JP2016100376A - 有機電界発光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】寿命を向上することが可能な、有機電界発光素子を提供する。【解決手段】電子受容材料を主としてなる第１の正孔輸送層と、以下の化学式１で示される材料を含む第２の正孔輸送層と、を備えることを特徴とする、有機電界発光素子。【選択図】なし

Description

本発明は、有機電界発光素子に関する。

近年、有機電界発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）の開発が盛んに行われており、また、有機電界発光表示装置に使用される自発光型の発光素子である有機電界発光素子（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）についても盛んに開発が行われている。

有機電界発光素子としては、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、および電子輸送層上に配置された陰極からなる構造が知られている。

このような有機電界発光素子では、陽極および陰極から注入された正孔および電子が発光層中において再結合することで励起子を生成し、生成された励起子が基底状態に遷移することによって発光を行う。

特許文献１〜５は、正孔輸送層に使用可能な正孔輸送材料に関する技術を開示する。具体的には、特許文献１〜５は、カルバゾール基を含む正孔輸送材料を開示する。

特開２０１３−０７５８９１号公報 特表２０１３−５２５３４６号公報 特開２０１３−０３５７５２号公報 米国特許第８６１４０１０号明細書 欧州特許出願公開第２４６８７２５号明細書

しかし、特許文献１〜５に開示された技術では、有機電界発光素子の寿命について満足な値が得られておらず、さらなる改善の必要があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、寿命を向上することが可能な、新規かつ改良された有機電界発光素子を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、アノードと、発光層と、アノードと発光層との間に設けられ、電子受容材料を主としてなる第１の正孔輸送層と、第１の正孔輸送層と発光層との間に設けられ、以下の化学式１で示される第１の正孔輸送材料を含む第２の正孔輸送層と、を備えることを特徴とする、有機電界発光素子が提供される。

化学式１において、Ａｒ_１及びＡｒ_２は、それぞれ独立に置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上１２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１３以下のヘテロアリール基であり、Ｘ_１〜Ｘ_７はそれぞれ独立に水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、炭素数１以上１５以下のアルキル基、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、又は置換若しくは無置換の環形成原子数５以上１８以下のヘテロアリール基であり、ａは１または２である。

この観点によれば、有機電界発光素子の寿命が向上する。

ここで、Ａｒ_１及びＡｒ_２は、それぞれ独立に置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上１２以下のアリール基であってもよい。

この観点によれば、有機電界発光素子の寿命が向上する。

また、第１の正孔輸送材料は、以下の化学式１−１〜１−１５のいずれかで示されるものであってもよい。

この観点によれば、有機電界発光素子の寿命が向上する。

また、電子受容材料は、ＬＵＭＯ準位が−９．０〜−４．０ｅＶであってもよい。

この観点によれば、有機電界発光素子の寿命が向上する。

また、発光層は、以下の化学式３で示される構造を有するホスト材料を含んでいてもよい。

化学式３において、Ａｒ_７はそれぞれ独立に、水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数１以上５０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数３以上５０以下のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上５０以下のアルコキシ基、置換若しくは無置換の炭素数７以上５０以下のアラルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上５０以下のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上５０以下のアリールチオ基、置換若しくは無置換の炭素数２以上５０以下のアルコキシカルボニル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上５０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５０以下のヘテロアリール基、置換若しくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基もしくはヒドロキシル基であり、ｐは１以上１０以下の整数である。

この観点によれば、有機電界発光素子の寿命が向上する。

また、第２の正孔輸送層は、発光層に隣接していてもよい。

この観点によれば、有機電界発光素子の寿命が向上する。

また、第１の正孔輸送層は、アノードに隣接していてもよい。

この観点によれば、有機電界発光素子の寿命が向上する。

また、第１の正孔輸送層と第２の正孔輸送層との間に設けられ、第１の正孔輸送材料及び第２の正孔輸送材料のうち、少なくとも一方を含む第３の正孔輸送層を備えていてもよい。

この観点によれば、有機電界発光素子の寿命が向上する。

また、第２の正孔輸送材料は、以下の化学式２で示される構造を有するものであってもよい。

化学式２において、Ａｒ_３〜Ａｒ_５は、互いに独立して置換若しくは無置換のアリール基又は置換若しくは無置換のヘテロアリール基であり、Ａｒ_６は置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のヘテロアリール基、カルバゾリル基又はアルキル基であり、Ｌ_１は単結合、置換若しくは無置換のアリーレン基又は置換若しくは無置換のヘテロアリーレン基である。

この観点によれば、有機電界発光素子の寿命が向上する。

以上説明したように本発明によれば、第１の正孔輸送層と発光層との間に第２の正孔輸送層が設けられるので、有機電界発光素子の寿命が向上する。

本発明の実施形態に係る有機電界発光素子の概略構成を示す断面図である。 同実施形態にかかる有機電界発光素子の変形例を示す断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、本実施形態では、「化学式Ａ（Ａには数値が入る）で示される化合物」を「化合物Ａ」とも称する。

＜１．有機電界発光素子の構成＞
（１−１．全体構成）
まず、図１に基づいて、本実施形態に係る有機電界発光素子１００の全体構成について説明する。図１に示すように、本発明の一実施形態に係る有機電界発光素子１００は、基板１１０と、基板１１０上に配置された第１電極１２０と、第１電極１２０上に配置された正孔輸送層１４０と、正孔輸送層１４０上に配置された発光層１５０と、発光層１５０上に配置された電子輸送層１６０と、電子輸送層１６０上に配置された電子注入層１７０と、電子注入層１７０上に配置された第２電極１８０と、を備える。正孔輸送層１４０は、複数の層１４１〜１４３からなる多層構造を有する。

