JP2011231025A - Biscarbazole compound and use thereof - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biscarbazole compound especially suitable for a hole transport material of an organic EL element, and an organic EL element having high luminous efficiency and excellent durability.SOLUTION: The biscarbazole compound represented by general formula (1) (wherein Ar-Arare each independently aryl which may contain a 6C-50C substituent or heteroaryl which may contain a 4C-50C substituent; Arand Ar, and Arand Areach may be mutually bonded to form a ring; Rand Rare each independently 1C-12C linear, branched or cyclic alkyl, phenyl which may contain a substituent, biphenyl or terphenyl; R-Rare each independently a hydrogen atom, halogen atom, 1C-12C linear, branched or cyclic alkyl, 1C-12C linear, branched or cyclic alkoxy, aryl which may contain a 6C-50C substituent or heteroaryl which may contain a 4C-50C substituent; with the proviso that Ar-Arare not carbazolyl and Rand Rdo not contain amino as a substituent) is used.

Description

本発明は、新規なビスカルバゾール化合物及びそれを用いた有機EL素子に関するものである。   The present invention relates to a novel biscarbazole compound and an organic EL device using the same.

有機EL素子は、有機薄膜を1対の電極で狭持した面発光型素子であり、薄型軽量、高視野角、高速応答性といった特徴を有し、各種表示素子への応用が期待されている。また最近では、携帯電話のディスプレイ等、一部実用化も始まっている。有機EL素子とは、陽極から注入された正孔と、陰極から注入された電子とが発光層で再結合する際に発する光を利用した素子であり、その構造は正孔輸送層、発光層、電子輸送層等を積層した多層積層型が主流である。ここで、正孔輸送層や電子輸送層といった電荷輸送層は、それ自体は発光するわけではないが、発光層への電荷注入を容易にし、また、発光層に注入された電荷や発光層で生成した励起子のエネルギーを閉じ込めるといった役割を果たしている。従って、電荷輸送層は、有機EL素子の低駆動電圧化及び発光効率を向上させる上で非常に重要である。   An organic EL element is a surface-emitting element in which an organic thin film is held between a pair of electrodes, and has features such as a thin and light weight, a high viewing angle, and a high-speed response, and is expected to be applied to various display elements. . Recently, some practical applications such as mobile phone displays have begun. An organic EL element is an element that utilizes light emitted when holes injected from an anode and electrons injected from a cathode are recombined in a light emitting layer, and has a structure of a hole transport layer, a light emitting layer A multi-layer laminate type in which an electron transport layer and the like are laminated is the mainstream. Here, the charge transport layer such as the hole transport layer and the electron transport layer does not emit light by itself, but facilitates the injection of charges into the light emitting layer, and the charge injected into the light emitting layer or the light emitting layer. It plays the role of confining the energy of the generated excitons. Therefore, the charge transport layer is very important for lowering the driving voltage and improving the light emission efficiency of the organic EL element.

正孔輸送材料には、適当なイオン化ポテンシャルと正孔輸送能を有するアリールアミン化合物が用いられ、例えば、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニル] ビフェニル(以下、NPDと略す)がよく知られている。しかしながら、NPDはガラス転移温度が低く、高温条件下で容易に結晶化してしまうため、素子の耐久性に課題がある。また、NPDを正孔輸送層に用いた素子の駆動電圧、発光効率は十分ではなく、新しい材料の開発が求められている。   As the hole transport material, an arylamine compound having an appropriate ionization potential and hole transport ability is used. For example, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl] biphenyl (hereinafter, (Abbreviated as NPD) is well known. However, since NPD has a low glass transition temperature and easily crystallizes under high temperature conditions, there is a problem in durability of the element. In addition, the driving voltage and light emission efficiency of an element using NPD for the hole transport layer are not sufficient, and development of new materials is required.

このような背景から、最近では分子内にカルバゾール環を導入したアリールアミン化合物が報告されている。カルバゾール環は平面性が高く、剛直な骨格であることから、カルバゾール環を導入したアリールアミン化合物は、ガラス転移温度と正孔輸送性の向上が期待できる。しかしながら、これまでに報告されているカルバゾール環を導入したアリールアミン化合物は、カルバゾール環の3位及び6位に窒素原子が結合した分子構造である(例えば、特許文献1〜3参照)。カルバゾール環の3位及び6位は、電子ドナー性である窒素原子のパラ位となるため、3位及び6位に置換されたアリールアミノ基はカルバゾール環の窒素原子によって活性化されることになる。即ち、カルバゾール環の3位及び6位にアリールアミノ基を導入した化合物は、イオン化ポテンシャルが通常のアリール化合物に比較して低くなってしまう。従って、これまでに報告されているカルバゾール環を有するアリールアミン化合物を正孔輸送層に用いた場合、発光層への正孔の注入障壁が大きくなり、有機EL素子の駆動電圧が高くなるという問題があった。   Against this background, recently, arylamine compounds having a carbazole ring introduced in the molecule have been reported. Since the carbazole ring has a high planarity and a rigid skeleton, the arylamine compound into which the carbazole ring is introduced can be expected to improve the glass transition temperature and the hole transport property. However, the arylamine compounds into which carbazole rings have been reported so far have a molecular structure in which nitrogen atoms are bonded to the 3rd and 6th positions of the carbazole ring (see, for example, Patent Documents 1 to 3). Since the 3-position and 6-position of the carbazole ring are para-positions of the nitrogen atom which is an electron donor property, the arylamino group substituted at the 3-position and 6-position is activated by the nitrogen atom of the carbazole ring. . That is, a compound in which an arylamino group is introduced at the 3-position and 6-position of the carbazole ring has a lower ionization potential than a normal aryl compound. Therefore, when an arylamine compound having a carbazole ring, which has been reported so far, is used for the hole transport layer, the hole injection barrier into the light emitting layer is increased, and the driving voltage of the organic EL element is increased. was there.

また、カルバゾール環を有する化合物としては、ガラス転移温度の改善を目的として、カルバゾール環を多量化したカルバゾール誘導体が記載されている(例えば、特許文献4〜6参照)。   Moreover, as a compound having a carbazole ring, a carbazole derivative in which the carbazole ring is made large for the purpose of improving the glass transition temperature is described (for example, see Patent Documents 4 to 6).

特許文献4には、カルバゾール環を2量化若しくは3量化させた構造が開示されているが、分子内にアリールアミノ基を有していないため、正孔輸送性が十分ではない。   Patent Document 4 discloses a structure in which a carbazole ring is dimerized or trimerized, but does not have an arylamino group in the molecule, so that hole transportability is not sufficient.

特許文献5には、3,3’−ビスカルバゾール骨格の6,6’位に9−カルバゾール基を置換させた化合物が開示されている。しかしながら、6,6’位に9−カルバゾール基を導入した構造では、共役の広がりが十分ではなく、有機EL素子の正孔輸送材料に使用した場合、十分な特性は得られない。   Patent Document 5 discloses a compound in which a 9-carbazole group is substituted at the 6,6 ′ position of a 3,3′-biscarbazole skeleton. However, in the structure in which a 9-carbazole group is introduced at the 6,6′-position, the conjugation spread is not sufficient, and sufficient characteristics cannot be obtained when used as a hole transport material of an organic EL device.

