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WO2022085777A1 - 有機電界発光素子用材料及び有機電界発光素子 - Google Patents

有機電界発光素子用材料及び有機電界発光素子 Download PDF

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WO2022085777A1
WO2022085777A1 PCT/JP2021/039022 JP2021039022W WO2022085777A1 WO 2022085777 A1 WO2022085777 A1 WO 2022085777A1 JP 2021039022 W JP2021039022 W JP 2021039022W WO 2022085777 A1 WO2022085777 A1 WO 2022085777A1
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WO
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substituted
carbon atoms
unsubstituted
group
aromatic hydrocarbon
Prior art date
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Ceased
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PCT/JP2021/039022
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English (en)
French (fr)
Inventor
遥 泉
健太郎 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
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Publication date
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Priority to US18/026,038 priority patent/US20230363190A1/en
Priority to JP2022557614A priority patent/JPWO2022085777A1/ja
Priority to EP21882916.6A priority patent/EP4235831A4/en
Priority to KR1020237011434A priority patent/KR20230088691A/ko
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Definitions

  • the present invention relates to an organic EL device containing a compound for an organic electroluminescent device and a specific mixed host material.
  • Patent Document 1 discloses an organic EL device using a TTF (Triplet-Triplet Fusion) mechanism, which is one of the mechanisms of delayed fluorescence.
  • TTF Triplet-Triplet Fusion
  • the TTF mechanism utilizes the phenomenon that singlet excitons are generated by the collision of two triplet excitons, and it is theoretically thought that the internal quantum efficiency can be increased to 40%.
  • the efficiency is lower than that of the phosphorescent light emitting type organic EL element, further improvement in efficiency and low voltage characteristics are required.
  • Patent Document 2 discloses an organic EL element using a TADF (Thermally Activated Delayed Fluorescence) mechanism.
  • the TADF mechanism utilizes the phenomenon that reverse intersystem crossing from a triplet exciter to a singlet exciter occurs in a material with a small energy difference between the singlet level and the triplet level, and theoretically determines the internal quantum efficiency. It is believed that it can be increased to 100%.
  • Patent Documents 3, 4 and 5 disclose that an indolocarbazole compound is used as a host material.
  • Patent Documents 6 and 7 disclose that two different indrocarbazole compounds are used as a mixed host.
  • an organic EL element In order to apply an organic EL element to a display element such as a flat panel display, it is necessary to improve the luminous efficiency of the element and at the same time to sufficiently secure the long life characteristics of the element. In view of the above situation, it is an object of the present invention to provide an organic EL device having a low drive voltage, high efficiency and high drive stability, and a compound suitable for the organic EL element.
  • an organic electroluminescent device using a specific mixed host material for the light emitting layer can solve the above-mentioned problems, and have completed the present invention.
  • the present invention is an organic electroluminescent device having a plurality of organic layers between an anode and a cathode, wherein the organic layer has at least one light emitting layer, and the light emitting layers have a first host and a second light emitting layer different from each other.
  • the first host is a compound represented by the following general formula (1)
  • the second host is a compound represented by the following general formula (2), which comprises a host and a dopant material.
  • the present invention relates to an organic electroluminescent device.
  • ring A represents an aromatic hydrocarbon ring represented by the formula (1a) that condenses with two adjacent rings at an arbitrary position
  • ring B is a formula that condenses with two adjacent rings at an arbitrary position.
  • the heterocycle represented by (1b) is shown.
  • X and Y independently represent CR 2 or N, respectively, but at least one is N.
  • Each of R 1 is independently a heavy hydrogen, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 substituted or unsubstituted carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 3 to 17 carbon atoms.
  • an aromatic heterocyclic group of R 2 is independently hydrogen, hydrocarbon, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, an substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 3 carbon atoms. Shows up to 17 aromatic hydrocarbon groups, a and b are integers from 0 to 4, and c is an integer from 0 to 2.
  • Ar 1 and Ar 2 are independently hydrogen, substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon groups having 6 to 18 carbon atoms, substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic groups having 3 to 17 carbon atoms, or fragrances thereof.
  • L 1 Indicates a substituted or unsubstituted linked aromatic group in which 2 to 5 group rings are linked.
  • L 1 indicates a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted linked aromatic group in which 2 to 5 aromatic hydrocarbon groups are linked.
  • ring C represents an aromatic hydrocarbon ring represented by the formula (2a) that condenses with two adjacent rings at an arbitrary position
  • ring D is a formula that condenses with two adjacent rings at an arbitrary position.
  • the heterocycle represented by (2b) is shown.
  • Each of R 3 is independently a heavy hydrogen, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 substituted or unsubstituted carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 3 to 17 carbon atoms.
  • Indicates an aromatic heterocyclic group of d and e are integers of 0 to 4, and f is an integer of 0 to 2.
  • Ar 3 and Ar 4 are independently substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon groups having 6 to 18 carbon atoms, substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic groups having 3 to 18 carbon atoms, or fragrances thereof. Indicates a substituted or unsubstituted linked aromatic group in which 2 to 5 group rings are linked.
  • X, Y or both are N
  • L 1 is a substituted or unsubstituted phenylene group
  • Ar 1 and Ar 2 are independently hydrogen, substituted or unsubstituted, respectively. It is a preferred embodiment of the present invention that the substituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms or the substituted or unsubstituted linked aromatic group in which 2 to 5 aromatic hydrocarbon groups are linked is used.
  • Ar 3 and Ar 4 are independently substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon groups having 6 to 18 carbon atoms, and substituted or unsubstituted aromatics having 10 to 18 carbon atoms, respectively.
  • Or d, e and f are all 0s, which is another preferred embodiment.
  • the general formula (2) can be any of the following formulas (4a) to (4f).
  • Z represents O, S, NAr 5 , or CR 5 R 6
  • R 4 is synonymous with R 3
  • g represents an integer from 0 to 4.
  • R 3 , d, e, f and Ar 3 agree with the general formula (2)
  • Ar 5 agrees with Ar 3
  • R 5 and R 6 independently agree with R 3 .
  • the present invention is characterized in that a premixture containing the first host and the second host, which are different from each other, is prepared and a light-emitting layer is produced by using the premixture.
  • the present invention relates to a method for manufacturing an electroluminescent element.
  • the present invention is a premixture for an organic electroluminescent device, which comprises the above-mentioned first host and second host which are different from each other. It is preferable that the difference in the 50% weight loss temperature between the first host and the second host is within 20 ° C.
  • the material used for the organic layer has high durability against electric charges, and it is particularly important to suppress leakage of excitons and electric charges to the peripheral layer in the light emitting layer.
  • it is effective to improve the bias of the light emitting region in the light emitting layer, and for that purpose, the amount of both charges (electrons / holes) injected into the light emitting layer or both charges in the light emitting layer. It is necessary to control the transport volume within a preferable range.
  • the first host and the second host having the above-mentioned indrocarbazole structure are used as hosts.
  • the first host has a nitrogen-containing six-membered ring having high electron acceptability on N of indolocarbazole
  • the charge, especially the injection transportability of electrons is improved, and by using the second host, the charge,
  • the injection transportability of electric charge can be controlled at a high level by changing the skeletal structure of the indrocarbazole ring and the type and number of substituents on this skeleton.
  • the injection transportability of electric charges in the light emitting layer is optimized, and the characteristics such as voltage, efficiency, and durability are improved.
  • the organic electroluminescent device of the present invention is an organic electroluminescent device having a plurality of organic layers between an anode and a cathode, the organic layer includes at least one light emitting layer, and the light emitting layer is the above-mentioned general formula ( It is characterized by including a first host represented by 1), a second host represented by the general formula (2), and a dopant material. The first host and the second host are different from each other.
  • the ring A is a benzene ring represented by the formula (1a)
  • the ring B is a heterocycle represented by the formula (1b), and is condensed with two adjacent rings at an arbitrary position. do.
  • the compound represented by the general formula (1) can be a compound represented by the following formulas (3a) to (3f). Preferably, it is a compound represented by the formulas (3a) to (3e). More preferably, it is a compound represented by the formulas (3a) to (3c). More preferably, it is a compound represented by the formula (3a).
  • X and Y are independently CR 2 or N, respectively, and at least one of each is N.
  • X is all N.
  • Y is all N.
  • X is all N and Y is all N.
  • R 1 and R 2 are independently hydrogen, hydrocarbon, aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms, substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon groups having 6 to 18 carbon atoms, or substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon groups, respectively. It is an aromatic heterocyclic group having 3 to 17 carbon atoms. Preferably, it is a heavy hydrogen, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, an substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, or an substituted or unsubstituted aromatic heterocycle having 3 to 12 carbon atoms. It is the basis.
  • R1 is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 12 carbon atoms.
  • hydrogen is excluded from R1 .
  • aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl and the like. It is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms or the aromatic heterocyclic group having an unsubstituted carbon number of 3 to 17 include benzene, naphthalene, acenaphthene, acenaphtylene, azulene, anthracene, and pyrimidine.
  • Tetrazole indol, benzofuran, benzothiophene, benzoxazole, benzothiazole, indazole, benzimidazole, benzotriazole, benzoisothiazole, benzothiasiazol, purine, pyrimidine, coumarin, isoquamine, chromon, dibenzoselenophen, dibenzofuran, benzoflopyridine , Benzoflopyrimidine, dibenzothiophene, benzothienopyridine, benzothienopyrimidine, pyridoindole, or groups derived from carbazole.
  • the group is mentioned.
  • a and b are integers of 0 to 4, and c is an integer of 0 to 2.
  • a and b are 0 to 2. More preferably, a, b, and c are all 0.
  • Ar 1 and Ar 2 are independently hydrogen, substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon groups having 6 to 18 carbon atoms, substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic groups having 3 to 17 carbon atoms, or fragrances thereof. It is a substituted or unsubstituted linked aromatic group in which 2 to 5 group rings are linked. It is preferably a hydrogen, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted linked aromatic group in which 2 to 5 aromatic hydrocarbon groups are linked. More preferably, it is a substituted or unsubstituted phenyl group or a substituted or unsubstituted linked aromatic group in which 2 to 5 phenyl groups are linked.
  • aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms an aromatic heterocyclic group having 3 to 17 unsubstituted carbon atoms, or a linked aromatic group in which 2 to 5 of these aromatic rings are linked.
  • aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms an aromatic heterocyclic group having 3 to 17 unsubstituted carbon atoms, or a linked aromatic group in which 2 to 5 of these aromatic rings are linked.
  • examples include benzene, naphthalene, acenaphten, acenaphtylene, azulene, anthracene, chrysen, pyrene, phenanthrene, fluorene, triphenylene, pyridine, pyrimidine, triazine, thiophene, isothiazole, thiazole, pyridazine, pyrrol, pyrazole, imidazole, triazole, thiadiazole.
  • Examples include groups resulting from the constituent compounds. More preferably, it is a phenyl group, a biphenyl group, or a terphenyl group.
  • the terphenyl group may be linearly linked or branched.
  • the aromatic hydrocarbon group, the aromatic heterocyclic group, or the linked aromatic group may each have a substituent.
  • the substituents are heavy hydrogen, halogen, cyano group, triarylsilyl group, aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, alkoxy group having 2 to 5 carbon atoms, and 1 to 5 carbon atoms. An alkoxy group or a diarylamino group having 12 to 44 carbon atoms is preferable.
  • the substituent is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, it may be linear, branched or cyclic.
  • the number of substituents is preferably 0 to 5, preferably 0 to 2.
  • the carbon number calculation does not include the carbon number of the substituent. However, it is preferable that the total number of carbon atoms including the number of carbon atoms of the substituent satisfies the above range.
  • substituents include dehydrogen, cyano, methyl, ethyl, propyl, i-propyl, butyl, t-butyl, pentyl, cyclopentyl, hexyl, cyclohexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, vinyl and propenyl.
  • Preferred examples include cyano, methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, diphenylamino, naphthylphenylamino, or dinaphthylamino.
  • the linked aromatic group refers to an aromatic group in which the carbons of the aromatic rings of the aromatic group are bonded and linked by a single bond. It is an aromatic group in which two or more aromatic groups are linked, and these may be linear or branched.
  • the aromatic group may be an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group, and the plurality of aromatic groups may be the same or different.
  • the aromatic group corresponding to the linked aromatic group is different from the substituted aromatic group.
  • L 1 is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted linked aromatic group in which 2 to 5 aromatic hydrocarbon groups are linked. It is preferably an aromatic hydrocarbon group of 6 to 18, and more preferably a substituted or unsubstituted phenylene group. Specific examples of the case where L 1 is an unsubstituted aromatic hydrocarbon group are the same as the case where Ar 1 and Ar 2 are an unsubstituted aromatic hydrocarbon group. In addition, L 1 is a divalent group.
  • the ring C represents a benzene ring represented by the formula (2a)
  • the ring D represents a heterocycle represented by the formula (2b)
  • two adjacent rings and arbitrary positions Condensate with.
  • Ar 3 and Ar 4 are independently substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon groups having 6 to 18 carbon atoms, substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic groups having 3 to 18 carbon atoms, or fragrances thereof. Indicates a substituted or unsubstituted linked aromatic group in which 2 to 5 group rings are linked.
  • the aromatic heterocyclic group is preferably a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 10 to 18 carbon atoms
  • the linked aromatic group is a substituted or unsubstituted aromatic group in which 2 to 3 of the above aromatic groups are linked.
  • Linked aromatic groups are preferred.
  • At least one of Ar 3 and Ar 4 is a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 10 to 12 carbon atoms. Further, it is preferable that Ar 3 and Ar 4 do not have a nitrogen-containing 6-membered ring group. More preferably, when Ar 3 is not a nitrogen-containing 6-membered ring group and Ar 4 is a linked aromatic group, the second aromatic group is not a nitrogen-containing 6-membered ring group.
  • the compound represented by the general formula (2) can be a compound represented by the above formulas (4a) to (4f). Preferably, it is a compound represented by the formulas (4a) to (4e). More preferably, it is a compound represented by the formulas (4a) to (4c).
  • Z represents O, S, NAr 5 or CR 5 R 6 , preferably S, O, or N—Ar 5 , and more preferably O or N—.
  • Ar 5 is the same as Ar 1 or Ar 2 above. It is preferably a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted linked aromatic group in which 2 to 3 of the aromatic hydrocarbon groups are linked, and more preferably unsubstituted. It is a substituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted linked aromatic group in which 2 to 3 of the aromatic hydrocarbon groups are linked.
  • aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms an aromatic heterocyclic group having 3 to 18 carbon atoms, or a linked aromatic group in which 2 to 5 of these aromatic rings are linked.
  • aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms an aromatic heterocyclic group having 3 to 18 carbon atoms, or a linked aromatic group in which 2 to 5 of these aromatic rings are linked.
  • examples include benzene, naphthalene, acenaphten, acenaphtylene, azulene, anthracene, chrysen, pyrene, phenanthrene, fluorene, triphenylene, pyridine, pyrimidine, triazine, thiophene, isothiazole, thiazole, pyridazine, pyrrol, pyrazole, imidazole, triazole, thiadiazole.
  • a group formed by taking one hydrogen from a compound composed of two or three linkages thereof can be mentioned.
  • benzene, dibenzofuran, dibenzothiophene, carbazole, or a group formed by taking one hydrogen from a compound composed of two or three linkages thereof can be mentioned.
  • R 3 and R 4 are independently heavy hydrocarbons, aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms, substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon groups having 6 to 18 carbon atoms, and substituted or unsubstituted carbon atoms. It is an aromatic heterocyclic group of 3 to 17. A substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms is preferable, and a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms is more preferable.
  • R 5 and R 6 are independently hydrogen, an aliphatic hydrocarbon having 1 to 10 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 substituted or unsubstituted carbon atoms, and 3 to 3 substituted or unsubstituted carbon atoms. There are 17 aromatic heterocyclic groups, which may be bonded to each other to form a ring.
  • R 3 to R 6 are an unsubstituted aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, or an aromatic heterocyclic group are the same as in the case of R 1 and R 2 .
  • Preferred examples include benzene, naphthalene, acenaphthene, acenaphthylene, azulene, anthracene, chrysene, pyrene, phenanthrene, fluorene, or triphenylene. More preferably, it is benzene.
  • D, e, and g are integers of 0 to 4, and f is an integer of 0 to 2.
  • d, e and g are integers of 0 to 2 and f is an integer of 0 to 1. More preferably, d, e, f, and g are all 0.
  • the organic electroluminescent device of the present invention has an organic layer, and at least one of the organic layers is a light emitting layer. At least one light emitting layer contains the first host and the second host and at least one kind of light emitting dopant.
  • a method for manufacturing an organic electroluminescent device of the present invention a method of preparing a premix (premix composition) containing the first host and the second host and using the premix to prepare a light emitting layer is excellent.
  • a method of vaporizing and depositing the premix from a single evaporation source is preferred.
  • the premix is a uniform composition.
  • the difference in the 50% weight loss temperature between the first host and the second host in the premix is within 20 ° C., which is effective for making the vapor deposition uniform.
  • the first host and the second host can be used by vapor deposition from different vapor deposition sources individually, but they are premixed before vapor deposition to form a premixture, and the premixture is simultaneously vapor-deposited from one vapor deposition source to emit light. It is preferable to form a layer.
  • the premix may be mixed with the luminescent dopant material required to form the light emitting layer or other hosts used as needed, but there is a large difference in the temperature at which the desired vapor pressure is obtained. In that case, it may be vapor-deposited from another vapor deposition source.
  • the ratio of the first host to the total of the first host and the second host is preferably 10 to 70%, preferably more than 15%. , 65%, more preferably 20-60%.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structural example of a general organic EL device used in the present invention, in which 1 is a substrate, 2 is an anode, 3 is a hole injection layer, 4 is a hole transport layer, and 5 is a light emitting layer. , 6 represent an electron transport layer, and 7 represents a cathode.
  • the organic EL device of the present invention may have an exciton blocking layer adjacent to the light emitting layer, or may have an electron blocking layer between the light emitting layer and the hole injection layer.
  • the exciton blocking layer can be inserted into either the cathode side or the anode side of the light emitting layer, and both can be inserted at the same time.
  • the organic EL device of the present invention has an anode, a light emitting layer, and a cathode as essential layers, but it is preferable to have a hole injection transport layer and an electron injection transport layer in addition to the essential layers, and further, a light emitting layer and an electron injection. It is preferable to have a hole blocking layer between the transport layers.
  • the hole injection transport layer means either or both of the hole injection layer and the hole transport layer
  • the electron injection transport layer means either or both of the electron injection layer and the electron transport layer.
  • the organic EL element of the present invention is preferably supported by a substrate.
  • the substrate is not particularly limited as long as it is conventionally used for an organic EL element, and for example, a substrate made of glass, transparent plastic, quartz or the like can be used.
  • anode material in the organic EL element a material composed of a metal having a large work function (4 eV or more), an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof is preferably used.
  • electrode materials include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO.
  • amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 -ZnO) capable of producing a transparent conductive film may be used.
  • a thin film may be formed by forming a thin film of these electrode materials by a method such as thin film deposition or sputtering, and a pattern of a desired shape may be formed by a photolithography method, or when pattern accuracy is not required so much (about 100 ⁇ m or more). May form a pattern through a mask having a desired shape during vapor deposition or sputtering of the electrode material.
  • a coatable substance such as an organic conductive compound
  • a wet film forming method such as a printing method or a coating method can also be used.
  • the sheet resistance as the anode is preferably several hundred ⁇ / ⁇ or less.
  • the film thickness depends on the material, but is usually selected in the range of 10 to 1000 nm, preferably 10 to 200 nm.
  • the cathode material a material consisting of a metal (electron-injecting metal) having a small work function (4 eV or less), an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof is used.
  • a metal electron-injecting metal
  • Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O). 3 ) Examples include mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like.
  • a mixture of an electron injectable metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function value than this, for example, magnesium / silver mixture, magnesium. / Aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide mixture, lithium / aluminum mixture, aluminum and the like are suitable.
  • the cathode can be produced by forming a thin film of these cathode materials by a method such as vapor deposition or sputtering.
  • the sheet resistance of the cathode is preferably several hundred ⁇ / ⁇ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 ⁇ m, preferably 50 to 200 nm.
  • the emission brightness is improved, which is convenient.
  • a transparent or translucent cathode can be produced. By applying it, it is possible to manufacture an element in which both the anode and the cathode are transparent.
  • the light emitting layer is a layer that emits light after excitons are generated by recombination of holes and electrons injected from each of the anode and cathode, and the light emitting layer contains an organic light emitting dopant material and a host.
  • the first host and the second host which are different from each other, are used.
  • the compound represented by the general formula (1) as the first host one kind may be used, or two or more kinds of different compounds may be used.
  • the compound represented by the general formula (2) as the second host different from the first host one kind may be used, or two or more kinds of different compounds may be used.
  • one or a plurality of other known host materials may be used in combination, but the amount used may be 50 wt% or less, preferably 25 wt% or less, based on the total amount of the host materials.
  • the form of the host and its premixture may be powder, stick or granular.
  • each host can be vapor-deposited from different vapor deposition sources, or multiple types of hosts can be vapor-deposited simultaneously from one vapor deposition source by premixing them before vapor deposition to form a premixture. ..
  • a method capable of mixing as uniformly as possible is desirable, and examples thereof include pulverization mixing, heating and melting under reduced pressure or in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, sublimation, and the like. It is not limited to the method.
  • the 50% weight loss temperature is the temperature at which the weight is reduced by 50% when the temperature is raised from room temperature to 550 ° C at a rate of 10 ° C per minute in TG-DTA measurement under nitrogen airflow reduced pressure (1 Pa). .. It is considered that vaporization by evaporation or sublimation occurs most actively in the vicinity of this temperature.
  • the difference between the 50% weight loss temperature of the first host and the second host is preferably within 20 ° C, more preferably within 15 ° C.
  • a premixing method a known method such as pulverization and mixing can be adopted, but it is desirable to mix as uniformly as possible.
  • the phosphorescent dopant When a phosphorescent dopant is used as the luminescent dopant material, the phosphorescent dopant contains an organic metal complex containing at least one metal selected from ruthenium, rhodium, palladium, silver, renium, osmium, iridium, platinum and gold. What to do is good. Specifically, the iridium complex described in J.Am.Chem.Soc.2001,123,4304 and Japanese Patent Publication No. 2013-530515 is preferably used, but is not limited thereto.
  • the phosphorescent dopant material only one kind may be contained in the light emitting layer, or two or more kinds may be contained.
  • the content of the phosphorescent dopant material is preferably 0.1 to 30 wt%, more preferably 1 to 20 wt% with respect to the host material.
  • the phosphorescent dopant material is not particularly limited, but specific examples include the following.
  • the fluorescent light emitting dopant is not particularly limited, and is, for example, a benzoxazole derivative, a benzothiazole derivative, a benzoimidazole derivative, a styrylbenzene derivative, a polyphenyl derivative, a diphenylbutadiene derivative, or a tetraphenyl.
  • Examples thereof include polymer compounds such as polyphenylene and polyphenylene vinylene, and organic silane derivatives.
  • Preferred examples thereof include condensed aromatic derivatives, styryl derivatives, diketopyrrolopyrrole derivatives, oxazine derivatives, pyrromethene metal complexes, transition metal complexes, or lanthanoid complexes, and more preferably naphthalene, pyrene, chrysen, triphenylene, benzo [c] phenanthrene.
  • the fluorescent light emitting dopant material only one kind may be contained in the light emitting layer, or two or more kinds may be contained.
  • the content of the fluorescent light emitting dopant material is preferably 0.1 to 20%, more preferably 1 to 10% with respect to the host material.
  • the heat-activated delayed fluorescent light-emitting dopant is not particularly limited, but is described in a metal complex such as a tin complex or a copper complex, or WO2011 / 070963.
  • Indrocarbazole derivatives, cyanobenzene derivatives described in Nature 2012,492,234, carbazole derivatives, phenazine derivatives, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, sulfone derivatives, phenoxazine derivatives, aclysine derivatives and the like described in Nature Photonics 2014,8,326 can be mentioned. Be done.
  • the thermally activated delayed fluorescent dopant material is not particularly limited, but specific examples include the following.
  • the thermally activated delayed fluorescent dopant material may contain only one type or two or more types in the light emitting layer. Further, the thermally activated delayed fluorescent dopant may be mixed with a phosphorescent light emitting dopant or a fluorescent light emitting dopant. The content of the thermally activated delayed fluorescent dopant material is preferably 0.1 to 50%, more preferably 1 to 30% with respect to the host material.
  • the injection layer is a layer provided between the electrode and the organic layer in order to reduce the driving voltage and improve the emission brightness.
  • the injection layer includes a hole injection layer and an electron injection layer, and is located between the anode and the light emitting layer or the hole transport layer. And may be present between the cathode and the light emitting layer or the electron transporting layer.
  • the injection layer can be provided as needed.
  • the hole blocking layer has the function of an electron transporting layer in a broad sense, and is made of a hole blocking material having a function of transporting electrons and a significantly small ability to transport holes, and is composed of a hole blocking material while transporting electrons. It is possible to improve the recombination probability of electrons and holes in the light emitting layer by blocking the above.
  • the electron blocking layer has a function of a hole transporting layer in a broad sense, and by blocking electrons while transporting holes, the probability of recombination of electrons and holes in the light emitting layer can be improved. ..
  • the material of the electron blocking layer a known electron blocking layer material can be used, and a hole transporting layer material described later can be used as needed.
  • the film thickness of the electron blocking layer is preferably 3 to 100 nm, more preferably 5 to 30 nm.
  • the exciton blocking layer is a layer for blocking the diffusion of excitons generated by the recombination of holes and electrons in the light emitting layer to the charge transport layer, and the excitons are inserted by inserting this layer. It is possible to efficiently confine it in the light emitting layer, and it is possible to improve the light emitting efficiency of the element.
  • the exciton blocking layer can be inserted between two adjacent light emitting layers in an element in which two or more light emitting layers are adjacent to each other.
  • exciton blocking layer As the material of the exciton blocking layer, a known exciton blocking layer material can be used. For example, 1,3-dicarbazolylbenzene (mCP), bis (8-hydroxy-2-methylquinoline)-(4-phenylphenoxy) aluminum (III) (BAlq) and the like can be mentioned.
  • mCP 1,3-dicarbazolylbenzene
  • BAlq bis (8-hydroxy-2-methylquinoline)-(4-phenylphenoxy) aluminum
  • the hole transport layer is made of a hole transport material having a function of transporting holes, and the hole transport layer may be provided with a single layer or a plurality of layers.
  • the hole transport material has any of hole injection or transport and electron barrier property, and may be either an organic substance or an inorganic substance. Any compound can be selected and used for the hole transport layer from conventionally known compounds. Examples of such hole transport materials include porphyrin derivatives, arylamine derivatives, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, and amino-substituted carcon derivatives.
  • the electron transport layer is made of a material having a function of transporting electrons, and the electron transport layer may be provided with a single layer or a plurality of layers.
  • the electron transport material (which may also serve as a hole blocking material) may have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer.
  • any of conventionally known compounds can be selected and used, for example, polycyclic aromatic derivatives such as naphthalene, anthracene and phenanthroline, and tris (8-hydroxyquinoline) aluminum (III).
  • Example 1 Each thin film was laminated with a vacuum degree of 4.0 ⁇ 10 -5 Pa by a vacuum vapor deposition method on a glass substrate on which an anode made of ITO having a film thickness of 110 nm was formed.
  • HAT-CN was formed on the ITO to a thickness of 25 nm as a hole injection layer, and then Spiro-TPD was formed to a thickness of 30 nm as a hole transport layer.
  • HT-1 was formed to a thickness of 10 nm as an electron blocking layer.
  • compound 1 was co-deposited as the first host, compound 649 as the second host, and Ir (ppy) 3 as the light emitting dopant from different vapor deposition sources to form a light emitting layer having a thickness of 40 nm.
  • co-deposited under the vapor deposition conditions where the concentration of Ir (ppy) 3 was 10 wt% and the weight ratio between the first host and the second host was 30:70.
  • ET-1 was formed to a thickness of 20 nm as an electron transport layer.
  • LiF was formed on the electron transport layer as an electron injection layer to a thickness of 1 nm.
  • Al was formed on the electron injection layer as a cathode to a thickness of 70 nm to fabricate an organic EL device.
  • Example 2-7 an organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the compounds shown in Table 1 were used for the first host and the second host.
  • the weight ratio between the first host and the second host was 30:70 in Examples 2 to 6 and 50:50 in Example 7.
  • Examples 8-10 An organic EL device was prepared in the same manner as in Example 1 except that the premix obtained by weighing the first host and the second host shown in Table 1 and mixing them while grinding in a mortar was co-deposited from one vapor deposition source. bottom. The weight ratio between the first host and the second host was 30:70 in Examples 8 to 9 and 50:50 in Example 10.
  • Example 1 an organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the compounds shown in Table 1 were used for the first host and the second host.
  • Example 8 an organic EL device was produced in the same manner as in Example 8 except that the compounds shown in Table 1 were used for the first host and the second host.
  • Example 10 an organic EL device was produced in the same manner as in Example 10 except that the compounds shown in Table 1 were used for the first host and the second host.
  • Table 1 shows the evaluation results of the manufactured organic EL device.
  • the luminance, drive voltage, and luminous efficiency are the values when the drive current is 20 mA / cm 2 , and are the initial characteristics.
  • LT70 is the time required for the initial brightness to decay to 70%, and represents the life characteristic.
  • Table 2 lists the 50% weight loss temperatures (T 50 ) for compounds 1, 8, 647, 650, and C.

