(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の一般式（１）で表される有機エレクトロルミネッセンス素子用モノアミン材料。
【化１】
0006788335.tif 000019
［前記一般式（１）中、X1はO、S、R9−C−R10又はN−R11から選択されるいずれか一つであり、R1〜R11はそれぞれ独立的にシアノ基、炭素数１０以下のアルキル基、環形成炭素数３以上３０以下のシクロアルキル基、無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、トリアルキルシリル基、アリールオキシ基、アリールチオ基、トリアリールシリル基、アルキルジアリールシリル基、ジアルキルアリールシリル基又は無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、nは０以上４以下、mは０以上３以下、oは０以上２以下の整数であり、R1〜R11は互いに結合して飽和又は不飽和の５員環〜７員環を形成するか又は互いに結合せず、フェナントレニル基は４位以外の位置で窒素原子と結合する。］
【請求項２】
前記一般式（１）において、フェナントリル基は９位又は１０位以外の位置で窒素元素に結合してい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モノアミン材料。
【請求項３】
以下の一般式（２）で表される有機エレクトロルミネッセンス素子用モノアミン材料。
【化２】
0006788335.tif 000020
［前記一般式（２）中、X2はO又はSであり、R12〜R19はそれぞれ独立的にシアノ基、炭素数１０以下のアルキル基、環形成炭素数３以上３０以下のシクロアルキル基、無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、トリアルキルシリル基、アリールオキシ基、アリールチオ基、トリアリールシリル基、アルキルジアリールシリル基、ジアルキルアリールシリル基又は無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、nは０以上４以下、mは０以上３以下、pは０又は１の整数であり、R12〜R19は互いに結合して飽和又は不飽和の５員環〜７員環を形成するか又は互いに結合しない。］
【請求項４】
前記請求項１乃至請求項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モノアミン材料を発光層と陽極との間に配置された積層膜のうちの少なくも一層に含む有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記請求項１乃至請求項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モノアミン材料を、発光層と陽極との間に配置され、且つ発光層に隣接した層に含む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モノアミン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、高効率、長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子用の正孔輸送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及び長寿命化が求められており、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ために、正孔輸送層の定常化、安定化、耐久化などが検討されている。
【０００５】
正孔輸送層に用いられる正孔輸送材料としては、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、例えば、特許文献１〜３に開示されているようなアミン系化合物が提案されている。しかしながら、芳香族アミン系化合物等は電子耐性が低いことから、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い。また、従来の正孔輸送材料は、発光層で消費されずに陽極側の層に到達した電子の伝達を阻害する性質が不足していたため、該電子による陽極側に存在する層の材料の劣化が、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率及び寿命の低下の一因となっていた。そのため、現在では一層、高効率で、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２−１７８６６６号公報
【特許文献２】特許第４０９０８７４号
【特許文献３】韓国特許第８２０８３０号
【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、高効率、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】
【０００８】
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モノアミン材料が提供される。
【化１】
0006788335.tif 000002
一般式（１）中、X1はO、S、R9−C−R10又はN−R11から選択されるいずれか一つであり、R1〜R11はそれぞれ独立的に炭素数１０以下のアルキル基、環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、トリアルキルシリル基、アリールオキシ基、アリールチオ基、トリアリールシリル基、アルキルジアリールシリル基、ジアルキルアリールシリル基又は環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、nは０以上４以下、mは０以上３以下、oは０以上２以下の整数である。
【０００９】
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モノアミン材料は、アミンに２つのフェナントレン部位を導入することにより、正孔輸送性及び電子耐性が向上し、且つ電子の伝達を阻害することが可能になり、有機エレクトロルミネッセンス素子において高効率、長寿命の正孔輸送層を形成することができる。
【００１０】
本発明の一実施形態によると、一般式（１）において、フェナントリル基は、９位又は１０位以外の位置で窒素元素に結合していてもよい。