（１−２．基板の構成）
基板１１０は、一般的な有機電界発光素子で使用される基板を使用することができる。例えば、基板１１０は、ガラス（ｇｌａｓｓ）基板、半導体基板、又は、透明なプラスチック（ｐｌａｓｔｉｃ）基板等であってもよい。

（１−３．第１電極の構成）
第１電極１２０は、例えば、陽極（アノード）であり、蒸着法又はスパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）法などを用いて基板１１０上に形成される。具体的には、第１電極１２０は、仕事関数が大きい金属、合金、導電性化合物等によって透過型電極として形成される。第１電極１２０は、例えば、透明であり、導電性に優れる酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等で形成されてもよい。また、第１電極１２０は、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）などを用いて反射型電極として形成されてもよい。

（１−４．正孔輸送層の構成）
正孔輸送層１４０は、正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料を含む層であり、例えば正孔注入層１３０上に約１０ｎｍ〜約１５０ｎｍの厚さ（積層構造の総厚）にて形成される。本実施形態では、正孔輸送層１４０は、第１の正孔輸送層１４１、第２の正孔輸送層１４２、及び第３の正孔輸送層１４３を備える。これらの層の厚さの比は特に制限されない。

（１−４−１．第１の正孔輸送層の構成）
第１の正孔輸送層１４１は、第１の電極１２０に隣接した層である。第１の正孔輸送層１４１は、電子受容材料を主としてなる。なお、第１の正孔輸送層１４１は、電子受容性材料以外の材料を含んでもよいが、主として電子受容性材料を含む層である。具体的には、第１の正孔輸送層１４１は、第１の正孔輸送層１４１の総質量に対して、電子受容性材料を５０質量％超にて含み、好ましくは、電子受容材料のみで構成される。

電子受容材料は、公知の電子受容材料であればどのようなものであってもよいが、ＬＵＭＯ準位が−９．０〜−４．０ｅＶの範囲にあるものがよく、特に−６．０〜−４．０ｅＶであるものが好ましい。ＬＵＭＯ準位が−９．０〜−４．０ｅＶである電子受容材料としては、例えば、以下の化学式４−１〜４−１４で示されるものが挙げられる。

化学式４−１〜４−１４において、Ｒは水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、炭素数１以上５０以下のフッ化アルキル基、シアノ基、炭素数１以上５０以下のアルコキシ基、炭素数１以上５０以下のアルキル基又は環形成炭素数６以上５０以下のアリール基又は環形成原子数５以上５０以下のヘテロアリール基である。Ａｒは電子吸引性の置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上５０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５０以下のヘテロアリール基である。Ｙはメチン基（−ＣＨ＝）又は窒素原子（−Ｎ＝）である。Ｚは擬ハロゲン又は硫黄（Ｓ）である。ｎは１〜１０の範囲内の整数である。Ｘは以下の化学式Ｘ１〜Ｘ７に示す置換基の何れかである。

化学式Ｘ１〜Ｘ７において、Ｒａは水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、炭素数１以上５０以下のフッ化アルキル基、シアノ基、炭素数１以上５０以下のアルコキシ基、炭素数１以上５０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上５０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５０以下のヘテロアリール基である。

Ｒ、Ａｒ及びＲａが示す置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上５０以下のアリール基及び置換若しくは無置換の環形成原子数５以上５０以下のヘテロアリール基の例としては、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ターフェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４’’−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基、フルオランテニル基、フルオレニル基、１−ピロリル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジニル基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、１−インドリル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、１−イソインドリル基、２−イソインドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフラニル基、７−イソベンゾフラニル基、キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサリニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、９−カルバゾリル基、１−フェナンスリジニル基、２−フェナンスリジニル基、３−フェナンスリジニル基、４−フェナンスリジニル基、６−フェナンスリジニル基、７−フェナンスリジニル基、８−フェナンスリジニル基、９−フェナンスリジニル基、１０−フェナンスリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１，７−フェナンスロリン−２−イル基、１，７−フェナンスロリン−３−イル基、１，７−フェナンスロリン−４−イル基、１，７−フェナンスロリン−５−イル基、１，７−フェナンスロリン−６−イル基、１，７−フェナンスロリン−８−イル基、１，７−フェナンスロリン−９−イル基、１，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１，８−フェナンスロリン−２−イル基、１，８−フェナンスロリン−３−イル基、１，８−フェナンスロリン−４−イル基、１，８−フェナンスロリン−５−イル基、１，８−フェナンスロリン−６−イル基、１，８−フェナンスロリン−７−イル基、１，８−フェナンスロリン−９−イル基、１，８−フェナンスロリン−１０−イル基、１，９−フェナンスロリン−２−イル基、１，９−フェナンスロリン−３−イル基、１，９−フェナンスロリン−４−イル基、１，９−フェナンスロリン−５−イル基、１，９−フェナンスロリン−６−イル基、１，９−フェナンスロリン−７−イル基、１，９−フェナンスロリン−８−イル基、１，９−フェナンスロリン−１０−イル基、１，１０−フェナンスロリン−２−イル基、１，１０−フェナンスロリン−３−イル基、１，１０−フェナンスロリン−４−イル基、１，１０−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−１−イル基、２，９−フェナンスロリン−３−イル基、２，９−フェナンスロリン−４−イル基、２，９−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−６−イル基、２，９−フェナンスロリン−７−イル基、２，９−フェナンスロリン−８−イル基、２，９−フェナンスロリン−１０−イル基、２，８−フェナンスロリン−１−イル基、２，８−フェナンスロリン−３−イル基、２，８−フェナンスロリン−４−イル基、２，８−フェナンスロリン−５−イル基、２，８−フェナンスロリン−６−イル基、２，８−フェナンスロリン−７−イル基、２，８−フェナンスロリン−９−イル基、２，８−フェナンスロリン−１０−イル基、２，７−フェナンスロリン−１−イル基、２，７−フェナンスロリン−３−イル基、２，７−フェナンスロリン−４−イル基、２，７−フェナンスロリン−５−イル基、２，７−フェナンスロリン−６−イル基、２，７−フェナンスロリン−８−イル基、２，７−フェナンスロリン−９−イル基、２，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノチアジニル基、２−フェノチアジニル基、３−フェノチアジニル基、４−フェノチアジニル基、１０−フェノチアジニル基、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジニル基、１０−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オキサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、３−フラザニル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−メチルピロール−１−イル基、２−メチルピロール−３−イル基、２−メチルピロール−４−イル基、２−メチルピロール−５−イル基、３−メチルピロール−１−イル基、３−メチルピロール−２−イル基、３−メチルピロール−４−イル基、３−メチルピロール−５−イル基、２−ｔ−ブチルピロール−４−イル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロール−１−イル基、２−メチル−１−インドリル基、４−メチル−１−インドリル基、２−メチル−３−インドリル基、４−メチル−３−インドリル基、２−ｔ−ブチル１−インドリル基、４−ｔ−ブチル１−インドリル基、２−ｔ−ブチル３−インドリル基、４−ｔ−ブチル３−インドリル基等が挙げられる。

