JP3548843B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光特性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機EL素子」と略記することもある。)は、電界印加時に、陽極より注入された正孔と陰極より注入された電子との再結合エネルギーにより蛍光性物質が発光する原理を利用した自発光素子である。
【0003】
イーストマン・コダック社のC.W.Tangらによって積層型素子による低電圧駆動有機EL素子の報告(C.W.Tang, S.A.VanSlyke, Applied Physics Letters,51巻,913頁、1987年など)がなされて以来、有機材料を構成材料とする有機EL素子に関する研究が盛んに行われている。
【0004】
Tangらは、トリス(8−ヒドロキシキノリノールアルミニウム)を発光層に、トリフェニルジアミン誘導体を正孔輸送層に用いている。積層構造の利点としては、発光層への正孔の注入効率を高めることができる、陰極より注入された電子をブロックして再結合により生成する励起子の生成効率を高めることができる、発光層内で生成した励起子を閉じこめることができる等を挙げることができる。この例のように、有機EL素子の素子構造としては、正孔輸送(注入)層、電子輸送性発光層の2層型、又は正孔輸送(注入)層、発光層、電子輸送(注入)層の3層型等がよく知られている。こうした積層構造型の有機EL素子では、注入された正孔と電子の再結合効率を高めるため、素子構造や各層の形成方法の工夫がなされている。また、材料に関しても様々な化合物が有機EL素子用材料として開発されている。
【0005】
正孔輸送性材料としてはスターバースト分子である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やN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン等のトリフェニルアミン誘導体や芳香族ジアミン誘導体がよく知られている(例えば、特開平8−20771号公報、特開平8−40995号公報、特開平8−40997号公報、特開平8−53397号公報、特開平8−87122号公報等)。また、電子輸送性材料としてはオキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体等がよく知られている。
【0006】
また、発光材料としては、トリス(8−キノリノラート)アルミニウム錯体等のキレート錯体、クマリン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ビススチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体等の発光材料が知られ、それらの発光色も青色から赤色までの可視領域の発光が得られることが報告されており、カラー表示素子の実現が期待されている(例えば、特開平8−239655号公報、特開平7−138561号公報、特開平3−200289号公報等)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
有機エレクトロルミネッセンス素子に用いられる材料には良好な電荷輸送性と共に良好な電荷注入特性が求められる。しかしながら、従来多数の高輝度、長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子が開示あるいは報告されているが、必ずしも充分なものとはいえない。
【0008】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電荷注入特性が良好な化合物を用いることにより、高輝度発光の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。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討した結果、シクロヘキシリデンメチン基を有する特定の芳香族アミン化合物は、シクロヘキシリデンメチン基の導入により最高被占軌道が上昇し、正孔注入特性が向上することから、これを用いることで有機エレクトロルミネッセンス素子の発光輝度が大きく向上することを見出し、以下の本発明のエレクトロルミネッセンス素子を発明するに到った。
【0010】
本発明の第1の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と陰極間に、発光層を含む一層又は複数層の有機薄膜層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機薄膜層の少なくとも一層が下記一般式[A]で表される化合物を単独で、もしくは混合物として含有することを特徴とする。
【0011】
【化4】
(但し、式[A]中、Ar1〜Ar3はそれぞれ独立に炭素数5から42の置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基あるいは置換もしくは無置換の芳香族複素環基である。また、Ar1〜Ar3はお互い環を形成してもよい。また、X1〜X3はそれぞれ独立に二価の連結基を表す。R1〜R30はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基を表し、R1〜R10、R11〜R20及びR21〜R30はそれらのうちの2つで環を形成してもよい。l、m、nはそれぞれ独立に0又は1であり、l+m+nは1以上3以下の整数である。)
【0012】
本発明の第2の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と陰極間に、発光層を含む一層又は複数層の有機薄膜層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機薄膜層の少なくとも一層が下記一般式[B]で表される化合物を単独で、もしくは混合物として含有することを特徴とする。
【0013】
【化5】
(但し、式[B]中、Ar4〜Ar10はそれぞれ独立に炭素数5から42の置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基あるいは置換もしくは無置換の芳香族複素環基である。また、Ar5〜Ar6、Ar7〜Ar8及びAr9〜Ar10はお互い環を形成してもよい。また、X4〜X9はそれぞれ独立に二価の連結基を表す。R31〜R60はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基を表し、R31〜R40、R41〜R50及びR51〜R60はそれらのうちの2つで環を形成してもよい。o、p、qはそれぞれ独立に0又は1であり、o+p+qは1以上3以下の整数である。)
【0014】
本発明の第3の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と陰極間に、発光層を含む一層又は複数層の有機薄膜層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機薄膜層の少なくとも一層が下記一般式[C]で表される化合物を単独で、もしくは混合物として含有することを特徴とする。
【0015】
【化6】
