JP2022157926A - トリアジン化合物、有機電界発光素子用材料、有機電界発光素子用電子輸送材料、及び有機電界発光素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】駆動電圧および耐久性に優れる有機電界発光素子の作製に資するトリアジン化合物を提供する。【解決手段】式(1)で表される特定の構造を有するトリアジン化合物。[式中、A,B、Ar1、およびAr2は、特定のアリール基等を表す。]TIFF2022157926000030.tif6071【選択図】図1
Description
本発明は、トリアジン化合物、有機電界発光素子用材料、有機電界発光素子用電子輸送材料、及び有機電界発光素子に関する。
有機電界発光素子は、小型のディスプレイだけでなく大型テレビや照明等の用途へ用いられており、その開発が精力的に行われている。
近年の有機電界発光素子に対する市場からの要求は益々高くなり、電流効率特性、駆動電圧特性、長寿命特性のいずれにおいても優れた材料が求められている。
ここで、特許文献1には、2,4,6位が異なる置換基で置換されたトリアジン化合物を開示している。
近年の有機電界発光素子に対する市場からの要求は益々高くなり、電流効率特性、駆動電圧特性、長寿命特性のいずれにおいても優れた材料が求められている。
ここで、特許文献1には、2,4,6位が異なる置換基で置換されたトリアジン化合物を開示している。
しかしながら、特許文献1で開示された化合物を電子輸送層に用いた有機電界発光素子は、駆動電圧、電流効率、及び駆動寿命の特性が十分ではなく、さらなる改善が求められている。
本発明の一態様は、駆動電圧が低く、優れた耐久性を有する有機電界発光素子の作製に資するトリアジン化合物、有機電界発光素子用材料および有機電界発光素子用電子輸送材料を提供することに向けられている。
また、本発明の他の態様は、駆動電圧が低く、優れた耐久性を有する有機電界発光素子を提供することに向けられている。
また、本発明の他の態様は、駆動電圧が低く、優れた耐久性を有する有機電界発光素子を提供することに向けられている。
本発明の一態様によれば、式(1)で示されるトリアジン化合物が提供される:
Ar1は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基、または、
メチル基あるいはフェニル基で置換されていてもよい、ピリジル基を表し;
Ar2は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基、または、
メチル基あるいはフェニル基で置換されていてもよい、ピリジル基を表す。
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基、または、
メチル基あるいはフェニル基で置換されていてもよい、ピリジル基を表し;
Ar2は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基、または、
メチル基あるいはフェニル基で置換されていてもよい、ピリジル基を表す。
本発明の他の態様によれば、上記トリアジン化合物を含む有機電界発光素子用材料が提供される。
本発明の他の態様によれば、上記トリアジン化合物を含む有機電界発光素子用電子輸送材料が提供される。
本発明の他の態様によれば、上記トリアジン化合物を含む有機電界発光素子が提供される。
本発明の他の態様によれば、上記トリアジン化合物を含む有機電界発光素子用電子輸送材料が提供される。
本発明の他の態様によれば、上記トリアジン化合物を含む有機電界発光素子が提供される。
本発明の一態様によれば、駆動電圧が低く、優れた耐久性を有する有機電界発光素子の作製に資するトリアジン化合物、有機電界発光素子用材料および有機電界発光素子用電子輸送材料を提供することができる。
本発明の他の態様によれば、駆動電圧が低く、優れた耐久性を有する有機電界発光素子を提供することができる。
本発明の他の態様によれば、駆動電圧が低く、優れた耐久性を有する有機電界発光素子を提供することができる。
以下、本発明の一態様にかかるトリアジン化合物について詳細に説明する。
<トリアジン化合物>
本発明の一態様にかかるトリアジン化合物は、式(1)で示される:
本発明の一態様にかかるトリアジン化合物は、式(1)で示される:
Ar1は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基、または、
メチル基あるいはフェニル基で置換されていてもよい、ピリジル基を表し;
Ar2は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基、または、
メチル基あるいはフェニル基で置換されていてもよい、ピリジル基を表す。
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基、または、
メチル基あるいはフェニル基で置換されていてもよい、ピリジル基を表し;
Ar2は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基、または、
メチル基あるいはフェニル基で置換されていてもよい、ピリジル基を表す。
以下、式(1)で示されるトリアジン化合物を、トリアジン化合物(1)と称することもある。トリアジン化合物(1)における置換基の定義、およびその好ましい具体例は、それぞれ以下のとおりである。
式中、
Aは、式(A-1)~(A-8)から選ばれる1つの基を表し;
Bは、式(B-1)~(B-15)から選ばれる1つの基を表し;
Ar1は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基、または、
メチル基あるいはフェニル基で置換されていてもよい、ピリジル基を表し;
Ar2は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基、または、
メチル基あるいはフェニル基で置換されていてもよい、ピリジル基を表す。
Aは、式(A-1)~(A-8)から選ばれる1つの基を表し;
Bは、式(B-1)~(B-15)から選ばれる1つの基を表し;
Ar1は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基、または、
メチル基あるいはフェニル基で置換されていてもよい、ピリジル基を表し;
Ar2は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基、または、
メチル基あるいはフェニル基で置換されていてもよい、ピリジル基を表す。
Aは、式(A-1)~(A-8)から選ばれる1つの基を表し、式(A-1)~(A-4)から選ばれる1つの基であることが好ましい。
Bは、式(B-1)~(B-15)から選ばれる1つの基を表し、式(B-1)~(B-4)、(B-7)~(B-8)、および(B-10)~(B-11)から選ばれる1つの基であることが好ましく、式(B-1)~(B-4)から選ばれる1つの基が特に好ましい。
A、及びBの組み合わせは、Bとして選択される基がシアノ基を含まない場合、例えば式(A-1)で表される基と式(B-1)で表される基との組み合わせのように、A、及びBが同一の基であることが好ましい。
