JP2022014346A - キサンテニル基を有するトリアジン化合物 - Google Patents
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Abstract
Description
また、有機電界発光素子は、小型モバイル用途以外の用途にも実用化が始まっていて、例えば、車載用の表示装置として用いられる。
また、本発明の他の態様は、優れた素子寿命を発揮し得る有機電界発光素子を提供することに向けられている。
Ar1およびAr2は、各々独立に、フェニル基、ビフェニリル基またはナフチル基を表す;
Ar1およびAr2は、各々独立に、フッ素原子、炭素数1から4のアルキル基、フェニル基からなる群より選ばれる1つ以上の基で置換されていてもよい;
R1は、
水素原子、
炭素数6から20の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数4から14の含窒素芳香族基を表す;
R2は、同一または相異なって、
水素原子、
炭素数1から6のアルキル基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数6から12の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基を表す;
2つのR2は、結合する炭素原子を含み一体となって、5または6員環を形成してもよい;
R3は、同一または相異なって、
水素原子、
炭素数1から6のアルキル基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数6から12の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基を表す;
隣接する2つのR3は、それぞれが結合する炭素原子を含んで一体となって、5または6員環を形成していてもよい;
Zは、酸素原子または硫黄原子を表す;
Lは、フェニル基、ナフチル基、もしくは炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい、フェニレン基またはナフチレン基を表す;
pは、0、1または2を表す;
pが2のとき、二つのLは互いに異なっていてもよい。
Ar1およびAr2は、各々独立に、フェニル基、ビフェニリル基またはナフチル基を表す;
Ar1およびAr2は、各々独立に、フッ素原子、炭素数1から4のアルキル基、フェニル基からなる群より選ばれる1つ以上の基で置換されていてもよい;
R1は、
水素原子、
炭素数6から20の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数4から14の含窒素芳香族基を表す;
R2は、同一または相異なって、
水素原子、
炭素数1から6のアルキル基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数6から12の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基を表す;
2つのR2は、結合する炭素原子を含み一体となって、5または6員環を形成していてもよい;
R3は、同一または相異なって、
水素原子、
炭素数1から6のアルキル基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数6から12の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基を表す;
隣接する2つのR3は、それぞれが結合する炭素原子を含んで一体となって、5または6員環を形成してもよい;
Zは、酸素原子または硫黄原子を表す;
Lは、フェニル基、ナフチル基、もしくは炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよいフェニレン基またはナフチレン基を表す;
pは、0、1または2を表す;
M1は、ZnY1、MgY2、Sn(Y3)3、またはB(OY4)2を表す;
Y1およびY2は、各々独立に、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表す;
Y3は、各々独立に、炭素数1から4のアルキル基またはフェニル基を表す;
Y4は、各々独立に、水素原子、炭素数1から4のアルキル基またはフェニル基を表す;
2つの(OY4)基は一体となってホウ素原子とともに環を形成していてもよい;
X1は、塩素原子、臭素原子、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基またはヨウ素原子を表す。
Ar1およびAr2は、各々独立に、フェニル基、ビフェニリル基またはナフチル基を表す;
Ar1およびAr2は、各々独立に、フッ素原子、炭素数1から4のアルキル基、フェニル基からなる群より選ばれる1つ以上の基で置換されていてもよい;
R1は、
水素原子、
炭素数6から20の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数4から14の含窒素芳香族基を表す;
R2は、同一または相異なって、
水素原子、
炭素数1から6のアルキル基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数6から12の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基を表す;
