JP7104686B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Description
また、特許文献1および2に記載の芳香族アミン誘導体の中には、正孔の移動度が10-3cm2/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。よって、さら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る。
本発明者らは、正孔輸送層を二層構成とし、且つ、特定の構造を有するアリールアミン化合物を発光層に隣接する正孔輸送層(第二正孔輸送層)の材料として選択すると、発光層へ正孔を効率良く注入・輸送できるという知見を得た。更に、特定の構造を有するピリミジン誘導体を電子輸送層の材料として選択すると、発光層へ電子を効率良く注入・輸送できるという知見も得た。
そして、かかるアリールアミン化合物とピリミジン誘導体の組み合わせに対して更に種々の材料を組み合わせ、キャリアバランスが精緻化された材料の組み合わせを検討し、素子の特性評価を鋭意行った。その結果、本発明を完成するに至った。
前記第二正孔輸送層が、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、
前記電子輸送層が、下記一般式(2)で表されるピリミジン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。
Ar1~Ar4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。
Ar5は、芳香族炭化水素基または縮合多環芳香族基を表し、
Ar6、Ar7は、同一でも異なってもよく、水素原子、芳香族炭
化水素基または縮合多環芳香族基を表し、
Ar6とAr7が同時に水素原子となることはなく、
Aは、下記構造式(3)で示される1価基を表す。
Ar8は、芳香族複素環基を表し、
R1~R4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、
R1~R4とAr8は、単結合、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。
1)前記第一正孔輸送層が、分子中にトリアリールアミン構造を3~6個有するトリアリールアミン化合物であって、前記トリアリールアミン構造がヘテロ原子を含まない2価基または単結合で連結しているトリアリールアミン化合物を含有すること。
2)前記トリアリールアミン化合物が、下記一般式(4)で表される、分子中に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ること。
R5~R16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、縮合多環芳香族
基またはアリールオキシ基を表す。
r5、r6、r9、r12、r15、r16は、同一でも異なってもよ
く、0~5の整数を表し、
r7、r8、r10、r11、r13、r14は、同一でも異なっても
よく、0~4の整数を表す。
r5、r6、r9、r12、r15、r16が2~5の整数である場合
またはr7、r8、r10、r11、r13、r14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R5~R16は、同一で
も異なってもよく、且つ、単結合、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。
L1~L3は、同一でも異なってもよく、下記構造式(B)~
(G)のいずれかで示される2価基または単結合を表す。
3)前記第一正孔輸送層が、分子中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、前記トリアリールアミン構造が、ヘテロ原子を含まない2価基または単結合で連結しているトリアリールアミン化合物を含有すること。
4)前記トリアリールアミン化合物が、下記一般式(5)で表されること。
R17~R22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、縮合多環芳香族
基またはアリールオキシ基を表す。
r17、r18、r21、r22は、同一でも異なってもよく、0~5
の整数を表し、
r19、r20は、同一でも異なってもよく、0~4の整数を表す。
r17、r18、r21、r22が2~5の整数である場合または
r19、r20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R17~R22は、同一でも異なってもよく、且つ、単結
合、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。
L4は、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。
の意味である。
6)前記ピリミジン誘導体が、下記一般式(2b)で表されること。
の意味である。
7)前記一般式(2)において、Aが下記構造式(3a)で示される1価基であること。
通りの意味である。
Ar1~Ar4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。
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、i-プロピル基、n-ブチル基、2-メチルプロピル基、
t-ブチル基、n-ペンチル基、3-メチルブチル基、tert-ペ
ンチル基、n-ヘキシル基、iso-ヘキシル基、tert-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、
アセナフテニル基、フェナントリル基、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、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、無置換でもよいが、更に前記例示した置換基が置換していても良い。
また、これらの置換基同士は、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、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。
