JP2008156266A - 電子輸送材料およびこれを用いた有機電界発光素子 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、3,3’−ビピリジル基を有する新規な電子輸送材料、この電子輸送材料を用いた有機電界発光素子(以下、有機EL素子または単に素子と略記することがある。)等に関する。
近年、次世代のフルカラーフラットパネルディスプレイとして有機EL素子が注目され、活発な研究がなされている。有機EL素子の実用化を促進するには、素子の駆動電圧の低減、長寿命化が不可欠な要素であり、これらを達成するために新しい電子輸送材料の開発がなされてきた。特開2003−123983号公報(:特許文献1)には、フェナントロリン誘導体を電子輸送材料に使用することで有機EL素子を低電圧で駆動させることができると記載されており、更に、フェナントロリンの類似体である2,2’−ビピリジル化合物も同様に、電子輸送材料に使用することで有機EL素子を低電圧で駆動させることができると記載されている。しかしながらこの文献の実施例に報告されている素子の特性(駆動電圧、発光効率など)は比較例を基準にした相対値のみであり、実用的な値と判断できる実測値は記載されていない。他に、2,2’−ビピリジル化合物を電子輸送材料に使用した例は、Proceedings of the 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence(:非特許文献1)、特開2002−158093号公報(:特許文献2)、および特表平11−514143号公報(:特許文献3)に開示されている。非特許文献1に記載されている2,2’−ビピリジル化合物はガラス転移温度(以下、Tgと略記する。)が低く、実用的ではなかった。特許文献3に記載の2,2’−ビピリジル化合物は比較的低電圧で有機EL素子を駆動させることができるが、実用化には更なる低電圧化が望まれる。特許文献3には、具体的な化合物が示されていない。
特開2003−123983号公報
特開2002−158093号公報
特表平11−514143号公報
Proceedings of the 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence
本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。本発明は、有機EL素子の駆動電圧の低減、長寿命化等に寄与する電子輸送材料を提供することを課題とする。さらに本発明は、この電子輸送材料を用いた有機EL素子を提供することを課題とする。
本発明者らは鋭意検討した結果、3,3’−ビピリジルを有する化合物を有機EL素子の電子輸送層に用いることにより、高輝度で長寿命、かつ低電圧で駆動できる有機EL素子が得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成した。
上記の課題は以下に示す各項によって解決される。
上記の課題は以下に示す各項によって解決される。
[1]下記の式(1)で表される化合物。
式中、Gはn価の連結基であり、nは2〜4の整数であり;
R1〜R4は独立して水素、1価の基またはGに結合する遊離原子価であり、R5〜R8は独立して水素または1価の基であるが、R1〜R4の1つはGに結合する遊離原子価であり;そして、n個の3,3’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよい。
[2]R1〜R4の1つがGに結合する遊離原子価であり、それ以外が水素であり、R5〜R8が水素である、前記[1]項に記載の化合物。
式中、Gはn価の連結基であり、nは2〜4の整数であり;
R1〜R4は独立して水素、1価の基またはGに結合する遊離原子価であり、R5〜R8は独立して水素または1価の基であるが、R1〜R4の1つはGに結合する遊離原子価であり;そして、n個の3,3’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよい。
[2]R1〜R4の1つがGに結合する遊離原子価であり、それ以外が水素であり、R5〜R8が水素である、前記[1]項に記載の化合物。
[3]下記の式(2)で表される、前記[2]項に記載の化合物。
式中、Gは下記の式(G1)〜(G3)で表される基の群から選択される1つであり;R9〜R12の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり;そして、R13〜R16の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。
式中、G1は独立して、下記の式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である。
上記の式中、Rは独立して水素、炭素数1〜8のアルキル、炭素数3〜10のシクロアルキル、または炭素数6〜20のアリールであり;式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物から誘導される2価の基は、遊離原子価を持つ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
式中、Gは下記の式(G1)〜(G3)で表される基の群から選択される1つであり;R9〜R12の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり;そして、R13〜R16の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。
式中、G1は独立して、下記の式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である。
上記の式中、Rは独立して水素、炭素数1〜8のアルキル、炭素数3〜10のシクロアルキル、または炭素数6〜20のアリールであり;式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物から誘導される2価の基は、遊離原子価を持つ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
[4]下記の式(2−1)で表される、前記[3]項に記載の化合物。
式中、Gの定義は前記[3]項に記載の式(2)におけるGと同じである。
[5]Gが前記の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が前記の式(A−1)〜(A−21)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である、前記[4]項に記載の化合物。
[6]Gが前記の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が前記の式(A−1)〜(A−4)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である、前記[4]項に記載の化合物。
[7]Gが前記の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が下記の式(C−1)〜(C−10)で表される2価の基の群から選択される1つである、前記[4]項に記載の化合物。
式中、Rは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、フェニル、1−ナフチルまたは2−ナフチルであり;式(C−1)〜(C−10)で表される2価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
[8]Gが前記の式(G2)で表される連結基であり、式(G2)中、G1が前記の式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される同一の2価の基である、前記[4]項に記載の化合物。
[9]Gが前記の式(G2)で表される連結基であり、式(G2)中、G1が前記の式(C−1)〜(C−6)で表される2価の基の群から選択される同一の基である、前記[4]項に記載の化合物。
[10]Gが下記の式(G3−1)〜(G3−3)で表される基の群から選択される1つである、前記[4]項に記載の化合物。
式中、G1Aは独立して、前記の式(A−1)〜(A−21)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基であり;G1Bは独立して、前記の記載の式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である。
[11]Gが式(G3−2)で表される連結基であり;G1Aが前記の式(C−1)〜(C−6)で表される2価の基の群から選択される同一の基であり、G1Bが下記の式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基の群から選択される1つである、前記[10]項に記載の化合物。
式中、Rは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、フェニル、1−ナフチルまたは2−ナフチルであり;式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
[12]Gが式(G3−3)で表される連結基であり;G1Aが前記の式(C−1)〜(C−6)で表される2価の基の群から選択される1つであり、G1Bが前記の式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基の群から選択される同一の基である、前記[10]項に記載の化合物。
[13]Gが下記の式(G3−4)で表される連結基である、前記[10]項に記載の化合物。
式中、G1B1は前記の式(D−1)〜(D−5)で表される2価の基の群から選択される1つであり、G1B2は前記の式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基の群から選択される同一の基である。
式中、Gの定義は前記[3]項に記載の式(2)におけるGと同じである。
[5]Gが前記の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が前記の式(A−1)〜(A−21)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である、前記[4]項に記載の化合物。
[6]Gが前記の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が前記の式(A−1)〜(A−4)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である、前記[4]項に記載の化合物。
[7]Gが前記の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が下記の式(C−1)〜(C−10)で表される2価の基の群から選択される1つである、前記[4]項に記載の化合物。
式中、Rは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、フェニル、1−ナフチルまたは2−ナフチルであり;式(C−1)〜(C−10)で表される2価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
[8]Gが前記の式(G2)で表される連結基であり、式(G2)中、G1が前記の式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される同一の2価の基である、前記[4]項に記載の化合物。
[9]Gが前記の式(G2)で表される連結基であり、式(G2)中、G1が前記の式(C−1)〜(C−6)で表される2価の基の群から選択される同一の基である、前記[4]項に記載の化合物。
[10]Gが下記の式(G3−1)〜(G3−3)で表される基の群から選択される1つである、前記[4]項に記載の化合物。