Ar1、及びAr2における、炭素数6~18のアリール基については、フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、4-ビフェニリル基、2-(1-ナフタレニル)フェニル基、3-(1-ナフタレニル)フェニル基、4-(1-ナフタレニル)フェニル基、2-(2-ナフタレニル)フェニル基、3-(2-ナフタレニル)フェニル基、4-(2-ナフタレニル)フェニル基、4-フェニルナフタレン-1-イル基、5-フェニルナフタレン-1-イル基、6-フェニルナフタレン-2-イル基、7-フェニルナフタレン-2-イル基、2-フェナントレニル基、3-フェナントレニル基、9-フェナントレニル基、9-アントラセニル基、p-タ―フェニル基、および2-トリフェニレニル基が好ましい例としてあげられる。これらの基は炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されていてもよいが、無置換のフェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、又は4-ビフェニリル基が特に好ましい。
Ar1、及びAr2における、メチル基あるいはフェニル基で置換されていてもよいピリジル基については、2-ピリジル基、3-ピリジル基、4-ピリジル基、2-メチルピリジン-3-イル基、2-メチルピリジン-4-イル基、2-メチルピリジン-5-イル基、2-メチルピリジン-6-イル基、3-メチルピリジン-2-イル基、3-メチルピリジン-4-イル基、3-メチルピリジン-5-イル基、3-メチルピリジン-6-イル基、4-メチルピリジン-2-イル基、4-メチルピリジン-3-イル基、2,6-ジメチルピリジン-3-イル基、2,6-ジメチルピリジン-4-イル基、3,6-ジメチルピリジン-2-イル基、3,6-ジメチルピリジン-4-イル基、3,6-ジメチルピリジン-5-イル基、2-フェニルピリジン-3-イル基、2-フェニルピリジン-4-イル基、2-フェニルピリジン-5-イル基、2-フェニルピリジン-6-イル基、3-フェニルピリジン-2-イル基、3-フェニルピリジン-4-イル基、3-フェニルピリジン-5-イル基、3-フェニルピリジン-6-イル基、4-フェニルピリジン-2-イル基、4-フェニルピリジン-3-イル基、2,6-ジフェニルピリジン-3-イル基、2,6-ジフェニルピリジン-4-イル基、3,6-ジフェニルピリジン-2-イル基、3,6-ジフェニルピリジン-4-イル基、3,6-ジフェニルピリジン-5-イル基、4,6-ジフェニルピリジン-2-イル基、2-メチル-6-フェニルピリジン-3-イル基、2-メチル-6-フェニルピリジン-4-イル基、3-メチル-6-フェニルピリジン-2-イル基、3-メチル-6-フェニルピリジン-4-イル基、3-メチル-6-フェニルピリジン-5-イル基、4-メチル-6-フェニルピリジン-2-イル基、6-メチル-2-フェニルピリジン-3-イル基、6-メチル-2-フェニルピリジン-4-イル基、6-メチル-3-フェニルピリジン-2-イル基、6-メチル-3-フェニルピリジン-4-イル基、6-メチル-3-フェニルピリジン-5-イル基、および6-メチル-4-フェニルピリジン-2-イル基が好ましい例として挙げられる。
式(1)で示される本発明の一態様にかかるトリアジン化合物において、好ましいA,B,Ar1およびAr2の組み合わせである第1~第7の態様は以下のとおりである。
・第1の態様
Aが、式(A-1)~(A-8)から選ばれる1つの基を表し;
Bが、式(B-1)~(B-15)から選ばれる1つの基を表し;
Ar1が、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基を表し;
Ar2が、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基を表す。
Aが、式(A-1)~(A-8)から選ばれる1つの基を表し;
Bが、式(B-1)~(B-15)から選ばれる1つの基を表し;
Ar1が、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基を表し;
Ar2が、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基を表す。
・第2の態様
Aが、式(A-1)~(A-4)から選ばれる1つの基を表し;
Bが、式(B-1)~(B-4)、(B-7)~(B-8)、および(B-10)~(B-11)から選ばれる1つの基を表し;
Ar1が、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基、または、
メチル基あるいはフェニル基で置換されていてもよい、ピリジル基を表し;
Ar2が、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基、または
メチル基あるいはフェニル基で置換されていてもよい。
Aが、式(A-1)~(A-4)から選ばれる1つの基を表し;
Bが、式(B-1)~(B-4)、(B-7)~(B-8)、および(B-10)~(B-11)から選ばれる1つの基を表し;
Ar1が、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基、または、
メチル基あるいはフェニル基で置換されていてもよい、ピリジル基を表し;
Ar2が、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基、または
メチル基あるいはフェニル基で置換されていてもよい。
・第3の態様
Aが、式(A-1)~(A-4)から選ばれる1つの基を表し;
Bが、式(B-1)~(B-4)、(B-7)~(B-8)、および(B-10)~(B-11)から選ばれる1つの基を表し;
Ar1は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基を表し;
Ar2は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基を表す。
Aが、式(A-1)~(A-4)から選ばれる1つの基を表し;
Bが、式(B-1)~(B-4)、(B-7)~(B-8)、および(B-10)~(B-11)から選ばれる1つの基を表し;
Ar1は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基を表し;
Ar2は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基を表す。
・第4の態様
Ar1が、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい、フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、4-ビフェニリル基、2-(1-ナフタレニル)フェニル基、3-(1-ナフタレニル)フェニル基、4-(1-ナフタレニル)フェニル基、2-(2-ナフタレニル)フェニル基、3-(2-ナフタレニル)フェニル基、4-(2-ナフタレニル)フェニル基、4-フェニルナフタレン-1-イル基、5-フェニルナフタレン-1-イル基、6-フェニルナフタレン-2-イル基、7-フェニルナフタレン-2-イル基を表し;
Ar2は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい、フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、4-ビフェニリル基、2-(1-ナフタレニル)フェニル基、3-(1-ナフタレニル)フェニル基、4-(1-ナフタレニル)フェニル基、2-(2-ナフタレニル)フェニル基、3-(2-ナフタレニル)フェニル基、4-(2-ナフタレニル)フェニル基、4-フェニルナフタレン-1-イル基、5-フェニルナフタレン-1-イル基、6-フェニルナフタレン-2-イル基、7-フェニルナフタレン-2-イル基を表す。
