(57)【要約】【課題】熱的に安定で有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率の向上させるシリル連結ビスカルバゾール誘導体及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。【解決手段】本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体は、下記一般式（１）で表される。【化１】2015218136.tif 000014式（１）中、Arはアリール基であり、R1〜R14は、それぞれ水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、又は置換若しくは無置換の置換基であり、単独の前記置換基で置換される又は隣接する複数の前記置換基との間で飽和若しくは不飽和の環を形成する。【選択図】図１
2015218136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表されることを特徴とするシリル連結ビスカルバゾール誘導体。
【化１】
2015218136.tif 000013
［式（１）中、Arはアリール基であり、
R1〜R14は、それぞれ水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、又は置換若しくは無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロアルキル基、ハロアルケニル基、ハロアルキニル基、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシ基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基から選択される置換基であり、単独の前記置換基で置換される又は隣接する複数の前記置換基との間で飽和若しくは不飽和の環を形成する。］
【請求項２】
前記式（１）中、前記Arは置換若しくは無置換のフェニル基、ビフェニル基、又はターフェニル基であることを特徴とする請求項１に記載のシリル連結ビスカルバゾール誘導体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のシリル連結ビスカルバゾール誘導体を陽極と電子輸送層との間に配置される積層膜の一つの膜に含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のシリル連結ビスカルバゾール誘導体を発光層に含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記発光層が青色蛍光発光材料を含むことを特徴とする請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記青色蛍光発光材料が、スチリル基を有することを特徴とする請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記青色蛍光発光材料が、ピレン誘導体であることを特徴とする請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記青色蛍光発光材料が、ペリレン誘導体であることを特徴とする請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
請求項４に記載の発光層がアントラセン誘導体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシリル連結ビスカルバゾール誘導体及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。特に、青色発光領域において、熱的に安定で高発光効率の有機エレクトロルミネッセンス素子材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス表示装置（Organic Electroluminescence Display：有機ＥＬ表示装置）の開発が盛んになってきている。有機ＥＬ表示装置は、液晶表示装置等とは異なり、陽極及び陰極から注入された正孔及び電子を発光層において再結合させることにより、発光層における有機化合物を含む発光材料を発光させて表示を実現するいわゆる自発光型の表示装置である。
【０００３】
有機エレクトロルミネッセンス素子（有機EL素子）としては、例えば、陽極、陽極上に配置された正孔輸送層、正孔輸送層上に配置された発光層、発光層上に配置された電子輸送層及び電子輸送層上に配置された陰極から構成された有機エレクトロルミネッセンス素子が知られている。陽極からは正孔が注入され、注入された正孔は正孔輸送層を移動して発光層に注入される。一方、陰極からは電子が注入され、注入された電子は電子輸送層を移動して発光層に注入される。発光層に注入された正孔と電子とが再結合することにより、発光層内で励起子が生成される。有機エレクトロルミネッセンス素子は、その励起子の輻射失活によって発生する光を利用して発光する。尚、有機エレクトロルミネッセンス素子は、以上に述べた構成に限定されず、種々の変更が可能である。
【０００４】
