JP4299028B2 - Organic EL device - Google Patents

Description

【００１９】
［式（１ａ）中、Ｙ₂〜Ｙ₉は、それぞれ同一でも異なるものであってもよく、水素、アリール基、アルキル基、アラルキル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルケニル基、アミノ基または複素環基を表し、これら隣接する２個以上が互いに結合して環を形成してもよい。式（１ｂ）中、ＡおよびＢは、それぞれ同一でも異なるものであってもよく、式（１ｃ）で表される基を表し、Ｌは単結合または二価の連結基を表す。式（１ｃ）中、Ｙ₁₂〜Ｙ₁₉は、それぞれ同一でも異なるものであってもよく、式（１ａ）中のＹ₂〜Ｙ₉と同義のものである。ただし、式（１ｃ）中のＹ₁₂〜Ｙ₁₉のうちの１つは、Ｌを構成するが、Ｌを構成するＹ₁₂〜Ｙ₁₉は、ＡおよびＢにおいて同一であっても異なっていてもよい。］
（１０） 電子輸送層がナフタセン誘導体を含有する上記（１）〜（９）のいずれかの有機ＥＬ素子。
（１１） 電子輸送層が含有するナフタセン誘導体が下記式（２）で表される上記（１０）の有機ＥＬ素子。
【００２０】
【化８】

【００２１】
［式（２）中、Ｑ¹⁰、Ｑ²⁰、Ｑ³⁰、Ｑ⁴⁰、Ｑ⁵⁰、Ｑ⁶⁰、Ｑ⁷⁰、Ｑ⁸⁰、Ｑ¹¹⁰、Ｑ¹²⁰、Ｑ¹³⁰およびＱ¹⁴⁰は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリーロキシ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。］
（１２） 電子輸送層に含有される式（２）で表されるナフタセン誘導体におけるＱ¹⁰、Ｑ²⁰、Ｑ³⁰、Ｑ⁴⁰、Ｑ⁵⁰，Ｑ⁶⁰，Ｑ⁷⁰およびＱ⁸⁰の少なくとも１つ以上がアリール基である上記（１１）の有機ＥＬ素子。
（１３） 電子輸送層に含有される式（２）で表されるナフタセン誘導体におけるＱ¹⁰ 、Ｑ²⁰ 、Ｑ³⁰ およびＱ⁴⁰ の少なくとも１つ以上がアリール基である上記（１１）または（１２）の有機ＥＬ素子。
（１４） 電子輸送層が含有するナフタセン誘導体が下記式（２ａ）で表される上記（９）〜（１３）のいずれかの有機ＥＬ素子。
【００２２】
【化９】

【００２３】
［式（２ａ）中、Ｑ⁵〜Ｑ⁸、Ｑ¹¹〜Ｑ¹⁶は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。Ｑ²¹〜Ｑ²⁵、およびＱ⁵¹〜Ｑ⁵⁵は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリーロキシ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよく、これら隣接する２個以上が互いに結合して環を形成してもよい。］
（１５） 電子輸送層が含有するナフタセン誘導体が炭化水素化合物である上記（９）〜（１４）のいずれかの有機ＥＬ素子。
（１６） 発光層がホスト材料とドーパント材料とを含有し、ホスト材料がナフタセン誘導体を含有する上記（１）〜（１５）のいずれかの有機ＥＬ素子。
（１７） 発光層が含有するナフタセン誘導体が下記式（２）で表される上記（１６）の有機ＥＬ素子。
【００２４】
【化１０】

【００２５】
［式（２）中、Ｑ¹⁰、Ｑ²⁰、Ｑ³⁰、Ｑ⁴⁰、Ｑ⁵⁰，Ｑ⁶⁰，Ｑ⁷⁰、Ｑ⁸⁰、Ｑ¹¹⁰、Ｑ¹²⁰、Ｑ¹³⁰およびＱ¹⁴⁰は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリーロキシ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。］
（１８） 発光層に含有される式（２）で表されるナフタセン誘導体におけるＱ¹⁰ 、Ｑ²⁰ 、Ｑ³⁰ 、Ｑ⁴⁰ 、Ｑ⁵⁰ ，Ｑ⁶⁰ ，Ｑ⁷⁰ およびＱ⁸⁰ の少なくとも１つ以上がアリール基である上記（１７）の有機ＥＬ素子。
（１９） 発光層に含有される式（２）で表されるナフタセン誘導体におけるＱ¹⁰ 、Ｑ²⁰ 、Ｑ³⁰ およびＱ⁴⁰ の少なくとも１つ以上がアリール基である上記（１７）または（１８）の有機ＥＬ素子。
（２０） 発光層のホスト材料が含有するナフタセン誘導体が下記式（２ａ）で表される上記（１６）〜（１９）のいずれかの有機ＥＬ素子。
【００２６】
【化１１】

【００２７】
［式（２ａ）中、Ｑ⁵〜Ｑ⁸、Ｑ¹¹〜Ｑ¹⁶は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。Ｑ²¹〜Ｑ²⁵、およびＱ⁵¹〜Ｑ⁵⁵は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリーロキシ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよく、これら隣接する２個以上が互いに結合して環を形成してもよい。］
（２１） 発光層が含有するナフタセン誘導体が炭化水素化合物である上記（１６）〜（２０）のいずれかの有機ＥＬ素子。
（２２） 発光層のドーパント材料がフルオランテン誘導体を含有する上記（１６）〜（２１）のいずれかの有機ＥＬ素子。
（２３） フルオランテン誘導体が下記式（３ａ）で表されるインデノペリレン誘導体である上記（２２）の有機ＥＬ素子。
【００２８】
【化１２】

【００２９】
［式（３ａ）中、Ｚ₁〜Ｚ₆，Ｚ₉，Ｚ₁₀，Ｚ₁₁〜Ｚ₁₆，Ｚ₁₉およびＺ₂₀は、それぞれ水素、ハロゲン、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルケニル基、アルケニルオキシ基、アルケニルチオ基、芳香環含有アルキル基、芳香環含有アルキルオキシ基、芳香環含有アルキルチオ基、芳香環基、芳香環オキシ基、芳香環チオ基、芳香環アルケニル基、アルケニル芳香環基、アミノ基、シアノ基、水酸基、−ＣＯＯＲ₁（ここで、Ｒ₁は水素、アルキル基、アルケニル基、芳香環含有アルキル基または芳香環基を表す）、−ＣＯＲ₂（ここで、Ｒ₂は水素、アルキル基、アルケニル基、芳香環含有アルキル基、芳香環基またはアミノ基を表す）、または−ＯＣＯＲ₃（ここで、Ｒ₃はアルキル基、アルケニル基、芳香環含有アルキル基または芳香環基を表す）を表し、さらに、Ｚ₁〜Ｚ₆，Ｚ₉，Ｚ₁₀ ，Ｚ₁₁ 〜Ｚ₁₆，Ｚ₁₉、Ｚ₂₀のなかで隣接する基は互いに結合して、置換している炭素原子と共に環を形成していてもよい。］
（２４） 電子輸送層の以下に定義される電子輸送性μ_aが８０nm/V以上である上記（１）〜（２３）のいずれかの有機ＥＬ素子（ただし、電子輸送性μ_aは、上記（１）の有機ＥＬ素子において、電子輸送層の厚さを変化させた際の１００mA/cm²の電流を流すのに要する駆動電圧の変化によって、以下のように定義されるパラメータであり、電子輸送層の厚さ（nm）をｄ₁、ｄ₂（但しｄ₁＞ｄ₂）としたときの１００mA/cm²駆動時の駆動電圧（Ｖ）を、それぞれＶ₁、Ｖ₂としたとき、
μ_a＝（ｄ₁−ｄ₂）／（Ｖ₁−Ｖ₂）で示されるものである）。
（２５） 電子輸送層と発光層とのイオン化ポテンシャルの値の差が０．１eV以下である上記（１）〜（２４）のいずれかの有機ＥＬ素子。
（２６） 電子輸送層に用いられる材料の双極子モーメントの値が１．０Debye以下である上記（１）〜（２５）のいずれかの有機ＥＬ素子。
（２７） 発光層がホスト材料とドーパント材料とを含有し、ホスト材料の双極子モーメントの値が１．０Debye以下である上記（１６）〜（２６）のいずれかの有機ＥＬ素子。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極を有し、陽極（ホール注入電極）側より、それぞれ、少なくとも１層の、好ましくは正孔注入輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層が順次積層された構造を持ち、電子注入層上には陰極（電子注入電極）が設けられる。このように、電子輸送層と電子注入層とを分けて設けることにより、各層に適した特性の最良の材料を選択することが可能になる。そこで、本発明では、電子輸送層にナフタセン誘導体および／またはアントラセン誘導体を含有させ、電子注入層には陰極材料や電子輸送層との密着性に優れた材料を含有させており、好ましくは、電子注入層には有機化合物が含有される。
【００３１】
このように、本発明では、素子構造を規定し、電子注入層用、および電子輸送層用の材料として好適な化合物を選択し、かつその組み合わせを選択することにより、高効率な有機ＥＬ素子を得ることができる。すなわち、本発明の構成により、電子輸送層にかかる電界強度を低下させ、低電圧駆動を可能にできる。また、これによって、電子輸送層の厚さを変化させた際の電圧変化を小さくできるため、発光の最適な外部取り出し効率を得るための光学膜厚の調整が電圧変化を伴わずに行うことができ、高効率な有機ＥＬ素子が得られる。さらには、電子輸送層におけるキャリア（電子）濃度を低くできるため、電子輸送層への正孔（ホール）の突き抜けが防止でき、電子輸送層での励起子の生成が抑えられ、電子輸送層からの発光がほとんど無い高色純度な有機ＥＬ素子が得られる。また、同様の理由により、素子の長寿命化が図られる。
【００３２】
特に、電子輸送層用の材料として双極子モーメントの小さな非極性分子を用いることにより、上記のような電子輸送性の高い電子輸送層を得ることができる。
【００３３】
また、非極性分子を電子輸送層に用いることにより、発光層界面での発光材料との相互作用が抑えられるため、界面での励起子のエネルギー損失を防ぐ効果もあると考えられる。
【００３４】
一方、このような電子輸送層と組み合わせて用いられる発光層は、ホスト材料とドーパント材料とを含有することが好ましく、ホスト材料として、電子輸送層用の材料として好ましく用いられるナフタセン誘導体を用いることが好ましい。
【００３５】
このように、本発明では、電子輸送性の高い材料を発光層のホスト材料として用い、ドーパント材料として上記ホスト材料中で電子をトラップすることが可能な材料を用いることにより、発光層中の電子を高い確率でドーパントのトラップ順位に局在化させ、高効率、高色純度な有機ＥＬ素子が得られる。また、発光層のホスト材料としては双極子モーメントが小さく、電子輸送性が高いことが好ましい。すなわち、発光層のホスト材料に電子輸送性の高い材料を用い、ホスト材料よりも電子親和力の大きな化合物をドーピングすることによって、発光層中のキャリア（電子）がドーパント分子に局在化する確率を向上することができ、効率良くドーパントの励起子が生成され、かつホストの励起子が生成されにくくなるため、高い効率と色純度を有する有機ＥＬ素子が得られる。また、非極性分子をホスト材料に用いることにより、ドーパント材料との相互作用が抑えられるため、相互作用による効率や色純度の低下を防ぐ効果もあると考えられる。
【００３６】
本発明における電子輸送層は、ナフタセン誘導体(ナフタセンも含む。）および／またはアントラセン誘導体を含有する。
【００３７】
アントラセン誘導体としては下記式（４）で表されるものが好ましい。
【００３８】
【化１３】

【００３９】
式（４）において、ｎ₁₀₁は１または２である。Ａ₁₀₁ は、モノフェニルアントリル基またはジフェニルアントリル基を表し、ｎ₁₀₁が２のとき、これらは同一でも異なるものであってもよい。Ｌ₁₀₁は水素、単結合または二価の連結基を表す。
【００４０】
Ａ₁₀₁ で表されるモノフェニルアントリル基またはジフェニルアントリル基は、無置換でも置換基を有するものであってもよく、置換基を有する場合の置換基としては、アルキル基、アリール基、複素環基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アミノ基等が挙げられ、これらの置換基はさらに置換されていてもよい。これらの置換基については後述するが、特に好ましいのはアリール基である。また、このような置換基の置換位置は特に限定されないが、アントラセン環ではなく、アントラセン環に結合したフェニル基であることが好ましい。
【００４１】
また、アントラセン環におけるフェニル基の結合位置はアントラセン環の９位、１０位であることが好ましい。
【００４２】
式（４）において、Ｌ₁₀₁は水素、単結合または二価の連結基を表すが、Ｌ₁₀₁で表される二価の連結基としてはアルキレン基等が介在してもよいアリーレン基が好ましい。このようなアリーレン基については後述する。
【００４３】
式（４）で表されるフェニルアントラセン誘導体のなかでも、式（４ａ）、式（４ｂ）で表されるものが好ましい。
【００４４】
【化１４】

【００４５】
【化１５】

【００４６】
式（４ａ）について説明すると、式（４ａ）において、Ｍ₁ およびＭ₂ は、各々アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アミノ基または複素環基を表し、特に好ましくはアリール基である。
【００４７】
Ｍ₁ 、Ｍ₂ で表されるアルキル基としては、置換基を有していてもよく、直鎖状でも分岐を有するものであってもよく、炭素数１〜１０、さらには１〜４の置換もしくは無置換のアルキル基が好ましい。特に、炭素数１〜４の無置換のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、（ｎ−，ｉ−）プロピル基、（ｎ−，ｉ−，ｓ−，ｔ−）ブチル基等が挙げられる。
【００４８】
Ｍ₁ 、Ｍ₂ で表されるシクロアルキル基としては、置換基を有していてもよく、シクロヘキシル基、シクロペンチル基等が挙げられる。
【００４９】
Ｍ₁ 、Ｍ₂ で表されるアリール基としては、炭素数６〜２０のものが好ましく、さらにはフェニル基、トリル基等の置換基を有するものであってもよい。具体的には、フェニル基、（ｏ−，ｍ−，ｐ−）トリル基、ピレニル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニル基、フェニルアントリル基、トリルアントリル基等が挙げられる。
【００５０】
Ｍ₁ 、Ｍ₂ で表されるアルケニル基としては、総炭素数６〜５０のものが好ましく、無置換のものであってもよいが、置換基を有するものであってもよく、置換基を有する方が好ましい。このときの置換基としては、フェニル基等のアリール基が好ましい。具体的には、トリフェニルビニル基、トリトリルビニル基、トリビフェニルビニル基等が挙げられる。
【００５１】
Ｍ₁ 、Ｍ₂ で表されるアルコキシ基としては、アルキル部分の炭素数が１〜６のものが好ましく、具体的にはメトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。アルコキシ基は、さらに置換されていてもよい。
【００５２】
Ｍ₁ 、Ｍ₂ で表されるアリーロキシ基としては、置換基を有していてもよく、フェノキシ基等が挙げられる。
【００５３】
Ｍ₁ 、Ｍ₂ で表されるアミノ基は、無置換でも置換基を有するものであってもよいが、置換基を有することが好ましく、この場合の置換基としてはアルキル基（メチル基、エチル基等）、アリール基（フェニル基等）などが挙げられる。具体的にはジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジ（ｍ−トリル）アミノ基等が挙げられる。
【００５４】
Ｍ₁ 、Ｍ₂ で表される複素環基としては、ビピリジル基、ピリミジル基、キノリル基、ピリジル基、チエニル基、フリル基、オキサジアゾイル基等が挙げられる。これらは、メチル基、フェニル基等の置換基を有していてもよい。
【００５５】
式（４ａ）において、ｑ１およびｑ２は、各々、０または１〜５の整数を表し、特に、０または１であることが好ましい。ｑ１およびｑ２が、各々、１〜５の整数、特に１または２であるとき、Ｍ₁ およびＭ₂ は、各々、アリール基であることが好ましい。
【００５６】
式（４ａ）において、Ｍ₁ とＭ₂ とは同一でも異なるものであってもよく、Ｍ₁ とＭ₂ とが各々複数存在するとき、Ｍ₁ 同士、Ｍ₂ 同士は各々同一でも異なるものであってもよく、Ｍ₁ 同士あるいはＭ₂ 同士は結合してベンゼン環等の環を形成してもよく、環を形成する場合も好ましい。
【００５７】
ｎは式（４）のｎ₁₀₁と同義のものである。
【００５８】
式（４ａ）において、Ｌ₁₀は水素、単結合またはアリーレン基を表す。Ｌ₁₀で表されるアリーレン基としては、置換基を有していてもよいが、無置換であることが好ましく、具体的にはフェニレン基、ビフェニレン基、アントリレン基等の通常のアリーレン基の他、２個ないしそれ以上のアリーレン基が直接連結したものが挙げられる。Ｌ₁₀としては、単結合、ｐ−フェニレン基、４，４′−ビフェニレン基等が好ましい。
【００５９】
また、Ｌ₁₀で表されるアリーレン基は、置換基を有していてもよく、２個ないしそれ以上のアリーレン基がアルキレン基、−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＲ−が介在して連結するものであってもよい。ここで、Ｒはアルキル基またはアリール基を表す。アルキル基としてはメチル基、エチル基等が挙げられ、アリール基としてはフェニル基等が挙げられる。なかでも、アリール基が好ましく、上記のフェニル基のほか、Ａ₁₀₁ であってもよく、さらにはフェニル基にＡ₁₀₁ が置換したものであってもよい。また、アルキレン基としてはメチレン基、エチレン基等が好ましい。
【００６０】
このようなアリーレン基の具体例を以下に示す。
【００６１】
【化１６】

【００６２】
次に、式（４ｂ）について説明すると、式（４ｂ）において、Ｍ₃ およびＭ₄ は式（４ａ）におけるＭ₁ およびＭ₂ と、またｑ３およびｑ４は式（４ａ）におけるｑ１およびｑ２と、さらにＬ₂₀は式（４ａ）におけるＬ₁₀とそれぞれ同義であり、好ましいものも同様である。
【００６３】
式（４ｂ）において、Ｍ₃ とＭ₄ とは同一でも異なるものであってもよく、Ｍ₃ とＭ₄ が各々複数存在するとき、Ｍ₃ 同士、Ｍ₄ 同士は、各々同一でも異なるものであってもよく、Ｍ₃ 同士あるいはＭ₄ 同士は結合してベンゼン環等の環を形成してもよく、環を形成する場合も好ましい。
【００６４】
式（４ａ）、式（４ｂ）で表される化合物を以下に例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、化１７、化１９、化２１、化２３、化２５、化２７、化２９、化３２では一般式を示し、化１８、化２０、化２２、化２４、化２６、化２８、化３０、化３１、化３３で、各々対応する具体例をＭ₁₁〜Ｍ₁₅、Ｍ₂₁〜Ｍ₂₅あるいはＭ₃₁〜Ｍ₃₅、Ｍ₄₁〜Ｍ₄₅の組み合わせで示している。
【００６５】
【化１７】

【００６６】
【化１８】

【００６７】
【化１９】

【００６８】
【化２０】

【００６９】
【化２１】

【００７０】
【化２２】

【００７１】
【化２３】

【００７２】
【化２４】

【００７３】
【化２５】

【００７４】
【化２６】

【００７５】
【化２７】

【００７６】
【化２８】

【００７７】
【化２９】

【００７８】
【化３０】

【００７９】
【化３１】

【００８０】
【化３２】

【００８１】
【化３３】

【００８２】
【化３４】

【００８３】
【化３５】

【００８４】
【化３６】

【００８５】
【化３７】

【００８６】
本発明に用いるナフタセン誘導体としては下記式（２）で表されるものが好ましい。
【００８７】
【化３８】

【００８８】
式（２）中、Ｑ¹⁰、Ｑ²⁰、Ｑ³⁰、Ｑ⁴⁰、Ｑ⁵⁰、Ｑ⁶⁰、Ｑ⁷⁰、Ｑ⁸⁰、Ｑ¹¹⁰、Ｑ¹²⁰、Ｑ¹³⁰およびＱ¹⁴⁰は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリーロキシ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。
【００８９】
式（２）中、Ｑ¹⁰，Ｑ²⁰，Ｑ³⁰およびＱ⁴⁰（まとめてＱ¹⁰〜Ｑ⁴⁰と表す。）は水素、またはアルキル基、アリール基、アミノ基、複素環基およびアルケニル基のいずれかであることが好ましい。また、より好ましくはアリール基である。また、特に、Ｑ¹⁰，Ｑ⁴⁰が水素かつＱ²⁰，Ｑ³⁰が上記置換基であるものも好ましい。
【００９０】
また、Ｑ¹⁰ とＱ⁴⁰ 、Ｑ²⁰ とＱ³⁰ はそれぞれ同じものであることが好ましいが異なっていてもよい。
【００９１】
Ｑ⁵⁰ ，Ｑ⁶⁰ ，Ｑ⁷⁰ およびＱ⁸⁰ （まとめてＱ⁵⁰ 〜Ｑ⁸⁰と表す。）は、水素、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルケニル基および複素環基のいずれかが好ましく、特に好ましくは水素またはアリール基である。また、Ｑ⁵⁰とＱ⁶⁰、Ｑ⁷⁰とＱ⁸⁰は、それぞれ同じものであることが好ましいが、異なっていても良い。また、Ｑ¹¹⁰、Ｑ¹²⁰、Ｑ¹³⁰およびＱ¹⁴⁰（まとめてＱ¹¹⁰〜Ｑ¹⁴⁰と表す。）は水素が好ましい。
【００９２】
Ｑ¹⁰〜Ｑ⁴⁰、Ｑ⁵⁰〜Ｑ⁸⁰、Ｑ¹¹⁰〜Ｑ¹⁴⁰で表されるアルキル基としては、置換基を有していてもよく、炭素数が１〜６のものが好ましく、直鎖状であっても分岐を有していても良い。アルキル基の好ましい具体例としては、メチル基、エチル基、（ｎ，ｉ）−プロピル基、（ｎ，ｉ，ｓｅｃ，ｔｅｒｔ）−ブチル基、（ｎ，ｉ，ｎｅｏ，ｔｅｒｔ）−ペンチル基等が挙げられる。
【００９３】
Ｑ¹⁰ 〜Ｑ⁴⁰、Ｑ⁵⁰〜Ｑ⁸⁰、Ｑ¹¹⁰〜Ｑ¹⁴⁰で表されるアリール基としては、単環もしくは多環のものであって良く、縮合環や環集合も含まれる。総炭素数は、６〜３０のものが好ましく、置換基を有していても良い。Ｑ¹⁰〜Ｑ⁴⁰、Ｑ⁵⁰〜Ｑ⁸⁰、Ｑ¹¹⁰〜Ｑ¹⁴⁰で表されるアリール基としては、好ましくはフェニル基、（ｏ−，ｍ−，ｐ−）トリル基、ピレニル基、ペリレニル基、コロネニル基、（１−、および２−）ナフチル基、アントリル基、（ｏ−，ｍ−，ｐ−）ビフェニリル基、ターフェニル基、フェナントリル基等である。
【００９４】
Ｑ¹⁰〜Ｑ⁴⁰、Ｑ⁵⁰〜Ｑ⁸⁰、Ｑ¹¹⁰〜Ｑ¹⁴⁰で表されるアミノ基としては、無置換であってもよいが、置換基を有する方が好ましく、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミノ基等いずれでも良い。これらは、総炭素数１〜６の脂肪族、および／または１〜４環の芳香族炭素環を有することが好ましい。具体的には、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ビスジフェニリルアミノ基、ビスナフチルアミノ基等が挙げられる。
【００９５】
Ｑ¹⁰〜Ｑ⁴⁰、Ｑ⁵⁰〜Ｑ⁸⁰、Ｑ¹¹⁰〜Ｑ¹⁴⁰で表される複素環基としては、置換基を有していてもよく、ヘテロ原子としてＯ，Ｎ，Ｓを含有する５員または６員環の好ましくは芳香族複素環基、および炭素数２〜２０の縮合多環芳香族複素環基等が挙げられる。芳香族複素環基および縮合多環芳香族複素環基としては、例えばチエニル基、フリル基、ピロリル基、ピリジル基、キノリル基、キノキサリル基等が挙げられる。
【００９６】
Ｑ¹⁰〜Ｑ⁴⁰、Ｑ⁵⁰〜Ｑ⁸⁰、Ｑ¹¹⁰〜Ｑ¹⁴⁰で表されるアルケニル基としては、少なくとも置換基の１つにフェニル基を有する（１−、および２−）フェニルアルケニル基、（１，２−、および２，２−）ジフェニルアルケニル基、（１，２，２−）トリフェニルアルケニル基等が好ましいが、無置換のものであっても良い。
【００９７】
Ｑ¹⁰〜Ｑ⁴⁰、Ｑ⁵⁰〜Ｑ⁸⁰、Ｑ¹¹⁰〜Ｑ¹⁴⁰で表されるアルコキシ基、アルキルチオ基としては、置換基を有していてもよく、前述のアルキル基を有するものが好ましい。
【００９８】
Ｑ¹⁰〜Ｑ⁴⁰、Ｑ⁵⁰〜Ｑ⁸⁰、Ｑ¹¹⁰〜Ｑ¹⁴⁰で表されるアリーロキシ基、アリールチオ基としては、置換基を有していてもよく、総炭素数６〜１８のアリール基を有するものが好ましく、具体的には、アリーロキシ基として（ｏ−，ｍ−，ｐ−）フェノキシ基等であり、アリールチオ基としては（ｏ−，ｍ−，ｐ−）フェニルチオ基等である。
【００９９】
Ｑ¹⁰〜Ｑ⁴⁰、Ｑ⁵⁰〜Ｑ⁸⁰、Ｑ¹¹⁰〜Ｑ¹⁴⁰で表されるアラルキル基としては、置換基を有していてもよく、総炭素数７〜３０のものが好ましく、具体的にはベンジル基、フェネチル基等である。
【０１００】
Ｑ¹⁰〜Ｑ⁴⁰、Ｑ⁵⁰〜Ｑ⁸⁰、Ｑ¹¹⁰〜Ｑ¹⁴⁰が置換基を有する場合、特にＱ¹⁰〜Ｑ⁴⁰ではこれらの置換基のうちの少なくとも２つがアリール基、アミノ基、複素環基、アルケニル基およびアリーロキシ基のいずれかであることが好ましく、特に好ましくはアリール基である。アリール基、アミノ基、複素環基およびアルケニル基については上記Ｑ¹⁰ 〜Ｑ⁴⁰ と同様である。
【０１０１】
これら置換基の２種以上が縮合環を形成していてもよい。また、さらに置換されていても良く、その場合の好ましい置換基としては上記と同様である。
【０１０２】
Ｑ¹⁰〜Ｑ⁴⁰、Ｑ⁵⁰〜Ｑ⁸⁰、Ｑ¹¹⁰〜Ｑ¹⁴⁰が置換基を有する場合、特に、Ｑ¹⁰〜Ｑ⁴⁰のうちの少なくともその２種以上が上記置換基を有することが好ましい。その置換位置としては特に限定されるものではなく、Ｑ¹⁰〜Ｑ⁴⁰がフェニル基を有するものであるとき、メタ、パラ、オルト位のいずれでも良い。
【０１０３】
式（２）においては、Ｑ¹⁰〜Ｑ⁸⁰の少なくとも１つ以上、さらにはＱ¹⁰〜Ｑ⁴⁰の少なくとも１つ以上が置換または無置換のアリール基であることが好ましい。
【０１０４】
特に、ナフタセン誘導体としては、下記式（２ａ）で表されるものが好ましく、また式（２ｂ）で表されるものも好ましい。まず、式（２ａ）について説明する。
【０１０５】
【化３９】

