JP2008081490A - Anthracene derivative, and light-emitting element, light-emitting device and electronic device using anthracene derivative - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アントラセン誘導体、およびアントラセン誘導体を用いた発光素子、発光装置、電子機器に関する。 The present invention relates to an anthracene derivative, and a light-emitting element, a light-emitting device, and an electronic device using the anthracene derivative.
有機化合物は無機化合物に比べて、多様な構造をとることができ、適切な分子設計により様々な機能を有する材料を合成できる可能性がある。これらの利点から、近年、機能性有機材料を用いたフォトエレクトロニクスやエレクトロニクスに注目が集まっている。 Organic compounds can have various structures compared to inorganic compounds, and materials having various functions may be synthesized by appropriate molecular design. Because of these advantages, in recent years, attention has been focused on photoelectronics and electronics using functional organic materials.
例えば、有機化合物を機能性有機材料として用いたエレクトロニクスデバイスの例として、太陽電池や発光素子、有機トランジスタ等が挙げられる。これらは有機化合物の電気物性および光物性を利用したデバイスであり、特に発光素子はめざましい発展を見せている。 For example, a solar cell, a light emitting element, an organic transistor, etc. are mentioned as an example of the electronic device which used the organic compound as a functional organic material. These are devices utilizing the electrical properties and optical properties of organic compounds, and particularly light emitting elements are making remarkable progress.
発光素子の発光機構は、一対の電極間に発光層を挟んで電圧を印加することにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔が発光層の発光中心で再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に緩和する際にエネルギーを放出して発光するといわれている。励起状態には一重項励起と三重項励起が知られ、発光はどちらの励起状態を経ても可能であると考えられている。 The light emitting mechanism of a light emitting element is a molecule in which electrons injected from the cathode and holes injected from the anode are recombined at the emission center of the light emitting layer by applying a voltage with the light emitting layer sandwiched between a pair of electrodes. It is said that when excitons are formed and the molecular excitons relax to the ground state, they emit energy and emit light. Singlet excitation and triplet excitation are known as excited states, and light emission is considered to be possible through either excited state.
このような発光素子の特性を向上させる上では、材料に依存した問題が多く、これらを克服するために素子構造の改良や材料開発が行われている。 In improving the characteristics of such a light emitting element, there are many problems depending on the material, and in order to overcome these problems, the element structure is improved and the material is developed.
例えば、特許文献1では、緑色の発光を示すアントラセン誘導体について記載されている。しかしながら、特許文献1では、アントラセン誘導体のPLスペクトルを示しているだけであり、発光素子に適用した場合に、どのような素子特性を示すかは開示されていない。
For example,
また、特許文献2では、アントラセン誘導体を電荷輸送層として用いた発光素子について記載されている。しかしながら、特許文献2では、発光素子の寿命については、記載されていない。
商品化を踏まえれば長寿命化は重要な課題であり、また、さらにより良い特性を持つ発光素子の開発が望まれている。
上記問題を鑑み、本発明は、新規なアントラセン誘導体を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a novel anthracene derivative.
また、発光効率の高い発光素子を提供することを目的とする。また、寿命の長い発光素子を提供することを目的とする。また、これらの発光素子を用いることにより、寿命の長い発光装置および電子機器を提供することを目的とする。 It is another object of the present invention to provide a light emitting element with high luminous efficiency. It is another object of the present invention to provide a light-emitting element with a long lifetime. It is another object of the present invention to provide a light-emitting device and an electronic device having a long lifetime by using these light-emitting elements.
本発明の一は、一般式(1)で表されるアントラセン誘導体である。 One aspect of the present invention is an anthracene derivative represented by the general formula (1).
(式中、Ar1〜Ar2は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、Aは、一般式(1−1)〜一般式(1−3)で表されるいずれかの置換基を表す。一般式(1−1)〜一般式(1−3)において、Ar11〜Ar13は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、αは、炭素数6〜25のアリーレン基を表し、Ar21は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R31は、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、R32は、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、Ar31は、炭素数6〜25のアリール基を表し、βは、炭素数6〜25のアリーレン基を表し、R41〜R42は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。) (In the formula, Ar 1 to Ar 2 each represent an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and A represents any one of the substitutions represented by the general formula (1-1) to the general formula (1-3). In the general formula (1-1) to the general formula (1-3), Ar 11 to Ar 13 each represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and α is a carbon number having 6 to 25. Represents an arylene group, Ar 21 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 31 is either hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms. R 32 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, Ar 31 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and β is represents an arylene group having 6 to 25 carbon atoms, R 41 to R 42 are each hydrogen, also , Alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms.)
また、本発明の一は、一般式(2)で表されるアントラセン誘導体である。 Another aspect of the present invention is an anthracene derivative represented by the general formula (2).
(式中、Ar1〜Ar2は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、Aは、一般式(2−1)〜一般式(2−3)で表されるいずれかの置換基を表す。一般式(2−1)〜一般式(2−3)において、Ar11は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R11〜R24は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、Ar21は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R31は、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、R33〜R37は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、Ar31は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R41〜R42は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、R43〜R46は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表す。) (In the formula, Ar 1 to Ar 2 each represent an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and A represents any one of the substitutions represented by the general formula (2-1) to the general formula (2-3). In the general formulas (2-1) to (2-3), Ar 11 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 11 to R 24 represent hydrogen or carbon, respectively. It represents either an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, Ar 21 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 31 represents hydrogen or 1 carbon atom. Represents an alkyl group having 4 to 4 or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 33 to R 37 are each hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or 6 to 6 carbon atoms. Any one of 15 aryl groups, Ar 31 is aryl having 6 to 25 carbon atoms R 41 to R 42 each represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 43 to R 46 are each represented by , Hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms.)
また、本発明の一は、一般式(3)で表されるアントラセン誘導体である。 Another aspect of the present invention is an anthracene derivative represented by General Formula (3).
(式中、Ar1〜Ar2は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、Aは、一般式(3−1)〜一般式(3−3)で表されるいずれかの置換基を表す。一般式(3−1)〜一般式(3−3)において、Ar11は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R25〜R26は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、Ar21は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R31は、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、Ar31は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R41〜R42は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。) (In the formula, Ar 1 to Ar 2 each represent an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and A represents any one of the substitutions represented by the general formula (3-1) to the general formula (3-3). In the general formulas (3-1) to (3-3), Ar 11 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 25 to R 26 represent hydrogen or carbon, respectively. It represents either an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, Ar 21 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 31 represents hydrogen or 1 carbon atom. Represents an alkyl group having 4 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, Ar 31 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 41 to R 42 each represents hydrogen or Either an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms Represents.)
また、本発明の一は、一般式(4)で表されるアントラセン誘導体である。 Another aspect of the present invention is an anthracene derivative represented by General Formula (4).
(式中、Ar1〜Ar2は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、Aは、一般式(4−1)〜一般式(4−3)で表されるいずれかの置換基を表す。一般式(4−1)〜一般式(4−3)において、Ar11は、フェニル基、または、1−ナフチル基、または2−ナフチル基のいずれかを表し、R25〜R26は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、Ar21は、フェニル基、または、1−ナフチル基、または2−ナフチル基のいずれかを表し、R31は、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、Ar31は、フェニル基、または、1−ナフチル基、または2−ナフチル基のいずれかを表し、R41〜R42は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。) (In formula, Ar < 1 > -Ar < 2 > represents a C6-C25 aryl group, respectively, and A is either substitution represented by General formula (4-1)-General formula (4-3). In the general formulas (4-1) to (4-3), Ar 11 represents a phenyl group, a 1-naphthyl group, or a 2-naphthyl group, and R 25 to R. 26 represents either hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and Ar 21 represents a phenyl group, a 1-naphthyl group, or 2 -Represents any of naphthyl groups, R 31 represents either hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, Ar 31 represents a phenyl group, or , 1-naphthyl group, or 2-naphthyl group R 41 to R 42 each represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms.)
上記構成において、Ar1〜Ar2は、それぞれ、一般式(11−1)で表される置換基であることが好ましい。 In the above configuration, each of Ar 1 to Ar 2 is preferably a substituent represented by General Formula (11-1).
(式中、R1〜R5は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数1〜4のハロアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表す。) (Wherein R 1 to R 5 are each hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a haloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms. Represents.)
また、上記構成において、Ar1〜Ar2は、それぞれ、構造式(11−2)または構造式(11−3)で表される置換基であることが好ましい。 In the above structure, Ar 1 to Ar 2 are each preferably a substituent represented by Structural Formula (11-2) or Structural Formula (11-3).
また、上記構成において、Ar1〜Ar2は、それぞれ、一般式(11−4)で表される置換基であることが好ましい。 In the above structure, Ar 1 to Ar 2 are each preferably a substituent represented by General Formula (11-4).
(式中、R6〜R7は、それぞれ、炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数6〜15のアリール基を表す。) (In the formula, R 6 to R 7 each represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms.)
また、上記構成において、Ar1〜Ar2は、それぞれ、構造式(11−5)または構造式(11−6)で表される置換基であることが好ましい。 In the above structure, Ar 1 to Ar 2 are each preferably a substituent represented by Structural Formula (11-5) or Structural Formula (11-6).
また、上記構成において、Ar1とAr2は、同一の構造を有する置換基であることが好ましい。 In the above structure, Ar 1 and Ar 2 are preferably substituents having the same structure.
また、本発明の一は、一般式(5)で表されるアントラセン誘導体である。 Another aspect of the present invention is an anthracene derivative represented by the general formula (5).
(式中、Ar1〜Ar2は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、Aは、一般式(5−1)〜一般式(5−3)で表されるいずれかの置換基を表す。一般式(5−1)〜一般式(5−3)において、Ar11〜Ar13は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、αは、炭素数6〜25のアリーレン基を表し、Ar21は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R31は、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、R32は、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、Ar31は、炭素数6〜25のアリール基を表し、βは、炭素数6〜25のアリーレン基を表し、R41〜R42は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。) (In the formula, Ar 1 to Ar 2 each represent an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and A represents any one of the substitutions represented by the general formula (5-1) to the general formula (5-3). In the general formula (5-1) to the general formula (5-3), Ar 11 to Ar 13 each represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and α represents an alkyl group having 6 to 25 carbon atoms. Represents an arylene group, Ar 21 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 31 is either hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms. R 32 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, Ar 31 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and β is represents an arylene group having 6 to 25 carbon atoms, R 41 to R 42 are each hydrogen, also , Alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms.)
また、本発明の一は、一般式(6)で表されるアントラセン誘導体である。 Another aspect of the present invention is an anthracene derivative represented by General Formula (6).
(式中、Ar1〜Ar2は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、Aは、一般式(6−1)〜一般式(6−3)で表されるいずれかの置換基を表す。一般式(6−1)〜一般式(6−3)において、Ar11は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R11〜R24は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、Ar21は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R31は、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、R33〜R37は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、Ar31は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R41〜R42は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、R43〜R46は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表す。) (In the formula, Ar 1 to Ar 2 each represent an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and A represents any one of the substitutions represented by the general formula (6-1) to the general formula (6-3)). In the general formula (6-1) to the general formula (6-3), Ar 11 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 11 to R 24 represent hydrogen or carbon, respectively. It represents either an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, Ar 21 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 31 represents hydrogen or 1 carbon atom. Represents an alkyl group having 4 to 4 or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 33 to R 37 are each hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or 6 to 6 carbon atoms. Any one of 15 aryl groups, Ar 31 is aryl having 6 to 25 carbon atoms R 41 to R 42 each represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 43 to R 46 are each represented by , Hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms.)
また、本発明の一は、一般式(7)で表されるアントラセン誘導体である。 Another aspect of the present invention is an anthracene derivative represented by General Formula (7).
(式中、Ar1〜Ar2は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、Aは、一般式(7−1)〜一般式(7−3)で表されるいずれかの置換基を表す。一般式(7−1)〜一般式(7−3)において、Ar11は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R25〜R26は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、Ar21は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R31は、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、Ar31は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R41〜R42は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。) (In the formula, Ar 1 to Ar 2 each represent an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and A represents any one of the substitutions represented by the general formula (7-1) to the general formula (7-3). In the general formulas (7-1) to (7-3), Ar 11 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 25 to R 26 represent hydrogen or carbon, respectively. It represents either an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, Ar 21 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 31 represents hydrogen or 1 carbon atom. Represents an alkyl group having 4 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, Ar 31 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 41 to R 42 each represents hydrogen or Either an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms Represents.)
また、本発明の一は、一般式(8)で表されるアントラセン誘導体である。 Another aspect of the present invention is an anthracene derivative represented by General Formula (8).
(式中、Ar1〜Ar2は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、Aは、一般式(8−1)〜一般式(8−3)で表されるいずれかの置換基を表す。一般式(8−1)〜一般式(8−3)において、Ar11は、フェニル基、または、1−ナフチル基、または2−ナフチル基のいずれかを表し、R25〜R26は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、Ar21は、フェニル基、または、1−ナフチル基、または2−ナフチル基のいずれかを表し、R31は、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、Ar31は、フェニル基、または、1−ナフチル基、または2−ナフチル基のいずれかを表し、R41〜R42は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。) (In the formula, Ar 1 to Ar 2 each represent an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and A represents any one of the substitutions represented by the general formula (8-1) to the general formula (8-3). In the general formulas (8-1) to (8-3), Ar 11 represents a phenyl group, a 1-naphthyl group, or a 2-naphthyl group, and R 25 to R. 26 represents either hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and Ar 21 represents a phenyl group, a 1-naphthyl group, or 2 -Represents any of naphthyl groups, R 31 represents either hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, Ar 31 represents a phenyl group, or , 1-naphthyl group, or 2-naphthyl group R 41 to R 42 each represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms.)
上記構成において、Ar1〜Ar2は、それぞれ、一般式(11−1)で表される置換基であることが好ましい。 In the above configuration, each of Ar 1 to Ar 2 is preferably a substituent represented by General Formula (11-1).
(式中、R1〜R5は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数1〜4のハロアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表す。) (Wherein R 1 to R 5 are each hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a haloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms. Represents.)
また、上記構成において、Ar1〜Ar2は、それぞれ、構造式(11−2)または構造式(11−3)で表される置換基であることが好ましい。 In the above structure, Ar 1 to Ar 2 are each preferably a substituent represented by Structural Formula (11-2) or Structural Formula (11-3).
また、上記構成において、Ar1〜Ar2は、それぞれ、一般式(11−4)で表される置換基であることが好ましい。 In the above structure, Ar 1 to Ar 2 are each preferably a substituent represented by General Formula (11-4).
(式中、R6〜R7は、それぞれ、炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数6〜15のあリール基を表す。) (Wherein R 6 to R 7 each represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a reel group having 6 to 15 carbon atoms.)
また、上記構成において、Ar1〜Ar2は、それぞれ、構造式(11−5)または構造式(11−6)で表される置換基であることが好ましい。 In the above structure, Ar 1 to Ar 2 are each preferably a substituent represented by Structural Formula (11-5) or Structural Formula (11-6).
また、上記構成において、Ar1とAr2は、同一の構造を有する置換基であることが好ましい。 In the above structure, Ar 1 and Ar 2 are preferably substituents having the same structure.
また、本発明の一は、上記アントラセン誘導体を用いた発光素子である。具体的には、一対の電極間に上述したアントラセン誘導体を有することを特徴とする発光素子である。 Another embodiment of the present invention is a light-emitting element using the above anthracene derivative. Specifically, a light-emitting element including the above-described anthracene derivative between a pair of electrodes.
また、本発明の一は、一対の電極間に発光層を有し、発光層は上述したアントラセン誘導体を有することを特徴とする発光素子である。特に、上述したアントラセン誘導体を発光物質として用いることが好ましい。つまり、上述したアントラセン誘導体が発光する構成とすることが好ましい。 Another embodiment of the present invention is a light-emitting element including a light-emitting layer between a pair of electrodes, and the light-emitting layer includes the above-described anthracene derivative. In particular, the above-described anthracene derivative is preferably used as the light-emitting substance. That is, it is preferable that the above-described anthracene derivative emit light.
また、本発明の発光装置は、上述した発光素子を有していることを特徴とする。この発光素子は一対の電極間に発光物質を含む層を有し、この発光物質を含む層には前記アントラセン誘導体が含まれることを特徴とする。また、本発明の発光装置は発光素子の発光を制御する制御手段を有することを特徴とする。なお、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源(照明装置を含む)を含む。また、パネルにコネクター、例えばFPC(Flexible printed circuit)もしくはTAB(Tape Automated Bonding)テープもしくはTCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュール、TABテープやTCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光装置にCOG(Chip On Glass)方式によりIC(集積回路)が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。 In addition, a light-emitting device of the present invention includes the above-described light-emitting element. The light-emitting element includes a layer containing a light-emitting substance between a pair of electrodes, and the layer containing the light-emitting substance contains the anthracene derivative. In addition, the light-emitting device of the present invention includes a control unit that controls light emission of the light-emitting element. Note that a light-emitting device in this specification includes an image display device, a light-emitting device, or a light source (including a lighting device). In addition, a module in which a connector such as an FPC (Flexible Printed Circuit) or TAB (Tape Automated Bonding) tape or TCP (Tape Carrier Package) is attached to the panel, a TAB tape or a module having a printed wiring board at the end of TCP, Alternatively, a module in which an IC (integrated circuit) is directly mounted on the light emitting device by a COG (Chip On Glass) method is included in the light emitting device.
また、本発明の発光素子を表示部に用いた電子機器も本発明の範疇に含めるものとする。したがって、本発明の電子機器は、表示部を有し、表示部は、上述した発光素子と発光素子の発光を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。 An electronic device using the light-emitting element of the present invention for the display portion is also included in the category of the present invention. Therefore, an electronic device according to the present invention includes a display portion, and the display portion includes the above-described light emitting element and a control unit that controls light emission of the light emitting element.
本発明のアントラセン誘導体は、発光効率が高い。したがって、本発明のアントラセン誘導体を、発光素子に用いることにより、発光効率の高い発光素子を得ることができる。また、本発明のアントラセン誘導体を発光素子に用いることにより、長寿命の発光素子を得ることができる。 The anthracene derivative of the present invention has high luminous efficiency. Therefore, a light-emitting element with high emission efficiency can be obtained by using the anthracene derivative of the present invention for a light-emitting element. In addition, by using the anthracene derivative of the present invention for a light-emitting element, a long-life light-emitting element can be obtained.
また、本発明のアントラセン誘導体を用いることにより、長寿命の発光装置および電子機器を得ることができる。 In addition, by using the anthracene derivative of the present invention, a long-life light-emitting device and electronic device can be obtained.
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and it is easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below.
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明のアントラセン誘導体について説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment mode, an anthracene derivative of the present invention will be described.
本発明のアントラセン誘導体は、一般式(1)で表されるアントラセン誘導体である。 The anthracene derivative of the present invention is an anthracene derivative represented by the general formula (1).
(式中、Ar1〜Ar2は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、Aは、一般式(1−1)〜一般式(1−3)で表されるいずれかの置換基を表す。一般式(1−1)〜一般式(1−3)において、Ar11〜Ar13は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、αは、炭素数6〜25のアリーレン基を表し、Ar21は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R31は、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、R32は、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、Ar31は、炭素数6〜25のアリール基を表し、βは、炭素数6〜25のアリーレン基を表し、R41〜R42は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。) (In the formula, Ar 1 to Ar 2 each represent an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and A represents any one of the substitutions represented by the general formula (1-1) to the general formula (1-3). In the general formula (1-1) to the general formula (1-3), Ar 11 to Ar 13 each represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and α is a carbon number having 6 to 25. Represents an arylene group, Ar 21 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 31 is either hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms. R 32 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, Ar 31 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and β is represents an arylene group having 6 to 25 carbon atoms, R 41 to R 42 are each hydrogen, also , Alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms.)
一般式(1)において、Ar1〜Ar2で表される置換基としては、例えば、構造式(20−1)〜構造式(20−9)で表される置換基が挙げられる。 In General formula (1), as a substituent represented by Ar < 1 > -Ar < 2 >, the substituent represented by Structural formula (20-1)-Structural formula (20-9) is mentioned, for example.
一般式(1−1)において、Ar11〜Ar13で表される置換基としては、例えば、構造式(21−1)〜構造式(21−9)で表される置換基が挙げられる。 In General Formula (1-1), examples of the substituent represented by Ar 11 to Ar 13 include substituents represented by Structural Formula (21-1) to Structural Formula (21-9).
また、一般式(1−1)において、αで表される置換基としては、例えば、構造式(22−1)〜構造式(22−9)で表される置換基が挙げられる。 Moreover, in General formula (1-1), as a substituent represented by (alpha), the substituent represented by Structural formula (22-1)-Structural formula (22-9) is mentioned, for example.
よって、一般式(1−1)で表される置換基としては、例えば、構造式(31−1)〜構造式(31−23)で表される置換基が挙げられる。 Therefore, as a substituent represented by general formula (1-1), the substituent represented by Structural formula (31-1)-Structural formula (31-23) is mentioned, for example.
また、一般式(1−2)において、Ar21で表される置換基としては、例えば、構造式(23−1)〜構造式(23−9)で表される置換基が挙げられる。 In the general formula (1-2), examples of the substituent represented by Ar 21 include substituents represented by structural formulas (23-1) to (23-9).
また、一般式(1−2)において、R31の具体例としては、例えば、構造式(24−1)〜構造式(24−18)が挙げられる。 In the general formula (1-2), specific examples of R 31 include, for example, structural formula (24-1) to the structural formula (24-18).
また、一般式(1−2)において、R32の具体例としては、例えば、構造式(25−1)〜構造式(25−17)が挙げられる。 In the general formula (1-2), specific examples of R 32 include structural formulas (25-1) to (25-17).
よって、一般式(1−2)の具体例としては、例えば、構造式(32−1)〜構造式(32−42)が挙げられる。 Therefore, specific examples of the general formula (1-2) include structural formula (32-1) to structural formula (32-42).
また、一般式(1−3)において、Ar31の具体例としては、例えば、構造式(26−1)〜構造式(26−9)が挙げられる。 In the general formula (1-3), specific examples of Ar 31 include structural formula (26-1) to structural formula (26-9).
また、一般式(1−3)において、βの具体例としては、例えば、構造式(27−1)〜構造式(27−9)が挙げられる。 In the general formula (1-3), specific examples of β include structural formulas (27-1) to (27-9).
また、一般式(1−3)において、R41〜R42の具体例としては、例えば、構造式(28−1)〜構造式(28−18)が挙げられる。 In the general formula (1-3), specific examples of R 41 to R 42 include structural formula (28-1) to structural formula (28-18).
よって、一般式(1−3)の具体例としては、例えば、構造式(33−1)〜構造式(33−34)が挙げられる。 Therefore, specific examples of the general formula (1-3) include the structural formula (33-1) to the structural formula (33-34).
また、一般式(1)で表されるアントラセン誘導体のうち、一般式(2)で表されるアントラセン誘導体であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that it is an anthracene derivative represented by General formula (2) among the anthracene derivatives represented by General formula (1).
(式中、Ar1〜Ar2は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、Aは、一般式(2−1)〜一般式(2−3)で表されるいずれかの置換基を表す。一般式(2−1)〜一般式(2−3)において、Ar11は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R11〜R24は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、Ar21は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R31は、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、R33〜R37は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、Ar31は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R41〜R42は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、R43〜R46は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表す。) (In the formula, Ar 1 to Ar 2 each represent an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and A represents any one of the substitutions represented by the general formula (2-1) to the general formula (2-3). In the general formulas (2-1) to (2-3), Ar 11 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 11 to R 24 represent hydrogen or carbon, respectively. It represents either an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, Ar 21 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 31 represents hydrogen or 1 carbon atom. Represents an alkyl group having 4 to 4 or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 33 to R 37 are each hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or 6 to 6 carbon atoms. Any one of 15 aryl groups, Ar 31 is aryl having 6 to 25 carbon atoms R 41 to R 42 each represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 43 to R 46 are each represented by , Hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms.)
また、一般式(1)で表されるアントラセン誘導体のうち、一般式(3)で表されるアントラセン誘導体であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that it is an anthracene derivative represented by General formula (3) among the anthracene derivatives represented by General formula (1).
(式中、Ar1〜Ar2は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、Aは、一般式(3−1)〜一般式(3−3)で表されるいずれかの置換基を表す。一般式(3−1)〜一般式(3−3)において、Ar11は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R25〜R26は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、Ar21は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R31は、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、Ar31は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R41〜R42は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。) (In the formula, Ar 1 to Ar 2 each represent an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and A represents any one of the substitutions represented by the general formula (3-1) to the general formula (3-3). In the general formulas (3-1) to (3-3), Ar 11 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 25 to R 26 represent hydrogen or carbon, respectively. It represents either an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, Ar 21 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 31 represents hydrogen or 1 carbon atom. Represents an alkyl group having 4 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, Ar 31 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 41 to R 42 each represents hydrogen or Either an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms Represents.)
また、一般式(1)で表されるアントラセン誘導体のうち、一般式(4)で表されるアントラセン誘導体であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that it is an anthracene derivative represented by General formula (4) among the anthracene derivatives represented by General formula (1).
(式中、Ar1〜Ar2は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、Aは、一般式(4−1)〜一般式(4−3)で表されるいずれかの置換基を表す。一般式(4−1)〜一般式(4−3)において、Ar11は、フェニル基、または、1−ナフチル基、または2−ナフチル基のいずれかを表し、R25〜R26は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、Ar21は、フェニル基、または、1−ナフチル基、または2−ナフチル基のいずれかを表し、R31は、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、Ar31は、フェニル基、または、1−ナフチル基、または2−ナフチル基のいずれかを表し、R41〜R42は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。) (In formula, Ar < 1 > -Ar < 2 > represents a C6-C25 aryl group, respectively, and A is either substitution represented by General formula (4-1)-General formula (4-3). In the general formulas (4-1) to (4-3), Ar 11 represents a phenyl group, a 1-naphthyl group, or a 2-naphthyl group, and R 25 to R. 26 represents either hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and Ar 21 represents a phenyl group, a 1-naphthyl group, or 2 -Represents any of naphthyl groups, R 31 represents either hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, Ar 31 represents a phenyl group, or , 1-naphthyl group, or 2-naphthyl group R 41 to R 42 each represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms.)
上記一般式(1)〜一般式(4)において、Ar1〜Ar2は、それぞれ、一般式(11−1)で表される置換基であることが好ましい。 In the general formulas (1) to (4), Ar 1 to Ar 2 are each preferably a substituent represented by the general formula (11-1).
(式中、R1〜R5は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数1〜4のハロアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表す。) (Wherein R 1 to R 5 are each hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a haloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms. Represents.)
また、上記一般式(1)〜一般式(4)において、Ar1〜Ar2は、それぞれ、構造式(11−2)または構造式(11−3)で表される置換基であることが好ましい。 In General Formulas (1) to (4), Ar 1 to Ar 2 are each a substituent represented by Structural Formula (11-2) or Structural Formula (11-3). preferable.
また、上記一般式(1)〜一般式(4)において、Ar1〜Ar2は、それぞれ、一般式(11−4)で表される置換基であることが好ましい。 In the general formulas (1) to (4), Ar 1 to Ar 2 are each preferably a substituent represented by the general formula (11-4).
(式中、R6〜R7は、それぞれ、炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数6〜15のあリール基を表す。) (Wherein R 6 to R 7 each represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a reel group having 6 to 15 carbon atoms.)
また、上記一般式(1)〜一般式(4)において、Ar1〜Ar2は、それぞれ、構造式(11−5)または構造式(11−6)で表される置換基であることが好ましい。 In General Formulas (1) to (4), Ar 1 to Ar 2 are each a substituent represented by Structural Formula (11-5) or Structural Formula (11-6). preferable.
また、上記一般式(1)〜一般式(4)において、Ar1とAr2は、同一の構造を有する置換基であることが好ましい。 In the general formulas (1) to (4), Ar 1 and Ar 2 are preferably substituents having the same structure.
また、上記一般式(1)〜一般式(4)において、Aはアントラセン骨格の2位の位置に結合していることが好ましい。2位の位置で結合していることにより、Ar1との立体障害およびAr2との立体障害が低減される。 In the general formulas (1) to (4), A is preferably bonded to the 2-position of the anthracene skeleton. By bonding at the 2-position, steric hindrance with Ar 1 and steric hindrance with Ar 2 are reduced.
つまり、一般式(5)で表されるアントラセン誘導体であることが好ましい。 That is, an anthracene derivative represented by the general formula (5) is preferable.
(式中、Ar1〜Ar2は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、Aは、一般式(5−1)〜一般式(5−3)で表されるいずれかの置換基を表す。一般式(5−1)〜一般式(5−3)において、Ar11〜Ar13は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、αは、炭素数6〜25のアリーレン基を表し、Ar21は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R31は、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、R32は、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、Ar31は、炭素数6〜25のアリール基を表し、βは、炭素数6〜25のアリーレン基を表し、R41〜R42は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。) (In the formula, Ar 1 to Ar 2 each represent an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and A represents any one of the substitutions represented by the general formula (5-1) to the general formula (5-3). In the general formula (5-1) to the general formula (5-3), Ar 11 to Ar 13 each represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and α represents an alkyl group having 6 to 25 carbon atoms. Represents an arylene group, Ar 21 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 31 is either hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms. R 32 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, Ar 31 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and β is represents an arylene group having 6 to 25 carbon atoms, R 41 to R 42 are each hydrogen, also , Alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms.)
また、一般式(6)で表されるアントラセン誘導体であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that it is an anthracene derivative represented by General formula (6).
(式中、Ar1〜Ar2は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、Aは、一般式(6−1)〜一般式(6−3)で表されるいずれかの置換基を表す。一般式(6−1)〜一般式(6−3)において、Ar11は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R11〜R24は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、Ar21は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R31は、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、R33〜R37は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、Ar31は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R41〜R42は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、R43〜R46は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表す。) (In the formula, Ar 1 to Ar 2 each represent an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and A represents any one of the substitutions represented by the general formula (6-1) to the general formula (6-3)). In the general formula (6-1) to the general formula (6-3), Ar 11 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 11 to R 24 represent hydrogen or carbon, respectively. It represents either an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, Ar 21 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 31 represents hydrogen or 1 carbon atom. Represents an alkyl group having 4 to 4 or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 33 to R 37 are each hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or 6 to 6 carbon atoms. Any one of 15 aryl groups, Ar 31 is aryl having 6 to 25 carbon atoms R 41 to R 42 each represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 43 to R 46 are each represented by , Hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms.)
また、一般式(7)で表されるアントラセン誘導体であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that it is an anthracene derivative represented by General formula (7).
(式中、Ar1〜Ar2は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、Aは、一般式(7−1)〜一般式(7−3)で表されるいずれかの置換基を表す。一般式(7−1)〜一般式(7−3)において、Ar11は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R25〜R26は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、Ar21は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R31は、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、Ar31は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R41〜R42は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。) (In the formula, Ar 1 to Ar 2 each represent an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and A represents any one of the substitutions represented by the general formula (7-1) to the general formula (7-3). In the general formulas (7-1) to (7-3), Ar 11 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 25 to R 26 represent hydrogen or carbon, respectively. It represents either an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, Ar 21 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 31 represents hydrogen or 1 carbon atom. Represents an alkyl group having 4 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, Ar 31 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 41 to R 42 each represents hydrogen or Either an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms Represents.)
また、一般式(8)で表されるアントラセン誘導体であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that it is an anthracene derivative represented by General formula (8).
(式中、Ar1〜Ar2は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、Aは、一般式(8−1)〜一般式(8−3)で表されるいずれかの置換基を表す。一般式(8−1)〜一般式(8−3)において、Ar11は、フェニル基、または、1−ナフチル基、または2−ナフチル基のいずれかを表し、R25〜R26は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、Ar21は、フェニル基、または、1−ナフチル基、または2−ナフチル基のいずれかを表し、R31は、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、Ar31は、フェニル基、または、1−ナフチル基、または2−ナフチル基のいずれかを表し、R41〜R42は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。) (In the formula, Ar 1 to Ar 2 each represent an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and A represents any one of the substitutions represented by the general formula (8-1) to the general formula (8-3). In the general formulas (8-1) to (8-3), Ar 11 represents a phenyl group, a 1-naphthyl group, or a 2-naphthyl group, and R 25 to R. 26 represents either hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and Ar 21 represents a phenyl group, a 1-naphthyl group, or 2 -Represents any of naphthyl groups, R 31 represents either hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, Ar 31 represents a phenyl group, or , 1-naphthyl group, or 2-naphthyl group R 41 to R 42 each represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms.)
