JP6752226B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Description
1)少なくとも陽極、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(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化合物または下記一般式(3)で表されるカルバゾール化合物を含有することを特徴とする有機EL素子が提供される。
Ar1〜Ar5は、同一でも異なってもよく、芳香族炭化水素基、
芳香族複素環基または縮合多環芳香族基を表す。
A1は、芳香族炭化水素の2価基、芳香族複素環の2価基、縮合多
環芳香族の2価基または単結合を表し、
Ar6は、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または縮合多環芳香
族基を表し、
R1〜R8は、同一でも異なってもよく、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;炭素原子数1〜6の
アルキル基;炭素原子数5〜10のシクロアルキル基;炭素原子数
2〜6のアルケニル基;炭素原子数1〜6のアルキルオキシ基;炭
素原子数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;縮合多環芳香族基;アリールオキシ基;または芳
香族炭化水素基、芳香族複素環基もしくは縮合多環芳香族基から選
ばれる基によって置換されたジ置換アミノ基;を表し、R1〜R4は
、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、R5〜R8は、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、さらに、R1〜R4の
一部がベンゼン環から脱離して生じた空位に、R1〜R4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、R5〜R
8の一部がベンゼン環から脱離して生じた空位に、R5〜R8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。
R9とR10は、同一でも異なってもよく、炭素原子数1〜6のア
ルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または縮合多環芳香
族基を表し、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。
A2は、芳香族炭化水素の2価基、芳香族複素環の2価基、縮合多
環芳香族の2価基または単結合を表し、
Ar7は、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または縮合多環芳香
族基を表し、
R11〜R18は、同一でも異なってもよく、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;炭素原子数1〜
6のアルキル基;炭素原子数5〜10のシクロアルキル基;炭素原
子数2〜6のアルケニル基;炭素原子数1〜6のアルキルオキシ基
;炭素原子数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;縮合多環芳香族基;アリールオキシ基;また
は芳香族炭化水素基、芳香族複素環基もしくは縮合多環芳香族基か
ら選ばれる基によって置換されたジ置換アミノ基;を表し、R11〜
R14は、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、R15〜R
18は、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、さらに、R1
1〜R14の一部がベンゼン環から脱離して生じた空位に、R11〜R
14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、R15〜R18の一部がベンゼン環から脱離して生じた空位に
、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。
2)前記電子輸送層が、下記一般式(4)で表されるアントラセン誘導体を含有する。
A3は、芳香族炭化水素の2価基、芳香族複素環の2価基、縮合多
環芳香族の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、芳香族複素環基又は縮合多環芳香族基
を表し、Cが2つあるとき、2つのCは同一でも異なってもよく、
Dは、同一でも異なってもよく、水素原子、重水素原子、フッ素
原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、炭素原子数1
〜6のアルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または縮合
多環芳香族基を表し、
pとqの和が9であるという条件の下、pは7または8を表し、
qは1または2を表す。
3)前記アントラセン誘導体が、下記一般式(4a)で表される。
A3は、前記一般式(4)に記載した通りの意味であり、
Ar8〜Ar10は、同一でも異なってもよく、芳香族炭化水素基
、芳香族複素環基または縮合多環芳香族基を表し、
R19〜R25は、同一でも異なってもよく、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、炭素原子数1〜
6のアルキル基、炭素原子数5〜10のシクロアルキル基、炭素原
子数2〜6のアルケニル基、炭素原子数1〜6のアルキルオキシ基
、炭素原子数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、縮合多環芳香族基またはアリールオキシ基を
表し、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、
X1〜X4は、同一でも異なってもよく、炭素原子または窒素原子
を表し、X1〜X4のいずれか1つのみが窒素原子であり、この場合
の窒素原子はR19〜R22の水素原子もしくは置換基を有さないも
のとする。
4)前記アントラセン誘導体が、下記一般式(4b)で表される。
A3は、前記一般式(4)に記載した通りの意味であり、
Ar11〜Ar13は、同一でも異なってもよく、芳香族炭化水素
基、芳香族複素環基または縮合多環芳香族基を表す。
5)前記アントラセン誘導体が、下記一般式(4c)で表される。
A3は、前記一般式(4)に記載した通りの意味であり、
Ar14〜Ar16は、同一でも異なってもよく、芳香族炭化水素
基、芳香族複素環基または縮合多環芳香族基を表し、
R26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、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数5〜1
0のシクロアルキル基、炭素原子数2〜6のアルケニル基、炭素原
子数1〜6のアルキルオキシ基、炭素原子数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、縮合多環芳香
族基またはアリールオキシ基を表す。
6)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。
7)前記発光層が、赤色の発光材料を含有する。
8)前記発光層が、燐光性の発光材料を含有する。
9)前記燐光性の発光材料が、イリジウム又は白金を含む金属錯体である。
