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CN111095588A - 有机电致发光元件 - Google Patents

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CN111095588A
CN111095588A CN201880059339.5A CN201880059339A CN111095588A CN 111095588 A CN111095588 A CN 111095588A CN 201880059339 A CN201880059339 A CN 201880059339A CN 111095588 A CN111095588 A CN 111095588A
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organic
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山本刚史
加濑幸喜
望月俊二
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Hodogaya Chemical Co Ltd
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Abstract

本发明的目的在于，通过将空穴的注入传输性、电子的注入传输性、电子阻挡能力、薄膜状态下的稳定性、耐久性等优异的有机EL元件用的各种材料组合成能够有效地显现各个材料具有的特性，提供(1)发光效率及功率效率高、(2)发光开始电压低、(3)实用驱动电压低、(4)尤其长寿命的有机EL元件。一种有机EL元件，依次具有至少阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层及阴极，其特征在于，所述空穴传输层含有由下述通式(1)表示的芳基胺化合物，所述电子传输层含有由下述通式(2)表示的具有苯并唑环结构的化合物，
Figure DDA0002409065450000011
(1)式中，Ar1～Ar5彼此相同或不同，表示取代或无取代的芳香族烃基、取代或无取代的芳香族杂环基、或取代或无取代的稠合多环芳基，Ar6～Ar8彼此相同或不同，表示氢原子、取代或无取代的芳香族烃基、取代或无取代的芳香族杂环基、或取代或无取代的稠合多环芳基，n1表示0、1或2，Ar3和Ar4能够通过单键合形成环，也能够借助取代或无取代的亚甲基、氧原子或硫原子相互键合而形成环，Ar3或Ar4能够通过单键合与键合有Ar3Ar4‑N基的苯环形成环，也能够借助取代或无取代的亚甲基、氧原子或硫原子相互键合而形成环，
Figure DDA0002409065450000012
(2)式中，Ar9、Ar10彼此相同或不同，表示氢原子、重氢原子、取代或无取代的芳香族烃基、取代或无取代的芳香族杂环基、取代或无取代的稠合多环芳基、或取代或无取代的烷基，Y1表示取代或无取代的芳香族烃基、取代或无取代的芳香族杂环基、取代或无取代的稠合多环芳基、或取代或无取代的烷基，X表示氧原子或硫原子，Z1、Z2相同或不同，表示碳原子或氮原子。

Description

有机电致发光元件
技术领域
本发明涉及适用于各种显示装置的自发光元件即有机电致发光元件，详细而言涉及使用特定的芳基胺化合物和具有特定的苯并唑环结构的化合物的有机电致发光元件(以下，有时称为有机EL元件)。
背景技术
有机EL元件是自发光性元件，所以与液晶元件相比明亮且可见性优异，能够实现清晰的显示，所以得到积极的研究。
1987年伊士曼·柯达公司的C.W.Tang等通过开发使各材料分担各种作用的叠层结构元件，从而将使用有机材料的有机EL元件成为实用性的元件。他们将能够传输电子的荧光体和能够传输空穴的有机物层叠，将两者的电荷注入荧光体的层中来使其发光，由此以10V以下的电压得到1000cd/m2以上的高亮度(例如，参照专利文献1及专利文献2)。
至今，为了有机EL元件的实用化而进行了大量的改进，将叠层结构的各种作用进一步细分，通过在基板上依次设置有阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层、阴极的电致发光元件而实现高效率和耐久性(例如，参照非专利文献1)。
另外，以进一步提高发光效率为目的，尝试应用三重态激子，研究磷光发光性化合物的应用(例如，参照非专利文献2)。并且，也开发出利用热活化延迟荧光(TADF)的发光的元件。2011年，日本九州大学的安达等利用使用热活化延迟荧光材料的元件实现了5.3％的外部量子效率(例如，参照非专利文献3)。
也可以在一般称为主体材料的电荷传输性的化合物中掺杂荧光性化合物、磷光发光性化合物或放射延迟荧光的材料来制备发光层。如在所述非专利文献中所记载那样，有机EL元件中的有机材料的选择对其元件的效率和耐久性等多个特性带来大的影响(例如，参照非专利文献2)。
关于有机EL元件，从两电极注入的电荷在发光层重合而获得发光。为了获得高发光效率，空穴、电子的两电荷向发光层有效地輸送、注入发光层的两电荷的平衡、生成的激子的禁闭等变得重要。若提高从空穴传输层向发光层的空穴注入性，提高空穴传输层的电子阻挡性来防止电子从发光层向空穴传输层泄露，则能提高在发光层内的空穴与电子重合的概率，能够有效地生成激子。而且，在该发光层内生成的激子不泄露到传输层，将该激子禁闭在发光层，由此能够获得高发光效率。因此，空穴传输材料所起的作用是重要的，需要空穴注入性高、空穴的迁移率大、电子阻挡性高且对电子的耐久性高的空穴传输材料。
另外，关于元件的寿命，材料的耐热性、非晶性能也很重要。在耐热性低的材料中，即使在低的温度下也会因在元件驱动时产生的热引起热分解，材料劣化。在非晶性能低的材料中，短时间也引起薄膜的结晶化，导致元件劣化。因此，对使用的材料要求耐热性高且非晶性能良好的性质。
至今，作为在有机EL元件中使用的空穴传输材料，已知N，N'-二苯基-N，N'-二(α-萘基)联苯胺(NPD)和各种芳香族胺衍生物(例如，参照专利文献1及专利文献2)。NPD虽然具有良好的空穴传输能力，但是成为耐热性指标的玻璃化转变温度(Tg)低于96℃，在高温条件下结晶化导致元件特性降低(例如，参照非专利文献4)。另外，在所述专利文献中记载的芳香族胺衍生物之中，已知空穴的迁移率为10-3cm2/Vs以上的具有优异的迁移率的化合物(例如，参照专利文献1及专利文献2)，但是由于电子阻挡性不充分，电子的一部分穿过发光层，不能期待发光效率提高等，因此为了进一步的高效率化，需要电子阻挡性更高、薄膜更稳定且耐热性高的材料。另外，虽然公开有耐久性高的芳香族胺衍生物(例如，参照专利文献3)，但是作为用作电子照片感光体中的电荷传输材料所使用的物质，没有作为有机EL元件使用物质的例子。
