(57)【要約】      （修正有）【課題】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。【解決手段】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（１）で表される。2015103583.tif 000030【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】
2015103583.tif 000028
［式中、Arは環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、環形成炭素数１以上３０以下のヘテロアリール基又は炭素数１以上１５以下のアルキル基であり、R1〜R15は環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、環形成炭素数１以上３０以下のヘテロアリール基、炭素数１以上１５以下のアルキル基、ハロゲン原子、水素原子又は重水素原子であり、L1は２価の連結基である。］
【請求項２】
下記一般式（２）で表されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【化２】
2015103583.tif 000029
［式中、Arは環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、環形成炭素数１以上３０以下のヘテロアリール基又は炭素数１以上１５以下のアルキル基であり、R1〜R15は環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、環形成炭素数１以上３０以下のヘテロアリール基、炭素数１以上１５以下のアルキル基、ハロゲン原子、水素原子又は重水素原子である。］
【請求項３】
隣接した複数の前記R1〜R14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又は２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４】
請求項１乃至３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。
【請求項５】
請求項１乃至３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。
【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、青色発光領域において、高効率で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、高効率化及び長寿命化が求められている。特に、青色発光領域及び緑色発光領域においては、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率と寿命は十分なものとは言い難い。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、アントラセン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、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化に有利な材料として、カルバゾール誘導体が提案されている（特許文献１、２及び３）。
【０００５】
しかしながら、これらの材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子も充分な発光寿命を有しているとは言い難く、現在では一層、高効率で低電圧駆動が可能であり、発光寿命の長い有機エレクトロルミネッセンス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、有機エレクトロルミネッセンス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。有機エレクトロルミネッセンス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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１４３８４５号公報
【特許文献２】国際公開番号ＷＯ２０１１−１５２５９６号
【特許文献３】特開２００４−２１７５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【０００８】
特に、本発明は、青色発光領域において、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高効率で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】
2015103583.tif 000002
式中、Arは環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、環形成炭素数１以上３０以下のヘテロアリール基又は炭素数１以上１５以下のアルキル基であり、R1〜R15は環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、環形成炭素数１以上３０以下のヘテロアリール基、炭素数１以上１５以下のアルキル基、ハロゲン原子、水素原子又は重水素原子であり、L1は２価の連結基である。
【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、正孔輸送性を示し、連結基を介して熱に強いカルバゾール部位を２つ導入することで、有機エレクトロルミネッセンス素子の低電圧駆動と、正孔輸送性と電子耐性を向上させ、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化及び高効率化を達成することができる。特に、青色領域での顕著な効果を得ることができる。
【００１１】
また、本発明の一実施形態によると、下記一般式（２）で表される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２】
2015103583.tif 000003
式中、Arは環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、環形成炭素数１以上３０以下のヘテロアリール基又は炭素数１以上１５以下のアルキル基であり、R1〜R15は環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、環形成炭素数１以上３０以下のヘテロアリール基、炭素数１以上１５以下のアルキル基、ハロゲン原子、水素原子又は重水素原子である。
【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用材料は、正孔輸送性を示し、フェニレン基を介して、熱に強いカルバゾール部位を２つ導入することで、有機エレクトロルミネッセンス素子の低電圧駆動と、正孔輸送性と電子耐性を向上させ、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化及び高効率化を達成することができる。特に、青色領域での顕著な効果を得ることができる。
