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JP2014138006A - Light-emitting element material and light-emitting element - Google Patents

Light-emitting element material and light-emitting element Download PDF

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JP2014138006A
JP2014138006A JP2013004346A JP2013004346A JP2014138006A JP 2014138006 A JP2014138006 A JP 2014138006A JP 2013004346 A JP2013004346 A JP 2013004346A JP 2013004346 A JP2013004346 A JP 2013004346A JP 2014138006 A JP2014138006 A JP 2014138006A
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JP
Japan
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group
light emitting
ring
aryl
emitting device
Prior art date
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Pending
Application number
JP2013004346A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Kamioka
耕司 上岡
Daisaku Tanaka
大作 田中
Takeshi Arai
猛 新井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic thin film light-emitting element improving all of light emission efficiency, driving voltage and durable life.SOLUTION: A light-emitting element material is characterized in containing a compound having an aromatic hydrocarbon group formed by the condensation of at least three rings, a coupling group and a dibenzothiophene dioxide group.

Description

本発明は、電気エネルギーを光に変換できる発光素子およびそれに用いられる材料に関する。本発明は、表示素子、フラットパネルディスプレイ、バックライト、照明、インテリア、標識、看板、電子写真機および光信号発生器などの分野に利用可能である。   The present invention relates to a light emitting element capable of converting electric energy into light and a material used therefor. The present invention can be used in fields such as display elements, flat panel displays, backlights, lighting, interiors, signs, signboards, electrophotographic machines, and optical signal generators.

陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔が両極に挟まれた有機蛍光体内で再結合する際に発光するという有機薄膜発光素子の研究が、近年活発に行われている。この発光素子は、薄型でかつ低駆動電圧下での高輝度発光と、蛍光材料を選ぶことによる多色発光が特徴であり、注目を集めている。   In recent years, research on organic thin-film light emitting devices that emit light when electrons injected from a cathode and holes injected from an anode are recombined in an organic phosphor sandwiched between both electrodes has been actively conducted. This light emitting element is characterized by thin light emission with high luminance under a low driving voltage and multicolor light emission by selecting a fluorescent material.

この研究は、コダック社のC.W.Tangらによって有機薄膜素子が高輝度に発光することが示されて以来、多数の実用化検討がなされており、有機薄膜発光素子は、携帯電話のメインディスプレイなどに採用されるなど着実に実用化が進んでいる。しかし、まだ技術的な課題も多く、中でも素子の高効率発光化と長寿命化の両立は大きな課題のひとつである。特に青色発光素子に関しては高効率発光・長寿命の両立に対する有効な解決手段が見出されていない。   This study was conducted by C.D. W. Since Tang et al. Showed that organic thin film devices emit light with high brightness, many practical studies have been made, and organic thin film light emitting devices have been steadily put into practical use, such as being used in mobile phone main displays. Is progressing. However, there are still many technical issues, and in particular, achieving both high-efficiency light emission and long life is one of the major issues. In particular, for blue light-emitting elements, no effective solution for achieving both high-efficiency light emission and long life has been found.

このような状況の中で、電子親和力や蛍光量子収率の高さ、多色発光の容易性という観点からチオフェンジオキサイド誘導体が着目されており、中でもジベンゾチオフェンジオキサイド誘導体を用いる技術が開示されている(例えば、特許文献1〜2参照)。   Under such circumstances, thiophene dioxide derivatives are attracting attention from the viewpoints of electron affinity, high fluorescence quantum yield, and ease of multicolor light emission. Among them, a technique using dibenzothiophene dioxide derivatives has been disclosed. (For example, refer to Patent Documents 1 and 2).

特開2001−313174号公報JP 2001-313174 A 特開2012−153628号公報JP2012-153628A

しかしながら従来の技術では、素子の発光効率を向上させると、もしくは駆動電圧を低下させると、耐久寿命が低下するという問題があり、高い発光効率、低駆動電圧、さらに長寿命も両立させる技術は未だ見出されていない。   However, with the conventional technology, there is a problem that if the light emission efficiency of the element is improved or the drive voltage is lowered, the durability life is reduced, and there is still a technology for achieving both high light emission efficiency, low drive voltage, and long life. Not found.

本発明は、かかる従来技術の問題を解決し、発光効率、駆動電圧、耐久寿命の全てを改善した有機薄膜発光素子を提供することを目的とするものである。   An object of the present invention is to provide an organic thin-film light-emitting element that solves the problems of the prior art and has improved luminous efficiency, driving voltage, and durability.

本発明は、下記一般式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする発光素子材料である。   The present invention is a light emitting device material containing a compound represented by the following general formula (1).

Figure 2014138006
Figure 2014138006

式中、Arは3つ以上の環が縮合した芳香族炭化水素基であり、かつフェナントリル基、フルオレニル基、トリフェニレニル基以外の基から選ばれる。Lは単結合、アリーレン基、またはヘテロアリーレン基である。Zは下記一般式(2)で表される基である。nは1以上の整数である。nが2以上の場合、L、Zはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。 In the formula, Ar 1 is an aromatic hydrocarbon group in which three or more rings are condensed, and is selected from groups other than a phenanthryl group, a fluorenyl group, and a triphenylenyl group. L 1 is a single bond, an arylene group, or a heteroarylene group. Z is a group represented by the following general formula (2). n 1 is an integer of 1 or more. When n 1 is 2 or more, L 1 and Z may be the same or different.

Figure 2014138006
Figure 2014138006

式中、R〜Rは同じでも異なっていてもよく、それぞれ、水素、ハロゲン、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、シリル基および隣接置換基との間に形成される縮合環の中から選ばれる。ただしR〜Rのうちいずれか一つの位置でLと連結する。 In the formula, R 1 to R 8 may be the same or different and are each hydrogen, halogen, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkenyl group, cycloalkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group, Selected from the condensed ring formed between aryl ether group, aryl thioether group, aryl group, heteroaryl group, cyano group, carbonyl group, carboxyl group, oxycarbonyl group, carbamoyl group, silyl group and adjacent substituents It is. However coupling with L 1 in one position one of R 1 to R 8.

本発明により、発光効率、駆動電圧、耐久寿命の要求特性を同時に満足する有機薄膜発光素子を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an organic thin film light emitting device that simultaneously satisfies the required characteristics of luminous efficiency, driving voltage, and durability life.

一般式(1)で表される化合物について詳細に説明する。   The compound represented by the general formula (1) will be described in detail.

Figure 2014138006
Figure 2014138006

式中、Arは3つ以上の環が縮合した芳香族炭化水素基であり、かつフェナントリル基、フルオレニル基、トリフェニレニル基以外の基から選ばれる。Lは単結合、アリーレン基、またはヘテロアリーレン基である。Zは下記一般式(2)で表される基である。nは1以上の整数である。nが2以上の場合、L、Zはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。 In the formula, Ar 1 is an aromatic hydrocarbon group in which three or more rings are condensed, and is selected from groups other than a phenanthryl group, a fluorenyl group, and a triphenylenyl group. L 1 is a single bond, an arylene group, or a heteroarylene group. Z is a group represented by the following general formula (2). n 1 is an integer of 1 or more. When n 1 is 2 or more, L 1 and Z may be the same or different.

Figure 2014138006
Figure 2014138006

式中、R〜Rは同じでも異なっていてもよく、それぞれ、水素、ハロゲン、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、シリル基および隣接置換基との間に形成される縮合環の中から選ばれる。ただしR〜Rのうちいずれか一つの位置でLと連結する。 In the formula, R 1 to R 8 may be the same or different and are each hydrogen, halogen, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkenyl group, cycloalkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group, Selected from the condensed ring formed between aryl ether group, aryl thioether group, aryl group, heteroaryl group, cyano group, carbonyl group, carboxyl group, oxycarbonyl group, carbamoyl group, silyl group and adjacent substituents It is. However coupling with L 1 in one position one of R 1 to R 8.

上記、アリーレン基とは、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などの芳香族炭化水素基から導かれる2価もしくは3価の基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。一般式(1)のLがアリーレン基の場合、核炭素数は6以上30以下の範囲が好ましい。アリーレン基としては、具体的には、1,4−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,2−フェニレン基、4,4’−ビフェニレン基、4,3’−ビフェニレン基、3,3’−ビフェニレン基、1,4−ナフチレン基、1,5−ナフチレン基、2,5−ナフチレン基、2,6−ナフチレン基、2,7−ナフチレン基などが挙げられる。より好ましくは1,4−フェニレン基、1,3−フェニレン基である。 The arylene group refers to a divalent or trivalent group derived from an aromatic hydrocarbon group such as a phenyl group, a naphthyl group, or a biphenyl group, which may or may not have a substituent. Also good. When L 1 in the general formula (1) is an arylene group, the number of nuclear carbon atoms is preferably in the range of 6 to 30. Specific examples of the arylene group include 1,4-phenylene group, 1,3-phenylene group, 1,2-phenylene group, 4,4′-biphenylene group, 4,3′-biphenylene group, 3,3 Examples include '-biphenylene group, 1,4-naphthylene group, 1,5-naphthylene group, 2,5-naphthylene group, 2,6-naphthylene group, 2,7-naphthylene group and the like. More preferred are a 1,4-phenylene group and a 1,3-phenylene group.

ヘテロアリーレン基とは、ピリジル基、キノリニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ナフチリジル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基などの炭素以外の原子を一個または複数個環内に有する芳香族基から導かれる2価もしくは3価の基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。ヘテロアリーレン基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、2〜30の範囲である。   The heteroarylene group is an aromatic group having one or more atoms other than carbon such as pyridyl group, quinolinyl group, pyrimidinyl group, pyrazinyl group, naphthyridyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothiophenyl group, carbazolyl group in the ring. A divalent or trivalent group derived from a group is shown, which may or may not have a substituent. Although carbon number of heteroarylene group is not specifically limited, Preferably, it is the range of 2-30.

アルキル基とは、例えば、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、sec−ブチル基、tert−ブチル基などの飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。置換されている場合の追加の置換基には特に制限は無く、例えば、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基等を挙げることができ、この点は、以下の記載にも共通する。また、アルキル基の炭素数は特に限定されないが、入手の容易性やコストの点から、好ましくは1以上20以下、より好ましくは1以上8以下の範囲である。   The alkyl group is, for example, a saturated aliphatic hydrocarbon group such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, or a tert-butyl group, which is a substituent. It may or may not have. There is no restriction | limiting in particular in the additional substituent in the case of being substituted, For example, an alkyl group, an aryl group, heteroaryl group etc. can be mentioned, This point is common also in the following description. The number of carbon atoms of the alkyl group is not particularly limited, but is preferably 1 or more and 20 or less, more preferably 1 or more and 8 or less, from the viewpoint of availability and cost.

シクロアルキル基とは、例えば、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基などの飽和脂環式炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルキル基部分の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、3以上20以下の範囲である。   The cycloalkyl group represents, for example, a saturated alicyclic hydrocarbon group such as a cyclopropyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, an adamantyl group, which may or may not have a substituent. The number of carbon atoms in the alkyl group moiety is not particularly limited, but is preferably in the range of 3 or more and 20 or less.

複素環基とは、例えば、ピラン環、ピペリジン環、環状アミドなどの炭素以外の原子を環内に有する脂肪族環を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。複素環基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、2以上20以下の範囲である。   The heterocyclic group refers to an aliphatic ring having atoms other than carbon, such as a pyran ring, a piperidine ring, and a cyclic amide, in the ring, which may or may not have a substituent. . Although carbon number of a heterocyclic group is not specifically limited, Preferably it is the range of 2-20.

アルケニル基とは、例えば、ビニル基、アリル基、ブタジエニル基などの二重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルケニル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、2以上20以下の範囲である。   An alkenyl group shows the unsaturated aliphatic hydrocarbon group containing double bonds, such as a vinyl group, an allyl group, and a butadienyl group, and this may or may not have a substituent. Although carbon number of an alkenyl group is not specifically limited, Preferably it is the range of 2-20.

シクロアルケニル基とは、例えば、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキセニル基などの二重結合を含む不飽和脂環式炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。   The cycloalkenyl group refers to an unsaturated alicyclic hydrocarbon group containing a double bond such as a cyclopentenyl group, a cyclopentadienyl group, or a cyclohexenyl group, which may have a substituent. You don't have to.

アルキニル基とは、例えば、エチニル基などの三重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルキニル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、2以上20以下の範囲である。   An alkynyl group shows the unsaturated aliphatic hydrocarbon group containing triple bonds, such as an ethynyl group, for example, and may or may not have a substituent. The number of carbon atoms of the alkynyl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 20 or less.

アルコキシ基とは、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基などのエーテル結合を介して脂肪族炭化水素基が結合した官能基を示し、この脂肪族炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、1以上20以下の範囲である。   The alkoxy group refers to, for example, a functional group having an aliphatic hydrocarbon group bonded through an ether bond such as a methoxy group, an ethoxy group, or a propoxy group, and the aliphatic hydrocarbon group may have a substituent. It may not have. Although carbon number of an alkoxy group is not specifically limited, Preferably it is the range of 1-20.

アルキルチオ基とは、アルコキシ基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換されたものである。アルキルチオ基の炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アルキルチオ基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、1以上20以下の範囲である。   The alkylthio group is a group in which an oxygen atom of an ether bond of an alkoxy group is substituted with a sulfur atom. The hydrocarbon group of the alkylthio group may or may not have a substituent. Although carbon number of an alkylthio group is not specifically limited, Preferably it is the range of 1-20.

アリールエーテル基とは、例えば、フェノキシ基など、エーテル結合を介した芳香族炭化水素基が結合した官能基を示し、芳香族炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アリールエーテル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、6以上40以下の範囲である。   An aryl ether group refers to a functional group to which an aromatic hydrocarbon group is bonded via an ether bond, such as a phenoxy group, and the aromatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Good. Although carbon number of an aryl ether group is not specifically limited, Preferably, it is the range of 6-40.

アリールチオエーテル基とは、アリールエーテル基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換されたものである。アリールエーテル基における芳香族炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アリールエーテル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、6以上40以下の範囲である。   An aryl thioether group is one in which the oxygen atom of the ether bond of the aryl ether group is substituted with a sulfur atom. The aromatic hydrocarbon group in the aryl ether group may or may not have a substituent. Although carbon number of an aryl ether group is not specifically limited, Preferably, it is the range of 6-40.

アリール基とは、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、ターフェニル基、ピレニル基、フルオランテニル基などの芳香族炭化水素基を示す。アリール基は、置換基を有していても有していなくてもよい。アリール基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、6以上40以下の範囲である。   The aryl group refers to an aromatic hydrocarbon group such as a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, a phenanthryl group, a terphenyl group, a pyrenyl group, or a fluoranthenyl group. The aryl group may or may not have a substituent. Although carbon number of an aryl group is not specifically limited, Preferably, it is the range of 6-40.

ヘテロアリール基とは、フラニル基、チオフェニル基、ピリジル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ピラジニル基、ピリミジル基、ナフチリジル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基などの炭素以外の原子を一個または複数個環内に有する環状芳香族基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。ヘテロアリール基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、2以上30以下の範囲である。   A heteroaryl group is a furanyl group, thiophenyl group, pyridyl group, quinolinyl group, isoquinolinyl group, pyrazinyl group, pyrimidyl group, naphthyridyl group, benzofuranyl group, benzothiophenyl group, indolyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothiophenyl group And a cyclic aromatic group having one or more atoms other than carbon in the ring, such as a carbazolyl group, which may be unsubstituted or substituted. Although carbon number of heteroaryl group is not specifically limited, Preferably it is the range of 2-30.

カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、およびシリル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。ここで、置換基としては、例えばアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基などが挙げられ、これら置換基はさらに置換されてもよい。隣接置換基との間に形成される縮合環は共役でも非共役でもよく、無置換でも置換されていても構わない。またさらに別の環と縮合してもよい。   The carbonyl group, carboxyl group, oxycarbonyl group, carbamoyl group, and silyl group may or may not have a substituent. Here, examples of the substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and a heteroaryl group, and these substituents may be further substituted. The condensed ring formed between adjacent substituents may be conjugated or non-conjugated, and may be unsubstituted or substituted. Further, it may be condensed with another ring.

上記の全ての基において、水素は重水素であってもよい。また、ハロゲンとは、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素から選ばれる原子を示す。   In all of the above groups, hydrogen may be deuterium. Halogen refers to an atom selected from fluorine, chlorine, bromine and iodine.

〜Rのうちいずれか一つの位置でLと連結するとは、R〜Rが連結している炭素原子とLが直接結合することをいう。
一般式(1)で表される化合物はジベンゾチオフェンジオキサイド基を有する。ジベンゾチオフェンジオキサイド基は硫黄原子と結合した2つの酸素原子がチオフェン骨格平面に対してそれぞれ直交した立体構造を取るために立体障害が大きく、分子間の相互作用を抑制する。これによって材料のアモルファス性やガラス転位温度が高くなるため、当該材料を含む薄膜の安定性が向上し、発光素子の耐久寿命が向上する。また分子間の相互作用を抑制することにより、濃度消光を防ぐことができるため、ジベンゾチオフェンジオキサイド基は発光効率の向上にも寄与する。さらにジベンゾチオフェンジオキサイド基は強い電子求引性基であることから、一般式(1)の化合物は電子親和性に優れた材料であり、電子輸送材料や発光層のホスト材料として用いると発光素子の駆動電圧を下げることができる。また発光層のドーパント材料として用いると強い電子トラップ効果が発現し、過剰な電子が陽極側に漏れ出すことを防げるため、素子の発光効率と耐久性が向上する。
In one position one of R 1 to R 8 and connects the L 1 refers to the carbon atoms and L 1 to R 1 to R 8 are linked binds directly.
The compound represented by the general formula (1) has a dibenzothiophene dioxide group. The dibenzothiophene dioxide group has a large steric hindrance because two oxygen atoms bonded to a sulfur atom take a three-dimensional structure orthogonal to the thiophene skeleton plane, and suppresses the interaction between molecules. This increases the amorphous nature of the material and the glass transition temperature, so that the stability of the thin film containing the material is improved and the durability life of the light-emitting element is improved. Moreover, since concentration quenching can be prevented by suppressing the interaction between molecules, the dibenzothiophene dioxide group also contributes to the improvement of luminous efficiency. Furthermore, since the dibenzothiophene dioxide group is a strong electron-attracting group, the compound of the general formula (1) is a material having excellent electron affinity, and when used as an electron transporting material or a host material for a light emitting layer, a light emitting device The driving voltage can be lowered. In addition, when used as a dopant material for the light emitting layer, a strong electron trap effect appears and it is possible to prevent excessive electrons from leaking to the anode side, so that the light emitting efficiency and durability of the device are improved.

また一般式(1)で表される化合物は、3つ以上の環が縮合した芳香族炭化水素基のうち、フェナントリル基、フルオレニル基、トリフェニレニル基以外の基から選ばれるArを有する。一般に芳香族炭化水素基は電子による還元や正孔による酸化をスムーズに繰り返し行うことができるため、発光素子の耐久性向上に寄与する。また芳香族炭化水素基のうち3つ以上の環が縮合しているものは、2つの環が縮合しているものと比較して強い蛍光発光を示すため、発光効率の向上に寄与する。ただし3つ以上の環が縮合した芳香族炭化水素基のうちフェナントリル基、フルオレニル基、トリフェニレニル基は、発光スペクトルが紫外領域に存在しており、これを長波長シフトさせて青色発光を得ることは難しい。従って、Arは3つ以上の環が縮合した芳香族炭化水素基であり、フェナントリル基、フルオレニル基、トリフェニレニル基以外の基から選ばれる。 The compound represented by the general formula (1) has one of the aromatic hydrocarbon group in which three or more rings are fused, phenanthryl group, fluorenyl group, a Ar 1 selected from the group of non-triphenylenyl group. In general, an aromatic hydrocarbon group can smoothly and repeatedly perform reduction by electrons and oxidation by holes, which contributes to improving the durability of the light-emitting element. In addition, an aromatic hydrocarbon group in which three or more rings are condensed exhibits stronger fluorescence emission than that in which two rings are condensed, which contributes to an improvement in luminous efficiency. However, phenanthryl group, fluorenyl group and triphenylenyl group among aromatic hydrocarbon groups condensed with three or more rings have an emission spectrum in the ultraviolet region, and blue emission can be obtained by shifting this for a long wavelength. difficult. Therefore, Ar 1 is an aromatic hydrocarbon group in which three or more rings are condensed, and is selected from groups other than a phenanthryl group, a fluorenyl group, and a triphenylenyl group.

本発明の一般式(1)で表される化合物は、分子中にジベンゾチオフェンジオキサイド基とArを有していることから、強い蛍光発光、高い電子親和性、薄膜安定性、電気化学的安定性などの特長を併せ持っている。これらの特性により、本発明の一般式(1)で表される化合物を発光素子を構成するいずれかの層に用いると、発光効率と耐久性に優れた有機薄膜発光素子を得ることができる。 Since the compound represented by the general formula (1) of the present invention has a dibenzothiophene dioxide group and Ar 1 in the molecule, it has strong fluorescence, high electron affinity, thin film stability, electrochemical It also has features such as stability. Due to these characteristics, when the compound represented by the general formula (1) of the present invention is used in any layer constituting the light emitting device, an organic thin film light emitting device excellent in luminous efficiency and durability can be obtained.

また一般式(1)において、Arを構成する縮合環の数を増やして共役系を伸ばしていくと、発光スペクトルが過剰に長波長側にシフトし、緑色〜赤色発光を示すため、縮合環の数は3以上8以下が好ましい。 In the general formula (1), when the number of condensed rings constituting Ar 1 is increased and the conjugated system is extended, the emission spectrum is excessively shifted to the longer wavelength side and exhibits green to red light emission. Is preferably 3 or more and 8 or less.

Arとして好ましくはアントラセニル基、ベンゾ[a]アントラセニル基、ピレニル基、クリセニル基、ジベンゾ[g,p]クリセニル基、ベンゾ[c]フルオレニル基、ジベンゾ[a,c]フルオレニル基、フルオランテン骨格を含む芳香族炭化水素基などが挙げられ、特に好ましくはフルオランテン骨格を含む芳香族炭化水素基である。 Ar 1 preferably includes an anthracenyl group, a benzo [a] anthracenyl group, a pyrenyl group, a chrycenyl group, a dibenzo [g, p] chrysenyl group, a benzo [c] fluorenyl group, a dibenzo [a, c] fluorenyl group, and a fluoranthene skeleton. An aromatic hydrocarbon group etc. are mentioned, Especially preferably, it is an aromatic hydrocarbon group containing a fluoranthene skeleton.

