JP2016181556A - 有機電界発光素子用化合物およびこれを用いた有機電界発光素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】有機電界発光素子の構成材料として用いた場合に、高い発光効率が得られる有機電界発光素子用化合物およびこの化合物を用いた有機電界発光素子を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の特定の置換基を有するアントラセン化合物を有機電界発光素子の構成材料として用いた場合、高い発光効率が得られる有機電界発光子を実現することができる。【選択図】図1
Description
本発明は、有機電界発光素子用化合物およびこれを用いた有機電界発光素子に関する。
有機電界発光素子は、自発光型の発光素子であり、ディスプレイ用または照明用の発光素子として期待され、近年活発な研究が行われている。有機電界発光素子の実用化を促進するには、素子の低消費電力化、長寿命化が不可欠であり、特に青色発光素子に関しては大きな問題となっている。
これらの問題を解決すべく、有機電界発光素子用材料の様々な改良が行われ、種々の構造の化合物が提案されてきた。さらに、近年はディスプレイ向けに材料の開発が促進され、NTSC比の向上のために、より色純度の高い(発光スペクトルの波長が短く、半値幅が狭い)青色発光が得られる材料が必要とされてきている。
青色発光素子用材料としては、アントラセン誘導体に関する報告が多く行われている。特許文献1には、アントラセンの9位、10位にフェニル基を有するアントラセン誘導体が記載されているが、対称な構造の開示に限定されており、且つ、緑および赤色発光素子の正孔輸送層に用いられているため、青色発光素子の発光効率や色純度等に関する情報は開示されていない。
また、特許文献2にはアントラセンの9位、10位に芳香族炭化水素環基を有するフェニル基が置換した非対称なモノアントラセン誘導体が記載されているが、青色の色純度の低いドーパントのホスト材料として用いられており、青色の色純度の高いドーパントのホスト材料としての情報は開示されていない。
また、特許文献3〜5にはナフタレンを有するアントラセン誘導体、特許文献5および6には、フェナントレンやピレンを有するアントラセン誘導体が記載されているが、これらの有機電界発光素子用材料を用いても、青色発光素子の発光効率は未だ不十分であり、より一層の発光効率の向上が求められている。
本発明は、有機電界発光素子の構成材料として用いた場合に、発光効率が高く、色純度の高い青色発光が可能となる有機電界発光素子用化合物およびこの化合物を用いた有機電界発光素子を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、下記一般式(1)で表される有機電界発光素子用化合物を提供する。
本発明にかかる、アントラセンの9位および10位にフェニル基が置換したアントラセン誘導体は、アントラセンの9位および10位にナフチル基等の縮合芳香環が置換したアントラセン誘導体と比較して、発光スペクトルが短波長化する。そのため、青色の色純度の高い、すなわち発光波長が短いドーパント材料との組み合わせによる有機電界発光素子用材料として用いる場合、より高効率な有機電界発光素子を実現することが可能である。
また、本発明にかかるアントラセン誘導体は、アントラセンの10位に置換したフェニル基のみが芳香族炭化水素環基を有している。そのため、アントラセンの9位、10位に置換したフェニル基が共に芳香族炭化水素環基を有しているアントラセン誘導体と比較して、発光スペクトルが短波長化し、より高効率な青色有機電界発光素子を実現することが可能である。
また、アントラセンの9位に水素原子あるいはアルキル基が置換したフェニル基を有し、且つ、アントラセンの10位に炭素数6〜16の芳香族炭化水素環基が置換したフェニル基を有するアントラセン誘導体は、アントラセンの9位および10位の置換基の立体障害が小さいために、発光効率低下の要因となる無輻射過程を引き起こす振動緩和を低減することができる。そのために、有機電界発光素子用材料として用いる場合、より高効率な有機電界発光素子を実現することが可能である。
また、本発明にかかる有機電界発光素子用化合物は、一般式(1)中、Ar1、Ar2、Ar3が、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ピレニル基、ビフェニリル基であることが好ましい。
また、本発明にかかる有機電界発光素子は、陽極と陰極からなる一対の電極の間に、少なくとも1層の有機層が挟持された有機電界発光素子において、有機層の少なくとも1層が、一般式(1)で表される化合物を単独もしくは混合物の成分として含有することが好ましい。
かかる有機電界発光素子によれば、高い発光効率で、かつ色純度の高い青色発光が可能となる有機電界発光素子用化合物および有機電界発光素子を得ることが可能となる。
以下、必要に応じて図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
(有機電界発光素子用化合物)
本発明の好適な実施形態にかかる有機電界発光素子用化合物は、下記一般式(1)で表される特定の構造を有するアントラセン化合物である。
本発明の好適な実施形態にかかる有機電界発光素子用化合物は、下記一般式(1)で表される特定の構造を有するアントラセン化合物である。
一般式(1)において、Ar1、Ar2、Ar3は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数6〜16の芳香族炭化水素環基である。
この芳香族炭化水素環基としては、合成の容易さの点から、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ピレニル基、ビフェニリル基であることが好ましく、更に、発光スペクトルが短波長化し、発光効率が向上する点から、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基がより好ましい。
この芳香族炭化水素環基としては、合成の容易さの点から、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ピレニル基、ビフェニリル基であることが好ましく、更に、発光スペクトルが短波長化し、発光効率が向上する点から、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基がより好ましい。
また、前記芳香族炭化水素環基はさらに置換基で置換されていてもよく、このような置換基としては、芳香族炭化水素環基、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲノ基、シリル基等が挙げられる。これらの置換基は複数であってもよく、隣接するもの同士で飽和もしくは不飽和の環状構造を形成していてもよい。
これらの置換基の中でも、核炭素数6〜16の芳香族炭化水素環基がより好ましく、具体的には、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ピレニル基、ビフェニリル基、が挙げられる。
これらの置換基の中でも、核炭素数6〜16の芳香族炭化水素環基がより好ましく、具体的には、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ピレニル基、ビフェニリル基、が挙げられる。
一般式(1)において、Ar1、Ar2、Ar3が置換されていない箇所の芳香族炭素は、水素、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲノ基、シリル基のいずれかで置換されていてもよい。
これらの置換基の中でも、化合物および有機電界発光素子の安定性の点から、水素および炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、水素がより好ましい。
これらの置換基の中でも、化合物および有機電界発光素子の安定性の点から、水素および炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、水素がより好ましい。
本実施形態の化合物の分子量については特に限定は無いが、素子作成プロセスを考慮すると、分子量が1000以下であることが好ましい。分子量が1000以上の化合物は、溶解性が低下することで合成が困難になる他、塗布プロセスによる有機電界発光素子の作成が困難になるためである。また、蒸着プロセスによって有機電界発光素子を作成する場合においても、蒸着温度が400度以上の高温になり、材料の分解を生じる可能性があるためである。
(有機電界発光素子用化合物の具体例)
本実施形態の有機電界発光素子用化合物の好適な例としては、下記式(I−1)〜(I−24)、(II−1)〜(II−22)、(III−1)〜(III−20)、(IV−1)〜(IV−24)、(V−1)〜(V−22)で表される化合物が挙げられる。
本実施形態の有機電界発光素子用化合物の好適な例としては、下記式(I−1)〜(I−24)、(II−1)〜(II−22)、(III−1)〜(III−20)、(IV−1)〜(IV−24)、(V−1)〜(V−22)で表される化合物が挙げられる。
(有機電界発光素子)
