JP4355352B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料およびそれを使用した有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Description
従来の有機EL素子は、無機発光ダイオードに比べて駆動電圧が高く、発光輝度や発光効率も低かった。また、特性劣化も著しく実用化には至っていなかった。最近の有機EL素子は徐々に改良されているものの、未だ充分な発光効率、耐熱性、寿命を有していなかった。例えば、特許文献1にはEL素子に使用できるフェニルアントラセン誘導体が開示されているが、この化合物を利用した有機EL素子は発光効率が2〜4cd/A程度しかなく、より高い効率が求められていた。また、特許文献2には、発光層にアミンまたはジアミン誘導体からなる蛍光性ドーパントを含有するEL素子が開示されている。しかしながら、このEL素子は発光効率が4〜6cd/Aであるものの、寿命が初期輝度300cd/m2で700時間しかなく、より長寿命が求められていた。さらに、特許文献3にはフェニルアントラセン基を有するEL素子用材料が開示されているが、高温で長時間使用すると発光輝度の低下が大きく耐熱性が不充分であった。これらの素子は、橙色〜赤色の発光をせず、赤色発光はEL素子のフルカラー化に不可欠であるため橙色〜赤色の発光する素子が望まれていた。
一般式〔1〕
一般式〔2〕
一般式〔3〕
一般式〔7〕
〔式中、X1〜X4、Y1〜Y4及びa〜dは、それぞれ独立に、上記一般式〔7〕と同一である。R51〜R60は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは未置換の炭素原子数1〜20のアルキル基、置換もしくは未置換の炭素原子数6〜20のアリール基、シアノ基を表す。隣接するR51〜R60は、互いに連結して飽和もしくは不飽和の炭素環を形成していても良い。〕
一般式〔9〕
一般式〔10〕
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子)は、一対の電極間に発光層または発光層を含む複数層の有機化合物薄膜を形成してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、少なくとも一層が上記一般式〔1〕、〔3〕〜〔10〕で示される有機EL素子用材料を含有する層である。
上記有機EL素子は、上記一般式〔1〕、〔3〕〜〔10〕で示される有機EL素子用材料を正孔注入材料、正孔輸送材料及びドーピング材料の中から選ばれる少なくとも一種類の材料として含有する層を、該電極間に形成していることが好ましい。
上記有機EL素子は、上記一般式〔1〕、〔3〕〜〔10〕で示される有機EL素子用材料を発光層に0.1〜20重量%含有することが好ましい。
上記有機EL素子は、正孔注入材料、正孔輸送材料及びドーピング材料の中から選ばれる少なくとも一種類の材料に、上記一般式〔1〕、〔3〕〜〔10〕で示される有機EL素子用材料を、それぞれ独立に0.1〜20重量%含有することが好ましい。
上記発光層は、スチルベン誘導体及び上記一般式〔1〕、〔3〕〜〔10〕で示される有機EL素子用材料を含有する層であることが好ましい。
上記有機EL素子は、芳香族三級アミン誘導体および/またはフタロシアニン誘導体を含有する層を、発光層と陽極との間に形成していてもよい。
また、上記一般式〔7〕及び〔8〕で表される有機EL素子材料を発光材料、正孔注入材料、正孔輸送材料又はドーピング材料として使用した有機EL素子は、黄色、橙色〜赤色の領域において、低い印加電圧で実用上充分な発光輝度が得られ、発光効率が高く、長時間使用しても性能が劣化しずらく寿命が長い。
X1〜X4に置換する基としては、それぞれ独立に、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数1〜20のアルコキシ基、炭素原子数6〜20のアリール基を示すが、置換基としてアリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基及びアリールケトン基等は除外する。これらの除外する置換基を含有する化合物は、蒸着の際に熱分解し易く、発光素子の寿命も劣るからである。
一般式〔1〕において、a〜dは0〜2の整数を表す。ただし、Aの炭素原子数26以下の場合にはa+b+c+d>0であり、A中に2以上のアントラセン核は含まれない。
このように、本発明における一般式〔1〕で示される化合物は、中心にジアミン構造を有し末端にスチリルアミン構造を有することにより、イオン化エネルギーが5.6eV以下となり正孔が注入しやすく、正孔移動度が10-4m2/V・s以上となり、正孔注入材料、正孔輸送材料として優れている。また、中心に有するポリフェニル構造により電子親和力が2.5eV以上となり、電子が注入しやすい。
さらに、上記A構造の炭素原子数が22以上であるため、容易に非晶質の薄膜を形成でき、ガラス転移温度が100℃以上となり耐熱性に優れる。A構造中に2以上のアントラセン核を含むと、化合物〔1〕が熱分解してしまう可能性がある。
尚、X1とX2、X3とX4が単結合又は炭素環結合などで連結した化合物は、ガラス転移温度が向上し耐熱性が優れる。
さらに、一般式〔3〕〜〔6〕の化合物をドーピング材料として使用すると、有機EL素子の寿命が伸び、発光層の材料として使用すると、発光効率が向上する。
一般式〔7〕又は〔8〕における上記置換に用いる基としては、それぞれ独立に、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数1〜20のアルコキシ基、炭素原子数6〜20のアリール基を示すが、置換基としてアリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基及びアリールケトン基等は除外する。これらの置換基を含有する化合物は、蒸着の際に熱分解し易く、発光素子の寿命も劣るからである。
特に、一般式〔7〕で示される化合物は、ドーピング材料として用いたときに発光素子が長寿命であり、従来にない安定性が得られる。
ただし、Eが未置換の
さらに、中心のアントラセン核Eが未置換である場合には、ガラス転移温度が100℃以下と低くなるので、上記したように少なくとも2つのアリール基置換、好ましくは2〜4置換を行うことによりガラス転移温度が向上する。また、このような特定のビフェニル構造は、一般式〔9〕で示される化合物の可溶度を上げ、精製を容易にする。上記構造以外のパラ位にフェニル基がある場合には精製が困難で不純物が増加し、得られる有機EL素子の特性が悪化する。また、このようなアリール基置換により、分子同士の会合対形成が抑制され、蛍光量子効率が向上し、有機EL素子の発光効率が向上する。
また、ポリフェニル構造とジアミン構造を併せ持つことにより、非晶質の安定な薄膜が形成でき、ガラス転移温度が100℃以上であり耐熱性に優れる。さらに、一般式〔2〕の構造を2つ以上含む場合には、薄膜形成の際に蒸着により熱分解するため、a+b+c+d≦2とする必要がある。Ar2がアントラセン核の場合は、Ar1とAr3を上記のような特定構造とすることにより、化合物の熱分解や蒸着時の酸化が避けられる。
また、本発明の一般式〔1〕、〔3〕〜〔10〕で示される化合物は、金属電極もしくは有機薄膜層からの優れた正孔注入性および正孔輸送性、金属電極もしくは有機薄膜層からの優れた電子注入性および電子輸送性を併せて持ち合わせているので、発光材料として有効に使用することができ、更には、正孔輸送性材料、電子輸送性材料もしくはドーピング材料を使用してもさしつかえない。特に一般式〔7〕及び〔8〕で示される化合物は、ドーピング材料として用いると、電子と正孔の再結合中心となるため、赤系統の高効率の発光が得られる。
特に、一般式〔8〕で示される化合物は、特定の結合位にてアリールアミンとテトラセンが結合しているため高性能である。