また、2つのR2は、結合する炭素原子を含み一体となって、5または6員環を形成してもよい;
R3は、同一または相異なって、
水素原子、
炭素数1から6のアルキル基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数6から12の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基を表す;
隣接する2つのR3は、それぞれが結合する炭素原子を含んで一体となって、5または6員環を形成してもよい;
Zは酸素原子または硫黄原子を表す;
Lは、フェニル基、ナフチル基、もしくは炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよいフェニレン基またはナフチレン基を表す;
pは、0、1または2を表す;
X2は、塩素原子、臭素原子、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基またはヨウ素原子を表す;
M2は、ZnY1、MgY2、Sn(Y3)3、または、B(OY4)2を表す;
Y1およびY2は、各々独立に、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表す;
Y3は、各々独立に、炭素数1から4のアルキル基またはフェニル基を表す;
Y4は、各々独立に、水素原子、炭素数1から4のアルキル基またはフェニル基を表す;
2つの(OY4)基は一体となってホウ素原子とともに環を形成していてもよい。
本開示の他の態様にかかる有機電界発光素子は、上記トリアジン化合物を含有する。
本開示の他の態様によれば、優れた素子寿命を達成する有機電界発光素子を提供することができる。
本開示の一態様にかかるトリアジン化合物は、式(1)で表される:
Ar1およびAr2は、各々独立に、フェニル基、ビフェニリル基またはナフチル基を表す;
Ar1およびAr2は、各々独立に、フッ素原子、炭素数1から4のアルキル基、フェニル基からなる群より選ばれる1つ以上の基で置換されていてもよい;
R1は、
水素原子、
炭素数6から20の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数4から14の含窒素芳香族基を表す;
R2は、同一または相異なって、
水素原子、
炭素数1から6のアルキル基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数6から12の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基を表す;
2つのR2は、結合する炭素原子を含み一体となって、5または6員環を形成してもよい;
R3は、同一または相異なって、
水素原子、
炭素数1から6のアルキル基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数6から12の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基を表す;
隣接する2つのR3は、それぞれが結合する炭素原子を含んで一体となって、5または6員環を形成していてもよい;
Zは、酸素原子または硫黄原子を表す;
Lは、フェニル基、ナフチル基、もしくは炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい、フェニレン基またはナフチレン基を表す;
pは、0、1または2を表す;
pが2のとき、二つのLは互いに異なっていてもよい。
トリアジン化合物(1)は式(1a)、(1b)、(1c)、または(1d)のいずれか一つで表される。
トリアジン化合物(1)におけるAr1、Ar2、R1、R2、R3、L、Zおよびpの定義について説明する。
Ar1およびAr2は、各々独立に、フェニル基、ビフェニリル基またはナフチル基を表す。Ar1およびAr2は、各々独立に、フッ素原子、炭素数1から4のアルキル基およびフェニル基からなる群より選ばれる1つ以上の基で置換されていてもよい。
トリアジン化合物(1)が電子輸送性材料特性に優れる点で、Ar1およびAr2が、それぞれ独立に、フェニル基またはビフェニリル基であることが好ましい。
また、トリアジン化合物(1)の合成が容易な点で、Ar1およびAr2は、同一の基であることが好ましい。
R1は、
水素原子、
炭素数6から20の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数4から14の含窒素複素環基を表す。
R1が、
炭素数6から20の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数4から14の含窒素芳香族基であることが好ましい。
該芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フェナントリル基、アントリル基、ピレニル基、フルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、トリフェニレニル基、フルオランテニル基が挙げられる。トリアジン化合物(1)の合成が容易な点で、R1が、炭素数6から14の芳香族炭化水素基であることが好ましく、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、またはフェナントレニル基であることがより好ましく、フェニル基またはビフェニリル基であることが特に好ましい。
