JP2007214364A

JP2007214364A - 有機エレクトロルミネッセンス素子

Info

Publication number: JP2007214364A
Application number: JP2006032685A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Akashi; 信隆赤司; Hideyuki Kato; 秀之加藤
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 2006-02-09
Filing date: 2006-02-09
Publication date: 2007-08-23

Abstract

【課題】耐熱性にすぐれる環状芳香族第３級アミン類からなる正孔注入及び／又は輸送剤で形成した正孔注入及び／又は輸送層を有し、高輝度、高効率、耐久性ある有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。
【解決手段】本発明によれば、一般式（Ｉ）
【化１】

（式中、Ｙ₁はそれぞれ独立に置換若しくは無置換のアリーレン基を示し、Ｙ₂はそれぞれ独立に置換若しくは無置換のアリール基を示し、ｐは０又は１から３の整数を示す。）で表される環状芳香族第３級アミン類を正孔注入及び／又は輸送剤として含む正孔注入及び／又は輸送層を備えてい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が提供される。
【選択図】なし

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関し、詳しくは、環状芳香族第３級アミン類を正孔注入及び／又は輸送剤として用いてなる効率と耐久性にすぐれる有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。

従来、光を照射することによって導電性や電荷生成等を生じる所謂光・電子機能を有する有機電子材料のうち、殆どの低分子量有機化合物は、それ自体では、薄膜形成能をもたないので、薄膜を形成するためには、バインダー樹脂に分散させて（即ち、希釈した状態で）、基材上に塗布し、薄膜化することが必要である。従って、従来、低分子量有機化合物からなる有機電子材料は、マトリックスであるバインダー樹脂の影響を受けると共に、希釈されているので、その本来の特性を十分に発揮することができない。更に、従来の低分子量有機化合物からなる有機電子材料は、バインダーの助けを借りて、常温で比較的安定な膜を形成させることができても、ガラス転移温度が低いので、耐熱性に劣り、実用的なデバイスに用いることが困難である。そこで、近年、常温でアモルファス性を有し、それ自体で薄膜を形成することができるアモルファス電子材料の開発が進められている。

他方、種々の電子デバイスのなかでも、特に、有機エレクトロルミネッセンス素子は、低電圧駆動、高効率、高輝度を有し、また、自己発光型デバイスであることから、薄型化できるので、近年、バックライトや照明装置のほか、ディスプレイ装置として、その実用化が進められている（例えば、特許文献１及び２参照）。

この有機エレクトロルミネッセンス素子は、代表的には、透明基板、例えば、ガラス基板上にＩＴＯ膜（酸化インジウム−酸化スズ膜）のような透明電極からなる陽極が積層されており、この陽極上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層及び金属電極からなる陰極がこの順序にて積層されてなるものであり、上記陽極と陰極は外部の電源に接続されている。場合によっては、正孔注入層と正孔輸送層が単層に形成されることもあり、また、発光層と陰極との間に電子輸送層が積層されることもある。このほかにも、種々の有機エレクトロルミネッセンス素子の層構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような有機エレクトロルミネッセンス素子においては、上記正孔注入層は、陽極に密着していて、この陽極から正孔を正孔輸送層に注入し、正孔輸送層はこの正孔を発光層に輸送し、注入すると共に、電子をブロックし、他方、電子輸送層は、陰極に密着していて、この陰極から電子を発光層に輸送し、注入し、そこで、発光層において、陰極から注入された電子と陽極から発光層に注入された正孔とが再結合するときに発光が生じ、これが透明電極（陽極）と透明基板を通して外部に放射される。このように、電極間に発光層を挟んで、正孔注入層と（正孔輸送層と）電子輸送層を積層することによって、有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光効率が向上することが知られている。

従来の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、正孔注入層、正孔輸送層又は正孔注入輸送層に用いられる有機電子材料、即ち、正孔注入及び／又は輸送剤としては、４，４’−ビス（Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（ＴＰＤ）や（例えば、特許文献２参照）、また、４，４’−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ））ビフェニル（α−ＮＰＤ）等の芳香族第３級アミン化合物が知られているが（例えば、特許文献３参照）、しかし、これらの芳香族第３級アミン化合物は、尚、耐熱性が十分ではないので、これによって薄膜状に形成された正孔注入及び／又は輸送層が素子の駆動時の発熱によって結晶化が促進され、かくして、素子の発光効率の低下するのみならず、遂には、素子の破壊に至ることとなり、十分な耐久性をもたない。