特に、化合物〔7〕及び〔8〕と共に発光層に使用できる発光材料またはドーピング材料としては、キノリン金属錯体及びスチルベン系誘導体である。
芳香族三級アミン誘導体の具体例は、トリフェニルアミン、トリトリルアミン、トリルジフェニルアミン、N,N’−ジフェニル−N,N’−(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン、N,N,N’,N’−(4−メチルフェニル)−1,1’−フェニル−4,4’−ジアミン、N,N,N’,N’−(4−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン、N,N’−ジフェニル−N,N’−ジナフチル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン、N,N’−(メチルフェニル)−N,N’−(4−n−ブチルフェニル)−フェナントレン−9,10−ジアミン、N,N−ビス(4−ジ−4−トリルアミノフェニル)−4−フェニル−シクロヘキサン等、もしくはこれらの芳香族三級アミン骨格を有したオリゴマーもしくはポリマーであるが、これらに限定されるものではない。
フタロシアニン(Pc)誘導体の具体例は、H2Pc、CuPc、CoPc、NiPc、ZnPc、PdPc、FePc、MnPc、ClAlPc、ClGaPc、ClInPc、ClSnPc、Cl2 SiPc、(HO)AlPc、(HO)GaPc、VOPc、TiOPc、MoOPc、GaPc−O−GaPc等のフタロシアニン誘導体およびナフタロシアニン誘導体でがあるが、これらに限定されるものではない。
金属錯体化合物の具体例は、8−ヒドロキシキノリナートリチウム、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、ビス(2−メチル−8−キノリナート)(2−ナフトラート)ガリウム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明の材料は、有機EL素子だけでなく、電子写真感光体、光電変換素子、太陽電池、イメージセンサー等の分野においても使用できる。
実施例1
洗浄したITO電極付きガラス板上に、発光材料として上記化合物(2)、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、ポリカーボネート樹脂(帝人化成:パンライトK−1300)を5:3:2の重量比でテトラヒドロフランに溶解させ、スピンコーティング法により膜厚100nmの発光層を得た。その上に、アルミニウムとリチウムをリチウム3重量%の割合で混合した合金で膜厚150nmの電極を形成して有機EL素子を得た。この素子の発光特性は、直流電圧5Vの印加電圧で発光輝度200(cd/m2)、最高輝度14000(cd/m2)、発光効率2.1(lm/W)の発光が得られた。
洗浄したITO電極付きガラス板上に、発光材料として上記化合物(9)を真空蒸着して膜厚100nmの発光層を作成し、その上に、アルミニウムとリチウムをリチウム3重量%の割合で混合した合金で膜厚100nmの電極を形成して有機EL素子を得た。発光層は10-6Torrの真空中で、基板温度が室温の条件下で蒸着した。この素子の発光特性は、直流電圧5Vの印加電圧で発光輝度110(cd/m2)、最高輝度20000(cd/m2)、発光効率2.1(lm/W)の発光が得られた。
洗浄したITO電極付きガラス板上に、発光材料として上記化合物(2)を真空蒸着して膜厚50nmの発光層を形成した。次いで、下記化合物(Alq)
洗浄したITO電極付きガラス板上に、第1表に示す発光材料を真空蒸着して膜厚80nmの発光層を得た。さらに、電子注入材料として上記化合物(Alq)を真空蒸着して膜厚20nmの電子注入層を作成し、その上に、アルミニウムとリチウムをリチウム3重量%の割合で混合した合金で膜厚150nmの膜厚の電極を形成して有機EL素子を得た。各層は10-6Torrの真空中で、基板温度室温の条件下で蒸着した。この素子の発光特性を第1表に示す。また本実施例の有機EL素子は、全て最高輝度10000(cd/m2)以上の高輝度特性を有していた。
洗浄したITO電極付きガラス板上に、正孔注入材として下記化合物(TPD74)を膜厚60nmに真空蒸着した。
発光材料として下記化合物(比較例1)を使用したことを除き、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
発光材料として下記化合物(比較例2)を使用したことを除き、実施例3と同様にして有機EL素子を作製した。
実施例2、実施例3、比較例1及び比較例2で作製した有機EL素子を、発光輝度を測定してから100℃の恒温槽内に入れ、一定の電流値で500時間経過後に再度発光輝度を測定し槽内に入れる前の発光輝度と比較して輝度保持率を算出した。
その結果、実施例2、実施例3、比較例1及び比較例2の有機EL素子の輝度保持率は、それぞれ85%、90%、25%、30%であった。このように、比較例1及び比較例2で使用した発光材料の化合物はガラス転移温度が100℃以下であるため輝度を保持することができなかった。これに対し、実施例2及び実施例3で使用した発光材料の化合物はガラス転移温度が110℃以上であるため耐熱性が高く、長時間に渡り充分輝度を保持することができる。
中間体Aの合成
200ミリリットル丸底フラスコに、4−ブロモベンズアルデヒド0.38g(2.04mmol)、ベンジルホスホン酸エチルエステル0.98g(4.29mmol)、DMSO40ミリリットルを入れ、tBuOK0.5g(4.49mmol)を室温で少しずつ添加し反応させた。18時間反応させて得られた反応液を、水500ミリリットル中に注入し、析出した粗結晶0.5gを濾過により採取した。
100ミリリットル丸底フラスコに、上記粗結晶、KI2.00g(12.0mmol)、CuI1.14g(6.0mmol)、HMPA10ミリリットルを入れ、150℃で6時間加熱攪拌した。反応終了後、1N−塩酸水10ミリリットルを加え、トルエンで有機層を抽出した。濃縮後にジエチルエーテル/メタノールで再結晶させて精製し、下記中間体A0.28g(収率45%)を得た。
50ミリリットル丸底フラスコ中でp−ブロモアニリン3g(17.4mmol)を6N−塩酸水10ミリリットルに懸濁し冷却した。内温4℃にて亜硫酸ナトリウム 1.25g(18.1mmol)/水5.3ミリリットルをゆっくりと滴下し、同温にて1時間攪拌してジアゾニウム水溶液を得た。
別途、100ミリリットル丸底フラスコ中でアントラセン0.3g(1.7mmol)をアセトン5ミリリットルに溶解した後、塩化第二銅2水和物0.46g/水5.7ミリリットルを加え、4℃まで冷却した。冷却後、上記ジアゾニウム水溶液を同温にて添加し、室温で一晩反応させた。反応後析出晶を濾取してメタノールで洗浄後乾燥し、下記中間体B0.2g(収率24%)を得た。
100ミリリットル丸底フラスコ中でアニリン0.018g(0.2mmol)を塩化メチレン5ミリリットルに溶解し、無水酢酸0.05g(0.5mmol)を加え、室温にて1時間反応させた。その後、反応溶媒を留去してオイル状の化合物を得た。この化合物に、中間体A0.56g(1.8mmol)、炭酸カリウム5g、銅粉0.3g及びニトロベンゼン20ミリリットルを加え、210℃で2日間加熱攪拌した。その後、溶媒を留去し得られた残さに、ジエチレングリコール10ミリリットルと水酸化カリウム3g/水10ミリリットルを加え、110℃で一晩反応させた。反応終了後、酢酸エチル/水を加えて分液し、溶媒留去後、粗結晶を得た。
続いて100ミリリットル丸底フラスコ中で上記粗結晶、中間体B0.05g(0.1mmol)、炭酸カリウム5g、銅粉0.3g及びニトロベンゼン20ミリリットルを加え、220℃で2日間加熱攪拌した。反応後析出晶を濾取してメタノールで洗浄後乾燥し、カラムクロマトグラフ(シリカゲル、ヘキサン/トルエン=1/1)で精製し、黄色粉末0.017gを得た。この粉末は、NMR、IR及びFD−MS(フィールドディソプーションマススペクトル)の測定により、化合物(2)と同定された(収率20%)。