フルオランテン骨格を含む芳香族炭化水素基とは、フルオランテン骨格を分子構造内に有する基であり、置換基を有していても有していなくてもよい。隣接する置換基で環を形成してもよい。すなわち本発明において「フルオランテン骨格を含む」とは、ベンゾフルオランテン骨格やベンゾアセアントリレン骨格など、フルオランテン骨格の一部の環にさらに縮合環が付随する骨格も含むものである。隣接する置換基で形成された環の大きさについては特に限定されないが、分子構造の安定性の観点から5員環もしくは6員環が好ましい。また、形成される環は脂肪族環でも芳香族環でもよい。隣接する置換基で形成された環はさらに置換基を有していてもよく、もしくはさらに縮環されていてもよい。フルオランテン骨格は5π電子系の5員環構造を有する。5π電子系の5員環構造は、電子が1つ入る(還元される)と、6π電子系となり芳香族安定化が起こる(ヒュッケル則)。このため、5π電子系の5員環構造は高い電子親和性を示す。このため一般式(1)で表される化合物の電子親和性をさらに強めることができ、発光素子の駆動電圧低下や、耐久性の向上に寄与することができるため好ましい。フルオランテン骨格を含む基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、16以上40以下の範囲である。具体的には、例えば、フルオランテニル基、ベンゾフルオランテニル基、ベンゾアセアントリレニル基、ベンゾアセフェナントレニル基、インデノフルオランテニル基、アセナフトフルオランテニル基などが挙げられる。   The aromatic hydrocarbon group containing a fluoranthene skeleton is a group having a fluoranthene skeleton in the molecular structure, and may or may not have a substituent. Adjacent substituents may form a ring. That is, in the present invention, “including a fluoranthene skeleton” includes a skeleton in which a condensed ring is further attached to a part of the fluoranthene skeleton, such as a benzofluoranthene skeleton or a benzoaceanthrylene skeleton. The size of the ring formed by the adjacent substituent is not particularly limited, but a 5-membered ring or a 6-membered ring is preferable from the viewpoint of the stability of the molecular structure. The formed ring may be an aliphatic ring or an aromatic ring. A ring formed by adjacent substituents may further have a substituent, or may be further condensed. The fluoranthene skeleton has a 5-membered 5-membered ring structure. The 5π-electron five-membered ring structure becomes a 6π-electron system when one electron enters (reduced), and aromatic stabilization occurs (Hückel rule). For this reason, the 5-membered ring structure of the 5π electron system exhibits high electron affinity. Therefore, it is preferable because the electron affinity of the compound represented by the general formula (1) can be further increased, and it can contribute to a reduction in driving voltage of the light emitting element and an improvement in durability. The number of carbon atoms of the group containing the fluoranthene skeleton is not particularly limited, but is preferably in the range of 16 or more and 40 or less. Specific examples include a fluoranthenyl group, a benzofluoranthenyl group, a benzoaceanthrylenyl group, a benzoacephenanthrenyl group, an indenofluoranthenyl group, and an acenaphthofluoranthenyl group.

Arは無置換でも置換されていても構わないが、置換されている場合の置換基はアルキル基もしくはアリール基が好ましい。ArとLが連結する位置は特に限定されないが、蛍光量子収率の向上に寄与することから、Arがアントラセニル基の場合は9位および/または10位、ベンゾ[a]アントラセニル基の場合は7位および/または12位、ピレニル基の場合は1位、3位、6位および/または8位、クリセニル基の場合は6位および/または12位、ジベンゾ[g,p]クリセニル基の場合は2位および/または10位、ベンゾ[c]フルオレニル基の場合は5位および/または9位、ジベンゾ[a,c]フルオレニル基の場合は3位および/または11位、フルオランテニル基の場合は3位で連結するのが特に好ましい。 Ar 1 may be unsubstituted or substituted, but the substituent when substituted is preferably an alkyl group or an aryl group. The position at which Ar 1 and L 1 are linked is not particularly limited, but it contributes to the improvement of the fluorescence quantum yield. Therefore, when Ar 1 is an anthracenyl group, the 9-position and / or the 10-position, the benzo [a] anthracenyl group In the case of 7-position and / or 12-position, in the case of pyrenyl group 1-position, 3-position, 6-position and / or 8-position, in the case of chrycenyl group 6-position and / or 12-position, dibenzo [g, p] chrysenyl group Is 2-position and / or 10-position, benzo [c] fluorenyl group is 5-position and / or 9-position, dibenzo [a, c] fluorenyl group is 3-position and / or 11-position, fluoranthenyl In the case of a group, it is particularly preferred to link at the 3-position.

さらに、Arは一般式(3)で表される基であると好ましい。 Furthermore, Ar 1 is preferably a group represented by the general formula (3).

Figure 2014138006
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式中、R〜R20は同じでも異なっていてもよく、それぞれ、水素、ハロゲン、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基およびシリル基からなる群より選ばれる。ただしR〜R20のうちn個の位置でLと連結する。 In the formula, R 9 to R 20 may be the same or different and are each hydrogen, halogen, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkenyl group, cycloalkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group, It is selected from the group consisting of aryl ether groups, aryl thioether groups, aryl groups, heteroaryl groups, cyano groups, carbonyl groups, carboxyl groups, oxycarbonyl groups, carbamoyl groups, amino groups, and silyl groups. However coupling with L 1 at n 1 or position of R 9 to R 20.

一般式(3)で表される基はフルオランテンにベンゼン環が1つ縮環したベンゾフルオランテン骨格を有しており、電子親和力に優れた骨格である。またフルオランテンに比べπ共役系が広くなっているため、蛍光量子収率が高く、強い青色発光を呈することから、発光素子の高効率化に寄与する。   The group represented by the general formula (3) has a benzofluoranthene skeleton in which one benzene ring is condensed to fluoranthene, and is a skeleton excellent in electron affinity. In addition, since the π-conjugated system is wider than that of fluoranthene, the fluorescence quantum yield is high and strong blue light emission is exhibited, which contributes to high efficiency of the light-emitting element.

一般式(3)においてR〜R20のうちR11、R12、R15、R20の中からn個の位置でLと連結すると、一般式(1)で表される化合物の蛍光量子収率が上がり、発光効率がより向上するため好ましい。特にR11および/またはR12の位置でLと連結すると、分子間相互作用が効率よく抑制され、発光効率がより向上するためさらに好ましい。 When in n 1 single position from among R 11, R 12, R 15 , R 20 of R 9 to R 20 is coupled to L 1 in the general formula (3), of the compound represented by the general formula (1) This is preferable because the fluorescence quantum yield is increased and the light emission efficiency is further improved. In particular, it is more preferable to link with L 1 at the position of R 11 and / or R 12 because the intermolecular interaction is efficiently suppressed and the luminous efficiency is further improved.

一般式(1)において、n1は1以上の整数であるが、材料の分子量が大きすぎると昇華性が低下して真空蒸着時に熱分解する確率が大きくなる。従ってn1は1または2が好ましく、特にn=1が好ましい。 In the general formula (1), n 1 is an integer of 1 or more. However, if the molecular weight of the material is too large, the sublimation property is lowered and the probability of thermal decomposition during vacuum deposition increases. Accordingly, n 1 is preferably 1 or 2, and particularly preferably n 1 = 1.

また一般式(2)において、Rの位置でLと連結する場合、分子のねじれによって分子間の相互作用が抑制され、材料のアモルファス性やガラス転位温度が高くなり、薄膜の安定性がより向上するため好ましい。またRの位置でLと連結する場合、ジベンゾチオフェンジオキサイド基の持つ電子求引性が分子全体に作用しやすくなり、一般式(1)で表される化合物の電子親和性がより増すため好ましい。 In addition, in the general formula (2), when linked to L 1 at the position of R 1 , the intermolecular interaction is suppressed by the twist of the molecule, the amorphous nature of the material and the glass transition temperature are increased, and the stability of the thin film is improved. It is preferable because it improves further. Further, when linked to L 1 at the position of R 3, the electron withdrawing property of the dibenzothiophene dioxide group easily acts on the whole molecule, and the electron affinity of the compound represented by the general formula (1) is further increased. Therefore, it is preferable.

一般式(1)で表される化合物としては特に限定されるものではないが、具体的には以下のような例が挙げられる。   Although it does not specifically limit as a compound represented by General formula (1), Specifically, the following examples are given.

Figure 2014138006
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一般式(1)で表される化合物の合成には、公知の方法を使用することができる。まずジベンゾチオフェンジオキサイド骨格を有する前駆体の合成法としては、ジベンゾチオフェンのハロゲン化体を酢酸中で過酸化水素水と加熱攪拌することで酸化し、ジベンゾチオフェンジオキサイドのハロゲン化体とする方法が挙げられる。これを適当なパラジウム触媒と塩基の存在下、ピナコールジボランと加熱混合することでボロン酸エステル化し、Arのハロゲン化体、もしくはL上にハロゲンを有するArとLの連結体と鈴木−宮浦型のカップリング反応を行なうことにより目的の一般式(1)で表される化合物を得ることができるが、方法はこれに限定されるものではない。 A known method can be used for the synthesis of the compound represented by the general formula (1). First, as a method of synthesizing a precursor having a dibenzothiophene dioxide skeleton, a dibenzothiophene halide is oxidized by heating and stirring with hydrogen peroxide in acetic acid to form a dibenzothiophene dioxide halide. Is mentioned. This presence of a suitable palladium catalyst and a base, and a boronic acid esterification by heating and mixing with pinacol diborane, halogens embodying the Ar 1, or connecting body and Suzuki Ar 1 and L 1 having a halogen on L 1 -The target compound represented by the general formula (1) can be obtained by performing a Miyaura type coupling reaction, but the method is not limited thereto.

一般式(1)で表される化合物は、発光素子材料として用いられる。ここで発光素子材料とは、発光素子のいずれかの層に使用される材料を表し、後述するように、正孔輸送層、発光層および電子輸送層から選ばれた層に使用される材料であるほか、陰極の保護膜に使用される材料も含む。一般式(1)で表される化合物を、発光素子のいずれかの層に使用することにより、高い発光効率が得られ、かつ耐久性に優れた発光素子が得られる。   The compound represented by the general formula (1) is used as a light emitting device material. Here, the light emitting element material represents a material used for any layer of the light emitting element, and is a material used for a layer selected from a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer, as will be described later. In addition, the material used for the protective film of a cathode is also included. By using the compound represented by the general formula (1) in any layer of the light-emitting element, a light-emitting element having high luminous efficiency and excellent durability can be obtained.

一般式(1)で表される化合物は、高い電子親和性と蛍光量子収率を有するため、発光層もしくは電子輸送層に用いるのが好ましい。特に発光層のドーパント材料として用いると、その電子親和性の強さにより発光層内で過剰の電子をトラップし、正孔輸送層の劣化を防ぎ、素子の耐久性が向上するため好ましい。   Since the compound represented by the general formula (1) has high electron affinity and fluorescence quantum yield, it is preferably used for the light emitting layer or the electron transporting layer. In particular, it is preferable to use it as a dopant material for the light-emitting layer because it traps excess electrons in the light-emitting layer due to its strong electron affinity, prevents deterioration of the hole transport layer, and improves the durability of the device.

また、一般式(1)で表される化合物を発光層のドーパント材料として用いる場合、電子輸送材料として一般式(4)〜(7)で表される化合物のいずれかを用いると、より多くの電子を発光層に注入でき、発光素子の発光効率が向上するため好ましい。一般に電子輸送材料により発光層への電子注入性を上げると、正孔輸送層への電子アタックの影響が大きくなり、素子の耐久性が低下するが、電子親和性が高い一般式(1)で表される化合物を発光層のドーパント材料として組み合わせることで、発光効率と耐久寿命を同時に満足する発光素子を得ることができる。   Moreover, when using the compound represented by General formula (1) as a dopant material of a light emitting layer, when any of the compounds represented by General formula (4)-(7) is used as an electron transport material, more It is preferable because electrons can be injected into the light emitting layer and the light emission efficiency of the light emitting element is improved. In general, increasing the electron injecting property to the light emitting layer by the electron transporting material increases the influence of the electron attack on the hole transporting layer and decreases the durability of the device, but the general formula (1) has high electron affinity. By combining the represented compounds as the dopant material of the light emitting layer, a light emitting element satisfying both the light emission efficiency and the durability life can be obtained.

一般式(4)で表される化合物について詳細に説明する。   The compound represented by the general formula (4) will be described in detail.

Figure 2014138006
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式中、R21〜R30はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、ハロゲン、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基、シリル基および−P(=O)R3132からなる群より選ばれる。ただしR21〜R30のうちn個の位置でLと連結する。Lは単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基であり、Arは電子受容性窒素を含む芳香族複素環基である。nは1以上の整数である。nが2以上の場合、LおよびArはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。 In the formula, each of R 21 to R 30 may be the same or different and is hydrogen, halogen, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkenyl group, cycloalkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group, aryl. It is selected from the group consisting of an ether group, an arylthioether group, an aryl group, a heteroaryl group, a carbonyl group, a carboxyl group, an oxycarbonyl group, a carbamoyl group, an amino group, a silyl group, and —P (═O) R 31 R 32 . However coupling with L 2 at the n 2 position of R 21 to R 30. L 2 is a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group, and Ar 2 is an aromatic heterocyclic group containing an electron-accepting nitrogen. n 2 is an integer of 1 or more. When n 2 is 2 or more, L 2 and Ar 2 may be the same or different.

電子受容性窒素を含む芳香族複素環基とは、ピリジル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キノキサリニル基、ピラジニル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、フェナントロリニル基、イミダゾピリジル基、トリアジル基、アクリジル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基など、ヘテロアリール基のうち、炭素以外の原子として、少なくとも電子受容性の窒素原子を一個または複数個環内に有する環状芳香族基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。窒素原子が高い電子陰性度を有することから、該多重結合は電子受容的な性質を有する。それゆえ、電子受容性窒素を含む芳香族複素環は、高い電子親和性を有する。電子受容性窒素を含む芳香族複素環基の炭素数は特に限定されないが、通常、2以上30以下の範囲である。電子受容性窒素を含む芳香族複素環基の連結位置はどの部分でもよく、例えばピリジル基の場合、2−ピリジル基、3−ピリジル基または4−ピリジル基のいずれでもよい。   Aromatic heterocyclic groups containing electron-accepting nitrogen are pyridyl group, quinolinyl group, isoquinolinyl group, quinoxalinyl group, pyrazinyl group, pyrimidyl group, pyridazinyl group, phenanthrolinyl group, imidazopyridyl group, triazyl group, acridyl group , A benzoimidazolyl group, a benzoxazolyl group, a benzothiazolyl group, and the like, as a non-carbon atom, a cyclic aromatic group having at least one electron-accepting nitrogen atom in the ring. May be unsubstituted or substituted. Since the nitrogen atom has a high electronegativity, the multiple bond has an electron accepting property. Therefore, an aromatic heterocycle containing electron-accepting nitrogen has a high electron affinity. Although carbon number of the aromatic heterocyclic group containing electron-accepting nitrogen is not specifically limited, Usually, it is the range of 2-30. The connecting position of the aromatic heterocyclic group containing electron-accepting nitrogen may be any part. For example, in the case of a pyridyl group, it may be any of 2-pyridyl group, 3-pyridyl group and 4-pyridyl group.

一般式(4)で表されるピレン化合物は、分子中にピレン骨格と電子受容性窒素を含む芳香族複素環を有している。これにより、ピレン骨格の高い電子輸送性、電気化学的安定性と電子受容性窒素を含む芳香族複素環の高い電子受容性を両立することが可能となり、高い電子注入輸送能を発現する。Arは好ましくはピリジル基、キノリニル基、キノキサリニル基、ピリミジル基、フェナントロリニル基、ベンゾ[d]イミダゾリル基、イミダゾ[1,2−a]ピリジル基などである。より具体的には2−ピリジル基、3−ピリジル基、4−ピリジル基、2−キノリニル基、3−キノリニル基、6−キノリニル基、1−イソキノリニル基、3−イソキノリニル基、2−キノキサニル基、5−ピリミジル基、2−フェナントロリニル基、1−ベンゾ[d]イミダゾリル基、2−ベンゾ[d]イミダゾリル基、2−イミダゾ[1,2−a]ピリジル基、3−イミダゾ[1,2−a]ピリジル基などが挙げられ、より好ましくは2−ピリジル基、3−ピリジル基、4−ピリジル基などが挙げられる。 The pyrene compound represented by the general formula (4) has an aromatic heterocycle containing a pyrene skeleton and electron-accepting nitrogen in the molecule. As a result, it is possible to achieve both high electron transportability and electrochemical stability of the pyrene skeleton and high electron acceptability of the aromatic heterocycle containing electron accepting nitrogen, and high electron injecting and transporting ability is exhibited. Ar 2 is preferably a pyridyl group, a quinolinyl group, a quinoxalinyl group, a pyrimidyl group, a phenanthrolinyl group, a benzo [d] imidazolyl group, an imidazo [1,2-a] pyridyl group, or the like. More specifically, 2-pyridyl group, 3-pyridyl group, 4-pyridyl group, 2-quinolinyl group, 3-quinolinyl group, 6-quinolinyl group, 1-isoquinolinyl group, 3-isoquinolinyl group, 2-quinoxanyl group, 5-pyrimidyl group, 2-phenanthrolinyl group, 1-benzo [d] imidazolyl group, 2-benzo [d] imidazolyl group, 2-imidazol [1,2-a] pyridyl group, 3-imidazo [1, 2-a] pyridyl group and the like, more preferably 2-pyridyl group, 3-pyridyl group, 4-pyridyl group and the like.

についてはアリーレン基であることが好ましい。電子受容性窒素を含む芳香族複素環は酸化に弱いため、ピレン骨格に直接結合するよりもアリーレン基を介して結合する方が、電気化学的により安定となる。このことがピレン骨格の高い電子輸送性と相乗効果を生み出し、より高い電子注入輸送能を発現する。 L 2 is preferably an arylene group. Since aromatic heterocycles containing electron-accepting nitrogen are vulnerable to oxidation, bonding via an arylene group is more electrochemically stable than bonding directly to a pyrene skeleton. This creates a synergistic effect with the high electron transport property of the pyrene skeleton, and expresses higher electron injecting and transporting ability.

またnは1以上の整数であるが、材料の分子量が大きすぎると昇華性が低下して真空蒸着時に熱分解する確率が大きくなる。従ってnは4以下が好ましく、さらに好ましくはn=1または2である。 N 2 is an integer of 1 or more, but if the molecular weight of the material is too large, the sublimation property is lowered and the probability of thermal decomposition during vacuum deposition increases. Therefore, n 2 is preferably 4 or less, more preferably n 2 = 1 or 2.

さらに、(a)nが1であり、R21の位置でLと連結し、かつR26がアリール基もしくはヘテロアリール基であるか、(b)nが1であり、R21の位置でLと連結し、かつR23がアリール基もしくはヘテロアリール基であり、かつR26、R27、R28がいずれも水素原子であるか、もしくは(c)nが1であり、R21の位置でLと連結し、かつR23がアリール基もしくはヘテロアリール基であり、かつR27がアルキル基、アリール基もしくはヘテロアリール基である場合、ピレン骨格上の置換基の立体障害によりピレン骨格同士の相互作用が適度に抑制され、ガラス転位温度が高くなる。この効果により薄膜状態の安定性が向上し、発光素子の耐久性が向上する。 Furthermore, (a) n 2 is 1 and linked to L 2 at the position of R 21 , and R 26 is an aryl group or a heteroaryl group, or (b) n 2 is 1, and R 21 Linked to L 2 at the position, and R 23 is an aryl group or a heteroaryl group, and R 26 , R 27 , R 28 are all hydrogen atoms, or (c) n 2 is 1, When linking with L 2 at the position of R 21 , R 23 is an aryl group or a heteroaryl group, and R 27 is an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group, the steric hindrance of the substituent on the pyrene skeleton Thus, the interaction between the pyrene skeletons is moderately suppressed, and the glass transition temperature is increased. This effect improves the stability of the thin film state and improves the durability of the light emitting element.

一般式(4)で表される化合物としては特に限定されるものではないが、具体的には国際公開第2010/113743号の化3〜化14に記載の化合物、特開2011−204844号公報の化9〜化24に記載の化合物などが挙げられる。また以下のような例も挙げられる。   Although it does not specifically limit as a compound represented by General formula (4), Specifically, the compound as described in Chemical Publication 3-Chemical Formula 14 of international publication 2010/113743, Unexamined-Japanese-Patent No. 2011-204844 And the compounds described in Chemical Formulas 9 to 24. The following examples are also included.

Figure 2014138006
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次に、一般式(5)および(6)で表される化合物について詳細に説明する。   Next, the compounds represented by the general formulas (5) and (6) will be described in detail.

Figure 2014138006
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33〜R40はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、ハロゲン、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、カルボニル基、カルボキシル基、カルバモイル基、アミノ基、シリル基および−P(=O)R4142からなる群より選ばれる。R41およびR42はアリール基またはヘテロアリール基である。またR41およびR42が縮合して環を形成していてもよい。ただし、R33〜R40のうち少なくとも1つはそれ自身が三次元的立体構造を有するか、またはフェナントロリン骨格とのもしくは隣接置換基との立体反発により三次元的立体構造を有するものである。 R 33 to R 40 may be the same or different and are each hydrogen, halogen, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkenyl group, cycloalkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group, aryl ether group, It is selected from the group consisting of an arylthioether group, an aryl group, a carbonyl group, a carboxyl group, a carbamoyl group, an amino group, a silyl group, and —P (═O) R 41 R 42 . R 41 and R 42 are an aryl group or a heteroaryl group. R 41 and R 42 may be condensed to form a ring. However, at least one of R 33 to R 40 itself has a three-dimensional structure, or has a three-dimensional structure by steric repulsion with a phenanthroline skeleton or an adjacent substituent.

Figure 2014138006
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43〜R50はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、ハロゲン、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、カルボニル基、カルボキシル基、カルバモイル基、アミノ基、シリル基および−P(=O)R5152からなる群より選ばれる。R51およびR52はアリール基またはヘテロアリール基である。またR51およびR52が縮合して環を形成していてもよい。ただし、n個のフェナントロリン骨格はそれぞれR43〜R50のうち少なくとも一つの位置でXと連結する。nは2以上の整数である。Xは単結合または複数のフェナントロリン骨格を連結する連結ユニットである。 R 43 to R 50 may be the same as or different from each other, and may be hydrogen, halogen, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkenyl group, cycloalkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group, aryl ether group, It is selected from the group consisting of an arylthioether group, an aryl group, a carbonyl group, a carboxyl group, a carbamoyl group, an amino group, a silyl group, and —P (═O) R 51 R 52 . R 51 and R 52 are an aryl group or a heteroaryl group. R 51 and R 52 may be condensed to form a ring. However, each of n 3 phenanthroline skeletons is linked to X at at least one of R 43 to R 50 . n 3 is an integer of 2 or more. X is a connecting unit that connects a single bond or a plurality of phenanthroline skeletons.

33〜R40について、それ自身が三次元的立体構造を有するとは、基を構成する原子が同一の平面状に無く、分子同士の重なりを立体反発によって妨げる効果を有する構造のことを指す。特に顕著な立体反発効果を有する置換基として、例えば、イソプロピル基、t−ブチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、9,9’−ジメチルフルオレニル基、9,9’−ジフェニルフルオレニル基、スピロフルオレニル基、などが挙げられる。これらの基は無置換でも置換されていても構わない。 Regarding R 33 to R 40 , the term “having a three-dimensional structure” refers to a structure in which atoms constituting a group are not in the same plane and have an effect of preventing overlapping of molecules by steric repulsion. . Examples of the substituent having a particularly remarkable steric repulsion effect include isopropyl group, t-butyl group, cyclohexyl group, adamantyl group, norbornyl group, 9,9'-dimethylfluorenyl group, 9,9'-diphenylfluorene. Nyl group, spirofluorenyl group, etc. are mentioned. These groups may be unsubstituted or substituted.

