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JP7538664B2 - Organic thin film and method for producing organic thin film, organic electroluminescence element, display device, lighting device, organic thin film solar cell, photoelectric conversion element, thin film transistor, coating composition, and material for organic electroluminescence element - Google Patents
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Description

本発明は、有機薄膜及び有機薄膜の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス(以下、エレクトロルミネッセンス(電界発光)を「EL」と記す場合がある。)素子、表示装置、照明装置、有機薄膜太陽電池、光電変換素子、薄膜トランジスタ、塗料組成物、並びに、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料に関する。 The present invention relates to an organic thin film and a method for producing an organic thin film, an organic electroluminescence (hereinafter, electroluminescence (field emission) may be abbreviated as "EL") element, a display device, a lighting device, an organic thin film solar cell, a photoelectric conversion element, a thin film transistor, a coating composition, and a material for an organic electroluminescence element.

有機EL素子は、薄く、柔軟でフレキシブルである。また、有機EL素子を用いた表示装置は、現在主流となっている液晶表示装置及びプラズマ表示装置と比べて、高輝度、高精細な表示が可能である。また、有機EL素子を用いた表示装置は、液晶表示装置に比べて視野角が広い。このため、有機EL素子を用いた表示装置は、今後、テレビや携帯電話のディスプレイ等としての利用の拡大が期待されている。
また、有機EL素子は、照明装置としての利用も期待されている。
Organic EL elements are thin, soft, and flexible. Furthermore, displays using organic EL elements are capable of displaying images with higher brightness and higher resolution than the currently mainstream liquid crystal display devices and plasma display devices. Furthermore, displays using organic EL elements have a wider viewing angle than liquid crystal display devices. For this reason, it is expected that displays using organic EL elements will be used more widely in the future as displays for televisions, mobile phones, and the like.
Organic EL elements are also expected to be used as lighting devices.

有機EL素子は、陰極と発光層と陽極とが積層されたものである。有機EL素子では、陽極の仕事関数と発光層の最高占有軌道(HOMO)とのエネルギー差は、陰極の仕事関数と発光層の最低非占有軌道(LUMO)とのエネルギー差と比較して小さい。従って、発光層に、陽極から正孔を注入することと比較して、陰極から電子を注入することは困難である。このため、従来の有機EL素子では、陰極と発光層との間に、電子注入層を配置して、陰極から発光層への電子の注入を促進している。該電子注入層に最も広く使われている電子注入層は、フッ素化リチウム(LiF)等のアルカリ金属やリチウムキノリン(Liq)等のアルカリ金属を含む錯体である(例えば、非特許文献1、非特許文献2参照)。
また、発光層を電子注入層の間に、更に電子輸送層を設けることも広く行われており、該電子輸送層の材料としては、電子が輸送し易い材料として、ピリジン等の窒素を含む複素環を有する化合物が用いられてきた(例えば、非特許文献3参照)。これら電子を輸送し易い材料中に含まれる複素環中の窒素とLiとの間の相互作用が、陰極からの電子注入障壁を下げることが報告されている(非特許文献2参照)。そして、電子を輸送し易い材料におけるLiと配位可能な部位に立体障害があると、電子注入がし難くなることが報告されている(非特許文献4参照)
An organic EL element is a laminate of a cathode, a light-emitting layer, and an anode. In an organic EL element, the energy difference between the work function of the anode and the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the light-emitting layer is smaller than the energy difference between the work function of the cathode and the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the light-emitting layer. Therefore, it is more difficult to inject electrons from the cathode into the light-emitting layer than to inject holes from the anode. For this reason, in conventional organic EL elements, an electron injection layer is disposed between the cathode and the light-emitting layer to promote the injection of electrons from the cathode into the light-emitting layer. The electron injection layer most widely used in the electron injection layer is a complex containing an alkali metal such as lithium fluoride (LiF) or an alkali metal such as lithium quinoline (Liq) (see, for example, Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2).
It is also widely practiced to provide an electron transport layer between the light-emitting layer and the electron injection layer, and as a material for the electron transport layer, a compound having a nitrogen-containing heterocycle such as pyridine has been used as a material that easily transports electrons (see, for example, Non-Patent Document 3). It has been reported that the interaction between the nitrogen in the heterocycle contained in these materials that easily transport electrons and Li lowers the barrier for electron injection from the cathode (see Non-Patent Document 2). It has also been reported that if there is a steric hindrance at a site that can coordinate with Li in the material that easily transports electrons, electron injection becomes difficult (see Non-Patent Document 4).

複素環中の窒素とLiとの間の相互作用を利用した電子注入手法に対し、近年、リチウム等の不安定なアルカリ金属を用いない、電子注入手法が幾つか提案されている。そのうちの一つが、塩基材料と有機化合物との間の水素結合を利用した電子注入手法である(例えば、非特許文献5参照)。 In recent years, several electron injection methods have been proposed that do not use unstable alkali metals such as lithium, in addition to the electron injection method that utilizes the interaction between nitrogen in a heterocycle and Li. One of these is an electron injection method that utilizes hydrogen bonds between a base material and an organic compound (see, for example, Non-Patent Document 5).

L. S. Hung, C. W. Tang, and M. G. Mason, Appl. Phys. Lett. 70, 152 (1997)L. S. Hung, C. W. Tang, and M. G. Mason, Appl. Phys. Lett. 70, 152 (1997) Sato, S. et al. Air-Stable and High-Performance Solution-Processed Organic Light-Emitting Devices Based on Hydrophobic Polymeric Ionic Liquid Carrier-Injection Layers. Adv Mater 30, e1705915, (2014)Sato, S. et al. Air-Stable and High-Performance Solution-Processed Organic Light-Emitting Devices Based on Hydrophobic Polymeric Ionic Li Quid Carrier-Injection Layers. Adv Mater 30, e1705915, (2014) Lixin xiao, Zhijian Chen , Bo Qu , Jiaxiu Luo , Sheng Kong , Qihuang Gong , and Junji Kido, Adv Mater 23, 926-952 (2011)Lixin Xiao, Zhijian Chen, Bo Qu, Jiaxiu Luo, Sheng Kong, Qihuang Gong, and Junji Kido, Adv Mater 23, 926-952 (20 11) Yong-Jin Pu, Makoto Yoshizaki, Takahiro Akiniwa, Junji Kido, Organic Electronics, 10, 877-882 (2009)Yong-Jin Pu, Makoto Yoshizaki, Takahiro Akiniwa, Junji Kido, Organic Electronics, 10, 877-882 (2009) ヒロヒコ フカガワ(Hirohiko Fukagawa)、外8名、「アドバンスト マテリアルズ(Advanced Materials)」、第31巻、2019年、p1904201Hirohiko Fukagawa and 8 others, "Advanced Materials", Vol. 31, 2019, p. 1904201

上記の通り、有機EL素子において、発光層と陰極との間(電子輸送層)に用いられる材料は、電子を輸送し易い材料として、ピリジン等の窒素を含む複素環を有する化合物に限られており、使える材料の自由度が低かった。ピリジン等の窒素を含む複素環を有する必要がなければ、材料設計の自由度も向上し、デバイスの駆動安定性の向上、駆動電圧の低下、発光効率の向上等が期待できる。 As mentioned above, in organic EL elements, the materials used between the light-emitting layer and the cathode (electron transport layer) are limited to compounds with nitrogen-containing heterocycles such as pyridine as materials that easily transport electrons, and the degree of freedom in the materials that can be used is low. If it is not necessary to have nitrogen-containing heterocycles such as pyridine, the degree of freedom in material design will increase, and it is expected that the operating stability of the device will improve, the operating voltage will decrease, and the luminous efficiency will improve.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、有機EL素子において発光層と陰極との間に用いる材料の選択肢を広げることが可能な有機薄膜、該有機薄膜の製造方法、該有機薄膜の製造に好適に用いることができる塗料組成物、並びに、これら有機薄膜や塗料組成物の原料となる有機EL素子用材料を提供することを課題とする。
また、本発明は、前記有機薄膜を用いた有機EL素子、該有機EL素子を具えた表示装置及び照明装置、並びに、前記有機薄膜を含む有機薄膜太陽電池、光電変換素子及び有機薄膜トランジスタを提供することを課題とする。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an organic thin film that can broaden the options for materials used between an emitting layer and a cathode in an organic EL element, a method for producing the organic thin film, a coating composition that can be suitably used for producing the organic thin film, and a material for an organic EL element that serves as a raw material for the organic thin film and the coating composition.
Another object of the present invention is to provide an organic EL element using the organic thin film, a display device and a lighting device including the organic EL element, and an organic thin film solar cell, a photoelectric conversion element, and an organic thin film transistor including the organic thin film.

本発明者等は、これまでの有機EL素子の電子注入層及び電子輸送層に用いられる材料及び電子注入メカニズムに注目した。陰極からの電子注入障壁を下げる電子注入層として、LiFに代表されるアルカリ金属塩を用いることが主流となったことにより、電子輸送層は、Liと効果的に相互作用できるピリジン等の窒素を含む複素環を有する化合物に限られていると考えた。そして、本発明者等は、鋭意検討した結果、特定の塩基材料と有機化合物との間の水素結合を利用した電子注入手法を用いることで、電子輸送層にピリジン等の窒素を含む複素環を有する化合物を用いる必要がなくなり、電子輸送層に使える材料の選択肢が大きく広がることを見出した。
即ち、下記の一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物と有機化合物との間の水素結合を利用することにより、陰極から有機層への電子注入障壁が下がっていれば、電子輸送層に使える材料は、従来のピリジン等の窒素を含む複素環を有する化合物に限定されることがなく、例えば、芳香族炭化水素化合物、窒素-ホウ素結合を有する化合物、π電子過剰系複素芳香族化合物、シロール環を含む化合物、等も有機EL素子における電子輸送層に用いることができる。
本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、その要旨は、以下のとおりである。
The present inventors have focused on the materials and electron injection mechanisms used in the electron injection layer and electron transport layer of conventional organic EL devices. As the electron injection layer for lowering the barrier for electron injection from the cathode has mainly been made of alkali metal salts such as LiF, the inventors have considered that the electron transport layer is limited to compounds having a nitrogen-containing heterocycle such as pyridine that can effectively interact with Li. As a result of intensive research, the present inventors have found that by using an electron injection method utilizing hydrogen bonding between a specific base material and an organic compound, it is no longer necessary to use a compound having a nitrogen-containing heterocycle such as pyridine in the electron transport layer, and the options for materials that can be used in the electron transport layer are greatly expanded.
That is, as long as the barrier for electron injection from the cathode to the organic layer is lowered by utilizing hydrogen bonds between a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the following general formula (1) and an organic compound, the material usable for the electron transport layer is not limited to conventional compounds having a nitrogen-containing heterocycle such as pyridine, and for example, aromatic hydrocarbon compounds, compounds having a nitrogen-boron bond, π-electron-rich heteroaromatic compounds, compounds having a silole ring, and the like can also be used for the electron transport layer in an organic EL device.
The present invention has been completed based on the above findings, and the gist of the present invention is as follows.

[1] 下記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第1材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第2材料と、を含む単一の膜、又は、前記第1材料を含む膜と、前記第2材料を含む膜と、の積層膜であることを特徴とする、有機薄膜。

Figure 0007538664000001
(一般式(1)中、R1は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、2価若しくは3価の鎖状または環状炭化水素基、又は、これらの基を2つ以上組み合わせてできる基、これらの基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。nは、1~3の整数である。) [1] An organic thin film, characterized in that it is a single film containing a first material which is a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the following general formula (1) and a second material which is a compound having no structure coordinated to an alkali metal in its molecule, or a laminated film of a film containing the first material and a film containing the second material.
Figure 0007538664000001
(In general formula (1), R 1 represents an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, an aryl alkylene group, a divalent or trivalent linear or cyclic hydrocarbon group which may have a substituent, a group formed by combining two or more of these groups, or a group formed by combining one or more of these groups with a nitrogen atom. n is an integer from 1 to 3.)

[2] 前記第2材料が、構造中に炭素-窒素二重結合を有しない芳香族複素環を有する化合物である、[1]に記載の有機薄膜。 [2] The organic thin film according to [1], wherein the second material is a compound having an aromatic heterocycle that does not have a carbon-nitrogen double bond in its structure.

[3] 前記第2材料が、分子中にπ電子不足系芳香族複素環を有しない化合物である、[1]に記載の有機薄膜。 [3] The organic thin film according to [1], wherein the second material is a compound that does not have a π-electron-deficient aromatic heterocycle in the molecule.

[4] 前記第2材料が、下記一般式(2)で表される化合物である、[1]~[3]のいずれかに記載の有機薄膜。

Figure 0007538664000002
(一般式(2)中、Yは、置換基を有していてもよい、芳香族炭化水素環、π電子過剰芳香族複素環、ケイ素及び/又はホウ素を構成元素として含むπ共役系環状構造を表す。Wは、連結基又は直接結合を表す。Zは、構造中に炭素-窒素二重結合を含まないアリール基を表す。rは1~6の整数である。sは1~6の整数である。) [4] The organic thin film according to any one of [1] to [3], wherein the second material is a compound represented by the following general formula (2):
Figure 0007538664000002
(In general formula (2), Y represents an aromatic hydrocarbon ring, a π-electron-rich aromatic heterocycle, or a π-conjugated cyclic structure containing silicon and/or boron as a constituent element, which may have a substituent. W represents a linking group or a direct bond. Z represents an aryl group not containing a carbon-nitrogen double bond in the structure. r represents an integer of 1 to 6. s represents an integer of 1 to 6.)

[5] 前記第1材料は、一般式(1)におけるnが2又は3のヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である、[1]~[4]のいずれかに記載の有機薄膜。 [5] The organic thin film according to any one of [1] to [4], wherein the first material is a hexahydropyrimidopyrimidine compound in which n in general formula (1) is 2 or 3.

[6] 前記第2材料は、芳香族炭化水素化合物、窒素-ホウ素結合を有する化合物、π電子過剰系複素芳香族化合物、シロール環を含む化合物、のいずれかもしくは複数である、[1]~[5]のいずれかに記載の有機薄膜。 [6] The organic thin film according to any one of [1] to [5], wherein the second material is any one or more of an aromatic hydrocarbon compound, a compound having a nitrogen-boron bond, a π-electron-rich heteroaromatic compound, and a compound containing a silole ring.

[7] 酸化物層と、該酸化物層上に形成された[1]~[6]のいずれかに記載の有機薄膜の層と、からなることを特徴とする、積層膜。 [7] A laminated film comprising an oxide layer and a layer of an organic thin film according to any one of [1] to [6] formed on the oxide layer.

[8] 陰極と陽極との間に、発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記陰極と前記発光層との間に、[1]~[6]のいずれかに記載の有機薄膜又は[7]に記載の積層膜を有することを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス素子。
[8] An organic electroluminescence element having a light-emitting layer between a cathode and an anode,
An organic electroluminescence element, comprising the organic thin film according to any one of [1] to [6] or the laminated film according to [7] between the cathode and the light-emitting layer.

[9] 前記陰極と前記有機薄膜との間に、酸化物層を有する、[8]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 [9] The organic electroluminescence element according to [8], having an oxide layer between the cathode and the organic thin film.

[10] 前記陰極と前記発光層との間に、前記第1材料と第2材料とを含む膜と、前記第2材料を含む膜と、の積層膜を有する、[8]又は[9]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 [10] The organic electroluminescence element according to [8] or [9], having a laminated film of a film containing the first material and the second material and a film containing the second material between the cathode and the light-emitting layer.

[11] 前記発光層と、前記第1材料と第2材料とを含む膜との間に、前記第2材料を含む膜を有する、[10]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 [11] The organic electroluminescence element described in [10], having a film containing the second material between the light-emitting layer and the film containing the first material and the second material.

[12] 前記陰極と、前記第1材料と第2材料とを含む膜との間に、前記第2材料を含む膜を有する、[10]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 [12] The organic electroluminescence element described in [10], having a film containing the second material between the cathode and the film containing the first material and the second material.

[13] 前記陽極と前記発光層との間に、前記第2材料を含む層を有する、[8]~[12]のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 [13] The organic electroluminescence element according to any one of [8] to [12], having a layer containing the second material between the anode and the light-emitting layer.

[14] 前記発光層が、前記第2材料を含む、[8]~[13]のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 [14] The organic electroluminescence element according to any one of [8] to [13], wherein the light-emitting layer contains the second material.

[15] 下記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物と、を含むことを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。

Figure 0007538664000003
(一般式(1)中、R1は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、2価若しくは3価の鎖状または環状炭化水素基、又は、これらの基を2つ以上組み合わせてできる基、これらの基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。nは、1~3の整数である。) [15] A material for an organic electroluminescence device, comprising a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the following general formula (1) and a compound having no structure coordinated to an alkali metal in the molecule:
Figure 0007538664000003
(In general formula (1), R 1 represents an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, an aryl alkylene group, a divalent or trivalent linear or cyclic hydrocarbon group which may have a substituent, a group formed by combining two or more of these groups, or a group formed by combining one or more of these groups with a nitrogen atom. n is an integer from 1 to 3.)

[16] 陰極と陽極との間に、発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記陰極と前記陽極との間に、下記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物、及び/又は、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物を含む材料層を有することを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス素子。

Figure 0007538664000004
(一般式(1)中、R1は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、2価若しくは3価の鎖状または環状炭化水素基、又は、これらの基を2つ以上組み合わせてできる基、これらの基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。nは、1~3の整数である。) [16] An organic electroluminescence element having a light-emitting layer between a cathode and an anode,
An organic electroluminescence element, comprising a material layer between the cathode and the anode, the material layer containing a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the following general formula (1) and/or a compound not having a structure coordinated to an alkali metal in the molecule:
Figure 0007538664000004
(In general formula (1), R 1 represents an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, an aryl alkylene group, a divalent or trivalent linear or cyclic hydrocarbon group which may have a substituent, a group formed by combining two or more of these groups, or a group formed by combining one or more of these groups with a nitrogen atom. n is an integer from 1 to 3.)

[17] 前記陰極と前記発光層との間に、前記材料層を有する、[16]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 [17] The organic electroluminescence element according to [16], having the material layer between the cathode and the light-emitting layer.

[18] 前記陰極と前記材料層との間に、酸化物層を有する、[16]又は[17]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 [18] The organic electroluminescence element according to [16] or [17], having an oxide layer between the cathode and the material layer.

[19] [8]~[14]、[16]~[18]のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具えることを特徴とする、表示装置。 [19] A display device comprising an organic electroluminescence element according to any one of [8] to [14] and [16] to [18].

[20] [8]~[14]、[16]~[18]のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具えることを特徴とする、照明装置。 [20] A lighting device comprising an organic electroluminescence element according to any one of [8] to [14] and [16] to [18].

[21] 下記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物と、を含むことを特徴とする、有機薄膜太陽電池用材料。

Figure 0007538664000005
(一般式(1)中、R1は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、2価若しくは3価の鎖状または環状炭化水素基、又は、これらの基を2つ以上組み合わせてできる基、これらの基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。nは、1~3の整数である。) [21] A material for an organic thin-film solar cell, comprising: a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the following general formula (1); and a compound not having a structure coordinated to an alkali metal in the molecule:
Figure 0007538664000005
(In general formula (1), R 1 represents an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, an aryl alkylene group, a divalent or trivalent linear or cyclic hydrocarbon group which may have a substituent, a group formed by combining two or more of these groups, or a group formed by combining one or more of these groups with a nitrogen atom. n is an integer from 1 to 3.)

[22] [1]~[6]のいずれかに記載の有機薄膜、[7]に記載の積層膜、又は[21]に記載の有機薄膜太陽電池用材料を含む層のいずれかを含むことを特徴とする、有機薄膜太陽電池。 [22] An organic thin-film solar cell comprising either the organic thin-film described in any one of [1] to [6], the laminated film described in [7], or a layer containing the material for organic thin-film solar cells described in [21].

[23] 下記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物と、を含むことを特徴とする、光電変換素子用材料。

Figure 0007538664000006
(一般式(1)中、R1は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、2価若しくは3価の鎖状または環状炭化水素基、又は、これらの基を2つ以上組み合わせてできる基、これらの基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。nは、1~3の整数である。) [23] A material for a photoelectric conversion element, comprising a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the following general formula (1) and a compound not having a structure coordinated to an alkali metal in the molecule:
Figure 0007538664000006
(In general formula (1), R 1 represents an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, an aryl alkylene group, a divalent or trivalent linear or cyclic hydrocarbon group which may have a substituent, a group formed by combining two or more of these groups, or a group formed by combining one or more of these groups with a nitrogen atom. n is an integer from 1 to 3.)

[24] [1]~[6]のいずれかに記載の有機薄膜、[7]に記載の積層膜、又は[23]に記載の光電変換素子用材料を含む層のいずれかを含むことを特徴とする、光電変換素子。 [24] A photoelectric conversion element comprising any one of the organic thin film described in any one of [1] to [6], the laminated film described in [7], or a layer containing the material for photoelectric conversion elements described in [23].

[25] 下記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物と、を含むことを特徴とする、有機トランジスタ用材料。

Figure 0007538664000007
(一般式(1)中、R1は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、2価若しくは3価の鎖状または環状炭化水素基、又は、これらの基を2つ以上組み合わせてできる基、これらの基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。nは、1~3の整数である。) [25] A material for an organic transistor, comprising: a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the following general formula (1); and a compound not having a structure coordinated to an alkali metal in the molecule:
Figure 0007538664000007
(In general formula (1), R 1 represents an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, an aryl alkylene group, a divalent or trivalent linear or cyclic hydrocarbon group which may have a substituent, a group formed by combining two or more of these groups, or a group formed by combining one or more of these groups with a nitrogen atom. n is an integer from 1 to 3.)

[26] [1]~[6]のいずれかに記載の有機薄膜、[7]に記載の積層膜、又は[25]に記載の有機トランジスタ用材料を含む層のいずれかを含むことを特徴とする、薄膜トランジスタ。 [26] A thin-film transistor comprising either the organic thin film described in any one of [1] to [6], the laminated film described in [7], or a layer containing the organic transistor material described in [25].

[27] 下記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第1材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第2材料と、を含むことを特徴とする塗料組成物。

Figure 0007538664000008
(一般式(1)中、R1は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、2価若しくは3価の鎖状または環状炭化水素基、又は、これらの基を2つ以上組み合わせてできる基、これらの基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。nは、1~3の整数である。) [27] A coating composition comprising: a first material which is a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the following general formula (1); and a second material which is a compound having no structure for coordinating to an alkali metal in the molecule:
Figure 0007538664000008
(In general formula (1), R 1 represents an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, an aryl alkylene group, a divalent or trivalent linear or cyclic hydrocarbon group which may have a substituent, a group formed by combining two or more of these groups, or a group formed by combining one or more of these groups with a nitrogen atom. n is an integer from 1 to 3.)

[28] 下記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第1材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第2材料と、を含む単一の膜を被形成面上に形成する工程、又は、
前記第1材料を含む膜と、前記第2材料を含む膜と、を被形成面上に順に形成する工程、を含むことを特徴とする、有機薄膜の製造方法。

Figure 0007538664000009
(一般式(1)中、R1は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、2価若しくは3価の鎖状または環状炭化水素基、又は、これらの基を2つ以上組み合わせてできる基、これらの基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。nは、1~3の整数である。) [28] A process of forming a single film containing a first material, which is a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the following general formula (1), and a second material, which is a compound having no structure coordinated to an alkali metal in the molecule, on a surface to be formed, or
forming a film containing the first material and a film containing the second material in that order on a surface on which the organic thin film is to be formed.
Figure 0007538664000009
(In general formula (1), R 1 represents an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, an aryl alkylene group, a divalent or trivalent linear or cyclic hydrocarbon group which may have a substituent, a group formed by combining two or more of these groups, or a group formed by combining one or more of these groups with a nitrogen atom. n is an integer from 1 to 3.)

[29] 下記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第1材料を含む膜を、第2材料を含む被形成面上に形成する工程を含むことを特徴とする、有機薄膜の製造方法。

Figure 0007538664000010
(一般式(1)中、R1は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、2価若しくは3価の鎖状または環状炭化水素基、又は、これらの基を2つ以上組み合わせてできる基、これらの基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。nは、1~3の整数である。) [29] A method for producing an organic thin film, comprising the step of forming a film containing a first material, which is a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the following general formula (1), on a formation surface containing a second material.
Figure 0007538664000010
(In general formula (1), R 1 represents an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, an aryl alkylene group, a divalent or trivalent linear or cyclic hydrocarbon group which may have a substituent, a group formed by combining two or more of these groups, or a group formed by combining one or more of these groups with a nitrogen atom. n is an integer from 1 to 3.)

本発明の有機薄膜は、特定構造のヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物からなる第1材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第2材料と、を含む。このため、本発明の有機薄膜を、例えば、有機EL素子の電子注入層に用いた場合、従来のアルカリ金属からの電子注入を前提とした電子輸送層に比べ、材料の選択肢が大きく広がる。これにより、優れた電子注入性、電子輸送性が得られる。 The organic thin film of the present invention includes a first material consisting of a hexahydropyrimidopyrimidine compound of a specific structure, and a second material which is a compound that does not have a structure in the molecule that coordinates to an alkali metal. Therefore, when the organic thin film of the present invention is used, for example, in the electron injection layer of an organic EL device, the material options are greatly expanded compared to conventional electron transport layers that are based on the assumption of electron injection from alkali metals. This allows for excellent electron injection and electron transport properties.

