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特許7499748ベンゾアゾール環構造を有するアリールアミン化合物および有機エレクトロルミネッセンス素子
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-06
(45)【発行日】2024-06-14
(54)【発明の名称】ベンゾアゾール環構造を有するアリールアミン化合物および有機エレクトロルミネッセンス素子
(51)【国際特許分類】
   H10K 50/844 20230101AFI20240607BHJP
   H10K 50/12 20230101ALI20240607BHJP
   H10K 50/15 20230101ALI20240607BHJP
   H10K 85/60 20230101ALI20240607BHJP
   H10K 85/30 20230101ALI20240607BHJP
   C09K 11/06 20060101ALI20240607BHJP
   C07D 263/62 20060101ALI20240607BHJP
   C07D 277/66 20060101ALI20240607BHJP
   C07D 209/82 20060101ALI20240607BHJP
   C07D 307/77 20060101ALI20240607BHJP
   C07D 405/14 20060101ALI20240607BHJP
   C07D 251/24 20060101ALI20240607BHJP
   H10K 101/10 20230101ALN20240607BHJP
【FI】
H10K50/844
H10K50/12
H10K50/15
H10K85/60
H10K85/30
C09K11/06 690
C07D263/62
C07D277/66
C07D209/82
C07D307/77
C07D405/14
C07D251/24
H10K101:10
【請求項の数】 7
(21)【出願番号】P 2021502203
(86)(22)【出願日】2020-02-21
(86)【国際出願番号】 JP2020007158
(87)【国際公開番号】W WO2020171221
(87)【国際公開日】2020-08-27
【審査請求日】2022-12-19
(31)【優先権主張番号】P 2019030036
(32)【優先日】2019-02-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000005315
【氏名又は名称】保土谷化学工業株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】507074834
【氏名又は名称】エスエフシー カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110002170
【氏名又は名称】弁理士法人翔和国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】望月 俊二
(72)【発明者】
【氏名】上原 卓也
(72)【発明者】
【氏名】加瀬 幸喜
(72)【発明者】
【氏名】平山 雄太
(72)【発明者】
【氏名】山本 剛史
(72)【発明者】
【氏名】林 秀一
(72)【発明者】
【氏名】チェ ヨンテ
(72)【発明者】
【氏名】イ セジン
(72)【発明者】
【氏名】パク ソンベ
(72)【発明者】
【氏名】ユ テジョン
(72)【発明者】
【氏名】ヤン ビョンソン
【審査官】酒井 康博
(56)【参考文献】
【文献】特開2015-092485(JP,A)
【文献】特開2013-028597(JP,A)
【文献】特開2008-069120(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2015/0200373(US,A1)
【文献】中国特許出願公開第107973786(CN,A)
【文献】中国特許出願公開第107868067(CN,A)
【文献】韓国公開特許第10-2019-0007257(KR,A)
【文献】特表2019-500314(JP,A)
【文献】韓国公開特許第10-2017-0116927(KR,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H10K 50/00 - 50/88
H10K 85/60
H10K 85/30
C09K 11/06
C07D 263/62
C07D 277/66
C07D 209/82
C07D 307/77
C07D 405/14
C07D 251/24
H10K 101/10
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも陽極、第一正孔輸送層、第二正孔輸送層、発光層、電子輸送層、陰極及びキャッピング層をこの順に有し、前記キャッピング層が下記式(2)で表されるアリールアミン化合物を含有し、前記発光層がホストとイリジウム又は白金を含む金属錯体である燐光発光性ドーパントとを含有する、有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化1】
(式中、Ar、Ar及びArは、それぞれ独立して、置換基を有するフェニル基、置換基を有するビフェニル基、又は式(1)で表される基を表し、前記置換基は、フェニル基、ナフチル基又はフェナントレニル基であり、Ar、Ar及びArのうち2つが、式(1)で表される基である。ただし、置換基を有するフェニル基の置換基は、フェニル基ではない。
【化2】
(式中、R~Rは、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、シリル基、置換基を有していてもよい炭素原子数1ないし6の直鎖状若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ないし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ないし6の直鎖状若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ないし6の直鎖状若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ないし10のシクロアルキルオキシ基、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基、置換若しくは無置換の芳香族複素環基、置換若しくは無置換の縮合多環芳香族基、又は置換若しくは無置換のアリールオキシ基を表し、
Arは、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基、置換若しくは無置換の芳香族複素環基、又は置換若しくは無置換の縮合多環芳香族基を表し、
Arは、結合部位としての連結基であり、
Xは、酸素原子又は硫黄原子を表す。
~Rは、単結合、置換若しくは無置換のメチレン基、置換若しくは無置換のアミノ基、酸素原子又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。)
【請求項2】
前記ホストが、下記式(Host-A)で表される第1ホスト化合物と、下記式(Host-B)で表される第2ホスト化合物と、を含む、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化3】
(式中、Zは、それぞれ独立して、N又はCRaを表し、Zのうちの少なくとも一つは、Nであり、
~R10及びRaは、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の炭素原子数1ないし15のアルキル基、又は置換若しくは無置換の炭素原子数6ないし12のアリール基を表し、
及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは無置換の炭素原子数6ないし30のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素原子数2ないし30のヘテロアリール基を表し、
n1及びn2は、それぞれ独立して、0又は1の整数を表す。)
【化4】
(式中、Y及びYは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは無置換の炭素原子数6ないし30のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素原子数5ないし30のヘテロアリール基を表し、
Ar及びAr10は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換の炭素原子数6ないし30のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素原子数5ないし30のヘテロアリール基を表し、
11~R16は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1ないし15のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素原子数6ないし30のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素原子数5ないし30のヘテロアリール基を表し、
mは、0~4の整数を表す。)
【請求項3】
前記燐光発光性ドーパントが、下記式(4)で表される金属錯体である、請求項1又は2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化5】
(式中、R17~R32は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、置換基を有していてもよい炭素原子数1ないし6の直鎖状若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ないし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ないし6の直鎖状若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ないし6の直鎖状若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ないし10のシクロアルキルオキシ基、トリメチルシリル基、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基、置換若しくは無置換の芳香族複素環基、置換若しくは無置換の縮合多環芳香族基、置換若しくは無置換のアリールオキシ基、又は芳香族炭化水素基、芳香族複素環基若しくは縮合多環芳香族基から選ばれる基によって置換された二置換アミノ基を表し、
nは、1~3の整数を表す。)
【請求項4】
前記第二正孔輸送層が、下記式(5)で表されるアリールアミン化合物を含有する、請求項1~3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。
【化6】
(式中、隣接する2個の*は、下記式(6)の2個の*と結合して環を形成しており、残りの2個の*は、CRb及びCRcを表し、
33~R35、Rb及びRcは、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の炭素原子数1ないし15のアルキル基、又は置換若しくは無置換の炭素原子数6ないし12のアリール基を表し、
Ar11及びAr12は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換の炭素原子数6ないし30のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素原子数5ないし30のヘテロアリール基を表す。)
【化7】
(式中、R36~R39、Rb及びRcは、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の炭素原子数1ないし15のアルキル基、又は置換若しくは無置換の炭素原子数6ないし12のアリール基を表す。)
【請求項5】
前記キャッピング層の厚さが、30nm~120nmの範囲内である、請求項1~4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。
【請求項6】
前記キャッピング層の屈折率が、波長450nm~650nmの範囲内において1.85以上である、請求項1~5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。
【請求項7】
下記式(2)で表されるアリールアミン化合物。
【化8】
(式中、Ar、Ar及びArは、それぞれ独立して、置換基を有するフェニル基、置換基を有するビフェニル基、又は式(1)で表される基を表し、前記置換基は、フェニル基、ナフチル基又はフェナントレニル基であり、Ar、Ar及びArのうち2つが、式(1)で表される基である。ただし、置換基を有するフェニル基の置換基は、フェニル基ではない。
【化9】
(式中、R~Rは、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、シリル基、置換基を有していてもよい炭素原子数1ないし6の直鎖状若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ないし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ないし6の直鎖状若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ないし6の直鎖状若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ないし10のシクロアルキルオキシ基、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基、置換若しくは無置換の芳香族複素環基、置換若しくは無置換の縮合多環芳香族基、又は置換若しくは無置換のアリールオキシ基を表し、
Arは、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基、置換若しくは無置換の芳香族複素環基、又は置換若しくは無置換の縮合多環芳香族基を表し、
