(57)【要約】【課題】カルバゾール含有化合物及びそれを利用した有機電界発光素子を提供する。【解決手段】青色燐光ホスト物質であってＣＢＰ（４，４’−Ｎ，Ｎ’−ｄｉｃａｒｂａｚｏｌｅ−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）と比較して大きい三重項エネルギーギャップを有して青色ドーパントへのエネルギー転移が効果的なカルバゾール含有化合物。このようなカルバゾール含有化合物を利用して形成された有機膜を採用する場合、高効率でかつ色純度及び消費電力特性が改善された有機電界発光素子が製造できる。【選択図】図４
2005132820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記化学式１に表示されるカルバゾール含有化合物：
【化１】
2005132820.tif 000020
前記式中、Ｒ１〜Ｒ３９は独立的に水素原子、シアノ基、ヒドロキシ基、チオール基、ハロゲン原子、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０のアルキル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０のアルコキシ基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０のアルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０のアルキルカルボニル基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０のアリール基、置換または非置換のＣ７−Ｃ３０のアリールカルボニル基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０のアリールアルキル基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０のアリールオキシ基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０のアリールアルキルオキシ基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０のヘテロアリール基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０のヘテロアリールアルキル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０のヘテロアリールオキシ基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０のヘテロアリールアルキルオキシ基、置換または非置換のＣ５−Ｃ３０のシクロアルキル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０のヘテロシクロアルキル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０のアルキルチオ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０のアリールチオ基、または−Ｓｉ（Ｒ’）（Ｒ”）（Ｒ”’）（前記式中、Ｒ’、Ｒ”及びＲ”’は独立的に水素原子またはＣ１−Ｃ３０のアルキル基）、−Ｎ（Ｒ’）（Ｒ”）（前記式中、Ｒ’とＲ”は独立的に水素またはＣ１−Ｃ３０のアルキル基）であり、または前記Ｒ４〜Ｒ６、Ｒ８〜Ｒ１０、Ｒ１２〜Ｒ１４、Ｒ１６〜Ｒ１９、Ｒ２０〜Ｒ２３、Ｒ２４〜Ｒ２７、Ｒ２８〜Ｒ３１、Ｒ３２〜Ｒ３５、Ｒ３６〜Ｒ３９のうちから選択された相互隣接された２つ以上の置換基が相互連結されて不飽和または飽和環を形成する。
【請求項２】
前記化合物が、
前記化学式１で、Ｒ６、Ｒ８及びＲ１２は何れもメトキシ基であり、Ｒ１〜Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１３〜Ｒ３９は何れも水素原子である化合物と、
前記化学式１で、前記Ｒ６、Ｒ８及びＲ１２は何れもメチル基であり、Ｒ１〜Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１３〜Ｒ３９は何れも水素原子である化合物と、
前記化学式１で、前記Ｒ４、Ｒ７、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１４及びＲ１５は何れもメチル基であり、Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１６〜Ｒ３９は何れも水素原子である化合物と、
前記化学式１で、前記Ｒ４、Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０、Ｒ１２及びＲ１４は何れもメチル基であり、Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ１１、Ｒ１３、Ｒ１５〜Ｒ３９は何れも水素原子である化合物と、
前記化学式１で、Ｒ１〜Ｒ３９は何れも水素原子である化合物と、
