(57)【要約】本発明は、高効率、高耐久性の有機ＥＬ素子用の優れた正孔注入・輸送性を有し、かつアモルファス性に優れている、単一分子種の化合物を提供し、さらにこの化合物を用いて、高効率、高耐久性の有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。本発明は、一般式（１）で表される分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物および、一対の電極とその間に挟まれた少なくとも一層の有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該化合物が、少なくとも１つの有機層の構成材料として用いられてい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に関する。【化１】
2007026846.tif 000021
（式中、Ｘは単結合、ＣＨあるいはＣＨ２、または、ＮあるいはＮＨを表し、Ａｒ１およびＡｒ２はそれぞれが同一で、置換もしくは無置換のフェニレン基、ビフェニレン基またはターフェニレン基を表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４はそれぞれ独立にアリール基を表し、このアリール基はさらにトリフェニルアミン部分構造を形成するようにしてジアリールアミノ基で置換されていてもよく、さらに末端のアリール基は繰り返してトリフェニルアミン様の部分構造を形成するようにしてジアリールアミノ基で置換されていてもよい。ｍは０〜２の整数を表し、ｎは０または１を表す。）【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物。
【化１】
2007026846.tif 000019
（式中、Ｘは単結合、ＣＨあるいはＣＨ２、または、ＮあるいはＮＨを表し、Ａｒ１およびＡｒ２はそれぞれが同一で、置換もしくは無置換のフェニレン基、ビフェニレン基またはターフェニレン基を表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４はそれぞれ独立にアリール基を表し、このアリール基はさらにトリフェニルアミン部分構造を形成するようにしてジアリールアミノ基で置換されていてもよく、さらに末端のアリール基は繰り返してトリフェニルアミン様の部分構造を形成するようにしてジアリールアミノ基で置換されていてもよい。ｍは０〜２の整数を表し、ｎは０または１を表す。）
【請求項２】
上記一般式（１）で表される分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物が、分子内に窒素原子を６個または９個有していることを特徴とする請求項１記載のアリールアミン化合物。
【請求項３】
上記一般式（１）で表される分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物が、分子内に窒素原子を９個有していることを特徴とする請求項２記載のアリールアミン化合物。
【請求項４】
上記一般式（１）で表される分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物が、分子内にトリフェニルアミン様の部分構造を６〜９個有することを特徴とする請求項１〜請求項３いずれかの項に記載のアリールアミン化合物。
【請求項５】
一対の電極とその間に挟まれた少なくとも一層の有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、下記一般式（１）で表される分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物を、少なくとも１つの有機層の構成材料として含有する、有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２】
2007026846.tif 000020
（式中、Ｘは単結合、ＣＨあるいはＣＨ２、または、ＮあるいはＮＨを表し、Ａｒ１およびＡｒ２はそれぞれが同一で、置換もしくは無置換のフェニレン基、ビフェニレン基またはターフェニレン基を表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４はそれぞれ独立にアリール基を表し、このアリール基はさらにトリフェニルアミン部分構造を形成するようにしてジアリールアミノ基で置換されていてもよく、さらに末端のアリール基は繰り返してトリフェニルアミン様の部分構造を形成するようにしてジアリールアミノ基で置換されていてもよい。ｍは０〜２の整数を表し、ｎは０または１を表す。）
【請求項６】
上記一般式（１）で表される分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物が、分子内に窒素原子を６個または９個有していることを特徴とする請求項５記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
