JP2019518716A - トリアジン及びベンズイミダゾールをコアとする有機化合物及びその化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンスデバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】トリアジン及びベンズイミダゾールをコアとする有機化合物及びその化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンスデバイス応用を提供することを課題とする。
【解決手段】 本発明はトリアジン及びベンズイミダゾールをコアとする有機化合物及びそのOLEDデバイスへの応用に関する。本発明の化合物は高いガラス転移温度及び分子熱安定性を有する。可視光領域の吸収が低く、高屈折率であり、OLEDデバイスのキャッピング層に使用することで、OLEDデバイスの光取り出し効率を効果的に向上させることができる。また本発明の化合物はHOMOのエネルギー準位が高く、高い電子移動度を有し、OLEDデバイスの正孔阻止/電子輸送層材料として使用でき、正孔又はエネルギーが発光層から電子層側に移動するのを効果的に阻止し、それにより発光層における正孔と電子の結合効率が向上して、OLEDデバイスの発光効率及び寿命を向上させることができる。
【解決手段】 本発明はトリアジン及びベンズイミダゾールをコアとする有機化合物及びそのOLEDデバイスへの応用に関する。本発明の化合物は高いガラス転移温度及び分子熱安定性を有する。可視光領域の吸収が低く、高屈折率であり、OLEDデバイスのキャッピング層に使用することで、OLEDデバイスの光取り出し効率を効果的に向上させることができる。また本発明の化合物はHOMOのエネルギー準位が高く、高い電子移動度を有し、OLEDデバイスの正孔阻止/電子輸送層材料として使用でき、正孔又はエネルギーが発光層から電子層側に移動するのを効果的に阻止し、それにより発光層における正孔と電子の結合効率が向上して、OLEDデバイスの発光効率及び寿命を向上させることができる。
Description
本発明は半導体の技術分野に関し、特にトリアジン及びベンズイミダゾールをコアとする有機化合物及びその化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンスデバイスに関する。
有機エレクトロルミネッセンスデバイス(OLED: Organic Light Emission Diodes)技術は、新規なディスプレイ製品の製造に利用できるほか、新規な照明製品の製造にも利用可能であるため、従来の液晶ディスプレイや蛍光灯照明に取って代わることが期待されており、その利用可能性は非常に広い。OLED発光デバイスはサンドイッチのような構造を有し、電極材料フィルムや異なる電極フィルムの間に挟まれた有機機能材料を含み、各種の異なる機能材料を用途に応じて一体に重畳してOLED発光デバイスを構成する。OLED発光デバイスは電流デバイスとして、その両端の電極に電圧が印加され、且つ電場によって有機層機能材料のフィルム中の正電荷と負電荷に作用する時に、正電荷と負電荷が発光層で再結合して、OLEDエレクトロルミネッセンスが発生する。
現在では、OLED表示技術は既にスマートフォン、タブレットPC等の分野に利用され、さらにはテレビ等の大サイズにも利用分野が拡大している。しかしながら、OLEDの外部量子効率と内部量子効率との間にはかなりの開きがあるため、OLEDの発展に大きな制約となっている。そのため、いかにOLEDの光取り出し効率を向上させるかが研究の焦点となっている。ITO薄膜とガラス基板の界面及びガラス基板と空気の界面に全反射することにより、OLEDデバイス前方の外部空間に出射される光は有機EL材料薄膜の総量の約20%を占めるが、それ以外の約80%の光は主に導波形式で有機材料薄膜、ITO薄膜及びガラス基板中に制限されてしまう。従って、一般的なOLEDデバイスの光出射効率の低さ(約20%)がOLEDの発展や利用に対する重大な制約となっている。OLEDデバイス中の全反射効果をいかに減らし、デバイス前方の外部空間で光結合する割合(光出射効率)を向上させるかという点が大きく注目されている。
現在、OLEDの外部量子効率の向上を実現するための重要な方法としては、基板の光出射表面に例えばしわ、フォトニック結晶、マイクロレンズアレイ(MLA)を形成する方法や、表面被覆層等の構造を追加する方法がある。最初の2種類の構造はOLEDの放射スペクトルの角度分布に影響を与えることがあり、3つ目の構造は製造プロセスが複雑であるが、表面被覆層を用いるプロセスはシンプルであり、発光効率が30%以上向上するため、特に注目されている。光学原理に基づいて、光が屈折率n1の物質から屈折率n2の物質を透過する場合(n1>n2)、arcsin(n2/n1)の角度範囲でしか屈折率n2の物質に入射することができないため、吸収率Bは下式で計算することができる。
n1=n一般的なOLED有機材料=1.70、n2=nカ゛ラス=1.46とすると、2B=0.49となる。仮に外向きに伝播する光が全て金属電極により反射された、高屈折率の有機膜及びITO層を導波できる光は51%に限られるため、同様に光がガラス基板から空気に出射する時の透過率を計算することができる。従って、有機層から放出される光がデバイスの外部に出射される時に見ることのできる光は約17%に限られる。そのため、OLEDデバイスの光取り出し効率が低いという現状に対処するには、デバイスの構造に1層のキャッピング層、即ち光取り出し材料を追加する必要があり、光学吸収、屈折の原理によれば、この表面被覆層材料の屈折率は可能な限り高くしなければならない。
現在では、OLED発光デバイスの性能を高め続けるために、デバイスの駆動電圧の低減、デバイスの発光効率の向上、デバイスの寿命の向上などの研究が行われている。OLEDデバイスの継続的な性能向上を実現するために、OLEDデバイスの構造及び製造プロセスのイノベーションが必要であり、またOLED光電機能材料の研究及びイノベーションによって、もっと高性能なOLED機能材料を開発する必要がある。
本出願人は、以上のような従来技術における欠点に対して、トリアジン及びベンズイミダゾールをコアとする有機化合物及びその有機その化合物を用いたエレクトロルミネッセンスデバイスを提供する。本発明の化合物はトリアジン及びベンズイミダゾール構造を含有し、高いガラス転移温度及び分子の熱安定性を備え、可視光領域の吸収が低くて、高屈折率であり、OLEDデバイスのキャッピング層に利用することで、OLEDデバイスの光取り出し効率を効果的に向上させることができる。さらに、トリアジン及びベンズイミダゾールはHOMOのエネルギー準位が高くて、バンドギャップ(Eg)のエネルギー準位が広いため、OLEDデバイスの正孔阻止/電子輸送層材料として使用でき、正孔が発光層から電子層側に移動するのを阻止し、発光層における正孔と電子の結合度を向上させることにより、OLEDデバイスの発光効率及び寿命を向上させることができる。
本発明の技術的解決策は以下の通りである。本出願人はトリアジン及びベンズイミダゾールをコアとする有機化合物を提供するが、その有機化合物の構造は一般式(1)で表される。
一般式(1)中、Ar1は、C1-10の直鎖又は分岐鎖アルキル基、ハロゲン原子、軽水
素、重水素、トリチウム、若しくは、置換又は無置換のフェニル基、ナフチル基、ジフェニル基、トリフェニル基アントリル基、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、9,9−ジメチルフルオレン又は9−フェニルカルバゾールを表す。Ar2、Ar3はそれぞれ独立に、C1-10の直鎖又は分岐鎖アルキル基、ハロゲン原子、軽水素、重水素、トリチウム、及び、置換又は無置換のフェニル基、ナフチル基、ジフェニル基、トリフェニル基、アントリル基又はピリジル基のいずれかを表す。さらにAr2、Ar3は、それぞれ独立に単結合を表す。Ar1、Ar2、Ar3は同一の構造でもよく、異なっていてもよい。R1、R2はそれぞれ独立に、一般式(2)、一般式(3)又は一般式(4)に示す構造を表す。
素、重水素、トリチウム、若しくは、置換又は無置換のフェニル基、ナフチル基、ジフェニル基、トリフェニル基アントリル基、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、9,9−ジメチルフルオレン又は9−フェニルカルバゾールを表す。Ar2、Ar3はそれぞれ独立に、C1-10の直鎖又は分岐鎖アルキル基、ハロゲン原子、軽水素、重水素、トリチウム、及び、置換又は無置換のフェニル基、ナフチル基、ジフェニル基、トリフェニル基、アントリル基又はピリジル基のいずれかを表す。さらにAr2、Ar3は、それぞれ独立に単結合を表す。Ar1、Ar2、Ar3は同一の構造でもよく、異なっていてもよい。R1、R2はそれぞれ独立に、一般式(2)、一般式(3)又は一般式(4)に示す構造を表す。