【０１０６】
式（２ａ）中、Ｑ⁵〜Ｑ⁸、Ｑ¹¹〜Ｑ¹⁶は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。Ｑ²¹〜Ｑ²⁵、およびＱ⁵¹〜Ｑ⁵⁵は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリーロキシ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよく、これら隣接する２個以上が互いに結合して環を形成してもよい。
【０１０７】
これらの基の具体例等は式（２）中のＱ¹⁰等と同義のものである。
【０１０８】
式（２ａ）中、Ｑ⁵¹〜Ｑ⁵⁵およびＱ²¹〜Ｑ²⁵は水素、アリール基、アミノ基、複素環基、アリーロキシ基およびアルケニル基のいずれかが好ましく、特に好ましくはアリール基である。また、これらのうちの少なくとも１群中にはアリール基、アミノ基、複素環基およびアリーロキシ基のいずれか、特に好ましくはアリール基を置換基として有することが好ましい。これらの隣接する２個以上が縮合環を形成していてもよい。アリール基、アミノ基、複素環基およびアリーロキシ基の好ましい態様としては上記Ｑ¹⁰〜Ｑ⁴⁰と同様である。
【０１０９】
また、Ｑ⁵¹〜Ｑ⁵⁵とＱ²¹〜Ｑ²⁵は、それぞれ同じであることが好ましいが、異なっていてもよい。Ｑ⁵¹〜Ｑ⁵⁵およびＱ²¹〜Ｑ²⁵の置換基となるアミノ基としては、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミノ基等いずれでも良い。これらは、総炭素数１〜６の脂肪族、および／または１〜４環の芳香族炭素環を有することが好ましい。具体的には、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ビスビフェニリルアミノ基等が挙げられる。
【０１１０】
形成される縮合環としては、例えばインデン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、キノリン、イソキノリン、キノクサリン、フェナジン、アクリジン、インドール、カルバゾール、フェノキサジン、フェノチアジン、ベンゾチアゾール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、アクリドン、ベンズイミダゾール、クマリン、フラボン等を挙げることができる。
【０１１１】
式（２ａ）中のＱ⁵〜Ｑ⁸は、式（２）中のＱ⁵⁰，Ｑ⁶⁰，Ｑ⁷⁰、Ｑ⁸⁰とそれぞれ同義のものである。またＱ¹¹〜Ｑ¹⁶としては特に水素が好ましい。
【０１１２】
【化４０】

【０１１３】
式（２ｂ）中、Ｑ⁵〜Ｑ⁸、Ｑ¹¹〜Ｑ¹⁴、Ｑ³¹〜Ｑ³⁵、Ｑ⁴¹〜Ｑ⁴⁵、Ｑ⁶¹〜Ｑ⁶⁵、Ｑ⁷¹〜Ｑ⁷⁵は式（２）のＱ¹⁰等と同義のものである。
【０１１４】
式（２ｂ）中、Ｑ⁷¹〜Ｑ⁷³、Ｑ⁶¹〜Ｑ⁶³、Ｑ³¹〜Ｑ³³およびＱ⁴¹〜Ｑ⁴³は水素、アリール基、アミノ基、複素環基、アリーロキシ基およびアルケニル基のいずれかであることが好ましく、特に好ましくはアリール基である。また、これらのうちの少なくとも１群中にはアリール基、アミノ基、複素環基およびアリーロキシ基のいずれかを置換基として有することが好ましく、特に好ましくはアリール基である。これらの２個以上が結合して環を形成していてもよい。アリール基、アミノ基、複素環基およびアリーロキシ基の好ましい態様としては式（２）中のＱ¹⁰ 〜Ｑ⁴⁰ と同様である。また、Ｑ⁷¹〜Ｑ⁷³とＱ⁴¹〜Ｑ⁴³、Ｑ⁶¹〜Ｑ⁶³とＱ³¹〜Ｑ³³は、それぞれ同じであることが好ましいが、異なっていてもよい。
【０１１５】
Ｑ⁷¹〜Ｑ⁷³、Ｑ⁶¹〜Ｑ⁶³、Ｑ³¹〜Ｑ³³およびＱ⁴¹〜Ｑ⁴³の置換基となるアミノ基としては、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミノ基等いずれでもよい。これらは、総炭素数１〜６の脂肪族、および／または１〜４環の芳香族炭素環を有することが好ましい。具体的には、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ビスビフェニリルアミノ基等が挙げられる。
【０１１６】
形成される環としては、例えばインデン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、キノリン、ｉｓｏキノリン、キノクサリン、フェナジン、アクリジン、インドール、カルバゾール、フェノキサジン、フェノチアジン、ベンゾチアゾール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、アクリドン、ベンズイミダゾール、クマリン、フラボン等を挙げることができる。
【０１１７】
式（２ｂ）中のＱ⁵〜Ｑ⁸は、式（２）中のＱ⁵⁰〜Ｑ⁸⁰と同義のものであり、Ｑ¹¹〜Ｑ¹⁴、Ｑ⁷⁴、Ｑ⁷⁵、Ｑ⁶⁴、Ｑ⁶⁵、Ｑ⁴⁴、Ｑ⁴⁵、Ｑ³⁴、Ｑ³⁵は特に水素が好ましい。
【０１１８】
特に、ナフタセン誘導体としては、炭化水素化合物であることが好ましい。
【０１１９】
本発明におけるナフタセン誘導体の特に好ましい具体例を、式（２）のＱ¹⁰，Ｑ²⁰，Ｑ³⁰、Ｑ⁴⁰、Ｑ⁵⁰，Ｑ⁶⁰，Ｑ⁷⁰、Ｑ⁸⁰の組み合わせ（ただし、Ｑ¹¹⁰〜Ｑ¹⁴⁰は水素である。）を用いて、以下に示すが、これらに限定されるものではない。
【０１２０】
【化４１】

【０１２１】
【化４２】

【０１２２】
【化４３】

【０１２３】
【化４４】

【０１２４】
【化４５】

【０１２５】
【化４６】

【０１２６】
【化４７】

【０１２７】
【化４８】

【０１２８】
【化４９】

【０１２９】
【化５０】

【０１３０】
【化５１】

【０１３１】
【化５２】

【０１３２】
【化５３】

【０１３３】
【化５４】

【０１３４】
【化５５】

【０１３５】
【化５６】

【０１３６】
【化５７】

【０１３７】
【化５８】

【０１３８】
【化５９】

【０１３９】
【化６０】

【０１４０】
【化６１】

【０１４１】
【化６２】

【０１４２】
【化６３】

【０１４３】
【化６４】

【０１４４】
【化６５】

【０１４５】
【化６６】

【０１４６】
【化６７】

【０１４７】
【化６８】

【０１４８】
【化６９】

【０１４９】
【化７０】

【０１５０】
【化７１】

【０１５１】
【化７２】

【０１５２】
【化７３】

【０１５３】
【化７４】

【０１５４】
【化７５】

【０１５５】
【化７６】

【０１５６】
【化７７】

【０１５７】
【化７８】

【０１５８】
【化７９】

【０１５９】
【化８０】

【０１６０】
【化８１】

【０１６１】
【化８２】

【０１６２】
【化８３】

【０１６３】
【化８４】

【０１６４】
【化８５】

【０１６５】
【化８６】

【０１６６】
【化８７】

【０１６７】
【化８８】

【０１６８】
【化８９】

【０１６９】
【化９０】

【０１７０】
【化９１】

【０１７１】
【化９２】

【０１７２】
【化９３】

【０１７３】
【化９４】

【０１７４】
【化９５】

【０１７５】
【化９６】

【０１７６】
【化９７】

【０１７７】
【化９８】

【０１７８】
【化９９】

【０１７９】
【化１００】

【０１８０】
【化１０１】

【０１８１】
【化１０２】

【０１８２】
【化１０３】

【０１８３】
【化１０４】

【０１８４】
【化１０５】

【０１８５】
【化１０６】

【０１８６】
【化１０７】

【０１８７】
【化１０８】

【０１８８】
【化１０９】

【０１８９】
このようなナフタセン誘導体やアントラセン誘導体は、電子輸送層に、１種のみ用いても、２種以上を併用してもよい。２種以上用いるときは、ナフタセン誘導体同士あるいはアントラセン誘導体同士としてもよく、ナフタセン誘導体とアントラセン誘導体との組み合わせであってもよい。
【０１９０】
電子輸送層におけるナフタセン誘導体および／またはアントラセン誘導体の含有量は８０％（質量百分率）以上が好ましく、他の電子輸送材料（例えば金属錯体化合物、キノキサリン系化合物、アゾール系化合物、ジアゾール系化合物）を併用することも可能であるが、電子輸送層は、ナフタセン誘導体および／またはアントラセン誘導体のみからなることが好ましい。なかでも、ナフタセン誘導体の使用が好ましく、特には、式（２）（さらには式（２ａ）、（２ｂ）、特に式（２ａ））で表されるナフタセン誘導体の使用が好ましい。
【０１９１】
ナフタセン誘導体および／またはアントラセン誘導体も含めて、電子輸送層に用いられる材料は、双極子モーメントの値が１．０Dybye以下であることが好ましく、さらには０．１〜０．３Dybyeであることが好ましい。この場合の双極子モーメントは、半経験的分子軌道法プログラム（ＭＰＡＣ）を用い、ＡＭ１法によって求めたものである。
【０１９２】
電子輸送層に双極子モーメントの小さい非極性分子を用いることにより、電子輸送性が高くなる。電子輸送性μ_aは、本発明の構成の有機ＥＬ素子を用いて電子輸送層の厚さを変化させたときに１００mA/cm²の電流を流すのに要する駆動電圧の変化によって、以下のように定義されるパラメータであり、電子輸送層の厚さ（nm）をｄ₁、ｄ₂（但しｄ₁＞ｄ₂）としたときの駆動電圧（Ｖ）をＶ₁、Ｖ₂としたとき、μ_a＝（ｄ₁−ｄ₂）／（Ｖ₁−Ｖ₂）で示される。このμ_aが８０nm/V以上、さらには１００nm/V以上であることが好ましい。電子輸送性が高いほど低電圧で駆動できる素子が作成できるため、この上限に特に制限はないが、ホール注入・輸送層や発光層の構成によっては電子輸送性が高すぎるためにキャリアバランスを崩す可能性もあるので、本発明の素子構成においては、６００nm/V程度を上限とするのがよい。
【０１９３】
このように、電子輸送性の高い電子輸送層を用いることにより、低電圧駆動が可能になり、発光効率が向上する。また、本発明では、電子注入電極である陰極側から電子注入層、電子輸送層、発光層の順に積層されるが、本発明の電子輸送層を選択することにより、電子輸送層にかかる電界強度を低くできるため、電子輸送層の膜厚を変化させて光学的外部取り出し効率の最適化を行った場合でもほとんど駆動電圧の変化が無く、低い駆動電圧と高い外部取り出し効率を両立させた素子を作成することができる。また、正孔（ホール）の突き抜けによって、電子輸送層でキャリアの再結合が起こる確率が減少するので、発光層以外での発光が抑えられ、色純度および素子寿命の低下が防止される。
【０１９４】
さらに、本発明の電子輸送層材料は非極性分子であるため、発光層界面での発光材料との相互作用が起こりにくく、界面での励起子のエネルギー損失を防ぐ効果もあると考えられる。
【０１９５】
好ましい電子輸送層の厚さは素子の発光色によって異なるが、５〜１００nmが好ましく、さらに好ましくは１０〜６０nmである。このような厚さとすることにより、最適な光学干渉の効果が得られ、良好な外部取り出し効率が得られる。また、上記のような範囲であれば電子輸送層の膜厚を変えても顕著な駆動電圧の変化がないため、光学干渉による効率、色純度の調整を容易に行うことができる。
【０１９６】
また、電子輸送層へのホールの抜けを防いで効率、色純度、素子寿命を向上させるための手段として発光層と電子輸送層との間に発光層よりもイオン化ポテンシャル（ＩＰ）の大きな材料をホールブロック層として設ける方法があるが、この方法では発光層の電子輸送層側で励起子の生成が集中的に起こるため、逆に素子寿命を低下させる弊害がある。本発明の電子輸送層と発光層の組合せでは、電子輸送層の電子輸送層が高く発光層に良好に電子を注入することができ、注入された電子はドーパント分子に局在化するため、陽極側から注入されたホールと効率よく再結合することができる。その結果としては発光層と陰極との間にホールをブロックするような障壁を設けなくとも電子輸送層にホールが注入されることはない。したがって、発光層と電子輸送層とのイオン化ポテンシャル（ＩＰ）の差を小さくすることにより上記のような弊害を防ぐことができる。
【０１９７】
このようなことから、電子輸送層と発光層とのイオン化ポテンシャル（ＩＰ）の差は０．１eV以下、特に０〜０．１eVであることが好ましい。
【０１９８】
本発明において、電子輸送層と組み合わせて用いられる電子注入層としては、陰極および電子輸送層の双方との密着性が良く、陰極から電子を効率よく注入でき、高いキャリア濃度が得られる材料を用いることが好ましい。この場合、無機化合物からなる電子注入層も考えられるが、有機化合物を選択して用いることが好ましい。有機化合物によっては、特に、アルカリ金属やアルカリ金属化合物などを電子注入電極に用いた場合はアルカリ金属原子と錯形成することも可能となり、さらに密着性が向上し、高い電子注入性が得られる。この場合の有機化合物は、一般的な炭素化合物のほか、金属錯体など、金属を含むものであってもよい。
【０１９９】
電子注入層には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3）等の８−キノリノールないしその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、フェナントロリンないしフェナントロリン誘導体、インドール誘導体（インドールも含む）、カルバゾール誘導体（カルバゾールも含む）、オキサジアゾール誘導体（オキサジアゾールも含む）、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、アクリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナジン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体等の種々の材料を用いることができる。
【０２００】
このように、複素環を有する化合物が好ましく、特に含窒素複素環を有する化合物が好ましい。
【０２０１】
このなかで、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムなどの使用も一般的であるが、陰極との密着性および電子注入性が良好なことからフェナントロリンないしフェナントロリン誘導体の使用が好ましい。フェナントロリンないしフェナントロリン誘導体の使用が最も好ましいが、インドール誘導体、カルバゾール誘導体、キノキサリン誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、オキサジアゾール誘導体等を用いても良好な特性が得られる。
【０２０２】
以下、これらの化合物について、さらに、具体的に説明する。
【０２０３】
フェナントロリン誘導体ないしフェナントロリン誘導体としては、1,10-フェナントロリン、1,9-フェナントロリン、1,8-フェナントロリン、1,7-フェナントロリン、2,9-フェナントロリン、2,8-フェナントロリン、2,7-フェナントロリン、3,8-フェナントロリン、3,7-フェナントロリン、4,7-フェナントロリンおよびこれらのフェナントロリン骨格の１つ以上を分子中に有する有機化合物が好ましい。
【０２０４】
フェナントロリンないしフェナントロリン誘導体としては、特開平５−３３１４５９号および特開２００１−２６７０８０号に開示されているものが使用可能であるが、特に、式（１ａ）、式（１ｂ）で表されるものが好ましい。
【０２０５】
【化１１０】

【０２０６】
式（１ａ）中、Ｙ₂〜Ｙ₉は、それぞれ同一でも異なるものであってもよく、水素、アリール基、アルキル基、アラルキル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルケニル基、アミノ基または複素環基を表し、これら隣接する２個以上が環を形成してもよいが、好ましくはアリール基、アルキル基、アラルキル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキル基、アミノ基、複素環基であり、特に好ましくはアリール基、芳香族複素環基である。
【０２０７】
これらのアリール基、アルキル基、アラルキル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、アルケニル基、複素環基の具体例は、式（２）のＱ¹⁰等で表されるものと同様である。
【０２０８】
Ｙ₉は水素、フェニル基、ビフェニリル基、ピリジル基であることが好ましい。
【０２０９】
式（１ｂ）中、ＡおよびＢは、それぞれ同一でも異なるものであってもよく、式（１ｃ）で表される基を表し、式（１ｃ）中のＹ₁₂〜Ｙ₁₉は、式（１ａ）中のＹ₂〜Ｙ₉と同義のものである。ただし、式（１ｃ）中のＹ₁₂〜Ｙ₁₉のうちの１つは、Ｌを構成する。Ｌは単結合または二価の連結基を表し、Ｌで表される二価の連結基としては、式（４）、式（４ａ）、式（４ｂ）で表されるアントラセン誘導体のところで述べたＬ₁₀₁、Ｌ₁₀、Ｌ₂₀と同様のものが挙げられ、好ましいものも同様である。また、二価の連結基としては、二価の芳香族複素環基（例えばピリジンジイル基等）も挙げられる。
【０２１０】
また、式（１ｃ）においてＬを構成するＹ₁₂〜Ｙ₁₉は、ＡおよびＢにおいて同一でも異なっていてもよい。すなわち、式（１ｂ）において、２個のフェナントロリン骨格を有する環Ａ、Ｂの結合位置に特に制限はなく、Ｙ₂（２位）、Ｙ₃（３位）、Ｙ₄（４位）同士の結合が一般的であるが、Ｙ₂（２位）とＹ₄（４位）のような異なる部位での結合であってもよい。また、２個のフェナントロリン骨格を有する環Ａ、Ｂは、それぞれ同一でも異なるものであってもよく、その置換基等は同一でも異なるものであってもよい。
【０２１１】
本発明で用いられるフェナントロリンないしフェナントロリン誘導体の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。式（ｆ−１）〜式（ｆ−４）中の表示に従って具体例を示す。
【０２１２】
【化１１１】

【０２１３】
【化１１２】

【０２１４】
【化１１３】

【０２１５】
【化１１４】

【０２１６】
【化１１５】

【０２１７】
【化１１６】

【０２１８】
【化１１７】

【０２１９】
【化１１８】

【０２２０】
【化１１９】

【０２２１】
【化１２０】

【０２２２】
【化１２１】

【０２２３】
【化１２２】

【０２２４】
【化１２３】

【０２２５】
【化１２４】

【０２２６】
【化１２５】

【０２２７】
【化１２６】

【０２２８】
【化１２７】

【０２２９】
【化１２８】

【０２３０】
【化１２９】

【０２３１】
【化１３０】

【０２３２】
【化１３１】

【０２３３】
【化１３２】

【０２３４】
【化１３３】

【０２３５】
【化１３４】

【０２３６】
【化１３５】

【０２３７】
前述のように、本発明における電子注入層材料はフェナントロリン誘導体が最も良好であるが、以下に示すような基本骨格を有する含窒素複素環化合物を用いても良好である。
【０２３８】
【化１３６】

【０２３９】
ここで、Ｒｎ（Ｒ₁〜Ｒ₆）は水素原子、アルキル基，アリール基，アルコキシ基，アリーロキシ基，アルキルチオ基，アリールチオ基，アルケニル基，複素環基，ハロゲン原子，シアノ基を示し、それぞれ同一でも異なるものであっても良い。更に，隣接する基は互いに結合あるいは縮合して置換している炭素原子とともに脂肪族環あるいは芳香族環を形成しても良い。
【０２４０】
以下にこれらの含窒素複素環化合物のを具体的に例示するが、本発明において良好な電子注入材料はこれに限定されるものではない。
【０２４１】
インドール誘導体としては、式（５）で示される骨格を有するインドール誘導体が好ましい。
【０２４２】
【化１３７】

【０２４３】
式（５）において、Ｒ¹ 〜Ｒ⁷ は、水素、ハロゲン原子、水酸基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等）、アルケニル基（例えば、エチニル基等）、アリール基（例えば、フェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基等）、アリールオキシ基（例えば、フェニルオキシ基等）、アルキルオキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基等）、アリールカルボニル基（例えば、フェニルカルボニル基等）またはアルキルカルボニル基（例えば、アセチル基、プロピオニル基等）であり、前記各基は、アルキルオキシ基、アルキル基、アリール基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、ハロゲン原子等の置換基を１つまたは複数有していてもよい。
【０２４４】
そして、Ｒ¹ 〜Ｒ³ のうちの少なくとも一つは、アリール基またはアリール基を有する基であることが好ましく、これら全てがアリール基であることがより好ましい。
【０２４５】
例えば、式（５ａ）で示す骨格を有する化合物が好ましい。
【０２４６】
【化１３８】

【０２４７】
式（５ａ）において、Ｒ⁴¹、Ｒ⁴²およびＲ⁴³は、アルコキシ基（好ましくは炭素数が１〜５、特に炭素数１）、アルキル基（好ましくは炭素数が１〜５）、ジアルキルアミノ基（好ましくはアルキルの炭素数が１〜５）またはニトロ基である。ｐ、ｑ、ｒは０〜３の整数であり、ｐ＋ｑ＋ｒ≧１、好ましくはｐ＋ｑ＋ｒ≦６である。Ｒ⁴¹、Ｒ⁴²およびＲ⁴³は、通常、パラ位に結合するが、オルト位に結合することもある。
【０２４８】
Ｒ¹ 〜Ｒ⁷ のうち隣接位にあるものは、互いに結合して５または６員、特に６員の縮合環を形成していてもよい。
【０２４９】
なお、アルキル基およびアルケニル基は、炭素数が１〜５であることが好ましい。また、アリール基としてはフェニル基が好ましい。
【０２５０】
また、置換基が互いに結合して縮合環を形成しているものには、式（５ｂ）、（５ｃ）で示される化合物が挙げられる。また、式（５ｄ）で示される骨格を有する化合物も好ましい。
【０２５１】
【化１３９】

【０２５２】
式（５ｂ）において、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、Ｒ¹⁴は、上記したＲ¹ 〜Ｒ⁷ と同様のものから選択することが好ましく、具体的には例えば、Ｒ¹ 〜Ｒ³ 、Ｒ¹¹〜Ｒ¹⁴、Ｒ⁶ 〜Ｒ⁷ の全てが水素であるものが好ましい。
【０２５３】
【化１４０】

【０２５４】
式（５ｃ）において、Ｒ²¹、Ｒ²²、Ｒ²³、Ｒ²⁴は、上記したＲ¹ 〜Ｒ⁷ と同様のものから選択することが好ましく、具体的には例えば、Ｒ¹ 〜Ｒ⁵ 、Ｒ²¹〜Ｒ²⁴の全てが水素であるものが好ましい。
【０２５５】
【化１４１】

【０２５６】
式（５ｄ）において、Ｒ³¹、Ｒ³²、Ｒ³³、Ｒ³⁴、Ｒ³⁵、Ｒ³⁶は、前記Ｒ¹ 〜Ｒ⁷ と同様のものから選択することが好ましい。また、Ｘは、結合手、１，４−フェニレン、４，４’−ビフェニレン等であり、具体的には例えば、Ｘが結合手、１，４−フェニレンまたは４，４’−ビフェニレンであって、Ｒ² 〜Ｒ⁷ 、Ｒ³¹〜Ｒ³⁶の全てが水素であるものが好ましい。
【０２５７】
以下に、インドール誘導体の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。式（Ｉｄ−１）〜式（Ｉｄ−４）中の表示に従って具体例を示す。
【０２５８】
【化１４２】

【０２５９】
【化１４３】

【０２６０】
【化１４４】

【０２６１】
【化１４５】

【０２６２】
【化１４６】

【０２６３】
【化１４７】

【０２６４】
【化１４８】

【０２６５】
【化１４９】

【０２６６】
【化１５０】

【０２６７】
【化１５１】

【０２６８】
【化１５２】

【０２６９】
【化１５３】

【０２７０】
【化１５４】

【０２７１】
【化１５５】

【０２７２】
【化１５６】

【０２７３】
【化１５７】

【０２７４】
キノキサリン誘導体としては、式（６）で表されるものが好ましい。
Ｑ_m−Ｌ100（６）
【０２７５】
式（６）について説明すると、Ｑは窒素原子を０〜２個含む六員芳香環が縮合したピラジニル基を表す。ｍは２または３であり、この場合のｍ個のＱは各々同一でも異なるものであってもよい。Ｑを形成する六員芳香環としてはベンゼン環、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環等が好ましい。このような六員芳香環とピラジン環との縮合位置には特に制限はないが、縮合位置には炭素原子が存在することが好ましく、窒素原子は存在しない方が好ましい。したがって、ピラジン環では位置番号２，３の辺または位置番号５，６の辺で縮合することが好ましく、ピリジン環では位置番号２，３（もしくは５，６）の辺または位置番号３，４（もしくは４，５）の辺、ピリミジン環では位置番号４，５（もしくは５，６）の辺、ピリダジン環では位置番号３，４（もしくは５，６）の辺または位置番号５，４の辺で縮合することが好ましい。
【０２７６】
Ｌ100は単結合またはｍ価の基、すなわち２価または３価の基を表す。２価の基としてはアレーンジイル基が好ましく、具体的にはフェニレン基、ビフェニルジイル基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、ピレンジイル基等が好ましく挙げられ、３価の基としてはアレーントリイル基（具体的にはベンゼントリイル基等）、窒素原子、トリアリールアミントリイル基（具体的にはトリフェニルアミントリイル基等）などが好ましい。
【０２７７】
ＱおよびＬ100は各々さらに置換基を有していてもよく、このような置換基としてはＱを含むものであってもよく、１分子中のＱの総数は２〜１０個が好ましく、さらには２〜４個が好ましい。
【０２７８】
このように２個以上存在するＱは各々同一でも異なるものであってもよいが、合成上の便宜等からは通常同一であることが好ましい。
【０２７９】
本発明に用いる式（６）で表されるキノキサリン誘導体のなかでも式（VIII）で表される化合物が好ましい。
【０２８０】
【化１５８】

【０２８１】
式（VIII）について説明すると、式（VIII）において、Ｚはピラジン環の２個の炭素原子とともにベンゼン環、ピリジン環、ピリミジン環またはピリダジン環を形成するのに必要な原子群を表す。
【０２８２】
Ｚで完成される環は、さらに置換基を有していてもよく、縮合環を有していてもよい。Ｚで完成される環のピラジン環に対する好ましい縮合位置は式（６）の説明で示したものと同様のものが挙げられる。
【０２８３】
Ａ₁はピラジン環に結合する１価の置換基を表し、ｋは０、１または２である。Ｚで完成される環の置換基やＡ₁で表される置換基の好適例は、後述の式（VIII−ａ)〜式（VIII−ｍ)におけるＡ₁₃等と同じであるので、そこで詳述する。
【０２８４】
ｍは２または３である。ｍが２のときＬ100 は単結合、フェニレン基、ビフェニルジイル基またはナフタレンジイル基を表し、ｍが３のときＬ100 はベンゼントリイル基、窒素原子またはトリフェニルアミントリイル基を表し、これらについても式（VIII−ａ)〜式（VIII−ｎ)のところで詳述する。
【０２８５】
Ｚで完成される縮合環は各々同一であっても異なるものであってもよいが、式（６）のところでの説明と同様に同一であることが好ましい。
【０２８６】
Ｚで完成される環を有する縮合ピラジン環におけるＬ100 との結合位置はいずれであってもよい。
【０２８７】
式（VIII)で表されるキノキサリン系化合物のなかでも式（VIII−ａ)〜式（VIII−ｎ)で表される化合物が好ましい。
【０２８８】
【化１５９】