上記一般式（１）で表される分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物が、分子内に窒素原子を９個有していることを特徴とする請求項６記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
上記一般式（１）で表される分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物が、分子内にトリフェニルアミン様の部分構造を６〜９個有することを特徴とする請求項５〜請求項７いずれかの項に記載の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、各種の表示装置に好適な自己発光素子である有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子に適した化合物と素子に関するものであり、詳しくは分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物と、該化合物の塗布成膜層を用いた有機ＥＬ素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  有機ＥＬ素子は自己発光性素子であるため、液晶素子にくらべて明るく視認性に優れ、鮮明な表示が可能であるため、活発な研究がなされてきた。【０００３】  １９８７年にイーストマン・コダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらは各種の役割を各材料に分担した積層構造素子を開発することにより有機材料を用いた有機ＥＬ素子を実用的なものにした。彼らは電子を輸送することのできる蛍光体と正孔を輸送することのできる有機物とを積層し、両方の電荷を蛍光体の層の中に注入して発光させることにより、１０Ｖ以下の電圧で１０００ｃｄ／ｍ２以上の高輝度が得られるようになった（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。【０００４】
【特許文献１】特開平８−４８６５６号公報
【特許文献２】特許第３１９４６５７号公報
【０００５】  有機ＥＬ素子は、素子作製のプロセスと材料の特性の相違から、蒸着型の低分子系材料を用いた素子と塗布型の主として高分子系材料を用いた素子に分けられる。
蒸着型の素子は成膜のために真空蒸着装置を必要とするが、塗布型の素子は、塗布液を基板に塗布し、次いで塗布液中の溶媒を除去することによって容易に成膜をおこなえるので、製造工程が簡単となり、低コストで製造できる。インクジェット法や印刷法で簡便に塗布できるため、生産に高価な設備を必要としない。【０００６】  塗布型の素子の作製に用いられる一般的な材料は、ポリ（１，４−フェニレンビニレン）（以後、ＰＰＶと略称する）などの高分子系の材料であった（例えば、非特許文献１参照）。【０００７】
【非特許文献１】Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ７１−１  ３４ページ（１９９７）
【０００８】  また各種の役割をさらに細分化して、発光層とは別に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層を設けた有機ＥＬ素子が検討されている。正孔注入層や正孔輸送層を塗布によって作製するための正孔注入或いは輸送材料として、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルフォナート）（以後、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳと略称する）が広範に用いられている（例えば、非特許文献２参照）。【０００９】
【非特許文献２】Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ９（１９９８）１２５
【００１０】  しかし、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの塗布液は、ＰＥＤＯＴの分子鎖がイオン的な相互作用を及ぼしているＰＳＳによって水和された水性のゲル分散液であるため、酸性の水溶液である。このため、塗布液がインクジェットの吐出ヘッドなどの塗布、印刷装置を腐食させるなど、使用上の難点がある。【００１１】  また塗膜中のＰＳＳが陽極に悪影響を与えることや、塗布液に使用した水が素子内に残存することが駆動中の劣化に繋がると指摘されている。さらに、ＰＥＤＯＴのチオフェン環が電子の流入によって還元されると言われている。これらの難点を有するがゆえに、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳは十分な正孔注入・輸送材料であるとは言えず、とくに耐久性において、満足な素子特性が得られていなかった。【００１２】  ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ以外の、塗布型の正孔注入・輸送性材料には、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（以後、ＰＶＫと略称する）などの高分子がある。（例えば、非特許文献３参照）。【００１３】
