JP4792687B2 - ジアザペンタセン誘導体を含有する電荷輸送材料、発光材料およびこれらを用いた有機電界発光素子 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、ジアザペンタセン誘導体を用いた、電荷輸送材料、発光材料および有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子と略記する）に関する。
背景技術
近年、これまでにない高輝度な平面ディスプレイの候補として有機ＥＬ素子が注目され、その研究開発が活発化している。該有機ＥＬ素子は、発光材料を含有する発光層を２つの電極で挟んだ構造をしており、陽極から注入された正孔と陰極から注入された電子とが発光層中で再結合して光を発する。
このような有機ＥＬ素子には２つのタイプがある。１つは、タン（Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ）らによって発表された蛍光色素を添加した電荷輸送材料を発光層として用いたもの（ジャーナル・オブ・ジ・アプライド・フィジックス（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．），６５，３６１０（１９８９））、もう１つは、蛍光色素自身を発光層として用いたものである（例えば、ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・ジ・アプライド・フィジックス（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．），２７，Ｌ２６９（１９８８）に記載されている素子）。
蛍光色素自身を発光層として用いた有機ＥＬ素子は、大きく分けて、さらに３つのタイプに分けられる。１つ目は、発光層を、正孔輸送層と電子輸送層とで挟んで三層としたもの、２つ目は、正孔輸送層と発光層とを積層して二層としたもの、３つ目は、電子輸送層と発光層とを積層して二層としたものである。このように二層もしくは三層に積層することにより、有機ＥＬ素子の発光効率が向上することが知られている。
上記各構成の有機ＥＬ素子における電子輸送層は、電荷輸送材料の１つである電子伝達化合物を含有するものであって、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有している。正孔注入層および正孔輸送層は、電荷輸送材料の１つである正孔伝達化合物を含有する層であって、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有するが、正孔輸送層および／もしくは正孔注入層を陽極と発光層との間に介在させることにより、より低い電界で多くの正孔が発光層に注入され、その上、陰極もしくは電子注入層より注入された電子を発光層に閉じ込めることも可能になるので、発光効率が向上するなど、発光性能に優れた有機ＥＬ素子を得ることができる。
かかる有機ＥＬ素子の正孔輸送層および正孔注入層に使用される、電荷輸送材料の１つである正孔輸送材料および正孔注入材料としては、トリフェニルアミン誘導体を中心にして多種多様の材料が知られているにも拘わらず、実用化に適した材料は少ないのが実状であり、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジアミノビフェニル（以下、ＴＰＤと略記する）が報告されているが（アプライド・フィジックス・レター第５７巻第６号第５３１ページ１９９０年）、この化合物は熱安定性に乏しく、素子の寿命などに問題がある。米国特許第５０４７６８７号、米国特許第４０４７９４８号、米国特許第４５３６４５７号、特公平６−３２３０７号公報、特開平５−２３４６８１号公報、特開平５−２３９４５５号公報、特開平８−８７１２２号公報および特開平８−２５９９４０号公報にも多くのトリフェニルアミン誘導体が記載されている。なかでも、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミノビフェニル（以下、ＮＰＤと略記する）は、ＴＰＤの熱安定性を向上させた化合物として知られている。
特開平４−３０８６８８号公報、特開平６−１９７２号公報およびアドバンスド・マテリアル第６巻第６７７ページ１９９４年に記載されているスターバーストアミン誘導体、特開平７−１２６２２６号公報、特開平７−１２６６１５号公報、特開平７−３３１２３８号公報、特開平７−９７３５５号公報、特開平８−４８６５６号公報、特開平８−１００１７２号公報およびジャーナル・オブ・ザ・ケミカル・ソサイエティー・ケミカル・コミュニケーション第２１７５ページ１９９６年などにも耐熱性が向上された正孔輸送材料もしくは正孔注入材料が記載されている。中でも、スターバーストアミン誘導体の１種である４，４’，４”−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（以下、ＭＴＤＡＴＡと略記する）は、有機ＥＬ素子の正孔注入材料として良く使用されている。