Arは、結合部位としての連結基であり、
Xは、酸素原子又は硫黄原子を表す。
~Rは、単結合、置換若しくは無置換のメチレン基、置換若しくは無置換のアミノ基、酸素原子又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。)
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、各種の表示装置に好適な自発光素子である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)に適した化合物と該素子に関するものであリ、詳しくはベンゾアゾール環構造を有するアリールアミン化合物と、該化合物を用いた有機EL素子に関するものである。
【背景技術】
【0002】
有機EL素子は自発光性素子であるため、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とから、活発な研究がなされてきた。
【0003】
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することにより、有機材料を用いた有機EL素子を実用的なものにした。彼らは電子を輸送することのできる蛍光体、トリス(8-ヒドロキシキノリン)アルミニウム(以後、Alq3と略称する)と正孔を輸送することのできる芳香族アミン化合物とを積層し、両方の電荷を蛍光体の層の中に注入して発光させることにより、10V以下の電圧で1000cd/m以上の高輝度を得ている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
【0004】
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をさらに細分化して、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、陰極を設けた電界発光素子の底部から光を取り出すボトムエミッション構造の発光素子によって、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)。
【0005】
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、光を取り出す面積が制限されてしまうのに対して、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ことで、画素回路に遮られることがないため光を取り出す面積を広くとれる利点がある。
【0006】
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、燐光発光体の利用が検討されている(例えば、非特許文献2参照)。
【0007】
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、蛍光体や燐光発光体をドープして作製することもできる。近年では、ホストとして、電子輸送能が高い含窒素ヘテロ芳香族環構造を有する化合物と、正孔輸送能を有するカルバゾール構造を有する化合物とを共に使用することによって、単独で使用された場合と比較して発光効率が顕著に改善されている(例えば、特許文献3及び特許文献4参照)。
【0008】
燐光発光体として高い発光効率を示す材料としてイリジウム錯体が一般的に用いられているが、イリジウム錯体を用いた有機EL素子の発光スペクトルは、半値幅が大きく色純度が低いという問題がある。
【0009】
この色純度の改善と発光効率を向上させる手段として、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」を設けることで、マイクロキャビティと呼ばれる光学的な共振器を構築して発光スペクトルを調整する発光素子構成が提案されている(例えば、特許文献5参照)。
【0010】
上記キャッピング層の材料として、Alq3やアリールアミン化合物が提案されている(例えば、非特許文献3及び特許文献6)。しかしながら、これら従来の材料では、緑色及び赤色発光領域の屈折率が低く、光の取り出し効率が低い問題点がある。
【0011】
また、従来の材料を使用した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の光を透過してしまい、素子内部の材料に影響を与えるため、色純度の低下及び光の取り出し効率の低下という問題点もある。
【0012】
そこで、有機EL素子の素子特性を改善させるために、特に、太陽光の波長400nmから410nmの光を吸収して素子内部の材料に影響を与えないために、また光の取り出し効率を大幅に改善させるために、キャッピング層の材料として、屈折率が高く、薄膜の安定性や耐久性に優れた材料が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0013】
【文献】US5792557
【文献】US5639914
【文献】EP3042943
【文献】US20170104163
【文献】US7102282
【文献】US20140225100
【文献】国際公開第2015/001726号
【文献】US10147891
【文献】特開2002-105055号公報
【文献】EP2730583
【文献】US20180093962
【文献】EP2684932
【非特許文献】
【0014】
【文献】応用物理学会第9回講習会予稿集55~61ページ(2001)
【文献】応用物理学会第9回講習会予稿集23~31ページ(2001)
【文献】Appl.Phys.Let.,78,544(2001)
【文献】J.Org.Chcm.,60,7508(1995)
【文献】Synth.Commun.,11,513(1981)
【発明の概要】
【0015】
本発明の目的は、(1)発光効率及び電力効率が高く、(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素子を提供するために、正孔及び電子の注入・輸送性能、薄膜状態での安定性、耐久性等に優れた有機EL素子用の各種材料と、太陽光の波長400nmから410nmの光を吸光して素子内部の材料に影響を与えないために吸光係数が高く、また光の取り出し効率を大幅に改善させるために屈折率が高く、さらに薄膜の安定性や耐久性や耐光性に優れているとともに、青、緑及び赤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とを、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た有機EL素子を提供することにある。
【0016】
上記目的を達成するために適したキャッピング層の材料における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)屈折率が高いこと、(3)蒸着が可能で熱分解しないこと、(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、本発明に適した素子の物理的な特性としては、(1)光の取り出し効率が高いこと、(2)色純度の低下がないこと、(3)経時変化することなく光を透過すること、(4)発光効率及び電力効率が高いこと、(5)発光開始電圧が低いこと、(6)実用駆動電圧が低いこと、(7)特に長寿命であること、を挙げることができる。
【0017】
本発明者らは上記の目的を達成するために、アリールアミン系材料が、薄膜の安定性や耐久性に優れていること、燐光発光性ドーパントである金属錯体が発光効率に優れていることに着目した。波長400nmから650nmの屈折率が高く、波長400nmから410nmにおける消光係数が高い特定のベンゾアゾール環構造を有するアリールアミン化合物を選択してキャッピング層の材料として用い、燐光発光性ドーパントを含む発光層と組み合わせた種々の有機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。
【0018】
上記課題を解決することのできる、本発明の有機EL素子は、少なくとも陽極、第一正孔輸送層、第二正孔輸送層、発光層、電子輸送層、陰極及びキャッピング層をこの順に有し、前記キャッピング層が下記式(1)で表される基(ベンゾアゾール環構造)を有するアリールアミン化合物を含有し、前記発光層がホストとイリジウム又は白金を含む金属錯体である燐光発光性ドーパントとを含有するものである。
【0019】
【化1】
(式中、R~Rは、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、シリル基、置換基を有していてもよい炭素原子数1ないし6の直鎖状若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ないし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ないし6の直鎖状若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ないし6の直鎖状若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ないし10のシクロアルキルオキシ基、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基、置換若しくは無置換の芳香族複素環基、置換若しくは無置換の縮合多環芳香族基、又は置換若しくは無置換のアリールオキシ基を表し、
Arは、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基、置換若しくは無置換の芳香族複素環基、又は置換若しくは無置換の縮合多環芳香族基を表し、
~R及びArのいずれか1つは、結合部位としての連結基であり、
Xは、酸素原子又は硫黄原子を表す。
~Rは、単結合、置換若しくは無置換のメチレン基、置換若しくは無置換のアミノ基、酸素原子又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。)
【0020】
本発明の有機EL素子は、透明又は半透明電極の外側に設けた、該電極よりも屈折率の高いキャッピング層を有するため、色純度及び光の取り出し効率が大幅に向上している。また、キャッピング層に、前記式(1)で表される基を有するアリールアミン化合物を使用することによって、400~410nmの太陽光を吸収することができるので、発光素子へのダメージを防ぐことができる。このような特性を有することにより、フルカラーディスプレイに好適に適用でき、高精細な画像を表示することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
図1】式(2)で表されるアリールアミン化合物として、化合物(2-1)~(2-16)の構造を示す図である。
図2】式(2)で表されるアリールアミン化合物として、化合物(2-17)~(2-32)の構造を示す図である。
図3】式(2)で表されるアリールアミン化合物として、化合物(2-33)~(2-48)の構造を示す図である。
図4】式(2)で表されるアリールアミン化合物として、化合物(2-49)~(2-64)の構造を示す図である。
図5】式(2)で表されるアリールアミン化合物として、化合物(2-65)~(2-82)の構造を示す図である。
図6】式(3)で表されるアリールアミン化合物として、化合物(3-1)~(3-14)の構造を示す図である。
図7】式(3)で表されるアリールアミン化合物として、化合物(3-15)~(3-30)の構造を示す図である。
図8】式(3)で表されるアリールアミン化合物として、化合物(3-31)~(3-42)の構造を示す図である。
図9】式(3)で表されるアリールアミン化合物として、化合物(3-43)~(3-53)の構造を示す図である。
図10】式(3)で表されるアリールアミン化合物として、化合物(3-54)~(3-65)の構造を示す図である。
図11】式(3)で表されるアリールアミン化合物として、化合物(3-66)~(3-74)の構造を示す図である。
図12】式(Host-A)で表される第1ホスト化合物として、化合物(A-1)~(A-15)の構造を示す図である。
図13】式(Host-A)で表される第1ホスト化合物として、化合物(A-16)~(A-28)の構造を示す図である。
図14】式(Host-A)で表される第1ホスト化合物として、化合物(A-29)~(A-43)の構造を示す図である。
図15】式(Host-A)で表される第1ホスト化合物として、化合物(A-44)~(A-56)の構造を示す図である。
図16】式(Host-A)で表される第1ホスト化合物として、化合物(A-57)~(A-69)の構造を示す図である。
図17】式(Host-B)で表される第2ホスト化合物として、化合物(B-1)~(B-15)の構造を示す図である。
図18】式(Host-B)で表される第2ホスト化合物として、化合物(B-16)~(B-27)の構造を示す図である。
図19】式(Host-B)で表される第2ホスト化合物として、化合物(B-28)~(B-39)の構造を示す図である。
図20】式(Host-B)で表される第2ホスト化合物として、化合物(B-40)~(B-52)の構造を示す図である。
図21】式(4)で表される金属錯体として、化合物(4-1)~(4-18)の構造を示す図である。
図22】式(4)で表される金属錯体として、化合物(4-19)~(4-32)の構造を示す図である。
図23】式(4)で表される金属錯体として、化合物(4-33)~(4-45)の構造を示す図である。
図24】式(5)で表されるアリールアミン化合物として、化合物(5-1)~(5-16)の構造を示す図である。
図25】式(5)で表されるアリールアミン化合物として、化合物(5-17)~(5-32)の構造を示す図である。
図26】式(5)で表されるアリールアミン化合物として、化合物(5-33)~(5-48)の構造を示す図である。
図27】式(5)で表されるアリールアミン化合物として、化合物(5-49)~(5-63)の構造を示す図である。
図28】実施例13~22、比較例1、2の有機EL素子構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。まず、本発明のアリールアミン化合物及び有機EL素子について、その態様を列挙して説明する。なお、本願において「ないし」との用語は範囲を表す用語である。例えば「5ないし10」との記載は、「5以上10以下」を意味し、「ないし」の前後に記載される数値自体も含む範囲を表す。