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Abstract

低駆動電圧で、高効率かつ高い駆動安定性を有した有機ＥＬ素子を提供する。この有機Ｅｌ素子は、陽極と陰極との間に複数の有機層を有し、発光層にインドロカルバゾール化合物から選ばれる第１ホスト、第２ホスト及びドーパント材料を含むことを特徴とするする有機電界発光素子である。第１ホストは例えばトリアジン環のような含窒素６員環を含む置換基を有するインドロカルバゾール化合物であり、第２ホストは例えば芳香族炭化水素基、又はカルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環のような複素環を含む置換基を有するインドロカルバゾール化合物である。

Description

有機電界発光素子用材料及び有機電界発光素子
　本発明は、有機電界発光素子用化合物及び特定の混合ホスト材料を含む有機ＥＬ素子に関するものである。
　有機EL素子に電圧を印加することで、陽極から正孔が、陰極からは電子がそれぞれ発光層に注入される。そして発光層において、注入された正孔と電子が再結合し、励起子が生成される。この際、電子スピンの統計則により、一重項励起子及び三重項励起子が１：３の割合で生成する。一重項励起子による発光を用いる蛍光発光型の有機ＥＬ素子は、内部量子効率は２５％が限界であるといわれている。一方で三重項励起子による発光を用いる燐光発光型の有機ＥＬ素子は、一重項励起子から項間交差が効率的に行われた場合には、内部量子効率を１００％まで高められることが知られている。
　さらに最近では、遅延蛍光を利用した高効率の有機EL素子の開発がなされている。例えば特許文献１には、遅延蛍光のメカニズムの一つであるTTF（Triplet-Triplet Fusion）機構を利用した有機EL素子が開示されている。TTF機構は２つの三重項励起子の衝突によって一重項励起子が生成する現象を利用するものであり、理論上内部量子効率を４０％まで高められると考えられている。しかしながら、燐光発光型の有機EL素子と比較すると効率が低いため、更なる効率の改良、及び低電圧特性が求められている。
　また、特許文献２では、TADF（Thermally Activated Delayed Fluorescence）機構を利用した有機EL素子が開示されている。TADF機構は一重項準位と三重項準位のエネルギー差が小さい材料において三重項励起子から一重項励起子への逆項間交差が生じる現象を利用するものであり、理論上内部量子効率を１００％まで高められると考えられている。
　しかしながらいずれの機構においても、効率、寿命ともに向上の余地があり、加えて駆動電圧の低減についても改善が求められている。
WO2010/134350 A WO2011/070963 A WO2011/099374 A WO2016/023608 A US2018/134718 A WO2016/042997 A KR2018/007617 A
　特許文献３、４、５ではインドロカルバゾール化合物をホスト材料として使用することを開示している。
　特許文献６、７では、異なる2種のインドロカルバゾール化合物を混合ホストとして使用することを開示している。
　しかしながら、いずれも十分なものとは言えず、効率、電圧、寿命の更なる改良が望まれている。
　有機ＥＬ素子をフラットパネルディスプレイ等の表示素子に応用するためには、素子の発光効率を改善すると同時に、素子の長寿命特性を十分に確保する必要がある。本発明は、上記現状に鑑み、低駆動電圧で、高効率かつ高い駆動安定性を有した有機ＥＬ素子及びそれに適する化合物を提供することを目的とする。
　本発明者らは、鋭意検討した結果、発光層に特定の混合ホスト材料を用いた有機電界発光素子は、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
　本発明は、陽極と陰極との間に複数の有機層を有する有機電界発光素子であって、有機層は少なくとも一つの発光層を有し、該発光層は、互いに異なる第1ホストと第2ホストとドーパント材料とを含み、上記第１ホストが下記一般式（１）で表される化合物であり、上記第２ホストが下記一般式（２）で表される化合物であることを特徴とする有機電界発光素子に関する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 　ここで、環Ａは、２つの隣接環と任意の位置で縮合する式（１ａ）で表される芳香族炭化水素環を示し、環Ｂは、２つの隣接環と任意の位置で縮合する式（１ｂ）で表される複素環を示し、
Ｘ、及びＹは、それぞれ独立にＣＲ2又はＮを示すが、少なくとも一つはＮであり、
Ｒ１はそれぞれ独立に、重水素、炭素数１～１０の脂肪族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数３～１７の芳香族複素環基を示し、
Ｒ２はそれぞれ独立に、水素、重水素、炭素数１～１０の脂肪族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数３～１７の芳香族複素環基を示し、
a、及びbは０～４の整数、cは０～２の整数を示し、
Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ独立に水素、置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数３～１７の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が２～５個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基を示し、
Ｌ１は置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、又は該芳香族炭化水素基が２～５個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 　ここで、環Ｃは、２つの隣接環と任意の位置で縮合する式（２ａ）で表される芳香族炭化水素環を示し、環Ｄは、２つの隣接環と任意の位置で縮合する式（２ｂ）で表される複素環を示し、
Ｒ３はそれぞれ独立に、重水素、炭素数１～１０の脂肪族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数３～１７の芳香族複素環基を示し、
ｄ、及びｅは０～４の整数、ｆは０～２の整数を示し、
Ａｒ３、及びＡｒ４は、それぞれ独立に、置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数３～１８の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が２～５個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基を示す。
　上記一般式（１）において、Ｘ、Ｙ又は両者が全てＮであること、Ｌ１が置換若しくは未置換のフェニレン基であること、又はＡｒ１及びＡｒ２がそれぞれ独立に、水素、置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、又は該芳香族炭化水素基が２～５個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基であることは、本発明の好ましい態様である。
　上記一般式（２）において、Ａｒ３、及びＡｒ４は、それぞれ独立に、置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数１０～１８の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が２～５個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基であること、Ａｒ３、及びＡｒ４の少なくとも一方は、置換若しくは未置換の炭素数６～１０の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数１０～１２の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が２～３個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基であること、又はｄ、ｅ及びｆが全て０であることは、他の好ましい態様である。
　上記一般式（２）が、下記式（４ａ）～（４ｆ）のいずれかであることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 　ここで、Ｚは、Ｏ、Ｓ、ＮＡｒ５、又はＣＲ５Ｒ６を表し、Ｒ４はＲ３と同意であり、ｇは０～４の整数を表す。Ｒ３、ｄ、ｅ、ｆ及びＡｒ３は、一般式（２）と同意であり、Ａｒ５はＡｒ３と同意であり、Ｒ５及びＲ６は、独立にＲ３と同意である。
　また、本発明は上記の有機電界発光素子を製造するに当たり、上記互いに異なる第1ホストと第2ホストを含む予備混合物を用意し、これを使用して発光層を作製することを特徴とする有機電界発光素子の製造方法に関する。
　更に本発明は、上記互いに異なる第1ホストと第2ホストを含むことを特徴とする有機電界発光素子用の予備混合物である。
　上記第1ホストと第2ホストとの５０％重量減少温度の差が２０℃以内であることがよい。
　素子特性向上のためには、有機層に使用する材料の電荷に対する耐久性が高いことが必要であり、特に発光層においては周辺層への励起子および電荷の漏れを抑えることが重要である。この電荷/励起子の漏れ抑制には、発光層中における発光領域の偏りの改善が有効であり、そのためには発光層への両電荷（電子/正孔）注入量若しくは発光層中における両電荷輸送量を好ましい範囲に制御することが必要である。
　本発明では、ホストとして上記インドロカルバゾール構造を有する第１ホストと第２ホストを使用する。第１ホストはインドロカルバゾールのＮ上に、電子受容性の高い含窒素六員環を有するため、電荷、特に電子の注入輸送性が向上させ、更に第２ホストを使用することで、電荷、特に正孔の注入輸送性を高めて、低電圧、高効率でありながら安定して駆動する有機ＥＬ素子とすることが可能になったと推測される。そして、インドロカルバゾール環の骨格構造やこの骨格への置換基の種類、数を変えることで電荷の注入輸送性を高いレベルで制御できると推測される。本発明の有機EL素子は、発光層中の電荷の注入輸送性が適正化され、電圧、効率、耐久性等の特性が改善されたものとなる。
有機EL素子の一例を示した模式断面図である。
　本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に複数の有機層を有する有機電界発光素子であって、有機層は少なくとも一つの発光層を含み、該発光層は、前記一般式（１）で表される第１ホストと、前記一般式（２）で表される第２ホストと、ドーパント材料を含むことを特徴とする。第１ホストと、第２ホストは互いに異なる。
　一般式（１）において、環Ａは式（１ａ）で表されるベンゼン環であり、環Ｂは、式（１ｂ）で表される複素環であり、２つの隣接環と任意の位置で縮合する。
　一般式（１）で表される化合物は、下記式（３ａ）～（３ｆ）で表される化合物であることができる。好ましくは、式（３ａ）～（３ｅ）で表される化合物である。より好ましくは、式（３ａ）～（３ｃ）で表される化合物である。さらに好ましくは、式（３ａ）で表される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
  
