JP2013540363A - 有機エレクトロルミネッセント素子 - Google Patents

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Abstract

陽極と陰極とを備える一対の電極および陽極と陰極との間に配置される１つ以上の層を備える有機エレクトロルミネッセント素子が提供されており、ここで、１つ以上の層の少なくとも１つが発光層であると共に、１つ以上の層が置換２，２’−ビイミダゾールにより表される有機化合物を含む。ビイミダゾール上の置換基は、水素、置換もしくは非置換の複素環式基、置換もしくは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアラルキル基、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒからなる群から選択される少なくとも１個の原子を含有する置換アリール基、および／もしくは、縮合もしくは非縮合である少なくとも３つの有機環を含む置換アリール基を含む一連の好適な置換基から選択されるか、または、多数の隣接する置換基部位が一緒になって置換もしくは非置換の環式基を形成していてもよく、さらに、いくつかの置換基は、同一であっても異なっていてもよく、および、水素、重水素、置換もしくは非置換のアルキル基、ハロゲン原子あるいはシアノ基からなる群から選択されてもよい。

Description

本発明は、他の場合には時々有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）と称される有機エレクトロルミネッセント素子に関する。有機エレクトロルミネッセント素子は、有機化合物の１つの層または複数の層（有機材料層）に電界が印加されることにより発光する。本発明はまた、このような素子における使用に好適な有機化合物にも関する。
有機エレクトロルミネッセント素子は、一般に、陽極と陰極とを形成する一対の電極、ならびに、正孔注入層、発光層（蛍光材料またはリン光材料のいずれかを有するもの）および電子輸送層を含む１つの層または複数の層から構成される。陽極および陰極から正孔および電子がそれぞれ有機層に注入され、それ故、発光材料中に励起子がもたらされる。励起子が基底状態に移行する際に、有機ルミネッセンス素子が発光する。
非特許文献１による最初の研究によれば、アルミニウムキノリノール錯体（電子輸送およびルミネッセント材料として）の層およびトリフェニルアミン誘導体（正孔輸送材料として）の層から構成される有機エレクトロルミネッセント素子は、１０Ｖの電圧を印加すると約１，０００ｃｄ／ｍ２のルミネッセンスをもたらした。関連する米国特許の例としては、特許文献１〜３が挙げられる。
Ｂａｌｄｏらによるさらなる研究では、リン光材料をドーパントとして用いる有望なＯＬＥＤが明らかとされた。リン光性ＯＬＥＤの量子収量が顕著に向上した（特許文献４）。
上述のＯＬＥＤに追加して、共役ポリマー材料を用いるポリマー有機エレクトロルミネッセント素子（ＰＬＥＤ）が、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙのグループによって報告されている（非特許文献２及び特許文献５〜７）。
ＰＬＥＤは、印刷法を可用性ポリマー材料に適用し得るために、素子の作製の観点から利点を有する。
米国特許第４，５３９，５０７号明細書 米国特許第４，７２０，４３２号明細書 米国特許第４，８８５，２１１号明細書 米国特許第６，８３０，８２８号明細書 米国特許第５，２４７，１９０号明細書 米国特許第５，５１４，８７８号明細書 米国特許第５，６７２，６７８号明細書
Ｅａｓｔｍａｎ Ｋｏｄａｋ Ｃｏ．（「Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ」，ｖｏｌ．５１，ｐｐ．９１３（１９８７） Ｎａｔｕｒｅ，ｖｏｌ．３４７，ｐｐ．５３９−（１９９０）
ＯＬＥＤおよびＰＬＥＤは過去２０年間において性能が顕著に進化したが、解消される必要がある問題が未だ残っている。
例えば、上記の有機エレクトロルミネッセント素子は、長期にわたって用いられる場合の耐久性の観点で性能が未だ十分ではない。有機エレクトロルミネッセント素子の性能は、正孔注入材料、正孔輸送材料、ホスト材料、発光材料およびいくつかの他のものなどの新規材料を研究することによりさらなる向上が可能である。さらに、素子作製プロセスの向上が要求されている。
有機エレクトロルミネッセント素子性能を向上させるための重要な考察は、素子の寿命を延ばすために素子における駆動電流をさらに低減させることである。例えば、この懸念に対応するいくつかの材料が提案されている（米国特許第６，４３６，５５９号明細書、日本特許第３５７１９７７号公報、日本特許第３６１４４０５号公報）。このような材料を用いる有機エレクトロルミネッセント素子におけるこれらの進歩に関わらず、安定性および性能に係るさらなる向上が未だ要求されている。
本発明は、上述のとおり有機エレクトロルミネッセント素子において直面した問題に向上をもたらすか、または、有用な代替を提供する。特定の実施形態が、高い効率およびより長い寿命を有する有機エレクトロルミネッセント素子を提供し得る。特定の実施形態はまた、低電流範囲で漏れ電流が低減された安定な素子をも提供し得る。
有機エレクトロルミネッセント素子は、（ｉ）陽極、（ｉｉ）陰極、および、（ｉｉ）陽極と陰極との間に配置される１つ以上の層であって、その少なくとも１つが発光層であると共に、式：
Figure 2013540363
により表される有機化合物を含む１つ以上の層を備え、式中、置換基Ｒ１およびＲ２は同一もしくは異なると共に、（ａ）水素、（ｂ）置換もしくは非置換の複素環式基、（ｃ）置換もしくは非置換のアルキル基、（ｄ）置換もしくは非置換のアラルキル基、（ｅ）Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒからなる群から選択される少なくとも１個の原子を含有する置換アリール基、および／もしくは、縮合もしくは非縮合である少なくとも３つ有機環を含む置換アリール基からなる群から選択されるか、または、（ｆ）Ｒ１もしくはＲ２の各々は一緒になって置換もしくは非置換の環式基を形成していてもよく、ならびに
置換基Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は同一もしくは異なると共に、各々、水素、重水素、置換もしくは非置換のアルキル基、ハロゲン原子またはシアノ基からなる群から選択される。特定の実施形態において、式１によって表される化合物は、エレクトロルミネッセント素子における、電子輸送層、発光層、ホスト層、正孔輸送層または正孔注入層のいずれか１つとしての使用に好適である。
図１は、本発明の実施形態による有機エレクトロルミネッセント素子の基本的な構造の概略図である。 図２は、本発明の他の実施形態による有機エレクトロルミネッセント素子の基本的な構造の概略図である。 図３は、本発明の他の実施形態による有機エレクトロルミネッセント素子の基本的な構造の概略図である。 図４は、本発明の他の実施形態による有機エレクトロルミネッセント素子の基本的な構造の概略図である。 図５は、本発明の他の実施形態による有機エレクトロルミネッセント素子の基本的な構造の概略図である。 図６は、本発明の他の実施形態による有機エレクトロルミネッセント素子の基本的な構造の概略図である。
本発明による有機エレクトロルミネッセント素子は、陽極と陰極との間に配置された有機化合物層から構成されている。これらの層は、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層および絶縁体層から構成されていてもよい。これらの層の少なくとも１つが式１の化合物を含む。
この有機層は、（ｉ）式１の化合物でドープされた単一の層、または、（ｉｉ）少なくとも１つの層が式１の化合物でドープされていてもよい複数の層、または、（ｉｉｉ）少なくとも１つの層であって、別のドーパントでドープされた式１の化合物から構成される層、または、（ｉｖ）少なくとも１つの層が式１の化合物で完全に構成されていてもよい複数の層により構成され得る。特定の層が主に式１の化合物を含んでいると共に、この層が少なくとも１種のドーパントでドープされている事例は、ホスト−ゲスト材料としても称され得る。この事例においては、式１の化合物はホスト材料であると共に、ドーパントはゲスト材料である。
「化合物」という用語は、式１の化学物質の全てを指すその最も広範な意味で用いられる。
式１の化合物は、ビイミダゾール環構造、特に２，２’−ビイミダゾール構造を有する。Ｒ１およびＲ２は、同一もしくは異なっており、水素、置換もしくは非置換の複素環式基、置換もしくは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアラルキル基、置換アリール基からなる群から選択されるか、または、Ｒ１もしくはＲ２の各々は一緒になって置換もしくは非置換の環を形成していてもよく、ここで、置換アリール基はＮ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒからなる群から選択される少なくとも１個の原子を含有し、および／または、置換アリール基は少なくとも３つの有機環を含んでおり、ここで、有機環は縮合もしくは非縮合である。
置換アリール基がＮである少なくとも１個の原子を含有する場合、好適な置換基としては、−ＮＨ２、−ＮＨＲ、−ＮＲＲ’、−Ｎ＝Ｒ、−ＯＮＲＲ’、−Ｃ（＝ＮＨ）Ｒ、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｒ’、−Ｃ（＝ＮＨ）Ｈ、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｈ、（ＲＣＯ）２Ｎ−、−Ｎ３、−Ｎ２Ｒ、−ＯＣＮ、−ＮＣＯ、−ＯＮＯ２、−ＣＮ、−ＮＣ、−ＯＮＯ、−ＮＯ２、−ＮＯ、−Ｃ５Ｈ４Ｎが挙げられる。
置換アリール基がＯである少なくとも１個の原子を含有する場合、好適な置換基としては、−ＯＨ、−ＣＯＲ、−ＣＨＯ、Ｘがハライドである−ＣＯＸ、−ＯＣＯＯＲ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＲ、−ＯＯＨ、−ＯＯＲ、−ＯＲ、−ＣＨ（ＯＲ）（ＯＨ）、−Ｃ（ＯＲ’）（ＯＨ）Ｒ、−ＣＨ（ＯＲ）（ＯＲ’）、−Ｃ（ＯＲ’）（ＯＲ”）Ｒ、−Ｃ（ＯＲ）（ＯＲ’）（ＯＲ”）、−ＯＣ（ＯＲ）（ＯＲ’）（ＯＲ”）が挙げられる。