また、本発明の有機EL素子は、陰極と発光層との間に本発明の有機薄膜を有するため、有機薄膜によって優れた電子注入性、電子輸送性が得られる。 In addition, since the organic EL element of the present invention has the organic thin film of the present invention between the cathode and the light-emitting layer, the organic thin film provides excellent electron injection and electron transport properties.

また、特定構造のヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物からなる第1材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第2材料と、を含む本発明の有機薄膜は、塗布及び蒸着のいずれの方法によっても形成することが可能であるため、本発明の有機薄膜を含む有機EL素子を製造する場合のプロセス上の制約が少なく、有機EL素子を構成する層の材料として使用し易いものである。本発明の有機薄膜の製造方法は、このような本発明の有機薄膜を製造する方法である。 The organic thin film of the present invention, which includes a first material consisting of a hexahydropyrimidopyrimidine compound of a specific structure and a second material that is a compound that does not have a structure in its molecule that coordinates to an alkali metal, can be formed by either coating or vapor deposition, so there are fewer process constraints when manufacturing an organic EL element that includes the organic thin film of the present invention, and it is easy to use as a material for a layer that constitutes an organic EL element. The method for manufacturing an organic thin film of the present invention is a method for manufacturing such an organic thin film of the present invention.

また、本発明の塗料組成物は、特定構造のヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物からなる第1材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第2材料、とを含む。従って、本発明の塗料組成物を有機薄膜の被形成面上に塗布することにより、有機EL素子の電子注入層に好適な有機薄膜が得られる。 The coating composition of the present invention contains a first material consisting of a hexahydropyrimidopyrimidine compound of a specific structure, and a second material which is a compound having no structure in the molecule that coordinates to an alkali metal. Therefore, by applying the coating composition of the present invention to the surface on which the organic thin film is to be formed, an organic thin film suitable for the electron injection layer of an organic EL element can be obtained.

本発明の有機EL素子用材料は、有機EL素子等の作製に用いられる本発明の有機薄膜や塗料組成物に用いられる有用な材料である。また、本材料は、単独で電子注入層又は電子輸送層として用いることが可能な点でも有用な材料である。 The material for organic EL devices of the present invention is a useful material for use in the organic thin film and coating composition of the present invention used in the production of organic EL devices, etc. This material is also useful in that it can be used alone as an electron injection layer or electron transport layer.

本発明の表示装置及び照明装置は、本発明の有機EL素子を具えているため、駆動電圧が低く、優れた特性を有する。
また、本発明の有機薄膜太陽電池、光電変換素子及び有機薄膜トランジスタは、本発明の有機薄膜を含むものであるため、優れた特性を有する。
The display device and lighting device of the present invention have a low driving voltage and excellent characteristics since they include the organic EL element of the present invention.
Moreover, the organic thin-film solar cell, the photoelectric conversion element and the organic thin-film transistor of the present invention have excellent properties since they contain the organic thin film of the present invention.

本発明の有機EL素子の一例を説明するための概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of an organic EL element of the present invention. 本発明の有機EL素子の他の一例を説明するための概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating another example of the organic EL element of the present invention. 本発明の有機薄膜の積層構造の一例を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a laminate structure of an organic thin film of the present invention. 本発明の有機薄膜の積層構造の他の一例を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the laminated structure of the organic thin film of the present invention. 本発明の有機薄膜の積層構造の他の一例を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the laminated structure of the organic thin film of the present invention. 本発明の有機薄膜の積層構造の他の一例を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the laminated structure of the organic thin film of the present invention. 本発明の有機薄膜の積層構造の他の一例を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the laminated structure of the organic thin film of the present invention. 本発明の有機薄膜の積層構造の他の一例を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the laminated structure of the organic thin film of the present invention. 本発明の有機EL素子の積層構造の他の一例を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the laminate structure of the organic EL element of the present invention. 本発明の有機EL素子の積層構造の他の一例を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the laminate structure of the organic EL element of the present invention. 実施例及び比較例に用いた有機薄膜の積層構造を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a laminated structure of an organic thin film used in the examples and comparative examples. 実施例1及び比較例1で作製した有機EL素子の印加電圧と輝度の関係を示したグラフである。1 is a graph showing the relationship between the applied voltage and the luminance of the organic EL elements produced in Example 1 and Comparative Example 1. 実施例8で作製した有機EL素子の印加電圧と輝度の関係を示したグラフである。13 is a graph showing the relationship between the applied voltage and the luminance of the organic EL element produced in Example 8. 実施例10及び比較例3で作製した有機EL素子の印加電圧と輝度の関係を示したグラフである。1 is a graph showing the relationship between the applied voltage and the luminance of the organic EL elements produced in Example 10 and Comparative Example 3. 実施例11~14及び比較例4で作製した有機EL素子の印加電圧と輝度の関係を示したグラフである。1 is a graph showing the relationship between the applied voltage and the luminance of the organic EL elements produced in Examples 11 to 14 and Comparative Example 4. 実施例15及び比較例5で作製した有機EL素子の印加電圧と輝度の関係を示したグラフである。1 is a graph showing the relationship between the applied voltage and the luminance of the organic EL elements produced in Example 15 and Comparative Example 5.

以下に、本発明の有機薄膜及び有機薄膜の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、照明装置、有機薄膜太陽電池、薄膜トランジスタ、塗料組成物、並びに、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を、その実施形態に基づき、詳細に例示説明する。 The organic thin film and the method for producing the organic thin film, the organic electroluminescence element, the display device, the lighting device, the organic thin film solar cell, the thin film transistor, the coating composition, and the material for the organic electroluminescence element of the present invention will be described in detail below with reference to the embodiments.

<有機薄膜、有機EL素子用材料>
本発明の有機薄膜は、下記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第1材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第2材料とを含む。本発明の有機薄膜は、第1材料と第2材料とを含む単一層の膜であってもよく、第1材料を含む層と第2材料を含む層とが積層された積層膜であってもよい。
<Organic thin films, materials for organic EL elements>
The organic thin film of the present invention comprises a first material which is a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the following general formula (1), and a second material which is a compound having no structure in its molecule that coordinates to an alkali metal. The organic thin film of the present invention may be a single-layer film containing the first material and the second material, or may be a film in which a layer containing the first material and a layer containing the second material are laminated. It may be a laminated film.

Figure 0007538664000011
(一般式(1)中、R1は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、2価若しくは3価の鎖状または環状炭化水素基、又は、これらの基を2つ以上組み合わせてできる基、これらの基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。nは、1~3の整数である。)
Figure 0007538664000011
(In general formula (1), R 1 represents an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, an aryl alkylene group, a divalent or trivalent linear or cyclic hydrocarbon group which may have a substituent, a group formed by combining two or more of these groups, or a group formed by combining one or more of these groups with a nitrogen atom. n is an integer from 1 to 3.)

本発明の有機薄膜を構成している第1材料は、特定構造のヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物であるため、第2材料との間に水素結合を形成し、第2材料側にマイナス電荷を生じさせる能力を有する。
第1材料は、pKaが1以上であることが好ましく、5以上であることがより好ましく、11以上であることがさらに好ましい。第1材料は、pKaが高い材料である程、第2材料側にマイナス電荷を生じさせる能力がより高いものとなる。その結果、有機薄膜を、例えば、有機EL素子の電子注入層として用いた場合に、優れた電子注入性及び電子輸送性が得られる。
また、式(1)のヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物は、無機化合物の欠損箇所に好適に配位することから、外部から侵入する酸素や水との界面での反応を妨げ、素子の大気安定性を高める効果があることも確認されている。更に、式(1)のヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物は、無機化合物と相互作用することにより、無機化合物の仕事関数を小さくすることができ、その結果、金属酸化物層の電子注入性を向上させることができる。
従って、本発明の有機薄膜は、有機化合物のみから構成される素子だけではなく、特に、有機化合物と無機化合物とで構成される素子に対しても用いることができ、電子注入性や大気安定性を高める効果を発揮することができる。
The first material constituting the organic thin film of the present invention is a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a specific structure, and therefore has the ability to form hydrogen bonds with the second material and generate a negative charge on the second material side.
The first material preferably has a pKa of 1 or more, more preferably 5 or more, and even more preferably 11 or more. The higher the pKa of the first material, the higher the ability of the first material to generate negative charges on the second material side. As a result, when the organic thin film is used as, for example, an electron injection layer of an organic EL device, excellent electron injection and electron transport properties are obtained.
It has also been confirmed that the hexahydropyrimidopyrimidine compound of formula (1) is suitably coordinated to the vacant sites of the inorganic compound, and therefore has the effect of preventing reactions at the interface with oxygen or water entering from the outside, thereby enhancing the atmospheric stability of the element. Furthermore, the hexahydropyrimidopyrimidine compound of formula (1) can reduce the work function of the inorganic compound by interacting with the inorganic compound, thereby improving the electron injection property of the metal oxide layer.
Therefore, the organic thin film of the present invention can be used not only in elements composed of only organic compounds, but also in elements composed of organic and inorganic compounds, and can exhibit the effect of enhancing electron injection properties and atmospheric stability.

本発明の有機薄膜は、上記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物を第1材料として含むことを特徴の1つとし、本発明の有機薄膜を電子注入層に用いた場合、優れた電子注入性、電子輸送性が得られる。このような優れた効果を発揮する、上記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物を含む有機EL素子用材料もまた、本発明の1つであり、本材料を単独で電子注入層や電子輸送層に用いることでも優れた電子注入性、電子輸送性が得られる。 One of the features of the organic thin film of the present invention is that it contains a hexahydropyrimidopyrimidine compound having the structure represented by the above general formula (1) as a first material, and when the organic thin film of the present invention is used in an electron injection layer, excellent electron injection and electron transport properties are obtained. A material for an organic EL device containing a hexahydropyrimidopyrimidine compound having the structure represented by the above general formula (1), which exhibits such excellent effects, is also one aspect of the present invention, and excellent electron injection and electron transport properties can be obtained even by using this material alone in an electron injection layer or electron transport layer.

なお、本発明において、「pKa」は通常は「水中における酸解離定数」を意味するが、水中で測定できないものは「ジメチルスルホキシド(DMSO)中における酸解離定数」を意味し、DMSO中でも測定できないものは、「アセトニトリル中の酸解離定数」を意味する。好ましくは「水中における酸解離定数」を意味する。 In the present invention, "pKa" usually means "acid dissociation constant in water", but if it cannot be measured in water, it means "acid dissociation constant in dimethyl sulfoxide (DMSO)", and if it cannot be measured even in DMSO, it means "acid dissociation constant in acetonitrile". Preferably, it means "acid dissociation constant in water".

上記一般式(1)におけるR1は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、2価若しくは3価の鎖状または環状炭化水素基、又は、これらの基を2つ以上組み合わせてできる基、これらの基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。
芳香族炭化水素基、芳香族複素環基としては、炭素数3~30のものが好ましく、炭素数4~24のものがより好ましく、炭素数5~20のものがさらに好ましい。
芳香族炭化水素基としては、ベンゼン等の1つの芳香環のみからなる化合物;ビフェニル、ジフェニルベンゼン等の複数の芳香環が1つの炭素原子同士で直接結合した化合物;ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン等の縮合環式芳香族炭化水素化合物のいずれかの芳香環から水素原子を1~3個除いてできる基が挙げられる。
芳香族複素環基としては、チオフェン、フラン、ピロール、オキサゾール、オキサジアゾール、チアゾール、チアジアゾール、イミダゾール、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン等の1つの芳香族複素環のみからなる化合物;これらの1つの芳香族複素環のみからなる化合物が1つの炭素原子同士で複数直接結合した化合物(ビピリジン等);キノリン、キノキサリン、ベンゾチオフェン、ベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、インドール、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、アクリジン、フェナントロリン等の縮合環式複素芳香族炭化水素化合物のいずれかの芳香族複素環から水素原子を1~3個除いてできる基が挙げられる。
アリールアルキレン基としては、上記芳香族炭化水素基と炭素数1~3のアルキレン基とを組み合わせた基が挙げられる。
2価若しくは3価の鎖状または環状炭化水素基としては、炭素数1~12のものが好ましく、炭素数1~6のものがより好ましく、炭素数1~4のものがさらに好ましい。鎖状炭化水素基は直鎖状のものであってもよく、分岐鎖状のものであってもよい。
また、R1は、上記芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、2価若しくは3価の鎖状炭化水素基を2つ以上組み合わせてできる基でもよい。
更に、R1は、上記芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、2価若しくは3価の鎖状炭化水素基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基であってもよい。そのような基としては、例えば、トリメチルアミン等のトリアルキルアミンやトリフェニルアミンから水素原子を1~3個除いてできる基等が挙げられる。
R1 in the above general formula (1) represents an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, an aryl alkylene group, a divalent or trivalent linear or cyclic hydrocarbon group which may have a substituent, a group formed by combining two or more of these groups, or a group formed by combining one or more of these groups with a nitrogen atom.
The aromatic hydrocarbon group and aromatic heterocyclic group preferably have 3 to 30 carbon atoms, more preferably have 4 to 24 carbon atoms, and even more preferably have 5 to 20 carbon atoms.
Examples of the aromatic hydrocarbon group include a compound consisting of only one aromatic ring, such as benzene; a compound in which a plurality of aromatic rings, such as biphenyl and diphenylbenzene, are directly bonded to each other via one carbon atom; and a group obtained by removing one to three hydrogen atoms from any of the aromatic rings of a condensed ring aromatic hydrocarbon compound, such as naphthalene, anthracene, phenanthrene, and pyrene.
Examples of the aromatic heterocyclic group include compounds consisting of only one aromatic heterocycle, such as thiophene, furan, pyrrole, oxazole, oxadiazole, thiazole, thiadiazole, imidazole, pyridine, pyrimidine, pyrazine, and triazine; compounds in which a plurality of such compounds consisting of only one aromatic heterocycle are directly bonded to each other via one carbon atom (e.g., bipyridine); and groups obtained by removing one to three hydrogen atoms from any of the aromatic heterocycles of condensed ring heteroaromatic hydrocarbon compounds, such as quinoline, quinoxaline, benzothiophene, benzothiazole, benzimidazole, benzoxazole, indole, carbazole, dibenzofuran, dibenzothiophene, acridine, and phenanthroline.
The arylalkylene group includes a group formed by combining the above aromatic hydrocarbon group with an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms.
The divalent or trivalent chain or cyclic hydrocarbon group preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably has 1 to 6 carbon atoms, and even more preferably has 1 to 4 carbon atoms. The chain hydrocarbon group may be a straight chain or a branched chain.
Furthermore, R 1 may be a group formed by combining two or more of the above-mentioned aromatic hydrocarbon groups, aromatic heterocyclic groups, aryl alkylene groups, and divalent or trivalent chain hydrocarbon groups.
Furthermore, R 1 may be a group formed by combining one or more of the above aromatic hydrocarbon groups, aromatic heterocyclic groups, arylalkylene groups, and divalent or trivalent chain hydrocarbon groups with a nitrogen atom. Examples of such groups include groups formed by removing 1 to 3 hydrogen atoms from trialkylamines such as trimethylamine or triphenylamine.

上記芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、又は、アリールアルキレン基は、1価の置換基を1つ又は2つ以上有していてもよい。
1価の置換基としては、フッ素原子;フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基;メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基等の炭素数1~20の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の炭素数5~7の環状アルキル基;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、tert-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、オクチルオキシ基等の炭素数1~20の直鎖状又は分岐鎖状アルコキシ基;ニトロ基;シアノ基;メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等の炭素数1~10のアルキル基を有するアルキルアミノ基;ピロリジノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基等の環状アミノ基;ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基等のジアリールアミノ基;アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基等のアシル基;スチリル基等の炭素数2~30のアルケニル基;フッ素原子等のハロゲン原子や炭素数1~20のアルキル基、アルコキシ基、アミノ基等で置換されていてもよい炭素数5~20のアリール基(アリール基の具体例は、上記芳香族炭化水素基と同様);フッ素原子等のハロゲン原子や炭素数1~20のアルキル基、アルコキシ基、アミノ基等で置換されていてもよい炭素数4~20の窒素原子、硫黄原子、酸素原子のいずれか1つ以上を含む複素環基(複素環基は、1つの環のみからなるものであってもよく、1つの芳香族複素環のみからなる化合物が1つの炭素原子同士で複数直接結合した化合物であってもよく、縮合複素環基であってもよい。複素環基の具体例には、上記芳香族複素環基の具体例が含まれる。);エステル基、チオエーテル基等が挙げられる。なお、これらの基は、ハロゲン原子やヘテロ元素、アルキル基、芳香環等で置換されていてもよい。
The aromatic hydrocarbon group, aromatic heterocyclic group, or arylalkylene group may have one or more monovalent substituents.
Examples of the monovalent substituent include a fluorine atom; haloalkyl groups such as a fluoromethyl group, a difluoromethyl group, and a trifluoromethyl group; linear or branched alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, and a tert-butyl group; cyclic alkyl groups having 5 to 7 carbon atoms such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cycloheptyl group; linear or branched alkoxy groups having 1 to 20 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, an isobutoxy group, a tert-butoxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, a heptyloxy group, and an octyloxy group; a nitro group; a cyano group; alkylamino groups having an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms such as a methylamino group, an ethylamino group, a dimethylamino group, and a diethylamino group; cyclic amino groups such as a pyrrolidino group, a piperidino group, and a morpholino group; group, diarylamino groups such as a carbazolyl group; acyl groups such as an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group; alkenyl groups having 2 to 30 carbon atoms such as a styryl group; aryl groups having 5 to 20 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom such as a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group, an amino group, or the like (specific examples of the aryl group are the same as those of the aromatic hydrocarbon group described above); heterocyclic groups containing one or more of a nitrogen atom, a sulfur atom, and an oxygen atom having 4 to 20 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom such as a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group, an amino group, or the like (heterocyclic groups may be composed of only one ring, or may be compounds in which a plurality of compounds consisting of only one aromatic heterocyclic ring are directly bonded to each other at one carbon atom, or may be condensed heterocyclic groups. Specific examples of heterocyclic groups include the specific examples of the aromatic heterocyclic groups described above); ester groups, thioether groups, and the like. These groups may be substituted with a halogen atom, a hetero element, an alkyl group, an aromatic ring, or the like.

上記一般式(1)におけるnは、1~3の整数であるが、2又は3であることが好ましい。 In the above general formula (1), n is an integer from 1 to 3, preferably 2 or 3.

上記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物の具体例としては、例えば、下記構造式(1-1)~(1-30)で表される化合物が挙げられる。

Figure 0007538664000012
Figure 0007538664000013
Figure 0007538664000014
Figure 0007538664000015
Specific examples of the hexahydropyrimidopyrimidine compound having the structure represented by the above general formula (1) include compounds represented by the following structural formulas (1-1) to (1-30).
Figure 0007538664000012
Figure 0007538664000013
Figure 0007538664000014
Figure 0007538664000015

上記一般式(1)で表される化合物は、下記反応式に示すように、ヨウ素、臭素、塩素、フッ素を有するハロゲン化合物と、ヘキサヒドロピリミドピリミジンとを原料とし、Ullmannカップリング反応、Buchwald-Hartwigアミノ化反応又は求核置換反応等により合成することができる。

Figure 0007538664000016
The compound represented by the above general formula (1) can be synthesized by Ullmann coupling reaction, Buchwald-Hartwig amination reaction, nucleophilic substitution reaction, or the like using a halogen compound having iodine, bromine, chlorine, or fluorine and hexahydropyrimidopyrimidine as raw materials, as shown in the following reaction formula.
Figure 0007538664000016

本発明の有機薄膜を構成する第2材料は、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である。ここで、前記第2材料としては、構造中に炭素-窒素二重結合を有しない芳香族複素環を有する化合物や、分子中にπ電子不足系芳香族複素環を有しない化合物が好ましい。また、前記第2材料としては、下記一般式(2)で表される化合物が好ましい。

Figure 0007538664000017
(一般式(2)中、Yは、置換基を有していてもよい、芳香族炭化水素環、π電子過剰芳香族複素環、ケイ素及び/又はホウ素を構成元素として含むπ共役系環状構造を表す。Wは、連結基又は直接結合を表す。Zは、構造中に炭素-窒素二重結合を含まないアリール基を表す。rは1~6の整数である。sは1~6の整数である。) The second material constituting the organic thin film of the present invention is a compound that does not have a structure that coordinates to an alkali metal in the molecule. Here, the second material is preferably a compound having an aromatic heterocycle that does not have a carbon-nitrogen double bond in the structure, or a compound that does not have a π-electron deficient aromatic heterocycle in the molecule. In addition, the second material is preferably a compound represented by the following general formula (2):
Figure 0007538664000017
(In general formula (2), Y represents an aromatic hydrocarbon ring, a π-electron-rich aromatic heterocycle, or a π-conjugated cyclic structure containing silicon and/or boron as a constituent element, which may have a substituent. W represents a linking group or a direct bond. Z represents an aryl group not containing a carbon-nitrogen double bond in the structure. r represents an integer of 1 to 6. s represents an integer of 1 to 6.)

一般式(2)中、Yは、置換基を有していてもよい、芳香族炭化水素環、π電子過剰芳香族複素環、ケイ素及び/又はホウ素を構成元素として含むπ共役系環状構造を表す。
芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ビフェニル環、トリフェニレン環、フルオランテン環、フルオレン環、クリセン環、ジベンゾクリセン環、等が挙げられる。
π電子過剰芳香族複素環としては、チオフェン環、フラン環、ピロール環、ジベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環、カルバゾール環、等が挙げられる。
ケイ素及び/又はホウ素を構成元素として含むπ共役系環状構造としては、シロール環、ジベンゾ[g,p]クリセン環の一部を窒素-ホウ素置換した環状構造、スピロ-ビフルオレン環の一部を窒素-ホウ素置換した環状構造、等が挙げられる。
前記芳香族炭化水素環、π電子過剰芳香族複素環、ケイ素及び/又はホウ素を構成元素として含むπ共役系環状構造は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、前述の一般式(1)中のR1の1価の置換基と同様の基が挙げられる。
In formula (2), Y represents an aromatic hydrocarbon ring, a π-electron rich aromatic heterocycle, or a π-conjugated cyclic structure containing silicon and/or boron as a constituent element, which may have a substituent.
Examples of the aromatic hydrocarbon ring include a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a biphenyl ring, a triphenylene ring, a fluoranthene ring, a fluorene ring, a chrysene ring, and a dibenzochrysene ring.
Examples of the π-electron-rich aromatic heterocycle include a thiophene ring, a furan ring, a pyrrole ring, a dibenzothiophene ring, a dibenzofuran ring, and a carbazole ring.
Examples of the π-conjugated cyclic structure containing silicon and/or boron as a constituent element include a silole ring, a cyclic structure in which a portion of a dibenzo[g,p]chrysene ring is substituted with nitrogen-boron, and a cyclic structure in which a portion of a spiro-bifluorene ring is substituted with nitrogen-boron.
The aromatic hydrocarbon ring, the π-electron-rich aromatic heterocycle, and the π-conjugated cyclic structure containing silicon and/or boron as a constituent element may have a substituent, and examples of the substituent include the same groups as the monovalent substituent of R 1 in the above-mentioned general formula (1).

一般式(2)中、Wは、連結基又は直接結合を表す。なお、Wが連結基の場合、Wは、(r+1)価の連結基となる。
ここで、連結基としては、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、エテニレン基、エチニレン基、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子、等が挙げられる。これらの連結基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、前述の一般式(1)中のR1の1価の置換基と同様の基が挙げられる。
In formula (2), W represents a linking group or a direct bond. When W represents a linking group, W is a linking group having a valency of (r+1).
Here, examples of the linking group include an arylene group, a heteroarylene group, an ethenylene group, an ethynylene group, a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a boron atom, etc. These linking groups may have a substituent, and examples of the substituent include the same groups as the monovalent substituent of R 1 in the above-mentioned general formula (1).

一般式(2)中、Zは、構造中に炭素-窒素二重結合を含まないアリール基を表す。
ここで、構造中に炭素-窒素二重結合を含まないアリール基としては、フェニル基、トリル基、ナフチル基、トリフェニレニル基、フルオランテニル基、ジベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、カルバゾリル基、等が挙げられる。
前記アリール基は、構造中に炭素-窒素二重結合を含まない限り、置換基を有していてもよく、該置換基としては、前述の一般式(1)中のR1の1価の置換基と同様の基が挙げられる。
In formula (2), Z represents an aryl group that does not contain a carbon-nitrogen double bond in the structure.
Here, examples of the aryl group that does not contain a carbon-nitrogen double bond in the structure include a phenyl group, a tolyl group, a naphthyl group, a triphenylenyl group, a fluoranthenyl group, a dibenzothiophenyl group, a dibenzofuranyl group, and a carbazolyl group.
The aryl group may have a substituent as long as it does not contain a carbon-nitrogen double bond in the structure. Examples of the substituent include the same groups as the monovalent substituent of R 1 in the above general formula (1).

一般式(2)中、rは1~6の整数であり、sは1~6の整数である。
ここで、rが2~6の整数の場合、複数存在するZは、それぞれ同一でも、異なってもよい。
また、sが2~6の整数の場合、複数存在するWは、それぞれ同一でも、異なってもよく、複数存在するZは、それぞれ同一でも、異なってもよい。
In the general formula (2), r is an integer of 1 to 6, and s is an integer of 1 to 6.
Here, when r is an integer of 2 to 6, a plurality of Z's may be the same or different.
Furthermore, when s is an integer of 2 to 6, a plurality of Ws may be the same or different, and a plurality of Zs may be the same or different.