中間体Cの合成
200ミリリットル丸底フラスコ中でジフェニルアミン51.2g(0.3mol)、1,4−ジブロモベンゼン71.4g(0.3mol)、tBuOK34.6g(0.36mol)、PdCl2(PPh3)24.2g(5.9mmol)及びキシレン1.2リットルを混合し、130℃で一晩攪拌した。
反応終了後、有機層を濃縮し褐色結晶約100gを得た。この結晶をカラムクロマトグラフ(シリカゲル、ヘキサン/トルエン=10/1)で精製し、下記中間体C28g(収率29%)を得た。
100ミリリットル丸底フラスコ中で中間体B0.48g(1mmol)にジエチルエーテル10ミリリットルを加え、−78℃に冷却した。そこへn−ブチルリチウム2ミリリットル(1.5M,3mmol)を加え、1時間攪拌した。次にほう酸トリメチル0.3g(3mmol)/ジエチルエーテル5ミリリットルを滴下した。滴下終了後、−78℃にて1時間攪拌し、室温にて1N−塩酸水10ミリリットルを加えた。有機層を分液後、溶媒を留去して粗結晶を得た。100ミリリットル丸底フラスコ中で、上記粗結晶、中間体C 0.97g(3mmol)、Pd(PPh3)412mg、リン酸カリウム0.32g(1.5mmol)及びDMF10ミリリットルを加え、100℃で4時間攪拌した。有機層を分液後、溶媒を留去して粗結晶を得た。この粗結晶をカラムクロマトグラフ(シリカゲル、ベンゼン/酢酸エチル=50/1)で精製し、黄色粉末0.13gを得た。この粉末は、NMR、IR及びFD−MSの測定により、化合物(9)と同定された(収率14%)。
中間体Dの合成
1,4−ジブロモベンゼン0.48g(2.0mmol)に、Mg及びジエチルエーテルを加えてGrignard試薬を調製した。別途、100ミリリットル丸底フラスコ中に、1,4−ジブロモナフタレン5.7g(20.0mmol)、NiCl2(dppp)10mg及びジエチルエーテル20ミリリットルを加え、氷欲で冷却した。そこへ上記Grignard試薬を加え、6時間加熱還流した。反応終了後、1N−塩酸水10ミリリットルを加えた。有機層を分液後、溶媒を留去して下記中間体D0.30(収率30%)を得た。
100ミリリットル丸底フラスコ中でアニリン0.09g(1.0mmol)を塩化メチレン5ミリリットルに溶解し、無水酢酸 0.25g(2.5mmol)を加え、室温にて1時間反応させた。その後、反応溶媒を留去してオイル状の化合物を得た。この化合物に、中間体A0.4g(4.5mmol)、炭酸カリウム5g、銅粉0.3g及びニトロベンゼ20ミリリットルを加え、210℃で2日間加熱攪拌した。その後、溶媒を留去し得られた残さに、ジエチレングリコール10ミリリットルと水酸化カリウム3g/水10ミリリットルを加え、110℃で一晩反応させた。反応終了後、酢酸エチル/水を加えて分液し、溶媒留去後、粗結晶を得た。
続いて100ミリリットル丸底フラスコ中で、上記粗結晶、中間体D0.5g(1.0mmol)、炭酸カリウム5g、銅粉0.3g及びニトロベンゼン20ミリリットルを加え、220℃で2日間加熱攪拌した。反応後析出晶を濾取してメタノールで洗浄後乾燥し、カラムクロマトグラフ(シリカゲル、ヘキサン/トルエン=1/1)で精製し、黄色粉末0.1gを得た。この粉末は、NMR、IR及びFD−MSの測定により、化合物(18)と同定された(収率10%)。
洗浄したITO電極付きガラス板上に、発光材料として上記化合物(30)、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、ポリカーボネート樹脂(帝人化成:パンライトK−1300)を5:3:2の重量比でテトラヒドロフランに溶解させ、スピンコーティング法により膜厚100nmの発光層を得た。その上に、アルミニウムとリチウムをリチウム3重量%の割合で混合した合金で膜厚150nmの電極を形成して有機EL素子を得た。この素子の発光特性は、直流電圧5Vの印加電圧で発光輝度320(cd/m2)、最高輝度14000(cd/m2)、発光効率2.5(lm/W)の発光が得られた。
洗浄したITO電極付きガラス板上に、発光材料として上記化合物(37)を真空蒸着して膜厚100nmの発光層を作成し、その上に、フッ化リチウムで膜厚0.3nmの無機電子注入層を形成し、さらにアルミニウムで膜厚100nmの電極を形成して有機EL素子を得た。発光層は10-6Torrの真空中で、基板温度が室温の条件下で蒸着した。この素子の発光特性は、直流電圧5Vの印加電圧で発光輝度110(cd/m2)、最高輝度20000(cd/m2)、発光効率1.2(lm/W)の発光が得られた。
洗浄したITO電極付きガラス板上に、正孔注入材としてCuPcを真空蒸着して膜厚40nmの正孔注入層を形成した。次に正孔輸送材として上記化合物(47)を膜厚20nmの正孔輸送層を、さらに上記化合物(Alq)真空蒸着して膜厚60nmの発光層を形成し、発光層にルブレンを濃度4重量%となるように添加し、その上に、アルミニウムとリチウムをリチウム3重量%の割合で混合した合金で膜厚100nmの電極を形成して有機EL素子を得た。各層は10-6Torrの真空中で、基板温度室温の条件下で蒸着した。この素子の発光特性は、直流電圧5Vの印加電圧で発光輝度約700(cd/m2)、最高輝度80000(cd/m2)、発光効率6.0(lm/W)の緑色発光が得られた。さらに初期発光輝度600(cd/m2)で、定電流駆動したところ半減寿命は4000時間と長かった。
洗浄したITO電極付きガラス板上に、第2表に示す正孔輸送材料を真空蒸着して膜厚20nmの正孔輸送層を得た。さらに、発光材料として上記化合物(Alq)を真空蒸着して膜厚60nmの発光層を作成し、発光層にルブレンを濃度4重量%となるように添加し、その上に、アルミニウムとリチウムをリチウム3重量%の割合で混合した合金で膜厚150nmの膜厚の電極を形成して有機EL素子を得た。各層は10-6Torrの真空中で、基板温度室温の条件下で蒸着した。この素子の発光特性を第2表に示す。また本実施例の有機EL素子は、全て最高輝度10000(cd/m2)以上の高輝度特性を有していた。
洗浄したITO電極付きガラス板上に、正孔注入材として上記化合物(TPD74)を膜厚60nmに真空蒸着した。次に、正孔輸送材として上記化合物(NPD)を膜厚20nmに真空蒸着した。
次に、発光材料として4,4’−ビス(2,2−ジフェニルビニル)フェニルアントラセン(DPVDPAN)およびドーパントとして上記化合物(36)を、化合物(36)の割合が2重量%、膜厚40nmとなるように同時蒸着した。次に、電荷注入材として上記化合物(Alq)を膜厚20nmで蒸着し、さらにLiFを膜厚0.5nmで蒸着後アルミニウムを膜厚100nm蒸着し電極を形成して有機EL素子を得た。各層は10-6Torrの真空中で、基板温度室温の条件下で蒸着した。この素子の発光特性は、直流電圧8Vの印加電圧で発光輝度500(cd/m2)と高輝度で、色純度の優れた青色発光であった。さらに初期発光輝度100(cd/m2)で、定電流駆動したところ半減寿命は7000時間と長寿命であった。
尚、この素子の発光スペクトルを測定したところ、DPVBiと同一であった。すなわち、化合物(36)は発光には影響しないが、素子に長寿命を与える効果がある。
ドーパントとして上記化合物(36)を添加しないことを除き、実施例34と同様にして有機EL素子を作製した。この素子について、初期発光輝度100(cd/m2)で、定電流駆動したところ半減寿命は4000時間と実施例34に比べ短かった。
正孔輸送材料として上記化合物(比較例2)を使用したことを除き、実施例20と同様にして有機EL素子を作製した。
得られた素子の発光特性は、直流電圧5Vの印加電圧で発光輝度300(cd/m2)、発光効率4.2(lm/W)であったが、初期発光輝度400(cd/m2)で定電流駆動したところ半減寿命は300時間と寿命が短かった。
