JP2004131427A - 新規メチン化合物及びそれを利用した機能性薄膜 - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なメチン化合物、該メチン化合物からなる有機電界発光素子用材料、及び該メチン化合物を用いた有機電界発光素子に関し、該有機電界発光素子は、パネル型光源、発光素子、表示素子、標識、センサーなどに有用なものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、無機電界発光素子は、例えば、バックライトなどのパネル型光源として使用されてきたが、該発光素子を駆動させるには、交流の高電圧が必要である。最近になり、発光材料に有機材料を用いた有機電界発光素子(有機エレクトロルミネッセンス素子:有機EL素子)が開発された(例えば、非特許文献1参照)。有機電界発光素子は、蛍光性有機化合物を含む薄膜が、陽極と陰極間に挟持された構造を有し、該薄膜に電子および正孔(ホール)を注入して、再結合させることにより励起子(エキシトン)を生成させ、この励起子が失活する際に放出される光を利用して発光する素子である。有機電界発光素子は、数V〜数十V程度の直流の低電圧で、発光が可能であり、また蛍光性有機化合物の種類を選択することにより、種々の色(例えば、赤色、青色、緑色)の発光が可能である。このような特徴を有する有機電界発光素子は、種々の発光素子、表示素子等への応用が期待されている。しかしながら、一般に、有機電界発光素子は、安定性、耐久性に乏しいなどの難点がある。さらに、発光輝度が低く、実用上充分ではない。
【0003】
有機電界発光素子における正孔注入輸送材料として、4,4’−ビス〔N−フェニル−N−(3’’−メチルフェニル)アミノ〕ビフェニルを用いることが提案されている(例えば、非特許文献2参照)。しかしながら、この有機電界発光素子も、安定性、耐久性に乏しいなどの難点がある。発光輝度を向上させる方法として、発光層として、例えば、トリス(8−キノリノラート)アルミニウムをホスト化合物、クマリン誘導体、ピラン誘導体をゲスト化合物(ドーパント)として用いた有機電界発光素子が提案されている(例えば、非特許文献3参照)。また、発光層として、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(4−フェニルフェノラート)アルミニウムをホスト化合物、アクリドン誘導体(例えば、N−メチル−2−メトキシアクリドン)をゲスト化合物として用いた有機電界発光素子が提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、これらの発光素子も充分な発光輝度を有しているとは言い難い。現在では、更に改良された有機電界発光素子が望まれている。
【0004】
また、有機電界発光素子における電子注入輸送材料も満足いくものがなく、更に改良された有機電界発光素子が望まれている。
【0005】
従って、本発明の課題は、安定性、耐久性、発光輝度及び発光効率に優れた有機電界発光素子を提供することができる、有機電界発光素子用材料に有用な新規な化合物、該化合物からなる有機電界発光素子用材料、及び該有機電界発光素子用材料を用いた有機電界発光素子を提供することにある。
【0006】
【非特許文献1】
Appl. Phys. Lett., 51, 913 (1987)
【非特許文献2】
Jpn. J. Appl. Phys., 27, L269 (1988)
【非特許文献3】
J.Appl. Phys., 65, 3610 (1989)
【特許文献1】
特開平8−67873号公報
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、有機電界発光素子用材料に関して鋭意検討を重ねた結果、新規なメチン化合物が上記課題を解決し得ることをを見出し、本発明を完成させるに至った。
【0008】
即ち、本発明(請求項1記載の発明)は、下記一般式(I)で表される新規メチン化合物を提供するものである。
【0009】
【化6】
【0010】
また、本発明(請求項2記載の発明)は、前記一般式(I)において、L1が下記一般式(1)で表されるアリールアミノ基である請求項1記載の新規メチン化合物を提供するものである。
【0011】
【化7】
【0012】
また、本発明(請求項3記載の発明)は、前記一般式(I)において、L1が下記一般式(2)で表されるアリールアミノ基である請求項1記載の新規メチン化合物を提供するものである。
【0013】
【化8】
【0014】
また、本発明(請求項4記載の発明)は、前記一般式(I)において、mが1であり、L4が下記一般式(3)で表される請求項1〜3のいずれかに記載の新規メチン化合物を提供するものである。
【0015】
【化9】
【0016】
また、本発明(請求項5記載の発明)は、前記一般式(I)において、mが2であり、L4が下記一般式(4)で表される請求項1〜3のいずれかに新規メチン化合物を提供するものである。
【0017】
【化10】
【0018】
また、本発明(請求項6記載の発明)は、請求項1〜5のいずれかに記載の新規メチン化合物からなることを特徴とする有機電界発光素子用材料を提供するものである。
また、本発明(請求項7記載の発明)は、一対の電極間に、発光層を含む一層以上の有機薄膜層を有し、該有機薄膜層の少なくとも一層が、請求項1〜5のいずれかに記載の新規メチン化合物を一種または二種以上含有する層であることを特徴とする有機電界発光素子を提供するものである。
また、本発明(請求項8記載の発明)は、請求項1〜5のいずれかに記載の新規メチン化合物を一種または二種以上含有する層が、発光層である請求項7記載の有機電界発光素子を提供するものである。
また、本発明(請求項9記載の発明)は、請求項1〜5のいずれかに記載の新規メチン化合物を一種または二種以上含有する層が、正孔注入輸送層である請求項7記載の有機電界発光素子を提供するものである。
また、本発明(請求項10記載の発明)は、請求項1〜5のいずれかに記載の新規メチン化合物を一種または二種以上含有する層が、電子注入輸送層である請求項7記載の有機電界発光素子を提供するものである。
また、本発明(請求項11記載の発明)は、請求項1〜5のいずれかに記載の新規メチン化合物の一種または二種以上含有する層が、バインダー樹脂中に該新規メチン化合物が分散されている層である請求項7〜10のいずれかに記載の有機電界発光素子を提供するものである。
また、本発明(請求項12記載の発明)は、前記発光層が、多環芳香族化合物、発光性有機金属錯体およびトリアリールアミン誘導体からなる群から選択される少なくとも一種を含有する請求項7〜11のいずれかに記載の有機電界発光素子を提供するものである。
また、本発明(請求項13記載の発明)は、前記発光層中に、請求項1〜5のいずれかに記載の新規メチン化合物を0.001〜99.999重量%含有する請求項8記載の有機電界発光素子を提供するものである。
また、本発明(請求項14記載の発明)は、前記正孔注入輸送層中に、請求項1〜5のいずれかに記載の新規メチン化合物を0.1重量%以上含有する請求項9記載の有機電界発光素子を提供するものである。
また、本発明(請求項15記載の発明)は、前記電子注入輸送層中に、請求項1〜5のいずれかに記載の新規メチン化合物を0.1〜40重量%含有する請求項10記載の有機電界発光素子を提供するものである。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
まず、下記一般式(I)で表される本発明の新規メチン化合物について説明する。
【0020】
【化11】
【0021】
前記一般式(I)中の、L1、L4は、芳香族環、複素芳香族環等の、π電子共役系を構成することができる原子団であればよいが、L1は、下記一般式(1)で表されるアリールアミノ基又は下記一般式(2)で表されるアリールアミノ基であることが好ましい。
【0022】
【化12】
【0023】
【化13】
【0024】
前記一般式(I)中のL4は、前記一般式(I)中のmが1の場合、下記一般式(3)で表される基が好ましく、mが2の場合は、下記一般式(4)で表される基が好ましい。
【0025】
【化14】
【0026】
【化15】
【0027】
前記一般式(I)において、L1が前記一般式(2)で表されるアリールアミノ基であり、mが1であり、L4が前記一般式(3)で表される化合物の代表例としては、下記一般式(II)又は(IV)で表される化合物が挙げられ、また、L1が前記一般式(2)で表されるアリールアミノ基であり、mが2であり、L4が前記一般式(4)で表される化合物の代表例としては、下記一般式(III)で表される化合物が挙げられる。本発明の新規メチン化合物としては、下記一般式(II)〜(IV)のいずれかで表される化合物が特に好ましい。
【0028】
【化16】
【0029】
【化17】
【0030】
【化18】
【0031】
