JP7551273B2 - 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子用組成物、及び有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子用組成物、及び有機エレクトロルミネッセンス素子 Download PDF

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Description

本発明は、化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子用組成物、及び有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
近年、自発光型の発光素子である有機エレクトロルミネッセンス素子(OrganicElectroLuminescence Device)を用いた表示装置および照明機器の開発が活発に行われている。有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機電界発光素子または有機EL素子という場合がある)は、発光材料を含む有機層を有している。有機EL素子の有機層内では、電子と正孔とが再結合することにより発光材料が励起され、発光材料が基底状態に戻る際に発光が生じる。
このような有機EL素子では、電流効率、発光寿命等の素子特性の向上を目的として、有機層を構成するための各種材料が開発されている。例えば、特許文献1~5には、カルバゾール化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子が開示されている。
また、有機EL素子の製造においては、有機EL素子を構成する有機膜を、蒸着法等の乾式成膜法により成膜するのが一般的である。一方、蒸着法等の乾式成膜法による成膜は、時間とコストがかかることから、このような乾式成膜法に替えて、時間とコストを抑制できる溶液塗布法(以下塗布法という)等の湿式成膜法を用いることが検討されている。
国際公開第2014/094963号 国際公開第2013/122402号 国際公開第2003/078541号 国際公開第2006/067976号 国際公開第2006/062062号
しかしながら、溶液塗布法等の湿式成膜法により有機EL素子の成膜を行う場合、蒸着で用いられる有機EL材料が塗布溶媒に対して溶解し難い場合が多く、また、溶解に問題が無かったとしても湿式法で作製された薄膜では蒸着法で作製された薄膜に比べて有機分子の凝集が起こり易い。複数の有機分子が凝集することで分子軌道が単分子状態よりも拡大されるなどして、単分子状態の時とは異なるHOMO、LUMO、S1、T1等のエネルギー準位を形成する可能性がある。そしてそれらはキャリアのトラップや発光励起子の失活などの悪影響をもたらす可能性が高い。そのため、塗布法により形成された有機EL素子では、十分な電流効率、発光寿命が得られていない。
本発明の目的は、電流効率、発光寿命に優れる有機エレクトロルミネッセンス素子を塗布法により作製することができる化合物を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、下記一般式(1)で表される化合物を提供する。
Figure 0007551273000001
L1及びL2は、それぞれ独立して、単結合、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基であり、
m及びnは、それぞれ独立して、0または1の整数であり、
A1は、下記一般式(A1-1)~(A1-6)から選ばれる置換基であり、
Figure 0007551273000002

上記一般式(A1-1)~(A1-6)において、
X11~X18は、それぞれ独立して、C(R1)または窒素原子であり、
Y11~Y15は、それぞれ独立して、C(R1)または窒素原子であり、
Z11~Z15は、それぞれ独立して、C(R1)または窒素原子であり、
E1は、C(R11)(R12)、Si(R13)(R14)、N(R15)、酸素原子または硫黄原子であり、
X11~X18、Y11~Y15、及びZ11~Z15中のR1は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30のアリールオキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアミノ基、シアノ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基であり、
E1中のR11~R14は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30のアリールオキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアミノ基、シアノ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基であり、
E1中のR15は、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30のアリールオキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアミノ基、シアノ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基であり、
Q1は、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基であり、
N11は、L1と結合する窒素原子であり、
X11~X18、Y11~Y15、Z11~Z15のいずれか1つは、L1と結合する炭素原子であり、
ただし、A1が上記一般式(A1-1)で表される置換基のとき、L1はX14と結合し、
A1が上記一般式(A1-2)で表される置換基のとき、L1はX14、Y11~Y14、Z11~Z15のいずれか1つと結合し、
A1が上記一般式(A1-3)で表される置換基のとき、L1はX14と結合し、
A1が上記一般式(A1-4)で表される置換基のとき、L1はZ11~Z15のいずれか1つと結合し、
A1が上記一般式(A1-5)で表される置換基のとき、L1はX14、X15、Qが有する水素原子以外の原子のいずれか1つと結合し、または、
A1が上記一般式(A1-6)で表される置換基のとき、L1はX14、X15、Y11~Y15、Q1が有する水素原子以外の原子のいずれか1つと結合し、
A2は、下記一般式(A2-1)~(A2-6)から選ばれる置換基であり、
Figure 0007551273000003

上記一般式(A2-1)~(A2-6)において、
X21~X28は、それぞれ独立して、C(R2)または窒素原子であり、
Y21~Y25は、それぞれ独立して、C(R2)または窒素原子であり、
Z21~Z25は、それぞれ独立して、C(R2)または窒素原子であり、
E2は、C(R21)(R22)、Si(R23)(R24)、N(R25)、酸素原子または硫黄原子であり、
X21~X28、Y21~Y25、及びZ21~Z25中のR2は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30のアリールオキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアミノ基、シアノ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基であり、
E2中のR21~R24は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30のアリールオキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアミノ基、シアノ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基であり、
E2中のR25は、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基であり、
Q2は、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基であり、
N21は、L2と結合する窒素原子であり、
X21~X28、Y21~Y25、Z21~Z25のいずれか1つは、L2と結合する炭素原子であり、
ただし、A2が上記一般式(A2-1)で表される置換基のとき、L2はX24、Y21~Y25のいずれか1つと結合し、
A2が上記一般式(A2-2)で表される置換基のとき、L2はX24、Y21~Y24、Z21~Z25のいずれか1つと結合し、
A2が上記一般式(A2-3)で表される置換基のとき、L2はX24と結合し、
A2が上記一般式(A2-4)で表される置換基のとき、L2はZ21~Z25のいずれか1つと結合し、
A2が上記一般式(A2-5)で表される置換基のとき、L2はN21、X24、X25、Q2が有する水素原子以外の原子のいずれか1つと結合し、または、
A2が上記一般式(A2-6)で表される置換基のとき、L2はN21、X24、X25、Y21~Y25、Q2が有する水素原子以外の原子のいずれか1つと結合し、
A3は、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基であり、
上記一般式(1)の化合物は、1分子内に含む飽和型窒素原子が3個以下である。
本発明の一態様によれば、電流効率、発光寿命に優れる有機エレクトロルミネッセンス素子を塗布法により作製することができる化合物を提供する。
本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子を示す模式図である。
以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態のみには限定されない。
<化合物>
本実施形態に係る化合物は、下記一般式(1)で表される化合物である。
Figure 0007551273000004
上記一般式(1)において、A1は、下記一般式(A1-1)~(A1-6)から選ばれる置換基である。
Figure 0007551273000005
上記一般式(A1-1)~(A1-6)において、X11~X18は、それぞれ独立して、C(R1)または窒素原子である。Y11~Y15は、それぞれ独立して、C(R1)または窒素原子である。Z11~Z15は、それぞれ独立して、C(R1)または窒素原子である。E1は、C(R11)(R12)、Si(R13)(R14)、N(R15)、酸素原子または硫黄原子である。
ここで「それぞれ独立して」とは、R11~R14等の各選択が同一であってもよいし、異なっていてもよいことを意味する。
X11~X18、Y11~Y15、およびZ11~Z15中のR1は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30のアリールオキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアミノ基、シアノ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基である。
本明細書において、「置換されたもしくは無置換の」とは、置換基等が、水素原子および重水素原子を除き、さらに置換基を有してもよいことを意味する。また、これらの置換基は互いに結合して環を形成してもよい。
また、本明細書において、「A~B」というときは、AとBを含むAからBまでの範囲を意味する。
R1を構成し得る炭素数1~30のアルキル基は、特に限定されないが、例えば炭素数1~30の直鎖又は分岐状のアルキル基である。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、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、tert-ペンチル基、ネオペンチル基、1,2-ジメチルプロピル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、1,3-ジメチルブチル基、1-イソプロピルプロピル基、1,2-ジメチルブチル基、n-ヘプチル基、1,4-ジメチルペンチル基、3-エチルペンチル基、2-メチル-1-イソプロピルプロピル基、1-エチル-3-メチルブチル基、n-オクチル基、2-エチルヘキシル基、3-メチル-1-イソプロピルブチル基、2-メチル-1-イソプロピル基、1-tert-ブチル-2-メチルプロピル基、n-ノニル基、3,5,5-トリメチルヘキシル基、n-デシル基、イソデシル基、n-ウンデシル基、1-メチルデシル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基、n-ペンタデシル基、n-ヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、n-オクタデシル基、n-ノナデシル基、n-エイコシル基、n-ヘンエイコシル基、n-ドコシル基、n-トリコシル基、n-テトラコシル基などが挙げられる。これらのうち、炭素数1~8の直鎖若しくは分岐状のアルキル基が好ましい。
R1を構成し得る炭素数1~30のアルコキシ基は、特に限定されないが、例えば炭素数1~30の直鎖または分岐状のアルコキシ基である。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、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基、トリデシルオキシ基、テトラデシルオキシ基、ペンタデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基、ヘプタデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、3-エチルペンチルオキシ基などが挙げられる。これらのうち、炭素数1~8の直鎖もしくは分岐状のアルコキシ基が好ましい。