上記一般式(5)〜一般式(8)において、Ar1〜Ar2は、それぞれ、一般式(11−1)で表される置換基であることが好ましい。 In the general formulas (5) to (8), Ar 1 to Ar 2 are each preferably a substituent represented by the general formula (11-1).
(式中、R1〜R5は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数1〜4のハロアルキル基、または、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表す。) (Wherein R 1 to R 5 are each hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a haloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms. Represents.)
また、上記一般式(5)〜一般式(8)において、Ar1〜Ar2は、それぞれ、構造式(11−2)または構造式(11−3)で表される置換基であることが好ましい。 In General Formula (5) to General Formula (8), Ar 1 to Ar 2 are each a substituent represented by Structural Formula (11-2) or Structural Formula (11-3). preferable.
また、上記一般式(5)〜一般式(8)において、Ar1〜Ar2は、それぞれ、一般式(11−4)で表される置換基であることが好ましい。 In the general formulas (5) to (8), Ar 1 to Ar 2 are each preferably a substituent represented by the general formula (11-4).
(式中、R6〜R7は、それぞれ、炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数6〜15のあリール基を表す。) (Wherein R 6 to R 7 each represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a reel group having 6 to 15 carbon atoms.)
また、上記一般式(5)〜一般式(8)において、Ar1〜Ar2は、それぞれ、構造式(11−5)または構造式(11−6)で表される置換基であることが好ましい。 In General Formula (5) to General Formula (8), Ar 1 to Ar 2 are each a substituent represented by Structural Formula (11-5) or Structural Formula (11-6). preferable.
また、上記一般式(5)〜一般式(8)において、Ar1とAr2は、同一の構造を有する置換基であることが好ましい。 In the general formulas (5) to (8), Ar 1 and Ar 2 are preferably substituents having the same structure.
一般式(1)で表されるアントラセン誘導体の具体例としては、構造式(101)〜構造式(118)、構造式(201)〜構造式(218)、構造式(301)〜構造式(318)で表されるアントラセン誘導体を挙げることができる。但し、本発明はこれらに限定されない。 Specific examples of the anthracene derivative represented by General Formula (1) include Structural Formula (101) to Structural Formula (118), Structural Formula (201) to Structural Formula (218), and Structural Formula (301) to Structural Formula ( And anthracene derivatives represented by 318). However, the present invention is not limited to these.
構造式(101)〜構造式(118)で表されるアントラセン誘導体は、一般式(1)において、Aが一般式(1−1)である場合の具体例であり、構造式(201)〜構造式(218)で表されるアントラセン誘導体は、一般式(1)において、Aが一般式(1−2)である場合の具体例であり、構造式(301)〜構造式(318)で表されるアントラセン誘導体は、一般式(1)において、Aが一般式(1−3)である場合の具体例である。 The anthracene derivatives represented by the structural formulas (101) to (118) are specific examples in the case where A is the general formula (1-1) in the general formula (1), and the structural formulas (201) to (201) The anthracene derivative represented by the structural formula (218) is a specific example in the case where A is the general formula (1-2) in the general formula (1), and is represented by the structural formula (301) to the structural formula (318). The anthracene derivative represented is a specific example when A is the general formula (1-3) in the general formula (1).
本発明のアントラセン誘導体の合成方法としては、種々の反応の適用が可能である。例えば、下記の反応スキーム(A−1)〜(A−5)および(B−1)〜(B−3)に示す合成反応を行うことによって合成することができる。 As the synthesis method of the anthracene derivative of the present invention, various reactions can be applied. For example, it can synthesize | combine by performing the synthetic reaction shown to the following reaction scheme (A-1)-(A-5) and (B-1)-(B-3).
カルバゾールを骨格に含む化合物(化合物A)と、N−ブロモコハク酸イミド(NBS)、N−ヨードコハク酸イミド(NIS)、臭素(Br2)、ヨウ化カリウム(KI)、ヨウ素(I2)等のハロゲンまたはハロゲン化物とを反応させ、3−ハロゲン化カルバゾールを骨格に含む化合物(化合物B)を合成した後、さらにパラジウム触媒(Pd触媒)などの金属触媒を用いたアリールアミンとのカップリング反応を行うことによって化合物Cを得る。合成スキーム(A−1)において、ハロゲン元素(X)は、ヨウ素又は臭素であることが好ましい。また、R31は、水素、または炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。また、R32は、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基を表す。また、Ar11は、炭素数6〜25のアリール基を表す。 Compounds containing carbazole in the skeleton (compound A), N-bromosuccinimide (NBS), N-iodosuccinimide (NIS), bromine (Br 2 ), potassium iodide (KI), iodine (I 2 ), etc. After reacting with halogen or a halide to synthesize a compound containing 3-halogenated carbazole (Compound B), a coupling reaction with an arylamine using a metal catalyst such as a palladium catalyst (Pd catalyst) is performed. Carry out compound C. In Synthesis Scheme (A-1), the halogen element (X) is preferably iodine or bromine. R 31 represents any one of hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 25 carbon atoms. R 32 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms. Ar 11 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms.
カルバゾールを骨格に含む化合物(化合物D)と芳香族化合物のジハロゲン化物とを反応させて、N−(ハロゲン化アリール)カルバゾールを骨格に含む化合物(化合物E)を合成した後、さらに化合物Eをパラジウムなどの金属触媒を用いてアリールアミンとカップリング反応を行うことによって化合物Fを得る。合成スキーム(A−2)において、芳香族化合物のジハロゲン化物のハロゲン元素(X1、X2)は、ヨウ素又は臭素であることが好ましい。また、X1とX2とは、同じであっても異なっていてもよい。また、R41およびR42は、それぞれ、水素、または炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。また、βは、炭素数6〜25のアリーレン基を表す。また、Ar31は、炭素数6〜25のアリール基を表す。 A compound containing carbazole in the skeleton (compound D) and a dihalide of an aromatic compound were reacted to synthesize a compound containing N- (halogenated aryl) carbazole in the skeleton (compound E). A compound F is obtained by performing a coupling reaction with an arylamine using a metal catalyst such as. In the synthesis scheme (A-2), the halogen element (X 1 , X 2 ) of the dihalide of the aromatic compound is preferably iodine or bromine. X 1 and X 2 may be the same or different. R 41 and R 42 each represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms. Β represents an arylene group having 6 to 25 carbon atoms. Ar 31 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms.
1−アミノアントラキノンまたは2−アミノアントラキノン(化合物G)をSandmyer反応により、アントラキノンのハロゲン化物(化合物H)を合成する。アントラキノンのハロゲン化物(化合物H)をアリールリチウムと反応させることにより、9,10−ジヒドロアントラセン誘導体のジオール体(化合物I)を合成する。9,10−ジヒドロアントラセン誘導体のジオール体(化合物I)をホスフィン酸ナトリウム・一水和物、ヨウ化カリウム、酢酸を用いて、脱OH反応を行うことにより、9,10−ジアリールハロゲン化アントラセン(化合物J)を合成する。 An anthraquinone halide (Compound H) is synthesized by Sandmyer reaction of 1-aminoanthraquinone or 2-aminoanthraquinone (Compound G). By reacting an anthraquinone halide (compound H) with aryllithium, a diol form (compound I) of a 9,10-dihydroanthracene derivative is synthesized. The 9,10-dihydroanthracene derivative diol compound (Compound I) is subjected to de-OH reaction using sodium phosphinate monohydrate, potassium iodide and acetic acid to obtain 9,10-diaryl halogenated anthracene ( Compound J) is synthesized.
なお、合成スキーム(A−3)〜(A−5)において、Xはハロゲン元素を表す。また、Ar1〜Ar2は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表す。 Note that in the synthesis schemes (A-3) to (A-5), X represents a halogen element. Ar 1 to Ar 2 each represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms.
合成スキーム(A−5)で合成した化合物Jを用いて、合成スキーム(B−1)に示す反応により、本発明のアントラセン誘導体を合成することができる。化合物Jとアリールアミン化合物とを、パラジウム触媒等の金属触媒を用いて、カップリング反応させることにより、一般式(1−1a)で表される本発明のアントラセン誘導体を合成することができる。合成スキーム(B−1)において、Ar1〜Ar2は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、Ar11〜Ar13は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、αは、炭素数6〜25のアリーレン基を表す。なお、一般式(1−1a)で表される化合物は、上述した一般式(1)におけるAが一般式(1−1)である場合に対応する。 The anthracene derivative of the present invention can be synthesized by the reaction shown in the synthesis scheme (B-1) using the compound J synthesized in the synthesis scheme (A-5). An anthracene derivative of the present invention represented by the general formula (1-1a) can be synthesized by subjecting compound J and an arylamine compound to a coupling reaction using a metal catalyst such as a palladium catalyst. In Synthesis Scheme (B-1), Ar 1 to Ar 2 each represent an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, Ar 11 to Ar 13 each represent an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and α Represents an arylene group having 6 to 25 carbon atoms. In addition, the compound represented by general formula (1-1a) respond | corresponds when A in General formula (1) mentioned above is general formula (1-1).
合成スキーム(A−1)で合成した化合物Cおよび合成スキーム(A−5)で合成した化合物Jを用いて、合成スキーム(B−2)に示す反応により、本発明のアントラセン誘導体を合成することができる。化合物Cと化合物Jとを、パラジウム触媒等の金属触媒を用いて、カップリング反応させることにより、一般式(1−2a)で表される本発明のアントラセン誘導体を合成することができる。合成スキーム(B−2)において、Ar1〜Ar2は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、Ar21は、炭素数6〜25のアリール基を表し、R31は、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表し、R32は、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。なお、一般式(1−2a)で表される化合物は、上述した一般式(1)におけるAが一般式(1−2)である場合に対応する。 Using the compound C synthesized in the synthesis scheme (A-1) and the compound J synthesized in the synthesis scheme (A-5), the anthracene derivative of the present invention is synthesized by the reaction shown in the synthesis scheme (B-2). Can do. An anthracene derivative of the present invention represented by the general formula (1-2a) can be synthesized by subjecting compound C and compound J to a coupling reaction using a metal catalyst such as a palladium catalyst. In Synthesis Scheme (B-2), Ar 1 to Ar 2 each represent an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, Ar 21 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, R 31 represents hydrogen, Or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and R 32 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms. Represents one of the following. In addition, the compound represented by General formula (1-2a) respond | corresponds when A in General formula (1) mentioned above is General formula (1-2).
合成スキーム(A−2)で合成した化合物Fおよび合成スキーム(A−5)で合成した化合物Jを用いて、合成スキーム(B−3)に示す反応により、本発明のアントラセン誘導体を合成することができる。化合物Fと化合物Jとを、パラジウム触媒等の金属触媒を用いて、カップリング反応させることにより、一般式(1−3a)で表される本発明のアントラセン誘導体を合成することができる。合成スキーム(B−3)において、Ar1〜Ar2は、それぞれ、炭素数6〜25のアリール基を表し、Ar31は、炭素数6〜25のアリール基を表し、βは、炭素数6〜25のアリーレン基を表し、R41〜R42は、それぞれ、水素、または、炭素数1〜4のアルキル基、または、炭素数6〜25のアリール基のいずれかを表す。なお、一般式(1−3a)で表される化合物は、上述した一般式(1)におけるAが一般式(1−3)である場合に対応する。
Synthesis of the anthracene derivative of the present invention by the reaction shown in the synthesis scheme (B-3) using the compound F synthesized in the synthesis scheme (A-2) and the compound J synthesized in the synthesis scheme (A-5). Can do. An anthracene derivative of the present invention represented by the general formula (1-3a) can be synthesized by subjecting Compound F and Compound J to a coupling reaction using a metal catalyst such as a palladium catalyst. In Synthesis Scheme (B-3), Ar 1 to Ar 2 each represent an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, Ar 31 represents an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, and β represents a
本発明のアントラセン誘導体は、発光量子収率が高く、青緑〜黄緑色に発光する。よって、発光素子に好適に用いることができる。 The anthracene derivative of the present invention has a high emission quantum yield and emits blue-green to yellow-green. Therefore, it can be suitably used for a light-emitting element.
また、本発明のアントラセン誘導体は、高効率の緑色の発光が可能なため、フルカラーディスプレイに好適に用いることができる。また、長寿命の緑色発光が可能であるため、フルカラーディスプレイに好適に用いることができる。 Further, since the anthracene derivative of the present invention can emit green light with high efficiency, it can be suitably used for a full color display. Further, since long-life green light emission is possible, it can be suitably used for a full-color display.
また、本発明のアントラセン誘導体は、高効率の緑色の発光が可能なため、他の発光材料と組み合わせることより、白色発光を得ることも可能である。例えば、NTSC色度座標の赤(R)、緑(G)、青(B)の発光を用いて白色発光を得ようとする場合、およそ赤(R):緑(G):青(B)=1:6:3の割合で各色の発光を混合しないと白色にならない。つまり、高輝度の緑色発光が必要であり、従って、高効率の緑色発光が得られる本発明のアントラセン誘導体は、発光装置に好適である。 Further, since the anthracene derivative of the present invention can emit green light with high efficiency, white light emission can be obtained by combining with other light-emitting materials. For example, when trying to obtain white light emission using red (R), green (G), and blue (B) light emission of NTSC chromaticity coordinates, approximately red (R): green (G): blue (B) = 1: 6: 3 If the light emission of each color is not mixed, it will not become white. In other words, the anthracene derivative of the present invention, which requires high-brightness green light emission and can obtain high-efficiency green light emission, is suitable for a light-emitting device.
また、本発明のアントラセン誘導体は、一般式(1)で表されるように、アントラセン骨格に置換基Aが1つだけ結合している。そのため、アントラセン骨格に置換基Aが2つ結合している2置換体と比較して、短波長の発光が可能である。また、2置換体は分子量が非常に大きくなるため、蒸着法により成膜することが難しくなるが、本発明のアントラセン誘導体は、蒸着法により成膜することが可能である。また、2置換体の合成は、1置換体である本発明のアントラセン誘導体よりも高いコストが要求される。 In the anthracene derivative of the present invention, only one substituent A is bonded to the anthracene skeleton as represented by the general formula (1). Therefore, light emission at a short wavelength is possible as compared with a disubstituted product in which two substituents A are bonded to an anthracene skeleton. In addition, since the molecular weight of the 2-substituted product is very large, it is difficult to form a film by a vapor deposition method, but the anthracene derivative of the present invention can be formed by a vapor deposition method. In addition, the synthesis of a disubstituted product requires a higher cost than the anthracene derivative of the present invention which is a monosubstituted product.
また、発光素子に適用した場合、本発明者らは、一置換体を使用するほうが二置換体を使用するよりも、長寿命となることを見いだした。よって、本発明のアントラセン誘導体を発光素子に適用することにより、長寿命の発光素子を得ることができる。 In addition, when applied to a light-emitting element, the present inventors have found that using a mono-substituted product has a longer lifetime than using a di-substituted product. Therefore, a long-life light-emitting element can be obtained by applying the anthracene derivative of the present invention to a light-emitting element.
また、本発明のアントラセン誘導体は、酸化還元反応を繰り返しても安定である。よって、本発明のアントラセン誘導体を発光素子に用いることにより、長寿命な発光素子を得ることができる。 In addition, the anthracene derivative of the present invention is stable even when the redox reaction is repeated. Therefore, a long-life light-emitting element can be obtained by using the anthracene derivative of the present invention for a light-emitting element.
(実施の形態2)
本発明のアントラセン誘導体を用いた発光素子の一態様について図1(A)を用いて以下に説明する。
(Embodiment 2)
One mode of a light-emitting element using the anthracene derivative of the present invention is described below with reference to FIG.
本発明の発光素子は、一対の電極間に複数の層を有する。当該複数の層は、電極から離れたところに発光領域が形成されるように、つまり電極から離れた部位でキャリアの再結合が行われるように、キャリア注入性の高い物質やキャリア輸送性の高い物質からなる層を組み合わせて積層されたものである。 The light-emitting element of the present invention has a plurality of layers between a pair of electrodes. The plurality of layers have a high carrier injecting property and a high carrier transporting property so that a light emitting region is formed at a distance from the electrode, that is, a carrier is recombined at a position away from the electrode. It is a combination of layers of materials.
本形態において、発光素子は、第1の電極102と、第1の電極102の上に順に積層した第1の層103、第2の層104、第3の層105、第4の層106と、さらにその上に設けられた第2の電極107とから構成されている。なお、本形態では第1の電極102は陽極として機能し、第2の電極107は陰極として機能するものとして以下説明をする。
In this embodiment, the light-emitting element includes a
基板101は発光素子の支持体として用いられる。基板101としては、例えばガラス、またはプラスチックなどを用いることができる。なお、発光素子の作製工程において支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。
The
第1の電極102としては、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛(IZO:Indium Zinc Oxide)、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(IWZO)等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタにより成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛(IZO)膜は、酸化インジウムに対し1〜20wt%の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(IWZO)膜は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを0.5〜5wt%、酸化亜鉛を0.1〜1wt%含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。この他、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、または金属の窒化物(例えば、窒化チタン:TiN)等が挙げられる。
As the
第1の層103は、正孔注入性の高い物質を含む層である。モリブデン酸化物(MoOx)やバナジウム酸化物(VOx)、ルテニウム酸化物(RuOx)、タングステン酸化物(WOx)、マンガン酸化物(MnOx)等を用いることができる。この他、フタロシアニン(略称:H2Pc)や銅フタロシアニン(CuPC)等のフタロシアニン系の化合物、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、4,4’−ビス(N−{4−[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]フェニル}−N−フェニルアミノ)ビフェニル(略称:DNTPD)等の芳香族アミン化合物、或いはポリ(エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)等の高分子等によっても第1の層103を形成することができる。
The
また、第1の層103として、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を用いることができる。特に、有機化合物と、有機化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料は、有機化合物と無機化合物との間で電子の移動が生じ、キャリア密度が増大するため、正孔注入性、正孔輸送性に優れている。
For the
また、第1の層103として有機化合物と無機化合物とを混合して形成される複合材料を用いた場合、第1の電極102とオーム接触をすることが可能となるため、仕事関数に関わらず第1の電極を形成する材料を選ぶことができる。
In addition, when a composite material formed by mixing an organic compound and an inorganic compound is used for the
複合材料に用いる無機化合物としては、遷移金属の酸化物であることが好ましい。例えば、元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中で安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
The inorganic compound used for the composite material is preferably a transition metal oxide. For example, an oxide of a metal belonging to
複合材料に用いる有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)など、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。 As the organic compound used for the composite material, various compounds such as an aromatic amine compound, a carbazole derivative, an aromatic hydrocarbon, and a high molecular compound (such as an oligomer, a dendrimer, and a polymer) can be used. Note that the organic compound used for the composite material is preferably an organic compound having a high hole-transport property. Specifically, a substance having a hole mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or higher is preferable. Note that other than these substances, any substance that has a property of transporting more holes than electrons may be used. Below, the organic compound which can be used for a composite material is listed concretely.
例えば、芳香族アミン化合物としては、N,N’−ジ(p−トリル)−N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン(略称:DTDPPA)、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、4,4’−ビス(N−{4−[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]フェニル}−N−フェニルアミノ)ビフェニル(略称:DNTPD)、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(略称:DPA3B)等を挙げることができる。 For example, as an aromatic amine compound, N, N′-di (p-tolyl) -N, N′-diphenyl-p-phenylenediamine (abbreviation: DTDPPA), 4,4′-bis [N- (4- Diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: DPAB), 4,4′-bis (N- {4- [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] phenyl} -N-phenyl Amino) biphenyl (abbreviation: DNTPD), 1,3,5-tris [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] benzene (abbreviation: DPA3B), and the like can be given.
複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、3−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)、3−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)等を挙げることができる。 Specific examples of the carbazole derivative that can be used for the composite material include 3- [N- (9-phenylcarbazol-3-yl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA1), 3 , 6-Bis [N- (9-phenylcarbazol-3-yl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA2), 3- [N- (1-naphthyl) -N- (9- Phenylcarbazol-3-yl) amino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCN1) and the like.
また、複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、1,3,5−トリス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ベンゼン(略称:TCPB)、9−[4−(N−カルバゾリル)]フェニル−10−フェニルアントラセン(略称:CzPA)、1,4−ビス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]−2,3,5,6−テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。 As carbazole derivatives that can be used for the composite material, 4,4′-di (N-carbazolyl) biphenyl (abbreviation: CBP), 1,3,5-tris [4- (N-carbazolyl) phenyl] benzene (Abbreviation: TCPB), 9- [4- (N-carbazolyl)] phenyl-10-phenylanthracene (abbreviation: CzPA), 1,4-bis [4- (N-carbazolyl) phenyl] -2,3,5 , 6-tetraphenylbenzene or the like can be used.
また、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、2−tert−ブチル−9,10−ビス(4−フェニルフェニル)アントラセン(略称:t−BuDBA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、2−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuAnth)、9,10−ビス(4−メチル−1−ナフチル)アントラセン(略称:DMNA)、2−tert−ブチル−9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン、9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン、9,9’−ビアントリル、10,10’−ジフェニル−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス(2−フェニルフェニル)−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス[(2,3,4,5,6−ペンタフェニル)フェニル]−9,9’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブチル)ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、1×10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有し、炭素数14〜42である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。 Examples of aromatic hydrocarbons that can be used for the composite material include 2-tert-butyl-9,10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: t-BuDNA), 2-tert-butyl-9. , 10-di (1-naphthyl) anthracene, 9,10-bis (3,5-diphenylphenyl) anthracene (abbreviation: DPPA), 2-tert-butyl-9,10-bis (4-phenylphenyl) anthracene ( Abbreviations: t-BuDBA), 9,10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: DNA), 9,10-diphenylanthracene (abbreviation: DPAnth), 2-tert-butylanthracene (abbreviation: t-BuAnth), 9,10-bis (4-methyl-1-naphthyl) anthracene (abbreviation: DMNA), 2-tert-butyl-9, 0-bis [2- (1-naphthyl) phenyl] anthracene, 9,10-bis [2- (1-naphthyl) phenyl] anthracene, 2,3,6,7-tetramethyl-9,10-di (1 -Naphthyl) anthracene, 2,3,6,7-tetramethyl-9,10-di (2-naphthyl) anthracene, 9,9'-bianthryl, 10,10'-diphenyl-9,9'-bianthryl, 10 , 10′-bis (2-phenylphenyl) -9,9′-bianthryl, 10,10′-bis [(2,3,4,5,6-pentaphenyl) phenyl] -9,9′-bianthryl, Anthracene, tetracene, rubrene, perylene, 2,5,8,11-tetra (tert-butyl) perylene and the like can be mentioned. In addition, pentacene, coronene, and the like can also be used. Thus, it is more preferable to use an aromatic hydrocarbon having a hole mobility of 1 × 10 −6 cm 2 / Vs or more and having 14 to 42 carbon atoms.
なお、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、4,4’−ビス(2,2−ジフェニルビニル)ビフェニル(略称:DPVBi)、9,10−ビス[4−(2,2−ジフェニルビニル)フェニル]アントラセン(略称:DPVPA)等が挙げられる。 Note that the aromatic hydrocarbon that can be used for the composite material may have a vinyl skeleton. As the aromatic hydrocarbon having a vinyl group, for example, 4,4′-bis (2,2-diphenylvinyl) biphenyl (abbreviation: DPVBi), 9,10-bis [4- (2,2- Diphenylvinyl) phenyl] anthracene (abbreviation: DPVPA) and the like.
また、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)やポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)等の高分子化合物を用いることもできる。 Alternatively, a high molecular compound such as poly (N-vinylcarbazole) (abbreviation: PVK) or poly (4-vinyltriphenylamine) (abbreviation: PVTPA) can be used.
第2の層104を形成する物質としては、正孔輸送性の高い物質、具体的には、芳香族アミン(すなわち、ベンゼン環−窒素の結合を有するもの)の化合物であることが好ましい。広く用いられている材料として、4,4’−ビス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル、その誘導体である4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(以下、NPBと記す)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニル−アミノ)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などのスターバースト型芳香族アミン化合物が挙げられる。ここに述べた物質は、主に10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、第2の層104は、単層のものだけでなく、上記物質の混合層、あるいは二層以上積層した層を用いてもよい。
The substance forming the
第3の層105は、発光性物質を含む層である。本実施の形態では、第3の層105は実施の形態1で示した本発明のアントラセン誘導体を含む。本発明のアントラセン誘導体は、青緑色〜黄緑色の発光を示すため、発光性物質として発光素子に好適に用いることができる。
The third layer 105 is a layer containing a light emitting substance. In this embodiment mode, the third layer 105 includes the anthracene derivative of the present invention described in
第4の層106は、電子輸送性の高い物質を用いることができる。例えば、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq3)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq2)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(略称:BAlq)など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる層である。また、この他ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn(BOX)2)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾラト]亜鉛(略称:Zn(BTZ)2)などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)や、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(略称:OXD−7)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)なども用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm2/Vs以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わない。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
For the
第2の電極107を形成する物質としては、仕事関数の小さい(具体的には3.8eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の1族または2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、およびマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金(MgAg、AlLi)が挙げられる。ユーロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属およびこれらを含む合金等も好適である。しかしながら、第2の電極107と第4の層106との間に、電子注入を促す機能を有する層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Al、Ag、ITO、珪素若しくは酸化珪素を含有したITO等様々な導電性材料を第2の電極107として用いることができる。
As a material for forming the
なお、電子注入を促す機能を有する層としては、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF2)等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を用いることができる。あるいは、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたもの(例えばAlq中にマグネシウム(Mg)を含有させたもの等)を用いることができる。特に、電子注入層として、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有させたものを用いることにより、第2の電極107からの電子注入が効率良く起こるためより好ましい。
As a layer having a function of promoting electron injection, an alkali metal or an alkaline earth metal such as lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF 2 ), or a compound thereof is used. Can be used. Alternatively, a layer formed of a substance having an electron transporting property in which an alkali metal, an alkaline earth metal, or a compound thereof is contained (for example, a material containing magnesium (Mg) in Alq) can be used. . In particular, by using an electron injection layer containing an alkali metal or an alkaline earth metal in a layer made of an electron transporting substance, electron injection from the
また、第1の層103、第2の層104、第3の層105、第4の層106の形成方法は、蒸着法や、インクジェット法、スピンコート法などの種々の方法を用いることができる。また各電極または各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。
In addition, as a method for forming the
以上のような構成を有する本発明の発光素子は、第1の電極102と第2の電極107との間に電圧をかけることで、発光性の高い物質を含む層である第3の層105において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまり第3の層105に発光領域が形成されるような構成となっている。
In the light-emitting element of the present invention having the above structure, the third layer 105 which is a layer containing a highly light-emitting substance is applied by applying a voltage between the
発光は、第1の電極102または第2の電極107のいずれか一方または両方を通って外部に取り出される。従って、第1の電極102または第2の電極107のいずれか一方または両方は、透光性を有する電極で成る。第1の電極102のみが透光性を有する電極である場合、図1(A)に示すように、発光は第1の電極102を通って基板側から取り出される。また、第2の電極107のみが透光性を有する電極である場合、図1(B)に示すように、発光は第2の電極107を通って基板と逆側から取り出される。第1の電極102および第2の電極107がいずれも透光性を有する電極である場合、図1(C)に示すように、発光は第1の電極102および第2の電極107を通って、基板側および基板と逆側の両方から取り出される。
Light emission is extracted outside through one or both of the
なお第1の電極102と第2の電極107との間に設けられる層の構成は、上記のものには限定されない。発光領域と金属とが近接することによって生じる消光現象を防ぐように、第1の電極102および第2の電極107から離れた部位に正孔と電子とが再結合する発光領域を設けた構成であれば、上記以外のものでもよい。
Note that the structure of the layers provided between the
つまり、層の積層構造については上記構造に限定されず、電子輸送性の高い物質または正孔輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性(電子及び正孔の輸送性の高い物質)の物質、正孔ブロック材料等から成る層を、本発明のアントラセン誘導体と自由に組み合わせて構成すればよい。 In other words, the layered structure of the layers is not limited to the above structure, and is a substance having a high electron transporting property or a substance having a high hole transporting property, a substance having a high electron injecting property, a substance having a high hole injecting property, A layer made of a substance having a high hole transporting property), a hole blocking material, or the like may be freely combined with the anthracene derivative of the present invention.
図2に示す発光素子は、基板301上に、陰極として機能する第1の電極302、電子輸送性の高い物質からなる第1の層303、発光性物質を含む第2の層304、正孔輸送性の高い物質からなる第3の層305、正孔注入性の高い物質からなる第4の層306、陽極として機能する第2の電極307とが順に積層された構成となっている。
2 includes a
本実施の形態においては、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に発光素子を作製している。一基板上にこのような発光素子を複数作製することで、パッシブ型の発光装置を作製することができる。また、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に、例えば薄膜トランジスタ(TFT)を形成し、TFTと電気的に接続された電極上に発光素子を作製してもよい。これにより、TFTによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置を作製できる。なお、TFTの構造は、特に限定されない。スタガ型のTFTでもよいし逆スタガ型のTFTでもよい。また、TFTに用いる半導体の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体を用いてもよいし、結晶性半導体を用いてもよい。また、TFT基板に形成される駆動用回路についても、N型およびP型のTFTからなるものでもよいし、若しくはN型のTFTまたはP型のTFTのいずれか一方からのみなるものであってもよい。 In this embodiment mode, a light-emitting element is manufactured over a substrate made of glass, plastic, or the like. A passive light-emitting device can be manufactured by manufacturing a plurality of such light-emitting elements over one substrate. Alternatively, for example, a thin film transistor (TFT) may be formed over a substrate made of glass, plastic, or the like, and a light-emitting element may be formed over an electrode electrically connected to the TFT. Thus, an active matrix light-emitting device in which driving of the light-emitting element is controlled by the TFT can be manufactured. Note that the structure of the TFT is not particularly limited. A staggered TFT or an inverted staggered TFT may be used. Further, there is no particular limitation on the crystallinity of the semiconductor used for the TFT, and an amorphous semiconductor or a crystalline semiconductor may be used. Also, the driving circuit formed on the TFT substrate may be composed of N-type and P-type TFTs, or may be composed of only one of N-type TFTs and P-type TFTs. Good.
本発明のアントラセン誘導体は、青緑色〜黄緑色の発光を示すため、本実施の形態に示すように、他の発光性物質を加えることなく発光層として用いることが可能である。 Since the anthracene derivative of the present invention emits blue-green to yellow-green light, it can be used as a light-emitting layer without adding another light-emitting substance as shown in this embodiment mode.
本発明のアントラセン誘導体は発光効率が高いため、発光素子に用いることにより、発光効率の高い発光素子を得ることができる。また、本発明のアントラセン誘導体を発光素子に用いることにより、長寿命の発光素子を得ることができる。 Since the anthracene derivative of the present invention has high emission efficiency, a light-emitting element with high emission efficiency can be obtained by using it for a light-emitting element. In addition, by using the anthracene derivative of the present invention for a light-emitting element, a long-life light-emitting element can be obtained.
また、本発明のアントラセン誘導体を用いた発光素子は、高効率の緑色の発光が可能なため、フルカラーディスプレイに好適に用いることができる。また、長寿命の緑色発光が可能であるため、フルカラーディスプレイに好適に用いることができる。 In addition, since a light-emitting element using the anthracene derivative of the present invention can emit green light with high efficiency, it can be suitably used for a full-color display. Further, since long-life green light emission is possible, it can be suitably used for a full-color display.
また、本発明のアントラセン誘導体を用いた発光素子は、高効率の緑色の発光が可能なため、他の発光材料と組み合わせることより、白色発光を得ることも可能である。例えば、NTSC色度座標の赤(R)、緑(G)、青(B)の発光を用いて白色発光を得ようとする場合、およそ赤(R):緑(G):青(B)=1:6:3の割合で各色の発光を混合しないと白色にならない。つまり、高輝度の緑色発光が必要であり、従って、高効率の緑色発光が得られる本発明のアントラセン誘導体は、発光装置に好適である。 In addition, since the light-emitting element using the anthracene derivative of the present invention can emit green light with high efficiency, white light emission can be obtained by combining with other light-emitting materials. For example, when trying to obtain white light emission using red (R), green (G), and blue (B) light emission of NTSC chromaticity coordinates, approximately red (R): green (G): blue (B) = 1: 6: 3 If the light emission of each color is not mixed, it will not become white. In other words, the anthracene derivative of the present invention, which requires high-brightness green light emission and can obtain high-efficiency green light emission, is suitable for a light-emitting device.