前記一般式(I)〜(IV)及び(1)〜(4)中のR1〜R14は、それぞれ、水素原子または置換基を表すが、置換基としては、例えば、アルキル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜12、特に好ましくは炭素数1〜8であり、例えばメチル、エチル、iso−プロピル、n−ブチル、tert−ブチル、n−オクチル、n−デシル、n−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、特に好ましくは炭素数2〜8であり、例えばビニル、アリル、2−ブテニル、3−ペンテニルなどが挙げられる。)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、特に好ましくは炭素数2〜8であり、例えばプロパルギル、3−ペンチニルなどが挙げられる。)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニル、p−メチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、ナフチル、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、ジメチルアミノフェニル基、ジエチルアミノフェニル基などが挙げられる。)、アミノ基(好ましくは炭素数0〜20、より好ましくは炭素数0〜10、特に好ましくは炭素数0〜6であり、例えばアミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジフェニルアミノ、ジベンジルアミノなどが挙げられる。)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜12、特に好ましくは炭素数1〜8であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシなどが挙げられる。)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜16、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルオキシ、2−ナフチルオキシなどが挙げられる。)、アシル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばアセチル、ベンゾイル、ホルミル、ピバロイルなどが挙げられる。)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜12であり、例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニルなどが挙げられる。)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数7〜20、より好ましくは炭素数7〜16、特に好ましくは炭素数7〜10であり、例えばフェニルオキシカルボニルなどが挙げられる。)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばアセトキシ、ベンゾイルオキシなどが挙げられる。)、アシルアミノ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばアセチルアミノ、ベンゾイルアミノなどが挙げられる。)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜12であり、例えばメトキシカルボニルアミノなどが挙げられる。)、アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数7〜20、より好ましくは炭素数7〜16、特に好ましくは炭素数7〜12であり、例えばフェニルオキシカルボニルアミノなどが挙げられる。)、スルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメタンスルホニルアミノ、ベンゼンスルホニルアミノなどが挙げられる。)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0〜20、より好ましくは炭素数0〜16、特に好ましくは炭素数0〜12であり、例えばスルファモイル、メチルスルファモイル、ジメチルスルファモイル、フェニルスルファモイルなどが挙げられる。)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばカルバモイル、メチルカルバモイル、ジエチルカルバモイル、フェニルカルバモイルなどが挙げられる。)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜16、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。)、スルホニル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメシル、トシルなどが挙げられる。)、スルフィニル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメタンスルフィニル、ベンゼンスルフィニルなどが挙げられる。)、ウレイド基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばウレイド、メチルウレイド、フェニルウレイドなどが挙げられる。)、リン酸アミド基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばジエチルリン酸アミド、フェニルリン酸アミドなどが挙げられる。)、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。)、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜12であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子が挙げられ、具体的には例えばイミダゾリル、ピリジル、フリル、ピペリジル、モルホリノ、ベンズオキサゾリル、ベンズイミダゾリル、ベンズチアゾリルなどが挙げられる。)、シリル基(好ましくは、炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、特に好ましくは、炭素数3〜24であり、例えばトリメチルシリル、トリエチルシリル、トリフェニルシリルなどが挙げられる。)などが挙げられる。これらの置換基は更に置換されてもよい。また、置換基が二つ以上ある場合は、同じでも異なってもよい。また、可能な場合には連結して環を形成してもよい。
【0032】
R1は、メチル基、エチル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基等のアルキル基、またはフェニル基であることがより好ましい。
【0033】
R2は、フェニル基、p−メチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、ナフチル基等のアリール基であることがより好ましい。
【0034】
R3およびR4は、それぞれ、メチル基、エチル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基等のアルキル基、またはフェニル基であることがより好ましい。
【0035】
R5、R6、R7およびR8は、それぞれ、水素原子またはメチル基、エチル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基等のアルキル基であることがより好ましい。
【0036】
R9は、メチル基、エチル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基等のアルキル基であることがより好ましい。
【0037】
R10は、メチル基、エチル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基等のアルキル基、フェニル、p−メチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、ナフチル、メトキシフェニル基、ジメチルアミノフェニル基、ジエチルアミノフェニル基等の、アリール基または置換アリール基であることがより好ましい。
【0038】
前記一般式(I)中の、L2、L3は、それぞれメチン基または置換メチン基を表し、また置換メチン基の置換基を介してL2もしくはL3同士で、またはL2とL3は連結して4ないし6員環を形成してもよい。置換メチン基の置換基としては例えばR1〜R10の置換基として挙げたものが適用でき、好ましくはアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、シアノ基、ハロゲン原子であり、より好ましくはアルキル基、アルコキシ基であり、更に好ましくは低級アルキル基(好ましくは炭素数1〜4である。)である。L2およびL3として好ましくは無置換メチン基、アルキル置換メチン基、アルコキシ置換メチン基であり、より好ましくは無置換メチン基である。また、前記一般式(I)中のm及びnは1または2を表し、好ましくは1である。
