JPWO2020017552A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Abstract
本発明は、薄膜の安定性や耐久性に優れているアリールアミン系材料、特に屈折率が高い特定のベンゾアゾール環構造を有するジアミン化合物を、濃度１０−５ｍｏｌ／Ｌの吸収スペクトルにおいて波長４００ｎｍから４１０ｎｍにおける吸光度が高い材料を選別し、キャッピング層を構成する材料として用いた有機ＥＬ素子である。［化１］
Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と略称する場合がある。）およびその製造方法に関する。
本出願は、２０１８年０７月１７日に日本に出願された特願２０１８−１３４４４５に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本出願は、２０１８年０７月１７日に日本に出願された特願２０１８−１３４４４５に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
有機ＥＬ素子は、自己発光性素子である。また、有機ＥＬ素子は、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。このことから、有機ＥＬ素子は、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した。このことにより、彼らは、有機材料を用いた有機ＥＬ素子を実用的なものにした。彼らは、電子を輸送できる蛍光体と正孔を輸送できる有機物とを積層し、両方の電荷を蛍光体の層の中に注入して発光させた。このことにより、有機ＥＬ素子は、１０Ｖ以下の電圧で１０００ｃｄ／ｍ２以上の高輝度が得られるようになった（例えば、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、積層構造の各種の役割は、さらに細分化された。基板上に順次に、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、陰極を設け、底部から発光するボトムエミッション構造の電界発光素子によって、高効率と耐久性が達成されるようになってきた（例えば、非特許文献１参照）
近年、高い仕事関数を持った金属を陽極に用い、上部から発光するトップエミッション構造の発光素子が用いられるようになってきた。画素回路を有する底部から光を取り出すボトムエミッション構造では、発光部の面積が制限されてしまう。これに対して、トップエミッション構造の発光素子では、上部から光を取り出すため、発光部からの光を画素回路が遮ることがない。このため、トップエミッション構造の発光素子は、発光部を広くとれる利点がある。トップエミッション構造の発光素子では、陰極にＬｉＦ／Ａｌ／Ａｇ（例えば、非特許文献２参照）、Ｃａ／Ｍｇ（例えば、非特許文献３参照）、ＬｉＦ／ＭｇＡｇなどの半透明電極が用いられる。
このような発光素子では、発光層で発光した光が他の膜に入射する場合に、ある角度以上で入射すると、発光層と他の膜との界面で全反射されてしまう。このため、発光した光の一部しか利用できていなかった。近年、光の取り出し効率を向上させるために、屈折率の低い半透明電極の外側に、屈折率の高い「キャッピング層」を設けた発光素子が提案されている（例えば、非特許文献２および３参照）。
トップエミッション構造の発光素子におけるキャッピング層の効果は、以下の通り認められた。Ｉｒ（ｐｐｙ）３を発光材料に用いた発光素子において、キャッピング層が無い場合は発光効率が３８ｃｄ／Ａであった。これに対し、キャッピング層として膜厚６０ｎｍのＺｎＳｅを使用した発光素子では、６４ｃｄ／Ａと約１．７倍の効率向上が認められた。また、半透明電極とキャッピング層の透過率の極大点と効率の極大点とは、必ずしも一致しないことが示されている。光の取り出し効率の最大点は、干渉効果によって決められることが示されている（例えば、非特許文献３参照）。
従来、キャッピング層の形成には、精細度の高いメタルマスクを用いることが提案されている。しかし、高温条件下での使用では、メタルマスクに熱による歪みが生じるため、位置合わせ精度が低下する問題点があった。ＺｎＳｅは、融点が１１００℃以上と高い（例えば、非特許文献３参照）。このため、精細度の高いメタルマスクを用いても、ＺｎＳｅを蒸着する際にメタルマスクが歪むため、正確な位置に蒸着できず、発光素子そのものにも影響を与える可能性がある。更に、スパッタ法によってＺｎＳｅを成膜する場合でも、発光素子に影響を与えてしまう。このことから、無機物は、キャッピング層の構成材料として適していない。
その他、屈折率を調整するキャッピング層として、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（以下、Ａｌｑ３と省略する）を使用することが提案されている（例えば、非特許文献２参照）。Ａｌｑ３は、緑色発光材料または電子輸送材料として一般的に使用される有機ＥＬ材料として知られている。Ａｌｑ３は、青色発光材料に使用される４５０ｎｍ付近に弱い吸収を持つ。このため、Ａｌｑ３をキャッピング層として使用した青色発光素子では、色純度の低下および光の取り出し効率が低下する問題点があった。
また、従来のキャッピング層を有する素子では、太陽光の波長４００ｎｍから４１０ｎｍの光が通光し、素子内部の材料に影響を与えるため、色純度および光の取り出し効率が低下する問題点もあった。
有機ＥＬ素子の素子特性を改善するために、キャッピング層には、特に、太陽光の波長４００ｎｍから４１０ｎｍの光を吸収し、素子内部の材料に影響を与えないことが求められている。また、有機ＥＬ素子における光の取り出し効率を大幅に改善するために、キャッピング層の材料として、吸光係数が高く、屈折率が高く、薄膜の安定性および耐久性に優れる材料が求められている。
応用物理学会第９回講習会予稿集５５〜６１ページ（２００１）
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本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高輝度で発光効率および電力効率が良好で長寿命の有機ＥＬ素子を提供することを課題とする。
本発明者らは上記の目的を達成するために、以下に示すように、鋭意研究を行った。
すなわち、アリールアミン系材料が薄膜の安定性および耐久性に優れることに着目して、屈折率の高い特定のベンゾアゾール環構造を有するアミン化合物から、濃度１０−５ｍｏｌ／Ｌの吸収スペクトルにおいて波長４００ｎｍから４１０ｎｍにおける吸光度が高い材料を選別した。そして、この材料を、キャッピング層を構成する材料として用いた有機ＥＬ素子を作製し、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。
すなわち、本発明によれば、以下の有機ＥＬ素子が提供される。
すなわち、アリールアミン系材料が薄膜の安定性および耐久性に優れることに着目して、屈折率の高い特定のベンゾアゾール環構造を有するアミン化合物から、濃度１０−５ｍｏｌ／Ｌの吸収スペクトルにおいて波長４００ｎｍから４１０ｎｍにおける吸光度が高い材料を選別した。そして、この材料を、キャッピング層を構成する材料として用いた有機ＥＬ素子を作製し、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。
すなわち、本発明によれば、以下の有機ＥＬ素子が提供される。
１）第１電極と第２電極との間に発光層を含む有機層を有し、
前記第１電極の前記有機層と反対側の面にキャッピング層が積層され、
前記第１電極が、透明または半透明であり、
前記キャッピング層が、下記一般式（ａ−１）で表されるベンゾアゾール環構造を有するジアミン化合物を含有することを特徴とする有機ＥＬ素子。
前記第１電極の前記有機層と反対側の面にキャッピング層が積層され、
前記第１電極が、透明または半透明であり、
前記キャッピング層が、下記一般式（ａ−１）で表されるベンゾアゾール環構造を有するジアミン化合物を含有することを特徴とする有機ＥＬ素子。
２）前記第１電極が陰極であり、
前記第２電極が陽極であり、
前記有機層が正孔輸送層と発光層と電子輸送層とを少なくとも含み、
前記陽極、前記正孔輸送層、前記発光層、前記電子輸送層、前記陰極および前記キャッピング層をこの順に有することを特徴とする上記１）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記第２電極が陽極であり、
前記有機層が正孔輸送層と発光層と電子輸送層とを少なくとも含み、
前記陽極、前記正孔輸送層、前記発光層、前記電子輸送層、前記陰極および前記キャッピング層をこの順に有することを特徴とする上記１）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
３）前記一般式（ｂ−１）が、下記一般式（ｂ−２）、（ｂ−３）または（ｂ−４）であることを特徴とする上記１）記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
４）前記一般式（ｂ−１）が、下記一般式（ｂ−５）、（ｂ−６）または（ｂ−７）であることを特徴とする上記１）記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
５）前記一般式（ｂ−１）が、下記一般式（ｂ−８）、（ｂ−９）または（ｂ−１０）であることを特徴とする上記１）記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
６）前記ｍと前記ｎの合計が、０、１または２であることを特徴とする上記１）〜上記５）のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
７）前記一般式（ａ−１）における−ＮＡｒ１Ａｒ２と−ＮＡｒ３Ａｒ４の二つのアミノ基骨格が、同一であることを特徴とする上記１）〜上記６）のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
８）前記ジアミン化合物は、濃度１０−５ｍｏｌ／Ｌの吸収スペクトルにおける吸光度が、４００ｎｍから４１０ｎｍの波長範囲で０．２以上であることを特徴とする上記１）〜上記７）のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
９）前記キャッピング層の厚さが、３０ｎｍ〜１２０ｎｍの範囲内であることを特徴とする、上記１）〜上記８）のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１０）前記キャッピング層は、４００ｎｍおよび４１０ｎｍの波長の光を透過させたときの屈折率が１．８５以上である、上記１）〜上記９）のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１１）前記キャッピング層は、波長４００ｎｍおよび４１０ｎｍの光の消衰係数が０．２以上である上記１）〜上記１０）のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１２）前記Ｒ１および前記Ｒ２が、水素原子である、上記１）〜上記１１）のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１２）前記Ｒ１および前記Ｒ２が、水素原子である、上記１）〜上記１１）のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
本発明の有機ＥＬ素子は、高輝度で発光効率および電力効率が良好であり、しかも長寿命である。
本実施形態の目的は、有機ＥＬ素子の素子特性を改善することである。特に、太陽光の波長４００ｎｍから４１０ｎｍの光を吸光し、素子内部の材料に影響を与えない有機ＥＬ素子とする。また、本実施形態の目的は、有機ＥＬ素子における光の取り出し効率を大幅に改善する。さらに、本実施形態の目的は、（１）吸光係数が高く、（２）屈折率が高く、（３）薄膜の安定性が良好であり、（４）耐久性に優れている、（５）耐光性に優れている、（６）青、緑、および赤色それぞれの波長領域において吸収を持たない材料から構成されるキャッピング層を備えた有機ＥＬ素子を提供することにある。
キャッピング層に適した物理的な特性としては、（１）吸光係数が高いこと、（２）屈折率が高いこと、（３）蒸着が可能であること、（４）薄膜状態が安定であること、（５）ガラス転移温度が高いことを挙げることができる。
また、有機ＥＬ素子に適した物理的な特性としては、（１）４００ｎｍから４１０ｎｍの光を吸収すること、（２）光の取り出し効率が高いこと、（３）色純度の低下が無いこと、（４）経時変化することなく光を透過すること、（５）長寿命であることをあげることができる。
また、有機ＥＬ素子に適した物理的な特性としては、（１）４００ｎｍから４１０ｎｍの光を吸収すること、（２）光の取り出し効率が高いこと、（３）色純度の低下が無いこと、（４）経時変化することなく光を透過すること、（５）長寿命であることをあげることができる。
「有機ＥＬ素子」
本実施形態の有機ＥＬ素子は、第１電極と第２電極との間に発光層を含む有機層を有し、第１電極の有機層と反対側の面にキャッピング層が積層されたものである。
有機層は、発光層を含むものであり、発光層のみであってもよいし、発光層と、その他の有機層とが積層された積層構造を有するものであってもよい。有機層は、機能分離型構造の方が発光効率を向上させることが可能であるため、正孔輸送層と電子輸送層との間に発光層が配置されたものであることが好ましい。
本実施形態の有機ＥＬ素子は、第１電極と第２電極との間に発光層を含む有機層を有し、第１電極の有機層と反対側の面にキャッピング層が積層されたものである。
有機層は、発光層を含むものであり、発光層のみであってもよいし、発光層と、その他の有機層とが積層された積層構造を有するものであってもよい。有機層は、機能分離型構造の方が発光効率を向上させることが可能であるため、正孔輸送層と電子輸送層との間に発光層が配置されたものであることが好ましい。
第１電極は、陽極または陰極である。第２電極は、第１電極が陽極である場合には陰極であり、第１電極が陰極である場合には陽極である。
