化合物、有机电致发光元件用材料、有机电致发光元件及电子设备的制作方法

文档序号:12070233阅读:282来源:国知局

本发明涉及化合物、含有该化合物的有机电致发光元件用材料、使用了该化合物的有机电致发光元件、及搭载有该有机电致发光元件的电子设备。



背景技术:

认为使用了有机物质的有机电致发光元件(以下,有时简记为有机EL元件。)有望用于作为固体发光型的廉价的大面积全彩色(full color)显示元件的用途,已进行了许多开发。通常,有机EL元件由发光层及夹持该发光层的一对对向电极构成。在两电极间施加电场时,从阴极侧注入电子,从阳极侧注入空穴。进而,该电子在发光层中与空穴再结合,生成激发状态,当激发状态恢复至基态时以光的形式释放能量。

另外,对于有机EL元件而言,通过在发光层中使用多种发光材料,可得到多种发光色,因此,应用于显示器等的实用化研究盛行。尤其是,红色、绿色、蓝色这三原色的发光材料的研究最活跃,以特性提高为目标而进行了深入研究。

作为这样的有机EL元件用的材料,专利文献1中公开了在荧蒽骨架上介由未取代的苯环具有未取代的咔唑基的化合物等,专利文献2公开了将下述化合物用于有机EL元件,所述化合物是将构成荧蒽骨架的7位及/或10位的碳原子取代成氮原子而成的化合物。专利文献3中公开了在荧蒽骨架上具有吡啶基或喹啉基的苊并吡啶衍生物,专利文献4中公开了可具有荧蒽骨架的氮杂茚并䓛(azaindenochrysene)衍生物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:韩国公开专利第2012-044523号公报

专利文献2:日本特开2005-68367号公报

专利文献3:日本特开2009-256348号公报

专利文献4:日本特开2010-111635号公报。



技术实现要素:

发明所要解决的课题

然而,有机EL元件的领域中,为了更进一步提高元件性能,要求进一步开发对有机EL元件有用的材料。

因此,本发明的目的在于提供发光效率高的有机EL元件及可实现其的有机EL元件用材料。

用于解决课题的手段

本发明人等为了达成前述目的而反复进行了深入研究,结果发现,在荧蒽骨架的2位具有特定的取代基时,可得到发光效率高的有机EL元件。

即,根据本发明的一个方式,可提供下述[1]~[4]。

[1]下述通式(1)表示的化合物。

[化学式1]

(通式(1)中,Ar表示取代或未取代的成环碳数6~50的芳基、取代或未取代的成环原子数5~50的杂芳基、或由它们的组合构成的基团。

R1~R9各自独立地表示氢原子或取代基。其中,R2与R3、R3与R4、R4与R5、R6与R7、R7与R8、R8与R9可以键合而形成苯环。)。

[2]有机电致发光元件用材料,其含有上述[1]所述的化合物。

[3]有机电致发光元件,其是具有阴极、阳极、及有机薄膜层的有机电致发光元件,所述有机薄膜层被阴极和阳极夹持,由一层或多层构成,该有机薄膜层包括发光层,该有机薄膜层的至少1层含有上述[1]所述的化合物。

[4]电子设备,其中搭载有上述[3]所述的有机电致发光元件。

发明的效果

通过使用本发明的化合物作为有机EL元件用材料,可得到发光效率高的有机EL元件。

附图说明

[图1]为表示本发明的一个方式的有机EL元件的概略构成的图。

具体实施方式

本说明书中,“取代或未取代的碳数XX~YY的ZZ基”这样的表达中的“碳数XX~YY”表示ZZ基未被取代的情况下的碳数,不含已被取代的情况下的取代基的碳数。

另外,本说明书中,“取代或未取代的原子数XX~YY的ZZ基”这样的表达中的“原子数XX~YY”表示ZZ基未被取代的情况下的原子数,不含已被取代的情况下的取代基的原子数。

本说明书中,成环碳数表示原子键合成环状的结构的化合物(例如,单环化合物、稠环化合物、交联化合物、碳环化合物、杂环化合物)的构成该环自身的原子中的碳原子的数目。该环被取代基取代时,成环碳数中不包括取代基中包含的碳。关于下文中记载的“成环碳数”,只要没有特别说明,则表示相同的含义。例如,苯环的成环碳数为6,萘环的成环碳数为10,吡啶基的成环碳数为5,呋喃基的成环碳数为4。另外,例如烷基作为取代基在苯环、萘环上取代时,成环碳数的数目不包括该烷基的碳数。另外,例如芴环作为取代基键合于芴环时(包括螺芴环),成环碳数的数目中不包括作为取代基的芴环的碳数。

另外,本说明书中,所谓成环原子数,表示原子键合成环状的结构(例如单环、稠环、环集合)的化合物(例如单环化合物、稠环化合物、交联化合物、碳环化合物、杂环化合物)的构成该环自身的原子的数目。成环原子数中不包括不构成环的原子(例如将构成环的原子的化学键封端的氢原子)、该环被取代基取代时的取代基中包含的原子。关于下文中记载的“成环原子数”,只要没有特别说明,则表示相同的含义。例如,吡啶环的成环原子数为6,喹唑啉环的成环原子数为10,呋喃环的成环原子数为5。成环原子数的数目中不包含分别键合于吡啶环、喹唑啉环的碳原子的氢原子、构成取代基的原子。另外,例如芴环作为取代基键合于芴环时(包括螺芴环),成环原子数的数目中不包含作为取代基的芴环的原子数。

另外,本说明书中,“氢原子”包括中子数不同的同位素,即,氕(protium)、氘(deuterium)及氚(tritium)。

本说明书中,“杂芳基”及“亚杂芳基”是包含至少1个杂原子作为成环原子的基团,作为该杂原子,优选为选自氮原子、氧原子、硫原子、硅原子及硒原子中的1种以上。

本说明书中,“取代或未取代的咔唑基”表示下述的咔唑基、

[化学式2]

及在上述的基团上还具有任意的取代基的取代咔唑基。

应予说明,对于该取代咔唑基而言,任意的取代基彼此可相互键合而形成稠环,还可包含氮原子、氧原子、硫原子、硅原子及硒原子等杂原子,另外,键合位置可以是1位~9位中的任何。作为这样的取代咔唑基的具体例,例如,可举出如下所示的基团。

[化学式3]

本说明书中,“取代或未取代的二苯并呋喃基”及“取代或未取代的二苯并噻吩基”表示下述的二苯并呋喃基及二苯并噻吩基、

[化学式4]

及在上述的基团上还具有任意的取代基的取代二苯并呋喃基及取代二苯并噻吩基。

应予说明,对于该取代二苯并呋喃基及取代二苯并噻吩基而言,任意的取代基彼此可相互键合而形成稠环,还可包含氮原子、氧原子、硫原子、硅原子及硒原子等杂原子,另外,键合位置可以是1位~8位中的任何。

作为这样的取代二苯并呋喃基及取代二苯并噻吩基的具体例,例如,可举出如下所示的基团。

[化学式5]

[上述式中,X表示氧原子或硫原子,Y表示氧原子、硫原子、NH、NRa(Ra为烷基或芳基。)、CH2、或、CRb2(Rb为烷基或芳基。)。]。

另外,作为取代基,或作为“取代或未取代”这样的记载中的取代基,优选为选自由碳数1~50(优选为1~18、更优选为1~8)的烷基;成环碳数3~50(优选为3~10、更优选为3~8、进一步优选为5或6)的环烷基;成环碳数6~50(优选为6~25、更优选为6~18)的芳基;具有成环碳数6~50(优选为6~25、更优选为6~18)的芳基的碳数7~51(优选为7~30、更优选为7~20)的芳烷基;具有碳数1~50(优选为1~18、更优选为1~8)的烷基的烷氧基;具有成环碳数6~50(优选为6~25、更优选为6~18)的芳基的芳基氧基;具有选自碳数1~50(优选为1~18、更优选为1~8)的烷基及成环碳数6~50(优选为6~25、更优选为6~18)的芳基中的取代基的二取代氨基;具有选自碳数1~50(优选为1~18、更优选为1~8)的烷基及成环碳数6~50(优选为6~25、更优选为6~18)的芳基中的取代基的单取代、二取代或三取代甲硅烷基;成环原子数5~50(优选为5~24、更优选为5~13)的杂芳基;碳数1~50(优选为1~18、更优选为1~8)的卤代烷基;卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子);氰基;硝基;具有选自碳数1~50(优选为1~18、更优选为1~8)的烷基及成环碳数6~50(优选为6~25、更优选为6~18)的芳基中的取代基的磺酰基;具有选自碳数1~50(优选为1~18、更优选为1~8)的烷基及成环碳数6~50(优选为6~25、更优选为6~18)的芳基中的取代基的二取代磷酰基;烷基磺酰氧基;芳基磺酰氧基;烷基羰基氧基;芳基羰基氧基;含硼基团;含锌基团;含锡基团;含硅基团;含镁基团;含锂基团;羟基;烷基取代或芳基取代羰基;羧基;乙烯基;(甲基)丙烯酰基;环氧基;以及氧杂环丁基组成的组中的基团。

这些取代基可进一步被上述的任意的取代基取代。另外,对于这些取代基而言,多个取代基可以相互键合而形成环。

另外,“取代或未取代”这样的记载中的“未取代”是指,未被这些取代基取代,而是键合氢原子。

上述取代基中,更优选为取代或未取代的碳数1~50(优选为1~18、更优选为1~8)的烷基、取代或未取代的成环碳数6~50(优选为6~25、更优选为6~18)的芳基、取代或未取代的成环原子数5~50(优选为5~24、更优选为5~13)的杂芳基、卤素原子、氰基、取代或未取代的碳数1~50(优选为1~20、更优选为1~10、进一步优选为1~5)的氟烷基、取代或未取代的碳数1~50(优选为1~20、更优选为1~10、进一步优选为1~5)的烷氧基、取代或未取代的碳数1~50(优选为1~20、更优选为1~10、进一步优选为1~5)的氟烷氧基、取代或未取代的成环碳数6~50(优选为6~25、更优选为6~18、进一步优选为6~12)的芳基氧基、或具有选自碳数1~50(优选为1~18、更优选为1~8)的烷基及成环碳数6~50(优选为6~25、更优选为6~18)的芳基中的取代基的二取代氨基、具有选自碳数1~50(优选为1~18、更优选为1~8)的烷基及成环碳数6~50(优选为6~25、更优选为6~18)的芳基中的取代基的三取代甲硅烷基。

