WO2016076384A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

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大三 神田
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Abstract

 本発明によれば、少なくとも陽極、正孔注入層、第一正孔輸送層、第二正孔輸送層、発光層、電子輸送層および陰極をこの順に有する有機EL素子において、前記第二正孔輸送層が、特定の構造を有するアリールアミン化合物を含有し、前記電子輸送層が、特定の構造を有す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。本発明の有機EL素子は、高効率、低駆動電圧であって、より長寿命の有機EL素子である。

Description

有機エレクトロルミネッセンス素子
 本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関し、詳しくは特定のアリールアミン化合物と特定のピリミジン誘導体を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子(以後、有機EL素子と略称する)に関する。
 有機EL素子は自己発光性素子である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。そのため、有機EL素子について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、発光のための各種の役割を各材料に分担した積層構造とすることにより、実用的な有機EL素子の開発に成功した。かかる有機EL素子は、電子を輸送することのできる蛍光体と正孔を輸送することのできる有機物とを積層することにより構成されるものであり、正電荷と負電荷とを蛍光体の層の中に注入して発光させることにより、10V以下の電圧で1000cd/m以上の高輝度が得られるというものである(特許文献1、特許文献2参照)。
 現在まで、有機EL素子の実用化のために多くの改良がなされている。例えば、積層構造の各層の役割をさらに細分化し、基板上に、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層および陰極を設けると、高効率と耐久性が達成されることが一般に知られている。
 また、発光効率の更なる向上を目的として三重項励起子の利用が試みられ、燐光発光性化合物の利用が検討されている。更に、熱活性化遅延蛍光(TADF)による発光を利用する素子も開発されている。2011年に九州大学の安達らは、熱活性化遅延蛍光材料を用いた素子によって5.3%の外部量子効率を実現させている。
 発光層は、一般的にホスト材料と称される電荷輸送性の化合物に、蛍光性化合物、燐光発光性化合物または遅延蛍光を放射する材料をドープして作製することもできる。有機EL素子における有機材料の選択は、その素子の効率や耐久性など諸特性に大きな影響を与える。
 有機EL素子においては、両電極から注入された電荷が発光層で再結合して発光が得られるが、正孔、電子の両電荷を如何に効率良く発光層に受け渡すかが重要であり、キャリアバランスに優れた素子とする必要がある。また、正孔注入性を高め、陰極から注入された電子をブロックする電子阻止性を高めることによって、正孔と電子が再結合する確率を向上させ、さらには発光層内で生成した励起子を閉じ込めることによって、高発光効率を得ることができる。そのため、正孔輸送材料の果たす役割は重要であり、正孔注入性が高く、正孔の移動度が大きく、電子阻止性が高く、さらには電子に対する耐久性が高い正孔輸送材料が求められている。
 また、素子の寿命に関しては材料の耐熱性やアモルファス性も重要である。耐熱性が低い材料では、素子駆動時に生じる熱により、低温でも熱分解が起こり、材料が劣化する。アモルファス性が低い材料では、短時間でも薄膜の結晶化が起こり、素子が劣化する。そのため使用する材料には耐熱性が高く、アモルファス性が良好な性質が求められる。
 これまで有機EL素子に用いられてきた正孔輸送材料としては、N,N’-ジフェニル-N,N’-ジ(α-ナフチル)ベンジジン(NPD)や種々の芳香族アミン誘導体がある(特許文献1、特許文献2参照)。NPDは良好な正孔輸送能力を持っているが、耐熱性の指標となるガラス転移点(Tg)が96℃と低く、高温条件下では結晶化による素子特性の低下が起こる。
 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10-3cm/Vs以上と優れた移動度を有する化合物もあるが、電子阻止性が不十分であるため、電子の一部が発光層を通り抜けてしまい、発光効率の向上が期待できない。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。
 更に、特許文献3には、耐久性の高い芳香族アミン誘導体が報告されている。しかし、特許文献3の芳香族アミン誘導体は、電子写真感光体の電荷輸送材料として用いられるものであり、有機EL素子に用いた例については全く検討されていない。
 耐熱性や正孔注入性などの特性を改良した化合物として、置換カルバゾール構造を有するアリールアミン化合物が提案されている(特許文献4、特許文献5参照)。これらの化合物を正孔注入層または正孔輸送層に用いた素子では、耐熱性や発光効率などの改良はされているが、その程度は未だ十分とはいえず、さらなる低駆動電圧化や高発光効率化が求められている。
 このように、正孔の注入・輸送性能、電子の注入・輸送性能、薄膜の安定性、耐久性等に優れた材料を各種組み合わせ、素子作製の歩留まり向上や、有機EL素子の素子特性の改善、例えば、正孔と電子が高効率で再結合でき、発光効率が高く、駆動電圧が低く、長寿命である素子の実現が求められている。
特開平8-048656号公報 特許第3194657号公報 特許第4943840号公報 特開2006-151979号公報 国際公開第2008/62636号 国際公開第2011/059000号 国際公開第2003/060956号 特開平7-126615号公報 特開2005-108804号公報
 本発明の目的は、正孔の注入・輸送性能、電子の注入・輸送性能、電子阻止能力、薄膜状態での安定性、耐久性等に優れた有機EL素子用の各種材料を、それぞれの材料が有する特性が効果的に発現できるように組み合わせることで、(1)発光効率および電力効率が高く、(2)発光開始電圧が低く、(3)実用駆動電圧が低く、(4)特に長寿命である有機EL素子を提供することにある。
 本発明者らは、アリールアミン系材料が、正孔の注入・輸送能力、薄膜の安定性および耐久性に優れている点に着目した。また、ピリミジン誘導体が電子の注入・輸送能力、薄膜の安定性および耐久性に優れている点にも着目した。
 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。
 本発明によれば、少なくとも陽極、正孔注入層、第一正孔輸送層、第二正孔輸送層、発光層、電子輸送層およ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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 式中、
  Ar~Arは、それぞれ、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、
  nは2~4の整数を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 式中、
  Ar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、
  Ar、Arは、それぞれ、水素原子、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、ArとArは同時に水素
 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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
   式中、
    Arは、芳香族複素環基を表し、
    R~Rは、それぞれ、水素原子、重水素原子、フッ素原子、
   塩素原子、シアノ基、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、R~RとAr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。
 本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)では、
(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、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構造を3~6個有する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、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 式中、
  r、r、r、r12、r15およびr16は、それぞれ、0~5の
 整数を表し、
  r、r、r10、r11、r13およびr14は、それぞれ、0~4
 の整数を表し、
  R~R16は、それぞれ、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シ
 アノ基、ニトロ基、炭素数1~6のアルキル基、炭素数5~10のシ
 クロアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、炭素数1~6のアル
 キルオキシ基、炭素数5~10のシクロアルキルオキシ基、芳香族炭
 化水素基、芳香族複素環基、縮合多環芳香族基またはアリールオキシ
 基を表し、これらの基が同一のベンゼン環に複数結合する場合、複数
 結合している基は、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、
  L~Lは、それぞれ、単結合または下記構造式(B)~(G)の
 いずれかで示される2価基を表す、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 式中、n1は1~3の整数を表す、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
(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、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構造を2個有する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、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 式中、
  r17、r18、r21及びr22は、それぞれ、0~5の整数を表し、
  r19およびr20は、それぞれ、0~4の整数を表し、
  R17~R22は、それぞれ、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、
 シアノ基、ニトロ基、炭素数1~6のアルキル基、炭素数5~10の
 シクロアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、炭素数1~6のア
 ルキルオキシ基、炭素数5~10のシクロアルキルオキシ基、芳香族
 炭化水素基、芳香族複素環基、縮合多環芳香族基またはアリールオキ
 シ基を表し、これらの基が同一のベンゼン環に複数結合する場合、複
 数結合している基は、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、
  Lは、単結合または前記構造式(C)~(G)で示される2価基を
 表す、
(5)前記電子輸送層が含有するピリミジン誘導体が、下記一般式(2a)で表されること、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
  式中、Ar~ArおよびAは、前記一般式(2)で記載した通り
 の意味を表す、
(6)前記電子輸送層が含有するピリミジン誘導体が、下記一般式(2b)で表されること、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
  式中、Ar~ArおよびAは、前記一般式(2)で記載した通り
 の意味を表す、
(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、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
  式中、ArおよびR~Rは、前記構造式(3)で記載した通り
 の意味を表す、
(8)前記発光層が、青色発光性ドーパントを含有すること、
(9)前記青色発光性ドーパントが、ピレン誘導体であること、
(10)前記発光層が、アントラセン誘導体を含有すること、
(11)前記発光層が、前記アントラセン誘導体をホスト材料として含有すること、
が好適である。
 本発明では、正孔と電子の注入・輸送を効果的に行えるように、正孔輸送層を二層構成とし、且つ、キャリアバランスを考慮しながら、特定の構造を有するアリールアミン化合物と特定の構造を有するピリミジン誘導体を組み合わせた。これにより、発光層へ正孔と電子を効率良く注入・輸送でき、高効率、低駆動電圧、長寿命の有機EL素子を実現することができた。
 更に上記の材料の組み合わせに対し、特定の構造を有するトリアリールアミン化合物を第一正孔輸送層の材料として組み合わせ、キャリアバランスがより精緻化された材料の組み合わせを選択した。その結果、発光層へ正孔をより効率良く注入・輸送できるようになり、高効率、低駆動電圧であって、より長寿命の有機EL素子を実現することができた。即ち、本発明によれば、従来の有機EL素子より高発光効率且つ低駆動電圧であるだけでなく、特に耐久性に優れた有機EL素子が提供される。