【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、隣接した複数の前記R1〜R14は互いに結合し、飽和又は不飽和の環を形成してもよい。
【００１４】
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。
【００１５】
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、正孔輸送性を示し、連結基を介して、熱に強いカルバゾール部位を２つ導入した有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いて発光層を形成することで、低電圧駆動が可能となり、正孔輸送性と電子耐性が向上し、長寿命化及び高効率化を達成することができる。特に、青色領域での顕著な効果を得ることができる。
【００１６】
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。
【００１７】
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、正孔輸送性を示し、連結基を介して、熱に強いカルバゾール部位を２つ導入した有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いて発光層と陽極との間に配置される積層膜の一つの膜を形成することで、低電圧駆動が可能となり、正孔輸送性と電子耐性が向上し、長寿命化及び高効率化を達成することができる。特に、青色領域での顕著な効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、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ができる。特に、本発明によると、青色発光領域において、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高効率で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ができる。本発明は、正孔輸送性を示し、熱に強いカルバゾール部位を２つ導入することで、正孔輸送性と電子耐性を向上させ、青色領域素子の長寿命・高効率化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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】
【００２０】
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、正孔輸送性を示し、連結基を介して熱に強いカルバゾール部位を２つ導入することで、有機エレクトロルミネッセンス素子の低電圧駆動と、正孔輸送性及び電子耐性の向上が期待できることを見出した。このような連結基を介してカルバゾール部位を２つ導入した化合物は、特許文献３にも記載されているが、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準位を低くすることが望ましく、さらなる検討が必要であった。検討の結果、一方のカルバゾール部位の２位の炭素と他方のカルバゾール部位の９位の窒素とを、連結基を介して結合することにより、格段の低電圧駆動と、高効率化及び長寿命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。
【００２１】
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。
【００２２】
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３】
2015103583.tif 000004
【００２３】
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、Arは環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、環形成炭素数１以上３０以下のヘテロアリール基又は炭素数１以上１５以下のアルキル基である。また、R1〜R15は環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、環形成炭素数１以上３０以下のヘテロアリール基、炭素数１以上１５以下のアルキル基、ハロゲン原子、水素原子又は重水素原子である。R1〜R15は互いに異なってもよく、また、２つ以上が同じ置換基であってもよい。L1は２価の連結基である。
【００２４】
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、正孔輸送性を示し、熱に強いカルバゾール部位を、連結基を介して２つ導入するとともに、一方のカルバゾール部位の２位の炭素と他方のカルバゾール部位の９位の窒素とを、連結基を介して結合することにより、正孔輸送性及び電子耐性を向上させることができる。しかし、特許文献３のような一方のカルバゾール部位の３位の炭素で結合した場合では、本発明ほどはHOMO準位を低くすることができない。
【００２５】
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、一方のカルバゾール部位の９位の窒素に導入する置換基Arとしては、環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、環形成炭素数１以上３０以下のヘテロアリール基又は炭素数１以上１５以下のアルキル基が好ましい。
【００２６】
ここで、導入する上記一般式（３）中のArとしては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、フルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、アセトナフテニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピリジル基、フラニル基、フラニル基、ピラニル基、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、およびジベンゾチエ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。
【００２７】
上記式（３）中のArとしては、以下のようなもの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。
【化４】
2015103583.tif 000005
【００２８】
また、２価の連結基L1としては、置換又は無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリーレン基を用いることができる。本発明において、連結基L1としては、例えば、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基、ジフェニルベンゼンジイル基及びアントラセニル基等が好ましく、特にフェニレン基が好ましい。