上述取代基中,进一步优选为取代或未取代的成环碳数6~50(优选为6~25、更优选为6~18)的芳基、取代或未取代的成环原子数5~50(优选为5~24、更优选为5~13)的杂芳基、卤素原子、氰基、取代或未取代的碳数1~50(优选为1~20、更优选为1~10、进一步优选为1~5)的氟烷基、取代或未取代的碳数1~50(优选为1~20、更优选为1~10、进一步优选为1~5)的烷氧基、取代或未取代的碳数1~50(优选为1~20、更优选为1~10、进一步优选为1~5)的氟烷氧基、或取代或未取代的成环碳数6~50(优选为6~25、更优选为6~18、进一步优选为6~12)的芳基氧基。

<前述取代基的具体例>

作为前述碳数1~50的烷基,例如,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基(包括异构体基团)、己基(包括异构体基团)、庚基(包括异构体基团)、辛基(包括异构体基团)、壬基(包括异构体基团)、癸基(包括异构体基团)、十一烷基(包括异构体基团)、及十二烷基(包括异构体基团)等。

作为前述成环碳数6~50的芳基,例如,可举出苯基、萘基苯基、联苯基、三联苯基、亚联苯基(biphenylenyl)、萘基、苯基萘基、苊烯基、蒽基、苯并蒽基、醋蒽基(aceanthryl)、菲基、苯并菲基、非那烯基(phenalenyl)、芴基、9,9-二甲基芴基、7-苯基-9,9-二甲基芴基、戊省基、苉基(picenyl)、五苯基(pentaphenyl)、芘基、䓛基、苯并䓛基、s-引达省基、as-引达省基及苝基等。

前述成环原子数5~50的杂芳基包含至少1个、优选1~3个相同或不同的杂原子(例如,氮原子、硫原子、及氧原子)。

作为该杂芳基,例如,可举出吡咯基、呋喃基、噻吩基、吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基、咪唑基、噁唑基、噻唑基、吡唑基、异噁唑基、异噻唑基、噁二唑基、噻二唑基、三唑基、吲哚基、异吲哚基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚嗪基、喹嗪基、喹啉基、异喹啉基、噌啉基、酞嗪基、喹唑啉基、喹喔啉基、苯并咪唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、吲唑基、苯并异噁唑基、苯并异噻唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、菲啶基、吖啶基、菲咯啉基、吩嗪基、吩噻嗪基、吩噁嗪基、及呫吨基等。

作为前述碳数1~50的氟烷基,例如,可举出用氟原子取代上述的碳数1~50的烷基的至少1个氢原子、优选1~7个氢原子或全部的氢原子而得到的基团。

作为具体的氟烷基,例如,可举出七氟丙基、五氟乙基、2,2,2-三氟乙基、及三氟甲基。

前述碳数1~50的烷氧基是-ORX表示的基团,RX表示上述的碳数1~50的烷基。

作为具体的烷氧基,例如,可举出叔丁氧基、丙氧基、乙氧基、及甲氧基。

前述碳数1~50的氟烷氧基是-ORY表示的基团,RY表示上述的碳数1~50的氟烷基。

作为具体的氟烷氧基,例如,可举出七氟丙氧基、五氟乙氧基、2,2,2-三氟乙氧基、及三氟甲氧基。

前述成环碳数6~50的芳基氧基是-ORZ表示的基团,RZ表示上述的成环碳数6~50的芳基。

作为具体的芳基氧基,例如,可举出苯基氧基、1-萘基氧基、2-萘基氧基、4-联苯基氧基、对三联苯基-4-基氧基、对甲苯基氧基。

作为具有选自碳数1~50的烷基及成环碳数6~50的芳基中的取代基的二取代氨基的烷基及芳基,可举出上述的碳数1~50的烷基及成环碳数6~50的芳基。

作为该二取代氨基,例如,可举出二甲基氨基、二乙基氨基、二异丙基氨基、二叔丁基氨基等二烷基氨基;二苯基氨基、二(甲基苯基)氨基、二萘基氨基、二联苯基氨基等。

作为具有选自前述碳数1~50的烷基及成环碳数6~50的芳基中的取代基的三取代甲硅烷基的烷基及芳基,可举出上述的碳数1~50的烷基及成环碳数6~50的芳基。

作为该三取代甲硅烷基,优选为三烷基甲硅烷基(烷基如上文所述。)、三芳基甲硅烷基(芳基如上文所述。)。作为三烷基甲硅烷基,例如,可举出三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基、三叔丁基甲硅烷基、三正丁基甲硅烷基。作为三芳基甲硅烷基,例如,可举出三苯基甲硅烷基、三(甲基苯基)甲硅烷基。

以下,对本发明进行详细说明。

应予说明,本说明书中,优选的规定为可分别地任意地选择、任意地组合。

[化合物]

本发明的一个方式中,可提供下述通式(1)表示的化合物(以下,也称为“化合物(1)”)。该化合物作为有机电致发光元件用材料是有用的。

[化学式6]

(通式(1)中,Ar表示取代或未取代的成环碳数6~50的芳基、取代或未取代的成环原子数5~50的杂芳基、或由它们的组合构成的基团。

R1~R9各自独立地表示氢原子或取代基。其中,R2与R3、R3与R4、R4与R5、R6与R7、R7与R8、R8与R9可以键合而形成苯环。)。

<关于通式(1)中的R1~R9

R1~R9所表示的取代基如上文所述,优选的例子也相同。

应予说明,R2与R3、R3与R4、R4与R5、R6与R7、R7与R8、R8与R9可以键合而形成苯环。例如,R3与R4键合而形成苯环而成的化合物由下述通式(1-1)表示。

[化学式7]

(通式(1-1)中,Ar、R1、R2、R5~R9与上文中定义相同。)。

对于R2与R3、R3与R4、R4与R5、R6与R7、R7与R8、R8与R9而言,从发光效率的观点考虑,优选不键合形成苯环。

作为R1~R9,从发光效率的观点考虑,优选均为氢原子。

应予说明,对于本发明的化合物而言,从发光效率的观点考虑,优选在1分子中具有的荧蒽骨架仅为1个。其中,此处所说的荧蒽骨架还包括:R2与R3、R3与R4、R4与R5、R6与R7、R7与R8、或R8与R9键合而形成苯环而成的结构。换言之,优选Ar及R1~R9均不具有荧蒽骨架。

<关于通式(1)中的Ar>

Ar表示取代或未取代的成环碳数6~50的芳基、取代或未取代的成环原子数5~50的杂芳基、或由它们的组合构成的基团。

作为Ar所表示的芳基,例如,可举出苯基、萘基(1-萘基、2-萘基)、蒽基(1-蒽基、2-蒽基等)、苯并蒽基、菲基(1-菲基、2-菲基、3-菲基、9-菲基等)、苯并菲基、芴基、9,9-二取代芴基(9,9-二甲基-2-芴基、9,9-二苯基-2-芴基等)、螺环双芴基、苯并芴基、二苯并芴基、苉基(picenyl)、丁省基、戊省基、芘基、䓛基、苯并䓛基、s-引达省基、as-引达省基、三亚苯基、苯并三亚苯基(benzotriphenylenyl)、苝基、晕苯基、二苯并蒽基等。作为该芳基,从发光效率的观点考虑,优选取代或未取代的成环碳数6~40的芳基,更优选取代或未取代的成环碳数6~30的芳基。

作为Ar所表示的杂芳基,例如,可举出吡咯基、呋喃基、噻吩基、吡啶基、咪唑并吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基、咪唑基、噁唑基、噻唑基、吡唑基、异噁唑基、异噻唑基、噁二唑基、噻二唑基、三唑基、四唑基、吲哚基、异吲哚基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、苯并噻吩基、异苯并噻吩基、吲哚嗪基、喹嗪基、喹啉基、异喹啉基、噌啉基、酞嗪基、喹唑啉基、喹喔啉基、苯并咪唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、吲唑基、苯并异噁唑基、苯并异噻唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、菲啶基、吖啶基、菲咯啉基、吩嗪基、吩噻嗪基、吩噁嗪基及呫吨基。作为该杂芳基,从发光效率及寿命的观点考虑,优选取代或未取代的成环原子数5~30的杂芳基,更优选取代或未取代的成环原子数5~20的杂芳基。

作为该杂芳基,从发光效率及寿命的观点考虑,具体而言,优选取代或未取代的呋喃基、噻吩基、吡啶基、咪唑并吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基、苯并咪唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、菲咯啉基等,更优选取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的三嗪基、取代或未取代的咔唑基,进一步优选取代嘧啶基、取代三嗪基、取代咔唑基,特别优选二取代嘧啶基、二取代三嗪基、单取代咔唑基、二取代咔唑基。作为咔唑基,优选N-咔唑基、N-芳基-2-咔唑基(该芳基的成环碳数优选为6~25、更优选为6~18、进一步优选为6~10、特别优选为6。)、N-芳基-3-咔唑基(该芳基的成环碳数优选为6~25、更优选为6~18、进一步优选为6~10、特别优选为6。)。

作为Ar,从发光效率的观点考虑,还优选为由取代或未取代的成环碳数6~50的芳基、与取代或未取代的成环原子数5~50的杂芳基的组合构成的基团。关于该芳基和该杂芳基,如上文所述。应予说明,在由它们的组合构成的基团的情况下,末端的基团以外成为2价以上的基团。例如,如果是“-芳基-杂芳基”,严密地说,成为“-亚芳基-杂芳基”,如果是“-杂芳基-芳基”,严密地说,成为“-亚杂芳基-芳基”。该亚芳基相当于从前述芳基中脱去1个氢原子而得到的基团,该亚杂芳基相当于从前述杂芳基中脱去1个氢原子而得到的基团。

作为由前述组合构成的基团,例如,可举出“-亚芳基-杂芳基”、“-亚杂芳基-芳基”、“-亚芳基-亚杂芳基-芳基”、“-亚杂芳基-亚芳基-杂芳基”、“-亚芳基-亚杂芳基-亚芳基-杂芳基”、“-亚杂芳基-亚芳基-亚杂芳基-芳基”等。该芳基及亚芳基的成环碳数分别优选为6~30、更优选为6~20、进一步优选为6~18、特别优选为6~12。另外,该杂芳基及亚杂芳基的成环原子数分别优选为5~30、更优选为5~20、进一步优选为5~13。