素子実施例1~6および素子比較例1~4の有機EL素子の構成を示した図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1-1)~(1-4)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1-5)~(1-8)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1-9)~(1-12)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1-13)~(1-17)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1-18)~(1-21)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1-22)~(1-25)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1-26)~(1-29)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1-30)~(1-32)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1-33)~(1-36)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1-37)~(1-40)の構造式を示す図である。 一般式(1)のアリールアミン化合物における化合物(1-41)~(1-44)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-1)~(2-5)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-6)~(2-9)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-10)~(2-13)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-14)~(2-17)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-18)~(2-21)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-22)~(2-25)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-26)~(2-29)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-30)~(2-33)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-34)~(2-37)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-38)~(2-41)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-42)~(2-45)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-46)~(2-49)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-50)~(2-53)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-54)~(2-57)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-58)~(2-61)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-62)~(2-65)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-66)~(2-69)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-70)~(2-73)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-74)~(2-76)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-77)~(2-79)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-80)~(2-82)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-83)~(2-85)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-86)~(2-88)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-89)~(2-91)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-92)~(2-94)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-95)~(2-97)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-98)~(2-100)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-101)~(2-104)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-105)~(2-107)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-108)~(2-110)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-111)~(2-113)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-114)~(2-116)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-117)~(2-119)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-120)~(2-122)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-123)~(2-126)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-127)~(2-129)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-130)~(2-133)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-134)~(2-137)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-138)~(2-140)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-141)~(2-143)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-144)~(2-147)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-148)~(2-150)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-151)~(2-154)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-155)~(2-157)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-158)~(2-161)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-162)~(2-165)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-166)~(2-168)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-169)~(2-172)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-173)~(2-176)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-177)~(2-180)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-181)~(2-184)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-185)~(2-188)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-189)~(2-192)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-193)~(2-196)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-197)~(2-200)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-201)~(2-204)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-205)~(2-208)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-209)~(2-212)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-213)~(2-216)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-217)~(2-220)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-221)~(2-223)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-224)~(2-227)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-228)~(2-231)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-232)~(2-235)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-236)~(2-239)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-240)~(2-243)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-244)~(2-247)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-248)~(2-252)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-253)~(2-256)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-257)~(2-260)の構造式を示す図である。 一般式(2)のピリミジン誘導体における化合物(2-261)~(2-264)の構造式を示す図である。 一般式(4)のトリアリールアミン化合物における化合物(4-1)~(4-4)の構造式を示す図である。 一般式(4)のトリアリールアミン化合物における化合物(4-5)~(4-7)の構造式を示す図である。 一般式(4)のトリアリールアミン化合物における化合物(4-8)~(4-11)の構造式を示す図である。 一般式(4)のトリアリールアミン化合物における化合物(4-12)~(4-15)の構造式を示す図である。 一般式(4)のトリアリールアミン化合物における化合物(4-16)~(4-17)の構造式を示す図である。 一般式(4)以外のトリアリールアミン化合物における化合物(4´-1)~(4´-2)の構造式を示す図である。 一般式(5)のトリアリールアミン化合物における化合物(5-1)~(5-4)の構造式を示す図である。 一般式(5)のトリアリールアミン化合物における化合物(5-5)~(5-7)の構造式を示す図である。 一般式(5)のトリアリールアミン化合物における化合物(5-8)~(5-10)の構造式を示す図である。 一般式(5)のトリアリールアミン化合物における化合物(5-11)~(5-14)の構造式を示す図である。 一般式(5)のトリアリールアミン化合物における化合物(5-15)~(5-18)の構造式を示す図である。 一般式(5)のトリアリールアミン化合物における化合物(5-19)~(5-22)の構造式を示す図である。 一般式(5)のトリアリールアミン化合物における化合物(5-23)の構造式を示す図である。 一般式(5)以外のトリアリールアミン化合物における化合物(5´-1)~(5´-2)の構造式を示す図である。
発明が実施しようとする形態
 本発明の有機EL素子は、ガラス基板やプラスチック基板(例えばポリエチレンテレフタレート基板)などの透明基板上に、少なくとも陽極、正孔注入層、第一正孔輸送層、第二正孔輸送層、発光層、電子輸送層および陰極がこの順に形成された基本構造を有する。このような基本構造を有している限り、その層構造は、種々の態様を採ることができ、例えば、第二正孔輸送層と発光層の間に電子阻止層を設けたり、発光層と電子輸送層の間に正孔阻止層を設けたり、あるいは、電子輸送層と陰極の間に電子注入層を設けることもできる。また、有機層を何層か省略あるいは兼ねることが可能であり、例えば電子注入層と電子輸送層を兼ねた構成とすることもできる。図1には、後述する素子実施例で採用された層構造が示されており、この例では、透明基板1上に、陽極2、正孔注入層3、第一正孔輸送層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および陰極9がこの順に形成されている。
