专利名称：芳香族胺衍生物及使用它们的有机电致发光元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及芳香族胺衍生物及使用它们的有机电致发光(EL)元件，特别涉及分子难以结晶化、制造有机EL元件时的成品率提高、且寿命长的有机EL元件、以及实现该有机EL元件的芳香族胺衍生物。
背景技术：
有机EL元件是利用以下原理的自发光元件，所述原理为通过施加电场，利用由阳极注入的空穴和由阴极注入的电子的复合能，荧光物质进行发光。自从由イ—ストマン·コダツク公司的C.W.Tang等研究的根据层压型元件的低电压驱动有机EL元件的报道(C.W.Tang，S.A.Vanslyke，アプライドフイジツクスレタ—ズ(Applied Physics Letters)，51卷，913页，1987年等)发表以来，关于以有机材料作为构成材料的有机EL元件的研究积极开展起来。Tang等在发光层中使用三(8-羟基喹啉)铝，在空穴传输层使用三苯基二胺衍生物。作为层压结构的优点，可以列举提高向发光层的空穴注入效率；阻挡由阴极注入的电子，提高通过复合生成的激子的生成效率；以及将发光层内生成的激子封闭等。如该例所示作为有机EL元件的元件结构，熟知有空穴传输(注入)层、电子传输性发光层的2层型、或者空穴传输(注入)层、发光层、电子传输(注入)层的3层型等。在这样的层压型结构元件中，为了提高注入的空穴与电子的复合效率，在元件结构或形成方法上正在进行研究。
通常在高温环境下使有机EL元件驱动或保存时，产生发光颜色变化、发光效率降低、驱动电压上升、发光寿命缩短等不良影响。为了对其进行防止，需要提高空穴传输材料的玻璃化转变温度(Tg)。因此，在空穴传输材料的分子内需要具有多个芳香族基团(例如，专利文献1的芳香族二胺衍生物、专利文献2的芳香族稠环二胺衍生物)，通常优选使用具有8～12个苯环的结构。
但是，如果分子内具有多个芳香族基团，则使用这些空穴传输材料形成薄膜来制作有机EL元件时，产生如下问题容易引起结晶化，堵塞用于蒸镀的坩埚的出口，产生由结晶化引起的薄膜缺陷，导致有机EL元件的成品率降低等。另外，分子内具有多个芳香族基团的化合物，虽然通常玻璃化转变温度(Tg)高，但考虑到升华温度高，引起蒸镀时的分解或蒸镀形成不均匀等现象，因此存在寿命短的问题。
另一方面，已有公知文献公开了非对称的芳香族胺衍生物。例如，专利文献3中，虽然记载了具有非对称结构的芳香族胺衍生物，但没有具体的实施例，对于非对称化合物的特征尚无记载。另外，专利文献4中，作为实施例记载了具有菲的非对称芳香族胺衍生物，但与对称的化合物排为同列，同时对于非对称化合物的特征尚无记载。另外，尽管非对称化合物需要特殊的合成法，但在这些专利中关于非对称化合物的制造方法还没有明确记载。另外，在专利文献5中，虽然对具有非对称结构的芳香族胺衍生物的制造方法进行了记载，但对于非对称化合物的特征尚无记载。在专利文献6中记载了玻璃化转变温度高的热稳定的非对称化合物，但仅仅例示了具有咔唑的化合物。
另外，已有公知文献公开了具有对三联苯-4，4”-二基衍生物的芳香族胺衍生物(专利文献7～13)。但是，专利文献7记载的化合物产生由结晶化引起的薄膜的缺陷，因此不优选。专利文献8和9仅在具体例中有记载，对于具有对三联苯-4，4”-二基衍生物的特征尚无记载。专利文献10在权利要求中包含对三联苯-4，4”-二基衍生物，但在具体例和实施例中没有对三联苯-4，4”-二基衍生物的记载。另外，在以含有杂环作为特征的方面与本发明不同。专利文献11中记载了具有叔丁基的对三联苯-4，4”-二基衍生物，但该化合物作为空穴传输材料使用时，寿命短，因此不优选。专利文献12在权利要求中包含对三联苯-4，4”-二基衍生物，但在具体例和实施例中没有对三联苯-4，4”-二基衍生物的记载。专利文献13中记载了对三联苯-4，4”-二基衍生物，但对于在末端具有对三联苯基的化合物没有记载。专利文献14中记载了对三联苯-4，4”-二基衍生物，同时记载了在末端含有稠环的化合物，但对其效果尚无记载。
如上所述，虽然已有关于长寿命的有机EL元件的报道，但还不能说很充分。因此，强烈期待开发具有更加优异性能的有机EL元件。
专利文献1美国专利第4,720,432号说明书
专利文献2美国专利第5,061,569号说明书
专利文献3日本特开平8-48656号公报
专利文献4日本特开平11-135261号公报
专利文献5日本特开2003-171366号公报
专利文献6美国专利第6,242,115号说明书
专利文献7日本专利第3398548号说明书
专利文献8日本特开平11-149986号公报
专利文献9日本特开平11-312587号公报
专利文献10日本特表2004-536134号公报
专利文献11日本特开11-167991号公报
专利文献12日本特开2002-53533号公报
专利文献13日本特愿2003-007762号公报
专利文献14日本特愿2004-206969号公报
发明内容
本发明是为了解决上述课题而进行的，其目的在于提供分子难以进行结晶化、制造有机EL元件时的成品率提高、寿命长并且效率高的有机EL元件以及实现该有机EL元件的芳香族胺衍生物。
本发明人为了实现上述目的，重复进行深入的研究，结果发现，将由下述通式(1)表示的具有特定取代基的新型芳香族胺衍生物作为有机EL元件用材料使用、特别是作为空穴传输材料使用时，可以解决上述课题，从而完成了本发明。
另外，在二胺化合物中，作为对三联苯-4，4”-二基衍生物的新型芳香族胺衍生物，由于具有空间障碍性，故分子间的相互作用小，因此，抑制结晶化，使制造有机EL元件的成品率提高，寿命长，并且效率高，特别是通过与蓝色发光元件组合，得到显著的高效率效果。
即，本发明提供由下述通式(1)表示的芳香族胺衍生物。
[式中，Ar1～Ar4分别独立地为取代或未取代的环原子数为5～50的芳基，其中至少一个为取代或未取代的环原子数为5～50的芳香族稠环基， R1～R3分别独立地为氢原子、取代或未取代的环原子数为5～50的芳基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为6～50的芳烷基、取代或未取代的环原子数为5～50的芳氧基、取代或未取代的环原子数为5～50的芳硫基、取代或未取代的碳原子数为2～50的烷氧基羰基、由取代或未取代的环原子数为5～50的芳基取代的氨基、卤原子、氰基、硝基、羟基或羧基， a、b和c分别独立地为0～4的整数，a、b和c中的任一个为2以上时，对应的多个R1～R3可以互相结合形成饱和或不饱和的可取代的5元环或6元环的环状结构。]。
另外，本发明提供一种有机EL元件，其在阴极和阳极之间夹持着至少含有发光层的由一层或多层构成的有机薄膜层，其特征在于，该有机薄膜层的至少1层作为单独的成分或混合物的成分含有所述芳香族胺衍生物。
本发明的芳香族胺衍生物及使用其的有机EL元件，分子难以进行结晶化，制造有机EL元件时的成品率提高，寿命延长，并且效率高。
具体实施例方式 本发明的芳香族胺衍生物由下述通式(1)表示。
通式(1)中，Ar1～Ar4分别独立地为取代或未取代的环原子数为5～50的芳基，其中至少一个为取代或未取代的环原子数为5～50的芳香族稠环基。R1～R3分别独立地为氢原子、取代或未取代的环原子数为5～50的芳基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为6～50的芳烷基、取代或未取代的环原子数为5～50的芳氧基、取代或未取代的环原子数为5～50的芳硫基、取代或未取代的碳原子数为2～50的烷氧羰基、由取代或未取代的环原子数为5～50的芳基取代的氨基、卤原子、氰基、硝基、羟基或羧基。