式中、G1Aは独立して、前記の式(A−1)〜(A−21)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基であり;G1Bは独立して、前記の記載の式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である。
[11]Gが式(G3−2)で表される連結基であり;G1Aが前記の式(C−1)〜(C−6)で表される2価の基の群から選択される同一の基であり、G1Bが下記の式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基の群から選択される1つである、前記[10]項に記載の化合物。
式中、Rは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、フェニル、1−ナフチルまたは2−ナフチルであり;式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
[12]Gが式(G3−3)で表される連結基であり;G1Aが前記の式(C−1)〜(C−6)で表される2価の基の群から選択される1つであり、G1Bが前記の式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基の群から選択される同一の基である、前記[10]項に記載の化合物。
[13]Gが下記の式(G3−4)で表される連結基である、前記[10]項に記載の化合物。
式中、G1B1は前記の式(D−1)〜(D−5)で表される2価の基の群から選択される1つであり、G1B2は前記の式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基の群から選択される同一の基である。
[14]下記の式(2−2)で表される、前記[3]項に記載の化合物。
式中、Gの定義は前記[3]項に記載の式(2)におけるGと同じである。
[15]Gが前記の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が前記の式(A−1)〜(A−21)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である、前記[14]項に記載の化合物。
[16]Gが前記の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が前記の式(A−1)〜(A−4)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である、前記[14]に記載の化合物。
[17]Gが前記の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が前記の式(C−1)〜(C−10)で表される2価の基の群から選択される1つである、前記[14]項に記載の化合物。
[18]Gが式(G2)で表される連結基であり、式(G2)中G1が前記の式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される同一の2価の基である、前記[14]項に記載の化合物。
[19]Gが前記の式(G2)で表される連結基であり、式(G2)中G1が前記の式(C−1)〜(C−6)で表される2価の基の群から選択される同一の基である、前記[14]項に記載の化合物。
[20]Gが下記の式(G3−1)〜(G3−3)で表される基の群から選択される1つである、前記[14]項に記載の化合物。
式中、G1Aは独立して、前記の式(A−1)〜(A−21)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基であり;G1Bは独立して、前記の式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である。
[21]Gが式(G3−2)で表される連結基であり;G1Aが前記の式(C−1)〜(C−6)で表される2価の基の群から選択される同一の基であり、G1Bが前記の式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基の群から選択される1つである、前記[20]項に記載の化合物。
[22]Gが式(G3−3)で表される連結基であり;G1Aが前記の式(C−1)〜(C−6)で表される2価の基の群から選択される1つであり、G1Bが前記の式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基の群から選択される同一の基である、前記[20]項に記載の化合物。
[23]Gが下記の式(G3−4)で表される連結基である、前記[20]項に記載の化合物。
式中、G1B1は前記の式(D−1)〜(D−5)で表される2価の基の群から選択される1つであり、G1B2は前記の式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基の群から選択される同一の基である。
式中、Gの定義は前記[3]項に記載の式(2)におけるGと同じである。
[15]Gが前記の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が前記の式(A−1)〜(A−21)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である、前記[14]項に記載の化合物。
[16]Gが前記の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が前記の式(A−1)〜(A−4)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である、前記[14]に記載の化合物。
[17]Gが前記の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が前記の式(C−1)〜(C−10)で表される2価の基の群から選択される1つである、前記[14]項に記載の化合物。
[18]Gが式(G2)で表される連結基であり、式(G2)中G1が前記の式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される同一の2価の基である、前記[14]項に記載の化合物。
[19]Gが前記の式(G2)で表される連結基であり、式(G2)中G1が前記の式(C−1)〜(C−6)で表される2価の基の群から選択される同一の基である、前記[14]項に記載の化合物。
[20]Gが下記の式(G3−1)〜(G3−3)で表される基の群から選択される1つである、前記[14]項に記載の化合物。
式中、G1Aは独立して、前記の式(A−1)〜(A−21)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基であり;G1Bは独立して、前記の式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である。
[21]Gが式(G3−2)で表される連結基であり;G1Aが前記の式(C−1)〜(C−6)で表される2価の基の群から選択される同一の基であり、G1Bが前記の式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基の群から選択される1つである、前記[20]項に記載の化合物。
[22]Gが式(G3−3)で表される連結基であり;G1Aが前記の式(C−1)〜(C−6)で表される2価の基の群から選択される1つであり、G1Bが前記の式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基の群から選択される同一の基である、前記[20]項に記載の化合物。
[23]Gが下記の式(G3−4)で表される連結基である、前記[20]項に記載の化合物。
式中、G1B1は前記の式(D−1)〜(D−5)で表される2価の基の群から選択される1つであり、G1B2は前記の式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基の群から選択される同一の基である。
[24]下記の式(2−3)で表される、前記[3]項に記載の化合物。
式中、Gの定義は前記[3]項に記載の式(2)におけるGと同じである。
[25]Gが前記の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が前記の式(A−1)〜(A−21)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である、前記[24]項に記載の化合物。
[26]Gが前記の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が前記の式(A−1)〜(A−4)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である、前記[24]項に記載の化合物。
[27]Gが前記の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が前記の式(C−1)〜(C−10)で表される2価の基の群から選択される1つである、前記[24]項に記載の化合物。
[28]Gが前記の式(G2)で表される連結基であり、式(G2)中G1が前記の式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される同一の2価の基である、前記[24]項に記載の化合物。
[29]Gが前記の式(G2)で表される連結基であり、式(G2)中G1が前記の式(C−1)〜(C−6)で表される2価の基の群から選択される同一の基である、前記[24]項に記載の化合物。
[30]Gが下記の式(G3−1)〜(G3−3)で表される基の群から選択される1つである、前記[24]項に記載の化合物。
式中、G1Aは独立して、前記の記載の式(A−1)〜(A−21)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基であり;G1Bは独立して、前記の式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である。
[31]Gが前記の式(G3−2)で表される連結基であり;G1Aが前記の式(C−1)〜(C−6)で表される2価の基の群から選択される同一の基であり、G1Bが前記の式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基の群から選択される1つである、前記[30]項に記載の化合物。
[32]Gが式(G3−3)で表される連結基であり;G1Aが前記の式(C−1)〜(C−6)で表される2価の基の群から選択される1つであり、G1Bが前記の式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基の群から選択される同一の基である、前記[30]項に記載の化合物。
[33]Gが下記の式(G3−4)で表される連結基である、前記[30]項に記載の化合物。
式中、G1B1は前記の式(D−1)〜(D−5)で表される2価の基の群から選択される1つであり、G1B2は前記の式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基の群から選択される同一の基である。
式中、Gの定義は前記[3]項に記載の式(2)におけるGと同じである。
[25]Gが前記の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が前記の式(A−1)〜(A−21)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である、前記[24]項に記載の化合物。
[26]Gが前記の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が前記の式(A−1)〜(A−4)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である、前記[24]項に記載の化合物。