 本発明の有機EL素子は、上述の各層のうち、第二正孔輸送層5が一般式(1)で表されるアリールアミン化合物を含有しており、且つ、電子輸送層7が一般式(2)で表されるピリミジン誘導体を含有している点に重要な特徴を有する。以下、一般式(1)で表されるアリールアミン化合物と一般式(2)で表されるピリミジン誘導体について説明する。
 一般式(1)で表されるアリールアミン化合物;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 かかるアリールアミン化合物は、後述する実施例からも理解されるようにガラス転移点Tgが高く(例えば100℃以上)、従って、薄膜状態が安定であり、耐熱性も優れている。また、一般的な正孔輸送材料が有する仕事関数(約5.4eV)と比較して、高い仕事関数を有しており、従って、正孔輸送性に優れており、正孔の移動度が大きく且つ正孔の注入特性もよい。さらには、電子阻止性にも優れている。
 前記一般式(1)において、nは、2~4の整数を表しており、正孔輸送能力の観点から、好ましくは2または3の整数を表している。
 Ar~Arは、それぞれ、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。
 Ar~Arで表され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、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、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があげられる。Ar~Arは、互いに独立して存在する方が好ましいが、ArとArまたはArとAr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いてもよい。
 Ar~Arで表される芳香族複素環基としては、含硫黄芳香族複素環基、例えばチエニル基、ベンゾチエニル基、ベンゾチアゾリル基、ジベンゾチエニル基;含酸素芳香族複素環基、例えばフリル基、ピロリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾオキサゾリル基、ジベンゾフラニル基;または、前記例示した芳香族炭化水素基および縮合多環芳香族基から選ばれる置換基を有するN-置換カルバゾリル基;が好ましい。
 上記の芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または縮合多環芳香族基は置換基を有してもよい。置換基としては、具体的に、重水素原子、シアノ基、ニトロ基の他、以下の基が挙げられる。
  ハロゲン原子、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原
 子;
  炭素数1~6のアルキル基、例えばメチル基、エチル基、n-プロ
 ピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-
 ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n-
 ヘキシル基;
  炭素数1~6のアルキルオキシ基、例えばメチルオキシ基、エチル
 オキシ基、プロピルオキシ基;
  アルケニル基、例えばビニル基、アリル基;
  アリールオキシ基、例えばフェニルオキシ基、トリルオキシ基;
  アリールアルキルオキシ基、例えばベンジルオキシ基、フェネチル
 オキシ基;
  芳香族炭化水素基もしく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、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、炭素数1~6のアルキル基および炭素数1~6のアルキルオキシ基は直鎖状であっても分枝状であってもよい。これらの置換基は、さらに上記で例示した置換基を有していてもよい。また、これらの置換基同士は、互いに独立して存在していてもよいが、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。
 前記一般式(1)で表されるアリールアミン化合物は、鈴木カップリング等のそれ自体公知の方法で合成することができる。
 製造されたアリールアミン化合物は、カラムクロマトグラフによる精製、シリカゲル、活性炭、活性白土などによる吸着精製、溶媒による再結晶や晶析法などによって精製され、最終的には、昇華精製などにより精製される。化合物の同定は、NMR分析によって行うことができる。
 物性値としては、ガラス転移点(Tg)と仕事関数の測定を行うことができる。ガラス転移点(Tg)は薄膜状態の安定性の指標となる。ガラス転移点(Tg)は、粉体を用いて高感度示差走査熱量計(ブルカー・エイエックスエス製、DSC3100S)によって求めることができる。
 仕事関数は正孔輸送性の指標となる。仕事関数は、ITO基板の上に100nmの薄膜を作製して、イオン化ポテンシャル測定装置(住友重機械工業株式会社、PYS-202)によって求めることができる。
 Ar~Arとしては、芳香族炭化水素基、含酸素芳香族複素環基または縮合多環芳香族基が好ましく、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、ジベンゾフラニル基がより好ましい。
 ArとArが異なる基であるか又はArとArが異なる基であることが好ましく、ArとArが異なる基であり且つArとArが異なる基であることがより好ましい。
 一般式(1)におけるフェニレン基の結合様式としては、素子寿命に影響を与える薄膜の安定性の観点から、全ての結合が1,4-結合となっているのではなく、1,4-結合に、1,2-結合または1,3-結合が混在していることが好ましい。フェニレン基が4個(nが2の場合)、5個(nが3の場合)または6個(nが4の場合)連結したアリールジアミン誘導体であって、フェニレン基同士が直線的に連結していないものを以下に例示する。
  1,1’:3’,1’’:3’’,1’’’-クォーターフェニル
 ジアミン、
  1,1’:3’,1’’:2’’,1’’’:3’’’,1’’
 ’’-キンクフェニルジアミン、
  1,1’:3’,1’’:3’’,1’’’:3’’’,1’’’
 ’-キンクフェニルジアミン、
  1,1’:2’,1’’:2’’,1’’’-クォーターフェニル
 ジアミン、
  1,1’:3’,1’’:4’’,1’’’-クォーターフェニル
 ジアミン、
  1,1’:4’,1’’:2’’,1’’’:4’’’,1’’’
 ’-キンクフェニルジアミン、
  1,1’:2’,1’’:3’’,1’’’:2’’’,1’’’
 ’-キンクフェニルジアミン、
  1,1’:4’,1’’:3’’,1’’’:4’’’,1’’’
 ’-キンクフェニルジアミン、
  1,1’:2’,1’’:2’’,1’’’:2’’’,1’’’
 ’-キンクフェニルジアミン
 前記一般式(1)で表されるアリールアミン化合物の中で、好ましい化合物の具体例を図2~図12に示すが、一般式(1)で表されるアリールアミン化合物は、これらの化合物に限定されるものではない。尚、構造式中のDは、重水素を表す。
一般式(2)で表されるピリミジン誘導体;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 かかるピリミジン誘導体は、電子の注入能力および輸送能力に優れており、電子輸送層の材料として好ましい化合物である。
 一般式(2)において、Ar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、Ar、Arは、それぞれ、水素原子、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。ArとArは同時に水素原子となることはない。
 Ar~Arで表され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、テトラキスフェニル基、スチリル基、ナフチル基、アントラセニル基、アセナフテニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、スピロビフルオレニル基、フリル基、チエニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基のような基があげられる。
 Ar~Arで表され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は置換基を有してもよい。置換基としては、具体的に、
重水素原子、シアノ基、ニトロ基の他に以下の基が挙げられる。
  ハロゲン原子、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原
 子;
  炭素数1~6のアルキル基、例えばメチル基、エチル基、n-プロ
 ピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-
 ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n-
 ヘキシル基;
  炭素数1~6のアルキルオキシ基、例えばメチルオキシ基、エチル
 オキシ基、プロピルオキシ基;
  アルケニル基、例えばビニル基、アリル基;
  アリールオキシ基、例えばフェニルオキシ基、トリルオキシ基;
  アリールアルキルオキシ基、例えばベンジルオキシ基、フェネチル
 オキシ基;
  芳香族炭化水素基もしく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、スピロ
 ビフルオレニル基;
  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、アザフルオ
 レニル基、ジアザフルオレニル基、カルボリニル基、アザスピロビフ
 ルオレニル基、ジアザスピロビフルオレニル基;
  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、炭素数1~6のアルキル基および炭素数1~6のアルキルオキシ基は、直鎖状であっても分枝状であってもよい。これらの置換基は、さらに上記で例示した置換基を有していてもよい。また、これらの置換基同士は、互いに独立して存在していてもよいが、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く、また、これらの置換基と当該置換基が結合しているAr、ArまたはArが酸素原子、硫黄原子または置換もしくは無置換のメチレン基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(2)において、Aは下記構造式(3)で示される1価基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 構造式(3)において、Arは、芳香族複素環基を表す。Arで表される芳香族複素環基としては、具体的に、トリアジニル基、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、アザフルオレニル基、ジアザフルオレニル基、ナフチリジニル基、フェナントロリニル基、アクリジニル基、カルボリニル基、アザスピロビフルオレニル基、ジアザスピロビフルオレニル基などがあげられる。
 Arで表される芳香族複素環基は置換基を有してもよい。置換基としては、前記一般式(2)中のAr~Arで表され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が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
 構造式(3)において、フェニル基とArは、互いに独立して存在してもよいが、後述する例示化合物2-248や2-249のように、置換若しくは無置換のメチレン基を介して互いに結合して環を形成してもよい。
 R~Rは、それぞれ、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、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す。R~Rと前述のArは、互いに独立して存在していてもよいが、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。
 R~Rで表される炭素数1~6のアルキル基は、直鎖状でも分枝状でもよく、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-ヘキシル基などである。
 R~Rで表され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、テトラキスフェニル基、スチリル基、ナフチル基、アントラセニル基、アセナフテニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、スピロビフルオレニル基、トリアジニル基、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、アザフルオレニル基、ジアザフルオレニル基、ナフチリジニル基、フェナントロリニル基、アクリジニル基、カルボリニル基、フェノキサジニル基、フェノチアジニル基、フェナジニル基、アザスピロビフルオレニル基、ジアザスピロビフルオレニル基などがあげられる。
 R~Rで表され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は置換基を有してもよい。置換基としては、前記一般式(2)中のAr~Arで表され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が有してもよい置換基として示したものと同様のものをあげることができる。置換基がとりうる態様も同様である。
 一般式(2)で表されるピリミジン誘導体としては、下記1)~14)の態様が好ましい。
1)かかるピリミジン誘導体が、下記一般式(2a)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 式中、Ar~ArおよびAは、前記一般式(2)で記載した通りの意味を表す。
2)かかるピリミジン誘導体が、下記一般式(2b)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 式中、Ar~ArおよびAは、前記一般式(2)で記載した通りの意味を表す。
3)Aが、下記構造式(3a)で示される1価基である。尚、この態様は、薄膜安定性の観点から好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 式中、ArおよびR~Rは、前記構造式(3)で記載した通りの意味を表す。