本発明では、第1材料が第2材料との間に水素結合を形成することで、陰極と有機層間の電子のやりとりがスムーズに行われる。従って、本発明における第2材料は、これまで有機EL素子や有機薄膜太陽電池において発光層や光電変換膜と陰極との間に用いられてきた、アルカリ金属との相互作用で電子を注入できる材料である必要はない。
これまでは、第2材料としては、フェニル-ジピレニルホスフィンオキサイド(POPy2)のようなホスフィンオキサイド誘導体、トリス-1,3,5-(3’-(ピリジン-3”-イル)フェニル)ベンゼン(TmPhPyB)のようなピリジン誘導体、2-(3-(9-カルバゾリル)フェニル)キノリン(mCQ)のようなキノリン誘導体、2-フェニル-4,6-ビス(3,5-ジピリジルフェニル)ピリミジン(BPyPPM)のようなピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、バソフェナントロリン(BPhen)のようなフェナントロリン誘導体、2,4-ビス(4-ビフェニル)-6-(4’-(2-ピリジニル)-4-ビフェニル)-[1,3,5]トリアジン(MPT)、トリス-1,3,5-(3’-(ピリジン-3”-イル)フェニル)トリアジン(TmPhPyTz)のようなトリアジン誘導体、3-フェニル-4-(1’-ナフチル)-5-フェニル-1,2,4-トリアゾール(TAZ)のようなトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、2-(4-ビフェニリル)-5-(4-tert-ブチルフェニル-1,3,4-オキサジアゾール)(PBD)のようなオキサジアゾール誘導体、2,2’,2”-(1,3,5-ベントリイル)-トリス(1-フェニル-1-H-ベンズイミダゾール)(TPBI)のようなイミダゾール誘導体、トリス(8-ヒドロキシキノリナト)アルミニウム(Alq3)等に代表される各種金属錯体が広く用いられてきた。
In the present invention, the first material forms a hydrogen bond with the second material, which allows smooth exchange of electrons between the cathode and the organic layer. Therefore, the second material in the present invention does not need to be a material capable of injecting electrons through interaction with an alkali metal, which has been used between the cathode and the light-emitting layer or photoelectric conversion film in organic EL elements and organic thin-film solar cells.
So far, examples of the second material include phosphine oxide derivatives such as phenyl-dipyrenylphosphine oxide (POPy 2 ), pyridine derivatives such as tris-1,3,5-(3'-(pyridin-3"-yl)phenyl)benzene (TmPhPyB), quinoline derivatives such as 2-(3-(9-carbazolyl)phenyl)quinoline (mCQ), pyrimidine derivatives such as 2-phenyl-4,6-bis(3,5-dipyridylphenyl)pyrimidine (BPyPPM), pyrazine derivatives, phenanthroline derivatives such as bathophenanthroline (BPhen), 2,4-bis(4-biphenyl)-6-(4'-(2-pyridinyl)-4-biphenyl)-[1,3,5]triazine (MPT), tris-1,3,5 triazine derivatives such as 1-(3'-(pyridin-3"-yl)phenyl)triazine (TmPhPyTz), triazole derivatives such as 3-phenyl-4-(1'-naphthyl)-5-phenyl-1,2,4-triazole (TAZ), oxazole derivatives, oxadiazole derivatives such as 2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl-1,3,4-oxadiazole) (PBD), imidazole derivatives such as 2,2',2"-(1,3,5-pentriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole) (TPBI), and various metal complexes represented by tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum ( Alq3 ), etc. have been widely used.

従って、本発明において第2材料として用いることができる材料は、先述の材料群とは大きく異なり、選択肢が大きく広がる。例えば、芳香族炭化水素化合物、窒素-ホウ素結合を有する化合物、π電子過剰系複素芳香族化合物、シロール環を含む化合物、等がこれに当たる。
なお、π電子過剰系複素芳香環、π電子不足系芳香族複素環とは、講談社サイエンティフィック編、「新編ヘテロ環化合物 基礎編」、p.1~5に記載されている通り分類される複素芳香環である。
π電子過剰系複素芳香環(π過剰系ヘテロ芳香環)とは、ベンゼンを基準とした場合に比べて、各炭素上のπ電子密度が高い複素芳香環である。例えば、ピロール環、フラン環、チオフェン環等が、π電子過剰系複素芳香環に相当し、該複素芳香環は、環を構成するヘテロ原子が孤立電子対を有するため、6個のπ電子を有し、6個のπ電子が5個の原子上に分布するため、π電子過剰となる。上述の「π電子過剰系複素芳香族化合物」とは、かかるπ電子過剰系複素芳香環を有する化合物である。
一方、π電子不足系芳香族複素環(π不足系ヘテロ芳香環)とは、ベンゼンを基準とした場合に比べて、各炭素上のπ電子密度が低い複素芳香環である。例えば、ピリジン環等が、π電子不足系芳香族複素環に相当し、該複素芳香環は、環内窒素の孤立電子対を利用しなくても、6個のπ電子が存在する一方、環内窒素が電子求引効果を有し、この効果が各炭素に及ぼされるため、π電子不足となる。上述の「分子中にπ電子不足系芳香族複素環を有しない化合物」とは、かかるπ電子不足系芳香族複素環を有しない化合物である。
Therefore, materials that can be used as the second material in the present invention are significantly different from the above-mentioned materials, and the options are greatly expanded, such as aromatic hydrocarbon compounds, compounds having a nitrogen-boron bond, π-electron-rich heteroaromatic compounds, compounds containing a silole ring, etc.
The π-electron rich aromatic heterocycle and the π-electron deficient aromatic heterocycle are heteroaromatic rings classified as described in "New Edition Heterocyclic Compounds Basic Edition" edited by Kodansha Scientific, pp. 1 to 5.
A π-electron-rich heteroaromatic ring (π-rich heteroaromatic ring) is a heteroaromatic ring having a higher π-electron density on each carbon compared to benzene. For example, pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, etc. correspond to π-electron-rich heteroaromatic rings, and the heteroaromatic ring has six π-electrons because the heteroatom constituting the ring has a lone electron pair, and the six π-electrons are distributed on five atoms, making it π-electron-rich. The above-mentioned "π-electron-rich heteroaromatic compound" is a compound having such a π-electron-rich heteroaromatic ring.
On the other hand, a π-electron-deficient aromatic heterocycle (π-deficient heteroaromatic ring) is a heteroaromatic ring having a lower π-electron density on each carbon compared to benzene. For example, a pyridine ring corresponds to a π-electron-deficient aromatic heterocycle, and the heteroaromatic ring has six π-electrons even without using the lone electron pair of the nitrogen in the ring, while the nitrogen in the ring has an electron-withdrawing effect, which is exerted on each carbon, resulting in a π-electron deficiency. The above-mentioned "compound having no π-electron-deficient aromatic heterocycle in the molecule" is a compound having no such π-electron-deficient aromatic heterocycle.

前記芳香族炭化水素化合物としては、特に限定されず、芳香環を有する種々の炭化水素化合物を使用できる。 The aromatic hydrocarbon compound is not particularly limited, and various hydrocarbon compounds having an aromatic ring can be used.

前記窒素-ホウ素結合を有する化合物としては、ジベンゾ[g,p]クリセンの一部を窒素-ホウ素置換した以下の化合物(構造式(3-1))や、スピロ-ビフルオレンの一部を窒素-ホウ素置換した以下の化合物(構造式(3-2))、更には、これらの複素環構造を分子中に含む化合物が例として挙げられる。

Figure 0007538664000018
Examples of the compound having a nitrogen-boron bond include the following compound (structural formula (3-1)) in which a portion of dibenzo[g,p]chrysene is substituted with nitrogen-boron, the following compound (structural formula (3-2)) in which a portion of spiro-bifluorene is substituted with nitrogen-boron, and further, compounds containing these heterocyclic structures in the molecule.
Figure 0007538664000018

前記π電子過剰系複素芳香族化合物としては、ジベンゾチオフェン、下記構造式(3-3)で表される化合物、ジベンゾフラン(構造式(3-4))、ベンゾ[b]ベンゾ[4,5]チエノ[2,3-d]チオフェン(構造式(3-5))、更には、これらの複素環構造を分子中に含む化合物等が例として挙げられる。

Figure 0007538664000019
Examples of the π-electron-rich heteroaromatic compound include dibenzothiophene, a compound represented by the following structural formula (3-3), dibenzofuran (structural formula (3-4)), benzo[b]benzo[4,5]thieno[2,3-d]thiophene (structural formula (3-5)), and further, compounds containing these heterocyclic structures in the molecule.
Figure 0007538664000019

前記シロール環を含む化合物としては、例えば、1,1,2,3,4,5-ヘキサフェニルシロール等が挙げられる。 Examples of compounds containing a silole ring include 1,1,2,3,4,5-hexaphenylsilole.

本発明の有機薄膜に含まれる第1材料と第2材料との比率は、特に限定されるものではなく、第1材料及び第2材料のそれぞれに使用する化合物の種類に応じて適宜決定できる。第1材料と第2材料との比率は、質量比(第1材料:第2材料)で0.1:99.9~20:1であることが好ましい。より好ましくは、0.5:99.5~10:1である。上記比率である場合、有機薄膜に第1材料と第2材料とが含まれていることによる電子輸送性及び電子注入性の向上効果が顕著となる。 The ratio of the first material to the second material contained in the organic thin film of the present invention is not particularly limited and can be appropriately determined depending on the type of compound used for each of the first and second materials. The ratio of the first material to the second material is preferably 0.1:99.9 to 20:1 in mass ratio (first material:second material). More preferably, it is 0.5:99.5 to 10:1. When the ratio is as above, the effect of improving the electron transport property and electron injection property due to the inclusion of the first material and the second material in the organic thin film becomes significant.

本発明における有機薄膜は、第1材料と第2材料とを含む単一の膜であってもよく、第1材料を少なくとも含む膜と、第2材料を少なくとも含む膜との積層膜であってもよい。積層膜である場合、第1材料のみを含む膜と、第2材料のみを含む膜と、の積層膜であってもよく、第1材料と第2材料とを含む膜と、第1材料と第2材料のいずれか一方のみを含む膜と、の積層膜であってもよい。第1材料と第2材料とを含む膜と、第1材料と第2材料のいずれか一方のみを含む膜と、の積層膜である場合、第1材料と第2材料のいずれか一方のみを含む膜は、第1材料、第2材料のいずれを含むものであってもよいが、第2材料を含むものであることが好ましい。
また、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する層として、このような有機薄膜を使用する場合、第1材料と第2材料とを含む膜と、第1材料と第2材料のいずれか一方のみを含む膜のいずれが陰極側にあってもよいが、第1材料と第2材料のいずれか一方のみを含む膜が陰極側にある方が好ましい。
The organic thin film in the present invention may be a single film containing the first material and the second material, or may be a laminated film of a film containing at least the first material and a film containing at least the second material. In the case of a laminated film, it may be a laminated film of a film containing only the first material and a film containing only the second material, or a laminated film of a film containing the first material and the second material and a film containing only one of the first material and the second material. In the case of a laminated film of a film containing the first material and the second material and a film containing only one of the first material and the second material, the film containing only one of the first material and the second material may contain either the first material or the second material, but it is preferable that it contains the second material.
Furthermore, when such an organic thin film is used as a layer constituting an organic electroluminescence element, either the film containing the first material and the second material or the film containing only one of the first material and the second material may be on the cathode side, but it is preferable that the film containing only one of the first material and the second material is on the cathode side.

本発明における有機薄膜が、第1材料と第2材料とを含む膜と、第1材料のみを含む膜と、の積層膜である場合、積層された2つの膜の両方に第1材料が含まれることになるが、2つの膜に含まれる第1材料は、同一であってもよく、異なっていてもよい。
同様に、本発明における有機薄膜が、第1材料と第2材料とを含む膜と、第2材料のみを含む膜と、の積層膜である場合、積層された2つの膜の両方に第2材料が含まれることになるが、2つの膜に含まれる第2材料は、同一であってもよく、異なっていてもよい。
When the organic thin film in the present invention is a laminated film of a film containing a first material and a second material and a film containing only the first material, the first material is contained in both of the two laminated films, and the first materials contained in the two films may be the same or different.
Similarly, when the organic thin film in the present invention is a laminated film of a film containing a first material and a second material and a film containing only the second material, the second material is contained in both of the two laminated films, and the second materials contained in the two films may be the same or different.

<有機薄膜の製造方法>
次に、本発明の有機薄膜の製造方法について、例を挙げて説明する。
本発明の有機薄膜は、上記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物からなる第1材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第2材料と、を含むものである。第1材料、第2材料ともに分子量が比較的大きいことに起因して、本発明の有機薄膜は、塗布だけでなく、蒸着によっても形成することが可能である。このため、本発明の有機薄膜を含む有機EL素子を製造する場合のプロセス上の制約が少なく、有機EL素子を構成する層の材料として使用し易いものである。
有機薄膜を蒸着により製造する場合、有機EL素子を構成する他の層を蒸着により製造する場合と同様の方法により行うことができ、第1材料、第2材料を同時に蒸着してもよく、順に蒸着してもよい。順に蒸着する場合、第1材料、第2材料のいずれを先に蒸着してもよい。また、いずれか一方を先に蒸着した後に、これら両方を共蒸着してもよく、両方を共蒸着した後に、いずれか一方を蒸着してもよい。このような、上記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第1材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第2材料と、を同時に有機薄膜の被形成面上に蒸着する工程を含む有機薄膜の製造方法は、本発明の有機薄膜の製造方法の好適な実施形態の1つである。
また、第1材料又は第2材料のいずれかを先に有機薄膜の被形成面上に蒸着する工程と、その後にもう一方又は両方の材料を蒸着する工程とを含む有機薄膜の製造方法、又は、第1材料と第2材料とを同時に有機薄膜の被形成面上に蒸着する工程と、その後に第1材料又は第2材料のいずれかを有機薄膜の被形成面上に蒸着する工程とを含む有機薄膜の製造方法もまた、本発明の有機薄膜の製造方法の好適な実施形態の1つである。
<Method of manufacturing organic thin film>
Next, the method for producing an organic thin film of the present invention will be described with reference to examples.
The organic thin film of the present invention includes a first material made of a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the above general formula (1), and a second material which is a compound having no structure coordinated to an alkali metal in the molecule. Because both the first material and the second material have relatively large molecular weights, the organic thin film of the present invention can be formed not only by coating but also by vapor deposition. Therefore, there are few process restrictions when manufacturing an organic EL device including the organic thin film of the present invention, and it is easy to use it as a material for a layer constituting an organic EL device.
When the organic thin film is produced by deposition, it can be produced by the same method as when other layers constituting the organic EL element are produced by deposition, and the first material and the second material may be simultaneously deposited or sequentially deposited. When sequentially deposited, either the first material or the second material may be deposited first. In addition, either one may be deposited first and then both may be co-deposited, or both may be co-deposited and then either one may be deposited. Such a method for producing an organic thin film including a step of simultaneously depositing a first material, which is a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the above general formula (1), and a second material, which is a compound having no structure coordinated to an alkali metal in the molecule, on a surface on which the organic thin film is to be formed is one of the preferred embodiments of the method for producing an organic thin film of the present invention.
In addition, a method for producing an organic thin film comprising a step of first depositing either a first material or a second material onto a surface on which an organic thin film is to be formed, and then depositing the other material or both of the materials, or a method for producing an organic thin film comprising a step of simultaneously depositing a first material and a second material onto a surface on which an organic thin film is to be formed, and then depositing either the first material or the second material onto the surface on which an organic thin film is to be formed, is also one of the preferred embodiments of the method for producing an organic thin film of the present invention.

また、本発明の有機薄膜は、塗布により製造することも可能であり、この場合も、第1材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第2材料と、を含む塗料組成物を作製して、該塗料組成物を塗布するか、又は、第1材料を含む塗料組成物、第2材料を含む塗料組成物をそれぞれ作製して、これらを順に塗布することで有機薄膜を製造することができる。順に塗布する場合、第1材料を含む塗料組成物、第2材料を含む塗料組成物のいずれを先に塗布してもよい。また、いずれか一方の材料のみを含む塗料組成物を塗布した後に、これら両方の材料を含む塗料組成物を塗布してもよく、これら両方の材料を含む塗料組成物を塗布した後に、いずれか一方の材料のみを含む塗料組成物を塗布してもよい。このような、上記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第1材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第2材料と、を含む塗料組成物を有機薄膜の被形成面上に塗布する工程を含む有機薄膜の製造方法は、本発明の有機薄膜の製造方法の好適な実施形態の1つである。
また、第1材料のみを含む塗料組成物又は第2材料のみを含む塗料組成物のいずれかを先に有機薄膜の被形成面上に塗布する工程と、該工程によって形成された塗膜の上にもう一方又は両方の材料を含む塗料組成物を塗布する工程と、を含む有機薄膜の製造方法、又は、第1材料と第2材料の両方の材料を含む塗料組成物を塗布する工程と、該工程によって形成された塗膜の上に第1材料又は第2材料のいずれか一方のみを含む塗料組成物を塗布する工程と、を含む有機薄膜の製造方法もまた、本発明の有機薄膜の製造方法の好適な実施形態の1つである。
以下においては、一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物からなる第1材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第2材料と、を含む塗料組成物を作製して、該塗料組成物を塗布することで有機薄膜を製造する方法について説明する。
The organic thin film of the present invention can also be produced by coating. In this case, a coating composition containing a first material and a second material, which is a compound that does not have a structure coordinated to an alkali metal in the molecule, is prepared and the coating composition is applied, or a coating composition containing a first material and a coating composition containing a second material are prepared and applied in order to produce an organic thin film. When coating in order, either the coating composition containing the first material or the coating composition containing the second material may be applied first. Also, after applying a coating composition containing only one of the materials, a coating composition containing both of these materials may be applied, or after applying a coating composition containing both of these materials, a coating composition containing only one of the materials may be applied. Such a method for producing an organic thin film, which includes a step of coating a coating composition containing a first material, which is a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the above general formula (1), and a second material, which is a compound that does not have a structure coordinated to an alkali metal in the molecule, on a surface on which the organic thin film is to be formed, is one of the preferred embodiments of the method for producing an organic thin film of the present invention.
Furthermore, a method for producing an organic thin film comprising a step of first applying either a coating composition containing only the first material or a coating composition containing only the second material onto a surface on which an organic thin film is to be formed, and a step of applying a coating composition containing the other or both of the materials onto the coating film formed by the step, or a method for producing an organic thin film comprising a step of applying a coating composition containing both the first material and the second material, and a step of applying a coating composition containing only either the first material or the second material onto the coating film formed by the step, is also one of the preferred embodiments of the method for producing an organic thin film of the present invention.
In the following, a method for producing an organic thin film by preparing a coating composition containing a first material consisting of a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by general formula (1) and a second material which is a compound having no structure coordinated to an alkali metal within the molecule, and applying the coating composition will be described.

塗料組成物は、例えば、容器に入れた溶媒中に第1材料と第2材料をそれぞれ所定量供給、又は容器に入れた第1材料と第2材料に溶媒を供給して撹拌し、溶解させる方法により得られる。
第1材料及び第2材料を溶解するために用いる溶媒としては、例えば、無機溶媒や有機溶媒、又はこれらを含む混合溶媒等を用いることができる。
無機溶媒としては、例えば、硝酸、硫酸、アンモニア、過酸化水素、水、リン酸、塩酸等が挙げられる。
The coating composition can be obtained, for example, by supplying a predetermined amount of each of the first material and the second material into a solvent contained in a container, or by supplying a solvent to the first material and the second material contained in a container and stirring them to dissolve them.
The solvent used to dissolve the first material and the second material may be, for example, an inorganic solvent, an organic solvent, or a mixed solvent containing these.
Examples of inorganic solvents include nitric acid, sulfuric acid, ammonia, hydrogen peroxide, water, phosphoric acid, and hydrochloric acid.

有機溶媒としては、メチルエチルケトン(MEK)、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、メチルイソプロピルケトン(MIPK)、ジイソブチルケトン、3,5,5-トリメチルシクロヘキサノン、ジアセトンアルコール、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール(DEG)、グリセリン等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、1,2-ジメトキシエタン(DME)、1,4-ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)、テトラヒドロピラン(THP)、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグリム)、ジエチレングリコールエチルエーテル(カルビトール)等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N-ジメチルアセトアミド(DMA)等のアミド系溶媒、クロロベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド(DMSO)、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系、トリエチルアミン、ピリジン等の有機アミン系、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒のような各種有機溶媒等が挙げられ、これらの中でもメチルエチルケトン(MEK)、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、メチルイソプロピルケトン(MIPK)、ジイソブチルケトン、3,5,5-トリメチルシクロヘキサノン、ジアセトンアルコール、シクロペンタノン等のケトン系溶媒が好ましい。 Organic solvents include ketone-based solvents such as methyl ethyl ketone (MEK), acetone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone (MIBK), methyl isopropyl ketone (MIPK), diisobutyl ketone, 3,5,5-trimethylcyclohexanone, diacetone alcohol, cyclopentanone, and cyclohexanone; alcohol-based solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, diethylene glycol (DEG), and glycerin; diethyl ether, diisopropyl ether, and 1,2-dimethoxyethane. Ether solvents such as dimethyl ether (DME), 1,4-dioxane, tetrahydrofuran (THF), tetrahydropyran (THP), anisole, diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), and diethylene glycol ethyl ether (carbitol); cellosolve solvents such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, and phenyl cellosolve; aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, pentane, heptane, and cyclohexane; aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, and benzene; pyridine, pyrazine, furan, pyrrole, and thiophene; Aromatic heterocyclic compound solvents such as methylpyrrolidone, amide solvents such as N,N-dimethylformamide (DMF) and N,N-dimethylacetamide (DMA), halogen compound solvents such as chlorobenzene, dichloromethane, chloroform, and 1,2-dichloroethane, ester solvents such as ethyl acetate, methyl acetate, and ethyl formate, sulfur compound solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO) and sulfolane, nitrile solvents such as acetonitrile, propionitrile, and acrylonitrile, formic acid, acetic acid, trichloroacetic acid, and trifluoroacetic acid, etc. Examples of organic solvents include organic acids, organic amines such as triethylamine and pyridine, and carbonate solvents such as diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate, and propylene carbonate. Among these, ketone solvents such as methyl ethyl ketone (MEK), acetone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone (MIBK), methyl isopropyl ketone (MIPK), diisobutyl ketone, 3,5,5-trimethylcyclohexanone, diacetone alcohol, and cyclopentanone are preferred.

第1材料及び第2材料を含む塗料組成物を塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることができる。 As a method for applying the coating composition containing the first material and the second material, various application methods can be used, such as spin coating, casting, microgravure coating, gravure coating, bar coating, roll coating, wire bar coating, dip coating, spray coating, screen printing, flexographic printing, offset printing, and inkjet printing.

このようにして塗料組成物を塗布した後、アニール処理を施すことが好ましい。アニール処理の条件は、70~200℃で0.1~5時間、窒素雰囲気又は大気下で行うことが好ましい。このようなアニール処理を施すことにより、溶媒を気化させて有機薄膜を成膜できる。 After applying the coating composition in this manner, it is preferable to carry out an annealing treatment. The annealing treatment is preferably carried out at 70 to 200°C for 0.1 to 5 hours in a nitrogen atmosphere or in the air. By carrying out such an annealing treatment, the solvent can be evaporated to form an organic thin film.

<有機EL素子>
本発明は、また、陰極と陽極との間に発光層を有し、更に本発明の有機薄膜の層、該有機薄膜の層と金属酸化物層との積層膜の層、又は、一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物及び/又は分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物を含む材料層のいずれかを含む有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子でもある。
上記有機薄膜の層、該有機薄膜の層と金属酸化物層との積層膜の層、一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物及び/又は分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物を含む材料層は、いずれも本発明の有機EL素子中において、陰極と発光層との間にあってもよく、陽極と発光層との間にあってもよいが、陰極と発光層との間にあることが好ましい。
また、一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物及び/又は分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物を含む材料層は、上述した一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物及び/又は分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物を含む限り、その他の成分を含んでいてもよいが、ヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物及び/又は分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物のみからなる層であることが好ましい。
<Organic EL element>
The present invention also relates to an organic electroluminescence (EL) element having a light-emitting layer between a cathode and an anode, and further comprising any one of a layer of the organic thin film of the present invention, a layer of a laminate film of the organic thin film layer and a metal oxide layer, or a layer of a material containing a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by general formula (1) and/or a compound not having a structure coordinated to an alkali metal in the molecule.
In the organic EL element of the present invention, the organic thin film layer, the laminated film layer of the organic thin film layer and a metal oxide layer, and the material layer containing a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by general formula (1) and/or a compound not having a structure coordinated to an alkali metal in its molecule may all be located between the cathode and the light-emitting layer, or between the anode and the light-emitting layer, but are preferably located between the cathode and the light-emitting layer.
In addition, the material layer containing a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by general formula (1) and/or a compound not having a structure in the molecule that coordinates to an alkali metal may contain other components as long as it contains a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the above-mentioned general formula (1) and/or a compound not having a structure in the molecule that coordinates to an alkali metal, but it is preferable that the layer is composed only of a hexahydropyrimidopyrimidine compound and/or a compound not having a structure in the molecule that coordinates to an alkali metal.