[27]Gが前記の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が前記の式(C−1)〜(C−10)で表される2価の基の群から選択される1つである、前記[24]項に記載の化合物。
[28]Gが前記の式(G2)で表される連結基であり、式(G2)中G1が前記の式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される同一の2価の基である、前記[24]項に記載の化合物。
[29]Gが前記の式(G2)で表される連結基であり、式(G2)中G1が前記の式(C−1)〜(C−6)で表される2価の基の群から選択される同一の基である、前記[24]項に記載の化合物。
[30]Gが下記の式(G3−1)〜(G3−3)で表される基の群から選択される1つである、前記[24]項に記載の化合物。
式中、G1Aは独立して、前記の記載の式(A−1)〜(A−21)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基であり;G1Bは独立して、前記の式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である。
[31]Gが前記の式(G3−2)で表される連結基であり;G1Aが前記の式(C−1)〜(C−6)で表される2価の基の群から選択される同一の基であり、G1Bが前記の式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基の群から選択される1つである、前記[30]項に記載の化合物。
[32]Gが式(G3−3)で表される連結基であり;G1Aが前記の式(C−1)〜(C−6)で表される2価の基の群から選択される1つであり、G1Bが前記の式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基の群から選択される同一の基である、前記[30]項に記載の化合物。
[33]Gが下記の式(G3−4)で表される連結基である、前記[30]項に記載の化合物。
式中、G1B1は前記の式(D−1)〜(D−5)で表される2価の基の群から選択される1つであり、G1B2は前記の式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基の群から選択される同一の基である。
[34]下記の式(2−4)で表される、前記[3]項に記載の化合物。
式中、Gの定義は前記[3]項に記載の式(2)におけるGと同じである。
[35]Gが前記の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が前記の式(A−1)〜(A−21)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である、前記[34]項に記載の化合物。
[36]Gが前記の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が前記の式(C−1)〜(C−10)で表される2価の基の群から選択される1つである、前記[34]項に記載の化合物。
式中、Gの定義は前記[3]項に記載の式(2)におけるGと同じである。
[35]Gが前記の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が前記の式(A−1)〜(A−21)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である、前記[34]項に記載の化合物。
[36]Gが前記の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が前記の式(C−1)〜(C−10)で表される2価の基の群から選択される1つである、前記[34]項に記載の化合物。
[37]下記の式(3)で表される、前記[2]項に記載の化合物。
式中、Gは下記の式(G4)または(G5)で表される基であり;R17〜R20の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり;R21〜R24の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり;R25〜R28の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。
式中、G1は独立して、前記の式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基であり;G2Aは、下記の式(E−1)〜(E−9)で表される3価の基の群から選択される1つであり、G2Bはホウ素、ホスホリル基、または式(E−1)〜(E−9)で表される3価の基の群から選択される1つである。
[38]Gが式(G5)で表される連結基であり、式(G5)においてG1が同一である、前記[37]に記載の化合物。
式中、Gは下記の式(G4)または(G5)で表される基であり;R17〜R20の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり;R21〜R24の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり;R25〜R28の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。
式中、G1は独立して、前記の式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基であり;G2Aは、下記の式(E−1)〜(E−9)で表される3価の基の群から選択される1つであり、G2Bはホウ素、ホスホリル基、または式(E−1)〜(E−9)で表される3価の基の群から選択される1つである。
[38]Gが式(G5)で表される連結基であり、式(G5)においてG1が同一である、前記[37]に記載の化合物。
[39]下記の式(4)で表される、前記[2]項に記載の化合物。
式中、Gは下記の式(G6)または(G7)で表される基であり;R29〜R32の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり;R33〜R36の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり;R37〜R40の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり;R41〜R44の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。
式中、G1は独立して、前記の式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基であり;G3Aは、下記の式(F−1)〜(F−8)で表される4価の基の群から選択される1つであり;G3Bは炭素、ケイ素、式(F−1)〜(F−8)で表される4価の基の群から選択される1つである。
[40]Gが式(G7)で表される連結基であり、式(G7)においてG1が同一である、前記[39]項に記載の化合物。
式中、Gは下記の式(G6)または(G7)で表される基であり;R29〜R32の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり;R33〜R36の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり;R37〜R40の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり;R41〜R44の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。
式中、G1は独立して、前記の式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基であり;G3Aは、下記の式(F−1)〜(F−8)で表される4価の基の群から選択される1つであり;G3Bは炭素、ケイ素、式(F−1)〜(F−8)で表される4価の基の群から選択される1つである。
[40]Gが式(G7)で表される連結基であり、式(G7)においてG1が同一である、前記[39]項に記載の化合物。
[41]Gが下記の式(5)で表される前記[3]項に記載の化合物。
上記の式中、Rは独立して水素、メチル、t−ブチル、シクロヘキシル、フェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはテルフェニリルである。
[42]Gが前記の式(5)で表される、前記[4]項に記載の化合物。
[43]Gが前記の式(5)で表される、前記[14]項に記載の化合物。
上記の式中、Rは独立して水素、メチル、t−ブチル、シクロヘキシル、フェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはテルフェニリルである。
[42]Gが前記の式(5)で表される、前記[4]項に記載の化合物。
[43]Gが前記の式(5)で表される、前記[14]項に記載の化合物。
[44]Gが下記の式(6)で表される前記[3]項に記載の化合物。
上記の式中、Rは独立して水素、メチル、t−ブチル、シクロヘキシル、フェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはテルフェニリルである。
[45]Gが前記の式(6)で表される、前記[4]項に記載の化合物。
[46]Gが前記の式(6)で表される、前記[14]項に記載の化合物。
上記の式中、Rは独立して水素、メチル、t−ブチル、シクロヘキシル、フェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはテルフェニリルである。
[45]Gが前記の式(6)で表される、前記[4]項に記載の化合物。
[46]Gが前記の式(6)で表される、前記[14]項に記載の化合物。
[47]Gが下記の式(7)で表される前記[3]項に記載の化合物。
上記の式中、Rは独立して水素、メチル、t−ブチル、シクロヘキシル、フェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはテルフェニリルである。
[48]Gが前記の式(7)で表される、前記[4]項に記載の化合物。
[49]Gが前記の式(7)で表される、前記[14]項に記載の化合物。
上記の式中、Rは独立して水素、メチル、t−ブチル、シクロヘキシル、フェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはテルフェニリルである。
[48]Gが前記の式(7)で表される、前記[4]項に記載の化合物。
[49]Gが前記の式(7)で表される、前記[14]項に記載の化合物。
[50]Gが下記の式(8)で表される前記[3]項に記載の化合物。
[51]Gが前記の式(8)で表される、前記[4]項に記載の化合物。
[52]Gが前記の式(8)で表される、前記[14]項に記載の化合物。
[51]Gが前記の式(8)で表される、前記[4]項に記載の化合物。
[52]Gが前記の式(8)で表される、前記[14]項に記載の化合物。
[54]前記[1]〜[53]項のいずれか1項に記載の化合物を含有する有機電界発光素子。
[55]陽極および陰極により挟持された、少なくとも正孔輸送層、発光層、および電子輸送層を基板上に有する有機電界発光素子であって、該電子輸送層が、前記[1]〜[53]項のいずれか1項に記載の化合物を含有する有機電界発光素子。
[55]陽極および陰極により挟持された、少なくとも正孔輸送層、発光層、および電子輸送層を基板上に有する有機電界発光素子であって、該電子輸送層が、前記[1]〜[53]項のいずれか1項に記載の化合物を含有する有機電界発光素子。
本発明の化合物は薄膜状態で電圧を印加しても安定であり、また、電荷の輸送能力が高いという特徴を持つ。本発明の化合物は有機EL素子における電荷輸送材料として適している。本発明の化合物を有機EL素子の電子輸送層に用いることで、低い駆動電圧を有する有機EL素子を得ることができる。本発明の有機EL素子を用いることにより、フルカラー表示等の高性能のディスプレイ装置を作成できる。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