キャッピング層は、第１電極の有機層と反対側の面だけでなく、第２電極の有機層と反対側の面にも設けられていてもよい。
キャッピング層に接して配置される第１電極は、透明または半透明である。このため、光の取り出し効率の高い有機ＥＬ素子となる。また、第２電極の有機層と反対側の面にもキャッピング層が設けられている場合、キャッピング層に接して配置される第２電極は、光の取り出し効率が高い有機ＥＬ素子となるため、透明または半透明であることが好ましい。第１電極および／または第２電極に用いられる透明または半透明の材料としては、例えば、ＭｇＡｇ合金などが挙げられる。
キャッピング層は、第１電極の有機層と反対側の面だけでなく、第２電極の有機層と反対側の面にも設けられていてもよい。
キャッピング層に接して配置される第１電極は、透明または半透明である。このため、光の取り出し効率の高い有機ＥＬ素子となる。また、第２電極の有機層と反対側の面にもキャッピング層が設けられている場合、キャッピング層に接して配置される第２電極は、光の取り出し効率が高い有機ＥＬ素子となるため、透明または半透明であることが好ましい。第１電極および／または第２電極に用いられる透明または半透明の材料としては、例えば、ＭｇＡｇ合金などが挙げられる。
本実施形態の有機ＥＬ素子の構造としては、例えば、トップエミッション構造の発光素子の場合、ガラス基板上に順次、陽極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、陰極およびキャッピング層が設けられた多層構造が挙げられる。さらに、陽極と正孔輸送層の間に正孔注入層を有するもの、正孔輸送層と発光層の間に電子阻止層を有するもの、発光層と電子輸送層の間に正孔阻止層を有するもの、電子輸送層と陰極の間に電子注入層を有するものが挙げられる。
図１は、本実施形態の有機ＥＬ素子の一例を示した概略断面図である。図１に示す有機ＥＬ素子は、ガラス基板１上に、陽極２、正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５、電子輸送層６、電子注入層７、陰極８、キャッピング層９が、この順に積層されたトップエミッション構造のものである。図１に示す有機ＥＬ素子では、第１電極が陰極８であり、第２電極が陽極である。また、図１に示す有機ＥＬ素子では、有機層が、正孔輸送層４と発光層５と電子輸送層６とを含む。
これらの多層構造においては、有機層を何層か省略あるいは兼ねることが可能である。例えば、正孔注入層と正孔輸送層を兼ねた構成、正孔輸送層と電子阻止層を兼ねた構成、正孔阻止層と電子輸送層を兼ねた構成、電子輸送層と電子注入層を兼ねた構成とすること、などもできる。また、同一の機能を有する有機層を２層以上積層した構成とすることも可能である。例えば、正孔輸送層を２層積層した構成、発光層を２層積層した構成、電子輸送層を２層積層した構成、キャッピング層を２層積層した構成、などもできる。
有機ＥＬ素子の各層の膜厚の合計は、２００ｎｍ〜７５０ｎｍ程度が好ましく、３５０ｎｍ〜６００ｎｍ程度がより好ましい。
図１に示す有機ＥＬ素子におけるキャッピング層９は、ベンゾアゾール環構造を有する前記一般式（ａ−１）で表されるジアミン化合物を含有する。図１に示す有機ＥＬ素子において、キャッピング層９の他の層に使用する材料には特に制限はない。以下、有機ＥＬ素子の各層の材料について具体的に例を挙げて説明するが、各層の材料は、これらに限定されない。
「キャッピング層」
本実施形態の有機ＥＬ素子において、前記キャッピング層の厚さは、３０ｎｍから１２０ｎｍの範囲であることが好ましく、４０ｎｍから８０ｎｍの範囲であることがより好ましい。キャッピング層の厚さが３０ｎｍ以上であると、キャッピング層を有することによる効果が顕著となるため好ましい。キャッピング層の厚さが１２０ｎｍ以下であると、キャッピング層の厚みが、有機ＥＬ素子の薄膜化に支障を来すことを抑制できるため好ましい。キャッピング層の膜厚が３０ｎｍ〜１２０ｎｍである場合、良好な光の取り出し効率が得られる。
なお、キャッピング層の膜厚は、発光層に使用する発光材料の種類、キャッピング層以外の有機ＥＬ素子の各層の厚さなどに応じて、適宜変更することができる。
本実施形態の有機ＥＬ素子において、前記キャッピング層の厚さは、３０ｎｍから１２０ｎｍの範囲であることが好ましく、４０ｎｍから８０ｎｍの範囲であることがより好ましい。キャッピング層の厚さが３０ｎｍ以上であると、キャッピング層を有することによる効果が顕著となるため好ましい。キャッピング層の厚さが１２０ｎｍ以下であると、キャッピング層の厚みが、有機ＥＬ素子の薄膜化に支障を来すことを抑制できるため好ましい。キャッピング層の膜厚が３０ｎｍ〜１２０ｎｍである場合、良好な光の取り出し効率が得られる。
なお、キャッピング層の膜厚は、発光層に使用する発光材料の種類、キャッピング層以外の有機ＥＬ素子の各層の厚さなどに応じて、適宜変更することができる。
本実施形態の有機ＥＬ素子においては、キャッピング層の屈折率が、該キャッピング層を透過する光の波長が４５０ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲内において、１．８５以上であることが好ましく、１．９０以上であることがより好ましい。
キャッピング層の屈折率は、有機ＥＬ素子の光の取り出し効率の向上に関する指標となる。
キャッピング層の屈折率は、有機ＥＬ素子の光の取り出し効率の向上に関する指標となる。
キャッピング層の屈折率は、隣接する電極の屈折率よりも大きいことが好ましい。即ち、キャッピング層によって、有機ＥＬ素子における光の取り出し効率は向上する。その効果は、キャッピング層とキャッピング層に接している材料との界面での反射率が大きい方が、光干渉の効果が大きいために有効である。そのため、キャッピング層の屈折率は、隣接する電極の屈折率よりも大きい方が好ましく、波長４００ｎｍおよび４１０ｎｍの光の屈折率が１．７０以上あることが好ましく、１．８０以上がより好ましく、１．８５以上であることが特に好ましい。
本実施形態の有機ＥＬ素子のキャッピング層は、特に波長４００ｎｍおよび４１０ｎｍの光を透過させたときの屈折率が２．１０〜３．００であることが好ましい。波長４００ｎｍおよび４１０ｎｍの光を透過させたときの屈折率が２．１０以上であるキャッピング層を有する有機ＥＬ素子は、光の取り出し効率が高く、高輝度で発光効率および電力効率が良好なものとなるため好ましい。
また、本実施形態の有機ＥＬ素子のキャッピング層は、波長４００ｎｍおよび４１０ｎｍの光の消衰係数が０．２〜１．５０であることが好ましい。波長４００ｎｍおよび４１０ｎｍの光の消衰係数が０．２以上であるキャッピング層は、波長４００ｎｍおよび４１０ｎｍの光を吸収する機能が良好である。したがって、上記消衰係数が０．２以上であるキャッピング層を備える有機ＥＬ素子は、耐光性が良好で色純度を長期にわたって保持できる。その結果、この有機ＥＬ素子は、輝度の劣化が抑制された寿命の長いものとなる。
また、本実施形態の有機ＥＬ素子に備えられているキャッピング層は、１層の薄膜のみで形成されたものであってもよいし、材料の異なる２種類以上の薄膜が積層されたものであってもよい。
また、キャッピング層は、１種類の材料のみで形成されたものであってもよいし、２種類以上の材料を混合して含むものであっても良い。
また、キャッピング層は、１種類の材料のみで形成されたものであってもよいし、２種類以上の材料を混合して含むものであっても良い。
本実施形態の有機ＥＬ素子のキャッピング層は、ベンゾアゾール環構造を有する前記一般式（ａ−１）で表されるジアミン化合物を含有する。
上記ジアミン化合物は、蒸着法により成膜形成できる。また、上記ジアミン化合物は、蒸着法の他に、スピンコート法および／またはインクジェット法などの公知の方法によっても薄膜形成できる。
キャッピング層としては、上記ジアミン化合物を単独で成膜したものを用いてもよいし、他の材料と共に混合して成膜した単層を使用してもよい。キャッピング層は、上記ジアミン化合物を単独で成膜した層同士を複数積層した構造、他の材料と共に混合して成膜した層同士を複数積層した構造、または単独で成膜した層と混合して成膜した層とを積層した構造としてもよい。
上記ジアミン化合物は、蒸着法により成膜形成できる。また、上記ジアミン化合物は、蒸着法の他に、スピンコート法および／またはインクジェット法などの公知の方法によっても薄膜形成できる。
キャッピング層としては、上記ジアミン化合物を単独で成膜したものを用いてもよいし、他の材料と共に混合して成膜した単層を使用してもよい。キャッピング層は、上記ジアミン化合物を単独で成膜した層同士を複数積層した構造、他の材料と共に混合して成膜した層同士を複数積層した構造、または単独で成膜した層と混合して成膜した層とを積層した構造としてもよい。
「一般式（ａ−１）で表される化合物」
本実施形態の有機ＥＬ素子に備えられているキャッピング層は、ベンゾアゾール環構造を有する上記一般式（ａ−１）で表されるジアミン化合物を含有する。
本実施形態の有機ＥＬ素子に備えられているキャッピング層は、ベンゾアゾール環構造を有する上記一般式（ａ−１）で表されるジアミン化合物を含有する。
一般式（ａ−１）で表されるジアミン化合物は、−ＮＡｒ１Ａｒ２と−ＮＡｒ３Ａｒ４の二つのアミノ基骨格を有している。しかも、一般式（ａ−１）で表されるジアミン化合物は、式中のＡが式（ｂ−１）で示されるベンゾアゾール環構造を有している。または、Ａｒ１〜Ａｒ４のうちいずれか１つ以上およびＡが、式（ｂ−１）で示されるベンゾアゾール環構造を有している。このため、一般式（ａ−１）で表されるジアミン化合物は、波長４００ｎｍから４１０ｎｍの光の吸光度が高いものであり、波長４００ｎｍおよび４１０ｎｍの光を透過させたときの屈折率および消衰係数の高い薄膜を形成できる。したがって、一般式（ａ−１）で表されるジアミン化合物を含有するキャッピング層を備える本実施形態の有機ＥＬ素子は、高輝度で発光効率および電力効率が良好で長寿命である。
なお、上記一般式（ａ−１）で表されるジアミン化合物の有する二つのアミノ基骨格（−ＮＡｒ１Ａｒ２および−ＮＡｒ３Ａｒ４）は、両方とも「−ＮＨ２」で表されるアミノ基ではない。−ＮＡｒ１Ａｒ２および−ＮＡｒ３Ａｒ４は、それぞれ、第二級アミンから水素を１つ除去した「−ＮＲＲ´（ＲおよびＲ´は置換基を示す。）」で表されるアミノ基骨格を有する。−ＮＡｒ１Ａｒ２および−ＮＡｒ３Ａｒ４の有する「−ＮＲＲ´」で表されるアミノ基骨格は、−Ｎと、−Ｒおよび／または−Ｒ´とが環を形成しているものであってもよい。
一般式（ａ−１）中のＡｒ１からＡｒ４で表される「置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基」、「置換もしくは無置換の芳香族複素環基」または「置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基」における「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」としては、具体的に、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、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、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、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、およびカルボリニル基などの他に、炭素数６〜３０からなるアリール基、または炭素数２〜２０からなるヘテロアリール基などから選択される。
一般式（ａ−１）中のＡｒ１からＡｒ４で表される「置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基」、「置換もしくは無置換の芳香族複素環基」または「置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基」における「置換基」としては、具体的に、重水素原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、ニトロ基；フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子；トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基などのシリル基；メチル基、エチル基、プロピル基などの炭素原子数１〜６の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基；メチルオキシ基、エチルオキシ基、プロピルオキシ基などの炭素原子数１〜６の直鎖状もしくは分岐状のアルキルオキシ基；フェニルオキシ基、トリルオキシ基などのアリールオキシ基；ベンジルオキシ基、フェネチルオキシ基などのアリールアルキルオキシ基；ビニル基、アリル基などのアルケニル基；ベンジル基、ナフチルメチル基、フェネチル基などのアラルキル基；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、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などの芳香族炭化水素基もしくは縮合多環芳香族基；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の芳香族複素環基の他に、炭素数６〜３０からなるアリール基、または炭素数２〜２０からなるヘテロアリール基などをあげることができる。これらの置換基は、さらに、前記例示した置換基により置換されていても良い。