Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP5875743B1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子 Download PDF

Info

Publication number
JP5875743B1
JP5875743B1 JP2015552705A JP2015552705A JP5875743B1 JP 5875743 B1 JP5875743 B1 JP 5875743B1 JP 2015552705 A JP2015552705 A JP 2015552705A JP 2015552705 A JP2015552705 A JP 2015552705A JP 5875743 B1 JP5875743 B1 JP 5875743B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
carbon atoms
monovalent aromatic
atom
general formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015552705A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2016027687A1 (ja
Inventor
秀一 林
秀一 林
大三 神田
大三 神田
望月 俊二
俊二 望月
セジン イ
セジン イ
ウンギュ イ
ウンギュ イ
ボンギ シン
ボンギ シン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hodogaya Chemical Co Ltd
SFC Co Ltd
Original Assignee
Hodogaya Chemical Co Ltd
SFC Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hodogaya Chemical Co Ltd, SFC Co Ltd filed Critical Hodogaya Chemical Co Ltd
Priority to JP2015552705A priority Critical patent/JP5875743B1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5875743B1 publication Critical patent/JP5875743B1/ja
Publication of JPWO2016027687A1 publication Critical patent/JPWO2016027687A1/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D403/00Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00
    • C07D403/02Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings
    • C07D403/04Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings directly linked by a ring-member-to-ring-member bond
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D221/00Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one nitrogen atom as the only ring hetero atom, not provided for by groups C07D211/00 - C07D219/00
    • C07D221/02Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one nitrogen atom as the only ring hetero atom, not provided for by groups C07D211/00 - C07D219/00 condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D221/04Ortho- or peri-condensed ring systems
    • C07D221/18Ring systems of four or more rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D403/00Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00
    • C07D403/02Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings
    • C07D403/10Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings linked by a carbon chain containing aromatic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D403/00Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00
    • C07D403/14Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing three or more hetero rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D491/00Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00
    • C07D491/02Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D491/04Ortho-condensed systems
    • C07D491/044Ortho-condensed systems with only one oxygen atom as ring hetero atom in the oxygen-containing ring
    • C07D491/048Ortho-condensed systems with only one oxygen atom as ring hetero atom in the oxygen-containing ring the oxygen-containing ring being five-membered
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D495/00Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D495/02Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D495/04Ortho-condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D495/00Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D495/12Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains three hetero rings
    • C07D495/14Ortho-condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • C09K11/025Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor non-luminescent particle coatings or suspension media
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14Carrier transporting layers
    • H10K50/15Hole transporting layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14Carrier transporting layers
    • H10K50/16Electron transporting layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30Coordination compounds
    • H10K85/341Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/342Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/626Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing more than one polycyclic condensed aromatic rings, e.g. bis-anthracene
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/80[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/94[b, c]- or [b, d]-condensed containing carbocyclic rings other than six-membered
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1007Non-condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1044Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/18Metal complexes
    • C09K2211/185Metal complexes of the platinum group, i.e. Os, Ir, Pt, Ru, Rh or Pd
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/10Triplet emission
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/12OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14Carrier transporting layers
    • H10K50/15Hole transporting layers
    • H10K50/156Hole transporting layers comprising a multilayered structure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Other In-Based Heterocyclic Compounds (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

本発明の有機EL素子は、陽極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び陰極をこの順に有しており、前記正孔輸送層が下記一般式(1)で表されるインデノアクリダン誘導体を含有し、前記発光層が、N−芳香族置換インデノインドール化合物及び/またはN−芳香族置換カルバゾール化合物を含有していることを特徴とする。【化1】(1)式中、A1は、2価の芳香族炭化水素基、2価の芳香族複素環基、または単結合を示し、Bは、1価の芳香族炭化水素基;1価の芳香族複素環基;または置換基として、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基もしくはジ置換アミノ基;を示し、R1〜R14は、水素原子或いはアルキル基等である。

Description

本発明は、各種の表示装置に好適な自発光素子である有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)に関するものであリ、より詳細には、正孔輸送層に特定の分子構造を有するインデノアクリダン誘導体を含んでいる有機EL素子に関する。
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ことから、有機EL素子については多くの研究がなされてきた。
1987年にイーストマン・コダック社のC.W.Tangらは、発光のための各種の役割を各材料に分担した積層構造とすることにより、実用的な有機EL素子の開発に成功した。かかる有機EL素子は、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することにより構成されるものであり、正電荷と負電荷と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/m以上の高輝度が得られるというものである。
現在まで、有機EL素子の実用化のために多くの改良がなされており、例えば、積層構造の各種の役割をさらに細分化し、基板上に、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層及び陰極を設けた積層構造とすることにより、高効率と耐久性が達成されることが一般に知られている。
また、発光効率の更なる向上を目的として三重項励起子の利用が試みられ、燐光発光性化合物の利用が検討されている。
さらに、熱活性化遅延蛍光(TADF)による発光を利用する素子も開発されている。例えば、2011年に九州大学の安達らは、熱活性化遅延蛍光材料を用いた素子によって5.3%の外部量子効率を実現させている。
発光層は、一般的にホスト材料と称される電荷輸送性の化合物に、蛍光性化合物や燐光発光性化合物または遅延蛍光を放射する材料をドープして作製することもできる。有機EL素子における有機材料の選択は、その素子の効率や耐久性など諸特性に大きな影響を与える。
有機EL素子においては、両電極から注入された電荷が発光層で再結合して発光が得られるが、正孔、電子の両電荷を如何に効率良く発光層に受け渡すかが重要であり、キャリアバランスに優れた素子とする必要がある。また、正孔注入性を高め、陰極から注入された電子をブロックする電子阻止性を高めることによって、正孔と電子が再結合する確率を向上させ、更には発光層内で生成した励起子を閉じ込めることによって、高発光効率を得ることができる。そのため、正孔輸送材料の果たす役割は重要であり、正孔注入性が高く、正孔の移動度が大きく、電子阻止性が高く、さらには電子に対する耐久性が高い正孔輸送材料が求められている。
また、素子の寿命に関しては材料の耐熱性やアモルファス性も重要である。耐熱性が低い材料では、素子駆動時に生じる熱により、低い温度でも熱分解が起こり、材料が劣化する。アモルファス性が低い材料では、短い時間でも薄膜の結晶化が起こり、素子が劣化してしまう。そのため使用する材料には耐熱性が高く、アモルファス性が良好な性質が求められる。
これまで有機EL素子に用いられてきた正孔輸送材料としては、N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(α−ナフチル)ベンジジン(NPD)や種々の芳香族アミン誘導体が知られていた(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。NPDは良好な正孔輸送能力を持っているが、耐熱性の指標となるガラス転移点(Tg)が96℃と低く、高温条件下では結晶化による素子特性の低下が起こってしまう。
また、特許文献1,2に記載の芳香族アミン誘導体の中には、正孔の移動度が10−3cm/Vs以上と優れた移動度を有する化合物もあるが、電子阻止性が不十分であるため、電子の一部が発光層を通り抜けてしまい、発光効率の向上が期待できないなど、更なる高効率化のため、より電子阻止性が高く、薄膜がより安定で耐熱性の高い材料が求められていた。
さらに、耐久性の高い芳香族アミン誘導体も報告されているが(例えば、特許文献3参照)、電子写真感光体に用いられる電荷輸送材料として用いたもので、有機EL素子として用いた例はなかった。
耐熱性や正孔注入性などの特性を改良した化合物として、置換カルバゾール構造を有するアリールアミン化合物が提案されているが(例えば、特許文献4〜6参照)、これらの化合物を正孔注入層または正孔輸送層に用いた素子では、耐熱性や発光効率などの改良はされているものの、未だ十分とはいえず、さらなる低駆動電圧化や、さらなる高発光効率化が求められている。
有機EL素子の素子特性の改善や素子作製の歩留まり向上のために、正孔および電子の注入・輸送性能、薄膜の安定性や耐久性に優れた材料を組み合わせることで、正孔および電子が高効率で再結合できる、発光効率が高く、駆動電圧が低く、長寿命な素子が求められている。
また、有機EL素子の素子特性を改善させるために、正孔および電子の注入・輸送性能、薄膜の安定性や耐久性に優れた材料を組み合わせることで、キャリアバランスのとれた高効率、低駆動電圧、長寿命な素子が求められている。
特開平8−048656号公報 特許第3194657号公報 特許第4943840号公報 国際公開第2006/033563号 国際公開第2007/110228号 国際公開第2010/147319号
本発明の目的は、正孔の注入・輸送性能、電子阻止能力、薄膜状態での安定性や耐久性に優れた正孔輸送材料により正孔輸送層が形成されており、該正孔輸送材料の優れた特性が十分に発揮されるように、他の層が組み合わされており、この結果として、高効率、低駆動電圧、長寿命が実現された有機EL素子を提供することにある。
本発明者等は、特定の分子構造を有するインデノアクリダン誘導体が正孔輸送材料として優れた特性を示すと共に、かかる化合物を用いて正孔輸送層を形成したとき、発光層がN−芳香族置換インデノインドール化合物或いはN−芳香族置換カルバゾール化合物を含んでいる場合には、優れたキャリアバランスが確保され、各種特性に優れた有機EL素子が得られるという知見を見出し、本発明を完成させるに至った。
本発明によれば、陽極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び陰極をこの順に有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記正孔輸送層が下記一般式(1)で表されるインデノアクリダン誘導体を含有し、前記発光層が、N−芳香族置換インデノインドール化合物及び/またはN−芳香族置換カルバゾール化合物を含有し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が提供される。
(1)
式中、
は、2価の芳香族炭化水素基、2価の芳香族複素環基、または単結合を示し、
Bは、1価の芳香族炭化水素基;1価の芳香族複素環基;または置換基として、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基もしくは置換基を有していてもよいビニル基を有するジ置換アミノ基;を示し、
ここで、Bがジ置換アミノ基である場合、Aは単結合でないものとし、Aが単結合でない場合には、AとBとは、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよく、
〜R10は、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1ないし6のアルキル基、炭素数5ないし10のシクロアルキル基、炭素数2ないし6のアルケニル基、炭素数1ないし6のアルキルオキシ基、炭素数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基、アラルキル基またはアリールオキシ基であって、これらの基は、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよく、
11〜R14は、炭素数1ないし6のアルキル基、炭素数5ないし10のシクロアルキル基、炭素数2ないし6のアルケニル基、炭素数1ないし6のアルキルオキシ基、炭素数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基、アラルキル基またはアリールオキシ基であって、R11とR12、或いはR13とR14とは、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
本発明の有機EL素子において、前記発光層に使用される前記N−芳香族置換インデノインドール化合物としては、下記一般式(2)で表される化合物が好適である。
(2)
式中、
は、2価の芳香族炭化水素基、2価の芳香族複素環基、または単結合を示し、
Arは、1価の芳香族炭化水素基または1価の芳香族複素環基を示し、
15〜R22は、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1ないし6のアルキル基、炭素数5ないし10のシクロアルキル基、炭素数2ないし6のアルケニル基、炭素数1ないし6のアルキルオキシ基、炭素数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基、アラルキル基、アリールオキシ基、または、置換基として1価の芳香族炭化水素基もしくは1価の芳香族複素環基を有するジ置換アミノ基であって、これらの基は、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよいし、さらには、R15〜R18の一部あるいはR19〜R22の一部が脱離しており、この脱離により生じた空位に、R15〜R18の他の基あるいはR19〜R22の他の基が、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子、硫黄原子またはモノアリールアミノ基を介して結合して環を形成していてもよく、
23及びR24は、炭素数1ないし6のアルキル基、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基またはアラルキル基であって、これらの基は、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子、または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
また、本発明の有機EL素子において、前記発光層に使用される前記N−芳香族置換カルバゾール化合物としては、下記一般式(3)で表される化合物が好適である。
(3)
式中、
は、2価の芳香族炭化水素基、2価の芳香族複素環基、または単結合を示し、
Arは、1価の芳香族炭化水素基または1価の芳香族複素環基を示し、
25〜R32は、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1ないし6のアルキル基、炭素数5ないし10のシクロアルキル基、炭素数2ないし6のアルケニル基、炭素数1ないし6のアルキルオキシ基、炭素数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基、アラルキル基、アリールオキシ基、または、置換基として1価の芳香族炭化水素基もしくは1価の芳香族複素環基を有するジ置換アミノ基であって、これらの基は、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよいし、さらには、R25〜R28の一部あるいはR29〜R32の一部が脱離し、この脱離により生じた空位に、R25〜R28の他の基あるいはR29〜R32の他の基が、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子、硫黄原子またはモノアリールアミノ基を介して結合して環を形成していてもよい。
さらに、本発明の有機EL素子においては、前記電子輸送層が下記一般式(4)で表されるアントラセン誘導体を含有していることが好ましい。
(4)
式中、
は、2価の芳香族炭化水素基、2価の芳香族複素環基または単結合を示し、
Eは、1価の芳香族複素環基を示し、
Cは、1価の芳香族炭化水素基または1価の芳香族複素環基を示し、
Dは、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基または炭素数1ないし6のアルキル基であり、
p及びqは、両者の合計が9であることを条件として、pが7または8の整数であり、qが1または2の整数である。
上記のアントラセン誘導体としては、特に、下記一般式(4a)、(4b)或いは(4c)で表される化合物が好適である。
一般式(4a)で表されるアントラセン誘導体;
(4a)
式中、
は、前記式(4)に示すとおりであり、
Ar、Ar及びArは、それぞれ、1価の芳香族炭化水素基または1価の芳香族複素環基であり、
33〜R39は、それぞれ、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1ないし6のアルキル基、炭素数5ないし10のシクロアルキル基、炭素数2ないし6のアルケニル基、炭素数1ないし6のアルキルオキシ基、炭素数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基、アラルキル基またはアリールオキシ基であって、これらの基は、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよく、
、X、X及びXは、これらのいずれか1つのみが窒素原子であることを条件として、それぞれ、炭素原子または窒素原子を表し、該窒素原子には、水素原子を含めてR33〜R36の何れも結合していないものとする。
一般式(4b)で表されるアントラセン誘導体;

