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JP2018048131A - アミン化合物及びそれを含む有機電界発光素子 - Google Patents

アミン化合物及びそれを含む有機電界発光素子 Download PDF

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Abstract

【課題】正孔輸送材料として使用可能なアミン化合物及びそれを正孔輸送領域に含む有機電界発光素子の提供。【解決手段】下記式で代表されるアミン化合物及びそれを含む有機電界発光素子。【選択図】なし

Description

本発明は、アミン化合物及びそれを含む有機電界発光素子に関する。
映像表示装置として、有機電界発光素子（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）の開発が活発に行われている。有機電界発光表示装置は液晶表示装置などとは異なって、第１電極及び第２電極から注入された正孔及び電子を発光層で再結合させることで、発光層に含まれる有機化合物である発光材料を発光させて表示を実現するいわゆる自発光型表示装置である。
有機電界発光素子としては、例えば、第１電極、第１電極の上に配置された正孔輸送層、正孔輸送層の上に配置された発光層、発光層の上に配置された電子輸送層及び電子輸送層の上に配置された第２電極で構成された有機素子が知られている。第１電極からは正孔が注入され、注入された正孔は正孔輸送層を移動して発光層に注入される。一方、第２電極からは電子が注入され、注入された電子は電子輸送層を移動して発光層に注入される。発光層に注入された正孔と電子が再結合されることで、発光層内で励起子が生成される。有機電界発光素子は、その励起子が更に基底状態に落ちる際に発生する光を利用して発光する。また、有機電界発光素子は上述した構成に限らず、様々な変更が可能である。
本発明は、アミン化合物及びそれを含む有機電界発光素子を提供することを一目的とする。より詳しくは、本発明は、正孔輸送材料として使用可能なアミン化合物及びそれを正孔輸送領域に含む有機電界発光素子を提供することを一目的とする。
本発明の一実施形態は、下記化学式１で表されるアミン化合物を提供する。
Figure 2018048131

化学式１において、Ａｒは置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリール基であり、Ｌは置換または無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリーレン基、または置換または無置換の環を形成する炭素数２以上３０以下のヘテロアリーレン基であり、Ｒ1からＲ7はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換もしくは無置換の環を形成する炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であってもよいか、または隣接する基と互いに結合して環を形成し、ａからｃ及びｅからｇはそれぞれ独立して０以上４以下の整数であり、ｄは０以上３以下の整数である。
Ａｒは置換または無置換の単環式アリール基であってもよい。
Ａｒは無置換のフェニル基であってもよい。
化学式１は、下記化学式２で表されるものであってもよい。
Figure 2018048131

化学式２において、Ａｒ、Ｌ、Ｒ1からＲ7、及びａからｇは上述した通りである。
化学式１は、下記化学式３で表されるものであってもよい。
Figure 2018048131

化学式３において、Ｌ、Ｒ1からＲ7、及びａからｇは上述した通りである。
Ｌは置換または無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリーレン基であってもよい。
Ｌは置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のビフェニリレン基、または置換もしくは無置換のフルオレニレン基であってもよい。
Ｌは置換または無置換の多環式へテロアリーレン基であってもよい。
Ｌは置換もしくは無置換のジベンゾフラニレン基、または置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニレン基であってもよい。
ａ及びｂはそれぞれ独立して２以上であり、Ｒ1及びＲ2のうち少なくとも一つは隣接するＲ1及びＲ2と互いに結合して環を形成するものであってもよい。
化学式１は、下記化学式４で表されるものであってもよい。
Figure 2018048131

化学式４において、ｐは０または１であり、Ａｒ、Ｌ、Ｒ3からＲ7、及びｃからｇは上述した通りである。
化学式１は、下記化学式５で表されるものであってもよい。
Figure 2018048131

化学式５において、ｑは０または１であり、Ａｒ、Ｌ、Ｒ1からＲ5、Ｒ7、及びａからｅ及びｇは上述した通りである。
Ａｒは無置換のフェニル基であり、Ｌは置換または無置換のビフェニリレン基であり、ａからｇはそれぞれ独立して０であってもよい。
ｃは１であり、Ｒ3は置換または無置換のフェニル基であってもよい。
化学式１は、下記化学式６で表されるものであってもよい。
Figure 2018048131

