JP6671283B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

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    • H10K85/341Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/342Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium

Description

本発明は、各種の表示装置に好適な自発光素子である有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子と呼ぶことがある。)に関するものであリ、詳しくは特定のアリールアミン化合物と特定の縮合環構造を有する複素環化合物(および特定のベンゾトリアゾール誘導体または特定のアントラセン誘導体)を用いた有機EL素子に関する。
有機EL素子は自己発光性素子であるため、液晶素子に比べて明るく視認性に優れ、鮮明な表示が可能であることから、活発な研究がなされてきた。
1987年にイーストマン・コダック社のC.W.Tangらは、各種の役割を各材料に分担した積層構造素子を開発することにより有機材料を用いた有機EL素子を実用的なものにした。かかる有機EL素子は、電子を輸送することのできる蛍光体と正孔を輸送することのできる有機物とを積層することにより構成されるものであり、正電荷と負電荷とを蛍光体の層の中に注入して発光させることにより、10V以下の電圧で1000cd/m以上の高輝度が得られるというものである(特許文献1および特許文献2参照)。
現在まで、有機EL素子の実用化のために多くの改良がなされている。例えば、積層構造の各種の役割をさらに細分化し、基板上に、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層および陰極をこの順で設けた電界発光素子によって高効率と耐久性が達成されることが一般に知られている。
また、発光効率の更なる向上を目的として三重項励起子の利用が試みられ、燐光発光性化合物の利用が検討されている。
更に、熱活性化遅延蛍光(TADF)による発光を利用する素子も開発されている。2011年に九州大学の安達らは、熱活性化遅延蛍光材料を用いた素子によって5.3%の外部量子効率を実現させた。
発光層は、一般的にホスト材料と称される電荷輸送性の化合物に、蛍光性化合物や燐光発光性化合物または遅延蛍光を放射する材料をドープして作製することもできる。有機EL素子における有機材料の選択は、その素子の効率や耐久性など諸特性に大きな影響を与える。
有機EL素子においては、両電極から注入された電荷が発光層で再結合して発光が得られるが、正孔、電子の両電荷を如何に効率良く発光層に受け渡すかが重要であり、キャリアバランスに優れた素子とする必要がある。また、正孔注入性を高めたり、陰極から注入された電子をブロックする電子阻止性を高めることによって、正孔と電子が再結合する確率を向上させ、更には発光層内で生成した励起子を閉じ込めることによって、高発光効率を得ることができる。そのため、正孔輸送材料の果たす役割は重要であり、正孔注入性が高く、正孔の移動度が大きく、電子阻止性が高く、さらには電子に対する耐久性が高い正孔輸送材料が求められている。
また、素子寿命に関しては材料の耐熱性やアモルファス性も重要である。耐熱性が低い材料では、素子駆動時に生じる熱により、低い温度でも熱分解が起こり、材料が劣化する。アモルファス性が低い材料では、短い時間でも薄膜の結晶化が起こり、素子が劣化してしまう。そのため使用する材料には耐熱性が高く、アモルファス性が良好な性質が求められる。
これまで有機EL素子に用いられてきた正孔輸送材料としてはN,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(α−ナフチル)ベンジジン(NPD)や種々の芳香族アミン誘導体が知られていた(特許文献1および特許文献2参照)。NPDは良好な正孔輸送能力を持っているが、耐熱性の指標となるガラス転移点(Tg)が96℃と低く、高温条件下では結晶化による素子特性の低下が起こってしまう。
また、特許文献1、2記載の芳香族アミン誘導体の中には、正孔の移動度が10−3cm/Vs以上と優れた移動度を有する化合物もあるが、電子阻止性が不十分であるため、電子の一部が発光層を通り抜けてしまい、発光効率の向上が期待できないなど、更なる高効率化のため、より電子阻止性が高く、薄膜がより安定で耐熱性の高い材料が求められていた。
さらに、耐久性の高い芳香族アミン誘導体も報告されているが(特許文献3参照)、電子写真感光体に用いられる電荷輸送材料として用いたもので、有機EL素子として用いた例はなかった。
耐熱性や正孔注入性等の特性を改良した化合物として、置換カルバゾール構造を有するアリールアミン化合物が提案されているが(特許文献4および特許文献5参照)、これらの化合物を正孔注入層または正孔輸送層に用いた素子では、耐熱性や発光効率等の改良はされているものの、未だ十分とはいえず、さらなる低駆動電圧化や、さらなる高発光効率化が求められている。
有機EL素子の素子特性の改善や素子作製の歩留まり向上のために、正孔および電子の注入・輸送性能、薄膜の安定性や耐久性に優れた材料を組み合わせることで、正孔および電子が高効率で再結合できる、発光効率が高く、駆動電圧が低く、長寿命な素子が求められている。
また、有機EL素子の素子特性を改善させるために、正孔および電子の注入・輸送性能、薄膜の安定性や耐久性に優れた材料を組み合わせることで、キャリアバランスのとれた高効率、低駆動電圧、長寿命な素子が求められている。
特開平8−048656号公報 特許第3194657号公報 特許第4943840号公報 特開2006−151979号公報 国際公開第2008/62636号 特表2014−513064号公報 国際公開第2013/054764号 国際公開第2011/059000号 国際公開第2003/060956号 韓国公開特許2013−060157号公報 特開平7−126615号公報 特開2005−108804号公報
Appl.Phys.Let.,98,083302(2011)
本発明の目的は、正孔および電子の注入・輸送性能、電子阻止能力、薄膜状態での安定性や耐久性に優れた有機EL素子用の各種材料を、それぞれの材料が有する特性が効果的に発現できるように組み合わせることで、高効率、低駆動電圧、長寿命の有機EL素子を提供することにある。
本発明者らは、上記の目的を達成するために、アリールアミン系材料が正孔注入および輸送能力、薄膜の安定性や耐久性に優れていること、縮合環構造を有する含窒素複素環化合物(特に、インデノインドール誘導体またはカルバゾール誘導体)の発光効率が優れていること、ベンゾトリアゾール誘導体やアントラセン誘導体が電子の注入・輸送能力、薄膜の安定性や耐久性に優れていることに着目し、特定のアリールアミン化合物と特定のインデノインドール誘導体または特定のカルバゾール誘導体とを選択して、発光層へ正孔を効率良く注入・輸送できるようにし、発光層の材料の特性に合ったキャリアバランスがとれるように、正孔輸送材料と発光層の材料を組み合わせた種々の有機EL素子を作製し、素子の特性評価を鋭意行なった。更に、発光層への電子の注入・輸送効率も高め、キャリアバランスがさらに発光層の材料の特性に合うよう、正孔輸送材料、発光層の材料および電子輸送材料を組み合わせた種々の有機EL素子を作製し、素子の特性評価を鋭意行なった。また、正孔輸送層を第一正孔輸送層と第二正孔輸送層の2層構造とし、発光層へ正孔を効率良く注入・輸送できるように第一正孔輸送層の材料として特定のアリールアミン誘導体を選択し、且つ、電子阻止性に優れた別のアリールアミン誘導体を第二正孔輸送層の材料として選択し、キャリアバランスのとれるような組合せを精緻化した種々の有機EL素子を作製し、素子の特性評価を鋭意行なった。その結果、本発明を完成するに至った。
本発明によれば、陽極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び陰極をこの順に有する有機EL素子において、
前記正孔輸送層が、下記一般式(1)で表されるアリールアミン化合物を含有し、
前記発光層が、下記一般式(2)で表されるインデノインドール誘導体または下記一般式(3)で表されるカルバゾール誘導体を含有することを特徴とする有機EL素子が提供される。
式中、
Ar〜Arは、それぞれ、芳香族炭化水素基または芳香族複素
環基を表す。
式中、
は芳香族炭化水素の2価基、芳香族複素環の2価基または単結
合を表し、
Arは芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、
〜Rは、それぞれ、水素原子;重水素原子;フッ素原子;塩
素原子;シアノ基;ニトロ基;炭素数1〜6のアルキル基;炭素数
5〜10のシクロアルキル基;炭素数2〜6のアルケニル基;炭素
数1〜6のアルキルオキシ基;炭素数5〜10のシクロアルキルオ
キシ基;芳香族炭化水素基;芳香族複素環基;アリールオキシ基;
または、置換基として芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基を
有するジ置換アミノ基であって、
〜Rは、それぞれの基同士で単結合、置換もしくは無置換の
メチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を
形成してもよく、
〜Rは、それぞれの基同士で単結合、置換もしくは無置換の
メチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を
形成してもよく、
〜Rの一部が脱離し、この脱離により生じた空位に、R
の他の基が、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子、硫黄
原子またはモノアリールアミノ基を介して結合して環を形成しても
よく、
〜Rの一部が脱離し、この脱離により生じた空位に、R
の他の基が、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子、硫黄
原子またはモノアリールアミノ基を介して結合して環を形成しても
よく、
とR10は、それぞれ、炭素数1〜6のアルキル基、芳香族炭
化水素基または芳香族複素環基であって、単結合、置換もしくは無
置換のメチレン基、酸素原子又は硫黄原子を介して互いに結合して
環を形成してもよい。
式中、
は芳香族炭化水素の2価基、芳香族複素環の2価基または単結
合を表し、
Arは芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、
11〜R18は、それぞれ、水素原子;重水素原子;フッ素原子
;塩素原子;シアノ基;ニトロ基;炭素数1〜6のアルキル基;炭
素数5〜10のシクロアルキル基;炭素数2〜6のアルケニル基;
炭素数1〜6のアルキルオキシ基;炭素数5〜10のシクロアルキ
ルオキシ基;芳香族炭化水素基;芳香族複素環基;アリールオキシ
基;または、置換基として芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環
基を有するジ置換アミノ基であり、
11〜R14は、それぞれの基同士で単結合、置換もしくは無置
換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して
環を形成してもよく、
15〜R18は、それぞれの基同士で単結合、置換もしくは無置
換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して
環を形成してもよく、
11〜R14の一部が脱離し、この脱離により生じた空位に、R
〜R14の他の基が、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子
、硫黄原子またはモノアリールアミノ基を介して結合して環を形成
してもよく、
15〜R18の一部が脱離し、この脱離により生じた空位に、R
〜R18の他の基が、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子
、硫黄原子またはモノアリールアミノ基を介して結合して環を形成
してもよい。
本発明の有機EL素子においては、
(1)前記電子輸送層が、下記一般式(4)で表されるベンゾトリアゾール誘導体を含有すること、
式中、
Arは芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、
Arは水素原子、重水素原子、芳香族炭化水素基または芳香族複
素環基を表し、
19〜R26は、それぞれ、水素原子、重水素原子、フッ素原子
、塩素原子、シアノ基、炭素数1〜6のアルキル基、芳香族炭化水
素基または芳香族複素環基を表し、
mは0〜2の整数を表し、
mが2である場合、複数個存在するR19、R20、R21、R22
相互に同一でも異なっていても良い、
(2)前記電子輸送層が、下記一般式(5)で表されるアントラセン誘導体を含有すること、
式中、
p、qは、pとqの和が9となる関係を維持しつつ、pは7また
は8の整数であり、qは1または2の整数であり、
は芳香族炭化水素の2価基、芳香族複素環の2価基または単結
合を表し、
Bは芳香族複素環基を表し、
Cは芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、qが2であ
る場合、複数個存在するCは相互に同一でも異なっていても良く、
Dは水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基ま
たは炭素数1〜6のアルキル基を表し、複数個存在するDは相互に
同一でも異なっていても良い、
(3)前記アントラセン誘導体が、下記一般式(5a)、(5b)または(5c)で表されること、
式中、
は前記一般式(5)で示した意味と同じ意味を表し、
Ar〜Ar11は、それぞれ、芳香族炭化水素基または芳香族複
素環基を表し、
27〜R33は、それぞれ、水素原子、重水素原子、フッ素原子
、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭
素数5〜10のシクロアルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基、
炭素数1〜6のアルキルオキシ基、炭素数5〜10のシクロアルキ
ルオキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基またはアリールオ
キシ基であって、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素
原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよく、
〜Xは炭素原子または窒素原子を表し、X〜Xの何れか1
つのみが窒素原子であり、該窒素原子には水素原子を含みR27〜R
30のいずれも結合していない、
式中、
は前記一般式(5)で示した意味と同じ意味を表し、
Ar12〜Ar14は、それぞれ、芳香族炭化水素基または芳香族
複素環基を表す、
式中、
は前記一般式(5)で示した意味と同じ意味を表し、
Ar15〜Ar17は、それぞれ、芳香族炭化水素基または芳香族
複素環基を表し、
34は水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基
、ニトロ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロ
アルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基、炭素数1〜6のアルキ
ルオキシ基、炭素数5〜10のシクロアルキルオキシ基、芳香族炭
化水素基、芳香族複素環基またはアリールオキシ基を表す、
(4)前記正孔輸送層が、第一正孔輸送層および第二正孔輸送層の2層構造を有しており、該第二正孔輸送層が前記発光層側に位置しており且つ前記一般式(1)で表されるアリールアミン化合物を含有すること、
(5)前記発光層が、燐光性発光材料を含有すること、
(6)前記燐光性発光材料が、イリジウムまたは白金を含む金属錯体であること、
(7)前記燐光性発光材料が、赤色発光性ドーパントであること、
が好ましい。
本発明の有機EL素子においては、正孔輸送層の材料として、正孔の注入・輸送性能並びに薄膜の安定性および耐久性に優れ、正孔の注入・輸送の役割を効果的に発現できる特定のアリールアミン化合物が選択されている。そのため、本発明においては、正孔を発光層へ効率良く注入・輸送でき、高効率、低駆動電圧、長寿命の有機EL素子が実現されている。また、正孔輸送材料として特定のアリールアミン化合物を選択するだけでなく、特定の構造を有する発光層の材料の特性に合ったキャリアバランスがとれるように特定の電子輸送材料を選択することで、高効率、低駆動電圧であって、特に長寿命の有機EL素子が実現されている。更に、本発明において、正孔輸送層を第一正孔輸送層と第二正孔輸送層の2層構造とする場合には、特定の構造を有する二種類のアリールアミン誘導体を、キャリアバランスや材料の特性を考慮しながら組合せることによって、発光効率が向上し、駆動電圧が低下し、更に長寿命の有機EL素子が実現されている。即ち、本発明の有機EL素子においては、従来の有機EL素子に比べて、正孔輸送層から発光層への正孔輸送効率が向上し、電子輸送層から発光層への電子輸送効率も向上する。
実施例43〜68および比較例1〜5の有機EL素子構成を示した図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1−1)〜(1−5)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1−6)〜(1−11)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1−12)〜(1−18)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1−19)〜(1−24)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1−25)〜(1−30)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1−31)〜(1−36)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1−37)〜(1−42)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1−43)〜(1−48)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1−49)〜(1−53)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1−54)〜(1−57)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1−58)〜(1−62)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1−63)〜(1−68)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1−69)〜(1−75)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1−76)〜(1−80)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1−81)〜(1−86)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1−87)〜(1−92)の構造式を示す図である。 一般式(2)のインデノインドール誘導体における化合物(2−1)〜(2−6)の構造式を示す図である。 一般式(2)のインデノインドール誘導体における化合物(2−7)〜(2−12)の構造式を示す図である。 一般式(2)のインデノインドール誘導体における化合物(2−13)〜(2−15)の構造式を示す図である。 一般式(3)のカルバゾール誘導体における化合物(3−1)〜(3−6)の構造式を示す図である。 一般式(3)のカルバゾール誘導体における化合物(3−7)〜(3−13)の構造式を示す図である。 一般式(3)のカルバゾール誘導体における化合物(3−14)〜(3−19)の構造式を示す図である。 一般式(3)のカルバゾール誘導体における化合物(3−20)〜(3−23)の構造式を示す図である。 一般式(4)のベンゾトリアゾール誘導体における化合物(4−1)〜(4−7)の構造式を示す図である。 一般式(4)のベンゾトリアゾール誘導体における化合物(4−8)〜(4−12)の構造式を示す図である。 一般式(4)のベンゾトリアゾール誘導体における化合物(4−13)〜(4−18)の構造式を示す図である。 一般式(4)のベンゾトリアゾール誘導体における化合物(4−19)〜(4−20)の構造式を示す図である。 一般式(5a)のアントラセン誘導体における化合物(5a−1)〜(5a−6)の構造式を示す図である。 一般式(5a)のアントラセン誘導体における化合物(5a−7)〜(5a−11)の構造式を示す図である。 一般式(5a)のアントラセン誘導体における化合物(5a−12)〜(5a−17)の構造式を示す図である。 一般式(5a)のアントラセン誘導体における化合物(5a−18)〜(5a−20)の構造式を示す図である。 一般式(5b)のアントラセン誘導体における化合物(5b−1)〜(5b−6)の構造式を示す図である。 一般式(5b)のアントラセン誘導体における化合物(5b−7)〜(5b−11)の構造式を示す図である。 一般式(5b)のアントラセン誘導体における化合物(5b−12)〜(5b−16)の構造式を示す図である。 一般式(5c)のアントラセン誘導体における化合物(5c−1)〜(5c−5)の構造式を示す図である。 一般式(5c)のアントラセン誘導体における化合物(5c−6)〜(5c−10)の構造式を示す図である。 一般式(5c)のアントラセン誘導体における化合物(5c−11)〜(5c−15)の構造式を示す図である。 一般式(5c)のアントラセン誘導体における化合物(5c−16)〜(5c−20)の構造式を示す図である。 一般式(5c)のアントラセン誘導体における化合物(5c−21)〜(5c−25)の構造式を示す図である。 一般式(5c)のアントラセン誘導体における化合物(5c−26)〜(5c−30)の構造式を示す図である。 一般式(6)のトリアリールアミン誘導体における化合物(6−1)〜(6−6)の構造式を示す図である。 一般式(6)のトリアリールアミン誘導体における化合物(6−7)〜(6−12)の構造式を示す図である。 一般式(6)のトリアリールアミン誘導体における化合物(6−13)〜(6−18)の構造式を示す図である。 一般式(6)のトリアリールアミン誘導体における化合物(6−19)〜(6−23)の構造式を示す図である。 化合物(6’−1)〜(6’−2)の構造式を示す図である。 一般式(7)のトリアリールアミン誘導体における化合物(7−1)〜(7−4)の構造式を示す図である。 一般式(7)のトリアリールアミン誘導体における化合物(7−5)〜(7−9)の構造式を示す図である。 一般式(7)のトリアリールアミン誘導体における化合物(7−10)〜(7−15)の構造式を示す図である。 一般式(7)のトリアリールアミン誘導体における化合物(7−16)〜(7−17)の構造式を示す図である。
発明が実施しようとする形態
本発明の有機EL素子は、ガラス基板や透明プラスチック基板(例えばポリエチレンテレフタレート基板)等の透明基板上に、陽極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び陰極が、この順に形成された基本構造を有している。このような基本構造を有している限り、その層構造は種々の態様を採ることができる。例えば、各層を単層構造としても積層構造としてもよい。特に正孔輸送層は、陽極側に位置する第一正孔輸送層と発光層に隣接する第二正孔輸送層との2層構造とすることもできる。また、透明電極と正孔輸送層との間に正孔注入層を設けることもでき、電子輸送層と陰極との間に電子注入層を設けることもできる。さらに、各層の形成には、1種類の材料を用いてもよく、2種以上の材料を組み合わせて用いてもよい。
例えば図1には、後述する実施例で採用された層構造が示されており、この例では、透明基板1上に、陽極2、正孔注入層3、第一正孔輸送層5a、第二正孔輸送層5b、発光層6、電子輸送層7、電子注入層8及び陰極9がこの順に形成されている。
以下、本発明の有機EL素子を構成する各層について説明する。
<陽極>
陽極2は、ITOや金のような仕事関数の大きな電極材料の蒸着によって透明基板1上に形成されるものである。
<正孔輸送層>
正孔輸送層5は、上記の陽極2と発光層6の間に設けられるものである。本発明において、この正孔輸送層5は、下記一般式(1)で表されるアリールアミン化合物(以下、「一般式(1)のアリールアミン化合物」と呼ぶことがある。)を含んでいる。
式中、
Ar〜Arは、それぞれ、芳香族炭化水素基または芳香族複素
環基を表す。
一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基または縮合多環芳香族基としては、例えば以下のものを挙げることができる。
芳香族炭化水素基;
フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、ア
ントラセニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、インデニル
基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレ
ニル基等。
芳香族複素環基;
ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、フリル基、ピロリ
ル基、チエニル基、キノリル基、イソキノリル基、キナゾリニル基、
ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル
基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリ
ル基、ピリドピリミジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基
、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ナフトピリミジニル基、ジ
ベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、ナフチリジニル基、フェナ
ントロリニル基、アクリジニル基、カルボリニル基、キナゾリニル基、
ベンゾキナゾリニル基等。