また、フェナントロリン骨格とのあるいは隣接置換基との立体反発により、三次元的立体構造をもたらす置換基とは、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、アントリル基、ピレニル基、フルオランテニル基など置換基自身は平面構造だとしても、その置換基とフェナントロリン骨格、あるいはその置換基と隣接置換基との立体反発により、置換基平面がフェナントロリン骨格平面と異なる平面にあることを示す。フェナントロリン骨格との立体反発を生じる置換基として具体的には1−ナフチル基、9−フェナントリル基、9−アントリル基、1−ピレニル基、3−フルオランテニル基などが挙げられる。   In addition, substituents that give a three-dimensional structure by steric repulsion with the phenanthroline skeleton or adjacent substituents are substituents such as phenyl, naphthyl, phenanthryl, anthryl, pyrenyl, and fluoranthenyl groups. Even if it is a planar structure itself, the steric repulsion between the substituent and the phenanthroline skeleton, or the substituent and the adjacent substituent indicates that the substituent plane is different from the phenanthroline skeleton plane. Specific examples of the substituent that causes steric repulsion with the phenanthroline skeleton include 1-naphthyl group, 9-phenanthryl group, 9-anthryl group, 1-pyrenyl group, and 3-fluoranthenyl group.

またフェニル基や2−ナフチル基など、置換基単体ではフェナントロリン骨格との立体反発効果が乏しい置換基であっても、置換基自身のオルト位にさらに置換基を有していると同様の立体反発効果が得られる。このような置換基として具体的には2−メチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、メシチル基、2−t−ブチルフェニル基、2−ビフェニル基、2−(1−メチル)ナフチル基、2−(1−t−ブチル)ナフチル基、2−(1−フェニル)ナフチル基などが挙げられる。またオルト位に置換基を持たない場合であっても、フェナントロリン骨格上の隣接する位置にフェニル基などの置換基を有する場合、隣接置換基との立体反発効果を得ることができる。   In addition, even if the substituent itself has a poor steric repulsion effect with the phenanthroline skeleton, such as a phenyl group or a 2-naphthyl group, the same steric repulsion may occur if the substituent further has a substituent at the ortho position. An effect is obtained. Specific examples of such a substituent include 2-methylphenyl group, 2,6-dimethylphenyl group, mesityl group, 2-t-butylphenyl group, 2-biphenyl group, 2- (1-methyl) naphthyl group, Examples include 2- (1-t-butyl) naphthyl group and 2- (1-phenyl) naphthyl group. Even when there is no substituent at the ortho position, a steric repulsion effect with the adjacent substituent can be obtained when the adjacent position on the phenanthroline skeleton has a substituent such as a phenyl group.

置換基自身が三次元的立体構造を有するか、フェナントロリン骨格とのあるいは隣接置換基との立体反発により、三次元的立体構造をもたらすことによって、フェナントロリン骨格を含む化合物は平面性が低く結晶化が起こりにくくなり、良好なアモルファス薄膜状態を維持することができる。   A compound containing a phenanthroline skeleton has low planarity and can be crystallized because the substituent itself has a three-dimensional steric structure, or a steric repulsion with the phenanthroline skeleton or a neighboring substituent brings about a three-dimensional steric structure. It is difficult to occur and a good amorphous thin film state can be maintained.

また、複数のフェナントロリン骨格を連結することによって、フェナントロリン骨格を含む化合物は高分子量化してガラス転移温度が上昇し、やはり結晶化が起こりにくくなり、良好なアモルファス薄膜状態を維持することができる。   In addition, by linking a plurality of phenanthroline skeletons, a compound containing a phenanthroline skeleton has a high molecular weight and a glass transition temperature rises, and thus crystallization hardly occurs and a good amorphous thin film state can be maintained.

本発明における一般式(5)および(6)のフェナントロリン骨格を有する化合物の中では、フェナントロリン骨格の2、4、7、9位に置換基を導入することがさらに好適である。これらの置換基については、上述したものと同様である。   Among the compounds having the phenanthroline skeletons of the general formulas (5) and (6) in the present invention, it is more preferable to introduce substituents at the 2, 4, 7, and 9 positions of the phenanthroline skeleton. These substituents are the same as those described above.

一般式(6)のnは2以上の整数であるが、材料の分子量が大きすぎると昇華性が低下して真空蒸着時に熱分解する確率が大きくなる。このため一般式(6)のnは2がより好ましい。 N 3 in the general formula (6) is an integer of 2 or more, but if the molecular weight of the material is too large, the sublimation property is lowered and the probability of thermal decomposition during vacuum deposition increases. Therefore, n 3 in the general formula (6) is more preferably 2.

また一般式(6)のXは特に限定されないが、熱的安定性および化学的安定性の観点から、アリーレン基もしくはヘテロアリーレン基が好ましく、特にベンゼン環、ターフェニル骨格を有する置換基、ナフタレン環の中から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。   X in the general formula (6) is not particularly limited, but is preferably an arylene group or a heteroarylene group from the viewpoint of thermal stability and chemical stability, and particularly a benzene ring, a substituent having a terphenyl skeleton, or a naphthalene ring. It is preferable that it is at least 1 sort (s) chosen from these.

Xがベンゼン環である場合、このXは合成の容易さから1,4−フェニレン基、1,3−フェニレン基が好ましく、この場合、R43〜R50のうち少なくとも一つは耐熱性の観点からアリール基であることが好ましい。このアリール基としては、合成の容易さ、及び昇華性の観点からフェニル基、p−トリル基、m−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−t−ブチルフェニル基などの無置換または置換フェニル基や、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−(2−メチル)ナフチル基などの無置換または置換ナフチル基がより好ましい。また、一般式(6)のXがナフタレン環である場合、このXは合成の容易さから1 , 6−ナフチレン基、1,7−ナフチレン基、2,6−ナフチレン基、2,7−ナフチレン基がより好ましい。また、一般式(6)のXがターフェニル骨格を有する置換基である場合、下記構造の置換基であると好ましい。 When X is a benzene ring, X is preferably a 1,4-phenylene group or a 1,3-phenylene group for ease of synthesis. In this case, at least one of R 43 to R 50 is a heat resistant viewpoint. To an aryl group. As the aryl group, unsubstituted or substituted phenyl group, p-tolyl group, m-tolyl group, 3,5-dimethylphenyl group, 4-t-butylphenyl group, etc. from the viewpoint of ease of synthesis and sublimation An unsubstituted or substituted naphthyl group such as a substituted phenyl group, a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group, and a 1- (2-methyl) naphthyl group is more preferable. Further, when X in the general formula (6) is a naphthalene ring, X is a 1,6-naphthylene group, 1,7-naphthylene group, 2,6-naphthylene group, 2,7-naphthylene for ease of synthesis. Groups are more preferred. Further, when X in the general formula (6) is a substituent having a terphenyl skeleton, it is preferably a substituent having the following structure.

Figure 2014138006
Figure 2014138006

さらに、昇華性の観点から少なくとも1つのベンゼン環がオルト位で連結している下記構造であることがより好ましい。   Furthermore, from the viewpoint of sublimability, it is more preferable that the structure has the following structure in which at least one benzene ring is connected at the ortho position.

Figure 2014138006
Figure 2014138006

一般式(5)もしくは(6)で表される化合物としては特に限定されるものではないが、具体的には特開2001−267080号公報の化6〜化9に記載の化合物、特開2004−281390号公報の化3〜化7および化13〜化14に記載の化合物などが挙げられる。   The compound represented by the general formula (5) or (6) is not particularly limited, but specifically, compounds described in Chemical Formulas 6 to 9 of JP-A No. 2001-267080, JP-A 2004 The compounds described in Chemical Formulas 3 to 7 and Chemical Formulas 13 to 14 of JP-281390 are listed.

次に、一般式(7)で表される化合物について詳細に説明する。   Next, the compound represented by the general formula (7) will be described in detail.

Figure 2014138006
Figure 2014138006

式中、Arはアリール基もしくはヘテロアリール基を表し、Yは下記一般式(8)で表される。Lは単結合、アリーレン基またはヘテロアリーレン基である。nは1もしくは2である。nが2のとき2つのYは同じでも異なっていてもよい。 In the formula, Ar 3 represents an aryl group or a heteroaryl group, and Y is represented by the following general formula (8). L 3 is a single bond, an arylene group or a heteroarylene group. n 4 is 1 or 2. When n 4 is 2, two Ys may be the same or different.

Figure 2014138006
Figure 2014138006

式中、環Aおよび環Bは、それぞれ、ベンゼン環、縮合芳香族炭化水素環、単環芳香族複素環、または縮合芳香族複素環を表す。ただし、環Aおよび環Bを構成する少なくとも1つの原子は電子受容性窒素である。環Aおよび環Bが置換されている場合の置換基、ならびにR53は、それぞれ、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基および−P(=O)R5455からなる群より選ばれる。R53は水素であってもよい。R54およびR55はアリール基またはヘテロアリール基である。またR54およびR55が縮合して環を形成していてもよい。ただし、R53、環Aおよび環Bのうちいずれかの位置でLと連結する。nが2のとき、2個のYがLと連結する位置はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。 In the formula, each of ring A and ring B represents a benzene ring, a condensed aromatic hydrocarbon ring, a monocyclic aromatic heterocyclic ring, or a condensed aromatic heterocyclic ring. However, at least one atom constituting ring A and ring B is electron-accepting nitrogen. When ring A and ring B are substituted, and R 53 are each an alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkenyl group, cycloalkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group, aryl It is selected from the group consisting of an ether group, an arylthioether group, an aryl group, a heteroaryl group, a halogen, a carbonyl group, a carboxyl group, an oxycarbonyl group, a carbamoyl group, and —P (═O) R 54 R 55 . R 53 may be hydrogen. R 54 and R 55 are an aryl group or a heteroaryl group. R 54 and R 55 may be condensed to form a ring. However, it is linked to L 4 at any position among R 53 , ring A and ring B. When n 4 is 2, the positions at which two Y are linked to L 3 may be the same or different.

53、環Aおよび環Bのうちいずれかの位置でLと連結するとは次のようなことをいう。まず、R53の位置でLと連結するとは、R53が連結している窒素原子とLが直接結合することをいう。また、環Aおよび環Bのうちいずれかの位置でLと連結するとは、例えば環Aがベンゼン環であるとすると、そのベンゼン環を構成する炭素原子のいずれかとLが直接結合することをいう。 Connecting to L 3 at any position of R 53 , ring A and ring B means the following. First, the coupling with L 3 at the position of R 53 refers to the nitrogen atom and L 3 which R 53 is linked directly binds. In addition, when linked to L 3 at any position of ring A and ring B, for example, when ring A is a benzene ring, L 3 is directly bonded to any of the carbon atoms constituting the benzene ring. Say.

一般式(7)で表される化合物は、Yで表される基を1もしくは2個有していることで、結晶性が低下したりガラス転移温度が高くなったりするため膜の安定性が向上する。   Since the compound represented by the general formula (7) has one or two groups represented by Y, the crystallinity is lowered and the glass transition temperature is increased, so that the stability of the film is improved. improves.

また一般式(7)で表される化合物中、Yにおいて、環Aおよび環Bを構成する少なくとも1つの原子は電子受容性窒素である。窒素原子が高い電気陰性度を有することから、該多重結合は電子受容的な性質を有する。それゆえ、電子受容性窒素を有するYは、高い電子親和性をもつ。このため一般式(7)の化合物を電子輸送層に用いた場合には、電極からの良好な電子注入性を示し、発光素子の駆動電圧を低くすることができる。この結果、発光素子の発光効率を向上させることができる。   In the compound represented by the general formula (7), in Y, at least one atom constituting ring A and ring B is electron-accepting nitrogen. Since the nitrogen atom has high electronegativity, the multiple bond has an electron accepting property. Therefore, Y having electron-accepting nitrogen has high electron affinity. For this reason, when the compound of General formula (7) is used for an electron carrying layer, the favorable electron injection property from an electrode is shown, and the drive voltage of a light emitting element can be made low. As a result, the light emission efficiency of the light emitting element can be improved.

また、Yは、電子供与性窒素を有している。YにおいてはR53が結合している窒素原子がこれに該当する。電子供与性窒素は正孔に対する安定性が高く、正孔による酸化をスムーズに繰り返し行うことができる。従って一般式(7)の化合物を電子輸送層に用いた場合、発光層から漏れ出た正孔による電子輸送層の劣化を防ぐことができ、発光素子の寿命を改善することができる。 Y has electron donating nitrogen. In Y, this corresponds to the nitrogen atom to which R 53 is bonded. Electron-donating nitrogen has high stability against holes and can be smoothly and repeatedly oxidized by holes. Therefore, when the compound of the general formula (7) is used for the electron transport layer, deterioration of the electron transport layer due to holes leaked from the light emitting layer can be prevented, and the lifetime of the light emitting element can be improved.

また一般式(7)において、Arがフルオランテン骨格を含む基であると好ましい。フルオランテン骨格は、前述のように5π電子系の5員環構造を有するため、電子親和性が強く、電子輸送層に用いた場合に電極からの良好な電子注入性を示し、発光素子の駆動電圧を低くすることができる。この結果、発光素子の発光効率を向上させることができる。また、発光素子の長寿命化にも寄与する。 In the general formula (7), Ar 3 is preferably a group containing a fluoranthene skeleton. Since the fluoranthene skeleton has a 5π-electron five-membered ring structure as described above, it has a strong electron affinity and exhibits good electron injectability from the electrode when used in an electron transporting layer. Can be lowered. As a result, the light emission efficiency of the light emitting element can be improved. In addition, it contributes to extending the life of the light emitting element.

また、フルオランテン骨格は、高い平面性を有し、分子同士がうまく重なるため、高い電荷輸送性を有する。このため一般式(7)で表される化合物を電子輸送層に用いた場合に、陰極から発生した電子を効率よく輸送できるので、素子の駆動電圧を低下させることができる。この結果、発光素子の発光効率を向上させることができる。また、発光素子の長寿命化にも寄与する。   In addition, the fluoranthene skeleton has high planarity and has a high charge transporting property because molecules overlap each other well. Therefore, when the compound represented by the general formula (7) is used for the electron transport layer, electrons generated from the cathode can be transported efficiently, so that the driving voltage of the device can be lowered. As a result, the light emission efficiency of the light emitting element can be improved. In addition, it contributes to extending the life of the light emitting element.

また、フルオランテン骨格は電荷に対する安定性が高く、電子による還元や、正孔による酸化をスムーズに繰り返し行うことができる。従って一般式(7)で表される化合物を電子輸送層に用いた場合に、寿命の向上が可能となる。   Further, the fluoranthene skeleton has high charge stability, and can be smoothly and repeatedly reduced by electrons and oxidized by holes. Therefore, when the compound represented by the general formula (7) is used for the electron transport layer, the lifetime can be improved.

一般式(7)で表される化合物は下記一般式(9)で表される化合物であることが好ましい。一般式(9)で表される化合物は、フルオランテン骨格の3位がYを含有する置換基で置換された化合物である。フルオランテン誘導体において、3位が芳香族性の置換基で置換されるとフルオランテン骨格の電子状態は大きく変化し、効率的に共役が拡張するため、電荷輸送性が向上する。この結果、発光素子を低電圧で駆動させることができ、発光効率を向上させることができる。さらに、共役が広がることで、電荷に対する安定性も向上する。   The compound represented by the general formula (7) is preferably a compound represented by the following general formula (9). The compound represented by the general formula (9) is a compound in which the 3-position of the fluoranthene skeleton is substituted with a substituent containing Y. In the fluoranthene derivative, when the 3-position is substituted with an aromatic substituent, the electronic state of the fluoranthene skeleton is greatly changed, and conjugation is efficiently expanded, so that the charge transport property is improved. As a result, the light emitting element can be driven at a low voltage, and the light emission efficiency can be improved. Furthermore, since the conjugation spreads, the stability against charges is also improved.

Figure 2014138006
Figure 2014138006

式中、R56〜R64はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基およびカルバモイル基からなる群より選ばれる。R56〜R64は隣接する置換基同士で環を形成していてもよい。L、Yおよびnは前記一般式(7)と同様である。 In the formula, R 56 to R 64 may be the same as or different from each other, and are hydrogen, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkenyl group, cycloalkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group, aryl ether group. , Arylthioether group, aryl group, heteroaryl group, halogen, carbonyl group, carboxyl group, oxycarbonyl group, and carbamoyl group. R 56 to R 64 may form a ring with adjacent substituents. L 3 , Y and n 4 are the same as those in the general formula (7).

一般式(9)におけるR56〜R64は上記の中でも水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基およびハロゲンからなる群より選ばれることが好ましい。R56〜R64が水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲンであることで、ガラス転移温度が高くなり薄膜安定性が向上する。また、高温下でも分解しにくい置換基であるため、耐熱性が向上する。さらに、アリール基やヘテロアリール基であると、共役が広がるため、電気化学的により安定になり、且つ、電荷輸送性が向上する。 Among the above, R 56 to R 64 in the general formula (9) are preferably selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, and a halogen. When R 56 to R 64 are hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or a halogen, the glass transition temperature is increased and the thin film stability is improved. In addition, since the substituent is difficult to decompose even at high temperatures, the heat resistance is improved. Furthermore, when it is an aryl group or a heteroaryl group, conjugation spreads, so that it becomes more electrochemically stable and charge transportability is improved.

またフルオランテン骨格を含む基は下記一般式(10)で表される基であることが好ましい。フルオランテン骨格を含む基が一般式(10)で表されるようなベンゾフルオランテン骨格を含む基である場合、適度に共役系が広がる。これにより、電気化学的に安定になり、さらに電荷輸送性が向上する。   The group containing a fluoranthene skeleton is preferably a group represented by the following general formula (10). When the group containing a fluoranthene skeleton is a group containing a benzofluoranthene skeleton as represented by the general formula (10), the conjugated system is appropriately expanded. Thereby, it becomes electrochemically stable and further the charge transport property is improved.

Figure 2014138006
Figure 2014138006

式中、R65〜R76はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基およびカルバモイル基からなる群より選ばれる。R65〜R76は隣接する置換基同士で環を形成していてもよい。ただし、R65〜R76のうちいずれか一つの位置でLと連結する。 In the formula, R 65 to R 76 may be the same as or different from each other, and hydrogen, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkenyl group, cycloalkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group, aryl ether group , Arylthioether group, aryl group, heteroaryl group, halogen, carbonyl group, carboxyl group, oxycarbonyl group, and carbamoyl group. R 65 to R 76 may form a ring with adjacent substituents. However, connecting the L 3 in one position one of R 65 to R 76.

一般式(10)におけるR65〜R76は上記の中でも水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基およびハロゲンからなる群より選ばれることが好ましい。R65〜R76が水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲンであることで、ガラス転移温度が高くなり薄膜安定性が向上する。薄膜安定性が向上すると、発光素子において長時間駆動しても膜の変質が抑制されるため、耐久性が向上する。また、高温下でも分解しにくい置換基であるため、耐熱性が向上する。耐熱性が向上すると、素子作製時に材料の分解を抑制できるため、耐久性が向上する。さらに、アリール基やヘテロアリール基であると、共役が広がるため、電気化学的により安定になり、且つ、電荷輸送性が向上する。 Among the above, R 65 to R 76 in the general formula (10) are preferably selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, and a halogen. When R 65 to R 76 are hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or a halogen, the glass transition temperature is increased and the thin film stability is improved. When the thin film stability is improved, the deterioration of the film is suppressed even if the light emitting element is driven for a long time, so that the durability is improved. In addition, since the substituent is difficult to decompose even at high temperatures, the heat resistance is improved. When the heat resistance is improved, the decomposition of the material can be suppressed at the time of device fabrication, so that the durability is improved. Furthermore, when it is an aryl group or a heteroaryl group, conjugation spreads, so that it becomes more electrochemically stable and charge transportability is improved.

一般式(10)におけるR69およびR74は置換もしくは無置換のアリール基であることが好ましい。R69およびR74が置換もしくは無置換のアリール基であることで、分子間におけるπ共役平面の重なりを適度に回避することが可能となる。また、アリール基であることで耐熱性が向上する。その結果、ベンゾフルオランテン化合物の高い電荷輸送性を損なうことなく、昇華性の向上、蒸着安定性の向上、結晶性の低下及び高いガラス転移温度による薄膜安定性の向上が可能となる。 R 69 and R 74 in the general formula (10) are preferably a substituted or unsubstituted aryl group. When R 69 and R 74 are substituted or unsubstituted aryl groups, it is possible to moderately avoid overlapping of π conjugate planes between molecules. Moreover, heat resistance improves by being an aryl group. As a result, it is possible to improve sublimation, improve deposition stability, decrease crystallinity, and improve thin film stability due to a high glass transition temperature without impairing the high charge transport property of the benzofluoranthene compound.

一般式(10)におけるR69およびR74は置換もしくは無置換のフェニル基であることがより好ましい。R69およびR74が置換もしくは無置換のフェニル基であることで、分子間におけるπ共役平面の重なりを適度に回避することが可能となる。また、適度な分子量になるため、昇華性、蒸着安定性がさらに向上する。 R 69 and R 74 in the general formula (10) are more preferably a substituted or unsubstituted phenyl group. When R 69 and R 74 are substituted or unsubstituted phenyl groups, it is possible to moderately avoid overlapping of π conjugate planes between molecules. Moreover, since it becomes a moderate molecular weight, sublimation property and vapor deposition stability further improve.

一般式(7)で表される化合物は下記一般式(11)で表される化合物であることが好ましい。ベンゾ[k]フルオランテンはR65およびR66の位置で共役が広がりやすく、R65がLとの連結に用いられることで、効率的に共役が広がる。これにより、一般式(11)で表される化合物は、電気化学的により安定になり、さらに電荷輸送性が向上する。 The compound represented by the general formula (7) is preferably a compound represented by the following general formula (11). The conjugation of benzo [k] fluoranthene easily spreads at the positions of R 65 and R 66 , and the conjugation efficiently spreads when R 65 is used for linking with L 3 . Thereby, the compound represented by the general formula (11) becomes more electrochemically stable, and the charge transport property is further improved.

Figure 2014138006
Figure 2014138006

式中、R77〜R87はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基およびカルバモイル基からなる群より選ばれる。R77〜R87は隣接する置換基同士で環を形成していてもよい。L、Zおよびnは前記一般式(7)と同様である。 In the formula, R 77 to R 87 may be the same as or different from each other, and hydrogen, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkenyl group, cycloalkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group, aryl ether group , Arylthioether group, aryl group, heteroaryl group, halogen, carbonyl group, carboxyl group, oxycarbonyl group, and carbamoyl group. R 77 to R 87 may form a ring with adjacent substituents. L 3 , Z and n 4 are the same as in the general formula (7).

一般式(11)におけるR77〜R87は上記の中でも水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基およびハロゲンからなる群より選ばれることが好ましい。R77〜R87が水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲンであることで、ガラス転移温度が高くなり薄膜安定性が向上する。また、高温下でも分解しにくい置換基であるため、耐熱性が向上する。さらに、アリール基やヘテロアリール基であると、共役が広がるため、電気化学的により安定になり、且つ、電荷輸送性が向上する。 Among the above, R 77 to R 87 in the general formula (11) are preferably selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, and a halogen. When R 77 to R 87 are hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or a halogen, the glass transition temperature is increased and the thin film stability is improved. In addition, since the substituent is difficult to decompose even at high temperatures, the heat resistance is improved. Furthermore, when it is an aryl group or a heteroaryl group, conjugation spreads, so that it becomes more electrochemically stable and charge transportability is improved.

一般式(7)で表される化合物において、nは1であることが好ましい。nが1であることで、昇華性、蒸着安定性が向上する。 In the compound represented by the general formula (7), n 4 is preferably 1. When n 4 is 1, sublimation property and deposition stability are improved.

Yは下記一般式(12)〜(16)のいずれかで表される基であることが好ましい。Yが下記一般式(12)〜(16)のいずれかで表される基であると、高い電子移動度および高い電子受容性を発現し、発光素子の駆動電圧を低くすることができる。この結果、発光素子の発光効率を向上させることができる。   Y is preferably a group represented by any one of the following general formulas (12) to (16). When Y is a group represented by any one of the following general formulas (12) to (16), high electron mobility and high electron acceptability are expressed, and the driving voltage of the light emitting element can be lowered. As a result, the light emission efficiency of the light emitting element can be improved.