【０２８９】
【化１６０】

【０２９０】
【化１６１】

【０２９１】
【化１６２】

【０２９２】
【化１６３】

【０２９３】
まず、Ｌ100 が２価基Ｌ111 、あるいは単結合である場合の式（VIII−ａ)〜式（VIII−ｆ)、および式（VIII−ｍ)について説明する。式（VIII−ａ)〜式（VIII−ｆ)、および式（VIII−ｍ)において、Ｌ111 はフェニレン基、ビフェニルジイル基またはナフタレンジイル基を表す。
【０２９４】
Ｌ111 で表されるフェニレン基としては、ｏ−、ｍ−、ｐ−フェニレン基のいずれであってもよいが、特にｐ−フェニレン基が好ましい。
【０２９５】
Ｌ111 で表されるビフェニルジイル基としては、４，４’−ビフェニル−１，１’−ジイル基等が好ましい。
【０２９６】
Ｌ111 で表されるナフタレンジイル基としては、１，５−ナフタレンジイル基等が好ましい。
【０２９７】
これらの２価基は無置換のものが好ましいが、場合によってはアルキル基、アリール基等の置換基を有していてもよい。
【０２９８】
式（VIII−ａ)中のＡ₁₃、Ａ₁₅〜Ａ₁₈、Ａ₂₃、Ａ₂₅〜Ａ₂₈、式（VIII−ｂ)中のＡ₁₃、Ａ₁₆〜Ａ₁₈、Ａ₂₃、Ａ₂₆〜Ａ₂₈、式（VIII−ｃ)中のＡ₁₃、Ａ₁₅、Ａ₁₇、Ａ₁₈、Ａ₂₃、Ａ₂₅、Ａ₂₇、Ａ₂₈、式（VIII−ｄ)中のＡ₁₃、Ａ₁₆、Ａ₁₈、Ａ₂₃、Ａ₂₆、Ａ₂₈、式（VIII−ｅ)中のＡ₁₃、Ａ₁₇、Ａ₁₈、Ａ₂₃、Ａ₂₇、Ａ₂₈、式（VIII−ｆ)中のＡ₁₃、Ａ₁₅、Ａ₁₈、Ａ₂₃、Ａ₂₅、Ａ₂₈、および式（VIII−ｍ)中のＡ₁₂、Ａ₁₃、Ａ₁₅、Ａ₁₇、Ａ₁₈、Ａ₂₂、Ａ₂₃、Ａ₂₅、Ａ₂₇、Ａ₂₈ は、各々水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基または複素環基を表し、各式中においてこれらは同一でも異なるものであってもよい。
【０２９９】
Ａ₁₃等で表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子等が挙げられる。
【０３００】
Ａ₁₃等で表されるアルキル基は総炭素数１〜６のものが好ましく、直鎖状であっても分岐を有するものであってもよい。また無置換のものが好ましいが、置換基（例えばＦ、Ｃｌ等のハロゲン原子）を有していてもよい。具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。
【０３０１】
Ａ₁₃等で表されるアリール基は総炭素数６〜３０のものが好ましく、単環であっても多環（縮合多環や環集合）であってもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えばＦ、Ｃｌ等のハロゲン原子やメチル基等のアルキル基などのほか、複素環基等も挙げられ、この場合の複素環基は、例えば式（VIII−ａ)におけるキノキサリニル基のように、Ｌ111 に結合する縮合ピラジニル基と同一のものが好ましい。Ａ₁₃等のアリール基の具体例としては、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、２−ビフェニリル基、３−ビフェニリル基、４−ビフェニリル基等、さらにはこれらにキノキサリニル基等の縮合ピラジニル基が置換したものなどが挙げられる。
【０３０２】
Ａ₁₃等で表されるアルコキシ基は、アルキル部分の炭素数が１〜６のものが好ましく、置換基を有していてもよいが、無置換のものが好ましい。具体的にはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基等が挙げられる。
【０３０３】
Ａ₁₃等で表されるアリーロキシ基としては、フェノキシ基等が挙げられる。
【０３０４】
Ａ₁₃等で表されるアミノ基は置換基を有していてもよく、置換基としてはアルキル基、アリール基等が挙げられる。具体的にはアミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基等が挙げられる。
【０３０５】
Ａ₁₃等で表されるアルキルチオ基としてはメチルチオ基、エチルチオ基等が挙げられる。
【０３０６】
Ａ₁₃等で表されるアリールチオ基としてはフェニルチオ基等が挙げられる。
【０３０７】
Ａ₁₃等で表される複素環基としてはフルリ基、チェニル基、ピロール基、ピリジル基、キノリル基等が挙げられる。このほか、式（VIII−ａ)におけるキノキサリニル基のようなＬ₁ に結合するものと同じ縮合ピラジニル基であってもよい。
【０３０８】
式（VIII−ａ)において、Ａ₁₅〜Ａ₁₈、Ａ₂₅〜Ａ₂₈のなかの隣接するもの同士、
式（VIII−ｂ)において、Ａ₁₆〜Ａ₁₈、Ａ₂₆〜Ａ₂₈のなかの隣接するもの同士、
式（VIII−ｃ)において、Ａ₁₇とＡ₁₈、Ａ₂₇とＡ₂₈、
式（VIII−ｅ)において、Ａ₁₇とＡ₁₈、Ａ₂₇とＡ₂₈、
式（VIII−ｍ)において、Ａ₁₂とＡ₁₃、Ａ₁₇とＡ₁₈、Ａ₂₂とＡ₂₃、Ａ₂₇とＡ₂₈ は、各々互いに結合して環を形成してもよい。この場合の環としては、ベンゼン環等が好ましく、さらには形成されるベンゼン環同士が縮合していてもよく、これらによって形成されたベンゼン環はさらに縮合環を有していてもよい。
【０３０９】
式（VIII−ａ)〜式（VIII−ｆ)において、Ａ₁₃、Ａ₂₃は、および式（VIII−ｍ)において、Ａ₁₂、Ａ₁₃、Ａ₂₂、Ａ₂₃、はアリール基などが好ましい。また、式（VIII−ａ)のＡ₁₅〜Ａ₁₈、Ａ₂₅〜Ａ₂₈は水素原子、アルキル基、アルコキシ基あるいは隣接するもの同士が結合してベンゼン環を形成するものなどが好ましい。また、式（VIII−ｂ)のＡ₁₆〜Ａ₁₈、Ａ₂₆〜Ａ₂₈、式（VIII−ｃ)のＡ₁₅、Ａ₁₇、Ａ₁₈、Ａ₂₅、Ａ₂₇、Ａ₂₈、式（VIII−ｄ)のＡ₁₆、Ａ₁₈、Ａ₂₆、Ａ₂₈、式（VIII−ｅ)のＡ₁₇、Ａ₁₈、Ａ₂₇、Ａ₂₈、式（VIII−ｆ)のＡ₁₅、Ａ₁₈、Ａ₂₅、Ａ₂₈および式（VIII−ｍ)のＡ₁₅、Ａ₁₇、Ａ₁₈、Ａ₂₅、Ａ₂₇、Ａ₂₈ 各々水素原子などであることが好ましい。
【０３１０】
次に、Ｌ100 が３価基Ｌ112 である場合の式（VIII−ｇ)〜式（VIII−ｌ)、式（VIII−ｎ)について説明する。式（VIII−ｇ)〜式（VIII−ｌ)、式（VIII−ｎ)において、Ｌ112 はベンゼントリイル基、窒素原子またはトリフェニルアミントリイル基を表す。
【０３１１】
Ｌ112 で表されるベンゼントリイル基としては１，３，５−ベンゼントリイル基等が好ましい。
【０３１２】
Ｌ112 で表されるトリフェニルアミントリイル基としては４，４’，４”−トリフェニル−１，１’，１”−トリイル基等が好ましい。
【０３１３】
これらの３価基は無置換のものが好ましいが、場合によってはアルキル基、アリール基等の置換基を有していてもよい。
【０３１４】
式（VIII−ｇ)中のＡ₁₃、Ａ₁₅〜Ａ₁₈、Ａ₂₃、Ａ₂₅〜Ａ₂₈、Ａ₃₃、Ａ₃₅〜Ａ₃₈、式（VIII−ｈ)中のＡ₁₃、Ａ₁₆〜Ａ₁₈、Ａ₂₃、Ａ₂₆〜Ａ₂₈、Ａ₃₃、Ａ₃₆〜Ａ₃₈、式（VIII−ｉ)中のＡ₁₃、Ａ₁₅、Ａ₁₇、Ａ₁₈、Ａ₂₃、Ａ₂₅、Ａ₂₇、Ａ₂₈、Ａ₃₃、Ａ₃₅、Ａ₃₇、Ａ₃₈、
式（VIII−ｊ)中のＡ₁₃、Ａ₁₆、Ａ₁₈、Ａ₂₃、Ａ₂₆、Ａ₂₈、Ａ₃₃、Ａ₃₆、Ａ₃₈、
式（VIII−ｋ)中のＡ₁₃、Ａ₁₇、Ａ₁₈、Ａ₂₃、Ａ₂₇、Ａ₂₈、Ａ₃₃、Ａ₃₇、Ａ₃₈、
式（VIII−ｌ)中のＡ₁₃、Ａ₁₅、Ａ₁₈、Ａ₂₃、Ａ₂₅、Ａ₂₈、Ａ₃₃、Ａ₃₅、Ａ₃₈、
式（VIII−ｎ)中のＡ₁₂、Ａ₁₃、Ａ₁₅、Ａ₁₇、Ａ₁₈、Ａ₂₂、Ａ₂₃、Ａ₂₅、Ａ₂₇、Ａ₂₈、Ａ₃₂、Ａ₃₃、Ａ₃₅、Ａ₃₇、Ａ₃₈は、各々水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基または複素環基を表し、各式中においてこれらは同一でも異なるものであってもよい。これらの基の具体例としては式（VIII−ａ)〜式（VIII−ｆ)のところで挙げたものと同様のものが挙げられる。また、式（VIII−ｇ)において、Ａ₁₅〜Ａ₁₈、Ａ₂₅〜Ａ₂₈、Ａ₃₅〜Ａ₃₈のなかの隣接するもの同士、式（VIII−ｈ)において、Ａ₁₆〜Ａ₁₈、Ａ₂₆〜Ａ₂₈、Ａ₃₆〜Ａ₃₈のなかの隣接するもの同士、
式（VIII−ｉ)において、Ａ₁₇とＡ₁₈、Ａ₂₇とＡ₂₈、Ａ₃₇とＡ₃₈、
式（VIII−ｋ)において、Ａ₁₇とＡ₁₈、Ａ₂₇とＡ₂₈、Ａ₃₇とＡ₃₈、
式（VIII−ｎ)において、Ａ₁₂とＡ₁₃、Ａ₁₇とＡ₁₈、Ａ₂₂とＡ₂₃、Ａ₂₇とＡ₂₈、Ａ₃₂とＡ₃₃、Ａ₃₇とＡ₃₈は、各々互いに結合して環を形成してよく、具体例としては式（VIII−ａ)〜式（VIII−ｆ)のところのものと同様のものが挙げられる。また、式（VIII−ａ)〜式（VIII−ｌ)において、Ａ₁₃、Ａ₂₃、Ａ₃₃としては、水素原子、フェニル基等のアリール基などが好ましい。
【０３１５】
また、式（VIII−ｇ)のＡ₁₅〜Ａ₁₈、Ａ₂₅〜Ａ₂₈、Ａ₃₅〜Ａ₃₈は水素原子あるいは隣接するもの同士が結合してベンゼン環を形成するものなどが好ましい。
【０３１６】
また、式（VIII−ｈ)のＡ₁₆〜Ａ₁₈、Ａ₂₆〜Ａ₂₈、Ａ₃₆〜Ａ₃₈、
式（VIII−ｉ)のＡ₁₅、Ａ₁₇、Ａ₁₈、Ａ₂₅、Ａ₂₇、Ａ₂₈、Ａ₃₅、Ａ₃₇、Ａ₃₈、
式（VIII−ｊ)のＡ₁₆、Ａ₁₈、Ａ₂₆、Ａ₂₈、Ａ₃₆、Ａ₃₈、
式（VIII−ｋ)のＡ₁₇、Ａ₁₈、Ａ₂₇、Ａ₂₈、Ａ₃₇、Ａ₃₈、
式（VIII−ｌ)のＡ₁₅、Ａ₁₈、Ａ₂₅、Ａ₂₈、Ａ₃₅、Ａ₃₈、
式（VIII−ｎ)のＡ₁₂、Ａ₁₃、Ａ₁₅、Ａ₁₇、Ａ₁₈、Ａ₂₂、Ａ₂₃、Ａ₂₅、Ａ₂₇、Ａ₂₈、Ａ₃₂、Ａ₃₃、Ａ₃₅、Ａ₃₇、Ａ₃₈は各々水素原子などであることが好ましい。
【０３１７】
以下に、本発明に好ましく用いられる式(６)で表されるキノキサリン誘導体の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。ここでは、式（VIII−ａ)〜式（VIII−ｍ)中のＬ111 、Ｌ112 、Ａ₁₃等の組み合わせで表示し、Ａ₁₃とＡ₂₃が異なるときは表中で別々に示している。なお、式（VIII−ａ)〜式（VIII−ｍ)での表示は代表例であり、実際得られる化合物は、通常、合成経路上、構造異性体の混合物であるので、これらの表示は対応する構造異性体を含む趣旨である。
【０３１８】
【化１６４】

【０３１９】
【化１６５】

【０３２０】
【化１６６】

【０３２１】
【化１６７】

【０３２２】
【化１６８】

【０３２３】
【化１６９】

【０３２４】
【化１７０】

【０３２５】
【化１７１】

【０３２６】
【化１７２】

【０３２７】
【化１７３】

【０３２８】
【化１７４】

【０３２９】
【化１７５】

【０３３０】
【化１７６】

【０３３１】
【化１７７】

【０３３２】
【化１７８】

【０３３３】
【化１７９】

【０３３４】
【化１８０】

【０３３５】
【化１８１】

【０３３６】
【化１８２】

【０３３７】
【化１８３】

【０３３８】
【化１８４】

【０３３９】
【化１８５】

【０３４０】
【化１８６】

【０３４１】
【化１８７】

【０３４２】
【化１８８】

【０３４３】
【化１８９】

【０３４４】
【化１９０】

【０３４５】
【化１９１】

【０３４６】
【化１９２】

【０３４７】
【化１９３】

【０３４８】
【化１９４】

【０３４９】
【化１９５】

【０３５０】
【化１９６】

【０３５１】
【化１９７】

【０３５２】
【化１９８】

【０３５３】
【化１９９】

【０３５４】
【化２００】

【０３５５】
【化２０１】

【０３５６】
【化２０２】

【０３５７】
【化２０３】

【０３５８】
【化２０４】

【０３５９】
【化２０５】

【０３６０】
【化２０６】

【０３６１】
【化２０７】

【０３６２】
【化２０８】

【０３６３】
【化２０９】

【０３６４】
【化２１０】

【０３６５】
【化２１１】

【０３６６】
【化２１２】

【０３６７】
【化２１３】

【０３６８】
【化２１４】

【０３６９】
【化２１５】

【０３７０】
【化２１６】

【０３７１】
【化２１７】

【０３７２】
【化２１８】

【０３７３】
【化２１９】

【０３７４】
【化２２０】

【０３７５】
【化２２１】

【０３７６】
【化２２２】

【０３７７】
【化２２３】

【０３７８】
【化２２４】

【０３７９】
【化２２５】

【０３８０】
【化２２６】

【０３８１】
【化２２７】

【０３８２】
【化２２８】

【０３８３】
【化２２９】

【０３８４】
【化２３０】

【０３８５】
【化２３１】

【０３８６】
【化２３２】

【０３８７】
【化２３３】

【０３８８】
【化２３４】

【０３８９】
【化２３５】

【０３９０】
【化２３６】

【０３９１】
【化２３７】

【０３９２】
オキサジアゾール誘導体としては、式（７）で表されるものが好ましい。
【０３９３】
【化２３８】

【０３９４】
式（７）において、Ｚ₀は水素、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基等）、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基等）、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基等）、アリーロキシ基(例えば、フェノキシ基等）、複素環基（例えば、ピリジル基、チエニル基等）、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、水酸基、カルボキシル基またはアルケニル基を表し、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、複素環基、アミノ基、アルケニル基はさらに置換基を有していてもよく、これらの基として、具体的には一部上述したが、式（２）のＱ¹⁰等と同様のものが挙げられる。Ｚ₀としては、フェニル基等のアリール基などが好ましく、さらに、置換基を有していてもよく、その場合の置換基としては、Ｚ₀で表される置換基(アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、複素環基等）と同様のものであってよい。ｎ₅₀は１、２または３であり、２、３が好ましい。
【０３９５】
Ｘ₅₀は、ｎ₅₀＝１の場合、Ｚ₀と同様の置換基または水素であり、ｎ₅₀＝２の場合、２つのオキサジアゾリル基を連結する二価の連結基（例えば、フェニレン基、ビフェニルジイル基等）、ｎ₅₀＝３の場合、３つのオキサジアゾリル基を連結する三価の連結基（例えば、ベンゼントリイル基等）である。また、ｎ₅₀＝２、３の場合、Ｘ₅₀によって連結される複数のオキサジアゾリル基は同一のものでも異なるものであってもよい。
【０３９６】
以下に、オキサジアゾール誘導体の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。式（７−１）、式（７−２）中の表示に従って具体例を示す。
【０３９７】
【化２３９】

【０３９８】
【化２４０】

【０３９９】
【化２４１】

【０４００】
【化２４２】

【０４０１】
【化２４３】

【０４０２】
【化２４４】

【０４０３】
カルバゾール誘導体としては、式（８）で表されるものが好ましい。
【０４０４】
【化２４５】

【０４０５】
式（８）において、 Ｒ₅₂〜Ｒ₅₉は水素、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基等）、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基等）、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基等）、アリーロキシ基(例えばフェノキシ基等）、複素環基(例えば、ピリジル基、チエニル基等）、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、水酸基、カルボキシル基またはアルケニル基を表し、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、複素環基、アミノ基、アルケニル基は、さらに置換基を有していてもよく、これらの基として、具体的には、一部上述したが、式（２）のＱ¹⁰等と同様のものが挙げられる。ｎ₅₁は１または２であり、２が好ましい。Ｘ₅₁は、ｎ₅₁＝１の場合、Ｒ₅₂〜Ｒ₅₉と同様の置換基または水素であり、ｎ₅₂＝２の場合、２つのカルバゾリル基を連結する二価の連結基（例えば、フェニレン基等）である。また、ｎ＝２の場合、Ｘ₅₁で連結するカルバゾリル基は同一でも異なっていてもよい。
【０４０６】
以下に、カルバゾール誘導体の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。式（８−１）中の表示に従って具体例を示す。
【０４０７】
【化２４６】

【０４０８】
【化２４７】

【０４０９】
また、以下に示すようなホウ素化合物、シラシクロペンタジエン誘導体等の一般的な電子注入材料を用いても本発明の効果が得られる。
【０４１０】
ホウ素化合物としては、次のようなものが挙げられる。
【０４１１】
【化２４８】

【０４１２】
ここで、Ｒｎ（Ｒ₁₁、Ｒ₁₂）は水素原子、アルキル基，アリール基，アルコキシ基，アリーロキシ基，アルキルチオ基，アリールチオ基，アルケニル基，複素環基，ハロゲン原子，シアノ基，アルキルボリル基、アリールボリル基を示す。Arはアリール基，複素環基を示す。
【０４１３】
以下に具体例を示すが、これに限定されるものではない。これらの化合物は、特開２００１−２３３８８２号公報、Polymer Preprints, Japan, Vol.48, No.9, 2047-2048, 1999、International Symp. on functional dyes, 36, 1999などに記載されている。
【０４１４】
【化２４９】

【０４１５】
シラシクロペンタジエン誘導体としては、次のようなものが挙げられる。
【０４１６】
【化２５０】

【０４１７】
ここで、Ｒｎ（Ｒ₂₁、Ｒ₂₆）は水素原子、アルキル基，アリール基，アルコキシ基，アリーロキシ基，アルキルチオ基，アリールチオ基，アルケニル基，複素環基，ハロゲン原子，シアノ基，アルキルボリル基、アリールボリル基を示す。更に、隣接する基は互いに結合あるいは縮合して置換している炭素原子とともに脂肪族環あるいは芳香族環を形成しても良い。
【０４１８】
以下に具体例を示すが、これに限定されるものではない。これらの化合物は、特開２００２−３３８５８１号公報、特開２００２−２１６９７２号公報などに記載されている。
【０４１９】
【化２５１】

【０４２０】
このほか、特開２０００−１０３７８６号公報、特開２０００−３０６６７０号公報、特開２００２−３８１４１号公報、特開２００１−５７２９２号公報、特開２００１−２４４０７６号公報、特開平５−２１１６５号公報、特開２００１−３３５７７６号公報、特開平７−８２５５２号公報、特開平１０−２５１６３４号公報、特開平９−３４４８号公報などに記載の化合物を使用することができる。これらの化合物も含めて、本発明に使用できる化合物を例示する。
【０４２１】
【化２５２】

【０４２２】
【化２５３】

【０４２３】
電子注入層において、有機化合物を１種のみ用いても２種以上併用してもよい。２種以上用いるときは、同種のものを用いても異なるものを用いてもよい。
【０４２４】
これらのなかでも、フェナントロリン誘導体、特に式（１ａ）、式（１ｂ）で表されるフェナントロリンないしフェナントロリン誘導体を用いることが好ましく、フェナントロリンないしフェナントロリン誘導体を８０％（質量百分率）以上含有することが好ましく、特に、フェナントロリンないしフェナントロリン誘導体からなることが好ましい。
【０４２５】
電子注入層の厚さは０．６〜２０nm、さらには１〜１０nmが好ましい。このような厚さの範囲において、駆動電圧を低下させることができる。これに対し、電子注入層が薄くなると、臨界的に上記の駆動電圧が上昇し、厚くなっても上記の駆動電圧が上昇する。これは、薄すぎる場合、陰極との密着性が低下し、電子注入性が悪くなるためであり、また、電子注入層の材料は電子輸送性が低いため、厚すぎると電圧が上昇すると考えられる。
【０４２６】
また、電子注入層と電子輸送層との合計厚さは５〜１００nmであることが好ましい。このような合計厚さとすることにより電子の注入および輸送を効率よく行うことができ、かつ光学的に良好な外部取出し効率が得られる。これに対し、これらの合計厚さが厚くなると、駆動電圧の上昇を招き、薄くして駆動電圧を下げた場合でも、光学的に最適な膜厚でない場合、外部取り出し効率の低下を招く。
【０４２７】
本発明において、電子輸送層に接して設けられる発光層は、ホスト材料とドーパント材料とを含有するものであることが好ましい。
【０４２８】
この場合のホスト材料としては、ナフタセン誘導体、アントラセン誘導体、テトラアリールジアミン誘導体、キノキサリン誘導体、金属錯体化合物などがあるが、アントラセン誘導体、ナフタセン誘導体を用いることが好ましく、ナフタセン誘導体は特に好ましい。
【０４２９】
ナフタセン誘導体としては、電子輸送層用のものと同様のものを用いることができ、好ましいものも同様であり、特に好ましくは式（２）（さらには、式（２ａ）、（２ｂ）、特には式（２ａ））で表されるナフタセン誘導体である。
【０４３０】
ホスト材料は、双極子モーメントが１．０Dybe以下、さらには０．５〜０Dybeであるものが好ましく、このような非極性分子を用いることにより電子輸送性が高くなり、ドーパント材料による電子のトラップが起こりやすくなり、ドーパントに電子が局在化するため、ドーパント材料の発光が促進されるとともに、ホスト材料での発光を抑えることができる。また、ホスト分子とドーパントとの相互作用を抑えることもできる。このため、高効率で色純度の高い素子が得られる。
【０４３１】
発光層に含有されるホスト材料、特に好ましく用いられるナフタセン誘導体の電子親和力は、電子輸送層の電子親和力より大きいかまたは同じであることが望ましい。また、ホール注入輸送層を設ける場合、ホール注入輸送層の電子親和力より大きいことが好ましい。発光層に含有されるホスト材料の電子親和力が、電子輸送層の電子親和力より大きいと、発光層への電子の注入効率が向上し、また、ホール注入輸送層の電子親和力より大きいとホール注入輸送層の界面では電子がブロックされるため発光効率が向上し、素子寿命も向上する。
【０４３２】
また、発光層は、ホール（正孔）および電子の注入機能、それらの輸送機能、ホールと電子の再結合により励起子を生成させる機能を必要とするため、ホストには、比較的電子的にニュートラルな化合物を用いることで、電子とホールを容易かつバランスよく注入・輸送することができる。
【０４３３】
発光層におけるホスト材料は、発光層に８０〜９９．９％（質量百分率）含有されていることが好ましく、特に９０〜９９．９％（質量百分率）、さらには９５．０〜９９．５％（質量百分率）含有されていることが好ましい。
【０４３４】
また、発光層の厚さは、分子層一層に相当する厚みから、素子中の有機化合物層の全厚未満とすることが好ましく、具体的には１〜８５nmとすることが好ましく、さらには５〜６０nm、特には５〜５０nmとすることが好ましい。
【０４３５】
一方、ドーパント材料としては、それ自体で発光し、かつホスト材料中で電子をトラップすることが可能な材料であればいずれであってもよいが、フルオランテン誘導体を用いることが好ましい。
【０４３６】
フルオランテン誘導体としては、式（３）で表されるものが好ましい。
【０４３７】
【化２５４】

【０４３８】
式（３）中、ｎ₁₀は１または２である。Ｚ₁〜Ｚ₁₀、およびｎ₁₀＝１のときのＬ₁₁ ，Ｌ₁₂ は水素、ハロゲン、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル部分を有するアルコキシ基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル部分を有するアルキルチオ基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル部分を有するアルケニルオキシ基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル部分を有するアルケニルチオ基、置換または無置換の芳香環含有アルキル基、置換または無置換の芳香環アルキル含有オキシ基、置換または無置換の芳香環含有アルキルチオ基、置換または無置換の芳香環基、置換または無置換の芳香環オキシ基、置換または無置換の芳香環チオ基、置換または無置換のアミノ基、シアノ基、水酸基、−ＣＯＯＲ₁ （ここで、Ｒ₁は水素、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル基、置換または無置換の芳香環基含有アルキル基、あるいは置換または無置換の芳香環基を表す）、−ＣＯＲ₂（ここで、Ｒ₂は水素、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル基、置換または無置換の芳香環含有アルキル基、置換または無置換の芳香環基、あるいはアミノ基を表す）、あるいは−ＯＣＯＲ₃（ここで、Ｒ₃は置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル基、置換または無置換の芳香環含有アルキル基、あるいは置換または無置換の芳香環基を表す）を表し、さらに、Ｚ₁〜Ｚ₁₀およびＬ₁₁，Ｌ₁₂から選ばれる２つ以上の隣接する基は互いに結合して、置換している炭素原子と共に、置換または無置換の脂肪族炭素環、芳香環、あるいは脂肪族炭素環と芳香環との縮合環を形成していてもよい。また、ｎ₁₀＝２であって、Ｌ₁₁，Ｌ₁₂のうちの少なくとも一方が単結合であるとき、他方はｎ₁₀＝１のときと同様の基を表し、上記と同様に環を形成してもよいことは同様である。また、Ｌ₁₁，Ｌ₁₂の両方が単結合であってもよく、この場合も上記と同様に環を形成してもよいことは同様である。
【０４３９】
また、式（３）中、Ｚ₁〜Ｚ₁₀およびＬ₁₁，Ｌ₁₂から選ばれる２つ以上の隣接する基が互いに結合して、置換している炭素原子と共に、置換または無置換の脂肪族炭素環、芳香環、あるいは脂肪族炭素環と芳香環との縮合環を形成していることが好ましい。また、ｎ₁₀＝２のとき、Ｌ₁₁，Ｌ₁₂の両方が単結合であることも好ましい。
【０４４０】
また、式（３）で表される化合物のなかでも、特に式（３ａ）で表されるジインデノ[1,2,3-cd:1',2',3'-lm]ペリレン誘導体が好ましい。
【０４４１】
【化２５５】

