(57)【要約】      （修正有）【課題】駆動電圧、発光効率及び寿命特性に優れた有機電界発光素子を提供する。【解決手段】陽極、陰極、及び前記陽極と陰極との間に介在した有機物層が、イオン化ポテンシャルが、５．５ｅＶ以上であり、ＨＯＭＯ値とＬＵＭＯ値との差が、３．０ｅＶを超過し、三重項エネルギーが、２．３ｅＶ以上であり、一重項エネルギーと三重項エネルギーとの差が、０．７ｅＶ未満である、下記化合物を含む有機電界発光素子。2020004992.tif 000035【選択図】図１
2020004992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極、陰極、及び陽極と陰極との間に介在した有機物層を含み、
前記有機物層は、下記化１で示される化合物を含み、   
前記化１で示される化合物は、イオン化ポテンシャルが、５．５ｅＶ以上であり、ＨＯＭＯ値とＬＵＭＯ値との差が、３．０ｅＶを超過し、三重項エネルギーが、２．３ｅＶ以上であり、一重項エネルギーと三重項エネルギーとの差が、０．７ｅＶ未満である有機電界発光素子。
【化１】
2020004992.tif 000025
式中、
Ｒａ及びＲｂは、互いに同一又は異なり、それぞれ独立に、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキル基及び  Ｃ６〜Ｃ６０のアリール基からなる群から選択され、又は、互いに結合して縮合環を形成し、
Ｒ１〜Ｒ３は、互いに同一又は異なり、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルケニル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルキニル基、Ｃ３〜Ｃ４０のシクロアルキル基、核原子数３〜４０のヘテロシクロアルキル基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリール基、核原子数５〜６０のヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルオキシ基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールオキシ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルシリル基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールシリル基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルボロン基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールボロン基、Ｃ１〜Ｃ４０のホスフィン基、Ｃ１〜Ｃ４０のホスフィンオキシド基、及びＣ６〜Ｃ６０のアリールアミン基からなる群から選択され、又は、隣接した基と結合して縮合環を形成し、
Ｌは、単結合、又は、Ｃ６〜Ｃ１８のアリーレン基及び核原子数５〜１８のヘテロアリーレン基からなる群から選択され、
Ｚ１〜Ｚ５は、互いに同一又は異なり、それぞれ独立に、Ｎ又はＣ（Ｒ４）であり、この時、少なくとも１つは、Ｎであり、前記Ｃ（Ｒ４）が複数個である場合、複数のＣ（Ｒ４）は、互いに同一又は異なり、
ｃ及びｅは、それぞれ、０〜４の整数であり、
ｄは、０〜３の整数であり、
ｍ及びｎは、それぞれ、１〜３の整数であり、
前記Ｒ４は、水素、重水素、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルケニル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルキニル基、Ｃ３〜Ｃ４０のシクロアルキル基、核原子数３〜４０のヘテロシクロアルキル基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリール基、核原子数５〜６０のヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルオキシ基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールオキシ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルシリル基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールシリル基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルボロン基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールボロン基、Ｃ１〜Ｃ４０のホスフィン基、Ｃ１〜Ｃ４０のホスフィンオキシド基、及びＣ６〜Ｃ６０のアリールアミン基からなる群から選択され、又は、隣接した基と結合して縮合環を形成し、
前記Ｒａ、Ｒｂのアルキル基、アリール基と、前記Ｒ１〜Ｒ４のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルシリル基、アリールシリル基、アルキルボロン基、アリールボロン基、ホスフィン基、ホスフィンオキシド基、アリールアミン基と、前記Ｌのアリーレン基、ヘテロアリーレン基とは、それぞれ独立に、重水素、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルケニル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルキニル基、Ｃ３〜Ｃ４０のシクロアルキル基、核原子数３〜４０のヘテロシクロアルキル基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリール基、核原子数５〜６０のヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルオキシ基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールオキシ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルシリル基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールシリル基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルボロン基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールボロン基、Ｃ１〜Ｃ４０のホスフィン基、Ｃ１〜Ｃ４０のホスフィンオキシド基、及びＣ６〜Ｃ６０のアリールアミン基からなる群から選択された１種以上の置換基で置換又は非置換であり、前記置換基が複数個である場合、複数の置換基は、互いに同一又は異なる。
【請求項２】
前記有機物層は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、寿命改善層、電子輸送層、及び電子注入層からなる群から選択される１種以上を含み、
前記寿命改善層、電子輸送層及び電子注入層のうちの少なくとも１つは、前記化１で示される化合物を含むものである請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
前記寿命改善層は、前記化１で示される化合物を含むものである請求項２に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
前記発光層が緑の燐光物質からなり、前記寿命改善層に含まれる前記化１で示される化合物は、イオン化ポテンシャルが、６．０ｅＶ以上であり、三重項エネルギーが、２．５ｅＶ以上である請求項３に記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
