JP2013095751A - 新規なヘテロ環化合物及びこれを含む有機発光素子 - Google Patents
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Abstract
Description
また、ナフタレン置換されたモノアントラセン誘導体を用いた有機発光素子が知られているが、発光効率が1cd/A程度と低くて実用的ではなかった。またフェニルアントラセン構造を有する化合物を用いた有機発光素子が知られているが、かような化合物はm-位置がアリール基で置換されているために、耐熱性は優秀であるが、発光効率特性が2cd/A程度と低くて満足すべきレベルには達していない。
本発明の他の側面は、前記ヘテロ環化合物を含む有機発光素子を提供することである。
本発明のさらに他の側面は、前記有機発光素子を備えた平板表示装置を提供することである。
X1及びX2は、-N(R20)-または-S-を表し、
選択的に、R1ないしR5のうち隣接した置換基、またはR6ないしR10のうち隣接した置換基は、連結されて環を形成し、
R20は、水素、重水素、ハロゲン基、シアノ基、置換または非置換のC1-C60のアルキル基、置換または非置換のC2-C50のアルケニル基、置換または非置換のC5-C60のアリール基、C5-C50のアリール基で置換されたアミノ基、置換または非置換のC3-C60のヘテロアリール基、または、置換または非置換のC6-C60の縮合多環基を表す。
Q1は、-C(R30)(R31)-、-N(R32)-、-N(-*)-、-S-または-O-で表され;
Y1、Y2及びY3は、互いに独立して、-N=、-N(-*)-、-S-、-O-、-C(R33)=または-C(-*)=で表され;
Z1、Ar12、Ar13、R30、R31、R32及びR33は、互いに独立して、水素原子、重水素、ハロゲン基、シアノ基、置換または非置換のC1-C20のアルキル基、置換または非置換のC5-C20のアリール基、置換または非置換のC3-C20のヘテロアリール基、置換または非置換のC6-C20の縮合多環基、ニトロ基、ヒドロキシ基及びカルボン酸基からなる群から選択され;
Ar11は、置換または非置換のC1-C20のアルキレン基、置換または非置換のC5-C20のアリーレン基、及び置換または非置換のC3-C20のヘテロアリーレン基からなる群から選択され;
pは、1ないし10の整数であり;rは、0ないし5の整数であり;*は、結合手を表す。
前記化学式3aないし3hのうち、 Y1は、-N=、-S-、-O-または-C(R34)=で表され; Z1及びZ2は、水素原子、重水素、ハロゲン基、シアノ基、置換または非置換のC1-C20のアルキル基、置換または非置換のC5-C20のアリール基、置換または非置換のC3-C20のヘテロアリール基、置換または非置換のC6-C20の縮合多環基、ニトロ基、ヒドロキシ基及びカルボン酸基からなる群から選択され;
P及びqは、1ないし7の整数であり;*は、結合手を表す。
前記化学式2aないし2jのうち、 Q1は、-C(R30)(R31)-、-N(R32)-、-N(-*)-、-S-または-O-で表され; Y1、Y2及びY3は、互いに独立して、-N=、-N(-*)-、-S-、-O-、-C(R33)=または-C(-*)=で表され; Z1、Ar12、Ar13、R30、R31、R32及びR33は、互いに独立して、水素原子、重水素、置換または非置換のC1-C20のアルキル基、置換または非置換のC5-C20のアリール基、置換または非置換のC3-C20のヘテロアリール基、置換または非置換のC6-C20の縮合多環基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基及びカルボン酸基からなる群から選択され;
Ar11は、置換または非置換のC1-C20のアルキレン基、置換または非置換のC5-C20のアリーレン基、及び置換または非置換のC3-C20のヘテロアリーレン基からなる群から選択され;
pは、1ないし10の整数であり;rは、0ないし5の整数であり;*は、結合手を表す。
本発明の一具現例によれば、前記第1層は、発光層であり、前記化学式(1)で表示される化合物が蛍光または燐光ホストとして用いられる。
本発明の一具現例によれば、前記有機層が発光層、正孔輸送層及び電子輸送層を含み、前記第1層が発光層であり、前記発光層はアントラセン化合物、アリールアミン化合物またはスチリル化合物をさらに含みうる。
本発明の一具現例によれば、前記有機層が発光層、正孔輸送層及び電子輸送層を含み、前記第1層が発光層であり、前記発光層の赤色層、緑色層、青色層または白色層のうち、いずれか一層は、燐光化合物をさらに含みうる。
本発明の一具現例によれば、前記第1層は青色発光層であり、前記化学式(1)の化合物が青色ホストとして用いられる。
本発明の一具現例によれば、前記有機層が正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入層及び正孔輸送能を同時に有する機能層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層またはこれらのうち、2つ以上の組合わせをさらに含みうる。
本発明の一具現例によれば、前記正孔注入層、前記正孔輸送層、または、前記正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する機能層のうち、少なくとも1つが、電荷生成物質をさらに含みうる。