【００２９】
上記式（３）中の２価の連結基L1としては、以下のようなもの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。
【化５】
2015103583.tif 000006
【００３０】
また、R1〜R15は環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、環形成炭素数１以上３０以下のヘテロアリール基、炭素数１以上１５以下のアルキル基、ハロゲン原子、水素原子又は重水素原子である。R1〜R15は互いに異なってもよく、また、２つ以上が同じ置換基であってもよい。
【００３１】
ここで、導入する上記一般式（３）中のR1〜R15としては、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ターフェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基、フルオランテニル基、フルオレニル基、１−ピロリル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジニル基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、１−インドリル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、１−イソインドリル基、２−イソインドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフラニル基、７−イソベンゾフラニル基、キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサリニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、９−カルバゾリル基、１−フェナンスリジニル基、２−フェナンスリジニル基、３−フェナンスリジニル基、４−フェナンスリジニル基、６−フェナンスリジニル基、７−フェナンスリジニル基、８−フェナンスリジニル基、９−フェナンスリジニル基、１０−フェナンスリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１，７−フェナンスロリン−２−イル基、１，７−フェナンスロリン−３−イル基、１，７−フェナンスロリン−４−イル基、１，７−フェナンスロリン−５−イル基、１，７−フェナンスロリン−６−イル基、１，７−フェナンスロリン−８−イル基、１，７−フェナンスロリン−９−イル基、１，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１，８−フェナンスロリン−２−イル基、１���８−フェナンスロリン−３−イル基、１，８−フェナンスロリン−４−イル基、１，８−フェナンスロリン−５−イル基、１，８−フェナンスロリン−６−イル基、１，８−フェナンスロリン−７−イル基、１，８−フェナンスロリン−９−イル基、１，８−フェナンスロリン−１０−イル基、１，９−フェナンスロリン−２−イル基、１，９−フェナンスロリン−３−イル基、１，９−フェナンスロリン−４−イル基、１，９−フェナンスロリン−５−イル基、１，９−フェナンスロリン−６−イル基、１，９−フェナンスロリン−７−イル基、１，９−フェナンスロリン−８−イル基、１，９−フェナンスロリン−１０−イル基、１，１０−フェナンスロリン−２−イル基、１，１０−フェナンスロリン−３−イル基、１，１０−フェナンスロリン−４−イル基、１，１０−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−１−イル基、２，９−フェナンスロリン−３−イル基、２，９−フェナンスロリン−４−イル基、２，９−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−６−イル基、２，９−フェナンスロリン−７−イル基、２，９−フェナンスロリン−８−イル基、２，９−フェナンスロリン−１０−イル基、２，８−フェナンスロリン−１−イル基、２，８−フェナンスロリン−３−イル基、２，８−フェナンスロリン−４−イル基、２，８−フェナンスロリン−５−イル基、２，８−フェナンスロリン−６−イル基、２，８−フェナンスロリン−７−イル基、２，８−フェナンスロリン−９−イル基、２，８−フェナンスロリン−１０−イル基、２，７−フェナンスロリン−１−イル基、２，７−フェナンスロリン−３−イル基、２，７−フェナンスロリン−４−イル基、２，７−フェナンスロリン−５−イル基、２，７−フェナンスロリン−６−イル基、２，７−フェナンスロリン−８−イル基、２，７−フェナンスロリン−９−イル基、２，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノチアジニル基、２−フェノチアジニル基、３−フェノチアジニル基、４−フェノチアジニル基、１０−フェノチアジニル基、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジニル基、１０−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オキサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、３−フラザニル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−メチルピロール−１−イル基、２−メチルピロール−３−イル基、２−メチルピロール−４−イル基、２−メチルピロール−５−イル基、３−メチルピロール−１−イル基、３−メチルピロール−２−イル基、３−メチルピロール−４−イル基、３−メチルピロール−５−イル基、２−ｔ−ブチルピロール−４−イル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロール−１−イル基、２−メチル−１−インドリル基、４−メチル−１−インドリル基、２−メチル−３−インドリル基、４−メチル−３−インドリル基、２−ｔ−ブチル１−インドリル基、４−ｔ−ブチル１−インドリル基、２−ｔ−ブチル３−インドリル基、４−ｔ−ブチル３−インドリル基、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、���−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。
【００３２】
上記式（３）中のR1〜R15としては、以下のようなもの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。
【化６】
2015103583.tif 000007
【００３３】
また、上記式（３）中のR1〜R15としては、以下のようなもの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。
【化７】
2015103583.tif 000008
【００３４】
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、より具体的には、下記一般式（４）で表されるトリアリールアミン誘導体である。