前記化学式１で、Ｒ４、Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０、Ｒ１２、Ｒ１４、Ｒ１８、Ｒ２１、Ｒ２６、Ｒ２９、Ｒ３４、Ｒ３７は何れもメチル基であり、Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ１１、Ｒ１３、Ｒ１５〜Ｒ１７、Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２２〜Ｒ２５、Ｒ２７、Ｒ２８、Ｒ３０〜Ｒ３３、Ｒ３５、Ｒ３６、Ｒ３８、Ｒ３９は何れも水素原子である化合物と、よりなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載のカルバゾール含有化合物。
【請求項３】
前記化合物が、下記化学式８に表示される化合物であることを特徴とする請求項１に記載のカルバゾール含有化合物。
【化２】
2005132820.tif 000021
【請求項４】
１対の電極間に具備されている有機膜を含んでいる有機電界発光素子において、
前記有機膜が、請求項１ないし請求項３のうち何れか１項に記載のカルバゾール含有化合物を含んでいることを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項５】
前記有機膜が、発光層であることを特徴とする請求項４に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
前記有機膜が、可視領域の燐光または蛍光ドーパントをさらに含むことを特徴とする請求項４または５に記載の有機電界発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カルバゾール含有化合物及びそれを利用した有機電界発光素子に係り、より詳細には、青色発光燐光ホストとして使用可能なカルバゾール含有化合物及びそれを利用した有機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光素子の発光材料は、その発光メカニズムによって一重項状態のエキシトンを利用する蛍光材料と三重項状態を利用する燐光材料とに分けられる。燐光材料は、一般的に重い原子を含有する有機金属化合物構造を有しており、このような燐光材料を利用すれば、元来、禁止転移であった三重項状態のエキシトンが許容転移を経て発光するようになる。燐光材料は、７５％生成確率を有する三重項エキシトンが使用できて２５％生成確率を有する一重項エキシトンを利用する蛍光材料より非常に高い発光効率を有しうる。
【０００３】
燐光材料を利用した発光層は、ホスト物質とこれよりエネルギーを転移されて発光するドーパント物質とで構成される。前記ドーパント物質としては、プリンストン大学と南カリフォルニア大学でイリジウム金属化合物を利用した様々な材料が報告されている。特に、青色発光材料としては、（４，６−Ｆ２ｐｐｙ）２Ｉｒｐｉｃ（例えば、非特許文献１参照。）やフッ素化されたｐｐｙリガンド構造を基本とするＩｒ化合物（例えば、非特許文献２参照）が開発され、これら物質のホスト材料としてはＣＢＰ（４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル）物質が多く使われている。ＣＢＰ分子は、その三重項状態のエネルギーバンドギャップが緑色、赤色材料のエネルギーギャップには十分なエネルギー転移を可能にするが、青色材料のエネルギーギャップよりは少なくて発熱エネルギー転移ではない非常に非効率的な吸熱転移が起きると報告されている。このような結果でＣＢＰホストは、青色ドーパントへのエネルギー転移が十分ではないので、青色発光効率が低く、かつ寿命が短い問題点の原因として指摘されている。
【０００４】
最近、ＣＢＰよりさらに大きい三重項エネルギーバンドギャップを有するｍＣＰ（１，３−ビス（カルバゾール−９−イル）ベンゼン）化合物が使われているが、この分子は分子量が小さ過ぎて安定性に劣るなどの問題点を有している。したがって、高効率及び長寿命の青色発光特性を得るためには、ＣＢＰより三重項エネルギーギャップがさらに大きく青色ドーパントへのエネルギー転移が効率的なホスト材料の確保が非常に重要で、喫緊の課題であり、その開発が急がれている。
【非特許文献１】Ｃｈｉｈａｙａ  Ａｄａｃｈｉｅｔｃ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７９，３０８２−３０８４、３００１
【非特許文献２】Ｖｌａｄｉｍｉｒ  Ｖ．Ｇｒｕｓｈｉｎ  ｅｔｃ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，１４９４−１４９５，３００１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする技術的課題は、前述した問題点を勘案して既存の青色燐光ホスト物質が有している問題点を分析してＣＢＰより大きい三重項エネルギーバンドギャップを有し、青色ドーパントへのエネルギー転移が効果的な青色発光化合物を提供することである。
【０００６】
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、前記青色発光化合物を有機膜形成材料として採用して色純度及び消費電力特性が改善されるだけではなく、発光効率特性が向上した有機電界発光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記最初の技術的課題を解決するために本発明では、下記化学式１に表示されるカルバゾール含有化合物を提供する。
【０００８】
【化１】
