JP2006219394A - ビスキノキサリン化合物および有機発光素子 - Google Patents

ビスキノキサリン化合物および有機発光素子 Download PDF

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Abstract

【課題】高イオン化ポテンシャル、高電子親和力、高電子移動度を有する新規な非重合有機化合物の提供。
【解決手段】下記一般式(1)[式中、Xは、特定の含窒素複素環コアユニットを表し、Ar、Arはアリール基又は複素環基を示し、R〜Rは各々水素原子、アルキル基、アミノ基、ハロゲン原子、アリール基複素環基、ニトロ基等を表す。]で示されるビスキノキサリン化合物。
Figure 2006219394

【選択図】なし

Description

本発明は、ビスキノキサリン化合物、および該化合物を用いた有機発光素子に関する。
最近、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)は、低駆動電圧、高輝度、RGBカラー発光、低製造コストという利点を有し、フルカラーフラットパネルディスプレイとして使用することが非常に注目されている。
一般に、有機EL素子の構造は、インジウムスズ酸化物(ITO)等よりなる透明陽極と、Mg、Ca、Alなどの真空蒸着金属よりなる陰極との間に挟んだ単層または多層の有機薄膜からなる。そして、順方向バイアスで、ホール(正電荷)を陰極から注入し、電子(負電荷)を陽極から注入し、印加電界の影響により、電荷キャリアが発光層に移動して再結合し、発生した電子励起分子が、発光を伴って基底状態に戻る。
高性能デバイスを達成するには、電荷バランスをとる必要がある。電荷バランスとは、同じ量の正電荷と負電荷が常に注入、再結合されることを意味する。一般に、電荷輸送層および発光層から成る積層デバイスは、単層デバイスよりも容易に電荷バランスを達成できる。これは、積層デバイスにおける電荷輸送材料および発光材料の好ましい組み合わせが、電極からの電荷キャリアの注入のためのエネルギー障壁を軽減するからである。また、電荷輸送層が、隣接層からの電子またはホールの注入に対するブロック層として働くからである。
したがって、ホール輸送層を陽極と発光層との間に挿入して、ホール注入を支援すると共に電子をブロックし、電子輸送層を陰極と発光層との間に挿入して、電子注入を容易にする。しかし、一般に、有機EL素子の性能は、従来の材料の低電子注入能および低電子輸送能により依然制限を受けている。電子注入に対するエネルギー障壁を下げるための他の方法、すなわちCa、Mgなどの低仕事関数の金属の使用は、周囲条件下でのこれらの金属の急速な劣化があるため適していない。したがって、有機EL素子用の電子輸送材料が依然として大いに求められている。
好適な材料は、陰極への電子の流れをブロックする低い最高占有分子軌道(HOMO)に対応する大きいイオン化ポテンシャルIpと、陰極からの電子注入を支援する低位の最低非占有分子軌道(LUMO)に対応する高い電子親和力Eaとを有する必要がある。さらに、負電荷キャリア(電子)の高移動度を有することが望ましい。さらに、熱的および形態的に安定している必要がある、つまり高い融点を有し、理想的には素子の作動状態下ではガラス転移を示さないことが必要である。
キノキサリン部分を含む化合物は、その他の電子輸送/ホールブロック材料と比較して、その熱的安定性やより高いイオン化ポテンシャルのために有機EL素子用の材料として実証されている(非特許文献1,2)。
また、非特許文献3には、2つのキノキサリン部分が芳香族コアユニトに結合した化合物を、電子輸送材料として提案している。しかし、非特許文献3によれば、芳香族コアユニットは炭素環から成り、これらの化合物は、改良の余地を相当残している。例えば、π電子が不足する複素環ユニットの導入は、分子の電子受け取り特性を高めるので、電子輸送性を向上すると思われる。特許文献1は電子輸送材料としてフェナントロリン誘導体を開示している。しかし、フェナントロリンコアに結合されている置換基は、水素原子、置換または非置換アルキル基、置換または非置換アリール基、置換または非置換アミノ基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基または水酸基に限定されており、フェナントロリンコアに結合した複素環部分は開示されていない。