有機エレクトロルミネッセンス素子を表示装置に応用するにあたり、有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化が求められている。特に、青色発光領域において、有機エレクトロルミネッセンス素子の熱的安定性や発光効率の向上を実現するために、正孔輸送層や発光層に用いる材料についての検討が種々なされている。正孔輸送層や発光層に用いられる材料としては、アントラセン誘導体やカルバゾール誘導体等の様々な化合物が知られている。有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率や耐久性に有利な材料として、特許文献１には、連結基を介して、２つ以上のカルバゾリル基を結合した化合物が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１３３０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述の問題を解決するものであって、熱的に安定で有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率の向上させるシリル連結ビスカルバゾール誘導体及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的とする。特に、青色発光領域において、有機エレクトロルミネッセンス素子の熱的安定性と発光効率を向上させるシリル連結ビスカルバゾール誘導体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態によると、下記一般式（１）で表されるシリル連結ビスカルバゾール誘導体が提供される。
【化１】
2015218136.tif 000003
式（１）中、Arはアリール基であり、R1〜R14は、それぞれ水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、又は置換若しくは無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロアルキル基、ハロアルケニル基、ハロアルキニル基、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基から選択される置換基であり、単独の前記置換基で置換される又は隣接する複数の前記置換基との間で飽和若しくは不飽和の環を形成する。
【０００８】
本発明の一実施形態に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体は、シリル基を介して２つのカルバゾリル基を結合し、且つ、２つのカルバゾリル基の窒素原子にアリール基を導入することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の熱的安定性と発光効率とを向上させることができる。特に、青色発光領域において、有機エレクトロルミネッセンス素子の熱的安定性と発光効率を向上させることができる。
【０００９】
前記シリル連結ビスカルバゾール誘導体において、前記式（１）中、前記Arは置換若しくは無置換のフェニル基、ビフェニル基、ビフェニレニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フェナンスリル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントラセニル基であってもよい。
【００１０】
本発明の一実施形態に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体において、２つのカルバゾリル基の窒素原子にフェニル基、ビフェニル基、ビフェニレニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フェナンスリル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントラセニル基を導入することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の熱的安定性と発光効率とを向上させることができる。
【００１１】
また、本発明の一実施形態によると、前記何れか一に記載のシリル連結ビスカルバゾール誘導体を陽極と電子輸送層との間に配置される積層膜の一つの膜に含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
【００１２】
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子において、シリル基を介して２つのカルバゾリル基を結合し、且つ、２つのカルバゾリル基の窒素原子にアリール基を導入したシリル連結ビスカルバゾール誘導体を陽極と電子輸送層との間に配置される積層膜の一つの膜に含むことにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の熱的安定性と発光効率とを向上させることができる。
【００１３】
また、本発明の一実施形態によると、前記何れか一に記載のシリル連結ビスカルバゾール誘導体を発光層に含む有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
【００１４】
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子において、シリル基を介して２つのカルバゾリル基を結合し、且つ、２つのカルバゾリル基の窒素原子にアリール基を導入したシリル連結ビスカルバゾール誘導体を発光層のホスト材料として用いることにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の熱的安定性と発光効率とを向上させることができる。
【００１５】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記発光層が青色蛍光発光材料を含んでもよい。
【００１６】
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子において、シリル基を介して２つのカルバゾリル基を結合し、且つ、２つのカルバゾリル基の窒素原子にアリール基を導入したシリル連結ビスカルバゾール誘導体を正孔輸送層と発光層との間に配置される中間層に含み、青色蛍光発光材料を含む発光層と組合せることにより、熱的安定性と発光効率とを向上させることができる。