他方、導電性支持体上に正孔発生層と正孔輸送層を積層して発光体とした電子写真用感光体において、ある種の環状芳香族第３級アミン類を正孔発生層上に塗布して、上記正孔輸送層とすることが知られているが（特許文献４参照）、そのような環状芳香族第３級アミン類を有機エレクトロルミネッセンス素子に用いることは、これまで知られていない。

特開平０６−００１９７２号公報特開平０７−０９０２５６号公報特開平０５−２３４６８１号公報特開平０５−３２３６３５号公報

本発明は、従来の正孔注入及び／又は輸送剤における上述したような問題を解決するために、鋭意、研究した結果、ある種の環状芳香族第３級アミン類が常温以上の温度で、それ自体で、即ち、バインダー樹脂の助けなしに、安定なアモルファス膜を形成することができ、しかも、高いガラス転移温度、即ち、すぐれた耐熱性を有する正孔注入及び／又は輸送剤として機能することを見出し、かくして、このような環状芳香族第３級アミン類からなる正孔注入及び／又は輸送剤を含む正孔注入及び／又は輸送層を備えた効率と耐久性にすぐれる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的とする。

本発明によれば、一般式（Ｉ）

（式中、Ｙ₁はそれぞれ独立に置換若しくは無置換のアリーレン基を示し、Ｙ₂はそれぞれ独立に置換若しくは無置換のアリール基を示し、ｐは０又は１から３の整数を示す。）で表される環状芳香族第３級アミン類を正孔注入及び／又は輸送剤として含む正孔注入及び／又は輸送層を備えてい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が提供される。

本発明によれば、上記一般式（Ｉ）で表される環状芳香族第３級アミン類からなる正孔注入及び／又は輸送剤を用いて形成した正孔注入及び／又は輸送層を有機エレクトロルミネッセンス素子に有せしめることによって、寿命を著しく改善することができ、更に、好ましい態様によれば、輝度も大幅に改善することができる。

本発明による有機エレクトロルミネッセンス素子は、一般式（Ｉ）

（式中、Ｙ₁はそれぞれ独立に置換若しくは無置換のアリーレン基を示し、Ｙ₂はそれぞれ独立に置換若しくは無置換のアリール基を示し、ｐは０又は１から３の整数を示す。）で表される環状芳香族第３級アミン類を正孔注入及び／又は輸送剤として含む正孔注入及び／又は輸送層を備えてなるものである。

上記一般式（Ｉ）で表される環状芳香族第３級アミン類において、Ｙ₁はそれぞれ独立に置換若しくは無置換のアリーレン基を示し、このアリーレン基は、好ましくは、単環又は縮合多環芳香族炭化水素基であり、例えば、フェニレン基、ナフチレン基、アントラセンジイル基、フェナンスレンジイル基等を挙げることができるが、より好ましくは、フェニレン基又はナフチレン基であり、フェニレン基としては、１，４−又は１，３−フェニレン基であることが好ましく、ナフチレン基であるときは、１，４−又は１，５−ナフチレン基であることが好ましい。特に、本発明においては、Ｙ₁は１，４−又は１，３−フェニレン基であることが好ましい。

また、Ｙ₁が置換基を有するとき、その置換基と数は、特に限定されるものではないが、置換基としては、なかでも、炭素原子数１〜６のアルキル基又はヘテロ環基が好ましく、アルキル基の具体例として、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基等を挙げることができ、アルキル基が炭素原子数が３以上のアルキル基であるとき、そのアルキル基は直鎖状でもよく、分岐鎖状でもよい。ヘテロ環基は、特に、限定されるものではなく、例えば、フリル、チエニル、ピロリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオニル、インドリル、イソインドリル、クロメニル、キノリル、イソキノリル、ナフトチオフェニル基を挙げることができる。また、Ｙ₁が置換基を有するとき、その置換基の数は、許容される範囲であればよく、通常、１〜４であればよいが、好ましくは、１である。

