(57)【要約】      （修正有）【課題】低電圧駆動・高効率・長寿命の有機ＥＬ素子およびその材料を提供する。【解決手段】有機ＥＬ素子材料は式（１）で表されるトリアリールアミン誘導体を含む。2015119055.tif 000054式中、XはO又はSあり、R1及びR2はH、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のヘテロアリール基、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のシリル基、-CN、ハロゲン原子、又はDであり、R3〜R10はH、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のヘテロアリール基、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のシリル基、-CN、ハロゲン原子、又はDであり、Lは２価のアリーレン基である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表されるトリアリールアミ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用材料。
【化１】
2015119055.tif 000052
［式中、Xは酸素原子又は硫黄原子であり、
R1及びR2は水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数３以上３０以下のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数１以上１５以下のアルキル基、置換若しくは無置換のシリル基、シアノ基、ハロゲン原子、又は重水素原子であり、
R3〜R10は水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数３以上３０以下のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数１以上１５以下のアルキル基、置換若しくは無置換のシリル基、シアノ基、ハロゲン原子、又は重水素原子であり、
Lは２価のアリーレン基である。］
【請求項２】
前記一般式（１）中、前記R3〜R8は互いに結合し、飽和又は不飽和の環を形成することを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【請求項３】
前記一般式（１）中、前記R3と前記R4とが互いに結合して、下記一般式（２）で表される化学構造を有することを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【化２】
2015119055.tif 000053
［式中、Xは酸素原子又は硫黄原子であり、
R1及びR2は水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数３以上３０以下のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数１以上１５以下のアルキル基、置換若しくは無置換のシリル基、シアノ基、ハロゲン原子、又は重水素原子であり、
R3〜R8は水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数３以上３０以下のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数１以上１５以下のアルキル基、置換若しくは無置換のシリル基、シアノ基、ハロゲン原子、又は重水素原子であり、
Lは２価のアリーレン基である。］
【請求項４】
前記一般式（２）中、前記R3〜R6は互いに結合し、飽和又は不飽和の環を形成することを特徴とする請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を発光層と陽極との間に配置される積層膜の一つの膜中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６】
請求項１乃至４の何れか一に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子用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。特に、低電圧で駆動し、高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低電圧駆動と、高効率化が求められている。有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動電圧の低電圧化及び高効率化を実現するために、正孔輸送層の定常化、安定化などが検討されている。正孔輸送層に用いられる正孔輸送材料としては、カルバゾール誘導体や芳香族アミン系化合物等の様々な化合物が知られているが、素子の駆動電圧の更なる低電圧化と、高効率化を実現するためには、新たな材料の開発が必要である。
【０００５】
一方、ホスト材料としてインドロベンゾチオフェンやインドロインドール誘導体が、素子の高効率化や長寿命化に有利な材料として近年提案されている（特許文献１、２、３）。しかしながら、これらの材料を用いた有機EL素子も充分な発光効率を有しているとは言い難く、現在では一層、低電圧駆動が可能で高効率な有機EL素子が望まれている。特に、赤色発光領域および緑色発光領域に比べて、青色発光領域では、有機EL素子の発光効率が低いため、発光効率の向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１１／１３２８６６号
【特許文献２】国際公開第２０１２／０５０００３号
【特許文献３】国際公開第２０１２／０３５９３４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１及び２に記載された材料は、更なる低電圧駆動と、高効率化及び長寿命化を実現するためには、更なる改良が必要である。また、ホスト材料として開発された特許文献１〜３に記載された材料は、正孔輸送材料等の発光層と陽極との間に配置される積層膜の材料として用いるには、十分な材料ではない。
【０００８】
本発明は、上述の問題を解決するものであって、低電圧駆動が可能で高効率且つ長寿命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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態によると、下記一般式（１）で表されるトリアリールアミン誘導体を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料が提供される。
【化１】
2015119055.tif 000002
式中、Xは酸素原子又は硫黄原子であり、R1及びR2は水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数３以上３０以下のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数１以上１５以下のアルキル基、置換若しくは無置換のシリル基、シアノ基、ハロゲン原子、又は重水素原子であり、R3〜R10は水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数３以上３０以下のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数１以上１５以下のアルキル基、置換若しくは無置換のシリル基、シアノ基、ハロゲン原子、又は重水素原子であり、Lは２価のアリーレン基である。
【００１０】
