の基が結合してなる多価の多重連結基である。なお、前記多重連結基において、前記多重連結基を構成する前記芳香族炭化水素環基および前記複素環基は、互いに同一または異なり、隣り合う前記芳香族炭化水素環基および前記複素環基は環を形成していてもよい。前記一般式(21)のAr2における環形成原子数5〜30の複素環基には、前記一般式(2)から誘導される置換もしくは無置換の基も含まれる。ただし、前記一般式(2)で表される化合物中、前記一般式(2)から誘導される置換もしくは無置換の基であるAr2は、6個以下である。また、隣接するAr2とL2が環構造を形成する場合と、形成しない場合とがある。前記一般式(2)のX22からX29までのいずれかの炭素原子に結合したL2に対して、L2に結合した炭素原子に隣接するX22からX29までのいずれかの炭素原子またはCR21のR21がさらに結合して環を形成する場合と、形成しない場合とがある。)

請求項2

前記一般式(11)において、Ar1は、下記一般式(12)で表されることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。(前記一般式(12)において、X11からX18までは、それぞれ独立に、窒素原子、CR13である。Z1は、酸素原子硫黄原子、NR14、CR15R16、SiR17R18である。R13からR18までは、前記一般式(1)のRと同義である。ただし、R13からR18までのうちいずれか1つは、前記一般式(11)のL1に結合する単結合である。前記一般式(12)が複数のR13を有する場合、R13は、互いに同一または異なる。また、隣接するCR13のR13が互いに結合して、飽和または不飽和の環を形成していてもよい。Z1がNR14、CR15R16、SiR17R18のいずれかであり、かつX11とX18の少なくとも一方がCR13のとき、R14からR18までのいずれかが、一方のR13と互いに結合して環を形成していてもよい。または、Z1が一方のR13と直接結合して環を形成していてもよい。また、R13からR18までのうちL1に結合する単結合であるもの以外が、さらに前記一般式(11)のL1と結合して、飽和または不飽和の環を形成していてもよい。)

請求項3

前記一般式(12)において、X13またはX16がCR13であって、R13がL1に結合する単結合であることを特徴とする請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

請求項4

前記一般式(12)において、X11またはX18がCR13であって、R13がL1に結合する単結合であることを特徴とする請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

請求項5

前記一般式(12)において、Z1がNR14であり、X11からX18がCR13であることを特徴とする請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

請求項6

前記一般式(12)において、Z1がNR14であり、X11からX18がCR13であり、R14が、前記一般式(11)のL1に結合する単結合であることを特徴とする請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

請求項7

前記一般式(11)において、Ar1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数8〜20の縮合芳香族炭化水素基であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

請求項8

前記一般式(11)において、Ar1は、下記一般式(13)で表される基であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。(前記一般式(13)において、結合手は、いずれかの炭素原子から前記一般式(11)のL1に結合する単結合を表す。)

請求項9

前記一般式(11)において、Ar1は、下記一般式(14)で表される基であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。(前記一般式(14)において、tは、1以上3以下の整数を表す。nは、1以上4以下の整数を表す。R111は、前記一般式(1)のRと同義であり、複数のR111は互いに同一または異なる。L11およびL12は、前記一般式(11)のL1と同義である。Ar12は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の複素環基である。なお、L11は、前記一般式(11)のL1に単結合する。複数のR111は、それぞれカルバゾリル基のいずれかの炭素原子に結合し、2つのカルバゾリル基は、互いに1位から4位までのいずれかの位置において結合する。)

請求項10

前記一般式(11)において、aが1以上3以下の整数であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

請求項11

前記一般式(11)において、aが1または2であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

請求項12

前記一般式(11)において、aが1であり、L1が連結基であって、L1における連結基は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の二価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の二価の複素環基であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

請求項13

前記一般式(11)において、aが2であり、L1が連結基であって、L1における連結基は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の三価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の三価の複素環基であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

請求項14

前記一般式(11)において、L1が、ベンゼンビフェニルターフェニルナフタレン、およびフェナントレンのいずれかから誘導される二価または三価の残基であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

請求項15

前記一般式(1)において、X1からX6までのうち、いずれか2つもしくは3つが窒素原子であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

請求項16

前記一般式(1)において、X1、X3及びX5のうち、いずれか2つまたは3つが窒素原子であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

請求項17

前記一般式(1)において、R11またはR12が、下記式(1a)〜(1p)からなる群から選ばれる基であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

請求項18

前記一般式(1)において、X1およびX3が窒素原子であり、X4がCR12であって、R12が、上記式(1a)〜(1p)からなる群から選ばれる基であることを特徴とする請求項17に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

請求項19

前記一般式(2)において、X22またはX29が前記一般式(21)で表される基と結合する炭素原子であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

請求項20

前記一般式(2)において、X22およびX29が前記一般式(21)で表される基と結合する炭素原子であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

請求項21

前記一般式(21)において、Ar2は、置換もしくは無置換の環形成炭素数8〜20の縮合芳香族炭化水素基であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

請求項22

前記一般式(21)において、Ar2は、置換もしくは無置換のアントリル基であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

請求項23

前記一般式(21)において、Ar2は、置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜40の複素環基であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

請求項24

前記一般式(21)において、Ar2は、前記一般式(2)から誘導される置換もしくは無置換の基であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

請求項25

前記一般式(21)において、Ar2は、下記一般式(22)で表されることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。(前記一般式(22)において、X31からX38までは、それぞれ独立に、窒素原子、CR23である。Z2は、酸素原子、硫黄原子、NR24、CR25R26、SiR27R28である。R23からR28までは、前記一般式(1)のRと同義である。ただし、R23からR28までのうちいずれか1つは、前記一般式(21)のL2に結合する単結合である。前記一般式(22)が複数のR23を有する場合、R23は、互いに同一または異なる。また、隣接するCR23のR23が互いに結合して、飽和または不飽和の環を形成していてもよい。Z2がNR24、CR25R26、SiR27R28のいずれかであり、かつX21とX28の少なくとも一方がCR23のとき、R24からR28までのいずれかが、一方のR23と互いに結合して環を形成していてもよいし、Z2が一方のR23と直接結合して環を形成していてもよい。R23からR28までのうちL2に結合する単結合であるもの以外が、さらに前記一般式(21)のL2と結合して、飽和または不飽和の環を形成していてもよい。)

請求項26

前記一般式(21)が、下記一般式(23)で表されることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。(前記一般式(23)において、L21は、連結基であり、L21における連結基は、置換もしくは無置換の炭素数1〜30の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の三価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の三価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5〜40の三価の複素環基である。L22およびL23は、それぞれ独立に単結合または連結基であり、L22およびL23における連結基としては、置換もしくは無置換の炭素数1〜30の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の二価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の二価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5〜40の二価の複素環基である。Ar21およびAr22は、それぞれ独立に前記一般式(2)におけるAr2と同義である。Ar21における環形成原子数5〜30の複素環基には、前記一般式(2)から誘導される置換もしくは無置換の基も含まれる。)

請求項27

前記一般式(2)において、X22からX29のうち、前記一般式(21)で表される基と結合する炭素原子の他は、CR21であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

請求項28

前記一般式(12)は、下記一般式(12A−1)から(12A−3)および(12B−1)から(12B−6)からなるから選ばれることを特徴とする請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。(一般式(12A−1)〜(12A−3)において、Z1,X11〜X18は、前記一般式(12)のものと同義であり、X111〜X114は、前記一般式(12)におけるX11〜X18と同義である。)(一般式(12B−1)〜(12B−6)において、Z1,X11〜X18は、前記一般式(12)のものと同義であり、Z11は、前記一般式(12)におけるZ1と同義でありX115〜X118は、前記一般式(12)におけるX11〜X18と同義である。)

請求項29

前記一般式(1)は、下記一般式(1−1)で表されることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。(一般式(1−1)において、R11は、前記一般式(1)におけるR11と同義である。L1およびL121は、前記一般式(11)におけるL1と同義である。aは、前記一般式(11)におけるaと同義である。Ar121は、前記一般式(11)におけるAr1と同義である。Z1、X11〜X18は、それぞれ前記一般式(12)におけるものと同義である。なお、L1は、Z1およびX11〜X18のいずれかに結合する。)

請求項30

前記一般式(1)は、下記一般式(1−2)で表されることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。(前記一般式(1−2)において、R11は、前記一般式(1)におけるR11と同義である。L1およびL121は、前記一般式(11)におけるL1と同義であり、aは、前記一般式(11)におけるaと同義である。Ar121は、前記一般式(11)におけるAr1と同義である。Czは、下記一般式(1−21)で表される基である。)(一般式(1−21)において、R101は、それぞれ独立に、前記一般式(12)におけるR13と同義であり、R102は、前記一般式(12)におけるR14と同義である。cは、1以上8以下の整数である。cが2以上の場合、複数のR101は、互いに同一または異なる。ただし、R101およびR102のうち少なくとも1つは、前記一般式(1−2)におけるL1と結合する単結合である。なお、R101は、カルバゾリル基のいずれかの炭素原子に結合する。)

請求項31

前記一般式(1)は、下記一般式(1−3)で表されることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。(前記一般式(1−3)において、R11、L121、Ar121、Czは、それぞれ前記一般式(1−2)のものと同義である。なお、Czおよびピリミジン環は、ベンゼン環のいずれかの炭素原子に結合する。)

請求項32

前記一般式(1)は、下記一般式(1−4)で表されることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。(前記一般式(1−4)において、R11、L121、Ar121、Czは、それぞれ前記一般式(1−2)のものと同義である。R101およびcは、それぞれ前記一般式(1−21)のものと同義である。なお、カルバゾリル基およびピリミジン環は、ベンゼン環のいずれかの炭素原子に結合する。また、R101は、カルバゾリル基のいずれかの炭素原子に結合する。)

請求項33

前記一般式(21)は、下記一般式(23−1)で表されることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。(前記一般式(23−1)において、X22からX29は、前記一般式(2)のX22からX29と同義である。L21,L22およびL23は、前記一般式(23)のL21,L22およびL23と同義である。複数のX22からX29は、互いに同一または異なる。なお、L22およびL23は、それぞれX22からX29のいずれかに結合する。)

請求項34

前記一般式(2)は、下記一般式(2−2A)または(2−2B)で表されることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。(一般式(2−2A)において、L2、pは、それぞれ前記一般式(21)のものと同義である。mは1以上6以下の整数を表し、rは1以上9以下の整数を表す。R2、R201およびR219は、それぞれ前記一般式(2)のR21と同義である。複数のR2およびR201は互いに同一または異なる。なお、R2は、フェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。また、L2およびR201は、それぞれアントラセン環の1位から10位のいずれかの炭素原子に結合する。)(一般式(2−2B)において、L2、pは、それぞれ前記一般式(21)のものと同義である。mは1以上6以下の整数を表し、sは1以上7以下の整数を表す。R2、R201およびR219は、それぞれ前記一般式(2)のR21と同義である。複数のR2およびR201は互いに同一または異なる。なお、R2は、フェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。また、L2およびR201は、それぞれフェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。)

請求項35

前記一般式(2)は、下記一般式(2−3A1)、(2−3A2)および(2−3B)から選ばれる一般式で表されることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。(前記一般式(2−3A1)において、L2は、前記一般式(21)のL2と同義である。mは1以上6以下の整数を表し、rは1以上9以下の整数を表す。R2、R201およびR219は、それぞれ前記一般式(2)のR21と同義である。複数のR2およびR201は互いに同一または異なる。なお、R2は、フェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。また、R201は、アントラセン環の1位および3位および10位のいずれかの炭素原子に結合する。)(前記一般式(2−3A2)において、L2は、前記一般式(21)のL2と同義である。mは1以上6以下の整数を表し、rは1以上9以下の整数を表す。R2、R201およびR219は、それぞれ前記一般式(2)のR21と同義である。複数のR2およびR201は互いに同一または異なる。なお、R2は、フェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。また、R201は、アントラセン環の1位から8位および10位のいずれかの炭素原子に結合する。)(前記一般式(2−3B)において、L2、R2、R201、R219、mは、それぞれ前記一般式(2−2B)のものと同義である。なお、R2は、それぞれフェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。)