【0039】
本発明の新規メチン化合物は、具体的には後述の合成例のようにして得ることができる。代表的な本発明の新規メチン化合物である下記化合物(4)は、下記合成スキームに例示する一連の反応式(I)(II)(IV)によって合成することができる。前記一般式(I)で表される本発明の新規メチン化合物は、この合成スキームに準じて合成することができる。
【0040】
化合物(1)は、R. M. Mohareb et al., Liebigs Ann. Chem. 1986, 1632に記載の合成法に準じて合成される(反応式(I))。
化合物(2)は、L. L. Woods., J. Am. Chem. Soc. 80, 1440 (1958)と同様の反応条件下で合成される(反応式(II))。
化合物(3)は、Y. Shvo et al., J. Org. Chem. 39, 989 (1974)に記載の合成法に準じて合成される(反応式(III))。
化合物(4)は、R. Lemke, Synthesis 1974, 359等に記載のKnoevenagel反応によって合成される(反応式(IV))。
【0041】
【化19】
【0042】
前記一般式(I)で表される本発明の新規メチン化合物は、有機電界発光素子材料として好適に用いることができ、前記一般式(II)、前記一般式(III)、または前記一般式(IV)で表される新規メチン化合物が特に好ましく用いられる。
【0043】
次に、本発明の新規メチン化合物を有機電界発光素子材料として用いた有機電界発光素子について説明する。
本発明の有機電界発光素子は、通常、一対の電極間に、少なくとも1種の発光成分を含有する発光層を、少なくとも一層挟持してなるものである。発光層に使用する化合物の正孔注入および正孔輸送、電子注入および電子輸送の各機能レベルを考慮し、所望に応じて、正孔注入輸送成分を含有する正孔注入輸送層および/または電子注入輸送成分を含有する電子注入輸送層を設けることもできる。例えば、発光層に使用する化合物の正孔注入機能、正孔輸送機能および/または電子注入機能、電子輸送機能が良好な場合には、発光層が正孔注入輸送層および/または電子注入輸送層を兼ねた型の素子の構成とすることができる。勿論、場合によっては、正孔注入輸送層および電子注入輸送層の両方の層を設けない型の素子(一層型の素子)の構成とすることもできる。また、正孔注入輸送層、電子注入輸送層および発光層のそれぞれの層は、一層構造であっても多層構造であってもよく、正孔注入輸送層および電子注入輸送層は、それぞれの層において、注入機能を有する層と輸送機能を有する層を別々に設けて構成することもできる。
【0044】
本発明の有機電界発光素子において、本発明の新規メチン化合物からなる有機電界発光素子材料は、正孔注入輸送成分、発光成分または電子注入輸送成分に用いることが好ましく、正孔注入輸送成分または発光成分に用いることがより好ましい。
【0045】
本発明の有機電界発光素子においては、本発明の新規メチン化合物は、単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。
【0046】
本発明の有機電界発光素子の構成としては、特に限定するものではなく、例えば、(A)陽極/正孔注入輸送層/発光層/電子注入輸送層/陰極型素子(図1)、(B)陽極/正孔注入輸送層/発光層/陰極型素子(図2)、(C)陽極/発光層/電子注入輸送層/陰極型素子(図3)、(D)陽極/発光層/陰極型素子(図4)などを挙げることができる。さらには、発光層を電子注入輸送層で挟み込んだ型の素子である(E)陽極/正孔注入輸送層/電子注入輸送層/発光層/電子注入輸送層/陰極型素子(図5)とすることもできる。(D)型の素子構成としては、発光成分を一層形態で一対の電極間に挟持させた型の素子は勿論であるが、さらには、例えば、(F)正孔注入輸送成分、発光成分および電子注入輸送成分を混合させた一層形態で一対の電極間に挟持させた型の素子(図6)、(G)正孔注入輸送成分および発光成分を混合させた一層形態で一対の電極間に挟持させた型の素子(図7)、(H)発光成分および電子注入輸送成分を混合させた一層形態で一対の電極間に挟持させた型の素子(図8)がある。
【0047】
本発明の有機電界発光素子においては、これらの素子構成に限るものではなく、それぞれの型の素子において、正孔注入輸送層、発光層、電子注入輸送層を複数層設けることもできる。また、それぞれの型の素子において、正孔注入輸送層と発光層との間に、正孔注入輸送成分と発光成分の混合層および/または発光層と電子注入輸送層との間に、発光成分と電子注入輸送成分の混合層を設けることもできる。
【0048】
より好ましい有機電界発光素子の構成は、(A)型素子、(B)型素子、(C)型素子、(E)型素子、(F)型素子、(G)型素子または(H)型素子であり、さらに好ましくは、(A)型素子、(B)型素子、(C)型素子、(F)型素子または(G)型素子である。
【0049】
本発明の有機電界発光素子について、その好ましい一例である図1に示す(A)陽極/正孔注入輸送層/発光層/電子注入輸送層/陰極型素子に基づいて説明する。図1において、1は基板、2は陽極、3は正孔注入輸送層、4は発光層、5は電子注入輸送層、6は陰極、7は電源を示す。
【0050】
本発明の有機電界発光素子は、基板1に支持されていることが好ましい。基板1としては、特に限定されるものではないが、透明ないし半透明であるものが好ましく、例えば、ガラス板、透明プラスチックシート(例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのシート)、半透明プラスチックシート、石英、透明セラミックスあるいはこれらを組み合わせた複合シートからなるものを挙げることができる。さらに、基板1に、例えば、カラーフィルター膜、色変換膜、誘電体反射膜等を組み合わせて、発光色をコントロールすることもできる。
【0051】
陽極2としては、比較的仕事関数の大きい金属、合金または電気電導性化合物を電極物質として使用することが好ましい。陽極2に使用する電極物質としては、例えば、金、白金、銀、銅、コバルト、ニッケル、パラジウム、バナジウム、タングステン、酸化錫、酸化亜鉛、ITO(インジウム・ティン・オキサイド)、ポリチオフェン、ポリピロールなどを挙げることができる。これらの電極物質は、単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。陽極2は、これらの電極物質を用いて、例えば、蒸着法、スパッタリング法等の方法により、基板1の上に形成することができる。また、陽極2は一層構造であってもよく、あるいは多層構造であってもよい。陽極2のシート電気抵抗は、好ましくは数百Ω/□以下、より好ましくは5〜50Ω/□に設定する。陽極2の厚みは、使用する電極物質の材料にもよるが、一般に5〜1000nm、より好ましくは10〜500nmに設定する。
【0052】
正孔注入輸送層3は、陽極2からの正孔(ホール)の注入を容易にする機能、および注入された正孔を輸送する機能を有する化合物を含有する層である。正孔注入輸送層3は、本発明の新規メチン化合物および/または他の正孔注入輸送機能を有する化合物(例えば、フタロシアニン誘導体、トリアリールメタン誘導体、トリアリールアミン誘導体、オキサゾール誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポリ−N−ビニルカルバゾール誘導体など)を少なくとも1種用いて形成することができる。尚、正孔注入輸送機能を有する化合物は、単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。
【0053】
本発明の有機電界発光素子において用いる他の正孔注入輸送機能を有する化合物としては、トリアリールアミン誘導体(例えば、4,4’−ビス〔N−フェニル−N−(4’’−メチルフェニル)アミノ〕ビフェニル、4,4’−ビス〔N−フェニル−N−(3’’−メチルフェニル)アミノ〕ビフェニル、4,4’−ビス〔N−フェニル−N−(3’’−メトキシフェニル)アミノ〕ビフェニル、4,4’−ビス〔N−フェニル−N−(1’’−ナフチル)アミノ〕ビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ビス〔N−フェニル−N−(3’’−メチルフェニル)アミノ〕ビフェニル、1,1−ビス〔4’−[ N,N−ジ(4’’−メチルフェニル)アミノ] フェニル〕シクロヘキサン、9,10−ビス〔N−(4’−メチルフェニル)−N−(4’’−n−ブチルフェニル)アミノ〕フェナントレン、3,8−ビス(N,N−ジフェニルアミノ)−6−フェニルフェナントリジン、4−メチル−N,N−ビス〔4’’,4’’’−ビス[ N’,N’−ジ(4−メチルフェニル)アミノ] ビフェニル−4−イル〕アニリン、N,N’−ビス〔4−(ジフェニルアミノ)フェニル〕−N,N’−ジフェニル−1,3−ジアミノベンゼン、N,N’−ビス〔4−(ジフェニルアミノ)フェニル〕−N,N’−ジフェニル−1,4−ジアミノベンゼン、5,5’’−ビス〔4−(ビス[ 4−メチルフェニル] アミノ)フェニル〕−2,2’:5’,2’’−ターチオフェン、1,3,5−トリス(ジフェニルアミノ)ベンゼン、4,4’,4’’−トリス(N−カルバゾリイル)トリフェニルアミン、4,4’,4’’−トリス〔N−(3’’’−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ)トリフェニルアミン、4,4’,4’’−トリス〔N,N−ビス(4’’’−tert−ブチルビフェニル−4’’’’−イル)アミノ〕トリフェニルアミン、1,3,5−トリス〔N−(4’−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ〕ベンゼンなど)、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポリ−N−ビニルカルバゾール誘導体がより好ましい。