(4b)
は、前記式(4)に示すとおりであり、
Ar、Ar及びArは、それぞれ、1価の芳香族炭化水素基または1価の芳香族複素環基である。
一般式(4c)で表されるアントラセン誘導体;
(4c)
は、前記式(4)に示すとおりであり、
Ar、Ar10及びAr11は、それぞれ、1価の芳香族炭化水素基または1価の芳香族複素環基であり、
40は、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1ないし6のアルキル基、炭素数5ないし10のシクロアルキル基、炭素数2ないし6のアルケニル基、炭素数1ないし6のアルキルオキシ基、炭素数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基、アラルキル基またはアリールオキシ基である。
さらに、本発明の有機EL素子においては、
(1)前記正孔輸送層が、第一正孔輸送層および第二正孔輸送層の2層構造を有しており、該第二正孔輸送層が前記発光層側に位置しており且つ一般式(1)で表されるインデノアクリダン誘導体を含有していること、
(2)前記発光層が、さらに、燐光性の発光材料を含有していること、
(3)前記燐光性の発光材料がイリジウムまたは白金を含む金属錯体であること、
(4)前記燐光性の発光材料が赤色発光性ドーパントであること、
がより好ましい。
本発明の有機EL素子において、正孔輸送層に含まれる一般式(1)で表されるインデノアクリダン誘導体は、分子中にインデノアクリダン環を有しているが、この環中の窒素原子には、単結合或いは2価の芳香族基を介して、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基或いは特定のジ置換アミノ基が結合しているという構造上の特徴を有している。このような構造を有するインデノアクリダン誘導体は、
(1)正孔の注入・輸送特性が良い、
(2)電子阻止能力に優れている、
(3)薄膜状態が安定である、
(4)耐熱性に優れている、
という特性を有している。しかも、本発明の有機EL素子は、このようなインデノアクリダン誘導体が正孔輸送層に含まれていることに加え、発光層にN−芳香族置換インデノインドール化合物或いはN−芳香族置換カルバゾール化合物を含んでおり、これにより、上記インデノアクリダン誘導体の優れた特性が十分に発揮され、発光層に正孔を効率良く注入・輸送でき、高効率、低駆動電圧での発光を実現でき、さらには、素子の長寿命化も実現できる。
また、本発明においては、上記の正孔輸送層及び発光層と共に、前述した一般式(4)で表されるアントラセン誘導体により形成された電子輸送層を設けることにより、発光層へ正孔と電子をより効率良く注入・輸送でき、高いキャリアバランスを確保することができ、より高い特性向上を実現できる。
さらに、本発明においては、正孔輸送層を第一正孔輸送層と第二正孔輸送層の2層構造とし、発光層に隣接する側に位置する第二正孔輸送層を、前述した一般式(1)のインデノアクリダン誘導体により形成することにより、該インデノアクリダン誘導体が有する電子阻止性能を最大限に活用することができ、より高効率で長寿命(高耐久性)の有機EL素子を実現することができる。
本発明の有機EL素子において、実施例で採用されている好適な層構成を示す図。 実施例1で合成された化合物(1−1)のH−NMRチャート図。 実施例2で合成された化合物(1−3)のH−NMRチャート図。 実施例3で合成された化合物(1−4)のH−NMRチャート図。 実施例4で合成された化合物(1−5)のH−NMRチャート図。 実施例5で合成された化合物(1−6)のH−NMRチャート図。 実施例6で合成された化合物(1−7)のH−NMRチャート図。 実施例7で合成された化合物(1−8)のH−NMRチャート図。 実施例8で合成された化合物(1−9)のH−NMRチャート図。 一般式(1)のインデノアクリダン誘導体における化合物No.(1−1)〜(1−5)の構造式を示す図。 一般式(1)のインデノアクリダン誘導体における化合物No.(1−6)〜(1−10)の構造式を示す図。 一般式(1)のインデノアクリダン誘導体における化合物No.(1−11)〜(1−15)の構造式を示す図。 一般式(1)のインデノアクリダン誘導体における化合物No.(1−16)〜(1−19)の構造式を示す図。 一般式(1)のインデノアクリダン誘導体における化合物No.(1−20)〜(1−24)の構造式を示す図。 一般式(1)のインデノアクリダン誘導体における化合物No.(1−25)〜(1−29)の構造式を示す図。 一般式(1)のインデノアクリダン誘導体における化合物No.(1−30)〜(1−34)の構造式を示す図。 一般式(1)のインデノアクリダン誘導体における化合物No.(1−35)〜(1−39)の構造式を示す図。 一般式(1)のインデノアクリダン誘導体における化合物No.(1〜40)〜(1−44)の構造式を示す図。 一般式(1)のインデノアクリダン誘導体における化合物No.(1−45)〜(1−47)の構造式を示す図。 一般式(2)のN−芳香族置換インデノインドール化合物における化合物No.(2−1)〜(2−5)の構造式を示す図。 一般式(2)のN−芳香族置換インデノインドール化合物における化合物No.(2−6)〜(2−10)の構造式を示す図。 一般式(2)のN−芳香族置換インデノインドール化合物における化合物No.(2−11)〜(2−15)の構造式を示す図。 一般式(3)のN−芳香族置換カルバゾール化合物における化合物No.(3−1)〜(3−5)の構造式を示す図。 一般式(3)のN−芳香族置換カルバゾール化合物における化合物No.(3−6)〜(3−10)の構造式を示す図。 一般式(3)のN−芳香族置換カルバゾール化合物における化合物No.(3−11)〜(3−16)の構造式を示す図。 一般式(3)のN−芳香族置換カルバゾール化合物における化合物No.(3−17)〜(3−21)の構造式を示す図。 一般式(3)のN−芳香族置換カルバゾール化合物における化合物No.(3−22)〜(3−23)の構造式を示す図。 一般式(4a)のアントラセン誘導体における化合物No.(4a−1)〜(4a−5)の構造式を示す図。 一般式(4a)のアントラセン誘導体における化合物No.(4a−6)〜(4a−10)の構造式を示す図。 一般式(4a)のアントラセン誘導体における化合物No.(4a−11)〜(4a−15)の構造式を示す図。 一般式(4a)のアントラセン誘導体における化合物No.(4a−16)〜(4a−20)の構造式を示す図。 一般式(4b)のアントラセン誘導体における化合物No.(4b−1)〜(4b−5)の構造式を示す図。 一般式(4b)のアントラセン誘導体における化合物No.(4b−6)〜(4b−10)の構造式を示す図。 一般式(4b)のアントラセン誘導体における化合物No.(4b−11)〜(4b−16)の構造式を示す図。 一般式(4c)のアントラセン誘導体における化合物No.(4c−1)〜(4c−5)の構造式を示す図。 一般式(4c)のアントラセン誘導体における化合物No.(4c−6)〜(4c−9)の構造式を示す図。 一般式(4c)のアントラセン誘導体における化合物No.(4c−10)〜(4c−13)の構造式を示す図。 一般式(4c)のアントラセン誘導体における化合物No.(4c−14)〜(4c−17)の構造式を示す図。 一般式(4c)のアントラセン誘導体における化合物No.(4c−18)〜(4c−21)の構造式を示す図。 一般式(4c)のアントラセン誘導体における化合物No.(4c−22)〜(4c−25)の構造式を示す図。 一般式(4c)のアントラセン誘導体における化合物No.(4c−26)〜(4c−30)の構造式を示す図。 一般式(5)のトリアリールアミン誘導体における化合物No.(5−1)〜(5−5)の構造式を示す図。 一般式(5)のトリアリールアミン誘導体における化合物No.(5−6)〜(5−10)の構造式を示す図。 一般式(5)のトリアリールアミン誘導体における化合物No.(5−11)〜(5−15)の構造式を示す図。 一般式(5)のトリアリールアミン誘導体における化合物No.(5−16)〜(5−20)の構造式を示す図。 一般式(5)のトリアリールアミン誘導体における化合物No.(5−21)〜(5−23)の構造式を示す図。 トリアリールアミン化合物No.(5’−1)、(5’−2)の構造式を示す図。 一般式(6)のトリアリールアミン誘導体における化合物No.(6−1)〜(6−5)の構造式を示す図。 一般式(6)のトリアリールアミン誘導体における化合物No.(6−6)〜(6−10)の構造式を示す図。 一般式(6)のトリアリールアミン誘導体における化合物No.(6−11)〜(6−15)の構造式を示す図。 一般式(6)のトリアリールアミン誘導体における化合物No.(6−16)〜(6−17)の構造式を示す図。
発明が実施しようとする形態
本発明の有機EL素子は、ガラス基板や透明プラスチック基板(例えばポリエチレンテレフタレート基板)などの透明基板上に、陽極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び陰極が、この順に形成された基本構造を有している。このような基本構造を有している限り、その層構造は種々の態様を採ることができ、例えば、正孔輸送層を、陽極側に位置する第一正孔輸送層と発光層に隣接する第二正孔輸送層との2層構造とすることもできるし、陽極と正孔輸送層との間に正孔注入層を設けることもでき、さらには、電子輸送層と陰極との間に電子注入層を設けることもできる。例えば、図1には、後述する実施例で採用された層構造が示されており、透明基板1上に、陽極2、正孔注入層3、正孔輸送層5、発光層6、電子輸送層7、電子注入層8及び陰極9が、この順に形成されている。特に、この例では、正孔輸送層5は、第一正孔輸送層5aと第二正孔輸送層5bとの二層構造となっている。
以下、本発明の有機EL素子を構成する各層について説明する。
<陽極2>
陽極2は、ITOや金のような仕事関数の大きな電極材料の蒸着により、透明基板1上に形成されるものである。
<正孔注入層3>
陽極2と正孔輸送層5との間には、必要に応じて、正孔注入層3が適宜形成される。かかる正孔注入層3は、それ自体公知の材料、例えば、スターバースト型のトリフェニルアミン誘導体、種々のトリフェニルアミン4量体などの材料;銅フタロシアニンに代表されるポルフィリン化合物;ヘキサシアノアザトリフェニレンのようなアクセプター性の複素環化合物や塗布型の高分子材料;などを用いて形成することができる。また、トリスブロモフェニルアミンヘキサクロルアンチモン、ラジアレン誘導体(例えば、国際公開第2014/009310号参照)などをPドーピングしたものや、TPDなどのベンジジン誘導体の構造をその部分構造に有する高分子化合物なども用いることができる。
<正孔輸送層5>
正孔輸送層5は、上記の陽極2と発光層6との間に設けられるものであり、本発明においては、この正孔輸送層は、下記の一般式(1)で表されるインデノアクリダン誘導体を含んでいる。
(1)
前記一般式(1)において、Aは、2価の芳香族炭化水素基、2価の芳香族複素環基、または単結合を示す。
ここで、2価の芳香族炭化水素基は、2つの結合手を有する芳香族炭化水素環から形成されているものであり、このような芳香族炭化水素環としては、ベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、テトラキスフェニル、スチレン、ナフタレン、アントラセン、アセナフタレン、フルオレン、フェナントレン、インダン、ピレン、トリフェニレン、フルオランテンなどを挙げることができる。
また、2価の芳香族複素環基は、2つの結合手を有する芳香族複素環から形成されているものであり、このような芳香族複素環としては、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、ピロール、フラン、チオフェン、キノリン、イソキノリン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、インドリン、カルバゾール、カルボリン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、キノキサリン、ベンゾイミダゾール、ピラゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ナフチリジン、フェナントロリン、アクリジン、キナゾリン、ベンゾキナゾリンなどをあげることができる。
また、一般式(1)中のBは、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基、またはジ置換アミノ基を表す。
上記の1価の芳香族炭化水素基は、1つの結合手を有する芳香族炭化水素環から形成されているものであり、上記の1価の芳香族複素環基は1つの結合手を有する芳香族複素環から形成されているものであり、これらの例としては、以下のものを例示することができる。
1価の芳香族炭化水素基;
フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基等。
1価の芳香族複素環基;
ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、フリル基、ピロリル基、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、キナゾリニル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾキナゾリニル基、ピリドピリミジニル基、ピラゾリル基、ナフトピリミジニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、ナフチリジニル基、フェナントロリニル基、アクリジニル基、カルボリニル基等。
さらに、ジ置換アミノ基が有する置換基は、ビニル基(置換基を有していてもよい)、1価の芳香族炭化水素基または1価の芳香族複素環基である。この1価の芳香族炭化水素基及び1価の芳香族複素環基としては、上記で例示したものと同じものを挙げることができる。
また、上記のA及びBにおいて、Bがジ置換アミノ基である場合、Aは単結合でないものとする。また、Aが単結合でない場合、即ち、Aが2価の芳香族炭化水素基または2価の芳香族複素環基である場合、AとBとは、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
特に、Bが示すジ置換アミノ基がビニル基を有する場合、このビニル基は、単結合を介して、Aが有する芳香族環或いはジ置換アミノ基が有する他方の置換基が有する芳香族環と結合して、さらに芳香族環を形成していることが好ましい(後述する化合物No.1−22、1−23、1−42参照)。
即ち、上記一般式(1)で表されるインデノアクリダン誘導体は、アクリダン環中の窒素原子に、芳香族炭化水素環或いは芳香族複素環が結合しているN−芳香族置換体であることが望ましい。
さらに、上述したA及びBが示す各種の基、例えば、1価または2価の芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基、及びジ置換アミノ基は、さらに置換基を有していてもよい。
このような置換基(ジ置換アミノ基のビニル基が有していてよい置換基を含む)としては、重水素原子、シアノ基、ニトロ基などに加え、以下のものを例示することができる。
ハロゲン原子、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子;
炭素数1ないし6のアルキル基、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基など;
炭素数1ないし6のアルキルオキシ基、例えば、メチルオキシ基、エチルオキシ基、プロピルオキシ基など;
アルケニル基、例えば、ビニル基、アリル基など;
アリール基、例えば、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基など;
アリールオキシ基、例えば、フェニルオキシ基、トリルオキシ基など;
アラルキル基、例えば、ベンジル基、フェネチル基など;
アリールアルキルオキシ基、例えば、ベンジルオキシ基、フェネチルオキシ基;
芳香族複素環基、例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、チエニル基、フリル基、ピロリル基、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、キナゾリニル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾキナゾリニル基、ピラゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、カルボリニル基など;
アリールビニル基、例えば、スチリル基、ナフチルビニル基など;
アシル基、例えば、アセチル基、ベンゾイル基など;
シリル基、例えば、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基など;
これらの置換基は、さらに、ここで例示している置換基をさらに有していてもよい。
また、上記で例示した置換基同士が単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
さらに、上記一般式(1)において、R〜R10は、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1ないし6のアルキル基、炭素数5ないし10のシクロアルキル基、炭素数2ないし6のアルケニル基、炭素数1ないし6のアルキルオキシ基、炭素数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基、アラルキル基またはアリールオキシ基を示す。
炭素数1ないし6のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基などをあげることができる。
炭素数5ないし10のシクロアルキル基の例としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基などをあげることができる。
炭素数2ないし6のアルケニル基の例としては、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、2−ブテニル基などをあげることができる。
炭素数1ないし6のアルキルオキシ基の例としては、メチルオキシ基、エチルオキシ基、プロピルオキシ基などをあげることができる。
炭素数5ないし10のシクロアルキルオキシ基の例としては、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、1−アダマンチルオキシ基、2−アダマンチルオキシ基などをあげることができる。
1価の芳香族炭化水素基及び1価の芳香族複素環基は、前記の“B”について例示したものと同じである。
アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基などをあげることができる。
アリールオキシ基としては、フェニルオキシ基、トリルオキシ基、ビフェニルオキシ基、ナフチルオキシ基、アントラセニルオキシ基、フェナントレニルオキシ基、フルオレニルオキシ基、インデニルオキシ基、ピレニルオキシ基、ペリレニルオキシ基などをあげることができる。
上記の各基は、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
上述したR〜R10が示す各基は、置換基を有していてもよく、このような置換基としては、炭素数に関する条件を満足する範囲において、前述した“B”における1価の芳香族炭化水素基及び1価の芳香族複素環基が有する置換基として例示したものと同じ基をあげることができる。
また、これらの置換基は、それぞれ、独立して存在していてもよいし、これらの置換基同士が、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
また、一般式(1)におけるR11〜R14は、炭素数1ないし6のアルキル基、炭素数5ないし10のシクロアルキル基、炭素数2ないし6のアルケニル基、炭素数1ないし6のアルキルオキシ基、炭素数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基、アラルキル基、またはアリールオキシ基である。
これらの基の具体例としては、前記R〜R10について例示したものとおなじ基をあげることができ、これらの基は、前記R〜R10が有する置換基と同様、さらに置換基を有していてもよい。
さらに、上記のR11とR12、或いはR13とR14とは、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
上述した一般式(1)で表されるインデノアクリダン誘導体の具体例としては、図10〜図19で示されている化合物(1−1)〜(1−47)をあげることができる。
本発明において、上述した一般式(1)で表されるインデノアクリダン誘導体は、後述する実施例からも理解されるようにガラス転移点Tgが高く(例えば110℃以上)、従って、薄膜状態が安定であり、耐熱性も優れている。また、一般的な正孔輸送材料が有する仕事関数(約5.4eV)と比較して、高い仕事関数を有しており、従って、正孔輸送性に優れており、正孔の移動度が大きく且つ正孔の注入特性もよい。さらには、電子阻止性にも優れている。
このようなインデノアクリダン誘導体は、それぞれ1種単独で使用することもできるし、2種以上を混合して使用することもでき、さらには、かかるインデノアクリダン誘導体が有する優れた特性が損なわれない範囲において、公知の正孔輸送材料と併用して正孔輸送層5を形成することもできる。
このような公知の正孔輸送材料としては、N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(m−トリル)ベンジジン(TPD)、N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(α−ナフチル)ベンジジン(NPD)、N,N,N’,N’−テトラビフェニリルベンジジンなどのベンジジン誘導体;1,1−ビス[4−(ジ−4−トリルアミノ)フェニル]シクロヘキサン(TAPC);後述する一般式(5)または一般式(6)で表されるトリアリールアミン誘導体;その他、種々のトリフェニルアミン3量体などをあげることができる。
また、かかる正孔輸送層5においては、さらにトリスブロモフェニルアミンヘキサクロルアンチモン、ラジアレン誘導体(例えば、国際公開2014/009310号参照)などをPドーピングしたものや、TPDなどのベンジジン誘導体の分子構造を含む高分子化合物などを併用することもできる。
上述した正孔輸送層5は、一般式(1)のインデノアクリダン誘導体を含むガスの蒸着もしくは共蒸着により形成することが好適であるが、スピンコート法やインクジェット法などの公知の方法によっても形成することができる。
このような正孔輸送層5の厚みは、通常25〜60nm程度であるが、低い駆動電圧で発光させることができるため、その厚みを例えば100nm以上に厚くした場合にも駆動電圧の上昇を抑えることができる。即ち、正孔輸送層の厚みの自由度が高く、例えば、20〜300nm、特に20〜200nmの厚みで実用駆動電圧を維持できる。
また、本発明では、上記のインデノアクリダン誘導体を含む正孔輸送層5は、例えば図1に示されているように、陽極側に位置する第一正孔輸送層5aと発光層6側に位置する第二正孔輸送層5bとの二層構造を有していることが好適である。
このような二層構造の正孔輸送層5については、後述する。
<発光層6>
発光層6は、用いる材料の種類に応じて、蒸着法、スピンコート法、インクジェット法等の公知の方法によって形成することができるが、本発明においては、特に、N−芳香族置換インデノインドール化合物或いはN−芳香族置換カルバゾール化合物を含んでいることが重要である。即ち、発光材料と共に、これらの化合物が発光層6中に存在していることにより、前述した正孔輸送層5に含まれているインデノアクリダン誘導体の正孔輸送・注入性が活かされ、発光層6に効率よく正孔を注入することができ、高効率、低駆動電圧での発光を実現できる。
上記のN−芳香族置換インデノインドール化合物は、インデノインドール環構造を有するものであるが、この環内の窒素原子に芳香族基が導入されており、例えば下記一般式(2)で表される。