【0023】
1)少なくとも陽極、第一正孔輸送層、第二正孔輸送層、発光層、電子輸送層、陰極及びキャッピング層をこの順に有し、前記キャッピング層が下記式(1)で表される基を有するアリールアミン化合物を含有し、前記発光層がホストとイリジウム又は白金を含む金属錯体である燐光発光性ドーパントとを含有する、有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0024】
【化2】
(式中、R~Rは、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、シリル基、置換基を有していてもよい炭素原子数1ないし6の直鎖状若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ないし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ないし6の直鎖状若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ないし6の直鎖状若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ないし10のシクロアルキルオキシ基、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基、置換若しくは無置換の芳香族複素環基、置換若しくは無置換の縮合多環芳香族基、又は置換若しくは無置換のアリールオキシ基を表し、
Arは、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基、置換若しくは無置換の芳香族複素環基、又は置換若しくは無置換の縮合多環芳香族基を表し、
~R及びArのいずれか1つは、結合部位としての連結基であり、
Xは、酸素原子又は硫黄原子を表す。
~Rは、単結合、置換若しくは無置換のメチレン基、置換若しくは無置換のアミノ基、酸素原子又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。)
【0025】
2)前記式(1)で表される基を有するアリールアミン化合物が、下記式(2)又は下記式(3)で表されるアリールアミン化合物である、前記1)に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0026】
【化3】
(式中、Ar、Ar及びArは、それぞれ独立して、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基、置換若しくは無置換の芳香族複素環基、置換若しくは無置換の縮合多環芳香族基、又は式(1)で表される基を表し、Ar、Ar及びArの少なくとも1つは、式(1)で表される基である。)
【0027】
【化4】
(式中、Ar、Ar、Ar及びArは、それぞれ独立して、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基、置換若しくは無置換の芳香族複素環基、置換若しくは無置換の縮合多環芳香族基、又は式(1)で表される基を表し、Ar、Ar、Ar及びArの少なくとも1つは、式(1)で表される基であり、
は、置換若しくは無置換のフェニレン基、置換若しくは無置換のビフェニレン基、又は置換若しくは無置換のターフェニレン基を表す。)
【0028】
3)前記式(1)で表される基を有するアリールアミン化合物が、前記式(3)で表されるアリールアミン化合物である、2)に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0029】
4)前記ホストが、下記式(Host-A)で表される第1ホスト化合物と、下記式(Host-B)で表される第2ホスト化合物と、を含む、前記1)~3)のいずれかに記載の有機EL素子。
【0030】
【化5】
(式中、Zは、それぞれ独立して、N又はCRaを表し、Zのうちの少なくとも一つは、Nであり、
~R10及びRaは、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の炭素原子数1ないし15のアルキル基、又は置換若しくは無置換の炭素原子数6ないし12のアリール基を表し、
及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは無置換の炭素原子数6ないし30のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素原子数2ないし30のヘテロアリール基を表し、
n1及びn2は、それぞれ独立して、0又は1の整数を表す。)
【0031】
【化6】
(式中、Y及びYは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは無置換の炭素原子数6ないし30のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素原子数5ないし30のヘテロアリール基を表し、
Ar及びAr10は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換の炭素原子数6ないし30のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素原子数5ないし30のヘテロアリール基を表し、
11~R16は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1ないし15のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素原子数6ないし30のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素原子数5ないし30のヘテロアリール基を表し、
mは、0~4の整数を表す。)
【0032】
5)前記燐光発光性ドーパントが、下記式(4)で表される金属錯体である、前記1)~4)のいずれかに記載の有機EL素子。
【0033】
【化7】
(式中、R17~R32は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、置換基を有していてもよい炭素原子数1ないし6の直鎖状若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ないし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ないし6の直鎖状若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ないし6の直鎖状若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ないし10のシクロアルキルオキシ基、トリメチルシリル基、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基、置換若しくは無置換の芳香族複素環基、置換若しくは無置換の縮合多環芳香族基、置換若しくは無置換のアリールオキシ基、又は芳香族炭化水素基、芳香族複素環基若しくは縮合多環芳香族基から選ばれる基によって置換された二置換アミノ基を表し、
nは、1~3の整数を表す。)
【0034】
6)前記第二正孔輸送層は、下記式(5)で表されるアリールアミン化合物を含有する、前記1)~5)のいずれかに記載の有機EL素子。
【0035】
【化8】
(式中、隣接する2個の*は、下記式(6)の2個の*と結合して環を形成しており、残りの2個の*は、CRb及びCRcを表し、
33~R35、Rb及びRcは、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の炭素原子数1ないし15のアルキル基、又は置換若しくは無置換の炭素原子数6ないし12のアリール基を表し、
Ar11及びAr12は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換の炭素原子数6ないし30のアリール基、又は置換若しくは無置換の炭素原子数5ないし30のヘテロアリール基を表す。)
【0036】
【化9】
(式中、R36~R39、Rb及びRcは、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の炭素原子数1ないし15のアルキル基、又は置換若しくは無置換の炭素原子数6ないし12のアリール基を表す。)
【0037】
7)前記キャッピング層の厚さが、30nm~120nmの範囲内である、前記1)~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。
【0038】
8)前記キャッピング層の屈折率が、波長450nm~650nmの範囲内において1.85以上である、前記1)~7)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。
【0039】
前記式(1)、(2)及び(3)中のAr~Arで表される「置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基」、「置換若しくは無置換の芳香族複素環基」又は「置換若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」又は「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、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、セレノニル基、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、及びカルボリニル基等を挙げることができる。
【0040】
前記式(1)、(2)及び(3)中のAr~Arで表される「置換芳香族炭化水素基」、「置換芳香族複素環基」又は「置換縮合多環芳香族基」における「置換基」としては、具体的に、重水素原子、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;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-ヘキシル基などの炭素原子数1ないし6の直鎖状若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ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルキルオキシ基;ビニル基、アリル基などのアルケニル基;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;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などの芳香族炭化水素基若しくは縮合多環芳香族基;ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、チエニル基、セレノニル基、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;スチリル基、ナフチルビニル基などのアリールビニル基;アセチル基、ベンゾイル基などのアシル基のような基を挙げることができ、これらの置換基は、さらに前記例示した置換基が置換していてもよい。また、これらの置換基同士が単結合、置換若しくは無置換のメチレン基、酸素原子又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。
【0041】
前記式(1)中のR~Rで表される「置換基を有していてもよい炭素原子数1ないし6の直鎖状若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ないし10のシクロアルキル基」又は「置換基を有していてもよい炭素原子数2ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基」における「炭素原子数1ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基」、「炭素原子数5ないし10のシクロアルキル基」又は「炭素原子数2ないし6の直鎖状若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、2-ブテニル基等を挙げることができ、これらの基同士が単結合、置換若しくは無置換のメチレン基、酸素原子又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。
【0042】
前記式(1)中のR~Rで表される「置換基を有する炭素原子数1ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基」、「置換基を有する炭素原子数5ないし10のシクロアルキル基」又は「置換基を有する炭素原子数2ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基」における「置換基」としては、具体的に、重水素原子、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;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ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルキルオキシ基;ビニル基、アリル基などのアルケニル基;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;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などの芳香族炭化水素基若しくは縮合多環芳香族基;ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、チエニル基、セレノニル基、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ような基を挙げることができ、これらの置換基はさらに、前記例示した置換基が置換していてもよい。また、これらの置換基同士が単結合、置換若しくは無置換のメチレン基、酸素原子又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。
【0043】