該含窒素複素環としては、例えば、ピリジル基、ピペリジル基、ベンゾ[b]キノリル基、フェニルピリジル基、カルバゾリル基等が挙げられる。これらの基は炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい。該炭素数1から4のアルキル基は、直鎖状、分岐状、環状アルキル基のいずれでもよく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、2-メチルプロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、2-ブチル基、tert-ブチル基を例示することができる。トリアジン化合物(1)がより高性能な有機電界発光素子の形成に資するものとなる点で、R1が、ピリジル基、ジメチルピリジル基、またはフェニルピリジル基であることが好ましい。
R2は、同一または相異なって、
水素原子
炭素数1から6のアルキル基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数6から12の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基を表す。
R2の少なくとも一つが、炭素数1から6のアルキル基であることが好ましい。
該炭素数1から6のアルキル基としては、例えば、直鎖状、分岐状、環状アルキル基のいずれかでもよく、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、2-メチルプロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、2-ブチル基、tert-ブチル基、シクロブチル基等が挙げられる。トリアジン化合物(1)の合成が容易な点で、R2が、メチル基であることが好ましい。
該芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フェナントリル基、アントリル基、フルオレニル基等が挙げられる。これらの基は炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい。該炭素数1から4のアルキル基は、直鎖状、分岐状、環状アルキル基のいずれでもよく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、2-メチルプロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、2-ブチル基、tert-ブチル基を例示することができる。トリアジン化合物(1)の合成が容易な点で、R2が、無置換の炭素数6から12の芳香族炭化水素基またはメチル基で置換された炭素数6から12の芳香族炭化水素基であることが好ましく、フェニル基が特に好ましい。
R3は、同一または相異なって、
水素原子
炭素数1から6のアルキル基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数6から12の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基を表す。
R3は、同一または相異なって、
水素原子、または、
炭素数1から6のアルキル基であることが好ましい。
該炭素数1から6のアルキル基としては、例えば、直鎖状、分岐状、環状アルキル基のいずれかでもよく、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、2-メチルプロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、2-ブチル基、tert-ブチル基、シクロブチル基等が挙げられる。トリアジン化合物(1)の合成が容易な点で、R3が、メチル基であることが好ましい。
該芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フェナントリル基、アントリル基、フルオレニル基等が挙げられる。これらの基は炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい。該炭素数1から4のアルキル基は、直鎖状、分岐状、環状アルキル基のいずれでもよく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、2-メチルプロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、2-ブチル基、tert-ブチル基を例示することができる。トリアジン化合物(1)の合成が容易な点で、R3が、フェニル基であることが好ましい。
Zは、酸素原子または硫黄原子を表す。トリアジン化合物(1)がより高性能な有機電界発光素子の形成に資するものとなる点で、Zが、酸素原子であることが好ましい。
Lは、フェニル基、ナフチル基、もしくは炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい、フェニレン基またはナフチレン基を表す。
フェニレン基としては例えば、オルトフェニレン基、メタフェニレン基、またはパラフェニレン基が挙げられる。トリアジン化合物(1)がより高性能な有機電界発光素子の形成に資するものとなる点で、Lが、フェニル基、ナフチル基、もしくは炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい、メタフェニレン基またはパラフェニレン基であることが好ましい。