R1を構成し得る炭素数6~30のアリールオキシ基は、特に限定されないが、例えば、ヘテロ原子を含んでよい炭素数6~30の単環または縮合多環アリールオキシ基である。具体的には、フェノキシ基、1-ナフチルオキシ基、2-ナフチルオキシ基、2-アズレニルオキシ基、2-フラニルオキシ基、2-チエニルオキシ基、2-インドリルオキシ基、3-インドリルオキシ基、2-ベンゾフリルオキシ基、2-ベンゾチエニルオキシ基等が挙げられる。
R1を構成し得る炭素数1~30のアミノ基は、特に限定されないが、例えば炭素数1~30の直鎖または分岐状のアルキルアミノ基である。具体的には、N-メチルアミノ基、N-エチルアミノ基、N-プロピルアミノ基、N-イソプロピルアミノ基、N-ブチルアミノ基、N-イソブチルアミノ基、N-sec-ブチルアミノ基、N-tert-ブチルアミノ基、N-ペンチルアミノ基、N-ヘキシルアミノ基等のN-アルキルアミノ基、N,N,N-ジメチルアミノ基、N-メチル-N-エチルアミノ基、N,N-ジエチルアミノ基、N,N-ジプロピルアミノ基、N,N-ジイソプロピルアミノ基、N,N-ジブチルアミノ基、N,N-ジイソブチルアミノ基、N,N-ジペンチルアミノ基、N,N-ジヘキシルアミノ基等のN,N-ジアルキルアミノ基が挙げられる。
R1を構成し得る炭素数6~30の芳香族炭化水素環基は、炭素数6~30の1つ以上の芳香族環を含む炭素環を有する炭化水素環(芳香族炭化水素環)由来の基である。また、芳香族炭化水素環基が2以上の環を含む場合、2以上の環は互いに縮合していてもよい。また、これら芳香族炭化水素環基に存在する1以上の水素原子が置換基で置換されていてもよい。
芳香族炭化水素環基を構成する芳香族炭化水素は、特に限定されないが、具体的には、ベンゼン、ペンタレン、インデン、ナフタレン、アントラセン、アズレン、ヘプタレン、アセナフタレン、フェナレン、フルオレン、フェナントレン、ビフェニル、o-ターフェニル、mーターフェニル、p-ターフェニル、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ピセン、ペリレン、ペンタフェン、ペンタセン、テトラフェン、ヘキサフェン、ヘキサセン、ルビセン、トリナフチレン、ヘプタフェン、ピラントレン等が挙げられる。
R1を構成し得る環形成原子数3~30の芳香族複素環基は、1個以上のヘテロ原子(例えば、窒素原子(N)、酸素原子(O)、リン原子(P)、硫黄原子(S))を有し、残りの環原子が炭素原子(C)である1以上の芳香族環を含む環形成原子数3~30の環(芳香族複素環)由来の基である。また、芳香族複素環基が2以上の環を含む場合、2以上の環は互いに縮合していてもよい。また、これら芳香族複素環基に存在する1以上の水素原子が置換基で置換されていてもよい。
ここで、環形成原子数とは、原子が環状に結合した構造(例えば単環、縮合環、環集合)を有する化合物において、環自体を構成する原子の数を表す。環を構成しない原子(例えば環を構成する原子の結合手を終端する水素原子)や、環が置換基によって置換される場合、該置換基に含まれる原子は環形成原子数には含まない。例えば、カルバゾリル基は、環形成原子数が13である。
芳香族複素環基を構成する芳香族複素環としては、特に限定されないが、例えば、π電子不足系芳香族複素環、π電子過剰系芳香族複素環、π電子不足系芳香族複素環とπ電子過剰系芳香族複素環とを混合したπ電子不足系-π電子過剰系混合芳香族複素環が挙げられる。
π電子不足系芳香族複素環の具体例としては、ピリジン、ピラジン、ピリダジン、ピリミジン、トリアジン、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、キナゾリン、ナフチリジン、アクリジン、フェナジン、ベンゾキノリン、ベンゾイソキノリン、フェナンスリジン、フェナントロリン、ベンゾキノン、クマリン、アントラキノン、フルオレノン等が挙げられる。
π電子過剰系芳香族複素環の具体例としては、フラン、チオフェン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ピロール、インドール、カルバゾール等が挙げられる。
π電子不足系-π電子過剰系混合芳香族複素環の具体例としては、イミダゾール、ベンズイミダゾール、ピラゾール、インダゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾイソオキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾイソチアゾール、イミダゾリノン、ベンズイミダゾリノン、イミダゾピリジン、イミダゾピリミジン、イミダゾフェナンスリジン、ベンズイミダゾフェナンスリジン、アザジベンゾフラン、アザカルバゾール、アザジベンゾチオフェン、ジアザジベンゾフラン、ジアザカルバゾール、ジアザジベンゾチオフェン、キサントン、チオキサントン等が挙げられる。
上記一般式(A1-3)または(A1-4)中のE1を構成し得るR11~R14は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30のアリールオキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアミノ基、シアノ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基である。
ここで「それぞれ独立して」とは、R11~R14等の各置換基が同一であってもよいし、異なっていてもよいことを意味する。また、R11~R14を構成し得る水素原子、重水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、シアノ基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基は、R1を構成し得る水素原子、重水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、シアノ基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基と同様の定義であるため、ここでは説明を省略する。
上記一般式(A1-3)または(A1-4)中のE1を構成し得るR15は、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基である。
ここで、R15を構成し得るアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、シアノ基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基は、R1を構成し得るアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、シアノ基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基と同様の定義であるため、説明を省略する。
一般式(1)において、L1及びL2は、それぞれ独立して、単結合、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基である。
ここで、L1、L2が単結合である場合は、一般式(1)中のトリアジン環に対して、A1、A2が直接結合することを示す。また、L1、L2を構成し得る芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基は、上述のR1を構成し得る芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基と同様の定義である。
なお、有機エレクトロルミネッセンス素子の電流効率、発光寿命を向上させる観点から、L1、L2を構成し得る芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基は、好ましくは置換されたもしくは無置換の炭素数6~18の芳香族炭化水素環基、置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~18の芳香族複素環基であり、より好ましくは置換されたもしくは無置換の炭素数6~13の芳香族炭化水素環基(例えば、フルオレン等)、置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~13の芳香族複素環基(例えば、ジベンゾフラン等)であり、さらに好ましくは置換されたもしくは無置換の炭素数6~10(例えば、ベンゼン環、ナフタレン環)、置換されたもしくは無置換のピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、キノキサリン環、キナゾリン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環からなる基である。
m及びnは、それぞれ独立して、0または1の整数である。「それぞれ独立して」とは、m、nが同一であってもよいし、異なっていてもよいことを意味する。なお、m、nが0の場合は、一般式(1)中のトリアジン環に対して、A1、A2が直接結合することを示す。
上記一般式(A1-5)及び(A1-6)中のQ1は、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基である。なお、Q1を構成し得る芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基は、上述のA1においてR1を構成し得る芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基と同様の定義であるため、説明を省略する。
また、A1において、X11~X18、Y11~Y15、及びZ11~Z15のいずれか1つは、L1と結合する炭素原子である。すなわち、A1は、X11~X18、Y11~Y15、Z11~Z15のいずれか1つの炭素原子を介して、L1に結合している。
ただし、A1が上記一般式(A1-1)で表される置換基のとき、L1はX14と結合する。すなわち、上記一般式(1)において、上記一般式(A1-1)で表される置換基は、X14を介してL1に結合する。
また、A1が上記一般式(A1-2)で表される置換基のとき、L1はX14、Y11~Y14、Z11~Z15のいずれか1つと結合する。すなわち、上記一般式(1)において、上記一般式(A1-2)で表される置換基は、X14、Y11~Y14、Z11~Z15のいずれか1つを介してL1に結合する。
また、A1が上記一般式(A1-3)で表される置換基のとき、L1はX14と結合する。すなわち、上記一般式(1)において、上記一般式(A1-3)で表される置換基は、X14を介してL1に結合する。
また、A1が上記一般式(A1-4)で表される置換基のとき、L1はZ11~Z15のいずれか1つと結合する。すなわち、上記一般式(1)において、上記一般式(A1-4)で表される置換基は、Z11~Z15のいずれか1つを介してL1に結合する。
また、A1が上記一般式(A1-5)で表される置換基のとき、L1はX14、X15、Q1が有する水素原子以外の原子のいずれか1つと結合する。すなわち、上記一般式(1)において、上記一般式(A1-5)で表される置換基は、X14、X15、Q1が有する水素原子以外の原子のいずれか1つを介してL1に結合する。
また、A1が上記一般式(A1-6)で表される置換基のとき、L1はX14、X15、Y11~Y15、Q1が有する水素原子以外の原子のいずれか1つと結合する。すなわち、上記一般式(1)において、上記一般式(A1-6)で表される置換基は、X14、X15、Y11~Y15、Q1が有する水素原子以外の原子のいずれか1つを介してL1に結合する。
このようにA1の結合位置を限定することで、後述する、LUMO領域に対する、A1を含む平面(後述のA1平面)の二面角を大きな角度にすることができる。
なお、本実施形態に係る化合物の光化学的安定性を向上させる観点から、A1が、上記一般式(A1-1)、(A1-2)または(A1-6)で表される置換基の場合、L1がY12またはY13と結合するのが好ましい。また、L1がY12またはY13以外と結合する場合は、Y12、Y13のいずれか1つがC(R1)であって、該R1が置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基であることが好ましい。
また、上記一般式(1)において、A2は、下記一般式(A2-1)~(A2-6)から選ばれる置換基である。
Figure 0007551273000006
上記一般式(A2-1)~(A2-6)において、X21~X28は、それぞれ独立して、C(R2)または窒素原子である。Y21~Y25は、それぞれ独立して、C(R2)または窒素原子である。Z21~Z25は、それぞれ独立して、C(R2)または窒素原子である。E2は、C(R21)(R22)、Si(R23)(R24)、N(R25)、酸素原子または硫黄原子である。
X21~X28、Y21~Y25、およびZ21~Z25中のR2は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30のアリールオキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアミノ基、シアノ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基である。
ここで、R2を構成し得る水素原子、重水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、シアノ基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基は、上述のA1においてR1を構成し得る水素原子、重水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、シアノ基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基と同様の定義であるため、ここでは説明を省略する。