前記式(1)中のR~Rで表される「置換基を有していてもよい炭素原子数1ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルキルオキシ基」又は「置換基を有していてもよい炭素原子数5ないし10のシクロアルキルオキシ基」における「炭素原子数1ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルキルオキシ基」又は「炭素原子数5ないし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等を挙げることができ、これらの基同士が単結合、置換若しくは無置換のメチレン基、酸素原子又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。
【0044】
前記式(1)中のR~Rで表される「置換基を有する炭素原子数1ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルキルオキシ基」又は「置換基を有する炭素原子数5ないし10のシクロアルキルオキシ基」における「置換基」としては、上記一般式(1)中のR~Rで表される「置換基を有する炭素原子数1ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基」、「置換基を有する炭素原子数5ないし10のシクロアルキル基」又は「置換基を有する炭素原子数2ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基」における「置換基」に関して示したものと同様のものを挙げることができ、とりうる態様も、同様のものを挙げることができる。
【0045】
前記式(1)中のR~Rで表される「置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基」、「置換若しくは無置換の芳香族複素環基」又は「置換若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」又は「縮合多環芳香族基」としては、前記式(1)、(2)及び(3)中のAr~Arで表される「置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基」、「置換若しくは無置換の芳香族複素環基」又は「置換若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」又は「縮合多環芳香族基」に関して示したものと同様のものを挙げることができ、これらの基同士が単結合、置換若しくは無置換のメチレン基、酸素原子又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。また、これらの基は置換基を有していてよく、置換基として、前記式(1)、(2)及び(3)中のAr~Arで表される「置換芳香族炭化水素基」、「置換芳香族複素環基」又は「置換縮合多環芳香族基」における「置換基」に関して示したものと同様のものを挙げることができ、とりうる態様も、同様のものを挙げることができる。
【0046】
前記式(1)中のR~Rで表される「置換若しくは無置換のアリールオキシ基」における「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等を挙げることができ、これらの基同士が単結合、置換若しくは無置換のメチレン基、酸素原子又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。また、これらの基は置換基を有していてよく、置換基として、前記式(1)、(2)及び(3)中のAr~Arで表される「置換芳香族炭化水素基」、「置換芳香族複素環基」又は「置換縮合多環芳香族基」における「置換基」に関して示したものと同様のものを挙げることができ、とりうる態様も、同様のものを挙げることができる。
【0047】
前記式(1)中のR~R及びArのいずれか1つは、結合部位としての連結基である。すなわち、前記式(1)中のR~R及びArのいずれか1つは、前記式(1)で表される基を有するアリールアミン化合物において、前記式(1)で表される基と、他の構造とを結合している連結基である。前記式(1)中のR~Rのいずれか1つが結合部位としての連結基である場合、R~Rは単結合であってもよい。
【0048】
本発明においては、屈折率及び消光係数を高くする観点から、前記式(1)中のArとしては、「置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基」、及び「置換若しくは無置換の縮合多環芳香族基」が好ましく、フェニル基及びビフェニル基がより好ましく、特にフェニル基が好ましい。
【0049】
前記式(1)中のR~Rとしては、水素原子又は重水素原子が好ましく、合成上の観点から、水素原子がより好ましい。
【0050】
前記式(1)で表される基を有するアリールアミン化合物は、屈折率及び消光係数を高くする観点から、前記式(2)又は前記式(3)で表されるアリールアミン化合物であることが好ましい。また、前記式(1)中のArが、前記式(2)及び(3)中の窒素原子と結合していることが好ましい。
【0051】
前記式(2)中のAr~Arの少なくとも1つは前記式(1)で表される基であるが、Ar~Arのうち2つが、それぞれ独立して、前記式(1)で表される基であることが好ましい。また、前記式(3)中のAr~Arの少なくとも1つは前記式(1)で表される基であるが、Ar~Arのうち2つが、それぞれ独立して、前記式(1)で表される基であることが好ましく、Ar及びArが、それぞれ独立して、前記式(1)で表される基であることがより好ましい。
【0052】
前記式(2)及び(3)中のAr~Arのうち、前記式(1)で表される基以外の基としては、「置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基」又は「置換若しくは無置換の縮合多環芳香族基」が好ましく、置換若しくは無置換のフェニル基、置換若しくは無置換のビフェニル基がより好ましい。フェニル基及びビフェニル基の置換基としては、フェニル基、ナフチル基及びフェナントレニル基が好ましい。好ましい基の具体例としては、例えば、下記式で表される基を挙げることができる。
【0053】
【化10】
(式中、破線部は結合部位を表す。)
【0054】
前記式(3)中のLとしては、置換若しくは無置換のビフェニレン基、又は置換若しくは無置換のターフェニレン基が好ましく、合成上の観点から、無置換のビフェニレン基、又は無置換のターフェニレン基がより好ましい。
【0055】
本発明の有機EL素子に好適に用いられる、前記式(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1~11に示すが、これらの化合物に限定されるものではない。
【0056】
前記式(Host-A)中のR~R10及びRaで表される「置換若しくは無置換の炭素原子数1ないし15のアルキル基」における「炭素原子数1ないし15のアルキル基」としては、具体的に、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、ヒドロキシメチル基、1-ヒドロキシエチル基、2-ヒドロキシエチル基、2-ヒドロキシイソブチル基、1,2-ジヒドロキシエチル基、1,3-ジヒドロキシイソプロピル基、2,3-ジヒドロキシ-t-ブチル基、1,2,3-トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、1-クロロエチル基、2-クロロエチル基、2-クロロイソブチル基、1,2-ジクロロエチル基、1,3-ジクロロイソプロピル基、2,3-ジクロロ-t-ブチル基、1,2,3-トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、1-ブロモエチル基、2-ブロモエチル基、2-ブロモイソブチル基、1,2-ジブロモエチル基、1,3-ジブロモイソプロピル基、2,3-ジブロモ-t-ブチル基、1,2,3-トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、1-ヨードエチル基、2-ヨードエチル基、2-ヨードイソブチル基、1,2-ジヨードエチル基、1,3-ジヨードイソプロピル基、2,3-ジヨード-t-ブチル基、1,2,3-トリヨードプロピル基、アミノメチル基、1-アミノエチル基、2-アミノエチル基、2-アミノイソブチル基、1,2-ジアミノエチル基、1,3-ジアミノイソプロピル基、2,3-ジアミノ-t-ブチル基、1,2,3-トリアミノプロピル基、シアノメチル基、1-シアノエチル基、2-シアノエチル基、2-シアノイソブチル基、1,2-ジシアノエチル基、1,3-ジシアノイソプロピル基、2,3-ジシアノ-t-ブチル基、1,2,3-トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、1-ニトロエチル基、2-ニトロエチル基、2-ニトロイソブチル基、1,2-ジニトロエチル基、1,3-ジニトロイソプロピル基、2,3-ジニトロ-t-ブチル基、1,2,3-トリニトロプロピル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、4-メチルシクロヘキシル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基、1-ノルボルニル基、2-ノルボルニル基等を挙げることができる。
【0057】
前記式(Host-A)中のR~R10及びRaで表される「置換若しくは無置換の炭素原子数1ないし15のアルキル基」における「置換基」としては、前記式(1)中のR~Rで表される「置換基を有する炭素原子数1ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基」、「置換基を有する炭素原子数5ないし10のシクロアルキル基」又は「置換基を有する炭素原子数2ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基」における「置換基」に関して示したものと同様のものを挙げることができ、とりうる態様も、同様のものを挙げることができる。
【0058】
前記式(Host-A)中のR~R10及びRaで表される「置換若しくは無置換の炭素数原子6ないし15のアリール基」としては、具体的に、フェニル基、ビフェニリル基、9,9’-ジメチルフルオレニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、フルオロフェニル基、ジフルオロフェニル基、トリフルオロフェニル基、テトラフルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、トルイル基、ニトロフェニル基、シアノフェニル基、フルオロビフェニリル基、ニトロビフェニリル基、シアノビフェニル基、シアノナフチル基、ニトロナフチル基、フルオロナフチル基等を挙げることができ、これらの基同士が単結合、置換若しくは無置換のメチレン基、酸素原子又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。
【0059】
前記式(Host-A)中のR~R10及びRaで表される「置換若しくは無置換の環形成炭素数6ないし12のアリール基」における「置換基」として、前記式(1)、(2)及び(3)中のAr~Arで表される「置換芳香族炭化水素基」、「置換芳香族複素環基」又は「置換縮合多環芳香族基」における「置換基」に関して示したものと同様のものを挙げることができ、とりうる態様も、同様のものを挙げることができる。
【0060】
前記式(Host-A)中のL及びLで表される「置換若しくは無置換の環形成炭素数6ないし30のアリーレン基」、又は「置換若しくは無置換の環形成炭素数5ないし30のヘテロアリーレン基」における「環形成炭素数6ないし30のアリーレン基」又は「環形成炭素数5ないし30のヘテロアリーレン基」としては、具体的に、フェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、クォーターフェニレン基、キンクフェニレン基、ナフチレン基、アントリレン基、フェナントリレン基、フルオレニレン基、インデニレン基、ピレニレン基、アセトナフテニレン基、フルオランテニレン基、トリフェニレニレン基、ピリジレン基、ピラニレン基、キノリレン基、イソキノリレン基、ベンゾフラニレン基、ベンゾチエニレン基、インドリレン基、カルバゾリレン基、ベンゾオキサゾリレン基、ベンゾチアゾリレン基、キノキサリレン基、ベンゾイミダゾリレン基、ピラゾリレン基、ジベンゾフラニレン基、及びジベンゾチエニレン基等を挙げることができる。
【0061】
前記式(Host-A)中のL及びLで表される「置換若しくは無置換の環形成炭素数6ないし30のアリーレン基」、又は「置換若しくは無置換の環形成炭素数5ないし30のヘテロアリーレン基」における「置換基」として、前記式(1)、(2)及び(3)中のAr~Arで表される「置換芳香族炭化水素基」、「置換芳香族複素環基」又は「置換縮合多環芳香族基」における「置換基」に関して示したものと同様のものを挙げることができ、とりうる態様も、同様のものを挙げることができる。
【0062】
本発明の有機EL素子に好適に用いられる、前記式(Host-A)で表される第1ホスト化合物の中で、好ましい化合物の具体例を図12~16に示すが、これらの化合物に限定されるものではない。
【0063】
本発明においては、発光効率及び電力効率の観点から、図14に示した化合物(A-43)が好ましいが、この化合物に限定されるものではない。
【0064】
前記式(Host-B)中のAr及びAr10で表される「置換若しくは無置換の炭素原子数6ないし30のアリール基」、又は「置換若しくは無置換の炭素原子数5ないし30のヘテロアリール基」における「炭素原子数6ないし30のアリール基」、又は「炭素原子数5ないし30のヘテロアリール基」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、トリフェニレン基、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、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、及びカルボリニル基等を挙げることができ、これらの基同士が単結合、置換若しくは無置換のメチレン基、酸素原子又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。