ここで、Ar4、Ar5、Ar6、Ar7はそれぞれ独立に、C1-10の直鎖又は分岐鎖アルキル基、ハロゲン原子、及び、置換又は無置換のフェニル基、ナフチル基、ジフェニル基、トリフェニル基又はピリジル基のいずれかを表す。R1、R2は同一の構造でもよく、異なっていてもよい。
有機化合物の具体的な構造式は、下記式(1)〜(96)のいずれかであることが好ましい。
本出願人はさらに有機化合物の調製方法を提供するが、調製過程において発生する反応方程式は以下の通りである。
具体的な反応過程は以下の通りである。
ステップ1:窒素雰囲気下で、原料として2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジンを秤量してテトラヒドロフランに溶解し、次にAr1のホウ酸化合物及びテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムを加え、混合物を撹拌し、更に飽和炭酸カリウム水溶液を加え、上記反応物の混合溶液を70〜90℃の反応温度で10〜20時間加熱還流させる。反応終了後に冷却し、混合液を塩化メチレンで抽出し、抽出物を無水硫酸ナトリウムで乾燥処理し、且つ減圧下で濃縮し、濃縮固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、化合物中間体Iを得る。前記2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジンとAr1−B(OH)2のモル比は1:1.0〜1.5であり、Pd(PPh3)4と2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジンのモル比は0.005〜0.05:1であり、K2CO3と2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジンのモル比は1.0〜2.0:1であり、2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジンとTHFの用量の比は、2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジン : THF=1g : 10〜20mlである。
ステップ2:窒素雰囲気下で、中間体Iを秤量してN,N−ジメチルホルムアミドに溶解し、次に
及び酢酸パラジウムを加え、混合物を撹拌し、更にリン酸カリウム水溶液を加え、上記反応物の混合溶液を120〜150℃の反応温度で10〜24時間加熱還流させる。反応終了後、冷却して水を添加し、混合物を濾過してから真空乾燥器で乾燥させて、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により精製し、化合物中間体IIを得る。
中間体Iと
のモル比は1:1.0〜1.5であり、Pd(OAc)2と中間体Iのモル比は0.001〜0.02:1であり、K3PO4と中間体Iのモル比は1.0〜2.0:1であり、中間体IとDMFの用量の比は、中間体I : DMF=1g : 10〜20mlである。
ステップ3:窒素雰囲気下で、中間体IIを秤量してN,N−ジメチルホルムアミドに溶解し、次に
及び酢酸パラジウムを加え、混合物を撹拌し、更にリン酸カリウム水溶液を加え、上記反応物の混合溶液を120〜150℃の反応温度で10〜24時間加熱還流する。反応終了後、冷却して水を添加し、混合物を濾過してから真空乾燥器で乾燥し、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により精製し、目標化合物を得る。
中間体IIと
のモル比は1:1.0〜1.5であり、Pd(OAc)2と中間体IIのモル比は0.001〜0.02:1であり、K3PO4と中間体IIのモル比は1.0〜2.0:1であり、中間体IIとDMFの用量の比は、中間体II : DMF=1g : 15〜30mlである。
本出願人は、有機エレクトロルミネッセンスデバイスの作製のための有機化合物の応用方法をさらに提供する。
本出願人は、有機エレクトロルミネッセンスデバイスをさらに提供し、その有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、トリアジン及びベンズイミダゾールをコアとする上記の有機化合物を含有する少なくとも1層の機能層を含む。
本出願人は、正孔阻止層/電子輸送層を含む有機エレクトロルミネッセンスデバイスをさらに提供し、その正孔阻止層/電子輸送層は、トリアジン及びベンズイミダゾールをコアとする上記の有機化合物を含有する。
本出願人は、キャッピング層、即ち光取り出し層を含む有機エレクトロルミネッセンスデバイスをさらに提供し、そのキャッピング層は、トリアジン及びベンズイミダゾールをコアとする上記の有機化合物を含有する。
本出願人は、上記の有機エレクトロルミネッセンスデバイスを含む照明素子又は表示素子をさらに提供する。
本発明の有利な技術的効果は以下のとおりである。
1.本発明は、有機化合物の構造にトリアジンとベンズイミダゾールという2種類のリギドグループ(剛性基)を含有させることで材料の構造安定性を向上させている。本発明の材料の分子量は700〜850であり、空間構造上は、トリアジンの4位と6位は電子特性の優れたベンズイミダゾール基であり、2位は正孔基で分離され、それによって材料に高い密度を持たせて、高屈折率を獲得している。また可視光領域の吸収が低く、高屈折率である。同時に、本発明の材料はいずれも非常に高いTg温度及び分子の熱安定性を有する。通常、分子量が700〜850である材料の真空状態における蒸着温度は350℃未満であるため、材料を大量生産する際に長時間の蒸着を行っても材料が分解されることがなく、また蒸着温度の熱放射に対する影響で蒸着マスクが変形するのを低減させている。
2.本発明の材料が利用されるのはOLEDデバイス中のキャッピング層であり、デバイスの電子及び正孔輸送には関与しないものの、材料の熱安定性、膜の結晶性及び光伝送(高屈折率)については非常に高い要件が求められる。上記の分析のように、トリアジンとベンズイミダゾールはリギドグループ(剛性基)であり、材料の安定性が向上する。また高いTg温度によって、材料が薄膜状態下でも結晶化することがない。さらに低い蒸着温度は材料の大量生産を可能にする上での前提条件である。高い屈折率は本発明の材料をキャッピング層に利用可能にする最も重要な要素である。
3.本発明の材料は、HOMOのエネルギー準位が高く、高い電子移動度を有するため、正孔又はエネルギーが発光層から電子層側に移動するのを効果的に阻止し、それにより発光層における正孔と電子の結合効率を向上させて、OLEDデバイスの発光効率及び寿命を向上させることができる。また、本発明をOLEDデバイスのキャッピング層に利用することで、OLEDデバイスの光取り出し効率を効果的に向上させることができる。上述をまとめると、本発明の化合物は、OLED発光デバイスにおいて良好な利用効果及び産業上の利用可能性がある。
1.本発明は、有機化合物の構造にトリアジンとベンズイミダゾールという2種類のリギドグループ(剛性基)を含有させることで材料の構造安定性を向上させている。本発明の材料の分子量は700〜850であり、空間構造上は、トリアジンの4位と6位は電子特性の優れたベンズイミダゾール基であり、2位は正孔基で分離され、それによって材料に高い密度を持たせて、高屈折率を獲得している。また可視光領域の吸収が低く、高屈折率である。同時に、本発明の材料はいずれも非常に高いTg温度及び分子の熱安定性を有する。通常、分子量が700〜850である材料の真空状態における蒸着温度は350℃未満であるため、材料を大量生産する際に長時間の蒸着を行っても材料が分解されることがなく、また蒸着温度の熱放射に対する影響で蒸着マスクが変形するのを低減させている。
2.本発明の材料が利用されるのはOLEDデバイス中のキャッピング層であり、デバイスの電子及び正孔輸送には関与しないものの、材料の熱安定性、膜の結晶性及び光伝送(高屈折率)については非常に高い要件が求められる。上記の分析のように、トリアジンとベンズイミダゾールはリギドグループ(剛性基)であり、材料の安定性が向上する。また高いTg温度によって、材料が薄膜状態下でも結晶化することがない。さらに低い蒸着温度は材料の大量生産を可能にする上での前提条件である。高い屈折率は本発明の材料をキャッピング層に利用可能にする最も重要な要素である。