他方、上記一般式（Ｉ）で表される環状芳香族第３級アミン類において、Ｙ₂はそれぞれ独立に置換若しくは無置換のアリール基を示し、このアリール基は、好ましくは、単環又は縮合多環芳香族炭化水素基であり、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基等を挙げることができるが、より好ましくは、フェニル基又はナフチル基である。ナフチル基であるときは、１−又は２−ナフチル基のいずれであってもよい。

また、Ｙ₂が置換基を有するとき、Ｙ₁が置換基を有するときと同様に、その置換基と数は、特に限定されるものではないが、置換基としては、なかでも、炭素原子数１〜６のアルキル基又はヘテロ環基が好ましく、アルキル基の具体例として、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基等を挙げることができ、アルキル基が炭素原子数が３以上のアルキル基であるとき、そのアルキル基は直鎖状でもよく、分岐鎖状でもよい。ヘテロ環基は、特に、限定されるものではなく、例えば、フリル、チエニル、ピロリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオニル、インドリル、イソインドリル、クロメニル、キノリル、イソキノリル、ナフトチオフェニル基を挙げることができる。また、Ｙ₁が置換基を有するとき、その置換基の数は、許容される範囲、即ち、１〜５であればよいが、好ましくは、１である。

本発明において、上記一般式（Ｉ）で表される環状芳香族第３級アミン類において、ｐは０又は１から３の整数であり、好ましくは、１又は２であり、特に、ｐが１であり、上記アリーレン基Ｙ₁又はアリール基Ｙ₂が置換基を有するときは、その置換基はメチル基又はヘテロ環基であることが好ましい。

前記一般式（Ｉ）で表される環状芳香族第３級アミン類は、分子構造的には、前記置換又は無置換のアリーレン基Ｙ₁と窒素原子が交互に結合して環状の分子鎖を形成しており、上記窒素原子に前記置換又は無置換のアリール基Ｙ₂が結合している。

従って、本発明によれば、上記環状芳香族第３級アミン類の好ましい具体例として、例えば、

等を挙げることができる。

上述したような種々の環状芳香族第３級アミン類は、その構造に応じて適宜の芳香族アミンの１種又は２種を選択し、これとジハロゲン化ベンゼンとを銅粉の存在下に脱ハロゲン化水素、即ち、縮合させるウルマン縮合反応や、触媒の存在下に縮合させる方法によって得ることができる。

より詳細には、例えば、前記一般式（Ｉ）で表される第２の環状芳香族第３級アミン類において、ｐが０であるものは、その構造に応じて、置換若しくは無置換のアニリン１分子と置換若しくは無置換のＮ，Ｎ’−ジフェニルフェニレンジアミン１分子とを置換若しくは無置換のジハロゲン化ベンゼン２分子を介して縮合させることによって得ることができる。前記一般式（Ｉ）で表される環状芳香族第３級アミン類において、ｐが１であるものは、その構造に応じて、置換若しくは無置換のＮ，Ｎ’−ジフェニルフェニレンジアミン２分子を置換若しくは無置換のジハロゲン化ベンゼン２分子を介して縮合させることによって得ることができる。前記一般式（Ｉ）で表される環状芳香族第３級アミン類において、ｐが２であるものは、その構造に応じて、置換若しくは無置換のＮ，Ｎ−ビス（フェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルトリアミン１分子と置換若しくは無置換のＮ，Ｎ’−ジフェニルフェニレンジアミン２分子とを置換若しくは無置換のジハロゲン化ベンゼン２分子を介して縮合させることによって得ることができる。また、前記一般式（Ｉ）で表される環状芳香族第３級アミン類において、ｐが３であるものは、その構造に応じて、置換若しくは無置換のＮ，Ｎ−ビス（フェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルトリアミン２分子を置換若しくは無置換のジハロゲン化ベンゼン２分子を介して縮合させることによって得ることができる。