請求項36

前記一般式(2)は、下記一般式(2−2C)〜(2−2G)から選ばれるいずれかで表されることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。(前記一般式(2−2C)において、L3は、単結合ではなく連結基であり、L3における連結基は、置換もしくは無置換の炭素数1〜30の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の多価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の多価のアミノ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の多価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5〜40の多価の複素環基、または前記芳香族炭化水素環基及び前記複素環基から選ばれる2〜3個の基が結合してなる多価の多重連結基である。なお、前記多重連結基において、前記多重連結基を構成する前記芳香族炭化水素環基および前記複素環基は、互いに同一または異なり、隣り合う前記芳香族炭化水素環基および前記複素環基は環を形成していてもよい。pは、前記一般式(21)のものと同義である。mは1以上6以下の整数を表し、uは1以上9以下の整数を表す。R2、R201およびR219は、それぞれ前記一般式(2)のR21と同義である。複数のR2およびR201は互いに同一または異なる。なお、R2は、フェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。また、R201およびL2は、それぞれフルオレン環の1位から9位のいずれかの炭素原子に結合する。uが2以上の場合、2つのR201が、フルオレン環の9位に結合してもよい。)(前記一般式(2−2D)において、L3は、前記一般式(2−2C)のL3と同義である。pは、前記一般式(21)のものと同義である。mは1以上6以下の整数を表し、vは1以上9以下の整数を表す。R2、R201およびR219は、それぞれ前記一般式(2)のR21と同義である。複数のR2およびR201は互いに同一または異なる。なお、R2は、フェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。また、R201およびL2は、それぞれフェナントレン環の1位から10位のいずれかの炭素原子に結合する。)(前記一般式(2−2E)において、L3は、前記一般式(2−2C)のL3と同義である。pは、前記一般式(21)のものと同義である。mは1以上6以下の整数を表す。R2、R219およびR221〜R230は、それぞれ前記一般式(2)のR21と同義である。ただし、R221〜R230のうちいずれか1つは、L2と結合する単結合である。複数のR2は互いに同一または異なる。なお、R2は、フェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。)(前記一般式(2−2F)において、L3は、前記一般式(2−2C)のL3と同義である。pは、前記一般式(21)のものと同義である。mは1以上6以下の整数を表す。R2、R219およびR231〜R242は、それぞれ前記一般式(2)のR21と同義である。ただし、R231〜R242のうちいずれか1つは、L2と結合する単結合である。複数のR2は互いに同一または異なる。なお、R2は、フェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。)(前記一般式(2−2G)において、L3は、前記一般式(2−2C)のL3と同義である。pは、前記一般式(21)のものと同義である。mは1以上6以下の整数を表す。R2、R219およびR243〜R252は、それぞれ前記一般式(2)のR21と同義である。ただし、R231〜R242のうちいずれか1つは、L2と結合する単結合である。複数のR2は互いに同一または異なる。なお、R2は、フェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。)

請求項37

前記第一電子輸送層と前記発光層とが隣接していることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

請求項38

前記第二電子輸送層は、電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを含有することを特徴とする請求項1に記載の有機クレトロルミネッセンス素子

請求項39

請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする電子機器

技術分野

0001

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子および電子機器に関する。

背景技術

0002

有機物質を使用した有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子略記する場合がある。)は、固体発光型の安価な大面積フルカラー表示素子としての用途が有望視され、多くの開発が行われている。
一般に有機EL素子は、一対の対向電極と、当該一対の電極間に配置された発光層とで構成されている。有機EL素子の両電極間電界印加されると、陰極側から電子注入され、陽極側から正孔が注入される。注入された電子と正孔とが発光層において再結合すると励起子が形成され、励起状態から基底状態へ戻る際に、エネルギーを光として放出する。有機EL素子は、このような原理によって発光する。
従来の有機EL素子は、無機発光ダイオードに比べて駆動電圧が高かった。また、特性劣化も著しく実用化には至っていなかった。最近の有機EL素子は徐々に改良されているものの、さらに低電圧化および高効率化が要求されている。
特許文献1には、フェナントロリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する化合物有機金属錯体とを含む電子輸送層を有する有機EL素子が記載されている。

先行技術

0003

特開2010−27761号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、特許文献1に記載の有機EL素子は、従来の有機EL素子よりも寿命は改善されるものの、駆動電圧および効率は従来程度であり、さらなる低電圧化および高効率化が求められる。

0005

本発明の目的は、低い電圧で駆動され、高い効率を示す有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。また、本発明の別の目的は、当該有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた電子機器を提供することである。

課題を解決するための手段

0006

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と、前記陽極と対向して設けられた陰極と、前記陽極および前記陰極の間に設けられる有機層と、を備え、前記有機層は、発光層と、前記発光層と前記陰極との間に設けられた第一電子輸送層と、前記第一電子輸送層と前記陰極との間に設けられた第二電子輸送層を有し、前記第一電子輸送層は、下記一般式(1)で表される化合物を含み、前記第二電子輸送層は、下記一般式(2)で表される化合物を含むことを特徴とする。

0007

0008

(前記一般式(1)において、
X1からX6までは、それぞれ独立に窒素原子、CR、CA、CR11、またはCR12である。ただし、X1からX6までのうち少なくとも1つは窒素原子である。
Rは、それぞれ独立に、水素原子ハロゲン原子シアノ基ニトロ基ヒドロキシル基カルボキシル基スルホニル基メルカプト基置換もしくは無置換のボリル基、置換もしくは無置換のホスフィノ基、置換もしくは無置換のアシル基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルキニル基、置換もしくは無置換の炭素数6〜30のアラルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜40のヘテロアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜40のヘテロアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールオキシカルボニル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜40のヘテロアリールオキシカルボニル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基、および置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の複素環基からなる群から選ばれる。
Aは、下記一般式(11)で表される。
R11およびR12は、水素原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40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5〜40の複素環基、または下記一般式(11)で表される基である。
ただし、前記一般式(1)において、X1からX6までのうちいずれか1つが窒素原子であって、A、R11およびR12のいずれかにトリフェニレニル基を有する場合、A、R11およびR12に含まれるトリフェニレニル基の合計が1つである場合はない。また、前記一般式(1)において、X1からX6までのうち2個または3個が窒素原子であり、A、R11およびR12のいずれかにトリフェニレニル基を有する場合、A、R11およびR12に含まれるトリフェニレニル基の合計が1つ又は2つである場合はない。
なお、A,R11,R12はそれぞれ、X1〜X6のいずれかの炭素原子に結合する。)

0009

0010

(前記一般式(11)において、aは、1以上5以下の整数である。L1は、単結合または連結基であり、
L1における連結基は、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30の直鎖状分岐鎖状もしくは環状の多価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の多価のアミノ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の多価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5〜40の多価の複素環基、または前記芳香族炭化水素環基及び前記複素環基から選ばれる2〜3個の基が結合してなる多価の多重連結基である。
なお、前記多重連結基において、前記多重連結基を構成する前記芳香族炭化水素環基および前記複素環基は、互いに同一または異なり、隣り合う前記芳香族炭化水素環基および前記複素環基は環を形成していてもよい。
Ar1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の複素環基である。aが2以上5以下のとき、Ar1は、互いに同一または異なる。
また、Ar1とL1は、環構造を形成する場合と、形成しない場合とがある。)

0011

0012

(前記一般式(2)において、X22からX29までは、それぞれ独立に、窒素原子、CR21、または下記一般式(21)で表される基と結合する炭素原子である。
X22からX29のうち少なくとも1つは、下記一般式(21)で表される基と結合する炭素原子である。X22からX29のうち複数が下記一般式(21)で表される基と結合する炭素原子である場合、下記一般式(21)で表される基は、互いに同一または異なる。
R21は、前記一般式(1)におけるRと同義である。X22からX29において、隣接するCR21のR21同士は、互いに結合して環構造を形成する場合と、形成しない場合とがある。)

0013

0014

(前記一般式(21)において、pは、1以上5以下の整数である。
Ar2は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の複素環基であり、pが2以上5以下のとき、Ar2は、互いに同一または異なる。
L2は、単結合または連結基であり、L2における連結基は、置換もしくは無置換の炭素数1〜30の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の多価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の多価の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の多価の複素環基、または前記芳香族炭化水素環基及び前記複素環基から選ばれる2〜3個の基が結合してなる多価の多重連結基である。
なお、前記多重連結基において、前記多重連結基を構成する前記芳香族炭化水素環基および前記複素環基は、互いに同一または異なり、隣り合う前記芳香族炭化水素環基および前記複素環基は環を形成していてもよい。
前記一般式(21)のAr2における環形成原子数5〜30の複素環基には、前記一般式(2)から誘導される置換もしくは無置換の基も含まれる。ただし、前記一般式(2)で表される化合物中、前記一般式(2)から誘導される置換もしくは無置換の基であるAr2は、6個以下である。
また、隣接するAr2とL2が環構造を形成する場合と、形成しない場合とがある。
前記一般式(2)のX22からX29までのいずれかの炭素原子に結合したL2に対して、L2に結合した炭素原子に隣接するX22からX29までのいずれかの炭素原子またはCR21のR21がさらに結合して環を形成する場合と、形成しない場合とがある。)

0015

一方、本発明の電子機器は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする。

発明の効果

0016

本発明によれば、低い電圧で駆動され、高い効率を示す有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。また、当該有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた電子機器を提供することができる。

図面の簡単な説明

0017

本発明の第一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一例を示す図。
本発明の第二実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一例を示す図。

0018

[有機EL素子]
(有機EL素子の素子構成
有機EL素子の代表的な素子構成としては、例えば、次の(a)〜(e)などの構成を挙げることができる。
(a)陽極/発光層/陰極
(b)陽極/正孔注入輸送層/発光層/陰極
(c)陽極/発光層/電子注入・輸送層/陰極
(d)陽極/正孔注入・輸送層/発光層/電子注入・輸送層/陰極
(e)陽極/正孔注入・輸送層/第一発光層/中間層/第二発光層/電子注入・輸送層/陰極
上記の中で(d),(e)の構成が好ましく用いられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
なお、上記「発光層」とは、発光機能を有する有機層であって、ドーピングステムを採用する場合、ホスト材料ドーパント材料を含んでいる。このとき、ホスト材料は、主に電子と正孔の再結合を促し、励起子を発光層内に閉じ込める機能を有し、ドーパント材料は、再結合で得られた励起子を効率的に発光させる機能を有する。燐光素子の場合、ホスト材料は主にドーパントで生成された励起子を発光層内に閉じ込める機能を有する。
上記「正孔注入・輸送層」は「正孔注入層および正孔輸送層のうちの少なくともいずれか1つ」を意味し、「電子注入・輸送層」は「電子輸送層」または「電子注入層および電子輸送層」を意味する。ここで、正孔注入層および正孔輸送層を有する場合には、陽極側に正孔注入層が設けられていることが好ましい。また、電子注入層および電子輸送層を有する場合には、陰極側に電子注入層が設けられていることが好ましい。

0019

また、上記「中間層」(中間導電層電荷発生層CGLとも呼ぶ)は、中間導電層及び電荷発生層の少なくともいずれかを含む層、又は中間導電層及び電荷発生層の少なくともいずれかであり、発光ユニットに注入する電子又は正孔の供給源となる。一対の電極から注入される電荷に加えて、中間層から供給される電荷が発光ユニット内に注入されることになるので、中間層を設けることによって、注入した電流に対する発光効率電流効率)が向上する。

0020

本発明の一実施形態に係る有機EL素子は、陰極と、陽極と、陰極と陽極との間に配置された有機層とを有する。有機層は、少なくとも発光層、第一電子輸送層、および第二電子輸送層を有し、さらに、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、正孔障壁層電子障壁層等の有機EL素子で採用される層を有していてもよい。有機層は、無機化合物を含んでいてもよい。

0021

<第一実施形態>
本実施形態に係る有機EL素子1は、図1に示すように透光性基板2と、陽極3と、陰極4と、陽極3および陰極4の間に配置された有機層10と、を有する。
有機層10は、陽極3側から順に、正孔注入層6、正孔輸送層7、発光層5、第一電子輸送層81、第二電子輸送層82、電子注入層9を備える。