Ar〜Arで表される芳香族炭化水素基および縮合多環芳香族基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、重水素原子、シアノ基、ニトロ基に加え、以下のものを例示することができる。
ハロゲン原子、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原
子;
炭素数1〜6のアルキル基、例えばメチル基、エチル基、n−プロ
ピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−
ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−
ヘキシル基;
炭素数1〜6のアルキルオキシ基、例えばメチルオキシ基、エチル
オキシ基、プロピルオキシ基;
アルケニル基、例えばビニル基、アリル基;
アリールオキシ基、例えばフェニルオキシ基、トリルオキシ基;
アリールアルキルオキシ基、例えばベンジルオキシ基、フェネチル
オキシ基;
芳香族炭化水素基、例えばフェニル基、ビフェニリル基、ターフェ
ニリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、フ
ルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオラ
ンテニル基、トリフェニレニル基;
芳香族複素環基、例えばピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニ
ル基、チエニル基、フリル基、ピロリル基、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、カルバ
ゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリ
ニル基、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
、ジベンゾチエニル基、カルボリニル基;
アリールビニル基、例えばスチリル基、ナフチルビニル基;
アシル基、例えばアセチル基、ベンゾイル基;
これらの置換基は、更に上記で例示している置換基を有していても良い。また、これらの置換基同士は、それぞれ独立して存在して環を形成していなくてもよいが、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
尚、上記置換基のうち炭素数1〜6のアルキル基および炭素数1〜6のアルキルオキシ基は、直鎖状であっても分枝状であってもよい。
(好適な態様)
一般式(1)のアリールアミン化合物の中では、薄膜の安定性の観点から、下記一般式(1a−a)、(1a−b)、(1b−a)、(1c−a)または(1c−b)で表されるアリールアミン化合物が好ましい。
式中、
Ar〜Arは、前記一般式(1)で示した通りの意味を表す。
Ar〜Arとしては、芳香族炭化水素基が好ましく、その中でも、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基が好ましい。
Ar〜Arで表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基が置換基を有する場合、かかる置換基としては、重水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基または芳香族炭化水素基が好ましく、重水素原子、フェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基、ビニル基がより好ましい。また、これらの基同士が単結合を介して互いに結合して縮合芳香環を形成する態様も好ましい。
前記一般式(1)のアリールアミン化合物は、鈴木カップリングなどの公知の方法により合成することができる。
前記一般式(1)のアリールアミン化合物の好適な具体例としては、図2〜図17で示されている構造式を有する化合物(1−1)〜(1−92)を挙げることができる。これらの図には、各化合物が一般式(1a―a)、(1a―b)、(1b−a)、(1c−a)および(1c−b)の何れに該当するのかが併せて示されている。いずれにも該当しない場合には「―」と記されている。
一般式(1)のアリールアミン化合物の精製はカラムクロマトグラフによる精製、シリカゲル、活性炭、活性白土等による吸着精製、溶媒による再結晶や晶析法、昇華精製法などによって行うことができる。本発明において、一般式(1)のアリールアミン化合物は、最後に昇華精製法によって精製し、使用に供される。
化合物の同定は、NMR分析によって行なうことができる。物性値としては、ガラス転移点(Tg)と仕事関数を測定することができる。ガラス転移点(Tg)は薄膜状態の安定性の指標となる。仕事関数は正孔輸送性の指標となる。
ガラス転移点(Tg)は、粉体を用いて高感度示差走査熱量計(ブルカー・エイエックスエス製、DSC3100SA)によって求めることができる。
仕事関数は、ITO基板の上に100nmの薄膜を作製して、イオン化ポテンシャル測定装置(住友重機械工業株式会社製、PYS−202)によって求めることができる。
本発明において、上述した一般式(1)のアリールアミン化合物は、1種単独で使用することもできるし、2種以上を混合して使用することもでき、さらには、一般式(1)のアリールアミン化合物が有する優れた特性が損なわれない範囲において、公知の正孔輸送剤と併用して正孔輸送層を形成することもできる。
このような公知の正孔輸送剤としては以下のものを挙げることができる。
ベンジジン誘導体、例えば
N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(m−トリル)ベンジジン
(TPD)、
N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(α−ナフチル)ベンジジ
ン(NPD)、
N,N,N’,N’−テトラビフェニリルベンジジン;
1,1−ビス[4−(ジ−4−トリルアミノ)フェニル]シクロヘキ
サン(TAPC);
後述する一般式(6)または一般式(7)で表されるアリールアミ
ン誘導体;
種々のトリフェニルアミン3量体;
また、本発明では、上記のアリールアミン化合物を含む正孔輸送層は、例えば図1に示されているように、陽極側に位置する第一正孔輸送層5aと発光層6側に位置する第二正孔輸送層5bとの二層構造を有していることが好適である。このような二層構造の正孔輸送層については、後述する。
本発明において、正孔輸送層には、更にトリスブロモフェニルアミンヘキサクロルアンチモン、ラジアレン誘導体(国際公開第2014/009310号参照)等をPドーピングしたものや、TPD等のベンジジン誘導体の構造を分子中に有する高分子化合物等を用いることができる。
上述した正孔輸送層は、一般式(1)のアリールアミン化合物を含むガスの蒸着もしくは共蒸着により形成することが好適であるが、スピンコート法やインクジェット法などの公知の方法によっても形成することができる。
このような正孔輸送層の厚みは、通常25〜60nm程度であるが、低い駆動電圧で発光させることができるため、その厚みを例えば100nm以上に厚くした場合にも駆動電圧の上昇を抑えることができる。即ち、正孔輸送層の厚みの自由度が高く、例えば、20〜300nm、特に20〜200nmの厚みで実用駆動電圧を維持できる。
<発光層>
本発明において、発光層は、下記一般式(2)で表されるインデノインドール誘導体(以下、「一般式(2)のインデノインドール誘導体」と呼ぶことがある。)または(3)で表されるカルバゾール誘導体(以下、「一般式(3)のカルバゾール誘導体」と呼ぶことがある。)を含んでいる。
一般式(2)で表されるインデノインドール誘導体;
式中、
は芳香族炭化水素の2価基、芳香族複素環の2価基または単結
合を表し、
Arは芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、
〜Rは、それぞれ、水素原子;重水素原子;フッ素原子;塩
素原子;シアノ基;ニトロ基;炭素数1〜6のアルキル基;炭素数
5〜10のシクロアルキル基;炭素数2〜6のアルケニル基;炭素
数1〜6のアルキルオキシ基;炭素数5〜10のシクロアルキルオ
キシ基;芳香族炭化水素基;芳香族複素環基;アリールオキシ基;
または、置換基として芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基を
有するジ置換アミノ基;であって、
〜Rは、それぞれの基同士で単結合、置換もしくは無置換の
メチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を
形成してもよく、
〜Rは、それぞれの基同士で単結合、置換もしくは無置換の
メチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を
形成してもよく、
〜Rの一部が脱離し、この脱離により生じた空位に、R
の他の基が、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子、硫黄
原子またはモノアリールアミノ基を介して結合して環を形成しても
よく、
〜Rの一部が脱離し、この脱離により生じた空位に、R
の他の基が、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子、硫黄
原子またはモノアリールアミノ基を介して結合して環を形成しても
よく、
とR10は、それぞれ、炭素数1〜6のアルキル基、芳香族炭
化水素基または芳香族複素環基であって、単結合、置換もしくは無
置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合し
て環を形成してもよい。
(一般式(2)中のA
一般式(2)中のAで表される芳香族炭化水素の2価基または芳香族複素環の2価基における芳香族炭化水素または芳香族複素環としては、具体的に以下のものを挙げることができる。
芳香族炭化水素;
ベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、テトラキスフェニル、スチ
レン、ナフタレン、アントラセン、アセナフタレン、フルオレン、フ
ェナントレン、インダン、ピレン、トリフェニレン、フルオランテン
等。
芳香族複素環;
ピリジン、ピリミジン、トリアジン、ピロール、フラン、チオフェ
ン、キノリン、イソキノリン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、イ
ンドリン、カルバゾール、カルボリン、ベンゾオキサゾール、ベンゾ
チアゾール、キノキサリン、ベンゾイミダゾール、ピラゾール、ジベ
ンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ナフチリジン、フェナントロリン
、アクリジニン、キナゾリン、ベンゾキナゾリン等。
上記の芳香族炭化水素の2価基及び芳香族複素環の2価基は、上記芳香族炭化水素及び芳香族複素環から水素原子を2個取り除いてできる。
これらの2価基は、無置換でもよいが、置換基を有してもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
(一般式(2)中のAr
一般式(2)中のArで表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基として示したものと同様のものをあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有してもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基および芳香族複素環基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
(一般式(2)中のR〜R
一般式(2)中のR〜Rで表される炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基または炭素数2〜6のアルケニル基としては、具体的に、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、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、2−ブテニル基等をあげることができる。
尚、炭素数1〜6のアルキル基および炭素数2〜6のアルケニル基は、直鎖状であっても分枝状であってもよい。
〜Rで表される炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基および炭素数2〜6のアルケニル基は、無置換でもよいが、置換基を有してもよい。置換基としては、重水素原子、シアノ基、ニトロ基に加え、以下のものを例示することができる。
ハロゲン原子、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原
子;
炭素数1〜6のアルキルオキシ基、例えばメチルオキシ基、エチル
オキシ基、プロピルオキシ基;
アルケニル基、例えばビニル基、アリル基;
アリールオキシ基、例えばフェニルオキシ基、トリルオキシ基;
アリールアルキルオキシ基、例えばベンジルオキシ基、フェネチル
オキシ基;
芳香族炭化水素基、例えばフェニル基、ビフェニリル基、ターフェ
ニリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、フ
ルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオラ
ンテニル基、トリフェニレニル基;
芳香族複素環基、例えばピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニ
ル基、チエニル基、フリル基、ピロリル基、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、カルバ
ゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリ
ニル基、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
、ジベンゾチエニル基、カルボリニル基;
芳香族炭化水素基で置換されたジ置換アミノ基、例えばジフェニル
アミノ基、ジナフチルアミノ基;
芳香族複素環基で置換されたジ置換アミノ基、例えばジピリジルア
ミノ基、ジチエニルアミノ基;
芳香族炭化水素基と芳香族複素環基で置換されたジ置換アミノ基;
これらの置換基はさらに、上記で例示している置換基を有してもよい。また、これらの置換基同士はそれぞれ独立して存在して環を形成していなくてもよいが、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
尚、上記置換基のうち炭素数1〜6のアルキル基は、直鎖状であっても分枝状であってもよい。
一般式(2)中のR〜Rで表される炭素数1〜6のアルキルオキシ基または炭素数5〜10のシクロアルキルオキシ基としては、具体的に、メチルオキシ基、エチルオキシ基、n−プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、n−ブチルオキシ基、tert−ブチルオキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘプチルオキシ基、シクロオクチルオキシ基、1−アダマンチルオキシ基、2−アダマンチルオキシ基等をあげることができる。尚、炭素数1〜6のアルキルオキシ基は、直鎖状であっても分枝状であってもよい。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(2)中のR〜Rで表される炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基および炭素数2〜6のアルケニル基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
一般式(2)中のR〜Rで表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基として示したものと同様のものをあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有してもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基および芳香族複素環基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
一般式(2)中のR〜Rで表されるアリールオキシ基としては、具体的に、フェニルオキシ基、ビフェニリルオキシ基、ターフェニリルオキシ基、ナフチルオキシ基、アントラセニルオキシ基、フェナントレニルオキシ基、フルオレニルオキシ基、インデニルオキシ基、ピレニルオキシ基、ペリレニルオキシ基等をあげることができる。かかるアリールオキシ基は、無置換でもよいが、置換基を有してもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基および芳香族複素環基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
一般式(2)中のR〜Rで表される「置換基として芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基を有するジ置換アミノ基」における芳香族炭化水素基または芳香族複素環基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基として示したものと同様のものをあげることができる。ジ置換アミノ基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基および芳香族複素環基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
〜R同士はそれぞれ独立して存在して環を形成していなくてもよいが、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよい。同様に、R〜R同士はそれぞれ独立して存在して環を形成していなくてもよいが、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよい。
また、例えば図18の化合物(2−1)〜(2−6)のように、R〜Rの一部が脱離し、この脱離により生じた空位に、R〜Rの他の基が、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子、硫黄原子またはモノアリールアミノ基を介して結合して環を形成してもよい。同様に、R〜Rの一部が脱離し、この脱離により生じた空位に、R〜Rの他の基が、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子、硫黄原子またはモノアリールアミノ基を介して結合して環を形成してもよい。
この場合のモノアリールアミノ基におけるアリール基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基として示したものと同様のものをあげることができる。アリール基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
(一般式(2)中のR、R10
一般式(2)中のR、R10で表される炭素数1〜6のアルキル基としては、前記一般式(2)中のR〜Rで表される炭素数1〜6のアルキル基として示したものと同様のものをあげることができる。
かかるアルキル基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(2)中のR〜Rで表される炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基および炭素数2〜6のアルケニル基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
、R10で表される芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基として示したものと同様のものをあげることができる。
これらの基は置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素および芳香族複素環基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
、R10同士は、それぞれ独立して存在して環を形成していなくてもよいが、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよい。
(一般式(2)の好適な態様)
としては、芳香族炭化水素の2価基または単結合が好ましく、ベンゼン、ビフェニルもしくはナフタレンから水素原子を2個取り除いてできる2価基または単結合がより好ましく、ベンゼンから水素原子を2個取り除いてできる2価基または単結合が特に好ましい。
Arとしては、フェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基、または芳香族複素環基が好ましく、芳香族複素環基がより好ましい。芳香族複素環基としては、トリアジニル基、キナゾリニル基、ナフトピリミジニル基、ベンゾイミダゾリル基、ピリドピリミジニル基、ナフチリジニル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、キナゾリニル基またはベンゾキナゾリニル基が好ましい。
好適なR〜Rについて、例えば後述の一般式(2a)〜(2c)に示されるように、R〜Rのいずれか一つが芳香族炭化水素基または芳香族複素環基であり、更に、R〜Rの別の一つが脱離して空位が生じており、かかる芳香族炭化水素基または芳香族複素環基が、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子、硫黄原子またはモノアリールアミノ基を介してこの空位に結合して、環を形成する態様が好ましい。この場合の芳香族炭化水素基または芳香族複素環基としては、フェニル基、インデニル基、インドリル基、ベンゾフラニル基またはベンゾチエニル基が好ましい。かかる芳香族炭化水素基または芳香族複素環基と、R〜Rが結合しているベンゼン環とが形成する環としては、フルオレン環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、インデノインドール環、インデノベンゾフラン環、インデノベンゾチオフェン環、ベンゾフロインドール環、ベンゾチエノインドール環またはインドロインドール環が好ましい。
また、好適なR〜Rについて、例えば後述の一般式(2d)〜(2e)に示されるように、R〜Rのうち隣り合う二つの基が炭素数2〜6のアルケニル基、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基であって、隣り合う二つの基(R〜R)同士が単結合を介して互いに結合して、R〜Rが結合しているベンゼン環と共に縮合環または縮合構造を有する複素環を形成する態様が好ましい。この場合の炭素数2〜6のアルケニル基または芳香族炭化水素基としては、ビニル基またはフェニル基が好ましい。形成される縮合環としては、ナフタレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環が好ましい。
尚、一般式(2a)〜(2e)の化合物は、いずれも新規化合物であり、これらを発光層の材料として使用することにより、高い発光効率を実現することができる。
式中、
Xは、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子、硫黄原子、
またはモノアリールアミノ基を表し、
、Ar、R〜R10は、前記一般式(2)で示した通りの意
味を表す。
好適なR〜Rに関して、R〜Rのうち隣り合う二つの基または全ての基がビニル基であって、隣り合う二つのビニル基が単結合を介して互いに結合して縮合環を形成する態様、即ち、R〜Rが、R〜Rが結合しているベンゼン環と共にナフタレン環またはフェナントレン環を形成する態様が好ましい。
、R10としては、炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
前記一般式(2)のインデノインドール誘導体の好適な具体例としては、図18〜図20で示されている構造式を有する化合物(2−1)〜(2−15)を挙げることができるが、一般式(2)の化合物は、これに限定されるものではない。これらの図には、各化合物が一般式(2a)〜(2e)のいずれに該当するのかが併せて示されている。いずれにも該当しない場合は、「―」と記載されている。
上記インデノインドール誘導体は、それ自体公知の方法またはそれらに準じて合成することができる(特許文献6参照)。例えば、後述の実施例に示されているように、トリ−tert−ブチルホスホニウムテトラフルオロボレートなどのホウ素試薬とトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム等の触媒の存在下で、―A−Arに相当する構造とハロゲン原子とを有する化合物と、―A−Arに相当する部分に水素原子を有するインデノインドール誘導体とを用いて鈴木カップリングを行うことにより、合成することができる。
合成された化合物の精製は、カラムクロマトグラフによる精製、シリカゲル、活性炭、活性白土等による吸着精製や、溶媒による再結晶や晶析法、昇華精製法などによって行うことができる。本発明の有機EL素子に用いられる化合物は、最後に昇華精製法によって精製され、使用に供される。
一般式(3)で表されるカルバゾール誘導体;
式中、
は芳香族炭化水素の2価基、芳香族複素環の2価基または単結
合を表し、
Arは芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、
11〜R18は、それぞれ、水素原子;重水素原子;フッ素原子
;塩素原子;シアノ基;ニトロ基;炭素数1〜6のアルキル基;炭
素数5〜10のシクロアルキル基;炭素数2〜6のアルケニル基;
炭素数1〜6のアルキルオキシ基;炭素数5〜10のシクロアルキ
オキシ基;芳香族炭化水素基;芳香族複素環基;アリールオキシ基
;または、置換基として芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を
有するジ置換アミノ基;であって、
11〜R14は、それぞれの基同士で単結合、置換もしくは無置
換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して
環を形成してもよく、
15〜R18は、それぞれの基同士で単結合、置換もしくは無置
換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して
環を形成してもよく、
11〜R14の一部が脱離し、この脱離により生じた空位に、R
〜R14の他の基が、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子