4)Aが、下記構造式(3b)で示される1価基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 式中、ArおよびR~Rは、前記構造式(3)で記載した通りの意味を表す。
5)Arは、芳香族炭化水素基または縮合多環芳香族基を表し、Ar、Arは、それぞれ、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。
6)Arが、置換基を有するフェニル基である。
7)Arが、置換基を有するフェニル基であり、該置換基が、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基または置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基である。
8)Arが、置換基を有するフェニル基であり、該置換基が、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基である。
9)Arが、置換基を有するフェニル基であり、該置換基が、置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基である。
10)Arが、水素原子である。
11)Arが、置換基を有するフェニル基である。
12)Arが、置換基を有するフェニル基であり、該置換基が、置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基である。
13)Arが、置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基である。
14)Arが、無置換のフェニル基である。
 一般式(2)中のArとしては、フェニル基;ビフェニリル基;ナフチル基;アントラセニル基;アセナフテニル基;フェナントレニル基;フルオレニル基;インデニル基;ピレニル基;ペリレニル基;フルオランテニル基;トリフェニレニル基;スピロビフルオレニル基;含酸素芳香族複素環基、例えばフリル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基;または含硫黄芳香族複素環基、例えばチエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基;が好ましく、フェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、ピレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、スピロビフルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基がより好ましい。ここで、フェニル基は置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基、またはフェニル基を置換基として有していることが好ましく、ナフチル基、フェナントレニル基、ピレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、スピロビフルオレニル基またはフェニル基を置換基として有していることがより好ましい。更に、フェニル基が有する置換基とフェニル基とが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することも好ましい。
 Arとしては、置換基を有するフェニル基;置換もしくは無置換のスピロビフルオレニル基;含酸素芳香族複素環基、例えばフリル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基;または含硫黄芳香族複素環基、例えばチエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基;が好ましい。
 この場合のフェニル基の置換基としては、芳香族炭化水素基、例えばフェニル基、ビフェニリル基、ターフェニル基;縮合多環芳香族基、例えばナフチル基、アセナフテニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、スピロビフルオレニル基;含酸素芳香族複素環基、例えばフリル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基;または含硫黄芳香族複素環基、例えばチエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基;が好ましく、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、ピレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、スピロビフルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基がより好ましい。更に、フェニル基が有する置換基とフェニル基とが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することも好ましい。
 Arとしては、水素原子;置換基を有するフェニル基;置換もしくは無置換のスピロビフルオレニル基;含酸素芳香族複素環基、例えばフリル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基;または含硫黄芳香族複素環基、例えばチエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基;が好ましい。この場合のフェニル基の置換基としては、芳香族炭化水素基、例えばフェニル基、ビフェニリル基、ターフェニル基;縮合多環芳香族基、例えばナフチル基、アセナフテニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、スピロビフルオレニル基;含酸素芳香族複素環基、例えばフリル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基;または含硫黄芳香族複素環基、例えばチエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基;が好ましく、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、ピレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、スピロビフルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基がより好ましい。更に、フェニル基が有する置換基とフェニル基とが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することも好ましい。
 Arとしては、含窒素芳香族複素環基、例えばトリアジニル基、ピリジル基、ピリミジニル基、ピロリル基、キノリル基、イソキノリル基、インドリル基、カルバゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、アザフルオレニル基、ジアザフルオレニル基、ナフチリジニル基、フェナントロリニル基、アクリジニル基、カルボリニル基、アザスピロビフルオレニル基、ジアザスピロビフルオレニル基が好ましく、トリアジニル基、ピリジル基、ピリミジニル基、キノリル基、イソキノリル基、インドリル基、キノキサリニル基、アザフルオレニル基、ジアザフルオレニル基、ベンゾイミダゾリル基、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、アザスピロビフルオレニル基、ジアザスピロビフルオレニル基がより好ましく、ピリジル基、ピリミジニル基、キノリル基、イソキノリル基、インドリル基、アザフルオレニル基、ジアザフルオレニル基、キノキサリニル基、ベンゾイミダゾリル基、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、アザスピロビフルオレニル基、ジアザスピロビフルオレニル基が特に好ましい。
 一般式(2)において、ArとArは、同一であってもよいが、薄膜の安定性の観点から、同一ではないことが好ましい。ArとArが同一の基である態様には、異なる置換基を有する態様、および異なる位置に置換基を有する態様も含まれる。
 一般式(2)において、ArとArは同一の基であってもよいが、分子全体の対称性がよくなることによって結晶化し易くなる虞があり、薄膜の安定性の観点から、ArとArは異なる基であることが好ましい。また、ArとArの一方が水素原子であることが好ましい。
 前記一般式(2)で表されるピリミジン誘導体の中で、好ましい化合物の具体例を図13~図83に示すが、かかるピリミジン誘導体は、これらの化合物に限定されるものではない。尚、化合物2-1~2-49、2-66~2-99、2-103~2-105、2-107~2-148、2-150~2-182および2-184~2-264は、一般式(2a)に該当する。化合物2-50~2-65、2-100~2-102、2-106、2-149および2-183は、一般式(2b)に該当する。また、構造式中のDは、重水素を表す。
 前記一般式(2)で表されるピリミジン誘導体は、それ自体公知の方法によって合成することができる(特許文献6、7参照)。
 次に、本発明の有機EL素子を構成する各層について説明する。
<陽極>
 陽極2は、ITOや金のような仕事関数の大きな電極材料の蒸着により、透明基板1上に形成される。
<正孔注入層>
 正孔注入層3は、上記の陽極2と第一正孔輸送層4との間に設けられる。正孔注入層3には、公知の材料、例えば、スターバースト型のトリフェニルアミン誘導体;種々のトリフェニルアミン4量体;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;塗布型の高分子材料;などを用いることができる。あるいは、前記一般式(1)で表されるアリールアミン化合物、後述の一般式(4)で表されるトリアリールアミン化合物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を用いることもできる。
 更に、上述の正孔注入層に使用される材料に対し、トリスブロモフェニルアミンヘキサクロルアンチモン、ラジアレン誘導体(国際公開第2014/009310号参照)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併用することもできる。
 これらの材料を用いて、蒸着法の他、スピンコート法やインクジェット法など公知の方法によって薄膜形成を行うと、正孔注入層3を得ることができる。以下に述べる各層も、同様に、蒸着法の他、スピンコート法やインクジェット法など公知の方法によって薄膜形成を行うことで得ることができる。
<正孔輸送層>
 正孔注入層3と発光層6との間には正孔輸送層が存在するが、本発明では、この正孔輸送層が、第一正孔輸送層4と第二正孔輸送層5の2層構造となっている。
(第一正孔輸送層)
 本発明の有機EL素子において、第一正孔輸送層には、公知の正孔輸送材料を使用することができる。公知の正孔輸送材料としては、以下の具体例;
  ベンジジン誘導体、例えば
   N,N’-ジフェニル-N,N’-ジ(m-トリル)ベンジジン
  (TPD)、
   N,N’-ジフェニル-N,N’-ジ(α-ナフチル)ベンジジ
  ン(NPD)、
   N,N,N’,N’-テトラビフェニリルベンジジン;
  1,1-ビス[4-(ジ-4-トリルアミノ)フェニル]シクロヘ
 キサン(TAPC);
  種々のトリアリールアミン3量体および4量体、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ているトリアリールアミン
  化合物、
   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ているトリアリールアミン化合
  物;
を挙げることができる。
 上述の公知の材料うち、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同士が、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(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同士が、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(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。);が好適に用いられる。
 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しては、後述の一般式(4)で表されるトリアリールアミン化合物が好ましい。正孔輸送性に加え、薄膜安定性や耐熱性に優れており、更に合成が容易だからである。
 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しては、後述の一般式(5)で表されるトリアリールアミン化合物が好ましい。正孔輸送性に加え、薄膜安定性や耐熱性に優れており、更に合成が容易だからである。
 更に、第一正孔輸送層に使用される材料に対し、トリスブロモフェニルアミンヘキサクロルアンチモン、ラジアレン誘導体(国際公開第2014/009310号参照)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併用することもできる。
 尚、本発明においては、第一正孔輸送層4の形成に使用する化合物と後述の第二正孔輸送層5の形成に使用する化合物とが異なるという条件を満たす必要があるが、この条件を満たす限り、例えば、前記一般式(1)に該当するアリールアミン化合物を第一正孔輸送層4に使用してもよい。
 上述の材料は、単独で成膜に供してもよいが、他の材料と混合して成膜に供してもよい。また、単独で成膜した層同士、混合して成膜した層同士、または単独で成膜した層と混合して成膜した層の積層構造としてもよい。
一般式(4)で表されるトリアリールアミン化合物;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 かかる一般式(4)で表されるトリアリールアミン化合物は、トリアリールアミン構造を4個有する。