【非特許文献３】応用物理学会有機分子・バイオエレクトロニクス分科会会誌１１巻１号１３〜１９ページ（２０００）
【００１４】  ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳにおいても、ＰＶＫにおいても、高分子系の材料においては、高分子を重合架橋させる役割に使用された低分子材料の与える影響が懸念される。また一般に多種の分子種の混合物であるために、組成は完全に同一ではなく、作製される素子の性能の均一化が難しい。【００１５】  この問題を解決するために特願２００４−０８９８３６および特願２００４−０９０３３４では、単一の分子種であって、かつアモルファス性に優れているアリールアミン化合物やその誘導体を提案し、さらにこれらの化合物の塗布成膜層を用いた高効率、高耐久性の有機ＥＬ素子を提案している。【００１６】  これらの化合物は、ＩＴＯに近似した仕事関数を示すために、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳのような正孔注入材料としては適しているが、単独で正孔注入・輸送材料として用いる場合には、化合物の仕事関数が正孔輸送材料としては低いため、作製された有機ＥＬ素子の効率がＰＶＫを用いた素子より悪かった。【００１７】  このように、単一の分子種であり、かつ単独で正孔注入・輸送材料として用いることのできる、高性能でアモルファス性な材料は得られていなかった。そのため、高効率で、高耐久性の有機ＥＬ素子が得られていなかった。【００１８】  他方、本発明に類似した構造を有する化合物を用いる有機ＥＬ素子の提案には、特開平８−４９０４５公報がある。この発明は、単一分子に結合した３またはそれ以上のアニリノベンゼン分子構造を有することを特徴とするアリールアミン化合物やその誘導体を用いて、高い熱安定性を有する有機ＥＬ素子を作製することを提案しているが、本構造の化合物は有機溶剤に溶けにくい性質を有していて、塗布液を作製することが困難であるため、素子の作製方法は蒸着型である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】  本発明の目的は、高効率、高耐久性の有機ＥＬ素子用の材料として、塗布による成膜に適した化合物を提供することである。また優れた正孔注入・輸送性を有し、かつアモルファス性に優れた、単一分子種の化合物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】  そこで本発明者らは、上記の目的を達成するために、有機溶剤に溶けやすく、かつ仕事関数の高い、アモルファス性に優れた化合物を探索して、種々の化合物を化学合成し、有機ＥＬ素子を試作し、素子の特性評価を比較した。鋭意検討を行なった結果、本発明の化合物が高性能な正孔注入・輸送材料であり、この化合物を材料として用いることによって、高効率、高耐久性の有機ＥＬ素子を得られることを見出して、本発明を完成するに至った。【００２１】  すなわち本発明は、一般式（１）で表される分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物であり、一対の電極とその間に挟まれた少なくとも一層の有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該化合物が塗布成膜層として、少なくとも１つの有機層の構成材料として、用いられてい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である。【００２２】
【化１】
2007026846.tif 000002