、硫黄原子またはモノアリールアミノ基を介して結合して環を形成
してもよく、
15〜R18の一部が脱離し、この脱離により生じた空位に、R
〜R18の他の基が、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子
、硫黄原子またはモノアリールアミノ基を介して結合して環を形成
してもよい。
(一般式(3)中のA
一般式(3)中のAで表される芳香族炭化水素の2価基または芳香族複素環の2価基としては、前記一般式(2)中のAで表される芳香族炭化水素の2価基または芳香族複素環の2価基として示したものと同様のものをあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(2)中のAで表される芳香族炭化水素の2価基及び芳香族複素環の2価基が有してもよい置換基に関して示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
(一般式(3)中のAr
一般式(3)中のArで表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基に関して示したものと同様のものをあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基および芳香族複素環基が有してもよい置換基に関して示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
(一般式(3)中のR11〜R18
一般式(3)中のR11〜R18で表される炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基または炭素数2〜6のアルケニル基としては、前記一般式(2)中のR〜Rで表される炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基又は炭素数2〜6のアルケニル基として示したものと同様のものをあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有してもよい。置換基としては、前記一般式(2)中のR〜Rで表される炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基及び炭素数2〜6のアルケニル基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
一般式(3)中のR11〜R18で表される炭素数1〜6のアルキルオキシ基または炭素数5〜10のシクロアルキルオキシ基としては、前記一般式(2)中のR〜Rで表される炭素数1〜6のアルキルオキシ基または炭素数5〜10のシクロアルキルオキシ基として示したものと同様のものをあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有してもよい。置換基としては、前記一般式(2)中のR〜Rで表される炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基および炭素数2〜6のアルケニル基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
一般式(3)中のR11〜R18で表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基としては、前記一般式(2)中のR〜Rで表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基に関して示したものと同様のものをあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有してもよい。置換基としては、前記一般式(2)中のR〜Rで表される芳香族炭化水素基および芳香族複素環基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
一般式(3)中のR11〜R18で表されるアリールオキシ基としては、前記一般式(2)中のR〜Rで表されるアリールオキシ基に関して示したものと同様のものをあげることができる。アリールオキシ基は、無置換でもよいが、置換基を有してもよい。置換基としては、前記一般式(2)中のR〜Rで表されるアリールオキシ基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
一般式(3)中のR11〜R18で表される「置換基として芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を有するジ置換アミノ基」としては、前記一般式(2)中のR〜Rで表される「置換基として芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を有するジ置換アミノ基」に関して示したものと同様のものをあげることができる。ジ置換アミノ基は、無置換でもよいが、置換基を有してもよい。置換基としては、前記一般式(2)中のR〜Rで表される「置換基として芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を有するジ置換アミノ基」が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
11〜R14同士はそれぞれ独立して存在して環を形成していなくてもよいが、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよい。同様に、R15〜R18同士はそれぞれ独立して存在して環を形成していなくてもよいが、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよい。
あるいは、例えば図21の化合物(3−1)〜(3−6)のように、R11〜R14の一部が脱離し、この脱離により生じた空位に、R11〜R14の他の基が、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子、硫黄原子またはモノアリールアミノ基を介して結合して環を形成してもよい。同様に、R15〜R18の一部が脱離し、この脱離により生じた空位に、R15〜R18の他の基が、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子、硫黄原子またはモノアリールアミノ基を介して結合して環を形成してもよい。
この場合、モノアリールアミノ基におけるアリール基としては、前記一般式(2)中に存在しうるモノアリールアミノ基におけるアリール基に関して示したものと同様のものをあげることができる。モノアリールアミノ基におけるアリール基は、無置換でもよいが、置換基を有してもよい。置換基としては、前記一般式(2)中に存在しうるモノアリールアミノ基におけるアリール基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
(一般式(3)の好適な態様)
としては、芳香族炭化水素の2価基または単結合が好ましく、ベンゼン、ビフェニルもしくはナフタレンから水素原子を2個取り除いてできる2価基または単結合がより好ましく、ベンゼンから水素原子を2個取り除いてできる2価基または単結合が特に好ましい。
Arとしては、フェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基または芳香族複素環基が好ましく、芳香族複素環基がより好ましい。芳香族複素環基としては、トリアジニル基、キナゾリニル基、ナフトピリミジニル基、ベンゾイミダゾリル基、ピリドピリミジニル基、ナフチリジニル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、キナゾリニル基またはベンゾキナゾリニル基が好ましい。
11〜R14に関しては、R11〜R14の隣り合う二つが炭素数2〜6のアルケニル基、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基であって、隣り合う二つの基(R11〜R14)が単結合を介して互いに結合して、R11〜R14が結合しているベンゼン環と共に縮合環を形成する態様が好ましい。この場合の炭素数2〜6のアルケニル基、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基としては、ビニル基、フェニル基が好ましい。かかる芳香族炭化水素基または芳香族複素環基が、R11〜R14が結合しているベンゼン環と共に形成する環としては、ナフタレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環が好ましい。
また、下記一般式(3a―1)〜(3a―4)および(3b―1)で示されるように、R11〜R14のいずれか一つが芳香族炭化水素基または芳香族複素環基であり、更に、R11〜R14の別の一つが脱離して空位が生じており、かかる芳香族炭化水素基または芳香族複素環基が、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子、硫黄原子またはモノアリールアミノ基を介してこの空位に結合して、環を形成する態様が好ましい。この場合の芳香族炭化水素基または芳香族複素環基としては、フェニル基、インデニル基、インドリル基、ベンゾフラニル基またはベンゾチエニル基が好ましい。かかる芳香族炭化水素基または芳香族複素環基が、R11〜R14が結合しているベンゼン環と共に形成する環としては、フルオレン環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、インデノインドール環、インデノベンゾフラン環、インデノベンゾチオフェン環、ベンゾフロインドール環、ベンゾチエノインドール環またはインドロインドール環が好ましい。
尚、一般式(3a―1)〜(3b−1)の化合物は、新規化合物であり、これらを発光層の材料として使用することにより、高い発光効率を実現することができる。
式中、
Xは置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子、硫黄原子、ま
たはモノアリールアミノ基を表し、
、Ar、R11〜R18は、前記一般式(3)で示した通りの
意味を表す。
15〜R18に関しては、R15〜R18のうちの隣り合う二つの基または全ての基がビニル基であって、隣り合う二つのビニル基が単結合を介して互いに結合して縮合環を形成する態様、即ち、R15〜R18が、R15〜R18が結合しているベンゼン環と共にナフタレン環またはフェナントレン環を形成する態様が好ましい。
或いは、R15〜R18のいずれか一つが芳香族炭化水素基または芳香族複素環基である態様も好ましい。この場合、R15〜R18のいずれか一つが、フルオレニル基、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基およびジベンゾチエニル基から選ばれる基であることが好ましく、R16がフルオレニル基、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基またはジベンゾチエニル基であって、R15、R17及びR18が水素原子であることがより好ましい。
前記一般式(3)のカルバゾール誘導体の好適な具体例としては、図21〜図24に示されている構造式を有する化合物(3−1)〜(3−23)を挙げることができるが、一般式(3)の化合物は、これに限定されるものではない。これらの図には、各化合物が一般式(3a―1)〜(3a―4)および(3b−1)のいずれに該当するのかが併せて示されている。いずれにも該当しない場合は、「―」と記載されている。
一般式(3)のカルバゾール誘導体は、それ自体公知の方法またはそれらに準じて合成することができる(特許文献6参照)。例えば、後述の実施例に示されているように、トリ−tert−ブチルホスホニウムテトラフルオロボレートなどのホウ素試薬とトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム等の触媒の存在下で、―A−Arに相当する構造とハロゲン原子とを有する化合物と、―A−Arに相当する部分に水素原子を有するカルバゾール誘導体とを用いて鈴木カップリングを行うことにより、合成することができる。
合成された化合物の精製は、カラムクロマトグラフによる精製、シリカゲル、活性炭、活性白土等による吸着精製や、溶媒による再結晶や晶析法、昇華精製法などによっても行うことができる。本発明の有機EL素子に用いられる化合物は、最後に昇華精製法によって精製され、使用に供される。
本発明の有機EL素子の発光層には、前記一般式(2)のインデノインドール誘導体または前記一般式(3)のカルバゾール誘導体が使用されるが、それ以外にも公知の材料を併用することができる。公知の材料としては、例えば以下の材料をあげることができる。
Alqをはじめとするキノリノール誘導体の金属錯体などの各種の
金属錯体;
アントラセン誘導体;
ビススチリルベンゼン誘導体;
ピレン誘導体;
オキサゾール誘導体;
ポリパラフェニレンビニレン誘導体;
本発明においては、発光層をホスト材料とドーパント材料とで構成しても良い。
ホスト材料としては、前記一般式(2)のインデノインドール誘導体または前記一般式(3)のカルバゾール誘導が好適に使用されるが、それ以外に、前記発光材料;チアゾール誘導体;ベンズイミダゾール誘導体;ポリジアルキルフルオレン誘導体;を用いることができる。
ドーパント材料としては、キナクリドン、クマリン、ルブレン、ペリレン、ピレン、およびそれらの誘導体;ベンゾピラン誘導体;インデノフェナントレン誘導体;ローダミン誘導体;アミノスチリル誘導体;等を用いることができる。
本発明における発光層は、燐光性の発光材料を含有することが好ましい。燐光性の発光材料としては、イリジウムや白金などの金属錯体の燐光発光体が好ましい。具体的には、
赤色の燐光発光体、例えば
ビス(3−メチル−2−フェニルキノリン)イリジウム(III)ア
セチルアセトナート(Ir(3‘−Mepq)(acac))、
Ir(piq)
BtpIr(acac);
緑色燐光発光体、例えば
Ir(ppy)
青色燐光発光体、例えば
FIrpic、
FIr6;
等が用いられる。特に好適には、赤色の燐光発光体がドーパントとして用いられる。
このときのホスト材料としては前記一般式(2)のインデノインドール誘導体または前記一般式(3)のカルバゾール誘導体が好ましいが、その他、キナゾリン誘導体等を用いることもでき、また、正孔注入・輸送性のホスト材料としてカルバゾール誘導体、例えば
4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(CBP)、
TCTA、
mCP
や、電子輸送性のホスト材料、例えば
p−ビス(トリフェニルシリル)ベンゼン(UGH2)、
2,2’,2’’−(1,3,5−フェニレン)−トリス(1−フ
ェニル−1H−ベンズイミダゾール)(TPBI)
等を用いることもできる。このようなホスト材料を使用することにより、高性能の有機EL素子を作製することができる。
燐光性の発光材料のホスト材料へのドープは、濃度消光を避けるため、発光層全体に対して1〜30重量パーセントの範囲で、共蒸着によって行うことが好ましい。
また、発光材料としてPIC−TRZ、CC2TA、PXZ−TRZ、4CzIPNなどのCDCB誘導体などの遅延蛍光を放射する材料を使用することも可能である(非特許文献1参照)。
上述した発光層は、一般式(2)のインデノインドール誘導体または一般式(3)のカルバゾール誘導体を含むガスの蒸着もしくは共蒸着により形成することが好適であるが、スピンコート法やインクジェット法などの公知の方法によっても形成することができる。
<電子輸送層>
本発明において、上述した発光層の上に設けられる電子輸送層(例えば図1において7で示されている層)は、公知の電子輸送性材料を用いての蒸着法、スピンコート法、インクジェット法などの公知の方法によって形成することができる。
公知の電子輸送材料としては、以下のものを挙げることができる。
Alq、BAlqをはじめとするキノリノール誘導体の金属錯体な
どの各種金属錯体;
トリアゾール誘導体;
トリアジン誘導体;
オキサジアゾール誘導体;
ピリジン誘導体;
ピリミジン誘導体;
ベンズイミダゾール誘導体;
チアジアゾール誘導体;
アントラセン誘導体;
カルボジイミド誘導体;
キノキサリン誘導体;
ピリドインドール誘導体;
フェナントロリン誘導体;
シロール誘導体;
本発明では、下記一般式(4)で表されるベンゾトリアゾール誘導体(以下、「一般式(4)のベンゾトリアゾール誘導体」と呼ぶことがある。)または下記一般式(5)で表されるアントラセン誘導体(以下、「一般式(5)のアントラセン誘導体」と呼ぶことがある。)を電子輸送材料として使用して電子輸送層を形成することが好ましい。
一般式(4)で表されるベンゾトリアゾール誘導体;
式中、
Arは芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、
Arは水素原子、重水素原子、芳香族炭化水素基または芳香族複
素環基を表し、
19〜R26は、それぞれ、水素原子、重水素原子、フッ素原子
、塩素原子、シアノ基、炭素数1〜6のアルキル基、芳香族炭化水
素基または芳香族複素環基を表し、
mは0〜2の整数を表し、
mが2である場合、複数個存在するR19、R20、R21、R22
相互に同一でも異なっていても良い。
前記一般式(4)のベンゾトリアゾール誘導体は、電子の注入・輸送能力に優れており、さらに薄膜の安定性や耐久性に優れている。このようなベンゾトリアゾール誘導体により形成された電子輸送層を、前述した一般式(1)のアリールアミン化合物を含む正孔輸送層と組み合わせることにより、正孔と電子とを発光層に効率よく注入することができ、これにより、最適なキャリアバランスを確保することができ、有機EL素子の特性を大きく向上させることが可能となる。
(一般式(4)中のAr、Ar
一般式(4)中のAr、Arで表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基に関して示したものと同様のものをあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基および芳香族複素環基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
(一般式(4)中のR19〜R26
一般式(4)中のR19〜R26で表される炭素数1〜6のアルキル基は、直鎖状であっても分枝状であってもよい。炭素数1〜6のアルキル基の具体例としては、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、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基などをあげることができる。
19〜R26で表される炭素数1〜6のアルキル基は、無置換でもよいが、置換基を有してもよい。置換基としては、重水素原子、シアノ基、ニトロ基の他に以下のものを例示することができる。
ハロゲン原子、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原
子;
炭素数1〜6のアルキルオキシ基、例えばメチルオキシ基、エチル
オキシ基、プロピルオキシ基;
アルケニル基、例えばビニル基、アリル基;
アリールオキシ基、例えばフェニルオキシ基、トリルオキシ基;
アリールアルキルオキシ基、例えばベンジルオキシ基、フェネチル
オキシ基;
芳香族炭化水素基、例えばフェニル基、ビフェニリル基、ターフェ
ニリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、フ
ルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオラ
ンテニル基、トリフェニレニル基;
芳香族複素環基、例えばピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニ
ル基、チエニル基、フリル基、ピロリル基、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、カルバ
ゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリ
ニル基、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
、ジベンゾチエニル基、カルボリニル基;
これらの置換基はさらに、上記で例示している置換基を有していてもよい。これらの置換基同士は、それぞれ独立して存在して環を形成していなくてもよいが、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
尚、上記置換基のうち炭素数1〜6のアルキルオキシ基は、直鎖状であっても分枝状であってもよい。
一般式(4)中のR19〜R26で表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基に関して示したものと同様のものをあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基および芳香族複素環基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
19〜R26同士は、それぞれ独立して存在して環を形成していなくてもよいが、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよい。
(一般式(4)の好適な態様)
Arとしては、芳香族炭化水素基またはカルバゾリル基が好ましく、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、ピレニル基、トリフェニレニル基またはN−フェニルカルバゾリル基がより好ましい。
Arとしては、水素原子、重水素原子、芳香族炭化水素基またはカルバゾリル基が好ましく、水素原子、重水素原子、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、ピレニル基、トリフェニレニル基またはN−フェニルカルバゾリル基がより好ましく、水素原子、重水素原子が特に好ましく、水素原子が最も好ましい。
また、Arが芳香族炭化水素基または芳香族複素環基である場合、ArはArと同一の基であることが合成上の観点から好ましい。
Ar、Arが有していてもよい置換基としては、芳香族炭化水素基、キノリル基またはイソキノリル基が好ましく、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、テトラキスフェニル基、スチリル基、ナフチル基、アントラセニル基、アセナフテニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、トリフェニレニル基、キノリル基またはイソキノリル基がより好ましい。
mは1であることが好ましい。m=1の場合、ピリジン環におけるベンゼン環の結合位置としては、下記一般式(4a)および(4b)に示されているように、ピリジン環においてベンゼン環が3位または4位で結合していることが好ましい。また、m=1の場合、ベンゼン環におけるベンゾトリアゾールとピリジン環の位置関係としては、下記一般式(4c)および(4d)に示されているように、ベンゼン環において、ピリジル基に対してベンゾトリアゾール環がパラ位またはメタ位で結合していることが好ましい。
式中、
Ar、Ar、R19〜R26は、前記一般式(4)に記載したと
おりの意味である。
前記一般式(4)のベンゾトリアゾール誘導体の好適な具体例としては、図25〜図28で示されている構造式を有する化合物(4−1)〜(4−20)を挙げることができるが、一般式(4)の化合物は、これに限定されるものではない。これらの図には、各化合物が一般式(4a)〜(4d)のいずれに該当するのかが併せて示されている。
一般式(4)のベンゾトリアゾール誘導体は、それ自体公知の方法によって合成することができる(特許文献7参照)。
合成された化合物の精製は、カラムクロマトグラフによる精製、シリカゲル、活性炭、活性白土等による吸着精製や、溶媒による再結晶や晶析法、昇華精製法などによっても行うことができる。本発明の有機EL素子に用いられる化合物は、最後に昇華精製法によって精製され、使用に供される。
一般式(5)で表されるアントラセン誘導体;
式中、
p、qは、pとqの和が9となることを条件として、pは7また
は8の整数であり、qは1または2の整数であり、
は芳香族炭化水素の2価基、芳香族複素環の2価基または単結
合を表し、
Bは芳香族複素環基を表し、
Cは芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、qが2であ
る場合、複数個存在するCは相互に同一でも異なっていても良く、
Dは水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、
または炭素数1〜6のアルキル基を表し、複数存在するDは相互に
同一でも異なってもよい。
上記の一般式(5)から理解されるように、このアントラセン誘導体は、2価の基或いは単結合により、アントラセン環と基Bとが連結された分子構造を有しており、基Bが連結されているアントラセン環には、1または2個の1価芳香族炭化水素基または1価芳香族複素環基(基C)が置換基として結合している。
前記一般式(5)のアントラセン誘導体は、電子の注入・輸送能力に優れており、さらに薄膜の安定性や耐久性に優れている。このようなアントラセン誘導体により形成された電子輸送層を、前述した一般式(1)のアリールアミン化合物を含む正孔輸送層と組み合わせることにより、正孔と電子とを発光層に効率よく注入することができ、これにより、最適なキャリアバランスを確保することができ、有機EL素子の特性を大きく向上させることが可能となる。
(一般式(5)中のA
一般式(5)中のAで表される芳香族炭化水素の2価基または芳香族複素環の2価基としては、前記一般式(2)中のAで表される芳香族炭化水素の2価基又は芳香族複素環の2価基に関して示したものと同様の基をあげることができる。これらの2価基は、無置換でもよいが、このアントラセン誘導体の優れた特性を損なわない限りにおいて、導入可能な置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
(一般式(5)中のB)
一般式(5)中のBで表される芳香族複素環基としては、具体的に、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、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、カルバゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリニル基、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、ジベンゾチエニル基、カルボリニル基などをあげることができる。