Ar1が、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい、フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、4-ビフェニリル基、2-(1-ナフタレニル)フェニル基、3-(1-ナフタレニル)フェニル基、4-(1-ナフタレニル)フェニル基、2-(2-ナフタレニル)フェニル基、3-(2-ナフタレニル)フェニル基、4-(2-ナフタレニル)フェニル基、4-フェニルナフタレン-1-イル基、5-フェニルナフタレン-1-イル基、6-フェニルナフタレン-2-イル基、7-フェニルナフタレン-2-イル基を表し;
Ar2は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい、フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、4-ビフェニリル基、2-(1-ナフタレニル)フェニル基、3-(1-ナフタレニル)フェニル基、4-(1-ナフタレニル)フェニル基、2-(2-ナフタレニル)フェニル基、3-(2-ナフタレニル)フェニル基、4-(2-ナフタレニル)フェニル基、4-フェニルナフタレン-1-イル基、5-フェニルナフタレン-1-イル基、6-フェニルナフタレン-2-イル基、7-フェニルナフタレン-2-イル基を表す。
・第5の態様
Ar1は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい、フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、4-ビフェニリル基を表し;
Ar2は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい、フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、4-ビフェニリル基を表す。
Ar1は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい、フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、4-ビフェニリル基を表し;
Ar2は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい、フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、4-ビフェニリル基を表す。
・第6の態様
Aは、式(A-1)~(A-4)から選ばれる1つの基を表し;
Bは、式(B-1)~(B-4)から選ばれる1つの基を表し;
Ar1は、
フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、または4-ビフェニリル基を表し;
Ar2は、
フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、または4-ビフェニリル基を表す。
Aは、式(A-1)~(A-4)から選ばれる1つの基を表し;
Bは、式(B-1)~(B-4)から選ばれる1つの基を表し;
Ar1は、
フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、または4-ビフェニリル基を表し;
Ar2は、
フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、または4-ビフェニリル基を表す。
・第7の態様
Aは、式(A-1)で表される基であり;
Bは、式(B-1)で表される基であり;
Ar1は、
フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、または4-ビフェニリル基を表し;
Ar2は、
フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、または4-ビフェニリル基を表す。
Aは、式(A-1)で表される基であり;
Bは、式(B-1)で表される基であり;
Ar1は、
フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、または4-ビフェニリル基を表し;
Ar2は、
フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、または4-ビフェニリル基を表す。
[トリアジン化合物(1)の具体例]
式(1)で示される本発明の一態様にかかるトリアジン化合物のうち、特に好ましい化合物の具体例としては、次の(1-1)から(1-74)が挙げられるが、本発明の一態様にかかるトリアジン化合物はこれらに限定されるものではない。
式(1)で示される本発明の一態様にかかるトリアジン化合物のうち、特に好ましい化合物の具体例としては、次の(1-1)から(1-74)が挙げられるが、本発明の一態様にかかるトリアジン化合物はこれらに限定されるものではない。
以下、トリアジン化合物(1)の用途について説明する。
<有機電界発光素子用材料、有機電界発光素子用電子輸送材料>
トリアジン化合物(1)は、特に限定されるものではないが、例えば、有機電界発光素子用材料として用いることができる。また、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。
すなわち、本発明の一態様にかかる有機電界発光素子用材料は、トリアジン化合物(1)を含む。また、本発明の一態様にかかる有機電界発光素子用電子輸送材料は、トリアジン化合物(1)を含む。トリアジン化合物(1)を含む有機電界発光素子用材料および有機電界発光素子用電子輸送材料は、駆動電圧特性および電流効率に優れた有機電界発光素子の作製に資するものである。
<有機電界発光素子用材料、有機電界発光素子用電子輸送材料>
トリアジン化合物(1)は、特に限定されるものではないが、例えば、有機電界発光素子用材料として用いることができる。また、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。
すなわち、本発明の一態様にかかる有機電界発光素子用材料は、トリアジン化合物(1)を含む。また、本発明の一態様にかかる有機電界発光素子用電子輸送材料は、トリアジン化合物(1)を含む。トリアジン化合物(1)を含む有機電界発光素子用材料および有機電界発光素子用電子輸送材料は、駆動電圧特性および電流効率に優れた有機電界発光素子の作製に資するものである。
<有機電界発光素子>
本発明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)を含む。
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)~(vi)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
(vi):陽極/正孔注入層/電荷発生層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
本発明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)を含む。
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)~(vi)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
(vi):陽極/正孔注入層/電荷発生層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
以下、本発明の一態様にかかる有機電界発光素子を、上記(vi)の構成を例に挙げて、図1を参照しながらより詳細に説明する。図1は、本発明の一態様にかかるトリアジン化合物を含む有機電界発光素子の積層構成の一例を示す概略断面図である。