(実施の形態3)
本実施の形態では、実施の形態2で示した構成と異なる構成の発光素子について説明する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, a light-emitting element having a structure different from that described in
本実施の形態では、図1に示す第3の層105を本発明のアントラセン誘導体を他の物質に分散させた構成とすることで、本発明のアントラセン誘導体からの発光を得ることができる。本発明のアントラセン誘導体は青緑色〜黄緑色の発光を示すため、青緑色〜黄緑色の発光を示す発光素子を得ることができる。 In this embodiment mode, light emission from the anthracene derivative of the present invention can be obtained by using the third layer 105 illustrated in FIG. 1 in which the anthracene derivative of the present invention is dispersed in another substance. Since the anthracene derivative of the present invention emits blue-green to yellow-green light, a light-emitting element that emits blue-green to yellow-green can be obtained.
ここで、本発明のアントラセン誘導体を分散させる物質としては、種々の材料を用いることができ、実施の形態2で述べた正孔輸送の高い物質や電子輸送性の高い物質の他、4,4’−ビス(N−カルバゾリル)−ビフェニル(略称:CBP)や、2,2’,2”−(1,3,5−ベンゼントリ−イル)−トリス[1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール](略称:TPBI)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、9−[4−(N−カルバゾリル)]フェニル−10−フェニルアントラセン(略称:CzPA)などが挙げられる。
Here, as the substance for dispersing the anthracene derivative of the present invention, various materials can be used. In addition to the substance with a high hole transport and the substance with a high electron transport property described in
本発明のアントラセン誘導体は発光効率が高いため、発光素子に用いることにより、発光効率の高い発光素子を得ることができる。また、本発明のアントラセン誘導体を発光素子に用いることにより、長寿命の発光素子を得ることができる。 Since the anthracene derivative of the present invention has high emission efficiency, a light-emitting element with high emission efficiency can be obtained by using it for a light-emitting element. In addition, by using the anthracene derivative of the present invention for a light-emitting element, a long-life light-emitting element can be obtained.
また、本発明のアントラセン誘導体を用いた発光素子は、高効率の緑色の発光が可能なため、フルカラーディスプレイに好適に用いることができる。また、長寿命の緑色発光が可能であるため、フルカラーディスプレイに好適に用いることができる。 In addition, since a light-emitting element using the anthracene derivative of the present invention can emit green light with high efficiency, it can be suitably used for a full-color display. Further, since long-life green light emission is possible, it can be suitably used for a full-color display.
また、本発明のアントラセン誘導体を用いた発光素子は、高効率の緑色の発光が可能なため、他の発光材料と組み合わせることより、白色発光を得ることも可能である。例えば、NTSC色度座標の赤(R)、緑(G)、青(B)の発光を用いて白色発光を得ようとする場合、およそ赤(R):緑(G):青(B)=1:6:3の割合で各色の発光を混合しないと白色にならない。つまり、高輝度の緑色発光が必要であり、従って、高効率の緑色発光が得られる本発明のアントラセン誘導体は、発光装置に好適である。 In addition, since the light-emitting element using the anthracene derivative of the present invention can emit green light with high efficiency, white light emission can be obtained by combining with other light-emitting materials. For example, when trying to obtain white light emission using red (R), green (G), and blue (B) light emission of NTSC chromaticity coordinates, approximately red (R): green (G): blue (B) = 1: 6: 3 If the light emission of each color is not mixed, it will not become white. In other words, the anthracene derivative of the present invention, which requires high-brightness green light emission and can obtain high-efficiency green light emission, is suitable for a light-emitting device.
なお、第3の層105以外は、実施の形態2に示した構成を適宜用いることができる。
Note that the structure described in
(実施の形態4)
本実施の形態では、実施の形態2および実施の形態3で示した構成と異なる構成の発光素子について説明する。
(Embodiment 4)
In this embodiment, a light-emitting element having a structure different from those described in
本実施の形態では、図1で示した第3の層105を本発明のアントラセン誘導体に発光性の物質を分散させた構成とすることで、発光性の物質からの発光を得ることができる。 In this embodiment, the third layer 105 illustrated in FIGS. 1A and 1B has a structure in which a light-emitting substance is dispersed in the anthracene derivative of the present invention, so that light emission from the light-emitting substance can be obtained.
本発明のアントラセン誘導体を他の発光性物質を分散させる材料として用いる場合、発光性物質に起因した発光色を得ることができる。また、本発明のアントラセン誘導体に起因した発光色と、アントラセン誘導体中に分散されている発光性物質に起因した発光色との混色の発光色を得ることもできる。 When the anthracene derivative of the present invention is used as a material for dispersing other luminescent substances, a luminescent color resulting from the luminescent substance can be obtained. In addition, it is possible to obtain a mixed emission color of the emission color caused by the anthracene derivative of the present invention and the emission color caused by the luminescent substance dispersed in the anthracene derivative.
ここで、本発明のアントラセン誘導体に分散させる発光性物質としては、種々の材料を用いることができる。具体的には、4−(ジシアノメチレン)−2−メチル−6−(p−ジメチルアミノスチリル)−4H−ピラン(略称:DCM1)、4−(ジシアノメチレン)−2−メチル−6−(ジュロリジン−4−イル−ビニル)−4H−ピラン(略称:DCM2)、N,N−ジメチルキナクリドン(略称:DMQd)、ルブレンなどの蛍光を発光する蛍光発光性物質を用いることができる。また、アセチルアセトナト)ビス[2,3−ビス(4−フルオロフェニル)キノキサリナト]イリジウム(III)(略称:Ir(Fdpq)2(acac))、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H,23H−ポルフィリン白金(II)(略称:PtOEP)などの燐光を発光する燐光発光性物質を用いることができる。 Here, various materials can be used as the light-emitting substance dispersed in the anthracene derivative of the present invention. Specifically, 4- (dicyanomethylene) -2-methyl-6- (p-dimethylaminostyryl) -4H-pyran (abbreviation: DCM1), 4- (dicyanomethylene) -2-methyl-6- (julolidine) A fluorescent substance that emits fluorescence, such as -4-yl-vinyl) -4H-pyran (abbreviation: DCM2), N, N-dimethylquinacridone (abbreviation: DMQd), and rubrene, can be used. Further, acetylacetonato) bis [2,3-bis (4-fluorophenyl) quinoxalinato] iridium (III) (abbreviation: Ir (Fdpq) 2 (acac)), 2,3,7,8,12,13, A phosphorescent substance that emits phosphorescence, such as 17,18-octaethyl-21H, 23H-porphyrin platinum (II) (abbreviation: PtOEP), can be used.
なお、第3の層105以外は、実施の形態2に示した構成を適宜用いることができる。
Note that the structure described in
(実施の形態5)
本実施の形態では、実施の形態2〜実施の形態3で示した構成と異なる構成の発光素子について説明する。
(Embodiment 5)
In this embodiment, a light-emitting element having a structure different from the structures shown in
本発明のアントラセン誘導体は、正孔輸送性を有する。よって、陽極と発光層との間に本発明のアントラセン誘導体を含む層を用いることができる。具体的には、実施の形態1で示した第1の層103や第2の層104に用いることができる。
The anthracene derivative of the present invention has a hole transport property. Therefore, a layer containing the anthracene derivative of the present invention can be used between the anode and the light-emitting layer. Specifically, the
また、第1の層に本発明のアントラセン誘導体を用いる場合には、本発明のアントラセン誘導体と、本発明のアントラセン誘導体に対して電子受容性を示す無機化合物とを複合させることが好ましい。このような複合層を用いることで、キャリア密度が増大するため、正孔注入性、正孔輸送性が向上する。また、複合層を第1の層103として用いる場合、第1の層103は第1の電極102とオーム接触をすることが可能となり、仕事関数に関わらず第1の電極を形成する材料を選ぶことができる。
In the case where the anthracene derivative of the present invention is used for the first layer, it is preferable to combine the anthracene derivative of the present invention with an inorganic compound that exhibits an electron accepting property with respect to the anthracene derivative of the present invention. By using such a composite layer, the carrier density is increased, so that the hole injecting property and the hole transporting property are improved. Further, when the composite layer is used as the
複合材料に用いる無機化合物としては、遷移金属の酸化物であることが好ましい。また元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中で安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
The inorganic compound used for the composite material is preferably a transition metal oxide. In addition, oxides of metals belonging to
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。 Note that this embodiment can be combined with any of the other embodiments as appropriate.
(実施の形態6)
本実施の形態では、本発明に係る発光ユニットを複数積層した構成の発光素子(以下、積層型素子という)について、図3を参照して説明する。この発光素子は、第1の電極と第2の電極との間に、複数の発光ユニットを有する積層型発光素子である。各発光ユニットの構成としては、実施の形態2〜実施の形態5で示した構成と同様な構成を用いることができる。つまり、実施の形態2で示した発光素子は、1つの発光ユニットを有する発光素子である。本実施の形態では、複数の発光ユニットを有する発光素子について説明する。
(Embodiment 6)
In this embodiment, a light-emitting element having a structure in which a plurality of light-emitting units according to the present invention is stacked (hereinafter referred to as a stacked element) will be described with reference to FIG. This light-emitting element is a stacked light-emitting element having a plurality of light-emitting units between a first electrode and a second electrode. As the configuration of each light emitting unit, a configuration similar to the configuration shown in
図3において、第1の電極501と第2の電極502との間には、第1の発光ユニット511と第2の発光ユニット512が積層されている。第1の電極501と第2の電極502は実施の形態2と同様なものを適用することができる。また、第1の発光ユニット511と第2の発光ユニット512は同じ構成であっても異なる構成であってもよく、その構成は実施の形態2〜実施の形態5と同様なものを適用することができる。
In FIG. 3, a first
電荷発生層513には、有機化合物と金属酸化物の複合材料が含まれている。この有機化合物と金属酸化物の複合材料は、実施の形態2または実施の形態5で示した複合材料であり、有機化合物とバナジウム酸化物やモリブデン酸化物やタングステン酸化物等の金属酸化物を含む。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔移動度が10−6cm2/Vs以上であるものを適用することが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。有機化合物と金属酸化物の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。
The
なお、電荷発生層513は、有機化合物と金属酸化物の複合材料と他の材料とを組み合わせて形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜とを組み合わせて形成してもよい。
Note that the
いずれにしても、第1の発光ユニット511と第2の発光ユニット512に挟まれる電荷発生層513は、第1の電極501と第2の電極502に電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。例えば、第1の電極の電位の方が第2の電極の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層513は、第1の発光ユニット511に電子を注入し、第2の発光ユニット512に正孔を注入するものであればいかなる構成でもよい。
In any case, when the voltage is applied to the
本実施の形態では、2つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、本発明は3つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても適用することが可能である。一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度で発光させることができ、その結果、長寿命素子を実現できる。また、照明を応用例とした場合には、電極材料の抵抗による電圧降下の影響を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。 Although the light-emitting element having two light-emitting units has been described in this embodiment mode, the present invention can also be applied to a light-emitting element in which three or more light-emitting units are stacked. By arranging a plurality of light emitting units separated by a charge generation layer between a pair of electrodes, it is possible to emit light with high luminance while keeping the current density low, and as a result, a long-life element can be realized. Further, when illumination is used as an application example, the influence of the voltage drop due to the resistance of the electrode material can be reduced, so that uniform light emission over a large area is possible.
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。 Note that this embodiment can be combined with any of the other embodiments as appropriate.
(実施の形態7)
本実施の形態では、本発明のアントラセン誘導体を用いて作製された発光装置について説明する。
(Embodiment 7)
In this embodiment mode, a light-emitting device manufactured using the anthracene derivative of the present invention will be described.
本実施の形態では、本発明のアントラセン誘導体を用いて作製された発光装置について図4を用いて説明する。図4(A)は、発光装置を示す上面図、図4(B)は図4(A)をA−A’およびB−B’で切断した断面図である。点線で示された601は駆動回路部(ソース側駆動回路)、602は画素部、603は駆動回路部(ゲート側駆動回路)である。また、604は封止基板、605はシール材であり、シール材605で囲まれた内側は、空間607になっている。 In this embodiment mode, a light-emitting device manufactured using the anthracene derivative of the present invention will be described with reference to FIGS. 4A is a top view of the light-emitting device, and FIG. 4B is a cross-sectional view of FIG. 4A cut along A-A ′ and B-B ′. Reference numeral 601 indicated by a dotted line denotes a driving circuit portion (source side driving circuit), 602 denotes a pixel portion, and 603 denotes a driving circuit portion (gate side driving circuit). Reference numeral 604 denotes a sealing substrate, reference numeral 605 denotes a sealing material, and the inside surrounded by the sealing material 605 is a space 607.
引き回し配線608はソース側駆動回路601及びゲート側駆動回路603に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるFPC(フレキシブルプリントサーキット)609からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではFPCしか図示されていないが、このFPCにはプリント配線基板(PWB)が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにFPCもしくはPWBが取り付けられた状態をも含むものとする。 A lead wiring 608 is a wiring for transmitting a signal input to the source side driving circuit 601 and the gate side driving circuit 603, and a video signal, a clock signal, and a start signal from an FPC (flexible printed circuit) 609 serving as an external input terminal. Receive a reset signal, etc. Although only the FPC is shown here, a printed wiring board (PWB) may be attached to the FPC. The light-emitting device in this specification includes not only a light-emitting device body but also a state in which an FPC or a PWB is attached thereto.
次に、断面構造について図4(B)を用いて説明する。素子基板610上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路601と、画素部602中の一つの画素が示されている。
Next, a cross-sectional structure is described with reference to FIG. A driver circuit portion and a pixel portion are formed over the
なお、ソース側駆動回路601はnチャネル型TFT623とpチャネル型TFT624とを組み合わせたCMOS回路が形成される。また、駆動回路は、種々のCMOS回路、PMOS回路もしくはNMOS回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。
Note that the source side driver circuit 601 is a CMOS circuit in which an n-
また、画素部602はスイッチング用TFT611と、電流制御用TFT612とそのドレインに電気的に接続された第1の電極613とを含む複数の画素により形成される。なお、第1の電極613の端部を覆って絶縁物614が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。 The pixel portion 602 is formed by a plurality of pixels including a switching TFT 611, a current control TFT 612, and a first electrode 613 electrically connected to the drain thereof. Note that an insulator 614 is formed so as to cover an end portion of the first electrode 613. Here, a positive photosensitive acrylic resin film is used.
また、良好な被覆性を得るため、絶縁物614の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物614の材料としてポジ型の感光性アクリル樹脂を用いた場合、絶縁物614の上端部のみに曲率半径(0.2μm〜3μm)を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物614として、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型樹脂、或いは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポジ型樹脂のいずれも使用することができる。 In order to obtain good coverage, a curved surface having a curvature is formed at the upper end portion or the lower end portion of the insulator 614. For example, in the case where a positive photosensitive acrylic resin is used as the material of the insulator 614, it is preferable that only the upper end portion of the insulator 614 has a curved surface having a curvature radius (0.2 μm to 3 μm). As the insulator 614, either a negative resin that becomes insoluble in an etchant by light irradiation or a positive resin that becomes soluble in an etchant by light irradiation can be used.
第1の電極613上には、発光物質を含む層616、および第2の電極617がそれぞれ形成されている。ここで、陽極として機能する第1の電極613に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ITO膜、または珪素を含有したインジウム錫酸化物膜、2〜20wt%の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Zn膜、Pt膜などの単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との3層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。 Over the first electrode 613, a layer 616 containing a light-emitting substance and a second electrode 617 are formed. Here, as a material used for the first electrode 613 functioning as an anode, a material having a high work function is preferably used. For example, an ITO film or an indium tin oxide film containing silicon, an indium oxide film containing 2 to 20 wt% zinc oxide, a single layer film such as a titanium nitride film, a chromium film, a tungsten film, a Zn film, or a Pt film In addition, a stack of titanium nitride and a film containing aluminum as a main component, a three-layer structure including a titanium nitride film, a film containing aluminum as a main component, and a titanium nitride film can be used. Note that with a stacked structure, resistance as a wiring is low, good ohmic contact can be obtained, and a function as an anode can be obtained.
また、発光物質を含む層616は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の種々の方法によって形成される。発光物質を含む層616は、実施の形態1で示した本発明のアントラセン誘導体を含んでいる。また、発光物質を含む層616を構成する他の材料としては、低分子化合物、または高分子化合物(オリゴマー、デンドリマーを含む)であっても良い。
The layer 616 containing a light-emitting substance is formed by various methods such as an evaporation method using an evaporation mask, an inkjet method, and a spin coating method. The layer 616 containing a light-emitting substance contains the anthracene derivative of the present invention described in
さらに、発光物質を含む層616上に形成され、陰極として機能する第2の電極617に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料(Al、Mg、Li、Ca、またはこれらの合金や化合物、MgAg、MgIn、AlLi、LiF、CaF2等)を用いることが好ましい。なお、発光物質を含む層616で生じた光が第2の電極617を透過させる場合には、第2の電極617として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜(ITO、2〜20wt%の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化亜鉛(ZnO)等)との積層を用いるのが良い。 Further, as a material used for the second electrode 617 formed over the light-emitting substance-containing layer 616 and functioning as a cathode, a material having a low work function (Al, Mg, Li, Ca, or an alloy or compound thereof, MgAg, or the like) , MgIn, AlLi, LiF, be used or CaF 2) preferred. Note that in the case where light generated in the layer 616 containing a light-emitting substance passes through the second electrode 617, the second electrode 617 includes a thin metal film and a transparent conductive film (ITO, 2 to 20 wt. It is preferable to use a stack of indium oxide containing 1% zinc oxide, silicon, indium oxide-tin oxide containing silicon oxide, zinc oxide (ZnO), or the like.
さらにシール材605で封止基板604を素子基板610と貼り合わせることにより、素子基板610、封止基板604、およびシール材605で囲まれた空間607に発光素子618が備えられた構造になっている。なお、空間607には、充填材が充填されており、不活性気体(窒素やアルゴン等)が充填される場合の他、シール材605で充填される場合もある。
Further, the sealing substrate 604 is bonded to the
なお、シール材605にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板604に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(Fiberglass−Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。 Note that an epoxy-based resin is preferably used for the sealant 605. Moreover, it is desirable that these materials are materials that do not transmit moisture and oxygen as much as possible. In addition to a glass substrate and a quartz substrate, a plastic substrate made of FRP (Fiberglass-Reinforced Plastics), PVF (polyvinyl fluoride), polyester, acrylic, or the like can be used as a material used for the sealing substrate 604.
以上のようなプロセスにより、本発明のアントラセン誘導体を用いて作製された発光装置を得ることができる。 Through the above process, a light-emitting device manufactured using the anthracene derivative of the present invention can be obtained.
本発明の発光装置は、実施の形態1で示したアントラセン誘導体を用いているため、優れた特性を備えた発光装置を得ることができる。具体的には、寿命の長い発光装置を得ることができる。
Since the anthracene derivative described in
また、本発明のアントラセン誘導体は、発光効率が高いため、低消費電力の発光装置を得ることができる。 In addition, since the anthracene derivative of the present invention has high emission efficiency, a light-emitting device with low power consumption can be obtained.
また、本発明のアントラセン誘導体は、高効率の緑色の発光が可能なため、フルカラーディスプレイに好適に用いることができる。また、消費電力が低く、長寿命の緑色発光が可能であるため、フルカラーディスプレイに好適に用いることができる。 Further, since the anthracene derivative of the present invention can emit green light with high efficiency, it can be suitably used for a full color display. In addition, since the power consumption is low and long-life green light emission is possible, it can be suitably used for a full-color display.
また、本発明のアントラセン誘導体は、高効率の緑色の発光が可能なため、他の発光材料と組み合わせることより、白色発光を得ることも可能である。例えば、NTSC色度座標の赤(R)、緑(G)、青(B)の発光を用いて白色発光を得ようとする場合、およそ赤(R):緑(G):青(B)=1:6:3の割合で各色の発光を混合しないと白色にならない。つまり、高輝度の緑色発光が必要であり、従って、高効率の緑色発光が得られる本発明のアントラセン誘導体は、発光装置に好適である。 Further, since the anthracene derivative of the present invention can emit green light with high efficiency, white light emission can be obtained by combining with other light-emitting materials. For example, when trying to obtain white light emission using red (R), green (G), and blue (B) light emission of NTSC chromaticity coordinates, approximately red (R): green (G): blue (B) = 1: 6: 3 If the light emission of each color is not mixed, it will not become white. In other words, the anthracene derivative of the present invention, which requires high-brightness green light emission and can obtain high-efficiency green light emission, is suitable for a light-emitting device.
以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブ型の発光装置について説明したが、この他、トランジスタ等の駆動用の素子を設けずに発光素子を駆動させるパッシブ型の発光装置であってもよい。図5には本発明を適用して作製したパッシブ型の発光装置の斜視図を示す。図5において、基板951上には、電極952と電極956との間には発光物質を含む層955が設けられている。電極952の端部は絶縁層953で覆われている。そして、絶縁層953上には隔壁層954が設けられている。隔壁層954の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層954の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺(絶縁層953の面方向と同様の方向を向き、絶縁層953と接する辺)の方が上辺(絶縁層953の面方向と同様の方向を向き、絶縁層953と接しない辺)よりも短い。このように、隔壁層954を設けることで、陰極のパターニングが可能となる。パッシブ型の発光装置においても、本発明の発光素子を用いることによって、寿命の長い発光装置を得ることができる。また、低消費電力の発光装置を得ることができる。
As described above, in this embodiment mode, an active light-emitting device that controls driving of a light-emitting element using a transistor has been described, but in addition, a passive device that drives a light-emitting element without providing a driving element such as a transistor is used. It may be a type of light emitting device. FIG. 5 is a perspective view of a passive light emitting device manufactured by applying the present invention. In FIG. 5, a
(実施の形態8)
本実施の形態では、実施の形態7に示す発光装置を含む本発明の電子機器について説明する。本発明の電子機器は、実施の形態1に示したアントラセン誘導体を含み、長寿命の表示部を有する。また、消費電力の低減された表示部を有する。
(Embodiment 8)
In this embodiment, electronic devices of the present invention including the light-emitting device described in
本発明のアントラセン誘導体を用いて作製された発光素子を有する電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、オーディオコンポ等)、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigital Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置)などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図6に示す。 As an electronic device having a light-emitting element manufactured using the anthracene derivative of the present invention, a video camera, a digital camera, a goggle type display, a navigation system, a sound reproduction device (car audio, audio component, etc.), a computer, a game device, a mobile phone An information terminal (mobile computer, mobile phone, portable game machine, electronic book, etc.), an image playback device (specifically, Digital Versatile Disc (DVD)) provided with a recording medium, and the image is displayed. And a device provided with a display device capable of performing the above. Specific examples of these electronic devices are shown in FIGS.
図6(A)は本発明に係るテレビ装置であり、筐体9101、支持台9102、表示部9103、スピーカー部9104、ビデオ入力端子9105等を含む。このテレビ装置において、表示部9103は、実施の形態2〜5で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部9103も同様の特徴を有するため、このテレビ装置は画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、テレビ装置において、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、筐体9101や支持台9102の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るテレビ装置は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、それにより住環境に適合した製品を提供することができる。また、実施の形態1で示したアントラセン誘導体は、緑色発光が可能であるため、フルカラー表示可能であり、長寿命な表示部を有するテレビ装置を得ることができる。
FIG. 6A illustrates a television device according to the present invention, which includes a
図6(B)は本発明に係るコンピュータであり、本体9201、筐体9202、表示部9203、キーボード9204、外部接続ポート9205、ポインティングデバイス9206等を含む。このコンピュータにおいて、表示部9203は、実施の形態2〜5で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部9203も同様の特徴を有するため、このコンピュータは画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、コンピュータにおいて、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体9201や筐体9202の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るコンピュータは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、環境に適合した製品を提供することができる。また、実施の形態1で示したアントラセン誘導体は、緑色発光が可能であるため、フルカラー表示可能であり、長寿命な表示部を有するコンピュータを得ることができる。
FIG. 6B illustrates a computer according to the present invention, which includes a
図6(C)は本発明に係る携帯電話であり、本体9401、筐体9402、表示部9403、音声入力部9404、音声出力部9405、操作キー9406、外部接続ポート9407、アンテナ9408等を含む。この携帯電話において、表示部9403は、実施の形態2〜5で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部9403も同様の特徴を有するため、この携帯電話は画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、携帯電話において、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体9401や筐体9402の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係る携帯電話は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。また、実施の形態1で示したアントラセン誘導体は、緑色発光が可能であるため、フルカラー表示可能であり、長寿命な表示部を有する携帯電話を得ることができる。
6C illustrates a cellular phone according to the present invention, which includes a
図6(D)は本発明の係るカメラであり、本体9501、表示部9502、筐体9503、外部接続ポート9504、リモコン受信部9505、受像部9506、バッテリー9507、音声入力部9508、操作キー9509、接眼部9510等を含む。このカメラにおいて、表示部9502は、実施の形態2〜5で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部9502も同様の特徴を有するため、このカメラは画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、カメラにおいて、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体9501の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るカメラは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。また、実施の形態1で示したアントラセン誘導体は、緑色発光が可能であるため、フルカラー表示可能であり、長寿命な表示部を有するカメラを得ることができる。
6D illustrates a camera according to the present invention, which includes a main body 9501, a display portion 9502, a
以上の様に、本発明の発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。本発明のアントラセン誘導体を用いることにより、寿命の長い表示部を有する電子機器を提供することが可能となる。 As described above, the applicable range of the light-emitting device of the present invention is so wide that the light-emitting device can be applied to electronic devices in various fields. By using the anthracene derivative of the present invention, an electronic device having a display portion with a long lifetime can be provided.
また、本発明の発光装置は、照明装置として用いることもできる。本発明の発光素子を照明装置として用いる一態様を、図7を用いて説明する。 The light-emitting device of the present invention can also be used as a lighting device. One mode in which the light-emitting element of the present invention is used as a lighting device will be described with reference to FIGS.
図7は、本発明の発光装置をバックライトとして用いた液晶表示装置の一例である。図7に示した液晶表示装置は、筐体901、液晶層902、バックライト903、筐体904を有し、液晶層902は、ドライバIC905と接続されている。また、バックライト903は、本発明の発光装置が用いられおり、端子906により、電流が供給されている。
FIG. 7 illustrates an example of a liquid crystal display device using the light-emitting device of the present invention as a backlight. The liquid crystal display device illustrated in FIG. 7 includes a
本発明の発光装置を液晶表示装置のバックライトとして用いることにより、発光効率が高く、消費電力の低減されたバックライトが得られる。また、本発明の発光装置は、面発光の照明装置であり大面積化も可能であるため、バックライトの大面積化が可能であり、液晶表示装置の大面積化も可能になる。さらに、本発明の発光装置は薄型で低消費電力であるため、表示装置の薄型化、低消費電力化も可能となる。また、本発明の発光装置は長寿命であるため、本発明の発光装置を用いた液晶表示装置も長寿命である。 By using the light emitting device of the present invention as a backlight of a liquid crystal display device, a backlight with high luminous efficiency and reduced power consumption can be obtained. Further, the light-emitting device of the present invention is a surface-emitting illumination device and can have a large area, so that the backlight can have a large area and a liquid crystal display device can have a large area. Further, since the light-emitting device of the present invention is thin and has low power consumption, the display device can be thinned and the power consumption can be reduced. In addition, since the light emitting device of the present invention has a long life, a liquid crystal display device using the light emitting device of the present invention also has a long life.
図8は、本発明を適用した発光装置の例である。図8では、電気スタンドを照明装置として応用した例を示す。図8に示す電気スタンドは、筐体2001と、光源2002を有し、光源2002として、本発明の発光装置が用いられている。本発明の発光装置は、発光効率が高く、長寿命であるため、電気スタンドも発光効率が高く、長寿命である。
FIG. 8 shows an example of a light emitting device to which the present invention is applied. FIG. 8 shows an example in which a desk lamp is applied as a lighting device. A table lamp illustrated in FIG. 8 includes a
図9は、本発明を発光装置の適用した例である。図9では、室内の照明装置3001へ応用した例を示している。本発明の発光装置は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。また、本発明の発光装置は、薄型で低消費電力であるため、薄型化、低消費電力化の照明装置として用いることが可能となる。従って、本発明で作製される発光装置を、室内の照明装置3001として用いた部屋に、図6(A)で説明したような、本発明に係るテレビ装置3002を設置して公共放送や映画を鑑賞することができる。このような場合、両装置は低消費電力であるので、電気料金を心配せずに、明るい部屋で迫力のある映像を鑑賞することができる。
FIG. 9 shows an example in which the present invention is applied to a light emitting device. FIG. 9 shows an example applied to an
本実施例では、構造式(101)で表される本発明のアントラセン誘導体である9,10−ジフェニル−2−[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N―フェニルアミノ]アントラセン(略称:2DPAPA)の合成方法を具体的に説明する。 In this example, 9,10-diphenyl-2- [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] anthracene (abbreviation: 2DPAPA) which is an anthracene derivative of the present invention represented by the structural formula (101) ) Will be described in detail.
[ステップ1]2−ブロモ−9,10−ジフェニルアントラセンの合成 [Step 1] Synthesis of 2-bromo-9,10-diphenylanthracene
(i)2−ブロモ−9,10−アントラキノンの合成
2−ブロモ−9,10−アントラキノンの合成スキームを(C−1)に示す。
(I) Synthesis of 2-bromo-9,10-anthraquinone A synthesis scheme of 2-bromo-9,10-anthraquinone is shown in (C-1).
臭化銅(II)46g(206mmol)、アセトニトリル500mLを1L三口フラスコへ入れ、亜硝酸tert−ブチル17.3g(168mmol)を加え65℃に加熱し、2−アミノ−9,10−アントラキノン25g(111.0mmol)を加え、同温度で6時間撹拌した。反応後、反応混合物を3M−塩酸中に注ぎ、3時間撹拌し、析出物を濾過し、水、エタノールで洗浄した。濾物をトルエンに溶かしてフロリジール、セライト、アルミナを通してろ過し、ろ液を濃縮し、クロロホルム、ヘキサンにより再結晶したところ2−ブロモ−9,10−アントラキノンのクリーム色固体を18.6g、収率58%で得た。 Put 46 g (206 mmol) of copper (II) bromide and 500 mL of acetonitrile in a 1 L three-necked flask, add 17.3 g (168 mmol) of tert-butyl nitrite, heat to 65 ° C., and heat 25 g of 2-amino-9,10-anthraquinone ( 111.0 mmol) was added, and the mixture was stirred at the same temperature for 6 hours. After the reaction, the reaction mixture was poured into 3M hydrochloric acid and stirred for 3 hours, and the precipitate was filtered and washed with water and ethanol. The filtrate was dissolved in toluene and filtered through Florisil, Celite, and alumina, and the filtrate was concentrated and recrystallized with chloroform and hexane to obtain 18.6 g of 2-bromo-9,10-anthraquinone cream solid, yield. Obtained at 58%.
(ii)2−ブロモ−9,10−ジフェニル−9,10−ジヒドロアントラセン−9,10−ジオールの合成
2−ブロモ−9,10−ジフェニル−9,10−ジヒドロアントラセン−9,10−ジオールの合成スキームを(C−2)に示す。
(Ii) Synthesis of 2-bromo-9,10-diphenyl-9,10-dihydroanthracene-9,10-diol of 2-bromo-9,10-diphenyl-9,10-dihydroanthracene-9,10-diol The synthesis scheme is shown in (C-2).
2−ブロモ−9,10−アントラキノン4.90g(16.95mmol)を300mL三口フラスコへ入れ窒素置換をし、テトラヒドロフラン(THF)100mLを加え、フェニルリチウムのジブチルエーテル溶液17.76mL(37.29mmol)を滴下して加え、室温で約12時間撹拌した。反応後、溶液を水で洗浄後、水層を酢酸エチルで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。有機層をろ過、濃縮し、目的物の2−ブロモ−9,10−ジフェニル−9,10−ジヒドロアントラセン−9,10−ジオールを得た。 2.90 g (16.95 mmol) of 2-bromo-9,10-anthraquinone was placed in a 300 mL three-necked flask, purged with nitrogen, 100 mL of tetrahydrofuran (THF) was added, and 17.76 mL (37.29 mmol) of a phenylbutyl dibutyl ether solution. Was added dropwise and stirred at room temperature for about 12 hours. After the reaction, the solution was washed with water, the aqueous layer was extracted with ethyl acetate, and the organic layer was dried over magnesium sulfate. The organic layer was filtered and concentrated to obtain the desired 2-bromo-9,10-diphenyl-9,10-dihydroanthracene-9,10-diol.