しかしながら、これらトリアリールアミン誘導体を用いた有機ＥＬ素子は、昨今の高性能化の要求に見合った性能を有していないのが実状である。その大きな原因は、正孔注入の能力不足にあり、特に正孔輸送材料のイオン化ポテンシャル値が大きいことが挙げられる。有機ＥＬ素子の有機層に効率よく正孔を注入するためには、電極の仕事関数と有機化合物のイオン化ポテンシャルの関係が重要で、イオン化ポテンシャル値が低い方が好ましい。そのため、有機ＥＬ素子の高性能化のためには、イオン化ポテンシャル値の小さい正孔輸送材料の開発が望まれている。
上述のように、従来の有機ＥＬ素子に用いられる電荷輸送材料は、実用上十分な性能を有していなかったり、高効率化に対応できないなどの欠点があり、優れた材料を使用することにより、有機ＥＬ素子の効率及び寿命を高めることが望まれている。
一方、ヘテロサイクリックコミュニケーションズ２巻１１７ページ１９９６年には、電子供与性化合物（ドナー化合物）としてジアザペンタセン誘導体が示されているが、有機ＥＬ素子に関する記載はない。
発明の開示
本発明は、このような従来技術の有する課題、すなわち、実用上十分な性能を有し、高効率化に対応できる、有機ＥＬ素子、これに用いられる新規な電荷輸送材料及び発光材料を提供することにある。
本発明者らは、従来の有機ＥＬ素子が抱えている上述の課題を解決すべく鋭意検討した。その結果、特定のジアザペンタセン誘導体を電荷輸送材料、発光材料に用いることにより、高効率な有機ＥＬ素子が得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成した。
本発明は、以下により構成される。
（１）下記一般式（１）で表されるジアザペンタセン誘導体を含有する電荷輸送材料。

（一般式（１）中、Ｒ_１〜Ｒ_１０はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜６のアルキル基、アルコキシ基、置換もしくは無置換のアミノ基、アリール基、またはヘテロ環基を示し、該置換もしくは無置換のアリール基、またはヘテロ環基は、それらが隣接している場合には、互いに縮合した構造のものであってもよく、Ｘ_１およびＸ_２は、それぞれ独立に酸素原子もしくは硫黄原子を示し、Ｙ_１およびＹ_２は、それぞれ独立に置換もしくは無置換の炭素数１〜６のアルキル基、アリール基、またはヘテロ環基である。）
（２）前記第１項に記載の一般式（１）で表されるジアザペンタセン誘導体を含有する発光材料。
（３）前記第１項記載の電荷輸送材料および／もしくは前記第２項記載の発光材料が用いられた有機電界発光素子。
（４）正孔輸送層を有し、該正孔輸送層に前記第１項記載の電荷輸送材料を含有している有機電界発光素子。
（５）正孔注入層を有し、該正孔注入層に前記第１項記載の電荷輸送材料を含有している有機電界発光素子。
（６）発光層に前記第２項記載の発光材料を含有している有機電界発光素子。
発明を実施するための最良の態様
以下、本発明を詳細に説明する。
一般式（１）で表されるジアザペンタセン誘導体の具体例としては、例えば下記、式（２）〜（９）で表される化合物を挙げることができる。

これらのジアザペンタセン誘導体は、既知の合成法を利用して合成することができ、例えば、後述の合成例に記載の方法により、得ることができる。
本発明のジアザペンタセン誘導体を含有する電荷輸送材料は正孔輸送材料および正孔注入材料として適している。これは、分子中にフェノキサジンもしくはフェノチアジン骨格を導入したことに起因している。特に、本発明のジアザペンタセンはそれら骨格を２つ分子内に持つので、よりイオン化ポテンシャル値が低く、効率の高い有機ＥＬ素子を得ることができる。それら骨格の導入の位置、すなわち、窒素原子が同じ側に位置することも重要である。
また、本発明の有機ＥＬ素子は、高効率であるばかりでなく、保存時及び駆動時の耐久性も高い。これは、本発明で使用されるジアザペンタセン誘導体の特徴の１つでもある。一般式（１）のＹ_１またはＹ_２の置換基としては、アリール基もしくはヘテロ環基が好ましく、アルキル基の場合、耐久性がやや劣る。
一般式（１）で表されるジアザペンタセン誘導体は、それ自身蛍光を発し、発光材料としての機能をも有する。例えば、上記式（２）で表わされる化合物は青色の蛍光を発し、上記式（４）で表わされる化合物は緑色の蛍光を発する。