作为通式(1)中Ar1～Ar4及R1～R3的取代或未取代的环原子数为5～50的芳基，例如可以列举苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、1-并四苯基、2-并四苯基、9-并四苯基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、2-联苯基、3-联苯基、4-联苯基、对三联苯-4-基、对三联苯-3-基、对三联苯-2-基、间三联苯-4-基、间三联苯-3-基、间三联苯-2-基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、对叔丁基苯基、对(2-苯基丙基)苯基、3-甲基-2-萘基、4-甲基-1-萘基、4-甲基-1-蒽基、4’-甲基联苯基、4”-叔丁基对三联苯-4-基、荧蒽基、芴基、1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、吡嗪基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、1-吲哚基、2-吲哚基、3-吲哚基、4-吲哚基、5-吲哚基、6-吲哚基、7-吲哚基、1—异吲哚基、2—异吲哚基、3—异吲哚基、4—异吲哚基、5—异吲哚基、6—异吲哚基、7—异吲哚基、2—呋喃基、3—呋喃基、2—苯并呋喃基、3—苯并呋喃基、4—苯并呋喃基、5—苯并呋喃基、6—苯并呋喃基、7—苯并呋喃基、1—异苯并呋喃基、3—异苯并呋喃基、4—异苯并呋喃基、5—异苯并呋喃基、6—异苯并呋喃基、7—异苯并呋喃基、喹啉基、3—喹啉基、4—喹啉基、5—喹啉基、6—喹啉基、7—喹啉基、8—喹啉基、1—异喹啉基、3—异喹啉基、4—异喹啉基、5—异喹啉基、6—异喹啉基、7—异喹啉基、8—异喹啉基、2—喹喔啉基、5—喹喔啉基、6—喹喔啉基、1—咔唑基、2—咔唑基、3—咔唑基、4—咔唑基、9—咔唑基、1—菲啶基、2—菲啶基、3—菲啶基、4—菲啶基、6—菲啶基、7—菲啶基、8—菲啶基、9—菲啶基、10—菲啶基、1—吖啶基、2—吖啶基、3—吖啶基、4—吖啶基、9—吖啶基、1，7—菲绕啉—2—基、1，7—菲绕啉—3—基、1，7—菲绕啉—4—基、1，7—菲绕啉—5—基、1，7—菲绕啉—6—基、1，7—菲绕啉—8—基、1，7—菲绕啉—9—基、1，7—菲绕啉—10—基、1，8—菲绕啉—2—基、1，8—菲绕啉—3—基、1，8—菲绕啉—4—基、1，8—菲绕啉—5—基、1，8—菲绕啉—6—基、1，8—菲绕啉—7—基、1，8—菲绕啉—9—基、1，8—菲绕啉—10—基、1，9—菲绕啉—2—基、1，9—菲绕啉—3—基、1，9—菲绕啉—4—基、1，9—菲绕啉—5—基、1，9—菲绕啉—6—基、1，9—菲绕啉—7—基、1，9—菲绕啉—8—基、1，9—菲绕啉—10—基、1，10—菲绕啉—2—基、1，10—菲绕啉—3—基、1，10—菲绕啉—4—基、1，10—菲绕啉—5—基、2，9—菲绕啉—1—基、2，9—菲绕啉—3—基、2，9—菲绕啉—4—基、2，9—菲绕啉—5—基、2，9—菲绕啉—6—基、2，9—菲绕啉—7—基、2，9—菲绕啉—8—基、2，9—菲绕啉—10—基、2，8—菲绕啉—1—基、2，8—菲绕啉—3—基、2，8—菲绕啉—4—基、2，8—菲绕啉—5—基、2，8—菲绕啉—6—基、2，8—菲绕啉—7—基、2，8—菲绕啉—9—基、2，8—菲绕啉—10—基、2，7—菲绕啉—1—基、2，7—菲绕啉—3—基、2，7—菲绕啉—4—基、2，7—菲绕啉—5—基、2，7—菲绕啉—6—基、2，7—菲绕啉—8—基、2，7—菲绕啉—9—基、2，7—菲绕啉—10—基、1—吩嗪基、2—吩嗪基、1—吩噻嗪基、2—吩噻嗪基、3—吩噻嗪基、4—吩噻嗪基、10—吩噻嗪基、1—吩噁嗪基、2—吩噁嗪基、3—吩噁嗪基、4—吩噁嗪基、10—吩噁嗪基、2—噁唑基、4—噁唑基、5—噁唑基、2—噁二唑基、5—噁二唑基、3—呋咱基、2—噻吩基、3—噻吩基、2—甲基吡咯—1—基、2—甲基吡咯—3—基、2—甲基吡咯—4—基、2—甲基吡咯—5—基、3—甲基吡咯—1—基、3—甲基吡咯—2—基、3—甲基吡咯—4—基、3—甲基吡咯—5—基、2—叔丁基吡咯—4—基、3—(2—苯基丙基)吡咯—1—基、2—甲基—1—吲哚基、4—甲基—1—吲哚基、2—甲基—3—吲哚基、4—甲基—3—吲哚基、2—叔丁基—1—吲哚基、4—叔丁基—1—吲哚基、2—叔丁基—3—吲哚基、4—叔丁基—3—吲哚基等。
它们之中，优选为苯基、萘基、联苯基、蒽基、三联苯基、菲基、芘基、
基、荧蒽基、芴基。
作为通式(1)中R1～R3的取代或未取代的碳原子数为1～50的烷基，例如可以列举甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、羟甲基、1—羟乙基、2—羟乙基、2—羟基异丁基、1，2—二羟基乙基、1，3—二羟基异丙基、2，3—二羟基叔丁基、1，2，3—三羟基丙基、氯甲基、1—氯乙基、2—氯乙基、2—氯异丁基、1，2—二氯乙基、1，3—二氯异丙基、2，3—二氯叔丁基、1，2，3—三氯丙基、溴甲基、1—溴乙基、2—溴乙基、2—溴异丁基、1，2—二溴乙基、1，3—二溴异丙基、2，3—二溴叔丁基、1，2，3—三溴丙基、碘甲基、1—碘乙基、2—碘乙基、2—碘异丁基、1，2—二碘乙基、1，3—二碘异丙基、2，3—二碘叔丁基、1，2，3—三碘丙基、氨基甲基、1—氨基乙基、2—氨基乙基、2—氨基异丁基、1，2—二氨基乙基、1，3—二氨基异丙基、2，3—二氨基叔丁基、1，2，3—三氨基丙基、氰基甲基、1—氰基乙基、2—氰基乙基、2—氰基异丁基、1，2—二氰基乙基、1，3—二氰基异丙基、2，3—二氰基叔丁基、1，2，3—三氰基丙基、硝基甲基、1—硝基乙基、2—硝基乙基、2—硝基异丁基、1，2—二硝基乙基、1，3—二硝基异丙基、2，3—二硝基叔丁基、1，2，3—三硝基丙基等、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、4—甲基环己基、1—金刚烷基、2—金刚烷基、1—降冰片基、2—降冰片基等。
作为通式(1)中R1～R3的取代或未取代的碳原子数为1～50的烷氧基，是由-OY表示的基团，作为Y的例子，可以列举与上述烷基中说明的基团相同的例子。
作为通式(1)中R1～R3的取代或未取代的碳原子数为6～50的芳烷基，例如可以列举苄基、1—苯基乙基、2—苯基乙基、1—苯基异丙基、2—苯基异丙基、苯基叔丁基、α—萘基甲基、1—α—萘基乙基、2—α—萘基乙基、1—α—萘基异丙基、2—α—萘基异丙基、β—萘基甲基、1—β—萘基乙基、2—β—萘基乙基、1—β—萘基异丙基、2—β—萘基异丙基、1—吡咯基甲基、2—(1—吡咯基)乙基、对甲基苄基、间甲基苄基、邻甲基苄基、对氯苄基、间氯苄基、邻氯苄基、对溴苄基、间溴苄基、邻溴苄基、对碘苄基、间碘苄基、邻碘苄基、对羟基苄基、间羟基苄基、邻羟基苄基、对氨基苄基、间氨基苄基、邻氨基苄基、对硝基苄基、间硝基苄基、邻硝基苄基、对氰基苄基、间氰基苄基、邻氰基苄基、1—羟基—2—苯基异丙基、1—氯—2—苯基异丙基等。
通式(1)中R1～R3的取代或未取代的环原子数为5～50的芳氧基表示为-OY’，作为Y’的例子，可以列举与在上述芳基中说明的基团同样的例子。
通式(1)中R1～R3的取代或未取代的环原子数为5～50的芳硫基表示为-SY’，作为Y’的例子，可以列举与在上述芳基中说明的基团同样的例子。
通式(1)中R1～R3的取代或未取代的碳原子数为2～50的烷氧羰基，是由-COOY表示的基团，作为Y的例子，可以列举与在上述烷基中说明的基团同样的例子。
作为通式(1)中R1～R3的由取代或未取代的环原子数为5～50的芳基取代的氨基中的芳基的例子，可以列举与在上述芳基中说明的基团同样的例子。
作为通式(1)中R1～R3的卤原子，可以列举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
在通式(1)中a、b和c分别独立地为0～4的整数，a、b和c中的任一个为2以上时，对应的多个R1～R3可以互相结合形成饱和或不饱和的可取代的5元环或6元环的环状结构。
作为可形成的5元环或6元环的环状结构，例如可以列举环戊烷、环己烷、金刚烷、降冰片烷等碳原子数为4～12的环烷烃；环戊烯、环己烯等碳原子数为4～12的环烯烃；环戊二烯、环己二烯等碳原子数为6～12的环二烯烃；苯、萘、菲、蒽、芘、
、苊烯等碳原子数为6～50的芳香族环等。
本发明的芳香族胺衍生物，优选上述通式(1)中Ar1和Ar3为取代或未取代的环原子数5～50的芳香族稠环基。
本发明的芳香族胺衍生物，优选上述通式(1)中Ar1和Ar3为α-萘基或β-萘基。
本发明的芳香族胺衍生物，优选上述通式(1)中Ar2和Ar4相同。
本发明的芳香族胺衍生物，优选上述通式(1)中Ar2和Ar4均为苯基。