(但し、式[C]中、Ar11〜Ar19はそれぞれ独立に炭素数5から42の置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基あるいは置換もしくは無置換の芳香族複素環基である。また、Ar12〜Ar13、Ar14〜Ar15、Ar16〜Ar17及びAr18〜Ar19はお互い環を形成してもよい。また、X10〜X17はそれぞれ独立に二価の連結基を表す。R61〜R100はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基を表し、R61〜R70、R71〜R80、R81〜R90及びR91〜R100はそれらのうちの2つで環を形成してもよい。r、s、t、uはそれぞれ独立に0又は1であり、r+s+t+uは1以上4以下の整数である。)
【0016】
また、本発明の一般式[A]〜[C]で表される化合物は優れた発光特性を有しており、これを発光材料として用いた素子は高輝度の発光が得られることを見出した。したがって、上記本発明の第1、第2、第3の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記発光層が前記一般式[A]、前記一般式[B]、前記一般式[C]で表される化合物を単独で、もしくは混合物として含有することが望ましい。
【0017】
また、本発明の上記一般式[A]、一般式[B]、一般式[C]のいずれかで表される化合物は優れた電荷輸送特性を有しており、これを正孔輸送材料として用いた素子は優れた発光特性を有することを見出した。したがって、前記有機薄膜層として正孔輸送層を有する場合には、正孔輸送層に前記一般式[A]、前記一般式[B]、前記一般式[C]のいずれかで表される化合物を単独で、もしくは混合物として含有させる構成としても良い。
【0018】
また、前記陰極に隣接する前記有機薄膜層が、前記陰極との界面に、金属を含有することが望ましく、このような構成にすることにより、より優れた発光特性を得ることができることを見出した。
また、本発明は、特に発光層が陽極に隣接している場合に有効であり、より優れた発光特性を得ことができることを見出した。
【0019】
また、本発明の化合物を用い、発光層が陽極に隣接する構造の素子においては、有機薄膜層の形成前に、陽極に波長200nm未満の紫外線照射処理、あるいは酸素プラズマ処理を施すことにより、より優れた発光特性を得ることができることを見出した。したがって、発光層が陽極に隣接する構造の素子においては、前記陽極を、波長200nm未満の紫外線照射処理を施した陽極、あるいは酸素プラズマ処理を施した陽極により構成することが望ましい。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の第1の化合物は、下記一般式[A]で表される構造を有する化合物である。
【化7】
【0021】
また、本発明の第2の化合物は、下記一般式[B]で表される構造を有する化合物である。
【化8】
【0022】
また、本発明の第3の化合物は、下記一般式[C]で表される構造を有する化合物である。
【化9】
【0023】
上記一般式[A]、[B]、[C]において、R1〜R100はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基を表し、R1〜R10、R11〜R20、R21〜R30、R31〜R40、R41〜R50、R51〜R60、R61〜R70、R71〜R80、R81〜R90及びR91〜R100はそれらのうちの2つで環を形成してもよい。
【0024】
ここに、ハロゲン原子の例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
置換若しくは無置換のアルキル基としては、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。
【0025】
置換若しくは無置換のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1,3−ブタンジエニル基、1−メチルビニル基、スチリル基、2,2−ジフェニルビニル基、1,2−ジフェニルビニル基、1−メチルアリル基、1,1−ジメチルアリル基、2−メチルアリル基、1−フェニルアリル基、2−フェニルアリル基、3−フェニルアリル基、3,3−ジフェニルアリル基、1,2−ジメチルアリル基、1−フェニル−1−ブテニル基、3−フェニル−1−ブテニル基の他置換若しくは無置換のスチリル基等が挙げられる。
【0026】
置換若しくは無置換のアルコキシ基は、一般式−OYで表される基であり、Y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。
【0027】
また、環を形成する2価基の例としては、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ジフェニルメタン−2,2’−ジイル基、ジフェニルエタン−3,3’−ジイル基、ジフェニルプロパン−4,4’−ジイル基等が挙げられる。
【0028】
また、前記一般式[A]、[B]、[C]において、l、m、n、o、p、q、r、s、t、uはそれぞれ独立に0又は1であり、l+m+n及びo+p+qは1以上3以下の整数、r+s+t+uは1以上4以下の整数を表す。
【0029】
また、X1〜X17は2価の連結基を表す。連結基としては単結合、前述の置換もしくは無置換のアルキル基からさらに水素原子を1個除いた2価基、前述の置換もしくは無置換のアルケニル基からさらに水素原子を1個除いた2価基、置換もしくは無置換のエーテルから水素原子を2個除いた2価基、置換もしくは無置換のアミノ基からさらに水素原子を1個除いた2価基、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基からさらに水素原子を1個除いた2価基、置換もしくは無置換の芳香族複素環基からさらに水素原子を1個除いた2価基を示す。また、X1〜X3、X7〜X9及びX14〜X17は、l、m、n、o、p、q、r、s、t、uのいずれかが0でシクロヘキシリデンメチン基を有しない場合、終端として水素原子に結合する。
【0030】
置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基の例としては、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、9,9’−スピロビフルオレニル基、1,3,5−トリフェニルベンゼンから水素を1つ取り除いた1価基等が挙げられる。
【0031】
また、置換若しくは無置換の芳香族複素環基としては、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、2−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。
【0032】
置換若しくは無置換のエーテルは、一般式Z−O−Z’で表され、Z、Z’としては前述の置換もしくは無置換のアルキル基、前述の置換若しくは無置換のアルケニル基、前述の置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、前述の置換もしくは無置換の芳香族複素環基が挙げられる。
【0033】
置換もしくは無置換のアミノ基は、一般式−NX’X”で表され、X’、X”としてはそれぞれ独立に、水素原子、前述の置換もしくは無置換のアルキル基、前述の置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアラルキル基、前述の置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、前述の置換もしくは無置換の芳香族複素環基等が挙げられる。
【0034】