Figure 2014138006
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式中、環Bは置換もしくは無置換のベンゼン環、置換もしくは無置換の縮合芳香族炭化水素環、置換もしくは無置換の単環芳香族複素環、または置換もしくは無置換の縮合芳香族複素環を表す。但し、一般式(12)の場合は、環Bは置換もしくは無置換の単環芳香族複素環、または置換もしくは無置換の縮合芳香族複素環であり、かつ、環Bを構成する少なくとも1つの原子は電子受容性窒素である。環Bが置換されている場合の置換基、R53およびR88〜R103は、前記一般式(7)と同様である。ただし、一般式(12)の場合はR53、R88〜R91、環Bのうちいずれかの位置で、一般式(13)の場合はR53、R92〜R94、環Bのうちいずれかの位置で、一般式(14)の場合はR53、R95〜R97、環Bのうちいずれかの位置で、一般式(15)の場合はR53、R98〜R100、環Bのうちいずれかの位置で、一般式(16)の場合はR53、R101〜R103、環Bのうちいずれかの位置で、Lと連結する。 In the formula, ring B represents a substituted or unsubstituted benzene ring, a substituted or unsubstituted condensed aromatic hydrocarbon ring, a substituted or unsubstituted monocyclic aromatic heterocyclic ring, or a substituted or unsubstituted condensed aromatic heterocyclic ring. Represent. However, in the case of the general formula (12), the ring B is a substituted or unsubstituted monocyclic aromatic heterocyclic ring or a substituted or unsubstituted condensed aromatic heterocyclic ring, and at least one constituting the ring B The atom is electron-accepting nitrogen. When the ring B is substituted, the substituents R 53 and R 88 to R 103 are the same as those in the general formula (7). However, in the case of general formula (12), at any position among R 53 , R 88 to R 91 and ring B, and in the case of general formula (13), among R 53 , R 92 to R 94 and ring B In any position, in the case of general formula (14), R 53 , R 95 to R 97 , in any position of ring B, in the case of general formula (15), R 53 , R 98 to R 100 , In the case of general formula (16) at any position in ring B, R 53 , R 101 to R 103 , and at any position in ring B are linked to L 3 .

環Bは下記一般式(17)〜(20)のいずれかで表される構造であることが好ましい。環Bが下記一般式(17)〜(20)のいずれかで表される構造であると、高いキャリア移動度および高い電子受容性を発現する。その結果、発光素子の低電圧駆動が可能となり、発光効率を向上させることができる。また、昇華性、蒸着安定性及び結晶性の低下や高いガラス転移温度による膜の安定性が向上する。   Ring B preferably has a structure represented by any of the following general formulas (17) to (20). When the ring B has a structure represented by any one of the following general formulas (17) to (20), high carrier mobility and high electron acceptability are expressed. As a result, the light emitting element can be driven at a low voltage, and the light emission efficiency can be improved. In addition, the sublimation property, deposition stability, crystallinity deterioration, and film stability due to high glass transition temperature are improved.

Figure 2014138006
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式中、B〜B22は置換もしくは無置換の炭素原子、または窒素原子を表す。但し、Yが一般式(12)で表される基の場合は、環Bに含まれるB(k=1〜22)の少なくとも1つは電子受容性窒素である。B〜B22が置換されている場合の置換基は前記一般式(7)と同様である。 Wherein, B 1 .about.B 22 represents a substituted or unsubstituted carbon atom or a nitrogen atom. However, when Y is a group represented by the general formula (12), at least one of B k (k = 1 to 22) contained in the ring B is electron-accepting nitrogen. The substituents when B 1 to B 22 are substituted are the same as those in the general formula (7).

環Bは特に限定されないが、一般式(18)〜(20)であると好ましい。環Bが一般式(18)〜(20)であることで、共役がより広がり、高いキャリア移動度および高い電子受容性を発現する。その結果、発光素子の低電圧駆動が可能となり、発光効率を向上させることができる。   Ring B is not particularly limited, but is preferably General Formulas (18) to (20). When the ring B is represented by the general formulas (18) to (20), conjugation is further expanded, and high carrier mobility and high electron acceptability are expressed. As a result, the light emitting element can be driven at a low voltage, and the light emission efficiency can be improved.

一般式(7)で表される化合物としては、特に限定されるものではないが、具体的には以下のような例が挙げられる。   Although it does not specifically limit as a compound represented by General formula (7), The following examples are specifically mentioned.

Figure 2014138006
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次に、本発明の発光素子の実施の形態について詳細に説明する。本発明の発光素子は、陽極と陰極、およびそれら陽極と陰極との間に介在する有機層を有し、該有機層は少なくとも発光層と電子輸送層を含み、該発光層が電気エネルギーにより発光する。   Next, embodiments of the light emitting device of the present invention will be described in detail. The light emitting device of the present invention has an anode and a cathode, and an organic layer interposed between the anode and the cathode, and the organic layer includes at least a light emitting layer and an electron transport layer, and the light emitting layer emits light by electric energy. To do.

有機層は、発光層/電子輸送層のみからなる構成の他に、1)正孔輸送層/発光層/電子輸送層および2)正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層、3)正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層などの積層構成が挙げられる。また、上記各層は、それぞれ単一層、複数層のいずれでもよい。   The organic layer is composed of only the light emitting layer / electron transport layer, 1) hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer and 2) hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer, 3) Laminate structure such as hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer can be mentioned. Each of the layers may be a single layer or a plurality of layers.

一般式(1)で表される化合物は、上記の素子構成において、いずれの層に用いられてもよいが、高い電子注入輸送能、蛍光量子収率および薄膜安定性を有しているため、発光素子の発光層もしくは電子輸送層に用いることが好ましい。特に、優れた蛍光量子収率を有していることから、発光層のドーパント材料に用いることが好ましい。   The compound represented by the general formula (1) may be used in any layer in the above device configuration, but has high electron injection and transport ability, fluorescence quantum yield, and thin film stability. It is preferably used for a light emitting layer or an electron transport layer of a light emitting element. In particular, since it has an excellent fluorescence quantum yield, it is preferably used as a dopant material for the light emitting layer.

本発明の発光素子において、陽極と陰極は素子の発光のために十分な電流を供給するための役割を有するものであり、光を取り出すために少なくとも一方は透明または半透明であることが好ましい。通常、基板上に形成される陽極を透明電極とする。   In the light emitting device of the present invention, the anode and the cathode have a role of supplying a sufficient current for light emission of the device, and at least one of them is preferably transparent or translucent in order to extract light. Usually, the anode formed on the substrate is a transparent electrode.

陽極に用いる材料は、正孔を有機層に効率よく注入できる材料、かつ光を取り出すために透明または半透明であれば、酸化錫、酸化インジウム、酸化錫インジウム(ITO)酸化亜鉛インジウム(IZO)などの導電性金属酸化物、あるいは、金、銀、クロムなどの金属、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマーなど特に限定されるものでないが、ITOガラスやネサガラスを用いることが特に好ましい。これらの電極材料は、単独で用いてもよいが、複数の材料を積層または混合して用いてもよい。透明電極の抵抗は素子の発光に十分な電流が供給できればよいので限定されないが、素子の消費電力の観点からは低抵抗であることが好ましい。例えば300Ω/□以下のITO基板であれば素子電極として機能するが、現在では10Ω/□程度の基板の供給も可能になっていることから、20Ω/□以下の低抵抗の基板を使用することが特に好ましい。ITOの厚みは抵抗値に合わせて任意に選ぶ事ができるが、通常100〜300nmの間で用いられることが多い。   The material used for the anode is a material that can efficiently inject holes into the organic layer, and is transparent or translucent to extract light. Tin oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO) indium zinc oxide (IZO) Although not particularly limited, such as conductive metal oxides such as, metals such as gold, silver and chromium, inorganic conductive materials such as copper iodide and copper sulfide, conductive polymers such as polythiophene, polypyrrole and polyaniline It is particularly preferable to use ITO glass or Nesa glass. These electrode materials may be used alone, or a plurality of materials may be laminated or mixed. The resistance of the transparent electrode is not limited as long as it can supply a sufficient current for light emission of the element, but it is preferably low resistance from the viewpoint of power consumption of the element. For example, an ITO substrate with a resistance of 300Ω / □ or less will function as a device electrode, but since it is now possible to supply a substrate with a resistance of approximately 10Ω / □, use a substrate with a low resistance of 20Ω / □ or less. Is particularly preferred. The thickness of ITO can be arbitrarily selected according to the resistance value, but is usually used in a range of 100 to 300 nm.

また、発光素子の機械的強度を保つために、発光素子を基板上に形成することが好ましい。基板は、ソーダガラスや無アルカリガラスなどのガラス基板が好適に用いられる。ガラス基板の厚みは、機械的強度を保つのに十分な厚みがあればよいので、0.5mm以上あれば十分である。ガラスの材質については、ガラスからの溶出イオンが少ない方がよいので無アルカリガラスの方が好ましい。または、SiOなどのバリアコートを施したソーダライムガラスも市販されているのでこれを使用することもできる。さらに、第一電極が安定に機能するのであれば、基板はガラスである必要はなく、例えば、プラスチック基板上に陽極を形成しても良い。ITO膜形成方法は、電子線ビーム法、スパッタリング法および化学反応法など特に制限を受けるものではない。 In order to maintain the mechanical strength of the light emitting element, the light emitting element is preferably formed over a substrate. As the substrate, a glass substrate such as soda glass or non-alkali glass is preferably used. As the thickness of the glass substrate, it is sufficient that the thickness is sufficient to maintain the mechanical strength. As for the glass material, alkali-free glass is preferred because it is better that there are fewer ions eluted from the glass. Alternatively, soda lime glass provided with a barrier coat such as SiO 2 is also commercially available and can be used. Furthermore, if the first electrode functions stably, the substrate need not be glass, and for example, an anode may be formed on a plastic substrate. The ITO film forming method is not particularly limited, such as an electron beam method, a sputtering method, and a chemical reaction method.

陰極に用いる材料は、電子を効率よく発光層に注入できる物質であれば特に限定されない。一般的には白金、金、銀、銅、鉄、錫、アルミニウム、インジウムなどの金属、またはこれらの金属とリチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどの低仕事関数金属との合金や多層積層などが好ましい。中でも、主成分としてはアルミニウム、銀、マグネシウムが電気抵抗値や製膜しやすさ、膜の安定性、発光効率などの面から好ましい。特にマグネシウムと銀で構成されると、本発明における電子輸送層および電子注入層への電子注入が容易になり、低電圧駆動が可能になるため好ましい。   The material used for the cathode is not particularly limited as long as it can efficiently inject electrons into the light emitting layer. Generally, metals such as platinum, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum, and indium, or alloys and multilayer stacks of these metals with low work function metals such as lithium, sodium, potassium, calcium, and magnesium Is preferred. Among these, aluminum, silver, and magnesium are preferable as the main component from the viewpoints of electrical resistance, ease of film formation, film stability, luminous efficiency, and the like. In particular, magnesium and silver are preferable because electron injection into the electron transport layer and the electron injection layer in the present invention is facilitated and low voltage driving is possible.

さらに、陰極保護のために白金、金、銀、銅、鉄、錫、アルミニウムおよびインジウムなどの金属、またはこれら金属を用いた合金、シリカ、チタニアおよび窒化ケイ素などの無機物、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、炭化水素系高分子化合物などの有機高分子化合物を、保護膜層として陰極上に積層することが好ましい例として挙げられる。また、一般式(1)で表される化合物もこの保護膜層として利用できる。ただし、陰極側から光を取り出す素子構造(トップエミッション構造)の場合は、保護膜層は可視光領域で光透過性のある材料から選択される。これらの電極の作製法は、抵抗加熱、電子線ビーム、スパッタリング、イオンプレーティングおよびコーティングなど特に制限されない。   Furthermore, for cathode protection, metals such as platinum, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum and indium, or alloys using these metals, inorganic materials such as silica, titania and silicon nitride, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride As a preferred example, an organic polymer compound such as a hydrocarbon polymer compound is laminated on the cathode as a protective film layer. Moreover, the compound represented by General formula (1) can also be utilized as this protective film layer. However, in the case of an element structure (top emission structure) that extracts light from the cathode side, the protective film layer is selected from materials that are light transmissive in the visible light region. The production method of these electrodes is not particularly limited, such as resistance heating, electron beam, sputtering, ion plating and coating.

正孔輸送層は、正孔輸送材料の一種または二種以上を積層または混合する方法、もしくは、正孔輸送材料と高分子結着剤の混合物を用いる方法により形成される。また、正孔輸送材料は、電界を与えられた電極間において正極からの正孔を効率良く輸送することが必要で、正孔注入効率が高く、注入された正孔を効率良く輸送することが好ましい。そのためには適切なイオン化ポテンシャルを持ち、しかも正孔移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発生しにくい物質であることが要求される。このような条件を満たす物質として、特に限定されるものではないが、例えば、4,4’−ビス(N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ)ビフェニル(TPD)、4,4’−ビス(N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ)ビフェニル(NPD)、4,4’−ビス(N,N−ビス(4−ビフェニリル)アミノ)ビフェニル(TBDB),ビス(N,N’−ジフェニル−4−アミノフェニル)−N,N−ジフェニル−4,4’−ジアミノ−1,1’−ビフェニル(TPD232)といったベンジジン誘導体、4,4’,4”−トリス(3−メチルフェニル(フェニル)アミノ)トリフェニルアミン(m−MTDATA)、4,4’,4”−トリス(1−ナフチル(フェニル)アミノ)トリフェニルアミン(1−TNATA)などのスターバーストアリールアミンと呼ばれる材料群、カルバゾール骨格を有する材料、中でもカルバゾール多量体、具体的にはビス(N−アリールカルバゾール)またはビス(N−アルキルカルバゾール)などのカルバゾール2量体の誘導体、カルバゾール3量体の誘導体、カルバゾール4量体の誘導体、トリフェニレン化合物、ピラゾリン誘導体、スチルベン系化合物、ヒドラゾン系化合物、ベンゾフラン誘導体やチオフェン誘導体、オキサジアゾール誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、フラーレン誘導体、ポリマー系では前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフルオレン、ポリビニルカルバゾールおよびポリシランなどが好ましい。さらにp型Si、p型SiC等の無機化合物も使用できる。   The hole transport layer is formed by a method of laminating or mixing one or more hole transport materials or a method using a mixture of a hole transport material and a polymer binder. In addition, the hole transport material needs to efficiently transport holes from the positive electrode between electrodes to which an electric field is applied, has high hole injection efficiency, and can efficiently transport injected holes. preferable. For this purpose, it is required that the material has an appropriate ionization potential, has a high hole mobility, is excellent in stability, and does not easily generate trapping impurities during manufacture and use. Although it does not specifically limit as a substance which satisfy | fills such conditions, For example, 4,4'-bis (N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino) biphenyl (TPD), 4,4 ' -Bis (N- (1-naphthyl) -N-phenylamino) biphenyl (NPD), 4,4'-bis (N, N-bis (4-biphenylyl) amino) biphenyl (TBDB), bis (N, N Benzidine derivatives such as '-diphenyl-4-aminophenyl) -N, N-diphenyl-4,4'-diamino-1,1'-biphenyl (TPD232), 4,4', 4 "-tris (3-methylphenyl) (Phenyl) amino) triphenylamine (m-MTDATA), 4,4 ′, 4 ″ -tris (1-naphthyl (phenyl) amino) triphenylamine (1-TNATA) A group of materials called starburst arylamines, materials having a carbazole skeleton, among them carbazole multimers, specifically carbazole dimer derivatives such as bis (N-arylcarbazole) or bis (N-alkylcarbazole), carbazole Trimer derivatives, carbazole tetramer derivatives, triphenylene compounds, pyrazoline derivatives, stilbene compounds, hydrazone compounds, benzofuran derivatives and thiophene derivatives, oxadiazole derivatives, phthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives and other heterocyclic compounds, fullerenes In derivatives and polymer systems, polycarbonate having a monomer in the side chain, styrene derivative, polythiophene, polyaniline, polyfluorene, polyvinylcarbazole, polysilane, and the like are preferable.Furthermore, inorganic compounds such as p-type Si and p-type SiC can also be used.

一般式(1)で表される化合物も、正孔移動度が大きく、さらに電気化学的安定性に優れているため、正孔輸送材料として用いることができる。一般式(1)で表される化合物は、正孔注入材料として用いてもよいが、高い正孔移動度をもつことから、正孔輸送材料として好適に用いられる。   The compound represented by the general formula (1) can also be used as a hole transporting material because of its high hole mobility and excellent electrochemical stability. The compound represented by the general formula (1) may be used as a hole injection material, but is preferably used as a hole transport material because of its high hole mobility.

また一般式(1)で表される化合物は電子注入輸送特性が優れているので、これを発光層もしくは電子輸送層に用いた場合、電子が発光層で再結合せず、一部正孔輸送層までもれてしまう懸念がある。そのため正孔輸送層には電子ブロック性の優れた化合物を用いるのが好ましい。中でも、カルバゾール骨格を含有する化合物は電子ブロック性に優れ、発光素子の高効率化に寄与できるので好ましい。さらに上記カルバゾール骨格を含有する化合物が、カルバゾール2量体、カルバゾール3量体、またはカルバゾール4量体骨格を含有することが好ましい。これらは良好な電子ブロック性と、正孔注入輸送特性を併せ持っているためである。また高い正孔移動度を有する点で優れているトリフェニレン骨格を含有する化合物を正孔輸送層に用いると、キャリアバランスが向上し、発光効率向上、耐久寿命向上といった効果が得られるので好ましい。トリフェニレン骨格を含有する化合物が2つ以上のジアリールアミノ基を有していると、さらに好ましい。上記カルバゾール骨格を含有する化合物、またはトリフェニレン骨格を含有する化合物はそれぞれ単独で正孔輸送層として用いてもよいし、互いに混合して用いてもよい。また本発明の効果を損なわない範囲で他の材料が混合されていてもよい。また正孔輸送層が複数層で構成されている場合は、いずれか1層にカルバゾール骨格を含有する化合物、あるいは、トリフェニレン骨格を含有する化合物が含まれていればよい。   In addition, since the compound represented by the general formula (1) has excellent electron injecting and transporting properties, when it is used in a light emitting layer or an electron transporting layer, electrons do not recombine in the light emitting layer, and some holes are transported. There is a concern that even the layer will leak. Therefore, it is preferable to use a compound having an excellent electron blocking property for the hole transport layer. Among these, a compound containing a carbazole skeleton is preferable because it has excellent electron blocking properties and can contribute to the improvement in efficiency of the light-emitting element. Further, the compound containing a carbazole skeleton preferably contains a carbazole dimer, a carbazole trimer, or a carbazole tetramer skeleton. This is because they have both a good electron blocking property and a hole injection / transport property. In addition, it is preferable to use a compound containing a triphenylene skeleton, which is excellent in having high hole mobility, in the hole transport layer because the effects of improving the carrier balance and improving the light emission efficiency and durability are obtained. More preferably, the compound containing a triphenylene skeleton has two or more diarylamino groups. The compound containing a carbazole skeleton or the compound containing a triphenylene skeleton may be used alone as a hole transport layer, or may be used as a mixture with each other. Further, other materials may be mixed within a range not impairing the effects of the present invention. In the case where the hole transport layer is composed of a plurality of layers, any one layer may contain a compound containing a carbazole skeleton or a compound containing a triphenylene skeleton.

陽極と正孔輸送層の間には正孔注入層を設けてもよい。正孔注入層を設けることで発光素子が低駆動電圧化し、耐久寿命も向上する。正孔注入層には通常正孔輸送層に用いる材料よりもイオン化ポテンシャルの小さい材料が好ましく用いられる。具体的には、上記TPD232のようなベンジジン誘導体、スターバーストアリールアミン材料群が挙げられる他、フタロシアニン誘導体等も用いることができる。また正孔注入層がアクセプター性化合物単独で構成されているか、またはアクセプター性化合物が別の正孔輸送材料にドープされて用いられていることも好ましい。アクセプター性化合物の例としては、塩化鉄(III)、塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、塩化アンチモンのような金属塩化物、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化ルテニウムのような金属酸化物、トリス(4−ブロモフェニル)アミニウムヘキサクロロアンチモネート(TBPAH)のような電荷移動錯体が挙げられる。また分子内にニトロ基、シアノ基、ハロゲンまたはトリフルオロメチル基を有する有機化合物や、キノン系化合物、酸無水物系化合物、フラーレンなども好適に用いられる。これらの化合物の具体的な例としては、ヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン(TCNQ)、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン(F4−TCNQ)、2,3,6,7,10,11−ヘキサシアノ−1,4,5,8,9,12−ヘキサアザトリフェニレン(HAT−CN6)、p−フルオラニル、p−クロラニル、p−ブロマニル、p−ベンゾキノン、2,6−ジクロロベンゾキノン、2,5−ジクロロベンゾキノン、テトラメチルベンゾキノン、1,2,4,5−テトラシアノベンゼン、o−ジシアノベンゼン、p−ジシアノベンゼン、1,4−ジシアノテトラフルオロベンゼン、2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノベンゾキノン、p−ジニトロベンゼン、m−ジニトロベンゼン、o−ジニトロベンゼン、p−シアノニトロベンゼン、m−シアノニトロベンゼン、o−シアノニトロベンゼン、1,4−ナフトキノン、2,3−ジクロロナフトキノン、1−ニトロナフタレン、2−ニトロナフタレン、1,3−ジニトロナフタレン、1,5−ジニトロナフタレン、9−シアノアントラセン、9−ニトロアントラセン、9,10−アントラキノン、1,3,6,8−テトラニトロカルバゾール、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,3,5,6−テトラシアノピリジン、マレイン酸無水物、フタル酸無水物、C60、およびC70などが挙げられる。   A hole injection layer may be provided between the anode and the hole transport layer. By providing the hole injection layer, the light emitting element has a low driving voltage and the durability life is improved. For the hole injection layer, a material having a smaller ionization potential than that of the material normally used for the hole transport layer is preferably used. Specifically, a benzidine derivative such as TPD232 and a starburst arylamine material group can be used, and a phthalocyanine derivative can also be used. It is also preferred that the hole injection layer is composed of an acceptor compound alone or that the acceptor compound is doped with another hole transport material. Examples of acceptor compounds include metal chlorides such as iron (III) chloride, aluminum chloride, gallium chloride, indium chloride, antimony chloride, metal oxides such as molybdenum oxide, vanadium oxide, tungsten oxide, ruthenium oxide, A charge transfer complex such as tris (4-bromophenyl) aminium hexachloroantimonate (TBPAH). In addition, organic compounds having a nitro group, cyano group, halogen or trifluoromethyl group in the molecule, quinone compounds, acid anhydride compounds, fullerenes, and the like are also preferably used. Specific examples of these compounds include hexacyanobutadiene, hexacyanobenzene, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane (TCNQ), tetrafluorotetracyanoquinodimethane (F4-TCNQ), 2, 3, 6, 7 , 10,11-hexacyano-1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene (HAT-CN6), p-fluoranyl, p-chloranil, p-bromanyl, p-benzoquinone, 2,6-dichlorobenzoquinone 2,5-dichlorobenzoquinone, tetramethylbenzoquinone, 1,2,4,5-tetracyanobenzene, o-dicyanobenzene, p-dicyanobenzene, 1,4-dicyanotetrafluorobenzene, 2,3-dichloro-5 , 6-Dicyanobenzoquinone, p-dinitrobenzene, m-dini Lobenzene, o-dinitrobenzene, p-cyanonitrobenzene, m-cyanonitrobenzene, o-cyanonitrobenzene, 1,4-naphthoquinone, 2,3-dichloronaphthoquinone, 1-nitronaphthalene, 2-nitronaphthalene, 1,3-dinitro Naphthalene, 1,5-dinitronaphthalene, 9-cyanoanthracene, 9-nitroanthracene, 9,10-anthraquinone, 1,3,6,8-tetranitrocarbazole, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, 2 , 3,5,6-tetracyanopyridine, maleic anhydride, phthalic anhydride, C60, and C70.