正孔輸送層に含有されているアリールアミン化合物Iは、下記一般式(1)で表される構造を有する。
Ar1〜Ar5は、同一でも異なってもよく、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または縮合多環芳香族基を表す。本願明細書において、縮合多環芳香族基は、その骨格にヘテロ原子(例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子など)を有していない。
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;
炭素原子数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、ter
t−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;
炭素原子数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;
芳香族炭化水素基または縮合多環芳香族基、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、スピロビフルオレニル基、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;
尚、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のアルキルオキシ基およびアルケニル基は、直鎖状でも分岐状でもよい。これらの置換基は、無置換でもよいが、さらに前記例示した置換基で置換されていても良い。また、これらの置換基は、独立して存在し、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。
以下、アリールアミン化合物Iの好適な態様を説明する。かかる好適な態様の説明において、置換/無置換の指定がない基は、置換基を有していても無置換でもよい。
発光層に含有されるインデノインドール化合物IIは、下記一般式(2)で表される構造を有する。
A1は、芳香族炭化水素の2価基、芳香族複素環の2価基、縮合多環芳香族の2価基または単結合を表す。
Ar6は、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または縮合多環芳香族基を表す。
R1〜R8は、同一でも異なってもよく、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;炭素原子数1〜6のアルキル基;炭素原子数5〜10のシクロアルキル基;炭素原子数2〜6のアルケニル基;炭素原子数1〜6のアルキルオキシ基;炭素原子数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;縮合多環芳香族基;アリールオキシ基;または芳香族炭化水素基、芳香族複素環基もしくは縮合多環芳香族基から選ばれる基によって置換されたジ置換アミノ基;を表す。炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数2〜6のアルケニル基および炭素原子数1〜6のアルキルオキシ基は、直鎖状でも分岐状でもよい。
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;
炭素原子数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;
芳香族炭化水素基または縮合多環芳香族基、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;
芳香族炭化水素基または縮合多環芳香族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、縮合多環芳香族基または芳香族複素環基から選
択される置換基で置換されたジ置換アミノ基;
尚、炭素原子数1〜6のアルキルオキシ基およびアルケニル基は、直鎖状でも分枝状でもよい。これらの置換基は、無置換でもよいが、さらに前記例示した置換基が置換されていても良い。また、これらの置換基は、独立して存在し、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。
R9、R10は、同一でも異なってもよく、炭素原子数1〜6のアルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または縮合多環芳香族基を表す。炭素原子数1〜6のアルキル基は、直鎖状でも分岐状でもよい。
以下、インデノインドール化合物IIの好適な態様を説明する。かかる好適な態様の説明において、置換/無置換の指定がない基は、置換基を有していても無置換でもよい。
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、
A1、Ar6、R1〜R10は、前記一般式(2)に記載した通りの
意味である。
上記一般式(2b)は、R3が脱離して空位となっている位置に、R3と隣接しているR4が連結基Xを介して結合して縮合環を形成している構造を有している。
上記一般式(2c)は、R2が脱離して空位となっている位置に、R2と隣接しているR3が連結基Xを介して結合して縮合環を形成している構造を有している。
上記一般式(2d)は、R3(ビニル基)とR4(ビニル基)とが結合し、R1〜R4が結合しているベンゼン環とともにナフタレン環を形成している構造を示している。
上記一般式(2e)は、R3(フェニル基)とR4(フェニル基)とが結合して、R1〜R4が結合しているベンゼン環とともにトリフェニレン環を形成している構造を有している。
発光層に含有されるカルバゾール化合物IIIは、下記一般式(3)で表される構造を有する。
A2は、芳香族炭化水素の2価基、芳香族複素環の2価基、縮合多環芳香族の2価基または単結合を表す。
Ar7は芳香族炭化水素基、芳香族複素環基又は縮合多環芳香族基を表す。
R11〜R18は、同一でも異なってもよく、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;炭素原子数1〜6のアルキル基;炭素原子数5〜10のシクロアルキル基;炭素原子数2〜6のアルケニル基;炭素原子数1〜6のアルキルオキシ基;炭素原子数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;縮合多環芳香族基;アリールオキシ基;または芳香族炭化水素基、芳香族複素環基もしくは縮合多環芳香族基から選ばれる基によって置換されたジ置換アミノ基;を表す。炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数2〜6のアルケニル基および炭素原子数1〜6のアルキルオキシ基は、直鎖状でも分岐状でもよい。
以下、カルバゾール化合物IIIの好適な態様を説明する。かかる好適な態様の説明において、置換/無置換の指定がない基は、置換基を有していても無置換でもよい。
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、
A2、Ar7、R11〜R18は、前記一般式(3)に記載した通り
の意味である。
上記一般式(3a−2)も、一般式(3a−1)と同様、R11が脱離して空位となっている位置に、R11と隣接しているR12(置換基として2つのメチル基を有しているインデニル基)が連結基Xを介して結合して縮合環を形成している構造を示している。
上記一般式(3a−3)はR14が脱離して空位となっている位置に、R14と隣接しているR13(置換基として2つのメチル基を有しているインデニル基)が連結基Xを介して結合して縮合環を形成している構造を示している。
