JP2015122345A - 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 Download PDF

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康生 宮田
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Abstract

【課題】低電圧駆動し、且つ高発光効率と長寿命化を実現する有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた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】下記一般式（１）で表される有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
Figure 2015122345

式（１）中、Ar1、Ar2、及びAr3は、水素原子、重水素原子、又は置換基であり、l、m、及びnは０又は１で、L1、L2、及びL3は、連結基である。
【選択図】図１

Description

本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。特に、青色発光領域及び緑色発光領域において、有機エレクトロルミネッセンス素子を低電圧駆動し、且つ高発光効率と長寿命化を実現する有機エレクトロルミネッセンス素子材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
近年、画像表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス表示装置（Organic Electroluminescence Display：有機ＥＬ表示装置）の開発が盛んになってきている。有機ＥＬ表示装置は、液晶表示装置等とは異なり、陽極及び陰極から注入された正孔及び電子を発光層において再結合させることにより、発光層における有機化合物を含む発光材料を発光させて表示を実現するいわゆる自発光型の表示装置である。
有機エレクトロルミネッセンス素子（有機EL素子）としては、例えば、陽極、陽極上に配置された正孔輸送層、正孔輸送層上に配置された発光層、発光層上に配置された電子輸送層及び電子輸送層上に配置された陰極から構成された有機エレクトロルミネッセンス素子が知られている。陽極からは正孔が注入され、注入された正孔は正孔輸送層を移動して発光層に注入される。一方、陰極からは電子が注入され、注入された電子は電子輸送層を移動して発光層に注入される。発光層に注入された正孔と電子とが再結合することにより、発光層内で励起子が生成される。有機エレクトロルミネッセンス素子は、その励起子の輻射失活によって発生する光を利用して発光する。尚、有機エレクトロルミネッセンス素子は、以上に述べた構成に限定されず、種々の変更が可能である。
有機エレクトロルミネッセンス素子を表示装置に応用するにあたり、有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化が求められている。特に、青色発光領域及び緑色発光領域において、有機エレクトロルミネッセンス素子の低電圧駆動とともに、発光効率の向上や寿命化を実現するために、正孔輸送層に用いる材料についての検討が種々なされている。正孔輸送層に用いられる材料としては、芳香族アミン系化合物等の様々な化合物が知られている。例えば、特許文献１では、カルバゾール誘導体が正孔輸送材料又は正孔注入材料として提案されている。また、特許文献２では、ターフェニル基を有するアミン化合物が正孔輸送材料及び発光層中のホスト材料として提案されている。特許文献３では、フルオレニル基を有するアミン化合物が正孔輸送材料又は正孔注入材料として提案されている。しかしながら、これらの材料を用いた有機ＥＬ素子も充分な発光寿命を有しているとは言い難く、現在では一層、高効率で低電圧駆動が可能であり、発光寿命の長い有機ＥＬ素子が望まれている。
米国特許出願公開第２００７／０２３１５０３号明細書 国際公開第２０１２／０９１４７１号 国際公開第２０１０／１１０５５３号
本発明は、上述の問題を解決するものであって、有機エレクトロルミネッセンス素子を低電圧駆動し、且つ高発光効率と長寿命化を実現する有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた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。特に、青色発光領域及び緑色発光領域において、有機エレクトロルミネッセンス素子を低電圧駆動し、且つ高発光効率と長寿命化を実現する有機エレクトロルミネッセンス素子材料を提供することを目的とする。
本発明の一実施形態によると、下記一般式（１）で表される有機エレクトロルミネッセンス素子用材料が提供される。
Figure 2015122345
式（１）中、Ar1、Ar2、及びAr3は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数１以上３０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上３０以下のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数５以上３０以下のヘテロアリール基、置換若しくは無置換のトリアリールシリル基、又は置換若しくは無置換のトリアルキルシリル基であり、l、m、及びnはそれぞれ独立に０又は１で、l + m + n ≧ 1の関係を満たし、L1、L2、及びL3はそれぞれ独立に、単結合、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成原子数５以上３０以下のヘテロアリール基である。
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、オクタヒドロアントラセニレン基を１つ以上有するアミン化合物であることにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を低電圧駆動し、且つ高発光効率と長寿命化を実現することができる。特に、青色発光領域及び緑色発光領域において、有機エレクトロルミネッセンス素子を低電圧駆動し、且つ高発光効率と長寿命化を実現することができる。
前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料において、前記Ar1、Ar2、及びAr3は、水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上１８以下のアリール基、置換若しくは無置換のカルバゾリル基、置換若しくは無置換のジベンゾフリル基、置換若しくは無置換のジベンゾチエニル基であってもよい。
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、アミン化合物において、水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上１８以下のアリール基、置換若しくは無置換のカルバゾリル基、置換若しくは無置換のジベンゾフリル基、置換若しくは無置換のジベンゾチエニル基を、１つ以上のオクタヒドロアントラセニレン基を介して導入することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を低電圧駆動し、且つ高発光効率と長寿命化を実現することができる。
前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料において、前記式（１）中、前記l、m、及びnは、l + m + n = 1の関係を満たしてもよい。
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、アミン化合物にオクタヒドロアントラセニレン基を１つ導入することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を低電圧駆動し、且つ高発光効率と長寿命化を実現することができる。