また、これらの置換基と置換したベンゼン環、または同一のベンゼン環に複数置換された置換基同士が、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、置換もしくは無置換のアミノ基、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（ａ−１）、（ｂ−１）、（ｂ−２）、（ｂ−３）、（ｂ−４）、（ｂ−５）、（ｂ−６）、（ｂ−７）、（ｂ−８）、（ｂ−９）および（ｂ−１０）中のＲ１からＲ３０で表される「置換基を有していてもよい炭素原子数１〜６の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基」、「置換基を有していてもよい炭素原子数５〜１０のシクロアルキル基」、または「置換基を有していてもよい炭素原子数２〜６の直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基」における「炭素原子数１〜６の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基」、「炭素原子数５〜１０のシクロアルキル基」、「炭素原子数２〜６の直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基」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、イソプロペニル基および２−ブテニル基などをあげることができる。これらの基同士は置換した同一のベンゼン環に対して、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、置換もしくは無置換のアミノ基、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（ａ−１）、（ｂ−１）、（ｂ−２）、（ｂ−３）、（ｂ−４）、（ｂ−５）、（ｂ−６）、（ｂ−７）、（ｂ−８）、（ｂ−９）および（ｂ−１０）中のＲ１からＲ３０で表される「置換基を有していてもよい炭素原子数１〜６の直鎖状もしくは分岐状のアルキルオキシ基」、「置換基を有していてもよい炭素原子数５〜１０のシクロアルキルオキシ基」、または「置換もしくは無置換のアリールオキシ基」における「炭素原子数１〜６の直鎖状もしくは分岐状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」、または「アリールオキシ基」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、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、フェニルオキシ基、トリルオキシ基、ナフチルオキシ基、フルオレニルオキシ基、およびビフェニルオキシ基などをあげることができる。これらの基同士は置換した同一のベンゼン環に対して、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、置換もしくは無置換のアミノ基、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（ａ−１）、（ｂ−１）、（ｂ−２）、（ｂ−３）、（ｂ−４）、（ｂ−５）、（ｂ−６）、（ｂ−７）、（ｂ−８）、（ｂ−９）および（ｂ−１０）中のＲ１からＲ３０で表される「置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基」、「置換もしくは無置換の芳香族複素環基」または「置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基」における「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」としては、上記一般式（ａ−１）中のＡｒ１からＡｒ４で表される「置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基」、「置換もしくは無置換の芳香族複素環基」または「置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基」における「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」に関して示したものと同様のものをあげることができ、とりうる態様も、同様のものをあげることができる。
一般式（ａ−１）、（ｂ−１）、（ｂ−２）、（ｂ−３）、（ｂ−４）、（ｂ−５）、（ｂ−６）、（ｂ−７）、（ｂ−８）、（ｂ−９）および（ｂ−１０）中のＲ１からＲ３０で表される「置換基を有していてもよい炭素原子数１〜６の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基」、「置換基を有していてもよい炭素原子数５〜１０のシクロアルキル基」、「置換基を有していてもよい炭素原子数２〜６の直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基」、「置換基を有していてもよい炭素原子数１〜６の直鎖状もしくは分岐状のアルキルオキシ基」、「置換基を有していてもよい炭素原子数５〜１０のシクロアルキルオキシ基」、「置換アリールオキシ基」、「置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基」、「置換もしくは無置換の芳香族複素環基」、または「置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基」における「置換基」としては、上記一般式（ａ−１）中のＡｒ１からＡｒ４で表される「置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基」、「置換もしくは無置換の芳香族複素環基」または「置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基」における「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、とりうる態様も、同様のものをあげることができる。
一般式（ａ−１）で表されるジアミン化合物としては、前記一般式（ａ−１）における−ＮＡｒ１Ａｒ２と−ＮＡｒ３Ａｒ４の二つのアミノ基骨格は同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。−ＮＡｒ１Ａｒ２と−ＮＡｒ３Ａｒ４の二つのアミノ基骨格が同じである場合、合成が容易であるため好ましい。
前記一般式（ａ−１）におけるＡｒ１からＡｒ４の内、少なくとも２個所は置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基が好ましく、置換もしくは無置換のフェニル基またはビフェニル基がより好ましい。
一般式（ａ−１）に含まれる二つのアミノ基骨格（−ＮＡｒ１Ａｒ２と−ＮＡｒ３Ａｒ４）における置換基Ａｒ１〜Ａｒ４の全てが、無置換のフェニル基またはビフェニル基であることが好ましい。
一般式（ａ−１）に含まれる二つのアミノ基骨格（−ＮＡｒ１Ａｒ２と−ＮＡｒ３Ａｒ４）における置換基Ａｒ１〜Ａｒ４の全てが、無置換のフェニル基またはビフェニル基であることが好ましい。
前記一般式（ａ−１）におけるｍとｎの合計は２以下（０、１または２）であることが好ましく、１以下（０または１）であることがより好ましく、ｍとｎが共に０であることが最も好ましい。
一般式（ａ−１）で表されるジアミン化合物は、Ａとしての式（ｂ−１）で示されるベンゾアゾール環構造におけるＸが炭素または窒素であり、Ｙが酸素または窒素であることが好ましい。さらに、Ｘが窒素である場合、Ｙも窒素であることがより好ましい。また、Ｘが炭素である場合、Ｙが酸素であることがより好ましい。式（ａ−１）中のＡとしての式（ｂ−１）におけるＸが炭素であってＹが酸素である場合、消衰係数が０．２以上であり、かつ吸光度が大きいため、これを含むキャッピング層を有する有機ＥＬ素子は、より光取り出し効率が向上する効果が得られる。
本実施形態の有機ＥＬ素子に好適に用いられる、ベンゾアゾール環構造を有する前記一般式（ａ−１）で表されるジアミン化合物の中で、好ましい化合物の具体例として、式（１）〜（１０３）で表される化合物を以下に示す。なお、一般式（ａ−１）で表される化合物は、式（１）〜（１０３）で表される化合物に限定されるものではない。
キャッピング層の材料としては、式（１）〜（１０３）で示される化合物の中でも、式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物から選ばれるいずれか１種または２種以上を用いることが好ましい。
これらの化合物は、濃度１０−５ｍｏｌ／Ｌでの波長４００ｎｍ〜４１０ｎｍにおける吸光度が０．２以上であり、波長４００ｎｍ〜４１０ｎｍの光を吸収する機能が良好である。
これらの化合物は、濃度１０−５ｍｏｌ／Ｌでの波長４００ｎｍ〜４１０ｎｍにおける吸光度が０．２以上であり、波長４００ｎｍ〜４１０ｎｍの光を吸収する機能が良好である。
また、これらの化合物を蒸着して形成した厚みが３０ｎｍ〜１２０ｎｍの蒸着膜は、波長４００ｎｍおよび４１０ｎｍの光を透過させたときの屈折率が２．１０〜３．００であり、消衰係数が０．２〜１．５０である膜となる。
したがって、式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物から選ばれるいずれか１種または２種以上をキャッピング層の材料として用いることで、より一層、高輝度で発光効率および電力効率が良好であり、より長寿命である有機ＥＬ素子が得られる。
したがって、式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物から選ばれるいずれか１種または２種以上をキャッピング層の材料として用いることで、より一層、高輝度で発光効率および電力効率が良好であり、より長寿命である有機ＥＬ素子が得られる。
一般式（ａ−１）で表される化合物としては、ガラス転移点（Ｔｇ）が、１００℃以上であるものが好ましい。化合物のガラス転移点（Ｔｇ）は、薄膜状態の安定性の指標となる。化合物のガラス転移点（Ｔｇ）が１００℃以上であると、安定性の良好な薄膜を形成できるため、キャッピング層の材料として好ましい。安定性の良好なキャッピング層を備える有機ＥＬ素子は、寿命が長く、好ましい。
本実施形態における一般式（ａ−１）で表される化合物の融点およびガラス転移点（Ｔｇ）は、化合物の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）によって測定して得たものである。
一般式（ａ−１）で表される化合物としては、濃度１０−５ｍｏｌ／Ｌでの波長４００ｎｍ〜４１０ｎｍにおける吸光度が０．２〜１．５であるものが好ましく、波長４００ｎｍにおける吸光度が０．６〜１．５であるものがより好ましい。波長４００ｎｍ〜４１０ｎｍにおける吸光度が０．２以上である化合物を含むキャッピング層は、波長４００ｎｍおよび４１０ｎｍの光を吸収する機能が良好である。したがって、上記吸光度が０．２以上である化合物を含むキャッピング層を備える有機ＥＬ素子は、耐光性が良好で寿命の長いものとなる。
一般式（ａ−１）で表される化合物の吸光度は、トルエン溶媒で濃度１０−５ｍｏｌ／Ｌに調節し、紫外可視近赤外分光光度計（日本分光製、Ｖ −６５０）を用いて測定したものである。
一般式（ａ−１）で表される化合物としては、吸光係数が８００００〜２０００００の範囲であるものが好ましい。化合物の吸光係数が上記範囲であると、光を吸収する機能の良好な薄膜を形成できるため、キャッピング層の材料として好ましい。
一般式（ａ−１）で表される化合物の吸光係数は、以下に示す方法により求めた。まず、トルエン溶液で、５．０×１０−６ｍｏｌ／Ｌ、１．０×１０−５ｍｏｌ／Ｌ、１．５×１０−５ｍｏｌ／Ｌ、２．０×１０−５ｍｏｌ／Ｌの４種類の濃度に調節した化合物のサンプルを作成する。次に、各サンプルのピーク波長における吸光度を、紫外可視近赤外分光光度計（日本分光製、Ｖ−６５０）を用いて測定する。その結果を用いて検量線を作成し、化合物の吸光係数を算出する。
「一般式（ａ−１）で表される化合物の製造方法」
ベンゾアゾール環構造を有する一般式（ａ−１）で表されるジアミン化合物は、例えば、以下に示す方法により製造できる。
まず、式（ｂ−１）で示されるベンゾアゾール環構造を形成するために、原料として用いるハロゲン化ベンゾアゾール誘導体を製造する。式（ｂ−１）で示されるベンゾアゾール環構造に対応する構造を有するハロゲン化ベンゾアゾール誘導体は、例えば、それ自体公知の手法により合成できる（例えば、非特許文献４参照、非特許文献５参照）。
ベンゾアゾール環構造を有する一般式（ａ−１）で表されるジアミン化合物は、例えば、以下に示す方法により製造できる。
まず、式（ｂ−１）で示されるベンゾアゾール環構造を形成するために、原料として用いるハロゲン化ベンゾアゾール誘導体を製造する。式（ｂ−１）で示されるベンゾアゾール環構造に対応する構造を有するハロゲン化ベンゾアゾール誘導体は、例えば、それ自体公知の手法により合成できる（例えば、非特許文献４参照、非特許文献５参照）。
以下に示す反応式において、Ｘ、Ｘ’およびＸ’’はいずれもハロゲンである。また、−Ｎ（Ａｒ’）２および−Ｎ（Ａｒ’’）２は、一般式（ａ−１）における−ＮＡｒ１Ａｒ２または−ＮＡｒ３Ａｒ４である。
更に、合成したハロゲン化ベンゾアゾール誘導体と、例えばアリールアミンとを、銅触媒および／またはパラジウム触媒などを用いてカップリング反応させる。このことにより、ベンゾアゾール環構造を有する一般式（ａ−１）で表されるジアミン化合物を合成できる。
また、ハロゲン化ベンゾアゾール誘導体に代えて、ボロン酸誘導体、またはボロン酸エステル誘導体を用いて、ハロゲン化アリールアミンとカップリング反応させることにより、同様にしてベンゾアゾール環構造を有する一般式（ａ−１）で表されるジアミン化合物を合成できる（例えば、非特許文献６、７参照）。
また、ハロゲン化ベンゾアゾール誘導体に代えて、ボロン酸誘導体、またはボロン酸エステル誘導体を用いて、ハロゲン化アリールアミンとカップリング反応させることにより、同様にしてベンゾアゾール環構造を有する一般式（ａ−１）で表されるジアミン化合物を合成できる（例えば、非特許文献６、７参照）。
このようにして合成した一般式（ａ−１）で表される化合物は、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精製してから用いることが好ましい。
合成した一般式（ａ−１）で表される化合物の同定は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）分析にて行なうことができる。