【0065】
前記式(Host-B)中のAr及びAr10で表される「置換若しくは無置換の炭素原子数6ないし30のアリール基」、又は「置換若しくは無置換の炭素原子数5ないし30のヘテロアリール基」における「置換基」として、前記式(1)、(2)及び(3)中のAr~Arで表される「置換芳香族炭化水素基」、「置換芳香族複素環基」又は「置換縮合多環芳香族基」における「置換基」に関して示したものと同様のものを挙げることができ、とりうる態様も、同様のものを挙げることができる。
【0066】
前記式(Host-B)中のR11~R16で表される「炭素数1ないし15のアルキル基」としては、具体的に、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、ヒドロキシメチル基、1-ヒドロキシエチル基、2-ヒドロキシエチル基、2-ヒドロキシイソブチル基、1,2-ジヒドロキシエチル基、1,3-ジヒドロキシイソプロピル基、2,3-ジヒドロキシ-t-ブチル基、1,2,3-トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、1-クロロエチル基、2-クロロエチル基、2-クロロイソブチル基、1,2-ジクロロエチル基、1,3-ジクロロイソプロピル基、2,3-ジクロロ-t-ブチル基、1,2,3-トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、1-ブロモエチル基、2-ブロモエチル基、2-ブロモイソブチル基、1,2-ジブロモエチル基、1,3-ジブロモイソプロピル基、2,3-ジブロモ-t-ブチル基、1,2,3-トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、1-ヨードエチル基、2-ヨードエチル基、2-ヨードイソブチル基、1,2-ジヨードエチル基、1,3-ジヨードイソプロピル基、2,3-ジヨード-t-ブチル基、1,2,3-トリヨードプロピル基、アミノメチル基、1-アミノエチル基、2-アミノエチル基、2-アミノイソブチル基、1,2-ジアミノエチル基、1,3-ジアミノイソプロピル基、2,3-ジアミノ-t-ブチル基、1,2,3-トリアミノプロピル基、シアノメチル基、1-シアノエチル基、2-シアノエチル基、2-シアノイソブチル基、1,2-ジシアノエチル基、1,3-ジシアノイソプロピル基、2,3-ジシアノ-t-ブチル基、1,2,3-トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、1-ニトロエチル基、2-ニトロエチル基、2-ニトロイソブチル基、1,2-ジニトロエチル基、1,3-ジニトロイソプロピル基、2,3-ジニトロ-t-ブチル基、1,2,3-トリニトロプロピル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、4-メチルシクロヘキシル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基、1-ノルボルニル基、2-ノルボルニル基等を挙げることができる。
【0067】
前記式(Host-B)中のR11~R16で表される「炭素数1ないし15のアルキル基」における「置換基」としては前記式(1)中のR~Rで表される「置換基を有する炭素原子数1ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基」、「置換基を有する炭素原子数5ないし10のシクロアルキル基」又は「置換基を有する炭素原子数2ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基」における「置換基」に関して示したものと同様のものを挙げることができ、とりうる態様も、同様のものを挙げることができる。
【0068】
前記式(Host-B)中のR11~R16で表される「置換若しくは無置換の環形成炭素数6ないし30のアリール基」、又は「置換若しくは無置換の環形成炭素数5ないし30のヘテロアリール基」としては、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、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、及びカルボリニル基等を挙げることができ、これらの基同士が単結合、置換若しくは無置換のメチレン基、酸素原子又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。
【0069】
前記式(Host-B)中のR11~R16で表される「置換若しくは無置換の環形成炭素数6ないし30のアリール基」、又は「置換若しくは無置換の環形成炭素数5ないし30のヘテロアリール基」における「置換基」として、前記式(1)、(2)及び(3)中のAr~Arで表される「置換芳香族炭化水素基」、「置換芳香族複素環基」又は「置換縮合多環芳香族基」における「置換基」に関して示したものと同様のものを挙げることができ、とりうる態様も、同様のものを挙げることができる。
【0070】
前記式(Host-B)中のY及びYで表される「置換若しくは無置換の炭素原子数6ないし30のアリーレン基」、又は「置換若しくは無置換の炭素原子数5ないし30のヘテロアリーレン基」における「炭素原子数6ないし30のアリーレン基」、又は「炭素原子数5ないし30のヘテロアリーレン基」としては、具体的に、フェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、ナフチレン基、アントリレン基、フェナントリレン基、フルオレニレン基、インデニレン基、ピレニレン基、アセトナフテニレン基、フルオランテニレン基、トリフェニレニレン基、ピリジレン基、ピラニレン基、キノリレン基、イソキノリレン基、ベンゾフラニレン基、ベンゾチエニレン基、インドリレン基、カルバゾリレン基、ベンゾオキサゾリレン基、ベンゾチアゾリレン基、キノキサリレン基、ベンゾイミダゾリレン基、ピラゾリレン基、ジベンゾフラニレン基、及びジベンゾチエニレン基等を挙げることができる。上記の中でフェニレン基、ビフェニレン基、又はピレニレン基が特に好ましい。
【0071】
前記式(Host-B)中のY及びYで表される「置換若しくは無置換の炭素原子数6ないし30のアリール基」、又は「置換若しくは無置換の炭素原子数5ないし30のヘテロアリール基」における「置換基」として、前記式(1)、(2)及び(3)中のAr~Arで表される「置換芳香族炭化水素基」、「置換芳香族複素環基」又は「置換縮合多環芳香族基」における「置換基」に関して示したものと同様のものを挙げることができ、とりうる態様も、同様のものを挙げることができる。
【0072】
本発明の有機EL素子に好適に用いられる、前記式(Host-B)で表される第2ホスト化合物の中で、好ましい化合物の具体例を図17~20に示すが、これらの化合物に限定されるものではない。
【0073】
本発明においては、発光効率及び電力効率の観点から、図18に示した化合物(B-25)が好ましいが、この化合物に限定されるものではない。
【0074】
前記式(4)中のR17~R32で表される「置換基を有していてもよい炭素原子数1ないし6の直鎖状若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ないし10のシクロアルキル基」又は「置換基を有していてもよい炭素原子数2ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基」における「炭素原子数1ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基」、「炭素原子数5ないし10のシクロアルキル基」又は「炭素原子数2ないし6の直鎖状若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、2-ブテニル基、などを挙げることができる。また、これらの基同士が単結合、置換若しくは無置換のメチレン基、酸素原子又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。
【0075】
前記式(4)中のR17~R32で表される「置換基を有していてもよい炭素原子数1ないし6の直鎖状若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ないし10のシクロアルキル基」、又は「置換基を有していてもよい炭素原子数2ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基」における「置換基」としては前記式(1)中のR~Rで表される「置換基を有する炭素原子数1ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基」、「置換基を有する炭素原子数5ないし10のシクロアルキル基」又は「置換基を有する炭素原子数2ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基」における「置換基」に関して示したものと同様のものを挙げることができ、とりうる態様も、同様のものを挙げることができる。
【0076】
前記式(4)中のR17~R32で表される「置換基を有していてもよい炭素原子数1ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルキルオキシ基」又は「置換基を有していてもよい炭素原子数5ないし10のシクロアルキルオキシ基」における「炭素原子数1ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルキルオキシ基」又は「炭素原子数5ないし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を挙げることができる。
【0077】
前記式(4)中のR17~R32で表される「置換基を有する炭素原子数1ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルキルオキシ基」又は「置換基を有する炭素原子数5ないし10のシクロアルキルオキシ基」における「置換基」としては、前記式(1)中のR~Rで表される「置換基を有する炭素原子数1ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基」、「置換基を有する炭素原子数5ないし10のシクロアルキル基」又は「置換基を有する炭素原子数2ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基」における「置換基」に関して示したものと同様のものを挙げることができ、とりうる態様も、同様のものを挙げることができる。
【0078】
前記式(4)中のR17~R32で表される「置換若しくは無置換のアリールオキシ基」における「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を挙げることができ、これらの基同士が単結合、置換若しくは無置換のメチレン基、酸素原子又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。
【0079】
前記式(4)中のR17~R32で表される「置換若しくは無置換のアリールオキシ基」における「置換基」としては前記式(1)中のR~Rで表される「置換若しくは無置換のアリールオキシ基」における「置換基」に関して示したものと同様のものを挙げることができ、とりうる態様も、同様のものを挙げることができる。
【0080】
前記式(4)中のR17~R32で表される「置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基」、「置換若しくは無置換の芳香族複素環基」、又は「置換若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」又は「縮合多環芳香族基」としては、具体的に、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ナフタセニル基、ピレニル基、ビフェニリル基、p-ターフェニル基、m-ターフェニル基、クリセニル基、トリフェニレニル基、ペリレニル基、インデニル基、フラニル基、チオフェニル基、ピロリル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、トリアゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、ピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ベンズイミダゾリル基、インドリル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ナフチリジニル基、ベンズオキサジニル基、ベンズチアジニル基、アクリジニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基などを挙げることができ、これらの基同士が単結合、置換若しくは無置換のメチレン基、酸素原子又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。
【0081】
前記式(4)中のR17~R32で表される「置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基」、「置換若しくは無置換の芳香族複素環基」、又は「置換若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、前記式(1)、(2)及び(3)中のAr~Arで表される「置換芳香族炭化水素基」、「置換芳香族複素環基」又は「置換縮合多環芳香族基」における「置換基」に関して示したものと同様のものを挙げることができ、とりうる態様も、同様のものを挙げることができる。
【0082】
本発明の有機EL素子に好適に用いられる、前記式(4)で表される金属錯体の中で、好ましい化合物の具体例を図21~23に示すが、これらの化合物に限定されるものではない。
【0083】
本発明においては、発光効率及び電力効率の観点から、図23に示した化合物(4-35)が好ましいが、この化合物に限定されるものではない。
【0084】