化学式６において、Ａｒ、Ｌ、Ｒ1、Ｒ2及びＲ4からＲ7、ａ、ｂ及びｄからｇは上述した通りである。
本発明の一実施形態は、第１電極、第１電極の上に提供された正孔輸送領域、正孔輸送領域の上に提供された発光層、発光層の上に提供された電子輸送領域、及び電子輸送領域の上に提供された第２電極を含み、正孔輸送領域が上述した本発明の一実施形態によるアミン化合物を含む有機電界発光素子を提供する。
本発明の一実施形態によるアミン化合物を含む有機電界発光素子は、高い効率を実現する。
本発明の一実施形態によるアミン化合物を含む有機電界発光素子は、駆動電圧の減少効果がある。
本発明の一実施形態によるアミン化合物を含む有機電界発光素子は、長寿命を実現する。
本発明の一実施形態による有機電界発光素子を概略的に示す断面図である。 本発明の一実施形態による有機電界発光素子を概略的に示す断面図である。
上述した本発明の目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付した図面及び下記好ましい実施形態を介して容易に理解できるはずである。しかし、本発明はここで説明される実施形態に限らず、他の形態に具体化されてもよい。むしろ、ここで紹介される実施形態は開示された内容が徹底で完全なものになるように、そして通常の技術者に本発明の思想が十分に伝達されるようにするために提供されるものである。
各図面を説明しながら、類似した参照符号を類似した構成要素に対して使用した。添付した図面において、構造物の寸法は本発明の名悪性のために実際より拡大して示した。第１、第２などの用語は多用な構成要素を説明するのに使用されるが、前記構成要素が前記用語に限らない。前記用語は一つの構造要素を他の構成要素から区別する目的にのみ使用される。例えば、本発明の権利範囲を逸脱しないながらも第１構成要素は第２構成要素と称されてもよく、類似して第２構成要素も第２構成要素と称されてもよい。単数の表現は、文脈上明白に異なるように意味しない限り、複数の表現を含む。
本明細書において、「含む」または「有する」などの用語は明細書の上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないと理解すべきである。また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるとする場合、これは他の部分の「直上」にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。逆に、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「下部に」にあるとする場合、これは他の部分の「直下」にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。
Figure 2018048131
本明細書において、「置換または無置換の」とは重水素原子、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、シリル基、ホウ素基、ホスフィンオキシド基、ホスフィンスルフィド基、アルキル基、アルケニル基、アリール基、及びヘテロ環基で形成される群から選択される一つ以上の置換基に置換されるまたは置換されていないことを意味する。また、前記例示された置換基それぞれは、置換されたものまたは置換されていないものであってもよい。例えば、ビフェニル基はアリール基と解釈されてもよく、フェニル基に置換されたフェニル基と解釈されてもよい。
本明細書において、「隣接する基と互いに結合して環を形成」するとは、隣接する基と互いに結合して置換された炭化水素環または置換されていない炭化水素環、または置換されたヘテロ環または置換されていないヘテロ環を形成することを意味する。炭化水素環は、脂肪族炭化水素環及び芳香族炭化水素環を含む。ヘテロ環は、脂肪族ヘテロ環及び芳香族ヘテロ環を含む。炭化水素環及びヘテロ環は、単環または多環であってもよい。また、隣接する基と互いに結合して形成された環は、他の環と結合されてスピロ構造を形成するものであってもよい。
本明細書において、「隣接する基」とは該当置換基が置換された原子と直接結合された原子に置換された置換基、該当置換基が置換された原子に置換された他の置換基または該当置換基と立体構造的に最も隣接した置換基を意味する。例えば、１、２−ジメチルベンゼンにおける２つのメチル基は互いに「隣接する基」と解釈され、１、１−ジエチルシクロペンテンにおける２つのエチル基は互いに「隣接する基」と解釈される。
本明細書において、ハロゲン原子の例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、またはヨウ素原子が挙げられる。
本明細書において、アルキル基は直鎖、分枝鎖、または環状であってもよい。アルキル基の炭素数は、１以上３０以下、１以上２０以下、１以上１０以下、または１以上６以下である。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、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｉ−ブチル基、２−エチルブチル基、３、３−ジメチルブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｔ−ペンチル基、シクロペンチル基、１−メチルペンチル基、３−メチルペンチル基、２−エチルペンチル基、４−メチル−２−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、１−メチルヘキシル基、２−エチルヘキシル基、２−ブチルヘキシル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、４−ｔ−ブチルシクロヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、１−メチルペプチル基、２、２−ジメチルヘプチル基、２−エチルヘプチル基、２−ブチルヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｔーオクチル基、２−エチルオクチル基、２−ブチルオクチル基、２−ヘキシルオクチル基、３、７−ジメチルオクチル基、シクロオクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、アダマンチル基、２ーエチルデシル基、２−ブチルデシル基、２−ヘキシルデシル基、２−オクチルデシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、２−エチルドデシル基、２−ブチルドデシル基、２−ヘキシルドデシル基、２−オクチルデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、２−エチルヘキサデシル基、２−ブチルヘキサデシル基、２−ヘキシルヘキサデシル基、２−オクチルヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−イコシル基、２−エチルイコシル基、２−ブチルイコシル基、２−ヘキシルイコシル基、２−オクチルイコシル基、ｎ−ヘンイコシル基、ｎ−ドコシル基、ｎ−トリコシル基、ｎ−テトラコシル基、ｎ−ペンタコシル基、ｎ−ヘキサコシル基、ｎ−ヘプタコシル基、ｎ−オクタコシル基、ｎ−ノナコシル基、及びｎ−トリアコンチル基などが挙げられるが、これに限らない。
本明細書において、アリール基は芳香族炭化水素環から誘導された任意の作用基または置換基を意味する。アリール基は、単環式アリール基または多環式アリール基であってもよい。アリール基の環を形成する炭素数は、６以上３０以下、６以上２０以下、または６以上１５以下である。アリール基の例としては、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ビフェニル基、テルフェニル基、クォーターフェニル基、キンクフェニル基、セキシフェニル基、トリフェニレン基、ピレニル基、ベンゾフルオランテニル基、クリセニル基などが挙げられるが、これに限らない。本明細書において、フルオレニル基は置換されてもよく、２つの置換基が互いに結合してスピロ構造を形成してもよい。
本明細書において、ヘテロアリール基はヘテロ元素としてＯ、Ｎ、Ｐ及びＳのうち一つ以上を含むヘテロアリール基であってもよい。例えば、ヘテロアリール基はヘテロ元素としてＯ及びＳのうち少なくとも一つ以上を含むものであってもよい。ヘテロアリール基の環を形成する炭素数は、２以上３０以下、または２以上２０以下である。ヘテロアリール基は、単環式ヘテロアリール基または多環式ヘテロアリール基であってもよい。多環式ヘテロアリール基は、例えば２環または３還構造を有するものであってもよい。ヘテロアリール基の例としては、チオフェニル基、フラニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアゾリル基、ピリジル基、ビピリジル基、ピリミジル基、トリアジニル基、トリアゾリル基、アクリジル基、ピリダジニル基、ピリジニル基、キノリニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、フェノキサジル基、フタラジニル基、ピリドピリミジニル基、ピリドピラジニル基、ピラジノピラジニル基、イソキノリニル基、インドリル基、カルバゾリル基、Ｎ−アリールカルバゾリル基、Ｎ−ヘテロアリールカルバゾリル基、Ｎ−アルキルカルバゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾチオフェニル基、チエノチオフェニル基、ベンゾフラニル基、フェナントロリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、フェノチアジニル基、及びジベンゾフラニル基などが挙げられるが、これに限らない。
本明細書において、アリーレン基は２価基であってもよいことを除いては、上述したアリール基に関する説明が適用される。
本明細書において、ヘテロアリーレン基は２価基であってもよいことを除いては、上述したヘテロアリール基に関する説明が適用される。
本明細書において、シリル基はアルキルシリル基及びアリールシリル基を含む。シリル基の例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、ジフェニルシリル基、フェニルシリル基などが挙げられるが、これに限らない。