なお、図1に示す有機エレクトロルミネッセンス素子は、いわゆるボトムエミッション型の素子構成を有したものであるが、本発明の一態様にかかる有機エレクトロルミネッセンス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、本発明の一態様にかかる有機エレクトロルミネッセンス素子は、トップエミッション型の素子構成であってもよく、その他の公知の素子構成であってもよい。
なお、図1に示す有機エレクトロルミネッセンス素子は、いわゆるボトムエミッション型の素子構成を有したものであるが、本発明の一態様にかかる有機エレクトロルミネッセンス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、本発明の一態様にかかる有機エレクトロルミネッセンス素子は、トップエミッション型の素子構成であってもよく、その他の公知の素子構成であってもよい。
有機電界発光素子100は、基板1、陽極2、正孔注入層3、電荷発生層4、正孔輸送層5、発光層6、電子輸送層7、および陰極8をこの順で備える。ただし、これらの層のうちの一部の層が省略されていてもよく、また逆に他の層が追加されていてもよい。例えば、電子輸送層7と陰極8との間に電子注入層が設けられていてもよく、電荷発生層4が省略され、正孔注入層3上に正孔輸送層5が直接設けられていてもよい。また、例えば電子注入層の機能と電子輸送層の機能とを単一の層で併せ持つ電子注入・輸送層のような、複数の層が有する機能を併せ持った単一の層を、当該複数の層の代わりに備えた構成であってもよい。さらに、例えば単層の正孔輸送層5、単層の電子輸送層7が、それぞれ複数層からなっていてもよい。
[式(1)で表されるトリアジン化合物を含む層]
有機電界発光素子は、発光層、および、該発光層と陰極との間の層からなる群より選ばれる1層以上に上記式(1)で示されるトリアジン化合物を含む。したがって、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6および電子輸送層7からなる群より選ばれる少なくとも1層にトリアジン化合物(1)を含む。特に、電子輸送層7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く、電子輸送層と陰極との間に電子注入層が設けられている場合、電子注入層がトリアジン化合物(1)を含んでいてもよい。
なお、以下においては、電子輸送層7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。
有機電界発光素子は、発光層、および、該発光層と陰極との間の層からなる群より選ばれる1層以上に上記式(1)で示されるトリアジン化合物を含む。したがって、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6および電子輸送層7からなる群より選ばれる少なくとも1層にトリアジン化合物(1)を含む。特に、電子輸送層7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く、電子輸送層と陰極との間に電子注入層が設けられている場合、電子注入層がトリアジン化合物(1)を含んでいてもよい。
なお、以下においては、電子輸送層7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]
基板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。また、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。また、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。
光透過性を有する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等が挙げられる。
[陽極2]
基板1上(正孔注入層3側)には陽極2が設けられている。
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材料で形成される。
基板1上(正孔注入層3側)には陽極2が設けられている。
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材料で形成される。
陽極に用いられる透明材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、インジウム-錫酸化物(ITO;Indium Tin Oxide)、インジウム-亜鉛酸化物(IZO;Indium Zinc Oxide)、酸化錫、アルミニウム・ドープ型酸化錫、マグネシウム-インジウム酸化物、ニッケル-タングステン酸化物、その他の金属酸化物、窒化ガリウム等の金属窒化物、セレン化亜鉛等の金属セレン化物、および硫化亜鉛等の金属硫化物などが挙げられる。
なお、陰極側のみから光を取り出す構成の有機電界発光素子の場合、陽極の透過特性は重要ではない。したがって、この場合の陽極に用いられる材料の一例としては、金、イリジウム、モリブデン、パラジウム、白金等が挙げられる。
陽極上には、バッファー層(電極界面層)を設けてもよい。
なお、陰極側のみから光を取り出す構成の有機電界発光素子の場合、陽極の透過特性は重要ではない。したがって、この場合の陽極に用いられる材料の一例としては、金、イリジウム、モリブデン、パラジウム、白金等が挙げられる。
陽極上には、バッファー層(電極界面層)を設けてもよい。
[正孔注入層3、正孔輸送層5]
陽極2と後述する発光層6との間には、陽極2側から、正孔注入層3、後述する電荷発生層4、正孔輸送層5がこの順で設けられている。
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有し、この正孔注入層、正孔輸送層を陽極と発光層との間に介在させることによって、より低い電界で多くの正孔が発光層に注入される。
陽極2と後述する発光層6との間には、陽極2側から、正孔注入層3、後述する電荷発生層4、正孔輸送層5がこの順で設けられている。
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有し、この正孔注入層、正孔輸送層を陽極と発光層との間に介在させることによって、より低い電界で多くの正孔が発光層に注入される。
また、正孔注入層、正孔輸送層は、電子障壁性の層としても機能する。すなわち、陰極から注入され、電子注入層および/または電子輸送層から発光層に輸送された電子は、発光層と正孔注入層および/または正孔輸送層との界面に存在する電子の障壁により、正孔注入層および/または正孔輸送層に漏れることが抑制される。その結果、該電子が発光層内の界面に累積され、電流効率が向上する等の効果をもたらし、発光性能の優れた有機電界発光素子が得られる。
正孔注入層、正孔輸送層の材料としては、正孔注入性、正孔輸送性、電子障壁性の少なくともいずれかを有するものである。正孔注入層、正孔輸送層の材料は、有機物、無機物のいずれであってもよい。
正孔注入層、正孔輸送層の材料の具体例としては、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、導電性高分子オリゴマー(特にチオフェンオリゴマー)、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物などが挙げられる。これらの中でも、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物が好ましく、特に芳香族第三級アミン化合物が好ましい。