 一般式(4)において、r~r16は、芳香族環に結合している置換基R~R16の数を表す。r、r、r、r12、r15およびr16は、それぞれ、0~5の整数を表し、r、r、r10、r11、r13およびr14は、それぞれ、0~4の整数を表す。
 r~r16が0である場合は、芳香族環上にR~R16が存在しないことを意味しており、すなわち、R~R16で表される基によって芳香族環が置換されていないことを意味している。
 また、r、r、r、r12、r15、r16が2~5の整数である場合、またはr、r、r10、r11、r13、r14が2~4の整数である場合は、同一の芳香族環(ベンゼン環)にR~R16が複数個結合していることを意味している。これらの基が同一の芳香族環に複数存在している場合、複数存在している置換基は、互いに独立して存在していてもよいが、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよい。例えば、後述の例示化合物4-8のように、複数の置換基が結合してナフタレン環を形成していてもよい。
 また、芳香族環に置換している基R~R16は、それぞれ、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~6のアルキル基、炭素数5~10のシクロアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、炭素数1~6のアルキルオキシ基、炭素数5~10のシクロアルキルオキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、縮合多環芳香族基またはアリールオキシ基を表す。炭素数1~6のアルキル基、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は、直鎖状でも分枝状でもよい。
 R~R16で表される炭素数1~6のアルキル基、炭素数5~10のシクロアルキル基または炭素数2~6のアルケニル基としては、具体的に、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、2-ブテニル基などがあげられる。
 R~R16で表される炭素数1~6のアルキルオキシ基または炭素数5~10のシクロアルキルオキシ基としては、具体的に、メチルオキシ基、エチルオキシ基、n-プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、n-ブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、n-ペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘプチルオキシ基、シクロオクチルオキシ基、1-アダマンチルオキシ基、2-アダマンチルオキシ基などがあげられる。
 R~R16で表され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、前記一般式(1)中のAr~Arで表され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があげられる。
 R~R16で表されるアリールオキシ基としては、具体的に、フェニルオキシ基、ビフェニリルオキシ基、ターフェニリルオキシ基、ナフチルオキシ基、アントラセニルオキシ基、フェナントレニルオキシ基、フルオレニルオキシ基、インデニルオキシ基、ピレニルオキシ基、ペリレニルオキシ基などがあげられる。
 R~R16で表される炭素数1~6のアルキル基、炭素数5~10のシクロアルキル基、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は、置換基を有してもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr~Arで表される芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または縮合多環芳香族基が有してもよい置換基として示したものと同様のものがあげられる。置換基がとりうる態様も同様である。
 一般式(4)において、L~Lは、2つのトリアリールアミン骨格を結合する橋絡基であり、それぞれ、単結合または下記構造式(B)~(G)のいずれかで示される2価基を表す。尚、下記構造式(B)~(G)で表される2価基は、無置換でもよいが、後述の例示化合物4-17のように、重水素で置換されていてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
   式中、n1は1~3の整数を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 前記一般式(4)で表されるトリアリールアミン化合物の中で好ましい化合物の具体例を図84~図88に示すが、一般式(4)で表されるトリアリールアミン化合物は、これらの化合物に限定されるものではない。尚、構造式中のDは、重水素を表す。
 また、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のうち、前記一般式(4)で表されるトリアリールアミン化合物以外の好ましい化合物の具体例を図89に示すが、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は、これらの化合物に限定されるものではない。
一般式(5)で表されるトリアリールアミン化合物;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 一般式(5)で表されるトリアリールアミン化合物は、トリアリールアミン構造を2個有する。
 一般式(5)において、r18~r22は、芳香族環に結合している基R18~R22の数を示す。r17、r18、r21およびr22は、それぞれ、0~5の整数を表し、r19およびr20は、それぞれ、0~4の整数を表す。
 r17~r22が0である場合とは芳香族環上にR17~R22が存在しないことを意味しており、すなわち、R17~R22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。
 また、r17、r18、r21、r22が2~5の整数である場合、またはr19、r20が2~4の整数である場合とは、同一の芳香族環(ベンゼン環)にR18~R22が複数結合していることを意味している。R18~R22が同一の芳香族環に複数結合している場合、複数結合している基は、互いに独立して存在してもよいが、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。例えば、後述の例示化合物5-13のように、複数の置換基が結合してナフタレン環を形成してもよい。
 芳香族環に結合している置換基R17~R22は、それぞれ、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~6のアルキル基、炭素数5~10のシクロアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、炭素数1~6のアルキルオキシ基、炭素数5~10のシクロアルキルオキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、縮合多環芳香族基またはアリールオキシ基を表す。炭素数1~6のアルキル基、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は、直鎖状であっても分枝状であってもよい。
 R17~R22で表される炭素数1~6のアルキル基、炭素数5~10のシクロアルキル基または炭素数2~6のアルケニル基としては、前記一般式(4)中のR~R16で表される炭素数1~6のアルキル基、炭素数5~10のシクロアルキル基または炭素数2~6のアルケニル基に関して示したものと同様のものがあげられる。これらの基が取りうる態様も同様である。
 R17~R22で表される炭素数1~6のアルキルオキシ基または炭素数5~10のシクロアルキルオキシ基としては、前記一般式(4)中のR~R16で表される炭素数1~6のアルキルオキシ基または炭素数5~10のシクロアルキルオキシ基に関して示したものと同様のものがあげられる。これらの基が取りうる態様も同様である。
 R17~R22で表され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、前記一般式(1)中のAr~Arで表され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があげられる。
 R17~R22で表されるアリールオキシ基としては、前記一般式(4)中のR~R16で表されアリールオキシ基に関して示したものと同様のものがあげられる。これらの基が取りうる態様も同様である。
 R17~R22で表される炭素数1~6のアルキル基、炭素数5~10のシクロアルキル基、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は置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(1)中のAr~Arで表される芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または縮合多環芳香族基が有してもよい置換基として示したものと同様のものがあげられる。置換基がとりうる態様も同様である。
 一般式(5)において、L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り、単結合または前記構造式(C)~(G)のいずれかで示される2価基を表す。
 一般式(5)で表されるトリアリールアミン化合物の中で、好ましい化合物の具体例を図90~図96に示すが、一般式(5)で表されるトリアリールアミン化合物は、これらの化合物に限定されるものではない。尚、構造式中のDは、重水素を表す。
 また、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のうち、前記一般式(5)で表されるトリアリールアミン化合物以外の化合物の好適な具体例を図97に示すが、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は、これらの化合物に限定されるものではない。
 本発明において、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や、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は、それ自体公知の方法によって合成することができる(特許文献1,8および9参照)。
 得られた化合物は、前記一般式(1)で表されるアリールアミン化合物の場合と同様に、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などによって精製され、最後に昇華精製法によって精製される。
(第二正孔輸送層)
 既に述べた通り、本発明において発光層6側の第二正孔輸送層5は、前記一般式(1)で表されるアリールアミン化合物を用いて形成される。かかる一般式(1)で表されるアリールアミン化合物は、正孔輸送性に加え、高い電子阻止性を示すため、第二正孔輸送層5は、正孔輸送性と電子阻止性の両方に優れている。従って、図1のように、第二正孔輸送層5を発光層6に隣接させることにより、発光層6でのキャリアバランスをより高く保持することができ、有機EL素子の特性向上に貢献することができる。
 これらの材料は、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。第二正孔輸送層5は、単層としてもよいが、単独で成膜した層同士、混合して成膜した層同士、または単独で成膜した層と混合して成膜した層の積層構造としてもよい。
<発光層>
 発光層6は、前記第二正孔輸送層5の上に形成される。発光層6には、公知の発光材料、例えば、Alqをはじめとするキノリノール誘導体の金属錯体;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6を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が、そのほか、前記発光材料や、
  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、
  ピレン誘導体などの青色発光性ドーパント;
  フルオレン環を縮合環の部分構造として有するアミン誘導体;
が好ましく用いられるが、そのほか、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;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;などを用いることもできる。
 これらの材料は、単独で成膜に供しても良いが、他の材料とともに混合して成膜に供してもよい。発光層6は、単層でもよいが、単独で成膜した層同士、混合して成膜した層同士、または単独で成膜した層と混合して成膜した層の積層構造としても良い。
 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、例えば、Ir(ppy)などの緑色の燐光発光体;FIrpic、FIrなどの青色の燐光発光体;BtpIr(acac)などの赤色の燐光発光体;などが用いられる。
 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(CBP)やTCTA、mCPなどのカルバゾール誘導体など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(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);などを用いることができる。このようなホスト材料を使用すると、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、遅延蛍光を放射する材料、例えばPIC-TRZ、CC2TA、PXZ-TRZ、4CzIPNなどのCDCB誘導体を使用することも可能である。
<電子輸送層>
 電子輸送層7は、発光層6の上に形成される。電子輸送層7は、前記一般式(2)で表されるピリミジン誘導体を用いて形成される。
 電子輸送層7には、かかるピリミジン誘導体以外に、Alq、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;シロール誘導体;などを用いることもできる。