【化８】
2015103583.tif 000009
【００３５】
上述したように、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は、２価の連結基L1としてフェニレン基を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、一方のカルバゾール部位の２位の炭素と他方のカルバゾール部位の９位の窒素とを、フェニレン基を介して結合することにより、正孔輸送性及び電子耐性を向上させることができる。
【００３６】
式（４）において、Arは環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、環形成炭素数１以上３０以下のヘテロアリール基又は炭素数１以上１５以下のアルキル基である。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、一方のカルバゾール部位の９位の窒素に環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、環形成炭素数１以上３０以下のヘテロアリール基又は炭素数１以上１５以下のアルキル基を導入することが好ましい。具体的な置換基の例は上記式（３）について説明したものと同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００３７】
また、R1〜R15は環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、環形成炭素数１以上３０以下のヘテロアリール基、炭素数１以上１５以下のアルキル基、ハロゲン原子、水素原子又は重水素原子である。R1〜R15は互いに異なってもよく、また、２つ以上が同じ置換基であってもよい。具体的な置換基の例は上記式（３）について説明したものと同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００３８】
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）及び（４）において、R1〜R14は互いに結合し、飽和又は不飽和の環を形成してもよい。
【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、上述した構造を有することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の低電圧駆動を実現するとともに、正孔輸送性と電子耐性の向上により、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化及び高効率化を実現することができる。
【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、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】
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2015103583.tif 000011
2015103583.tif 000012
【００４１】
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】
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【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１１】
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【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１２】
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【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、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を実現することができる。
【００４５】
（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。
【００４６】
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 (N-1-naphtyl-N-phenylamino) triphenylamine (1-TNATA)、4,4 -Bis(N,N -di(3-tolyl)amino)-3,3-dimethylbiphenyl (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、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。また、例えば、9,10-Di(2-naphthyl)anthracene（ADN）を含むホスト材料にTetra-t-butylperylene (TBP) をドープして形成することもできる。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。
【００４７】
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。
【００４８】
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有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化及び長寿命化を実現することができる。
【実施例】
【００４９】
（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。
【化１３】
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【００５０】
（化合物Ａの合成）
アルゴン雰囲気下で、１Ｌの四つ口フラスコに、３，６−ジブロモカルバゾール  １０．０ｇとフェニルボロン酸  ７．８８ｇ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）  ０．５３３ｇ、２Ｍ  炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）水溶液  １３１ｍＬ、エタノール  ６５ｍＬを加え、３２５ｍＬのトルエン溶媒中９０℃で５時間攪拌した。空冷後、有機層を分取して溶媒留去した。その後、トルエンで再結晶を行い、白色固体の化合物Ａを８．３５ｇ（収率８５％）得た。
【００５１】
（化合物Ａの同定法）
化合物Ａの同定は、１Ｈ−ＮＭＲ測定及びＦＡＢ−ＭＳ測定により行った。尚、以下の化合物Ｂ、化合物Ｃ及び化合物１の同定も、化合物Ａの同定と同様に１Ｈ−ＮＭＲ測定及びＦＡＢ−ＭＳ測定により行った。また、化合物Ｄの同定は、１Ｈ−ＮＭＲ測定及びＬＣ−ＭＳ測定により行った。１Ｈ−ＮＭＲ測定では、溶媒にＣＤＣｌ３を用いた。