　一般式（１）及び式（３ａ）～（３ｆ）において共通する記号は同じ意味を有する。
　Ｘ及びＹは、それぞれ独立にＣＲ2又はＮであり、それぞれの少なくとも一つはＮである。好ましくは、Ｘの内、２つ以上がＮである。より好ましくは、Ｘが全てＮである。また、好ましくは、Ｙの内、２つ以上がＮである。より好ましくは、Ｙが全てＮである。特に好ましくは、Ｘが全てＮであり、かつＹがすべてＮである。
　Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立に、水素、重水素、炭素数１～１０の脂肪族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数３～１７の芳香族複素環基である。好ましくは重水素、炭素数１～４の脂肪族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数３～１２の芳香族複素環基である。より好ましくは置換若しくは未置換の炭素数６～１０の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数３～１２の芳香族複素環基である。ただし、Ｒ１からは水素は除外される。
　上記炭素数１～１０の脂肪族炭化水素基の具体例としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、へキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル等が挙げられる。好ましくは、炭素数１～４のアルキル基である。
　上記未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基又は未置換の炭素数３～１７の芳香族複素環基の具体例としては、ベンゼン、ナフタレン、アセナフテン、アセナフチレン、アズレン、アントラセン、クリセン、ピレン、フェナントレン、フルオレン、トリフェニレン、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、チオフェン、イソチアゾール、チアゾール、ピリダジン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、ピラジン、フラン、イソキサゾール、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、キナゾリン、チアジアゾール、フタラジン、テトラゾール、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾイソチアゾール、ベンゾチアジアゾール、プリン、ピラノン、クマリン、イソクマリン、クロモン、ジベンゾセレノフェン、ジベンゾフラン、ベンゾフロピリジン、ベンゾフロピリミジン、ジベンゾチオフェン、ベンゾチエノピリジン、ベンゾチエノピリミジン、ピリドインドール、又はカルバゾールから生じる基が挙げられる。
　好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、フェナントレン、フルオレン、トリフェニレン、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、ピリダジン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、ピラジン、フラン、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、キナゾリン、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾイソチアゾール、ベンゾチアジアゾール、ジベンゾセレノフェン、ジベンゾフラン、ベンゾフロピリジン、ベンゾフロピリミジン、ジベンゾチオフェン、ベンゾチエノピリジン、ベンゾチエノピリミジン、ピリドインドール、又はカルバゾールから生じる芳香族基が挙げられる。より好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、フェナントレン、フルオレン、トリフェニレン、トリアジン、キノキサリン、キナゾリン、ジベンゾフラン、ベンゾフロピリジン、ベンゾフロピリミジン、ジベンゾチオフェン、ベンゾチエノピリジン、ベンゾチエノピリミジン、ピリドインドール、又はカルバゾールから生じる芳香族基が挙げられる。
　ａ、及びｂは０～４の整数、ｃは０～２の整数である。好ましくは、ａ及びｂが０～２である。より好ましくは、ａ、ｂ、及びｃが全て０である。
　Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ独立に水素、置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数３～１７の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が２～５個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基である。好ましくは水素、置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基又は該芳香族炭化水素基が２～５個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基である。より好ましくは、置換若しくは未置換のフェニル基またはフェニル基が２～５個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基である。
　上記未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、未置換の炭素数３～１７の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が２～５個連結した連結芳香族基の具体例としては、ベンゼン、ナフタレン、アセナフテン、アセナフチレン、アズレン、アントラセン、クリセン、ピレン、フェナントレン、フルオレン、トリフェニレン、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、チオフェン、イソチアゾール、チアゾール、ピリダジン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、ピラジン、フラン、イソキサゾール、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、キナゾリン、チアジアゾール、フタラジン、テトラゾール、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾイソチアゾール、ベンゾチアジアゾール、プリン、ピラノン、クマリン、イソクマリン、クロモン、ジベンゾセレノフェン、ジベンゾフラン、ベンゾフロピリジン、ベンゾフロピリミジン、ジベンゾチオフェン、ベンゾチエノピリジン、ベンゾチエノピリミジン、ピリドインドール、カルバゾール又はこれらが２～５連結して構成される化合物から生じる基が挙げられる。好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、フェナントレン、フルオレン、トリフェニレン、トリアジン、ジベンゾフラン、ベンゾフロピリジン、ベンゾフロピリミジン、ジベンゾチオフェン、ベンゾチエノピリジン、ベンゾチエノピリミジン、ピリドインドール、又はカルバゾール又はこれらが２～５連結して構成される化合物から生じる基が挙げられる。より好ましくは、フェニル基、ビフェニル基、又はターフェニル基である。ターフェニル基は、直鎖状に連結しても、分岐してもよい。
　本明細書において、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、又は連結芳香族基は、それぞれ置換基を有してもよい。置換基を有する場合の置換基は、重水素、ハロゲン、シアノ基、トリアリールシリル基、炭素数１～１０の脂肪族炭化水素基、炭素数２～５のアルケニル基、炭素数１～５のアルコキシ基又は炭素数１２～４４のジアリールアミノ基が好ましい。ここで、置換基が炭素数１～１０の脂肪族炭化水素基である場合、直鎖状、分岐状、環状であってもよい。
　なお、置換基の数は０～５、好ましくは０～２がよい。芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基が置換基を有する場合の炭素数の計算には、置換基の炭素数を含まない。しかし、置換基の炭素数を含んだ合計の炭素数が上記範囲を満足することが好ましい。
　上記置換基の具体例としては、重水素、シアノ、メチル、エチル、プロピル、i-プロピル、ブチル、t-ブチル、ペンチル、シクロペンチル、へキシル、シクロヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ビニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペントキシ、ジフェニルアミノ、ナフチルフェニルアミノ、ジナフチルアミノ、ジアントラニルアミノ、ジフェナンスレニルアミノ、ジピレニルアミノ、トリアリールシリル、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル等が挙げられる。好ましくは、シアノ、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、へキシル、ヘプチル、オクチル、ジフェニルアミノ、ナフチルフェニルアミノ、又はジナフチルアミノが挙げられる。
　本明細書において、連結芳香族基は、芳香族基の芳香族環の炭素同士が単結合で結合して連結した芳香族基をいう。芳香族基が２以上連結した芳香族基であり、これらは直鎖状であっても、分岐してもよい。芳香族基は芳香族炭化水素基であっても、芳香族複素環基であってもよく、複数の芳香族基は同一であっても、異なってもよい。連結芳香族基に該当する芳香族基は、置換芳香族基とは異なる。
　Ｌ１は置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、又は該芳香族炭化水素基が２～５個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基である。好ましくは６～１８の芳香族炭化水素基であり、より好ましくは、置換若しくは未置換のフェニレン基である。Ｌ１が未置換の芳香族炭化水素基である場合の具体例は、Ａｒ１及びＡｒ２が未置換の芳香族炭化水素基である場合と同様である。なお、Ｌ１は２価の基である。
　一般式（１）で表される化合物の具体的な例を以下に示すが、これら例示化合物に限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
  