本明細書において、ホウ素基はアルキルホウ素基及びアリールホウ素基を含む。ホウ素基の例としては、トリメチルホウ素基、トリエチルホウ素基、ｔ−ブチルジメチルホウ素基、トリフェニルホウ素基、ジフェニルホウ素基、フェニルホウ素基などが挙げられるが、これに限らない。
本明細書において、アルケニル基は直鎖または分枝鎖であってもよい。炭素数は特に限らないが、２以上３０以下、２以上２０以下、または２以上１０以下である。アルケニル基の例としては、ビニル基、１−ブテニル基、１−ペンテニル基、１、３−ブタジエニルアリール基、スチレニル基、スチリルビニル基などが挙げられるが、これに限らない。
本明細書において、アミノ基の炭素数は特に限らないが、１以上３０以下であってもよい。アミノ基は、アルキルアミノ基及びアリールアミノ基を含む。アミノ基の例としては、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ナフチルアミノ基、９−メチル−アントラセニルアミノ基、トリフェニルアミノ基などが挙げられるが、これに限らない。
以下では、本発明の一実施形態によるアミン化合物について説明する。
本発明の実施形態によるアミン化合物は、下記化学式１で表される。
Figure 2018048131
化学式１において、Ａｒは置換または無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリール基であり、Ｌは置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリーレン基、または置換もしくは無置換の環を形成する炭素数２以上３０以下のヘテロアリーレン基であり、Ｒ1からＲ7それぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、置換または無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換もしくは無置換の環を形成する炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であってもよいか、または隣接する基と互いに結合して環を形成し、ａからｃ及びｅからｇはそれぞれ独立して０以上４以下の整数であり、ｄは０以上３以下の整数である。
化学式１において、ａが２以上であれば、複数のＲ1は互いに同じであるか異なる。化学式１において、ｂが２以上であれば、複数のＲ2は互いに同じであるか異なる。化学式１において、ｃが２以上であれば、複数のＲ3は互いに同じであるか異なる。化学式１において、ｄが２以上であれば、複数のＲ4は互いに同じであるか異なる。化学式１において、ｅが２以上であれば、複数のＲ5は互いに同じであるか異なる。化学式１において、ｆが２以上であれば、複数のＲ6は互いに同じであるか異なる。化学式１において、ｇが２以上であれば、複数のＲ7は互いに同じであるか異なる。複数のＲ1が互いに同じであるか異なるということは、例えば、Ｒ1が３つ以上であれば、３つのＲ1が互いに異なる場合、３つのＲ1が互いに同じである場合、または３つのＲ1のうち２つは互いに同じであって、残りの一つは互いに異なる場合も全て含まれる。
化学式１において、Ａｒは置換または無置換の単環式アリール基であってもよい。より詳しくは、化学式１において、Ａｒは無置換のフェニル基であることが好ましい。
化学式１のフルオレニル基は、２位の位置で窒素原子と結合することが好ましい。詳しくは、化学式１は下記化学式２で表される。
Figure 2018048131
化学式２において、Ａｒ、Ｌ、Ｒ1からＲ7、及びａからｇは化学式１で定義した通りである。
化学式２において、Ａｒは無置換のフェニル基であり、Ｌは置換または無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリーレン基であってもよい。
化学式１は、より詳しくは、下記化学式３で表されるものであることが好ましい。但し、これに限らない。
Figure 2018048131
化学式３において、Ｌ、Ｒ1からＲ7、及びａからｇは化学式１で定義した通りである。
化学式１において、Ｌは置換または無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリーレン基であってもよい。例えば、Ｌは置換または無置換のフェニレン基、置換または無置換のビフェニリレン基、または置換もしくは無置換のフルオレニレン基であってもよいが、これに限らない。
化学式１において、Ｌは置換または無置換のビフェニリレン基であってもよいことが好ましい。但し、これに限らない。化学式１において、Ｌは炭素数１以上２０以下、または炭素数１以上１０以下のアルキル基で置換もしくは無置換のビフェニリレン基であってもよい。化学式１において、Ｌはメチル基で１以上置換されたビフェニリレン基であってもよい。化学式１において、Ｌは無置換のビフェニリレン基であってもよい。
化学式１において、Ｌは置換または無置換のフェニレン基であってもよい。より詳しくは、化学式１において、Ｌは無置換のフェニレン基であってもよい。
化学式１において、Ｌは置換または無置換のフルオレニレン基であってもよい。化学式１において、Ｌは炭素数１以上２０以下のアルキル基、または環を形成する炭素数６以上３０以下のアリール基で置換または無置換されたフルオレニレン基であってもよい。化学式１において、Ｌはメチル基で１以上置換されたフルオレニレン基であってもよい。
化学式１において、Ｌは置換または無置換の多環式へテロアリーレン基であってもよい。化学式１において、Ｌは置換または無置換の３環構造のへテロアリーレン基であってもよい。化学式１において、Ｌは置換または無置換のジベンゾフラニレン基、または置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニレン基であってもよい。化学式１において、Ｌは無置換のジベンゾフラニレン基であってもよい。化学式１において、Ｌは無置換のジベンゾチオフェニレン基であってもよい。
化学式１において、Ｌは下記構造式のうちから選択されるいずれか一つであってもよい。但し、これに限らない。
Figure 2018048131
前記構造式はそれぞれ置換されてもよく、置換基は置換または無置換の炭素数１以上１０以下のアルキル基、または置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリール基であってもよい。
化学式１において、ａからｇは全て０であってもよい。但し、これに限らない。例えば、化学式１において、ａ及びｂはそれぞれ独立して２以上であり、２つ以上のＲ1が隣接する基と互いに結合して環を形成するか、２つ以上のＲ2が隣接する基と互いに結合して環を形成するものであってもよい。また、２つ以上のＲ1が隣接する基と互いに結合して環を形成し、同時に２つ以上のＲ2も隣接する基と互いに結合して環を形成するものであってもよい。
例えば、２つ以上のＲ1は隣接する基と互いに結合して脂肪族炭化水素環、芳香族炭化水素環、または芳香族へテロ環を形成するものであってもよい。好ましくは、２つ以上のＲ1が隣接する基と互いに結合して芳香族炭化水素環を形成するものであってもよい。
例えば、２つ以上のＲ2は隣接する基と互いに結合して脂肪族炭化水素環、芳香族炭化水素環、または芳香族へテロ環を形成するものであってもよい。好ましくは、２つ以上のＲ2が隣接する基と互いに結合して芳香族炭化水素環を形成するものであってもよい。
化学式１は、例えば下記化学式４で表されるものであってもよい。但し、これに限らない。
Figure 2018048131
化学式４において、ｐは０または１であり、Ａｒ、Ｌ、Ｒ3からＲ7、及びｃからｇは化学式１で定義した通りである。ｐは、化学式４においてｐが記載されている環の個数を意味する。詳しくは、ｐが０であれば、化学式４においてｐが記載されている環は存在しないことを意味する。なお、化学式４において、ナフチル基のうち外側の環（フルオレンに結合していない環）は、内側の環（フルオレンに結合した環）のうち任意の位置に結合（配置）してもよい。
化学式４において、ｃからｇは全て０であってもよいが、これに限らない。化学式４において、ｐが１で、Ｌは置換または無置換のビフェニリレン基であってもよい。
化学式４において、Ａｒが無置換のビフェニル基で、Ｌは置換または無置換のビフェニリレン基であってもよい。
化学式１において、ｅからｇは全て０であってもよい。但し、これに限らず、ｅからｇのうち少なくとも一つは１または２以上であってもよい。この際、１以上のＲ5、１以上のＲ6及び１以上のＲ7のうち少なくとも一つはハロゲン原子であってもよい。例えば、１以上のＲ7、１以上のＲ5、及び１以上のＲ7のうち少なくとも一つはフッ素原子であってもよい。
ｅからｇのうち少なくとも一つが２以上であれば、２以上のＲ5、２以上のＲ6及び２以上のＲ7のうち少なくとも一部は隣接する基と互いに結合して環を形成する。例えば、ｆが２以上であれば、２以上のＲ6は隣接する基と互いに結合して脂肪族炭化水素環、芳香族炭化水素環、または芳香族へテロ環を形成するものであってもよいが、好ましくは芳香族炭化水素環を形成するものであってもよい。
化学式１は、例えば下記化学式５で表されるものであってもよい。
Figure 2018048131
化学式５において、ｑは０または１であり、Ａｒ、Ｌ、Ｒ1からＲ5、Ｒ7、及びａからｅ及びｇは化学式１で定義した通りである。ｑは、化学式５においてｑが記載されている環の個数を意味する。詳しくは、ｑが０であれば、化学式５においてｑが記載されている環は存在しないことを意味する。
化学式５において、ｑが１であれば、化学式５のＳｉ原子はフェナントリル基で置換されたものであってもよく、アントラセニル基で置換されたものであってもよい。
化学式５において、Ａｒは無置換のビフェニル基であり、Ｌは置換または無置換のフェニレン基、または置換もしくは無置換のビフェニリレン基であってもよい。
化学式１において、Ａｒは無置換のフェニル基であり、Ｌは置換または無置換のビフェニリレン基であり、ａからｇはそれぞれ独立して０であってもよい。
化学式１において、ｃは１であり、Ｒ3は置換または無置換のフェニル基であってもよい。
化学式１は、例えば下記化学式６で表されるものであってもよい。化学式６で表される化合物はフルオレニル基の置換位置が特定されていることを一つの特徴とし、有機発光素子に使用されると寿命向上効果を現す。
Figure 2018048131