米国特許第5,393,614号明細書 Macromolecules,1998,31,6434−64433 Adv.Mat.,1998,10,230−233 Macromolecules,1998,31,6434−6443
本発明の目的は、高イオン化ポテンシャル、高電子親和力、高電子移動度を有する新規な非重合有機化合物、及び該化合物を用いた有機発光素子を提供することである。
即ち、本発明のビスキノキサリン化合物は、下記一般式(1)で示されることを特徴とする。
Figure 2006219394
[Xは複素環コアユニットを表し、下記式(2)〜(11)のいずれかである。
Figure 2006219394
Figure 2006219394
式(11)において、nは2または3である。
Ar1、Ar2は、それぞれ、置換または未置換アリール基、置換または未置換複素環基である。
1〜R8は、それぞれ水素原子、置換または未置換アルキル基、置換または未置換アルコキシ基、置換または未置換アミノ基、ハロゲン原子、置換または未置換アリール基、置換または未置換複素環基、ニトロ基、水酸基、シアノ基を表し、R2とR3、R6とR7は、下記式(12)で表される環状系を形成するように結合してもよい。]
Figure 2006219394
また、本発明の有機発光素子は、陽極及び陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に挟持された一または複数の有機化合物を含む層を少なくとも有する有機発光素子において、前記有機化合物を含む層の少なくとも一層が上記ビスキノキサリン化合物の少なくとも一種を含有することを特徴とする。
本発明のビスキノキサリン化合物は、安定な非晶質薄膜をも形成するものであり、有機光伝導体、有機トランジスタ、有機発光素子、太陽電池等の有機電子デバイスに使用する電子輸送材料として非常にふさわしいものである。
また、本発明のビスキノキサリン化合物が高い電子移動度を有するため、高輝度で高効率な発光素子を提供できる。
まず、本発明のビスキノキサリン化合物について説明する。
本発明のビスキノキサリン化合物は、上記一般式(1)で示されるが、Ar1、Ar2は、下記式(13)〜(40)から選ばれることが好ましい。
Figure 2006219394
Figure 2006219394
Figure 2006219394
Figure 2006219394
一般式(1)において、置換または未置換アルキル基の好ましい例としては、メチル基、トリフルオロメチル基、エチル基、ペンタフルオロエチエル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、5−エチルヘキシル基、パーフルオロヘキシル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基が挙げられる。
置換または未置換アルコキシ基の好ましい例としては、メトキシ基、トリフルオロメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、s−ブトキシ基、t−ブトキシ基、ヘキソキシ基が挙げられる。
置換アミノ基の好ましい例としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジフェニルアミノ基が挙げられる。
置換または未置換アリール基の好ましい例としては、フェニル基、(o−、m−、p−)トリル基、メシチル基、ビフェニル基、テルフェニル基、ナフチル基、アンスリル基、ピリル基が挙げられる。
置換または未置換複素環基の好ましい例としては、2−ピリジル基、2,2’−ビピリジル基、2,2’,2”−ターピリジル基、フェナントロリル基、キノリニル基、カルバゾイルチエニル基、ジメチルチエニル基、ヘキシルチエニル基、ビチエニル基、ターチエニル基が挙げられる。