上記一般式(A2-3)及び(A2-4)中のE2を構成し得るR21~R24は、それぞれ独立して、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30のアリールオキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアミノ基、シアノ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基である。
ここで、R21~R24を構成し得る水素原子、重水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、シアノ基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基は、上述のA1においてR1を構成し得る水素原子、重水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、シアノ基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基と同様の定義であるため、ここでは説明を省略する。
上記一般式(A2-3)及び(A2-4)中のE2を構成し得るR25は、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基である。なお、R25を構成し得る芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基は、上述のA1においてR1を構成し得る芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基と同様の定義であるため、説明を省略する。
上記一般式(A2-5)及び(A2-6)中のQ2は、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基である。なお、Q2を構成し得る芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基は、上述のA1においてR1を構成し得る芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基と同様の定義であるため、説明を省略する。
上記一般式(A2-5)中のN21は、L2と結合する窒素原子である。すなわち、(A2
-5)は、N21を構成する窒素原子を介して、L2に結合する。
また、上記一般式(A2-1)~(A2-4)及び(A2-6)中のX21~X28、Y21~Y25、Z21~Z25のいずれか1つは、L2と結合する炭素原子である。すなわち、(A2-1)~(A2-4)及び(A2-6)は、X21~X28、Y21~Y25、Z21~Z25のいずれか1つの炭素原子を介して、L2に結合する。
ただし、A2が上記一般式(A2-1)で表される置換基のとき、L2はX24、Y21~Y25のいずれか1つと結合する。すなわち、上記一般式(1)において、上記一般式(A2-1)で表される置換基は、X24、Y21~Y25のいずれか1つを介してL2に結合する。
また、A2が上記一般式(A2-2)で表される置換基のとき、L2はX24、Y21~Y24、Z21~Z25のいずれか1つと結合する。すなわち、上記一般式(1)において、上記一般式(A2-2)で表される置換基は、X24、Y21~Y24、Z21~Z25のいずれか1つを介してL2に結合する。
また、A2が上記一般式(A2-3)で表される置換基のとき、L2はX24と結合する。すなわち、上記一般式(1)において、上記一般式(A2-3)で表される置換基は、X24を介してL2に結合する。
また、A2が上記一般式(A2-4)で表される置換基のとき、L2はZ21~Z25のいずれか1つと結合する。すなわち、上記一般式(1)において、上記一般式(A2-4)で表される置換基は、Z21~Z25のいずれか1つを介してL2に結合する。
また、A2が上記一般式(A2-6)で表される置換基のとき、L2はX24、X25、Y21~Y25、Q2が有する水素原子以外の原子のいずれか1つと結合する。すなわち、上記一般式(1)において、上記一般式(A2-6)で表される置換基は、X24、X25、Y21~Y25、Q2が有する水素原子以外の原子のいずれか1つを介してL2に結合する。
このようにA2の結合位置を限定することで、後述する、LUMO領域に対する、A2を含む平面(後述のA2平面)の二面角を大きな角度にすることができる。
なお、本実施形態に係る化合物の光化学的安定性を向上させる観点から、A2が、上記一般式(A2-1)、(A2-2)または(A2-6)で表される置換基の場合、L2がY22またはY23と結合するのが好ましい。また、L2がY22またはY23以外と結合する場合は、Y22、Y23のいずれか1つがC(R2)であって、該R2が置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基であることが好ましい。
上記一般式(1)中のA3は、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基である。上記一般式(1)中で、A3は、トリアジン環に直接結合している。なお、A3を構成し得る芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基は、上述のA1においてR1を構成し得る芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基と同様の定義であるため、説明を省略する。
一般式(1)の化合物は、1分子内に含む飽和型窒素原子が3個以下である。ここで「1分子内に含む飽和型窒素原子が3個以下」とは、一般式(1)の化合物中に、A1、L1、A2、L2、及びA3にそれぞれ結合する置換基を含めて4個以上の飽和型窒素原子を含まないことを意味する。本実施形態では、一般式(1)の化合物中に、一般式(A1-1)~(A1-6)、L1、(A2-1)~(A2-6)、L2、A3およびそれらに結合する置換基を含めて、飽和型窒素原子を4個以上含まない。このことにより、A1平面に分布するHOMOの、分子量全体に占める分子量比率(以下、HOMO分子量比率ということがある)を減少させることができ、正孔輸送性を抑制して相対的にLUMO領域に由来する電子輸送性を強調することができる。
上記一般式(A1-1)、(A1-2)および(A1-6)において、Y13がC(R1)であり、且つ該R1が、飽和型窒素原子を含まない、ならびに/または、上記一般式(A2-1)、(A2-2)および(A2-6)において、Y23がC(R2)であり、且つ該R2が、飽和型窒素原子を含まないことが好ましい。これはY13およびY23が、上記一般式(A1-1)、一般式(A1-2)、一般式(A1-6)、一般式(A2-1)、一般式(A2-2)および一般式(A2-6)中のN原子に対してπ共役効果が高いパラ位であるために、該R1または該R2が飽和型窒素原子を含まない態様とすることで、共役効果による正孔輸送性が高いHOMO部分構造形成を抑制することができ、電子輸送性を高くできるためである。
上述の一般式(1)で示される化合物では、トリアジン環およびその周辺部分(近傍部分)を含む領域にLUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital、最低空軌道)が分布する。本明細書では、このようなLUMOが分布する領域を、以下「トリアジン環を含むLUMO領域」または「LUMO領域」という。また、LUMO領域の一部を構成するトリアジン環の周辺部分(近傍部分)には、トリアジン環を含む平面(以下トリアジン環平面という)に結合するL1、L2を含む平面(以下、それぞれL1、L2平面という)の全部または一部が含まれる。なお、トリアジン環の周辺部分(近傍部分)は、トリアジン環平面に対して、同一平面である場合とねじれている場合とを含む。
本実施形態の化合物では、このLUMO領域に対して、A1を含む平面(以下、A1平面という)の二面角およびA2を含む平面(以下、A2平面という)の二面角が、いずれも大きな角度を有することができる。なお、二面角は、LUMO領域のうちA1、A2が結合する近傍部分を含む平面と、A1平面、A2平面のうちLUMO領域と結合する近傍部分の一部平面との間の角度である。
具体的には、一般式(1)で表される本実施形態の化合物において、LUMO領域と結合する置換基A1は、後述する回転障壁エネルギーの測定方法によるシミュレーションによる最安定構造での二面角が大きく(例えば50°以上)且つ、室温(298K)の熱エネルギーである25meVで到達し得る二面角最小値が大きい(例えば40°以上)部分構造を有する。また、LUMO領域と結合する置換基A2は、上記同一のシミュレーションによる最安定構造での二面角が大きい(例えば、30°以上)且つ、室温(298K)の熱エネルギーである25meVで到達し得る二面角最小値が大きい(例えば、20°以上)部分構造を有する。
これにより、トリアジン環を含むLUMO領域に対する同種分子または異種分子の相互作用を抑制することができる。そのため、塗布法により作製した有機エレクトロルミネッセンス素子の性能(例えば電子輸送性)を向上させることができる。その結果、電流効率、発光寿命に優れる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
本実施形態の化合物では、一般式(1)中のトリアジン環に結合するA1またはL1、A2またはL2、A3のうち、少なくとも2つは、該トリアジン環と結合する炭素原子に隣接する2つの原子が、水素原子または重水素原子以外の置換基を有さない炭素原子又は窒素原子である環構造を有する基であることが好ましい。
すなわち、A1またはL1、A2またはL2、及びA3のうち、2つ以上の置換基は、直接結合するトリアジン環に対するオルト位に、トリアジン環に対して立体障害となる置換基が結合されていない。これにより、トリアジン環に直接結合する置換基の2つ以上が15°以下の小さな二面角で結合し、LUMOがトリアジン環からそれら置換基の2方向以上に拡張されて分布される。そのため、該化合物の電子輸送性および安定性をさらに高めることができる。
本実施形態に係る化合物は、上記一般式(A1-1)、一般式(A1-2)および一般式(A1-6)において、Y12およびY13のうち、いずれか1つが、C(R1)であり、且つ該R1が、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基であるのが好ましい。ここで、該R1が芳香族複素環基である場合、該芳香族複素環基は、π電子不足系芳香族複素環基であるのがより好ましい。
また、π電子不足系芳香族複素環基は、下記一般式(3-1)、(3-2)、(3-3)に示す不飽和ヘテロ原子を有する芳香族複素環に由来する基である。π電子不足系芳香族複素環基を構成するπ電子不足系芳香族複素環としては、例えば、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、キノリン、キノキサリン、キナゾリン、ナフチリジン、フェナントリジン、アクリジン、キノン、アントラキノン、キサントン、チオキサントン、クマリン、6H-ベンゾ[c]クロメン-6-オン(6H-benzo[c]chromen-6-one)、フルオレノン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、ピラゾール、インダゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾイソオキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾイソチアゾール、ホスホール、ジベンゾホスホール、ジベンゾチオフェン5,5-ジオキサイド等が挙げられる。
Figure 0007551273000007

(式中のR'は炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子またはリン原子を表す。)
Figure 0007551273000008

(式中のR'は炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子またはリン原子を表す。)
なお、上記一般式(2-3)、(3-2)、(4)に示す飽和ヘテロ原子を有する芳香族複素環(π電子過剰系芳香族)を構成するπ電子過剰系芳香族複素環としては、例えば、ピロール、インドール、カルバゾール、フラン、ベンゾフラン、ジベンゾフラン、チオフェン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン等が挙げられる。
上記一般式(1)で示される化合物では、トリアジン環を含むLUMO領域に対して、カルバゾール環を有するA1平面にはHOMO(Highest Occupied Molecular Orbital、最高被占軌道)が分布する。一方、上述の一般式(A1-1)、一般式(A1-2)および一般式(A1-6)で示される置換基を有する化合物では、Y12およびY13のいずれか1つが、C(R1)であり、且つ該R1が、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30のπ電子不足系芳香族複素環基であるのが好ましい。
このような態様とすることで、化合物としての光化学的安定性を高めることができる。さらに、このような態様とすることで、上記一般式(1)の化合物において、A1平面に分布するHOMOの、分子量全体に占める分子量比率(以下、HOMO分子量比率ということがある)を減少させることができる。このため、正孔輸送性を抑制してLUMO領域に由来する電子輸送性を強調することができる。
また、一般式(A1-1)、一般式(A1-2)および一般式(A1-6)で示される置換基において、Y12およびY13のうち、いずれか1つが、C(R1)であり、且つ該R1が、π電子不足系芳香族複素環基の場合は、LUMO領域が占める分子量比率を確実に高くすることができ、該化合物の電子輸送性を高めることができる。
本実施形態に係る化合物は、上記一般式(A2-1)、一般式(A2-2)および一般式(A2-6)において、Y22およびY23のうち、いずれか1つが、C(R2)であり、且つ該R2が、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30の芳香族複素環基であるのが好ましい。ここで、該R2が芳香族複素環基である場合、該芳香族複素環基は、π電子不足系芳香族複素環基であるのがより好ましい。