置換アリール基がＳである少なくとも１個の原子を含有する場合、好適な置換基としては、−ＳＨ、−ＳＲ、−ＳＳＲ、−ＳＯＲ、−ＳＯ２Ｒ、−ＳＯ２Ｈ、−ＳＯ３Ｈ、−ＳＣＮ、−ＮＣＳ、−ＣＳＲ、−ＣＳＨが挙げられる。
置換アリール基がＳｉである少なくとも１個の原子を含有する場合、好適な置換基としては、ＳｉＲＲ’Ｒ”が挙げられる。
置換アリール基がＰである少なくとも１個の原子を含有する場合、好適な置換基としては、−ＰＲＲ’、−ＰＯＲＲ’、−ＰＳＲＲ’、−Ｐ（＝Ｏ）（ＯＨ）２、−ＯＰ（＝Ｏ）（ＯＨ）２、−ＯＰＯ（ＯＲ）（ＯＨ）、−ＯＰＯ（ＯＲ）（ＯＲ’）が挙げられる。
Ｒ、Ｒ’、Ｒ”は、同一であっても異なっていてもよいさらなる置換基である。
Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は、同一もしくは異なり、各々は、水素、重水素、置換もしくは非置換のアルキル基、ハロゲン原子またはシアノ基からなる群から選択される。
「アリール」という用語は化学の技術分野において十分に理解されており、芳香族置換基を指すために用いられている。アリール基は、炭素環式（すなわち、炭素および水素のみを含有する）であり得るか、または、芳香族複素環式（すなわち、炭素、水素および少なくとも１つのヘテロ原子を含有する）であり得る。アリール基は、フェニルなどの単環式アリール基、または、ナフチルもしくはアントリルなどの多環式アリール基であり得る。アリール基の例としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピレニル基等が挙げられる。
「アルキル基」という用語は化学の技術分野において十分に理解されている。アルキル基は、無置換であるか、または、好適な置換基によって置換されていてもよい。アルキル基は、好ましくは１〜２０個（端点を含む）の炭素原子を含む直鎖もしくは分岐鎖アルキル基または環式アルキル基であり得る。直鎖アルキル基の例としては、メチル、プロピルまたはデシルが挙げられ、分岐アルキル基の例としては、イソ−ブチル、ｔ−ブチルまたは３−メチル−ヘキシルが挙げられる。環式アルキル基の例としては、モノシクロヘキシルおよび縮合アルキル環系が挙げられる。
「アラルキル」または「アリール化アルキル」という用語は、アルキル基の水素原子について置換されているアリール基を指す。
「複素環式」、同様に「複素環式基」または「複素環」という用語は、有機化学の技術分野において十分に理解されており、１〜４つの環などの１つ以上の環を含有すると共に、少なくとも１個の原子がヘテロ原子である５〜５０個（好ましくは５〜２０個）の環原子を含有するいずれかの環式基を指すために用いられる。ヘテロ原子は、Ｏ、Ｎ、ＳおよびＳｉの１つ以上から選択され得る。式１に係る複素環式基は、以下の原子：窒素、酸素、硫黄およびケイ素のいずれかの１つ以上と共に炭素原子を含む、ピローリル、チエニル、ピリジルまたはピリダジニルなどの５員もしくは６員複素環であり得る。複素環式基は、単一の複素環、または、２つ以上の結合した環もしくは縮合環を含んでいてもよく、少なくとも１つの環がヘテロ原子を含有する。複素環式基の下位のクラスの１つは芳香族複素環式（またはヘテロアリール）基であり、これは、Ｏ、ＮおよびＳの１種以上から選択される１個以上のヘテロ原子を含有する芳香族基である。このようなヘテロ芳香族基もまたアリール基の定義にあてはまっている。複素環式基に係るいくつかの特定の例は、ピロール、トリアゾール、イミダゾール、ピラゾール、１，２，５−オキサチアゾール、イソオキサゾール、オキサゾール、フラン、ピラン、ピロン、チアゾール、イソチアゾール、ピロリジン、ピロリン、イミダゾリジン、ピラゾリジンである。他の例としては、ベンズイミダゾール、チオフェン、ベンゾチオフェン、オキサジアゾリン、インドリン、カルバゾール、ピリジン、キノリン、イソキノリン、ベンゾキノン、ピラゾリン、イミダゾリジン、ピペリジン等の部分が挙げられる。複素環式基は単環式であっても多環式であってもよい。いくつかの実施形態によれば、複素環式基は多環式である。このクラス中の多環式複素環式基の一例はカルバゾールである。
式１において、アリール、アルキル、アラルキルまたは複素環式基は、技術分野において公知であるいずれかの好適な置換基から選択される１つ以上の置換基を追加して有していてもよい。好適な置換基は、ハロゲン原子、ニトロ基、カルボニル基、アミド基、シアノ基、カルボキシレート基、スルホネート基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、他のアリール、アルキルまたは複素環式基からなる群から選択されてもよく、アリール、アルキルまたは複素環式基の各々は、１つ以上のさらなる置換基によってさらに置換されていてもよい。それ故、アリール、アルキルまたは複素環式置換基上のさらなる置換基が、ハロゲン原子、ニトロ基、カルボニル基、アミド基、シアノ基、カルボキシレート基、スルホネート基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基およびアリールアミノ基の１つ以上から選択されていてもよい。
置換基は、アリール、アルキル、アラルキルあるいは複素環式基に１個の原子によって直接的に結合していても、または、２個以上の原子によって、もしくは、窒素、酸素、硫黄およびケイ素などのヘテロ原子を介して縮合していてもよい。いくつかの場合において、置換基は、二価アルキル基またはエチレンジオキシ基（すなわち、−Ｏ−ＣＨ２ＣＨ２−Ｏ−）の場合のように２個以上の結合点によって結合していてもよい。
環系および置換基の名称はＩＵＰＡＣ命名法に従う。
式１として表されている化合物の特定の例としては、以下に示されているか実施例において示されている例が挙げられ得るが、これらの例に限定されることはない。
Figure 2013540363
Figure 2013540363
Figure 2013540363
式１として表されている化合物は、好ましくは１５０℃〜５００℃、および、より好ましくは２００℃〜４００℃の融点を有することが好ましい。
上記のとおり、有機層は、（ｉ）式１の化合物でドープされた単一の層、または、（ｉｉ）少なくとも１つの層が式１の化合物でドープされていてもよい複数の層、または、（ｉｉｉ）少なくとも１つの層であって、少なくとも１種のドーパントでドープされた式１の化合物から構成される層、または、（ｉｖ）少なくとも１つの層が式１の化合物で完全に構成されていてもよい複数の層から構成され得る。
本出願の有機ルミネッセンス素子において、上述の式１の化合物を含む有機化合物層は、一対の電極（陰極および陽極）の間に、他の層（いずれかの他の層が存在する場合）とは個別に、または、他の層と一緒に形成され得る。好適な形成技術としては、真空蒸着または溶液プロセスが挙げられる。
有機化合物層の厚さは、好ましくは最大で１０μｍ未満、より好ましくは０．５μｍ未満、さらにより好ましくは０．００１〜０．５μｍであり得る。
ここで、本発明の特定の実施形態を、本発明の素子に係る考えられ得る一連の配置が例示されている添付の図面を参照してさらに詳細に記載する。これらの実施形態は単なる一例として提供されており、本発明の範囲を限定することは意図されていないことが理解されるであろう。
本出願の実施形態のエレクトロルミネッセント素子は、図１に示されているとおり、式１により定義されている化合物のみから構成される単一層構造から構成されているか、または、図２および３に示されているとおり、２つ以上の層の複層構造であり得る。
より具体的には、図１は、本発明の有機エレクトロルミネッセント素子の第１の実施形態の概略断面である。図１において、有機エレクトロルミネッセント素子は、基材１、陽極２（基材１上に成膜されている）、発光層３（陽極２上に成膜されている）および陰極４（発光層３上に成膜されている）を備えている。この実施形態において、発光層３は単一の有機化合物タイプ−層を形成している。この単一の層は、自身の特性に基づいて、または、ホスト化合物の正孔輸送能、電子輸送能およびルミネッセンス能の性能を高めるドーパントとの組み合わせを介して正孔輸送能、電子輸送能およびルミネッセンス能（電子と正孔との再結合に関連している）を有する化合物から完全に組成されていてもよい。いくつかの実施形態によれば、式１の化合物は、ドーパントを伴ってホスト層とされることが可能である。
図１において、発光層３は、５ｎｍ〜１μｍ、好ましくは５〜５０ｎｍ、および、より好ましくは３０〜４５ｎｍの厚さを有していることが好ましい。
図２は、正孔輸送層５および電子輸送層６から構成された複層タイプの素子の形態の本発明の有機エレクトロルミネッセント素子の他の実施形態を示す。
図２を参照すると、有機ルミネッセント素子は、基材１、陽極２（基材１上に成膜されている）、正孔輸送層５（陽極２上に成膜されている）、電子輸送層６（正孔輸送層５上に成膜されている）および陰極（電子輸送層６上に成膜されている）を備えている。この実施形態においては、正孔輸送層５および電子輸送層６の一方もしくは両方が、発光層３を形成するためにドーパントとして発光性化合物を含有していてもよい。この場合、正孔輸送層５および電子輸送層６は、それぞれ、非ルミネッセント化合物から構成されていてもよい。式１の化合物は、正孔輸送層５、または、正孔輸送層の成分を形成することが可能である。
図２に実施形態において、正孔輸送層５および電子輸送層６の各々は、５ｎｍ〜１μｍ、より好ましくは５ｎｍ〜５０ｎｍの厚さを有し得る。
図３は、正孔輸送層５、発光層３、電子輸送層６を備えている複層タイプの素子の形態の本発明の有機エレクトロルミネッセント素子の他の実施形態を示す。図３において、有機ルミネッセント素子は、基材１、陽極２（基材１上に成膜されている）、正孔輸送層５（陽極２上に成膜されている）、発光層３（正孔輸送層５上に成膜されている）、電子輸送層６（発光層３上に成膜されている）および陰極（電子輸送層６上に成膜されている）を備えている。この実施形態において、正孔輸送層、発光層および電子輸送層の各々は、正孔輸送化合物、発光性化合物（または、発光性化合物およびホスト化合物）および電子輸送化合物を、それぞれ用いることにより、または、これらの種の化合物の混合物として用いることにより形成され得る。式１の化合物は、発光層３、または、発光層の成分を形成することが可能である。