2005132820.tif 000003
【０００９】
前記式中、Ｒ１〜Ｒ３９は、独立的に水素原子、シアノ基、ヒドロキシ基、チオール基、ハロゲン原子、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０のアルキル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０のアルコキシ基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０のアルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０のアルキルカルボニル基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０のアリール基、置換または非置換のＣ７−Ｃ３０のアリールカルボニル基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０のアリールアルキル基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０のアリールオキシ基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０のアリールアルキルオキシ基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０のヘテロアリール基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０のヘテロアリールアルキル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０のヘテロアリールオキシ基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０のヘテロアリールアルキルオキシ基、置換または非置換のＣ５−Ｃ３０のシクロアルキル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０のヘテロシクロアルキル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０のアルキルチオ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０のアリールチオ基、または−Ｓｉ（Ｒ’）（Ｒ”）（Ｒ”’）（前記式中、Ｒ’、Ｒ”及びＲ”’は独立的に水素またはＣ１−Ｃ３０のアルキル基）、−Ｎ（Ｒ’）（Ｒ”）（前記式中、Ｒ’とＲ”とは独立的に水素原子またはＣ１−Ｃ３０のアルキル基）であり、または前記Ｒ４〜Ｒ６、Ｒ８〜Ｒ１０、Ｒ１２〜Ｒ１４、Ｒ１６〜Ｒ１９、Ｒ２０〜Ｒ２３、Ｒ２４〜Ｒ２７、Ｒ２８〜Ｒ３１、Ｒ３２〜Ｒ３５、Ｒ３６〜Ｒ３９のうちから選択された相互隣接された２つ以上の置換基が相互連結されて不飽和または飽和環を形成するものである。なお、本明細書中では、置換基の炭素原子数の範囲を規定する場合、Ｃｘ−Ｃｙ（ｘは炭素原子数の下限値であり、ｙは炭素原子数の上限値を表す。）と表記する場合もある。例えば、炭素原子数１ないし３０個のアルキル基は、Ｃ１−Ｃ３０のアルキル基と表記する。
【００１０】
本発明の他の技術的課題は、１対の電極間に具備されている有機膜を含んでいる有機電界発光素子において、前記有機膜が前述したカルバゾール含有化合物を含んでいることを特徴とする有機電界発光素子によってなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるカルバゾール含有化合物は、青色燐光ホスト物質であってＣＢＰ（４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル）と比較して大きい三重項エネルギーバンドギャップを有し、青色ドーパントへのエネルギー転移が効果的である。このようなカルバゾール含有化合物を利用して形成された有機膜を採用する場合、高効率で、かつ色純度及び消費電力特性が改善された有機電界発光素子が製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明をより詳細に説明する。
【００１３】
本発明では、化学式１に表示されるカルバゾール含有化合物を提供する。前記化学式１の化合物は、下記式に示されたように従来のトリフェニルベンゼン基本構造でフェニル基Ａの３番炭素位置（メタ位置）にカルバゾール（ＣＢＺ）を導入してパラ位置の時より三重項エネルギーバンドギャップが高まる現象が見られた。この構造は、ＣＢＰより分子量が２００以上大きいので、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有することができ、薄膜安定性も増加する効果がある。
【００１４】
【化２】
2005132820.tif 000004
【００１５】
前記カルバゾール含有化合物は、発光層形成時にホストとして利用可能であり、三重項状態のエネルギーバンドギャップが青色ドーパントのエネルギーバンドギャップよりさらに大きいエネルギー値を有するので、ホストからドーパントへのエネルギー転移が効率的に起きる。ホストとドーパント間の効果的なエネルギー転移とドーパントの発光とは高い効率の発光特性を表す。
【００１６】