本发明的芳香族胺衍生物，优选上述通式(1)中Ar2和Ar4均为联苯基。
本发明的芳香族胺衍生物，优选上述通式(1)中Ar2和Ar4均为三联苯基。
本发明的芳香族胺衍生物，优选为有机EL元件用材料。
本发明的芳香族胺衍生物，优选为有机EL元件用空穴传输材料。
以下示出本发明由通式(1)表示的芳香族胺衍生物的具体例子，但并不限于这些例示化合物。
以下对本发明的有机EL元件进行说明。
本发明的有机EL元件，其在阴极和阳极之间夹持着至少含有发光层的由一层或多层构成的有机薄膜层，优选该有机薄膜层的至少1层作为单独的成分或混合物的成分含有上述芳香族胺衍生物。
本发明的有机EL元件优选上述有机薄膜层具有空穴传输层，且该空穴传输层含有本发明的芳香族胺衍生物作为单独的成分或混合物的成分。进一步优选上述空穴传输层含有本发明的芳香族胺衍生物作为主要成分。
另外，本发明的有机EL元件优选发光层含有芳基胺化合物和/或苯乙烯基胺化合物。
作为芳基胺化合物，可以列举由下述通式(I)表示的化合物等，作为苯乙烯基胺化合物，可以列举由下述通式(II)表示的化合物等。
[通式(I)中，Ar8为选自苯基、联苯基、三联苯基、二苯乙烯基、二苯乙烯基芳基中的基团，Ar9和Ar10分别为氢原子或碳原子数为6～20的芳香族基团，Ar9～Ar10可以被取代。p’为1～4的整数。进一步优选Ar9和/或Ar10为苯乙烯基被取代]。
在此，作为碳原子数为6～20的芳香族基团，优选为苯基、萘基、蒽基、菲基、三联苯基等。
[在通式(II)中，Ar11～Ar13为可被取代的环碳原子数为5～40的芳基。q’为1～4的整数。] 在此，作为环原子数为5～40的芳基，优选为苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基、晕苯基、联苯基、三联苯基、吡咯基、呋喃基、噻吩基、苯并噻吩基、噁二唑基、二苯并蒽基、吲哚基、咔唑基、吡啶基、苯并喹啉基、荧蒽基、苊并荧蒽、二苯乙烯等。另外，环原子数为5～40的芳基可以进一步由取代基取代，作为优选的取代基，可以列举碳原子数为1～6的烷基(乙基、甲基、异丙基、正丙基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环戊基、环己基等)、碳原子数为1～6的烷氧基(乙氧基、甲氧基、异丙氧基、正丙氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、环戊氧基、环己氧基等)、环原子数为5～40的芳基、由环原子数为5～40的芳基取代的氨基、具有环原子数为5～40的芳基的酯基、具有碳原子数为1～6的烷基的酯基、氰基、硝基、卤原子(氯、溴、碘等)。
本发明的芳香族胺衍生物特别优选用于蓝色系发光的有机EL元件。
以下，对本发明的有机EL元件的元件结构进行说明。
(1)有机EL元件的结构 作为本发明的有机EL元件的代表元件结构，可以列举 (1)阳极/发光层/阴极 (2)阳极/空穴注入层/发光层/阴极 (3)阳极/发光层/电子注入层/阴极 (4)阳极/空穴注入层/发光层/电子注入层/阴极 (5)阳极/有机半导体层/发光层/阴极 (6)阳极/有机半导体层/电子障壁层/发光层/阴极 (7)阳极/有机半导体层/发光层/附着改善层/阴极 (8)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子注入层/阴极 (9)阳极/绝缘层/发光层/绝缘层/阴极 (10)阳极/无机半导体层/绝缘层/发光层/绝缘层/阴极 (11)阳极/有机半导体层/绝缘层/发光层/绝缘层/阴极 (12)阳极/绝缘层/空穴注入层/空穴传输层/发光层/绝缘层/阴极 (13)阳极/绝缘层/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子注入层/阴极 等的结构。
它们之中通常优选使用(8)的结构，但并不限于这些。
本发明的芳香族胺衍生物可以用于有机EL元件的任意有机薄膜层，可以用于发光带域或空穴传输带域，优选用于空穴传输带域，特别优选用于空穴传输层，由此分子难以结晶化，制造有机EL元件时的成品率提高。
作为在有机薄膜层中含有本发明的芳香族胺衍生物的量，优选为30～100摩尔％。
(2)透光性基板 本发明的有机EL元件在透光性的基板上制成。在此所谓的透光性基板是支撑有机EL元件的基板，400～700nm可见光区域的光的透光率为50％以上，优选为平滑的基板。
具体可以列举玻璃板、聚合物板等。作为玻璃板，特别可以列举钠钙玻璃、含钡·锶玻璃、铅玻璃、铝硅酸玻璃、硼硅酸玻璃、钡硼硅酸玻璃、石英等。另外，作为聚合物板，可以列举聚碳酸酯、丙烯酸、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚硫化物、聚砜等。
(3)阳极 本发明的有机EL元件的阳极具有将空穴注入到空穴传输层或发光层中的作用，具有4.5eV以上的功函数是有效的。作为本发明中使用的阳极材料的具体例子，可以列举氧化铟锡合金(ITO)、氧化锡(NESA)、氧化铟锌(IZO)、金、银、铂、铜等。
阳极可以通过用蒸镀法或溅射法等方法使这些电极物质形成薄膜来制成。
这样从阳极射出来自发光层的发光时，阳极对于发光的透光率优选为大于10％。另外，阳极的方块电阻优选为数百Ω/□以下。阳极的膜厚也根据材料，但通常在10nm～1μm、优选在10～200nm的范围内进行选择。(4)发光层 有机EL元件的发光层是兼具有以下(1)～(3)功能的层。
(1)注入功能可以在施加电场时由阳极或空穴注入层注入空穴、并且可以由阴极或电子注入层注入电子的功能； (2)传输功能通过电场的力使注入的电荷(电子和空穴)移动的功能； (3)发光功能提供电子与空穴复合的场所、并将其与发光联系的功能。
其中，在空穴的注入容易性和电子的注入容易性上可以不同，另外，由空穴和电子的迁移率表示的传输功能也可以存在差别，但优选移动任意一方的电荷。
作为形成该发光层的方法，可以应用例如蒸镀法、旋涂法、LB法等公知的方法。发光层特别优选分子堆积膜。在此，分子堆积膜，是由气相状态的材料化合物沉淀而形成的薄膜、或由溶液状态或液相状态的材料化合物固化而形成的膜。通常该分子堆积膜，可以根据凝聚结构、高次结构的不同、或由此引起的功能上的不同，与通过LB法形成的薄膜(分子累积膜)进行区分。
另外，如日本特开昭57-51781号公报中所公开的，将树脂等粘合剂和材料化合物溶解于溶剂中形成溶液后，根据旋涂法等将其薄膜化，由此也可以形成发光层。
在本发明中，在不损害本发明的目的的范围内，根据期望可以使发光层中含有由本发明的芳香族胺衍生物构成的发光材料以外的其他公知的发光材料，另外，在含有由本发明的芳香族胺衍生物构成的发光材料的发光层中，可以层压含有其他公知的发光材料的发光层。
作为可以在发光层中与本发明的芳香族胺衍生物一起使用的发光材料或掺杂物材料，可以列举例如蒽、萘、菲、芘、并四苯、晕苯、
、荧光素、苝、酞苝(フタロペリレン)、萘并苝、紫环酮、二苯代酚酞、萘并紫环酮、二苯基丁二烯、四苯基丁二烯、邻吡喃酮、噁二唑、醛连氮、二苯并噁唑啉、联苯乙烯、吡嗪、环戊二烯、喹啉金属络合物、氨基喹啉金属络合物、苯并喹啉金属络合物、亚胺、二苯乙烯、乙烯基蒽、二氨基咔唑、吡喃、噻喃、多甲川、份菁、咪唑螯合化8-羟基喹啉酮(oxinoid)、喹吖啶酮、红荧烯及荧光色素，但并不限于这些。
作为可以在发光层中与本发明的芳香族胺衍生物一起使用的主材料，优选为由下述(i)～(ix)表示的化合物。
由下述通式(i)表示的非对称蒽。
(式中，Ar为取代或未取代的环碳原子数为10～50的稠环芳香族基团。
Ar’为取代或未取代的环碳原子数为6～50的芳香族基团。
X为取代或未取代的环碳原子数为6～50的芳香族基团、取代或未取代的环原子数为5～50的芳香族杂环基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为6～50的芳烷基、取代或未取代的环原子数为5～50的芳氧基、取代或未取代的环原子数为5～50的芳硫基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷氧羰基、羧基、卤素原子、氰基、硝基、羟基。
a、b和c分别为0～4的整数。