前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料において、前記L1、L2、及びL3はそれぞれ独立に、単結合、環形成炭素数６以上１８以下のアリール基であってもよい。
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、単結合、又は環形成炭素数６以上１８以下のアリール基を介してアミン化合物にオクタヒドロアントラセニレン基を１つ以上導入することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を低電圧駆動し、且つ高発光効率と長寿命化を実現することができる。
また、本発明の一実施形態によると、前記何れか一に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用正孔輸送材料が提供される。
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用正孔輸送材料は、オクタヒドロアントラセニレン基を１つ以上有するアミン化合物であることにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を低電圧駆動し、且つ高発光効率と長寿命化を実現することができる。特に、青色発光領域及び緑色発光領域において、有機エレクトロルミネッセンス素子を低電圧駆動し、且つ高発光効率と長寿命化を実現することができる。
また、本発明の一実施形態によると、前記何れか一に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を陽極と発光層との間に配置される積層膜の一つの膜に含む有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、オクタヒドロアントラセニレン基を１つ以上有するアミン化合物を陽極と発光層との間に配置される積層膜の一つの膜に含むことにより、低電圧で駆動し、且つ高発光効率と長寿命化を実現することができる。特に、青色発光領域及び緑色発光領域において、有機エレクトロルミネッセンス素子を低電圧で駆動し、且つ高発光効率と長寿命化を実現することができる。
本発明によると、低電圧で駆動し、且つ高発光効率と長寿命化を実現する有機エレクトロルミネッセンス素子材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。特に、青色発光領域及び緑色発光領域において、有機エレクトロルミネッセンス素子を低電圧で駆動し、且つ高発光効率と長寿命化を実現することができる。
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子１００を示す模式図である。
上述の問題を解決すべく鋭意検討した結果、アミン化合物に１つ以上のオクタヒドロアントラセニレン基を導入することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を低電圧で駆動し、且つ高発光効率と長寿命化を実現することができることを見出し、発明を完成させた。特に、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子材料を陽極と発光層との間に配置される積層膜の一つの膜に含むことにより、青色発光領域及び緑色発光領域において、顕著な効果を得られることを見出した。
以下、図面を参照して本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子について説明する。但し、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、本実施の形態で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、下記一般式（１）で示されるオクタヒドロアントラセニレン基を１つ以上有するアミン化合物を含む。
Figure 2015122345
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料において、式（１）中、Ar1、Ar2、及びAr3は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数１以上３０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上３０以下のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数５以上３０以下のヘテロアリール基、置換若しくは無置換のトリアリールシリル基、又は置換若しくは無置換のトリアルキルシリル基である。l、m、及びnはそれぞれ独立に０又は１で、l + m + n ≧ 1の関係を満たす。L1、L2、及びL3はそれぞれ独立に、単結合、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成原子数５以上３０以下のヘテロアリール基である。
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料において、l、m、及びnは、l + m + n = 1の関係を満たすことが好ましい。アミン化合物にオクタヒドロアントラセニレン基を１つ導入することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を低電圧駆動し、且つ高発光効率と長寿命化を実現することができる。本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、アミン化合物にオクタヒドロアントラセニレン基を２つ又は３つ導入してもよく、l、m、又はnの何れにオクタヒドロアントラセニレン基を導入してもよい。
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、アミン化合物にオクタヒドロアントラセニレン基を１つ以上導入することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を低電圧駆動し、且つ高発光効率と長寿命化を実現することができる。
ここで、式（１）中、Ar1、Ar2、及びAr3として用いるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が例示される。
また、式（１）中、Ar1、Ar2、及びAr3として用いる「置換若しくは無置換の炭素数１以上３０以下のアルキル基」のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｉ−ブチル基、２−エチルブチル基、３、３−ジメチルブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｔ−ペンチル基、シクロペンチル基、１−メチルペンチル基、３−メチルペンチル基、２−エチルペンチル基、４−メチル−２−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、１−メチルヘキシル基、２−エチルヘキシル基、２−ブチルヘキシル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、４−ｔ−ブチルシクロヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、１−メチルヘプチル基、２、２−ジメチルヘプチル基、２−エチルヘプチル基、２−ブチルヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｔ−オクチル基、２−エチルオクチル基、２−ブチルオクチル基、２−ヘキシルオクチル基、３、７−ジメチルオクチル基、シクロオクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、アダマンチル基、２−エチルデシル基、２−ブチルデシル基、２−ヘキシルデシル基、２−オクチルデシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、２−エチルドデシル基、２−ブチルドデシル基、２−ヘキシルドデシル基、２−オクチルドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、２−エチルヘキサデシル基、２−ブチルヘキサデシル基、２−ヘキシルヘキサデシル基、２−オクチルヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−イコシル基、２−エチルイコシル基、２−ブチルイコシル基、２−ヘキシルイコシル基、２−オクチルイコシル基、ｎ−ヘンイコシル基、ｎ−ドコシル基、ｎ−トリコシル基、ｎ−テトラコシル基、ｎ−ペンタコシル基、ｎ−ヘキサコシル基、ｎ−ヘプタコシル基、ｎ−オクタコシル基、ｎ−ノナコシル基、及びｎ−トリアコンチル基等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