また、本発明による有機電界発光素子は、化学式１の化合物を利用して発光層または発光層にホストとして有機膜を形成し、通常的な青色発光化合物を使用した場合と比較して高効率発光が可能であって低消費電力の効果がある。
【００１７】
前記化学式１で、前記Ｒ４〜Ｒ６、Ｒ８〜Ｒ１０、Ｒ１２〜Ｒ１４、Ｒ１６〜Ｒ１９、Ｒ２０〜Ｒ２３、Ｒ２４〜Ｒ２７、Ｒ２８〜Ｒ３１、Ｒ３２〜Ｒ３５、Ｒ３６〜Ｒ３９のうちそれぞれ相互隣接された２つ以上基は、相互連結されて飽和または不飽和環を形成するが、この時、前記飽和または不飽和環は、炭素原子数２ないし３０個の炭素環またはヘテロ環でありうる。この時、前記環はペンダント方法で互いに結合されるか、または縮合されうる。
【００１８】
本発明による化学式１のカルバゾール含有化合物の具体的な例として、前記化合物が、
前記化学式１で、Ｒ６、Ｒ８及びＲ１２は何れもメトキシ基であり、Ｒ１〜Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１３〜Ｒ３９は何れも水素原子である化合物、すなわち下記化学式２に表示される化合物と、
前記化学式１で、前記Ｒ６、Ｒ８及びＲ１２は何れもメチル基であり、Ｒ１〜Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１３〜Ｒ３９は何れも水素原子である化合物、すなわち下記化学式３に表示される化合物と、
前記化学式１で、前記Ｒ４、Ｒ７、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１４及びＲ１５は何れもメチル基であり、Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１６〜Ｒ３９は何れも水素原子である化合物、すなわち下記化学式４に表示なる化合物と、
前記化学式１で、前記Ｒ４、Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０、Ｒ１２及びＲ１４は何れもメチル基であり、Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ１１、Ｒ１３、Ｒ１５〜Ｒ３９は何れも水素原子である化合物、すなわち下記化学式５に表示される化合物と、
前記化学式１で、Ｒ１〜Ｒ３９は何れも水素原子である化合物、すなわち下記化学式６に表示される化合物と、
前記化学式１で、Ｒ４、Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０、Ｒ１２、Ｒ１４、Ｒ１８、Ｒ２１、Ｒ２６、Ｒ２９、Ｒ３４、Ｒ３７は何れもメチル基であり、Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ１１、Ｒ１３、Ｒ１５〜Ｒ１７、Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２２〜Ｒ２５、Ｒ２７、Ｒ２８、Ｒ３０〜Ｒ３３、Ｒ３５、Ｒ３６、Ｒ３８、Ｒ３９は何れも水素原子である化合物、すなわち下記化学式７に表示される化合物と、または
下記化学式８に表示される化合物を挙げられる。
【００１９】
【化３】
2005132820.tif 000005
【００２０】
【化４】
2005132820.tif 000006
【００２１】
【化５】
2005132820.tif 000007
【００２２】
【化６】
2005132820.tif 000008
【００２３】
【化７】
2005132820.tif 000009
【００２４】
【化８】
2005132820.tif 000010
【００２５】
【化９】
2005132820.tif 000011
【００２６】
本発明の化学式で使われた非置換されたＣ１−Ｃ３０のアルキル基の具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ペンチル基、ｉｓｏ−アミル基、へキシル基などが挙げられ、前記アルキル基のうち１つ以上の水素原子は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボキシル基やその塩、スルホン酸基やその塩、燐酸やその塩、Ｃ１−Ｃ３０のアルキル基、Ｃ２−Ｃ３０のアルケニル基、Ｃ２−Ｃ３０のアルキニル基、Ｃ６−Ｃ３０のアリール基、Ｃ７−Ｃ３０のアリールアルキル基、Ｃ２−Ｃ３０のヘテロアリール基、またはＣ３−Ｃ３０のヘテロアリールアルキル基に置換されうる。
【００２７】
本発明の化学式で使われた非置換されたＣ２−Ｃ３０のアルキルカルボニル基の具体的な例として、アセチル基、エチルカルボニル基、イソプロピルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフタレンカルボニル基、ジフェニルカルボニル基、シクロへキシルカルボニル基などがあり、これらアルキルカルボニル基のうち少なくとも１つ以上の水素原子は、前述したアルキル基の場合と同じ置換基が置換可能である。
【００２８】
本発明の化学式で使われた非置換されたＣ７−Ｃ３０のアリールカルボニル基の具体的な例として、フェニルカルボニル基、ナフタレンカルボニル基、ジフェニルカルボニル基などがあり、これらアリールカルボニル基のうち少なくとも１つ以上の水素原子は、前述したアルキル基の場合と同じ置換基が置換可能である。
【００２９】