【００１７】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記青色蛍光発光材料が、スチリル誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体であってもよい。
【００１８】
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子において、シリル基を介して２つのカルバゾリル基を結合し、且つ、２つのカルバゾリル基の窒素原子にアリール基を導入したシリル連結ビスカルバゾール誘導体を正孔輸送層と発光層との間に配置される中間層に含み、青色蛍光発光材料としてスチリル誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体を含む発光層と組合せることにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の熱的安定性と発光効率とを向上させることができる。
【００１９】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光層に用いるホスト材料がアントラセン誘導体であってもよい。
【００２０】
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、シリル基を介して２つのカルバゾリル基を結合し、且つ、２つのカルバゾリル基の窒素原子にアリール基を導入したシリル連結ビスカルバゾール誘導体を正孔輸送層と発光層との間に配置される中間層に含み、ホスト材料としてアントラセン誘導体を含む発光層と組合せることにより、熱的安定性と発光効率とを向上させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、熱的に安定で高発光効率の有機エレクトロルミネッセンス素子材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。特に、青色発光領域において、有機エレクトロルミネッセンス素子の熱的安定性と発光効率を向上させることができる。また、本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体を発光層のホスト材料としてりん光発光材料と組み合わせることにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の熱的安定性と発光効率とを向上させることができる。本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体を正孔輸送層と発光層との間に配置される中間層に含むことにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の熱的安定性と発光効率とを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子１００を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子２００を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施例に係る有機エレクトロルミネッセンス素子３００を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
上述の問題を解決すべく鋭意検討した結果、特許文献１にも開示されている連結基としてシリル基を介して２つのカルバゾリル基を結合した化合物に、特定の種類の置換基をさらに導入することにより、熱的安定性や発光効率の格段の向上を実現することができることを見出し、発明を完成させた。
【００２４】
以下、図面を参照して本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子について説明する。但し、本発明のシリル連結ビスカルバゾール誘導体及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、本実施の形態で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２５】
本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体は、下記一般式（２）で示される２つのカルバゾール部位が連結基を介して結合した化合物を含む。
【化２】
2015218136.tif 000004
【００２６】
本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体において、式（２）中、Arはアリール基であり、R1〜R14は、それぞれ水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、又は置換若しくは無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロアルキル基、ハロアルケニル基、ハロアルキニル基、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基から選択される置換基である。R1〜R14は、単独の置換基で置換される又は隣接する複数の置換基との間で飽和若しくは不飽和の環を形成する。
【００２７】