前記式(5)中のAr11及びAr12で表される「置換若しくは無置換の炭素原子数6ないし30のアリール基」、又は「置換若しくは無置換の炭素原子数5ないし30のヘテロアリール基」における「炭素原子数6ないし30のアリール基」又は「炭素原子数5ないし30のヘテロアリール基」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、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、及びカルボリニル基などを挙げることができ、これらの基同士が単結合、置換若しくは無置換のメチレン基、酸素原子又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。
【0085】
前記式(5)中のAr11及びAr12で表される「置換若しくは無置換の炭素原子数6ないし30のアリール基」、又は「置換若しくは無置換の炭素原子数5ないし30のヘテロアリール基である」における「置換基」として、前記式(1)、(2)及び(3)中のAr~Arで表される「置換芳香族炭化水素基」、「置換芳香族複素環基」又は「置換縮合多環芳香族基」における「置換基」に関して示したものと同様のものを挙げることができ、とりうる態様も、同様のものを挙げることができる。
【0086】
前記式(5)及び(6)中のR33~R39で表される「置換若しくは無置換の炭素原子数1ないし15のアルキル基」における「炭素原子数1ないし15のアルキル基」としては、具体的に、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、ヒドロキシメチル基、1-ヒドロキシエチル基、2-ヒドロキシエチル基、2-ヒドロキシイソブチル基、1,2-ジヒドロキシエチル基、1,3-ジヒドロキシイソプロピル基、2,3-ジヒドロキシ-t-ブチル基、1,2,3-トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、1-クロロエチル基、2-クロロエチル基、2-クロロイソブチル基、1,2-ジクロロエチル基、1,3-ジクロロイソプロピル基、2,3-ジクロロ-t-ブチル基、1,2,3-トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、1-ブロモエチル基、2-ブロモエチル基、2-ブロモイソブチル基、1,2-ジブロモエチル基、1,3-ジブロモイソプロピル基、2,3-ジブロモ-t-ブチル基、1,2,3-トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、1-ヨードエチル基、2-ヨードエチル基、2-ヨードイソブチル基、1,2-ジヨードエチル基、1,3-ジヨードイソプロピル基、2,3-ジヨード-t-ブチル基、1,2,3-トリヨードプロピル基、アミノメチル基、1-アミノエチル基、2-アミノエチル基、2-アミノイソブチル基、1,2-ジアミノエチル基、1,3-ジアミノイソプロピル基、2,3-ジアミノ-t-ブチル基、1,2,3-トリアミノプロピル基、シアノメチル基、1-シアノエチル基、2-シアノエチル基、2-シアノイソブチル基、1,2-ジシアノエチル基、1,3-ジシアノイソプロピル基、2,3-ジシアノ-t-ブチル基、1,2,3-トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、1-ニトロエチル基、2-ニトロエチル基、2-ニトロイソブチル基、1,2-ジニトロエチル基、1,3-ジニトロイソプロピル基、2,3-ジニトロ-t-ブチル基、1,2,3-トリニトロプロピル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、4-メチルシクロヘキシル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基、1-ノルボルニル基、2-ノルボルニル基等が挙げることができる。
【0087】
前記式(5)及び(6)中のR33~R39で表される「置換若しくは無置換の炭素原子数1ないし15のアルキル基」における「置換基」としては、前記式(1)中のR~Rで表される「置換基を有する炭素原子数1ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基」、「置換基を有する炭素原子数5ないし10のシクロアルキル基」又は「置換基を有する炭素原子数2ないし6の直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基」における「置換基」に関して示したものと同様のものを挙げることができ、とりうる態様も、同様のものを挙げることができる。
【0088】
前記式(5)及び(6)中のR33~R39で表される「置換若しくは無置換の炭素数原子6ないし12のアリール基」における「炭素数原子6ないし12のアリール基」としては、具体的に、フェニル基、ビフェニリル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、フルオロフェニル基、ジフルオロフェニル基、トリフルオロフェニル基、テトラフルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、トルイル基、ニトロフェニル基、シアノフェニル基、フルオロビフェニリル基、ニトロビフェニリル基、シアノビフェニル基、シアノナフチル基、ニトロナフチル基、フルオロナフチル基などを挙げることができ、これらの基同士が単結合、置換若しくは無置換のメチレン基、酸素原子又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。
【0089】
前記式(5)及び(6)中のR33~R39で表される「置換若しくは無置換の炭素数原子6ないし12のアリール基」における「置換基」として、前記式(1)、(2)及び(3)中のAr~Arで表される「置換芳香族炭化水素基」、「置換芳香族複素環基」又は「置換縮合多環芳香族基」における「置換基」に関して示したものと同様のものを挙げることができ、とりうる態様も、同様のものを挙げることができる。
【0090】
本発明においては、正孔輸送性の観点から、前記式(5)中のAr11及びAr12として、無置換のビフェニル基、無置換のターフェル基、無置換のトリフェニレル基、無置換のフェナントレル基、置換基を有するフルオレニル基、及び置換基を有するチエニル基が好ましく、無置換のビフェニル基、及び置換基を有するフルオレニル基がより好ましい。ここで、フルオレニル基、及びチエニル基の置換基としては、メチル基及びフェニル基が好ましく、フルオレニル基の置換基としては、メチル基がより好ましい。
【0091】
前記式(5)及び(6)中のR33~R37としては、水素原子、重水素原子が好ましく、合成上の観点から、水素原子がより好ましい。前記式(6)中のR38及びR39としては、メチル基が好ましい。
【0092】
本発明の有機EL素子に好適に用いられる、前記式(5)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24~27に示すが、これらの化合物に限定されるものではない。
【0093】
本発明においては、正孔輸送性及び薄膜の安定性の観点から、図26に示した(5-48)で表される化合物が好ましいが、この化合物に限定されるものではない。
【0094】
本発明の前記式(1)で表される基を有するアリールアミン化合物は新規の化合物であり、従来のキャッピング材料より、光の波長が450nmから650nmの範囲以内において高い屈折率を有し、特に緑色及び赤色燐光性発光材料を含む場合に、より好適に有機EL素子の光取り出し効率を向上させることができるという作用を有する。
【0095】
また本発明の前記式(1)で表される基を有するアリールアミン化合物は、従来のキャッピング材料より、光の波長が400nmから410nmの範囲における消光係数が高く、太陽光による素子へのダメージの防ぐ作用を有し、高耐久性を実現することが可能となる。
【0096】
本発明の有機EL素子は、従来のキャッピング材料より屈折率が高く、優れた吸光係数を有し、優れたアモルファス性を有した、前記式(1)で表される基、すなわち、ベンゾアゾール環構造を有するアリールアミン化合物を用いている。そのため、高効率、高耐久性を実現することが可能となる。
【0097】
本発明の前記式(1)で表される基を有するアミン化合物は新規化合物であり、これら化合物の主骨格であるベンゾアゾール誘導体は、それ自体公知の手法により合成ができる(例えば、非特許文献4参照)。更に、合成したハロゲン化ベンゾアゾール誘導体とアリールアミンを銅触媒やパラジウム触媒などによるカップリング反応を行うことで、本発明の前記式(1)で表される基を有するアミン化合物を合成することができる。その他、ハロゲン化ベンゾアゾール誘導体をボロン酸誘導体、又はボロン酸エステル誘導体にすることで、ハロゲン化アリールアミンとのカップリング反応により、同様に本発明の前記式(1)で表される基を有するアリールアミン化合物を合成することができる(例えば、非特許文献4、5参照)。
【0098】
上述した前記式(Host-A)で表される第1ホスト化合物は、それ自体公知の方法に準じて合成することができる(例えば、特許文献3、4、8参照)。
【0099】
上述した前記式(Host-B)で表される第2ホスト化合物は、それ自体公知の方法に準じて合成することができる(例えば、特許文献3、4参照)。
【0100】
上述した前記式(4)で表される金属錯体は、それ自体公知の方法に準じて合成することができる(例えば、特許文献9、10参照)。
【0101】
上述した前記式(5)で表されるアリールアミン化合物は、それ自体公知の方法に準じて合成することができる(例えば、特許文献11参照)。
【0102】
前記式(1)で表される基を有するアミン化合物、前記式(Host-A)で表される第1ホスト化合物、前記式(Host-B)で表される第2ホスト化合物、前記式(4)で表される金属錯体、及び前記式(5)で表されるアリールアミン化合物の精製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行える。化合物の同定は、NMR分析によって行える。物性値として、融点、ガラス転移点(Tg)及び仕事関数等の測定を行うことが好ましい。融点は蒸着性の指標となるものであり、ガラス転移点(Tg)は薄膜状態の安定性の指標となり、仕事関数は正孔輸送性や正孔阻止性の指標となるものである。
本発明の有機EL素子に用いられる化合物は、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などによって精製を行った後、最後に昇華精製法によって精製されたものを用いることが好ましい。
【0103】
融点とガラス転移点(Tg)は、粉体を用いて高感度示走査熱量計(ブルカー・エイエックスエス製、DSC3100SA)によって測定できる。
【0104】
前記式(1)で表される基を有するアミン化合物については、屈折率及び消光係数の測定を行うことが好ましい。屈折率及び消光係数は、シリコン基板上に80nmの薄膜を作製して、分光測定装置(フィルメトリクス社製、F10-RT-UV)を用いて測定できる。
【0105】
本発明の有機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、陰極及びキャッピング層からなるもの、また、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。これらの多層構造においては、1つの有機層が何層かの役割を兼ねることが可能であり、例えば1つの有機層が、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り、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。
【0106】
有機EL素子の各層の膜厚の合計は、100nm~700nm程度が好ましく、150nm~300nm程度がより好ましい。また、キャッピング層の膜厚は、例えば、30nm~120nmが好ましく、40nm~80nmがより好ましい。この場合、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、発光素子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素子の厚さなどに応じて、適宜変更することができる。
【0107】
本発明の有機EL素子の正孔注入層の材料として、分子中に、トリフェニルアミン構造を3個以上、単結合又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。
【0108】
本発明の有機EL素子の第一正孔輸送層の材料として、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)、特に分子中にトリフェニルアミン構造を2個、単結合又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、分子中にトリフェニルアミン構造を3個以上、単結合、又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量体及び4量体などを用いるのが好ましい。
また、正孔の注入・輸送層の材料として、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ることができる。
【0109】
本発明の有機EL素子の第二正孔輸送層の材料として、前記式(5)で表されるアリールアミン化合物がより好ましいが、その他に、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と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。
【0110】
また、正孔注入層及び正孔輸送層の材料として、これらの層に通常使用される材料に対して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、後述する化合物(Acceptor-1)、及び特許文献12参照)をPドーピングしたもの、及び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ることができる。
【0111】