次に、本発明の有機EL素子について、例を挙げて詳細に説明する。
図1は、本発明の有機EL素子の一例を説明するための概略断面図である。図1に示す本実施形態の有機EL素子1は、陽極3と陰極9との間に発光層6を有する。図1に示す有機EL素子1では、陰極9と発光層6との間に、本発明の有機薄膜、又は、一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物及び/又は分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物からなる電子注入層8を有している。
本実施形態の有機EL素子1は、基板2上に、陽極3と、正孔注入層4と、正孔輸送層5と、発光層6と、電子輸送層7と、電子注入層8と、陰極9と、がこの順に形成された積層構造を有する。
Next, the organic EL element of the present invention will be described in detail with reference to examples.
Fig. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining one example of an organic EL element of the present invention. An organic EL element 1 of the present embodiment shown in Fig. 1 has an emitting layer 6 between an anode 3 and a cathode 9. The organic EL element 1 shown in Fig. 1 has an electron injection layer 8 between the cathode 9 and the emitting layer 6, the electron injection layer 8 being made of the organic thin film of the present invention, or a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by general formula (1) and/or a compound not having a structure coordinated to an alkali metal in the molecule.
The organic EL element 1 of the present embodiment has a laminated structure in which an anode 3, a hole injection layer 4, a hole transport layer 5, a light emitting layer 6, an electron transport layer 7, an electron injection layer 8, and a cathode 9 are formed in this order on a substrate 2.

図1に示す有機EL素子1は、基板2側に陽極3を有する典型的な有機EL素子であるが、図2に示すように、基板2と発光層6との間に、陰極9が配置された逆構造の有機EL素子1も、本発明の有機EL素子の好適な実施形態の1つである。
また、陰極9と、本発明の有機薄膜、又は、一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物及び/又は分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物からなる電子注入層8との間に、無機の酸化物層10を有する態様も、本発明の有機EL素子の好適な実施形態の1つである。
The organic EL element 1 shown in FIG. 1 is a typical organic EL element having an anode 3 on the substrate 2 side. However, as shown in FIG. 2, an organic EL element 1 having an inverted structure in which a cathode 9 is disposed between the substrate 2 and the light-emitting layer 6 is also one of the preferred embodiments of the organic EL element of the present invention.
In addition, an embodiment in which an inorganic oxide layer 10 is provided between a cathode 9 and an electron injection layer 8 made of the organic thin film of the present invention or a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by general formula (1) and/or a compound not having a structure coordinated to an alkali metal in the molecule is also one of the preferred embodiments of the organic EL element of the present invention.

図1及び図2に示す有機EL素子1は、基板2と反対側に光を取り出すトップエミッション型のものであってもよいし、基板2側に光を取り出すボトムエミッション型のものであってもよい。 The organic EL element 1 shown in Figures 1 and 2 may be a top-emission type that extracts light on the side opposite the substrate 2, or a bottom-emission type that extracts light on the substrate 2 side.

「基板」
基板2の材料としては、樹脂材料、ガラス材料等が挙げられる。
基板2に用いられる樹脂材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレート等が挙げられる。基板2の材料として、樹脂材料を用いた場合、柔軟性に優れた有機EL素子1が得られるため好ましい。
基板2に用いられるガラス材料としては、石英ガラス、ソーダガラス等が挙げられる。
"substrate"
Examples of materials for the substrate 2 include resin materials and glass materials.
Examples of the resin material used for the substrate 2 include polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polypropylene, cycloolefin polymer, polyamide, polyethersulfone, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyarylate, etc. When a resin material is used as the material for the substrate 2, it is preferable because an organic EL element 1 having excellent flexibility can be obtained.
Examples of the glass material used for the substrate 2 include quartz glass and soda glass.

有機EL素子1がボトムエミッション型のものである場合には、基板2の材料として、透明基板を用いる。
有機EL素子1がトップエミッション型のものである場合には、基板2の材料として、透明基板だけでなく、不透明基板を用いてもよい。不透明基板としては、例えば、アルミナのようなセラミックス材料からなる基板、ステンレス鋼のような金属板の表面に酸化膜(絶縁膜)を形成した基板、樹脂材料で構成された基板等が挙げられる。
When the organic EL element 1 is of a bottom emission type, the substrate 2 is made of a transparent material.
When the organic EL element 1 is of a top emission type, not only a transparent substrate but also an opaque substrate may be used as the material of the substrate 2. Examples of opaque substrates include a substrate made of a ceramic material such as alumina, a substrate in which an oxide film (insulating film) is formed on the surface of a metal plate such as stainless steel, and a substrate made of a resin material.

基板2の平均厚さは、基板2の材料等に応じて決定でき、0.1~30mmであることが好ましく、0.1~10mmであることがより好ましい。基板2の平均厚さは、デジタルマルチメーター、ノギスにより測定できる。 The average thickness of the substrate 2 can be determined depending on the material of the substrate 2, and is preferably 0.1 to 30 mm, and more preferably 0.1 to 10 mm. The average thickness of the substrate 2 can be measured using a digital multimeter and a vernier caliper.

「陽極」
図1に示す陽極3は、基板2上に直接接触して形成されているが、図2に示すような逆構造の有機EL素子の場合は、基板2上に直接接触して形成されていなくてもよい。
陽極3の材料としては、ITO(インジウム酸化錫)、IZO(インジウム酸化亜鉛)、FTO(フッ素酸化錫)、In33、SnO2、Sb含有SnO2、Al含有ZnO等の酸化物の導電材料が挙げられる。この中でも、陽極3の材料として、ITO、IZO、FTOを用いることが好ましい。
陽極3の平均厚さは、特に制限されないが、10~500nmであることが好ましく、100~200nmであることがより好ましい。
陽極3の平均厚さは、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定できる。
"anode"
The anode 3 shown in FIG. 1 is formed on and in direct contact with the substrate 2. However, in the case of an organic EL element having an inverted structure as shown in FIG. 2, the anode 3 does not have to be formed on and in direct contact with the substrate 2.
Examples of materials for the anode 3 include conductive oxide materials such as ITO (indium tin oxide), IZO ( indium zinc oxide), FTO (fluorine tin oxide), In3O3 , SnO2 , Sb-containing SnO2 , and Al-containing ZnO. Of these, it is preferable to use ITO, IZO, or FTO as the material for the anode 3.
The average thickness of the anode 3 is not particularly limited, but is preferably 10 to 500 nm, and more preferably 100 to 200 nm.
The average thickness of the anode 3 can be measured by a stylus step gauge or spectroscopic ellipsometry.

「正孔注入層」
正孔注入層4は、無機材料からなるものであってもよいし、有機材料からなるものであってもよい。
無機材料としては、特に制限されないが、例えば、酸化バナジウム(V25)、酸化モリブテン(MoO3)、酸化ルテニウム(RuO2)等の金属酸化物を1種又は2種以上を用いることができる。
有機材料としては、ジピラジノ[2,3-f:2’,3’-h]キノキサリン-2,3,6,7,10,11-ヘキサカルボニトリル(HAT-CN)や2,3,5,6-テトラフルオロ-7,7,8,8-テトラシアノ-キノジメタン(F4-TCNQ)等の低分子材料や、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホネート(PEDOT:PSS)等を用いることができる。
"Hole injection layer"
The hole injection layer 4 may be made of an inorganic material or an organic material.
The inorganic material is not particularly limited, but for example, one or more metal oxides such as vanadium oxide (V 2 O 5 ), molybdenum oxide (MoO 3 ), and ruthenium oxide (RuO 2 ) can be used.
Examples of organic materials that can be used include low molecular weight materials such as dipyrazino[2,3-f:2',3'-h]quinoxaline-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile (HAT-CN) and 2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyano-quinodimethane (F4-TCNQ), and poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS).

正孔注入層4の平均厚さは、特に限定されないが、1~1000nmであることが好ましく、5~50nmであることがより好ましい。
正孔注入層4の平均厚さは、例えば、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定することができる。
The average thickness of the hole injection layer 4 is not particularly limited, but is preferably 1 to 1000 nm, and more preferably 5 to 50 nm.
The average thickness of the hole injection layer 4 can be measured by, for example, a stylus step gauge or spectroscopic ellipsometry.

「正孔輸送層」
正孔輸送層5に用いる正孔輸送性有機材料としては、各種p型の高分子材料(有機ポリマー)、各種p型の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができる。
具体的には、正孔輸送層5の材料として、例えば、N,N’-ジ(1-ナフチル)-N,N’-ジフェニル-1,1’-ビフェニル-4,4’-ジアミン(α-NPD)、N4,N4’-ビス(ジベンゾ[b,d]チオフェン-4-イル)-N4,N4’-ジフェニルビフェニル-4,4’-ジアミン(DBTPB)、ポリアリールアミン、フルオレン-アリールアミン共重合体、フルオレン-ビチオフェン共重合体、ポリ(N-ビニルカルバゾール)、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリアルキルチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ(p-フェニレンビニレン)、ポリチエニレンビニレン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂またはその誘導体等が挙げられる。これらの正孔輸送層5の材料は、他の化合物との混合物として用いることもできる。一例として、正孔輸送層5の材料として用いられるポリチオフェンを含有する混合物として、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン/スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)等が挙げられる。
"Hole transport layer"
As the hole transporting organic material used in the hole transport layer 5, various p-type polymeric materials (organic polymers) and various p-type low molecular weight materials can be used alone or in combination.
Specifically, examples of the material for the hole transport layer 5 include N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (α-NPD), N4,N4'-bis(dibenzo[b,d]thiophen-4-yl)-N4,N4'-diphenylbiphenyl-4,4'-diamine (DBTPB), polyarylamine, fluorene-arylamine copolymer, fluorene-bithiophene copolymer, poly(N-vinylcarbazole), polyvinylpyrene, polyvinylanthracene, polythiophene, polyalkylthiophene, polyhexylthiophene, poly(p-phenylenevinylene), polythienylenevinylene, pyrene formaldehyde resin, ethylcarbazole formaldehyde resin, or derivatives thereof. These materials for the hole transport layer 5 can also be used as a mixture with other compounds. An example of a mixture containing polythiophene used as a material for the hole transport layer 5 is poly(3,4-ethylenedioxythiophene/styrenesulfonic acid) (PEDOT/PSS).

正孔輸送層5の平均厚さは、特に限定されないが、10~150nmであることが好ましく、20~100nmであることがより好ましい。
正孔輸送層5の平均厚さは、例えば、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定することができる。
The average thickness of the hole transport layer 5 is not particularly limited, but is preferably from 10 to 150 nm, and more preferably from 20 to 100 nm.
The average thickness of the hole transport layer 5 can be measured by, for example, a stylus step gauge or spectroscopic ellipsometry.

「発光層」
発光層6を形成する材料としては、発光層6の材料として通常用いることのできるいずれの材料を用いてもよく、これらを混合して用いてもよい。具体的には、例えば、発光層6として、ビス[2-(2-ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(Zn(BTZ)2)と、トリス[1-フェニルイソキノリン]イリジウム(III)(Ir(piq)3)とを含むものとすることができる。
また、発光層6を形成する材料は、低分子化合物であってもよいし、高分子化合物であってもよい。なお、本発明において低分子材料とは、高分子材料(重合体)ではない材料を意味し、分子量が低い有機化合物を必ずしも意味するものではない。
"Light-emitting layer"
The material for forming the light-emitting layer 6 may be any material that can be typically used as the material for the light-emitting layer 6, or a mixture of these materials may be used. Specifically, for example, the light-emitting layer 6 may contain bis[2-(2-benzothiazolyl)phenolato]zinc(II) (Zn(BTZ) 2 ) and tris[1-phenylisoquinoline]iridium(III) (Ir(piq) 3 ).
The material forming the light-emitting layer 6 may be a low molecular weight compound or a high molecular weight compound. In the present invention, the low molecular weight material means a material that is not a high molecular weight material (polymer), and does not necessarily mean an organic compound with a low molecular weight.

発光層6を形成する高分子材料としては、例えば、トランス型ポリアセチレン、シス型ポリアセチレン、ポリ(ジ-フェニルアセチレン)(PDPA)、ポリ(アルキルフェニルアセチレン)(PAPA)のようなポリアセチレン系化合物;ポリ(パラ-フェニレンビニレン)(PPV)、ポリ(2,5-ジアルコキシ-パラ-フェニレンビニレン)(RO-PPV)、シアノ-置換-ポリ(パラ-フェニレンビニレン)(CN-PPV)、ポリ(2-ジメチルオクチルシリル-パラ-フェニレンビニレン)(DMOS-PPV)、ポリ(2-メトキシ,5-(2’-エチルヘキソキシ)-パラ-フェニレンビニレン)(MEH-PPV)のようなポリパラフェニレンビニレン系化合物;ポリ(3-アルキルチオフェン)(PAT)、ポリ(オキシプロピレン)トリオール(POPT)のようなポリチオフェン系化合物;ポリ(9,9-ジアルキルフルオレン)(PDAF)、ポリ(ジオクチルフルオレン-アルト-ベンゾチアジアゾール)(F8BT)、α,ω-ビス[N,N’-ジ(メチルフェニル)アミノフェニル]-ポリ[9,9-ビス(2-エチルヘキシル)フルオレン-2,7-ジイル](PF2/6am4)、ポリ(9,9-ジオクチル-2,7-ジビニレンフルオレニル-オルト-コ(アントラセン-9,10-ジイル))のようなポリフルオレン系化合物;ポリ(パラ-フェニレン)(PPP)、ポリ(1,5-ジアルコキシ-パラ-フェニレン)(RO-PPP)のようなポリパラフェニレン系化合物;ポリ(N-ビニルカルバゾール)(PVK)のようなポリカルバゾール系化合物;ポリ(メチルフェニルシラン)(PMPS)、ポリ(ナフチルフェニルシラン)(PNPS)、ポリ(ビフェニリルフェニルシラン)(PBPS)のようなポリシラン系化合物;更には特開2011-184430号公報、特開2012-151148号公報に記載のホウ素化合物系高分子材料等が挙げられる。 Examples of polymeric materials for forming the light-emitting layer 6 include polyacetylene compounds such as trans-polyacetylene, cis-polyacetylene, poly(diphenylacetylene) (PDPA), and poly(alkylphenylacetylene) (PAPA); poly(para-phenylenevinylene) (PPV), poly(2,5-dialkoxy-para-phenylenevinylene) (RO-PPV), cyano-substituted-poly(para-phenylenevinylene) (CN-PPV), and poly(2-diphenylacetylene). polyparaphenylenevinylene-based compounds such as poly(methyloctylsilyl-para-phenylenevinylene) (DMOS-PPV) and poly(2-methoxy,5-(2'-ethylhexoxy)-para-phenylenevinylene) (MEH-PPV); polythiophene-based compounds such as poly(3-alkylthiophene) (PAT) and poly(oxypropylene)triol (POPT); poly(9,9-dialkylfluorene) (PDAF) and poly(dioctylfluorene-a polyfluorene-based compounds such as α,ω-bis[N,N'-di(methylphenyl)aminophenyl]-poly[9,9-bis(2-ethylhexyl)fluorene-2,7-diyl] (PF2/6am4) and poly(9,9-dioctyl-2,7-divinylenefluorenyl-ortho-co(anthracene-9,10-diyl)); poly(para-phenylene) (PPP), poly(1,5-dialkoxy-para-phenylene); ) (RO-PPP); polycarbazole compounds such as poly(N-vinylcarbazole) (PVK); polysilane compounds such as poly(methylphenylsilane) (PMPS), poly(naphthylphenylsilane) (PNPS), and poly(biphenylylphenylsilane) (PBPS); and boron compound-based polymer materials described in JP-A-2011-184430 and JP-A-2012-151148.

発光層6を形成する低分子材料としては、例えば、配位子に2,2’-ビピリジン-4,4’-ジカルボン酸を持つ、3配位のイリジウム錯体、ファクトリス(2-フェニルピリジン)イリジウム(Ir(ppy)3)、8-ヒドロキシキノリンアルミニウム(Alq3)、トリス(4-メチル-8-キノリノレート)アルミニウム(III)(Almq3)、8-ヒドロキシキノリン亜鉛(Znq2)、(1,10-フェナントロリン)-トリス-(4,4,4-トリフルオロ-1-(2-チエニル)-ブタン-1,3-ジオネート)ユーロピウム(III)(Eu(TTA)3(phen))、2,3,7,8,12,13,17,18-オクタエチル-21H,23H-ポルフィンプラチナム(II)のような各種金属錯体;ジスチリルベンゼン(DSB)、ジアミノジスチリルベンゼン(DADSB)のようなベンゼン系化合物;ナフタレン、ナイルレッドのようなナフタレン系化合物;フェナントレンのようなフェナントレン系化合物;クリセン、6-ニトロクリセンのようなクリセン系化合物;ペリレン、N,N’-ビス(2,5-ジ-t-ブチルフェニル)-3,4,9,10-ペリレン-ジ-カルボキシイミド(BPPC)のようなペリレン系化合物;コロネンのようなコロネン系化合物;アントラセン、ビススチリルアントラセンのようなアントラセン系化合物;ピレンのようなピレン系化合物;4-(ジ-シアノメチレン)-2-メチル-6-(パラ-ジメチルアミノスチリル)-4H-ピラン(DCM)のようなピラン系化合物;アクリジンのようなアクリジン系化合物;スチルベンのようなスチルベン系化合物;2,5-ジベンゾオキサゾールチオフェンのようなチオフェン系化合物;ベンゾオキサゾールのようなベンゾオキサゾール系化合物;ベンゾイミダゾールのようなベンゾイミダゾール系化合物;2,2’-(パラ-フェニレンジビニレン)-ビスベンゾチアゾールのようなベンゾチアゾール系化合物;ビスチリル(1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン)、テトラフェニルブタジエンのようなブタジエン系化合物;ナフタルイミドのようなナフタルイミド系化合物;クマリンのようなクマリン系化合物;ペリノンのようなペリノン系化合物;オキサジアゾールのようなオキサジアゾール系化合物;アルダジン系化合物;1,2,3,4,5-ペンタフェニル-1,3-シクロペンタジエン(PPCP)のようなシクロペンタジエン系化合物;キナクリドン、キナクリドンレッドのようなキナクリドン系化合物;ピロロピリジン、チアジアゾロピリジンのようなピリジン系化合物;2,2’,7,7’-テトラフェニル-9,9’-スピロビフルオレンのようなスピロ化合物;フタロシアニン(H2Pc)、銅フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物;更には特開2009-155325号公報、特開2011-184430号公報及び特開2012-151149号公報に記載のホウ素化合物材料等が挙げられる。 Examples of low molecular weight materials for forming the light emitting layer 6 include a three-coordinate iridium complex having 2,2'-bipyridine-4,4'-dicarboxylic acid as a ligand, such as factotris(2-phenylpyridine)iridium (Ir(ppy) 3 ), 8-hydroxyquinoline aluminum (Alq 3 ), tris(4-methyl-8-quinolinolato)aluminum(III) (Almq 3 ), 8-hydroxyquinoline zinc (Znq 2 ), (1,10-phenanthroline)-tris-(4,4,4-trifluoro-1-(2-thienyl)-butane-1,3-dionate)europium(III) (Eu(TTA) 3 ), and the like. (phen)), various metal complexes such as 2,3,7,8,12,13,17,18-octaethyl-21H,23H-porphine platinum (II); benzene-based compounds such as distyrylbenzene (DSB) and diaminodistyrylbenzene (DADSB); naphthalene-based compounds such as naphthalene and Nile Red; phenanthrene-based compounds such as phenanthrene; chrysene-based compounds such as chrysene and 6-nitrochrysene; perylene, N,N'-bis(2,5-di-t-butylphenyl perylene compounds such as 4-(di-cyanomethylene)-2-methyl-6-(para-dimethylaminostyryl)-4H-pyran (DCM); acridine compounds such as acridine; stilbene compounds such as stilbene; 2,5-dibenzothiophene; Thiophene compounds such as xazolethiophene; benzoxazole compounds such as benzoxazole; benzimidazole compounds such as benzimidazole; benzothiazole compounds such as 2,2'-(para-phenylenedivinylene)-bisbenzothiazole; butadiene compounds such as bistyryl(1,4-diphenyl-1,3-butadiene) and tetraphenylbutadiene; naphthalimide compounds such as naphthalimide; coumarin compounds such as coumarin; perinone compounds such as perinone; oxadiazole compounds such as oxadiazole; aldazine compounds; cyclopentadiene compounds such as 1,2,3,4,5-pentaphenyl-1,3-cyclopentadiene (PPCP); quinacridone compounds such as quinacridone and quinacridone red; pyridine compounds such as pyrrolopyridine and thiadiazolopyridine; spiro compounds such as 2,2',7,7'-tetraphenyl-9,9'-spirobifluorene; phthalocyanine (H 2 Pc), metallic or non-metallic phthalocyanine compounds such as copper phthalocyanine; and further, boron compound materials described in JP-A-2009-155325, JP-A-2011-184430, and JP-A-2012-151149.

発光層6の平均厚さは、特に限定されないが、10~150nmであることが好ましく、20~100nmであることがより好ましい。
発光層6の平均厚さは、触針式段差計により測定してもよいし、水晶振動子膜厚計により発光層6の成膜時に測定してもよい。
The average thickness of the light-emitting layer 6 is not particularly limited, but is preferably from 10 to 150 nm, and more preferably from 20 to 100 nm.
The average thickness of the light-emitting layer 6 may be measured by a stylus type step gauge, or may be measured by a quartz crystal thickness gauge during the deposition of the light-emitting layer 6 .

「電子輸送層」
電子輸送層7としては、電子注入層8の第2材料として用いる、これまで電子輸送層の材料として通常用いられてきた、アルカリ金属を添加すれば陰極からの電子注入が可能な材料とは異なる材料を用いることができる。
具体的には、前記第2材料は、芳香族炭化水素化合物、窒素-ホウ素結合を有する化合物、π電子過剰系複素芳香族化合物、シロール環を含む化合物、等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。
一方、有機EL素子の作製に必要な材料の数は増えるものの、例えば、発光層6と電子輸送層7の間に正孔阻止層として、これまで電子輸送層の材料として通常用いられてきたアルカリ金属からの電子注入が可能な化合物を用いてもよい。
電子輸送層7の平均厚さは、特に限定されないが、10~150nmであることが好ましく、20~100nmであることが、より好ましい。
電子輸送層7の平均厚さは、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定できる。
一方、後述するが、本発明の第1材料と第2材料を混合した有機薄膜を電子注入層8兼電子輸送層7として取り扱う場合、電子輸送層はなくても良い。
"Electron transport layer"
For the electron transport layer 7, a material different from the material that is used as the second material for the electron injection layer 8 and that can inject electrons from the cathode when an alkali metal is added thereto, which has been generally used as the material for the electron transport layer so far, can be used.
Specifically, the second material may be an aromatic hydrocarbon compound, a compound having a nitrogen-boron bond, a π-electron-rich heteroaromatic compound, a compound containing a silole ring, or the like, and one or more of these may be used.
On the other hand, although the number of materials required for producing the organic EL element increases, for example, a compound capable of injecting electrons from an alkali metal, which has been generally used as a material for the electron transport layer, may be used as a hole blocking layer between the light emitting layer 6 and the electron transport layer 7.
The average thickness of the electron transport layer 7 is not particularly limited, but is preferably 10 to 150 nm, and more preferably 20 to 100 nm.
The average thickness of the electron transport layer 7 can be measured by a stylus step gauge or spectroscopic ellipsometry.
On the other hand, as described later, when the organic thin film of the present invention in which the first material and the second material are mixed is used as the electron injection layer 8 and the electron transport layer 7, the electron transport layer may be omitted.

「電子注入層」
電子注入層8は、陰極9から発光層6への電子の注入の速度・電子輸送性を改善するものである。電子注入層8は、上述の有機薄膜からなる。
電子注入層8の平均厚さは、0.5~100nmであることが好ましく、1~50nmであることがより好ましい。第1材料と第2材料とを含む塗料組成物を塗布する方法、第1材料を含む塗料組成物と第2材料と含む塗料組成物とを順に塗布する方法のいずれかを用いて、電子注入層8を形成することにより、表面の平滑な電子注入層8が得られる。もしくは、真空蒸着法を用いて共蒸着することにより、第1材料と第2材料からなる電子注入層8が得られる。また、電子注入層8の平均厚さが100nm以下である場合、電子注入層8を設けることによる有機EL素子1の駆動電圧の上昇を十分に抑制できる。
"Electron injection layer"
The electron injection layer 8 improves the speed of injection of electrons from the cathode 9 to the light emitting layer 6 and improves the electron transport properties. The electron injection layer 8 is made of the above-mentioned organic thin film.
The average thickness of the electron injection layer 8 is preferably 0.5 to 100 nm, and more preferably 1 to 50 nm. The electron injection layer 8 has a smooth surface, and is formed by applying a coating composition containing the first material and the second material, or by sequentially applying a coating composition containing the first material and a coating composition containing the second material. Alternatively, the electron injection layer 8 made of the first material and the second material is obtained by co-deposition using a vacuum deposition method. In addition, when the average thickness of the electron injection layer 8 is 100 nm or less, an increase in the driving voltage of the organic EL element 1 due to the provision of the electron injection layer 8 can be sufficiently suppressed.