芳香族第三級アミン化合物およびスチリルアミン化合物の具体例としては、N,N,N’,N’-テトラフェニル-4,4’-ジアミノフェニル、N,N’-ジフェニル-N,N’-ビス(3-メチルフェニル)-〔1,1’-ビフェニル〕-4,4’-ジアミン(TPD)、2,2-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)シクロヘキサン、N,N,N’,N’-テトラ-p-トリル-4,4’-ジアミノビフェニル、1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)-4-フェニルシクロヘキサン、ビス(4-ジメチルアミノ-2-メチルフェニル)フェニルメタン、ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)フェニルメタン、N,N’-ジフェニル-N,N’-ジ(4-メトキシフェニル)-4,4’-ジアミノビフェニル、N,N,N’,N’-テトラフェニル-4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル、N,N,N-トリ(p-トリル)アミン、4-(ジ-p-トリルアミノ)-4’-〔4-(ジ-p-トリルアミノ)スチリル〕スチルベン、4-N,N-ジフェニルアミノ-(2-ジフェニルビニル)ベンゼン、3-メトキシ-4’-N,N-ジフェニルアミノスチルベンゼン、N-フェニルカルバゾール、4,4’-ビス〔N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ〕ビフェニル(NPD)、4,4’,4’’-トリス〔N-(3-メチルフェニル)-N-フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(MTDATA)などが挙げられる。
また、p型-Si、p型-SiCなどの無機化合物も正孔注入層の材料、正孔輸送層の材料の一例として挙げることができる。
また、p型-Si、p型-SiCなどの無機化合物も正孔注入層の材料、正孔輸送層の材料の一例として挙げることができる。
正孔注入層、正孔輸送層は、一種または二種以上の材料からなる単層構造であってもよく、同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
[電荷発生層4]
正孔注入層3と正孔輸送層5との間には、電荷発生層4が設けられていてもよい。
電荷発生層の材料としては特に制限はないが、例えば、ジピラジノ[2,3-f:2’,3’-h]キノキサリン-2,3,6,7,10,11-ヘキサカルボニトリル(HAT-CN)が挙げられる。
電荷発生層は、一種または二種以上の材料からなる単層構造であってもよく、同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
正孔注入層3と正孔輸送層5との間には、電荷発生層4が設けられていてもよい。
電荷発生層の材料としては特に制限はないが、例えば、ジピラジノ[2,3-f:2’,3’-h]キノキサリン-2,3,6,7,10,11-ヘキサカルボニトリル(HAT-CN)が挙げられる。
電荷発生層は、一種または二種以上の材料からなる単層構造であってもよく、同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
[発光層6]
正孔輸送層5と後述する電子輸送層7との間には、発光層6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。
正孔輸送層5と後述する電子輸送層7との間には、発光層6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。
発光層は、単一の低分子材料または単一のポリマー材料からなっていてもよいが、より一般的には、ゲスト化合物でドーピングされたホスト材料からなっている。発光は主としてドーパントから生じ、任意の色を有することができる。
ホスト材料としては、例えば、ビフェニル基、フルオレニル基、トリフェニルシリル基、カルバゾール基、ピレニル基、アントリル基を有する化合物が挙げられる。より具体的には、DPVBi(4,4’-ビス(2,2-ジフェニルビニル)-1,1’-ビフェニル)、BCzVBi(4,4’-ビス(9-エチル-3-カルバゾビニレン)1,1’-ビフェニル)、TBADN(2-ターシャルブチル-9,10-ジ(2-ナフチル)アントラセン)、ADN(9,10-ジ(2-ナフチル)アントラセン)、CBP(4,4’-ビス(カルバゾール-9-イル)ビフェニル)、CDBP(4,4’-ビス(カルバゾール-9-イル)-2,2’-ジメチルビフェニル)、2-(9-フェニルカルバゾール-3-イル)-9-[4-(4-フェニルフェニルキナゾリン-2-イル)カルバゾール、9,10-ビス(ビフェニル)アントラセン等が挙げられる。
蛍光ドーパントとしては、例えば、アントラセン、ピレン、テトラセン、キサンテン、ペリレン、ルブレン、クマリン、ローダミン、キナクリドン、ジシアノメチレンピラン化合物、チオピラン化合物、ポリメチン化合物、ピリリウム、チアピリリウム化合物、フルオレン誘導体、ペリフランテン誘導体、インデノペリレン誘導体、ビス(アジニル)アミンホウ素化合物、ビス(アジニル)メタン化合物、カルボスチリル化合物、等が挙げられる。蛍光ドーパントはこれらから選ばれる2種以上を組み合わせたものであってもよい。
燐光ドーパントとしては、例えば、イリジウム、白金、パラジウム、オスミウム等の遷移金属の有機金属錯体が挙げられる。
蛍光ドーパント、燐光ドーパントの具体例としては、Alq3(トリス(8-ヒドロキシキノリン)アルミニウム)、DPAVBi(4,4’-ビス[4-(ジ-p-トリルアミノ)スチリル]ビフェニル)、ペリレン、ビス[2-(4-n-ヘキシルフェニル)キノリン](アセチルアセトナート)イリジウム(III)、Ir(PPy)3(トリス(2-フェニルピリジン)イリジウム(III))、及びFIrPic(ビス(3,5-ジフルオロ-2-(2-ピリジル)フェニル-(2-カルボキシピリジル)イリジウム(III)))等が挙げられる。
また、発光材料は発光層のみに含有されることに限定されるものではない。例えば、発光材料は、発光層に隣接した層(正孔輸送層5、または電子輸送層7)が含有していてもよい。これによってさらに有機電界発光素子の電流効率を高めることができる。
発光層は、一種または二種以上の材料からなる単層構造であってもよく、同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
[電子輸送層7]
発光層6と後述する陰極8との間には、電子輸送層7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。
発光層6と後述する陰極8との間には、電子輸送層7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。
電子輸送層は、前述したとおり、上記式(1)で表されるトリアジン化合物を含むことが好ましい。