合成した一般式（ａ−１）で表される化合物の同定は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）分析にて行なうことができる。
「陽極」
本実施形態の有機ＥＬ素子では、ガラス基板上に陽極が設けられている。陽極の材料としては、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）や金のような仕事関数の大きな電極材料が用いられる。
陽極の製造方法としては、蒸着法など、公知の方法を用いることができる。
本実施形態の有機ＥＬ素子では、ガラス基板上に陽極が設けられている。陽極の材料としては、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）や金のような仕事関数の大きな電極材料が用いられる。
陽極の製造方法としては、蒸着法など、公知の方法を用いることができる。
「有機層」
本実施形態では、有機層として、陽極側から正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層が、この順で積層されたものを有する場合を例に挙げて説明する。
本実施形態では、有機層として、陽極側から正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層が、この順で積層されたものを有する場合を例に挙げて説明する。
（正孔注入層）
本実施形態の有機ＥＬ素子の正孔注入層の材料としては、分子中にトリフェニルアミン構造を３個以上、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アリールアミン化合物、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量体などの材料や銅フタロシアニンに代表されるポルフィリン化合物、ヘキサシアノアザトリフェニレンのようなアクセプター性の複素環化合物や塗布型の高分子材料を用いることができる。
本実施形態の有機ＥＬ素子の正孔注入層の材料としては、分子中にトリフェニルアミン構造を３個以上、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アリールアミン化合物、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量体などの材料や銅フタロシアニンに代表されるポルフィリン化合物、ヘキサシアノアザトリフェニレンのようなアクセプター性の複素環化合物や塗布型の高分子材料を用いることができる。
正孔注入層としては、これらの材料を単独で成膜したものを用いてもよいし、２種以上の材料を混合して成膜した単層を使用してもよい。正孔注入層は、上記の材料を単独で成膜した層同士を複数積層した構造、他の材料と共に混合して成膜した層同士を複数積層した構造、または単独で成膜した層と混合して成膜した層とを積層した構造としてもよい。
これらの材料は、蒸着法によって薄膜形成を行ってもよいし、蒸着法の他、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薄膜形成を行ってもよい。
これらの材料は、蒸着法によって薄膜形成を行ってもよいし、蒸着法の他、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薄膜形成を行ってもよい。
（正孔輸送層）
本実施形態の有機ＥＬ素子の正孔輸送層の材料としては、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）や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のベンジジン誘導体、１，１−ビス［４−(ジ−４−トリルアミノ)フェニル］シクロヘキサン（以後、ＴＡＰＣと略称する）などを用いることが好ましい。正孔輸送層の材料としては、特に分子中にトリフェニルアミン構造を２個、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アリールアミン化合物、例えば、Ｎ、Ｎ、Ｎ’、Ｎ’−テトラビフェニリルベンジジンなどを用いるのが好ましい。また、正孔輸送層の材料としては、分子中にトリフェニルアミン構造を３個以上、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アリールアミン化合物、例えば、種々のトリフェニルアミン３量体および４量体などを用いるのが好ましい。
本実施形態の有機ＥＬ素子の正孔輸送層の材料としては、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）や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のベンジジン誘導体、１，１−ビス［４−(ジ−４−トリルアミノ)フェニル］シクロヘキサン（以後、ＴＡＰＣと略称する）などを用いることが好ましい。正孔輸送層の材料としては、特に分子中にトリフェニルアミン構造を２個、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アリールアミン化合物、例えば、Ｎ、Ｎ、Ｎ’、Ｎ’−テトラビフェニリルベンジジンなどを用いるのが好ましい。また、正孔輸送層の材料としては、分子中にトリフェニルアミン構造を３個以上、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アリールアミン化合物、例えば、種々のトリフェニルアミン３量体および４量体などを用いるのが好ましい。
正孔輸送層としては、これらの材料を単独で成膜したものを用いても良いし、２種以上の材料を混合して成膜した単層を使用しても良い。正孔輸送層は、上記の材料を単独で成膜した層同士を複数積層した構造、他の材料と共に混合して成膜した層同士を複数積層した構造、または単独で成膜した層と混合して成膜した層とを積層した構造としてもよい。
これらの材料は蒸着法によって薄膜形成を行ってもよいし、蒸着法の他、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薄膜形成を行ってもよい。
これらの材料は蒸着法によって薄膜形成を行ってもよいし、蒸着法の他、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薄膜形成を行ってもよい。
また、正孔注入層および正孔輸送層の材料としては、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（以後、ＰＥＤＯＴと略称する）／ポリ（スチレンスルフォネート）（以後、ＰＳＳと略称する）などの塗布型の高分子材料を用いてもよい。
また、正孔注入層あるいは正孔輸送層において、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（例えば、特許文献３参照）などをＰドーピングしたものや、ＴＰＤなど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などを用いてもよい。
（電子阻止層）
本実施形態の有機ＥＬ素子の電子阻止層の材料としては、４，４’，４’’−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（以後、ＴＣＴＡと略称する）、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（以後、ｍＣＰと略称する）、２，２−ビス（４−カルバゾール−９−イルーフェニル）アダマンタン（以後、Ａｄ−Ｃｚと略称する）などのカルバゾール誘導体、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−フルオレンに代表される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などの電子阻止作用を有する化合物を用いることができる。
本実施形態の有機ＥＬ素子の電子阻止層の材料としては、４，４’，４’’−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（以後、ＴＣＴＡと略称する）、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（以後、ｍＣＰと略称する）、２，２−ビス（４−カルバゾール−９−イルーフェニル）アダマンタン（以後、Ａｄ−Ｃｚと略称する）などのカルバゾール誘導体、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−フルオレンに代表される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などの電子阻止作用を有する化合物を用いることができる。
電子阻止層としては、これらの材料を単独で成膜したものを用いても良いし、２種類以上の材料を混合して成膜した単層を使用しても良い。電子阻止層は、上記の材料を単独で成膜した層同士を複数積層した構造、他の材料と共に混合して成膜した層同士を複数積層した構造、または単独で成膜した層と混合して成膜した層とを積層した構造としてもよい。
これらの材料は蒸着法によって薄膜形成を行ってもよいし、蒸着法の他、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薄膜形成を行ってもよい。
これらの材料は蒸着法によって薄膜形成を行ってもよいし、蒸着法の他、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薄膜形成を行ってもよい。
（発光層）
本実施形態の有機ＥＬ素子の発光層の材料としては、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。
本実施形態の有機ＥＬ素子の発光層の材料としては、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。
また、発光層は、ホスト材料とドーパント材料とで構成してもよい。ホスト材料としては、アントラセン誘導体が好ましく用いられる。そのほか、ホスト材料としては、前記発光材料に加え、インドール環を縮合環の部分構造として有する複素環化合物、カルバゾール環を縮合環の部分構造として有する複素環化合物、カルバゾール誘導体、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。また、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、ペリレンおよびそれらの誘導体、ベンゾピラン誘導体、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。
発光層としては、これらの材料を単独で成膜したものを用いてもよいし、２種類以上の材料を混合して成膜した単層を使用してもよい。発光層は、上記の材料を単独で成膜した層同士を複数積層した構造、他の材料と共に混合して成膜した層同士を複数積層した構造、または単独で成膜した層と混合して成膜した層とを積層した構造としてもよい。
また、発光材料として燐光発光体を使用することも可能である。燐光発光体としては、イリジウムや白金などの金属錯体の燐光発光体を使用することができる。例えば、Ｉｒ（ｐｐｙ）３などの緑色の燐光発光体、ビス(３，５−ジフルオロ−２−(２−ピリジルフェニル−(２−カルボキシピリジル)イリジウム（ＩＩＩ）（ＦＩｒｐｉｃ）、ビス(２，４−ジフルオロフェニルピリジナート)−テトラキス(１−ピラゾリル)ボレートイリジウム（ＩＩＩ）（ＦＩｒ６）などの青色の燐光発光体、ビス(２−ベンゾ[ｂ]チオフェン−２−イル−ピリジン)（アセチルアセトナート）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ））などの赤色の燐光発光体などを用いることができる。
このときのホスト材料としては、正孔注入・輸送性のホスト材料として４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（以後、ＣＢＰと略称する）やＴＣＴＡ、ｍＣＰなどのカルバゾール誘導体を用いることができる。電子輸送性のホスト材料として、ｐ−ビス（トリフェニルシリル）ベンゼン（以後、ＵＧＨ２と略称する）や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）（以後、ＴＰＢIと略称する）などを用いることができ、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、共蒸着によってドープすることが好ましい。
また、発光材料として、２−ビフェニル−４，６−ビス（１２−フェニルインドロ[２，３−ａ]カルバゾール−１１−イル)−１，３，５−トリアジン（ＰＩＣ−ＴＲＺ）、２，４−ビス（ｆ３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−６−フェニル−１，３，５−トリアジン（ＣＣ２ＴＡ）、２，４，６−トリ（４−（１０Ｈ−フェノキサジン−１０Ｈ−イル）フェニル）−１，３，５−トリアジン（ＰＸＺ−ＴＲＺ）、２，４，５，６−テトラ（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）イソフタロニトリル（４ＣｚＩＰＮ）、カルバゾリルジシアノベンゼン（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（例えば、非特許文献８参照）。
これらの発光材料は、蒸着法によって薄膜形成を行ってもよいし、蒸着法の他、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薄膜形成を行ってもよい。
これらの発光材料は、蒸着法によって薄膜形成を行ってもよいし、蒸着法の他、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薄膜形成を行ってもよい。
（正孔阻止層）