(iii)2−ブロモ−9,10−ジフェニルアントラセンの合成
2−ブロモ−9,10−ジフェニルアントラセンの合成スキームを(C−3)に示す。
(Iii) Synthesis of 2-bromo-9,10-diphenylanthracene A synthesis scheme of 2-bromo-9,10-diphenylanthracene is shown in (C-3).
得られた2−ブロモ−9,10−ジフェニル−9,10−ジヒドロアントラセン−9,10−ジオール7.55g(16.95mmol)、ヨウ化カリウム5.06g(30.51mmol)、ホスフィン酸ナトリウム一水和物9.70g(91.52mmol)、氷酢酸50mLを500mL三口フラスコへ入れ、120℃で2時間撹拌した。その後、50%ホスフィン酸30mLを加え、120℃で1時間撹拌した。反応後、反応混合物を水で洗浄後、水層を酢酸エチルで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過、濃縮し、得られた残渣をトルエンに溶かしてからセライト、フロリジール、アルミナを通してろ過した。ろ液を濃縮し、クロロホルム、ヘキサンにより再結晶したところ目的物である2−ブロモ−9,10−ジフェニルアントラセンの淡黄色固体を5.1g、収率74%で得た。 The obtained 2-bromo-9,10-diphenyl-9,10-dihydroanthracene-9,10-diol 7.55 g (16.95 mmol), potassium iodide 5.06 g (30.51 mmol), sodium phosphinate 9.70 g (91.52 mmol) of hydrate and 50 mL of glacial acetic acid were placed in a 500 mL three-necked flask and stirred at 120 ° C. for 2 hours. Thereafter, 30 mL of 50% phosphinic acid was added and stirred at 120 ° C. for 1 hour. After the reaction, the reaction mixture was washed with water, and the aqueous layer was extracted with ethyl acetate. The organic layer was dried over magnesium sulfate, filtered and concentrated. The resulting residue was dissolved in toluene and filtered through celite, florisil and alumina. The filtrate was concentrated and recrystallized with chloroform and hexane to obtain 5.1 g (yield: 74%) of 2-bromo-9,10-diphenylanthracene as a target product.
[ステップ2]2DPAPAの合成法
2DPAPAの合成スキームを(C−4)に示す。
[Step 2] Synthesis method of 2DPAPA A synthesis scheme of 2DPAPA is shown in (C-4).
実施例1のステップ1で合成した2−ブロモ−9,10−ジフェニルアントラセン1.8g(4.40mmol)、N,N,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(DPA)1.78g(5.28mmol)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)0.126g(0.220mmol)、ナトリウム tert−ブトキシド2.11g(21.99mmol)を100mL三口フラスコへ入れ窒素置換をし、さらにトルエン30mL、トリ(tert−ブチル)ホスフィン(10%ヘキサン溶液)0.44g(0.220mmol)を加えて80℃で6時間加熱した。反応後、溶液を水で洗浄後、水層を酢酸エチルで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥後、有機層をろ過、濃縮し、得られた残渣をトルエンに溶かしてからセライト、フロリジール、アルミナを通してろ過した。ろ液を濃縮し、残渣をクロロホルム、メタノール、ヘキサンにより再結晶したところ目的物の黄色固体を2.24g、収率77%で得た。核磁気共鳴測定(NMR)によって、この化合物が9,10−ジフェニル−2−[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N―フェニルアミノ]アントラセン(略称:2DPAPA)であることを確認した。
1.8 g (4.40 mmol) of 2-bromo-9,10-diphenylanthracene synthesized in
2DPAPAの1H NMRデータを以下に示す。1H−NMR(DMSO−d6,300MHz):δ=6.90−7.14(m,15H),7.25−7.37(m,10H),7.44−7.52(m,8H),7.57−7.66(m,3H)。また、1H NMRチャートを図11(A)、図11(B)に示す。なお、図11(B)は、図11(A)における6.5ppm〜8.0ppmの範囲を拡大して表したチャートである。
The 1 H NMR data of 2DPAPA is shown below. 1 H-NMR (DMSO-
2DPAPAの分解温度(Td)を示差熱熱重量同時測定装置(セイコー電子株式会社製、TG/DTA320型)により測定したところ、Td=395.9℃であり、高い熱安定性を示すことが分かった。 When the decomposition temperature (Td) of 2DPAPA was measured with a differential thermothermal gravimetric simultaneous measurement device (Seiko Denshi Co., Ltd., TG / DTA320 type), it was found that Td = 395.9 ° C., indicating high thermal stability. It was.
また、2DPAPAのトルエン溶液の吸収スペクトルを図12に示す。また、2DPAPAの薄膜の吸収スペクトルを図13に示す。測定には紫外可視分光光度計(日本分光株式会社製、V550型)を用いた。溶液のスペクトルは石英セル中で測定した。薄膜サンプルは石英基板に2DPAPAを蒸着することで作成した。測定直後のスペクトルから石英の吸収スペクトルを差し引いて得られた吸収スペクトルを図12および図13に示した。図12および図13において横軸は波長(nm)、縦軸は吸収強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では442nm付近に吸収が見られ、薄膜の場合では452nm付近に吸収が見られた。また、2DPAPAのトルエン溶液(励起波長430nm)の発光スペクトルを図14に示す。また、2DPAPAの薄膜(励起波長452nm)の発光スペクトルを図15に示す。図14および図15において横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では539nm(励起波長430nm)、薄膜の場合で543nm(励起波長452nm)であった。 Further, FIG. 12 shows an absorption spectrum of a 2DPAPA toluene solution. Further, FIG. 13 shows an absorption spectrum of a thin film of 2DPAPA. An ultraviolet-visible spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, model V550) was used for the measurement. The spectrum of the solution was measured in a quartz cell. The thin film sample was prepared by vapor-depositing 2DPAPA on a quartz substrate. The absorption spectrum obtained by subtracting the absorption spectrum of quartz from the spectrum immediately after the measurement is shown in FIGS. 12 and 13, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents absorption intensity (arbitrary unit). In the case of the toluene solution, absorption was observed at around 442 nm, and in the case of the thin film, absorption was observed at around 452 nm. Further, FIG. 14 shows an emission spectrum of a toluene solution of 2DPAPA (excitation wavelength: 430 nm). An emission spectrum of a 2DPAPA thin film (excitation wavelength: 452 nm) is shown in FIG. 14 and 15, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents emission intensity (arbitrary unit). The maximum emission wavelength was 539 nm (excitation wavelength: 430 nm) in the case of the toluene solution, and 543 nm (excitation wavelength: 452 nm) in the case of the thin film.
2DPAPAの薄膜状態におけるHOMO準位を大気中の光電子分光法(理研計器社製、AC−2)で測定した結果、−5.28eVであった。図13の2DPAPAの薄膜の吸収スペクトルのTaucプロットで得られる吸収端から光学的エネルギーギャップを見積もったところ2.46eVであった。したがって、LUMO準位は−2.82eVである。 As a result of measuring the HOMO level of 2DPAPA in a thin film state by photoelectron spectroscopy in the atmosphere (AC-2, manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.), it was -5.28 eV. The optical energy gap was estimated from the absorption edge obtained from the Tauc plot of the absorption spectrum of the 2DPAPA thin film in FIG. 13 and found to be 2.46 eV. Therefore, the LUMO level is -2.82 eV.
本実施例では、構造式(201)で表される本発明のアントラセン誘導体である9,10−ジフェニル−2−[N−フェニル−N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)アミノ]アントラセン(略称:2PCAPA)の合成方法を具体的に説明する。 In this example, 9,10-diphenyl-2- [N-phenyl-N- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) amino which is an anthracene derivative of the present invention represented by the structural formula (201) is used. A method for synthesizing anthracene (abbreviation: 2PCAPA) will be specifically described.
[ステップ1]N−フェニル−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)アミン(略称:PCA)の合成 [Step 1] Synthesis of N-phenyl- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) amine (abbreviation: PCA)
(i)3−ブロモ−9−フェニルカルバゾールの合成
3−ブロモ−9−フェニルカルバゾールの合成スキームを(C−5)に示す。
(I) Synthesis of 3-bromo-9-phenylcarbazole A synthesis scheme of 3-bromo-9-phenylcarbazole is shown in (C-5).
2Lマイヤーフラスコに、9−フェニルカルバゾール24.3g(100mmol)を入れ、氷酢酸600mLに溶かし、N−ブロモコハク酸イミド17.8g(100mmol)をゆっくり加え、室温で約12時間撹拌した。この氷酢酸溶液を氷水1Lに撹拌しながら滴下した。析出した白色固体を吸引濾過により回収し、水で3回洗浄した。この固体をジエチルエーテル150mLに溶解し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水で洗浄した。この有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過し、得られたろ液を濃縮し、残渣をメタノール約50mLに溶解させた。析出した白色固体を吸引濾過により回収し乾燥させることで、白色粉末の3−ブロモ−9−フェニルカルバゾールを28.4g(収率88%)を得た。 To a 2 L Meyer flask, 24.3 g (100 mmol) of 9-phenylcarbazole was added, dissolved in 600 mL of glacial acetic acid, 17.8 g (100 mmol) of N-bromosuccinimide was slowly added, and the mixture was stirred at room temperature for about 12 hours. This glacial acetic acid solution was added dropwise to 1 L of ice water with stirring. The precipitated white solid was collected by suction filtration and washed with water three times. This solid was dissolved in 150 mL of diethyl ether and washed with a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution and water. The organic layer was dried over magnesium sulfate, filtered, the obtained filtrate was concentrated, and the residue was dissolved in about 50 mL of methanol. The precipitated white solid was collected by suction filtration and dried to obtain 28.4 g (yield 88%) of 3-bromo-9-phenylcarbazole as a white powder.
(ii)N−フェニル−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)アミン(略称:PCA)の合成
N−フェニル−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)アミン(略称:PCA)の合成スキームを(C−6)に示す。
(Ii) Synthesis of N-phenyl- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) amine (abbreviation: PCA) N-phenyl- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) amine (abbreviation: PCA) ) Shows a synthesis scheme of (C-6).
500mL三口フラスコに、3−ブロモ−9−フェニルカルバゾールを19g(60mmol)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を340mg(0.6mmol)、1,1−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセンを1.6g(3.0mmol)、ナトリウム tert−ブトキシドを13g(180mmol)入れ、窒素置換した後、脱水キシレンを110mL、アニリンを7.0g(75mmol)加えた。この混合物を窒素雰囲気下にて90℃、7.5時間加熱撹拌した。反応終了後、反応溶液に加熱したトルエン約500mLを加え、これをフロリジール、アルミナ、セライトを通して濾過した。得られたろ液を濃縮し、残渣にヘキサン、酢酸エチルを加えて超音波を照射した。析出した固体を吸引濾過により回収し、クリーム色粉末のN−フェニル−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)アミン(略称:PCA)15g(収率75%)を得た。核磁気共鳴測定(NMR)によって、この化合物がN−フェニル−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)アミン(略称:PCA)であることを確認した。 In a 500 mL three-necked flask, 19 g (60 mmol) of 3-bromo-9-phenylcarbazole, 340 mg (0.6 mmol) of bis (dibenzylideneacetone) palladium (0), 1 of 1,1-bis (diphenylphosphino) ferrocene 1.6 g (3.0 mmol) and 13 g (180 mmol) of sodium tert-butoxide were added, and after nitrogen substitution, 110 mL of dehydrated xylene and 7.0 g (75 mmol) of aniline were added. This mixture was heated and stirred at 90 ° C. for 7.5 hours under a nitrogen atmosphere. After completion of the reaction, about 500 mL of heated toluene was added to the reaction solution, and this was filtered through Florisil, alumina, and celite. The obtained filtrate was concentrated, and hexane and ethyl acetate were added to the residue and irradiated with ultrasonic waves. The precipitated solid was collected by suction filtration to obtain 15 g (yield: 75%) of cream-colored powder of N-phenyl- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) amine (abbreviation: PCA). This compound was confirmed to be N-phenyl- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) amine (abbreviation: PCA) by nuclear magnetic resonance measurement (NMR).
この化合物の1H NMRデータを以下に示す。1H NMR(300MHz、CDCl3):6.84(t、J=6.9Hz、1H)、6.97(d、J=7.8Hz、2H)、7.20−7.61(m、13H)、7.90(s、1H)、8.04(d、J=7.8Hz、1H)。また、1H NMRチャートを図16(A)、図16(B)に示す。なお、図16(B)は、図16(A)における5.0ppm〜9.0ppmの範囲を拡大して表したチャートである。 1 H NMR data of this compound is shown below. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): 6.84 (t, J = 6.9 Hz, 1H), 6.97 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.20-7.61 (m, 13H), 7.90 (s, 1H), 8.04 (d, J = 7.8 Hz, 1H). 1 H NMR charts are shown in FIGS. 16 (A) and 16 (B). Note that FIG. 16B is a chart in which the range of 5.0 ppm to 9.0 ppm in FIG.
[ステップ2]2PCAPAの合成法
2PCAPAの合成スキームを(C−7)に示す。
[Step 2] Synthesis method of 2PCAPA The synthesis scheme of 2PCAPA is shown in (C-7).
実施例1のステップ1で合成した2−ブロモ−9,10−ジフェニルアントラセン1.8g(4.40mmol)、N−フェニル−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)アミン(略称:PCA)1.76g(5.28mmol)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)0.126g(0.220mmol)、ナトリウム tert−ブトキシド2.11g(21.99mmol)を100mL三口フラスコへ入れ窒素置換をし、さらにトルエン30mL、トリ(tert−ブチル)ホスフィン(10%ヘキサン溶液)0.44g(0.220mmol)を加えて80℃で6時間撹拌した。反応後、溶液を水で洗浄後、水層を酢酸エチルで抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥後、ろ過、濃縮し得られた反応混合物をトルエンに溶かしてからセライト、フロリジール、アルミナを通してろ過した。ろ液を濃縮し、残渣をクロロホルム、メタノール、ヘキサンにより再結晶したところ目的物の黄色固体を2.33g、収率80%で得た。核磁気共鳴測定(NMR)によって、この化合物が9,10−ジフェニル−2−[N−フェニル−N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)アミノ]アントラセン(略称:2PCAPA)であることを確認した。
1.8 g (4.40 mmol) of 2-bromo-9,10-diphenylanthracene synthesized in
この化合物の1H NMRデータを以下に示す。1H−NMR(CDCl3,300MHz):δ=6.92−6.97(m,1H),7.11−7.32(m,16H),7.39−7.66(m,15H),7.88−7.97(m,2H)。また、1H NMRチャートを図17(A)、図17(B)に示す。なお、図17(B)は、図17(A)における6.5ppm〜8.0ppmの範囲を拡大して表したチャートである。
1 H NMR data of this compound is shown below. 1 H-NMR (
2PCAPAの分解温度(Td)を示差熱熱重量同時測定装置(セイコー電子株式会社製、TG/DTA320型)により測定したところ、Td=410.1℃であり、高い熱安定性を示すことが分かった。 When the decomposition temperature (Td) of 2PCAPA was measured with a differential thermothermal gravimetric simultaneous measurement apparatus (Seiko Denshi Co., Ltd., TG / DTA320 type), it was found that Td = 410.1 ° C., indicating high thermal stability. It was.
また、2PCAPAのトルエン溶液の吸収スペクトルを図18に示す。また、2PCAPAの薄膜の吸収スペクトルを図19に示す。測定には紫外可視分光光度計(日本分光株式会社製、V550型)を用いた。溶液のスペクトルは石英セル中で測定した。薄膜サンプルは石英基板に2PCAPAを蒸着することで作成した。測定直後のスペクトルから石英の吸収スペクトルを差し引いて得られた吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図18および図19に示した。図18および図19において横軸は波長(nm)、縦軸は吸収強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では442nm付近に吸収が見られ、薄膜の場合では448nm付近に吸収が見られた。また、2PCAPAのトルエン溶液(励起波長430nm)の発光スペクトルを図20に示す。また、2PCAPAの薄膜(励起波長448nm)の発光スペクトルを図21に示す。図20および図21において横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では508nm(励起波長430nm)、薄膜の場合で537nm(励起波長448nm)であった。 Further, FIG. 18 shows an absorption spectrum of a toluene solution of 2PCAPA. Further, FIG. 19 shows an absorption spectrum of a thin film of 2PCAPA. An ultraviolet-visible spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, model V550) was used for the measurement. The spectrum of the solution was measured in a quartz cell. The thin film sample was prepared by evaporating 2PCAPA on a quartz substrate. The absorption spectrum obtained by subtracting the absorption spectrum obtained by subtracting the absorption spectrum of quartz from the spectrum immediately after the measurement is shown in FIGS. 18 and 19, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents absorption intensity (arbitrary unit). In the case of the toluene solution, absorption was observed near 442 nm, and in the case of the thin film, absorption was observed near 448 nm. Further, FIG. 20 shows an emission spectrum of a toluene solution of 2PCAPA (excitation wavelength: 430 nm). In addition, FIG. 21 shows an emission spectrum of a thin film of 2PCAPA (excitation wavelength: 448 nm). 20 and 21, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents emission intensity (arbitrary unit). The maximum emission wavelength was 508 nm (excitation wavelength 430 nm) in the case of the toluene solution, and 537 nm (excitation wavelength 448 nm) in the case of the thin film.
2PCAPAの薄膜状態におけるHOMO準位を大気中の光電子分光法(理研計器社製、AC−2)で測定した結果、−5.26eVであった。図19の2PCAPAの薄膜の吸収スペクトルのTaucプロットで得られる吸収端から光学的エネルギーギャップを見積もったところ2.47eVであった。したがって、LUMO準位は−2.79eVである。 As a result of measuring the HOMO level of 2PCAPA in a thin film state by photoelectron spectroscopy in the atmosphere (AC-2, manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.), it was -5.26 eV. The optical energy gap was estimated from the absorption edge obtained from the Tauc plot of the absorption spectrum of the 2PCAPA thin film in FIG. 19, and found to be 2.47 eV. Therefore, the LUMO level is −2.79 eV.
2PCAPAの酸化還元反応特性をサイクリックボルタンメトリ(CV)測定によって調べた。なお測定には、電気化学アナライザー(ビー・エー・エス(株)製、型番:ALSモデル600A)を用いた。 The oxidation-reduction characteristics of 2PCAPA were examined by cyclic voltammetry (CV) measurement. For the measurement, an electrochemical analyzer (manufactured by BAS Co., Ltd., model number: ALS model 600A) was used.
CV測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド(DMF)((株)アルドリッチ製、99.8%、カタログ番号;22705−6)を用いた。支持電解質である過塩素酸テトラ−n−ブチルアンモニウム(n−Bu4NClO4)((株)東京化成製、カタログ番号;T0836)を100mmol/Lの濃度となるようにDMFに溶解させ、電解溶液を調整した。さらに測定対象を1mmol/Lの濃度となるように電解溶液に溶解させた。また、作用電極としては白金電極(ビー・エー・エス(株)製、PTE白金電極)を、カウンター電極としては白金電極(ビー・エー・エス(株)製、VC−3用Ptカウンター電極(5cm))を、参照電極としてはAg/Ag+電極(ビー・エー・エス(株)製、RE5非水溶媒系参照電極)をそれぞれ用いた。なお、測定は室温で行った。 The solution in the CV measurement was dehydrated dimethylformamide (DMF) (manufactured by Aldrich, 99.8%, catalog number; 22705-6) as a solvent. The supporting electrolyte tetra-n-butylammonium perchlorate (n-Bu 4 NClO 4 ) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., catalog number: T0836) was dissolved in DMF to a concentration of 100 mmol / L, and electrolysis was performed. The solution was adjusted. Furthermore, the measurement object was dissolved in the electrolytic solution so as to have a concentration of 1 mmol / L. In addition, a platinum electrode (manufactured by BAS Co., Ltd., PTE platinum electrode) is used as the working electrode, and a platinum electrode (manufactured by BAS Corp., Pt counter electrode for VC-3 (as a counter electrode) 5 cm)), and Ag / Ag + electrode (manufactured by BAS Co., Ltd., RE5 non-aqueous solvent system reference electrode) was used as a reference electrode. The measurement was performed at room temperature.
2PCAPAの酸化反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作用電極の電位を−0.23Vから0.60Vまで変化させた後、0.60Vから−0.23Vまで変化させる走査を1サイクルとし、100サイクル行った。また、2PCAPAの還元反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作用電極の電位を−0.41Vから−2.50Vまで変化させた後、−2.50Vから−0.41Vまで変化させる走査を1サイクルとし、100サイクル行った。なお、CV測定のスキャン速度は0.1V/sに設定した。 The oxidation reaction characteristics of 2PCAPA were examined as follows. After changing the potential of the working electrode with respect to the reference electrode from −0.23 V to 0.60 V, scanning for changing from 0.60 V to −0.23 V was set as one cycle, and 100 cycles were performed. The reduction reaction characteristics of 2PCAPA were examined as follows. After changing the potential of the working electrode with respect to the reference electrode from −0.41 V to −2.50 V, scanning for changing from −2.50 V to −0.41 V was taken as one cycle, and 100 cycles were performed. The scan speed for CV measurement was set to 0.1 V / s.
図22に2PCAPAの酸化側のCV測定結果を、図23に2PCAPAの還元側のCV測定結果をそれぞれ示す。図22および図23において、横軸は参照電極に対する作用電極の電位(V)を表し、縦軸は作用電極とカウンター電極との間に流れた電流値(μA)を表す。図22から、−0.47V(vs.Ag/Ag+)付近に酸化を示す電流が観測された。また、図23から、−2.22V(vs.Ag/Ag+)付近に還元を示す電流が観測された。 FIG. 22 shows the CV measurement result on the oxidation side of 2PCAPA, and FIG. 23 shows the CV measurement result on the reduction side of 2PCAPA. 22 and 23, the horizontal axis represents the potential (V) of the working electrode with respect to the reference electrode, and the vertical axis represents the current value (μA) flowing between the working electrode and the counter electrode. From FIG. 22, a current indicating oxidation was observed around −0.47 V (vs. Ag / Ag + ). Further, from FIG. 23, a current indicating reduction was observed in the vicinity of -2.22 V (vs. Ag / Ag + ).
100サイクルもの測定を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応および還元反応において、CV曲線のピーク位置やピーク強度にほとんど変化が見られない。このことから、本発明のアントラセン誘導体は酸化還元反応の繰り返しに対して極めて安定であることが分かった。 Despite repeated measurements for 100 cycles, there is almost no change in the peak position or peak intensity of the CV curve in the oxidation and reduction reactions. From this, it was found that the anthracene derivative of the present invention is extremely stable against repeated redox reactions.
本実施例では、構造式(115)で表される本発明のアントラセン誘導体である9,10−ジ(2−ビフェニリル)−2−[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]アントラセン(略称:2DPABPhA)の合成方法を具体的に説明する。 In this example, 9,10-di (2-biphenylyl) -2- [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino], which is an anthracene derivative of the present invention represented by the structural formula (115), is used. A method for synthesizing anthracene (abbreviation: 2DPABPhA) will be specifically described.
[ステップ1]9,10−ジ(2−ビフェニリル)−2−ブロモアントラセンの合成
9,10−ジ(2−ビフェニリル)−2−ブロモアントラセンの合成スキームを(C−8)〜(C−10)に示す。
[Step 1] Synthesis of 9,10-di (2-biphenylyl) -2-bromoanthracene The synthesis scheme of 9,10-di (2-biphenylyl) -2-bromoanthracene was changed from (C-8) to (C-10). ).
2−ブロモビフェニル22.84g(98.00mmol)を500mL三口フラスコへ入れ窒素置換をし、テトラヒドロフラン(THF)100mLを加え−78℃でn−ブチルリチウム(1.57mol/L ヘキサン溶液)68.66mL(107.80mmol)を滴下して加え、5時間攪拌した。この溶液に、2−ブロモ−9,10−アントラキノン8.5g(29.40mmol)のTHF160mL溶液を窒素下で滴下し、室温に戻しながら約12時間撹拌した。反応後、溶液に水を加え、析出物をろ過し、9,10−ジ(2−ビフェニリル)−2−ブロモ−9,10−ジヒドロアントラセン−9,10−ジオールのクリーム色固体を得た。 2-Bromobiphenyl (22.84 g, 98.00 mmol) was placed in a 500 mL three-necked flask and purged with nitrogen. Tetrahydrofuran (THF) (100 mL) was added and n-butyllithium (1.57 mol / L hexane solution) (68.66 mL) at -78 ° C. (107.80 mmol) was added dropwise and stirred for 5 hours. To this solution was added dropwise a solution of 8.5 g (29.40 mmol) of 2-bromo-9,10-anthraquinone in 160 mL of THF under nitrogen, and the mixture was stirred for about 12 hours while returning to room temperature. After the reaction, water was added to the solution, and the precipitate was filtered to obtain 9,10-di (2-biphenylyl) -2-bromo-9,10-dihydroanthracene-9,10-diol cream colored solid.
得られた9,10−ジ(2−ビフェニリル)−2−ブロモ−9,10−ジヒドロアントラセン−9,10−ジオール18.32g(30.66mmol)、ヨウ化カリウム9.16g(55.19mmol)、ホスフィン酸ナトリウム一水和物17.55g(165.56mmol)、氷酢酸150mLを500mL三口フラスコへ入れ、120℃で5時間撹拌した。その後、50%ホスフィン酸100mLを加え、120℃で1時間撹拌した。反応後、溶液を水で洗浄後、析出物をろ過し、クロロホルム、ヘキサンにより再結晶したところ9,10−ジ(2−ビフェニリル)−2−ブロモアントラセンの淡黄色固体を11.4g、収率66%で得た。 The resulting 9,10-di (2-biphenylyl) -2-bromo-9,10-dihydroanthracene-9,10-diol 18.32 g (30.66 mmol), potassium iodide 9.16 g (55.19 mmol) , Sodium phosphinate monohydrate (17.55 g, 165.56 mmol) and glacial acetic acid (150 mL) were put into a 500 mL three-necked flask and stirred at 120 ° C. for 5 hours. Thereafter, 100 mL of 50% phosphinic acid was added and stirred at 120 ° C. for 1 hour. After the reaction, the solution was washed with water, and the precipitate was filtered and recrystallized from chloroform and hexane. As a result, 11.4 g of a light yellow solid of 9,10-di (2-biphenylyl) -2-bromoanthracene was obtained. Obtained at 66%.
[ステップ2]2DPABPhAの合成法
2DPABPhAの合成スキームを(C−11)に示す。
[Step 2] Synthesis method of 2DPABPhA A synthesis scheme of 2DPABPhA is shown in (C-11).
実施例3のステップ1で合成した9,10−ジ(2−ビフェニリル)−2−ブロモアントラセン2.0g(3.56mmol)、N,N,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(DPA)1.44g(4.27mmol)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)0.102g(0.178mmol)、ナトリウム tert−ブトキシド1.71g(17.81mmol)を100mL三口フラスコへ入れ窒素置換をし、さらにトルエン30mL、トリ(tert−ブチル)ホスフィン(10%ヘキサン溶液)0.36g(0.178mmol)を加えて80℃で7時間撹拌した。反応後、溶液を水で洗浄後、水層を酢酸エチルで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過、濃縮し、得られた残渣をトルエンに溶かした。この溶液をセライト、フロリジール、アルミナを通してろ過した。ろ液を濃縮し、クロロホルム、メタノールにより再結晶したところ目的物の黄色固体を2.5g、収率87%で得た。核磁気共鳴測定(NMR)によって、この化合物が9,10−ジ(2−ビフェニリル)−2−[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]アントラセン(略称:2DPABPhA)であることを確認した。
9,10-di (2-biphenylyl) -2-bromoanthracene 2.0 g (3.56 mmol) synthesized in
この化合物の1H NMRデータを以下に示す。1H−NMR(CDCl3,300MHz):δ=6.78−7.08(m,24H),7.12−7.30(m,10H),7.32−7.59(m,10H)。また、1H NMRチャートを図24(A)、図24(B)に示す。なお、図24(B)は、図24(A)における6.5ppm〜8.0ppmの範囲を拡大して表したチャートである。
1 H NMR data of this compound is shown below. 1 H-NMR (
2DPABPhAの分解温度(Td)を示差熱熱重量同時測定装置(セイコー電子株式会社製、TG/DTA320型)により測定したところ、Td=419.8℃であり、高い熱安定性を示すことが分かった。 When the decomposition temperature (Td) of 2DPABPhA was measured with a differential thermothermal gravimetric simultaneous measurement apparatus (Seiko Denshi Co., Ltd., TG / DTA320 type), it was found that Td = 419.8 ° C., indicating high thermal stability. It was.
また、2DPABPhAのトルエン溶液の吸収スペクトルを図25に示す。また、2DPABPhAの薄膜の吸収スペクトルを図26に示す。測定には紫外可視分光光度計(日本分光株式会社製、V550型)を用いた。溶液のスペクトルは石英セル中で測定した。薄膜サンプルは石英基板に2DPABPhAを蒸着することで作成した。測定直後のスペクトルから石英の吸収スペクトルを差し引いて得られた吸収スペクトルを図25および図26に示した。図25および図26において横軸は波長(nm)、縦軸は吸収強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では446nm付近に吸収が見られ、薄膜の場合では449nm付近に吸収が見られた。また、2DPABPhAのトルエン溶液(励起波長430nm)の発光スペクトルを図27に示す。また、2DPABPhAの薄膜(励起波長449nm)の発光スペクトルを図28に示す。図27および図28において横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では542nm(励起波長430nm)、薄膜の場合で548nm(励起波長449nm)であった。 In addition, FIG. 25 shows an absorption spectrum of a toluene solution of 2DPABPhA. Further, FIG. 26 shows an absorption spectrum of a thin film of 2DPABPhA. An ultraviolet-visible spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, model V550) was used for the measurement. The spectrum of the solution was measured in a quartz cell. The thin film sample was prepared by evaporating 2DPABPhA on a quartz substrate. The absorption spectrum obtained by subtracting the absorption spectrum of quartz from the spectrum immediately after the measurement is shown in FIG. 25 and FIG. 25 and 26, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents absorption intensity (arbitrary unit). In the case of the toluene solution, absorption was observed at around 446 nm, and in the case of the thin film, absorption was observed at around 449 nm. In addition, FIG. 27 shows an emission spectrum of a toluene solution of 2DPABPhA (excitation wavelength: 430 nm). In addition, FIG. 28 shows an emission spectrum of a 2DPABPhA thin film (excitation wavelength: 449 nm). 27 and 28, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents emission intensity (arbitrary unit). The maximum emission wavelength was 542 nm (excitation wavelength 430 nm) in the case of the toluene solution, and 548 nm (excitation wavelength 449 nm) in the case of the thin film.
2DPABPhAの薄膜状態におけるHOMO準位を大気中の光電子分光法(理研計器社製、AC−2)で測定した結果、−5.28eVであった。図26の2DPABPhAの薄膜の吸収スペクトルのTaucプロットで得られる吸収端から光学的エネルギーギャップを見積もったところ2.47eVであった。したがって、LUMO準位は−2.81eVである。 As a result of measuring the HOMO level of 2DPABPhA in a thin film state by photoelectron spectroscopy in the atmosphere (manufactured by Riken Keiki Co., Ltd., AC-2), it was −5.28 eV. The optical energy gap estimated from the absorption edge obtained by Tauc plot of the absorption spectrum of the 2DPABPhA thin film in FIG. 26 was 2.47 eV. Therefore, the LUMO level is -2.81 eV.
本実施例では、構造式(215)で表される本発明のアントラセン誘導体である9,10−ジ(2−ビフェニリル)−2−[N−フェニル−N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)アミノ]アントラセン(略称:2PCABPhA)の合成方法を具体的に説明する。 In this example, 9,10-di (2-biphenylyl) -2- [N-phenyl-N- (9-phenyl-9H-carbazole-) which is an anthracene derivative of the present invention represented by the structural formula (215) is used. A method for synthesizing 3-yl) amino] anthracene (abbreviation: 2PCABPhA) will be specifically described.