3.本発明の材料は、HOMOのエネルギー準位が高く、高い電子移動度を有するため、正孔又はエネルギーが発光層から電子層側に移動するのを効果的に阻止し、それにより発光層における正孔と電子の結合効率を向上させて、OLEDデバイスの発光効率及び寿命を向上させることができる。また、本発明をOLEDデバイスのキャッピング層に利用することで、OLEDデバイスの光取り出し効率を効果的に向上させることができる。上述をまとめると、本発明の化合物は、OLED発光デバイスにおいて良好な利用効果及び産業上の利用可能性がある。
実施例1:中間体Iの合成
窒素雰囲気下で、原料として2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジンを秤量してテトラヒドロフランに溶解し、次にAr1のホウ酸化合物及びテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムを加え、混合物を撹拌し、更に飽和炭酸カリウム水溶液を加え、上記反応物の混合溶液を70〜90℃の反応温度で10〜20時間加熱還流する。反応終了後に冷却し、混合液を塩化メチレンで抽出し、抽出物を無水硫酸ナトリウムで乾燥処理し、且つ減圧下で濃縮し、濃縮固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、化合物中間体Iを得る。
前記2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジンとAr1−B(OH)2のモル比は1:1.0〜1.5であり、Pd(PPh3)4と2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジンのモル比は0.005〜0.05:1であり、K2CO3と2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジンのモル比は1.0〜2.0:1であり、2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジンとTHFの用量の比は、2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジン:THF=1g:10〜20mlである。
中間体A1の合成を例とする。
250mLの三つ口フラスコに、窒素ガスを導入し、原料として0.04molの2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジン、100mlのTHF、0.05molの2−ナフタレンボロン酸、及び0.0004molのテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムを加え、撹拌し、次に0.06molのK2CO3水溶液(2M)を添加し、80℃で15時間加熱還流して反応させ、サンプリングして、反応が完全に進行したことを確認した。自然冷却し、200mlの塩化メチレンで抽出し、分離した後、抽出液を無水硫酸ナトリウムで乾燥させて、濾過し、濾液を回転蒸発させて、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、中間体A1を得た。HPLCによる純度は99.5%であり、収率は82.8%であった。
元素分析構造(分子式C13H7Cl2N3):理論値C, 56.55; H, 2.56; Cl, 25.68; N, 15.22。試験値:C, 56.56; H, 2.58; Cl, 25.65; N, 15.21。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は275.00であり、実測値は275.27であった。
中間体A1の合成方法で中間体Iを調製した。具体的な構造を表1に示す。
実施例2:中間体
又は
の合成
Ar2又はAr3が一般式(2)の構造で表される場合について説明する。
(1)250mLの三つ口フラスコに、窒素ガスを導入し、原料として0.02molの2−ブロモ−ベンズイミダゾール、0.03molのヨードベンゼン、0.04molの水素化ナトリウム、0.004molのヨウ化第一銅及び0.01molのフェナントロリンを加え、100mlの1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンに溶解し、撹拌して20〜30時間反応させ、反応終了後、水を添加して塩化メチレンで抽出し、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させて、石油エーテルと酢酸エチルの混合物を溶離液として使用して溶離した。溶離液中の石油エーテルと酢酸エチルの体積比は1:100であった。カラムクロマトグラフィーにより精製し、中間体Mを得た。
(2)窒素雰囲気下で、中間体Mを秤量してテトラヒドロフランに溶解し、次にBr−Ar2−B(OH)2及びテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムを加え、混合物を撹拌し、更に飽和炭酸カリウム水溶液を加え、上記反応物の混合溶液を70〜90℃の反応
温度で10〜20時間加熱還流した。反応終了後、冷却し、混合液を塩化メチレンで抽出し、抽出物を無水硫酸ナトリウムで乾燥処理し、且つ減圧下で濃縮し、濃縮固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、化合物中間体Nを得た。
温度で10〜20時間加熱還流した。反応終了後、冷却し、混合液を塩化メチレンで抽出し、抽出物を無水硫酸ナトリウムで乾燥処理し、且つ減圧下で濃縮し、濃縮固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、化合物中間体Nを得た。
(3)窒素雰囲気下で、中間体Nを秤量してN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)に溶解し、更にビス(ピナコラト)ジボロン、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)及び酢酸カリウムを加え、混合物を撹拌し、上記反応物の混合溶液を120〜150℃の反応温度で5〜10時間加熱還流した。反応終了後、冷却し、且つ混合物を濾過して真空乾燥器で乾燥させた。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により分離して精製し、化合物中間体IVを得た。
Ar2又はAr3が一般式(3)の構造で表される場合について説明する。
(1)窒素雰囲気下で、2−ブロモ−ベンズイミダゾールを秤量し、テトラヒドロフランに溶解し、次にAr5−B(OH)2及びテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムを加え、混合物を撹拌し、更に飽和炭酸カリウム水溶液を加え、上記反応物の混合溶液を70〜90℃の反応温度で5〜15時間加熱還流した。反応終了後、冷却し、混合液を塩化メチレンで抽出し、抽出物を無水硫酸ナトリウムで乾燥処理し、且つ減圧下で濃縮し、濃縮固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、化合物中間体Pを得た。
(2)窒素雰囲気下で、中間体P、I−Ar2−Br、水素化ナトリウム、ヨウ化第一銅及びフェナントロリンを加え、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンに溶解し、撹拌して20〜30時間反応させ、反応終了後、水を添加して塩化メチレンで抽出し、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させて、石油エーテルと酢酸エチルの混合物を溶離液として使用して溶離し、カラムクロマトグラフィーにより精製し、中間体Qを得た。
(3)窒素雰囲気下で、中間体Qを秤量してN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)に溶解し、更にビス(ピナコラト)ジボロン、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)及び酢酸カリウムを加え、混合物を撹拌し、上記反応物の混合溶液を120〜150℃の反応温度で5〜10時間加熱還流した。反応終了後、冷却し、且つ混合物を濾過して真空乾燥器で乾燥させた。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により分離して精製し、化合物中間体IVを得た。
Ar2又はAr3が一般式(4)の構造で表される場合を説明する。