【０４４２】
式（３ａ）中、Ｚ₁〜Ｚ₆，Ｚ₉，Ｚ₁₀ ，Ｚ₁₁ 〜Ｚ₁₆，Ｚ₁₉およびＺ₂₀は水素、ハロゲン、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル部分を有するアルコキシ基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル部分を有するアルキルチオ基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル部分を有するアルケニルオキシ基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル部分を有するアルケニルチオ基、置換または無置換の芳香環含有アルキル基、置換または無置換の芳香環含有アルキルオキシ基、置換または無置換の芳香環含有アルキルチオ基、置換または無置換の芳香環基、置換または無置換の芳香環オキシ基、置換または無置換の芳香環チオ基、置換または無置換の芳香環アルケニル基、置換または無置換のアルケニル芳香環基、置換または無置換のアミノ基、シアノ基、水酸基、−ＣＯＯＲ₁（ここで、Ｒ₁は水素、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル基、置換または無置換の芳香環含有アルキル基、あるいは置換または無置換の芳香環基を表す）、−ＣＯＲ₂（ここで、Ｒ₂は水素、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル基、置換または無置換の芳香環含有アルキル基、置換または無置換の芳香環基、あるいはアミノ基を表す）、あるいは−ＯＣＯＲ₃（ここで、Ｒ₃は置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルキル基、置換基を有していてもよい直鎖、分岐または環状のアルケニル基、置換または無置換の芳香環含有アルキル基、あるいは置換または無置換の芳香環基を表す）を表し、さらに、Ｚ₁〜Ｚ₆，Ｚ₉，Ｚ₁₀ ，Ｚ₁₁ 〜Ｚ₁₆，Ｚ₁₉、Ｚ₂₀から選ばれる隣接する基から選ばれる基は互いに結合して、置換している炭素原子と共に、置換または無置換の脂肪族炭素環、芳香環、あるいは脂肪族炭素環と縮合芳香環との縮合環を形成していてもよい。
【０４４３】
なお、芳香環基とは、例えば、フェニル基、ナフチル基などの芳香族炭化水素基（アリール基）と、例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基などの芳香族複素環基とを意味するが、なかでもアリール基が好ましい。以下においても同様である。
【０４４４】
また、式（３）、（３ａ）において、Ｚ₁〜Ｚ₆，Ｚ₉，Ｚ₁₀ ，Ｚ₁₁ 〜Ｚ₁₆，Ｚ₁₉，Ｚ₂₀で表される直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、直鎖、分岐または環状のアルキルチオ基、直鎖、分岐または環状のアルケニル基、直鎖、分岐または環状のアルケニルオキシ基、および直鎖、分岐または環状のアルケニルチオ基は、それぞれ、さらに、置換基を有していてもよく、例えば、ハロゲン、炭素数４〜２０の芳香環基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数２〜２０のアルコキシアルコキシ基、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基、炭素数４〜２０の芳香環含有アルキルオキシ基、炭素数５〜２０の芳香環含有アルキルオキシアルコキシ基、炭素数３〜２０の芳香環オキシ基、炭素数４〜２０の芳香環オキシアルコキシ基、炭素数５〜２０の芳香環アルケニル基、炭素数６〜２０の芳香環含有アルキルアルケニル基、炭素数１〜２０のアルキルチオ基、炭素数２〜２０のアルコキシアルキルチオ基、炭素数２〜２０のアルキルチオアルキルチオ基、炭素数２〜２０のアルケニルチオ基、炭素数４〜２０の芳香環含有アルキルチオ基、炭素数５〜２０の芳香環含有アルキルオキシアルキルチオ基、炭素数５〜２０の芳香環含有アルキルチオアルキルチオ基、炭素数３〜２０の芳香環チオ基、炭素数４〜２０の芳香族オキシアルキルチオ基、炭素数４〜２０の芳香環チオアルキルチオ基、炭素数４〜２０の脂環式複素環基などで単置換または多置換されていてもよい。さらに、これらの置換基に含まれる芳香環基は、さらにハロゲン、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数３〜１０の芳香環基、炭素数４〜１０の芳香環含有アルキル基などで置換されていてもよい。
【０４４５】
式（３）、（３ａ）において、Ｚ₁〜Ｚ₆，Ｚ₉，Ｚ₁₀ ，Ｚ₁₁ 〜Ｚ₁₆，Ｚ₁₉，Ｚ₂₀で表される芳香環含有アルキル基、芳香環含有アルキルオキシ基、芳香環含有アルキルチオ基、芳香環基、芳香環オキシ基、および芳香環チオ基中の芳香環基は置換基を有していてもよく、例えば、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数４〜２０の芳香環含有アルキル基、炭素数３〜２０の芳香環基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数２〜２０のアルコキシアルキル基、炭素数２〜２０のアルコキシアルキルオキシ基、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基、炭素数３〜２０のアルケニルオキシアルキル基、炭素数３〜２０のアルケニルオキシアルキルオキシ基、炭素数４〜２０の芳香環含有アルキルオキシ基、炭素数５〜２０の芳香環含有アルキルオキシアルキル基、炭素数５〜２０の芳香環含有アルキルオキシアルキルオキシ基、炭素数３〜２０の芳香環オキシ基、炭素数４〜２０の芳香環オキシアルキル基、炭素数４〜２０の芳香環オキシアルキルオキシ基、炭素数２〜２０のアルキルカルボニル基、炭素数３〜２０のアルケニルカルボニル基、炭素数５〜２０の芳香環含有アルキルカルボニル基、炭素数４〜２０の芳香環カルボニル基、炭素数２〜２０のアルコキシカルボニル基、炭素数３〜２０のアルケニルオキシカルボニル基、炭素数５〜２０の芳香環含有アルキルオキシカルボニル基、炭素数４〜２０の芳香環オキシカルボニル基、炭素数２〜２０のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数３〜２０のアルケニルカルボニルオキシ基、炭素数５〜２０の芳香環含有アルキルカルボニルオキシ基、炭素数４〜２０の芳香環カルボニルオキシ基、炭素数１〜２０のアルキルチオ基、炭素数４〜２０の芳香環含有アルキルチオ基、炭素数３〜２０の芳香環チオ基、ニトロ基、シアノ基、ホルミル基、ハロゲン、ハロゲン化アルキル基、水酸基、アミノ基、炭素数１〜２０のＮ−モノ置換アミノ基、炭素数２〜４０のＮ，Ｎ−ジ置換アミノ基などの置換基で単置換あるいは多置換されていてもよい。
【０４４６】
さらに、これらの置換基に含まれる芳香環基は、さらにハロゲン、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数７〜１０のアラルキル基などで置換されていてもよい。
【０４４７】
式（３）、（３ａ）において、Ｚ₁〜Ｚ₆，Ｚ₉，Ｚ₁₀ ，Ｚ₁₁ 〜Ｚ₁₆，Ｚ₁₉，Ｚ₂₀で表されるアミノ基は置換基を有していてもよく、例えば、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数４〜２０の芳香環含有アルキル基、あるいは炭素数３〜２０の芳香環基でモノ置換またはジ置換されていてもよい。
【０４４８】
式（３）、（３ａ）において、エステル基ないしアシル基中のＲ₁、Ｒ₂およびＲ₃で表されるアルキル基、アルケニル基、芳香環含有アルキル基およびアリール基は置換基を有していてもよく、例えば、Ｚ₁〜Ｚ₆，Ｚ₉，Ｚ₁₀ ，Ｚ₁₁ 〜Ｚ₁₆，Ｚ₁₉，Ｚ₂₀で挙げた置換基で単置換または多置換されていてもよい。
【０４４９】
Ｚ₁〜Ｚ₆，Ｚ₉，Ｚ₁₀ ，Ｚ₁₁ 〜Ｚ₁₆，Ｚ₁₉，Ｚ₂₀は、好ましくは、Ｚ₅，Ｚ₆，Ｚ₉，Ｚ₁₀，Ｚ₁₅，Ｚ₁₆，Ｚ₁₉およびＺ₂₀が水素であり、且つＺ₁〜Ｚ₄，Ｚ₁₁〜Ｚ₁₄が水素、ハロゲン、置換基を有していてもよい総炭素数１〜２４の直鎖、分岐または環状のアルキル基、置換基を有していてもよい総炭素数１〜２４の直鎖、分岐または環状のアルキル部分を有するアルコキシ基、置換基を有していてもよい総炭素数２〜２４の直鎖、分岐または環状のアルケニル基、またはこのようなアルケニル基を有するアルケニルアリール基あるいはアリールアルケニル基（総炭素数８〜３０）、置換または無置換の総炭素数７〜２４のアラルキル基、置換または無置換の総炭素数６〜２４のアリール基あるいはアリールオキシ基、シアノ基、複素環基、水酸基、−ＣＯＯＲ₁、−ＣＯＲ₂、あるいは−ＯＣＯＲ₃（但し、ここで、Ｒ₁〜Ｒ₃は前記に同じ意味を表す）である。
【０４５０】
さらに、式（３）において、Ｌ₁₁，Ｌ₁₂，Ｚ₁〜Ｚ₆，Ｚ₉およびＺ₁₀，式（３ａ）においてＺ₁〜Ｚ₆，Ｚ₉，Ｚ₁₀，Ｚ₁₁〜Ｚ₁₆，Ｚ₁₉およびＺ₂₀から選ばれる隣接する基は互いに結合して、置換している炭素原子と共に、置換または無置換の脂肪族炭素環、芳香環、あるいは脂肪族炭素環と芳香環との縮合環を形成する態様も好ましい。
【０４５１】
また、式（３ａ）で表される化合物は、さらに下記式（３ｂ）で表される化合物、特にジベンゾ[f,f']ジインデノ[1,2,3-cd:1',2',3'-lm]ペリレン誘導体であることが好ましい。
【０４５２】
【化２５６】

【０４５３】
式（３ｂ）において、Ｚ₁ 〜Ｚ₄₄ は、式（３ａ）におけるＺ₁ 〜Ｚ₂₀と同義である。
【０４５４】
なお、式（３ａ）で表される化合物において、Ｚ₁ 〜Ｚ₂₀、または式（３ｂ）で表される化合物においてＺ₁ 〜Ｚ₄₄ は、置換もしくは無置換のアリール基、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基およびアリールオキシ基のいずれかであることが好ましい。
【０４５５】
さらに、式（３ａ）で表される化合物において、Ｚ₁ 〜Ｚ₂₀、または式（３ｂ）で表される化合物においてＺ₁ 〜Ｚ₄₄ のいずれか１種以上は、オルト置換フェニル基であることが好ましい。
【０４５６】
特に、式（３ａ）で表される化合物、または式（３ｂ）で表される化合物において、Ｚ₁とＺ₄のいずれか一方または両方、および／またはＺ₁₁ とＺ₁₄ のいずれか一方または両方は、オルト置換フェニル基であることが好ましい。
【０４５７】
このように、オルト位に置換基を導入することにより、昇華精製時の分解性を抑制することができる。また、オルト位に置換基を導入することにより、蛍光性も向上する。
【０４５８】
このようなオルト位置換の化合物を用いることで、ＥＬ素子の蛍光輝度が向上し、濃度消光性が抑制されるためＥＬドーパントとしてのマージンが向上し、設計の自由度が向上する。
【０４５９】
すなわち、オルト置換フェニル基を導入することによって、その立体障害によりペリレン骨格の会合性をコントロールすることができ、溶媒に対する溶解性が向上し、高純度に精製を行うことが可能となる。また、同様の理由から、より低い温度で昇華精製を行うことができ、昇華精製時の分解が起こり難く、この点でも高純度な材料を得るために有効であり、その材料を用いて有機ＥＬ素子を作製した場合は、不純物により励起子の失活が少なく、高い発光効率を得ることができる。
【０４６０】
また、高い発光効率が得られるもう一つの理由として、発光層中での同一分子間、あるいは異分子間での会合が抑えられることによる濃度消光性の抑制が挙げられる。
【０４６１】
本発明のフルオランテン誘導体の具体例を以下に示すが、本発明はこれに限定されるものではない。特に好ましい式（３ｂ）で表される化合物の好ましい具体例は化２８９〜化２９５（Ｇ−１〜Ｇ−１００）、化３１３〜化３１７に示すものである。具体例は、各々示した構造式の表示に従っている。なお、Ｐｈはフェニル基を表す。
【０４６２】
【化２５７】

【０４６３】
【化２５８】

【０４６４】
【化２５９】

【０４６５】
【化２６０】

【０４６６】
【化２６１】

【０４６７】
【化２６２】

【０４６８】
【化２６３】

【０４６９】
【化２６４】

【０４７０】
【化２６５】

【０４７１】
【化２６６】

【０４７２】
【化２６７】

【０４７３】
【化２６８】

【０４７４】
【化２６９】

【０４７５】
【化２７０】

【０４７６】
【化２７１】

【０４７７】
【化２７２】

【０４７８】
【化２７３】

【０４７９】
【化２７４】

【０４８０】
【化２７５】

【０４８１】
【化２７６】

【０４８２】
【化２７７】

【０４８３】
【化２７８】

【０４８４】
【化２７９】

【０４８５】
【化２８０】

【０４８６】
【化２８１】

【０４８７】
【化２８２】

【０４８８】
【化２８３】

【０４８９】
【化２８４】

【０４９０】
【化２８５】

【０４９１】
【化２８６】

【０４９２】
【化２８７】

【０４９３】
【化２８８】

【０４９４】
【化２８９】

【０４９５】
【化２９０】

【０４９６】
【化２９１】

【０４９７】
【化２９２】

【０４９８】
【化２９３】

【０４９９】
【化２９４】

【０５００】
【化２９５】

【０５０１】
【化２９６】

【０５０２】
【化２９７】

【０５０３】
【化２９８】

【０５０４】
【化２９９】

【０５０５】
【化３００】

【０５０６】
【化３０１】

【０５０７】
【化３０２】

【０５０８】
【化３０３】

【０５０９】
【化３０４】

【０５１０】
【化３０５】

【０５１１】
【化３０６】

【０５１２】
【化３０７】

【０５１３】
【化３０８】

【０５１４】
【化３０９】

【０５１５】
【化３１０】

【０５１６】
【化３１１】

【０５１７】
【化３１２】

【０５１８】
【化３１３】

【０５１９】
【化３１４】

【０５２０】
【化３１５】

【０５２１】
【化３１６】

【０５２２】
【化３１７】

【０５２３】
このようなフルオランテン誘導体は、１種のみ用いても２種以上併用してもよい。特に、式（３ａ）の化合物の使用は好ましい。
【０５２４】
このようなフルオランテン誘導体を発光成分として発光層に用いると、従来にはない、高輝度で耐久性に優れた有機ＥＬ素子が得られる。また、駆動時の温度による発光効率の低下が少なく、温度特性に優れたものとなる。
【０５２５】
本発明の有機ＥＬ素子ではホスト材料としてナフタセン誘導体を用いることが好ましく、特に、ナフタセン誘導体とフルオランテン誘導体との組合せは好ましく、強い発光が得られる。
【０５２６】
このような強い発光が得られる理由としては、ナフタセン誘導体とフルオランテン誘導体はエキサイプレックスの生成等の相互作用が生じることのない理想的な組み合わせであると考えられる。また、前述したようなドーパントのキャリアトラップによるドーパント励起子の生成・発光に加えて、ホストの励起子が生成した場合にも、そのエネルギーが効率よくドーパントに移動し、ドーパントが発光する発光機構も考えられる。この組み合わせにおいてこのような効率の良いホストからドーパントへのエネルギー移動が起こる理由としては、エネルギーギャップが比較的ドーパント材料のそれと近いため、電子交換によるエネルギー移動に加えて発光再吸収によるエネルギー移動現象も生じており、このような高い発光強度が得られると考えられる。
【０５２７】
さらに、上記ホスト材料とドーパントとの組み合わせにより、ドーパントの濃度消光性は非常に小さく抑えることができることもこのような強い発光強度に寄与している。
【０５２８】
有機ＥＬ素子を作成した際の、このような非常に良好な発光効率は、上記の強い蛍光強度が得られる機構に加えて、発光層におけるキャリアの再結合確率の向上、さらにはナフタセンの三重項励起状態からのエネルギー移動によるドーパントの一重項励起状態の生成などの効果によるものもあると考えられる。
【０５２９】
また、一般的な有機ＥＬ素子では、ドーパントによるキャリアトラップにより駆動電圧が高くなってしまうのに対し、上記発光層を用いた有機ＥＬ素子の駆動電圧が非常に低いのは、発光層のキャリア輸送性が高いことに加えて、ドーパントのキャリアトラップ以外にも、上記のような機構で高効率な発光を実現しているためである。さらには、発光層へのキャリアの注入が容易であることも考えられる。また、ホストの電子輸送性が大きいため、大きな駆動電圧上昇を伴わずにキャリアがドーパントに局在化することができることも考えられる。
【０５３０】
また、ナフタセン誘導体は非常に安定であり、キャリアの注入に対する耐久性が高いため、ナフタセン誘導体をホスト材料とし、フルオランテン誘導体をドーパント材料とした組み合わせの素子は非常に長寿命である。
【０５３１】
本発明において設けられるホール注入輸送層は、ホール注入電極からのホールの注入を容易にする機能、ホールを安定に輸送する機能および電子を妨げる機能を有し、発光層に注入されるホールを増大し、閉じこめさせ、再結合領域を最適化させ、発光効率を改善する。
【０５３２】
また、ホール注入輸送層には、例えば、特開昭６３−２９５６９５号公報、特開平２−１９１６９４号公報、特開平３−７９２号公報、特開平５−２３４６８１号公報、特開平５−２３９４５５号公報、特開平５−２９９１７４号公報、特開平７−１２６２２５号公報、特開平７−１２６２２６号公報、特開平８−１００１７２号公報、ＥＰ０６５０９５５Ａ１等に記載されている各種有機化合物を用いることができる。例えば、テトラアリールベンジシン化合物（トリアリールジアミンないしトリフェニルジアミン：ＴＰＤ）、芳香族三級アミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、ポリチオフェン等である。これらの化合物は２種以上を併用してもよく、併用するときは別層にして積層したり、混合したりすればよい。
【０５３３】
ホール注入輸送層をホール注入層とホール輸送層とに分けて設層してもよく、この場合は、ホール注入輸送層用の化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いることができる。このとき、ホール注入電極（ＩＴＯ等）側からイオン化ポテンシャルの小さい化合物の層の順に積層することが好ましい。またホール注入電極表面には薄膜性の良好な化合物を用いることが好ましい。このような積層順については、ホール注入輸送層を２層以上設けるときも同様である。このような積層順とすることによって、駆動電圧が低下し、電流リークの発生やダークスポットの発生・成長を防ぐことができる。また、素子化する場合、蒸着を用いているので１〜１０nm程度の薄い膜も、均一かつピンホールフリーとすることができるため、ホール注入層にイオン化ポテンシャルが小さく、可視部に吸収をもつような化合物を用いても、発光色の色調変化や再吸収による効率の低下を防ぐことができる。
【０５３４】
ホール注入輸送層の厚さは、再結合・発光領域の設計によるが、発光層の厚さと同程度もしくは１／１０〜１０倍程度とすればよい。ホール注入輸送層の厚さは特に限定されず、形成方法によっても異なるが、通常、５〜５００nm程度、特に１０〜３００nmとすることが好ましい。注入層と輸送層を分ける場合は、注入層は１nm以上、輸送層は１nm以上とするのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さの上限は、通常、注入層で５００nm程度、輸送層で５００nm程度である。このような膜厚については注入輸送層を２層設けるときも同じである。
【０５３５】
電子注入層、電子輸送層、発光層およびホール注入輸送層の形成には、均質な薄膜が形成できることから真空蒸着法を用いることが好ましい。真空蒸着法を用いた場合、アモルファス状態または結晶粒径が０．１μm 以下の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が０．１μm を超えていると、不均一な発光となり、素子の駆動電圧を高くしなければならなくなり、ホールの注入効率も著しく低下する。
【０５３６】
真空蒸着の条件は特に限定されないが、１０^-4Pa以下の真空度とし、蒸着速度は０．０１〜１nm／sec 程度とすることが好ましい。また、真空中で連続して各層を形成することが好ましい。真空中で連続して形成すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防げるため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を低くしたり、ダークスポットの成長・発生を抑えたりすることができる。
【０５３７】
これら各層の形成に真空蒸着法を用いる場合において、１層に複数の化合物を含有させる場合、化合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着することが好ましい。
【０５３８】
また、発光層における混合層の形成方法としては、異なる蒸着源より蒸発させる共蒸着が好ましいが、蒸気圧（蒸発温度）が同程度あるいは非常に近い場合には、予め同じ蒸着ボード内で混合させておき、蒸着することもできる。混合層は化合物同士が均一に混合している方が好ましいが、場合によっては、化合物が島状に存在するものであってもよい。
【０５３９】
電子注入電極（陰極）は、好ましくは仕事関数が４eV以下の金属、合金または金属間化合物から構成される。仕事関数が４eVを超えると、電子の注入効率が低下し、ひいては発光効率も低下する。仕事関数が４eV以下の電子注入電極膜の構成金属としては、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等のアルカリ土類金属、Ｌａ、Ｃｅ等の希土類金属や、Ａｌ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ等が挙げられる。、仕事関数が４eV以下の膜の構成合金としては、例えばＡｇ・Ｍｇ（Ａｇ：原子比で０．１〜５０％）、Ａｌ・Ｌｉ（Ｌｉ：原子比で０．０１〜１２％）、Ｉｎ・Ｍｇ（Ｍｇ：原子比で５０〜８０％）、Ａｌ・Ｃａ（Ｃａ：原子比で０．０１〜２０％）等が挙げられる。これらは単独で、あるいは２種以上の組み合わせとして存在してもよく、これらを２種以上組み合わせた場合の混合比は任意である。また、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属の酸化物やハロゲン化物を薄く成膜し、アルミニウム等の支持電極（補助電極、配線電極）を用いてもよい。
【０５４０】
この電子注入電極は蒸着法やスパッタ法等によって形成できる。
【０５４１】
このような電子注入電極の厚さは、電子注入を十分行える一定以上の厚さとすればよく、０．１nm以上とすればよい。また、その上限値には特に制限はないが、通常膜厚は０．１〜５００nm程度とすればよい。
【０５４２】
ホール注入電極（陽極）としては、好ましくは発光した光の透過率が８０％以上となるような材料および厚さを決定することが好ましい。具体的には、酸化物透明導電薄膜が好ましく、例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム（ＩＺＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃ ）、酸化スズ（ＳｎＯ₂ ）および酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれかを主組成としたものが好ましい。これらの酸化物はその化学量論組成から多少偏倚していてもよい。Ｉｎ₂ Ｏ₃ に対しＳｎＯ₂ の混合比は、１〜２０％（質量百分率）が好ましく、さらには５〜１２％（質量百分率）が好ましい。Ｉｎ₂ Ｏ₃ に対しＺｎＯの混合比は、１２〜３２％（質量百分率）が好ましい。
【０５４３】
ホール注入電極は、発光波長帯域、通常３５０〜８００nm、特に各発光光に対する光透過率が８０％以上、特に９０％以上であることが好ましい。通常、発光光はホール注入電極を通って取り出されるため、その透過率が低くなると、発光層からの発光自体が減衰され、発光素子として必要な輝度が得られなくなる傾向がある。ただし、発光光を取り出す側が８０％以上であればよい。
【０５４４】
ホール注入電極の厚さは、ホール注入を十分行える一定以上の厚さを有すれば良く、好ましくは５０〜５００nm、さらには５０〜３００nmの範囲が好ましい。また、その上限は特に制限はないが、あまり厚いと剥離などの心配が生じる。厚さが薄すぎると、製造時の膜強度やホール輸送能力、抵抗値の点で問題がある。
【０５４５】
ホール注入電極を成膜するにはスパッタ法が好ましい。スパッタ法としてはＲＦ電源を用いた高周波スパッタ法等も可能であるが、成膜するホール注入電極の膜物性の制御のし易さや、成膜面の平滑度等を考慮するとＤＣスパッタ法を用いることが好ましい。
【０５４６】
また、必要に応じて保護膜を形成してもよい。保護膜はＳｉＯ_X 等の無機材料、テフロン（登録商標）等の有機材料等を用いて形成することができる。保護膜は透明でも不透明であってもよく、保護膜の厚さは５０〜１２００nm程度とする。保護膜は前記した反応性スパッタ法の他に、一般的なスパッタ法、蒸着法等により形成すればよい。
【０５４７】
さらに、素子の有機層や電極の酸化を防ぐために素子上に封止層を設けることが好ましい。封止層は、湿気の侵入を防ぐために市販の低吸湿性の光硬化性接着剤、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体接着剤シート等の接着性樹脂層を用いて、ガラス板等の封止板を接着し密封する。ガラス板以外にも金属板、プラスチック板等を用いることもできる。
【０５４８】
基板材料としては、基板側から発光した光を取り出す構成の場合、ガラスや石英、樹脂等の透明ないし半透明材料を用いる。また、基板に色フィルター膜や蛍光性物質を含む色変換膜、あるいは誘電体反射膜を用いて発光色をコントロールしてもよい。また、前記逆積層の場合には、基板は透明でも不透明であってもよく、不透明である場合にはセラミックス等を使用してもよい。
【０５４９】
カラーフィルター膜には、液晶ディスプレイ等で用いられているカラーフィルターを用いれば良いが、有機ＥＬの発光する光に合わせてカラーフィルターの特性を調整し、取り出し効率・色純度を最適化すればよい。また、ＥＬ素子材料や蛍光変換層が光吸収するような短波長の外光をカットできるカラーフィルターを用いれば、素子の耐光性・表示のコントラストも向上する。また、誘電体多層膜のような光学薄膜を用いてカラーフィルターの代わりにしても良い。
【０５５０】
本発明の有機ＥＬ素子は、通常、直流駆動型、パルス駆動型のＥＬ素子として用いられるが、交流駆動とすることもできる。印加電圧は、通常、２〜３０V 程度とされる。
【０５５１】
【実施例】
以下、本発明を実施例によっての具体的に説明する。比較例を併記する。
以下の実施例および比較例において用いた化合物を以下に示す。
【０５５２】
【化３１８】

【０５５３】
【化３１９】

【０５５４】
実施例１
ＩＴＯ透明電極付きガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥した。透明電極表面をＵＶ／Ｏ₃洗浄した後、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定して、槽内を１×１０^-4Pa以下まで減圧した。次いで、減圧状態を保ったまま、ホール注入層としてＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［Ｎ−（４−メチルフェニル）−Ｎ一フェニル−（４−アミノフェニル）］−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンを蒸着速度０．１nm/secで６０nmの膜厚に蒸着した。次いで、ホール輸送層としてＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（ｍ−ビフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンを蒸着通度０．１nm/secで１０nmの厚さに蒸着した。
【０５５５】
さらに、減圧を保ったまま、ホスト材料となる化合物Ｉ(Naph)とドーパント材料となる化合物II（インデノペリレン）を、質量比を９９：１で、全体の蒸着速度０．１５〜０．２０nm/secとして４０nmの厚さに蒸着し、発光層とした。
【０５５６】
次いで、減圧状態を保ったまま化合物Ｉ(Naph)を蒸着速度０．１nm/secとして２５nmの厚さに蒸着し電子輸送層とした。
【０５５７】
さらに、減圧状態を保ったまま、化合物III(B-phen)を蒸着速度０．１nm/secで５nmの厚さに蒸著し、電子注入層とした。
【０５５８】
次いで、ＬｉＦを蒸着速度０．０１nm/secで０．３nmの厚さに蒸着し、電子注入電極とし、保護電極としてＡｌを１５０nmの厚さに蒸着し有機ＥＬ素子を得た。
【０５５９】
この有機ＥＬ素子に直流電圧を印加し、初期には１０mA/c²の電流密度で、駆動電圧が３．９Vで、６６０cd/m²の発光が確認できた。このときの発光極大波長λmax＝６１０nm、色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．６６，０．３４）であった。この時の効率は５．３ １m/Wであった。
【０５６０】
また、この素子に５０mA/cm²の一定電流を流し、連続発光させたところ、初期輝度３１００cd/m²で、２０００時間経過時の輝度減衰は１５％であった。
【０５６１】
実施例２〜５、比較例１〜４
実施例１の有機ＥＬ素子において、電子輸送層および電子注入層に用いる化合物を、それぞれ、表１に示すようにかえ、そのほかは同様にして有機ＥＬ素子を得た。これらについて、実施例１と同様にして、特性を評価した。評価結果を実施例１と共に表１に示す。
【０５６２】
なお、表１中に示した電子輸送材料の双極子モーメントは、半経験的分子軌道法プログラム（ＭＯＰＡＣ）により求めたものである。発光層のホスト材料である化合物Ｉの双極子モーメントも同じである。
【０５６３】
また、電子輸送層および発光層のイオン化ポテンシャル（ＩＰ）は大気中光電子分光法で、またはサイクリックボルタンメトリー法で測定し、その差を求めて表１に示した。
【０５６４】
さらに、電子輸送層の電子輸送性μ_aは、電子輸送層の膜厚を２５nmと６０nmにした素子をそれぞれ構成し、１００mA/cm²の電流を流すのに要する駆動電圧（Ｖ）を求め、前記の関係式から算出したものである。このなかで、実施例１と比較例２において、膜厚を変化させたときの駆動電圧（Ｖ）の値を表２に示す。
【０５６５】
【表１】

【０５６６】
【表２】

【０５６７】
なお、実施例２〜５においても、λmaxおよび色度座標は実施例１とほぼ同じあり、比較例２、３では電子輸送層が発光してしまうため、（ｘ，ｙ）＝（０．６５，０．３５）であり、比較例１では実施例１と同様であった。
【０５６８】
実施例６
実施例１において、電子輸送層と電子注入層との合計厚さを３０nmとしたままで、電子注入層の厚さを表３のようにかえたときの素子を得た。これらをサンプルNo.１−１〜No.１〜７とする。なお、サンプルNo.１−５は実施例１と同じものである。これらについて、実施例１と同様にして初期特性を評価した結果を表３に示す。また、電子注入層の厚さに対する駆動電圧の関係を図１に示す。
【０５６９】
【表３】