Ｒ、Ｒａが示す置換若しくは無置換の炭素数１以上５０以下のフッ化アルキル基の例としては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ヘプタデカフルオロオクタン基等のパーフルオロアルキル基、またはモノフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリイフルオロエチル基、テトラフルオロプロピル基、オクタフルオロペンチル基などが挙げられる。

Ｒ、Ｒａが示す置換若しくは無置換の炭素数１以上５０以下のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基、１−ノルボルニル基、２−ノルボルニル基等が挙げられる。

Ｒ、Ｒａが示す置換若しくは無置換の炭素数１以上５０以下のアルコキシ基は−ＯＹで表される基であり、Ｙの例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基等が挙げられる。Ｒ、Ｒａが示すハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。

電子受容材料の具体例としては、以下の化学式４−１５、４−１６で示される化合物４−１５、４−１６が挙げられる。化合物４−１５のＬＵＭＯ準位は、−４．４０ｅＶであり、化合物４−１６のＬＵＭＯ準位は、−５．２０ｅＶである。

（１−４−２．第２の正孔輸送層の構成）
第２の正孔輸送層１４２は、発光層１４２に隣接した層である。第２の正孔輸送層１４２は、第１の正孔輸送材料を含む。第１の正孔輸送材料は、以下の化学式１で示される。

化学式１において、Ａｒ_１及びＡｒ_２は、それぞれ独立に置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上１２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１３以下のヘテロアリール基である。Ａｒ_１及びＡｒ_２は、好ましくは、それぞれ独立に置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上１２以下のアリール基である。Ａｒ_１及びＡｒ_２を構成する置換基としては、フルオロ基、クロロ基、炭素数が１２以下のアルキル基、炭素数が１２以下のフルオロアルキル基、シクロアルキル基、アセチル基、アリールエーテル基、アリールスルフィド基等が挙げられる。

置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上１２以下のアリール基の具体例としては、フェニル基、ビフェニリル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、フルオロフェニル基、ジフルオロフェニル基、トリフルオロフェニル基、テトラフルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、トルイル基、ニトロフェニル基、シアノフェニル基、フルオロビフェニリル基、ニトロビフェニリル基、シアノビフェニル基、シアノナフチル基、ニトロナフチル基、フルオロナフチル基などが挙げられる。上記の中でフェニル基、またはビフェニリル基、ナフチル基、フルオロフェニル基が特に好ましく、フェニル基、ビフェニリル基がさらに好ましい。

置換若しくは無置換の環形成原子数５以上１３以下のヘテロアリール基の具体例としては、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、ピラジル基、ピリミジニル基、トリアジン基、イミダゾリル基、アクリジニル基、カルバゾリル基などが挙げられる。

Ｘ_１〜Ｘ_７はそれぞれ独立に水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、炭素数１以上１５以下のアルキル基、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、又は置換若しくは無置換の環形成原子数５以上１８以下のヘテロアリール基であり、ａは１または２である。

炭素数１以上１５以下のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基、１−ノルボルニル基、２−ノルボルニル基等が挙げられる。

置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上１８以下のアリール基としては、例えば、フェニル基、ビフェニリル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、フルオロフェニル基、ジフルオロフェニル基、トリフルオロフェニル基、テトラフルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、トルイル基、ニトロフェニル基、シアノフェニル基、フルオロビフェニリル基、ニトロビフェニリル基、シアノビフェニル基、シアノナフチル基、ニトロナフチル基、フルオロナフチル基、フェナントリル基、ターフェニル基、フルオロターフェニル基などが挙げられる。

置換若しくは無置換の環形成原子数５以上１８以下のヘテロアリール基としては、例えば、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、ピラジル基、ピリミジニル基、トリアジン基、イミダゾリル基、アクリジニル基などが挙げられる。

このように、第１の正孔輸送材料では、ジベンゾフランの３位にアミンが結合した構造となっている。後述する実施例に示されるように、ジベンゾフランの他の位置（例えば２位）にアミンが結合した場合、本実施形態の効果は得られない。

第１の正孔輸送材料の具体例としては、以下の化学式１−１〜１−１５のいずれかで示されるものが挙げられる。

（１−４−３．第３の正孔輸送層の構成）
第３の正孔輸送層１４３は、第１の正孔輸送層１４１と第２の正孔輸送層１４２との間に設けられる。第３の正孔輸送層１４３は、上述した第１の正孔輸送材料及び後述する第２の正孔輸送材料のうち、少なくとも一方を含む。第２の正孔輸送材料は、以下の化学式２で構成されるものであることが好ましい。第２の正孔輸送材料として以下の化学式２で示されるものを使用することで、有機電界発光素子１００の特性が向上する。