アリールアミン化合物Iの中で、好ましい化合物の具体例を図1~図25に示すが、アリールアミン化合物Iは、これらの化合物に限定されるものではない。尚、化合物1-7、化合物1-14、化合物1-137および化合物1-138は欠番である。
Ar3がフェニル基であり、かかるフェニル基が置換基として芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または縮合多環芳香族基を有する場合、置換基の数は1つが好ましい。
Ar3で表される基が置換基を有する場合、置換基の種類としては、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が好ましく、炭素原子数1~6のアルキル基または芳香族炭化水素基がより好ましい。
Ar4がフェニル基であり、かかるフェニル基が置換基として芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または縮合多環芳香族基を有する場合、置換基の数は1つが好ましい。
Ar4で表される基が置換基を有する場合、置換基としては、炭素原子数1~6のアルキル基、芳香族炭化水素基または縮合多環芳香族基が好ましく、炭素原子数1~6のアルキル基または芳香族炭化水素基がより好ましい。
これらの置換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。
Ar5は、芳香族炭化水素基または縮合多環芳香族基を表す。Ar6、Ar7は、同一でも異なってもよく、水素原子、芳香族炭化水素基または縮合多環芳香族基を表す。Ar6とAr7が同時に水素原子となることはない。
ピリミジン誘導体IIの中で、好ましい化合物の具体例を図26~図46に示すが、ピリミジン誘導体IIは、これらの化合物に限定されるものではない。尚、Dは重水素を表す。
Ar5で表される基が置換基を有する場合、置換基としては、重水素原子または縮合多環芳香族基が好ましく、重水素原子、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、フルオランテニル基またはトリフェニレニル基がより好ましい。
かかる含窒素複素環基は、無置換であることが好ましい。
ここで、Ar5とAr6が同一の基である場合、異なる置換基であってもよいし、あるいは、異なる置換位置であってもよい。Ar6とAr7が同一の基である場合も同様である。
本発明の有機EL素子においては、上記アリールアミン化合物Iが第二正孔輸送層に含まれており、且つ、上記ピリミジン誘導体IIが電子輸送層に含まれているという条件を満たしている限り、各層は種々の態様を採ることができる。以下、図56を参照して、各層について詳細に説明する。
陽極としては、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と第一正孔輸送層4との間には、正孔注入層3を設ける。正孔注入層3には、前記一般式(1)で表されるアリールアミン化合物I、後述の一般式(4)で表されるトリアリールアミン化合物IIIまたは後述の一般式(5)で表されるトリアリールアミン化合物IVを用いることが好ましい。これらの化合物は、正孔の移動度が高いからである。
第一正孔輸送層4は、上記の正孔注入層3と第二正孔輸送層5との間に設けられる。第一正孔輸送層4には、以下に例示される公知の材料を含有させることができる。
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
(以後、TPDと略称する)、
N,N’-ジフェニル-N,N’-ジ(α-ナフチル)ベンジジ
ン(以後、NPDと略称する)、
N,N,N’,N’-テトラビフェニリルベンジジンなど;
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);
正孔輸送性のトリアリールアミン化合物、例えば
分子中にトリアリールアミン構造を3~6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、ヘテロ原子
を含まない2価基または単結合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3~6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。)、
分子中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、ヘテロ原子を含
まない2価基または単結合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。);
但し、第一正孔輸送層4に正孔輸送性のトリアリールアミン化合物を用いる場合、第一正孔輸送層4の組成は正孔注入層3の組成とは異なっていなければならない。
r5~r16は、それぞれ、ベンゼン環に結合している基R5~R16の数を示す。r5、r6、r9、r12、r15、r16は、同一でも異なってもよく、0~5の整数を表し、r7、r8、r10、r11、r13、r14は、同一でも異なってもよく、0~4の整数を表す。
R5~R16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。
L1~L3は、トリアリールアミン構造同士を結合する橋絡基である。L1~L3は、同一でも異なってもよく、下記構造式(B)~(G)のいずれかで示される2価基または単結合を表す。下記構造式(B)~(G)で示される2価基は無置換でもよいが、重水素で置換されていてもよい。下記構造式(B)中、n1は1~3の整数を表す。
トリアリールアミン化合物IIIの中で、好ましい化合物の具体例を図47~図49に示すが、トリアリールアミン化合物IIIは、これらの化合物に限定されるものではない。
r17~r22は、それぞれ、ベンゼン環に結合している基R17~R22の数を示す。r17、r18、r21、r22は、同一でも異なってもよく、0~5の整数を表し、r19、r20は、同一でも異なってもよく、0~4の整数を表す。
R17~R22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。
トリアリールアミン化合物IVの中で、好ましい化合物の具体例を図51~54に示すが、トリアリールアミン化合物IVは、これらの化合物に限定されるものではない。
本発明の有機EL素子においては、第一正孔輸送層4と発光層6の間に第二正孔輸送層5が設けられ、かかる第二正孔輸送層5に前記一般式(1)で表されるアリールアミン化合物Iが用いられる。