【0054】
本発明の新規メチン化合物と他の正孔注入輸送機能を有する化合物を併用する場合、正孔注入輸送層3中に占める本発明の新規メチン化合物は、好ましくは0.1重量%以上、より好ましくは0.1〜99.9重量%、さらに好ましくは1〜99重量%、特に好ましくは5〜95重量%に調製する。
【0055】
発光層4は、正孔および電子の注入機能、それらの輸送機能、正孔と電子との再結合により励起子を生成させる機能を有する化合物を含有する層である。発光層4は、本発明の新規メチン化合物および/または他の発光機能を有する化合物(例えば、アクリドン誘導体、キナクリドン誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、多環芳香族化合物〔例えば、ルブレン、アントラセン、テトラセン、ピレン、ペリレン、クリセン、デカシクレン、コロネン、テトラフェニルシクロペンタジエン、ペンタフェニルシクロペンタジエン、9,10−ジフェニルアントラセン、9,10−ビス(フェニルエチニル)アントラセン、1,4−ビス(9’−エチニルアントラセニル)ベンゼン、4,4’−ビス(9’’−エチニルアントラセニル)ビフェニル〕、トリアリールアミン誘導体〔例えば、正孔注入輸送機能を有する化合物として前述した化合物を挙げることができる〕、有機金属錯体〔例えば、トリス(8−キノリノラート)アルミニウム、ビス(10−ベンゾ[h] キノリノラート)ベリリウム、2−(2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾオキサゾールの亜鉛塩、2−(2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾールの亜鉛塩、4−ヒドロキシアクリジンの亜鉛塩、3−ヒドロキシフラボンの亜鉛塩、5−ヒドロキシフラボンのベリリウム塩、5−ヒドロキシフラボンのアルミニウム塩〕、スチルベン誘導体〔例えば、1,1,4,4−テトラフェニル−1,3−ブタジエン、4,4’−ビス(2,2−ジフェニルビニル)ビフェニル、4,4’−ビス[ (1,1,2−トリフェニル)エテニル] ビフェニル〕、クマリン誘導体〔例えば、クマリン1、クマリン6、クマリン7、クマリン30、クマリン106、クマリン138、クマリン151、クマリン152、クマリン153、クマリン307、クマリン311、クマリン314、クマリン334、クマリン338、クマリン343、クマリン500〕、ピラン誘導体〔例えば、DCM1、DCM2〕、オキサゾン誘導体〔例えば、ナイルレッド〕、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ピラジン誘導体、ケイ皮酸エステル誘導体、ポリ−N−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポリフェニレンおよびその誘導体、ポリフルオレンおよびその誘導体、ポリフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリビフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリターフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリナフチレンビニレンおよびその誘導体、ポリチエニレンビニレンおよびその誘導体など)を少なくとも1種用いて形成することができる。
【0056】
本発明の有機電界発光素子においては、発光層4に本発明の新規メチン化合物を含有していることが好ましい。発光層4において本発明の新規メチン化合物と他の発光機能を有する化合物を併用する場合、発光層4中に占める本発明の新規メチン化合物の割合は、好ましくは0.001〜99.999重量%、より好ましくは0.01〜99.99%程度、さらに好ましくは0.1〜99.9重量%とする。
【0057】
本発明の有機電界発光素子において用いられる他の発光機能を有する化合物としては、多環芳香族化合物、発光性有機金属錯体及びトリアリールアミン誘導体からなる群から選択される少なくとも一種がより好ましい。例えば、J. Appl. Phys., 65、3610 (1989) 、特開平5−214332号公報に記載のように、発光層4をホスト化合物及びゲスト化合物(ドーパント)より構成することもできる。この場合、本発明の新規メチン化合物を、ホスト化合物として用いて発光層4を形成することができ、さらには、ゲスト化合物として用いて発光層4を形成することもできる。本発明の新規メチン化合物を、ホスト化合物として用いて発光層4を形成する場合、ゲスト化合物としては、例えば、前記の他の発光機能を有する化合物を挙げることができ、中でも、多環芳香族化合物が好ましい。この場合、本発明の新規メチン化合物に対して、他の発光機能を有する化合物を、好ましくは0.001〜40重量%、より好ましくは0.01〜30重量%、特に好ましくは0.1〜20重量%使用する。
【0058】
本発明の新規メチン化合物と併用する多環芳香族化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、ルブレン、アントラセン、テトラセン、ピレン、ペリレン、クリセン、デカシクレン、コロネン、テトラフェニルシクロペンタジエン、ペンタフェニルシクロペンタジエン、9,10−ジフェニルアントラセン、9,10−ビス(フェニルエチニル)アントラセン、1,4−ビス(9’−エチニルアントラセニル)ベンゼン、4,4’−ビス(9’−エチニルアントラセニル)ビフェニルなどを挙げることができる。勿論、これらの多環芳香族化合物は単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。
【0059】
本発明の新規メチン化合物を、ゲスト化合物として用いて発光層4を形成する場合、ホスト化合物としては、例えば、前記の他の発光機能を有する化合物を挙げることができ、発光性有機金属錯体またはトリアリールアミン誘導体がより好ましい。この場合、発光性有機金属錯体またはトリアリールアミン誘導体に対して、本発明の新規メチン化合物を、好ましくは0.001〜40重量%、より好ましくは0.01〜30重量%、特に好ましくは0.1〜20重量%使用する。
【0060】
本発明の新規メチン化合物と併用する発光性有機金属錯体としては、特に限定されるものではないが、発光性有機アルミニウム錯体が好ましく、置換または未置換の8−キノリノラート配位子を有する発光性有機アルミニウム錯体がより好ましい。好ましい発光性有機金属錯体としては、下記一般式(a)〜(c)のいずれかで表される発光性有機アルミニウム錯体を挙げることができる。
【0061】
【化20】
【0062】
発光性有機金属錯体の具体例としては、例えば、トリス(8−キノリノラート)アルミニウム、トリス(4−メチル−8−キノリノラート)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノラート)アルミニウム、トリス(3,4−ジメチル−8−キノリノラート)アルミニウム、トリス(4,5−ジメチル−8−キノリノラート)アルミニウム、トリス(4,6−ジメチル−8−キノリノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(フェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2−メチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(3−メチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(4−メチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2−フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(3−フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