此处,作为亚芳基的具体例,例如,可举出亚苯基(1,2-亚苯基、1,3-亚苯基、1,4-亚苯基)、亚萘基(1,4-亚萘基、1,5-亚萘基等)、亚联苯基、亚芴基(2,7-亚芴基等)、9,9-二取代亚芴基(9,9-二甲基-2,7-亚芴基、9,9-二苯基-2,7-亚芴基等)、亚苯并芴基、亚二苯并芴基、亚苉基、亚丁省基、亚戊省基、亚芘基、亚䓛基、亚苯并䓛基、亚s-引达省基、亚as-引达省基、亚三亚苯基、亚苯并三亚苯基、亚苝基、亚晕苯基、亚二苯并蒽基等。

另外,作为亚杂芳基的具体例,例如,可举出亚吡咯基、亚呋喃基、亚噻吩基、亚吡啶基、亚咪唑并吡啶基、亚哒嗪基、亚嘧啶基、亚吡嗪基、亚三嗪基、亚咪唑基、亚噁唑基、亚噻唑基、亚吡唑基、亚异噁唑基、亚异噻唑基、亚噁二唑基、亚噻二唑基、亚三唑基、亚四唑基、亚吲哚基、亚异吲哚基、亚苯并呋喃基、亚异苯并呋喃基、亚苯并噻吩基、亚异苯并噻吩基、亚吲哚嗪基、亚喹嗪基、亚喹啉基、亚异喹啉基、亚噌啉基、亚酞嗪基、亚喹唑啉基、亚喹喔啉基、亚苯并咪唑基、亚苯并噁唑基、亚苯并噻唑基、亚吲唑基、亚苯并异噁唑基、亚苯并异噻唑基、亚二苯并呋喃基、亚二苯并噻吩基、咔唑二基、亚菲啶基、亚吖啶基、亚菲洛啉基、亚吩嗪基、亚吩噻嗪基、亚吩噁嗪基及呫吨基。此处,咔唑二基优选在2位和N(9位)键合的咔唑二基,也优选在3位和N(9位)键合的咔唑二基。

〔化合物(1)的优选方式〕

从发光效率的观点考虑,作为化合物(1)的优选的一个方式,可举出下述通式(2)表示的化合物。

[化学式8]

(通式(2)中,R1~R9与前述通式(1)中的那些相同。

L1表示单键、取代或未取代的成环碳数6~18的亚芳基或取代或未取代的成环原子数5~20的亚杂芳基。

Ra1及Rb1各自独立地表示取代基。m1表示0~4的整数。m2表示0~3的整数。分别具有多个Ra1、Rb1时,多个Ra1及多个Rb1分别地相互可以相同也可以不同。另外,多个Ra1及多个Rb1可以相互键合而形成环。)

作为L1所表示的亚芳基,例如,可举出亚苯基(1,2-亚苯基、1,3-亚苯基、1,4-亚苯基)、亚萘基(1,4-亚萘基、1,5-亚萘基等)、亚联苯基、亚芴基(2,7-亚芴基等)、9,9-二取代亚芴基(9,9-二甲基-2,7-亚芴基、9,9-二苯基-2,7-亚芴基等)、亚苯并芴基、亚丁省基、亚芘基、亚䓛基、亚s-引达省基、亚as-引达省基及亚三亚苯基等。该亚芳基的成环碳数优选为6~14、更优选为6~12、进一步优选为6~10。

作为L1所表示的亚杂芳基,例如,可举出亚吡咯基、亚呋喃基、亚噻吩基、亚吡啶基、亚咪唑并吡啶基、亚哒嗪基、亚嘧啶基、亚吡嗪基、亚三嗪基、亚咪唑基、亚噁唑基、亚噻唑基、亚吡唑基、亚异噁唑基、亚异噻唑基、亚噁二唑基、亚噻二唑基、亚三唑基、亚四唑基、亚吲哚基、亚异吲哚基、亚苯并呋喃基、亚异苯并呋喃基、亚苯并噻吩基、亚异苯并噻吩基、亚吲哚嗪基、亚喹嗪基、亚喹啉基、亚异喹啉基、亚噌啉基、亚酞嗪基、亚喹唑啉基、亚喹喔啉基、亚苯并咪唑基、亚苯并噁唑基、亚苯并噻唑基、亚吲唑基、亚苯并异噁唑基、亚苯并异噻唑基、亚菲啶基、亚吖啶基、亚菲洛啉基、亚吩嗪基、亚吩噻嗪基、亚吩噁嗪基及呫吨基。该亚杂芳基的成环碳数优选为5~14、更优选为5~12、进一步优选为5~10。

作为L1,从发光效率的观点考虑,优选为单键、亚芳基,更优选为单键、亚苯基、亚萘基、亚联苯基,进一步优选为单键、亚苯基,特别优选为单键。作为该亚苯基,可以是1,3-亚苯基,也可以是1,4-亚苯基,优选为1,4-亚苯基。

Ra1及Rb1所表示的取代基与上述定义相同,优选的例子也相同。它们中,特别优选为取代或未取代的碳数1~8的烷基、取代或未取代的成环碳数6~18(更优选为6~12)的芳基、取代或未取代的成环原子数5~13的杂芳基、取代或未取代的碳数1~10(更优选为1~5)的烷氧基、取代或未取代的成环碳数6~12的芳基氧基,最优选为取代或未取代的成环碳数6~18(更优选为6~12)的芳基、取代或未取代的成环原子数5~13的杂芳基,具体而言,为苯基、联苯基、萘基、咔唑基。作为咔唑基,优选N-咔唑基、N-芳基-2-咔唑基(该芳基的成环碳数优选为6~25、更优选为6~18、进一步优选为6~10、特别优选为6。)、N-芳基-3-咔唑基(该芳基的成环碳数优选为6~25、更优选为6~18、进一步优选为6~10、特别优选为6。)。

m1优选为0~2的整数、更优选为0或1,可以为0,也可以为1。m2优选为0~2的整数、更优选为0或1,可以为0,也可以为1。

分别具有多个Ra1、Rb1时,如上文所述,多个Ra1及多个Rb1分别地可以相互键合而形成环,也优选为未形成环的化合物。作为形成的环,可举出一部分不饱和的烃环、及芳香族环。作为该芳香族环,优选成环碳数6~10的芳香族环,更优选苯环。作为多个Ra1或多个Rb1相互键合而形成环而成的化合物,例如,可举出下述化合物。

[化学式9]

(式中的各基团的定义与通式(2)中的那些相同。)。

从发光效率的观点考虑,作为前述化合物(2)的优选的一个方式,可举出下述通式(2-1)表示的化合物。

[化学式10]

(通式(2-1)中,R1~R9及L1与前述通式(1)中的那些相同。Ra1、Rb1、m1及m2与前述通式(2)中的那些相同。

Rc1及Rd1各自独立地表示取代基。m3表示0~3的整数。m4表示0~4的整数。分别具有多个Rc1、Rd1时,多个Rc1及多个Rd1分别地相互可以相同也可以不同。另外,多个Rc1及多个Rd1可以相互键合而形成环。

X1表示-N(RA1)-、-C(RB1)(RC1)-、氧原子或硫原子。该RA1表示取代或未取代的碳数1~20的烷基、取代或未取代的成环碳数6~50的芳基、取代或未取代的成环原子数5~50的杂芳基、或取代或未取代的碳数1~20的氟烷基。该RB1及该RC1各自独立地表示氢原子、取代或未取代的碳数1~20的烷基、取代或未取代的成环碳数6~50的芳基、取代或未取代的成环原子数5~50的杂芳基、取代或未取代的碳数1~20的氟烷基、或氰基、或相互键合而形成环结构。)

本发明中,X1为-N(RA1)-的化合物也是优选的,X1为-C(RB1)(RC1)-的化合物也是优选的,X1为氧原子的化合物也是优选的,X1为硫原子的化合物也是优选的。

作为该RA1所表示的碳数1~20的烷基,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基(包括异构体基团)、己基(包括异构体基团)、庚基(包括异构体基团)、辛基(包括异构体基团)、壬基(包括异构体基团)、癸基(包括异构体基团)、十一烷基(包括异构体基团)、及十二烷基(包括异构体基团)等。作为该烷基,优选为碳数1~10的烷基、更优选为碳数1~8的烷基、进一步优选为碳数1~5的烷基、特别优选为碳数1~3的烷基。

作为RA1所表示的成环碳数6~50的芳基,可举出与前述通式(1)中的Ar的芳基相同的成环碳数6~50的芳基。它们中,优选为成环碳数6~30的芳基,更优选为成环碳数6~20的芳基,进一步优选为成环碳数6~13的芳基,特别优选为苯基、联苯基(3-联苯基、4-联苯基等)、萘基、9,9-二甲基芴基,最优选为苯基、联苯基(3-联苯基、4-联苯基等)。

作为RA1所表示的成环原子数5~50的杂芳基,可举出与前述通式(1)中的Ar的杂芳基相同的成环原子数5~50的杂芳基。它们中,优选为成环原子数5~30的杂芳基、更优选为成环原子数5~20的杂芳基、进一步优选为成环原子数5~13的杂芳基、特别优选为二苯并呋喃基、二苯并噻吩基。

作为RA1所表示的碳数1~20的氟烷基,可举出前述取代基的说明中的氟烷基中的碳数1~20的氟烷基。

这些中,作为RA1,优选为取代或未取代的成环碳数6~50的芳基、取代或未取代的成环原子数5~50的杂芳基,更优选为联苯基(例如3-联苯基、4-联苯基等),更优选为苯基、3-联苯基,进一步优选苯基。

对于前述RB1及前述RC1所表示的碳数1~20的烷基、成环碳数6~50的芳基、成环原子数5~50的杂芳基、碳数1~20的氟烷基、氰基而言,可按照前述RA1相同的方式说明,尤其是,作为该烷基,优选为甲基,作为该芳基,优选为苯基。作为RB1及前述RC1,均优选为碳数1~20的烷基、成环碳数6~50的芳基。

另外,-C(RB1)(RC1)-的RB1及RC1相互键合而形成环结构时,例如,可举出以下的环结构。

[化学式11]