上記一般式(1)で示される化合物では、トリアジン環を含むLUMO領域に対して、カルバゾール環を有するA2平面にHOMOが分布する。一方、上述の一般式(1)で示される化合物では、上述の一般式(A2-1)、一般式(A2-2)および一般式(A2-6)で示される置換基を有する化合物では、Y22およびY23のうち、いずれか1つが、C(R2)であり、且つ該R2が、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数3~30のπ電子不足系芳香族複素環基であるのが好ましい。
このような態様とすることで、化合物としての光化学的安定性を高めることができる。さらに、このような態様とすることで、上記一般式(1)の化合物において、A2平面に分布するHOMOの、分子量全体に占める分子量比率(以下、HOMO分子量比率ということがある)を減少させることができ、正孔輸送性を抑制して相対的にLUMO領域に由来する電子輸送性を強調することができる。
また、一般式(A2-1)、一般式(A2-2)および一般式(A2-6)で示される置換基において、Y22およびY23のうち、いずれか1つが、C(R2)であり、且つ該R2が、π電子不足系芳香族複素環基の場合は、LUMO領域が占める分子量比率を確実に高くすることができ、該化合物の電子輸送性を高めることができる。
また、上記一般式(1)で示される化合物では、トリアジン環に結合する3つの置換基がそれぞれ互いに異なる構造であることがより好ましい。このような態様とすることで、結晶性を低下させることができ、化合物の溶解性を高めることができる。
以下、本発明の一般式(1)の具体化合物を例示するが、本発明はこれら具体例に限定されるものではない。なお、以下例示化合物図において、トリアジンに対する左側置換基がA1およびL1を含む置換に対応し、右側置換基がA2およびL2を含む置換に対応し、上側置換基がA3に対応する。
Figure 0007551273000009
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上記一般式(1-1)~(1-63)に例示される本実施形態の化合物によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子を塗布法により作製した場合でも、電子輸送性を高めて、電流効率および発光寿命を向上させることができる。
<有機エレクトロルミネッセンス素子用材料>
本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料(以下、有機EL素子用材料という)は、上述の一般式(1)で表される化合物を含んでいる。一般式(1)で表される化合物は、上述のように分子の凝集が抑制され(溶媒への高い溶解性を示す)ことで、湿式の塗布法により容易に成膜(薄膜化)できる。また、該化合物は、高い電子輸送性を有している。したがって、該化合物を含む有機EL素子用材料は、例えば、電子輸送層、電子注入層および発光層の材料として使用可能である。
これにより、一般式(1)で表される化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子は、湿式の塗布法により作製した場合でも、電流効率および発光寿命を向上させることができる。そのため、一般式(1)で表される化合物は、有機EL素子用材料として使用することができる。
すなわち、本実施形態は、一般式(1)で表される化合物を含む有機EL素子用材料を提供することができる。したがって、一般式(1)で表される化合物を含む有機EL素子用材料によっても、電流効率、発光寿命に優れる有機エレクトロルミネッセンス素子を塗布法により作製することができる。なお、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子材料は、本発明に係るエレクトロルミネッセンス素子用材料の一例である。
<有機エレクトロルミネッセンス素子用組成物>
本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用組成物(以下、有機EL素子用組成物という)は、例えば、有機EL素子の各層を溶液塗布法により形成するために用いられる。
本実施形態に係る有機EL素子用組成物は、一般式(1)で表される化合物と、溶媒とを含む。このような有機EL素子用組成物は、上述した有機EL素子用材料と溶媒とを含んで構成することができる。
溶媒としては、特に限定されないが、上述した有機EL素子用材料を溶解可能であることが好ましい。すなわち、有機EL素子用組成物は、溶液組成物であることが好ましい。なお、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子用組成物は、本発明に係るエレクトロルミネッセンス素子用組成物の一例である。
有機EL素子用組成物に含まれる溶媒は、特に限定されないが、例えば、トルエン(toluene)、キシレン(xylene)、エチルベンゼン(ethylbenzene)、ジエチルベンゼン(diethylbenzene)、メチシレン(mesitylene)、プロピルベンゼン(propylbenzene)、シクロヘキシルベンゼン(cyclohexylbenzene)、ジメトキシベンゼン(dimethoxybenzene)、アニソール(anisole)、エトキシトルエン(ethoxy toluene)、フェノキシトルエン(phenoxytoluene)、イソプロピルビフェニル(isopropylbiphenyl)、ジメチルアニソール(dimethylanisole)、酢酸フェニル(phenyl acetate)、プロピオン酸フェニル(phenyl propionic acid)、安息香酸メチル(methyl benzoate)、安息香酸エチル(ethyl benzoate)等が挙げられる。
有機EL素子用組成物中における有機EL素子用材料の濃度は、特に限定されず、用途に応じて適宜調整可能である。ただし、塗布容易性等の観点から、このような有機EL素子用材料の濃度は、一般式(1)で表される化合物の濃度が、好ましくは0.1質量%以上10質量%以下、より好ましくは0.5質量%~5質量%となるように調整される。
<有機エレクトロルミネッセンス素子>
以下、図1を参照して、本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子について、詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子を示す模式図である。なお、本明細書において、「有機エレクトロルミネッセンス素子」は「有機EL素子」と省略する場合がある。
図1に示すように、本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)100は、基板110と、基板110上に配置された第1電極120と、第1電極120上に配置された正孔注入層130と、正孔注入層130上に配置された正孔輸送層140と、正孔輸送層140上に配置された発光層150と、発光層150上に配置された電子輸送層160と、電子輸送層160上に配置された電子注入層170と、電子注入層170上に配置された第2電極180とを備える。
ここで、本実施形態の一般式(1)で表される化合物は、例えば、第1電極120と第2電極180との間に配置されたいずれかの有機層中に含まれる。具体的には、一般式(1)で表される化合物は、発光層材料(ホスト)として発光層150、電子輸送材料として電子輸送層160、または電子注入層として電子注入層170に含まれることが好ましく、発光層材料(ホスト)として発光層150または電子輸送材料として電子輸送層160に含まれることがより好ましく、発光層材料(ホスト)として発光層150に含まれることが特に好ましい。
また、本実施形態の一般式(1)で表される化合物を含む有機層は、塗布法によって形成される。具体的には、一般式(1)で表される化合物を含む有機層は、スピンコート(spin coat)法、キャスティング(casting)法、マイクログラビアコート(micro gravure coat)法、グラビアコート(gravure coat)法、バーコート(bar coat)法、ロールコート(roll coat)法、ワイアーバーコート(wire bar coat)法、ディップコート(dip coat)法、スプレーコート(spry coat)法、スクリーン(screen)印刷法、フレキソ(flexographic)印刷法、オフセット(offset)印刷法、インクジェット(ink jet)印刷法等の溶液塗布法を用いて成膜することができる。
溶液塗布法に使用する溶媒は、一般式(1)で表される化合物を溶解することができるものであれば、どのような溶媒でも使用することができる。このような溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、メチシレン、プロピルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、ジメトキシベンゼン、アニソール、エトキシトルエン、フェノキシトルエン、イソプロピルビフェニル、ジメチルアニソール、酢酸フェニル、プロピオン酸フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル等が挙げられる。また、溶媒の使用量は、特に制限されないが、塗布容易性等の観点から、一般式(1)で表される化合物の濃度が、好ましくは0.1質量%~10質量%、より好ましくは0.5質量%~5質量%である。
なお、一般式(1)で表される化合物を含む有機層以外の層の成膜方法については、特に限定されない。このような有機層以外の層は、例えば、真空蒸着法にて成膜されてもよく、溶液塗布法にて成膜されてもよい。
基板110は、一般的な有機EL素子で使用される基板を使用することができる。例えば、基板110は、ガラス(glass)基板、シリコン(silicon)基板などの半導体基板、またはプラスチック(plastic)基板等であってもよい。
基板110上には、第1電極120が形成される。第1電極120は、具体的には、陽極であり、金属、合金、または導電性化合物等のうち仕事関数(物質内にある電子を一個外へ取り出すのに必要な最小エネルギー)が大きいものによって形成される。例えば、第1電極120は、透明性および導電性に優れる酸化インジウムスズ(In2O3-SnO2:ITO)、酸化インジウム亜鉛(In2O3-ZnO)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)等によって透過型電極として形成されてもよい。また、第1電極120は、上記透明導電膜に対して、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)などを積層することによって反射型電極として形成されてもよい。
第1電極120上には、正孔注入層130が形成される。正孔注入層130は、第1電極120からの正孔の注入を容易にする層であり、具体的には、約10nm~約1000nm、より具体的には、約10nm~約100nmの厚さで形成されてもよい。
正孔注入層130は、公知の正孔注入材料で形成することができる。正孔注入層130を形成する公知の正孔注入材料としては、例えば、トリフェニルアミン含有ポリエーテルケトン(poly(ether ketone)-containg triphenylamine:TPAPEK)、4-イソプロピル-4'-メチルジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラート(4-isopropyl-4'-methyldiphenyliodonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate:PPBI)、N,N'-ジフェニル-N,N'-ビス-[4-(フェニル-m-トリル-アミノ)-フェニル]-ビフェニル-4,4'-ジアミン(N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine:DNTPD)、銅フタロシアニン(copper phthalocyanine)、4,4',4"-トリス(3-メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine:m-MTDATA)、N,N'-ジ(1-ナフチル)-N,N'-ジフェニルベンジジン(N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine:NPB)、4,4',4"-トリス(ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(4,4',4"-tris(diphenylamino)triphenylamine:TDATA)、4,4',4"-トリス(N,N-2-ナフチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(4,4',4"-tris(N,N-2-naphthylphenylamino)triphenylamine:2-TNATA)、ポリアニリン/ドデシルベンゼンスルホン酸(polyaniline/dodecylbenzenesulphonic acid)、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(4-スチレンスルホネート)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/poly(4-styrenesulfonate):PEDOT/PSS)、およびポリアニリン/10-カンファースルホン酸(polyaniline/10-camphorsulfonic acid)等を挙げることができる。
正孔注入層130上には、正孔輸送層140が形成される。正孔輸送層140は、正孔を輸送する機能を備えた層であり、例えば、約10nm~150nmの厚さで形成されてもよい。また、正孔輸送層140は、公知の正孔輸送材料で形成されてもよい。