(2)
前記一般式(2)において、窒素原子に結合しているAは、一般式(1)におけるAと同様、2価の芳香族炭化水素基、2価の芳香族複素環基、または単結合を示す。
かかる2価の芳香族炭化水素基及び2価の芳香族複素環基としては、一般式(1)におけるAについて例示したものと同様の基を例示することができ、またAについて例示されている基と同様の置換基を有していてよく、さらに、かかる置換基同士が単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
また、Arは、1価の芳香族炭化水素基または1価の芳香族複素環基を示す。かかる1価の芳香族炭化水素基及び1価の芳香族複素環基としては、一般式(1)におけるBについて例示したものと同様の基を例示することができ、またBについて例示されている基と同様の置換基を有していてよく、さらに、かかる置換基同士が単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
一般式(2)中のR15〜R22は、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1ないし6のアルキル基、炭素数5ないし10のシクロアルキル基、炭素数2ないし6のアルケニル基、炭素数1ないし6のアルキルオキシ基、炭素数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基、アラルキル基、アリールオキシ基、または、置換基として1価の芳香族炭化水素基もしくは1価の芳香族複素環基を有するジ置換アミノ基である。
上記のジ置換アミノ基が置換基として有している1価の芳香族炭化水素基及び1価の芳香族複素環基や、その他の基の具体例としては、一般式(1)におけるB或いはR〜R10について例示されているものをあげることができ、これらの基も、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環(即ち、縮合環)を形成していてもよい(例えば、後述する一般式(2d)及び(2e)参照)。
さらに、R15〜R18の一部あるいはR19〜R22の一部が脱離しており、この脱離により生じた空位に、R15〜R18の他の基あるいはR19〜R22の他の基(これら他の基は上記であげた基である)が、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子、硫黄原子またはモノアリールアミノ基を介して結合して環(即ち、縮合環)を形成していてもよい(例えば、後述する一般式(2a)〜(2c)参照)。
また、一般式(2)中のR23及びR24は、炭素数1ないし6のアルキル基、1価の芳香族炭化水素基または1価の芳香族複素環基である。これらの基の具体例としては、一般式(1)におけるB或いはR〜R10について例示されているものをあげることができ、これらの基も、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
上述した一般式(2)で表されるN−芳香族置換インデノインドール化合物においては、R15〜R18、或いはR19〜R22により環が形成されていることが好ましい。
例えば、下記一般式(2a)〜(2e)に示されているN−芳香族置換インデノインドール化合物は、R15〜R18が環を形成しているときの例である。
尚、下記の一般式(2a)〜(2e)において、A、Ar、R15〜R24は、前記一般式(2)で示したとおりの意味を表し、Xは、2価の連結基であり、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子、硫黄原子またはモノアリールアミノ基を表す。
一般式(2a);
(2a)
上記一般式(2a)は、一般式(2)中のR15が脱離して空位となっている位置に、R15と隣接しているR16が連結基Xを介してベンゼン環に結合して縮合環を形成している構造を有している。
一般式(2b);
(2b)
上記一般式(2b)は、一般式(2)中のR17が脱離して空位となっている位置に、R17と隣接しているR18が連結基Xを介してベンゼン環に結合して縮合環を形成している構造を有している。
一般式(2c);
(2c)
上記一般式(2c)は、一般式(2)中のR16が脱離して空位となっている位置に、R16と隣接しているR17が連結基Xを介してベンゼン環に結合して縮合環を形成している構造を有している。
上記一般式(2a)〜(2c)において、連結基Xを介してのベンゼン環への結合により形成される縮合環の例としては、フルオレン環(X=メチレン)、カルバゾール環(X=モノフェニルアミノ基)、ジベンゾフラン環(X=酸素原子)、ジベンゾチオフェン環(X=硫黄原子)をあげることができる。
一般式(2d);
(2d)
上記一般式(2d)は、一般式(2)中のR17(ビニル基)とR18(ビニル基)とが結合してベンゼン環を形成している構造を有している。
一般式(2e);
(2e)
上記一般式(2e)は、一般式(2)中のR16(フェニル基)とR17(フェニル基)とが結合してフェナントレン環を形成している構造を有している。
上記の一般式(2a)〜(2e)では、R15〜R18が環を形成している構造が示されているが、R19〜R22が環を形成している構造では、これら一般式(2a)〜(2e)で形成されている環が、R19〜R22が結合しているベンゼン環に縮合していることとなる。
本発明において、上述した一般式(2)(或いは一般式(2a)〜(2e))で表されるN−芳香族置換インデノインドール化合物の具体例としては、図20〜図22で示されている構造式を有する化合物(2−1)〜(2−15)をあげることができる。
本発明において、発光層6の形成に使用されるN−芳香族置換カルバゾール化合物は、カルバゾール環構造を有するものであり、カルバゾール環内の窒素原子に芳香族基が導入されており、例えば下記一般式(3)で表される。
(3)
前記一般式(3)において、窒素原子に結合しているAは、一般式(1)におけるA及び一般式(2)におけるAと同様、2価の芳香族炭化水素基、2価の芳香族複素環基、または単結合を示す。
かかる2価の芳香族炭化水素基及び2価の芳香族複素環基としては、一般式(1)におけるA及び一般式(2)におけるAについて示したものと同様の基を例示することができ、これらの基は、Aについて例示されている基と同様の置換基を有していてよく、さらに、かかる置換基同士が単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
また、上記一般式(3)中のArは、1価の芳香族炭化水素基または1価の芳香族複素環基を示す。かかる1価の芳香族炭化水素基及び1価の芳香族複素環基としては、一般式(1)におけるBについて例示したものと同様の基を例示することができ、またBについて例示されている基と同様の置換基を有していてよく、さらに、かかる置換基同士が単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
一般式(3)中のR25〜R32は、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1ないし6のアルキル基、炭素数5ないし10のシクロアルキル基、炭素数2ないし6のアルケニル基、炭素数1ないし6のアルキルオキシ基、炭素数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基、アラルキル基、アリールオキシ基、または、置換基として1価の芳香族炭化水素基もしくは1価の芳香族複素環基を有するジ置換アミノ基である。
上記のジ置換アミノ基が置換基として有している1価の芳香族炭化水素基及び1価の芳香族複素環基や、その他の基の具体例としては、一般式(1)におけるB或いはR〜R10について例示されているものをあげることができ、これらの基も、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環(即ち、縮合環)を形成していてもよい。
また、上記のR25〜R32の一部が脱離しており、この脱離により生じた空位に、R25〜R32の他の基(特に脱離している基に隣接している基)が、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子、硫黄原子またはモノアリールアミノ基を介して結合して環(即ち、縮合環)を形成していてもよい。
本発明においては、R25〜R32により環が形成されていることが好ましい。即ち、カルバゾール環が有しているベンゼン環に環が縮合している構造が好ましい。特に、下記一般式(3a−1)〜(3a−4)及び(3b−1)に示されているように、R25〜R32の一部が脱離した空位に、隣接している他の基が置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子、硫黄原子またはモノアリールアミノ基を介して結合して環を形成していることが好ましい。
尚、下記の一般式(3a−1)〜(3a−4)及び(3b−1)において、A、Ar、R25〜R32は、前記一般式(3)で示したとおりの意味を表し、Xは、2価の連結基であり、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子、硫黄原子またはモノアリールアミノ基を表す。
一般式(3a−1);
上記一般式(3a−1)は、一般式(3)中のR25が脱離して空位となっている位置に、R25と隣接しているR26(置換基として2つのメチル基を有しているインデニル基)が連結基Xを介してベンゼン環に結合して縮合環を形成している構造を有している。
一般式(3a−2);
上記一般式(3a−2)も、一般式(3a−1)と同様、一般式(3)中のR25が脱離して空位となっている位置に、R25と隣接しているR26(置換基として2つのメチル基を有しているインデニル基)が連結基Xを介してベンゼン環に結合して縮合環を形成している構造を有している。
一般式(3a−3);
上記一般式(3a−3)は、一般式(3)中のR28が脱離して空位となっている位置に、R28と隣接しているR27(置換基として2つのメチル基を有しているインデニル基)が連結基Xを介してベンゼン環に結合して縮合環を形成している構造を有している。
一般式(3a−4);
上記一般式(3a−4)は、一般式(3)中のR25が脱離して空位となっている位置に、R25と隣接しているR26(置換基として2つのフェニル基を有しているインデニル基)が連結基Xを介してベンゼン環に縮合環を形成している構造を有している。
一般式(3b−1);
上記一般式(3b−1)は、一般式(3)中のR25が脱離して空位となっている位置に、R25と隣接しているR26(N−フェニル置換インドリル基)が連結基Xを介して結合して縮合環を形成している構造を有している。
上記一般式(3a−1)〜(3a−4)において、連結基Xを介してのベンゼン環への結合により形成される縮合環の例としては、インデノインダン環(X=メチレン)、インデノインドール環(X=モノフェニルアミノ基)、インデノベンゾフラン環(X=酸素原子)、インデノベンゾチオフェン環(X=硫黄原子)などであってもよい。
上述した一般式(3a−1)〜(3a−4)及び(3b−1)では、R25〜R28が環を形成している構造が示されているが、勿論、R29〜R32が、これらの式と同様に環を形成していてもよい。
本発明において、上述した一般式(3)(或いは一般式(3a−1)〜(3a−4)及び(3b−1))で表されるN−芳香族置換カルバゾール化合物の具体例としては、図23〜図27で示されている構造式を有する化合物(3−1)〜(3−23)をあげることができる。
上述したN−芳香族置換インデノインドール化合物及びN−芳香族置換カルバゾール化合物は、発光層のホスト材料としての特性に優れ、これらの化合物を、それぞれ、単独で或いは2種以上を併用し、発光材料と組み合わせて発光層6が形成することにより、前述した正孔輸送層5に含まれているインデノアクリダン誘導体の正孔輸送・注入性が活かされ、高い発光効率を達成することが可能となる。
また、上記のN−芳香族置換カルバゾール化合物としては、前述した一般式(3)で表されるものが好適であるが、このような一般式(3)で表されるカルバゾール化合物以外にも、例えば、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(CBP)やTCTA、mCPなどのカルバゾール誘導体などを併用することもできる。
また、上述したN−芳香族置換インデノインドール化合物及びN−芳香族置換カルバゾール化合物の優れた特性が損なわれない範囲で、従来から発光材料と共に使用されている化合物、例えば、Alqをはじめとするキノリノール誘導体の金属錯体の他、各種の金属錯体、アントラセン誘導体、ビススチリルベンゼン誘導体、ピレン誘導体、オキサゾール誘導体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、チアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ポリジアルキルフルオレン誘導体、キナゾリン誘導体などを併用することもできるし、さらに、電子輸送性を有する化合物、例えば、p−ビス(トリフェニルシリル)ベンゼン(UGH2)や2,2’,2’’−(1,3,5−フェニレン)−トリス(1−フェニル−1H−ベンズイミダゾール)(TPBI)などを併用することもできる。
発光材料としては、特に制限されず、それ自体公知のものを使用することができるが、本発明では、特に燐光発光体を使用することが好ましい。
燐光発光体としては、イリジウムや白金などの金属錯体が代表的であり、この金属錯体の燐光発光体には、ビス(3−メチル−2−フェニルキノリン)イリジウム(III)アセチルアセトナート(Ir(3‘−Mepq)(acac))、Ir(piq)、BtpIr(acac)などの赤色の燐光発光体、Ir(ppy)などの緑色の燐光発光体、FIrpic、FIr6などの青色の燐光発光体などがある。
本発明では、上記の燐光発光体の中でも特に赤色の燐光発光体が好適である。
また、発光材料としてPIC−TRZ、CC2TA、PXZ−TRZ、4CzIPNなどのCDCB誘導体などの遅延蛍光を放射する材料を使用することも可能である(例えば、Appl.Phys.Let.,98,0833302参照)。
本発明においては、上記の発光材料をドーパントとして使用し、前述したN−芳香族置換インデノインドール化合物或いはN−芳香族置換カルバゾール化合物及びその他の材料をホスト材料として使用することができる。
燐光性の発光材料のホスト材料へのドープは濃度消光を避けるため、発光層6の全体に対して1〜30重量パーセントの範囲で、共蒸着によってドープすることが好ましい。
本発明において、最も好適な発光層6は、ドーパントとして赤色発光性のもの(即ち、赤色の燐光発光体)を用いたものである。
発光層6を上記のようなホスト材料とドーパントとにより形成したとき、ドーパント材料として、キナクリドン、クマリン、ルブレン、ペリレンおよびそれらの誘導体、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、アミノスチリル誘導体などを用いることもできる。
<電子輸送層7>
本発明において、上述した発光層6の上に設けられる電子輸送層7は、公知の電子輸送性材料を用いての蒸着法、スピンコート法、インクジェット法などの公知の方法によって形成することができる。
電子輸送層は、それ自体公知の電子輸送材料から形成されていてよく、Alq等のキノリノール誘導体の金属錯体のほか、亜鉛、ベリリウム、アルミニウムなどの各種の金属錯体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、カルボジイミド誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、シロール誘導体などを用いることができる。
また、本発明においては、下記一般式(4)で表されるアントラセン誘導体を電子輸送材料として使用して電子輸送層を形成することが好ましい。かかるアントラセン誘導体は、電子注入および輸送能力、薄膜の安定性や耐久性に優れており、このようなアントラセン誘導体により形成された電子輸送層を、前述した一般式(1)のインデノアクリダン誘導体を含む正孔輸送層と組み合わせることにより、正孔と電子とを発光層6に効率よく注入することができ、これにより、最適なキャリアバランスを確保することができ、有機EL素子の特性を大きく向上させることが可能となる。
(4)
式中、
は、2価の芳香族炭化水素基、2価の芳香族複素環基または単結合を示し、
Eは、1価の芳香族複素環基を示し、
Cは、1価の芳香族炭化水素基または1価の芳香族複素環基を示し、
Dは、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基または炭素数1ないし6のアルキル基であり、
p及びqは、両者の合計が9であることを条件として、pが7または8の数であり、qが1または2の数である。
上記の一般式(4)から理解されるように、このアントラセン誘導体は、2価の基或いは単結合により、アントラセン環と基Eとが連結された分子構造を有しており、基Eが連結されているアントラセン環には、1または2個の1価の芳香族炭化水素基または1価の芳香族複素環基(基C)が置換基として結合している。
かかる一般式(4)において、Aは、単結合或いは2価の基を示すものであるが、かかる2価の基は、2価の芳香族炭化水素基または2価の芳香族複素環基であり、その具体例は、一般式(1)におけるAであげたものと同様、以下のとおりである。
2価の芳香族炭化水素基は、2つの結合手を有する芳香族炭化水素環から形成されているものであり、このような芳香族炭化水素環としては、ベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、テトラキスフェニル、スチレン、ナフタレン、アントラセン、アセナフタレン、フルオレン、フェナントレン、インダン、ピレン、トリフェニレンをあげることができる。
また、2価の芳香族複素環基は、2つの結合手を有する芳香族複素環から形成されているものであり、このような芳香族複素環としては、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、ピロール、フラン、チオフェン、キノリン、イソキノリン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、インドリン、カルバゾール、カルボリン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、キノキサリン、ベンゾイミダゾール、ピラゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ナフチリジン、フェナントロリン、アクリジニンなどをあげることができる。
上記の芳香族炭化水素環及び芳香族複素環も、このアントラセン誘導体の優れた特性を損なわない限りにおいて、導入可能な置換基を有していてもよい。
このような置換基は、前述した一般式(1)中の基R〜R10が示す1価の芳香族炭化水素基或いは1価の芳香族複素環基が有していてよい置換基と同様のものである。
本発明において、特に好適な2価の基は、置換または未置換のベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環及びフェナントレン環に由来するものである。
また、一般式(4)の基Eは、1価の芳香族複素環基であり、かかる複素環基としては、トリアジニル基、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、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、キノキサリニル基、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、ジベンゾチエニル基、ナフチリジニル基、フェナントロリニル基、アクリジニル基、およびカルボリニル基などをあげることができる。
上記の基Eにおける1価の芳香族複素環基も、このアントラセン誘導体の優れた特性を損なわないような置換基を有していてもよく、このような置換基としては、重水素原子、シアノ基、ニトロ基に加え、以下のものを例示することができる。
ハロゲン原子、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子;
炭素数1ないし6のアルキル基、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基;
炭素数5ないし10のシクロアルキル基、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基;
炭素数1ないし6のアルキルオキシ基、例えば、メチルオキシ基、エチルオキシ基、プロピルオキシ基;
炭素数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、1−アダマンチルオキシ基、2−アダマンチルオキシ基;
アルケニル基、例えば、ビニル基、アリル基;
アリールオキシ基、例えば、フェニルオキシ基、トリルオキシ基、ビフェニリルオキシ基、ナフチルオキシ基、アントラセニルオキシ基、フェナントレニルオキシ基;
アリールアルキルオキシ基、例えば、ベンジルオキシ基、フェネチルオキシ基;
芳香族炭化水素基、例えば、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基;
芳香族複素環基、例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、チエニル基、フリル基、ピロリル基、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、キノキサリニル基、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、ジベンゾチエニル基、カルボリニル基;
アリールビニル基、例えば、スチリル基、ナフチルビニル基;
アシル基、例えば、アセチル基、ベンゾイル基;
上記で例示した置換基は、それぞれ、独立して存在していてもよいし、これらの置換基同士が、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
本発明において、上記の基Eとして好適な1価の芳香族複素環基としては、含窒素芳香族複素環基、例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、ピロリル基、キノリル基、イソキノリル基、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、キノキサリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、およびカルボリニル基などが好ましく、これらの中でもピリジル基、ピリミジニル基、キノリル基、イソキノリル基、インドリル基、ピラゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、およびカルボリニル基がより好ましい。
また、一般式(4)中のCは、1価の芳香族炭化水素基または1価の芳香族複素環基を示すが、これらの基としては、一般式(1)中のR〜R10について例示したものと同様の基をあげることができる。また、これらの1価の芳香族炭化水素基及び1価の芳香族複素環基も、前述したR〜R10が示す芳香族基と同様、置換基を有していてよい。
尚、かかる基Cが分子中に2個存在する場合(式(4)中のq=2)、二つの基Cは、同一でも異なっていてもよい。
さらに、一般式(4)中のDは、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基または炭素数1ないし6のアルキル基であり、これらの内の炭素数1ないし6のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基などをあげることができる。
これらのアルキル基も、例えば、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基等の置換基を有していてもよい。
また、複数個存在するDは、互いに同一でも異なってもよい。
本発明において、最も好適なDは、水素原子である。
上述した一般式(4)のアントラセン誘導体において、Eは含窒素芳香族複素環基であり且つDが水素原子であることが好ましいが、このような好適なアントラセン誘導体は、特に、下記一般式(4a)、(4b)または(4c)で表される。
一般式(4a)で表されるアントラセン誘導体;
(4a)
前記、一般式(4a)において、Aは、前記式(4)に示すとおりであり、2価の芳香族炭化水素基、2価の芳香族複素環基または単結合である。
また、上記Aが結合している3環構造の含窒素複素環は、一般式(4)における基Eに相当する。
上記式(4a)中のX、X、X及びXは、上記の含窒素複素環の一部を構成する環内元素であり、これらのいずれか1つのみが窒素原子であることを条件として、それぞれ、炭素原子または窒素原子を示す。
また、R33〜R39及びArは、この含窒素複素環に結合している基を示している。
即ち、X、X、X及びXが形成している環には、置換基としてR33〜R36が示されているが、この環内元素が窒素原子であるときには、この窒素原子には、R33〜R36の何れも(水素原子を含めて)結合していないものとする。例えば、Xが窒素原子である場合はR33が存在せず、Xが窒素原子である場合は、R34が存在せず、Xが窒素原子である場合はR35が存在せず、Xが窒素原子である場合は、R36が存在しないことを意味する。
また、上記の含窒素複素環に結合しているR33〜R39は、それぞれ、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1ないし6のアルキル基、炭素数5ないし10のシクロアルキル基、炭素数2ないし6のアルケニル基、炭素数1ないし6のアルキルオキシ基、炭素数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基またはアリールオキシ基である。
上記の炭素数1ないし6のアルキル基としては、前記一般式(4)のDについて、例示したものと同じものをあげることができる。
上記の炭素数5ないし10のシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基を例示することができる。
上記の炭素数2ないし6のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、2−ブテニル基などをあげることができる。
炭素数1ないし6のアルキルオキシ基としては、メチルオキシ基、エチルオキシ基、n−プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、n−ブチルオキシ基、tert−ブチルオキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基をあげることができる。
上記の炭素数5ないし10のシクロアルキルオキシ基としては、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘプチルオキシ基、シクロオクチルオキシ基、1−アダマンチルオキシ基、2−アダマンチルオキシ基をあげることができる。
さらに、1価の芳香族炭化水素基及び1価の芳香族複素環基としては、一般式(1)における基R〜R10に関して例示したものと同じ基をあげることができる。
アリールオキシ基としては、フェニルオキシ基、ビフェニリルオキシ基、ターフェニリルオキシ基、ナフチルオキシ基、アントラセニルオキシ基、フェナントレニルオキシ基、フルオレニルオキシ基、インデニルオキシ基、ピレニルオキシ基、ペリレニルオキシ基などをあげることができる。
上述したR33〜R39が示す各基は、置換基を有していてもよく、このような置換基としては、炭素数に関する条件を満足する範囲において、一般式(1)における基R〜R10が有する置換基として例示したものと同じ基をあげることができる。
また、これらの置換基は、それぞれ、独立して存在していてもよいし、これらの置換基同士が、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
さらに、上記一般式(4a)中のArは、前記含窒素芳香族環に結合している置換基であり、Ar及びArは、一般式(4)中のCに相当する(即ち、q=2)。
このようなAr〜Arは、1価の芳香族炭化水素基または1価の芳香族複素環基を示すが、これらの基としては、一般式(1)中のR〜R10について例示したものと同様の基をあげることができる。また、これらの1価の芳香族炭化水素基及び1価の芳香族複素環基も、前述したR〜R10が示す芳香族基と同様、置換基を有していてよい。
上述した一般式(4a)で表されるアントラセン誘導体の具体例としては、図28〜図31で示されている構造式を有する化合物(4a−1)〜(4a−20)を挙げることができる。
上述した一般式(4a)で表されるアントラセン誘導体の中では、下記一般式(4a’)で表されるものが最も好適である。
(4a’)
上記の一般式(4a’)において、R33〜R39、Ar〜Arは、一般式(4a)で述べたとおりの意味である。
一般式(4b)で表されるアントラセン誘導体;