本発明の有機ＥＬ素子の構造としては、各種の態様があるが、基本的には一対の電極（陽極と陰極）間に、上記ジアザペンタセン誘導体を含有する有機層（以下、ジアザペンタセン誘導体層という）を陽極と陰極との間に挟持した構造であり、所望に応じて、該ジアザペンタセン誘導体層に、通常、有機ＥＬ素子に使用される正孔注入材料、正孔輸送材料、発光材料、電子注入材料もしくは電子輸送材料などを添加することができる。また、ジアザペンタセン誘導体層を発光層として使用する場合、この発光層に他の発光材料を添加することにより、異なる波長の光を発生させたり、発光効率を向上させることができる。
また、これら通常、有機ＥＬ素子に使用される正孔注入材料、正孔輸送材料、発光材料、電子注入材料もしくは電子輸送材料などを正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子注入層もしくは電子輸送層などとして該ジアザペンタセン誘導体層に積層することもできる。
具体的な構成としては、（１）陽極／ジアザペンタセン誘導体層／陰極、（２）陽極／ジアザペンタセン誘導体層／発光層／陰極、（３）陽極／ジアザペンタセン誘導体層／発光層／電子注入層／陰極、（４）陽極／正孔注入層／ジアザペンタセン誘導体層／発光層／電子注入層／陰極、（５）陽極／ジアザペンタセン誘導体層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極、（６）陽極／正孔注入層／ジアザペンタセン誘導体層／電子注入層／陰極などの積層構造を挙げることができる。これらの場合、さらに界面層を設けることにより、発光効率を向上させたり、寿命を伸ばすことができる。ここで界面層とは、電極とジアザペンタセン誘導体層の間に挿入される層で電荷注入を促進させたり、素子の耐久性を向上させるのに有効に作用する層のことである。
本発明の有機ＥＬ素子は、上記のいずれの構造であっても、基板に支持されていることが好ましい。基板としては、機械的強度、熱安定性および透明性を有するものであればよく、ガラス、透明プラスチックフィルムなどを用いることができる。
本発明の有機ＥＬ素子の陽極物質としては、４ｅＶより大きな仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を用いることができる。具体例として、Ａｕなどの金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキサイド（以下、ＩＴＯと略記する）、ＳｎＯ_２、ＺｎＯなどの導電性透明材料が挙げられる。
陰極物質としては、４ｅＶより小さな仕事関数の金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物を使用できる。具体例としては、カルシウム、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、マグネシウム合金、リチウム合金、アルミニウム合金等があり、合金としてはアルミニウム／リチウム、マグネシウム／銀、マグネシウム／インジウムなどが挙げられる。
有機ＥＬ素子の発光を効率よくするために、電極の少なくとも一方は光透過率が１０％以上とすることが望ましい。電極としてのシート抵抗は数百Ω／ｍｍ以下とするのが好ましい。なお、膜厚は電極材料の性質にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜４００ｎｍの範囲で選定される。このような電極は、上述の電極物質を使用して蒸着やスパッタリングなどの方法により薄膜を形成させることにより作製することができる。
本発明の有機ＥＬ素子に使用される、本発明の電荷輸送材料以外の正孔注入材料および正孔輸送材料としては、正孔の電荷輸送材料として従来から慣用されているものや、有機ＥＬ素子の正孔注入層および正孔輸送層に使用される公知の電荷輸送材料の中から任意のものを選択して用いることができる。
例えば、カルバゾール誘導体（Ｎ−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾールなど）、トリアリールアミン誘導体（ＴＰＤ、芳香族第３級アミンを主鎖もしくは側鎖に持つポリマー、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−４，４’−ジアミノビフェニル、４，４’，４’’−トリス｛Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ｝トリフェニルアミン、ジャーナル・オブ・ザ・ケミカル・ソサイエティー・ケミカル・コミュニケーション第２１７５ページ１９９６年に記載されている化合物、特開昭５７−１４４５５８号公報、特開昭