0022

(第一電子輸送層)
本実施形態に係る有機EL素子1の第一電子輸送層は、下記一般式(1)で表される化合物を含む。

0023

0024

(前記一般式(1)において、X1からX6までは、それぞれ独立に窒素原子、CR、CA、CR11、またはCR12である。ただし、X1からX6までのうち少なくとも1つは窒素原子である。Rは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、スルホニル基、メルカプト基、置換もしくは無置換のボリル基、置換もしくは無置換のホスフィノ基、置換もしくは無置換のアシル基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルキニル基、置換もしくは無置換の炭素数6〜30のアラルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜40のヘテロアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜40のヘテロアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールオキシカルボニル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜40のヘテロアリールオキシカルボニル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基、および置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の複素環基からなる群から選ばれる。
Aは、下記一般式(11)で表される。R11およびR12は、水素原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40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5〜40の複素環基、または下記一般式(11)で表される基である。
ただし、前記一般式(1)において、X1からX6までのうちいずれか1つが窒素原子であって、A、R11およびR12のいずれかにトリフェニレニル基を有する場合、A、R11およびR12に含まれるトリフェニレニル基の合計が1つである場合はない。また、前記一般式(1)において、X1からX6までのうち2個または3個が窒素原子であり、A、R11およびR12のいずれかにトリフェニレニル基を有する場合、A、R11およびR12に含まれるトリフェニレニル基の合計が1つ又は2つである場合はない。
なお、A,R11,R12はそれぞれ、X1〜X6のいずれかの炭素原子に結合する。)

0025

0026

(前記一般式(11)において、aは、1以上5以下の整数である。
L1は、単結合または連結基であり、L1における連結基は、置換もしくは無置換の炭素数1〜30の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の多価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の多価のアミノ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の多価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5〜40の多価の複素環基、または前記芳香族炭化水素環基及び前記複素環基から選ばれる2〜3個の基が結合してなる多価の多重連結基である。
なお、前記多重連結基において、前記多重連結基を構成する前記芳香族炭化水素環基および前記複素環基は、互いに同一または異なり、隣り合う前記芳香族炭化水素環基および前記複素環基は環を形成していてもよい。
Ar1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の複素環基である。aが2以上5以下のとき、Ar1は、互いに同一または異なる。
また、Ar1とL1は、環構造を形成する場合と、形成しない場合とがある。)

0027

前記一般式(11)において、L1が多重連結基を構成し、隣り合う芳香族炭化水素環基おける複素環基が環を形成するとは、例えば、L1が3つのフェニレン基からなる場合に、下記式(11a)や(11b)などで表される基となる場合が挙げられる。

0028

0029

前記一般式(11)において、Ar1は、下記一般式(12)で表されることが好ましい。

0030

0031

(前記一般式(12)において、X11からX18までは、それぞれ独立に、窒素原子、CR13である。Z1は、酸素原子硫黄原子、NR14、CR15R16、SiR17R18である。R13からR18までは、前記一般式(1)のRと同義である。
ただし、R13からR18までのうちいずれか1つは、前記一般式(11)のL1に結合する単結合である。
前記一般式(12)が複数のR13を有する場合、R13は、互いに同一または異なる。
また、隣接するCR13のR13が互いに結合して、飽和または不飽和の環を形成していてもよい。Z1がNR14、CR15R16、SiR17R18のいずれかであり、かつX11とX18の少なくとも一方がCR13のとき、R14からR18までのいずれかが、一方のR13と互いに結合して環を形成していてもよい。または、Z1が一方のR13と直接結合して環を形成していてもよい。
また、R13からR18までのうちL1に結合する単結合であるもの以外が、さらに前記一般式(11)のL1と結合して、飽和または不飽和の環を形成していてもよい。)

0032

前記一般式(12)において、隣接するCR13のR13が互いに結合して、飽和または不飽和の環を形成する場合、例えば、下記一般式(12A)または(12B)で表される環を形成する。

0033

0034

(前記一般式(12A)において、y11およびy12は、前記一般式(12)において隣接する2つのCR13への結合位置を示す。
一般式(12B)において、y13およびy14は、前記一般式(12)において隣接する2つのCR13への結合位置を示す。
X111〜X118は、それぞれ前記一般式(12)におけるX11〜X18と同義である。
Z11は、前記一般式(12)におけるZ1と同義である。)

0035

前記一般式(12)において、隣接するCR13のR13が互いに結合して、上記一般式(12A)または(12B)で表される環を形成する例としては、下記一般式(12A−1)〜(12A−3)および下記一般式(12B−1)〜(12B−6)で表される構造が挙げられる。

0036

0037

(一般式(12A−1)〜(12A−3)において、Z1,X11〜X18は、前記一般式(12)のものと同義であり、X111〜X114は、前記一般式(12)におけるX11〜X18と同義である。)

0038

0039

(一般式(12B−1)〜(12B−6)において、Z1,X11〜X18は、前記一般式(12)のものと同義であり、Z11は、前記一般式(12)におけるZ1と同義でありX115〜X118は、前記一般式(12)におけるX11〜X18と同義である。)

0040

さらに、前記一般式(12)において、X13またはX16がCR13であって、R13がL1に結合する単結合であることが好ましい。
前記一般式(12)において、Z1は、酸素原子、またはNR14であることが好ましく、NR14であることがより好ましい。
前記一般式(12)において、Z1がNR14であり、X11からX18がCR13であることが好ましい。すなわち、前記一般式(11)において、Ar1が置換または無置換のカルバゾリル基であることが好ましい。
また、前記一般式(12)において、Z1がNR14であり、X11からX18がCR13であり、R14が、前記一般式(11)のL1に結合する単結合であっても好ましい。

0041

前記一般式(11)において、Ar1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数8〜20の縮合芳香族炭化水素基であることが好ましい。
環形成炭素数8〜20の縮合芳香族炭化水素基としては、ナフタレンアントラセン、アセフェナントリレン、アセアントリレン、ベンゾアントラセン、トリフェニレンピレンクリセンナフタセンから誘導される基が好ましい。

0042

また、前記一般式(11)において、Ar1は、下記一般式(13)で表される基であっても好ましい。

0043

0044

(前記一般式(13)において、結合手は、いずれかの炭素原子から前記一般式(11)のL1に結合する単結合を表す。)

0045

また、前記一般式(11)において、Ar1は、下記一般式(14)で表される基であっても好ましい。

0046

0047

(前記一般式(14)において、tは、1以上3以下の整数を表す。nは、1以上4以下の整数を表す。R111は、前記一般式(1)のRと同義であり、複数のR111は互いに同一または異なる。L11およびL12は、前記一般式(11)のL1と同義である。
Ar12は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の複素環基である。
なお、L11は、前記一般式(11)のL1に単結合する。複数のR111は、それぞれカルバゾリル基のいずれかの炭素原子に結合し、2つのカルバゾリル基は、互いに1位から4位までのいずれかの位置において結合する。)

0048

前記一般式(11)において、aが1以上3以下の整数であることが好ましく、aが1または2であることがより好ましい。
前記一般式(11)において、aが1であり、L1が連結基であって、L1における連結基は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の二価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の二価の複素環基であることが好ましい。
また、前記一般式(11)において、aが2であり、L1が連結基であって、L1における連結基は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の三価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の三価の複素環基であっても好ましい。

0049

さらに、前記一般式(11)において、L1が、ベンゼンビフェニルターフェニル、ナフタレン、およびフェナントレンのいずれかから誘導される二価または三価の残基であることが好ましい。

0050

前記一般式(1)は、下記一般式(100)で表されることが好ましい。

0051

0052

(前記一般式(100)において、X1,X3およびX5は、それぞれ独立に窒素原子、またはCRである。ただし、X1,X3およびX5のうち少なくとも1つは窒素原子である。
A,R,R11,R12は、それぞれ前記一般式(1)のA,R,R11,R12と同義である。)

0053

前記一般式(1)において、X1からX6までのうち、いずれか2つもしくは3つが窒素原子であることが好ましい。中でも、前記一般式(1)において、X1,X3およびX5のうち、いずれか2つもしくは3つが窒素原子であることが好ましく、ずなわち、前記一般式(100)において、X1,X3,X5のいずれか2つもしくは3つが窒素原子であることが好ましい。

0054

そして、特に、前記一般式(1)が下記一般式(1A)〜(1D)で表されることが好ましい。すなわち、X1とX3とが窒素原子であるピリミジンの場合、X3とX5とが窒素原子であるピリミジンの場合、X1とX5とが窒素原子であるピリミジンの場合、およびX1,X3,X5がいずれも窒素原子であるトリアジンの場合が好ましい。

0055

0056

前記一般式(1)において、R11またはR12が、下記式(1a)〜(1p)からなる群から選ばれる基であることが好ましい。

0057

0058

前記一般式(1)において、X1およびX3が窒素原子であり、X4がCR12であって、R12が、上記式(1a)〜(1p)からなる群から選ばれる基であることが好ましい。すなわち、前記一般式(1)が前記一般式(1A)で表され、R12が上記式(1a)〜(1p)からなる群から選ばれる基であることが好ましい。

0059

このような前記一般式(1)で表される化合物としては、下記一般式(1−1)で表される化合物が好ましく、下記一般式(1−2)で表される化合物がより好ましい。前記一般式(1)で表される化合物としては、さらに下記一般式(1−3)で表される化合物が好ましく、下記一般式(1−4)で表される化合物が特に好ましい。

0060

0061

(一般式(1−1)において、R11は、前記一般式(1)におけるR11と同義である。L1およびL121は、前記一般式(11)におけるL1と同義である。aは、前記一般式(11)におけるaと同義である。Ar121は、前記一般式(11)におけるAr1と同義である。Z1、X11〜X18は、それぞれ前記一般式(12)におけるものと同義である。なお、L1は、Z1およびX11〜X18のいずれかに結合する。)

0062

0063

(前記一般式(1−2)において、R11は、前記一般式(1)におけるR11と同義である。L1およびL121は、前記一般式(11)におけるL1と同義であり、aは、前記一般式(11)におけるaと同義である。Ar121は、前記一般式(11)におけるAr1と同義である。Czは、下記一般式(1−21)で表される基である。)

0064

0065

(一般式(1−21)において、R101は、それぞれ独立に、前記一般式(12)におけるR13と同義であり、R102は、前記一般式(12)におけるR14と同義である。cは、1以上8以下の整数である。cが2以上の場合、複数のR101は、互いに同一または異なる。
ただし、R101およびR102のうち少なくとも1つは、前記一般式(1−2)におけるL1と結合する単結合である。なお、R101は、カルバゾリル基のいずれかの炭素原子に結合する。)

0066

0067

(前記一般式(1−3)において、R11、L121、Ar121、Czは、それぞれ前記一般式(1−2)のものと同義である。なお、Czおよびピリミジン環は、ベンゼン環のいずれかの炭素原子に結合する。)

0068

0069

(前記一般式(1−4)において、R11、L121、Ar121、Czは、それぞれ前記一般式(1−2)のものと同義である。R101およびcは、それぞれ前記一般式(1−21)のものと同義である。なお、カルバゾリル基およびピリミジン環は、ベンゼン環のいずれかの炭素原子に結合する。また、R101は、カルバゾリル基のいずれかの炭素原子に結合する。)

0070

前記一般式(1−4)において、より好ましくはR101が水素原子であり、R11が置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基である。さらに好ましくは、R11が置換もしくは無置換のフェニル基であり、特に好ましくは、無置換のフェニル基である。

0071

さらに、前記一般式(1−4)において、−L121−Ar121は、前記式(1a)〜(1p)のいずれかであることが好ましい。

0072

次に前記一般式(1),(1A)〜(1D),(1−1)〜(1−4),(1−21)(11),(12),(12A),(12B),(12A−1)〜(12A−3),(12B−1)〜(12B−6),(14),(100)に記載の各置換基について説明する。前記一般式(1),(1A)〜(1D),(1−1)〜(1−4),(1−21)(11),(12),(12A),(12B),(12A−1)〜(12A−3),(12B−1)〜(12B−6),(14),(100)に記載の置換基の具体例としては、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、スルホニル基、メルカプト基、置換もしくは無置換のボリル基、置換もしくは無置換のホスフィノ基、置換もしくは無置換のアシル基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルキニル基、置換もしくは無置換の炭素数6〜30のアラルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜40のヘテロアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜40のヘテロアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールオキシカルボニル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜40のヘテロアリールオキシカルボニル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基、および置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の複素環基が挙げられる。

0073

前記一般式(1),(1−1)〜(1−4),(1−21)(11),(12),(12A),(12B),(12A−1)〜(12A−3),(12B−1)〜(12B−6),(14),(100)におけるハロゲン原子としては、フッ素塩素臭素ヨウ素等が挙げられ、フッ素であることが好ましい。