(4−フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2,3−ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2,6−ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(3,4−ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(3,5−ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(3,5−ジ−tert−ブチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2,6−ジフェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2,4,6−トリフェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2,4,6−トリメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2,4,5,6−テトラメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(1−ナフトラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2−ナフトラート)アルミニウム、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラート)(2−フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラート)(3−フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラート)(4−フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラート)(3,5−ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラート)(3,5−ジ−tert−ブチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)アルミニウム−μ−オキソ−ビス(2−メチル−8−キノリノラート)アルミニウム、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラート)アルミニウム−μ−オキソ−ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−4−エチル−8−キノリノラート)アルミニウム−μ−オキソ−ビス(2−メチル−4−エチル−8−キノリノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−4−メトキシ−8−キノリノラート)アルミニウム−μ−オキソ−ビス(2−メチル−4−メトキシ−8−キノリノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−5−シアノ−8−キノリノラート)アルミニウム−μ−オキソ−ビス(2−メチル−5−シアノ−8−キノリノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−5−トリフルオロメチル−8−キノリノラート)アルミニウム−μ−オキソ−ビス(2−メチル−5−トリフルオロメチル−8−キノリノラート)アルミニウムなどを挙げることができる。勿論、これらの発光性有機金属錯体は、単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。
【0063】
電子注入輸送層5は、陰極6からの電子の注入を容易にする機能、そして注入された電子を輸送する機能を有する化合物を含有する層である。電子注入輸送層5は、本発明の新規メチン化合物および/または他の電子注入輸送機能を有する化合物(例えば、有機金属錯体〔例えば、トリス(8−キノリノラート)アルミニウム、ビス(10−ベンゾ[h] キノリノラート)ベリリウム、5−ヒドロキシフラボンのベリリウム塩、5−ヒドロキシフラボンのアルミニウム塩〕、オキサジアゾール誘導体〔例えば、1,3−ビス[ 5’−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2’−イル] ベンゼン〕、トリアゾール誘導体〔例えば、3−(4’−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−5−(4’’−ビフェニル)−1,2,4−トリアゾール〕、トリアジン誘導体、ペリレン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレノン誘導体、チオピランジオキサイド誘導体など)を少なくとも1種用いて形成することができる。
【0064】
本発明の新規メチン化合物と他の電子注入輸送機能を有する化合物を併用する場合、電子注入輸送層5中に占める本発明の新規メチン化合物の割合は、好ましくは0.1〜40重量%、さらに好ましくは0.1〜30重量%、最も好ましくは0.1〜20重量%に調製する。本発明の有機電界発光素子においては、本発明の新規メチン化合物と有機金属錯体〔例えば、前記一般式(a)〜(c)のいずれかで表される化合物〕を併用して、電子注入輸送層5を形成することが好ましい。
【0065】
陰極6としては、比較的仕事関数の小さい金属、合金または電気電導性化合物を電極物質として使用することが好ましい。陰極6に使用する電極物質としては、例えば、リチウム、リチウム−インジウム合金、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、カルシウム、マグネシウム、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、インジウム、ルテニウム、チタニウム、マンガン、イットリウム、アルミニウム、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−カルシウム合金、アルミニウム−マグネシウム合金、グラファイト薄膜等を挙げることができる。これらの電極物質は、単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。
【0066】
陰極6は、これらの電極物質を用いて、例えば、蒸着法、スパッタリング法、イオン化蒸着法、イオンプレーティング法、クラスターイオンビーム法等の方法により、電子注入輸送層5の上に形成することができる。また、陰極6は一層構造であってもよく、あるいは多層構造であってもよい。尚、陰極6のシート電気抵抗は、数百Ω/□以下に設定するのが好ましい。陰極6の厚みは、使用する電極物質の材料にもよるが、一般に5〜1000nm、より好ましくは10〜500nmに設定する。尚、有機電界発光素子の発光の効率を良くするために、陽極2または陰極6の少なくとも一方の電極が、透明ないし半透明であることが好ましく、一般に、発光光の透過率が70%以上となるように陽極2の材料、厚みなどを設定することがより好ましい。
【0067】
また、本発明の有機電界発光素子においては、その少なくとも一層中に、一重項酸素クエンチャーを含有させてもよい。一重項酸素クエンチャーとしては、特に限定されるものではないが、例えば、ルブレン、ニッケル錯体、ジフェニルイソベンゾフランなどが挙げられ、特に好ましくはルブレンである。一重項酸素クエンチャーを含有させる層としては、特に限定されるものではないが、好ましくは発光層4または正孔注入輸送層3であり、より好ましくは正孔注入輸送層3である。尚、例えば、正孔注入輸送層3に一重項酸素クエンチャーを含有させる場合、正孔注入輸送層3中に均一に含有させてもよく、正孔注入輸送層3と隣接する層(例えば、発光層4、発光機能を有する電子注入輸送層5)の近傍に含有させてもよい。一重項酸素クエンチャーの含有量は、含有させる層(例えば、正孔注入輸送層3)を構成する全体量の、通常は0.01〜50重量%、好ましくは0.05〜30重量%、より好ましくは0.1〜20重量%である。
【0068】
正孔注入輸送層3、発光層4、電子注入輸送層5の形成方法は、特に限定されるものではないが、例えば、真空蒸着法、イオン化蒸着法、溶液塗布法(例えば、スピンコート法、キャスト法、ディップコート法、バーコート法、ロールコート法、ラングミュア・ブロゼット法、インクジェット法など)により薄膜を形成することにより作製することができる。
【0069】
真空蒸着法により、各層を形成する場合、真空蒸着の条件は、特に限定されるものではないが、10−5Torr程度以下の真空下で、50〜600℃程度のボート温度(蒸着源温度)、−50〜300℃程度の基板温度で、0.005〜50nm/sec程度の蒸着速度で実施することが好ましい。この場合、正孔注入輸送層3、発光層4、電子注入輸送層5等の各層は、真空下で、連続して形成することにより、諸特性に一層優れた有機電界発光素子を製造することができる。真空蒸着法により、正孔注入輸送層3、発光層4、電子注入輸送層5等の各層を、複数の化合物を用いて形成する場合、化合物を入れた各ボートを個別に温度制御して、共蒸着することが好ましい。