公知の正孔輸送材料としては、例えば、1,1-ビス[(ジ-4-トリルアミノ)フェニル]シクロヘキサン(1,1-bis[(di-4-tolylamino)phenyl]cyclohexane:TAPC)、N-フェニルカルバゾール(N-phenylcarbazole)およびポリビニルカルバゾール(polyvinylcarbazole)などのカルバゾール(carbazole)誘導体、N,N'-ビス(3-メチルフェニル)-N,N'-ジフェニル-[1,1-ビフェニル]-4,4'-ジアミン(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine:TPD)、4,4',4"-トリス(N-カルバゾリル)トリフェニルアミン(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine:TCTA)、ならびにN,N'-ジ(1-ナフチル)-N,N'-ジフェニルベンジジン(N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine:NPB)等を挙げることができる。
正孔輸送層140上には、発光層150が形成される。発光層150は、蛍光、りん光等によって光を発する層である。発光層150は、例えば、約10nm~約60nmの厚さで形成されてもよい。発光層150の発光材料としては、公知の発光材料を用いることができる。ただし、発光層150に含まれる発光材料は、三重項励起子からの発光(すなわち、りん光発光)が可能な発光材料であることが好ましい。このような場合、有機EL素子100の電流効率および発光寿命をさらに向上させることができる。
また、発光層150は、本実施形態に係る有機EL素子用材料を用いて溶液塗布法によって成膜することができる。また、本実施形態では、このような溶液塗布法により、有機EL素子100の電流効率および発光寿命を向上させることが可能な一般式(1)で表される化合物を含む発光層150を効率的に大面積にて成膜することができる。
ただし、有機EL素子100のいずれかの他の有機層が本実施形態に係る一般式(1)で表される化合物を含む場合、発光層150は、公知の材料によって構成されてもよい。
発光層150は、ホスト材料として、例えば、トリス(8-キノリノラト)アルミニウム(tris(8-quinolinato)aluminium:Alq3)、4,4'-ビス(カルバゾール-9-イル)ビフェニル(4,4'-bis(carbazol-9-yl)biphenyl:CBP)、ポリ(n-ビニルカルバゾール)(poly(n-vinyl carbazole):PVK)、9,10-ジ(ナフタレン-2-イル)アントラセン(9,10-di(naphthalene)anthracene:ADN)、4,4',4"-トリス(N-カルバゾリル)トリフェニルアミン(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine:TCTA)、1,3,5-トリス(N-フェニルベンズイミダゾール-2-イル)ベンゼン(1,3,5-tris(N-phenyl-benzimidazol-2-yl)benzene:TPBI)、3-tert-ブチル-9,10-ジ(ナフト-2-イル)アントラセン(3-tert-butyl-9,10-di(naphth-2-yl)anthracene:TBADN)、ジスチリルアリーレン(distyrylarylene:DSA)、4,4'-ビス(9-カルバゾール)-2,2'-ジメチル-ビフェニル(4,4'-bis(9-carbazole)2,2'-dimethyl-bipheny:dmCBP)などを含んでもよい。
また、発光層150は、ドーパント材料として、例えば、ペリレン(perylene)およびその誘導体、ルブレン(rubrene)およびその誘導体、クマリン(coumarin)およびその誘導体、4-ジシアノメチレン-2-(p-ジメチルアミノスチリル)-6-メチル-4H-ピラン(4-dicyanomethylene-2-(pdimethylaminostyryl)-6-methyl-4H-pyran:DCM)およびその誘導体、ビス[2-(4,6-ジフルオロフェニル)ピリジネート]ピコリネートイリジウム(III)(bis[2-(4,6-difluorophenyl)pyridinate]picolinate iridium(III):FIrpic)、ビス(1-フェニルイソキノリン)(アセチルアセトネート)イリジウム(III)(bis(1-phenylisoquinoline)(acetylacetonate)iridium(III):Ir(piq)2(acac))、トリス(2-フェニルピリジン)イリジウム(III)(tris(2-phenylpyridine)iridium(III):Ir(ppy)3)、トリス(2-(3-p-キシイル)フェニル)ピリジン イリジウム(III)などイリジウム(Ir)錯体、オスミウム(Os)錯体、白金錯体などを含んでもよい。
また、発光層150は、発光材料として量子ドットなどのナノ粒子を含んでよい。量子ドットは、I-VI族系列の半導体、III-V族系列の半導体またはIV-IV族系列の半導体で構成されるナノ粒子である。上記半導体の例として、CdS、CdSe、CdTe、ZnSe、ZnS、PbS、PbSe、HgS、HgSe、HgTe、CdHgTe、CdSeXTe1-X、GaAs、InAsおよびInPなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、ナノ粒子の直径は、特に限定されないが、例えば、1~20nmであることができる。また、量子ドット等のナノ粒子は、単一コア構造を有していてもよいし、コアの表面上にシェルが被覆された、いわゆるコア/シェル構造を有していてもよい。
発光層150上には、電子輸送層160が形成される。電子輸送層160は、電子を輸送する機能を備えた層である。電子輸送層160は、例えば、約15nm~約50nmの厚さで形成されてもよい。
電子輸送層160は、公知の電子輸送材料にて形成されてもよい。公知の電子輸送材料としては、例えば、トリス(8-キノリノラト)アルミニウム(tris(8-quinolinato)aluminium:Alq3)、および含窒素芳香環を有する化合物等を挙げることができる。含窒素芳香環を有する化合物の具体例としては、例えば、1,3,5-トリ[(3-ピリジル)-フェン-3-イル]ベンゼン(1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene)のようなピリジン(pyridine)環を含む化合物、2,4,6-トリス(3'-(ピリジン-3-イル)ビフェニル-3-イル)-1,3,5-トリアジン(2,4,6-tris(3'-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl)-1,3,5-triazine)のようなトリアジン(triazine)環を含む化合物、2-(4-(N-フェニルベンゾイミダゾリル-1-イル-フェニル)-9,10-ジナフチルアントラセン(2-(4-(N-phenylbenzoimidazolyl-1-yl-phenyl)-9,10-dinaphthylanthracene)のようなイミダゾール(imidazole)環を含む化合物等を挙げることができる。
電子輸送層160上には、電子注入層170が形成される。電子注入層170は、第2電極180からの電子の注入を容易にする機能を備えた層である。電子注入層170は、0.3nm~20nmの厚さで形成されてもよい。電子注入層170は、特に限定されず、電子注入層170を形成する材料として公知の材料を使用することができる。例えば、電子注入層170は、(8-キノリノラト)リチウム((8-quinolinato)lithium:Liq)およびフッ化リチウム(LiF)等のリチウム(lithium)化合物、塩化ナトリウム(NaCl)、フッ化セシウム(CsF)、酸化リチウム(Li2O)、または酸化バリウム(BaO)等で形成されてもよい。
電子注入層170上には、第2電極180が形成される。第2電極180は、具体的には、陰極であり、金属、合金、または導電性化合物等のうち仕事関数が小さいものによって形成される。例えば、第2電極180は、リチウム(Li)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、カルシウム(Ca)等の金属、またはアルミニウム-リチウム(Al-Li)、マグネシウム-インジウム(Mg-In)、マグネシウム-銀(Mg-Ag)等の合金で反射型電極として形成されてもよい。また、第2電極180は、上記金属材料の20nm以下の薄膜、酸化インジウムスズ(In2O3-SnO2)および酸化インジウム亜鉛(In2O3-ZnO)などの透明導電膜によって透過型電極として形成されてもよい。
本実施形態に係る有機EL素子100は、一般式(1)で表される化合物を含む有機層を有することにより、電流効率、発光寿命に優れる有機エレクトロルミネッセンス素子を塗布法により作製することができる。なお、本実施形態に係る有機EL素子100は、本発明に係るエレクトロルミネッセンス素子の一例である。
なお、本実施形態に係る有機EL素子100の積層構造は、上記の例示に限定されない。本実施形態に係る有機EL素子100は、他の公知の積層構造にて形成されてもよい。例えば、有機EL素子100は、正孔注入層130、正孔輸送層140、電子輸送層160および電子注入層170のうちの1層以上が省略されてもよく、また、追加で他の層を備えていてもよい。また、有機EL素子100の各層は、それぞれ単層で形成されてもよく、複数層で形成されてもよい。
例えば、有機EL素子100は、励起子または正孔が電子輸送層160に拡散することを防止するために、発光層150と電子輸送層160との間に正孔阻止層をさらに備えていてもよい。なお、正孔阻止層は、例えば、オキサジアゾール(oxadiazole)誘導体、トリアゾール(triazole)誘導体、または、フェナントロリン(phenanthroline)誘導体等によって形成することができる。
以下、本発明について、さらに詳細な実施例に基づいて説明する。なお、本発明は、これら実施例に限定されない。以下において、「%」は、特に断りのない限り重量基準である。また、試験および評価は、下記に従った。
<二面角の解析>
化合物の二面角を解析する。まず、下記一般式(5)において、単結合がA―Bで表され、LUMOが分布する部分構造が結合して点X―A―Bを含む平面を形成する。一方、置換基は点A―BーYを含む平面を形成する。そして、この2つの平面(点X―A―Bを含む平面と点A―BーYを含む平面)の間の角度を二面角と定義する。本実施形態では、式(1)におけるトリアジン環平面とA1平面の間の角度を二面角Iとし、トリアジン環とA2平面の間の角度を二面角IIとする。なお、実際の化合物は、公知の方法(例えば、二面角部分の元素が同位体元素で標識された化合物等を用いた固体NMR分析等)により確認できる。
Figure 0007551273000034
上記二面角は、量子計算ソフトウェア(Gaussian 09、Revision D.01)を使用して計算した。具体的には、まず1段階目に、分子描画ソフトウェア(Marvin sketch17.5.0、ChemAxon社製)を用いて分子構造を描画してコンフォメーション(Conformation)計算を行い、エネルギー最小値のコンフォメーション構造を初期構造として用いる。
2段階目に、1段階目で得た初期構造から、量子化学計算プログラム(Gaussian 09、Revision D.01、Gaussian社)を用いて二面角を計算する。このとき、現実の分子構造に対するシミュレーションの精度を高めるため、分子構造の最適化を行う。具体的には、一般式(5)におけるW-X-A-B、A-B-Y-Zのそれぞれの二面角は初期構造から変化しないように制限する指定を行い、それ以外の部分を可動と設定して、キーワードとしてB3LYP/6-31G*を用いて、分子構造の最適化を行う。
そして、3段階目に、最適化された分子構造を用い、キーワードとしてB3LYP/6-31+G**を用いて、エネルギー計算(分子が有する全エネルギー値、分子軌道エネルギー準位等)と分子軌道分布を計算した。この計算結果からLUMOの分布を知ることができ、化合物ごとにX-A-B-Yにあたる部位を選択し、狭角側の二面角の絶対値を読み取った。この最適化構造における二面角をDA0と表記して、結果を表Xに示す。
<回転障壁エネルギーの計算>
前述の二面角の解析において用いた方法の2段階目で得られた最適化構造を初期構造として用いて、二面角の回転障壁エネルギーを計算した。回転障壁エネルギーの計算では、まず、一般式(5)におけるW-X-A-B、A-B-Y-Zそれぞれの二面角が初期構造から変化しないように制限する指定を行い、それ以外の部分を可動と設定して、対象とする部分の二面角を1ステップあたり5°ずつ変化させる。このときも、現実の分子構造に対するシミュレーション精度を高めるため、分子構造の最適化を行う。分子構造の最適化では、キーワードとしてB3LYP/6-31G*を用いた。
次いで、キーワードとしてB3LYP/6-31+G**を用いたエネルギー計算(分子が有する全エネルギー値、分子軌道エネルギー準位等)を行う。このステップを二面角0°~360°にわたって行う。二面角をx軸として、このときに得られる分子が有する全エネルギー値をy軸とすることで、対象とする二面角の回転障壁エネルギーを求めた。この結果から室温の熱エネルギー(298K=25meV(ミリエレクトロンボルト)=2.5kJ/mol)で到達しうる二面角の最小値を求めた。この計算における二面角をDArtと表記して、結果を表1に示す。
表1から、本発明の一般式(1)で表される化合物は、LUMO領域と結合する置換基A1は、50°以上の大きなDA0を有し、且つ、40°以上の大きなDArtを有し、さらに、LUMO領域と結合する置換基A2は、30°以上の大きなDA0を有し、且つ、20°以上の大きなDArtを有することが分かる。
<分子量および分子量比率>