図４は、正孔注入層７、正孔輸送層５、発光層３および電子輸送層６を含む複数の層を有する本発明の有機エレクトロルミネッセント素子の他の実施形態を示す。図４において、有機ルミネッセント素子は、基材１、陽極２（基材１上に成膜されている）、正孔注入層７（陽極２上に成膜されている）、正孔輸送層５（正孔注入層上に成膜されている）、発光層３（正孔輸送層５上に成膜されている）、電子輸送層６（発光層３上に成膜されている）および陰極（電子輸送層６上に成膜されている）を備えている。この実施形態において、正孔注入層、正孔輸送層、発光層および電子輸送層の各々は、それぞれ、正孔注入化合物、正孔輸送化合物、発光性化合物（または、発光性化合物およびホスト化合物）および電子輸送化合物を用いることにより形成され得、または、これらの種の化合物の混合物として形成され得る。式１の化合物は、発光層３、または、発光層の成分を形成することが可能である。
図５は、陰極、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロッキング層、および、発光（または発光性）層、正孔輸送層および陽極、ならびに、基材層を備える積層構造を含むさらなる実施形態を示す。陽極はガラス基材の上に成膜されており、他の層の各々は、図５に示されているとおり既述の層の上にさらに成膜されており、一番上の層が陰極とされている。この特定の図において、陰極は１００ｎｍの厚さを有するアルミニウムであり、電子注入層は１ｎｍの厚さを有するＬｉＦであり、正孔ブロッキング／電子輸送層は４０ｎｍの厚さを有するＢＣＰ（すなわち２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）であり、発光層は４０ｎｍの厚さを有する式１による化合物（すなわち１，１’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール）であり得ると共に８重量％でＦＩｒｐｉｃ（すなわちビス（４，６−ジフルオロフェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２）ピコリナトイリジウム）でドープされており、正孔輸送層は５０ｎｍの厚さを有するα−ＮＰＤ（すなわちＮ，Ｎ’ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）−２，２’−ジメチルベンジジン）であり、陽極は１５０ｎｍの厚さを有するＩＴＯ（すなわちインジウム錫酸化物）である。これらの層はガラス基材上に設けられている。
図６は、陰極、電子注入層、電子輸送層、ならびに、発光（または発光性）層、正孔輸送層および陽極、ならびに、基材層を備える積層構造を含むさらなる実施形態を示す。陽極はガラス基材の上に成膜されており、他の層の各々は、図６に示されているとおり既述の層の上にさらに成膜されており、一番上の層が陰極とされている。この特定の図において、陰極は１００ｎｍの厚さを有するアルミニウムであり、電子注入層は１ｎｍの厚さを有するＬｉＦであり、電子輸送層は４０ｎｍの厚さを有するＴｍＰｙＰＢ（すなわち１，３，５−トリ［（３−ピリジル）−フェン−３−イル］ベンゼン）であり、発光層は４０ｎｍの厚さを有する式１による化合物（すなわち１，１’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール）であると共にＦＩｒｐｉｃ（すなわちビス（４，６−ジフルオロフェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２）ピコリナトイリジウム）で６重量％でドープされており、正孔輸送層は７０ｎｍの厚さを有するＴｃＴａ（すなわち４，４’，４”−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン）であり、陽極は１４５ｎｍの厚さを有するＩＴＯ（すなわちインジウム錫酸化物）である。これらの層はガラス基材上に設けられている。
図１、２、３、４、５および６において、陽極と陰極との間の層の各々は、低分子量化合物もしくは高分子化合物、または、低分子量化合物と高分子化合物との混合物を用いて真空蒸着または塗布法のいずれかによって形成され得る。陽極と陰極との間の層の厚さの各々は、好ましくは１ｎｍ〜１μｍの範囲であり得る。陰極および陽極の厚さの各々は、好ましくは１００〜２００ｎｍであり得る。
図１、２、３、４、５および６に示されている素子中の有機層構造は、それぞれ、基本的な構造を表しており、従って、構造は、要求される特徴に応じて適切に最適化され得る。好適な変更の例としては、１つ以上の追加の層の組込みが挙げられる。例えば、正孔輸送層は、正孔注入層（陽極上に成膜されている）および正孔輸送層（正孔注入層上に成膜されている）を含むよう変更されてもよい。
電子注入層という用語は、電子注入材料の層を指す。電子注入材料は、陰極から陽極に向かう方向への、電子注入層を介した陰極からの電子の注入を促進させるものである。
電子輸送層という用語は、電子輸送材料を含む層を指す。電子輸送材料は、陰極から陽極に向かう方向への、電子輸送層を介した陰極から（または、陰極と電子輸送層との間の層から）の電子の輸送を促進させるものである。
正孔ブロッキング層という用語は、正孔ブロッキング材料を含む層を指す。正孔ブロッキング材料は、発光層から（または、発光層と正孔ブロッキング層との間の層から）陽極の陰極に向かう方向への「正孔」の移動をブロックするものである。さらに、正孔ブロッキング材料は、電子輸送材料として機能することが可能であるべきである。
「発光層」または「発光性層」という用語は光が発せられる層を指す。この層における正孔と電子との再結合が発光をもたらす。発光層は、少なくとも１種の発光性材料（または、エミッタ）から構成されている。いくつかの事例において、発光層は、ホスト材料をエミッタと共に含んでいてもよい。「ゲスト」または「ドーパント」という用語もまたエミッタを表すために用いられる。
「電子ブロッキング層」という用語は、電子ブロッキング材料を含む層を指す。電子ブロッキング材料は、発光層から（または、発光層と電子ブロッキング層との間の層から）陰極の陽極に向かう方向への電子の移動をブロックするものである。さらに、電子ブロッキング材料は、正孔輸送材料機能として機能することが可能であるべきである。
正孔輸送層という用語は、正孔輸送材料を含む層を指す。正孔輸送材料は、陽極から陰極に向かう方向への、正孔輸送層を介した陽極から（または、陽極と正孔輸送層との間の層から）の正孔の輸送を促進させるものである。
正孔注入層という用語は、正孔注入材料の層を指す。正孔注入材料は、陽極から陰極に向かう方向への、正孔注入層を介した陽極からの正孔の注入を促進させるものである。
図１、２、３、４、５および６のもの以外の素子構造のさらなる特定の実施形態が以下に示されているが、これらの素子構造に限定されるものではない。
（１）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（２）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（３）陽極／絶縁層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（４）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／絶縁層／陰極
（５）陽極／無機半導体／絶縁体／正孔輸送層／発光層／絶縁体／陰極
（６）陽極／絶縁層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／絶縁層／陰極
（７）陽極／絶縁層／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
（８）陽極／絶縁層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／絶縁層／陰極
上記の実施形態において、（１）、（２）、（３）、（７）および（８）の素子構造がより好ましいが、限定はされない。さらに、正孔ブロッキング層が、上記に列挙されている実施形態、または、図３および４の実施形態のいずれかにおいて発光性層と電子輸送層との間に存在していてもよい。
電子注入層は、１ｎｍ〜１μｍ、より好ましくは１〜５０ｎｍの厚さを有する。電子輸送層は、１ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１〜５０ｎｍ、および、より好ましくは２５〜３５ｎｍの厚さを有する。正孔ブロッキング層は、１〜５０ｎｍ、好ましくは１〜２０ｎｍ、および、最も好ましくは約１０ｎｍの厚さを有する。発光性層は、５ｎｍ〜１μｍ、好ましくは５〜５０ｎｍ、および、より好ましくは３０〜４５ｎｍの厚さを有する。正孔輸送層は、１ｎｍ〜１μｍ、より好ましくは１〜５０ｎｍの厚さを有する。正孔注入層は、１ｎｍ〜１μｍ、より好ましくは１〜５０ｎｍの厚さを有する。
いくつかの実施形態によれば、式１の化合物は、正孔注入層、正孔生成層または正孔輸送層として形成され得る。いくつかの実施形態によれば、式１の化合物は、正孔注入材料、正孔生成材料あるいは正孔輸送材料として、正孔注入層、正孔生成層、正孔輸送材料として、または、正孔輸送層におけるドーパントとして使用されている。
他の実施形態によれば、式１の化合物は、電子注入層、電子生成層または電子輸送層として形成され得る。いくつかの実施形態によれば、式１の化合物は、電子注入材料、電子生成材料あるいは電子輸送材料として、電子注入層、電子生成層、電子輸送材料として、または、電子輸送層中のドーパントとして使用されている。
いくつかの実施形態において、式１の化合物は、正孔輸送化合物（または材料）、電子輸送化合物および／または発光化合物と組み合わされて用いられ得る。式１の化合物がドーパントと併せて用いられる事例はまた、ホスト−ゲスト複合体と称される。事例において、有機化合物はホストまたはマトリックス相として存在していると共に、全体に分散されたドーパントまたはゲスト分子を含有している。
好適なドーパントまたはゲスト材料の例は、どの式１の有機化合物が正孔輸送材料、電子輸送材料または発光性材料として用いられるかに応じる。好適なドーパントまたはゲスト材料としては、これらに限定はされないが、以下が挙げられ得る。
正孔輸送材料／化合物：
Figure 2013540363
Figure 2013540363
電子輸送材料／化合物：
Figure 2013540363
放射材料／化合物：
Figure 2013540363
式１の化合物が発光層中においてホストとして用いられる場合、ドーパントまたはゲスト化合物は、１〜５０重量％、好ましくは１〜２０重量％、より好ましくは５〜１２重量％、および、最も好ましくは約８重量％の量で存在している。好ましい実施形態において、ドーパントまたはゲスト材料はリン光材料または蛍光材料である。ドーパントまたはゲスト材料がリン光材料である場合には、ドーパントがイリジウム、オスミウム、白金、ロジウム、ルテニウム、またはパラジウム成分をさらに含むことが好ましい。