0074

前記一般式(1),(1−1)〜(1−4),(1−21)(11),(12),(12A),(12B),(12A−1)〜(12A−3),(12B−1)〜(12B−6),(14),(100)における置換もしくは無置換のボリル基としては、ボリル基(−BH2)の他、ボリル基(−BH2)のHがRE,REで置換された−BREREと表される基も含む。
ここで、REが、アルキル基の場合、アルキルボリル基となり、置換もしくは無置換のアルキルボリル基が好ましい。REとしてのアルキル基は、下記炭素数1〜30のアルキル基が好ましい。
また、REが、アリール基の場合、アリールボリル基となり、置換もしくは無置換のアリールボリル基が好ましい。REとしてのアリール基は、下記環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基が好ましい。
また、REが、ヘテロアリール基の場合、ヘテロアリールボリル基となり、置換もしくは無置換のヘテロアリールボリル基が好ましい。REとしてのヘテロアリール基は、下記環形成原子数5〜40の複素環基が好ましい。
その他、ジヒドロキシボリル基(−B(OH)2)が挙げられる。

0075

前記一般式(1),(1−1)〜(1−4),(1−21)(11),(12),(12A),(12B),(12A−1)〜(12A−3),(12B−1)〜(12B−6),(14),(100)における置換もしくは無置換のホスフィノ基としては、ホスフィノ基(−PH2)と表される基の他、ホスフィノ基(−PH2)のHがRF,RFで置換された−PRFRFと表される基や、−P(O)RFRFと表される基も含む。
ここで、RFが、アルキル基の場合、アルキルフォスフィノ基となり、置換もしくは無置換のアルキルフォスフィノ基が好ましい。RFとしてのアルキル基は、下記炭素数1〜30のアルキル基が好ましい。
また、RFが、アリール基の場合、アリールフォスフィノ基となり、置換もしくは無置換のアリールフォスフィノ基が好ましい。RFとしてのアリール基は、下記環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基が好ましい。
また、RFが、ヘテロアリール基の場合、ヘテロアリールフォスフィノ基となり、置換もしくは無置換のヘテロアリールフォスフィノ基が好ましい。RFとしてのヘテロアリール基は、下記環形成原子数5〜40の複素環基が好ましい。

0076

前記一般式(1),(1−1)〜(1−4),(1−21)(11),(12),(12A),(12B),(12A−1)〜(12A−3),(12B−1)〜(12B−6),(14),(100)における置換もしくは無置換のアシル基は、−CO−RDで表される。
ここで、RDが、アルキル基の場合、アルキルカルボニル基となり、置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルキルカルボニル基が好ましい。RDとしてのアルキル基は、下記炭素数1〜30のアルキル基が好ましい。アルキルカルボニル基の具体例として、例えば、アセチル基プロピオニル基ブチリル基、バレリル基、ピバロイル基パルミトイル基、ステアロイル基、オレオイル基などが挙げられる。
また、RDが、アリール基の場合、アリールカルボニル基となり(アロイル基という場合もある。)、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールカルボニル基がこのましい。RDとしてのアリール基は、下記環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基が好ましい。アリールカルボニル基の具体例として、例えば、ベンゾイル基トルオイル基、サリチロイル基、シンナモイル基ナフトイル基、フタロイル基などが挙げられる。
また、RDが、ヘテロアリール基の場合、ヘテロアリールカルボニル基となり、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリールカルボニル基がこのましい。RDとしてのヘテロアリール基は、下記環形成原子数5〜40の複素環基が好ましい。ヘテロアリールカルボニル基の具体例として、例えば、フロイル基、ピロリルカルボニル基、ピリジルカルボニル基、チエニルカルボニル基などが挙げられる。
なお、RDが、水素原子である場合であるホルミル基(−CO−H)も、ここでいうアシル基に含まれる。

0077

前記一般式(1),(1−1)〜(1−4),(1−21)(11),(12),(12A),(12B),(12A−1)〜(12A−3),(12B−1)〜(12B−6),(14),(100)における置換もしくは無置換のアミノ基としては、アミノ基(−NH2)の他、アミノ基(−NH2)のHが各置換基で置換されたアミノ基が挙げられる。例えば、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基で置換されたアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基で置換されたアリールアミノ基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリール基で置換されたヘテロアリールアミノ基、置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアシル基で置換されたアシルアミノ基などが挙げられる。
アルキルアミノ基における炭素数1〜30のアルキルとしては、下記炭素数1〜30のアルキル基が好ましい。2つのアルキル基で置換される場合、2つのアルキル基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
アリールアミノ基における環形成炭素数6〜40のアリール基としては、下記環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基が好ましい。アリールアミノ基としては、フェニル基で置換されたアミノ基が好ましい。2つのアリール基で置換される場合、2つのアリール基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
ヘテロアリールアミノ基における環形成原子数5〜40のヘテロアリール基としては、下記環形成原子数5〜40の複素環基が好ましい。2つのヘテロアリール基で置換される場合、2つのヘテロアリール基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
アシルアミノ基における炭素数2〜30のアシル基としては、前記アシル基の中から選ばれることが好ましい。
また、置換アミノ基としては、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基およびアシル基の中から2種類が選ばれて置換されたものであってもよい。
例えば、アルキル基とアリール基とが置換されたアミノ基であってもよく、アルキルアリールアミノ基アルキルヘテロアリールアミノ基、アリールヘテロアリールアミノ基、アルキルアシルアミノ基、アリールアシルアミノ基が挙げられる。

0078

前記一般式(1),(1−1)〜(1−4),(1−21)(11),(12),(12A),(12B),(12A−1)〜(12A−3),(12B−1)〜(12B−6),(14),(100)における置換もしくは無置換のシリル基としては、無置換のシリル基の他、例えば、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基で置換されたアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基で置換されたアリールシリル基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリール基で置換されたヘテロアリールシリル基などが挙げられる。
アルキルシリル基としては、上記炭素数1〜30のアルキル基を有するトリアルキルシリル基が挙げられ、具体的にはトリメチルシリル基トリエチルシリル基トリn−ブチルシリル基、トリ−n−オクチルシリル基、トリイソブチルシリル基、ジメチルエチルシリル基、ジメチルイソプロピルシリル基、ジメチル−n−プロピルシリル基、ジメチル−n−ブチルシリル基、ジメチル−t−ブチルシリル基、ジエチルイソプロピルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基トリイソプロピルシリル基等が挙げられる。3つのアルキル基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
アリールシリル基としては、下記環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基を3つ有するトリアリールシリル基が挙げられ、トリアリールシリル基の炭素数は、18〜30であることが好ましい。3つのアリール基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
ヘテロアリールシリル基としては、下記環形成原子数5〜40の複素環基を3つ有するトリヘテロアリールシリル基が挙げられる。3つのヘテロアリール基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
また、置換シリル基としては、アルキル基、アリール基およびヘテロアリール基の中から少なくとも2種類が選ばれて置換されたものであってもよい。
例えば、アルキル基とアリール基とが置換されたシリル基であってもよく、アルキルアリールシリル基、ジアルキルアリールシリル基、ジアリールシリル基、アルキルジアリールシリル基、トリアリールシリル基が挙げられる。複数のアリール基同士、またはアルキル基同士は、同一でも異なっていてもよい。
ジアルキルアリールシリル基は、例えば、上記炭素数1〜30のアルキル基で例示したアルキル基を2つ有し、下記環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基を1つ有するジアルキルアリールシリル基が挙げられる。ジアルキルアリールシリル基の炭素数は、8〜30であることが好ましい。2つのアルキル基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
アルキルジアリールシリル基は、例えば、上記炭素数1〜30のアルキル基で例示したアルキル基を1つ有し、上記環形成炭素数6〜40のアリール基を2つ有するアルキルジアリールシリル基が挙げられる。アルキルジアリールシリル基の炭素数は、13〜30であることが好ましい。2つのアリール基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
このようなアリールシリル基としては、例えば、フェニルジメチルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、ジフェニル−t−ブチルシリル基、トリフェニルシリル基が挙げられる。
また、アルキル基とヘテロアリール基とが置換されたシリル基、アリール基とヘテロアリール基とが置換されたシリル基、アルキル基とアリール基とヘテロアリール基とが置換されたシリル基であってもよい。

0079

前記一般式(1),(1−1)〜(1−4),(1−21)(11),(12),(12A),(12B),(12A−1)〜(12A−3),(12B−1)〜(12B−6),(14),(100)における置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基としては、直鎖、分岐鎖又は環状のいずれであってもよい。また、置換された炭素数1〜30のアルキル基には、ハロアルキル基が含まれる。ハロアルキル基としては、例えば、前記炭素数1〜30のアルキル基が1以上のハロゲン原子で置換されたものが挙げられる。置換もしくは無置換の直鎖または分岐鎖のアルキル基としては、例えば、メチル基エチル基プロピル基イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基n−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、2−メチルペンチル基、1−ペンチヘキシル基、1−ブチルペンチル基、1−ヘプチルオクチル基、3−メチルペンチル基、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシイソブチル基、1,2−ジヒドロキシエチル基、1,3−ジヒドロキシイソプロピル基、2,3−ジヒドロキシ−t−ブチル基、1,2,3−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、1−クロロエチル基、2−クロロエチル基、2−クロロイソブチル基、1,2−ジクロロエチル基、1,3−ジクロロイソプロピル基、2,3−ジクロロ−t−ブチル基、1,2,3−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、1−ブロモエチル基、2−ブロモエチル基、2−ブロモイソブチル基、1,2−ジブロモエチル基、1,3−ジブロモイソプロピル基、2,3−ジブロモ−t−ブチル基、1,2,3−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、1−ヨードエチル基、2−ヨードエチル基、2−ヨードイソブチル基、1,2−ジヨードエチル基、1,3−ジヨードイソプロピル基、2,3−ジヨード−t−ブチル基、1,2,3−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、1−アミノエチル基、2−アミノエチル基、2−アミノイソブチル基、1,2−ジアミノエチル基、1,3−ジアミノイソプロピル基、2,3−ジアミノ−t−ブチル基、1,2,3−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、1−シアノエチル基、2−シアノエチル基、2−シアノイソブチル基、1,2−ジシアノエチル基、1,3−ジシアノイソプロピル基、2,3−ジシアノ−t−ブチル基、1,2,3−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、1−ニトロエチル基、2−ニトロエチル基、1,2−ジニトロエチル基、2,3−ジニトロ−t−ブチル基、1,2,3−トリニトロプロピル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基フルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロピル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換の環状アルキル基シクロアルキル基)としては、置換もしくは無置換の炭素数3〜30のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、4−メチルシクロヘキシル基、3,5−テトラメチルシクロヘキシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、1−ノルボルニル基、2−ノルボルニル基等が挙げられる。
上記アルキル基の中でも、炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、炭素数1〜8のアルキル基がより好ましく、炭素数1〜6のアルキル基が特に好ましい。中でも、メチル基、イソプロピル基、t−ブチル基、シクロヘキシル基が好ましい。

0080

前記一般式(1),(1−1)〜(1−4),(1−21)(11),(12),(12A),(12B),(12A−1)〜(12A−3),(12B−1)〜(12B−6),(14),(100)における置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルケニル基としては、直鎖、分岐鎖又は環状のいずれであってもよく、例えば、ビニル基プロペニル基ブテニル基オレイル基、エイコサペンタエニル基ドコサヘキサエニル基、スチリル基、2,2−ジフェニルビニル基、1,2,2−トリフェニルビニル基、2−フェニル−2−プロペニル基等が挙げられる。上述したアルケニル基の中でもビニル基が好ましい。

0081

前記一般式(1),(1−1)〜(1−4),(1−21)(11),(12),(12A),(12B),(12A−1)〜(12A−3),(12B−1)〜(12B−6),(14),(100)における置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルキニル基としては、例えば、エチニルプロピニル、2−フェニルエチニル等が挙げられる。上述したアルキニル基の中でもエチニル基が好ましい。