 これらの材料は、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。電子輸送層7は、単層でもよいが、単独で成膜した層同士、混合して成膜した層同士、または単独で成膜した層と混合して成膜した層の積層構造としてもよい。
<陰極>
 本発明の有機EL素子の陰極9として、アルミニウムのような仕事関数の低い電極材料や、マグネシウム銀合金、マグネシウムインジウム合金、アルミニウムマグネシウム合金のような、より仕事関数の低い合金が電極材料として用いられる。
<その他の層>
(電子阻止層)
 本発明の有機EL素子は、第二正孔輸送層5と発光層6の間に電子阻止層を有してもよい。電子阻止層には、
  前記一般式(1)で表されるアリールアミン化合物;
  前記一般式(4)で表されるトリアリールアミン化合物;
  前記一般式(5)で表されるトリアリールアミン化合物;
  カルバゾール誘導体、例えば
   4,4’,4’’-トリ(N-カルバゾリル)トリフェニルアミン(
  TCTA)、
   9,9-ビス[4-(カルバゾール-9-イル)フェニル]フル
  オレン、
   1,3-ビス(カルバゾール-9-イル)ベンゼン(mCP)、
   2,2-ビス(4-カルバゾール-9-イルフェニル)アダマン
  タン(Ad-Cz);
  トリフェニルシリル基とトリアリールアミン構造を有する化合物、
 例えば
   9-[4-(カルバゾール-9-イル)フェニル]-9-[4-
  (トリフェニルシリル)フェニル]-9H-フルオレン;
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。これらの材料は、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。電子阻止層は、単層でもよいが、単独で成膜した層同士、混合して成膜した層同士、または単独で成膜した層と混合して成膜した層の積層構造としてもよい。
(正孔阻止層)
 本発明の有機EL素子は、発光層6と電子輸送層7の間に正孔阻止層を有してもよい。正孔阻止層には、バソクプロイン(BCP)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(BAlq)などのキノリノール誘導体の金属錯体の他、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、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。これらの材料は、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、単層でもよいが、単独で成膜した層同士、混合して成膜した層同士、または単独で成膜した層と混合して成膜した層の積層構造としてもよい。
(電子注入層)
 本発明の有機EL素子は、電子輸送層7と陰極9の間に電子注入層8を有してもよい。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、これを省略することができる。
 以下、本発明の実施の形態について、実施例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
<合成例1:化合物1-1>
4,4’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:4’,1’’:4’’,1’’’-クォーターフェニル)の合成;
 窒素置換した反応容器に、
   N-フェニル-N-{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}-(1,1’
  -ビフェニル-4-イル)アミン        18.2g、
   4,4’-ジヨードビフェニル        7.5g、
   2M炭酸カリウム水溶液           46ml、
   トルエン                  60mlおよび
   エタノール                 15ml
を加え、1時間窒素ガスを通気した。テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム1.1gを加えて加熱し、72℃で10時間撹拌した。室温まで冷却し、メタノール60mlを加えた。析出する固体をろ過によって採取し、メタノール/水(5/1、v/v)の混合溶液100mlで洗浄した後、1,2-ジクロロベンゼン100mlを加え、加熱溶解させた。不溶物をろ過によって除去した後、放冷し、メタノール200mlを加えた。析出した粗製物をろ過によって採取した。粗製物についてメタノール100mlを用いた還流洗浄を行った。その結果、4,4’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:4’,1’’:4’’,1’’’-クォーターフェニル)(化合物1-1)の薄黄色粉体11.8g(収率81%)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 得られた薄黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR(CDCl)で以下の44個の水素のシグナルを検出した。
 δ(ppm)=7.66-7.77(8H)
        7.50-7.64(12H)
        7.42-7.50(4H)
        7.28-7.38(6H)
        7.20-7.26(12H)
        7.08(2H)
<合成例2:化合物1-13>
4,4’’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:4’,1’’:4’’,1’’’:4’’’,1’’’’-キンクフェニル)の合成;
 窒素置換した反応容器に、
   N-フェニル-N-{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}-(1,1’
  -ビフェニル-4-イル)アミン        16.3g、
   4,4’-ジヨードターフェニル       8.0g、
   2M炭酸カリウム水溶液           41ml、
   トルエン                  64mlおよび
   エタノール                 16ml
を加え、1時間窒素ガスを通気した。テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム1.0gを加えて加熱し、72℃で18時間撹拌した。室温まで冷却し、メタノール60mlを加えた。析出する固体をろ過によって採取し、メタノール/水(5/1、v/v)の混合溶液100mlで洗浄した後、1,2-ジクロロベンゼン100mlを加え、加熱溶解させた。不溶物をろ過によって除去した後、放冷し、メタノール200mlを加えた。析出した粗製物をろ過によって採取した。粗製物についてメタノール100mlを用いた還流洗浄を行った。その結果、4,4’’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:4’,1’’:4’’,1’’’:4’’’,1’’’’-キンクフェニル)(化合物1-13)の薄黄色粉体9.8g(収率66%)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 得られた薄黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR(CDCl)で以下の48個の水素のシグナルを検出した。
 δ(ppm)=7.66-7.80(12H)
        7.50-7.64(12H)
        7.42-7.50(4H)
        7.28-7.38(6H)
        7.20-7.26(12H)
        7.08(2H)
<合成例3:化合物1-11>
4,4’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:3’,1’’:3’’,1’’’-クォーターフェニル)の合成;
 合成例1において、
   4,4’-ジヨードビフェニル
に代えて、
   3,3’-ジブロモビフェニル
を用い、同様の条件で反応を行った。その結果、4,4’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:3’,1’’:3’’,1’’’-クォーターフェニル)(化合物1-11)の薄黄色粉体16.2g(収率91%)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 得られた薄黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR(CDCl)で以下の44個の水素のシグナルを検出した。
 δ(ppm)=7.87(2H)
        7.48-7.66(18H)
        7.39-7.48(4H)
        7.29-7.39(6H)
        7.18-7.26(12H)
        7.08(2H)
<合成例4:化合物1-15>
4,4’’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:3’,1’’:2’’,1’’’:3’’’,1’’’’-キンクフェニル)の合成;
 合成例1において、
   4,4’-ジヨードビフェニル
に代えて、
   3,3’’-ジブロモ(1,1’:2’,1’’-ターフェニル)
を用い、同様の条件で反応を行った。その結果、4,4’’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:3’,1’’:2’’,1’’’:3’’’,1’’’’-キンクフェニル)(化合物1-15)の薄黄色粉体17.0g(収率92%)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 得られた薄黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR(CDCl)で以下の48個の水素のシグナルを検出した。
 δ(ppm)=7.00-7.62(48H)
<合成例5:化合物1-17>
4,4’’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:3’,1’’:3’’,1’’’:3’’’,1’’’’-キンクフェニル)の合成;
 合成例1において、
   4,4’-ジヨードビフェニル
に代えて、
   3,3’’-ジブロモ(1,1’:3’,1’’-ターフェニル)
を用い、同様の条件で反応を行った。その結果、4,4’’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:3’,1’’:3’’,1’’’:3’’’,1’’’’-キンクフェニル)(化合物1-17)の薄黄色粉体10.5g(収率57%)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
 得られた薄黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR(CDCl)で以下の48個の水素のシグナルを検出した。
 δ(ppm)=7.93(1H)
        7.87(2H)
        7.40-7.72(24H)
        7.16-7.38(18H)
        7.09(3H)
<合成例6:化合物1-21>
4,4’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:2’,1’’:2’’,1’’’-クォーターフェニル)の合成;
 合成例1において、
   4,4’-ジヨードビフェニル
に代えて、
   2,2’-ジブロモビフェニル
を用い、同様の条件で反応を行った。その結果、4,4’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:2’,1’’:2’’,1’’’-クォーターフェニル)(化合物1-21)の薄黄色粉体9.0g(収率83%)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
 得られた薄黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR(CDCl)で以下の44個の水素のシグナルを検出した。
 δ(ppm)=7.45-7.54(6H)
        7.23-7.45(16H)
        7.13-7.22(4H)
        7.05-7.13(8H)
        6.94(2H)
        6.82(4H)
        6.62(4H)
<合成例7:化合物1-22>
4,4’’’-ビス{(ナフタレン-1-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:3’,1’’:3’’,1’’’-クォーターフェニル)の合成;
 合成例1において、
   4,4’-ジヨードビフェニル
に代えて、
   3,3’-ジブロモビフェニル
を用い、
   N-フェニル-N-{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}-(1,1’
  -ビフェニル-4-イル)アミン
に代えて、
   N-フェニル-N-{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}-(ナフタレ
  ン-1-イル)アミン
を用い、同様の条件で反応を行った。その結果、4,4’’’-ビス{(ナフタレン-1-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:3’,1’’:3’’,1’’’-クォーターフェニル)(化合物1-22)の薄黄色粉体4.00g(収率26%)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
 得られた薄黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR(CDCl)で以下の40個の水素のシグナルを検出した。
 δ(ppm)=7.99(2H)
        7.92(2H)
        7.78-7.85(4H)
        7.35-7.61(18H)
        7.19-7.28(4H)
        7.06-7.15(8H)
        6.98(2H)
<合成例8:化合物1-23>
