JP6898084B2 - アミン化合物及びこれを含む有機電界発光素子 - Google Patents

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Description

本発明はアミン化合物及びこれを含む有機電界発光素子に関する。
最近、映像表示装置として、有機電界発光表示装置(Organic Electroluminescence Display)の開発が盛んである。有機電界発光表示装置は、液晶表示装置等とは異なり、アノード及びカソードから注入された正孔及び電子を発光層において再結合させることにより、発光層において有機化合物を含む発光材料を発光させて表示を実現する、いわゆる自発光型の表示装置である。
有機電界発光素子としては、例えば、アノード、アノード上に配置された正孔輸送層、正孔輸送層上に配置された発光層、発光層上に配置された電子輸送層及び電子輸送層上に配置されたカソードで構成された有機素子が知られている。アノードからは正孔が注入され、注入された正孔は正孔輸送層を移動して発光層に注入される。一方、カソードからは電子が注入され、注入された電子は電子輸送層を移動して発光層に注入される。発光層において注入された正孔と電子とが再結合することによって、発光層の内で励起子が生成される。有機電界発光素子はその励起子の輻射失活によって発生する光を利用して発光する。また、有機電界発光素子は以上に説明した構成に限定されず、様々な変更が可能である。
有機電界発光素子を表示装置に応用するにあたり、有機電界発光素子の低駆動電圧化、高発光効率化、及び長寿命化が要求されている。有機電界発光素子の低電圧駆動、高発光効率化、及び長寿命化を実現するために、正孔輸送層の定常化、安定化等が検討されている。正孔輸送層に使用される正孔輸送材料としては芳香族アミン系化合物が知られているが、電荷耐性が低いので、有機電界発光素子の寿命に課題があった。有機電界発光素子の長寿命化に有利な材料として、例えばヘテロアリール基で置換したアミン誘導体が知られている。
有機電界発光素子においては、赤色発光領域及び緑色発光領域に比べて、特に、青色発光領域の発光効率が低い傾向が存在するため、青色発光領域の発光効率の向上が要求されている。また、ヘテロアリール環で置換したアミン誘導体は有機電界発光素子の熱耐性が十分でなく、新規な材料の開発が必要である。
特許第5700771号公報 特許第4506113号公報 国際特許公開第WO2010/137601号 国際特許公開第WO2010/074440号 国際特許公開第WO2015/046955号
本発明の目的は有機電界発光素子の長寿命化、高効率化に寄与するアミン誘導体を提供することにある。
本発明の他の目的は長寿命、高効率の有機電界発光素子を提供することにある。
本発明の一実施形態によるアミン化合物は以下の化学式1で表される。
Figure 0006898084
前記化学式1において、Xは以下の化学式2で表わされる官能基から選択される。
Figure 0006898084
YはC、Si又はGeであり、Z〜ZはCR又はNであり、Ar〜Arは各々独立的に水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数5以上30以下のヘテロアリール基、炭素数1以上20以下のアルキル基又は炭素数3以上20以下のシリル基であり、L〜Lは各々独立的に単結合、置換若しくは無置換の炭素数6以上30以下のアリーレン基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数5以上30以下のヘテロアリーレン基であり、R及びR’は各々独立的に、水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数5以上30以下のヘテロアリール基、又は炭素数1以上20以下のアルキル基である。
前記化学式1で表わされるアミン化合物は、以下の化学式3で表されてもよい。
Figure 0006898084
前記化学式1で表わされるアミン化合物は、以下の化学式4で表されてもよい。
Figure 0006898084
前記化学式4において、AはO、S、又はCRであり、R及びRは各々独立的に水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1以上20以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素数5以上30以下のヘテロアリール基である。
前記化学式1で表わされるアミン化合物は、以下の化学式5で表されてもよい。
Figure 0006898084
前記化学式1で表わされるアミン化合物は、以下の化学式6で表されてもよい。
Figure 0006898084

前記化学式6において、AはO、S、又はCRであり、R及びRは各々独立的に水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1以上20以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素数5以上30以下のヘテロアリール基である。
前記化学式1で表わされるアミン化合物は、以下の化学式7で表されてもよい。
Figure 0006898084
前記化学式1で表わされるアミン化合物は、以下の化学式8で表されてもよい。
Figure 0006898084