本発明の有機EL素子の発光層のホストとして、正孔輸送性のホスト材料及び電子輸送性のホスト材料を用いることができる。正孔輸送性のホスト材料としては、前記式(Host-B)で表される第2ホスト化合物の他に、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は、前記式(Host-A)で表される第1ホスト化合物の他に、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。
【0112】
本発明では、電子輸送能を有した第1ホスト化合物と、正孔輸送能を有した第2ホスト化合物の二種類以上の化合物を用いるのが好ましい。前記第2ホスト化合物は、1種又は2種以上が用いられてもよい。前記第1ホスト化合物と前記第2ホスト化合物とは、例えば、1:10~10:1の重量比で含まれてもよい。
【0113】
本発明の有機EL素子の発光層の前記第1ホスト化合物としては、前記式(Host-A)で表される、含窒素ヘテロ芳香族環構造を有する化合物が好ましく、前記第2ホスト化合物としては、前記式(Host-B)で表される、カルバゾール環構造を有する化合物が好ましい。
【0114】
前述した第1ホスト化合物及び第2ホスト化合物以外に1種以上のホスト化合物をさらに含むことができる。
【0115】
本発明の有機EL素子の発光層の燐光発光性ドーパントとしては、前記式(4)で表される金属錯体がより好ましいが、その他に、Pt、Os、Ti、Zr、Hf、Eu、Tb、Tm、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd又はこれらの組み合わせを含む有機金属化合物を使用することができる。前記ドーパントは、赤色、緑色又は青色のドーパントであってもよく、高性能の有機EL素子を作製することができる。
【0116】
燐光発光性ドーパント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、共蒸着によって行うことが好ましい。
【0117】
本発明の有機EL素子の正孔阻止層の材料として、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、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の、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。
【0118】
本発明の有機EL素子の電子輸送層の材料として、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、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。
【0119】
本発明の有機EL素子の電子注入層として、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より、電子注入層を省略することができる。
【0120】
また、電子注入層及び電子輸送層の材料として、これらの層に通常使用される有機化合物に対してセシウム、フッ化リチウム、及びイッテルビウムなどの金属をNドーピングしたものを用いることができる。
【0121】
本発明の有機EL素子の陰極として、アルミニウム、イッテルビ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。
【0122】
本発明の有機EL素子のキャッピング層の材料としては、本実施形態の前記式(1)で表される基を有するアリールアミン化合物が好ましい。
キャッピング層を構成する材料の屈折率は、隣接する電極の屈折率よりも大きいことが好ましい。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が、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、キャッピング層を構成する材料の屈折率は、隣接する電極の屈折率よりも大きい方が好ましく、波長450nm~650nmの範囲内における屈折率が1.70以上あればよいが、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。
【0123】
本発明の有機EL素子を構成する各層に用いられるこれらの材料は、蒸着法、スピンコート法および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うことができる。
また、これらの材料は、単独で成膜してもよいが、複数種を混合して成膜することもでき、それぞれを単層として使用できる。また、これらの材料を単独で成膜した層同士の積層構造、混合して成膜した層同士の積層構造、またはこれらの材料を単独で成膜した層と複数種を混合して成膜した層の積層構造としてもよい。
【0124】
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く、ボトムエミッション構造の有機EL素子や、上部及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、同様に適用することができる。これらの場合、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、透明又は半透明である必要がある。
【0125】
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
【0126】
(実施例1)
<ビス-{4-(ベンゾオキサゾール-2-イル)フェニル}-{4-(ナフタレン-2-イル)フェニル}アミンの合成>(2-34)
反応容器に4-(ナフタレン-2-イル)フェニル-アミン:7.5g、2-(4-ブロモフェニル)ベンゾオキサゾール:20.6g、t-ブトキシナトリウム:9.9g、トルエン:150mlを加え、30分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気した。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0):0.9g、トリ-(t-ブチル)ホスフィンの50%(w/v)トルエン溶液:0.4mlを加えて加熱還流下にて3時間撹拌した。80℃まで放冷した後、シリカゲルを加え濾過して、濾液を濃縮して粗製物を得た。粗製物をトルエンで再結晶し、ビス-{4-(ベンゾオキサゾール-2-イル)フェニル}-{4-(ナフタレン-2-イル)フェニル}アミン(2-34)の黄色粉体:6.3g(収率30%)を得た。
【0127】
【化11】
【0128】
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。
H-NMR(CDCl)で以下の27個の水素シグナルを検出した。
δ(ppm)=8.19-8.24(4H)、8.09(1H)、7.87-7.97(3H)、7.73-7.83(5H)、7.51-7.62(4H)、7.32-7.42(10H)
【0129】
(実施例2)
<ビス-{4-(ベンゾオキサゾール-2-イル)フェニル}-{4-(フェナントレン-9-イル)フェニル}アミンの合成>(2-39)
反応容器に4-(フェナントレン-9-イル)フェニル-アミン:8.0g、2-(4-ブロモフェニル)ベンゾオキサゾール:17.9g、t-ブトキシナトリウム:8.6g、トルエン:160mlを加え、30分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気した。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0):0.8g、トリ-(t-ブチル)ホスフィンの50%(w/v)トルエン溶液:0.4mlを加えて加熱還流下にて3時間撹拌した。80℃まで放冷した後、シリカゲルを加え濾過して、濾液を濃縮して粗製物を得た。粗製物をトルエンで再結晶し、ビス-{4-(ベンゾオキサゾール-2-イル)フェニル}-{4-(フェナントレン-9-イル)フェニル}アミン(2-39)の黄色粉体:15.0g(収率77.0%)を得た。
【0130】
【化12】
【0131】
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。
H-NMR(CDCl)で以下の29個の水素シグナルを検出した。
δ(ppm)=8.73-8.84(2H)、8.24-8.27(4H)、8.07-8.11(1H)、7.92-7.97(1H)、7.57-7.84(11H)、7.35-7.43(10H)
【0132】
(実施例3)
<ビス-{4-(ベンゾオキサゾール-2-イル)フェニル}-([1,1’,2’,1’’]ターフェニル-4’-イル)-アミンの合成>(2-44)
反応容器に([1,1’,2’,1’’]ターフェニル-4’-イル)-アミン:5.6g、2-(4-ブロモフェニル)ベンゾオキサゾール:14.4g、t-ブトキシナトリウム:4.4g、トルエン:60mlを加え、30分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気した。酢酸パラジウム:0.1g、トリ-(t-ブチル)ホスフィンの50%(w/v)トルエン溶液:0.4mlを加えて加熱還流下にて一晩撹拌した。放冷した後、メタノールを加えて析出した固体を採取して粗製物を得た。粗製物をトルエン/アセトン混合溶媒による晶析精製にて析出した固体を採取し、ビス-{4-(ベンゾオキサゾール-2-イル)フェニル}-([1,1’,2’,1’’]ターフェニル-4’-イル)-アミン(2-44)の黄色粉体:11.0g(収率76.4%)を得た。
【0133】
【化13】
【0134】
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。
H-NMR(DMSO-d)で以下の29個の水素シグナルを検出した。
δ(ppm)=8.19(4H)、7.78(4H)、7.50(1H)、7.45-7.34(8H)、7.30(1H)、7.28-7.18(7H)、7.15(2H)
【0135】
(実施例4)
<ビス-{4-(ベンゾチアゾール-2-イル)フェニル}-{4-(ナフタレン-2-イル)フェニル}アミンの合成>(2-52)
反応容器に4-(ナフタレン-2-イル)フェニル-アミン:4.7g、2-(4-ブロモフェニル)ベンゾチアゾール:13.7g、t-ブトキシナトリウム:6.2g、トルエン:140mlを加え、30分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気した。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0):0.6g、トリ-(t-ブチル)ホスフィンの50%(w/v)トルエン溶液:0.6mlを加えて加熱還流下にて3.5時間撹拌した。80℃まで放冷した後、セライトを加え濾過して、濾液を濃縮して粗製物を得た。粗製物をトルエンに加熱溶解させ、80℃で活性炭とシリカゲルを加えて濾過し、濾液を濃縮した。濃縮物をアセトンで還流分散洗浄し、ビス-{4-(ベンゾチアゾール-2-イル)フェニル}-{4-(ナフタレン-2-イル)フェニル}アミン(2-52)の黄色粉体:9.3g(収率68%)を得た。
【0136】
【化14】
【0137】
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。
H-NMR(DMSO-d)で以下の27個の水素シグナルを検出した。
δ(ppm)=8.27(1H)、7.88-8.15(14H)、7.29-7.56(12H)
【0138】
(実施例5)
<ビス-{4-(ベンゾチアゾール-2-イル)フェニル}-{4-(フェナントレン-9-イル)フェニル}アミンの合成>(2-57)
反応容器に4-(フェナントレン-9-イル)フェニル-アミン:6.0g、2-(4-ブロモフェニル)ベンゾチアゾール:14.2g、t-ブトキシナトリウム:6.4g、トルエン:140mlを加え、30分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気した。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0):0.6g、トリ-(t-ブチル)ホスフィンの50%(w/v)トルエン溶液:0.6mlを加えて加熱還流下にて3時間撹拌した。80℃まで放冷した後、セライトを加え濾過して、濾液を濃縮して粗製物を得た。粗製物をモノクロロベンゼンに加熱溶解させ、80℃で活性炭とシリカゲルを加えて濾過し、濾液を濃縮した。濃縮物にアセトンを加え、析出した固体を濾過した。得られた固体をトルエンで再結晶し、ビス-{4-(ベンゾチアゾール-2-イル)フェニル}-{4-(フェナントレン-9-イル)フェニル}アミン(2-57)の淡黄色粉体:10.4g(収率68.0%)を得た。
【0139】
【化15】
【0140】
得られた淡黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。
H-NMR(DMSO-d)で以下の29個の水素シグナルを検出した。
δ(ppm)=8.89-8.99(2H)、8.00-8.16(10H)、7.88(1H)、7.63-7.80(6H)、7.55(2H)、7.35-7.48(8H)
【0141】
(実施例6)
<ビス-{4-(ベンゾチアゾール-2-イル)フェニル}-([1,1’,2’,1’’]ターフェニル-4’-イル)-アミンの合成>(2-62)
反応容器に([1,1’,2’,1’’]ターフェニル-4’-イル)-アミン:5.0g、2-(4-ブロモフェニル)ベンゾチアゾール:13.0g、t-ブトキシナトリウム:59g、トルエン:130mlを加え、30分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気した。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0):0.6g、トリ-(t-ブチル)ホスフィンの50%(w/v)トルエン溶液:0.6mlを加えて加熱還流下にて18時間撹拌した。80℃まで放冷した後、セライトを加え濾過して、濾液を濃縮して粗製物を得た。粗製物をトルエンに加熱溶解させ、80℃で活性炭とシリカゲルを加えて濾過し、濾液を濃縮した。濃縮物にアセトンを加え、析出した固体を濾過した。得られた固体をトルエンで再結晶し、ビス-{4-(ベンゾチアゾール-2-イル)フェニル}-([1,1’,2’,1’’]ターフェニル-4’-イル)-アミン(2-62)の淡黄白色粉体:7.7g(収率57%)を得た。
【0142】
【化16】
【0143】