<化合物の説明>
本願の第1の発明は、下記の式(1)で表される、3,3’−ビピリジル基を有する化合物である。
式中、Gは単結合ではないn価の連結基である。n価の連結基とはn価の原子、n価の基およびn個の遊離原子価をもつ環系を指す総称であり、かつ、n価の連結基はこれらを組み合わせて構成されてもよい。n価の連結基が非対称な構造である場合も、n個の3,3’−ビピリジル基は該連結基の任意の位置に結合してよい。n価の連結基Gについての詳しい説明は後述する。
<化合物の説明>
本願の第1の発明は、下記の式(1)で表される、3,3’−ビピリジル基を有する化合物である。
式中、Gは単結合ではないn価の連結基である。n価の連結基とはn価の原子、n価の基およびn個の遊離原子価をもつ環系を指す総称であり、かつ、n価の連結基はこれらを組み合わせて構成されてもよい。n価の連結基が非対称な構造である場合も、n個の3,3’−ビピリジル基は該連結基の任意の位置に結合してよい。n価の連結基Gについての詳しい説明は後述する。
本明細書中、R1〜R8と3,3’−ビピリジル核で形成される基のことを3,3’−ビピリジル基と称する。3,3’−ビピリジル基におけるR1〜R4の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は独立して水素または1価の基である。R5〜R8は独立して水素または1価の基である。n個の3,3’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。なお、前記の連結基Gにおける「n個の遊離原子価」および、3,3’−ビピリジル基における「Gに結合する遊離原子価」という表記は、Gおよび3,3’−ビピリジル基が遊離基(ラジカル)で存在する事を表すものではない。「遊離原子価」とは、共有結合によって他の基や原子と結合している、いわゆる「結合手」のことを表す。すなわち、「3,3’−ビピリジル基におけるR1〜R4の1つはGに結合する遊離原子価であり」という表記は、3,3’−ビピリジル基におけるR1〜R4のどれか1つが連結基Gの任意の位置に結合している状態を表すものである。
R1〜R8における1価の基は、ニトロ基、シアノ基、ジメシチルボリル基、炭素数6〜12のアリール、または炭素数1〜12のアルキルである。このアルキルは直鎖でも分岐鎖でも環状でもよい。1価の基の具体例はフェニル、2−ビフェニリル、3−ビフェニリル、4−ビフェニリル、1−ナフチル、2−ナフチル、メチル、t−ブチル、シクロヘキシルである。R5〜R8は水素が好ましい。
3,3’−ビピリジル基は、R1、R2またはR3がGに結合することが好ましい。Gとの結合に関与しないR1〜R4は水素であることが好ましい。
式(1)において、nは2が最も好ましく、次に3が好ましく、その次に4が好ましい。その理由の1つは化合物が製造し易いことである。2つめは、分子量が極端に大きくならず比較的昇華性が高くなると考えられ、有機EL素子の製造時製膜し易いという利点が見込めることである。
<n=2である化合物>
nが2である化合物は、詳しくは下記の式(2)で表される。
R9〜R12の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、R9、R10またはR11がGに結合することが好ましい。R13〜R16の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、R13、R14またはR15がGに結合することが好ましい。2つの3,3’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよいが、同一である方が好ましい。また、n=2の場合、Gはパラテルフェニレンの持つエネルギーギャップより小さくなる事が好ましい。その理由はπ共役系が拡がる事で隣接分子間の電荷移動が容易になると考えられ、駆動電圧の低下に繋がることが期待されるからである。
nが2である化合物は、詳しくは下記の式(2)で表される。
R9〜R12の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、R9、R10またはR11がGに結合することが好ましい。R13〜R16の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、R13、R14またはR15がGに結合することが好ましい。2つの3,3’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよいが、同一である方が好ましい。また、n=2の場合、Gはパラテルフェニレンの持つエネルギーギャップより小さくなる事が好ましい。その理由はπ共役系が拡がる事で隣接分子間の電荷移動が容易になると考えられ、駆動電圧の低下に繋がることが期待されるからである。
Gは下記の式(G1)〜(G3)で表される連結基の群から選択される1つである。式(G2)および(G3)において、G1は同一でもよく、異なっていてもよい。
G1は独立して、下記の式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である。以降、式(A−1)〜(A−21)で表される化合物の群をA群、式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群をB群と称することがある。
G1は独立して、下記の式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である。以降、式(A−1)〜(A−21)で表される化合物の群をA群、式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群をB群と称することがある。
Rは独立して水素、炭素数1〜8のアルキル、炭素数3〜10のシクロアルキル、または炭素数6〜20のアリールである。炭素数1〜8のアルキルは直鎖および分岐鎖どちらでもよく、炭素数1〜8の直鎖アルキルまたは炭素数3〜8の分岐鎖アルキルがあげられる。炭素数1〜8の直鎖アルキルの例はメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチルである。炭素数3〜8の分岐鎖アルキルの例はイソプロピル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、イソペンチル、ネオペンチル、t−ペンチル、1−メチルペンチル、4−メチル−2−ペンチル、3,3−ジメチルブチル、2−エチルブチル、1−メチルヘキシル、t−オクチル、1−メチルヘプチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチルなどである。炭素数3〜10のシクロアルキルの例はシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、メチルシクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロヘキシル、ジメチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシルなどである。炭素数6〜20のアリールの例はフェニル、トリル、キシリル、ビフェニリル、ナフチル、アントラセニル、フェナントリル、ターフェニリル、フルオレニル、ピレニルなどである。好ましいRは水素、メチル、エチル、ヘキシル、シクロヘキシル、フェニル、1−ナフチル、または2−ナフチルである。
式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物から誘導される2価の基は、遊離原子価を持つ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。置換基の具体例はフェニル、2−ビフェニリル、3−ビフェニリル、4−ビフェニリル、1−ナフチル、2−ナフチル、メチル、t−ブチル、シクロヘキシル、m−テルフェニル−2’−イル及びm−テルフェニル−5’−イルである。
<n=3である化合物>
nが3である化合物は、詳しくは下記の式(3)で表される。
R17〜R20の1つはGに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、R17、R18またはR19がGに結合することが好ましい。R21〜R24の1つはGに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、R21、R22またはR23がGに結合することが好ましい。R25〜R28の1つはGに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、R25、R26またはR27がGに結合することが好ましい。3つの3,3’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよいが、同一である方が好ましい。
nが3である化合物は、詳しくは下記の式(3)で表される。
R17〜R20の1つはGに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、R17、R18またはR19がGに結合することが好ましい。R21〜R24の1つはGに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、R21、R22またはR23がGに結合することが好ましい。R25〜R28の1つはGに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、R25、R26またはR27がGに結合することが好ましい。3つの3,3’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよいが、同一である方が好ましい。
Gは下記の式(G4)または(G5)で表される連結基である。式(G5)において、G1は同一でもよく、異なっていてもよいが、同一である方が好ましい。
G1は独立して、前記のA群およびB群の化合物から選択される1つから誘導される2価の基である。
G1は独立して、前記のA群およびB群の化合物から選択される1つから誘導される2価の基である。
<n=4である化合物>
nが4である化合物は、詳しくは下記の式(4)で表される。
R29〜R32の1つはGに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、R29、R30またはR31がGに結合することが好ましい。R33〜R36の1つはGに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、R33、R34またはR35がGに結合することが好ましい。R37〜R40の1つはGに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、R37、R38またはR39がGに結合することが好ましい。R41〜R44の1つはGに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、R41、R42またはR43がGに結合することが好ましい。4つの3,3’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよいが、同一である方が好ましい。
nが4である化合物は、詳しくは下記の式(4)で表される。
R29〜R32の1つはGに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、R29、R30またはR31がGに結合することが好ましい。R33〜R36の1つはGに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、R33、R34またはR35がGに結合することが好ましい。R37〜R40の1つはGに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、R37、R38またはR39がGに結合することが好ましい。R41〜R44の1つはGに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、R41、R42またはR43がGに結合することが好ましい。4つの3,3’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよいが、同一である方が好ましい。