Rc1及Rd1所表示的取代基与上述定义相同,优选的例子也相同。它们中,作为特别优选的取代基,可举出与前述Ra1及前述Rb1的情况相同的取代基。

m3优选为0~2的整数,更优选为0或1,进一步优选为0。m4优选为0~2的整数,更优选为0或1,进一步优选为0。

分别具有多个Rc1、Rd1时,如上文所述,多个Rc1及多个Rd1分别地可以相互键合而形成环,也优选为未形成环的化合物。作为形成的环,可举出一部分不饱和的烃环、及芳香族环。作为该芳香族环,优选成环碳数6~10的芳香族环,更优选苯环。应予说明,优选多个Rc1不相互键合形成环。作为多个Rd1相互键合而形成环而成的化合物,例如,可举出下述化合物。

[化学式12]

(式中的各基团的定义与通式(2-1)中的那些相同,优选的例子也相同。)。

[化学式13]

(式中的各基团的定义与通式(2-1)中的那些相同,优选的例子也相同。)。

[化学式14]

(式中的各基团的定义与通式(2-1)中的那些相同,优选的例子也相同。)。

从发光效率的观点考虑,作为化合物(2-1)的优选的一个方式,可举出下述通式(2-1-1)~(2-1-3)中的任一式表示的化合物。

[化学式15]

(通式(2-1-1)~(2-1-3)中,R1~R9及L1与前述通式(1)中的那些相同,优选的例子也相同。Ra1、Rb1、m1及m2与前述通式(2)中的那些相同,优选的例子也相同。Rc1、Rd1、m3、m4及X1与前述通式(2-1)中的那些相同,优选的例子也相同。)。

从发光效率的观点考虑,作为化合物(2)的优选的一个方式,还可举出下述通式(2-2)表示的化合物。

[化学式16]

(通式(2-2)中,R1~R9及L1与前述通式(1)中的那些相同,优选的例子也相同。Ra1、Rb1、m1及m2与前述通式(2)中的那些相同,优选的例子也相同。

Re1及Rf1各自独立地表示取代基。m5及m6各自独立地表示0~4的整数。分别具有多个Re1、Rf1时,多个Re1及多个Rf1分别地相互可以相同也可以不同。另外,多个Re1及多个Rf1可以相互键合而形成环。)

Re1及Rf1所表示的取代基与上述定义相同,优选的例子也相同。它们中,作为特别优选的取代基,可举出与前述Ra1及前述Rb1的情况相同的取代基、以及取代或未取代的成环原子数5~13的杂芳基(例如,咔唑基等)。

m5优选为0~2的整数,更优选为0或1,进一步优选为0。m6优选为0~2的整数,更优选为0或1,进一步优选为0。

分别具有多个Re1、Rf1时,如上文所述,多个Re1及多个Rf1分别地可以相互键合而形成环,也优选为未形成环的化合物。作为形成的环,可举出一部分不饱和的烃环、及芳香族环。作为该芳香族环,优选成环碳数6~10的芳香族环,更优选苯环。作为多个Re1或多个Rd1相互键合而形成环而成的化合物,例如,可举出下述化合物,其中的任意化合物均可选择。

[化学式17]

(式中的各基团的定义与通式(2-2)中的那些相同,优选的例子也相同。)。

从发光效率的观点考虑,作为化合物(1)的优选的一个方式,还可举出下述通式(3)表示的化合物。

[化学式18]

(通式(3)中,R1~R9及L1与前述通式(1)中的那些相同,优选的例子也相同。

X2表示-N(RA2)-、-C(RB2)(RC2)-、氧原子或硫原子。该RA2表示取代或未取代的碳数1~20的烷基、取代或未取代的成环碳数6~50的芳基、取代或未取代的成环原子数5~50的杂芳基、或取代或未取代的碳数1~20的氟烷基。该RB2及该RC2各自独立地表示氢原子、取代或未取代的碳数1~20的烷基、取代或未取代的成环碳数6~50的芳基、取代或未取代的成环原子数5~50的杂芳基、取代或未取代的碳数1~20的氟烷基、或氰基、或相互键合而形成环结构。

Ra2及Rb2各自独立地表示取代基。n1及n2各自独立地表示0~3的整数。分别具有多个Ra2、Rb2时,多个Ra2及多个Rb2分别地相互可以相同也可以不同。另外,多个Ra2及多个Rb2可以相互键合而形成环,这种情况下,可在该环上与L1键合。)。

本发明中,X2为-N(RA2)-的化合物也是优选的,X2为-C(RB2)(RC2)-的化合物也是优选的,X2为氧原子的化合物也是优选的,X2为硫原子的化合物也是优选的。

关于RA2,可按照与前述RA1相同的方式说明(参照关于前述通式(2-1)中的X1的说明。)。关于RB2及RC2,分别地,可按照与前述RB1及RC1相同的方式说明(参照关于前述通式(2-1)中的X1的说明。)。

Ra2及Rb2所表示的取代基与上述定义相同,优选的例子也相同。它们中,作为特别优选的取代基,可举出与前述Ra1及前述Rb1的情况相同的取代基。

n1优选为0~2的整数,更优选为0或1,进一步优选为0。n2优选为0~2的整数,更优选为0或1,进一步优选为0。

分别具有多个Ra2、Rb2时,如上文所述,多个Ra2及多个Rb2分别地可以相互键合而形成环,也优选为未形成环的化合物。作为形成的环,可举出一部分不饱和的烃环、及芳香族环。作为该芳香族环,优选成环碳数6~10的芳香族环,更优选苯环。作为多个Ra2或多个Rb2相互键合而形成环而成的化合物,例如,可举出下述化合物。

[化学式19]

(式中的各基团的定义与通式(3)中的那些相同,优选的例子也相同。应予说明,上述式中,L1表示与萘环的任意的位置键合。)。

从发光效率的观点考虑,作为化合物(3)的优选的一个方式,可举出下述通式(3-1)表示的化合物。

[化学式20]

(通式(3-1)中,R1~R9及L1与前述通式(1)中的那些相同,优选的例子也相同。Ra2、Rb2、X2、n1及n2与通式(3)中的那些相同,优选的例子也相同。

X3表示-N(RA3)-、-C(RB3)(RC3)-、氧原子或硫原子。该RA3表示取代或未取代的碳数1~20的烷基、取代或未取代的成环碳数6~50的芳基、取代或未取代的成环原子数5~50的杂芳基、或取代或未取代的碳数1~20的氟烷基。该RB3及该RC3各自独立地表示氢原子、取代或未取代的碳数1~20的烷基、取代或未取代的成环碳数6~50的芳基、取代或未取代的成环原子数5~50的杂芳基、取代或未取代的碳数1~20的氟烷基、或氰基、或相互键合而形成环结构。

Rc2及Rd2各自独立地表示取代基。n3表示0~3的整数。n4表示0~4的整数。分别具有多个Rc2、Rd2时,多个Rc2及多个Rd2分别地相互可以相同也可以不同。另外,多个Rc2及多个Rd2可以相互键合而形成环。)

本发明中,X3为-N(RA3)-的化合物也是优选的,X3为-C(RB3)(RC3)-的化合物也是优选的,X3为氧原子的化合物也是优选的,X3为硫原子的化合物也是优选的。

关于RA3,可按照与前述RA1相同的方式说明(参照关于前述通式(2-1)中的X1的说明。)。关于RB3及RC3,分别地,可按照与前述RB1及RC1相同的方式说明(参照关于前述通式(2-1)中的X1的说明。)。

Rc2及Rd2所表示的取代基与上述定义相同,优选的例子也相同。它们中,作为特别优选的取代基,可举出与前述Ra1及前述Rb1的情况相同的取代基。

n3优选为0~2的整数,更优选为0或1,进一步优选为0。n4优选为0~2的整数,更优选为0或1,进一步优选为0。

分别具有多个Rc2、Rd2时,如上文所述,多个Rc2及多个Rd2分别地可以相互键合而形成环,也优选为未形成环的化合物。作为形成的环,可举出一部分不饱和的烃环、及芳香族环。作为该芳香族环,优选成环碳数6~10的芳香族环,更优选苯环。应予说明,优选多个Rc2不相互键合形成环。作为多个Rd2相互键合而形成环而成的化合物,例如,可举出下述化合物。

[化学式21]

(式中的各基团的定义与通式(3-1)中的那些相同,优选的例子也相同。)。

从发光效率的观点考虑,作为化合物(3)的优选的一个方式,还可举出下述通式(3-2)表示的化合物。

[化学式22]

(通式(3-2)中,R1~R9及L1与前述通式(1)中的那些相同,优选的例子也相同。Ra2、Rb2、X2、n1及n2与前述通式(3)中的那些相同,优选的例子也相同。

Re2及Rf2各自独立地表示取代基。n5及n6各自独立地表示0~4的整数。分别具有多个Re2、Rf2时,多个Re2及多个Rf2分别地相互可以相同也可以不同。另外,多个Re2及多个Rf2可以相互键合而形成环。)。

Re2及Rf2所表示的取代基与上述定义相同,优选的例子也相同。它们中,作为特别优选的取代基,可举出与前述Ra1及前述Rb1的情况相同的取代基。

n5优选为0~2的整数,更优选为0或1,进一步优选为0。n6优选为0~2的整数,更优选为0或1,进一步优选为0。

分别具有多个Re2、Rf2时,如上文所述,多个Re2及多个Rf2分别地可以相互键合而形成环,也优选为未形成环的化合物。作为形成的环,可举出一部分不饱和的烃环、及芳香族环。作为该芳香族环,优选成环碳数6~10的芳香族环,更优选苯环。作为多个Re2或多个Rd2相互键合而形成环而成的化合物,例如,可举出下述化合物。

[化学式23]

(式中的各基团的定义与通式(3-2)中的那些相同。)。

从发光效率的观点考虑,作为化合物(1)的优选的一个方式,还可举出下述通式(4)表示的化合物。

[化学式24]

(通式(4)中,R1~R9与前述通式(1)中的那些相同。

Ar1表示取代或未取代的亚芳基,Ar2表示取代或未取代的芳基,并且,Ar1的亚芳基与Ar2的芳基的成环碳数合计为12~50。)。

对于Ar1所表示的亚芳基和Ar2所表示的芳基而言,只要成环碳数合计为12~50(优选为12~40、更优选为12~30、进一步优选为12~20),就没有特别限制,Ar1优选为成环碳数6~18的亚芳基。此外,Ar2优选为成环碳数6~40的芳基,更优选为成环碳数6~30的芳基,进一步优选为成环碳数6~20的芳基。