図1は、本実施形態にかかる有機電界発光素子の一例を示す模式断面図である。図1に示す有機電界発光素子1は互いに対向して配置されている2つの電極(第1の電極3および第2の電極9)により、ホール注入層4、ホール輸送層5、発光層6、電子輸送層7、電子注入層8が挟持された構造を有している。ホール注入層4、ホール輸送層5、発光層6、電子輸送層7、電子注入層8は、いずれも有機層であり、第1の電極3側からこの順に積層されている。なお、電子注入層8は無機層(金属層、金属化合物層等)とすることもできる。
図1は、本実施形態にかかる有機電界発光素子の一例を示す模式断面図である。図1に示す有機電界発光素子1は互いに対向して配置されている2つの電極(第1の電極3および第2の電極9)により、ホール注入層4、ホール輸送層5、発光層6、電子輸送層7、電子注入層8が挟持された構造を有している。ホール注入層4、ホール輸送層5、発光層6、電子輸送層7、電子注入層8は、いずれも有機層であり、第1の電極3側からこの順に積層されている。なお、電子注入層8は無機層(金属層、金属化合物層等)とすることもできる。
なお、本実施形態において、第1の電極3は基板2上に形成されているが、基板2側からの積層の順番を逆にしてもよい。つまり、基板2側から、第2の電極9、電子注入層8、電子輸送層7、発光層6、ホール輸送層5、ホール注入層4、第1の電極3の順で積層されていてもよい。
また、本実施形態の有機電界発光素子用化合物は、上述したどの層に含まれていてもよいが、発光層および電子輸送層に含まれていることが望ましい。
本実施形態においては、第1の電極3および第2の電極9が、それぞれホール注入電極(陽極)および電子注入電極(陰極)として機能し、電源Pによる電界の印加により、第1の電極3からホール(正孔)が注入されるとともに、第2の電極9から電子が注入され、これらの再結合により発光層中の有機電界発光素子用化合物が発光する。
また、ホール注入層4、ホール輸送層5、発光層6、電子輸送層7、電子注入層8の好適な厚さは、いずれも1〜200nmである。
(基板)
基板2としては、従来の有機電界発光素子が備えているものであれば、特に限定されることなく用いることができ、ガラス、石英等の非晶質基板、Si、GaAs、ZnSe、ZnS、GaP、InP等の結晶基板、Mo、Al、Pt、Ir、Au、Pd、SUS等の金属基板等を用いることができる。また、結晶質又は非晶質のセラミック、金属、有機物等の薄膜を所定基板上に形成したものを用いてもよい。
基板2としては、従来の有機電界発光素子が備えているものであれば、特に限定されることなく用いることができ、ガラス、石英等の非晶質基板、Si、GaAs、ZnSe、ZnS、GaP、InP等の結晶基板、Mo、Al、Pt、Ir、Au、Pd、SUS等の金属基板等を用いることができる。また、結晶質又は非晶質のセラミック、金属、有機物等の薄膜を所定基板上に形成したものを用いてもよい。
基板2の側を光取り出し側とする場合には、基板2としてガラスや石英等の透明基板を用いることが好ましく、特に、安価なガラスの透明基板を用いることが好ましい。透明基板には、発光色の調整のために、色フィルター膜や蛍光物質を含む色変換膜、あるいは誘電体反射膜等を設けてもよい。
(第1の電極)
第1の電極3はホール注入電極(陽極)として機能する。そのため、第1の電極3の材料としては、従来の有機電界発光素子が備えているものであれば、特に限定されることなく用いることができるが、その第1の電極3に効率よく且つ均一に電界を印加できる材料が好ましい。
第1の電極3はホール注入電極(陽極)として機能する。そのため、第1の電極3の材料としては、従来の有機電界発光素子が備えているものであれば、特に限定されることなく用いることができるが、その第1の電極3に効率よく且つ均一に電界を印加できる材料が好ましい。
また、基板2の側を光取り出し側とする場合、有機電界発光素子の発光波長領域である波長400nm〜700nmにおける透過率、特にRGB各色の波長における第1の電極3の透過率は、50%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、90%以上であることが更に好ましい。第1の電極3の透過率が50%未満であると、発光層6からの発光が減衰されて、画像表示に必要な輝度が得られなくなる。
光透過率の高い第1の電極3は、各種酸化物で構成される透明導電膜を用いて構成することができる。かかる材料としては、酸化インジウム(In2O3)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、亜鉛ドープ酸化インジウム(IZO)等が好ましく、中でも、ITOは、面内の比抵抗が均一な薄膜を容易に得ることができる点で特に好ましい。
第1の電極3の膜厚は、上述の光透過率を考慮して決定することが好ましい。例えば、酸化物透明電極を用いる場合、その膜厚は、好ましくは10〜500nm、より好ましくは30〜300nmである。第1の電極3の膜厚が500nmを超えると、光透過率が不十分になるとともに、基板2からの第1の電極3の剥離が発生する場合がある。また、膜厚の減少に伴い光透過率は向上するが、膜厚が10nm未満の場合、抵抗が大きくなり、有機電界発光素子の駆動電圧を上昇させる傾向がある。
(第2の電極)
第2の電極9は電子注入電極(陰極)として機能する。第2の電極9の材料としては、従来の有機電界発光素子が備えているものであれば、特に限定されることなく用いることができるが、金属材料、有機金属錯体もしくは金属化合物等が挙げられ、発光層6に効率的且つ確実に電子を注入できるように、仕事関数が比較的低い材料を用いると好ましく、また透明であってもよい。
第2の電極9は電子注入電極(陰極)として機能する。第2の電極9の材料としては、従来の有機電界発光素子が備えているものであれば、特に限定されることなく用いることができるが、金属材料、有機金属錯体もしくは金属化合物等が挙げられ、発光層6に効率的且つ確実に電子を注入できるように、仕事関数が比較的低い材料を用いると好ましく、また透明であってもよい。
第2の電極9を構成する金属材料の具体例としては、Li、Na、KもしくはCs等のアルカリ金属、Mg、Ca、SrもしくはBa等のアルカリ土類金属、あるいはAl(アルミニウム)が挙げられる。また、La、Ce、Sn、ZnもしくはZr等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属と特性が近い金属を用いることもできる。更には、上記金属材料の酸化物もしくはハロゲン化物を用いることもできる。更に、上記材料を含む混合物もしくは合金であってもよく、これらを複数積層してもよい。
第2の電極9の膜厚は、電子を均一に注入できる程度であればよく、0.1nm以上とすればよい。
なお、第2の電極9上には補助電極を設けてもよい。これにより、発光層6への電子注入効率を向上させることができ、また、電子注入層8や電子輸送層7、発光層6への水分または有機溶媒の浸入を防止することができる。補助電極の材料としては、仕事関数および電荷注入能力に関する制限がないため、一般的な金属を用いることができるが、導電率が高く、取り扱いが容易な金属を用いることが好ましい。また、特に第2の電極9が有機材料を含む場合には、有機材料の種類や密着性に応じて、適宜選択することが好ましい。
補助電極に用いられる材料としては、Al、Ag、In、Ti、Cu、Au、Mo、W、Pt、Pd、Ni等が挙げられるが、中でもAlおよびAg等の低抵抗の金属を用いることにより電子注入効率を更に高めることができる。また、TiN等の金属化合物を用いることにより、一層高い封止性を得ることができる。これらの材料は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせてもよい。また、2種以上の金属を用いる場合は合金として用いてもよい。このような補助電極は、例えば、真空蒸着法等によって形成可能である。
(ホール注入層)
ホール注入層4は、第1の電極3からのホール(正孔)の注入を容易にする機能を有する化合物を含有する層である。具体的には、アリールアミン、フタロシアニン、ポリアニリン/有機酸、ポリチオフェン/ポリマー酸等を少なくとも1種用いて形成することができる。
ホール注入層4は、第1の電極3からのホール(正孔)の注入を容易にする機能を有する化合物を含有する層である。具体的には、アリールアミン、フタロシアニン、ポリアニリン/有機酸、ポリチオフェン/ポリマー酸等を少なくとも1種用いて形成することができる。
(ホール輸送層)
ホール輸送層5は、注入されたホール(正孔)を発光層6に輸送する機能、および発光層6中の電子がホール輸送層5に注入されるのを妨げる機能を有する化合物を含有する層である。ホール輸送層5は、トリアリールメタン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導体、カルバゾール誘導体、もしくはアントラセン誘導体等の炭化水素化合物などを少なくとも1種用いて形成することができる。
ホール輸送層5は、注入されたホール(正孔)を発光層6に輸送する機能、および発光層6中の電子がホール輸送層5に注入されるのを妨げる機能を有する化合物を含有する層である。ホール輸送層5は、トリアリールメタン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導体、カルバゾール誘導体、もしくはアントラセン誘導体等の炭化水素化合物などを少なくとも1種用いて形成することができる。
なお、ホール注入層4とホール輸送層5の機能を併せ持つ材料であれば、ホール注入輸送層として、単層で二層分の機能を果たす事が可能である。一方で、ホール注入層4やホール輸送層5を、更に複数の層に機能分離して使用することも可能である。
(発光層)