陽極（例えば、図１〜４における２）用の材料としては、大きい仕事関数を有するものを用いることが好ましく、その例としては、金、白金、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレニウム、バナジウムおよびこれらの合金などの金属；酸化錫、酸化亜鉛、インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ）およびインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの金属酸化物、ならびに、ポリアニリン、ポリピロールおよびポリチオフェンならびにこれらの誘導体などの導電性ポリマーが挙げられ得る。これらの化合物は、単独で、または、２つ以上の種の組み合わせで用いられ得る。
陰極（例えば、図１〜４における４）用の材料としては、通常は４．０ｅＶ未満といったより小さな仕事関数を有するものを用いることが好ましく、その例としては、ナトリウム、マグネシウム、リチウム、カリウム、アルミニウム、インジウム、銀、鉛、クロムなどの金属、および、これらの合金または酸化物が挙げられ得る。金属酸化物の場合、インジウム酸化物（ＩＴＯ）、インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ）および酸化亜鉛などが好適である。
絶縁層は、実施形態（３）〜（８）に記載されているとおり、漏れ電流を防ぐためにいずれかの電極に隣接して成膜され得る。絶縁材料としては、無機化合物を用いることが好ましく、その例としては、酸化アルミニウム、フッ化リチウム、酸化リチウム、酸化セシウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、フッ化カルシウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、酸化バナジウムが挙げられ得る。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用の基材（例えば、図１〜４に示されている１）は、金属もしくはセラミックなどのいずれかの好適な材料製の不透明基材、または、ガラス、水晶、プラスチックなどのいずれかの好適な透明材料製の透明基材等が挙げられ得る。カラーフィルタフィルム、蛍光性色転換フィルム、誘電体反射フィルム等で基材を形成し、これにより、放射されたルミネッセント光のこのような態様を制御することが可能である。
本出願の素子は、積層型有機エレクトロルミネッセント（ＥＬ）素子の形態で提供されることが可能である。積層型有機ＥＬ素子は多数の積層された発光層を含み得、ここで、各発光層は、複数のエミッタを含んでいることが可能である。一実施形態において、積層型ＥＬ素子は白色光を発するためのものであり、３つの積層された発光層を備え、層の各々は、異なる単一のエミッタを含有する。他の実施形態において、積層型ＥＬ素子は白色に発光するためのものであり、２つの積層された発光層を備え、少なくとも一方の層が２種のエミッタを含有する。
本出願はまた、ディスプレイおよび光源を含む、本発明の有機エレクトロルミネッセント素子を備える電子素子にも関する。
以下に、本発明を調製例および素子例と共に詳細に説明するが、本発明がこれらの実施例に限定されることは意図されていない。
本明細書において用いられるところ、文脈における別段の定めがない限りにおいて、「を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という用語、ならびに、「を含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および「に含まれる（ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ）」などの本用語の変形は、他の添加剤、構成成分、完全体またはステップが排除されることを意図してはいない。
本明細書におけるいずれかの従来技術への言及は、この従来技術が他の管轄区域のいずれかにおける共通一般知識の一部を形成することを、または、当業者によって、この従来技術が関連していると認められ、理解され、および、考えられると合理的に予期されることが可能であることを、承認するもしくは如何なる形成でも示唆するものではなく、そのようなものとされるべきでもない。
本明細書における値の範囲への言及は、単に、別段の定めがある場合を除き、前記範囲内に包含される個別の値の各々および可能な範囲の各々に対して個々に言及するための略記的な方法とされることが意図されている。さらに、個別の値の各々および可能な範囲の各々は、本明細書において個別に言及されているかのように、本明細書に援用されている。
合成例１：
１，１’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール
Figure 2013540363
１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール（６００ｍｇ、４．４８ｍｍｏｌ）、３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（５．７９ｇ、１８．０ｍｍｏｌ）およびＣｓ２ＣＯ３（６．１３ｇ、１８．９ｍｍｏｌ）のＤＭＦ（１２０ｍＬ）中の混合物を脱気した（Ｎ２通気、１５分間）。Ｃｕ２Ｏ（２６０ｍｇ、１．８ｍｍｏｌ）を添加し、混合物を加熱した（１４０℃、７２時間）。混合物を室温に冷却させ、ＣＨ２Ｃｌ２で洗浄するセライトを通してろ過した。組み合わせた濾液および洗浄液を濃縮した。この混合物をＣＨ２Ｃｌ２およびＨ２Ｏで希釈し、有機相を分離した。水性相を再抽出し（ＣＨ２Ｃｌ２）、組み合わせた有機物を洗浄し（飽和水性ＮａＣｌ）、乾燥させ（ＭｇＳＯ４）、ろ過し、濃縮して固体残渣を得た。残渣をフラッシュクロマトグラフィ（ＥｔＯＡｃ／ＣＨ２Ｃｌ２／ＭｅＯＨ４０：６０：０、次いで、４０：６０：３、次いで、４０：６０：５）により精製して、１，１’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール（９８０ｍｇ、３６％）を無色の固体として得た。この材料の一部を、先ず、再結晶化（ＣＨ２Ｃｌ２／トルエン／ガソリン）により、次いで、昇華（２３０℃、１０−６ｍＢａｒ）によりさらに精製した：融点２３５〜２４２℃（ＤＳＣ）；１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）δ６．７６（ｄｄ，Ｊ ２．１，８．６Ｈｚ，２Ｈ），７．０６〜７．０１（ｍ，４Ｈ），７．１４（ｄｄｄ，Ｊ １．４，６．８，８．０Ｈｚ，２Ｈ），７．２２〜７．３８（ｍ，８Ｈ），７．４２〜７．５０（ｍ，６Ｈ），７．５５〜７．６１（ｍ，４Ｈ），７．６８〜７．７２（ｍ，２Ｈ）；１３Ｃ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，１００ＭＨｚ）δ１０９．９，１１０．１，１１６．２，１２０．２，１２０．５，１２２．０，１２２．１，１２３．５，１２６．８，１２６．９，１２７．９，１２８．６，１３０．０，１３５．４，１３６．８，１３９．８，１４１．４；ＨＲＭＳ（ＥＩ）ｍ／ｚ ６１６．２３５０ Ｃ４２Ｈ２８Ｎ６［Ｍ］＋・は６１６．２３７０を必要とする。
合成例２：
４，４’−（１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール−１，１’−ジイル）ビス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアニリン）
Figure 2013540363
１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール（１．０２ｇ、７．６３ｍｍｏｌ）、４−ブロモ−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアニリン（９．８９ｇ、３０．５ｍｍｏｌ）およびＣｓ２ＣＯ３（１２．４ｇ、３８．２ｍｍｏｌ）のＤＭＦ（１５０ｍＬ）中の混合物を脱気した（Ｎ２通気、１５分間）。Ｃｕ２Ｏ（４４０ｍｇ、３．０ｍｍｏｌ）を添加し、混合物を加熱した（１４０℃、７２時間）。混合物を室温に冷却させ、ＣＨ２Ｃｌ２で洗浄するセライトを通してろ過した。組み合わせた濾液および洗浄液を濃縮した。この混合物をＣＨ２Ｃｌ２およびＨ２Ｏで希釈し、有機相を分離した。水性相を再抽出し（ＣＨ２Ｃｌ２）、組み合わせた有機物を洗浄し（飽和水性ＮａＣｌ）、乾燥させ（ＭｇＳＯ４）、ろ過し、濃縮して固体残渣を得た。残渣をフラッシュクロマトグラフィ（ＥｔＯＡｃ／Ｅｔ３Ｎ／ＭｅＯＨ１００：１：０、次いで、１００：１：２、次いで、１００：１：５）により精製して、４，４’−（１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール−１，１’−ジイル）ビス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアニリン）（１．５７ｇ、３３％）を無色の固体として得た。この材料の一部を、先ず、再結晶化（ガソリン／トルエン）により、次いで、蒸留（昇華装置２１５℃、１０−６ｍＢａｒ）によりさらに精製した：融点１７４〜１８２℃（ＤＳＣ）；１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）δ６．６７（ｄ，Ｊ ８．８Ｈｚ，４Ｈ），６．８８（ｄ，Ｊ ８．８Ｈｚ，４Ｈ），７．００〜７．０６（ｍ，１２Ｈ），７．１５（ｂｒ ｓ，２Ｈ），７．１８〜７．２５（ｍ，８Ｈ），７．３４（ｂｒ ｓ，２Ｈ）；１３Ｃ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，１００ＭＨｚ）δ１２１．８，１２２．７，１２３．８，１２４．６，１２４．７，１２８．９，１２９．４，１３０．０，１４６．９，１４７．８；ＨＲＭＳ（ＥＩ）ｍ／ｚ ６１９．２５９８ Ｃ４２Ｈ３１Ｎ６［Ｍ−Ｈ］＋・は６１９．２６０５を必要とする。
合成例３：
１，１’−ビス（４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル）−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール
Figure 2013540363