作为亚芳基,例如,可举出亚苯基(1,2-亚苯基、1,3-亚苯基、1,4-亚苯基)、亚萘基(1,4-亚萘基、1,5-亚萘基等)、亚联苯基、亚芴基(2,7-亚芴基等)、9,9-二取代亚芴基(9,9-二甲基-2,7-亚芴基、9,9-二苯基-2,7-亚芴基等)、亚苯并芴基、亚二苯并芴基、亚苉基、亚丁省基、亚戊省基、亚芘基、亚䓛基、亚苯并䓛基、亚s-引达省基、亚as-引达省基、亚三亚苯基、亚苯并三亚苯基、亚苝基、亚晕苯基、亚二苯并蒽基等。

作为芳基,例如,可举出苯基、萘基(1-萘基、2-萘基)、蒽基(1-蒽基、2-蒽基等)、苯并蒽基、菲基(1-菲基、2-菲基、3-菲基、9-菲基等)、苯并菲基、芴基、9,9-二取代芴基(9,9-二甲基-2-芴基、9,9-二苯基-2-芴基等)、螺环双芴基、苯并芴基、二苯并芴基、苉基(picenyl)、丁省基、戊省基、芘基、䓛基、苯并䓛基、s-引达省基、as-引达省基、三亚苯基、苯并三亚苯基(benzotriphenylenyl)、苝基、晕苯基、二苯并蒽基等。

作为Ar1与Ar2的组合的具体例,例如,可举出(Ar1、Ar2)=(亚苯基、苯基)、(亚苯基、萘基)、(亚苯基、菲基)、(亚苯基、三亚苯基)、(亚苯基、苯并[c]菲基)、(亚苯基、9,9-二甲基芴基)、(亚苯基、9,9-二苯基芴基)、(亚萘基、菲基)、(亚萘基、苯并[c]菲基)、(亚蒽基、萘基)等。

从发光效率的观点考虑,作为化合物(1)的优选的一个方式,还可举出下述通式(5)表示的化合物。

[化学式25]

(通式(5)中,R1~R9与前述通式(1)中的那些相同,优选的例子也相同。

Ar3及Ar4各自独立地表示取代或未取代的亚芳基,Ar5表示取代或未取代的芳基,并且,Ar3及Ar4的亚芳基和Ar5的芳基的成环碳数合计为18~50。)。

对于Ar3及Ar4所表示的亚芳基和Ar5所表示的芳基而言,只要成环碳数合计为18~50(优选为18~40、更优选为18~30),就没有特别限制,Ar3及Ar4各自独立地优选为成环碳数6~10的亚芳基。此外,Ar5优选为成环碳数6~40的芳基,更优选为成环碳数6~30的芳基,进一步优选为成环碳数6~20的芳基,特别优选为成环碳数6~14的芳基,最优选为成环碳数6~10的芳基。作为该亚芳基及芳基的具体例,分别地,可举出与Ar1所表示的亚芳基及Ar2所表示的芳基相同的例子。

作为Ar3、Ar4及Ar5的组合的具体例,例如,可举出(Ar3、Ar4、Ar5)=(亚苯基、亚苯基、苯基)、(亚苯基、亚蒽基、萘基)、(亚苯基、亚萘基、苯基)、(亚苯基、亚苯基、萘基)、(亚苯基、亚萘基、萘基)、(亚苯基、亚萘基、9,9-二甲基芴基)、(亚苯基、亚萘基、9,9-二苯基芴基)、(亚苯基、亚苯基、苯并[c]菲基)、(亚苯基、亚苯基、三亚苯基)、(亚苯基、亚苯基、9,9-二甲基芴基)、(亚苯基、亚苯基、9,9-二苯基芴基)、(亚萘基、亚蒽基、萘基)、(亚萘基、亚萘基、萘基)、(亚萘基、亚苯基、苯基)、(亚萘基、亚苯基、三联苯基)、(亚萘基、亚苯基、菲基)、(亚萘基、亚苯基、9,9-二甲基芴基)、(亚萘基、亚苯基、9,9-二苯基芴基)、(亚蒽基、亚苯基、苯基)等。

从发光效率的观点考虑,作为化合物(1)的优选的一个方式,还可举出下述通式(6)表示的化合物。

[化学式26]

(通式(6)中,R1~R9与前述通式(1)中的那些相同,优选的例子也相同。

Ar6~Ar8各自独立地表示取代或未取代的亚芳基,Ar9表示取代或未取代的芳基,并且,Ar6~Ar8的亚芳基和Ar9的芳基的成环碳数合计为24~50。)。

对于Ar6~Ar8所表示的亚芳基和Ar9所表示的芳基而言,只要成环碳数合计为24~50(优选为24~40、更优选为24~35),就没有特别限制,Ar6~Ar8各自独立地优选为成环碳数6~14的亚芳基。此外,Ar9优选为成环碳数6~40的芳基,更优选为成环碳数6~30的芳基,进一步优选为成环碳数6~20的芳基,特别优选为成环碳数6~14的芳基,最优选为成环碳数6~10的芳基。作为该亚芳基及芳基的具体例,可举出与Ar1所表示的亚芳基和Ar2所表示的芳基相同的例子。

作为Ar6、Ar7、Ar8及Ar9的组合的具体例,例如,可举出(Ar6、Ar7、Ar8、Ar9)=(亚苯基、亚苯基、亚苯基、苯基)、(亚苯基、亚苯基、亚萘基、苯基)、(亚苯基、亚苯基、亚萘基、菲基)、(亚萘基、亚蒽基、亚苯基、苯基)、(亚萘基、亚苯基、亚苯基、苯基)等。

作为化合物(1)的一个方式,从发光效率的观点考虑,选自下述组中的化合物也是优选的。

[化学式27]

以下示出本发明的一个方式的化合物的具体例,但不受它们的限制。

[化学式28]

[化学式29]

[化学式30]

[化学式31]

[化学式32]

[化学式33]

[化学式34]

[化学式35]

[化学式36]

[化学式37]

[化学式38]

[化学式39]

[化学式40]

[化学式41]

[化学式42]

[化学式43]

[化学式44]

[化学式45]

[化学式46]

[化学式47]

[化学式48]

[化学式49]

[化学式50]

[化学式51]

[化学式52]

[化学式53]

[化学式54]

[化学式55]

[化学式56]

[化学式57]

[化学式58]

[化学式59]

[化学式60]

[化学式61]

[化学式62]

[化学式63]

[化学式64]

[化学式65]

[化学式66]

[化学式67]

[化学式68]

[化学式69]

[化学式70]

[化学式71]

[化学式72]

[化学式73]

[化学式74]

[化学式75]

[化学式76]

[化学式77]

[化学式78]

[化学式79]

[有机EL元件用材料]

本发明的一个方式的有机EL元件用材料含有上述的前述化合物(1),前述化合物(1)的含量优选为50质量%以上、更优选为70质量%以上、进一步优选为80质量%以上、特别优选为90质量%以上。本发明的一个方式的有机EL元件用材料可以仅由上述的前述化合物(1)构成。作为优选的化合物,如上文所述。以下,关于与化合物(1)有关的记载,可替换成前述的优选的化合物来理解。

对于本发明的一个方式的有机EL元件用材料而言,例如,作为被有机EL元件的阴极和阳极所夹持的由一层或多层构成的有机薄膜层的材料是有用的,尤其是,作为空穴传输层的材料或空穴注入层的材料、或发光层的主体材料(尤其是磷光主体材料)更有用。

[有机EL元件]

接下来,对本发明的一个方式的有机EL元件进行说明。

本发明的一个方式的有机EL元件是一种有机电致发光元件,所述有机电致发光元件是具有阴极、阳极及有机薄膜层的有机电致发光元件,所述有机薄膜层被阴极和阳极夹持,由一层或多层构成,该有机薄膜层包括发光层,该有机薄膜层的至少1层含有前述通式(1)表示的化合物(化合物(1))[还包括化合物(1)的下位概念。以下相同。]。

本发明的一个方式中,有机EL元件可以是荧光或磷光发光型的单色发光元件,也可以是荧光/磷光混合型的白色发光元件,可以是具有单独的发光单元的简单型,也可以是具有多个发光单元的串联型,其中,优选为磷光发光型。此处,“发光单元”是指,包括一层以上的有机层、其中的一层为发光层、通过注入的空穴与电子再结合而进行发光的最小单位。

作为简单型有机EL元件的代表的元件构成,可举出以下的(1)~(13),但不受它们的特别限制。应予说明,可优选使用(8)的元件构成。

(1)阳极/发光层/阴极

(2)阳极/空穴注入层/发光层/阴极

(3)阳极/发光层/电子注入层/阴极

(4)阳极/空穴注入层/发光层/电子注入层/阴极

(5)阳极/有机半导体层/发光层/阴极

(6)阳极/有机半导体层/电子阻挡层/发光层/阴极

(7)阳极/有机半导体层/发光层/附着改善层/阴极

(8)阳极(/空穴注入层)/空穴传输层/发光层/电子传输层(/电子注入层)/阴极

(9)阳极/绝缘层/发光层/绝缘层/阴极

(10)阳极/无机半导体层/绝缘层/发光层/绝缘层/阴极

(11)阳极/有机半导体层/绝缘层/发光层/绝缘层/阴极

(12)阳极/绝缘层(/空穴注入层)/空穴传输层/发光层/绝缘层/阴极

(13)阳极/绝缘层(/空穴注入层)/空穴传输层/发光层/电子传输层(/电子注入层)/阴极。

图1示出本发明的一个方式的有机EL元件的一例的概略构成。

有机EL元件1具有基板2、阳极3、阴极4、及被配置于该阳极3与阴极4之间的发光单元10。发光单元10具有发光层5,所述发光层5包含主体材料和掺杂剂(发光材料)。发光单元10中,可在发光层5与阳极3之间具有空穴注入・传输层6(阳极侧有机薄膜层6)等,可在发光层5与阴极4之间具有电子注入・传输层7(阴极侧有机薄膜层7)等。另外,分别地,可在发光层5的阳极3侧设置电子阻挡层,可在发光层5的阴极4侧设置空穴阻挡层。由此,可将电子、空穴关入发光层5中,可提高发光层5中的激子的生成概率。