各化合物の分子量は分子構造描画ソフト(ChemBioDraw Ultra、CamvridgeSoft社製)を用いて計算した。HOMO分布については、前述の量子化学計算プログラムを使用した分子軌道計算により求め、HOMOを可視化することでHOMOが分布する分子構造ユニットを特定した(表2のグレースケール部分)。前述の分子構造描画ソフト上で該ユニットの分子量をもとに分子量比率を求めた。結果を表2に示す。
表1(二面角)と表2(HOMO/LUMO図)から、本発明の一般式(1)で表される化合物は、トリアジン環に対して直接結合する置換基の少なくとも2つが15°以下の小さな二面角で結合し、そのことによってLUMOがトリアジン環からそれら置換基の2方向以上に拡張されて分布していることが分かる。
<溶解度の測定>
サンプル固体試料50mgを無色透明のサンプル瓶に入れ、溶媒を500mg入れて室温にて超音波照射を5分間行い、目視にてサンプル固体の残存有無を確認した。この時点でサンプル固体の残存が無く溶解していれば溶解度は10wt%以上となる。サンプル固体の残存が有れば、少量ずつ溶媒追加と超音波照射を繰り返し、完全に溶解した時点での溶媒量から溶解度を算出した。結果を表3に示す。
Figure 0007551273000037
<光化学的安定性の評価>
光化学的安定性(Photo Chemical Stability)は、以下の条件で評価した。
[測定用サンプルの作成]
水分濃度1ppm以下、酸素濃度1ppm以下の窒素雰囲気グローブボックス中で、石英基板上に塗布法により、固形分比率として評価ホスト材料:緑色燐光発光材料TEG=100重量%:5重量%、固形分インク濃度4重量%の安息香酸メチル(Methyl benzoate)溶液から、膜厚50nmの薄膜層を形成し、真空度1E-3Paにて120℃で15分間処理する。真空蒸着機に搬送し、この膜上に直径2mmの円形の膜厚100nmのアルミニウム薄膜を、メタルマスクを用いて真空蒸着により形成する。これを乾燥剤付きのガラス製の封止管と紫外線硬化型樹脂を用いて封止して測定用サンプルとした。
[測定系]
測定系は、主に以下の2つから構成される。
1.フォトルミネッセンス(PL)強度測定系
2.UV照射劣化系
1.フォトルミネッセンス(PL)強度測定系
高出力UV-Visファイバ光源ユニット(浜松ホトニクス社製 L10290)と紫外透過可視吸収フィルタ(駿河精機製、S76-U340)を用いて、波長が250nm以下の光と400nm以上の光を除去した光を励起光源として用いた。受光器は、小型ファイバ光学分光器(オーシャンフォトニクス社製、USB2000+UV-VIS)を用いた。測定時、サンプル基板は石英基板側の正面から20℃以上傾いた角度から上述のアルミニウムで被覆されたサンプル膜測定部位に正確に励起光が入射されるように設置される。励起光によってサンプル膜測定部位は、石英基板正面の半球方向に対して発光を放射する。受光器は、この発光を捕捉できる距離内で、且つ、石英基板による励起光の正反射を避ける位置に設置する。測定の都度、サンプルに照射される励起光強度を一定にするために、励起光源強度および光学系の幾何配置関係は一定に保たれるようにする。
2.UV照射劣化系
極大発光波長365nmのUV-LED(CCS社製)を光源に用い、直径2mm、長さ75mmの合成石英製ライトパイプ(Edmund Optics社製、#65-829)を通じて照射口面内強度を均一化した光を劣化用励起光として用いた。励起光の全光束強度はデジタル電源(CCS社製、PD3-10024-8-PI)と光パワーメータ(ADCMT社製、8230E)を用いて制御した。励起光照射口とサンプル膜の石英基板側は位置合せした上で密着させる。石英基板側からサンプル膜に励起光を一定時間照射することでサンプル膜が光学的に負荷を受けて劣化される。
[励起光全光束強度10mWにおける光化学的劣化試験]
1段階目に上記1.のフォトルミネッセンス(PL)強度測定系を用いて、劣化前のサンプル薄膜のフォトルミネッセンス(PL)強度を測定する。2段階目に上記2.のUV照射劣化系を用いて、励起光の全光束強度を10mWにおいて、5分間の劣化用励起光照射を行い、その後に上記1.のフォトルミネッセンス(PL)強度測定系を用いて、5分間負荷を与えたサンプル薄膜のフォトルミネッセンス(PL)強度を測定する。以降、2段階目と同じ操作を繰り返すことにより、励起光負荷を与えた時間に対するサンプル薄膜のフォトルミネッセンス(PL)強度を測定する。
[励起光全光束強度20mWにおける光化学的劣化試験]
励起光全光束強度を20mWに変更した以外は前記10mWにおける劣化試験と同様に測定を行った。
[励起光全光束強度50mWにおける光化学的劣化試験]
励起光全光束強度を50mWに変更した以外は前記10mWにおける劣化試験と同様に測定を行った。
[光化学的劣化試験の解析]
まず、上記の励起光全光束強度を各種変化させた光化学的劣化試験から得られた発光強度の減衰データをもとに、以下の対応関係を適用して、加速度係数aを調整することによって、励起光全光束強度に依存しない減衰曲線を求める。
縦軸:RI(t)=I(t)/I0
横軸:Xc=Ea×t
RI(t):励起光照射時間tにおける初期輝度に対するサンプル膜のフォトルミネッセンス強度比率
t:励起光照射時間
I(t):励起光照射時間tにおけるサンプル膜のフォトルミネッセンス強度
I0:励起光照射前のサンプル膜のフォトルミネッセンス強度
Xc:補正励起光積算強度
E:励起光全光束強度
a:加速度係数
この解析によって得られた「励起光全光束強度に依存しない減衰曲線」から、RI(t)が0.9(発光強度が10%低下する)に達するのに要する補正励起光積算強度Xc90を、本実施形態における光化学的安定性の指標とする。このXc90の数値が大きいほど、発光強度の劣化に大きなエネルギーが必要であり、劣化しにくいことを表す。表4に、Xc90の結果を相対値で示す。
Figure 0007551273000038
<有機EL素子評価方法>
[電流効率および耐久性(発光寿命)の評価]
実施例および比較例について、電流効率および耐久性(発光寿命)を以下の条件で評価した。まず、有機EL素子に印加する電圧・電流を直流定電圧電源(KEYENCE製、ソースメータ(source meter))を用いて測定し、有機EL素子の発光輝度を輝度測定装置(Topcon製、SR-3)を用いて測定した。
有機EL素子の面積と電流値から単位面積あたりの電流値(電流密度)を計算し、輝度(cd/m2)を電流密度(A/m2)にて除算することで、電流効率(cd/A)を算出した。なお、電流効率は、電流を発光エネルギーへ変換する効率(変換効率)を示し、電流効率が高いほど有機EL素子の性能が高いことを示す。
耐久性(発光寿命)は、各有機EL素子において初期輝度が6000cd/m2となる電流値において連続駆動し、時間経過とともに減衰する発光輝度が初期輝度の80%になるまでの時間(時間)を「LT80(h)」とした。
<化合物の合成>
[合成例1]
下記反応スキーム(6)により、まず化合物1-1を合成した。
Figure 0007551273000039
具体的には、三口フラスコに1-ブロモカルバゾール(1-Bromocarbazole)(307mmol、75.6g)、フェニルボロン酸(Phenylboronic acid)(338mmol、41.2g)、炭酸カリウム(461mmol、63.7g)2M水溶液(230ml)、1,4-ジオキサン(614ml)を入れ、反応系内を窒素置換し、酢酸パラジウム(II)(9.2mmol、2.07g)、トリ(o-トリル)ホスフィン[P(o-tolyl)3](13.8mmol、4.20g)を加えて80℃で8時間加熱撹拌した。室温まで冷却後、トルエン(1L)で希釈し、セライトを用いて濾過し、分液ロートで2回水洗した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、シリカゲルパッドを通して濾過し、濃縮した。固体が析出し、これをヘキサン(300ml)に分散させて窒素雰囲気中、2時間還流させた。室温まで冷却後、濾過して個体を回収して化合物1-1を得た。化合物1-1の収量は、58.9gで、収率は、79%であった。
次いで、下記反応スキーム(7)により、化合物1-2を合成した。
Figure 0007551273000040
具体的には、三口フラスコに化合物1-1(224.4mmol、54.5g)、ジメチルホルムアミド(Dimethylformamide)(440ml)を入れ、反応系内を窒素置換し、0℃に冷却した。水素化ナトリウム(62%パラフィン分散)(235.6mmol、9.12g)を水素ガスの発生量に注意しながら段階的に加えて0℃で1時間加熱撹拌した。2-フェニル-4,6-ジクロロトリアジン(2-Phneyl-4,6-dichlorotriazine)(246.8mmol、55.8g)を加えて0℃で30分間撹拌し、室温で1時間撹拌した。その後80℃で4時間撹拌した。室温まで冷却後、トルエン(500ml)で希釈し、少量の水で反応を失活させた。セライトを用いて濾過し、分液ロートで3回水洗した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、シリカゲルパッドを通して濾過して、濃縮した。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒 ヘキサン:酢酸エチル=7:3)で精製し化合物1-2を得た。化合物1-2の収量は、 56.2g、収率は、58%であった。
次いで、下記反応スキーム(8)により、化合物1-3を合成した。
Figure 0007551273000041
具体的には、三口フラスコにカルバゾール(carbazole)(800mmol、
133.8g)、2-ブロモ-4-クロロ-1-フルオロベンゼン(2-bromo-4-chloro-1-fluorobenzene)(840mmol、175.9g)、ジメチルホルムアミド(Dimethylformamide)(160ml)を入れ、反応系内を窒素置換し、水素化ナトリウム(62%パラフィン分散)(800mmol、31.0g)を水素ガスの発生量に注意しながら5回以上に分けて段階的に加えた後、水素ガスの発生量に注意しながらゆっくりと加熱して、150℃で20時間加熱撹拌した。室温まで冷却後、トルエン(1L)で希釈し、窒素雰囲気下において少量の水で失活させた。セライトを用いて濾過し、分液ロートで3回水洗した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、シリカゲルパッドを通して濾過し、濃縮した。これをエタノール:メタノール=1:1の混合溶媒から再結晶し化合物1-3を得た。化合物1-3の収量は156.1g、収率は55%であった。
次いで、下記反応スキーム(9)により、化合物1-4を合成した。
Figure 0007551273000042
具体的には、三口フラスコに化合物1-3(435mmol、155.1g)、フェニルボロン酸(Phenylboronic acid)(478.5mmol、58.3g)、炭酸カリウム(652.5mmol、90.2g)2M水溶液(435ml)、トルエン(870ml)、エタノール(218ml)を入れ、反応系内を窒素置換し、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(Pd(PPh3)4)(21.8mmol、25.1g)を加えて80℃で8時間加熱撹拌した。室温まで冷却後、トルエン(1L)で希釈し、セライトを用いて濾過し、分液ロートで2回水洗した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、シリカゲルパッドを通して濾過し、濃縮した。固体が析出し、これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒 ヘキサン:トルエン=7:3)で精製し、さらにエタノールから再結晶し化合物1-4を得た。化合物1-4の収量は、109.3g、収率は、71%であった。
次いで、下記反応スキーム(10)により、化合物1-5を合成した。
Figure 0007551273000043
具体的には、三口フラスコに化合物1-4(305mmol、107.9g)、ビス(ピナコラト)ジボロン(Bis(pinacolato)diboron)(335.5mmol、85.2g),酢酸カリウム(610mmol、59.9g)、1,4-ジオキサン(1,4-dioxane)(610ml)を入れ、反応系内を窒素置換し、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)(Bis(dibenzylideneacetone)palladium(0))(15.25mmol、8.76g)、トリシクロヘキシルホスホニウムテトラフルオロボラート(Tricyclohexylphosphonium Tetrafluoroborate)(12.2mmol、4.49g)を加えて80℃で8時間 加熱撹拌した。室温まで冷却後、トルエン(1L)で希釈し、セライトを用い濾過して、分液ロートで2回水洗した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、シリカゲルパッドを通して濾過し、濃縮した。これをヘキサン(300ml)に分散させて超音波処理を30分行い、濾過、真空乾燥(50℃、6時間)して化合物1-5を得た。化合物1-5の収量は、112.7g、収率は、83%であった。
次いで、下記反応スキーム(11)により、化合物1を合成した。
Figure 0007551273000044
具体的には、三口フラスコに化合物1-2(10mmol、4.33g)、化合物1-5(11mmol、4.90g)、炭酸カリウム(15mmol、2.07g)1M水溶液(15ml)、トルエン(100ml)、エタノール(20ml)を入れ、反応系内を窒素置換し、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(Pd(PPh3)4)(0.5mmol、0.58g)を加えて80℃で8時間加熱撹拌した。室温まで冷却後、トルエン(200ml)で希釈し、セライトを用いて濾過し、分液ロートで2回水洗した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、シリカゲルパッドを通して濾過し、濃縮した。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒 ヘキサン:トルエン=6:4)で精製し、さらに酢酸エチル:エタノール=2:8の混合溶媒から再結晶し化合物1を得た。化合物1の収量は、5.30g、収率は、74%であった。