【００２３】（式中、Ｘは単結合、ＣＨあるいはＣＨ２、または、ＮあるいはＮＨを表し、Ａｒ１およびＡｒ２はそれぞれが同一で、置換もしくは無置換のフェニレン基、ビフェニレン基またはターフェニレン基を表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４はそれぞれ独立にアリール基を表し、このアリール基はさらにトリフェニルアミン部分構造を形成するようにしてジアリールアミノ基で置換されていてもよく、さらに末端のアリール基は繰り返してトリフェニルアミン様の部分構造を形成するようにしてジアリールアミノ基で置換されていてもよい。ｍは０〜２の整数を表し、ｎは０または１を表す。）【００２４】  本発明の一般式（１）で表される分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物の中で好ましいのは、分子内に窒素原子を６個または９個有しているものである。また、一般式（１）で表される分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物の中で好ましいのは、分子内にトリフェニルアミンまたはカルバゾール基等のようにベンゼン環とベンゼン環が結合基によって連結したトリフェニルアミン様の部分構造を６〜９個有しているものである。【００２５】  一般式（１）中のＡｒ１およびＡｒ２で表される置換フェニレン基、置換ビフェニレン基または置換ターフェニレン基における置換基としては、例えば、アルキル基が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。また、一般式（１）で表されるアリールアミン化合物の中心ベンゼン環に連結するフェニレン基あるいはビフェニレン基も同様の置換基で置換されていてもよい。
一般式（１）中のＲ１〜Ｒ４で表されるアリール基として、具体的には、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のビフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のターフェニル基があげられる。そして、置換フェニル基、置換ビフェニル基、置換ナフチル基、置換ターフェニル基における置換基として、具体的には、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、水酸基、ニトロ基、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、トリフルオロメチル基、ナフチル基、アラルキル基、フルオレニル基、インデニル基、ピリジル基、ピリミジル基、フラニル基、ピロニル基、チオフェニル基、キノリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリル基、カルバゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、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、ジベンゾチオフェニル基のような基をあげることができ、これらの置換基はさらに置換されていても良い。【００２６】  本発明の一般式（１）で表される分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物は、優れた正孔注入・輸送特性を有するばかりでなく、塗布によって安定な薄膜を容易に形成することができる。この結果、高効率の有機ＥＬ素子を実現できることが明らかになった。【００２７】  また本発明の分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物を用いた素子においては、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを用いた素子のような、塗膜からのイオンの拡散による陽極劣化の懸念もないし、水分の影響についての心配もない。そのため素子の耐久性の改善が期待される。【００２８】  このように本発明の有機ＥＬ素子は、優れた正孔注入・輸送特性を有し、かつ安定な薄膜を形成する分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物を用いたため、高効率、高耐久性を実現することができる。
【発明の効果】
【００２９】  本発明は、有機ＥＬ素子の正孔注入・輸送層の薄膜の材料として有用な、分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物であり、該化合物を用いて作製した有機ＥＬ素子である。本発明により、従来の塗布型有機ＥＬ素子の発光効率と耐久性を格段に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ＴＰＡ９−２のＴＯＦ−ＭＳのチャート図である。
【図２】実施例６のＥＬ素子構成を示した図である。
【図３】実施例７のＥＬ素子構成を示した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】  本発明の、分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物は、相当するアリールアミンと相当するアリールハライドをウルマン反応などの縮合反応によって合成することができる。【００３２】  一般式（１）で表されるアリールアミン化合物の中で、好ましい化合物の具体例を以下に示すが、本発明は、これらの化合物に限定されるものではない。【００３３】
【化２】