pは、0、1または2を表す;
pが2のとき、二つのLは互いに異なっていてもよい。トリアジン化合物(1)がより高性能な有機電界発光素子の形成に資するものとなる点で、pは0または1であることが好ましい。
トリアジン化合物(1)の具体例としては、特に限定されるものではないが、例えば、以下の式(1-1)から(1-165)に示す構造の化合物を具体的に例示することができる。
トリアジン化合物(1)は、次の反応式に示される工程1または2により製造することができる。
すなわち、トリアジン化合物(1)の製造方法は、
式(2)で表される化合物と、式(3)で表される化合物と、を、カップリング反応させることを含む、または、
式(4)で表される化合物と、式(5)で表される化合物と、を、カップリング反応させることを含む。
Ar1およびAr2は、各々独立に、フェニル基、ビフェニリル基またはナフチル基を表す;
Ar1およびAr2は、各々独立に、フッ素原子、炭素数1から4のアルキル基、フェニル基からなる群より選ばれる1つ以上の基で置換されていてもよい;
R1は、
水素原子、
炭素数6から20の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数4から14の含窒素芳香族基を表す;
R2は、同一または相異なって、
水素原子、
炭素数1から6のアルキル基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数6から12の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基を表す;
また、2つのR2は、結合する炭素原子を含み一体となって、5または6員環を形成してもよい;
R3は、同一または相異なって、
水素原子、
炭素数1から6のアルキル基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数6から12の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基を表す;
隣接する2つのR3は、それぞれが結合する炭素原子を含んで一体となって、5または6員環を形成してもよい;
Zは酸素原子または硫黄原子を表す;
Lは、フェニル基、ナフチル基、もしくは炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい、フェニレン基またはナフチル基を表す;
pは、0、1または2を表す;
pが2のとき、二つのLは互いに異なっていてもよい。
M1は、ZnY1、MgY2、Sn(Y3)3、またはB(OY4)2を表す;
M2は、ZnY1、MgY2、Sn(Y3)3、または、B(OY4)2を表す;
Y1およびY2は、各々独立に、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表す;
Y3は、各々独立に、炭素数1から4のアルキル基またはフェニル基を表す;
Y4は、各々独立に、水素原子、炭素数1から4のアルキル基またはフェニル基を表す;
X1は、塩素原子、臭素原子、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基またはヨウ素原子を表す;
X2は、塩素原子、臭素原子、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基またはヨウ素原子を表す;
2つの(OY4)基が一体となってホウ素原子とともに環を形成していてもよい。
M1またはM2が、B(OY4)2であることが好ましい。
式(2)で表される化合物としては、以下の式(2-1)から(2-95)に示す構造の化合物を例示できるが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、式(2-1)から(2-95)中、M1は式(2)と同じ定義である。
Sn(Y3)3としては、特に限定されるものではないが、例えば、Sn(Me)3、Sn(Bu)3等が例示できる。
B(OY4)2としては、特に限定されるものではないが、例えば、B(OH)2、B(OMe)2、B(OiPr)2、B(OBu)2、B(OPh)2等を例示することができる。なお、Meはメチル基、iPrはイソプロピル基、Buはブチル基、Phはフェニル基を示す。また、2つの(OY4)基が一体となってホウ素原子とともに環を形成している場合のB(OY4)2の例としては、特に限定されるものではないが、例えば、次の(I)から(VI)で表される基が例示でき、収率がよい点で(II)で表される基が好ましい。
化合物(3)としては次の式(3-1)から(3-12)を例示できるが本発明はこれらに限定されるものではない。なお、式(3-1)から(3-12)中、X1は式(3)と同じ定義である。
塩化パラジウム、酢酸パラジウム、トリフルオロ酢酸パラジウム、硝酸パラジウム等のパラジウム塩;
π-アリルパラジウムクロリドダイマ-、パラジウムアセチルアセトナト、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム、ジクロロビス(アセトニトリル)パラジウム、ジクロロビス(ベンゾニトリル)パラジウム等の錯化合物;および、
ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ジクロロ(1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン)パラジウム、ビス(トリ-tert-ブチルホスフィン)パラジウム、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウム、ジクロロビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウム等の第三級ホスフィンを配位子として有するパラジウム錯体;
を例示することができる。
工程1は、反応の終了後に通常の処理をすることで得られる。必要に応じて、再結晶、カラムクロマトグラフィー、昇華または分取HPLC等で精製してもよい。
工程2は、式(4)で表される化合物と、式(5)で表される化合物(5)と、を、必要に応じて触媒の存在下でカップリング反応させ、トリアジン化合物(1)を製造する工程である。工程2は、鈴木-宮浦反応、根岸反応、玉尾-熊田反応、スティレ反応等の、一般的なカップリング反応の反応条件を適用することにより、収率よく目的物を得ることができる。工程2に鈴木-宮浦反応の反応条件を適用する場合は、塩基存在下に行うことが好ましい。また、触媒としてはパラジウム触媒が好ましい。
式(4)で表されるトリアジン化合物は、式(2)で表される化合物の具体例である式(2-1)~(2-95)におけるM1を、X2に置き換えた化合物を例示することができる。ここで、X2は式(4)と同義である。
本開示の一態様にかかる有機電界発光素子用材料は、前述したトリアジン化合物(1)を含有する。
トリアジン化合物(1)は、例えば、有機電界発光素子用電子輸送材料として用いることができる。トリアジン化合物(1)を含む有機電界発光素子用材料は、発光効率および寿命を高次元に達成可能な有機電界発光素子の作製に資するものである。
本開示の一態様にかかる有機電界発光素子用材料は、前述したトリアジン化合物(1)を含有する。
以下、トリアジン化合物(1)を含む有機電界発光素子(以下、単に有機電界発光素子と称することがある)について説明する。
本開示の一態様にかかる有機電界発光素子は、トリアジン化合物(1)を含有する。
有機電界発光素子の構成については特に限定されるものではないが、例えば、以下に示す(i)~(v)の構成が挙げられる。
(i):陽極/発光層/陰極
(ii):陽極/正孔輸送層/発光層/陰極
(iii):陽極/発光層/電子輸送層/陰極
(iv):陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(v):陽極/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
なお、図1に示す有機電界発光素子は、いわゆるボトムエミッション型の素子構成を有するものであるが、本開示の一態様にかかる有機電界発光素子はボトムエミッション型の素子構成に限定されるものではない。すなわち、本開示の一態様にかかる有機電界発光素子は、トップエミッション型など、他の公知の素子構成であってもよい。
図1に示される構成例において有機電界発光素子100は、発光層5、電子輸送層6および電子注入層7からなる群より選ばれる1層以上にトリアジン化合物(1)を含む。特に、電子輸送層6がトリアジン化合物(1)を含むことが好ましい。なお、トリアジン化合物(1)は、有機電界発光素子が備える複数の層に含まれていてもよい。
なお、以下においては、電子輸送層6がトリアジン化合物(1)を含む有機電界発光素子100について説明する。
基板1としては特に限定はなく、例えばガラス板、石英板、プラスチック板などが挙げられる。
基板1としては、例えば、ガラス板、石英板、プラスチック板、プラスチックフィルムなどが挙げられる。これらの中でも、ガラス板、石英板、光透過性プラスチックフィルムが好ましい。
光透過性プラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート(PC)、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)等からなるフィルムが挙げられる。
なお、基板1側から発光が取り出される構成の場合、基板1は光の波長に対して透明である。
基板1上(正孔注入層3側)には陽極2が設けられている。
陽極の材料としては、仕事関数の大きい(例えば4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物が挙げられる。陽極の材料の具体例としては、Auなどの金属;CuI、酸化インジウム-スズ(ITO;Indium Tin Oxide)、SnO2、ZnOなどの導電性透明材料が挙げられる。
発光が陽極を通過して取り出される構成の有機電界発光素子の場合、陽極は当該発光を通すかまたは実質的に通す導電性透明材料で形成される。
陽極2と後述する発光層5との間には、陽極2側から、正孔注入層3、正孔輸送層4がこの順で設けられている。
正孔輸送層4と後述する電子輸送層6との間には、発光層5が設けられている。
発光層の材料としては、燐光発光材料、蛍光発光材料、熱活性化遅延蛍光発光材料が挙げられる。発光層では電子・正孔対が再結合し、その結果として発光が生じる。
発光層5と後述する電子注入層7との間には、電子輸送層6が設けられている。