前記発光層が青の燐光物質からなり、前記寿命改善層に含まれる前記化１で示される化合物は、イオン化ポテンシャルが、６．０ｅＶ以上であり、三重項エネルギーが、２．７ｅＶ以上である請求項３に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
前記電子輸送層が前記化１で示される化合物を含み、前記寿命改善層が前記化１で示される化合物を含み、
前記電子輸送層及び寿命改善層が互いに同じ化合物である請求項２に記載の有機電界発光素子。
【請求項７】
前記電子注入層が前記化１で示される化合物を含み、前記寿命改善層が前記化１で示される化合物を含み、
前記電子注入層及び寿命改善層が互いに同じ化合物である請求項２に記載の有機電界発光素子。
【請求項８】
前記化１で示される化合物は、電子移動度及び正孔移動度が、常温で１×１０−６ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上である請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項９】
前記化１で示される化合物は、下記化２乃至化４で示される化合物からなる群から選択されるものである請求項１に記載の有機電界発光素子。
【化２】
2020004992.tif 000026
【化３】
2020004992.tif 000027
【化４】
2020004992.tif 000028
式中、
Ｒa、Ｒｂ、Ｒ１〜Ｒ３、Ｚ１〜Ｚ５、ｃ、ｄ及びｅは、それぞれ、請求項１における定義と同様である。
【請求項１０】
前記化１で示される化合物において
2020004992.tif 000029
（＊は、Ｌとの結合がなされる部位）で示される構造（置換体）が、下記式Ｃ−１乃至Ｃ−１５で示される構造からなる群から選択されるものである請求項１に記載の有機電界発光素子。
2020004992.tif 000030
式中、
Ｒ４は、請求項１における定義と同様であり、
Ｒ５は、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルケニル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルキニル基、Ｃ３〜Ｃ４０のシクロアルキル基、核原子数３〜４０のヘテロシクロアルキル基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリール基、核原子数５〜６０のヘテロアリール基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールオキシ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルオキシ基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールアミン基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルシリル基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルボロン基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールボロン基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールホスフィン基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールホスフィンオキシド基、及びＣ６〜Ｃ６０のアリールシリル基からなる群から選択され、又は、隣接した基と結合して縮合環を形成し、
ｐは、１〜４の整数であり、
前記Ｒ５のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アルキルオキシ基、アリールアミン基、アルキルシリル基、アルキルボロン基、アリールボロン基、アリールホスフィン基、アリールホスフィンオキシド基、及びアリールシリル基は、それぞれ独立に、重水素、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルケニル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルキニル基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリール基、核原子数５〜６０のヘテロアリール基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールオキシ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルオキシ基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールアミン基、Ｃ３〜Ｃ４０のシクロアルキル基、核原子数３〜４０のヘテロシクロアルキル基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルシリル基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルボロン基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールボロン基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールホスフィン基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールホスフィンオキシド基、及びＣ６〜Ｃ６０のアリールシリル基からなる群から選択される１種以上の置換基で置換又は非置換であり、この時、前記置換基が複数個である場合、複数の置換基は、互いに同一又は異なる。
【請求項１１】
前記化１で示される化合物は、下記化５で示される化合物である請求項１１に記載の有機電界発光素子。
【化５】
2020004992.tif 000031
式中、
Ｒａ、Ｒｂ、Ｒ１〜Ｒ４、Ｌ、ｃ、ｄ、ｅ、ｍ及びｎは、それぞれ、請求項１における定義と同様である。
【請求項１２】
前記Ｒ４は、互いに同じものである請求項１２に記載の有機電界発光素子。
【請求項１３】
前記Ｒａ及びＲｂは、互いに同一又は異なり、それぞれ独立に、メチル基又はフェニル基であり、又は、互いに結合して
2020004992.tif 000032
（＊は、結合がなされる部位）で示される縮合環を形成するものである請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項１４】
前記Ｌは、下記式Ｌ−１乃至Ｌ−９で示される構造（＊は、結合がなされる部位）からなる群から選択されるものである請求項１に記載の有機電界発光素子。
2020004992.tif 000033
【請求項１５】
前記化１で示される化合物は、下記式ＬＥ−０１乃至ＬＥ−１２で示される化合物からなる群から選択されるものである請求項１に記載の有機電界発光素子。
2020004992.tif 000034
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物層を含む有機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ、ＥＬ）素子に関する研究は、１９６５年のアントラセン単結晶を用いた青の電気発光に続いて、１９８７年には、Ｔａｎｇによって正孔層（ＮＰＢ）と発光層（Ａｌｑ３）とで構成された２層構造の有機電界発光素子が提案されている。以後、有機電界発光素子は、高効率、長寿命の特性を実現するため、素子内に正孔注入又は正孔輸送を担当する有機層、電子注入又は電子輸送を担当する有機層、正孔と電子との結合により電界発光が生じるように誘導する有機層などのような多層構造のものが提案されている。多層構造の導入は、有機電界発光素子の性能を常用化のレベルまで向上させ、１９９７年度の車両用ラジオプレイヤー製品を初めとして携帯用情報表示機器及びテレビ用ディスプレイまで、その適用範囲が拡大されつつある。