特許文献6には、3,3’−ビスカルバゾール骨格の9,9’位にアミノ基を有する置換基若しくは縮合芳香環基を導入した化合物が開示され、有機EL素子の発光ホストとしての使用が推奨されている。これらの3,3’−ビスカルバゾール誘導体は、9,9’位に立体的に嵩高い置換基を有するため、分子間での分子軌道の重なりが小さくなり、正孔の受け渡しに不利な構造となっている。従って、有機EL素子の正孔輸送材料に使用した場合の正孔輸送特性は十分ではない。   Patent Document 6 discloses a compound in which a substituent having an amino group or a condensed aromatic ring group is introduced at the 9,9′-position of a 3,3′-biscarbazole skeleton, and can be used as a light-emitting host of an organic EL device. Recommended. Since these 3,3′-biscarbazole derivatives have a sterically bulky substituent at the 9,9′-position, the molecular orbital overlap between molecules is reduced, which is a disadvantageous structure for passing holes. It has become. Therefore, the hole transport property when used as a hole transport material of an organic EL device is not sufficient.

特開2006−151979公報JP 2006-151979 A 特開2006−298895公報JP 2006-298895 A 特開2008−044923公報JP 2008-044923 A 特許第3139321号公報Japanese Patent No. 3139321 特許第3335985号公報Japanese Patent No. 3335985 特開2008−135498公報JP 2008-135498 A

本発明の目的は、7,7’位にアリールアミノ基を導入し、正孔輸送性を向上させた3,3’−ビスカルバゾール化合物、更には発光効率が高く、耐久性に優れた有機EL素子を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an 3,3′-biscarbazole compound in which an arylamino group is introduced at the 7,7′-position to improve hole transportability, and further, an organic EL having high luminous efficiency and excellent durability. An object is to provide an element.

本発明者らは鋭意検討した結果、下記一般式(1)で示されるビスカルバゾール化合物が正孔輸送特性に優れ、該化合物を正孔輸送層に用いた有機EL素子は駆動電圧が低く、更に発光効率及び耐久性に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、一般式(1)   As a result of intensive studies, the present inventors have found that the biscarbazole compound represented by the following general formula (1) has excellent hole transport properties, and the organic EL device using the compound for the hole transport layer has a low driving voltage. The inventors have found that the luminous efficiency and durability are excellent, and have completed the present invention. That is, the present invention relates to the general formula (1)

Figure 2011231025
(式中、Ar〜Arは各々独立して炭素数6〜50の置換基を有していても良いアリール基、又は炭素数4〜50の置換基を有していても良いヘテロアリール基を表す。なお、ArとAr及びArとArは互いに結合して環を形成しても良い。R及びRは各々独立して炭素数1〜12の直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、又は置換基を有していても良いフェニル基、ビフェニル基若しくはターフェニル基を表し、R〜R14は各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜12の直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、炭素数1〜12の直鎖、分岐若しくは環状のアルコキシ基、炭素数6〜50の置換基を有していても良いアリール基、又は炭素数4〜50の置換基を有していても良いヘテロアリール基を表す。但し、Ar〜Arはカルバゾリル基を除き、R及びRは置換基としてアミノ基を有しない。)
で表されるビスカルバゾール化合物及びその用途に関するものである。
Figure 2011231025
(In the formula, Ar 1 to Ar 4 are each independently an aryl group optionally having a substituent having 6 to 50 carbon atoms, or a heteroaryl optionally having a substituent having 4 to 50 carbon atoms. Ar 1 and Ar 2 and Ar 3 and Ar 4 may be bonded to each other to form a ring, and R 1 and R 2 are each independently a straight chain or branched chain having 1 to 12 carbon atoms. Alternatively, it represents a cyclic alkyl group, or a phenyl group, biphenyl group or terphenyl group which may have a substituent, and R 3 to R 14 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a carbon number of 1 to 12. A linear, branched or cyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group optionally having a substituent having 6 to 50 carbon atoms, or a carbon number of 4 to 50 A heteroaryl group optionally having a substituent Represented. However, Ar 1 to Ar 4, except carbazolyl group, R 1 and R 2 do not have an amino group as a substituent.)
The biscarbazole compound represented by these and its use.

以下、本発明に関し詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の一般式(1)で表されるビスカルバゾール化合物において、Ar〜Arは各々独立して炭素数6〜50の置換基を有していても良いアリール基、又は炭素数4〜50の置換基を有していても良いヘテロアリール基を表す。 In the biscarbazole compound represented by the general formula (1) of the present invention, Ar 1 to Ar 4 are each independently an aryl group optionally having a substituent having 6 to 50 carbon atoms, or 4 to 4 carbon atoms. The heteroaryl group which may have 50 substituents is represented.