化学式２において、Ａｒ_３〜Ａｒ_５は、互いに独立して置換若しくは無置換のアリール基又は置換若しくは無置換のヘテロアリール基である。Ａｒ_３〜Ａｒ_５の具体例としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、フルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、アセトナフテニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピリジル基、フラニル基、ピラニル基、チエニル基、キノリル基、イソキノリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、インドリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ジベンゾフラニル基、およびジベンゾチエニル基などを挙げることができる。好ましくは、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、ジベンゾフラニル基などを挙げることができる。

Ａｒ_６は置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のヘテロアリール基、カルバゾリル基又はアルキル基である。アリール基及びヘテロアリール基の具体例は、Ａｒ_３〜Ａｒ_５と同様である。好ましい例は、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、ジベンゾフラニル基、及びカルバゾリル基である。

Ｌ_１は単結合、置換若しくは無置換のアリーレン基又は置換若しくは無置換のヘテロアリーレン基である。Ｌ_１の具体例としては、フェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、ナフチレン基、アントリレン基、フェナントリレン基、フルオレニレン基、インデニレン基、ピレニレン基、アセトナフテニレン基、フルオランテニレン基、トリフェニレニレン基、ピリジレン基、フラニレン基、ピラニレン基、チエニレン基、キノリレン基、イソキノリレン基、ベンゾフラニレン基、ベンゾチエニレン基、インドリレン基、カルバゾリレン基、ベンゾオキサゾリレン基、ベンゾチアゾリレン基、キノキサリレン基、ベンゾイミダゾリレン基、ピラゾリレン基、ジベンゾフラニレン基、およびジベンゾチエニレン基などを挙げることができる。好ましくは、フェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、フルオレニレン基、カルバゾリレン基、ジベンゾフラニレン基などを挙げることができる。

化学式２で示される正孔輸送材料の具体例としては、以下の化学式２−１〜２−１６のいずれかで示されるものが挙げられる。

第２の正孔輸送材料は、上記以外の正孔輸送材料であってもよい。第２の正孔輸送材料の他の例としては、１，１−ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）、Ｎ−フェニルカルバゾール（Ｎ−ｐｈｅｎｙｌ ｃａｒｂａｚｏｌｅ）、ポリビニルカルバゾール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｃａｒｂａｚｏｌｅ）などのカルバゾール誘導体、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）等を挙げることができる。すなわち、第２の正孔輸送材料は、有機電界発光素子の正孔輸送材料として使用可能なものであれば、どのようなものであってもよい。ただし、第２の正孔輸送材料は、化学式２で示されるものであることが好ましい。

（１−４−４．正孔輸送層の変形例）
上述した正孔輸送層１４０は、いわゆる３層構造になっているが、正孔輸送層１４０の構成は上記の例に限られない。すなわち、正孔輸送層１４０は、第１の正孔輸送層１４１と発光層１５０との間に第２の正孔輸送層１４２が配置されていればどのような構造であってもよい。例えば、図２に示すように、第３の正孔輸送層１４３は省略されてもよい。また、第１の正孔輸送層１４１と第１電極１２０との間に第３の正孔輸送層１４３を介在させても良い。同様に、第２の正孔輸送層１４２と発光層１５０との間にも、第３の正孔輸送層１４３を介在させても良い。また、第１〜第３の正孔輸送層１４１〜１４３は、複数層で構成されていてもよい。

（１−５．発光層の構成）
発光層１５０は、蛍光やリン光等により光を発する層である。発光層１５０は、ホスト材料、及び、発光材料であるドーパント（ｄｏｐａｎｔ）材料を含んで形成されてもよい。なお、発光層１５０は、具体的には、約１０ｎｍ〜約６０ｎｍの厚さで形成されてもよい。

発光層１５０のホスト材料は、以下の化学式３で示されることが好ましい。

化学式３において、Ａｒ_７はそれぞれ独立に、水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数１以上５０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数３以上５０以下のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上５０以下のアルコキシ基、置換若しくは無置換の炭素数７以上５０以下のアラルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上５０以下のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上５０以下のアリールチオ基、置換若しくは無置換の炭素数２以上５０以下のアルコキシカルボニル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上５０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５０以下のヘテロアリール基、置換若しくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基もしくはヒドロキシル基である。ｐは１以上１０以下の整数である。

化学式３で示されるホスト材料の具体例としては、以下の化学式３−１〜３−１２のいずれかで示されるものが挙げられる。

なお、ホスト材料は上記以外のホスト材料であってもよい。ホスト材料の他の例としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、ポリ（ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ）、４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、１，３，５−トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼン（ＴＰＢＩ）、３−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（ナフト−２−イル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）、ジスチリルアリーレン（ＤＳＡ）、４，４’−ビス（９−カルバゾール）−２，２’−ジメチル−ビフェニル（ｄｍＣＢＰ）が挙げられる。すなわち、ホスト材料は、有機電界発光素子のホスト材料として使用可能なものであれば、どのようなものであってもよい。ただし、ホスト材料は、化学式３で示されるものであることが好ましい。

また、発光層１５０は、特定の色の光を発する発光層として形成されてもよい。例えば、発光層１５０は、赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層として形成されてもよい。

発光層１５０が青色発光層である場合、青色ドーパントとしては公知の材料が使用可能であるが、例えば、ペリレン（ｐｅｒｌｅｎｅ）及びその誘導体、ビス［２−（４，６−ジフルオロフェニル）ピリジネート］ピコリネートイリジウム（ＩＩＩ）（ＦＩｒｐｉｃ）等のイリジウム（Ｉｒ）錯体等を使用することができる。