前記化学式8において、AはO、S、又はCRであり、R及びRは各々独立的に水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1以上20以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素数5以上30以下のヘテロアリール基である。
前記Lは、単結合、置換若しくは無置換の2価のフェニル基又は置換若しくは無置換の2価のビフェニル基であってもよい。
前記Arは、置換若しくは無置換のフェニル基、置換若しくは無置換のナフチル基、置換若しくは無置換のジベンゾフラニル基、置換若しくは無置換のジベンゾチオフェニル基及び置換若しくは無置換のフルオレニル基の何れかであってもよい。
前記Arは、置換若しくは無置換のフェニル基、置換若しくは、無置換のビフェニル基又は置換若しくは無置換のナフチル基であってもよい。
前記化学式1は、下記の化合物群で表される化合物の中から選択されてもよい。
Figure 0006898084
Figure 0006898084
Figure 0006898084
Figure 0006898084
Figure 0006898084
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Figure 0006898084
Figure 0006898084
Figure 0006898084
本発明の一実施形態による有機電界発光素子は、アノード、正孔輸送領域、発光層、電子輸送領域、及びカソードを含む。前記正孔輸送領域は、前記アノード上に提供される。前記発光層は、前記正孔輸送領域上に提供される。前記電子輸送領域は、前記発光層上に提供される。前記カソードは、前記電子輸送領域上に提供される。前記正孔輸送領域は、以下の化学式1で表されるアミン化合物を含む。
Figure 0006898084
前記化学式1において、Xは以下の化学式2で表わされる官能基から選択される。
Figure 0006898084
YはC、Si又はGeであり、Z〜ZはCR又はNであり、Ar〜Arは各々独立的に水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数5以上30以下のヘテロアリール基、炭素数1以上20以下のアルキル基又は炭素数3以上20以下のシリル基であり、L〜Lは各々独立的に単結合、置換若しくは無置換の炭素数6以上30以下のアリーレン基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数5以上30以下のヘテロアリーレン基であり、R及びR’は各々独立的に、水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数5以上30以下のヘテロアリール基、又は炭素数1以上20以下のアルキル基である。
前記化学式1で表わされるアミン化合物は、以下の化学式3で表されてもよい。
Figure 0006898084
前記化学式1で表わされるアミン化合物は、以下の化学式4で表されてもよい。
Figure 0006898084
前記化学式4において、AはO、S、又はCRであり、R及びRは各々独立的に水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1以上20以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素数5以上30以下のヘテロアリール基である。
前記化学式1で表わされるアミン化合物は、以下の化学式5で表されてもよい。
Figure 0006898084
前記化学式1で表わされるアミン化合物は、以下の化学式6で表されてもよい。
Figure 0006898084
前記化学式6において、AはO、S、又はCRであり、R及びRは各々独立的に水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1以上20以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素数5以上30以下のヘテロアリール基である。
前記化学式1で表わされるアミン化合物は、以下の化学式7で表されてもよい。
Figure 0006898084
前記化学式1で表わされるアミン化合物は、以下の化学式8で表されてもよい。
Figure 0006898084
前記化学式8において、AはO、S、又はCRであり、R及びRは各々独立的に水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1以上20以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素数5以上30以下のヘテロアリール基である。
前記正孔輸送領域は下記の化合物群で表される化合物の中の少なくとも1つであってもよい。
Figure 0006898084
Figure 0006898084
Figure 0006898084
Figure 0006898084
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Figure 0006898084
Figure 0006898084
本発明の一実施形態によれば、長寿命、高効率に寄与する有機電界発光素子を提供することができる。
本発明の一実施形態によれば、長寿命、高効率の表示装置を提供することができる。
本発明の一実施形態による有機電界発光素子を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態による有機電界発光素子を概略的に示した断面図である。
以上の本発明の目的、他の目的、特徴及び長所は、添付された図面及び以下の望ましい実施形態を通じて容易に理解されるべきである。しかし、本発明はここで説明される実施形態に限定されず、他の形態に具体化されることもあり得る。むしろ、ここで紹介される実施形態は、本発明によって開示された技術思想をより明確にし、そして本発明が属する分野で通常の技術者に本発明の思想が十分に伝達されることができるようにするために提供されるものである。
各図面を説明しながら、同一の参照符号を類似の構成要素に対して使用した。添付された図面において、構造物の寸法は本発明を明確にするために実際より拡大して図示したものである。「第1」、「第2」等の用語は多様な構成要素を説明するために使用されるが、前記構成要素は前記用語によって限定されない。前記用語は1つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみに使用される。例えば、本発明の権利範囲を逸脱することなく、第1構成要素は第2構成要素と称されることができ、同様に第2構成要素も第1構成要素と称されることができる。単数の表現は文脈の上に明確に表現しない限り、複数の表現を含む。
本明細書で、“含む”等の用語は明細書中に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらの組み合わせが存在することを表現しようするものであり、1つ又はそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部分品、又はこれらの組み合わせの存在又は付加可能性を予め排除しないものとして理解されるべきである。また、層、膜、領域、板等が他の構成の“上に”あるとする場合、これは、他の構成の“直上に”ある場合のみでなく、その中間にその他の構成が介在する場合も含む。反対に、層、膜、領域、板等のが他の構成の“下に”あるとする場合、これは、他の構成の“直下に”ある場合のみでなく、その中間にその他の構成がある場合も含む。
以下では本発明の一実施形態によるアミン化合物について説明する。
本発明の一実施形態によるアミン化合物は、以下の化学式1で表される。
Figure 0006898084
前記化学式1において、Xは以下の化学式2で表わされる官能基から選択される。
Figure 0006898084
YはC、Si又はGeであり、Z〜ZはCR又はNであり、Ar〜Arは各々独立的に水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数5以上30以下のヘテロアリール基、炭素数1以上20以下のアルキル基又は炭素数3以上20以下のシリル基であり、L〜Lは各々独立的に単結合、置換若しくは無置換の炭素数6以上30以下のアリーレン基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数5以上30以下のヘテロアリーレン基であり、R及びR’は各々独立的に、水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数5以上30以下のヘテロアリール基、又は炭素数1以上20以下のアルキル基である。