(1)窒素雰囲気下で、原料W、I−Ar7、水素化ナトリウム、ヨウ化第一銅及びフェナントロリンを加え、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンに溶解し、撹拌して20〜30時間反応させ、反応終了後、水を添加して塩化メチレンで抽出し、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させて、石油エーテルと酢酸エチルの混合物を溶離液として使用して溶離し、カラムクロマトグラフィーにより精製し、中間体Xを得た。
(2)窒素雰囲気下で、中間体Xを秤量してテトラヒドロフランに溶解し、次にAr6−B(OH)2及びテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムを加え、混合物を撹拌し、更に飽和炭酸カリウム水溶液を加え、上記反応物の混合溶液を70〜90℃の反応温度で5〜15時間加熱還流した。反応終了後、冷却し、混合液を塩化メチレンで抽出し、抽出物を無水硫酸ナトリウムで乾燥処理し、且つ減圧下で濃縮し、濃縮固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、化合物中間体Yを得た。
(3)窒素雰囲気下で、中間体Yを秤量してN,N−ジメチルホルムアミドに溶解し、次にBr−Ar2−B(OH)2及び酢酸パラジウムを加え、混合物を撹拌し、更にリン酸カリウム水溶液を加え、上記反応物の混合溶液を120〜150℃の反応温度で10〜24時間加熱還流した。反応終了後、冷却して水を添加し、混合物を濾過して真空乾燥器で乾燥させて、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により精製し、化合物中間体Zを得た。
(4)窒素雰囲気下で、中間体Zを秤量してN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)に溶解し、更にビス(ピナコラト)ジボロン、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)及び酢酸カリウムを加え、混合物を撹拌し、上記反応物の混合溶液を120〜150℃の反応温度で5〜10時間加熱還流した。反応終了後、冷却し、且つ混合物を濾過して真空乾燥器で乾燥させた。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により分離して精製し、化合物中間体IVを得た。
中間体B7の合成を例とする。
(1)250mLの三つ口フラスコに、窒素ガスを導入し、原料として0.02molの2−ブロモ−5−クロロ−1H−ベンズイミダゾール、0.03molのヨードベンゼン、0.04molの水素化ナトリウム、0.004molヨウ化第一銅、及び0.01molフェナントロリンを加え、100mlの1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンに溶解し、撹拌して20〜30時間反応させ、反応終了後、水を添加して塩化メチレンで抽出し、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させて、石油エーテルと酢酸エチルの混合物を溶離液として使用して溶離した。溶離液中の石油エーテルと酢酸エチルの体積比は1:100であった。カラムクロマトグラフィーにより精製し、中間体X1を得た。HPLCによる純度は99.7%であり、収率は78.5%であった。
元素分析構造(分子式C13H8BrClN2):理論値C, 50.76; H, 2.62; Br, 25.98; Cl, 11.53; N, 9.11。試験値:C,
50.74; H, 2.63; Br, 25.96; Cl, 11.55; N, 9.12。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は305.96であり、実測値は306.24であった。
50.74; H, 2.63; Br, 25.96; Cl, 11.55; N, 9.12。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は305.96であり、実測値は306.24であった。
(2)250mLの三つ口フラスコに、窒素ガスを導入し、0.04molの中間体X1、100mlのTHF、0.05molのフェニルボロン酸、0.0004molのテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムを加え、撹拌し、次に0.06molのK2CO3水溶液(2M)を加え、80℃で10時間加熱還流して反応させ、サンプリングして、反応が完全に進行したことを確認した。自然冷却し、200mlの塩化メチレンで抽出し、分離し、抽出液を無水硫酸ナトリウムで乾燥させて、濾過し、濾液を回転蒸発させて、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、中間体Y1を得た。HPLCによる純度は99.8%であり、収率は88.2%であった。
元素分析構造(分子式C19H13ClN2):理論値C, 74.88; H, 4.30; Cl, 11.63; N, 9.19。試験値:C, 74.84; H, 4.33; Cl, 11.65; N, 9.18。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は304.08であり、実測値は304.52であった。
(3)250mLの三つ口フラスコに、窒素ガスを導入し、0.02molの中間体Y1、120mlのDMF、0.04molのフェニルボロン酸、0.0002molの酢酸パラジウムを加え、撹拌し、次に0.02molのK3PO4水溶液を加え、130℃で10時間加熱還流して反応させ、サンプリングして、反応が完全に進行したことを確認した。自然冷却し、200mlの塩化メチレンで抽出し、分離し、抽出液を無水硫酸ナトリウムで乾燥させて、濾過し、濾液を回転蒸発させて、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、中間体Z1を得た。HPLCによる純度は99.5%であり、収率は80.5%であった。
元素分析構造(分子式C25H17BrN2):理論値C, 70.60; H, 4.03; Br, 18.79; N, 6.59。試験値:C, 70.60; H, 4.05; Br, 18.78; N, 6.57。ESI−MS(m/z)(M+):
理論値は424.06であり、実測値は424.34であった。
理論値は424.06であり、実測値は424.34であった。
(4)500mLの三つ口フラスコに、窒素ガスを導入し、0.05molの中間体Z1を加えて300mlのN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)に溶解し、次に0.06molのビス(ピナコラト)ジボロン、0.0005molの[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)及び0.125mol酢酸カリウムを加え、混合物を撹拌し、上記反応物の混合溶液を120〜150℃の反応温度で10時間加熱還流した。反応終了後、冷却して200mlの水を添加し、且つ混合物を濾過して真空乾燥器で乾燥させた。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により分離して精製し、化合物中間体B7を得た。HPLCによる純度は99.2%であり、収率は81.2%であった。元素分析構造(分子式C31H29BN2O2):理論値C,
78.82; H, 6.19; B, 2.29; N, 5.93; O, 6.77。試験値:C, 78.92; H, 6.14; B, 2.25; N, 5.94; O, 6.75。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は472.23であり、実測値は472.59であった。中間体B7の合成方法で中間体IVを調製した。具体的な構造を表2に示す。
78.82; H, 6.19; B, 2.29; N, 5.93; O, 6.77。試験値:C, 78.92; H, 6.14; B, 2.25; N, 5.94; O, 6.75。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は472.23であり、実測値は472.59であった。中間体B7の合成方法で中間体IVを調製した。具体的な構造を表2に示す。
実施例3:化合物1の合成:
250mLの三つ口フラスコに、窒素ガスを導入し、0.01molの中間体A1、150mlのDMF、0.03molの中間体B1、0.0002molの酢酸パラジウムを加え、撹拌し、次に0.02molのK3PO4水溶液を加え、150℃で24時間加熱還流して反応させ、サンプリングして、反応が完全に進行したことを確認した。自然冷却し、200mlの塩化メチレンで抽出し、分離し、抽出液を無水硫酸ナトリウムで乾燥させて、濾過し、濾液を回転蒸発させて、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、目標生成物を得た。HPLCによる純度は99.1%であり、収率は72.1%であった。
元素分析構造(分子式C51H33N7):理論値C, 82.35; H, 4.47;
N, 13.18。試験値:C, 82.37; H, 4.48; N, 13.15。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は743.28であり、実測値は743.62であった。
N, 13.18。試験値:C, 82.37; H, 4.48; N, 13.15。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は743.28であり、実測値は743.62であった。
実施例4:化合物10の合成:
250mLの三つ口フラスコに、窒素ガスを導入し、0.01molの中間体A2、150mlのDMF、0.03molの中間体B2、0.0002molの酢酸パラジウムを加え、撹拌し、次に0.02molのK3PO4水溶液を加え、150℃で24時間加熱還流して反応させ、サンプリングして、反応が完全に進行したことを確認した。自然冷却し、200mlの塩化メチレンで抽出し、分離し、抽出液を無水硫酸ナトリウムで乾燥させて、濾過し、濾液を回転蒸発させて、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、目標生成物を得たが、HPLCによる純度は99.3%であり、収率は75.4%であった。
元素分析構造(分子式C55H47N7):理論値C, 81.96; H, 5.88;
N, 12.16。試験値:C, 81.99; H, 5.86; N, 12.15。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は805.39であり、実測値は805.74であった。
N, 12.16。試験値:C, 81.99; H, 5.86; N, 12.15。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は805.39であり、実測値は805.74であった。
実施例5:化合物13の合成:
化合物13の調製方法は実施例3と同様であり、異なる点は中間体A1を中間体A3に置き換える点である。
元素分析構造(分子式C53H35N7):理論値C, 82.68; H, 4.58;
N, 12.74。試験値:C, 82.68; H, 4.56; N, 12.76。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は769.30であり、実測値は769.67であった。
N, 12.74。試験値:C, 82.68; H, 4.56; N, 12.76。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は769.30であり、実測値は769.67であった。
実施例6:化合物19の合成:
化合物19の調製方法は実施例3と同様であり、異なる点は中間体A1を中間体A7に置き換え、中間体B1の代わりに中間体B8を使用する点である。
元素分析構造(分子式C45H29N9):理論値C, 77.68; H, 4.20;
N, 18.12。試験値:C, 77.68; H, 4.20; N, 18.12。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は695.25であり、実測値は695.25であった。
N, 18.12。試験値:C, 77.68; H, 4.20; N, 18.12。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は695.25であり、実測値は695.25であった。
実施例7:化合物25の合成:
化合物25の調製方法は実施例3と同様であり、異なる点は中間体A1を中間体A5に置き換える点である。
元素分析構造(分子式C56H39N7):理論値C, 83.04; H, 4.85;
N, 12.11。試験値:C, 83.01; H, 4.86; N, 12.13。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は809.33であり、実測値は809.66であった。
N, 12.11。試験値:C, 83.01; H, 4.86; N, 12.13。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は809.33であり、実測値は809.66であった。
実施例8:化合物27の合成:
化合物27の調製方法は実施例3と同様であり、異なる点は中間体A1を中間体A6に置き換える点である。
元素分析構造(分子式C53H34N8):理論値C, 81.31; H, 4.38;
N, 14.31。試験値:C, 81.31; H, 4.36; N, 14.33。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は782.29であり、実測値は782.67であった。
N, 14.31。試験値:C, 81.31; H, 4.36; N, 14.33。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は782.29であり、実測値は782.67であった。
実施例9:化合物31の合成:
化合物31の調製方法は実施例3と同様であり、異なる点は中間体A1を中間体A7に置き換える点である。
元素分析構造(分子式C47H31N7):理論値C, 81.36; H, 4.50;
N, 14.13。試験値:C, 81.33; H, 4.52; N, 14.15。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は693.26であり、実測値は693.58であった。
N, 14.13。試験値:C, 81.33; H, 4.52; N, 14.15。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は693.26であり、実測値は693.58であった。
実施例10:化合物32の合成:
化合物32の調製方法は実施例9と同様であり、異なる点は中間体B1を中間体B3に置き換える点である。
元素分析構造(分子式C47H31N7):理論値C, 81.36; H, 4.50;
N, 14.13。試験値:C, 81.35; H, 4.51; N, 14.14。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は693.26であり、実測値は693.67であった。
N, 14.13。試験値:C, 81.35; H, 4.51; N, 14.14。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は693.26であり、実測値は693.67であった。
実施例11:化合物39の合成:
化合物39の調製方法は実施例9と同様であり、異なる点は中間体B1を中間体B4に置き換える点である。
元素分析構造(分子式C53H43N7):理論値C, 81.83; H, 5.57;
N, 12.60。試験値:C, 81.83; H, 5.54; N, 12.63。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は777.36であり、実測値は777.67であった。
N, 12.60。試験値:C, 81.83; H, 5.54; N, 12.63。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は777.36であり、実測値は777.67であった。
実施例12:化合物48の合成:
化合物48の調製方法は実施例10と同様であり、異なる点は中間体A7を中間体A8に置き換える点である。
元素分析構造(分子式C53H35N7):理論値C, 82.68; H, 4.58;
N, 12.74。試験値:C, 82.67; H, 4.56; N, 12.77。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は769.30であり、実測値は769.73であった。