Ar〜Arで表される炭素数6〜50の置換基を有していても良いアリール基としては、置換若しくは無置換のフェニル基、ビフェニリル基、ターフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、アントリル基、フルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フルオランテニル基、ペリレニル基、ピレニル基、ピセニル基、クリセニル基が好ましく、具体的にはフェニル基、4−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、2−メチルフェニル基、4−エチルフェニル基、3−エチルフェニル基、2−エチルフェニル基、4−n−プロピルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、2−イソプロピルフェニル基、4−n−ブチルフェニル基、4−イソブチルフェニル基、4−sec−ブチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−n−ペンチルフェニル基、4−イソペンチルフェニル基、4−ネオペンチルフェニル基、4−n−ヘキシルフェニル基、4−n−オクチルフェニル基、4−n−デシルフェニル基、4−n−ドデシルフェニル基、4−シクロペンチルフェニル基、4−シクロヘキシルフェニル基、4−トリチルフェニル基、3−トリチルフェニル基、4−トリフェニルシリルフェニル基、3−トリフェニルシリルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、2,5−ジメチルフェニル基、3,4−ジメチルフェニル基、3,5−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,3,5−トリメチルフェニル基、2,3,6−トリメチルフェニル基、3,4,5−トリメチルフェニル基、4−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、2−メトキシフェニル基、4−エトキシフェニル基、3−エトキシフェニル基、2−エトキシフェニル基、4−n−プロポキシフェニル基、3−n−プロポキシフェニル基、4−イソプロポキシフェニル基、2−イソプロポキシフェニル基、4−n−ブトキシフェニル基、4−イソブトキシフェニル基、2−sec−ブトキシフェニル基、4−n−ペンチルオキシフェニル基、4−イソペンチルオキシフェニル基、2−イソペンチルオキシフェニル基、4−ネオペンチルオキシフェニル基、2−ネオペンチルオキシフェニル基、4−n−ヘキシルオキシフェニル基、2−(2−エチルブチル)オキシフェニル基、4−n−オクチルオキシフェニル基、4−n−デシルオキシフェニル基、4−n−ドデシルオキシフェニル基、4−n−テトラデシルオキシフェニル基、4−シクロヘキシルオキシフェニル基、2−シクロヘキシルオキシフェニル基、4−フェノキシフェニル基、2−メチル−4−メトキシフェニル基、2−メチル−5−メトキシフェニル基、3−メチル−4−メトキシフェニル基、3−メチル−5−メトキシフェニル基、3−エチル−5−メトキシフェニル基、2−メトキシ−4−メチルフェニル基、3−メトキシ−4−メチルフェニル基、2,4−ジメトキシフェニル基、2,5−ジメトキシフェニル基、2,6−ジメトキシフェニル基、3,4−ジメトキシフェニル基、3,5−ジメトキシフェニル基、3,5−ジエトキシフェニル基、3,5−ジ−n−ブトキシフェニル基、2−メトキシ−4−エトキシフェニル基、2−メトキシ−6−エトキシフェニル基、3,4,5−トリメトキシフェニル基、4−フルオロフェニル基、3−フルオロフェニル基、2−フルオロフェニル基、2,3−ジフルオロフェニル基、2,4−ジフルオロフェニル基、2,5−ジフルオロフェニル基、2,6−ジフルオロフェニル基、3,4−ジフルオロフェニル基、3,5−ジフルオロフェニル基、4−(1−ナフチル)フェニル基、4−(2−ナフチル)フェニル基、3−(1−ナフチル)フェニル基、3−(2−ナフチル)フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、6−メチル−2−ナフチル基、4−フェニル−1−ナフチル基、6−フェニル−2−ナフチル基、2−アントリル基、9−アントリル基、10−フェニル−9−アントリル基、2−フルオレニル基、9,9−ジメチル−2−フルオレニル基、9,9−ジエチル−2−フルオレニル基、9,9−ジ−n−プロピル−2−フルオレニル基、9,9−ジ−n−オクチル−2−フルオレニル基、9,9−ジフェニル−2−フルオレニル基、9,9’−スピロビフルオレニル基、9−フェナントリル基、2−フェナントリル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フルオランテニル基、ピレニル基、クリセニル基、ペリレニル基、ピセニル基、4−ビフェニリル基、3−ビフェニリル基、2−ビフェニリル基、p−ターフェニル基、m−ターフェニル基、o−ターフェニル基等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。 Examples of the aryl group that may have a substituent having 6 to 50 carbon atoms represented by Ar 1 to Ar 4 include a substituted or unsubstituted phenyl group, biphenylyl group, terphenyl group, naphthyl group, phenanthryl group, Anthryl group, fluorenyl group, benzofluorenyl group, dibenzofluorenyl group, fluoranthenyl group, perylenyl group, pyrenyl group, picenyl group, and chrysenyl group are preferable, specifically phenyl group, 4-methylphenyl group, 3-methylphenyl group, 2-methylphenyl group, 4-ethylphenyl group, 3-ethylphenyl group, 2-ethylphenyl group, 4-n-propylphenyl group, 4-isopropylphenyl group, 2-isopropylphenyl group, 4-n-butylphenyl group, 4-isobutylphenyl group, 4-sec-butylphenyl group, 4-te t-butylphenyl group, 4-n-pentylphenyl group, 4-isopentylphenyl group, 4-neopentylphenyl group, 4-n-hexylphenyl group, 4-n-octylphenyl group, 4-n-decylphenyl Group, 4-n-dodecylphenyl group, 4-cyclopentylphenyl group, 4-cyclohexylphenyl group, 4-tritylphenyl group, 3-tritylphenyl group, 4-triphenylsilylphenyl group, 3-triphenylsilylphenyl group, 2,4-dimethylphenyl group, 2,5-dimethylphenyl group, 3,4-dimethylphenyl group, 3,5-dimethylphenyl group, 2,6-dimethylphenyl group, 2,3,5-trimethylphenyl group, 2,3,4-trimethylphenyl group, 3,4,5-trimethylphenyl group, 4-methoxyphenyl group, 3-methyl Xyphenyl group, 2-methoxyphenyl group, 4-ethoxyphenyl group, 3-ethoxyphenyl group, 2-ethoxyphenyl group, 4-n-propoxyphenyl group, 3-n-propoxyphenyl group, 4-isopropoxyphenyl group, 2-isopropoxyphenyl group, 4-n-butoxyphenyl group, 4-isobutoxyphenyl group, 2-sec-butoxyphenyl group, 4-n-pentyloxyphenyl group, 4-isopentyloxyphenyl group, 2-iso Pentyloxyphenyl group, 4-neopentyloxyphenyl group, 2-neopentyloxyphenyl group, 4-n-hexyloxyphenyl group, 2- (2-ethylbutyl) oxyphenyl group, 4-n-octyloxyphenyl group, 4-n-decyloxyphenyl group, 4-n-dodecyloxyphenyl group, 4-n-tetradecyloxyphenyl group, 4-cyclohexyloxyphenyl group, 2-cyclohexyloxyphenyl group, 4-phenoxyphenyl group, 2-methyl-4-methoxyphenyl group, 2-methyl-5-methoxyphenyl group, 3-methyl-4-methoxyphenyl group, 3-methyl-5-methoxyphenyl group, 3-ethyl-5-methoxyphenyl group, 2-methoxy-4-methylphenyl group, 3-methoxy-4-methylphenyl group, 2,4-dimethoxyphenyl group, 2,5-dimethoxyphenyl group, 2,6-dimethoxyphenyl group, 3,4-dimethoxyphenyl group, 3,5-dimethoxyphenyl group, 3,5-diethoxyphenyl group, 3 , 5-Di-n-butoxyphenyl group, 2-methoxy-4-ethoxyphenyl group, 2-methoxy-6-ethoxy Phenyl group, 3,4,5-trimethoxyphenyl group, 4-fluorophenyl group, 3-fluorophenyl group, 2-fluorophenyl group, 2,3-difluorophenyl group, 2,4-difluorophenyl group, 2, 5-difluorophenyl group, 2,6-difluorophenyl group, 3,4-difluorophenyl group, 3,5-difluorophenyl group, 4- (1-naphthyl) phenyl group, 4- (2-naphthyl) phenyl group, 3- (1-naphthyl) phenyl group, 3- (2-naphthyl) phenyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, 4-methyl-1-naphthyl group, 6-methyl-2-naphthyl group, 4- Phenyl-1-naphthyl group, 6-phenyl-2-naphthyl group, 2-anthryl group, 9-anthryl group, 10-phenyl-9-anthryl group, 2-fluorenyl group 9,9-dimethyl-2-fluorenyl group, 9,9-diethyl-2-fluorenyl group, 9,9-di-n-propyl-2-fluorenyl group, 9,9-di-n-octyl-2-fluorenyl Group, 9,9-diphenyl-2-fluorenyl group, 9,9′-spirobifluorenyl group, 9-phenanthryl group, 2-phenanthryl group, benzofluorenyl group, dibenzofluorenyl group, fluoranthenyl Group, pyrenyl group, chrysenyl group, perylenyl group, picenyl group, 4-biphenylyl group, 3-biphenylyl group, 2-biphenylyl group, p-terphenyl group, m-terphenyl group, o-terphenyl group, etc. However, it is not limited to these.

また、Ar〜Arで表される炭素数4〜50の置換基を有していても良いヘテロアリール基としては、酸素原子、窒素原子及び硫黄原子のうち少なくとも一つのヘテロ原子を含有する芳香族基であり、例えば、4−キノリル基、4−ピリジル基、3−ピリジル基、2−ピリジル基、3−フリル基、2−フリル基、3−チエニル基、2−チエニル基、2−オキサゾリル基、2−チアゾリル基、2−ベンゾオキサゾリル基、2−ベンゾチアゾリル基、ベンゾチオフェニル基、ベンゾイミダゾリル基、ジベンゾチオフェニル基等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。 Moreover, as a heteroaryl group which may have a C4-C50 substituent represented by Ar < 1 > -Ar < 4 >, it contains at least 1 hetero atom among an oxygen atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom. An aromatic group, for example, 4-quinolyl group, 4-pyridyl group, 3-pyridyl group, 2-pyridyl group, 3-furyl group, 2-furyl group, 3-thienyl group, 2-thienyl group, 2- An oxazolyl group, a 2-thiazolyl group, a 2-benzoxazolyl group, a 2-benzothiazolyl group, a benzothiophenyl group, a benzoimidazolyl group, a dibenzothiophenyl group, and the like can be exemplified, but not limited thereto. .

更に、有機EL素子作製時の蒸着温度を低くすることができ、蒸着速度を高速化することも可能であることから、置換基を有していても良いアリール基の炭素数は6〜30、置換基を有していても良いヘテロアリール基の炭素数は4〜30であることが好ましい。   Furthermore, since the vapor deposition temperature at the time of organic EL element production can be lowered and the vapor deposition rate can be increased, the aryl group which may have a substituent has 6 to 30 carbon atoms. It is preferable that carbon number of the heteroaryl group which may have a substituent is 4-30.