化学式(2)で表わされる官能基において、互いに隣接するR及びR’は互いに結合して環を形成してもよい。
本明細書で“置換若しくは無置換の”という用語は、重水素、ハロゲン原子、ニトリル基、ニトロ基、アミノ基、ホスフィンオキシド基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオキシ基、アリールチオキシ基、アルキルスルホキシ基、アリールスルホキシ基、シリル基、ホウ素基、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、アラルケニル基、アルキルアリール基、アルキルアミノ基、ヘテロアリールアミノ基、アリールアミノ基、又はヘテロ環からなる群から選択された1つ以上の置換基で置換されるか、若しくは無置換であるか、或いは前記例示された置換基の中で2つ以上の置換基が連結された置換基で置換されるが、若しくは無置換であることを意味する。例えば、“2つ以上の置換基が連結された置換基”はビフェニル基である。即ち、ビフェニル基はアリール基であり、2つのフェニル基が連結された置換基として解釈することができる。
アリール基は、例えば、単環式アリール基又は多環式アリール基であることができる。単環式アリール基としては、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基等である。多環式アリール基としては、例えば、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基、フルオレニル基等であってもよい。
Figure 0006898084
シリル基は、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、ジフェニルシリル基、フェニルシリル基等であってもよい。
アルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、sec−ブチル基、1−メチル−ブチル基、1−エチル−ブチル基、ペンチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、ヘキシル基、n−ヘキシル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、4−メチル−2−ペンチル基、3、3−ジメチルブチル基、2−エチルブチル基、ヘプチル基、n−ヘプチル基、1−メチルヘキシル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、オクチル基、n−オクチル基、tert−オクチル基、1−メチルヘキシル基、2−エチルヘキシル基、2−プロピルペンチル基、n−ノニル基、2、2−ジメチルヘプチル基、1−エチル−プロピル基、1、1−ジメチル−プロピル基、イソヘキシル基、2−メチルヘキシル基、4−メチルヘキシル基、5−メチルヘキシル基等があるが、これらに限定されない。
隣接する基と互いに結合して環を形成するという意味は隣接する基と互いに結合して置換若しくは無置換の脂肪族炭化水素環、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素環、置換若しくは無置換の脂肪族ヘテロ環、又は置換若しくは無置換の芳香族ヘテロ環を形成することを意味する。
本明細書において、“隣接する基”とは、該当置換基が置換された原子と直接連結された原子に置換された置換基、該当置換基と立体構造的に最も近く位置した置換基、又は該当置換基が置換された原子に置換された他の置換基を意味することができる。例えば、ベンゼン環でオルト(ortho)位置に置換された2つの置換基及び脂肪族環で同一炭素に置換された2つの置換基は互いに“隣接する基”として解釈することができる。
前記Lは単結合、置換若しくは無置換のフェニレン基又は置換若しくは無置換のビフェニレン基であってもよい。Lがフェニレン基である時、アミノ基のNとYを含む環とはフェニル基の1番、3番位置又は1番、4番位置に結合されることが好ましい。
前記Arは、置換若しくは無置換のフェニル基、置換若しくは無置換のナフチル基、置換若しくは無置換のジベンゾフラニル基、置換若しくは無置換のジベンゾチオフェニル基及び置換若しくは無置換のフルオレニル基の中から選択されてもよい。
前記Arは、置換若しくは無置換のフェニル基、置換若しくは無置換のビフェニル基又は置換若しくは無置換のナフチル基であってよい。
前記化学式1で表わされるアミン化合物は、例えば、以下の化学式3で表される。
Figure 0006898084
また、前記化学式1で表わされるアミン化合物は、例えば、以下の化学式9で表される。
Figure 0006898084
また、前記化学式1で表わされるアミン化合物は、例えば、以下の化学式4で表される。
Figure 0006898084
前記化学式4において、AはO、S、又はCRであり、R及びRは各々独立的に水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1以上20以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素数5以上30以下のヘテロアリール基である。
また、前記化学式1で表わされるアミン化合物は、例えば、以下の化学式5で表される。
Figure 0006898084
また、前記化学式1で表わされるアミン化合物は、例えば、以下の化学式10で表される。
Figure 0006898084
また、前記化学式1で表わされるアミン化合物は、例えば、以下の化学式6で表される。
Figure 0006898084
前記化学式6において、AはO、S、又はCRであり、R及びRは各々独立的に水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1以上20以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素数5以上30以下のヘテロアリール基である。
また、前記化学式1で表わされるアミン化合物は、例えば、以下の化学式7で表される。
Figure 0006898084
また、前記化学式1で表わされるアミン化合物は、例えば、以下の化学式11で表される。
Figure 0006898084
また、前記化学式1で表わされる化合物は、例えば、以下の化学式8で表される。
Figure 0006898084
前記化学式8において、AはO、S、又はCRであり、R及びRは各々独立的に水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1以上20以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素数5以上30以下のヘテロアリール基である。
前記化学式1で表わされる化合物は、例えば、以下の化合物群における化合物の何れかである。
Figure 0006898084
Figure 0006898084
Figure 0006898084
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本発明の一実施形態によるアミン化合物は、長寿命に寄与するアミノ基と電荷耐性が高い環型フルオレニル基とが結合して、アミン周りの共役系(conjugation)によってラジカルの安定性が向上する。したがってアミノ基が有する特性を維持しながら、高電荷耐性を有することができる。
以下では本発明の一実施形態による有機電界発光素子について説明する。以下では先に説明した本発明の一実施形態によるアミン化合物との差異点を主に具体的に説明し、説明されなかった部分は先に説明した本発明の一実施形態によるアミン化合物と同様である。
図1は本発明の一実施形態による有機電界発光素子を概略的に示した断面図である。図2は本発明の別の一実施形態による有機電界発光素子を概略的に示した断面図である。
図1及び図2を参照すれば、本発明の一実施形態による有機電界発光素子OLEDは、アノードAN、正孔輸送領域HTR、発光層EML、電子輸送領域ETR、及びカソードCATを含む。
アノードANは導電性を有する。アノードANは画素電極又は陽極である。アノードANは透過型電極、半透過型電極、又は反射型電極である。アノードANが透過型電極である場合、アノードANは、透明金属酸化物、例えばITO(indium tin oxide)、IZO(indium zinc oxide)、ZnO(zinc oxide)、ITZO(indium tin zinc oxide)等から構成されてもよい。アノードANが半透過型の電極又は反射型電極である場合、アノードANは、Ag、Mg、Cu、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Mo、Ti又はこれらの金属の混合物(例えば、AgとMgとの混合物)を含むことができる。また、アノードANは、前記物質で形成された反射膜や半透過膜及びITO(indium tin oxide)、IZO(indium zinc oxide)、ZnO(zinc oxide)、ITZO(indium tin zinc oxide)等で形成された透明導電膜を含む複数の層構造を有してもよい。