上記一般式(3a−4)は、R11が脱離して空位となっている位置に、R11と隣接しているR12(置換基として2つのフェニル基を有しているインデニル基)が連結基Xを介して結合して縮合環を形成している構造を示している。
上記一般式(3b−1)は、R11が脱離して空位となっている位置に、R11と隣接しているR12(N−フェニル置換インドリル基)が連結基Xを介して結合して縮合環を形成している構造を示している。
本発明の有機EL素子では、基板1の上に陽極2が設けられている。陽極2には、ITOや金のような仕事関数の大きな電極材料が用いられる。
陽極2と正孔輸送層4との間には、必要に応じて正孔注入層3を設けることができる。正孔注入層3には、公知の材料を使用してよい。
陽極2(または正孔注入層3)の上には、正孔輸送層4が設けられる。本発明では、正孔輸送層4には、前記一般式(1)で表されるアリールアミン化合物Iを使用する。
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など;
トリアリールアミン構造を2〜6個有するトリアリールアミン化合
物であって、該トリアリールアミン構造が、単結合またはヘテロ原
子を含まない2価基で連結した構造を有するトリアリールアミン化
合物、例えば
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)、
後述の一般式(5)で表されるトリアリールアミン化合物V、
後述の一般式(6)で表されるトリアリールアミン化合物VIなど;
種々のトリフェニルアミン3量体など;
上記の正孔輸送性の材料のうちでは、トリアリールアミン構造を2〜6個有するトリアリールアミン化合物であって、該トリアリールアミン構造が、単結合またはヘテロ原子を含まない2価基で連結した構造を有するトリアリールアミン化合物(以下、トリアリールアミン構造を2〜6個有するトリアリールアミン化合物と略称することがある。)が好ましい。更に、トリアリールアミン構造を2個有するトリアリールアミン化合物であって、該トリアリールアミン構造が、単結合またはヘテロ原子を含まない2価基で連結した構造を有するトリアリールアミン化合物(以下、トリアリールアミン構造を2個有するトリアリールアミン化合物と略称することがある。)またはトリアリールアミン構造を4個有するトリアリールアミン化合物であって、該トリアリールアミン構造が、単結合またはヘテロ原子を含まない2価基で連結した構造を有するトリアリールアミン化合物(以下、トリアリールアミン構造を4個有するトリアリールアミン化合物と略称することがある。)がより好ましい。
第一正孔輸送層4aは、上記の陽極2(または正孔注入層3)と第二正孔輸送層4bとの間に設けられるものである。本発明では、第一正孔輸送層4aに、前述の正孔輸送性の材料を含有させることができる。
R27〜R32は、同一でも異なってもよく、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数5〜10のシクロアルキル基、炭素原子数2〜6のアルケニル基、炭素原子数1〜6のアルキルオキシ基、炭素原子数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、縮合多環芳香族基またはアリールオキシ基を表す。炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数2〜6のアルケニル基および炭素原子数1〜6のアルキルオキシ基は、直鎖状でも分岐状でもよい。
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;
炭素原子数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;
芳香族炭化水素基または縮合多環芳香族基、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;
尚、炭素原子数1〜6のアルキルオキシ基およびアルケニル基は、直鎖状でも分枝状でもよい。これらの置換基は、無置換でもよいが、さらに前記例示した置換基で置換されていても良い。また、これらの置換基は、独立して存在し、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。
r27〜r32は、芳香環に結合している基R27〜R32の数を示す。r27、r28、r31およびr32は、それぞれ0〜5の整数を表す。r29およびr30は、それぞれ0〜4の整数を表す。r27〜r32が0である場合とは、芳香族環上にR27〜R32が存在しないこと、すなわち、R27〜R32で表される基でベンゼン環が置換されていないことを表す。
L1は、2つのトリアリールアミン構造を結合する橋絡基である。L1は、下記構造式(B)〜(G)で示される2価基または単結合を表す。
以下、トリアリールアミン化合物Vの好適な態様を説明する。かかる好適な態様の説明において、置換/無置換の指定がない基は、置換基を有していても無置換でもよい。
R33〜R44は、同一でも異なってもよく、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数5〜10のシクロアルキル基、炭素原子数2〜6のアルケニル基、炭素原子数1〜6のアルキルオキシ基、炭素原子数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、縮合多環芳香族基またはアリールオキシ基を表す。炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数2〜6のアルケニル基および炭素原子数1〜6のアルキルオキシ基は、直鎖状でも分岐状でもよい。
r33〜r44は、芳香族環に結合している基R33〜R44の数を示す。r33、r34、r37、r40、r43およびr44は、0〜5の整数を表す。r35、r36、r38、r39、r41およびr42は、0〜4の整数を表す。r33〜r44が0である場合とは、芳香族環上にR33〜R44が存在しないこと、即ち、R33〜R44で表される基で芳香族環が置換されていないことを表す。
L2〜L4は、2つのトリアリールアミン構造を結合する橋絡基である。L2〜L4は、同一でも異なってもよく、下記構造式(B’)〜(G)で示される2価基または単結合を表す。
以下、トリアリールアミン化合物VIの好適な態様を説明する。かかる好適な態様の説明において、置換/無置換の指定がない基は、置換基を有していても無置換でもよい。
正孔輸送層を第一正孔輸送層4aと第二正孔輸送層4bの2層構造とする態様においては、第一正孔輸送層4aの上に第二正孔輸送層4bが設けられる。第二正孔輸送層4bの組成は、第一正孔輸送層4aの組成と異なっている。第二正孔輸送層4bには、前述の公知の正孔輸送性の材料を使用してもよいが、前記アリールアミン化合物Iを用いることが好ましい。電子阻止性能が高いからである。
正孔輸送層4と発光層5の間に電子阻止層(図示せず)を設けることができる。電子阻止層には、前記アリールアミン化合物Iが好ましく用いられる他、例えば以下に例示される公知の電子阻止作用を有する化合物を用いることができる。
カルバゾール化合物、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トリアリ
ールアミン化合物、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;
尚、電子阻止層を設ける場合、電子阻止層の組成と正孔輸送層4(2層の場合は、第二正孔輸送層4b)の組成は異なっている。