図56には示されていないが、第二正孔輸送層と発光層との間には電子阻止層を設けることができる。電子阻止層には、電子阻止性が高いという観点から、前記アリールアミン化合物I、前記トリアリールアミン化合物IIIまたは前記トリアリールアミン化合物IVを用いることができる。ただし、電子阻止層の組成は、前述の第二正孔輸送層5の組成とは異なっていなければならない。
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)など;
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;
を用いることができる。
発光層6は、前記第二正孔輸送層5(または電子阻止層)の上に形成される。発光層6には、Alq3をはじめとするキノリノール誘導体の金属錯体の他、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などを用いることができる。
ホスト材料として、前記発光材料に加え、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。
Ir(ppy)3などの緑色の燐光発光体;
FIrpic、FIr6などの青色の燐光発光体;
Btp2Ir(acac)などの赤色の燐光発光体;
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など;
また、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-1
H-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。
発光層と電子輸送層との間には、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(以後、BAlqと略称する)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。
正孔阻止層用の材料は、単独で成膜に供してもよいが、他の材料とともに混合して成膜に供してもよい。正孔阻止層は、単層構造を有してもよく、単独で成膜した層同士を積層した構造、混合して成膜した層同士を積層した構造または単独で成膜した層と混合して成膜した層を積層した構造を有してもよい。
本発明において、電子輸送層7には前記ピリミジン誘導体IIが用いられる。更に、本発明の効果を損なわない限りにおいて、公知の電子輸送性の材料を併用してもよい。公知の電子輸送性の材料としては、Alq3、BAlqをはじめとするキノリノール誘導体の金属錯体;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;などを用いることができる。
電子輸送層7の上には、電子注入層8を設けても良い。電子注入層には、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、電子注入層を省略することができる。
陰極9には、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)-(6-フェニルビフェニル-3-イル)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)-(6-ブロモビフェニル-3-イ
ル)アミン 11.8g、
トルエン 94mL、
フェニルボロン酸 2.7g、
を加え、さらに予め炭酸カリウム5.9gを水36mLに溶解した水溶液を加えて混合液を得た。混合液に30分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気した。
次いで、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム0.74gを加えて加熱し、72℃で18時間撹拌した。室温まで冷却し、分液操作によって有機層を採取した。水を用いた洗浄、飽和食塩水を用いた洗浄を順次行った後、無水硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、濃縮した。これによって、粗製物を得た。続いて、カラムクロマトグラフィーを用いた精製を行った。その結果、化合物1-2の白色粉体8.4g(収率72%)を得た。
δ(ppm)=7.56-7.68(7H)
7.45-7.52(4H)
7.14-7.41(20H)
ビス(ビフェニル-4-イル)-{6-(ナフチル-1-イル)ビフェニル-3-イル}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
1-ナフチルボロン酸
を用い、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物1-3の白色粉体9.2g(収率61%)を得た。
δ(ppm)=7.84-7.87(3H)
7.67-7.83(6H)
7.26-7.64(18H)
7.02-7.04(6H)
ビス(ビフェニル-4-イル)-{6-(9,9-ジメチルフルオレン-2-イル)ビフェニル-3-イル}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
(9,9-ジメチルフルオレン-2-イル)ボロン酸
を用い、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物1-1の白色粉体9.0g(収率57%)を得た。
δ(ppm)=7.56-7.64(10H)
7.26-7.50(18H)
7.02-7.16(5H)
1.26(6H)
ビス(ビフェニル-4-イル)-{6-(ビフェニル-4-イル)ビフェニル-3-イル}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、同様の条件で反応を行った。化合物1-4の白色粉体8.6g(収率64%)を得た。
δ(ppm)=7.66-7.53(8H)
7.51-7.15(27H)
ビス(ビフェニル-4-イル)-{6-(1,1’;4’,1’’-ターフェニル-4-イル)ビフェニル-3-イル}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-ブロモ-1,1’;4’,1’’-ターフェニル
を用い、
ビス(ビフェニル-4-イル)-(6-ブロモビフェニル-3-
イル)アミン
に代えて
ビス(ビフェニル-4-イル)-{3-フェニル-4-(4,4,