置換若しくは無置換のアラルキル基としては、ベンジル基、1−フェニルエチル基、2−フェニルエチル基、1−フェニルイソプロピル基、2−フェニルイソプロピル基、フェニル−t−ブチル基、α−ナフチルメチル基、1−α−ナフチルエチル基、2−α−ナフチルエチル基、1−α−ナフチルイソプロピル基、2−α−ナフチルイソプロピル基、β−ナフチルメチル基、1−β−ナフチルエチル基、2−β−ナフチルエチル基、1−β−ナフチルイソプロピル基、2−β−ナフチルイソプロピル基、1−ピロリルメチル基、2−(1−ピロリル)エチル基、p−メチルベンジル基、m−メチルベンジル基、o−メチルベンジル基、p−クロロベンジル基、m−クロロベンジル基、o−クロロベンジル基、p−ブロモベンジル基、m−ブロモベンジル基、o−ブロモベンジル基、p−ヨードベンジル基、m−ヨードベンジル基、o−ヨードベンジル基、p−ヒドロキシベンジル基、m−ヒドロキシベンジル基、o−ヒドロキシベンジル基、p−アミノベンジル基、m−アミノベンジル基、o−アミノベンジル基、p−ニトロベンジル基、m−ニトロベンジル基、o−ニトロベンジル基、p−シアノベンジル基、m−シアノベンジル基、o−シアノベンジル基、1−ヒドロキシ−2−フェニルイソプロピル基、1−クロロ−2−フェニルイソプロピル基等が挙げられる。
【0035】
置換もしくは無置換のスチリル基としては、無置換のスチリル基、2,2−ジフェニルビニル基、1、2、2−トリフェニルビニル基の他、末端のフェニル基或いはビニル炭素の置換基として、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、前記の置換若しくは無置換のアミノ基、ニトロ基、シアノ基、前記の置換若しくは無置換のアルキル基、前記の置換若しくは無置換のアルケニル基、置換若しくは無置換のシクロアルキル基、前記の置換若しくは無置換のアルコキシ基、前記の置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基、前記の置換若しくは無置換の芳香族複素環基、前記の置換若しくは無置換のアラルキル基、置換若しくは無置換のアリールオキシ基、置換若しくは無置換のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基等を有する置換スチリル基、置換2,2−ジフェニルビニル基及び置換1、2、2−トリフェニルビニル基等が挙げられる。
【0036】
置換若しくは無置換のシクロアルキル基としては、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等が挙げられる。
置換若しくは無置換のアリールオキシ基は、一般式−OZで表され、Z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、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、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、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、2−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、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、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、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。
【0037】
置換若しくは無置換のアルコキシカルボニル基は、一般式−COOYで表され、Y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。
【0038】
これらのうちX1〜X17として特に好適な例として、ビニレン基、ジフェニルエーテルから水素原子を2個除いた2価基、フェニレン基、ナフチレン基、アントラニレン基、ペリレニレン基、4,4’−ビフェニレン基、10,10’−(9,9’−ビアンスリル)イレン基、4,4’−(1,1’−ビナフチル)イレン基、4,10’−(1,9’−ナフチルアンスリル)イレン基、1,3,5−トリフェニルベンゼンから水素原子を2つ取り除いた2価基、スチリル基及び2,2−ジフェニルビニル基から水素原子を1つ取り除いた2価基、ジフェニルアミノ基から水素原子を1つ取り除いた2価基、一般式−Ar−Ar’−Ar”−で表される2価基(但し、Ar、Ar’、Ar”はそれぞれナフチル基またはアントラニル基の何れか。)、フェナンスリジンの水素原子を2個除いた二価の基及びそれらの誘導体等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【0039】
Ar1〜Ar19は、炭素数5〜42の置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基または置換もしくは無置換の芳香族複素環基から水素を0〜3個取り除いた基を示す。炭素数5〜42の置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基としては、前述の置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基の他、9,9’−ビアンスリル、1,1’−ビナフチル、1,9’−ナフチルアンスリル、一般式Ar−Ar’−Ar”で表される骨格(但し、Ar、Ar’、Ar”はそれぞれナフチル基またはアントラニル基の何れかである。)、及びフェナントレン、ピレン、ビフェニル、ターフェニル等が挙げられる。炭素数5〜42の置換もしくは無置換の芳香族複素環基としては前述の置換もしくは無置換の芳香族複素環基及びそれらの誘導体が挙げられる。
【0040】
以下に本発明の化合物例として、化合物(1)〜(26)を挙げるが、本発明はその要旨を越えない限りこれらに限定されるものではない。なお、化合物(1)〜(26)において、一般式[A]で表されるものは化合物(1)〜(9)、及び(23)〜(26)であり、一般式[B]で表されるものは化合物(10)〜(15)、一般式[C]で表されるものは化合物(16)〜(22)である。
【化10】
【化11】
【化12】
【化13】
【化14】
【化15】
【化16】
【化17】
【化18】
【化19】
【化20】
【化21】
【化22】
【化23】
【化24】
【化25】
【化26】
【化27】
【化28】
【化29】
【化30】
【化31】
【化32】
【化33】
【化34】
【化35】
【0041】
次に、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)の構造について説明する。
本発明の有機EL素子は、陽極と陰極間に、発光層を含む一層又は複数層の有機薄膜層を挟持した構造を有する。
以下、図1〜図4に基づいて、本発明の有機EL素子の構成例について説明する。図1〜図4は、本発明の有機EL素子の概略断面図であり、同じ構成要素については同じ参照符号を付している。図1〜図4において、符号1は基板、符号2は陽極、符号3は正孔輸送層、符号4は発光層、符号5は電子輸送層、符号6は陰極をそれぞれ示しており、正孔輸送層、発光層、電子輸送層が有機薄膜層からなっている。
【0042】