発光層6は、注入されたホール(正孔)および電子の輸送機能とホール(正孔)と電子の再結合により励起子を生成させる機能を有する化合物を含有する層である。本実施形態の一般式(1)で表される化合物は発光層6に用いられることが好ましい。このような材料を含有する発光層6を備える有機電界発光素子は、従来の有機電界発光素子と比較して、高い発光効率を得ることが可能となる。
発光層6は、注入されたホール(正孔)および電子の輸送機能とホール(正孔)と電子の再結合により励起子を生成させる機能を有する化合物を含有する層である。本実施形態の一般式(1)で表される化合物は発光層6に用いられることが好ましい。このような材料を含有する発光層6を備える有機電界発光素子は、従来の有機電界発光素子と比較して、高い発光効率を得ることが可能となる。
発光層6は、構成材料として一般式(1)で表される化合物を単独で用いていてもよく、一般式(1)で表される化合物を含有し、更に従来の発光層の材料として用いられているものを1種もしくは2種以上含有していてもよい。また、一般式(1)で表される化合物と他の材料との積層構造であってもよい。
発光層6には、ホスト材料の他に、発光ドーピング材料として、他の蛍光性物質を含有させてもよい。蛍光性物質としては、例えば、キナクリドン、ルブレン、スチリル系色素等の化合物、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム等の8−キノリノールないしその誘導体を配位子とする金属錯体化合物、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオレン誘導体、テトラアリールエテン誘導体、芳香族アミン誘導体等が挙げられる。ドーパント材料の好適な含有量は、ホスト材料とドーパント材料の組み合わせにより異なるが、発光層の構成材料全体を基準として0.1〜30質量%であることが好ましく、1〜10質量%であることがより好ましい。
発光層6には、ホスト材料、発光ドーピング材料の他の化合物を含有させても良い。他の化合物を混合することによりキャリアの輸送を調整することができ、蛍光色素を混合することにより発光色を変換させて使用することができる。キャリアの輸送を調整する化合物としては、例えば、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム等の8−キノリノールないしその誘導体を配位子とする金属錯体化合物、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、イミダゾピリジン誘導体、イミダゾピリミジン誘導体、フェナントロリン誘導体等の電子輸送性化合物、またはトリアリールアミン誘導体等のホール輸送性化合物等を好ましく用いることができる。
(電子輸送層)
電子輸送層7は、注入された電子を輸送する機能および発光層6から電子輸送層7中にホールが注入されるのを妨げる機能を有するものである。本実施形態の一般式(1)で表される化合物は電子輸送層7として用いることができ、特に発光層6に一般式(1)で表される化合物を用いた場合には、発光層6への電子注入効率が良いことから、発光層6と同一の材料を電子輸送層7に用いることが好ましい。
電子輸送層7は、注入された電子を輸送する機能および発光層6から電子輸送層7中にホールが注入されるのを妨げる機能を有するものである。本実施形態の一般式(1)で表される化合物は電子輸送層7として用いることができ、特に発光層6に一般式(1)で表される化合物を用いた場合には、発光層6への電子注入効率が良いことから、発光層6と同一の材料を電子輸送層7に用いることが好ましい。
(電子注入層)
電子注入層8は、第2の電極9からの電子の注入を容易にする機能の他、第2の電極9との密着性を高める機能を有するものである。電子注入層8は、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム等の8−キノリノールなしいその誘導体を配位子とする金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレノン誘導体、チオピランジオキサイド誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、イミダゾピリジン誘導体、イミダゾピリミジン誘導体、フェナントロリン誘導体等を少なくとも1種用いて形成することができる。
電子注入層8は、第2の電極9からの電子の注入を容易にする機能の他、第2の電極9との密着性を高める機能を有するものである。電子注入層8は、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム等の8−キノリノールなしいその誘導体を配位子とする金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレノン誘導体、チオピランジオキサイド誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、イミダゾピリジン誘導体、イミダゾピリミジン誘導体、フェナントロリン誘導体等を少なくとも1種用いて形成することができる。
本実施形態にかかる有機電界発光素子1は、発光層6、電子輸送層7に本実施形態にかかる有機電界発光素子用化合物を含有させること以外は、公知の方法で製造できる。そのような発光層6、電子輸送層7を含めて各有機層を形成する方法としては、真空蒸着法、イオン化蒸着法、塗布法等を、有機層を構成する材料に応じて、適宜選択して採用することができる。
塗布法の具体例としては、スピンコート法や、グラビア印刷等の各種印刷方法、インクジェット法等が挙げられる。この塗布法に用いられる溶媒としては、例えば、トルエン、キシレンなどの炭化水素系の溶媒や、ジクロロエタン等のハロゲン系の溶媒が挙げられる。本実施形態にかかる一般式(1)で表される化合物は、比較的低分子量であることから溶解性が高く、塗布プロセスによっても十分に成膜が可能である。スピンコート法であれば、通常は1〜3%程度の濃度の溶液とすることで、50nmから200nm程度の薄膜が形成可能である。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。
以下、実施例および比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
<合成例1>
下記化合物(11)を以下の方法で合成した。その反応式を以下に示す。
下記化合物(11)を以下の方法で合成した。その反応式を以下に示す。
(9−フェニルアントラセン(1−1)の合成)
アルゴン気流下、9−ブロモアントラセン25.53g(99.3mmol)、フェニルボロン酸14.51g(119.0mmol)、酢酸パラジウム(0)0.45g(2.0mmol)、トリフェニルホスフィン1.05g(4.0mmol)をエチレングリコールジメチルエーテル400mlに溶解させた。次いで、炭酸カリウム300.0mmolを含む水溶液150mlを加え、加熱還流下で17時間攪拌した。室温まで冷却後、減圧下で濃縮し、メタノールと水を加え、析出した固体をろ過した。得られた固体をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールで再結晶し、目的の9−フェニルアントラセン(1−1)の白色固体(収量24.58g、収率97%)を得た。
アルゴン気流下、9−ブロモアントラセン25.53g(99.3mmol)、フェニルボロン酸14.51g(119.0mmol)、酢酸パラジウム(0)0.45g(2.0mmol)、トリフェニルホスフィン1.05g(4.0mmol)をエチレングリコールジメチルエーテル400mlに溶解させた。次いで、炭酸カリウム300.0mmolを含む水溶液150mlを加え、加熱還流下で17時間攪拌した。室温まで冷却後、減圧下で濃縮し、メタノールと水を加え、析出した固体をろ過した。得られた固体をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールで再結晶し、目的の9−フェニルアントラセン(1−1)の白色固体(収量24.58g、収率97%)を得た。
(9−ブロモ−10−フェニルアントラセン(1−2)の合成)
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−フェニルアントラセン(1−1)24.58g(96.7mmol)を脱水ジメチルホルムアミド500mlに溶解し、氷浴にて冷却した。N−ブロモスクシンイミド106.4mmolを含む脱水ジメチルホルムアミド溶液100mlを1時間かけて滴下し、その後室温で18時間攪拌した。反応溶液に水とメタノールを加え、析出した固体をろ過し、メタノールで洗浄した。得られた固体を減圧乾燥し、目的の9−ブロモ−10−フェニルアントラセン(1−2)の白色粉末(収量30.26g、収率94%)を得た。
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−フェニルアントラセン(1−1)24.58g(96.7mmol)を脱水ジメチルホルムアミド500mlに溶解し、氷浴にて冷却した。N−ブロモスクシンイミド106.4mmolを含む脱水ジメチルホルムアミド溶液100mlを1時間かけて滴下し、その後室温で18時間攪拌した。反応溶液に水とメタノールを加え、析出した固体をろ過し、メタノールで洗浄した。得られた固体を減圧乾燥し、目的の9−ブロモ−10−フェニルアントラセン(1−2)の白色粉末(収量30.26g、収率94%)を得た。