電子輸送層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有する。電子輸送層を陰極と発光層との間に介在させることによって、電子がより低い電界で発光層に注入される。
なお、トリアジン化合物(1)が電子輸送層に含まれず、他の層に含まれる場合は、従来公知の電子輸送材料から選ばれる1種以上を、電子輸送層を構成する電子輸送材料として用いることができる。
電子輸送層6と後述する陰極8との間には、電子注入層7が設けられている。
電子注入層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有する。電子注入層を陰極と発光層との間に介在させることによって、電子がより低い電界で発光層に注入される。
電子注入層7上には陰極8が設けられている。
陽極を通過した発光のみが取り出される構成の有機エレクトロルミネッセンス素子の場合、陰極は任意の導電性材料から形成することができる。
陰極の材料としては、例えば、仕事関数の小さい金属(以下、電子注入性金属とも称する)、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物が挙げられる。ここで、仕事関数の小さい金属とは、例えば、4eV以下の金属である。
陰極の材料の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム-カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属などが挙げられる。
これらの中で、電子注入性および酸化などに対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えばマグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、リチウム/アルミニウム混合物などが好ましい。
以上説明した、電極(陽極、陰極)を除く各層は、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、LB(Langmuir-Blodgett method)法などの公知の方法によって薄膜化することにより、形成することができる。各層の材料は、それ単独で用いてもよく、必要に応じて結着樹脂などの材料、溶剤と共に用いてもよい。
このようにして形成された各層の膜厚については特に制限はなく、状況に応じて適宜選択することができるが、通常は5nm~5μmの範囲である。
1H-NMRの測定には、Bruker ASCEND 400(400MHz;BRUKER製)を用いた。1H-NMRは、重クロロホルム(CDCl3)を測定溶媒とし、内部標準物質としてテトラメチルシラン(TMS)を用いて測定した。
有機電界発光素子の発光特性は、25℃環境下、各実施例(後述)で作製した素子に直流電流を印加し、輝度計 BM-9(製品名、トプコンテクノハウス社製)を用いて評価した。
また、試薬類は市販品を用いた。
素子実施例-1(図2参照)
陽極2をその表面に備えた基板1として、2mm幅の酸化インジウム-スズ(ITO)膜(膜厚110nm)がストライプ状にパターンされたITO透明電極付きガラス基板を用意した。ついで、この基板をイソプロピルアルコールで洗浄した後、オゾン紫外線洗浄にて表面処理を行った。
洗浄後の表面処理が施された基板上に、真空蒸着法で各層の真空蒸着を行い、各層を積層形成した。
まず、真空蒸着槽内に前記ガラス基板を導入し、1.0×10-4Paまで減圧した。そして、以下の順で、各層の成膜条件に従ってそれぞれ作製した。なお、各有機材料は抵抗加熱方式により成膜した。
昇華精製したN-[1,1’-ビフェニル]-4-イル-9,9-ジメチル-N-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル]-9H-フルオレン-2-アミンと1,2,3-トリス[(4-シアノ-2,3,5,6-テトラフルオロフェニル)メチレン]シクロプロパンとを99:1(質量比)の割合で10nm成膜し、正孔注入層3を作製した。成膜速度は0.1nm/秒の速度であった。
昇華精製したN-[1,1’-ビフェニル]-4-イル-9,9-ジメチル-N-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル]-9H-フルオレン-2-アミンを0.2nm/秒の速度で85nm成膜し、第一正孔輸送層41を作製した。
昇華精製したN-フェニル-N-(9,9-ジフェニルフルオレン-2-イル)-N-(1,1’-ビフェニル-4-イル)アミンを0.15nm/秒の速度で5nm成膜し、第二正孔輸送層42を作製した。
昇華精製した3-(10-フェニル-9-アントリル)-ジベンゾフランと2,7-ビス[N,N-ジ-(4-tertブチルフェニル)]アミノ-ビスベンゾフラノ-9,9’-スピロフルオレンとを95:5(質量比)の割合で20nm成膜し、発光層5を作製した。成膜速度は0.1nm/秒であった。
合成実施例-1で合成した2-{3-(2-ビフェニリル)-5-(9,9-ジメチルキサンテン-3-イル)フェニル}-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジンを0.05nm/秒の速度で6nm成膜し、正孔阻止層9を作製した。