2007026846.tif 000003
【００３４】
【化３】
2007026846.tif 000004
【００３５】
【化４】
2007026846.tif 000005
【００３６】
【化５】
2007026846.tif 000006
【００３７】
【化６】
2007026846.tif 000007
【００３８】
【化７】
2007026846.tif 000008
【００３９】
【化８】
2007026846.tif 000009
【００４０】
【化９】
2007026846.tif 000010
【００４１】
【化１０】
2007026846.tif 000011
【００４２】
【化１１】
2007026846.tif 000012
【００４３】
【化１２】
2007026846.tif 000013
【００４４】
【化１３】
2007026846.tif 000014
【００４５】
【化１４】
2007026846.tif 000015
【００４６】
【化１５】
2007026846.tif 000016
【００４７】
【化１６】
2007026846.tif 000017
【００４８】  本発明の化合物の精製はカラムクロマトグラフによる精製、溶媒による再結晶や晶析法などによって行った。化合物の構造は元素分析などによって同定した。【００４９】  本発明の化合物は、一般的に用いられる溶剤を用いて塗布液を容易に作製することができる。塗布液を作製するために用いる溶媒にはトルエン、キシレンなどの炭化水素、シクロヘキサノンなどのケトン、アニソールなどのアミン系溶媒、ｏ−ジクロロベンゼンや１，１，２，２−テトラクロロエタンなどの塩素系の溶媒が適している。塗布液には電子注入材料や発光材料、電子輸送材料などの機能性の化合物を混合することができる。【００５０】  本発明の化合物の塗布液は、塗布によって薄膜を成膜して有機ＥＬ素子を作製することができる。塗布液を用いた成膜方法として、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビア法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法などの塗布方法を用いることができる。【００５１】  塗膜の厚さは、有機ＥＬ素子の駆動電圧と耐久性が最適となるように選択できる。少なくても電流リークが発生しないような厚さが必要であり、あまり厚いと有機ＥＬ素子の駆動電圧が高くなって好ましくない。従って、塗膜の膜厚は、例えば１ｎｍから１μｍであり、好ましくは１０〜１００ｎｍである。【００５２】  本発明の有機ＥＬ素子の構造としては、基板上に順次に、陽極、正孔注入・輸送層、発光層兼電子輸送層、電子注入層、陰極からなるもの、また、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、陰極からなるものがあげられる。尚、電子注入層は省略することができる。【００５３】  これらの多層構造においては、例えば、正孔輸送層と発光層の間に電子阻止層を、発光層と電子輸送層の間に正孔阻止層を設けるなど、さらに多層化をおこなうことができる。またそれとは反対に、例えば、正孔注入層兼正孔輸送層兼発光層兼電子輸送層のように、何層かの有機層の機能を１層で兼用することによって、有機層の数を少なくすることができる。【００５４】  本発明の陽極としては、ＩＴＯ、ＮＥＳＡ、酸化スズのような仕事関数の大きな電極材料が用いられる。正孔注入・輸送層としては、本発明の分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物を用いる。本発明の化合物は、正孔輸送層として他の材料を用いた正孔注入層と組み合わせて、あるいは、正孔注入層として他の材料を用いた正孔注入層と組み合わせて、有機ＥＬ素子を作製することができる。【００５５】  組み合わせる正孔注入層としては、銅フタロシアニン（以後、ＣｕＰｃと略称する）やスターバースト型のトリフェニルアミン誘導体、ナフタレンアミン化合物などの材料を蒸着して用いることができる。または、高分子材料の塗膜や、あるいは塗膜を不溶化することを目的とした処理をおこなった塗膜を用いることができる。高分子材料の例としては、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳや、正孔輸送性の芳香族アミンを側鎖または主鎖に有する重合性の高分子などがあげられる。処理の例としては、紫外線照射や加熱処理などがあげられる。【００５６】  組み合わせる正孔輸送層としては、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（α−ナフチル）−ベンジジン（以後、ＮＰＤと略称する）、などの正孔輸送材料を用いることができる。【００５７】  本発明の発光層、あるいは電子輸送層としては、本発明のアリールアミン化合物に発光材料や電子輸送材料を混合したものや、高分子材料に電子輸送材料を混合したものを用いることができる。