TW201920602A - 有機電致發光元件 - Google Patents

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Abstract

本發明的目的在於提供一種有機EL元件，係將電洞注入、傳輸性能、電子注入、傳輸性能、電子阻止能力、在薄膜狀態下的穩定性、耐久性等優異的各種材料以可有效率地表現各自的材料所具有的特性的方式組合，以提供一種(1)發光效率以及功率效率高、(2)發光起始電壓低、(3)實用驅動電壓低、(4)特別長壽命的有機EL元件。
本發明的解決手段在於提供一種有機EL元件，係至少依序具有陽極、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層以及陰極，前述電洞傳輸層含有以下述通式(1)所表示之芳胺化合物，前述電子傳輸層含有以下述通式(2)所表示之具有苯並唑環結構之化合物。
Figure TW201920602A_A0001
(式中Ar1至Ar5可互相相同或相異，表示取代或是未取代 的芳香族烴基、取代或是未取代的芳香族雜環基、或是取代或是未取代的縮合多環芳香族基。Ar6至Ar8可互相相同或相異，表示氫原子、取代或是未取代的芳香族烴基、取代或是未取代的芳香族雜環基、或是取代或是未取代的縮合多環芳香族基。n1表示0、1或是2；Ar3與Ar4可以單鍵形成環，亦可經由取代或是未取代的亞甲基、氧原子、或是硫原子相互鍵結而形成環；Ar3或是Ar4能以單鍵與鍵結有Ar3Ar4-N基之苯環形成環，亦可經由取代或是未取代的亞甲基、氧原子、或是硫原子相互鍵結而形成環。)
Figure TW201920602A_A0002
(式中Ar9、Ar10可互相地相同或相異，表示氫原子、氘原子、取代或是未取代的芳香族烴基、取代或是未取代的芳香族雜環基、取代或是未取代的縮合多環芳香族基、或是取代或是未取代的烷基。Y1表示取代或是未取代的芳香族烴基、取代或是未取代的芳香族雜環基、取代或是未取代的縮合多環芳香族基、或是取代或是未取代的烷基。X表示氧原子或是硫原子。Z1、Z2可為相同或相異，表示碳原子或是氮原子。)

Description

有機電致發光元件
本發明係關於合適於各種的顯示裝置之自發光元件的有機電致發光元件，詳細而言為關於使用具有特定的芳胺化合物與特定的苯并唑環結構之化合物之有機電致發光元件(以下有時稱為有機EL(electroluminescence；電致發光)元件)。
由於有機EL元件為自發光性元件，故相較於液晶元件明亮而可視性優異，可清晰的顯示，因此已經進行了積極的研究。
於1987年伊士曼柯達公司的C.W.Tang等人係藉由開發將各種的角色分配至各材料之積層結構元件而將使用有機材料的有機EL元件作成實用化。他們將可傳輸電子的螢光體與可傳輸電洞的有機物進行積層，將兩者的電荷注入螢光體的層之中使其發光，藉此以10V以下的電壓而可獲得1000cd/m2以上的高亮度(例如參照專利文獻1以及專利文獻2)。
迄今為止，為了有機EL元件的實用化進行了許多改良，將積層結構的各種的角色進一步進行細分化，藉由在基板上依序設置了陽極、電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層、 電子注入層、陰極的電場發光元件來可達成高效率與耐久性(例如參照非專利文獻1)。
此外，以進一步提高發光效率為目的而嘗試利用三重態激子，並研究利用磷光發光性化合物(例如參照非專利文獻2)。然後，亦開發了利用藉由熱活化延遲螢光(Thermally Activated Delayed Fluorescence；TADF)發光的元件。在2011年九州大學的安達等人，藉由使用了熱活化延遲螢光材料的元件實現了5.3%的外量子效率(例如參照非專利文獻3)。
發光層一般而言可以以下方法製作：在被稱為主體材料之電荷傳輸性的化合物摻雜螢光性化合物、磷光發光性化合物或是放出延遲螢光的材料。如前述非專利文獻所記載，有機EL元件中之有機材料的選擇會對該元件的效率或耐久性等各特性帶來大幅影響(例如參照非專利文獻2)。
有機EL元件可從兩電極注入的電荷在發光層再結合而獲得發光。為了獲得高發光效率，重要的是如何有效率地將電洞、電子的兩電荷傳遞至發光層，或注入發光層之兩電荷的平衡、生成之激子的封鎖等。若提高由電洞傳輸層對發光層的電洞注入性，提高電洞傳輸層的電子阻止性來防止由發光層對電洞傳輸層的電子的洩漏，可提高在發光層內的電洞與電子再結合的機率，有效率地生成激子。進而可透過不使該發光層內生成之激子洩漏至傳輸層並封鎖在發光層以獲得高發光效率。為此，電洞傳輸材料所發揮的作用為重要，需要一種提高電洞注入性、增加電洞的遷移率、提高電子阻止性、進而對電子之耐久 性高的電洞傳輸材料。
此外，關於元件的壽命而言材料的耐熱性或非晶性也很重要。耐熱性低的材料，由於元件驅動時所產生的熱，即使在低的溫度亦會發生熱分解且材料劣化。非晶性低的材料，即使短時間亦會發生薄膜的結晶化，且元件劣化。為此使用的材料需要耐熱性高且非晶性良好的性質。
作為至今用於有機EL元件的電洞傳輸材料，已知有N,N'-二苯基-N,N'-二(α-萘基)聯苯胺(NPD)或各種的芳香族胺衍生物(例如參照專利文獻1以及專利文獻2)。NPD雖具有良好的電洞傳輸能力，但若作為耐熱性的指標之玻璃轉移溫度(Tg)低至96℃，則在高溫條件下由於結晶化導致發生元件特性降低(例如參照非專利文獻4)。此外，前述專利文獻中記載的芳香族胺衍生物之中，已知電洞的遷移率為10-3cm2/Vs以上係具有優異之遷移率之化合物(例如參照專利文獻1以及專利文獻2)，但電子阻止性不充分，故導致電子的一部分穿越發光層，無法期待提高發光效率等，為了進而高效率化，需要電子阻止性更高，薄膜更穩定且耐熱性高的材料。此外，雖有耐久性高的芳香族胺衍生物的報告(例如參照專利文獻3)，但為用作電子攝影感光體之電荷傳輸材料，並沒有用作為有機EL元件之例。
作為耐熱性或電洞注入性等經改良特性的化合物，提出有取代咔唑結構之芳胺化合物(例如參照專利文獻4以及專利文獻5)，將這些化合物用於電洞注入層或是電洞傳輸層之元件，雖然改良了耐熱性或發光效率等，但仍難謂充分，需要進一步低 驅動電壓化或進一步高發光效率化。
為了改善有機EL元件的元件特性或提高元件製作的產出率，需要透過組合電洞以及電子的注入、傳輸性能、薄膜的穩定性或耐久性優異的材料，來得到電洞以及電子可以高效率再結合、發光效率高且驅動電壓低、而且長壽命的元件。