本発明の有機EL素子は、図1〜図4に示すように、基板1の表面上に陽極2と発光層4と陰極6を順次積層形成したものを基本構造としており、本発明の有機EL素子としては、図1に示すように、陽極2と陰極6との間に発光層4のみを具備する素子構造、図2に示すように、陽極2と発光層4との間、陰極6と発光層4との間に、それぞれ正孔輸送層3と電子輸送層5を具備する素子構造、図3に示すように、陽極2と発光層4との間に正孔輸送層3を具備し、陰極6と発光層4との間に電子輸送層を具備しない素子構造、あるいは、図4に示すように、陰極6と発光層4との間に電子輸送層5を具備し、陽極2と発光層4との間に正孔輸送層を具備しない素子構造等を採用することができる。
【0043】
本発明の有機EL素子において、上記一般式[A]、一般式[B]、一般式[C]のいずれかで表される本発明の化合物が、陽極2と陰極6との間に挟持された上記有機薄膜層(正孔輸送層3、発光層4、電子輸送層5)のうち少なくとも一層に、単独で、もしくは混合物として含有されている。
【0044】
なお、本発明の化合物を含有する有機薄膜層は、本発明の化合物を含有していればよいので、本発明の化合物のみから構成されていても良いし、他の正孔輸送材料、発光材料、電子輸送材料に本発明の化合物をドープしたものにより構成してもよい。
【0045】
本発明に用いられる発光材料としては特に限定されず、通常発光材料として使用されている化合物であれば何を使用してもよい。例えば、下記のトリス(8−キノリノール)アルミニウム錯体(Alq3)[31]やビスジフェニルビニルビフェニル(BDPVBi)[32]、1,3−ビス(p−t−ブチルフェニル−1,3,4−オキサジアゾールイル)フェニル(OXD−7)[33]、N,N’−ビス(2,5−ジ−t−ブチルフェニル)ペリレンテトラカルボン酸ジイミド(BPPC)[34]、1,4ビス(N−p−トリル−N−4−(4−メチルスチリル)フェニルアミノ)ナフタレン[35]等の低分子発光材料の他、ポリフェニレンビニレン系ポリマーなどの高分子系発光材料も使用可能である。
【化36】
【化37】
【化38】
【化39】
【化40】
【0046】
また、電荷輸送材料に蛍光材料をドープした層を発光材料として用いることもできる。例えば、前記のAlq3[31]などのキノリノール金属錯体に4−ジシアノメチレン−2−メチル−6−(p−ジメチルアミノスチリル)−4H−ピラン(DCM)[36]、2,3−キナクリドン[37]などのキナクリドン誘導体、3−(2’−ベンゾチアゾール)−7−ジエチルアミノクマリン[38]などのクマリン誘導体をドープした層、あるいは電子輸送材料ビス(2−メチル−8−ヒドロキシキノリン)−4−フェニルフェノール−アルミニウム錯体[39]にペリレン[40]等の縮合多環芳香族をドープした層、あるいは正孔輸送材料4,4’−ビス(m−トリルフェニルアミノ)ビフェニル (TPD)[41]にルブレン[42]等をドープした層等を用いることができる。
【化41】
【化42】
【化43】
【化44】
【化45】
【化46】
【化47】
【0047】
本発明に用いられる正孔輸送材料は特に限定されず、通常正孔輸送材料として使用されている化合物であれば何を使用してもよい。例えば、ビス(ジ(p−トリル)アミノフェニル)−1,1−シクロヘキサン[43]、TPD[41]、N,N‘−ジフェニル−N−N−ビス(1−ナフチル)−1,1’−ビフェニル)−4,4‘−ジアミン(NPB)[44]等のトリフェニルジアミン類や、スターバースト型分子([45]〜[47]等)等が挙げられる。
【化48】
【化49】
【化50】
【化51】
【化52】
【0048】
本発明に用いられる電子輸送材料は特に限定されず、通常電子輸送材として使用されている化合物であれば何を使用してもよい。例えば、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(Bu−PBD)[48]、OXD−7[33]等のオキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体([49]、[50]等)、キノリノール系の金属錯体([31]、[39]、[51]〜[54]等)が挙げられる。
【化53】
【化54】
【化55】
【化56】
【化57】
【化58】
【化59】
【0049】
本発明の有機EL素子の陽極2は、正孔を発光帯域へ注入する役割を担うものであり、4.5eV以上の仕事関数を有するものであることが望ましい。本発明に用いられる陽極材料としては、酸化インジウム錫合金(以下、「ITO」と称す。)、酸化錫(NESA)、金、銀、白金、銅等を例示することができる。
【0050】
また、陰極6としては、電子輸送帯域又は発光帯域に電子を注入する目的で、仕事関数の小さい材料を用いることが好ましい。陰極材料は特に限定されないが、具体的にはインジウム、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−スカンジウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金等が使用できる。
【0051】
本発明の有機EL素子の各有機薄膜層の形成方法は特に限定されないが、公知の真空蒸着法、スピンコーティング法等、一般的な薄膜形成方法を用いることが可能である。
本発明の有機EL素子において、前記一般式[A]、一般式[B]、一般式[C]のいずれかで示される化合物を含有する有機薄膜層は、溶媒に溶かした化合物溶液を塗布するディッピング法、スピンコーティング法、キャスティング法、バーコート法、ロールコート法等の塗布法の他、分子間相互作用の強い化合物においては充分な成膜速度が得られない、あるいは全く成膜できないために適用不可能である真空蒸着法、分子線蒸着法(MBE法)等の方法でも形成することができる。
本発明の有機EL素子の各有機薄膜層の膜厚は特に制限されないが、一般に膜厚が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすく、逆に厚すぎると高い印加電圧が必要となり効率が悪くなるため、通常は数nmから1μmの範囲が好ましい。
【0052】
また、陰極6に隣接する有機薄膜層が、陰極6との界面に金属を含有することが望ましく、陰極6に隣接する有機薄膜層に含有させる金属としては、陰極6に用いられる金属あるいは合金の他、セシウム、リチウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム等が挙げられるが特にこれに限定されない。
【0053】
以上の構成を採用することにより、高輝度発光の有機EL素子を提供することができる。
また、本発明は、図1〜図4に示した有機EL素子の中でも、特に、発光層4が陽極2に隣接している構造のものに有効であり、より優れた発光特性を得ることができる。
【0054】
また、本発明の化合物を用い、発光層4が陽極2に隣接する構造の素子においては、有機薄膜層を形成する前の陽極2に対して、波長200nm未満の紫外線照射処理を施しておくことが望ましい。このように、あらかじめ陽極2に紫外線照射処理を施すことにより、より優れた発光特性を得ることができる。
【0055】
陽極2を処理するための紫外線照射用ランプとしては、波長200nm未満の波長の光を発し、照射強度が1mW/cm2以上のものであればどのようなものでもよい。具体的にはエキシマUVランプ、エキシマレーザー、重水素ランプ等が挙げられるが、これに限定されることはない。
また、陽極2に対する波長200nm未満の紫外線照射処理は、湿式洗浄法やオゾンクリーニング、あるいは酸素等のプラズマ照射処理等を事前に施すことによって更なる効果を得ることができる。
【0056】
【実施例】