n为1～3的整数。另外，当n为2以上时，[]内可以相同或不同)。
由下述通式(ii)表示的非对称单蒽衍生物。
(式中，Ar1和Ar2分别独立地为取代或未取代的环碳原子数为6～50的芳香族环基，m和n分别为1～4的整数。其中，m＝n＝1且Ar1和Ar2在苯环上的结合位置为左右对称型时，Ar1和Ar2可以不同，m或n为2～4的整数时，m与n为不同的整数。
R1～R10分别独立地为氢原子、取代或未取代的环碳原子数为6～50的芳香族环基、取代或未取代的环原子数为5～50的芳香族杂环基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为6～50的芳烷基、取代或未取代的环原子数为5～50的芳氧基、取代或未取代的环原子数为5～50的芳硫基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷氧羰基、取代或未取代的甲硅烷基、羧基、卤素原子、氰基、硝基、羟基)。
由下述通式(iii)表示的非对称芘衍生物。
[式中，Ar和Ar’分别为取代或未取代的环碳原子数为6～50的芳香族基团。L和L’分别为取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚萘基、取代或未取代的亚芴基、或者取代或未取代的亚二苯并硅杂环戊二烯基(dibenzosilolylene)。
m为0～2的整数，n为1～4的整数，s为0～2的整数，t为0～4的整数。另外，L或Ar在芘的1～5位的任一位置上结合，L’或Ar’在芘的6～10位的任一位置上结合。
其中，n+t为偶数时，Ar、Ar’、L、L’满足下述(1)或(2)。
(1)Ar≠Ar’和/或L≠L’(在此，≠表示为不同结构的基团。) (2)Ar＝Ar’且L＝L’时 (2-1)m≠s和/或n≠t、或者 (2-2)m＝s且n＝t时 (2-2-1)L和L’或芘分别在Ar和Ar’上的不同结合位置上结合，或(2-2-2)L和L’或芘分别在Ar和Ar’上的相同结合位置上结合时，不存在L和L’或者Ar和Ar’在芘中的取代位置为1位和6位、或者2位和7位的情况]。
由下述通式(iv)表示的非对称蒽衍生物。
(式中，A1和A2分别独立地为取代或未取代的环碳原子数为10～20的稠合芳香族环基。
Ar1和Ar2分别独立地为氢原子、或者取代或未取代的环碳原子数为6～50的芳香族环基。
R1～R10分别独立地为氢原子、取代或未取代的环碳原子数为6～50的芳香族环基、取代或未取代的环原子数为5～50的芳香族杂环基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为6～50的芳烷基、取代或未取代的环原子数为5～50的芳氧基、取代或未取代的环原子数为5～50的芳硫基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷氧羰基、取代或未取代的甲硅烷基、羧基、卤素原子、氰基、硝基或羟基。
Ar1、Ar2、R9和R10分别可以为多个，在邻接的基团之间可以形成饱和或不饱和的环状结构。
其中，在通式(1)中，处于中心的蒽的9位和10位上相对于该蒽上所示的X-Y轴为对称型的基团结合的情况不存在)。
由下述通式(v)表示的蒽衍生物。
(式中，R1～R10分别独立地表示氢原子、烷基、环烷基、可取代的芳基、烷氧基、芳氧基、烷氨基、烯基、芳氨基或可取代的杂环基团，a和b分别表示1～5的整数，它们为2以上时，R1之间或R2之间各自可以相同或不同，另外，R1之间或R2之间可以结合形成环，R3与R4、R5与R6、R7与R8、R9与R10也可以互相结合形成环。L1表示单键、-O-、-S-、-N(R)-(R为烷基或可取代的芳基)、亚烷基或者亚芳基)。
由下述通式(vi)表示的蒽衍生物。
(式中，R11～R20分别独立地表示氢原子、烷基、环烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、烷氨基、芳氨基或可取代的杂环基团，c、d、e和f分别表示1～5的整数，它们为2以上时，R11之间、R12之间、R16之间或R17之间各自可以相同或不同，另外，R11之间、R12之间、R16之间或R17之间可以结合形成环，R13与R14、R18与R19也可以互相结合形成环。L2表示单键、-O-、-S-、-N(R)-(R为烷基或可取代的芳基)、亚烷基或者亚芳基)。
由下述通式(vii)表示的螺环芴衍生物。
(式中，A5～A8分别独立地为取代或未取代的联苯基或取代或未取代的萘基)。
由下述通式(viii)表示的含稠环化合物。
(式中，A9～A14与上述相同，R21～R23分别独立地为氢原子、碳原子数为1～6的烷基、碳原子数为3～6环烷基、碳原子数为1～6的烷氧基、碳原子数为5～18的芳氧基、碳原子数为7～18的芳烷氧基、碳原子数为5～16的芳氨基、硝基、氰基、碳原子数为1～6的酯基或卤原子，A9～A14中至少一个为具有3环以上的稠合芳香族环的基团)。
由下述通式(ix)表示的芴化合物。
(式中，R1和R2表示氢原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环基、取代氨基、氰基或卤原子。在不同的芴基上结合的R1之间、R2之间可以相同或不同，在相同的芴基上结合的R1和R2可以相同或不同。R3和R4表示氢原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳烷基、取代或未取代的芳基或者取代或未取代的杂环基，在不同的芴基上结合的R3之间、R4之间可以相同或不同，在相同的芴基上结合的R3和R4可以相同或不同。Ar1和Ar2表示苯环合计为3个以上的取代或未取代的稠合多环芳香族基团、或以苯环与杂环合计为3个以上的取代或未取代的碳与芴基结合的稠合多环杂环基，Ar1和Ar2可以相同或不同。n表示1至10的整数)。
在以上的主体材料中，优选为蒽衍生物、进一步优选为单蒽衍生物、特别优选为非对称蒽。
另外，作为掺杂物的发光材料，也可以使用磷光发光性的化合物。作为磷光发光性的化合物，优选为在主体材料中含有咔唑环的化合物。作为掺杂物，为可以由三线态激子发光的化合物，只要由三线态激子进行发光则没有特别限制，优选为含有选自Ir、Ru、Pd、Pt、Os和Re中的至少一种金属的金属络合物，优选为卟啉金属络合物或邻位金属化金属络合物。
由含有咔唑环的化合物构成的适于磷光发光的主体，是具有以下功能的化合物，所述功能为由该激发态向磷光发光性化合物引起能量移动，结果使磷光发光性化合物发光。作为主体化合物只要是在磷光发光性化合物中可以使激子能量产生能量移动的化合物即可，没有特别的限制，可以根据目的来进行适宜选择。在咔唑环以外可以具有任意的杂环等。
作为这样的主体化合物的具体例子，可以列举咔唑衍生物、三唑衍生物、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、聚芳基链烷衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳胺衍生物、氨基取代查尔酮衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、二苯乙烯衍生物、硅氮烷衍生物、芳香族叔胺衍生物、苯乙烯基胺衍生物、芳香族二亚甲基(ジメチリデイン)类化合物、聚卟啉类衍生物、蒽醌二甲烷衍生物、蒽酮衍生物、二苯醌衍生物、噻喃二氧化物衍生物、碳二亚胺衍生物、亚芴基甲烷衍生物、二苯乙烯基吡嗪衍生物、萘苝等杂环四羧酸酐、酞菁衍生物、8-羟基喹啉衍生物的金属络合物或金属酞菁、以苯并噁唑衍生物或苯并噻唑衍生物作为配位体的金属络合物中代表的各种金属络合物聚硅烷类化合物、聚(N-乙烯基咔唑)衍生物、苯胺类共聚物、噻吩低聚物、聚噻吩等导电性高分子低聚物、聚噻吩衍生物、聚亚苯衍生物、聚苯乙炔衍生物、聚芴衍生物等高分子化合物等。主体化合物可以单独使用，也可以并用2种以上。
作为具体例子，可以列举以下的化合物。
磷光发光性的掺杂物为可以由三线态激子发光的化合物，只要由三线态激子进行发光则没有特别限制，优选为含有选自Ir、Ru、Pd、Pt、Os和Re中的至少一种金属的金属络合物。优选为卟啉金属络合物或邻位金属化金属络合物。作为卟啉金属络合物，优选为卟啉铂络合物。磷光发光性化合物可以单独使用，也可以并用2种以上。