これらの中でも、金属酸化物やシアノ基含有化合物が取り扱いやすく、蒸着もしやすいことから、容易に上述した効果が得られるので好ましい。好ましい金属酸化物の例としては酸化モリブデン、酸化バナジウム、または酸化ルテニウムがあげられる。シアノ基含有化合物の中では、(a)分子内に、シアノ基の窒素原子以外に少なくとも1つの電子受容性窒素有する化合物、(b)分子内にハロゲンとシアノ基の両方を有している化合物、(c)分子内にカルボニル基とシアノ基の両方を有している化合物、または(d)分子内にハロゲンとシアノ基の両方を有し、さらにシアノ基の窒素原子以外に少なくとも1つの電子受容性窒素を有する化合物が強い電子アクセプターとなるためより好ましい。このような化合物として具体的には以下のような化合物があげられる。   Among these, metal oxides and cyano group-containing compounds are preferable because they are easy to handle and easy to deposit, so that the above-described effects can be easily obtained. Examples of preferred metal oxides include molybdenum oxide, vanadium oxide, or ruthenium oxide. Among the cyano group-containing compounds, (a) a compound having in the molecule at least one electron-accepting nitrogen other than the nitrogen atom of the cyano group, and (b) a compound having both a halogen and a cyano group in the molecule (C) a compound having both a carbonyl group and a cyano group in the molecule, or (d) at least one electron other than the nitrogen atom of the cyano group, having both a halogen and a cyano group in the molecule. A compound having an accepting nitrogen is more preferable because it becomes a strong electron acceptor. Specific examples of such a compound include the following compounds.

Figure 2014138006
Figure 2014138006

正孔注入層がアクセプター性化合物単独で構成される場合、または正孔注入層にアクセプター性化合物がドープされている場合のいずれの場合も、正孔注入層は1層であってもよいし、複数の層が積層されていてもよい。またアクセプター化合物がドープされている場合に組み合わせて用いる正孔注入材料は、正孔輸送層への正孔注入障壁が緩和できるという観点から、正孔輸送層に用いる化合物と同一の化合物であることがより好ましい。   In any case where the hole injection layer is composed of an acceptor compound alone or when the hole injection layer is doped with an acceptor compound, the hole injection layer may be a single layer, A plurality of layers may be laminated. Moreover, the hole injection material used in combination when the acceptor compound is doped is the same compound as the compound used for the hole transport layer from the viewpoint that the hole injection barrier to the hole transport layer can be relaxed. Is more preferable.

発光層は単一層、複数層のどちらでもよく、それぞれ発光材料(ホスト材料、ドーパント材料)により形成され、これはホスト材料とドーパント材料との混合物であっても、ホスト材料単独であっても、いずれでもよい。すなわち、本発明の発光素子では、各発光層において、ホスト材料もしくはドーパント材料のみが発光してもよいし、ホスト材料とドーパント材料がともに発光してもよい。電気エネルギーを効率よく利用し、高色純度の発光を得るという観点からは、発光層はホスト材料とドーパント材料の混合からなることが好ましい。また、ホスト材料とドーパント材料は、それぞれ一種類であっても、複数の組み合わせであっても、いずれでもよい。ドーパント材料はホスト材料の全体に含まれていても、部分的に含まれていても、いずれでもよい。ドーパント材料は積層されていても、分散されていても、いずれでもよい。ドーパント材料は発光色の制御ができる。ドーパント材料の量は、多すぎると濃度消光現象が起きるため、ホスト材料に対して20重量%以下で用いることが好ましく、さらに好ましくは10重量%以下である。ドーピング方法は、ホスト材料との共蒸着法によって形成することができるが、ホスト材料と予め混合してから同時に蒸着してもよい。   The light emitting layer may be either a single layer or a plurality of layers, each formed by a light emitting material (host material, dopant material), which may be a mixture of a host material and a dopant material or a host material alone, Either is acceptable. That is, in the light emitting element of the present invention, only the host material or the dopant material may emit light in each light emitting layer, or both the host material and the dopant material may emit light. From the viewpoint of efficiently using electric energy and obtaining light emission with high color purity, the light emitting layer is preferably composed of a mixture of a host material and a dopant material. Further, the host material and the dopant material may be either one kind or a plurality of combinations, respectively. The dopant material may be included in the entire host material or may be partially included. The dopant material may be laminated or dispersed. The dopant material can control the emission color. If the amount of the dopant material is too large, a concentration quenching phenomenon occurs, so that it is preferably used at 20% by weight or less, more preferably 10% by weight or less with respect to the host material. The doping method can be formed by a co-evaporation method with a host material, but may be simultaneously deposited after being previously mixed with the host material.

発光材料は、具体的には、以前から発光体として知られていたアントラセンやピレンなどの縮合環誘導体、トリス(8−キノリノラト)アルミニウムを始めとする金属キレート化オキシノイド化合物、ビススチリルアントラセン誘導体やジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、インデン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ポリマー系では、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、そして、ポリチオフェン誘導体などが使用できるが特に限定されるものではない。   Specifically, the light-emitting material includes fused ring derivatives such as anthracene and pyrene, which have been known as light emitters, metal chelated oxinoid compounds such as tris (8-quinolinolato) aluminum, bisstyrylanthracene derivatives and diesters. Bisstyryl derivatives such as styrylbenzene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, indene derivatives, coumarin derivatives, oxadiazole derivatives, pyrrolopyridine derivatives, perinone derivatives, cyclopentadiene derivatives, oxadiazole derivatives, thiadiazolopyridine derivatives, dibenzofuran derivatives, carbazole In derivatives, indolocarbazole derivatives, and polymer systems, polyphenylene vinylene derivatives, polyparaphenylene derivatives, polythiophene derivatives, etc. can be used, but are not particularly limited. Not.

一般式(1)で表される化合物も、蛍光量子収率が高く、さらに電気化学的安定性に優れているため、発光材料として用いることができる。一般式(1)で表される化合物は、ホスト材料として用いてもよいが、強い電子親和性を持っていることから、ドーパント材料として用いると発光層に注入された過剰の電子をトラップする効果があるため、正孔輸送層が電子のアタックにより劣化するのを防ぐことができるので特に好ましい。   The compound represented by the general formula (1) can also be used as a light-emitting material because of its high fluorescence quantum yield and excellent electrochemical stability. Although the compound represented by the general formula (1) may be used as a host material, it has a strong electron affinity. Therefore, when used as a dopant material, it has an effect of trapping excess electrons injected into the light emitting layer. Therefore, it is particularly preferable because the hole transport layer can be prevented from being deteriorated by an electron attack.

発光材料に含有されるホスト材料は、特に限定されないが、一般式(1)で表される化合物以外にナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、トリフェニレン、ペリレン、フルオランテン、フルオレン、インデンなどの縮合アリール環を有する化合物やその誘導体、N,N’−ジナフチル−N,N’−ジフェニル−4,4’−ジフェニル−1,1’−ジアミンなどの芳香族アミン誘導体、トリス(8−キノリナート)アルミニウム(III)をはじめとする金属キレート化オキシノイド化合物、ジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、インデン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ピロロピロール誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、トリアジン誘導体、ポリマー系では、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体などが使用できるが特に限定されるものではない。またドーパント材料には、特に限定されないが、一般式(1)で表される化合物以外にナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、クリセン、トリフェニレン、ペリレン、フルオランテン、フルオレン、インデンなどの縮合アリール環を有する化合物やその誘導体(例えば2−(ベンゾチアゾール−2−イル)−9,10−ジフェニルアントラセンや5,6,11,12−テトラフェニルナフタセンなど)、フラン、ピロール、チオフェン、シロール、9−シラフルオレン、9,9’−スピロビシラフルオレン、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、インドール、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、イミダゾピリジン、フェナントロリン、ピリジン、ピラジン、ナフチリジン、キノキサリン、ピロロピリジン、チオキサンテンなどのヘテロアリール環を有する化合物やその誘導体、ボラン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、4,4’−ビス(2−(4−ジフェニルアミノフェニル)エテニル)ビフェニル、4,4’−ビス(N−(スチルベン−4−イル)−N−フェニルアミノ)スチルベンなどのアミノスチリル誘導体、芳香族アセチレン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、スチルベン誘導体、アルダジン誘導体、ピロメテン誘導体、ジケトピロロ[3,4−c]ピロール誘導体、2,3,5,6−1H,4H−テトラヒドロ−9−(2’−ベンゾチアゾリル)キノリジノ[9,9a,1−gh]クマリンなどのクマリン誘導体、イミダゾール、チアゾール、チアジアゾール、カルバゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾールなどのアゾール誘導体およびその金属錯体およびN,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(3−メチルフェニル)−4,4’−ジフェニル−1,1’−ジアミンに代表される芳香族アミン誘導体などを用いることができる。   The host material contained in the light emitting material is not particularly limited, but other than the compound represented by the general formula (1), naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, chrysene, naphthacene, triphenylene, perylene, fluoranthene, fluorene, indene, etc. Compounds having condensed aryl rings and derivatives thereof, aromatic amine derivatives such as N, N′-dinaphthyl-N, N′-diphenyl-4,4′-diphenyl-1,1′-diamine, tris (8-quinolinate) Metal chelated oxinoid compounds such as aluminum (III), bisstyryl derivatives such as distyrylbenzene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, indene derivatives, coumarin derivatives, oxadiazole derivatives, pyrrolopyridine derivatives, perinone derivatives, cyclopentadiene Conductors, pyrrolopyrrole derivatives, thiadiazolopyridine derivatives, dibenzofuran derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, triazine derivatives, polymers, polyphenylene vinylene derivatives, polyparaphenylene derivatives, polyfluorene derivatives, polyvinylcarbazole derivatives, polythiophene derivatives, etc. Can be used, but is not particularly limited. The dopant material is not particularly limited, but in addition to the compound represented by the general formula (1), a compound having a condensed aryl ring such as naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, chrysene, triphenylene, perylene, fluoranthene, fluorene, and indene And derivatives thereof (eg 2- (benzothiazol-2-yl) -9,10-diphenylanthracene and 5,6,11,12-tetraphenylnaphthacene), furan, pyrrole, thiophene, silole, 9-silafluorene 9,9′-spirobisilafluorene, benzothiophene, benzofuran, indole, dibenzothiophene, dibenzofuran, imidazopyridine, phenanthroline, pyridine, pyrazine, naphthyridine, quinoxaline, pyrrolopyridine, thioxanthene Compounds having a heteroaryl ring, derivatives thereof, borane derivatives, distyrylbenzene derivatives, 4,4′-bis (2- (4-diphenylaminophenyl) ethenyl) biphenyl, 4,4′-bis (N- (stilbene) Aminostyryl derivatives such as -4-yl) -N-phenylamino) stilbene, aromatic acetylene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, stilbene derivatives, aldazine derivatives, pyromethene derivatives, diketopyrrolo [3,4-c] pyrrole derivatives, 2, 3,5,6-1H, 4H-tetrahydro-9- (2′-benzothiazolyl) quinolidino [9,9a, 1-gh] coumarin derivatives such as coumarin, imidazole, thiazole, thiadiazole, carbazole, oxazole, oxadiazole, Azole such as triazole Conductors and metal complexes thereof, and aromatic amine derivatives represented by N, N′-diphenyl-N, N′-di (3-methylphenyl) -4,4′-diphenyl-1,1′-diamine are used. be able to.

また発光層にリン光発光材料が含まれていてもよい。リン光発光材料とは、室温でもリン光発光を示す材料である。ドーパントしてリン光発光材料を用いる場合は基本的に室温でもリン光発光が得られる必要があるが、特に限定されるものではなく、イリジウム(Ir)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、オスミウム(Os)、及びレニウム(Re)からなる群から選択される少なくとも一つの金属を含む有機金属錯体化合物であることが好ましい。中でも室温でも高いリン光発光収率を有するという観点から、イリジウム、もしくは白金を有する有機金属錯体がより好ましい。リン光発光性のドーパントと組み合わせて用いられるホストとしては、インドール誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ピリジン、ピリミジン、トリアジン骨格を有する含窒素芳香族化合物誘導体、ポリアリールベンゼン誘導体、スピロフルオレン誘導体、トルキセン誘導体、トリフェニレン誘導体といった芳香族炭化水素化合物誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体といったカルコゲン元素を含有する化合物、ベリリウムキノリノール錯体といった有機金属錯体などが好適に用いられるが、基本的に用いるドーパントよりも三重項エネルギーが大きく、電子、正孔がそれぞれの輸送層から円滑に注入され、また輸送するものであればこれらに限定されるものではない。また2種以上の三重項発光ドーパントが含有されていてもよいし、2種以上のホスト材料が含有されていてもよい。さらに1種以上の三重項発光ドーパントと1種以上の蛍光発光ドーパントが含有されていてもよい。   The light emitting layer may contain a phosphorescent material. A phosphorescent material is a material that exhibits phosphorescence even at room temperature. When a phosphorescent material is used as a dopant, it is basically necessary to obtain phosphorescence even at room temperature, but there is no particular limitation, and iridium (Ir), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), An organometallic complex compound containing at least one metal selected from the group consisting of palladium (Pd), platinum (Pt), osmium (Os), and rhenium (Re) is preferable. Among these, from the viewpoint of having a high phosphorescence emission yield even at room temperature, an organometallic complex having iridium or platinum is more preferable. Hosts used in combination with a phosphorescent dopant include indole derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, pyridine, pyrimidine, nitrogen-containing aromatic compound derivatives having a triazine skeleton, polyarylbenzene derivatives, spirofluorene derivatives, Aromatic hydrocarbon compound derivatives such as truxene derivatives and triphenylene derivatives, compounds containing chalcogen elements such as dibenzofuran derivatives and dibenzothiophene derivatives, and organometallic complexes such as beryllium quinolinol complexes are preferably used. It is not limited to these as long as the energy is high and electrons and holes are smoothly injected and transported from the respective transport layers. Two or more triplet light-emitting dopants may be contained, or two or more host materials may be contained. Further, one or more triplet light emitting dopants and one or more fluorescent light emitting dopants may be contained.

好ましいリン光発光性ホストまたはドーパントとしては、特に限定されるものではないが、具体的には以下のような例が挙げられる。   The preferred phosphorescent host or dopant is not particularly limited, but specific examples include the following.

Figure 2014138006
Figure 2014138006

Figure 2014138006
Figure 2014138006

本発明において、電子輸送層とは、陰極から電子が注入され、さらに電子を輸送する層である。電子輸送層には、電子注入効率が高く、注入された電子を効率良く輸送することが望まれる。そのため電子輸送層は、電子親和力が大きく、しかも電子移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発生しにくい物質で構成されることが好ましい。しかしながら、正孔と電子の輸送バランスを考えた場合に、電子輸送層が陽極からの正孔が再結合せずに陰極側へ流れるのを効率よく阻止できる役割を主に果たすならば、電子輸送能力がそれ程高くない材料で構成されていても、発光効率を向上させる効果は電子輸送能力が高い材料で構成されている場合と同等となる。したがって、本発明における電子輸送層には、正孔の移動を効率よく阻止できる正孔阻止層も同義のものとして含まれる。   In the present invention, the electron transport layer is a layer in which electrons are injected from the cathode and further transports electrons. The electron transport layer has high electron injection efficiency, and it is desired to efficiently transport injected electrons. Therefore, the electron transport layer is preferably made of a material having a high electron affinity, a high electron mobility, excellent stability, and impurities that are traps are less likely to be generated during manufacture and use. However, considering the transport balance between holes and electrons, if the electron transport layer mainly plays a role of effectively preventing the holes from the anode from recombining and flowing to the cathode side, the electron transport Even if it is made of a material that does not have a high capability, the effect of improving the luminous efficiency is equivalent to that of a material that has a high electron transport capability. Therefore, the electron transport layer in the present invention includes a hole blocking layer that can efficiently block the movement of holes as the same meaning.

電子輸送層に用いられる電子輸送材料としては、ナフタレン、アントラセンなどの縮合多環芳香族誘導体、4,4’−ビス(ジフェニルエテニル)ビフェニルに代表されるスチリル系芳香環誘導体、アントラキノンやジフェノキノンなどのキノン誘導体、リンオキサイド誘導体、トリス(8−キノリノラート)アルミニウム(III)などのキノリノール錯体、ベンゾキノリノール錯体、ヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体およびフラボノール金属錯体などの各種金属錯体が挙げられるが、駆動電圧を低減し、高効率発光が得られることから、炭素、水素、窒素、酸素、ケイ素、リンの中から選ばれる元素で構成され、電子受容性窒素を含むヘテロアリール環構造を有する化合物を用いることが好ましい。   Examples of the electron transport material used in the electron transport layer include condensed polycyclic aromatic derivatives such as naphthalene and anthracene, styryl aromatic ring derivatives represented by 4,4′-bis (diphenylethenyl) biphenyl, anthraquinone, diphenoquinone, and the like. Quinoline derivatives, phosphorus oxide derivatives, quinolinol complexes such as tris (8-quinolinolato) aluminum (III), benzoquinolinol complexes, hydroxyazole complexes, azomethine complexes, tropolone metal complexes, and flavonol metal complexes. A compound having a heteroaryl ring structure composed of an element selected from carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, silicon, and phosphorus and containing electron-accepting nitrogen, because driving voltage is reduced and high-efficiency light emission is obtained. Is preferably used.

電子受容性窒素を含む芳香族複素環は、高い電子親和性を有する。電子受容性窒素を有する電子輸送材料は、高い電子親和力を有する陰極からの電子を受け取りやすくし、より低電圧駆動が可能となる。また、発光層への電子の供給が多くなり、再結合確率が高くなるので発光効率が向上する。   An aromatic heterocyclic ring containing electron-accepting nitrogen has a high electron affinity. An electron transport material having electron-accepting nitrogen makes it easier to receive electrons from a cathode having a high electron affinity, and can be driven at a lower voltage. In addition, since the number of electrons supplied to the light emitting layer is increased and the recombination probability is increased, the light emission efficiency is improved.

電子受容性窒素を含むヘテロアリール環としては、例えば、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、キノリン環、キノキサリン環、ナフチリジン環、ピリミドピリミジン環、ベンゾキノリン環、フェナントロリン環、イミダゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンズイミダゾール環、フェナンスロイミダゾール環などが挙げられる。   Examples of the heteroaryl ring containing an electron-accepting nitrogen include, for example, a pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, quinoline ring, quinoxaline ring, naphthyridine ring, pyrimidopyrimidine ring, benzoquinoline ring, phenanthroline ring, imidazole ring, oxazole ring, Examples thereof include an oxadiazole ring, a triazole ring, a thiazole ring, a thiadiazole ring, a benzoxazole ring, a benzothiazole ring, a benzimidazole ring, and a phenanthrimidazole ring.

これらのヘテロアリール環構造を有する化合物としては、例えば、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ピラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、キノキサリン誘導体、キノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、ビピリジンやターピリジンなどのオリゴピリジン誘導体、キノキサリン誘導体およびナフチリジン誘導体などが好ましい化合物として挙げられる。中でも、トリス(N−フェニルベンズイミダゾール−2−イル)ベンゼンなどのイミダゾール誘導体、1,3−ビス[(4−tert−ブチルフェニル)1,3,4−オキサジアゾリル]フェニレンなどのオキサジアゾール誘導体、N−ナフチル−2,5−ジフェニル−1,3,4−トリアゾールなどのトリアゾール誘導体、バソクプロインや1,3−ビス(1,10−フェナントロリン−9−イル)ベンゼンなどのフェナントロリン誘導体、2,2’−ビス(ベンゾ[h]キノリン−2−イル)−9,9’−スピロビフルオレンなどのベンゾキノリン誘導体、2,5−ビス(6’−(2’,2”−ビピリジル))−1,1−ジメチル−3,4−ジフェニルシロールなどのビピリジン誘導体、1,3−ビス(4’−(2,2’:6’2”−ターピリジニル))ベンゼンなどのターピリジン誘導体、ビス(1−ナフチル)−4−(1,8−ナフチリジン−2−イル)フェニルホスフィンオキサイドなどのナフチリジン誘導体が、電子輸送能の観点から好ましく用いられる。また、これらの誘導体が、縮合多環芳香族骨格を有していると、ガラス転移温度が向上すると共に、電子移動度も大きくなり発光素子の低電圧化の効果が大きいのでより好ましい。さらに、素子耐久寿命が向上し、合成のし易さ、原料入手が容易であることを考慮すると、縮合多環芳香族骨格はアントラセン骨格、ピレン骨格またはフェナントロリン骨格であることが特に好ましい。上記電子輸送材料は単独でも用いられるが、上記電子輸送材料の2種以上を混合して用いたり、その他の電子輸送材料の一種以上を上記の電子輸送材料に混合して用いても構わない。   Examples of these compounds having a heteroaryl ring structure include benzimidazole derivatives, benzoxazole derivatives, benzthiazole derivatives, oxadiazole derivatives, thiadiazole derivatives, triazole derivatives, pyrazine derivatives, phenanthroline derivatives, quinoxaline derivatives, quinoline derivatives, benzoins. Preferred compounds include quinoline derivatives, oligopyridine derivatives such as bipyridine and terpyridine, quinoxaline derivatives and naphthyridine derivatives. Among them, imidazole derivatives such as tris (N-phenylbenzimidazol-2-yl) benzene, oxadiazole derivatives such as 1,3-bis [(4-tert-butylphenyl) 1,3,4-oxadiazolyl] phenylene, Triazole derivatives such as N-naphthyl-2,5-diphenyl-1,3,4-triazole, phenanthroline derivatives such as bathocuproine and 1,3-bis (1,10-phenanthroline-9-yl) benzene, 2,2 ′ A benzoquinoline derivative such as bis (benzo [h] quinolin-2-yl) -9,9′-spirobifluorene, 2,5-bis (6 ′-(2 ′, 2 ″ -bipyridyl))-1, Bipyridine derivatives such as 1-dimethyl-3,4-diphenylsilole, 1,3-bis (4 ′-(2,2 ′: 6′2 ″ -ta Terpyridine derivatives such as pyridinyl)) benzene, naphthyridine derivatives such as bis (1-naphthyl) -4- (1,8-naphthyridin-2-yl) phenylphosphine oxide are preferably used from the viewpoint of electron transporting capability. In addition, it is more preferable that these derivatives have a condensed polycyclic aromatic skeleton because the glass transition temperature is improved, the electron mobility is increased, and the effect of lowering the voltage of the light-emitting element is increased. Furthermore, considering that the device durability life is improved, the synthesis is easy, and the availability of raw materials is easy, the condensed polycyclic aromatic skeleton is particularly preferably an anthracene skeleton, a pyrene skeleton or a phenanthroline skeleton. The electron transport material may be used alone, but two or more of the electron transport materials may be mixed and used, or one or more of the other electron transport materials may be mixed with the electron transport material.

好ましい電子輸送材料としては、特に限定されるものではないが、具体的には以下のような例が挙げられる。   Although it does not specifically limit as a preferable electron transport material, The following examples are specifically mentioned.