ここで、式（２）中、Arとして用いるアリール基としては、置換若しくは無置換のフェニル基、ビフェニル基、ビフェニレニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フェナンスリル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントラセニル基を好適に用いることができる。置換されている場合の置換基としては、具体的には、ハロゲン原子、又は置換若しくは無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、ヒドロキシ基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロアルキル基、ハロアルケニル基、ハロアルキニル基、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
【００２８】
また、式（２）中、R1〜R14に置換するハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子などを例示することができる。
【００２９】
置換若しくは無置換のアルキル基としては、炭素数１以上６以下のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、イソプロピル基、n‐ブチル基、t‐ブチル基等を例示することができる。
【００３０】
置換若しくは無置換のシクロアルキル基としては、環構造部分の炭素数は３以上６以下、環構造以外の部分の炭素数は０以上６以下のアルキル基が好ましく、シクロペンタニル基、シクロヘキサニル基等を例示することができる。
【００３１】
置換若しくは無置換のアラルキル基としては、炭素数０以上６以下のアラルキル基が好ましく、ベンジル基、フェネチル基等を例示することができる。
【００３２】
置換若しくは無置換のアルケニル基としては、炭素数２以上６以下のアルケニル基が好ましく、ビニル基、アリル基、２‐プロぺニル基等を例示することができる。
【００３３】
置換若しくは無置換のシクロアルケニル基としては、環構造部分の炭素数は３以上６以下、環構造以外の部分の炭素数は０以上６以下のシクロアルケニル基が好ましく、３‐メチルアリル基、３‐メチル‐２‐プロぺニル基等を例示することができる。
【００３４】
置換若しくは無置換のアルキニル基としては、炭素数３以上６以下のアルキニル基が好ましく、エチニル基、プロパルギル基等を例示することができる。
【００３５】
置換若しくは無置換のアルコキシ基としては、炭素数１以上６以下のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基等を例示することができる。
【００３６】
置換若しくは無置換のアルキルチオ基としては、炭素数３以上６以下のアルキルチオ基が好ましく、チエタン基、メチルチオ基、エチルチオ基等を例示することができる。
【００３７】
置換若しくは無置換のアリールエーテル基としては、炭素数８以上２０以下のアリールエーテル基が好ましく、メチルベンジルエーテル基、ジベンジルエーテル基等を例示することができる。
【００３８】
置換若しくは無置換のアリール基としては、炭素数６以上２４以下のアリール基が好ましく、フェニル基、トリル基等を例示することができる。
【００３９】
置換若しくは無置換の複素環基としては、環構造部分の炭素数は２以上６以下、環構造以外の部分の炭素数は０以上６以下の複素環基が好ましく、オキシラン基、チイラン基、オキシレン基、チイレン基、ピリジル基等を例示することができる。
【００４０】
置換若しくは無置換のハロアルキル基としては、炭素数１以上６以下のハロアルキル基が好ましく、フルオロメチル基、クロロメチル基、フルオロエチル基、クロロエチル基等を例示することができる。
【００４１】
置換若しくは無置換のハロアルケニル基としては、炭素数２以上６以下のハロアルケニル基が好ましく、フルオロビニル基、クロロビニル基、１‐フルオロ‐２‐プロぺニル基、１‐クロロ‐２‐プロぺニル基等を例示することができる。
【００４２】
置換若しくは無置換のハロアルキニル基としては、炭素数２以上６以下のハロアルキニル基が好ましく、フルオロエチニル基、クロロエチニル基、１‐フルオロ−２−プロピニル基、１‐クロロ‐２‐プロピニル基等を例示することができる。
【００４３】
本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体において、式（２）中、R1〜R14は上述した原子又は置換基を任意の配置又は組合せであってもよい。
【００４４】
また、本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体において、式（２）中、Arは置換若しくは無置換のフェニル基、ビフェニル基、又はターフェニル基であることが好ましく、４つのArが同じアリール基であってもく、異なっていてもよい。ケイ素原子を置換するArと、カルバゾリル基を置換するArは、それぞれ互いに異なっていてもよく、同一でもよい。なお、本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体は、ケイ素原子を中心に対称な構造でもよく、非対称な構造でもよい。
【００４５】
本発明では、鋭意検討の結果、２つのカルバゾリル基の窒素原子にフェニル基、ビフェニル基、ビフェニレニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントラセニル基を導入することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の熱的安定性と発光効率とを向上させることができることを見出した。
【００４６】
本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体は、シリル基を介して２つのカルバゾリル基を結合し、且つ、２つのカルバゾリル基の窒素原子にアリール基を導入することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の熱的安定性と発光効率とを向上させることができる。