Gは下記の式(G6)または(G7)で表される連結基である。式(G7)において、G1は同一でもよく、異なっていてもよいが、同一である方が好ましい。
G1は独立して、前記のA群およびB群の化合物から選択される1つから誘導される2価の基である。
G1は独立して、前記のA群およびB群の化合物から選択される1つから誘導される2価の基である。
<n=2である化合物のさらに詳細な説明>
nが2である好ましい化合物は下記の式(2−1)〜(2−4)で表される。
式(2−1)〜(2−4)においては、式(2−1)および(2−2)が好ましい。式(2−1)〜(2−4)においては、Gは式(G1)であることが好ましく、次いで式(G3)であることが好ましく、次いで式(G2)であることが好ましい。
nが2である好ましい化合物は下記の式(2−1)〜(2−4)で表される。
式(2−1)〜(2−4)においては、式(2−1)および(2−2)が好ましい。式(2−1)〜(2−4)においては、Gは式(G1)であることが好ましく、次いで式(G3)であることが好ましく、次いで式(G2)であることが好ましい。
式(2−1)〜(2−4)において、Gが式(G1)であるとき、G1は前記のA群の化合物から選択される1つから誘導される2価の基であることが好ましく、A群の中でも式(A−1)〜(A−4)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基であることがより好ましく、下記の式(C−1)〜(C−10)で表される2価の基の群から選択される1つであることがさらに好ましい。C群の中では下記の式(C−1)〜(C−6)で表される2価の基の群から選択される1つであることが好ましい。
Rは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、フェニル、1−ナフチルまたは2−ナフチルである。式(C−1)〜(C−10)で表される2価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。置換基の具体例はフェニル、2−ビフェニリル、3−ビフェニリル、4−ビフェニリル、1−ナフチル、2−ナフチル、メチル、t−ブチル、シクロヘキシルである。
Rは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、フェニル、1−ナフチルまたは2−ナフチルである。式(C−1)〜(C−10)で表される2価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。置換基の具体例はフェニル、2−ビフェニリル、3−ビフェニリル、4−ビフェニリル、1−ナフチル、2−ナフチル、メチル、t−ブチル、シクロヘキシルである。
式(2−1)〜(2−3)において、Gが式(G2)であるとき、G1は前記のA群およびB群の化合物から選択される1つから誘導される同一の2価の基であることが好ましく、式(A−1)〜(A−4)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される同一の2価の基であることがより好ましく、前記の式(C−1)〜(C−6)で表される2価の基の群から選択される同一の基であることがさらに好ましい。
式(2−1)〜(2−3)において、Gが式(G3)であるとき、さらに詳しくは下記の式(G3−1)〜(G3−3)で表される連結基であることが好ましい。
G1Aは独立して、前記のA群の化合物から選択される1つから誘導される2価の基であり、G1Bは独立して、前記のB群の化合物から選択される1つから誘導される2価の基である。
G1Aは独立して、前記のA群の化合物から選択される1つから誘導される2価の基であり、G1Bは独立して、前記のB群の化合物から選択される1つから誘導される2価の基である。
式(2−1)〜(2−4)において、Gが式(G3−1)で表される連結基であるとき、G1Bは下記の式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基の群から選択される同一の基であることが好ましい。
Rは水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、フェニル、1−ナフチルまたは2−ナフチルである。式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。置換基の具体例はフェニル、2−ビフェニリル、3−ビフェニリル、4−ビフェニリル、1−ナフチル、2−ナフチル、メチル、t−ブチル、シクロヘキシルである。
Rは水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、フェニル、1−ナフチルまたは2−ナフチルである。式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。置換基の具体例はフェニル、2−ビフェニリル、3−ビフェニリル、4−ビフェニリル、1−ナフチル、2−ナフチル、メチル、t−ブチル、シクロヘキシルである。
式(2−1)〜(2−3)において、Gが式(G3−2)で表される連結基であるとき、G1Aは前記の式(C−1)〜(C−6)で表される2価の基の群から選択される同一の基であり、G1Bは前記の式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基の群から選択される1つであることが好ましい。
式(2−1)〜(2−3)において、Gが式(G3−3)で表される連結基であるとき、G1Aは前記の式(C−1)〜(C−6)で表される2価の基の群から選択される1つであり、G1Bは前記の式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基の群から選択される同一の基であることが好ましい。
式(2−1)〜(2−3)において、Gが式(G3−1)で表される連結基であるとき、Gはさらに詳しくは式(G3−4)で表される連結基であることがより好ましい。
G1B1は前記の式(D−1)〜(D−5)で表される2価の基の群から選択される1つであり、G1B2は前記の式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基の群から選択される同一の基である。
G1B1は前記の式(D−1)〜(D−5)で表される2価の基の群から選択される1つであり、G1B2は前記の式(D−1)〜(D−12)で表される2価の基の群から選択される同一の基である。
<化合物の具体例>
本発明の化合物の具体例は以下に列記する式によって示されるが、本発明はこれらの具体的な構造の開示によって限定されることはない。
本発明の化合物の具体例は以下に列記する式によって示されるが、本発明はこれらの具体的な構造の開示によって限定されることはない。
<式(2−1)で表される化合物の具体例>
式(2−1)で表される化合物の具体例は下記の式(2−1−1)〜(2−1−66)で示される。これらの中で好ましい化合物は式(2−1−1)〜(2−1−14)および式(2−1−22)〜(2−1−31)である。より好ましい化合物は式(2−1−1)〜(2−1−2)、(2−1−9)〜(2−1−10)、(2−1−22)、(2−1−28)および(2−1−29)である。
式(2−1)で表される化合物の具体例は下記の式(2−1−1)〜(2−1−66)で示される。これらの中で好ましい化合物は式(2−1−1)〜(2−1−14)および式(2−1−22)〜(2−1−31)である。より好ましい化合物は式(2−1−1)〜(2−1−2)、(2−1−9)〜(2−1−10)、(2−1−22)、(2−1−28)および(2−1−29)である。
<式(2−2)で表される化合物の具体例>
式(2−2)で表される化合物の具体例は下記の式(2−2−1)〜(2−2−51)で示される。これらの中で好ましい化合物は式(2−2−1)〜(2−2−11)、(2−2−22)〜(2−2−30)である。より好ましい化合物は式(2−2−1)〜(2−2−2)、(2−2−9)〜(2−2−10)、(2−2−22)、(2−2−27)および(2−2−28)である。
式(2−2)で表される化合物の具体例は下記の式(2−2−1)〜(2−2−51)で示される。これらの中で好ましい化合物は式(2−2−1)〜(2−2−11)、(2−2−22)〜(2−2−30)である。より好ましい化合物は式(2−2−1)〜(2−2−2)、(2−2−9)〜(2−2−10)、(2−2−22)、(2−2−27)および(2−2−28)である。
<化合物の合成法>
本発明の化合物は既知の方法、例えば鈴木カップリング反応や根岸カップリング反応を利用して合成することができる。式(2)で表される化合物を、鈴木カップリング反応または根岸カップリング反応で合成するスキームを以下に例示する。
上記式中、Gは2価の基または2個の遊離原子価をもつ環系であり、Xは塩素、臭素、ヨウ素、またはトリフラートである。
本発明の化合物は既知の方法、例えば鈴木カップリング反応や根岸カップリング反応を利用して合成することができる。式(2)で表される化合物を、鈴木カップリング反応または根岸カップリング反応で合成するスキームを以下に例示する。
上記式中、Gは2価の基または2個の遊離原子価をもつ環系であり、Xは塩素、臭素、ヨウ素、またはトリフラートである。
スキーム1には、2箇所をボロン酸またはボロン酸エステルにしたGに、パラジウム触媒と塩基の存在下、反応性基を有する3,3’−ビピリジンを2段階に反応させる方法、および2箇所に反応性基を有するGにパラジウム触媒と塩基の存在下、3,3’−ビピリジンのボロン酸を2段階に反応させる方法を示した。Gに同一の3,3’−ビピリジル基を導入する場合、上のプロセスではGの2倍モルの反応性基を有する3,3’−ビピリジンを一度に反応させてもよいし、下のプロセスではGの2倍モルの3,3’−ビピリジンのボロン酸を一度に反応させてもよい。
スキーム2には、2箇所を亜鉛錯体にしたGに、パラジウム触媒の存在下、反応性基を有する3,3’−ビピリジンを2段階に反応させる方法、および2箇所に反応性基を有するGにパラジウム触媒の存在下、3,3’−ビピリジンの亜鉛錯体を2段階に反応させる方法を示した。Gに同一の3,3’−ビピリジル基を導入する場合、上のプロセスではGの2倍モルの反応性基を有する3,3’−ビピリジンを一度に反応させてもよいし、下のプロセスではGの2倍モルの3,3’−ビピリジンの亜鉛錯体を一度に反応させてもよい。
Gが複数の2価の基が連結している場合、または複数の2個の遊離原子価をもつ環系が連結している場合、あるいは2価の基と2個の遊離原子価をもつ環系の組み合わせである場合、たとえば−G1−G1−である場合には、それぞれ単体のG1に上記のカップリング反応を用いて3,3’−ビピリジル基を連結した後、既知のカップリング反応でG1同士を連結して目的の化合物を合成してもよい。このカップリング反応の際にも、鈴木カップリング反応または根岸カップリング反応は好ましく用いられる。
また、G1がたとえばオキサジアゾールのようなヘテロ環である場合、共に3,3’−ビピリジル基を有する環系の酸クロリドとヒドラジンを反応させて得たヒドラジドから、分子内環化脱水反応を経て合成するような方法を用いることもできる。
式(3)で表される化合物または式(4)で表される化合物も、上記の合成法を適宜組み合わせて合成することができる。以上、本発明の化合物の合成法を例示したが、本発明はこれら例示した合成法によって制限されることはない。