また、電子輸送層は、トリアジン化合物(1)に加えてさらに従来公知の電子輸送材料を含んでいてもよい。従来公知の電子輸送材料としては、例えば、8-ヒドロキシキノリナートリチウム(Liq)、ビス(8-ヒドロキシキノリナート)亜鉛、ビス(8-ヒドロキシキノリナート)銅、ビス(8-ヒドロキシキノリナート)マンガン、トリス(8-ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、トリス(2-メチル-8-ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、トリス(8-ヒドロキシキノリナート)ガリウム、ビス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)ベリリウム、ビス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)亜鉛、ビス(2-メチル-8-キノリナート)クロロガリウム、ビス(2-メチル-8-キノリナート)(o-クレゾラート)ガリウム、ビス(2-メチル-8-キノリナート)-1-ナフトラートアルミニウム、またはビス(2-メチル-8-キノリナート)-2-ナフトラートガリウム、2-[3-(9-フェナントレニル)-5-(3-ピリジニル)フェニル]-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン、および2-(4,’’-ジ-2-ピリジニル[1,1’:3’,1’’-テルフェニル]-5-イル)-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン、BCP(2,9-ジメチル-4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン)、Bphen(4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン)、BAlq(ビス(2-メチル-8-キノリノラート)-4-(フェニルフェノラート)アルミニウム)、およびビス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)ベリリウム)等が挙げられる。
電子輸送層は、一種または二種以上の材料からなる単層構造であってもよく、同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
電子輸送層が、発光層側を第一電子輸送層、陰極側を第二電子輸送層とする二層構造である場合、第二電子輸送層がトリアジン化合物(1)を含むことが好ましい。
電子輸送層が、発光層側を第一電子輸送層、陰極側を第二電子輸送層とする二層構造である場合、第二電子輸送層がトリアジン化合物(1)を含むことが好ましい。
[陰極8]
電子輸送層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、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、希土類金属等が挙げられる。
陰極上(電子輸送層側)には、バッファー層(電極界面層)を設けてもよい。
電子輸送層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、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、希土類金属等が挙げられる。
陰極上(電子輸送層側)には、バッファー層(電極界面層)を設けてもよい。
[各層の形成方法]
以上説明した電極(陽極、陰極)を除く各層は、それぞれの層の材料(必要に応じて結着樹脂などの材料、溶剤と共に)を、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。
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。
以上説明した電極(陽極、陰極)を除く各層は、それぞれの層の材料(必要に応じて結着樹脂などの材料、溶剤と共に)を、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。
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。
陽極および陰極は、電極材料を蒸着やスパッタリングなど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。蒸着やスパッタリングの際に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよく、蒸着やスパッタリングなどによって薄膜を形成した後、フォトリソグラフィーで所望の形状のパターンを形成してもよい。
陽極および陰極の膜厚は、1μm以下であることが好ましく、10nm以上200nm以下であることがより好ましい。
本発明の一態様にかかる有機電界発光素子は、照明用や露光光源のような一種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置(ディスプレイ)として使用してもよい。動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス(パッシブマトリクス)方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。また、異なる発光色を有する本態様の有機電界発光素子を2種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。
なお、本発明の一態様にかかるトリアジン化合物(1)は、既知の反応(例えば、鈴木-宮浦クロスカップリング反応など)を適切に組み合わせることにより合成可能である。
以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定して解釈されるものではない。
1H-NMR測定は、Gemini200(バリアン社製)を用いて行った。
ガラス転移温度測定は、DSC7020(日立ハイテクサイエンス社製)を用いて行った。
有機電界発光素子の発光特性は、室温下、作製した素子に直流電流を印加し、輝度計(製品名:BM-9、トプコンテクノハウス社製)を用いて評価した。
ガラス転移温度測定は、DSC7020(日立ハイテクサイエンス社製)を用いて行った。
有機電界発光素子の発光特性は、室温下、作製した素子に直流電流を印加し、輝度計(製品名:BM-9、トプコンテクノハウス社製)を用いて評価した。
窒素気流下、2,4-ジブロモフェノール(10.0g,39.7mmol)、2-ナフタレンボロン酸(15.0g,87.3mmol)、及びPdCl2(amphos)2(281mg,0.40mmol)の入ったフラスコに、テトラヒドロフラン(132ml)を加えた。更に、2Mのリン酸カリウム水溶液(59.5ml,119.1mmol)を加え、70℃で2時間撹拌した。室温まで放冷し、反応液に水及びトルエンを加えて分液した。有機層を硫酸マグネシウムで脱水した後、溶媒を減圧留去した。得られた固体をトルエン(200ml)に60℃で溶解させ、シリカゲル(8.5g)を加えて、30分間撹拌させた。この懸濁液を熱時濾過した後、溶媒を減圧留去することで、2,4-ジ(ナフタレン-2-イル)フェノールの白色固体(収量7.8g)を得た。
窒素気流下、2,4-ジ(ナフタレン-2-イル)フェノール(4.5g,13.0mmol)、ピリジン(2.1ml,26.0mmol)、及びトルエン(130ml)の入ったフラスコに、トリフルオロメタンスルホン酸無水物(Tf2O)(3.2ml,19.5mmol)を滴下した。室温で3時間撹拌した後、反応液に水及びトルエンを加えて分液した。有機層を硫酸マグネシウムで脱水した後、溶媒を減圧留去した。得られた油状の粗製物にヘプタン(50ml)を加えて、室温で撹拌することで固体を析出させた。析出した固体を吸引濾過にて採取することで、2,4-ジ(ナフタレン-2-イル)フェニル トリフルオロメタンスルホナートの白色固体(収量5.5g)を得た。