[合成例2]
下記反応スキーム(12)により、化合物3-1を合成した。
Figure 0007551273000045
具体的には、三口フラスコに4-ブロモ-2-クロロ-1-フルオロベンゼン(720mmol、150.8g)、フェニルボロン酸(Phenylboronic acid)(792mmol、96.6g)、炭酸カリウム(1080mmol、149.3g)2M水溶液(360ml)、トルエン(720ml)、エタノール(144ml)を入れ、反応系内を窒素置換し、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(Pd(PPh3)4)(21.6mmol、21.6g)を加えて80℃で8時間加熱撹拌した。室温まで冷却後、トルエン(1L)で希釈し、セライトを用いて濾過し、分液ロートで2回水洗した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、シリカゲルパッドを通して濾過し、濃縮した。固体が析出し、これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒 ヘキサン:トルエン=7:3)で精製し、さらにメタノールから再結晶し化合物3-1を得た。化合物3-1の収量は、101.2g、収率は、68%であった。
次いで、下記反応スキーム(13)により、化合物3-2を合成した。
Figure 0007551273000046
具体的には、三口フラスコに化合物3-1(488mmol、100.8g)、ビス(ピナコラト)ジボロン(Bis(pinacolato)diboron)(536.8mmol、136.3g),酢酸カリウム(976mmol、95.8g)、1,4-ジオキサン(1,4-dioxane)(976ml)を入れ、反応系内を窒素置換し、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)(Bis(dibenzylideneacetone)palladium(0))(24.4mmol、14.0g)、トリシクロヘキシルホスホニウムテトラフルオロボラート(Tricyclohexylphosphonium Tetrafluoroborate)(19.5mmol、7.2g)を加えて80℃で8時間 加熱撹拌した。室温まで冷却後、トルエン(1L)で希釈し、セライトを用い濾過して、分液ロートで2回水洗した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、シリカゲルパッドを通して濾過し、濃縮した。これをヘキサン(300ml)に分散させて超音波処理を30分行い、濾過、真空乾燥(50℃、6時間)して化合物3-2を得た。化合物3-2の収量は、116.4g、収率は、80%であった。
下記反応スキーム(14)により、化合物3-3を合成した。
Figure 0007551273000047
具体的には、三口フラスコに化合物3-2(388mmol、115.7g)、1-ブロモ-4-ヨードベンゼン(426.8mmol、120.7g)、炭酸カリウム(582mmol、80.4g)2M水溶液(291ml)、トルエン(776ml)、エタノール(194ml)を入れ、反応系内を窒素置換し、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(Pd(PPh3)4)(19.4mmol、22.4g)を加えて70℃で8時間加熱撹拌した。室温まで冷却後、トルエン(1L)で希釈し、セライトを用いて濾過し、分液ロートで2回水洗した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、シリカゲルパッドを通して濾過し、濃縮した。固体が析出し、これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒ヘキサン:トルエン=7:3)で精製し、さらにメタノールから再結晶し化合物3-3を得た。化合物3-3の収量は、90.1g、収率は、71%であった。
下記反応スキーム(15)により、化合物3-4を合成した。
Figure 0007551273000048
具体的には、三口フラスコにカルバゾール(carbazole)(409.5mmol、68.5g)、化合物3-3(273mmol、89.3g)、ジメチルホルムアミド(Dimethylformamide)(137ml)を入れ、反応系内を窒素置換し、水素化ナトリウム(62%パラフィン分散)(327.6mmol、12.7g)を水素ガスの発生量に注意しながら5回以上に分けて段階的に加えた後、水素ガスの発生量に注意しながらゆっくりと加熱して、150℃で20時間加熱撹拌した。室温まで冷却後、トルエン(1L)で希釈し、窒素雰囲気下において少量の水で失活させた。セライトを用いて濾過し、分液ロートで3回水洗した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、シリカゲルパッドを通して濾過し、濃縮した。これをエタノール:メタノール=1:1の混合溶媒から再結晶し化合物3-4を得た。化合物3-4の収量は110.1g、収率は85%であった。
下記反応スキーム(16)により、化合物3-5を合成した。
Figure 0007551273000049
具体的には、三口フラスコに化合物3-4(230mmol、109.1g)、ビス(ピナコラト)ジボロン(Bis(pinacolato)diboron)(253mmol、64.2g),酢酸カリウム(460mmol、45.1g)、1,4-ジオキサン(1,4-dioxane)(460ml)を入れ、反応系内を窒素置換し、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)(Bis(dibenzylideneacetone)palladium(0))(11.5mmol、6.61g)、トリシクロヘキシルホスホニウムテトラフルオロボラート(Tricyclohexylphosphonium Tetrafluoroborate)(9.2mmol、9.6g)を加えて80℃で8時間 加熱撹拌した。室温まで冷却後、トルエン(1L)で希釈し、セライトを用い濾過して、分液ロートで2回水洗した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、シリカゲルパッドを通して濾過し、濃縮した。これをヘキサン(300ml)に分散させて超音波処理を30分行い、濾過、真空乾燥(50℃、6時間)して化合物3-5を得た。化合物3-5の収量は、100.7g、収率は、84%であった。
下記反応スキーム(17)により、化合物3-6を合成した。
Figure 0007551273000050
具体的には、三口フラスコに化合物3-5(190mmol、99.1g)、2,4-ジクロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジン(380mmol、85.9g)、炭酸カリウム(380mmol、52.5g)2M水溶液(190ml)、テトラヒドロフラン(950ml)を入れ、反応系内を窒素置換し、70℃で30分間加熱撹拌して試料を溶解させ、室温まで冷却した。そこへ炭酸カリウム(380mmol、52.5g)2M水溶液(190ml)、トリ(o-トリル)ホスフィン(15.2mmol、4.6g)、酢酸パラジウム(9.5mmol、2.1g)を加えて50℃で2時間加熱撹拌した。室温まで冷却後、トルエン(1.5L)で希釈し、セライトを用いて濾過し、分液ロートで2回水洗した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、シリカゲルパッドを通して濾過し、濃縮した。これを酢酸エチル:ヘキサン=3:7で2回再結晶し化合物3-6を得た。化合物3-6の収量は、72.3g、収率は、65%であった。
下記反応スキーム(18)により、化合物3を合成した。
Figure 0007551273000051
具体的には、三口フラスコに化合物3-6(15mmol、8.78g)、1-フェニルカルバゾール(22.5mmol、5.47g)、ジメチルホルムアミド(Dimethylformamide)(30ml)を入れ、反応系内を窒素置換し、水素化ナトリウム(62%パラフィン分散)(22.5mmol、0.87g)を水素ガスの発生量に注意しながら段階的に加えた後、水素ガスの発生量に注意しながらゆっくりと加熱して、120℃で8時間加熱撹拌した。室温まで冷却後、窒素雰囲気下においてメタノール(200ml)で希釈し、失活させた。析出した固体を10分間超音波処理して、濾過した。真空乾燥(50℃、6時間)した後、トルエン(200ml)に加熱して溶解させ、シリカゲルパッドを通して濾過し、濃縮した。これを酢酸エチルから2回再結晶し化合物3を得た。化合物3の収量は8.32g、収率は70%であった。
[合成例3]
下記反応スキーム(19)により、化合物5-1を合成した。
Figure 0007551273000052
具体的には、試薬を上記反応スキーム(12)に示す試薬に変更した以外は、上記反応スキーム(8)(化合物1-3の合成)と同様の方法で、化合物5-1を合成した。化合物5-1の収量は、214.0g、収率は、75%であった。
次いで、下記反応スキーム(20)により、化合物5-2を合成した。
Figure 0007551273000053
具体的には、フェニルボロン酸(Phenylboronic acid)を3-ビフェニルボロン酸(3-Biphenylboronic acid)(660mmol、130.7g)に変更した以外は、上記反応スキーム(9)(化合物1-4の合成)と同様の方法で、化合物5-2を合成した。化合物5-2の収量は、221.9g、収率は、86%であった。
次いで、下記反応スキーム(21)により、化合物5-3を合成した。
Figure 0007551273000054
具体的には、化合物1-4を化合物5-2に変更した以外は、上記反応スキーム(10)(化合物1-5の合成)と同様の方法で、化合物5-3を合成した。化合物5-3の収量は、126.7g、収率は、81%であった。
次いで、下記反応スキーム(22)により、化合物5を合成した。
Figure 0007551273000055
具体的には、化合物1-5を化合物5-3に変更した以外は、上記反応スキーム(11)(化合物1の合成)と同様の方法で、化合物5を合成した。化合物5の収量は、6.57g、収率は、83%であった。
前述で得られた化合物1、3、5以外の化合物も同様の方法、または、当業者に公知の方法を組み合わせることで表5に示す化合物を合成した。
<実施例および比較例>
[実施例1]
まず、第1電極(陽極)として、ストライプ(stripe)状の酸化インジウムスズ(ITO)が膜厚150nmにて成膜されたITO付きガラス基板を用意する。このガラス基板上に、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(4-スチレンスルホネート)(poly(3,4-ethylene dioxythiophene)/poly(4-styrene sulfonate):PEDOT/PSS)(Sigma-Aldrich製)を、乾燥膜厚が30nmになるようにスピンコート法にて塗布し、正孔注入層を形成した。
次に、市販のTFBをキシレン(xylene)に1質量%にて溶解し、正孔輸送層塗布液を調製した。正孔注入層上に、正孔輸送層塗布液を乾燥膜厚が30nmになるようにスピンコート法にて塗布し、230℃にて1時間加熱して、正孔輸送層を形成した。
次いで、正孔輸送性ホスト材料として下記に分子構造を示す化合物H-1、電子輸送性ホスト材料として上記合成例1で合成した化合物1と、発光ドーパント材料として、下記に分子構造を示すトリス(2-(3-p-キシイル)フェニル)ピリジン イリジウム(以下、TEGという)とを用い、トルエン溶液を調整した。これをスピンコート法で膜厚50nmになるように正孔輸送層上に塗布し、120℃で1時間加熱して、発光層を形成した。なお、発光層における正孔輸送性ホスト材料としてのH-1、電子輸送性ホスト材料としての化合物1、発光ドーパント材料としてTEGの含有比率は、発光層の総質量に対して、それぞれ25:70:5質量%とした。
次に、発光層上に、下記に分子構造を示す(8-キノリノラト)リチウム(Liq)およびKLET-03(ケミプロ化成製)を真空蒸着装置にて共蒸着し、膜厚30nmの電子輸送層を形成した。また、電子輸送層上に、フッ化リチウム(LiF)を真空蒸着装置にて蒸着し、膜厚1nmの電子注入層を形成した。さらに、電子注入層上に、アルミニウム(Al)を真空蒸着装置にて蒸着し、膜厚100nmの第2電極(陰極)を形成した。その後、水分濃度1ppm以下、酸素濃度1ppm以下の窒素雰囲気グローブボックス中で、乾燥剤付きのガラス製の封止管と紫外線硬化型樹脂を用いて封止して評価用有機EL素子サンプルとして用いた。このような方法で、有機EL素子を製造した。結果を表6に示す。
Figure 0007551273000057
[実施例2]
電子輸送性ホスト材料として化合物1に代えて化合物3を用いた以外は、実施例1と同様に有機EL素子を製造した。結果を表6に示す。
[実施例3]
電子輸送性ホスト材料として化合物1に代えて化合物4を用いた以外は、実施例1と同様に有機EL素子を製造した。結果を表6に示す。
[実施例4]
電子輸送性ホスト材料として化合物1に代えて化合物5を用いた以外は、実施例1と同様に有機EL素子を製造した。結果を表6に示す。
[実施例5]
電子輸送性ホスト材料として化合物1に代えて化合物6を用いた以外は、実施例1と同様に有機EL素子を製造した。結果を表6に示す。
[実施例6]
電子輸送性ホスト材料として化合物1に代えて化合物8を用いた以外は、実施例1と同様に有機EL素子を製造した。結果を表6に示す。