化学式６において、Ａｒ、Ｌ、Ｒ1、Ｒ2及びＲ4からＲ7、ａ、ｂ及びｄからｇは化学式１で定義した通りである。
化学式１で表されるアミン化合物は、モノアミン化合物であってもよい。
化学式１で表されるアミン化合物は、有機電界発光素子用材料として使用される。詳しくは、化学式１で表されるアミン化合物は、正孔輸送材料として使用される。
化学式１で表されるアミン化合物は、下記化合物群１に示した化合物のうちから選択される少なくとも一つであってもよい。
［化合物群１］
Figure 2018048131
本発明の一実施形態によるアミン化合物は、例えば、前記化合物３であってもよい。
本発明の一実施形態によるアミン化合物は、有機電界発光素子に使用されると、高効率、長寿命、及び／または低駆動電圧化を実現する。
以下では、本発明の一実施形態による有機電界発光素子について説明する。以下では上述した本発明の一実施形態によるアミン化合物との差を中心に詳しく説明するが、説明されていない部分は上述した本発明の一実施形態によるアミン化合物に従う。
本発明の一実施形態による有機電界発光素子は、上述した本発明の一実施形態によるアミン化合物を含む。
図１は、本発明の一実施形態による有機電界発光素子を概略的に示す断面図である。図２は、本発明の一実施形態による有機電界発光素子を概略的に示す断面図である。
図１及び図２を参照すると、本発明の一実施形態による有機電界発光素子１０は、第１電極ＥＬ１、正孔輸送領域ＨＴＲ、発光層ＥＭＬ、電子輸送領域ＥＴＲ、及び第２電極ＥＬ２を含む。
第１電極ＥＬ１は導電性を有する。第１電極ＥＬ１は画素電極または正極である。第１電極ＥＬ１は透過型電極、半透過型電極、または反射型電極である。第１電極ＥＬ１が透過型電極であれば、第１電極ＥＬ１は透明金属酸化物、例えば、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）などを含む。第１電極ＥＬ１が半透過型電極または反射型電極であれば、第１電極ＥＬ１はＡｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、またはこれらの化合物や混合物（例えば、ＡｇとＭｇの混合物）を含む。また、前記物質で形成された反射膜や半透過膜、及びＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、ＩＴＺＯなどで形成された透明導電膜を含む複数の層構造であってもよい。
正孔輸送領域ＨＴＲは第１電極ＥＬ１の上に提供される。正孔輸送領域ＨＴＲは、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、正孔バッファ層及び電子阻止層のうち少なくとも一つを含む。正孔輸送領域ＨＴＲの厚さは、例えば、約１０００Å以上約１５００Å以下であってもよい。
以下、上述した本発明の一実施形態によるアミン化合物が正孔輸送領域ＨＴＲに含まれることを例に挙げて説明する。但し、これに限らず、本発明の一実施形態によるアミン化合物は第１電極ＥＬ１及び第２電極ＥＬ２の間に提供された一層以上の有機層のうち少なくとも一つの層に含まれてもよい。例えば、本発明の一実施形態によるアミン化合物は発光層ＥＭＬに含まれるものであってもよい。
正孔輸送領域ＨＴＲは、本発明の一実施形態によるアミン化合物を含む。詳しくは、正孔輸送領域ＨＴＲは下記化学式１で表されるアミン化合物を含む。
Figure 2018048131