此外，為了改善有機EL元件的元件特性，需要透過組合電洞以及電子的注入、傳輸性能、薄膜的穩定性或耐久性優異的材料，來得到取得載子平衡的高效率、低驅動電壓、長壽命的元件。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開平8-048656號公報。
專利文獻2：日本特許第3194657號公報。
專利文獻3：日本特許第4943840號公報。
專利文獻4：日本特開2006-151979號公報。
專利文獻5：國際公開第2008/062636號。
專利文獻6：國際公開第2014/009310號。
[非專利文獻]
非專利文獻1：應用物理學會第9屆研討會文稿集55頁至61頁(2001)。
非專利文獻2：應用物理學會第9屆研討會文稿集23頁至31頁(2001)。
非專利文獻3：Appl.Phys.Let.,98,083302(2011)。
非專利文獻4：有機EL研討會第三屆例行會議文稿集13頁至14頁(2006)。
本發明的目的在於提供一種有機EL元件，係將電洞注入、傳輸性能、電子注入、傳輸性能、電子阻止能力、在薄膜狀態下的穩定性、耐久性等優異的各種材料以可有效率地表現各自的材料所具有的特性的方式組合，以提供一種(1)發光效率以及功率效率高、(2)發光起始電壓低、(3)實用驅動電壓低、(4)特別長壽命的有機EL元件。
本發明所欲提供之有機EL元件應具備的物理性特性而言可列舉：(1)發光效率以及功率效率高、(2)發光初始電壓低、(3)實用驅動電壓低、尤其是(4)壽命長。
在此本發明人為了達成上述的目的，著眼於芳基胺系材料在電洞的注入、傳輸能力、薄膜的穩定性以及耐久性優異的點上。此外，亦著眼於苯並唑衍生物在電子的注入、傳輸能力、薄膜的穩定性以及耐久性優異之點。
本發明人獲得以下知識見解：選擇具有特定的結構之芳胺化合物作為電洞傳輸層的材料，可有效率地傳輸由陽極側注入之電洞。進而，亦獲得以下的知識見解：選擇具有特定的結構的苯並唑衍生物作為電子傳輸層的材料，可有效率地將電子注 入、傳輸至發光層。
然後，研究對於所述之芳胺化合物與苯並唑衍生物的組合進而將各種材料組合，研究將各種載子平衡經精緻化的材料的組合，致力進行元件的特性評價。結果完成了本發明。
亦即藉由本發明可提供以下的有機EL元件。
[1]一種有機EL元件，係至少依序具有陽極、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層以及陰極，前述電洞傳輸層含有以下述通式(1)所表示之芳胺化合物，前述電子傳輸層含有以下述通式(2)所表示之具有苯並唑環結構之化合物。
(式中Ar1至Ar5可互相相同或相異，表示取代或是未取代的芳香族烴基、取代或是未取代的芳香族雜環基、或是取代或是未取代的縮合多環芳香族基。Ar6至Ar8可互相相同或相異，表示氫原子、取代或是未取代的芳香族烴基、取代或是未取代的芳香族雜環基、或是取代或是未取代的縮合多環芳香族基。n1表示0、1或是2。Ar3與Ar4可以單鍵形成環，亦可經由取代或是未取代的亞甲基、氧原子、或是硫原子相互鍵結而形成環。Ar3或是Ar4能以單鍵與鍵結有Ar3Ar4-N基之苯環形成環，亦可經由取代或是未取代的亞甲基、氧原子、或是硫原子相互鍵結 而形成環。)
(式中Ar9、Ar10可互相地相同或相異，表示氫原子、氘原子、取代或是未取代的芳香族烴基、取代或是未取代的芳香族雜環基、取代或是未取代的縮合多環芳香族基、或是取代或是未取代的烷基。Y1表示取代或是未取代的芳香族烴基、取代或是未取代的芳香族雜環基、取代或是未取代的縮合多環芳香族基、或是取代或是未取代的烷基。X表示氧原子或是硫原子。Z1、Z2可為相同或相異，表示碳原子或是氮原子。)
[2]如上述[1]所記載之有機EL元件，其中前述芳胺化合物如下述通式(1a)所示。
(式中Ar1至Ar5可互相相同或相異，表示取代或是未取代的芳香族烴基、取代或是未取代的芳香族雜環基、或是取代或是 未取代的縮合多環芳香族基。Ar6至Ar8可互相相同或相異，表示氫原子、取代或是未取代的芳香族烴基、取代或是未取代的芳香族雜環基、或是取代或是未取代的縮合多環芳香族基。n1表示0、1或是2。Ar3與Ar4可以單鍵形成環，亦可經由取代或是未取代的亞甲基、氧原子、或是硫原子相互鍵結而形成環。Ar3或是Ar4能以單鍵與鍵結有Ar3Ar4-N基之苯環形成環，亦可經由取代或是未取代的亞甲基、氧原子、或是硫原子相互鍵結而形成環。)
[3]如上述[1]或是[2]所記載之有機EL元件，其中前述具有苯並唑環結構之化合物如下述通式(3)所示。
(式中Ar11、Ar12互相地相同或相異，表示氫原子、氘原子、取代或是未取代的芳香族烴基、取代或是未取代的芳香族雜環基、取代或是未取代的縮合多環芳香族基、或是取代或是未取代的烷基。Y2表示取代或是未取代的芳香族烴基、取代或是未取代的芳香族雜環基、取代或是未取代的縮合多環芳香族基、或是取代或是未取代的烷基。X表示氧原子或是硫原子。)
[4]如上述[1]至[3]中任一項所記載之有機EL元件，其中前 述電洞傳輸層與前述發光層之間具有電子阻止層。
[5]如上述[4]所記載之有機電致發光元件，其中前述電子阻止層係含有下述通式(4)所表示之芳胺化合物。
(式中Ar13至Ar16可互相相同或相異，表示取代或是未取代的芳香族烴基、取代或是未取代的芳香族雜環基、或是取代或是未取代的縮合多環芳香族基。)
作為通式(1)、(1a)中的Ar1至Ar8所表示之「取代或是未取代的芳香族烴基」、「取代或是未取代的芳香族雜環基」或是「取代或是未取代的縮合多環芳香族基」之中「芳香族烴基」、「芳香族雜環基」或是「縮合多環芳香族基」，具體而言可列舉：苯基、聯苯基、三苯基、萘基、蒽基、菲基、芴基、茚基、芘基、苝基、丙[二]烯合茀基、聯伸三苯基、吡啶基、嘧啶基、三嗪基、呋喃基、吡咯基、噻吩基、喹啉基、異喹啉基、苯並呋喃基、苯並噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯並噁唑基、苯並噻唑基、喹喔啉基、苯並咪唑基、吡唑基、二苯並呋喃基、二苯並噻吩基、萘啶基、啡啉基、吖啶基以及咔啉基等。
Ar3與Ar4係以單鍵形成環，亦可經由取代或是未取代的亞 甲基、氧原子、或是硫原子相互鍵結而形成環，Ar3或是Ar4可以單鍵與鍵結有Ar3Ar4-N基之苯環形成環，亦可經由取代或是未取代的亞甲基、氧原子、或是硫原子相互鍵結而形成環。