Bで表される芳香族複素環基は、無置換でもよいが、一般式(5)のアントラセン誘導体の優れた特性を損なわない限りにおいて、導入可能な置換基を有してもよい。置換基としては、重水素原子、シアノ基、ニトロ基の他に以下のものを例示することができる。
ハロゲン原子、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原
子;
炭素数1〜6のアルキル基、例えばメチル基、エチル基、n−プロ
ピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−
ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−
ヘキシル基;
炭素数5〜10のシクロアルキル基、例えばシクロペンチル基、シ
クロヘキシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基;
炭素数1〜6のアルキルオキシ基、例えばメチルオキシ基、エチル
オキシ基、プロピルオキシ基;
炭素数5〜10のシクロアルキルオキシ基、例えばシクロペンチル
オキシ基、シクロヘキシルオキシ基、1−アダマンチルオキシ基、2
−アダマンチルオキシ基;
アルケニル基、例えばビニル基、アリル基;
アリールオキシ基、例えばフェニルオキシ基、トリルオキシ基;
アリールアルキルオキシ基、例えばベンジルオキシ基、フェネチル
オキシ基;
芳香族炭化水素基、例えばフェニル基、ビフェニリル基、ターフェ
ニリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、フ
ルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオラ
ンテニル基、トリフェニレニル基;
芳香族複素環基、例えばピリジル基、フリル基、チエニル基、ピロ
リル基、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、カルバゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、
ベンゾチアゾリル基、キノキサリニル基、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、ジベンゾチエニル基、カルボリニ
ル基;
アリールオキシ基、例えばフェニルオキシ基、ビフェニリルオキシ
基、ナフチルオキシ基、アントリルオキシ基、フェナントレニルオキ
シ基;
アリールビニル基、例えばスチリル基、ナフチルビニル基;
アシル基、例えばアセチル基、ベンゾイル基;
これらの置換基は、さらに上記で例示している置換基を有していてもよい。これらの置換基同士は、それぞれ独立して存在して環を形成していなくてもよいが、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
尚、上記置換基の内、炭素数1〜6のアルキル基および炭素数1〜6のアルキルオキシ基は、直鎖状であっても分枝状であってもよい。
(一般式(5)中のC)
一般式(5)中のCで表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基に関して示したものと同様の基をあげることができる。これらの基が同一のアントラセン環に複数個結合している場合(qが2である場合)、複数存在するCは、相互に同一でも異なってもよい。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基および芳香族複素環基が有してもよい置換基に関して示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
(一般式(5)中のD)
一般式(5)中のDで表される、炭素数1〜6のアルキル基は、直鎖状であっても分枝状であってもよい。炭素数1〜6のアルキル基の具体例としては、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、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基などをあげることができる。
複数個存在するDは、相互に同一でも異なってもよく、これらの基同士は、それぞれ独立して存在して環を形成していなくてもよいが、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよい。
(一般式(5)の好適な態様)
としては、芳香族炭化水素の2価基または単結合が好ましく、ベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、ナフタレン、アントラセン、フルオレンもしくはフェナントレンから誘導される2価基または単結合がより好ましく、ベンゼン、ビフェニル、ナフタレン、フルオレンもしくはフェナントレンから誘導される2価基または単結合が特に好ましい。
Bとしては、芳香族複素環基、具体的には、ピリジル基、ピリミジニル基、ピロリル基、キノリル基、イソキノリル基、インドリル基、カルバゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、カルボリニル基などが好ましく、ピリジル基、ピリミジニル基、キノリル基、イソキノリル基、インドリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基またはカルボリニル基がより好ましい。
Bの置換基としては、芳香族炭化水素基が好ましく、フェニル基、ビフェニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオレニル基が特に好ましい。
Cとしては、芳香族炭化水素基が好ましく、フェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基またはフルオレニル基がより好ましい。
一般式(5)において、Bは含窒素複素環であり且つDが水素原子であることが好ましい。このような好適な態様のアントラセン誘導体は、特に、下記一般式(5a)、(5b)または(5c)で表される。
一般式(5a)で表されるアントラセン誘導体;
式中、
は前記一般式(5)における意味と同じ意味を表し、
Ar〜Ar11は、それぞれ、芳香族炭化水素基または芳香族複
素環基を表し、
27〜R33は、それぞれ、水素原子、重水素原子、フッ素原子
、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭
素数5〜10のシクロアルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基、
炭素数1〜6のアルキルオキシ基、炭素数5〜10のシクロアルキ
ルオキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基またはアリールオ
キシ基であって、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素
原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよく、
〜Xは炭素原子または窒素原子を表し、X〜Xのいずれ
か1つのみが窒素原子であり、該窒素原子には水素原子を含むR27
〜R30のいずれも結合していない。
が結合している3環構造の含窒素複素環は、一般式(5)における基Bに相当する。Arは、当該含窒素芳香族環に結合している置換基であり、Ar10及びAr11は、一般式(5)中のCに相当する(即ち、q=2)。
Ar〜Ar11
一般式(5a)中のAr〜Ar11で表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基に関して示したものと同様の基をあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
Ar〜Ar11としては、芳香族炭化水素基が好ましく、フェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基またはフルオレニル基がより好ましい。
27〜R33
一般式(5a)中のR27〜R33で表される炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基または炭素数2〜6のアルケニル基としては、前記一般式(2)中のR〜Rで表される炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基または炭素数2〜6のアルケニル基に関して示したものと同様の基をあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(2)中のR〜Rで表される炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基および炭素数2〜6のアルケニル基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
一般式(5a)中のR27〜R33で表される炭素数1〜6のアルキルオキシ基または炭素数5〜10のシクロアルキルオキシ基としては、前記一般式(2)中のR〜Rで表される炭素数1〜6のアルキルオキシ基または炭素数5〜10のシクロアルキルオキシ基に関して示したものと同様の基をあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(2)中のR〜Rで表される炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基および炭素数2〜6のアルケニル基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
一般式(5a)中のR27〜R33で表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基に関して示したものと同様のものをあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基および芳香族複素環基が有してもよい置換基に関して示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
一般式(5a)中のR27〜R33で表されるアリールオキシ基としては、前記一般式(2)中のR〜Rで表されるアリールオキシ基に関して示したものと同様の基をあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基および芳香族複素環基が有してもよい置換基に関して示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
27〜R33同士は、それぞれ独立して存在して環を形成していなくてもよいが、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよい。
〜X
上記式(5a)中のX、X、X及びXは、上記の含窒素複素環の一部を構成する環内元素であり、これらのいずれか1つのみが窒素原子であることを条件として、それぞれ、炭素原子または窒素原子を示す。R〜R及びArは、この含窒素複素環に結合している基を示している。
即ち、X、X、XおよびXが形成している環には、置換基としてR〜Rが示されているが、この環内元素が窒素原子であるときには、この窒素原子には、R〜Rの何れも(水素原子を含めて)結合していないものとする。例えば、Xが窒素原子である場合はR27が存在せず、Xが窒素原子である場合はR28が存在せず、Xが窒素原子である場合はR29が存在せず、Xが窒素原子である場合はR30が存在しないことを意味する。
好適には、Xのみが窒素原子である(X、X、Xが炭素原子であって、基R29が存在しない)。特に好適には、下記一般式(5a’)で表されるように、Xのみが窒素原子であり、Aが単結合であり、且つAがベンゼン環において窒素原子に対してパラ位で結合している。
式中、
Ar〜Ar11、R27、R28、R30〜R33は、前記一般式(
5a)で示した通りの意味を表す。
前記一般式(5a)のアントラセン誘導体の好適な具体例としては、図29〜図32で示されている構造式を有する化合物(5a−1)〜(5a−20)を挙げることができるが、一般式(5a)の化合物は、これに限定されるものではない。尚、これらの図には、各化合物が一般式(5a´)に該当するか否かが記載されている。該当しない場合は「―」と記載されている。
一般式(5b)で表されるアントラセン誘導体;
式中、
は前記一般式(5)における意味と同じ意味を表し、
Ar12〜Ar14は、それぞれ、芳香族炭化水素基または芳香族
複素環基を表す。
上記一般式(5b)中のAr12及びAr13は、一般式(5)中のCに相当し(即ち、q=2)、Aが結合している含窒素芳香族複素環は、一般式(5)の基Bに相当する。Ar14は、当該含窒素芳香族環に結合している置換基である。
Ar12〜Ar14
一般式(5b)中のAr12〜Ar14で表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基に関して示したものと同様のものをあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基が有してもよい置換基に関して示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
Ar12〜Ar14としては、芳香族炭化水素基が好ましく、フェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基またはフルオレニル基がより好ましい。
前記一般式(5b)のアントラセン誘導体の好適な具体例としては、図33〜図35で示されている構造式を有する化合物(5b−1)〜(5b−16)を挙げることができるが、一般式(5b)の化合物は、これらに限定されるものではない。
一般式(5c)で表されるアントラセン誘導体;
式中、
は前記一般式(5)における意味と同じ意味を表し、
Ar15〜Ar17は、それぞれ、芳香族炭化水素基または芳香族
複素環基を表し、
34は水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基
、ニトロ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロ
アルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基、炭素数1〜6のアルキ
ルオキシ基、炭素数5〜10のシクロアルキルオキシ基、芳香族炭
化水素基、芳香族複素環基又はアリールオキシ基を表す。
一般式(5c)において、Aが結合している含窒素複素環は、一般式(5)における基Bに相当する。さらに、上記一般式(5c)中のAr15は、一般式(5)中のCに相当する(即ち、q=1)。Ar16、Ar17及びRは、前記含窒素芳香族環に結合している置換基である。
Ar15〜Ar17
一般式(5c)中のAr15〜Ar17で表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基に関して示したものと同様のものをあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基が有してもよい置換基に関して示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
Ar15〜Ar17としては、芳香族炭化水素基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基またはカルボリニル基が好ましく、フェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基またはカルボリニル基がより好ましい。
34
一般式(5c)中のR34で表される炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基または炭素数2〜6のアルケニル基としては、前記一般式(2)中のR〜Rで表される炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基又は炭素数2〜6のアルケニル基に関して示したものと同様の基をあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(2)中のR〜Rで表される炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基及び炭素数2〜6のアルケニル基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
一般式(5c)中のR34で表される炭素数1〜6のアルキルオキシ基または炭素数5〜10のシクロアルキルオキシ基としては、前記一般式(2)中のR〜Rで表される炭素数1〜6のアルキルオキシ基または炭素数5〜10のシクロアルキルオキシ基に関して示したものと同様の基をあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(2)中のR〜Rで表される炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基及び炭素数2〜6のアルケニル基が有してもよい置換基に関して示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
一般式(5c)中のR34で表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基に関して示したものと同様のものをあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基および芳香族複素環基が有してもよい置換基に関して示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
一般式(5c)中のR34で表されるアリールオキシ基としては、前記一般式(2)中のR〜Rで表されるアリールオキシ基に関して示したものと同様の基をあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基および芳香族複素環基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
前記一般式(5c)のアントラセン誘導体の好適な具体例としては、図36〜図41で示されている構造式を有する化合物(5c−1)〜(5c−30)を挙げることができるが、一般式(5c)の化合物は、これらに限定されるものではない。
上述した一般式(5)のアントラセン誘導体は、それ自体公知の方法によって合成することができる(特許文献8〜10参照)。
合成された化合物の精製は、カラムクロマトグラフによる精製、シリカゲル、活性炭、活性白土等による吸着精製や、溶媒による再結晶や晶析法、昇華精製法などによって行うことができる。本発明の有機EL素子に用いられる化合物は、最後に昇華精製法によって精製され、使用に供される。
<陰極>
本発明の有機EL素子の陰極としては、アルミニウムのような仕事関数の低い電極材料や、マグネシウム銀合金、マグネシウムインジウム合金、アルミニウムマグネシウム合金のような、より仕事関数の低い合金が電極材料として用いられる。
<その他の層>
本発明の有機EL素子は、必要に応じてその他の層を有していてもよい。例えば、図1に示されている例では、陽極2と正孔輸送層5との間に正孔注入層3が設けられており、陰極9と電子輸送層7との間には、電子注入層8が設けられている。さらに、図示はしていないが、正孔輸送層5と発光層6との間には電子阻止層を設けることができるし、発光層6と電子輸送層7との間に正孔阻止層を設けることもできる。
適宜設けられる各層は、それ自体公知の材料から形成されていてよく、何れも用いる材料の種類に応じて、蒸着法、スピンコート法、インクジェット法等の公知の方法によって形成される。
正孔注入層;
陽極2と正孔輸送層5との間に適宜形成される正孔注入層3は、それ自体公知の材料、例えば、
スターバースト型のトリフェニルアミン誘導体、種々のトリフェニ
ルアミン4量体などの材料;
銅フタロシアニンに代表されるポルフィリン化合物;
アクセプター性の複素環化合物、例えばヘキサシアノアザトリフェ
ニレン;
塗布型の高分子材料;
などを用いて形成することができる。また、前述した一般式(1)のアリールアミン化合物、後述の一般式(6)または(7)で表されるトリアリールアミン誘導体は、大きな正孔移動度を示すため、かかるアリールアミン化合物を用いて正孔注入層を形成することもできる。
また、正孔注入層においては、該層に通常使用される材料に対し、さらにトリスブロモフェニルアミンヘキサクロルアンチモン、ラジアレン誘導体(国際公開第2014/009310号参照)等をPドーピングしたものや、TPD等のベンジジン誘導体の構造をその部分構造に有する高分子化合物等を用いることができる。
電子注入層;
電子注入層の形成には、
フッ化リチウム、フッ化セシウム等のアルカリ金属塩;
フッ化マグネシウム等のアルカリ土類金属塩;
酸化アルミニウム等の金属酸化物;
等を用いることができるが、電子輸送層と陰極の好ましい選択においては、これを省略することができる。
電子阻止層;
電子阻止層は、図1では示されていないが、正孔輸送層と発光層との間に設けられるものであり、発光層からの電子の透過を阻止し、発光効率を高めるために形成される。電子阻止層を形成するための材料としては、前記一般式(1)のアリールアミン化合物の他、例えば以下の電子阻止作用を有する化合物を用いることができる。
カルバゾール誘導体、例えば
4,4’,4’’−トリ(N−カルバゾリル)トリフェニルアミ
ン(TCTA)、
9,9−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]フル
オレン、
1,3−ビス(カルバゾール−9−イル)ベンゼン(mCP)、
2,2−ビス(4−カルバゾール−9−イルフェニル)アダマン
タン(Ad−Cz);
トリフェニルシリル基とトリアリールアミン構造を有する化合物、
例えば
9−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−9−[4−
(トリフェニルシリル)フェニル]−9H−フルオレン;
正孔阻止層;
正孔阻止層も、図1には示されていないが、電子輸送層と発光層との間に適宜設けられるものであり、発光層からの正孔の透過を阻止し、発光効率を高めるために形成される。正孔阻止層を形成するための材料としては、例えば以下のものを挙げることができる。
フェナントロリン誘導体、例えばバソクプロイン(BCP);
キノリノール誘導体の金属錯体、例えばアルミニウム(III)ビス(
2−メチル−8−キノリナート)−4−フェニルフェノレート(BA
lq);
各種の希土類錯体;
トリアゾール誘導体;
トリアジン誘導体;
オキサジアゾール誘導体;
これらの材料は電子輸送層の材料を兼ねてもよい。
<2層構造の正孔輸送層>
本発明の有機EL素子では、前述した一般式(1)のアリールアミン化合物が正孔輸送剤として使用されているが、先に述べたように、このようなアリールアミン化合物を含む正孔輸送層は2層構造とすることができる。
即ち、図1に示されているように、正孔輸送層5を、陽極2側に位置している第一正孔輸送層5aと発光層6側に位置している第二正孔輸送層5bとに分割した2層構造とし、前記一般式(1)のアリールアミン化合物を第二正孔輸送層5bに含有させることが好適である。この場合、第一正孔輸送層5aには、第二正孔輸送層5bに用いたものとは異なるアリールアミンが使用される。
上記のように正孔輸送層が2層に分割されている場合、発光層6側の第二正孔輸送層5bは、正孔輸送性と共に、極めて高い電子阻止性を示す。前述した一般式(1)のアリールアミン化合物は、優れた正孔輸送性に加え、高い電子阻止性を示すからである。従って、特に、図1のように、第二正孔輸送層5bを発光層6に隣接することにより、発光層6でのキャリアバランスをより高く保持することができ、この有機EL素子の特性向上に極めて有利となる。
第一正孔輸送層5aは、第二正孔輸送層5bの形成に使用されるアリールアミン化合物とは異なるアリールアミン誘導体を用いて形成される。アリールアミン骨格は、優れた正孔輸送性を示すからである。
第一正孔輸送層5aの形成に使用されるアリールミン誘導体は、第二正孔輸送層5bに形成されているものと異なっているのであれば、前述した一般式(1)のアリールアミン化合物であってもよいが、第一正孔輸送層5aには、電子阻止性はあまり要求されないことから、正孔輸送剤として使用される公知のアリールアミン誘導体を用いて第一正孔輸送層5aを形成することが望ましい。
公知のアリールアミン誘導体としては、2つのアリールアミン骨格が単結合または2価の炭化水素基で結合された分子構造を有するものであり、分子中にアリールアミン骨格を2〜6個有するものが好ましい。
本発明においては、正孔輸送性に加え、薄膜安定性や耐熱性に優れていること及び合成が容易であるという観点から、下記一般式(6)または(7)で表されるトリアリールアミン誘導体を用いて第一正孔輸送層5aを形成することがより好ましい。かかるトリアリールアミン誘導体は、1種単独で使用することもできるし、2種以上を混合して使用することもできる。
一般式(6)で表されるトリアリールアミン誘導体;
かかる一般式(6)で表されるトリアリールアミン誘導体は、トリアリールアミン骨格を2個有している。
(一般式(6)中のr35〜r40
一般式(6)において、r35、r36、r39、r40は0〜5の整数を表し、r37、r38は0〜4の整数を表す。r35、r36、r39、r40が2〜5の整数である場合またはr37、r38が2〜4の整数である場合、同一のベンゼン環に複数個結合するR35〜R40は相互に同一でも異なってもよく、また、それぞれ独立して存在して環を形成していなくてもよいが、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよい。
(一般式(6)中のR35〜R40
一般式(6)において、R35〜R40は、それぞれ、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基、炭素数1〜6のアルキルオキシ基、炭素数5〜10のシクロアルキルオキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基またはアリールオキシ基を表す。これらの基が同一のベンゼン環に複数存在している場合、これらの基は、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよい。
一般式(6)中のR35〜R40で表される炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基または炭素数2〜6のアルケニル基としては、具体的に、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、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、2−ブテニル基等をあげることができる。