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用材料は、正孔輸送性を示すインドールに対して、ベンゾチオフェンやベンゾフランを縮環することにより正孔輸送性が向上し、連結基を介してトリアリールアミンと結合することによりHOMOの準位が調整され、低電圧駆動が可能で高効率且つ長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子を形成することができる。青色発光領域においては、これらの素子の特性が特に向上する。
【００１１】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料において、前記一般式（１）中、前記R3〜R8は互いに結合し、飽和又は不飽和の環を形成してもよい。
【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用材料は、R3〜R8が互いに結合し、飽和又は不飽和の環を形成することにより、低電圧駆動が可能で高効率且つ長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子を形成することができる。
【００１３】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料において、前記一般式（１）中、前記R3と前記R4とが互いに結合して、下記一般式（２）で表さる化学構造を有してもよい。
【化２】
2015119055.tif 000003
式中、Xは酸素原子又は硫黄原子であり、R1及びR2は水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数３以上３０以下のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数１以上１５以下のアルキル基、置換若しくは無置換のシリル基、シアノ基、ハロゲン原子、又は重水素原子であり、R3〜R8は水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数３以上３０以下のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数１以上１５以下のアルキル基、置換若しくは無置換のシリル基、シアノ基、ハロゲン原子、又は重水素原子であり、Lは２価のアリーレン基である。
【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用材料は、一般式（１）中のR3とR4とが互いに結合してカルバゾール部位を形成することにより、正孔輸送性が向上し、低電圧駆動が可能で高効率且つ長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子を形成することができる。
【００１５】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料において、前記一般式（２）中、前記R3〜R6は互いに結合し、飽和又は不飽和の環を形成してもよい。
【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用材料は、R3〜R6が互いに結合し、飽和又は不飽和の環を形成することにより、低電圧駆動が可能で高効率な有機エレクトロルミネッセンス素子を形成することができる。
【００１７】
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有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を発光層と陽極との間に配置される積層膜の一つの膜中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。
【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は、トリアリールアミンにインドロベンゾフラン部位又はインドロベンゾチオフェン部位を有する有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を発光層と陽極との間に配置される積層膜の一つの膜中に含むことにより、駆動電圧の低電圧化と高効率化を実現することができる。
【００１９】
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有機エレクトロルミネッセンス素子用材料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が提供される。
【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、トリアリールアミンにインドロベンゾフラン部位又はインドロベンゾチオフェン部位を有する有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を発光層又は発光層と陽極との間に配置される積層膜の一つの膜に用いることにより、駆動電圧の低電圧化、高効率化及び長寿命化を実現することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、低電圧駆動が可能で高効率かつ長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子用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。
【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。
【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、本発明者らは、インドロベンゾピロール部位と、トリアリールアミン部位を組合わせることにより、更なる低電圧駆動や高効率化及び長寿命化が期待できることを見出した。しかし、発光層だけではなく、発光層と陽極との間に配置される積層膜の材料として用いるには、更にHOMO準位を低く調整することが望ましく、検討の結果、インドロベンゾピロール部位に替えて、インドロベンゾフラン部位又はインドロベンゾチオフェン部位を導入することにより、格段の低電圧駆動や高効率化及び長寿命化を実現することができることを見出した。さらに、本発明者らは、インドロベンゾフラン部位又はインドロベンゾチオフェン部位と、トリアリールアミン部位とを単結合ではなく、連結基を用いて結合することが、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料のHOMOの準位を適正に調整するのに有効な手段であることを見出し、発明を完成させた。
【００２４】
以下、図面を参照して本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用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ついて説明する。但し、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用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】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、下記一般式（３）で示される複素環部位を有するトリアリールアミン誘導体を含む。
【化３】
2015119055.tif 000004
【００２６】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料において、式（３）中、Xは酸素原子又は硫黄原子である。つまり、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、インドロベンゾフラニル基又はインドロベンゾチオフェニル基を有し、これにより、イオン化エネルギーが下がるため、正孔輸送材料として好適である。
【００２７】