６１−６２０３８号公報、特開昭６１−１２４９４９号公報、特開昭６１−１３４３５４号公報、特開昭６１−１３４３５５号公報、特開昭６１−１１２１６４号公報、特開平４−３０８６８８号公報、特開平６−３１２９７９号公報、特開平６−２６７６５８号公報、特開平７−９０２５６号公報、特開平７−９７３５５号公報、特開平６−１９７２号公報、特開平７−１２６２２６号公報、特開平７−１２６６１５号公報、特開平７−３３１２３８号公報、特開平８−１００１７２号公報および特開平８−４８６５６号公報に記載されている化合物、アドバンスド・マテリアル第６巻第６７７ページ１９９４年に記載されているスターバーストアミン誘導体など）、スチルベン誘導体（日本化学会第７２春季年会講演予稿集（ＩＩ）、１３９２ページ、２ＰＢ０９８に記載のものなど）、フタロシアニン誘導体（無金属、銅フタロシアニンなど）、ポリシランなどがあげられる。
なお、本発明の有機ＥＬ素子の正孔注入層および正孔輸送層は、上記の化合物の一種以上を含有する一つの層で構成されていてもよく、上記の化合物の一種以上と本発明の電荷輸送材料とを含有する一つの層で構成されてもよい。また、上記の化合物の一種以上を含有する複数の層を積層したものでもよく、上記の化合物の一種以上と本発明の電荷輸送材料とを含有する複数の層を積層したものでもよい。
本発明の有機ＥＬ素子に使用される、本発明の電荷輸送材料以外の電子注入材料および電子輸送材料については特に制限はなく、電子伝達化合物として従来から慣用されているもの、有機ＥＬ素子の電子注入層および電子輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
かかる電子伝達化合物の好ましい例として、ジフェニルキノン誘導体（電子写真学会誌、３０，２６６（１９９１）などに記載のもの）、ペリレン誘導体（Ｊ．Ａｐｐｌｙ．Ｐｈｙｓ．，２７，２６９（１９８８）などに記載のもの）や、オキサジアゾール誘導体（前記文献、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，２７，Ｌ７１３（１９８８）、アプライド・フィジックス・レター（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．），５５，１４８９（１９８９）などに記載のもの）、チオフェン誘導体（特開平４−２１２２８６号公報などに記載のもの）、トリアゾール誘導体（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３２，Ｌ９１７（１９９３）などに記載のもの）、チアジアゾール誘導体（第４３回高分子学会予稿集、（ＩＩＩ）Ｐｌａ００７などに記載のもの）、オキシン誘導体の金属錯体（電子情報通信学会技術研究報告、９２（３１１），４３（１９９２）などに記載のもの）、キノキサリン誘導体のポリマー（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３３，Ｌ２５０（１９９４）などに記載のもの）、フェナントロリン誘導体（第４３回高分子討論会予稿集、１４Ｊ０７などに記載のもの）などを挙げることができる。
本発明の有機ＥＬ素子の発光層に用いる、本発明の発光材料以外の発光材料としては、高分子学会編 高分子機能材料シリーズ”光機能材料”、共立出版（１９９１）、Ｐ２３６に記載されているような昼光蛍光材料、蛍光増白剤、レーザー色素、有機シンチレータ、各種の蛍光分析試薬などの公知の発光材料を用いることができる。
具体的には、アントラセン、フェナントレン、ピレン、クリセン、ペリレン、コロネン、ルブレン、キナクリドンなどの多環縮合化合物、クオーターフェニルなどのオリゴフェニレン系化合物、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（４−メチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（４−メチル−５−フェニル−２−オキザゾリル）ベンゼン、１，４−ビス（５−フェニル−２−オキサゾリル）ベンゼン、２，５−ビス（５−タシャリー−ブチル−２−ベンズオキサゾリル）チオフェン、１，４−ジフェニル−１，３−ブタジエン、１，６−ジフェニル−１，３，５−ヘキサトリエン、１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエンなどの液体シンチレーション用シンチレータ、特開昭６３−２６４６９２号公報記載のオキシン誘導体の金属錯体、クマリン染料、ジシアノメチレンピラン染料、ジシアノメチレンチオピラン染料、ポリメチン染料、オキソベンズアントラセン染料、キサンテン染料、カルボスチリル染料およびペリレン染料、独国特許２５３４７１３号公報に記載のオキサジン系化合物、第４０回応用物理学関係連合講演会講演予稿集、１１４６（１９９３）に記載のスチルベン誘導体、特開平７−２７８５３７号公報記載のスピロ化合物および特開平４−３６３８９１号公報記載のオキサジアゾール系化合物などが好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層は、各層を構成すべき材料を蒸着法、スピンコート法およびキャスト法などの公知の方法で薄膜とすることにより、形成することができる。