尚、炭素数1〜6のアルキル基および炭素数2〜6のアルケニル基は、直鎖状であっても分枝状であってもよい。
これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有してもよい。置換基としては、重水素原子、シアノ基、ニトロ基の他に、以下のものを例示することができる。
ハロゲン原子、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原
子;
炭素数1〜6のアルキルオキシ基、例えばメチルオキシ基、エチル
オキシ基、プロピルオキシ基;
アルケニル基、例えばビニル基、アリル基;
アリールオキシ基、例えばフェニルオキシ基、トリルオキシ基;
アリールアルキルオキシ基、例えばベンジルオキシ基、フェネチル
オキシ基;
芳香族炭化水素基、例えばフェニル基、ビフェニリル基、ターフェ
ニリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、フ
ルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオラ
ンテニル基、トリフェニレニル基;
芳香族複素環基、例えばピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニ
ル基、チエニル基、フリル基、ピロリル基、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、カルバ
ゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリ
ニル基、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
、ジベンゾチエニル基、カルボリニル基;
これらの置換基はさらに、上記で例示している置換基を有していてもよい。これらの置換基同士は、それぞれ独立して存在して環を形成していなくてもよいが、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
上記置換基のうち炭素数1〜6のアルキルオキシ基は、直鎖状であっても分枝状であってもよい。
一般式(6)中のR35〜R40で表される炭素数1〜6のアルキルオキシ基または炭素数5〜10のシクロアルキルオキシ基としては、具体的に、メチルオキシ基、エチルオキシ基、n−プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、n−ブチルオキシ基、tert−ブチルオキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘプチルオキシ基、シクロオクチルオキシ基、1−アダマンチルオキシ基、2−アダマンチルオキシ基等をあげることができる。炭素数1〜6のアルキルオキシ基は、直鎖状であっても分枝状であってもよい。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(6)中のR35〜R40で表される炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基および炭素数2〜6のアルケニル基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
一般式(6)中のR35〜R40で表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基に関して示したものと同様のものをあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基および芳香族複素環基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
一般式(6)中のR35〜R40で表されるアリールオキシ基としては、具体的に、フェニルオキシ基、ビフェニリルオキシ基、ターフェニリルオキシ基、ナフチルオキシ基、アントラセニルオキシ基、フェナントレニルオキシ基、フルオレニルオキシ基、インデニルオキシ基、ピレニルオキシ基、ペリレニルオキシ基等をあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基および芳香族複素環基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
35〜R40で表される基同士は、それぞれ独立して存在して環を形成していなくてもよいが、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
(一般式(6)中のL
一般式(6)において、Lは、2つのアリールアミン骨格を結合する橋絡基であり、下記構造式(C)〜(G)のいずれかで示される2価基または単結合を表す。
前記一般式(6)のトリアリールアミン誘導体の好適な具体例としては、図42〜図45で示されている構造式を有する化合物(6−1)〜(6−23)を挙げることができる。一般式(6)の化合物は、これらの化合物に限定されるものではない。
第一正孔輸送層に好適に用いられる、2つのアリールアミン骨格が単結合またはヘテロ原子を含まない2価基で結合された分子構造を有し、且つ分子中にアリールアミン骨格を2個有するアリールアミン誘導体に関し、前記一般式(6)のトリアリールアミン誘導体以外の好適な具体例としては、図46で示されている構造式を有する化合物(6’−1)〜(6’−2)を挙げることができる。
前記一般式(6)のトリアリールアミン誘導体は、それ自体公知の方法に準じて合成することができる(特許文献11〜12参照)。
同様に、化合物(6’−1)〜(6’−2)も、それ自体公知の方法に準じて合成することができる(特許文献11〜12参照)。
合成された化合物の精製は、カラムクロマトグラフによる精製、シリカゲル、活性炭、活性白土等による吸着精製や、溶媒による再結晶や晶析法、昇華精製法などによって行うことができる。本発明の有機EL素子に用いられる化合物は、最後に昇華精製法によって精製され、使用に供される。
一般式(7)で表されるトリアリールアミン誘導体;
かかる一般式(7)で表されるトリアリールアミン誘導体は、トリアリールアミン骨格を4個有している。
(一般式(7)中のr41〜r52
一般式(7)において、r41〜51は、それぞれ、芳香族環に結合している置換基R41〜R52の数を示す整数である。r41、r42、r45、r48、r51およびr52は、それぞれ、0〜5の整数を表し、r43、r44、r46、r47、r49およびr50は、それぞれ、0〜4の整数を表す。
41、r42、r45、r48、r51、r52が2〜5の整数である場合またはr43、r44、r46、r47、r49、r50が2〜4の整数である場合、同一のベンゼン環に複数個結合するR41〜R52は相互に同一でも異なってもよく、また、それぞれ独立して存在して環を形成していなくてもよいが、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよい。
(一般式(7)中のR41〜R52
一般式(7)において、芳香族環に結合している置換基R41〜R52は、それぞれ、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基、炭素数1〜6のアルキルオキシ基、炭素数5〜10のシクロアルキルオキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基またはアリールオキシ基を表す。
これらの基が同一のベンゼン環に複数存在している場合、これらの基は、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよい。
一般式(7)中のR41〜R52で表される炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基または炭素数2〜6のアルケニルとしては、前記一般式(6)中のR35〜R40で表される炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基または炭素数2〜6のアルケニル基に関して示したものと同様のものをあげることができる。とりうる態様も同様である。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(6)中のR35〜R40で表される炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基または炭素数2〜6のアルケニル基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
41〜R52で表される炭素数1〜6のアルキルオキシ基または炭素数5〜10のシクロアルキルオキシ基としては、前記一般式(6)中のR35〜R40で表される炭素数1〜6のアルキルオキシ基または炭素数5〜10のシクロアルキルオキシ基に関して示したものと同様のものをあげることができる。とりうる態様も、同様である。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(6)中のR35〜R40で表される炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基または炭素数2〜6のアルケニル基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
41〜R52で表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基または芳香族複素環基に関して示したものと同様のものをあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素および芳香族複素環基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
41〜R52で表されるアリールオキシ基としては、前記一般式(6)中のR35〜R40で表されるアリールオキシ基に関して示したものと同様のものをあげることができる。これらの基は、無置換でもよいが、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr〜Arで表される芳香族炭化水素基および芳香族複素環基が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
41〜R52同士は、それぞれ独立して存在して環を形成しなくてもよいが、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよい。
(一般式(7)中のL〜L
一般式(7)において、L〜Lは同一でも異なってもよく、下記構造式(H)〜(I)のいずれかで示される2価基、前記一般式(6)における構造式(C)〜(G)のいずれかで示される2価基、または単結合を表す。
式中、nは1〜3の整数を表す。
前記一般式(7)のトリアリールアミン誘導体の好適な具体例としては、図47〜図50で示されている構造式を有する化合物(7−1)〜(7−17)を挙げることができる。一般式(7)の化合物は、これに限定されるものではない。
前記一般式(7)のトリアリールアミン誘導体は、それ自体公知の方法に準じて合成することができる(特許文献11〜12参照)。
合成された化合物の精製は、カラムクロマトグラフによる精製、シリカゲル、活性炭、活性白土等による吸着精製や、溶媒による再結晶や晶析法、昇華精製法などによって行うことができる。本発明の有機EL素子に用いられる化合物は、最後に昇華精製法によって精製され、使用に供される。
以下、本発明の実施の形態について、実施例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
<実施例1:化合物1−5>
4−{(ビフェニル−4−イル)−フェニルアミノ}−4’’−{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:3’,1’’−ターフェニルの合成;
窒素置換した反応容器に、
N−(ビフェニル−4−イル)−N−(4−ブロモフェニル)アニリ
ン 8.0g、
N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−N−
{3’−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサ
ボラン−2−イル)ビフェニル−4−イル}アニリン 11.4g、
炭酸カリウム 7.5g、
水 64ml、
トルエン 64ml、
エタノール 16ml
及び
テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム 0.8g
を加えて加熱し、70℃で16時間撹拌した。室温まで冷却し、酢酸エチルと水を加えた後、分液操作によって有機層を採取した。有機層を濃縮した後、THF/アセトンの混合溶媒を用いた再結晶を行った。その結果、4−{(ビフェニル−4−イル)−フェニルアミノ}−4’’−{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:3’,1’’−ターフェニル(化合物1−5)の白色粉体9.54g(収率69%)を得た。
(1−5) (1a―a)
得られた白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H−NMR(THF−d)で以下の44個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.86(1H)、
7.68−6.97(37H)、
1.41(6H)
<実施例2:化合物1−6>
4−{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミノ}−4’’−{(ナフタレン−1−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:3’,1’’−ターフェニルの合成;
実施例1において、
N−(ビフェニル−4−イル)−N−(4−ブロモフェニル)ア
ニリン
に代えて
N−(3’−ブロモビフェニル−4−イル)−N−(ナフタレン
−1−イル)アニリン
を用い、
N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−N−
{3’−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキ
サボラン−2−イル)ビフェニル−4−イル}アニリン
に代えて
4−{N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)
−フェニルアミノ}−フェニルボロン酸
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、4−{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミノ}−4’’−{(ナフタレン−1−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:3’,1’’−ターフェニル(化合物1−6)の淡黄白色粉体7.88g(収率62%)を得た。
(1−6) (1a―a)
得られた淡黄白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H−NMR(CDCl)で以下の42個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.98(1H)、
7.92(1H)、
7.84−7.75(2H)、
7.70−6.94(32H)、
1.49(6H)
<実施例3:化合物1−21>
3、3’’−ビス{(ビフェニル−4−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:4’,1’’−ターフェニルの合成;
窒素置換した反応容器に、
1,4−ジブロモベンゼン 6.20g、
N−(ビフェニル−4−イル)−N−{3−(4,4,5,5−テ
トラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニル}
−フェニルアミン 25.1g、
炭酸カリウム 10.8g、
水 39ml、
トルエン 380ml及び
エタノール 95ml
を加え、30分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気した。
テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム 0.95g
を加えて加熱し、18時間還流撹拌した。室温まで冷却し、
水 200ml及び
ヘプタン 190ml
を加えた後、析出物をろ過によって採取した。析出物を1,2−ジクロロベンゼン1200mlに加熱溶解し、シリカゲル39gを用いた吸着精製を行い、続いて、活性白土19gを用いた吸着精製を行った後、メタノール725mlを加え、析出する粗製物をろ過によって採取した。粗製物を1,2−ジクロロメタン/メタノールの混合溶媒を用いた晶析を繰り返した後、メタノール300mlを用いた還流洗浄を行った。その結果、3、3’’−ビス{(ビフェニル−4−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:4’,1’’−ターフェニル(化合物1−21)の白色粉体15.22g(収率81%)を得た。
(1−21) ―
得られた白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H−NMR(CDCl)で以下の40個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.61(2H)、
7.56−6.83(38H)
<実施例4:化合物1−22>
2、2’’−ビス{(ビフェニル−4−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:4’,1’’−ターフェニルの合成;
実施例3において、
N−(ビフェニル−4−イル)−N−{3−(4,4,5,5−
テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニ
ル}−フェニルアミン
に代えて
N−(ビフェニル−4−イル)−N−{2−(4,4,5,5−
テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニ
ル}−フェニルアミン
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、2、2’’−ビス{(ビフェニル−4−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:4’,1’’−ターフェニル(化合物1−22)の白色紛体11.11g(収率58%)を得た。
(1−22) (1c―b)
得られた白色紛体についてNMRを使用して構造を同定した。H−NMR(THF−d)で以下の40個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.52(4H)、
7.40−7.20(18H)、
7.03(8H)、
6.90−6.75(10H)
<実施例5:化合物1−32>
4−{(ビフェニル−4イル)―フェニルアミノ}−2’’−{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:4’,1’’−ターフェニルの合成;
窒素置換した反応容器に、
N−(ビフェニル−4−イル)−N−(2’’−ブロモ−1,1’:
4’,1’’−ターフェニル−4−イル)アニリン 10.0g、
2−(フェニルアミノ)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン
6.2g、
酢酸パラジウム 0.081g、
t−ブトキシナトリウム 3.5g、
トリ−t−ブチルホスフィンの50%(w/v)トルエン溶液
0.146g
及び
トルエン 100ml
を加えて加熱し、一夜、100℃で撹拌した。ろ過によって不溶物を除き、濃縮した後、カラムクロマトグラフ(担体:シリカゲル、溶離液:ヘプタン/ジクロロメタン)を用いた精製を行った。その結果、4−{(ビフェニル−4イル)―フェニルアミノ}−2’’−{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:4’,1’’−ターフェニル(化合物1−32)の白色紛体4.77g(収率35%)を得た。
(1−32) (1c―a)
得られた白色紛体についてNMRを使用して構造を同定した。H−NMR(THF−d)で以下の44個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.61−7.48(4H)、
7.42−6.92(32H)、
6.81(1H)、
6.76(1H)、
1.28(6H)
<実施例6:化合物1−34>
4,4’’−ビス{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:3’,1’’−ターフェニルの合成;
窒素置換した反応容器に、
4,4’’−ジブロモ−1,1’:3’,1’’−ターフェニル
8.81g、
2−(フェニルアミノ)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン
13.6g、
t−ブトキシナトリウム 5.12g、
トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム 0.33g
及び
トリ−t−ブチルホスフィンの50%(w/v)トルエン溶液
0.63ml
を加えて加熱し、2時間還流撹拌した。放冷した後、メタノールを加え、析出物をろ過によって採取した。析出物をクロロベンゼンに加熱溶解し、シリカゲルを用いた吸着精製、続いて、活性白土を用いた吸着精製を行った後、クロロベンゼン/メタノールの混合溶媒を用いた晶析を行った後、メタノールを用いた還流洗浄を行った。その結果、4,4’’−ビス{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:3’,1’’−ターフェニル(化合物1−34)の白色粉体16.25g(収率90%)を得た。
(1−34) (1a―a)
得られた白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H−NMR(CDCl)で以下の48個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.84(1H)、
7.70−7.03(35H)、
1.48(12H)
<実施例7:化合物1−37>
2−{(ビフェニル−4−イル)−フェニルアミノ}−4’’−{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:4’,1’’−ターフェニルの合成;
実施例5において、
N−(ビフェニル−4−イル)−N−(2’’−ブロモ−1,
1’:4’,1’’−ターフェニル−4−イル)アニリン
に代えて
N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−N−
(2’’−ブロモ−1,1’:4’,1’’−ターフェニル−4−
イル)アニリン
を用い、
2−(フェニルアミノ)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン
に代えて
N−(ビフェニル−4−イル)−N−フェニルアニリン
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、2−{(ビフェニル−4−イル)−フェニルアミノ}−4’’−{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:4’,1’’−ターフェニル(化合物1−37)の白色粉体11.7g(収率73%)を得た。
(1−37) (1c―a)
得られた白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H−NMR(CDCl)で以下の44個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.68(1H)、
7.64−6.84(37H)、
1.48(6H)
<実施例8:化合物1−38>
4,4’’−ビス{N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:2’,1’’−ターフェニルの合成;
実施例3において、
1,4−ジブロモベンゼン
に代えて
1,2−ジヨードベンゼン
を用い、
N−(ビフェニル−4−イル)−N−{3−(4,4,5,5−
テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニ
ル}−フェニルアミン
に代えて
4−{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フ
ェニルアミノ}−フェニルボロン酸
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、4,4’’−ビス{N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:2’,1’’−ターフェニル(化合物1−38)の白色粉体6.6g(収率39%)を得た。
(1−38) (1b―a)
得られた白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H−NMR(CDCl)で以下の48個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.64(2H)、
7.58(2H)、
7.45−6.99(32H)、
1.38(12H)
<実施例9:化合物1−39>
4,4’’−ビス{N−ビス(ビフェニル−4−イル)アミノ}−1,1’:2’,1’’−ターフェニルの合成;
実施例3において、
1,4−ジブロモベンゼン
に代えて
1,2−ジヨードベンゼン
を用い、
N−(ビフェニル−4−イル)−N−{3−(4,4,5,5−
テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニ
ル}−フェニルアミン
に代えて
4−{ビス(ビフェニル−4−イル)アミノ}−フェニルボロン酸
を用いた以外、同様の条件で反応を行った。その結果、4,4’’−ビス{N−ビス(ビフェニル−4−イル)アミノ}−1,1’:2’,1’’−ターフェニル(化合物1−39)の白色粉体4.6g(収率24%)を得た。
(1−39) (1b―a)
得られた白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H−NMR(CDCl)で以下の48個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.57−7.28(32H)、
7.21(8H)、
7.11(8H)
<実施例10:化合物1−41>