0082

前記一般式(1),(1−1)〜(1−4),(1−21)(11),(12),(12A),(12B),(12A−1)〜(12A−3),(12B−1)〜(12B−6),(14),(100)における炭素数7〜40のアラルキル基は、−RE−RFと表される。このREの例として、上記炭素数1〜30のアルキル基を2価基としたアルキレン基が挙げられる。このRFの例として、下記環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基の例が挙げられる。このアラルキル基において、アリール基部分は炭素数が6〜40、好ましくは6〜20、より好ましくは6〜12である。また、このアラルキル基において、アルキル基部分は炭素数が1〜30、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10、さらに好ましくは1〜6である。このアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、2−フェニルプロパン−2−イル基、1−フェニルエチル基、2−フェニルエチル基、1−フェニルイソプロピル基、2−フェニルイソプロピル基、フェニル−t−ブチル基、α−ナフチルメチル基、1−α−ナフチルエチル基、2−α−ナフチルエチル基、1−α−ナフチルイソプロピル基、2−α−ナフチルイソプロピル基、β−ナフチルメチル基、1−β−ナフチルエチル基、2−β−ナフチルエチル基、1−β−ナフチルイソプロピル基、2−β−ナフチルイソプロピル基、1−ピロリルメチル基、2−(1−ピロリル)エチル基、p−メチルベンジル基、m−メチルベンジル基、o−メチルベンジル基、p−クロロベンジル基、m−クロロベンジル基、o−クロロベンジル基、p−ブロモベンジル基、m−ブロモベンジル基、o−ブロモベンジル基、p−ヨードベンジル基、m−ヨードベンジル基、o−ヨードベンジル基、p−ヒドロキシベンジル基、m−ヒドロキシベンジル基、o−ヒドロキシベンジル基、p−アミノベンジル基、m−アミノベンジル基、o−アミノベンジル基、p−ニトロベンジル基、m−ニトロベンジル基、o−ニトロベンジル基、p−シアノベンジル基、m−シアノベンジル基、o−シアノベンジル基、1−ヒドロキシ−2−フェニルイソプロピル基、1−クロロ−2−フェニルイソプロピル基が挙げられる。

0083

前記一般式(1),(1−1)〜(1−4),(1−21)(11),(12),(12A),(12B),(12A−1)〜(12A−3),(12B−1)〜(12B−6),(14),(100)における置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールオキシ基および置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜40のヘテロアリールオキシ基は、−ORAで表される。
ここで、RAが、アルキル基の場合、アルコキシ基となり、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基が好ましい。RAとしてのアルキル基は、上記炭素数1〜30のアルキル基が好ましい。アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基エトキシ基プロポキシ基、ブトキシ基ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基があげられる。アルコキシ基の中でも、炭素数1〜10のアルコキシ基が好ましく、炭素数1〜8のアルコキシ基がより好ましい。特に好ましくは炭素数1〜4のアルコキシ基である。
また、ここでいう置換もしくは無置換のアルコキシ基には、RAとしてのアルキル基が1以上の上記ハロゲン原子で置換されたハロアルコキシ基が含まれる。
また、RAが、アリール基の場合、アリールオキシ基となり、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールオキシ基が好ましい。RAとしてのアリール基は、下記環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基が好ましい。このアリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基が挙げられる。
また、ここでいう置換もしくは無置換のアリールオキシ基には、RAとしてのアリール基が1以上の上記ハロゲン原子で置換されたハロアリールオキシ基が含まれる。
また、RAが、ヘテロアリール基の場合、ヘテロアリールオキシ基となり、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリールオキシ基がこのましい。RAとしてのヘテロアリール基は、下記環形成原子数5〜40の複素環基が好ましい。

0084

前記一般式(1),(1−1)〜(1−4),(1−21)(11),(12),(12A),(12B),(12A−1)〜(12A−3),(12B−1)〜(12B−6),(14),(100)における置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールチオ基および置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜40のヘテロアリールチオ基は、−SRCで表される。
ここで、RCが、アルキル基の場合、アルキルチオ基となり、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキルチオ基が好ましい。RCとしてのアルキル基は、上記炭素数1〜30のアルキル基が好ましい。
また、RCが、アリール基の場合、アリールチオ基となり、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールチオ基がこのましい。RCとしてのアリール基は、下記環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基が好ましい。
また、RCが、ヘテロアリール基の場合、ヘテロアリールチオ基となり、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリールチオ基がこのましい。RCとしてのヘテロアリール基は、下記環形成原子数5〜40の複素環基が好ましい。

0085

前記一般式(1),(1−1)〜(1−4),(1−21)(11),(12),(12A),(12B),(12A−1)〜(12A−3),(12B−1)〜(12B−6),(14),(100)における置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のヘテロアリールカルボニル基、置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールオキシカルボニル基および置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜40のヘテロアリールオキシカルボニル基は、−COORBと表される。
ここで、RBが、アルキル基の場合、アルコキシカルボニル基となり、置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルコキシカルボニル基が好ましい。RBとしてのアルキル基は、上記炭素数1〜30のアルキル基が好ましい。
また、RBが、アリール基の場合、アリールオキシカルボニル基となり、置換もしくは無置換の炭素数7〜40のアリールオキシカルボニル基がこのましい。RBとしてのアリール基は、下記環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基が好ましい。
また、RBが、ヘテロアリール基の場合、ヘテロアリールオキシカルボニル基となり、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40のヘテロアリールオキシカルボニル基がこのましい。RBとしてのヘテロアリール基は、下記環形成原子数5〜40の複素環基が好ましい。

0086

前記一般式(1),(1A)〜(1D),(1−1)〜(1−4),(1−21)(11),(12),(12A),(12B),(12A−1)〜(12A−3),(12B−1)〜(12B−6),(14),(100)における環形成炭素数6〜40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、より具体的には、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ピレニル基、トリフェニレニル基、フェナントレニル基フルオレニル基、9,9−ジメチルフルオレニル基、スピロフルオレニル基、ベンゾ[c]フェナントレニル基、ベンゾ[a]トリフェニレニル基、ナフト[1,2−c]フェナントレニル基、ナフト[1,2−a]トリフェニレニル基、ジベンゾ[a,c]トリフェニレニル基、ベンゾ[b]フルオランテニル基、などが挙げられる。上記芳香族炭化水素基の中でも、環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基がより好ましく、環形成炭素数6〜20の芳香族炭化水素基がさらに好ましく、環形成炭素数6〜12の芳香族炭化水素基が特に好ましい。

0087

前記一般式(1),(1A)〜(1D),(1−1)〜(1−4),(1−21)(11),(12),(12A),(12B),(12A−1)〜(12A−3),(12B−1)〜(12B−6),(14),(100)における環形成原子数5〜40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、より具体的には、ピロリル基ピラジニル基、ピリジニル基インドリル基イソインドリル基、フリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、キノリル基イソキノリル基キノキサリニル基、カルバゾリル基、フェナントリジニル基アクリジニル基フェナントロリニル基チエニル基、および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、カルバゾール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、シラフルオレン環から形成される基が挙げられる。上記複素環基の中でも、環形成原子数5〜40の複素環基がより好ましく、環形成原子数5〜20の複素環基がさらに好ましく、環形成原子数5〜12の複素環基が特に好ましい。

0088

前記一般式(11),(14),(1−1)〜(1−4)におけるL1,L11,L12,L121が連結基である場合の炭素数1〜30の多価の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の脂肪族炭化水素基としては、前述の炭素数1〜30の多価の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のアルキル基や、炭素数1〜30の多価の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のアルケニル基、炭素数1〜30の多価の直鎖状、もしくは分岐鎖状のアルキニル基を多価の基としたものが挙げられ、2価または3価の基が好ましく、2価の基がより好ましい。これらの2価基は、前述の置換基を有していてもよい。具体的には、メチレン基エチレン基、アセチニレン基、ビニリデン基などが挙げられる。
前記一般式(11),(14),(1−1)〜(1−4)におけるL1,L11,L12,L121が連結基である場合の環形成炭素数6〜40の多価の芳香族炭化水素基としては、前述の環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基を多価の基としたものが挙げられ、2価または3価の基が好ましく、2価の基がより好ましい。具体的には、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、9,9−ジメチルフルオレニル基を2価基としたものが好ましく、これらの2価基は、前述の置換基を有していてもよい。
前記一般式(11),(14),(1−1)〜(1−4)におけるL1,L11,L12,L121が連結基である場合の環形成原子数5〜40の多価の複素環基としては、前述の環形成原子数5〜40の複素環基を多価の基としたものが挙げられ、2価または3価の基が好ましく、2価の基がより好ましい。具体的には、ピリジル基ピリミジル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、シラフルオレニル基、カルバゾリル基を2価基としたものが好ましく、これらの2価基は、前述の置換基を有していてもよい。

0089

前記一般式(12)におけるX11〜X18のうち、L1と結合する炭素原子の他は、CRYであることが好ましく、このRYとしては、水素原子またはアルキル基であることがより好ましく、水素原子であることが特に好ましい。

0090

本発明において、「環形成炭素」とは飽和環不飽和環、又は芳香環を構成する炭素原子を意味する。「環形成原子」とはヘテロ環(飽和環、不飽和環、および芳香環を含む)を構成する炭素原子およびヘテロ原子を意味する。
また、本発明において、水素原子とは、中性子数の異なる同位体、すなわち、軽水素(Protium)、重水素(Deuterium)、三重水素(Tritium)を包含する。

0091

また、「置換もしくは無置換の」という場合における置換基としては、上述のようなアリール基、ヘテロアリール基、アルキル基(直鎖または分岐鎖のアルキル基、シクロアルキル基、ハロアルキル基)、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、ハロアルコキシ基、アルキルシリル基、ジアルキルアリールシリル基、アルキルジアリールシリル基、トリアリールシリル基、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、およびカルボキシ基が挙げられる。その他、アルケニル基やアルキニル基も挙げられる。
ここで挙げた置換基の中では、アリール基、ヘテロアリール基、アルキル基、ハロゲン原子、アルキルシリル基、アリールシリル基、シアノ基が好ましく、さらには、各置換基の説明において好ましいとした具体的な置換基が好ましい。
「置換もしくは無置換の」という場合における「無置換」とは前記置換基で置換されておらず、水素原子が結合していることを意味する。
なお、本明細書において、「置換もしくは無置換の炭素数a〜bのXX基」という表現における「炭素数a〜b」は、XX基が無置換である場合の炭素数を表すものであり、XX基が置換されている場合の置換基の炭素数は含めない。
以下に説明する化合物またはその部分構造において、「置換もしくは無置換の」という場合についても、前記と同様である。

0092

以下に一般式(1)で表される化合物の具体例を示すが、本発明は、これらの例示化合物に限定されるものではない。

0093

0094

0095

0096

0097

0098

0099

0100

0101

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0178

0179

0180

0181

0182

0183

0184

0185

0186

本実施形態に係る有機EL素子1において、第一電子輸送層は、発光層に近接して設けられることが好ましく、発光層に隣接して設けられることがより好ましい。第一電子輸送層は、発光層で生成する三重項励起子電子輸送帯域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密度を高める。これにより、三重項励起子が衝突融合することにより一重項励起子が生成する現象であるTTF現象(Triplet−TripletFusion)を効率よく引き起こす機能を有する。
また、第一電子輸送層は、発光層へ効率よく電子を注入する役割も担っている。発光層への電子注入性が下がる場合、発光層における電子−正孔の再結合が減ることで、三重項励起子の密度が小さくなる。三重項励起子の密度が小さくなると、三重項励起子の衝突頻度が減り、効率よくTTF現象が起きない。
したがって、前記一般式(1)で表される化合物を含む第一電子輸送層を発光層に隣接して設けることにより、有機EL素子を高効率化することが可能になる。

0187

(第二電子輸送層)
本実施形態に係る有機EL素子1の第二電子輸送層は、下記一般式(2)で表される化合物を含む。

0188

(前記一般式(2)において、
X22からX29までは、それぞれ独立に、窒素原子、CR21、または下記一般式(21)で表される基と結合する炭素原子である。
X22からX29のうち少なくとも1つは、下記一般式(21)で表される基と結合する炭素原子である。X22からX29のうち複数が下記一般式(21)で表される基と結合する炭素原子である場合、下記一般式(21)で表される基は、互いに同一または異なる。
R21は、前記一般式(1)におけるRと同義である。
X22からX29までにおいて隣接するCR21のR21同士は、互いに結合して環構造を形成する場合と、形成しない場合とがある。)