本発明のビスキノキサリン化合物は、一般に知られている合成方法により合成できる。以下に合成方法の一例を示し、さらに詳細に説明する。
Figure 2006219394
まず、第一段階の反応は、パラジウムの触媒作用を利用した、アリールアセチレンと芳香族臭化アリールとのカップリング反応である。この反応の手順は、例えば、Macromolecules,1998,31,6434−6443、J.Phys.Chem.A,2001,105,10307−10315、Can.J.Chem.,1991,69,1117−1123に開示されている。
ここで、アセチレン前駆体の合成は、例えば、J.Org.Chem.,1993,58,6614−6619、Chem.Mater.,1993,5,1110−1117に開示されている。
また、Xが式(3)で示されるジブロモ前駆体は、Can.J.Chem.,1997,75,1336−1339、Tetrahedron Lett.,1995,36,3489−3490に従って合成できる。Xが式(4)で示されるジブロモ前駆体は、Organometallics,1992,11,3954−3964に若干の変更を加えて、J.Chem.Soc.,Perkin 1,1974,976−978に従って合成できる。Xが式(5)で示されるジブロモ前駆体を合成する手順は、Chemistry Eur.J.,2000,6(22),4140−4148に開示されている。Xが式(7)で示されるジブロモ前駆体の合成は、Synth.Comm.,1995,25(21),3493−3495に開示されている。Xが式(8)で示されるジブロモ前駆体の合成は、J.Org.Chem.,1961,26,112−115に開示されている。Xが式(10)で示されるジブロモ前駆体は、Journal of Heterocyclic Chemistry,1970,7(2),419−421に開示されている。
第二段階の反応は、ビスアセチレン化合物のテトラケトンへの酸化である。この反応は、例えば、米国特許第4,082,806号明細書、Synthesis,1991,131−132、Synthesis,1995,1234−1236、Synthesis,2001,1001−1003に開示されている。
第三段階の反応は、上記テトラケトンと芳香族1,2−ジアミンとの反応である。芳香族1,2−ジアミンの好ましい例を以下に示すが、これらに限定するものではない。
Figure 2006219394
本発明のビスキノキサリン化合物のうち、電子輸送材料/電子注入材料として好ましい例を以下に示すが、これらに限定するものではない。
Figure 2006219394
Figure 2006219394
次に、本発明の有機発光素子について説明する。
図1は、本発明の有機発光素子の一例を示す図である。図1に示す様に、本発明の有機発光素子は、基板1上に設けられた陽極2と陰極7との間に、複数の有機化合物層、即ち、ホール輸送層3、発光層4、電子輸送層5、電子注入層6を狭持してなる。図1に示す構造は一例を示すものであり、例えば、電子注入層6を省略する、発光層4と電子輸送層5の間に更にホールブロック層を設ける等、適宜変更してもよい。
本発明の有機発光素子は、電子輸送層5、電子注入層6、ホールブロック層のいずれか、好ましくは電子輸送層5が、上記本発明のビスキノキサリン化合物を含有する。
基板1としては、例えば、ガラス基板、可とう性基板等が使用できる。陽極2としては、金、インジウムスズ酸化物などの仕事関数の高い金属または金属酸化物を使用できる。電子注入層6の本発明のビスキノキサリン化合物以外の好ましい材料としては、アルミ−リチウム合金、LiF、CsF、CsCO3が挙げられる。
<実施例1:例示化合物(48)の合成>
≪第一段階:2,6−ビス−フェニルエチニルピリジンの合成≫