【0070】
溶液塗布法により、各層を形成する場合、各層を形成する成分あるいはその成分とバインダー樹脂等を、溶媒に溶解または分散させて塗布液とする。正孔注入輸送層3、発光層4、電子注入輸送層5の各層に使用しうるバインダー樹脂としては、例えば、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリアリレート、ポリスチレン、ポリエステル、ポリシロキサン、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリパラキシレン、ポリエチレン、ポリエチレンエーテル、ポリプロピレンエーテル、ポリフェニレンオキサイド、ポリエーテルスルフォン、ポリアニリンおよびその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポリフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリフルオレンおよびその誘導体、ポリチエニレンビニレンおよびその誘導体等の高分子化合物が挙げられる。これらのバインダー樹脂は、単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。
【0071】
溶液塗布法により、各層を形成する場合、各層を形成する成分あるいはその成分とバインダー樹脂等を、適当な有機溶媒(例えば、ヘキサン、オクタン、デカン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、1−メチルナフタレン等の炭化水素系溶媒、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエン等のハロゲン化炭化水素系溶媒、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル等のエステル系溶媒、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレングリコール等のアルコール系溶媒、例えば、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソール等のエーテル系溶媒、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、1−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ジメチルスルフォキサイド等の極性溶媒)および/または水に溶解または分散させて塗布液とし、各種の塗布法により、薄膜を形成することができる。
【0072】
各層を形成する成分あるいはその成分とバインダー樹脂等を有機溶媒および/または水に分散させる方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、ボールミル、サンドミル、ペイントシェーカー、アトライター、ホモジナイザー等を用いて微粒子状に分散させることができる。塗布液の濃度は、特に限定されるものではなく、実施する塗布法により、所望の厚みを作製するに適した濃度範囲に設定することができ、一般には0.1〜50重量%、好ましくは1〜30重量%の溶液濃度である。尚、バインダー樹脂を使用する場合、その使用量には、特に限定されるものではないが、一般には、各層を形成する成分に対して(一層型の素子を形成する場合には、各成分の総量に対して)、5〜99.9重量%、好ましくは10〜99重量%、より好ましくは15〜90重量%に設定する。
【0073】
本発明の有機電界発光素子においては、前記バインダー樹脂を使用し、本発明の新規メチン化合物の一種又は二種以上が、上記バインダー樹脂中に分散された層を形成することが好ましい。
【0074】
正孔注入輸送層3、発光層4、電子注入輸送層5の膜厚は、特に限定されるものではないが、一般に5nm〜5μm程度に設定することが好ましい。
【0075】
また、作製した有機電界発光素子には、酸素や水分等との接触を防止する目的で、保護層(封止層)を設けることができ、また、有機電界発光素子を、例えば、パラフィン、流動パラフィン、シリコンオイル、フルオロカーボン油、ゼオライト含有フルオロカーボン油などの不活性物質中に封入して保護することができる。
【0076】
保護層に使用する材料としては、例えば、有機高分子材料(例えば、フッ素化樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、エポキシシリコーン樹脂、ポリスチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリパラキシレン、ポリエチレン、ポリフェニレンオキサイド)、無機材料(例えば、ダイヤモンド薄膜、アモルファスシリカ、電気絶縁性ガラス、金属酸化物、金属窒化物、金属炭素化物、金属硫化物)、さらには光硬化性樹脂などを挙げることができ、保護層に使用するこれらの材料は、単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。保護層は、一層構造であってもよく、また多層構造であってもよい。
【0077】
また、電極に、保護膜として、例えば、金属酸化膜(例えば、酸化アルミニウム膜)、金属フッ化膜を設けることもできる。また、例えば陽極の表面に、例えば、有機リン化合物、ポリシラン、芳香族アミン誘導体、フタロシアニン誘導体(例えば、銅フタロシアニン)、カーボンから成る界面層(中間層)を設けることもできる。さらに、電極、例えば陽極は、その表面を、例えば、酸、アンモニア/過酸化水素、あるいはプラズマで処理して使用することもできる。
【0078】
本発明の有機電界発光素子は、一般に、直流駆動型の素子として使用されるが、パルス駆動型または交流駆動型の素子としても使用することができる。尚、印加電圧は、一般に2〜30V程度である。本発明の有機電界発光素子は、例えば、パネル型光源、各種の発光素子、各種の表示素子、各種の標識、各種のセンサーなどに好適に使用することができる。
【0079】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、勿論、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0080】
〔合成例1〕化合物(I)(一般式(II)で表される化合物)の合成
下記合成ルートにより、化合物(I)を合成した。
【0081】
【化21】
【0082】
化合物(a)の合成:
ナトリウムメトキシド11.89g(220mM)をメタノ−ル100mlに溶解し、水冷下シアノ酢酸エチルエステル24.89g(220mM)を10分間で滴下した。室温で20分間攪拌した後、アセト酢酸フェニルアミド35.44g(200mM)を5分間で添加し、その後60〜65℃で2時間反応させた。減圧下メタノ−ル等を留去して乾固状態にし、蒸留水200mlさらに3規定−HCl水溶液を加えてpHを1以下にし、室温で30分間攪拌した。生成した固体を濾過し、水洗後に乾燥し、粗生成物を得た。得られた粗生成物をジメチルホルムアミド(DMF)に加熱溶解して室温に戻した後、生成した固体を濾別して減圧乾燥し、白色固体24.90g(収率55%)を得た。この白色固体は、マススペクトル測定を行ったところ分子量は226で、NMR測定結果は下記の通りであり、化合物(a)であることが確認できた。
【0083】
(NMR測定結果)
1H−NMR(DMSO−d6(δ=ppm)):2.27(s,3H),5.68(s,1H),7.21〜7.48(m,5H)
【0084】
化合物(b)の合成:
上記の化合物(a)22.62g(100mM)、2,6−ジメチル−γ−ピロン12.41g(100mM)および無水酢酸300mlの混合物を5時間加熱還流させた。反応溶液を室温まで冷却して生成した固体を濾別した。この固体をエタノールで洗浄後に減圧乾燥し、赤紫色の固体23.60g(収率71%)を得た。得られた赤紫色の固体は、マススペクトル測定を行ったところ分子量は332であり、NMR測定結果は下記の通りであり、化合物(b)であることが確認できた。
【0085】
(NMR測定結果)
1H−NMR(CDCl3(δ=ppm)):2.50(s,6H),2.65(s,3H),7.20〜7.48(m,5H),7.68(s,2H)
【0086】
化合物(I)の合成:
4−ジエチルアミノベンズアルデヒド0.89g(5mM)と化合物(b)3.32g(10mM)をDMF30mlに溶解し、ピペリジン0.17g(2mM)、酢酸0.06g(1mM)および無水酢酸0.05g(0.5mM)を加え、90−95℃で8時間反応させた。減圧下DMF等を留去し、残渣をエーテル洗浄後に減圧乾燥し、粗生成物を得た。得られた粗生成物を、シリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー(塩化メチレン/メタノール(9/1))による精製を2回行い、紫色の結晶0.93g(収率38%)を得た。得られた紫色の結晶は、マススペクトル測定を行ったところ分子量が491で、NMR測定結果も下記の通りであり、化合物(I)であることが確認できた。