また、発光層１５０が赤色発光層である場合、赤色ドーパントとしては公知の材料が使用可能であるが、例えば、ルブレン（ｒｕｂｒｅｎｅ）及びその誘導体、４−ジシアノメチレン−２−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−６−メチル−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）及びその誘導体、ビス（１‐フェニルイソキノリン）（アセチルアセトネート）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｐｉｑ）_２（ａｃａｃ））等のイリジウム錯体、オスミウム（Ｏｓ）錯体、白金錯体等を使用することができる。

また、発光層１５０が緑色発光層である場合、緑色ドーパントとしては公知の材料が使用可能であるが、例えば、クマリン（ｃｏｕｍａｒｉｎ）及びその誘導体、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）等のイリジウム錯体等を使用することができる。

電子輸送層１６０は、電子を輸送する機能を有する電子輸送材料を含む層であり、例えば発光層１５０上に約１５ｎｍ〜約５０ｎｍの厚さにて形成される。電子輸送層１６０は、公知の電子輸送材料を用いて形成することができる。公知の電子輸送材料としては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）のようなキノリン誘導体、１，２，４−トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−（ｐ−フェニルフェノラート）−アルミニウム（ＢＡｌｑ）、ベリリウムビス（ベンゾキノリン−１０−オラート）（ＢｅＢｑ２）、リチウムキノレート（ＬｉＱ）等のＬｉ錯体等が挙げられる。

電子注入層１７０は、第２電極１８０からの電子の注入を容易にする機能を備えた層であり、約０．３ｎｍ〜約９ｎｍの厚さにて形成される。なお、電子注入層１７０は、公知の材料を用いて形成することができるが、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、酸化リチウム（Ｌｉ_２Ｏ）、酸化バリウム（ＢａＯ）等を用いて形成することができる。

第２電極１８０は、例えば、陰極である。具体的には、第２電極１８０は、仕事関数が小さい金属、合金、導電性化合物等で反射型電極として形成される。第２電極１８０は、例えば、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−リチウム（Ａｌ−Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム−インジウム（Ｍｇ−Ｉｎ）、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）等で形成されてもよい。また、第２電極１８０は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）などを用いて透過型電極として形成されてもよい。第２電極１８０は、例えば蒸着法又はスパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）法などを用いて電子注入層１７０上に形成される。

（１−６．有機電界発光素子の変形例）
図１の例では、正孔輸送層１４０以外の他の層は単層構造となっているが、他の層も多層構造であってもよい。また、有機電界発光素子１００は、正孔輸送層１４０と第１電極１２０との間に正孔注入層を設けてもよい。

正孔注入層は、第１電極１２０からの正孔の注入を容易にする機能を備えた層であり、例えば第１電極１２０上に約１０ｎｍ〜約１５０ｎｍの厚さにて形成される。正孔注入層を構成する正孔注入材料は特に制限されない。正孔注入材料の例としては、トリフェニルアミン含有ポリエーテルケトン（ＴＰＡＰＥＫ）、４−イソプロピル−４’−メチルジフェニルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボラート（ＰＰＢＩ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−［４−（フェニル−ｍ−トリル−アミノ）−フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＤＮＴＰＤ）、銅フタロシアニン等のフタロシアニン化合物、４，４’，４’’−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、４，４’，４’’−トリス｛Ｎ，Ｎジフェニルアミノ｝トリフェニルアミン（ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）、ポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸（Ｐａｎｉ／ＤＢＳＡ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／カンファースルホン酸（Ｐａｎｉ／ＣＳＡ）、又は、ポリアニリン／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＡＮＩ／ＰＳＳ）等を挙げることができる。

また、有機電界発光素子１００は、電子輸送層１６０、及び電子注入層１７０のうち、少なくとも１層以上を備えていなくてもよい。

以下では、実施例及び比較例を示しながら、本発明の実施形態に係る有機電界発光素子について、具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は、本発明の実施形態に係る有機電界発光素子のあくまでも一例であって、本発明の実施形態に係る有機電界発光素子が下記の例に限定されるものではない。

（合成例１：化学式１−７で示される化合物の合成）
以下の工程により、化学式１−７で示される化合物、すなわち化合物１−７を合成した。

アルゴン雰囲気下、５００ｍＬの三つ口フラスコに、４−ビス（ビフェニリル）アミノフェニルボロン酸ピナコールエステル ４．２ｇと３−ブロモジベンゾフラン ２ｇ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０） ０．１ｇ、炭酸カリウム ３．３ｇ、テトラヒドロフラン １８０ｍｌ、水 ２０ｍｌを加えた後、８０℃で１２時間加熱還流した。空冷後、水を加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた固体をフラッシュカラムクロマトグラフィーによって精製し、白色固体の目的物を３．６ｇ（収率８０％）得た。

目的物の^１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３， δ ｉｎ ｐｐｍ， ３００ＭＨｚ）を測定したところ、７．９８（ｍ，２Ｈ），７．７９（ｄ，１Ｈ），７．５２−７．６３（ｍ，１２Ｈ），７．４４−７．４８（ｍ，５Ｈ），７．２５−７．３９（ｍ，９Ｈ）という化学シフト値を得た。また、目的物のマススペクトルをＦＡＢ法で測定したところ、ピーク質量数は５６３（Ｍ^＋、計算値５６３．２２）であった。これらの結果により、目的物が確かに化合物１−７であることを確認した。