トリエチルアミン35mlとピリジン15mlとの混合溶媒に2,6−ジブロモピリジン2.6g(11mmol)を溶解した溶液を窒素雰囲気中で攪拌しながら、ビス−トリフェニルホスフィン−パラジウム−ジクロリド(Pd(P(Ph)3)Cl2)150mg(0.21mmol)、P(Ph)3300mg、CuI50mg(0.26mmol)をこの順序で添加した。この混合物を70℃に加熱し、ピリジン5mlにフェニルアセチレン2.5g(25.3mmol)を溶解した溶液を1時間にわたって滴下した。6時間後、混合物を冷却し、水に注ぎ、沈殿物を濾過し、真空乾燥した。カラムクロマトグラフィ(シリカ、ヘキサン/酢酸エチル混合展開溶媒)で精製して、2,6−ビス−フェニルエチニルピリジン2.25g(8mmol、収率73%)を得た。得られた化合物の測定結果を以下に示す。
1H−NMR(CDCL3、400MHz):7.68(t、1H、J=7.78Hz)、7.62−7.60(m、4H)、7.48(d、2H、J=7.78Hz)、7.38−7.35(m、6H)ppm
13C−NMR(CDCl3、100MHz):143.7、136.4、132.0、129.0、128.3、126.2、122.0、89.6、88.2ppm
MS:m/z=279(M+
IR(KBr):3040、2211、1572、1558cm-1
≪第二段階:2,6−ビス−(フェニルグリオキサロイル)ピリジンの合成≫
まず、2,6−ビス−フェニルエチニルピリジン619mg(2.2mmol)をアセトン200mlに溶解し、緩衝液(水35mlにNaHCO3226mg(2.68mmol)とMgSO4−7H2O732mg(6.1mmol)を溶解)を添加し、次にKMnO41.3g(8.5mmol)を加え、4時間攪拌した。希硫酸で酸性化した後、NaNO2(580mg)を加えて酸化反応を停止し、濾過してMnO2を除去した。有機溶媒を蒸発した後に、水層をCHCl3(3x50ml)で抽出した。得られた有機層をNaHCO3と水で洗浄し、Na2SO4で乾燥した。溶媒を蒸発した後、残渣をエーテル/ヘキサン混合溶媒に溶解し、ドライアイスバスで冷却し、2,6−ビス−(フェニルグリオキサロイル)ピリジンの無色結晶521mg(1.5mmol、収率69%)を得た。得られた化合物の測定結果を以下に示す。
1H−NMR(CDCL3、400MHz):8.37(d、2H、J=7.3Hz)、8.22(t、1H、J=7.3Hz)、7.58−7.53(m、6H)、7.36−7.32(m、4H)ppm
13C−NMR(CDCl3、100MHz):195.4、193.8、151.1、139.2、134.3、132.6、128.8、128.6、126.5ppm
MS:m/z=343(M+
IR(KBr):1704、1675、1246cm-1
≪第三段階:例示化合物(48)の合成≫
2,6−ビス−(フェニルグリオキサロイル)ピリジン(1当量)と式(41)で示されるo−フェニレンジアミン(2.2当量)を2,6−ビス−(フェニルグリオキサロイル)ピリジン濃度が0.5Mとなるようにクロロホルムに溶解し、これにパラトルエンスルホン酸(20mg)を添加し、2時間還流した。冷却後にクロロホルムを添加し、有機層を水で洗浄し、Na2SO4で乾燥した。ろ過、溶媒除去後、粗生成物をカラムクロマトグラフィ(トルエン/ヘキサン混合展開溶媒)で精製して、例示化合物(48)(2,6−ビス−(3−フェニルキノキサリン−2−イル)−ピリジン)を得た。得られた化合物の測定結果を以下に示す。
1H−NMR(CDCL3、400MHz):8.20−8.17(m、4H)、7.84−7.77(m、4H)、7.68(t、1H、J=8.2Hz)、7.53(d、2H、J=8.2Hz)、7.45−7.42(m、4H)、7.34−7.29(m、6H)ppm
13C−NMR(CDCl3、100MHz):156.9、153.6、151.5、141.5、140.8、138.9、136.5、130.5、129.9、129.7、129.4、129.1、128.5、128.1、124.3ppm
MS:m/z=487(M+
IR(KBr):3057、1569、768cm-1
≪電子移動度の測定≫
例示化合物(48)の電子移動度を飛行時間法(TOF)により測定したところ、電界4.9x105Vm-1で1x10-4cm2-1-1であった。
<実施例2:例示化合物(50)の合成>
≪第一段階:2,6−ビス−(4−t−ブチルフェニルエチニル)ピリジンの合成≫