【０５７０】
比較例５
発光層のホスト材料を化合物VI（Ａｌｑ）、ドーパント材料を化合物IX（ピラン）とし、電子輸送材料を化合物VI（Ａｌｑ）とした他は実施例１と同様にして素子を作成し、評価した。結果を以下に示す。
【０５７１】
１０mA/cm² 駆動時の初期特性
駆動電圧：８．２V
輝度：３８０cd/m²
効率：１．５８lm/W
連続駆動特性：１０００hrで半減
【０５７２】
また、色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．６１，０．３９）であった。なお、電子輸送層のμ_a は１９．４nm/V、双極子モーメントは６．５７Debye、発光層とのＩｐ差は０eVであった。
【０５７３】
【発明の効果】
本発明の構成では電子注入層に電極や電子輸送層との密着性に優れた材料を用い、電子輸送層に電子輸送性の高い材料を用いているため、発光層への電子輸送を効率的に行うことができ、低電圧駆動を可能にできると共に、電流密度に対して高い発光効率が得られる。また、電子輸送層の膜厚を変えた際の電圧変化が少なく、光学膜厚の調整が電圧上昇を伴わず行うことができるため、高い外部取り出し効率が得られる。さらには、電子輸送層からの発光がほとんど無い高色純度な素子が得られる。また、連続駆動時の駆動電圧上昇、輝度の低下が極めて小さい高耐久性・長寿命な素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】駆動電圧の電子注入層の厚さに対する関係を示すグラフである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic EL (electroluminescence) device, and more particularly to a device that emits light by applying an electric field to a thin film made of an organic compound.
[0002]
[Prior art]
The organic EL element has a configuration in which a thin film containing a fluorescent organic compound is sandwiched between an electron injection electrode (cathode) and a hole injection electrode (anode), and electrons and holes are injected into the thin film to be recombined. This is an element that emits light by utilizing the emission of light (fluorescence / phosphorescence) when excitons are generated by the excitons and the excitons are deactivated.
[0003]
In the organic EL element, in addition to the light emitting layer composed of a thin film containing a fluorescent organic compound between the electrodes, in order to optimize the electrons or holes injected into the light emitting layer, to improve the light emission efficiency, A layer called an electron injection layer, an electron transport layer, and an electron transport layer as an electron injection and / or transport layer, and a hole injection layer, a hole transport layer, and a hole injection as a hole injection and / or transport layer. A layer called a transport layer is generally provided.
[0004]
Examples of electron injection / transport materials include metal complex compounds (see, for example, Patent Document 1) and heterocyclic compounds. Examples of heterocyclic compounds include phenanthroline-based compounds (for example, see Patent Documents 2 and 3), indole ( Pyrrole) compounds (for example, see Patent Documents 4 to 7), quinoxaline compounds (for example, see Patent Documents 8 to 12), oxadiazole compounds (for example, see Patent Documents 13 to 19), carbazole compounds (for example, In addition, examples using a layer doped with a donor dopant or an alkali metal in these electron injecting and transporting materials (see, for example, Patent Documents 22 to 24), Examples in which a hydrocarbon compound is contained (for example, see Patent Documents 25 and 26) are disclosed.
[0005]
Also disclosed are examples in which two or more electron injection / transport layers are provided (for example, see Patent Document 27) and examples in which an adhesion improving layer is provided between the electron injection layer and the electron injection cathode (for example, see Patent Document 28). In some cases, the material used for the adhesion improving layer is limited by the surface energy.
[0006]
On the other hand, with respect to the light-emitting layer, as a means for improving the efficiency and extending the life, many methods for doping a small amount of a fluorescent dye having a high fluorescence quantum yield have been reported and disclosed. For example, a red light-emitting element in which a perylene derivative is doped with an organometallic complex such as tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq3) or an arylamine, oxadiazole, carbazole derivative, or the like is disclosed (for example, Patent Documents 29 and 30). reference). In addition, an example is also disclosed in which a preferable combination of a host and a dopant is limited by an ionization potential (IP) and an electron affinity (Ea) in order to obtain a highly efficient device (see, for example, Patent Document 31).
[0007]
However, in the prior art as described above, it is possible to inject electrons more efficiently than the cathode by using a material having a good electron injecting property for the electron injecting and transporting layer. Many have low mobility (electron transportability). When the carrier mobility (electron transport property) of the electron transport layer is low, a strong electric field is required to move the carriers in the electron transport layer to the light emitting layer. As a result, the driving voltage of the device is increased, and the light emission of the device It has become a cause of lowering efficiency.
[0008]
In addition, in order to obtain optically optimum external extraction efficiency, it is necessary to control the distance between the light emitting layer and the cathode, and the distance between the light emitting layer and the cathode is controlled by changing the film thickness of the electron transport layer. be able to. However, since the carrier transport property of the electron transport layer is low in the conventional device, the drive voltage changes greatly when the thickness of the electron transport layer is changed, and both optimization of the optical external extraction efficiency and low voltage drive are compatible. It was difficult. Furthermore, when the carrier mobility (electron transportability) of the electron transport layer is small, the carrier concentration of the electron transport layer increases and holes enter the electron transport layer, so that the carriers recombine in the electron transport layer. In some cases, the color purity obtained when the electron transport material emits light and only the light emitting layer emits light cannot be obtained. In addition, recombination of carriers other than the light emitting layer adversely affects the device lifetime.
[0009]
In addition, there are many polar molecules with a large dipole moment in materials with high electron-injection properties, and when these molecules come into contact with the light-emitting layer, interaction with the light-emitting material may occur and the exciton energy may be lost. .
[0010]
On the other hand, materials having high electron transporting properties do not have both adhesion to the electron injection cathode and electron injection properties. When such materials are used for the electron injection transport layer, uniform light emission is often not obtained. .
[0011]
In addition, even when the functions of the electron transport layer and the electron injection layer are separated, a combination of materials that optimally performs the respective functions has not been found, and sufficient device characteristics have not been obtained.
[0012]
Further, with respect to the light emitting layer, in the conventional technique, the concentration quenching of the light emitting material can be suppressed by doping to improve the efficiency, and the combination of the host and the dopant is limited by the IP and Ea values of those materials. It is also possible to improve the recombination efficiency by trapping carriers.
[0013]
However, when the carrier mobility (electron transport property) of the host material is small, the carrier in the light emitting layer is localized in the host material and the probability of recombination on the host material molecule increases. In this case, in order for the dopant to emit light, energy transfer from the host in the excited state to the dopant is necessary. If the energy transfer efficiency in the process is low, a loss occurs. In addition, the balance with the hole transportability may not be achieved, and the holes may penetrate to the electron transport layer, resulting in a decrease in the light emission efficiency of the device. In addition, when the energy transfer from the host to the dopant is insufficient, the host itself emits light, which may deteriorate the color purity of the device.
[0014]
Therefore, improvement of the above points is required.
[0015]
[Patent Document 1]
JP-A-5-214333
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-82551
[Patent Document 3]
JP-A-5-331459
[Patent Document 4]
JP-A-5-339565
[Patent Document 5]
JP 2000-91075 A
[Patent Document 6]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-237442
[Patent Document 7]
JP 2003-17271 A
[Patent Document 8]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-3342
[Patent Document 9]
JP-A-9-13025
[Patent Document 10]
JP-A-7-102250
[Patent Document 11]
JP-A-6-207169
[Patent Document 12]
JP-A-9-188874
[Patent Document 13]
JP 2000-281663 A
[Patent Document 14]
JP-A-9-104679
[Patent Document 15]
JP-A-8-193075
[Patent Document 16]
JP-A-8-3149
[Patent Document 17]
JP-A-8-3148
[Patent Document 18]
JP-A-7-179394
[Patent Document 19]
JP-A-6-140156
[Patent Document 20]
JP-A-8-60144
[Patent Document 21]
JP-A-8-88083
[Patent Document 22]
Japanese Patent No. 2926845
[Patent Document 23]
Japanese Patent No. 2846503
[Patent Document 24]
Japanese Patent Laid-Open No. 4-297076
[Patent Document 25]
JP 2000-344691 A
[Patent Document 26]
JP-A-4-335087
[Patent Document 27]
JP 2000-340364 A
[Patent Document 28]
JP-A-6-330034
[Patent Document 29]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-330295
[Patent Document 30]
JP-A-11-233261
[Patent Document 31]
Japanese Patent No. 3069139
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an organic EL device having high efficiency, excellent durability, and high color purity.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the present invention described below.
(1) In an organic EL element having a structure in which at least one light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer are sequentially laminated from the anode side,
An organic EL device in which the electron transport layer contains a naphthacene derivative and / or an anthracene derivative.
(2) The organic EL device according to (1) above, which has at least one hole injecting and transporting layer on the anode side of the light emitting layer.
(3) The organic EL device according to (1) or (2), wherein the electron injection layer contains an organic compound.
(4) The organic EL device according to any one of (1) to (3), wherein the electron injection layer has a thickness of 0.6 to 20 nm.
(5) The organic EL device according to (4), wherein the electron injection layer has a thickness of 1 to 10 nm.
(6) The organic EL device according to any one of (1) to (5), wherein the electron injection layer contains a heterocyclic compound.
(7) The organic EL device according to any one of (1) to (6), wherein the electron injection layer contains a nitrogen-containing heterocyclic compound.
(8) The electron injection layer is 1,10-phenanthroline, 1,9-phenanthroline, 1,8-phenanthroline, 1,7-phenanthroline, 2,9-phenanthroline, 2,8-phenanthroline, 2,7-phenanthroline, 3 , 8-phenanthroline, 3,7-phenanthroline, 4,7-phenanthroline and phenanthroline derivatives having at least one of these phenanthroline skeletons in the molecule. Any organic EL element.
(9) The organic EL device according to (8), wherein the phenanthroline or phenanthroline derivative contained in the electron injection layer is represented by the following formula (1a) or (1b).
[0018]
[Chemical 7]

[0019]
[In formula (1a), Y₂~ Y₉Each may be the same or different and each represents hydrogen, an aryl group, an alkyl group, an aralkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, an alkenyl group, an amino group, or a heterocyclic group. Two or more of them may be bonded to each other to form a ring. In the formula (1b), A and B may be the same or different and each represents a group represented by the formula (1c), and L represents a single bond or a divalent linking group. In formula (1c), Y₁₂~ Y₁₉May be the same or different, and Y in formula (1a)₂~ Y₉Is synonymous with However, Y in formula (1c)₁₂~ Y₁₉One of which constitutes L but Y which constitutes L₁₂~ Y₁₉May be the same or different in A and B. ]
(10) The organic EL element according to any one of (1) to (9), wherein the electron transport layer contains a naphthacene derivative.
(11) The organic EL device according to (10), wherein the naphthacene derivative contained in the electron transport layer is represented by the following formula (2).
[0020]
[Chemical 8]

[0021]
[In formula (2), Q^Ten, Q²⁰, Q³⁰, Q⁴⁰, Q⁵⁰, Q⁶⁰, Q⁷⁰, Q⁸⁰, Q¹¹⁰, Q¹²⁰, Q¹³⁰And Q¹⁴⁰Each represents hydrogen, an alkyl group, an aryl group, an amino group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryloxy group, an arylthio group, an alkenyl group, an aralkyl group or a heterocyclic group, which may be the same or different. ]
(12) Q in the naphthacene derivative represented by the formula (2) contained in the electron transport layer^Ten, Q²⁰, Q³⁰, Q⁴⁰, Q⁵⁰, Q⁶⁰, Q⁷⁰And Q⁸⁰The organic EL device according to (11), wherein at least one of the above is an aryl group.
(13) Q in the naphthacene derivative represented by the formula (2) contained in the electron transport layer^Ten , Q²⁰ , Q³⁰ And Q⁴⁰ The organic EL device according to (11) or (12), wherein at least one of the above is an aryl group.
(14) The organic EL device according to any one of (9) to (13), wherein the naphthacene derivative contained in the electron transport layer is represented by the following formula (2a).
[0022]
[Chemical 9]

[0023]
[In formula (2a), Q^Five~ Q⁸, Q¹¹~ Q¹⁶Each represents hydrogen, an alkyl group, an aryl group, an amino group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, an alkenyl group, an aralkyl group or a heterocyclic group, which may be the same or different. Q^{twenty one}~ Q^{twenty five}And Q⁵¹~ Q⁵⁵Represents hydrogen, alkyl group, aryl group, amino group, alkoxy group, alkylthio group, aryloxy group, arylthio group, alkenyl group, aralkyl group or heterocyclic group, which may be the same or different, Two or more adjacent groups may be bonded to each other to form a ring. ]
(15) The organic EL device according to any one of (9) to (14), wherein the naphthacene derivative contained in the electron transport layer is a hydrocarbon compound.
(16) The organic EL device according to any one of (1) to (15), wherein the light emitting layer contains a host material and a dopant material, and the host material contains a naphthacene derivative.
(17) The organic EL device according to (16), wherein the naphthacene derivative contained in the light emitting layer is represented by the following formula (2).
[0024]
[Chemical Formula 10]

[0025]
[In formula (2), Q^Ten, Q²⁰, Q³⁰, Q⁴⁰, Q⁵⁰, Q⁶⁰, Q⁷⁰, Q⁸⁰, Q¹¹⁰, Q¹²⁰, Q¹³⁰And Q¹⁴⁰Each represents hydrogen, an alkyl group, an aryl group, an amino group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryloxy group, an arylthio group, an alkenyl group, an aralkyl group or a heterocyclic group, which may be the same or different. ]
(18) Q in the naphthacene derivative represented by the formula (2) contained in the light emitting layer^Ten , Q²⁰ , Q³⁰ , Q⁴⁰ , Q⁵⁰ , Q⁶⁰ , Q⁷⁰ And Q⁸⁰ The organic EL device according to (17), wherein at least one of the aryl groups is an aryl group.
(19) Q in the naphthacene derivative represented by the formula (2) contained in the light emitting layer^Ten , Q²⁰ , Q³⁰ And Q⁴⁰ The organic EL device according to (17) or (18), wherein at least one of the above is an aryl group.
(20) The organic EL device according to any one of (16) to (19), wherein the naphthacene derivative contained in the host material of the light emitting layer is represented by the following formula (2a).
[0026]
Embedded image

[0027]
[In formula (2a), Q^Five~ Q⁸, Q¹¹~ Q¹⁶Each represents hydrogen, an alkyl group, an aryl group, an amino group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, an alkenyl group, an aralkyl group or a heterocyclic group, which may be the same or different. Q^{twenty one}~ Q^{twenty five}And Q⁵¹~ Q⁵⁵Represents hydrogen, alkyl group, aryl group, amino group, alkoxy group, alkylthio group, aryloxy group, arylthio group, alkenyl group, aralkyl group or heterocyclic group, which may be the same or different, Two or more adjacent groups may be bonded to each other to form a ring. ]
(21) The organic EL device according to any one of (16) to (20), wherein the naphthacene derivative contained in the light emitting layer is a hydrocarbon compound.
(22) The organic EL device according to any one of (16) to (21), wherein the dopant material of the light emitting layer contains a fluoranthene derivative.
(23) The organic EL device according to (22), wherein the fluoranthene derivative is an indenoperylene derivative represented by the following formula (3a).
[0028]
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[0029]
[In the formula (3a), Z₁~ Z₆, Z₉, Z_Ten, Z₁₁~ Z₁₆, Z₁₉And Z₂₀Are each hydrogen, halogen, alkyl group, alkoxy group, alkylthio group, alkenyl group, alkenyloxy group, alkenylthio group, aromatic ring-containing alkyl group, aromatic ring-containing alkyloxy group, aromatic ring-containing alkylthio group, aromatic ring group, Aromatic ring oxy group, aromatic ring thio group, aromatic ring alkenyl group, alkenyl aromatic ring group, amino group, cyano group, hydroxyl group, -COOR₁(Where R₁Represents hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an aromatic ring-containing alkyl group or an aromatic ring group), -COR₂(Where R₂Represents hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an aromatic ring-containing alkyl group, an aromatic ring group or an amino group), or -OCOR_Three(Where R_ThreeRepresents an alkyl group, an alkenyl group, an aromatic ring-containing alkyl group or an aromatic ring group), and Z₁~ Z₆, Z₉, Z_Ten , Z₁₁ ~ Z₁₆, Z₁₉, Z₂₀In the groups, adjacent groups may be bonded to each other to form a ring together with the substituted carbon atom. ]
(24) The electron transport property μ defined below of the electron transport layer_aThe organic EL device according to any one of the above (1) to (23), wherein the electron transport property μ is 80 nm / V or more_aIs 100 mA / cm when the thickness of the electron transport layer is changed in the organic EL device of the above (1).²Is a parameter defined as follows according to a change in driving voltage required to pass the current of: and the thickness (nm) of the electron transport layer is d₁, D₂(However, d₁> D₂) 100mA / cm²The driving voltage (V) during driving is set to V₁, V₂When
μ_a= (D₁-D₂) / (V₁-V₂).
(25) The organic EL device according to any one of (1) to (24), wherein a difference in ionization potential between the electron transport layer and the light emitting layer is 0.1 eV or less.
(26) The organic EL element according to any one of (1) to (25), wherein the material used for the electron transport layer has a dipole moment value of 1.0 Debye or less.
(27) The organic EL device according to any one of (16) to (26), wherein the light emitting layer contains a host material and a dopant material, and the value of the dipole moment of the host material is 1.0 Debye or less.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The organic EL device of the present invention has an anode, and at least one layer, preferably a hole injecting and transporting layer, a light emitting layer, an electron transporting layer, and an electron injecting layer are sequentially stacked from the anode (hole injecting electrode) side. A cathode (electron injection electrode) is provided on the electron injection layer. Thus, by providing the electron transport layer and the electron injection layer separately, it is possible to select the best material having characteristics suitable for each layer. Therefore, in the present invention, the electron transport layer contains a naphthacene derivative and / or an anthracene derivative, and the electron injection layer contains a material excellent in adhesion to the cathode material or the electron transport layer. The injection layer contains an organic compound.
[0031]
As described above, in the present invention, a high-efficiency organic EL device can be obtained by defining a device structure, selecting a suitable compound as a material for an electron injection layer and an electron transport layer, and selecting a combination thereof. Obtainable. That is, according to the configuration of the present invention, the electric field strength applied to the electron transport layer can be reduced and low voltage driving can be achieved. In addition, this can reduce the voltage change when the thickness of the electron transport layer is changed, so that the optical film thickness can be adjusted without changing the voltage to obtain the optimum external extraction efficiency of light emission. And a highly efficient organic EL device can be obtained. Furthermore, since the carrier (electron) concentration in the electron transport layer can be lowered, the penetration of holes into the electron transport layer can be prevented, and the generation of excitons in the electron transport layer can be suppressed. Thus, an organic EL device having a high color purity with almost no emission can be obtained. For the same reason, the lifetime of the element can be extended.
[0032]
In particular, by using a nonpolar molecule having a small dipole moment as a material for the electron transport layer, an electron transport layer having a high electron transport property as described above can be obtained.
[0033]
In addition, by using nonpolar molecules in the electron transport layer, interaction with the light emitting material at the light emitting layer interface can be suppressed, and thus it is considered that there is an effect of preventing energy loss of excitons at the interface.
[0034]
On the other hand, the light emitting layer used in combination with such an electron transport layer preferably contains a host material and a dopant material, and a naphthacene derivative preferably used as a material for the electron transport layer is used as the host material. preferable.
[0035]
As described above, in the present invention, a material having a high electron transporting property is used as the host material of the light-emitting layer, and a material capable of trapping electrons in the host material is used as the dopant material. Can be localized in the trap order of the dopant with high probability, and an organic EL element with high efficiency and high color purity can be obtained. Further, it is preferable that the host material of the light emitting layer has a small dipole moment and a high electron transport property. That is, by using a material having a high electron transporting property as the host material of the light emitting layer and doping a compound having a higher electron affinity than the host material, the probability that the carriers (electrons) in the light emitting layer are localized in the dopant molecules is increased. It is possible to improve the efficiency, and the dopant excitons are efficiently generated, and the host excitons are hardly generated. Therefore, an organic EL element having high efficiency and color purity can be obtained. In addition, by using a non-polar molecule as a host material, interaction with the dopant material can be suppressed, so that it is considered that there is an effect of preventing efficiency and color purity from being lowered due to the interaction.
[0036]
The electron transport layer in the present invention contains a naphthacene derivative (including naphthacene) and / or an anthracene derivative.
[0037]
As an anthracene derivative, what is represented by following formula (4) is preferable.
[0038]
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[0039]
In formula (4), n₁₀₁Is 1 or 2. A₁₀₁ Represents a monophenylanthryl group or a diphenylanthryl group, n₁₀₁When is 2, these may be the same or different. L₁₀₁Represents hydrogen, a single bond or a divalent linking group.
[0040]
A₁₀₁ The monophenylanthryl group or diphenylanthryl group represented by the formula (1) may be unsubstituted or may have a substituent. In the case of having a substituent, the substituent may be an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group. , Alkoxy groups, aryloxy groups, amino groups, and the like, and these substituents may be further substituted. These substituents will be described later, but an aryl group is particularly preferable. The substitution position of such a substituent is not particularly limited, but is preferably not a anthracene ring but a phenyl group bonded to the anthracene ring.
[0041]
Moreover, it is preferable that the bonding position of the phenyl group in the anthracene ring is the 9th or 10th position of the anthracene ring.
[0042]
In formula (4), L₁₀₁Represents hydrogen, a single bond or a divalent linking group;₁₀₁As the divalent linking group represented by the formula, an arylene group in which an alkylene group or the like may be interposed is preferable. Such an arylene group will be described later.
[0043]
Among the phenylanthracene derivatives represented by the formula (4), those represented by the formula (4a) and the formula (4b) are preferable.
[0044]
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[0045]
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[0046]
The expression (4a) will be described. In the expression (4a), M₁ And M₂ Each represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an amino group or a heterocyclic group, and particularly preferably an aryl group.
[0047]
M₁ , M₂ As the alkyl group represented by the formula, it may have a substituent, may be linear or branched, and has 1 to 10 carbon atoms, and further 1 to 4 substituted or unsubstituted ones. Alkyl groups are preferred. Particularly, an unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, and specifically, a methyl group, an ethyl group, a (n-, i-) propyl group, (n-, i-, s-, t-) butyl. Groups and the like.
[0048]
M₁ , M₂ As the cycloalkyl group represented by general formula (1), it may have a substituent, and examples thereof include a cyclohexyl group and a cyclopentyl group.
[0049]
M₁ , M₂ As the aryl group represented by the formula, those having 6 to 20 carbon atoms are preferable, and further, those having a substituent such as a phenyl group and a tolyl group may be used. Specific examples include a phenyl group, (o-, m-, p-) tolyl group, pyrenyl group, naphthyl group, anthryl group, biphenyl group, phenylanthryl group, and tolylanthryl group.
[0050]
M₁ , M₂ As the alkenyl group represented by the formula, those having a total carbon number of 6 to 50 are preferable and may be unsubstituted, but may have a substituent, and preferably have a substituent. In this case, the substituent is preferably an aryl group such as a phenyl group. Specific examples include a triphenyl vinyl group, a tolyl vinyl group, and a tribiphenyl vinyl group.
[0051]
M₁ , M₂ As the alkoxy group represented by formula (1), those having 1 to 6 carbon atoms in the alkyl moiety are preferred, and specific examples include a methoxy group and an ethoxy group. The alkoxy group may be further substituted.
[0052]
M₁ , M₂ As the aryloxy group represented by the above formula, an aryloxy group which may have a substituent may be mentioned, such as a phenoxy group.
[0053]
M₁ , M₂ The amino group represented by may be unsubstituted or may have a substituent, but preferably has a substituent. In this case, examples of the substituent include an alkyl group (methyl group, ethyl group, etc.), aryl Group (phenyl group etc.) etc. are mentioned. Specific examples include a diethylamino group, a diphenylamino group, and a di (m-tolyl) amino group.
[0054]
M₁ , M₂ Examples of the heterocyclic group represented by the formula include bipyridyl group, pyrimidyl group, quinolyl group, pyridyl group, thienyl group, furyl group, oxadiazoyl group and the like. These may have a substituent such as a methyl group or a phenyl group.
[0055]
In the formula (4a), q1 and q2 each represent 0 or an integer of 1 to 5, and particularly preferably 0 or 1. when q1 and q2 are each an integer of 1 to 5, in particular 1 or 2, M₁ And M₂ Are each preferably an aryl group.
[0056]
In formula (4a), M₁ And M₂ May be the same or different, M₁ And M₂ And when there are a plurality of each, M₁ M, M₂ Each may be the same or different, M₁ Each other or M₂ They may be bonded to each other to form a ring such as a benzene ring, and it is also preferable to form a ring.
[0057]
n is n in formula (4)₁₀₁Is synonymous with
[0058]
In formula (4a), L_TenRepresents hydrogen, a single bond or an arylene group. L_TenThe arylene group represented by formula (1) may have a substituent, but is preferably unsubstituted. Specifically, in addition to a normal arylene group such as a phenylene group, a biphenylene group, and an anthrylene group, 2 And those in which one or more arylene groups are directly linked. L_TenAs such, a single bond, a p-phenylene group, a 4,4′-biphenylene group and the like are preferable.
[0059]
L_TenThe arylene group represented by the formula (1) may have a substituent, and two or more arylene groups are linked via an alkylene group, —O—, —S— or —NR—. May be. Here, R represents an alkyl group or an aryl group. Examples of the alkyl group include a methyl group and an ethyl group, and examples of the aryl group include a phenyl group. Among them, an aryl group is preferable, and in addition to the above phenyl group, A₁₀₁ Furthermore, A may be added to the phenyl group.₁₀₁ May be substituted. The alkylene group is preferably a methylene group or an ethylene group.
[0060]
Specific examples of such an arylene group are shown below.
[0061]
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[0062]
Next, formula (4b) will be described. In formula (4b), M_Three And M_Four Is M in formula (4a)₁ And M₂ And q3 and q4 are the same as q1 and q2 in formula (4a), and L₂₀Is L in formula (4a)_TenThese are synonymous with each other, and preferred examples are also the same.
[0063]
In formula (4b), M_Three And M_Four May be the same or different, M_Three And M_Four When there are a plurality of each, M_Three M, M_Four Each may be the same or different, and M_Three Each other or M_Four They may be bonded to each other to form a ring such as a benzene ring, and it is also preferable to form a ring.
[0064]
Although the compound represented by Formula (4a) and Formula (4b) is illustrated below, this invention is not limited to these. Chemical formula 17, chemical formula 19, chemical formula 21, chemical formula 23, chemical formula 25, chemical formula 27, chemical formula 29, chemical formula 32 show general formulas, chemical formula 18, chemical formula 20, chemical formula 22, chemical formula 24, chemical formula 26, chemical formula 28, chemical formula 28. Specific examples corresponding to each of 30, 31 and 33 are represented by M.₁₁~ M₁₅, M_{twenty one}~ M_{twenty five}Or M₃₁~ M₃₅, M₄₁~ M₄₅Shown in combination.
[0065]
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[0086]
As a naphthacene derivative used for this invention, what is represented by following formula (2) is preferable.
[0087]
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[0088]
In formula (2), Q^Ten, Q²⁰, Q³⁰, Q⁴⁰, Q⁵⁰, Q⁶⁰, Q⁷⁰, Q⁸⁰, Q¹¹⁰, Q¹²⁰, Q¹³⁰And Q¹⁴⁰Each represents hydrogen, an alkyl group, an aryl group, an amino group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryloxy group, an arylthio group, an alkenyl group, an aralkyl group or a heterocyclic group, which may be the same or different.
[0089]
In formula (2), Q^Ten, Q²⁰, Q³⁰And Q⁴⁰(Q together^Ten~ Q⁴⁰It expresses. ) Is preferably hydrogen or any one of an alkyl group, an aryl group, an amino group, a heterocyclic group and an alkenyl group. More preferably, it is an aryl group. In particular, Q^Ten, Q⁴⁰Is hydrogen and Q²⁰, Q³⁰Those in which is the above substituent are also preferred.
[0090]
Q^Ten And Q⁴⁰ , Q²⁰ And Q³⁰ Are preferably the same, but they may be different.
[0091]
Q⁵⁰ , Q⁶⁰ , Q⁷⁰ And Q⁸⁰ (Q together⁵⁰ ~ Q⁸⁰It expresses. ) Is preferably any one of hydrogen, an alkyl group, an aryl group, an amino group, an alkenyl group and a heterocyclic group, and particularly preferably a hydrogen or aryl group. Q⁵⁰And Q⁶⁰, Q⁷⁰And Q⁸⁰Are preferably the same, but they may be different. Q¹¹⁰, Q¹²⁰, Q¹³⁰And Q¹⁴⁰(Q together¹¹⁰~ Q¹⁴⁰It expresses. ) Is preferably hydrogen.
[0092]
Q^Ten~ Q⁴⁰, Q⁵⁰~ Q⁸⁰, Q¹¹⁰~ Q¹⁴⁰The alkyl group represented by may have a substituent, preferably has 1 to 6 carbon atoms, and may be linear or branched. Preferable specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a (n, i) -propyl group, a (n, i, sec, tert) -butyl group, a (n, i, neo, tert) -pentyl group, and the like. Is mentioned.
[0093]
Q^Ten ~ Q⁴⁰, Q⁵⁰~ Q⁸⁰, Q¹¹⁰~ Q¹⁴⁰The aryl group represented by may be monocyclic or polycyclic, and includes condensed rings and ring assemblies. The total carbon number is preferably 6 to 30, and may have a substituent. Q^Ten~ Q⁴⁰, Q⁵⁰~ Q⁸⁰, Q¹¹⁰~ Q¹⁴⁰As the aryl group represented by, preferably a phenyl group, (o-, m-, p-) tolyl group, pyrenyl group, perylenyl group, coronenyl group, (1- and 2-) naphthyl group, anthryl group, (O-, m-, p-) biphenylyl group, terphenyl group, phenanthryl group and the like.
[0094]
Q^Ten~ Q⁴⁰, Q⁵⁰~ Q⁸⁰, Q¹¹⁰~ Q¹⁴⁰The amino group represented by may be unsubstituted, but preferably has a substituent, and may be any of an alkylamino group, an arylamino group, an aralkylamino group, and the like. These preferably have an aliphatic group having 1 to 6 carbon atoms in total and / or an aromatic carbocyclic ring having 1 to 4 rings. Specific examples include a dimethylamino group, a diethylamino group, a dibutylamino group, a diphenylamino group, a ditolylamino group, a bisdiphenylylamino group, and a bisnaphthylamino group.
[0095]
Q^Ten~ Q⁴⁰, Q⁵⁰~ Q⁸⁰, Q¹¹⁰~ Q¹⁴⁰The heterocyclic group represented by the formula (1) may have a substituent, preferably a 5- or 6-membered aromatic heterocyclic group containing O, N, S as a hetero atom, and a carbon number of 2 -20 condensed polycyclic aromatic heterocyclic groups and the like. Examples of the aromatic heterocyclic group and the condensed polycyclic aromatic heterocyclic group include a thienyl group, a furyl group, a pyrrolyl group, a pyridyl group, a quinolyl group, and a quinoxalyl group.
[0096]
Q^Ten~ Q⁴⁰, Q⁵⁰~ Q⁸⁰, Q¹¹⁰~ Q¹⁴⁰Are represented by (1- and 2-) phenylalkenyl groups, (1,2-, and 2,2-) diphenylalkenyl groups having a phenyl group as at least one substituent, (1 , 2,2-) triphenylalkenyl group and the like are preferable, but may be unsubstituted.
[0097]
Q^Ten~ Q⁴⁰, Q⁵⁰~ Q⁸⁰, Q¹¹⁰~ Q¹⁴⁰As the alkoxy group and alkylthio group represented by formula (1), those having a substituent may be preferred, and those having the aforementioned alkyl group are preferred.
[0098]
Q^Ten~ Q⁴⁰, Q⁵⁰~ Q⁸⁰, Q¹¹⁰~ Q¹⁴⁰As the aryloxy group and arylthio group represented by formula (1), those having a substituent and having an aryl group having 6 to 18 carbon atoms are preferable. Specifically, as the aryloxy group, (o-, m -, P-) phenoxy group and the like, and the arylthio group is (o-, m-, p-) phenylthio group and the like.
[0099]
Q^Ten~ Q⁴⁰, Q⁵⁰~ Q⁸⁰, Q¹¹⁰~ Q¹⁴⁰The aralkyl group represented by may have a substituent, and those having a total carbon number of 7 to 30 are preferred, and specifically, a benzyl group, a phenethyl group, and the like.
[0100]
Q^Ten~ Q⁴⁰, Q⁵⁰~ Q⁸⁰, Q¹¹⁰~ Q¹⁴⁰In particular when Q has a substituent^Ten~ Q⁴⁰Then, it is preferable that at least two of these substituents are any of an aryl group, an amino group, a heterocyclic group, an alkenyl group, and an aryloxy group, and particularly preferably an aryl group. For the aryl group, amino group, heterocyclic group and alkenyl group, the above Q^Ten ~ Q⁴⁰ It is the same.
[0101]
Two or more of these substituents may form a condensed ring. Further, it may be further substituted, and preferred substituents in that case are the same as described above.
[0102]
Q^Ten~ Q⁴⁰, Q⁵⁰~ Q⁸⁰, Q¹¹⁰~ Q¹⁴⁰In particular when Q has a substituent^Ten~ Q⁴⁰Of these, at least two of them preferably have the above substituents. The substitution position is not particularly limited.^Ten~ Q⁴⁰When has a phenyl group, any of meta, para, and ortho positions may be used.
[0103]
In equation (2), Q^Ten~ Q⁸⁰At least one of Q, or even Q^Ten~ Q⁴⁰It is preferable that at least one of is a substituted or unsubstituted aryl group.
[0104]
In particular, the naphthacene derivative is preferably represented by the following formula (2a), and is also preferably represented by the formula (2b). First, equation (2a) will be described.
[0105]
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[0106]
In formula (2a), Q^Five~ Q⁸, Q¹¹~ Q¹⁶Each represents hydrogen, an alkyl group, an aryl group, an amino group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, an alkenyl group, an aralkyl group or a heterocyclic group, which may be the same or different. Q^{twenty one}~ Q^{twenty five}And Q⁵¹~ Q⁵⁵Represents hydrogen, alkyl group, aryl group, amino group, alkoxy group, alkylthio group, aryloxy group, arylthio group, alkenyl group, aralkyl group or heterocyclic group, which may be the same or different, Two or more adjacent groups may be bonded to each other to form a ring.
[0107]
Specific examples of these groups include Q in formula (2).^TenIt is synonymous with etc.
[0108]
In formula (2a), Q⁵¹~ Q⁵⁵And Q^{twenty one}~ Q^{twenty five}Is preferably hydrogen, an aryl group, an amino group, a heterocyclic group, an aryloxy group or an alkenyl group, and particularly preferably an aryl group. Further, at least one of these groups preferably has any of an aryl group, an amino group, a heterocyclic group and an aryloxy group, particularly preferably an aryl group as a substituent. Two or more adjacent groups may form a condensed ring. Preferred embodiments of the aryl group, amino group, heterocyclic group and aryloxy group include the above Q^Ten~ Q⁴⁰It is the same.
[0109]
Q⁵¹~ Q⁵⁵And Q^{twenty one}~ Q^{twenty five}Are preferably the same, but may be different. Q⁵¹~ Q⁵⁵And Q^{twenty one}~ Q^{twenty five}As the amino group serving as a substituent, an alkylamino group, an arylamino group, an aralkylamino group, or the like may be used. These preferably have an aliphatic group having 1 to 6 carbon atoms in total and / or an aromatic carbocyclic ring having 1 to 4 rings. Specific examples include a dimethylamino group, a diethylamino group, a dibutylamino group, a diphenylamino group, a ditolylamino group, and a bisbiphenylylamino group.
[0110]
Examples of the condensed ring formed include indene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, quinoline, isoquinoline, quinoxaline, phenazine, acridine, indole, carbazole, phenoxazine, phenothiazine, benzothiazole, benzothiophene, benzofuran, acridone, benzimidazole, and coumarin. And flavones.
[0111]
Q in formula (2a)^Five~ Q⁸Q in formula (2)⁵⁰, Q⁶⁰, Q⁷⁰, Q⁸⁰Are synonymous with each other. Q¹¹~ Q¹⁶Particularly preferred is hydrogen.
[0112]
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[0113]
In formula (2b), Q^Five~ Q⁸, Q¹¹~ Q¹⁴, Q³¹~ Q³⁵, Q⁴¹~ Q⁴⁵, Q⁶¹~ Q⁶⁵, Q⁷¹~ Q⁷⁵Is the Q in equation (2)^TenIt is synonymous with etc.
[0114]
In formula (2b), Q⁷¹~ Q⁷³, Q⁶¹~ Q⁶³, Q³¹~ Q³³And Q⁴¹~ Q⁴³Is preferably any one of hydrogen, an aryl group, an amino group, a heterocyclic group, an aryloxy group, and an alkenyl group, and particularly preferably an aryl group. Further, at least one of these groups preferably has any of an aryl group, an amino group, a heterocyclic group and an aryloxy group as a substituent, and particularly preferably an aryl group. Two or more of these may combine to form a ring. Preferred embodiments of the aryl group, amino group, heterocyclic group and aryloxy group include Q in the formula (2)^Ten ~ Q⁴⁰ It is the same. Q⁷¹~ Q⁷³And Q⁴¹~ Q⁴³, Q⁶¹~ Q⁶³And Q³¹~ Q³³Are preferably the same, but may be different.
[0115]
Q⁷¹~ Q⁷³, Q⁶¹~ Q⁶³, Q³¹~ Q³³And Q⁴¹~ Q⁴³As the amino group serving as a substituent, an alkylamino group, an arylamino group, an aralkylamino group, or the like may be used. These preferably have an aliphatic group having 1 to 6 carbon atoms in total and / or an aromatic carbocyclic ring having 1 to 4 rings. Specific examples include a dimethylamino group, a diethylamino group, a dibutylamino group, a diphenylamino group, a ditolylamino group, and a bisbiphenylylamino group.
[0116]
Examples of the ring formed include indene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, quinoline, isoquinoline, quinoxaline, phenazine, acridine, indole, carbazole, phenoxazine, phenothiazine, benzothiazole, benzothiophene, benzofuran, acridone, benzimidazole, and coumarin. And flavones.
[0117]
Q in formula (2b)^Five~ Q⁸Q in formula (2)⁵⁰~ Q⁸⁰Q is synonymous with Q¹¹~ Q¹⁴, Q⁷⁴, Q⁷⁵, Q⁶⁴, Q⁶⁵, Q⁴⁴, Q⁴⁵, Q³⁴, Q³⁵Is particularly preferably hydrogen.
[0118]
In particular, the naphthacene derivative is preferably a hydrocarbon compound.
[0119]
A particularly preferred specific example of the naphthacene derivative in the present invention is Q in the formula (2)^Ten, Q²⁰, Q³⁰, Q⁴⁰, Q⁵⁰, Q⁶⁰, Q⁷⁰, Q⁸⁰Combination (however, Q¹¹⁰~ Q¹⁴⁰Is hydrogen. However, the present invention is not limited to these.
[0120]
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[0165]
[Chemical Formula 86]