N, 12.74。試験値:C, 82.67; H, 4.56; N, 12.77。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は769.30であり、実測値は769.73であった。
実施例13:化合物53の合成:
250mLの三つ口フラスコに、窒素ガスを導入し、0.01molの中間体A7、150mlのDMF、0.015molの中間体B1、0.0001molの酢酸パラジウムを加え、撹拌し、次に0.01molのK3PO4水溶液を加え、150℃で24時間加熱還流して反応させ、サンプリングして、反応が完全に進行したことを確認した。自然冷却し、200mlの塩化メチレンで抽出し、分離し、抽出液を無水硫酸ナトリウムで乾燥させて、濾過し、濾液を回転蒸発させて、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、中間体C1を得た。HPLCによる純度は99.2%であり、収率は85.1%であった。
元素分析構造(分子式C28H18ClN5):理論値C, 73.12; H, 3.94; Cl, 7.71; N, 15.23。試験値:C, 73.13; H, 3.96; Cl, 7.70; N, 15.21。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は459.13であり、実測値は459.37であった。
250mLの三つ口フラスコに、窒素ガスを導入し、0.01molの中間体C1、150mlのDMF、0.015molの中間体B5、0.0001molの酢酸パラジウムを加え、撹拌し、次に0.01molのK3PO4水溶液を加え、150℃で24時間加熱還流して反応させ、サンプリングして、反応が完全に進行したことを確認した。自然冷却し、200mlの塩化メチレンで抽出し、分離し、抽出液を無水硫酸ナトリウムで乾燥させて、濾過し、濾液を回転蒸発させて、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、目標生成物を得た。HPLCによる純度は99.5%であり、収率は71.7%であった。
元素分析構造(分子式C47H31N7):理論値C, 81.36; H, 4.50;
N, 14.13。試験値:C, 81.34; H, 4.51; N, 14.15。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は693.26であり、実測値は693.71であった。
N, 14.13。試験値:C, 81.34; H, 4.51; N, 14.15。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は693.26であり、実測値は693.71であった。
実施例14:化合物59の合成:
化合物59の調製方法は実施例10と同様であり、異なる点は中間体A7を中間体A9に置き換える点である。
元素分析構造(分子式C59H38N8):理論値C, 82.50; H, 4.46;
N, 13.04。試験値:C, 82.51; H, 4.47; N, 13.02。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は858.32であり、実測値は858.72であった。
N, 13.04。試験値:C, 82.51; H, 4.47; N, 13.02。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は858.32であり、実測値は858.72であった。
実施例15:化合物63の合成:
化合物63の調製方法は実施例9と同様であり、異なる点は中間体B1を中間体B5に置き換える点である。
元素分析構造(分子式C47H31N7):理論値C, 81.36; H, 4.50;
N, 14.13。試験値:C, 81.33; H, 4.53; N, 14.14。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は693.26であり、実測値は693.65であった。
N, 14.13。試験値:C, 81.33; H, 4.53; N, 14.14。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は693.26であり、実測値は693.65であった。
実施例16:化合物70の合成:
化合物70の調製方法は実施例13と同様であり、異なる点は中間体B5を中間体B3に置き換える点である。
元素分析構造(分子式C47H31N7):理論値C, 81.36; H, 4.50;
N, 14.13。試験値:C, 81.32; H, 4.54; N, 14.14。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は693.26であり、実測値は693.66であった。
N, 14.13。試験値:C, 81.32; H, 4.54; N, 14.14。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は693.26であり、実測値は693.66であった。
実施例17:化合物76の合成:
化合物76の調製方法は実施例9と同様であり、異なる点は中間体B1を中間体B6に置き換える点である。
元素分析構造(分子式C47H31N7):理論値C, 81.36; H, 4.50;
N, 14.13。試験値:C, 81.37; H, 4.52; N, 14.11。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は693.26であり、実測値は693.54であった。
N, 14.13。試験値:C, 81.37; H, 4.52; N, 14.11。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は693.26であり、実測値は693.54であった。
実施例18:化合物83の合成:
化合物83の調製方法は実施例15と同様であり、異なる点は中間体A7を中間体A10に置き換える点である。
元素分析構造(分子式C51H39N7):理論値C, 81.68; H, 5.24;
N, 13.07。試験値:C, 81.71; H, 5.25; N, 13.04。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は749.33であり、実測値は749.64であった。
N, 13.07。試験値:C, 81.71; H, 5.25; N, 13.04。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は749.33であり、実測値は749.64であった。
実施例19:化合物92の合成:
化合物92の調製方法は実施例18と同様であり、異なる点は中間体A10を中間体A11に置き換える点である。
元素分析構造(分子式C59H38N8):理論値C, 82.50; H, 4.46;
N, 13.04。試験値:C, 82.51; H, 4.47; N, 13.02。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は858.32であり、実測値は858.73であった。
N, 13.04。試験値:C, 82.51; H, 4.47; N, 13.02。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は858.32であり、実測値は858.73であった。
実施例20:化合物94の合成:
化合物94の調製方法は実施例13と同様であり、異なる点は中間体B5を中間体B7に置き換える点である。
元素分析構造(分子式C53H35N7):理論値C, 82.68; H, 4.58;
N, 12.74。試験値:C, 82.70; H, 4.57; N, 12.73。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は769.30であり、実測値は769.62であった。
N, 12.74。試験値:C, 82.70; H, 4.57; N, 12.73。ESI−MS(m/z)(M+):理論値は769.30であり、実測値は769.62であった。
本発明の有機化合物は発光デバイスにおいてキャッピング層材料として用いられ、高いTg(ガラス転移温度)温度及び高屈折率を有する。本発明の化合物及び既存の材料それ
ぞれに対して熱特性及び屈折率試験を行った。結果を表3に示す。その中で、化合物76の屈折率のテストチャートを図2に示す。
ぞれに対して熱特性及び屈折率試験を行った。結果を表3に示す。その中で、化合物76の屈折率のテストチャートを図2に示す。