作为包含前述化合物(1)的有机薄膜层,可举出被设置于阳极与发光层之间的阳极侧有机薄膜层(空穴传输层、空穴注入层等)、发光层、被设置于阴极与发光层之间的阴极侧有机薄膜层(电子传输层、电子注入层等)、间隔层、阻挡层等,但不受它们的限制。

前述化合物(1)可用于有机EL元件中的任意有机薄膜层中,从发光效率的观点考虑,优选用于空穴注入层或空穴传输层、电子注入层或电子传输层、或发光层。

即,作为本发明的一个方式的有机EL元件,更优选为前述发光层包含前述化合物(1)的有机EL元件。为前述发光层包含前述化合物(1)的有机EL元件时,优选该发光层还含有后述的磷光发光材料。另外,作为本发明的一个方式的有机EL元件,还优选空穴传输层或电子传输层包含前述化合物(1)。

发光层包含前述化合物(1)时,对于发光层中的前述化合物(1)的含量而言,相对于发光层的成分的总量,优选为30~100质量%、更优选为50~100质量%、进一步优选为80~100质量%、更进一步优选为90~99质量%。

另外,发光层以外的有机薄膜层包含前述化合物(1)时,对于该有机薄膜层(优选为空穴传输层或电子传输层)中的前述化合物(1)的含量而言,相对于该有机薄膜层的成分的总量,优选为30~100质量%、更优选为50~100质量%、进一步优选为80~100质量%、更进一步优选为95~100质量%。

此外,作为本发明的一个方式的有机EL元件,可优选举出发出红色光的有机EL元件。

(基板)

基板可作为发光元件的支持体使用。作为基板,例如,可使用玻璃、石英、塑料等。另外,可使用挠性基板。挠性基板是指可折弯的(可弯曲的(flexible))基板,例如,可举出由聚碳酸酯、聚芳酯、聚醚砜、聚丙烯、聚酯、聚氟乙烯、聚氯乙烯形成的塑料基板等。另外,也可使用无机蒸镀膜。

(阳极)

在基板上形成的阳极中,优选使用功函数大的(具体为4.0eV以上)金属、合金、导电性化合物、及它们的混合物等。具体而言,例如,可举出氧化铟-氧化锡(ITO:Indium Tin Oxide)、含有硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡、氧化铟-氧化锌、含有氧化钨及氧化锌的氧化铟、石墨烯等。此外,可举出金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)、钛(Ti)、或金属材料的氮化物(例如,氮化钛)等。

这些材料通常可利用溅射法成膜。例如,氧化铟-氧化锌可通过使用相对于氧化铟而言添加了1~10质量%的氧化锌的靶材、利用溅射法形成;含有氧化钨及氧化锌的氧化铟可通过使用相对于氧化铟而言含有0.5~5质量%氧化钨、0.1~1质量%氧化锌的靶材、利用溅射法形成。此外,可利用真空蒸镀法、涂布法、喷墨法、旋涂法等制作。

在阳极上形成的EL层中,对于与阳极接触而形成的空穴注入层而言,与阳极的功函数无关,使用容易注入空穴(hole)的复合材料形成,因此,可使用可作为电极材料的材料(例如,金属、合金、导电性化合物、及它们的混合物,此外,还包含属于元素周期表的第1族或第2族的元素)。

还可使用作为功函数小的材料的、属于元素周期表的第1族或第2族的元素、即锂(Li)、铯(Cs)等碱金属、及镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)等碱土金属、及包含它们的合金(例如,MgAg、AlLi)、铕(Eu)、镱(Yb)等稀土类金属及包含它们的合金等。应予说明,使用碱金属、碱土金属、及包含它们的合金形成阳极时,可利用真空蒸镀法、溅射法。此外,使用银糊等时,可利用涂布法、喷墨法等。

(空穴注入层)

空穴注入层是包含空穴注入性高的物质的层。

作为空穴注入性高的物质,可使用钼氧化物、钛氧化物、钒氧化物、铼氧化物、钌氧化物、铬氧化物、锆氧化物、铪氧化物、钽氧化物、银氧化物、钨氧化物、锰氧化物等。

还可举出作为低分子的有机化合物的4,4’,4’’-三(N,N-二苯基氨基)三苯基胺(简称:TDATA)、4,4’,4’’-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯基胺(简称:MTDATA)、4,4’-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]联苯(简称:DPAB)、4,4’-双(N-{4-[N’-(3-甲基苯基)-N’-苯基氨基]苯基}-N-苯基氨基)联苯(简称:DNTPD)、1,3,5-三[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(简称:DPA3B)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称:PCzPCA1)、3,6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称:PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(简称:PCzPCN1)等芳香族胺化合物等。

还可使用高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物(dendrimer)、聚合物等)。例如,可举出聚(N-乙烯基咔唑)(简称:PVK)、聚(4-乙烯基三苯基胺)(简称:PVTPA)、聚[N-(4-{N’-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N’-苯基氨基}苯基)甲基丙烯酰胺](简称:PTPDMA)、聚[N,N’-双(4-丁基苯基)-N,N’-双(苯基)联苯胺](简称:Poly-TPD)等高分子化合物。另外,还可使用聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)、聚苯胺/聚(苯乙烯磺酸)(PAni/PSS)等添加了酸的高分子化合物。

(空穴传输层)

空穴传输层是包含空穴传输性高的物质的层。

本发明的一个方式的有机EL元件可以是将单独的本发明的一个方式的前述化合物(1)包含在空穴传输层中或将本发明的一个方式的前述化合物(1)与下述的化合物组合而包含在空穴传输层中而成的有机EL元件。

空穴传输层中可使用芳香族胺化合物、咔唑衍生物、蒽衍生物等。具体而言,可使用4,4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称:NPB)、N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-二苯基-[1,1’-联苯]-4,4’-二胺(简称:TPD)、4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯基胺(简称:BAFLP)、4,4’-双[N-(9,9-二甲基芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称:DFLDPBi)、4,4’,4’’-三(N,N-二苯基氨基)三苯基胺(简称:TDATA)、4,4’,4’’-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯基胺(简称:MTDATA)、4,4’-双[N-(螺-9,9’-双芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称:BSPB)等芳香族胺化合物等。此处说明的物质主要是具有10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的物质。

空穴传输层中,可使用CBP、CzPA、PCzPA之类的咔唑衍生物、t-BuDNA、DNA、DPAnth之类的蒽衍生物。还可使用聚(N-乙烯基咔唑)(简称:PVK)、聚(4-乙烯基三苯基胺)(简称:PVTPA)等高分子化合物。

但是,也可使用这些之外的物质,只要是空穴的传输性比电子的传输性更高的物质即可。

应予说明,包含空穴传输性高的物质的层不仅可以是单层,还可以层叠2层以上由上述物质形成的层。

本发明的一个实施方式的有机EL元件中,可在空穴传输层或第1空穴传输层的阳极侧接合含有电子接受性化合物(也称为受主材料。)的层(受主层)。由此,可期待驱动电压的降低及制造成本的降低。

作为电子接受性化合物,优选下述式(A)或(B)表示的化合物。

[化学式80]

(上述式(A)中,R311~R316相互可以相同也可以不同,各自独立地表示氰基、-CONH2、羧基、或-COOR317(R317表示碳数1~20的烷基或碳数3~20的环烷基)。其中,R311及R312、R313R314、以及R315及R316中的1对或2对以上可以一起形成由-CO-O-CO-表示的基团。)。

作为R317,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、环戊基、环己基等。

[化学式81]

上述通式(B)中,R41~R44分别地相互可以相同也可以不同,为氢原子、取代或未取代的碳数1~20的烷基、取代或未取代的碳数6~50的芳基、取代或未取代的成环原子数5~50的杂环基、卤素原子、取代或未取代的碳数1~20的氟烷基、取代或未取代的碳数1~20的烷氧基、取代或未取代的碳数6~50的芳基氧基、或氰基。R41~R44中相互相邻的基团可以相互键合而形成环。

Y1~Y4相互可以相同也可以不同,为-N=、-CH=、或C(R45)=,R45为取代或未取代的碳数1~20的烷基、取代或未取代的碳数6~50的芳基、取代或未取代的成环原子数5~50的杂环基、卤素原子、取代或未取代的碳数1~20的烷氧基、取代或未取代的碳数6~50的芳基氧基、或氰基。

Ar10为成环碳数6~24的稠环或成环原子数6~24的杂环。ar1及ar2各自独立地表示下述通式(i)或(ii)的环。

[化学式82]

{式中,X11及X12相互可以相同也可以不同,为下述(a)~(g)所示的二价的基团中的任何。

[化学式83]

(式中,R51~R54分别地相互可以相同也可以不同,为氢原子、取代或未取代的碳数1~20的烷基、取代或未取代的碳数6~50的芳基或取代或未取代的成环原子数5~50的杂环基,R52与R53可以相互键合而形成环。)}。

作为R41~R44及R51~R54的各基团的例子,如下所述。

作为烷基,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、环戊基、环己基等。

作为芳基,可举出苯基、联苯基、萘基等。

作为杂环基,可举出吡啶、吡嗪、呋喃、咪唑、苯并咪唑、噻吩等残基。

作为卤素原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。

作为烷氧基,可举出甲氧基、乙氧基等。

作为芳基氧基的例子,可举出苯基氧基等。

(发光层的客体材料)

发光层是包含发光性高的物质的层,可使用各种材料。例如,作为发光性高的物质,可使用发出荧光的荧光性化合物、发出磷光的磷光性化合物。荧光性化合物为可从单重态激发状态发光的化合物,磷光性化合物为可从三重态激发状态发光的化合物。

作为可在发光层中使用的蓝色系的荧光发光材料,可使用芘衍生物、苯乙烯基胺衍生物、䓛衍生物、荧蒽衍生物、芴衍生物、二胺衍生物、三芳基胺衍生物等。具体而言,可举出N,N’-双[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N,N’-二苯基芪-4,4’-二胺(简称:YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(10-苯基-9-蒽基)三苯基胺(简称:YGAPA)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称:PCBAPA)等。