本発明の一具現例によれば、前記電子輸送層が電子輸送性有機物質及び金属含有物質を含みうる。
本発明の一具現例によれば、前記金属含有物質がLi錯体を含みうる。
本発明の一具現例によれば、前記第1層が前記化合物を用いて湿式工程で形成しうる。
本発明の他の側面によって、前記有機発光素子を備え、前記有機発光素子の第1電極が薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に連結された平板表示装置が提供される。
本発明の一側面によって、下記化学式(1)で表示されるヘテロ環化合物が提供される:
X1及びX2は、-N(R20)-または-S-を表し、
選択的に、R1ないしR5のうち隣接した置換基またはR6ないしR10のうち隣接した置換基は、連結されて環を形成し、
R20は、水素、重水素、ハロゲン基、シアノ基、置換または非置換のC1-C60のアルキル基、置換または非置換のC2-C50のアルケニル基、置換または非置換のC5-C60のアリール基、C5-C50のアリール基で置換されたアミノ基、置換または非置換のC3-C60のヘテロアリール基、または、置換または非置換のC6-C60の縮合多環基を表す。
本発明の一具現例によれば、前記化学式(1)中、R1ないしR10及びR20は、各々独立して、水素、重水素、ハロゲン基、シアノ基、置換または非置換のC1-C20のアルキル基、置換または非置換のC2-C20のアルケニル基、置換または非置換のC5-C30のアリール基、C5-C30のアリール基で置換されたアミノ基、置換または非置換のC3-C30のヘテロアリール基、または、置換または非置換のC6-C30の縮合多環基を表すことができる。
前記化学式2aないし2jのうち、 Q1は、-C(R30)(R31)-、-N(R32)-、-N(-*)-、-S-または-O-で表され; Y1、Y2及びY3は、互いに独立して、-N=、-N(-*)-、-S-、-O-、-C(R33)=または-C(-*)=で表され;
Z1、Ar12、Ar13、R30、R31、R32及びR33は、互いに独立して、水素原子、重水素、ハロゲン基、シアノ基、置換または非置換のC1-C20のアルキル基、置換または非置換のC5-C20のアリール基、置換または非置換のC3-C20のヘテロアリール基、置換または非置換のC6-C20の縮合多環基、ニトロ基、ヒドロキシ基及びカルボン酸基からなる群から選択され;
Ar11は、置換または非置換のC1-C20のアルキレン基、置換または非置換のC5-C20のアリーレン基、及び置換または非置換のC3-C20のヘテロアリーレン基からなる群から選択され;
pは、1ないし10の整数であり;rは、0ないし5の整数であり;*は、結合手を表す。
P及びqは1ないし7の整数であり;*は、結合手を表す。
Z1、Ar12、Ar13、R30、R31、R32及びR33は、互いに独立して、水素原子、重水素、置換または非置換のC1-C20のアルキル基、置換または非置換のC5-C20のアリール基、置換または非置換のC3-C20のヘテロアリール基、置換または非置換のC6-C20の縮合多環基、ニトロ基、ヒドロキシ基及びカルボン酸基からなる群から選択され;
Ar11は、置換または非置換のC1-C20のアルキレン基、置換または非置換のC5-C20のアリーレン基、及び置換または非置換のC3-C20のヘテロアリーレン基からなる群から選択され;
pは、1ないし10の整数であり;rは、0ないし5の整数であり;*は、結合手を表す。
例えば、本発明の一具現例による有機発光素子は、第1電極/正孔注入層/発光層/第2電極、第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/第2電極または、第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/第2電極の構造を有することができる。または、前記有機発光素子は、第1電極/正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する単一膜/発光層/電子輸送層/第2電極または、第1電極/正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する単一膜/発光層/電子輸送層/電子注入層/第2電極の構造を有することができる。または、前記有機発光素子は、第1電極/正孔輸送層/発光層/電子注入及び電子輸送能を同時に有する単一膜/第2電極、第1電極/正孔注入層/発光層/電子注入及び電子輸送能を同時に有する単一膜/第2電極、または、第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入及び電子輸送能を同時に有する単一膜/第2電極の構造を有することができる。
以下、本発明の化合物1、14、24、70及び83の望ましい合成例及び実施例を具体的に示すが、本発明が下記実施例に限定されることを意味するものではない。