[ステップ1]2PCABPhAの合成法
2PCABPhAの合成スキームを(C−12)に示す。
[Step 1] Synthesis method of 2PCABPhA A synthesis scheme of 2PCABPhA is shown in (C-12).
実施例3のステップ1で合成した9,10−ジ(2−ビフェニリル)−2−ブロモアントラセン2.8g(5.0mmol)、実施例2のステップ1で合成したN−フェニル−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)アミン(略称:PCA)1.67g(5.0mmol)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム0.14g(0.25mmol)、ナトリウム tert−ブトキシド2.4g(25mmol)を100mL三口フラスコへ入れ窒素置換をし、トルエン20mL、トリ(tert−ブチル)ホスフィン(10%ヘキサン溶液)1.5g(0.75mmol)を加えて80℃で4時間撹拌した。反応後、溶液を水で洗浄後、水層を酢酸エチルで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過、濃縮し、得られた残渣をトルエンに溶かした。この溶液をセライト、フロリジール、アルミナを通してろ過した。ろ液を濃縮し、トルエン、ヘキサンにより再結晶したところ目的物の黄色固体を3.4g、収率83%で得た。核磁気共鳴測定(NMR)によって、この化合物が9,10−ジ(2−ビフェニリル)−2−[N−フェニル−N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)アミノ]アントラセン(略称:2PCABPhA)であることを確認した。
2.8 g (5.0 mmol) of 9,10-di (2-biphenylyl) -2-bromoanthracene synthesized in
この化合物の1H NMRデータを以下に示す。1H−NMR(CDCl3,300MHz):δ=6.74−7.09(m,16H),7.14−7.29(m,8H),7.32−7.62(m,16H),7.75−7.97(m,2H)。1H NMRチャートを図29(A)、図29(B)に示す。なお、図29(B)は、図29(A)における6.5ppm〜8.5ppmの範囲を拡大して表したチャートである。
1 H NMR data of this compound is shown below. 1 H-NMR (
2PCABPhAの分解温度(Td)を示差熱熱重量同時測定装置(セイコー電子株式会社製、TG/DTA320型)により測定したところ、Td=分解温度:423.7℃であり、高い熱安定性を示すことが分かった。 When the decomposition temperature (Td) of 2PCABPhA was measured with a differential thermothermal gravimetric simultaneous measurement apparatus (Seiko Denshi Co., Ltd., TG / DTA320 type), Td = decomposition temperature: 423.7 ° C., indicating high thermal stability. I understood that.
また、2PCABPhAのトルエン溶液の吸収スペクトルを図30に示す。また、2PCABPhAの薄膜の吸収スペクトルを図31に示す。測定には紫外可視分光光度計(日本分光株式会社製、V550型)を用いた。溶液のスペクトルは石英セル中で測定した。薄膜サンプルは石英基板に2PCABPhAを蒸着することで作成した。測定直後のスペクトルから石英の吸収スペクトルを差し引いて得られた吸収スペクトルを図30および図31に示した。図30および図31において横軸は波長(nm)、縦軸は吸収強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では440nm付近に吸収が見られ、薄膜の場合では449nm付近に吸収が見られた。また、2PCABPhAのトルエン溶液(励起波長430nm)の発光スペクトルを図32に示す。また、2PCABPhAの薄膜(励起波長449nm)の発光スペクトルを図33に示す。図32および図33において横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では509nm(励起波長430nm)、薄膜の場合で534nm(励起波長449nm)であった。 Further, FIG. 30 shows an absorption spectrum of a toluene solution of 2PCABPhA. Further, FIG. 31 shows an absorption spectrum of a thin film of 2PCABPhA. An ultraviolet-visible spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, model V550) was used for the measurement. The spectrum of the solution was measured in a quartz cell. The thin film sample was prepared by evaporating 2PCABPhA on a quartz substrate. The absorption spectrum obtained by subtracting the absorption spectrum of quartz from the spectrum immediately after the measurement is shown in FIG. 30 and FIG. 30 and 31, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents absorption intensity (arbitrary unit). In the case of the toluene solution, absorption was observed near 440 nm, and in the case of the thin film, absorption was observed near 449 nm. FIG. 32 shows the emission spectrum of a toluene solution of 2PCABPhA (excitation wavelength: 430 nm). In addition, FIG. 33 shows an emission spectrum of a thin film of 2PCABPhA (excitation wavelength: 449 nm). 32 and 33, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents emission intensity (arbitrary unit). The maximum emission wavelength was 509 nm (excitation wavelength: 430 nm) in the case of the toluene solution, and 534 nm (excitation wavelength: 449 nm) in the case of the thin film.
2PCABPhAの薄膜状態におけるHOMO準位を大気中の光電子分光法(理研計器社製、AC−2)で測定した結果、−5.29eVであった。図31の2PCABPhAの薄膜の吸収スペクトルのTaucプロットで得られる吸収端から光学的エネルギーギャップを見積もったところ2.46eVであった。したがって、LUMO準位は−2.83eVである。 It was -5.29 eV as a result of measuring the HOMO level in the thin film state of 2PCABPhA by the photoelectron spectroscopy in the air (the Riken Keiki Co., Ltd. make, AC-2). When the optical energy gap was estimated from the absorption edge obtained by Tauc plot of the absorption spectrum of the 2PCABPhA thin film in FIG. 31, it was 2.46 eV. Therefore, the LUMO level is −2.83 eV.
また、2PCABPhAの酸化還元反応特性をサイクリックボルタンメトリ(CV)測定によって調べた。なお測定には、電気化学アナライザー(ビー・エー・エス(株)製、型番:ALSモデル600A)を用いた。 Moreover, the oxidation-reduction characteristics of 2PCABPhA were examined by cyclic voltammetry (CV) measurement. For the measurement, an electrochemical analyzer (manufactured by BAS Co., Ltd., model number: ALS model 600A) was used.
CV測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド(DMF)((株)アルドリッチ製、99.8%、カタログ番号;22705−6)を用いた。支持電解質である過塩素酸テトラ−n−ブチルアンモニウム(n−Bu4NClO4)((株)東京化成製、カタログ番号;T0836)を100mmol/Lの濃度となるようにDMFに溶解させ、電解溶液を調整した。さらに測定対象を1mmol/Lの濃度となるように電解溶液に溶解させた。また、作用電極としては白金電極(ビー・エー・エス(株)製、PTE白金電極)を、カウンター電極としては白金電極(ビー・エー・エス(株)製、VC−3用Ptカウンター電極(5cm))を、参照電極としてはAg/Ag+電極(ビー・エー・エス(株)製、RE5非水溶媒系参照電極)をそれぞれ用いた。なお、測定は室温で行った。 The solution in the CV measurement was dehydrated dimethylformamide (DMF) (manufactured by Aldrich, 99.8%, catalog number; 22705-6) as a solvent. The supporting electrolyte tetra-n-butylammonium perchlorate (n-Bu 4 NClO 4 ) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., catalog number: T0836) was dissolved in DMF to a concentration of 100 mmol / L, and electrolysis was performed. The solution was adjusted. Furthermore, the measurement object was dissolved in the electrolytic solution so as to have a concentration of 1 mmol / L. In addition, a platinum electrode (manufactured by BAS Co., Ltd., PTE platinum electrode) is used as the working electrode, and a platinum electrode (manufactured by BAS Corp., Pt counter electrode for VC-3 (as a counter electrode) 5 cm)), and Ag / Ag + electrode (manufactured by BAS Co., Ltd., RE5 non-aqueous solvent system reference electrode) was used as a reference electrode. The measurement was performed at room temperature.
2PCABPhAの酸化反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作用電極の電位を−0.23Vから0.70Vまで変化させた後、0.70Vから−0.23Vまで変化させる走査を1サイクルとし、100サイクル行った。また、2PCABPhAの還元反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作用電極の電位を−0.36Vから−2.50Vまで変化させた後、−2.50Vから−0.36Vまで変化させる走査を1サイクルとし、100サイクル行った。なお、CV測定のスキャン速度は0.1V/sに設定した。 The oxidation reaction characteristics of 2PCABPhA were examined as follows. After changing the potential of the working electrode with respect to the reference electrode from −0.23 V to 0.70 V, scanning for changing from 0.70 V to −0.23 V was taken as one cycle, and 100 cycles were performed. Further, the reduction characteristics of 2PCABPhA were examined as follows. After changing the potential of the working electrode with respect to the reference electrode from −0.36 V to −2.50 V, scanning for changing from −2.50 V to −0.36 V was taken as one cycle, and 100 cycles were performed. The scan speed for CV measurement was set to 0.1 V / s.
図34に2PCABPhAの酸化側のCV測定結果を、図35に2PCABPhAの還元側のCV測定結果をそれぞれ示す。図34および図35において、横軸は参照電極に対する作用電極の電位(V)を表し、縦軸は作用電極とカウンター電極との間に流れた電流値(μA)を表す。図34から、0.49V(vs.Ag/Ag+)付近に酸化を示す電流が観測された。また、図35から、−2.20V(vs.Ag/Ag+)付近に還元を示す電流が観測された。 FIG. 34 shows the CV measurement result on the oxidation side of 2PCABPhA, and FIG. 35 shows the CV measurement result on the reduction side of 2PCABPhA. 34 and 35, the horizontal axis represents the potential (V) of the working electrode with respect to the reference electrode, and the vertical axis represents the current value (μA) flowing between the working electrode and the counter electrode. From FIG. 34, a current indicating oxidation was observed in the vicinity of 0.49 V (vs. Ag / Ag + ). From FIG. 35, a current indicating reduction was observed in the vicinity of -2.20 V (vs. Ag / Ag + ).
100サイクルもの測定を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応および還元反応において、CV曲線のピーク位置やピーク強度にほとんど変化が見られない。このことから、本発明のアントラセン誘導体は酸化還元反応の繰り返しに対して極めて安定であることが分かった。 Despite repeated measurements for 100 cycles, there is almost no change in the peak position or peak intensity of the CV curve in the oxidation and reduction reactions. From this, it was found that the anthracene derivative of the present invention is extremely stable against repeated redox reactions.
本実施例では、構造式(315)で表される本発明のアントラセン誘導体である9,10−ジ(2−ビフェニリル)−2−{N−[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ}アントラセン(略称:2YGABPhA)の合成方法を具体的に説明する。 In this example, 9,10-di (2-biphenylyl) -2- {N- [4- (9H-carbazol-9-yl) phenyl which is an anthracene derivative of the present invention represented by the structural formula (315) is used. ] -N-phenylamino} anthracene (abbreviation: 2YGABPhA) will be specifically described.
[ステップ1]4−(カルバゾール−9−イル)ジフェニルアミン(略称:YGA)の合成 [Step 1] Synthesis of 4- (carbazol-9-yl) diphenylamine (abbreviation: YGA)
(i)N−(4−ブロモフェニル)カルバゾールの合成
N−(4−ブロモフェニル)カルバゾールの合成スキームを(C−13)に示す。
(I) Synthesis of N- (4-bromophenyl) carbazole A synthesis scheme of N- (4-bromophenyl) carbazole is shown in (C-13).
300mLの三口フラスコに、1,4−ジブロモベンゼンを56.3g(0.24mol)、カルバゾールを31.3g(0.18mol)、よう化銅(I)を4.6g(0.024mol)、炭酸カリウムを66.3g(0.48mol)、18−クラウン−6−エーテルを2.1g(0.008mol)入れ、窒素置換し、1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン(略称:DMPU)を8mL加え、180℃で6時間撹拌した。反応混合物を室温まで冷ましてから、吸引ろ過により沈殿物を除去し、ろ液を希塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順で洗浄し、硫酸マグネシウムにより乾燥した。乾燥後、反応混合物を自然ろ過し、ろ液を濃縮して、得られた油状物質をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=9:1)により精製した。得られた固体を、クロロホルム、ヘキサンにより再結晶したところ、N−(4−ブロモフェニル)カルバゾールの淡褐色プレート状結晶を20.7g、収率35%で得た。核磁気共鳴測定(NMR)によって、この化合物がN−(4−ブロモフェニル)カルバゾールであることを確認した。 In a 300 mL three-necked flask, 56.3 g (0.24 mol) of 1,4-dibromobenzene, 31.3 g (0.18 mol) of carbazole, 4.6 g (0.024 mol) of copper (I) iodide, carbonic acid 66.3 g (0.48 mol) of potassium and 2.1 g (0.008 mol) of 18-crown-6-ether were added, and the atmosphere was purged with nitrogen to obtain 1,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2. 8 mL of (1H) -pyrimidinone (abbreviation: DMPU) was added and stirred at 180 ° C. for 6 hours. The reaction mixture was cooled to room temperature, the precipitate was removed by suction filtration, and the filtrate was washed with diluted hydrochloric acid, saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution and saturated brine in that order, and dried over magnesium sulfate. After drying, the reaction mixture was naturally filtered, the filtrate was concentrated, and the obtained oily substance was purified by silica gel column chromatography (hexane: ethyl acetate = 9: 1). The obtained solid was recrystallized from chloroform and hexane to obtain 20.7 g of a light brown plate crystal of N- (4-bromophenyl) carbazole in a yield of 35%. The compound was confirmed to be N- (4-bromophenyl) carbazole by nuclear magnetic resonance measurement (NMR).
この化合物の1H NMRデータを以下に示す。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ=8.14(d,J=7.8Hz,2H),7.73(d,J=8.7Hz,2H),7.46(d,J=8.4Hz,2H),7.42−7.26(m,6H)。 1 H NMR data of this compound is shown below. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ = 8.14 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.73 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.46 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.42-7.26 (m, 6H).
(ii)4−(カルバゾール−9−イル)ジフェニルアミン(略称:YGA)の合成
4−(カルバゾール−9−イル)ジフェニルアミン(略称:YGA)の合成スキームを(C−14)に示す。
(Ii) Synthesis of 4- (carbazol-9-yl) diphenylamine (abbreviation: YGA) A synthesis scheme of 4- (carbazol-9-yl) diphenylamine (abbreviation: YGA) is shown in (C-14).
200mLの三口フラスコに、上記(i)で得たN−(4−ブロモフェニル)カルバゾールを5.4g(17.0mmol)、アニリンを1.8mL(20.0mmol)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を100mg(0.17mmol)、ナトリウム tert−ブトキシドを3.9g(40mmol)入れ、窒素置換し、トリ−tert−ブチルホスフィン(10wt%ヘキサン溶液)を0.1mL、トルエンを50mL加えて、80℃、6時間撹拌した。反応混合物を、フロリジール、セライト、アルミナを通してろ過し、ろ液を水、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。反応混合物を自然ろ過し、ろ液を濃縮して得られた油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=9:1)により精製したところ4−(カルバゾール−9−イル)ジフェニルアミン(略称:YGA)を4.1g、収率73%で得た。核磁気共鳴測定(NMR)によって、この化合物が4−(カルバゾール−9−イル)ジフェニルアミン(略称:YGA)であることを確認した。
In a 200 mL three-necked flask, 5.4 g (17.0 mmol) of N- (4-bromophenyl) carbazole obtained in (i) above, 1.8 mL (20.0 mmol) of aniline, bis (dibenzylideneacetone)
この化合物の1H NMRデータを以下に示す。1H NMR(300MHz,DMSO−d6):δ=8.47(s,1H),8.22(d,J=7.8Hz,2H),7.44−7.16(m,14H),6.92−6.87(m,1H)。また、1H NMRチャートを図36(A)、図36(B)に示す。なお、図36(B)は、図36(A)における6.5ppm〜8.5ppmの範囲を拡大して表したチャートである。 1 H NMR data of this compound is shown below. 1 H NMR (300 MHz, DMSO-d 6 ): δ = 8.47 (s, 1H), 8.22 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.44-7.16 (m, 14H) , 6.92-6.87 (m, 1H). 1 H NMR charts are shown in FIGS. 36 (A) and 36 (B). Note that FIG. 36B is a chart in which the range of 6.5 ppm to 8.5 ppm in FIG.
[ステップ2]2YGABPhAの合成法
2YGABPhAの合成スキームを(C−15)に示す。
[Step 2] Synthesis method of 2YGABPhA A synthesis scheme of 2YGABPhA is shown in (C-15).
実施例3のステップ1で合成した9,10−ジ(2−ビフェニリル)−2−ブロモアントラセン2.0g(3.5mmol)、実施例5のステップ1で合成した4−(カルバゾール−9−イル)ジフェニルアミン(略称:YGA)597mg(3.5mmol)、ナトリウム tert−ブトキシド2.0g(21mmol)を100mL三口フラスコへ入れ、窒素置換した後、トルエン30mL、トリ(tert−ブチル)ホスフィン(10%ヘキサン溶液)0.1mLを加えて減圧脱気した。脱気後、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)20mg(0.035mmol)を加えてから、80℃で3時間撹拌した。反応後、反応溶液を、水、飽和食塩水の順に洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥した。自然濾過後、ろ液を濃縮して得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:トルエン=6:4)により精製した。得られた固体をジクロロメタン−ヘキサンにより再結晶したところ、目的物の黄色固体を2.0g、収率69%で得た。核磁気共鳴測定(NMR)によって、この化合物が9,10−ジ(2−ビフェニリル)−2−{N−[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ}アントラセン(略称:2YGABPhA)であることを確認した。
2.0 g (3.5 mmol) of 9,10-di (2-biphenylyl) -2-bromoanthracene synthesized in
この化合物の1H NMRデータを以下に示す。1H NMR(300MHz,CDCl3−d):δ=6.86−7.08(m、14H)、7.13(d、J=9.0Hz、2H)、7.21−7.24(m、3H)、7.26−7.64(m、19H)、8.15(d、J=7.8Hz,2H)。また、1H NMRチャートを図37(A)、図37(B)に示す。なお、図37(B)は、図37(A)における6.5ppm〜8.0ppmの範囲を拡大して表したチャートである。 1 H NMR data of this compound is shown below. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 -d): δ = 6.86-7.08 (m, 14H), 7.13 (d, J = 9.0 Hz, 2H), 7.21-7.24 ( m, 3H), 7.26-7.64 (m, 19H), 8.15 (d, J = 7.8 Hz, 2H). 1 H NMR charts are shown in FIGS. 37A and 37B. Note that FIG. 37B is a chart in which the range of 6.5 ppm to 8.0 ppm in FIG.
また、2YGABPhAのトルエン溶液の吸収スペクトルを図38に示す。また、2YGABPhAの薄膜の吸収スペクトルを図39に示す。測定には紫外可視分光光度計(日本分光株式会社製、V550型)を用いた。溶液のスペクトルは石英セル中で測定した。薄膜サンプルは石英基板に2YGABPhAを蒸着することで作成した。測定直後のスペクトルから石英の吸収スペクトルを差し引いて得られた吸収スペクトルを図38および図39に示した。図38および図39において横軸は波長(nm)、縦軸は吸収強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では430nm付近に吸収が見られ、薄膜の場合では435nm付近に吸収が見られた。また、2YGABPhAのトルエン溶液(励起波長370nm)の発光スペクトルを図40に示す。また、2YGABPhAの薄膜(励起波長435nm)の発光スペクトルを図41に示す。図40および図41において横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では491nm(励起波長370nm)、薄膜の場合で495nm(励起波長435nm)であった。 Further, FIG. 38 shows an absorption spectrum of a toluene solution of 2YGABPhA. Further, FIG. 39 shows an absorption spectrum of a thin film of 2YGABPhA. An ultraviolet-visible spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, model V550) was used for the measurement. The spectrum of the solution was measured in a quartz cell. The thin film sample was prepared by evaporating 2YGABPhA on a quartz substrate. The absorption spectrum obtained by subtracting the absorption spectrum of quartz from the spectrum immediately after the measurement is shown in FIG. 38 and FIG. 38 and 39, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents absorption intensity (arbitrary unit). In the case of the toluene solution, absorption was observed at around 430 nm, and in the case of the thin film, absorption was observed at around 435 nm. In addition, FIG. 40 shows an emission spectrum of a toluene solution of 2YGABPhA (excitation wavelength: 370 nm). Further, FIG. 41 shows an emission spectrum of a thin film of 2YGABPhA (excitation wavelength: 435 nm). 40 and 41, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents emission intensity (arbitrary unit). The maximum emission wavelength was 491 nm (excitation wavelength 370 nm) in the case of the toluene solution, and 495 nm (excitation wavelength 435 nm) in the case of the thin film.
2YGABPhAの薄膜状態におけるHOMO準位を大気中の光電子分光法(理研計器社製、AC−2)で測定した結果、−5.36eVであった。図39の2YGABPhAの薄膜の吸収スペクトルのTaucプロットで得られる吸収端から光学的エネルギーギャップを見積もったところ2.56eVであった。したがって、LUMO準位は−2.80eVである。 The HOMO level in the thin film state of 2YGABPhA was measured by photoelectron spectroscopy in the atmosphere (manufactured by Riken Keiki Co., Ltd., AC-2), and was found to be −5.36 eV. The optical energy gap was estimated from the absorption edge obtained from the Tauc plot of the absorption spectrum of the 2YGABPhA thin film in FIG. 39, and it was 2.56 eV. Therefore, the LUMO level is −2.80 eV.
本実施例では、本発明の発光素子について、図10を用いて説明する。本実施例で用いた材料の化学式を以下に示す。 In this example, a light-emitting element of the present invention will be described with reference to FIG. The chemical formula of the material used in this example is shown below.
本実施例で作製した発光素子の素子構成を表1に示す。表1では、混合比は全て重量比で表している。 Table 1 shows an element structure of the light-emitting element manufactured in this example. In Table 1, all the mixing ratios are expressed by weight ratio.
以下に、本実施例の発光素子の作製方法を示す。 A method for manufacturing the light-emitting element of this example is described below.
まず、ガラス基板2101上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極2102を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。
First, indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) was formed over a
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、真空蒸着装置を10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極2102上に、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)と酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、有機化合物と無機化合物とを含む複合材料を含む層2103を形成した。その膜厚は50nmとし、NPBと酸化モリブデン(VI)との比率は、重量比で4:1(=NPB:酸化モリブデン)となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
Next, the substrate on which the first electrode is formed is fixed to a substrate holder provided in the vacuum deposition apparatus so that the surface on which the first electrode is formed is downward, and the vacuum deposition apparatus is set to 10 −4. After reducing the pressure to about Pa, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB) and molybdenum oxide (VI) were combined on the
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、複合材料を含む層2103上に4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)を10nmの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層2104を形成した。
Next, a 4 nm film of 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB) is formed over the
さらに、9−[4−(N−カルバゾリル)]フェニル−10−フェニルアントラセン(略称:CzPA)と本発明のアントラセン誘導体とを共蒸着することにより、正孔輸送層2104上に40nmの膜厚の発光層2105を形成した。各発光素子におけるCzPAとアントラセン誘導体との重量比は、表1に示す値となるよう調整した。
Further, 9- [4- (N-carbazolyl)] phenyl-10-phenylanthracene (abbreviation: CzPA) and the anthracene derivative of the present invention are co-evaporated to form a film with a thickness of 40 nm on the hole-
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層2105上に、発光素子1、発光素子3、発光素子5、発光素子7、発光素子9では、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq)を30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層2106を形成した。発光素子2、発光素子4、発光素子6、発光素子8、発光素子10では、バソフェナントロリン(略称:BPhen)を30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層2106を形成した。
Thereafter, tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq) is used for the light-emitting
さらに、電子輸送層2106上に、フッ化リチウム(LiF)を1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層2107を形成した。
Further, lithium fluoride (LiF) was formed to a thickness of 1 nm over the electron-
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層2107上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極2108を形成することで、発光素子1〜発光素子10を作製した。
Finally, a
発光素子1の電流密度−輝度特性を図42に、電圧−輝度特性を図43に、輝度−電流効率特性を図44に示す。また、1mAの電流を流したときの発光スペクトルを図45に示す。また、初期輝度を3000cd/m2としたときの発光素子1の規格化輝度時間変化を図46に、駆動電圧時間変化を図47に示す。発光素子1は、輝度3000cd/m2のときのCIE色度座標は(x=0.36、y=0.60)であり、黄緑色の発光であった。輝度3000cd/m2のときの電流効率は17.4cd/Aであり、高い電流効率を示した。また、図45に示すように、1mAの電流を流したときの最大発光波長は540nmであった。図46から、発光素子1は、600時間後でも初期輝度の84%の輝度を保っており、長い寿命を有することがわかる。
42 shows current density-luminance characteristics of the light-emitting
発光素子2の電流密度−輝度特性を図48に、電圧−輝度特性を図49に、輝度−電流効率特性を図50に示す。また、1mAの電流を流したときの発光スペクトルを図51に示す。発光素子2は、輝度3000cd/m2のときのCIE色度座標は(x=0.33、y=0.63)であり、緑色の発光であった。輝度3000cd/m2のときの電流効率は19.3cd/Aであり、高い電流効率を示した。輝度3000cd/m2のときのパワー効率は17.8lm/Wであり、発光素子2は低消費電力で駆動できると言える。また、図51に示すように、1mAの電流を流したときの最大発光波長は535nmであった。
48 shows current density-luminance characteristics of the light-emitting
発光素子3の電流密度−輝度特性を図52に、電圧−輝度特性を図53に、輝度−電流効率特性を図54に示す。また、1mAの電流を流したときの発光スペクトルを図55に示す。また、初期輝度を3000cd/m2としたときの発光素子3の規格化輝度時間変化を図56に、駆動電圧時間変化を図57に示す。発光素子3は、輝度3000cd/m2のときのCIE色度座標は(x=0.31、y=0.63)であり、緑色の発光であった。また、輝度3000cd/m2のときの電流効率は14.5cd/Aであり、高い電流効率を示した。また、図55に示すように、1mAの電流を流したときの最大発光波長は521nmであった。また、図56から、発光素子3は、300時間後でも初期輝度の87%の輝度を保っており、長い寿命を有することがわかる。
FIG. 52 shows current density-luminance characteristics of the light-emitting
発光素子4の電流密度−輝度特性を図58に、電圧−輝度特性を図59に、輝度−電流効率特性を図60に示す。また、1mAの電流を流したときの発光スペクトルを図61に示す。発光素子4は、輝度3000cd/m2のときのCIE色度座標は(x=0.30、y=0.62)であり、緑色の発光であった。また、輝度3000cd/m2のときの電流効率は16.3cd/Aであり、高い電流効率を示した。また、輝度3000cd/m2のときのパワー効率は16.4lm/Wであり、発光素子4は低消費電力で駆動できると言える。また、図61に示すように、1mAの電流を流したときの最大発光波長は520nmであった。
58 shows current density-luminance characteristics of the light-emitting
発光素子5の電流密度−輝度特性を図62に、電圧−輝度特性を図63に、輝度−電流効率特性を図64に示す。また、1mAの電流を流したときの発光スペクトルを図65に示す。また、初期輝度を3000cd/m2としたときの発光素子5の規格化輝度時間変化を図66に、駆動電圧時間変化を図67に示す。発光素子5は、輝度3000cd/m2のときのCIE色度座標は(x=0.39、y=0.59)であり、黄緑色の発光であった。また、輝度3000cd/m2のときの電流効率は16.3cd/Aであり、高い電流効率を示した。また、図65に示すように、1mAの電流を流したときの最大発光波長は546nmであった。また、図66から、発光素子5は、1600時間後でも初期輝度の74%の輝度を保っており、長い寿命を有することがわかる。
62 shows current density-luminance characteristics of the light-emitting
発光素子6の電流密度−輝度特性を図68に、電圧−輝度特性を図69に、輝度−電流効率特性を図70に示す。また、1mAの電流を流したときの発光スペクトルを図71に示す。発光素子6は、輝度3000cd/m2のときのCIE色度座標は(x=0.37、y=0.60)であり、黄緑色の発光であった。また、輝度3000cd/m2のときの電流効率は17.6cd/Aであり、高い電流効率を示した。また、輝度3000cd/m2のときのパワー効率は18.6lm/Wであり、発光素子6は低消費電力で駆動できると言える。また、図71に示すように、1mAの電流を流したときの最大発光波長は545nmであった。
68 shows current density-luminance characteristics of the light-emitting
発光素子7の電流密度−輝度特性を図72に、電圧−輝度特性を図73に、輝度−電流効率特性を図74に示す。また、1mAの電流を流したときの発光スペクトルを図75に示す。また、初期輝度を3000cd/m2としたときの発光素子7の規格化輝度時間変化を図76に、駆動電圧時間変化を図77に示す。発光素子7は、輝度3000cd/m2のときのCIE色度座標は(x=0.31、y=0.63)であり、緑色の発光であった。また、輝度3000cd/m2のときの電流効率は13.0cd/Aであり、高い電流効率を示した。また、図75に示すように、1mAの電流を流したときの最大発光波長は520nmであった。また、図76から、発光素子7は、1300時間後でも初期輝度の69%の輝度を保っており、長い寿命を有することがわかる。
72 shows current density-luminance characteristics of the light-emitting
発光素子8の電流密度−輝度特性を図78に、電圧−輝度特性を図79に、輝度−電流効率特性を図80に示す。また、1mAの電流を流したときの発光スペクトルを図81に示す。発光素子8は、輝度3000cd/m2のときのCIE色度座標は(x=0.31、y=0.63)であり、緑色の発光であった。また、輝度3000cd/m2のときの電流効率は15.7cd/Aであり、高い電流効率を示した。また、輝度3000cd/m2のときのパワー効率は14.9lm/Wであり、発光素子8は低消費電力で駆動できると言える。また、図81に示すように、1mAの電流を流したときの最大発光波長は522nmであった。
78 shows current density-luminance characteristics of the light-emitting
発光素子9の電流密度−輝度特性を図82に、電圧−輝度特性を図83に、輝度−電流効率特性を図84に示す。また、1mAの電流を流したときの発光スペクトルを図85に示す。発光素子9は、輝度3000cd/m2のときのCIE色度座標は(x=0.21、y=0.49)であり、青緑色の発光であった。また、輝度3000cd/m2のときの電流効率は8.9cd/Aであり、高い電流効率を示した。また、図85に示すように、1mAの電流を流したときの最大発光波長は491nmであった。
82 shows current density-luminance characteristics of the light-emitting
発光素子10の電流密度−輝度特性を図86に、電圧−輝度特性を図87に、輝度−電流効率特性を図88に示す。また、1mAの電流を流したときの発光スペクトルを図89に示す。発光素子10は、輝度3000cd/m2のときのCIE色度座標は(x=0.21、y=0.49)であり、青緑色の発光であった。また、輝度3000cd/m2のときの電流効率は12.1cd/Aであり、高い電流効率を示した。また、輝度3000cd/m2のときのパワー効率は11.6lm/Wであり、発光素子10は低消費電力で駆動できると言える。また、図89に示すように、1mAの電流を流したときの最大発光波長は492nmであった。
86 shows current density-luminance characteristics of the light-emitting
本実施例では、構造式(219)で表される本発明のアントラセン誘導体である2−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−アミノ]−9,10−ジフェニルアントラセン(略称:2PCNPA)の合成方法を具体的に説明する。 In this example, 2- [N- (1-naphthyl) -N- (9-phenylcarbazol-3-yl) -amino] -9, which is an anthracene derivative of the present invention represented by the structural formula (219), A method for synthesizing 10-diphenylanthracene (abbreviation: 2PCNPA) will be specifically described.
[ステップ1]N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミン(略称:PCN)の合成
N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミン(略称:PCN)の合成スキームを(C−16)に示す。
[Step 1] Synthesis of N- (1-naphthyl) -N- (9-phenylcarbazol-3-yl) amine (abbreviation: PCN) N- (1-naphthyl) -N- (9-phenylcarbazole-3- Il) A synthetic scheme of amine (abbreviation: PCN) is shown in (C-16).