作为改进了耐热性和空穴注入性等特性的化合物，提出有具有取代咔唑结构的芳基胺化合物(例如，参照专利文献4及专利文献5)，但是在将这些化合物在空穴注入层或空穴传输层使用的元件中，虽然耐热性和发光效率等被改进，但是尚不能说充分，需要进一步低驱动电压化、进一步高发光效率化。
为了改进有机EL元件的元件特性、提高元件制备的成品率，通过将空穴及电子的注入传输性、薄膜的稳定性及耐久性优异的材料组合，寻求空穴及电子能够高效率地重合、发光效率高、驱动电压低且长寿命的元件。
另外，为了改进有机EL元件的元件特性，通过将空穴及电子的注入传输性、薄膜的稳定性及耐久性优异的材料组合，寻求获得载体平衡的高效率、低驱动电压、长寿命的元件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-048656号公报
专利文献2：日本特许第3194657号公报
专利文献3：日本特许第4943840号公报
专利文献4：日本特开2006-151979号公报
专利文献5：国际公开第2008/062636号
专利文献6：国际公开第2014/009310号
非专利文献
非专利文献1：应用物理学会第9次讲习会预稿集第55～61页(2001)
非专利文献2：应用物理学会第9次讲习会预稿集第23～31页(2001)
非专利文献3：应用物理快报(Appl.Phys.Let.)，98，083302(2011)
非专利文献4：有机EL讨论会第三次例会预稿集第13～14页(2006)
发明内容
本发明的目的在于，通过将空穴的注入·传输性、电子的注入·传输性、电子阻挡能力、薄膜状态下的稳定性、耐久性等优异的有机EL元件用的各种材料组合成能够有效地显现各个材料具有的特性，提供(1)发光效率及功率效率高、(2)发光开始电压低、(3)实用驱动电压低、(4)尤其长寿命的有机EL元件。
作为本发明要提供的有机EL元件应具备的物理特性可列举：(1)发光效率及功率效率高、(2)发光开始电压低、(3)实用驱动电压低、(4)尤其长寿命。
因此，本发明人等为了达到上述的目的，着眼于芳基胺类材料在空穴的注入·传输能力、薄膜的稳定性及耐久性方面优异这一点。另外，也着眼于苯并唑衍生物在电子的注入·传输能力、薄膜的稳定性及耐久性方面优异这一点。
本发明人等获得了如下见解：若选择具有特定结构的芳基胺化合物作为空穴传输层的材料，则能够有效地传输从阳极侧注入的空穴。而且，还得到如下见解：若选择具有特定结构的苯并唑衍生物作为电子传输层的材料，则能够有效地向发光层注入·传输电子。
并且，通过在该芳基胺化合物与苯并唑衍生物的组合中进一步组合各种材料，研究载体平衡细致化的材料组合，深入评价元件的特性。其结果，完成了本发明。
即，根据本发明，提供以下的有机EL元件。
[1]一种有机EL元件，依次具有至少阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层及阴极，其特征在于，所述空穴传输层含有由下述通式(1)表示的芳基胺化合物，所述电子传输层含有由下述通式(2)表示的具有苯并唑环结构的化合物，
[化1]
Figure BDA0002409065430000041
式中，Ar1～Ar5彼此相同或不同，表示取代或无取代的芳香族烃基、取代或无取代的芳香族杂环基、或取代或无取代的稠合多环芳基，Ar6～Ar8彼此相同或不同，表示氢原子、取代或无取代的芳香族烃基、取代或无取代的芳香族杂环基、或取代或无取代的稠合多环芳基，n1表示0、1或2，Ar3和Ar4能够通过单键合形成环，也能够借助取代或无取代的亚甲基、氧原子或硫原子相互键合而形成环，Ar3或Ar4能够通过单键合与键合有Ar3Ar4-N基的苯环形成环，也能够借助取代或无取代的亚甲基、氧原子或硫原子相互键合而形成环，
[化2]
Figure BDA0002409065430000051
式中，Ar9、Ar10彼此相同或不同，表示氢原子、重氢原子、取代或无取代的芳香族烃基、取代或无取代的芳香族杂环基、取代或无取代的稠合多环芳基、或取代或无取代的烷基，Y1表示取代或无取代的芳香族烃基、取代或无取代的芳香族杂环基、取代或无取代的稠合多环芳基、或取代或无取代的烷基，X表示氧原子或硫原子，Z1、Z2相同或不同，表示碳原子或氮原子。
[2]根据上述[1]所述的有机EL元件，其特征在于，所述芳基胺化合物由下述通式(1a)表示，
[化3]
Figure BDA0002409065430000052
式中，Ar1～Ar5彼此相同或不同，表示取代或无取代的芳香族烃基、取代或无取代的芳香族杂环基或取代或无取代的稠合多环芳基，Ar6～Ar8彼此相同或不同，表示氢原子、取代或无取代的芳香族烃基、取代或无取代的芳香族杂环基、或取代或无取代的稠合多环芳基，n1表示0、1或2，Ar3和Ar4能够通过单键合形成环，也能够借助取代或无取代的亚甲基、氧原子或硫原子相互键合而形成环，Ar3或Ar4能够通过单键合与键合有Ar3Ar4-N基的苯环形成环，也能够借助取代或无取代的亚甲基、氧原子或硫原子相互键合而形成环。
[3]根据上述[1]或[2]所述的有机EL元件，其特征在于，具有所述苯并唑环结构的化合物由下述通式(3)表示，
[化4]
Figure BDA0002409065430000061
式中，Ar11、Ar12彼此相同或不同，表示氢原子、重氢原子、取代或无取代的芳香族烃基、取代或无取代的芳香族杂环基、取代或无取代的稠合多环芳基、或取代或无取代的烷基，Y2表示取代或无取代的芳香族烃基、取代或无取代的芳香族杂环基、取代或无取代的稠合多环芳基、或取代或无取代的烷基，X表示氧原子或硫原子。
[4]根据上述[1]至[3]中任一项所述的有机EL元件，其特征在于，在所述空穴传输层与所述发光层之间具有电子阻挡层。
[5]根据上述[4]所述的有机EL元件，其特征在于，所述电子阻挡层含有由下述通式(4)表示的芳基胺化合物，
[化5]
Figure BDA0002409065430000062
式中，Ar13～Ar16彼此相同或不同，表示取代或无取代的芳香族烃基、取代或无取代的芳香族杂环基、或取代或无取代的稠合多环芳基。
作为通式(1)、(1a)中由Ar1～Ar8表示的“取代或无取代的芳香族烃基”、“取代或无取代的芳香族杂环基”或“取代或无取代的稠合多环芳基”中的“芳香族烃基”、“芳香族杂环基”或“稠合多环芳基”，具体地可列举苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、菲基、芴基、茚基、芘基、苝基、荧蒽基、三亚苯基、吡啶基、嘧啶基、三嗪基、呋喃基、吡咯基、噻吩基、喹啉基、异喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯并恶唑基、苯并噻唑基、喹喔啉基、苯并咪唑基、吡唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、萘啶基、菲咯啉基、吖啶基及咔啉基等。