本発明の化学式で使われた非置換されたＣ１−Ｃ３０のアルコキシ基の具体的な例としては、メトキシ基、エトキシ基、フェニルオキシ基、シクロへキシルオキシ基、ナフチルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ジフェニルオキシ基などがあり、これらアルコキシ基のうち少なくとも１つ以上の水素原子は、前述したアルキル基の場合と同じ置換基が置換可能である。
【００３０】
本発明の化学式で使われた非置換されたＣ２−Ｃ３０のアルケニル基の具体的な例としては、ビニル基、１−プロペニル基、アリル基、イソプロペニル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基、２−ペンテニル基などがある。これらアルケニル基のうち少なくとも１つ以上の水素原子は、前述したアルキル基の場合と同じ置換基が置換可能である。
【００３１】
本発明の化学式で使われた非置換されたＣ６−Ｃ３０のアリール基は、１つ以上の環を含む炭素原子数６ないし３０個の芳香族炭素環を意味し、前記環は、ペンダント方法で何れも付着されるか、または融合されうる。アリール基の例としては、フェニル基、ナフチル基、テトラヒドロナフチル基などを含む。前記アリール基のうち１つ以上の水素原子は前述したアルキル基の場合と同じ置換基が置換可能である。
【００３２】
本発明の化学式で使われた非置換されたＣ６−Ｃ３０のアリールオキシ基の例としては、フェニルオキシ基、ナフチルオキシ基、ジフェニルオキシ基などがある。前記アリールオキシ基のうち１つ以上の水素原子は、前述したアルキル基の場合と同じ置換基が置換可能である。
【００３３】
本発明の化学式で使われる非置換されたＣ６−Ｃ３０のアリールアルキル基は、前記定義されたようなアリール基で水素原子のうち一部が低級アルキル基、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基などのような置換基に置換されたものを意味する。例えば、ベンジル基、フェニルエチル基などがある。前記アリールアルキル基のうち１つ以上の水素原子は、前述したアルキル基の場合と同じ置換基が置換可能である。
【００３４】
本発明の化学式で使われた非置換されたＣ６−Ｃ３０のアリールアルキルオキシ基の例としては、ベンジルオキシ基、フェニルエチルオキシ基などがある。前記アリールアルキルオキシ基のうち１つ以上の水素原子は、前述したアルキル基の場合と同じ置換基が置換可能である。
【００３５】
本発明で使用する非置換されたＣ２−Ｃ３０のヘテロアリール基は、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳのうち選択された１個以上（例えば、１、２または３個）のヘテロ原子を含み、残りの環原子がＣである炭素原子数２ないし３０個の１価の単環もしくは多環式または２価の環式（例えば、二環式）の芳香族有機基を意味する。ヘテロアリール基の例として、チエニル基、ピリジル基、フリル基などがある。前記ヘテロアリール基のうち１つ以上の水素原子は、前述したアルキル基の場合と同じ置換基が置換可能である。なお、前記ヘテロアリール基が、炭素原子数２ないし３０個の２価の二環式の芳香族有機基は、化学式１のＲ４〜Ｒ６、Ｒ８〜Ｒ１０、Ｒ１２〜Ｒ１４、Ｒ１６〜Ｒ１９、Ｒ２０〜Ｒ２３、Ｒ２４〜Ｒ２７、Ｒ２８〜Ｒ３１、Ｒ３２〜Ｒ３５、Ｒ３６〜Ｒ３９のうちから選択された相互隣接された２つ以上の置換基が相互連結されて不飽和または飽和環を形成する場合に、当該有機基をとり得る。
【００３６】
本発明で使われる非置換されたＣ２−Ｃ３０のヘテロアリールオキシ基は、前記定義されたようなヘテロアリール基に酸素が結合されたものを意味する。例えば、チエニルオキシ基、ピリジルオキシ基、フリルオキシ基などがある。前記ヘテロアリールオキシ基のうち１つ以上の水素原子は、前述したアルキル基の場合と同じ置換基が置換可能である。
【００３７】
本発明で使われる非置換されたＣ２−Ｃ３０のヘテロアリールアルキルオキシ基は、前記ヘテロアリール基の水素原子の一部がアルキルオキシ基に置換されたものを意味する。前記ヘテロアリールアルキルオキシ基の例としては、チエニルメチルオキシ基、チエニルエチルオキシ基などがある。前記ヘテロアリールアルキルオキシ基のうち１つ以上の水素原子は、前述したアルキル基の場合と同じ置換基が置換可能である。
【００３８】
本発明で使われる非置換されたＣ２−Ｃ３０のヘテロアリールアルキル基は、前記ヘテロアリール基の水素原子の一部がアルキル基に置換されたものを意味する。ヘテロアリールアルキル基としては、例えば、チエニル基、チエニルメチル基、チエニルエチル基などがある。前記ヘテロアリールアルキル基のうち１つ以上の水素原子は、前述したアルキル基の場合と同じ置換基が置換可能である。
【００３９】
本発明で使用する非置換されたＣ５−Ｃ３０のシクロアルキル基の例としては、シクロへキシル基、シクロペンチル基などがあり、シクロアルキル基のうち１つ以上の水素原子は、前述したアルキル基の場合と同じ置換基が置換可能である。
【００４０】
本発明で使用する非置換されたＣ２−Ｃ３０のヘテロシクロアルキル基は、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳのうち選択された１個以上（例えば、１、２または３個）のヘテロ原子を含み、残りの環原子がＣである炭素原子数２ないし３０個の有機基を意味する。ヘテロシクロアルキル基の例としては、テトラヒドロフラニル基などがあり、ヘテロシクロアルキル基のうち１つ以上の水素原子は、前述したアルキル基の場合と同じ置換基が置換可能である。
【００４１】