【0087】
(NMR測定結果)
1H−NMR(CDCl3(δ=ppm)):1.22(t,6H),2.53(s,3H),2.61(s,3H),3.34(q,4H),6.59(d,1H),6.67(d,2H),7.23(d,2H),7.33−7.50(m,5H),7.55(d,1H),7.63(s,2H)
【0088】
〔合成例2〕化合物(II)(一般式(III)で表される化合物)の合成
下記合成ルートにより、化合物(II)を合成した。
【0089】
【化22】
【0090】
化合物(c)の合成:
実施例1で得られた化合物(b)3.32g(10mM)のDMF50ml溶液に、水冷下n−BuNH22.19g(30mM)のDMF10ml溶液を10分間で滴下した。室温で30分間撹拌し、その後75℃で2時間反応させた。室温に冷却後、生成した固体を濾別してエタノールで洗浄し、減圧乾燥して橙色の固体3.42g(収率88%)を得た。得られた橙色の固体は、マススペクトル測定を行ったところ分子量は387で、NMR測定結果も下記の通りであり、化合物(c)であることが確認できた。
【0091】
(NMR測定結果)
1H−NMR(DMSO−d6(δ=ppm)):0.94(t,3H),1.43(q,2H),1,75(m,2H),2.25(s,3H),2.74(s,6H),4.30(m,2H),7.06(d,2H),7.27−7.32(m,1H),7.36−7.40(m,2H),7.94(s,2H)
【0092】
化合物(II)の合成:
4−ジエチルアミノベンズアルデヒド2.66g(15mM)と化合物(c)1.94g(5mM)をDMF30mlに溶解し、ピペリジン0.17g(2mM)、酢酸0.06g(1mM)及び無水酢酸0.05g(0.5mM)を加え90−95℃で5時間反応させた。室温に戻した後、氷浴中で2時間放置した。生成した固体をろ別し、冷エタノールで洗浄後、減圧乾燥し、粗生成物を得た。得られた粗生成物を、シリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー(塩化メチレン/メタノール(9/1))で精製し、赤紫色の結晶2.51g(収率71%)を得た。得られた赤紫色の結晶は、マススペクトル測定を行ったところ分子量が705で、NMR測定結果も下記の通りであり、化合物(II)であることが確認できた。この化合物(II)について、常法に従って可視吸収スペクトル(塩化メチレン溶液)および蛍光スペクトル(塩化メチレン溶液)を測定したところ、それぞれ波長498nmおよび585nmに吸収極大及び発光極大を示した。
【0093】
(NMR測定結果)
1H−NMR(CDCl3(δ=ppm)):1.07(t,3H),1.21(t,12H),1.53(m,2H),1.90(m,2H),2.47(s,3H),3.42(q,8H),4.29(m,2H),6.68(d,4H),6.79(d,2H),7.20−7.34(m,5H),7.37−7.47(m,6H),8.02(s,1H)
【0094】
〔合成例3〕化合物(III)(一般式(III)で表される化合物)の合成
下記合成ルートにより、化合物(III)を合成した。
【0095】
【化23】
【0096】
化合物(d)の合成:
化合物(b)6.65g(20mM)のDMF100ml溶液に、アニリン9.31g(100mM)を加え、15時間環流させた。減圧下DMF等を留去し、固形物をエタノールで洗浄した後、熱アセトン3Lに溶解し、さらにアセトンを一部留去して室温に戻した。生成した固体を濾別して減圧乾燥し、橙色の結晶5.36g(収率66%)を得た。得られた橙色の結晶は、マススペクトル測定を行ったところ分子量が407で、NMR測定結果も下記の通りであり、化合物(d)であることが確認できた。
【0097】
(NMR測定結果)
1H−NMR(CDCl3(δ=ppm)):2.24(s,6H),2.48(s,3H),7.17−7.35,(m,5H),7.42(m,2H),7.64(m,3H),7.82(s,2H)
【0098】
化合物(III)の合成:
4−ジエチルアミノベンズアルデヒド3.55g(20mM)と化合物(d)2.04g(5mM)をDMF30mlに溶解しピペリジン0.17g(20mM)、酢酸0.06g(1mM)、無水酢酸0.05g(0.5mM)を加え、95−100℃で7時間反応させた。減圧下DMF等を留去し、エタノールおよびアセトンで洗浄し、粗生成物を得た。粗生成物を、シリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー(塩化メチレン/メタノール(9/1))で精製したところ、紫色の結晶2.55g(収率70%)を得た。得られた紫色の結晶は、マススペクトル測定を行ったところ分子量が725で、NMR測定結果も下記の通りであり、化合物(III)であることが確認できた。この化合物(III)について、常法に従って可視吸収スペクトル(塩化メチレン溶液)および蛍光スペクトル(塩化メチレン溶液)を測定したところ、それぞれ波長525nmおよび595nmに吸収極大及び発光極大を示した。
【0099】
(NMR測定結果)
1H−NMR(CDCl3(δ=ppm)):1.16(t,12H),2.58(s,3H),3.36(q,8H),6.01(d,2H),7.09(d,2H),7.24−7.37(m,4H),7.41−7.49(m,1H),7.71(m,2H),7.98(s,2H)
【0100】
〔合成例4〕化合物(IV)(一般式(III)で表される化合物)の合成
下記合成ルートにより、化合物(IV)を合成した。
【0101】
【化24】
【0102】
化合物(e)の合成:
アニリンの代わりにp−メトキシアニリン3.69g(30mM)を用いた他は、合成例3の化合物(d)の合成と同様に反応後、同様に処理し、黄橙色の結晶3.35g(収率77%)を得た。得られた黄橙色の結晶は、マススペクトル測定を行ったところ分子量が437で、NMR測定結果も下記の通りであり、化合物(e)であることが確認できた。
【0103】
(NMR測定結果)
1H−NMR(CDCl3(δ=ppm)):2.26(s,6H),2.46(s,3H),3.90(s,3H),7.07−7.22(m,6H),7.30−7.37(m,1H),7.39−7.46(m,2H),7.79(s,2H)
【0104】
化合物(IV)の合成:
化合物(d)の代わりに化合物(e)を2.19g(5mM)用いた他は、実施例3の化合物(III)の合成と同様に反応後、同様に処理し、紫色の結晶2.87g(収率76%)を得た。得られた紫色の結晶は、マススペクトル測定を行ったところ分子量が755で、NMR測定結果も下記の通りであり、化合物(IV)であることが確認できた。この化合物(IV)について、常法に従って可視吸収スペクトル(塩化メチレン溶液)および蛍光スペクトル(塩化メチレン溶液)を測定したところ、それぞれ波長515nmおよび590nmに吸収極大及び発光極大を示した。
【0105】
(NMR測定結果)
1H−NMR(CDCl3(δ=ppm)):1.16(t,12H),2.56(s,3H),3.37(t,8H),3.96(s,3H),6.04(d,2H),6.57(d,4H),7.07−7.20(m,8H),7.24−7.36(m,5H),7.41−7.47(m,2H),7.96(s,2H)
【0106】
〔合成例5〕化合物(V)(一般式(III)で表される化合物)の合成
下記合成ルートにより、化合物(V)を合成した。
【0107】
【化25】
【0108】
化合物(f)の合成:
アニリンの代わりにp−ジメチルアミノアニリン4.09g(30mM)を用いた他は、合成例3の化合物(d)の合成と同様に反応後、同様に処理し、黄橙色の結晶4.19g(収率93%)を得た。得られた黄橙色の結晶は、マススペクトル測定を行ったところ分子量が450で、NMR測定結果も下記の通りであり、化合物(f)であることが確認できた。
【0109】
(NMR測定結果)
1H−NMR(CDCl3(δ=ppm)):2.28(s,6H),2.47(s,3H),3.06(s,6H),6.68(d,2H),6.94(d,2H),7.19(d,2H),7.32(m,1H),7.42(m,2H),7.78 8(s,2H)
【0110】
化合物(V)の合成:
化合物(d)の代わりに化合物(f)を2.25g(5mM)用いた他は、実施例3の化合物(III)の合成と同様に反応後、同様に処理し、紫色の結晶2.77g(収率72%)を得た。得られた紫色の結晶は、マススペクトル測定を行ったところ分子量が768で、NMR測定結果も下記の通りであり、化合物(V)であることが確認できた。この化合物(V)について、常法に従って可視吸収スペクトル(塩化メチレン溶液)および蛍光スペクトル(塩化メチレン溶液)を測定したところ、それぞれ波長509nmおよび590nmに吸収極大及び発光極大を示した。