上述したような環状芳香族第３級アミン類は、その比較的小さい分子量を考慮すれば、非常に高いガラス転移温度を有し、また、その蒸着膜は、Ｘ線回折法にて分析しても、明確なピークを示さないこと等から、異方性をもたないアモルファス膜であり、従って、常温以上の温度で、それ自体で、即ち、バインダー樹脂の助けなしに、安定なアモルファス膜を形成することができ、しかも、高いガラス転移温度、即ち、すぐれた耐熱性を有し、従って、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子において、これを正孔注入剤として用いてなる正孔注入層を陽極と正孔輸送層との間に設けることによって、又はこれを正孔輸送剤として用いてなる正孔輸送層を正孔注入層と発光層との間に設けることによって、又はこれを正孔注入輸送剤として用いてなる正孔注入輸送層を陽極と発光層との間に設けることによって、低電圧にて駆動することができる耐久性にすぐれる高輝度の有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができる。しかし、本発明による芳香族第３級アミン類は、バインダー樹脂を用いて、薄膜からなる正孔注入及び／又は輸送層としてもよいことは勿論である。

このように、本発明による環状芳香族第３級アミン類は、有機エレクトロルミネッセンス素子における正孔注入層を形成するための正孔注入剤として用いることができ、従って、同じ機能を有する正孔輸送層を形成するための正孔輸送剤としても用いることができる。また、有機エレクトロルミネッセンス素子において、正孔注入層と正孔輸送層を単層に形成するときは、正孔注入輸送剤として用いることもできる。即ち、本発明による環状芳香族第３級アミン類は、正孔注入及び／又は輸送剤として用いることができ、また、このような正孔注入及び／又は輸送剤はそれぞれ、有機エレクトロルミネッセンス素子における正孔注入及び／又は輸送層を形成するために用いることができる。更に、本発明による環状芳香族第３級アミン類は、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層におけるホスト剤としても用いることができる。

本発明による有機エレクトロルミネッセンス素子の好ましい一例を図１に示すように、例えば、ガラスのような透明基板１上にＩＴＯからなる透明な陽極２が密着して積層、支持されており、この陽極上に正孔注入層３ａと正孔輸送層３ｂと発光層４と金属又はその化合物からなる陰極５がこの順序で積層されてなるものである。上記陽極と陰極は外部の電源６に接続されている。従って、このような有機エレクトロルミネッセンス素子においては、陽極から正孔注入層と正孔輸送層を経て発光層に正孔が容易に注入されるので、低電圧で素子を駆動することができる。発光層には上記陰極から電子が注入され、そこで、この発光層において、上記陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔とが再結合して発光を生じ、この発光層における発光が上記透明電極（陽極）と透明基板を通して外部に放射される。

更に、本発明においては、場合によっては、前述したように、発光層と陰極との間に電子輸送層が積層されてもよく、また、余分な正孔が陰極側に抜け出るのを防止するために、ブロッキング層を設けてもよい。このように、本発明において、有機エレクトロルミネッセンス素子の積層構造は、特に、限定されるものではない。

即ち、本発明による有機エレクトロルミネッセンス素子は、上記正孔注入及び／又は輸送層が前述した芳香族第３級アミン類からなる正孔注入及び／又は輸送剤を含む点に特徴を有する。本発明による芳香族第３級アミン類は、それ自体でアモルファス膜を形成することができるので、例えば、真空蒸着装置を用いて、前記透明電極上に蒸着して、正孔注入層を形成することができる。その膜厚は、通常、１０〜２００ｎｍの範囲であり、好ましくは、２０〜８０ｎｍの範囲である。また、適宜に形成した正孔注入層上に蒸着して、正孔輸送層を形成することができ、この場合も、その膜厚は、通常、１０〜２００ｎｍの範囲であり、好ましくは、２０〜８０ｎｍの範囲である。勿論、透明電極上に本発明による芳香族第３級アミン類からなる単層の正孔注入及び／又は輸送層を形成することができる。

しかし、本発明によれば、この芳香族第３級アミン類を、必要に応じて適宜のバインダー樹脂と共に、適宜の有機溶媒に溶解させ、これを適宜の手段、例えば、スピンコート法によって、陽極上にコーティングし、乾燥して、正孔注入及び／又は輸送層を形成することもできる。この場合においても、その膜厚は上述したと同じである。