本発明で使用する非置換されたＣ１−Ｃ３０のアルキルチオ基の例としては、メチルチオ基、エチルチオ基、プロプルチオ基などがあり、アルキルチオ基のうち１つ以上の水素原子は、前述したアルキル基の場合と同じ置換基が置換可能である。
【００４２】
本発明で使用する非置換されたＣ１−Ｃ３０のアリールチオ基の例としては、フェニルチオ基などがあり、アリールチオ基のうち１つ以上の水素原子は、前述したアルキル基の場合と同じ置換基が置換可能である。
【００４３】
前述したアルキル基などに置換可能な置換基のうち、Ｃ１−Ｃ３０のアルキル基、Ｃ２−Ｃ３０のアルケニル基、Ｃ６−Ｃ３０のアリール基、Ｃ７−Ｃ３０のアリールアルキル基、Ｃ２−Ｃ３０のヘテロアリール基、またはＣ３−Ｃ３０のヘテロアリールアルキル基の具体例については、以下で説明する本発明の化学式で使われたＣ１−Ｃ３０のアルキル基、Ｃ２−Ｃ３０のアルケニル基、Ｃ６−Ｃ３０のアリール基、Ｃ６−Ｃ３０のアリールアルキル基、Ｃ２−Ｃ３０のヘテロアリール基、またはＣ２−Ｃ３０のヘテロアリールアルキル基の例と同様のものが例示できるため、ここでの説明は省略する。
【００４４】
また、前述したアルキル基などに置換可能な置換基のうち、Ｃ２−Ｃ３０のアルキニル基の具体的な例として、エチニル基、２−プロピニル基などがある。
【００４５】
以下、本発明の化学式１に表示されるカルバゾール含有化合物を利用した有機膜を採用した有機電界発光素子の製造方法を説明する。
【００４６】
図１は、一般的な有機電界発光素子の構造を示す断面図である。
【００４７】
まず、基板１０上部にアノード電極用物質をコーティングしてアノード電極１２を形成する。ここで、基板としては通常、一般的な有機電界発光素子（有機ＥＬ素子ともいう）で使われる基板を使用するが、透明性、表面平滑性、取扱い容易性及び防水性が優れた有機基板または透明プラスチック基板が望ましい。そして、アノード電極用物質としては、透明で、かつ伝導性が優秀な酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などを使用する。
【００４８】
前記アノード電極１２上部にホール注入層物質を真空熱蒸着、またはスピンコーティングしてホール注入層（ＨＩＬ）を形成する。前記ホール注入層物質としては、特別に制限されず、下記式で表されるＣｕＰｃまたはスターバースト型アミン類であるＴＣＴＡ、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、ｍ−ＭＴＤＡＰＢ、あるいは出光興産株式会社で購入可能なＩＤＥ４０６などをホール注入層として使用できる。
【００４９】
【化１０】
2005132820.tif 000012
【００５０】
前記ホール注入層１４の上部にホール輸送層物質を真空熱蒸着またはスピンコーティングしてホール輸送層（ＨＴＬ）１６を形成する。前記ホール輸送層物質は、特別に制限されず、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）、あるいは出光興産株式会社で購入可能なＩＤＥ３３０などが使われる。
【００５１】
次いで、前記ホール輸送層１６の上部に発光層（ＥＭＬ）１８が導入され、発光層材料は、特別に制限されず、前記化学式１に表示されるカルバゾール含有化合物、特に、化学式２ないし８に表示される化合物を単独またはホストとして使用できる。前記化合物を発光ホストとして使用する場合には、蛍光ドーパントとしては、出光興産株式会社で購入可能なＩＤＥ１０２、ＩＤＥ１０５などを使用し、燐光ドーパントとしては、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（ｐｐｙはフェニルピリジンの略語）（緑色）、（４，６−Ｆ２ｐｐｙ）２Ｉｒｐｉｃ（参照文献：Ｃｈｉｈａｙａ  Ａｄａｃｈｉ  ｅｔｃ．  Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７９，３０８２−３０８４，３００１）、ＰｔＯＥＰ（ｐｌａｔｉｎｕｍ（ＩＩ）ｏｃｔａｅｔｈｙｌｐｏｒｐｈｙｒｉｎ）、ＴＥＢ００２（コビオン（Ｃｏｂｉｏｎ）社製）などを使用することができる。
【００５２】
前記発光層１８の形成方法は、発光層材料によって異なることができ、例えば、真空熱共蒸着法が使われる。
【００５３】
前記ドーパントの含量は、発光層形成材料１００重量部（すなわち、ホストである化学式１の化合物とドーパントの総重量１００重量部）を基準として０．１ないし３０重量部、特に０．５〜１２重量部であることが望ましい。ドーパントの含量が０．１重量部未満であれば、添加による効果が小さく、３０重量部を超過すれば、燐光や蛍光の何れに対しても濃度（増量）によるケンチング（消光）が起きて望ましくない。
【００５４】
発光層１８の上に真空蒸着方法、またはスピンコーティング方法として電子輸送層（ＥＴＬ）２２を形成する。電子輸送層材料としては、特別に制限されず、下記式で表されるＡｌｑ３が利用できる。
【００５５】
【化１１】
2005132820.tif 000013
【００５６】
前記発光層１８に燐光ドーパントを使用する場合には、三重項エキシトンまたはホールが電子輸送層２２に拡散される現象を防止するために追加でホールブロッキング物質を真空熱蒸着してホールブロッキング層（ＨＢＬ）２０を形成する。この時、ホールブロッキング物質は、特別に制限されないが、電子輸送能力を有して発光層形成材料より高いイオン化ポテンシャルを有さねばならず、代表的に、下記式で表されるＢａｌｑ、ＢＣＰなどが使われる。