R1及びR2は水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数３以上３０以下のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数１以上１５以下のアルキル基、置換若しくは無置換のシリル基、シアノ基、ハロゲン原子、又は重水素原子である。また、R1とR2とは同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００２８】
ここで、R1及びR2は、例えば、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、セカンダリーブチル基、ターシャリーブチル基、フェニル基、トルイル基、ビフェニル基の何れかであるが、これらに限定されるものではない。
【００２９】
また、式（３）中、R3〜R10は水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数３以上３０以下のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数１以上１５以下のアルキル基、置換若しくは無置換のシリル基、シアノ基、ハロゲン原子、又は重水素原子である。また、R3〜R10はそれぞれ異なっていてよく、２以上置換基が同じであってもよい。
【００３０】
ここで、R3〜R10は、例えば、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、セカンダリーブチル基、ターシャリーブチル基、フェニル基、トルイル基、ジメチルフェニル基、トリメチルフェニル基、ジフェニルフェニル基、トリフェニルフェニル基、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、ビフェニル基、ナフチル基、ナフチルフェニル基、フェニルナフチル基、ピリジル基、ピリジルフェニル基、キノリル基、トリメチルシリルフェニル基、トリフェニルシリルフェニル基の何れかであるが、これらに限定されるものではない。
【００３１】
また、式（３）中、Lは２価のアリーレン基である。ここで、２価のアリーレン基としては、環形成炭素数６以上１８以下のアリーレン基が好ましい。本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、インドロベンゾフラニル基又はインドロベンゾチオフェニル基と、トリアリールアミン部位とを、連結基を用いて結合することにより、HOMOの準位を適正に調整することができる。
【００３２】
ここで、Lは、例えば、フェニレン基、ビフェニレン基、フルオレニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基の何れかであるが、これらに限定されるものではない。
【００３３】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、トリアリールアミンにインドロベンゾフラニル基又はインドロベンゾチオフェニル基を、連結基を介して結合することにより、低電圧駆動が可能で高効率且つ長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子を形成することができる。本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、インドロベンゾピロール基に替えて、インドロベンゾフラニル基又はインドロベンゾチオフェニル基を導入することにより、従来報告されている材料に比してHOMO準位を低くすることができ、発光層のホスト材料、又は発光層と陽極との間に配置される積層膜の材料、特に正孔輸送材料として好適である。青色発光領域においては、これらの素子の特性を特に向上させることができる。
【００３４】
また、式（３）中、R1〜R6は互いに結合し、飽和又は不飽和の環を形成してもよい。これにより、低電圧駆動が可能で高効率且つ長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子を形成することができる。
【００３５】
より具体的には、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、式（３）中、R3とR4とが互いに結合することが好ましい。好ましくは、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、下記一般式（４）で表される化学構造を有する。
【化４】
2015119055.tif 000005
【００３６】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料において、式（４）中、Xは酸素原子又は硫黄原子である。R1及びR2は水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数３以上３０以下のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数１以上１５以下のアルキル基、置換若しくは無置換のシリル基、シアノ基、ハロゲン原子、又は重水素原子である。R1とR2とは同じであってもよく、異なっていてもよい。なお、R1及びR2の具体例は上述したため、詳細な説明は省略する。
【００３７】
また、式（４）中、R3〜R8は水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数３以上３０以下のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数１以上１５以下のアルキル基、置換若しくは無置換のシリル基、シアノ基、ハロゲン原子、又は重水素原子である。R3〜R6はそれぞれ異なっていてよく、２以上の置換基が同じであってもよい。なお、R3〜R8の具体例は上述したため、詳細な説明は省略する。
【００３８】
また、式（４）中、Lは２価のアリーレン基である。ここで、２価のアリーレン基としては、環形成炭素数６以上１８以下のアリーレン基が好ましい。本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、インドロベンゾフラニル基又はインドロベンゾチオフェニル基と、トリアリールアミン部位とを、連結基を用いて結合することにより、HOMOの準位を適正に調整することができる。なお、Lの具体例は上述したため、詳細な説明は省略する。
【００３９】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、式（３）中のR3とR4とが互いに結合することにより、カルバゾール部位を形成する。したがって、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、カルバゾリル基の９位の窒素にアリール基が結合するとともに、２位の炭素が２価の連結基を介して、インドロベンゾフラニル基又はインドロベンゾチオフェニル基と結合した構造を有する。
【００４０】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、カルバゾリル基を有することにより、正孔輸送性が向上する。また、インドロベンゾフラニル基又はインドロベンゾチオフェニル基を有することにより、イオン化エネルギーが下がるため、正孔輸送材料として好適である。さらに、インドロベンゾフラニル基又はインドロベンゾチオフェニル基とカルバゾリル基を、連結基を介して結合することにより、HOMOの準位を適正に調整することができる優れた材料である。したがって、発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、従来報告されている材料に比してHOMO準位を低くすることができ、発光層のホスト材料、又は発光層と陽極との間に配置される積層膜の材料、特に正孔輸送材料として好適である。これにより、低電圧駆動が可能で高効率且つ長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子を形成することができる。青色発光領域においては、これらの素子の特性を特に向上させることができる。