なお、ArとAr及びArとArは互いに結合して環を形成してもよい。ArとAr及びArとArが互いに結合して形成される環としては、カルバゾール環、フェノキサジン環、フェノチアジン環等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。 Ar 1 and Ar 2 and Ar 3 and Ar 4 may be bonded to each other to form a ring. Examples of the ring formed by combining Ar 1 and Ar 2 and Ar 3 and Ar 4 with each other include, but are not limited to, a carbazole ring, a phenoxazine ring, a phenothiazine ring, and the like.

一般式(1)で表されるビスカルバゾール化合物において、R及びRは各々独立して炭素数1〜12の直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、又は置換基を有していても良いフェニル基、ビフェニル基若しくはターフェニル基を表す。但し、分子構造が嵩高くなることから、R及びRは置換基としてアミノ基を有することはない。 In the biscarbazole compound represented by the general formula (1), R 1 and R 2 may each independently have a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a substituent. A phenyl group, a biphenyl group or a terphenyl group is represented. However, since the molecular structure becomes bulky, R 1 and R 2 do not have an amino group as a substituent.

及びRで表される炭素数1〜12の直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、トリクロロメチル基、トリフルオロメチル基、シクロプロピル基、シクロヘキシル基等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。 Specific examples of the linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms represented by R 1 and R 2 include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, sec-butyl. Group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, trichloromethyl group, trifluoromethyl group, cyclopropyl group, cyclohexyl group, etc. can be exemplified, but not limited thereto Absent.

また、R及びRで表される置換基を有していても良いフェニル基、ビフェニル基若しくはターフェニル基としては、前記Ar〜Arで例示した置換若しくは無置換のフェニル基、ビフェニル基若しくはターフェニル基が挙げられる。 Moreover, as the phenyl group, biphenyl group or terphenyl group which may have a substituent represented by R 1 and R 2 , the substituted or unsubstituted phenyl group exemplified in the above Ar 1 to Ar 4 , biphenyl Group or terphenyl group.

一般式(1)で表されるビスカルバゾール化合物において、R〜R14は各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜12の直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、炭素数1〜12の直鎖、分岐若しくは環状のアルコキシ基、炭素数6〜50の置換基を有していても良いアリール基、又は炭素数4〜50の置換基を有していても良いヘテロアリール基を表す。 In the biscarbazole compound represented by the general formula (1), R 3 to R 14 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and 1 to 1 carbon atoms. 12 linear, branched or cyclic alkoxy groups, aryl groups which may have a substituent having 6 to 50 carbon atoms, or heteroaryl groups which may have a substituent having 4 to 50 carbon atoms To express.

〜R14で表されるハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素又はヨウ素原子が挙げられる。 Examples of the halogen atom represented by R 3 to R 14 include a fluorine, chlorine, bromine or iodine atom.

〜R14で表される炭素数1〜12の直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基としては、前記R及びRで例示した置換基が挙げられる。 Examples of the linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms represented by R 3 to R 14 include the substituents exemplified for R 1 and R 2 .

〜R14で表される炭素数1〜12の直鎖、分岐若しくは環状のアルコキシ基としては、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。 Specific examples of the linear, branched or cyclic alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms represented by R 3 to R 14 include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, Examples thereof include, but are not limited to, a sec-butoxy group, a tert-butoxy group, a pentyloxy group, and a hexyloxy group.

〜R14で表される炭素数6〜50の置換基を有していても良いアリール基及び炭素数4〜50の置換基を有していても良いヘテロアリール基としては、前記Ar〜Arで例示した置換基が挙げられる。 Examples of the aryl group which may have a substituent having 6 to 50 carbon atoms and the heteroaryl group which may have a substituent having 4 to 50 carbon atoms represented by R 3 to R 14 include the Ar Examples of the substituent include 1 to Ar 4 .

以下に好ましい化合物を例示するが、これらの化合物に限定されるものではない。   Preferred compounds are illustrated below, but are not limited to these compounds.

Figure 2011231025
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前記一般式(1)で表されるビスカルバゾール化合物は、例えば公知の方法(Tetrahedron Letters,1998年,第39巻,2367頁)によって合成することができる。具体的には、7位及び7’位がハロゲン化された3,3’−ビスカルバゾール化合物とアミン化合物とを塩基の存在下、銅触媒又はパラジウム触媒を用いて反応させ、合成することができる。
Figure 2011231025
The biscarbazole compound represented by the general formula (1) can be synthesized, for example, by a known method (Tetrahedron Letters, 1998, Vol. 39, page 2367). Specifically, it can be synthesized by reacting a 3,3′-biscarbazole compound halogenated at the 7-position and 7′-position with an amine compound using a copper catalyst or a palladium catalyst in the presence of a base. .

本発明の前記一般式(1)で表されるビスカルバゾール化合物は、有機EL素子の発光層、正孔輸送層又は正孔注入層として使用することができる。   The biscarbazole compound represented by the general formula (1) of the present invention can be used as a light emitting layer, a hole transport layer or a hole injection layer of an organic EL device.

特に、前記一般式(1)で表されるビスカルバゾール化合物は正孔輸送能に優れることから、正孔輸送層及び/又は正孔注入層として使用した際に、有機EL素子の低駆動電圧化、高発光効率化及び耐久性の向上を実現することができる。   In particular, since the biscarbazole compound represented by the general formula (1) is excellent in hole transport ability, when used as a hole transport layer and / or a hole injection layer, the driving voltage of the organic EL element is reduced. Thus, it is possible to achieve high luminous efficiency and improved durability.

前記一般式(1)で表されるビスカルバゾール化合物を有機EL素子の正孔注入層及び/又は正孔輸送層として使用する際の発光層には、従来から使用されている公知の発光材料を使用することができる。発光層は1種類の発光材料のみで形成されていても、ホスト材料中に1種類以上の発光材料がドープされていても良い。   For the light emitting layer when the biscarbazole compound represented by the general formula (1) is used as a hole injection layer and / or a hole transport layer of an organic EL device, a conventionally known light emitting material is used. Can be used. The light emitting layer may be formed of only one kind of light emitting material, or one or more kinds of light emitting materials may be doped in the host material.

近年、高い発光効率を実現できることから、発光材料として燐光材料を使用した有機EL素子が注目されているが、前記一般式(1)で表されるビスカルバゾール化合物は燐光材料とも組み合わせて使用することができる。   In recent years, organic EL elements using a phosphorescent material as a light emitting material have attracted attention because of their high luminous efficiency. The biscarbazole compound represented by the general formula (1) should be used in combination with a phosphorescent material. Can do.

前記一般式(1)で表されるビスカルバゾール化合物からなる正孔注入層及び/又は正孔輸送層を形成する際には、必要に応じて2種類以上の材料を含有若しくは積層させてもよく、例えば、酸化モリブデン等の酸化物、7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン、2,3,5,6−テトラフルオロ−7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン、ヘキサシアノヘキサアザトリフェニレン等の公知の電子受容性材料を含有若しくは積層させても良い。   When forming the hole injection layer and / or hole transport layer made of the biscarbazole compound represented by the general formula (1), two or more kinds of materials may be contained or laminated as necessary. For example, oxides such as molybdenum oxide, 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane, 2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane, hexacyano A known electron accepting material such as hexaazatriphenylene may be contained or laminated.

前記一般式(1)で表されるビスカルバゾール化合物を有機EL素子の発光層として使用する場合には、カルバゾール化合物を単独で使用、公知の発光ホスト材料にドープして使用、又は公知の蛍光若しくは燐光材料をドープして使用することができる。   When the biscarbazole compound represented by the general formula (1) is used as the light emitting layer of the organic EL device, the carbazole compound is used alone, used by doping a known light emitting host material, or known fluorescence or A phosphorescent material can be doped and used.