作為通式(1)、(1a)中的Ar1至Ar8所表示之「取代芳香族烴基」、「取代芳香族雜環基」或是「取代縮合多環芳香族基」之中「取代基」，具體而言可列舉如：氘原子、氰基、硝基；氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等鹵素原子；甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基等碳原子數1至6的直鏈狀或是支鏈狀的烷基；甲氧基、乙氧基、丙氧基等碳原子數1至6的直鏈狀或是支鏈狀的烷氧基；乙烯基、烯丙基等烯基；苯氧基、甲苯氧基等芳氧基；芐氧基、苯乙氧基等芳基烷氧基；苯基、聯苯基、三苯基、萘基、蒽基、菲基、芴基、茚基、芘基、苝基、丙[二]烯合茀基、聯伸三苯基等芳香族烴基或是縮合多環芳香族基；吡啶基、嘧啶基、三嗪基、噻吩基、呋喃基、吡咯基、喹啉基、異喹啉基、苯並呋喃基、苯並噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯並噁唑基、苯並噻唑基、喹喔啉基、苯並咪唑基、吡唑基、二苯並呋喃基、二苯並噻吩基、咔啉基等芳香族雜環基；苯乙烯基、萘乙烯基等芳基乙烯基；乙醯基、苯甲醯基等醯基，這些取代基亦可進而以前述所例示之取代基進行取代。此外，這些取代基彼此可以單鍵形成環，亦可經由取代或是未取代的亞甲基、氧原子、或是硫原子相互鍵結而形成環。
作為通式(2)、(3)中的Ar9至Ar12、Y1、Y2所表示之「取代或是未取代的芳香族烴基」、「取代或是未取代的芳香族雜環基」 或是「取代或是未取代的縮合多環芳基」之中「芳香族烴基」、「芳香族雜環基」或是「縮合多環芳香族基」，具體而言可由以下選擇：除了苯基、聯苯基、三聯苯基、萘基、蒽基、菲基、芴基、螺二芴基、茚基、芘基，苝基、丙[二]烯合茀基、聯伸三苯基、吡啶基、嘧啶基、三嗪基、呋喃基、吡咯基、噻吩基、喹啉基、異喹啉基、苯並呋喃基、苯並噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯並噁唑基、苯並噻唑基、喹喔啉基、苯並咪唑基、吡唑基、二苯並呋喃基、二苯並噻吩基、萘啶基、啡啉基、吖啶基以及咔啉基以外，以及碳數6至30所構成之芳基、或是碳數2至20所構成之雜芳基。
作為通式(2)、(3)中的Ar9至Ar12、Y1、Y2所表示之「取代或是未取代的烷基」之中「烷基」，具體而言可列舉：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、環戊基、環己基、1-金剛烷基、2-金剛烷基、乙烯基、丙烯基、異丙烯基、2-丁烯基等。
作為通式(2)、(3)中的Ar9至Ar12、Y1、Y2所表示之「取代芳香族烴基」、「取代芳香族雜環基」、「取代縮合多環芳香族基」或是「取代烷基」之中「取代基」，可列舉與前述通式(1)、(1a)中的Ar1至Ar8所表示之「取代芳香族烴基」、「取代芳香族雜環基」或是「取代縮合多環芳香族基」之中關於「取代基」之相同者，亦可列舉相同可能的態樣者。
作為通式(4)中的Ar13至Ar16所表示之「取代或是未取代的芳香族烴基」、「取代或是未取代的芳香族雜環基」或是「取代 或是未取代的縮合多環芳香族基」之中「芳香族烴基」、「芳香族雜環基」或是「縮合多環芳香族基」，具體而言，可列舉：苯基、聯苯基、三苯基、萘基、蒽基、菲基、芴基、茚基、芘基、苝基、丙[二]烯合茀基、聯伸三苯基、吡啶基、嘧啶基、三嗪基、呋喃基、吡咯基、噻吩基、喹啉基、異喹啉基、苯並呋喃基、苯並噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯並噁唑基、苯並噻唑基、喹喔啉基、苯並咪唑基、吡唑基、二苯並呋喃基、二苯並噻吩基、萘啶基、啡啉基、吖啶基以及咔啉基等。
作為通式(4)中的Ar13至Ar16所表示之「取代芳香族烴基」、「取代芳香族雜環基」或是「取代縮合多環芳香族基」之中「取代基」，可列舉同樣關於前述通式(1)、(1a)中的Ar1至Ar8所表示之「取代芳香族烴基」、「取代芳香族雜環基」或是「取代縮合多環芳香族基」之中「取代基」所表示者，可能的態樣亦可列舉相同者。
合適用於本發明之有機EL元件之前述通式(1)所表示之芳胺化合物，可作為有機EL元件的電洞注入層或是電洞傳輸層的構成材料而使用。前述通式(1)所表示之芳胺化合物係作為電洞遷移率高的電洞注入層或是電洞傳輸層的材料而言較佳的化合物。
合適用於本發明之有機EL元件之前述通式(2)所表示之具有苯並唑環結構之化合物，可作為有機EL元件的電子傳輸層的構成材料而使用。電子注入以及傳輸能力優異，作為電子傳輸層的材料而言較佳的化合物。
本發明的有機EL元件係將電洞以及電子的注入、傳輸性能、薄膜的穩定性或耐久性優異之有機EL元件用的材料，一邊考慮載子平衡而組合化合物，前述化合物係具有特定的結構之芳胺化合物與具有特定的結構之苯並唑環結構，故相較於以往的有機EL元件，提高由電洞傳輸層對發光層之電洞傳輸效率以及由電子傳輸層對發光層之電子傳輸效率(進而藉由將具有特定的結構之芳胺化合物作成電子阻止層的材料，以可將電洞對發光層更有效率地注入、傳輸的方式組合電洞傳輸層的材料與電子阻止層的材料的態樣之中，將載子平衡更精緻化)，藉此不僅可提高發光效率，並降低驅動電壓，且提高有機EL元件的耐久性。本發明的有機EL元件可實現高效率、低驅動電壓，特別可實現長壽命的有機EL元件。
本發明的有機EL元件透過選擇可有效地表現電洞的注入、傳輸的功能之特定的芳胺化合物，選擇可有效地表現電子的注入、傳輸的功能之具有特定的苯並唑環結構之化合物，藉此可將電洞由電洞傳輸層對發光層有效率地注入、傳輸，提高由電子傳輸層對發光層的電子的注入、傳輸效率，實現電洞以及電子的注入、傳輸性能、薄膜的穩定性或耐久性優異、高效率、低驅動電壓、長壽命的有機EL元件。
藉由本發明，可改良以往的有機EL元件的發光效率以及驅動電壓、進而耐久性。
1‧‧‧玻璃基板
2‧‧‧透明陽極
3‧‧‧電洞注入層
4‧‧‧電洞傳輸層
5‧‧‧電子阻止層
6‧‧‧發光層
7‧‧‧電子傳輸層
8‧‧‧電子注入層
9‧‧‧陰極
圖1係作為通式(1)所表示之芳胺化合物，表示化合物1-1至化合物1-15的結構式之圖。
圖2係作為通式(1)所表示之芳胺化合物，表示化合物1-16至化合物1-30的結構式之圖。
圖3係作為通式(1)所表示之芳胺化合物，表示化合物1-31至化合物1-44的結構式之圖。