5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イ
ル)フェニル}アミン
を用い、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物1-9の白色粉体4.5g(収率40%)を得た。
δ(ppm)=7.73-7.58(15H)
7.46-7.12(24H)
ビス(ビフェニル-4-イル)-[6-{4-(ナフタレン-1-イル)フェニル)}ビフェニル-3-イル]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-(ナフタレン-1-イル)フェニルボロン酸
を用い、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物1-16の白色粉体11.6g(収率77%)を得た。
δ(ppm)=7.95-7.84(3H)
7.67-7.18(34H)
ビス(ビフェニル-4-イル)-[6-(9,9-ジメチルフルオレン-2-イル)フェニル)}ビフェニル-3-イル]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-(9,9-ジメチルフルオレン-2-イル)フェニルボロン
酸
を用い、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物1-20の白色粉体13.1g(収率81%)を得た。
δ(ppm)=7.78(2H)
7.68-7.15(35H)
1.55(6H)
(ビフェニル-4-イル)-{6-(ビフェニル-4-イル)ビフェニル-3-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、
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、
ビス(ビフェニル-4-イル)-(6-ブロモビフェニル-3-
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
-イル)-(6-ブロモビフェニル-3-イル)アミン
を用い、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物1-56の白色粉体17.8g(収率89%)を得た。
δ(ppm)=7.72-7.57(7H)
7.52-7.33(9H)
7.32-7.19(17H)
1.45(6H)
ビス(9,9-ジメチルフルオレン-2-イル)-(6-フェニルビフェニル-3-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)-(6-ブロモビフェニル-3-
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)-(6-ブロモ
ビフェニル-3-イル)アミン
を用い、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物1-62の白色粉体11.5g(収率57%)を得た。
δ(ppm)=7.70-7.63(3H)
7.44-7.02(24H)
1.46(12H)
ビス(6-フェニルビフェニル-3-イル)-(ビフェニル-4-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)-(6-ブロモビフェニル-3-
イル)アミン
に代えて、
ビス(6-ブロモビフェニル-3-イル)-(ビフェニル-4-
イル)アミン
を用い、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物1-108の白色粉体10.2g(収率73%)を得た。
δ(ppm)=7.57-7.66(4H)
7.10-7.49(31H)
トリス(6-フェニルビフェニル-3-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)-(6-ブロモビフェニル-3-
イル)アミン
に代えて、
トリス(6-ブロモビフェニル-3-イル)アミン
を用い、同様の条件で反応を行った。その結果、化合物1-143の白色粉体11.1g(収率75%)を得た。
δ(ppm)=7.35-7.42(6H)
7.15-7.35(33H)
アリールアミン化合物I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測定した。
融点 ガラス転移点
合成例2:化合物1-3 242℃ 103℃
合成例3:化合物1-1 観測されず 115℃
合成例4:化合物1-4 観測されず 104℃
合成例5:化合物1-9 観測されず 117℃
合成例6:化合物1-16 観測されず 107℃
合成例7:化合物1-20 240℃ 127℃
合成例8:化合物1-56 観測されず 116℃
合成例9:化合物1-62 観測されず 119℃
合成例10:化合物1-108 観測されず 101℃
合成例11:化合物1-143 観測されず 112℃
アリールアミン化合物Iを用いて、ITO基板の上に膜厚100nmの蒸着膜を作製して、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、PYS-202)によって仕事関数を測定した。
仕事関数
合成例1:化合物1-2 5.68eV
合成例2:化合物1-3 5.72eV
合成例3:化合物1-1 5.66eV
合成例4:化合物1-4 5.67eV
合成例5:化合物1-9 5.70eV
合成例6:化合物1-16 5.71eV
合成例7:化合物1-20 5.66eV
合成例8:化合物1-56 5.62eV
合成例9:化合物1-62 5.55eV
合成例10:化合物1-108 5.72eV
合成例11:化合物1-143 5.75eV
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4、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(アルミニウム電極)9をこの順に蒸着して、図56に示す有機EL素子を作製した。
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、真空蒸着機内を0.001Pa以下まで減圧した。
続いて、透明陽極2を覆うようにして下記構造式の化合物6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、陰極9を形成した。