4,4’’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:4’,1’’:2’’,1’’’:4’’’,1’’’’-キンクフェニル)の合成;
 合成例1において、
   4,4’-ジヨードビフェニル
に代えて、
   4,4’’-ジブロモ(1,1’:2’,1’’-ターフェニル)
を用い、同様の条件で反応を行った。その結果、4,4’’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:4’,1’’:2’’,1’’’:4’’’,1’’’’-キンクフェニル)(化合物1-23)の薄黄色粉体13.8g(収率62%)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
 得られた薄黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR(CDCl)で以下の48個の水素のシグナルを検出した。
 δ(ppm)=7.60(4H)
        7.03-7.56(44H)
<合成例9:化合物1-24>
4,4’’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:2’,1’’:3’’,1’’’:2’’’,1’’’’-キンクフェニル)の合成;
 合成例1において、
   4,4’-ジヨードビフェニル
に代えて、
   2,2’’-ジブロモ(1,1’:3’,1’’-ターフェニル)
を用い、同様の条件で反応を行った。その結果、4,4’’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:2’,1’’:3’’,1’’’:2’’’,1’’’’-キンクフェニル)(化合物1-24)の薄黄色粉体9.7g(収率69%)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
 得られた薄黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR(CDCl)で以下の48個の水素のシグナルを検出した。
 δ(ppm)=7.30-7.56(20H)
        6.91-7.24(28H)
<合成例10:化合物1-25>
4,4’’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:4’,1’’:3’’,1’’’:4’’’,1’’’’-キンクフェニル)の合成;
 合成例1において、
   4,4’-ジヨードビフェニル
に代えて、
   4,4’’-ジブロモ(1,1’:3’,1’’-ターフェニル)
を用い、同様の条件で反応を行った。その結果、4,4’’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:4’,1’’:3’’,1’’’:4’’’,1’’’’-キンクフェニル)(化合物1-25)の薄黄色粉体16.5g(収率74%)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
 得られた薄黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR(CDCl)で以下の48個の水素のシグナルを検出した。
 δ(ppm)=7.93(1H)
        7.06-7.80(47H)
<合成例11:化合物1-26>
4,4’’’’-ビス{(ジベンゾフラン-1-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:4’,1’’:2’’,1’’’:4’’’,1’’’’-キンクフェニル)の合成;
 合成例8において、
   N-フェニル-N-{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}-(1,1’
  -ビフェニル-4-イル)アミン
に代えて、
   N-フェニル-N-{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}-(ジベンゾ
  フラン-1-イル)アミン
を用い、同様の条件で反応を行った。その結果、4,4’’’’-ビス{(ジベンゾフラン-1-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:4’,1’’:2’’,1’’’:4’’’,1’’’’-キンクフェニル)(化合物1-26)の薄黄色粉体14.0g(収率61%)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
 得られた薄黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR(CDCl)で以下の44個の水素のシグナルを検出した。
 δ(ppm)=7.97(2H)
        7.79(2H)
        7.02-7.55(40H)
<合成例12:化合物1-27>
4,4’’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:2’,1’’:2’’,1’’’:2’’’,1’’’’-キンクフェニル)の合成;
 合成例1において、
   4,4’-ジヨードビフェニル
に代えて、
   2,2’’-ジブロモ(1,1’:2’,1’’-ターフェニル)
を用い、同様の条件で反応を行った。その結果、4,4’’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:2’,1’’:2’’,1’’’:2’’’,1’’’’-キンクフェニル)(化合物1-27)の薄黄色粉体8.5g(収率61%)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
 得られた薄黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR(CDCl)で以下の48個の水素のシグナルを検出した。
 δ(ppm)=7.62(4H)
        6.78-7.57(36H)
        6.53(4H)
        6.46(2H)
        6.38(2H)
<合成例13:化合物1-28>
4,4’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-d5-フェニルアミノ}-(1,1’:3’,1’’:3’’,1’’’-クォーターフェニル)の合成;
 合成例1において、
   4,4’-ジヨードビフェニル
に代えて、
   3,3’-ジブロモビフェニル
を用い、
   N-フェニル-N-{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}-(1,1’
  -ビフェニル-4-イル)アミン
に代えて、
   N-(フェニル-d)-N-{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}-(
  1,1’-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、4,4’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-d5-フェニルアミノ}-(1,1’:3’,1’’:3’’,1’’’-クォーターフェニル)(化合物1-28)の薄黄色粉体8.7g(収率68%)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
 得られた薄黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR(CDCl)で以下の34個の水素のシグナルを検出した。
 δ(ppm)=7.87(2H)
        7.40-7.66(20H)
        7.30-7.38(4H)
        7.19-7.26(8H)
<合成例14:化合物1-38>
4,4’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:3’,1’’:4’’,1’’’-クォーターフェニル)の合成;
 合成例1において、
   4,4’-ジヨードビフェニル
に代えて、
   3,4’-ジブロモビフェニル
を用い、同様の条件で反応を行った。その結果、4,4’’’-ビス{(ビフェニル-4-イル)-フェニルアミノ}-(1,1’:3’,1’’:4’’,1’’’-クォーターフェニル)(化合物1-38)の薄黄色粉体14.0g(収率84%)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
 得られた薄黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR(CDCl)で以下の44個の水素のシグナルを検出した。
 δ(ppm)=7.00-8.00(44H)
<ガラス転移点の測定>
 一般式(1)で表されるアリールアミン化合物について、高感度示差走査熱量計(ブルカー・エイエックスエス製、DSC3100S)によってガラス転移点を求めた。
                     ガラス転移点
  合成例1(化合物1-1)        119℃
  合成例2(化合物1-13)       124℃
  合成例3(化合物1-11)       114℃
  合成例4(化合物1-15)       115℃
  合成例5(化合物1-17)       118℃
  合成例6(化合物1-21)       111℃
  合成例7(化合物1-22)       112℃
  合成例8(化合物1-23)       129℃
  合成例9(化合物1-24)       113℃
  合成例10(化合物1-25)      126℃
  合成例11(化合物1-26)      131℃
  合成例12(化合物1-27)      121℃
  合成例13(化合物1-28)      113℃
  合成例14(化合物1-38)      117℃
 一般式(1)で表されるアリールアミン化合物は100℃以上のガラス転移点を有しており、即ち、薄膜状態が安定であった。
<仕事関数の測定>
 一般式(1)で表されるアリールアミン化合物を用いて、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1-1)   5.68eV
  合成例2(化合物1-13)  5.69eV
  合成例3(化合物1-11)  5.73eV
  合成例4(化合物1-15)  5.74eV
  合成例5(化合物1-17)  5.77eV
  合成例6(化合物1-21)  5.73eV
  合成例7(化合物1-22)  5.81eV
  合成例8(化合物1-23)  5.71eV
  合成例9(化合物1-24)  5.74eV
  合成例10(化合物1-25) 5.72eV
  合成例11(化合物1-26) 5.74eV
  合成例12(化合物1-27) 5.73eV
  合成例13(化合物1-28) 5.76eV
  合成例14(化合物1-38) 5.74eV
 一般式(1)で表されるアリールアミン化合物はNPD、TPDなどの一般的な正孔輸送材料がもつ仕事関数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た。
<素子実施例1>
 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の順に蒸着して、有機EL素子を作製した。
 具体的には、膜厚150nmのITOを成膜したガラス基板1を用意した。このガラス基板1をイソプロピルアルコール中にて20分間超音波洗浄した。次いで、200℃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15分間行った後、このITO付きガラス基板を真空蒸着機内に取り付け、0.001Pa以下まで減圧した。
 続いて、透明陽極2を覆うように正孔注入層3として、下記構造式の化合物6を膜厚5nmとなるように形成した。
 正孔注入層3の上に、第一正孔輸送層4として下記構造式の化合物5-1を膜厚60nmとなるように形成した。
 第一正孔輸送層4の上に、第二正孔輸送層5として合成例3の化合物1-11を膜厚5nmとなるように形成した。
 第二正孔輸送層5の上に、発光層6として下記構造式の化合物7-Aと下記構造式の化合物8-Aを、蒸着速度比が化合物7-A:化合物8-A=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。
 発光層6の上に、電子輸送層7として下記構造式の化合物2-92と下記構造式の化合物9を、蒸着速度比が化合物2-92:化合物9=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。
 電子輸送層7の上に、電子注入層8としてフッ化リチウムを膜厚1nmとなるように形成した。
 最後に、アルミニウムを100nm蒸着して陰極9を形成した。
 作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。結果を表1に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
<素子実施例2>
 素子実施例1において、第二正孔輸送層5の材料として合成例3の化合物1-11に代えて合成例14の化合物1-38を用いた点以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。結果を表1に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
<素子実施例3>
 素子実施例1において、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化合物2-123を用いた点以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。結果を表1に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
<素子実施例4>
 素子実施例3において、第二正孔輸送層5の材料として合成例3の化合物1-11に代えて合成例14の化合物1-38を用いた点以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。結果を表1に示した。
<素子実施例5>