発光層5は、正孔輸送層4(あるいは電子阻止層)の上に形成される。発光層5は前記インデノインドール化合物IIまたは前記カルバゾール化合物IIIを含んでいる。
ホスト材料としては、前記インデノインドール化合物IIまたは前記カルバゾール化合物IIIが好ましく用いられるが、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など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などを用いることができる。
カルバゾール化合物、例えば4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビ
フェニル(CBP)、TCTA、mCPなど;
また、例えば以下の電子輸送性のホスト材料を用いることができる。
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)など;
このようなホスト材料を用いると、高性能の有機EL素子を作製することができる。
発光層5の上には、正孔阻止層(図示せず)を設けることができる。正孔阻止層には、公知の正孔阻止作用を有する化合物を用いることができる。公知の正孔阻止作用を有する化合物としては、バソクプロイン(BCP)などのフェナントロリン誘導体;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(BAlq)などのキノリノール誘導体の金属錯体;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;などを挙げることができる。これらの材料は電子輸送層6の材料を兼ねてもよい。
電子輸送層6は、前記発光層5(あるいは正孔阻止層)の上に形成される。電子輸送層6には、下記一般式(4)で表されるアントラセン誘導体IVを用いることが好ましい。
A3は、芳香族炭化水素の2価基、芳香族複素環の2価基、縮合多環芳香族の2価基または単結合を表す。
Bは、芳香族複素環基を表す。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挙げることができる。
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;
炭素原子数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、ter
t−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;
炭素原子数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;
炭素原子数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;
炭素原子数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;
芳香族炭化水素基または縮合多環芳香族基、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、スピロビフルオレニル基、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、アントラセニルオキシ基、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;
尚、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数1〜6のアルキルオキシ基およびアルケニル基は、直鎖状でも分岐状でもよい。これらの置換基は、無置換でもよいが、さらに前記例示した置換基で置換されていても良い。また、これらの置換基は、独立して存在し、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。
Cは、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または縮合多環芳香族基を表す。基Cが2つあるとき(q=2のとき)、2つのCは、同一でも異なってもよい。
Dは、同一でも異なってもよく、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、炭素原子数1〜6のアルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または縮合多環芳香族基を表す。炭素原子数1〜6のアルキル基は、直鎖状でも分岐状でもよい。
pおよびqに関し、pとqの和が9であるという条件の下、pは7または8を表し、qは1または2を表す。
qが2である場合、アントラセン環に結合している2つの基Cは、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。
Ar8〜Ar16は、同一でも異なってもよく、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または縮合多環芳香族基を表す。
R19〜R26は、同一でも異なってもよく、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、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数5〜10のシクロアルキル基、炭素原子数2〜6のアルケニル基、炭素原子数1〜6のアルキルオキシ基、炭素原子数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、縮合多環芳香族基またはアリールオキシ基を表す。炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数2〜6のアルケニル基および炭素原子数1〜6のアルキルオキシ基は、直鎖状でも分岐状でもよい。
X1〜X4は、それぞれ、炭素原子または窒素原子を表し、X1〜X4のいずれか1つのみが窒素原子である。この場合の窒素原子はR19〜R22の水素原子または置換基を有さない。すなわち、X1が窒素原子である場合はR19が、X2が窒素原子である場合はR20が、X3が窒素原子である場合はR21が、X4が窒素原子である場合はR22が存在しない。
以下、アントラセン誘導体IVの好適な態様を説明する。かかる好適な態様の説明において、置換/無置換の指定がない基は、置換基を有していても無置換でもよい。
Ar8〜Ar10、R19、R20およびR22〜R25は、前記一般
式(4)に記載した通りの意味である。
電子注入層7としては、フッ化リチウム、フッ化セシウムなどのアルカリ金属塩;フッ化マグネシウムなどのアルカリ土類金属塩;酸化アルミニウムなどの金属酸化物;など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。
陰極8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。
ビス(ビフェニル−4−イル)−(1,1’:2’,1’’:3’,1’’’−クォーターフェニル)−5’−アミンの合成;
窒素置換した反応容器に、
ビス(ビフェニル−4−イル)アミン 23.5g、
5’−ブロモ−1,1’:3’,1’’ターフェニル
23.8g、
t−ブトキシナトリウム 9.2gおよび
トルエン 240mL
を加え、30分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気し、混合液を得た。混合液に、
酢酸パラジウム 0.33gおよび