【００４１】
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、式（４）中、R3〜R6は互いに結合し、飽和又は不飽和の環を形成してもよい。R3〜R6が互いに結合し、飽和又は不飽和の環を形成することにより、低電圧駆動が可能で高効率な有機エレクトロルミネッセンス素子を形成することができる。
【００４２】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、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】
2015119055.tif 000006
2015119055.tif 000007
2015119055.tif 000008
【００４３】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、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】
2015119055.tif 000009
2015119055.tif 000010
2015119055.tif 000011
【００４４】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、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】
2015119055.tif 000012
2015119055.tif 000013
2015119055.tif 000014
【００４５】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
【化８】
2015119055.tif 000015
2015119055.tif 000016
2015119055.tif 000017
【００４６】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
【化９】
2015119055.tif 000018
2015119055.tif 000019
2015119055.tif 000020
【００４７】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
【化１０】
2015119055.tif 000021
2015119055.tif 000022
2015119055.tif 000023
【００４８】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
【化１１】
2015119055.tif 000024
2015119055.tif 000025
2015119055.tif 000026
【００４９】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
【化１２】
2015119055.tif 000027
2015119055.tif 000028
2015119055.tif 000029
【００５０】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
【化１３】
2015119055.tif 000030
2015119055.tif 000031
2015119055.tif 000032
【００５１】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
【化１４】
2015119055.tif 000033
2015119055.tif 000034
2015119055.tif 000035
【００５２】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
【化１５】
2015119055.tif 000036
2015119055.tif 000037
2015119055.tif 000038
【００５３】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
【化１６】
2015119055.tif 000039
2015119055.tif 000040
2015119055.tif 000041
【００５４】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
【化１７】
2015119055.tif 000042
2015119055.tif 000043
2015119055.tif 000044
【００５５】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
【化１８】
2015119055.tif 000045
【００５６】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、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、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、発光層と陽極との間に配置された積層膜の何れか一層に用いることができる。これにより、正孔輸送性が向上し、有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動電圧の低電圧化と高効率化、長寿命化を実現することができる。
【００５７】
（有機エレクトロルミネッセンス素子）
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料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、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層に用いることができる。また、一実施形態において、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、発光層と陽極との間に配置された積層膜の何れか一層に用いることができる。
【００５８】
例えば、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を正孔輸送層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）、N,N,N′,N′-Tetrakis(3-methylphenyl)-3,3′-dimethylbenzidine（HMTPD）等を含む。正孔輸送層１０８は、正孔注入層１０６上に配置され、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料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、例えば、9,10-Di(2-naphthyl)anthracene（ADN）を含むホスト材料に2,5,8,11-Tetra-t-butylperylene （TBP）をドープして形成することができる。電子輸送層１１２は、発光層１１０上に配置され、例えば、Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminium（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）を含む材料により形成される。陰極１１６は、電子注入層１１４上に配置され、Al等の金属や酸化インジウムスズ（ITO）やインジウム亜鉛酸化物（IZO）等の透明材料により形成される。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。