なお、上記第1材料と第2材料とを含む膜を成膜する場合、陰極9と発光層6の間の構造は、図3~8に示すいずれの構造であってもよい。例えば、第1材料と第2材料の混合膜を電子注入層8とし、第2材料からなる膜を電子輸送層7とする構成であってもよく(図3)、第1材料のみからなる膜を電子注入層8とし、第2材料のみからなる膜を電子輸送層7とする構成であってもよく(図4)、第2材料と第1材料の積層膜を電子注入層8とし、第2材料のみからなる膜を電子輸送層7とする構成であってもよく(図5)、陰極9側に第2材料からなる膜を有し、これと第1材料・第2材料の混合膜との積層膜を電子注入層8とし、第2材料のみからなる膜を電子輸送層7とする構成であってもよく(図6)、上述の通り、第1材料と第2材料との混合膜を電子注入層8兼電子輸送層7としてもよい(図7、図8)。なお、図3、図6又は図8のように、隣接する2つの膜の両方に第2材料が含まれる場合、これら2つの膜に含まれる第2材料は、同一であってもよく、異なっていてもよい。
電子注入層8の平均厚さは、例えば、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定できる。
In addition, when forming a film containing the first material and the second material, the structure between the cathode 9 and the light-emitting layer 6 may be any of the structures shown in Figures 3 to 8. For example, a mixed film of the first material and the second material may be the electron injection layer 8, and a film made of the second material may be the electron transport layer 7 (Figure 3), a film made only of the first material may be the electron injection layer 8, and a film made only of the second material may be the electron transport layer 7 (Figure 4), a laminated film of the second material and the first material may be the electron injection layer 8, and a film made only of the second material may be the electron transport layer 7 (Figure 5), a film made of the second material may be provided on the cathode 9 side, a laminated film of this and a mixed film of the first material and the second material may be the electron injection layer 8, and a film made only of the second material may be the electron transport layer 7 (Figure 6), and as described above, a mixed film of the first material and the second material may be the electron injection layer 8 and electron transport layer 7 (Figures 7 and 8). In addition, when two adjacent films both contain a second material, as in Figure 3, Figure 6, or Figure 8, the second materials contained in these two films may be the same or different.
The average thickness of the electron injection layer 8 can be measured by, for example, a stylus step gauge or spectroscopic ellipsometry.

上述したとおり、一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第1材料は、他の材料との間に水素結合を形成し、他の材料にマイナス電荷を生じさせる能力を有する材料であることから、陰極9からの電子注入を十分に進めるため、第1材料は、陰極9側により多く存在することが好ましい。しかしながら、このマイナスの電荷は、陰極9と直接接していなくても、電子注入の促進に寄与することが可能であるため、図5、図6、図8に示すような積層構造であっても、第1材料の存在による電子注入の効果を得ることが出来る。有機EL素子が積層構造中に陰極と、陰極下に形成された本発明の有機薄膜の層とを含む場合、該有機EL素子は、本発明の積層膜を含んで構成されているということができる。このような本発明の積層膜を含んで構成される有機EL素子もまた、本発明の1つである。 As described above, the first material, which is a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the general formula (1), is a material that has the ability to form hydrogen bonds with other materials and generate negative charges in the other materials. Therefore, in order to sufficiently promote electron injection from the cathode 9, it is preferable that the first material is present in greater amounts on the cathode 9 side. However, since this negative charge can contribute to the promotion of electron injection even if it is not in direct contact with the cathode 9, the effect of electron injection due to the presence of the first material can be obtained even in the laminated structure shown in Figures 5, 6, and 8. When an organic EL element includes a cathode and a layer of the organic thin film of the present invention formed under the cathode in the laminated structure, the organic EL element can be said to be configured to include the laminated film of the present invention. An organic EL element configured to include such a laminated film of the present invention is also one of the present inventions.

「陰極」
陰極9に用いられる材料としては、ITO、IZO、Au、Pt、Ag、Cu、Al、Mg、又はこれらを含む合金等が挙げられる。この中でも、陰極9の材料として、ITO、IZO、Au、Ag、Alを用いることが好ましい。
陰極9の平均厚さは、特に限定されないが、10~1000nmであることが好ましく、30~150nmであることがより好ましい。また、陰極9の材料として不透過な材料を用いる場合でも、例えば、平均厚さを10~30nm程度にすることで、トップエミッション型の有機EL素子における透明な陰極として使用できる。
陰極9の平均厚さは、水晶振動子膜厚計により陰極9の成膜時に測定できる。
"cathode"
Examples of materials used for the cathode 9 include ITO, IZO, Au, Pt, Ag, Cu, Al, Mg, and alloys containing these. Among these, it is preferable to use ITO, IZO, Au, Ag, or Al as the material for the cathode 9.
The average thickness of the cathode 9 is not particularly limited, but is preferably 10 to 1000 nm, and more preferably 30 to 150 nm. Even when an opaque material is used as the material of the cathode 9, by setting the average thickness to, for example, about 10 to 30 nm, it can be used as a transparent cathode in a top-emission organic EL element.
The average thickness of the cathode 9 can be measured by a quartz crystal film thickness meter during the deposition of the cathode 9 .

「電子注入用酸化物層」
図2に示す逆構造有機EL素子に本発明の有機薄膜を適用する場合、陰極9上に無機の酸化物層10を有することが好ましい。この酸化物層10は、電子注入層8としての機能及び/又は陰極9としての機能を備えている。図3~図8に示す発光層6と陰極9の間に用いる電子注入層8は、逆構造有機EL素子にも適用可能であるが、陰極9と有機層の間に酸化物層10を挿入することとなる。
酸化物層10は、半導体もしくは絶縁体積層薄膜の層である。具体的には、酸化物層10は、単体の金属酸化物からなる層、二種類以上の金属酸化物を混合した層と単体の金属酸化物からなる層のいずれか一方または両方を積層した層、二種類以上の金属酸化物を混合した層のいずれであってもよい。
"Oxide layer for electron injection"
When the organic thin film of the present invention is applied to an inverted organic EL element shown in FIG. 2, it is preferable to have an inorganic oxide layer 10 on the cathode 9. This oxide layer 10 functions as an electron injection layer 8. The electron injection layer 8 used between the light emitting layer 6 and the cathode 9 shown in FIGS. 3 to 8 can also be applied to an inverted structure organic EL element. This results in an oxide layer 10 being inserted between the organic layer and the oxide layer 9.
The oxide layer 10 is a semiconductor or insulator laminated thin film layer. Specifically, the oxide layer 10 may be a layer made of a single metal oxide, a layer made of a mixture of two or more metal oxides, or a layer made of a single metal oxide. The metal oxide layer may be a layer in which one or both of the above metal oxide layers are laminated, or a layer in which two or more metal oxides are mixed.

酸化物層10を形成する金属酸化物を構成する金属元素としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、インジウム、ガリウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、ケイ素が挙げられる。 Metal elements constituting the metal oxide that forms the oxide layer 10 include magnesium, calcium, strontium, barium, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, indium, gallium, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, cadmium, aluminum, and silicon.

酸化物層10が、二種類以上の金属酸化物を混合した層を含む場合、金属酸化物を構成する金属元素の少なくとも一つが、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、ハフニウム、ケイ素、チタン、亜鉛からなる層であることが好ましい。
酸化物層10が、単体の金属酸化物からなる層である場合、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛からなる群から選ばれる金属酸化物からなる層であることが好ましい。
When the oxide layer 10 includes a layer containing a mixture of two or more types of metal oxides, it is preferable that at least one of the metal elements constituting the metal oxide is a layer containing magnesium, aluminum, calcium, zirconium, hafnium, silicon, titanium, or zinc.
When the oxide layer 10 is a layer made of a simple metal oxide, it is preferable that the oxide layer 10 is a layer made of a metal oxide selected from the group consisting of magnesium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, silicon oxide, titanium oxide, and zinc oxide.

酸化物層10が、二種類以上の金属酸化物を混合した層と単体の金属酸化物からなる層のいずれか一方又は両方を積層した層、または二種類以上の金属酸化物を混合した層である場合、酸化チタン/酸化亜鉛、酸化チタン/酸化マグネシウム、酸化チタン/酸化ジルコニウム、酸化チタン/酸化アルミニウム、酸化チタン/酸化ハフニウム、酸化チタン/酸化ケイ素、酸化亜鉛/酸化マグネシウム、酸化亜鉛/酸化ジルコニウム、酸化亜鉛/酸化ハフニウム、酸化亜鉛/酸化ケイ素、酸化カルシウム/酸化アルミニウム、から選ばれる二種の金属酸化物の組合せを積層及び/又は混合したもの、酸化チタン/酸化亜鉛/酸化マグネシウム、酸化チタン/酸化亜鉛/酸化ジルコニウム、酸化チタン/酸化亜鉛/酸化アルミニウム、酸化チタン/酸化亜鉛/酸化ハフニウム、酸化チタン/酸化亜鉛/酸化ケイ素、酸化インジウム/酸化ガリウム/酸化亜鉛、から選ばれる三種の金属酸化物の組合せを積層及び/又は混合したもの等が挙げられる。 When the oxide layer 10 is a layer in which either or both of a layer in which two or more kinds of metal oxides are mixed and a layer made of a single metal oxide are laminated, or a layer in which two or more kinds of metal oxides are mixed, examples of the layer include a laminate and/or mixture of a combination of two kinds of metal oxides selected from titanium oxide/zinc oxide, titanium oxide/magnesium oxide, titanium oxide/zirconium oxide, titanium oxide/aluminum oxide, titanium oxide/hafnium oxide, titanium oxide/silicon oxide, zinc oxide/magnesium oxide, zinc oxide/zirconium oxide, zinc oxide/hafnium oxide, zinc oxide/silicon oxide, and calcium oxide/aluminum oxide, a laminate and/or mixture of a combination of three kinds of metal oxides selected from titanium oxide/zinc oxide/magnesium oxide, titanium oxide/zinc oxide/zirconium oxide, titanium oxide/zinc oxide/aluminum oxide, titanium oxide/zinc oxide/hafnium oxide, titanium oxide/zinc oxide/silicon oxide, and indium oxide/gallium oxide/zinc oxide.

酸化物層10は、特殊な組成として良好な特性を示す酸化物半導体であるIGZO(酸化インジウムガリウム亜鉛)及び/又はエレクトライドである12CaO・7Al23を含むものであってもよい。
酸化物層10の平均厚さは、特に限定されないが、1~1000nmであることが好ましく、2~100nmであることがより好ましい。
酸化物層10の平均厚さは、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定できる。
The oxide layer 10 may contain IGZO (indium gallium zinc oxide), which is an oxide semiconductor that exhibits favorable characteristics as a special composition, and/or 12CaO.7Al 2 O 3 , which is an electride.
The average thickness of the oxide layer 10 is not particularly limited, but is preferably 1 to 1000 nm, and more preferably 2 to 100 nm.
The average thickness of the oxide layer 10 can be measured by a stylus step gauge or spectroscopic ellipsometry.

「封止」
図1及び図2に示す有機EL素子1は、必要に応じて、封止されていてもよい。
例えば、図1及び図2に示す有機EL素子1は、有機EL素子1を収容する凹状の空間を有する封止容器(不図示)と、封止容器の縁部と基板2とを接着する接着剤とによって封止されていてもよい。また、封止容器に有機EL素子1を収容し、紫外線(UV)硬化樹脂等からなるシール材を充填することにより封止してもよい。
また、例えば、図1に示す有機EL素子1は、陰極9上に配置された板部材(不図示)と、板部材の陰極9と対向する側の縁部に沿って配置された枠部材(不図示)とからなる封止部材と、板部材と枠部材との間及び枠部材と基板2との間とを接着する接着剤とを用いて封止されていてもよい。
また、図2に示す有機EL素子1は、陽極3上に配置された板部材(不図示)と、板部材の陽極3と対向する側の縁部に沿って配置された枠部材(不図示)とからなる封止部材と、板部材と枠部材との間及び枠部材と基板2との間とを接着する接着剤とを用いて封止されていてもよい。
"Sealing"
The organic EL element 1 shown in FIG. 1 and FIG. 2 may be sealed, if necessary.
1 and 2 may be sealed by a sealing container (not shown) having a concave space for accommodating the organic EL element 1, and an adhesive for bonding the edge of the sealing container to the substrate 2. Alternatively, the organic EL element 1 may be accommodated in a sealing container and sealed by filling it with a sealant made of an ultraviolet (UV) curable resin or the like.
In addition, for example, the organic EL element 1 shown in FIG. 1 may be sealed using a sealing member consisting of a plate member (not shown) arranged on the cathode 9 and a frame member (not shown) arranged along the edge of the plate member on the side facing the cathode 9, and an adhesive that bonds between the plate member and the frame member and between the frame member and the substrate 2.
In addition, the organic EL element 1 shown in FIG. 2 may be sealed using a sealing member consisting of a plate member (not shown) arranged on the anode 3 and a frame member (not shown) arranged along the edge of the plate member on the side facing the anode 3, and an adhesive that bonds between the plate member and the frame member and between the frame member and the substrate 2.

封止容器又は封止部材を用いて有機EL素子1を封止する場合、封止容器内又は封止部材の内側に、水分を吸収する乾燥材を配置してもよい。また、封止容器又は封止部材として、水分を吸収する材料を用いてもよい。また、封止された封止容器内又は封止部材の内側には、空間が形成されていてもよい。 When the organic EL element 1 is sealed using a sealing container or a sealing member, a desiccant that absorbs moisture may be placed inside the sealing container or inside the sealing member. A material that absorbs moisture may also be used as the sealing container or the sealing member. A space may also be formed inside the sealed sealing container or inside the sealing member.

図1及び図2に示す有機EL素子1を封止する場合に用いる封止容器又は封止部材の材料としては、樹脂材料、ガラス材料等を用いることができる。封止容器又は封止部材に用いられる樹脂材料及びガラス材料としては、基板2に用いる材料と同様のものが挙げられる。 The material of the sealing container or sealing member used to seal the organic EL element 1 shown in Figures 1 and 2 can be a resin material, a glass material, or the like. The resin material and glass material used for the sealing container or sealing member can be the same as the material used for the substrate 2.

本実施形態の有機EL素子1において、有機薄膜として、上記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第1材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第2材料と、からなるものを用いて電子注入層8を形成した場合には、例えば、電子注入層8として大気中で不安定な材料であるアルカリ金属を用いた場合と比較して、優れた耐久性が得られる。このため、封止容器又は封止部材の水蒸気透過率が10-3~10-4g/m2/day程度であれば、有機EL素子1の劣化を十分に抑制できる。従って、封止容器又は封止部材の材料として、水蒸気透過率が10-4g/m2/day程度を超える樹脂材料を用いることが可能であり、柔軟性に優れた有機EL素子1を実現できる。 In the organic EL element 1 of this embodiment, when the electron injection layer 8 is formed using an organic thin film consisting of a first material that is a hexahydropyrimidopyrimidine compound having the structure represented by the above general formula (1) and a second material that is a compound that does not have a structure coordinated to an alkali metal in the molecule, excellent durability can be obtained compared to, for example, a case in which an alkali metal, which is a material that is unstable in the atmosphere, is used as the electron injection layer 8. Therefore, if the water vapor transmission rate of the sealing container or sealing member is about 10 -3 to 10 -4 g/m 2 /day, deterioration of the organic EL element 1 can be sufficiently suppressed. Therefore, it is possible to use a resin material having a water vapor transmission rate of more than about 10 -4 g/m 2 /day as the material of the sealing container or sealing member, and an organic EL element 1 with excellent flexibility can be realized.

「有機EL素子の製造方法」
次に、本発明の有機EL素子の製造方法の一例として、図1に示す有機EL素子1の製造方法を説明する。
図1に示す有機EL素子1を製造するには、まず、基板2上に陽極3を形成する。
陽極3は、スパッタ法、真空蒸着法、ゾルゲル法、スプレー熱分解(SPD)法、原子層堆積(ALD)法、気相成膜法、液相成膜法等により形成することができる。陽極3の形成には、金属箔を接合する方法を用いてもよい。
"Method of manufacturing organic EL element"
Next, as an example of a method for manufacturing an organic EL element of the present invention, a method for manufacturing an organic EL element 1 shown in FIG. 1 will be described.
To manufacture the organic EL element 1 shown in FIG. 1, first, the anode 3 is formed on the substrate 2 .
The anode 3 can be formed by a sputtering method, a vacuum deposition method, a sol-gel method, a spray pyrolysis (SPD) method, an atomic layer deposition (ALD) method, a vapor phase deposition method, a liquid phase deposition method, etc. The anode 3 may be formed by bonding a metal foil.

次に、陽極3上に正孔注入層4を形成する。
正孔注入層4は、上述した有機薄膜の製造方法により形成できる。
Next, the hole injection layer 4 is formed on the anode 3 .
The hole injection layer 4 can be formed by the above-mentioned method for producing an organic thin film.

次に、正孔注入層4上に、正孔輸送層5と、発光層6と、電子輸送層7と、電子注入層8と、をこの順で形成する。
正孔輸送層5、発光層6、電子輸送層7、電子注入層8の形成方法は、特に限定されず、正孔輸送層5、発光層6、電子輸送層7、電子注入層8のそれぞれに用いられる材料の特性に合わせて、従来公知の種々の形成方法を適宜用いることができる。
Next, on the hole injection layer 4, a hole transport layer 5, a light emitting layer 6, an electron transport layer 7, and an electron injection layer 8 are formed in this order.
The methods for forming the hole transport layer 5, the light emitting layer 6, the electron transport layer 7, and the electron injection layer 8 are not particularly limited, and various conventionally known formation methods can be appropriately used in accordance with the properties of the materials used for each of the hole transport layer 5, the light emitting layer 6, the electron transport layer 7, and the electron injection layer 8.

具体的には、正孔輸送層5、発光層6、電子輸送層7、電子注入層8の各層を形成する方法として、正孔輸送層5、発光層6、電子輸送層7、電子注入層8となる有機化合物を含む有機化合物溶液を塗布する塗布法、真空蒸着法、ESDUS(Evaporative Spray Deposition from Ultra-dilute Solution)法等が挙げられる。 Specifically, methods for forming the hole transport layer 5, the light emitting layer 6, the electron transport layer 7, and the electron injection layer 8 include a coating method in which an organic compound solution containing an organic compound that will become the hole transport layer 5, the light emitting layer 6, the electron transport layer 7, and the electron injection layer 8 is applied, a vacuum deposition method, and an ESDUS (Evaporative Spray Deposition from Ultra-dilute Solution) method.

塗布法を用いて正孔輸送層5、発光層6、電子輸送層7、電子注入層8を形成する場合には、正孔輸送層5、発光層6、電子輸送層7、電子注入層8となる有機化合物をそれぞれ溶媒に溶解することにより、正孔輸送層5、発光層6、電子輸送層7、電子注入層8となる有機化合物をそれぞれ含む有機化合物溶液を形成する。 When forming the hole transport layer 5, the light emitting layer 6, the electron transport layer 7, and the electron injection layer 8 using a coating method, the organic compounds that will become the hole transport layer 5, the light emitting layer 6, the electron transport layer 7, and the electron injection layer 8 are dissolved in a solvent to form an organic compound solution that contains the organic compounds that will become the hole transport layer 5, the light emitting layer 6, the electron transport layer 7, and the electron injection layer 8.

正孔輸送層5、発光層6、電子輸送層7、電子注入層8となる有機化合物を溶解するために用いる溶媒としては、例えば、キシレン、トルエン、シクロヘキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒等が好ましく、これらを単独または混合して用いることができる。 Preferred solvents for dissolving the organic compounds that form the hole transport layer 5, the light emitting layer 6, the electron transport layer 7, and the electron injection layer 8 include aromatic hydrocarbon solvents such as xylene, toluene, cyclohexylbenzene, dihydrobenzofuran, trimethylbenzene, and tetramethylbenzene; aromatic heterocyclic compound solvents such as pyridine, pyrazine, furan, pyrrole, thiophene, and methylpyrrolidone; and aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, pentane, heptane, and cyclohexane, and these can be used alone or in combination.

正孔輸送層5、発光層6、電子輸送層7、電子注入層8となる有機化合物を含む有機化合物溶液を塗布する方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることができる。これらの塗布法の中でも、膜厚をより制御し易いという点で、スピンコート法やスリットコート法を用いることが好ましい。 As a method for applying an organic compound solution containing an organic compound that will become the hole transport layer 5, the light emitting layer 6, the electron transport layer 7, and the electron injection layer 8, various application methods such as spin coating, casting, microgravure coating, gravure coating, bar coating, roll coating, wire bar coating, dip coating, spray coating, screen printing, flexographic printing, offset printing, and inkjet printing can be used. Among these application methods, it is preferable to use spin coating or slit coating because it is easier to control the film thickness.

次に、陰極9を形成する。
陰極9は、例えば、陽極3と同様にして形成できる。
以上の工程により、図1に示す有機EL素子1が得られる。
Next, the cathode 9 is formed.
The cathode 9 can be formed, for example, in the same manner as the anode 3 .
Through the above steps, the organic EL element 1 shown in FIG. 1 is obtained.

「封止方法」
図1に示す有機EL素子1を封止する場合には、有機EL素子の封止に用いられる通常の方法を使用して封止できる。
"Sealing method"
When sealing the organic EL element 1 shown in FIG. 1, it can be sealed by using a method normally used for sealing an organic EL element.

本実施形態の有機EL素子1は、上述した一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第1材料と、第2材料とを含む有機薄膜からなる電子注入層8を有しているため、第1材料が第2材料との間に水素結合を形成することにより、マイナス電荷が生じ、優れた電子注入性が得られる。従って、陰極9から発光層6への電子注入・電子輸送の速度が速く、駆動電圧の低い有機EL素子1となる。
また、上述したように、上述した一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第1材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第2材料と、を含む有機薄膜が積層膜であって、第2材料によって形成される層が第1材料によって形成される電子注入層とは異なる層である有機EL素子1も、本発明の有機EL素子の別の実施形態である。このような実施形態の有機EL素子においても、陰極9から発光層6への電子注入・電子輸送の速度が速く、駆動電圧の低い有機EL素子1となる。
The organic EL element 1 of the present embodiment has an electron injection layer 8 made of an organic thin film containing a first material, which is a hexahydropyrimidopyrimidine compound having the structure represented by the above-mentioned general formula (1), and a second material, so that the first material forms a hydrogen bond with the second material to generate a negative charge, thereby obtaining excellent electron injection properties. Therefore, the organic EL element 1 has a high speed of electron injection and electron transport from the cathode 9 to the light-emitting layer 6, and has a low driving voltage.
As described above, an organic EL element 1 in which an organic thin film containing a first material, which is a hexahydropyrimidopyrimidine compound having the structure represented by the above general formula (1), and a second material, which is a compound having no structure coordinated to an alkali metal in the molecule, is a laminated film, and the layer formed by the second material is a layer different from the electron injection layer formed by the first material, is also another embodiment of the organic EL element of the present invention. In the organic EL element of such an embodiment, the speed of electron injection and electron transport from the cathode 9 to the light-emitting layer 6 is high, and the organic EL element 1 has a low driving voltage.

「他の例」
本発明の有機EL素子は、上述した実施形態において説明した有機EL素子に限定されるものではない。
具体的には、上述した実施形態においては、有機薄膜が電子注入層として機能する場合を例に挙げて説明したが、本発明の有機EL素子は、陰極と発光層との間に有機薄膜を有していればよい。従って、有機薄膜は、電子注入層に限定されるものではなく、電子注入層と電子輸送層とを兼ねる層として設けられていてもよいし、電子輸送層として設けられていてもよい。
"Other examples"
The organic EL element of the present invention is not limited to the organic EL element described in the above-mentioned embodiment.
Specifically, in the above-mentioned embodiment, the organic thin film functions as an electron injection layer, but the organic EL element of the present invention may have an organic thin film between the cathode and the light-emitting layer. Therefore, the organic thin film is not limited to the electron injection layer, and may be provided as a layer that functions both as the electron injection layer and the electron transport layer, or may be provided as the electron transport layer.

また、図1に示す有機EL素子1においては、電子輸送層7、正孔輸送層5、正孔注入層4は、必要に応じて形成すればよく、設けられていなくてもよい。
また、陽極3、正孔注入層4、正孔輸送層5、発光層6、電子輸送層7、電子注入層8、陰極9の各層は、1層で形成されているものであってもよいし、2層以上からなるものであってもよい。
In the organic EL element 1 shown in FIG. 1, the electron transport layer 7, the hole transport layer 5, and the hole injection layer 4 may be formed as necessary, and may not be provided.
In addition, each of the anode 3, the hole injection layer 4, the hole transport layer 5, the light emitting layer 6, the electron transport layer 7, the electron injection layer 8, and the cathode 9 may be formed as a single layer or may be formed as two or more layers.

また、図1に示す有機EL素子1においては、図1に示す各層の間に他の層を有するものであってもよい。具体的には、有機EL素子の特性を更に向上させる等の理由から、必要に応じて、正孔阻止層等を有していてもよい。 The organic EL element 1 shown in FIG. 1 may have other layers between the layers shown in FIG. 1. Specifically, the organic EL element may have a hole blocking layer, etc., as necessary, for reasons such as further improving the characteristics of the organic EL element.

図9及び図10に、本発明の有機EL素子の積層構造の他の例を説明するための概略断面図を示す。 Figures 9 and 10 show schematic cross-sectional views illustrating other examples of the layered structure of the organic EL element of the present invention.