【００５７】
【化１２】
2005132820.tif 000014
【００５８】
また、電子輸送層２２の上に電子注入層（ＥＩＬ）２４が選択的に積層され、これは特別に材料を制限しない。前記電子注入層形成物質としては、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＯなどの物質が利用できる。その後、電子注入層（ＥＩＬ）２４の上部にカソード形成用金属を真空熱蒸着してカソード電極２６を形成することによって有機ＥＬ素子１が完成される。ここでカソード形成用金属としては、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−リチウム（Ａｌ−Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム−インジウム（Ｍｇ−Ｉｎ）、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）などが利用される。また、前面発光素子を得るためにＩＴＯ、ＩＺＯを使用した透過型カソードが使用できる。
【００５９】
本発明の有機電界発光素子１は、アノード電極１２、ホール注入層１４、ホール輸送層１６、発光層１８、ホールブロッキング層２０、電子輸送層２２、電子注入層２４、カソード電極２６に必要に応じて１層または２層の中間層をさらに形成することも可能である。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明を下記実施例を挙げて説明するが、本発明が下記実施例にのみ限定されるものではない。
【００６１】
合成例１：２−リチオアニソール（２−ｌｉｔｈｉｏａｎｉｓｏｌｅ）（Ａ）の合成
【００６２】
【化１３】
2005132820.tif 000015
【００６３】
２−ブロモアニソール４．８４ｇ（０．０２５８８モル）とｎ−ブチルリチウム（ｎ−ＢｕＬｉ）６．６３ｇ（０．１０３５モル）とをエーテル（Ｅｔｈｅｒ）４０ｍｌに入れ、−６０℃で３時間反応させて２−リチオアニソール（Ａ）２．８５ｇ（０．０２５８８モル）を得た。
【００６４】
合成例２：２−メトキシフェニルボロン酸（２−ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌｂｏｒｏｎｉｃ  ａｃｉｄ）（Ｂ）の合成
【００６５】
【化１４】
2005132820.tif 000016
【００６６】
合成例１で得た２−リチオアニソール（Ａ）２．８５ｇ（０．０２５８８モル）とトリメトキシボラン（ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｂｏｒａｎｅ；Ｂ（ＯＭｅ）３）２．６９ｇ（０．０２５８８モル）とをエーテル４０ｍｌに入れ、−６０℃で５時間反応させて２−メトキシフェニルボロン酸（Ｂ）３．２ｇ（０．０２１０４モル）を得た。
【００６７】
合成例３：１，３，５−トリ（２−メトキシフェニル）ベンゼン（Ｃ）の合成
【００６８】
【化１５】
2005132820.tif 000017
【００６９】
合成例２で得た２−メトキシフェニルボロン酸（Ｂ）３．２ｇ（０．０２１０４モル）を１，３，５−トリブロモベンゼン２．２ｇ（０．００７０１２モル）と鈴木カップリング（Ｓｕｚｕｋｉ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）反応を実施して１，３，５−トリ（２−メトキシフェニル）ベンゼン（Ｃ）２．７２ｇ（０．００６８５８モル）を得た。
【００７０】
合成例４：１，３，５−トリ（２−メトキシ−５−ブロモフェニル）ベンゼン（Ｄ）の合成
【００７１】
【化１６】
2005132820.tif 000018
【００７２】
合成例３で得た１，３，５−トリ（２−メトキシフェニル）ベンゼン（Ｃ）２．７２ｇ（０．００６８５８モル）とＢｒ２  ３当量をＣＣｌ４  ４０ｍｌに入れて２０℃で１２時間反応させて１，３，５−トリ（２−メトキシ−５−ブロモフェニル）ベンゼン（Ｄ）３．８６ｇ（０．００６０９モル）を得た。
【００７３】
合成例５：化学式２に表示される化合物の合成
【００７４】
【化１７】
2005132820.tif 000019
【００７５】
合成例４で得た１，３，５−トリ（２−メトキシ−５−ブロモフェニル）ベンゼン（Ｄ）３．８６ｇ（０．００６０９モル）と３当量のカルバゾールとをニトロベンゼン（Ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｅｎｅ）２０ｍｌ、銅（Ｃｕ）０．５ｇ、Ｋ２ＣＯ３  ３．７９ｇと共に４８時間反応（ｒｅｆｌｕｘ）させて化学式２に表示される化合物１ｇ（０．００１１２１モル）を得た。この化合物の構造は、図２のＮＭＲスペクトルを通じて確認した。
【００７６】
また、前記化学式２に表示される化合物において、室温（ｒ．ｔ．）及び７７Ｋでのホトルミネセンス（ＰＬ；Ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）特性を調べた。その結果は図３に示した通りである。
【００７７】
図３を参照する時、室温の構造が７７Ｋでの構造より励起状態（ｅｘｃｉｔｅｄ  ｓｔａｔｅ）で化合物の構造変化がさらに容易になって、ＰＬスペクトルは、室温では若干レッドシフト（赤方偏移；ｒｅｄ−ｓｈｉｆｔ）するという事実が分かった。