作为形成邻位金属化金属络合物的配位体可以为各种，但作为优选的配位体，可以列举2-苯基吡啶衍生物、7，8-苯并喹啉衍生物、2-(2-噻吩基)吡啶衍生物、2-(1-萘基)吡啶衍生物、2-苯基喹啉衍生物等。这些衍生物可以根据需要具有取代基。特别是引入有氟化合物、三氟甲基的化合物优选作为蓝色系掺杂物。另外作为辅助配位体，可以具有乙酰丙酮化物、苦味酸等除了上述配位体以外的配位体。
作为磷光发光性的掺杂物在发光层中的含量，没有特别的限制，可以根据目的来进行适宜选择，例如为0.1～70质量％，优选为1～30质量％。当磷光发光性化合物的含量不足0.1质量％时，发光微弱，不能充分地发挥其含有效果，当超过70质量％时，被称为浓度消光的现象变显著，元件性能降低。
另外，发光层根据需要可以含有空穴传输材料、电子传输材料、聚合物粘合剂。
另外，发光层的膜厚优选为5～50nm，更优选为7～50nm，最优选为10～50nm。不足5nm时，有可能发光层形成变困难，色度的调节变困难，当超过50nm时，有可能驱动电压上升。
(5)空穴注入/传输层(空穴传输带域) 空穴注入/传输层是有助于向发光层中的空穴注入、并传输至发光区域的层，空穴迁移率大，离子化能量小，通常为5.5eV以下。就这样的空穴注入/传输层而言，优选以更低的电场强度将空穴传输至发光层的材料，另外，如果空穴的迁移率例如在104～106V/cm的电场施加时至少为10-4cm2/V·秒，则优选。
将本发明的芳香族胺衍生物用于空穴传输带域时，本发明的芳香族胺衍生物可以单独形成空穴注入、传输层，也可以与其他的材料进行混合来使用。
作为与本发明的芳香族胺衍生物混合而形成空穴注入/传输层的材料，只要是具有上述优选的性质的材料，则没有特别的限制，以往，可以从光传导材料中作为空穴的电荷传输材料惯用的材料、或用于有机EL元件的空穴注入/传输层的公知材料中选择任意的材料来使用。
作为具体例子，可以列举三唑衍生物(参照美国专利3,112,197号说明书等)、噁二唑衍生物(参照美国专利3,189,447号说明书等)、咪唑衍生物(参照日本特公昭37-16096号公报等)、聚芳基链烷衍生物(参照美国专利3,615,402号说明书、美国专利第3,820,989号说明书、美国专利第3,542,544号说明书、日本特公昭45-555号公报、日本特公昭51-10983号公报、日本特开昭51-93224号公报、日本特开昭55-17105号公报、日本特开昭56-4148号公报、日本特开昭55-108667号公报、日本特开昭55-156953号公报、日本特开昭56-36656号公报等)、吡唑啉衍生物及吡唑啉酮衍生物(参照美国专利第3,180,729号说明书、美国专利第4,278,746号说明书、日本特开昭55-88064号公报、日本特开昭55-88065号公报、日本特开昭49-105537号公报、日本特开昭55-51086号公报、日本特开昭56-80051号公报、日本特开昭56-88141号公报、日本特开昭57-45545号公报、日本特开昭54-112637号公报、日本特开昭55-74546号公报等)、苯二胺衍生物(参照美国专利第3,615,404号说明书、日本特公昭51-10105号公报、日本特公昭46-3712号公报、日本特公昭47-25336号公报、日本特开昭54-53435号公报、日本特开昭54-110536号公报、日本特开昭54-119925号公报等)、芳胺衍生物(参照美国专利第3,567,450号说明书、美国专利第3,180,703号说明书、美国专利第3,240,597号说明书、美国专利第3,658,520号说明书、美国专利第4,232,103号说明书、美国专利第4,175,961号说明书、美国专利第4,012,376号说明书、日本特公昭49-35702号公报、日本特公昭39-27577号公报、日本特开昭55-144250号公报、日本特开昭56-119132号公报、日本特开昭56-22437号公报、西独专利第1,110,518号说明书等)、氨基取代查尔酮衍生物(参照美国专利第3,526,501号说明书)、噁唑衍生物(美国专利第3,257,203号说明书等中公开的化合物)、苯乙烯基蒽衍生物(参照日本特开昭56-46234号公报等)、芴酮衍生物(参照日本特开昭54-110837号公报等)、腙衍生物(参照美国专利第3,717,462号说明书、日本特开昭54-59143号公报、日本特开昭55-52063号公报、日本特开昭55-52064号公报、日本特开昭55-46760号公报、日本特开昭55-85495号公报、日本特开昭57-11350号公报、日本特开昭57-148749号公报、日本特开平2-311591号公报等)、二苯乙烯衍生物(参照日本特开昭61-210363号公报、日本特开昭61-228451号公报、日本特开昭61-14642号公报、日本特开昭61-72255号公报、日本特开昭62-47646号公报、日本特开昭62-36674号公报、日本特开昭62-10652号公报、日本特开昭62-30255号公报、日本特开昭60-93455号公报、日本特开昭60-94462号公报、日本特开昭60-174749号公报、日本特开昭60-175052号公报等)、硅氮烷衍生物(美国专利第4,950,950号说明书)、聚硅烷类(日本特开平2-204996号公报)、苯胺类共聚物(日本特开平2-282263号公报)、日本特开平1-211399号公报中公开的导电性高分子低聚物(特别是噻吩低聚物)等。
作为空穴注入/传输层的材料，可以使用上述的材料，但优选使用卟啉化合物(日本特开昭63-2956965号公报等中公开的化合物)、芳香族叔胺化合物和苯乙烯基胺化合物(参照美国专利第4,127,412号说明书、日本特开昭53-27033号公报、日本特开昭54-58445号公报、日本特开昭54-149634号公报、日本特开昭54-64299号公报、日本特开昭55-79450号公报、日本特开昭55-144250号公报、日本特开昭56-119132号公报、日本特开昭61-295558号公报、日本特开昭61-98353号公报、日本特开昭63-295695号公报等)，特别优选使用芳香族叔胺化合物。
另外，可以列举美国专利第5,061,569号中记载的在分子内具有2个稠合芳香族环的、例如4，4’-双(N-(1-萘)-N-苯氨基)二苯(以下简略记为NPD)；或日本特开平4-308688号公报中记载的三苯胺单元连接成3个星爆(star burst)型的4，4’，4”-三(N-(3-甲基苯)-N-苯氨基)三苯胺(以下简略记为MTDATA)等。
另外，除了作为发光层的材料例示的上述芳香族二亚甲基(ジメチリデイン)类化合物之外，也可以使用p型Si、p型SiC等无机化合物作为空穴注入/传输层的材料。
空穴注入/传输层可以通过将本发明的芳香族胺衍生物由例如真空蒸镀法、旋涂法、流延法、LB法等公知的方法进行薄膜化来形成。作为空穴注入/传输层的膜厚没有特别的限制，通常为5nm～5μm。该空穴注入/传输层如果在空穴传输带域含有本发明的芳香族胺衍生物，则可以通过由上述材料的一种或二种以上构成的一层来构成，或者所述空穴注入/传输层也可以是将由其他种类的化合物构成的空穴注入/传输层进行层压而成的层。
另外，可以设置有机半导体层作为有助于向发光层的空穴注入或电子注入的层，优选为具有10-10/cm以上的导电率的层。作为这样的有机半导体层的材料，可以使用含噻吩低聚物或日本特开平8-193191号公报中公开的含芳胺低聚物等导电性低聚物、含芳胺树枝状高分子等导电性树枝状高分子等。
(6)电子注入/传输层 其次，电子注入/传输层是有助于向发光层中的电子注入、并传输至发光区域的层，电子迁移率大，另外，附着改善层是在该电子注入层中由与阴极的附着特别良好的材料构成的层。
另外，已知有机EL元件由于发射的光通过电极(此时为阴极)反射，因此，直接从阳极发出的发光与经过由电极的反射而发出的发光互相干涉。为了有效地利用该干涉效果，电子传输层在数nm～数μm的膜厚中进行适宜选择，但膜厚特别厚时，为了避免电压上升，在104～106V/cm的电场施加时电子的迁移率优选至少为10-5cm2/Vs以上。