上述した通り、上記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第1材料は、電子注入性に極めて優れているため、該第1材料を電子注入層8に用いた場合には、発光層6に用いる材料に対しても直接電子を注入することが可能である。従って、発光層6に用いる材料を電子輸送層7に用いても、低い駆動電圧で動作することが可能となる。そのため、図9に示すように、発光層6に用いる材料を電子輸送層7に用いた単純構造の有機EL素子1であっても、低い駆動電圧で動作することが可能となる。この場合、典型的な有機EL素子に比べると、1つ使用する材料を減らすことが可能となる。 As described above, the first material, which is a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the above general formula (1), has extremely excellent electron injection properties, so when the first material is used in the electron injection layer 8, it is possible to directly inject electrons into the material used in the light-emitting layer 6. Therefore, even if the material used in the light-emitting layer 6 is used in the electron transport layer 7, it is possible to operate at a low driving voltage. Therefore, as shown in FIG. 9, even an organic EL element 1 having a simple structure in which the material used in the light-emitting layer 6 is used in the electron transport layer 7 can operate at a low driving voltage. In this case, it is possible to reduce the number of materials used by one compared to a typical organic EL element.

従って、上記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第1材料を電子注入層8に用い、電子輸送層7に第2材料を用いた場合、発光層6にも第2材料を用いることができる。換言すれば、発光層6が、前記第2材料を含む態様も、本発明の有機EL素子の一好適態様である。 Therefore, when a first material, which is a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the above general formula (1), is used in the electron injection layer 8 and a second material is used in the electron transport layer 7, the second material can also be used in the light-emitting layer 6. In other words, an embodiment in which the light-emitting layer 6 contains the second material is also a suitable embodiment of the organic EL element of the present invention.

更に、正孔注入層4から発光層6に用いる材料へは、比較的容易に正孔を注入できるため、上記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第1材料を電子注入層8に用いた場合には、発光層6に用いる材料を正孔輸送層5に用いても、低い駆動電圧で動作することが可能である。そのため、図10に示すように、発光層6に用いる材料を電子輸送層7及び正孔輸送層5に用いた単純構造の有機EL素子1であっても、低い駆動電圧で動作することが可能となる。この場合、典型的な有機EL素子に比べると、2つ使用する材料を減らすことが可能となる。 Furthermore, since holes can be relatively easily injected from the hole injection layer 4 into the material used for the light emitting layer 6, when the first material, which is a hexahydropyrimidopyrimidine compound having the structure represented by the above general formula (1), is used for the electron injection layer 8, it is possible to operate at a low driving voltage even if the material used for the light emitting layer 6 is used for the hole transport layer 5. Therefore, as shown in FIG. 10, even an organic EL element 1 having a simple structure in which the material used for the light emitting layer 6 is used for the electron transport layer 7 and hole transport layer 5 can operate at a low driving voltage. In this case, it is possible to reduce the number of materials used by two compared to a typical organic EL element.

従って、上記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第1材料を電子注入層8に用い、電子輸送層7に第2材料を用いた場合、発光層6及び正孔輸送層5にも第2材料を用いることができる。換言すれば、発光層6が、前記第2材料を含む態様も、本発明の有機EL素子の一好適態様である。また、陽極3と発光層6との間に、前記第2材料を含む層(例えば、正孔輸送層5)を有する態様も、本発明の有機EL素子の一好適態様である。 Therefore, when the first material, which is a hexahydropyrimidopyrimidine compound having the structure represented by the above general formula (1), is used in the electron injection layer 8 and the second material is used in the electron transport layer 7, the second material can also be used in the light-emitting layer 6 and the hole transport layer 5. In other words, an embodiment in which the light-emitting layer 6 contains the second material is also a preferred embodiment of the organic EL element of the present invention. In addition, an embodiment in which a layer containing the second material (e.g., the hole transport layer 5) is provided between the anode 3 and the light-emitting layer 6 is also a preferred embodiment of the organic EL element of the present invention.

また、上述した実施形態では、基板2上に陽極3、発光層6、陰極9がこの順に配置された通常構造の有機EL素子を例に挙げて説明したが、基板2と発光層6との間に陰極9が配置された逆構造のもの(例えば、図2参照)であってもよい。
また、図2に示す有機EL素子においては、無機の酸化物層10、電子輸送層7、正孔輸送層5、正孔注入層4は、必要に応じて形成すればよく、設けられなくてもよい。
In the above-described embodiment, an organic EL element having a normal structure in which the anode 3, the light-emitting layer 6, and the cathode 9 are arranged in this order on the substrate 2 has been described as an example. However, the organic EL element may have an inverted structure in which the cathode 9 is arranged between the substrate 2 and the light-emitting layer 6 (see, for example, FIG. 2).
In the organic EL element shown in FIG. 2, the inorganic oxide layer 10, the electron transport layer 7, the hole transport layer 5, and the hole injection layer 4 may be formed as necessary, and may not be provided.

<表示装置、照明装置>
本発明の有機EL素子は、発光層等の材料を適宜選択することによって発光色を変化させることができるし、カラーフィルター等を併用して所望の発光色を得ることもできる。そのため、表示装置の発光部位や照明装置として好適に用いることができる。
<Display device, lighting device>
The organic EL element of the present invention can change the emission color by appropriately selecting the materials for the light-emitting layer, etc., and can also obtain a desired emission color by using a color filter, etc. in combination. The light emitting portion and the lighting device can be suitably used.

本発明の表示装置は、陰極と発光層との間に有機薄膜を有し、生産性に優れ、駆動電圧が低い本発明の有機EL素子を具える。このため、表示装置として好ましいものである。 The display device of the present invention has an organic thin film between the cathode and the light-emitting layer, and is equipped with the organic EL element of the present invention, which has excellent productivity and a low driving voltage. For this reason, it is preferable as a display device.

また、本発明の照明装置は、生産性に優れ、駆動電圧が低い本発明の有機EL素子を具える。このため、照明装置として好ましいものである。 The lighting device of the present invention is also equipped with the organic EL element of the present invention, which has excellent productivity and a low driving voltage. For this reason, it is preferable as a lighting device.

<有機薄膜太陽電池、光電変換素子、薄膜トランジスタ>
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の有機薄膜は、例えば、有機薄膜太陽電池、光電変換素子、薄膜トランジスタ等のデバイスに用いることができる。
<Organic thin-film solar cells, photoelectric conversion elements, thin-film transistors>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the organic thin film of the present invention can be used in devices such as organic thin film solar cells, photoelectric conversion elements, and thin film transistors.

本発明の有機薄膜太陽電池や光電変換素子は、有機薄膜を含む。例えば、有機薄膜を有機薄膜太陽電池や光電変換素子の電子注入層に用いた場合、有機薄膜の第1材料と第2材料の間で水素結合を形成することにより、マイナス電荷が生じるため、電子輸送の速度が速く、高い発電効率が得られる。従って、有機薄膜太陽電池や光電変換素子として好ましいものである。 The organic thin-film solar cell and photoelectric conversion element of the present invention include an organic thin-film. For example, when the organic thin-film is used in the electron injection layer of an organic thin-film solar cell or photoelectric conversion element, negative charges are generated by forming hydrogen bonds between the first and second materials of the organic thin-film, resulting in a fast electron transport rate and high power generation efficiency. Therefore, it is preferable as an organic thin-film solar cell or photoelectric conversion element.

また、本発明の薄膜トランジスタは、有機薄膜を含む。例えば、薄膜トランジスタのチャネル層を有機薄膜で形成した場合、電子移動度の高いチャネル層が得られる。
また、電極上に該有機薄膜を形成した場合、接触抵抗の低減が期待できる。
The thin film transistor of the present invention includes an organic thin film. For example, when the channel layer of the thin film transistor is formed of an organic thin film, a channel layer with high electron mobility can be obtained.
Furthermore, when the organic thin film is formed on an electrode, a reduction in contact resistance can be expected.

このように本発明の有機薄膜は、有機薄膜太陽電池、光電変換素子や薄膜トランジスタの材料として好適なものであり、したがって、該有機薄膜を構成する上記一般式(1)で表される構造を有する化合物と分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物もまた、これらの材料として好適なものである。このような、上記一般式(1)で表される構造を有する化合物と分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物を含む有機薄膜太陽電池用材料、光電変換素子用材料や薄膜トランジスタ用材料もまた、本発明の1つである。 Thus, the organic thin film of the present invention is suitable as a material for organic thin film solar cells, photoelectric conversion elements, and thin film transistors, and therefore the compound having the structure represented by the above general formula (1) constituting the organic thin film and the compound not having a structure in the molecule that coordinates to an alkali metal are also suitable as these materials. Such materials for organic thin film solar cells, materials for photoelectric conversion elements, and materials for thin film transistors that contain a compound having the structure represented by the above general formula (1) and a compound not having a structure in the molecule that coordinates to an alkali metal are also part of the present invention.

以下に、実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「モル%」を意味するものとする。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, "parts" means "parts by mass" and "%" means "mol %."

(合成例1)
200mLの三口フラスコに、rac-BINAP(747mg)、トルエン(67mL)を入れ、窒素雰囲気下90℃に加熱し溶解させた。室温まで放冷後、酢酸パラジウム(180mg)を入れ、室温で1時間撹拌した。これに2,6-ジブロモピリジン(4.74g)、1,3,4,6,7,8-ヘキサヒドロ-2H-ピリミド[1,2-a]ピリミジン(6.13g)、KOtBu(6.28g)を加え、90℃で終夜加熱撹拌した。室温まで放冷後、ジエチルエーテルを加え、析出する固体をろ別し、ろ液を濃縮した。得られた残渣にアセトンを加え、析出した固体をろ取し、下記構造式(1-2)の化合物(3.7g,52.5%)を得た。

Figure 0007538664000020
(Synthesis Example 1)
In a 200 mL three-neck flask, rac-BINAP (747 mg) and toluene (67 mL) were placed and dissolved by heating to 90° C. under a nitrogen atmosphere. After cooling to room temperature, palladium acetate (180 mg) was added and stirred at room temperature for 1 hour. 2,6-dibromopyridine (4.74 g), 1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimido[1,2-a]pyrimidine (6.13 g), and KOtBu (6.28 g) were added thereto and heated and stirred at 90° C. overnight. After cooling to room temperature, diethyl ether was added, the precipitated solid was filtered off, and the filtrate was concentrated. Acetone was added to the resulting residue, and the precipitated solid was filtered off to obtain the compound of the following structural formula (1-2) (3.7 g, 52.5%).
Figure 0007538664000020

(合成例2)
500mLナスフラスコに、rac-BINAP(1.21g,1.95mmol)と脱水トルエン(350mL)を入れて、90℃で加熱溶解させた。これを室温に冷却して、酢酸パラジウム(0.345,1.54mmol)を加えて、反応容器内をアルゴン置換した。55分後、9,10-ジブロモアントラセン(5.01g,14.9mmol)、1,3,4,6,7,8-ヘキサヒドロ-2H-ピリミド[1,2-a]ピリミジン(4.45g,32.0mmol)、カリウムtert-ブトキシド(4.26g,37.9mmol)を加えて、再度反応容器内をアルゴン雰囲気下にした後、オイルバス90℃にて加熱攪拌した。140分後、室温に冷却して、ジエチルエーテル(1L)を加えて、しばらく攪拌した後、析出固体を吸引ろ過、ジエチルエーテルで洗浄した。ろ液中のジエチルエーテル分を減圧留去後、トルエン層を水(150mL)で逆抽出して、水層を減圧留去し3.77gの橙色固体を得た。
これをアセトン(50mL)に懸濁させて、室温で終夜攪拌後、固体を吸引ろ過、アセトン洗浄して1.0gの黄色固体を得た。
さらに、この黄色固体を60℃でクロロホルム(41mL)に溶解させた後、ヘキサン(48mL)を徐々に加えた。固体の析出を確認した後、冷凍庫で終夜冷却し、固体を吸引ろ過、ヘキサン洗浄して、下記構造式(1-30)の化合物を、0.657g(1.45mmol,収率10%)の黄色固体として得た。

Figure 0007538664000021
(Synthesis Example 2)
In a 500 mL eggplant flask, rac-BINAP (1.21 g, 1.95 mmol) and dehydrated toluene (350 mL) were placed and dissolved by heating at 90 ° C. This was cooled to room temperature, palladium acetate (0.345, 1.54 mmol) was added, and the inside of the reaction vessel was replaced with argon. After 55 minutes, 9,10-dibromoanthracene (5.01 g, 14.9 mmol), 1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimido[1,2-a]pyrimidine (4.45 g, 32.0 mmol), and potassium tert-butoxide (4.26 g, 37.9 mmol) were added, and the inside of the reaction vessel was again placed under an argon atmosphere, and then the mixture was heated and stirred in an oil bath at 90 ° C. After 140 minutes, the mixture was cooled to room temperature, diethyl ether (1 L) was added, and the mixture was stirred for a while, and the precipitated solid was suction filtered and washed with diethyl ether. The diethyl ether in the filtrate was distilled off under reduced pressure, the toluene layer was back-extracted with water (150 mL), and the aqueous layer was distilled off under reduced pressure to obtain 3.77 g of an orange solid.
This was suspended in acetone (50 mL) and stirred overnight at room temperature, after which the solid was suction filtered and washed with acetone to obtain 1.0 g of a yellow solid.
Furthermore, this yellow solid was dissolved in chloroform (41 mL) at 60° C., and then hexane (48 mL) was gradually added. After confirming the precipitation of a solid, the mixture was cooled overnight in a freezer, and the solid was suction filtered and washed with hexane to obtain 0.657 g (1.45 mmol, yield 10%) of a compound represented by the following structural formula (1-30) as a yellow solid.
Figure 0007538664000021

(実施例1~9及び比較例1~2)
以下に示す方法により、図1に示す有機EL素子1を製造し、評価した。
[工程1]
基板2として、厚さ100nmのITOからなる幅3mmにパターニングされた電極(陽極3)を有する平均厚さ0.7mmの市販の透明ガラス基板を用意した。
そして、陽極3を有する基板2を、アセトン中、イソプロパノール中でそれぞれ10分間ずつ超音波洗浄し、イソプロパノール中で5分間煮沸した。その後、陽極3を有する基板2を、イソプロパノール中から取り出し、窒素ブローにより乾燥させ、UVオゾン洗浄を20分間行った。
(Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 2)
An organic EL element 1 shown in FIG. 1 was produced by the method described below and evaluated.
[Step 1]
As the substrate 2, a commercially available transparent glass substrate having an average thickness of 0.7 mm and having an electrode (anode 3) patterned to a width of 3 mm and made of ITO with a thickness of 100 nm was prepared.
The substrate 2 having the anode 3 was ultrasonically cleaned in acetone and isopropanol for 10 minutes each, and boiled in isopropanol for 5 minutes. Thereafter, the substrate 2 having the anode 3 was taken out of the isopropanol, dried by nitrogen blowing, and subjected to UV ozone cleaning for 20 minutes.

[工程2]
[工程1]において洗浄した陽極3の形成されている基板2を、スピンコーターにセットし、正孔注入層4として、ヘレウス社製正孔注入材料「Clevios HIL1.3N」を膜厚10nmとなるように成膜した。その後、180℃に熱したホットプレート上で1時間加熱した。
[Step 2]
The substrate 2 on which the anode 3 cleaned in [Step 1] was formed was set on a spin coater, and a hole injection material "Clevios HIL1.3N" manufactured by Heraeus was formed into a film having a thickness of 10 nm as the hole injection layer 4. Then, the film was heated on a hot plate heated to 180° C. for 1 hour.

[工程3]
次に、正孔注入層4まで形成された基板2を、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
また、下記構造式(4)で示される2,4-ジフェニル-6-ビス(12-フェニルインドロ)[2,3-a]カルバゾール-11-イル)-1,3,5-トリアジン(DIC-TRZ)と、
下記構造式(5)で示されるfac-トリス(3-メチル-2-フェニルピリジナト-N,C2’-)イリジウム(III)(Ir(mppy)3)と、
下記構造式(6)で示されるN,N’-ジ(1-ナフチル)-N,N’-ジフェニル-1,1’-ビフェニル-4,4’-ジアミン(α-NPD)と、
下記構造式(7)で示されるN3,N3'''-ビス(ジベンゾ[b,d]チオフェン-4-イル)-N3,N3'''-ジフェニル-[1,1':2',1'':2'',1'''-クアテルフェニル]-3,3'''-ジアミン(4DBTP3Q)と、
第1材料となる構造式(1-2)の化合物及び構造式(1-30)の化合物と、
第2材料となる各種材料と、
Alとを、それぞれアルミナルツボに入れて蒸着源としてセットした。

Figure 0007538664000022
[Step 3]
Next, the substrate 2 on which the hole injection layer 4 had been formed was fixed to a substrate holder of a vacuum deposition apparatus.
In addition, 2,4-diphenyl-6-bis(12-phenylindolo)[2,3-a]carbazol-11-yl)-1,3,5-triazine (DIC-TRZ) represented by the following structural formula (4),
fac-tris(3-methyl-2-phenylpyridinato-N,C2′-)iridium(III) (Ir(mppy) 3 ) represented by the following structural formula (5),
N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (α-NPD) represented by the following structural formula (6),
N3,N3'''-bis(dibenzo[b,d]thiophen-4-yl)-N3,N3'''-diphenyl-[1,1':2',1'':2'',1'''-quaterphenyl]-3,3'''-diamine (4DBTP3Q) represented by the following structural formula (7),
A compound represented by structural formula (1-2) and a compound represented by structural formula (1-30) as a first material,
Various materials that are the second material;
Al were placed in an alumina crucible and set as deposition sources.
Figure 0007538664000022

第2材料については、芳香族炭化水素化合物の例として、下記構造式(8)、(9)、(10)又は(11)で示される化合物を、
窒素-ホウ素結合を有する化合物の例として、下記構造式(12)又は(13)で示される化合物を、
π電子過剰系複素芳香族化合物の例として、下記構造式(14)又は(15)で示される化合物を、
シロール環を含む化合物の例として、下記構造式(16)で示される化合物を、
また、従来材料であるアルカリ金属からの電子注入が可能な化合物の例として、下記構造式(17)又は(18)で示される化合物を用いた。

Figure 0007538664000023
As for the second material, as an example of an aromatic hydrocarbon compound, a compound represented by the following structural formula (8), (9), (10) or (11) is used:
As an example of a compound having a nitrogen-boron bond, a compound represented by the following structural formula (12) or (13) is
As an example of the π-electron-rich heteroaromatic compound, a compound represented by the following structural formula (14) or (15) is
As an example of a compound containing a silole ring, a compound represented by the following structural formula (16):
As an example of a compound capable of injecting electrons from an alkali metal, which is a conventional material, a compound represented by the following structural formula (17) or (18) was used.
Figure 0007538664000023

そして、真空蒸着装置のチャンバー内を1×10-5Paの圧力となるまで減圧して、抵抗加熱による真空蒸着法により、正孔輸送層5、発光層6、電子輸送層7、電子注入層8、陰極9を連続して形成した。 The pressure in the chamber of the vacuum deposition apparatus was then reduced to 1×10 −5 Pa, and a hole transport layer 5 , a light emitting layer 6 , an electron transport layer 7 , an electron injection layer 8 and a cathode 9 were successively formed by vacuum deposition using resistance heating.

具体的には、まず、α-NPD20nmと4DBTP3Q10nmからなる厚み30nmの正孔輸送層5を形成した。
続いて、DIC-TRZをホスト、Ir(mppy)3をドーパントとして25nm共蒸着し、発光層6を成膜した。この時、ドープ濃度は、Ir(mppy)3が発光層6全体に対して3質量%となるようにした。
次に、発光層6まで形成した基板2上に、図11に示す構成A~Fの電子輸送層7、電子注入層8を形成した。
次に、電子注入層8まで形成した基板2上に、真空蒸着法によりアルミニウムからなる膜厚100nmの陰極9を成膜した。なお、陰極9は、ステンレス製の蒸着マスクを用いて蒸着面が幅3mmの帯状になるように形成し、作製した有機EL素子の発光面積を9mm2とした。
Specifically, first, a hole transport layer 5 having a thickness of 30 nm and made of α-NPD of 20 nm and 4DBTP3Q of 10 nm was formed.
Subsequently, DIC-TRZ was used as a host and Ir(mppy) 3 was used as a dopant to be co-evaporated to a thickness of 25 nm to form the light-emitting layer 6. At this time, the doping concentration of Ir(mppy) 3 was set to 3 mass % relative to the entire light-emitting layer 6.
Next, the electron transport layer 7 and the electron injection layer 8 having the structures A to F shown in FIG. 11 were formed on the substrate 2 on which the light emitting layer 6 had been formed.
Next, a cathode 9 made of aluminum and having a thickness of 100 nm was formed by vacuum deposition on the substrate 2 on which the electron injection layer 8 had been formed. The cathode 9 was formed using a stainless steel deposition mask so that the deposition surface would be in the shape of a strip having a width of 3 mm, and the light-emitting area of the fabricated organic EL element was 9 mm2.

構成A~Fの詳細は、以下の通りである。
構成A:第2材料となる材料を40nm成膜後、典型的な電子注入材料であるフッ化リチウム(LiF)を0.8nm蒸着した後に、陰極9を形成した。
構成B:第2材料となる材料を40nm成膜後、典型的な電子注入材料である8-キノリノラトリチウム(Liq)を1nm蒸着した後に、陰極9を形成した。
構成C:第2材料となる材料を40nm成膜後、第1材料として構造式(1-2)の化合物を1nm蒸着した後に、陰極9を形成した。
構成C-2:第2材料となる材料を40nm成膜後、第1材料として構造式(1-30)の化合物を1nm蒸着した後に、陰極9を形成した。
構成D:第2材料となる材料を40nm成膜後、第1材料(構造式(1-2)の化合物)と第2材料の混合膜を質量比6:4(第1材料:第2材料)で共蒸着により5nm蒸着した後に、陰極9を形成した。
構成D-2:第2材料となる材料を40nm成膜後、第1材料(構造式(1-30)の化合物)と第2材料の混合膜を質量比6:4(第1材料:第2材料)で共蒸着により5nm蒸着した後に、陰極9を形成した。
構成E:第2材料となる材料を40nm成膜後、第1材料として構造式(1-2)の化合物を1nm蒸着した後に、第2材料となる材料を1nm成膜後、陰極9を形成した。
構成F:第2材料となる材料を40nm成膜後、電子注入層を成膜せずに、陰極9を形成した。
Details of configurations A to F are as follows.
Configuration A: After the material to be the second material was formed to a thickness of 40 nm, lithium fluoride (LiF), which is a typical electron injection material, was deposited to a thickness of 0.8 nm, and then the cathode 9 was formed.
Configuration B: After forming a film of the material to be the second material to a thickness of 40 nm, 8-quinolinolatolithium (Liq), which is a typical electron injection material, was evaporated to a thickness of 1 nm, and then the cathode 9 was formed.
Configuration C: After depositing the material to be the second material to a thickness of 40 nm, the compound of structural formula (1-2) as the first material was deposited to a thickness of 1 nm, and then the cathode 9 was formed.
Configuration C-2: After forming a film of the material to be the second material to a thickness of 40 nm, the compound of the structural formula (1-30) as the first material was deposited to a thickness of 1 nm, and then the cathode 9 was formed.
Configuration D: After forming a film of the material to be the second material to a thickness of 40 nm, a mixed film of the first material (the compound represented by structural formula (1-2)) and the second material in a mass ratio of 6:4 (first material:second material) was co-evaporated to a thickness of 5 nm, and then a cathode 9 was formed.
Configuration D-2: After forming a film of the material to be the second material to a thickness of 40 nm, a mixed film of the first material (a compound represented by structural formula (1-30)) and the second material in a mass ratio of 6:4 (first material:second material) was co-evaporated to a thickness of 5 nm, and then a cathode 9 was formed.
Configuration E: After depositing a 40 nm thick film of the material to be the second material, the compound of structural formula (1-2) was evaporated as the first material to a thickness of 1 nm, and then the material to be the second material was deposited to a thickness of 1 nm to form the cathode 9.
Configuration F: After forming a film of the material to be the second material to a thickness of 40 nm, the cathode 9 was formed without forming an electron injection layer.

また、各実施例及び比較例において、第2材料として使用した化合物は、以下のとおりである。
実施例1:第2材料として、構造式(8)の化合物を用いて有機EL素子を作製した。
実施例2:第2材料として、構造式(9)の化合物を用いて有機EL素子を作製した。
実施例3:第2材料として、構造式(10)の化合物を用いて有機EL素子を作製した。
実施例4:第2材料として、構造式(11)の化合物を用いて有機EL素子を作製した。
実施例5:第2材料として、構造式(12)の化合物を用いて有機EL素子を作製した。
実施例6:第2材料として、構造式(13)の化合物を用いて有機EL素子を作製した。
実施例7:第2材料として、構造式(14)の化合物を用いて有機EL素子を作製した。
実施例8:第2材料として、構造式(15)の化合物を用いて有機EL素子を作製した。
実施例9:第2材料として、構造式(16)の化合物を用いて有機EL素子を作製した。
比較例1:第2材料として、構造式(17)の化合物を用いて有機EL素子を作製した。
比較例2:第2材料として、構造式(18)の化合物を用いて有機EL素子を作製した。
In each of the examples and comparative examples, the compounds used as the second material are as follows.
Example 1: An organic EL element was produced using the compound of structural formula (8) as the second material.
Example 2: An organic EL element was produced using the compound of structural formula (9) as the second material.
Example 3: An organic EL element was produced using the compound of structural formula (10) as the second material.
Example 4: An organic EL element was produced using the compound of structural formula (11) as the second material.
Example 5: An organic EL element was produced using the compound of structural formula (12) as the second material.
Example 6: An organic EL element was produced using the compound of structural formula (13) as the second material.
Example 7: An organic EL element was produced using the compound of structural formula (14) as the second material.
Example 8: An organic EL element was produced using the compound of structural formula (15) as the second material.
Example 9: An organic EL element was produced using the compound of structural formula (16) as the second material.
Comparative Example 1: An organic EL element was produced using the compound of structural formula (17) as the second material.
Comparative Example 2: An organic EL element was produced using the compound of structural formula (18) as the second material.