正孔輸送領域HTRはアノードAN上に設けられる。正孔輸送領域HTRは、正孔注入層HIL、正孔輸送層HTL、正孔バッファ層、及び電子阻止層の少なくとも1つを含む。正孔輸送領域HTRの厚さは、例えば約100nm〜約150nmである。
正孔輸送領域HTRは単一物質から構成された単一層、互いに異なる複数の物質から構成された単一層、又は互いに異なる複数の物質から構成された複数の層を有する多層構造を有することができる。
例えば、正孔輸送領域HTRは、正孔注入層HIL、又は正孔輸送層HTLの単一層の構造を有してもよく、正孔注入物質と正孔輸送物質とから構成された単一層の構造を有してもよい。また、正孔輸送領域HTRは、互いに異なる複数の物質から構成された単一層の構造を有してもよく、或いはアノードAN側から順に積層された正孔注入層HIL/正孔輸送層HTL、正孔注入層HIL/正孔輸送層HTL/正孔バッファ層、正孔注入層HIL/正孔バッファ層、正孔輸送層HTL/正孔バッファ層又は正孔注入層HIL/正孔輸送層HTL/電子阻止層の構造を有してもよいが、これらの構造に限定されない。
正孔輸送領域HTRは、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB法(Langmuir−Blodgett)、インクジェットプリンティング法、レーザープリンティング法、レーザー熱転写法(Laser Induced Thermal Imaging、LITI)等のような多様な方法を利用して形成することができる。
正孔輸送領域HTRが正孔注入層HILを含む場合、正孔輸送領域HTRは銅フタロシアニン(copper phthalocyanine)等のフタロシアニン(phthalocyanine)化合物;DNTPD(N,N’−diphenyl−N,N’−bis−[4−(phenyl−m−tolyl−amino)−phenyl]−biphenyl−4,4’−diamine)、m−MTDATA(4,4’,4”−tris(3−methylphenylphenylamino)triphenylamine)、TDATA(4,4’,4”−Tris(N,N−diphenylamino)triphenylamine)、2−TNATA(4,4’,4”−tris{N,−(2−naphthyl)−N−phenylamino}−triphenylamine)、PEDOT/PSS(Poly(3,4−ethylenedioxythiophene)/Poly(4−styrenesulfonate))、PANI/DBSA(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid)、PANI/CSA(Polyaniline/Camphor sulfonicacid)、PANI/PSS((Polyaniline)/Poly(4−styrenesulfonate))等を含むことができるが、これらに限定されない。
正孔輸送領域HTRが正孔輸送層HTLを含む場合、正孔輸送領域HTRは以下の化学式1で表されるアミン化合物を含む。
Figure 0006898084
前記化学式1において、Xは以下の化学式2で表わされる官能基から選択される。
Figure 0006898084
YはC、Si又はGeであり、Z〜ZはCR又はNであり、Ar〜Arは各々独立的に水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数5以上30以下のヘテロアリール基、炭素数1以上20以下のアルキル基又は炭素数3以上20以下のシリル基であり、L〜Lは各々独立的に単結合、置換若しくは無置換の炭素数6以上30以下のアリーレン基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数5以上30以下のヘテロアリーレン基であり、R及びR’は各々独立的に、水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数5以上30以下のヘテロアリール基、又は炭素数1以上20以下のアルキル基である。
化学式(2)で表わされる官能基において、互いに隣接するR及びR’は互いに結合して環を形成してもよい。
前記Lは、単結合、置換若しくは無置換のフェニレン基又は置換若しくは無置換されたビフェニレン基であってもよい。Lがフェニレン基である時、アミノ基のNとYを含む環とはフェニル基の1番、3番位置又は1番、4番位置に結合されることが好ましい。
前記Arは、置換若しくは無置換のフェニル基、置換若しくは無置換のナフチル基、置換若しくは無置換のジベンゾフラニル基、置換若しくは無置換のジベンゾチオフェニル基及び置換若しくは無置換のフルオレン基の中から選択されてもよい。
前記Arは、置換若しくは無置換のフェニル基、置換若しくは無置換のビフェニル基又は置換若しくは無置換のナフチル基であってもよい。
前記化学式1で表わされるアミン化合物は、例えば、以下の化学式3で表わされる。
Figure 0006898084
前記化学式1で表わされるアミン化合物は、例えば、以下の化学式9で表わされる。
Figure 0006898084
前記化学式1で表わされるアミン化合物は、例えば、以下の化学式4で表わされる。
Figure 0006898084
前記化学式4において、AはO、S、又はCRであり、R及びRは各々独立的に水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1以上20以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素数5以上30以下のヘテロアリール基である。
前記化学式1で表わされるアミン化合物は、例えば、以下の化学式5で表わされる。
Figure 0006898084
前記化学式1で表わされるアミン化合物は、例えば、以下の化学式10で表わされる。
Figure 0006898084
前記化学式1で表わされるアミン化合物は、例えば、以下の化学式6で表わされる。
Figure 0006898084
前記化学式6で、AはO、S、又はCRであり、R及びRは各々独立的に水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1以上20以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素数5以上30以下のヘテロアリール基である。
前記化学式1で表わされるアミン化合物は、例えば、以下の化学式7で表わされる。
Figure 0006898084
前記化学式1で表わされるアミン化合物は、例えば、以下の化学式11で表わされる。
Figure 0006898084
前記化学式1で表わされるアミン化合物は、例えば、以下の化学式8で表わされる。
Figure 0006898084
前記化学式8で、AはO、S、又はCRであり、R及びRは各々独立的に水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1以上20以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素数5以上30以下のヘテロアリール基である。
正孔輸送領域HTRは、例えば、以下の化合物群における化合物の少なくとも1つを含む。
Figure 0006898084
Figure 0006898084
Figure 0006898084
Figure 0006898084
Figure 0006898084
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正孔輸送領域HTRの厚さは約10nm〜約1000nmであり、例えば、約10nm〜約100nmである。正孔輸送領域HTRが正孔注入層HIL及び正孔輸送層HTLの両方を含めば、正孔注入層HILの厚さは約10nm〜約1000nm、例えば、約10nm〜約100nmであり、正孔輸送層HTLの厚さは約3nm〜約100nmである。正孔輸送領域HTR、正孔注入層HIL、及び正孔輸送層HTLの厚さが前述したような範囲を満たす場合、実質的に駆動電圧が上昇することなく、満足な程度の正孔輸送特性を得られる。