Ar3和Ar4能够通过单键合形成环，也能够通过取代或无取代的亚甲基、氧原子或硫原子相互键合而形成环，Ar3或Ar4能够通过单键合与键合有Ar3Ar4-N基的苯环形成环，也能够借助取代或无取代的亚甲基、氧原子或硫原子相互键合而形成环。
作为通式(1)、(1a)中由Ar1～Ar8表示的“取代芳香族烃基”、“取代芳香族杂环基”或“取代稠合多环芳基”中的“取代基”，具体地可列举如下基：重氢原子、氰基、硝基；氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤素原子；甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基等碳原子数为1至6的直链状或支链状的烷基；甲氧基、乙氧基、丙氧基等碳原子数为1至6的直链状或支链状的烷氧基；乙烯基、丙烯基等烯基；苯氧基、甲苯氧基等芳氧基；苄氧基、本乙氧基等芳烷氧基；苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、菲基、芴基、茚基、芘基、苝基、荧蒽基、三亚苯基等芳香族烃基或稠合多环芳基；吡啶基、嘧啶基、三嗪基、噻吩基、呋喃基、吡咯基、喹啉基、异喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯并恶唑基、苯并噻唑基、喹喔啉基、苯并咪唑基、吡唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔啉基等芳香族杂环基；苯乙烯基、萘乙烯基等芳基乙烯基；乙酰基、苯甲酰基等酰基，这些取代基可以进一步取代前述例示的取代基。另外，这些取代基彼此可以通过单键合而形成环，可以借助取代或无取代的亚甲基、氧原子或硫原子相互键合而形成环。
作为通式(2)、(3)中由Ar9～Ar12、Y1、Y2表示的“取代或无取代的芳香族烃基”、“取代或无取代的芳香族杂环基”或“取代或无取代的稠合多环芳基”中的“芳香族烃基”、“芳香族杂环基”或”稠合多环芳基”，具体地除了苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、菲基、芴基、螺双芴基、茚基、芘基、苝基、荧蒽基、三亚苯基、吡啶基、嘧啶基、三嗪基、呋喃基、吡咯基、噻吩基、喹啉基、异喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯并恶唑基、苯并噻唑基、喹喔啉基、苯并咪唑基、吡唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、萘啶基、菲咯啉基、吖啶基及咔啉基等以外，选自由碳数6～30构成的芳基或碳数2～20构成的杂芳基。
作为通式(2)、(3)中由Ar9～Ar12、Y1、Y2表示的“取代或无取代的烷基”中的“烷基”，具体地可列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、环戊基、环己基、1-金刚烷基、2-金刚烷基、乙烯基、丙烯基、异丙烯基、2-丁烯基等。
作为通式(2)、(3)中由Ar9～Ar12、Y1、Y2表示的“取代芳香族烃基”、“取代芳香族杂环基”、“取代稠合多环芳基”或“取代烷基”中的“取代基”，可列举与针对所述通式(1)、(1a)中由Ar1～Ar8表示的“取代芳香族烃基”、“取代芳香族杂环基”或“取代稠合多环芳基”中的“取代基”所示的基团同样的基团，可采取的形态也可以列举同样的形态。
作为通式(4)中由Ar13～Ar16表示的“取代或无取代的芳香族烃基”、“取代或无取代的芳香族杂环基”或“取代或无取代的稠合多环芳基”中的“芳香族烃基”、“芳香族杂环基”或“稠合多环芳基”，具体地可列举苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、菲基、芴基、茚基、芘基、苝基、荧蒽基、三亚苯基、吡啶基、嘧啶基、三嗪基、呋喃基、吡咯基、噻吩基、喹啉基、异喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯并恶唑基、苯并噻唑基、喹喔啉基、苯并咪唑基、吡唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、萘啶基、菲咯啉基、吖啶基及咔啉基等。
作为通式(4)中由Ar13～Ar16表示的“取代芳香族烃基”、“取代芳香族杂环基”或“取代稠合多环芳基”中的“取代基”，可列举与针对所述通式(1)、(1a)中由Ar1～Ar8表示的“取代芳香族烃基”、“取代芳香族杂环基”或“取代稠合多环芳基”中的“取代基”所示的基团同样的基团，可采取的形态也可以列举同样的形态。
适合在本发明的有机EL元件中使用的由所述通式(1)表示的芳基胺化合物能够用作有机EL元件的空穴注入层或空穴传输层的构成材料。由所述通式(1)表示的芳基胺化合物是空穴的迁移率高且优选作为空穴注入层或空穴传输层材料的化合物。
适合在本发明的有机EL元件中使用的由所述通式(2)表示的具有苯并唑环结构的化合物能够用作有机EL元件的电子传输层的构成材料。是电子注入及传输能力优异且优选作为电子传输层材料的化合物。
本发明的有机EL元件将空穴及电子的注入·传输性、薄膜的稳定性和耐久性优异的有机EL元件用的材料与考虑载体平衡而具有特定结构的芳基胺化合物、具备具有特定结构的苯并唑环结构的化合物组合，因此与以往的有机EL元件相比，能够提高从穴传输层向发光层的空穴传输效率及从电子传输层向发光层的电子传输效率(而且，通过将具有特定结构的芳基胺化合物作为电子阻挡层的材料，在以使得能够将空穴更加有效地注入传输至发光层的方式将空穴传输层的材料与电子阻挡层的材料组合的形态中，进一步精细化载体平衡)，由此提高发光效率，并且降低驱动电压，能够提高有机EL元件的耐久性。本发明的有机EL元件能够实现高效率、低驱动电压且尤其长寿命的有机EL元件。
本发明的有机EL元件选择能够有效地显现空穴的注入·传输作用的特定的芳基胺化合物，并且选择具有能够有效地显现电子的注入·传输作用的特定的苯并唑环结构的化合物，由此能够有效地从空穴传输层向发光层注入·传输空穴，能够提高从电子传输层向发光层的电子注入·传输效率，由此能够实现空穴及电子的注入·传输性、薄膜的稳定性和耐久性优异、高效率、低驱动电压且长寿命的有机EL元件。