「置換若しくは無置換の炭素数１以上３０以下のアルコキシ基」のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｉ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｓ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基、ｉ−ブトキシ基、２−エチルブトキシ基、３、３−ジメチルブトキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基、ｉ−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、ｔ−ペンチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、１−メチルペンチルオキシ基、３−メチルペンチルオキシ基、２−エチルペンチルオキシ基、４−メチル−２−ペンチルオキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基、１−メチルヘキシルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基、２−ブチルヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、４−メチルシクロヘキシルオキシ基、４−ｔ−ブチルシクロヘキシルオキシ基、ｎ−ヘプチルオキシ基、１−メチルヘプチルオキシ基、２、２−ジメチルヘプチルオキシ基、２−エチルヘプチルオキシ基、２−ブチルヘプチルオキシ基、ｎ−オクチルオキシ基、ｔ−オクチルオキシ基、２−エチルオクチルオキシ基、２−ブチルオクチルオキシ基、２−ヘキシルオクチルオキシ基、３、７−ジメチルオクチルオキシ基、シクロオクチルオキシ基、ｎ−ノニルオキシ基、ｎ−デシルオキシ基、アダマンチルオキシ基、２−エチルデシルオキシ基、２−ブチルデシルオキシ基、２−ヘキシルデシルオキシ基、２−オクチルデシルオキシ基、ｎ−ウンデシルオキシ基、ｎ−ドデシルオキシ基、２−エチルドデシルオキシ基、２−ブチルドデシルオキシ基、２−ヘキシルドデシルオキシ基、２−オクチルドデシルオキシ基、ｎ−トリデシルオキシ基、ｎ−テトラデシルオキシ基、ｎ−ペンタデシルオキシ基、ｎ−ヘキサデシルオキシ基、２−エチルヘキサデシルオキシ基、２−ブチルヘキサデシルオキシ基、２−ヘキシルヘキサデシルオキシ基、２−オクチルヘキサデシルオキシ基、ｎ−ヘプタデシルオキシ基、ｎ−オクタデシルオキシ基、ｎ−ノナデシルオキシ基、ｎ−イコシルオキシ基、２−エチルイコシルオキシ基、２−ブチルイコシルオキシ基、２−ヘキシルイコシルオキシ基、２−オクチルイコシルオキシ基、ｎ−ヘンイコシルオキシ基、ｎ−ドコシルオキシ基、ｎ−トリコシルオキシ基、ｎ−テトラコシルオキシ基、ｎ−ペンタコシルオキシ基、ｎ−ヘキサコシルオキシ基、ｎ−ヘプタコシルオキシ基、ｎ−オクタコシルオキシ基、ｎ−ノナコシルオキシ基、及びｎ−トリアコンチルオキシ基等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
「置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基」のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基、キンクフェニル基、セキシフェニル基、フルオレニル基、トリフェニレン基、ビフェニレン基、ピレニル基、ベンゾフルオランテニル基、クリセニル基等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
「置換若しくは無置換の環形成原子数５以上３０以下のヘテロアリール基」のヘテロアリール基としては、ベンゾチアゾリル基、チオフェニル基、チエノチオフェニル基、チエノチエノチオフェニル基、ベンゾチオフェニル基、ベンゾフリル基、ジベンゾチオフェニル基、ジベンゾフリル基、Ｎ−アリールカルバゾリル基、Ｎ−ヘテロアリールカルバゾリル基、Ｎ−アルキルカルバゾリル基、フェノキサジル基、フェノチアジル基、ピリジル基、ピリミジル基、トリアジル基、キノリニル基、キノキサリル基等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
「置換若しくは無置換のトリアリールシリル基」の「アリール基」としては、上記の「アリール基」と同様のものが挙げられる。
置換若しくは無置換のトリアルキルシリル基の「アルキル基」としては、上記の「アルキル基」と同様のものが挙げられる。
一実施形態において、式（１）中、Ar1、Ar2、及びAr3として水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上１８以下のアリール基、置換若しくは無置換のカルバゾリル基、置換若しくは無置換のジベンゾフリル基、置換若しくは無置換のジベンゾチエニル基を好適に用いることができる。なお、例示したアリール基において、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、トリフェニレン基、ピレニル基、ベンゾフルオランテニル基、クリセニル基は本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料のAr1、Ar2、及びAr3に用いるアリール基として好適である。
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、アミン化合物において、上述した置換基を、１つ以上のオクタヒドロアントラセニレン基を介して導入することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を低電圧駆動し、且つ高発光効率と長寿命化を実現することができる。
また、式（１）中、L1、L2、及びL3として用いる置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基としては、上記の「アリール基」と同様のものが挙げられる。
置換若しくは無置換の環形成原子数５以上３０以下のヘテロアリール基としては、上記の「ヘテロアリール基」と同様のものが挙げられる。
一実施形態において、式（１）中、L1、L2、及びL3として単結合、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上１８以下のアリール基を好適に用いることができる。例示したアリール基において、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、トリフェニレン基、ピレニル基、ベンゾフルオランテニル基、クリセニル基は本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料のL1、L2、及びL3に用いるアリール基として好適である。
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、単結合、又は上述した連結基を介してアミン化合物にオクタヒドロアントラセニレン基を１つ以上導入することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を低電圧駆動し、且つ高発光効率と長寿命化を実現することができる。
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
Figure 2015122345