窒素気流下、2,4-ジ(ナフタレン-2-イル)フェニル トリフルオロメタンスルホナート(4.5g,9.4mmol)、ビス(ピナコラート)ジボロン(3.6g,14.1mmol)、PdCl2[(Pcy3)]2(139mg,0.19mmol)、及び酢酸カリウム(2.8g,28.2mmol)の入ったフラスコに、1,4-ジオキサン(47ml)を加え、100℃で22時間撹拌した。室温まで放冷し、吸引濾過にて反応液より固体を濾別した後、溶媒を減圧留去した。得られた油状の粗製物にメタノール(100ml)を加えて、室温で撹拌することで固体を析出させた。析出した固体を吸引濾過にて採取することで、2-[2,4-ジ(ナフタレン-2-イル)フェニル]-4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロランの固体(収量3.5g)を得た。
窒素気流下、2-クロロ-4,6-ジ(ビフェニル-4-イル)-1,3,5-トリアジン(2.5g,6.0mmol)、2-[2,4-ジ(ナフタレン-2-イル)フェニル]-4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン(3.0g,6.6mmol)、及びPd(PPh3)4(138mg,0.12mmol)の入ったフラスコに、テトラヒドロフラン(198ml)を加えた。更に、2Mのリン酸カリウム水溶液(9ml,17.9mmol)を加え、70℃で22時間撹拌した。室温まで放冷し、反応液に水及びトルエンを加えて分液した。有機層を硫酸マグネシウムで脱水した後、溶媒を減圧留去した。得られた油状の粗製物にエタノール(300ml)を加えて、室温で撹拌することで固体を析出させ、析出した固体を吸引濾過にて採取した。得られた固体を水、エタノールで洗浄した後、トルエン(200mL)に溶解させ、活性炭(0.4g)を加えて100℃で1時間加熱撹拌した。セライトを敷いた桐山ロートで吸引濾過することで活性炭を濾別し、濾液を減圧留去した。更にトルエン(130ml)溶液から再結晶させることで、化合物(1-2)の白色固体(収量1.8g)を得た。ガラス転移温度は、116℃であった。
1H-NMR(CDCl3)δ(ppm):8.71(d,1H),8.24(m,5H),8.11(m,1H),7.93-8.04(m,5H),7.91(m,2H),7.85(m,1H),7.78(m,1H),7.61(m,4H),7,36-7.58(m,15H).
ついで、得られた化合物を用いて素子評価を実施した。
素子実施例-1(図2参照)
(基板101、陽極102の用意)
陽極をその表面に備えた基板として、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。
(基板101、陽極102の用意)
陽極をその表面に備えた基板として、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。
(真空蒸着の準備)
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。
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。
(正孔注入層103の作製)
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]シクロプロパンを0.15nm/秒の速度で10nm成膜し、正孔注入層103を作製した。
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]シクロプロパンを0.15nm/秒の速度で10nm成膜し、正孔注入層103を作製した。
(第一正孔輸送層1051の作製)
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0.15nm/秒の速度で85nm成膜し、第一正孔輸送層1051を作製した。
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-アミンを0.15nm/秒の速度で85nm成膜し、第一正孔輸送層1051を作製した。
(第二正孔輸送層1052の作製)
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1052を作製しした。
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1052を作製しした。
(発光層106の作製)
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’-スピロフルオレンを95:5(質量比)の割合で20nm成膜し、発光層106を作製した。成膜速度は0.18nm/秒であった。
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’-スピロフルオレンを95:5(質量比)の割合で20nm成膜し、発光層106を作製した。成膜速度は0.18nm/秒であった。
(第一電子輸送層1071の作製)
昇華精製した2-[3’-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)[1,1’-ビフェニル]-3-イル]-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、第一電子輸送層1071を作製した。
昇華精製した2-[3’-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)[1,1’-ビフェニル]-3-イル]-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、第一電子輸送層1071を作製した。
(第二電子輸送層1072の作製)
合成実施例-1で合成した化合物(1-2)およびLiqを50:50(質量比)の割合で25nm成膜し、第二電子輸送層1072を作製した。成膜速度は0.15nm/秒であった。
合成実施例-1で合成した化合物(1-2)およびLiqを50:50(質量比)の割合で25nm成膜し、第二電子輸送層1072を作製した。成膜速度は0.15nm/秒であった。
(陰極108の作製)
最後に、基板上のITOストライプと直行するようにメタルマスクを配し、陰極108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。
最後に、基板上のITOストライプと直行するようにメタルマスクを配し、陰極108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。
以上により、図2に示すような発光面積4mm2有機電界発光素子100を作製した。なお、それぞれの膜厚は、触針式膜厚測定計(DEKTAK、Bruker社製)で測定した。
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。
上記のようにして作製した有機電界発光素子に直流電流を印加し、輝度計(製品名:BM-9、トプコンテクノハウス社製)を用いて発光特性を評価した。発光特性として、電流密度10mA/cm2を流した時の電流効率(cd/A)および駆動電圧(V)を測定した。なお、電流効率、および駆動電圧は、後述の素子参考例1における結果を基準値(100)とした相対値である。得られた測定結果を表1に示す。
素子参考例-1
素子実施例-1において、化合物(1-2)の代わりに特表第2019-534548号公報に記載されている化合物(ETL-1)を用いた以外は、素子実施例-1と同じ方法で有機電界発光素子を作製し、評価した。得られた測定結果を表1に示す。
素子実施例-1において、化合物(1-2)の代わりに特表第2019-534548号公報に記載されている化合物(ETL-1)を用いた以外は、素子実施例-1と同じ方法で有機電界発光素子を作製し、評価した。得られた測定結果を表1に示す。