　前記一般式（２）において、環Ｃは、式（２ａ）で表されるベンゼン環を示し、環Ｄは、式（２ｂ）で表される複素環を示し、２つの隣接環と任意の位置で縮合する。
　Ａｒ３、及びＡｒ４は、それぞれ独立に、置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数３～１８の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が２～５個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基を示す。芳香族複素環基としては、置換若しくは未置換の炭素数１０～１８の芳香族複素環基が好ましく、連結芳香族基としては、上記芳香族基が２～３個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基が好ましい。
　Ａｒ３、及びＡｒ４の少なくとも一方は、置換若しくは未置換の炭素数１０～１２の芳香族複素環基であることがさらに好ましい。また、Ａｒ３及びＡｒ４は、含窒素６員環基を有しないことが好ましい。より好ましくは、Ａｒ３が含窒素６員環基でなく、Ａｒ４が連結芳香族基である場合、第2番目の芳香族基が含窒素６員環基ではないことである。
　一般式（２）で表される化合物は、上記式（４ａ）～（４ｆ）で表される化合物であることができる。好ましくは、式（４ａ）～（４ｅ）で表される化合物である。より好ましくは、式（４ａ）～（４ｃ）で表される化合物である。
　一般式（２）及び式（４ａ）～（４ｆ）において共通する記号は同じ意味を有する。
　式（４ａ）～（４ｆ）において、Ｚは、Ｏ、Ｓ、ＮＡｒ５、又はＣＲ５Ｒ６を表し、好ましくはＳ、Ｏ、又はＮ－Ａｒ５であり、より好ましくはＯ、又はＮ－Ａｒ５である。
　Ａｒ５は、上記Ａｒ１又はＡｒ２と同様である。好ましくは置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、又は該芳香族炭化水素基が２～３個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基であり、より好ましくは、未置換の炭素数６～１２の芳香族炭化水素基、又は該芳香族炭化水素基が２～３個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基である。
　上記未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、未置換の炭素数３～１８の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が２～５個連結した連結芳香族基の具体例としては、ベンゼン、ナフタレン、アセナフテン、アセナフチレン、アズレン、アントラセン、クリセン、ピレン、フェナントレン、フルオレン、トリフェニレン、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、チオフェン、イソチアゾール、チアゾール、ピリダジン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、ピラジン、フラン、イソキサゾール、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、キナゾリン、チアジアゾール、フタラジン、テトラゾール、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾイソチアゾール、ベンゾチアジアゾール、プリン、ピラノン、クマリン、イソクマリン、クロモン、ジベンゾセレノフェン、ジベンゾフラン、ベンゾフロピリジン、ベンゾフロピリミジン、ジベンゾチオフェン、ベンゾチエノピリジン、ベンゾチエノピリミジン、カルバゾール、ピリドインドール、インドロカルバゾール、ベンゾフロカルバゾール、ベンゾチエノカルバゾール又はこれらが２～５連結して構成される化合物から１個の水素を取って生じる基が挙げられる。好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、フェナントレン、フルオレン、トリフェニレン、ジベンゾフラン、ベンゾフロピリジン、ベンゾフロピリミジン、ジベンゾチオフェン、ベンゾチエノピリジン、ベンゾチエノピリミジン、カルバゾール、ピリドインドール、インドロカルバゾール、ベンゾフロカルバゾール、ベンゾチエノカルバゾール又はこれらが２～３連結して構成される化合物から１個の水素を取って生じる基が挙げられる。より好ましくはベンゼン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾール、又はこれらが２～３連結して構成される化合物から１個の水素を取って生じる基が挙げられる。
　Ｒ3、及びＲ４はそれぞれ独立に、重水素、炭素数１～１０の脂肪族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数３～１７の芳香族複素環基である。好ましくは置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基であり、より好ましくは、置換若しくは未置換の炭素数６～１２の芳香族炭化水素基である。
　Ｒ５、及びＲ６はそれぞれ独立に、水素、炭素数１～１０の脂肪族炭化水、置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数３～１７の芳香族複素環基であり、これらは互いに結合して環を形成してもよい。
　Ｒ3～Ｒ６が未置換の脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、又は芳香族複素環基である場合の具体例は、Ｒ１及びＲ２の場合と同様である。好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、アセナフテン、アセナフチレン、アズレン、アントラセン、クリセン、ピレン、フェナントレン、フルオレン、又はトリフェニレンが挙げられる。より好ましくは、ベンゼンである。
　ｄ、ｅ、及びｇは０～４の整数、ｆは０～２の整数である。好ましくは、ｄ、ｅ及びｇは０～２の整数、ｆは０～１の整数である。より好ましくは、ｄ、ｅ、ｆ、ｇは全て０である。
　一般式（２）で表される化合物の具体的な例を以下に示すが、これら例示化合物に限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000049
　
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
  