【００５２】
１Ｈ−ＮＭＲ測定で測定された化合物Ａのケミカルシフト値は、８．３４（ｄｄ，１Ｈ），８．１１（ｓ，１Ｈ），７．７２（ｄｄｄ，４Ｈ），７．６９（ｄｄ，２Ｈ），７．５０（ｄｄ，２Ｈ），７．４８（ｄｄｄｄ，４Ｈ），７．３４（ｔｔ，２Ｈ）であった。
【００５３】
（化合物Ｂの合成）
アルゴン雰囲気下で、２００  ｍＬの三つ口フラスコに、化合物Ａ  ４．７０ｇと１−ブロモ−４−ヨードベンゼン  ６．２４ｇ、銅  ７．４８ｇ、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）  １６．３ｇ、１８−クラウン６−エーテル  ２．３３ｇ、ＤＭＦ  ４７ｍＬを加え、１９０℃で１０時間攪拌した。空冷後、有機層を分取して溶媒留去した。その後、トルエンで再結晶を行い、白色固体の化合物Ｂを４．６１ｇ（収率６６％）得た。
【００５４】
（化合物Ｂの同定）
ＦＡＢ−ＭＳ測定により測定された化合物Ｂの分子量は、４７５であった。
【００５５】
（化合物Ｃの合成）
アルゴン雰囲気下で、２００ｍＬの三つ口フラスコに化合物Ｂ  ４．５０ｇを入れ、４７ｍＬのＴＨＦ溶媒中−７８℃で５分攪拌した。そこへ、１．５８Ｍのｎ−ブチルリチウム（ｎ−ヘキサン溶液）  ７．２０ｍＬ加え−７８℃で１時間攪拌した。次にトリメトキシボラン  ２．１１ｍＬ加え、室温で２時間攪拌した。その後、２Ｍ  塩酸水溶液  ５０ｍＬを加え、室温で３時間攪拌した。有機層を分取して溶媒留去した。その後、酢酸エチル／ヘキサン溶媒系で再沈殿を行い、白色固体の化合物Ｃを２．９２ｇ（収率７０％）得た。
【００５６】
（化合物Ｃの同定）
ＦＡＢ−ＭＳ測定により測定された化合物１の分子量は、４４０であった。
【００５７】
（化合物Ｄの合成）
アルゴン雰囲気下で、５００ｍＬの三つ口フラスコに、化合物Ｄ  ３．２０ｇと２−ブロモカルバゾール  １．７９ｇ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）  ０．５８９ｇ、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）  ２．０１ｇ、水  ２６ｍＬ、エタノール  １０ｍＬを加え、１６０ｍＬのトルエン溶媒中９０℃で６．５時間攪拌した。空冷後、有機層を分取して溶媒留去した。その後、トルエンで再結晶を行い、白色固体の化合物Ａを２．８６ｇ（収率７０％）得た。
【００５８】
（化合物Ｄの同定）
ＦＡＢ−ＭＳ測定により測定された化合物Ａの分子量は、５６１であった。
【００５９】
（化合物１の合成）
アルゴン雰囲気下、５００ｍＬの三つ口フラスコに、化合物Ｄ  １．５５ｇとブロモベンゼン  ０．４６５ｍＬ、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）（Ｐｄ２（ｄｂａ）３）  ０．１７２ｇ、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン（（ｔ−Ｂｕ）３Ｐ）  ０．２５０ｇ、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド  ０．７９７ｇを加えて、５０ｍＬキシレン溶媒中１２０℃で１０時間加熱攪拌した。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１．３２ｇ（収率７５％）得た。
【００６０】
（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、８．４１（ｄ，２Ｈ），８．２７（ｄ，１Ｈ），８．１９（ｄ，１Ｈ），７．９１（ｄ，１Ｈ），７．６３−７．７６（ｍ，１４Ｈ），７．４３−７．５６（ｍ，９Ｈ），７．３６−７．３８（ｍ，３Ｈ）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、６３７であった。
【００６１】
上述した化合物１及び１１を正孔輸送材料として用いて、上述した製造方法により、実施例１及び２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、下記に示す化合物２５及び化合物２６を正孔輸送材料として用いて、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２５は、特許文献３に記載された連結基を介してカルバゾール部位を２つ導入した化合物である。
【化１４】
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【００６２】
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、実施例及び比較例の化合物を用いて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。
【００６３】
作成した有機エレクトロルミネッセンス素子について、電圧及び発光効率及び寿命を評価した。なお、電流密度を１０  ｍＡ／ｃｍ２として評価した。
【表１】
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【００６４】
表１から明らかなように、実施例１及び２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、実施例１及び２の化合物は、比較例１及び２に比べ発光効率及び寿命が格段に向上した。特に、実施例１と比較例１とは、フェニレン基を介して２つのカルバゾール部位が結合する点で共通するものの、一方のカルバゾール部位の２位の炭素と他方のカルバゾール部位の９位の窒素とを、フェニレン基を介して結合した実施例１は、一方のカルバゾール部位の３位の炭素と他方のカルバゾール部位の９位の窒素とを、フェニレン基を介して結合した比較例１と比して、低電圧駆動、高発光効率及び長寿命を示した。この結果は、一方のカルバゾール部位の２位の炭素と他方のカルバゾール部位の９位の窒素とを、連結基を介して結合することにより、格段の効果を得ることができることを示す。この結果は上記の結合様式により、HOMOとLUMOの分子軌道が分離されたことによるものと考えられる。
【００６５】
また、実施例１と実施例２とを比較すると、２価の連結基としてフェニレン基を導入すると、ナフチレン基を導入した場合よりも駆動電圧が低く、高発光効率且つ長寿命となった。この結果から、連結基としてフェニレン基を用いることが好ましいことが明らかとなった。
【００６６】
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、一方のカルバゾール部位の２位の炭素と他方のカルバゾール部位の９位の窒素とを、連結基を介して結合することにより、正孔輸送性及び電子耐性が向上し、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、高発光効率及び長寿命を実現することができる。
【符号の説明】
【００６７】
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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