【０００３】
ディスプレイの大型化、高解像度化を実現するため、有機電界発光素子の高効率化、長寿命化が求められている。特に、同一面積において、より多数の画素を形成することで高解像度化を実現しようとする場合は、有機電界発光素子の発光面積が減少するという結果をもたらし、寿命が短くなり、これは、有機電界発光素子において克服すべき重要な技術的課題となっている。
【０００４】
有機電界発光素子は、両電極に電流又は電圧を印加すると、陽極から正孔が有機物層に注入され、陰極から電子が有機物層に注入される。注入された正孔と電子とが結合して励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）が形成され、この励起子が基底状態に落ちて発光するようになる。なお、有機電界発光素子は、形成された励起子の電子のスピンの種類によって、一重項励起子が発光に寄与する蛍光電界発光素子と、三重項励起子が発光に寄与する燐光電界発光素子とに区分される。
【０００５】
電子と正孔との再結合により形成される励起子の電子のスピンは、一重項励起子と三重項励起子とを２５％、７５％の比率で生成する。一重項励起子により発光がなされる蛍光電界発光素子は、生成比率に従って理論的に内部量子効率が２５％を超えることができず、外部量子効率は、５％が限界であるといわれている。三重項励起子により発光がなされる燐光電界発光素子は、蛍光電界発光素子に比べて、最大４倍の発光効率を向上させることができる。
【０００６】
上述のように、燐光電界発光素子は、理論に基づいて発光効率の面で蛍光電界発光素子より高い効率を示すが、青色燐光電界発光素子においては、濃青色の色純度及び高効率を満足させるホストに関する研究開発が不十分であり、青色燐光電界発光素子よりは青色蛍光電界発光素子が主に製品に使用されている。
【０００７】
一方、有機電界発光素子の特性を向上させるため、正孔の電子伝達層への拡散を防止して素子の安定性を向上させるための研究結果が報告されている。発光層と電子伝達層との間にＢＣＰやＢＰｈｅｎなどの材料を使用することで正孔の電子伝達層への拡散を防止し、また、発光層内に制限させることで正孔と電子との再結合率を高める技術が提示されている。しかし、ＢＣＰやＢＰｈｅｎなどの誘導体は、正孔に対する酸化安定性に劣り、耐熱性が低いため、結果的に、有機電界発光素子の寿命が短くなり、商品化に至っていない。また、このような材料は、電子の移動を阻害し、有機電界発光素子の駆動電圧が上昇する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の問題点を解決するため、本発明の目的は、駆動電圧、発光効率及び寿命特性に優れた有機電界発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するため、本発明は、陽極、陰極、及び陽極と陰極との間に介在した有機物層を含み、前記有機物層は、下記化１で示される化合物を含むものである有機電界発光素子を提供する。
【化１】
2020004992.tif 000003
式中、
Ｒａ及びＲｂは、互いに同一又は異なり、それぞれ独立に、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキル基及びＣ６〜Ｃ６０のアリール基からなる群から選択され、又は、互いに結合して縮合環を形成し、
Ｒ１〜Ｒ３は、互いに同一又は異なり、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルケニル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルキニル基、Ｃ３〜Ｃ４０のシクロアルキル基、核原子数３〜４０のヘテロシクロアルキル基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリール基、核原子数５〜６０のヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルオキシ基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールオキシ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルシリル基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールシリル基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルボロン基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールボロン基、Ｃ１〜Ｃ４０のホスフィン基、Ｃ１〜Ｃ４０のホスフィンオキシド基、及びＣ６〜Ｃ６０のアリールアミン基からなる群から選択され、又は、隣接した基と結合して縮合環を形成し、
Ｌは、単結合、又は、Ｃ６〜Ｃ１８のアリーレン基及び核原子数５〜１８のヘテロアリーレン基からなる群から選択され、
Ｚ１〜Ｚ５は、互いに同一又は異なり、それぞれ独立に、Ｎ又はＣ（Ｒ４）であり、この時、少なくとも１つは、Ｎであり、前記Ｃ（Ｒ４）が複数個である場合、複数のＣ（Ｒ４）は、互いに同一又は異なり、
ｃ及びｅは、それぞれ、０〜４の整数であり、
ｄは、０〜３の整数であり、
ｍ及びｎは、それぞれ、１〜３の整数であり、
前記Ｒ４は、水素、重水素、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルケニル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルキニル基、Ｃ３〜Ｃ４０のシクロアルキル基、核原子数３〜４０のヘテロシクロアルキル基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリール基、核原子数５〜６０のヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルオキシ基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールオキシ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルシリル基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールシリル基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルボロン基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールボロン基、Ｃ１〜Ｃ４０のホスフィン基、Ｃ１〜Ｃ４０のホスフィンオキシド基、及びＣ６〜Ｃ６０のアリールアミン基からなる群から選択され、又は、隣接した基と結合して縮合環を形成し、