参考例20、参考例27及び比較例4で作製した有機EL素子を、発光輝度を測定してから105℃の恒温槽内に入れ、一定の電流値で500時間経過後に再度発光輝度を測定し槽内に入れる前の発光輝度と比較して輝度保持率を算出した。
その結果、参考例20及び参考例27、比較例4の有機EL素子の輝度保持率は、それぞれ87%、90%、25%であった。このように、比較例4で使用した発光材料の化合物はガラス転移温度が105℃以下であるため輝度を保持することができなかった。これに対し、参考例20及び参考例27で使用した発光材料の化合物はガラス転移温度が110℃以上であるため耐熱性が高く、長時間に渡り充分輝度を保持することができる。
中間体E(6,12−ジヨードクリセン)の合成
300ミリリットル丸底フラスコに、クリセン5g(22mmol)、四塩化炭素100ミリリットルを入れ、ヨウ素/四塩化炭素16g(64mmol/100ミリリットル)を室温で少しずつ滴下し反応させた。反応液を5時間加熱攪拌した後、析出した結晶を濾取し、四塩化炭素100ミリリットルで洗浄した。得られた粗結晶をトルエン200ミリリットルで再結晶させ、中間体E(収率35%)を得た。
100ミリリットル二口フラスコ中で、4−アミノスチルベン2g(10mmol)を塩化メチレン20ミリリットルに溶解し、無水酢酸2.5g(25mmol)を加え、室温にて1時間反応させた。その後、反応溶媒を留去してオイル状の化合物を得た。300ミリリットル二口フラスコ中で、この化合物に、ヨードベンゼン4.1g(20mmol)、炭酸カリウム3g(30mmol)、銅粉0.06g(1mmol)及びニトロベンゼン100ミリリットルを加え、220℃で2日間加熱攪拌した。その後、溶媒を留去し得られた残さに、ジエチレングリコール10ミリリットルと水酸化カリウム 30g/水100ミリリットルを加え、110℃で一晩反応させた。反応終了後、酢酸エチル/水を加えて分液し、溶媒留去後、粗結晶を得た。
300ミリリットル二口フラスコ中で、得られた粗結晶と中間体E2.4g(5mmol)、炭酸カリウム3g(20mmol)、銅粉0.06g(1mmol)及びニトロベンゼン100ミリリットルを加え、230℃で2日間加熱攪拌した。反応後析出晶を濾取してメタノールで洗浄後乾燥し、カラムクロマトグラフ(シリカゲル、ヘキサン/トルエン=1/1)で精製し、黄色粉末
1.0gを得た。この粉末は、NMR、IR及びFD−MSの測定により、化合物(30)と同定された(収率25%)。
化合物(36)の合成
100ミリリットル丸底フラスコ中でジフェニルアミン3.4g(20mmol)、中間体E4.8g(10mmol)、炭酸カリウム3g(30mmol)、銅粉0.06g(1mmol)及びニトロベンゼン100ミリリットルを加え、210℃で2日間加熱攪拌した。反応後析出晶を濾取してメタノールで洗浄後乾燥し、カラムクロマトグラフ(シリカゲル、ヘキサン/トルエン=1/1)で精製し、黄色粉末2.8gを得た。この粉末は、NMR、IR及びFD−MSの測定により、化合物(36)と同定された(収率50%)。
化合物(38)の合成
アルゴン気流下100ミリリットル四口フラスコに、マグネシウム1.0g(41mmol)、THF1ミリリットル、ヨウ素の小片を入れ、4−ブロモトリフェニルアミン9.7g(30mmol)/THF100ミリリットルを室温で少しずつ滴下し、滴下終了後60℃で1時間加熱攪拌しGrignard試薬を調製した。
アルゴン気流下300ミリリットル四口フラスコに、中間体E4.8g(10mmol)、THF50ミリリットル、PdCl2(PPh3)20.28g(0.4mmol)及びAlH(iso−Bu)2/1.0Mトルエン溶液1.0ミリリットル(1mmol)を入れ、上記Grignard試薬を室温で滴下した後、昇温して一晩還流させた。反応終了後、反応液を氷水冷却して析出晶を濾取し、アセトンで洗浄した。得られた粗結晶をアセトン100ミリリットルで再結晶させ、黄色粉末4.3gを得た。この粉末は、NMR、IR及びFD−MSの測定により、化合物(38)と同定された(収率60%)。
化合物(47)の合成
100ミリリットル二口フラスコ中で、6−アミノクリセン2.4g(10mmol)を塩化メチレン 20ミリリットルに溶解し、無水酢酸2.5g(25mmol)を加え、室温にて1時間反応させた。その後、反応溶媒を留去してオイル状の化合物を得た。300ミリリットル二口フラスコ中で、この化合物に、ヨードベンゼン4.1g(20mmol)、炭酸カリウム3g(30mmol)、銅粉 0.06g(1mmol)及びニトロベンゼン100ミリリットルを加え、220℃で2日間加熱攪拌した。その後、溶媒を留去し得られた残さに、ジエチレングリコール10ミリリットルと水酸化カリウム30g/水100ミリリットルを加え、110℃で一晩反応させた。反応終了後、酢酸エチル/水を加えて分液し、溶媒留去後、粗結晶を得た。
300ミリリットル二口フラスコ中で、得られた粗結晶と4,4’−ジヨードビフェニル2g(5mmol)、炭酸カリウム3g(30mmol)、銅粉0.06g(1mmol)及びニトロベンゼン100ミリリットルを加え、230℃で2日間加熱攪拌した。反応後析出晶を濾取してメタノールで洗浄後乾燥し、カラムクロマトグラフ(シリカゲル、ヘキサン/トルエン=1/3)で精製し、黄色粉末 0.8gを得た。この粉末は、NMR、IR及びFD−MSの測定により、化合物(47)と同定された(収率30%)。
洗浄したITO電極付きガラス板上に、発光材料として上記化合物(58)、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、ポリカーボネート樹脂(帝人化成:パンライトK−1300)を5:2:2の重量比でテトラヒドロフランに溶解させ、スピンコーティング法により膜厚100nmの発光層を得た。その上に、アルミニウムとリチウムをリチウム3重量%の割合で混合した合金で膜厚150nmの電極を形成して有機EL素子を得た。この素子の発光特性は、直流電圧5Vの印加電圧で発光輝度130(cd/m2)、最高輝度14000(cd/m2)、発光効率1.2(lm/W)の黄橙色発光が得られた。
洗浄したITO電極付きガラス板上に、発光材料として上記化合物(71)を真空蒸着して膜厚100nmの発光層を作成し、その上に、アルミニウムとリチウムをリチウム3重量%の割合で混合した合金で膜厚100nmの電極を形成して有機EL素子を得た。発光層は10-6Torrの真空中で、基板温度が室温の条件下で蒸着した。この素子の発光特性は、直流電圧5Vの印加電圧で発光輝度120(cd/m2)、最高輝度1800(cd/m2)、発光効率0.3(lm/W)の橙色発光が得られた。
洗浄したITO電極付きガラス板上に、発光材料として上記化合物(71)を真空蒸着して膜厚50nmの発光層を形成した。次いで、上記化合物(Alq)を真空蒸着して膜厚10nmの電子注入層を作成し、その上に、アルミニウムとリチウムをリチウム3重量%の割合で混合した合金で膜厚100nmの電極を形成して有機EL素子を得た。発光層および電子注入層は10-6Torrの真空中で、基板温度室温の条件下で蒸着した。この素子の発光特性は、直流電圧5Vの印加電圧で発光輝度約200(cd/m2)、最高輝度12000(cd/m2)、発光効率1.0(lm/W)の橙色発光が得られた。
洗浄したITO電極付きガラス板上に、第3表に示す発光材料を真空蒸着して膜厚80nmの発光層を得た。さらに、電子注入材料として上記化合物(Alq)を真空蒸着して膜厚20nmの電子注入層を作成し、その上に、アルミニウムとリチウムをリチウム3重量%の割合で混合した合金で膜厚150nmの膜厚の電極を形成して有機EL素子を得た。各層は10-6Torrの真空中で、基板温度室温の条件下で蒸着した。この素子の発光特性を第3表に示す。また本実施例の有機EL素子は、全て最高輝度5000(cd/m2)以上の高輝度特性を有していた。
洗浄したITO電極付きガラス板上に、正孔注入材として上記化合物(TPD74)を膜厚60nmに真空蒸着した。次に、正孔輸送材として下記化合物(NPD)を膜厚20nmに真空蒸着した。