(4b)
一般式(4b)において、Aは、前記式(4)に示すとおりであり、2価の芳香族炭化水素基、2価の芳香族複素環基または単結合である。
また、上記Aが結合している含窒素複素環は、一般式(4)における基Eに相当する。
さらに、上記一般式(4b)中のAr及びArは、一般式(4)中のCに相当し(即ち、q=2)、Arは、前記含窒素芳香族環に結合している置換基である。
このようなAr〜Arは、1価の芳香族炭化水素基または1価の芳香族複素環基を示すが、これらの基の具体例としては、一般式(1)中のR〜R10が示す1価の芳香族炭化水素基或いは1価の芳香族複素環基と同様のものを例示することができる。また、これらの1価の芳香族炭化水素基及び1価の芳香族複素環基も、一般式(1)中のR〜R10が示す基と同様、置換基を有していてよい。
上述した一般式(4b)で表されるアントラセン誘導体の具体例としては、図32〜図34で示されている構造式を有する化合物(4b−1)〜(4b−16)を挙げることができる。
一般式(4c)で表されるアントラセン誘導体;
(4c)
一般式(4c)において、Aは、前記式(4)に示すとおりであり、2価の芳香族炭化水素基、2価の芳香族複素環基または単結合である。
また、上記Aが結合している含窒素複素環は、一般式(4)における基Eに相当する。
さらに、上記一般式(4c)中のArは、一般式(4)中のCに相当し(即ち、q=1)、Ar10、Ar11及びR40は、前記含窒素芳香族環に結合している置換基である。
上記のAr〜Ar11は、1価の芳香族炭化水素基または1価の芳香族複素環基を示すが、これらの基としては、前記Ar〜Arと同様、一般式(1)中のR〜R10について例示したものと同様の基をあげることができる。また、これらの1価の芳香族炭化水素基及び1価の芳香族複素環基も、前記Ar〜Arと同様、置換基を有していてよい。
また、上記の含窒素複素環に結合しているR40は、前述した一般式(4a)中のR33〜R39と同じであり、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1ないし6のアルキル基、炭素数5ないし10のシクロアルキル基、炭素数2ないし6のアルケニル基、炭素数1ないし6のアルキルオキシ基、炭素数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基またはアリールオキシ基である。
40が示す上記各基も、一般式(1)におけるR〜R10が示す基と同様の置換基を有していてもよく、この置換基が複数存在している場合、複数の置換基は、独立して存在していることが好ましいが、複数の置換基同士が、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
上述した一般式(4c)で表されるアントラセン誘導体の具体例としては、図35〜図41で示されている構造式を有する化合物(4c−1)〜(4c−30)を挙げることができる。
本発明においては、上述したアントラセン誘導体により電子輸送層が形成されていることが望ましく、上記で例示した種々のアントラセン誘導体は、それ自体公知の方法によって合成することができる(例えば、国際公開第2011/0593000号、国際公開第2003/060956号、韓国公開特許2013−060956号参照)。
これらのアントラセン誘導体は、それぞれ、単独で電子輸送層を形成していてもよいし、複数種が混合されて電子輸送層を形成していてもよい。
<電子注入層8>
電子注入層;
陰極9と電子輸送層7との間には、電子注入層8が適宜設けられる。かかる電子注入層8は、フッ化リチウム、フッ化セシウムなどのアルカリ金属塩、フッ化マグネシウムなどのアルカリ土類金属塩、酸化アルミニウムなどの金属酸化物などを用いて形成することができる。
<陰極9>
本発明の有機EL素子の陰極9としては、アルミニウムのような仕事関数の低い金属や、マグネシウム銀合金、マグネシウムインジウム合金、アルミニウムマグネシウム合金のような、より仕事関数の低い合金が電極材料として用いられる。
<その他の層>
本発明の有機EL素子は、必要に応じてその他の層を有していてもよい。例えば、図1には示されていないが、正孔輸送層5と発光層6との間には電子阻止層を設けることができるし、発光層6と電子輸送層7との間に正孔阻止層を設けることもできる。
適宜設けられる各層は、それ自体公知の材料から形成されていてよく、何れも用いる材料の種類に応じて、蒸着法、スピンコート法、インクジェット法等の公知の方法によって形成される。
電子阻止層;
電子阻止層は、図1では示されていないが、正孔輸送層5と発光層6との間に設けられるものであり、発光層6からの電子の透過を阻止し、発光効率を高めるために形成される。電子阻止層を形成するための材料としては、電子阻止性を有する種々の化合物を使用することができ、下記のカルバゾール誘導体が代表的である。
4,4’,4’’−トリ(N−カルバゾリル)トリフェニルアミン
(TCTA);
9,9−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]フルオレン;
1,3−ビス(カルバゾール−9−イル)ベンゼン(mCP);
2,2−ビス(4−カルバゾール−9−イルフェニル)アダマンタン
(Ad−Cz);
また、上記のカルバゾール誘導体以外にも、9−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−9−[4−(トリフェニルシリル)フェニル]−9H−フルオレンに代表されるトリフェニルシリル基を有しており且つトリアリールアミン骨格を分子中に有している化合物なども、電子阻止層形成用の材料として使用することができる。
正孔阻止層;
正孔阻止層も、図1には示されていないが、電子輸送層7と発光層6との間に適宜設けられるものであり、発光層6からの正孔の透過を阻止し、発光効率を高めるために形成される。正孔阻止層を形成するための材料としては、バソクプロイン(BCP)などのフェナントロリン誘導体、アルミニウム(III)ビス(2−メチル−8−キノリナート)−4−フェニルフェノレート(BAlq)などのキノリノール誘導体の金属錯体の他、各種の希土類錯体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、オキサジアゾール誘導体など、正孔阻止作用を有する化合物により形成される。
本発明の有機EL素子は、これを構成する各層が、前述した各種の材料により形成された単層構造であってもよいし、また、各層を、各種の材料を適宜組み合わせて複層構造とすることもできる。
特に本発明においては、前述した一般式(1)のインデノアクリダン誘導体の優れた特性を発揮させるため、図1に示されているように、正孔輸送層5を第一正孔輸送層5aと第二正孔輸送層5bとの2層構造とすることが好適である。
以下、この2層構造の正孔輸送層5について説明する。
<2層構造の正孔輸送層5>
本発明の有機EL素子においては、正孔輸送層5の形成に一般式(1)で表されるインデノアクリダン誘導体が使用されるが、好ましくは、このようなインデノアクリダン誘導体を含む正孔輸送層5が2層構造とする。
即ち、図1に示されているように、正孔輸送層5を、陽極2側に位置している第一正孔輸送層5aと発光層6側に位置している第二正孔輸送層5bとに分割した2層構造とし、前記一般式(1)で表されるインデノアクリダン誘導体を第二正孔輸送層5bに含有させることが好適である。この場合、第一正孔輸送層5aの形成には、第二正孔輸送層5bに用いるインデノアクリダン誘導体とは異なる正孔輸送材料が使用される。
上記のように正孔輸送層5が2層に分割されている場合、発光層6側の第二正孔輸送層5bは、正孔輸送性と共に、極めて高い電子阻止性を示す。前述した一般式(1)で表されるインデノアクリダン誘導体は、正孔輸送性に加え、高い電子阻止性を示すからである。従って、特に、図1のように、第二正孔輸送層5bを発光層6に隣接することにより、発光層6でのキャリアバランスをより高く保持することができ、この有機EL素子の特性向上に極めて有利となる。
このような2層構造において、第二正孔輸送層5bは、一般式(1)で表されるインデノアクリダン誘導体により形成されるが、第一正孔輸送層5aは、第二正孔輸送層5bの形成に使用されているインデノアクリダン誘導体とは異なっている正孔輸送材料を用いて形成される。
かかる正孔輸送材料は、第二正孔輸送層5bの形成に使用しているものと異なっていれば、前記一般式(1)で表されるインデノアクリダン誘導体であってもよいが、一般的には、トリアリールアミン誘導体を用いて形成されることが望ましい。トリアリールアミン誘導体は、電子阻止性の点では、上記のインデノアクリダン誘導体に劣るものの、正孔輸送性の点では、該インデノアクリダン誘導体と同等或いはそれ以上の性能を示し、しかも、発光層6と直接接触していない第一正孔輸送層5aには、電子阻止性はあまり要求されないからである。
このようなトリアリールアミン誘導体は、2つのトリアリールアミン骨格が単結合または2価の炭化水素基で結合された分子構造を有するものであり、分子中にトリアリールアミン骨格を2個〜6個有している。
本発明においては、正孔輸送性に加え、薄膜安定性や耐熱性に優れていること及び合成が容易であるという観点から、下記一般式(5)または(6)で表されるトリアリールアミン誘導体を用いて第一正孔輸送層5aを形成することが好適であり、かかるトリアリールアミン誘導体は、1種単独で使用することもできるし、2種以上を混合して使用することもできる。
一般式(5)で表されるトリアリールアミン誘導体;
(5)
かかる一般式(5)で表されるトリアリールアミン誘導体は、トリアリールアミン骨格を2個有している。
一般式(5)において、r41〜r46は、それぞれ、芳香族環に結合している置換基R41〜R46の数を示す整数であり、r41、r42、r45及びr46は、それぞれ、0〜5の整数であり、r43及びr44は、それぞれ、0〜4の整数である。
また、芳香族環に結合している置換基R41〜R46は、それぞれ、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1ないし6のアルキル基、炭素数5ないし10のシクロアルキル基、炭素数2ないし6のアルケニル基、炭素数1ないし6のアルキルオキシ基、炭素数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基、アラルキル基またはアリールオキシ基を示す。
これらの置換基が同一のベンゼン環に複数存在している場合、複数存在している置換基は、互いに独立して存在していることが好ましいが、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよい。例えば、複数の置換基が結合してナフタレン環を形成していてもよい。
上述した置換基R41〜R46が示すアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキルオキシ基、シクロアルキルオキシ基、アラルキル基或いはアリールオキシ基の具体例としては、一般式(4a)の基R33〜R39について例示したものと同様の基をあげることができ、1価の芳香族炭化水素基或いは1価の芳香族複素環基の具体例としては、一般式(1)の基R〜R10について例示したものと同様の基をあげることができる。
また、基R41〜R46は、R33〜R39或いはR〜R10が示す基と同様、さらに置換基を有していてもよく、このような置換基は、互いに独立して存在していることが好ましいが、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよい。
また、一般式(5)において、Lは、2つのアリールアミン骨格を結合する橋絡基であり、単結合、または下記構造式(B)、(C)、(D)、(E)、(F)もしくは(G)で示される2価基を示す。
式中、n1は1〜4の整数である。
上述した一般式(5)で表されるトリアリールアミン誘導体の具体例としては、図42〜図46で示されている構造式を有する化合物(5−1)〜(5−23)を挙げることができる。
また、本発明においては、一般式(5)で表される以外にも、図47で示されている構造式を有する化合物(5’−1)、(5’−2)も第一正孔輸送層5aの形成に好適に使用することができる。かかる化合物、アミノ基の窒素原子に結合している3つのフェニル基の内、2つのフェニル基が単結合を介して互いに結合しており、これにより、カルバゾール環が形成されているものである。このような化合物も、実質的に、2つのトリアリールアミン骨格が単結合または2価の炭化水素基で結合された分子構造を有しており、分子中にトリアリールアミン骨格を2個有していると言うことができ、一般式(5)のトリアリールアミン誘導体と実質的に同じ分子構造を有しているからである。
一般式(6)で表されるトリアリールアミン誘導体;
(6)
かかる一般式(6)で表されるトリアリールアミン誘導体は、トリアリールアミン骨格を4個有している。
上記一般式(6)において、r47〜r58は、それぞれ、芳香族環に結合している置換基R47〜R58の数を示す整数であり、r47、r48、r51、r54、r57及びr58は、それぞれ、0〜5の整数である。
また、r49、r50、r52、r53、r55及びr56は、それぞれ、0〜4の整数である。
また、芳香族環に結合している置換基R47〜R58は、それぞれ、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1ないし6のアルキル基、炭素数5ないし10のシクロアルキル基、炭素数2ないし6のアルケニル基、炭素数1ないし6のアルキルオキシ基、炭素数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基、アラルキル基またはアリールオキシ基を示す。
これらの置換基が同一のベンゼン環に複数存在している場合、複数存在している置換基は、互いに独立して存在していることが好ましいが、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよい。例えば、複数の置換基が結合してナフタレン環を形成していてもよい。
上述した置換基R47〜R58が示す各基の具体例としては、前記一般式(5)の基R41〜R46と同様のものをあげることができ、且つ、これらの基R41〜R46と同様、さらに置換基を有していてもよく、このような置換基は、互いに独立して存在していることが好ましいが、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよい。
また、一般式(6)において、L〜Lは、2つのアリールアミン骨格を結合する橋絡基であり、単結合、または下記構造式(B’)で示される2価基、或いは一般式(5)における式(C)、(D)、(E)、(F)もしくは(G)で示される2価基と同様の基である。
式中、n2は1〜3の整数である。
上述した一般式(6)で表されるトリアリールアミン誘導体の具体例としては、図48〜図51で示されている構造式を有する化合物(6−1)〜(6−17)を挙げることができる。
本発明において、上記で例示した種々のトリアリールアミン誘導体は、それ自体公知の方法によって合成することができる(例えば、特開平7−126615号、特開平08−048656号、特開2005−108804号参照)。
上記のようなトリアリールアミン誘導体を用いて形成される第一正孔輸送層5aの厚みt1と一般式(1)のインデノアクリダン誘導体を用いて形成される第二正孔輸送層5bの厚みt2とのトータル厚み(t1+t2)は、そのトータル厚みが20〜300nmの範囲、さらには50〜200nmの範囲、特に50〜150nmの範囲にあることが好適である。
上述した構造を有する本発明の有機EL素子では、正孔および電子の注入・輸送性能、薄膜の安定性や耐久性に優れた有機EL素子用の材料を、キャリアバランスを考慮しながら組み合わせているため、従来の有機EL素子に比べて、正孔輸送層から発光層への正孔輸送効率が向上しており、電子輸送層から発光層への電子輸送効率も向上している。さらに、正孔輸送層を第一正孔輸送層と第二正孔輸送層の2層構造とした場合においては、キャリアバランスがより向上しており、発光効率のさらなる向上、駆動電圧のさらなる低下がもたされ、この有機EL素子の耐久性がより向上している。
このように本発明によれば、高効率、低駆動電圧、長寿命の有機EL素子を実現することが可能となった。
本発明を次の実験例により説明する。
<実施例1>
<インデノアクリダン化合物1−1の合成>
工程1;
2−アミノ安息香酸メチル 35.4g
2−ヨード−9,9−ジメチル−9H−フルオレン 50.0g
tert−ブトキシナトリウム 22.51g
キシレン 500ml
窒素置換した反応容器に、上記各成分を加え、1時間窒素ガスを通気した。
次いで、
トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0) 2.9g
トリ−tert−ブチルホスフィンのトルエン溶液
(50%、w/v) 3.8g
を加えて加熱し、115℃で5時間撹拌した。室温まで冷却し、水、トルエンを加えた後、分液操作によって有機層を採取した。
有機層を無水硫酸マグネシウムで脱水した後、減圧下で濃縮することによって粗製物を得た。粗製物をカラムクロマトグラフ(担体:シリカゲル、溶離液:トルエン/n−ヘキサン)によって精製し、
2−{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミノ}安息香酸メチルの黄色粉体25.8g(収率48%)
を得た。
工程2;
上記のようにして、2−{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミノ}安息香酸メチルの黄色粉体(以下、単に安息香酸メチル誘導体と略す)を多量に合成し、次の合成を行った。
窒素置換した反応容器に、
上記で得られた安息香酸メチル誘導体 31.0g
THF 310ml
を加え、メチルマグネシウムクロライドのTHF溶液(3モル/L)108mlを滴下した。室温で1時間撹拌した後、20%塩化アンモニウム水溶液300mlを加え、トルエンを用いた抽出操作を行うことによって有機層を採取した。有機層を無水硫酸マグネシウムで脱水した後、減圧下で濃縮することによって、
2−[2−{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)
アミノ}フェニル]プロパン−2−オールの薄黄色の油状物
31.0g(収率100%)
を得た。
工程3;
窒素置換した反応容器に、
上記で得られた薄黄色の油状物 31.0g
りん酸 62ml
を加え、室温で2時間撹拌した。続いて、トルエン300ml、水300mlを加えて撹拌し、生成する析出物をろ過によって採取し、
7,7,13,13−テトラメチル−7,13−ジヒドロ−5H−
インデノ[1,2−b]アクリジンの薄黄色粉体
26.2g(収率89%)
を得た。
工程4;
窒素置換した反応容器に、
上記の工程3で得られたアクリジンの薄黄色粉体 8.0g
2−(4−ブロモフェニル)−9,9−ジメチルフルオレン
9.4g
tert−ブトキシナトリウム 4.6g
トルエン 100ml
を加え、1時間窒素ガスを通気した。
次いで、
酢酸パラジウム(II) 0.2g
トリ−tert−ブチルホスフィンのトルエン溶液
(50%、w/v) 0.2g
を加えて加熱し、100℃で15時間撹拌した。
室温まで冷却し、水100mlを加えた後、トルエンを用いた抽出操作を行うことによって有機層を採取した。有機層を無水硫酸マグネシウムで脱水した後、減圧下で濃縮することによって粗製物を得た。粗製物をカラムクロマトグラフ(担体:シリカゲル、溶離液:トルエン/n−ヘキサン)によって精製し、下記構造式を有するインデノアクリダン化合物1−1の白色粉体6.4g(収率43%)を得た。
(化合物1−1)
得られた白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。このNMRチャートを図2に示した。
また、H−NMR(THF−d)で以下の39個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=8.11(2H)
8.00(1H)
7.92(2H)
7.83(2H)
7.72(1H)
7.48−7.58(4H)
7.30−7.40(3H)
7.27(1H)
7.17(1H)
6.89−7.00(2H)
6.53(1H)
6.38(1H)
1.78(6H)
1.58(6H)
1.28(6H)
<実施例2>
<インデノアクリダン化合物1−3の合成>
実施例1の工程3で得られる7,7,13,13−テトラメチル−7,13−ジヒドロ−5H−インデノ[1,2−b]アクリジンを用いて次の合成を行った。
窒素置換した反応容器に、
上記のアクリジン 9.0g
2−(3−ブロモフェニル)−9,9−ジメチル
フルオレン 10.4g
tert−ブトキシナトリウム 5.3g
トルエン 100ml
を加え、1時間窒素ガスを通気した。
次いで、
酢酸パラジウム(II) 0.3g
トリ−tert−ブチルホスフィンのトルエン溶液
(50%、w/v) 0.3g
を加えて加熱し、100℃で15時間撹拌した。
室温まで冷却し、水100mlを加えた後、トルエンを用いた抽出操作を行うことによって有機層を採取した。有機層を無水硫酸マグネシウムで脱水した後、減圧下で濃縮することによって粗製物を得た。粗製物をカラムクロマトグラフ(担体:シリカゲル、溶離液:トルエン/n−ヘキサン)によって精製し、下記構造式を有するインデノアクリダン化合物1−3の白色粉体7.0g(収率43%)を得た。
(化合物1−3)
得られた白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。このNMRチャートを図3に示した。
また、H−NMR(THF−d)で以下の39個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.99(1H)
7.93(1H)
7.70−7.90(7H)
7.45−7.56(2H)
7.41(1H)
7.22−7.39(4H)
7.16(1H)
6.88−7.00(2H)
6.53(1H)
6.38(1H)
1.78(6H)
1.58(6H)
1.28(6H)
<実施例3>
<インデノアクリダン化合物1−4の合成>
実施例1の工程3で得られる7,7,13,13−テトラメチル−7,13−ジヒドロ−5H−インデノ[1,2−b]アクリジンを用いて次の合成を行った。
窒素置換した反応容器に、
上記のアクリジン 8.0g
tert−ブトキシナトリウム 4.6g
トルエン100ml
を加え、1時間窒素ガスを通気した。
次いで、
酢酸パラジウム(II) 0.2g
トリ−tert−ブチルホスフィンのトルエン溶液
(50%、w/v) 0.2g
