JP2008050308A - テトラベンズアントラセン誘導体及びこれを用いた有機電界発光素子 - Google Patents
テトラベンズアントラセン誘導体及びこれを用いた有機電界発光素子 Download PDFInfo
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(式(1)中、X2及びX3のうち1つ、X6及びX7のうち1つ、X10及びX11のうち1つ、X14及びX15のうち1つはそれぞれ独立して下記式(2)で示される置換基を、それらの残り及びX1,X4,X5,X8,X9,X12,X13,X16,X17,X18は水素原子またはアルキル基を示し、あるいはX6及びX7のうち1つ、X14及びX15のうち1つはそれぞれ独立して下記式(2)で示される置換基を、それらの残り及びX1〜X5,X8〜X13,X16〜X18は水素原子またはアルキル基を示し、あるいはX2及びX3のうち1つ、X6及びX7のうち1つはそれぞれ独立して下記式(2)で示される置換基を、それらの残り及びX1,X4,X5,X8〜X18は水素原子またはアルキル基を示し、あるいはX2及びX3のうち1つ、X14及びX15のうち1つはそれぞれ独立して下記式(2)で示される置換基を、それらの残り及びX1,X4〜X13,X16〜X18は水素原子またはアルキル基を示す。)
(式(2)中、R1〜R5はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、無置換またはアルキル基を有するアリール基、無置換またはアルキル基を有するヘテロアリール基を示し、R1〜R5の中の隣同士で環を形成してもよい。)
本発明の実施形態に係るテトラベンズアントラセン誘導体は、下記式(1)で表される。
(式(1)中、X2及びX3のうち1つ、X6及びX7のうち1つ、X10及びX11のうち1つ、X14及びX15のうち1つはそれぞれ独立して下記式(2)で示される置換基を、それらの残り及びX1,X4,X5,X8,X9,X12,X13,X16,X17,X18は水素原子またはアルキル基を示し、あるいはX6及びX7のうち1つ、X14及びX15のうち1つはそれぞれ独立して下記式(2)で示される置換基を、それらの残り及びX1〜X5,X8〜X13,X16〜X18は水素原子またはアルキル基を示し、あるいはX2及びX3のうち1つ、X6及びX7のうち1つはそれぞれ独立して下記式(2)で示される置換基を、それらの残り及びX1,X4,X5,X8〜X18は水素原子またはアルキル基を示し、あるいはX2及びX3のうち1つ、X14及びX15のうち1つはそれぞれ独立して下記式(2)で示される置換基を、それらの残り及びX1,X4〜X13,X16〜X18は水素原子またはアルキル基を示す。)
(式(2)中、R1〜R5はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、無置換またはアルキル基を有するアリール基、無置換またはアルキル基を有するヘテロアリール基を示し、R1〜R5の中の隣同士で環を形成してもよい。)
化合物(i)と化合物(ii)とを下記反応条件Aで反応させ、テトラベンズアントラセン誘導体の前駆体である1,2,4,5−テトラフェニルベンゼン誘導体化合物(iii)を合成する。
または、化合物(iv)と化合物(v)とを下記反応条件Aで反応させ、テトラベンズアントラセン誘導体の前駆体であるキンケフェニル誘導体化合物(vi)を合成する。
または、化合物(vii)と化合物(v)とを下記反応条件Aで反応させ、テトラベンズアントラセン誘導体の前駆体であるキンケフェニル誘導体化合物(viii)を合成する。
次に、得られた化合物(iii),(vi),(viii)を下記反応条件Bで反応させ、テトラベンズアントラセン誘導体(ix)を合成する。得られる化合物が一義的に定まり、精製が容易であることから、反応式(I)を利用して、化合物(iii)を用いることが、反応式(II),(III)及び化合物(vi),(viii)を用いることよりも好ましい。
または、他の手法により合成したテトラベンズアントラセン誘導体化合物(x)に前記反応条件Aまたは別の手法により置換基を導入してテトラベンズアントラセン誘導体(ix)を合成しても良い。
次に、本発明の実施形態に係る前記テトラベンズアントラセン誘導体を使用した有機EL素子の実施形態について説明する。