（合成例２：化学式１−１で示される化合物の合成）
化合物１−７の合成例と同様の工程により、化学式１−１で示される化合物、すなわち化合物１−１を合成した。すなわち、化合物１−７の合成例中の４−ビス（ビフェニリル）アミノフェニルボロン酸ピナコールエステル ４．２ｇに代えてトリフェニルアミン−４−ボロン酸２．３ｇを使用した。この結果、白色固体の目的物３．０ｇ（収率９０％）を得た。生成物はＮＭＲスペクトル及びマススペクトルにより同定した。

（合成例３：化学式１−１０で示される化合物の合成）
化合物１−７の合成例と同様の工程により、化学式１−１０で示される化合物、すなわち化合物１−１０を合成した。すなわち、化合物１−７の合成例中の４−ビス（ビフェニリル）アミノフェニルボロン酸ピナコールエステル ４．２ｇに代えて４−ビス（ビフェニリル）アミノビフェニルボロン酸ピナコールエステル ４．８ｇを使用した。この結果、白色固体の目的物２．６ｇ（収率５１％）を得た。生成物はＮＭＲスペクトル及びマススペクトルにより同定した。

（合成例４：化学式１−１３で示される化合物の合成）
以下の工程により、化学式１−１３で示される化合物、すなわち化合物１−１３を合成した。すなわち、アルゴン雰囲気下、１Ｌの三つ口フラスコに、４−アミノフェニルボロン酸ピナコールエステル３．６ｇ、３−フルオロ−３’−ブロモジベンゾフラン４．２ｇ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．２ｇ、炭酸カリウム６．６ｇ、テトラヒドロフラン３６０ｍｌ、水４０ｍｌを加えた後、８０℃で１２時間加熱還流した。反応液を空冷した後、反応液に水を加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた固体をフラッシュカラムクロマトグラフィーによって精製し、黄色固体の中間体１を２．７ｇ（収率６０％）得た。

さらに、アルゴン雰囲気下、３００ｍＬの三口フラスコに、中間体１ ２．２ｇ、４−ブロモビフェニル１．９ｇ、ビス（ジベンジリデンアセトナト）パラジウム０．２３ｇ、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン ２モル／Ｌトルエン溶液０．６ｍＬ、ナトリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド４．６ｇ、トルエン１００ｍＬを加えた後、８０℃で４時間加熱した。反応液を空冷した後、反応液に水を加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた固体をフラッシュカラムクロマトグラフィーによって精製し、白色固体の中間体２を２．９ｇ（収率８４％）得た。

さらに、アルゴン雰囲気下、２００ｍＬの三口フラスコに、中間体２ １．７ｇ、ブロモベンゼン０．７ｇ、ビス（ジベンジリデンアセトナト）パラジウム０．１２ｇ、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン ２モル／Ｌトルエン溶液０．３ｍＬ、ナトリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド２．３ｇ、トルエン５０ｍＬを加えた後、８０℃で４時間加熱した。反応液を空冷した後、反応液に水を加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた固体をフラッシュカラムクロマトグラフィーによって精製し、白色固体の化合物１−１３を１．９ｇ（収率９５％）得た。生成物はＮＭＲスペクトル及びマススペクトルにより同定した。

（合成例５：化学式１−１４で示される化合物の合成）
以下の工程により、化学式１−１４で示される化合物、すなわち化合物１−１４を合成した。すなわち、アルゴン雰囲気下、１Ｌの三つ口フラスコに、４−アミノフェニルボロン酸ピナコールエステル３．６ｇ、３−ブロモジベンゾフラン４．０ｇ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．２ｇ、炭酸カリウム６．６ｇ、テトラヒドロフラン３６０ｍｌ、水４０ｍｌを加えた後、８０℃で１２時間加熱還流した。反応液を空冷した後、反応液に水を加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた固体をフラッシュカラムクロマトグラフィーによって精製し、黄色固体の中間体３を３．０ｇ（収率７３％）得た。

さらに、アルゴン雰囲気下、２００ｍＬの三口フラスコに、中間体３ １．６ｇ、４、４’−フルオロブロモビフェニル２．０ｇ、ビス（ジベンジリデンアセトナト）パラジウム０．２３ｇ、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン ２モル／Ｌトルエン溶液０．６ｍＬ、ナトリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド２．３ｇ、トルエン５０ｍＬを加えた後、８０℃で４時間加熱した。反応液を空冷した後、反応液に水を加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた固体をフラッシュカラムクロマトグラフィーによって精製し、白色固体の化合物１−１４を２．０ｇ（収率９１％）得た。生成物はＮＭＲスペクトル及びマススペクトルにより同定した。

（合成例６：化学式１−１５で示される化合物の合成）
以下の工程により、化学式１−１５で示される化合物、すなわち化合物１−１５を合成した。すなわち、アルゴン雰囲気下、２００ｍＬの三口フラスコに、前記中間体３ １．６ｇ、４−ブロモジベンゾフラン２．０ｇ、ビス（ジベンジリデンアセトナト）パラジウム０．２３ｇ、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン ２モル／Ｌトルエン溶液０．６ｍＬ、ナトリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド２．３ｇ、トルエン５０ｍＬを加えた後、８０℃で４時間加熱した。反応液を空冷した後、反応液に水を加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた固体をフラッシュカラムクロマトグラフィーによって精製し、白色固体の化合物１−１５を２．０ｇ（収率８５％）得た。生成物はＮＭＲスペクトル及びマススペクトルにより同定した。