8-ブロモ-ナフタレン-2-オール10.0g(44.83mmol)をトルエン100mLに溶かした後、アニリン5g(53.79mmol)、及びナトリウム-tert-ブトキシド6.5g(67.24mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)3.3g(3.59mmol)を入れて120℃で18時間攪拌した。反応が完了した後、トルエンを減圧蒸留して除去した後、蒸溜水50.0mLを入れて、メチレンクロライド70.0mLずつ3回抽出した。集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、中間体1-a 9.8g(41.65mmol、収率92.9%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C16H13NO:M+236.10
中間体1-a 8.0g(34.00mmol)を80mLジクロロメタンに溶かした後、無水トリフルオロメタンスルホン酸(Trifluoromethanesulfonic anhydride)6.1mL(36.26mmol)とトリエチルアミン5.7mL(40.87mmol)を入れて4時間攪拌した。反応が完了した後、蒸溜水20.0mLを入れて反応を終了した。メチレンクロライド各50.0mLずつで3回抽出し、集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、中間体1-b 11.5g(31.31mmol、収率92.1%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C17H12F3NO3S:M+368.05
窒素充填されたフラスコにリチウムジイソプロピルアミド(LDA、2M Sol in Et2O)10.2mL(20.43mmol)をジエチルエーテル30.0mLに希釈した後、-78℃に降温した。中間体1-b 5.0g(13.62mmol)をジエチルエーテル20.0mLに溶かして15分間徐々に滴加した後、1時間攪拌した。トリイソプロピルボレート3.7mL(16.35mmol)を徐々に滴加し、常温で1時間攪拌した後、反応が終了したのを確認して、5%NaOH水溶液50mLを徐々に滴加した。3N塩酸水溶液80mLを入れてpH=1〜2程度に合わせた後、酢酸エチルを各50.0mLずつで3回抽出し、集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、中間体1-c 1.5g(3.65mmol、収率26.8%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C17H13BF3NO5S:M+412.07
中間体1-b 4.5g(12.23mmol)、臭化カリウム(KBr)1.8g(14.67mmol)と混合酸(硝酸:硫酸=1:2)40.0mL溶液に入れて24時間100℃で激しく攪拌した。反応が終了した後、水200.0mLに混合物を入れてNaOH水溶液にpH=7になるように合わせた。生成された固体をろ過してジクロロメタンで洗浄した。ジクロロメタンを各80.0mLずつで3回抽出し、集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、中間体1-d 1.23g(2.76mmol、収率22.5%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C17H11BrF3NO3S:M+445.99
中間体1-c 2.0g(4.86mmol)、中間体1-d 1.8g(4.05mmol)をテトラヒドロフラン35.0mLに入れて溶かす。Pd(PPh3)4 234.2mg(0.20mmol)と5%wt K2CO3水溶液を5.0mLを入れて24時間120℃で還流攪拌した。反応が終了した後、常温に冷却した後、水20.0mLを入れて反応を止め、酢酸エチルを各70.0mLずつで3回抽出し、集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して化合物1を0.83g(1.92mmol、収率39.5%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C32H20N2:M+433.16
塩化シアヌル(Cyanuric chloride)10.0g(54.22mmol)をTHF 35mLに溶かした後、0℃に冷却する。フェニルマグネシウムブロマイド(3.0M in diethylether)45.1mL(135.56mmol)を徐々に滴加し、常温で3時間攪拌した。この際、生成された固体を減圧ろ過してメタノールとヘキサンとで洗浄した。化合物2-a 9.0g(33.62mmol、収率62.0%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C15H10ClN3:M+268.06
8-アミノ-2-ナフトール10.0g(62.82mmol)をトルエン100mLに溶かした後、中間体2-a 20.2g(75.38mmol)、及びナトリウム-tert-ブトキシド9.1g(94.23mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)4.6g(5.03mmol)を入れて120℃で18時間攪拌した。反応が完了した後、トルエンを減圧蒸留して除去した後、蒸溜水50.0mLを入れて、メチレンクロライド70.0mLずつ3回抽出する。集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、中間体2-b 24.8g(57.1mmol、収率90.9%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C25H18N4O:M+390.15