4,4’’−ビス{(ビフェニル−4−イル)−(ナフタレン−1−イル)アミノ}−1,1’:2’,1’’−ターフェニルの合成;
実施例6において、
4,4’’−ジブロモ−1,1’:3’,1’’−ターフェニル
に代えて
4,4’’−ジブロモ−1,1’:2’,1’’−ターフェニル
を用い、
2−(フェニルアミノ)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン
に代えて
N−(ビフェニル−4−イル)−(ナフタレン−1−イル)アミン
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、4,4’’−ビス{(ビフェニル−4−イル)−(ナフタレン−1−イル)アミノ}−1,1’:2’,1’’−ターフェニル(化合物1−41)の白色粉体5.0g(収率30%)を得た。
(1−41) (1b―a)
得られた白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H−NMR(CDCl)で以下の44個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.93−7.84(4H)、
7.79(2H)、
7.60−7.26(24H)、
7.25−6.92(14H)
<実施例11:化合物1−42>
4,4’’−ビス[{4−(ナフタレン−1−イル)フェニル}−フェニルアミノ]−1,1’:2’,1’’−ターフェニルの合成;
実施例6において、
4,4’’−ジブロモ−1,1’:3’,1’’−ターフェニル
に代えて
4,4’’−ジブロモ−1,1’:2’,1’’−ターフェニル
を用い、
2−(フェニルアミノ)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン
に代えて
{4−(ナフタレン−1−イル)フェニル}−フェニルアミン
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、4,4’’−ビス[{4−(ナフタレン−1−イル)フェニル}−フェニルアミノ]−1,1’:2’,1’’−ターフェニル(化合物1−42)の白色粉体7.3g(収率43%)を得た。
(1−42) (1b―a)
得られた白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H−NMR(CDCl)で以下の44個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=8.01(2H)、
7.91(2H)、
7.84(2H)、
7.53−6.98(38H)
<実施例12:化合物1−45>
4,4’’−ビス[{4−(ナフタレン−1−イル)フェニル}−フェニルアミノ]−1,1’:3’,1’’−ターフェニルの合成;
実施例6において、
2−(フェニルアミノ)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン
に代えて
{4−(ナフタレン−1−イル)フェニル}−フェニルアミン
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、4,4’’−ビス[{4−(ナフタレン−1−イル)フェニル}−フェニルアミノ]−1,1’:3’,1’’−ターフェニル(化合物1−45)の白色粉体16.7g(収率79%)を得た。
(1−45) (1a―a)
得られた白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H−NMR(CDCl)で以下の44個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=8.08(2H)、
7.94(2H)、
7.90−7.80(3H)、
7.65−7.00(37H)
<実施例13:化合物1−47>
2,2’’−ビス{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:3’,1’’−ターフェニルの合成;
実施例3において、
1,4−ジブロモベンゼン
に代えて
1,3−ジヨードベンゼン
を用い、
N−(ビフェニル−4−イル)−N−{3−(4,4,5,5−
テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニ
ル}−フェニルアミン
に代えて、
2−{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フ
ェニルアミノ}−フェニルボロン酸
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、2,2’’−ビス{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:3’,1’’−ターフェニル(化合物1−47)の白色粉体4.2g(収率25%)を得た。
(1−47) (1a―b)
得られた白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H−NMR(CDCl)で以下の48個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.60(2H)、
7.38−7.09(14H)、
6.95−6.71(14H)、
6.66−6.56(4H)、
6.35(2H)、
6.26(12H)
<実施例14:化合物1−49>
2,2’’−ビス{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:4’,1’’−ターフェニルの合成;
実施例3において、
N−(ビフェニル−4−イル)−N−{3−(4,4,5,5−
テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニ
ル}−フェニルアミン
に代えて
2−{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フ
ェニルアミノ}−フェニルボロン酸
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、2,2’’−ビス{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:4’,1’’−ターフェニル(化合物1−49)の白色粉体13.7g(収率76%)を得た。
(1−49) (1c―b)
得られた白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H−NMR(THF−d)で以下の48個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.53(2H)、
7.35−6.81(30H)、
6.76(2H)、
6.67(2H)、
1.29(12H)
<実施例15:化合物1−92>
4,4’’−ビス{N−(2−フェニル−ビフェニル−4−イル)−N−フェニルアミノ}−1,1’:4’,1’’−ターフェニルの合成;
窒素置換した反応容器に、
N−(2−フェニル−ビフェニル−4−イル)−N−フェニルア
ミン 13.1g、
4,4‘’−ジヨード−p−ターフェニル 20.0g、
銅粉 0.18g、
炭酸カリウム 11.3g、
3,5−ジ―tert−ブチルサリチル酸 0.70g、
亜硫酸水素ナトリウム 0.86g及び
ドデシルベンゼン 30ml
を加えて加熱し、210℃で24時間撹拌した。放冷しながらキシレン30ml、メタノール60mlを添加し、析出した固体をろ過により集めた。取得した固体をトルエンに溶解、シリカ40mlを加え吸着精製を行った。濃縮後、酢酸エチル、メタノールにより晶析、続けてクロロベンゼンを用いた再結晶による精製を行った。続けて固体をメタノール200mlで還流洗浄した。その結果、4,4’’−ビス{N−(2−フェニル−ビフェニル−4−イル)−N−フェニルアミノ}−1,1’:4’,1’’−ターフェニル(化合物1−92)の黄白色粉体17.0g(収率72%)を得た。
(1−92) ―
得られた白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H−NMR(CDCl)で以下の48個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.68(4H)、
7.62−7.55(4H)、
7.38−7.09(40H)
<融点およびガラス転移点の測定>
一般式(1)のアリールアミン化合物について、高感度示差走査熱量計(ブルカー・エイエックスエス製、DSC3100SA)によって融点とガラス転移点を求めた。

融点 ガラス転移点
実施例1(化合物1−5) 観測されず 117℃
実施例2(化合物1−6) 観測されず 117℃
実施例3(化合物1−21) 261℃ 103℃
実施例5(化合物1−32) 観測されず 115℃
実施例6(化合物1−34) 286℃ 124℃
実施例7(化合物1−37) 218℃ 114℃
実施例8(化合物1−38) 観測されず 119℃
実施例9(化合物1−39) 観測されず 106℃
実施例10(化合物1−41) 観測されず 127℃
実施例11(化合物1−42) 観測されず 111℃
実施例12(化合物1−45) 観測されず 122℃
実施例13(化合物1−47) 239℃ 116℃
実施例14(化合物1−49) 269℃ 117℃
実施例15(化合物1−92) 249℃ 124℃

一般式(1)のアリールアミン化合物は100℃以上のガラス転移点を有しており、これは、薄膜状態が安定であることを示す。
<仕事関数の測定>
一般式(1)のアリールアミン化合物を用いてITO基板上に膜厚100nmの蒸着膜を作製し、イオン化ポテンシャル測定装置(住友重機械工業株式会社製、PYS−202)によって仕事関数を測定した。

仕事関数
実施例1(化合物1−5) 5.68eV
実施例2(化合物1−6) 5.65eV
実施例3(化合物1−21) 5.79eV
実施例4(化合物1−22) 5.83eV
実施例5(化合物1−32) 5.69eV
実施例6(化合物1−34) 5.65eV
実施例7(化合物1−37) 5.67eV
実施例8(化合物1−38) 5.64eV
実施例9(化合物1−39) 5.66eV
実施例10(化合物1−41) 5.69eV
実施例11(化合物1−42) 5.75eV
実施例12(化合物1−45) 5.76eV
実施例13(化合物1−47) 5.72eV
実施例14(化合物1−49) 5.72eV
実施例15(化合物1−92) 5.67eV

一般式(1)のアリールアミン化合物はNPD、TPDなどの一般的な正孔輸送材料が持つ仕事関数5.4eVと比較して、好適なエネルギー準位を示しており、良好な正孔輸送能力を有している。
<実施例16:化合物2−1>
7,7−ジメチル−12−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドールの合成;
窒素置換した反応容器に、
7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ
[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドール 4.9g、
2−クロロ−4−フェニルキナゾリン 5.7g、
トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム 0.3g、
トリ−tert−ブチルホスホニウムテトラフルオロボレート
0.4g、
tert−ブトキシナトリウム 4.0g及び
キシレン 74ml
を加えて加熱し、12時間還流撹拌した。室温まで冷却した後、酢酸エチル、水を加え、分液操作によって有機層を採取した。有機層を濃縮し、カラムクロマトグラフによる精製を行った。その結果、7,7−ジメチル−12−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドール(化合物2−1)の粉体3.0g(収率38%)を得た。
(2−1) (2a)
<実施例17:化合物2−2>
7,7−ジメチル−12−(4−フェニルベンゾ[h]キナゾリン−2−イル)−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドールの合成;
実施例16において、
2−クロロ−4−フェニルキナゾリン
に代えて
2−クロロ−4−フェニルベンゾ[h]キナゾリン
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、7,7−ジメチル−12−(4−フェニルベンゾ[h]キナゾリン−2−イル)−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドール(化合物2−2)の粉体3.2g(収率38%)を得た。
(2−2) (2a)
<実施例18:化合物2−3>
12−(4,7−ジフェニルキナゾリン−2−イル)−7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドールの合成;
実施例16において、
2−クロロ−4−フェニルキナゾリン
に代えて
2−クロロ−4,7−ジフェニルキナゾリン
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、12−(4,7−ジフェニルキナゾリン−2−イル)−7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドール(化合物2−3)の粉体3.3g(収率38%)を得た。
(2−3) (2a)
<実施例19:化合物2−4>
12−(4,6−ジフェニルキナゾリン−2−イル)−7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドールの合成;
実施例16において、
2−クロロ−4−フェニルキナゾリン
に代えて
2−クロロ−4,6−ジフェニルキナゾリン
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、12−(4,6−ジフェニルキナゾリン−2−イル)−7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドール(化合物2−4)の粉体3.3g(収率38%)を得た。
(2−4) (2a)
<実施例20:化合物2−5>
13,13−ジメチル−8−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−8,13−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−e]インデノ[1,2−b]インドールの合成;
実施例16において、
7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ
[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドール
に代えて
13,13−ジメチル−8,13−ジヒドロベンゾ[4,5]チ
エノ[3,2−e]インデノ[1,2−b]インドール
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、13,13−ジメチル−8−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−8,13−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−e]インデノ[1,2−b]インドール(化合物2−5)の粉体3.0g(収率38%)を得た。
(2−5) (2b)
<実施例21:化合物2−6>
8−(4,6−ジフェニルキナゾリン−2−イル)−13,13−ジメチル−8,13−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−e]インデノ[1,2−b]インドールの合成;
実施例20において、
2−クロロ−4−フェニルキナゾリン
に代えて
2−クロロ−4,6−ジフェニルキナゾリン
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、8−(4,6−ジフェニルキナゾリン−2−イル)−13,13−ジメチル−8,13−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−e]インデノ[1,2−b]インドール(化合物2−6)の粉体3.3g(収率38%)を得た。
(2−6) (2b)
<実施例22:化合物2−7>
7,7,13,13−テトラメチル−5−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−7,13−ジヒドロ−5H−ジインデノ[1,2−b:1’,2’−f]インドールの合成;
実施例16において、
7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ
[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドール
に代えて
7,7,13,13−テトラメチル−7,13−ジヒドロ−5H
−ジインデノ[1,2−b:1’,2’−f]インドール
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、7,7,13,13−テトラメチル−5−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−7,13−ジヒドロ−5H−ジインデノ[1,2−b:1’,2’−f]インドール(化合物2−7)の粉体3.0g(収率38%)を得た。
(2−7) (2c)
<実施例23:化合物2−8>
7,7,13,13−テトラメチル−5−[3−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)フェニル]−7,13−ジヒドロ−5H−ジインデノ[1,2−b:1’,2’−f]インドールの合成;
実施例22において、
2−クロロ−4−フェニルキナゾリン
に代えて
2−(3−ブロモフェニル)−4−フェニルキナゾリン
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、7,7,13,13−テトラメチル−5−[3−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)フェニル]−7,13−ジヒドロ−5H−ジインデノ[1,2−b:1’,2’−f]インドール(化合物2−8)の粉体3.4g(収率38%)を得た。
(2−8) (2c)
<実施例24:化合物2−9>
7,7−ジメチル−12−(4−フェニルベンゾ[h]キナゾリン−2−イル)−7,12−ジヒドロベンゾフロ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドールの合成;
実施例17において、
7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ
[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドール
に代えて
7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾフロ[3,2−g
]インデノ[1,2−b]インドール
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、7,7−ジメチル−12−(4−フェニルベンゾ[h]キナゾリン−2−イル)−7,12−ジヒドロベンゾフロ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドール(化合物2−9)の粉体3.0g(収率38%)を得た。
(2−9) (2a)
<実施例25:化合物2−10>
12−(4,6−ジフェニルベンゾ[h]キナゾリン−2−イル)−7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾフロ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドールの合成;
実施例24において、
2−クロロ−4−フェニルベンゾ[h]キナゾリン
に代えて
2−クロロ−4,6−ジフェニルベンゾ[h]キナゾリン
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、12−(4,6−ジフェニルベンゾ[h]キナゾリン−2−イル)−7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾフロ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドール(化合物2−10)の粉体3.5g(収率38%)を得た。
(2−10) (2a)
<実施例26:化合物2−11>
13,13−ジメチル−8−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−8,13−ジヒドロベンゾフロ[3,2−e]インデノ[1,2−b]インドールの合成;
実施例16において、
7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ
[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドール
に代えて
13,13−ジメチル−8,13−ジヒドロベンゾフロ[3,2
−e]インデノ[1,2−b]インドール
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、13,13−ジメチル−8−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−8,13−ジヒドロベンゾフロ[3,2−e]インデノ[1,2−b]インドール(化合物2−11)の粉体3.0g(収率38%)を得た。
(2−11) (2b)
<実施例27:化合物2−12>
13,13−ジメチル−8−(4,6−ジフェニルキナゾリン−2−イル)−8,13−ジヒドロベンゾフロ[3,2−e]インデノ[1,2−b]インドールの合成;
実施例26において、
2−クロロ−4−フェニルキナゾリン
に代えて
2−クロロ−4,6−ジフェニルキナゾリン
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、13,13−ジメチル−8−(4,6−ジフェニルキナゾリン−2−イル)−8,13−ジヒドロベンゾフロ[3,2−e]インデノ[1,2−b]インドール(化合物2−12)の粉体3.2g(収率38%)を得た。
(2−12) (2b)
<実施例28:化合物3−1>
13−(4,6−ジフェニルキナゾリン−2−イル)−7,7−ジメチル−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾールの合成;
実施例27において、
13,13−ジメチル−8,13−ジヒドロベンゾフロ[3,2
−e]インデノ[1,2−b]インドール
に代えて
7,7−ジメチル−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:
4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、13−(4,6−ジフェニルキナゾリン−2−イル)−7,7−ジメチル−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−1)の粉体7.0g(収率38%)を得た。
(3−1) (3a―1)
<実施例29:化合物3−2>
13−[4−(ビフェニル−4−イル)キナゾリン−2−イル]−7,7−ジメチル−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾールの合成;
実施例28において、
2−クロロ−4,6−ジフェニルキナゾリン
に代えて、
4−(ビフェニル−4−イル)−2−クロロキナゾリン
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、13−[4−(ビフェニル−4−イル)キナゾリン−2−イル]−7,7−ジメチル−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−2)の粉体6.7g(収率37%)を得た。
(3−2) (3a―1)
<実施例30:化合物3−3>
7,7−ジメチル−13−[4−(フェニル−d)キナゾリン−2−イル]−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾールの合成;
実施例28において、
2−クロロ−4,6−ジフェニルキナゾリン
に代えて
2−クロロ−4−(フェニル−d)キナゾリン
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、7,7−ジメチル−13−[4−(フェニル−d)キナゾリン−2−イル]−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−3)の粉体8.4g(収率32%)を得た。
(3−3) (3a―1)
<実施例31:化合物3−4>
7,7−ジメチル−13−[4−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)フェニル]−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾールの合成;
実施例28において、
2−クロロ−4,6−ジフェニルキナゾリン
に代えて
2−(4−ブロモフェニル)−4−フェニルキナゾリン
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、7,7−ジメチル−13−[4−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)フェニル]−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−4)の粉体5.2g(収率28%)を得た。
(3−4) (3a―1)
<実施例32:化合物3−5>
7,7−ジメチル−13−[3−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)フェニル]−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾールの合成;
実施例28において、
2−クロロ−4,6−ジフェニルキナゾリン
に代えて
2−(3−ブロモフェニル)−4−フェニルキナゾリン
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、7,7−ジメチル−13−[3−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)フェニル]−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−5)の粉体8.4g(収率32%)を得た。