前記一般式(1)で表されるビスカルバゾール化合物を含有する正孔注入層、正孔輸送層又は発光層を形成する方法としては、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法等の公知の方法を適用することができる。   As a method for forming a hole injection layer, a hole transport layer, or a light emitting layer containing the biscarbazole compound represented by the general formula (1), for example, a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, or a casting method is used. The method can be applied.

本発明による一般式(1)で表されるビスカルバゾール化合物は、従来材料以上の高い正孔輸送特性と高いガラス転移温度を有するため、有機EL素子の低駆動電圧化、高発光効率化、耐久性の向上を実現することができる。   The biscarbazole compound represented by the general formula (1) according to the present invention has a higher hole transporting property and a higher glass transition temperature than those of conventional materials, and therefore lowers the driving voltage, increases the luminous efficiency and durability of the organic EL element. The improvement of property can be realized.

以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited by these Examples.

H−NMR及び13C−NMR測定は、バリアン社製 Gemini200を用いて行った。 1 H-NMR and 13 C-NMR measurements were performed using Gemini 200 manufactured by Varian.

FDMS測定は、日立製作所製 M−80Bを用いて行った。   The FDMS measurement was performed using Hitachi M-80B.

元素分析は、パーキンエルマー製の全自動元素分析装置(2400II)を用い、酸素フラスコ燃焼−IC測定法で行った。   Elemental analysis was performed by an oxygen flask combustion-IC measurement method using a fully automatic elemental analyzer (2400II) manufactured by PerkinElmer.

ガラス転移温度の測定は、マックサイエンス製 DSC−3100を用い、10℃/分の昇温条件下にて行った。   The glass transition temperature was measured using DSC-3100 manufactured by Mac Science under a temperature rising condition of 10 ° C./min.

イオン化ポテンシャルは、北斗電工製のHA−501及びHB−104を使用したサイクリックボルタンメトリーで評価した。   The ionization potential was evaluated by cyclic voltammetry using HA-501 and HB-104 manufactured by Hokuto Denko.

有機EL素子の電流−電圧特性及び発光特性は、ケースレーインスツルメンツ社製のソースメータ(2400)及びTOPCON社製の輝度計(BM−9)を用いて評価した。   The current-voltage characteristic and light emission characteristic of the organic EL element were evaluated using a source meter (2400) manufactured by Keithley Instruments and a luminance meter (BM-9) manufactured by TOPCON.

合成例1 (2−(4−クロロフェニル)ニトロベンゼンの合成[下記(2)式参照])
窒素気流下、500mlの三口フラスコに、o−ブロモニトロベンゼン 25.0g(123.0mmol)、p−クロロフェニルボロン酸 21.1g(135.3mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム 0.71g(0.61mmol)、テトラヒドロフラン 100ml、20wt%の炭酸カリウム水溶液 162g(307.5mmol)を加え、8時間加熱還流した。室温まで冷却した後、水層と有機層を分液し、有機層を飽和塩化アンモニウム水溶液と飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧下に濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン)で精製し、2−(4−クロロフェニル)ニトロベンゼンを27.2g単離した(収率94%)。
Synthesis Example 1 (Synthesis of 2- (4-chlorophenyl) nitrobenzene [see the following formula (2)])
Under a nitrogen stream, in a 500 ml three-necked flask, 25.0 g (123.0 mmol) of o-bromonitrobenzene, 21.1 g (135.3 mmol) of p-chlorophenylboronic acid, 0.71 g of tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0. 61 mmol), 100 ml of tetrahydrofuran and 162 g (307.5 mmol) of a 20 wt% aqueous potassium carbonate solution were added, and the mixture was heated to reflux for 8 hours. After cooling to room temperature, the aqueous layer and the organic layer were separated, and the organic layer was washed with a saturated aqueous ammonium chloride solution and a saturated aqueous sodium chloride solution. The extract was dried over anhydrous magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure. The residue was purified by silica gel column chromatography (toluene), and 27.2 g of 2- (4-chlorophenyl) nitrobenzene was isolated (94% yield).

化合物の同定は、H−NMR測定及び13C−NMR測定により行った。 The compound was identified by 1 H-NMR measurement and 13 C-NMR measurement.

H−NMR(CDCl);7.87(d,1H),7.36−7.66(m,5H),7.21−7.27(m,2H)
13C−NMR(CDCl);148.98,135.85,135.12,134.37,132.45,131.79,129.23,128.84,128.53,124.21
合成例2 (2−クロロカルバゾールの合成[下記(2)式参照])
窒素気流下、200mlのナス型フラスコに、合成例1で得られた2−(4−クロロフェニル)ニトロベンゼン 10.0g(42.7mmol)を仕込み、亜リン酸トリエチルを50ml加えた後、150℃で24時間攪拌した。減圧下に亜リン酸トリエチルを留去し、残渣にo−キシレンを加えて再結晶することにより、2−クロロカルバゾールの白色粉末を5.1g(25.6mmol)単離した(収率60%)。
1 H-NMR (CDCl 3 ); 7.87 (d, 1H), 7.36-7.66 (m, 5H), 7.21-7.27 (m, 2H)
13 C-NMR (CDCl 3 ); 148.98, 135.85, 135.12, 134.37, 132.45, 131.79, 129.23, 128.84, 128.53, 124.21
Synthesis Example 2 (Synthesis of 2-chlorocarbazole [see the following formula (2)])
Under a nitrogen stream, a 200 ml eggplant-shaped flask was charged with 10.0 g (42.7 mmol) of 2- (4-chlorophenyl) nitrobenzene obtained in Synthesis Example 1, 50 ml of triethyl phosphite was added, and then 150 ° C. Stir for 24 hours. Triethyl phosphite was distilled off under reduced pressure, and 5.1 g (25.6 mmol) of 2-chlorocarbazole white powder was isolated by adding o-xylene to the residue and recrystallizing (yield 60%). ).

化合物の同定は、H−NMR測定及び13C−NMR測定により行った。 The compound was identified by 1 H-NMR measurement and 13 C-NMR measurement.

H−NMR(Acetone−d);10.46(br−s,1H),8.10(d,2H),7.37−7.55(m,3H),7.15−7.24(m,2H)
13C−NMR(Acetone−d);141.35,141.15,131.33,126.70,123.17,122.64,121.92,120.84,120.09,119.78,111.81,111.43
1 H-NMR (Acetone-d 6 ); 10.46 (br-s, 1H), 8.10 (d, 2H), 7.37-7.55 (m, 3H), 7.15-7. 24 (m, 2H)
13 C-NMR (Acetone-d 6 ); 141.35, 141.15, 131.33, 126.70, 123.17, 122.64, 121.92, 120.84, 120.09, 119.78 , 111.81, 111.43

Figure 2011231025
合成例3 (2−クロロ−9−メチルカルバゾールの合成)
窒素気流下、200mlの三口フラスコに、合成例2で得られた2−クロロカルバゾール 10.0g(49.5mmol)、ヨードメタン 8.4g(59.4mmol)、ベンジルトリエチルアンモニウムクロリド 11.2g(49.5mmol)、ジメチルスルホキシド 100mlを加え、攪拌下、48%水酸化ナトリウム水溶液を6.1g添加した。70℃で2時間反応後、室温まで冷却し、100gの純水に反応液を加えた。析出した沈殿を濾取し、得られた白色固体を純水で洗浄した。減圧乾燥した後、エタノールで再結晶し、2−クロロ−9−メチルカルバゾールの白色粉末を6.5g(30.2mmol)単離した(収率61%)。
Figure 2011231025
Synthesis Example 3 (Synthesis of 2-chloro-9-methylcarbazole)
Under a nitrogen stream, in a 200 ml three-necked flask, 10.0 g (49.5 mmol) of 2-chlorocarbazole obtained in Synthesis Example 2, 8.4 g (59.4 mmol) of iodomethane, and 11.2 g (49. 49 mmol) of benzyltriethylammonium chloride. 5 mmol), 100 ml of dimethyl sulfoxide was added, and 6.1 g of a 48% aqueous sodium hydroxide solution was added with stirring. After reacting at 70 ° C. for 2 hours, the reaction solution was cooled to room temperature, and the reaction solution was added to 100 g of pure water. The deposited precipitate was collected by filtration, and the resulting white solid was washed with pure water. After drying under reduced pressure, recrystallization with ethanol isolated 6.5 g (30.2 mmol) of 2-chloro-9-methylcarbazole white powder (yield 61%).