(9−(10−フェニルアントラセン)ボロン酸(1−3)の合成)
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−ブロモ−10−フェニルアントラセン(1−2)9.99g(30.0mmol)を脱水テトラヒドロフラン200mlに溶解し、−78℃に冷却した。n−ブチルリチウム33.0mmolを含む脱水ヘキサン溶液21mlを20分間かけて滴下し、その後−78℃で1時間攪拌した。ホウ酸トリイソプロピル9.0ml(39.0mmol)を5分間かけて滴下し、−78℃で1時間攪拌後、室温で2時間攪拌した。反応溶液を氷浴で冷却し、希塩酸を加え、30分間攪拌後、ジエチルエーテルで抽出した。有機層を飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。得られた粗成生物をジエチルエーテルで洗浄し、目的の9−(10−フェニルアントラセン)ボロン酸(1−3)の白色粉末(収量7.04g、収率79%)を得た。
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−ブロモ−10−フェニルアントラセン(1−2)9.99g(30.0mmol)を脱水テトラヒドロフラン200mlに溶解し、−78℃に冷却した。n−ブチルリチウム33.0mmolを含む脱水ヘキサン溶液21mlを20分間かけて滴下し、その後−78℃で1時間攪拌した。ホウ酸トリイソプロピル9.0ml(39.0mmol)を5分間かけて滴下し、−78℃で1時間攪拌後、室温で2時間攪拌した。反応溶液を氷浴で冷却し、希塩酸を加え、30分間攪拌後、ジエチルエーテルで抽出した。有機層を飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。得られた粗成生物をジエチルエーテルで洗浄し、目的の9−(10−フェニルアントラセン)ボロン酸(1−3)の白色粉末(収量7.04g、収率79%)を得た。
(9−(4−ビフェニリル)−10−フェニルアントラセン(11)の合成)
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−(10−フェニルアントラセン)ボロン酸(1−3)1.491g(5.00mmol)、4−ビフェニルボロン酸1.399g(6.00mmol)、酢酸パラジウム(0)0.045g(0.20mmol)、トリフェニルホスフィン0.105g(0.40mmol)をエチレングリコールジメチルエーテル50mlに溶解させた。次いで、炭酸カリウム15.0mmolを含む水溶液7.5mlを加え、加熱還流下で17時間攪拌した。室温まで冷却後、減圧下で濃縮し、水を加え、クロロホルムで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールで再結晶し、目的の9−(4−ビフェニリル)−10−フェニルアントラセン(11)の白色固体(収量1,04g、収率51%)を得た。更に、昇華精製を行い、純度99.9%品(高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により純度確認)を得た。
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−(10−フェニルアントラセン)ボロン酸(1−3)1.491g(5.00mmol)、4−ビフェニルボロン酸1.399g(6.00mmol)、酢酸パラジウム(0)0.045g(0.20mmol)、トリフェニルホスフィン0.105g(0.40mmol)をエチレングリコールジメチルエーテル50mlに溶解させた。次いで、炭酸カリウム15.0mmolを含む水溶液7.5mlを加え、加熱還流下で17時間攪拌した。室温まで冷却後、減圧下で濃縮し、水を加え、クロロホルムで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールで再結晶し、目的の9−(4−ビフェニリル)−10−フェニルアントラセン(11)の白色固体(収量1,04g、収率51%)を得た。更に、昇華精製を行い、純度99.9%品(高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により純度確認)を得た。
なお、得られた化合物の質量分析を行ったところ、m/z=406(M+)にピークが確認された。また、この化合物を1H‐核磁気共鳴(1H‐NMR)法を用いて分析したところ、図2に示す1H‐NMRスペクトルが得られ、13C‐核磁気共鳴(1H‐NMR)法を用いて分析したところ、図3に示す13C‐NMRスペクトルが得られた。これらにより、合成例1で得られた化合物が化合物(11)であることが確認された。また、化合物(11)のトルエン溶液の発光スペクトルを測定したところ、ピーク波長412nmのスペクトルが得られた。
<合成例2>
下記化合物(12)を以下の方法で合成した。その反応式を以下に示す。
下記化合物(12)を以下の方法で合成した。その反応式を以下に示す。
(9−(3−ビフェニリル)−10−フェニルアントラセン(12)の合成)
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−ブロモ−10−フェニルアントラセン(1−2)(2.666g,8.00mmol)、3−ビフェニルボロン酸(2.218g,11.20mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.073g,0.08mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(0.066g,0.16mmol)、リン酸カリウム三塩基酸(5.095g,24.00mmol)をトルエン100mlに溶解させ、加熱還流下で15時間攪拌した。室温まで冷却後、減圧下で濃縮し、水を加えた後、トルエンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールで再結晶し、目的の9−(3−ビフェニリル)−10−フェニルアントラセン(12)の白色粉末(収量3.08g、収率95%)を得た。更に、昇華精製を行い、純度99.9%品(高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により純度確認)を得た。
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−ブロモ−10−フェニルアントラセン(1−2)(2.666g,8.00mmol)、3−ビフェニルボロン酸(2.218g,11.20mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.073g,0.08mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(0.066g,0.16mmol)、リン酸カリウム三塩基酸(5.095g,24.00mmol)をトルエン100mlに溶解させ、加熱還流下で15時間攪拌した。室温まで冷却後、減圧下で濃縮し、水を加えた後、トルエンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールで再結晶し、目的の9−(3−ビフェニリル)−10−フェニルアントラセン(12)の白色粉末(収量3.08g、収率95%)を得た。更に、昇華精製を行い、純度99.9%品(高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により純度確認)を得た。
なお、得られた化合物の質量分析を行ったところ、m/z=406(M+)にピークが確認された。また、この化合物を1H‐核磁気共鳴(1H‐NMR)法を用いて分析したところ、図4に示す1H‐NMRスペクトルが得られ、13C‐核磁気共鳴(1H‐NMR)法を用いて分析したところ、図5に示す13C‐NMRスペクトルが得られた。これらにより、合成例2で得られた化合物が化合物(12)であることが確認された。また、化合物(12)のトルエン溶液の発光スペクトルを測定したところ、ピーク波長412nmのスペクトルが得られた。
<合成例3>
下記化合物(13)を以下の方法で合成した。その反応式を以下に示す。
下記化合物(13)を以下の方法で合成した。その反応式を以下に示す。
(9−(2−ビフェニリル)−10−フェニルアントラセン(13)の合成)
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−ブロモ−10−フェニルアントラセン(1−2)(1.333g,4.00mmol)、2−ビフェニルボロン酸(0.871g,4.40mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.037g,0.04mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(0.033g,0.08mmol)、リン酸カリウム三塩基酸(2.547g,12.00mmol)をトルエン50mlに溶解させ、加熱還流下で19時間攪拌した。室温まで冷却後、減圧下で濃縮し、水を加えた後、トルエンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールおよびトルエンで再結晶し、目的の9−(2−ビフェニリル)−10−フェニルアントラセン(13)の白色粉末(収量1.13g、収率69%)を得た。更に、昇華精製を行い、純度99.9%品(高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により純度確認)を得た。