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
  
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000055
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
　本発明の有機電界発光素子は、有機層を有し、有機層の少なくとも一つは、発光層である。少なくとも一つの発光層は上記第１ホストと第２ホスト及び少なくとも１種の発光性ドーパントを含有する。
　本発明の有機電界発光素子の製造方法としては、上記第1ホストと第2ホストを含む予備混合物（予備混合組成物）を用意し、これを使用して発光層を作製する方法が優れる。予備混合物を単一の蒸発源から気化させて蒸着させる方法が好ましい。ここで、予備混合物は均一な組成物であることが適する。
　予備混合物における第1ホストと第2ホストとの５０％重量減少温度の差が２０℃以内であることは、蒸着を均一にするために有効である。
　第１ホストと第２ホストは、個々に異なる蒸着源から蒸着して使用することもできるが、蒸着前に予備混合して予備混合物とし、その予備混合物を１つの蒸着源から同時に蒸着して発光層を形成することが好ましい。この場合、予備混合物には、発光層を形成するために必要な発光性ドーパント材料又は必要により使用される他のホストを混合させてもよいが、所望の蒸気圧となる温度に大きな差がある場合は、別の蒸着源から蒸着させることがよい。
　また、第１ホストと第２ホストの混合比（重量比）は、第１ホストと第２ホストの合計に対し、第１ホストの割合が１０～７０％がよく、好ましくは１５％よりも多く、６５%よりも少ないことであり、より好ましくは２０～６０％である。
　次に、本発明の有機EL素子の構造について、図面を参照しながら説明するが、本発明の有機EL素子の構造はこれに限定されない。
　図１は本発明に用いられる一般的な有機ＥＬ素子の構造例を示す断面図であり、１は基板、２は陽極、３は正孔注入層、４は正孔輸送層、５は発光層、６は電子輸送層、７は陰極を表す。本発明の有機ＥＬ素子は発光層と隣接して励起子阻止層を有してもよく、また発光層と正孔注入層との間に電子阻止層を有してもよい。励起子阻止層は発光層の陰極側及び陽極側のいずれにも挿入することができ、両方同時に挿入することも可能である。本発明の有機ＥＬ素子では、陽極、発光層、そして陰極を必須の層として有するが、必須の層以外に正孔注入輸送層、電子注入輸送層を有することがよく、更に発光層と電子注入輸送層の間に正孔阻止層を有することがよい。なお、正孔注入輸送層は、正孔注入層と正孔輸送層のいずれか、または両者を意味し、電子注入輸送層は、電子注入層と電子輸送層のいずれか又は両者を意味する。
　図１とは逆の構造、すなわち基板１上に陰極７、電子輸送層６、発光層５、正孔輸送層４、陽極２の順に積層することも可能であり、この場合も必要により層を追加、省略することが可能である。
―基板―
　本発明の有機ＥＬ素子は、基板に支持されていることが好ましい。この基板については特に制限はなく、従来から有機ＥＬ素子に用いられているものであれば良く、例えばガラス、透明プラスチック、石英等からなるものを用いることができる。
―陽極―
　有機ＥＬ素子における陽極材料としては、仕事関数の大きい（４eV以上）金属、合金、電気伝導性化合物又はこれらの混合物からなる材料が好ましく用いられる。このような電極材料の具体例としてはAu等の金属、CuI、インジウムチンオキシド（ITO）、SnO2、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In2O3-ZnO)等の非晶質で、透明導電膜を作成可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極材料を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成しても良く、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合（１００μm以上程度）は、上記電極材料の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。あるいは有機導電性化合物のような塗布可能な物質を用いる場合には印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。膜厚は材料にもよるが、通常１０～１０００nm、好ましくは１０～２００nmの範囲で選ばれる。
―陰極―
　一方、陰極材料としては仕事関数の小さい（４eV以下）金属（電子注入性金属）、合金、電気伝導性化合物又はこれらの混合物からなる材料が用いられる。このような電極材料の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム―カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えばマグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極はこれらの陰極材料を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０nm～５μm、好ましくは５０～２００nmの範囲で選ばれる。なお、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極又は陰極のいずれか一方が透明又は半透明であれば発光輝度は向上し、好都合である。
　また、上記金属を１～２０nmの膜厚で形成した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に形成することで、透明又は半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
―発光層―
　発光層は陽極及び陰極のそれぞれから注入された正孔及び電子が再結合することにより励起子が生成した後、発光する層であり発光層には有機発光性ドーパント材料とホストを含む。
　ホストには、互いに異なる上記第１ホストと第２ホストを使用する。
　第１ホストとしての一般式（１）で表される化合物は、１種を使用してもよく、２種以上の異なる化合物を使用してもよい。同様に、第１ホストとは異なる第２ホストとしての一般式（２）で表される化合物は１種を使用してもよく、２種以上の異なる化合物を使用してもよい。
　必要により、他の公知のホスト材料を１種又は複数種類併用しても良いが、その使用量はホスト材料の合計に対し、50wt％以下、好ましくは25wt％以下とすることがよい。
　ホスト及びその予備混合物の形態は、粉体、スティック状、または顆粒状であってもよい。
　ホストを複数種使用する場合は、それぞれのホストを異なる蒸着源から蒸着するか、蒸着前に予備混合して予備混合物とすることで１つの蒸着源から複数種のホストを同時に蒸着することもできる。
　予備混合の方法としては可及的に均一に混合できる方法が望ましく、粉砕混合や、減圧下又は窒素のような不活性ガス雰囲気下で加熱溶融させる方法や、昇華等が挙げられるが、これらの方法に限定されるものではない。
　第１ホストと第２ホストを予備混合して使用する場合は、良好な特性を有する有機EL素子を再現性良く作製するために、50%重量減少温度（T50）の差が小さいことが望ましい。50%重量減少温度は、窒素気流減圧（1Pa）下でのTG-DTA測定において、室温から毎分10℃の速度で550℃まで昇温したとき、重量が50%減少した際の温度をいう。この温度付近では、蒸発又は昇華による気化が最も盛んに起こると考えられる。
　第１ホストと第２ホストは、上記50%重量減少温度の差が20℃以内であることが好ましく、15℃以内であることがより好ましい。予備混合方法としては、粉砕混合等の公知の方法が採用できるが、可及的に均一に混合することが望ましい。
　発光性ドーパント材料として燐光発光ドーパントを使用する場合、燐光発光ドーパントとしては、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金及び金から選ばれる少なくとも１つの金属を含む有機金属錯体を含有するものがよい。具体的には、J.Am.Chem.Soc.2001,123,4304や特表2013-530515号公報に記載されているイリジウム錯体が好適に用いられるが、これらに限定されない。
　燐光発光ドーパント材料は、発光層中に１種類のみが含有されても良いし、２種類以上を含有しても良い。燐光発光ドーパント材料の含有量はホスト材料に対して０．１～３０wt％であることが好ましく、１～２０wt％であることがより好ましい。
　燐光発光ドーパント材料は、特に限定されるものではないが、具体的には以下のような例が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
　発光性ドーパント材料として蛍光発光ドーパントを使用する場合、蛍光発光ドーパントとしては、特に限定されないが例えばベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリフェニル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ナフタルイミド誘導体、クマリン誘導体、縮合芳香族化合物、ペリノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、オキサジン誘導体、アルダジン誘導体、ピロリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピリジン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、スチリルアミン誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、芳香族ジメチリジン化合物、８－キノリノール誘導体の金属錯体やピロメテン誘導体の金属錯体、希土類錯体、遷移金属錯体に代表される各種金属錯体等、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン誘導体等が挙げられる。好ましくは縮合芳香族誘導体、スチリル誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、オキサジン誘導体、ピロメテン金属錯体、遷移金属錯体、又はランタノイド錯体が挙げられ、より好ましくはナフタレン、ピレン、クリセン、トリフェニレン、ベンゾ[ｃ]フェナントレン、ベンゾ[a]アントラセン、ペンタセン、ペリレン、フルオランテン、アセナフソフルオランテン、ジベンゾ[a,j]アントラセン、ジベンゾ[a,h]アントラセン、ベンゾ[a]ナフタレン、ヘキサセン、ナフト[2,1-f]イソキノリン、α‐ナフタフェナントリジン、フェナントロオキサゾール、キノリノ[6,5-f]キノリン、ベンゾチオファントレン等が挙げられる。これらは置換基としてアルキル基、アリール基、芳香族複素環基、又はジアリールアミノ基を有しても良い。
　蛍光発光ドーパント材料は、発光層中に１種類のみが含有されても良いし、２種類以上を含有しても良い。蛍光発光ドーパント材料の含有量は、ホスト材料に対して0.1～２０％であることが好ましく、１～１０％であることがより好ましい。
　発光性ドーパント材料として熱活性化遅延蛍光発光ドーパントを使用する場合、熱活性化遅延蛍光発光ドーパントとしては、特に限定されないがスズ錯体や銅錯体等の金属錯体や、WO2011/070963号公報に記載のインドロカルバゾール誘導体、Nature 2012,492,234に記載のシアノベンゼン誘導体、カルバゾール誘導体、Nature Photonics 2014,8,326に記載のフェナジン誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、スルホン誘導体、フェノキサジン誘導体、アクリジン誘導体等が挙げられる。
　熱活性化遅延蛍光発光ドーパント材料は、特に限定されるものではないが、具体的には以下のような例が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
  