圖4係作為通式(2)所表示之苯並噁唑化合物，表示化合物2-1至化合物2-10的結構式之圖。
圖5係作為通式(2)所表示之苯並噁唑化合物，表示化合物2-11至化合物2-20的結構式之圖。
圖6係通式(2)所表示之苯並噁唑化合物，表示化合物2-21至化合物2-30的結構式之圖。
圖7係作為通式(2)所表示之苯並噁唑化合物，表示化合物2-31至化合物2-42的結構式之圖。
圖8係作為通式(2)所表示之苯並噁唑化合物，表示化合物2-43至化合物2-54的結構式之圖。
圖9係作為通式(2)所表示之苯並噁唑化合物，表示化合物2-55至化合物2-68的結構式之圖。
圖10係作為通式(2)所表示之苯並噁唑化合物，表示化合物2-69至化合物2-80的結構式之圖。
圖11係作為通式(2)所表示之苯並噁唑化合物，表示化合物2-81至化合物2-92的結構式之圖。
圖12係作為通式(2)所表示之苯並噁唑化合物，表示化合物2-93至化合物2-102的結構式之圖。
圖13係作為通式(2)所表示之苯並噁唑化合物，表示化合物2-103至化合物2-113的結構式之圖。
圖14係作為通式(2)所表示之苯並噁唑化合物，表示化合物2-114至化合物2-125的結構式之圖。
圖15係作為通式(2)所表示之苯並噁唑化合物，表示化合物2-126至化合物2-133的結構式之圖。
圖16係作為通式(3)所表示之苯并噻唑化合物，表示化合物3-1至化合物3-10的結構式之圖。
圖17係作為通式(3)所表示之苯并噻唑化合物，表示化合物3-11至化合物3-20的結構式之圖。
圖18係作為通式(3)所表示之苯并噻唑化合物，表示化合物3-21至化合物3-30的結構式之圖。
圖19係作為通式(3)所表示之苯并噻唑化合物，表示化合物3-31至化合物3-42的結構式之圖。
圖20係作為通式(3)所表示之苯并噻唑化合物，表示化合物3-43至化合物3-53的結構式之圖。
圖21係作為通式(3)所表示之苯并噻唑化合物，表示化合物3-54至化合物3-63的結構式之圖。
圖22係作為通式(4)所表示之芳胺化合物，表示化合物4-1至化合物4-15的結構式之圖。
圖23係作為通式(4)所表示之芳胺化合物，表示化合物4-16至化合物4-30的結構式之圖。
圖24係作為通式(4)所表示之芳胺化合物，表示化合物4-31至化合物4-45的結構式之圖。
圖25係作為通式(4)所表示之芳胺化合物，表示化合物4-46至化合物4-60的結構式之圖。
圖26係作為通式(4)所表示之芳胺化合物，表示化合物4-61至化合物4-75的結構式之圖。
圖27係作為通式(4)所表示之芳胺化合物，表示化合物4-76至化合物4-90的結構式之圖。
圖28係作為通式(4)所表示之芳胺化合物，表示化合物4-91至化合物4-105的結構式之圖。
圖29係作為通式(4)所表示之芳胺化合物，表示化合物4-106至化合物4-118的結構式之圖。
圖30係作為通式(4)所表示之芳胺化合物，表示化合物4-119至化合物4-133的結構式之圖。
圖31係作為通式(4)所表示之芳胺化合物，表示化合物4-134至化合物4-148的結構式之圖。
圖32係作為通式(4)所表示之芳胺化合物，表示化合物4-149至化合物4-163的結構式之圖。
圖33係作為通式(4)所表示之芳胺化合物，表示化合物4-164至化合物4-178的結構式之圖。
圖34係作為通式(4)所表示之芳胺化合物，表示化合物4-179至化合物4-193的結構式之圖。
圖35係作為通式(4)所表示之芳胺化合物，表示化合物4-194至化合物4-201的結構式之圖。
圖36係表示實施例10至實施例15、比較例1至比較例7的有機EL元件結構之圖。
合適用於本發明之有機EL元件之前述通式(1)所表示之芳胺化合物之中，作為較佳的化合物1-1至1-44的具體例，雖如圖1至圖3所示，但並不限定於這些化合物。
合適用於本發明之有機EL元件之前述通式(2)所表示之苯並噁唑化合物之中，作為較佳的化合物2-1至2-133的具體例，雖如圖4至15所示，但並不限定於這些化合物。
合適用於本發明之有機EL元件之前述通式(2)所表示之苯并噻唑化合物之中，作為較佳的化合物3-1至3-63的具體例，雖如圖16至21所示，但並不限定於這些化合物。
合適用於本發明之有機EL元件之前述通式(4)所表示之芳胺化合物之中，作為較佳的化合物4-1至4-201的具體例，雖如圖22至35所示，但並不限定於這些化合物。
通式(1)至通式(4)所表示之化合物的精製係由以下方法進行：藉由管柱層析而精製，藉由矽膠、活性碳、活性白土等而吸附精製，藉由溶劑而再結晶或晶析法，最後藉由昇華精製法等精製。化合物的鑑識係藉由NMR(nuclear magnetic resonance；核磁共振)分析而進行。進行熔點、玻璃轉移溫度(Tg)與功函數的測定以作為物性值。玻璃轉移溫度(Tg)係作為薄膜狀態的穩定性的指標，功函數係作為電洞傳輸性的指標。
熔點與玻璃轉移溫度(Tg)係使用粉末而以高靈敏度差示掃描量熱儀(Bruker AXS製，DSC3100SA)測定。
功函數係在ITO(Indium Tin Oxide；氧化銦錫)基板之上製作100nm的薄膜，藉由電離電位測定裝置(住友重機械工業股份有限公司製、PYS-202)而求得。
作為本發明的有機EL元件的結構而言，可列舉：在基板上依序以陽極、電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層以及陰極所構成者；此外，電洞傳輸層與發光層之間具有電子阻止層者；發光層與電子傳輸層之間具有電洞阻止層者。這些多層結構之中可以省略或是兼具多層有機層，例如可設為兼具電洞注入層與電洞傳輸層之結構、以及設為兼具電子注入層與電子傳輸層之結構等。此外，可設為積層2層以上具有相同的功能的有機層之結構，亦可設為積層2層電洞傳輸層之結構、積層2層發光層之結構、積層2層電子傳輸層之結構等。
作為本發明的有機EL元件的陽極，可使用ITO或像金這種功函數大的電極材料。作為本發明的有機EL元件的電洞注入層，除了可使用前述通式(1)、(1a)所表示之芳胺化合物以外，亦可使用星爆型的三苯胺衍生物、各種的三苯胺四聚體等材料；銅酞菁為代表之卟啉化合物；六氰氮雜三亞苯的受體性的雜環化合物或塗佈型的高分子材料等。這些材料可藉由除了蒸鍍法以外，亦可藉由旋轉塗佈法或噴墨法等公知的方法進行薄膜形成。