【００１１】
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モノアミン材料は、アミンに２つのフェナントレン部位を導入することにより、正孔輸送性及び電子耐性が向上し、且つ電子の伝達を阻害することが可能になり、有機エレクトロルミネッセンス素子において高効率、長寿命の正孔輸送層を形成することができる。
【００１２】
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モノアミン材料が提供される。
【化２】
0006788335.tif 000003
一般式（２）中、X2はO又はSであり、R12〜R19はそれぞれ独立的に炭素数１０以下のアルキル基、環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、トリアルキルシリル基、アリールオキシ基、アリールチオ基、トリアリールシリル基、アルキルジアリールシリル基、ジアルキルアリールシリル基又は環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、nは０以上４以下、mは０以上３以下、pは０又は１の整数である。
【００１３】
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モノアミン材料は、アミンに２つのフェナントレン部位を導入することにより、正孔輸送性及び電子耐性が向上し、且つ電子の伝達を阻害することが可能になり、有機エレクトロルミネッセンス素子において高効率、長寿命の正孔輸送層を形成することができる。
【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モノアミン材料を発光層と陽極との間に配置された積層膜のうちの少なくも一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。
【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、アミンに２つのフェナントレン部位が導入された有機エレクトロルミネッセンス素子用モノアミン材料を発光層と陽極との間に配置された積層膜の何れか一つに含むことにより、正孔輸送性及び電子耐性が向上し、且つ電子の伝達を阻害することが可能になり、高効率、長寿命を実現することができる。
【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モノアミン材料を、発光層と陽極との間に配置され且つ発光層に隣接した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。
【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、アミンに２つのフェナントレン部位が導入された有機エレクトロルミネッセンス素子用モノアミン材料を、発光層と陽極との間に配置され、且つ発光層に隣接した層に含むことにより、陽極側に存在する層への電子の拡散を効果的に阻害することが可能になり、高効率、長寿命を実現することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、高効率、長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子用モノアミン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】
【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を示す概略図である。
【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を示す概略図である。
【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、本発明者は、モノアミンに２つのフェナントレン部位を導入した有機エレクトロルミネッセンス素子用モノアミン材料を、有機エレクトロルミネッセンス素子に用いることにより、高効率、長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子を実現可能であることを見出し、本発明を完成させた。
【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モノアミン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モノアミン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、以下の一般式（１）で表される、アミンの窒素原子（N）に２つのフェナントリル基が結合されたモノアミン化合物である。
【化３】
0006788335.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モノアミン材料において、一般式（１）中、X1はO、S、R9−C−R10又はN−R11から選択されるいずれか一つであり、R1〜R11はそれぞれ独立的に炭素数１０以下のアルキル基、環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、トリアルキルシリル基、アリールオキシ基、アリールチオ基、トリアリールシリル基、アルキルジアリールシリル基、ジアルキルアリールシリル基又は環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、nは０以上４以下、mは０以上３以下、oは０以上２以下の整数である。
【００２４】
R1〜R11として具体的には、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、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、、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���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−ジベンゾフラニル基、２−ジベンゾフラニル機、３−ジベンゾフラニル基、４−ジベンゾフラニル基、１−ジベンゾチアゾリル基、２−ジベンゾチアゾリル基、３−ジベンゾチアゾリル基、４−ジベンゾチアゾリル基、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���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−インドリル基等が挙げられるが、これらの置換基に限定されるわけではない。