中間体2-b12.0g(27.62mmol)を80mLジクロロメタンに溶かした後、無水トリフルオロメタンスルホン酸(Trifluoromethanesulfonic anhydride)5.4mL(32.27mmol)とトリエチルアミン5.1mL(36.88mmol)を入れて4時間攪拌した。反応が完了した後、蒸溜水20.0mLを入れて反応を終了した。メチレンクロライド各50.0mLずつで3回抽出し、集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、中間体2-c14.2g(27.18mmol、収率88.4%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C26H17F3N4O3S:M+523.10
窒素充填されたフラスコでリチウムジイソプロピルアミド(LDA、2M Sol in Et2O)5.02mL(10.1mmol)をジエチルエーテル30.0mLに希釈した後、-78℃に降温した。中間体2-c 3.50g(6.7mmol)をジエチルエーテル20.0mLに溶かして15分間徐々に滴加した後、1時間攪拌する。トリイソプロピルボレート1.86mL(8.00mmol)を徐々に滴加し、常温で1時間攪拌した後、反応が終了したのを確認して、5%NaOH水溶液50.0mLを徐々に滴加した。3N塩酸水溶液85.0mLを入れてpH=1〜2程度に合わせた後、酢酸エチル各70.0mLずつで3回抽出し、集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、中間体2-d1.2g(2.12mmol、収率31.6%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C26H18BF3N4O5S:M+567.10
中間体2-c 4.5g(8.61mmol)、臭化カリウム(KBr)1.2g(10.33mmol)と混合酸(硝酸:硫酸=1:2)40.1mL溶液に入れて24時間100℃で激しく攪拌した。反応が終了した後、水200.0mLに混合物を入れてNaOH水溶液でpH=7になるように合わせた。生成された固体をろ過してジクロロメタンで洗浄した。ジクロロメタンを各80.0mLずつで3回抽出し、集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、中間体2-e 1.1g(1.75mmol、収率20.3%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C26H16BrF3N4O3S:M+601.32
中間体2-d 1.0g(1.77mmol)、中間体2-e0.9g(1.47mmol)をテトラヒドロフラン20.0mLに入れて溶かす。Pd(PPh3)4 85.0mg(0.07mmol)と5%wt K2CO3水溶液5.0mLを入れて24時間120℃で還流攪拌した。反応が終了した後、常温に冷却した後、水30.0mLを入れて反応を止めて、酢酸エチル各40.0mLずつで3回抽出し、集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して化合物140.22mg(0.51mmol、収率28.8%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C50H30N8:M+743.00
中間体1-b 4.5g(12.25mmol)をクロロホルム50.0mLに溶かした後、ブローム0.7ml(13.48mmol)をクロロホルム5.0mLに希釈して、10分間滴加した。常温で一日間攪拌した。溶媒を減圧蒸留して残った物質を酢酸エチル/ヘキサンを用いて、再結晶した。生成された固体をろ過し、乾燥して中間体3-a 1.1g(2.35mmol、収率19.2%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C17H13BF3NO5S:M+445.96
ジベンゾフランボロン酸1.4g(6.72mmol)、中間体3-a 2.0g(4.48mmol)をテトラヒドロフラン30.0mLに入れて溶かした。Pd(PPh3)4 260.0mg(0.22mmol)とK2CO3 1.9g(13.45mmol)を入れて24時間120℃で還流攪拌した。反応が終了した後、常温に冷却した後、水50.0mLを入れて反応を止め、酢酸エチル各70.0mLずつで3回抽出し、集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、中間体3-b 1.2g(2.25mmol、収率50.2%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C29H18F3NO4S:M+534.09