本実施形態の有機ＥＬ素子の正孔阻止層の材料としては、バソクプロイン（以後、ＢＣＰと省略する）などのフェナントロリン誘導体や、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と省略する）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、ピリミジン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ベンゾアゾール誘導体など、正孔阻止作用を有する化合物を用いることができる。これらの材料は電子輸送層の材料を兼ねてもよい。
本実施形態の有機ＥＬ素子の正孔阻止層の材料としては、バソクプロイン（以後、ＢＣＰと省略する）などのフェナントロリン誘導体や、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と省略する）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、ピリミジン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ベンゾアゾール誘導体など、正孔阻止作用を有する化合物を用いることができる。これらの材料は電子輸送層の材料を兼ねてもよい。
正孔阻止層としては、これらの材料を単独で成膜したものを用いても良いし、２種類以上の材料を混合して成膜した単層を使用しても良い。正孔阻止層は、上記の材料を単独で成膜した層同士を複数積層した構造、他の材料と共に混合して成膜した層同士を複数積層した構造、または単独で成膜した層と混合して成膜した層とを積層した構造としてもよい。
これらの材料は蒸着法によって薄膜形成を行ってもよいし、蒸着法の他、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薄膜形成を行ってもよい。
これらの材料は蒸着法によって薄膜形成を行ってもよいし、蒸着法の他、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薄膜形成を行ってもよい。
（電子輸送層）
本実施形態の有機ＥＬ素子の電子輸送層の材料としては、Ａｌｑ３、ＢＡｌｑをはじめとするキノリノール誘導体の金属錯体のほか、各種金属錯体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ピリミジン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピリジン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンゾアゾール誘導体、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、シロール誘導体などを用いることができる。
本実施形態の有機ＥＬ素子の電子輸送層の材料としては、Ａｌｑ３、ＢＡｌｑをはじめとするキノリノール誘導体の金属錯体のほか、各種金属錯体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ピリミジン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピリジン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンゾアゾール誘導体、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、シロール誘導体などを用いることができる。
電子輸送層としては、これらの材料を単独で成膜したものを用いても良いし、２種類以上の材料を混合して成膜した単層を使用しても良い。電子輸送層は、上記の材料を単独で成膜した層同士を複数積層した構造、他の材料と共に混合して成膜した層同士を複数積層した構造、または単独で成膜した層と混合して成膜した層とを積層した構造としてもよい。
これらの材料は蒸着法によって薄膜形成を行ってもよいし、蒸着法の他、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薄膜形成を行ってもよい。
これらの材料は蒸着法によって薄膜形成を行ってもよいし、蒸着法の他、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薄膜形成を行ってもよい。
（電子注入層）
本実施形態の有機ＥＬ素子の電子注入層の材料としては、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、リチウムキノリノールなどのキノリノール誘導体の金属錯体、酸化アルミニウムなどの金属酸化物、あるいはイッテルビウム（Ｙｂ）、サマリウム（Ｓｍ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、セシウム（Ｃｓ）などの金属などを用いることができる。
電子注入層は、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。
本実施形態の有機ＥＬ素子の電子注入層の材料としては、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、リチウムキノリノールなどのキノリノール誘導体の金属錯体、酸化アルミニウムなどの金属酸化物、あるいはイッテルビウム（Ｙｂ）、サマリウム（Ｓｍ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、セシウム（Ｃｓ）などの金属などを用いることができる。
電子注入層は、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。
さらに、電子注入層あるいは電子輸送層において、該層に通常使用される材料に対し、さらにセシウムなどの金属をＮドーピングしたものを用いることができる。
電子注入層の製造方法としては、蒸着法など、公知の方法を用いることができる。
電子注入層の製造方法としては、蒸着法など、公知の方法を用いることができる。
「陰極」
本実施形態の有機ＥＬ素子の陰極の材料としては、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、マグネシウムカルシウム合金、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やＩＴＯ、酸化インジウムと酸化亜鉛からなる透明電極材料（ＩＺＯ）などが用いられる。
本実施形態の有機ＥＬ素子では、キャッピング層に接して配置される第１電極が陰極である。したがって、陰極は、光の取り出し効率が高い有機ＥＬ素子とするために、透明または半透明であることが好ましい。
陰極の製造方法としては、蒸着法など、公知の方法を用いることができる。
本実施形態の有機ＥＬ素子の陰極の材料としては、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、マグネシウムカルシウム合金、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やＩＴＯ、酸化インジウムと酸化亜鉛からなる透明電極材料（ＩＺＯ）などが用いられる。
本実施形態の有機ＥＬ素子では、キャッピング層に接して配置される第１電極が陰極である。したがって、陰極は、光の取り出し効率が高い有機ＥＬ素子とするために、透明または半透明であることが好ましい。
陰極の製造方法としては、蒸着法など、公知の方法を用いることができる。
本実施形態の有機ＥＬ素子は、トップエミッション構造であって、透明または半透明電極の外側に設けた、半透明電極よりも屈折率の高いキャッピング層を有する。このことにより、本実施形態の有機ＥＬ素子では、光の取り出し効率を大幅に向上できる。また、キャッピング層に、前記一般式（ａ−１）で表されるベンゾアゾール環構造を有するジアミン化合物を使用することによって、４００℃以下の温度で成膜できる。よって、発光素子にダメージを与えることなく、また、高精細マスクを用いて各色の光の取り出し効率を最適化したキャッピング層を形成できる。したがって、本実施形態の有機ＥＬ素子は、フルカラーディスプレイに好適に適用でき、色純度が良く鮮明で明るい画像を表示できる。
本実施形態の有機ＥＬ素子は、キャッピング層の材料として、吸光係数が高く、屈折率が高く、薄膜の安定性および耐久性、耐光性に優れた有機ＥＬ素子用の材料を用いている。このため、本実施形態の有機ＥＬ素子は、従来の有機ＥＬ素子に比べて、太陽光の影響を受けず、色純度を保持し、光の取り出し効率の大幅な向上を可能とした。更に、本実施形態の有機ＥＬ素子によって、高効率、長寿命の有機ＥＬ素子を実現することが可能となった。
なお、上記では、トップエミッション構造の有機ＥＬ素子について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、ボトムエミッション構造の有機ＥＬ素子、および、上部および底部の両方から発光するデュアルエミッション構造の有機ＥＬ素子についても、同様に適用できる。これらの構造の有機ＥＬ素子の場合、光が発光素子から外部に取り出される方向にある電極は、透明または半透明であることが好ましい。
「有機ＥＬ素子の製造方法」
本実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法は、第１電極と第２電極との間に発光層を含む有機層を形成する工程と、第１電極の有機層と反対側の面にキャッピング層を積層する工程とを有する。
本実施形態では、キャッピング層を、ベンゾアゾール環構造を有する一般式（ａ−１）で表されるジアミン化合物を用いて形成する。キャッピング層を積層する方法としては、厚みがナノ単位の薄膜を量産するのに適した方法であるため、蒸着法を用いることが好ましい。
本実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法は、第１電極と第２電極との間に発光層を含む有機層を形成する工程と、第１電極の有機層と反対側の面にキャッピング層を積層する工程とを有する。
本実施形態では、キャッピング層を、ベンゾアゾール環構造を有する一般式（ａ−１）で表されるジアミン化合物を用いて形成する。キャッピング層を積層する方法としては、厚みがナノ単位の薄膜を量産するのに適した方法であるため、蒸着法を用いることが好ましい。
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。本発明は、その要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
「実施例１」
式（７）で示される化合物＜６−（ビス−ビフェニル−４−イル−アミノ）−２−｛４−（ビス−ビフェニル−４−イル−アミノ）−フェニル｝−ベンゾオキサゾール＞の合成
式（７）で示される化合物＜６−（ビス−ビフェニル−４−イル−アミノ）−２−｛４−（ビス−ビフェニル−４−イル−アミノ）−フェニル｝−ベンゾオキサゾール＞の合成
窒素置換した反応容器に、６−ブロモ−２−（４−ブロモ−フェニル）−ベンゾオキサゾール：７．０ｇ、ビス−（ビフェニル−４−イル）−アミン：１４．０ｇ、ｔ−ブトキシナトリウム：５．７ｇ、トルエン：１４０ｍＬを加えて、３０分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気した。反応容器にさらに、酢酸パラジウム：０．２ｇ、トリ（ｔ−ブチル）ホスフィン：０．４ｇを加えて加熱還流下にて３時間撹拌した。反応容器を放冷した後、濾過および減圧下濃縮して粗生成物を得た。
得られた粗生成物をトルエン／アセトン混合溶媒で再晶析精製し、６−（ビス−ビフェニル−４−イル−アミノ）−２−｛４−（ビス−ビフェニル−４−イル−アミノ）−フェニル｝−ベンゾオキサゾール（式（７）で示される化合物）の黄色粉体：１５．０ｇ（収率９１％）を得た。
得られた粗生成物をトルエン／アセトン混合溶媒で再晶析精製し、６−（ビス−ビフェニル−４−イル−アミノ）−２−｛４−（ビス−ビフェニル−４−イル−アミノ）−フェニル｝−ベンゾオキサゾール（式（７）で示される化合物）の黄色粉体：１５．０ｇ（収率９１％）を得た。
得られた黄色粉体についてＮＭＲを使用して構造を同定した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６）で以下の４３個の水素のシグナルを検出した。
δ（ｐｐｍ）＝８．０６（２Ｈ）、７．７７−７．６１（１７Ｈ）、７．５１−７．４１（９Ｈ）、７．４０−７．２４（８Ｈ）、７．２１−７．１２（７Ｈ）。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６）で以下の４３個の水素のシグナルを検出した。
δ（ｐｐｍ）＝８．０６（２Ｈ）、７．７７−７．６１（１７Ｈ）、７．５１−７．４１（９Ｈ）、７．４０−７．２４（８Ｈ）、７．２１−７．１２（７Ｈ）。
「実施例２」
式（２２）で示される化合物＜６−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−２−［４−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−フェニル］−ベンゾオキサゾール＞の合成
式（２２）で示される化合物＜６−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−２−［４−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−フェニル］−ベンゾオキサゾール＞の合成
窒素置換した反応容器に、６−ブロモ−２−（４−ブロモ−フェニル）−ベンゾオキサゾール：７．０ｇ、（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミン：１２．５ｇ、ｔ−ブトキシナトリウム：５．７ｇ、トルエン：１４０ｍＬを加えて３０分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気した。反応容器にさらに、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）：０．５ｇ、トリ（ｔ−ブチル）ホスフィン：０．４ｇを加えて加熱還流下にて１２時間撹拌した。反応容器を放冷した後、濾過および減圧下濃縮して粗生成物を得た。