【００４７】
本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
【化３】
2015218136.tif 000005
【００４８】
本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
【化４】
2015218136.tif 000006
【００４９】
本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
【化５】
2015218136.tif 000007
【００５０】
本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
【化６】
2015218136.tif 000008
【００５１】
本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
【化７】
2015218136.tif 000009
【００５２】
本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体は、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層に好適に用いることができる。また、本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体は、正孔輸送層と発光層との間に配置される中間層に用いることができる。本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体を用いることにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の熱的安定性と発光効率とを向上させることができる。
【００５３】
（有機エレクトロルミネッセンス素子）
本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子１００を示す模式図である。有機エレクトロルミネッセンス素子１００は、例えば、基板１０２、陽極１０４、正孔注入層１０６、正孔輸送層１０８、発光層１１０、電子輸送層１１２、電子注入層１１４及び陰極１１６を備える。一実施形態において、本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体は、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層１１０に用いることができる。
【００５４】
例えば、本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体を正孔輸送層１０８に用いる場合について説明する。基板１０２は、例えば、透明ガラス基板や、シリコン等から成る半導体基板樹脂等のフレキシブルな基板であってもよい。陽極１０４は、基板１０２上に配置され、酸化インジウムスズ（ITO）やインジウム亜鉛酸化物（IZO）等を用いて形成することができる。正孔注入層１０６は、陽極１０４上に配置され、例えば、4,4′,4′′-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine（2-TNATA）、ヘキサアザトルフェニレンヘキサカルボニトリル（HAT(CN)6）等を含む。正孔輸送層１０８は、正孔注入層１０６上に配置され、N,N’-ジ-[(1-ナフチル)-N,N’-ジフェニル]-1,1’-ビフェニル)-4,4’-ジアミン（α−NPD（NPB））、4,4 -ビス（N,N‐ジ（３‐トルイル）アミノ）‐３，３−ジメチルビフェニル（TPD）、4,4′-シクロヘキシリデンビス[N,N-ビス(4-メチルフェニル)ベンゼンアミン]（TAPC）等を用いて形成される。発光層１１０は、正孔輸送層１０８上に配置され、本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体をホスト材料に用いて、fac-tris(2-フェニルピリジン) イリジウム（Ir(ppy)3）をドープして形成される。電子輸送層１１２は、発光層１１０上に配置され、例えば、トリス（８‐ヒドロキシキノリナート）アルミニウム（Alq3）を含む材料により形成される。電子注入層１１４は、電子輸送層１１２上に配置され、例えば、フッ化リチウム（LiF）により形成される。陰極１１６は、電子注入層１１４上に配置され、アルミニウム、マグネシウム、銀およびこれらの混合物等により形成される。上記薄膜は、真空蒸着、スパッタ、各種塗布など材料に応じた適切な成膜方法を選択することにより、形成することができる。
【００５５】
本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子１００においては、上述した本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体を発光層のホスト材料としてりん光発光材料と組み合わせることにより、熱的安定性と発光効率とを向上させることができる。なお、本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体は、TFTを用いたアクティブマトリクスの有機EL発光装置にも適用することができる。
【００５６】