正孔輸送領域HTRは、先に言及された物質以外に、導電性向上のために電荷生成物質をさらに含んでもよい。電荷生成物質は、正孔輸送領域HTR内に均一に分散されていてもよく、不均一に分散されていてもよい。電荷生成物質は、例えばp−ドーパント(dopant)である。p−ドーパントはキノン(quinone)誘導体、金属酸化物及びシアノ(cyano)基含有化合物の中のいずれか1つであってもよいが、これらに限定されない。例えば、p−ドーパントの例としては、TCNQ(Tetracyanoquinodimethane)及びF4−TCNQ(2,3,5,6−tetrafluoro−tetracyanoquinodimethane)等のようなキノン誘導体、タングステン酸化物及びモリブデン酸化物等のような金属酸化物等が挙げられるが、これらに限定されない。
先に言及されたように、正孔輸送領域HTRは、正孔注入層HIL及び正孔輸送層HTL以外に、正孔バッファ層及び電子阻止層の少なくとも1つを含む。正孔バッファ層は、発光層EMLから放出される光の波長による共振距離を補償して光の放出効率を増加させることができる。正孔バッファ層に含まれる物質としては、正孔輸送領域HTRに含まれることができる物質を使用することができる。電子阻止層は、電子輸送領域ETRから正孔輸送領域HTRへの電子注入を防止する役割をする層である。
発光層EMLは、正孔輸送領域HTR上に設けられる。発光層EMLの厚さは、例えば約10nm〜約30nmである。発光層EMLは単一物質から構成された単一層、互いに異なる複数の物質から構成された単一層又は互いに異なる複数の物質から構成された複数の層を有する多層構造を有することができる。
発光層EMLは、レッド光、グリーン光、ブルー光、ホワイト光、イエロー光、シアン光のうちいずれかを発光する。発光層EMLは、蛍光物質又は燐光物質を含む。また、発光層EMLは、ホスト及びドーパントを含む。発光層EMLは、例えば10nm以上60nm以下の厚さを有する。
発光層EMLはホストとして、縮合多環芳香族の誘導体を含有することが望ましく、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、フルオランテン誘導体、クリセン誘導体、ベンゾアントラセン誘導体及びトリフェニレン誘導体から選択されることが望ましい。特に、発光層EMLは、アントラセン誘導体又はピレン誘導体を含有することが好ましい。
アントラセン誘導体は、例えば、以下の化学式12で表示されることができる。
Figure 0006898084
化学式12で、R11〜R20は各々独立的に、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数1〜30のヘテロアリール基、炭素数1〜15のアルキル基、シリル基、ハロゲン原子、水素原子、又は重水素原子である。隣接する複数のR11〜R20は結合して飽和又は不飽和環を形成することができる。また、c及びdは0〜5である。
11〜R20に使用する置換若しくは無置換の炭素数1以上30以下のヘテロアリール基としては、ベンゾチアゾリル基、チオフェニル基、チエノチオフェニル基、チエノチエノチオフェニル基、ベンゾチオフェニル基、ベンゾフリル基、ジベンゾチオフェニル基、ジベンゾフリル基、N−アリールカルバゾリル基、N−ヘテロアリールカルバゾリル基、N−アルキルカルバゾリル基、フェノキサジル基、フェノチアジル基、ピリジル基、ピリミジル基、トリアジル基、キノリニル基、キノサリル基等を例示することができるが、これらに限定されない。
11〜R20に使用する置換若しくは無置換の炭素数1以上30以下のアリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基、フルオレニル基を例示することができるが、これらに限定されない。また、R11〜R20に使用する炭素数1以上15以下のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシイソブチル基、1、2−ジヒドロキシエチル基、1、3−ジヒドロキシイソプロピル基、2、3−ジヒドロキシ−t−ブチル基、1、2、3−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、1−クロロエチル基、2−クロロエチル基、2−クロロイソブチル基、1、2−ジクロロエチル基、1、3−ジクロロイソプロピル基、2、3−ジクロロ−t−ブチル基、1、2、3−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、1−ブロモエチル基、2−ブロモエチル基、2−ブロモイソブチル基、1、2−ジブロモエチル基、1、3−ジブロモイソプロピル基、2、3−ジブロモ−t−ブチル基、1、2、3−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、1−ヨードエチル基、2−ヨードエチル基、2−ヨードイソブチル基、1、2−ジヨードエチル基、1、3−ジヨードイソプロピル基、2、3−ジヨード−t−ブチル基、1、2、3−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、1−アミノエチル基、2−アミノエチル基、2−アミノイソブチル基、1、2−ジアミノエチル基、1、3−ジアミノイソプロピル基、2、3−ジアミノ−t−ブチル基、1、2、3−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、1−シアノエチル基、2−シアノエチル基、2−シアノイソブチル基、1、2−ジシアノエチル基、1、3−ジシアノイソプロピル基、2、3−ジシアノ−t−ブチル基、1、2、3−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、1−ニトロエチル基、2−ニトロエチル基、2−ニトロイソブチル基、1、2−ジニトロエチル基、1、3−ジニトロイソプロピル基、2、3−ジニトロ−t−ブチル基、1、2、3−トリニトロプロピル基等が挙げられる。環式のアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、1−ノルボルニル基、2−ノルボルニル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
発光層EMLは、以下の化合物群で表される化合物の中の少なくとも1つを含む。
Figure 0006898084
Figure 0006898084
発光層EMLはドーパントとして、例えば、スチリル誘導体(例えば、1,4−bis[2−(3−N−ethylcarbazolyl)vinyl]benzene(BCzVB)、4−(di−p−tolylamino)−4’−[(di−p−tolylamino)styryl]stilbene(DPAVB)、and/or N−(4−((E)−2−(6−((E)−4−(diphenylamino)styryl)naphthalene−2−yl)vinyl)phenyl−N−phenylbenzenamine(N−BDAVBi))、ペリレン及びその誘導体(例えば、2,5,8,11−tetra−t−butylperylene(TBPe))、ピレン及びその誘導体(例えば、1,1−dipyrene、1,4−dipyrenylbenzene、1,4−Bis(N、N−Diphenylamino)pyrene)等含むが、これらに限定されない。
電子輸送領域ETRは、発光層EML上に設けられる。電子輸送領域ETRは、電子阻止層、電子輸送層ETL、及び電子注入層EILのうちの少なくとも1つを含むことができるが、これらに限定されるわけではない。
電子輸送領域ETRは、単一物質から構成された単一層、互いに異なる複数の物質から構成された単一層、又は互いに異なる複数の物質から構成された複数の層を有する多層構造を有することができる。
例えば、電子輸送領域ETRは、電子注入層EIL又は電子輸送層ETLの単一層の構造を有することができ、電子注入物質と電子輸送物質とから構成された単一層の構造を有してもよい。また、電子輸送領域ETRは、互いに異なる複数の物質から構成された単一層の構造を有するか、或いはアノードAN側から順に積層された電子輸送層ETL/電子注入層EIL、正孔阻止層/電子輸送層ETL/電子注入層EIL構造を有することができるが、これらに限定されるわけではない。電子輸送領域ETRの厚さは、例えば約100nm〜約150nmである。
電子輸送領域ETRは、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB法(Langmuir−Blodgett)、インクジェットプリンティング法、レーザープリンティング法、レーザー熱転写法(Laser Induced Thermal Imaging、LITI)等のような多様な方法を利用して形成されることができる。