窒素雰囲気中で、トリエチルアミン60mlとピリジン40mlとの混合溶媒に2,6−ジブロモピリジン4.35g(18mmol)を溶解した溶液に、ビス−トリフェニルホスフィン−パラジウム−ジクロリド(Pd(P(Ph)3)Cl2)504mg(0.72mmol)、CuI168mg(0.84mmol)、P(Ph)31.02mg(3.6mmol)をこの順序で添加した。この混合物を65℃で攪拌しながら、4−t−ブチルフェニルアセチレン7.08g(42mmol、2.3当量)を90分にわたって滴下した。7.5時間後、混合物を室温まで冷却し、水に注ぎ、沈殿物を濾過し、真空乾燥した。カラムクロマトグラフィ(トルエン/ヘキサン混合展開溶媒)で精製して、2,6−ビス−(4−t−ブチルフェニルエチニル)ピリジン3.83g(9.7mmol、収率54%)を得た。得られた化合物の測定結果を以下に示す。
1H−NMR(CDCL3、400MHz):7.66(t、1H、J=7.78Hz)、7.54(d、4H、J=8.7Hz)、7.45(d、2H、J=7.78Hz)、7.39(d、4H、J=8.7Hz)、1.33(s、18H)ppm
13C−NMR(CDCl3、100MHz):152.4、143.9、136.3、131.8、126.0、125.4、119.0、89.9、87.8、34.8、31.1ppm
MS:m/z=391(M+)、376(M−CH3+
IR(KBr):3041、2961、2903、2867、2213、1555、1445cm-1
≪第二段階:2,6−ビス−(4−t−ブチルフェニルグリオキサリル)ピリジンの合成≫
窒素雰囲気中で、無水DMSO20mlに2,6−ビス−(4−t−ブチルフェニルエチニル)ピリジン790mg(2mmol)を溶解した溶液に、ヨウ素511mg(2mmol)を添加した。この混合物を、tlcにより出発原料が検出されなくなるまで(1時間)、155℃に加熱した。黒っぽい溶液を室温まで冷却し、Na223の5%水溶液に注いだ。水層をクロロホルムで抽出し、得られた有機層を水で洗浄し、無水Na2SO4で乾燥した。ろ過および溶媒除去後、粗生成物をカラムクロマトグラフィ(シリカ、トルエン/酢酸エチル混合展開溶媒)で精製して、2,6−ビス−(4−t−ブチルフェニルグリオキサリル)ピリジン446g(1mmol、収率50%)を得た。
得られた化合物の測定結果を以下に示す。
1H−NMR(CDCL3、400MHz):8.34(d、2H、J=7.8Hz)、8.19(t、1H、J=7.8Hz)、7.52(d、4H、J=8.2Hz)、7.40(d、4H、J=8.2Hz)、1.37(s、18H)ppm
13C−NMR(CDCl3、100MHz):194.9、193.8、158.3、151.4、138.9、130.3、129.1、126.5、125.6、35.3、31.0ppm
MS:m/z=455(M+
IR(KBr):3040、2963、2868、1700、1676cm-1
≪第三段階:例示化合物(50)の合成≫
2,6−ビス−(フェニルグリオキサロイル)ピリジンに替えて2,6−ビス−(4−t−ブチルフェニルグリオキサリル)ピリジンを用いた以外は実施例1の第三段階と同様にして例示化合物(50)(2,6−ビス−[3−(4−t−ブチルフェニル)キノキサリン−2−イル]−ピリジン)を得た。得られた化合物の測定結果を以下に示す。
1H−NMR(CDCL3、400MHz):8.18−8.16(m、4H)、7.79−7.72(m、5H)、7.64(d、2H、J=7.8Hz)、7.35(d、4H、J=8.9Hz)、7.27(d、4H、J=8.9Hz)、1.15(s、18H)ppm
13C−NMR(CDCl3、100MHz):156.7、153.8、151.6、151.5、141.6、140.7、136.6、136.1、130.3、129.7、129.4(2信号、非分解)、129.1、124.8、124.1、34.4、31.1ppm
MS:m/z=599(M+
IR:(KBr):3060、2961、2902、2866、1613cm-1
≪電子移動度の測定≫