【００２５】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用モノアミン材料において、一般式（１）における隣接した複数のR1〜R11は結合し、飽和もしくは不飽和の５〜７員環を形成してもよい。
【００２６】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用モノアミン材料は、一般式（１）において、２つのフェナントリル基がそれぞれ９位又は１０位でアミンの窒素原子（N）に結合されていてもよい。
【００２７】
即ち、上述の一般式（１）において、２つのフェナントリル基がそれぞれ９位又は１０位でアミンの窒素原子（N）に結合されている場合、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用モノアミン材料は、以下の一般式（２）で表される。
【００２８】
【化４】
0006788335.tif 000005
【００２９】
一般式（２）中、X2はO又はSであり、R12〜R19はそれぞれ独立的に炭素数１０以下のアルキル基、環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、トリアルキルシリル基、アリールオキシ基、アリールチオ基、トリアリールシリル基、アルキルジアリールシリル基、ジアルキルアリールシリル基又は環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、nは０以上４以下、mは０以上３以下、pは０又は１の整数である。
【００３０】
R12〜R19としては、上述した一般式（１）におけるR1〜R11と同じ官能基が挙げられる。また、一般式（１）における隣接した複数のR12〜R19は結合し、飽和もしくは不飽和の５〜７員環を形成してもよい。
【００３１】
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モノアミン材料は、一般式（１）において、２つのフェナントリル基がそれぞれ９位又は１０位以外の位置でアミンの窒素原子（N）に結合されていてもよい。或は、一般式（１）において、２つのフェナントリル基のうちの一方が９位又は１０位でアミンの窒素原子（N）に結合し、他方が９位又は１０位以外の位置で該窒素原子（N）に結合されていてもよい。即ち、２つのフェナントリル基がアミンの窒素原子（N）に非対称に結合されていてもよい。
【００３２】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用モノアミン材料は、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】
0006788335.tif 000006
【００３３】
【化６】
0006788335.tif 000007
【００３４】
【化７】
0006788335.tif 000008
【００３５】
【化８】
0006788335.tif 000009
【００３６】
【化９】
0006788335.tif 000010
【００３７】
【化１０】
0006788335.tif 000011
【００３８】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用モノアミン材料は、モノアミンに２つのフェナントレン部位を導入することにより、正孔輸送性及び電子耐性が向上する。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モノアミン材料を陽極と発光層との間に存在する層の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高効率化、及び長寿命化を達成することができる。
【００３９】
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モノアミン材料は、モノアミンに２つのフェナントレン部位を導入することにより、電子の伝達を阻害することが可能になる。発光層で消費されずに陽極側の層に到達した電子の伝達を阻害することができるため、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用モノアミン材料を陽極と発光層との間に存在する層の材料として用いることにより、陽極側の層の電子による劣化が抑制され、有機エレクトロルミネッセンスの長寿命化に寄与することができる。
【００４０】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用モノアミン材料は、有機エレクトロルミネッセンス素子において、陽極と発光層との間に存在する層のうち、少なくとも一層の材料として用いることができる。特に、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用モノアミン材料は、正孔輸送層の材料として用いることが好ましい。正孔輸送層が多層構造である場合、該多層構造において、発光層に近接する層の材料に用いることが好ましく、該発光層に隣接する層の材料に用いることが特に好ましい。陽極と発光層との間に存在する層のうち、発光層に近接又は隣接する層の材料に本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用モノアミン材料を用いることにより、発光層で消費されなかった電子が陽極側に位置する層に拡散することを効果的に抑制することができるため、電子による陽極側に位置する層の劣化を低減することができ、有機エレクトロルミネッセンスのさらなる長寿命化に寄与することができる。
【００４１】
（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モノアミン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を示す概略図である。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モノアミン材料は、発光層と陽極との間に配置された積層膜の少なくとも一層に用いることができる。