[工程4]
次に、陰極9までの各層を形成した基板2を、凹状の空間を有するガラスキャップ(封止容器)に収容し、紫外線(UV)硬化樹脂からなるシール材を充填することにより封止し、各有機EL素子を得た。
[Step 4]
Next, the substrate 2 on which each layer up to the cathode 9 was formed was placed in a glass cap (sealing container) having a concave space, and sealed by filling a sealant made of an ultraviolet (UV) curable resin, thereby obtaining each organic EL element.

作製した各有機EL素子に対して、ケースレー社製の「2400型ソースメーター」を用いて電圧を印加し、コニカミノルタ社製の「LS-100」を用いて輝度を測定し、印加電圧と輝度の関係を調べた。得られた結果を表1に示す。但し、実施例8の結果については、表1には示さず、図13に示す。
構成A-Eでは、多くの素子で10000nit以上の輝度が得られたため、10000nit時の印加電圧を示すが、構成Fでは、多くの素子で駆動電圧が高いため、1nit時の印加電圧を表1に示す。また、代表的なデータとして、実施例1と比較例1の輝度-印加電圧特性を図12に示す。
A voltage was applied to each of the prepared organic EL elements using a Keithley 2400-type source meter, and the luminance was measured using a Konica Minolta LS-100 to examine the relationship between the applied voltage and the luminance. The results are shown in Table 1. However, the results of Example 8 are not shown in Table 1, but are shown in FIG. 13.
In configurations A to E, many elements achieved a luminance of 10,000 nits or more, so the applied voltage at 10,000 nits is shown, but in configuration F, many elements had a high driving voltage, so the applied voltage at 1 nit is shown in Table 1. In addition, as representative data, the luminance-applied voltage characteristics of Example 1 and Comparative Example 1 are shown in FIG.

Figure 0007538664000024
Figure 0007538664000024

図12に示す実施例1と比較例1の輝度-印加電圧特性より、ほぼ類似の構造を持つ構造式(8)の化合物と構造式(17)の化合物について、ピリジン基の有無によって特性が全く異なることが分かる。構造式(17)の化合物を用いた比較例1に比べ、構造式(8)の化合物を用いた実施例1は、構成Fにおいて、輝度1nit時の印加電圧が大幅に高い。更に、構造式(17)の化合物を用いた比較例1では、LiFやLiqを用いた構成AやBで、低い電圧で10000nitが得られているのに対し、ピリジンを持たない芳香族炭化水素化合物である構造式(8)の化合物を用いた実施例1では、LiFやLiqを用いた構成AやBでは、電子が入らず、10000nitを得るのに必要な電圧は大幅に高い。ピリジン基が特性に及ぼす影響について、類似の傾向が実施例5と比較例2についても観測された。更に、その他の実施例についても、構成AやBでは、駆動電圧が高い。従って、ピリジン基含有化合物等、これまでの有機EL素子において電子輸送層として広く用いられてきた化合物は、アルカリ金属を添加すれば陰極からの電子注入が容易な化合物であると言える。これは先述の通り、ピリジン等とLi等アルカリ金属との相互作用に起因する。 From the luminance-applied voltage characteristics of Example 1 and Comparative Example 1 shown in FIG. 12, it can be seen that the characteristics of the compound of structural formula (8) and the compound of structural formula (17), which have almost similar structures, are completely different depending on the presence or absence of a pyridine group. Compared to Comparative Example 1 using the compound of structural formula (17), Example 1 using the compound of structural formula (8) has a significantly higher applied voltage at luminance 1 nit in configuration F. Furthermore, in Comparative Example 1 using the compound of structural formula (17), 10,000 nits are obtained at a low voltage in configurations A and B using LiF and Liq, whereas in Example 1 using the compound of structural formula (8), which is an aromatic hydrocarbon compound without pyridine, electrons are not introduced in configurations A and B using LiF and Liq, and the voltage required to obtain 10,000 nits is significantly higher. A similar tendency was observed for Example 5 and Comparative Example 2 regarding the effect of the pyridine group on the characteristics. Furthermore, in the other examples, the driving voltage is high in configurations A and B. Therefore, compounds that have been widely used as electron transport layers in organic EL devices up to now, such as pyridine group-containing compounds, can be said to be compounds that can easily inject electrons from the cathode if an alkali metal is added. As mentioned above, this is due to the interaction between pyridine and alkali metals such as Li.

一方、実施例1~9において、構成AやBでは、駆動電圧が高いことから、芳香族炭化水素化合物(実施例1~4)、窒素-ホウ素結合を有する化合物(実施例5,6)、π電子過剰系複素芳香族化合物(実施例7,8)、シロール環を含む化合物(実施例9)は、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物であると言える。 On the other hand, in Examples 1 to 9, since the drive voltage is high in Structures A and B, it can be said that the aromatic hydrocarbon compounds (Examples 1 to 4), compounds having a nitrogen-boron bond (Examples 5 and 6), π-electron-rich heteroaromatic compounds (Examples 7 and 8), and compounds containing a silole ring (Example 9) are compounds that do not have a structure that coordinates to an alkali metal within the molecule.

これに対し、実施例1の構成C及び構成Dでは、構造式(1-2)の化合物を使うことで、電子がスムーズに注入でき、大幅に低い駆動電圧で10000nitを得ることができている。これは、構造式(1-2)の化合物と芳香族炭化水素化合物との強い水素結合の結果、高い電子注入性が得られた結果であると考えられる。
実施例2、3、4でも、同様の結果が得られており、構造式(1-2)の化合物を用いることで、芳香族炭化水素から有機層への電子注入が可能である。
In contrast, in the structures C and D of Example 1, the compound of structural formula (1-2) is used, so that electrons can be smoothly injected and 10,000 nits can be obtained at a significantly lower driving voltage. This is believed to be due to the strong hydrogen bond between the compound of structural formula (1-2) and the aromatic hydrocarbon compound, resulting in high electron injection properties.
Similar results were obtained in Examples 2, 3, and 4, and it was found that the use of the compound of the structural formula (1-2) enabled electron injection from the aromatic hydrocarbon to the organic layer.

また、第1材料に構造式(1-30)の化合物を用いた実施例2の構成C-2及び構成D-2においても、大幅に低い駆動電圧で10000nitを得ることができている。これより、一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物であれば、第2材料との強い水素結合が引き起こされ、高い電子注入性が得られることが分かる。また、実施例2の構成Cと構成C-2、及び構成Dと構成D-2を比較すると駆動電圧が少し異なるのは、pKaの大きさ等に起因する水素結合の強さに影響していると考えられ、pKaの大きいもの、水素結合の強いものが好ましい。 In addition, in the configurations C-2 and D-2 of Example 2, in which the compound of structural formula (1-30) was used as the first material, 10,000 nits could be obtained at a significantly lower drive voltage. This shows that a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by general formula (1) induces strong hydrogen bonds with the second material, resulting in high electron injection properties. In addition, the slight difference in drive voltage between configurations C and C-2, and between configurations D and D-2 of Example 2 is thought to be due to the strength of the hydrogen bonds resulting from factors such as the size of the pKa, and those with a large pKa and strong hydrogen bonds are preferable.

次に、窒素-ホウ素結合を有する構造式(12)の化合物と構造式(18)の化合物を用いた実施例5と比較例2の結果に注目する。先述の通り、ビピリジンを持つ構造式(18)の化合物を用いた比較例2では、LiFやLiqを用いた素子で、低い電圧で10000nitが得られているのに対し、ビピリジンを持たない窒素-ホウ素結合を有する化合物である構造式(12)の化合物を用いた実施例5では、LiFやLiqを用いた構成AやBでは電子が入らず、10000nitを得るのに必要な電圧は大幅に高い。
従って、Li等のアルカリ金属からの電子注入には、ビピリジン等とアルカリ金属の相互作用が必要であり、窒素-ホウ素結合を有する化合物とアルカリ金属の組み合わせでは、素子への電子注入が困難であることが分かる。
これに対し、実施例5の構成C及び構成Eでは、構造式(1-2)の化合物を使うことで、電子をスムーズに注入でき、大幅に低い駆動電圧で10000nitを得ることができている。これは、構造式(1-2)の化合物と窒素-ホウ素結合を有する化合物との強い水素結合の結果、高い電子注入性が得られた結果であると考えられる。このように、構造式(1-2)の化合物を用いることで、窒素-ホウ素結合を有する化合物から有機層への電子注入が可能である。
実施例6でも、同様の結果が得られており、構造式(1-2)の化合物を用いることで、窒素-ホウ素結合を有する化合物から有機層への電子注入が可能である。
Next, attention will be paid to the results of Example 5 and Comparative Example 2, which used the compound of structural formula (12) and the compound of structural formula (18) having a nitrogen-boron bond. As described above, in Comparative Example 2, which used the compound of structural formula (18) having bipyridine, 10,000 nits were obtained at a low voltage in the element using LiF or Liq, whereas in Example 5, which used the compound of structural formula (12), which is a compound having a nitrogen-boron bond without bipyridine, electrons were not introduced in the configurations A and B using LiF and Liq, and the voltage required to obtain 10,000 nits was significantly higher.
Therefore, it is clear that the injection of electrons from an alkali metal such as Li requires interaction between the alkali metal and bipyridine or the like, and that the combination of a compound having a nitrogen-boron bond and an alkali metal makes it difficult to inject electrons into an element.
In contrast, in the structures C and E of Example 5, the compound of structural formula (1-2) is used, which allows smooth injection of electrons and allows 10,000 nits to be obtained at a significantly lower driving voltage. This is believed to be due to the strong hydrogen bond between the compound of structural formula (1-2) and the compound having a nitrogen-boron bond, resulting in high electron injection properties. In this way, the use of the compound of structural formula (1-2) allows electron injection from the compound having a nitrogen-boron bond into the organic layer.
Similar results were obtained in Example 6, and it was found that the use of the compound of structural formula (1-2) enabled electron injection from a compound having a nitrogen-boron bond into an organic layer.

次に、π電子過剰系複素芳香族化合物の例として、構造式(14)の化合物を用いた実施例7に注目する。構造式(14)の化合物に対しては、極めて電子注入が困難であり、構成Fにおいて、1nit時の印加電圧も、他の実施例や比較例に比べ大幅に高い。また、LiFを用いた構成Aでは、約17Vもの高い電圧でようやく10000nitが得られ、Liqを用いた構成Bにおいては、得られた最大輝度は2000nit程度である。
これに対し、構造式(1-2)の化合物を用いた構成Eとすることで、大幅な低電圧化が観測され、他の実施例に比べれば電圧は高いものの、10000nitの輝度を得ることができた。このように、本発明は、電子の注入が極めて困難な、π電子過剰系複素芳香族化合物を、電子輸送層に用いた有機EL素子に対しても有効である。
Next, as an example of a π-electron-rich heteroaromatic compound, attention is focused on Example 7 using the compound of structural formula (14). It is extremely difficult to inject electrons into the compound of structural formula (14), and the applied voltage at 1 nit in structure F is significantly higher than in other examples and comparative examples. In structure A using LiF, 10,000 nits can be obtained at a high voltage of about 17 V, and in structure B using Liq, the maximum luminance obtained is about 2,000 nits.
In contrast, by using the compound of structural formula (1-2) in the configuration E, a significant reduction in voltage was observed, and although the voltage was higher than in the other examples, a brightness of 10,000 nits was obtained. Thus, the present invention is also effective for organic EL elements using a π-electron-rich heteroaromatic compound, into which electrons are very difficult to inject, in the electron transport layer.

他の例として、構造式(15)の化合物を用いた実施例8に注目する。実施例8については、他の実施例に比べ、得られた輝度が低いため、得られた結果は、表1には示さず、図13に示す。ここでも、ピリジン等、Liと相互作用ができる置換基を有していないため、LiFを用いた構成Aでは、電子が入らず、最大輝度が60nitに満たない。
これに対し、実施例8の構成Dでは、構造式(1-2)の化合物を使うことで、電子をスムーズに注入でき、大幅に低い電圧で駆動でき、10000nitを超える最大輝度を得ることができている。よって、同様に構造式(1-2)の化合物を用いることで、π電子過剰系複素芳香族化合物から有機層への電子注入が可能であることが分かる。
As another example, attention will be paid to Example 8 using the compound of structural formula (15). Since Example 8 has a lower luminance than the other Examples, the results are not shown in Table 1, but are shown in Figure 13. Here again, since there is no substituent such as pyridine that can interact with Li, in the structure A using LiF, electrons do not enter, and the maximum luminance is less than 60 nits.
In contrast, in the structure D of Example 8, the compound of structural formula (1-2) is used, which allows smooth injection of electrons, enables driving at a significantly lower voltage, and allows a maximum brightness exceeding 10,000 nits to be obtained. Thus, it is found that the use of the compound of structural formula (1-2) also enables injection of electrons from a π-electron-rich heteroaromatic compound into an organic layer.

次に、シロール環を含む化合物の例として、構造式(16)の化合物を用いた実施例9に注目する。ピリジン等、Liと相互作用ができる置換基を有していないため、LiFやLiqを用いた構成AやBでは、電子が入らず、10000nitを得るのに必要な電圧は大幅に高い。
これに対し、実施例9の構成C及び構成Eでは、構造式(1-2)の化合物を使うことで、電子をスムーズに注入でき、大幅に低い駆動電圧で10000nitを得ることができている。これは、構造式(1-2)の化合物とシロール環を含む化合物との強い水素結合の結果、高い電子注入性が得られた結果であると考えられる。このように、構造式(1-2)の化合物を用いることで、シロール環を含む化合物から有機層への電子注入が可能である。
Next, as an example of a compound containing a silole ring, attention is focused on Example 9, which uses a compound of structural formula (16). Since it does not have a substituent that can interact with Li, such as pyridine, in structures A and B using LiF and Liq, electrons do not enter, and the voltage required to obtain 10,000 nits is significantly high.
In contrast, in the structures C and E of Example 9, the compound of structural formula (1-2) is used, which allows smooth injection of electrons and allows 10,000 nits to be obtained at a significantly lower driving voltage. This is believed to be due to the strong hydrogen bond between the compound of structural formula (1-2) and the compound containing a silole ring, resulting in high electron injection properties. In this way, the use of the compound of structural formula (1-2) allows electron injection from the compound containing a silole ring into the organic layer.

(実施例10及び比較例3)
本発明が図2に示す逆構造の有機EL素子にも応用可能であることを示すため、上述した一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である構造式(1-2)の化合物と、芳香族炭化水素である構造式(8)の化合物を電子注入層に用いた逆構造の有機EL素子を作製した。
(Example 10 and Comparative Example 3)
In order to demonstrate that the present invention can be applied to an organic EL element having an inverted structure as shown in FIG. 2, an organic EL element having an inverted structure was fabricated using a compound represented by structural formula (1-2), which is a hexahydropyrimidopyrimidine compound having the structure represented by general formula (1) above, and a compound represented by structural formula (8), which is an aromatic hydrocarbon, in the electron injection layer.

[工程1]
実施例1~9及び比較例1~2と同様にして、[工程1]を行い、洗浄した厚さ150nmのITOからなる幅3mmのパターンイングされた陰極9の形成されている基板2を準備した。
[Step 1]
In the same manner as in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2, [Step 1] was carried out to prepare a substrate 2 on which a patterned cathode 9 having a width of 3 mm and made of cleaned ITO having a thickness of 150 nm was formed.

[工程2]
[工程1]において洗浄した陰極9の形成されている基板2を、亜鉛金属ターゲットを持つミラトロンスパッタ装置の基板ホルダーに固定した。スパッタ装置のチャンバー内を、約1×10-4Paの圧力となるまで減圧した後、アルゴンと酸素を導入した状態でスパッタし、基板2の陰極9上に膜厚約3nmの酸化亜鉛層(酸化物層10)を作製した。なお、酸化亜鉛層を作製する際には、電極取り出しのために、ITO電極(陰極9)上の一部に酸化亜鉛が成膜されないようにした。酸化物層10を成膜した基板2に、大気下で400℃、1時間のアニールを行った。
[Step 2]
The substrate 2 on which the cathode 9 cleaned in [Step 1] was formed was fixed to a substrate holder of a Miratron sputtering device having a zinc metal target. After the pressure inside the chamber of the sputtering device was reduced to about 1×10 −4 Pa, sputtering was performed with argon and oxygen introduced, and a zinc oxide layer (oxide layer 10) with a thickness of about 3 nm was formed on the cathode 9 of the substrate 2. Note that when forming the zinc oxide layer, care was taken to prevent the formation of a zinc oxide film on a portion of the ITO electrode (cathode 9) in order to allow for electrode extraction. The substrate 2 on which the oxide layer 10 was formed was annealed at 400° C. for 1 hour in the atmosphere.

[工程3]
次に、酸化物層10上に電子注入層8として、以下に示す方法により、第1材料と第2材料とを含む有機薄膜を形成した(実施例10)。
まず、構造式(8)の化合物と構造式(1-2)の化合物を、質量比1:0.1(構造式(8)の化合物:構造式(1-2)の化合物)でシクロペンタノンに溶解し(濃度は1質量%)、塗料組成物を得た。
次に、[工程2]で作製した陰極9および酸化物層10の形成されている基板2をスピンコーターに設置した。そして、塗料組成物を酸化物層10上に滴下しながら、基板2を毎分3000回転で30秒間回転させて塗膜を形成した。その後、ホットプレートを用いて窒素雰囲気下で150℃、1時間のアニール処理を施し、電子注入層8を形成した。得られた電子注入層8の平均厚さは20nmであった。
[Step 3]
Next, an organic thin film containing a first material and a second material was formed as the electron injection layer 8 on the oxide layer 10 by the method described below (Example 10).
First, the compound of structural formula (8) and the compound of structural formula (1-2) were dissolved in cyclopentanone in a mass ratio of 1:0.1 (compound of structural formula (8): compound of structural formula (1-2)) (concentration: 1 mass%) to obtain a coating composition.
Next, the cathode 9 prepared in [Step 2] and the substrate 2 on which the oxide layer 10 was formed were placed on a spin coater. Then, while dropping the coating composition onto the oxide layer 10, the substrate 2 was rotated at 3000 rpm for 30 seconds to form a coating film. Thereafter, an annealing treatment was performed at 150° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere using a hot plate to form an electron injection layer 8. The average thickness of the obtained electron injection layer 8 was 20 nm.

比較例として、構造式(1-2)の化合物を含まない混合溶媒を作製し、その他の工程は同様にして電子注入層8を形成した(比較例3)。 As a comparative example, a mixed solvent not containing the compound of structural formula (1-2) was prepared, and the other steps were carried out in the same manner to form an electron injection layer 8 (Comparative Example 3).

次に、電子注入層8までの各層が形成された基板2を、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
また、下記構造式(21)で示されるビス[2-(2-ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(Zn(BTZ)2)と、
下記構造式(20)で示されるトリス[1-フェニルイソキノリン]イリジウム(III)(Ir(piq)3)と、
上記構造式(6)で示されるN,N’-ジ(1-ナフチル)-N,N’-ジフェニル-1,1’-ビフェニル-4,4’-ジアミン(α-NPD)と、
下記構造式(19)で示されるN4,N4’-ビス(ジベンゾ[b,d]チオフェン-4-イル)-N4,N4’-ジフェニルビフェニル-4,4’-ジアミン(DBTPB)と、
下記構造式(22)で示される1,4,5,8,9,12-ヘキサアザトリフェニレン-2,3,6,7,10,11-ヘキサカルボニトリル(HAT-CN)と、
Alと、をそれぞれアルミナルツボに入れて蒸着源としてセットした。
Next, the substrate 2 on which each of the layers up to the electron injection layer 8 had been formed was fixed to a substrate holder of a vacuum deposition apparatus.
Also, bis[2-(2-benzothiazolyl)phenolato]zinc(II) (Zn(BTZ) 2 ) represented by the following structural formula (21),
Tris[1-phenylisoquinoline]iridium(III) (Ir(piq) 3 ) represented by the following structural formula (20),
N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (α-NPD) represented by the above structural formula (6),
N4,N4'-bis(dibenzo[b,d]thiophen-4-yl)-N4,N4'-diphenylbiphenyl-4,4'-diamine (DBTPB) represented by the following structural formula (19),
1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile (HAT-CN) represented by the following structural formula (22),
Al and were placed in alumina crucibles and set as deposition sources.

Figure 0007538664000025
Figure 0007538664000025

そして、真空蒸着装置のチャンバー内を1×10-5Paの圧力となるまで減圧して、抵抗加熱による真空蒸着法により、電子輸送層7、発光層6、正孔輸送層5、正孔注入層4、陽極3を連続して形成した。 The pressure in the chamber of the vacuum deposition apparatus was then reduced to 1×10 −5 Pa, and the electron transport layer 7 , light emitting layer 6 , hole transport layer 5 , hole injection layer 4 and anode 3 were successively formed by vacuum deposition using resistance heating.

まず、Zn(BTZ)2からなる厚み10nmの電子輸送層7を形成した。
続いて、Zn(BTZ)2をホスト、Ir(piq)3をドーパントとして20nm共蒸着し、発光層6を成膜した。この時、ドープ濃度は、Ir(piq)3が発光層6全体に対して6質量%となるようにした。
次に、発光層6まで形成した基板2上に、DBTPBを10nm、α-NPDを40nm成膜し、正孔輸送層5を形成した。
さらに、HAT-CNを10nm成膜し、正孔注入層4を形成した。
次に、正孔注入層4まで形成した基板2上に、真空蒸着法によりアルミニウムからなる膜厚100nmの陽極3を成膜した。
これらをガラスキャップにより封止し、実施例10と比較例3の有機EL素子を得た。
First, an electron transport layer 7 made of Zn(BTZ) 2 and having a thickness of 10 nm was formed.
Subsequently, Zn(BTZ) 2 as a host and Ir(piq) 3 as a dopant were co-evaporated to a thickness of 20 nm to form the light-emitting layer 6. At this time, the doping concentration of Ir(piq) 3 was set to 6 mass % with respect to the entire light-emitting layer 6.
Next, on the substrate 2 on which the light-emitting layer 6 had been formed, DBTPB and α-NPD were deposited to a thickness of 10 nm and 40 nm, respectively, to form a hole-transporting layer 5 .
Furthermore, a film of HAT-CN was formed to a thickness of 10 nm to form a hole injection layer 4 .
Next, on the substrate 2 on which the hole injection layer 4 had been formed, an anode 3 made of aluminum and having a thickness of 100 nm was formed by vacuum deposition.
These were sealed with a glass cap to obtain organic EL elements of Example 10 and Comparative Example 3.

実施例10及び比較例3の有機EL素子の輝度-電圧特性を評価した結果を図14に示す。
図14に示す通り、上述した一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である構造式(1-2)の化合物を電子注入層にドープした実施例10の有機EL素子では、比較例3の有機EL素子に比べ、大幅に低い印加電圧で高い輝度が得られている。酸化亜鉛から、芳香族炭化水素である構造式(8)の化合物への直接の電子注入は困難である一方、構造式(1-2)の化合物と芳香族炭化水素化合物との強い水素結合を利用することで、電子を効率的に注入でき、芳香族炭化水素を電子注入層の一部に用いた場合でも低い電圧で駆動可能な逆構造の有機EL素子が実現できる。
The results of evaluating the luminance-voltage characteristics of the organic EL elements of Example 10 and Comparative Example 3 are shown in FIG.
14, the organic EL element of Example 10, in which the compound of structural formula (1-2), which is a hexahydropyrimidopyrimidine compound having the structure represented by the general formula (1) described above, is doped into the electron injection layer, achieves high luminance at a significantly lower applied voltage than the organic EL element of Comparative Example 3. While it is difficult to directly inject electrons from zinc oxide into the compound of structural formula (8), which is an aromatic hydrocarbon, by utilizing the strong hydrogen bond between the compound of structural formula (1-2) and the aromatic hydrocarbon compound, electrons can be efficiently injected, thereby realizing an organic EL element with an inverted structure that can be driven at a low voltage even when aromatic hydrocarbon is used as part of the electron injection layer.

(実施例11~14及び比較例4)
以下に示す方法により、図9及び図10に示す有機EL素子1を製造し、評価した。
(Examples 11 to 14 and Comparative Example 4)
The organic EL element 1 shown in FIGS. 9 and 10 was manufactured by the method described below and evaluated.

[工程1]
基板2として、厚さ70nmのITOからなる幅3mmにパターニングされた電極(陽極3)を有する平均厚さ0.7mmの市販の透明ガラス基板を用意した。
そして、陽極3を有する基板2を、アセトン中、イソプロパノール中でそれぞれ10分間ずつ超音波洗浄し、イソプロパノール中で5分間煮沸した。その後、陽極3を有する基板2を、イソプロパノール中から取り出し、窒素ブローにより乾燥させ、UVオゾン洗浄を20分間行った。
[Step 1]
As the substrate 2, a commercially available transparent glass substrate having an average thickness of 0.7 mm and having an electrode (anode 3) patterned to a width of 3 mm and made of ITO with a thickness of 70 nm was prepared.
The substrate 2 having the anode 3 was ultrasonically cleaned in acetone and isopropanol for 10 minutes each, and boiled in isopropanol for 5 minutes. Thereafter, the substrate 2 having the anode 3 was taken out of the isopropanol, dried by nitrogen blowing, and subjected to UV ozone cleaning for 20 minutes.