<1,2,4,5−テトラキス(m−ターフェニル−4−イル)ベンゼンの合成>
トルエン200mLとメタノール100mLとの混合溶媒に、1,2,4,5−テトラキス(4−ヨードフェニル)ベンゼン(2.21g、2.50mmol)と、3−ビフェニルホウ酸(2.97g、15.0mmol)と、酢酸パラジウム(0.111g、0.49mmol)と、トリ(o−トリル)ホスフィン(0.307g、1.01mmol)と、炭酸カリウム(0.830g、6.01mmol)とを懸濁させ、窒素雰囲気下、75℃で24時間加熱撹拌した。反応混合物を吸引ろ過し、ろ別した固体からソックスレー装置を用いた熱クロロホルムによる連続抽出により、白色固体として下記構造式で示される1,2,4,5−テトラキス(m−ターフェニル−4−イル)ベンゼンを得た(収量:1.77g、収率71%)。化合物の同定はMASSスペクトル(MALDI TOF MASS)によって行った。
MALDI TOF MS(DPBD):m/z=990.39(calcd=990.42)
上記1,2,4,5−テトラキス(m−ターフェニル−4−イル)ベンゼン(0.642g、0.648mmol)を1,2,4−トリクロロベンゼン65mLに添加し、150℃で加熱して溶解したところで、水浴で急冷し、塩化鉄(III)(1.05g、6.47mmol)のニトロメタン13mL溶液を添加した。反応混合液を窒素雰囲気下、室温で1時間撹拌した後、メタノールを添加して反応を終結させた。吸引ろ過して析出した固体をろ別し、メタノールで洗浄した。得られた固体を520℃で昇華精製し、黄白色固体として下記構造式(8)で示される3,6,12,15−テトラキス(3−ビフェニルイル)テトラベンズ[a,c,h,j]アントラセンを得た(収量:0.298g、収率:47%)。化合物の同定はMASSスペクトル(MALDI TOF MASS)によって行った。
MALDI TOF MS(DPBD):m/z=986.34(calcd=986.39)
石英基板の上に、実施例1で合成したテトラベンズアントラセン誘導体(8)を100nm真空蒸着した。分光光度計(日立製、HITACHI330 Spectrophotometer)により、この試料の吸収スペクトルを測定した。吸収スペクトルの測定結果を図2に示す。この吸収スペクトルから得られたバンドギャップの値は3.0eVであった。この値は、青色(450nm)のエネルギー値(2.76eV)よりも高く、青色発光のホスト材料として十分なバンドギャップがあることが分かった。
<青色発光有機電界発光素子の作製及び評価>
ガラス基板上にITOの透明電極を150nmの膜厚で形成し、有機洗浄、純水洗浄、乾燥、UVオゾン処理を行った。その基板を直ちに真空チャンバへ導入後、ArとO2のプラズマ処理を行った。
<青色発光有機電界発光素子の作製及び評価>
発光層及び電子輸送層に用いた化合物(8)の代わりに、下記式で示した1,3−ビス[4−(1−ピレニル)フェニル]アダマンタンに代えた以外は、実施例2と同様にして有機EL素子を作製した。輝度の駆動時間依存性を図7に示す。また、表1に電流密度を11mA/cm2としたときの輝度、初期輝度を2400cd/m2としたときの輝度半減時間、色度座標をまとめる。輝度、輝度半減時間ともに実施例2より劣るものであった。
<青色発光有機電界発光素子の作製及び評価>
ガラス基板上にITOの透明電極を150nmの膜厚で形成し、有機洗浄、純水洗浄、乾燥、UVオゾン処理を行った。その基板を直ちに真空チャンバへ導入後、ArとO2のプラズマ処理を行った。
Claims (11)
- 下記式(1)で表されることを特徴とするテトラベンズアントラセン誘導体。
(式(1)中、X2及びX3のうち1つ、X6及びX7のうち1つ、X10及びX11のうち1つ、X14及びX15のうち1つはそれぞれ独立して下記式(2)で示される置換基を、それらの残り及びX1,X4,X5,X8,X9,X12,X13,X16,X17,X18は水素原子またはアルキル基を示し、あるいはX6及びX7のうち1つ、X14及びX15のうち1つはそれぞれ独立して下記式(2)で示される置換基を、それらの残り及びX1〜X5,X8〜X13,X16〜X18は水素原子またはアルキル基を示し、あるいはX2及びX3のうち1つ、X6及びX7のうち1つはそれぞれ独立して下記式(2)で示される置換基を、それらの残り及びX1,X4,X5,X8〜X18は水素原子またはアルキル基を示し、あるいはX2及びX3のうち1つ、X14及びX15のうち1つはそれぞれ独立して下記式(2)で示される置換基を、それらの残り及びX1,X4〜X13,X16〜X18は水素原子またはアルキル基を示す。)