また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
Figure 2015122345
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
Figure 2015122345

また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
Figure 2015122345

また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
Figure 2015122345
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
Figure 2015122345

また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
Figure 2015122345
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
Figure 2015122345
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
Figure 2015122345
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
Figure 2015122345
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
Figure 2015122345
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
Figure 2015122345
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、有機エレクトロルミネッセンス素子用正孔輸送材料として好適に用いることができる。したがって、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極と発光層との間に配置される積層膜の一つの膜に用いることにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を低電圧で駆動し、且つ高発光効率と長寿命化を実現することができる。
（有機エレクトロルミネッセンス素子）
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子１００を示す模式図である。有機エレクトロルミネッセンス素子１００は、例えば、基板１０２、陽極１０４、正孔注入層１０６、正孔輸送層１０８、発光層１１０、電子輸送層１１２、電子注入層１１４及び陰極１１６を備える。一実施形態において、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層１１０に用いることができる。
例えば、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を正孔輸送層１０８に用いる場合について説明する。基板１０２は、例えば、透明ガラス基板や、シリコン等から成る半導体基板樹脂等のフレキシブルな基板であってもよい。陽極１０４は、基板１０２上に配置され、酸化インジウムスズ（ITO）やインジウム亜鉛酸化物（IZO）等を用いて形成することができる。正孔注入層１０６は、陽極１０４上に配置され、例えば、4,4′,4′′-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine（2-TNATA）、N,N,N′,N′-Tetrakis(3-methylphenyl)-3,3′-dimethylbenzidine（HMTPD）、Dipyrazino[2,3-f:2′,3′-h]quinoxaline-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile（HAT(CN)6）等を含む。正孔輸送層１０８は、正孔注入層１０６上に配置され、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いて形成される。発光層１１０は、正孔輸送層１０８上に配置され、例えば、9,10-Di(2-naphthyl)anthracene（ADN）を含むホスト材料に2,5,8,11-Tetra-t-butylperylene (TBP) をドープして形成することができる。電子輸送層１１２は、発光層１１０上に配置され、例えば、Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminium（Alq3）を含む材料により形成される。電子注入層１１４は、電子輸送層１１２上に配置され、例えば、フッ化リチウム（LiF）を含む材料により形成される。陰極１１６は、電子注入層１１４上に配置され、Al等の金属や酸化インジウムスズ（ITO）やインジウム亜鉛酸化物（IZO）等の透明材料により形成される。上記薄膜は、真空蒸着、スパッタ、各種塗布など材料に応じた適切な成膜方法を選択することにより、形成することができる。
本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子１００においては、上述した本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を陽極と発光層との間に配置される積層膜の一つの膜、特に正孔輸送層に用いることにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を低電圧で駆動し、且つ高発光効率と長寿命化を実現することができる。特に、青色発光領域及び緑色発光領域において、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いることにより、顕著な効果を得ることができる。なお、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、TFTを用いたアクティブマトリクスの有機EL発光装置にも適用することができる。
（製造方法）
上述した本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
（化合物２の合成）
実施例として化合物２は、例えば、以下の反応により合成することができる。