(前記一般式(21)において、pは、1以上5以下の整数である。
Ar2は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の複素環基であり、pが2以上5以下のとき、Ar2は、互いに同一または異なる。
L2は、単結合または連結基であり、L2における連結基は、置換もしくは無置換の炭素数1〜30の多価の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の多価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の多価の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜40の多価の複素環基、または前記芳香族炭化水素環基及び前記複素環基から選ばれる2〜3個の基が結合してなる多価の多重連結基である。
なお、前記多重連結基において、前記多重連結基を構成する前記芳香族炭化水素環基および前記複素環基は、互いに同一または異なり、隣り合う前記芳香族炭化水素環基および前記複素環基は環を形成していてもよい。
前記一般式(21)のAr2における環形成原子数5〜30の複素環基には、前記一般式(2)から誘導される置換もしくは無置換の基も含まれる。ただし、前記一般式(2)で表される化合物中、前記一般式(2)から誘導される置換もしくは無置換の基であるAr2は、6個以下である。
また、隣接するAr2とL2が環構造を形成する場合と、形成しない場合とがある。
前記一般式(2)のX22からX29までのいずれかの炭素原子に結合したL2に対して、L2に結合した炭素原子に隣接するX22からX29までのいずれかの炭素原子またはCR21のR21がさらに結合して環を形成する場合と、形成しない場合とがある。)

0189

前記一般式(2)において、X22またはX29が前記一般式(21)で表される基と結合する炭素原子であることが好ましい。
また、前記一般式(2)において、X22およびX29が前記一般式(21)で表される基と結合する炭素原子であっても好ましい。

0190

前記一般式(21)において、Ar2は、置換もしくは無置換の環形成炭素数8〜20の縮合芳香族炭化水素基であることが好ましい。
環形成炭素数8〜20の縮合芳香族炭化水素基としては、ナフタレン、アントラセン、アセフェナントリレン、アセアントリレン、ベンゾアントラセン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、フルオレン、フェナントレン、フルオランテンベンゾフルオランテンから誘導される基が好ましい。

0191

前記一般式(21)において、L2が連結基であり、Ar2は、置換もしくは無置換の環形成炭素数8〜20の縮合芳香族炭化水素基であることが好ましい。
環形成炭素数8〜20の縮合芳香族炭化水素基としては、ナフタレン、アントラセン、アセフェナントリレン、アセアントリレン、ベンゾアントラセン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、フルオレン、フェナントレン、フルオランテン、ベンゾフルオランテンから誘導される基が好ましい。

0192

前記一般式(21)において、Ar2は、置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜40の複素環基であっても好ましい。
また、前記一般式(21)において、Ar2は、前記一般式(2)から誘導される置換もしくは無置換の基であっても好ましい。この場合、前記一般式(2)で表される化合物中、前記一般式(2)から誘導される置換もしくは無置換の基であるAr2は、6個以下であることが好ましく、4個以下であることがより好ましい。さらに好ましくは、2個以下である。特に好ましくは、1個である。

0193

前記一般式(21)において、Ar2は、下記一般式(22)で表されても好ましい。

0194

(前記一般式(22)において、
X31からX38までは、それぞれ独立に、窒素原子、CR23である。
Z2は、酸素原子、硫黄原子、NR24、CR25R26、SiR27R28である。
R23からR28までは、前記一般式(1)のRと同義である。
ただし、R23からR28までのうちいずれか1つは、前記一般式(21)のL2に結合する単結合である。
前記一般式(22)が複数のR23を有する場合、R23は、互いに同一または異なる。
また、隣接するCR23のR23が互いに結合して、飽和または不飽和の環を形成していてもよい。Z2がNR24、CR25R26、SiR27R28のいずれかであり、かつX21とX28の少なくとも一方がCR23のとき、R24からR28までのいずれかが、一方のR23と互いに結合して環を形成していてもよいし、Z2が一方のR23と直接結合して環を形成していてもよい。
R23からR28までのうちL2に結合する単結合であるもの以外が、さらに前記一般式(21)のL2と結合して、飽和または不飽和の環を形成していてもよい。)

0195

また、前記一般式(21)が、下記一般式(23)で表されても好ましい。




(前記一般式(23)において、L21は、連結基であり、L21における連結基は、置換もしくは無置換の炭素数1〜30の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の三価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の三価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5〜40の三価の複素環基である。
L22およびL23は、それぞれ独立に単結合または連結基であり、L22およびL23における連結基としては、置換もしくは無置換の炭素数1〜30の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の二価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の二価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5〜40の二価の複素環基である。
Ar21およびAr22は、前記一般式(2)におけるAr2と同義である。Ar21における環形成原子数5〜30の複素環基には、前記一般式(2)から誘導される置換もしくは無置換の基も含まれる。)

0196

前記一般式(23)で表される基としては、Ar21が前記一般式(2)から誘導される置換もしくは無置換の基であることが好ましく、下記一般式(23−1)で表されることが好ましい。

0197

0198

(前記一般式(23−1)において、X22からX29は、前記一般式(2)のX22からX29と同義である。L21,L22およびL23は、前記一般式(23)のL21,L22およびL23と同義である。複数のX22からX29は、互いに同一または異なる。
なお、L22およびL23は、それぞれX22からX29のいずれかに結合する。)

0199

前記一般式(2)において、X22からX29のうち、前記一般式(21)で表される基と結合する炭素原子の他は、CR21であることが好ましい。すなわち、前記一般式(2)で表される化合物は、1,10−フェナントロリン誘導体であることが好ましい。

0200

上記一般式(23−1)において、L21は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の三価の芳香族炭化水素基であることが好ましく、三価のベンゼン環であることがより好ましい。L22は、単結合または置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の二価の芳香族炭化水素基であることが好ましく、単結合またはフェニレン基であることがより好ましい。

0201

このような前記一般式(2)で表される化合物として、下記一般式(2−1)で表される化合物が好ましく、下記一般式(2−2A)または(2−2B)で表される化合物がより好ましい。さらに、下記一般式(2−2A)で表される化合物は、下記一般式(2−3A1)または(2−3A2)で表されることがより好ましい。また、下記一般式(2−2B)で表される化合物は、下記一般式(2−3B)で表されることがより好ましい。

0202

0203

(一般式(2−1)において、R2およびR219は前記一般式(1)のRと同義である。mは、1以上6以下の整数である。Ar2、L2、pは、それぞれ前記一般式(21)のものと同義である。なお、R2は、フェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。)

0204

0205

(一般式(2−2A)において、L2、pは、それぞれ前記一般式(21)のものと同義である。
mは1以上6以下の整数を表し、rは1以上9以下の整数を表す。
R2、R201およびR219は、それぞれ前記一般式(2)のR21と同義である。複数のR2およびR201は互いに同一または異なる。
なお、R2は、フェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。また、L2およびR201は、それぞれアントラセン環の1位から10位のいずれかの炭素原子に結合する。)

0206

0207

(一般式(2−2B)において、L2、pは、それぞれ前記一般式(21)のものと同義である。
mは1以上6以下の整数を表し、sは1以上7以下の整数を表す。
R2、R201およびR219は、それぞれ前記一般式(2)のR21と同義である。複数のR2およびR201は互いに同一または異なる。
なお、R2は、フェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。また、L2およびR201は、それぞれフェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。)

0208

0209

(前記一般式(2−3A1)において、L2は、前記一般式(21)のL2と同義である。
mは1以上6以下の整数を表し、rは1以上9以下の整数を表す。
R2、R201およびR219は、それぞれ前記一般式(2)のR21と同義である。複数のR2およびR201は互いに同一または異なる。
なお、R2は、フェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。また、R201は、アントラセン環の1位および3位および10位のいずれかの炭素原子に結合する。)

0210

0211

(前記一般式(2−3A2)において、L2は、前記一般式(21)のL2と同義である。
mは1以上6以下の整数を表し、rは1以上9以下の整数を表す。
R2、R201およびR219は、それぞれ前記一般式(2)のR21と同義である。複数のR2およびR201は互いに同一または異なる。
なお、R2は、フェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。また、R201は、アントラセン環の1位から8位および10位のいずれかの炭素原子に結合する。)

0212

0213

(前記一般式(2−3B)において、L2、R2、R201、R219、mは、それぞれ前記一般式(2−2B)のものと同義である。
なお、R2は、それぞれフェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。)

0214

前記一般式(2−1)で表される化合物としては、下記一般式(2−2C)から(2−2G)のいずれかで表される化合物であっても好ましい。

0215

0216

(前記一般式(2−2C)において、L3は、単結合ではなく連結基であり、L3における連結基は、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状の多価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の多価のアミノ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40の多価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5〜40の多価の複素環基、または前記芳香族炭化水素環基及び前記複素環基から選ばれる2〜3個の基が結合してなる多価の多重連結基である。
なお、前記多重連結基において、前記多重連結基を構成する前記芳香族炭化水素環基および前記複素環基は、互いに同一または異なり、隣り合う前記芳香族炭化水素環基および前記複素環基は環を形成していてもよい。
pは、前記一般式(21)のものと同義である。
mは1以上6以下の整数を表し、uは1以上9以下の整数を表す。
R2、R201およびR219は、それぞれ前記一般式(2)のR21と同義である。複数のR2およびR201は互いに同一または異なる。
なお、R2は、フェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。また、R201およびL2は、それぞれフルオレン環の1位から9位のいずれかの炭素原子に結合する。uが2以上の場合、2つのR201が、フルオレン環の9位に結合してもよい。)

0217

0218

(前記一般式(2−2D)において、L3は、前記一般式(2−2C)のL3と同義である。pは、前記一般式(21)のものと同義である。
mは1以上6以下の整数を表し、vは1以上9以下の整数を表す。
R2、R201およびR219は、それぞれ前記一般式(2)のR21と同義である。複数のR2およびR201は互いに同一または異なる。
なお、R2は、フェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。また、R201およびL2は、それぞれフェナントレン環の1位から10位のいずれかの炭素原子に結合する。)

0219

0220

(前記一般式(2−2E)において、L3は、前記一般式(2−2C)のL3と同義である。pは、前記一般式(21)のものと同義である。mは1以上6以下の整数を表す。
R2、R219およびR221〜R230は、それぞれ前記一般式(2)のR21と同義である。ただし、R221〜R230のうちいずれか1つは、L2と結合する単結合である。複数のR2は互いに同一または異なる。
なお、R2は、フェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。)

0221

0222

(前記一般式(2−2F)において、L3は、前記一般式(2−2C)のL3と同義である。pは、前記一般式(21)のものと同義である。
mは1以上6以下の整数を表す。
R2、R219およびR231〜R242は、それぞれ前記一般式(2)のR21と同義である。ただし、R231〜R242のうちいずれか1つは、L2と結合する単結合である。複数のR2は互いに同一または異なる。
なお、R2は、フェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。)

0223

0224

(前記一般式(2−2G)において、L3は、前記一般式(2−2C)のL3と同義である。pは、前記一般式(21)のものと同義である。
mは1以上6以下の整数を表す。
R2、R219およびR243〜R252は、それぞれ前記一般式(2)のR21と同義である。ただし、R231〜R242のうちいずれか1つは、L2と結合する単結合である。複数のR2は互いに同一または異なる。
なお、R2は、フェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。)

0225

前記一般式(2)で表される化合物として、下記一般式(3−1)で表される化合物も好ましく、下記一般式(3−2A)または(3−2B)で表される化合物がより好ましい。さらに、下記一般式(3−2A)で表される化合物は、下記一般式(3−3A1)または(3−3A2)で表されることがより好ましい。また、下記一般式(3−2B)で表される化合物は、下記一般式(3−3B)で表されることがより好ましい。

0226

0227

(一般式(3−1)において、R2およびR219は前記一般式(1)のRと同義である。mは、1以上6以下の整数である。Ar2、L2、pは、それぞれ前記一般式(21)のものと同義である。なお、R2は、フェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。)

0228

0229

0230

(一般式(3−2A)および(3−2B)において、L2、R2、R219、m、pは、それぞれ前記一般式(3−1)のものと同義である。
R201は、R2と同義であり、rは1以上9以下の整数を表し、sは1以上7以下の整数を表す。
なお、R2は、フェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。また、L2およびR201は、それぞれフェナントロリン環の3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。)

0231

0232

0233

(前記一般式(3−3A1)および(3−3A2)において、L2、R2、R201、R219、m、rは、それぞれ前記一般式(3−2A)のものと同義である。
なお、R2は、3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。また、R201は、アントラセン環の1位から8位および10位のいずれかの炭素原子に結合する。)