を加えて加熱し、100℃で14時間撹拌した。
室温まで冷却し、水100mlを加えた後、トルエンを用いた抽出操作を行うことによって有機層を採取した。有機層を無水硫酸マグネシウムで脱水した後、減圧下で濃縮することによって粗製物を得た。粗製物をカラムクロマトグラフ(担体:シリカゲル、溶離液:トルエン/n−ヘキサン)によって精製し、下記構造式で表されるインデノアクリダン化合物1−4の白色粉体6.1g(収率41%)を得た。
(化合物1−4)
得られた白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。このNMRチャートを図4に示した。
また、H−NMR(THF−d)で以下の39個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=8.11(1H)
7.95(1H)
7.89(1H)
7.83(1H)
7.62−7.76(4H)
7.58(1H)
7.40−7.52(3H)
7.28−7.40(3H)
7.22(1H)
7.12(1H)
6.84−6.96(2H)
6.38−6.43(2H)
1.77(6H)
1.61(6H)
1.22(6H)
<実施例4>
<インデノアクリダン化合物1−5の合成>
実施例1の工程3で得られる7,7,13,13−テトラメチル−7,13−ジヒドロ−5H−インデノ[1,2−b]アクリジンを用いて次の合成を行った。
窒素置換した反応容器に、
上記のアクリジン 8.0g
2−ブロモ−7−(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)−
9,9−ジメチルフルオレン 11.5g
tert−ブトキシナトリウム 3.5g
トルエン 100ml
を加え、1時間窒素ガスを通気した。
次いで、
酢酸パラジウム(II) 0.3g
トリ−tert−ブチルホスフィンのトルエン溶液
(50%、w/v) 0.2g
を加えて加熱し、100℃で15時間撹拌した。
室温まで冷却し、水100mlを加えた後、トルエンを用いた抽出操作を行うことによって有機層を採取した。有機層を無水硫酸マグネシウムで脱水した後、減圧下で濃縮することによって粗製物を得た。粗製物をカラムクロマトグラフ(担体:シリカゲル、溶離液:トルエン/n−ヘキサン)によって精製し、下記構造式で表されるインデノアクリダン化合物1−5の白色粉体5.2g(収率29%)を得た。
(化合物1−5)
得られた白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。このNMRチャートを図5に示した。
また、H−NMR(THF−d)で以下の47個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=8.12(1H)
7.97(1H)
7.82−7.91(4H)
7.65−7.82(4H)
7.59(1H)
7.45−7.55(2H)
7.17−7.40(5H)
7.12(1H)
6.85−6.97(2H)
6.39−6.46(2H)
1.77(6H)
1.63(6H)
1.57(6H)
1.22(6H)
<実施例5>
<インデノアクリダン化合物1−6の合成>
実施例1の工程3で得られる7,7,13,13−テトラメチル−7,13−ジヒドロ−5H−インデノ[1,2−b]アクリジンを用いて次の合成を行った。
窒素置換した反応容器に、
上記のアクリジン 5.3g
2−(4−ブロモフェニル−1−イル)−7−フェニル−
9,9−ジメチルフルオレン 7.0g
tert−ブトキシナトリウム 3.1g
トルエン 100ml
を加え、1時間窒素ガスを通気した。
次いで、
酢酸パラジウム(II) 0.2g
トリ−tert−ブチルホスフィンのトルエン溶液
(50%、w/v) 0.2g
を加えて加熱し、100℃で14時間撹拌した。
室温まで冷却し、水100mlを加えた後、トルエンを用いた抽出操作を行うことによって有機層を採取した。有機層を無水硫酸マグネシウムで脱水した後、減圧下で濃縮することによって粗製物を得た。粗製物をカラムクロマトグラフ(担体:シリカゲル、溶離液:トルエン/n−ヘキサン)によって精製し、下記構造式で表される化合物1−6の白色粉体6.5g(収率59%)を得た。
(化合物1−6)
得られた白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。このNMRチャートを図6に示した。
また、H−NMR(THF−d)で以下の43個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=8.09(2H)
7.99(1H)
7.73−7.94(5H)
7.60−7.73(4H)
7.37−7.53(5H)
7.28−7.37(2H)
7.23(1H)
7.13(1H)
6.85−6.97(2H)
6.51(1H)
6.35(1H)
1.76(6H)
1.65(6H)
1.27(6H)
<実施例6>
<インデノアクリダン化合物1−7の合成>
実施例1の工程3で得られる7,7,13,13−テトラメチル−7,13−ジヒドロ−5H−インデノ[1,2−b]アクリジンを用いて次の合成を行った。
窒素置換した反応容器に、
上記のアクリジン 7.5g
2−ブロモ−7−(ナフチル−1−イル)−9,9−
ジメチルフルオレン 10.1g
tert−ブトキシナトリウム 4.4g
トルエン 100ml
を加え、1時間窒素ガスを通気した。
次いで、
酢酸パラジウム(II) 0.2g
トリ−tert−ブチルホスフィンのトルエン溶液
(50%、w/v) 0.2g
を加えて加熱し、100℃で14時間撹拌した。
室温まで冷却し、水100mlを加えた後、トルエンを用いた抽出操作を行うことによって有機層を採取した。有機層を無水硫酸マグネシウムで脱水した後、減圧下で濃縮することによって粗製物を得た。粗製物をカラムクロマトグラフ(担体:シリカゲル、溶離液:トルエン/n−ヘキサン)によって精製し、下記構造式で表されるインデノアクリダン化合物1−7の白色粉体6.7g(収率45%)
を得た。
(化合物1−7)
得られた白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。このNMRチャートを図7に示した。
また、H−NMR(THF−d)で以下の41個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=8.16(1H)
7.85−8.05(5H)
7.65−7.72(2H)
7.35−7.64(8H)
7.31(1H)
7.23(1H)
7.13(1H)
6.85−6.98(2H)
6.39−6.46(2H)
1.77(6H)
1.62(6H)
1.24(6H)
<実施例7>
<インデノアクリダン化合物1−8の合成>
実施例1の工程3で得られる7,7,13,13−テトラメチル−7,13−ジヒドロ−5H−インデノ[1,2−b]アクリジンを用いて次の合成を行った。
窒素置換した反応容器に、
上記のアクリジン 9.0g
1−ブロモ−4−フェニルナフタレン 9.4g
tert−ブトキシナトリウム 5.2g
トルエン 100ml
を加え、1時間窒素ガスを通気した。
次いで、
酢酸パラジウム(II) 0.3g
トリ−tert−ブチルホスフィンのトルエン溶液
(50%、w/v) 0.3g
を加えて加熱し、100℃で16時間撹拌した。
室温まで冷却し、水100mlを加えた後、トルエンを用いた抽出操作を行うことによって有機層を採取した。有機層を無水硫酸マグネシウムで脱水した後、減圧下で濃縮することによって粗製物を得た。粗製物をカラムクロマトグラフ(担体:シリカゲル、溶離液:トルエン/n−ヘキサン)により精製し、下記構造式で表されるインデノアクリダン化合物1−8の白色粉体4.3g(収率29%)を得た。
(化合物1−8)
得られた白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。このNMRチャートを図8に示した。
また、H−NMR(THF−d)で以下の33個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=8.07(1H)
7.95(1H)
7.62−7.75(6H)
7.52−7.60(3H)
7.48(2H)
7.36(1H)
7.18−7.30(2H)
7.11(1H)
6.78−6.90(2H)
6.22(1H)
6.06(1H)
1.94(3H)
1.79(3H)
1.17(3H)
1.02(3H)
<実施例8>
<インデノアクリダン化合物1−9の合成>
実施例1の工程3で得られる7,7,13,13−テトラメチル−7,13−ジヒドロ−5H−インデノ[1,2−b]アクリジンを用いて次の合成を行った。
窒素置換した反応容器に、
上記のアクリジン 9.5g
1−ブロモ−4,1’:2’,1’’−ターフェニル 9.9g
tert−ブトキシナトリウム 5.6g
トルエン100ml
を加え、1時間窒素ガスを通気した。
次いで、
酢酸パラジウム(II) 0.3g
トリ−tert−ブチルホスフィンのトルエン溶液
(50%、w/v) 0.3g
を加えて加熱し、100℃で16時間撹拌した。
室温まで冷却し、水100mlを加えた後、トルエンを用いた抽出操作を行うことによって有機層を採取した。有機層を無水硫酸マグネシウムで脱水した後、減圧下で濃縮することによって粗製物を得た。粗製物をカラムクロマトグラフ(担体:シリカゲル、溶離液:トルエン/n−ヘキサン)によって精製し、下記構造式で表されるインデノアクリダン化合物1−9の白色粉体4.2g(収率27%)を得た。
(化合物1−9)
得られた白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。このNMRチャートを図9に示した。
また、H−NMR(THF−d)で以下の35個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.89(1H)
7.67(1H)
7.59(1H)
7.42−7.50(6H)
7.10−7.38(10H)
6.83−6.97(2H)
6.39(1H)
6.25(1H)
2.48(6H)
1.31(6H)
<実施例9>
上記の実施例1〜8で得られたインデノアクリダン化合物について、高感度示差走査熱量計(ブルカー・エイエックスエス製、DSC3100SA)によってガラス転移点を求めた。その結果は、以下のとおりである。
ガラス転移点
実施例1(化合物1−1) 126℃
実施例2(化合物1−3) 116℃
実施例3(化合物1−4) 127℃
実施例4(化合物1−5) 154℃
実施例5(化合物1−6) 141℃
実施例6(化合物1−7) 143℃
実施例7(化合物1−8) 115℃
実施例8(化合物1−9) 167℃
以上の結果から、一般式(1)で表されるインデノアクリダン誘導体は、100℃以上、特に110℃以上のガラス転移点を有しており、薄膜状態が安定であることが判る。
<実施例10>
上記の実施例1〜8で得られたインデノアクリダン化合物を用いて、ITO基板の上に膜厚100nmの蒸着膜を作製して、イオン化ポテンシャル測定装置(住友重機械工業製、PYS−202型)で仕事関数を測定した。
その結果は、以下のとおりである。
仕事関数
実施例1(化合物1−1) 5.66eV
実施例2(化合物1−3) 5.68eV
実施例3(化合物1−4) 5.66eV
実施例4(化合物1−5) 5.68eV
実施例5(化合物1−6) 5.69eV
実施例6(化合物1−7) 5.67eV
実施例7(化合物1−8) 5.68eV
実施例8(化合物1−9) 5.69eV
以上の結果から、一般式(1)で表されるインデノアクリダン誘導体は、NPD、TPDなどの一般的な正孔輸送材料がもつ仕事関数5.54eVと比較して、好適なエネルギー準位を示しており、良好な正孔輸送能力を有していることが分かる。
<実施例11>
<N−芳香族置換インデノインドール化合物2−1の合成>
窒素置換した反応容器に、
7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ
[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドール 4.9g
2−クロロ−4−フェニルキナゾリン 5.7g
トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム 0.3g
トリ−tert−ブチルホスホニウムテトラフルオロボレート
0.4g
tert−ブトキシナトリウム 4.0g
キシレン 74ml
を加えて加熱し、12時間還流撹拌した。
室温まで冷却した後、酢酸エチル、水を加え、分液操作によって有機層を採取した。有機層を濃縮し、カラムクロマトグラフによる精製を行うことによって、下記構造式で表される、
7,7−ジメチル−12−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドール(化合物2−1)
の粉体3.0g(収率38%)を得た。
(2−1)
<実施例12>
<N−芳香族置換インデノインドール化合物2−2の合成>
2−クロロ−4−フェニルキナゾリンに代えて、2−クロロ−4−フェニルベンゾ[h]キナゾリンを用いた以外は、実施例11と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
7,7−ジメチル−12−(4−フェニルベンゾ[h]キナゾリン−2−イル)−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドール(化合物2−2)
の粉体3.2g(収率38%)を得た。
(2−2)
<実施例13>
<N−芳香族置換インデノインドール化合物2−3の合成>
2−クロロ−4−フェニルキナゾリンに代えて、2−クロロ−4,7−ジフェニルキナゾリンを用いた以外は、実施例11と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
12−(4,7−ジフェニルキナゾリン−2−イル)−7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドール(化合物2−3)
の粉体3.3g(収率38%)を得た。
(2−3)
<実施例14>
<N−芳香族置換インデノインドール化合物2−4の合成>
2−クロロ−4−フェニルキナゾリンに代えて、2−クロロ−4,6−ジフェニルキナゾリンを用いた以外は、実施例11と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
12−(4,6−ジフェニルキナゾリン−2−イル)−7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドール(化合物2−4)
の粉体3.3g(収率38%)を得た。
(2−4)
<実施例15>
<N−芳香族置換インデノインドール化合物2−5の合成>
7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドールに代えて、13,13−ジメチル−8,13−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−e]インデノ[1,2−b]インドールを用いた以外は、実施例11と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
13,13−ジメチル−8−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−8,13−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−e]インデノ[1,2−b]インドール(化合物2−5)
の粉体3.0g(収率38%)を得た。
(2−5)
<実施例16>
<N−芳香族置換インデノインドール化合物2−6の合成>
2−クロロ−4−フェニルキナゾリンに代えて、2−クロロ−4,6−ジフェニルキナゾリンを用いた以外は、実施例15と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
8−(4,6−ジフェニルキナゾリン−2−イル)−13,13−ジメチル−8,13−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−e]インデノ[1,2−b]インドール(化合物2−6)
の粉体3.3g(収率38%)を得た。
(2−6)
<実施例17>
<N−芳香族置換インデノインドール化合物2−7の合成>
7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドールに代えて、7,7,13,13−テトラメチル−7,13−ジヒドロ−5H−ジインデノ[1,2−b:1’,2’−f]インドールを用いた以外は、実施例11と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
7,7,13,13−テトラメチル−5−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−7,13−ジヒドロ−5H−ジインデノ[1,2−b:1’,2’−f]インドール(化合物2−7)
の粉体3.0g(収率38%)を得た。
(2−7)
<実施例18>
<N−芳香族置換インデノインドール化合物2−8の合成>
2−クロロ−4−フェニルキナゾリンに代えて、2−(3−ブロモフェニル)−4−フェニルキナゾリンを用いた以外は、実施例17と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
7,7,13,13−テトラメチル−5−[3−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)フェニル]−7,13−ジヒドロ−5H−ジインデノ[1,2−b:1’,2’−f]インドール(化合物2−8)
の粉体3.4g(収率38%)を得た。
(2−8)
<実施例19>
<N−芳香族置換インデノインドール化合物2−9の合成>
7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドールに代えて、7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾフロ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドールを用いた以外は、実施例12と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
7,7−ジメチル−12−(4−フェニルベンゾ[h]キナゾリン−2−イル)−7,12−ジヒドロベンゾフロ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドール(化合物2−9)
の粉体3.0g(収率38%)を得た。
(2−9)
<実施例20>
<N−芳香族置換インデノインドール化合物2−10の合成>
2−クロロ−4−フェニルベンゾ[h]キナゾリンに代えて、2−クロロ−4,6−ジフェニルベンゾ[h]キナゾリンを用いた以外は、実施例19と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
12−(4,6−ジフェニルベンゾ[h]キナゾリン−2−イル)−7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾフロ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドール(化合物2−10)
の粉体3.5g(収率38%)を得た。
(2−10)
<実施例21>
<N−芳香族置換インデノインドール化合物2−11の合成>
7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドールに代えて、13,13−ジメチル−8,13−ジヒドロベンゾフロ[3,2−e]インデノ[1,2−b]インドールを用いた以外は、実施例11と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
13,13−ジメチル−8−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−8,13−ジヒドロベンゾフロ[3,2−e]インデノ[1,2−b]インドール(化合物2−11)
の粉体3.0g(収率38%)を得た。
(2−11)
<実施例22>
<N−芳香族置換インデノインドール化合物2−12の合成>
2−クロロ−4−フェニルキナゾリンに代えて、2−クロロ−4,6−ジフェニルキナゾリンを用いた以外は、実施例21と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
13,13−ジメチル−8−(4,6−ジフェニルキナゾリン−2−イル)−8,13−ジヒドロベンゾフロ[3,2−e]インデノ[1,2−b]インドール(化合物2−12)
の粉体3.2g(収率38%)を得た。
(2−12)
<実施例23>
<N−芳香族置換カルバゾール化合物3−1の合成>
13,13−ジメチル−8,13−ジヒドロベンゾフロ[3,2−e]インデノ[1,2−b]インドールに代えて、7,7−ジメチル−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾールを用いた以外は、実施例22と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
13−(4,6−ジフェニルキナゾリン−2−イル)−7,7−ジメチル−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−1)
の粉体7.0g(収率38%)を得た。
(3−1)
<実施例24>
<N−芳香族置換カルバゾール化合物3−2の合成>
2−クロロ−4,6−ジフェニルキナゾリンに代えて、4−(ビフェニル−4−イル)−2−クロロキナゾリンを用いた以外は、実施例23と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
13−[4−(ビフェニル−4−イル)キナゾリン−2−イル]−7,7−ジメチル−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−2)
の粉体6.7g(収率37%)を得た。
(3−2)
<実施例25>
<N−芳香族置換カルバゾール化合物3−3の合成>
2−クロロ−4,6−ジフェニルキナゾリンに代えて、2−クロロ−4−(フェニル−d)キナゾリンを用いた以外は、実施例23と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