Ａｒ、Ｌ、Ｒ1からＲ7、ａからｇに関する詳しい説明は上述した通りであるため、省略する。
正孔輸送領域ＨＴＲは、単一物質で形成された単一層、複数の互いに異なる物質で形成された単一層、または複数の互いに異なる物質で形成された複数の層を有する多層構造を有する。
例えば、正孔輸送領域ＨＴＲは正孔注入層ＨＩＬまたは正孔輸送層ＨＴＬの単一層の構造を有してもよく、正孔注入物質と正孔輸送物質で形成された単一層の構造を有してもよい。また、正孔輸送領域ＨＴＲは、複数の互いに異なる物質からなる単一層の構造を有するか、第１電極ＥＬ１から順番に積層された正孔注入層ＨＩＬ／正孔輸送層ＨＴＬ、正孔注入層ＨＩＬ／正孔輸送層ＨＴＬ／正孔バッファ層、正孔注入層ＨＩＬ／正孔バッファ層、正孔輸送層ＨＴＬ／正孔バッファ層、または正孔注入層ＨＩＬ／正孔輸送層ＨＴＬ／正孔阻止層の構造を有してもよいが、これに限らない。
正孔輸送領域ＨＴＲが正孔注入層ＨＩＬ／正孔輸送層ＨＴＬの構造を含めば、本発明の一実施形態によるアミン化合物は正孔輸送層ＨＴＬに含まれる。正孔輸送層ＨＴＬが本発明の一実施形態によるアミン化合物を含めば、正孔輸送層ＨＴＬは本発明の一実施形態によるアミン化合物を１種または２種以上含む。
正孔輸送領域ＨＴＲは、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）、インクジェットプリント法、レーザプリント法、レーザ熱転写法（Ｌａｓｅｒ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ、ＬＩＴＩ）などのような多様な方法を利用して形成される。
正孔注入層ＨＴＬは、例えば、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物と、ＤＮＴＰＤ（Ｎ、Ｎ’−ジフェニル−Ｎ、Ｎ’−ビス−［４−フェニル−ｍ−トリルーアミノ）−フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミン）、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミノ）、ＴＤＡＴＡ（４，４’，４”−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン）、２−ＴＮＡＴＡ（４，４’，４”−トリス｛Ｎ，−（２−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ｝−トリフェニルアミン）、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルフォナート））、ＰＡＮＩ／ＤＢＳＡ（ポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸）、ＰＡＮＩ／ＣＳＡ（ポリアニリン／カンファースルホン酸）、ＰＡＮＩ／ＰＳＳ（ポリアニリン）／ポリ（４−スチレンスルフォナート）、ＮＰＢ（Ｎ、Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ、Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン）、トリフェニルアミンを含むポリエテールケトン（ＴＰＡＰＥＫ）、４−イソプロピル−４’−メチルジフェニルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボラート、ＨＡＴ−ＣＮ（ジピラジノ［２，３−ｆ：２’，３’−ｈ］キノキサリン−２，３，６，７，１０，１１−ヘキサカルボニトリル）を含む。
正孔輸送層ＨＴＬが本発明の一実施形態によるアミン化合物を含めば、本発明の一実施形態によるアミン化合物以外の公知の材料を更に含む。例えば、Ｎ−フェニルカルバゾール、ポリにビルカルバゾールなどのカルバゾール系誘導体、フルオレン系誘導体、ＴＰＤ（Ｎ、Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ、Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’−ジアミン）、ＴＣＴＡ（４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン）などのようなトリフェニルアミン系誘導体、ＮＰＢ（Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン）、ＴＡＰＣ（４，４’−シクロへキシリデンビス［Ｎ，Ｎ−ビス（４−メチルフェニル）ベンゼンアミン］）、ＨＭＴＰＤ（４，４’−ビス［Ｎ，Ｎ’−（３−トリル）アミノ］−３，３’−ジメチルビフェニル）などを更に含む。
正孔輸送領域ＨＴＲの厚さは、約１００Å以上約１００００Å以下、例えば約１００Å以上約１０００Å以下であってもよい。正孔輸送領域ＨＴＲが正孔注入層ＨＩＬ及び正孔輸送層ＨＴＬを全て含めば、正孔注入層ＨＩＬの厚さは、例えば約１００Å以上約１０００Å以下であり、正孔輸送層ＨＴＬの厚さは約３０Å以上約１０００Å以下である。正孔輸送領域ＨＴＲ、正孔注入層ＨＩＬ及び正孔輸送層ＨＴＬの厚さが上述したような範囲を満足すれば、実質的な駆動電圧の上昇なしに満足できる程度の正孔輸送特性が得られる。
正孔輸送領域ＨＴＲは、上述した物質以外に導電性を向上するために電荷生成物質を更に含む。電荷発生物質は、正孔輸送領域ＨＴＲ内に均一にまたは不均一に分散されている。電荷発生物質は、例えば、ｐ−ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）である。ｐ−ドーパントはキノン誘導体、金属酸化物及びシアノ基含有化合物のうち一つであってもよいが、これに限らない。例えば、ｐ−ドーパントの非制限的な例としては、ＴＣＮＱ（テトラシアノキノジメタン）及びＦ４−ＴＣＮＱ（２，３，５，６−テトラフルオロ−テトラシアノキノジメタン）などのようなキノン誘導体、タングステン酸化物及びモリブデン酸化物のような金属酸化物などが挙げられるが、これに限らない。
上述したように、正孔輸送領域ＨＴＲは、正孔輸送層ＨＴＬ及び正孔注入層ＨＩＬ以外に、正孔バッファ層及び電子阻止層のうち少なくとも一つを更に含む。正孔バッファ層は、発光層ＥＭＬから放出される光の波長による共振距離を補償して光放出効率を増加させる。正孔バッファ層に含まれる物質としては、正孔輸送領域ＨＴＲに含まれ得る物質を使用する。電子阻止層は、電子輸送領域ＥＴＲから正孔輸送領域ＨＴＲへの電子の注入を防止する役割をする。
発光層ＥＭＬは正孔輸送領域ＨＴＲの上に提供される。発光層１５０は蛍光、燐光によって光を発する層であり、例えば、約１００Å以上約６００Å以下の厚さで形成される。
発光層ＥＭＬは、単一物質で形成された単一層、複数の互いに異なる物質で形成された単一層、または複数の互いに異なる物質で形成された複数の層を有する多層構造を有する。
発光層ＥＭＬの材料としては公知の発光材料を使用してもよく、特に限らないが、フルオランテン誘導体、ピレン誘導体、アリールアセチレン誘導体、フルオレン誘導体、ぺリレン誘導体、クリセン誘導体などから選択される。好ましくは、ピレン誘導体、ぺリレン誘導体、アントラセン誘導体が挙げられる。例えば、発光層ＥＭＬのホスト材料として、下記化学式７で表されるアントラセン誘導体を使用してもよい。
Figure 2018048131
化学式７において、Ｚ1からＺ4はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上２０以下のアリール基、または置換もしくは無置換の環を形成する炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、ｍ１及びｍ２はそれぞれ独立して０以上４以下の整数であり、ｍ３及びｍ４はそれぞれ独立して０以上５以下の整数である。化学式７において、Ｚ3からＺ4はそれぞれ独立して隣接する基と互いに結合して飽和または不飽和環を形成する。
化学式７で示される化合物としては、一例として下記構造式で示した化合物が挙げられる。但し、前記化学式７で表示される化合物は以下に限らない。
Figure 2018048131
発光層ＥＭＬは、例えば、スピロ−ＤＰＶＢｉ（４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル）、スピロ−６Ｐ，２，２’，７，７’−テトラキス（ビフェニル−４−イル）−９，９’−スピロビフルオレン（スピロ−セキシフェニル））、ＤＳＢ（ジスチリル−ベンゼン）、ＤＳＡ（ジスチリル−アリーレン）、ＰＦＯ（ポリフルオレン）系高分子、及びＰＰＶ（ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）系高分子で形成される群から選択されたいずれか一つを含む蛍光物質を含むものであってもよい。
発光層ＥＭＬは、例えば、ドーパントを更に含んでもよいが、ドーパントとしては公知の材料を使用する。例えば、スチリル誘導体（例えば、１，４−ビス［２−（３−Ｎ−エチルカルバゾリル）ビニル」ベンゼン（ＢＣｚＶＢ）、４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４”−［（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］スチルベン（ＤＰＡＶＢ）、Ｎ−（４−（（Ｅ）−２−（６−（（Ｅ）−４−（ジフェニルアミノ）スチリル）ナフタレン−２−イル）ビニル）フェニル）−Ｎ−フェニルベンゼンアミン（Ｎ−ＢＤＡＶＢｉ））、ペリレン及びその誘導体（例えば、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン（ＴＢＰｅ））、ピレン及びその誘導体（例えば、１，１−ジピレン、１，４−ジピレニルベンゼン、１−４−ビス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）ピレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルぺリレン（ＴＢＰ）、１，３，５−トリス（Ｎ−フェニルベンゾイミダゾール−２−イル）ベンゼン（ＴＰＢｉ）などをドーパントして使用してもよい。
発光層ＥＭＬは、例えば、Ａｌｑ3（トリス（８−ヒドロキシキノリノ）アルミニウム）、ＣＢＰ（４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）−１，１’−ビフェニル）、ＰＶＫ（ポリ（ｎ−ビニルカルバゾール）、ＡＤＮ（９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン）、ＴＣＴＡ（４，４’，４”−トリス（９−カルバゾリル）−トリフェニルアミン）、ＴＰＢｉ（１，３，５−トリス（Ｎ−２−フェニルベンゾイミダゾリル）ベンゼン）、ＴＢＡＤＮ（３−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン）、ＤＳＡ（ジスチリルアリーレン）、ＣＤＢＰ（４，４’−ビス（９−カルバゾリル）−２，２’−ジメチル−ビフェニル）、ＭＡＤＮ（２−メチル−９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン）、ＤＰＥＰＯ（ビス［２−（ジフェニルホスフィノ）フェニル］エーテルオキシド）、ＣＰ１（ヘキサフェニルシクロトリホスファゼン）、ＵＧＨ２（１，４−ビス（トリフェニルシリル）ベンゼン）、ＤＰＳｉＯ3（ヘキサフェニルシクロトリシロキサン）、ＤＰＳｉＯ4（オクタフェニルシクロテトラシロキサン）、またはＰＰＦ（２，８−ビス（ジフェニルホスフォリル）ジベンゾフラン）などを含むものであってもよい。
電子輸送領域ＥＴＲは発光層ＥＭＬの上に提供される。電子輸送領域ＥＴＲは電子阻止層、電子輸送層ＥＴＬ及び電子注入層のＥＩＬうち少なくとも一つを含むが、これに限らない。
電子輸送領域ＥＴＲは、単一物質で形成された単一層、複数の互いに異なる物質で形成された単一層、または複数の互いに異なる物質で形成された複数の層を有する多層構造を有する。
例えば、電子輸送領域ＥＴＲは電子注入層のＥＩＬまたは電子輸送層ＥＴＬの単一層の構造を有してもよく、電子注入物質と電子輸送物質で形成された単一層の構造を有してもよい。また、電子輸送領域ＥＴＲは、複数の互いに異なる物質で形成された単一層の構造を有するか、第１電極ＥＬ１から順番に積層された電子輸送層ＥＴＬ／電子注入層ＥＩＬ、正孔阻止層／電子輸送層ＥＴＬ／電子注入層ＥＩＬの構造を有してもよいが、これに限らない。電子輸送領域ＥＴＲの厚さは、例えば、約１０００Å以上約１５００Å以下であってもよい。