窒素充填されたフラスコでリチウムジイソプロピルアミド(LDA、2M Sol in Et2O)4.2mL(8.43mmol)をジエチルエーテル40.0mLに希釈した後、-78℃に降温した。中間体3-b 3.0g(5.62mmol)をジエチルエーテル10.0mLに溶かして15分間徐々に滴加した後、1時間攪拌した。トリイソプロピルボレート1.56mL(6.75mmol)を徐々に滴加し、常温で1時間攪拌した後、反応が終了したのを確認して、5%NaOH水溶液50.0mLを徐々に滴加した。3N塩酸水溶液80.0mLを入れてpH=1〜2程度に合わせた後、酢酸エチル各50.0mLずつで3回抽出し、集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、中間体3-c 1.1g(1.91mmol、収率33.9%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C29H19BF3NO6S:M+578.10
中間体3-b 3.0g(5.62mmol)、臭化カリウム(KBr)0.8g(6.75mmol)と混合酸(硝酸:硫酸=1:2)27.0mL溶液に入れて24時間100℃で激しく攪拌した。反応が終了した後、水250.0mLに混合物を入れてNaOH水溶液にpH=7になるように合わせた。生成された固体をろ過してジクロロメタンで洗浄した。ジクロロメタン各70.0mLずつで3回抽出し、集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、中間体3-d 1.1g(1.71mmol、収率30.5%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C29H17BrF3NO4S:M+612.00
中間体3-c 1.5g(2.60mmol)、中間体3-d 1.3g(2.17mmol)をテトラヒドロフラン40.0mLに入れて溶かす。Pd(PPh3)4 125.1mg(0.11mmol)と5%wt K2CO3水溶液8.0mLを入れて24時間120℃で還流攪拌した。反応が終了した後、常温に冷却した後、水30.0mLを入れて反応を止め、酢酸エチル各50.0mLずつで3回抽出し、集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して化合物24 730mg(0.95mmol、収率36.7%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C56H32N2O2:M+765.25
8-メルカプト-ナフタレン-2-オ−ル8.0g(45.40mmol)を80mLジクロロメタンに溶かした後、無水トリフルオロメタンスルホン酸(Trifluoromethanesulfonic anhydride)8.0mL(47.66mmol)とトリエチルアミン7.6mL(54.47mmol)を入れて4時間攪拌した。反応が完了した後、蒸溜水20mLを入れて反応を終了した。メチレンクロライド各60.0mLずつで3回抽出し、集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、中間体4-a 12.5g(40.54mmol、収率89.3%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C11H7F3O3S2:M+308.99
窒素充填されたフラスコで、リチウムジイソプロピルアミド(LDA、2M Sol in Et2O)8.5mL(17.03mmol)をジエチルエーテル35.0mLに希釈した後、-78℃に降温する。中間体4-a 3.5g(11.35mmol)をジエチルエーテル30.0mLに溶かして15分間徐々に滴加した後、1時間攪拌した。トリイソプロピルボレート3.2ml(13.62mmol)を徐々に滴加し、常温で1時間攪拌した後、反応が終了したのを確認して、5%NaOH水溶液80.0mLを徐々に滴加した。3N塩酸水溶液120.0mLを入れてpH=1〜2程度に合わせた後、酢酸エチル各80.0mLずつで3回抽出し、集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、中間体4-b 1.1g(3.12mmol、収率27.5%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C11H8BF3O5S2:M+352.99
中間体4-b 6.8g(19.24mmol)、臭化ベンゼン2.0g(12.82mmol)をテトラヒドロフラン100.0mLに入れて溶かす。Pd(PPh3)4 740mg(0.64mmol)とK2CO3 5.3g(38.47mmol)を入れて24時間120℃で還流攪拌した。反応が終了した後、常温に冷却した後、水80.0mLを入れて反応を止め、酢酸エチル各100.0mLずつで3回抽出し、集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、中間体4-c2.8g(7.28mmol、収率56.8%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C17H11F3O3S2:M+385.01