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[0188]
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[0189]
Such naphthacene derivatives and anthracene derivatives may be used alone or in combination of two or more in the electron transport layer. When two or more are used, they may be naphthacene derivatives or anthracene derivatives, or a combination of a naphthacene derivative and an anthracene derivative.
[0190]
The content of the naphthacene derivative and / or anthracene derivative in the electron transport layer is preferably 80% (mass percentage) or more, and other electron transport materials (for example, metal complex compounds, quinoxaline compounds, azole compounds, diazole compounds) are used in combination. However, it is preferable that the electron transport layer is made of only a naphthacene derivative and / or an anthracene derivative. Of these, use of a naphthacene derivative is preferable, and in particular, use of a naphthacene derivative represented by the formula (2) (further, the formulas (2a) and (2b), particularly the formula (2a)) is preferable.
[0191]
The materials used for the electron transport layer, including naphthacene derivatives and / or anthracene derivatives, preferably have a dipole moment value of 1.0 Dybye or less, more preferably 0.1 to 0.3 Dybye. . The dipole moment in this case is obtained by the AM1 method using a semi-empirical molecular orbital method program (MPAC).
[0192]
By using a nonpolar molecule having a small dipole moment for the electron transport layer, the electron transport property is enhanced. Electron transport μ_aIs 100 mA / cm when the thickness of the electron transport layer is changed using the organic EL device having the constitution of the present invention.²Is a parameter defined as follows according to a change in driving voltage required to pass the current of: and the thickness (nm) of the electron transport layer is d₁, D₂(However, d₁> D₂), The drive voltage (V) is V₁, V₂, Μ_a= (D₁-D₂) / (V₁-V₂). This μ_aIs preferably 80 nm / V or more, more preferably 100 nm / V or more. The higher the electron transportability, the more the device that can be driven at a lower voltage can be created. Since there is a possibility, in the element configuration of the present invention, the upper limit is preferably about 600 nm / V.
[0193]
Thus, by using an electron transport layer having a high electron transport property, low voltage driving is possible, and light emission efficiency is improved. In the present invention, the electron injection layer, the electron transport layer, and the light-emitting layer are laminated in this order from the cathode side, which is the electron injection electrode. By selecting the electron transport layer of the present invention, the electric field strength applied to the electron transport layer is increased. Therefore, even when the optical external extraction efficiency is optimized by changing the film thickness of the electron transport layer, there is almost no change in the driving voltage, and an element that achieves both low driving voltage and high external extraction efficiency. Can be created. Further, the probability of carrier recombination occurring in the electron transport layer is reduced due to the penetration of holes, so that light emission other than in the light emitting layer is suppressed, and deterioration in color purity and device lifetime is prevented.
[0194]
Furthermore, since the electron transport layer material of the present invention is a nonpolar molecule, interaction with the light emitting material at the light emitting layer interface is unlikely to occur, and it is considered that there is an effect of preventing energy loss of excitons at the interface.
[0195]
The preferred thickness of the electron transport layer varies depending on the emission color of the device, but is preferably 5 to 100 nm, more preferably 10 to 60 nm. By setting it to such a thickness, an optimum optical interference effect can be obtained, and good external extraction efficiency can be obtained. In addition, since the driving voltage does not change significantly even if the thickness of the electron transport layer is changed within the above range, the efficiency and color purity can be easily adjusted by optical interference.
[0196]
In addition, a material having a larger ionization potential (IP) than the light-emitting layer is used between the light-emitting layer and the electron-transporting layer as a means for preventing the escape of holes to the electron-transporting layer and improving efficiency, color purity, and device lifetime. There is a method of providing it as a hole blocking layer. However, in this method, generation of excitons is concentrated on the electron transport layer side of the light emitting layer. In the combination of the electron transport layer and the light-emitting layer of the present invention, the electron transport layer of the electron transport layer is high and can inject electrons well into the light-emitting layer, and the injected electrons are localized in the dopant molecule. It is possible to efficiently recombine with holes injected from the side. As a result, holes are not injected into the electron transport layer without providing a barrier that blocks holes between the light emitting layer and the cathode. Therefore, it is possible to prevent the above-described adverse effects by reducing the difference in ionization potential (IP) between the light emitting layer and the electron transport layer.
[0197]
For this reason, the difference in ionization potential (IP) between the electron transport layer and the light emitting layer is preferably 0.1 eV or less, particularly preferably 0 to 0.1 eV.
[0198]
In the present invention, as the electron injection layer used in combination with the electron transport layer, a material that has good adhesion to both the cathode and the electron transport layer, can efficiently inject electrons from the cathode, and can obtain a high carrier concentration is used. It is preferable. In this case, an electron injection layer made of an inorganic compound is also conceivable, but it is preferable to select and use an organic compound. Depending on the organic compound, in particular, when an alkali metal, an alkali metal compound, or the like is used for the electron injection electrode, it can be complexed with an alkali metal atom, further improving the adhesion and obtaining a high electron injection property. The organic compound in this case may contain a metal such as a metal complex in addition to a general carbon compound.
[0199]
For the electron injection layer, quinoline derivatives such as organometallic complexes having 8-quinolinol or a derivative thereof such as tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq3) as a ligand, phenanthroline or phenanthroline derivatives, indole derivatives (including indole) Carbazole derivatives (including carbazole), oxadiazole derivatives (including oxadiazole), perylene derivatives, pyridine derivatives, acridine derivatives, pyrimidine derivatives, quinoxaline derivatives, phenazine derivatives, diphenylquinone derivatives, nitro-substituted fluorene derivatives, etc. These materials can be used.
[0200]
Thus, a compound having a heterocyclic ring is preferable, and a compound having a nitrogen-containing heterocyclic ring is particularly preferable.
[0201]
Of these, tris (8-quinolinolato) aluminum is generally used, but phenanthroline or a phenanthroline derivative is preferably used because of its good adhesion to the cathode and electron injection. The use of phenanthroline or a phenanthroline derivative is most preferable, but good characteristics can be obtained even when an indole derivative, a carbazole derivative, a quinoxaline derivative, a phenazine derivative, an acridine derivative, an oxadiazole derivative, or the like is used.
[0202]
Hereinafter, these compounds will be described more specifically.
[0203]
Examples of phenanthroline derivatives or phenanthroline derivatives include 1,10-phenanthroline, 1,9-phenanthroline, 1,8-phenanthroline, 1,7-phenanthroline, 2,9-phenanthroline, 2,8-phenanthroline, 2,7-phenanthroline, 3,8-phenanthroline, 3,7-phenanthroline, 4,7-phenanthroline and organic compounds having one or more of these phenanthroline skeletons in the molecule are preferred.
[0204]
As the phenanthroline or the phenanthroline derivative, those disclosed in JP-A-5-331459 and JP-A-2001-267080 can be used, and those represented by the formulas (1a) and (1b) are particularly preferable. preferable.
[0205]
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[0206]
In formula (1a), Y₂~ Y₉Each may be the same or different and each represents hydrogen, an aryl group, an alkyl group, an aralkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, an alkenyl group, an amino group, or a heterocyclic group. Two or more of them may form a ring, preferably an aryl group, an alkyl group, an aralkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkyl group, an amino group, or a heterocyclic group, and particularly preferably an aryl group, an aromatic group Group heterocyclic group.
[0207]
Specific examples of these aryl groups, alkyl groups, aralkyl groups, alkoxy groups, aryloxy groups, alkylthio groups, arylthio groups, amino groups, alkenyl groups, and heterocyclic groups are shown by Q in formula (2).^TenAnd the like.
[0208]
Y₉Is preferably hydrogen, a phenyl group, a biphenylyl group or a pyridyl group.
[0209]
In the formula (1b), A and B may be the same or different, each represents a group represented by the formula (1c), and Y in the formula (1c)₁₂~ Y₁₉Is Y in formula (1a)₂~ Y₉Is synonymous with However, Y in formula (1c)₁₂~ Y₁₉One of them constitutes L. L represents a single bond or a divalent linking group, and the divalent linking group represented by L is described in the anthracene derivatives represented by the formula (4), the formula (4a), and the formula (4b). L₁₀₁, L_Ten, L₂₀The same thing is mentioned, A preferable thing is also the same. Examples of the divalent linking group also include a divalent aromatic heterocyclic group (for example, a pyridinediyl group).
[0210]
Further, Y constituting L in the formula (1c)₁₂~ Y₁₉May be the same or different in A and B. That is, in the formula (1b), there are no particular restrictions on the bonding positions of the rings A and B having two phenanthroline skeletons, and Y₂(2nd place), Y_Three(3rd place), Y_Four(4th position) bond is common, Y₂(2nd place) and Y_FourIt may be a bond at a different site such as (position 4). Further, the rings A and B having two phenanthroline skeletons may be the same or different, and the substituents thereof may be the same or different.
[0211]
Specific examples of the phenanthroline or phenanthroline derivative used in the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto. A specific example is shown according to the display in Formula (f-1)-Formula (f-4).
[0212]
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[0213]
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[0214]
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[0237]
As described above, the electron injection layer material in the present invention is most preferably a phenanthroline derivative, but it is also preferable to use a nitrogen-containing heterocyclic compound having a basic skeleton as shown below.
[0238]
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[0239]
Where Rn (R₁~ R₆) Represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, an alkenyl group, a heterocyclic group, a halogen atom, or a cyano group, which may be the same or different. Further, adjacent groups may form an aliphatic ring or an aromatic ring together with carbon atoms that are bonded or condensed to each other and substituted.
[0240]
Specific examples of these nitrogen-containing heterocyclic compounds are shown below, but good electron injection materials in the present invention are not limited thereto.
[0241]
As the indole derivative, an indole derivative having a skeleton represented by the formula (5) is preferable.
[0242]
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[0243]
In formula (5), R¹~ R⁷Is hydrogen, halogen atom, hydroxyl group, carboxyl group, cyano group, nitro group, amino group, alkyl group (eg, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group), alkenyl group (eg, ethynyl group), An aryl group (for example, phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, etc.), an aryloxy group (for example, phenyloxy group, etc.), an alkyloxy group (for example, methoxy group, ethoxy group, etc.), an arylcarbonyl group (for example, phenyl) A carbonyl group, etc.) or an alkylcarbonyl group (eg, acetyl group, propionyl group, etc.), and each of these groups is substituted with an alkyloxy group, an alkyl group, an aryl group, a nitro group, a cyano group, an amino group, a halogen atom, etc. One or more groups may be included.
[0244]
And R¹~ R^ThreeAt least one of them is preferably an aryl group or a group having an aryl group, and more preferably all of them are aryl groups.
[0245]
For example, a compound having a skeleton represented by the formula (5a) is preferable.
[0246]
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[0247]
In formula (5a), R⁴¹, R⁴²And R⁴³Is an alkoxy group (preferably having 1 to 5 carbon atoms, particularly 1 carbon atom), an alkyl group (preferably having 1 to 5 carbon atoms), a dialkylamino group (preferably having 1 to 5 carbon atoms in alkyl) or nitro. It is a group. p, q, and r are integers of 0 to 3, and p + q + r ≧ 1, preferably p + q + r ≦ 6. R⁴¹, R⁴²And R⁴³Usually binds to the para position but may also bind to the ortho position.
[0248]
R¹~ R⁷Of these, those adjacent to each other may be bonded to each other to form a 5- or 6-membered, especially 6-membered fused ring.
[0249]
Note that the alkyl group and the alkenyl group preferably have 1 to 5 carbon atoms. The aryl group is preferably a phenyl group.
[0250]
Examples of compounds in which substituents are bonded to each other to form a condensed ring include compounds represented by formulas (5b) and (5c). A compound having a skeleton represented by the formula (5d) is also preferable.
[0251]
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[0252]
In formula (5b), R¹¹, R¹², R¹³, R¹⁴R¹~ R⁷It is preferable to select from the same as, for example, R¹~ R^Three, R¹¹~ R¹⁴, R⁶~ R⁷Those in which all are hydrogen are preferred.
[0253]
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[0254]
In formula (5c), R^{twenty one}, R^{twenty two}, R^{twenty three}, R^{twenty four}R¹~ R⁷It is preferable to select from the same as, for example, R¹~ R^Five, R^{twenty one}~ R^{twenty four}Those in which all are hydrogen are preferred.
[0255]
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[0256]
In formula (5d), R³¹, R³², R³³, R³⁴, R³⁵, R³⁶R¹~ R⁷It is preferable to select from the same. X is a bond, 1,4-phenylene, 4,4′-biphenylene, and the like. Specifically, for example, X is a bond, 1,4-phenylene, or 4,4′-biphenylene. , R²~ R⁷, R³¹~ R³⁶Those in which all are hydrogen are preferred.
[0257]
Although the specific example of an indole derivative is shown below, it is not limited to these. Specific examples are shown according to the indications in the formulas (Id-1) to (Id-4).
[0258]
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[0259]
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[0260]
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[0274]
As the quinoxaline derivative, one represented by the formula (6) is preferable.
Q_m-L100 (6)
[0275]
Referring to formula (6), Q represents a pyrazinyl group condensed with a 6-membered aromatic ring containing 0 to 2 nitrogen atoms. m is 2 or 3, and the m Qs in this case may be the same or different. As the six-membered aromatic ring forming Q, a benzene ring, a pyridine ring, a pyrimidine ring, a pyridazine ring and the like are preferable. Although there is no restriction | limiting in particular in the condensation position of such a 6-membered aromatic ring and a pyrazine ring, It is preferable that a carbon atom exists in a condensation position and it is more preferable that a nitrogen atom does not exist. Therefore, in the pyrazine ring, it is preferable to condense at the side of position number 2 or 3 or the side of position number 5 or 6, and in the pyridine ring, the side of position number 2 or 3 (or 5, 6) or position number 3 or 4 ( Or the side of position number 4, 5 (or 5, 6) in the pyrimidine ring, the side of position number 3, 4 (or 5, 6) or the side of position number 5, 4 in the pyridazine ring. Condensation is preferred.
[0276]
L100 represents a single bond or an m-valent group, that is, a divalent or trivalent group. As the divalent group, an arenediyl group is preferable. Specifically, a phenylene group, a biphenyldiyl group, a naphthalenediyl group, an anthracenediyl group, a pyrenediyl group, and the like are preferable. As the trivalent group, an arenetriyl group (specifically Specifically, a benzenetriyl group or the like), a nitrogen atom, a triarylamine triyl group (specifically, a triphenylamine triyl group or the like) and the like are preferable.
[0277]
Q and L100 may each further have a substituent, such substituent may contain Q, and the total number of Q in one molecule is preferably 2 to 10, more preferably Two to four are preferred.
[0278]
As described above, two or more Qs may be the same or different from each other, but are usually preferably the same for the convenience of synthesis.
[0279]
Of the quinoxaline derivatives represented by the formula (6) used in the present invention, the compound represented by the formula (VIII) is preferable.
[0280]
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[0281]
The formula (VIII) will be described. In the formula (VIII), Z represents an atomic group necessary for forming a benzene ring, a pyridine ring, a pyrimidine ring or a pyridazine ring together with two carbon atoms of the pyrazine ring.
[0282]
The ring completed with Z may further have a substituent and may have a condensed ring. Preferred examples of the condensation position of the ring completed with Z with respect to the pyrazine ring include the same condensation positions as those described in the description of formula (6).
[0283]
A₁Represents a monovalent substituent bonded to the pyrazine ring, and k is 0, 1 or 2. Ring substituents completed with Z or A₁Preferred examples of the substituent represented by formula (A) in formulas (VIII-a) to (VIII-m) described later₁₃It will be described in detail there.
[0284]
m is 2 or 3. When m is 2, L100 represents a single bond, a phenylene group, a biphenyldiyl group or a naphthalenediyl group. When m is 3, L100 represents a benzenetriyl group, a nitrogen atom or a triphenylaminetriyl group. The formula (VIII-a) to formula (VIII-n) will be described in detail.
[0285]
The fused rings completed with Z may be the same or different, but are preferably the same as described for formula (6).
[0286]
The bonding position with L100 in the fused pyrazine ring having a ring completed with Z may be any.
[0287]
Of the quinoxaline compounds represented by the formula (VIII), compounds represented by the formulas (VIII-a) to (VIII-n) are preferable.
[0288]
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[0289]
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[0290]
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[0292]
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[0293]
First, formulas (VIII-a) to (VIII-f) and formula (VIII-m) in the case where L100 is a divalent group L111 or a single bond will be described. In formula (VIII-a) to formula (VIII-f) and formula (VIII-m), L111 represents a phenylene group, a biphenyldiyl group or a naphthalenediyl group.
[0294]
The phenylene group represented by L111 may be any of o-, m-, and p-phenylene groups, and a p-phenylene group is particularly preferable.
[0295]
The biphenyldiyl group represented by L111 is preferably a 4,4'-biphenyl-1,1'-diyl group.
[0296]
The naphthalenediyl group represented by L111 is preferably a 1,5-naphthalenediyl group.
[0297]
These divalent groups are preferably unsubstituted but may optionally have a substituent such as an alkyl group or an aryl group.
[0298]
A in the formula (VIII-a)₁₃, A₁₅~ A₁₈, A_{twenty three}, A_{twenty five}~ A₂₈A in formula (VIII-b)₁₃, A₁₆~ A₁₈, A_{twenty three}, A₂₆~ A₂₈A in formula (VIII-c)₁₃, A₁₅, A₁₇, A₁₈, A_{twenty three}, A_{twenty five}, A₂₇, A₂₈A in formula (VIII-d)₁₃, A₁₆, A₁₈, A_{twenty three}, A₂₆, A₂₈A in formula (VIII-e)₁₃, A₁₇, A₁₈, A_{twenty three}, A₂₇, A₂₈A in formula (VIII-f)₁₃, A₁₅, A₁₈, A_{twenty three}, A_{twenty five}, A₂₈And A in formula (VIII-m)₁₂, A₁₃, A₁₅, A₁₇, A₁₈, A_{twenty two}, A_{twenty three}, A_{twenty five}, A₂₇, A₂₈ Represents a hydrogen atom, halogen atom, hydroxy group, carboxy group, nitro group, cyano group, alkyl group, aryl group, alkoxy group, aryloxy group, amino group, alkylthio group, arylthio group or heterocyclic group, respectively. These may be the same or different.
[0299]
A₁₃Examples of the halogen atom represented by, for example, include a fluorine atom and a chlorine atom.
[0300]
A₁₃The alkyl group represented by the above formula is preferably one having 1 to 6 carbon atoms in total, and may be linear or branched. Further, an unsubstituted one is preferable, but it may have a substituent (for example, a halogen atom such as F or Cl). Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, a pentyl group, and a hexyl group.
[0301]
A₁₃Are preferably those having 6 to 30 carbon atoms in total, which may be monocyclic or polycyclic (condensed polycyclic or ring assembly) and may have a substituent. . Examples of the substituent include a halogen atom such as F and Cl, an alkyl group such as a methyl group, and a heterocyclic group. In this case, the heterocyclic group is, for example, a quinoxalinyl group in the formula (VIII-a) As described above, the same one as the condensed pyrazinyl group bonded to L111 is preferable. A₁₃Specific examples of the aryl group such as phenyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, 2-biphenylyl group, 3-biphenylyl group, 4-biphenylyl group and the like, and condensed pyrazinyl groups such as quinoxalinyl group, etc. And the like substituted.
[0302]
A₁₃The alkoxy group represented by the above formula preferably has 1 to 6 carbon atoms in the alkyl portion, and may have a substituent, but is preferably unsubstituted. Specific examples include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, an isobutoxy group, a sec-butoxy group, and a t-butoxy group.
[0303]
A₁₃Examples of the aryloxy group represented by phenoxy group include a phenoxy group.
[0304]
A₁₃Etc. may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group and an aryl group. Specific examples include an amino group, a methylamino group, a dimethylamino group, a phenylamino group, and a diphenylamino group.
[0305]
A₁₃Examples of the alkylthio group represented by, for example, include a methylthio group and an ethylthio group.
[0306]
A₁₃Examples of the arylthio group represented by, for example, include a phenylthio group.
[0307]
A₁₃Examples of the heterocyclic group represented by, for example, a fluoryl group, a chenyl group, a pyrrole group, a pyridyl group, and a quinolyl group. In addition, L such as a quinoxalinyl group in the formula (VIII-a)₁ It may be the same fused pyrazinyl group as that bonded to.
[0308]
In the formula (VIII-a), A₁₅~ A₁₈, A_{twenty five}~ A₂₈Adjacent to each other,
In the formula (VIII-b), A₁₆~ A₁₈, A₂₆~ A₂₈Adjacent to each other,
In formula (VIII-c), A₁₇And A₁₈, A₂₇And A₂₈,
In the formula (VIII-e), A₁₇And A₁₈, A₂₇And A₂₈,
In the formula (VIII-m), A₁₂And A₁₃, A₁₇And A₁₈, A_{twenty two}And A_{twenty three}, A₂₇And A₂₈ May be bonded to each other to form a ring. As the ring in this case, a benzene ring or the like is preferable, and the benzene rings formed may be condensed with each other, and the benzene ring formed by these may further have a condensed ring.
[0309]
In formula (VIII-a) to formula (VIII-f), A₁₃, A_{twenty three}And in formula (VIII-m)₁₂, A₁₃, A_{twenty two}, A_{twenty three}Is preferably an aryl group or the like. In addition, A in formula (VIII-a)₁₅~ A₁₈, A_{twenty five}~ A₂₈Is preferably a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group or a group in which adjacent ones are bonded to form a benzene ring. In addition, A in the formula (VIII-b)₁₆~ A₁₈, A₂₆~ A₂₈A of formula (VIII-c)₁₅, A₁₇, A₁₈, A_{twenty five}, A₂₇, A₂₈A of formula (VIII-d)₁₆, A₁₈, A₂₆, A₂₈A of formula (VIII-e)₁₇, A₁₈, A₂₇, A₂₈A of formula (VIII-f)₁₅, A₁₈, A_{twenty five}, A₂₈And A of formula (VIII-m)₁₅, A₁₇, A₁₈, A_{twenty five}, A₂₇, A₂₈ Each is preferably a hydrogen atom or the like.
[0310]
Next, formula (VIII-g) to formula (VIII-l) and formula (VIII-n) when L100 is a trivalent group L112 will be described. In formula (VIII-g) to formula (VIII-l) and formula (VIII-n), L112 represents a benzenetriyl group, a nitrogen atom or a triphenylamine triyl group.
[0311]
The benzenetriyl group represented by L112 is preferably a 1,3,5-benzenetriyl group.
[0312]
As the triphenylamine triyl group represented by L112, 4,4 ', 4 "-triphenyl-1,1', 1" -triyl group and the like are preferable.
[0313]
These trivalent groups are preferably unsubstituted, but may optionally have a substituent such as an alkyl group or an aryl group.
[0314]
A in the formula (VIII-g)₁₃, A₁₅~ A₁₈, A_{twenty three}, A_{twenty five}~ A₂₈, A₃₃, A₃₅~ A₃₈A in formula (VIII-h)₁₃, A₁₆~ A₁₈, A_{twenty three}, A₂₆~ A₂₈, A₃₃, A₃₆~ A₃₈A in formula (VIII-i)₁₃, A₁₅, A₁₇, A₁₈, A_{twenty three}, A_{twenty five}, A₂₇, A₂₈, A₃₃, A₃₅, A₃₇, A₃₈,
A in the formula (VIII-j)₁₃, A₁₆, A₁₈, A_{twenty three}, A₂₆, A₂₈, A₃₃, A₃₆, A₃₈,
A in the formula (VIII-k)₁₃, A₁₇, A₁₈, A_{twenty three}, A₂₇, A₂₈, A₃₃, A₃₇, A₃₈,
A in the formula (VIII-1)₁₃, A₁₅, A₁₈, A_{twenty three}, A_{twenty five}, A₂₈, A₃₃, A₃₅, A₃₈,
A in the formula (VIII-n)₁₂, A₁₃, A₁₅, A₁₇, A₁₈, A_{twenty two}, A_{twenty three}, A_{twenty five}, A₂₇, A₂₈, A₃₂, A₃₃, A₃₅, A₃₇, A₃₈Represents a hydrogen atom, halogen atom, hydroxy group, carboxy group, nitro group, cyano group, alkyl group, aryl group, alkoxy group, aryloxy group, amino group, alkylthio group, arylthio group or heterocyclic group, respectively. These may be the same or different. Specific examples of these groups include the same groups as those given for formulas (VIII-a) to (VIII-f). In formula (VIII-g), A₁₅~ A₁₈, A_{twenty five}~ A₂₈, A₃₅~ A₃₈Adjacent to each other in formula (VIII-h), A₁₆~ A₁₈, A₂₆~ A₂₈, A₃₆~ A₃₈Adjacent to each other,
In the formula (VIII-i), A₁₇And A₁₈, A₂₇And A₂₈, A₃₇And A₃₈,
In the formula (VIII-k), A₁₇And A₁₈, A₂₇And A₂₈, A₃₇And A₃₈,
In the formula (VIII-n), A₁₂And A₁₃, A₁₇And A₁₈, A_{twenty two}And A_{twenty three}, A₂₇And A₂₈, A₃₂And A₃₃, A₃₇And A₃₈May be bonded to each other to form a ring, and specific examples thereof include those similar to those represented by formulas (VIII-a) to (VIII-f). In the formulas (VIII-a) to (VIII-l), A₁₃, A_{twenty three}, A₃₃As for, a hydrogen atom, aryl groups, such as a phenyl group, etc. are preferable.
[0315]
In addition, A in the formula (VIII-g)₁₅~ A₁₈, A_{twenty five}~ A₂₈, A₃₅~ A₃₈Is preferably a hydrogen atom or a group in which adjacent ones are bonded to form a benzene ring.
[0316]
In addition, A in formula (VIII-h)₁₆~ A₁₈, A₂₆~ A₂₈, A₃₆~ A₃₈,
A in formula (VIII-i)₁₅, A₁₇, A₁₈, A_{twenty five}, A₂₇, A₂₈, A₃₅, A₃₇, A₃₈,
A in formula (VIII-j)₁₆, A₁₈, A₂₆, A₂₈, A₃₆, A₃₈,
A in formula (VIII-k)₁₇, A₁₈, A₂₇, A₂₈, A₃₇, A₃₈,
A in the formula (VIII-1)₁₅, A₁₈, A_{twenty five}, A₂₈, A₃₅, A₃₈,
A in formula (VIII-n)₁₂, A₁₃, A₁₅, A₁₇, A₁₈, A_{twenty two}, A_{twenty three}, A_{twenty five}, A₂₇, A₂₈, A₃₂, A₃₃, A₃₅, A₃₇, A₃₈Are preferably each a hydrogen atom or the like.
[0317]
Specific examples of the quinoxaline derivative represented by the formula (6) preferably used in the present invention are shown below, but the present invention is not limited to these. Here, L111, L112, A in the formulas (VIII-a) to (VIII-m)₁₃Etc., and A₁₃And A_{twenty three}Are different in the table. In addition, the representations in the formulas (VIII-a) to (VIII-m) are representative examples, and the compounds actually obtained are usually a mixture of structural isomers in the synthesis route, so these representations correspond. It is intended to include structural isomers.
[0318]
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[0392]
As an oxadiazole derivative, what is represented by Formula (7) is preferable.
[0393]
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[0394]
In formula (7), Z₀Is hydrogen, alkyl group (for example, methyl group, ethyl group, etc.), aryl group (for example, phenyl group, naphthyl group, etc.), alkoxy group (for example, methoxy group, ethoxy group, etc.), aryloxy group (for example, phenoxy group, etc.) ), A heterocyclic group (eg, pyridyl group, thienyl group, etc.), a nitro group, a cyano group, an amino group, a hydroxyl group, a carboxyl group or an alkenyl group, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, a heterocyclic group , An amino group, and an alkenyl group may further have a substituent, and specific examples of these groups have been described above.^TenAnd the like. Z₀Is preferably an aryl group such as a phenyl group, and may further have a substituent. In this case, the substituent is Z₀May be the same as the substituents represented by (alkyl group, aryl group, alkoxy group, aryloxy group, heterocyclic group, etc.). n₅₀Is 1, 2 or 3, with 2, 3 being preferred.
[0395]
X₅₀Is n₅₀If = 1, Z₀And the same substituent or hydrogen as n₅₀= 2, a divalent linking group linking two oxadiazolyl groups (for example, a phenylene group, a biphenyldiyl group, etc.), n₅₀In the case of = 3, it is a trivalent linking group that links three oxadiazolyl groups (for example, a benzenetriyl group). N₅₀= 2, 3 if X₅₀The plurality of oxadiazolyl groups linked by may be the same or different.
[0396]
Specific examples of the oxadiazole derivative are shown below, but are not limited thereto. A specific example is shown according to the display in Formula (7-1) and Formula (7-2).
[0397]
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[0398]
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[0399]
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[0400]
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[0401]
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[0403]
As the carbazole derivative, those represented by the formula (8) are preferable.
[0404]
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[0405]
In formula (8), R₅₂~ R₅₉Is hydrogen, alkyl group (eg, methyl group, ethyl group, etc.), aryl group (eg, phenyl group, naphthyl group, etc.), alkoxy group (eg, methoxy group, ethoxy group, etc.), aryloxy group (eg, phenoxy group, etc.) Represents a heterocyclic group (for example, pyridyl group, thienyl group, etc.), nitro group, cyano group, amino group, hydroxyl group, carboxyl group or alkenyl group, alkyl group, aryl group, alkoxy group, aryloxy group, heterocyclic group, The amino group and alkenyl group may further have a substituent. Specific examples of these groups have been described above, but in the formula (2) Q^TenAnd the like. n₅₁Is 1 or 2, with 2 being preferred. X₅₁Is n₅₁= 1 if R₅₂~ R₅₉And the same substituent or hydrogen as n₅₂When = 2, it is a divalent linking group that links two carbazolyl groups (for example, a phenylene group). If n = 2, X₅₁The carbazolyl groups linked by may be the same or different.
[0406]
Although the specific example of a carbazole derivative is shown below, it is not limited to these. A specific example is shown according to the display in Formula (8-1).
[0407]
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[0408]
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[0409]
The effects of the present invention can also be obtained by using general electron injection materials such as boron compounds and silacyclopentadiene derivatives as shown below.
[0410]
Examples of the boron compound include the following.
[0411]
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[0412]
Where Rn (R₁₁, R₁₂) Represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, an alkenyl group, a heterocyclic group, a halogen atom, a cyano group, an alkylboryl group, or an arylboryl group. Ar represents an aryl group or a heterocyclic group.
[0413]
Although a specific example is shown below, it is not limited to this. These compounds are described in JP 2001-233882 A, Polymer Preprints, Japan, Vol. 48, No. 9, 2047-2048, 1999, International Symp. On functional dyes, 36, 1999, and the like.
[0414]
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[0415]
Examples of the silacyclopentadiene derivative include the following.
[0416]
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[0417]
Where Rn (R_{twenty one}, R₂₆) Represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, an alkenyl group, a heterocyclic group, a halogen atom, a cyano group, an alkylboryl group, or an arylboryl group. Further, adjacent groups may form an aliphatic ring or an aromatic ring together with carbon atoms that are substituted or fused together.
[0418]
Although a specific example is shown below, it is not limited to this. These compounds are described in JP-A No. 2002-338581, JP-A No. 2002-216972, and the like.
[0419]
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[0420]
In addition, JP 2000-103786 A, JP 2000-306670 A, JP 2002-38141 A, JP 2001-57292 A, JP 2001-244076 A, JP 5-21165 A. JP-A-2001-335776, JP-A-7-82552, JP-A-10-251634, JP-A-9-3448 and the like can be used. The compound which can be used for this invention including these compounds is illustrated.
[0421]
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[0422]
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[0423]
In the electron injection layer, only one organic compound may be used, or two or more organic compounds may be used in combination. When using 2 or more types, the same type or different types may be used.
[0424]
Among these, it is preferable to use a phenanthroline derivative, particularly a phenanthroline or phenanthroline derivative represented by the formula (1a) or (1b), and preferably contains 80% (mass percentage) or more of the phenanthroline or phenanthroline derivative. In particular, it is preferably composed of phenanthroline or a phenanthroline derivative.
[0425]
The thickness of the electron injection layer is preferably 0.6 to 20 nm, more preferably 1 to 10 nm. In such a thickness range, the driving voltage can be reduced. On the other hand, when the electron injection layer becomes thin, the drive voltage rises critically, and the drive voltage rises even when the electron injection layer becomes thick. This is because if the electrode is too thin, the adhesion to the cathode is lowered and the electron injecting property is deteriorated. Also, since the material for the electron injecting layer has a low electron transporting property, the voltage is considered to increase if it is too thick. .
[0426]
The total thickness of the electron injection layer and the electron transport layer is preferably 5 to 100 nm. By setting it as such a total thickness, injection | pouring and transport of an electron can be performed efficiently, and optically favorable external extraction efficiency is obtained. On the other hand, when these total thicknesses are increased, the drive voltage is increased, and even when the drive voltage is decreased by reducing the thickness, external extraction efficiency is decreased if the film thickness is not optically optimal.
[0427]
In the present invention, the light emitting layer provided in contact with the electron transport layer preferably contains a host material and a dopant material.
[0428]
Examples of host materials in this case include naphthacene derivatives, anthracene derivatives, tetraaryldiamine derivatives, quinoxaline derivatives, metal complex compounds, and the like. Anthracene derivatives and naphthacene derivatives are preferably used, and naphthacene derivatives are particularly preferable.
[0429]