また、一実施形態において、本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体は、陽極と電子輸送層との間に配置される積層膜に用いることができる。図２は、本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子２００を示す模式図である。有機エレクトロルミネッセンス素子２００は、例えば、基板１０２、陽極１０４、正孔注入層１０６、正孔輸送層１０８、中間層２２０、発光層２１０、電子輸送層１１２、電子注入層１１４及び陰極１１６を備える。本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体を正孔輸送層１０８と発光層２１０との間に配置される膜（中間層）に含むことにより、熱的安定性と発光効率とを向上させることができる。
【００５７】
一実施形態において、発光層２１０が青色蛍光発光材料を含む場合、材料は中間層２２０の主成分として含むことが好ましい。本発明に係るシリル連結ビスカルバゾール誘導体を中間層２２０に含む青色蛍光素子とするにより、熱的安定性を向上させることができる。
【００５８】
青色蛍光発光材料としては、スチリル誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体を用いることが好ましい。
【００５９】
青色蛍光発光材料として用いるスチリル誘導体としては、1,4-ビス[2-(3-N-エチルカルバゾリル)ビニル]ベンゼン（BCzVB）、4-(ジ-p-トルイルアミノ)-4'-[(ジ-p-トルイルアミノ)スチリル]スチルベン（DPAVB）、N-(4-((E)-2-(6-((E)-4-(ジフェニルアミノ)スチリル)ナフタレン-2-イル)ビニル)フェニル)-N-フェニルベンゼンアミン（N-BDAVBi）等を例示することができる。
【００６０】
青色蛍光発光材料として用いるピレン誘導体としては、ピレン、１，１−ジピレン、１，４−ジピレニルベンゼン等を例示することができる。
【００６１】
青色蛍光発光材料として用いるペリレン誘導体としては、ペリレン、2,5,8,11-テトラ-t-ブチルペリレン（TBPe）等を例示することができる。
【００６２】
また、発光層に用いるホスト材料として、アントラセン誘導体を用いることが好ましい。
【００６３】
ホスト材料として用いるアントラセン誘導体としては、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン、２−メチル−９，１０−ビス（ナフタレン−２−イル）アントラセン等を例示することができる。
【実施例】
【００６４】
（製造方法）
上述した本発明に係る材料の実施例として、ジフェニルビス(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)シラン（Host-a）、ビス(9-([1,1'-ビフェニル]-3-イル)-9H-カルバゾール-3-イル)ジフェニルシラン（Host-b）及びビス(9-([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-9H-カルバゾール-3-イル)ジフェニルシラン（Host-c）を合成した。本実施例においては、これらの化合物を以下のように合成したが、これらに限定されるものではない。
【化８】
2015218136.tif 000010
【００６５】
（9-フェニル-9H-カルバゾール（化合物１ａ）の合成）
カルバゾール（3.42 g、20.5 mmol）、ブロモベンゼン（4.65 g、29.6 mmol）、ナトリウム-tert-ブトキシド（4.50 g、46.8 mmol）、トリ-tert-ブチルホスフィン（180 mg、0.89 mmol）及び酢酸パラジウム（II）（97mg、0.43 mmol）を脱水トルエン（30 mL）添加し、窒素ガス雰囲気下で４８時間、還流させた。溶液を冷却後、トルエンを減圧除去した。得られた混合物をクロロホルムで抽出した。粗生成物をカラムクロマトグラフィ（シリカゲル、ヘキサン／クロロホルム＝４：１）により精製した。
【００６６】
（9-フェニル-9H-カルバゾール（化合物２ａ）の合成）
化合物１ａ（4.40 g、18.1 mmol）を、クロロホルム（120 mL）と酢酸（30 mL）の混合溶媒に溶解した。溶液を０℃迄冷却し、N-ブロモスクシンイミド（3.21 g、18.0 mmol）を３回に分けて添加し、０℃で１８時間撹拌した後、クロロホルムで抽出した。粗生成物をカラムクロマトグラフィ（シリカゲル、ヘキサン／クロロホルム＝９：１）により精製した。
【００６７】
（ジフェニルビス(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)シラン（Host-a）の合成）
化合物２ａ（970 mg、3.01 mmol）を、脱水テトラヒドロフラン（10mL）に溶解し、溶液を−７８℃迄冷却して、窒素雰囲気下で撹拌した。１時間後、n-ブチルリチウムのヘキサン溶液（2.6 M、1.4 mL, 3.6 mmol）を滴下し、−７８℃で１．５時間撹拌した。ジクロロジフェニルシラン（0.2 mL、0.96 mmol）を添加した後、溶液を室温までゆっくりと昇温して、３６時間撹拌した。クロロホルムで抽出した後、粗生成物をカラムクロマトグラフィ（シリカゲル、ヘキサン／クロロホルム＝４：１）により精製した。
【００６８】
（ビス(9-([1,1'-ビフェニル]-3-イル)-9H-カルバゾール-3-イル)
ジフェニルシラン（Host-b）の合成）
化合物２ｂ（1.61 g、4.04 mmol）を、脱水ジエチルエーテル（20 mL）と脱水テトラヒドロフラン（15 mL）の混合溶媒に溶解し、溶液を−７８℃迄冷却して、窒素雰囲気下で撹拌した。１時間後、n-ブチルリチウムのヘキサン溶液（2.6 M、1.9 mL, 4.9 mmol）を滴下し、−７８℃で２時間撹拌した。ジクロロジフェニルシラン（330 mg、1.30 mmol）のテトラヒドロフラン（1.5 mL）溶液を滴下した。１時間後、溶液をゆっくりと昇温して、０℃で１２時間撹拌し、室温で３６時間撹拌した。得られた溶液をクロロホルムで抽出し、粗生成物をカラムクロマトグラフィ（シリカゲル、石油エーテル／クロロホルム＝４：１）により精製した。