このようにして形成された各層の膜厚については特に制限はなく、素材の性質に応じて適宜選定することができるが、通常２ｎｍ〜５０００ｎｍの範囲で選定される。
なお、ジアザペンタセン誘導体を薄膜化する方法としては、均質な膜が得やすく、かつピンホールが生成しにくいなどの点から蒸着法を適るのが好ましい。蒸着法を用いて薄膜化する場合、その蒸着条件は、ジアザペンタセン誘導体の種類、分子累積膜の目的とする結晶構造及び会合構造などにより異なるが、一般に、ボート加熱温度５０〜４００℃、真空度１０^−６〜１０^−３Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−１５０〜＋３００℃、膜厚５ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜選定することが望ましい。
次に、本発明のジアザペンタセン誘導体を用いた有機ＥＬ素子を作製する方法の一例として、前述の陽極／ジアザペンタセン誘導体層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法について説明する。適当な基板上に、陽極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、蒸着法により形成させて陽極を作製した後、この陽極上にジアザペンタセン誘導体の薄膜を形成させて発光層とし、この発光層の上に陰極用物質からなる薄膜を蒸着法により、１μｍ以下の膜厚になるよう形成させて陰極とすることにより、目的の有機ＥＬ素子が得られる。なお、上述の有機ＥＬ素子の作製においては、作製順序を逆にして、陰極、発光層、陽極の順に作製することも可能である。
このようにして得られた有機ＥＬ素子に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として印加すれば良く、電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると、透明又は半透明の電極側（陽極又は陰極、及び両方）より発光が観測できる。
また、この有機ＥＬ素子は、交流電圧を印加した場合にも発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
（実施例）
次に、本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明する。
（１）合成例１ 前記、式（２）で表される化合物（以下、ＭＡＴと略記する）の合成
水素化ナトリウム１８３ｍｇ及びジメチルスルフォキシド２０ｍｌをフラスコに入れて、窒素雰囲気下、５，７，１２，１４−テトラヒドロ−５，７−ジアザ−１２，１４−ジチオペンタセン２００ｍｇの５ｍｌＤＭＳＯ溶液を滴下した。水素の発生がおさまった後、０．４ｍｌの硫酸ジメチルを加え、６０℃で１時間加熱した。放冷後、反応混合物を冷水に注ぎ、酢酸エチルで抽出した。得られた有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させてから溶媒を留去した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘプタン／酢酸エチル＝３／１）にて精製し、これをエタノールを用いて再結晶し目的とする化合物９７ｍｇを黄色板状結晶として得た。ＡＣ−１測定によるイオン化ポテンシャルは４．８ｅＶであった。
^１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３）δ＝３．４０（ｓ，６Ｈ），６．３０（ｓ，１Ｈ），６．９０（ｄ，２Ｈ），６．８８−６．９４（ｍ，３Ｈ），７．１１−７．１８（ｍ，４Ｈ）．
（２）合成例２ 前記、式（３）で表される化合物（以下、ＭＡＯと略記する）の合成
合成例１で用いた５，７，１２，１４−テトラヒドロ−５，７−ジアザ−１２，１４−ジチオペンタセンを、５，７，１２，１４−テトラヒドロ−５，７−ジアザ−１２，１４−ジオキサペンタセンに代えた以外は、合成例１に準拠した方法で合成した。ＡＣ−１測定によるイオン化ポテンシャルは４．８ｅＶであった。