ガラス転移温度Tgは示差走査熱量測定(DSC、ドイツのネッチ社DSC204F1
示差走査熱量計)により測定し、昇温速度は10℃ /minとした。屈折率はエリプソメーター(アメリカ合衆国のJ.A.Woollam Co.型番: ALPHA−SE)により測定し、試験は大気環境で行った。
示差走査熱量計)により測定し、昇温速度は10℃ /minとした。屈折率はエリプソメーター(アメリカ合衆国のJ.A.Woollam Co.型番: ALPHA−SE)により測定し、試験は大気環境で行った。
以上の表におけるデータから分かるように、現在利用されているCBP、Alq3及びTPBi等の材料と比較すると、本発明の有機化合物は高いガラス転移温度、高屈折率を有し、同時にトリアジン及びベンズイミダゾールというリギドグループ(剛性基)を含有するため、材料の熱安定性が保証される。従って、本発明におけるトリアジン及びベンズイミダゾールをコアとする有機材料をOLEDデバイスのキャッピング層に利用することで、デバイスの光取り出し効率が効果的に向上し、且つOLEDデバイスの長寿命を保証することができる。
以下、デバイスの実施例1〜21及びデバイスの比較例1によって、本発明により合成されたOLED材料のデバイスへの利用効果を詳しく説明する。本発明におけるデバイスの実施例2〜21及びデバイスの比較例1をデバイスの実施例1と比較すると、デバイスの製造プロセスは全く同様であり、且つ同一の基板材料及び電極材料を使用し、電極材料の膜厚も一致しており、異なる点はデバイスの実施例2〜18において、デバイス中のキャッピング層材料を交換した点と、デバイスの実施例19〜21において、デバイスの正孔阻止/電子輸送層材料を交換した点である。各実施例により得られたデバイスの性能測定結果を表4に示す。
デバイスの実施例1:エレクトロルミネッセンスデバイスであって、図1に示すように、その製造工程は以下を含む。
a)透明OLEDデバイス基板1上のITOアノード層2を洗浄する。脱イオン水、アセトン、エタノールを使用してそれぞれ15分間超音波洗浄し、次にプラズマクリーナーで2分間処理する。
b)ITOアノード層2の上に、真空蒸着方式により正孔注入層材料HAT−CNを蒸着する。厚さは10nmとし、この層を正孔注入層3とする。
c)正孔注入層3の上に、真空蒸着方式により正孔輸送材料NPBを蒸着する。厚さは80nmとし、この層を正孔輸送層4とする。
d)正孔輸送層4の上に発光層5を蒸着し、CBPはホスト材料とし、Ir(ppy)3はドーピング材料とする。Ir(ppy)3とCBPの質量比は1:9とし、厚さは30nmとする。
e)発光層5の上に、真空蒸着方式により電子輸送材料TPBiを蒸着する。厚さは40nmとし、この層の有機材料を正孔阻止/電子輸送層6として使用する。
f)正孔阻止/電子輸送層6の上に、電子注入層LiFを真空蒸着する。厚さは1nmとし、この層を電子注入層7とする。
g)電子注入層7の上に、カソードMg:Ag/Ag層を真空蒸着する。Mg:Agのドーピング比は9:1とし、厚さは15nmとし、Agの厚さは3nmとし、この層をカソード層8とする。
h)カソード層8の上に、真空蒸着方式によりキャッピング材料化合物1を蒸着する。厚さは50nmとし、この層の有機材料をキャッピング層9として使用する。
a)透明OLEDデバイス基板1上のITOアノード層2を洗浄する。脱イオン水、アセトン、エタノールを使用してそれぞれ15分間超音波洗浄し、次にプラズマクリーナーで2分間処理する。
b)ITOアノード層2の上に、真空蒸着方式により正孔注入層材料HAT−CNを蒸着する。厚さは10nmとし、この層を正孔注入層3とする。
c)正孔注入層3の上に、真空蒸着方式により正孔輸送材料NPBを蒸着する。厚さは80nmとし、この層を正孔輸送層4とする。
d)正孔輸送層4の上に発光層5を蒸着し、CBPはホスト材料とし、Ir(ppy)3はドーピング材料とする。Ir(ppy)3とCBPの質量比は1:9とし、厚さは30nmとする。
e)発光層5の上に、真空蒸着方式により電子輸送材料TPBiを蒸着する。厚さは40nmとし、この層の有機材料を正孔阻止/電子輸送層6として使用する。
f)正孔阻止/電子輸送層6の上に、電子注入層LiFを真空蒸着する。厚さは1nmとし、この層を電子注入層7とする。
g)電子注入層7の上に、カソードMg:Ag/Ag層を真空蒸着する。Mg:Agのドーピング比は9:1とし、厚さは15nmとし、Agの厚さは3nmとし、この層をカソード層8とする。
h)カソード層8の上に、真空蒸着方式によりキャッピング材料化合物1を蒸着する。厚さは50nmとし、この層の有機材料をキャッピング層9として使用する。
上記工程に従ってエレクトロルミネッセンスデバイスの製造を完了した後に、デバイスの電流効率及び寿命を測定した。その結果を表4に示す。関連材料の分子構造式は以下の通りである。
デバイスの実施例2:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物10に変更した。
デバイスの実施例3:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物13に変更した。
デバイスの実施例4:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物19に変更した。
デバイスの実施例5:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物25に変更した。
デバイスの実施例6:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物27に変更した。
デバイスの実施例7:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物31に変更した。
デバイスの実施例8:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物32に変更した。
デバイスの実施例9:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物39に変更した。
デバイスの実施例10:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物48に変更した。
デバイスの実施例11:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物53に変更した。
デバイスの実施例12:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物59に変更した。
デバイスの実施例13:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物63に変更した。
デバイスの実施例14:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物70に変更した。
デバイスの実施例15:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物76に変更した。
デバイスの実施例16:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物83に変更した。
デバイスの実施例17:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物92に変更した。
デバイスの実施例18:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物94に変更した。
デバイスの実施例19:エレクトロルミネッセンスデバイスの正孔阻止/電子輸送層材料を本発明の化合物19に変更した。
デバイスの実施例20:エレクトロルミネッセンスデバイスの正孔阻止/電子輸送層材料を本発明の化合物52に変更した。
デバイスの実施例21:エレクトロルミネッセンスデバイスの正孔阻止/電子輸送層材料を本発明の化合物85に変更した。
デバイスの比較例1:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を公知の材料Alq3に変更した。得られたエレクトロルミネッセンスデバイスの検出データを表4に示す。
デバイスの実施例3:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物13に変更した。
デバイスの実施例4:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物19に変更した。
デバイスの実施例5:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物25に変更した。