(3−5) (3a―1)
<実施例33:化合物3−6>
7,7−ジメチル−13−(4−フェニルベンゾ[h]キナゾリン−2−イル)−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾールの合成;
実施例28において、
2−クロロ−4,6−ジフェニルキナゾリン
に代えて
2−クロロ−4−フェニルベンゾ[h]キナゾリン
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、7,7−ジメチル−13−(4−フェニルベンゾ[h]キナゾリン−2−イル)−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−6)の粉体8.4g(収率32%)を得た。
(3−6) (3a―1)
<実施例34:化合物3−7>
8,8−ジメチル−5−(4−フェニルベンゾ[h]キナゾリン−2−イル)−5,8−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[3,2−c]カルバゾールの合成;
実施例33において、
7,7−ジメチル−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:
4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール
に代えて
8,8−ジメチル−5,8−ジヒドロインデノ[2’,1’:4
,5]チエノ[3,2−c]カルバゾール
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、8,8−ジメチル−5−(4−フェニルベンゾ[h]キナゾリン−2−イル)−5,8−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[3,2−c]カルバゾール(化合物3−7)の粉体9.3g(収率35%)を得た。
(3−7) (3a―3)
<実施例35:化合物3−8>
7,7−ジメチル−13−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]フロ[2,3−a]カルバゾールの合成;
実施例16において、
7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ
[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドール
に代えて
7,7−ジメチル−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:
4,5]フロ[2,3−a]カルバゾール
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、7,7−ジメチル−13−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]フロ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−8)の粉体6.2g(収率32%)を得た。
(3−8) (3a―1)
<実施例36:化合物3−9>
7,7−ジメチル−13−(4−フェニルベンゾ[h]キナゾリン−2−イル)−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]フロ[2,3−a]カルバゾールの合成;
実施例35において、
2−クロロ−4−フェニルキナゾリン
に代えて
2−クロロ−4−フェニルベンゾ[h]キナゾリン
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、7,7−ジメチル−13−(4−フェニルベンゾ[h]キナゾリン−2−イル)−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]フロ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−9)の粉体8.6g(収率30%)を得た。
(3−9) (3a―1)
<実施例37:化合物3−10>
13−(4,6−ジフェニルキナゾリン−2−イル)−7,7−ジメチル−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]フロ[2,3−a]カルバゾールの合成;
実施例35において、
2−クロロ−4−フェニルキナゾリン
に代えて
2−クロロ−4,6−ジフェニルキナゾリン
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、13−(4,6−ジフェニルキナゾリン−2−イル)−7,7−ジメチル−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]フロ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−10)の粉体7.2g(収率29%)を得た。
(3−10) (3a―1)
<実施例38:化合物3−11>
7,7−ジフェニル−13−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾールの合成;
実施例16において、
7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ
[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドール
に代えて
7,7−ジフェニル−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’
:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、7,7−ジフェニル−13−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−11)の粉体6.7g(収率37%)を得た。
(3−11) (3a―4)
<実施例39:化合物3−12>
9,9−ジメチル−15−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−9,15−ジヒドロベンゾ[a]インデノ[2’,1’:4,5]チエノ[3,2−i]カルバゾールの合成;
実施例16において、
7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ
[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドール
に代えて、
9,9−ジメチル−9,15−ジヒドロベンゾ[a]インデノ[
2’,1’:4,5]チエノ[3,2−i]カルバゾール
を用い、同様の条件で反応を行った。その結果、9,9−ジメチル−15−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−9,15−ジヒドロベンゾ[a]インデノ[2’,1’:4,5]チエノ[3,2−i]カルバゾール(化合物3−12)の粉体4.8g(収率42%)を得た。
(3−12) (3a―1)
<実施例40:化合物3−13>
7−フェニル−13−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−7,13−ジヒドロインドロ[2’,3’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾールの合成;
実施例16において、
7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ
[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドール
に代えて
7−フェニル−7,13−ジヒドロインドロ[2’,3’:4,
5]チエノ[2,3−a]カルバゾール
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、7−フェニル−13−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−7,13−ジヒドロインドロ[2’,3’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−13)の粉体4.3g(収率43%)を得た。
(3−13) (3b―1)
<実施例41:化合物3−14>
12,12−ジメチル−1−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−1,12−ジヒドロインデノ[1’,2’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾールの合成;
実施例16において、
7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ
[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドール
に代えて
12,12−ジメチル−1,12−ジヒドロインデノ[1’,2
’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、12,12−ジメチル−1−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−1,12−ジヒドロインデノ[1’,2’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−14)の粉体6.3g(収率44%)を得た。
(3−14) (3a―2)
<実施例42:化合物3−15>
7,7−ジメチル−13−(ナフタレン−2−イル)−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾールの合成;
実施例28において、
2−クロロ−4,6−ジフェニルキナゾリン
に代えて
2−ブロモナフタレン
を用いた以外は、同様の条件で反応を行った。その結果、7,7−ジメチル−13−(ナフタレン−2−イル)−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−15)の粉体5.4g(収率47%)を得た。
(3−15) (3a―1)
<実施例43>
有機EL素子は、図1に示すように、ガラス基板1上に透明陽極2としてITO電極をあらかじめ形成したものの上に、正孔注入層3、第一正孔輸送層5a、第二正孔輸送層5b、発光層6、電子輸送層7、電子注入層8、陰極(アルミニウム電極)9の順に蒸着して作製した。
具体的には、膜厚150nmのITOを成膜したガラス基板1をイソプロピルアルコール中にて20分間超音波洗浄した後、200℃に加熱したホットプレート上で10分間乾燥させた。その後、UVオゾン処理を15分間行った後、このITO付きガラス基板を真空蒸着機内に取り付け、0.001Pa以下まで減圧した。
続いて、透明陽極2を覆うように正孔注入層3として、下記構造式のHIM−1を膜厚5nmとなるように形成した。
この正孔注入層3の上に、第一正孔輸送層5aとして、下記構造式で表されるトリアリールアミン誘導体(6−1)を膜厚60nmとなるように形成した。かかるトリアリールアミン誘導体は、分子中にトリフェニルアミン構造を2個有するものであった。
この第一正孔輸送層5aの上に、第二正孔輸送層5bとして、実施例1の化合物(1−5)を膜厚5nmとなるように形成した。
この第二正孔輸送層5bの上に、発光層6として、下記構造式の化合物EMD−1と実施例19の化合物(2−4)を、蒸着速度比がEMD−1:化合物(2−4)=5:95となる蒸着速度で二元蒸着を行い、膜厚20nmとなるように形成した。
この発光層6の上に、電子輸送層7として、下記構造式のベンゾトリアゾール誘導体(4−1)と下記構造式のETM−1を、蒸着速度比がベンゾトリアゾール誘導体(4−1):ETM−1=50:50となる蒸着速度で二元蒸着を行い、膜厚30nmとなるように形成した。
この電子輸送層7の上に、電子注入層8としてフッ化リチウムを膜厚1nmとなるように形成した。
最後に、アルミニウムを100nm蒸着して陰極9を形成した。
作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表1に示した。
(HIM−1)
(6−1)
(1−5) (1a―a)
(EMD−1)
(2−4) (2a)
(4−1) (4a)(4c)
(ETM−1)
<実施例44>
実施例43において、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−5)に代えて実施例5の化合物(1−32)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表1に示した。
(1−32) (1c―a)
<実施例45>
実施例43において、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−5)に代えて実施例6の化合物(1−34)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表1に示した。
(1−34) (1a―a)
<実施例46>
実施例43において、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−5)に代えて実施例7の化合物(1−37)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表1に示した。
(1−37) (1c―a)
<実施例47>
実施例43において、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−5)に代えて実施例8の化合物(1−38)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表1に示した。
(1−38) (1b―a)
<実施例48>
実施例43において、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−5)に代えて実施例14の化合物(1−49)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表1に示した。
(1−49) (1c―b)
<比較例1>
比較のために、実施例43において、第一正孔輸送層5aの材料として、トリアリールアミン誘導体(6−1)に代えて下記構造式のアリールアミン化合物(6’−2)を用い、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−5)に代えて下記構造式のアリールアミン化合物(6’−2)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。この場合、第一正孔輸送層5aと第二正孔輸送層5bは一体の正孔輸送層(厚み65nm)として機能する。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表1に示した。

(6’−2)
<実施例49>
実施例43において、発光層6の材料として、化合物(2−4)に代えて実施例41の化合物(3−14)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表2に示した。
(3−14) (3a―2)
<実施例50>
実施例49において、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−5)に代えて実施例5の化合物(1−32)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表2に示した。
<実施例51>
実施例49において、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−5)に代えて実施例6の化合物(1−34)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表2に示した。
<実施例52>
実施例49において、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−5)に代えて実施例7の化合物(1−37)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表2に示した。
<実施例53>
実施例49において、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−5)に代えて実施例8の化合物(1−38)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表2に示した。
<実施例54>
実施例49において、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−5)に代えて実施例14の化合物(1−49)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表2に示した。
<比較例2>
比較のために、実施例49において、第一正孔輸送層5aの材料として、トリアリールアミン誘導体(6−1)に代えて前記構造式のアリールアミン化合物(6’−2)を用い、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−5)に代えて前記構造式のアリールアミン化合物(6’−2)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。この場合、第一正孔輸送層5aと第二正孔輸送層5bは一体の正孔輸送層(厚み65nm)として機能する。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表2に示した。
<実施例55>
実施例43において、発光層6の材料として、化合物(2−4)に代えて下記構造式で表されるカルバゾール誘導体(3−16)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表3に示した。
(3−16) ―
<実施例56>
実施例55において、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−5)に代えて実施例5の化合物(1−32)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表3に示した。
<実施例57>
実施例55において、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−5)に代えて実施例6の化合物(1−34)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表3に示した。
<実施例58>
実施例55において、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−5)に代えて実施例7の化合物(1−37)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表3に示した。
<実施例59>
実施例55において、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−5)に代えて実施例8の化合物(1−38)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表3に示した。
<実施例60>
実施例55において、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−5)に代えて実施例14の化合物(1−49)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表3に示した。
<比較例3>
比較のために、実施例55において、第一正孔輸送層5aの材料として、トリアリールアミン誘導体(6−1)に代えて前記構造式のアリールアミン化合物(6’−2)を用い、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−34)に代えて前記構造式のアリールアミン化合物(6’−2)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。この場合、第一正孔輸送層5aと第二正孔輸送層5bは一体の正孔輸送層(厚み65nm)として機能する。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表3に示した。
実施例43〜60および比較例1〜3で作製した有機EL素子を用いて、素子寿命を測定した結果を表1〜3に示した。素子寿命は、発光開始時の発光輝度(初期輝度)を7000cd/mとして定電流駆動を行った時、発光輝度が6790cd/m(初期輝度を100%とした時の97%に相当:97%減衰)に減衰するまでの時間として測定した。
表1に示す様に、発光層の材料が同じ組合せである実施例43〜48と比較例1との比較において、電流密度10mA/cmの電流を流したときの発光効率は、比較例1の有機EL素子の23.97cd/Aに対し、実施例43〜48の有機EL素子では25.09〜28.14cd/Aといずれも高効率であった。また、電力効率においても、比較例1の有機EL素子の18.54lm/Wに対し、実施例43〜48の有機EL素子では19.11〜21.80m/Wといずれも高効率であった。素子寿命(97%減衰)においては、比較例1の有機EL素子の55時間に対し、実施例43〜48の有機EL素子では130〜166時間と大きく長寿命化した。
表2に示す様に、発光層の材料が同じ組合せである実施例49〜54と比較例2との比較において、電流密度10mA/cmの電流を流したときの発光効率は、比較例2の有機EL素子の22.71cd/Aに対し、実施例49〜54の有機EL素子では24.28〜27.48cd/Aといずれも高効率であった。また、電力効率においても、比較例2の有機EL素子の21.58lm/Wに対し、実施例49〜54の有機EL素子では22.59〜25.79m/Wといずれも高効率であった。素子寿命(97%減衰)においては、比較例2の有機EL素子の42時間に対し、実施例49〜54の有機EL素子では129〜184時間と大きく長寿命化した。
表3に示す様に、発光層の材料が同じ組合せである実施例55〜60と比較例3との比較において、電流密度10mA/cmの電流を流したときの発光効率は、比較例3の有機EL素子の19.80cd/Aに対し、実施例55〜60の有機EL素子では23.23〜26.34cd/Aといずれも高効率であった。また、電力効率においても、比較例3の有機EL素子の16.90lm/Wに対し、実施例55〜60の有機EL素子では19.03〜21.72m/Wといずれも高効率であった。素子寿命(97%減衰)においては、比較例3の有機EL素子の86時間に対し、実施例55〜60の有機EL素子では200〜326時間と大きく長寿命化した。
<実施例61>
図1に示すように、ガラス基板1上に透明陽極2としてITO電極をあらかじめ形成したものの上に、正孔注入層3、第一正孔輸送層5a、第二正孔輸送層5b、発光層6、電子輸送層7、電子注入層8、陰極(アルミニウム電極)9の順に蒸着して、有機EL素子を作製した。
具体的には、膜厚150nmのITOを成膜したガラス基板1をイソプロピルアルコール中にて20分間超音波洗浄した後、200℃に加熱したホットプレート上にて10分間乾燥させた。その後、UVオゾン処理を15分間行った後、このITO付きガラス基板を真空蒸着機内に取り付け、0.001Pa以下まで減圧した。
続いて、透明陽極2を覆うように正孔注入層3として、前記構造式のHIM−1を膜厚5nmとなるように形成した。
この正孔注入層3の上に、第一正孔輸送層5aとして、前記構造式のトリアリールアミン誘導体(6−1)を膜厚60nmとなるように形成した。
この第一正孔輸送層5aの上に、第二正孔輸送層5bとして、実施例2の化合物(1−6)を膜厚5nmとなるように形成した。
この第二正孔輸送層5bの上に、発光層6として、前記構造式の化合物EMD−1と実施例18の化合物(2−3)を、蒸着速度比がEMD−1:化合物(2−3)=5:95となる蒸着速度で二元蒸着を行い、膜厚20nmとなるように形成した。
この発光層6の上に、電子輸送層7として、下記構造式のアントラセン誘導体(5a−1)と前記構造式のETM−1を、蒸着速度比がアントラセン誘導体(5a−1):ETM−1=50:50となる蒸着速度で二元蒸着を行い、膜厚30nmとなるように形成した。
この電子輸送層7の上に、電子注入層8として、フッ化リチウムを膜厚1nmとなるように形成した。
最後に、アルミニウムを100nm蒸着して陰極9を形成した。
作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表4に示した。
(1−6) (1a―a)
(2−3) (2a)
(5a−1)
<実施例62>
実施例61において、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−6)に代えて実施例6の化合物(1−34)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表4に示した。
<実施例63>
実施例61において、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−6)に代えて実施例7の化合物(1−37)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表4に示した。
<実施例64>
実施例61において、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−6)に代えて実施例10の化合物(1−41)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表4に示した。
(1−41) (1b―a)
<比較例4>
比較のために、実施例61において、第一正孔輸送層5aの材料として、一般式(6−1)のトリアリールアミン誘導体に代えて、前記構造式のアリールアミン化合物(6’−2)を用い、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−6)に代えて前記構造式のアリールアミン化合物(6’−2)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。この場合、第一正孔輸送層5aと第二正孔輸送層5bは一体の正孔輸送層(厚み65nm)として機能する。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表4に示した。
<実施例65>