作为电子注入层中使用的材料，优选为8-羟基喹啉或其衍生物的金属络合物、或噁二唑衍生物。作为上述8-羟基喹啉或其衍生物的金属络合物的具体例子，可以使用含有喔星(一般为8-喹啉或8-羟基喹啉)的螯合物的金属螯合喔星化合物、例如三(8-喹啉)铝作为电子注入材料。
另一方面，作为噁二唑衍生物，可以列举由下述通式表示的电子传递化合物。
(式中，Ar1、Ar2、Ar3、Ar5、Ar6、Ar9分别表示取代或未取代的芳基，可以分别相同或不同。另外，Ar4、Ar7、Ar8表示取代或未取代的亚芳基，可以分别相同或不同)。
在此，作为芳基，可以列举苯基、联苯基、蒽基、苝基、芘基。另外，作为亚芳基，可以列举亚苯基、亚萘基、亚联苯基、亚蒽基、亚苝基、亚芘基等。另外，作为取代基，可以列举碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基或氰基等。该电子传递化合物优选为薄膜形成性的物质。
作为上述电子传递性化合物的具体例子，可以列举下述物质。
另外，作为电子注入层和电子传输层中使用的材料，也可以使用由下述通式(A)～(F)表示的化合物。由
表示的含氮杂环衍生物， (式(A)和(B)中，A1～A3分别独立地为氮原子或碳原子。
Ar1为取代或未取代的环碳原子数为6～60的芳基、或者取代或未取代的环碳原子数为3～60的杂芳基，Ar2为氢原子、取代或未取代的环碳原子数为6～60的芳基、取代或未取代的环碳原子数为3～60的杂芳基、取代或未取代的碳原子数为1～20烷基、或者取代或未取代的碳原子数为1～20的烷氧基、或者它们的2价基团。其中Ar1和Ar2中的任一个为取代或未取代的环碳原子数为10～60的稠环基、或者取代或未取代的环碳原子数为3～60的单杂稠环基、或者它们的2价基团。
L1、L2和L分别独立地为单键、取代或未取代的环碳原子数为6～60的亚芳基、取代或未取代的环碳原子数为3～60的杂亚芳基、或者取代或未取代的亚芴基。
R为氢原子、取代或未取代的环碳原子数为6～60的芳基、取代或未取代的环碳原子数为3～60的杂芳基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷基、或者取代或未取代的碳原子数为1～20的烷氧基，n为0～5的整数。当n为2以上时，多个R可以相同或不同，另外，由相邻接的多个R基团之间结合，可以形成碳环式脂肪族环或碳环式芳香族环。
R1为氢原子、取代或未取代的环碳原子数为6～60的芳基、取代或未取代的环碳原子数为3～60的杂芳基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷基、或者取代或未取代的碳原子数为1～20的烷氧基、或者-L-Ar1-Ar2)。
由HAr-L-Ar1-Ar2 (C) 表示的含氮杂环衍生物， (式中，HAr为可具有取代基的碳原子数为3～40的含氮杂环，L为单键、可具有取代基的碳原子数为6～60的亚芳基、可具有取代基的碳原子数为3～60的杂亚芳基、或者可具有取代基的亚芴基，Ar1为可具有取代基的碳原子数为6～60的2价的芳香族烃基，Ar2为可具有取代基的碳原子数为6～60的芳基、或者可具有取代基的碳原子数为3～60的杂芳基)。
由 表示的硅杂环戊二烯衍生物， (式中，X和Y分别独立地为碳原子数1～6的饱和或不饱和的烃基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、羟基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环、或者X与Y结合形成饱和或不饱和的环的结构，R1～R4分别独立地为氢、卤素原子、取代或未取代的碳原子数为1～6的烷基、烷氧基、芳氧基、全氟烷基、全氟烷氧基、氨基、烷基羰基、芳基羰基、烷氧羰基、芳氧羰基、偶氮基、烷基羰氧基、芳基羰氧基、烷氧羰氧基、芳氧羰氧基、亚磺酰基、磺酰基、磺烷基(sulfanyl)、甲硅烷基、氨基甲酰基、芳基、杂环基、烯基、炔基、硝基、甲酰基、亚硝基、甲酰氧基、异氰基、氰酸酯基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基或氰基、或者相邻接时取代或未取代的环缩合而成的结构)。
由
表示的硼烷衍生物， (式中，R1～R8和Z2分别独立地表示氢原子、饱和或不饱和的烃基、芳香族基、杂环基、取代氨基、取代硼基、烷氧基或芳氧基，X、Y和Z1分别独立地表示饱和或不饱和的烃基、芳香族基、杂环基、取代氨基、烷氧基或芳氧基，Z1和Z2的取代基可以互相结合形成稠环，n表示1～3的整数，当n为2以上时，Z1可以不同。其中，不包括以下的情况n为1、且X、Y和R2为甲基、R8为氢原子或取代硼基的情况；以及n为3、Z1为甲基的情况)。
[式中，Q1和Q2分别独立地为由下述通式(G)表示的配位体，L为卤原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环基、-OR1(R1为氢原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环基)或者-O-Ga-Q3(Q4)(Q3和Q4，与Q1和Q2相同)表示的配位体]。
[式中，环A1和A2为可具有取代基的互相缩合的6元芳环结构]。
该金属络合物作为n型半导体的性质强，电子注入能力大。另外，络合物形成时的生成能量也低，因此，形成的金属络合物的金属与配位体之间的结合性也变牢固，作为发光材料的荧光量子效率也变大。
列举形成通式(G)的配位体的环A1和A2的取代基的具体例子时，有氯、溴、碘、氟等卤素原子、甲基、乙基、丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、硬质基、三氯甲基等取代或未取代的烷基、苯基、萘基、3-甲基苯基、3-甲氧基苯基、3-氟苯基、3-三氯甲基苯基、3-三氟甲基苯基、3-硝基苯基等取代或未取代的芳基、甲氧基、正丁氧基、叔丁氧基、三氯甲氧基、三氟乙氧基、五氟丙氧基、2，2，3，3-四氟丙氧基、1，1，1，3，3，3-六氟-2-丙氧基、6-(全氟乙基)己氧基等取代或未取代的烷氧基、苯氧基、对硝基苯氧基、对叔丁基苯氧基、3-氟苯氧基、五氟苯基、3-三氟甲基苯氧基等取代或未取代的芳氧基、甲硫基、乙硫基、叔丁硫基、己硫基、辛硫基、三氟甲硫基等取代或未取代的烷硫基、苯硫基、对硝基苯硫基、对叔丁基苯硫基、3-氟苯硫基、五氟苯硫基、3-三氟甲基苯硫基等取代或未取代的芳硫基、氰基、硝基、氨基、甲基氨基、二乙基氨基、乙基氨基、二乙基氨基、二丙基氨基、二丁基氨基、二苯基氨基等单或二取代氨基、双(乙酰氧甲基)氨基、双(乙酰氧乙基)氨基、双(乙酰氧丙基)氨基、双(乙酰氧丁基)氨基等酰氨基、羟基、硅氧基、酰基、甲基氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基、乙基氨基甲酰基、二乙基氨基甲酰基、丙基氨基甲酰基、丁基氨基甲酰基、苯基氨基甲酰基等氨基甲酰基、羧酸基、磺酸基、酰亚胺基、环戊基、环己基等环烷基、苯基、萘基、联苯基、蒽基、菲基、芴基、芘基等芳基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、三嗪基、吲哚基、喹啉基、吖啶基、吡咯烷基、二噁烷基、哌啶基、吗啉烷基(モルフォリジニル)、哌嗪基、三嗪基(トリアチニル)、咔唑基、呋喃基、噻吩基、噁唑基、噁二唑基、苯并噁唑基、噻唑基、噻二唑基、苯并噻唑基、三唑基、咪唑基、苯并咪唑基、吡喃基(プラニル)等杂环基等。另外，以上的取代基之间也可以结合来进一步形成6元芳环或杂环。
本发明的有机EL元件的优选形式中包括在传输电子的区域或阴极与有机层的界面区域上含有还原性掺杂物的元件。在此，还原性掺杂物定义为可以还原电子传输性化合物的物质。因此，只要是具有一定还原性的物质，则可以使用各种物质，例如，可以适宜使用选自碱金属、碱土类金属、稀土类金属、碱金属的氧化物、碱金属的卤化物、碱土类金属的氧化物、碱土类金属的卤化物、稀土类金属的氧化物或稀土类金属的卤化物、碱金属的有机络合物、碱土类金属的有机络合物、稀土类金属的有机络合物中的至少一种物质。