【００６９】
（9-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9H-カルバゾール（化合物１ｃ）の合成）
カルバゾール（3.48 g、20.8 mmol）、4-ブロモビフェニル（4.62 g、19.8 mmol）、ナトリウム-tert-ブトキシド（3.82 g、39.8 mmol）、トリ-tert-ブチルホスフィン（200 mg、0.99 mmol）及び酢酸パラジウム（II）（101 mg、0.45 mmol）を、窒素雰囲気下、脱水トルエン（30 mL）中で４８時間還流させた。溶液を冷却後、トルエンを減圧除去し、クロロホルムで抽出した。粗生成物をエーテル、アセトン及びクロロホルムで洗浄した。
【００７０】
（9-([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-3-ブロモ-9H-カルバゾール（化合物２ｃ）の合成）
化合物１ｃ（2.35 g、7.36 mmol）を、クロロホルム（150 mL）と酢酸（30 mL）の混合溶媒に溶解した。溶液を０℃迄冷却し、N-ブロモスクシンイミド（1.33 g、7.47 mmol）を３回に分けて添加し、０℃で２４時間撹拌した後、クロロホルムで抽出した。粗生成物をカラムクロマトグラフィ（シリカゲル、ヘキサン／クロロホルム＝４：１）により精製した。
【００７１】
（ビス(9-([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-9H-カルバゾール-3-イル)
ジフェニルシラン（Host-c）の合成）
化合物２ｃ（2.33 g、5.85 mmol）を、脱水ジエチルエーテル（12 mL）及び脱水テトラヒドロフラン（18 mL）に溶解し、溶液を−７８℃迄冷却して、窒素雰囲気下で撹拌した。３０分後、n-ブチルリチウムのヘキサン溶液（2.6 M、2.7 mL, 7.02 mmol）を滴下し、−７８℃で２時間撹拌した。ジクロロジフェニルシラン（500 mg、1.97 mmol）をテトラヒドロフラン（1.5 mL）に溶解し、溶液に滴下した。１時間後、溶液をゆっくりと昇温して、０℃で１２時間撹拌し、室温で４５時間撹拌した。クロロホルムで抽出した後、粗生成物をヘキサン、アセトン及びクロロホルムで洗浄した。
【化９】
2015218136.tif 000011
【００７２】
Host-b、cおよびdを発光層のホスト材料に用いて、図３に示す有機エレクトロルミネッセンス素子３００を作製した。ITOを形成した透明ガラス基板（ITOのシート抵抗が15 Ω/□）を、超純水を入れた超音波洗浄槽に入れ、１０分間洗浄した。その後、窒素ガスフローで乾燥させ、ＵＶ／オゾン洗浄を１０分間行った。有機層および金属層の製膜は、約1 × 10-5 Paで真空蒸着にて行った。なお、Host-dは、J. Org. Chem., 1955, 20 (1), pp 73-81等に記載の方法により得ることができる。
【００７３】
ITOで陽極１０４をパターン形成した透明ガラス基板１０２に、正孔注入層としてHAT(CN)6を5 nm製膜し、正孔輸送層としてα-NPDを80 nm製膜した。次いで、実施例のホスト材料としてHost-b及びHost-cを用い、比較例のホスト材料としてHost-dを用いて、Ir(ppy)3を10%ドープして40 nmの膜厚の発光層３１０を製膜した。正孔ブロック層として2,9-ジメチル-4,7- ジフェニル-1,10-フェナントロリン（BCP）を10 nm、電子輸送層としてAlq3を30 nm、電子注入層としてLiFを1 nm製膜した後、陰極としてAlを100 nm製膜した。基板をグローブボックスに取り出し、エポキシ接着剤にて、製膜した有機膜部分を覆うような封止ガラスを貼った。
【００７４】
作製した有機エレクトロルミネッセンス素子について、発光効率（cd/A）及び輝度半減寿命（輝度半減時の駆動時間）を評価した。なお、寿命は、電流密度を6.25 mAcm-2として評価した。発光効率および寿命の測定結果を表１に示す。
【表１】
2015218136.tif 000012
【００７５】
また、作製した有機エレクトロルミネッセンス素子に対し、次のようにして耐熱試験を行った。80℃のオーブンに200時間保管し、加熱前後での輝度低下および電圧上昇を比較した。
【００７６】
表から明らかなように、本実施例に係るHost-bおよびHost-cをホスト材料として用いることにより、比較例のHost-dホスト材料として用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に比して高効率となり、高温保存試験においても、輝度低下が少なく、かつ電圧上昇が小さい。
【００７７】
以上の結果から、シリル基を介して２つのカルバゾリル基を結合し、且つ、２つのカルバゾリル基の窒素原子にアリール基を導入することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の熱的安定性と発光効率とを向上させることができることが明らかとなった。
【符号の説明】
【００７８】
１００  有機ＥＬ素子、１０２  基板、１０４  陽極、１０６  正孔注入層、１０８  正孔輸送層、１１０  発光層、１１２  電子輸送層、１１４  電子注入層、１１６  陰極、２００  有機ＥＬ素子、２１０  発光層、２２０  中間層、３００  有機ＥＬ素子、３１０  発光層、３３０  正孔ブロック層
【図１】
2015218136.tif 000015
【図２】
2015218136.tif 000016
【図３】
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