Figure 2014138006
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これら以外にも、国際公開第2004−63159号、国際公開第2003−60956号、Appl. Phys. Lett. 74, 865、Org. Electron. 4, 113 (2003)、国際公開第2010−113743号、国際公開第2010−1817号等に開示された電子輸送材料も用いることができる。   Besides these, International Publication No. 2004-63159, International Publication No. 2003-60956, Appl. Phys. Lett. 74, 865, Org. Electron. 4, 113 (2003), International Publication No. 2010-113743, An electron transport material disclosed in International Publication No. 2010-1817 and the like can also be used.

また、一般式(1)で表される化合物も高い電子注入輸送能を有することから電子輸送材料として好適に用いられる。一般式(1)で表される化合物が用いられる場合には、その各一種のみに限る必要はなく、本発明の複数の一般式(1)で表される化合物を混合して用いたり、その他の電子輸送材料の一種類以上を本発明の効果を損なわない範囲で本発明の一般式(1)で表される化合物と混合して用いてもよい。   In addition, the compound represented by the general formula (1) is also preferably used as an electron transporting material because it has a high electron injecting and transporting ability. When the compound represented by the general formula (1) is used, it is not necessary to limit to only one of them, and a mixture of the compounds represented by the general formula (1) of the present invention may be used. One or more electron transport materials may be mixed with the compound represented by the general formula (1) of the present invention as long as the effects of the present invention are not impaired.

混合しうる電子輸送材料としては、特に限定されないが、ナフタレン、アントラセン、ピレンなどの縮合アリール環を有する化合物やその誘導体、4,4’−ビス(ジフェニルエテニル)ビフェニルに代表されるスチリル系芳香環誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、アントラキノンやジフェノキノンなどのキノン誘導体、カルバゾール誘導体およびインドール誘導体、トリス(8−キノリノラート)アルミニウム(III)などのキノリノール錯体やヒドロキシフェニルオキサゾール錯体などのヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体およびフラボノール金属錯体が挙げられる。   The electron transport material that can be mixed is not particularly limited, but is a compound having a condensed aryl ring such as naphthalene, anthracene, or pyrene or a derivative thereof, or a styryl-based fragrance typified by 4,4′-bis (diphenylethenyl) biphenyl. Ring derivatives, perylene derivatives, perinone derivatives, coumarin derivatives, naphthalimide derivatives, quinone derivatives such as anthraquinone and diphenoquinone, carbazole derivatives and indole derivatives, quinolinol complexes such as tris (8-quinolinolato) aluminum (III), and hydroxyphenyloxazole complexes Hydroxyazole complexes, azomethine complexes, tropolone metal complexes and flavonol metal complexes.

また前述のように、一般式(1)で表される化合物を発光層のドーパント材料として用いる場合、電子輸送材料として一般式(4)〜(7)で表される化合物のいずれかを用いると、より多くの電子を発光層に注入でき、発光素子の駆動電圧と発光効率が向上するため特に好ましい。   Moreover, as mentioned above, when using the compound represented by General formula (1) as a dopant material of a light emitting layer, when any of the compounds represented by General formula (4)-(7) is used as an electron transport material. This is particularly preferable because more electrons can be injected into the light emitting layer and the driving voltage and light emission efficiency of the light emitting element are improved.

上記電子輸送材料は単独でも用いられるが、上記電子輸送材料の2種以上を混合して用いたり、その他の電子輸送材料の一種以上を上記の電子輸送材料に混合して用いても構わない。また、ドナー性化合物を含有してもよい。ここで、ドナー性化合物とは電子注入障壁の改善により、陰極または電子注入層からの電子輸送層への電子注入を容易にし、さらに電子輸送層の電気伝導性を向上させる化合物である。   The electron transport material may be used alone, but two or more of the electron transport materials may be mixed and used, or one or more of the other electron transport materials may be mixed with the electron transport material. Moreover, you may contain a donor compound. Here, the donor compound is a compound that facilitates electron injection from the cathode or the electron injection layer to the electron transport layer by improving the electron injection barrier and further improves the electrical conductivity of the electron transport layer.

本発明におけるドナー性化合物の好ましい例としては、アルカリ金属、アルカリ金属を含有する無機塩、アルカリ金属と有機物との錯体、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属を含有する無機塩またはアルカリ土類金属と有機物との錯体などが挙げられる。アルカリ金属、アルカリ土類金属の好ましい種類としては、低仕事関数で電子輸送能向上の効果が大きいリチウム、ナトリウム、セシウムといったアルカリ金属や、マグネシウム、カルシウムといったアルカリ土類金属が挙げられる。   Preferred examples of the donor compound in the present invention include an alkali metal, an inorganic salt containing an alkali metal, a complex of an alkali metal and an organic substance, an alkaline earth metal, an inorganic salt containing an alkaline earth metal, or an alkaline earth metal. And a complex of organic substance. Preferable types of alkali metals and alkaline earth metals include alkali metals such as lithium, sodium and cesium, which have a low work function and a large effect of improving the electron transport ability, and alkaline earth metals such as magnesium and calcium.

また、真空中での蒸着が容易で取り扱いに優れることから、金属単体よりも無機塩、あるいは有機物との錯体の状態であることが好ましい。さらに、大気中での取扱を容易にし、添加濃度の制御のし易さの点で、有機物との錯体の状態にあることがより好ましい。無機塩の例としては、LiO、Li2O等の酸化物、窒化物、LiF、NaF、KF等のフッ化物、Li2CO3、Na2CO3、K2CO3、Rb2CO3、Cs2CO3等の炭酸塩などが挙げられる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の好ましい例としては、原料が安価で合成が容易な点から、リチウムが挙げられる。また、有機物との錯体における有機物の好ましい例としては、キノリノール、ベンゾキノリノール、フラボノール、ヒドロキシイミダゾピリジン、ヒドロキシベンズアゾール、ヒドロキシトリアゾールなどが挙げられる。中でも、アルカリ金属と有機物との錯体が好ましく、リチウムと有機物との錯体がより好ましく、リチウムキノリノールが特に好ましい。これらのドナー性化合物を2種以上混合して用いてもよい。 In addition, since it is easy to deposit in vacuum and is excellent in handling, it is preferably in the form of a complex with an inorganic salt or an organic substance rather than a single metal. Furthermore, it is more preferable that it is in the state of a complex with an organic substance in terms of facilitating handling in the air and easy control of the addition concentration. Examples of inorganic salts include oxides such as LiO and Li 2 O, nitrides, fluorides such as LiF, NaF, and KF, Li 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , Rb 2 CO 3 , Examples thereof include carbonates such as Cs 2 CO 3 . A preferable example of the alkali metal or alkaline earth metal is lithium from the viewpoint that the raw materials are inexpensive and easy to synthesize. Preferred examples of the organic substance in the complex with the organic substance include quinolinol, benzoquinolinol, flavonol, hydroxyimidazopyridine, hydroxybenzazole, hydroxytriazole and the like. Among these, a complex of an alkali metal and an organic substance is preferable, a complex of lithium and an organic substance is more preferable, and lithium quinolinol is particularly preferable. Two or more of these donor compounds may be mixed and used.

好適なドーピング濃度は材料やドーピング領域の膜厚によっても異なるが、例えばドナー性化合物がアルカリ金属、アルカリ土類金属といった無機材料の場合は、電子輸送材料とドナー性化合物の蒸着速度比が10000:1〜2:1の範囲となるようにして共蒸着して電子輸送層としたものが好ましい。蒸着速度比は100:1〜5:1がより好ましく、100:1〜10:1がさらに好ましい。またドナー性化合物が金属と有機物との錯体である場合は、電子輸送材料とドナー性化合物の蒸着速度比が100:1〜1:100の範囲となるようにして共蒸着して電子輸送層としたものが好ましい。蒸着速度比は10:1〜1:10がより好ましく、7:3〜3:7がより好ましい。   The preferred doping concentration varies depending on the material and the thickness of the doped region. For example, when the donor compound is an inorganic material such as an alkali metal or alkaline earth metal, the deposition rate ratio of the electron transport material and the donor compound is 10,000: It is preferable to use an electron transport layer by co-evaporation so as to be in the range of 1 to 2: 1. The deposition rate ratio is more preferably 100: 1 to 5: 1, and further preferably 100: 1 to 10: 1. When the donor compound is a complex of a metal and an organic substance, the electron transport layer and the donor compound are co-deposited so that the deposition rate ratio of the donor compound is in the range of 100: 1 to 1: 100. Is preferred. The deposition rate ratio is more preferably 10: 1 to 1:10, and more preferably 7: 3 to 3: 7.

また、上記のような一般式(1)で表される化合物にドナー性化合物がドープされた電子輸送層は、複数の発光素子を連結するタンデム構造型素子における電荷発生層として用いられていてもよい。   Further, the electron transport layer in which the compound represented by the general formula (1) is doped with a donor compound may be used as a charge generation layer in a tandem structure type element that connects a plurality of light emitting elements. Good.

電子輸送層にドナー性化合物をドーピングして電子輸送能を向上させる方法は、薄膜層の膜厚が厚い場合に特に効果を発揮するものである。電子輸送層および発光層の合計膜厚が50nm以上の場合に特に好ましく用いられる。例えば、発光効率を向上させるために干渉効果を利用する方法があるが、これは発光層から直接放射される光と、陰極で反射された光の位相を整合させて光の取り出し効率を向上させるものである。この最適条件は光の発光波長に応じて変化するが、電子輸送層および発光層の合計膜厚が50nm以上となり、赤色などの長波長発光の場合には100nm近くの厚膜になる場合がある。   The method of doping the electron transport layer with a donor compound to improve the electron transport capability is particularly effective when the thin film layer is thick. It is particularly preferably used when the total film thickness of the electron transport layer and the light emitting layer is 50 nm or more. For example, there is a method of using the interference effect to improve the light emission efficiency, but this improves the light extraction efficiency by matching the phase of the light directly emitted from the light emitting layer and the light reflected by the cathode. Is. This optimum condition varies depending on the light emission wavelength, but the total film thickness of the electron transport layer and the light-emitting layer is 50 nm or more, and in the case of long-wavelength light emission such as red, it may be a thick film near 100 nm. .

ドーピングする電子輸送層の膜厚は、電子輸送層の一部分または全部のどちらでも構わない。一部分にドーピングする場合、少なくとも電子輸送層/陰極界面にはドーピング領域を設けることが望ましく、陰極界面付近にドーピングするだけでも低電圧化の効果は得られる。一方、ドナー性化合物が発光層に直接接していると発光効率を低下させる悪影響を及ぼす場合があり、その場合には発光層/電子輸送層界面にノンドープ領域を設けることが好ましい。   The electron transport layer to be doped may have either a part or all of the electron transport layer. In the case of partial doping, it is desirable to provide a doping region at least at the electron transport layer / cathode interface, and the effect of lowering the voltage can be obtained only by doping in the vicinity of the cathode interface. On the other hand, if the donor compound is in direct contact with the light emitting layer, it may adversely affect the light emission efficiency. In that case, it is preferable to provide a non-doped region at the light emitting layer / electron transport layer interface.

本発明において、陰極と電子輸送層の間に電子注入層を設けてもよい。一般的に電子注入層は陰極から電子輸送層への電子の注入を助ける目的で挿入されるが、挿入する場合は、電子受容性窒素を含むヘテロアリール環構造を有する化合物を用いてもよいし、上記のドナー性化合物を含有する層を用いてもよい。一般式(1)で表される化合物が電子注入層に含まれていてもよい。また電子注入層に絶縁体や半導体の無機物を用いることもできる。これらの材料を用いることで発光素子の短絡を有効に防止して、かつ電子注入性を向上させることができるので好ましい。このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、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ナイ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より好ましい。具体的に、好ましいアルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、LiO、NaS及びNaSeが挙げられ、好ましいアルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、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。さらに有機物と金属の錯体も好適に用いられる。電子注入層に有機物と金属の錯体を用いる場合は膜厚調整が容易であるのでより好ましい。このような有機金属錯体の例としては有機物との錯体における有機物の好ましい例としては、キノリノール、ベンゾキノリノール、ピリジルフェノール、フラボノール、ヒドロキシイミダゾピリジン、ヒドロキシベンズアゾール、ヒドロキシトリアゾールなどが挙げられる。中でも、アルカリ金属と有機物との錯体が好ましく、リチウムと有機物との錯体がより好ましく、リチウムキノリノールが特に好ましい。 In the present invention, an electron injection layer may be provided between the cathode and the electron transport layer. In general, the electron injection layer is inserted for the purpose of assisting injection of electrons from the cathode to the electron transport layer, but in the case of insertion, a compound having a heteroaryl ring structure containing electron-accepting nitrogen may be used. A layer containing the above donor compound may be used. The compound represented by the general formula (1) may be included in the electron injection layer. An insulator or a semiconductor inorganic substance can also be used for the electron injection layer. Use of these materials is preferable because a short circuit of the light emitting element can be effectively prevented and the electron injection property can be improved. As such 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 more preferable because the electron injection property can be further improved. Specifically, preferred alkali metal chalcogenides include, for example, Li 2 O, Na 2 S, and Na 2 Se, and preferred alkaline earth metal chalcogenides include, for example, CaO, BaO, SrO, BeO, BaS, and CaSe. Is mentioned. Further, preferable alkali metal halides include, for example, LiF, NaF, KF, LiCl, KCl, and NaCl. Examples of 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. Furthermore, a complex of an organic substance and a metal is also preferably used. In the case where a complex of an organic substance and a metal is used for the electron injection layer, the film thickness can be easily adjusted. Examples of such organometallic complexes include quinolinol, benzoquinolinol, pyridylphenol, flavonol, hydroxyimidazopyridine, hydroxybenzazole, hydroxytriazole, and the like as preferred examples of the organic substance in a complex with an organic substance. Among these, a complex of an alkali metal and an organic substance is preferable, a complex of lithium and an organic substance is more preferable, and lithium quinolinol is particularly preferable.

発光素子を構成する上記各層の形成方法は、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、コーティング法など特に限定されないが、通常は、素子特性の点から抵抗加熱蒸着または電子ビーム蒸着が好ましい。   The method of forming each layer constituting the light emitting element is not particularly limited, such as resistance heating vapor deposition, electron beam vapor deposition, sputtering, molecular lamination method, coating method, etc., but resistance heating vapor deposition or electron beam vapor deposition is usually used in terms of element characteristics. preferable.

有機層の厚みは、発光物質の抵抗値にもよるので限定することはできないが、1〜1000nmであることが好ましい。発光層、電子輸送層、正孔輸送層の膜厚はそれぞれ、好ましくは1nm以上200nm以下であり、さらに好ましくは5nm以上100nm以下である。   The thickness of the organic layer is not limited because it depends on the resistance value of the luminescent material, but is preferably 1 to 1000 nm. The film thicknesses of the light emitting layer, the electron transport layer, and the hole transport layer are each preferably 1 nm to 200 nm, and more preferably 5 nm to 100 nm.

本発明の発光素子は、電気エネルギーを光に変換できる機能を有する。ここで電気エネルギーとしては主に直流電流が使用されるが、パルス電流や交流電流を用いることも可能である。電流値および電圧値は特に制限はないが、素子の消費電力や寿命を考慮すると、できるだけ低いエネルギーで最大の輝度が得られるよう選ばれるべきである。   The light-emitting element of the present invention has a function of converting electrical energy into light. Here, a direct current is mainly used as the electric energy, but a pulse current or an alternating current can also be used. The current value and voltage value are not particularly limited, but should be selected so that the maximum luminance can be obtained with as low energy as possible in consideration of the power consumption and lifetime of the device.

本発明の発光素子は、例えば、マトリクスおよび/またはセグメント方式で表示するディスプレイとして好適に用いられる。   The light emitting device of the present invention is suitably used as a display for displaying in a matrix and / or segment system, for example.

マトリクス方式とは、表示のための画素が格子状やモザイク状など二次元的に配置され、画素の集合で文字や画像を表示する。画素の形状やサイズは用途によって決まる。例えば、パソコン、モニター、テレビの画像および文字表示には、通常一辺が300μm以下の四角形の画素が用いられ、また、表示パネルのような大型ディスプレイの場合は、一辺がmmオーダーの画素を用いることになる。モノクロ表示の場合は、同じ色の画素を配列すればよいが、カラー表示の場合には、赤、緑、青の画素を並べて表示させる。この場合、典型的にはデルタタイプとストライプタイプがある。そして、このマトリクスの駆動方法は、線順次駆動方法やアクティブマトリクスのどちらでもよい。線順次駆動はその構造が簡単であるが、動作特性を考慮した場合、アクティブマトリクスの方が優れる場合があるので、これも用途によって使い分けることが必要である。   In the matrix method, pixels for display are two-dimensionally arranged such as a lattice shape or a mosaic shape, and a character or an image is displayed by a set of pixels. The shape and size of the pixel are determined by the application. For example, a square pixel with a side of 300 μm or less is usually used for displaying images and characters on a personal computer, monitor, TV, and a pixel with a side of mm order for a large display such as a display panel. become. In monochrome display, pixels of the same color may be arranged. However, in color display, red, green, and blue pixels are displayed side by side. In this case, there are typically a delta type and a stripe type. The matrix driving method may be either a line sequential driving method or an active matrix. Although the structure of the line sequential drive is simple, the active matrix may be superior in consideration of the operation characteristics, and it is necessary to use it depending on the application.

本発明におけるセグメント方式とは、予め決められた情報を表示するようにパターンを形成し、このパターンの配置によって決められた領域を発光させる方式である。例えば、デジタル時計や温度計における時刻や温度表示、オーディオ機器や電磁調理器などの動作状態表示および自動車のパネル表示などが挙げられる。そして、前記マトリクス表示とセグメント表示は同じパネルの中に共存していてもよい。   The segment system in the present invention is a system in which a pattern is formed so as to display predetermined information and an area determined by the arrangement of the pattern is caused to emit light. For example, the time and temperature display in a digital clock or a thermometer, the operation state display of an audio device or an electromagnetic cooker, the panel display of an automobile, etc. The matrix display and the segment display may coexist in the same panel.

本発明の発光素子は、各種機器等のバックライトとしても好ましく用いられる。バックライトは、主に自発光しない表示装置の視認性を向上させる目的に使用され、液晶表示装置、時計、オーディオ装置、自動車パネル、表示板および標識などに使用される。特に、液晶表示装置、中でも薄型化が検討されているパソコン用途のバックライトに本発明の発光素子は好ましく用いられ、従来のものより薄型で軽量なバックライトを提供できる。   The light emitting device of the present invention is also preferably used as a backlight for various devices. The backlight is used mainly for the purpose of improving the visibility of a display device that does not emit light, and is used for a liquid crystal display device, a clock, an audio device, an automobile panel, a display panel, a sign, and the like. In particular, the light-emitting element of the present invention is preferably used for a backlight for a liquid crystal display device, particularly a personal computer for which a reduction in thickness is being considered, and a backlight that is thinner and lighter than conventional ones can be provided.

以下、実施例をあげて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated, this invention is not limited by these Examples.

合成例1
化合物[1]の合成
Synthesis example 1
Synthesis of compound [1]

Figure 2014138006
Figure 2014138006

3−ブロモジベンゾチオフェン19.6gと酢酸300mlを混合し、30wt%過酸化水素水200mlを滴下した後、窒素気流下で加熱還流した。2時間後、室温に冷ました後、水500mLを加えた。得られた析出物をろ過し、真空乾燥することにより、中間体A21.3g(収率97%)を得た。
次に、中間体A21.3g、ビスピナコラートジボロン27.5g、酢酸カリウム21.2g、DMF400mlを混合し、窒素置換した。この混合溶液にジフェニルホスフィノフェロセンパラジウムジクロリドジクロロメタン錯体588mgを加え、100℃で攪拌した。2時間後、室温に冷却した後、トルエン400ml、水500mlを加えて分液を行い、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製を行い(トルエン/酢酸エチル=20:1)、溶出液を濃縮した。得られた固体にメタノールを加えて濾過した後、真空乾燥することにより中間体B20.0g(収率81%)を得た。
19.6 g of 3-bromodibenzothiophene and 300 ml of acetic acid were mixed, 200 ml of 30 wt% hydrogen peroxide water was added dropwise, and the mixture was heated to reflux under a nitrogen stream. Two hours later, after cooling to room temperature, 500 mL of water was added. The resulting precipitate was filtered and vacuum dried to obtain 21.3 g of intermediate A (yield 97%).
Next, 21.3 g of intermediate A, 27.5 g of bispinacolatodiboron, 21.2 g of potassium acetate, and 400 ml of DMF were mixed and purged with nitrogen. To this mixed solution was added 588 mg of diphenylphosphinoferrocene palladium dichloride dichloromethane complex, and the mixture was stirred at 100 ° C. Two hours later, after cooling to room temperature, 400 ml of toluene and 500 ml of water were added for liquid separation, and the organic layer was dried over magnesium sulfate. After the solvent was distilled off, purification was performed by silica gel column chromatography (toluene / ethyl acetate = 20: 1), and the eluate was concentrated. Methanol was added to the obtained solid, filtered, and then vacuum-dried to obtain 20.0 g of intermediate B (yield 81%).

Figure 2014138006
Figure 2014138006

次に、9−ブロモアントラセン5.00g、4−(1−ナフチルフェニル)ボロン酸5.31g、1,2−ジメトキシエタン97ml、2.0M炭酸ナトリウム水溶液21.4mlを混合し、窒素置換した。この混合溶液にビス(トリフェニルホスフィン)パラジウムジクロリド136mgを加え、加熱還流した。2時間後、室温に冷却した後、水100mlを加えて析出した灰色固体を濾取した。濾取した固体をトルエン500mlに加熱溶解し、活性炭1.5gを加えて室温で30分攪拌した後、セライト濾過し、溶媒を留去した。析出した固体にメタノールを加えて濾取し、得られた固体を真空乾燥することにより、淡黄色固体状の中間体C7.1g(収率96%)を得た。   Next, 5.00 g of 9-bromoanthracene, 5.31 g of 4- (1-naphthylphenyl) boronic acid, 97 ml of 1,2-dimethoxyethane, and 21.4 ml of 2.0 M aqueous sodium carbonate solution were mixed and purged with nitrogen. 136 mg of bis (triphenylphosphine) palladium dichloride was added to this mixed solution, and the mixture was heated to reflux. Two hours later, after cooling to room temperature, 100 ml of water was added and the precipitated gray solid was collected by filtration. The solid collected by filtration was dissolved by heating in 500 ml of toluene, 1.5 g of activated carbon was added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes, filtered through Celite, and the solvent was distilled off. Methanol was added to the precipitated solid and collected by filtration. The obtained solid was vacuum-dried to obtain 7.1 g (yield 96%) of a light yellow solid intermediate C.

次に、中間体C7.1g、N−ブロモスクシイミド3.32g、1,2−ジメトキシエタン93mlを混合し、50℃で2時間攪拌した。室温に冷却した後、水100mlを加えて析出した固体を濾取した。得られた固体を水100ml、メタノール100mlで洗浄した後、真空乾燥し、中間体D7.9g(収率92%)を得た。   Next, 7.1 g of intermediate C, 3.32 g of N-bromosuccinimide, and 93 ml of 1,2-dimethoxyethane were mixed and stirred at 50 ° C. for 2 hours. After cooling to room temperature, 100 ml of water was added and the precipitated solid was collected by filtration. The obtained solid was washed with 100 ml of water and 100 ml of methanol and then vacuum-dried to obtain 7.9 g of intermediate D (yield 92%).