以下、本発明を、実施例をもとに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
【0057】
(合成例1)化合物(2)の合成
4−ブロモ−4’−ブロモメチルスチルベンと1当量の亜リン酸トリエチルを反応容器に入れ、攪拌しながら6時間140℃に加熱した。得られた混合物から減圧蒸留により残った亜リン酸トリエチルを取り除き、反応中間体である亜リン酸エステルを得た。これに1当量のシクロヘキサノンと1.2当量の水素化ナトリウムをトルエン−ジメチルスルホキシド混合溶媒中、穏やかに加熱しながら反応させた。得られた反応混合物を常法に従い精製し、4−(4−シクロヘキシリデンメチンスチリル)フェニルブロミドを得た。これを銅紛、塩化銅、アンモニアとともに反応容器に導入し200℃で40時間反応させた。得られた反応物を常法に従い精製し、目的の化合物(2)を得た。
【0058】
(合成例2)化合物(3)の合成
4−(2,2−ビス(4−ブロモメチルフェニル)ビニル)フェニルブロミドと2当量の亜リン酸トリエチルを反応容器に入れ、攪拌しながら6時間140℃に加熱した。得られた混合物から減圧蒸留により残った亜リン酸トリエチルを取り除き、反応中間体である亜リン酸エステルを得た。これに2当量のシクロヘキサノンと2.4当量の水素化ナトリウムをトルエン−ジメチルスルホキシド混合溶媒中、穏やかに加熱しながら反応させた。得られた反応混合物を常法に従い精製した。これを銅紛、塩化銅、アンモニアとともに反応容器に導入し200℃で40時間反応させた。得られた反応物を常法に従い精製し、目的の化合物(3)を得た。
【0059】
(合成例3)化合物(6)の合成
α−クロロ−4−ブロモトルエンと1当量の亜リン酸トリエチルを反応容器に入れ、攪拌しながら6時間140℃に加熱した。得られた混合物から減圧蒸留により残った亜リン酸トリエチルを取り除き、反応中間体である亜リン酸エステルを得た。これに1当量のシクロヘキサノンと1.2当量の水素化ナトリウムをトルエン−ジメチルスルホキシド混合溶媒中、穏やかに加熱しながら反応させた。得られた反応混合物を常法に従い精製し、4−シクロヘキシリデンメチンフェニルブロミドを得た。これを銅紛、炭酸カリウム、3−メチルアニリン、ニトロベンゼンとともに反応容器に導入し200℃で40時間反応させた。得られた反応物を常法に従い精製し、N−4−シクロヘキシリデンメチンフェニル−N−3−メチルフェニルアミンを得た。これをトリス(4−ブロモフェニル)アミン、銅紛、炭酸カリウム、ニトロベンゼンとともに200℃で40時間反応させた。得られた反応混合物を常法に従って精製し、目的の化合物(6)を得た。
【0060】
(合成例4)化合物(7)の合成
α−クロロ−4−ブロモトルエンの代わりに4−ブロモ−4’−ブロモメチルスチルベンを用いる他は、合成例3と同様の手法により目的の化合物(7)を得た。
【0061】
(合成例5)化合物(9)の合成
トリス(4−クロロメチルフェニル)アミンと3当量の亜リン酸トリエチルを反応容器に入れ、攪拌しながら6時間140℃に加熱した。得られた混合物から減圧蒸留により残った亜リン酸トリエチルを取り除き、反応中間体である亜リン酸エステルを得た。これに3当量のN,N−ビス(4−シクロヘキシリデンメチルフェニル)−N−4−ホルミルフェニルアミンと3.6当量の水素化ナトリウムをトルエン−ジメチルスルホキシド混合溶媒中、穏やかに加熱しながら反応させた。得られた反応混合物を常法に従い精製し、目的の化合物(9)を得た。
【0062】
(合成例6)化合物(12)の合成
N−4−シクロヘキシリデンメチンフェニル−N−フェニルアミンと1,3,5−トリブロモベンゼンを、銅紛、炭酸カリウム、ニトロベンゼンと共に200℃で40時間反応させた。得られた反応物を常法に従い精製し目的の化合物(12)を得た。
【0063】
(合成例7)化合物(16)の合成
2,2’,7,7’−テトラブロモ−9,9’−スピロビフルオレンとN−4−シクロヘキシリデンメチンフェニル−N−フェニルアミンを酢酸パラジウム、2,2’−ビス(ジフェニルフォスフィノ)−1,1’−ビナフチル、ナトリウム−t−ブトキシド、キシレンと共に40時間還流した。得られた反応物を常法に従って精製し、目的の化合物(16)を得た。
【0064】
(合成例8)化合物(17)の合成
2,2’,7,7’−テトラキス(4−ブロモフェニル)−9,9’−スピロビフルオレンとN−4−シクロヘキシリデンメチンフェニル−N−フェニルアミンを酢酸パラジウム、2,2’−ビス(ジフェニルフォスフィノ)−1,1’−ビナフチル、ナトリウム−t−ブトキシド、キシレンと共に40時間還流した。得られた反応物を常法に従って精製し、目的の化合物(17)を得た。
【0065】
(合成例9)化合物(23)の合成
N−4−ビフェニリル−N,N−ビス(4−ブロモフェニル)アミンとN−4−シクロヘキシリデンメチンフェニル−N−フェニルアミンを酢酸パラジウム、2,2’−ビス(ジフェニルフォスフィノ)−1,1’−ビナフチル、ナトリウム−t−ブトキシド、キシレンと共に40時間還流した。得られた反応物を常法に従って精製し、目的の化合物(23)を得た。
【0066】
(合成例10)化合物(24)の合成
N−4−ビフェニリル−N,N−ビス(4’−ブロモ−4−ビフェニリル)アミンとN−4−シクロヘキシリデンメチンフェニル−N−フェニルアミンを酢酸パラジウム、2,2’−ビス(ジフェニルフォスフィノ)−1,1’−ビナフチル、ナトリウム−t−ブトキシド、キシレンと共に40時間還流した。得られた反応物を常法に従って精製し、目的の化合物(24)を得た。
【0067】
以下、実施例1〜62においては、上記で合成した化合物を用いた有機EL素子の例について説明する。
(実施例1)
図2に示した構造の有機El素子を作製した。
ガラス基板上にITOをスパッタリング法によって、シート抵抗が20Ω/□になるように成膜し、陽極とした。その上に正孔輸送層として、化合物(2)を真空蒸着法にて20nm形成した。その上に発光層として[31]を真空蒸着法により50nm形成した。次に、電子輸送層として[48]を真空蒸着法にて20nm形成した。次に、陰極としてマグネシウム−銀合金を真空蒸着法によって200nm形成して、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、7280cd/m2の発光が得られた。
【0068】
(実施例2)
化合物(2)の代わりに化合物(3)を用いる以外は実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、8030cd/m2の発光が得られた。
【0069】
(実施例3)
化合物(2)の代わりに化合物(6)を用いる以外は実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、8320cd/m2の発光が得られた。
【0070】
(実施例4)
化合物(2)の代わりに化合物(7)を用いる以外は実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、8810cd/m2の発光が得られた。
【0071】
(実施例5)
化合物(2)の代わりに化合物(9)を用いる以外は実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、9090cd/m2の発光が得られた。
【0072】
(実施例6)
化合物(2)の代わりに化合物(12)を用いる以外は実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、8630cd/m2の発光が得られた。