^１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３）δ＝３．０５（ｓ，６Ｈ），６．１１（ｓ，１Ｈ），６．２８（ｓ，１Ｈ），６．６５−６．７０（ｍ，６Ｈ），６．８８（ｍ，２Ｈ）．
（３）合成例３ 前記、式（４）で表される化合物（以下、ＰＡＴと略記する）の合成
５，７，１２，１４−テトラヒドロ−５，７−ジアザ−１２，１４−ジチオペンタセン２．５ｇ、炭酸カリウム８．６ｇ、銅２ｇ及びヨードベンゼン５０ｍｌをフラスコに入れて、窒素雰囲気下、１９０℃で１５時間加熱した。放冷後、不溶物をろ過で取り除き、ヨードベンゼンを留去した。得られた固体を２００ｍｌのヘプタンで洗浄し、これをメタノールとテトラヒドロフランを用いて再結晶し目的とする化合物３ｇを得た。ＡＣ−１測定によるイオン化ポテンシャルは４．８ｅＶであった。
^１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３）δ＝５．０９（ｓ，１Ｈ），６．０２（ｄｄ，２Ｈ），６．７９−６．８３（ｍ，５Ｈ），７．０２−７．１１（ｍ，６Ｈ），７．３７−７．４２（ｍ，６Ｈ）．
（４）合成例４ 前記、式（５）で表される化合物の合成
合成例３で用いたヨードベンゼンを、４，４’−ジョードビフェニルに代えた以外は、合成例３に準拠した方法で合成した。
（５）合成例５ 前記、式（８）で表わされる化合物の合成
合成例３で用いたヨードベンゼンを、メタヨードトルエンに代えた以外は、合成例３に準拠した方法で合成した。ＡＣ−１測定によるイオン化ポテンシャルは５．０ｅＶであった。
（６）合成例６ 前記、式（９）で表わされる化合物の合成
合成例３で用いたヨードベンゼンを、１−ヨードナフタレンに代えた以外は、合成例３に準拠した方法で合成した。ＡＣ−１測定によるイオン化ポテンシャルは５．１ｅＶであった。
比較例１ アミン誘導体のイオン化ポテンシャル
ＡＣ−１測定によるＮＰＤおよびＭＴＤＡＴＡのイオン化ポテンシャルは、それぞれ、５．５および５．２ｅＶであった。本発明のジアザペンタセン誘導体の方が低い値であった。
実施例１
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯを５０ｎｍの厚さに蒸着したもの（東京三容真空（株）製）を透明支持基板とした。この透明支持基板を市販の蒸着装置（真空機工（株）製）の基板ホルダーに固定し、合成例１で合成したＭＡＴをいれたボート、合成例２で合成したＭＡＯを入れたボート、トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（ＩＩＩ）（以下、Ａｌｑと略記する）を入れたボート、フッ化リチウムを入れたボート、およびアルミニウムを入れたボートを装着した。
真空槽を１×１０^−３Ｐａまで減圧し、ＭＡＴおよびＭＡＯ入りのボートを加熱して、重量比１：１で膜厚５０ｎｍになるように蒸着して正孔輸送層を形成し、次いで、Ａｌｑ入りのボートを加熱して、膜厚５０ｎｍになるように蒸着して発光層を形成した。蒸着速度は０．１〜０．２ｎｍ／秒であった。
その後、ボートを加熱して、フッ化リチウムを膜厚０．５ｎｍになるように蒸着し、続いて、アルミニウムを膜厚１００ｎｍ蒸着し、電極を形成することにより有機ＥＬ素子を得た。
ＩＴＯ電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として、直流電圧を印加すると、約２０ｍＡ／ｃｍ^２の電流が流れ、輝度約２０ｃｄ／ｍ^２で緑色の発光を得た。
実施例２
実施例１に準拠して透明支持基板を蒸着装置の基板ホルダーに固定し、合成例１で合成したＭＡＴをいれたボート、合成例２で合成したＭＡＯを入れたボート、ＮＰＤを入れたボート、Ａｌｑを入れたボート、フッ化リチウムを入れたボート、およびアルミニウムを入れたボートを装着した。
真空槽を１×１０^−３Ｐａまで減圧し、ＭＡＴおよびＭＡＯ入りのボートを加熱して、重量比１：１で膜厚２０ｎｍになるように蒸着して正孔注入層を形成し、次いで、ＮＰＤ入りのボートを加熱して、膜厚３０ｎｍになるように蒸着して正孔輸送層を形成し、さらに、Ａｌｑ入りのボートを加熱して、膜厚５０ｎｍになるように蒸着して発光層を形成した。蒸着速度は０．１〜０．２ｎｍ／秒であった。
その後、ボートを加熱して、フッ化リチウムを膜厚０．５ｎｍになるように蒸着し、続いて、アルミニウムを膜厚１００ｎｍ蒸着し、電極を形成することにより有機ＥＬ素子を得た。
ＩＴＯ電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として、直流電圧を印加すると、約４ｍＡ／ｃｍ^２の電流が流れ、輝度約１００ｃｄ／ｍ^２で緑色の発光を得た。