作为可在发光层中使用的绿色系的荧光发光材料,可使用芳香族胺衍生物等。具体而言,可举出N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称:2PCAPA)、N-[9,10-双(1,1’-联苯-2-基)-2-蒽基]-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称:2PCABPhA)、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,N’,N’-三苯基-1,4-苯二胺(简称:2DPAPA)、N-[9,10-双(1,1’-联苯-2-基)-2-蒽基]-N,N’,N’-三苯基-1,4-苯二胺(简称:2DPABPhA)、N-[9,10-双(1,1’-联苯-2-基)]-N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-苯基蒽-2-胺(简称:2YGABPhA)、N,N,9-三苯基蒽-9-胺(简称:DPhAPhA)等。

作为可在发光层中使用的红色系的荧光发光材料,可使用丁省衍生物、二胺衍生物等。具体而言,可举出N,N,N’,N’-四(4-甲基苯基)丁省-5,11-二胺(简称:p-mPhTD)、7,14-二苯基-N,N,N’,N’-四(4-甲基苯基)苊并[1,2-a]荧蒽-3,10-二胺(简称:p-mPhAFD)等。

本发明的一个方式中,荧光发光材料优选含有选自蒽衍生物、荧蒽衍生物、苯乙烯基胺衍生物及芳基胺衍生物中的至少1种。

作为可在发光层中使用的蓝色系的磷光发光材料,可使用铱络合物、锇络合物、铂络合物等金属络合物。具体而言,可举出双[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶-N,C2’]四(1-吡唑基)硼酸合铱(III)(简称:FIr6)、双[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶-N,C2’]吡啶甲酸合铱(III)(简称:FIrpic)、双[2-(3’,5’双三氟甲基苯基)吡啶-N,C2’]吡啶甲酸合铱(III)(简称:Ir(CF3ppy)2(pic))、双[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶-N,C2’]乙酰丙酮合铱(III)(简称:FIracac)等。

作为可在发光层中使用的绿色系的磷光发光材料,可使用铱络合物等。可举出三(2-苯基吡啶-N,C2’)合铱(III)(简称:Ir(ppy)3)、双(2-苯基吡啶-N,C2’)乙酰丙酮合铱(III)(简称:Ir(ppy)2(acac))、双(1,2-二苯基-1H-苯并咪唑)乙酰丙酮合铱(III)(简称:Ir(pbi)2(acac))、双(苯并[h]喹啉)乙酰丙酮合铱(III)(简称:Ir(bzq)2(acac))等。

作为可在发光层中使用的红色系的磷光发光材料,可使用铱络合物、铂络合物、铽络合物、铕络合物等金属络合物。具体而言,可举出双[2-(2’-苯并[4,5-α]噻吩基)吡啶-N,C3’]乙酰丙酮合铱(III)(简称:Ir(btp)2(acac))、双(1-苯基异喹啉-N,C2’)乙酰丙酮合铱(III)(简称:Ir(piq)2(acac))、(乙酰丙酮)双[2,3-双(4-氟苯基)喹喔啉]合铱(III)(简称:Ir(Fdpq)2(acac))、2,3,7,8,12,13,17,18-八乙基-21H,23H-卟啉铂(II)(简称:PtOEP)等有机金属络合物。

另外,对于三(乙酰丙酮)(单菲咯啉)合铽(III)(简称:Tb(acac)3(Phen))、三(1,3-二苯基-1,3-丙二酮基)(单菲咯啉)合铕(III)(简称:Eu(DBM)3(Phen))、三[1-(2-噻吩甲酰)-3,3,3-三氟丙酮](单菲咯啉)合铕(III)(简称:Eu(TTA)3(Phen))等稀土类金属络合物而言,由于为从稀土类金属离子发出的光(不同的多重态间的电子迁移),因而可作为磷光性化合物使用。

作为本发明的一个方式,前述磷光发光材料优选为选自铱(Ir)、锇(Os)及铂(pt)中的金属原子的邻位金属化络合物。

作为选自铱(Ir)、锇(Os)、铂(Pt)中的金属原子的邻位金属化络合物的磷光发光材料优选为下述式(V)、(X)、(Y)或(Z)表示的络合物。

[化学式84]

式(V)、(X)、(Y)或(Z)中,R50~R54为氢原子或取代基,k为1~4的整数,l为1~4的整数,m为1~2的整数。M为Ir、Os、或Pt。

作为R50~R54所表示的取代基,可举出与上述式(1)的R1中所例举的取代基相同的取代基。

式(V)优选由下述式(V-1)表示,式(X)优选由下述式(X-1)或式(X-2)表示。下述式(X-1)、(X-1)、及(X-1)中,R50、k及M与上述的R50、k及M相同。

[化学式85]

以下,优选的金属络合物的具体例如下所示,但不受它们的特别限制。

[化学式86]

[化学式87]

[化学式88]

[化学式89]

(发光层的主体材料)

作为发光层,可以是将上述的发光性高的物质(客体材料)分散于其他物质(主体材料)中而成的构成。作为用于分散发光性高的物质的物质,可使用各种物质,优选使用与发光性高的物质相比、最低未占轨道能级(LUMO能级)高、最高已占分子轨道能级(HOMO能级)低的物质。

作为本发明的有机EL元件的一个方式,还可使用本发明的化合物(1)作为发光层的主体材料。

作为用于分散发光性高的物质的物质(主体材料),可使用:

(1)铝络合物、锂络合物、铍络合物、锌络合物等金属络合物,

(2)噁二唑衍生物、苯并咪唑衍生物、菲咯啉衍生物等杂环化合物,

(3)咔唑衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、芘衍生物、䓛衍生物等稠合芳香族化合物,

(4)三芳基胺衍生物、稠合多环芳香族胺衍生物等芳香族胺化合物。

具体而言,可使用三(8-羟基喹啉)铝(III)(简称:Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)(简称:Almq3)、8-羟基喹啉锂(Liq)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称:BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称:BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称:Znq)、双[2-(2-苯并噁唑基)苯酚]锌(II)(简称:ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称:ZnBTZ)等金属络合物、2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(简称:PBD)、1,3-双[5-(对叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(简称:OXD-7)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1,2,4-三唑(简称:TAZ)、2,2’,2’’-(1,3,5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(简称:TPBI)、红菲咯啉(简称:BPhen)、浴铜灵(简称:BCP)等杂环化合物、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称:CzPA)、3,6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称:DPCzPA)、9,10-双(3,5-二苯基苯基)蒽(简称:DPPA)、9,10-二(2-萘基)蒽(简称:DNA)、2-叔丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(简称:t-BuDNA)、9,9’-联蒽(简称:BANT)、9,9’-(芪-3,3’-二基)二菲(简称:DPNS)、9,9’-(芪-4,4’-二基)二菲(简称:DPNS2)、3,3’,3’’-(苯-1,3,5-三基)三芘(简称:TPB3)、9,10-二苯基蒽(简称:DPAnth)、6,12-二甲氧基-5,11-二苯基䓛等稠合芳香族化合物、N,N-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称:CzA1PA)、4-(10-苯基-9-蒽基)三苯基胺(简称:DPhPA)、N,9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称:PCAPA)、N,9-二苯基-N-{4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]苯基}-9H-咔唑-3-胺(简称:PCAPBA)、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称:2PCAPA)、NPB(或α-NPD)、TPD、DFLDPBi、BSPB等芳香族胺化合物等。另外,用于分散发光性高的物质(客体材料)的物质(主体材料)可使用多种。

(电子传输层)

电子传输层是包含电子传输性高的物质的层。电子传输层中,可使用:

(1)铝络合物、铍络合物、锌络合物等金属络合物,

(2)咪唑衍生物、苯并咪唑衍生物、吖嗪衍生物、咔唑衍生物、菲咯啉衍生物等杂芳香族化合物,

(3)高分子化合物。

具体而言,作为低分子的有机化合物,可使用Alq、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(简称:Almq3)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(简称:BeBq2)、BAlq、Znq、ZnPBO、ZnBTZ等金属络合物等。另外,除了金属络合物以外,还可使用2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(简称:PBD)、1,3-双[5-(对叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(简称:OXD-7)、3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-联苯基)-1,2,4-三唑(简称:TAZ)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1,2,4-三唑(简称:p-EtTAZ)、红菲咯啉(简称:BPhen)、浴铜灵(简称:BCP)、4,4’-双(5-甲基苯并噁唑-2-基)芪(简称:BzOs)等杂芳香族化合物。此处说明的物质主要是具有10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的物质。应予说明,也可使用上述以外的物质作为电子传输层,只要是电子传输性比空穴传输性高的物质即可。另外,电子传输层不仅可以是单层,还可以层叠2层以上由上述物质形成的层。

另外,电子传输层中,还可使用高分子化合物。例如,可使用聚[(9,9-二己基芴-2,7-二基)-co-(吡啶-3,5-二基)](简称:PF-Py)、聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-co-(2,2’-联吡啶-6,6’-二基)](简称:PF-BPy)等。

本发明的一个方式中,电子传输层优选含有前述杂芳香族化合物,更优选含有咔唑衍生物。

(电子注入层)

电子注入层是包含电子注入性高的物质的层。电子注入层中,可使用锂(Li)、铯(Cs)、钙(Ca)、氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF2)、锂氧化物(LiOx)等之类的碱金属、碱土金属、或它们的化合物。此外,可使用在具有电子传输性的物质中含有碱金属、碱土金属、或它们的化合物而成的物质,具体而言,可使用在Alq中含有镁(Mg)的物质等。应予说明,这种情况下,可更高效地进行从阴极进行注入的电子注入。

或者,也可使用在电子注入层中混合有机化合物和电子供体(施主)而成的复合材料。对于这样的复合材料而言,通过电子供体而在有机化合物中产生电子,因此,电子注入性及电子传输性优异。这种情况下,作为有机化合物,优选为对产生的电子的传输性优异的材料,具体而言,例如可使用上述的构成电子传输层的物质(金属络合物、杂芳香族化合物等)。作为电子供体,只要是相对于有机化合物显示供电子性的物质即可。具体而言,优选碱金属、碱土金属、稀土类金属,可举出锂、铯、镁、钙、铒、镱等。另外,优选碱金属氧化物、碱土金属氧化物,可举出锂氧化物、钙氧化物、钡氧化物等。另外,还可使用氧化镁这样的路易斯碱。另外,还可使用四硫杂富瓦烯(简称:TTF)等有机化合物。

(阴极)