実施例61において、発光層6の材料として、化合物(2−3)に代えて実施例38の化合物(3−11)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表5に示した。
(3−11) (3a―4)
<実施例66>
実施例65において、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−6)に代えて実施例6の化合物(1−34)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表5に示した。
<実施例67>
実施例65において、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−6)に代えて実施例7の化合物(1−37)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表5に示した。
<実施例68>
実施例65において、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−6)に代えて実施例10の化合物(1−41)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表5に示した。
<比較例5>
比較のために、実施例65において、第一正孔輸送層5aの材料として、一般式(6−1)のトリアリールアミン誘導体に代えて前記構造式のアリールアミン化合物(6’−2)を用い、第二正孔輸送層5bの材料として、化合物(1−6)に代えて前記構造式のアリールアミン化合物(6’−2)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。この場合、第一正孔輸送層5aと第二正孔輸送層5bは一体の正孔輸送層(厚み65nm)として機能する。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。測定結果を表5に示した。
実施例61〜68および比較例4〜5で作製した有機EL素子を用いて、素子寿命を測定した結果を表4、5に示した。素子寿命は、発光開始時の発光輝度(初期輝度)を7000cd/mとして定電流駆動を行った時、発光輝度が6790cd/m(初期輝度を100%とした時の97%に相当:97%減衰)に減衰するまでの時間として測定した。
表4に示す様に、発光層の材料が同じ組合せである実施例61〜64と比較例4との比較において、電流密度10mA/cmの電流を流したときの発光効率は、比較例4の有機EL素子の21.30cd/Aに対し、実施例61〜64の有機EL素子では26.47〜27.95cd/Aといずれも高効率であった。また、電力効率においても、比較例4の有機EL素子の17.57lm/Wに対し、実施例61〜64の有機EL素子では20.00〜21.40m/Wといずれも高効率であった。素子寿命(97%減衰)においては、比較例4の有機EL素子の51時間に対し、実施例61〜64の有機EL素子では107〜161時間と大きく長寿命化した。
表5に示す様に、発光層の材料が同じ組合せである実施例65〜68と比較例5との比較において、電流密度10mA/cmの電流を流したときの発光効率は、比較例5の有機EL素子の22.27cd/Aに対し、実施例65〜68の有機EL素子では24.10〜25.30cd/Aといずれも高効率であった。また、電力効率においても、比較例5の有機EL素子の21.34lm/Wに対し、実施例65〜68の有機EL素子では22.76〜23.47m/Wといずれも高効率であった。素子寿命(97%減衰)においては、比較例5の有機EL素子の65時間に対し、実施例65〜68の有機EL素子では176〜218時間と大きく長寿命化した。
本発明の有機EL素子は、特定のアリールアミン化合物と特定のインデノインドール誘導体または特定のカルバゾール誘導体(および特定のベンゾトリアゾール誘導体または特定のアントラセン誘導体)を組み合わせることによって、有機EL素子内部のキャリアバランスを改善し、さらに発光材料の特性に合ったキャリアバランスとなるように材料を組み合わせているので、従来の有機EL素子と比較して、高発光効率、長寿命の有機EL素子を実現できることがわかった。
本発明の有機EL素子においては、特定のアリールアミン化合物と特定のインデノインドール誘導体または特定のカルバゾール誘導体(および特定のベンゾトリアゾール誘導体または特定のアントラセン誘導体)を組み合わせており、これによって、発光効率が向上し、有機EL素子の耐久性が改善されている。そのため、例えば、家庭電化製品や照明の用途への展開が可能となった。
1 ガラス基板
2 透明陽極
3 正孔注入層
5 正孔輸送層
5a 第一正孔輸送層
5b 第二正孔輸送層
6 発光層
7 電子輸送層
8 電子注入層
9 陰極

Claims (10)

  1. 陽極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び陰極をこの順に有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記正孔輸送層が、下記一般式(1a−a)、(1a−b)、(1b−a)、(1c−a)または(1c−b)で表されるアリールアミン化合物を含有し、
    前記発光層が、下記一般式(2a)〜(2e)で表されるインデノインドール誘導体または下記一般式(3a−1)〜(3a−4)または(3b−1)で表されるカルバゾール誘導体を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。
    式中、
    Ar〜Arは、それぞれ、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表す。
    式中、
    Xは、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子、硫黄原子またはモノアリール
    アミノ基を表し、
    は芳香族炭化水素の2価基、芳香族複素環の2価基または単結合を表し、
    Arは芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、
    〜Rは、それぞれ、水素原子;重水素原子;フッ素原子;塩素原子;シアノ
    基;ニトロ基;炭素数1〜6のアルキル基;炭素数5〜10のシクロアルキル基;炭
    素数2〜6のアルケニル基;炭素数1〜6のアルキルオキシ基;炭素数5〜10のシ
    クロアルキルオキシ基;芳香族炭化水素基;芳香族複素環基;アリールオキシ基;ま
    たは、置換基として芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基を有するジ置換アミノ
    基;であって
    〜Rは、それぞれの基同士で単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸
    素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよく
    〜Rの一部が脱離し、この脱離により生じた空位に、R〜Rの他の基が
    、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子、硫黄原子またはモノアリールアミノ
    基を介して結合して環を形成してもよく、
    とR10は、それぞれ、炭素数1〜6のアルキル基、芳香族炭化水素基または
    芳香族複素環基であって、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子
    または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよい。
    式中、
    Xは、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子、硫黄原子またはモノアリール
    アミノ基を表し、
    は芳香族炭化水素の2価基、芳香族複素環の2価基または単結合を表し、
    Arは芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、
    11〜R18は、それぞれ、水素原子;重水素原子;フッ素原子;塩素原子;シ
    アノ基;ニトロ基;炭素数1〜6のアルキル基;炭素数5〜10のシクロアルキル
    基;
    炭素数2〜6のアルケニル基;炭素数1〜6のアルキルオキシ基;炭素数5〜10の
    シクロアルキオキシ基;芳香族炭化水素基;芳香族複素環基;アリールオキシ基;ま
    たは置換基として芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基を有するジ置換アミノ
    基;であり
    15〜R18は、それぞれの基同士で単結合、置換もしくは無置換のメチレン基
    、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよく
    15〜R18の一部が脱離し、この脱離により生じた空位に、R15〜R18
    他の基が、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子、硫黄原子またはモノアリー
    ルアミノ基を介して結合して環を形成してもよい。
  2. 前記電子輸送層が、下記一般式(4)で表されるベンゾトリアゾール誘導体を含有する、請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    式中、
    Arは芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、
    Arは水素原子、重水素原子、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、
    19〜R26は、それぞれ、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シア
    ノ基、炭素数1〜6のアルキル基、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、
    mは0〜2の整数を表し、
    mが2である場合、複数個存在するR19、R20、R21、R22は相互に同一
    でも異なっていても良い。
  3. 前記電子輸送層が、下記一般式(5)で表されるアントラセン誘導体を含有する、請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    式中、
    p、qは、pとqの和が9となる関係を維持しつつ、pは7または8の整数であり
    、qは1または2の整数であり、
    は芳香族炭化水素の2価基、芳香族複素環の2価基または単結合を表し、
    Bは芳香族複素環基を表し、
    Cは芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、qが2である場合、複数個存
    在するCは相互に同一でも異なっていても良く、
    Dは水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基または炭素数1〜6
    のアルキル基を表し、複数個存在するDは相互に同一でも異なっていても良い。
  4. 前記アントラセン誘導体が、下記一般式(5a)で表される請求項3記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    式中、
    は前記一般式(5)で示した意味と同じ意味を表し、
    Ar〜Ar11は、それぞれ、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、
    27〜R33は、それぞれ、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シ
    アノ基、ニトロ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル
    基、炭素数2〜6のアルケニル基、炭素数1〜6のアルキルオキシ基、炭素数5〜
    10のシクロアルキルオキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基またはアリー
    ルオキシ基であって、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または
    硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよく、
    〜Xは炭素原子または窒素原子を表し、X〜Xの何れか1つのみが窒素
    原子であり、該窒素原子には水素原子を含みR27〜R30のいずれも結合していな
    い。
  5. 前記アントラセン誘導体が、下記一般式(5b)で表される請求項3記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    式中、
    は前記一般式(5)で示した意味と同じ意味を表し、
    Ar12〜Ar14は、それぞれ、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表
    す。
  6. 前記アントラセン誘導体が、下記一般式(5c)で表される請求項3記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    式中、
    は前記一般式(5)で示した意味と同じ意味を表し、
    Ar15〜Ar17は、それぞれ芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、
    34は水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭
    素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基、炭素数2〜6のアル
    ケニル基、炭素数1〜6のアルキルオキシ基、炭素数5〜10のシクロアルキルオキ
    シ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基またはアリールオキシ基を表す。
  7. 前記正孔輸送層が、第一正孔輸送層および第二正孔輸送層の2層構造であって、該第二正孔輸送層が前記発光層側に位置しており且つ前記一般式(1)で表されるアリールアミン化合物を含有する、請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  8. 前記発光層が、燐光性の発光材料を含有する、請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  9. 前記した燐光性の発光材料が、イリジウムまたは白金を含む金属錯体である、請求項8記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  10. 前記した燐光性の発光材料が、赤色発光性ドーパントである、請求項8記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6126760B2 (ja) * 2015-01-06 2017-05-10 保土谷化学工業株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP6731352B2 (ja) * 2015-01-07 2020-07-29 保土谷化学工業株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
US10505119B2 (en) 2015-01-08 2019-12-10 Hodogaya Chemical Co., Ltd. Organic electroluminescence device
KR102066771B1 (ko) * 2016-02-01 2020-01-15 주식회사 엘지화학 헤테로환 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 소자
CN108735911B (zh) * 2018-06-04 2020-04-14 长春海谱润斯科技有限公司 一种有机发光器件
KR20200074352A (ko) * 2018-12-14 2020-06-25 삼성디스플레이 주식회사 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 스피로 화합물
JP6934967B2 (ja) * 2019-03-29 2021-09-15 住友化学株式会社 発光素子及び発光素子用組成物
CN114276366A (zh) * 2021-04-20 2022-04-05 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种吲哚衍生物及其应用
CN114805386B (zh) * 2022-06-08 2024-02-09 上海钥熠电子科技有限公司 有机化合物、主体材料和有机光电器件

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03194657A (ja) 1989-12-22 1991-08-26 Mitsubishi Electric Corp 図形処理装置
DE69412567T2 (de) 1993-11-01 1999-02-04 Hodogaya Chemical Co Ltd Aminverbindung und sie enthaltende Elektrolumineszenzvorrichtung
JP3194657B2 (ja) 1993-11-01 2001-07-30 松下電器産業株式会社 電界発光素子
JP3828595B2 (ja) 1994-02-08 2006-10-04 Tdk株式会社 有機el素子
EP0666298A3 (en) 1994-02-08 1995-11-15 Tdk Corp Organic electroluminescent element and compound used therein.
KR100691543B1 (ko) 2002-01-18 2007-03-09 주식회사 엘지화학 새로운 전자 수송용 물질 및 이를 이용한 유기 발광 소자
JP2004311411A (ja) * 2003-03-26 2004-11-04 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置および表示装置
JP4487587B2 (ja) 2003-05-27 2010-06-23 株式会社デンソー 有機el素子およびその製造方法
US8188315B2 (en) 2004-04-02 2012-05-29 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Organic light emitting device and flat panel display device comprising the same
KR100787425B1 (ko) 2004-11-29 2007-12-26 삼성에스디아이 주식회사 페닐카바졸계 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
US7799492B2 (en) 2004-05-25 2010-09-21 Hodogaya Chemical Co., Ltd. P-terphenyl compound and photosensitive body for electrophotography using such compound
US8021765B2 (en) 2004-11-29 2011-09-20 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Phenylcarbazole-based compound and organic electroluminescent device employing the same
CN101180262B (zh) * 2005-04-18 2012-06-13 出光兴产株式会社 芳香族三胺化合物以及应用该化合物的有机电致发光元件
JPWO2006120859A1 (ja) * 2005-05-09 2008-12-18 出光興産株式会社 新規有機エレクトロルミネッセンス材料、それを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子及び有機エレクトロルミネッセンス用薄膜形成溶液
US20070145888A1 (en) 2005-11-16 2007-06-28 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Aromatic amine derivatives and organic electroluminescence device using the same
WO2007058127A1 (ja) * 2005-11-16 2007-05-24 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 芳香族アミン誘導体及びそれらを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
CN101296895A (zh) * 2005-11-16 2008-10-29 出光兴产株式会社 芳香族胺衍生物以及应用该衍生物的有机电致发光元件
JP5242016B2 (ja) * 2006-03-31 2013-07-24 双葉電子工業株式会社 有機el素子用化合物及び有機el素子
US7733009B2 (en) 2006-04-27 2010-06-08 Global Oled Technology Llc Electroluminescent device including an anthracene derivative
JP2008007424A (ja) * 2006-06-27 2008-01-17 Idemitsu Kosan Co Ltd 芳香族アミン誘導体及びそれらを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
EP2085382B1 (en) 2006-11-24 2016-04-20 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Aromatic amine derivative and organic electroluminescent element using the same
JP2008166538A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Fujifilm Finechemicals Co Ltd 有機電界発光素子
JP5501656B2 (ja) 2008-05-16 2014-05-28 株式会社半導体エネルギー研究所 組成物、薄膜の作製方法、及び発光素子の作製方法
KR101216004B1 (ko) * 2009-08-17 2012-12-27 에스에프씨 주식회사 안트라센 유도체 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
CN104326968B (zh) * 2009-10-20 2017-04-12 东曹株式会社 咔唑化合物及其用途
WO2011059000A1 (ja) 2009-11-12 2011-05-19 保土谷化学工業株式会社 置換されたアントラセン環構造とピリドインドール環構造を有する化合物および有機エレクトロルミネッセンス素子
US9133173B2 (en) * 2010-10-15 2015-09-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Carbazole compound, material for light-emitting element, organic semiconductor material, light-emitting element
US9287512B2 (en) 2011-03-08 2016-03-15 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. Organic electroluminescent compounds, layers and organic electroluminescent device using the same
KR101427611B1 (ko) 2011-03-08 2014-08-11 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 신규한 유기 전자재료용 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
EP2704225B1 (en) 2011-04-25 2019-02-06 Hodogaya Chemical Co., Ltd. Organic electroluminescent element
JP5938175B2 (ja) * 2011-07-15 2016-06-22 出光興産株式会社 含窒素芳香族複素環誘導体およびそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
US9123897B2 (en) * 2011-10-14 2015-09-01 Hodogaya Chemical Co., Ltd. Benzotriazole derivatives and organic electroluminescent devices using the derivatives
KR102013399B1 (ko) 2011-11-29 2019-08-22 에스에프씨 주식회사 안트라센 유도체 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
KR102072019B1 (ko) * 2012-10-18 2020-01-31 덕산네오룩스 주식회사 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
WO2014163228A1 (ko) * 2013-04-04 2014-10-09 (주)피엔에이치테크 새로운 유기전계발광소자용 화합물 및 그를 포함하는 유기전계발광소자
KR102105076B1 (ko) * 2013-06-04 2020-04-28 삼성디스플레이 주식회사 축합환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자

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