電子輸送領域ETRが電子輸送層ETLを含む場合、電子輸送領域ETRは、Alq(Tris(8−hydroxyquinolinato)aluminum)、1,3,5−tri[(3−pyridyl)−phen−3−yl]benzene、2,4,6−tris(3’−(pyridin−3−yl)biphenyl−3−yl)−1,3,5−triazine、2−(4−(N−phenylbenzoimidazolyl−1−ylphenyl)−9,10−dinaphthylanthracene、TPBi(1,3,5−Tri(1−phenyl−1H−benzo[d]imidazol−2−yl)phenyl)、BCP(2,9−Dimethyl−4,7−diphenyl−1,10−phenanthroline)、Bphen(4,7−Diphenyl−1,10−phenanthroline)、TAZ(3−(4−Biphenylyl)−4−phenyl−5−tert−butylphenyl−1,2,4−triazole)、NTAZ(4−(Naphthalen−1−yl)−3,5−diphenyl−4H−1、2、4−triazole)、tBu−PBD(2−(4−Biphenylyl)−5−(4−tert−butylphenyl)−1,3,4−oxadiazole)、BAlq(Bis(2−methyl−8−quinolinolato−N1,O8)−(1、1’−Biphenyl−4−olato)aluminum)、Bebq2(berylliumbis(benzoquinolin−10−olate)、ADN(9、10−di(naphthalene−2−yl)anthracene)及びこれらの混合物を含むことができるが、これに限定されるわけではない。電子輸送層ETLの厚さは約10nm〜約100nm、例えば、約15nm〜約50nmである。電子輸送層ETLの厚さが前述したような範囲を満たす、実質的に駆動電圧が上昇することなく満足できる程度の電子輸送特性を得ることができる。
電子輸送領域ETRが電子注入層EILを含む場合、電子輸送領域ETRは、LiF、LiQ(Lithium quinolate)、LiO、BaO、NaCl、CsF、Ybのようなランタノイド族金属、又はRbCl、RbIのようなハロゲン化金属等が使用されることができるが、これらに限定されるわけではない。また、電子注入層EILは電子輸送物質と絶縁性の有機金属塩(organo metal salt)とが混合された物質から構成される。有機金属塩は、エネルギーバンドギャップ(energy bandgap)が約4eV以上の物質である。具体的な例を挙げると、有機金属塩は、金属アセテート(metal acetate)、金属ベンゾエート(metal benzoate)、金属アセトアセテート(metal acetoacetate)、金属アセチルアセトネート(metal acetylacetonate)、又は金属ステアレート(stearate)を含む。電子注入層EILの厚さは、約0.1nm〜約10nm、約0.3nm〜約9nmである。電子注入層EILの厚さが前述したような範囲を満たす場合、実質的に駆動電圧が上昇することなく満足できる程度の電子注入特性を得ることができる。
電子輸送領域ETRは、先に言及したように、正孔阻止層を含んでもよい。正孔阻止層は、例えば、BCP(2,9−dimethyl−4,7−diphenyl−1,10−phenanthroline)及びBphen(4,7−diphenyl−1,10−phenanthroline)のうちの少なくとも1つを含むことができるが、これらに限定されるわけではない。
カソードCATは、電子輸送領域ETR上に設けられる。カソードCATは、共通電極又は陰極である。カソードCATは、透過型電極、半透過型電極、又は反射型電極である。カソードCATが透過型電極である場合、カソードCATは透明金属酸化物、例えば、ITO(indium tin oxide)、IZO(indium zinc oxide)、ZnO(zinc oxide)、ITZO(indium tin zinc oxide)等等から構成される。
カソードCATが半透過型の電極又は反射型電極である場合、カソードCATはAg、Mg、Cu、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Mo、Ti又はこれらの化合物、或いは混合物(例えば、AgとMgとの混合物)を含むことができる。また、前記物質で形成された反射膜や半透過膜及びITO(indium tin oxide)、IZO(indium zinc oxide)、ZnO(zinc oxide)、ITZO(indium tin zinc oxide)等で形成された透明導電膜を含む複数の層構造であってもよい。
図示しなかったが、カソードCATは補助電極と接続されてもよい。カソードCATが補助電極と接続されれば、カソードCATの抵抗を減少させることができる。
有機電界発光素子OLEDで、アノードANとカソードCATとに各々電圧が印加されることによって、アノードANから注入された正孔(hole)は正孔輸送領域HTRを経て発光層EMLへ移動し、カソードCATから注入された電子は電子輸送領域ETRを経て発光層EMLへ移動する。電子と正孔とは発光層EMLで再結合して励起子(exciton)を生成し、励起子が励起状態から基底状態に遷移しながら、発光する。
有機電界発光素子OLEDが前面発光型である場合、アノードANは反射型電極であり、カソードCATは透過型電極又は半透過型電極である。有機電界発光素子OLEDが背面発光型である場合、アノードANは透過型電極又は半透過型電極であり、カソードCATは反射型電極である。
本発明の一実施形態による有機電界発光素子は長寿命を有するアミノ基と電荷耐性が高い環型フルオレニル基とが結合したアミン化合物を正孔輸送領域に含む。前記アミン化合物はアミン周りの共役系(conjugation)によってラジカルの安定性が向上し、これによってアミノ基が有する特性を維持しながら、高電荷耐性を有することができる。したがって、本発明の一実施形態による有機電界発光素子は長寿命、高効率を達成することができる。
以下、具体的な実施例を通じて本発明をより具体的に説明する。以下の実施例は本発明の理解を助けるための例示に過ぎず、本発明の範囲がこれに限定されるわけではない。
[化合物61の合成]
(化合物Aの合成)
Figure 0006898084
500mLの三口フラスコに1−ブロモジベンゾフラン(1−Bromodibenzofuran)10.6g(42.9mmol)の脱水THF溶液70mLを加えて−78℃で撹拌した。ここに1.58Mのn−BuLiのヘキサン溶液を27mL(42.9mmol)を滴下し、2.5時間撹拌した。ここに3−ブロモベンゾフェノン(3−Bromobenzophenone)9.30g(35.6mmol)の脱水THF溶液85mLを滴下して2時間撹拌した後、室温で3時間撹拌した。反応の後、この混合液に1Nの塩酸水溶液を加え、1時間撹拌した。これを水で洗浄し、得られた有機相を濃縮してキャンディ形状の物質を得た。500mLナスフラスコ(eggplant flask)に、前記キャンディ形状の物質と、氷酢酸50mLと、塩酸2.4mLを加え、窒素雰囲気下130℃で2時間加熱撹拌し、反応させた。反応混合液を氷の中に保管した350mLの水に滴下した。白色結晶を析出するために、生じた固体を濾過し、メタノールで洗浄した後、乾燥させた。目的物である化合物Aの白色粉末を13.3g(収率78%)得た。
FAB−MS測定によって測定された化合物Aの分子量は411であった。
(化合物61の合成)
Figure 0006898084
Ar雰囲気下で、200mLの三口フラスコに化合物Aを4.10g、化合物Bを4.42g、Pd(dba)を0.563g、(t−Bu)Pを0.23g、ナトリウム−tert−ブトキシド(Sodium tert−butoxide)を4.13gを加えて、140mLトルエン溶媒の中で3時間加熱還流撹拌した。空冷後、水を加えて有機層を分取し、溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエンとヘキサンとの混合溶媒を使用)で精製した後、白色固体化合物61を6.62g(収率88%)得た。
FAB−MS測定によって測定された化合物61の分子量は752であった。また、H−NMR(CDCl)測定で測定された化合物61のケミカルシフト値(δ)は(8.56(d、2H、J=7.60Hz)、8.05−8.02(m、1H)、7.87−7.84(m、4H)、7.80(s、1H)、7.70−7.50(m、11H)、7.40−7.27(m、10H)、7.16−7.11(m、3H)、7.08−7.03(m、6H)であった。
[化合物109の合成]
(化合物Cの合成)
Figure 0006898084