7,7−ジメチル−13−[4−(フェニル−d)キナゾリン−2−イル]−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−3)
の粉体8.4g(収率32%)を得た。
(3−3)
<実施例26>
<N−芳香族置換カルバゾール化合物3−4の合成>
2−クロロ−4,6−ジフェニルキナゾリンに代えて、2−(4−ブロモフェニル)−4−フェニルキナゾリンを用いた以外は、実施例23と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
7,7−ジメチル−13−[4−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)フェニル]−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−4)
の粉体5.2g(収率28%)を得た。
(3−4)
<実施例27>
<N−芳香族置換カルバゾール化合物3−5の合成>
2−クロロ−4,6−ジフェニルキナゾリンに代えて、2−(3−ブロモフェニル)−4−フェニルキナゾリンを用いた以外は、実施例23と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
7,7−ジメチル−13−[3−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)フェニル]−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−5)
の粉体8.4g(収率32%)を得た。
(3−5)
<実施例28>
<N−芳香族置換カルバゾール化合物3−6の合成>
2−クロロ−4,6−ジフェニルキナゾリンに代えて、2−クロロ−4−フェニルベンゾ[h]キナゾリンを用いた以外は、実施例23と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
7,7−ジメチル−13−(4−フェニルベンゾ[h]キナゾリン−2−イル)−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−6)
の粉体8.4g(収率32%)を得た。
(3−6)
<実施例29>
<N−芳香族置換カルバゾール化合物3−7の合成>
7,7−ジメチル−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾールに代えて、8,8−ジメチル−5,8−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[3,2−c]カルバゾールを用いた以外は、実施例28と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
8,8−ジメチル−5−(4−フェニルベンゾ[h]キナゾリン−2−イル)−5,8−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[3,2−c]カルバゾール(化合物3−7)
の粉体9.3g(収率35%)を得た。
(3−7)
<実施例30>
<N−芳香族置換カルバゾール化合物3−8の合成>
7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドールに代えて、7,7−ジメチル−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]フロ[2,3−a]カルバゾールを用いた以外は、実施例11と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
7,7−ジメチル−13−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]フロ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−8)
の粉体6.2g(収率32%)を得た。
(3−8)
<実施例31>
<N−芳香族置換カルバゾール化合物3−9の合成>
2−クロロ−4−フェニルキナゾリンに代えて、2−クロロ−4−フェニルベンゾ[h]キナゾリンを用いた以外は、実施例30と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
7,7−ジメチル−13−(4−フェニルベンゾ[h]キナゾリン−2−イル)−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]フロ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−9)
の粉体8.6g(収率30%)を得た。
(3−9)
<実施例32>
<N−芳香族置換カルバゾール化合物3−10の合成>
2−クロロ−4−フェニルキナゾリンに代えて、2−クロロ−4,6−ジフェニルキナゾリンを用いた以外は、実施例30と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
13−(4,6−ジフェニルキナゾリン−2−イル)−7,7−ジメチル−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]フロ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−10)
の粉体7.2g(収率29%)を得た。
(3−10)
<実施例33>
<N−芳香族置換カルバゾール化合物3−11の合成>
7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドールに代えて、7,7−ジフェニル−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾールを用いた以外は、実施例11と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
7,7−ジフェニル−13−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−11)
の粉体6.7g(収率37%)を得た。
(3−11)
<実施例34>
<N−芳香族置換カルバゾール化合物3−12の合成>
7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドールに代えて、9,9−ジメチル−9,15−ジヒドロベンゾ[a]インデノ[2’,1’:4,5]チエノ[3,2−i]カルバゾールを用いた以外は、実施例11と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
9,9−ジメチル−15−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−9,15−ジヒドロベンゾ[a]インデノ[2’,1’:4,5]チエノ[3,2−i]カルバゾール(化合物3−12)
の粉体4.8g(収率42%)を得た。
(3−12)
<実施例35>
<N−芳香族置換カルバゾール化合物3−13の合成>
7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドールに代えて、7−フェニル−7,13−ジヒドロインドロ[2’,3’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾールを用いた以外は、実施例11と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
7−フェニル−13−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−7,13−ジヒドロインドロ[2’,3’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−13)
の粉体4.3g(収率43%)を得た。
(3−13)
<実施例36>
<N−芳香族置換カルバゾール化合物3−14の合成>
7,7−ジメチル−7,12−ジヒドロベンゾ[4,5]チエノ[3,2−g]インデノ[1,2−b]インドールに代えて、12,12−ジメチル−1,12−ジヒドロインデノ[1’,2’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾールを用いた以外は、実施例11と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
12,12−ジメチル−1−(4−フェニルキナゾリン−2−イル)−1,12−ジヒドロインデノ[1’,2’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−14)
の粉体6.3g(収率44%)を得た。
(3−14)
<実施例37>
<N−芳香族置換カルバゾール化合物3−15の合成>
2−クロロ−4,6−ジフェニルキナゾリンに代えて、2−ブロモナフタレンを用いた以外は、実施例23と同様の条件で反応を行うことによって、下記構造式で表される、
7,7−ジメチル−13−(ナフタレン−2−イル)−7,13−ジヒドロインデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−a]カルバゾール(化合物3−15)
の粉体5.4g(収率47%)を得た。
(3−15)
<実施例38>
図1に示されている素子構成の有機EL素子を、下記の手順にしたがい蒸着により作製した。
先ず、ガラス基板(透明基板1)上に膜厚150nmのITO電極(透明陽極2)が形成されているITO付きガラス基板を用意した。
このガラス基板1をイソプロピルアルコール中にて20分間、超音波洗浄した後、200℃に加熱したホットプレート上にて10分間乾燥を行った。その後、UVオゾン処理を15分間行った後、このITO付きガラス基板を真空蒸着機内に取り付け、0.001Pa以下まで減圧した。
続いて、透明陽極2を覆うように正孔注入層3として、下記構造式の化合物(HIM−1)を膜厚5nmとなるように形成した。
(HIM−1)
この正孔注入層3の上に、下記構造式の分子中にトリフェニルアミン構造を2個有するアリールアミン化合物(5−1)を用いて、膜厚60nmの第一正孔輸送層5aを形成した。
(5−1)
このようにして形成された第一正孔輸送層5aの上に、実施例1で合成されたインデノアクリダン化合物(1−1)を用いて、膜厚5nmの第二正孔輸送層5bを形成した。
この第二正孔輸送層5bの上に、下記構造式の化合物EMD−1と実施例12で合成されたN−芳香族置換インデノインドール化合物(2−2)とを、蒸着速度比がEMD−1:化合物(2−2)=5:95となる蒸着速度で二元蒸着を行い、膜厚20nmの発光層6を形成した。
上記で形成された発光層6の上に、下記構造式のアントラセン誘導体(4a−1)と下記構造式のETM−1を、蒸着速度比がアントラセン誘導体(4a−1):ETM−1=50:50となる蒸着速度で二元蒸着を行い、膜厚30nmの電子輸送層7を形成した。
(4a−1)
(ETM−1)
上記の電子輸送層7の上に、フッ化リチウム用いて、膜厚1nmの電子注入層8を形成した。
最後に、アルミニウムを100nm蒸着して陰極9を形成した。
このように作製した有機EL素子について、大気中、常温で特性測定を行なった。
この有機EL素子の層構成を表1に示し、この有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表3に示した。
尚、素子寿命は、発光開始時の発光輝度(初期輝度)を7000cd/mとして定電流駆動を行った時、発光輝度が6790cd/m(初期輝度を100%とした時の97%に相当:97%減衰)に減衰するまでの時間として測定した。
<実施例39>
膜厚5nmの第二正孔輸送層5bを、実施例2で合成されたインデノアクリダン化合物(1−3)を用いて形成した以外は、実施例38と同様にして有機EL素子を作製した。
この有機EL素子の層構成を表1に示し、この有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表3に示した。
<実施例40>
膜厚5nmの第二正孔輸送層5bを、実施例3で合成されたインデノアクリダン化合物(1−4)を用いて形成した以外は、実施例38と同様にして有機EL素子を作製した。
この有機EL素子の層構成を表1に示し、この有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表3に示した。
<実施例41>
膜厚5nmの第二正孔輸送層5bを、実施例4で合成されたインデノアクリダン化合物(1−5)を用いて形成した以外は、実施例38と同様にして有機EL素子を作製した。
この有機EL素子の層構成を表1に示し、この有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表3に示した。
<実施例42>
膜厚5nmの第二正孔輸送層5bを、実施例5で合成されたインデノアクリダン化合物(1−6)を用いて形成した以外は、実施例38と同様にして有機EL素子を作製した。
この有機EL素子の層構成を表1に示し、この有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表3に示した。
<実施例43>
膜厚5nmの第二正孔輸送層5bを、実施例6で合成されたインデノアクリダン化合物(1−7)を用いて形成した以外は、実施例38と同様にして有機EL素子を作製した。
この有機EL素子の層構成を表1に示し、この有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表3に示した。
<実施例44>
実施例31で合成されたN−芳香族置換カルバゾール化合物(3−9)を使用し、この化合物(3−9)とEMD−1とを、蒸着速度比がEMD−1:化合物(3−9)=5:95となる蒸着速度で二元蒸着を行い、膜厚20nmの発光層6を形成した以外は、実施例38と同様の条件で有機EL素子を作製した。
この有機EL素子の層構成を表1に示し、この有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表3に示した。
<実施例45>
実施例2で合成されたインデノアクリダン化合物(1−3)を用いて膜厚5nmの第二正孔輸送層5bを形成した以外は、実施例44と同様の条件で有機EL素子を作製した。
この有機EL素子の層構成を表1に示し、この有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表3に示した。
<実施例46>
実施例3で合成されたインデノアクリダン化合物(1−4)を用いて膜厚5nmの第二正孔輸送層5bを形成した以外は、実施例44と同様の条件で有機EL素子を作製した。
この有機EL素子の層構成を表1に示し、この有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表3に示した。
<実施例47>
実施例4で合成されたインデノアクリダン化合物(1−5)を用いて膜厚5nmの第二正孔輸送層5bを形成した以外は、実施例44と同様の条件で有機EL素子を作製した。
この有機EL素子の層構成を表1に示し、この有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表3に示した。
<実施例48>
実施例5で合成されたインデノアクリダン化合物(1−6)を用いて膜厚5nmの第二正孔輸送層5bを形成した以外は、実施例44と同様の条件で有機EL素子を作製した。
この有機EL素子の層構成を表1に示し、この有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表3に示した。
<実施例49>
実施例6で合成されたインデノアクリダン化合物(1−7)を用いて膜厚5nmの第二正孔輸送層5bを形成した以外は、実施例44と同様の条件で有機EL素子を作製した。
この有機EL素子の層構成を表1に示し、この有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表3に示した。
<実施例50>
下記構造式で表されるN−芳香族置換カルバゾール化合物(3−16)を使用し、この化合物(3−16)とEMD−1とを、蒸着速度比がEMD−1:化合物(3−16)=5:95となる蒸着速度で二元蒸着を行い、膜厚20nmの発光層6を形成した以外は、実施例38と同様の条件で有機EL素子を作製した。
(3−16)
この有機EL素子の層構成を表2に示し、この有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表4に示した。
<実施例51>
実施例2で合成されたインデノアクリダン化合物(1−3)を用いて膜厚5nmの第二正孔輸送層5bを形成した以外は、実施例50と同様の条件で有機EL素子を作製した。
この有機EL素子の層構成を表2に示し、この有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表4に示した。
<実施例52>
実施例3で合成されたインデノアクリダン化合物(1−4)を用いて膜厚5nmの第二正孔輸送層5bを形成した以外は、実施例50と同様の条件で有機EL素子を作製した。
この有機EL素子の層構成を表2に示し、この有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表4に示した。
<実施例53>
実施例4で合成されたインデノアクリダン化合物(1−5)を用いて膜厚5nmの第二正孔輸送層5bを形成した以外は、実施例50と同様の条件で有機EL素子を作製した。
この有機EL素子の層構成を表2に示し、この有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表4に示した。
<実施例54>
実施例5で合成されたインデノアクリダン化合物(1−6)を用いて膜厚5nmの第二正孔輸送層5bを形成した以外は、実施例50と同様の条件で有機EL素子を作製した。
この有機EL素子の層構成を表2に示し、この有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表4に示した。
<実施例55>
実施例6で合成されたインデノアクリダン化合物(1−7)を用いて膜厚5nmの第二正孔輸送層5bを形成した以外は、実施例50と同様の条件で有機EL素子を作製した。
この有機EL素子の層構成を表2に示し、この有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表4に示した。
<比較例1>
下記構造式で表されるアリールアミン化合物(5’−2)を用いて膜厚60nmの第一正孔輸送層5aを形成し、さらに、このアリールアミン化合物(5’−2)を用いて膜厚5nmの第二正孔輸送層5bを形成した以外は、実施例38と同様にして有機EL素子を作製した。
(5’−2)
この有機EL素子の層構成を表2に示し、この有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表4に示した。
<比較例2>
比較例1で用いたアリールアミン化合物(5’−2)を使用して、膜厚60nmの第一正孔輸送層5aと膜厚5nmの第二正孔輸送層5bを形成した以外は、実施例44と同様にして有機EL素子を作製した。
この有機EL素子の層構成を表2に示し、この有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表4に示した。
<比較例3>
比較例1で用いたアリールアミン化合物(5’−2)を使用して、膜厚60nmの第一正孔輸送層5aと膜厚5nmの第二正孔輸送層5bを形成した以外は、実施例50と同様にして有機EL素子を作製した。
この有機EL素子の層構成を表2に示し、この有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表4に示した。
上記の結果から理解されるように、発光層6が同じ材料で形成されている実施例38〜43と比較例1との比較において、電流密度10mA/cmの電流を流したときの発光効率は、比較例1の有機EL素子の23.90cd/Aに対し、実施例38〜43の有機EL素子では26.04〜27.10cd/Aといずれも高効率であった。
また、電力効率においても、比較例1の有機EL素子の18.40lm/Wに対し、実施例38〜43の有機EL素子では18.61〜20.79lm/Wといずれも高効率であった。
一方、素子寿命(97%減衰)においては、比較例1の有機EL素子の49時間に対し、実施例38〜43の有機EL素子では117〜197時間と大きく長寿命化していることが分かる。
また、発光層6が同じ材料で形成されている実施例44〜49と比較例2との比較において、電流密度10mA/cmの電流を流したときの発光効率は、比較例2の有機EL素子の22.69cd/Aに対し、実施例44〜49の有機EL素子では25.06〜26.39cd/Aといずれも高効率であった。
また、電力効率においても、比較例2の有機EL素子の21.52lm/Wに対し、実施例44〜49の有機EL素子では22.20〜25.12lm/Wといずれも高効率であった。
一方、素子寿命(97%減衰)においては、比較例2の有機EL素子の44時間に対し、実施例44〜49の有機EL素子では130〜196時間と大きく長寿命化していることが分かる。
さらに、発光層6が同じ材料で形成されている実施例50〜55と比較例3との比較において、電流密度10mA/cmの電流を流したときの発光効率は、比較例3の有機EL素子の20.34cd/Aに対し、実施例50〜55の有機EL素子では24.29〜25.23cd/Aといずれも高効率であった。
また、電力効率においても、比較例3の有機EL素子の16.86lm/Wに対し、実施例50〜55の有機EL素子では18.48〜20.69lm/Wといずれも高効率であった。一方、素子寿命(97%減衰)においては、比較例3の有機EL素子の63時間に対し、実施例50〜55の有機EL素子では150〜215時間と大きく長寿命化していることが分かる。
本発明の有機EL素子は、有機EL素子内部のキャリアバランスが改善され、さらに発光材料の特性に合ったキャリアバランスとなるように正孔輸送層の材料と発光層の材料を組み合わせているので、従来の有機EL素子と比較して、高発光効率、長寿命の有機EL素子を実現できる。
本発明の有機EL素子は、高い発光効率を示し、また、耐久性にも優れ、例えば、家庭電化製品や照明の用途への展開が期待される。
1:透明基板
2:透明陽極
3:正孔注入層
5:正孔輸送層
5a:第一正孔輸送層
5b:第二正孔輸送層
6:発光層
7:電子輸送層
8:電子注入層
9:陰極