窒素充填されたフラスコで、リチウムジイソプロピルアミド(LDA、2M Sol in Et2O)6.8ml(13.66mmol)をジエチルエーテル50.0mLに希釈した後、-78℃に降温した。中間体4-c 3.5g(9.11mmol)をジエチルエーテル25.0mLに溶かして15分間徐々に滴加した後、1時間攪拌した。トリイソプロピルボレート2.5ml(10.93mmol)を徐々に滴加し、常温で1時間攪拌した後、反応が終了したのを確認して、5%NaOH水溶液80.0mLを徐々に滴加した。3N塩酸水溶液120.0mLを入れてpH=1〜2程度に合わせた後、酢酸エチル各80.0mLずつで3回抽出し、集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、中間体4-d 1.5g(3.48mmol、収率38.2%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C17H12BF3O5S2:M+429.01
中間体4-c 3.5g(9.11mmol)、臭化カリウム(KBr)1.3g(10.93mmol)と混合酸(硝酸:硫酸=1:2)32.0mL溶液に入れて24時間100℃で激しく攪拌した。反応が終了した後、水160.0mLに混合物を入れてNaOH水溶液でpH=7になるように合わせた。生成された固体をろ過してジクロロメタンで洗浄した。ジクロロメタン各80.0mLずつで3回抽出し、集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、中間体4-e 1.2g(2.59mmol、収率28.5%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C17H10BrF3O3S2:M+462.95
中間体4-d 1.5g(3.50mmol)、中間体4-e 1.4g(2.92mmol)をテトラヒドロフラン30.0mLに入れて溶かす。Pd(PPh3)4 168.7mg(0.15mmol)と5%wt K2CO3水溶液5.0mLを入れて24時間120℃で還流攪拌した。反応が終了した後、常温に冷却した後、水30.0mLを入れて反応を止め、酢酸エチル各80.0mLずつで3回抽出し、集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、化合物700.73g(1.56mmol、収率44.7%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C32H18S2:M+467.05
中間体4-a 5.0g(16.22mmol)をクロロホルム35.0mLに溶かした後、ブロム0.9ml(17.84mmol)をクロロホルム15.0mLに希釈し、10分間滴加した。常温で一日攪拌した。溶媒を減圧蒸留して残った物質を酢酸エチル/ヘキサンを用いて、再結晶した。生成された固体をろ過して乾燥して中間体5-a 1.3g(3.36mmol、収率20.1%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C11H6BrF3O3S2:M+386.85
ジベンゾフランボロン酸4.1g(19.37mmol)、中間体5-a 5.0g(12.91mmol)をテトラヒドロフラン80.0mLに入れて溶かした。Pd(PPh3)4 750.0mg(0.65mmol)とK2CO3 5.4gを入れて24時間120℃で還流攪拌した。反応が終了した後、常温に冷却した後、水30.0mLを入れて反応を止め、酢酸エチル各80.0mLずつで3回抽出し、集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、中間体5-b 2.8g(5.90mmol、収率45.7%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C23H13F3O4S2:M+474.47
窒素充填されたフラスコで、リチウムジイソプロピルアミド(LDA、2M Sol in Et2O)5.5ml(11.06mmol)をジエチルエーテル50.0mLに希釈した後、-78℃に降温した。中間体5-b 3.5g(7.38mmol)をジエチルエーテル20.0mLに溶かして15分間徐々に滴加した後、1時間攪拌した。トリイソプロピルボレート2.1ml(8.85mmol)を徐々に滴加し、常温で1時間攪拌した後、反応が終了したのを確認して、5%NaOH水溶液65.0mLを徐々に滴加した。3N塩酸水溶液89.0mLを入れてpH=1〜2程度に合わせた後、酢酸エチル各90.0mLずつで3回抽出し、集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、中間体5-c 1.7g(3.28mmol、収率44.5%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C23H14BF3O6S2:M+519.02
中間体5-b 3.5g(7.38mmol)、臭化カリウム(KBr)1.1g(8.85mmol)と混合酸(硝酸:硫酸=1:2)溶液31.5mLに入れて24時間100℃で激しく攪拌した。反応が終了した後、水158.0mLに混合物を入れてNaOH水溶液にpH=7になるように合わせた。生成された固体をろ過してジクロロメタンで洗浄した。ジクロロメタン各70.0mLずつで3回抽出し、集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、中間体5-d 1.1g(2.01mmol、収率27.2%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C23H12BrF3O4S2:M+552.95