電子輸送領域ＥＴＲは、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェットプリント法、レーザプリント法、レーザ熱転写法などのような多様な方法を利用して形成される。
電子輸送領域ＥＴＲが電子輸送層ＥＴＬを含む場合、電子輸送領域ＥＴＲは、Ａｌｑ3（トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム）、１，３，５−トリス［（３−ピリジル）−フェン−３−イル］ベンゼン、２，４，６−トリス（３’−ピリジン−３−イル）ビフェニル−３−イル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−（Ｎ−フェニルベンゾイミダゾリル−１−イルフェニル）−９，１０−ジナフチルアントラセン、ＴＰＢｉ（１，３，５−トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール−２−イル）フェニル）、ＢＣＰ（２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）、Ｂｐｈｅｎ（４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）、ＴＡＺ（３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニル−５−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル−１，２，４−トリアゾール）、ＮＴＡＺ（４−（１−ナフチル）−３，５−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール）、ｔＢｕ−ＰＢＤ（２−（４−ビフェニル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール）、ＢＡｌｑ（ビス（２−メチル−８−キノリノラト−Ｎ１，Ｏ８）−（１，１’−ビフェニル−４−オラト）アルミニウム）、Ｂｅｂｑ2（ベリリウムビス（ベンゾキノリン−１０−オラト）、ＡＤＮ（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン）、及びこれらの混合物を含むが、これに限らない。電子輸送層ＥＴＬの厚さは、約１００Å以上約１０００Å以下、例えば約１５０Å以上約５００Å以下であってもよい。電子輸送層ＥＴＬの厚さが上述したような範囲を満足すれば、実質的な駆動電圧の上昇なしに満足できる程度の電子輸送特性が得られる。
電子輸送領域ＥＴＲが電子注入層ＥＩＬを含む場合、電子輸送領域ＥＴＲは、ＬｉＦ、ＬｉＱ（リチウムキノリナート）、Ｌｉ2Ｏ、ＢａＯ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｙｂのようなランタニウム族の金属、またはＲｂＣｌ、Ｒｂｌのようなハロゲン化金属などが使用されてもよいが、これに限らない。電子注入層ＥＩＬはまた、電子輸送物質と絶縁性の有機金属塩（ｏｒｇａｎｏ ｍｅｔａｌ ｓａｌｔ）が混合された物質で形成される。有機金属塩は、エネルギーバンドギャップが略４ｅＶ以上の物質であってもよい。詳しくは、例えば、有機金属塩は金属アセテート、金属ベンゾアート、金属アセトアセテート、金属アセチルアセトナート、または金属ステアレートを含む。電子注入層ＥＩＬの厚さは、約１Å以上約１００Å以下、約３Å以上約９０Å以下である。電子注入層ＥＩＬの厚さが上述したような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに満足できる程度の電子注入特性が得られる。
電子輸送領域ＥＴＲは、上述したように正孔阻止層を含む。正孔阻止層は、例えば、ＢＣＰ（２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）、及びＢｐｈｅｎ（４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）のうち少なくとも一つを含んでもよいが、これに限らない。
第２電極ＥＬ２は、電子輸送領域ＥＴＲの上に提供される。第２電極ＥＬ２は、共通電極または負極である。第２電極ＥＬ２は透過型電極、半透過型電極、または反射型電極である。第２電極ＥＬ２が透過型電極であれば、第２電極ＥＬ２は透明金属酸化物、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、ＩＴＺＯなどで形成される。
第２電極ＥＬ２が半透過型電極または反射型電極であれば、第２電極ＥＬ２はＡｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉまたはこれらを含む化合物や混合物（例えば、ＡｇとＭｇの混合物）を含む。また、前記物質で形成された反射膜や半透過膜、及びＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、ＩＴＺＯなどで形成された透明導電膜を含む複数の層構造であってもよい。
図示していないが、第２電極ＥＬ２は補助電極と結合される。補助電極は第２電極ＥＬ２と結合されて、第２電極ＥＬ２の抵抗を減少させる。
有機電界発光素子１０において、第１電極ＥＬ１と第２電極ＥＬ２にそれぞれ電圧が印加されるにつれ、第１電極ＥＬ１から注入された正孔は正孔輸送領域ＨＴＲを経て発光層ＥＭＬに移動され、第２電極ＥＬ２から注入された電子が電子輸送領域ＥＴＲを経て発光層ＥＭＬに移動される。電子と正孔は発光層ＥＭＬで再結合して励起子を生成するが、励起子が励起状態から基底状態に落ちながら発光するようになる。
有機電界発光素子１０が前面発光型であれば、第１電極ＥＬ１は反射型電極であり、第２電極ＥＬ２は透過型電極または半透過型電極である。有機電界発光素子１０が背面発光型であれば、第１電極ＥＬ１は透過型電極または半透過型電極であり、第２電極ＥＬ２は反射型電極である。
本発明の一実施形態による有機電界発光素子は化学式１で表されるアミン化合物を正孔輸送領域に含むことで、高効率、長寿命及び／または低駆動電圧化を実現する。
以下、具体的な実施例及び比較例を介して本発明をより詳細に説明する。下記実施例は、本発明の理解を助けるための例示に過ぎず、本発明の範囲はこれに限らない。
（合成例）
本発明の一実施例によるアミン化合物は、例えば、下記のように合成される。但し、本発明の一実施例によるアミン化合物の合成方法はこれに限らない。
１．化合物１の合成
本発明の一実施例によるアミン化合物である化合物１は、例えば、下記反応によって合成される。
（化合物Ｂの合成）
Figure 2018048131
アルゴン（Ａｒ）雰囲気下、２００ｍＬの３口フラスコに、化合物Ａ ３．０ｇ、アニリン０．７０ｇ、ビス(ジベンジリデンアセトン) パラジウム（Ｐｄ（ｄｂａ）2） ０．２２ｇ、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（ＮａＯｔ−Ｂｕ） ０．７３ｇ、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン（ｔ−Ｂｕ3Ｐ） ０．３１ｇを加えて、７５ｍＬのトルエン溶媒で３時間加熱還流した。空冷後、水を添加して有機層を分離し、溶媒蒸留した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィ（ヘキサン／トルエン使用）で精製した後、２．７８ｇ（歩留９０％）の白色固体の化合物Ｂを得た。ＦＡＢ−ＭＳ測定によって測定された化合物Ｂの分子量は４０９であった。
（化合物１の合成）
Figure 2018048131
アルゴン雰囲気下、１００ｍＬの３口フラスコに、化合物Ｂ ２．５０ｇ、化合物Ｃ ２．２６ｇ、Ｐｄ（ｄｂａ）2 ０．１８ｇ、ＮａＯｔ−Ｂｕ ０．５９ｇ、ｔ−Ｂｕ3Ｐ ０．２５ｇを加えて、６５ｍＬのトルエン混合溶媒で４時間加熱還流した。空冷後、水を添加して有機層を分離し、溶媒蒸留した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィ（ヘキサン／トルエン使用）で精製した後、４．３１ｇ（歩留９５％）の白色固体の化合物１を得た。
ＦＡＢ−ＭＳ測定によって測定された白色固体化合物の分子量は７４３であった。この結果を介して、白色固体化合物が化合物１であることを確認した。
２．化合物３の合成
化合物１の合成方法において、化合物Ｃの代わりに４−（４−ブロモフェニル）テトラフェニルシランを利用したことを除いては、化合物１の合成と同じような方式で化合物３を合成した。ＦＡＢ−ＭＳ測定によって測定された化合物３の分子量は８１９であった。
３．化合物４の合成
（化合物Ｅの合成）
Figure 2018048131
反応容器に化合物Ｄ １５．０ｇ、フェニルボロン酸４．６０ｇ、トルエン１２６ｍＬ、エタノール６３ｍＬ、２Ｍのリン酸三カリウム水溶液３２ｍＬを加えて、アルゴン置換した。次に、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム（Ｐｄ（ＰＰｈ3）4） ２．１８ｇを加えた後、２時間還流した。空冷後、水を添加して有機層を分離し、溶媒蒸留した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィ（ヘキサン／トルエン使用）で精製した後、９．２５ｇ（歩留６２％）の白色固体の化合物Ｅを得た。ＦＡＢ−ＭＳ測定によって測定された化合物Ｅの分子量は４７２であった。
（化合物Ｆの合成）
Figure 2018048131
化合物Ｂの合成方法において、化合物Ａの代わりに化合物Ｅを利用したことを除いては、化合物Ｂの合成方法と同じような方式で化合物Ｆを合成した。ＦＡＢ−ＭＳ測定によって測定された化合物Ｆの分子量は４８５であった。
（化合物４の合成）
Figure 2018048131
化合物１の合成方法において、化合物Ｂ及びＣの代わりに化合物Ｆ及びＧを利用したことを除いては、化合物１の合成方法と同じような方式で化合物４を合成した。ＦＡＢ−ＭＳ測定によって測定された化合物４の分子量は８９５であった。
４．化合物６の合成
（化合物Ｈの合成）
Figure 2018048131
アルゴン置換した反応容器に１−ヨードナフタレン２０．０ｇ、脱水ＴＨＦ ２４０ｍＬを加えて、−７８℃まで冷却した。続けて、１．６Ｍのｎ−ブチルリチウムへキサン溶液１０８．２４ｍＬを滴下した。滴下終了後、１時間続けて攪拌した。ここに、ジクロロジフェニルシラン３７．７５ｍＬを滴下した。滴下終了後、溶液の温度を徐々に室温まで戻し、２時間続けて攪拌した。これを溶液ｈとした。
別途の反応容器に４、４”−ジブロモビフェニル２４．５６ｇ、脱水ＴＨＦ ２４０ｍＬを加えて、−７８℃まで冷却した。続けて、１．６Ｍのｎ−ブチルリチウムへキサン溶液４９．２０ｍＬを滴下した。滴下終了後、１時間続けて攪拌した。ここに溶液ｈを滴下した後、溶液の温度を徐々に室温まで戻し、２時間続けて攪拌した。水を加えてクエンチングした後、硝酸エチルで抽出した。有機層を分離し、溶媒蒸留した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィ（ヘキサン／トルエン使用）で精製した後、１７．０５ｇ（歩留４０％）の白色固体の化合物Ｈを得た。ＦＡＢ−ＭＳ測定によって測定された化合物Ｅの分子量は５４０であった。
（化合物６の合成）
Figure 2018048131
化合物１の合成方法において、化合物Ｃの代わりに化合物Ｈを利用したことを除いては、化合物１の合成方法と同じような方式で化合物６を合成した。ＦＡＢ−ＭＳ測定によって測定された化合物６の分子量は８６９であった。ＦＡＢ−ＭＳによる分子量の測定は、ＪＥＯＬ社製のＪＭＳ−７００Ｖを利用して実施した。
（素子の作成例）
上述した化合物１、３、４、及び６を正孔輸送層の材料として使用し、実施例１から４の有機電界発光素子を製作した。
［実施例化合物］
Figure 2018048131
下記比較例化合物Ｘ−１からＸ−８を正孔輸送層の材料として使用し、比較例１から８の有機電界発光素子を製作した。
［比較例化合物］
Figure 2018048131