化合物の同定は、H−NMR測定及び13C−NMR測定により行った。 The compound was identified by 1 H-NMR measurement and 13 C-NMR measurement.

H−NMR(CDCl);7.99(d,1H),7.90(d,1H),7.12−7.49(m,5H),3.70(s,3H)
13C−NMR(CDCl);141.44,141.18,131.39,125.93,122.21,121.31,121.02,120.22,119.36,119.26,108.61,29.17
合成例4 (7,7’−ジクロロ−9,9’−ジメチル−3,3’−ビスカルバゾールの合成)
窒素気流下、300mlの三口フラスコに、合成例3で得られた2−クロロ−9−メチルカルバゾール 5.7g(26.4mmol)を150mlのジクロロメタンに溶解させた。そこに、塩化鉄(無水)を12.8g(79.2mmol)添加し、室温で10時間攪拌した。反応液にメタノールを100ml添加し、析出した生成物を濾取した。回収した粗生成物を純水及びメタノールで洗浄した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエンとヘキサンの混合溶媒)で精製後、更にo−キシレンで再結晶し、7,7’−ジクロロ−9,9’−ジメチル−3,3’−ビスカルバゾールの黄色粉末を5.0g(11.6mmol)単離した(収率87%)。
1 H-NMR (CDCl 3 ); 7.99 (d, 1H), 7.90 (d, 1H), 7.12-7.49 (m, 5H), 3.70 (s, 3H)
13 C-NMR (CDCl 3 ); 141.44, 141.18, 131.39, 125.93, 122.21, 121.31, 121.02, 120.22, 119.36, 119.26, 108 61, 29.17
Synthesis Example 4 (Synthesis of 7,7′-dichloro-9,9′-dimethyl-3,3′-biscarbazole)
Under a nitrogen stream, 5.7 g (26.4 mmol) of 2-chloro-9-methylcarbazole obtained in Synthesis Example 3 was dissolved in 150 ml of dichloromethane in a 300 ml three-necked flask. Thereto, 12.8 g (79.2 mmol) of iron chloride (anhydrous) was added and stirred at room temperature for 10 hours. 100 ml of methanol was added to the reaction solution, and the precipitated product was collected by filtration. The recovered crude product was washed with pure water and methanol. After purification by silica gel column chromatography (a mixed solvent of toluene and hexane), recrystallization from o-xylene further gave a yellow powder of 7,7′-dichloro-9,9′-dimethyl-3,3′-biscarbazole. 5.0 g (11.6 mmol) was isolated (yield 87%).

化合物の同定は、FDMS測定及び元素分析測定により行った。   The compound was identified by FDMS measurement and elemental analysis measurement.

FDMS;428
元素分析(計算値)C=72.7,H=4.2,Cl=16.5,N=6.5
(実測値)C=72.5,H=4.1,Cl=16.6,N=6.3
合成例5 (2−クロロ−9−フェニルカルバゾールの合成)
窒素気流下、300mlの三口フラスコに、合成例2で得られた2−クロロカルバゾール 20.0g(99.1mmol)、ブロモベンゼン 18.5g(119.0mmol)、炭酸カリウム 19.1g(138.8mmol)、o−キシレン 100mlを加え、スラリー状の反応液に酢酸パラジウム 222mg(0.99mmol)、トリ(tert−ブチル)ホスフィン 700mg(3.4mmol)を添加して、130℃で24時間攪拌した。室温まで冷却後、水 80mlを加え、有機層を分離した。有機層を水及び飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下に濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエンとヘキサンの混合溶媒)で精製し、無色オイル状の2−クロロ−9−フェニルカルバゾールを25.6g(92.3mmol)単離した(収率93%)。
FDMS; 428
Elemental analysis (calculated value) C = 72.7, H = 4.2, Cl = 16.5, N = 6.5
(Measured value) C = 72.5, H = 4.1, Cl = 16.6, N = 6.3
Synthesis Example 5 (Synthesis of 2-chloro-9-phenylcarbazole)
In a 300 ml three-necked flask under a nitrogen stream, 20.0 g (99.1 mmol) of 2-chlorocarbazole obtained in Synthesis Example 2, 18.5 g (119.0 mmol) of bromobenzene, 19.1 g (138.8 mmol) of potassium carbonate. ) And 100 ml of o-xylene were added, and 222 mg (0.99 mmol) of palladium acetate and 700 mg (3.4 mmol) of tri (tert-butyl) phosphine were added to the slurry-like reaction solution, followed by stirring at 130 ° C. for 24 hours. After cooling to room temperature, 80 ml of water was added and the organic layer was separated. The organic layer was washed with water and saturated brine, dried over anhydrous magnesium sulfate, and concentrated under reduced pressure. The residue was purified by silica gel column chromatography (a mixed solvent of toluene and hexane), and 25.6 g (92.3 mmol) of colorless oily 2-chloro-9-phenylcarbazole was isolated (yield 93%).

化合物の同定は、H−NMR測定及び13C−NMR測定により行った。 The compound was identified by 1 H-NMR measurement and 13 C-NMR measurement.

H−NMR(CDCl);8.08(d,1H),8.01(d,1H),7.16−7.64(m,10H)
13C−NMR(CDCl);141.40,141.20,137.04,131.66,130.01,127.85,127.06,126.19,122.72,121.88,121.11,120.36,120.23,109.94,109.87
合成例6 (7,7’−ジクロロ−9,9’−ジフェニル−3,3’−ビスカルバゾールの合成)
窒素気流下、300mlの三口フラスコに、合成例5で得られた2−クロロ−9−フェニルカルバゾール 8.0g(28.8mmol)を160mlのジクロロメタンに溶解させた。そこに、塩化鉄(無水)を14.0g(86.4mmol)添加し、室温で10時間攪拌した。反応液にメタノールを100ml添加し、析出した生成物を濾取した。回収した粗生成物を純水及びメタノールで洗浄した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエンとヘキサンの混合溶媒)で精製後、更にo−キシレンで再結晶し、7,7’−ジクロロ−9,9’−ジフェニル−3,3’−ビスカルバゾールの茶色粉末を7.3g(13.2mmol)単離した(収率92%)。
1 H-NMR (CDCl 3 ); 8.08 (d, 1H), 8.01 (d, 1H), 7.16-7.64 (m, 10H)
13 C-NMR (CDCl 3 ); 141.40, 141.20, 137.04, 131.66, 130.01, 127.85, 127.06, 126.19, 122.72, 121.88, 121 .11, 120.36, 120.23, 109.94, 109.87
Synthesis Example 6 (Synthesis of 7,7′-dichloro-9,9′-diphenyl-3,3′-biscarbazole)
Under a nitrogen stream, 8.0 g (28.8 mmol) of 2-chloro-9-phenylcarbazole obtained in Synthesis Example 5 was dissolved in 160 ml of dichloromethane in a 300 ml three-necked flask. Thereto, 14.0 g (86.4 mmol) of iron chloride (anhydrous) was added and stirred at room temperature for 10 hours. 100 ml of methanol was added to the reaction solution, and the precipitated product was collected by filtration. The recovered crude product was washed with pure water and methanol. After purification by silica gel column chromatography (mixed solvent of toluene and hexane), recrystallization from o-xylene further gave a brown powder of 7,7′-dichloro-9,9′-diphenyl-3,3′-biscarbazole. 7.3 g (13.2 mmol) was isolated (92% yield).