[工程2]
[工程1]において洗浄した陽極3の形成されている基板2を、スピンコーターにセットし、正孔注入層4の一部として、へレウス社製正孔注入材料「Clevios HIL1.3N」を膜厚10nmとなるように製膜した。その後、180℃に熱したホットプレート上で一時間加熱した。更に、5nmのHAT-CN(上記構造式(22)で示される1,4,5,8,9,12-ヘキサアザトリフェニレン-2,3,6,7,10,11-ヘキサカルボニトリル)を製膜し、合計15nmの正孔注入層4を形成した。
[Step 2]
The substrate 2 on which the anode 3 cleaned in [Step 1] was formed was set on a spin coater, and a hole injection material "Clevios HIL1.3N" manufactured by Heraeus was deposited to a thickness of 10 nm as part of the hole injection layer 4. This was then heated for one hour on a hot plate heated to 180°C. Furthermore, a 5 nm film of HAT-CN (1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile represented by the above structural formula (22)) was deposited to form a hole injection layer 4 having a total thickness of 15 nm.

[工程3]
次に、正孔注入層4まで形成された基板2を、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
また、下記構造式(23)で表される化合物[発光層のホスト材料、9-(ナフタレン-1-イル)-10-(ナフタレン-2-イル)アントラセン]と、
下記構造式(24)で表される化合物(青色発光材料)と、
メルク社製正孔輸送材料「HTM-081」と、
上記構造式(1-2)で表される化合物と、
リチウムキノリンと、
Alとを、それぞれアルミナルツボに入れて蒸着源としてセットした。
[Step 3]
Next, the substrate 2 on which the hole injection layer 4 had been formed was fixed to a substrate holder of a vacuum deposition apparatus.
In addition, a compound represented by the following structural formula (23) [host material of the light-emitting layer, 9-(naphthalene-1-yl)-10-(naphthalene-2-yl)anthracene],
A compound (blue light-emitting material) represented by the following structural formula (24),
Merck's hole transport material "HTM-081"
A compound represented by the above structural formula (1-2),
Lithium quinoline,
Al were placed in an alumina crucible and set as deposition sources.

Figure 0007538664000026
Figure 0007538664000026

そして、真空蒸着装置のチャンバー内を1×10-5Paの圧力となるまで減圧して、抵抗加熱による真空蒸着法により、30nmの正孔輸送層5、25nmの発光層6、25nmの電子輸送層7、1nmの電子注入層8、陰極9を連続して形成した。
構造式(23)で表される化合物をホスト、構造式(24)で表される化合物をドーパントとして25nm共蒸着し、発光層6を成膜した。この時、ドープ濃度は、構造式(24)で表される化合物が発光層6全体に対して3質量%となるようにした。
実施例11~14及び比較例4において各層に用いた材料を表2にまとめた。
The pressure in the chamber of the vacuum deposition apparatus was then reduced to 1×10 −5 Pa, and a 30 nm hole transport layer 5, a 25 nm light emitting layer 6, a 25 nm electron transport layer 7, a 1 nm electron injection layer 8, and a cathode 9 were successively formed by vacuum deposition using resistance heating.
The compound represented by structural formula (23) was used as a host and the compound represented by structural formula (24) was used as a dopant to be co-evaporated to a thickness of 25 nm to form an emitting layer 6. At this time, the doping concentration of the compound represented by structural formula (24) was set to 3 mass% with respect to the entire emitting layer 6.
The materials used in each layer in Examples 11 to 14 and Comparative Example 4 are summarized in Table 2.

Figure 0007538664000027
Figure 0007538664000027

実施例11では、電子輸送層7にあたる部分に、発光層ホストである構造式(23)で表される化合物を用いている。
また、実施例12においては、ホストである構造式(23)で表される化合物に構造式(24)で表される化合物をドープした発光層と同じ層を電子輸送層7にあたる部分にも用い、発光層から一貫で蒸着形成している。
実施例11と実施例12は、図9に相当する構造である。
In Example 11, the compound represented by the structural formula (23) which is a host for the light-emitting layer is used in the portion corresponding to the electron transport layer 7 .
In Example 12, the same layer as the light-emitting layer, in which the compound represented by structural formula (24) is doped into the compound represented by structural formula (23) as a host, is used for the portion corresponding to the electron transport layer 7, and the layers are formed by vapor deposition in a continuous manner from the light-emitting layer.
Examples 11 and 12 have a structure corresponding to that shown in FIG.

一方、実施例13では、正孔輸送層5及び電子輸送層7にあたる部分に、発光層ホストである構造式(23)で表される化合物を用いている。
さらに、実施例14では、ホストである構造式(23)で表される化合物に構造式(24)で表される化合物をドープした発光層と同じ層を正孔輸送層5及び電子輸送層7にあたる部分にも用い、全て一貫で蒸着形成している。
実施例13と実施例14は、図10に相当する構造である。
On the other hand, in Example 13, the compound represented by the structural formula (23) which is a host for the light-emitting layer is used in the portions corresponding to the hole transport layer 5 and the electron transport layer 7 .
Furthermore, in Example 14, the same layer as the light-emitting layer, in which the compound represented by Structural Formula (24) is doped into the compound represented by Structural Formula (23) as a host, is also used for the hole-transporting layer 5 and the electron-transporting layer 7, and all are formed by continuous vapor deposition.
Examples 13 and 14 have a structure corresponding to that shown in FIG.

比較例4のみ、電子注入層8をリチウムキノリンから構成し、実施例11~14は、電子注入層8を構造式(1-2)で表される化合物から構成した。電子注入層8を蒸着後、陰極9を蒸着により形成した。 Only in Comparative Example 4, the electron injection layer 8 was composed of lithium quinoline, and in Examples 11 to 14, the electron injection layer 8 was composed of a compound represented by structural formula (1-2). After the electron injection layer 8 was vapor-deposited, the cathode 9 was formed by vapor deposition.

実施例11~14、比較例4の有機EL素子に対して、他の実施例、比較例と同様の方法により輝度-電圧特性を測定した結果を図15に示す。 The results of measuring the luminance-voltage characteristics of the organic EL elements of Examples 11 to 14 and Comparative Example 4 using the same method as for the other Examples and Comparative Examples are shown in Figure 15.

比較例4においては、リチウムキノリンから芳香族炭化水素である構造式(23)で表される化合物への電子注入が困難であるため、駆動電圧が高いのに対し、実施例11~14においては、電子が効率的に注入できており、低い駆動電圧で動作できていることが分かる。
更に、正孔輸送層5が発光層ホスト又は発光層と同じ構成である実施例13及び実施例14においても、比較例4に比べ、大幅に低い駆動電圧で動作していることが分かる。
このように、電子注入性に優れた材料を用いることで、有機EL素子の構造を簡素化し、必要な材料の数を減らすことが可能となる。
In Comparative Example 4, it is difficult to inject electrons from lithium quinoline to the compound represented by structural formula (23), which is an aromatic hydrocarbon, and therefore the driving voltage is high. On the other hand, in Examples 11 to 14, electrons can be efficiently injected, and operation can be achieved at a low driving voltage.
Furthermore, it can be seen that, in Examples 13 and 14 in which the hole transport layer 5 has the same structure as the light emitting layer host or the light emitting layer, operation is achieved at a significantly lower driving voltage than in Comparative Example 4.
In this way, by using a material with excellent electron injection properties, it is possible to simplify the structure of the organic EL element and reduce the number of necessary materials.

(実施例15及び比較例5)
実施例14は、発光層がホストとドーパントの2種類の材料からなる構成であったが、発光層が1種類の材料から構成される有機EL素子でも、図10に示す簡易の構造が実現可能であることを実証するため、実施例15及び比較例5の有機EL素子を作製した。
(Example 15 and Comparative Example 5)
In Example 14, the emitting layer was composed of two types of materials, namely, a host and a dopant. In order to demonstrate that the simple structure shown in FIG. 10 can be realized even in an organic EL element having an emitting layer composed of a single type of material, the organic EL elements of Example 15 and Comparative Example 5 were produced.

[工程1]
基板2として、厚さ70nmのITOからなる幅3mmにパターニングされた電極(陽極3)を有する平均厚さ0.7mmの市販の透明ガラス基板を用意した。
そして、陽極3を有する基板2を、アセトン中、イソプロパノール中でそれぞれ10分間ずつ超音波洗浄し、イソプロパノール中で5分間煮沸した。その後、陽極3を有する基板2を、イソプロパノール中から取り出し、窒素ブローにより乾燥させ、UVオゾン洗浄を20分間行った。
[Step 1]
As the substrate 2, a commercially available transparent glass substrate having an average thickness of 0.7 mm and having an electrode (anode 3) patterned to a width of 3 mm and made of ITO with a thickness of 70 nm was prepared.
The substrate 2 having the anode 3 was ultrasonically cleaned in acetone and isopropanol for 10 minutes each, and boiled in isopropanol for 5 minutes. Thereafter, the substrate 2 having the anode 3 was taken out of the isopropanol, dried by nitrogen blowing, and subjected to UV ozone cleaning for 20 minutes.

[工程2]
[工程1]において洗浄した陽極3の形成されている基板2を、スピンコーターにセットし、正孔注入層4の一部として、へレウス社製正孔注入材料「Clevios HIL1.3N」を膜厚10nmとなるように製膜した。その後、180℃に熱したホットプレート上で一時間加熱した。更に、5nmのHAT-CN(上記構造式(22)で示される1,4,5,8,9,12-ヘキサアザトリフェニレン-2,3,6,7,10,11-ヘキサカルボニトリル)を製膜し、合計15nmの正孔注入層4を形成した。
[Step 2]
The substrate 2 on which the anode 3 cleaned in [Step 1] was formed was set on a spin coater, and a hole injection material "Clevios HIL1.3N" manufactured by Heraeus was deposited to a thickness of 10 nm as part of the hole injection layer 4. This was then heated for one hour on a hot plate heated to 180°C. Furthermore, a 5 nm film of HAT-CN (1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile represented by the above structural formula (22)) was deposited to form a hole injection layer 4 having a total thickness of 15 nm.

[工程3]
次に、正孔注入層4まで形成された基板2を、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
また、下記構造式(25)で表される化合物[発光材料、9-(9-フェニルカルバゾール-3-イル)-10-(ナフタレン-1-イル)アントラセン(PCAN)]と、
上記構造式(1-2)で表される化合物と、
リチウムキノリンと、
Alとを、それぞれアルミナルツボに入れて蒸着源としてセットした。
[Step 3]
Next, the substrate 2 on which the hole injection layer 4 had been formed was fixed to a substrate holder of a vacuum deposition apparatus.
In addition, a compound represented by the following structural formula (25) [light-emitting material, 9-(9-phenylcarbazol-3-yl)-10-(naphthalen-1-yl)anthracene (PCAN)],
A compound represented by the above structural formula (1-2),
Lithium quinoline,
Al were placed in an alumina crucible and set as deposition sources.

Figure 0007538664000028
Figure 0007538664000028

そして、真空蒸着装置のチャンバー内を1×10-5Paの圧力となるまで減圧して、抵抗加熱による真空蒸着法により、各層を蒸着した。正孔輸送層5、発光層6、電子輸送層7として構造式(25)で表される化合物のみを80nm蒸着し、その後、1nm膜厚の電子注入層8、陰極9を連続して形成した。 The pressure in the chamber of the vacuum deposition apparatus was then reduced to 1× 10 Pa, and each layer was deposited by a vacuum deposition method using resistance heating. Only the compound represented by structural formula (25) was deposited to a thickness of 80 nm as the hole transport layer 5, the light emitting layer 6, and the electron transport layer 7, and then the electron injection layer 8 and the cathode 9 were successively formed to a thickness of 1 nm.

実施例15では、電子注入層8に構造式(1-2)で表される化合物を用い、比較例5では、電子注入層8に一般的な電子注入材料であるリチウムキノリンを用いた。 In Example 15, the compound represented by structural formula (1-2) was used for the electron injection layer 8, and in Comparative Example 5, lithium quinoline, a common electron injection material, was used for the electron injection layer 8.

実施例15、比較例5の有機EL素子に対して、他の実施例、比較例と同様の方法により輝度-電圧特性を測定した結果を図16に示す。 The luminance-voltage characteristics of the organic EL elements of Example 15 and Comparative Example 5 were measured using the same method as in the other Examples and Comparative Examples, and the results are shown in Figure 16.

比較例5においては、リチウムキノリンからアルカリ金属と相互作用しない構造式(25)で表される化合物への電子注入が困難であるため、駆動電圧が高いのに対し、実施例15においては、電子が効率的に注入できており、低い駆動電圧で動作できていることが分かる。
このように、電子注入性に優れた材料を用いることで、有機EL素子の構造を簡素化し、必要な材料の数を減らすことが可能となる。
In Comparative Example 5, it is difficult to inject electrons from lithium quinoline to the compound represented by structural formula (25), which does not interact with alkali metals, and therefore the driving voltage is high. On the other hand, in Example 15, electrons are efficiently injected, and operation can be achieved at a low driving voltage.
In this way, by using a material with excellent electron injection properties, it is possible to simplify the structure of the organic EL element and reduce the number of necessary materials.

本発明の有機薄膜は、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、照明装置、有機薄膜太陽電池、光電変換素子、薄膜トランジスタ等に利用できる。 The organic thin film of the present invention can be used in organic electroluminescence elements, display devices, lighting devices, organic thin film solar cells, photoelectric conversion elements, thin film transistors, etc.

1:有機EL素子
2:基板
3:陽極
4:正孔注入層
5:正孔輸送層
6:発光層
7:電子輸送層
8:電子注入層
9:陰極
10:酸化物層
1: Organic EL element 2: Substrate 3: Anode 4: Hole injection layer 5: Hole transport layer 6: Light-emitting layer 7: Electron transport layer 8: Electron injection layer 9: Cathode 10: Oxide layer

Claims (28)

下記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第1材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第2材料と、を含む単一の膜、又は、前記第1材料を含む膜と、前記第2材料を含む膜と、の積層膜であることを特徴とする、有機薄膜。
(一般式(1)中、Rは、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、又は、これらの基を2つ以上組み合わせてできる基、これらの基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。nは、2又は3である。)
An organic thin film, characterized in that it is a single film containing a first material which is a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the following general formula (1) and a second material which is a compound having no structure in its molecule that coordinates to an alkali metal, or a laminated film containing a film containing the first material and a film containing the second material.
(In general formula (1), R1 represents an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, an aryl alkylene group, which may have a substituent, a group formed by combining two or more of these groups, or a group formed by combining one or more of these groups with a nitrogen atom. n is 2 or 3.)
前記第2材料が、構造中に炭素-窒素二重結合を有しない芳香族複素環を有する化合物である、請求項1に記載の有機薄膜。 The organic thin film according to claim 1, wherein the second material is a compound having an aromatic heterocycle that does not have a carbon-nitrogen double bond in its structure. 前記第2材料が、分子中にπ電子不足系芳香族複素環を有しない化合物である、請求項1に記載の有機薄膜。 The organic thin film according to claim 1, wherein the second material is a compound that does not have a π-electron deficient aromatic heterocycle in the molecule. 前記第2材料が、下記一般式(2)で表される化合物である、請求項1~3のいずれか1項に記載の有機薄膜。
(一般式(2)中、Yは、置換基を有していてもよい、芳香族炭化水素環、π電子過剰芳香族複素環、ケイ素及び/又はホウ素を構成元素として含むπ共役系環状構造を表す。Wは、連結基又は直接結合を表す。Zは、構造中に炭素-窒素二重結合を含まないアリール基を表す。rは1~6の整数である。sは1~6の整数である。)
The organic thin film according to any one of claims 1 to 3, wherein the second material is a compound represented by the following general formula (2):
(In general formula (2), Y represents an aromatic hydrocarbon ring, a π-electron-rich aromatic heterocycle, or a π-conjugated cyclic structure containing silicon and/or boron as a constituent element, which may have a substituent. W represents a linking group or a direct bond. Z represents an aryl group not containing a carbon-nitrogen double bond in the structure. r represents an integer of 1 to 6. s represents an integer of 1 to 6.)
前記第2材料は、芳香族炭化水素化合物、窒素-ホウ素結合を有する化合物、π電子過剰系複素芳香族化合物、シロール環を含む化合物、のいずれかもしくは複数である、請求項1~4のいずれか1項に記載の有機薄膜。 The organic thin film according to any one of claims 1 to 4, wherein the second material is any one or more of an aromatic hydrocarbon compound, a compound having a nitrogen-boron bond, a π-electron-rich heteroaromatic compound, and a compound containing a silole ring. 酸化物層と、該酸化物層上に形成された請求項1~5のいずれか1項に記載の有機薄膜の層と、からなることを特徴とする、積層膜。 A laminate film comprising an oxide layer and a layer of the organic thin film according to any one of claims 1 to 5 formed on the oxide layer. 陰極と陽極との間に、発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記陰極と前記発光層との間に、請求項1~5のいずれか1項に記載の有機薄膜又は請求項6に記載の積層膜を有することを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス素子。
An organic electroluminescence element having a light-emitting layer between a cathode and an anode,
10. An organic electroluminescence element comprising the organic thin film according to claim 1 or the laminated film according to claim 6 between the cathode and the light-emitting layer.
前記陰極と前記有機薄膜との間に、酸化物層を有する、請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The organic electroluminescence element according to claim 7, having an oxide layer between the cathode and the organic thin film. 前記陰極と前記発光層との間に、前記第1材料と第2材料とを含む膜と、前記第2材料を含む膜と、の積層膜を有する、請求項7又は8に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The organic electroluminescence element according to claim 7 or 8, comprising a laminated film of a film containing the first material and the second material and a film containing the second material between the cathode and the light-emitting layer. 前記発光層と、前記第1材料と第2材料とを含む膜との間に、前記第2材料を含む膜を有する、請求項9に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The organic electroluminescence element according to claim 9, further comprising a film containing the second material between the light-emitting layer and the film containing the first material and the second material. 前記陰極と、前記第1材料と第2材料とを含む膜との間に、前記第2材料を含む膜を有する、請求項9に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The organic electroluminescence element according to claim 9, further comprising a film containing the second material between the cathode and the film containing the first material and the second material. 前記陽極と前記発光層との間に、前記第2材料を含む層を有する、請求項7~11のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The organic electroluminescence element according to any one of claims 7 to 11, comprising a layer containing the second material between the anode and the light-emitting layer. 前記発光層が、前記第2材料を含む、請求項7~12のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The organic electroluminescence element according to any one of claims 7 to 12, wherein the light-emitting layer contains the second material. 下記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物と、を含むことを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
(一般式(1)中、Rは、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、又は、これらの基を2つ以上組み合わせてできる基、これらの基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。nは、2又は3である。)
A material for an organic electroluminescence device, comprising a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the following general formula (1) and a compound not having a structure coordinated to an alkali metal in the molecule:
(In general formula (1), R1 represents an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, an aryl alkylene group, which may have a substituent, a group formed by combining two or more of these groups, or a group formed by combining one or more of these groups with a nitrogen atom. n is 2 or 3.)
陰極と陽極との間に、発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記陰極と前記陽極との間に、下記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物、及び、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物を含む材料層を有することを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス素子。
(一般式(1)中、Rは、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、又は、これらの基を2つ以上組み合わせてできる基、これらの基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。nは、2又は3である。)
An organic electroluminescence element having a light-emitting layer between a cathode and an anode,
An organic electroluminescence element, comprising a material layer between the cathode and the anode, the material layer including a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the following general formula (1) and a compound not having a structure coordinated to an alkali metal in its molecule:
(In general formula (1), R1 represents an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, an aryl alkylene group, which may have a substituent, a group formed by combining two or more of these groups, or a group formed by combining one or more of these groups with a nitrogen atom. n is 2 or 3.)
前記陰極と前記発光層との間に、前記材料層を有する、請求項15に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The organic electroluminescence element according to claim 15, comprising the material layer between the cathode and the light-emitting layer. 前記陰極と前記材料層との間に、酸化物層を有する、請求項15又は16に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The organic electroluminescence element according to claim 15 or 16, comprising an oxide layer between the cathode and the material layer. 請求項7~13、15~17のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具えることを特徴とする、表示装置。 A display device comprising an organic electroluminescence element according to any one of claims 7 to 13 and 15 to 17. 請求項7~13、15~17のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具えることを特徴とする、照明装置。 A lighting device comprising an organic electroluminescence element according to any one of claims 7 to 13 and 15 to 17. 下記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物と、を含むことを特徴とする、有機薄膜太陽電池用材料。
(一般式(1)中、Rは、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、又は、これらの基を2つ以上組み合わせてできる基、これらの基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。nは、2又は3である。)
A material for an organic thin-film solar cell, comprising: a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the following general formula (1); and a compound not having a structure coordinated to an alkali metal within the molecule:
(In general formula (1), R1 represents an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, an aryl alkylene group, which may have a substituent, a group formed by combining two or more of these groups, or a group formed by combining one or more of these groups with a nitrogen atom. n is 2 or 3.)
請求項1~5のいずれか1項に記載の有機薄膜、請求項6に記載の積層膜、又は請求項20に記載の有機薄膜太陽電池用材料を含む層のいずれかを含むことを特徴とする、有機薄膜太陽電池。 An organic thin-film solar cell comprising the organic thin-film according to any one of claims 1 to 5, the laminated film according to claim 6, or a layer containing the material for organic thin-film solar cells according to claim 20. 下記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物と、を含むことを特徴とする、光電変換素子用材料。
(一般式(1)中、Rは、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、又は、これらの基を2つ以上組み合わせてできる基、これらの基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。nは、2又は3である。)
A material for a photoelectric conversion element, comprising: a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the following general formula (1); and a compound not having a structure coordinated to an alkali metal in the molecule:
(In general formula (1), R1 represents an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, an aryl alkylene group, which may have a substituent, a group formed by combining two or more of these groups, or a group formed by combining one or more of these groups with a nitrogen atom. n is 2 or 3.)
請求項1~5のいずれか1項に記載の有機薄膜、請求項6に記載の積層膜、又は請求項22に記載の光電変換素子用材料を含む層のいずれかを含むことを特徴とする、光電変換素子。 A photoelectric conversion element comprising the organic thin film according to any one of claims 1 to 5, the laminated film according to claim 6, or a layer containing the material for photoelectric conversion elements according to claim 22. 下記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物と、を含むことを特徴とする、有機トランジスタ用材料。
(一般式(1)中、Rは、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、又は、これらの基を2つ以上組み合わせてできる基、これらの基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。nは、2又は3である。)
A material for an organic transistor, comprising: a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the following general formula (1); and a compound having no structure coordinated to an alkali metal within the molecule:
(In general formula (1), R1 represents an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, an aryl alkylene group, which may have a substituent, a group formed by combining two or more of these groups, or a group formed by combining one or more of these groups with a nitrogen atom. n is 2 or 3.)
請求項1~5のいずれか1項に記載の有機薄膜、請求項6に記載の積層膜、又は請求項24に記載の有機トランジスタ用材料を含む層のいずれかを含むことを特徴とする、薄膜トランジスタ。 A thin film transistor comprising the organic thin film according to any one of claims 1 to 5, the laminated film according to claim 6, or a layer containing the organic transistor material according to claim 24. 下記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第1材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第2材料と、を含むことを特徴とする塗料組成物。
(一般式(1)中、Rは、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、又は、これらの基を2つ以上組み合わせてできる基、これらの基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。nは、2又は3である。)
A coating composition comprising: a first material which is a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the following general formula (1); and a second material which is a compound having no structure in its molecule that coordinates to an alkali metal.
(In general formula (1), R1 represents an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, an aryl alkylene group, which may have a substituent, a group formed by combining two or more of these groups, or a group formed by combining one or more of these groups with a nitrogen atom. n is 2 or 3.)
下記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第1材料と、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第2材料と、を含む単一の膜を被形成面上に形成する工程、又は、
前記第1材料を含む膜と、前記第2材料を含む膜と、を被形成面上に順に形成する工程、を含むことを特徴とする、有機薄膜の製造方法。
(一般式(1)中、Rは、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、又は、これらの基を2つ以上組み合わせてできる基、これらの基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。nは、2又は3である。)
A step of forming a single film containing a first material, which is a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the following general formula (1), and a second material, which is a compound having no structure coordinated to an alkali metal in the molecule, on a surface to be formed; or
forming a film containing the first material and a film containing the second material in that order on a surface on which the organic thin film is to be formed.
(In general formula (1), R1 represents an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, an aryl alkylene group, which may have a substituent, a group formed by combining two or more of these groups, or a group formed by combining one or more of these groups with a nitrogen atom. n is 2 or 3.)
下記一般式(1)で表される構造を有するヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物である第1材料を含む膜を、分子内にアルカリ金属へ配位する構造を有しない化合物である第2材料を含む被形成面上に形成する工程を含むことを特徴とする、有機薄膜の製造方法。
(一般式(1)中、Rは、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アリールアルキレン基、又は、これらの基を2つ以上組み合わせてできる基、これらの基の1つ若しくは2つ以上と窒素原子とを組み合わせてできる基を表す。nは、2又は3である。)
A method for producing an organic thin film, comprising the steps of: forming a film containing a first material, which is a hexahydropyrimidopyrimidine compound having a structure represented by the following general formula (1), on a surface to be formed, the film containing a second material, which is a compound not having a structure in its molecule that coordinates to an alkali metal :
(In general formula (1), R1 represents an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, an aryl alkylene group, which may have a substituent, a group formed by combining two or more of these groups, or a group formed by combining one or more of these groups with a nitrogen atom. n is 2 or 3.)
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