前記Ｒａ、Ｒｂのアルキル基、アリール基と、前記Ｒ１〜Ｒ４のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルシリル基、アリールシリル基、アルキルボロン基、アリールボロン基、ホスフィン基、ホスフィンオキシド基、アリールアミン基と、前記Ｌのアリーレン基、ヘテロアリーレン基とは、それぞれ独立に、重水素、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルケニル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルキニル基、Ｃ３〜Ｃ４０のシクロアルキル基、核原子数３〜４０のヘテロシクロアルキル基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリール基、核原子数５〜６０のヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルオキシ基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールオキシ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルシリル基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールシリル基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルボロン基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールボロン基、Ｃ１〜Ｃ４０のホスフィン基、Ｃ１〜Ｃ４０のホスフィンオキシド基、及びＣ６〜Ｃ６０のアリールアミン基からなる群から選択された１種以上の置換基で置換又は非置換であり、前記置換基が複数個である場合、複数の置換基は、互いに同一又は異なる。
【００１０】
このような化１で示される化合物は、前記有機物層のうちの寿命改善層に 含まれることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、特定の物性を有する化合物からなる寿命改善層、電子輸送層又は電子注入層を有機電界発光素子に導入することで、駆動電圧、発光効率及び寿命特性に優れた有機電界発光素子を提供することが可能である。
【００１２】
また、本発明の有機電界発光素子をディスプレイパネルに適用することで、性能及び寿命が向上したディスプレイパネルを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一例に係る有機電界発光素子を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明について詳述する。
【００１５】
本発明の一例では、陽極、陰極、及び前記陽極と陰極との間に介在した有機物層を含み、前記有機物層は、下記化１で示される化合物を含むものである有機電界発光素子を提供する。
【化２】
2020004992.tif 000004
式中、
Ｒａ及びＲｂは、互いに同一又は異なり、それぞれ独立に、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキル基及びＣ６〜Ｃ６０のアリール基からなる群から選択され、又は、互いに結合して縮合環を形成し、
Ｒ１〜Ｒ３は、互いに同一又は異なり、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルケニル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルキニル基、Ｃ３〜Ｃ４０のシクロアルキル基、核原子数３〜４０のヘテロシクロアルキル基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリール基、核原子数５〜６０のヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルオキシ基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールオキシ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルシリル基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールシリル基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルボロン基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールボロン基、Ｃ１〜Ｃ４０のホスフィン基、Ｃ１〜Ｃ４０のホスフィンオキシド基、及びＣ６〜Ｃ６０のアリールアミン基からなる群から選択され、又は、隣接した基と結合（具体的に、隣接するＲ１同士の結合、隣接するＲ２同士の結合、隣接するＲ３同士の結合、又は、Ｒ１とＲ２との結合）して縮合環を形成し、
Ｌは、単結合、又は、Ｃ６〜Ｃ１８のアリーレン基及び核原子数５〜１８のヘテロアリーレン基からなる群から選択され、
Ｚ１〜Ｚ５は、互いに同一又は異なり、それぞれ独立に、Ｎ又はＣ（Ｒ４）であり、この時、少なくとも１つは、Ｎであり、前記Ｃ（Ｒ４）が複数個である場合、複数のＣ（Ｒ４）は、互いに同一又は異なり、
ｃ及びｅは、それぞれ、０〜４の整数であり、
ｄは、０〜３の整数であり、
ｍ及びｎは、それぞれ、１〜３の整数であり、
前記Ｒ４は、水素、重水素、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルケニル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルキニル基、Ｃ３〜Ｃ４０のシクロアルキル基、核原子数３〜４０のヘテロシクロアルキル基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリール基、核原子数５〜６０のヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルオキシ基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールオキシ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルシリル基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールシリル基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルボロン基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールボロン基、Ｃ１〜Ｃ４０のホスフィン基、Ｃ１〜Ｃ４０のホスフィンオキシド基、及びＣ６〜Ｃ６０のアリールアミン基からなる群から選択され、又は、隣接した基と結合して（具体的には、隣接するＲ４同士が結合して）縮合環を形成し、
前記Ｒａ、Ｒｂのアルキル基、アリール基と、前記Ｒ１〜Ｒ４のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルシリル基、アリールシリル基、アルキルボロン基、アリールボロン基、ホスフィン基、ホスフィンオキシド基、アリールアミン基と、前記Ｌのアリーレン基、ヘテロアリーレン基とは、それぞれ独立に、重水素、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルケニル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルキニル基、Ｃ３〜Ｃ４０のシクロアルキル基、核原子数３〜４０のヘテロシクロアルキル基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリール基、核原子数５〜６０のヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルオキシ基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールオキシ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルシリル基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールシリル基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルボロン基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールボロン基、Ｃ１〜Ｃ４０のホスフィン基、Ｃ１〜Ｃ４０のホスフィンオキシド基、及びＣ６〜Ｃ６０のアリールアミン基からなる群から選択された１種以上の置換基で置換又は非置換であり、前記置換基が複数個である場合、複数の置換基は、互いに同一又は異なる。