高分子材料の例としては、ポリジアルキルフルオレン誘導体、ＰＶＫ、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリシロキサンなどがあげられる。また、各種の発光材料や、カルバゾール誘導体、キノリンのアルミニウム錯体、キノリンの４価金属の錯体、オキサゾール誘導体、フェナントロリン誘導体などの電子輸送材料を用いることができる。【００５８】  また、発光層に例えば、キナクリドン、クマリン６、ルブレンなどの蛍光色素、あるいはフェニルピリジンのイリジウム錯体などの燐光発光材料など、ドーパントと称されている発光材料を添加することや、オキサゾール誘導体、トリアゾール誘導体などの電子輸送材料を添加することによって、本発明の有機ＥＬ素子の性能を高めることができる。【００５９】  本発明の有機ＥＬ素子の電子注入層としては、フッ化リチウムやセシウムなどを用いることができる。本発明の陰極としては、マグネシウム、カルシウム、アルミニウムなどの金属、およびそれらのうち１つ以上と銀やインジウムなどとの合金のような仕事関数の小さな電極材料が用いられる。【００６０】  本発明の有機ＥＬ素子は正孔阻止層を有していても良い。正孔阻止層としてはバソクプロインやオキサゾール誘導体、トリアゾール誘導体などを用いることができる。【００６１】  以下、本発明の実施の形態について、実施例により具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００６２】  （１，３，５−トリス〔４−［Ｎ，Ｎ−ビス（４’−ジフェニルアミノビフェニル−４−イル）］アミノフェニル〕ベンゼン（以後、ＴＰＡ９−２と略称する）（２）の合成）【００６３】  窒素気流下、脱水トルエン５０ｍｌ、Ｎ，Ｎ−ビス（４’−ジフェニルアミノフェニル−４−イル）アミン８．３３ｇ、１，３，５−トリス（４−ブロモフェニル）ベンゼン１．６８ｇ、ナトリウムターシャリーブトキシド１．７７ｇ、酢酸パラジウム（ＩＩ）０．０１ｇを加えて６０℃まで加熱し、トリターシャリーブチルフォスフィン０．０３６ｇを添加し、還流下９時間反応させた。
反応終了後、室温に放冷した後、析出物をろ過、採取し、風乾した。採取した固体を水１００ｍｌによる洗浄、ろ過を繰り返し（同操作を２回実施）、続いて１００ｍｌのメタノールによる洗浄、ろ過を行い、更に、トルエンによる加熱還流によって洗浄した後、放冷し、ろ過、採取することによって、粗製物を得た。得られた粗製物を１，２−ジクロロベンゼンに加熱溶解し、不溶物をろ別した後、１，２−ジクロロベンゼン溶液をメタノールに添加することで結晶を析出させ、ろ過した。この結晶を１，２−ジクロロベンゼンによる再結晶を繰り返すことによって、高純度なＴＰＡ９−２を４．２ｇ（収率６０％）得た。この操作によって得られた、ＴＰＡ９−２のＨＰＬＣ純度は９９．５％であった。【００６４】  得られた淡黄白色粉体について元素分析をおこなった。元素分析の測定結果は以下の通りであった。
理論値（炭素８８．９７％）（水素５．４７％）（窒素５．５６％）
実測値（炭素８８．６４％）（水素５．６７％）（窒素５．５０％）【００６５】  得られた化合物を質量分析装置であるＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｃ．，信州大学繊維学部機能高分子学科）を用いて分析した。ＴＯＦ−ＭＳの測定結果より、ＴＰＡ９−２が理論値と等しい分子量、２２６７を有することを確認した。以上の結果から本発明の化合物を同定した。【００６６】［比較例１］
特開平８−４９０４５公報の化合物が有機溶剤に溶けにくい性質を有していることを示すために、実施例１の化合物（２）にその構造が類似している分子量１２６４のアリールアミン化合物、１，３，５−トリス［４−（ジビフェニルアミノ）フェニル］ベンゼン（以下、ＴＢＡＰＢと略称する）【００６７】
【化１７】
2007026846.tif 000018
【００６８】を比較例１の化合物として合成した。【００６９】  （１，３，５−トリス［４−（ジビフェニルアミノ）フェニル］ベンゼン（１７）の合成）
窒素気流下、脱水トルエン１２０ｍｌ、４−ジビフェニルアミン７．８ｇ、１，３，５−トリス（４−ブロモフェニル）ベンゼン４．０ｇ、ナトリウムターシャリーブトキシド３．２ｇ、酢酸パラジウム（ＩＩ）０．０２ｇを加えて６０℃まで加熱し、トリターシャリーブチルフォスフィン０．０７ｇを添加し、還流下５時間反応させた。【００７０】  反応終了後、室温に放冷した後、析出物をろ過、採取し、風乾した。採取した固体を水１００ｍｌで洗浄、ろ過・乾燥し、粗製物を得た。得られた粗製物を１，２−ジクロロベンゼンに加熱溶解し、不溶の触媒残渣を熱ろ過により除去し、ろ液を室温まで冷却し、析出した結晶をろ過、採取した。得られた結晶を１，２−ジクロロベンゼンを用いた再結晶による精製を繰り返すことで、ＴＢＡＰＢを４．８ｇ（収率５２％）得た。【００７１】  得られた白色粉体について元素分析によって化学構造を同定した。元素分析の測定結果は以下の通りであった。