本発明の一態様にかかるトリアジン化合物(1)はワイドバンドギャップであり、かつ高い三重項励起準位を有するため、従来の蛍光素子用途のみならず、燐光素子や熱活性化遅延蛍光(TADF)を利用した有機電界発光素子へ好適に用いることができる。
1,101 基板
2,102 陽極
3,103 正孔注入層
4,104 電荷発生層
5,105 正孔輸送層
6,106 発光層
7,107 電子輸送層
8,108 陰極
51,1051 第一正孔輸送層
52,1052 第二正孔輸送層
71,1071 第一電子輸送層
72,1072 第二電子輸送層
100 有機電界発光素子
2,102 陽極
3,103 正孔注入層
4,104 電荷発生層
5,105 正孔輸送層
6,106 発光層
7,107 電子輸送層
8,108 陰極
51,1051 第一正孔輸送層
52,1052 第二正孔輸送層
71,1071 第一電子輸送層
72,1072 第二電子輸送層
100 有機電界発光素子
Claims (11)
- 式(1)で示されるトリアジン化合物:
Aは、式(A-1)~(A-8)から選ばれる1つの基を表し;
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基、または、
メチル基あるいはフェニル基で置換されていてもよい、ピリジル基を表し;
Ar2は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基、または、
メチル基あるいはフェニル基で置換されていてもよい、ピリジル基を表す。 - Aが、式(A-1)~(A-8)から選ばれる1つの基を表し;
Bが、式(B-1)~(B-15)から選ばれる1つの基を表し;
Ar1が、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基を表し;
Ar2が、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基を表す、請求項1に記載のトリアジン化合物。 - Aが、式(A-1)~(A-4)から選ばれる1つの基を表し;
Bが、式(B-1)~(B-4)、(B-7)~(B-8)、および(B-10)~(B-11)から選ばれる1つの基を表し;
Ar1が、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基、または、
メチル基あるいはフェニル基で置換されていてもよい、ピリジル基を表し;
Ar2が、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基、または
メチル基あるいはフェニル基で置換されていてもよい、ピリジル基を表す、請求項1に記載のトリアジン化合物。 - Aが、式(A-1)~(A-4)から選ばれる1つの基を表し;
Bが、式(B-1)~(B-4)、(B-7)~(B-8)、および(B-10)~(B-11)から選ばれる1つの基を表し;
Ar1は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基を表し;
Ar2は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい炭素数6~30のアリール基を表す、請求項1~3のいずれか1項に記載のトリアジン化合物。 - Ar1が、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい、フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、4-ビフェニリル基、2-(1-ナフタレニル)フェニル基、3-(1-ナフタレニル)フェニル基、4-(1-ナフタレニル)フェニル基、2-(2-ナフタレニル)フェニル基、3-(2-ナフタレニル)フェニル基、4-(2-ナフタレニル)フェニル基、4-フェニルナフタレン-1-イル基、5-フェニルナフタレン-1-イル基、6-フェニルナフタレン-2-イル基、7-フェニルナフタレン-2-イル基を表し;
Ar2は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい、フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、4-ビフェニリル基、2-(1-ナフタレニル)フェニル基、3-(1-ナフタレニル)フェニル基、4-(1-ナフタレニル)フェニル基、2-(2-ナフタレニル)フェニル基、3-(2-ナフタレニル)フェニル基、4-(2-ナフタレニル)フェニル基、4-フェニルナフタレン-1-イル基、5-フェニルナフタレン-1-イル基、6-フェニルナフタレン-2-イル基、7-フェニルナフタレン-2-イル基を表す、請求項1~4のいずれか1項に記載のトリアジン化合物。 - Ar1は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい、フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、4-ビフェニリル基を表し;
Ar2は、
炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、シアノ基、ジアリールボリル基、および、ホスフィンオキサイド基、からなる群より選ばれる1つ以上で置換されてもよい、フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、4-ビフェニリル基を表す、請求項1~5のいずれか1項に記載のトリアジン化合物。 - Aは、式(A-1)~(A-4)から選ばれる1つの基を表し;
Bは、式(B-1)~(B-4)から選ばれる1つの基を表し;
Ar1は、
フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、または4-ビフェニリル基を表し;
Ar2は、
フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、または4-ビフェニリル基を表す、請求項1~6のいずれか1項に記載のトリアジン化合物。 - Aは、式(A-1)で表される基であり;
Bは、式(B-1)で表される基であり;
Ar1は、
フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、または4-ビフェニリル基を表し;
Ar2は、
フェニル基、1-ナフタレニル基、2-ナフタレニル基、2-ビフェニリル基、3-ビフェニリル基、または4-ビフェニリル基を表す、請求項1~7のいずれか1項に記載のトリアジン化合物。 - 請求項1~8のいずれか1項に記載のトリアジン化合物を含む有機電界発光素子用材料。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載のトリアジン化合物を含む有機電界発光素子用電子
輸送材料。 - 請求項1~8のいずれか1項に記載のトリアジン化合物を含む有機電界発光素子。
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JP2021062454A JP2022157926A (ja) | 2021-03-31 | 2021-03-31 | トリアジン化合物、有機電界発光素子用材料、有機電界発光素子用電子輸送材料、及び有機電界発光素子 |
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2021
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