例示化合物(50)の電子移動度を飛行時間法(TOF)により測定したところ、電界5x105Vm-1で3x10-5cm2-1-1であった。
<実施例3:例示化合物(53)の合成>
≪第一段階:3,8−ビス−(4−t−ブチルフェニルエチニル)−[1,10]−フェナントロリンの合成≫
トリエチルアミン50mlとトルエン100mlとの混合溶媒に3,8−ジブロモフェナントロリン2.22g(6.6mmol)を溶解した溶液を窒素雰囲気中で攪拌しながら、ビス−トリフェニルホスフィン−パラジウム−ジクロリド(Pd(P(Ph)3)Cl2)185mg(0.26mmol)、P(Ph)3327mg(1.2mmol)、CuI59mg(0.31mmol)をこの順序で添加した。この混合物を100℃に加熱し、ピリジン10mlに4−t−ブチルフェニルアセチレン2.6g(16.5mmol)を溶解した溶液を1時間にわたって滴下した。10時間後、混合物を冷却し、水に注ぎ、沈殿物を濾過し、真空乾燥した。カラムクロマトグラフィ(酸化アルミニウム、トルエン/酢酸エチル混合展開溶媒)で精製して、3,8−ビス−(4−t−ブチルフェニルエチニル)−[1,10]−フェナントロリン1.62g(3.3mmol、収率50%)を得た。得られた化合物の測定結果を以下に示す。
1H−NMR(CDCL3、400MHz):9.24(d、2H、J=2.1Hz)、8.37(d、2H、J=2.1Hz)、7.79(s、2H)、7.56(d、4H、J=8.7Hz)、7.43(d、2H、J=8.7Hz)、1.35(s、18H)ppm
13C−NMR(CDCl3、100MHz):152.4、144.3、138.0、137.8、131.5、128.0、126.8、125.5、120.0、119.3、94.3、85.8、34.9、31.1ppm
MS:m/z=492(M+)、477(M−CH3+
IR(KBr):3040、2958、2901、2865、2210、1504、1423cm-1
≪第二段階:3,8−ビス−(4−t−ブチルフェニルグリオキサリル)−[1,10]−フェナントロリンの合成≫
無水DMSO13mlと、3,8−ビス−(4−t−ブチルフェニルエチニル)−[1,10]−フェナントロリン432mg(1.7mmol)と、ヨウ素432mg(1.7mmol)の混合物を、145℃で5時間加熱した。この溶液を冷却し、Na223の5%水溶液に注いだ。水層をクロロホルムで抽出し、得られた有機層を水で洗浄し、無水Na2SO4で乾燥した。ろ過および溶媒除去後、粗生成物をヘキサン/酢酸エチルから再結晶させ、3,8−ビス−(4−t−ブチルフェニルグリオキサリル)−[1,10]−フェナントロリン400mg(0.72mmol、収率85%)を得た。得られた化合物の測定結果を以下に示す。
1H−NMR(CDCL3、400MHz):9.78(d、2H、J=2.3Hz)、8.86(d、2H、J=2.3Hz)、8.03(d、4H、J=8.5Hz)、7.96(s、2H)、7.59(d、4H、J=8.5Hz)、1.37(s、18H)ppm
13C−NMR(CDCl3、100MHz):192.3、192.1、159.8、150.2、139.1、130.2、129.8、129.0、128.2、127.9、126.2、35.5、31.0ppm
MS:m/z=556(M+)、541(M−CH3+
IR(KBr):2964、2870、1669、1602、1173cm-1
≪第三段階:例示化合物(53)の合成≫
2,6−ビス−(フェニルグリオキサロイル)ピリジンに替えて、3,8−ビス−(4−t−ブチルフェニルグリオキサリル)−[1,10]−フェナントロリンを用いた以外は実施例1の第三段階と同様にして例示化合物(53)(3,8−ビス−[3−(4−t−ブチルフェニル)キノキサリン−2−イル]−[1,10]−フェナントロリン)を得た。得られた化合物の測定結果を以下に示す。
1H−NMR(CDCL3、400MHz):9.20(d、2H、J=2.1Hz)、8.67(d、2H、J=2.1Hz)、8.25−8.21(m、4H)、7.85−7.82(m、6H)、7.44(d、4H、J=8.2Hz)、7.37(d、4H、J=8.2Hz)、1.30(s、18H)ppm