Claims (11)

  1. 陽極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び陰極をこの順に有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記正孔輸送層が下記一般式(1)で表されるインデノアクリダン誘導体を含有し、前記発光層が、N−芳香族置換インデノインドール化合物及び/またはN−芳香族置換カルバゾール化合物を含有し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;
    (1)
    式中、
    は、2価の芳香族炭化水素基、2価の芳香族複素環基、または単結合を示し、
    Bは、1価の芳香族炭化水素基;1価の芳香族複素環基;または置換基として、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基もしくは置換基を有していてもよいビニル基を有するジ置換アミノ基;を示し、
    ここで、Bがジ置換アミノ基である場合、Aは単結合でないものとし、Aが単結合でない場合には、AとBとは、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよく、
    〜R10は、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1ないし6のアルキル基、炭素数5ないし10のシクロアルキル基、炭素数2ないし6のアルケニル基、炭素数1ないし6のアルキルオキシ基、炭素数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基、アラルキル基またはアリールオキシ基であって、これらの基は、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよく、
    11〜R14は、炭素数1ないし6のアルキル基、炭素数5ないし10のシクロアルキル基、炭素数2ないし6のアルケニル基、炭素数1ないし6のアルキルオキシ基、炭素数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基、アラルキル基またはアリールオキシ基であって、R11とR12、或いはR13とR14とは、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
  2. 前記N−芳香族置換インデノインドール化合物が、下記一般式(2)で表される請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子;
    (2)
    式中、
    は、2価の芳香族炭化水素基、2価の芳香族複素環基、または単結合を示し、
    Arは、1価の芳香族炭化水素基または1価の芳香族複素環基を示し、
    15〜R22は、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1ないし6のアルキル基、炭素数5ないし10のシクロアルキル基、炭素数2ないし6のアルケニル基、炭素数1ないし6のアルキルオキシ基、炭素数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基、アラルキル基、アリールオキシ基、または、置換基として1価の芳香族炭化水素基もしくは1価の芳香族複素環基を有するジ置換アミノ基であって、これらの基は、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよいし、さらには、R15〜R18の一部あるいはR19〜R22の一部が脱離しており、この脱離により生じた空位に、R15〜R18の他の基あるいはR19〜R22の他の基が、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子、硫黄原子またはモノアリールアミノ基を介して結合して環を形成していてもよく、
    23及びR24は、炭素数1ないし6のアルキル基、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基またはアラルキル基であって、これらの基は、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子、または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
  3. 前記N−芳香族置換カルバゾール化合物が、下記一般式(3)で表される請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子;
    (3)
    式中、
    は、2価の芳香族炭化水素基、2価の芳香族複素環基、または単結合を示し、
    Arは、1価の芳香族炭化水素基または1価の芳香族複素環基を示し、
    25〜R32は、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1ないし6のアルキル基、炭素数5ないし10のシクロアルキル基、炭素数2ないし6のアルケニル基、炭素数1ないし6のアルキルオキシ基、炭素数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基、アラルキル基、アリールオキシ基、または、置換基として1価の芳香族炭化水素基もしくは1価の芳香族複素環基を有するジ置換アミノ基であって、これらの基は、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよいし、さらには、R25〜R28の一部あるいはR29〜R32の一部が脱離し、この脱離により生じた空位に、R25〜R28の他の基あるいはR29〜R32の他の基が、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子、硫黄原子またはモノアリールアミノ基を介して結合して環を形成していてもよい。
  4. 前記電子輸送層が下記一般式(4)で表されるアントラセン誘導体を含有している請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子;
    (4)
    式中、
    は、2価の芳香族炭化水素基、2価の芳香族複素環基または単結合を示し、
    Eは、1価の芳香族複素環基を示し、
    Cは、1価の芳香族炭化水素基または1価の芳香族複素環基を示し、
    Dは、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基または炭素数1ないし6のアルキル基であり、
    p及びqは、両者の合計が9であることを条件として、pが7または8の整数であり、qが1または2の整数である。
  5. 前記アントラセン誘導体が、下記一般式(4a)で表される請求項4記載の有機エレクトロルミネッセンス素子;
    (4a)
    式中、
    は、前記式(4)に示すとおりであり、
    Ar、Ar及びArは、それぞれ、1価の芳香族炭化水素基または1価の芳香族複素環基であり、
    33〜R39は、それぞれ、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1ないし6のアルキル基、炭素数5ないし10のシクロアルキル基、炭素数2ないし6のアルケニル基、炭素数1ないし6のアルキルオキシ基、炭素数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基、アラルキル基またはアリールオキシ基であって、これらの基は、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよく、
    、X、X及びXは、これらのいずれか1つのみが窒素原子であることを条件として、それぞれ、炭素原子または窒素原子を表し、該窒素原子には、水素原子を含めてR33〜R36の何れも結合していないものとする。
  6. 前記アントラセン誘導体が、下記一般式(4b)で表される請求項4記載の有機エレクトロルミネッセンス素子;
    (4b)
    は、前記式(4)に示すとおりであり、
    Ar、Ar及びArは、それぞれ、1価の芳香族炭化水素基または1価の芳香族複素環基である。
  7. 前記アントラセン誘導体が、下記一般式(4c)で表される請求項4記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    (4c)
    は、前記式(4)に示すとおりであり、
    Ar、Ar10及びAr11は、それぞれ、1価の芳香族炭化水素基または1価の芳香族複素環基であり、
    40は、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1ないし6のアルキル基、炭素数5ないし10のシクロアルキル基、炭素数2ないし6のアルケニル基、炭素数1ないし6のアルキルオキシ基、炭素数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、1価の芳香族炭化水素基、1価の芳香族複素環基、アラルキル基またはアリールオキシ基である。
  8. 前記正孔輸送層が、第一正孔輸送層および第二正孔輸送層の2層構造を有しており、該第二正孔輸送層が前記発光層側に位置しており且つ一般式(1)で表されるインデノアクリダン誘導体を含有している請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  9. 前記発光層が、さらに、燐光性の発光材料を含有している請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  10. 前記燐光性の発光材料がイリジウムまたは白金を含む金属錯体である請求項9記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  11. 前記燐光性の発光材料が赤色発光性ドーパントである請求項10記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
JP2015552705A 2014-08-20 2015-08-06 有機エレクトロルミネッセンス素子 Active JP5875743B1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015552705A JP5875743B1 (ja) 2014-08-20 2015-08-06 有機エレクトロルミネッセンス素子