作為本發明的有機EL元件的電洞傳輸層，可使用前述通式(1)、(1a)所表示之芳胺化合物。這些可單獨成膜，亦可與其它的材料一起混合經成膜而作為單層使用，或是亦可藉由單獨成膜之層彼此、經混合而成膜之層彼此或是與單獨成膜之層混合而成膜之層作為積層結構。這些材料可藉由除了蒸鍍法以外， 亦可藉由旋轉塗佈法或噴墨法等公知的方法進行薄膜形成。
此外，電洞注入層或是電洞傳輸層之中，對於通常用於該層的材料可進一步使用三溴苯胺六氯銻、軸烯衍生物(例如參照專利文獻6)等經P摻雜者，或是使用部分結構具有TPD等聯苯胺衍生物的結構之高分子化合物等。
作為本發明的有機EL元件的電洞傳輸層，除了前述通式(1)、(1a)所表示之芳胺化合物以外，亦可使用以下各種的各種的三苯胺三聚體等：N,N'-二苯基-N,N'-二(間甲苯基)聯苯胺(TPD)、N,N'-二苯基-N,N'-二(α-萘基)聯苯胺(NPD)、N,N,N',N'-四苯基聯苯胺等聯苯胺衍生物；1,1-雙[4-(二-4-甲苯基胺基)苯基]環己烷(TAPC)等在分子中具有以單鍵或是不包含雜原子之2價基連結2個三苯基胺結構之芳胺化合物；在分子中具有以單鍵或是不包含雜原子之2價基連結4個三苯基胺結構之芳胺化合物。這些可單獨成膜，亦可與其它的材料一起混合經成膜而作為單層使用，或是亦可藉由單獨成膜之層彼此、經混合而成膜之層彼此或是與單獨成膜之層混合而成膜之層作為積層結構。此外，可使用聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)(PEDOT)/聚(苯乙烯磺酸鹽)(PSS)等塗佈型的高分子材料作為電洞的注入、傳輸層。這些材料可藉由除了蒸鍍法以外，亦可藉由旋轉塗佈法或噴墨法等公知的方法進行薄膜形成。
作為本發明的有機EL元件的電子阻止層，除了前述通式(4)所表示之芳胺化合物以外，亦可使用如下之具有電子阻止作用之化合物：在分子中具有以單鍵或是不包含雜原子之2價基連 結4個三苯基胺結構之芳胺化合物；在分子中具有以單鍵或是不包含雜原子之2價基連結2個三苯基胺結構之芳胺化合物；4,4',4“-三(N-咔唑基)三苯胺(TCTA)、9,9-雙[4-(咔唑-9-基)苯基]芴、1,3-雙(咔唑-9-基)苯(mCP)、2,2-雙(4-咔唑-9-基苯基)金剛烷(Ad-Cz)等咔唑衍生物；由9-[4-(咔唑-9-基)苯基]-9-[4-(三苯基矽烷基)苯基]-9H-芴代表之具有三苯基矽烷基與三芳基胺結構之化合物等。這些可單獨成膜，亦可與其它的材料一起混合經成膜而作為單層使用，或是亦可藉由單獨成膜之層彼此、經混合而成膜之層彼此或是與單獨成膜之層混合而成膜之層作為積層結構。這些材料可藉由除了蒸鍍法以外，亦可藉由旋轉塗佈法或噴墨法等公知的方法進行薄膜形成。
作為本發明的有機EL元件的發光層，尚可使用以Alq3(三(8-羥基喹啉)鋁)為首的喹啉酚衍生物的金屬錯合物，以及各種的金屬錯合物、蒽衍生物、雙苯乙烯基苯(Bisstyrylbenzene)衍生物、芘衍生物、噁唑衍生物、聚對亞苯基亞乙烯衍生物等。此外，發光層亦可以主體材料與摻雜劑材料構成，作為主體材料而言，較佳可使用蒽衍生物，其它除了前述發光材料，亦可使用具有吲哚環作為縮合環的部分結構的雜環化合物、具有咔唑環作為縮合環的部分結構的雜環化合物、咔唑衍生物、噻唑衍生物、苯并咪唑衍生物、聚二烷基茀衍生物等。此外作為摻雜劑材料而言，雖可較佳使用：芘衍生物、具有芴環作為縮合環的部分結構的胺衍生物；其它亦可使用：喹吖酮、香豆素、紅螢烯、苝以及該等的衍生物、苯並吡喃衍生物、茚並菲、若丹明衍生物、胺基苯乙烯衍生物等。這些可單獨成膜，亦可與其它的材料一起混合經成膜而作為單層使用，或是亦可藉由單獨成膜之層彼此、經混合而成膜之層彼此或是與單獨成膜之層混合 而成膜之層作為積層結構。
此外，亦可使用磷光發光體作為發光材料。作為磷光發光體，可使用銥或鉑等金屬錯合物的磷光發光體。使用Ir(ppy)3(3[2-苯基吡啶)合銥(III)])等綠色的磷光發光體、FIrpic(雙[4,6-二氟苯基吡啶-N,C2]吡啶甲醯合銥)、FIr6(雙[2,4-二氟苯基吡啶]四(1-吡唑基)硼酸銥)等藍色的磷光發光體、Btp2Ir(acac)(2-吡啶-苯并噻吩銥乙醯丙酮)等紅色的磷光發光體等，此時作為主體材料可使用4,4’-二(N-咔唑基)聯苯(以下簡稱為CBP)或TCTA(4,4',4'-三(咔唑基-9-基)三苯胺)、mCP(間二(N-咔唑基)苯)等咔唑衍生物作為電洞注入、傳輸性的主體材料。可使用對-雙(三苯基矽烷基)苯(UGH2)或2,2’,2”-(1,3,5-伸苯基)-三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(TPBI)等作為電子傳輸性的主體材料，以製作高性能的有機EL元件。
對磷光性的發光材料的主體材料的摻雜為了避免濃度猝滅，較佳係在對於發光層整體而言1重量百分比至30重量百分比的範圍內藉由共蒸鍍進行摻雜。
此外，亦可使用PIC-TRZ(2-聯苯基-4,6-雙(12-苯并吲哚[2,3a]咔唑-11-基)-1,3,5-三嗪)、CC2TA(2,4-雙[f3-(9H-咔唑-9-基]-9H-咔唑-9-基]-6-苯基-1,3,5-三嗪)、PXZ-TRZ(吩噁嗪-三苯基三嗪)、4CzIPN(2,4,5,6-四(9H-咔唑-9-基)間苯二甲腈)、4CzIPN(2,4,5,6-四(9H-咔唑-9-基)間苯二腈)等CDCB(咔唑二氰苯)衍生物等放出延遲螢光的材料作為發光材料(例如參照非專利文獻3)。
這些材料可藉由除了蒸鍍法以外，亦可藉由旋轉塗佈法或噴墨法等公知的方法進行薄膜形成。
作為本發明之有機EL元件的電洞阻止層，除了可使用如浴銅靈(BCP；Bathocuproine)等啡啉衍生物、鋁(III)雙(2-甲基-8-喹啉)-4-苯基酚鹽(BAlq)等喹啉酚衍生物的金屬錯合物以外，亦可使用各種的稀土類錯合物、三唑衍生物、三嗪衍生物、噁二唑衍生物等之具有電洞阻止作用之化合物。這些材料可兼作為電子傳輸層的材料。這些可單獨成膜，亦可與其它的材料一起混合經成膜而作為單層使用，或是亦可藉由單獨成膜之層彼此、經混合而成膜之層彼此或是與單獨成膜之層混合而成膜之層作為積層結構。這些材料可藉由除了蒸鍍法以外，亦可藉由旋轉塗佈法或噴墨法等公知的方法進行薄膜形成。
作為本發明的有機EL元件的電子傳輸層，可使用前述通式(2)、(3)所表示之具有苯並唑環結構之化合物。這些可單獨成膜，亦可與其它的材料一起混合經成膜而作為單層使用，或是亦可藉由單獨成膜之層彼此、經混合而成膜之層彼此或是與單獨成膜之層混合而成膜之層作為積層結構。這些材料可藉由除了蒸鍍法以外，亦可藉由旋轉塗佈法或噴墨法等公知的方法進行薄膜形成。