得られた粗生成物をトルエン／アセトン混合溶媒で再晶析精製し、６−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−２−［４−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−フェニル］−ベンゾオキサゾール（式（２２）で示される化合物）の黄色粉体：９．０ｇ（収率５９％）を得た。
得られた粗生成物をトルエン／アセトン混合溶媒で再晶析精製し、６−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−２−［４−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−フェニル］−ベンゾオキサゾール（式（２２）で示される化合物）の黄色粉体：９．０ｇ（収率５９％）を得た。
得られた黄色粉体についてＮＭＲを使用して構造を同定した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６）で以下の３３個の水素のシグナルを検出した。
δ（ｐｐｍ）＝８．１５（２Ｈ）、８．１０（２Ｈ）、８．０６（２Ｈ）、７．８１−７．６９（５Ｈ）、７．５７（１Ｈ）、７．５１−７．３６（８Ｈ）、７．３６−７．１７（１１Ｈ）、７．０６（２Ｈ）。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６）で以下の３３個の水素のシグナルを検出した。
δ（ｐｐｍ）＝８．１５（２Ｈ）、８．１０（２Ｈ）、８．０６（２Ｈ）、７．８１−７．６９（５Ｈ）、７．５７（１Ｈ）、７．５１−７．３６（８Ｈ）、７．３６−７．１７（１１Ｈ）、７．０６（２Ｈ）。
「実施例３」
式（７９）で示される化合物＜５−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−２−｛４−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−フェニル｝−ベンゾオキサゾール＞の合成
式（７９）で示される化合物＜５−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−２−｛４−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−フェニル｝−ベンゾオキサゾール＞の合成
窒素置換した反応容器に、５−ブロモ−２−（４−ブロモ−フェニル）−ベンゾオキサゾール：７．０ｇ、ビフェニル−４−イル−フェニル−アミン：１０．７ｇ、ｔ−ブトキシナトリウム：５．７ｇ、トルエン：１１０ｍＬを加えて３０分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気した。反応容器にさらに、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）：０．５ｇ、トリ（ｔ−ブチル）ホスフィン：０．５ｇを加えて加熱還流下にて７時間撹拌した。反応容器を放冷した後、濾過および減圧下濃縮して粗生成物を得た。
得られた粗生成物をトルエン／アセトン混合溶媒で再晶析精製し、５−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−２−｛４−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−フェニル｝−ベンゾオキサゾール（式（７９）で示される化合物）の黄色粉体：７．８ｇ（収率５６％）を得た。
得られた粗生成物をトルエン／アセトン混合溶媒で再晶析精製し、５−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−２−｛４−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−フェニル｝−ベンゾオキサゾール（式（７９）で示される化合物）の黄色粉体：７．８ｇ（収率５６％）を得た。
得られた黄色粉体についてＮＭＲを使用して構造を同定した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６）で以下の３５個の水素のシグナルを検出した。
δ（ｐｐｍ）＝８．０６（２Ｈ）、７．７１（３Ｈ）、７．６８（２Ｈ）、７．６２（４Ｈ）、７．４４（７Ｈ）、７．３４（４Ｈ）、７．２４（５Ｈ）、７．０８（８Ｈ）。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６）で以下の３５個の水素のシグナルを検出した。
δ（ｐｐｍ）＝８．０６（２Ｈ）、７．７１（３Ｈ）、７．６８（２Ｈ）、７．６２（４Ｈ）、７．４４（７Ｈ）、７．３４（４Ｈ）、７．２４（５Ｈ）、７．０８（８Ｈ）。
「実施例４」
式（９３）で示される化合物＜５−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−２−［４−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−フェニル］−ベンゾオキサゾール＞の合成
式（９３）で示される化合物＜５−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−２−［４−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−フェニル］−ベンゾオキサゾール＞の合成
窒素置換した反応容器に、５−ブロモ−２−（４−ブロモ−フェニル）−ベンゾオキサゾール：６．０ｇ、（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミン：１０．７ｇ、ｔ−ブトキシナトリウム：４．９ｇ、トルエン：１１０ｍＬを加えて３０分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気した。反応容器にさらに、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）：０．５ｇ、トリ（ｔ−ブチル）ホスフィン：０．４ｇを加えて加熱還流下にて７時間撹拌した。反応容器を放冷した後、濾過および減圧下濃縮して粗生成物を得た。
得られた粗生成物をトルエン溶媒で再晶析精製し、５−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−２−［４−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−フェニル］−ベンゾオキサゾール（式（９３）で示される化合物）の黄色粉体：６．０ｇ（収率４６％）を得た。
得られた粗生成物をトルエン溶媒で再晶析精製し、５−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−２−［４−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−フェニル］−ベンゾオキサゾール（式（９３）で示される化合物）の黄色粉体：６．０ｇ（収率４６％）を得た。
得られた黄色粉体についてＮＭＲを使用して構造を同定した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６）で以下の３３個の水素のシグナルを検出した。
δ（ｐｐｍ）＝８．１５（４Ｈ）、８．０５（２Ｈ）、７．８２（１Ｈ）、７．７８（２Ｈ）、７．７４（２Ｈ）、７．６１（１Ｈ）、７．５２−７．３４（８Ｈ）、７．３４−７．１７（１１Ｈ）、７．０１（２Ｈ）。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６）で以下の３３個の水素のシグナルを検出した。
δ（ｐｐｍ）＝８．１５（４Ｈ）、８．０５（２Ｈ）、７．８２（１Ｈ）、７．７８（２Ｈ）、７．７４（２Ｈ）、７．６１（１Ｈ）、７．５２−７．３４（８Ｈ）、７．３４−７．１７（１１Ｈ）、７．０１（２Ｈ）。
「実施例５」
式（９７）で示される化合物＜４−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−２−｛４−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−フェニル｝−ベンゾオキサゾール＞の合成
式（９７）で示される化合物＜４−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−２−｛４−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−フェニル｝−ベンゾオキサゾール＞の合成
窒素置換した反応容器に、４−ブロモ−２−（４−ブロモ−フェニル）−ベンゾオキサゾール：７．０ｇ、ビフェニル−４−イル−フェニル−アミン：１０．７ｇ、ｔ−ブトキシナトリウム：５．７ｇ、トルエン：１１０ｍＬを加えて３０分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気した。反応容器にさらに、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）：０．５ｇ、トリ（ｔ−ブチル）ホスフィン：０．５ｇを加えて加熱還流下にて４時間撹拌した。反応容器を放冷した後、濾過および減圧下濃縮して粗生成物を得た。
得られた粗生成物をカラムクロマトグラフ（担体：シリカゲル、溶離液：ｎ−ヘプタン／トルエン）を用いて精製し、４−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−２−｛４−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−フェニル｝−ベンゾオキサゾール（式（９７）で示される化合物）の黄色粉体：１１．９ｇ（収率８８％）を得た。
得られた粗生成物をカラムクロマトグラフ（担体：シリカゲル、溶離液：ｎ−ヘプタン／トルエン）を用いて精製し、４−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−２−｛４−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−フェニル｝−ベンゾオキサゾール（式（９７）で示される化合物）の黄色粉体：１１．９ｇ（収率８８％）を得た。
得られた黄色粉体についてＮＭＲを使用して構造を同定した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６）で以下の３５個の水素のシグナルを検出した。
δ（ｐｐｍ）＝７．８６（２Ｈ）、７．６９（２Ｈ）、７．６５（３Ｈ）、７．６１（２Ｈ）、７．５６（２Ｈ）、７．５１−７．２６（１１Ｈ）、７．１７（５Ｈ）、７．０６（８Ｈ）。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６）で以下の３５個の水素のシグナルを検出した。
δ（ｐｐｍ）＝７．８６（２Ｈ）、７．６９（２Ｈ）、７．６５（３Ｈ）、７．６１（２Ｈ）、７．５６（２Ｈ）、７．５１−７．２６（１１Ｈ）、７．１７（５Ｈ）、７．０６（８Ｈ）。
「実施例６」
式（９９）で示される化合物＜４−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−２−［４−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−フェニル］−ベンゾオキサゾール＞の合成
式（９９）で示される化合物＜４−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−２−［４−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−フェニル］−ベンゾオキサゾール＞の合成
窒素置換した反応容器に、４−ブロモ−２−（４−ブロモ−フェニル）−ベンゾオキサゾール：６．０ｇ、（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミン：１０．７ｇ、ｔ−ブトキシナトリウム：４．９ｇ、トルエン：１１０ｍＬを加えて３０分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気した。反応容器にさらに、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）：０．５ｇ、トリ（ｔ−ブチル）ホスフィン：０．４ｇを加えて加熱還流下にて４時間撹拌した。反応容器を放冷した後、濾過および減圧下濃縮して粗生成物を得た。
得られた粗生成物をカラムクロマトグラフ（担体：シリカゲル、溶離液：トルエン／酢酸エチル）を用いて精製し、４−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−２−［４−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−フェニル］−ベンゾオキサゾール（式（９９）で示される化合物）の黄色粉体：７．１ｇ（収率５５％）を得た。
得られた粗生成物をカラムクロマトグラフ（担体：シリカゲル、溶離液：トルエン／酢酸エチル）を用いて精製し、４−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−２−［４−｛（４−ベンゾオキサゾール−２−イル−フェニル）−フェニル−アミノ｝−フェニル］−ベンゾオキサゾール（式（９９）で示される化合物）の黄色粉体：７．１ｇ（収率５５％）を得た。
得られた黄色粉体についてＮＭＲを使用して構造を同定した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）で以下の３３個の水素のシグナルを検出した。
δ（ｐｐｍ）＝８．０９（４Ｈ）、７．９２（２Ｈ）、７．７３（２Ｈ）、７．５４（２Ｈ）、７．４２−７．２０（１２Ｈ）、７．２１−７．０７（１１Ｈ）。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）で以下の３３個の水素のシグナルを検出した。