0234

0235

(前記一般式(3−3B)において、L2、R2、R201、R219、mは、それぞれ前記一般式(3−2B)のものと同義である。
なお、R2は、それぞれ3位から8位のいずれかの炭素原子に結合する。)

0236

前記一般式(2),(21),(22),(23),(23−1),(2−1),(2−2A)〜(2−2G),(2−3A1),(2−3A2),(2−3B),(3−1),(3−2A),(3−2B),(3−3A1),(3−3A2),(3−3B)に記載の置換基の具体例としては、上記一般式(1),(1A)〜(1D),(1−1)〜(1−4),(1−21)(11),(12),(12A),(12B),(12A−1)〜(12A−3),(12B−1)〜(12B−6),(14),(100)で説明した各基が挙げられる。
前記一般式(2),(21),(22),(23),(23−1),(2−1),(2−2A)〜(2−2G),(2−3A1),(2−3A2),(2−3B),(3−1),(3−2A),(3−2B),(3−3A1),(3−3A2),(3−3B)において、「環形成炭素」および「置換もしくは無置換の」という場合においても、上記一般式(1),(1A)〜(1D),(1−1)〜(1−4),(1−21)(11),(12),(12A),(12B),(12A−1)〜(12A−3),(12B−1)〜(12B−6),(14),(100)で説明したものと同様である。

0237

以下に一般式(2)で表される化合物の具体例を示すが、本発明は、これらの例示化合物に限定されるものではない。

0238

0239

0240

0241

0242

0243

0244

0245

0246

0247

0248

0249

0250

0251

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0254

0255

0256

0257

0258

0259

0260

0261

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0265

0266

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0268

0269

0270

0271

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0274

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0279

0280

0281

0282

0283

0284

0285

0286

0287

0288

0289

0290

0291

0292

0293

0294

0295

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0297

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0299

0300

0301

0302

0303

0304

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0306

0307

0308

0309

0310

0311

0312

0313

0314

0315

0316

0317

0318

0319

本実施形態に係る有機EL素子1において、第二電子輸送層は、第一電子輸送層よりも陰極側に設けられることがこのましく、発光層と第二電子輸送層は隣接しないことが好ましい。
第二電子輸送層は、電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを含有することも好ましい。電子輸送層に含まれる電子供与性ドーパント、もしくは有機金属錯体の含有量は、1質量%以上50質量%以下であることが好ましい。
前記電子供与性ドーパント材料は、アルカリ金属アルカリ土類金属希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、および希土類金属のハロゲン化物からなる群から選択される1種又は2種以上であることが好ましい。
前記有機金属錯体は、アルカリ金属を含む有機金属錯体、アルカリ土類金属を含む有機金属錯体、および希土類金属を含む有機金属錯体からなる群から選択される1種又は2種以上であることが好ましい。
電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の詳細については、後述する。

0320

本実施形態の有機EL素子によれば、第二電子輸送層に前記一般式(2)で表される化合物が含有されていることで、駆動電圧を低下させることができる。また、第二電子輸送層に前記一般式(2)で表される化合物と、電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかとが含有されていることで、前記一般式(2)のフェナントロリン骨格により、第二電子輸送層に含有された電子供与性ドーパントや有機金属錯体を補足し易くなり、その結果、駆動電圧がさらに低下する。

0321

本実施形態の有機EL素子においては、前記一般式(2)で表される化合物を含有する第二電子輸送層を設けることにより、発光層へ効率よく電子を注入することができる。そして、前記一般式(1)で表される化合物を含有する第一電子輸送層を発光層に近接、好ましくは隣接して設けることにより、三重項励起子の密度を高めることができる。本実施形態の有機EL素子には、電子輸送層として二つの層が設けられ、これらの層は、発光層への電子注入性の向上と三重項励起子の閉じ込めという二つの機能を有する。これにより、有機EL素子の低電圧化と高効率化を実現することができる。

0322

(基板)
本発明の有機EL素子は、透光性の基板上に作製する。ここでいう透光性基板は有機EL素子を支持する基板であり、400nm〜700nmの可視領域の光の透過率が50%以上で平滑な基板が好ましい。具体的には、ガラス板ポリマー板等が挙げられる。

0323

(陽極及び陰極)
有機EL素子の陽極は、正孔を正孔注入層、正孔輸送層又は発光層に注入する役割を担うものであり、4.5eV以上の仕事関数を有することが効果的である。陽極材料の具体例としては、酸化インジウム錫合金(ITO)、酸化錫(NESA)、酸化インジウム亜鉛酸化物、金、銀、白金、銅等が挙げられる。

0324

陰極としては、電子注入層、電子輸送層または発光層に電子を注入する目的で、仕事関数の小さい材料が好ましい。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−銀合金などが使用できる。

0325

(発光層)
有機EL素子の発光層は電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能を有する。発光層は、分子堆積膜であることが好ましい。ここで分子堆積膜とは、気相状態材料化合物から沈着され形成された薄膜や、溶液状態または液相状態の材料化合物から固体化され形成された膜のことであり、通常この分子堆積膜は、LB法(Langmuir Blodgett法)により形成された薄膜(分子累積膜)とは凝集構造高次構造相違や、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。

0326

・ドーパント材料
ドーパント材料としては、公知の蛍光型発光を示す蛍光発光性材料または燐光型発光を示す燐光発光性材料から選ばれる。

0327

・ホスト材料
ホスト材料としては、有機EL素子に適用し得るホスト材料が挙げられ、例えば、アミン誘導体アジン誘導体縮合多環芳香族誘導体、などが挙げられる。
アミン誘導体としては、モノアミン化合物ジアミン化合物トリアミン化合物テトラミン化合物カルバゾール基で置換されたアミン化合物などが挙げられる。
アジン誘導体としては、モノアジン誘導体、ジアジン誘導体、およびトリアジン誘導体などが挙げられる。
縮合多環芳香族誘導体としては、へテロ環骨格を有しない縮多環アリールが好ましく、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、クリセン、フルオランテン、トリフェニレンなどの縮合多環アリール、もしくは、これらの誘導体が挙げられる。

0328

(正孔注入・輸送層)
正孔注入・輸送層は、発光層への正孔注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが小さい。
正孔注入層及び正孔輸送層を形成する材料としては、より低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、例えば、芳香族アミン化合物が好適に用いられる。また、正孔注入層の材料としては、ポルフィリン化合物芳香族第三級アミン化合物またはスチリルアミン化合物を用いることが好ましく、特に、ヘキサシアノヘキサアザトリフェニレン(HAT)などの芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。

0329

(電子注入・輸送層)
電子注入・輸送層は、発光層への電子の注入を助ける層であって、電子移動度が大きい。電子注入層はエネルギーレベルの急な変化を緩和するなど、エネルギーレベルを調整するために設ける。
本実施形態では、電子注入・輸送層としては、第一電子輸送層と第二電子輸送層とを含む。第一電子輸送層は、前記一般式(1)で表される化合物を含み、第二電子輸送層は、前記一般式(2)で表される化合物を含む。この他に、電子注入層を有していてもよいし、または別の電子輸送層を有していてもよい。電子注入層を有する場合には、陽極側から、第一電子輸送層、第二電子輸送層、電子注入層をこの順番で積層させて構成してもよく、電子注入層は、含窒素環誘導体を主成分として含有することが好ましい。ここで、電子注入層は電子輸送層として機能する層であってもよい。なお、「主成分として」とは、電子注入層が50質量%以上の含窒素環誘導体を含有していることを意味する。
本実施形態の有機EL素子において、電子輸送層が三層以上ある場合には、第一電子輸送層を発光層の近くに設け、第二電子輸送層を第一電子輸送層より陰極側に設けることが好ましい。この際、第一電子輸送層と第二電子輸送層は近接していることが好ましく、隣接していることがより好ましい。
また、第二電子輸送層には、上述のようにアルカリ金属が含有されていてもよいし、第二電子輸送層の陰極側に隣接する層にアルカリ金属が含有されていてもよい。また、アルカリ金属の他に、後述する電子輸送性材料が含有されていてもよい。

0330

電子注入層または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、含窒素員環もしくは5員環骨格を有する芳香族環、または含窒素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。

0331

(電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体)
本発明の有機EL素子は、第二電子輸送層および第二電子輸送層の陰極側に隣接する層に電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを含有することも好ましい。このような構成によれば、有機EL素子の低電圧化が図られる。電子供与性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属化合物、希土類金属、および希土類金属化合物などから選ばれた少なくとも一種類が挙げられる。
有機金属錯体としては、アルカリ金属を含む有機金属錯体、アルカリ土類金属を含む有機金属錯体、および希土類金属を含む有機金属錯体などから選ばれた少なくとも一種類が挙げられる。

0332

アルカリ金属としては、リチウム(Li)(仕事関数:2.93eV)、ナトリウム(Na)(仕事関数:2.36eV)、カリウム(K)(仕事関数:2.28eV)、ルビジウム(Rb)(仕事関数:2.16eV)、セシウム(Cs)(仕事関数:1.95eV)などが挙げられ、仕事関数が2.9eV以下のものが特に好ましい。これらのうち好ましくはK、Rb、Cs、さらに好ましくはRbまたは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、カルシウム(Ca)(仕事関数:2.9eV)、ストロンチウム(Sr)(仕事関数:2.0eV以上2.5eV以下)、バリウム(Ba)(仕事関数:2.52eV)などが挙げられ、仕事関数が2.9eV以下のものが特に好ましい。
希土類金属としては、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、セリウム(Ce)、テルビウム(Tb)、イッテルビウム(Yb)などが挙げられ、仕事関数が2.9eV以下のものが特に好ましい。
以上の金属のうち好ましい金属は、特に還元能力が高く、電子注入域への比較的少量の添加により、有機EL素子における発光輝度の向上や長寿命化が可能である。

0333

アルカリ金属化合物としては、酸化リチウム(Li2O)、酸化セシウム(Cs2O)、酸化カリウム(K2O)などのアルカリ酸化物、フッ化リチウム(LiF)、フッ化ナ
トリウム(NaF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カリウム(KF)などのアルカリハロゲン化物などが挙げられ、フッ化リチウム(LiF)、酸化リチウム(Li2O)、フッ化ナトリウム(NaF)が好ましい。
アルカリ土類金属化合物としては、酸化バリウム(BaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、酸化カルシウム(CaO)およびこれらを混合したストロンチウム酸バリウム(BaxSr1-xO)(0<x<1)、カルシウム酸バリウム(BaxCa1-xO)(0<x<1)などが挙げられ、BaO、SrO、CaOが好ましい。
希土類金属化合物としては、フッ化イッテルビウム(YbF3)、フッ化スカンジウム(ScF3)、酸化スカンジウム(ScO3)、酸化イットリウム(Y2O3)、酸化セリウム(Ce2O3)、フッ化ガドリニウム(GdF3)、フッ化テルビウム(TbF3)などが挙げられ、YbF3、ScF3、TbF3が好ましい。

0334

有機金属錯体としては、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、およびそれらの誘導体などが好ましいが、これらに限定されるものではない。

0335

上記電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の中でも、リチウム(Li)またはフッ化リチウム(LiF)が好ましい。電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかが、第二電子輸送層に含有される場合には、特に、リチウム(Li)が好ましく、第二電子輸送層の陰極側に隣接する層に含有される場合には、特にフッ化リチウム(LiF)が好ましい。

0336

電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の添加形態としては、例えば、抵抗加熱蒸着法により電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかと、前記一般式(1)で表される化合物とを共蒸着しながら、電子輸送層中に電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを分散させる方法が好ましい。分散濃度膜厚比で、前記一般式(1)で表される化合物:電子供与性ドーパント,有機金属錯体=1000:1から1:1000まで、好ましくは100:1から1:1までである。
電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを層状に形成する場合は、前記一般式(2)で表される化合物を層状に成膜した後に、電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは層の厚み0.1nm以上15nm以下で形成する。
電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを島状に形成する場合は、前記一般式(2)で表される化合物を島状に形成した後に、電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは島の厚み0.05nm以上1nm以下で形成する。
また、本発明の有機EL素子における、前記一般式(2)で表される化合物と電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかとの割合としては、膜厚比で主成分:電子供与性ドーパント,有機金属錯体=100:1から1:1までであると好ましく、50:1から4:1までであるとさらに好ましい。