発光材料として上記化合物(Alq)およびドーパントとして上記化合物(61)を、化合物(61)の割合が5重量%となるように同時蒸着して発光層を形成したことを除き、実施例47と同様にして有機EL素子を作製した。この素子の発光特性は、直流電圧5Vの印加電圧で発光輝度240(cd/m2)の赤色発光が得られ。さらに初期発光輝度400(cd/m2)で、定電流駆動したところ半減寿命は3200時間と長寿命であった。
発光材料として上記化合物(比較例1)を使用したことを除き、実施例35と同様にして有機EL素子を作製した。
得られた素子の発光特性は、直流電圧5Vの印加電圧で発光輝度60(cd/m2)、発光効率0.34(lm/W)と充分な性能が得られなかった。また、発光色は青色であった。
発光材料として上記化合物(比較例2)を使用したことを除き、実施例37と同様にして有機EL素子を作製した。
得られた素子の発光特性は、直流電圧5Vの印加電圧で発光輝度200(cd/m2)、発光効率1.2(lm/W)であったが、初期発光輝度400(cd/m2)で定電流駆動したところ半減寿命は600時間と寿命が短かった。また、発光色は青色であった。
発光材料の上記化合物(58)の代わりに、上記化合物(比較例1)を使用したことを除き、実施例47と同様にして有機EL素子を作製した。
得られた素子の発光特性は、直流電圧5Vの印加電圧で発光輝度200(cd/m2)であったが、初期発光輝度400(cd/m2)で定電流駆動したところ半減寿命は700時間と寿命が短く、発光色は青色であった。
中間体F(5,11−ジブロモナフタセン)の合成
2リットル丸底フラスコに、5,12−ナフタセンキノン 50g(0.19mmol)、塩化第二錫108g(0.57mmol)、酢酸 500ミリリットル、濃塩酸200ミリリットルを入れ、2時間加熱攪拌し反応させた。反応終了後、析出した結晶を濾取し、水洗浄した後、減圧乾燥機にて一晩乾燥し、粗結晶48gを得た。
アルゴン気流下2リットル四口フラスコに、得られた粗結晶、トリフェニルフォスフィン50g(0.19mmol)、DMF300ミリリットルを入れ、臭素64g(0.4mmol)/DMF200ミリリットルを室温で少しずつ滴下し反応させた。滴下終了後、200℃で一晩加熱攪拌した。反応終了後、減圧蒸留でDMFを留去し、残さに水200ミリリットルを加えた。有機層をトルエン抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリーエバポレーターで減圧濃縮し、オイル状の化合物を得た。カラムクロマトグラフ(シリカゲル、ヘキサン/トルエン=1/1)で精製し、黄色粉末30gを得た。この粉末は、NMR、IR及びFD−MSの測定により、中間体Fと同定された(収率40%)。
100ミリリットル二口フラスコ中で、4−アミノスチルベン2g(10mmol)を塩化メチレン20ミリリットルに溶解し、無水酢酸2.5g(25mmol)を加え、室温にて1時間反応させた。その後、反応溶媒を留去してオイル状の化合物を得た。300ミリリットル二口フラスコ中で、この化合物に、ヨードベンゼン4.1g(20mmol)、炭酸カリウム3g(30mmol)、銅粉0.06g(1mmol)及びニトロベンゼン100ミリリットルを加え、220℃で2日間加熱攪拌した。その後、溶媒を留去し得られた残さに、ジエチレングリコール10ミリリットルと水酸化カリウム30g/水100ミリリットルを加え、110℃で一晩反応させた。反応終了後、酢酸エチル/水を加えて分液し、溶媒留去後、粗結晶を得た。
アルゴン気流下100ミリリットル二口フラスコ中で、得られた粗結晶、中間体F1.9g(5mmol)、tBuOK1.3g(12mmol)、PdCl2(PPh3)240mg(5mol%)及びキシレン30ミリリットルを混合し、130℃で一晩攪拌し反応させた。反応終了後、析出晶を濾取し、メタノールで洗浄した。カラムクロマトグラフ(シリカゲル、ヘキサン/トルエン=1/1)で精製し、黄色粉末0.9gを得た。この粉末は、NMR、IR及びFD−MSの測定により、化合物(58)と同定された(収率25%)。
化合物(59)の合成
アルゴン気流下300ミリリットル四口フラスコに、4−ヒドロキシスチルベン2g(10mmol)、トリフェニルフォスフィン5.2g(20mmol)、DMF50ミリリットルを入れ、ヨウ素 5g(20mmol)/DMF50ミリリットルを室温で少しずつ滴下し反応させた。滴下終了後、200℃で一晩攪拌した。反応終了後、減圧蒸留でDMFを留去し、残さに水 200ミリリットルを加えた。有機層をトルエンで抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリーエバポレーターで減圧濃縮し、オイル状の化合物を得た。カラムクロマトグラフ(シリカゲル、ヘキサン/トルエン=1/1)で精製し、黄色粉末2.5gを得た。
別途、100ミリリットル二口フラスコ中で、4−アミノスチルベン2g(10mmol)を塩化メチレン 20ミリリットルに溶解し、無水酢酸2.5g(25mmol)を加え、室温にて1時間反応させた。その後、反応溶媒を留去してオイル状の化合物を得た。
300ミリリットル二口フラスコ中で、この化合物に、上記黄色粉末2.5g、炭酸カリウム3g(30mmol)、銅粉0.06g(1mmol)及びニトロベンゼン100ミリリットルを加え、220℃で2日間加熱攪拌した。その後、溶媒を留去し得られた残さに、ジエチレングリコール10ミリリットルと水酸化カリウム30g/水100ミリリットルを加え、110℃で一晩反応させた。反応終了後、酢酸エチル/水を加えて分液し、溶媒留去後、粗結晶を得た。
300ミリリットル二口フラスコ中で、上記粗結晶、中間体F2.4g(5mmol)、tBuOK1.3g(12mmol)、PdCl2(PPh3)240mg(5mol%)及びキシレン30ミリリットルを混合し、130℃で一晩攪拌し反応させた。反応終了後、析出晶を濾取し、メタノールで洗浄、乾燥した。カラムクロマトグラフ(シリカゲル、ヘキサン/トルエン=1/1)で精製し、黄色粉末0.2gを得た。この粉末は、NMR、IR及びFD−MSの測定により、化合物(59)と同定された(収率5%)。
化合物(61)の合成
アルゴン気流下300ミリリットル四口フラスコに、4−ブロモトリフェニルアミン9.7g(30mmol)、トルエン50ミリリットル及びジエチルエーテル50ミリリットルを入れ、氷水で冷却し、n−ブチルリチウム/ヘキサン22ミリリットル(1.52mol/リットル、33mmol)/THF100ミリリットルを室温で少しずつ滴下し反応させた。滴下終了後、同温で一晩攪拌した。反応終了後、水50ミリリットルを加え、有機層をジエチルエーテルで抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリーエバポレーターで減圧濃縮し、オイル状の化合物7.4gを得た。
300ミリリットル四口フラスコに、上記化合物、ヨウ化カリウム6.6g(40mmol)及び酢酸100ミリリットルを入れ、一時間加熱還流させた。反応終了後、室温まで冷却して析出晶を濾取した。得られた結晶を水とアセトンで洗浄して橙色固体2.7gを得た。この橙色固体は、NMR、IR及びFD−MSの測定により、化合物(61)と同定された(収率35%)。
中間体G(5,11−ジヨードナフタセン)の合成
500ミリリットル丸底フラスコに、ナフタセン 50g(0.22mmol)、テトラクロロエタン 200ミリリットルを入れ、ヨウ素/四塩化炭素 160g(0.64mol/200ミリリットル)を室温で少しずつ滴下し反応させた。反応液を5時間加熱攪拌した後、析出した結晶を濾取し、メタノール 500ミリリットルで洗浄した。得られた粗結晶をトルエン200ミリリットルで再結晶させ、中間体G34gを得た(収率40%)。
アルゴン気流下100ミリリットル四口フラスコに、マグネシウム1.0g(41mmol)、THF1ミリリットル、ヨウ素の小片を入れ、4−ブロモトリフェニルアミン9.7g(30mmol)/THF100ミリリットルを室温で少しずつ滴下し、滴下終了後60℃で1時間加熱攪拌しGrignard試薬を調製した。