【００５９】
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有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いることにより、駆動電圧の低電圧化と高効率化を実現可能な正孔輸送層が形成される。なお、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、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。
【００６０】
また、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有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を発光層、又は発光層と陽極との間に配置された積層膜の何れか一層に用いることにより、駆動電圧の低電圧化と高効率化、長寿命化を実現することができる。
【実施例】
【００６１】
（製造方法）
上述した本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
【００６２】
（化合物１の合成）
アルゴン雰囲気下、１００ｍＬの三つ口フラスコに、化合物Ａ  １．００ｇとＢ  ２．１３ｇ、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）（Ｐｄ（ｄｂａ）２）  ０．１３ｇ、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン（（ｔ−Ｂｕ）３Ｐ）  ０．１８ｇ、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド  ０．６５ｇを加えて、３０ｍＬのトルエン溶媒中で６時間加熱還流した。空冷後、水を加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒を使用）で精製後、トルエン／ヘキサン混合溶媒で再結晶を行い、白色固体の化合物１を２．６５ｇ（収率８６％）得た。
【化１９】
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【００６３】
（化合物１の同定）
１Ｈ−ＮＭＲ測定で測定された化合物１のケミカルシフト値は、７．９０（ｄ，１Ｈ），７．８６−７．８３（ｍ，２Ｈ），７．７５−７．５８（ｍ，１２Ｈ），７．５０−７．３９（ｍ，５Ｈ），７．３５−７．２２（ｍ，１４Ｈ）であった。また、ＦＡＢ−ＭＳ測定により測定された化合物１の分子量は、６９４であった。
【００６４】
（化合物１５の合成）
アルゴン雰囲気下、１００ｍＬの三つ口フラスコに、化合物Ａ  １．５０ｇとＣ  ２．６８ｇ、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）（Ｐｄ（ｄｂａ）２）  ０．１９ｇ、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン（（ｔ−Ｂｕ）３Ｐ）  ０．２７ｇ、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド  ０．９７ｇを加えて、４５ｍＬのトルエン溶媒中で７時間加熱還流した。空冷後、水を加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒を使用）で精製後、トルエン／ヘキサン混合溶媒で再結晶を行い、白色固体の化合物１５を３．３１ｇ（収率９１％）得た。
【化２０】
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【００６５】
（化合物１５の同定）
１Ｈ−ＮＭＲ測定で測定された化合物１５のケミカルシフト値は、８．１４−８．１２（ｍ，２Ｈ），７．９５−７．７７（ｍ，４Ｈ），７．７２−７．５０（ｍ，８Ｈ），７．４６−７．３８（ｍ，５Ｈ），７．３５−７．１７（ｍ，５Ｈ）であった。また、ＦＡＢ−ＭＳ測定により測定された化合物の分子量は、５４０であった。
【００６６】
上述した化合物１、１５及び３３を用いて、実施例１〜３の有機エレクトロルミネッセンス素子を形成した。また、比較例として、化合物Ｃ１及び化合物Ｃ２を用いて、比較例１及び比較例２の有機エレクトロルミネッセンス素子を形成した。なお、化合物Ｃ１は、特許文献１に記載されたインドロベンゾピロール基とカルバゾリル基を有する化合物である。また、化合物Ｃ２は、特許文献３に記載されたインドロベンゾチオフェニル基とトリアリールアミンとが単結合した化合物である。
【化２１】
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【００６７】
実施例１〜３及び比較例１、２を正孔輸送材料として用いて、上述した製造方法により、有機エレクトロルミネッセンス素子を形成した。本実施例においては、基板１０２には透明ガラス基板を用い、１５０ｎｍの膜厚のITOで陽極１０４を形成し、６０ｎｍの膜厚のTNATAで正孔注入層１０６を形成し、３０ｎｍの膜厚の正孔輸送層１０８を形成し、ADNにTBPを３％ドープした２５ｎｍの膜厚の発光層１１０を形成し、２５ｎｍの膜厚のAlq3で電子輸送層１１２を形成し、１ｎｍの膜厚のLiFで電子注入層１１４を形成し、１００ｎｍの膜厚のAlで陰極１１６を形成した。
【００６８】
作成した有機エレクトロルミネッセンス素子について、電圧、電流効率及び半減寿命を評価した。なお、電流効率は１０  ｍＡ／ｃｍ２における値を示し、半減寿命１，０００  ｃｄ／ｍ２で測定して評価した。
【表１】
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【００６９】
表１から明らかなように、実施例１〜３の化合物は、比較例１及び２の化合物に比して、低電圧で有機エレクトロルミネッセンス素子を駆動させた。また、電流効率、半減寿命においても、実施例１〜３の化合物は、比較例１及び２の化合物に比して優れた特性を有することが明らかとなった。実施例１の化合物と比較例２の化合物とを比較すると、連結基としてフェニレン基を導入した実施例１の化合物を用いることにより、格段の低電圧駆動と、高い電流効率を実現することが明らかである。また、実施例１の化合物と実施例２の化合物とを比較すると、式（３）中、R3とR4とが互いに結合してカルバゾリル基を形成することにより、共役系の拡張により、正孔輸送性が向上して発光効率が向上することが明らかとなった。
【００７０】
また、実施例２の化合物と比較例１の化合物とを比較すると、連結基としてフェニレン基を導入した点、カルバゾリル基を有する点について共通するものの、インドロベンゾチオフェニル基を有する実施例２の化合物は、インドロベンゾピロール基を有する比較例１の化合物に比して、有意に低電圧化及び高効率化を実現することが明らかとなった。また、このような効果は、インドロベンゾフラニル基を有する実施例３においても同様に得られることが明らかとなった。この結果は、インドロベンゾピロール基をインドロベンゾチオフェニル基又はインドロベンゾフラニル基にすることにより、格段の効果を得ることができることを示す。
【００７１】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、従来のインドロベンゾピロール部位に替えて、インドロベンゾフラン部位又はインドロベンゾチオフェン部位を有するとともに、連結基を介してトリアリールアミン部位と結合することにより、正孔輸送性が向上し、有機エレクトロルミネッセンス素子を低電圧で駆動させ、高い発光効率と長寿命化を実現することができる。
【符号の説明】
【００７２】
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
【図１】
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