(式(2)中、R1〜R5はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、無置換またはアルキル基を有するアリール基、無置換またはアルキル基を有するヘテロアリール基を示し、R1〜R5の中の隣同士で環を形成してもよい。) - 請求項1に記載のテトラベンズアントラセン誘導体であって、
前記式(1)中、X2及びX3のうち1つ、X6及びX7のうち1つ、X10及びX11のうち1つ、X14及びX15のうち1つはそれぞれ独立して前記式(2)で示される置換基を、それらの残り及びX1,X4,X5,X8,X9,X12,X13,X16,X17,X18は水素原子を示し、あるいはX6及びX7のうち1つ、X14及びX15のうち1つはそれぞれ独立して前記式(2)で示される置換基を、それらの残り及びX1〜X5,X8〜X13,X16〜X18は水素原子を示し、あるいはX2及びX3のうち1つ、X6及びX7のうち1つはそれぞれ独立して前記式(2)で示される置換基を、それらの残り及びX1,X4,X5,X8〜X18は水素原子を示し、あるいはX2及びX3のうち1つ、X14及びX15のうち1つはそれぞれ独立して前記式(2)で示される置換基を、それらの残り及びX1,X4〜X13,X16〜X18は水素原子を示すことを特徴とするテトラベンズアントラセン誘導体。 - 請求項2に記載のテトラベンズアントラセン誘導体であって、
前記式(1)中、X3,X6,X11及びX14はそれぞれ独立して前記式(2)で示される置換基を、X1,X2,X4,X5,X7〜X10,X12,X13,X15〜X18は水素原子を示し、あるいはX6及びX14はそれぞれ独立して前記式(2)で示される置換基を、X1〜X5,X7〜X13,X15〜X18は水素原子を示し、あるいはX3及びX6はそれぞれ独立して前記式(2)で示される置換基を、X1,X2,X4,X5,X7〜X18は水素原子を示し、あるいはX3及びX14はそれぞれ独立して前記式(2)で示される置換基を、X1,X2,X4〜X13,X15〜X18は水素原子を示すことを特徴とするテトラベンズアントラセン誘導体。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のテトラベンズアントラセン誘導体であって、
前記R1,R5は水素原子であり、前記R2,R3,R4のうち少なくとも1つは無置換のアリール基であることを特徴とするテトラベンズアントラセン誘導体。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のテトラベンズアントラセン誘導体であって、
前記R1,R3,R5は水素原子であり、前記R2,R4のうち少なくとも1つは無置換のアリール基であることを特徴とするテトラベンズアントラセン誘導体。 - 請求項4または5に記載のテトラベンズアントラセン誘導体であって、
前記無置換のアリール基が、フェニル基またはビフェニル基であることを特徴とするテトラベンズアントラセン誘導体。 - 有機層を備える有機電界発光素子であって、
請求項1〜6のいずれか1つに記載のテトラベンズアントラセン誘導体を前記有機層中に含むことを特徴とする有機電界発光素子。 - 電子輸送層を備える有機電界発光素子であって、
請求項1〜6のいずれか1つに記載のテトラベンズアントラセン誘導体を前記電子輸送層中に含むことを特徴とする有機電界発光素子。 - 発光層を備える有機電界発光素子であって、
請求項1〜6のいずれか1つに記載のテトラベンズアントラセン誘導体を前記発光層中に含むことを特徴とする有機電界発光素子。 - 有機電界発光素子であって、
ホスト材料及びドーパント材料を含む発光層を備え、
前記ホスト材料は、請求項1〜6のいずれか1つに記載のテトラベンズアントラセン誘導体を含むことを特徴とする有機電界発光素子。 - 有機電界発光素子であって、
ホスト材料及び青色発光性のドーパント材料を含む発光層を備え、
前記ホスト材料は、請求項1〜6のいずれか1つに記載のテトラベンズアントラセン誘導体を含むことを特徴とする有機電界発光素子。
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