鈴木カップリング反応で用いられるパラジウム触媒の具体例は、Pd(PPh3)4、PdCl2(PPh3)2、Pd(OAc)2、トリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム(0)、トリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウムクロロホルム錯体(0)等である。反応促進するため、場合によりこれらのパラジウム化合物にホスィン化合物を加えてもよい。そのホスィン化合物の具体例は、トリ(t−ブチル)ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、1−(N,N−ジメチルアミノメチル)−2−(ジt−ブチルホスフィノ)フェロセン、1−(N,N−ジブチルアミノメチル)−2−(ジt−ブチルホスフィノ)フェロセン、1−(メトキシメチル)−2−(ジt−ブチルホスフィノ)フェロセン、1,1’−ビス(ジt−ブチルホスフィノ)フェロセン、2,2’−ビス(ジt−ブチルホスフィノ)−1,1’−ビナフチル、2−メトキシ−2’−(ジt−ブチルホスフィノ)−1,1’−ビナフチル、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル等である。この反応で用いられる塩基の具体例は、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、ナトリウムエトキシド、ナトリウムt−ブトキシド、酢酸ナトリウム、リン酸三カリウム、フッ化カリウム等である。さらに、この反応で用いられる溶媒の具体例は、ベンゼン、トルエン、キシレン、N,N−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジエチルエ−テル、t−ブチルメチルエ−テル、1,4−ジオキサン、メタノ−ル、エタノール、イソプロピルアルコ−ル等である。これらの溶媒は適宜選択でき、単独で用いてもよく、混合溶媒として用いてもよい。
根岸カップリング反応で用いられるパラジウム触媒の具体例は、Pd(PPh3)4、PdCl2(PPh3)2、Pd(OAc)2、トリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム(0)、トリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム(0)、ビス(トリt−ブチルホスフィノ)パラジウム(0)、(1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン)ジクロロパラジウム(II)等である。さらに、この反応で用いられる溶媒の具体例は、ベンゼン、トルエン、キシレン、N,N−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジエチルエ−テル、t−ブチルメチルエ−テル、1,4−ジオキサン等である。これらの溶媒は適宜選択でき、単独で用いてもよく、混合溶媒として用いてもよい。
本発明の化合物を、有機EL素子における、電子注入層または電子輸送層に用いた場合、電界印加時において安定であり、また、低電圧で発光を得ることが可能となる。これらは、本発明の化合物が、電界発光型素子の電子注入材料、または電子輸送材料として優れていることを表す。ここで言う電子注入層とは陰極から有機層へ電子を受け取る層であり、電子輸送層とは注入された電子を発光層へ輸送するための層である。また、電子輸送層が電子注入層を兼ねることも可能である。それぞれの層に用いる材料を、電子注入材料および電子輸送材料という。
<有機EL素子の説明>
本願の第2の発明は、電子注入層、または電子輸送層に、本発明の式(1)で表される化合物を含有する有機EL素子である。本発明の有機EL素子は、駆動電圧が低く、駆動時の耐久性が高い。
本願の第2の発明は、電子注入層、または電子輸送層に、本発明の式(1)で表される化合物を含有する有機EL素子である。本発明の有機EL素子は、駆動電圧が低く、駆動時の耐久性が高い。
本発明の有機EL素子の構造は各種の態様があるが、基本的には陽極と陰極との間に少なくとも正孔輸送層、発光層、電子輸送層を挟持した多層構造である。素子の具体的な構成の例は、(1)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極、(2)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極、(3)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極、等である。
本発明の化合物は、高い電子注入性および電子輸送性を持っているので、単体又は他の材料と併用して電子注入層、または電子輸送層に使用できる。本発明の有機EL素子は、本発明の電子輸送材料に他の材料を用いた正孔注入層、正孔輸送層、発光層、などを組み合わせることで、青色、緑色、赤色や白色の発光を得ることもできる。
本発明の有機EL素子に使用できる発光材料または発光性ドーパントは、高分子学会編、高分子機能材料シリーズ“光機能材料”、共同出版(1991)、P236に記載されているような昼光蛍光材料、蛍光増白剤、レーザー色素、有機シンチレータ、各種の蛍光分析試薬等の発光材料、城戸淳二監修、“有機EL材料とディスプレイ”シーエムシー社出版(2001)P155〜156に記載されているようなドーパント材料、P170〜172に記載されているような3重項材料の発光材料等である。
発光材料または発光性ドーパントとして使用できる化合物は、多環芳香族化合物、ヘテロ芳香族化合物、有機金属錯体、色素、高分子系発光材料、スチリル誘導体、芳香族アミン誘導体、クマリン誘導体、ボラン誘導体、オキサジン誘導体、スピロ環を有する化合物、オキサジアゾール誘導体、フルオレン誘導体等である。多環芳香族化合物の例は、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタセン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ペリレン誘導体、コロネン誘導体、ルブレン誘導体等である。ヘテロ芳香族化合物の例は、ジアルキルアミノ基またはジアリールアミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ピリジン誘導体、ピラン誘導体、フェナントロリン誘導体、シロール誘導体、トリフェニルアミノ基を有するチオフェン誘導体、キナクリドン誘導体等である。有機金属錯体の例は、亜鉛、アルミニウム、ベリリウム、ユーロピウム、テルビウム、ジスプロシウム、イリジウム、白金、オスミウム、金、等と、キノリノール誘導体、ベンゾキサゾ−ル誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ピロール誘導体、ピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体等との錯体である。色素の例は、キサンテン誘導体、ポリメチン誘導体、ポルフィリン誘導体、クマリン誘導体、ジシアノメチレンピラン誘導体、ジシアノメチレンチオピラン誘導体、オキソベンズアントラセン誘導体、カルボスチリル誘導体、ペリレン誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体等の色素が挙げられる。高分子系発光材料の例は、ポリパラフェニルビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリビニルカルバゾ−ル誘導体、ポリシラン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体等である。スチリル誘導体の例は、アミン含有スチリル誘導体、スチリルアリーレン誘導体等である。
本発明の有機EL素子に使用される他の電子輸送材料は、光導電材料において電子伝達化合物として使用できる化合物、有機EL素子の電子輸送層および電子注入層に使用できる化合物の中から任意に選択して用いることができる。
このような電子輸送材料の具体例は、キノリノール系金属錯体、2,2’−ビピリジル誘導体、フェナントロリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チオフェン誘導体、トリアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、オキシン誘導体の金属錯体、キノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体のポリマー、ベンザゾール類化合物、ガリウム錯体、ピラゾール誘導体、パ−フルオロ化フェニレン誘導体、トリアジン誘導体、ピラジン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、イミダゾピリジン誘導体、ボラン誘導体等である。
本発明の有機EL素子に使用される正孔注入材料および正孔輸送材料については、光導電材料において、正孔の電荷輸送材料として従来から慣用されている化合物や、有機EL素子の正孔注入層および正孔輸送層に使用されている公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。それらの具体例は、カルバゾ−ル誘導体、トリアリールアミン誘導体、フタロシアニン誘導体等である。
本発明の有機EL素子を構成する各層は、各層を構成すべき材料を蒸着法、スピンコート法またはキャスト法等の方法で薄膜とすることにより、形成することができる。このようにして形成された各層の膜厚については特に限定はなく、材料の性質に応じて適宜設定することができるが、通常2nm〜5000nmの範囲である。なお、発光材料を薄膜化する方法は、均質な膜が得やすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から蒸着法を採用するのが好ましい。蒸着法を用いて薄膜化する場合、その蒸着条件は、本発明の発光材料の種類により異なる。蒸着条件は一般的に、ボート加熱温度50〜400℃、真空度10−6〜10−3Pa、蒸着速度0.01〜50nm/秒、基板温度−150〜+300℃、膜厚5nm〜5μmの範囲で適宜設定することが好ましい。
本発明の有機EL素子は、前記のいずれの構造であっても、基板に支持されていることが好ましい。基板は機械的強度、熱安定性および透明性を有するものであればよく、ガラス、透明プラスチックフィルム等を用いることができる。陽極物質は4eVより大きな仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を用いることができる。その具体例は、Au等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(以下、ITOと略記する)、SnO2、ZnO等である。
陰極物質は4eVより小さな仕事関数の金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物を使用できる。その具体例は、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、リチウム、マグネシウム合金、アルミニウム合金等である。合金の具体例は、アルミニウム/弗化リチウム、アルミニウム/リチウム、マグネシウム/銀、マグネシウム/インジウム等である。有機EL素子の発光を効率よく取り出すために、電極の少なくとも一方は光透過率を10%以上にすることが望ましい。電極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下にすることが好ましい。なお、膜厚は電極材料の性質にもよるが、通常10nm〜1μm、好ましくは10〜400nmの範囲に設定される。このような電極は、上述の電極物質を使用して、蒸着やスパッタリング等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。