3−ヨード−9−フェニルカルバゾール3.7g(10mmol)、1−アミノナフタレン1.6g(5mmol)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)60mg(0.1mmol)、トリ(tert−ブチル)ホスフィン(10wt%ヘキサン溶液)0.2mL(0.5mmol)、ナトリウム tert−ブトキシド3.0g(30mmol)を100mL三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した後、脱水キシレン12mLを加えた。この反応混合物を窒素気流下にて90℃、7時間加熱撹拌した。反応終了後、この反応混合物に加熱したトルエン約200mLを加え、この混合物をフロリジール、アルミナ、セライトを通して濾過した。得られたろ液を濃縮し、この濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒はトルエン:ヘキサン=1:1)にて精製した。得られた固体を酢酸エチルとヘキサンの混合溶媒により再結晶をしたところ、N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミンの淡褐色粉末を1.5g、収率79%で得た。核磁気共鳴測定(NMR)によって、この化合物がN−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミン(略称:PCN)であることを確認した。 3-iodo-9-phenylcarbazole 3.7 g (10 mmol), 1-aminonaphthalene 1.6 g (5 mmol), bis (dibenzylideneacetone) palladium (0) 60 mg (0.1 mmol), tri (tert-butyl) phosphine (10 wt% hexane solution) 0.2 mL (0.5 mmol) and sodium tert-butoxide 3.0 g (30 mmol) were placed in a 100 mL three-necked flask, and the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen, and then 12 mL of dehydrated xylene was added. The reaction mixture was heated and stirred at 90 ° C. for 7 hours under a nitrogen stream. After completion of the reaction, about 200 mL of heated toluene was added to the reaction mixture, and the mixture was filtered through Florisil, alumina, and celite. The obtained filtrate was concentrated, and the concentrate was purified by silica gel column chromatography (developing solvent: toluene: hexane = 1: 1). When the obtained solid was recrystallized with a mixed solvent of ethyl acetate and hexane, 1.5 g of a light brown powder of N- (1-naphthyl) -N- (9-phenylcarbazol-3-yl) amine was collected. Obtained at a rate of 79%. This compound was confirmed to be N- (1-naphthyl) -N- (9-phenylcarbazol-3-yl) amine (abbreviation: PCN) by nuclear magnetic resonance measurement (NMR).
この化合物の1H NMRデータを以下に示す。1H NMR(300MHz、DMSO−d6):δ=7.13−7.71(m、15H)、7.85−7.88(m、1H)、8.03(s、1H)、8.15(d、J=7.8、1H)、8.24(s、1H)、8.36−8.39(m、1H)。 1 H NMR data of this compound is shown below. 1 H NMR (300 MHz, DMSO-d 6 ): δ = 7.13-7.71 (m, 15H), 7.85-7.88 (m, 1H), 8.03 (s, 1H), 8 .15 (d, J = 7.8, 1H), 8.24 (s, 1H), 8.36-8.39 (m, 1H).
[ステップ2]2PCNPAの合成
2PCNPAの合成スキームを(C−17)に示す。
[Step 2] Synthesis of 2PCNPA A synthesis scheme of 2PCNPA is shown in (C-17).
実施例1のステップ1で合成した2−ブロモ−9,10−ジフェニルアントラセン3.5g(8.6mmol)、N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミン(略称:PCN)3.2g(9.4mmol)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)0.25g(0.43mmol)、ナトリウム tert−ブトキシド2.1g(21mmol)を200mL三口フラスコへ入れ窒素置換をし、トルエン50mL、トリ(tert−ブチル)ホスフィン(10%ヘキサン溶液)0.86g(0.43mmol)を加えて、この反応混合物を80℃で5時間撹拌した。反応終了後、反応溶液を水で洗浄し、水層を酢酸エチルで抽出し、抽出溶液を有機層と合わせて、硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥後、この混合物を吸引ろ過し、ろ液を濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン)により精製し、得られた溶液を濃縮した。得られた固体をクロロホルムとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、2−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−アミノ]−9,10−ジフェニルアントラセン(略称:2PCNPA)の黄色粉末を2.6g、収率42%で得た。核磁気共鳴測定(NMR)によって、この化合物が2−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−アミノ]−9,10−ジフェニルアントラセン(略称:2PCNPA)であることを確認した。
3.5 g (8.6 mmol) of 2-bromo-9,10-diphenylanthracene synthesized in
この化合物の1H NMRデータを以下に示す。1H NMR(CDCl3,300MHz):δ=6.67−6.68(m,1H),7.02−7.38(m,15H),7.44−7.70(m,16H),7.88−8.01(m,4H)。また、1H NMRチャートを図90(A)、図90(B)に示す。なお、図90(B)は、図90(A)における6.5ppm〜8.5ppmの範囲を拡大して表したチャートである。
1 H NMR data of this compound is shown below. 1 H NMR (
2PCNPAの熱重量測定−示差熱分析(TG−DTA:Thermogravimetry−Differential Thermal Analysis)を行った。測定には高真空差動型示差熱天秤(ブルカー・エイエックスエス株式会社製、DTA2410SA)を用いた。10Paの減圧下で測定したところ、5%重量損失温度は289℃であり、2PCNPAは高い熱安定性を示すことが分かった。 Thermogravimetry-differential thermal analysis (TG-DTA) of 2PCNPA was performed. A high vacuum differential type differential thermal balance (Bruker AXS Co., Ltd., DTA2410SA) was used for the measurement. When measured under a reduced pressure of 10 Pa, the 5% weight loss temperature was 289 ° C., and 2PCNPA was found to exhibit high thermal stability.
また、2PCNPAのトルエン溶液の吸収スペクトルを図91に示す。また、2PCNPAの薄膜の吸収スペクトルを図92に示す。測定には紫外可視分光光度計(日本分光株式会社製、V550型)を用いた。溶液のスペクトルは石英セル中で測定した。薄膜サンプルは石英基板に2PCNPAを蒸着することで作成した。測定直後のスペクトルから石英の吸収スペクトルを差し引いて得られた吸収スペクトルを図91および図92に示した。図91および図92において横軸は波長(nm)、縦軸は吸収強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では438nm付近に吸収が見られ、薄膜の場合では442nm付近に吸収が見られた。また、2PCNPAのトルエン溶液(励起波長430nm)の発光スペクトルを図93に示す。また、2PCNPAの薄膜(励起波長442nm)の発光スペクトルを図94に示す。図93および図94において横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では503nm(励起波長445nm)、薄膜の場合で522nm(励起波長430nm)であった。 In addition, FIG. 91 shows an absorption spectrum of a toluene solution of 2PCNPA. In addition, FIG. 92 shows an absorption spectrum of a 2PCNPA thin film. An ultraviolet-visible spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, model V550) was used for the measurement. The spectrum of the solution was measured in a quartz cell. The thin film sample was prepared by evaporating 2PCNPA on a quartz substrate. 91 and 92 show the absorption spectra obtained by subtracting the absorption spectrum of quartz from the spectrum immediately after the measurement. 91 and 92, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents absorption intensity (arbitrary unit). In the case of the toluene solution, absorption was observed at around 438 nm, and in the case of the thin film, absorption was observed at around 442 nm. In addition, FIG. 93 shows an emission spectrum of a toluene solution of 2PCNPA (excitation wavelength: 430 nm). In addition, FIG. 94 shows an emission spectrum of a 2PCNPA thin film (excitation wavelength: 442 nm). 93 and 94, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents emission intensity (arbitrary unit). The maximum emission wavelength was 503 nm (excitation wavelength 445 nm) in the case of the toluene solution, and 522 nm (excitation wavelength 430 nm) in the case of the thin film.
2PCNPAの薄膜状態におけるHOMO準位を大気中の光電子分光法(理研計器社製、AC−2)で測定した結果、−5.21eVであった。図92の2PCNPAの薄膜の吸収スペクトルのTaucプロットで得られる吸収端から光学的エネルギーギャップを見積もったところ2.48eVであった。したがって、LUMO準位は−2.73eVである。 It was -5.21 eV as a result of measuring the HOMO level in the thin film state of 2PCNPA by the photoelectron spectroscopy in the air (the Riken Keiki Co., Ltd. make, AC-2). When the optical energy gap was estimated from the absorption edge obtained by Tauc plot of the absorption spectrum of the 2PCNPA thin film in FIG. 92, it was 2.48 eV. Therefore, the LUMO level is -2.73 eV.
また、2PCNPAの酸化還元反応特性をサイクリックボルタンメトリ(CV)測定によって調べた。なお測定には、電気化学アナライザー(ビー・エー・エス(株)製、型番:ALSモデル600A)を用いた。 In addition, the oxidation-reduction characteristics of 2PCNPA were examined by cyclic voltammetry (CV) measurement. For the measurement, an electrochemical analyzer (manufactured by BAS Co., Ltd., model number: ALS model 600A) was used.
CV測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド(DMF)((株)アルドリッチ製、99.8%、カタログ番号;22705−6)を用いた。支持電解質である過塩素酸テトラ−n−ブチルアンモニウム(n−Bu4NClO4)((株)東京化成製、カタログ番号;T0836)を100mmol/Lの濃度となるようにDMFに溶解させ、電解溶液を調整した。さらに測定対象を1mmol/Lの濃度となるように電解溶液に溶解させた。また、作用電極としては白金電極(ビー・エー・エス(株)製、PTE白金電極)を、カウンター電極としては白金電極(ビー・エー・エス(株)製、VC−3用Ptカウンター電極(5cm))を、参照電極としてはAg/Ag+電極(ビー・エー・エス(株)製、RE5非水溶媒系参照電極)をそれぞれ用いた。なお、測定は室温で行った。 The solution in the CV measurement was dehydrated dimethylformamide (DMF) (manufactured by Aldrich, 99.8%, catalog number; 22705-6) as a solvent. The supporting electrolyte tetra-n-butylammonium perchlorate (n-Bu 4 NClO 4 ) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., catalog number: T0836) was dissolved in DMF to a concentration of 100 mmol / L, and electrolysis was performed. The solution was adjusted. Furthermore, the measurement object was dissolved in the electrolytic solution so as to have a concentration of 1 mmol / L. In addition, a platinum electrode (manufactured by BAS Co., Ltd., PTE platinum electrode) is used as the working electrode, and a platinum electrode (manufactured by BAS Corp., Pt counter electrode for VC-3 (as a counter electrode) 5 cm)), and Ag / Ag + electrode (manufactured by BAS Co., Ltd., RE5 non-aqueous solvent system reference electrode) was used as a reference electrode. The measurement was performed at room temperature.
2PCNPAの酸化反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作用電極の電位を−0.40Vから0.60Vまで変化させた後、0.60Vから−0.40Vまで変化させる走査を1サイクルとし、100サイクル行った。また、2PCNPAの還元反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作用電極の電位を−0.15Vから−2.55Vまで変化させた後、−2.55Vから−0.15Vまで変化させる走査を1サイクルとし、100サイクル行った。なお、CV測定のスキャン速度は0.1V/sに設定した。 The oxidation reaction characteristics of 2PCNPA were examined as follows. After changing the potential of the working electrode with respect to the reference electrode from −0.40 V to 0.60 V, scanning for changing from 0.60 V to −0.40 V was taken as one cycle, and 100 cycles were performed. Further, the reduction reaction characteristics of 2PCNPA were examined as follows. After changing the potential of the working electrode with respect to the reference electrode from −0.15 V to −2.55 V, scanning for changing from −2.55 V to −0.15 V was taken as one cycle, and 100 cycles were performed. The scan speed for CV measurement was set to 0.1 V / s.
図95に2PCNPAの酸化側のCV測定結果を、図96に2PCNPAの還元側のCV測定結果をそれぞれ示す。図95および図96において、横軸は参照電極に対する作用電極の電位(V)を表し、縦軸は作用電極とカウンター電極との間に流れた電流値(μA)を表す。図95から、0.41V(vs.Ag/Ag+)付近に酸化を示す電流が観測された。また、図96から、−2.33V(vs.Ag/Ag+)付近に還元を示す電流が観測された。 FIG. 95 shows the CV measurement result on the oxidation side of 2PCNPA, and FIG. 96 shows the CV measurement result on the reduction side of 2PCNPA. 95 and 96, the horizontal axis represents the potential (V) of the working electrode with respect to the reference electrode, and the vertical axis represents the current value (μA) flowing between the working electrode and the counter electrode. From FIG. 95, an electric current indicating oxidation was observed in the vicinity of 0.41 V (vs. Ag / Ag + ). In addition, from FIG. 96, a current indicating reduction was observed around −2.33 V (vs. Ag / Ag + ).
100サイクルもの測定を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応および還元反応において、CV曲線のピーク位置やピーク強度にほとんど変化が見られない。このことから、本発明のアントラセン誘導体は酸化還元反応の繰り返しに対して極めて安定であることが分かった。 Despite repeated measurements for 100 cycles, there is almost no change in the peak position or peak intensity of the CV curve in the oxidation and reduction reactions. From this, it was found that the anthracene derivative of the present invention is extremely stable against repeated redox reactions.
本実施例では、構造式(220)で表される本発明のアントラセン誘導体である2−{N−(1−ナフチル)−N−[9−(1−ナフチル)カルバゾール−3−イル]アミノ}−9,10−ジフェニルアントラセン(略称:2NCNPA)の合成方法を具体的に説明する。 In this example, 2- {N- (1-naphthyl) -N- [9- (1-naphthyl) carbazol-3-yl] amino} which is an anthracene derivative of the present invention represented by the structural formula (220) A method for synthesizing -9,10-diphenylanthracene (abbreviation: 2NCNPA) will be specifically described.
[ステップ1]N,9−ジ(1−ナフチル)−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:NCN)の合成 [Step 1] Synthesis of N, 9-di (1-naphthyl) -9H-carbazol-3-amine (abbreviation: NCN)
(i)9−(1−ナフチル)カルバゾールの合成
9−(1−ナフチル)カルバゾールの合成スキームを(C−18)に示す。
(I) Synthesis of 9- (1-naphthyl) carbazole A synthesis scheme of 9- (1-naphthyl) carbazole is shown in (C-18).
1−ブロモナフタレンを21g(0.1mol)、カルバゾールを17g(0.1mol)、よう化銅(I)を950mg(5mmol)、炭酸カリウムを33g(240mmol)、18−クラウン−6−エーテルを660mg(2.5mmol)、500mLの三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に、1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン(略称:DMPU)を80mL加え、窒素気流下、170℃で6時間撹拌した。この反応混合物にさらに1−ブロモナフタレンを10g(50mmol)、よう化銅(I)を2.0g(10mmol)、18−クラウン−6−エーテルを2.6g(10mmol)を加え、さらに170℃で7.5時間撹拌した。この反応混合物にさらに1−ブロモナフタレンを10g(50mmol)加え、さらに180℃で6時間撹拌した。反応終了後、この反応混合物にトルエン約200mLと1mol/Lの塩酸約100mLを加え、セライトを通して濾過した。得られたろ液をフロリジール、セライトを通して濾過した。得られたろ液を有機層と水層とに分け、この有機層を1mol/Lの塩酸、水の順番で洗浄した後、硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。この懸濁液をフロリジール、セライトを通して濾過した。得られたろ液を濃縮して得た油状物質に、ヘキサンを加えて超音波を照射したところ固体が析出した。析出した固体を吸引濾過により回収したところ、22gの白色粉末の9−(1−ナフチル)カルバゾールを得た(収率75%)。Rf値(展開溶媒はヘキサン:酢酸エチル=10:1)は、9−(1−ナフチル)カルバゾールは0.61、1−ブロモナフタレンは0.74、カルバゾールは0.24だった。 21 g (0.1 mol) of 1-bromonaphthalene, 17 g (0.1 mol) of carbazole, 950 mg (5 mmol) of copper (I) iodide, 33 g (240 mmol) of potassium carbonate, 660 mg of 18-crown-6-ether (2.5 mmol) was placed in a 500 mL three-necked flask, and the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen. 80 mL of 1,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2 (1H) -pyrimidinone (abbreviation: DMPU) was added to this mixture, and the mixture was stirred at 170 ° C. for 6 hours under a nitrogen stream. To this reaction mixture, 10 g (50 mmol) of 1-bromonaphthalene, 2.0 g (10 mmol) of copper (I) iodide and 2.6 g (10 mmol) of 18-crown-6-ether were further added at 170 ° C. Stir for 7.5 hours. 10 g (50 mmol) of 1-bromonaphthalene was further added to the reaction mixture, and the mixture was further stirred at 180 ° C. for 6 hours. After completion of the reaction, about 200 mL of toluene and about 100 mL of 1 mol / L hydrochloric acid were added to the reaction mixture, followed by filtration through celite. The obtained filtrate was filtered through Florisil and Celite. The obtained filtrate was divided into an organic layer and an aqueous layer. The organic layer was washed with 1 mol / L hydrochloric acid and water in this order, and dried by adding magnesium sulfate. This suspension was filtered through Florisil and Celite. To the oily substance obtained by concentrating the obtained filtrate, hexane was added and irradiated with ultrasonic waves to precipitate a solid. The precipitated solid was collected by suction filtration to obtain 22 g of 9- (1-naphthyl) carbazole as a white powder (yield 75%). The Rf value (developing solvent was hexane: ethyl acetate = 10: 1) was 0.61 for 9- (1-naphthyl) carbazole, 0.74 for 1-bromonaphthalene, and 0.24 for carbazole.
(ii)3−ブロモ−9−(1−ナフチル)カルバゾールの合成
3−ブロモ−9−(1−ナフチル)カルバゾールの合成スキームを(C−19)に示す。
(Ii) Synthesis of 3-bromo-9- (1-naphthyl) carbazole A synthesis scheme of 3-bromo-9- (1-naphthyl) carbazole is shown in (C-19).
9−(1−ナフチル)カルバゾールを5.9g(20mmol)を500mLのマイヤーフラスコにいれ、ここへ酢酸エチル50mLとトルエン50mLを加えて攪拌した。この反応溶液へN−ブロモコハク酸イミド3.6g(20mmol)をゆっくり加え、室温で約170時間(一週間)撹拌した。この反応溶液を水で洗浄した後、有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥した。この懸濁液をろ過し、得られたろ液を濃縮したところ、3−ブロモ−9−(1−ナフチル)カルバゾールの白色粉末を、7.4g得た(収率99%)。Rf値(展開溶媒はヘキサン:クロロホルム=2:1)は、3−ブロモ−9−(1−ナフチル)カルバゾールは0.43、9−(1−ナフチル)カルバゾールは0.35だった。 5.9 g (20 mmol) of 9- (1-naphthyl) carbazole was placed in a 500 mL Meyer flask, and 50 mL of ethyl acetate and 50 mL of toluene were added thereto and stirred. To this reaction solution, 3.6 g (20 mmol) of N-bromosuccinimide was slowly added and stirred at room temperature for about 170 hours (one week). After this reaction solution was washed with water, the organic layer was dried over magnesium sulfate. This suspension was filtered, and the obtained filtrate was concentrated to obtain 7.4 g of white powder of 3-bromo-9- (1-naphthyl) carbazole (yield 99%). Rf values (developing solvent: hexane: chloroform = 2: 1) were 0.43 for 3-bromo-9- (1-naphthyl) carbazole and 0.35 for 9- (1-naphthyl) carbazole.
(iii)N,9−ジ(1−ナフチル)−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:NCN)の合成
N,9−ジ(1−ナフチル)−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:NCN)の合成スキームを(C−20)に示す。
(Iii) Synthesis of N, 9-di (1-naphthyl) -9H-carbazol-3-amine (abbreviation: NCN) N, 9-di (1-naphthyl) -9H-carbazol-3-amine (abbreviation: NCN) ) Shows a synthesis scheme of (C-20).
3−ブロモ−9−(1−ナフチル)カルバゾールを3.7g(10mmol)、1−ナフチルアミンを1.7g(12mmol)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を58mg(0.1mmol)、トリ(tert−ブチル)ホスフィン(10%ヘキサン溶液)を600μL(0.3mmol)、ナトリウム tert−ブトキシドを1.5g(15mmol)を100mLの三口フラスコにいれ、フラスコ内を窒素置換した後、この混合物に脱水キシレン20mLを加えた。この反応混合物を窒素気流下で110℃、7時間加熱撹拌した。反応終了後、この反応混合物にトルエン約400mLを加え、これをフロリジール、アルミナ、セライトを通して濾過した。得られたろ液を水で洗浄した後、有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥した。この懸濁液をフロリジール、アルミナ、セライトを通して濾過して、得られたろ液を濃縮した。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン:ヘキサン=1:1)にて精製したところ、淡褐色粉末を2.2g得た(収率51%)。核磁気共鳴測定(NMR)により、この淡褐色粉末が目的物のN,9−ジ(1−ナフチル)−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:NCN)であることを確認した。Rf値(展開溶媒はヘキサン:酢酸エチル=5:1)は、(1−ナフチル)−9H−カルバゾール−3−アミンは0.46、3−ブロモ−9−(1−ナフチル)カルバゾールは0.68、1−ナフチルアミンは0.22だった。
3.7 g (10 mmol) of 3-bromo-9- (1-naphthyl) carbazole, 1.7 g (12 mmol) of 1-naphthylamine, 58 mg (0.1 mmol) of bis (dibenzylideneacetone) palladium (0),
[ステップ2]2NCNPAの合成
2NCNPAの合成スキームを(C−21)に示す。
[Step 2] Synthesis of 2NCNPA A synthesis scheme of 2NCNPA is shown in (C-21).
2−ブロモ−9,10−ジフェニルアントラセンを2.1g(5.0mmol)、NCNを2.2g(5.1mmol)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を29mg(50μmol)、トリ(tert−ブチル)ホスフィン(10%ヘキサン溶液)を300μL(0.2mmol)、ナトリウム tert−ブトキシドを1.0g(10mmol)100mLの三口フラスコにいれ、フラスコ内を窒素置換した後、この混合物に脱水キシレン20mLを加えた。この反応混合物を窒素気流下で110℃、4時間加熱撹拌した。反応終了後、この反応混合物にトルエン約300mLを加え、これをフロリジール、アルミナ、セライトを通して濾過した。得られたろ液を水で洗浄した後、有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥した。この懸濁液をフロリジール、アルミナ、セライトを通して濾過し、得られたろ液を濃縮した。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン:ヘキサン=1:1)にて精製した。得られた油状物質にヘキサンを加え、超音波を照射したところ固体が析出した。この固体を吸引濾過により回収したところ、黄緑色粉末を1.1g得た(収率29%)。核磁気共鳴測定(NMR)により、この黄緑色粉末が目的物の2−{N−(1−ナフチル)−N−[9−(1−ナフチル)カルバゾール−3−イル]アミノ}−9,10−ジフェニルアントラセン(略称:2NCNPA)であることを確認した。 2.1 g (5.0 mmol) of 2-bromo-9,10-diphenylanthracene, 2.2 g (5.1 mmol) of NCN, 29 mg (50 μmol) of bis (dibenzylideneacetone) palladium (0), tri (tert -Butyl) phosphine (10% hexane solution) 300 μL (0.2 mmol), sodium tert-butoxide 1.0 g (10 mmol) In a 100 mL three-necked flask, the flask was purged with nitrogen, and then 20 mL of dehydrated xylene was added to the mixture. Was added. The reaction mixture was heated and stirred at 110 ° C. for 4 hours under a nitrogen stream. After completion of the reaction, about 300 mL of toluene was added to the reaction mixture, and this was filtered through Florisil, alumina, and celite. The obtained filtrate was washed with water, and then the organic layer was dried over magnesium sulfate. The suspension was filtered through Florisil, alumina, and celite, and the obtained filtrate was concentrated. The obtained solid was purified by silica gel column chromatography (toluene: hexane = 1: 1). When hexane was added to the obtained oily substance and irradiated with ultrasonic waves, a solid was precipitated. When this solid was collected by suction filtration, 1.1 g of yellowish green powder was obtained (yield 29%). According to nuclear magnetic resonance measurement (NMR), this yellowish green powder was converted into the desired 2- {N- (1-naphthyl) -N- [9- (1-naphthyl) carbazol-3-yl] amino} -9,10 -It was confirmed that it was diphenylanthracene (abbreviation: 2NCNPA).
この化合物の1H NMRデータを以下に示す。1H NMR(300MHz、CDCl3):δ(ppm)=6.73(d、J=2.4Hz、1H)、6.84(d、J=8.7Hz、1H)、6.96(d、J=8.1Hz、1H)、7.04−7.70(m、29H)、7.89(d、J=7.8Hz、1H)、7.99−8.06(m、5H)。また、1H NMRチャートを図97(A)、図97(B)に示す。なお、図97(B)は、図97(A)における6.5ppm〜8.5ppmの範囲を拡大して表したチャートである。 1 H NMR data of this compound is shown below. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) = 6.73 (d, J = 2.4 Hz, 1H), 6.84 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 6.96 (d , J = 8.1 Hz, 1H), 7.04-7.70 (m, 29H), 7.89 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.99-8.06 (m, 5H) . 1 H NMR charts are shown in FIGS. 97A and 97B. Note that FIG. 97B is a chart in which the range of 6.5 ppm to 8.5 ppm in FIG. 97A is enlarged.
また、2NCNPAのトルエン溶液の吸収スペクトルを図98に示す。また、2NCNPAの薄膜の吸収スペクトルを図99に示す。測定には紫外可視分光光度計(日本分光株式会社製、V550型)を用いた。溶液のスペクトルは石英セル中で測定した。薄膜サンプルは石英基板に2NCNPAを蒸着することで作成した。測定直後のスペクトルから石英の吸収スペクトルを差し引いて得られた吸収スペクトルを図98および図99に示した。図98および図99において横軸は波長(nm)、縦軸は吸収強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では448nm付近に吸収が見られ、薄膜の場合では465nm付近に吸収が見られた。また、2NCNPAのトルエン溶液(励起波長300nm)の発光スペクトルを図100に示す。また、2NCNPAの薄膜(励起波長446nm)の発光スペクトルを図101に示す。図100および図101において横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では505nm(励起波長300nm)、薄膜の場合で529nm(励起波長446nm)であった。
In addition, FIG. 98 shows an absorption spectrum of a 2NCNPA toluene solution. In addition, FIG. 99 shows an absorption spectrum of the 2NCNPA thin film. An ultraviolet-visible spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, model V550) was used for the measurement. The spectrum of the solution was measured in a quartz cell. The thin film sample was prepared by evaporating 2NCNPA on a quartz substrate. The absorption spectrum obtained by subtracting the absorption spectrum of quartz from the spectrum immediately after the measurement is shown in FIGS. 98 and 99, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents absorption intensity (arbitrary unit). In the case of the toluene solution, absorption was observed at around 448 nm, and in the case of the thin film, absorption was observed at around 465 nm. Further, FIG. 100 shows an emission spectrum of a 2NCNPA toluene solution (excitation wavelength: 300 nm). FIG. 101 shows an emission spectrum of a 2NCNPA thin film (excitation wavelength: 446 nm). 100 and 101, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents emission intensity (arbitrary unit). The maximum emission wavelength was 505 nm (
2NCNPAの薄膜状態におけるHOMO準位を大気中の光電子分光法(理研計器社製、AC−2)で測定した結果、−5.26eVであった。図99の2NCNPAの薄膜の吸収スペクトルのTaucプロットで得られる吸収端から光学的エネルギーギャップを見積もったところ2.47eVであった。したがって、LUMO準位は−2.79eVである。 As a result of measuring the HOMO level of 2NCNPA in a thin film state by photoelectron spectroscopy in the air (manufactured by Riken Keiki Co., Ltd., AC-2), it was -5.26 eV. When the optical energy gap was estimated from the absorption edge obtained by the Tauc plot of the absorption spectrum of the 2NCNPA thin film in FIG. 99, it was 2.47 eV. Therefore, the LUMO level is −2.79 eV.
2NCNPAの熱重量測定−示差熱分析(TG−DTA:Thermogravimetry−Differential Thermal Analysis)を行った。測定には高真空差動型示差熱天秤(ブルカー・エイエックスエス株式会社製、DTA2410SA)を用いた。10Paの減圧下で測定したところ、5%重量損失温度は400℃であり、2NCNPAは高い熱安定性を示すことが分かった。 Thermogravimetry-differential thermal analysis (TG-DTA) of 2NCNPA was performed. A high vacuum differential type differential thermal balance (Bruker AXS Co., Ltd., DTA2410SA) was used for the measurement. When measured under a reduced pressure of 10 Pa, the 5% weight loss temperature was 400 ° C., and 2NCNPA was found to exhibit high thermal stability.
また、示差走査熱量測定装置(DSC、パーキンエルマー社製、Pyris1)を用いてガラス転移点を測定した。まず、サンプルを40℃/minで300℃まで加熱して試料を溶融させた後、10℃/minで室温まで冷却した。その後10℃/minで300℃まで昇温した。その結果、2NCNPAのガラス転移点(Tg)は174℃であり、高いガラス転移点を有することがわかった。 Moreover, the glass transition point was measured using the differential scanning calorimeter (DSC, the Perkin Elmer company make, Pyris1). First, the sample was heated to 300 ° C. at 40 ° C./min to melt the sample, and then cooled to room temperature at 10 ° C./min. Thereafter, the temperature was raised to 300 ° C. at 10 ° C./min. As a result, it was found that the glass transition point (Tg) of 2NCNPA was 174 ° C., and it had a high glass transition point.
また、2NCNPAの酸化還元反応特性をサイクリックボルタンメトリ(CV)測定によって調べた。なお測定には、電気化学アナライザー(ビー・エー・エス(株)製、型番:ALSモデル600A)を用いた。 In addition, the oxidation-reduction characteristics of 2NCNPA were examined by cyclic voltammetry (CV) measurement. For the measurement, an electrochemical analyzer (manufactured by BAS Co., Ltd., model number: ALS model 600A) was used.
CV測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド(DMF)((株)アルドリッチ製、99.8%、カタログ番号;22705−6)を用いた。支持電解質である過塩素酸テトラ−n−ブチルアンモニウム(n−Bu4NClO4)((株)東京化成製、カタログ番号;T0836)を100mmol/Lの濃度となるようにDMFに溶解させ、電解溶液を調整した。さらに測定対象を1mmol/Lの濃度となるように電解溶液に溶解させた。また、作用電極としては白金電極(ビー・エー・エス(株)製、PTE白金電極)を、カウンター電極としては白金電極(ビー・エー・エス(株)製、VC−3用Ptカウンター電極(5cm))を、参照電極としてはAg/Ag+電極(ビー・エー・エス(株)製、RE5非水溶媒系参照電極)をそれぞれ用いた。なお、測定は室温で行った。 The solution in the CV measurement was dehydrated dimethylformamide (DMF) (manufactured by Aldrich, 99.8%, catalog number; 22705-6) as a solvent. The supporting electrolyte tetra-n-butylammonium perchlorate (n-Bu 4 NClO 4 ) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., catalog number: T0836) was dissolved in DMF to a concentration of 100 mmol / L, and electrolysis was performed. The solution was adjusted. Furthermore, the measurement object was dissolved in the electrolytic solution so as to have a concentration of 1 mmol / L. Moreover, as a working electrode, a platinum electrode (manufactured by BAS Co., Ltd., PTE platinum electrode), and as a counter electrode, a platinum electrode (manufactured by BAS Inc., Pt counter electrode for VC-3 ( 5 cm)), and Ag / Ag + electrode (manufactured by BAS Co., Ltd., RE5 non-aqueous solvent system reference electrode) was used as a reference electrode. The measurement was performed at room temperature.
2NCNPAの酸化反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作用電極の電位を−0.07Vから0.55Vまで変化させた後、0.55Vから−0.07Vまで変化させる走査を1サイクルとし、100サイクル行った。また、2PCNPAの還元反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作用電極の電位を−0.32Vから−2.45Vまで変化させた後、−2.45Vから−0.32Vまで変化させる走査を1サイクルとし、100サイクル行った。なお、CV測定のスキャン速度は0.1V/sに設定した。 The oxidation reaction characteristics of 2NCNPA were examined as follows. After changing the potential of the working electrode with respect to the reference electrode from −0.07 V to 0.55 V, scanning for changing from 0.55 V to −0.07 V was taken as one cycle, and 100 cycles were performed. Further, the reduction reaction characteristics of 2PCNPA were examined as follows. A scan in which the potential of the working electrode with respect to the reference electrode was changed from −0.32 V to −2.45 V and then changed from −2.45 V to −0.32 V was set as one cycle, and 100 cycles were performed. The scan speed for CV measurement was set to 0.1 V / s.
図110に2NCNPAの酸化側のCV測定結果を、図111に2NCNPAの還元側のCV測定結果をそれぞれ示す。図110および図111において、横軸は参照電極に対する作用電極の電位(V)を表し、縦軸は作用電極とカウンター電極との間に流れた電流値(μA)を表す。図110から、0.39V(vs.Ag/Ag+)付近に酸化を示す電流が観測された。また、図111から、−2.32V(vs.Ag/Ag+)付近に還元を示す電流が観測された。 FIG. 110 shows the CV measurement result on the oxidation side of 2NCNPA, and FIG. 111 shows the CV measurement result on the reduction side of 2NCNPA. 110 and 111, the horizontal axis represents the potential (V) of the working electrode with respect to the reference electrode, and the vertical axis represents the current value (μA) flowing between the working electrode and the counter electrode. From FIG. 110, a current indicating oxidation was observed in the vicinity of 0.39 V (vs. Ag / Ag + ). In addition, from FIG. 111, a current indicating reduction was observed in the vicinity of −2.32 V (vs. Ag / Ag + ).