理論値（炭素９１．１７％）（水素５．５１％）（窒素３．３２％）
実測値（炭素９１．１６％）（水素５．６６％）（窒素３．３６％）
【実施例２】
【００７２】  本発明の実施例１の化合物（２）と比較例１の化合物（１７）について、示差走査熱量測定装置（セイコーインスツルメンツ製）によってガラス転移点を求めた。測定結果は以下の通りであった。
実施例１の化合物（２）          ガラス転移点：１７７℃
比較例１の化合物（１７）はアモルファス性が低く、熔融に続く急速冷却した後の昇温時において、ガラス相へと転移する吸熱現象を示さなかった。以上の結果から本発明の化合物が特開平８−４９０４５公報の化合物よりアモルファス性が高く、成膜された薄膜状態が安定であることが明白である。
【実施例３】
【００７３】  本発明の実施例１の化合物（２）２ｍｇをビーカーに入れ、１．０ｇのシクロヘキサノンを加え、マグネティックスターラーで攪拌して溶解させた。化合物が完全に溶解したことを確認した後、０．２μｍのフィルタ−でろ過して２質量％の塗布液１ｍｌを調製した。【００７４】  ［比較例２］
本発明の比較例１の化合物（１７）を、シクロヘキサノン、キシレン、ＴＨＦ、クロロホルム、１，１，２，２−テトラクロロエタンなど各種の溶剤を用いて溶解しようとしたが、化合物は溶解せず、０．７質量％以上の濃度の溶解液を得ることはできなかった。【００７５】  比較例１の化合物（１７）は、実施例１の化合物（２）の４分の１の分子量であるにもかかわらず、有機ＥＬ素子を作製するための塗布液を作製することができない。以上の結果から特開平８−４９０４５公報の化合物が塗布型の素子作製に適していないことが明白である。
【実施例４】
【００７６】  実施例３で調製した本発明の実施例１の化合物（２）の塗布液を、ガラス板上にスピンコート法によって塗膜し、真空オーブン中１００℃で乾燥させて約５０ｎｍの塗布膜を成膜した。【００７７】  原子間力顕微鏡（以後、ＡＦＭと略する）（エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製  ＳＰＡ−４００）を用いて、作製した塗布膜の表面状態を観察した。本発明の実施例１の化合物の塗布膜は、均一でかつ欠陥のない薄膜であることが観察された。塗布膜の平坦性は高く、表面粗さ測定における算術平均粗さ（Ｒａ）は０．２５ｎｍであった。
【実施例５】
【００７８】  ガラス板上に作製した実施例１の化合物（２）の塗布膜について、大気中光電子分光装置（理研計器製、ＡＣ２）で仕事関数を測定した。仕事関数は５．３２ｅＶであった。【００７９】  以上の結果から本発明の分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物を用いて作製した薄膜は、正孔注入・輸送層として適性なエネルギー準位を有しているといえる。
【実施例６】
【００８０】  有機ＥＬ素子は、図２に示すように、ガラス基板１上に透明陽極２としてＩＴＯ電極をあらかじめ形成したものの上に、正孔注入・輸送層３、発光層兼電子輸送層４、電子注入層５、陰極（アルミニウム電極）６の順に積層して作製した。
膜厚１５０ｎｍのＩＴＯを成膜したガラス基板１を有機溶媒洗浄後に、酸素プラズマ処理を行って表面を洗浄した。【００８１】  ＩＴＯ基板の上に、実施例３で作製した実施例１の化合物（２）の塗布液をスピンコート法によって塗膜し、真空オーブン中１００℃で乾燥させて約５０ｎｍの正孔注入・輸送層３を成膜した。これを、真空蒸着機内に取り付け０．００１Ｐａ以下まで減圧した。【００８２】  続いて、発光層兼電子輸送層４としてＡｌｑを蒸着速度０．６Å／ｓで約５０ｎｍ形成した。次に、電子注入層５としてフッ化リチウムを蒸着速度０．１Å／ｓで約０．５ｎｍ形成した。最後に、陰極蒸着用のマスクを挿入して、アルミニウムを約２００ｎｍ蒸着して陰極６を形成した。ここまでの蒸着をいずれも真空を破らずに連続して行なった。作製した素子は、真空デシケーター中に保存し、大気中、常温で特性測定を行なった。【００８３】  このように作製された本発明の有機ＥＬ素子の効率を、５０００ｃｄ／ｍ２発光時と１００００ｃｄ／ｍ２発光時における、発光輝度／電流量で定義される発光効率と、発光照度／電力量で定義される電力効率で評価した。【００８４】  有機ＥＬ素子は安定な緑色発光を示した。５０００ｃｄ／ｍ２発光時と１００００ｃｄ／ｍ２発光時における、発光効率は４．３１と４．３７、電力効率は１．６０と１．４９であった。【００８５】  さらに駆動電圧を上げ、電流密度の負荷を増大させて、破過前の最大輝度を評価した。この方法によって測定された最大輝度は、素子の電気的な安定性を反映しているため、有機ＥＬ素子の耐久性の指標となる。【００８６】  駆動電圧を上げていくと、有機ＥＬ素子は、１１．１Ｖで最大輝度３４１００ｃｄ／ｍ２を示した後、素子劣化が始まって輝度は低下した。【００８７】  ［比較例３］