【００１６】
図１には、本発明の一例に係る有機電界発光素子が示されている。本発明の一例によれば、有機電界発光素子は、陽極１００、陰極２００、及び前記陽極と陰極との間に介在した有機物層３００を含む。
【００１７】
陽極１００は、正孔を有機物層３００に注入する役割を果たす。陽極１００をなす物質としては、特に限定されず、例えば、バナジウム、クロム、銅、亜鉛、金などの金属及びこれらの合金；亜鉛酸化物、インジウム酸化物、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの金属酸化物；ＺｎＯとＡｌ、ＳｎＯ２とＳｂなどの金属と酸化物との組み合わせ；ポリチオフェン、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ［３，４−（エチレン−１，２−ジオキシ）チオフェン］（ＰＥＤＴ）、ポリピロール、ポリアニリンなどの伝導性高分子；及びカーボンブラックが挙げられるが、これらに制限されない。陽極１００の製造方法としては、特に限定されず、例えば、シリコンウェハ、石英、ガラス板、金属板又はプラスチックフィルムからなる基板の上に陽極物質をコーティングする方法が挙げられるが、これらに制限されない。
【００１８】
陽極２００は、電子を有機物層３００に注入する役割を果たす。陰極２００をなす物質としては、特に限定されず、例えば、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタニウム、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリウム、アルミニウム、銀、錫、鉛などの金属及びこれらの合金；及びＬｉＦ／Ａｌ、ＬｉＯ２／Ａｌなどの多層構造物質が挙げられるが、これらに制限されない。陰極２００の製造方法としては、当業界で公知の常法であれば、特に限定されない。
【００１９】
図１に示されるように、有機物層３００は、好ましくは、正孔注入層３０１、正孔輸送層３０２、発光層３０３、寿命改善層３０４、電子輸送層３０５及び電子注入層３０６からなる群から選択される１種以上を含む。有機電界発光素子の特性を考慮して、有機物層３００は、上述の層を全て含むことがより好ましい。
【００２０】
正孔注入層３０１と正孔輸送層３０２は、陽極１００から注入された正孔を発光層３０３に移動させる役割を果たす。正孔注入層３０１と正孔輸送層３０２をなす物質としては、正孔進入障壁が低く、かつ正孔移動度が大きな物質であれば、特に限定されず、例えば、アリールアミン誘導体が挙げられるが、これに制限されない。
【００２１】
発光層３０３とは、正孔と電子とが結合して励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）が形成される層である。発光層３０３をなす物質によって、有機電界発光素子が出す光の色が変化される。発光層３０３は、ホストとドーパントを含むことができ、ホストを７０〜９９．９重量％、ドーパントを０．１〜３０重量％の範囲で含むことが好ましい。発光層３０３が青の蛍光、緑の蛍光又は赤の蛍光である場合は、ホストを７０〜９９．９重量％の範囲、ドーパントを０．１〜３０重量％の範囲で含むことが好ましく、ホストを８０〜９９重量％、ドーパントを１〜２０重量％の範囲で含むことがより好ましい。
【００２２】
前記発光層３０３に含まれるホストとしては、当業界で公知のものであれば、特に限定されず、例えば、アルカリ金属錯化合物；アルカリ土金属錯化合物；又は縮合芳香族環誘導体が挙げられるが、これらに制限されない。特に、ホストとしては、有機電界発光素子の発光効率及び寿命特性を向上させることができる、アルミニウム錯化合物、ベリリウム錯化合物、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、トリフェニレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体を使用することが好ましい。
【００２３】
前記発光層３０３に含まれるドーパントとしては、当業界で公知のものであれば、特に限定されず、例えば、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、アリールアミン誘導体、イリジウム（Ｉｒ）又は白金（Ｐｔ）を含む金属錯体化合物が挙げられるが、これらに制限されない。
【００２４】
発光層３０３は、１つの層（単層）であることができ、又は、複数の層（多層）であることができる。発光層３０３が複数層からなる場合は、有機電界発光素子は、様々な色を出すことができる。例えば、正孔輸送層３０２と寿命改善層３０４との間に複数個の発光層を設けることで混合色を呈する有機電界発光素子を提供することが可能となる。この時、発光層は、異種材料で形成することもできる。また、発光層３０３が複数層からなる場合、駆動電圧は大きくなるが、有機電界発光素子内の電流値が一定に保持されるようになるため、発光層数だけ発光効率が向上した有機電界発光素子を提供することができる。
【００２５】
寿命改善層３０４は、有機電界発光素子の寿命を向上させるためのもので、発光層３０３と電子輸送層３０５との間に設けられる。寿命改善層３０４をなす物質としては、特に限定されないが、電子吸引性の大きな電子吸引基（ＥＷＧ）と電子供与性の大きな電子供与基（ＥＤＧ）の両方を有する両極性（ｂｉｐｏｌａｒ）を示す化合物であることが好ましい。特に、寿命改善層３０４をなす物質としては、前記化１で示される化合物であることがさらに好ましい。
【００２６】
具体的に、前記両極性化合物は、イオン化ポテンシャル（ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｐｏｔｅｎｉｔｉａｌ）が５．５ｅＶ以上であることが好ましく、５．５〜７．０ｅＶであることがさらに好ましく、５．６〜６．６ｅＶであることが最も好ましい。また、前記両極性化合物は、ＨＯＭＯ値とＬＵＭＯ値との差（ＥＨＯＭＯ−ＥＬＵＭＯ）が３．０ｅＶ超であることが好ましく、２．８〜３．８ｅＶであることがより好ましい。また、前記両極性化合物は、三重項エネルギーが２．３ｅＶ以上であることが好ましく、２．３〜３．５ｅＶであることがさらに好ましく、２．３〜３．０ｅＶであることが最も好ましい。前記両極性化合物は、一重項エネルギーと三重項エネルギーとの差が０．７ｅＶ未満であることが好ましく、０．０１〜０．７ｅＶであることがさらに好ましい。イオン化ポテンシャル５．５ｅＶ以上の化合物を寿命改善層３０４に使用する場合、正孔の電子輸送層３０５への拡散又は移動を防止することができるため、有機電界発光素子の寿命が向上される。
【００２７】
一般に、正孔は、有機電界発光素子内においてイオン化ポテンシャルのレベルに従って移動するが、正孔が発光層３０３を超えて電子輸送層３０５に拡散又は移動する場合、酸化による非可逆的分解反応が起こって有機電界発光素子の寿命が低下するようになる。しかし、本発明の一例では、イオン化ポテンシャル５．５ｅＶ以上の両極性化合物からなる寿命改善層３０４によって正孔の電子輸送層３０５への拡散又は移動が防止されるため、有機電界発光素子の寿命特性を改善することができる。即ち、正孔は、寿命改善層３０４の高いエネルギー障壁に阻まれて電子輸送層３０５に拡散又は移動することなく発光層３０３に留まるようになる。
【００２８】
発光層３０３が赤色燐光物質で形成される場合は、前記寿命改善層３０４に含まれる両極性化合物のイオン化ポテンシャルが５．５ｅＶ以上であれば良く、緑色燐光物質又は青色燐光物質で形成される場合は、両極性化合物のイオン化ポテンシャルが６．０ｅＶ以上であることが好ましい。
【００２９】