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−ブロモ−10−フェニルアントラセン(1−2)(1.333g,4.00mmol)、2−ビフェニルボロン酸(0.871g,4.40mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.037g,0.04mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(0.033g,0.08mmol)、リン酸カリウム三塩基酸(2.547g,12.00mmol)をトルエン50mlに溶解させ、加熱還流下で19時間攪拌した。室温まで冷却後、減圧下で濃縮し、水を加えた後、トルエンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールおよびトルエンで再結晶し、目的の9−(2−ビフェニリル)−10−フェニルアントラセン(13)の白色粉末(収量1.13g、収率69%)を得た。更に、昇華精製を行い、純度99.9%品(高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により純度確認)を得た。
なお、得られた化合物の質量分析を行ったところ、m/z=406(M+)にピークが確認された。また、この化合物を1H‐核磁気共鳴(1H‐NMR)法を用いて分析したところ、図6に示す1H‐NMRスペクトルが得られ、13C‐核磁気共鳴(1H‐NMR)法を用いて分析したところ、図7に示す13C‐NMRスペクトルが得られた。これらにより、合成例3で得られた化合物が化合物(13)であることが確認された。また、化合物(13)のトルエン溶液の発光スペクトルを測定したところ、ピーク波長412nmのスペクトルが得られた。
<合成例4>
下記化合物(14)を以下の方法で合成した。その反応式を以下に示す。
下記化合物(14)を以下の方法で合成した。その反応式を以下に示す。
(9−(3−ブロモフェニル)−10−フェニルアントラセン(1−4)の合成)
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−(10−フェニルアントラセン)ボロン酸(1−3)3.26g(10.9mmol)、1,3−ジブロモベンゼン6.6ml(54.8mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.25g(0.22mmol)をトルエン60mlとエタノール8mlに溶解させた。次いで、炭酸ナトリウム34.0mmolを含む水溶液17mlを加え、加熱還流下で16時間攪拌した。室温まで冷却後、反応溶液に水を加え、トルエンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製し、目的の9−(3−ブロモフェニル)−10−フェニルアントラセン(1−4)の白色固体(収量2.92g、収率65%)を得た。
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−(10−フェニルアントラセン)ボロン酸(1−3)3.26g(10.9mmol)、1,3−ジブロモベンゼン6.6ml(54.8mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.25g(0.22mmol)をトルエン60mlとエタノール8mlに溶解させた。次いで、炭酸ナトリウム34.0mmolを含む水溶液17mlを加え、加熱還流下で16時間攪拌した。室温まで冷却後、反応溶液に水を加え、トルエンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製し、目的の9−(3−ブロモフェニル)−10−フェニルアントラセン(1−4)の白色固体(収量2.92g、収率65%)を得た。
(9−[3−(2-ナフチル)フェニル]−10−フェニルアントラセン(14)の合成)
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−(3−ブロモフェニル)−10−フェニルアントラセン(1−4)(1.228g,3.00mmol)、2−ナフタレンボロン酸(0.568g,3.30mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.092g,0.10mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(0.082g,0.20mmol)、リン酸カリウム三塩基酸(1.915g,9.00mmol)をトルエン50mlに溶解させ、加熱還流下で17時間攪拌した。室温まで冷却後、減圧下で濃縮し、水を加えた後、トルエンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールで再結晶し、目的の9−[3−(2-ナフチル)フェニル]−10−フェニルアントラセン(14)の白色粉末(収量1.05g、収率77%)を得た。更に、昇華精製を行い、純度99.7%品(高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により純度確認)を得た。
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−(3−ブロモフェニル)−10−フェニルアントラセン(1−4)(1.228g,3.00mmol)、2−ナフタレンボロン酸(0.568g,3.30mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.092g,0.10mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(0.082g,0.20mmol)、リン酸カリウム三塩基酸(1.915g,9.00mmol)をトルエン50mlに溶解させ、加熱還流下で17時間攪拌した。室温まで冷却後、減圧下で濃縮し、水を加えた後、トルエンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールで再結晶し、目的の9−[3−(2-ナフチル)フェニル]−10−フェニルアントラセン(14)の白色粉末(収量1.05g、収率77%)を得た。更に、昇華精製を行い、純度99.7%品(高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により純度確認)を得た。
なお、得られた化合物の質量分析を行ったところ、m/z=456(M+)にピークが確認された。また、この化合物を1H‐核磁気共鳴(1H‐NMR)法を用いて分析したところ、図8に示す1H‐NMRスペクトルが得られ、13C‐核磁気共鳴(1H‐NMR)法を用いて分析したところ、図9に示す13C‐NMRスペクトルが得られた。これらにより、合成例4で得られた化合物が化合物(14)であることが確認された。また、化合物(14)のトルエン溶液の発光スペクトルを測定したところ、ピーク波長412nmのスペクトルが得られた。
<合成例5>
下記化合物(15)を以下の方法で合成した。その反応式を以下に示す。
下記化合物(15)を以下の方法で合成した。その反応式を以下に示す。
(9−[3−(1-ナフチル)フェニル]−10−フェニルアントラセン(15)の合成)
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−(3−ブロモフェニル)−10−フェニルアントラセン(1−4)(1.637g,4.00mmol)、1−ナフタレンボロン酸(0.757g,4.40mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.139g(0.12mmol)をトルエン30mlとエタノール3mlに溶解させた。次いで、炭酸ナトリウム12.0mmolを含む水溶液6mlを加え、加熱還流下で18時間攪拌した。室温まで冷却後、反応溶液に水を加え、トルエンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールおよびトルエンで再結晶し、目的の9−[3−(1-ナフチル)フェニル]−10−フェニルアントラセン(15)の白色固体(収量1.31g、収率72%)を得た。更に、昇華精製を行い、純度99.8%品(高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により純度確認)を得た。
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−(3−ブロモフェニル)−10−フェニルアントラセン(1−4)(1.637g,4.00mmol)、1−ナフタレンボロン酸(0.757g,4.40mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.139g(0.12mmol)をトルエン30mlとエタノール3mlに溶解させた。次いで、炭酸ナトリウム12.0mmolを含む水溶液6mlを加え、加熱還流下で18時間攪拌した。室温まで冷却後、反応溶液に水を加え、トルエンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールおよびトルエンで再結晶し、目的の9−[3−(1-ナフチル)フェニル]−10−フェニルアントラセン(15)の白色固体(収量1.31g、収率72%)を得た。更に、昇華精製を行い、純度99.8%品(高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により純度確認)を得た。