比較のために、正孔注入・輸送層３の材料をＰＶＫに代えてその特性を調べた。ＰＶＫは、オルトジクロロベンゼンに溶解して塗布液調製を行った以外は、実施例３と同様にして塗布液を作製した。実施例６と同様にして塗布によって約５０ｎｍの正孔注入・輸送層３を成膜した。続いて実施例６と同様に、発光層兼電子輸送層４、電子注入層５、陰極６をすべて蒸着によって形成した。【００８８】  ＰＶＫを用いた有機ＥＬ素子は安定な緑色発光を示した。５０００ｃｄ／ｍ２発光時と１００００ｃｄ／ｍ２発光時における、発光効率は４．２０と３．８０、電力効率は１．５７と１．３３であった。発光輝度６０００ｃｄ／ｍ２を超える高電流駆動条件において、効率の低下が認められた。
以上の結果から本発明の有機ＥＬ素子は、ＰＶＫを用いた素子よりも、発光輝度６０００ｃｄ／ｍ２を超える高輝度発光時における発光特性の安定性が高いと言える。【００８９】  さらに電圧を上げて負荷を増大させると、１０．１Ｖで最大輝度１７３００ｃｄ／ｍ２を示して素子は劣化した。破過前の最大輝度は実施例６の有機ＥＬ素子の２分の１であった。
以上の結果から本発明の有機ＥＬ素子は、ＰＶＫを用いた素子よりも、素子の電気的な安定性が高く、耐久性が良いことが明白である。
【実施例７】
【００９０】  有機ＥＬ素子は、図３に示すように、ガラス基板１上に透明陽極２としてＩＴＯ電極をあらかじめ形成したものの上に、正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層兼電子輸送層５、電子注入層６、陰極（アルミニウム電極）７の順に積層して作製した。
膜厚１５０ｎｍのＩＴＯを成膜したガラス基板１を有機溶媒洗浄後に、酸素プラズマ処理を行って表面を洗浄した。【００９１】  ＩＴＯ基板の上に、真空蒸着機を用いてＣｕＰｃを蒸着速度６ｎｍ／ｍｉｎで約１５ｎｍ蒸着し、正孔注入層３を形成した。減圧してこのＩＴＯ基板を取り出し、その上に実施例３で作製した実施例１の化合物（２）の塗布液をスピンコート法によって塗膜し、真空オーブン中１００℃で乾燥させて約３５ｎｍの正孔輸送層４を成膜した。これを、真空蒸着機内に再度戻して、実施例６と同様に、発光層兼電子輸送層５としてＡｌｑを蒸着速度０．６Å／ｓで約５０ｎｍ形成した。次に、電子注入層６としてフッ化リチウムを蒸着速度０．１Å／ｓで約０．５ｎｍ形成した。最後に、陰極蒸着用のマスクを挿入して、アルミニウムを約２００ｎｍ蒸着して陰極７を形成した。作製した素子は、真空デシケーター中に保存し、大気中、常温で特性測定を行なった。【００９２】  このように作製された有機ＥＬ素子は安定な緑色発光を示した。駆動電圧７．２Ｖで５０００ｃｄ／ｍ２の発光を、７．８Ｖで１００００ｃｄ／ｍ２の発光を示した。この時の電力効率は１．４９と１．４５であった。【００９３】  さらに駆動電圧を上げていくと、有機ＥＬ素子は、９．５Ｖで最大輝度４１４００ｃｄ／ｍ２を示した後、素子劣化が始まって輝度は低下した。
以上の結果から本発明の有機ＥＬ素子は、素子の電気的な安定性が高く、耐久性が良いため、高輝度発光に適していることが明白である。【００９４】  以上の結果から、本発明の分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物が、優れた正孔注入・輸送性を有し、かつアモルファス性に優れた化合物であることが明白である。また本発明の化合物を用いて、塗布による成膜によって作製した有機ＥＬ素子の効率と耐久性が、従来の有機ＥＬ素子より優れていることが明白である。【００９５】  本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、２００５年８月３１日出願の日本特許出願（特願２００５−２５１９６８）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】  本発明の分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物は、塗布によって薄膜を形成することができ、薄膜状態が安定であり、その仕事関数が正孔注入・輸送材料に適しているため、有機ＥＬ素子用の化合物として優れている。本発明の分子量１５００以上６０００以下のアリールアミン化合物を、塗布によって成膜した薄膜を、正孔注入・輸送層、あるいは正孔輸送層として用いて、有機ＥＬ素子を作製することにより、従来の塗布型の有機ＥＬ素子の発光効率と耐久性を格段に改良することができる。例えば、家庭電化製品や照明の用途への展開が可能となった。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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