実施例3において、第二正孔輸送層5の材料として合成例4の化合物1-4に代えて合成例5の化合物1-9を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。
実施例5において、第二正孔輸送層5の材料として合成例4の化合物1-4に代えて合成例5の化合物1-9を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。
実施例7において、第二正孔輸送層5の材料として合成例4の化合物1-4に代えて合成例5の化合物1-9を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。
実施例1において、第二正孔輸送層5の材料として合成例4の化合物1-4に代えて前記化合物5-1を用いた点以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。この場合、第一正孔輸送層4と第二正孔輸送層5は一体の正孔輸送層(膜厚65nm)として機能した。
実施例3において、第二正孔輸送層5の材料として合成例4の化合物1-4に代えて前記化合物5-1を用いた点以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。この場合、第一正孔輸送層4と第二正孔輸送層5は一体の正孔輸送層(膜厚65nm)として機能した。
実施例5において、第二正孔輸送層5の材料として合成例4の化合物1-4に代えて前記化合物5-1を用いた点以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。この場合、第一正孔輸送層4と第二正孔輸送層5は一体の正孔輸送層(膜厚65nm)として機能した。
実施例7において、第二正孔輸送層5の材料として合成例4の化合物1-4に代えて前記化合物5-1を用いた点以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。この場合、第一正孔輸送層4と第二正孔輸送層5は一体の正孔輸送層(膜厚65nm)として機能した。
実施例1において、第二正孔輸送層5の材料として合成例4の化合物1-4に代えて前記化合物5-1を用いた点、および、電子輸送層7の材料として化合物2-92に代えて下記構造式のETM-1(国際公開第2003/060956号参照)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4と第二正孔輸送層5は一体の正孔輸送層(膜厚65nm)として機能した。
また、素子寿命を測定し、結果を表1に示した。素子寿命は、発光開始時の発光輝度(初期輝度)を2000cd/m2として定電流駆動を行った時、発光輝度が1900cd/m2(初期輝度を100%とした時の95%に相当:95%減衰)に減衰するまでの時間として測定した。
電力効率も、比較例1~5よりも実施例1~8のほうが高効率であった。
素子寿命(95%減衰)も、比較例1~5に比べ実施例1~8では大きく長寿命化した。
2 透明陽極
3 正孔注入層
4 第一正孔輸送層
5 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 (5)
- 前記第一正孔輸送層が、分子中にトリアリールアミン構造を3~6個有するトリアリールアミン化合物であって、前記トリアリールアミン構造がヘテロ原子を含まない2価基または単結合で連結しているトリアリールアミン化合物を含有する、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記トリアリールアミン化合物が、下記一般式(4)で表される、分子中に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る、請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
式中、
R5~R16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し、
r5、r6、r9、r12、r15、r16は、同一でも異な
ってもよく、0~5の整数を表し、
r7、r8、r10、r11、r13、r14は、同一でも異
なってもよく、0~4の整数を表し、
r5、r6、r9、r12、r15、r16が2~5の整数で
ある場合またはr7、r8、r10、r11、r13、r14
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R5~R16は、同一でも異なってもよく、且つ、単結
合、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、
L1~L3は、同一でも異なってもよく、下記構造式
(B)~(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、n1は1~3の整数を表す。 - 前記第一正孔輸送層が、分子中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、前記トリアリールアミン構造が、ヘテロ原子を含まない2価基または単結合で連結しているトリアリールアミン化合物を含有する、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記トリアリールアミン化合物が、下記一般式(5)で表される、請求項4に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
式中、
R17~R22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し、
r17、r18、r21、r22は、同一でも異なってもよく、
0~5の整数を表し、
r19、r20は、同一でも異なってもよく、0~4の整数
を表し、
r17、r18、r21、r22が2~5の整数である場合
またはr19、r20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R17~R22は、同一でも異なって
もよく、且つ、単結合、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、
L4は下記構造式(C)~(G)のいずれかで示される2
価基または単結合を表す。
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