１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール（６１０ｍｇ、４．５ｍｍｏｌ）、３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（５．１ｇ、１５．８ｍｍｏｌ）およびＣｓ２ＣＯ３（６．６２ｇ、２０．４ｍｍｏｌ）のＤＭＦ（１００ｍＬ）中の混合物を脱気した（Ｎ２通気、１５分間）。Ｃｕ２Ｏ（２６０ｍｇ、１．８ｍｍｏｌ）を添加し、混合物を加熱した（１４０℃、７２時間）。混合物を室温に冷却させ、ＣＨ２Ｃｌ２で洗浄するセライトを通してろ過した。組み合わせた濾液および洗浄液を濃縮した。この混合物をＣＨ２Ｃｌ２およびＨ２Ｏで希釈し、有機相を分離した。水性相を再抽出し（ＣＨ２Ｃｌ２）、組み合わせた有機物を洗浄し（飽和水性ＮａＣｌ）、乾燥させ（ＭｇＳＯ４）、ろ過し、濃縮して固体残渣を得た。残渣をフラッシュクロマトグラフィ（ＥｔＯＡｃ／ＣＨ２Ｃｌ２／ＭｅＯＨ４０：６０：０、次いで、４０：６０：２、次いで、４０：６０：４）により精製して、１，１’−ビス（４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル）−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール（１．１３ｇ、４１％）を無色の固体として得た。この材料の一部を、先ず、再結晶化（ＣＨ２Ｃｌ２／トルエン）により、次いで、蒸留（昇華装置３００℃、１０−６ｍＢａｒ）によりさらに精製した：融点２７０〜２７４℃（ＤＳＣ）；１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）δ７．１７（ｄ，Ｊ ８．７Ｈｚ，４Ｈ），７．２５〜７．３９（ｍ，１０Ｈ），７．４２（ｂｒ ｓ，２Ｈ），７．５０（ｄ，Ｊ ８．７Ｈｚ，４Ｈ），８．１３（ｄｄ，Ｊ １．４，７．７Ｈｚ，４Ｈ）；１３Ｃ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，１００ＭＨｚ）δ１０９．３，１２０．５，１２０．５，１２１．４，１２３．６，１２５．３，１２６．１，１２７．５，１３０．６，１３５．８，１３７．２，１４０．３；ＨＲＭＳ（ＥＩ）ｍ／ｚ ６１６．２３４７ Ｃ４２Ｈ２８Ｎ６［Ｍ］＋・は６１６．２３７０を必要とする。
合成例４：
１，１’−ビス（９−（ピリジン−２−イル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール
Figure 2013540363
１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール（８００ｍｇ、６．０ｍｍｏｌ）、３−ブロモ−９−（ピリジン−２−イル）−９Ｈ−カルバゾール（６．７ｇ、２０．８ｍｍｏｌ）およびＣｓ２ＣＯ３（９．６６ｇ、２９．７ｍｍｏｌ）のＤＭＦ（１００ｍＬ）中の混合物を脱気した（Ｎ２通気、１５分間）。Ｃｕ２Ｏ（３４０ｍｇ、２．４ｍｍｏｌ）を添加し、混合物を加熱した（１４０℃、７２時間）。混合物を室温に冷却させ、ＣＨ２Ｃｌ２で洗浄するセライトを通してろ過した。組み合わせた濾液および洗浄液を濃縮した。この混合物をＣＨ２Ｃｌ２およびＨ２Ｏで希釈し、有機相を分離した。水性相を再抽出し（ＣＨ２Ｃｌ２）、組み合わせた有機物を洗浄し（飽和水性ＮａＣｌ）、乾燥させ（ＭｇＳＯ４）、ろ過し、濃縮して固体残渣を得た。残渣をフラッシュクロマトグラフィ（ＥｔＯＡｃ／ＣＨ２Ｃｌ２／ＭｅＯＨ４０：６０：０、次いで、４０：６０：３、次いで、４０：６０：５）により精製して、１，１’−ビス（９−（ピリジン−２−イル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール（１．４４ｇ、３９％）を無色の固体として得た。この材料の一部を、先ず、再結晶化（ＣＨ２Ｃｌ２／トルエン／ガソリン）により、次いで、蒸留（昇華装置２８０℃、１０−６ｍＢａｒ）によりさらに精製した：融点２１５〜２２７℃（ＤＳＣ）；１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）δ６．７８（ｄｄ，Ｊ ２．１，８．７Ｈｚ，２Ｈ），７．０２〜７．１２（ｍ，４Ｈ），７．１８（ｄ，Ｊ １．９Ｈｚ，２Ｈ），７．２８〜７．３４（ｍ，６Ｈ），７．４７（ｄ，Ｊ ８．１Ｈｚ，２Ｈ），７．５４（ｄ，Ｊ ８．７Ｈｚ，２Ｈ），７．６０（ｄ，Ｊ ７．５Ｈｚ，２Ｈ），７．６６（ｄ，Ｊ ８．３Ｈｚ，２Ｈ），７．８８（ｄｔ Ｊ ２．０，７．５Ｈｚ，２Ｈ），８．６９（ｄｄｄ，Ｊ ０．７，１．９，４．９Ｈｚ，２Ｈ）；１３Ｃ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５０ＭＨｚ）δ１１１．０，１１１．３，１１５．９，１１８．８，１２０．０，１２１．０，１２１．４，１２２．４，１２３．２，１２４．４，１２６．７，１２９．８，１３０．７，１３８．１，１３８．５，１３９．８，１４９．６，１５１．２；ＨＲＭＳ（ＥＩ）ｍ／ｚ ６１７．２１７５ Ｃ４０Ｈ２５Ｎ８［Ｍ−Ｈ］＋・は６１６．２１９７を必要とする。
合成例５：
１，１’−ジ（９，９’−スピロビ［フルオレン］−２−イル）−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール
Figure 2013540363
１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール（３４０ｍｇ、２．５ｍｍｏｌ）、２−ブロモ−９，９’−スピロビ（フルオレン）（３．２ｇ、８．１ｍｍｏｌ）およびＣｓ２ＣＯ３（４．１２ｇ、１２．６ｍｍｏｌ）のＤＭＦ（６０ｍＬ）中の混合物を脱気した（Ｎ２通気、１５分間）。Ｃｕ２Ｏ（１４０ｍｇ、０．９８ｍｍｏｌ）を添加し、混合物を加熱した（１４０℃、７２時間）。混合物を室温に冷却させ、ＣＨ２Ｃｌ２で洗浄するセライトを通してろ過した。組み合わせた濾液および洗浄液を濃縮した。この混合物をＣＨ２Ｃｌ２およびＨ２Ｏで希釈し、有機相を分離した。水性相を再抽出し（ＣＨ２Ｃｌ２）、組み合わせた有機物を洗浄し（飽和水性ＮａＣｌ）、乾燥させ（ＭｇＳＯ４）、ろ過し、濃縮して固体残渣を得た。残渣をフラッシュクロマトグラフィ（ＥｔＯＡｃ／ＣＨ２Ｃｌ２／ＭｅＯＨ４０：６０：０、次いで、４０：６０：２、次いで、４０：６０：４）により精製して、１，１’−ジ（９，９’−スピロビ［フルオレン］−２−イル）−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール（５６０ｍｇ、２９％）を無色の固体として得た。この材料の一部を、先ず、再結晶化（ＣＨ２Ｃｌ２／トルエン）により、次いで、昇華（３２０℃、１０−６ｍＢａｒ）によりさらに精製した：融点４０４〜４１２℃（ＤＳＣ）；１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）δ５．８４（ｄ，Ｊ １．９Ｈｚ，２Ｈ），６．３３（ｄ，Ｊ ７．６Ｈｚ，４Ｈ），６．６０（ｓ，２Ｈ），６．６４〜６．７１（ｍ，４Ｈ），６．８４（ｓ，２Ｈ），６．９２（ｔ，Ｊ ７．４Ｈｚ，４Ｈ），７．１４（ｔ，Ｊ ７．４Ｈｚ，２Ｈ），７．２５（ｔ，Ｊ ７．５Ｈｚ，４Ｈ），７．４０（ｔ，Ｊ ７．４Ｈｚ，２Ｈ），７．４９（ｄ，Ｊ ８．２Ｈｚ，２Ｈ），７．７２〜７．８０（ｍ，６Ｈ）；１３Ｃ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，１００ＭＨｚ）δ６５．６，１１８．２，１２０．１，１２０．１，１２０．２，１２０．３，１２２．１，１２３．８，１２４．２，１２７．８，１２７．９，１２８．２，１２９．３，１３６．０，１３６．５，１４０．４，１４０．６，１４１．６，１４７．７，１４８．８，１５０．０；ＨＲＭＳ（ＥＩ）ｍ／ｚ ７６１．２６６２ Ｃ５６Ｈ３３Ｎ４［Ｍ−Ｈ］＋・は７６１．２７００を必要とする。
合成例６：
１，１’−ビス（４−（ピリジン−３−イル）フェニル）−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール
Figure 2013540363
１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール（９５０ｍｇ、７．１ｍｍｏｌ）、３−（４−ブロモフェニル）ピリジン（４．９５ｇ、２１．３ｍｍｏｌ）およびＣｓ２ＣＯ３（９．２４ｇ、２８．４ｍｍｏｌ）のＤＭＦ（８０ｍＬ）中の混合物を脱気した（Ｎ２通気、１５分間）。Ｃｕ２Ｏ（４１０ｍｇ、２．９ｍｍｏｌ）を添加し、混合物を加熱した（１４０℃、７２時間）。混合物を室温に冷却させ、ＣＨ２Ｃｌ２で洗浄するセライトを通してろ過した。組み合わせた濾液および洗浄液を濃縮した。この混合物をＣＨ２Ｃｌ２およびＨ２Ｏで希釈し、有機相を分離した。水性相を再抽出し（ＣＨ２Ｃｌ２）、組み合わせた有機物を洗浄し（飽和水性ＮａＣｌ）、乾燥させ（ＭｇＳＯ４）、ろ過し、濃縮して固体残渣を得た。残渣をフラッシュクロマトグラフィ（ＥｔＯＡｃ／ＣＨ２Ｃｌ２／ＭｅＯＨ４０：６０：３、次いで、３５：６０：５、次いで、３０：６０：１０）により精製して、１，１’−ビス（４−（ピリジン−３−イル）フェニル）−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール（１．０５ｇ、３４％）を無色の固体として得た。この材料の一部を、先ず、再結晶化（ＣＨ２Ｃｌ２／トルエン／ガソリン）により、次いで、蒸留（昇華装置２６０℃、１０−６ｍＢａｒ）によりさらに精製した：融点２１８〜２２３℃（ＤＳＣ）；１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）δ６．９５〜７．００（ｍ，４Ｈ），７．１５（ｄ，Ｊ １．２Ｈｚ，２Ｈ），７．２９（ｄ，Ｊ １．２Ｈｚ，２Ｈ），７．３８（ｄｄｄ，Ｊ ０．６，４．８，７．９Ｈｚ，２Ｈ），７．４０〜７．４５（ｍ，４Ｈ），７．８２（ｄｄｄ，Ｊ ０．６，１．７，７．９Ｈｚ，２Ｈ），８．６２（ｄｄ，Ｊ １．４，４．８Ｈｚ，２Ｈ），８．７９（ｄ，Ｊ １．９Ｈｚ，２Ｈ）；１３Ｃ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，１００ＭＨｚ）δ１２１．４，１２３．７，１２４．８，１２７．７，１３０．２，１３４．１，１３５．２，１３７．０，１３７．２，１３７．３，１４８．１，１４９．０；ＨＲＭＳ（ＥＩ）ｍ／ｚ ４３９．１６６５ Ｃ２８Ｈ１９Ｎ６［Ｍ−Ｈ］＋・は４３９．１６６６を必要とする。
合成例７：
Ｎ，Ｎ’−（４，４’−（１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール−１，１’−ジイル）ビス（４，１−フェニレン））ビス（Ｎ−（ピリジン−２−イル）ピリジン−２−アミン）