500mL三口フラスコに、4−ブロモフェナントレン(4−Bromophenanthrene)11.0g(42.9mmol)の脱水THF溶液70mLを加えて−78℃で撹拌した。ここに1.58Mのn−BuLiのヘキサン溶液を27mL(42.9mmol)滴下し、2.5時間撹拌した。ここに3−ブロモベンゾフェノン(3−Bromobenzophenone)9.30g(35.6mmol)の脱水THF溶液85mLを滴下して2時間撹拌した後、室温で3時間撹拌した。反応後、この混合液に1Nの塩酸水溶液を加えて1時間撹拌した。これを水で洗浄した。得られた有機相を濃縮して白色固体を得た。500mLナスフラスコ(eggplant flask)に、このキャンディ形状の物質と、氷酢酸50mLと塩酸2.4mLを加え、窒素雰囲気下、130℃で2時間加熱撹拌し、反応させた。反応後、反応混合液を氷の中に保管した350mLの水に滴下した。白色結晶を析出するために、生じた固体を濾過し、メタノールで洗浄した後、乾燥させた。目的物である白色粉末を13.8g(収率81%)得た。
FAB−MS測定によって測定された化合物Cの分子量は421であった。
(化合物109の合成)
Figure 0006898084
Ar雰囲気下で、200mLの三口フラスコに化合物Cを4.23g、化合物Bを5.00g、Pd(dba)を0.563g、(t−Bu)Pを0.23g、ナトリウム−tert−ブトキシド(Sodium tert−Butoxide)を4.13g加えて、140mLのトルエン溶媒中で3時間加熱還流した。空冷後、水を添加して有機層を分取して溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエンとヘキサンとの混合溶媒を使用)に精製した後、白色固体化合物109を6.24g(収率82%)得た。
FAB−MS測定により測定された化合物109の分子量は、761であった。H−NMR(CDCl)測定で測定された化合物109のケミカルシフト値δは8.57(d、2H、J=7.70Hz)、8.35(d、1H、J=7.80Hz)、8.04−8.02(m、2H)、7.88−7.84(m、4H)、7.80(s、1H)、7.60−7.50(m、11H)、7.36−7.27(m、10H)、7.16−7.11(m、3H)、7.08−7.05(m、6H)であった。
[化合物13の合成]
(化合物Xの合成)
Figure 0006898084
500mLの三口フラスコに、4−ブロモ−9,9−ジメチルフルオレン(4−Bromo−9、9−dimethylfluorene)9.40g(42.9mmol)の脱水THF溶液70mLを加えて−78℃で撹拌した。ここに1.58Mのn−BuLiのヘキサン溶液を27mL(42.9mmol)滴下し、2.5時間撹拌した。ここに3−ブロモベンゾフェノン(3−Bromobenzophenone)9.30g(35.6mmol)の脱水THF溶液85mLを滴下して2時間撹拌した後、室温で3時間撹拌した。反応後、この混合液に1Nの塩酸水溶液を加えて1時間撹拌した。これを水で洗浄した。得られた有機相を濃縮して白色固体を得た。500mLのナスフラスコ(eggplant flask)に、このキャンディ形状の物質と、氷酢酸50mLと塩酸2.4mLとを加え、窒素雰囲気下で130℃で2時間加熱撹拌し、反応させた。反応後、反応混合液を氷の中に保管した350mLの水に滴下した。白色結晶を析出するために、発生した固体を濾過し、メタノールで洗浄した後、乾燥させた。目的物である白色粉末を9.50g(収率61%)得た。
FAB−MS測定によって測定された化合物Xの分子量は437であった。
(化合物13の合成)
Figure 0006898084
Ar雰囲気下で、200mLの三口フラスコに化合物Xを3.70g、化合物Bを4.42g、Pd(dba)を0.563g、(t−Bu)Pを0.23g、ナトリウム−tert−ブトキシド(Sodium tert−butoxide)を4.13g加えて、140mLトルエン溶媒の中で3時間加熱還流撹拌した。空冷後、水を添加して有機層を分取して溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエンとヘキサンとの混合溶媒を使用)に精製した後、白色固体化合物13を6.62g(収率88%)得た。
FAB−MS測定によって、測定された化合物13の分子量は778であった。また、H−NMR(CDCl)測定で測定された化合物13のケミカルシフト値(δ)は8.36(d、2H、J=7.60Hz)、8.15−8.12(m、1H)、7.99−7.84(m、4H)、7.80(s、1H)、7.70−7.50(m、10H)、7.40−7.27(m、11H)、7.19−7.11(m、3H)、7.06−7.03(m、6H)であった。
[化合物145の合成]
Figure 0006898084
Ar雰囲気下で、200mLの三口フラスコに化合物Cを4.21gと化合物XXを3.35g、Pd(dba)を0.563g、(t−Bu)Pを0.23g、ナトリウム−tert−ブトキシド(Sodium tert−butoxide)を4.13g加えて、140mLトルエン溶媒の中で3時間加熱還流撹拌した。空冷後、水を添加して有機層を分取して溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエンとヘキサンとの混合溶媒を使用)に精製した後、白色固体化合物145を6.38g(収率82%)得た。
FAB−MS測定によって、測定された化合物145の分子量は778であった。また、H−NMR(CDCl)測定で測定された化合物145のケミカルシフト値(δ)は8.57(d、2H、J=7.70Hz)、8.21(d、1H、J=7.80Hz)、8.04−8.02(m、2H)、7.98−7.94(m、4H)、7.80(s、1H)、7.64−7.58(m、5H)、7.44−7.29(m、10H)、7.16−7.11(m、3H)、7.08−7.05(m、6H)であった。
[化合物147の合成]
Figure 0006898084
Ar雰囲気下で、200mLの三口フラスコに化合物Aを4.11g、化合物XXを3.35g、Pd(dba)を0.563g、(t−Bu)Pを0.23g、ナトリウム−tert−ブトキシド(Sodium tert−butoxide)を4.13g加えて、140mLトルエン溶媒の中で3時間加熱還流撹拌した。空冷後、水を添加して有機層を分取して溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエンとヘキサンとの混合溶媒を使用)に精製した後、白色固体化合物147を6.22g(収率80%)得た。
FAB−MS測定によって、測定された化合物147の分子量は666であった。また、H−NMR(CDCl)測定で測定された化合物147のケミカルシフト値(δ)は8.57(d、2H、J=7.70Hz)、8.04(s、1H)、7.98−7.94(m、4H)、7.80(s、1H)、7.64−7.58(m、5H)、7.49−7.29(m、10H)、7.16−7.11(m、3H)、7.08−7.02(m、6H)であった。
[有機電界発光素子の作製]
ITOで150nm厚さの陽極204を形成し、2−TNATAで60nm厚さの正孔注入層を形成し、30nm厚さの正孔輸送層を形成し、ADNにTBPを3%ドープした25nm厚さの発光層を形成し、Alqで25nm厚さの電子輸送層を形成し、LiFで1nm厚さの電子注入層を形成し、Alで100nm厚さの陰極を形成した。
実施例1〜実施例8、比較例1〜比較例5で正孔輸送層を形成するのに使用した化合物は表2に示した。
製作した電界発光素子に対して、駆動電圧、半減寿命を評価した。なお、電圧は10mA/cmにおける値を示し、半減寿命は初期輝度1、000cd/mからの輝度半減時間を示す。評価結果を表1に示す。
Figure 0006898084
Figure 0006898084
表1を参照すれば、実施例1〜実施例8の有機電界発光素子が比較例1〜比較例5の有機電界発光素子より長寿命を有することを確認することができる。比較例1及び比較例2はフルオレニル基と結合した置換基の体積が大きいので、立体障害(steric hindrance)が大きく、これにしたがって化合物自体の安定性が低下して有機電界発光素子の寿命が低下した。比較例3及び比較例5はフルオレニル基とアミノ基との結合のみで電荷耐性が低いので、寿命が低下し、比較例4はフルオレニル基と結合して環を形成した結合基の体積が大きいので、立体障害(steric hindrance)が大きく、これにしたがって化合物自体の安定性が低下されて有機電界発光素子の寿命が低下された。
以上、添付された図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は本発明がその技術的思想や必須的な特徴と変形しなく、他の具体的な形態に実施できることは理解するべきである。したがって、以上で記述した実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的なものではない。
10 有機電界発光素子
AN アノード
HTR 正孔輸送領域
EML 発光層
BFL バッファ層
ETR 電子輸送領域
CAT カソード