なお、得られた化合物の質量分析を行ったところ、m/z=456(M+)にピークが確認された。また、この化合物を1H‐核磁気共鳴(1H‐NMR)法を用いて分析したところ、図10に示す1H‐NMRスペクトルが得られ、13C‐核磁気共鳴(1H‐NMR)法を用いて分析したところ、図11に示す13C‐NMRスペクトルが得られた。これらにより、合成例5で得られた化合物が化合物(15)であることが確認された。また、化合物(15)のトルエン溶液の発光スペクトルを測定したところ、ピーク波長412nmのスペクトルが得られた。
<合成例6>
下記化合物(16)を以下の方法で合成した。その反応式を以下に示す。
下記化合物(16)を以下の方法で合成した。その反応式を以下に示す。
(9−[2−(2-ナフチル)フェニル]−10−フェニルアントラセン(16)の合成)
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−(10−フェニルアントラセン)ボロン酸(1−3)(1.193g,4.00mmol)、2−[2−ブロモフェニル]ナフタレン(1.189g,4.20mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.110g,0.12mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(0.099g,0.24mmol)、リン酸カリウム三塩基酸(2.547g,12.00mmol)をトルエン40mlに溶解させ、加熱還流下で23時間攪拌した。室温まで冷却後、減圧下で濃縮し、水を加えた後、トルエンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールで再結晶し、目的の(9−[2−(2-ナフチル)フェニル]−10−フェニルアントラセン(16)の白色固体(収量0.95g、収率52%)を得た。更に、昇華精製を行い、純度99.8%品(高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により純度確認)を得た。
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−(10−フェニルアントラセン)ボロン酸(1−3)(1.193g,4.00mmol)、2−[2−ブロモフェニル]ナフタレン(1.189g,4.20mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.110g,0.12mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(0.099g,0.24mmol)、リン酸カリウム三塩基酸(2.547g,12.00mmol)をトルエン40mlに溶解させ、加熱還流下で23時間攪拌した。室温まで冷却後、減圧下で濃縮し、水を加えた後、トルエンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールで再結晶し、目的の(9−[2−(2-ナフチル)フェニル]−10−フェニルアントラセン(16)の白色固体(収量0.95g、収率52%)を得た。更に、昇華精製を行い、純度99.8%品(高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により純度確認)を得た。
なお、得られた化合物の質量分析を行ったところ、m/z=456(M+)にピークが確認された。また、この化合物を1H‐核磁気共鳴(1H‐NMR)法を用いて分析したところ、図12に示す1H‐NMRスペクトルが得られ、13C‐核磁気共鳴(1H‐NMR)法を用いて分析したところ、図13に示す13C‐NMRスペクトルが得られた。これらにより、合成例6で得られた化合物が化合物(16)であることが確認された。また、化合物(16)のトルエン溶液の発光スペクトルを測定したところ、ピーク波長415nmのスペクトルが得られた。
<合成例7>
下記化合物(17)を以下の方法で合成した。その反応式を以下に示す。
下記化合物(17)を以下の方法で合成した。その反応式を以下に示す。
(9−[3−(9−フェナントリル)フェニル]−10−フェニルアントラセン(17)の合成)
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−(3−ブロモフェニル)−10−フェニルアントラセン(1−4)(1.637g,4.00mmol)、9−フェナントレンボロン酸(1.066g,4.40mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.092g,0.10mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(0.082g,0.20mmol)、リン酸カリウム三塩基酸(2.547g,12.00mmol)をトルエン50mlに溶解させ、加熱還流下で17時間攪拌した。室温まで冷却後、減圧下で濃縮し、水を加えた後、トルエンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールおよびトルエンで再結晶し、目的の9−[3−(9−フェナントリル)フェニル]−10−フェニルアントラセン(17)の白色粉末(収量1.37g、収率68%)を得た。更に、昇華精製を行い、純度99.9%品(高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により純度確認)を得た。
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−(3−ブロモフェニル)−10−フェニルアントラセン(1−4)(1.637g,4.00mmol)、9−フェナントレンボロン酸(1.066g,4.40mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.092g,0.10mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(0.082g,0.20mmol)、リン酸カリウム三塩基酸(2.547g,12.00mmol)をトルエン50mlに溶解させ、加熱還流下で17時間攪拌した。室温まで冷却後、減圧下で濃縮し、水を加えた後、トルエンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールおよびトルエンで再結晶し、目的の9−[3−(9−フェナントリル)フェニル]−10−フェニルアントラセン(17)の白色粉末(収量1.37g、収率68%)を得た。更に、昇華精製を行い、純度99.9%品(高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により純度確認)を得た。
なお、得られた化合物の質量分析を行ったところ、m/z=506(M+)にピークが確認された。また、この化合物を1H‐核磁気共鳴(1H‐NMR)法を用いて分析したところ、図14に示す1H‐NMRスペクトルが得られ、13C‐核磁気共鳴(1H‐NMR)法を用いて分析したところ、図15に示す13C‐NMRスペクトルが得られた。これらにより、合成例7で得られた化合物が化合物(17)であることが確認された。また、化合物(17)のトルエン溶液の発光スペクトルを測定したところ、ピーク波長415nmのスペクトルが得られた。
<合成例8>
下記化合物(18)を以下の方法で合成した。その反応式を以下に示す。
下記化合物(18)を以下の方法で合成した。その反応式を以下に示す。
(9−[3,5−ビス(ナフタレン−2−イル)フェニル]−10−フェニルアントラセン(18)の合成)
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−(10−フェニルアントラセン)ボロン酸(1−3)(0.895g,3.00mmol)、1−クロロ−3,5−ビス(ナフタレン−2−イル)ベンゼン(1.423g,3.90mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.055g,0.06mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(0.049g,0.12mmol)、リン酸カリウム三塩基酸(1.911g,9.00mmol)をトルエン30mlに溶解させ、加熱還流下で23時間攪拌した。室温まで冷却後、減圧下で濃縮し、水を加えた後、トルエンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールで再結晶し、目的の9−[3,5−ビス(ナフタレン−2−イル)フェニル]−10−フェニルアントラセン(18)の白色固体(収量0.64g、収率37%)を得た。更に、昇華精製を行い、純度99.9%品(高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により純度確認)を得た。