根据本发明，能够改进以往的有机EL元件的发光效率及驱动电压和耐久性。
附图说明
图1是示出作为由通式(1)表示的芳基胺化合物的化合物1-1～1-15的结构式的图。
图2是示出作为由通式(1)表示的芳基胺化合物的化合物1-16～1-30的结构式的图。
图3是示出作为由通式(1)表示的芳基胺化合物的化合物1-31～1-44的结构式的图。
图4是示出作为由通式(2)表示的苯并恶唑化合物的化合物2-1～2-10的结构式的图。
图5是示出作为由通式(2)表示的苯并恶唑化合物的化合物2-11～2-20的结构式的图。
图6是示出作为由通式(2)表示的苯并恶唑化合物的化合物2-21～2-30的结构式的图。
图7是示出作为由通式(2)表示的苯并恶唑化合物的化合物2-31～2-42的结构式的图。
图8是示出作为由通式(2)表示的苯并恶唑化合物的化合物2-43～2-54的结构式的图。
图9是示出作为由通式(2)表示的苯并恶唑化合物的化合物2-55～2-68的结构式的图。
图10是示出作为由通式(2)表示的苯并恶唑化合物的化合物2-69～2-80的结构式的图。
图11是示出作为由通式(2)表示的苯并恶唑化合物的化合物2-81～2-92的结构式的图。
图12是示出作为由通式(2)表示的苯并恶唑化合物的化合物2-93～2-102的结构式的图。
图13是示出作为由通式(2)表示的苯并恶唑化合物的化合物2-103～2-113的结构式的图。
图14是示出作为由通式(2)表示的苯并恶唑化合物的化合物2-114～2-125的结构式的图。
图15是示出作为由通式(2)表示的苯并恶唑化合物的化合物2-126～2-133的结构式的图。
图16是示出作为由通式(3)表示的苯并噻唑化合物示出化合物3-1～3-10的结构式的图。
图17是示出作为由通式(3)表示的苯并噻唑化合物的化合物3-11～3-20的结构式的图。
图18是示出作为由通式(3)表示的苯并噻唑化合物的化合物3-21～3-30的结构式的图。
图19是示出作为由通式(3)表示的苯并噻唑化合物的化合物3-31～3-42的结构式的图。
图20是示出作为由通式(3)表示的苯并噻唑化合物的化合物3-43～3-53的结构式的图。
图21是示出作为由通式(3)表示的苯并噻唑化合物的化合物3-54～3-63的结构式的图。
图22是示出作为由通式(4)表示的芳基胺化合物的化合物4-1～4-15的结构式的图。
图23是示出作为由通式(4)表示的芳基胺化合物的化合物4-16～4-30的结构式的图。
图24是示出作为由通式(4)表示的芳基胺化合物的化合物4-31～4-45的结构式的图。
图25是示出作为由通式(4)表示的芳基胺化合物的化合物4-46～4-60的结构式的图。
图26是示出作为由通式(4)表示的芳基胺化合物的化合物4-61～4-75的结构式的图。
图27是示出作为由通式(4)表示的芳基胺化合物的化合物4-76～4-90的结构式的图。
图28是示出作为由通式(4)表示的芳基胺化合物的化合物4-91～4-105的结构式的图。
图29是示出作为由通式(4)表示的芳基胺化合物的化合物4-106～4-118的结构式的图。
图30是示出作为由通式(4)表示的芳基胺化合物的化合物4-119～4-133的结构式的图。
图31是示出作为由通式(4)表示的芳基胺化合物的化合物4-134～4-148的结构式的图。
图32是示出作为由通式(4)表示的芳基胺化合物的化合物4-149～4-163的结构式的图。
图33是示出作为由通式(4)表示的芳基胺化合物的化合物4-164～4-178的结构式的图。
图34是示出作为由通式(4)表示的芳基胺化合物的化合物4-179～4-193的结构式的图。
图35是示出作为由通式(4)表示的芳基胺化合物的化合物4-194～4-201的结构式的图。
图36是示出实施例10～15、比较例1～7的有机EL元件结构的图。
具体实施方式
将适用于本发明的有机EL元件的、由所述通式(1)表示的芳基胺化合物中优选的化合物1-1～1-44作为具体例示出在图1～图3中，但是不限于这些化合物。
将适用于本发明的有机EL元件的、由所述通式(2)表示的苯并恶唑化合物中优选的化合物2-1～2-133作为具体例示出在图4～15中，但是不限于这些化合物。
将适用于本发明的有机EL元件的、由所述通式(2)表示的苯并噻唑化合物中优选的化合物3-1～3-63作为具体例示出在图16～21，但是不限于这些化合物。
将适用于本发明的有机EL元件的、由所述通式(4)表示的芳基胺化合物中优选的化合物4-1～4-201作为具体例示出在图22～35，但是不限于这些化合物。
就由通式(1)～(4)表示的化合物的精制而言，能够通过利用柱色谱纯化的精制；基于硅胶、活性炭、活性白土等的吸附精制；基于溶剂进行的重结晶、结晶法等，最终进行通过升华精制等的精制。化合物的鉴定通过核磁共振(NMR)分析进行。作为物性值，进行玻璃化转变温度(Tg)和功函数的测定。玻璃化转变温度(Tg)为薄膜状态的稳定性的指标，功函数为空穴传输性的指标。
融点和玻璃化转变温度(Tg)是使用粉体并利用高灵敏度差示扫描热量计(日本明伸工机株式会社制造，DSC3100SA)测定。
功函数是在ITO基板上制备100nm的薄膜，并利用电离电位测定装置(日本住友重机械工业株式会社制造，PYS-202)求出。
作为本发明的有机EL元件的结构，可列举：在基板上依次包括阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层及阴极的结构；另外可列举在空穴传输层与发光层之间具有电子阻挡层的结构；在发光层与电子传输层之间具有空穴阻挡层的结构。在这些多层结构中，可以省略几个有机层或者兼用几个有机层，例如也可以是兼作空穴注入层和空穴传输层的结构，兼作电子注入层和电子传输层的结构等。另外，可以是将具有同一功能的有机层层叠2层以上的结构，也可以是将空穴传输层层叠2层的结构，将发光层层叠2层的结构，将电子传输层层叠2层的结构等。
作为本发明的有机EL元件的阳极，使用ITO(氧化铟锡)、金之类功函数大的电极材料。作为本发明的有机EL元件的空穴注入层，除了由所述通式(1)、(1a)表示的芳基胺化合物之外，也可以使用：星爆型的三联苯基胺衍生物、各种三联苯基胺4聚体等材料；以酞菁铜为代表的卟啉化合物；六氮杂氮杂苯并菲之类受体性的杂环化合物和涂布型的高分子材料等。这些材料除了蒸镀法以外，也可以利用旋涂法或喷墨法等公知方法进行薄膜形成。
作为本发明的有机EL元件的空穴传输层，使用由所述通式(1)、(1a)表示的芳基胺化合物。这些化合物可以单独成膜，但是也可以作为与其他材料一起混合成膜的单层使用，也可以是单独成膜的层彼此的叠层结构、混合成膜的层彼此的叠层结构或单独成膜的层与混合成膜的层的叠层结构。这些材料除了蒸镀法以外，也可以利用旋涂法或喷墨法等公知方法进行薄膜形成。