Claims (11)

  1. 以下の化学式1で表されるアミン化合物。
    Figure 0006898084

    前記化学式1において、
    Xは以下の化学式2で表わされる官能基から選択され、
    Figure 0006898084

    YはC、Si又はGeであり、
    〜ZはCR又はNであり、
    Ar は置換若しくは無置換のフェニル基であり、
    Ar 〜Arは各々独立的に水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数5以上30以下のヘテロアリール基、炭素数1以上20以下のアルキル基又は炭素数3以上20以下のシリル基であり、
    は置換若しくは無置換の炭素数6以上30以下のアリーレン基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数5以上30以下のヘテロアリーレン基であり、
    〜Lは各々独立的に単結合、置換若しくは無置換の炭素数6以上30以下のアリーレン基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数5以上30以下のヘテロアリーレン基であり、
    R及びR’は各々独立的に、水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数5以上30以下のヘテロアリール基、又は炭素数1以上20以下のアルキル基であり、
    前記化学式1におけるアミン部位の窒素原子は、L のメタ位に結合される
  2. 以下の化学式5で表される請求項1に記載のアミン化合物。
    Figure 0006898084
  3. 以下の化学式6で表される請求項1に記載のアミン化合物。
    Figure 0006898084

    前記化学式6において、AはO、S、又はCRであり、R及びRは各々独立的に水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1以上20以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素数5以上30以下のヘテロアリール基である。
  4. 前記L
    換若しくは無置換のフェニレン基、又は置換若しくは無置換のビフェニレン基である請求項1乃至請求項のいずれか一項に記載のアミン化合物。
  5. 前記Arは、
    置換若しくは無置換のフェニル基、置換若しくは無置換のナフチル基、置換若しくは無置換のジベンゾフラニル基、置換若しくは無置換のジベンゾチオフェニル基及び置換若しくは無置換のフルオレニル基の中から選択される請求項1に記載のアミン化合物。
  6. 前記Arは、
    置換若しくは無置換のフェニル基、置換若しくは無置換のビフェニル基又は置換若しくは無置換のナフチル基である請求項1に記載のアミン化合物。
  7. 以下の化合物群で表される化合物の中のいずれかである請求項1に記載のアミン化合物。
    Figure 0006898084

    Figure 0006898084

    Figure 0006898084
  8. アノードと、
    前記アノード上に設けられる正孔輸送領域と、
    前記正孔輸送領域上に設けられる発光層と、
    前記発光層上に設けられる電子輸送領域と、
    前記電子輸送領域上に設けられるカソードと、を含み、
    前記正孔輸送領域は、
    以下の化学式1で表されるアミン化合物を含む有機電界発光素子。
    Figure 0006898084

    前記化学式1において、
    Xは以下の化学式2で表わされる官能基から選択され、
    Figure 0006898084

    YはC、Si又はGeであり、
    〜ZはCR又はNであり、
    Ar は置換若しくは無置換のフェニル基であり、
    Ar 〜Arは各々独立的に水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数5
    以上30以下のヘテロアリール基、炭素数1以上20以下のアルキル基又は炭素数3以上20以下のシリル基であり、
    は置換若しくは無置換の炭素数6以上30以下のアリーレン基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数5以上30以下のヘテロアリーレン基であり、
    〜Lは各々独立的に単結合、置換若しくは無置換の炭素数6以上30以下のアリーレン基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数5以上30以下のヘテロアリーレン基であり、
    R及びR’は各々独立的に、水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数5以上30以下のヘテロアリール基、又は炭素数1以上20以下のアルキル基であり、
    前記化学式1におけるアミン部位の窒素原子は、L のメタ位に結合される
  9. 前記化学式1で表わされるアミン化合物は、以下の化学式5で表される請求項に記載の有機電界発光素子。
    Figure 0006898084
  10. 前記化学式1で表わされるアミン化合物は、以下の化学式6で表される請求項に記載の有機電界発光素子。
    Figure 0006898084

    前記化学式6において、AはO、S、又はCRであり、R及びRは各々独立的に水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1以上20以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素数5以上30以下のヘテロアリール基であるである。
  11. 前記正孔輸送領域は、以下の化合物群で表される化合物の少なくとも1つを含む請求項に記載の有機電界発光素子。
    Figure 0006898084

    Figure 0006898084

    Figure 0006898084
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