中間体5-c 1.5g(2.89mmol)、中間体5-d 1.33g(2.41mmol)をテトラヒドロフラン50.0mLに入れて溶かす。Pd(PPh3)4 139.3mg(0.12mmol)と5%wt K2CO3水溶液を8.0mLを入れて24時間120℃で還流攪拌した。反応が終了した後、常温に冷却した後、水50.0mLを入れて反応を止め、酢酸エチル各70.0mLずつで3回抽出し、集められた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、溶媒を蒸発して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、化合物830.8g(1.27mmol、収率44.0%)を得た。生成された化合物のLC-MSを確認した。C44H22O2S2:M+647.10
前記基板上に、まず正孔注入層として公知の物質である2-TNATAを真空蒸着して600Å厚に形成した後、次いで、正孔輸送性化合物として公知の物質である4,4'-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル(NPB)を300Å厚に真空蒸着して正孔輸送層を形成した。
次いで、前記発光層上に電子輸送層として化合物3を蒸着した。この電子輸送層上にハロゲン化アルカリ金属であるLiFを電子注入層として10Å厚に蒸着し、Alを3000Å(陰極電極)の厚さに真空蒸着してLiF/Al電極を形成することによって、有機発光素子を製造した。
発光層の形成時、前記化合物7の代わりに、公知の青色蛍光ホストである9,10-ジ-ナフタレン-2-イル-アントラセン(以下、DNA)を用いたことを除いては、実施例1と同様にして有機発光素子を製作した。
前記基板上に、まず正孔注入層として公知の物質である2-TNATAを真空蒸着して600Å厚に形成した後、次いで、正孔輸送性化合物として公知の物質である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)を300Å厚に真空蒸着して正孔輸送層を形成した。
次いで、前記発光層上に電子輸送層としてAlq3を300Å厚に蒸着した後、この電子輸送層上にハロゲン化アルカリ金属であるLiFを電子注入層として10Å厚に蒸着し、Alを3000Å(陰極電極)の厚さに真空蒸着してLiF/Al電極を形成することによって、有機発光素子を製造した。
発光層の形成時、前記化合物70の代わりに、公知の青色燐光ホストであるCBPを用いたことを除いては、実施例13と同様にして有機発光素子を製作した。
発光層の形成時、公知の青色蛍光ドーパントであるDPVBiを用いたことを除いては、実施例22と同様にして有機発光素子を製作した。
Claims (20)
- 下記化学式(1)で表示される化合物:
R1ないしR10は、各々独立して、水素、重水素、ハロゲン基、シアノ基、置換または非置換のC1-C60のアルキル基、置換または非置換のC2-C50のアルケニル基、置換または非置換のC5-C60のアリール基、C5-C50のアリール基で置換されたアミノ基、置換または非置換のC3-C60のヘテロアリール基、または、置換または非置換のC6-C60の縮合多環基を表し、
X1及びX2は、-N(R20)-または-S-を表し、
選択的に、R1ないしR5のうち隣接した置換基またはR6ないしR10のうち隣接した置換基は、連結されて環を形成し、
R20は、水素、重水素、ハロゲン基、シアノ基、置換または非置換のC1-C60のアルキル基、置換または非置換のC2-C50のアルケニル基、置換または非置換のC5-C60のアリール基、C5-C50のアリール基で置換されたアミノ基、置換または非置換のC3-C60のヘテロアリール基、または、置換または非置換のC6-C60の縮合多環基を表す。 - 前記化学式(1)中、R1ないしR10及びR20は、各々独立して、水素、重水素、ハロゲン基、シアノ基、置換または非置換のC1-C20のアルキル基、置換または非置換のC2-C20のアルケニル基、置換または非置換のC5-C30のアリール基、C5-C30のアリール基で置換されたアミノ基、置換または非置換のC3-C30のヘテロアリール基、または、置換または非置換のC6-C30の縮合多環基を表す請求項1に記載の化合物。
- 前記置換または非置換のC5-C30のアリール基、C5-C30のアリール基で置換されたアミノ基、置換または非置換のC3-C30のヘテロアリール基、または、置換または非置換のC6-C30の縮合多環基が下記化学式2aないし2jからなる群から選択される請求項2に記載の化合物:
前記化学式2aないし2jのうち、
Q1は、-C(R30)(R31)-、-N(R32)-、-N(-*)-、-S-または-O-で表され;
Y1、Y2及びY3は、互いに独立して、-N=、-N(-*)-、-S-、-O-、-C(R33)=または-C(-*)=で表され;
Z1、Ar12、Ar13、R30、R31、R32及びR33は、互いに独立して、水素原子、重水素、ハロゲン基、シアノ基、置換または非置換のC1-C20のアルキル基、置換または非置換のC5-C20のアリール基、置換または非置換のC3-C20のヘテロアリール基、置換または非置換のC6-C20の縮合多環基、ニトロ基、ヒドロキシ基及びカルボン酸基からなる群から選択され;