このようにして本発明による芳香族第３級アミン類から形成した正孔注入層の上に、常法に従って、例えば、α−ＮＰＤ等の正孔輸送剤からなる正孔輸送層を積層し、更に、この上に発光層と陰極を積層すれば、有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができる。同様に、適宜に形成した正孔注入層上に本発明による芳香族第３級アミン類から正孔輸送層を積層し、更に、この上に発光層と陰極を積層すれば、有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができる。

本発明による有機エレクトロルミネッセンス素子においては、本発明による芳香族第３級アミン類からなる上記正孔注入及び／又は輸送層以外の層、即ち、透明基板、本発明による正孔注入及び／又は輸送層と組合わせる通常の正孔注入及び／又は輸送層、陽極、発光層、電子輸送層及び電極は、従来より知られているものが適宜に用いられる。陽極としては、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ）からなる透明電極が好ましく用いられ、陰極には、アルミニウム、マグネシウム、インジウム、銀等の単体金属やこれらの合金、例えば、Ａｌ−Ｍｇ合金、Ａｇ−Ｍｇ合金、フッ化リチウム等が用いられ、透明基板としては、通常、ガラス基板が用いられる。

例えば、通常の正孔輸送剤としては、従来より知られている低分子量有機化合物、例えば、前述したようなα−ＮＰＤやＴＰＤが用いられ、また、通常の正孔注入剤としては、銅フタロシアニン等が用いられる。その膜厚は、通常、１０〜２００ｎｍの範囲である。

有機発光層には、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ₃）が用いられ、その膜厚は、通常、１０〜２００ｎｍの範囲である。また、有機エレクトロルミネッセンス素子が電子輸送層を含むときは、その膜厚は、通常、１０〜２００ｎｍの範囲である。

以下に幾つかの環状芳香族第３級アミン類の合成例と共に、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。

合成例１
（式（５）で表される環状芳香族第３級アミンの合成）
１Ｌ容量セパラブルフラスコに１，３−ジブロモベンゼン４７．２ｇ（０．２００モル）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−１，３−フェニレンジアミン２８．７ｇ（０．１００モル）、酢酸パラジウム０．２２５ｇ（１．００ミリモル）、トリフェニルホスフィン０．５２５ｇ（２．００ミリモル）及びナトリウムｔ−ブトキシド４２．０ｇ（０．４３７モル）を反応溶媒トルエン１０００ｍＬと共に仕込み、窒素気流下、温度１００℃を保ちながら、４時間撹拌下に反応を行った。反応終了後、反応混合物を室温まで放冷し、トルエンで抽出し、これをカラムクロマトグラフィーに付して、目的物を得た後、これをトルエンから再結晶して、前記式（５）で表される環状芳香族第３級アミン８．０ｇを白色結晶として得た。収率は２２．０％であった。

元素分析値（Ｃ₅₂Ｈ₄₄Ｎ₄として、重量％）：
ＣＨＮ
計算値８６．１５６．１２７．７３
測定値８５．８２６．２４７．９４

質量分析（Ｍ⁺(ｍ／ｅ))：７２４
赤外線吸収スペクトル：
ＫＢｒ錠剤法にて測定した。図２に示す。

示差走査熱量分析測定（ＤＳＣ）：
ＤＳＣチャートを図３に示すように、ガラス転移温度（Ｔｇ）１３１℃、結晶化温度（Ｔｃ）１８６℃、融点（Ｔｍ）３１６℃であって、耐熱性にすぐれると共に、常温以上の温度で安定なアモルファス膜を形成することができることが示される。

熱重量測定／示差熱測定（ＴＧ／ＤＴＡ）：
測定結果を図４に示すように、分解温度は４１０℃であって、熱安定性にすぐれることが示される。

サイクリックボルタンメトリー（ＣＶ）：
ＣＶチャートを図５に示すように、酸化電位は０．５１Ｖ（ｖｓＡｇ／Ａｇ⁺）であった。また、繰り返し安定性もよく、酸化還元過程の可逆性にもすぐれている。