Figure 2013540363
１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール（８４０ｍｇ、６．３ｍｍｏｌ）、Ｎ−（４−ブロモフェニル）−Ｎ−（ピリジン−２−イル）ピリジン−２−アミン（６．５９ｇ、２０．３ｍｍｏｌ）およびＣｓ２ＣＯ３（１０．１４ｇ、３１．２ｍｍｏｌ）のＤＭＦ（７０ｍＬ）中の混合物を脱気した（Ｎ２通気、１５分間）。Ｃｕ２Ｏ（３６０ｍｇ、２．５ｍｍｏｌ）を添加し、混合物を加熱した（１４０℃、７２時間）。混合物を室温に冷却させ、ＣＨ２Ｃｌ２で洗浄するセライトを通してろ過した。組み合わせた濾液および洗浄液を濃縮した。この混合物をＣＨ２Ｃｌ２およびＨ２Ｏで希釈し、有機相を分離した。水性相を再抽出し（ＣＨ２Ｃｌ２）、組み合わせた有機物を洗浄し（飽和水性ＮａＣｌ）、乾燥させ（ＭｇＳＯ４）、ろ過し、濃縮して固体残渣を得た。残渣をフラッシュクロマトグラフィ（ＥｔＯＡｃ／ＣＨ２Ｃｌ２／ＭｅＯＨ３５：６０：５、次いで、３２：６０：８、次いで、２８：６０：１２）により精製して、Ｎ，Ｎ’−（４，４’−（１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール−１，１’−ジイル）ビス（４，１−フェニレン））ビス（Ｎ−（ピリジン−２−イル）ピリジン−２−アミン）（１．３６ｇ、３５％）を無色の固体として得た。この材料の一部を、先ず、再結晶化（ＣＨ２Ｃｌ２／ＥｔＯＡｃ／ガソリン）により、次いで、蒸留（昇華装置２６０℃、１０−６ｍＢａｒ）によりさらに精製した：融点２１８〜２２２℃（ＤＳＣ）；１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）δ６．７５〜６．８０（ｍ，４Ｈ），６．９０（ｄｄｄ，Ｊ ０．８，４．９，７．３Ｈｚ，４Ｈ），６．９３〜７．００（ｍ，８Ｈ），７．０９（ｄ，Ｊ １．０Ｈｚ，２Ｈ），７．２６（ｓ，２Ｈ），７．５２（ｄｄｄ，Ｊ ２．０，７．３，８．３Ｈｚ，４Ｈ），８．２４（ｄｄｄ，Ｊ ０．７，１．９，４．９Ｈｚ，４Ｈ）；１３Ｃ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，１００ＭＨｚ）δ１１７．０，１１８．６，１２１．１，１２５．２，１２７．５，１３０．０，１３３．７，１３７．６，１４４．３，１４８．６，１５７．７；ＨＲＭＳ（ＥＩ）ｍ／ｚ ６２３．２４２０ Ｃ３８Ｈ２７Ｎ１０［Ｍ−Ｈ］＋・は６２３．２４１５を必要とする。
合成例８：
１，１’−ビス（４−（１０Ｈ−フェノチアジン−１０−イル）フェニル）−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール
Figure 2013540363
１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール（４８０ｍｇ、３．６ｍｍｏｌ）、１０−（４−ブロモフェニル）−１０Ｈ−フェノチアジン（３．８０ｇ、１０．８ｍｍｏｌ）およびＣｓ２ＣＯ３（５．８５ｇ、１８．０ｍｍｏｌ）のＤＭＦ（６０ｍＬ）中の混合物を脱気した（Ｎ２通気、１５分間）。Ｃｕ２Ｏ（２１０ｍｇ、１．５ｍｍｏｌ）を添加し、混合物を加熱した（１４０℃、７２時間）。混合物を室温に冷却させ、ＣＨ２Ｃｌ２で洗浄するセライトを通してろ過した。組み合わせた濾液および洗浄液を濃縮した。この混合物をＣＨ２Ｃｌ２およびＨ２Ｏで希釈し、有機相を分離した。水性相を再抽出し（ＣＨ２Ｃｌ２）、組み合わせた有機物を洗浄し（飽和水性ＮａＣｌ）、乾燥させ（ＭｇＳＯ４）、ろ過し、濃縮して固体残渣を得た。残渣をフラッシュクロマトグラフィ（ＥｔＯＡｃ／ＣＨ２Ｃｌ２／ＭｅＯＨ４０：６０：０、次いで、３８：６０：２、次いで、３５：６０：５）により精製して、１，１’−ビス（４−（１０Ｈ−フェノチアジン−１０−イル）フェニル）−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール（１．１２ｇ、４６％）を無色の固体として得た。この材料の一部を、先ず、再結晶化（ＣＨ２Ｃｌ２／トルエン／ガソリン）により、次いで、蒸留（昇華装置２６０℃、１０−６ｍＢａｒ）によりさらに精製した：融点２２７〜２３２℃（ＤＳＣ）；１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）δ６．３６〜６．４２（ｍ，４Ｈ），６．８６〜６．９７（ｍ，１２Ｈ），７．０８〜７．１６（ｍ，８Ｈ），７．２０（ｂｒ ｓ，２Ｈ），７．３５（ｂｒ ｓ，２Ｈ）；１３Ｃ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，１００ＭＨｚ）δ１１８．４，１２３．６，１２３．８，１２５．４，１２６．８，１２７．４，１２８．４，１３０．５，１３５．２，１４１．５，１４３．３；ＨＲＭＳ（ＥＩ）ｍ／ｚ ６７９．１７１０ Ｃ４２Ｈ２７Ｎ６Ｓ２［Ｍ−Ｈ］＋・は６７９．１７３３を必要とする。
合成例９：
３，３’−（４，４’−ジメチル−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール−１，１’−ジイル）ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）
Figure 2013540363
３−（２−ヨード−４−メチル−１Ｈ−イミダゾール−１−イル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（５．２７ｇ、１１．７ｍｍｏｌ）、１，１０−フェナントロリン（２．１１ｇ、１１．７ｍｍｏｌ）およびＣｓ２ＣＯ３（７．６３ｇ、２３．５ｍｍｏｌ）のＤＭＦ（６０ｍＬ）中の混合物を脱気した（Ｎ２通気、１５分間）。ＣｕＩ（２．２３ｇ、１１．７ｍｍｏｌ）を添加し、混合物を加熱した（１４０℃、２４時間）。混合物を室温に冷却させ、ＣＨ２Ｃｌ２で洗浄するセライトを通してろ過した。組み合わせた濾液および洗浄液を濃縮した。この混合物をＣＨ２Ｃｌ２およびＨ２Ｏで希釈し、有機相を分離した。水性相を再抽出し（ＣＨ２Ｃｌ２）、組み合わせた有機物を洗浄し（飽和水性ＮａＣｌ）、乾燥させ（ＭｇＳＯ４）、ろ過し、濃縮して固体残渣を得た。残渣を、先ず、フラッシュクロマトグラフィ（ＥｔＯＡｃ／ＣＨ２Ｃｌ２／ＭｅＯＨ４９：６０：１、次いで、３７：６０：３、次いで、３４：６０：６）により、および、次に、（ＥｔＯＡｃ／ＭｅＯＨ９４：６）により精製して、３，３’−（４，４’−ジメチル−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール−１，１’−ジイル）ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（２ｇ、５３％）を無色の固体として得た。この材料の一部を、先ず、再結晶化（ＥｔＯＡｃ／ガソリン）により、次いで、蒸留（昇華装置２８０℃、１０−６ｍＢａｒ）によりさらに精製した：融点２４５〜２５３℃（ＤＳＣ）；１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）δ２．３７（ｄ，Ｊ ０．７Ｈｚ，６Ｈ），６．６７（ｄｄ，２．１，８．６Ｈｚ，２Ｈ），６．７８（ｄ，Ｊ ０．９Ｈｚ，２Ｈ），７．０１（ｄ，Ｊ ８．６Ｈｚ，２Ｈ），７．１０（ｄｔ，Ｊ １．２，７．０Ｈｚ，２Ｈ），７．１４（ｄ，Ｊ １．９Ｈｚ，２Ｈ），７．２３〜７．３３（ｍ，４Ｈ），７．３５〜７．４０（ｍ，４Ｈ），７．４６（ｔｔ，Ｊ １．２，６．７Ｈｚ，２Ｈ），７．５３〜７．５９（ｍ，４Ｈ），７．６１（ｄ，Ｊ，７．８Ｈｚ，２Ｈ）；１３Ｃ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，１００ＭＨｚ）δ１３．７，１０９．４，１０９．８，１１５．６，１１８．２，１１９．８，１２０．０，１２２．０，１２２．４，１２３．３，１２６．４，１２６．７，１２７．６，１２９．９，１３０．２，１３７．２，１３７．４，１３８．８，１３９．０，１４１．１；ＨＲＭＳ（ＥＩ）ｍ／ｚ ６４４．２６６４ Ｃ４４Ｈ３２Ｎ６［Ｍ］＋・は６４４．２６８３を必要とする。
合成例１０：
１，１’−ビス（６−メチル−９−ｐ−トリル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール
Figure 2013540363
１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール（８９０ｍｇ、６．６ｍｍｏｌ）、３−ブロモ−６−メチル−９−ｐ−トリル−９Ｈ−カルバゾール（６．４９ｇ、１８．６ｍｍｏｌ）およびＣｓ２ＣＯ３（７．５５ｇ、２３．２ｍｍｏｌ）のＤＭＦ（８０ｍＬ）中の混合物を脱気した（Ｎ２通気、１５分間）。Ｃｕ２Ｏ（３８０ｍｇ、２．７ｍｍｏｌ）を添加し、混合物を加熱した（１４０℃、９６時間）。混合物を室温に冷却させ、ＣＨ２Ｃｌ２で洗浄するセライトを通してろ過した。組み合わせた濾液および洗浄液を濃縮した。この混合物をＣＨ２Ｃｌ２およびＨ２Ｏで希釈し、有機相を分離した。水性相を再抽出し（ＣＨ２Ｃｌ２）、組み合わせた有機物を洗浄し（飽和水性ＮａＣｌ）、乾燥させ（ＭｇＳＯ４）、ろ過し、濃縮して固体残渣を得た。残渣をフラッシュクロマトグラフィ（ＥｔＯＡｃ／ＣＨ２Ｃｌ２／ＭｅＯＨ３９：６０：１、次いで、３７：６０：３、次いで、３５：６０：５）により精製して、１，１’−ビス（６−メチル−９−ｐ−トリル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール（１．４２ｇ、３２％）を無色の固体として得た。この材料の一部を、先ず、再結晶化（ＣＨ２Ｃｌ２／トルエン／ガソリン）により、次いで、蒸留（昇華装置２７０℃、１０−６ｍＢａｒ）によりさらに精製した：融点２０８〜２１４℃（ＤＳＣ）；１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）δ２．３８（ｓ，６Ｈ），２．４９（ｓ，６Ｈ），６．７１（ｄｄ，Ｊ １．８，８．７Ｈｚ，２Ｈ），７．０３（ｄ，Ｊ ８．６Ｈｚ，２Ｈ），７．０５〜７．２０（ｍ，８Ｈ），７．２３〜７．４０（ｍ，１２Ｈ）；１３Ｃ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，１００ＭＨｚ）δ２１．２，２１．３，１０９．４，１０９．４，１１５．７，１１９．７，１２１．８，１２２．４，１２３．１，１２６．５，１２７．８，１２９．３，１２９．６，１３０．４，１３４．６，１３７．４，１３９．６，１３９．７；ＨＲＭＳ（ＥＩ）ｍ／ｚ ６７１．２９１６ Ｃ４６Ｈ３５Ｎ６［Ｍ−Ｈ］＋・は６７１．２９１８を必要とする。