另外，在空穴注入层或空穴传输层中，可以使用在该层通常使用的材料中进一步P型掺杂有三(溴苯基)胺六氯化锑、放射烯衍生物(例如，参照专利文献6)等的物质、在局部结构具有TPD等联苯胺衍生物结构的高分子化合物等。
作为本发明的有机EL元件的空穴传输层，除了由所述通式(1)、(1a)表示的芳基胺化合物之外，也可以使用在N，N'-二苯基-N，N'-二(间-甲苯基)联苯胺(TPD)、N，N'-二苯基-N，N'-二(α-萘基)联苯胺(NPD)、N，N，N'，N'-四联苯基联苯胺等联苯胺衍生物、1，1-双[4-(二-4-甲苯基胺基)苯基]环己烷(TAPC)等分子中具有将2个三联苯基胺结构单键合或用不含杂原子的2价基连接的结构的芳基胺化合物、在分子中将4个三联苯基胺结构单键合或用不含杂原子的2价基连接的结构的芳基胺化合物、各种三联苯基胺3聚体等。这些化合物可以单独成膜，但是也可以作为与其他的材料一起混合成膜的单层使用，可以是单独成膜的层彼此的叠层结构、混合成膜的层彼此的叠层结构或单独成膜的层与混合成膜的层的叠层结构。另外，作为空穴的注入传输层使用聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT)、聚(苯乙烯磺酸盐)(PSS)等的涂布型的高分子材料。这些材料除了蒸镀法以外，也可以利用旋涂法、喷墨法等公知方法进行薄膜形成。
作为本发明的有机EL元件的电子阻挡层，除了由所述通式(4)表示的芳基胺化合物以外，也可以使用如下具有电子阻挡作用的化合物：在分子中具有将4个三联苯基胺结构单键合或用不含杂原子的2价基连接的结构的芳基胺化合物；在分子中具有2个三联苯基胺结构单键合或用不含杂原子的2价基连接的结构的芳基胺化合物；4，4'，4”-三(N-咔唑基(三联苯基胺(TCTA)、9，9-双[4-(咔唑-9-基)苯基]芴、1，3-双(咔唑-9-基)苯(mCP)、2，2-双(4-咔唑-9-基苯基)金刚烷(Ad-Cz)等咔唑衍生物；以9-[4-(咔唑-9-基)苯基]-9-[4-(三联苯基甲硅烷基)苯基]-9H-芴为代表的具有三联苯基甲硅烷基和三芳基胺结构的化合物等等。这些可以单独成膜，但是也可以作为与其他材料一起混合成膜的单层使用，也可以是单独成膜的层彼此的叠层结构、混合成膜的层彼此的叠层结构或单独成膜的层与混合成膜的层的叠层结构。这些材料除了蒸镀法以外，也可以利用旋涂法、喷墨法等公知方法进行薄膜形成。
作为本发明的有机EL元件的发光层，除了以Alq3为首的喹啉醇衍生物的金属络合物以外，也可以使用各种金属络合物、蒽衍生物、双苯乙烯基苯衍生物、芘衍生物、恶唑衍生物、聚对亚苯基亚乙烯基衍生物等。另外，可以由主体材料和掺杂材料构成发光层，作为主体材料优选使用蒽衍生物，除此之外，除所述发光材料之外，也可以使用具有吲哚环作为稠合环的局部结构的杂环化合物、具有咔唑环作为稠合环的局部结构的杂环化合物、咔唑衍生物、噻唑衍生物、苯并咪唑衍生物、聚二烷基芴衍生物等。另外，作为掺杂材料，优选使用芘衍生物、具有芴环作为稠合环的局部结构的胺衍生物，但是除此之外，可以使用喹吖啶酮、香豆素、红荧烯、苝及它们的衍生物、苯并吡喃衍生物、茚并菲衍生物、罗丹明衍生物、胺基苯乙烯基衍生物等。这些可以单独成膜，也可以作为与其他材料一起混合成膜的单层使用，也可以是单独成膜的层彼此的叠层结构、混合成膜的层彼此的叠层结构或单独成膜的层与混合成膜的层的叠层结构。
另外，作为发光材料，也可以使用磷光发光体。作为磷光发光体，可以使用铱、铂等金属络合物的磷光发光体。使用Ir(ppy)3等绿色磷光发光体、FIrpic(吡啶甲酰合铱)、FIr6等蓝色磷光发光体、Btp2Ir(acac)等红色磷光发光体等，作为此时的主体材料，作为空穴注入传输性的主体材料可以使用4，4'-二(N-咔唑基)联苯(CBP)、TCTA、mCP等咔唑衍生物等。作为电子传输性的主体材料，可以使用对-双(三联苯基甲硅烷基)苯(UGH2)、2，2'，2”-(1，3，5-亚苯基)-三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(TPBI)等，能够制备高性能的有机EL元件。
就磷光性的发光材料向主体材料的掺杂而言，为了避免浓度淬灭，优选通过共蒸镀，对发光层整体在1～30重量百分比的范围内进行掺杂。
另外，作为发光材料，也可以使用PIC-TRZ、CC2TA、PXZ-TRZ、4CzIPN等CDCB衍生物等的放射延迟荧光的材料(例如，参照非专利文献3)。
这些材料除了蒸镀法以外，也可以利用旋涂法、喷墨法等公知方法进行薄膜形成。
作为本发明的有机EL元件的空穴阻挡层，除了浴铜灵(BCP)等菲咯啉衍生物、双(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-苯基苯酚铝(III)(BAlq)等喹啉醇衍生物的金属络合物以外，也可以使用各种稀土类络合物、三唑衍生物、三嗪衍生物、恶二唑衍生物等具有空穴阻挡作用的化合物。这些材料可以兼作电子传输层材料。这些可以单独成膜，但是可以作为与其他材料一起混合成膜的单层使用，也可以是单独成膜的层彼此的叠层结构、混合成膜的层彼此的叠层结构或单独成膜的层与混合成膜的层的叠层结构。这些材料除了蒸镀法以外，也可以利用旋涂法、喷墨法等公知方法进行薄膜形成。
作为本发明的有机EL元件的电子传输层，使用由所述通式(2)、(3)表示的具有苯并唑环结构的化合物。这些可以单独成膜，但是可以作为与其他材料一起混合成膜的单层使用，也可以是单独成膜的层彼此单元叠层结构、混合成膜的层彼此的叠层结构或单独成膜的层与混合成膜的层的叠层结构。这些材料除了蒸镀法以外，也可以利用旋涂法、喷墨法等公知方法进行薄膜形成。
作为本发明的有机EL元件的电子传输层，除了由所述通式(2)、(3)表示的具有苯并唑环结构的化合物以外，也可以使用以Alq3、BAlq为首的喹啉醇衍生物的金属络合物、各种金属络合物、三唑衍生物、三嗪衍生物、恶二唑衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、苯并咪唑衍生物、噻二唑衍生物、蒽衍生物、碳二亚胺衍生物、喹喔啉衍生物、吡啶并吲哚衍生物、菲咯啉衍生物、噻咯衍生物等。这些可以单独成膜，也可以作为与其他材料一起混合成膜的单层使用，也可以是单独成膜的层彼此的叠层结构、混合成膜的层彼此的叠层结构或单独成膜的层与混合成膜的层的叠层结构。这些材料除了蒸镀法以外，也可以利用旋涂法、喷墨法等公知方法进行薄膜形成。