100サイクルもの測定を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応および還元反応において、CV曲線のピーク位置やピーク強度にほとんど変化が見られない。このことから、本発明のアントラセン誘導体は酸化還元反応の繰り返しに対して極めて安定であることが分かった。 Despite repeated measurements for 100 cycles, there is almost no change in the peak position or peak intensity of the CV curve in the oxidation and reduction reactions. From this, it was found that the anthracene derivative of the present invention is extremely stable against repeated redox reactions.
本実施例では、本発明の発光素子について、図10を用いて説明する。 In this example, a light-emitting element of the present invention will be described with reference to FIG.
以下に、本実施例の発光素子の作製方法を示す。 A method for manufacturing the light-emitting element of this example is described below.
まず、ガラス基板2101上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極2102を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。
First, indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) was formed over a
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、真空蒸着装置を10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極2102上に、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)と酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、有機化合物と無機化合物とを含む複合材料を含む層2103を形成した。その膜厚は50nmとし、NPBと酸化モリブデン(VI)との比率は、重量比で4:1(=NPB:酸化モリブデン)となるように調節した。
Next, the substrate on which the first electrode is formed is fixed to a substrate holder provided in the vacuum deposition apparatus so that the surface on which the first electrode is formed is downward, and the vacuum deposition apparatus is set to 10 −4. After reducing the pressure to about Pa, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB) and molybdenum oxide (VI) were combined on the
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、複合材料を含む層2103上に4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)を10nmの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層2104を形成した。
Next, a 4 nm film of 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB) is formed over the
さらに、9−[4−(N−カルバゾリル)]フェニル−10−フェニルアントラセン(略称:CzPA)と構造式(219)で表される本発明のアントラセン誘導体である2−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−アミノ]−9,10−ジフェニルアントラセン(略称:2PCNPA)とを共蒸着することにより、正孔輸送層2104上に40nmの膜厚の発光層2105を形成した。ここで、CzPAと2PCNPAとの重量比は、1:0.05(=CzPA:2PCNPA)となるように蒸着レートを調節した。
Furthermore, 9- [4- (N-carbazolyl)] phenyl-10-phenylanthracene (abbreviation: CzPA) and 2- [N- (1-naphthyl) which is an anthracene derivative of the present invention represented by the structural formula (219) ) -N- (9-phenylcarbazol-3-yl) -amino] -9,10-diphenylanthracene (abbreviation: 2PCNPA) is co-evaporated to emit light with a thickness of 40 nm on the hole-
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層2105上に、バソフェナントロリン(略称:BPhen)を30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層2106を形成した。
Then, using a vapor deposition method using resistance heating, bathophenanthroline (abbreviation: BPhen) was formed to a thickness of 30 nm over the light-emitting
さらに、電子輸送層2106上に、フッ化リチウム(LiF)を1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層2107を形成した。
Further, lithium fluoride (LiF) was formed to a thickness of 1 nm over the electron-
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層2107上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極2108を形成することで、発光素子11を作製した。
Finally, a light-emitting element 11 was manufactured by forming a
発光素子11の電流密度−輝度特性を図102に、電圧−輝度特性を図103に、輝度−電流効率特性を図104に示す。また、1mAの電流を流したときの発光スペクトルを図105に示す。発光素子11は、輝度3270cd/m2のときのCIE色度座標は(x=0.27、y=0.62)であり、緑色の発光であった。また、輝度3270cd/m2のときの電流効率は16.1cd/Aであり、高い電流効率を示した。また、図105に示すように、1mAの電流を流したときの最大発光波長は518nmであった。 102 shows current density-luminance characteristics of the light-emitting element 11, FIG. 103 shows voltage-luminance characteristics, and FIG. 104 shows luminance-current efficiency characteristics. In addition, FIG. 105 shows an emission spectrum when a current of 1 mA is passed. The light emitting element 11 had a CIE chromaticity coordinate (x = 0.27, y = 0.62) at a luminance of 3270 cd / m 2 and emitted green light. The current efficiency at a luminance of 3270 cd / m 2 was 16.1 cd / A, indicating a high current efficiency. In addition, as shown in FIG. 105, the maximum emission wavelength when a current of 1 mA was passed was 518 nm.
本実施例では、本発明の発光素子について、図10を用いて説明する。 In this example, a light-emitting element of the present invention will be described with reference to FIG.
以下に、本実施例の発光素子の作製方法を示す。 A method for manufacturing the light-emitting element of this example is described below.
まず、ガラス基板2101上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極2102を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。
First, indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) was formed over a
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極2102上に、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)と酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層2103を形成した。その膜厚は50nmとし、NPBと酸化モリブデン(VI)との比率は、重量比で4:1(=NPB:酸化モリブデン)となるように調節した。
Next, the substrate on which the first electrode is formed is fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode is formed is downward, and the pressure is reduced to about 10 −4 Pa. Then, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB) and molybdenum oxide (VI) are co-evaporated on the
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、複合材料を含む層2103上に4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)を10nmの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層2104を形成した。
Next, a 4 nm film of 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB) is formed over the
さらに、9−[4−(N−カルバゾリル)]フェニル−10−フェニルアントラセン(略称:CzPA)と構造式(220)で表される本発明のアントラセン誘導体である2−{N−(1−ナフチル)−N−[9−(1−ナフチル)カルバゾール−3−イル]アミノ}−9,10−ジフェニルアントラセン(略称:2NCNPA)とを共蒸着することにより、正孔輸送層2104上に40nmの膜厚の発光層2105を形成した。ここで、CzPAと2NCNPAとの重量比は、1:0.01(=CzPA:2NCNPA)となるように蒸着レートを調節した。
Furthermore, 9- [4- (N-carbazolyl)] phenyl-10-phenylanthracene (abbreviation: CzPA) and 2- {N- (1-naphthyl) which is an anthracene derivative of the present invention represented by the structural formula (220) ) -N- [9- (1-naphthyl) carbazol-3-yl] amino} -9,10-diphenylanthracene (abbreviation: 2NCNPA) is co-evaporated to form a 40 nm film on the
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層2105上に、バソフェナントロリン(略称:BPhen)を30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層2106を形成した。
Then, using a vapor deposition method using resistance heating, bathophenanthroline (abbreviation: BPhen) was formed to a thickness of 30 nm over the light-emitting
さらに、電子輸送層2106上に、フッ化リチウム(LiF)を1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層2107を形成した。
Further, lithium fluoride (LiF) was formed to a thickness of 1 nm over the electron-
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層2107上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極2108を形成することで、発光素子12を作製した。
Finally, a light-emitting
発光素子12の電流密度−輝度特性を図106に、電圧−輝度特性を図107に、輝度−電流効率特性を図108に示す。また、1mAの電流を流したときの発光スペクトルを図109に示す。発光素子12は、輝度3090cd/m2のときのCIE色度座標は(x=0.28、y=0.62)であり、緑色の発光であった。また、輝度3090cd/m2のときの電流効率は14.0cd/Aであり、高い電流効率を示した。また、図109に示すように、1mAの電流を流したときの最大発光波長は511nmであった。
106 shows current density-luminance characteristics of the light-emitting
本実施例では、構造式(301)で表される本発明のアントラセン誘導体である2−{N−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ}−9,10−ジフェニルアントラセン(略称:2YGAPA)の合成方法を具体的に説明する。 In this example, 2- {N- [4- (carbazol-9-yl) phenyl] -N-phenylamino} -9,10-diphenyl which is an anthracene derivative of the present invention represented by the structural formula (301) A method for synthesizing anthracene (abbreviation: 2YGAPA) will be specifically described.
[ステップ1]2YGAPAの合成法
2YGAPAの合成スキームを(C−22)に示す。
[Step 1] Synthesis method of 2YGAPA The synthesis scheme of 2YGAPA is shown in (C-22).
実施例1のステップ1で合成した2−ブロモ−9,10−ジフェニルアントラセン2.0g(4.1mmol)、ナトリウム tert−ブトキシド1.0g(10mmol)、4−(カルバゾール−9−イル)ジフェニルアミン1.4g(4.1mmol)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)0.1g(0.2mmolを100mL三口フラスコに入れ、当該フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン30mL、トリ(tert−ブチル)ホスフィンの10wt%ヘキサン溶液0.1mLを加えた。この混合物を80℃で5時間加熱攪拌した。反応後、反応混合物にトルエンを加え、この懸濁液を飽和炭酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄した。水層と有機層を分離し、有機層をフロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮し固体を得た。得られた固体をクロロホルムとヘキサンの混合溶媒で再結晶したところ、目的物の黄色固体を収量2.2g、収率81%で得た。核磁気共鳴測定(NMR)によって、この化合物が2−{N−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ}−9,10−ジフェニルアントラセン(略称:2YGAPA)であることを確認した。
2-Bromo-9,10-diphenylanthracene 2.0 g (4.1 mmol), sodium tert-butoxide 1.0 g (10 mmol), 4- (carbazol-9-yl)
2YGAPAの1H NMRデータを以下に示す。1H NMR(300MHz、CDCl3):δ=7.05−7.12(m,1H),7.13−7.74(m,31H),8.16(d,J=6.8Hz,2H)。また、1H NMRチャートを図112(A)、図112(B)に示す。なお、図112(B)は、図112(A)における6.5ppm〜8.5ppmの範囲を拡大して表したチャートである。 The 1 H NMR data of 2YGAPA is shown below. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ = 7.05-7.12 (m, 1H), 7.13-7.74 (m, 31H), 8.16 (d, J = 6.8 Hz, 2H). 1 H NMR charts are shown in FIGS. 112 (A) and 112 (B). Note that FIG. 112B is a chart in which the range of 6.5 ppm to 8.5 ppm in FIG. 112A is enlarged.
2YGAPAのトルエン溶液の吸収スペクトルを図113に示す。測定には紫外可視分光光度計(日本分光株式会社製、V550型)を用いた。石英セル中のサンプル溶液のスペクトルから石英の吸収スペクトルを差し引くことで吸収スペクトルが得られ、これを図113に示した。図113において横軸は波長(nm)、縦軸は吸収強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では428nm付近に吸収が見られた。また、2YGAPAのトルエン溶液(励起波長430nm)の発光スペクトルを図114に示す。図114において横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では486nm(励起波長430nm)であった。 An absorption spectrum of a toluene solution of 2YGAPA is shown in FIG. An ultraviolet-visible spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, model V550) was used for the measurement. An absorption spectrum is obtained by subtracting the absorption spectrum of quartz from the spectrum of the sample solution in the quartz cell, and this is shown in FIG. In FIG. 113, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents absorption intensity (arbitrary unit). In the case of the toluene solution, absorption was observed at around 428 nm. In addition, FIG. 114 shows an emission spectrum of a toluene solution of 2YGAPA (excitation wavelength: 430 nm). In FIG. 114, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents emission intensity (arbitrary unit). In the case of the toluene solution, the maximum emission wavelength was 486 nm (excitation wavelength: 430 nm).
ま2YGAPAの薄膜状態におけるHOMO準位を大気中の光電子分光法(理研計器社製、AC−2)で測定した結果、−5.47eVであった。2YGAPAの薄膜の吸収スペクトルのTaucプロットで得られる吸収端から光学的エネルギーギャップを見積もったところ2.55eVであった。したがって、LUMO準位は−2.92eVである。 As a result of measuring the HOMO level of 2YGAPA in a thin film state by photoelectron spectroscopy in the atmosphere (manufactured by Riken Keiki Co., Ltd., AC-2), it was −5.47 eV. The optical energy gap was estimated from the absorption edge obtained by Tauc plot of the absorption spectrum of the 2YGAPA thin film, and it was 2.55 eV. Therefore, the LUMO level is -2.92 eV.
本実施例では、構造式(202)で表される本発明のアントラセン誘導体である9,10−ジフェニル−1−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]アントラセン(略称:1PCAPA)の合成方法を具体的に説明する。 In this example, 9,10-diphenyl-1- [N- (9-phenylcarbazol-3-yl) -N-phenylamino] anthracene which is an anthracene derivative of the present invention represented by the structural formula (202) ( A method for synthesizing (abbreviation: 1PCAPA) will be specifically described.
[ステップ1]1−ブロモ−9,10−ジフェニルアントラセンの合成 [Step 1] Synthesis of 1-bromo-9,10-diphenylanthracene
(i)1−ブロモ−9,10−アントラキノンの合成
1−ブロモ−9,10−アントラキノンの合成スキームを(C−23)に示す。
(I) Synthesis of 1-bromo-9,10-anthraquinone A synthesis scheme of 1-bromo-9,10-anthraquinone is shown in (C-23).
1−アミノ−9,10−アントラキノン20.0g(88.8mmol)、臭化銅(II)36.7g(164mmol)、アセトニトリル240mLを500mL三口フラスコへ入れ窒素置換をし、亜硝酸tert−ブチル15.8mL(133mmol)を加えて、65℃で6時間撹拌した。反応終了後、反応混合物を3mol/L塩酸約1.3L中に注ぎ、室温で3時間撹拌した。混合物中の析出物を吸引ろ過により回収し、固体を水、エタノールで洗浄した。得られた固体をトルエンとクロロホルムの混合溶媒に溶かしてフロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン)により精製した。得られた固体をクロロホルムとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、1−ブロモ−9,10−アントラキノンの黄色粉末を9.37g、収率36%で得た。
1-Amino-9,10-anthraquinone 20.0 g (88.8 mmol), copper bromide (II) 36.7 g (164 mmol), and acetonitrile 240 mL were placed in a 500 mL three-necked flask and purged with nitrogen, and tert-
(ii)1−ブロモ−9,10−ジフェニル−9,10−ジヒドロアントラセン−9,10−ジオールの合成
1−ブロモ−9,10−ジフェニル−9,10−ジヒドロアントラセン−9,10−ジオールの合成スキームを(C−24)に示す。
(Ii) Synthesis of 1-bromo-9,10-diphenyl-9,10-dihydroanthracene-9,10-diol 1-bromo-9,10-diphenyl-9,10-dihydroanthracene-9,10-diol The synthesis scheme is shown in (C-24).
1−ブロモアントラキノン9.37g(32.4mmol)を500mL三口フラスコへ入れ窒素置換をし、テトラヒドロフラン(略称:THF)150mLを加えて、フェニルリチウム(2.1mol/L ジブチルエーテル溶液)34.0mL(71.3mmol)を一気に加え、室温で24時間撹拌した。反応終了後、反応溶液を水で洗浄し、水層を酢酸エチルで抽出し、抽出部と有機層と合わせて、硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥後、混合物を吸引ろ過し、ろ液を濃縮したところ、1−ブロモ−9,10−ジフェニル−9,10−ジヒドロアントラセン−9,10−ジオールの褐色油状物を14.4g、収率約100%で得た。 9.37 g (32.4 mmol) of 1-bromoanthraquinone was placed in a 500 mL three-necked flask and purged with nitrogen, 150 mL of tetrahydrofuran (abbreviation: THF) was added, and 34.0 mL of phenyl lithium (2.1 mol / L dibutyl ether solution) ( 71.3 mmol) was added at once and stirred at room temperature for 24 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was washed with water, the aqueous layer was extracted with ethyl acetate, and the extract and the organic layer were combined and dried over magnesium sulfate. After drying, the mixture was filtered with suction, and the filtrate was concentrated. As a result, 14.4 g of a brown oily substance of 1-bromo-9,10-diphenyl-9,10-dihydroanthracene-9,10-diol was obtained, and the yield was about Obtained at 100%.
(iii)1−ブロモ−9,10−ジフェニルアントラセンの合成
1−ブロモ−9,10−ジフェニルアントラセンの合成スキームを(C−25)に示す。
(Iii) Synthesis of 1-bromo-9,10-diphenylanthracene A synthesis scheme of 1-bromo-9,10-diphenylanthracene is shown in (C-25).
1−ブロモ−9,10−ジフェニル−9,10−ジヒドロアントラセン−9,10−ジオール14.4g(32.4mmol)、ヨウ化カリウム9.68g(58.3mmol)、ホスフィン酸ナトリウム一水和物18.6g(175mmol)、氷酢酸100mLを500mL三口フラスコへ入れ、120℃で5時間還流した。反応終了後、50%ホスフィン酸溶液40mLを加え、室温で18時間撹拌した。反応終了後、反応溶液を水で洗浄し、水層を酢酸エチルで抽出し、抽出部と有機層と合わせて、硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥後、混合物を吸引ろ過し、ろ液を濃縮した。得られた残渣をトルエンに溶かしてフロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒;トルエン:ヘキサン=1:5)により精製した。得られた固体をメタノールで洗浄したところ、1−ブロモ−9,10−ジフェニルアントラセンの淡黄色粉末を0.50g、収率3.8%で得た。 1-Bromo-9,10-diphenyl-9,10-dihydroanthracene-9,10-diol 14.4 g (32.4 mmol), potassium iodide 9.68 g (58.3 mmol), sodium phosphinate monohydrate 18.6 g (175 mmol) and 100 mL of glacial acetic acid were placed in a 500 mL three-necked flask and refluxed at 120 ° C. for 5 hours. After completion of the reaction, 40 mL of 50% phosphinic acid solution was added and stirred at room temperature for 18 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was washed with water, the aqueous layer was extracted with ethyl acetate, and the extract and the organic layer were combined and dried over magnesium sulfate. After drying, the mixture was filtered with suction, and the filtrate was concentrated. The obtained residue was dissolved in toluene and suction filtered through Florisil, Celite, and alumina, and the filtrate was concentrated. The obtained residue was purified by silica gel column chromatography (developing solvent; toluene: hexane = 1: 5). The obtained solid was washed with methanol to obtain 0.50 g of light yellow powder of 1-bromo-9,10-diphenylanthracene in a yield of 3.8%.
[ステップ2]1PCAPAの合成法
1PCAPAの合成スキームを(C−26)に示す。
[Step 2] Synthesis method of 1PCAPA A synthesis scheme of 1PCAPA is shown in (C-26).
実施例12のステップ1で合成した1−ブロモ−9,10−ジフェニルアントラセン0.50g(1.2mmol)、N−フェニル−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)アミン(略称:PCA)0.45g(1.3mmol)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)0.035g(0.061mmol)、ナトリウム tert−ブトキシド0.29g(3.1mmol)を100mL三口フラスコへ入れ窒素置換をし、トルエン10mL、トリ(tert−ブチル)ホスフィン(10%ヘキサン溶液)0.12g(0.061mmol)を加えて、反応混合物を80℃で18時間撹拌した。反応終了後、反応混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒;ヘキサン:トルエン=3:2)により精製し、得られた固体をクロロホルム、ヘキサンにより再結晶したところ、目的物の橙色粉末を0.08g、収率10%で得た。核磁気共鳴測定(NMR)によって、この化合物が9,10−ジフェニル−1−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]アントラセン(略称:1PCAPA)であることを確認した。
0.50 g (1.2 mmol) of 1-bromo-9,10-diphenylanthracene synthesized in
この化合物の1H NMRデータを以下に示す。1H NMR(300MHz、CDCl3):δ=6.93−6.97(m,1H),7.12−7.32(m,16H),7.39−7.41(m,2H),7.47−7.66(m,13H),7.88−7.97(m,2H)。また、1H NMRチャートを図115(A)、図115(B)に示す。なお、図115(B)は、図115(A)における6.5ppm〜8.5ppmの範囲を拡大して表したチャートである。 1 H NMR data of this compound is shown below. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ = 6.93-6.97 (m, 1H), 7.12-7.32 (m, 16H), 7.39-7.41 (m, 2H) 7.47-7.66 (m, 13H), 7.88-7.97 (m, 2H). 1 H NMR charts are shown in FIGS. 115A and 115B. Note that FIG. 115B is a chart in which the range of 6.5 ppm to 8.5 ppm in FIG.
また、1PCAPAのトルエン溶液の吸収スペクトルを図116に示す。測定には紫外可視分光光度計(日本分光株式会社製、V550型)を用いた。石英セル中のサンプル溶液のスペクトルから石英の吸収スペクトルを差し引くことで吸収スペクトルが得られ、これを図116に示した。図116において横軸は波長(nm)、縦軸は吸収強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では443nm付近に吸収が見られた。また、1PCAPAのトルエン溶液(励起波長430nm)の発光スペクトルを図117に示す。図117において横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では512nm(励起波長430nm)であった。 In addition, FIG. 116 shows an absorption spectrum of a toluene solution of 1PCAPA. An ultraviolet-visible spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, model V550) was used for the measurement. An absorption spectrum is obtained by subtracting the absorption spectrum of quartz from the spectrum of the sample solution in the quartz cell, and this is shown in FIG. In FIG. 116, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents absorption intensity (arbitrary unit). In the case of the toluene solution, absorption was observed at around 443 nm. An emission spectrum of a 1PCAPA toluene solution (excitation wavelength: 430 nm) is shown in FIG. In FIG. 117, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents emission intensity (arbitrary unit). In the case of the toluene solution, the maximum emission wavelength was 512 nm (excitation wavelength: 430 nm).
本実施例では、構造式(207)で表される本発明のアントラセン誘導体である9,10−ビス(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)−2−[N−フェニル−N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)アミノ]アントラセン(略称:2PCADFA)の合成方法を具体的に説明する。 In this example, 9,10-bis (9,9-dimethylfluoren-2-yl) -2- [N-phenyl-N- (9) which is an anthracene derivative of the present invention represented by the structural formula (207) A method for synthesizing -phenyl-9H-carbazol-3-yl) amino] anthracene (abbreviation: 2PCADFA) is specifically described.
[ステップ1]2−ブロモ−9,9−ジメチルフルオレンの合成 [Step 1] Synthesis of 2-bromo-9,9-dimethylfluorene
(i)2−ブロモ−9,9−ジメチルフルオレンの合成
2−ブロモ−9,9−ジメチルフルオレンの合成スキームを(C−27)に示す。
(I) Synthesis of 2-bromo-9,9-dimethylfluorene A synthesis scheme of 2-bromo-9,9-dimethylfluorene is shown in (C-27).
2−ブロモフルオレン12.5g(51mmol)、ヨウ化カリウム8.5g(51mmol)、水酸化カリウム14.3g(0.50mol)、ジメチルスルホキシド250mLを500mL三角フラスコに30分間撹拌した。この混合物にヨウ化メチル10mLを少量ずつ加えた。この混合物を室温で48時間撹拌した。反応後、反応溶液に400mLのクロロホルムを加えて撹拌した。この溶液を1N塩酸、飽和炭酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順に洗浄した。有機層に硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。乾燥後、この混合物を吸引ろ過、濃縮し、残渣をカラムクロマトグラフィーによる精製を行った。カラムクロマトグラフィーはまず、ヘキサンを展開溶媒として用い、ついで酢酸エチル:ヘキサン=1:5の混合溶媒を展開溶媒として用いた。対応するフラクションを濃縮し、乾燥したところ、褐色油状物を12g、収率97%で得た。
2-Bromofluorene 12.5 g (51 mmol), potassium iodide 8.5 g (51 mmol), potassium hydroxide 14.3 g (0.50 mol) and
(ii)9,10−ビス(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)−2−ブロモ−9,10−ジヒドロアントラセン−9,10−ジオールの合成
9,10−ビス(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)−2−ブロモ−9,10−ジヒドロアントラセン−9,10−ジオールの合成スキームを(C−28)および(C−29)に示す。
(Ii) Synthesis of 9,10-bis (9,9-dimethylfluoren-2-yl) -2-bromo-9,10-dihydroanthracene-9,10-
2−ブロモ−9,9−ジメチルフルオレン12g(46mmol)とテトラヒドロフラン(略称:THF)150mLを500mL三口フラスコに入れ、当該フラスコ内を窒素置換した。この溶液に1.6mol/Lのn−ブチルリチウムのヘキサン溶液35mLを−78℃でゆっくり滴下し、1.5時間撹拌した。反応後、この反応混合物にTHF100mLに溶解した2−ブロモ−9,10−アントラキノン5.4g(19mmol)を加えた。この溶液を室温で18時間撹拌した。撹拌後、この溶液に1N塩酸を加え、30分撹拌した。この混合物を分液ロートに移し、水層を酢酸エチルで抽出した。抽出液と有機層を合わせて飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄した。洗浄後、有機層に硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。乾燥後、この混合物を吸引ろ過し。得られたろ液をセライト、フロリジール、アルミナを通して吸引ろ過し、得られたろ液を濃縮したところ、表記化合物を褐色油状物として得た。 2-Bromo-9,9-dimethylfluorene (12 g, 46 mmol) and tetrahydrofuran (abbreviation: THF) (150 mL) were placed in a 500 mL three-necked flask, and the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen. To this solution, 35 mL of a 1.6 mol / L n-butyllithium hexane solution was slowly added dropwise at −78 ° C. and stirred for 1.5 hours. After the reaction, 5.4 g (19 mmol) of 2-bromo-9,10-anthraquinone dissolved in 100 mL of THF was added to the reaction mixture. The solution was stirred at room temperature for 18 hours. After stirring, 1N hydrochloric acid was added to this solution and stirred for 30 minutes. The mixture was transferred to a separatory funnel and the aqueous layer was extracted with ethyl acetate. The extract and the organic layer were combined and washed with a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution and saturated brine. After washing, magnesium sulfate was added to the organic layer and dried. After drying, the mixture is suction filtered. The obtained filtrate was suction filtered through Celite, Florisil, and alumina, and the obtained filtrate was concentrated to obtain the title compound as a brown oil.
(iii)9,10−ビス(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)−2−ブロモアントラセンの合成
9,10−ビス(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)−2−ブロモアントラセンの合成スキームを(C−30)に示す。
(Iii) Synthesis of 9,10-bis (9,9-dimethylfluoren-2-yl) -2-bromoanthracene of 9,10-bis (9,9-dimethylfluoren-2-yl) -2-bromoanthracene The synthesis scheme is shown in (C-30).
9,10−ビス(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)−2−ブロモ−9,10−ジヒドロアントラセン−9,10−ジオール46mmol、ホスフィン酸ナトリウム一水和物24g(0.23mol)、ヨウ化カリウム15g(91mmol)の氷酢酸100mL溶液を120℃で4時間加熱撹拌した。反応後、反応混合物に50%ホスフィン酸溶液60mLを加えた後、さらに120℃で2時間加熱撹拌した。混合物に水を加えて1時間撹拌した後、混合物を吸引ろ過した。得られた固体を水で洗浄し、固体をトルエンに溶解し、この溶液を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄した。有機層に硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。乾燥後、この混合物を吸引ろ過した。得られたろ液をセライト、フロリジール、アルミナを通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮して得た固体をクロロホルムとメタノールの混合溶媒に溶かして、超音波を照射したところ、表記化合物を淡黄色固体として14g得た。ステップ(ii)と(iii)の2段階での全収率は47%であった。 9,10-bis (9,9-dimethylfluoren-2-yl) -2-bromo-9,10-dihydroanthracene-9,10-diol 46 mmol, sodium phosphinate monohydrate 24 g (0.23 mol), A solution of 15 g (91 mmol) of potassium iodide in 100 mL of glacial acetic acid was heated and stirred at 120 ° C. for 4 hours. After the reaction, 60 mL of 50% phosphinic acid solution was added to the reaction mixture, and the mixture was further heated and stirred at 120 ° C. for 2 hours. After adding water to the mixture and stirring for 1 hour, the mixture was filtered with suction. The obtained solid was washed with water, the solid was dissolved in toluene, and this solution was washed with a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution and saturated brine. Magnesium sulfate was added to the organic layer and dried. After drying, the mixture was filtered with suction. The obtained filtrate was suction filtered through Celite, Florisil, and alumina. The solid obtained by concentrating the obtained filtrate was dissolved in a mixed solvent of chloroform and methanol and irradiated with ultrasonic waves, whereby 14 g of the title compound was obtained as a pale yellow solid. The overall yield in the two stages of steps (ii) and (iii) was 47%.
[ステップ2]2PCADFAの合成
2PCADFAの合成スキームを(C−31)に示す。
[Step 2] Synthesis of 2PCADFA A synthesis scheme of 2PCADFA is shown in (C-31).
9,10−ビス(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)−2−ブロモアントラセン1.5g(2.3mmol)、ナトリウム tert−ブトキシド1.0g(10mmol)、N−フェニル−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)アミン(略称:PCA)0.78g(2.3mmol)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)0.08g(0.16mmol)を100mL三口フラスコに入れ、当該フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン30mL、トリ(tert−ブチル)ホスフィンの10%ヘキサン溶液を0.05mL加え、この混合物を80℃で5時間加熱攪拌した。撹拌後、反応混合物にトルエンを加え、この懸濁液を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄した。有機層をフロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、水、飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。この混合物を吸引ろ過して硫酸マグネシウムを除去し、得られたろ液を濃縮した。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:トルエン:ヘキサン=1:9、次いでトルエン:ヘキサン=1:5、次いでトルエン:ヘキサン=1:2)により精製し、得られた固体をジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒で再結晶したところ、粉末状黄色固体を収量0.70g、収率77%で得た。核磁気共鳴測定(NMR)によって、この化合物が9,10−ビス(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)−2−[N−フェニル−N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)アミノ]アントラセン(略称:2PCADFA)であることを確認した。 9,10-bis (9,9-dimethylfluoren-2-yl) -2-bromoanthracene 1.5 g (2.3 mmol), sodium tert-butoxide 1.0 g (10 mmol), N-phenyl- (9-phenyl) -9H-carbazol-3-yl) amine (abbreviation: PCA) 0.78 g (2.3 mmol) and bis (dibenzylideneacetone) palladium (0) 0.08 g (0.16 mmol) were placed in a 100 mL three-necked flask, The flask was purged with nitrogen. To this mixture, 30 mL of toluene and 0.05 mL of a 10% hexane solution of tri (tert-butyl) phosphine were added, and the mixture was heated and stirred at 80 ° C. for 5 hours. After stirring, toluene was added to the reaction mixture, and the suspension was washed with a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution and saturated brine. The organic layer was suction filtered through Florisil, Celite, and alumina, washed with water and saturated brine, and dried by adding magnesium sulfate. The mixture was suction filtered to remove magnesium sulfate, and the resulting filtrate was concentrated. The obtained solid was purified by silica gel column chromatography (developing solution: toluene: hexane = 1: 9, then toluene: hexane = 1: 5, then toluene: hexane = 1: 2), and the obtained solid was combined with dichloromethane. Recrystallization from a mixed solvent of hexane gave 0.70 g of a powdery yellow solid in a yield of 77%. By nuclear magnetic resonance measurement (NMR), the compound was converted to 9,10-bis (9,9-dimethylfluoren-2-yl) -2- [N-phenyl-N- (9-phenyl-9H-carbazole-3- Yl) amino] anthracene (abbreviation: 2PCADFA).
この化合物の1H NMRデータを以下に示す。1H NMR(300MHz、CDCl3):δ=1.04(d,J=1.95,3H)、1.41(s,3H)、1.54−1.59(m,6H)、6.83−6.90(m、1H)、7.09−7.24(m,10H)、7.25−7.64(m,20H)、7.63−7.70(m、2H)、7.70−7.75(m,1H)、7.82(dd,J1=2.0Hz,J2=6.8Hz,1H)、7.88(s,1H)、7.92(d,J=8.3Hz,2H)。また、1H NMRチャートを図118(A)、図118(B)に示す。なお、図118(B)は、図118(A)における6.5ppm〜8.5ppmの範囲を拡大して表したチャートである。 1 H NMR data of this compound is shown below. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ = 1.04 (d, J = 1.95, 3H), 1.41 (s, 3H), 1.54-1.59 (m, 6H), 6 .83-6.90 (m, 1H), 7.09-7.24 (m, 10H), 7.25-7.64 (m, 20H), 7.63-7.70 (m, 2H) 7.70-7.75 (m, 1H), 7.82 (dd, J1 = 2.0 Hz, J2 = 6.8 Hz, 1H), 7.88 (s, 1H), 7.92 (d, J = 8.3 Hz, 2H). A 1 H NMR chart is shown in FIGS. 118A and 118B. 118B is a chart in which the range of 6.5 ppm to 8.5 ppm in FIG. 118A is enlarged.