[実施例7]
電子輸送性ホスト材料として化合物1に代えて化合物9を用いた以外は、実施例1と同様に有機EL素子を製造した。結果を表6に示す。
[比較例1]
電子輸送性ホスト材料として化合物1に代えて下記に分子構造を示す比較例化合物1を用いた以外は、実施例1と同様に有機EL素子を製造した。結果を表6に示す。
Figure 0007551273000058
[比較例2]
電子輸送性ホスト材料として化合物1に代えて下記に分子構造を示す比較例化合物2を用いた以外は、実施例1と同様に、有機EL素子を製造した。結果を表6に示す。
Figure 0007551273000059
[比較例3]
電子輸送性ホスト材料として化合物1に代えて下記に分子構造を示す比較例化合物3を用いた以外は、実施例1と同様に、有機EL素子を製造した。結果を表6に示す。
Figure 0007551273000060
Figure 0007551273000061
表1より、本実施形態の化合物は、比較例化合物に対して、LUMO領域に対するA1平面およびA2平面の、最安定構造における二面角DA0および室温の熱エネルギーで到達しうる二面角最小値DArtが大きい化合物であることが分かった。したがって、本実施形態の化合物は、LUMOが分布するトリアジン環平面に対して、周囲に存在する同種分子または異種分子の相互作用を立体的に抑制できることを示している。そのため、塗布法により有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した場合でも、凝集による膜質低下を抑制することが期待できる。
表2より、本実施形態の化合物は、比較例化合物に対してHOMO部分の分子量比率が小さいものとなった。すなわち、本実施形態の化合物は、HOMO分子量比率が低いことで正孔輸送性が抑制され、LUMO領域に由来する電子輸送性が強調されることを示している。したがって、有機EL素子の発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層等に利用することが期待できる。
表3より、本発明の特徴である前述の二面角の条件、もしくは飽和型窒素原子が3個以下である条件を満足しない比較例化合物1、4、5、6は溶解度が低く、前述の条件を全て満足する本実施形態の化合物は溶解度が高いことが分かる。また、表2、表3から、トリアジン環に結合する3つの置換基がそれぞれ互いに異なる構造である化合物は、トリアジン環に結合する置換基の2つ以上が同一構造である化合物よりも溶解度が高いことが分かる。したがって、トリアジン環に結合する3つの置換基がそれぞれ互いに異なる構造である化合物は、本実施形態の中でも特に塗布法による有機EL素子の作製に好適であることがわかる。
さらに、表4より、A1が式A1-1もしくは式A1-2に該当する化合物において、Y3がフェニル基である化合物の方が、Xc90が大きくなり、光化学的安定性が高いことを示した。したがって、本実施形態の内、一般式(A1-1)、(A1-2)、(A1-6)、(A2-1)、(A2-2)、(A2-6)において、Y2またはY3がC(R)であり、且つ、該Rが芳香族炭化水素環基、または芳香族複素環基である化合物は、有機エレクトロルミネッセンス素子(特に発光層)に適用した場合に特に長寿命化が期待できる。
表6より、本実施形態に係る化合物をホスト材料として用いた実施例1~7は、比較例1~3に対して、ほぼ同等以上の電流効率を示し、かつ発光寿命が大幅に向上していることが分かった。また、実施例1~7は、125℃で加熱した後も膜が均一で欠陥のない状態であり、良好な成膜性を示した。したがって、本発明に係る化合物が、塗布法のための有機EL素子用材料として有用であることが分かった。
また、実施例1~7で用いた化合物は、塗布法により有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層を形成できるため、大量生産の観点から好ましい。
以上、本発明について実施形態および実施例を挙げて説明したが、本発明は特定の実施形態、実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
100 有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)
110 基板
120 第1電極
130 正孔注入層
140 正孔輸送層
150 発光層
160 電子輸送層
170 電子注入層
180 第2電極

Claims (12)

  1. 下記一般式(1):
    Figure 0007551273000062
    (式中、
    L1及びL2は、それぞれ独立して、単結合、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数6~30の芳香族複素環基であり、
    m及びnは、それぞれ独立して、0または1の整数であり、
    A1は、以下の一般式(A1-1)、(A1-2)、(A1-4)及び、(A1-6):
    Figure 0007551273000063
    (式中、
    X11~X18は、それぞれ独立して、C(R1)または窒素原子であり、
    Y11~Y15は、それぞれ独立して、C(R1)または窒素原子であり、
    Z11~Z15は、それぞれ独立して、C(R1)または窒素原子であり、
    E1は、N(R15)、であり、
    X11~X18、Y11~Y15、及びZ11~Z15中のR1は、それぞれ独立して
    、水素原子、重水素原子、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30のアリールオキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアミノ基、シアノ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基であり、
    E1中のR15は、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30のアリールオキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアミノ基、シアノ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数6~30の芳香族複素環基であり、
    Q1は、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基であり、
    X11~X18、Y11~Y15、Z11~Z15のいずれか1つは、L1と結合する炭素原子である)
    から選ばれる置換基であり、
    ただし、A1が前記一般式(A1-1)で表される置換基のとき、L1はX14と結合し、
    A1が前記一般式(A1-2)で表される置換基のとき、L1はX14、Y11~Y14、Z11~Z15のいずれか1つと結合し、
    A1が前記一般式(A1-4)で表される置換基のとき、L1はZ11~Z15のいずれか1つと結合し、
    A1が前記一般式(A1-6)で表される置換基のとき、L1はX14、X15、Y11~Y15の原子のいずれか1つと結合し、
    A2は、下記一般式(A2-1)、(A2-2)及び(A2-5)から選ばれる置換基であり、
    Figure 0007551273000064
    (式中、
    X21~X28は、それぞれ独立して、C(R2)または窒素原子であり、
    Y21~Y25は、それぞれ独立して、C(R2)または窒素原子であり、
    Z21~Z25は、それぞれ独立して、C(R2)または窒素原子であり、
    X21~X28、Y21~Y25、及びZ21~Z25中のR2は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30のアリールオキシ基、置換されたもしくは無置換の炭素数1~30のアミノ基、シアノ基、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数6~30の芳香族複素環基であり、
    Q2は、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数6~30の芳香族複素環基であり、
    N21は、L2と結合する窒素原子であり、
    前記一般式(A2-1)及び(A2-2)中、X21~X28、Y21~Y25、Z21~Z25のいずれか1つは、L2と結合する炭素原子である)
    から選ばれる置換基であり、
    ただし、A2が前記一般式(A2-1)で表される置換基のとき、L2はX24、Y21~Y25のいずれか1つと結合し、
    A2が前記一般式(A2-2)で表される置換基のとき、L2はX24、Y21~Y24、Z21~Z25のいずれか1つと結合し、
    A2が前記一般式(A2-5)で表される置換基のとき、L2はN21と結合し、
    A3は、ベンゼン、ペンタレン、インデン、ナフタレン、アントラセン、アズレン、ヘプタレン、アセナフタレン、フェナレン、フェナントレン、ビフェニル、ターフェニル、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ピセン、ペリレン、ペンタフェン、ペンタセン、テトラフェン、ヘキサフェン、ヘキサセン、ルビセン、トリナフチレン、ヘプタフェン、ピラントレン、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数6~30の芳香族複素環基であり、
    前記一般式(1)の化合物は、1分子内に含む飽和型窒素原子が3個以下である)
    で表される化合物。
  2. 前記一般式(1)中のトリアジン環に結合するA1またはL1、A2またはL2、A3のうち、少なくとも2つは、前記トリアジン環と結合する炭素原子に隣接する2つの原子が、水素原子または重水素原子以外の置換基を有さない炭素原子又は窒素原子である環構造を有する基である、請求項1に記載の化合物。
  3. 前記一般式(A1-2)および(A1-6)において、L1が、Y12もしくはY13と結合するか、ならびに/または、前記一般式(A2-2)において、L2が、Y22もしくはY23と結合する、請求項1または2に記載の化合物。
  4. 前記一般式(A1-1)、(A1-2)および(A1-6)において、Y12およびY13のうち、いずれか1つが、C(R1)であり、且つ該R1が、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、ならびに/または、前記一般式(A2-1)および(A2-2)において、Y22およびY23のうち、いずれか1つが、C(R2)であり、且つ該R2が、置換されたもしくは無置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素環基、または置換されたもしくは無置換の環形成原子数6~30の芳香族複素環基である、請求項1または2に記載の化合物。
  5. 芳香族複素環基が、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、キノリン、キノキサリン、キナゾリン、ナフチリジン、フェナントリジン、アクリジン、キノン、アントラキノン、キサントン、チオキサントン、クマリン、6H-ベンゾ[c]クロメン-6-オン(6H-benzo[c]chromen-6-one)、フルオレノン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、ピラゾール、インダゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾイソオキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾイソチアゾール、ホスホール、ジベンゾホスホール、ジベンゾチオフェン5,5-ジオキサイドである、請求項1または4に記載の化合物。
  6. 前記一般式(A1-1)、(A1-2)および(A1-6)において、Y13がC(R1)であり、且つ該R1が、飽和型窒素原子を含まない、ならびに/または、前記一般式(A2-1)および(A2-2)において、Y23がC(R2)であり、且つ該R2が、飽和型窒素原子を含まない、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の化合物。
  7. 前記一般式(1)中のトリアジン環に結合する3つの置換基がそれぞれ互いに異なる構造である、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の化合物。
  8. 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の化合物を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  9. 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の化合物と、溶媒とを含む、有機エレクトロルミネッセンス素子用組成物。
  10. 一対の電極と、
    前記一対の電極間に配置される1層以上の有機層と、を備え、
    前記有機層のうち、少なくとも1層は、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の化合物を含む、
    有機エレクトロルミネッセンス素子。
  11. 一対の電極と、
    前記一対の電極間に配置される1層以上の有機層と、を備え、
    前記有機層のうち、少なくとも1層は、発光材料と請求項1乃至7のいずれか1項に記載の化合物
    を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子。
  12. 前記化合物を含む有機層は、塗布法により形成されている、請求項10または11に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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