【００４２】
ここでは一例として、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用モノアミン材料を正孔輸送層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（Anode）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（HIL）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）、または4,4',4"−tris(N−(2−naphthyl)−N-phenylamino)−triphenylamine（2−TNATA）、4,4−Bis(N,N−di(3-tolyl)amino)−3,3−dimethylbiphenyl（HMTPD）等を含んでもよい。正孔輸送層（HTL）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モノアミン材料を用いて形成される。発光層（EL）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（ETL）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（EIL）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（Cathode）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。
【００４３】
本発明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モノアミン材料を用いることにより、電子による陽極側に存在する層の劣化を抑制し、有機エレクトロルミネッセンス素子１００の高効率化及び長寿命化を実現することができる。
【００４４】
また、本発明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モノアミン材料を正孔注入層の材料として用いてもよい。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モノアミン材料は、発光層と陽極との間に配置された積層膜のうちの少なくとも一層に用いることにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化及び長寿命化を実現することができる。
【００４５】
尚、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用モノアミン材料は、TFTを用いたアクティブマトリクスの有機エレクトロルミネッセンス発光装置にも適用することができる。また、有機エレクトロルミネッセンス素子１００では、発光層のドーパント材料として蛍光発光材料であるTBPを用いているが、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子では、燐光性の化合物を発光層の材料として用いてもよい。
【００４６】
（製造方法）
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用モノアミン材料は、以下に示す化合物３３やそれに類する構造を有するアリールアミン化合物にPd触媒などを用いてフェナントレン等のアリール化合物やヘテロアリール化合物等のハロゲン化物を作用させることにより合成することができる。
【００４７】
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モノアミン材料は、例えば、以下のように合成することができる。
【化１１】
0006788335.tif 000012
【００４８】
（化合物１の合成）
化合物３５（ジベンゾフランアミン）（2.20g, 12.0mmol）、化合物３６（ブロモフェナントレン）（6.31g, 24.5mmol）、ナトリウム−tert−ブトキシド（NaOtBu）（3.45g, 35.9mmol）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム(0)クロロホルム付加物（Pd2(DBA)3・CHCl3）（620mg, 0.599mmol）、無水キシレン（150mL）の混合液を脱気し、1.6M−トリ−tert−ブチルホスフィン（tBU3P）溶液（749μL, 1.20mmol）を加えた。混合物を12時間還流加熱した後、冷却し、ろ過した。ろ液を濃縮し、直接カラムクロマトグラフィを用いて精製することによって、化合物１（3.53g, 55%）を白色粉末として得た。
【００４９】
（化合物１の同定方法）
化合物１の同定は、ＦＡＢ−ＭＳ測定に分子イオンピークを検出することにより行った。ＦＡＢ−ＭＳ測定により測定された化合物１の分子量は、５３５であった。
【００５０】
また、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モノアミン材料は、例えば、以下のように合成することができる。
【化１２】
0006788335.tif 000013
【００５１】
（化合物２の合成）
化合物３７（ジベンゾフランアミン）（2.32g, 12.7mmol）、化合物３６（ブロモフェナントレン）（6.68g, 25.6mmol）、ナトリウム−tert−ブトキシド（NaOtBu）（3.73g, 38.0mmol）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム(0)クロロホルム付加物（Pd2(DBA)3・CHCl3）（656mg, 0.634mmol）、無水キシレン（150mL）の混合液を脱気し、1.6M−トリ−tert−ブチルホスフィン（tBU3P）溶液（475μL, 0.760mmol）を加えた。混合物を12時間還流加熱を行った後、冷却し、ろ過した。ろ液を濃縮し、直接カラムクロマトグラフィを用いて精製することによって、化合物２（4.62g, 68%）を白色粉末として得た。
【００５２】
（化合物２の同定方法）
化合物２の同定は、ＦＡＢ−ＭＳ測定に分子イオンピークを検出することにより行った。ＦＡＢ−ＭＳ測定により測定された化合物２の分子量は、５３５であった。
【００５３】