13C−NMR(CDCl3、100MHz):153.5、152.5、151.1、149.9、145.3、141.5、141.3、136.9、135.5、134.6、130.6、130.1、129.5、129.3、129.2、128.6、127.1、125.8、34.7、31.1ppm
MS:m/z=700(M+)、643(M−tブチル)+
IR(KBr):3057、2963、2902、2867、1610、1474、1344cm-1
≪電子移動度の測定≫
例示化合物(53)の電子移動度を飛行時間法(TOF)により測定したところ、電界3.6x105Vm-1で5x10-4cm2-1-1であった。
<実施例4:例示化合物(49)の合成>
第三段階において、式(41)で示されるo−フェニレンジアミンに替えて、式(43)で示されるo−フェニレンジアミンを用いた以外は実施例2と同様にして例示化合物(49)(2,6−ビス−[3−(4−t−ブチルフェニル)−6,7−ジメチルキノキサリン−2−イル]−ピリジン)を得た。得られた化合物の測定結果を以下に示す。
1H−NMR(CDCL3、400MHz):7.93(s、2H)、7.90(s、2H)、7.66−7.62(m、1H)、7.51−7.49(m、1H)、7.37(d、4H、J=8.7Hz)、7.29(d、4H、J=8.7Hz)、2.51(s、12H)、1.20(s、18H)ppm
13C−NMR(CDCl3、100MHz):157.18、152.8、151.3、150.8、140.9、140.6、140.2、139.7、136.3、129.5、128.4、128.1、124.9、124.1、34.5、31.1、20.4ppm
MS:m/z=656(M+1)+
IR(KBr):3057、2960、2866、1480、1339、1112cm-1
<実施例5:例示化合物(51)の合成>
第三段階において、式(41)で示されるo−フェニレンジアミンに替えて、式(46)で示されるo−フェニレンジアミンを用いた以外は実施例2と同様にして例示化合物(51)(2,6−ビス−[3−(4−t−ブチルフェニル)−5,6,7,8−テトラフルオロキノキサリン−2−イル]−ピリジン)を得た。得られた化合物の測定結果を以下に示す。
1H−NMR(CDCL3、400MHz):7.94−7.87(m、3H)、7.33−7.23(m、8H)、1.12(s、18H)ppm
13C−NMR(CDCl3、100MHz):155.3、154.9、152.7、152.0、142.7、140.1、137.6、134.7、129.5、128.5、127.4、124.9、124.8、34.5、30.9ppm
MS:m/z=744(M+1)+、729(M+1−CH3+、687(M+1−tBu)+
IR(KBr):2965、1656、1497、1048cm-1
<実施例6:例示化合物(52)の合成>
2,6−ビス−(フェニルグリオキサロイル)ピリジンに替えて2,6−ビス−(3,5−ジ−トリフルオロメチルフェニルグリオキサリル)ピリジンを用い、式(41)で示されるo−フェニレンジアミンに替えて、式(46)で示されるo−フェニレンジアミンを用いた以外は実施例1の第三段階と同様にして例示化合物(52)(2,6−ビス−[3−ビス(3,5−トリフルオロメチル−フェニル)−5,6,7,8−テトラフルオロ−キノキサリン−2−イル]−ピリジン)を得た。得られた化合物の測定結果を以下に示す。
1H−NMR(CDCL3、400MHz):8.21−8.12(m、3H)、7.72(s、4H)、7.62(s、2H)ppm
13C−NMR(CDCl3、100MHz):154.0、151.3、150.6、142.9、140.5、139.7、139.1、131.3(q、JC-F=33.8Hz)、129.4、128.2、126.8、125.5、124.0、122.6、121.3、118.6ppm
MS:m/z=905(M+
IR(KBr):1655、1499、1282、1141cm-1
<実施例7>
図1に示す有機発光素子を作成した。