作为本发明的有机EL元件的电子注入层，可以使用氟化锂、氟化铯等碱金属盐、氟化镁等碱土类金属盐、氧化铝等金属氧化物，或者镱(Yb)、钐(Sm)、钙(Ca)、锶(Sr)、铯(Cs)等金属等，但是在对电子传输层和阴极的优选选择中，可以将其省略。
作为本发明的有机EL元件的阴极，使用铝之类功函数低的电极材料、镁银合金、镁铟合金、铝镁合金之类功函数更低的合金作为电极材料。
以下，利用实施例，具体地说明本发明的实施方式，但是本发明不限于以下的实施例。
实施例1
＜4-{(9，9-二甲基芴-2-基)-(联苯-4-基)胺基}-4'-(联苯-4-基-苯胺基)-2-苯基-联苯(化合物1-7)的合成＞
在氮气置换的反应容器中，加入10.0g的(9，9-二甲基芴-2-基)-(联苯-4-基)-(6-溴联苯-3-基)胺、7.9g的4-{(联苯-4-基)-苯胺基}苯基硼酸、0.60g的四(三联苯基膦)钯(0)、5.0g的碳酸钾、80ml的甲苯、40ml的乙醇、30ml的水并加热，在100℃下搅拌一晩。在通过冷却并分液操作而取得有机层之后，通过浓缩、柱色谱纯化(载体：硅胶，洗脱液：二氯甲烷/庚烷)进行精制，由此得到8.30g的4-{(9，9-二甲基芴-2-基)-(联苯-4-基)胺基}-4'-(联苯-4-基-苯胺基)-2-苯基-联苯(化合物1-7)的白色粉体(收率49％)。
使用NMR鉴别得到的白色粉体的结构。
在1H-NMR(CDCl3)下检测出以下的48个氢信号。
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)。
[化6]
Figure BDA0002409065430000161
Figure BDA0002409065430000171
实施例2
＜4-{(9，9-二甲基芴-2-基)-(联苯-4-基)胺基}-4'-(二苯胺基)-2-苯基-联苯(化合物1-11)的合成＞
在实施例1中，使用4-(二苯胺基)苯基硼酸来代替4-{(联苯-4-基)-苯胺基}苯基硼酸，在同样的条件下进行反应，由此得到11.5g的4-{(9，9-二甲基芴-2-基)-(联苯-4-基)胺基}-4'-(二苯胺基)-2-苯基-联苯(化合物1-11)的白色粉体(收率75％)。
使用NMR对得到的白色粉体的结构进行鉴别。
在1H-NMR(CDCl3)下检测出以下的44个氢信号。
δ(ppm)＝7.71-7.64(4H)、7.58-7.56(2H)、7.49-6.94(32)、1.51(6H)。
[化7]
Figure BDA0002409065430000172
实施例3
＜4-{(9，9-二甲基芴-2-基)-苯胺基}-4'-(联苯-4-基-苯胺基)-2-苯基-联苯(化合物1-14)的合成＞
在实施例1中，使用(9，9-二甲基芴-2-基)-苯基-(6-溴联苯-3-基)胺来代替(9，9-二甲基芴-2-基)-(联苯-4-基)-(6-溴联苯-3-基)胺，在同样的条件下进行反应，由此得到10.2g的4-{(9，9-二甲基芴-2-基)-苯胺基}-4'-(联苯-4-基-苯胺基)-2-苯基-联苯(化合物1-14)的白色粉体(收率69％)。
使用NMR对得到的白色粉体的结构进行鉴别。
在1H-NMR(CDCl3)下检测出以下的44个氢信号。
δ(ppm)＝7.69-7.59(4H)、7.48-7.42(4H)、7.37-6.98(30)、1.49(6H)。
[化8]
Figure BDA0002409065430000181
实施例4
关于由通式(1)表示的芳基胺化合物，利用高灵敏度差示扫描热量计(日本明伸工机株式会社制造，DSC3100S)，求出融点和玻璃化转变温度。
Figure BDA0002409065430000182
表示由通式(1)表示的芳基胺化合物具有100℃以上的玻璃化转变温度，表示薄膜状态稳定。
实施例5
使用由通式(1)表示的芳基胺化合物，在ITO基板上制备膜厚为100nm的蒸镀膜，利用电离电位测定装置(日本住友重机械工业株式会社制造，PYS-202型)测定功函数。
Figure BDA0002409065430000183
可知，由通式(1)表示的芳基胺化合物与NPD、TPD等一般空穴传输材料所具有的功函数5.4eV相比较，表现为适宜的能级，具有良好的空穴传输能力。
实施例6
＜4，6-双(萘基-1-基-苯基)-2-{4-(吡啶基-3-基)-苯基}-苯并恶唑(化合物2-1)的合成＞
在反应容器中加入4.5g的2-(4-氯-苯基)-4，6-双(萘基-1-基-苯基)-苯并恶唑、1.0g的3-吡啶基硼酸、0.32g的双(二亚苄基丙酮)钯(0)、0.4g的三环己基膦、4.7g的磷酸三钾，回流搅拌一晩。在冷却之后，分液并用乙酸乙酯从水层进行萃取之后，浓缩并通过柱色谱纯化(载体：硅胶，洗脱液：二氯甲烷/乙酸乙酯)对得到的粗产物进行精制之后，利用二氯甲烷/甲醇进行晶析，由此得到1.8g的4，6-双(萘基-1-基-苯基)-2-{4-(吡啶基-3-基)-苯基}-苯并恶唑(化合物2-1)的白色粉体(收率38％)。
[化9]
Figure BDA0002409065430000191
使用NMR对得到的白色粉体的结构进行鉴别。
在1H-NMR(CDCl3)下检测出以下的32个氢信号。
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)。
实施例7
＜2-(联苯-4-基)-6-(菲基-9-基)-4-{4-(吡啶基-3-基)-苯基}-苯并恶唑(化合物2-118)的合成＞
在实施例6中，使用2-(4-氯-苯基)-6-(菲基-9-基)-4-{4-(吡啶基-3-基)-苯基}-苯并恶唑来代替2-(4-氯苯基)-4，6-双(萘基-1-基苯基)-苯并恶唑，使用苯基硼酸来代替3-吡啶基硼酸，使用三(二亚苄基丙酮)钯(0)来代替双(二亚苄基丙酮)钯(0)，在同样的条件下进行反应，由此得到4.3g的2-(联苯-4-基)-6-(菲基-9-基)-4-{4-(吡啶基-3-基)-苯基}-苯并恶唑(化合物1-118)的白色粉体(收率67％)。
[化10]
Figure BDA0002409065430000201
使用NMR对得到的白色粉体的结构进行鉴别。
在1H-NMR(CDCl3)检测出以下的28个氢信号。
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)。
实施例8
关于由通式(2)表示的苯并唑化合物，利用高灵敏度差示扫描热量计(日本明伸工机株式会社制造，DSC3100SA)测定融点和玻璃化转变温度。
融点 玻璃化转变温度
实施例6的化合物 未观测 128℃
实施例7的化合物 未观测 132℃
由通式(2)表示的苯并唑化合物具有100℃以上的玻璃化转变温度，表示薄膜状态稳定。
实施例9
使用由通式(2)表示的苯并唑化合物，在ITO基板上制备膜厚为100nm的蒸镀膜，用电离电位测定装置(日本住友重机械工业株式会社制造，PYS-202)测定功函数。