　熱活性化遅延蛍光発光ドーパント材料は、発光層中に１種類のみが含有されてもよいし、２種類以上を含有してもよい。また、熱活性化遅延蛍光発光ドーパントは燐光発光ドーパントや蛍光発光ドーパントと混合して用いてもよい。熱活性化遅延蛍光発光ドーパント材料の含有量は、ホスト材料に対して０．１～５０％であることが好ましく、１～３０％であることがより好ましい。
－注入層－
　注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、正孔注入層と電子注入層があり、陽極と発光層又は正孔輸送層の間、及び陰極と発光層又は電子輸送層との間に存在させてもよい。注入層は必要に応じて設けることができる。
－正孔阻止層－
　正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで発光層中での電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
－電子阻止層－
　電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで発光層中での電子と正孔が再結合する確率を向上させることができる。
　電子阻止層の材料としては、公知の電子阻止層材料を用いることができ、また後述する正孔輸送層の材料を必要に応じて用いることができる。電子阻止層の膜厚は好ましくは３～１００ｎｍであり、より好ましくは５～３０ｎｍである。
－励起子阻止層－
　励起子阻止層とは、発光層内で正孔と電子が再結合することにより生じた励起子が電荷輸送層に拡散することを阻止するための層であり、本層の挿入により励起子を効率的に発光層内に閉じ込めることが可能となり、素子の発光効率を向上させることができる。励起子阻止層は２つ以上の発光層が隣接する素子において、隣接する２つの発光層の間に挿入することができる。
　励起子阻止層の材料としては、公知の励起子阻止層材料を用いることができる。例えば、１，３－ジカルバゾリルベンゼン（ｍＣＰ）や、ビス（８－ヒドロキシ－２－メチルキノリン）－（４－フェニルフェノキシ）アルミニウム（III）（ＢＡｌｑ）等が挙げられる。
－正孔輸送層－
　正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、正孔輸送層は単層又は複数層設けることができる。
　正孔輸送材料としては、正孔の注入又は輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。正孔輸送層には従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。かかる正孔輸送材料としては例えば、ポルフィリン誘導体、アリールアミン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられるが、ポルフィリン誘導体、アリールアミン誘導体及びスチリルアミン誘導体を用いることが好ましく、アリールアミン化合物を用いることがより好ましい。
－電子輸送層－
　電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、電子輸送層は単層又は複数層設けることができる。
　電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる場合もある）としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよい。電子輸送層には、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、例えば、ナフタレン、アントラセン、フェナントロリン等の多環芳香族誘導体、トリス（８－ヒドロキシキノリン）アルミニウム（III）誘導体、ホスフィンオキサイド誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、ビピリジン誘導体、キノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体等が挙げられ、更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
　以下、本発明を実施例によって更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、その要旨を超えない限りにおいて、種々の形態で実施することが可能である。
実施例１
  膜厚110nmのITOからなる陽極が形成されたガラス基板上に、各薄膜を真空蒸着法にて、真空度4.0×10-5Paで積層した。まず、ITO上に正孔注入層としてHAT-CNを25nmの厚さに形成し、次に正孔輸送層としてSpiro-TPDを30nmの厚さに形成した。次に電子阻止層としてHT-1を10nmの厚さに形成した。次に、第１ホストとして化合物1を、第２ホストとして化合物649を、発光ドーパントとしてIr(ppy)3をそれぞれ異なる蒸着源から共蒸着し、40nmの厚さに発光層を形成した。この時、Ir(ppy)3の濃度が10wt%、第１ホストと第２ホストの重量比が30:70となる蒸着条件で共蒸着した。次に電子輸送層としてET-1を20nmの厚さに形成した。更に電子輸送層上に電子注入層としてLiFを1nmの厚さに形成した。最後に、電子注入層上に、陰極としてAlを70nmの厚さに形成し、有機EL素子を作製した。
実施例２～７
　実施例１において、第１ホスト及び第２ホストを、表１に示す化合物を使用した以外は実施例１と同様にして有機EL素子を作製した。
　なお、第１ホストと第２ホストの重量比は、実施例２～６においては30:70とし、実施例７においては50:50とした。
実施例８～１０
　表１に示す第１ホストと第２ホストを量りとり、乳鉢ですり潰しながら混合することにより得た予備混合物を一つの蒸着源から共蒸着した以外は実施例１と同様にして有機EL素子を作成した。
　なお、第１ホストと第２ホストの重量比は、実施例８～９においては30:70とし、実施例１０においては50:50とした。 
比較例１～５
　実施例１において、第１ホスト及び第２ホストを、表１に示す化合物を使用した以外は実施例１と同様にして有機EL素子を作製した。
比較例６
　実施例８において、第１ホスト及び第２ホストを、表１に示す化合物を使用した以外は実施例８と同様にして有機EL素子を作製した。
比較例７
　実施例１０において、第１ホスト及び第２ホストを、表１に示す化合物を使用した以外は実施例１０と同様にして有機EL素子を作製した。
　作製した有機EL素子の評価結果を表１に示す。表中で輝度、駆動電圧、発光効率は駆動電流20mA/cm2時の値であり、初期特性である。LT70は、初期輝度が70%まで減衰するまでにかかる時間であり、寿命特性を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000060
  
　表１の結果から実施例１～１０は、比較例に対して、電力効率又は寿命が向上し、良好な特性を示すことが分かる。
　実施例で使用した化合物を次に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
　表２に、化合物1、8、647、650、及びCの50%重量減少温度（T50）を記す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000062

Claims (11)

  1. 　陽極と陰極との間に複数の有機層を有する有機電界発光素子であって、有機層は少なくとも一つの発光層を有し、該発光層は、互いに異なる第1ホストと第2ホストとドーパント材料とを含み、上記第１ホストが下記一般式（１）で表される化合物であり、上記第２ホストが下記一般式（２）で表される化合物であることを特徴とする有機電界発光素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     　ここで、環Ａは、２つの隣接環と任意の位置で縮合する式（１ａ）で表される芳香族炭化水素環を示し、環Ｂは、２つの隣接環と任意の位置で縮合する式（１ｂ）で表される複素環を示し、
    Ｘ、及びＹは、それぞれ独立にＣＲ2又はＮを示すが、少なくとも一つはＮであり、
    Ｒ１はそれぞれ独立に、重水素、炭素数１～１０の脂肪族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数３～１７の芳香族複素環基を示し、
    Ｒ２はそれぞれ独立に、水素、重水素、炭素数１～１０の脂肪族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数３～１７の芳香族複素環基を示し、
    a、及びbは０～４の整数、cは０～２の整数を示し、
    Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ独立に水素、置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数３～１７の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が２～５個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基を示し、
    Ｌ１は置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、又は該芳香族炭化水素基が２～５個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基を示す。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     　ここで、環Ｃは、２つの隣接環と任意の位置で縮合する式（２ａ）で表される芳香族炭化水素環を示し、環Ｄは、２つの隣接環と任意の位置で縮合する式（２ｂ）で表される複素環を示し、
    Ｒ３はそれぞれ独立に、重水素、炭素数１～１０の脂肪族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは未置換の炭素数３～１７の芳香族複素環基を示し、
    ｄ、及びｅは０～４の整数、ｆは０～２の整数を示し、
    Ａｒ３、及びＡｒ４は、それぞれ独立に、置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数３～１８の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が２～５個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基を示す。
  2. 　上記一般式（１）において、Ｘ、Ｙ又は両者が全てＮであることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
  3. 　上記一般式（１）において、Ｌ１が置換若しくは未置換のフェニレン基であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機電界発光素子。
  4. 　上記一般式（１）において、Ａｒ１及びＡｒ２がそれぞれ独立に、水素、置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、又は該芳香族炭化水素基が２～５個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の有機電界発光素子。
  5. 　上記一般式（２）において、Ａｒ３、及びＡｒ４は、それぞれ独立に、置換若しくは未置換の炭素数６～１８の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数１０～１８の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が２～５個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基である請求項１～４のいずれかに記載の有機電界発光素子。
  6. 　上記一般式（２）において、Ａｒ３、及びＡｒ４の少なくとも一方は、置換若しくは未置換の炭素数６～１０の芳香族炭化水素基、置換若しくは未置換の炭素数１０～１２の芳香族複素環基、又はこれらの芳香族環が２～３個連結した置換若しくは未置換の連結芳香族基である請求項１～５のいずれかに記載の有機電界発光素子。
  7. 　上記一般式（２）において、ｄ、ｅ及びｆが全て０であることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の有機電界発光素子。
  8. 　上記一般式（２）が、下記式（４ａ）～（４ｆ）のいずれかである請求項１～７のいずれかに記載の有機電界発光素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
    　ここで、Ｚは、Ｏ、Ｓ、ＮＡｒ５、又はＣＲ５Ｒ６を表し、Ｒ４はＲ３と同意であり、ｇは０～４の整数を表す。Ｒ３、ｄ、ｅ、ｆ及びＡｒ３は、一般式（２）と同意であり、Ａｒ５はＡｒ３と同意であり、Ｒ５及びＲ６は、独立にＲ３と同意である。
  9. 　請求項１～８のいずれかに記載された有機電界発光素子を製造するに当たり、上記互いに異なる第1ホストと第2ホストを含む予備混合組成物を用意し、これを使用して発光層を作製することを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
  10. 　請求項９に記載の有機電界発光素子の製造方法で使用される予備混合組成物であって、上記互いに異なる第1ホストと第2ホストを含むことを特徴とする有機電界発光素子用の予備混合組成物。
  11. 　上記第1ホストと第2ホストとの５０％重量減少温度の差が２０℃以内であることを特徴とする請求項１０に記載の予備混合組成物。
     
     
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