δ（ｐｐｍ）＝８．０９（４Ｈ）、７．９２（２Ｈ）、７．７３（２Ｈ）、７．５４（２Ｈ）、７．４２−７．２０（１２Ｈ）、７．２１−７．０７（１１Ｈ）。
「実施例７」
式（１０１）で示される化合物＜５−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−２−｛４−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−フェニル｝−ベンゾトリアゾール＞の合成
式（１０１）で示される化合物＜５−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−２−｛４−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−フェニル｝−ベンゾトリアゾール＞の合成
窒素置換した反応容器に、５−ブロモ−２−（４−ブロモ−フェニル）−ベンゾトリアゾール：６．５ｇ、ビフェニル−４−イル−フェニル−アミン：９．５ｇ、ｔ−ブトキシナトリウム：５．３ｇ、トルエン：１３０ｍＬを加えて３０分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気した。反応容器にさらに、酢酸パラジウム（ＩＩ）：０．１ｇ、トリ（ｔ−ブチル）ホスフィン：０．３ｇを加えて加熱還流下にて７時間撹拌した。反応容器を放冷した後、濾過および減圧下濃縮して粗生成物を得た。
得られた粗生成物をトルエン溶媒で再晶析精製し、５−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−２−｛４−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−フェニル｝−ベンゾトリアゾール（式（１０１）で示される化合物）の黄色粉体：１０．４ｇ（収率８３％）を得た。
得られた粗生成物をトルエン溶媒で再晶析精製し、５−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−２−｛４−（ビフェニル−４−イル−フェニル−アミノ）−フェニル｝−ベンゾトリアゾール（式（１０１）で示される化合物）の黄色粉体：１０．４ｇ（収率８３％）を得た。
得られた黄色粉体についてＮＭＲを使用して構造を同定した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）で以下の３５個の水素のシグナルを検出した。
δ（ｐｐｍ）＝８．１９（２Ｈ）、７．８２（１Ｈ）、７．６３（４Ｈ）、７．５７（４Ｈ）、７．５０（１Ｈ）、７．４７（４Ｈ）、７．４１−７．１９（１７Ｈ）、７．１５（２Ｈ）。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）で以下の３５個の水素のシグナルを検出した。
δ（ｐｐｍ）＝８．１９（２Ｈ）、７．８２（１Ｈ）、７．６３（４Ｈ）、７．５７（４Ｈ）、７．５０（１Ｈ）、７．４７（４Ｈ）、７．４１−７．１９（１７Ｈ）、７．１５（２Ｈ）。
「実施例８」
式（１０２）で示される化合物＜５−カルバゾール−９−イル−２−（４−カルバゾール−９−イル−フェニル）−ベンゾトリアゾール＞の合成
式（１０２）で示される化合物＜５−カルバゾール−９−イル−２−（４−カルバゾール−９−イル−フェニル）−ベンゾトリアゾール＞の合成
窒素置換した反応容器に、５−ブロモ−２−（４−ブロモ−フェニル）−ベンゾトリアゾール：６．５ｇ、カルバゾール：６．５ｇ、ｔ−ブトキシナトリウム：５．３ｇ、トルエン：１３０ｍＬを加えて３０分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気した。反応容器にさらに、酢酸パラジウム：０．１ｇ、トリ（ｔ−ブチル）ホスフィン：０．３ｇを加えて加熱還流下にて一晩撹拌した。反応容器を放冷した後、濾過および減圧下濃縮して粗生成物を得た。
得られた粗生成物をトルエン溶媒で再晶析精製し、５−カルバゾール−９−イル−２−（４−カルバゾール−９−イル−フェニル）−ベンゾトリアゾール（式（１０２）で示される化合物）の黄色粉体：４．７ｇ（収率３７％）を得た。
得られた粗生成物をトルエン溶媒で再晶析精製し、５−カルバゾール−９−イル−２−（４−カルバゾール−９−イル−フェニル）−ベンゾトリアゾール（式（１０２）で示される化合物）の黄色粉体：４．７ｇ（収率３７％）を得た。
得られた黄色粉体についてＮＭＲを使用して構造を同定した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）で以下の２３個の水素のシグナルを検出した。
δ（ｐｐｍ）＝８．７０（２Ｈ）、８．２２（６Ｈ）、７．８６（２Ｈ）、７．７１（１Ｈ）、７．５４（４Ｈ）、７．５０（４Ｈ）、７．３８（４Ｈ）。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）で以下の２３個の水素のシグナルを検出した。
δ（ｐｐｍ）＝８．７０（２Ｈ）、８．２２（６Ｈ）、７．８６（２Ｈ）、７．７１（１Ｈ）、７．５４（４Ｈ）、７．５０（４Ｈ）、７．３８（４Ｈ）。
（化合物の融点およびガラス転移点（Ｔｇ）の測定）
実施例１〜実施例８において合成した式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物について、それぞれ高感度示差走査熱量計（ブルカー・エイエックスエス製、ＤＳＣ３１００ＳＡ）を用いて、融点およびガラス転移点（Ｔｇ）を測定した。その結果を以下に示す。
実施例１〜実施例８において合成した式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物について、それぞれ高感度示差走査熱量計（ブルカー・エイエックスエス製、ＤＳＣ３１００ＳＡ）を用いて、融点およびガラス転移点（Ｔｇ）を測定した。その結果を以下に示す。
実施例１（式（７）の化合物） 融点；観測されず、Ｔｇ；１３８℃
実施例２（式（２２）の化合物） 融点；観測されず、Ｔｇ；１３９℃
実施例３（式（７９）の化合物） 融点；観測されず、Ｔｇ；１０４℃
実施例４（式（９３）の化合物） 融点；観測されず、Ｔｇ；１３７℃
実施例５（式（９７）の化合物） 融点；観測されず、Ｔｇ；１０６℃
実施例６（式（７９）の化合物） 融点；観測されず、Ｔｇ；１３７℃
実施例７（式（１０１）の化合物）融点；観測されず、Ｔｇ；１０５℃
実施例８（式（１０２）の化合物）融点；２３２℃、Ｔｇ；１１５℃
実施例２（式（２２）の化合物） 融点；観測されず、Ｔｇ；１３９℃
実施例３（式（７９）の化合物） 融点；観測されず、Ｔｇ；１０４℃
実施例４（式（９３）の化合物） 融点；観測されず、Ｔｇ；１３７℃
実施例５（式（９７）の化合物） 融点；観測されず、Ｔｇ；１０６℃
実施例６（式（７９）の化合物） 融点；観測されず、Ｔｇ；１３７℃
実施例７（式（１０１）の化合物）融点；観測されず、Ｔｇ；１０５℃
実施例８（式（１０２）の化合物）融点；２３２℃、Ｔｇ；１１５℃
実施例１〜実施例８において合成した式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物は、いずれもガラス転移点（Ｔｇ）が１００℃以上であり、安定性の良好な薄膜を形成できる材料であることが分かった。
（化合物のピーク波長、吸光度および吸光係数の測定）
実施例１〜実施例８において合成した式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物について、それぞれトルエン溶媒で濃度１０−５ｍｏｌ／Ｌに調節し、紫外可視近赤外分光光度計（日本分光製、Ｖ−６５０）を用いて、波長２００〜６００ｎｍの範囲における吸光度を測定し、ピーク波長を求めた。その結果を表１に示す。
実施例１〜実施例８において合成した式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物について、それぞれトルエン溶媒で濃度１０−５ｍｏｌ／Ｌに調節し、紫外可視近赤外分光光度計（日本分光製、Ｖ−６５０）を用いて、波長２００〜６００ｎｍの範囲における吸光度を測定し、ピーク波長を求めた。その結果を表１に示す。
また、実施例１〜実施例８において合成した式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物について、それぞれトルエン溶媒で濃度１０−５ｍｏｌ／Ｌに調節し、紫外可視近赤外分光光度計（日本分光製、Ｖ−６５０）を用いて、波長４００ｎｍおよび４１０ｎｍにおける吸光度を測定した。その結果を表１に示す。
また、実施例１〜実施例８において合成した式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物について、それぞれトルエン溶液で５．０×１０−６ｍｏｌ／Ｌ、１．０×１０−５ｍｏｌ／Ｌ、１．５×１０−５ｍｏｌ／Ｌ、２．０×１０−５ｍｏｌ／Ｌの４種類の濃度に調節したサンプルを作成した。各サンプルのピーク波長における吸光度を、紫外可視近赤外分光光度計（日本分光製、Ｖ−６５０）を用いて測定し、化合物毎に検量線を作成し、吸光係数を算出した。その結果を表１に示す。
比較のために、下記式（２−１）で示される化合物およびＡｌｑ３を用いて、式（７）で示される化合物と同様にして、それぞれのピーク波長、吸光度および吸光係数を測定した。
その結果を表１にまとめて示した。
その結果を表１にまとめて示した。
表１に示すように、式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物のピーク波長は、式（２−１）で示される化合物およびＡｌｑ３と同様に、４００ｎｍ以下であった。このことから、式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物は、青、緑および赤それぞれの波長領域における光を吸収しにくく、かつ波長４００ｎｍおよび４１０ｎｍの光を吸収する薄膜の材料として使用できることが分かった。
表１に示すように、式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物は、式（２−１）で示される化合物およびＡｌｑ３と比較して、吸光度の高いものであった。このことから、式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物は、同じ濃度であれば式（２−１）で示される化合物およびＡｌｑ３と比較して、波長４００ｎｍおよび４１０ｎｍの光を吸収する機能が良好な薄膜を形成できる材料であることが分かった。
また、式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物は、式（２−１）で示される化合物およびＡｌｑ３と比較して、吸光係数が大きいものであった。したがって、式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物を用いることで、膜厚を厚膜化するほど、光を吸光する機能が顕著に高くなる膜を形成できる。
（薄膜の屈折率および消衰係数の測定）
実施例１〜実施例８において合成した式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物をそれぞれ用いて、シリコン基板上に膜厚８０ｎｍの蒸着膜を作製した。
得られた蒸着膜について、それぞれ、分光測定装置（フィルメトリクス社製、Ｆ１０−ＲＴ−ＵＶ）を用いて、４００ｎｍの光および４１０ｎｍの光を、それぞれキャッピング層に透過させて、シリコン基板に反射させて得た反射光を測定し、キャッピング層の屈折率ｎおよび消衰係数ｋを求めた。その結果を表２に示す。
実施例１〜実施例８において合成した式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物をそれぞれ用いて、シリコン基板上に膜厚８０ｎｍの蒸着膜を作製した。
得られた蒸着膜について、それぞれ、分光測定装置（フィルメトリクス社製、Ｆ１０−ＲＴ−ＵＶ）を用いて、４００ｎｍの光および４１０ｎｍの光を、それぞれキャッピング層に透過させて、シリコン基板に反射させて得た反射光を測定し、キャッピング層の屈折率ｎおよび消衰係数ｋを求めた。その結果を表２に示す。
比較のために、上記式（２−１）で示される化合物およびＡｌｑ３をそれぞれ用いて、シリコン基板上に膜厚８０ｎｍの蒸着膜を作製し、式（７）で示される化合物の蒸着膜と同様にして、４００ｎｍの光および４１０ｎｍの光を、それぞれキャッピング層に透過させて、シリコン基板に反射させて得た反射光を測定し、キャッピング層の屈折率ｎおよび消衰係数ｋを求めた（例えば、特許文献４参照）。その結果を表２にまとめて示した。
表２に示すように、式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物からなる薄膜は、屈折率ｎが、式（２−１）で示される化合物からなる薄膜と同等以上であり、Ａｌｑ３からなる薄膜と比較して高いものであった。
このことから、式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物からなる薄膜をキャッピング層として用いることにより、有機ＥＬ素子における光の取出し効率の向上が期待できる。
このことから、式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物からなる薄膜をキャッピング層として用いることにより、有機ＥＬ素子における光の取出し効率の向上が期待できる。
また、式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物からなる薄膜は、式（２−１）で示される化合物およびＡｌｑ３からなる薄膜と比較して、消衰係数ｋが高いものであった。
このことは、式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物からなる薄膜を用いたキャッピング層が、太陽光の波長４００ｎｍから４１０ｎｍの光をよく吸光し、素子内部の材料に影響を与えないことを示すものである。