陽極2として厚さ1200Åの透明インジウムスズ酸化物ITO膜(<15Ω/cm2)を有する基板1(日本板硝子(株)製)上に、α−NPDの0.5重量%トルエン溶液をスピンコートして、110Åのホール輸送層3を形成した。次に、Alq3を200Å(発光層4)、例示化合物(48)を400Å(電子輸送層5)、Al−Li合金を30Å(電子注入層6)を、10-4Paで真空蒸着した。最後に、アルミ1200Å(陰極7)を蒸着した。
この素子を直流電圧9.4Vで駆動したとき、輝度1367cd/m2の緑色の発光を示した。発光効率は1lm/Wであった。
<実施例8>
電子輸送層5を例示化合物(49)で形成し、電子注入層6の厚みを5Åとした以外は、実施例7と同じ手順で有機EL素子を作成した。
この素子は、12.4Vで最大輝度2624cd/m2の緑色の発光を示した。発光効率は、0.62lm/Wであった。
<実施例9>
電子輸送層5を例示化合物(52)で形成し、その厚みを200Åとした以外は、実施例8と同じ手順で有機EL素子を作成した。
この素子は、12.2Vで最高輝度632cd/m2の緑色の発光を示した。発光効率は0.05lm/Wであった。
<実施例10>
電子輸送層5を例示化合物(51)で形成した以外は実施例8と同じ手順で有機EL素子を作成した。
この素子は、13.2Vで最高輝度2609cd/m2の緑色の発光を示した。発光効率は0.36lm/Wであった。
本発明の有機EL素子の一例を示す略断面図である。
符号の説明
1 基板
2 陽極
3 ホール輸送層
4 発光層
5 電子輸送層
6 電子注入層
7 陰極

Claims (7)

  1. 下記一般式(1)で示されることを特徴とするビスキノキサリン化合物。
    Figure 2006219394
    [Xは複素環コアユニットを表し、下記式(2)〜(11)のいずれかである。
    Figure 2006219394
    Figure 2006219394
    式(11)において、nは2または3である。
    Ar1、Ar2は、それぞれ、置換または未置換アリール基、置換または未置換複素環基である。
    1〜R8は、それぞれ水素原子、置換または未置換アルキル基、置換または未置換アルコキシ基、置換または未置換アミノ基、ハロゲン原子、置換または未置換アリール基、置換または未置換複素環基、ニトロ基、水酸基、シアノ基を表し、R2とR3、R6とR7は、下記式(12)で表される環状系を形成するように結合してもよい。]
    Figure 2006219394
  2. Ar1、Ar2は、下記式(13)〜(40)から選ばれることを特徴とする請求項1に記載のビスキノキサリン化合物。
    Figure 2006219394
    Figure 2006219394
    Figure 2006219394
    Figure 2006219394
  3. 有機光伝導体、有機トランジスタ、有機発光素子または太陽電池に使用する電子輸送材料であることを特徴とする請求項1に記載のビスキノキサリン化合物。
  4. 陽極及び陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に挟持された一または複数の有機化合物を含む層を少なくとも有する有機発光素子において、前記有機化合物を含む層の少なくとも一層が請求項1〜3のいずれかに記載のビスキノキサリン化合物の少なくとも一種を含有することを特徴とする有機発光素子。
  5. 電子輸送層が、前記ビスキノキサリン化合物の少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項4に記載の有機発光素子。
  6. 電子注入層が、前記ビスキノキサリン化合物の少なくとも一種、アルミ−リチウム合金、LiF、CsFまたはCsCO3を含有することを特徴とする請求項4に記載の有機発光素子。
  7. ホールブロック層が、前記ビスキノキサリン化合物の少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の有機発光素子。
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