（有機電界発光素子の作製）
つぎに、有機電界発光素子を以下の製法により作製した。まず、予めパターニング（ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）して洗浄処理を施したＩＴＯ−ガラス基板に、紫外線オゾン（Ｏ_３）による表面処理を行った。なお、かかるＩＴＯ膜（第１電極）の膜厚は、１５０ｎｍであった。オゾン処理後、基板を洗浄した。洗浄済基板を有機層成膜用ガラスベルジャー型蒸着機にセットし、真空度１０^−４〜１０^−５Ｐａ下で、ＨＴＬ１、ＨＴＬ２、ＨＴＬ３、発光層、電子輸送層の順に蒸着を行った。ＨＴＬ１、ＨＴＬ２、ＨＴＬ３の厚さはそれぞれ１０ｎｍとした。発光層の厚さは、２５ｎｍとした。電子輸送層の厚さは２５ｎｍとした。つづいて、金属成膜用ガラスベルジャー型蒸着機に基板を移し、真空度１０^−４〜１０^−５Ｐａ下で電子注入層、陰極材料を蒸着した。電子注入層の厚さは１．０ｎｍとし、第２電極の厚さは１００ｎｍとした。

ここで、「ＨＴＬ１」、「ＨＴＬ２」、「ＨＴＬ３」は正孔輸送層であり、表１に示される材料を用いて作製した。また、表１において、化合物６−１〜６−３は、以下の化学式６−１〜６−３で示される。

また、発光層のホストは９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（ＡＤＮ、化合物３−２）とした。ドーパントは、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン（ＴＢＰ）とした。ドーパントのドープ量は、ホストの質量に対して３質量％とした。電子輸送材料としては、Ａｌｑ３を用い、電子注入材料としては、ＬｉＦを用いた。第２電極材料としては、Ａｌを用いた。

*発光層ホストにDPVBiを使用した
**発光層ホストに化合物３−１０を使用した

実施例１は、ＨＴＬ１〜３を上述した第１の正孔輸送層１４１、第３の正孔輸送層１４３、第２の正孔輸送層１４２としたものである。また、実施例１では、第３の正孔輸送層１４３を構成する第２の正孔輸送材料を化合物２−３とした。実施例２は、第１の正孔輸送層１４１と第３の正孔輸送層１４３の積層順序を入れ替えたものである。実施例３は、第３の正孔輸送層１４３を構成する第２の正孔輸送材料を化合物６−３としたものである。実施例４は、第２の正孔輸送層１４２と第３の正孔輸送層１４３の積層順序を入れ替えたものである。

実施例５〜９はＨＴＬ３を構成する化合物１の種類を変更したものである。なお、実施例５、９はＨＴＬ２を構成する材料も変更している。実施例１０はＨＴＬ１の電子受容材料を化合物４−１６としたものである。実施例１１は、ＨＴＬ２を構成する化合物２の種類を変更したものである。実施例１２は、発光層のホストにＤＰＶＢｉを使用したものである。実施例１３は、発光層のホストに化合物３−１０を使用したものである。実施例１４は、ＨＴＬ２及びＨＴＬ３が実質的に同じ層を構成している。したがって、実施例１４は、図２に示す構造に対応する実施例である。

比較例１、２は、実施例１のＨＴＬ３を第３の正孔輸送層１４３に置き換えたものである。また、比較例１は、第３の正孔輸送層１４３を構成する第２の正孔輸送材料を化合物２−３としたものである。比較例２は、第３の正孔輸送層１４３を構成する第２の正孔輸送材料を化合物６−１としたものである。

比較例３は、実施例１の化合物４−１５を化合物６−２で置き換えたものである。比較例４は、比較例３の化合物２−３を化合物６−３で置き換えたものである。すなわち、比較例３、４は、正孔輸送層１４０から電子受容材料を除去したものである。

（有機電界発光素子の特性評価）
次に、実施例及び比較例に係る有機電界発光素子の特性を評価するために、駆動電圧、発光効率、及び半減寿命を測定した。駆動電圧及び発光効率は、１０ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度に対する値である。また、半減寿命の初期輝度は１０００ｃｄ／ｍ^２とした。また、輝度の測定には、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製２４００シリーズのソースメーター（ｓｏｕｒｃｅ ｍｅｔｅｒ）、色彩輝度計ＣＳ−２００（株式会社コニカミノルタホールディングス（Ｋｏｎｉｃａ Ｍｉｎｏｌｔａ Ｈｏｌｄｉｎｇｓ）製、測定角１°）、測定用ＰＣプログラムＬａｂＶＩＥＷ８．２（株式会社日本ナショナルインスツルメンツ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）製）を使用し、暗室内で行った。評価結果を表１に示す。

表１から明らかな通り、実施例１〜１４では、比較例１〜４よりも寿命が良好であった。また、実施例１、４、９〜１３では、駆動電圧が比較例１〜４よりも良好であった。また、実施例１〜３、６〜９、１３、１４では、発光効率が比較例１〜４よりも良好であった。したがって、第１の正孔輸送層１４１と発光層１５０との間に第２の正孔輸送層１４２を設けることで、有機電界発光素子１００の寿命が向上することが確認できた。また、実施例１４によれば、第３の正孔輸送層１４３が省略されても良好な結果が得られることも確認できた。

また、実施例１と比較例２とを比較すると、ジベンゾフランの３位にアミンが結合することにより、有機電界発光素子１００の特性が向上することがわかった。具体的には、実施例１では、駆動電圧、発光効率、寿命のいずれもが比較例２よりも好ましい結果となった。また、実施例１と実施例２とを比較すると、実施例１では、実施例２よりも駆動電圧及び寿命が良好となった。この結果、第１の正孔輸送層１４１は第１電極１２０に隣接していることが好ましいことがわかった。また、実施例１と実施例３とを比較すると、実施例１では、実施例３よりも駆動電圧及び寿命が良好であった。この結果、第２の正孔輸送材料は化学式２で示される化合物が好ましいことがわかった。また、実施例１と実施例４とを比較すると、実施例１では、実施例４よりも発光効率及び寿命が良好であった。この結果、第２の正孔輸送層１４２は発光層１５０に隣接していることが好ましいことがわかった。