実施例３
実施例１に準拠して、透明支持基板を蒸着装置の基板ホルダーに固定し、合成例３で合成したＰＡＴをいれたボート、ＮＰＤを入れたボート、Ａｌｑを入れたボート、フッ化リチウムを入れたボート、およびアルミニウムを入れたボートを装着した。
真空槽を１×１０^−３Ｐａまで減圧し、ＰＡＴ入りのボートを加熱して、膜厚２０ｎｍになるように蒸着して正孔注入層を形成し、次いで、ＮＰＤ入りのボートを加熱して、膜厚３０ｎｍになるように蒸着して正孔輸送層を形成し、さらに、Ａｌｑ入りのボートを加熱して、膜厚５０ｎｍになるように蒸着して発光層を形成した。蒸着速度は０．１〜０．２ｎｍ／秒であった。
その後、ボートを加熱して、フッ化リチウムを膜厚０．５ｎｍになるように蒸着し、続いて、アルミニウムを膜厚１００ｎｍ蒸着し、電極を形成することにより有機ＥＬ素子を得た。
ＩＴＯ電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として、直流電圧を印加すると、約３ｍＡ／ｃｍ^２の電流が流れ、輝度約１００ｃｄ／ｍ^２で緑色の発光を得た。
実施例４
実施例３で用いたＡｌｑを、１，１，３，４−テトラフェニル−２，５−ビス（５−ベンゾチエニルチエニル）シラシクロペンタジエンに代えた以外は、実施例３に準拠した方法で素子を作成した。
ＩＴＯ電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として、直流電圧を印加すると電流が２０ｍＡ／ｃｍ^２程度流れ、輝度約１００ｃｄ／ｍ^２で赤色の発光を得た。
実施例５
実施例３で用いたＡｌｑを、１，２−ビス（１−メチル−２，３，４，５−テトラフェニルシラシクロペンタジエニル）エタンに代えた以外は、実施例３に準拠した方法で素子を作成した。
ＩＴＯ電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として、直流電圧を印加すると電流が２ｍＡ／ｃｍ^２程度流れ、輝度約１００ｃｄ／ｍ^２で青色の発光を得た。
実施例６
実施例３で用いたＰＡＴを、合成例５で得られた化合物に代えた以外は、実施例３に準拠した方法で素子を作成した。
ＩＴＯ電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として、直流電圧を印加すると、約３ｍＡ／ｃｍ２の電流が流れ、輝度約１００ｃｄ／ｍ２で緑色の発光を得た。
実施例７
実施例３で用いたＰＡＴを、合成例６で得られた化合物に代えた以外は、実施例３に準拠した方法で素子を作成した。
ＩＴＯ電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として、直流電圧を印加すると、約３ｍＡ／ｃｍ２の電流が流れ、輝度約１００ｃｄ／ｍ２で緑色の発光を得た
産業上の利用可能性
特定のジアザペンタセン誘導体を含有した本発明の電荷輸送材料および発光材料を用いることにより、高効率な有機ＥＬ素子を得ることができる。すなわち、本発明のＥＬ素子は、イオン化ポテンシャル値の低いジアザペンタセン誘導体を含有する電荷輸送材料および発光材料を正孔輸送層、正孔注入層および／もしくは発光層を形成する有機層として使用することにより、容易に高発光効率化が達成できる。従って、本発明の有機ＥＬ素子を用いることにより、フルカラーディスプレーなどの高効率なディスプレイ装置の作成が可能である。

Claims (6)

1. 下記一般式（１）で表されるジアザペンタセン誘導体を含有する電荷輸送材料。
   

   

   （一般式（１）中、Ｒ_１〜Ｒ_１０はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜６のアルキル基、アルコキシ基、置換もしくは無置換のアミノ基、アリール基、またはヘテロ環基を示し、該置換もしくは無置換のアリール基、またはヘテロ環基は、それらが隣接している場合には、互いに縮合した構造のものであってもよく、Ｘ_１およびＸ_２は、それぞれ独立に酸素原子もしくは硫黄原子を示し、Ｙ_１およびＹ_２は、それぞれ独立に置換もしくは無置換の炭素数１〜６のアルキル基、アリール基、またはヘテロ環基である。）
2. 請求項１に記載の一般式（１）で表されるジアザペンタセン誘導体を含有する発光材料。
3. 請求項１記載の電荷輸送材料および／もしくは請求項２記載の発光材料が用いられた有機電界発光素子。
4. 正孔輸送層を有し、該正孔輸送層に請求項１記載の電荷輸送材料を含有している有機電界発光素子。
5. 正孔注入層を有し、該正孔注入層に請求項１記載の電荷輸送材料を含有している有機電界発光素子。
6. 発光層に請求項２記載の発光材料を含有している有機電界発光素子。