合成例２
（式（７）で表される環状芳香族第３級アミンの合成）
５００ｍＬ容量セパラブルフラスコに１，４−ジブロモベンゼン２３．６ｇ（０．１０モル）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，３−フェニレンジアミン２６．０ｇ（０．１０モル）、酢酸パラジウム０．１１ｇ（０．５ミリモル）、トリフェニルホスフィン０．５２ｇ（２．０ミリモル）及びナトリウムｔ−ブトキシド２１．１ｇ（０．２２モル）を反応溶媒トルエン３００ｍＬと共に仕込み、窒素気流下、温度１００℃を保ちながら、１２時間撹拌下に反応を行った。反応終了後、反応混合物を室温まで放冷し、トルエンで抽出し、これをカラムクロマトグラフィーに付して、目的物を得た後、これをトルエンから再結晶して、前記式（７）で表される環状芳香族第３級アミン３．３ｇを白色結晶として得た。収率は２０％であった。

元素分析値（Ｃ₄₈Ｈ₃₆Ｎ₄として、重量％）：
ＣＨＮ
計算値８６．２０５．４３８．３８
測定値８６．５０５．３１８．１９

質量分析（Ｍ⁺(ｍ／ｅ))：６６８
赤外線吸収スペクトル：
ＫＢｒ錠剤法にて測定した。図６に示す。

示差走査熱量分析測定（ＤＳＣ）：
ＤＳＣチャートを図７に示す。ガラス転移温度（Ｔｇ）及び結晶化温度（Ｔｃ）は観測されなかった。融点（Ｔｍ）は３７６℃であった。耐熱性にすぐれると共に、常温以上の温度で安定なアモルファス膜を形成することができることが示される。

熱重量測定／示差熱測定（ＴＧ／ＤＴＡ）：
測定結果を図８に示すように、分解温度は４４９℃であって、熱安定性にすぐれることが示される。

サイクリックボルタンメトリー（ＣＶ）：
ＣＶチャートを図９に示すように、酸化電位は０．３０Ｖ（ｖｓＡｇ／Ａｇ⁺）であった。また、繰り返し安定性もよく、酸化還元過程の可逆性にもすぐれている。

合成例３
（式（８）で表される環状芳香族第３級アミンの合成）
合成例１において、１，３−ジブロモベンゼンに代えて、１，４−ジブロモベンゼンを用いた以外は、同様にして、前記式（８）で表される環状芳香族第３級アミン３．９ｇを白色結晶として得た。収率は１９．２％であった。

元素分析値（Ｃ₅₂Ｈ₄₄Ｎ₄として、重量％）：
ＣＨＮ
計算値８６．１５６．１２７．７３
測定値８６．３１５．９８７．７１

質量分析（Ｍ⁺(ｍ／ｅ))：７２４
赤外線吸収スペクトル：
ＫＢｒ錠剤法にて測定した。図１０に示す。

示差走査熱量分析測定（ＤＳＣ）：
ＤＳＣチャートを図１１に示す。ガラス転移温度（Ｔｇ）は１８８℃であり、融点（Ｔｍ）は３４０℃であった。耐熱性にすぐれると共に、常温以上の温度で安定なアモルファス膜を形成することができることが示される。

熱重量測定／示差熱測定（ＴＧ／ＤＴＡ）：
測定結果を図１２に示すように、分解温度は４７１℃であって、熱安定性にすぐれることが示される。

サイクリックボルタンメトリー（ＣＶ）：
ＣＶチャートを図１３に示すように、酸化電位は０．２４Ｖ（ｖｓＡｇ／Ａｇ⁺）であった。また、繰り返し安定性もよく、酸化還元過程の可逆性にもすぐれている。

合成例４
（式（２２）で表される環状芳香族第３級アミンの合成）
合成例７において、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，３−フェニレンジアミン２６．０ｇ（０．１０モル）に代えて、Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ナフチル）−１，３−フェニレンジアミン４０．１ｇ（０．１１モル）を用いた以外は、同様にして、前記式（２２）で表される環状芳香族第３級アミン７．７ｇを淡黄色結晶として得た。収率は１５．９％であった。