Figure 2014138006
Figure 2014138006

次に、中間体D3.00g、中間体B2.46g、1,2−ジメトキシエタン33ml、2.0M炭酸ナトリウム水溶液7.2mlを混合し、窒素置換した。この混合溶液にビス(トリフェニルホスフィン)パラジウムジクロリド46mgを加え、加熱還流した。2時間後、室温に冷却した後、水100mlを加えて析出した灰色固体を濾取した。濾取した固体をTHF500mlに加熱溶解し、活性炭460mg、QuadrasilMP(登録商標)210mgを加えて1時間加熱還流した。この溶液を室温まで冷却した後、セライト濾過し、溶媒を留去した。得られた固体をトルエン再結晶により精製し、真空乾燥することにより、黄色固体2.72g(収率70%)を得た。得られた粉末のH−NMRの分析結果は次の通りであり、上記で得られた黄色結晶が化合物[1]であることが確認された。
H−NMR(CDCl(δ=ppm))δ 8.22−8.15(m,1H),8.11(d,1H),8.00−7.91(m,6H),7.79−7.55(m,13H),7.49−7.42(m,4H),7.29−7.09(m,1H)。
Next, 3.00 g of intermediate D, 2.46 g of intermediate B, 33 ml of 1,2-dimethoxyethane, and 7.2 ml of 2.0 M aqueous sodium carbonate solution were mixed and purged with nitrogen. To this mixed solution was added 46 mg of bis (triphenylphosphine) palladium dichloride, and the mixture was heated to reflux. Two hours later, after cooling to room temperature, 100 ml of water was added and the precipitated gray solid was collected by filtration. The solid collected by filtration was dissolved by heating in 500 ml of THF, 460 mg of activated carbon and 210 mg of QuadrasilMP (registered trademark) were added, and the mixture was heated to reflux for 1 hour. The solution was cooled to room temperature, filtered through celite, and the solvent was distilled off. The obtained solid was purified by toluene recrystallization and vacuum-dried to obtain 2.72 g (yield 70%) of a yellow solid. The results of 1 H-NMR analysis of the obtained powder are as follows, and it was confirmed that the yellow crystals obtained above were the compound [1].
1 H-NMR (CDCl 3 (δ = ppm)) δ 8.22-8.15 (m, 1H), 8.11 (d, 1H), 8.00-7.91 (m, 6H), 7 79-7.55 (m, 13H), 7.49-7.42 (m, 4H), 7.29-7.09 (m, 1H).

なお、化合物[1]は、油拡散ポンプを用いて1×10−3Paの圧力下、約300℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。HPLC純度(測定波長254nmにおける面積%)は昇華精製前が99.25%、昇華精製後が99.50%であった。 Compound [1] was used as a light emitting device material after sublimation purification at about 300 ° C. under a pressure of 1 × 10 −3 Pa using an oil diffusion pump. The HPLC purity (area% at a measurement wavelength of 254 nm) was 99.25% before sublimation purification and 99.50% after sublimation purification.

合成例2
化合物[2]の合成
Synthesis example 2
Synthesis of compound [2]

Figure 2014138006
Figure 2014138006

アセナフチレン14.0g、ジフェニルイソベンゾフラン25.0gおよびo−キシレン200mlを混合し、窒素気流下で加熱還流した。2時間後、室温に冷ました後、溶媒を留去し、エーテル300mLを加えた。得られた析出物をろ過し、真空乾燥することにより、中間体E27.7g(収率71%)を得た。   14.0 g of acenaphthylene, 25.0 g of diphenylisobenzofuran and 200 ml of o-xylene were mixed and heated to reflux under a nitrogen stream. After 2 hours, after cooling to room temperature, the solvent was distilled off and 300 mL of ether was added. The resulting precipitate was filtered and vacuum-dried to obtain 27.7 g of intermediate E (yield 71%).

次に、中間体E27.7g、酢酸200mLを混合し、48%臭化水素水20mLを加え、加熱還流した。3時間後、反応混合物を室温に冷却した後、ろ過し、水とメタノールで洗浄した。得られた固体を真空乾燥することにより、中間体F25.8g(収率96%)を得た。   Next, 27.7 g of intermediate E and 200 mL of acetic acid were mixed, 20 mL of 48% aqueous hydrogen bromide was added, and the mixture was heated to reflux. After 3 hours, the reaction mixture was cooled to room temperature, filtered, and washed with water and methanol. The obtained solid was vacuum-dried to obtain 25.8 g of intermediate F (yield 96%).

次に、中間体F25.8g、N−ブロモスクシイミド11.3g、クロロホルム318mLを混合し、加熱還流した。1時間後、N−ブロモスクシイミド3.4gを追加し、さらに加熱還流した。2時間後、室温に冷却した後、クロロホルム溶液を水とチオ硫酸ナトリウム水溶液で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、活性炭3gを加えた後、ろ過し、溶媒を留去した。得られた固体を、酢酸ブチル800mLで再結晶し、ろ過した後、真空乾燥することにより、中間体G26.9g(収率87%)を得た。   Next, 25.8 g of intermediate F, 11.3 g of N-bromosuccinimide, and 318 mL of chloroform were mixed and heated to reflux. After 1 hour, 3.4 g of N-bromosuccinimide was added, and the mixture was further heated to reflux. Two hours later, after cooling to room temperature, the chloroform solution was washed with water and an aqueous sodium thiosulfate solution. The organic layer was dried over magnesium sulfate, added with 3 g of activated carbon, filtered, and the solvent was distilled off. The obtained solid was recrystallized with 800 mL of butyl acetate, filtered, and then dried under vacuum to obtain 26.9 g of Intermediate G (yield 87%).

Figure 2014138006
Figure 2014138006

次に、中間体G3.00g、中間体B2.34g、1,2−ジメトキシエタン31ml、2.0M炭酸ナトリウム水溶液6.2mlを混合し、窒素置換した。この混合溶液にビス(トリフェニルホスフィン)パラジウムジクロリド44mgを加え、加熱還流した。3時間後、室温に冷却した後、水30mlを加え、析出した固体を濾取した。得られた固体を真空乾燥した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製を行い(トルエン/ヘキサン=5:1)、溶出液を濃縮した。得られた黄褐色オイルにTHF40mlとQuadrasilMP(登録商標)200mgを加えて1時間加熱還流した。この溶液を室温まで冷却した後、セライト濾過し、溶媒を留去した。得られた黄褐色オイルにメタノールを加えて1時間加熱還流し、結晶化した固体を濾取した。得られた固体を真空乾燥することにより、黄色固体1.52g(収率40%)を得た。得られた粉末のH−NMRの分析結果は次の通りであり、上記で得られた黄色結晶が化合物[2]であることが確認された。
H−NMR (CDCl(δ=ppm))δ 7.93−7.85(m,3H),7.80−7.55(m,18H),7.52−7.32(m,4H),6.67(dd,2H)。
なお、化合物[2]は、油拡散ポンプを用いて1×10−3Paの圧力下、約320℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。HPLC純度(測定波長254nmにおける面積%)は昇華精製前が99.68%、昇華精製後が99.70%であった。
Next, 3.00 g of intermediate G, 2.34 g of intermediate B, 31 ml of 1,2-dimethoxyethane, and 6.2 ml of 2.0 M aqueous sodium carbonate solution were mixed and purged with nitrogen. To this mixed solution, 44 mg of bis (triphenylphosphine) palladium dichloride was added and heated to reflux. After 3 hours, after cooling to room temperature, 30 ml of water was added, and the precipitated solid was collected by filtration. The obtained solid was vacuum-dried and then purified by silica gel column chromatography (toluene / hexane = 5: 1), and the eluate was concentrated. To the obtained tan oil, 40 ml of THF and 200 mg of QuadrasilMP (registered trademark) were added and heated under reflux for 1 hour. The solution was cooled to room temperature, filtered through celite, and the solvent was distilled off. Methanol was added to the resulting tan oil and heated to reflux for 1 hour, and the crystallized solid was collected by filtration. The obtained solid was vacuum-dried to obtain 1.52 g (yield 40%) of a yellow solid. The results of 1 H-NMR analysis of the obtained powder are as follows, and it was confirmed that the yellow crystals obtained above were the compound [2].
1 H-NMR (CDCl 3 (δ = ppm)) δ 7.93-7.85 (m, 3H), 7.80-7.55 (m, 18H), 7.52-7.32 (m, 4H), 6.67 (dd, 2H).
Compound [2] was used as a light emitting device material after sublimation purification at about 320 ° C. under a pressure of 1 × 10 −3 Pa using an oil diffusion pump. The HPLC purity (area% at a measurement wavelength of 254 nm) was 99.68% before sublimation purification and 99.70% after sublimation purification.

実施例1
ITO透明導電膜を160nm堆積させたガラス基板(ジオマテック(株)製、11Ω/□、スパッタ品)を38×46mmに切断し、エッチングを行った。得られた基板を “セミコクリーン56”(商品名、フルウチ化学(株)製)で15分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を素子を作製する直前に1時間UV−オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が5×10−4Pa以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入材料として、化合物(HI−1)を10nm、正孔輸送材料として、化合物(HT−1)を80nm蒸着した。次に、発光材料に、ホスト材料として本発明の化合物[1]を、ドーパント材料として化合物(D−1)をドープ濃度が3重量%になるようにして30nmの厚さに蒸着した。次に、化合物(1E−1)を電子輸送層として30nmの厚さに蒸着して積層した。
Example 1
A glass substrate (manufactured by Geomat Co., Ltd., 11Ω / □, sputtered product) on which an ITO transparent conductive film was deposited to 160 nm was cut into 38 × 46 mm and etched. The obtained substrate was ultrasonically cleaned with “Semico Clean 56” (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.) for 15 minutes and then with ultrapure water. This substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour immediately before producing the device, placed in a vacuum deposition apparatus, and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus became 5 × 10 −4 Pa or less. By the resistance heating method, first, the compound (HI-1) was vapor-deposited as a hole injection material at a thickness of 10 nm, and the compound (HT-1) as a hole-transport material was vapor-deposited at a thickness of 80 nm. Next, the compound [1] of the present invention as a host material and the compound (D-1) as a dopant material were vapor-deposited in a thickness of 30 nm on the light emitting material so that the doping concentration was 3% by weight. Next, the compound (1E-1) was deposited as an electron transport layer to a thickness of 30 nm and laminated.

次に、化合物(2E−1)を電子注入層として1nm蒸着した後、マグネシウムと銀の共蒸着膜を蒸着速度比がマグネシウム:銀=10:1(=0.5nm/s:0.05nm/s)で100nm蒸着して陰極とし、5×5mm角の素子を作製した。ここで言う膜厚は、水晶発振式膜厚モニター表示値である。この発光素子を10mA/cmで直流駆動したところ、外部量子効率4.3%、駆動電圧4.2V、輝度半減時間6100時間の耐久性に優れた青色発光素子が得られた。 Next, after depositing the compound (2E-1) as an electron injection layer to a thickness of 1 nm, a deposition rate ratio of a magnesium and silver co-deposition film is magnesium: silver = 10: 1 (= 0.5 nm / s: 0.05 nm / s). Then, a 5 × 5 mm square element was produced by depositing 100 nm as a cathode. The film thickness referred to here is a crystal oscillation type film thickness monitor display value. When this light-emitting device was DC-driven at 10 mA / cm 2 , a blue light-emitting device excellent in durability with an external quantum efficiency of 4.3%, a driving voltage of 4.2 V, and a luminance half time of 6100 hours was obtained.

なお、(HI−1)、(HT−1)、(D−1)、(1E−1)、(2E−1)は下記に示す化合物である。   In addition, (HI-1), (HT-1), (D-1), (1E-1), and (2E-1) are the compounds shown below.

Figure 2014138006
Figure 2014138006

実施例2
ホスト材料に化合物(H−1)、ドーパント材料として本発明の化合物[2]を用いた以外は、実施例1と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cmで直流駆動したところ、外部量子効率5.1%、駆動電圧4.6V、輝度半減時間8700時間の耐久性に優れた青色発光素子が得られた。なお(H−1)は下記に示す化合物である。
Example 2
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 1 except that the compound (H-1) was used as the host material and the compound [2] of the present invention was used as the dopant material. When this light-emitting device was DC-driven at 10 mA / cm 2 , a blue light-emitting device having excellent durability with an external quantum efficiency of 5.1%, a driving voltage of 4.6 V, and a luminance half time of 8700 hours was obtained. (H-1) is a compound shown below.

Figure 2014138006
Figure 2014138006

比較例1〜5
ドーパント材料として表1に記載した材料を用いた以外は、実施例2と同様にして発光素子を作製した。結果は表1に示した。なお、表1中、(D−2)〜(D−5)は下記に示す化合物である。
Comparative Examples 1-5
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 2 except that the materials described in Table 1 were used as the dopant material. The results are shown in Table 1. In Table 1, (D-2) to (D-5) are the compounds shown below.

Figure 2014138006
Figure 2014138006

実施例3
ITO透明導電膜を160nm堆積させたガラス基板(ジオマテック(株)製、11Ω/□、スパッタ品)を38×46mmに切断し、エッチングを行った。得られた基板を “セミコクリーン56”(商品名、フルウチ化学(株)製)で15分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を素子を作製する直前に1時間UV−オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が5×10−4Pa以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入材料として、化合物(HI−1)を10nm、正孔輸送材料として、化合物(HT−1)を80nm蒸着した。次に、発光材料に、ホスト材料として化合物(H−1)を、ドーパント材料として化合物[2]をドープ濃度が3重量%になるようにして30nmの厚さに蒸着した。次に、化合物(1E−2)を電子輸送層として30nmの厚さに蒸着して積層した。
Example 3
A glass substrate (manufactured by Geomat Co., Ltd., 11Ω / □, sputtered product) on which an ITO transparent conductive film was deposited to 160 nm was cut into 38 × 46 mm and etched. The obtained substrate was ultrasonically cleaned with “Semico Clean 56” (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.) for 15 minutes and then with ultrapure water. This substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour immediately before producing the device, placed in a vacuum deposition apparatus, and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus became 5 × 10 −4 Pa or less. By the resistance heating method, first, the compound (HI-1) was vapor-deposited as a hole injection material at a thickness of 10 nm, and the compound (HT-1) as a hole-transport material was vapor-deposited at a thickness of 80 nm. Next, the compound (H-1) as a host material and the compound [2] as a dopant material were vapor-deposited on the light-emitting material to a thickness of 30 nm so that the doping concentration was 3% by weight. Next, the compound (1E-2) was deposited as an electron transport layer to a thickness of 30 nm and laminated.

次に、化合物(2E−1)を電子注入層として1nm蒸着した後、マグネシウムと銀の共蒸着膜を蒸着速度比がマグネシウム:銀=10:1(=0.5nm/s:0.05nm/s)で100nm蒸着して陰極とし、5×5mm角の素子を作製した。この発光素子を10mA/cmで直流駆動したところ、外部量子効率5.5%、駆動電圧3.9V、輝度半減時間7800時間の耐久性に優れた青色発光素子が得られた。
なお、(1E−2)は下記に示す化合物である。
Next, after depositing the compound (2E-1) as an electron injection layer to a thickness of 1 nm, a deposition rate ratio of a magnesium and silver co-deposition film is magnesium: silver = 10: 1 (= 0.5 nm / s: 0.05 nm / s). Then, a 5 × 5 mm square element was produced by depositing 100 nm as a cathode. When this light-emitting device was DC-driven at 10 mA / cm 2 , a blue light-emitting device excellent in durability with an external quantum efficiency of 5.5%, a driving voltage of 3.9 V, and a luminance half-life time of 7800 hours was obtained.
In addition, (1E-2) is a compound shown below.

Figure 2014138006
Figure 2014138006

実施例4〜9
電子輸送層として表2に記載した材料を用いた以外は、実施例3と同様にして発光素子を作製した。各実施例の結果は表2に示した。なお、(1E−3)〜(1E−8)は下記に示す化合物である。
Examples 4-9
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 3 except that the materials described in Table 2 were used as the electron transport layer. The results of each example are shown in Table 2. In addition, (1E-3) to (1E-8) are the compounds shown below.

Figure 2014138006
Figure 2014138006

比較例6〜10
ドーパント材料および電子輸送層として表2に記載した材料を用いた以外は、実施例3と同様にして発光素子を作製した。結果は表2に示した。
Comparative Examples 6-10
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 3 except that the materials described in Table 2 were used as the dopant material and the electron transport layer. The results are shown in Table 2.

実施例10
ITO透明導電膜を160nm堆積させたガラス基板(ジオマテック(株)製、11Ω/□、スパッタ品)を38×46mmに切断し、エッチングを行った。得られた基板を “セミコクリーン56”(商品名、フルウチ化学(株)製)で15分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を素子を作製する直前に1時間UV−オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が5×10−4Pa以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入材料として、化合物(HI−1)を10nm、正孔輸送材料として、化合物(HT−1)を80nm蒸着した。次に、発光材料に、ホスト材料として化合物(H−1)を、ドーパント材料として化合物[2]をドープ濃度が3重量%になるようにして30nmの厚さに蒸着した。次に、電子輸送層として電子輸送材料に化合物(1E−2)を、ドナー性化合物として(2E−1)を用い、化合物(1E−2)と(2E−1)の蒸着速度比が1:1になるようにして30nmの厚さに蒸着して積層した。
Example 10
A glass substrate (manufactured by Geomat Co., Ltd., 11Ω / □, sputtered product) on which an ITO transparent conductive film was deposited to 160 nm was cut into 38 × 46 mm and etched. The obtained substrate was ultrasonically cleaned with “Semico Clean 56” (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.) for 15 minutes and then with ultrapure water. This substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour immediately before producing the device, placed in a vacuum deposition apparatus, and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus became 5 × 10 −4 Pa or less. By the resistance heating method, first, the compound (HI-1) was vapor-deposited as a hole injection material at a thickness of 10 nm, and the compound (HT-1) as a hole-transport material was vapor-deposited at a thickness of 80 nm. Next, the compound (H-1) as a host material and the compound [2] as a dopant material were vapor-deposited on the light-emitting material to a thickness of 30 nm so that the doping concentration was 3% by weight. Next, using the compound (1E-2) as the electron transporting material as the electron transporting layer and (2E-1) as the donor compound, the deposition rate ratio of the compounds (1E-2) and (2E-1) is 1: 1 was deposited to a thickness of 30 nm and laminated.

次に、化合物(2E−1)を電子注入層として1nm蒸着した後、マグネシウムと銀の共蒸着膜を蒸着速度比がマグネシウム:銀=10:1(=0.5nm/s:0.05nm/s)で100nm蒸着して陰極とし、5×5mm角の素子を作製した。この発光素子を10mA/cmで直流駆動したところ、外部量子効率6.1%、駆動電圧3.8V、輝度半減時間9100時間の耐久性に優れた青色発光素子が得られた。 Next, after depositing the compound (2E-1) as an electron injection layer to a thickness of 1 nm, a deposition rate ratio of a magnesium and silver co-deposition film is magnesium: silver = 10: 1 (= 0.5 nm / s: 0.05 nm / s). Then, a 5 × 5 mm square element was produced by depositing 100 nm as a cathode. When this light-emitting device was DC-driven at 10 mA / cm 2 , a blue light-emitting device excellent in durability with an external quantum efficiency of 6.1%, a driving voltage of 3.8 V, and a luminance half time of 9100 hours was obtained.

実施例11〜13
電子輸送層として表3に記載した材料を用いた以外は、実施例10と同様にして発光素子を作製した。各実施例の結果は表3に示した。
Examples 11-13
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 10 except that the materials described in Table 3 were used as the electron transport layer. The results of each example are shown in Table 3.

比較例11〜15
ドーパント材料および電子輸送層として表3に記載した材料を用いた以外は、実施例10と同様にして発光素子を作製した。結果は表3に示した。
Comparative Examples 11-15
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 10 except that the materials described in Table 3 were used as the dopant material and the electron transport layer. The results are shown in Table 3.

実施例14
ITO透明導電膜を160nm堆積させたガラス基板(ジオマテック(株)製、11Ω/□、スパッタ品)を38×46mmに切断し、エッチングを行った。得られた基板を “セミコクリーン56”(商品名、フルウチ化学(株)製)で15分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を素子を作製する直前に1時間UV−オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が5×10−4Pa以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入材料として、化合物(HI−1)を10nm、第1正孔輸送層として、化合物(HT−1)を70nm蒸着した。さらに第2正孔輸送層として化合物(HT−2)を10nm蒸着した。次に、発光材料に、ホスト材料として化合物(H−1)を、ドーパント材料として化合物[2]をドープ濃度が3重量%になるようにして30nmの厚さに蒸着した。次に、化合物(1E−1)を電子輸送層として30nmの厚さに蒸着して積層した。
Example 14
A glass substrate (manufactured by Geomat Co., Ltd., 11Ω / □, sputtered product) on which an ITO transparent conductive film was deposited to 160 nm was cut into 38 × 46 mm and etched. The obtained substrate was ultrasonically cleaned with “Semico Clean 56” (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.) for 15 minutes and then with ultrapure water. This substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour immediately before producing the device, placed in a vacuum deposition apparatus, and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus became 5 × 10 −4 Pa or less. First, the compound (HI-1) was vapor-deposited by 10 nm as a hole injection material by a resistance heating method, and the compound (HT-1) was vapor-deposited by 70 nm as a first hole transport layer. Further, 10 nm of a compound (HT-2) was deposited as a second hole transport layer. Next, the compound (H-1) as a host material and the compound [2] as a dopant material were vapor-deposited on the light-emitting material to a thickness of 30 nm so that the doping concentration was 3% by weight. Next, the compound (1E-1) was deposited as an electron transport layer to a thickness of 30 nm and laminated.

次に、化合物(2E−1)を電子注入層として1nm蒸着した後、マグネシウムと銀の共蒸着膜を蒸着速度比がマグネシウム:銀=10:1(=0.5nm/s:0.05nm/s)で100nm蒸着して陰極とし、5×5mm角の素子を作製した。この発光素子を10mA/cmで直流駆動したところ、外部量子効率5.3%、駆動電圧4.3V、輝度半減時間8200時間の耐久性に優れた青色発光素子が得られた。なお、(HT−2)は下記に示す化合物である。 Next, after depositing the compound (2E-1) as an electron injection layer to a thickness of 1 nm, a deposition rate ratio of a magnesium and silver co-deposition film is magnesium: silver = 10: 1 (= 0.5 nm / s: 0.05 nm / s). Then, a 5 × 5 mm square element was produced by depositing 100 nm as a cathode. When this light-emitting device was DC-driven at 10 mA / cm 2 , a blue light-emitting device having excellent durability with an external quantum efficiency of 5.3%, a driving voltage of 4.3 V, and a luminance half time of 8200 hours was obtained. In addition, (HT-2) is a compound shown below.

Figure 2014138006
Figure 2014138006

実施例15〜19
第2正孔輸送層および電子輸送層として表4に記載した材料を用いた以外は、実施例14と同様にして発光素子を作製した。各実施例の結果は表4に示した。参考のため実施例2および7の結果も再掲した。なお、(HT−3)、(HT−4)は下記に示す化合物である。
Examples 15-19
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 14 except that the materials described in Table 4 were used as the second hole transport layer and the electron transport layer. The results of each example are shown in Table 4. The results of Examples 2 and 7 are also shown again for reference. In addition, (HT-3) and (HT-4) are the compounds shown below.

Figure 2014138006
Figure 2014138006

比較例16〜25
ドーパント材料および電子輸送層として表4に記載した材料を用いた以外は、実施例14と同様にして発光素子を作製した。結果は表4に示した。
Comparative Examples 16-25
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 14 except that the materials described in Table 4 were used as the dopant material and the electron transport layer. The results are shown in Table 4.