【0111】
(NMR測定結果)
1H−NMR(CDCl3(δ=ppm)):1.16(t,12H),2.55(s,3H),3.12(s,6H),3.37(q,8H),6.15(d,2H),6.55(d,4H),6.80(d,2H),7.02(d,2H),7.17(d,4H),7.24−7.37(m,5H),7.47(m,2H),7.92(s,2H)
【0112】
〔合成例6〕化合物(VI)(一般式(III)で表される化合物)の合成
下記合成ルートにより、化合物(VI)を合成した。
【0113】
【化26】
【0114】
化合物(g)の合成:
アニリンの代わりに1−ナフチルアミン4.30g(30mM)を用いた他は、実施例3の化合物(d)の合成と同様に反応後、同様に処理し、黄橙色の結晶4.21g(収率92%)を得た。得られた黄橙色の結晶は、マススペクトル測定を行ったところ分子量が457で、NMR測定結果も下記の通りであり、化合物(g)であることが確認できた。
【0115】
(NMR測定結果)
1H−NMR(CDCl3(δ=ppm)):2.17(s,6H),2.58(s,3H),7.03(d,1H),7.20−7.37(m,3H),7.40−7.51(m,3H),7.54−7.61(m,1H),7.64−7.75(m,2H),7.94(s,2H),8.05(m,1H),8.16(d,1H)
【0116】
化合物(VI)の合成:
化合物(d)の代わりに化合物(g)を2.29g(5mM)用いた他は、実施例3の化合物(III)の合成と同様に反応後、同様に処理し、黒紫色の結晶2.45g(収率63%)を得た。得られた黒紫色の結晶は、マススペクトル測定を行ったところ分子量が775で、NMR測定結果も下記の通りであり、化合物(VI)であることが確認できた。この化合物(VI)について、常法に従って可視吸収スペクトル(塩化メチレン溶液)および蛍光スペクトル(塩化メチレン溶液)を測定したところ、それぞれ波長523nmおよび600nmに吸収極大及び発光極大を示した。
【0117】
(NMR測定結果)
1H−NMR(CDCl3(δ=ppm)):1.11(t,12H),2.64(s,3H),3.31(q,8H),5.84(d,2H),6.45(d,4H),6.92(d,4H),7.24−7.41(m,6H),7.44−7.51(m,3H),7.54−7.78(m,3H),8.05−8.13(s,3H),8.19(d,1H)
【0118】
下記実施例1〜3においては、前記合成例1〜6それぞれにおいて得られた化合物(I)〜(VI)を用いて本発明の有機電界発光素子を作成した。尚、下記実施例1〜3において用いた比較化合物1〜3は、それぞれ下記の通りである。
【0119】
【化27】
【0120】
〔実施例1〕
厚さ130nmのITO透明電極(陽極)を有するガラス基板を、アセトン、基板洗浄剤、蒸留水、イソプロピルアルコールを洗浄液としてこの順で用いて超音波洗浄した。超音波洗浄後のガラス基板を、更にUV/オゾン洗浄した後、蒸着装置のホルダーに固定した。蒸着槽を10−6Torr程度に減圧し、ITO透明電極上に、TPD[N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジン]を膜厚約30nmに蒸着した後に、表1記載の試料化合物及びAlq.[トリス(8−ヒドロキシキノリナト)アルミニウム]を1:100の重量比で膜厚約40nmに蒸着した。更に、Alq.を単独で膜厚約20nmに蒸着した。次いで、有機薄膜上にパターニングしたマスク(発光面積は5mm×5mm)を設置し、マグネシウム及び銀を膜厚約150nmに共蒸着(重量比10:1)して陰極とし、有機EL素子を作製した。この有機EL素子をKEITHLEY社製ソースメータ2400型を用い直流電圧を印加して発光させ、その輝度をTOPCON社の輝度計BM−9型、発光波長を浜松ホトニクス社製マルチチャンネル検出器PMA−11型を用いて測定した。結果を表1に示す。
【0121】
【表1】
【0122】
〔実施例2〕
実施例1と同様に、ITO透明電極を洗浄後、蒸着装置の基板ホルダーに固定した。蒸着槽を10−6Torr程度に減圧し、ITO透明電極上に、TPD[N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジン]を膜厚約30nm、表2記載の試料化合物を膜厚約40nm、Alq.[トリス(8−ヒドロキシキノリナト)アルミニウム]を膜厚約60nm、この順に蒸着した。次いで、実施例1と同様に、陰極を蒸着し有機EL素子を得た。得られた有機EL素子について、実施例1と同様にして輝度及び発光波長を測定した。結果を表2に示す。
【0123】
【表2】
【0124】
〔実施例3〕
PVK[ポリ(N−ビニルカルバゾール)]21mg、PBD[2−(4−ビフェニルイル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール]9mg、及び表3記載の試料化合物1mgを1,2−ジクロロエタン3mlに溶解し、実施例1と同様に洗浄したITO透明電極にスピンコートした。有機薄膜の膜厚は約60nmであった。次いで、実施例1と同様に、陰極(約150nm)を蒸着し有機EL素子を得た。得られた有機EL素子について、実施例1と同様にして輝度及び発光波長を測定した。結果を表3に示す。
【0125】
【表3】
【0126】
表1〜3の結果から明らかなように、本発明の新規メチン化合物を含有する有機薄膜層を有する有機電界発光素子は、低い駆動電圧を維持しつつ、発光輝度に優れるものであった。
【0127】
【発明の効果】
本発明によれば、有機電界発光素子用材料として好適な新規なメチン化合物を提供することができ、該メチン化合物からなる有機電界発光素子用材料は、安定性、耐久性、発光輝度及び発光効率に優れた有機電界発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、有機電界発光素子の一例(A)の概略構造図である。
【図2】図2は、有機電界発光素子の一例(B)の概略構造図である。
【図3】図3は、有機電界発光素子の一例(C)の概略構造図である。
【図4】図4は、有機電界発光素子の一例(D)の概略構造図である。
【図5】図5は、有機電界発光素子の一例(E)の概略構造図である。
【図6】図6は、有機電界発光素子の一例(F)の概略構造図である。
【図7】図7は、有機電界発光素子の一例(G)の概略構造図である。
【図8】図8は、有機電界発光素子の一例(H)の概略構造図である。
【符号の説明】
1 :基板
2 :陽極
3 :正孔注入輸送層
3a:正孔注入輸送成分
4 :発光層
4a:発光成分
5 :電子注入輸送層
5’’:電子注入輸送層
5a:電子注入輸送成分
6 :陰極
7 :電源
Claims (15)
- 請求項1〜5のいずれかに記載の新規メチン化合物からなることを特徴とする有機電界発光素子用材料。
- 一対の電極間に、発光層を含む一層以上の有機薄膜層を有し、該有機薄膜層の少なくとも一層が、請求項1〜5のいずれかに記載の新規メチン化合物を一種または二種以上含有する層であることを特徴とする有機電界発光素子。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の新規メチン化合物を一種または二種以上含有する層が、発光層である請求項7記載の有機電界発光素子。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の新規メチン化合物を一種または二種以上含有する層が、正孔注入輸送層である請求項7記載の有機電界発光素子。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の新規メチン化合物を一種または二種以上含有する層が、電子注入輸送層である請求項7記載の有機電界発光素子。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の新規メチン化合物の一種または二種以上含有する層が、バインダー樹脂中に該新規メチン化合物が分散されている層である請求項7〜10のいずれかに記載の有機電界発光素子。
- 前記発光層が、多環芳香族化合物、発光性有機金属錯体およびトリアリールアミン誘導体からなる群から選択される少なくとも一種を含有する請求項7〜11のいずれかに記載の有機電界発光素子。
- 前記発光層中に、請求項1〜5のいずれかに記載の新規メチン化合物を0.001〜99.999重量%含有する請求項8記載の有機電界発光素子。
- 前記正孔注入輸送層中に、請求項1〜5のいずれかに記載の新規メチン化合物を0.1重量%以上含有する請求項9記載の有機電界発光素子。
- 前記電子注入輸送層中に、請求項1〜5のいずれかに記載の新規メチン化合物を0.1〜40重量%含有する請求項10記載の有機電界発光素子。
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