合成例１１：
１，１’−ビス（４−ブロモベンジル）−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール
Figure 2013540363
１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール（２．１ｇ、１５．７ｍｍｏｌ）の中の混合物ＤＭＦに、０℃で、ＮａＨ（１．３２ｇの鉱油中の６０％分散体、３２．８ｍｍｏｌ）を添加した。混合物を室温に冷却させ、３０分間撹拌した。１−ブロモ−４−（ブロモメチル）ベンゼン（１１．７ｇ、４６．８ｍｍｏｌ）を添加し、混合物を８０℃に加熱し、撹拌した（２時間）。混合物を室温に冷却し、飽和水性ＮＨ４Ｃｌ（２ｍＬ）を添加し、混合物を濃縮した。この混合物をＣＨ２Ｃｌ２およびＨ２Ｏで希釈し、有機相を分離した。水性相を再抽出し（ＣＨ２Ｃｌ２）、組み合わせた有機物を洗浄し（飽和水性ＮａＣｌ）、乾燥させ（ＭｇＳＯ４）、ろ過し、濃縮して固体残渣を得た。残渣をフラッシュクロマトグラフィ（ＥｔＯＡｃ／ＣＨ２Ｃｌ２０：１００、次いで、５０：５０、次いで、８０：２０）により精製して、１，１’−ビス（４−ブロモベンジル）−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール（４．１２ｇ、５６％）を無色の固体として得た。１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）δ５．６６（ｓ，４Ｈ），６．８６〜６．９１（ｍ，４Ｈ），６．９３（ｄ，Ｊ １．２Ｈｚ，２Ｈ），７．１１（ｄ，Ｊ １．２Ｈｚ，２Ｈ），７．３３〜７．３９（ｍ，４Ｈ）；１３Ｃ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，１００ＭＨｚ）δ５０．２，１２１．５，１２１．７，１２８．５，１２９．１，１３１．８，１３６．３，１３８．０；ＨＲＭＳ（ＥＩ）ｍ／ｚ ４６９．９７４１ Ｃ２０Ｈ１６Ｎ４Ｂｒ２［Ｍ］＋・は６７１．２９１８を必要とする。
合成例１２：
１，１’−ビス（４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ベンジル）−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール
Figure 2013540363
１，１’−ビス（４−ブロモベンジル）−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール（１．９５ｇ、４．１３ｍｍｏｌ）、９Ｈ−カルバゾール（２．７６ｇ、１６．５ｍｍｏｌ）、１，２−ジアミノシクロヘキサン（シス／トランス混合物、２２０μＬ、１．８ｍｍｏｌ）およびＫ３ＰＯ４（２．６３ｇ、１２．４ｍｍｏｌ）のトルエン（１２０ｍＬ）中の混合物を脱気した（Ｎ２通気、１５分間）。ＣｕＩ（２４０ｍｇ、１．２ｍｍｏｌ）を添加し、混合物を還流（７２時間）下で加熱した。混合物を室温に冷却させ、ＣＨ２Ｃｌ２で洗浄するセライトを通してろ過した。組み合わせた濾液および洗浄液を濃縮した。この混合物をＣＨ２Ｃｌ２およびＨ２Ｏで希釈し、有機相を分離した。水性相を再抽出し（ＣＨ２Ｃｌ２）、組み合わせた有機物を洗浄し（飽和水性ＮａＣｌ）、乾燥させ（ＭｇＳＯ４）、ろ過し、濃縮して固体残渣を得た。残渣をフラッシュクロマトグラフィ（ＥｔＯＡｃ／ＣＨ２Ｃｌ２／ＭｅＯＨ３９：６０：１、次いで、３８：６０：２）により精製して、１，１’−ビス（４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ベンジル）−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール（１．０５ｇ、３９％）を無色の固体として得た。１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）δ５．９６（ｓ，４Ｈ），７．１０（ｄ，Ｊ １．２Ｈｚ，２Ｈ），７．２２〜７．２８（ｍ，６Ｈ），７．３０〜７．３８（ｍ，８Ｈ），７．４２〜７．４７（ｍ，４Ｈ），７．４８〜７．５３（ｍ，４Ｈ），８．１１（ｄｔ，Ｊ ７．６，０．９Ｈｚ，４Ｈ）；１３Ｃ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，１００ＭＨｚ）δ５０．６，１０９．６，１２０．０，１２０．３，１２１．６，１２３．４，１２５．９，１２７．２，１２８．７，１２９．１，１３６．６，１３７．３，１３８．４，１４０．６。
素子の作製
北野精機株式会社のＫＶＤ ＯＬＥＤ Ｅｖｏ ＩＩシステム（１０−６Ｐａの基準圧）において、シート抵抗≦１２Ω／□（Ｓａｎｙｏ Ｖａｃｕｕｍ）を有する市販のパターン化されたインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）コートガラス（ＮＡ−３２Ｒアルミノケイ酸塩、２５ｍｍ×２５ｍｍ）の上に素子領域（１０ｍｍ２）を画定するためのステンレス鋼製のシャドーマスクを用いてＯＬＥＤを作製した。
５％濃度のｄｅｃｏｎｅｘ ＦＰＤ−２１１（Ｂｏｒｅｒ Ｃｈｅｍｉｅ）を含む脱イオン水（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ Ｄｉｒｅｃｔ−Ｑ３）、脱イオン水、イソプロピルアルコール（Ａｌｄｒｉｃｈ）、脱イオン水およびイソプロピルアルコール、続いて、窒素ガスでの乾燥（Ｅｎｔｅｇｒｉｓ Ｗａｆｅｒｇａｒｄ ＧＮ Ｇａｓ Ｆｉｌｔｅｒ Ｇｕｎ）および１５分間のＵＶ−オゾン処理（Ｎｏｖａｓｃａｎ）による標準的な措置で基材を超音波洗浄した。
有機層、フッ化リチウム（ＬｉＦ）およびアルミニウム（Ａｌ）の成膜に続いて、素子を、乾燥窒素雰囲気（ＭＢｒａｕｎ ＭＢ２０／２００、＜１ｐｐｍＨ２Ｏ／Ｏ２）中で、凹状のガラス容器（ＩＮＤ２６）および紫外線硬化性樹脂（Ｎａｇａｓｅ Ｃｈｅｍｔｅｘ ＸＮＲ５５１６Ｚ−Ｂ１）製の周縁シールを用いて乾燥剤（Ｄｙｎｉｃ）で包んだ。
素子例１
ＯＬＥＤに係る素子構造は図５に示されており、以下のとおりである。
素子Ａ
素子Ａは、１５０ｎｍ ＩＴＯ（陽極）／５０ｎｍ α−ＮＰＤ（正孔輸送層）／ＦＩｒｐｉｃ［８重量％］ドープ４０ｎｍ ＣＢＰ（発光性層）／４０ｎｍ ＢＣＰ（正孔ブロッキング／電子輸送層）／１ｎｍ ＬｉＦ（電子注入層）／１００ｎｍ Ａｌ（陰極）を備えており、ここで、α−ＮＰＤはＮ，Ｎ’ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）−２，２’−ジメチルベンジジンであり、ＣＢＰは４，４’−ジ（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニルであり、ＦＩｒｐｉｃはビス（４，６−ジフルオロフェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２）ピコリナトイリジウムであり、および、ＢＣＰは２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンである。α−ＮＰＤ、ＣＢＰ、ＦＩｒｐｉｃおよびＢＣＰは、Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐ．から購入した。各層の厚さは、スタイラスプロファイラ（Ｂｒｕｋｅｒ Ｄｅｋｔａｋ １５０）によって較正した水晶膜圧計（ＵＬＶＡＣ ＣＲＴＭ−９０００）により計測した。
素子Ｂ
素子Ｂを、素子Ａと直接的に類似している条件においてＣＢＰの代わりに合成例１の化合物（１，１’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール、著者らが合成し、使用前に漸次的な昇華により精製した）を用いて作製した。
素子特徴付け
・電圧−電流−ルミナンス（Ｖ−Ｉ−Ｌ）計測を、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ ２４００ ＳｏｕｒｃｅＭｅｔｅｒおよびＴＯＰＣＯＮ ＢＭ−７Ａルミナンス色度計（０．２°計測角度）を用いて行った。
・Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｄ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ（ＣＩＥ）色度座標（ｘ，ｙ）およびピーク発光波長（λＰ）を、Ｓｐｈｅｒｅ Ｏｐｔｉｃｓ ＬＣＳ−１００ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍを用いて計測したエレクトロルミネッセント（ＥＬ）分光分布（ＳＰＤ）から算出した。
・外部量子効率（ＥＱＥ）の算出をＥＬ発光のＬａｍｂｅｒｔｉａｎ分布を仮定して前方強度から決定した。
・素子性能は表１にまとめられている。
Figure 2013540363
１ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で、素子Ａ（ＣＢＰ）は、１０．１ｃｄ／Ａの電流効率および１０１ｃｄ／ｍ２の輝度を示した。色は青色であり、ＣＩＥ座標は（０．１７、０．３２）であった。
１ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で、素子Ｂ（１）は、２５．５ｃｄ／Ａの電流効率および２５５ｃｄ／ｍ２の輝度を示した。色は青色であり、ＣＩＥ座標は（０．１８、０．４０）であった。
素子例２
ＯＬＥＤに係る素子構造は図６に示されており、以下のとおりである。
素子Ｃ
素子Ｃは、１４５ｎｍＩＴＯ（陽極）／７０ｎｍＴｃＴａ（正孔輸送層）／ＦＩｒＰｉｃ［６重量％］ドープ４０ｎｍＭＣＰ（発光性層）／４０ｎｍＴｍＰｙＰＢ（電子輸送層）／１ｎｍ ＬｉＦ（電子注入層）／１００ｎｍ Ａｌ（陰極）を備えており、ここで、ＴｃＴａは４，４’，４”−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミンであり、ＭＣＰは１，３−ビス（カルバゾール−９−イル）ベンゼンであり、ＦＩｒＰｉｃはビス（４，６−ジフルオロフェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２）ピコリナトイリジウムであり、および、ＴｍＰｙＰＢは１，３，５−トリ［（３−ピリジル）−フェン−３−イル］ベンゼンである。ＴｃＴａ、ＭＣＰ、ＦＩｒＰｉｃおよびＴｍＰｙＰＢはＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐ．から購入した。各層の厚さは、スタイラスプロファイラ（Ｂｒｕｋｅｒ Ｄｅｋｔａｋ １５０）によって較正した水晶膜圧計（ＵＬＶＡＣ ＣＲＴＭ−９０００）により計測した。