実施例１から４、及び比較例１から８の有機電界発光素子は、ＩＴＯで１５０ｎｍの厚さの第１電極を形成し、２−ＴＮＡＴＡで６０ｎｍの厚さの正孔注入層を形成し、実施例化合物または比較例化合物を含む３０ｎｍの厚さの正孔輸送層を形成し、ＡＤＮ（９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセンにＴＢＰ（２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン）を３％ドーピングした２５ｎｍ厚さの発光層を形成し、Ａｌｑ3で２５ｎｍ厚さの電子輸送層を形成し、ＬｉＦで１ｎｍの厚さの電子注入層を形成し、Ａｌで１００ｎｍの厚さの第２電極を形成した。各層は全て真空蒸着法で形成した。
次に、製作した有機電界発光素子の電圧、発光効率及び寿命を測定した。評価結果を表１に示す。有機電界発光素子の発光特性評価は、浜松ホトニクス製のＣ９９２０−１１輝度配向特性測定装置を利用した。
Figure 2018048131
半減寿命は、初期輝度１，０００ｃｄ／ｍ2からの輝度半減時間を示す。
前記表１を参照すると、実施例１から４は比較例１から８に比べ低駆動電圧化、長寿命化、及び高効率化されていることが分かる。
本発明の一実施例による化合物は、フルオレニル基及びトリフェニルシリル基を含みアミン化合物で低駆動電圧化、長寿命化、及び高効率化を実現している。
アミン化合物は一般的な正孔輸送材料として知られているが、本発明の一実施例によるアミン化合物は硬直性（ｒｉｇｉｄｉｔｙ）が高いフルオレニル基を取り入れて、分子間でスタッキング（ｓｔａｃｋｉｎｇ）する程度が高くなるため正孔輸送能力が向上し、結果的に有機電界発光素子の低駆動電圧化及び高効率化を実現している。また、本発明の一実施例によるアミン化合物は、トリフェニルシリル基を取り入れて電荷耐性を向上させており、長寿命化を実現している。
より詳しくは、比較例１はジメチルフルオレニル基を含むものであって効率が高いが、ビフェニルフルオレニル基を含む本発明の一実施例によるアミン化合物に比べて分子間でスタッキングする程度が低くなるため、素子の寿命が短い。比較例２はフルオレニル基を含まないものであって、正孔輸送能力及び電荷耐性が低くて効率が低く、寿命も短い。比較例３はトリフェニルシリル基を含まないものであって、電荷耐性が低いため素子の寿命が短い。
本発明の一実施例によるアミン化合物は、化学式１においてＡｒが置換されていないフェニル基であることが好ましい。詳しくは、比較例４と比べると、比較例４はＡｒとしてビフェニル基を含むものであって、共役場が広くなるため比較的に効率が低い。
比較例５は、トリフェニルシリル基の代わりに第４級炭素を含むが、第４級炭素は電荷耐性が非常に低いため、素子の寿命が急激に短くなることが分かる。比較例６はトリフェニルシリル基の代わりにトリメチルシリル基を有するものであるが、トリフェニルシリル基に比べ電荷耐性が低く、分子間でスタッキングする程度も低いため、効率が低く寿命も短い。比較例７は、比較例１よりスタッキングする程度が更に低くなるため、素子の寿命が更に短い。比較例８はフルオレニル基の代わりにジベンゾフラニル基を含むものであるが、フルオレニル基に比べＨＯＭＯエネルギー順位が低いため、駆動電圧が高くなり素子の寿命が短くなる。
表１の結果を介して、本発明の一実施例によるアミン化合物を含む有機電界発光素子は低駆動電圧化、長寿命化、及び高効率化を同時に実現することが分かる。
これまで本発明の実施例を説明したが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は本発明がその技術的な思想や必須的な特徴を変更せずに、他の具体的な形態に実施されてもよいことを理解できるはずである。よって、上述した実施例は全ての面において例示的なものであって、限定的ではないことを理解すべきである。
１０：有機電界発光素子 ＥＬ１：第１電極
ＨＴＲ：正孔輸送領域 ＨＩＬ：正孔注入層
ＨＴＬ：電子輸送層 ＥＭＬ：発光層
ＥＴＲ：電子輸送領域 ＥＴＬ：電子輸送層
ＥＩＬ：電子注入層 ＥＬ２：第２電極