元素分析値（Ｃ₆₄Ｈ₄₆Ｎ₄として、重量％）：
ＣＨＮ
計算値８８．２５５．３２６．４３
測定値８８．５２５．２５６．２３

質量分析（Ｍ⁺(ｍ／ｅ))：８７０
赤外線吸収スペクトル：
ＫＢｒ錠剤法にて測定した。図１４に示す。

示差走査熱量分析測定（ＤＳＣ）：
ＤＳＣチャートを図１５に示す。ガラス転移温度（Ｔｇ）は２０２℃であり、結晶化温度（Ｔｃ）は２６４℃であり、融点（Ｔｍ）は３６８℃であった。耐熱性にすぐれると共に、常温以上の温度で安定なアモルファス膜を形成することができることが示される。

熱重量測定／示差熱測定（ＴＧ／ＤＴＡ）：
測定結果を図１６に示すように、分解温度は４９６℃であって、熱安定性にすぐれることが示される。

サイクリックボルタンメトリー（ＣＶ）：
ＣＶチャートを図１７に示すように、酸化電位は０．３２Ｖ（ｖｓＡｇ／Ａｇ⁺）であった。また、繰り返し安定性もよく、酸化還元過程の可逆性にもすぐれている。

合成例５
（式（２３）で表される環状芳香族第３級アミンの合成）
合成例１において、１，３−ジブロモベンゼンに代えて、１，４−ジブロモベンゼンを用いると共に、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−１，３−フェニレンジアミンに代えて、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｍ−トリル）−１，３−フェニレンジアミンを用いた以外は、同様にして、前記式（２３）で表される環状芳香族第３級アミン１２．０ｇを白色結晶として得た。収率は１５．０％であった。

元素分析値（Ｃ₅₂Ｈ₄₄Ｎ₄として、重量％）：
ＣＨＮ
計算値８６．１５６．１２７．７３
測定値８６．２１６．３０７．４９

質量分析（Ｍ⁺(ｍ／ｅ))：７２４
赤外線吸収スペクトル：
ＫＢｒ錠剤法にて測定した。図１８に示す。

示差走査熱量分析測定（ＤＳＣ）：
ＤＳＣチャートを図１９に示す。ガラス転移温度（Ｔｇ）は１８８℃であり、融点（Ｔｍ）は３２２℃であった。耐熱性にすぐれると共に、常温以上の温度で安定なアモルファス膜を形成することができることが示される。

熱重量測定／示差熱測定（ＴＧ／ＤＴＡ）：
測定結果を図２０に示すように、分解温度は４４３℃であって、熱安定性にすぐれることが示される。

サイクリックボルタンメトリー（ＣＶ）：
ＣＶチャートを図２１に示すように、酸化電位は０．２７Ｖ（ｖｓＡｇ／Ａｇ⁺）であった。また、繰り返し安定性もよく、酸化還元過程の可逆性にもすぐれている。

実施例１〜２３
厚み６００ｎｍのＩＴＯ透明電極（陽極）上に表１に示す環状芳香族第３級アミンを厚み５０ｎｍに真空蒸着して正孔注入層を形成し、次いで、その上に４，４’−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（α−ＮＰＤ）を厚み１０ｎｍに真空蒸着して正孔輸送層を形成し、その上にトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ₃）を厚み７５ｎｍに真空蒸着して発光層を形成した。更に、その上に陰極として、フッ化リチウム（０．５ｎｍ）とアルミニウム（１００ｎｍ）をこの順序にて蒸着して、有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。

このようにして得た有機エレクトロルミネッセンス素子について、電流密度２５ｍＡ／ｃｍ²のときの電流効率（発光効率）、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ²にて駆動したときに輝度が１／２になるまでの駆動時間で示す輝度半減寿命（時間）及び最高輝度を表１に示す。

比較例１
厚み６００ｎｍのＩＴＯ透明電極（陽極）上に銅フタロシアニンを厚み５０ｎｍに真空蒸着して正孔注入層を形成し、次いで、その上に４，４’−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（α−ＮＰＤ）を厚み１０ｎｍに真空蒸着して正孔輸送層を形成し、その上にトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ₃）を厚み７５ｎｍに真空蒸着して発光層を形成した。更に、その上に陰極として、フッ化リチウム（０．５ｎｍ）とアルミニウム（１００ｎｍ）をこの順序にて蒸着して、有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。