0337

(有機EL素子の各層の形成方法
本発明の有機EL素子の各層の形成方法は特に限定されない。従来公知の真空蒸着法スピンコーティング法等による形成方法を用いることができる。本発明の有機EL素子に用いる、有機層は、真空蒸着法、分子線蒸着法MBE法、MBE; Molecular Beam Epitaxy)あるいは溶媒に解かした溶液ディッピング法、スピンコーティング法、キャスティング法バーコート法ロールコート法等の塗布法による公知の方法で形成することができる。

0338

(有機EL素子の各層の膜厚
発光層の膜厚は、好ましくは5nm以上50nm以下、より好ましくは7nm以上50nm以下、最も好ましくは10nm以上50nm以下である。発光層の膜厚を5nm以上とすることで、発光層を形成し易くなり、色度を調整し易くなる。発光層の膜厚を50nm以下とすることで、駆動電圧の上昇を抑制できる。
その他の各有機層の膜厚は特に制限されないが、通常は数nmから1μmの範囲が好ましい。このような膜厚範囲とすることで、膜厚が薄すぎることに起因するピンホール等の欠陥を防止するとともに、膜厚が厚すぎることに起因する駆動電圧の上昇を抑制できる。

0339

[電子機器]
本発明の有機EL素子は、有機ELパネルモジュールテレビ携帯電話、若しくはパーソナルコンピュータ等の表示装置、又は照明、若しくは車両用灯具発光装置等の電子機器に搭載して好適に使用できる。

0340

<第二実施形態>
次に、第二実施形態について説明する。
第二実施形態の説明において第一実施形態と同一の構成要素は、同一符号や名称を付す等して説明を省略もしくは簡略にする。また、第二実施形態では、第一実施形態で説明したものと同様の材料や化合物を用いることができる。
第二実施形態の有機EL素子は、中間層としての電荷発生層と2つ以上の発光ユニットとを備えるいわゆるタンデム型素子である。一対の電極から注入される電荷に加えて、電荷発生層から供給される電荷が発光ユニット内に注入されることになるので、電荷発生層を設けることによって、注入した電流に対する発光効率(電流効率)が向上する。

0341

図2に示すように、第二実施形態の有機EL素子1Aは、基板2の上に、陽極3、第一の発光ユニット5A、電荷発生層20、第二の発光ユニット5B、及び陰極4をこの順に積層されて構成される。
第一の発光ユニット5Aは、陽極3側から、第一正孔輸送層71、第一発光層51、および第一電子輸送層81、第二電子輸送層82をこの順に積層されて構成される。
第二の発光ユニット5Bは、電荷発生層20側から、第二正孔輸送層72、第二発光層52、および第三電子輸送層83をこの順に積層されて構成される。

0342

電荷発生層20は、有機EL素子1Aに電界を印加した際に、電荷が発生する層であり、第二電子輸送層82に電子を注入し、第二正孔輸送層72に正孔を注入する。
電荷発生層20の材料としては、公知の材料や、例えば、US7,358,661に記載の材料を使用することができる。具体的には、In,Sn,Zn,Ti,Zr,Hf,V,Mo,Cu,Ga,Sr,La,Ruなどの金属酸化物、窒化物ヨウ化物ホウ化物などが挙げられる。また、第一発光層51が電荷発生層20から電子を容易に受け取れるようにするため、第二電子輸送層82における電荷発生層界面近傍に前述したアルカリ金属で代表されるドナーをドープすることが好ましい。

0343

なお、第二正孔輸送層72及び第三電子輸送層83は、第一実施形態の正孔輸送層7及び第一電子輸送層81と同様である。
有機EL素子1Aは、いわゆるタンデム型素子であるため、駆動電流の低減を図ることができ、耐久性の向上も図ることができる。

0344

[実施形態の変形]
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変更、改良などは、本発明に含まれるものである。
前記第一実施形態では、発光層を1層設けたが、発光層は、1層に限られず、複数の発光層が積層されていてもよい。有機EL素子が複数の発光層を有する場合、それぞれ独立に、蛍光発光型の発光層であっても、燐光発光型の発光層であってもよい。

0345

有機EL素子が、陰極と有機層との界面領域に電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを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。電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体としては、上述のものと同様のものを用いることができる。
電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の添加形態としては、界面領域に層状または島状に形成することが好ましい。形成方法としては、抵抗加熱蒸着法により電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを蒸着しながら、界面領域を形成する発光材料電子注入材料である有機物を同時に蒸着させ、有機物中に電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体還元ドーパントの少なくともいずれかを分散する方法が好ましい。

0346

本発明では、前記発光層が電荷注入補助材を含有していることも好ましい。エネルギーギャップが広いホスト材料を用いて発光層を形成した場合、ホスト材料のイオン化ポテンシャル(Ip)と正孔注入・輸送層等のIpとの差が大きくなり、発光層への正孔の注入が困難となり、十分な輝度を得るための駆動電圧が上昇するおそれがある。このような場合、発光層に、正孔注入・輸送性の電荷注入補助材を含有させることで、発光層への正孔注入を容易にし、駆動電圧を低下させることができる。

0348

正孔注入性の材料としては前記のものを挙げることができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物が好ましい。

0349

また、2個の縮合芳香族環を分子内に有する、例えば、4,4’−ビス(N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ)ビフェニル(以下NPDと略記する)、またトリフェニルアミンユニットが3つスターバースト型に連結された4,4’,4”−トリス(N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ)トリフェニルアミン(以下MTDATAと略記する)等を挙げることができる。
また、ヘキサアザトリフェニレン誘導体等も正孔注入性の材料として好適に用いることができる。
また、p型Si、p型SiC等の無機化合物も正孔注入材料として使用することができる。

0350

次に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例の記載内容になんら制限されるものではない。

0351

[化合物の合成]
合成例1:化合物4の合成

0352

0353

(1−1)化合物2の合成
アルゴン雰囲気下、1,4−ジブロモベンゼン(50g、211mmol)をジエチルエーテル(350mL)に溶かし、0℃に冷却した後、n−ブチルリチウム(2.69Mヘキサン溶液)(72mL、194mmol)を30分かけて滴下し、さらに30分撹拌した。1,10−フェナントロリン(15g、85mmol)のジエチルエーテル(350mL)懸濁液に、調整したp−ブロモフェニルリチウムを0℃で45分かけて滴下し、さらに5時間攪拌した。反応終了後、水を0℃で30分かけて滴下した。反応溶液ジクロロメタンで抽出し、ジクロロメタンを200mL残して溶媒を減圧留去し、得られた溶液に二酸化マンガン(150g)を加えて、室温で4.5時間撹拌した後、硫酸マグネシウムを加えてろ取し、溶媒を減圧留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/ヘキサンメタノール)で精製し、得られた固体をメタノールで洗浄した後、減圧乾燥し、化合物2(23g、収率81%)を白色固体として得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物2と同定した。

0354

(1−2)化合物4の合成
化合物2(5.0g、15mmol)および化合物3(4.8g、18mmol)の1,2−ジメトキシエタン(200mL)懸濁液に、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)(0.9g、0.75mmol)および2M炭酸ナトリウム水溶液(30mL)を加え、5時間加熱還流した。反応終了後、水を加えて得られた固体をろ取し、水およびメタノールで洗浄して減圧乾燥した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン)で精製し、得られた固体をメタノールで洗浄した後、減圧乾燥し、化合物4(5.4g、収率75%)を淡黄色固体として得た。FD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物4と同定した。

0355

合成例2:化合物6の合成

0356

0357

(2−1)化合物6の合成
化合物4の合成の(1−2)において、化合物3の代わりに化合物5(5.8g、18mmol)を用いた以外は同様の方法で合成し、化合物6(6.6g、収率83%)を淡黄色固体として得た。FFD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物6と同定した。

0358

合成例3:化合物8の合成

0359

0360

(3−1)化合物8の合成
化合物4の合成の(1−2)において、化合物3の代わりに化合物7(7.7g、18mmol)を用いた以外は同様の方法で合成し、化合物8(5.3g、収率64%)を白色固体として得た。FFD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物8と同定した。

0361

合成例4:化合物11の合成

0362

0363

(4−1)化合物9の合成
化合物4の合成の(1−1)において、化合物1の代わりに化合物2(23g、68mmol)を用いた以外は同様の方法で合成し、化合物9(18g、収率55%)を白色固体として得た。FFD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物9と同定した。

0364

(4−2)化合物11の合成
化合物4の合成の(1−2)において、化合物2の代わりに化合物9(5.0g、10mmol)を用い、化合物3の代わりに化合物10(5.3g、22mmol)を用いた以外は同様の方法で合成し、化合物11(5.7g、収率78%)を淡黄色固体として得た。FFD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物11と同定した。

0365

合成例5:化合物14の合成

0366

0367

(5−1)化合物12の合成
化合物4の合成の(1−1)において、p−ブロモフェニルリチウムの代わりにフェニルリチウム(1.6Mブチルエーテル溶液)(139mL、222mmol)を用い、フェニルリチウムを1,10−フェナントロリンに対して2モル当量用いた以外は同様の方法で合成し、化合物12(24g、収率83%)を黄色固体として得た。FFD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物12と同定した。

0368

(5−2)化合物13の合成
化合物4の合成の(1−1)において、化合物1の代わりに化合物12(10g、39mmol)を用いた以外は同様の方法で合成し、化合物13(12g、収率76%)を黄色固体として得た。FFD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物13と同定した。

0369

(5−3)化合物14の合成
化合物4の合成の(1−2)において、化合物2の代わりに化合物13(5.0g、12mmol)を用いた以外は同様の方法で合成し、化合物14(4.9g、収率72%)を淡黄色固体として得た。FFD−MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、化合物14と同定した。

0370

[有機EL素子の製造]
・実施例1
25mm×75mm×0.7mm厚のITO透明電極(陽極)付きガラス基板ジオマティック社製)をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を5分間行なった後、UVオゾン洗浄を30分間行なった。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインを覆うようにして、下記化合物HATを蒸着して膜厚5nmのHAT膜を成膜した。HAT膜は正孔注入層として機能する。続けて、下記化合物HT−1を蒸着してHAT膜上に膜厚95nmのHT−1膜を成膜した。HT−1膜は正孔輸送層として機能する。
HT−1膜上に下記化合物BH−1(ホスト材料)及び下記化合物BD−1(ドーパント材料)を、化合物BD−1が5質量%となる膜厚比で蒸着し、膜厚25nmの有機層を成膜した。この有機層は発光層として機能する。
発光層の上に下記化合物ET−11を蒸着して、膜厚20nmのET−11膜を成膜した。ET−11膜は第一電子輸送層として機能する。ET−11膜の上に、下記化合物ET−21とリチウム(Li)とを、Liが4質量%となる膜厚比で蒸着して、膜厚5nmのET−21膜を成膜した。ET−21膜は第二電子輸送層として機能する。この電子輸送層上に金属Alを80nm蒸着させ金属陰極を形成し有機EL素子を作製した。

0371

有機EL素子の製造に用いた化合物を以下に示す。

0372

0373

0374

・実施例2〜11
実施例2〜11の有機EL素子は、実施例1における第一電子輸送層および第二電子輸送層の材料の少なくともいずれかを、表1に記載の化合物に変更した以外は実施例1と同様にして作製した。

0375

・比較例1
比較例1の有機EL素子は、実施例1における第二電子輸送層の材料をET−11に変更した以外は実施例1と同様にして作製した。

0376

0377

〔有機EL素子の評価〕
作製した有機EL素子について、電流密度が10mA/cm2となるように電圧を印加し、そのときの電圧(V)を測定した。また、以下のように外部量子効率EQEを求めた。
比較例1、実施例1〜11の電圧および外部量子効率EQEを表2に示す。

0378

・外部量子効率EQE
電流密度が10mA/cm2となるように素子に電圧を印加した時の分光放射輝度スペクトルを上記分光放射輝度計計測し、得られた分光放射輝度スペクトルからランシアン放射を行なったと仮定し外部量子効率EQE(単位:%)を算出した。

実施例

0379

0380

本発明の有機EL素子は、表示装置や照明装置における発光素子として利用できる。

0381

1,1A…有機EL素子
2…基板
3…陽極
4…陰極
5…発光層
6…正孔注入層
7…正孔輸送層
81…第一電子輸送層
82…第二電子輸送層
9…電子注入層
10…有機層

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