另外，更具体而言，作为优选的还原性掺杂物，可以列举选自Na(功函数2.36eV)、K(功函数2.28eV)、Rb(功函数2.16eV)和Cs(功函数1.95eV)中的至少一种碱金属、或选自Ca(功函数2.9eV)、Sr(功函数2.0～2.5eV)和Ba(功函数2.52eV)中的至少一种碱土类金属，特别优选功函数为2.9eV以下的物质。它们之中，更优选的还原性掺杂物为选自K、Rb和Cs中的至少一种碱金属，进一步优选为Rb或Cs，最优选为Cs。这些碱金属，还原能力特别高，通过向电子注入域中添加较少量，就可以实现在有机EL元件中的发光亮度的提高和长寿命化。另外，作为功函数为2.9eV以下的还原性掺杂物，也优选它们2种以上的碱金属的组合，特别优选含有Cs的组合，例如Cs和Na、Cs和K、Cs和Rb、或Cs和Na和K的组合。通过组合含有Cs，可以有效发挥还原能力，通过向电子注入域中的添加，实现有机EL元件中的发光亮度的提高和长寿命化。
本发明中，阴极与有机层之间可以进一步设置由绝缘体或半导体构成的电子注入层。此时，可以有效防止电流的泄漏，使电子注入性提高。作为这样的绝缘体，优选使用选自碱金属硫属化合物、碱土类金属硫属化合物、碱金属的卤化物和碱土类金属的卤化物中的至少一种金属化合物。电子注入层如果由这些碱金属硫属化合物等构成，则在可以进一步使电子注入性提高的方面优选。具体而言，作为优选的碱金属硫属化合物，可以列举例如Li2O、LiO、Na2S、Na2Se和Na2O。作为优选的碱土类金属硫属化合物，可以列举例如CaO、BaO、SrO、BeO、BaS和CaSe。另外，作为优选的碱金属的卤化物，可以列举例如LiF、NaF、KF、LiCl、KCl和NaCl等。另外，作为优选的碱土类金属的卤化物，可以列举例如CaF2、BaF2、SrF2、MgF2和BeF2等氟化物、或氟化物以外的卤化物。
另外，作为构成电子传输层的半导体，可以列举含有Ba、Ca、Sr、Yb、Al、Ga、In、Li、Na、Cd、Mg、Si、Ta、Sb和Zn中的至少一种元素的氧化物、氮化物或氧氮化物等的单独一种或二种以上的组合。另外，构成电子传输层的无机化合物，优选为微晶或非晶质的绝缘性薄膜。电子传输层如果由这些绝缘性薄膜构成，则由于形成更匀质的薄膜，因此可以使暗斑等像素缺陷减少。另外，作为这样的无机化合物，可以列举上述的碱金属硫属化合物、碱土类金属硫属化合物、碱金属的卤化物和碱土类金属的卤化物等。
(7)阴极 作为阴极，为了在电子注入/传输层或发光层中注入电子，可以使用将功函数小(4eV以下)的金属、合金、电传导性化合物及它们的混合物作为电极物质的阴极。作为这样的电极物质的具体例子，可以列举钠、钠-钾合金、镁、锂、镁·银合金、铝/氧化铝、铝·锂合金、铟、稀土类金属等。
该阴极，可以通过用蒸镀或溅射等方法使这些电极物质形成薄膜来制成。
在此，从阴极射出来自发光层的发光时，阴极对于发光的透光率优选为大于10％。
另外，作为阴极的方块电阻优选为数百Ω/□以下，膜厚通常为10nm～1μm、优选为50～200nm。
(8)绝缘层 由于有机EL元件在超薄膜上施加电场，因此容易产生因泄漏或短路引起的像素缺陷。为了防止该问题，优选在一对电极间插入绝缘性的薄膜层。
作为用于绝缘层的材料，可以列举例如氧化铝、氟化锂、氧化锂、氟化铯、氧化铯、氧化镁、氟化镁、氧化钙、氟化钙、氟化铯、碳酸铯、氮化铝、氧化钛、氧化硅、氧化锗、氮化硅、氮化硼、氧化钼、氧化钌、氧化钒等。也可以使用它们的混合物或层压物。
(9)有机EL元件的制造方法 通过以上例示的材料及形成方法，形成阳极、发光层、根据需要的空穴传注入/传输层、根据需要的电子注入/传输层等，再形成阴极，由此可以制作有机EL元件。另外，也可以按照从阴极到阳极、与上述相反的顺序来制作有机EL元件。
以下，记载了在透光性基板上依次设置有阳极/空穴注入层/发光层/电子注入层/阴极的结构的有机EL元件的制造例。
首先，通过蒸镀或溅射等方法，在适宜的透光性基板上形成由阳极材料构成的薄膜，以便得到1μm以下、优选10～200nm范围的膜厚，由此来制造阳极。
之后，在该阳极上设置空穴注入层。空穴注入层的形成，可以如上所述通过真空蒸镀法、旋涂法、流延法、LB法等方法来进行，但从容易得到匀质的膜、且难以产生针孔等方面考虑，优选通过真空蒸镀法来形成。通过真空蒸镀法形成空穴注入层的情况下，该蒸镀条件根据使用的化合物(空穴注入层的材料)、作为目标的空穴注入层的结晶结构或复合结构等而不同，通常优选在蒸镀源温度50～450℃、真空度10-7～10-3Torr、蒸镀速度0.01～50nm/秒、基板温度-50～300℃、膜厚5nm～5μm的范围内适宜选择。
接着，在空穴传输层上设置发光层。发光层的形成，也可以使用所期望的有机发光材料通过真空蒸镀法、溅射法、旋涂法、流延法等方法将有机发光材料薄膜化，由此来形成，但从容易得到匀质的膜、且难以产生针孔等方面考虑，优选通过真空蒸镀法来形成。通过真空蒸镀法形成发光层的情况下，该蒸镀条件根据使用的化合物而不同，但通常可以从与空穴注入层相同的条件范围中进行选择。
然后，在该发光层上设置电子注入层。与空穴注入层、发光层同样，从需要得到匀质的膜考虑，优选通过真空蒸镀法来形成。蒸镀条件可以从与空穴注入层、发光层同样的条件范围中进行选择。
本发明的芳香族胺衍生物，根据在发光带域或空穴传输带域的哪层中含有而不同，使用真空蒸镀法的情况可以设定为与其他材料的共蒸镀。另外，使用旋涂法的情况，可以通过与其他材料混合而含有。
最后，可以层压阴极来得到有机EL元件。
阴极是由金属构成的，因此可以使用蒸镀法、溅射法。但是，为了保护底层的有机物层免受制膜时的损伤，优选真空蒸镀法。
该有机EL元件的制造，优选通过一次抽真空连续进行，从阳极到阴极来制造。
本发明的有机EL元件的各层的形成方法没有特别的限定，可以使用基于现有已知的真空蒸镀法、旋涂法等的形成方法。含有用于本发明的有机EL元件的、由上述通式(1)表示的化合物的有机薄膜层，可以通过基于真空蒸镀法、分子束蒸镀法(MBE法)、或溶解于溶剂而得到的溶液的浸渍法、旋涂法、流延法、刮棒涂布法、辊涂法等涂布法的公知方法来形成。
本发明的有机EL元件的各有机层的膜厚没有特别的限制，但通常膜厚过薄时，容易产生针孔等缺陷，相反过厚时，需要高施加电压，效率变差，因此，通常优选数nm至1μm的范围。
在有机EL元件上施加直流电压的情况下，使阳极为+极性、阴极为-极性，如果施加5～40V的电压，则可以观测到发光。另外，相反的极性时，即使施加电压也无电流通过，完全不产生发光。另外，施加交流电压的情况下，只有使阳极为+极性、阴极为-极性时，才观测到均匀的发光。施加的交流的波形可以任意。
实施例 以下，基于合成例和实施例对本发明进行更加详细的说明。
由合成例1～3制造的中间体的结构式如下所示。
中间体1中间体2中间体3 合成例1(中间体1的合成) 在氩气流下，在300mL三颈烧瓶中加入对三联苯10g、碘12g、过碘酸二水合物4.9g、水20mL、醋酸170mL、硫酸22mL，在65℃下搅拌30分钟后，在90℃下反应6小时。将反应物注入到冰水中，过滤。用水洗涤后，用甲醇进行洗涤，由此以67g白色粉末的形式得到上述中间体1。通过FD-MS分析，相对于C18H12I2＝482，得到m/z＝482的主峰，因此鉴定为中间体1。
合成例2(中间体2的合成) 在氩气流下，在300mL三颈烧瓶中加入1-乙酰酰胺萘(东京化成公司制)11.1g、4-溴联苯(东京化成公司制)15.4g、碘化铜(I)(广岛和光公司制)1.14g、N，N’-二甲基乙二胺(アルドリツチ公司制)1.06g、碳酸钾(广岛和光公司制)20.0g以及二甲苯100mL，在130℃下反应36小时。
冷却后进行过滤，用甲苯洗涤。再用水和甲醇洗涤后，进行干燥，结果得到15.0g的淡黄色粉末。
在300mL三颈烧瓶中加入上述粉末15.0g、氢氧化钾(广岛和光公司制)17.6g、离子交换水15mL、二甲苯(广岛和光公司制)20mL、EtOH(广岛和光公司制)10mL，回流36小时。反应结束后，用甲苯进行提取，用硫酸镁干燥。在减压下将其浓缩，将所得到的粗生成物进行色谱柱精制。用甲苯再结晶，将其过滤分离后，进行干燥，结果以11.2g白色粉末的形式得到上述中间体2。通过FD-MS分析，相对于C22H17N＝295，得到m/z＝295的主峰，因此鉴定为中间体2。
合成例3(中间体3的合成) 在合成例2中，使用4-溴-对三联苯25.6g代替4-溴联苯15.4g，除此以外，同样地进行反应，结果以11.3g白色粉末的形式得到上述中间体3。通过FD-MS分析，相对于C28H21N＝371，得到m/z＝482的主峰，因此鉴定为中间体3。