Ar11は、置換または非置換のC1-C20のアルキレン基、置換または非置換のC5-C20のアリーレン基、及び置換または非置換のC3-C20のヘテロアリーレン基からなる群から選択され;
pは、1ないし10の整数であり;
rは、0ないし5の整数であり;
*は、結合手を表す。 - 前記置換または非置換のC5-C30のアリール基、C5-C30のアリール基で置換されたアミノ基、置換または非置換のC3-C30のヘテロアリール基、または、置換または非置換のC6-C30の縮合多環基が下記化学式3aないし3hからなる群から選択される請求項3に記載の化合物:
Y1は、-N=、-S-、-O-または-C(R34)=で表され;
Z1及びZ2は、水素原子、重水素、ハロゲン基、シアノ基、置換または非置換のC1-C20のアルキル基、置換または非置換のC5-C20のアリール基、置換または非置換のC3-C20のヘテロアリール基、置換または非置換のC6-C20の縮合多環基、ニトロ基、ヒドロキシ基及びカルボン酸基からなる群から選択され;
p及びqは、1ないし7の整数であり;
*は、結合手を表す。 - 化合物の構造が点対称の形態である請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物。
- 前記化学式(1)中、R1ないしR10及びR20は、各々独立して、水素、重水素、ハロゲン基、シアノ基、置換または非置換のC1-C20のアルキル基、置換または非置換のC2-C20のアルケニル基及び下記化学式2aないし2jからなる群から選択され、
前記化合物の構造が点対称の形態である請求項1に記載の化合物:
前記化学式2aないし2jのうち、
Q1は、-C(R30)(R31)-、-N(R32)-、-N(-*)-、-S-または-O-で表され;
Y1、Y2及びY3は、互いに独立して、-N=、-N(-*)-、-S-、-O-、-C(R33)=または-C(-*)=で表され;
Z1、Ar12、Ar13、R30、R31、R32及びR33は、互いに独立して、水素原子、重水素、置換または非置換のC1-C20のアルキル基、置換または非置換のC5-C20のアリール基、置換または非置換のC3-C20のヘテロアリール基、置換または非置換のC6-C20の縮合多環基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基及びカルボン酸基からなる群から選択され;
Ar11は、置換または非置換のC1-C20のアルキレン基、置換または非置換のC5-C20のアリーレン基、及び置換または非置換のC3-C20のヘテロアリーレン基からなる群から選択され;
pは、1ないし10の整数であり;
rは、0ないし5の整数であり;
*は、結合手を表す。 - 第1電極と、
第2電極と、
前記第1電極及び第2電極間に介在された有機層と、を備えた有機発光素子であって、
前記有機層が請求項1〜7のいずれか1項記載の化合物を含む第1層を含む有機発光素子。 - 前記第1層が正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入及び正孔輸送能を同時に有する機能層、電子注入層、電子輸送層、または電子注入及び電子輸送能を同時に有する機能層である請求項8に記載の有機発光素子。
- 前記第1層が発光層であり、前記化学式(1)で表示される化合物が蛍光または燐光ホストとして用いられる請求項8に記載の有機発光素子。
- 前記有機層が発光層、正孔輸送層及び電子輸送層を含み、
前記第1層が発光層であり、前記発光層は、アントラセン化合物、アリールアミン化合物またはスチリル化合物をさらに含む請求項8に記載の有機発光素子。 - 前記有機層が発光層、正孔輸送層及び電子輸送層を含み、
前記第1層が発光層であり、前記発光層は、燐光化合物をさらに含む請求項8に記載の有機発光素子。 - 前記第1層が青色発光層である請求項8に記載の有機発光素子。
- 前記第1層が青色発光層であり、
前記化学式(1)の化合物が青色ホストとして用いられる請求項8に記載の有機発光素子。 - 前記有機層が正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入層及び正孔輸送能を同時に有する機能層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層またはこれらのうち、2つ以上の組合わせをさらに含む請求項8に記載の有機発光素子。
- 前記正孔注入層、前記正孔輸送層、または、前記正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する機能層のうち、少なくとも1つが、電荷生成物質をさらに含む請求項15に記載の有機発光素子。
- 前記電子輸送層が電子輸送性有機物質及び金属含有物質を含む請求項15に記載の有機発光素子。
- 前記金属含有物質がLi錯体を含む請求項17に記載の有機発光素子。
- 前記第1層が前記化合物を用いて湿式工程で形成される請求項8〜18のいずれか1項に記載の有機発光素子。
- 請求項8〜19のいずれか1項記載の有機発光素子を備え、
前記有機発光素子の第1電極が薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に連結された平板表示装置。
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