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−(10−フェニルアントラセン)ボロン酸(1−3)(0.895g,3.00mmol)、1−クロロ−3,5−ビス(ナフタレン−2−イル)ベンゼン(1.423g,3.90mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.055g,0.06mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(0.049g,0.12mmol)、リン酸カリウム三塩基酸(1.911g,9.00mmol)をトルエン30mlに溶解させ、加熱還流下で23時間攪拌した。室温まで冷却後、減圧下で濃縮し、水を加えた後、トルエンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールで再結晶し、目的の9−[3,5−ビス(ナフタレン−2−イル)フェニル]−10−フェニルアントラセン(18)の白色固体(収量0.64g、収率37%)を得た。更に、昇華精製を行い、純度99.9%品(高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により純度確認)を得た。
なお、得られた化合物の質量分析を行ったところ、m/z=582(M+)にピークが確認された。また、この化合物を1H‐核磁気共鳴(1H‐NMR)法を用いて分析したところ、図16に示す1H‐NMRスペクトルが得られ、13C‐核磁気共鳴(1H‐NMR)法を用いて分析したところ、図17に示す13C‐NMRスペクトルが得られた。これらにより、合成例8で得られた化合物が化合物(18)であることが確認された。また、化合物(18)のトルエン溶液の発光スペクトルを測定したところ、ピーク波長412nmのスペクトルが得られた。
<合成例9>
下記化合物(19)を以下の方法で合成した。その反応式を以下に示す。
下記化合物(19)を以下の方法で合成した。その反応式を以下に示す。
(9−(3,4−ジクロロフェニル)−10−フェニルアントラセン(1−5)の合成)
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−(10−フェニルアントラセン)ボロン酸(1−3)(2.98g,10.0mmol)、1−ブロモ−3,4−ジクロロベンゼン(2.94g,13.0mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.578g(0.50mmol)をトルエン40mlとエタノール8mlに溶解させた。次いで、炭酸ナトリウム30.0mmolを含む水溶液15mlを加え、加熱還流下で47時間攪拌した。室温まで冷却後、反応溶液に水を加え、トルエンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールおよびトルエンで再結晶し、目的の9−(3,4−ジクロロフェニル)−10−フェニルアントラセン(1−5)の白色固体(収量2.76g、収率69%)を得た。
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−(10−フェニルアントラセン)ボロン酸(1−3)(2.98g,10.0mmol)、1−ブロモ−3,4−ジクロロベンゼン(2.94g,13.0mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.578g(0.50mmol)をトルエン40mlとエタノール8mlに溶解させた。次いで、炭酸ナトリウム30.0mmolを含む水溶液15mlを加え、加熱還流下で47時間攪拌した。室温まで冷却後、反応溶液に水を加え、トルエンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールおよびトルエンで再結晶し、目的の9−(3,4−ジクロロフェニル)−10−フェニルアントラセン(1−5)の白色固体(収量2.76g、収率69%)を得た。
(9−[3,4−ビス(ナフタレン−2−イル)フェニル]−10−フェニルアントラセン(19)の合成)
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−(3,4−ジクロロフェニル)−10−フェニルアントラセン(1−5)(1.198g,3.00mmol)、2−ナフタレンボロン酸(1.548g,9.00mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.137g,0.15mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(0.123g,0.30mmol)、リン酸カリウム三塩基酸(3.821g,18.00mmol)をトルエン50mlに溶解させ、加熱還流下で40時間攪拌した。室温まで冷却後、減圧下で濃縮し、水を加えた後、トルエンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールで再結晶し、目的の9−[3,4−ビス(ナフタレン−2−イル)フェニル]−10−フェニルアントラセン(19)の白色固体(収量1.74g、収率99%)を得た。更に、昇華精製を行い、純度99.9%品(高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により純度確認)を得た。
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−(3,4−ジクロロフェニル)−10−フェニルアントラセン(1−5)(1.198g,3.00mmol)、2−ナフタレンボロン酸(1.548g,9.00mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.137g,0.15mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(0.123g,0.30mmol)、リン酸カリウム三塩基酸(3.821g,18.00mmol)をトルエン50mlに溶解させ、加熱還流下で40時間攪拌した。室温まで冷却後、減圧下で濃縮し、水を加えた後、トルエンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールで再結晶し、目的の9−[3,4−ビス(ナフタレン−2−イル)フェニル]−10−フェニルアントラセン(19)の白色固体(収量1.74g、収率99%)を得た。更に、昇華精製を行い、純度99.9%品(高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により純度確認)を得た。
なお、得られた化合物の質量分析を行ったところ、m/z=582(M+)にピークが確認された。また、この化合物を1H‐核磁気共鳴(1H‐NMR)法を用いて分析したところ、図18に示す1H‐NMRスペクトルが得られ、13C‐核磁気共鳴(1H‐NMR)法を用いて分析したところ、図19に示す13C‐NMRスペクトルが得られた。これらにより、合成例9で得られた化合物が化合物(19)であることが確認された。また、化合物(19)のトルエン溶液の発光スペクトルを測定したところ、ピーク波長412nmのスペクトルが得られた。
(9−[3,4−ビス(ナフタレン−1−イル)フェニル]−10−フェニルアントラセン(20)の合成)
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−(3,4−ジクロロフェニル)−10−フェニルアントラセン(1−5)(1.198g,3.00mmol)、1−ナフタレンボロン酸(1.548g,9.00mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.137g,0.15mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(0.123g,0.30mmol)、リン酸カリウム三塩基酸(3.821g,18.00mmol)をトルエン50mlに溶解させ、加熱還流下で40時間攪拌した。室温まで冷却後、減圧下で濃縮し、水を加えた後、トルエンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールで再結晶し、目的の9−[3,4−ビス(ナフタレン−1−イル)フェニル]−10−フェニルアントラセン(20)の白色固体(収量1.72g、収率98%)を得た。更に、昇華精製を行い、純度99.9%品(高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により純度確認)を得た。
アルゴン気流下、上記の反応により合成した9−(3,4−ジクロロフェニル)−10−フェニルアントラセン(1−5)(1.198g,3.00mmol)、1−ナフタレンボロン酸(1.548g,9.00mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.137g,0.15mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(0.123g,0.30mmol)、リン酸カリウム三塩基酸(3.821g,18.00mmol)をトルエン50mlに溶解させ、加熱還流下で40時間攪拌した。室温まで冷却後、減圧下で濃縮し、水を加えた後、トルエンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製後、ジクロロメタン−メタノールで再結晶し、目的の9−[3,4−ビス(ナフタレン−1−イル)フェニル]−10−フェニルアントラセン(20)の白色固体(収量1.72g、収率98%)を得た。更に、昇華精製を行い、純度99.9%品(高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により純度確認)を得た。