As the naphthacene derivative, the same naphthacene derivatives as those for the electron transport layer can be used, and preferable ones are also the same, particularly preferably the formula (2) (further, the formulas (2a) and (2b), especially It is a naphthacene derivative represented by the formula (2a)).
[0430]
The host material preferably has a dipole moment of 1.0 Dybe or less, and more preferably 0.5 to 0 Dybe. By using such a nonpolar molecule, the electron transporting property is improved, and the trapping of electrons by the dopant material is performed. Since it becomes easy to occur and electrons are localized in the dopant, light emission of the dopant material is promoted and light emission from the host material can be suppressed. In addition, the interaction between the host molecule and the dopant can be suppressed. For this reason, an element with high efficiency and high color purity can be obtained.
[0431]
It is desirable that the electron affinity of the host material contained in the light-emitting layer, particularly the naphthacene derivative that is preferably used is greater than or equal to the electron affinity of the electron transport layer. Moreover, when providing a hole injection transport layer, it is preferable that it is larger than the electron affinity of a hole injection transport layer. If the electron affinity of the host material contained in the light emitting layer is greater than the electron affinity of the electron transport layer, the efficiency of electron injection into the light emitting layer is improved, and if it is greater than the electron affinity of the hole injection transport layer, hole injection transport is achieved. Since electrons are blocked at the interface of the layers, the light emission efficiency is improved and the device life is also improved.
[0432]
In addition, the light-emitting layer requires a hole and electron injection function, a transport function thereof, and a function of generating excitons by recombination of holes and electrons. By using a neutral compound, electrons and holes can be injected and transported easily and in a balanced manner.
[0433]
The host material in the light emitting layer is preferably contained in the light emitting layer in an amount of 80 to 99.9% (mass percentage), particularly 90 to 99.9% (mass percentage), more preferably 95.0 to 99.5%. (Mass percentage) is preferably contained.
[0434]
In addition, the thickness of the light emitting layer is preferably less than the total thickness of the organic compound layer in the element from the thickness corresponding to one molecular layer, specifically, preferably 1 to 85 nm, and more preferably 5 It is preferable to set it to ˜60 nm, particularly 5 to 50 nm.
[0435]
On the other hand, the dopant material may be any material as long as it emits light by itself and can trap electrons in the host material, but a fluoranthene derivative is preferably used.
[0436]
As a fluoranthene derivative, what is represented by Formula (3) is preferable.
[0437]
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[0438]
In formula (3), n_TenIs 1 or 2. Z₁~ Z_TenAnd n_TenL when = 1₁₁ , L₁₂ Is a hydrogen, halogen, a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group having a linear, branched or cyclic alkyl part which may have a substituent, a substituent. An alkylthio group having a linear, branched or cyclic alkyl moiety which may have, a linear, branched or cyclic alkenyl group which may have a substituent, and a linear chain which may have a substituent An alkenyloxy group having a branched or cyclic alkenyl moiety, an optionally substituted linear, branched or cyclic alkenyl moiety having an alkenylthio group, a substituted or unsubstituted aromatic ring-containing alkyl group, substituted or An unsubstituted aromatic ring alkyl-containing oxy group, a substituted or unsubstituted aromatic ring-containing alkylthio group, a substituted or unsubstituted aromatic ring group, a substituted or unsubstituted aromatic ring oxy group, Or unsubstituted aromatic thio group, a substituted or unsubstituted amino group, a cyano group, a hydroxyl group, -COOR₁ (Where R₁Contains hydrogen, a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent, a linear, branched or cyclic alkenyl group which may have a substituent, a substituted or unsubstituted aromatic ring group Represents an alkyl group or a substituted or unsubstituted aromatic ring group), -COR₂(Where R₂Is hydrogen, a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent, a linear, branched or cyclic alkenyl group which may have a substituent, a substituted or unsubstituted aromatic ring-containing alkyl Group, a substituted or unsubstituted aromatic ring group, or an amino group), or -OCOR_Three(Where R_ThreeIs a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent, a linear, branched or cyclic alkenyl group which may have a substituent, a substituted or unsubstituted aromatic ring-containing alkyl group, Or a substituted or unsubstituted aromatic ring group), and Z₁~ Z_TenAnd L₁₁, L₁₂Two or more adjacent groups selected from are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic carbocyclic ring, an aromatic ring, or a condensed ring of an aliphatic carbocyclic ring and an aromatic ring together with a substituted carbon atom. It may be formed. N_Ten= 2 and L₁₁, L₁₂When at least one is a single bond, the other is n_TenIt represents the same group as in = 1, and a ring may be formed in the same manner as described above. L₁₁, L₁₂Both may be a single bond, and in this case, a ring may be formed in the same manner as described above.
[0439]
In formula (3), Z₁~ Z_TenAnd L₁₁, L₁₂Two or more adjacent groups selected from are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic carbocyclic ring, an aromatic ring, or a condensed ring of an aliphatic carbocyclic ring and an aromatic ring together with a substituted carbon atom. It is preferable to form. N_Ten= 2 when L₁₁, L₁₂It is also preferred that both are single bonds.
[0440]
Of the compounds represented by the formula (3), a diindeno [1,2,3-cd: 1 ′, 2 ′, 3′-lm] perylene derivative represented by the formula (3a) is particularly preferable.
[0441]
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[0442]
In formula (3a), Z₁~ Z₆, Z₉, Z_Ten , Z₁₁ ~ Z₁₆, Z₁₉And Z₂₀Is a hydrogen, halogen, a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group having a linear, branched or cyclic alkyl part which may have a substituent, a substituent. An alkylthio group having a linear, branched or cyclic alkyl moiety which may have, a linear, branched or cyclic alkenyl group which may have a substituent, and a linear chain which may have a substituent An alkenyloxy group having a branched or cyclic alkenyl moiety, an optionally substituted linear, branched or cyclic alkenyl moiety having an alkenylthio group, a substituted or unsubstituted aromatic ring-containing alkyl group, substituted or An unsubstituted aromatic ring-containing alkyloxy group, a substituted or unsubstituted aromatic ring-containing alkylthio group, a substituted or unsubstituted aromatic ring group, a substituted or unsubstituted aromatic ring oxy group, Or unsubstituted aromatic thio group, a substituted or unsubstituted aromatic ring alkenyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl aromatic ring group, a substituted or unsubstituted amino group, a cyano group, a hydroxyl group, -COOR₁(Where R₁Is hydrogen, a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent, a linear, branched or cyclic alkenyl group which may have a substituent, a substituted or unsubstituted aromatic ring-containing alkyl Group, or a substituted or unsubstituted aromatic ring group), -COR₂(Where R₂Is hydrogen, a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent, a linear, branched or cyclic alkenyl group which may have a substituent, a substituted or unsubstituted aromatic ring-containing alkyl Group, a substituted or unsubstituted aromatic ring group, or an amino group), or -OCOR_Three(Where R_ThreeIs a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent, a linear, branched or cyclic alkenyl group which may have a substituent, a substituted or unsubstituted aromatic ring-containing alkyl group, Or a substituted or unsubstituted aromatic ring group), and Z₁~ Z₆, Z₉, Z_Ten , Z₁₁ ~ Z₁₆, Z₁₉, Z₂₀The groups selected from the adjacent groups selected from are bonded to each other, and together with the substituted carbon atom, a substituted or unsubstituted aliphatic carbocyclic ring, an aromatic ring, or a condensed ring of an aliphatic carbocyclic ring and a condensed aromatic ring. May be formed.
[0443]
The aromatic ring group means, for example, an aromatic hydrocarbon group (aryl group) such as a phenyl group or a naphthyl group and an aromatic heterocyclic group such as a furyl group, a thienyl group or a pyridyl group. Of these, an aryl group is preferred. The same applies to the following.
[0444]
In the formulas (3) and (3a), Z₁~ Z₆, Z₉, Z_Ten , Z₁₁ ~ Z₁₆, Z₁₉, Z₂₀A linear, branched or cyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic alkoxy group, a linear, branched or cyclic alkylthio group, a linear, branched or cyclic alkenyl group, a linear, branched or cyclic group represented by Each of the alkenyloxy group and the linear, branched or cyclic alkenylthio group may further have a substituent, such as halogen, an aromatic ring group having 4 to 20 carbon atoms, and 1 to 1 carbon atoms. 20 alkoxy groups, C2-C20 alkoxyalkoxy groups, C2-C20 alkenyloxy groups, C4-C20 aromatic ring-containing alkyloxy groups, C5-C20 aromatic ring-containing alkyloxyalkoxys Group, C3-C20 aromatic ring oxy group, C4-C20 aromatic ring oxyalkoxy group, C5-C20 aromatic ring alkenyl group, C6-C20 fragrance Containing alkylalkenyl group, C1-C20 alkylthio group, C2-C20 alkoxyalkylthio group, C2-C20 alkylthioalkylthio group, C2-C20 alkenylthio group, C4-C20 Aromatic ring-containing alkylthio group, C5-C20 aromatic ring-containing alkyloxyalkylthio group, C5-C20 aromatic ring-containing alkylthioalkylthio group, C3-C20 aromatic ring thio group, C4-C20 It may be mono- or polysubstituted by an aromatic oxyalkylthio group, an aromatic thioalkylthio group having 4 to 20 carbon atoms, an alicyclic heterocyclic group having 4 to 20 carbon atoms, or the like. Furthermore, the aromatic ring group contained in these substituents is further halogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an aromatic ring group having 3 to 10 carbon atoms, and 4 to 10 carbon atoms. The aromatic ring-containing alkyl group may be substituted.
[0445]
In formulas (3) and (3a), Z₁~ Z₆, Z₉, Z_Ten , Z₁₁ ~ Z₁₆, Z₁₉, Z₂₀In the aromatic ring-containing alkyl group, aromatic ring-containing alkyloxy group, aromatic ring-containing alkylthio group, aromatic ring group, aromatic ring oxy group, and aromatic ring thio group, the aromatic ring group has a substituent. For example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an aromatic ring-containing alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, an aromatic ring group having 3 to 20 carbon atoms, or 1 to 20 carbon atoms. Alkoxy group having 2 to 20 carbon atoms, alkoxyalkyloxy group having 2 to 20 carbon atoms, alkenyloxy group having 2 to 20 carbon atoms, alkenyloxyalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, 3 to 3 carbon atoms 20 alkenyloxyalkyloxy groups, C4-C20 aromatic ring-containing alkyloxy groups, C5-C20 aromatic ring-containing alkyloxyalkyl groups, C5-C20 aromatic ring-containing amino acids Killoxyalkyloxy group, C3-C20 aromatic ring oxy group, C4-C20 aromatic ring oxyalkyl group, C4-C20 aromatic ring oxyalkyloxy group, C2-C20 alkylcarbonyl Group, an alkenylcarbonyl group having 3 to 20 carbon atoms, an alkylcarbonyl group having 5 to 20 carbon atoms, an aromatic carbonyl group having 4 to 20 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms, and 3 to 3 carbon atoms 20 alkenyloxycarbonyl groups, C5-C20 aromatic ring-containing alkyloxycarbonyl groups, C4-C20 aromatic ring oxycarbonyl groups, C2-C20 alkylcarbonyloxy groups, C3-C20 Alkenylcarbonyloxy group, C5-C20 aromatic ring-containing alkylcarbonyloxy group, C4-C20 aromatic ring carbon Oxy group, C1-C20 alkylthio group, C4-C20 aromatic ring-containing alkylthio group, C3-C20 aromatic ring thio group, nitro group, cyano group, formyl group, halogen, halogenated alkyl group , A hydroxyl group, an amino group, a N-monosubstituted amino group having 1 to 20 carbon atoms, a N, N-disubstituted amino group having 2 to 40 carbon atoms, or the like, may be mono- or polysubstituted.
[0446]
Furthermore, the aromatic ring group contained in these substituents is further halogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and an aryl group having 7 to 10 carbon atoms. It may be substituted with an aralkyl group.
[0447]
In formulas (3) and (3a), Z₁~ Z₆, Z₉, Z_Ten , Z₁₁ ~ Z₁₆, Z₁₉, Z₂₀The amino group represented by formula (1) may have a substituent, for example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, or an aromatic ring group having 3 to 20 carbon atoms. And may be mono- or di-substituted.
[0448]
In formulas (3) and (3a), R in the ester group or acyl group₁, R₂And R_ThreeAn alkyl group, an alkenyl group, an aromatic ring-containing alkyl group and an aryl group represented by formula (1) may have a substituent, for example, Z₁~ Z₆, Z₉, Z_Ten , Z₁₁ ~ Z₁₆, Z₁₉, Z₂₀It may be mono-substituted or poly-substituted with the substituents mentioned above.
[0449]
Z₁~ Z₆, Z₉, Z_Ten , Z₁₁ ~ Z₁₆, Z₁₉, Z₂₀Is preferably Z_Five, Z₆, Z₉, Z_Ten, Z₁₅, Z₁₆, Z₁₉And Z₂₀Is hydrogen and Z₁~ Z_Four, Z₁₁~ Z₁₄May be hydrogen, halogen, a straight chain having 1 to 24 carbon atoms which may have a substituent, a branched or cyclic alkyl group, a straight chain having 1 to 24 carbon atoms which may have a substituent, An alkoxy group having a branched or cyclic alkyl moiety, a linear, branched or cyclic alkenyl group having 2 to 24 carbon atoms which may have a substituent, or an alkenylaryl group or aryl having such an alkenyl group Alkenyl group (total carbon number 8-30), substituted or unsubstituted aralkyl group having total carbon number 7-24, substituted or unsubstituted aryl group or aryloxy group having total carbon number 6-24, cyano group, heterocyclic ring Group, hydroxyl group, -COOR₁, -COR₂Or -OCOR_Three(However, here R₁~ R_ThreeRepresents the same meaning as described above.
[0450]
Furthermore, in Formula (3), L₁₁, L₁₂, Z₁~ Z₆, Z₉And Z_Ten, Z in formula (3a)₁~ Z₆, Z₉, Z_Ten, Z₁₁~ Z₁₆, Z₁₉And Z₂₀An embodiment in which adjacent groups selected from the above are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic carbocyclic ring, an aromatic ring, or a condensed ring of an aliphatic carbocyclic ring and an aromatic ring together with a substituted carbon atom. preferable.
[0451]
Further, the compound represented by the formula (3a) is further a compound represented by the following formula (3b), particularly dibenzo [f, f ′] diindeno [1,2,3-cd: 1 ′, 2 ′, 3 A '-lm] perylene derivative is preferred.
[0452]
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[0453]
In formula (3b), Z₁ ~ Z₄₄ Z in formula (3a)₁ ~ Z₂₀It is synonymous with.
[0454]
In the compound represented by the formula (3a), Z₁ ~ Z₂₀Or in the compound represented by formula (3b)₁ ~ Z₄₄ Is preferably a substituted or unsubstituted aryl group, alkyl group, alkenyl group, alkoxy group or aryloxy group.
[0455]
Furthermore, in the compound represented by the formula (3a), Z₁ ~ Z₂₀Or in the compound represented by formula (3b)₁ ~ Z₄₄ Any one or more of these are preferably ortho-substituted phenyl groups.
[0456]
In particular, in the compound represented by the formula (3a) or the compound represented by the formula (3b), Z₁And Z_FourOne or both and / or Z₁₁ And Z₁₄ Either one or both of them is preferably an ortho-substituted phenyl group.
[0457]
Thus, by introducing a substituent at the ortho position, the decomposability during sublimation purification can be suppressed. In addition, fluorescence is improved by introducing a substituent at the ortho position.
[0458]
By using such an ortho-substituted compound, the fluorescence brightness of the EL element is improved and the concentration quenching property is suppressed, so that the margin as an EL dopant is improved and the degree of freedom in design is improved.
[0459]
That is, by introducing an ortho-substituted phenyl group, the associative property of the perylene skeleton can be controlled by the steric hindrance, the solubility in a solvent is improved, and the purification can be performed with high purity. For the same reason, sublimation purification can be performed at a lower temperature, decomposition during sublimation purification hardly occurs, and this point is also effective for obtaining a high-purity material. When an element is manufactured, exciton is hardly deactivated by impurities, and high light emission efficiency can be obtained.
[0460]
Another reason why high luminous efficiency can be obtained is to suppress concentration quenching by suppressing association between the same molecules or different molecules in the light emitting layer.
[0461]
Specific examples of the fluoranthene derivative of the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto. Particularly preferred specific examples of the compound represented by the formula (3b) are those shown in Chemical formula 289 to Chemical formula 295 (G-1 to G-100) and Chemical formula 313 to Chemical formula 317. Specific examples follow the display of the structural formulas shown. Ph represents a phenyl group.
[0462]
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[0523]
Such fluoranthene derivatives may be used alone or in combination of two or more. In particular, the use of the compound of formula (3a) is preferred.
[0524]
When such a fluoranthene derivative is used as a light-emitting component in a light-emitting layer, an organic EL device having high brightness and excellent durability, which has not been conventionally used, can be obtained. In addition, there is little decrease in luminous efficiency due to the temperature during driving, and the temperature characteristics are excellent.
[0525]
In the organic EL device of the present invention, it is preferable to use a naphthacene derivative as a host material. In particular, a combination of a naphthacene derivative and a fluoranthene derivative is preferable, and strong light emission can be obtained.
[0526]
The reason why such strong luminescence can be obtained is considered that the naphthacene derivative and the fluoranthene derivative are an ideal combination in which an interaction such as the formation of an exciplex does not occur. In addition to the generation and emission of dopant excitons by dopant carrier traps as described above, when host excitons are generated, the energy is efficiently transferred to the dopant, and the emission mechanism by which the dopant emits light is also provided. Conceivable. In this combination, such an efficient energy transfer from the host to the dopant occurs because the energy gap is relatively close to that of the dopant material. It is considered that such a high emission intensity can be obtained.
[0527]
In addition, the combination of the host material and the dopant can suppress the concentration quenching of the dopant to a very low level, which contributes to such a strong emission intensity.
[0528]
Such a very good light emission efficiency when an organic EL device is produced, in addition to the above-described mechanism for obtaining strong fluorescence intensity, improves the recombination probability of carriers in the light emitting layer, and further triplets naphthacene. It is considered that there are some effects such as generation of a singlet excited state of a dopant by energy transfer from the excited state.
[0529]
In general organic EL elements, the driving voltage becomes high due to carrier trapping by the dopant, whereas the driving voltage of the organic EL element using the light emitting layer is very low. This is because, in addition to high performance, in addition to the dopant carrier trap, highly efficient light emission is realized by the mechanism described above. Furthermore, it is conceivable that carriers can be easily injected into the light emitting layer. In addition, since the electron transport property of the host is large, it is conceivable that carriers can be localized in the dopant without a large drive voltage increase.
[0530]
In addition, since a naphthacene derivative is very stable and has high durability against carrier injection, a combination element using a naphthacene derivative as a host material and a fluoranthene derivative as a dopant material has a very long lifetime.
[0531]
The hole injection / transport layer provided in the present invention has a function of facilitating the injection of holes from the hole injection electrode, a function of stably transporting holes, and a function of blocking electrons, thereby increasing the number of holes injected into the light emitting layer. And confinement, optimizing the recombination region, and improving luminous efficiency.
[0532]
Examples of the hole injecting and transporting layer include, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-295695, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-191694, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-792, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-23481, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-239455. Various organic compounds described in JP-A No. 5-299174, JP-A No. 7-126225, JP-A No. 7-126226, JP-A No. 8-100192, EP0650955A1, and the like can be used. For example, tetraarylbenzidine compounds (triaryldiamine or triphenyldiamine: TPD), aromatic tertiary amines, hydrazone derivatives, carbazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, oxadiazole derivatives having amino groups, polythiophenes, etc. . Two or more of these compounds may be used in combination, and when used in combination, they may be laminated as separate layers or mixed.
[0533]
The hole injecting and transporting layer may be divided into a hole injecting layer and a hole transporting layer. In this case, a preferred combination can be selected from the compounds for the hole injecting and transporting layer. At this time, it is preferable to laminate in order of a compound layer having a small ionization potential from the hole injection electrode (ITO or the like) side. Further, it is preferable to use a compound having a good thin film property on the surface of the hole injection electrode. Such a stacking order is the same when two or more hole injecting and transporting layers are provided. By adopting such a stacking order, the drive voltage is lowered, and the occurrence of current leakage and the generation / growth of dark spots can be prevented. In addition, in the case of elementization, since vapor deposition is used, a thin film of about 1 to 10 nm can be made uniform and pinhole-free, so that the ion injection potential is small in the hole injection layer and the visible portion has absorption. Even if such a compound is used, it is possible to prevent a decrease in efficiency due to a change in color tone of light emission and reabsorption.
[0534]
The thickness of the hole injecting and transporting layer depends on the design of the recombination / light emitting region, but may be about the same as the thickness of the light emitting layer or about 1/10 to 10 times. The thickness of the hole injecting and transporting layer is not particularly limited and varies depending on the formation method, but is usually about 5 to 500 nm, and preferably 10 to 300 nm. When the injection layer and the transport layer are separated, the injection layer is preferably 1 nm or more, and the transport layer is preferably 1 nm or more. In this case, the upper limit of the thickness of the injection layer and the transport layer is usually about 500 nm for the injection layer and about 500 nm for the transport layer. Such a film thickness is the same when two injection transport layers are provided.
[0535]
For the formation of the electron injection layer, the electron transport layer, the light emitting layer, and the hole injection transport layer, it is preferable to use a vacuum deposition method because a homogeneous thin film can be formed. When the vacuum deposition method is used, a homogeneous thin film having an amorphous state or a crystal grain size of 0.1 μm or less can be obtained. If the crystal grain size exceeds 0.1 μm, non-uniform light emission occurs, the drive voltage of the element must be increased, and the hole injection efficiency is significantly reduced.
[0536]
The conditions for vacuum deposition are not particularly limited, but 10^-FourIt is preferable that the degree of vacuum is less than or equal to Pa, and the deposition rate is about 0.01 to 1 nm / sec. Moreover, it is preferable to form each layer continuously in a vacuum. If formed continuously in a vacuum, impurities can be prevented from adsorbing to the interface of each layer, so that high characteristics can be obtained. Further, the driving voltage of the element can be lowered, and the growth / generation of dark spots can be suppressed.
[0537]
In the case of using a vacuum deposition method for forming each of these layers, when a plurality of compounds are contained in one layer, it is preferable to co-deposit each boat containing the compounds by individually controlling the temperature.
[0538]
In addition, as a method for forming the mixed layer in the light emitting layer, co-evaporation in which evaporation is performed from different evaporation sources is preferable. However, when the vapor pressure (evaporation temperature) is the same or very close, they are mixed in advance in the same evaporation board. In addition, vapor deposition can also be performed. In the mixed layer, it is preferable that the compounds are uniformly mixed, but in some cases, the compounds may be present in an island shape.
[0539]
The electron injection electrode (cathode) is preferably made of a metal, alloy or intermetallic compound having a work function of 4 eV or less. When the work function exceeds 4 eV, the electron injection efficiency decreases, and as a result, the light emission efficiency also decreases. Examples of the constituent metal of the electron injection electrode film having a work function of 4 eV or less include alkali metals such as Li, Na and K, alkaline earth metals such as Mg, Ca, Sr and Ba, rare earth metals such as La and Ce, Al, In, Ag, Sn, Zn, Zr, and the like. Examples of the constituent alloy of the film having a work function of 4 eV or less include Ag · Mg (Ag: 0.1 to 50% in atomic ratio), Al·Li (Li: 0.01 to 12% in atomic ratio), In -Mg (Mg: 50-80% by atomic ratio), Al-Ca (Ca: 0.01-20% by atomic ratio), etc. are mentioned. These may be present singly or as a combination of two or more, and the mixing ratio when two or more of these are combined is arbitrary. Alternatively, an oxide or halide of an alkali metal, alkaline earth metal, or rare earth metal may be thinly formed, and a support electrode (auxiliary electrode, wiring electrode) such as aluminum may be used.
[0540]
This electron injection electrode can be formed by vapor deposition or sputtering.
[0541]
The thickness of such an electron injection electrode may be a certain thickness that can sufficiently perform electron injection, and may be 0.1 nm or more. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in the upper limit, Usually, a film thickness should just be about 0.1-500 nm.
[0542]
For the hole injection electrode (anode), it is preferable to determine the material and thickness so that the transmittance of the emitted light is preferably 80% or more. Specifically, an oxide transparent conductive thin film is preferable. For example, tin-doped indium oxide (ITO), zinc-doped indium oxide (IZO), indium oxide (In₂O_Three ), Tin oxide (SnO)₂ ) And zinc oxide (ZnO) are preferred. These oxides may deviate somewhat from their stoichiometric composition. In₂O_ThreeAgainst SnO₂ The mixing ratio is preferably 1 to 20% (mass percentage), more preferably 5 to 12% (mass percentage). In₂O_ThreeOn the other hand, the mixing ratio of ZnO is preferably 12 to 32% (mass percentage).
[0543]
The hole injection electrode preferably has an emission wavelength band, usually 350 to 800 nm, and particularly has a light transmittance of 80% or more, particularly 90% or more for each emission light. Usually, since emitted light is extracted through the hole injection electrode, if the transmittance is lowered, the light emitted from the light emitting layer itself is attenuated, and there is a tendency that luminance necessary for the light emitting element cannot be obtained. However, it is sufficient that the side from which the emitted light is extracted is 80% or more.
[0544]
The thickness of the hole injection electrode is sufficient if it has a certain thickness that allows sufficient hole injection, and is preferably in the range of 50 to 500 nm, more preferably 50 to 300 nm. The upper limit is not particularly limited, but if it is too thick, there is a concern about peeling. If the thickness is too thin, there are problems in terms of film strength, hole transport capability, and resistance value during manufacture.
[0545]
A sputtering method is preferable for forming the hole injection electrode. As the sputtering method, a high-frequency sputtering method using an RF power source or the like is possible, but the DC sputtering method is used in consideration of easy control of film physical properties of the hole injection electrode to be formed, smoothness of the film formation surface, and the like. It is preferable.
[0546]
Moreover, you may form a protective film as needed. Protective film is SiO_X It can be formed using an inorganic material such as Teflon (registered trademark). The protective film may be transparent or opaque, and the thickness of the protective film is about 50 to 1200 nm. The protective film may be formed by a general sputtering method, vapor deposition method or the like in addition to the reactive sputtering method described above.
[0547]
Furthermore, it is preferable to provide a sealing layer on the element in order to prevent oxidation of the organic layer and electrode of the element. The sealing layer is an adhesive resin layer such as a commercially available low-hygroscopic photocurable adhesive, epoxy adhesive, silicone adhesive, cross-linked ethylene-vinyl acetate copolymer adhesive sheet, etc. in order to prevent moisture from entering. Is used to adhere and seal a sealing plate such as a glass plate. Besides a glass plate, a metal plate, a plastic plate, etc. can also be used.
[0548]
As the substrate material, a transparent or translucent material such as glass, quartz, resin, or the like is used in the case of taking out light emitted from the substrate side. Further, the emission color may be controlled by using a color filter film, a color conversion film containing a fluorescent substance, or a dielectric reflection film on the substrate. In the case of the reverse lamination, the substrate may be transparent or opaque, and if it is opaque, ceramics or the like may be used.
[0549]
For the color filter film, a color filter used in a liquid crystal display or the like may be used, but it is only necessary to adjust the characteristics of the color filter according to the light emitted from the organic EL to optimize the extraction efficiency and the color purity. . In addition, if a color filter that can cut off short-wavelength external light that is absorbed by the EL element material or the fluorescence conversion layer is used, the light resistance and display contrast of the element can be improved. Further, an optical thin film such as a dielectric multilayer film may be used instead of the color filter.
[0550]
The organic EL element of the present invention is usually used as a direct current drive type or a pulse drive type EL element, but may be an alternating current drive. The applied voltage is usually about 2 to 30V.
[0551]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples. A comparative example is also shown.
The compounds used in the following examples and comparative examples are shown below.
[0552]
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[0553]
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[0554]
Example 1
The glass substrate with an ITO transparent electrode was subjected to ultrasonic cleaning using a neutral detergent, acetone and ethanol, and then pulled up from boiling ethanol and dried. Transparent electrode surface is UV / O_ThreeAfter cleaning, it is fixed to the substrate holder of the vacuum evaporation system and the inside of the tank is 1 × 10^-FourThe pressure was reduced to Pa or lower. Next, N, N′-diphenyl-N, N′-bis [N- (4-methylphenyl) -Nmonophenyl- (4-aminophenyl)]-1, as a hole injection layer while maintaining the reduced pressure state 1′-biphenyl-4,4′-diamine was deposited to a thickness of 60 nm at a deposition rate of 0.1 nm / sec. Next, N, N, N ′, N′-tetrakis (m-biphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine is deposited as a hole transport layer to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 0.1 nm / sec. Vapor deposited.
[0555]
Further, while maintaining the reduced pressure, the compound I (Naph) serving as the host material and the compound II (indenoperylene) serving as the dopant material were mixed at a mass ratio of 99: 1 and the overall deposition rate was 0.15 to 0.20 nm. The light emitting layer was formed by vapor deposition to a thickness of 40 nm as / sec.
[0556]
Next, while maintaining the reduced pressure state, Compound I (Naph) was deposited to a thickness of 25 nm at a deposition rate of 0.1 nm / sec to form an electron transport layer.
[0557]
Further, while maintaining the reduced pressure state, Compound III (B-phen) was evaporated to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 0.1 nm / sec to form an electron injection layer.
[0558]
Next, LiF was deposited at a deposition rate of 0.01 nm / sec to a thickness of 0.3 nm to form an electron injection electrode, and Al was deposited as a protective electrode to a thickness of 150 nm to obtain an organic EL device.
[0559]
A DC voltage is applied to this organic EL element, and initially 10 mA / c.²The drive voltage is 3.9V at a current density of 660 cd / m²The emission of was confirmed. At this time, the emission maximum wavelength λmax = 610 nm and the chromaticity coordinates were (x, y) = (0.66, 0.34). The efficiency at this time was 5.3 1 m / W.
[0560]
Also, 50mA / cm for this element²When a constant current is applied and continuous light emission is performed, the initial luminance is 3100 cd / m.²The luminance attenuation after 2000 hours was 15%.
[0561]
Examples 2-5, Comparative Examples 1-4
In the organic EL device of Example 1, the compounds used for the electron transport layer and the electron injection layer were changed as shown in Table 1, and otherwise, an organic EL device was obtained in the same manner. About these, it carried out similarly to Example 1, and evaluated the characteristic. The evaluation results are shown in Table 1 together with Example 1.
[0562]
In addition, the dipole moment of the electron transport material shown in Table 1 is obtained by a semi-empirical molecular orbital method program (MOPAC). The same applies to the dipole moment of Compound I which is the host material of the light emitting layer.
[0563]
The ionization potential (IP) of the electron transport layer and the light emitting layer was measured by atmospheric photoelectron spectroscopy or by cyclic voltammetry, and the difference was obtained and shown in Table 1.
[0564]
Furthermore, the electron transport property μ of the electron transport layer_aConsists of devices with electron transport layer thicknesses of 25 nm and 60 nm, respectively, and 100 mA / cm²The drive voltage (V) required to pass the current is calculated from the above relational expression. Among these, in Example 1 and Comparative Example 2, the value of the drive voltage (V) when the film thickness is changed is shown in Table 2.
[0565]
[Table 1]