t−ブチルホスフィンの50%(w/v)トルエン溶液
1.0mL
を加えて加熱し、85℃で4時間撹拌した。撹拌後の反応液からろ過により不溶物を除いた後、濃縮を行った。残渣にアセトンを加え、固体を分散洗浄し、固体をろ過によって採取した。その結果、ビス(ビフェニル−4−イル)−(1,1’:3’,1’’−ターフェニル)−5’−アミンの白色粉体34.0g(収率85%)を得た。
ビス(ビフェニル−4−イル)−(2’−ブロモ−1,1’:3
’,1’’−ターフェニル)−5’−アミン 10.0g、
トルエン 80mL、
エタノール 40mLおよび
フェニルボロン酸 2.3g
を加え、続いて、予め炭酸カリウム3.0gを水30mLに溶解した水溶液を加え、30分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気し、混合液を得た。混合液にテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム0.37gを加えて反応液を得た。反応液を加熱し、72℃で1日間撹拌した。撹拌後の反応液を室温まで冷却し、分液操作によって有機層を採取した。シリカゲルを用いた吸着精製、続いて、活性炭を用いた吸着精製を行った。THFおよびアセトンによる再結晶を行った。その結果、化合物1−9の白色粉体4.0g(収率40%)を得た。
δ(ppm)=7.56−7.65(6H)
7.27−7.49(12H)
7.00−7.15(13H)
6.87−6.90(4H)
ビス(ビフェニル−4−イル)−(1,1’:2’,1’’:4’’,1’’’:3’,1’’’’−キンクフェニル)−5’−アミンの合成;
合成例1において、
フェニルボロン酸
に代えて、
4−ビフェニルボロン酸
を用いて同様の条件で反応を行った。その結果、化合物1−10の白色粉体13.2g(収率74%)を得た。
δ(ppm)=7.54−7.65(8H)
7.27−7.49(17H)
7.09−7.16(10H)
6.93−6.95(4H)
ビス(ビフェニル−4−イル)−4’’−(1−ナフタレニル)−(1,1’:2’,1’’:3’,1’’’−クォーターフェニル)−4’−アミンの合成;
合成例1において、
フェニルボロン酸
に代えて、
4−(1−ナフタレニル)フェニルボロン酸
を用いて同様の条件で反応を行った。その結果、化合物1−13の白色粉体8.7g(収率73%)を得た。
δ(ppm)=7.82−7.92(2H)
7.59−7.70(8H)
7.12−7.53(27H)
6.99−7.02(4H)
ビス[4−(1−ナフタレニル)フェニル]−(1,1’:2’,1’’:3’,1’’’−クォーターフェニル)−5’−アミンの合成;
合成例1において、
ビス(ビフェニル−4−イル)アミン
に代えて、
ビス[4−(1−ナフタレニル)フェニル]アミン
を用いて同様の条件で反応を行った。その結果、化合物1−39の白色粉体4.3g(収率43%)を得た。
δ(ppm)=8.09−8.11(2H)
7.88−7.96(4H)
7.41−7.60(17H)
7.02−7.21(12H)
6.89−6.93(4H)
ビス[4−(1−ナフタレニル)フェニル]−(1,1’:2’,1’’:4’’,1’’’:3’,1’’’’−キンクフェニル)−5’−アミンの合成;
合成例4において、
フェニルボロン酸
に代えて
4−ビフェニルボロン酸
を用いて同様の条件で反応を行った。その結果、化合物1−40の白色粉体9.9g(収率82%)を得た。
δ(ppm)=8.09−8.11(2H)
7.88−7.96(4H)
7.14−7.60(35H)
6.95−6.98(2H)
ビス[4−(2−ナフタレニル)フェニル]−(1,1’:2’,1’’:3’,1’’’−クォーターフェニル)−5’−アミンの合成;
合成例1において、
ビス(ビフェニル−4−イル)アミン
に代えて、
ビス[4−(2−ナフタレニル)フェニル]アミン
を用いて同様の条件で反応を行った。その結果、化合物1−49の白色粉体4.4g(収率44%)を得た。
δ(ppm)=8.08(2H)
7.71−7.96(12H)
7.32−7.56(9H)
6.89−7.17(16H)
ビス[4−(2−ナフタレニル)フェニル]−(1,1’:2’,1’’:4’’,1’’’:3’,1’’’’−キンクフェニル)−5’−アミンの合成;
合成例6において、
フェニルボロン酸
に代えて
4−ビフェニルボロン酸
を用いて同様の条件で反応を行った。その結果、化合物1−50の白色粉体8.5g(収率70%)を得た。
δ(ppm)=8.09(2H)
7.71−7.96(11H)
7.31−7.57(16H)
7.11−7.16(10H)
6.94−6.97(4H)
(ビフェニル−4−イル)−(2’−フェニル−1,1’:3’,1’’−ターフェニル−5’−イル)−(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)アミンの合成;
合成例1において、
ビス(ビフェニル−4−イル)アミン
に代えて、
(ビフェニル−4−イル)−9,9−ジメチルフルオレン−2−アミン
を用いて同様の条件で反応を行った。その結果、化合物1−69の白色粉体11.2g(収率64%)を得た。
δ(ppm)=7.53−7.69(5H)
7.21−7.48(14H)
6.96−7.12(12H)
6.81−6.90(2H)
1.51(6H)
ビス[9,9−ジメチルフルオレン−2−イル]−(1,1’:2’,1’’:3’,1’’’−クォーターフェニル)−5’−アミンの合成;
合成例1において、
ビス(ビフェニル−4−イル)アミン
に代えて、
ビス(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)アミン
を用いて同様の条件で反応を行った。その結果、化合物1−75の白色粉体7.7g(収率77%)を得た。
δ(ppm)=7.68−7.72(4H)
7.28−7.47(12H)
6.90−7.13(15H)
1.53(12H)
(ビフェニル−4−イル)−(9,9−ジフェニルフルオレン−2−イル)−(1,1’:2’,1’’:3’,1’’’−クォーターフェニル)−5’−アミンの合成;
合成例1において、
ビス(ビフェニル−4−イル)アミン
に代えて、
(ビフェニル−4−イル)−(9,9−ジフェニルフルオレン−
2−イル)アミン
を用いて同様の条件で反応を行った。その結果、化合物1−81の白色粉体7.3g(収率56%)を得た。
δ(ppm)=7.70−7.75(2H)
7.61−7.64(2H)
7.15−7.54(28H)
6.97−7.02(7H)
6.85−6.87(4H)
(ビフェニル−4−イル)−(1,1’:2’,1’’:4’’,1’’’:3’,1’’’’−キンクフェニル)−5’−イル−9,9−スピロビ[9H−フルオレン]−2−アミンの合成;
合成例1において、
ビス(ビフェニル−4−イル)アミン
に代えて、
(ビフェニル−4−イル)−9,9−スピロビ[9H−フルオレ
ン]−2−アミン
を用い、
フェニルボロン酸
に代えて、
4−ビフェニルボロン酸
を用いて同様の条件で反応を行った。その結果、化合物1−90の白色粉体10.8g(収率99%)を得た。
δ(ppm)=7.77−7.87(4H)
7.06−7.62(30H)
6.81−6.92(9H)
6.70−6.73(2H)
ガラス転移点(℃)
実施例1の化合物1−9 110
実施例2の化合物1−10 124
実施例3の化合物1−13 121
実施例4の化合物1−39 121
実施例5の化合物1−40 131
実施例6の化合物1−49 121
実施例7の化合物1−50 133
実施例8の化合物1−69 121
実施例9の化合物1−75 135