【0073】
(実施例7)
化合物(2)の代わりに化合物(16)を用いる以外は実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、9010cd/m2の発光が得られた。
【0074】
(実施例8)
化合物(2)の代わりに化合物(17)を用いる以外は実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、9390cd/m2の発光が得られた。
【0075】
(実施例9)
発光材料として、[35]を用いる以外は実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、7080cd/m2の発光が得られた。
【0076】
(実施例10)
発光材料として、[35]を用いる以外は実施例4と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、8020cd/m2の発光が得られた。
【0077】
(実施例11)
発光材料として、[35]を用いる以外は実施例6と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、7570cd/m2の発光が得られた。
【0078】
(実施例12)
発光材料として、[35]を用いる以外は実施例8と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、8650cd/m2の発光が得られた。
【0079】
(実施例13)
正孔輸送層として化合物(3)と[44]を1:1の重量比で共蒸着して作製した薄膜を50nm形成した他は実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、7300cd/m2の発光が得られた。
【0080】
(実施例14)
正孔輸送層として化合物(7)と[44]を1:1の重量比で共蒸着して作製した薄膜を50nm形成した他は実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、8710cd/m2の発光が得られた。
【0081】
(実施例15)
正孔輸送層として化合物(12)と[44]を1:1の重量比で共蒸着して作製した薄膜を50nm形成した他は実施例9と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、7500cd/m2の発光が得られた。
【0082】
(実施例16)
正孔輸送層として化合物(16)と[44]を1:1の重量比で共蒸着して作製した薄膜を50nm形成した他は実施例9と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、8600cd/m2の発光が得られた。
【0083】
(実施例17)
ガラス基板上にITOをスパッタリング法によって、シート抵抗が20Ω/□になるように成膜し、陽極とした。その上に化合物(9)のクロロホルム溶液を用いたスピンコート法により40nmの発光層を形成した。その上に発光層として[31]を真空蒸着法により50nm形成した。次に、電子輸送層として[48]を真空蒸着法にて20nm形成した。次に、陰極としてマグネシウム−銀合金を真空蒸着法によって200nm形成して、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、2310cd/m2の発光が得られた。
【0084】
(実施例18)
図3に示した構造の有機EL素子を作製した。
ガラス基板上にITOをスパッタリング法によって、シート抵抗が20Ω/□になるように成膜し、陽極とした。その上に正孔輸送層として化合物(2)を真空蒸着法にて50nm形成した。次に、発光層として[31]を真空蒸着法で50nm形成した。次に、陰極としてマグネシウム−銀合金を200nm形成して、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、8040cd/m2の発光が得られた。
【0085】
(実施例19)
化合物(2)の代わりに化合物(9)を用いる以外は実施例18と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、8630cd/m2の発光が得られた。
【0086】
(実施例20)
化合物(2)の代わりに化合物(17)を用いる以外は実施例18と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、8740cd/m2の発光が得られた。
【0087】
(実施例21)
図2に示した構造の有機EL素子を作製した。
ガラス基板上にITOをスパッタリング法によって、シート抵抗が20Ω/□になるように成膜し、陽極とした。その上に発光層として、化合物(3)を真空蒸着法にて40nm形成した。次に、陰極としてマグネシウム−銀合金を真空蒸着法にて200nm形成して、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を5V印加したところ、210cd/m2の発光が得られた。
【0088】
(実施例22)
発光材料として、化合物(9)を用いる以外は実施例21と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を5V印加したところ、190cd/m2の発光が得られた。
【0089】
(実施例23)
発光材料として、化合物(17)を用いる以外は実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を5V印加したところ、140cd/m2の発光が得られた。
【0090】
(実施例24)
図4に示した構造の有機EL素子を作製した。
ガラス基板上にITOをスパッタリング法によって、シート抵抗が20Ω/□になるように成膜し、陽極とした。その上に発光層として化合物(2)を真空蒸着法により50nm形成した。次いで電子輸送層として[49]を真空蒸着法にて50nm形成した。次に、陰極としてマグネシウム−銀合金を200nm形成して、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、1030cd/m2の発光が得られた。
【0091】
(実施例25)
発光材料として、化合物(9)を用いる以外は実施例24と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、1240cd/m2の発光が得られた。
【0092】
(実施例26)
発光材料として、化合物(17)を用いる以外は実施例24と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、1160cd/m2の発光が得られた。
【0093】
(実施例27)
発光層として化合物(3)と[35]を1:1の重量比で共蒸着して作製した薄膜を50nm形成した他は実施例24と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、1320cd/m2の発光が得られた。
【0094】
(実施例28)
発光層として化合物(7)と[35]を1:1の重量比で共蒸着して作製した薄膜を50nm形成した他は実施例24と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、1290cd/m2の発光が得られた。
【0095】
(実施例29)