化合物の同定は、FDMS及び元素分析測定により行った。   The compound was identified by FDMS and elemental analysis.

FDMS;552
元素分析(計算値)C=78.1,H=4.0,Cl=12.8,N=5.0
(実測値)C=78.1,H=4.2,Cl=12.7,N=5.1
実施例1 (化合物(A1)の合成と薄膜安定性の評価)
窒素気流下、50mlの三口フラスコに、合成例4で得られた7,7’−ジクロロ−9,9’−ジメチル−3,3’−ビスカルバゾール 1.1g(2.5mmol)、ジフェニルアミン 0.90g(5.3mmol)、ナトリウム−tert−ブトキシド 722mg(7.5mmol)、o−キシレン 10mlを加え、スラリー状の反応液に酢酸パラジウム 12mg(0.05mmol)、トリ(tert−ブチル)ホスフィン 37mg(0.18mmol)を添加して、130℃で10時間攪拌した。室温まで冷却後、純水を10g添加した後に、生成物を濾取した。回収した粗生成物を純水及びエタノールで洗浄した。o−キシレンで再結晶し、化合物(A1)の淡黄色粉末を0.6g(0.86mmol)単離した(収率33%)。
FDMS; 552
Elemental analysis (calculated values) C = 78.1, H = 4.0, Cl = 12.8, N = 5.0
(Measured value) C = 78.1, H = 4.2, Cl = 12.7, N = 5.1
Example 1 (Synthesis of Compound (A1) and Evaluation of Thin Film Stability)
In a 50 ml three-necked flask under a nitrogen stream, 1.1 g (2.5 mmol) of 7,7′-dichloro-9,9′-dimethyl-3,3′-biscarbazole obtained in Synthesis Example 4 and diphenylamine 0. 90 g (5.3 mmol), 722 mg (7.5 mmol) of sodium-tert-butoxide, and 10 ml of o-xylene were added, and 12 mg (0.05 mmol) of palladium acetate and 37 mg of tri (tert-butyl) phosphine were added to the slurry reaction solution. 0.18 mmol) was added and stirred at 130 ° C. for 10 hours. After cooling to room temperature, 10 g of pure water was added, and the product was collected by filtration. The recovered crude product was washed with pure water and ethanol. Recrystallization from o-xylene isolated 0.6 g (0.86 mmol) of a pale yellow powder of compound (A1) (yield 33%).

化合物の同定は、FDMS測定及び元素分析測定により行った。   The compound was identified by FDMS measurement and elemental analysis measurement.

FDMS;694
元素分析(計算値)C=86.4,H=5.5,N=8.0
(実測値)C=86.4,H=5.4,N=8.1
真空蒸着法によってガラス板上に形成した薄膜は、室温下1ヶ月間放置しても白濁(凝集及び結晶化)は見られなかった。また、ガラス転移温度は143℃であり、従来材料であるNPDのガラス転移温度(96℃)と比較して高い結果であった。
FDMS; 694
Elemental analysis (calculated value) C = 86.4, H = 5.5, N = 8.0
(Measured value) C = 86.4, H = 5.4, N = 8.1
The thin film formed on the glass plate by the vacuum deposition method did not show white turbidity (aggregation and crystallization) even when allowed to stand at room temperature for 1 month. The glass transition temperature was 143 ° C., which was higher than the glass transition temperature (96 ° C.) of NPD which is a conventional material.

実施例2 (化合物(A12)の合成と薄膜安定性の評価)
窒素気流下、100mlの三口フラスコに、合成例6で得られた7,7’−ジクロロ−9,9’−ジフェニル−3,3’−ビスカルバゾール 8.0g(14.4mmol)、ジフェニルアミン 5.3g(31.7mmol)、ナトリウム−tert−ブトキシド 3.8g(40.4mmol)、o−キシレン 50mlを加え、スラリー状の反応液に酢酸パラジウム 64mg(0.28mmol)、トリ(tert−ブチル)ホスフィン 204mg(1.0mmol)を添加して、130℃で11時間攪拌した。室温まで冷却後、純水を30g添加した後に、生成物を濾取した。回収した粗生成物を純水及びエタノールで洗浄した。o−キシレンで再結晶し、化合物(A12)の淡黄色粉末を5.8g(7.0mmol)単離した(収率48%)。
Example 2 (Synthesis of Compound (A12) and Evaluation of Thin Film Stability)
Under a nitrogen stream, 8.0 g (14.4 mmol) of 7,7′-dichloro-9,9′-diphenyl-3,3′-biscarbazole obtained in Synthesis Example 6 and diphenylamine were placed in a 100 ml three-necked flask. 3 g (31.7 mmol), sodium tert-butoxide 3.8 g (40.4 mmol), o-xylene 50 ml were added, and palladium acetate 64 mg (0.28 mmol), tri (tert-butyl) phosphine was added to the slurry reaction solution. 204 mg (1.0 mmol) was added and stirred at 130 ° C. for 11 hours. After cooling to room temperature, 30 g of pure water was added, and the product was collected by filtration. The recovered crude product was washed with pure water and ethanol. Recrystallization from o-xylene isolated 5.8 g (7.0 mmol) of a pale yellow powder of compound (A12) (yield 48%).

化合物の同定は、FDMS測定及び元素分析測定により行った。   The compound was identified by FDMS measurement and elemental analysis measurement.

FDMS;818
元素分析(計算値)C=87.9,H=5.1,N=6.8
(実測値)C=87.8,H=5.1,N=6.9
実施例1と同様の方法でガラス板上に薄膜を形成したところ、室温下1ヶ月間放置しても白濁(凝集及び結晶化)は見られなかった。また、ガラス転移温度は144℃であり、従来材料であるNPDのガラス転移温度(96℃)と比較して高い結果であった。
FDMS; 818
Elemental analysis (calculated value) C = 87.9, H = 5.1, N = 6.8
(Measured value) C = 87.8, H = 5.1, N = 6.9
When a thin film was formed on a glass plate by the same method as in Example 1, no cloudiness (aggregation and crystallization) was observed even when allowed to stand at room temperature for 1 month. The glass transition temperature was 144 ° C., which was higher than the glass transition temperature (96 ° C.) of NPD which is a conventional material.

実施例3 (化合物(A1)のイオン化ポテンシャルの評価)
過塩素酸テトラブチルアンモニウムの濃度が0.1mol/lである無水ジクロロメタン溶液に、化合物(A1)を0.001mol/lの濃度で溶解させ、サイクリックボルタンメトリーでイオン化ポテンシャルを測定した。作用電極にはグラッシーカーボン、対極に白金線、参照電極にAgNOのアセトニトリル溶液に浸した銀線を用いた。標準物質としてフェロセンを用い、フェロセンの酸化還元電位を基準とした際の化合物(A1)のイオン化ポテンシャルは0.39V vs.Fc/Fcであった。この値は、従来から正孔輸送材料として知られているNPDのイオン化ポテンシャル(0.31V vs.Fc/Fc)と同等であった。
Example 3 (Evaluation of ionization potential of compound (A1))
Compound (A1) was dissolved at a concentration of 0.001 mol / l in an anhydrous dichloromethane solution having a concentration of tetrabutylammonium perchlorate of 0.1 mol / l, and the ionization potential was measured by cyclic voltammetry. Glassy carbon was used for the working electrode, platinum wire was used for the counter electrode, and silver wire immersed in an acetonitrile solution of AgNO 3 was used for the reference electrode. Ferrocene is used as the standard substance, and the ionization potential of the compound (A1) based on the oxidation-reduction potential of ferrocene is 0.39 V vs. Fc / Fc + . This value was equivalent to the ionization potential (0.31 V vs. Fc / Fc + ) of NPD which has been conventionally known as a hole transport material.