実施例10の化合物1−81 140
実施例11の化合物1−90 159
一般式(1)で表されるアリールアミン化合物Iは100℃以上のガラス転移点を有しており、薄膜状態が安定であることが分かった。
仕事関数(eV)
合成例1の化合物1−9 5.71
合成例2の化合物1−10 5.72
合成例3の化合物1−13 5.73
合成例4の化合物1−39 5.75
合成例5の化合物1−40 5.75
合成例6の化合物1−49 5.69
合成例7の化合物1−50 5.69
合成例8の化合物1−69 5.62
合成例9の化合物1−75 5.58
合成例10の化合物1−81 5.69
合成例11の化合物1−90 5.66
一般式(1)で表されるアリールアミン化合物IはNPD、TPDなどの一般的な正孔輸送材料がもつ仕事関数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ことが分かった。
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および
キシレン 74mL
を加えて加熱し、12時間還流撹拌して反応液を得た。反応液を室温まで冷却した後、酢酸エチルおよび水を加え、分液操作によって有機層を採取した。採取した有機層を濃縮し粗製物を得た。粗製物をカラムクロマトグラフにより精製した。その結果、化合物2−1の粉体3.0g(収率38%)を得た。
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;
合成例12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、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物2−2の粉体3.2g(収率38%)を得た。
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;
合成例12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、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物2−3の粉体3.3g(収率38%)を得た。
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;
合成例12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、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物2−4の粉体3.3g(収率38%)を得た。
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;
合成例12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、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物2−5の粉体3.0g(収率38%)を得た。
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;
合成例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、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物2−6の粉体3.3g(収率38%)を得た。
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;
合成例12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、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物2−7の粉体3.0g(収率38%)を得た。
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;
合成例18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、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物2−8の粉体3.4g(収率38%)を得た。
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;
合成例13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、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物2−9の粉体3.0g(収率38%)を得た。
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;
合成例20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、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物2−10の粉体3.5g(収率38%)を得た。
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;
合成例12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、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物2−11の粉体3.0g(収率38%)を得た。
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;
合成例22において、
2−クロロ−4−フェニルキナゾリン
に代えて、
2−クロロ−4,6−ジフェニルキナゾリン
を用い、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物2−12の粉体3.2g(収率38%)を得た。
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;
合成例23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、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物3−1の粉体7.0g(収率38%)を得た。
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;
合成例24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、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物3−2の粉体6.7g(収率37%)を得た。
7,7−ジメチル−13−[4−(フェニル−d5)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;
合成例24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−d5)キナゾリン
を用い、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物3−3の粉体8.4g(収率32%)を得た。
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;