このことは、式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物からなる薄膜を用いたキャッピング層が、太陽光の波長４００ｎｍから４１０ｎｍの光をよく吸光し、素子内部の材料に影響を与えないことを示すものである。
「実施例９」
以下に示す方法により、図１に示す有機ＥＬ素子を製造した。
金属からなる陽極２として反射電極をあらかじめ形成したガラス基板１上に、蒸着法により、正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５、電子輸送層６、電子注入層７、陰極８、キャッピング層９を、この順に形成し、図１に示す有機ＥＬ素子を得た。
以下に示す方法により、図１に示す有機ＥＬ素子を製造した。
金属からなる陽極２として反射電極をあらかじめ形成したガラス基板１上に、蒸着法により、正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５、電子輸送層６、電子注入層７、陰極８、キャッピング層９を、この順に形成し、図１に示す有機ＥＬ素子を得た。
具体的には、膜厚５０ｎｍのＩＴＯ、膜厚１００ｎｍの銀合金の反射膜、膜厚５ｎｍのＩＴＯを、陽極２として順に成膜したガラス基板１を用意した。ガラス基板１に、イソプロピルアルコール中にて超音波洗浄を２０分間行った後、２５０℃に加熱したホットプレート上にて１０分間乾燥を行った。その後、ＵＶオゾン処理を２分間行った後、このＩＴＯ付きガラス基板１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、陽極２を覆うように正孔注入層３として、電子アクセプター（Acceptor−１）と下記式で示す化合物（３−１）を、蒸着速度比がAcceptor−１：化合物（３−１）＝３：９７となる蒸着速度で二元蒸着を行い、膜厚１０ｎｍとなるように形成した。
この正孔注入層３の上に、正孔輸送層４として化合物（３−１）を膜厚１４０ｎｍとなるように形成した。
この正孔注入層３の上に、正孔輸送層４として化合物（３−１）を膜厚１４０ｎｍとなるように形成した。
この正孔輸送層４の上に、発光層５として下記式で示す化合物（３−２）と下記式で示す化合物（３−３）を、蒸着速度比が化合物（３−２）：化合物（３−３）＝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５の上に、電子輸送層６として下記式で示す化合物（３−４）と下記式で示す化合物（３−５）を、蒸着速度比が化合物（３−４）：化合物（３−５）＝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６の上に、電子注入層７としてフッ化リチウムを膜厚１ｎｍとなるように形成した。
この電子注入層７の上に、半透明の陰極８としてマグネシウム銀合金を膜厚１２ｎｍとなるように形成した。
この電子注入層７の上に、半透明の陰極８としてマグネシウム銀合金を膜厚１２ｎｍとなるように形成した。
最後に、陰極８の上に、実施例１において合成した式（７）で示される化合物を蒸着することにより、膜厚６０ｎｍのキャッピング層９を形成し、実施例９の有機ＥＬ素子を得た。
「実施例１０」
キャッピング層９の材料として、実施例１において合成した式（７）で示される化合物に代えて、実施例２において合成した式（２２）で示される化合物を用いたこと以外は、実施例９と同様にして、実施例１０の有機ＥＬ素子を得た。
キャッピング層９の材料として、実施例１において合成した式（７）で示される化合物に代えて、実施例２において合成した式（２２）で示される化合物を用いたこと以外は、実施例９と同様にして、実施例１０の有機ＥＬ素子を得た。
「実施例１１」
キャッピング層９の材料として、実施例１において合成した式（７）で示される化合物に代えて、実施例３において合成した式（７９）で示される化合物を用いたこと以外は、実施例９と同様にして、実施例１１の有機ＥＬ素子を得た。
キャッピング層９の材料として、実施例１において合成した式（７）で示される化合物に代えて、実施例３において合成した式（７９）で示される化合物を用いたこと以外は、実施例９と同様にして、実施例１１の有機ＥＬ素子を得た。
「実施例１２」
キャッピング層９の材料として、実施例１において合成した式（７）で示される化合物に代えて、実施例４において合成した式（９３）で示される化合物を用いたこと以外は、実施例９と同様にして、実施例１２の有機ＥＬ素子を得た。
キャッピング層９の材料として、実施例１において合成した式（７）で示される化合物に代えて、実施例４において合成した式（９３）で示される化合物を用いたこと以外は、実施例９と同様にして、実施例１２の有機ＥＬ素子を得た。
「実施例１３」
キャッピング層９の材料として、実施例１において合成した式（７）で示される化合物に代えて、実施例５において合成した式（９７）で示される化合物を用いたこと以外は、実施例９と同様にして、実施例１３の有機ＥＬ素子を得た。
キャッピング層９の材料として、実施例１において合成した式（７）で示される化合物に代えて、実施例５において合成した式（９７）で示される化合物を用いたこと以外は、実施例９と同様にして、実施例１３の有機ＥＬ素子を得た。
「実施例１４」
キャッピング層９の材料として、実施例１において合成した式（７）で示される化合物に代えて、実施例６において合成した式（９９）で示される化合物を用いたこと以外は、実施例９と同様にして、実施例１４の有機ＥＬ素子を得た。
キャッピング層９の材料として、実施例１において合成した式（７）で示される化合物に代えて、実施例６において合成した式（９９）で示される化合物を用いたこと以外は、実施例９と同様にして、実施例１４の有機ＥＬ素子を得た。
「実施例１５」
キャッピング層９の材料として、実施例１において合成した式（７）で示される化合物に代えて、実施例７において合成した式（１０１）で示される化合物を用いたこと以外は、実施例９と同様にして、実施例１５の有機ＥＬ素子を得た。
キャッピング層９の材料として、実施例１において合成した式（７）で示される化合物に代えて、実施例７において合成した式（１０１）で示される化合物を用いたこと以外は、実施例９と同様にして、実施例１５の有機ＥＬ素子を得た。
「実施例１６」
キャッピング層９の材料として、実施例１において合成した式（７）で示される化合物に代えて、実施例８において合成した式（１０２）で示される化合物を用いたこと以外は、実施例９と同様にして、実施例１６の有機ＥＬ素子を得た。
キャッピング層９の材料として、実施例１において合成した式（７）で示される化合物に代えて、実施例８において合成した式（１０２）で示される化合物を用いたこと以外は、実施例９と同様にして、実施例１６の有機ＥＬ素子を得た。
「比較例１」
キャッピング層９の材料として、実施例１において合成した式（７）で示される化合物に代えて、上記式（２−１）で示される化合物を用いたこと以外は、実施例９と同様にして、比較例１の有機ＥＬ素子を得た。
キャッピング層９の材料として、実施例１において合成した式（７）で示される化合物に代えて、上記式（２−１）で示される化合物を用いたこと以外は、実施例９と同様にして、比較例１の有機ＥＬ素子を得た。
「比較例２」
キャッピング層９の材料として、実施例１において合成した式（７）で示される化合物に代えて、Ａｌｑ３を用いたこと以外は、実施例９と同様にして、比較例２の有機ＥＬ素子を得た。
キャッピング層９の材料として、実施例１において合成した式（７）で示される化合物に代えて、Ａｌｑ３を用いたこと以外は、実施例９と同様にして、比較例２の有機ＥＬ素子を得た。
実施例９〜実施例１６、比較例１、比較例２の有機ＥＬ素子について、それぞれ大気中、常温で特性測定を行った。
具体的には、各有機ＥＬ素子に直流電圧を印加したときの、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２での駆動電圧、輝度、発光効率、電力効率を測定した。その結果を表３に示す。
具体的には、各有機ＥＬ素子に直流電圧を印加したときの、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２での駆動電圧、輝度、発光効率、電力効率を測定した。その結果を表３に示す。
また、実施例９〜実施例１６、比較例１、比較例２の有機ＥＬ素子について、それぞれ大気中、常温で１０ｍＡ／ｃｍ２の定電流駆動を行ない、初期輝度を１００％とした時の輝度が９５％に減衰するまでの時間を測定し、寿命（素子寿命）として評価した。その結果を表３に示す。
表３に示すように、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２での駆動電圧は、実施例９〜実施例１６、比較例１、比較例２の有機ＥＬ素子において、ほぼ同等であった。
表３に示すように、実施例９〜実施例１６の有機ＥＬ素子は、比較例１、比較例２の有機ＥＬ素子と比較して、輝度、発光効率および電力効率が高かった。このことは、有機ＥＬ素子のキャッピング層の材料として、式（７）（２２）（７９）（９３）（９７）（９９）（１０１）（１０２）で示される化合物を用いることで、式（２−１）で示される化合物およびＡｌｑ３を用いた場合と比較して、光の取出し効率を大幅に改善できることを示している。
また、実施例９〜実施例１６の有機ＥＬ素子は、比較例１、比較例２の有機ＥＬ素子と比較して、長寿命であった。
特に、キャッピング層の材料として、式（９７）で示される化合物を用いた実施例１３の有機ＥＬ素子は、長寿命であった。
特に、キャッピング層の材料として、式（９７）で示される化合物を用いた実施例１３の有機ＥＬ素子は、長寿命であった。
以上のように、本発明の有機ＥＬ素子における、ベンゾアゾール環構造を有する一般式（ａ−１）で表されるジアミン化合物は、吸光係数が高く、屈折率が高く、薄膜状態が安定である。このため、有機ＥＬ素子のキャッピング層に用いる化合物として優れている。該化合物を用いたキャッピング層を有する有機ＥＬ素子は、高い発光効率、光の取り出し効率および電力効率が得られる。さらに該化合物を用いたキャッピング層を有する有機ＥＬ素子とすることにより、太陽光の光を吸光し素子内部の材料に影響を与えないように、耐久性および耐光性を改善できる。
また、ベンゾアゾール環構造を有する一般式（ａ−１）で表されるジアミン化合物は、青、緑および赤それぞれの波長領域において吸収を持たない。このため、該化合物を用いたキャッピング層を有する有機ＥＬ素子は、色純度がよく鮮明で明るい画像を表示したい場合に、特に好適である。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。
また、ベンゾアゾール環構造を有する一般式（ａ−１）で表されるジアミン化合物は、青、緑および赤それぞれの波長領域において吸収を持たない。このため、該化合物を用いたキャッピング層を有する有機ＥＬ素子は、色純度がよく鮮明で明るい画像を表示したい場合に、特に好適である。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 陽極
３ 正孔注入層
４ 正孔輸送層
５ 発光層
６ 電子輸送層
７ 電子注入層
８ 陰極
９ キャッピング層
２ 陽極
３ 正孔注入層
４ 正孔輸送層
５ 発光層
６ 電子輸送層
７ 電子注入層
８ 陰極
９ キャッピング層
Claims (12)
- 第１電極と第２電極との間に発光層を含む有機層を有し、
前記第１電極の前記有機層と反対側の面にキャッピング層が積層され、
前記第１電極が、透明または半透明であり、
前記キャッピング層が、下記一般式（ａ−１）で表されるベンゾアゾール環構造を有するジアミン化合物を含有することを特徴とする有機ＥＬ素子。
- 前記第１電極が陰極であり、
前記第２電極が陽極であり、
前記有機層が正孔輸送層と発光層と電子輸送層とを少なくとも含み、
前記電極、前記正孔輸送層、前記発光層、前記電子輸送層、前記陰極および前記キャッピング層をこの順に有することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。 - 前記一般式（ｂ−１）が、下記一般式（ｂ−２）、（ｂ−３）または（ｂ−４）であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記一般式（ｂ−１）が、下記一般式（ｂ−５）、（ｂ−６）または（ｂ−７）であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記一般式（ｂ−１）が、下記一般式（ｂ−８）、（ｂ−９）または（ｂ−１０）であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記ｍと前記ｎの合計が、０、１または２であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記一般式（ａ−１）における−ＮＡｒ１Ａｒ２と−ＮＡｒ３Ａｒ４の二つのアミノ基骨格が、同一であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記ジアミン化合物は、濃度１０−５ｍｏｌ／Ｌの吸収スペクトルにおける吸光度が、４００ｎｍから４１０ｎｍの波長範囲で０．２以上であることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の有機エレトロルミネッセンス素子。
- 前記キャッピング層の厚さが、３０ｎｍ〜１２０ｎｍの範囲内であることを特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記キャッピング層は、４００ｎｍおよび４１０ｎｍの波長の光を透過させたときの屈折率が１．８５以上である、請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記キャッピング層は、波長４００ｎｍおよび４１０ｎｍの光の消衰係数が０．２以上である請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記Ｒ１および前記Ｒ２が、水素原子である、請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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