実施例4 (化合物(A12)のイオン化ポテンシャルの評価)
実施例3と同様の方法で化合物(A12)のイオン化ポテンシャルを評価したところ、0.38V vs.Fc/Fcであり、従来から正孔輸送材料として知られているNPDのイオン化ポテンシャル(0.31V vs.Fc/Fc)と同等であった。
Example 4 (Evaluation of ionization potential of compound (A12))
When the ionization potential of the compound (A12) was evaluated in the same manner as in Example 3, it was 0.38 V vs. Fc / Fc + , which was equivalent to the ionization potential (0.31 V vs. Fc / Fc + ) of NPD, which has been conventionally known as a hole transport material.

実施例5 (化合物(A1)の素子評価)
厚さ200nmのITO透明電極(陽極)を積層したガラス基板を、アセトン及び純水による超音波洗浄、イソプロピルアルコールによる沸騰洗浄を行なった。更に、紫外線オゾン洗浄を行ない、真空蒸着装置へ設置後、1×10−4Paになるまで真空ポンプにて排気した。まず、ITO透明電極上にNPDを蒸着速度0.3nm/秒で蒸着し、20nmの正孔注入層とした。引続き、化合物(A1)を蒸着速度0.3nm/秒で30nm蒸着した後、燐光ドーパント材料であるトリス(2−フェニルピリジン)イリジウム(Ir(ppy))とホスト材料である4,4’−ビス(N−カルバゾリル)ビフェニル(CBP)を重量比が1:11.5になるように蒸着速度0.25nm/秒で共蒸着し、20nmの発光層とした。次に、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(BCP)を蒸着速度0.3nm/秒で蒸着し、10nmのエキシトンブロック層とした後、更に、トリス(8−キノリノラート)アルミニウム錯体(Alq)を0.3nm/秒で蒸着し、30nmの電子輸送層とした。引続き、電子注入層として沸化リチウムを蒸着速度0.01nm/秒で0.5nm蒸着し、更に、アルミニウムを蒸着速度0.25nm/秒で100nm蒸着して陰極を形成した。窒素雰囲気下、封止用のガラス板をUV硬化樹脂で接着し、評価用の有機EL素子とした。このように作製した素子に20mA/cmの電流を印加し、駆動電圧及び外部量子効率を測定した。結果を表1に示す。
Example 5 (Element evaluation of compound (A1))
The glass substrate on which the ITO transparent electrode (anode) having a thickness of 200 nm was laminated was subjected to ultrasonic cleaning with acetone and pure water and boiling cleaning with isopropyl alcohol. Furthermore, ultraviolet ozone cleaning was performed, and after installing in a vacuum evaporation apparatus, it exhausted with the vacuum pump until it became 1x10 <-4> Pa. First, NPD was deposited on the ITO transparent electrode at a deposition rate of 0.3 nm / second to form a 20 nm hole injection layer. Subsequently, after depositing compound (A1) at a deposition rate of 0.3 nm / second for 30 nm, phosphorous dopant material tris (2-phenylpyridine) iridium (Ir (ppy) 3 ) and host material 4,4′- Bis (N-carbazolyl) biphenyl (CBP) was co-evaporated at a deposition rate of 0.25 nm / second so that the weight ratio was 1: 11.5 to obtain a 20 nm light emitting layer. Next, 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP) was deposited at a deposition rate of 0.3 nm / second to form an exciton block layer having a thickness of 10 nm. A quinolinolato) aluminum complex (Alq 3 ) was deposited at 0.3 nm / second to form a 30 nm electron transport layer. Subsequently, lithium fluoride was deposited as an electron injection layer to a thickness of 0.5 nm at a deposition rate of 0.01 nm / second, and aluminum was further deposited to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 0.25 nm / second to form a cathode. In a nitrogen atmosphere, a sealing glass plate was bonded with a UV curable resin to obtain an organic EL element for evaluation. A current of 20 mA / cm 2 was applied to the device thus fabricated, and driving voltage and external quantum efficiency were measured. The results are shown in Table 1.

実施例6 (化合物(A12)の素子評価)
化合物(A1)を化合物(A12)に変更した以外は実施例5と同様の方法で有機EL素子を作製した。20mA/cmの電流を印加した際の駆動電圧及び外部量子効率を表1に示す。
Example 6 (Element Evaluation of Compound (A12))
An organic EL device was produced in the same manner as in Example 5 except that the compound (A1) was changed to the compound (A12). Table 1 shows the driving voltage and the external quantum efficiency when a current of 20 mA / cm 2 is applied.

比較例1
化合物(A1)をNPDに変更した以外は実施例5と同様の方法で有機EL素子を作製した。20mA/cmの電流を印加した際の駆動電圧及び外部量子効率を表1に示す。
Comparative Example 1
An organic EL device was produced in the same manner as in Example 5 except that the compound (A1) was changed to NPD. Table 1 shows the driving voltage and the external quantum efficiency when a current of 20 mA / cm 2 is applied.

Figure 2011231025
Figure 2011231025

Claims (2)

一般式(1)
Figure 2011231025
(式中、Ar〜Arは各々独立して炭素数6〜50の置換基を有していても良いアリール基、又は炭素数4〜50の置換基を有していても良いヘテロアリール基を表す。なお、ArとAr及びArとArは互いに結合して環を形成しても良い。R及びRは各々独立して炭素数1〜12の直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、又は置換基を有していても良いフェニル基、ビフェニル基若しくはターフェニル基を表し、R〜R14は各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜12の直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基、炭素数1〜12の直鎖、分岐若しくは環状のアルコキシ基、炭素数6〜50の置換基を有していても良いアリール基、又は炭素数4〜50の置換基を有していても良いヘテロアリール基を表す。但し、Ar〜Arはカルバゾリル基を除き、R及びRは置換基としてアミノ基を有しない。)
で表されるビスカルバゾール化合物。
General formula (1)
Figure 2011231025
(In the formula, Ar 1 to Ar 4 are each independently an aryl group optionally having a substituent having 6 to 50 carbon atoms, or a heteroaryl optionally having a substituent having 4 to 50 carbon atoms. Ar 1 and Ar 2 and Ar 3 and Ar 4 may be bonded to each other to form a ring, and R 1 and R 2 are each independently a straight chain or branched chain having 1 to 12 carbon atoms. Alternatively, it represents a cyclic alkyl group, or a phenyl group, biphenyl group or terphenyl group which may have a substituent, and R 3 to R 14 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a carbon number of 1 to 12. A linear, branched or cyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group optionally having a substituent having 6 to 50 carbon atoms, or a carbon number of 4 to 50 A heteroaryl group optionally having a substituent Represented. However, Ar 1 to Ar 4, except carbazolyl group, R 1 and R 2 do not have an amino group as a substituent.)
The biscarbazole compound represented by these.
請求項1に記載のビスカルバゾール化合物を発光層、正孔輸送層及び正孔注入層の少なくともいずれか一層に用いることを特徴とする有機EL素子。 An organic EL device, wherein the biscarbazole compound according to claim 1 is used in at least one of a light emitting layer, a hole transport layer, and a hole injection layer.
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