得られた黄色固体0.70gの昇華精製をトレインサブリメーション法により行った。昇華精製は7.0Paの減圧下、アルゴンの流量を3mL/minとして352℃で15時間行った。収量0.62gで回収率は89%であった。 Sublimation purification of 0.70 g of the obtained yellow solid was performed by a train sublimation method. Sublimation purification was performed at 352 ° C. for 15 hours under a reduced pressure of 7.0 Pa with an argon flow rate of 3 mL / min. The yield was 0.62 g and the recovery rate was 89%.
また、2PCADFAのトルエン溶液の吸収スペクトルを図119に示す。測定には紫外可視分光光度計(日本分光株式会社製、V550型)を用いた。石英セル中のサンプル溶液のスペクトルから石英の吸収スペクトルを差し引くことで吸収スペクトルが得られ、これを図119に示した。図119において横軸は波長(nm)、縦軸は吸収強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では442nm付近に吸収が見られた。また、2PCADFAのトルエン溶液(励起波長439nm)の発光スペクトルを図119に示す。図119において横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では516nm(励起波長439nm)であった。 In addition, FIG. 119 shows an absorption spectrum of a toluene solution of 2PCADFA. An ultraviolet-visible spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, model V550) was used for the measurement. An absorption spectrum was obtained by subtracting the absorption spectrum of quartz from the spectrum of the sample solution in the quartz cell, and this is shown in FIG. In FIG. 119, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents absorption intensity (arbitrary unit). In the case of the toluene solution, absorption was observed at around 442 nm. In addition, an emission spectrum of a toluene solution of 2PCADFA (excitation wavelength: 439 nm) is shown in FIG. In FIG. 119, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents emission intensity (arbitrary unit). In the case of the toluene solution, the maximum emission wavelength was 516 nm (excitation wavelength: 439 nm).
本実施例では、構造式(119)で表される本発明のアントラセン誘導体である9,10−ジフェニル−2−[N−(4’−ジフェニルアミノ−1,1’−ビフェニル−4−イル)−N−フェニルアミノ]アントラセン(略称:2DPBAPA)の合成方法を具体的に説明する。なお、構造式(119)で表される2DPBAPAは、一般式(5)において、Ar1およびAr2が、構造式(20−1)であり、Aが構造式(31−18)である場合に対応する。 In this example, 9,10-diphenyl-2- [N- (4′-diphenylamino-1,1′-biphenyl-4-yl) which is an anthracene derivative of the present invention represented by the structural formula (119) is used. A method for synthesizing [N-phenylamino] anthracene (abbreviation: 2DPBAPA) will be specifically described. Note that 2DPBAPA represented by the structural formula (119) is a case where, in the general formula (5), Ar 1 and Ar 2 are the structural formula (20-1), and A is the structural formula (31-18). Corresponding to
[ステップ1]トリフェニルアミン−4−ボロン酸の合成
トリフェニルアミン−4−ボロン酸の合成スキームを(C−32)に示す。
[Step 1] Synthesis of triphenylamine-4-boronic acid A synthesis scheme of triphenylamine-4-boronic acid is shown in (C-32).
窒素下、10g(31mmol)の4−ブロモトリフェニルアミンのテトラヒドロフラン(THF、150mL))溶液を−80℃で20mL(32mmol)のnーブチルリチウム(1.58mol/Lヘキサン溶液)をシリンジにより滴下した。滴下終了後、溶液を同温度で1時間攪拌した。この溶液へ3.8mL(34mmol)のホウ酸トリメチルを加えてたのち、反応温度を室温に戻しながら約15時間攪拌した。この溶液に約150mLの希塩酸(1.0mol/L)を加えて、1時間攪拌した。攪拌後、この混合物の水層を酢酸エチルで抽出し、抽出溶液と有機層を合わせて、飽和炭酸水素ナトリウムで洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、ろ過、濃縮したところ、淡褐色の油状物を得た。この油状物に約20mLのクロロホルムを加えて溶かしてから、更に約50mLのヘキサンを加えて1時間放置したところ、白色固体が析出した。この固体を吸引ろ過により回収したところ、目的物の白色固体を5.2g、収率58%で得た。 Under nitrogen, 10 g (31 mmol) of 4-bromotriphenylamine in tetrahydrofuran (THF, 150 mL) solution was added dropwise at −80 ° C. with 20 mL (32 mmol) of n-butyllithium (1.58 mol / L hexane solution) with a syringe. After completion of the dropwise addition, the solution was stirred at the same temperature for 1 hour. 3.8 mL (34 mmol) of trimethyl borate was added to this solution, and then stirred for about 15 hours while returning the reaction temperature to room temperature. About 150 mL of diluted hydrochloric acid (1.0 mol / L) was added to this solution and stirred for 1 hour. After stirring, the aqueous layer of this mixture was extracted with ethyl acetate, and the extracted solution and the organic layer were combined and washed with saturated sodium bicarbonate. The organic layer was dried over magnesium sulfate, filtered and concentrated to give a light brown oil. About 20 mL of chloroform was added to the oil to dissolve it, and then about 50 mL of hexane was further added and allowed to stand for 1 hour to precipitate a white solid. When this solid was collected by suction filtration, 5.2 g of a target white solid was obtained in a yield of 58%.
[ステップ2]N,N’,N’−トリフェニルベンジジン(略称:DPBA)の合成
N,N’,N’−トリフェニルベンジジン(略称:DPBA)の合成スキームを(C−33)に示す。
[Step 2] Synthesis of N, N ′, N′-triphenylbenzidine (abbreviation: DPBA) A synthesis scheme of N, N ′, N′-triphenylbenzidine (abbreviation: DPBA) is shown in (C-33).
4.3g(17mmol)の4−ブロモジフェニルアミンと、5g(17mmol)のトリフェニルアミン−4−ボロン酸と、532mg(1.8mmol)のトリ(o−トリル)ホスフィンを500mL三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へ60mLのトルエンと、40mLのエタノールと、14mLの炭酸カリウム水溶液(0.2mol/L)を加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、脱気後、75mg(0.35mmol)の酢酸パラジウム(II)を加えた。この混合物を、100℃で10.5時間還流した。この混合物の水層をトルエンで抽出した。抽出溶液と有機層とを合わせて飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて乾燥し、ろ過、濃縮したところ、淡褐色の油状物を得た。この油状物を約50mLのトルエンに溶かしてから、セライトとアルミナとフロリジルを通して吸引ろ過した。ろ液を濃縮して得た固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒はヘキサン:トルエン=4:6)により精製し、得られた白色固体をクロロホルム/ヘキサンにより再結晶したところ、目的物の白色固体を3.5g、収率49%で得た。 4.3 g (17 mmol) of 4-bromodiphenylamine, 5 g (17 mmol) of triphenylamine-4-boronic acid, and 532 mg (1.8 mmol) of tri (o-tolyl) phosphine were placed in a 500 mL three-necked flask. The inside was replaced with nitrogen. To this mixture, 60 mL of toluene, 40 mL of ethanol, and 14 mL of an aqueous potassium carbonate solution (0.2 mol / L) were added. The mixture was deaerated while being stirred under reduced pressure. After deaeration, 75 mg (0.35 mmol) of palladium (II) acetate was added. The mixture was refluxed at 100 ° C. for 10.5 hours. The aqueous layer of this mixture was extracted with toluene. The extracted solution and the organic layer were combined and washed with saturated brine, dried over magnesium sulfate, filtered and concentrated to give a light brown oil. This oily substance was dissolved in about 50 mL of toluene, and then suction filtered through Celite, alumina, and Florisil. The solid obtained by concentrating the filtrate was purified by silica gel column chromatography (developing solvent: hexane: toluene = 4: 6), and the obtained white solid was recrystallized from chloroform / hexane to obtain the white product of interest. 3.5 g of solid was obtained with a yield of 49%.
[ステップ3]2DPBAPAの合成
2DPBAPAの合成スキームを(C−34)に示す。
[Step 3] Synthesis of 2DPBAPA A synthesis scheme of 2DPBAPA is shown in (C-34).
1.5g(3.6mmol)の2−ブロモ−9、10−ジフェニルアントラセンと、1.5g(3.6mmol)のN,N’,N’−トリフェニルベンジジン(略称:DPBA)と、1.5g(16mmol)のナトリウム tert−ブトキシドを100mL三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へ、20mLのトルエンと、0.10mLのトリ(tert−ブチル)ホスフィン(10wt%ヘキサン溶液)を加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、41mg(0.072mmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加えた。この混合物を、100℃で3時間攪拌した。反応混合物へ約50mLのトルエンを加えてから、この混合物をセライト、フロリジル、アルミナを通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮して油状物を得た。この油状物へ約10mLのトルエンを加えて、約2時間放置したところ、黄色固体が析出した。この固体を吸引ろ過により回収したところ、目的物の黄色粉末を2.5g、収率91%で得た。核磁気共鳴測定(NMR)によって、この化合物が9,10−ジフェニル−2−[N−(4’−ジフェニルアミノ−1,1’−ビフェニル−4−イル)−N−フェニルアミノ]アントラセン(略称:2DPBAPA)であることを確認した。 1.5 g (3.6 mmol) of 2-bromo-9,10-diphenylanthracene, 1.5 g (3.6 mmol) of N, N ′, N′-triphenylbenzidine (abbreviation: DPBA), 5 g (16 mmol) of sodium tert-butoxide was put into a 100 mL three-necked flask, and the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen. To this mixture, 20 mL of toluene and 0.10 mL of tri (tert-butyl) phosphine (10 wt% hexane solution) were added. The mixture was degassed with stirring under reduced pressure and 41 mg (0.072 mmol) of bis (dibenzylideneacetone) palladium (0) was added. The mixture was stirred at 100 ° C. for 3 hours. About 50 mL of toluene was added to the reaction mixture, and the mixture was suction filtered through celite, florisil, and alumina. The obtained filtrate was concentrated to give an oily substance. When about 10 mL of toluene was added to this oily substance and allowed to stand for about 2 hours, a yellow solid was precipitated. When this solid was recovered by suction filtration, 2.5 g of a target yellow powder was obtained in a yield of 91%. By nuclear magnetic resonance measurement (NMR), this compound was converted into 9,10-diphenyl-2- [N- (4′-diphenylamino-1,1′-biphenyl-4-yl) -N-phenylamino] anthracene (abbreviation). : 2DPBAPA).
この化合物の1H NMRデータを以下に示す。1H NMR(300MHz、DMSO−d6):δ=7.01−7.08(m、11H)、7.13−7.17(m、5H)、7.22−7.89(m、12H)、7.42−7.66(m、12H)。また、1H NMRチャートを図120(A)、図120(B)に示す。なお、図120(B)は、図120(A)における6.5ppm〜8.5ppmの範囲を拡大して表したチャートである。 1 H NMR data of this compound is shown below. 1 H NMR (300 MHz, DMSO-d 6 ): δ = 7.01-7.08 (m, 11H), 7.13-7.17 (m, 5H), 7.22-7.89 (m, 12H), 7.42-7.66 (m, 12H). 1 H NMR charts are shown in FIGS. 120 (A) and 120 (B). Note that FIG. 120B is a chart in which the range of 6.5 ppm to 8.5 ppm in FIG.
また、2DPBAPAのトルエン溶液の吸収スペクトルを図121に示す。測定には紫外可視分光光度計(日本分光株式会社製、V550型)を用いた。石英セル中のサンプル溶液のスペクトルから石英の吸収スペクトルを差し引くことで吸収スペクトルが得られ、これを図121に示した。図121において横軸は波長(nm)、縦軸は吸収強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では355nm付近に吸収が見られた。また、2DPBAPAのトルエン溶液(励起波長370nm)の発光スペクトルを図122に示す。図122において横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では493nm(励起波長370nm)であった。 In addition, FIG. 121 shows an absorption spectrum of a 2DPBAPA toluene solution. An ultraviolet-visible spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, model V550) was used for the measurement. An absorption spectrum is obtained by subtracting the absorption spectrum of quartz from the spectrum of the sample solution in the quartz cell, and this is shown in FIG. 121, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents absorption intensity (arbitrary unit). In the case of the toluene solution, absorption was observed at around 355 nm. In addition, FIG. 122 shows an emission spectrum of a toluene solution of 2DPBAPA (excitation wavelength: 370 nm). 122, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents emission intensity (arbitrary unit). In the case of the toluene solution, the maximum emission wavelength was 493 nm (excitation wavelength: 370 nm).
本実施例では、構造式(319)で表される本発明のアントラセン誘導体である2−{N−[4’−(9H−カルバゾール−9−イル)−1,1’−ビフェニル−4−イル]−N−フェニルアミノ}−9,10−ジフェニルアントラセン(略称:2YGBAPA)の合成方法を具体的に説明する。なお、構造式(319)で表される2YGBAPAは、一般式(5)において、Ar1およびAr2が、構造式(20−1)であり、Aが構造式(33−10)である場合に対応する。 In this example, 2- {N- [4 ′-(9H-carbazol-9-yl) -1,1′-biphenyl-4-yl] which is an anthracene derivative of the present invention represented by the structural formula (319) is used. ] A method for synthesizing -N-phenylamino} -9,10-diphenylanthracene (abbreviation: 2YGBAPA) will be specifically described. Note that 2YGBAPA represented by the structural formula (319) is a case where, in the general formula (5), Ar 1 and Ar 2 are the structural formula (20-1) and A is the structural formula (33-10). Corresponding to
[ステップ1]9−フェニルカルバゾール−3−イルボロン酸の合成
9−フェニルカルバゾール−3−イルボロン酸の合成スキームを(C−35)に示す。
[Step 1] Synthesis of 9-phenylcarbazol-3-ylboronic acid A synthesis scheme of 9-phenylcarbazol-3-ylboronic acid is shown in (C-35).
実施例2のステップ1で合成された3−ブロモ−9−フェニルカルバゾール19.6g(60.7mmol)のTHF(100mL)溶液に、窒素下、−78℃にてn−ブチルリチウムヘキサン溶液(1.58mol/L)66.8mL(42.3mmol)を滴下し、同温度で3時間攪拌した。その後、ホウ酸トリメチル13.5mL(140mmol)を加え、室温に戻しながら24時間撹拌した。この溶液に2.0mol/L塩酸200mLを加え、室温で1時間撹拌した。この溶液を酢酸エチルで抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過し、濃縮した。得られた固体をクロロホルムとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、9−フェニルカルバゾール−3−イルボロン酸の白色粉末を10.2g、収率58%で得た。
To a solution of 19.6 g (60.7 mmol) of 3-bromo-9-phenylcarbazole synthesized in
[ステップ2]4−[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ジフェニルアミン(略称:YGBA)の合成
4−[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ジフェニルアミン(略称:YGBA)の合成スキームを(C−36)に示す。
[Step 2] Synthesis of 4- [4- (9H-carbazol-9-yl) phenyl] diphenylamine (abbreviation: YGBA) 4- [4- (9H-carbazol-9-yl) phenyl] diphenylamine (abbreviation: YGBA) The synthesis scheme of is shown in (C-36).
2.2g(8.8mmol)の4−ブロモジフェニルアミンと、2.5g(8.8mmol)のトリフェニルアミン−4−ボロン酸と、398mg(1.3mmol)のトリ(o−トリル)ホスフィンを200mL三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へ30mLのトルエンと、20mLのエタノールと、14mLの炭酸カリウム水溶液(0.2mol/L)を加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、59mg(0.26mmol)の酢酸パラジウム(II)を加えた。この混合物を、100℃で6.5時間還流した。この混合物を約15時間放冷したところ、淡黒褐色の固体が析出した。この固体を吸引ろ過により回収したところ、目的物の淡黒褐色固体を2.5g、収率70%で得た。 200 mL of 2.2 g (8.8 mmol) 4-bromodiphenylamine, 2.5 g (8.8 mmol) triphenylamine-4-boronic acid and 398 mg (1.3 mmol) tri (o-tolyl) phosphine The flask was placed in a three-neck flask, and the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen. To this mixture, 30 mL of toluene, 20 mL of ethanol, and 14 mL of an aqueous potassium carbonate solution (0.2 mol / L) were added. The mixture was degassed with stirring under reduced pressure and 59 mg (0.26 mmol) of palladium (II) acetate was added. The mixture was refluxed at 100 ° C. for 6.5 hours. When this mixture was allowed to cool for about 15 hours, a light black-brown solid precipitated. When this solid was collected by suction filtration, 2.5 g of a target light black-brown solid was obtained in a yield of 70%.
[ステップ4]2YGBAPAの合成
2YGBAPAの合成スキームを(C−37)に示す。
[Step 4] Synthesis of 2YGBAPA A synthesis scheme of 2YGBAPA is shown in (C-37).
1.2g(3.0mmol)の2−ブロモ−9、10−ジフェニルアントラセンと、1.2g(3.0mmol)のYGBAと、1.5g(16mmol)のナトリウム tert−ブトキシドを100mL三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へ、15mLのトルエンと、0.20mLのトリ(tert−ブチル)ホスフィン(10wt%ヘキサン溶液)を加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、86mg(0.15mmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加えた。この混合物を、100℃で3時間攪拌した。攪拌後、この混合物をセライトとアルミナとフロリジルを通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮して得た油状物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒はヘキサン:トルエン=7:3)により精製し、得られた黄色固体をクロロホルム/メタノールにより再結晶したところ、目的物の黄色固体を462mg、収率21%で得た。核磁気共鳴測定(NMR)によって、この化合物が2−{N−[4’−(9H−カルバゾール−9−イル)−1,1’−ビフェニル−4−イル]−N−フェニルアミノ}−9,10−ジフェニルアントラセン(略称:2YGBAPA)であることを確認した。 1.2 g (3.0 mmol) 2-bromo-9,10-diphenylanthracene, 1.2 g (3.0 mmol) YGBA and 1.5 g (16 mmol) sodium tert-butoxide were placed in a 100 mL three-necked flask. The inside of the flask was purged with nitrogen. To this mixture, 15 mL of toluene and 0.20 mL of tri (tert-butyl) phosphine (10 wt% hexane solution) were added. The mixture was degassed with stirring under reduced pressure and 86 mg (0.15 mmol) of bis (dibenzylideneacetone) palladium (0) was added. The mixture was stirred at 100 ° C. for 3 hours. After stirring, the mixture was suction filtered through celite, alumina, and florisil. The oil obtained by concentrating the obtained filtrate was purified by silica gel column chromatography (developing solvent: hexane: toluene = 7: 3), and the resulting yellow solid was recrystallized from chloroform / methanol. As a result, 462 mg of a yellow solid was obtained in a yield of 21%. By nuclear magnetic resonance measurement (NMR), this compound was converted into 2- {N- [4 ′-(9H-carbazol-9-yl) -1,1′-biphenyl-4-yl] -N-phenylamino} -9. , 10-diphenylanthracene (abbreviation: 2YGBAPA).
この化合物の1H NMRデータを以下に示す。1H NMR(300MHz、DMSO−d6):δ=7.08−7.14(m,5H),7.20(dd,J=2.4,9.5Hz,1H),7.28−7.61(m,22H),7.64(d,J=7.2Hz,2H),7.70(dd,J=2.4,7.7Hz,4H)、7.91(d、J=8.4Hz、2H)、8.26(d、J=7.8Hz、2H)。また、1H NMRチャートを図123(A)、図123(B)に示す。なお、図123(B)は、図123(A)における6.5ppm〜9.0ppmの範囲を拡大して表したチャートである。 1 H NMR data of this compound is shown below. 1 H NMR (300 MHz, DMSO-d 6 ): δ = 7.08-7.14 (m, 5H), 7.20 (dd, J = 2.4, 9.5 Hz, 1H), 7.28- 7.61 (m, 22H), 7.64 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 7.70 (dd, J = 2.4, 7.7 Hz, 4H), 7.91 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 8.26 (d, J = 7.8 Hz, 2H). 1 H NMR charts are shown in FIGS. 123 (A) and 123 (B). Note that FIG. 123B is a chart in which the range of 6.5 ppm to 9.0 ppm in FIG. 123A is enlarged.
また、2YGBAPAのトルエン溶液の吸収スペクトルを図124に示す。測定には紫外可視分光光度計(日本分光株式会社製、V550型)を用いた。石英セル中のサンプル溶液のスペクトルから石英の吸収スペクトルを差し引くことで吸収スペクトルが得られ、これを図124に示した。図124において横軸は波長(nm)、縦軸は吸収強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では344nm付近に吸収が見られた。また、2YGBAPAのトルエン溶液(励起波長370nm)の発光スペクトルを図125に示す。図125において横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では485nm(励起波長370nm)であった。 In addition, FIG. 124 shows an absorption spectrum of a toluene solution of 2YGBAPA. An ultraviolet-visible spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, model V550) was used for the measurement. An absorption spectrum is obtained by subtracting the absorption spectrum of quartz from the spectrum of the sample solution in the quartz cell, and this is shown in FIG. In FIG. 124, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents absorption intensity (arbitrary unit). In the case of the toluene solution, absorption was observed at around 344 nm. In addition, FIG. 125 shows an emission spectrum of a toluene solution of 2YGBAPA (excitation wavelength: 370 nm). In FIG 125, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents emission intensity (arbitrary unit). In the case of the toluene solution, the maximum emission wavelength was 485 nm (excitation wavelength: 370 nm).
本実施例では、本発明の発光素子について、図10を用いて説明する。 In this example, a light-emitting element of the present invention will be described with reference to FIG.
以下に、本実施例の発光素子の作製方法を示す。 A method for manufacturing the light-emitting element of this example is described below.
まず、ガラス基板2101上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極2102を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。
First, indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) was formed over a
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、真空蒸着装置を10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極2102上に、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)と酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、有機化合物と無機化合物とを含む複合材料を含む層2103を形成した。その膜厚は50nmとし、NPBと酸化モリブデン(VI)との比率は、重量比で4:1(=NPB:酸化モリブデン)となるように調節した。
Next, the substrate on which the first electrode is formed is fixed to a substrate holder provided in the vacuum deposition apparatus so that the surface on which the first electrode is formed is downward, and the vacuum deposition apparatus is set to 10 −4. After reducing the pressure to about Pa, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB) and molybdenum oxide (VI) were combined on the
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、複合材料を含む層2103上に4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)を10nmの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層2104を形成した。
Next, a 4 nm film of 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB) is formed over the
さらに、9−[4−(N−カルバゾリル)]フェニル−10−フェニルアントラセン(略称:CzPA)と構造式(301)で表される本発明のアントラセン誘導体である2−{N−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ}−9,10−ジフェニルアントラセン(略称:2YGAPA)とを共蒸着することにより、正孔輸送層2104上に30nmの膜厚の発光層2105を形成した。ここで、CzPAと2YGAPAとの重量比は、1:0.05(=CzPA:2YGAPA)となるように蒸着レートを調節した。
Furthermore, 9- [4- (N-carbazolyl)] phenyl-10-phenylanthracene (abbreviation: CzPA) and the anthracene derivative of the present invention represented by the structural formula (301) are 2- {N- [4- ( Carbazole-9-yl) phenyl] -N-phenylamino} -9,10-diphenylanthracene (abbreviation: 2YGAPA) is co-evaporated to form a light-emitting
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層2105上に、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq)を10nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層2106を形成した。
Then, tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq) was formed to a thickness of 10 nm over the light-emitting
さらに、電子輸送層2106上に、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq)とリチウム(Li)とを共蒸着することにより、電子注入層2107を20nmの膜厚で形成した。ここで、AlqとLiとの重量比は、1:0.01(=Alq:Li)となるように蒸着レートを調節した。
Further, tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq) and lithium (Li) were co-evaporated on the
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層2107上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極2108を形成することで、発光素子13を作製した。
Finally, a light-emitting element 13 was manufactured by forming a
発光素子13の電流密度−輝度特性を図126に、電圧−輝度特性を図127に、輝度−電流効率特性を図128に示す。また、1mAの電流を流したときの発光スペクトルを図129に示す。また、初期輝度を1000cd/m2としたときの発光素子13の規格化輝度時間変化を図130に、駆動電圧時間変化を図131に示す。発光素子13は、輝度1000cd/m2のときのCIE色度座標は(x=0.21、y=0.51)であり、青緑色の発光であった。また、輝度1000cd/m2のときの電流効率は9.6cd/Aであり、高い電流効率を示した。また、図129に示すように、1mAの電流を流したときの最大発光波長は489nmであった。また、図130から、発光素子13は、640時間後でも初期輝度の82%の輝度を保っており、長い寿命を有することがわかる。 126 shows current density-luminance characteristics of the light-emitting element 13, FIG. 127 shows voltage-luminance characteristics, and FIG. 128 shows luminance-current efficiency characteristics. In addition, an emission spectrum when a current of 1 mA is passed is shown in FIG. 130 shows a change in normalized luminance time of the light-emitting element 13 when the initial luminance is 1000 cd / m 2, and FIG. 131 shows a change in drive voltage time. The light-emitting element 13 had CIE chromaticity coordinates (x = 0.21, y = 0.51) at a luminance of 1000 cd / m 2 and emitted blue-green light. The current efficiency at a luminance of 1000 cd / m 2 was 9.6 cd / A, indicating a high current efficiency. In addition, as shown in FIG. 129, the maximum emission wavelength when a current of 1 mA was passed was 489 nm. In addition, it can be seen from FIG. 130 that the light-emitting element 13 maintains 82% of the initial luminance even after 640 hours and has a long lifetime.
本実施例では、本発明の発光素子について、図10を用いて説明する。 In this example, a light-emitting element of the present invention will be described with reference to FIG.
以下に、本実施例の発光素子の作製方法を示す。 A method for manufacturing the light-emitting element of this example is described below.
まず、ガラス基板2101上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極2102を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。
First, indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) was formed over a
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、真空蒸着装置を10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極2102上に、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)と酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、有機化合物と無機化合物とを含む複合材料を含む層2103を形成した。その膜厚は50nmとし、NPBと酸化モリブデン(VI)との比率は、重量比で4:1(=NPB:酸化モリブデン)となるように調節した。
Next, the substrate on which the first electrode is formed is fixed to a substrate holder provided in the vacuum deposition apparatus so that the surface on which the first electrode is formed is downward, and the vacuum deposition apparatus is set to 10 −4. After reducing the pressure to about Pa, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB) and molybdenum oxide (VI) were combined on the
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、複合材料を含む層2103上に4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)を10nmの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層2104を形成した。
Next, a 4 nm film of 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB) is formed over the
さらに、9−[4−(N−カルバゾリル)]フェニル−10−フェニルアントラセン(略称:CzPA)と構造式(202)で表される本発明のアントラセン誘導体である9,10−ジフェニル−1−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]アントラセン(略称:1PCAPA)とを共蒸着することにより、正孔輸送層2104上に40nmの膜厚の発光層2105を形成した。ここで、CzPAと1PCAPAとの重量比は、1:0.05(=CzPA:1PCAPA)となるように蒸着レートを調節した。
Furthermore, 9- [4- (N-carbazolyl)] phenyl-10-phenylanthracene (abbreviation: CzPA) and 9,10-diphenyl-1- [which is an anthracene derivative of the present invention represented by the structural formula (202) N- (9-phenylcarbazol-3-yl) -N-phenylamino] anthracene (abbreviation: 1PCAPA) was co-evaporated to form a light-emitting
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層2105上に、発光素子14では、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq)を30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層2106を形成した。また、発光素子15では、バソフェナントロリン(略称:BPhen)を30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層2106を形成した。
Then, using a vapor deposition method using resistance heating, in the light-emitting
さらに、電子輸送層2106上に、フッ化リチウム(LiF)を1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層2107を形成した。
Further, lithium fluoride (LiF) was formed to a thickness of 1 nm over the electron-
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層2107上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極2108を形成することで、発光素子14〜発光素子15を作製した。
Finally, a
発光素子14の電流密度−輝度特性を図132に、電圧−輝度特性を図133に、輝度−電流効率特性を図134に示す。また、1mAの電流を流したときの発光スペクトルを図135に示す。また、初期輝度を3000cd/m2としたときの発光素子14の規格化輝度時間変化を図136に、駆動電圧時間変化を図137に示す。発光素子14は、輝度3000cd/m2のときのCIE色度座標は(x=0.31、y=0.61)であり、緑色の発光であった。また、輝度3000cd/m2のときの電流効率は13.9cd/Aであり、高い電流効率を示した。また、図135に示すように、1mAの電流を流したときの最大発光波長は515nmであった。また、図136から、発光素子14は、500時間後でも初期輝度の74%の輝度を保っており、長い寿命を有することがわかる。
FIG. 132 shows current density-luminance characteristics of the light-emitting
発光素子15の電流密度−輝度特性を図138に、電圧−輝度特性を図139に、輝度−電流効率特性を図140に示す。また、1mAの電流を流したときの発光スペクトルを図141に示す。発光素子15は、輝度3000cd/m2のときのCIE色度座標は(x=0.32、y=0.59)であり、緑色の発光であった。また、輝度3000cd/m2のときの電流効率は15.9cd/Aであり、高い電流効率を示した。また、輝度3000cd/m2のときのパワー効率は16.7lm/Wであり、素子15は低消費電力で駆動できると言える。また、図141に示すように、1mAの電流を流したときの最大発光波長は515nmであった。
FIG. 138 shows current density-luminance characteristics of the light-emitting
101 基板
102 第1の電極
103 第1の層
104 第2の層
105 第3の層
106 第4の層
107 第2の電極
301 基板
302 第1の電極
303 第1の層
304 第2の層
305 第3の層
306 第4の層
307 第2の電極
501 第1の電極
502 第2の電極
511 第1の発光ユニット
512 第2の発光ユニット
513 電荷発生層
601 ソース側駆動回路
602 画素部
603 ゲート側駆動回路
604 封止基板
605 シール材
607 空間
608 配線
609 FPC(フレキシブルプリントサーキット)
610 素子基板
611 スイッチング用TFT
612 電流制御用TFT
613 第1の電極
614 絶縁物
616 発光物質を含む層
617 第2の電極
618 発光素子
623 nチャネル型TFT
624 pチャネル型TFT
901 筐体
902 液晶層
903 バックライト
904 筐体
905 ドライバIC
906 端子
951 基板
952 電極
953 絶縁層
954 隔壁層
955 発光物質を含む層
956 電極
2001 筐体
2002 光源
2101 ガラス基板
2102 第1の電極
2103 複合材料を含む層
2104 正孔輸送層
2105 発光層
2106 電子輸送層
2107 電子注入層
2108 第2の電極
3001 照明装置
3002 テレビ装置
9101 筐体
9102 支持台
9103 表示部
9104 スピーカー部
9105 ビデオ入力端子
9201 本体
9202 筐体
9203 表示部
9204 キーボード
9205 外部接続ポート
9206 ポインティングデバイス
9401 本体
9402 筐体
9403 表示部
9404 音声入力部
9405 音声出力部
9406 操作キー
9407 外部接続ポート
9408 アンテナ
9501 本体
9502 表示部
9503 筐体
9504 外部接続ポート
9505 リモコン受信部
9506 受像部
9507 バッテリー
9508 音声入力部
9509 操作キー
9510 接眼部
101
610 Element substrate 611 TFT for switching
612 Current control TFT
613 First electrode 614 Insulator 616 Layer containing light emitting substance 617
624 p-channel TFT
901
Claims (23)
請求項1乃至請求項18のいずれか一項に記載のアントラセン誘導体を有することを特徴とする発光素子。 Between a pair of electrodes,
A light-emitting element comprising the anthracene derivative according to any one of claims 1 to 18.
前記発光層は請求項1乃至請求項18のいずれか一項に記載のアントラセン誘導体を有することを特徴とする発光素子。 Having a light emitting layer between a pair of electrodes,
The light emitting layer has the anthracene derivative according to any one of claims 1 to 18.
前記発光層は請求項1乃至請求項18のいずれか一項に記載のアントラセン誘導体を有し、
前記アントラセン誘導体が発光することを特徴とする発光素子。 Having a light emitting layer between a pair of electrodes,
The light emitting layer has the anthracene derivative according to any one of claims 1 to 18,
A light-emitting element in which the anthracene derivative emits light.
前記表示部は、請求項19乃至請求項21のいずれか一項に記載の発光素子と前記発光素子の発光を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする電子機器。 Having a display,
An electronic apparatus comprising: the light-emitting element according to any one of claims 19 to 21; and a control unit that controls light emission of the light-emitting element.
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