次に、本発明の発光材料を用いて有機EL素子を作成する方法の一例として、前述の陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/本発明の電子輸送材料/陰極からなる有機EL素子の作成法について説明する。適当な基板上に、陽極材料の薄膜を蒸着法により形成させて陽極を作製した後、この陽極上に正孔注入層および正孔輸送層の薄膜を形成させる。この上に発光層の薄膜を形成させる。この発光層の上に本発明の電子輸送材料を真空蒸着し、薄膜を形成させ、電子輸送層とする。さらに陰極用物質からなる薄膜を蒸着法により形成させて陰極とすることにより、目的の有機EL素子が得られる。なお、上述の有機EL素子の作製においては、作製順序を逆にして、陰極、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
このようにして得られた有機EL素子に直流電圧を印加する場合には、陽極を+、陰極を−の極性として印加すればよく、電圧2〜40V程度を印加すると、透明又は半透明の電極側(陽極又は陰極、および両方)より発光が観測できる。また、この有機EL素子は、交流電圧を印加した場合にも発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
以下に、本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明する。
以下に、本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明する。
合成例1:式(2−1−2)の化合物の合成
<5−ブロモ−3,3’−ビピリジンの合成>
3−ピリジンボロン酸、3,5−ジブロモピリジン、Pd(PPh3)4、炭酸ナトリウム、トルエン、エタノールおよび純水をフラスコに入れ、アルゴン雰囲気下、還流温度で終夜攪拌した。加熱終了後、反応液を室温まで冷却して有機層を抽出した。有機層を濃縮し、濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(移動相:ヘプタン/酢酸エチル)にて精製し、次いでヘプタンから再結晶して、5−ブロモ−3,3’−ビピリジンを得た。
<5−ブロモ−3,3’−ビピリジンの合成>
3−ピリジンボロン酸、3,5−ジブロモピリジン、Pd(PPh3)4、炭酸ナトリウム、トルエン、エタノールおよび純水をフラスコに入れ、アルゴン雰囲気下、還流温度で終夜攪拌した。加熱終了後、反応液を室温まで冷却して有機層を抽出した。有機層を濃縮し、濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(移動相:ヘプタン/酢酸エチル)にて精製し、次いでヘプタンから再結晶して、5−ブロモ−3,3’−ビピリジンを得た。
<2−フェニルアントラセンの合成>
2−クロロアントラセン5.00g、フェニルボロン酸4.3g、トリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム(0)538mg、トリシクロヘキシルホスフィン494mg、リン酸三カリウム9.98g、およびトルエン75mlをフラスコに入れ、アルゴン雰囲気下、還流温度で2時間攪拌した。加熱終了後反応液に1.5リットルのトルエンを加え、室温まで冷却後濾別し、濾液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(移動相:ヘプタン)により精製した。溶媒を減圧留去し、濃縮物をトルエンから再結晶して、2−フェニルアントラセン5.0gを得た。
2−クロロアントラセン5.00g、フェニルボロン酸4.3g、トリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム(0)538mg、トリシクロヘキシルホスフィン494mg、リン酸三カリウム9.98g、およびトルエン75mlをフラスコに入れ、アルゴン雰囲気下、還流温度で2時間攪拌した。加熱終了後反応液に1.5リットルのトルエンを加え、室温まで冷却後濾別し、濾液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(移動相:ヘプタン)により精製した。溶媒を減圧留去し、濃縮物をトルエンから再結晶して、2−フェニルアントラセン5.0gを得た。
<9,10−ジブロモ−2−フェニルアントラセンの合成>
窒素雰囲気下のフラスコ中に、2−フェニルアントラセン3.32gを400mlのジクロロメタンに溶かした。そこに、5.00gの臭素を30mlの四塩化炭素に溶かした溶液を15分掛けて滴下した。滴下終了後、2時間室温で攪拌し、チオ硫酸ナトリウム水溶液で反応を停止した。有機層を抽出し、溶媒を減圧留去して得た濃縮物をトルエン50mlから再結晶し、9,10−ジブロモ−2−フェニルアントラセン4.4gを得た。
窒素雰囲気下のフラスコ中に、2−フェニルアントラセン3.32gを400mlのジクロロメタンに溶かした。そこに、5.00gの臭素を30mlの四塩化炭素に溶かした溶液を15分掛けて滴下した。滴下終了後、2時間室温で攪拌し、チオ硫酸ナトリウム水溶液で反応を停止した。有機層を抽出し、溶媒を減圧留去して得た濃縮物をトルエン50mlから再結晶し、9,10−ジブロモ−2−フェニルアントラセン4.4gを得た。
<9,10−ビス(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラニル)−2−フェニルアントラセンの合成>
9,10−ジブロモ−2−フェニルアントラセン10.0g、ビス(ピナコラート)ジボロン14.8g、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)838mg、トリシクロヘキシルホスフィン1.02g、酢酸カリウム7.15gおよび1,4−ジオキサン50mlをフラスコに入れ、アルゴン雰囲気下、還流温度で8時間攪拌した。加熱終了後反応液にトルエンを加え、室温まで冷却後固形物を濾別し、濾液を濃縮した。濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(移動相:トルエン)により精製した後、テトラヒドロフラン/ヘプタン混合溶液から再結晶し、9,10−ビス(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラニル)−2−フェニルアントラセン8.3gを得た。
9,10−ジブロモ−2−フェニルアントラセン10.0g、ビス(ピナコラート)ジボロン14.8g、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)838mg、トリシクロヘキシルホスフィン1.02g、酢酸カリウム7.15gおよび1,4−ジオキサン50mlをフラスコに入れ、アルゴン雰囲気下、還流温度で8時間攪拌した。加熱終了後反応液にトルエンを加え、室温まで冷却後固形物を濾別し、濾液を濃縮した。濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(移動相:トルエン)により精製した後、テトラヒドロフラン/ヘプタン混合溶液から再結晶し、9,10−ビス(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラニル)−2−フェニルアントラセン8.3gを得た。
<9,10−ビス(3,3'−ビピリジン−5−イル)−2−フェニルアントラセンの合成>
9,10−ビス(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラニル)−2−フェニルアントラセン2.0g、5−ブロモ−3,3'−ビピリジン2.5g、トリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム(0)269mg、トリシクロヘキシルホスフィン247mg、リン酸三カリウム6.24g、トルエン70mlをフラスコに入れて、アルゴン雰囲気下、還流温度で5時間攪拌した。加熱終了後反応液を室温まで冷却し、純水で洗浄した。有機層を濃縮し、濃縮物を活性アルミナカラムクロマトグラフィー(移動相:トルエン/酢酸エチル)にて精製した。減圧下溶媒を留去し、濃縮物を酢酸エチルで洗浄後、トルエンで再結晶し、9,10−ビス(3,3'−ビピリジン−5−イル)−2−フェニルアントラセン540mgを得た。
1H−NMR(CDCl3): 7.3-7.5 (m, 7H), 7.5-7.6 (m, 2H), 7.7 (m, 3H), 7.8(m, 1H), 7.9 (s, 1H), 8.0-8.1(m, 4H), 8.7 (m, 2H), 8.8-8.9 (m, 2H), 9.0(m, 2H) , 9.1(s, 2H).
9,10−ビス(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラニル)−2−フェニルアントラセン2.0g、5−ブロモ−3,3'−ビピリジン2.5g、トリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム(0)269mg、トリシクロヘキシルホスフィン247mg、リン酸三カリウム6.24g、トルエン70mlをフラスコに入れて、アルゴン雰囲気下、還流温度で5時間攪拌した。加熱終了後反応液を室温まで冷却し、純水で洗浄した。有機層を濃縮し、濃縮物を活性アルミナカラムクロマトグラフィー(移動相:トルエン/酢酸エチル)にて精製した。減圧下溶媒を留去し、濃縮物を酢酸エチルで洗浄後、トルエンで再結晶し、9,10−ビス(3,3'−ビピリジン−5−イル)−2−フェニルアントラセン540mgを得た。
1H−NMR(CDCl3): 7.3-7.5 (m, 7H), 7.5-7.6 (m, 2H), 7.7 (m, 3H), 7.8(m, 1H), 7.9 (s, 1H), 8.0-8.1(m, 4H), 8.7 (m, 2H), 8.8-8.9 (m, 2H), 9.0(m, 2H) , 9.1(s, 2H).
合成例7:式(3−3)の化合物の合成
<3,3’−ビピリジンのボロン酸(式(10)の化合物)の合成>
5−ブロモ−3,3’−ビピリジン4.7gを入れたフラスコに、窒素雰囲気下、トルエン30mlを加え溶かした。この溶液をドライアイス/メタノールバスで−70℃まで冷却した。1.6Mのn−ブチルリチウム15mlを滴下し、その温度で攪拌した。15分後、ホウ酸トリイソプロピル7mlを滴下し、−70℃で一時間攪拌した。その後−20℃まで昇温し、0.1N−HClを滴下し、さらに室温で1時間攪拌した。有機層を抽出し、溶媒を減圧留去して得た濃縮物をヘプタンから再結晶して、化合物(10)を3.9g得た。
<3,3’−ビピリジンのボロン酸(式(10)の化合物)の合成>
5−ブロモ−3,3’−ビピリジン4.7gを入れたフラスコに、窒素雰囲気下、トルエン30mlを加え溶かした。この溶液をドライアイス/メタノールバスで−70℃まで冷却した。1.6Mのn−ブチルリチウム15mlを滴下し、その温度で攪拌した。15分後、ホウ酸トリイソプロピル7mlを滴下し、−70℃で一時間攪拌した。その後−20℃まで昇温し、0.1N−HClを滴下し、さらに室温で1時間攪拌した。有機層を抽出し、溶媒を減圧留去して得た濃縮物をヘプタンから再結晶して、化合物(10)を3.9g得た。
<1,8,10−トリス(3,3'−ビピリジン−5−イル)アントラセンの合成>
10−ブロモ−1,8−ジクロロアントラセン0.83g、化合物(10)3.8g、酢酸パラジウム0.086g、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル0.314g、リン酸三カリウム4.86gおよびDMF25mlを入れたフラスコを、アルゴン雰囲気下110℃で4時間攪拌した。室温まで冷却後、反応液を水に加え析出物を得た。この析出物を酢酸エチルに溶解して、活性アルミナクロマトグラフィー(移動相:酢酸エチル)により精製した後、ジクロロメタン/酢酸エチル混合溶媒から再結晶し、1,8,10−トリス(3,3'−ビピリジン−5−イル)アントラセン0.41gを得た。
1H−NMR(CDCl3): 7.3-7.4 (m, 2H), 7.4-7.5 (m, 1H), 7.5-7.6 (m, 4H), 7.6-7.7(m, 2H), 7.7-7.8 (m, 2H), 7.9-8.0(m, 2H), 8.0-8.1 (m, 2H), 8.6-8.8 (m, 11H), 9.0(m, 1H) , 9.1(m, 1H).