作為本發明之有機EL元件的電子傳輸層，除了前述通式(2)、(3)所表示之具有苯並唑環結構之化合物以外，亦可使用以Alq3、BAlq為首的喹啉酚衍生物的金屬錯合物、各種金屬錯合 物、三唑衍生物、三嗪衍生物、噁二唑衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、苯并咪唑衍生物、噻二唑衍生物、蔥衍生物、碳化二亞胺衍生物、喹喔啉衍生物、吡啶并吲哚衍生物、啡啉衍生物、矽咯衍生物等。這些可單獨成膜，亦可與其它的材料一起混合經成膜而作為單層使用，或是亦可藉由單獨成膜之層彼此、經混合而成膜之層彼此或是與單獨成膜之層混合而成膜之層作為積層結構。這些材料可藉由除了蒸鍍法以外，亦可藉由旋轉塗佈法或噴墨法等公知的方法進行薄膜形成。
作為本發明的有機EL元件的電子注入層，可使用：氟化鋰、氟化銫等鹼金屬鹽；氟化鎂等鹼土金屬鹽；氧化鋁等金屬氧化物；或是鐿(Yb)、釤(Sm)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、銫(Cs)等金屬等，在電子傳輸層與陰極的較佳選擇之中則可省略之。
作為本發明的有機EL元件的陰極，可使用如鋁之功函數低的電極材料、或鎂銀合金、鎂銦合金、鋁鎂合金這種功函數更低的合金作為電極材料。
以下對於本發明的實施的形態藉由實施例進行具體的說明，但本發明並不限定於以下的實施例。
實施例1
<4-{(9,9-二甲基芴基-2-基)-(聯苯-4-基)胺基}-4'-(聯苯-4-基-苯基胺基)-2-苯基-聯苯(化合物1-7)的合成>
在經氮取代之反應容器中，加入(9,9-二甲基芴基-2-基)-(聯苯-4-基)-(6-溴聯苯-3-基)胺10.0g、4-{(聯苯-4-基)-苯基胺基}苯 基硼酸7.9g、四(三苯基膦)鈀(0)0.60g、碳酸鉀5.0g、甲苯80ml、乙醇40ml、水30ml並加熱，在100℃下經一夜攪拌。冷卻並藉由液體分離操作以採取有機層之後，濃縮並藉由管柱層析(載體：矽膠、洗提液：二氯甲烷/庚烷)精製以獲得4-{(9,9-二甲基芴基-2-基)-(聯苯-4-基)胺基}-4'-(聯苯-4-基-苯基胺基)-2-苯基-聯苯(化合物1-7)的白色粉末8.30g(產率49%)。
對於所獲得之白色粉末使用NMR鑑識結構。
以1H-NMR(CDCl3)檢測出以下的48個的氫的訊號。
δ(ppm)=7.72-7.60(2H)、7.59-7.52(2H)、7.51-7.10(35)、7.09-6.90(3H)、1.56(6H)。
實施例2
<4-{(9,9-二甲基芴基-2-基)-(聯苯-4-基)胺基}-4'-(二苯基胺基)-2-苯基-聯苯(化合物1-11)的合成>
實施例1之中，取代4-{(聯苯-4-基)-苯基胺基}苯基硼酸而使用4-(二苯基胺基)苯基硼酸並以同樣的條件進行反應藉此獲得4-{(9,9-二甲基芴基-2-基)-(聯苯-4-基)胺基}-4'-(二苯基胺基)-2-苯基-聯苯(化合物1-11)的白色粉末11.5g(產率75%)。
對於所獲得之白色粉末使用NMR鑑識結構。
以1H-NMR(CDCl3)檢測出以下的44個的氫的訊號。
δ(ppm)=7.71-7.64(4H)、7.58-7.56(2H)、7.49-6.94(32)、1.51(6H)。
實施例3
<4-{(9,9-二甲基芴基-2-基)-苯基胺基}-4'-(聯苯-4-基-苯基胺基)-2-苯基-聯苯(化合物1-14)的合成>
實施例1之中，取代(9,9-二甲基芴基-2-基)-(聯苯-4-基)-(6-溴聯苯-3-基)胺而使用(9,9-二甲基芴基-2-基)-苯基-(6-溴聯苯-3-基)胺，以同樣的條件進行反應藉此獲得4-{(9,9-二甲基芴基-2-基)-苯基胺基}-4'-(聯苯-4-基-苯基胺基)-2-苯基-聯苯(化合物1-14)的白色粉末10.2g(產率69%)。
對於所獲得之白色粉末使用NMR鑑識結構。
以1H-NMR(CDCl3)檢測出以下的44個的氫的訊號。
δ(ppm)=7.69-7.59(4H)、7.48-7.42(4H)、7.37-6.98(30)、1.49(6H)。
實施例4
對於通式(1)所表示之芳胺化合物，藉由高靈敏度差示掃描量熱儀(Bruker AXS製、DSC3100S)求得熔點與玻璃轉移溫度。
通式(1)所表示之芳胺化合物具有100℃以上的玻璃轉移溫度，薄膜狀態穩定。
實施例5
使用通式(1)所表示之芳胺化合物，於ITO基板之上製作膜厚100nm的蒸鍍膜，藉由電離電位測定裝置(住友重機械工業股份有限公司製、PYS-202型)測定功函數。
實施例3的化合物 5.59eV
通式(1)所表示之芳胺化合物已知相較於NPD、TPD等一般的電洞傳輸材料所具有的功函數5.4eV而言，顯示適合的能階且具有良好的電洞傳輸能力。
實施例6
<4,6-雙(萘-1-基-苯基)-2-{4-(吡啶-3-基)-苯基}-苯並噁唑(化合物2-1)的合成>
在反應容器中裝入2-(4-氯-苯基)-4,6-雙(萘-1-基-苯基)-苯並噁唑4.5g、3-吡啶基硼酸1.0g、雙(二芐叉丙酮)鈀(0)0.32g、三環己膦0.4g、磷酸三鉀4.7g，經一夜回流攪拌。放冷之後進行液體分離，從水層以乙酸乙酯進行萃取之後，濃縮並將所獲得之粗生成物藉由管柱層析(載體：矽膠、洗提液：二氯甲烷/乙酸乙酯)精製之後，透過二氯甲烷/甲醇進行晶析，藉此獲得4,6-雙(萘-1-基-苯基)-2-{4-(吡啶-3-基)-苯基}-苯並噁唑(化合物2-1)的白色粉末1.8g(產率38%)。
對於所獲得之白色粉末使用NMR鑑識結構。
以1H-NMR(CDCl3)檢測出以下的32個的氫的訊號。
δ(ppm)=8.98(1H)、8.68(1H)、8.52(2H)、8.34(2H)、8.12(1H)、8.07-7.89(10H)、7.82(2H)、7.76(2H)、7.69(2H)、7.64(9H)。
實施例7
<2-(聯苯-4-基)-6-(菲-9-基)-4-{4-(吡啶-3-基)-苯基}-苯並噁唑(化合物2-118)的合成>
實施例6之中取代2-(4-氯苯基)-4,6-雙(萘-1-基苯基)-苯並噁唑而使用2-(4-氯-苯基)-6-(菲-9-基)-4-{4-(吡啶-3-基)-苯基}-苯並噁唑，取代3-吡啶基硼酸而使用苯基硼酸，取代雙(二芐叉丙酮)鈀(0)而使用三(二芐叉丙酮)鈀(0)，透過在同樣的條件下進行反應，獲得2-(聯苯-4-基)-6-(菲-9-基)-4-{4-(吡啶-3-基)-苯基}-苯並噁唑(化合物1-118)的白色粉末4.3g(產率67%)。