Claims (21)

  1. 下記化学式１で表されるアミン化合物。
    Figure 2018048131

    ［前記化学式１において、
    Ａｒは置換または無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリール基であり、
    Ｌは置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリーレン基、または置換もしくは無置換の環を形成する炭素数２以上３０以下のヘテロアリーレン基であり、
    Ｒ1からＲ7それぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換もしくは無置換の環を形成する炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と互いに結合して環を形成し、
    ａからｃ及びｅからｇはそれぞれ独立して０以上４以下の整数であり、
    ｄは０以上３以下の整数である。］
  2. 前記Ａｒは置換または無置換の単環式アリール基である請求項１に記載のアミン化合物。
  3. 前記Ａｒは無置換のフェニル基である請求項１に記載のアミン化合物。
  4. 前記化学式１は、下記化学式２で表されるものである請求項１に記載のアミン化合物。
    Figure 2018048131

    ［前記化学式２において、
    Ａｒは置換または無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリール基であり、
    Ｌは置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリーレン基、または置換もしくは無置換の環を形成する炭素数２以上３０以下のヘテロアリーレン基であり、
    Ｒ1からＲ7それぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換もしくは無置換の環を形成する炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と互いに結合して環を形成し、
    ａからｃ及びｅからｇはそれぞれ独立して０以上４以下の整数であり、
    ｄは０以上３以下の整数である。］
  5. 前記化学式１は、下記化学式３で表されるものである請求項１に記載のアミン化合物。
    Figure 2018048131

    ［前記化学式３において、
    Ａｒは置換または無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリール基であり、
    Ｌは置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリーレン基、または置換もしくは無置換の環を形成する炭素数２以上３０以下のヘテロアリーレン基であり、
    Ｒ1からＲ7それぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換もしくは無置換の環を形成する炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と互いに結合して環を形成し、
    ａからｃ及びｅからｇはそれぞれ独立して０以上４以下の整数であり、
    ｄは０以上３以下の整数である。］
  6. 前記Ｌは置換または無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリーレン基である請求項１に記載のアミン化合物。
  7. 前記Ｌは置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のビフェニリレン基、または置換もしくは無置換のフルオレニレン基である請求項１に記載のアミン化合物。
  8. 前記Ｌは置換または無置換の多環式ヘテロアリーレン基である請求項１に記載のアミン化合物。
  9. 前記Ｌは置換もしくは無置換のジベンゾフラニレン基、または置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニレン基である請求項１に記載のアミン化合物。
  10. 前記ａ及び前記ｂはそれぞれ独立して２以上であり、
    前記Ｒ1及びＲ2のうち少なくとも一つは、隣接する前記Ｒ1及びＲ2と互いに結合して環を形成する請求項１に記載のアミン化合物。
  11. 前記化学式１は、下記化学式４で表されるものである請求項１に記載のアミン化合物。
    Figure 2018048131
    ［前記化学式４において、
    ｐは０または１であり、
    Ａｒは置換または無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリール基であり、
    Ｌは置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリーレン基、または置換もしくは無置換の環を形成する炭素数２以上３０以下のヘテロアリーレン基であり、
    Ｒ1からＲ7それぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換もしくは無置換の環を形成する炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と互いに結合して環を形成し、
    ａからｃ及びｅからｇはそれぞれ独立して０以上４以下の整数であり、
    ｄは０以上３以下の整数である。］
  12. 前記化学式１は、下記化学式５で表されるものである請求項１に記載のアミン化合物。
    Figure 2018048131

    ［前記化学式５において、
    ｑは０または１であり、
    Ａｒは置換または無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリール基であり、
    Ｌは置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリーレン基、または置換もしくは無置換の環を形成する炭素数２以上３０以下のヘテロアリーレン基であり、
    Ｒ1からＲ7それぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換もしくは無置換の環を形成する炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と互いに結合して環を形成し、
    ａからｃ及びｅからｇはそれぞれ独立して０以上４以下の整数であり、
    ｄは０以上３以下の整数である。］
  13. 前記Ａｒは無置換のフェニル基であり、前記Ｌは置換または無置換のビフェニリレン基であり、ａからｇはそれぞれ独立して０である請求項１に記載のアミン化合物。
  14. 前記ｃは１であり、
    前記Ｒ3は置換または無置換のフェニル基である請求項１に記載のアミン化合物。
  15. 前記化学式１は、下記化学式６で表されるものである請求項１に記載のアミン化合物。
    Figure 2018048131
    ［前記化学式６において、
    Ａｒは置換または無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリール基であり、
    Ｌは置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリーレン基、または置換もしくは無置換の環を形成する炭素数２以上３０以下のヘテロアリーレン基であり、
    Ｒ1からＲ7それぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換もしくは無置換の環を形成する炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と互いに結合して環を形成し、
    ａからｃ及びｅからｇはそれぞれ独立して０以上４以下の整数であり、
    ｄは０以上３以下の整数である。］
  16. 前記化学式１で表されるアミン化合物は、下記化合物群１に表された化合物のうちから選択されるいずれか一つである請求項１に記載のアミン化合物。
    ［化合物群１］
    Figure 2018048131
  17. 第１電極と、
    前記第１電極の上に提供された正孔輸送領域と、
    前記正孔輸送領域の上に提供された発光層と、
    前記発光層の上に提供された電子輸送領域と、
    前記電子輸送領域の上に提供された第２電極と、を含み、
    前記正孔輸送領域が下記化学式１で表されるアミン化合物を含むものである有機電界発光素子。
    Figure 2018048131

    ［前記化学式１において、
    Ａｒは置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリール基であり、
    Ｌは置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリーレン基、または置換もしくは無置換の環を形成する炭素数２以上３０以下のヘテロアリーレン基であり、
    Ｒ1からＲ7それぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換もしくは無置換の環を形成する炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と互いに結合して環を形成し、
    ａからｃ及びｅからｇはそれぞれ独立して０以上４以下の整数であり、
    ｄは０以上３以下の整数である。］
  18. 前記正孔輸送領域は、
    第１電極の上に配置された正孔注入層と、
    前記正孔注入層の上に配置された正孔輸送層と、を含み、
    前記化学式１で表されるアミン化合物は、前記正孔輸送層に含まれるものである請求項１７に記載の有機電界発光素子。
  19. 前記Ａｒは無置換のフェニル基である請求項１７に記載の有機電界発光素子。
  20. 前記化学式１は、下記化学式２乃至６のうちいずれか一つで表されるものである請求項１７に記載の有機電界発光素子。
    Figure 2018048131

    Figure 2018048131

    Figure 2018048131

    Figure 2018048131

    Figure 2018048131

    ［前記化学式２から６において、
    Ａｒは置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリール基であり、
    Ｌは置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリーレン基、または置換もしくは無置換の環を形成する炭素数２以上３０以下のヘテロアリーレン基であり、
    Ｒ1からＲ7それぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の環を形成する炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換もしくは無置換の環を形成する炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と互いに結合して環を形成してもよく、
    ａからｃ及びｅからｇはそれぞれ独立して０以上４以下の整数であり、
    ｄは０以上３以下の整数である。］
  21. 前記化学式１で表されるアミン化合物は、下記化合物群１に表された化合物のうちから選択されるいずれか一つである請求項１７に記載の有機電界発光素子。
    ［化合物群１］
    Figure 2018048131
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