素子Ｄ
素子Ｄを、素子Ｃと直接的に類似している条件においてＭＣＰの代わりに合成例１の化合物（１，１’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−１Ｈ，１’Ｈ−２，２’−ビイミダゾール、（著者らが合成し、使用前に漸次的な昇華により精製した）を用いて作製した。
素子特徴付け
・素子特徴付けは素子例１のとおりである。
・素子例２に係る素子性能は表２および３にまとめられている。
Figure 2013540363
１０００ｃｄ／ｍ２の輝度では、素子Ｃ（ＭＣＰ）は、３７．１ｃｄ／Ａの電流効率および０．２時間の半減期を示した。色は青色であり、ＣＩＥ座標は（０．１６、０．３０）であった。
１０００ｃｄ／ｍ２の輝度では、素子Ｄ（１）は、２６．２ｃｄ／Ａの電流効率および４．６時間の半減期を示した。色は青色であり、ＣＩＥ座標は（０．１６、０．３２）であった。
Figure 2013540363
１５０００ｃｄ／ｍ２の輝度では、素子Ｃ（ＭＣＰ）は、１２４．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度および１２．０ｃｄ／Ａの電流効率を示した。色は青色であり、ＣＩＥ座標は（０．１６、０．３１）であった。
１５０００ｃｄ／ｍ２の輝度では、素子Ｄ（１）は、８４．８ｍＡ／ｃｍ２の電流密度および１７．７ｃｄ／Ａの電流効率を示した。色は青色であり、ＣＩＥ座標は（０．１６、０．３１）であった。

Claims (31)

  1. （ｉ）陽極、
    （ｉｉ）陰極、および
    （ｉｉ）前記陽極と前記陰極との間に配置される１つ以上の層であって、その少なくとも１つが発光層あり、かつ、以下の式により表される有機化合物を含む１つ以上の層
    Figure 2013540363
     （式中、置換基Ｒ１およびＲ２は同一もしくは異なると共に、（ａ）水素、（ｂ）置換もしくは非置換の複素環式基、（ｃ）置換もしくは非置換のアルキル基、（ｄ）置換もしくは非置換のアラルキル基、（ｅ）Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒからなる群から選択される少なくとも１個の原子を含有する置換アリール基、および／もしくは、縮合もしくは非縮合である少なくとも３つの有機環を含む置換アリール基からなる群から選択されるか、または、（ｆ）Ｒ１もしくはＲ２の各々は一緒になって置換もしくは非置換の環式基を形成していてもよく、ならびに
    置換基Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は同一もしくは異なると共に、各々、水素、重水素、置換もしくは非置換のアルキル基、ハロゲン原子またはシアノ基からなる群から選択される）
    を備える有機エレクトロルミネッセント素子。
  2. 前記置換基Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６が水素原子である、請求項１に記載の素子。
  3. 前記置換基Ｒ１およびＲ２が、各々、置換アリール基からなる群から独立して選択される、請求項１または２に記載の素子。
  4. 前記置換基Ｒ１およびＲ２が、各々、置換アリール基からなる群から独立して選択されると共に、少なくとも１個のＮ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ原子を含有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の素子。
  5. 前記置換アリール基が、Ｎである少なくとも１個の原子を含有し、前記置換基は、−ＮＨ２、−ＮＨＲ、−ＮＲＲ’、−Ｎ＝Ｒ、−ＯＮＲＲ’、−Ｃ（＝ＮＨ）Ｒ、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｒ’、−Ｃ（＝ＮＨ）Ｈ、−Ｃ（＝ＮＲ）Ｈ、（ＲＣＯ）２Ｎ−、−Ｎ３、−Ｎ２Ｒ、−ＯＣＮ、−ＮＣＯ、−ＯＮＯ２、−ＣＮ、−ＮＣ、−ＯＮＯ、−ＮＯ２、−ＮＯ、−Ｃ５Ｈ４Ｎからなる群から選択され、式中、ＲまたはＲ’は同一であっても異なっていてもよいさらなる置換基である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の素子。
  6. 前記置換アリール基が、Ｏである少なくとも１個の原子を含有し、前記置換基は、−ＯＨ、−ＣＯＲ、−ＣＨＯ、Ｘがハライドである−ＣＯＸ、−ＯＣＯＯＲ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＲ、−ＯＯＨ、−ＯＯＲ、−ＯＲ、−ＣＨ（ＯＲ）（ＯＨ）、−Ｃ（ＯＲ’）（ＯＨ）Ｒ、−ＣＨ（ＯＲ）（ＯＲ’）、−Ｃ（ＯＲ’）（ＯＲ”）Ｒ、−Ｃ（ＯＲ）（ＯＲ’）（ＯＲ”）、−ＯＣ（ＯＲ）（ＯＲ’）（ＯＲ”）からなる群から選択され、式中、Ｒ、Ｒ’、Ｒ”は同一であっても異なっていてもよいさらなる置換基である、請求項１〜４に記載の素子。
  7. 前記置換アリール基が、Ｓである少なくとも１個の原子を含有し、前記置換基は、−ＳＨ、−ＳＲ、−ＳＳＲ、−ＳＯＲ、−ＳＯ２Ｒ、−ＳＯ２Ｈ、−ＳＯ３Ｈ、−ＳＣＮ、−ＮＣＳ、−ＣＳＲ、−ＣＳＨからなる群から選択される、請求項１〜４に記載の素子。
  8. 前記置換アリール基が、Ｓｉである少なくとも１個の原子を含有し、前記置換基は、ＳｉＲＲ’Ｒ”からなる群から選択され、式中、Ｒ、Ｒ’、Ｒ”は同一であっても異なっていてもよいさらなる置換基である、請求項１〜４に記載の素子。
  9. 前記置換アリール基が、Ｐである少なくとも１個の原子を含有し、前記置換基は、−ＰＲＲ’、−ＰＯＲＲ’、−ＰＳＲＲ’、−Ｐ（＝Ｏ）（ＯＨ）２、−ＯＰ（＝Ｏ）（ＯＨ）２、−ＯＰＯ（ＯＲ）（ＯＨ）、−ＯＰＯ（ＯＲ）（ＯＲ’）からなる群から選択され、式中、ＲまたはＲ’は同一であっても異なっていてもよいさらなる置換基である、請求項１〜４に記載の素子。
  10. Ｒ１およびＲ２が、各々置換もしくは非置換の複素環式基からなる群から独立して選択される、請求項１または２に記載の素子。
  11. Ｒ１およびＲ２が、各々置換もしくは非置換のアルキル基からなる群から独立して選択される、請求項１または２に記載の素子。
  12. Ｒ１およびＲ２が、置換カルバゾールから独立して選択される、請求項１または２に記載の素子。
  13. 前記発光層がリン光材料およびホスト材料を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の素子。
  14. 前記発光層が蛍光材料およびホスト材料を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の素子。
  15. 前記ホスト材料が前記有機化合物を含む、請求項１３または１４に記載の素子。
  16. 前記リン光材料が、イリジウム、オスミウム、白金、ロジウム、ルテニウムまたはパラジウム成分を含む、請求項１３に記載の素子。
  17. 前記発光層が、５ｎｍ〜１μｍの厚さを有する、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の素子。
  18. 前記発光層が５〜５０ｎｍの厚さを有する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の素子。
  19. 前記複素環式基が、ポリヘテロ環である、請求項１、２または１０に記載の素子。
  20. 前記有機化合物が少なくとも１つの縮合有機環を含む、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の素子。
  21. 前記素子がディスプレイを含む、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の素子。
  22. 前記素子が光源を含む、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の素子。
  23. 前記素子が、白色発光用の積層型有機エレクトロルミネッセンス素子であり、前記素子が、異なる単一のエミッタをそれぞれ含有する３つの積層された発光層を備える、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の素子。
  24. 前記素子が、白色発光用の積層型有機エレクトロルミネッセンス素子であり、前記素子が２つの積層された発光層を備え、これらの層の少なくとも一方が少なくとも２種のエミッタを含有する、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の素子。
  25. 式：
    Figure 2013540363
     （式中、置換基Ｒ１およびＲ２は同一もしくは異なると共に、（ａ）水素、（ｂ）置換もしくは非置換の複素環式基、（ｃ）置換もしくは非置換のアルキル基、（ｄ）置換もしくは非置換のアラルキル基、（ｅ）Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒからなる群から選択される少なくとも１個の原子を含有する置換アリール基、および／もしくは、縮合もしくは非縮合である少なくとも３つの有機環を含む置換アリール基からなる群から選択されるか、または、（ｆ）Ｒ１もしくはＲ２の各々は一緒になって置換もしくは非置換の環式基を形成していてもよく、ならびに
    置換基Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は同一もしくは異なると共に、各々、水素、重水素、置換もしくは非置換のアルキル基、ハロゲン原子またはシアノ基からなる群から選択される）
    によって表される有機化合物。
  26. 前記置換基Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６が水素原子である、請求項２５に記載の化合物。
  27. エレクトロルミネッセント素子における請求項２５に記載の化合物の使用。
  28. 正孔輸送材料としての請求項２５に記載の化合物の使用。
  29. 電子輸送材料としての請求項２５に記載の化合物の使用。
  30. 発光材料としての請求項２５に記載の化合物の使用。
  31. ホスト材料としての請求項２５に記載の化合物の使用。
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