一方、前記両極性化合物は、ＨＯＭＯ値とＬＵＭＯ値との差（ＥＨＯＭＯ−ＥＬＵＭＯ）が、３．０ｅＶを超過し、三重項エネルギーが、２．３ｅＶ以上であり、一重項エネルギーと三重項エネルギーとの差が、７．０ｅＶ未満であることが好ましい。このような化合物を寿命改善層３０４に使用する場合は、発光層３０３において形成された励起子が電子輸送層３０５へ拡散されるのを防ぎ、また、発光層３０３と電子輸送層３０５との界面で発光が生じる現象を防ぐことが可能となる。結果的に、これによって、有機電界発光素子のスペクトルの混色を防止し、安定性が高くなり、有機電界発光素子の寿命を向上させることができる。
【００３０】
本発明の一例において、両極性化合物は、電子吸引性の大きな電子吸引基（ＥＷＧ）と、電子供与性の大きな電子供与基（ＥＤＧ）との両方を有しているため、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの電子雲が分離されるという特徴を有する。これによって、化合物の三重項エネルギーと一重項エネルギーとの差（ΔＥｓｔ）が０．７ｅＶ未満と少ないため、ＨＯＭＯ値とＬＵＭＯ値との差（ＥＨＯＭＯ−ＥＬＵＭＯ）が３．０ｅＶを超過しても、高い三重項エネルギー（Ｔ１）を有することができる。
【００３１】
発光層３０３が赤の燐光物質で形成される場合は、前記寿命改善層３０４に含まれる両極性化合物の三重項エネルギーが２．３ｅＶ以上であれば良いが、緑の燐光物質で形成される場合は、２．５ｅＶ以上、青の燐光物質で形成される場合は、２．７ｅＶ以上であることが好ましい。
【００３２】
一方、前記両極性化合物は、正孔移動度及び電子移動度が、常温で１×１０−６ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上であることが好ましい。このような化合物を寿命改善層３０４に使用する場合、陽極１００から注入された正孔の数に比べて電子の注入が遅くなるのを防止し、有機電界発光素子の寿命特性を向上させることが可能となる。
【００３３】
陽極１００から注入された正孔の数と陰極２００から注入された電子の数とに差があり、これによって電子と正孔とのバランスが取れない場合、再結合で励起子を形成していない電子と正孔とが発光層３０３に溜まるようになる。前記発光層３０３に溜まった電子又は正孔によって、発光層３０３において酸化と還元が円滑に行われなくなり、隣接した層に影響を与えて有機電界発光素子の寿命が低下するようになる。
【００３４】
これに対し、本発明の寿命改善層３０４に含まれる両極性化合物は、電子供与基（ＥＤＧ）により正孔移動度が常温で１×１０−６ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上となり、電子吸引基（ＥＷＧ）により電子移動度が常温で１×１０−６ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上となる。このような化合物を寿命改善層３０４に使用する場合、発光層３０３に電子を効果的に注入させることができる。このように発光層３０３への電子注入が円滑に行われる場合は、発光層３０３において励起子の形成効率が高くなり、有機電界発光素子の寿命が改善される。
【００３５】
前記両極性物質は、電子供与基（ＥＤＧ）であるフルオレンモイエティと、電子吸引基（ＥＷＧ）である６員ヘテロ環とが、リンカー基（例えば、フェニレン、ビフェニレン又はターフェニレン）により結合されて基本骨格を形成することが好ましい。なお、両極性化合物としては、例えば、前記化１で示される化合物であることができる。
【００３６】
本発明の一例では、寿命改善層３０４、電子輸送層３０５及び電子注入層３０６のうち少なくとも１つは、前記化１で示される化合物を含む。
【００３７】
また、前記化１で示される化合物は、下記化２乃至化４で示される化合物のうちのいずれか１つであることができる。
【化３】
2020004992.tif 000005
【化４】
2020004992.tif 000006
【化５】
2020004992.tif 000007
式中、
Ｒa、Ｒｂ、Ｒ１〜Ｒ３、Ｚ１〜Ｚ５、ｃ、ｄ及びｅは、それぞれ、前記化１における定義と同様である。
【００３８】
また、前記化１で示される化合物において
【化６】
2020004992.tif 000008
（＊は、Ｌとの結合がなされる部位）で示される構造（置換体）は、下記式Ｃ−１乃至Ｃ−１５で示される構造のうちのいずれか１つであることができる。
【化７】
2020004992.tif 000009
式中、
Ｒ４は、前記化１における定義と同様であり、複数のＲ４は、互いに同一又は異なり、
Ｒ５は、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルケニル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルキニル基、Ｃ３〜Ｃ４０のシクロアルキル基、核原子数３〜４０のヘテロシクロアルキル基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリール基、核原子数５〜６０のヘテロアリール基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールオキシ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルオキシ基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールアミン基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルシリル基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルボロン基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールボロン基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールホスフィン基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールホスフィンオキシド基、及びＣ６〜Ｃ６０のアリールシリル基からなる群から選択され、又は、隣接した基と結合（具体的に、隣接するＲ５同士の結合、又は、Ｒ４とＲ５との結合）して縮合環を形成し、
ｐは、１〜４の整数であり、
前記Ｒ５のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アルキルオキシ基、アリールアミン基、アルキルシリル基、アルキルボロン基、アリールボロン基、アリールホスフィン基、アリールホスフィンオキシド基、及びアリールシリル基は、それぞれ独立に、重水素、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルケニル基、Ｃ２〜Ｃ４０のアルキニル基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリール基、核原子数５〜６０のヘテロアリール基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールオキシ基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルオキシ基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールアミン基、Ｃ３〜Ｃ４０のシクロアルキル基、核原子数３〜４０のヘテロシクロアルキル基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルシリル基、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキルボロン基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールボロン基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールホスフィン基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリールホスフィンオキシド基、及びＣ６〜Ｃ６０のアリールシリル基からなる群から選択される１種以上の置換基で置換又は非置換であり、この時、前記置換基が複数個である場合、複数の置換基は、互いに同一又は異なる。