對於所獲得之白色粉末使用NMR鑑識結構。
以1H-NMR(CDCl3)檢測出以下的28個的氫的訊號。
δ(ppm)=8.98(1H)、8.86(1H)、8.80(1H)、8.64(1H)、8.46(2H)、8.32(2H)、8.07(1H)、7.98(2H)、7.88-7.57(13H)、7.52(2H)、 7.44(2H)。
實施例8
對於通式(2)所表示之吲哚化合物，藉由高靈敏度差示掃描量熱儀(Bruker AXS製、DSC3100SA)測定熔點與玻璃轉移溫度。
通式(2)所表示之苯並唑化合物具有100℃以上的玻璃轉移溫度，薄膜狀態穩定。
實施例9
使用通式(2)所表示之苯並唑化合物，於ITO基板之上製作膜厚100nm的蒸鍍膜，藉由電離電位測定裝置(住友重機械工業股份有限公司製、PYS-202)測定功函數。
通式(1)所表示之具有苯並唑環結構的化合物係具有大於NPD、TPD等一般的電洞傳輸材料所具有之功函數5.4eV之值，具有大的電洞阻止能力。
實施例10
有機EL元件係如圖36所示，在玻璃基板1上預先形成ITO 電極作為透明陽極2，並且依序蒸鍍而製作電洞注入層3、電洞傳輸層4、電子阻止層5、發光層6、電子傳輸層7、電子注入層8、陰極(鋁電極)9。
具體而言，將成膜出膜厚50nm的ITO之玻璃基板1於異丙醇中進行超音波洗淨20分鐘之後，於加熱至200℃的加熱板上進行10分鐘乾燥。然後，進行UV臭氧處理15分鐘之後，該附有ITO的玻璃基板安裝在真空蒸鍍機內，減壓至0.001Pa以下。再來，以覆蓋透明陽極2的方式作成電洞注入層3，係將下述結構式的電子受體(Acceptor-1)與實施例1的化合物(1-7)以蒸鍍速度比成為(Acceptor-1)：化合物(1-7)=3：97的蒸鍍速度進行二元蒸鍍，以形成膜厚10nm的電洞注入層3。在該電洞注入層3之上，實施例1的化合物(1-7)以成為膜厚50nm的方式形成作為電洞傳輸層4。在該電洞傳輸層4之上，下述結構式的化合物(4-158)以成為膜厚5nm的方式形成作為電子阻止層5。該電洞傳輸層5之上，作為發光層6，係將下述結構式的化合物(EMD-1)與下述結構式的化合物(EMH-1)以蒸鍍速度比成為(EMD-1)：(EMH-1)=5：95的蒸鍍速度進行二元蒸鍍，以形成膜厚20nm的發光層6。該發光層6之上，作為電子傳輸層7，將實施例6的化合物(2-1)與下述結構式的化合物(ETM-1)以蒸鍍速度比成為化合物(2-1)：(ETM-1)=50：50的蒸鍍速度進行二元蒸鍍膜，以形成膜厚30nm的電子傳輸層7。該電子傳輸層7之上，氟化鋰以成為膜厚1nm的方式形成作為電子注入層8。最後，將鋁蒸鍍100nm而形成陰極9。對於所製作之有機EL元件，於大氣中、常溫下進行特性測定。對所製作之有機EL元件施加直流電壓時的發光特性的測定結果彙總如表1所示。
實施例11
實施例10之中，除了取代實施例1的化合物(1-7)而使用實施例2的化合物(1-11)作為電洞注入層3以及電洞傳輸層4的材料以外，係以同樣的條件製作有機EL元件。對於所製作之有機EL元件，於大氣中、常溫下進行特性測定。對所製作之有機EL元件施加直流電壓時的發光特性的測定結果彙總如表1所示。
實施例12
實施例10之中，除了取代實施例1的化合物(1-7)而使用實施例3的化合物(1-14)作為電洞注入層3以及電洞傳輸層4的材料以外，係以同樣的條件製作有機EL元件。對於所製作之有機EL元件，於大氣中、常溫下進行特性測定。對所製作之有機EL元件施加直流電壓時的發光特性的測定結果彙總如表1所示。
實施例13
實施例10之中，除了取代實施例6的化合物(2-1)而使用實施例7的化合物(2-118)作為電子傳輸層7的材料以外，係以同樣的條件製作有機EL元件。對於所製作之有機EL元件，於大氣中、常溫下進行特性測定。對所製作之有機EL元件施加直流電壓時的發光特性的測定結果彙總如表1所示。
實施例14
實施例10之中，取代實施例1的化合物(1-7)而使用實施例2的化合物(1-11)作為電洞注入層3以及電洞傳輸層4的材料，且取代實施例6的化合物(2-1)而使用實施例7的化合物(2-118)作為電子傳輸層7的材料以外，係以同樣的條件製作有機EL元件。對於所製作之有機EL元件，於大氣中、常溫下進行特性測 定。對所製作之有機EL元件施加直流電壓時的發光特性的測定結果彙總如表1所示。
實施例15
實施例10之中，取代實施例1的化合物(1-7)而使用實施例3的化合物(1-14)作為電洞注入層3以及電洞傳輸層4的材料，且取代實施例6的化合物(2-1)而使用實施例7的化合物(2-118)作為電子傳輸層7的材料以外，係以同樣的條件製作有機EL元件。對於所製作之有機EL元件，於大氣中、常溫下進行特性測定。對所製作之有機EL元件施加直流電壓時的發光特性的測定結果彙總如表1所示。
[比較例1]
為了比較，實施例10之中，取代實施例1的化合物(1-7)而使用下述結構式的化合物(HTM-1)作為電洞注入層3以及電洞傳輸層4的材料以外，係以同樣的條件製作有機EL元件。對於所製作之有機EL元件，於大氣中、常溫下進行特性測定。對所製作之有機EL元件施加直流電壓時的發光特性的測定結果彙總如表1所示。
[比較例2]
為了比較，實施例10之中，取代實施例1的化合物(1-7)而使用上述結構式的化合物(HTM-1)作為電洞注入層3以及電洞傳輸層4的材料，且取代實施例6的化合物(2-1)而使用實施例7的化合物(2-118)作為電子傳輸層7的材料以外，係以同樣的條件製作有機EL元件。對於所製作之有機EL元件，於大氣中、常溫下進行特性測定。對所製作之有機EL元件施加直流電壓時的發光特性的測定結果彙總如表1所示。
[比較例3]
為了比較，實施例10之中，取代實施例1的化合物(1-7)而使用下述結構式的化合物(HTM-2)作為電洞注入層3以及電洞傳輸層4的材料以外，係以同樣的條件製作有機EL元件。對於所製作之有機EL元件，於大氣中、常溫下進行特性測定。對所製作之有機EL元件施加直流電壓時的發光特性的測定結果彙總如表1所示。
[比較例4]