実施例20
ITO透明導電膜を160nm堆積させたガラス基板(ジオマテック(株)製、11Ω/□、スパッタ品)を38×46mmに切断し、エッチングを行った。得られた基板を “セミコクリーン56”(商品名、フルウチ化学(株)製)で15分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を素子を作製する直前に1時間UV−オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が5×10−4Pa以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入材料として、化合物(HI−1)を10nm、正孔輸送材料として、化合物(HT−1)を80nm蒸着した。次に、発光材料に、ホスト材料として化合物(H−1)を、ドーパント材料として化合物(D−3)をドープ濃度が3重量%になるようにして30nmの厚さに蒸着した。次に、本発明の化合物[1]を電子輸送層として30nmの厚さに蒸着して積層した。
Example 20
A glass substrate (manufactured by Geomat Co., Ltd., 11Ω / □, sputtered product) on which an ITO transparent conductive film was deposited to 160 nm was cut into 38 × 46 mm and etched. The obtained substrate was ultrasonically cleaned with “Semico Clean 56” (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.) for 15 minutes and then with ultrapure water. This substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour immediately before producing the device, placed in a vacuum deposition apparatus, and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus became 5 × 10 −4 Pa or less. By the resistance heating method, first, the compound (HI-1) was vapor-deposited as a hole injection material at a thickness of 10 nm, and the compound (HT-1) as a hole-transport material was vapor-deposited at a thickness of 80 nm. Next, the compound (H-1) as a host material and the compound (D-3) as a dopant material were vapor-deposited to a thickness of 30 nm on the light emitting material so that the doping concentration was 3% by weight. Next, the compound [1] of the present invention was deposited as an electron transport layer to a thickness of 30 nm and laminated.

次に、化合物(2E−1)を電子注入層として1nm蒸着した後、マグネシウムと銀の共蒸着膜を蒸着速度比がマグネシウム:銀=10:1(=0.5nm/s:0.05nm/s)で100nm蒸着して陰極とし、5×5mm角の素子を作製した。ここで言う膜厚は、水晶発振式膜厚モニター表示値である。この発光素子を10mA/cmで直流駆動したところ、外部量子効率4.6%、駆動電圧4.5V、輝度半減時間5600時間の耐久性に優れた青色発光素子が得られた。 Next, after depositing the compound (2E-1) as an electron injection layer to a thickness of 1 nm, a deposition rate ratio of a magnesium and silver co-deposition film is magnesium: silver = 10: 1 (= 0.5 nm / s: 0.05 nm / s). Then, a 5 × 5 mm square element was produced by depositing 100 nm as a cathode. The film thickness referred to here is a crystal oscillation type film thickness monitor display value. When this light-emitting element was DC-driven at 10 mA / cm 2 , a blue light-emitting element excellent in durability with an external quantum efficiency of 4.6%, a driving voltage of 4.5 V, and a luminance half-time of 5600 hours was obtained.

実施例21
電子輸送層として表5に記載した材料を用いた以外は、実施例20と同様にして発光素子を作製した。結果は表5に示した。
Example 21
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 20 except that the materials described in Table 5 were used as the electron transport layer. The results are shown in Table 5.

実施例22〜23
電子輸送層として電子輸送材料に表5に記載の化合物を、ドナー性化合物として(2E−1)を用い、蒸着速度比が1:1になるようにして30nmの厚さに蒸着して積層した以外は実施例21と同様にして発光素子を作製した。結果は表5に示した。
Examples 22-23
As the electron transport layer, the compounds listed in Table 5 were used as the electron transport material, and (2E-1) was used as the donor compound, and the layers were vapor deposited to a thickness of 30 nm so that the deposition rate ratio was 1: 1. A light emitting device was fabricated in the same manner as in Example 21 except for the above. The results are shown in Table 5.

比較例26〜29
電子輸送層として表5に記載した材料を用いた以外は、実施例20と同様にして発光素子を作製した。結果は表5に示した。
Comparative Examples 26-29
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 20 except that the materials described in Table 5 were used as the electron transport layer. The results are shown in Table 5.

比較例30〜33
電子輸送層として表5に記載した材料を用いた以外は、実施例22と同様にして発光素子を作製した。結果は表5に示した。
Comparative Examples 30-33
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 22 except that the materials described in Table 5 were used as the electron transport layer. The results are shown in Table 5.

実施例24
ITO透明導電膜を160nm堆積させたガラス基板(ジオマテック(株)製、11Ω/□、スパッタ品)を38×46mmに切断し、エッチングを行った。得られた基板を “セミコクリーン56”(商品名、フルウチ化学(株)製)で15分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を素子を作製する直前に1時間UV−オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が5×10−4Pa以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入材料として、化合物(HI−1)を10nm、正孔輸送材料として、化合物(HT−1)を80nm蒸着した。この正孔輸送層は表6では第1正孔輸送層として示す。次に、発光材料に、ホスト材料として化合物(H−2)を、ドーパント材料として化合物(D−6)をドープ濃度が10重量%になるようにして30nmの厚さに蒸着した。次に、化合物[2]を電子輸送層として25nmの厚さに蒸着して積層した。
Example 24
A glass substrate (manufactured by Geomat Co., Ltd., 11Ω / □, sputtered product) on which an ITO transparent conductive film was deposited to 160 nm was cut into 38 × 46 mm and etched. The obtained substrate was ultrasonically cleaned with “Semico Clean 56” (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.) for 15 minutes and then with ultrapure water. This substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour immediately before producing the device, placed in a vacuum deposition apparatus, and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus became 5 × 10 −4 Pa or less. By the resistance heating method, first, the compound (HI-1) was vapor-deposited as a hole injection material at a thickness of 10 nm, and the compound (HT-1) as a hole-transport material was vapor-deposited at a thickness of 80 nm. This hole transport layer is shown in Table 6 as the first hole transport layer. Next, a compound (H-2) as a host material and a compound (D-6) as a dopant material were vapor-deposited on the light-emitting material to a thickness of 30 nm so that the doping concentration was 10% by weight. Next, Compound [2] was deposited as an electron transport layer to a thickness of 25 nm and laminated.

次に、化合物(2E−1)を電子注入層として1nm蒸着した後、マグネシウムと銀の共蒸着膜を蒸着速度比がマグネシウム:銀=10:1(=0.5nm/s:0.05nm/s)で100nm蒸着して陰極とし、5×5mm角の素子を作製した。この緑色発光素子の4000cd/m時の特性は、外部量子効率12.1%、駆動電圧4.5Vであった。また初期輝度を4000cd/mに設定し、定電流駆動させたところ輝度半減時間は7000時間であった。なお(H−2)、(D−6)は以下に示す化合物である。 Next, after depositing the compound (2E-1) as an electron injection layer to a thickness of 1 nm, a deposition rate ratio of a magnesium and silver co-deposition film is magnesium: silver = 10: 1 (= 0.5 nm / s: 0.05 nm / s). Then, a 5 × 5 mm square element was produced by depositing 100 nm as a cathode. The characteristics of this green light emitting device at 4000 cd / m 2 were an external quantum efficiency of 12.1% and a driving voltage of 4.5V. When the initial luminance was set to 4000 cd / m 2 and driven at a constant current, the luminance half time was 7000 hours. (H-2) and (D-6) are the compounds shown below.

Figure 2014138006
Figure 2014138006

実施例25
ITO透明導電膜を160nm堆積させたガラス基板(ジオマテック(株)製、11Ω/□、スパッタ品)を38×46mmに切断し、エッチングを行った。得られた基板を “セミコクリーン56”(商品名、フルウチ化学(株)製)で15分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を素子を作製する直前に1時間UV−オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が5×10−4Pa以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入材料として、化合物(HI−1)を10nm、第1正孔輸送層として、化合物(HT−1)を70nm蒸着した。さらに第2正孔輸送層として化合物(HT−2)を10nm蒸着した。次に、発光材料に、ホスト材料として化合物(H−2)を、ドーパント材料として化合物(D−4)をドープ濃度が10重量%になるようにして30nmの厚さに蒸着した。次に、化合物[2]を電子輸送層として30nmの厚さに蒸着して積層した。
Example 25
A glass substrate (manufactured by Geomat Co., Ltd., 11Ω / □, sputtered product) on which an ITO transparent conductive film was deposited to 160 nm was cut into 38 × 46 mm and etched. The obtained substrate was ultrasonically cleaned with “Semico Clean 56” (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.) for 15 minutes and then with ultrapure water. This substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour immediately before producing the device, placed in a vacuum deposition apparatus, and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus became 5 × 10 −4 Pa or less. First, the compound (HI-1) was vapor-deposited by 10 nm as a hole injection material by a resistance heating method, and the compound (HT-1) was vapor-deposited by 70 nm as a first hole transport layer. Further, 10 nm of a compound (HT-2) was deposited as a second hole transport layer. Next, a compound (H-2) as a host material and a compound (D-4) as a dopant material were vapor-deposited in a thickness of 30 nm on the light emitting material so that the doping concentration was 10 wt%. Next, Compound [2] was deposited as an electron transport layer to a thickness of 30 nm and laminated.

次に、化合物(2E−1)を電子注入層として1nm蒸着した後、マグネシウムと銀の共蒸着膜を蒸着速度比がマグネシウム:銀=10:1(=0.5nm/s:0.05nm/s)で100nm蒸着して陰極とし、5×5mm角の素子を作製した。この緑色発光素子の4000cd/m時の特性は、外部量子効率13.8%、駆動電圧4.2Vであった。また初期輝度を4000cd/mに設定し、定電流駆動させたところ輝度半減時間は7600時間であった。 Next, after depositing the compound (2E-1) as an electron injection layer to a thickness of 1 nm, a deposition rate ratio of a magnesium and silver co-deposition film is magnesium: silver = 10: 1 (= 0.5 nm / s: 0.05 nm / s). Then, a 5 × 5 mm square element was produced by depositing 100 nm as a cathode. The green light emitting device had characteristics of 4000 cd / m 2 when the external quantum efficiency was 13.8% and the driving voltage was 4.2V. When the initial luminance was set to 4000 cd / m 2 and driving at constant current was performed, the luminance half time was 7600 hours.

実施例26〜27
第2正孔輸送層として表6に記載した材料を用いた以外は、実施例25と同様にして発光素子を作製した。各実施例の結果は表6に示した。
Examples 26-27
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 25 except that the materials described in Table 6 were used as the second hole transport layer. The results of each example are shown in Table 6.

比較例34〜37
電子輸送層として表6に記載した材料を用いた以外は、実施例25と同様にして発光素子を作製した。結果は表6に示した。
Comparative Examples 34-37
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 25 except that the materials described in Table 6 were used as the electron transport layer. The results are shown in Table 6.

Figure 2014138006
Figure 2014138006

Figure 2014138006
Figure 2014138006

Figure 2014138006
Figure 2014138006

Figure 2014138006
Figure 2014138006

Figure 2014138006
Figure 2014138006

Figure 2014138006
Figure 2014138006

Claims (14)

下記一般式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする発光素子材料。
Figure 2014138006
(式中、Arは3つ以上の環が縮合した芳香族炭化水素基であり、かつフェナントリル基、フルオレニル基、トリフェニレニル基以外の基から選ばれる。Lは単結合、アリーレン基、またはヘテロアリーレン基である。Zは下記一般式(2)で表される基である。nは1以上の整数である。nが2以上の場合、L、Zはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。)
Figure 2014138006
(式中、R〜Rは同じでも異なっていてもよく、それぞれ、水素、ハロゲン、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、シリル基および隣接置換基との間に形成される縮合環の中から選ばれる。ただしR〜Rのうちいずれか一つの位置でLと連結する。)
A light emitting device material comprising a compound represented by the following general formula (1).
Figure 2014138006
(In the formula, Ar 1 is an aromatic hydrocarbon group having three or more condensed rings, and is selected from a group other than a phenanthryl group, a fluorenyl group, and a triphenylenyl group. L 1 is a single bond, an arylene group, or a hetero group. An arylene group, Z is a group represented by the following general formula (2), n 1 is an integer of 1 or more, and when n 1 is 2 or more, L 1 and Z are the same or different. May be good.)
Figure 2014138006
(Wherein R 1 to R 8 may be the same or different and are each hydrogen, halogen, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkenyl group, cycloalkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group. , Aryl ether group, aryl thioether group, aryl group, heteroaryl group, cyano group, carbonyl group, carboxyl group, oxycarbonyl group, carbamoyl group, silyl group, and a condensed ring formed between adjacent substituents (However, it is linked to L 1 at any one of R 1 to R 8 )
Arがフルオランテン骨格を含む芳香族炭化水素基である請求項1記載の発光素子材料。 The light emitting device material according to claim 1, wherein Ar 1 is an aromatic hydrocarbon group containing a fluoranthene skeleton. Arが下記一般式(3)で表される請求項1または2記載の発光素子材料。
Figure 2014138006
(式中、R〜R20は同じでも異なっていてもよく、それぞれ、水素、ハロゲン、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基およびシリル基からなる群より選ばれる。ただしR〜R20のうちn個の位置でLと連結する。
The light emitting device material according to claim 1, wherein Ar 1 is represented by the following general formula (3).
Figure 2014138006
(Wherein R 9 to R 20 may be the same or different and are each hydrogen, halogen, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkenyl group, cycloalkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group. , Aryl ether group, aryl thioether group, aryl group, heteroaryl group, cyano group, carbonyl group, carboxyl group, oxycarbonyl group, carbamoyl group, amino group and silyl group, provided that R 9 to R 20 are selected. Are connected to L 1 at n 1 positions.
陽極と陰極の間に有機層が存在し、電気エネルギーにより発光する発光素子であって、前記有機層に請求項1〜3のいずれか記載の発光素子材料を含有する発光素子。 A light-emitting element in which an organic layer is present between an anode and a cathode and emits light by electric energy, and the light-emitting element contains the light-emitting element material according to claim 1 in the organic layer. 前記有機層が発光層を含み、該発光層が請求項1〜3のいずれか記載の発光素子材料を含む請求項4記載の発光素子。 The light emitting device according to claim 4, wherein the organic layer includes a light emitting layer, and the light emitting layer includes the light emitting device material according to claim 1. 前記発光層がホスト材料とドーパント材料を有し、該ドーパント材料が請求項1〜3のいずれか記載の発光素子材料である請求項5記載の発光素子。 The light emitting device according to claim 5, wherein the light emitting layer has a host material and a dopant material, and the dopant material is the light emitting device material according to claim 1. 前記有機層が電子輸送層を含み、該電子輸送層が請求項1〜3のいずれか記載の発光素子材料を含む請求項4記載の発光素子。 The light emitting device according to claim 4, wherein the organic layer includes an electron transport layer, and the electron transport layer includes the light emitting device material according to claim 1. 前記有機層が発光層および電子輸送層を含む発光素子であって、発光層のドーパント材料が請求項1〜3のいずれか記載の発光素子材料であり、かつ電子輸送層が下記一般式(4)で表される化合物を含む請求項6記載の発光素子。
Figure 2014138006
(R21〜R30はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、ハロゲン、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基、シリル基および−P(=O)R3132からなる群より選ばれる。ただしR21〜R30のうちn個の位置でLと連結する。Lは単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基であり、Arは電子受容性窒素を含む芳香族複素環基である。nは1以上の整数である。nが2以上の場合、LおよびArはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。)
The organic layer is a light emitting device including a light emitting layer and an electron transport layer, the dopant material of the light emitting layer is the light emitting device material according to any one of claims 1 to 3, and the electron transport layer is represented by the following general formula (4) The light emitting element of Claim 6 containing the compound represented by this.
Figure 2014138006
(R 21 to R 30 may be the same as or different from each other, hydrogen, halogen, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkenyl group, cycloalkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group, aryl ether group. , An arylthioether group, an aryl group, a heteroaryl group, a carbonyl group, a carboxyl group, an oxycarbonyl group, a carbamoyl group, an amino group, a silyl group, and —P (═O) R 31 R 32, wherein R 21 to R 30 are linked to L 2 at n 2 positions, L 2 is a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group, and Ar 2 is an electron accepting group. An aromatic heterocyclic group containing nitrogen, n 2 is an integer of 1 or more, and when n 2 is 2 or more, L 2 And Ar 2 may be the same or different.
一般式(4)において、下記条件(a)〜(c)のいずれかを満たす請求項8記載の発光素子。
(a)nが1であり、R21の位置でLと連結し、かつR26がアリール基もしくはヘテロアリール基である。
(b)nが1であり、R21の位置でLと連結し、かつR23がアリール基もしくはヘテロアリール基であり、かつR26、R27、R28がいずれも水素原子である。
(c)nが1であり、R21の位置でLと連結し、かつR23がアリール基もしくはヘテロアリール基であり、かつR27がアルキル基、アリール基もしくはヘテロアリール基である。
The light emitting device according to claim 8, wherein, in the general formula (4), any one of the following conditions (a) to (c) is satisfied.
(A) n 2 is 1, linked to L 2 at the position of R 21 , and R 26 is an aryl group or a heteroaryl group.
(B) n 2 is 1, linked to L 2 at the position of R 21 , R 23 is an aryl group or heteroaryl group, and R 26 , R 27 , and R 28 are all hydrogen atoms .
(C) n 2 is 1, linked to L 2 at the position of R 21 , R 23 is an aryl group or a heteroaryl group, and R 27 is an alkyl group, an aryl group, or a heteroaryl group.
前記有機層が発光層および電子輸送層を含む発光素子であって、発光層のドーパント材料が請求項1〜3のいずれか記載の発光素子材料であり、かつ電子輸送層が下記一般式(5)または(6)で表される化合物を含む請求項6記載の発光素子。
Figure 2014138006
(R33〜R40はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、ハロゲン、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、カルボニル基、カルボキシル基、カルバモイル基、アミノ基、シリル基および−P(=O)R4142からなる群より選ばれる。R41およびR42はアリール基またはヘテロアリール基である。またR41およびR42が縮合して環を形成していてもよい。ただし、R33〜R40のうち少なくとも1つはそれ自身が三次元的立体構造を有するか、またはフェナントロリン骨格とのもしくは隣接置換基との立体反発により三次元的立体構造を有するものである。)
Figure 2014138006
(R43〜R50はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、ハロゲン、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、カルボニル基、カルボキシル基、カルバモイル基、アミノ基、シリル基および−P(=O)R5152からなる群より選ばれる。R51およびR52はアリール基またはヘテロアリール基である。またR51およびR52が縮合して環を形成していてもよい。ただし、n個のフェナントロリン骨格はそれぞれR43〜R50のうち少なくとも一つの位置でXと連結する。nは2以上の整数である。Xは単結合または複数のフェナントロリン骨格を連結する連結ユニットである。)
The organic layer is a light emitting device including a light emitting layer and an electron transport layer, the dopant material of the light emitting layer is the light emitting device material according to any one of claims 1 to 3, and the electron transport layer is represented by the following general formula (5 The light emitting element of Claim 6 containing the compound represented by (6).
Figure 2014138006
(R 33 to R 40 may be the same or different and each hydrogen, halogen, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkenyl group, cycloalkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group, aryl ether group , An arylthioether group, an aryl group, a carbonyl group, a carboxyl group, a carbamoyl group, an amino group, a silyl group, and —P (═O) R 41 R 42, wherein R 41 and R 42 are an aryl group or hetero R 41 and R 42 may be condensed to form a ring, provided that at least one of R 33 to R 40 itself has a three-dimensional structure, or It has a three-dimensional structure due to steric repulsion with the phenanthroline skeleton or adjacent substituents. )
Figure 2014138006
(R 43 to R 50 may be the same as or different from each other, hydrogen, halogen, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkenyl group, cycloalkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group, aryl ether group. , An arylthioether group, an aryl group, a carbonyl group, a carboxyl group, a carbamoyl group, an amino group, a silyl group, and —P (═O) R 51 R 52. R 51 and R 52 are an aryl group or a hetero group. R 51 and R 52 may be condensed to form a ring, provided that n 3 phenanthroline skeletons are linked to X at at least one of R 43 to R 50. .n 3 is an integer of 2 or more .X is to connect the single bond or phenanthroline skeleton A consolidated unit.)
前記有機層が発光層および電子輸送層を含む発光素子であって、発光層のドーパント材料が請求項1〜3のいずれか記載の発光素子材料であり、かつ電子輸送層が下記一般式(7)で表される化合物を含む請求項6記載の発光素子。
Figure 2014138006
(式中、Arはアリール基もしくはヘテロアリール基を表し、Yは下記一般式(8)で表される。Lは単結合、アリーレン基またはヘテロアリーレン基である。nは1もしくは2である。nが2のとき2つのYは同じでも異なっていてもよい。)
Figure 2014138006
(式中、環Aおよび環Bは、それぞれ、ベンゼン環、縮合芳香族炭化水素環、単環芳香族複素環、または縮合芳香族複素環を表す。ただし、環Aおよび環Bを構成する少なくとも1つの原子は電子受容性窒素である。環Aおよび環Bが置換されている場合の置換基、ならびにR53は、それぞれ、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基および−P(=O)R5455からなる群より選ばれる。R53は水素であってもよい。R54およびR55はアリール基またはヘテロアリール基である。またR54およびR55が縮合して環を形成していてもよい。ただし、R53、環Aおよび環Bのうちいずれかの位置でLと連結する。nが2のとき、2個のYがLと連結する位置はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。)
The organic layer is a light emitting device including a light emitting layer and an electron transport layer, the dopant material of the light emitting layer is the light emitting device material according to any one of claims 1 to 3, and the electron transport layer is represented by the following general formula (7 The light emitting element of Claim 6 containing the compound represented by this.
Figure 2014138006
(In the formula, Ar 3 represents an aryl group or a heteroaryl group, and Y is represented by the following general formula (8). L 3 is a single bond, an arylene group or a heteroarylene group. N 4 is 1 or 2 When n 4 is 2, two Ys may be the same or different.)
Figure 2014138006
(In the formula, each of ring A and ring B represents a benzene ring, a condensed aromatic hydrocarbon ring, a monocyclic aromatic heterocyclic ring, or a condensed aromatic heterocyclic ring, provided that at least ring A and ring B constitute at least One atom is an electron-accepting nitrogen, the substituent when ring A and ring B are substituted, and R 53 are an alkyl group, a cycloalkyl group, a heterocyclic group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, respectively. , Alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group, aryl ether group, aryl thioether group, aryl group, heteroaryl group, halogen, carbonyl group, carboxyl group, oxycarbonyl group, carbamoyl group and —P (═O) R 54 R 55 R 53 may be hydrogen, R 54 and R 55 may be an aryl group or a heteroaryl. R 54 and R 55 may be condensed to form a ring, but linked to L 3 at any position of R 53 , ring A and ring B. n 4 is In the case of 2, the position at which two Y are linked to L 3 may be the same or different.
一般式(7)において、Arがフルオランテン骨格を含む基である請求項11記載の発光素子。 The light-emitting element according to claim 11, wherein in the general formula (7), Ar 3 is a group containing a fluoranthene skeleton. 陽極と陰極の間にさらに正孔輸送層を含み、該正孔輸送層がカルバゾール骨格を有する材料を含有する請求項6〜12のいずれか記載の発光素子。 The light emitting device according to any one of claims 6 to 12, further comprising a hole transport layer between the anode and the cathode, wherein the hole transport layer contains a material having a carbazole skeleton. 前記カルバゾール骨格を有する材料がカルバゾール多量体である請求項13記載の発光素子。 The light-emitting element according to claim 13, wherein the material having the carbazole skeleton is a carbazole multimer.
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