アルゴン気流下300ミリリットル四口フラスコに、中間体G4.8g(10mmol)、THF50ミリリットル、PdCl2(PPh3)20.28g(0.4mmol)及びAlH(iso−Bu)2/1.0Mトルエン溶液1.0ミリリットル(1mmol)を入れ、上記Grignard試薬を室温で滴下した後、昇温して一晩還流させた。反応終了後、反応液を氷水冷却して析出晶を濾取し、アセトンで洗浄した。得られた粗結晶をアセトン100ミリリットルで再結晶させ、黄色粉末3.6gを得た。この粉末は、NMR、IR及びFD−MSの測定により、化合物(62)と同定された(収率50%)。
洗浄したITO電極付きガラス板上に、正孔注入材として上記化合物(TPD74)を膜厚60nmに真空蒸着した。次に、正孔輸送材として上記化合物(NPD)を膜厚20nmに真空蒸着した。
次に、発光材料として上記化合物(Alq)およびドーパントとして上記化合物(75)を、化合物(75)の割合が2重量%、膜厚40nmとなるように同時蒸着した。次に、電子注入材として上記化合物(Alq)を膜厚20nmで蒸着し、さらにLiFを膜厚0.5nmで蒸着後アルミニウムを膜厚100nm蒸着し電極を形成して有機EL素子を得た。各層は10-6Torrの真空中で、基板温度室温の条件下で蒸着した。この素子の発光特性は、直流電圧8Vの印加電圧で発光輝度500(cd/m2)と高輝度で、橙色発光であった。さらに初期発光輝度500(cd/m2)で、定電流駆動したところ半減寿命は2000時間を越え特に長寿命であった。
ドーパントとして上記化合物(75)に代えて上記化合物(86)を添加したことを除き、実施例49と同様にして有機EL素子を作製した。この素子について、初期発光輝度500(cd/m2)で、定電流駆動したところ半減寿命は2000時間と長寿命であった。発光色は朱色であった。
ドーパントとして上記化合物(75)に代えて上記化合物(82)を添加したことを除き、実施例49と同様にして有機EL素子を作製した。この素子について、初期発光輝度500(cd/m2)で、定電流駆動したところ半減寿命は2800時間以上と長寿命であった。発光色は赤色であった。
化合物(75)の合成
アルゴン気流下200ミリリットル三口フラスコ中で、6,12−ジブロモナフタセン(40577−78−4 2.16g(5.6mmol)、Pd(OAc)20.06g(0.3mmol)、P(tBu)3 0.23g(1.1mmol)、NaOtBu1.51g(15.7mmol)、Ph2NH1.89g(11.2mmol)及びトルエン25mlを加え、120℃で7時間加熱攪拌し反応させた。反応終了後放冷し、赤色結晶を濾取した後、トルエンと水で洗浄、減圧乾燥して赤色粉末3.02gを得た。この粉末は、NMR、IR及びFD−MSの測定により、化合物(75)と同定された(収率96%)。
NMR(CDC13、TMS)において、6.8〜7.0(m、2H)、7.0〜7.4(m、10H)、7.8〜7.9(m、1H)、8.0〜8.1(m、1H)、8.85(s、1H)であった。
25mm×75mm×1.1mmの大きさのガラス基板上に、膜厚100nmインジウム・スズ酸化物膜の透明性アノードを設け、紫外線とオゾンを併用して10分間洗浄した。
このガラス基板を真空茶着装置(日本真空技術(株))を入れ、約10-4Paに減圧した。その後、上記TPD74を、蒸着速度0.2nm/秒で60nmの厚さに蒸着した。次いで、下記構造のTPD78を、蒸着速度0.2nm/秒で20nmの厚さに蒸着した。
次に、下記構造のDPVDPAN及び発光材料として上記化合物(100)を同時蒸着して40nmの厚さの発光層を形成した。この時のDPVDPANの蒸着速度は0.4nm/秒、化合物(100)の蒸着速度は0.01nm/秒であった。さらに、上記Alqを蒸着速度0.2nm/秒で蒸着し、最後にアルミニウムとリチウムとを同時蒸着することにより、陰極を150nmの厚さで形成して有機EL素子を得た。この時の、アルミニウムの蒸着速度は1nm/秒であり、リチウムの蒸着速度は0.004nm/秒であった。
参考例52において、化合物(100)の代わりに、発光材料として第4表に示した化合物を使用した以外は同様にして有機EL素子を作製し、評価した。それらの結果を第4表に示す。
中間体Hの合成
アルゴン気流下、冷却管付き1リットル三口フラスコ中に、4 −ブロモフタル酸無水物22.7g(0.1mol) 、炭酸ナトリウム42.4g(0.4mol)、水300ミリリットルを加え、60℃まで加熱し溶解させた。溶解後室温まで冷却し、フェニルボロン酸18.3g(0.15mol) と酢酸パラジウム0.7g(3mol%)を加え、室温で一晩攪拌した。反応終了後、水を加えて析出晶を溶解させ、触媒を濾過にて除去後濃塩酸にて酸析し、析出晶を濾取水洗した。得られた結晶を酢酸エチルに溶解させ、有機層を抽出した。硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリーエバポレーターで減圧濃縮し、目的とする中間体H23.7g(収率98%)を得た。
冷却管付き500ミリリットルナスフラスコ中に、中間体H23.7g(98mmol)と無水酢酸200ミリリットルを加え、80℃にて3時間攪拌した。反応終了後、過剰な無水酢酸を留去し、目的とする中間体I22g(収率10%)を得た。
中間体Jの合成
アルゴン気流下、冷却管付き500ミリリットル三口フラスコ中に、ビフェニル7.7g(50mmol)、無水塩化アルミニウム13.4g(0.1mol)、1,2−ジクロロエタン200ミリリットルを加え、0℃まで冷却した。次に中間体I22g(98mmol)を徐々に添加し、40℃にて2時間攪拌した。反応終了後に氷水を加え、クロロホルムで分液抽出した。硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリーエバポレーターで減圧濃縮し、目的とする中間体J19.0g(収率100%)を得た。
冷却管付き500ミリリットルナスフラスコ中に、ポリリン酸200ミリリットルを入れ、150℃に加熱した。次に、中間体J19g(50mmol)を少量ずつ添加し、同温にて3時間撹絆した。反応終了後に氷水を加え、クロロホルムで分液抽出した。硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリーエバポレーターで減圧濃縮した。得られた粗結晶を、カラムクロマトグラフ(シリカゲル、クロロホルム/メタノール=99/1)で精製し、目的とする中間体K19g(収率55%)を得た。
中間体Lの合成
アルゴン気流下、冷却管付き500ミリリットルナスフラスコ中に、中間体K19.0g(28mmol)、塩化スズ0.19g(1mmol)、酢酸100ミリリットル、濃塩酸 50ミリリットルを加え、2時間加熱還流した。反応終了後、反応液を氷水冷却して析出晶を濾取し、水で洗浄し目的とする中間体L19g(収率100%)を得た。
アルゴン気流下、冷却管付き500ミリリットル三口フラスコ中に、中間体L 19.0g(28mmol)、トリフェニルホスフィン16g(60mmol)、DMF200ミリリットルを加えた。続いて、臭素9.6g(60mmol)/DMF50ミリリットルを徐々に滴下した後、200℃で8時間加熱撹枠した。反応終了後、反応液を氷水冷却して析出晶を濾取し、水、メタノールで洗浄し目的とする中間体M6.7g(収率50%)を得た。
化合物(100)の合成
アルゴン気流下、冷却管付き200ミリリットル三口フラスコ中に、中間体M4.9g(10mmol)、ジフェニルアミン5.1g(30mmol)、トリス(ジベンジリデシアセトン) ジバラジウム0.14g(1.5mol%)、トリ−o−トルイルホスフィン0.91g(3mol%)、t−ブトキシナトリウム2.9g(30mmol)、乾燥トルエン50ミリリットルを加えた後、100℃にて一晩加熱攪拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、メタノール100ミリリットルにて洗浄し、黄色粉末4.0gを得た。この粉末は、NMR、IR及びFD−MSの測定により、化合物(100)と同定された(収率60%)。