昇華精製した4’-{4-[4-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)フェニル]ナフチル]-1,1’-ビフェニルカルボニトリル、および8-ヒドロキシキノリノラートリチウム(以下、Liq)を50:50(質量比)の割合で25nm成膜し、電子輸送層6を作製した。成膜速度は0.15nm/秒であった。
Liqを0.02nm/秒の速度で1nm成膜し、電子注入層7を作製した。
最後に、基板1上のITOストライプ(陽極2)と直交するようにメタルマスクを配し、陰極8を成膜した。陰極は、銀/マグネシウム(質量比1/10)と銀とを、この順番で、それぞれ80nmと20nmとで成膜し、2層構造とした。銀/マグネシウムの成膜速度は0.5nm/秒、銀の成膜速度は成膜速度0.2nm/秒であった。
さらに、この素子を酸素および水分濃度1ppm以下の窒素雰囲気グローブボックス内で封止した。封止は、ガラス製の封止キャップと成膜基板(素子)とを、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(ナガセケムテックス社製)を用いて行った。
素子実施例-1において、正孔阻止層9において、2-{3-(2-ビフェニリル)-5-(9,9-ジメチルキサンテン-3-イル)フェニル}-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジンを0.05nm/秒の速度で6nm成膜する代わりに、ETL-1を0.05nm/秒の速度で6nm成膜した以外は、素子実施例-1と同じ方法で有機電界発光素子を作製した。
2.陽極
3.正孔注入層
4.正孔輸送層
5.発光層
6.電子輸送層
7.電子注入層
8.陰極
9.正孔阻止層
41.第一正孔輸送層
42.第二正孔輸送層
100.有機電界発光素子
Claims (18)
- 式(1)で表されるトリアジン化合物:
Ar1およびAr2は、各々独立に、フェニル基、ビフェニリル基またはナフチル基を表す;
Ar1およびAr2は、各々独立に、フッ素原子、炭素数1から4のアルキル基、フェニル基からなる群より選ばれる1つ以上の基で置換されていてもよい;
R1は、
水素原子、
炭素数6から20の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数4から14の含窒素芳香族基を表す;
R2は、同一または相異なって、
水素原子、
炭素数1から6のアルキル基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数6から12の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基を表す;
2つのR2は、結合する炭素原子を含み一体となって、5または6員環を形成してもよい;
R3は、同一または相異なって、
水素原子、
炭素数1から6のアルキル基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数6から12の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基を表す;
隣接する2つのR3は、それぞれが結合する炭素原子を含んで一体となって、5または6員環を形成していてもよい;
Zは、酸素原子または硫黄原子を表す;
Lは、フェニル基、ナフチル基、もしくは炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい、フェニレン基またはナフチル基を表す;
pは、0、1または2を表す;
pが2のとき、二つのLは互いに異なっていてもよい。 - Ar1およびAr2が、各々独立に、フェニル基またはビフェニリル基である請求項1または2に記載のトリアジン化合物。
- Ar1およびAr2が、同一の基である請求項1から3のいずれか1項に記載のトリアジン化合物。
- R1が、
炭素数6から20の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数4から14の含窒素芳香族基である請求項1から4のいずれか1項に記載のトリアジン化合物。 - R1が、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基である請求項1から5のいずれか1項に記載のトリアジン化合物。
- R2の少なくとも一つが、炭素数1から6のアルキル基である請求項1から6のいずれか1項に記載のトリアジン化合物。
- R3は、同一または相異なって、
水素原子、または、
炭素数1から6のアルキル基である請求項1から7のいずれか1項に記載のトリアジン化合物。 - Zが酸素原子である請求項1から8のいずれか1項に記載のトリアジン化合物。
- Lが、フェニル基、ナフチル基、もしくは炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい、メタフェニレン基またはパラフェニレン基である請求項1から9のいずれか1項に記載のトリアジン化合物。
- pが0または1である、請求項1から10のいずれか1項に記載のトリアジン化合物。
- 式(2)で表される化合物と、式(3)で表される化合物と、を、カップリング反応させることを含む、式(1)で表されるトリアジン化合物の製造方法:
Ar1およびAr2は、各々独立に、フェニル基、ビフェニリル基またはナフチル基を表す;
Ar1およびAr2は、各々独立に、フッ素原子、炭素数1から4のアルキル基、フェニル基からなる群より選ばれる1つ以上の基で置換されていてもよい;
R1は、