なお、得られた化合物の質量分析を行ったところ、m/z=582(M+)にピークが確認された。また、この化合物を1H‐核磁気共鳴(1H‐NMR)法を用いて分析したところ、図20に示す1H‐NMRスペクトルが得られ、13C‐核磁気共鳴(1H‐NMR)法を用いて分析したところ、図21に示す13C‐NMRスペクトルが得られた。これらにより、合成例10で得られた化合物が化合物(20)であることが確認された。また、化合物(20)のトルエン溶液の発光スペクトルを測定したところ、ピーク波長412nmのスペクトルが得られた。
<実施例1>
ガラス基板上にRFスパッタ法で、ITO透明電極を100nmの厚さに成膜し、パターニングした。このITO透明電極付きガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥した。透明電極表面をUV/O3洗浄した後、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定して、層内を1×10−4Pa以下まで減圧した。
ガラス基板上にRFスパッタ法で、ITO透明電極を100nmの厚さに成膜し、パターニングした。このITO透明電極付きガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥した。透明電極表面をUV/O3洗浄した後、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定して、層内を1×10−4Pa以下まで減圧した。
次いで減圧状態を保ったまま、下記の構造を有するN,N’−ジフェニル−N,N’−
ビス[N−(4−メチルフェニル)−N−フェニル−(4−アミノフェニル)]−1,1
’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(21)を蒸着速度0.1nm/secで50nm
の厚さに蒸着し、ホール注入層とした。
ビス[N−(4−メチルフェニル)−N−フェニル−(4−アミノフェニル)]−1,1
’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(21)を蒸着速度0.1nm/secで50nm
の厚さに蒸着し、ホール注入層とした。
次いで、減圧状態を保ったまま、下記の構造を有するN,N,N’,N’−テトラキス(3−ビフェニリル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(22)を蒸着速度0.1nm/secで80nmの厚さに蒸着し、ホール輸送層とした。
更に、減圧状態を保ったまま、ホスト材料として本実施形態の化合物(11)と、ドーパントとして下記の構造の化合物(23)とを、質量比97:3で、全体の蒸着速度0.1nm/secとして40nmの厚さに蒸着し発光層とした。
更に、減圧状態を保ったまま、本実施形態の化合物(11)を蒸着速度0.1nm/secで20nmの厚さに蒸着し、電子輸送層とした。
更に、減圧状態を保ったまま、Alq3を蒸着速度0.1nm/secで10nmの厚さに相次いで蒸着し、電子注入層とした。
次いで、LiFを蒸着速度0.1nm/secで0.5nmの厚さに蒸着し、電子注入電極とし、保護電極としてAlを100nmの厚さに蒸着し、最後にガラス封止して有機電界発光素子を得た。なお、化合物(11)の昇華精製は、蒸着前であれば、任意の段階で行うことができる。
この有機電界発光素子に直流電圧を印加したところ、10mA/cm2の電流密度において、発光効率10.5cd/Aで、発光波長450nmの発光ドーパント由来の青色発光が得られた。
<実施例2〜38、比較例1〜3>
化合物(11)の代わりに表1に記載した化合物を用いた以外は実施例1と同様に有機電界発光素子を作製した。これらの素子の発光効率および各化合物の発光スペクトルのピーク波長を表1に示す。比較例に用いる化合物は下記に示す構造である。
化合物(11)の代わりに表1に記載した化合物を用いた以外は実施例1と同様に有機電界発光素子を作製した。これらの素子の発光効率および各化合物の発光スペクトルのピーク波長を表1に示す。比較例に用いる化合物は下記に示す構造である。
<実施例39>
化合物(23)の代わりに下記の構造の化合物(24)を用いた以外は実施例1と同様に有機電界発光素子を作製した。この有機電界発光素子に直流電圧を印加したところ、10mA/cm2の電流密度において、発光効率11.0cd/Aで、発光波長470nmの発光ドーパント由来の青緑色発光が得られた。
化合物(23)の代わりに下記の構造の化合物(24)を用いた以外は実施例1と同様に有機電界発光素子を作製した。この有機電界発光素子に直流電圧を印加したところ、10mA/cm2の電流密度において、発光効率11.0cd/Aで、発光波長470nmの発光ドーパント由来の青緑色発光が得られた。
<実施例40〜48、比較例4〜6>
化合物(11)の代わりに表2に記載した化合物を用いた以外は実施例39と同様に有機電界発光素子を作製した。これらの素子の発光効率および各化合物の発光スペクトルのピーク波長を表2に示す。
化合物(11)の代わりに表2に記載した化合物を用いた以外は実施例39と同様に有機電界発光素子を作製した。これらの素子の発光効率および各化合物の発光スペクトルのピーク波長を表2に示す。
実施例1〜48および比較例1〜6により、実施例1〜48で用いられた化合物が有機層に含まれた有機電界発光素子は、比較化合物(31)、(32)、(33)が含まれた有機電界発光素子と比較して、高い発光効率を実現すること可能であることが示された。
また、本実施形態の有機電界発光素子用化合物が有機層に含まれた有機電界発光素子は、青色の色純度の低い、すなわち発光波長が長いドーパントを使用した実施例39〜48と比較して、青色の色純度の高い、すなわち発光波長が短い発光ドーパントを使用した実施例1〜38の方が比較化合物(31)、(32)、(33)に対してより高い発光効率が得られることが示された。
また、比較例1〜6では、ドーパントの発光波長が短い場合は輝度半減寿命が低下する傾向が示された。これに対し、実施例1〜48で用いられた化合物が有機層に含まれた有機電界発光素子は、ドーパントの発光波長が短い場合でも輝度半減寿命が低下せず、長寿命であることが示された。
すなわち、本実施形態の有機電界発光素子用化合物は、色純度が高く、高効率、長寿命な青色有機電界発光素子を実現することが可能である。
また、本実施形態の有機電界発光素子用化合物が有機層に含まれた有機電界発光素子は、青色の色純度の低い、すなわち発光波長が長いドーパントを使用した実施例39〜48と比較して、青色の色純度の高い、すなわち発光波長が短い発光ドーパントを使用した実施例1〜38の方が比較化合物(31)、(32)、(33)に対してより高い発光効率が得られることが示された。
また、比較例1〜6では、ドーパントの発光波長が短い場合は輝度半減寿命が低下する傾向が示された。これに対し、実施例1〜48で用いられた化合物が有機層に含まれた有機電界発光素子は、ドーパントの発光波長が短い場合でも輝度半減寿命が低下せず、長寿命であることが示された。
すなわち、本実施形態の有機電界発光素子用化合物は、色純度が高く、高効率、長寿命な青色有機電界発光素子を実現することが可能である。
以上詳細に説明したように、本発明の有機電界発光素子用化合物は、これを有機薄膜層に含有させることによって、高効率かつ長寿命な有機電界発光素子を実現することができる。
1…本実施形態にかかる有機電界発光素子、2…基板、3…第1の電極、4…ホール注入層、5…ホール輸送層、6…発光層、7…電子輸送層、8…電子注入層、9…第2の電
極、P…電源。
極、P…電源。
Claims (3)
- 前記Ar1、前記Ar2、前記Ar3が、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ピレニル基、ビフェニリル基である請求項1に記載の有機電界発光素子用化合物。
- 陽極と陰極からなる一対の電極の間に、少なくとも1層の有機層が挟持された有機電界発光素子において、前記有機層の少なくとも1層が、請求項1または2に記載の化合物を単独もしくは混合物の成分として含有することを特徴とする有機電界発光素子。
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---|---|---|---|---|
US10435350B2 (en) | 2014-09-19 | 2019-10-08 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Organic electroluminecence device |
CN110627659A (zh) * | 2019-09-26 | 2019-12-31 | 吉林奥来德光电材料股份有限公司 | 有机发光化合物及其制备方法和器件 |
JP2020080403A (ja) * | 2018-10-26 | 2020-05-28 | キヤノン株式会社 | 組成物、それを有する有機発光素子、表示装置、撮像装置、電子機器及び移動体 |
-
2015
- 2015-03-23 JP JP2015059916A patent/JP2016181556A/ja active Pending
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