為了比較，實施例10之中，取代實施例1的化合物(1-7)而使用上述結構式的化合物(HTM-2)作為電洞注入層3以及電洞傳輸層4的材料，且取代實施例6的化合物(2-1)而使用實施例7的化合物(2-118)作為電子傳輸層7的材料以外，係以同樣的條件製作有機EL元件。對於所製作之有機EL元件，於大氣中、常溫下進行特性測定。對所製作之有機EL元件施加直流電壓時的發光特性的測定結果彙總如表1所示。
[比較例5]
為了比較，實施例10之中，取代實施例6的化合物(2-1)而使用下述結構式的化合物(ETM-2)作為電子傳輸層7的材料以外，係以同樣的條件製作有機EL元件。對於所製作之有機EL元件，於大氣中、常溫下進行特性測定。對所製作之有機EL元件施加直流電壓時的發光特性的測定結果彙總如表1所示。
[比較例6]
為了比較，實施例10之中，取代實施例1的化合物(1-7)而使用實施例2的化合物(1-11)作為電洞傳輸層4的材料，且取代 實施例6的化合物(2-1)而使用上述結構式的化合物(ETM-2)作為電子傳輸層7的材料以外，係以同樣的條件製作有機EL元件。對於所製作之有機EL元件，於大氣中、常溫下進行特性測定。
對所製作之有機EL元件施加直流電壓時的發光特性的測定結果彙總如表1所示。
[比較例7]
為了比較，實施例10之中，取代實施例1的化合物(1-7)而使用實施例3的化合物(1-14)作為電洞傳輸層4的材料，且取代實施例6的化合物(2-1)而使用上述結構式的化合物(ETM-2)作為電子傳輸層7的材料以外，係以同樣的條件製作有機EL元件。對於所製作之有機EL元件，於大氣中、常溫下進行特性測定。
對所製作之有機EL元件施加直流電壓時的發光特性的測定結果彙總如表1所示。
使用在實施例10至實施例15以及比較例1至比較例7所製作之有機EL元件，測定元件壽命之結果彙總如表1所示。元件壽命係測定以下的時間：發光開始時的發光亮度(初始亮度)設為2000cd/m2進行恆定電流驅動時，發光亮度衰減至1900cd/m2(相當於設初始亮度為100%時的95%：95%衰減)。
[表1]
如表1所示，當流通電流密度10mA/cm2的電流時的發光效率，相對於比較例1至比較例7的有機EL元件的6.59cd/A至8.94cd/A而言，實施例10至實施例15的有機EL元件中9.41cd/A至10.42cd/A皆為高效率。此外，功率效率中，相對於比較例1至7的有機EL元件的5.16lm/W至7.72lm/W而言，實施例10至實施例15的有機EL元件中8.27lm/W至9.25lm/W亦為高效率。另一方面，元件壽命(95%衰減)中，已知相對於比較例1至比較例7的有機EL元件的122小時至176小時而言，實施例10至實施例15的有機EL元件中長壽命化至211小時至301小時。
已知本發明的有機EL元件係透過組合特定的芳胺化合物與具有特定的苯並唑環結構之化合物，藉此改善有機EL元件內部的載子平衡，進而以成為適合發光材料的特性之載子平衡的方式組合，故相較於以往的有機EL元件，可實現高發光效率、長壽命的有機EL元件。
[產業可利用性]
本發明之有機EL元件係組合特定的芳胺化合物與具有特定的苯並唑環結構之化合物，不僅提高發光效率，且可改善有機EL元件的耐久性，例如可發展家電製品或照明的用途。

Claims (5)

  1. 一種有機電致發光元件，係至少依序具有陽極、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層以及陰極，前述電洞傳輸層含有以下述通式(1)所表示之芳胺化合物，前述電子傳輸層含有以下述通式(2)所表示之具有苯並唑環結構之化合物： 式中Ar 1至Ar 5可互相相同或相異，係表示取代或是未取代的芳香族烴基、取代或是未取代的芳香族雜環基、或是取代或是未取代的縮合多環芳香族基；Ar 6至Ar 8可互相相同或相異，係表示氫原子、取代或是未取代的芳香族烴基、取代或是未取代的芳香族雜環基、或是取代或是未取代的縮合多環芳香族基；n1表示0、1或是2；Ar 3與Ar 4可以單鍵形成環，亦可經由取代或是未取代的亞甲基、氧原子、或是硫原子相互鍵結而形成環；Ar 3或是Ar 4能以單鍵與鍵結有Ar 3Ar 4-N基之苯環形成環，亦可經由取代或是未取代的亞甲基、氧原子、或是硫原子相互鍵結而形成環； 式中Ar 9、Ar 10可互相地相同或相異，表示氫原子、氘原子、取代或是未取代的芳香族烴基、取代或是未取代的芳香族雜環基、取代或是未取代的縮合多環芳香族基、或是取代 或是未取代的烷基；Y 1表示取代或是未取代的芳香族烴基、取代或是未取代的芳香族雜環基、取代或是未取代的縮合多環芳香族基、或是取代或是未取代的烷基；X表示氧原子或是硫原子；Z 1、Z 2可為相同或相異，表示碳原子或是氮原子。
  2. 如請求項1所記載之有機電致發光元件，其中前述芳胺化合物如下述通式(1a)所示； 式中Ar1至Ar 5可互相相同或相異，表示取代或是未取代的芳香族烴基、取代或是未取代的芳香族雜環基、或是取代或是未取代的縮合多環芳香族基；Ar 6至Ar 8可互相相同或相異，表示氫原子、取代或是未取代的芳香族烴基、取代或是未取代的芳香族雜環基、或是取代或是未取代的縮合多環芳香族基；n1表示0、1或是2；Ar 3與Ar 4可以單鍵形成環，亦可經由取代或是未取代的亞甲基、氧原子、或是硫原子相互鍵結而形成環；Ar 3或是Ar 4能以單鍵與鍵結有Ar 3Ar 4-N基之苯環形成環，亦可經由取代或是未取代的亞甲基、氧原子、或是硫原子相互鍵結而形成環。
  3. 如請求項1或2所記載之有機電致發光元件，其中前述具有苯並唑環結構之化合物如下述通式(3)所示； (3)式中Ar 11、Ar 12互相地相同或相異，表示氫原子、氘原子、取代或是未取代的芳香族烴基、取代或是未取代的芳香族雜環基、取代或是未取代的縮合多環芳香族基、或是取代或是未取代的烷基；Y 2表示取代或是未取代的芳香族烴基、取代或是未取代的芳香族雜環基、取代或是未取代的縮合多環芳香族基、或是取代或是未取代的烷基；X表示氧原子或是硫原子。
  4. 如請求項1至3中任一項所記載之有機電致發光元件，其中前述電洞傳輸層與前述發光層之間具有電子阻止層。
  5. 如請求項4所記載之有機電致發光元件，其中前述電子阻止層係含有下述通式(4)所表示之芳胺化合物： 式中Ar 13至Ar 16可互相相同或相異，表示取代或是未取代的芳香族烴基、取代或是未取代的芳香族雜環基、或是取代或是未取代的縮合多環芳香族基。
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