合成例24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、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物3−4の粉体5.2g(収率28%)を得た。
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;
合成例24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、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物3−5の粉体8.4g(収率32%)を得た。
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;
合成例24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、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物3−6の粉体8.4g(収率32%)を得た。
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;
合成例29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、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物3−7の粉体9.3g(収率35%)を得た。
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;
合成例12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、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物3−8の粉体6.2g(収率32%)を得た。
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;
合成例31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、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物3−9の粉体8.6g(収率30%)を得た。
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;
合成例31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、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物3−10の粉体7.2g(収率29%)を得た。
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;
合成例12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、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物3−11の粉体6.7g(収率37%)を得た。
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;
合成例12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、化合物3−12の粉体4.8g(収率42%)を得た。
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;
合成例12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、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物3−13の粉体4.3g(収率43%)を得た。
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;
合成例12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、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物3−14の粉体6.3g(収率44%)を得た。
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;
合成例24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、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物3−15の粉体5.4g(収率47%)を得た。
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4a、第二正孔輸送層4b、発光層5、電子輸送層6、電子注入層7、陰極(アルミニウム電極)8の順に蒸着して作製した。
続いて、透明陽極2を覆うように下記構造式のHIM−1を蒸着し、膜厚5nmの正孔注入層3を形成した。
最後に、アルミニウムを100nm蒸着して陰極8を形成した。
素子実施例1において、発光層5の材料として合成例13の化合物2−2に代えて下記構造式のカルバゾール化合物3−16を用い、蒸着速度比がEMD−1:化合物3−16=5:95となる蒸着速度で二元蒸着を行った点以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。
素子実施例1において、第二正孔輸送層4bの材料として合成例8の化合物1−69に代えて合成例9の化合物1−75を用いた点以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。
素子実施例2において、第二正孔輸送層4bの材料として合成例8の化合物1−69に代えて合成例9の化合物1−75を用いた点以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。
素子実施例1において、第二正孔輸送層4bの材料として合成例8の化合物1−69に代えて合成例10の化合物1−81を用いた点以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。
素子実施例2において、第二正孔輸送層4bの材料として合成例8の化合物1−69に代えて合成例10の化合物1−81を用いた点以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。
素子実施例1において、第二正孔輸送層4bの材料として合成例8の化合物1−69に代えて合成例11の化合物1−90を用いた点以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。
素子実施例2において、第二正孔輸送層4bの材料として合成例8の化合物1−69に代えて合成例11の化合物1−90を用いた点以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。
素子実施例1において、第一正孔輸送層4aの材料として化合物5−1に代えて下記構造式の化合物5’−2を用い、且つ、第二正孔輸送層4bの材料として合成例8の化合物1−69に代えて下記構造式の化合物5’−2を用いた点以外は、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4aと第二正孔輸送層4bは、一体の正孔輸送層4(膜厚65nm)として機能する。