功函数
实施例6的化合物 6.34eV
实施例7的化合物 6.43eV
由通式(2)表示的具有苯并唑环结构的化合物具有比NPD、TPD等一般空穴传输材料所具有的功函数5.4eV大的值，具有大的空穴阻挡能力。
实施例10
关于有机EL元件，如图36所示，在玻璃基板1上预先形成有ITO电极作为透明阳极2，在此之上依次蒸镀空穴注入层3、空穴传输层4、电子阻挡层5、发光层6、电子传输层7、电子注入层8、阴极(铝电极)9来制备。
具体地，在异丙醇中对成膜有膜厚50nm的ITO的玻璃基板1进行超声波清洗20分钟后，在加热到200℃的热板上干燥10分钟。之后，在进行15分钟的UV(紫外线)臭氧处理后，将该带有ITO的玻璃基板安装于真空蒸镀机内，减压到0.001Pa以下。接着，空穴注入层3是以覆盖透明阳极2的方式，对下述结构式的电子受体(Acceptor-1)和实施例1的化合物(1-7)以蒸镀速度比(Acceptor-1)：化合物(1-7)＝3：97的蒸镀速度进行二元蒸镀，由此形成膜厚为10nm。在该空穴注入层3上，作为空穴传输层4将实施例1的化合物(1-7)形成膜厚成为50nm的方式。在该空穴传输层4上，将下述结构式的化合物(4-158)形成膜厚成为5nm的方式来作为电子阻挡层5。在该电子阻挡层5上，对下述结构式的化合物(EMD-1)和下述结构式的化合物(EMH-1)以蒸镀速度比为(EMD-1)：(EMH-1)＝5：95的蒸镀速度进行二元蒸镀，由此以膜厚成为20nm的方式形成发光层6。在该发光层6上，对实施例6的化合物(2-1)和下述结构式的化合物(ETM-1)以蒸镀速度比为化合物(2-1)：(ETM-1)＝50：50的蒸镀速度进行二元蒸镀，由此以膜厚成为30nm的方式形成电子传输层7。在该电子传输层7上，以膜厚成为1nm的方式形成氟化锂作为电子注入层8。最后，蒸镀100nm的铝来形成阴极9。所制备的有机EL元件在大气中且常温下进行特性测定。在表1中汇总示出在对所制备的有机EL元件施加直流电压时的发光特性的测定结果。
[化11]
Figure BDA0002409065430000211
[化12]
Figure BDA0002409065430000221
[化13]
Figure BDA0002409065430000222
[化14]
Figure BDA0002409065430000223
[化15]
Figure BDA0002409065430000231
[化16]
Figure BDA0002409065430000232
[化17]
Figure BDA0002409065430000233
实施例11
除了在实施例10中作为空穴注入层3及空穴传输层4的材料使用实施例2的化合物(1-11)来代替实施例1的化合物(1-7)以外，在同样的条件下制备有机EL元件。关于所制备的有机EL元件，在大气中且常温下进行特性测定。在表1中汇总示出对所制备的有机EL元件施加直流电压时的发光特性的测定结果。
[化18]
Figure BDA0002409065430000241
实施例12
除了在实施例10中作为空穴注入层3及空穴传输层4的材料使用实施例3的化合物(1-14)来代替实施例1的化合物(1-7)以外，在同样的条件下制备有机EL元件。针对所制备的有机EL元件，在大气中且常温下进行特性测定。在表1中汇总示出对多制备的有机EL元件施加直流电压时的发光特性的测定结果。
[化19]
Figure BDA0002409065430000242
实施例13
除了在实施例10中作为电子传输层7的材料使用实施例7的化合物(2-118)来代替实施例6的化合物(2-1)以外，在同样的条件下制备有机EL元件。针对所制备的有机EL元件，在大气中且常温下进行特性测定。在表1中汇总示出对所制备的有机EL元件施加直流电压时的发光特性的测定结果。
[化20]
Figure BDA0002409065430000251
实施例14
除了在实施例10中作为空穴注入层3及空穴传输层4的材料使用实施例2的化合物(1-11)来代替实施例1的化合物(1-7)，并且作为电子传输层7的材料使用实施例7的化合物(2-118)来代替实施例6的化合物(2-1)以外，在同样的条件下制备有机EL元件。针对所制备的有机EL元件，在大气中且常温下进行特性测定。在表1中汇总示出对所制备的有机EL元件施加直流电压时的发光特性的测定结果。
实施例15
除了在实施例10中作为空穴注入层3及空穴传输层4的材料使用实施例3的化合物(1-14)来代替实施例1的化合物(1-7)，并且作为电子传输层7的材料使用实施例7的化合物(2-118)来代替实施例6的化合物(2-1)以外，在同样的条件下制备有机EL元件。针对所制备的有机EL元件，在大气中且常温下进行特性测定。在表1中汇总示出对所制备的有机EL元件施加直流电压时的发光特性的测定结果。
[比较例1]
为了比较，除了在实施例10中作为空穴注入层3及空穴传输层4的材料使用下述结构式的化合物(HTM-1)来代替实施例1的化合物(1-7)以外，在同样的条件下制备有机EL元件。针对所制备的有机EL元件，在大气中且常温下进行特性测定。在表1中汇总示出对所制备的有机EL元件施加直流电压时的发光特性的测定结果。
[化21]
Figure BDA0002409065430000261
[比较例2]
为了比较，除了在实施例10中作为空穴注入层3及空穴传输层4的材料使用上述结构式的化合物(HTM-1)来代替实施例1的化合物(1-7)，并且作为电子传输层7的材料使用实施例7的化合物(2-118)来代替实施例6的化合物(2-1)以外，在同样的条件下制备有机EL元件。针对所制备的有机EL元件，在大气中且常温下进行了特性测定。在表1中汇总示出对所制备的有机EL元件施加直流电压时的发光特性的测定结果。
[比较例3]
为了比较，除了在实施例10中作为空穴注入层3及空穴传输层4的材料使用下述结构式的化合物(HTM-2)来代替实施例1的化合物(1-7)以外，在同样的条件下制备有机EL元件。针对所制备的有机EL元件，在大气中且常温下进行特性测定。在表1中汇总示出对所制备的有机EL元件施加直流电压时的发光特性的测定结果。
[化22]
Figure BDA0002409065430000262
[比较例4]
为了比较，除了在实施例10中作为空穴注入层3及空穴传输层4的材料使用上述结构式的化合物(HTM-2)来代替实施例1的化合物(1-7)，并且作为电子传输层7的材料使用实施例7的化合物(2-118)来代替实施例6的化合物(2-1)以外，在同样的条件下制备有机EL元件。针对所制备的有机EL元件，在大气中且常温下进行特性测定。在表1中汇总示出对所制备的有机EL元件施加直流电压时的发光特性的测定结果。