【００３９】
ここで、
【化８】
2020004992.tif 000010
で示される構造は、前記式Ｃ−９で示される構造であることがさらに好ましい。具体的に、本発明の化１で示される化合物は、下記化５で示される化合物であることができる。
【化９】
2020004992.tif 000011
式中、
Ｒａ、Ｒｂ、Ｒ１〜Ｒ４、Ｌ、ｃ、ｄ、ｅ、ｍ及びｎは、それぞれ、前記化１における定義と同様である。ここで、有機電界発光素子の特性を考慮して、前記化５で示される化合物において、前記Ｒ４は、互いに同じものであることが好ましい。即ち、Ｒ４同士が同一で、対称構造をなしていることが好ましい。
【００４０】
また、有機電界発光素子の特性を考慮して、本発明の化１で示される化合物において、Ｒａ及びＲｂは、互いに同一又は異なり、それぞれ独立に、メチル基又はフェニル基であり、又は、互いに結合して
【化１０】
2020004992.tif 000012
（＊は、結合がなされる部位）で示される縮合環を形成することが好ましい。
【００４１】
さらに、本発明の化１で示される化合物において、Ｒ１〜Ｒ３は、それぞれ独立に、水素、重水素、Ｃ１〜Ｃ４０のアルキル基、Ｃ６〜Ｃ６０のアリール基、核原子数５〜６０のヘテロアリール基、及びＣ６〜Ｃ６０のアリールアミン基からなる群から選択されることが好ましい。また、ｍ及びｎは、それぞれ１〜３の整数であるが、ｍは、１であることが好ましく、ｎは、１又は２であることが好ましい。
【００４２】
また、本発明の化１で示される化合物において、前記Ｌは、単結合、フェニレン、ビフェニレン又はターフェニレンであることが好ましい。具体的に、リンカー基であるＬは、下記式Ｌ−１乃至Ｌ−９で示される構造（＊は、結合がなされる部位）からなる群から選択されることが好ましい。
【化１１】
2020004992.tif 000013
【００４３】
このような本発明の化１で示される化合物は、下記式ＬＥ−０１乃至ＬＥ−１２で示される化合物により具体化することができる。
【化１２】
2020004992.tif 000014
本発明において、「アルキル」とは、炭素数１〜４０の直鎖又は側鎖の飽和炭化水素に由来する一価の置換基を意味する。このようなアルキルとしては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｉｓｏ−アミル、ヘキシルなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４４】
本発明において、「アルケニル」（ａｌｋｅｎｙｌ）とは、炭素−炭素二重結合を１つ以上有する炭素数２〜４０の直鎖又は側鎖の不飽和炭化水素に由来する一価の置換基を意味する。このようなアルケニルとしては、例えば、ビニル（ｖｉｎｙｌ）、アリル（ａｌｌｙｌ）、イソプロペニル（ｉｓｏｐｒｏｐｅｎｙｌ）、２−ブテニル（２−ｂｕｔｅｎｙｌ）などが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４５】
本発明において、「アルキニル」（ａｌｋｙｎｙｌ）とは、炭素−炭素三重結合を１つ以上有する炭素数２〜４０の直鎖又は側鎖の不飽和炭化水素に由来する一価の置換基を意味する。このようなアルキニルとしては、例えば、エチニル（ｅｔｈｙｎｙｌ）、２−プロピニル（２−ｐｒｏｐｙｎｙｌ）などが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４６】
本発明において、「アリール」とは、単環、又は２以上の環の組み合わせからなる炭素数６〜６０の芳香族炭化水素に由来する一価の置換基を意味する。また、２以上の環が相互単純付着（ｐｅｎｄａｎｔ）、又は縮合された形態を含むことができる。このようなアリールとしては、例えば、フェニル、ナフチル、フェナントリル、アントリルなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４７】
本発明において、「ヘテロアリール」とは、核原子数５〜６０のモノヘテロサイクリック又はポリヘテロサイクリック芳香族炭化水素に由来する一価の置換基を意味する。なお、環中の１つ以上の炭素、好ましくは１〜３つの炭素が、Ｎ、Ｏ、Ｓ又はＳｅのようなヘテロ原子に置換される。また、２以上の環が相互単純付着（ｐｅｎｄａｎｔ）、又は縮合された形態を含むことができ、さらには、アリール基との縮合形態を含むことができる。このようなヘテロアリールとしては、例えば、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、トリアジニルのような６員モノサイクリック環；フェノキサチエニル（ｐｈｅｎｏｘａｔｈｉｅｎｙｌ）、インドリジニル（ｉｎｄｏｌｉｚｉｎｙｌ）、インドリル（ｉｎｄｏｌｙｌ）、プリニル（ｐｕｒｉｎｙｌ）、キノリル（ｑｕｉｎｏｌｙｌ）、ベンゾチアゾール（ｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌｅ）、カルバゾリル（ｃａｒｂａｚｏｌｙｌ）のようなポリサイクリック環；及び２−フラニル（２−ｆｕｒａｎｙｌ）、Ｎ−イミダゾリル；２−イソオキサゾリル；２−ピリジニル；２−ピリミジニルなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４８】
本発明において、「アリールオキシ」とは、ＲＯ−で示される一価の置換基であり、前記Ｒは、炭素数６〜６０のアリールを意味する。このようなアリールオキシとしては、例えば、フェニルオキシ、ナフチルオキシ、ジフェニルオキシなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４９】
本発明において、「アルキルオキシ」とは、Ｒ’Ｏ−で示される一価の置換基であり、前記Ｒ’は、炭素数１〜４０のアルキルを意味する。このようなアルキルオキシは、直鎖（ｌｉｎｅａｒ）、側鎖（ｂｒａｎｃｈｅｄ）又はサイクリック（ｃｙｃｌｉｃ）構造を含むことができ、例えば、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、１−プロポキシ、ｔ−ブトキシ、ｎ−ブトキシ、ペントキシなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００５０】
本発明において、「アリールアミン」とは、炭素数６〜６０のアリールで置換されたアミンを意味する。
【００５１】
本発明において、「シクロアルキル」とは、炭素数３〜４０のモノサイクリック又はポリサイクリックの非芳香族炭化水素に由来する一価の置換基を意味する。このようなシクロアルキルとしては、例えば、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ノルボルニル（ｎｏｒｂｏｒｎｙｌ）、アダマンチン（ａｄａｍａｎｔｉｎｅ）などが挙げられるが、これに限定されない。
【００５２】
本発明において、「ヘテロシクロアルキル」とは、核原子数３〜４０の非芳香族炭化水素に由来する一価の置換基を意味し、環中の１つ以上の炭素、好ましくは１〜３つの炭素がＮ、Ｏ、Ｓ又はＳｅのようなヘテロ原子で置換される。このようなヘテロシクロアルキルとしては、例えば、モルホリン、ピペラジンなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００５３】
本発明において、「アルキルシリル」とは、炭素数１〜４０のアルキルで置換されたシリルを、「アリールシリル」とは、炭素数５〜４０のアリールで置換されたシリルを意味する。
【００５４】
本発明において、「縮合環」とは、縮合脂肪族環、縮合芳香族環、縮合ヘテロ脂肪族環、縮合ヘテロ芳香族環、又はこれらの組み合わせ形態を意味する。