Figure 2015122345
具体的には、反応容器にアミン化合物（３ｍｍｏｌ）、臭素置換化合物（３ｍｍｏｌ）、パラジウム触媒（０．３ｍｏｌ）、ホスフィン配位子（１．２ｍｏｌ）、塩基性試薬（１２ｍｍｏｌ）、トルエン（１００ｍＬ）を加え、容器内を窒素置換し、その後還流下で２０時間撹拌した。放冷後、反応溶液に水を加えて有機層の抽出を行った。得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、ろ過後に、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、得られた固体を再結晶したところ、目的物である粉末状固体を収率１０％で得た（ＡＰＣＩ＋：Ｃ５０Ｈ４３Ｎ，測定値６５７）。
（化合物１６の合成）
実施例として化合物１６は、例えば、以下の反応により合成することができる。
Figure 2015122345
具体的には、反応容器にアミン化合物（４ｍｍｏｌ）、臭素置換化合物（４ｍｍｏｌ）、パラジウム触媒（０．４ｍｏｌ）、ホスフィン配位子（１．６ｍｏｌ）、塩基性試薬（１６ｍｍｏｌ）、トルエン（１５０ｍＬ）を加え、容器内を窒素置換し、その後還流下で２０時間撹拌した。放冷後、反応溶液に水を加えて有機層の抽出を行った。得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、ろ過後に、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、得られた固体を再結晶したところ、目的物である粉末状固体を収率１５％で得た（ＡＰＣＩ＋：Ｃ５０Ｈ４１ＮＯ，測定値６７１）。
（化合物２６の合成）
実施例として化合物２６は、例えば、以下の反応により合成することができる。
Figure 2015122345
具体的には、反応容器にアミン化合物（３．５ｍｍｏｌ）、臭素置換化合物（３．５ｍｍｏｌ）、パラジウム触媒（０．４ｍｏｌ）、ホスフィン配位子（１．６ｍｏｌ）、塩基性試薬（１４ｍｍｏｌ）、トルエン（１２５ｍＬ）を加え、容器内を窒素置換し、その後還流下で１０時間撹拌した。放冷後、反応溶液に水を加えて有機層の抽出を行った。得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、ろ過後に、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、得られた固体を再結晶したところ、目的物である粉末状固体を収率６０％で得た（ＡＰＣＩ＋：Ｃ５０Ｈ４３Ｎ，測定値６５７）。
（化合物９１の合成）
実施例として化合物９１は、例えば、以下の反応により合成することができる。
Figure 2015122345
具体的には、反応容器にアミン化合物（１．５ｍｍｏｌ）、臭素置換化合物（１．５ｍｍｏｌ）、パラジウム触媒（０．２ｍｏｌ）、ホスフィン配位子（０．８ｍｏｌ）、塩基性試薬（６ｍｍｏｌ）、トルエン（７５ｍＬ）を加え、容器内を窒素置換し、その後還流下で２５時間撹拌した。放冷後、反応溶液に水を加えて有機層の抽出を行った。得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、ろ過後に、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、得られた固体を再結晶したところ、目的物である粉末状固体を収率１０％で得た（ＡＰＣＩ＋：Ｃ５８Ｈ５５Ｎ，測定値７６５）。
（化合物１０１の合成）
実施例として化合物１０１は、例えば、以下の反応により合成することができる。
Figure 2015122345
具体的には、反応容器にアミン化合物（２ｍｍｏｌ）、臭素置換化合物（２ｍｍｏｌ）、パラジウム触媒（０．２ｍｏｌ）、ホスフィン配位子（０．８ｍｏｌ）、塩基性試薬（８ｍｍｏｌ）、トルエン（１００ｍＬ）を加え、容器内を窒素置換し、その後還流下で１３時間撹拌した。放冷後、反応溶液に水を加えて有機層の抽出を行った。得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、ろ過後に、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、得られた固体を再結晶したところ、目的物である粉末状固体を収率５５％で得た（ＡＰＣＩ＋：Ｃ６２Ｈ５３ＮＳｉ，測定値８３９）。
上述した化合物２、１６、２６、９１及び１０１を用いて、実施例１〜５の有機エレクトロルミネッセンス素子を形成した。また、比較例として、化合物１２１及び１２２を用いて、比較例１及び比較例２の有機エレクトロルミネッセンス素子を形成した。
Figure 2015122345
実施例１〜５及び比較例１、２の有機エレクトロルミネッセンス素子は、上述した製造方法により作製した。本実施例においては、基板１０２には透明ガラス基板を用い、１５０ｎｍの膜厚のITOで陽極１０４を形成し、６０ｎｍの膜厚の2-TNATAで正孔注入層１０６を形成し、３０ｎｍの膜厚の正孔輸送層１０８を形成し、ADNにTBPを３％ドープした２５ｎｍの膜厚の発光層１１０を形成し、２５ｎｍの膜厚のAlq3で電子輸送層１１２を形成し、１ｎｍの膜厚のLiFで電子注入層１１４を形成し、１００ｎｍの膜厚のAlで陰極１１６を形成した。
形成した有機エレクトロルミネッセンス素子について、電圧及び電流効率を測定した。なお、電流効率は１０ｍＡ／ｃｍ２における値を示す。また、１，０００ｃｄ／ｍ２での寿命を測定した。測定結果を表１に示す
Figure 2015122345
表１から明らかなように、実施例１〜５の化合物は、比較例１及び２の化合物に比して、低電圧で有機エレクトロルミネッセンス素子を駆動させた。また、実施例１〜５の化合物は、比較例１及び比較例２に比べ高い電流効率を示した。寿命においても、実施例１〜５の化合物は、比較例１及び２の化合物に比して、長寿命化した。
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、オクタヒドロアントラセニレン基を１つ以上有するアミン化合物であることにより、材料の電子耐性を向上し、且つ高発光効率と長寿命化を実現することができる。特に、青色発光領域及び緑色発光領域において、有機エレクトロルミネッセンス素子を低電圧駆動し、且つ高発光効率と長寿命化を実現することができる。
１００ 有機ＥＬ素子、１０２ 基板、１０４ 陽極、１０６ 正孔注入層、１０８ 正孔輸送層、１１０ 発光層、１１２ 電子輸送層、１１４ 電子注入層、１１６ 陰極