[比较例5]
为了比较，除了在实施例10中作为电子传输层7的材料使用下述结构式的化合物(ETM-2)来代替实施例6的化合物(2-1)以外，在同样的条件下制备有机EL元件。针对所制备的有机EL元件，在大气中且常温下进行特性测定。在表1中汇总示出对所制备的有机EL元件施加直流电压时的发光特性的测定结果。
[化23]
Figure BDA0002409065430000271
[比较例6]
为了比较，除了在实施例10中作为空穴传输层4的材料使用实施例2的化合物(1-11)来代替实施例1的化合物(1-7)，并且作为电子传输层7的材料使用上述结构式的化合物(ETM-2)来代替实施例6的化合物(2-1)以外，在同样的条件下制备有机EL元件。针对所制备的有机EL元件，在大气中且常温下进行特性测定。在表1中汇总示出对所制备的有机EL元件施加直流电压时的发光特性的测定结果。
[比较例7]
为了比较，除了在实施例10中作为空穴传输层4的材料使用实施例3的化合物(1-14)来代替实施例1的化合物(1-7)，并且作为电子传输层7的材料使用上述结构式的化合物(ETM-2)来代替实施例6的化合物(2-1)以外，在同样的条件下制备有机EL元件。针对所制备的有机EL元件，在大气中且常温下进行特性测定。在表1中汇总示出对所制备的有机EL元件施加直流电压时的发光特性的测定结果。
在表1中汇总示出使用在实施例10～15及比较例1～7中制备的有机EL元件测定元件寿命的结果。关于元件寿命，在将开始发光时的发光亮度(初始亮度)设为2000cd/m2进行恒电流驱动时，测定发光亮度衰减到1900cd/m2(相当于将初始亮度设为100％时的95％：95％衰减)的时间。
[表1]
Figure BDA0002409065430000291
如表1所示，可知关于使电流密度10mA/cm2的电流流动时的发光效率，相对于比较例1～7的有机EL元件的6.59～8.94cd/A，在实施例10～15的有机EL元件中都高效率为9.41～10.42cd/A。另外，在功率效率方面，相对于比较例1～7的有机EL元件的5.16～7.72lm/W，在实施例10～15的有机EL元件中高效率为8.27～9.25lm/W。另一方面，在元件寿命(95％衰减)方面，相对于比较例1～7的有机EL元件的122～176小时，在实施例10～15的有机EL元件中长寿命化为211～301小时。
本发明的有机EL元件将特定的芳基胺化合物与具有特定的苯并唑环结构的化合物组合，从而改善有机EL元件内部的载体平衡，进而组合为与发光材料的特性匹配的载体平衡，所以可知与以往的有机EL元件相比较，能够实现高发光效率、长寿命的有机EL元件。
产业上实用性
本发明的将特定的芳基胺化合物与具有特定的苯并唑环结构的化合物组合的有机EL元件能够提高发光效率并且改善有机EL元件的耐久性，例如能够扩展到家用电器和照明的用途。
附图标记说明
1玻璃基板；2透明阳极；3空穴注入层；4空穴传输层；5电子阻挡层；6发光层；7电子传输层；8电子注入层；9阴极。

Claims (5)

1.一种有机电致发光元件，依次具有至少阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层及阴极，其特征在于，所述空穴传输层含有由下述通式(1)表示的芳基胺化合物，所述电子传输层含有由下述通式(2)表示的具有苯并唑环结构的化合物，
[化1]
Figure FDA0002409065420000011
式中，Ar1～Ar5彼此相同或不同，表示取代或无取代的芳香族烃基、取代或无取代的芳香族杂环基、或取代或无取代的稠合多环芳基，Ar6～Ar8彼此相同或不同，表示氢原子、取代或无取代的芳香族烃基、取代或无取代的芳香族杂环基、或取代或无取代的稠合多环芳基，n1表示0、1或2，Ar3和Ar4能够通过单键合形成环，也能够借助取代或无取代的亚甲基、氧原子或硫原子相互键合而形成环，Ar3或Ar4能够通过单键合与键合有Ar3Ar4-N基的苯环形成环，也能够借助取代或无取代的亚甲基、氧原子或硫原子相互键合而形成环，
[化2]
Figure FDA0002409065420000012
式中，Ar9、Ar10彼此相同或不同，表示氢原子、重氢原子、取代或无取代的芳香族烃基、取代或无取代的芳香族杂环基、取代或无取代的稠合多环芳基、或取代或无取代的烷基，Y1表示取代或无取代的芳香族烃基、取代或无取代的芳香族杂环基、取代或无取代的稠合多环芳基、或取代或无取代的烷基，X表示氧原子或硫原子，Z1、Z2相同或不同，表示碳原子或氮原子。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于，
所述芳基胺化合物由下述通式(1a)表示，
[化3]
Figure FDA0002409065420000021
式中，Ar1～Ar5彼此相同或不同，表示取代或无取代的芳香族烃基、取代或无取代的芳香族杂环基或取代或无取代的稠合多环芳基，Ar6～Ar8彼此相同或不同，表示氢原子、取代或无取代的芳香族烃基、取代或无取代的芳香族杂环基、或取代或无取代的稠合多环芳基，n1表示0、1或2，Ar3和Ar4能够通过单键合形成环，也能够借助取代或无取代的亚甲基、氧原子或硫原子相互键合而形成环，Ar3或Ar4能够通过单键合与键合有Ar3Ar4-N基的苯环形成环，也能够借助取代或无取代的亚甲基、氧原子或硫原子相互键合而形成环。
3.根据权利要求1或2所述的有机电致发光元件，其特征在于，
具有所述苯并唑环结构的化合物由下述通式(3)表示，
[化4]
Figure FDA0002409065420000022
式中，Ar11、Ar12彼此相同或不同，表示氢原子、重氢原子、取代或无取代的芳香族烃基、取代或无取代的芳香族杂环基、取代或无取代的稠合多环芳基、或取代或无取代的烷基，Y2表示取代或无取代的芳香族烃基、取代或无取代的芳香族杂环基、取代或无取代的稠合多环芳基、或取代或无取代的烷基，X表示氧原子或硫原子。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，
在所述空穴传输层与所述发光层之间具有电子阻挡层。
5.根据权利要求4所述的有机电致发光元件，其特征在于，
所述电子阻挡层含有由下述通式(4)表示的芳基胺化合物，
[化5]
Figure FDA0002409065420000031
式中，Ar13～Ar16彼此相同或不同，表示取代或无取代的芳香族烃基、取代或无取代的芳香族杂环基、或取代或无取代的稠合多环芳基。
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