中間体Nの合成
アルゴン気流下で、冷却管付き500ミリリットルナスフラスコ中に、2,6−ジヒドロキシーアントラキノン12g(50mmol)、沃化メチル 42.5g(0.3mol)、水酸化カリウム17g(0.3mol)、DMSO200ミリリットルを加え、室温で2時間攪拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、メタノール100ミリリットルにて洗浄し目的とする中間体N10.7g(収率80%)を得た。
中間体Oの合成
アルゴン気流下で. 500ミリリットル三口フラスコ中に、中間体N10.7(40mmol)、乾燥THF200ミリリットルを加え−40℃に冷却後、1.5Mフェニルリチウム/ヘキサン溶液53ミリリットル(80mmol)を徐々に滴下した。滴下終了後、室温にて一晩攪拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、メタノール100ミリリットルに続きアセトン100ミリリットルにて洗浄した。得られたジオ一ル体粗結晶はそれ以上精製せず、次の反応に用いた。
冷却管付き500ミリリットルナスフラスコ中に、上記粗結晶、57%沃化水素水 100ミリリットル、酢酸200ミリリットルを加え、3時間加熱還流した。室温まで冷却後、少量の次亜リン酸を加え、過剰な沃化水素をクエンチした。析出した結晶を濾取し、水100ミリリットル、メタノール100ミリリットル、アセトン100ミリリットルの順番で洗浄し目的とする中間体O10.1g(収率70%)を得た。・
アルゴン気流下、冷却管付き500ミリリットル三口フラスコ中に、中間体O10.1g(28mmol)、トリフェニルホスフィン7.9g(30mmol)、DMF200ミリリットルを加えた。続いて、臭素4.8g(30mmol)/DMF50ミリリットルを徐々に滴下した後、200℃で8時間加熱撹枠した。反応終了後、反応液を氷水冷却して析出晶を濾取し、水、メタノールで洗浄し目的とする中間体P8.2g(収率60%)を得た。
化合物(101)の合成
アルゴン気流下、冷却管付き200ミリリットル三口フラスコ中に、中間体P4.9g(30mmol)、ジフェニルアミン5.1g(30mmol)、トリス(ジベンジリデシアセトン) ジバラジウム0.14g(1.5mol%)、トリ−o−トルイルホスフィン0.91g(3mol%)、t−ブトキシナトリウム2.9g(30mmol)、乾燥トルエン50ミリリットルを加えた後、100℃にて一晩加熱攪拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、メタノール100ミリリットルにて洗浄し、黄色粉末4.0gを得た。この粉末は、NMR、IR及びFD−MSの測定により、化合物(101)と同定された(収率6%)。
中間体Qの合成
アルゴン気流下、冷却管付き300ミリリットル三口フラスコ中に、2−ブロモビフェニル11.7g(50mmol)、アニリン19g(0.2mol)、トリス(ジベンジリデシアセトン) ジバラジウム0.69g(1.5mol%)、トリ−o−トルイルホスフィン0.46g(3mol%)、t−ブトキシナトリウム7.2g(75mmol)、乾燥トルエン100ミリリットルを加えた後、100℃にて一晩加熱攪拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、メタノール100ミリリットルにて洗浄して得られた粗結晶を酢酸エチル50ミリリットルにて再結晶し、目的とする中間体Q9.8g(収率80%)を得た。
化合物(102)の合成
アルゴン気流下、冷却管付き200ミリリットル三口フラスコ中に、9,10−ジブロモアントラセン2.4g(10mmol)、中間体Q7.4g(30mmol)、トリス(ジベンジリデシアセトン) ジバラジウム0.14g(1.5mol%)、トリ−o−トルイルホスフィン0.91g(3mol%)、t−ブトキシナトリウム2.9g(30mmol)、乾燥トルエ 50ミリリットルを加えた後、100℃にて一晩加熱攪拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、メタノール100ミリリットルにて洗浄し、黄色粉末4.3gを得た。この粉末は、NMR、IR及びFD−MSの測定により、化合物(102)と同定された(収率65%)。
中間体Rの合成
アルゴン気流下、冷却管付き1リットル三口フラスコ中に、3−フェニルフエノール34g(0.2mol)、トリフェニルホスフィン58g(0.22mmol)、DMF300ミリリットルを加えた。続いて、臭素35g(0.22mmol)/DMF100ミリリットルを徐々に滴下した後、200℃で8時間加熱撹枠した。反応終了後、反応液を氷水冷却して析出晶を濾取し、水、メタノールで洗浄し目的とする中間体R37g(収率80%)を得た。
中間体Sの合成
アルゴン気流下、冷却管付き300ミリリットル三口フラスコ中に、アニリン19g(0.2mmol)、トリス(ジベンジリデシアセトン) ジバラジウム 0.69g(1.5mol%)、トリ−o−トルイルホスフィン0.46g(3mol%)、t−ブトキシナトリウム7.2g(75mmol)、乾燥トルエン100ミリリットルを加えた後、100℃にて一晩加熱攪拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、メタノール100ミリリットルにて洗浄して得られた粗結晶を酢酸エチル50ミリリットルにて再結晶し、目的とする中間体Q9.8g(収率80%)を得た。
化合物(103)の合成
アルゴン気流下、冷却管付き200ミリリットル三口フラスコ中に、9,10−ジブロモアントラセン2.4g(10mmol)、中間体S7.4g(30mmol)、トリス(ジベンジリデシアセトン) ジバラジウム0.14g(1.5mol%)、トリ−o−トルイルホスフィン0.91g(3mol%)、t−ブトキシナトリウム2.9g(30mmol)、乾燥トルエン50ミリリットルを加えた後、100℃にて一晩加熱攪拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、メタノール100ミリリットルにて洗浄し、黄色粉末4.2gを得た。この粉末は、NMR、IR及びFD−MSの測定により、化合物(103)と同定された(収率70%)。
中間体Tの合成
アルゴン気流下、冷却管付き300ミリリットル三口フラスコ中に、4−ブロモビフェニル23g(0.1mol)、アミノスチルベン9.8g(50mmol)、トリス(ジベンジリデシアセトン) ジバラジウム0.69g(1.5mol%)、トリ−o−トルイルホスフィン0.46g(3mol%)、t−ブトキシナトリウム7.2g(75mmol)、乾燥トルエン100ミリリットルを加えた後、100℃にて一晩加熱攪拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、メタノール100ミリリットルにて洗浄して得られた粗結晶を酢酸エチル50ミリリットルにて再結晶し、目的とする中間体T13.9g(収率80%)を得た。
化合物(104)の合成
アルゴン気流下、冷却管付き200ミリリットル三口フラスコ中に、9,10−ジブロモアントラセン2.4g(10mmol)、中間体T7.4g(30mmol)、トリス(ジベンジリデシアセトン) ジバラジウム0.14g(1.5mol%)、トリ−o−トルイルホスフィン0.91g(3mol%)、t−ブトキシナトリウム2.9g(30mmol)、乾燥トルエン50ミリリットルを加えた後、100℃にて一晩加熱攪拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、メタノール100ミリリットルにて洗浄し、黄色粉末4.5gを得た。この粉末は、NMR、IR及びFD−MSの測定により、化合物(104)と同定された(収率70%)。