 素子実施例1において、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化合物2-124を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。結果を表1に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
<素子実施例6>
 素子実施例5において、第二正孔輸送層5の材料として合成例3の化合物1-11に代えて合成例14の化合物1-38を用いた点以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。結果を表1に示した。
<素子比較例1>
 素子実施例1において、第二正孔輸送層5の材料として合成例3の化合物1-11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)として機能する。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。結果を表1に示した。
<素子比較例2>
 素子実施例3において、第二正孔輸送層5の材料として合成例3の化合物1-11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)として機能する。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。結果を表1に示した。
<素子比較例3>
 素子実施例5において、第二正孔輸送層5の材料として合成例3の化合物1-11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)として機能する。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。結果を表1に示した。
<素子比較例4>
 素子実施例1において、第二正孔輸送層5の材料として合成例3の化合物1-11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化合物ETM-1(国際公開第2003/060956号参照)を用いた以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。この場合、第一正孔輸送層4と第二正孔輸送層5は、一体の正孔輸送層(膜厚65nm)として機能する。作製した有機EL素子について、大気中常温で直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。結果を表1に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
 素子実施例1~6および素子比較例1~4で作製した有機EL素子を用いて、素子寿命を測定した。結果を表1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/mとして定電流駆動を行った時、発光輝度が1900cd/m(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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000074
 表1に示す様に、電子輸送材料が同じである素子実施例1,2と素子比較例1を比べると、発光効率については、素子比較例1で7.95cd/Aであるのに対し、素子実施例1,2では8.49~8.94cd/Aといずれも高効率であった。電力効率については、素子比較例1で6.65lm/Wであるのに対し、素子実施例1,2では6.94~7.30lm/Wといずれも高効率であった。素子寿命については、素子比較例1で83時間であるのに対し、素子実施例1,2では161~201時間と大きく長寿命化していた。
 電子輸送材料が同じである素子実施例3,4と素子比較例2を比べると、発光効率については、素子比較例2で7.96cd/Aであるのに対し、素子実施例3,4では8.38~8.82cd/Aといずれも高効率であった。電力効率については、素子比較例2で6.78lm/Wであるのに対し、素子実施例3,4では6.92~7.28lm/Wといずれも高効率であった。素子寿命については、素子比較例2で87時間であるのに対し、素子実施例3,4では140~143時間と長寿命化していた。
 電子輸送材料が同じである素子実施例5,6と素子比較例3を比べると、発光効率については、素子比較例3で7.73cd/Aであるのに対し、有機EL素子実施5,6では8.26~8.60cd/Aといずれも高効率であった。電力効率については、素子比較例3で6.54lm/Wであるのに対し、素子実施例5,6では6.84~7.13lm/Wといずれも高効率であった。素子寿命については、素子比較例3で88時間であるのに対し、素子実施例5,6では148~185時間と大きく長寿命化していた。
 電子輸送材料として前記一般式(2)で表されるピリミジン誘導体を用いた素子実施例1~6と、電子輸送材料として公知の電子輸送材料である前記構造式の化合物ETM-1を用いた比較例4を比べると、発光効率については、有機EL素子の比較例4で6.35cd/Aであるのに対し、素子実施例1~6では8.26~8.94cd/Aといずれも高効率であった。電力効率については、素子比較例4で5.20lm/Wであるのに対し、有機EL素子実施例1~6では6.84~7.30lm/Wといずれも高効率であった。素子寿命においては、素子比較例4で55時間であるのに対し、素子実施例1~6では140~201時間と大きく長寿命化していた。
 本発明は、発光層へ正孔と電子を効率良く注入・輸送できるように、特定の構造を有するアリールアミン化合物と特定の構造を有するピリミジン誘導体を組み合わせて、高発光効率、長寿命の有機EL素子を実現している。さらに、この組み合わせに対して、特定の構造を有するトリアリールアミン化合物を第一正孔輸送層の材料として組み合わせることによって、キャリアバランスがより精緻化された材料の組み合わせとなり、発光層へ正孔をより効率良く注入・輸送できる有機EL素子が実現されている。そのため、本発明によれば、従来の有機EL素子と比較して高発光効率であって、より長寿命の有機EL素子が実現される。
 本発明の有機EL素子は、発光効率が向上するとともに耐久性が大きく改善されており、例えば家庭電化製品や照明の用途への展開が可能となった。
 1  ガラス基板
 2  透明陽極
 3  正孔注入層
 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 (12)

  1.  少なくとも陽極、正孔注入層、第一正孔輸送層、第二正孔輸送層、発光層、電子輸送層およ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エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     式中、
      Ar~Arは、それぞれ、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、
      nは2~4の整数を表す、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     式中、
      Ar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、
      Ar、Arは、それぞれ、水素原子、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、ArとA
     rは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、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
       式中、
        Arは、芳香族複素環基を表し、
        R~Rは、それぞれ、水素原子、重水素原子、フッ
       素原子、塩素原子、シアノ基、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、
        R~RとAr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。
  2.  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、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ているトリ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。
  3.  前記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記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     式中、
      r、r、r、r12、r15およびr16は、それぞれ、
     0~5の整数を表し、
      r、r、r10、r11、r13およびr14は、それぞれ
     、0~4の整数を表し、
      R~R16は、それぞれ、重水素原子、フッ素原子、塩素
     原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~6のアルキル基、炭素
     数5~10のシクロアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基
     、炭素数1~6のアルキルオキシ基、炭素数5~10のシクロ
     アルキルオキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、縮合
     多環芳香族基またはアリールオキシ基を表し、これらの基が同
     一のベンゼン環に複数存在している場合、複数存在している基
     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、
      L~Lは、それぞれ、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。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
       式中、n1は1~3の整数を表す。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
  4.  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、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ているトリ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。
  5.  前記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が、下記一般式(5)で表される、請求項4記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
     式中、
      r17、r18、r21およびr22は、それぞれ、0~5の整
     数を表し、
      r19およびr20は、それぞれ、0~4の整数を表し、
      R17~R22は、それぞれ、重水素原子、フッ素原子、塩素
     原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~6のアルキル基、炭素
     数5~10のシクロアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基
     、炭素数1~6のアルキルオキシ基、炭素数5~10のシクロ
     アルキルオキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、縮合
     多環芳香族基またはアリールオキシ基を表し、これらの基が同
     一のベンゼン環に複数結合する場合、複数結合している基は、
     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、
      L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。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
  6.  前記電子輸送層が含有するピリミジン誘導体が、下記一般式(2a)で表される、請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
     式中、
      Ar~ArおよびAは、前記一般式(2)で記載した通
     りの意味を表す。
  7.  前記電子輸送層が含有するピリミジン誘導体が、下記一般式(2b)で表される、請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
     式中、
      Ar~ArおよびAは、前記一般式(2)で記載した通
     りの意味を表す。
  8.  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、請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
     式中、
      ArおよびR~Rは、前記構造式(3)で記載した通
     りの意味を表す。
  9.  前記発光層が、青色発光性ドーパントを含有する、請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  10.  前記青色発光性ドーパントが、ピレン誘導体である、請求項9記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  11.  前記発光層が、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。
  12.  前記発光層が、前記アントラセン誘導体をホスト材料として含有する、請求項11記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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