【００５５】
上述のような本発明の化１で示される化合物は、後述する実施例の合成過程を参考して種々に合成することができる。
【００５６】
電子輸送層３０５と電子注入層３０６とは、陰極２００から注入された電子を発光層３０３に移動させる役割を果たす。電子輸送層３０５と電子注入層３０６をなす物質としては、電子注入が容易で、かつ電子移動度の大きな物質であれば、特に限定されず、例えば、前記化１で示される化合物、アントラセン誘導体、ヘテロ脂肪族化合物、アルカリ金属錯化合物が挙げられるが、これらに制限されない。
【００５７】
具体的に、前記電子輸送層３０５及び／又は電子注入層３０６は、前記寿命改善層３０４と同じ物質、即ち、前記化１で示される化合物で形成されることが好ましい。また、電子輸送層３０５及び／又は電子注入層３０６としては、陰極から電子が容易に注入されるようにアルカリ金属錯化合物が共蒸着されたものを使用することもできる。前記アルカリ金属錯化合物としては、アルカリ金属、アルカリ土金属又は希土類金属などが挙げられる。
【００５８】
このような本発明の一例に係る有機物層３００は、正孔輸送層３０２と発光層３０３との間に電子と励起子をブロッキングする有機膜層（図示せず）をさらに含むことができる。有機膜層は、高いＬＵＭＯ値を有し、電子が正孔輸送層３０２に移動するのを防ぎ、高い三重項エネルギーを有し、発光層３０３の励起子が正孔輸送層３０２に拡散するのを防ぐ。有機膜層をなす物質としては、特に限定されず、例えば、カルバゾール誘導体又はアリールアミン誘導体が挙げられるが、これらに制限されない。
【００５９】
本発明の一例に係る有機物層３００の製造方法は、特に限定されず、例えば、真空蒸着法、溶液塗布法が挙げられるが、これらに制限されない。前記溶液塗布法としては、スピンコート、ディップコート、ドクターブレード、インクジェット印刷法、熱転写法などが挙げられる。
【００６０】
上述のような本発明の一例に係る有機電界発光素子は、陽極１００、有機物層３００及び陰極２００が順次に積層された構造を有するが、陽極１００と有機物層３００との間、又は陰極２００と有機物層３００との間に絶縁層又は接着層をさらに含むことができる。このような有機電界発光素子は、電圧及び電流の印加時に、最大発光効率を維持しながら初期の明るさのライフタイム（ｌｉｆｅ  ｔｉｍｅ）が増加するため、優れた寿命特性が得られる。
【実施例】
【００６１】
以下、本発明の実施例を挙げて詳述するが、後述の実施例は、本発明の例示に過ぎず、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。
【００６２】
［準備例１〜１２］化合物ＬＥ−０１乃至ＬＥ−１２の準備
本発明の両極性化合物として、下記式ＬＥ−０１乃至ＬＥ−１２で示される化合物を準備し、ΔＥｓｔ、三重項エネルギー、イオン化ポテンシャル、ＥＨＯＭＯ−ＥＬＵＭＯ、電子移動度及び正孔移動度の測定を、当業界で公知の方法で行い、その結果を下記表１に示す。
【化１３】
2020004992.tif 000015
【００６３】
【表１】
2020004992.tif 000016
【００６４】
［実施例１〜１２］青色蛍光有機電界発光素子の製造
ＩＴＯ（Ｉｎｄｕｉｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）が１５００Åの厚さで薄膜コーティングされたガラス基板を、蒸留水で超音波洗浄を行った。蒸留水洗浄完了後、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノールなどの溶剤で超音波洗浄を行い、乾燥させた後、ＵＶ  ＯＺＯＮＥ洗浄機（Ｐｏｗｅｒ  ｓｏｎｉｃ  ４０５、ファシンテック製）に移送した後、ＵＶを用いて前記基板を５分間洗浄し、真空蒸着機に基板を移送した。
【００６５】
上述のように準備されたＩＴＯ透明電極（基板）の上に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、寿命改善層、電子輸送層、電子注入層及び陰極を順次に蒸着して素子を製造した。得られた素子の構造は、下記表２の通りである。
【００６６】
【表２】
2020004992.tif 000017
【００６７】
表２中、ＮＰＢ、ＡＮＤ及びＡｌｑ３の構造は、下記の通りである。
【化１４】
2020004992.tif 000018
【００６８】
［比較例１］青色蛍光有機電界発光素子の製造
寿命改善層を使用することなく電子輸送層を３０ｎｍに蒸着する以外は、実施例１と同様にして素子を製造した。
【００６９】
［比較例２］青色蛍光有機電界発光素子の製造
ＬＥ−０１の代わりに下記構造のＢＣＰを使用する以外は、実施例１と同様にして素子を製造した。
【化１５】
2020004992.tif 000019
【００７０】
［実験例１］
前記実施例１〜１２及び比較例１、２で得られたそれぞれの素子について、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２での駆動電圧、電流効率、発光波長及び寿命（Ｔ９７）を測定し、その結果を下記表３に示す。
【００７１】
【表３】
2020004992.tif 000020
【００７２】
表３からわかるように、本発明の寿命改善層を含む実施例１〜１２の有機電界発光素子は、比較例１及び２の有機電界発光素子に比べて、優れた電流効率、駆動電圧及び寿命特性を有するものであることが確認された。
【００７３】
［実施例１３〜２０］緑色燐光有機電界発光素子の製造
ＩＴＯ（Ｉｎｄｕｉｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）が１５００Åの厚さで薄膜コーティングされたガラス基板を、蒸留水で超音波洗浄を行った。蒸留水洗浄完了後、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノールなどの溶剤で超音波洗浄を行い、乾燥させた後、ＵＶ  ＯＺＯＮＥ洗浄機（Ｐｏｗｅｒ  ｓｏｎｉｃ  ４０５、ファシンテック製）に移送した後、ＵＶを用いて前記基板を５分間洗浄し、真空蒸着機に基板を移送した。
【００７４】
このように準備されたＩＴＯ透明電極（基板）の上に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、寿命改善層、電子輸送層、電子注入層及び陰極を順次に蒸着して素子を製造した。得られた素子の構造は、下記表２の通りである。
【００７５】
【表４】
2020004992.tif 000021
【００７６】
表４中、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、ＴＣＴＡ、Ｉｒ（ｐｐｙ）３及びＣＢＰの構造は、下記の通りである。
【化１６】
2020004992.tif 000022
【００７７】
［比較例３］緑色燐光有機電界発光素子の製造
寿命改善層を使用することなく電子輸送層を３０ｎｍに蒸着する以外は、実施例１と同様にして素子を製造した。
【００７８】
［比較例４］緑色燐光有機電界発光素子の製造
ＬＥ−０１の代わりに下記構造のＢＣＰを使用する以外は、実施例１３と同様にして素子を製造した。
【化１７】
2020004992.tif 000023
【００７９】
［実験例２］
前記実施例１３〜２０及び比較例３、４で得られたそれぞれの素子について、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２での駆動電圧、電流効率、発光波長及び寿命（Ｔ９７）を測定し、その結果を下記表５に示す。
【００８０】
【表５】
2020004992.tif 000024
【００８１】
表５からわかるように、本発明の寿命改善層を含む実施例１〜１２の有機電界発光素子は、比較例１及び２の有機電界発光素子に比べて、優れた電流効率、駆動電圧及び寿命特性を有するものであることが確認された。
【図１】
2020004992.tif 000036