デバイスの実施例6:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物27に変更した。
デバイスの実施例7:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物31に変更した。
デバイスの実施例8:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物32に変更した。
デバイスの実施例9:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物39に変更した。
デバイスの実施例10:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物48に変更した。
デバイスの実施例11:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物53に変更した。
デバイスの実施例12:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物59に変更した。
デバイスの実施例13:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物63に変更した。
デバイスの実施例14:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物70に変更した。
デバイスの実施例15:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物76に変更した。
デバイスの実施例16:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物83に変更した。
デバイスの実施例17:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物92に変更した。
デバイスの実施例18:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を本発明の化合物94に変更した。
デバイスの実施例19:エレクトロルミネッセンスデバイスの正孔阻止/電子輸送層材料を本発明の化合物19に変更した。
デバイスの実施例20:エレクトロルミネッセンスデバイスの正孔阻止/電子輸送層材料を本発明の化合物52に変更した。
デバイスの実施例21:エレクトロルミネッセンスデバイスの正孔阻止/電子輸送層材料を本発明の化合物85に変更した。
デバイスの比較例1:エレクトロルミネッセンスデバイスのキャッピング層材料を公知の材料Alq3に変更した。得られたエレクトロルミネッセンスデバイスの検出データを表4に示す。
表4の結果から分かるように、本発明に記載のトリアジン及びベンズイミダゾールをコ
アとする有機化合物をOLED発光デバイスの製造に利用することで、デバイスの比較例1と比べて光取り出し効率に顕著な向上が見られ、同じ電流密度下におけるデバイスの輝度及びデバイスの効率も向上しており、輝度及び効率が向上したことにより、OLEDデバイスの所定輝度における消費電力が相対的に低減し、寿命も向上した。
アとする有機化合物をOLED発光デバイスの製造に利用することで、デバイスの比較例1と比べて光取り出し効率に顕著な向上が見られ、同じ電流密度下におけるデバイスの輝度及びデバイスの効率も向上しており、輝度及び効率が向上したことにより、OLEDデバイスの所定輝度における消費電力が相対的に低減し、寿命も向上した。
本発明における材料膜の結晶状態の安定性を説明するために、本発明の材料の化合物32及び公知の材料CBPに対する膜の結晶化加速試験を行った。真空蒸着方式により、化合物32及びCBPをそれぞれ無アルカリガラスに蒸着し、且つグローブボックス(水分濃度・酸素濃度<0.1ppm)内でパッケージングし、パッケージング後にサンプルを温度85℃、湿度85%の条件下で放置し、定期的に顕微鏡(LEICA、DM8000M、510の倍率)で材料膜の結晶状態を観察した。実験結果を表5に示し、材料の表面形態を図3に示す。
以上の実験により、本発明は材料の膜の結晶安定性が公知の材料よりも遥かに高く、OLEDデバイスに利用した場合に長寿命となるという有利な效果があることが示された。
1 OLEDデバイス基板
2 アノード層
3 正孔注入層
4 正孔輸送層
5 発光層
6 正孔阻止層/電子輸送層
7 電子注入層
8 カソード層
9 キャッピング層
2 アノード層
3 正孔注入層
4 正孔輸送層
5 発光層
6 正孔阻止層/電子輸送層
7 電子注入層
8 カソード層
9 キャッピング層
Claims (8)
- 有機化合物の構造が下記一般式(1)で表されることを特徴とするトリアジン及びベンズイミダゾールをコアとする有機化合物。
Ar2、Ar3は、それぞれ独立に、C1-10の直鎖又は分岐鎖アルキル基、ハロゲン原子、軽水素、重水素、トリチウム、及び、置換又は無置換のフェニル基、ナフチル基、ジフェニル基、トリフェニル基、アントリル基又はピリジル基のいずれかを表す。さらにAr2、Ar3は、それぞれ独立に、単結合を表す。
Ar1、Ar2、Ar3は同一の構造でもよく、異なっていてもよい。
R1、R2は、それぞれ独立に、下記一般式(2)、下記一般式(3)又は下記一般式(4)で表される構造を表す。
R1、R2は同一の構造でもよく、異なっていてもよい。] - 前記有機化合物の具体的な構造式が、下記式(1)〜(96)のいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の有機化合物。
- 調製過程において発生する反応方程式:
ステップ1:窒素雰囲気下で、原料として2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジンを秤量してテトラヒドロフランに溶解し、次にAr1のホウ酸化合物及びテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムを加え、混合物を撹拌し、更に飽和炭酸カリウ
ム水溶液を加え、上記反応物の混合溶液を70〜90℃の反応温度で10〜20時間加熱還流する;反応終了後、冷却し、混合液を塩化メチレンで抽出し、抽出物を無水硫酸ナトリウムで乾燥処理し、且つ減圧下で濃縮し、濃縮固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、化合物中間体Iを得る;
前記2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジンとAr1−B(OH)2のモル比は1:1.0〜1.5であり、Pd(PPh3)4と2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジンのモル比は0.005〜0.05:1であり、K2CO3と2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジンのモル比は1.0〜2.0:1であり、2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジンとTHFの用量の比は、2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジン : THF=1g : 10〜20mlである;
前記中間体Iと
前記中間体IIと
- 請求項1又は2に記載の有機化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンスデバイスの作製のための応用方法。
- 請求項1又は2に記載のトリアジン及びベンズイミダゾールをコアとする有機化合物を含有する少なくとも1層の機能層を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
- 正孔阻止層/電子輸送層を含み、前記正孔阻止層/電子輸送層が請求項1又は2に記載のトリアジン及びベンズイミダゾールをコアとする有機化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
- キャッピング層を含み、前記キャッピング層が請求項1又は2に記載のトリアジン及び
ベンズイミダゾールをコアとする有機化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスデバイス。 - 請求項4に記載の有機エレクトロルミネッセンスデバイスを含むことを特徴とする照明素子又は表示素子。
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