素子実施例2において、第一正孔輸送層4aの材料として化合物5−1に代えて化合物5’−2を用い且つ、第二正孔輸送層4bの材料として合成例8の化合物1−69に代えて化合物5’−2を用いた点以外は、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4aと第二正孔輸送層4bは、一体の正孔輸送層4(膜厚65nm)として機能する。
素子実施例1において、第二正孔輸送層4bの材料として合成例8の化合物1−69に代えて下記構造式の化合物HTM−1を用いた点以外は同様の条件で有機EL素子を作製した。
素子実施例2において、第二正孔輸送層4bの材料として合成例8の化合物1−69に代えて化合物HTM−1を用いた点以外は同様の条件で有機EL素子を作製した。
4a 第一正孔輸送層、4b 第二正孔輸送層、5 発光層、6 電子輸送層、7 電子注入層、8 陰極。
Claims (9)
- 少なくとも陽極、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(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)もしくは(2a)〜(2e)のいずれかで表されるインデノインドール化合物、または下記一般式(3)、(3a−1)〜(3a―4)もしくは(3b−1)のいずれかで表されるカルバゾール化合物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。
Ar1〜Ar5は、同一でも異なってもよく、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または縮合多環芳香族基を表す。
A1は、ベンゼンから水素原子を2個取り除いてできる2価基または単結合を表し、
Ar6は、置換基としてフェニル基を少なくとも1つ有する、キナゾリニル基またはベンゾキナゾリニル基を表し、
R 1 〜R 8 は、すべて水素原子、かつR 9 〜R 10 は、共にメチル基を表し、
Xは、酸素原子、硫黄原子またはジメチルで置換されたメチレン基を表す。
A2は、ベンゼン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価基または単結合を表し、
Ar7は、無置換のナフチル基を表すか、置換基としてフェニル基、ビフェニリル基、テルフェニリル基もしくは(ナフチル)フェニル基の少なくとも1つを有する、キナゾリニル基またはベンゾキナゾリニル基を表し、
R11〜R18 について、一般式(3)において、R 11 〜R 15 およびR 17 〜R 18 は、すべて水素原子、かつR 16 は、9−フェニルカルバゾリル基、ジベンゾフラニル基またはジベンゾチエニル基のいずれかを表し、一般式(3a−1)〜(3a―4)もしくは(3b−1)において、R 11 〜R 18 は、すべて水素原子またはすべて重水素原子を表し、
Xは、酸素原子または硫黄原子を表す。 - 前記電子輸送層が、下記一般式(4)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。
A3は、芳香族炭化水素の2価基、芳香族複素環の2価基、縮合多環芳香族の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、芳香族複素環基または縮合多環芳香族基を表し、Cが2つあるとき、2つのCは同一でも異なってもよく、
Dは、同一でも異なってもよく、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、炭素原子数1〜6のアルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または縮合多環芳香族基を表し、
pとqの和が9であるという条件の下、pは7または8を表し、qは1または2を表す。 - 前記アントラセン誘導体が、下記一般式(4a)で表される、請求項2記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
A3は、前記一般式(4)に記載した通りの意味であり、
Ar8〜Ar10は、同一でも異なってもよく、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または縮合多環芳香族基を表し、
R19〜R25は、同一でも異なってもよく、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、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数5〜10のシクロアルキル基、炭素原子数2〜6のアルケニル基、炭素原子数1〜6のアルキルオキシ基、炭素原子数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、縮合多環芳香族基またはアリールオキシ基を表し、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、
X1〜X4は、同一でも異なってもよく、炭素原子または窒素原子を表し、X1〜X4のいずれか1つのみが窒素原子であり、この場合の窒素原子はR19〜R22の水素原子もしくは置換基を有さないものとする。 - 前記アントラセン誘導体が、下記一般式(4b)で表される、請求項2記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
A3は、前記一般式(4)に記載した通りの意味であり、
Ar11〜Ar13は、同一でも異なってもよく、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または縮合多環芳香族基を表す。 - 前記アントラセン誘導体が、下記一般式(4c)で表される、請求項2記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
A3は、前記一般式(4)に記載した通りの意味であり、
Ar14〜Ar16は、同一でも異なってもよく、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または縮合多環芳香族基を表し、
R26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、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数5〜10のシクロアルキル基、炭素原子数2〜6のアルケニル基、炭素原子数1〜6のアルキルオキシ基、炭素原子数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、縮合多環芳香族基またはアリールオキシ基を表す。 - 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、請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層が、赤色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。
- 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。
- 前記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。
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