[0566]
[Table 2]

[0567]
In Examples 2 to 5, λmax and chromaticity coordinates are almost the same as in Example 1, and in Comparative Examples 2 and 3, the electron transport layer emits light, so (x, y) = (0.65 0.35), and Comparative Example 1 was the same as Example 1.
[0568]
Example 6
In Example 1, an element was obtained when the thickness of the electron injection layer was changed as shown in Table 3 while the total thickness of the electron transport layer and the electron injection layer was kept at 30 nm. These are designated as Sample Nos. 1-1 to 1-7. Sample No. 1-5 is the same as Example 1. Table 3 shows the results of evaluating the initial characteristics of these as in Example 1. FIG. 1 shows the relationship of the driving voltage with respect to the thickness of the electron injection layer.
[0569]
[Table 3]

[0570]
Comparative Example 5
A device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the light emitting layer host material was Compound VI (Alq), the dopant material was Compound IX (pyran), and the electron transport material was Compound VI (Alq). The results are shown below.
[0571]
10mA / cm² Initial characteristics during driving
Drive voltage: 8.2V
Luminance: 380cd / m²
Efficiency: 1.58lm / W
Continuous drive characteristics: Half in 1000 hours
[0572]
The chromaticity coordinates were (x, y) = (0.61, 0.39). In addition, μ of the electron transport layer_a Was 19.4 nm / V, the dipole moment was 6.57 Debye, and the Ip difference from the light emitting layer was 0 eV.
[0573]
【The invention's effect】
In the configuration of the present invention, a material excellent in adhesion to the electrode and the electron transport layer is used for the electron injection layer, and a material having a high electron transport property is used for the electron transport layer, so that the electron transport to the light emitting layer is efficient. Thus, low voltage driving can be achieved, and high luminous efficiency with respect to current density can be obtained. Further, since the voltage change when the film thickness of the electron transport layer is changed is small and the optical film thickness can be adjusted without increasing the voltage, a high external extraction efficiency can be obtained. Furthermore, a high-color purity device that hardly emits light from the electron transport layer can be obtained. In addition, a highly durable and long-life element can be obtained in which the drive voltage rise and the brightness drop during continuous driving are extremely small.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing the relationship of drive voltage to the thickness of an electron injection layer.

Claims (24)

In the organic EL element having a structure in which at least one light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer are sequentially laminated from the anode side,
The electron transport layer contains a naphthacene derivative represented by the following formula (2) ,
The organic EL element whose content of the naphthacene derivative represented by Formula (2) in the said electron carrying layer is 80% (mass percentage) or more .

[In the formula (2), Q ¹⁰ , Q ²⁰ , Q ³⁰ , Q ⁴⁰ , Q ⁵⁰ , Q ⁶⁰ , Q ⁷⁰ , Q ⁸⁰ , Q ¹¹⁰ , Q ¹²⁰ , Q ¹³⁰ and Q ¹⁴⁰ are hydrogen, an alkyl group, An aryl group, an amino group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryloxy group, an arylthio group, an alkenyl group, an aralkyl group or a heterocyclic group, which may be the same or different.
At least one or more of Q ¹⁰ , Q ²⁰ , Q ³⁰ , Q ⁴⁰ , Q ⁵⁰ , Q ⁶⁰ , Q ⁷⁰ and Q ⁸⁰ is an aryl group. ] The organic EL device according to claim 1, further comprising at least one hole injecting and transporting layer on the anode side of the light emitting layer. The organic EL element according to claim 1 or 2 electron injection layer contains an organic compound. The organic EL device according to claim 1, wherein the electron injection layer has a thickness of 0.6 to 20 nm. The organic EL device according to claim 4 , wherein the electron injection layer has a thickness of 1 to 10 nm. The organic EL element according to claim 1 , wherein the electron injection layer contains a heterocyclic compound. The organic EL device according to claim 1 , wherein the electron injection layer contains a nitrogen-containing heterocyclic compound. 1,10-phenanthroline, 1,9-phenanthroline, 1,8-phenanthroline, 1,7-phenanthroline, 2,9-phenanthroline, 2,8-phenanthroline, 2,7-phenanthroline, 3,8- The organic EL device according to any one of claims 1 to 7 , comprising at least one of phenanthroline, 3,7-phenanthroline, 4,7-phenanthroline and a phenanthroline derivative having one or more of these phenanthroline skeletons in the molecule. . The organic EL device according to claim 8 , wherein the phenanthroline or phenanthroline derivative contained in the electron injection layer is represented by the following formula (1a) or (1b).

[In Formula (1a), Y _{2 to} Y ₉ may be the same or different, and each of hydrogen, aryl group, alkyl group, aralkyl group, alkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, and alkenyl group. Represents an amino group or a heterocyclic group, and two or more adjacent groups thereof may be bonded to each other to form a ring. In the formula (1b), A and B may be the same or different and each represents a group represented by the formula (1c), and L represents a single bond or a divalent linking group. In formula (1c), Y _{12 to} Y ₁₉ may be the same as or different from each other, and have the same meaning as Y ₂ to Y ₉ in formula (1a). However, one of Y ₁₂ to Y ₁₉ in the formula (1c) constitutes L, and Y ₁₂ to Y ₁₉ constituting L may be the same or different in A and B. Good. ] 2. The organic EL device according to claim 1, wherein at least one of Q ¹⁰ , Q ²⁰ , Q ³⁰ and Q ^{40 in} the naphthacene derivative represented by the formula (2) contained in the electron transport layer is an aryl group. The organic EL device according to claim 1, wherein the naphthacene derivative contained in the electron transport layer is represented by the following formula (2a).

[In the formula (2a), Q ^{5 to} Q ⁸ and Q ^{11 to} Q ¹⁶ are each hydrogen, alkyl group, aryl group, amino group, alkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, alkenyl group, aralkyl group or Represents a heterocyclic group, which may be the same or different. Q ^{21 to} Q ²⁵ and Q ^{51 to} Q ⁵⁵ each represent hydrogen, an alkyl group, an aryl group, an amino group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryloxy group, an arylthio group, an alkenyl group, an aralkyl group, or a heterocyclic group, These may be the same or different, and two or more adjacent ones may be bonded to each other to form a ring. ] The organic EL device according to claim 1, wherein the naphthacene derivative contained in the electron transport layer is a hydrocarbon compound. The organic EL element according to claim 1 , wherein the light emitting layer contains a host material and a dopant material, and the host material contains a naphthacene derivative. The organic EL device according to claim 13 , wherein the naphthacene derivative contained in the light emitting layer is represented by the following formula (2).

[In the formula (2), Q ¹⁰ , Q ²⁰ , Q ³⁰ , Q ⁴⁰ , Q ⁵⁰ , Q ⁶⁰ , Q ⁷⁰ , Q ⁸⁰ , Q ¹¹⁰ , Q ¹²⁰ , Q ¹³⁰ and Q ¹⁴⁰ are hydrogen, alkyl group, An aryl group, an amino group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryloxy group, an arylthio group, an alkenyl group, an aralkyl group or a heterocyclic group, which may be the same or different. ] In ^{Q 1 0, Q 20, Q} 30, Q 40, Q 50, Q 60, at least one aryl group ^{Q 70} and ^{Q 80} in the naphthacene derivative represented by the formula contained in the light-emitting layer (2) The organic EL device according to claim 14 . The organic EL device according to claim 14 or 15 , wherein at least one of Q ¹⁰ , Q ²⁰ , Q ³⁰ and Q ^{40 in} the naphthacene derivative represented by the formula (2) contained in the light emitting layer is an aryl group. The organic EL device according to any one of claims 13 to 16 , wherein the naphthacene derivative contained in the host material of the light emitting layer is represented by the following formula (2a).

[In the formula (2a), Q ^{5 to} Q ⁸ and Q ^{11 to} Q ¹⁶ are each hydrogen, alkyl group, aryl group, amino group, alkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, alkenyl group, aralkyl group or Represents a heterocyclic group, which may be the same or different. Q ^{21 to} Q ²⁵ and Q ^{51 to} Q ⁵⁵ each represent hydrogen, an alkyl group, an aryl group, an amino group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryloxy group, an arylthio group, an alkenyl group, an aralkyl group, or a heterocyclic group, These may be the same or different, and two or more adjacent ones may be bonded to each other to form a ring. ] The organic EL device according to any one of claims 13 to 17 , wherein the naphthacene derivative contained in the light emitting layer is a hydrocarbon compound. The organic EL device according to any one of claims 13 to 18 , wherein the dopant material of the light emitting layer contains a fluoranthene derivative. The organic EL device according to claim 19 , wherein the fluoranthene derivative is an indenoperylene derivative represented by the following formula (3a).

[In the formula (3a), Z _{1 to} Z ₆ , Z ₉ , Z ₁₀ , Z _{11 to} Z ₁₆ , Z ₁₉ and Z ₂₀ are hydrogen, halogen, alkyl group, alkoxy group, alkylthio group, alkenyl group, alkenyl, respectively. Oxy group, alkenylthio group, aromatic ring-containing alkyl group, aromatic ring-containing alkyloxy group, aromatic ring-containing alkylthio group, aromatic ring group, aromatic ring oxy group, aromatic ring thio group, aromatic ring alkenyl group, alkenyl aromatic ring group, An amino group, a cyano group, a hydroxyl group, —COOR ₁ (where R ₁ represents hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an aromatic ring-containing alkyl group or an aromatic ring group), —COR ₂ (where R ₂ is a hydrogen atom) , alkyl group, alkenyl group, aromatic ring-containing alkyl group, an aromatic group or an amino group), or -OCOR ₃ (wherein, _{R 3} is an alkyl group, alkenyl Group, represents an aromatic ring-containing alkyl group or aromatic ring group), _further, adjacent groups among _{Z 1 ~Z 6, Z 9,} Z 10, Z 11 ~Z 16, Z 19, Z 20 is They may be bonded to each other to form a ring with substituted carbon atoms. ] The electron transport property μ _a defined below of the electron transport layer is 80 nm / V or more. 21. The organic EL device according to claim 1, wherein the electron transport property μ _a is the organic EL device of claim 1. , A parameter defined as follows according to a change in driving voltage required to flow a current of 100 mA / cm ² when the thickness of the electron transport layer is changed, and the thickness of the electron transport layer (nm ) Is d ₁ , d ₂ (where d ₁ > d ₂ ), and the driving voltage (V) at the time of driving 100 mA / cm ^{2 is} V ₁ and V ₂ , respectively, μ _a = (d ₁ − _{d 2) / (V 1 -V} 2) intended to be represented by). The organic EL device of any one of claims 1 to 21 the difference between the value of the ionization potential of the electron transporting layer and the light emitting layer is less than 0.1 eV. The organic EL device of any one of claims 1 to 22 the value of the dipole moment of the material used for the electron transporting layer is not more than 1.0Debye. The organic EL device according to any one of claims 13 to 23 , wherein the light emitting layer contains a host material and a dopant material, and the value of the dipole moment of the host material is 1.0 Debye or less.

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