【００７８】
また、前記合成例４によって得た化学式２の化合物をＣＨ２Ｃｌ２に１０−４ｍＭ濃度に希釈して３３３ｎｍでＰＬ（Ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）特性を調査した。その結果は図４に示した通りである。
【００７９】
図４を参照すれば、化学式２の化合物は約３７０ｎｍで最大発光を観察した（図４）。
【００８０】
ガラス基板上に化学式２の化合物をポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）高分子と、化学式２の化合物：ＰＭＭＡ＝９０：１０重量比となるようにクロロホルムに溶かした後、スピンコーティングして薄膜を形成し、ＰＬ特性を測定して、３７０ｎｍ最大発光を観察した（図５）。
【００８１】
また、ガラス基板上に化学式２の化合物（９０重量部）とＴＥＢ００２ドーパント（コビオン社、１０重量部）とをＰＭＭＡ高分子と、（化学式２の化合物＋ＴＥＢ００２ドーパント）：ＰＭＭＡ高分子＝９０：１０重量比となるようにクロロホルムに溶かした後、スピンコーティングして薄膜を形成し、ＰＬ特性を測定して、４５０ｎｍで最大発光を観察した（図６）。
【００８２】
実施例１
基板上部にアノード電極用物質としてＩＴＯをコーティングしてアノード電極を形成したものとして、コーニング社の１０Ω／ｃｍ２のＩＴＯ基板を使用し、前記ＩＴＯ基板上部に、ホール注入層物質としてＩＤＥ４０６（出光興産株式会社製）を真空蒸着してホール注入層（ＨＩＬ）を６００Å厚さに形成した。次いで、前記ホール注入層の上部にホール輸送層物質としてＩＤＥ３３０（出光興産株式会社製）を３００Åの厚さに真空蒸着してホール輸送層（ＨＴＬ）を形成した。前記ホール輸送層の上部に、９０：１０混合重量比の化学式２に表示される化合物とＴＥＢ００２ドーパント（コビオン社製）とを真空蒸着して３００Å厚さに発光層（ＥＭＬ）を形成した。
【００８３】
その後、前記発光層の上部に、ホールブロッキング物質としてＢａｌｑを真空蒸着して５０Å厚さのホールブロッキング層（ＨＢＬ）を形成した。その後、前記ホールブロッキング層の上部に、電子輸送層材料としてＡｌｑ３を真空蒸着して３００Å厚さの電子輸送層（ＥＴＬ）を形成した。この電子輸送層の上部に電子注入層形成物質としてＬｉＦ  １０Åとカソード形成用金属としてＡｌ  ３０００Åとを順次に真空蒸着して、電子注入層（ＥＩＬ）とカソード電極を順次に形成することによって有機電界発光素子を完成した。
【００８４】
前記実施例１によって製造された有機電界発光素子において、電圧による電流密度変化を調べた。その結果は図７に示された通りである。
【００８５】
図７を参照すれば、８Ｖ程度で素子が駆動し始めることが分かった。
【００８６】
実施例１によって製造された有機電界発光素子において、輝度による効率変化を調べた。その結果は図８に示された通りである。
【００８７】
図８を参照すれば、効率が０．８３ｃｄ／Ａ程度であり、高輝度でも効率の減少が少ないことが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明によるカルバゾール含有化合物は、有機電界発光素子の発光層のような有機膜形成材料として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】一般的な有機電界発光素子の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の化学式２に表示される化合物の１Ｈ−ＮＭＲスペクトルである。
【図３】本発明の化学式２に表示される化合物の室温と７７ＫでのＰＬスペクトルを示した図面である。
【図４】本発明の化学式２に表示される化合物のＣＨ２Ｃｌ２溶液状態でのＰＬスペクトルを示す。
【図５】本発明の化学式２の化合物をＰＭＭＡ分子にドーピングして作った薄膜の固体ＰＬスペクトルを示した図である。
【図６】本発明の化学式２の化合物にＴＥＢ００２ドーパントをドーピングしてＰＭＭＡ高分子にコーティングして作った薄膜の固体ＰＬスペクトルを示す図面である。
【図７】本発明の実施例１によって製造された有機電界発光素子において、電圧による電流密度変化を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例１によって製造された有機電界発光素子において、輝度−効率関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９０】
１    有機ＥＬ素子、
１０    基板、
１２    アノード電極、
１４    ホール注入層（ＨＩＬ）、
１６    ホール輸送層（ＨＴＬ）、
１８    発光層（ＥＭＬ）、
２０    ホールブロッキング層（ＨＢＬ）、
２２    電子輸送層（ＥＴＬ）、
２４    電子注入層（ＥＩＬ）、
２６    カソード電極。
【図１】
2005132820.tif 000022
【図２】
2005132820.tif 000023
【図３】
2005132820.tif 000024
【図４】
2005132820.tif 000025
【図５】
2005132820.tif 000026
【図６】
2005132820.tif 000027
【図７】
2005132820.tif 000028
【図８】
2005132820.tif 000029