水素原子、
炭素数6から20の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数4から14の含窒素芳香族基を表す;
R2は、同一または相異なって、
水素原子、
炭素数1から6のアルキル基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数6から12の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基を表す;
2つのR2は、結合する炭素原子を含み一体となって、5または6員環を形成していてもよい;
R3は、同一または相異なって、
水素原子、
炭素数1から6のアルキル基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数6から12の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基を表す;
隣接する2つのR3は、それぞれが結合する炭素原子を含んで一体となって、5または6員環を形成してもよい;
Zは、酸素原子または硫黄原子を表す;
Lは、フェニル基、ナフチル基、もしくは炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよいフェニレン基またはナフチレン基を表す;
pは、0、1または2を表す;
M1は、ZnY1、MgY2、Sn(Y3)3、またはB(OY4)2を表す;
Y1およびY2は、各々独立に、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表す;
Y3は、各々独立に、炭素数1から4のアルキル基またはフェニル基を表す;
Y4は、各々独立に、水素原子、炭素数1から4のアルキル基またはフェニル基を表す;
2つの(OY4)基は一体となってホウ素原子とともに環を形成していてもよい;
X1は、塩素原子、臭素原子、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基またはヨウ素原子を表す。 - 式(4)で表される化合物と、式(5)で表される化合物と、をカップリング反応させることを含む、式(1)で表されるトリアジン化合物の製造方法:
Ar1およびAr2は、各々独立に、フェニル基、ビフェニリル基またはナフチル基を表す;
Ar1およびAr2は、各々独立に、フッ素原子、炭素数1から4のアルキル基、フェニル基からなる群より選ばれる1つ以上の基で置換されていてもよい;
R1は、
水素原子、
炭素数6から20の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数4から14の含窒素芳香族基を表す;
R2は、同一または相異なって、
水素原子、
炭素数1から6のアルキル基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数6から12の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基を表す;
また、2つのR2は、結合する炭素原子を含み一体となって、5または6員環を形成してもよい;
R3は、同一または相異なって、
水素原子、
炭素数1から6のアルキル基、または、
炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい炭素数6から12の単環、連結環、もしくは縮合環の芳香族炭化水素基を表す;
隣接する2つのR3は、それぞれが結合する炭素原子を含んで一体となって、5または6員環を形成してもよい;
Zは酸素原子または硫黄原子を表す;
Lは、フェニル基、ナフチル基、もしくは炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよいフェニレン基またはナフチレン基を表す;
pは、0、1または2を表す;
X2は、塩素原子、臭素原子、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基またはヨウ素原子を表す;
M2は、ZnY1、MgY2、Sn(Y3)3、または、B(OY4)2を表す;
Y1およびY2は、各々独立に、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表す;
Y3は、各々独立に、炭素数1から4のアルキル基またはフェニル基を表す;
Y4は、各々独立に、水素原子、炭素数1から4のアルキル基またはフェニル基を表す;
2つの(OY4)基は一体となってホウ素原子とともに環を形成していてもよい。 - M1またはM2が、B(OY4)2である請求項12または13に記載のトリアジン化合物の製造方法。
- パラジウム触媒が、第三級ホスフィンを配位子として有するパラジウム触媒である、請求項12から14のいずれか1項に記載の製造方法。
- パラジウム触媒が、トリフェニルホスフィンまたは2-ジシクロヘキシルホスフィノ-2’,4’,6’-トリイソプロピルビフェニルを配位子として有するパラジウム触媒である、請求項12から15のいずれか1項に記載の製造方法。
- 請求項1から11のいずれか1項に記載のトリアジン化合物を含有する、有機電界発光素子用材料。
- 請求項1~11のいずれか1項に記載のトリアジン材料を含む有機電界発光素子。
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