10−ブロモ−1,8−ジクロロアントラセン0.83g、化合物(10)3.8g、酢酸パラジウム0.086g、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル0.314g、リン酸三カリウム4.86gおよびDMF25mlを入れたフラスコを、アルゴン雰囲気下110℃で4時間攪拌した。室温まで冷却後、反応液を水に加え析出物を得た。この析出物を酢酸エチルに溶解して、活性アルミナクロマトグラフィー(移動相:酢酸エチル)により精製した後、ジクロロメタン/酢酸エチル混合溶媒から再結晶し、1,8,10−トリス(3,3'−ビピリジン−5−イル)アントラセン0.41gを得た。
1H−NMR(CDCl3): 7.3-7.4 (m, 2H), 7.4-7.5 (m, 1H), 7.5-7.6 (m, 4H), 7.6-7.7(m, 2H), 7.7-7.8 (m, 2H), 7.9-8.0(m, 2H), 8.0-8.1 (m, 2H), 8.6-8.8 (m, 11H), 9.0(m, 1H) , 9.1(m, 1H).
原料の化合物を適宜選択することにより、上記の合成例に準じた方法で、本発明の他の発光材料を合成することができる。
ITOを150nmの厚さに蒸着した25mm×75mm×1.1mmのガラス基板(東京三容真空(株)製)を透明支持基板とした。この透明支持基板を市販の蒸着装置(真空機工(株)製)の基板ホルダーに固定し、銅フタロシアニンを入れたモリブデン製蒸着用ボート、N,N'−ジフェニル−N,N'−ジナフチル−4,4'−ジアミノビフェニル(以下、NPDと略記する。)を入れたモリブデン製蒸着用ボート、下記化合物(A):9−フェニル−10−〔6−(1,1’;3,1’’)テルフェニル−5’−イル〕ナフタレン−2−イル〕アントラセンを入れたモリブデン製蒸着用ボート、下記スチリルアミン誘導体(B):N,N,N’,N’−テトラ(4−ビフェニリル)−4,4’−ジアミノスチルベンを入れたモリブデン製蒸着用ボート、化合物(2−1−2)を入れたモリブデン製蒸着用ボート、弗化リチウムを入れたモリブデン製蒸着用ボート、およびアルミニウムを入れたタングステン製蒸着用ボートを装着した。
真空槽を1×10−3Paまで減圧し、銅フタロシアニンが入った蒸着用ボートを加熱して、膜厚20nmになるように蒸着して正孔注入層を形成し、次いで、NPD入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚30nmになるようにNPDを蒸着して正孔輸送層を形成した。次に、化合物(A)を入れた蒸着用ボートと化合物(B)を入れた蒸着用ボートを同時に加熱して、膜厚30nmになるように蒸着して発光層を形成した。化合物(A)と化合物(B)の重量比がおよそ95対5になるように蒸着速度を調節した。次に化合物(2−2−1)入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚20nmになるように蒸着して電子輸送層を形成した。以上の蒸着速度は0.001〜3.0nm/秒であった。その後、弗化リチウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚0.5nmになるように0.003〜0.01nm/秒の蒸着速度で蒸着し、次いで、アルミニウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚100nmになるように0.1〜1.0nm/秒の蒸着速度で蒸着することにより、有機EL素子を得た。ITO電極を陽極、弗化リチウム/アルミニウム電極を陰極として、直流電圧を印加すると、約波長455nmの青色発光を得た。輝度1000cd/m2を得るための駆動電圧は6.09Vだった。
化合物(2−2−1)を化合物(3−3)に替えた以外は実施例2と同様にして有機EL素子を得た。ITO電極を陽極、弗化リチウム/アルミニウム電極を陰極として、輝度1000cd/m2を得るための駆動電圧は6.14Vだった。
(比較例1)
化合物(2−2−1)をトリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq3)に替えた以外は実施例2と同様にして有機EL素子を得た。ITO電極を陽極、弗化リチウム/アルミニウム電極を陰極として、輝度1000cd/m2を得るための駆動電圧は6.91Vだった。
化合物(2−2−1)をトリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq3)に替えた以外は実施例2と同様にして有機EL素子を得た。ITO電極を陽極、弗化リチウム/アルミニウム電極を陰極として、輝度1000cd/m2を得るための駆動電圧は6.91Vだった。
本発明の好ましい態様によれば、駆動電圧において更に性能のよい有機EL素子を提供することができ、それを備えた高性能なディスプレイ装置などを提供することができる。
Claims (55)
- R1〜R4の1つがGに結合する遊離原子価であり、それ以外が水素であり、R5〜R8が水素である、請求項1に記載の化合物。
- 下記の式(2)で表される、請求項2に記載の化合物。
式中、Gは下記の式(G1)〜(G3)で表される基の群から選択される1つであり;R9〜R12の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり;そして、R13〜R16の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。
式中、G1は独立して、下記の式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である。
上記の式中、Rは独立して水素、炭素数1〜8のアルキル、炭素数3〜10のシクロアルキル、または炭素数6〜20のアリールであり;式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物から誘導される2価の基は、遊離原子価を持つ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。 - Gが請求項3に記載の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が式(A−1)〜(A−21)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である、請求項4に記載の化合物。
- Gが請求項3に記載の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が式(A−1)〜(A−4)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である、請求項4に記載の化合物。
- Gが請求項3に記載の式(G2)で表される連結基であり、式(G2)中G1が式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される同一の2価の基である、請求項4に記載の化合物。
- Gが請求項3に記載の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が式(A−1)〜(A−21)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である、請求項14に記載の化合物。
- Gが請求項3に記載の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が式(A−1)〜(A−4)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である、請求項14に記載の化合物。
- Gが請求項3に記載の式(G2)で表される連結基であり、式(G2)中G1が式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される同一の2価の基である、請求項14に記載の化合物。
- Gが請求項3に記載の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が式(A−1)〜(A−21)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である、請求項24に記載の化合物。
- Gが請求項3に記載の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が式(A−1)〜(A−4)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である、請求項24に記載の化合物。
- Gが請求項3に記載の式(G2)で表される連結基であり、式(G2)中G1が式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される同一の2価の基である、請求項24に記載の化合物。
- Gが請求項3に記載の式(G1)で表される連結基であり、式(G1)中G1が式(A−1)〜(A−21)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基である、請求項34に記載の化合物。
- 下記の式(3)で表される、請求項2に記載の化合物。
式中、Gは下記の式(G4)または(G5)で表される基であり;R17〜R20の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり;R21〜R24の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり;R25〜R28の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。
式中、G1は独立して、下記の式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基であり;G2Aは、下記の式(E−1)〜(E−9)で表される3価の基の群から選択される1つであり、G2Bはホウ素、ホスホリル基、または式(E−1)〜(E−9)で表される3価の基の群から選択される1つである。
上記の式中、Rは独立して水素、炭素数1〜8のアルキル、炭素数3〜10のシクロアルキル、または炭素数6〜20のアリールであり;式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物から誘導される2価の基は、遊離原子価を持つ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
- Gが式(G5)で表される連結基であり、式(G5)においてG1が同一である、請求項37に記載の化合物。
- 下記の式(4)で表される、請求項2に記載の化合物。
式中、Gは下記の式(G6)または(G7)で表される基であり;R29〜R32の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり;R33〜R36の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり;R37〜R40の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり;R41〜R44の1つはGに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。
式中、G1は独立して、式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物の群から選択される1つから誘導される2価の基であり;G3Aは、下記の式(F−1)〜(F−8)で表される4価の基の群から選択される1つであり;G3Bは炭素、ケイ素、式(F−1)〜(F−8)で表される4価の基の群から選択される1つである。
上記の式中、Rは独立して水素、炭素数1〜8のアルキル、炭素数3〜10のシクロアルキル、または炭素数6〜20のアリールであり;式(A−1)〜(A−21)および式(B−1)〜(B−41)で表される化合物から誘導される2価の基は、遊離原子価を持つ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
- Gが式(G7)で表される連結基であり、式(G7)においてG1が同一である、請求項39に記載の化合物。
- 請求項1〜53のいずれか1項に記載の化合物を含有する有機電界発光素子。
- 陽極および陰極により挟持された、少なくとも正孔輸送層、発光層、および電子輸送層を基板上に有する有機電界発光素子であって、該電子輸送層が、請求項1〜53のいずれか1項に記載の化合物を含有する有機電界発光素子。
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JP2012516848A (ja) * | 2009-02-03 | 2012-07-26 | 日東電工株式会社 | 有機発光ダイオードにおける両極性ホスト |
JP2014088399A (ja) * | 2011-02-23 | 2014-05-15 | Hodogaya Chem Co Ltd | 置換されたトリフェニレン環構造を有する化合物および有機エレクトロルミネッセンス素子 |
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