また、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モノアミン材料は、例えば、以下のように合成することができる。
【化１３】
0006788335.tif 000014
【００５４】
（化合物９の合成）
化合物３８（ジフェナントリルアミン）（3.19g, 8.64mmol）、化合物３９（ブロモジベンゾフラン）（2.35g, 9.51mmol）、ナトリウム−tert−ブトキシド（NaOtBu）（4.98g, 51.9mmol）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム(0)クロロホルム付加物（Pd2(DBA)3・CHCl3）（268mg, 0.260mmol）、無水キシレン（100mL）の混合液を脱気し、1.6M-トリ-tert-ブチルホスフィン（tBU3P）溶液（314μL, 0.520mmol）を加えた。混合物を10時間還流加熱を行った後、冷却し、ろ過した。ろ液を濃縮し、直接カラムクロマトグラフィを用いて精製することによって、化合物９（3.33g, 72%）を白色粉末として得た。
【００５５】
化合物９の同定は、ＦＡＢ−ＭＳ測定に分子イオンピークを検出することにより行った。ＦＡＢ−ＭＳ測定により測定された化合物９の分子量は、５３５であった。
【００５６】
（化合物１１の合成）
化合物３９の代わりに2−ブロモ−9,9−ジフェニルフルオレンを用いることを除いて化合物９の合成方法と同様に、上述の化合物１１を得た。
【００５７】
また、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モノアミン材料は、例えば、以下のように合成することができる。
【化１４】
0006788335.tif 000015
【００５８】
（化合物１３の合成）
化合物４０（ジベンゾフランアミン）（2.30g, 8.87mmol）、化合物３６（ブロモフェナントレン）（4.78g, 18.6mmol）、ナトリウム−tert−ブトキシド（NaOtBu）（2.56g, 2.66mmol）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム(0)クロロホルム付加物（Pd2(DBA)3・CHCl3）（458mg, 0.443mmol）、無水キシレン（150mL）の混合液を脱気し、1.6M−トリ−tert−ブチルホスフィン（tBU3P）溶液（554μL, 0.887mmol）を加えた。混合物を18時間還流加熱した後、冷却し、ろ過した。ろ液を濃縮し、直接カラムクロマトグラフィを用いて精製することによって、化合物１３（3.20g, 59%）を白色粉末として得た。
【００５９】
（化合物１３の同定方法）
化合物１３の同定は、ＦＡＢ−ＭＳ測定に分子イオンピークを検出することにより行った。ＦＡＢ−ＭＳ測定により測定された化合物１３の分子量は、６１２であった。
【００６０】
また、比較例として、以下に示す比較例化合物ｃ１乃至及び比較例化合物ｃ３を準備した。
【化１５】
0006788335.tif 000016
【化１６】
0006788335.tif 000017
【００６１】
化合物２、化合物９、化合物１１、比較例化合物ｃ１乃至比較例化合物ｃ３を正孔輸送材料として用いて、上述した有機エレクトロルミネッセンス素子１００と同様に有機エレクトロルミネッセンス素子２００を形成した。本実施例においては、基板２０２には透明ガラス基板を用い、１５０ｎｍの膜厚のITOで陽極２０４を形成し、６０ｎｍの膜厚の2−TNATAで正孔注入層２０６を形成し、３０ｎｍの膜厚の正孔輸送層２０８を形成し、ADNにTBPを３％ドープした２５ｎｍの膜厚の発光層２１０を形成し、Alq3で２５ｎｍの膜厚の電子輸送層２１２を形成し、LiFで１ｎｍの膜厚の電子注入層２１４を形成し、Alで１００ｎｍの膜厚の陰極２１６を形成した。
【００６２】
作成した有機エレクトロルミネッセンス素子２００について、駆動電圧、発光効率及び半減寿命を評価した。なお、電圧及び電流効率は１０ｍＡ／ｃｍ２における値を示し、半減寿命は初期輝度１，０００ｃｄ／ｍ２からの輝度半減時間を示す。評価結果を表１に示す。
【表１】
0006788335.tif 000018
【００６３】
表１から明らかなように、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用モノアミン材料を正孔輸送材料として用いた実施例１乃至実施例５と一般的な正孔輸送材料である比較例化合物ｃ３を用いた比較例３とを比べると、駆動電圧の低下、発光効率及び素子寿命の向上が認められた。また、実施例１乃至実施例５と比較例１とを比べると、駆動電圧の低下、発光効率及び素子寿命の向上が認められた。また、実施例２とアミンに結合しているフェナントレンがピレンに置き換えられた比較例２とを比べると、発光効率及び素子寿命の向上が見られた。また、実施例２と実施例３とを比較すると、２つのフェナントリル基のうちの一方が９位でアミンの窒素原子（N）に結合し、他方が２位で該窒素原子（N）に結合している、即ち、２つのフェナントリル基がアミンの窒素原子（N）に非対称に結合している化合物９を用いた実施例３の方が、実施例２よりも寿命が向上していた。
【００６４】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用モノアミン材料は、アミンの窒素原子に２つのフェナントレン部位を導入することにより、正孔輸送性と電子耐性が向上し、且つ電子の伝達を阻害することができる。そのため、表１に示す結果から明らかなように、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用モノアミン材料を陽極と発光層との間に存在する少なくとも一層の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高効率化及び長寿命化を達成することができる。
【符号の説明】
【００６５】
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、２０２  基板、２０４  陽極、２０６  正孔注入層、２０８  正孔輸送層、２１０  発光層、２１２  電子輸送層、２１４  電子注入層、２１６  陰極
【図１】
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【図２】
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