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014167249 2014-08-20
JP2014167249 2014-08-20
JP2015552705A JP5875743B1 (ja) 2014-08-20 2015-08-06 有機エレクトロルミネッセンス素子
PCT/JP2015/072386 WO2016027687A1 (ja) 2014-08-20 2015-08-06 有機エレクトロルミネッセンス素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5875743B1 true JP5875743B1 (ja) 2016-03-02
JPWO2016027687A1 JPWO2016027687A1 (ja) 2017-04-27

Family

ID=55350633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015552705A Active JP5875743B1 (ja) 2014-08-20 2015-08-06 有機エレクトロルミネッセンス素子

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10424742B2 (ja)
EP (1) EP3185324B1 (ja)
JP (1) JP5875743B1 (ja)
KR (1) KR102327538B1 (ja)
CN (1) CN106796993B (ja)
WO (1) WO2016027687A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017099155A1 (ja) * 2015-12-08 2017-06-15 保土谷化学工業株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2017204492A (ja) * 2016-05-09 2017-11-16 保土谷化学工業株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
CN106892915B (zh) * 2017-02-23 2019-02-22 南京高光半导体材料有限公司 有机化合物、有机电致发光器件及其应用
WO2019088231A1 (ja) * 2017-11-01 2019-05-09 出光興産株式会社 トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス発光装置、及び電子機器
JP7397005B2 (ja) * 2018-12-25 2023-12-12 保土谷化学工業株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
CN114276366A (zh) * 2021-04-20 2022-04-05 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种吲哚衍生物及其应用
CN114805386B (zh) * 2022-06-08 2024-02-09 上海钥熠电子科技有限公司 有机化合物、主体材料和有机光电器件

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004311411A (ja) * 2003-03-26 2004-11-04 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置および表示装置
JP2006219393A (ja) * 2005-02-09 2006-08-24 Canon Inc 化合物、発光素子及び画像表示装置
JP2009535815A (ja) * 2006-04-27 2009-10-01 イーストマン コダック カンパニー アントラセン誘導体を含むエレクトロルミネッセンス・デバイス
JP2009299049A (ja) * 2008-05-16 2009-12-24 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 組成物、薄膜の作製方法、及び発光素子の作製方法
KR20120084238A (ko) * 2011-01-19 2012-07-27 (주)씨에스엘쏠라 유기발광화합물 및 이를 이용한 유기 광소자
KR101216004B1 (ko) * 2009-08-17 2012-12-27 에스에프씨 주식회사 안트라센 유도체 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
WO2013054764A1 (ja) * 2011-10-14 2013-04-18 保土谷化学工業株式会社 新規なベンゾトリアゾール誘導体及び該誘導体が使用されている有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2014061960A1 (ko) * 2012-10-18 2014-04-24 덕산하이메탈(주) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
WO2014112360A1 (ja) * 2013-01-17 2014-07-24 保土谷化学工業株式会社 インデノアクリダン環構造を有する化合物および有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2014519541A (ja) * 2011-06-17 2014-08-14 メルク パテント ゲーエムベーハー 有機エレクトロルミネッセントデバイスのための材料

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4943840B1 (ja) 1970-12-25 1974-11-25
EP0650955B1 (en) 1993-11-01 1998-08-19 Hodogaya Chemical Co., Ltd. Amine compound and electro-luminescence device comprising same
JP3194657B2 (ja) 1993-11-01 2001-07-30 松下電器産業株式会社 電界発光素子
JP3828595B2 (ja) 1994-02-08 2006-10-04 Tdk株式会社 有機el素子
EP0666298A3 (en) 1994-02-08 1995-11-15 Tdk Corp Organic electroluminescent element and compound used therein.
KR100691543B1 (ko) * 2002-01-18 2007-03-09 주식회사 엘지화학 새로운 전자 수송용 물질 및 이를 이용한 유기 발광 소자
JP4943840B2 (ja) 2004-05-25 2012-05-30 保土谷化学工業株式会社 p−ターフェニル化合物および該化合物を用いた電子写真用感光体
KR100648050B1 (ko) 2004-09-24 2006-11-23 주식회사 엘지화학 유기 발광 소자
KR101243917B1 (ko) 2005-12-19 2013-03-14 삼성디스플레이 주식회사 전도성 고분자 조성물 및 이로부터 얻은 막을 구비한 전자소자
EP1840120B1 (de) 2006-03-27 2013-04-24 Novaled AG N-Heterozyklische Verbindungen und deren Verwendung in elektronischen, optoelektronischen und elektroluminiszenten Bauelementen.
JP5621187B2 (ja) * 2008-08-06 2014-11-05 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、照明装置
KR101120892B1 (ko) 2009-06-19 2012-02-27 주식회사 두산 아크리딘 유도체 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
WO2011059000A1 (ja) * 2009-11-12 2011-05-19 保土谷化学工業株式会社 置換されたアントラセン環構造とピリドインドール環構造を有する化合物および有機エレクトロルミネッセンス素子
JP5938175B2 (ja) 2011-07-15 2016-06-22 出光興産株式会社 含窒素芳香族複素環誘導体およびそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
EP2894155B1 (en) * 2012-09-03 2018-11-14 Hodogaya Chemical Co., Ltd. Compound having indeno acridan ring structure, and organic electroluminescence element
KR102069722B1 (ko) * 2012-10-11 2020-01-23 덕산네오룩스 주식회사 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
JP3194657U (ja) 2014-09-19 2014-12-04 恵美子 青柳 温熱首巻

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004311411A (ja) * 2003-03-26 2004-11-04 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置および表示装置
JP2006219393A (ja) * 2005-02-09 2006-08-24 Canon Inc 化合物、発光素子及び画像表示装置
JP2009535815A (ja) * 2006-04-27 2009-10-01 イーストマン コダック カンパニー アントラセン誘導体を含むエレクトロルミネッセンス・デバイス
JP2009299049A (ja) * 2008-05-16 2009-12-24 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 組成物、薄膜の作製方法、及び発光素子の作製方法
KR101216004B1 (ko) * 2009-08-17 2012-12-27 에스에프씨 주식회사 안트라센 유도체 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
KR20120084238A (ko) * 2011-01-19 2012-07-27 (주)씨에스엘쏠라 유기발광화합물 및 이를 이용한 유기 광소자
JP2014519541A (ja) * 2011-06-17 2014-08-14 メルク パテント ゲーエムベーハー 有機エレクトロルミネッセントデバイスのための材料
WO2013054764A1 (ja) * 2011-10-14 2013-04-18 保土谷化学工業株式会社 新規なベンゾトリアゾール誘導体及び該誘導体が使用されている有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2014061960A1 (ko) * 2012-10-18 2014-04-24 덕산하이메탈(주) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
WO2014112360A1 (ja) * 2013-01-17 2014-07-24 保土谷化学工業株式会社 インデノアクリダン環構造を有する化合物および有機エレクトロルミネッセンス素子

Also Published As

Publication number Publication date
EP3185324A4 (en) 2018-01-10
CN106796993A (zh) 2017-05-31
US20170271599A1 (en) 2017-09-21
JPWO2016027687A1 (ja) 2017-04-27
KR102327538B1 (ko) 2021-11-16
CN106796993B (zh) 2019-05-28
US10424742B2 (en) 2019-09-24
WO2016027687A1 (ja) 2016-02-25
EP3185324A1 (en) 2017-06-28
EP3185324B1 (en) 2023-10-04
KR20170043620A (ko) 2017-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5875743B1 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
KR102459260B1 (ko) 유기 일렉트로루미네선스 소자
US20130126856A1 (en) Compound having indenocarbazole ring structure, and organic electroluminescent device
TWI594987B (zh) 具有茚并吖啶滿環結構之化合物以及有機電致發光元件
KR102319951B1 (ko) 유기 전계발광 소자
JP6814156B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
KR102440766B1 (ko) 유기 일렉트로루미네센스 소자
KR20180017130A (ko) 아릴아민 화합물 및 유기 전계발광 소자
JP2021192441A (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料
WO2019059334A1 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
KR20190128169A (ko) 유기 일렉트로루미네선스 소자
KR102654994B1 (ko) 유기 전계발광 소자
KR20230088341A (ko) 아릴아민 화합물, 유기 일렉트로 루미네선스 소자, 및 전자 기기
KR20220086562A (ko) 유기 일렉트로루미네센스 소자

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151124

TRDD Decision of grant or rejection written
A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20151228

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160112

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160119

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5875743

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250