発光層として化合物(16)と[35]を1:1の重量比で共蒸着して作製した薄膜を50nm形成した他は実施例24と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、1310cd/m2の発光が得られた。
【0096】
(実施例30)
正孔輸送層に[45]、発光層に化合物(9)、電子輸送層に[50]を用い、実施例1と同様の手法により、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、3510cd/m2の発光が得られた。
【0097】
(実施例31)
ガラス基板上にITOをスパッタリング法によって、シート抵抗が20Ω/□になるように成膜し、陽極とした。このITO基板をアルカリ洗浄液、次いでイソプロピルアルコールを用いて洗浄した。洗浄したITO基板をXe2紫外線照射装置にセットし、基板に172nmの紫外線を3分間照射した。この基板上に正孔輸送層として化合物(3)を真空蒸着法にて50nm形成した。次に、発光層として、[35]を真空蒸着法にて40nm形成した。次に、電子輸送層として[48]を真空蒸着法にて20nm形成した。次に、陰極としてマグネシウム−銀合金を真空蒸着法によって200nm形成して、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、8890cd/m2の発光が得られた。
【0098】
(実施例32)
化合物(3)の代わりに化合物(7)を用いる以外は実施例31と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、9210cd/m2の発光が得られた。
【0099】
(実施例33)
化合物(3)の代わりに化合物(16)を用いる以外は実施例31と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、9150cd/m2の発光が得られた。
【0100】
(実施例34)
ガラス基板上にITOをスパッタリング法によって、シート抵抗が20Ω/□になるように成膜し、陽極とした。このITO基板をアルカリ洗浄液、次いでイソプロピルアルコールを用いて洗浄した。洗浄したITO基板をXe2紫外線照射装置にセットし、基板に172nmの紫外線を3分間照射した。その上に発光層として化合物(3)を真空蒸着法により50nm形成した。次いで電子輸送層として[50]を真空蒸着法にて50nm形成した。次に、陰極としてマグネシウム−銀合金を200nm形成して、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、3170cd/m2の発光が得られた。
【0101】
(実施例35)
化合物(3)の代わりに化合物(7)を用いる以外は実施例34と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、3210cd/m2の発光が得られた。
【0102】
(実施例36)
化合物(3)の代わりに化合物(17)を用いる以外は実施例34と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、3150cd/m2の発光が得られた。
【0103】
(実施例37)
ガラス基板上にITOをスパッタリング法によって、シート抵抗が20Ω/□になるように成膜し、陽極とした。その上に正孔輸送層として、化合物(2)を真空蒸着法にて50nm形成した。その上に発光層として[35]を真空蒸着法により50nm形成した。次に、電子輸送層として[48]を真空蒸着法にて20nm形成し、その後[48]とセシウムを重量比10:1の共蒸着で5nm形成した。次に、陰極としてマグネシウム−銀合金を真空蒸着法によって200nm形成して、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、8930cd/m2の発光が得られた。
【0104】
(実施例38)
化合物(2)の代わりに化合物(6)を用いる以外は実施例37と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、8930cd/m2の発光が得られた。
【0105】
(実施例39)
化合物(2)の代わりに化合物(16)を用いる以外は実施例37と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、9150cd/m2の発光が得られた。
【0106】
(実施例40)
ガラス基板上にITOをスパッタリング法によって、シート抵抗が20Ω/□になるように成膜し、陽極とした。このITO基板をアルカリ洗浄液、次いでイソプロピルアルコールを用いて洗浄した。洗浄したITO基板をXe2紫外線照射装置にセットし、基板に172nmの紫外線を3分間照射した。その上に発光層として化合物(3)を真空蒸着法にて50nm形成した。その後、(3)とセシウムを重量比10:1の共蒸着で5nm形成した。次に、陰極としてマグネシウム−銀合金を真空蒸着法によって200nm形成して、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、1750cd/m2の発光が得られた。
【0107】
(実施例41)
化合物(3)の代わりに化合物(9)を用いる以外は実施例40と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、1120cd/m2の発光が得られた。
【0108】
(実施例42)
化合物(3)の代わりに化合物(17)を用いる以外は実施例40と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、1090cd/m2の発光が得られた。
【0109】
(実施例43)
化合物(2)の代わりに化合物(23)を用いる以外は実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、8430cd/m2の発光が得られた。
【0110】
(実施例44)
化合物(2)の代わりに化合物(24)を用いる以外は実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、8610cd/m2の発光が得られた。
【0111】
(実施例45)
化合物(2)の代わりに化合物(23)を用いる以外は実施例9と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、7900cd/m2の発光が得られた。
【0112】
(実施例46)
化合物(2)の代わりに化合物(24)を用いる以外は実施例9と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、8010cd/m2の発光が得られた。
【0113】
(実施例47)
化合物(3)の代わりに化合物(23)を用いる以外は実施例13と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、7250cd/m2の発光が得られた。
【0114】
(実施例48)
化合物(3)の代わりに化合物(24)を用いる以外は実施例13と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、7370cd/m2の発光が得られた。
【0115】
(実施例49)
化合物(2)の代わりに化合物(23)を用いる以外は実施例18と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、7920cd/m2の発光が得られた。
【0116】
(実施例50)