在阴极中,优选使用功函数小的(具体为3.8eV以下)金属、合金、导电性化合物、及它们的混合物等。作为这样的阴极材料的具体例,可举出属于元素周期表的第1族或第2族的元素、即锂(Li)、铯(Cs)等碱金属、及镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)等碱土金属、及包含它们的合金(例如,MgAg、AlLi)、铕(Eu)、镱(Yb)等稀土类金属及包含它们的合金等。

应予说明,使用碱金属、碱土金属、包含它们的合金形成阴极时,可利用真空蒸镀法、溅射法。另外,在使用银糊等时,可利用涂布法、喷墨法等。

应予说明,通过设置电子注入层,由此,与功函数的大小无关,可使用Al、Ag、ITO、石墨烯、含有硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡等各种导电性材料形成阴极。这些导电性材料可利用溅射法、喷墨法、旋涂法等进行成膜。

为了形成有机EL元件的各层,可利用真空蒸镀、溅射、等离子体、离子镀等干式成膜法、旋涂、浸渍、流涂等湿式成膜法中的任何方法。

在湿式成膜法的情况下,使用将形成各层的材料溶解或分散于乙醇、氯仿、四氢呋喃、二氧杂环己烷等适当的溶剂中而成的溶液或分散液形成薄膜。另外,对于该溶液或分散液而言,为了提高成膜性、防止膜的针孔等,可包含树脂、添加剂。作为该树脂,可举出聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚芳酯、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、纤维素等绝缘性树脂及它们的共聚物、聚-N-乙烯基咔唑、聚硅烷等光导电性树脂、聚噻吩、聚吡咯等导电性树脂。另外,作为添加剂,可举出抗氧化剂、紫外线吸收剂、增塑剂等。

各层的膜厚没有特别限制,进行选择以使得可得到良好的元件性能即可。膜厚过厚时,为了得到一定的光输出功率,需要大的施加电压,效率变差。膜厚过薄时,产生针孔等,即使施加电场,也得不到充分的发光亮度。膜厚通常为5nm~10μm,更优选为10nm~0.2μm。尤其是,发光层的膜厚没有特别限制,优选为5nm~100nm、更优选为7nm~70nm、进一步优选为10nm~50nm。另外,空穴传输层的膜厚优选为10nm~300nm。

[电子设备]

本发明的一个方式的电子设备是搭载有上述的本发明的一个方式的有机EL元件的电子设备。

作为这样的电子设备,例如,可举出有机EL面板组件等显示部件、电视机、移动电话、个人电脑等显示装置、及照明、车辆用灯具的发光装置等。

[实施例]

接下来,举出实施例及比较例进一步详细地说明本发明,但本发明不受这些实施例的记载内容的任何限制。

应予说明,通过参照以下的合成反应,使用与目标物相应的公知的代替反应、原料,由此,可合成本申请权利要求中规定的化合物。

合成例1(化合物1的合成)

[化学式90]

在氩气气氛下,于80℃对3-溴荧蒽(1.0g)、硫酸铵(706mg)、双[三(2-甲基苯基)膦]钯(5.0mg)、1-二环己基膦基-2-二叔丁基膦基乙基二茂铁(4.0mg)、叔丁醇钠(1.54g)、二氧杂环己烷(35mL)进行5小时搅拌。对得到的混合物进行硅藻土过滤,以红褐色的油状物的形式得到3-氨基荧蒽(754mg,收率99%)。

将3-氨基荧蒽(6.06g)溶解于DMF(140mL)中,在冰冷却下,滴加在DMF(50mL)中溶解的NBS(4.73g)。然后升温至室温,进行5小时搅拌。在冰冷却下,向得到的混合溶液中滴加碳酸氢钠水溶液、水,用二氯甲烷萃取。将有机层浓缩,然后用柱色谱法纯化,以褐色固体形式得到2-溴-3-氨基荧蒽(5.45g,收率66%)。

将2-溴-3-氨基荧蒽(7.94g)溶解于乙醇(270mL)中,在冰冷却下,经30分钟滴加硫酸(7.2mL)。然后,在冰冷却下,经30分钟滴加13M亚硝酸钠水溶液(44mL),在相同温度下进行30分钟搅拌。在冰冷却下,向反应混合液中投入铜(1.71g),然后滴加硫酸(15.7mL),进行1小时加热回流。用二氯甲烷萃取混合物,将有机层浓缩,然后用硅胶色谱法纯化,以红色固体形式得到中间体A(6.28g,收率83%)。进行质谱分析,结果,相对于中间体A的分子量383,m/e=383。

接下来,在氩气气氛下,添加中间体B(3.4g)、中间体A(2.34g)、三(二亚苄基(benzylidene)丙酮)二钯(0)(150mg)、四氟硼酸三叔丁基膦(190mg)、甲苯(60mL),以7小时加热回流进行搅拌。过滤析出的结晶,进行重结晶而将其纯化,以黄色固体形式得到化合物1(5.03g,99%)。进行质谱分析,结果,相对于化合物1的分子量608,m/e=608。

另外,利用时间依赖密度泛函法计算得到的化合物1的偶极矩,结果,为0.927德拜。

合成例2(化合物2的合成)

[化学式91]

合成例1中,代替中间体B,使用上述中间体C,利用相同的方法,合成化合物2。进行质谱分析,结果,相对于化合物2的分子量684,m/e=684。

合成例3(化合物3的合成)

[化学式92]

合成例1中,代替中间体B,使用上述中间体D,利用相同的方法,合成化合物3。进行质谱分析,结果,相对于化合物3的分子量658,m/e=658。

合成例4(化合物4的合成)

[化学式93]

合成例1中,代替中间体B,使用上述中间体E,利用相同的方法,合成化合物4。进行质谱分析,结果,相对于化合物4的分子量658,m/e=658。

合成例5(化合物5的合成)

[化学式94]

合成例1中,代替中间体B,使用上述中间体F,利用相同的方法,合成化合物5。进行质谱分析,结果,相对于化合物5的分子量658,m/e=658。

合成例6(化合物6的合成)

[化学式95]

合成例1中,代替中间体B,使用上述中间体G,利用相同的方法,合成化合物6。进行质谱分析,结果,相对于化合物6的分子量658,m/e=658。

合成例7(化合物7的合成)

[化学式96]

合成例1中,代替中间体B,使用上述中间体H,利用相同的方法,合成化合物7。进行质谱分析,结果,相对于化合物7的分子量608,m/e=608。

合成例8(化合物8的合成)

[化学式97]

合成例1中,代替中间体B,使用上述中间体I,利用相同的方法,合成化合物8。进行质谱分析,结果,相对于化合物8的分子量519,m/e=519。

合成例9(化合物9的合成)

[化学式98]

首先,将中间体A(3.0g)、4-氯苯基硼酸(1.84g)、四(三苯基膦)钯(0)(618mg)、碳酸钾(2.96g)、甲苯(100mL)放入到反应容器中,以8小时加热回流进行搅拌。进行硅藻土过滤,用硅胶柱色谱法纯化得到的混合物,得到中间体J(2.54g,收率76%)。进行质谱分析,结果,相对于中间体J的分子量312,m/e=312。

接下来,合成例1中,代替中间体A,使用上述中间体J,利用相同的方法,合成化合物9。进行质谱分析,结果,相对于化合物9的分子量684,m/e=684。

实施例1(有机EL元件的制作)

在异丙醇中对25mm×75mm×1.1mm的带有ITO透明电极线的玻璃基板(ジオマティック公司制)进行5分钟超声洗涤,进而,进行30分钟UV(Ultraviolet)臭氧洗涤。使ITO透明电极的厚度为130nm。

将洗涤后的带有透明电极线的玻璃基板安装于真空蒸镀装置的基板架上,首先,在形成了透明电极线的面上,以覆盖前述透明电极的方式,蒸镀下述受主材料(HA),形成膜厚5nm的受主层。在该受主层上,蒸镀下述芳香族胺化合物(HT),形成膜厚210nm的空穴传输层的膜。

接下来,在空穴传输层上,共蒸镀合成例1中得到化合物1(主体材料)和下述化合物RD-1(掺杂剂材料),形成膜厚为40nm的共蒸镀膜。化合物RD-1的浓度为2.0质量%。该共蒸镀膜作为发光层发挥功能。

而后,在该发光层上,将下述化合物(ET)(50质量%)及作为供电子性掺杂剂的Liq(50质量%)进行二元蒸镀,形成膜厚30nm的电子传输层。

接下来,在该电子传输层上,以0.1埃/min的成膜速度蒸镀Liq,形成膜厚为1nm的Liq膜,形成电子注入性电极(阴极)。

而后,在该Liq膜上蒸镀金属Al,形成膜厚为80nm的金属Al膜,形成金属Al阴极,制造有机EL元件。

(有机EL元件的评价)

利用直流电流驱动,使如上所述地制作的有机EL元件发光,测定电流密度10mA/cm2时的外部量子效率(%)及色度(x,y)。将结果示于表1。

[化学式99]

比较例1~2(有机EL元件的制作)

使用表1中记载的比较化合物1或比较化合物2作为主体材料,除此之外,与实施例1相同地操作,制作比较例1~2的各有机EL元件,测定外部量子效率。将结果示于表1。

应予说明,利用时间依赖密度泛函法计算比较化合物1的偶极矩,结果为0.571德拜。

[化学式100]

[表1]

由表1的结果可知,通过使用化合物1作为主体材料,可得到外部量子效率、以及发光效率高的有机EL元件。另一方面,在使用了在荧蒽骨架的3位进行了取代的比较化合物1的比较例1中,与实施例1的有机EL元件的情况相比,外部量子效率低。另外,在使用了不具有荧蒽骨架的比较化合物2的比较例2中,与实施例1的有机EL元件的情况相比,外部量子效率低。

得到了这样的结果的正确的原因虽不明确,但推测如下:对于在荧蒽骨架的2位进行键合的本申请发明的化合物而言,与如比较化合物1这样在荧蒽骨架的3位进行键合的化合物相比,偶极矩大,载流子的注入性提高,由此,载流子平衡被优化,从而外部量子效率(发光效率)进一步提高。

应予说明,由色度坐标的结果,可知实施例1中得到有机EL元件发出红色光。

附图标记说明

1  有机EL元件

2  基板

3  阳极

4  阴极

5  发光层

6  阳极侧有机薄膜层

7  阴极侧有机薄膜层

10 发光单元。

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