由合成实施例1～3制造的本发明的芳香族胺衍生物的结构式如下所示。
合成实施例1(化合物H1的合成) 在氩气流下，加入5.8g的中间体1、5.9g的中间体2、叔丁氧基钠2.7g(广岛和光公司制)、三(二苄叉丙酮)二钯(0)186mg(アルドリツチ公司制)、三叔丁基膦82mg以及脱水甲苯200mL，在80℃下反应8小时。
冷却后，加入水500mL，将混合物进行硅藻土过滤，用甲苯提取滤液，用无水硫酸镁使其干燥。在减压下将其浓缩，将所得到的粗生成物进行色谱柱精制。用甲苯再结晶，将其过滤分离后，进行干燥，结果得到4.6g淡黄色粉末。通过FD-MS(场解析质谱)分析，相对于C62H44N2＝817，得到m/z＝817的主峰，因此鉴定为上述化合物H1。
合成实施例2(化合物H2的合成) 在合成实施例1中，使用7.4g中间体3代替中间体2，除此以外，同样地进行反应，结果得到5.3g淡黄色粉末。通过FD-MS分析，相对于C74H52N2＝969，得到m/z＝969的主峰，因此鉴定为上述化合物H2。合成实施例3(化合物H3的合成) 在合成实施例1中，使用4.2g N-苯基-1-萘胺代替中间体2，除此以外，同样地进行反应，结果得到3.1g淡黄色粉末。通过FD-MS分析，相对于C50H36N2＝664，得到m/z＝664的主峰，因此鉴定为上述化合物H3。
实施例1(有机EL元件的制造) 将25mm×75mm×1.1mm厚的带ITO透明电极的玻璃基板(ジオマテイク公司制)在异丙醇中进行超声波清洗5分钟，之后，进行UV臭氧清洗30分钟。
将清洗后的带透明电极线的玻璃基板安装在真空蒸镀装置的基板支架上，首先，在形成透明电极线的一侧的面上覆盖所述透明电极，形成膜厚60nm的下述化合物H232膜。该H232膜作为空穴注入层起作用。在该H232膜上作为空穴传输材料形成膜厚20nm的上述化合物H1层。该膜作为空穴传输层起作用。再对膜厚40nm的下述化合物EM1进行蒸镀成膜。同时作为发光分子将下述具有苯乙烯基的胺化合物D1以EM1与D1的重量比为40∶2进行蒸镀。该膜作为发光层起作用。
在该膜上形成膜厚为10nm的下述Alq膜。其作为电子注入层起作用。之后，使作为还原性掺杂物的Li(Li源サエスゲツタ—公司制)和Alq进行二次蒸镀，形成Alq:Li膜(膜厚10nm)作为电子注入层(阴极)。在该Alq:Li膜上使金属Al蒸镀，形成金属阴极，从而形成有机EL元件。
另外，对于所得到的有机EL元件，测定发光效率，观察发光色。发光效率使用ミノルタ制CS1000测定亮度，并算出10mA/cm2下的发光效率。另外，将在初期亮度5000cd/m2、室温、DC恒定电流驱动下测定的发光的半衰期的结果示于表1。
实施例2～3(有机EL元件的制造) 在实施例1中，使用表1记载的化合物代替化合物H1作为空穴传输材料，除此以外，同样操作来制作有机EL元件。
对于所得到的有机EL元件，测定发光效率，观察发光色，另外，将在初期亮度5000cd/m2、室温、DC恒定电流驱动下测定的发光的半衰期的结果示于表1。
比较例1～3 在实施例1中，使用比较例化合物1～3代替化合物H1作为空穴传输材料，除此以外，同样操作来制作有机EL元件。
对于所得到的有机EL元件，测定发光效率，观察发光色，另外，将在初期亮度5000cd/m2、室温、DC恒定电流驱动下测定的发光的半衰期的结果示于表1。
比较化合物1 比较化合物2 比较化合物3 表1 实施例4(有机EL元件的制造) 在实施例1中，使用下述芳胺化合物D2代替具有苯乙烯基的胺化合物D1，除此以外，同样操作来制作有机EL元件。另外，Me为甲基。
对于所得到的有机EL元件，测定发光效率，观察发光色，另外，将在初期亮度5000cd/m2、室温、DC恒定电流驱动下测定的发光的半衰期的结果示于表1。
比较例4 在实施例4中，使用上述比较例化合物1代替化合物H1作为空穴传输材料，除此以外，同样操作来制作有机EL元件。
对于所得到的有机EL元件，测定发光效率，观察发光色，另外，将在初期亮度5000cd/m2、室温、DC恒定电流驱动下测定的发光的半衰期的结果示于表1。
产业上利用的可能性 如以上详细说明，本发明的芳香族胺衍生物由于具有空间障碍性，故分子之间的相互作用小，因此，抑制结晶化，制作有机EL元件的成品率提高，得到寿命长且效率高的有机EL元件，特别是通过与蓝色发光元件组合，得到寿命明显长的有机EL元件。
权利要求
1.由下述通式(1)表示的芳香族胺衍生物，
式中，Ar1～Ar4分别独立地为取代或未取代的环原子数为5～50的芳基，其中至少一个为取代或未取代的环原子数为5～50的芳香族稠环基，
R1～R3分别独立地为氢原子、取代或未取代的环原子数为5～50的芳基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为6～50的芳烷基、取代或未取代的环原子数为5～50的芳氧基、取代或未取代的环原子数为5～50的芳硫基、取代或未取代的碳原子数为2～50的烷氧基羰基、由取代或未取代的环原子数为5～50的芳基取代的氨基、卤原子、氰基、硝基、羟基或羧基，
a、b和c分别独立地为0～4的整数，a、b和c中的任一个为2以上时，对应的多个R1～R3可以互相结合形成饱和或不饱和的可取代的5元环或6元环的环状结构。
2.根据权利要求1所述的芳香族胺衍生物，其中，在所述通式(1)中，Ar1和Ar3为取代或未取代的环原子数为5～50的芳香族稠环基。
3.根据权利要求1或2所述的芳香族胺衍生物，其中，在所述通式(1)中，Ar1和Ar3为α-萘基或β-萘基。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的芳香族胺衍生物，其中，在所述通式(1)中，Ar2和Ar4相同。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的芳香族胺衍生物，其中，在所述通式(1)中，Ar2和Ar4均为苯基。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的芳香族胺衍生物，其中，在所述通式(1)中，Ar2和Ar4均为联苯基。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的芳香族胺衍生物，其中，在所述通式(1)中，Ar2和Ar4均为三联苯基。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的芳香族胺衍生物，其为有机电致发光元件用材料。
9.根据权利要求1～7中任一项所述的芳香族胺衍生物，其为有机电致发光元件用空穴传输材料。
10.一种有机电致发光元件，其在阴极和阳极之间夹持着至少含有发光层的由一层或多层构成的有机薄膜层，其特征在于，该有机薄膜层的至少1层作为单独的成分或混合物的成分含有权利要求1～7中任一项所述的芳香族胺衍生物。
11.根据权利要求10所述的有机电致发光元件，其中，所述有机薄膜层具有空穴传输层，且该空穴传输层中含有所述芳香族胺衍生物。
12.根据权利要求11所述的有机电致发光元件，其中，所述空穴传输层中含有所述芳香族胺衍生物作为主成分。
13.根据权利要求11所述的有机电致发光元件，其中，在发光层中还含有苯乙烯基胺化合物和/或芳胺化合物。
14.根据权利要求10～13中任一项所述的有机电致发光元件，其进行蓝色系q发光。
全文摘要
本发明提供一种有机电致发光元件以及实现其的芳香族胺衍生物，其中所述芳香族胺衍生物为在二胺化合物中作为对三联苯基-4，4”-二基衍生物的新型芳香族胺衍生物，所述有机电致发光元件，在阴极和阳极之间夹持着至少含有发光层的由一层或多层构成的有机薄膜层，该有机薄膜层的至少一层作为单独的成分或混合物的成分含有上述芳香族胺衍生物，由此，分子难以结晶化，制造有机电致发光元件时的成品率提高，寿命长，且高温保存后效率也高。
文档编号C07C211/58GK101484412SQ200780023530
公开日2009年7月15日 申请日期2007年5月10日 优先权日2006年6月27日
发明者薮乃内伸浩, 河村昌宏 申请人:出光兴产株式会社