Claims (6)

  1. 下記一般式（１）で表され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用材料。
    Figure 2015122345
    ［式（１）中、Ar1、Ar2、及びAr3は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数１以上３０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上３０以下のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数５以上３０以下のヘテロアリール基、置換若しくは無置換のトリアリールシリル基、又は置換若しくは無置換のトリアルキルシリル基であり、l、m、及びnはそれぞれ独立に０又は１で、l + m + n ≧ 1の関係を満たし、L1、L2、及びL3はそれぞれ独立に、単結合、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成原子数５以上３０以下のヘテロアリール基である。］
  2. 前記式（１）中、前記Ar1、Ar2、及びAr3は、水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上１８以下のアリール基、置換若しくは無置換のカルバゾリル基、置換若しくは無置換のジベンゾフリル基、置換若しくは無置換のジベンゾチエニル基であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  3. 前記式（１）中、前記l、m、及びnは、l + m + n = 1の関係を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  4. 前記式（１）中、前記L1、L2、及びL3はそれぞれ独立に、単結合、又は環形成炭素数６以上１８以下のアリール基である請求項１乃至３の何れか一に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  5. 請求項１乃至４の何れか一に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料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正孔輸送材料。
  6. 請求項１乃至４の何れか一に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を陽極と発光層との間に配置される積層膜の一つの膜に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。
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