得られた淡黄白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。
H-NMR(DMSO-d)で以下の29個の水素シグナルを検出した。
δ(ppm)=8.02-8.15(8H)、7.09-7.57(21H)
【0144】
(実施例7)
<N,N’-ビス{4-(ベンゾオキサゾール-2-イル)フェニル}-N,N’-ジフェニル-4,4’-ジアミノ-1,1’-ビフェニルの合成>(3-31)
窒素置換した反応容器に、2-(4-ブロモフェニル)-ベンゾオキサゾール13.0g、N,N’-ジフェニルベンジジン7.6g、tert-ブトキシナトリウム4.6g、トルエン160mlを加え、30分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気した。酢酸パラジウム0.2g、tert-ブチルホスフィンの50%(v/v)トルエン溶液0.5gを加えて加熱し、攪拌しながら5時間加熱還流した。室温まで冷却し、ろ過によって析出物を採取した後、カラムクロマトグラフ(担体:NHシリカゲル、溶離液:トルエン/n-ヘキサン)によって精製し、さらに、n-ヘキサンを用いた分散洗浄を行うことによって、N,N’-ビス{4-(ベンゾオキサゾール-2-イル)フェニル}-N,N’-ジフェニル-4,4’-ジアミノ-1,1’-ビフェニル(3-31)の淡黄色粉体8.8g(収率54%)を得た。
【0145】
【化17】
【0146】
得られた淡黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。
H-NMR(CDCl)で以下の34個の水素シグナルを検出した。
δ(ppm)=8.12(4H)、7.80-7.72(2H)、7.60-7.53(5H)、7.41-7.14(23H)
【0147】
(実施例8)
<N,N’-ビス{4-(ベンゾチアゾール-2-イル)フェニル}-N,N’-ジフェニル-4,4’-ジアミノ-1,1’-ビフェニルの合成>(3-32)
窒素置換した反応容器に、2-(4-ブロモフェニル)-ベンゾチアゾール11.0g、N,N’-ジフェニルベンジジン6.7g、tert-ブトキシナトリウム3.9g、トルエン150mlを加え、30分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気した。酢酸パラジウム0.2g、tert-ブチルホスフィンの50%(v/v)トルエン溶液0.5gを加えて加熱し、攪拌しながら5時間加熱還流した。室温まで冷却し、ろ過によって析出物を採取した後、カラムクロマトグラフ(担体:NHシリカゲル、溶離液:トルエン/n-ヘキサン)によって精製し、さらに、n-ヘキサンを用いた分散洗浄を行うことによって、N,N’-ビス{4-(ベンゾチアゾール-2-イル)フェニル}-N,N’-ジフェニル-4,4’-ジアミノ-1,1’-ビフェニル(3-32)の淡黄色粉体9.3g(収率62%)を得た。
【0148】
【化18】
【0149】
得られた淡黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。
H-NMR(CDCl)で以下の34個の水素シグナルを検出した。
δ(ppm)=8.10-7.88(8H)、7.60-7.13(26H)
【0150】
(実施例9)
<N,N’-ビス{4-(ベンゾオキサゾール-2-イル)フェニル}-N,N’-ジフェニル-4,4’’-ジアミノ-1,1’:4’,1’’-ターフェニルの合成>(3-56)
窒素置換した反応容器に、{4-(ベンゾオキサゾール-2-イル)フェニル}フェニルアミン13.4g、4,4’’-1,1’:4’,1’’-ターフェニル10.8g、tert-ブトキシナトリウム5.0g、トルエン150mlを加え、30分間超音波を照射しながら窒素を通気した。酢酸パラジウム0.2g、tert-ブチルホスフィンの50%(v/v)トルエン溶液0.5gを加えて加熱し、攪拌しながら3時間加熱還流した。室温まで冷却し、ろ過によって析出物を採取した後、1,2-ジクロロベンゼン/メタノールの混合溶媒を用いた晶析精製を繰り返すことによって、N,N’-ビス{4-(ベンゾオキサゾール-2-イル)フェニル}-N,N’-ジフェニル-4,4’’-ジアミノ-1,1’:4’,1’’-ターフェニル(3-56)の黄色粉体8.4g(収率47%)を得た。
【0151】
【化19】
【0152】
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。
H-NMR(CDCl)で以下の38個の水素シグナルを検出した。
δ(ppm)=8.13(4H)、7.80-7.55(11H)、7.50-7.16(23H)
【0153】
(実施例10)
<N,N’-ビス{4-(ベンゾチアゾール-2-イル)フェニル}-N,N’-ジフェニル-4,4’’-ジアミノ-1,1’:4’,1’’-ターフェニルの合成>(3-57)
窒素置換した反応容器に、N-{4-(ベンゾチアゾール-2-イル)フェニル}フェニルアミン9.3g、4,4’’-ジヨード-1,1’:4’,1’’-ターフェニル7.1g、tert-ブトキシナトリウム4.6g、トルエン140mlを加え、30分間超音波を照射しながら窒素を通気した。酢酸パラジウム0.2g、tert-ブチルホスフィンの50%(v/v)トルエン溶液0.5gを加えて加熱し、攪拌しながら3時間加熱還流した。室温まで冷却し、ろ過によって析出物を採取した後、1,2-ジクロロベンゼン/メタノールの混合溶媒を用いた晶析精製を繰り返すことによって、N,N’-ビス{4-(ベンゾチアゾール-2-イル)フェニル}-N,N’-ジフェニル-4,4’’-ジアミノ-1,1’:4’,1’’-ターフェニル(3-57)の緑色粉体7.0g(収率58%)を得た。
【0154】
【化20】
【0155】
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。
H-NMR(CDCl)で以下の38個の水素シグナルを検出した。
δ(ppm)=8.13(4H)、7.80-7.55(11H)、7.50-7.16(23H)
【0156】
(実施例11)
前記実施例1~10で得られた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、DSC3100SA)によって融点とガラス転移点を測定した。結果を表1に示した。
【0157】
【表1】
【0158】
前記実施例1~10で得られた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、薄膜状態が安定であることを示すものである。
【0159】
(実施例12)
前記実施例1~10で得られたアリールアミン化合物を用いてシリコン基板上に膜厚80nmの蒸着膜を作製し、分光測定装置(フィルメトリクス社製、F10-RT-UV)を用いて、波長400nm~650nmにおける屈折率n及び消光係数kを測定した。比較のために、下記構造式の化合物(CPL-1)及び(CPL-2)(例えば、特許文献6参照)についても波長400nm~650nmにおける屈折率n及び消光係数kを測定した。測定結果を表2にまとめて示した。
【0160】
【化21】
【0161】
【化22】
【0162】
【表2】
【0163】
表1に示すように、本発明の前記式(1)で表される基を有するアリールアミン化合物と、前記化合物(CPL-1)及び(CPL-2)との比較において、青色発光波長領域(450nm)の屈折率は、前記化合物(CPL-1)及び(CPL-2)の1.98~2.02に対し、本発明の化合物では2.18~2.39と高い。また、緑色発光波長領域(550nm)の屈折率においても、前記化合物(CPL-1)及び(CPL-2)の1.85~1.90に対し、本発明の化合物では1.95~2.05と高い。さらに、赤色発光波長領域(650nm)の屈折率においても、前記化合物(CPL-1)及び(CPL-2)の1.84~1.81に対し、本発明の化合物では1.90~1.97と高い。
このように本発明の化合物は青色、緑色、赤色の発光波長領域において、前記化合物(CPL-1)及び(CPL-2)と比べて高い屈折率を有しており、有機EL素子における光の取り出し効率の向上が期待できる。
【0164】
また、波長400nmから410nmでの消光係数が、前記化合物(CPL-1)及び(CPL-2)では0.2以下であるのに対し、本発明の化合物では0.46~0.89と大きな値を有しており、このことは太陽光の波長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。
【0165】
(実施例13)
有機EL素子は、図28に示すように、ガラス基板1上に反射膜2及び金属陽極3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10、キャッピング層11の順に蒸着して作製した。
【0166】
具体的には、反射膜2及び透明陽極3であるITOを成膜したガラス基板1を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、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、この反射膜及び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3を覆うように正孔注入層4として、下記構造式の化合物(Acceptor-1)と化合物(HTM-1)とを、蒸着速度比がAcceptor-1:HTM-1=3:97となる蒸着速度で透明陽極3の上に二元蒸着し、膜厚が10nmとなるように正孔注入層4を形成した。
この正孔注入層4の上に、第一正孔輸送層5としてHTM-1を膜厚が70nmとなるように蒸着した。
この第一正孔輸送層5の上に、第二正孔輸送層6として下記構造式のアリールアミン化合物(5-48)を膜厚が10nmとなるように蒸着した。
この第二正孔輸送層6の上に、発光層7として下記構造式の第1ホスト化合物(A-43)と下記構造式の第2ホスト化合物(B-25)とを同時にホストとして用い、ドーパントとして下記構造式の金属錯体(4-35)を5wt%にドーピングして、膜厚40nmになるように化合物を真空蒸着した。ここで前記第1ホスト化合物(A-43)と前記第2ホスト化合物(B-25)とは1:1の比率で用いた。
この発光層7の上に、電子輸送層8として下記構造式の化合物(ETM-1)と下記構造式の化合物(ETM-2)とを、蒸着速度比がETM-1:ETM-2=50:50となる蒸着速度で二元蒸着し、膜厚が30nmとなるように電子輸送層8を形成した。
この電子輸送層8の上に、電子注入層9としてフッ化リチウムを膜厚1nmとなるように蒸着した。
この電子注入層9の上に、透明陰極10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、キャッピング層11として実施例1で得られた化合物(2-34)を膜厚60nmとなるように形成した。作製した有機EL素子について、大気中、常温で特性測定を行った。
作製した有機EL素子に直流電圧を印加した発光特性の測定結果を表3にまとめて示した。
【0167】
【化23】
【0168】
【化24】
【0169】
【化25】
【0170】
【化26】
【0171】
【化27】
【0172】
【化28】
【0173】
【化29】
【0174】
【化30】
【0175】
(実施例14~22)
実施例13において、キャッピング層11の材料として実施例1で得られた化合物(2-34)の代わりに実施例2~10で得られた各化合物を用いた以外は同様にして有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中、常温で特性測定を行った。作製した有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表3にまとめて示した。
【0176】
実施例13~22及び比較例1~2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3にまとめて示した。素子寿命は、発光開始時の発光輝度(初期輝度)を10000cd/mとして定電流駆動を行った時、発光輝度が9500cd/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。
【0177】
【表3】
【0178】
表3に示すように、電流密度10mA/cm時における駆動電圧は、比較例1~2の素子と実施例13~22の素子ではほぼ同等であるのに対し、輝度、発光効率、電力効率、寿命においては、比較例1~2の素子に対し実施例13~22の素子は向上した。このことは、キャッピング層に屈折率の高い、本発明の有機EL素子に好適に用いられる材料を含むことにより、光の取り出し効率を大幅に改善できることを示している。
【産業上の利用可能性】
【0179】
以上のように、本発明の有機EL素子に好適に用いられる、前記式(1)で表される基を有するアリールアミン化合物は、屈折率が高いために光の取り出し効率を大幅に改善でき、また薄膜状態が安定であるため、有機EL素子用の化合物として優れている。該化合物と燐光発光性ドーパントである金属錯体とを用いて有機EL素子を作製することにより、高い効率を得ることができる。さらに、該化合物を有機EL素子におけるキャッピング層に用いることで、太陽光の特定波長の光を吸光し、素子内部の材料に影響を与えることを防ぎ、耐久性や耐光性を改善させることができる。また、青、緑及び赤それぞれの波長領域において吸収を持たない該化合物を用いることにより、色純度がよく鮮明で明るい画像を表示することができる。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。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
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図8
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図10
図11
図12
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図16
図17
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図22
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図26
図27
図28