このようにして得た有機エレクトロルミネッセンス素子について、実施例と同様に、電流密度２５ｍＡ／ｃｍ²のときの電流効率（発光効率）、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ²にて駆動したときに輝度が１／２になるまでの駆動時間で示す輝度半減寿命（時間）及び最高輝度を調べた。結果を表１に示す。

実施例２４〜３５
厚み６００ｎｍのＩＴＯ透明電極（陽極）上に銅フタロシアニンを厚み５０ｎｍに真空蒸着して正孔注入層を形成し、次いで、その上に表２に示す環状芳香族第３級アミンをそれぞれ厚み１０ｎｍに真空蒸着して正孔輸送層を形成し、その上にトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ₃）を厚み７５ｎｍに真空蒸着して発光層を形成した。更に、その上に陰極として、フッ化リチウム（０．５ｎｍ）とアルミニウム（１００ｎｍ）をこの順序にて蒸着して、有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。

このようにして得た有機エレクトロルミネッセンス素子について、前述したと同様にして、電流密度２５ｍＡ／ｃｍ²のときの電流効率（発光効率）、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ²にて駆動したときに輝度が１／２になるまでの駆動時間で示す輝度半減寿命（時間）及び最高輝度を調べた。結果を表２に示す。

本発明による有機エレクトロルミネッセンス素子の一例を示す断面図である。構造式（５）で表される環状芳香族第３級アミンの赤外線吸収スペクトルである。構造式（５）で表される環状芳香族第３級アミンのＤＳＣチャートである。構造式（５）で表される環状芳香族第３級アミンのＴＧ／ＤＴＡチャートである。構造式（５）で表される環状芳香族第３級アミンのＣＶチャートである。構造式（７）で表される環状芳香族第３級アミンの赤外線吸収スペクトルである。構造式（７）で表される環状芳香族第３級アミンのＤＳＣチャートである。構造式（７）で表される環状芳香族第３級アミンのＴＧ／ＤＴＡチャートである。構造式（７）で表される環状芳香族第３級アミンのＣＶチャートである。構造式（８）で表される環状芳香族第３級アミンの赤外線吸収スペクトルである。構造式（８）で表される環状芳香族第３級アミンのＤＳＣチャートである。構造式（８）で表される環状芳香族第３級アミンのＴＧ／ＤＴＡチャートである。構造式（８）で表される環状芳香族第３級アミンのＣＶチャートである。構造式（２２）で表される環状芳香族第３級アミンの赤外線吸収スペクトルである。構造式（２２）で表される環状芳香族第３級アミンのＤＳＣチャートである。構造式（２２）で表される環状芳香族第３級アミンのＴＧ／ＤＴＡチャートである。構造式（２２）で表される環状芳香族第３級アミンのＣＶチャートである。構造式（２３）で表される環状芳香族第３級アミンの赤外線吸収スペクトルである。構造式（２３）で表される環状芳香族第３級アミンのＤＳＣチャートである。構造式（２３）で表される環状芳香族第３級アミンのＴＧ／ＤＴＡチャートである。構造式（２３）で表される環状芳香族第３級アミンのＣＶチャートである。

符号の説明

１…透明基板
２…陽極
３ａ…正孔注入層
３ｂ…正孔輸送層
４…発光層
５…陰極
６…電源

Claims

一般式（Ｉ）

（式中、Ｙ₁はそれぞれ独立に置換若しくは無置換のアリーレン基を示し、Ｙ₂はそれぞれ独立に置換若しくは無置換のアリール基を示し、ｐは０又は１から３の整数を示す。）で表される環状芳香族第３級アミン類を正孔注入及び／又は輸送剤として含む正孔注入及び／又は輸送層を備えてい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。
Ｙ₁がそれぞれ独立に置換若しくは無置換のフェニレン基又はナフチレン基であり、Ｙ₂はそれぞれ独立に置換若しくは無置換のフェニル基又はナフチル基である請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Ｙ₁がそれぞれ独立に置換基として炭素原子数１〜６のアルキル基又はヘテロ環基を有していてもよいフェニレン基であり、Ｙ₂がそれぞれ独立に置換基として炭素原子数１〜６のアルキル基又はヘテロ環基を有していてもよいフェニル基又はナフチル基である請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。