また、ＨＴＬ１を第１の正孔輸送層１４１とする、すなわちＨＴＬ１に電子受容材料を導入した場合、駆動電圧が下がる傾向にあることがわかった。また、発光層１５０に隣接する位置に第２の正孔輸送層１４２を配置した場合、発光効率及び寿命が向上する傾向にあることがわかった。

以上により、本実施形態によれば、第１の正孔輸送層１４１と発光層１５０との間に第２の正孔輸送層１４２が設けられるので、有機電界発光素子１００の寿命が向上する。すなわち、上記構成により、（１）発光層１５０で消費されなかった電子から正孔輸送層１４０を保護する、（２）発光層１５０で発生した励起状態のエネルギーが正孔輸送層１４０に拡散することを防止する、（３）素子全体のチャージバランス（Ｃｈａｒｇｅ ｂａｌａｎｃｅ）を整えるといった機能を効率的に発現させることができる。この理由として、本発明者は、第１電極１２０付近に配置した電子受容材料が発光層１５０に拡散することを、第２の正孔輸送層１４２が抑制したためであると考えている。

また、第１の正孔輸送材料のＡｒ_１及びＡｒ_２は、それぞれ独立に置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上１２以下のアリール基であってもよく、この場合、有機電界発光素子１００の発光効率及び寿命が更に向上する。

さらに、第１の正孔輸送材料は、化学式１−１〜１−１５のいずれかで示されるものであってもよく、この場合、有機電界発光素子１００の発光効率及び寿命が更に向上する。

さらに、第２の正孔輸送材料は、化学式２で示される構造を有するものであってもよく、この場合、有機電界発光素子１００の寿命が更に向上する。

さらに、電子受容材料は、ＬＵＭＯ準位が−９．０〜−４．０ｅＶであってもよく、この場合、有機電界発光素子１００の寿命が更に向上する。

さらに、発光層１５０は、化学式３で示される構造を有するホスト材料を含んでいてもよく、この場合、有機電界発光素子１００の寿命が更に向上する。

さらに、第２の正孔輸送層１４２は、発光層１５０に隣接していてもよく、この場合、有機電界発光素子１００の寿命が更に向上する。

さらに、第１の正孔輸送層１４１は、アノード（第１電極１２０）に隣接していてもよく、この場合、有機電界発光素子１００の寿命が更に向上する。

さらに、第１の正孔輸送層１４１と第２の正孔輸送層１４２との間に第３の正孔輸送層１４３が設けられていてもよく、この場合、有機電界発光素子１００の寿命が更に向上する。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１００ 有機電界発光素子
１１０ 基板
１２０ 第１電極
１４０ 正孔輸送層
１４１ 第１正孔輸送層
１４２ 第２正孔輸送層
１４３ 第３正孔輸送層
１５０ 発光層
１６０ 電子輸送層
１７０ 電子注入層
１８０ 第２電極

Claims (9)

1. アノードと、
   発光層と、
   前記アノードと前記発光層との間に設けられ、電子受容材料を主としてなる第１の正孔輸送層と、
   前記第１の正孔輸送層と前記発光層との間に設けられ、以下の化学式１で示される第１の正孔輸送材料を含む第２の正孔輸送層と、を備えることを特徴とする、有機電界発光素子。
   

   

   前記化学式１において、Ａｒ_１及びＡｒ_２は、それぞれ独立に置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上１２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１３以下のヘテロアリール基であり、
   Ｘ_１〜Ｘ_７はそれぞれ独立に水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、炭素数１以上１５以下のアルキル基、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、又は置換若しくは無置換の環形成原子数５以上１８以下のヘテロアリール基であり、
   ａは１または２である。
2. 前記Ａｒ_１及びＡｒ_２は、それぞれ独立に置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上１２以下のアリール基であることを特徴とする、請求項１記載の有機電界発光素子。
3. 前記第１の正孔輸送材料は、以下の化学式１−１〜１−１５のいずれかで示されることを特徴とする、請求項１または２記載の有機電界発光素子。
   

   

   

   
4. 前記電子受容材料は、ＬＵＭＯ準位が−９．０〜−４．０ｅＶであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
5. 前記発光層は、以下の化学式３で示される構造を有するホスト材料を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
   

   

   前記化学式３において、Ａｒ_７はそれぞれ独立に、水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数１以上５０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数３以上５０以下のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上５０以下のアルコキシ基、置換若しくは無置換の炭素数７以上５０以下のアラルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上５０以下のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上５０以下のアリールチオ基、置換若しくは無置換の炭素数２以上５０以下のアルコキシカルボニル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上５０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５０以下のヘテロアリール基、置換若しくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基もしくはヒドロキシル基であり、
   ｐは１以上１０以下の整数である。
6. 前記第２の正孔輸送層は、前記発光層に隣接していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
7. 前記第１の正孔輸送層は、前記アノードに隣接していることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
8. 前記第１の正孔輸送層と前記第２の正孔輸送層との間に設けられ、前記第１の正孔輸送材料及び第２の正孔輸送材料のうち、少なくとも一方を含む第３の正孔輸送層を備えることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
9. 前記第２の正孔輸送材料は、以下の化学式２で示される構造を有することを特徴とする、請求項８記載の有機電界発光素子。
   

   

   前記化学式２において、Ａｒ_３〜Ａｒ_５は、互いに独立して置換若しくは無置換のアリール基又は置換若しくは無置換のヘテロアリール基であり、
   Ａｒ_６は置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のヘテロアリール基、カルバゾリル基又はアルキル基であり、
   Ｌ_１は単結合、置換若しくは無置換のアリーレン基又は置換若しくは無置換のヘテロアリーレン基である。

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