化合物(2)の代わりに化合物(24)を用いる以外は実施例18と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、8040cd/m2の発光が得られた。
【0117】
(実施例51)
化合物(2)の代わりに化合物(23)を用いる以外は実施例21と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を5V印加したところ、120cd/m2の発光が得られた。
【0118】
(実施例52)
化合物(2)の代わりに化合物(24)を用いる以外は実施例21と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を5V印加したところ、130cd/m2の発光が得られた。
【0119】
(実施例53)
化合物(2)の代わりに化合物(23)を用いる以外は実施例24と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を9V印加したところ、880cd/m2の発光が得られた。
【0120】
(実施例54)
化合物(2)の代わりに化合物(24)を用いる以外は実施例24と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を9V印加したところ、940cd/m2の発光が得られた。
【0121】
(実施例55)
化合物(3)の代わりに化合物(23)を用いる以外は実施例31と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、8820cd/m2の発光が得られた。
【0122】
(実施例56)
化合物(3)の代わりに化合物(24)を用いる以外は実施例31と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、8960cd/m2の発光が得られた。
【0123】
(実施例57)
化合物(3)の代わりに化合物(23)を用いる以外は実施例34と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、3070cd/m2の発光が得られた。
【0124】
(実施例58)
化合物(3)の代わりに化合物(24)を用いる以外は実施例34と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、3200cd/m2の発光が得られた。
【0125】
(実施例59)
化合物(2)の代わりに化合物(23)を用いる以外は実施例37と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、8660cd/m2の発光が得られた。
【0126】
(実施例60)
化合物(2)の代わりに化合物(24)を用いる以外は実施例37と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、8750cd/m2の発光が得られた。
【0127】
(実施例61)
化合物(3)の代わりに化合物(23)を用いる以外は実施例40と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、1550cd/m2の発光が得られた。
【0128】
(実施例62)
化合物(3)の代わりに化合物(24)を用いる以外は実施例40と同様の操作を行い、有機EL素子を作製した。この素子に直流電圧を10V印加したところ、1620cd/m2の発光が得られた。
【0129】
以上、実施例1〜62に示すように、本発明によれば、高輝度な有機EL素子を提供できることが判明した。
【0130】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明の化合物を、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する有機薄膜層のうち少なくとも一層に用いることにより、成膜プロセスに制限無く、高輝度な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。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の断面図である。
【図2】図2は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の断面図である。
【図3】図3は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の断面図である。
【図4】図4は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の断面図である。
【符号の説明】
1 基板
2 陽極
3 正孔輸送層
4 発光層
5 電子輸送層
6 陰極
Claims (9)
- 陽極と陰極間に、発光層を含む一層又は複数層の有機薄膜層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機薄膜層の少なくとも一層が下記一般式[A]で表される化合物を単独で、もしくは混合物として含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。
- 陽極と陰極間に、発光層を含む一層又は複数層の有機薄膜層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機薄膜層の少なくとも一層が下記一般式[B]で表される化合物を単独で、もしくは混合物として含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。
- 陽極と陰極間に、発光層を含む一層又は複数層の有機薄膜層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機薄膜層の少なくとも一層が下記一般式[C]で表される化合物を単独で、もしくは混合物として含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。
- 前記発光層が前記一般式[A]、前記一般式[B]、前記一般式[C]のいずれかで表される化合物を単独で、もしくは混合物として含有することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記有機薄膜層として正孔輸送層を有するとともに、該正孔輸送層が前記一般式[A]、前記一般式[B]、前記一般式[C]のいずれかで表される化合物を単独で、もしくは混合物として含有することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層が前記陽極に隣接していることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記陽極が、波長200nm未満の紫外線照射処理を施した陽極からなることを特徴とする請求項6に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記陽極が、酸素プラズマ処理を施した陽極からなることを特徴とする請求項6に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記陰極に隣接する前記有機薄膜層が、前記陰極との界面に、金属を含有することを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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