中間体Uの合成
アルゴン気流下、冷却管付き500ミリリットル三口フラスコ中に、トリフェニルアミン25g(0.1mol)、N−ブロモスクシンイミド18g(0.1mol)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.82g(5mol%)、DMF200ミリリットルを加え、110℃で4時間加熱撹枠した。反応終了後、不純物をろ別し、ろ液をロータリーエバポレーターで減圧濃縮した。得られた粗結晶を、カラムクロマトグラフ(シリカゲル、塩化メチレン)で精製し、目的とする中間体U19g(収率60%)を得た。
中間体Vの合成
アルゴン気流下、冷却管付き1リットル三口フラスコ中に、マグネシウム 1.6g(66mmol)、ヨウ素の小片、THF100ミリリットルを入れ、室温で30分間攪拌後、中間体U19g(60mol)/THF300ミリリットル溶液を滴下した。滴下終了後、60℃で1時間加熱攪拌しGrignard試薬を調製した。
アルゴン気流下、冷却管付き1リットル三口フラスコ中に、1,3ジブロモベンゼン42g(0.18mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン) パラジウム2.1(5mol%)、ジイソブチルアルミニウムヒドリド/トルエン溶液6ミリリットル(1M,6mmol)、THF200ミリリットルを加えた。ここに上記Grignard試薬を室温で滴下した後、昇温して一晩加熱攪拌した。反応終了後、反応液を氷水冷却して析出晶を濾取し、アセトンで洗浄し目的とする中間体V14g(収率60%)を得た。
アルゴン気流下、冷却管付き500ミリリットル三口フラスコ中に、マグネシウム0.8g(33mmol)、ヨウ素の小片、THF50ミリリットルを入れ、室温で30分間攪拌後、中間体V12g(30mmol)/THF100ミリリットル溶液を滴下した。滴下終了後、60℃で1時間攪拌しGrignard試薬を調製した。
アルゴン気流下、冷却管付き500ミリリットル三口フラスコ中に、9,10−ジブロモアントラセン3.4g(10mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム0.4g(5mol%)、ジイソブチルアルミニウムヒドリド/トルエン溶液1ミリリットル(1M,1mmol)、THF100ミリリットルを加えた。ここに上記Grignard試薬を室温で滴下した後、昇温して一晩加熱攪拌した。反応終了後、反応液を氷水冷却して析出晶を濾取し、メタノール50ミリリットル、アセトン50ミリリットルの順で洗浄し、黄色粉末 4.1gを得た。この粉末は、NMR、IR及びFD−MSの測定により、化合物(121)と同定された(収率50%)。
中間体Wの合成
アルゴン気流下、冷却管付き300リットル三口フラスコ中に、1,3−ジブロモベンゼン19g(80mmol)、ジフェニルアミン6.5g(20mmol)、トリス(ジベンジリデシアセトン) ジバラジウム0.27g(1.5mol%)、トリ−o−トルイルホスフィン0.18g(3mol%)、t−ブトキシナトリウム2.9g(30mmol)、乾燥トルエン100ミリリットルを加えた後、100℃にて一晩加熱攪拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、メタノール100ミリリットルにて洗浄し、得られた粗結晶を酢酸エチル50ミリリットルにて再結晶し、目的とする中間体W4.9g(収率75%)を得た。
化合物(122)の合成
アルゴン気流下、冷却管付き300ミリリットル三口フラスコ中に、マグネシウム0.5g(20mmol)、ヨウ素の小片、THF50ミリリットルを入れ、室温で30分間攪拌後、中間体W4.9g(15mmol)/THF100ミリリットル溶液を滴下した。滴下終了後、60℃で1時間攪拌しGrignard試薬を調製した。
アルゴン気流下、冷却管付き500ミリリットル三口フラスコ中に、9−10ジブロモアントラセン1.7g(5mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム0.2g(5mol%)、ジイソブチルアルミニウムヒドリド/トルエン溶液0.5ミリリットル(1M,0.5mmol)、THF100ミリリットルを加えた。ここに上記Grignard試薬を室温で滴下した後、昇温して一晩加熱攪拌した。反応終了後、反応液を氷水冷却して析出晶を濾取し、メタノール50ミリリットル、アセトン50ミリリットルの順で洗浄し、黄色粉末1.7gを得た。この粉末は、NMR、IR及びFD−MSの測定により、化合物(122)と同定された(収率50%)。
中間体Xの合成
アルゴン気流下、冷却管付き300リットル三口フラスコ中に、ブロモベンゼン 16g(0.1mol)、アミノスチルベン9.8g(50mmol)、トリス(ジベンジリデシアセトン) ジバラジウム0.69g(1.5mol%)、トリ−o−トルイルホスフィン0.46g(3mol%)、t−ブトキシナトリウム7.2g(75mmol)、乾燥トルエン100ミリリットルを加えた後、100℃にて一晩加熱攪拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、メタノール100ミリリットルにて洗浄し、得られた粗結晶を酢酸エチル
50ミリリットルにて再結晶し、目的とする中間体X11g(収率80%)を得た。
中間体Yの合成
アルゴン気流下、冷却管付き500リットル三口フラスコ中に、ブロモベンゼン38g(0.16mol)、中間体X11g(40mmol)、トリス(ジベンジリデシアセトン) ジバラジウム0.55g(1.5mol%)、トリ−o−トルイルホスフィン0.37g(3mol%)、t−ブトキシナトリウム 5.8g(60mmol)、乾燥トルエン300ミリリットルを加えた後、120℃にて一晩加熱攪拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、メタノール100ミリリットルにて洗浄し、得られた粗結晶を酢酸エチル50ミリリットルにて再結晶し、目的とする中間体Y13g(収率75%)を得た。
アルゴン気流下、冷却管付き300ミリリットル三口フラスコ中に、マグネシウム0.97g(40mmol)、ヨウ素の小片、THF50ミリリットルを入れ、室温で30分間攪拌後、中間体Y12g(30mmol)/THF100ミリリットル溶液を滴下した。滴下終了後、60℃で1時間攪拌しGrignard試薬を調製した。
アルゴン気流下、冷却管付き500ミリリットル三口フラスコ中に、9,10−ジブロモアントラセン3.4g(10mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム0.4g(5mol%)、ジイソブチルアルミニウムヒドリド/トルエン溶液1ミリリットル(1M,1mmol)、THF100ミリリットルを加えた。ここに上記Grignard試薬を室温で滴下した後、昇温して一晩加熱攪拌した。反応終了後、反応液を氷水冷却して析出晶を濾取し、メタノール50ミリリットル、アセトン50ミリリットルの順で洗浄し、黄色粉末5.4gを得た。この粉末は、NMR、IR及びFD−MSの測定により、化合物(122)と同定された(収率50%)。
化合物(124)の合成
アルゴン気流下、冷却管付き500ミリリットル三口フラスコ中に、10,10’−ジブロモ−9,9’−ビアンスリル2.5g(5mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム0.2g(5mol%)、ジイソブチルアルミニウムヒドリド/トルエン溶液0.5ミリリットル(1M,0.5mmol)、THF100ミリリットルを加えた。ここに合成例(19)で調製したGrignard試薬を室温で滴下した後、昇温して一晩加熱攪拌した。反応終了後、反応液を氷水冷却して析出晶を濾取し、メタノール 50ミリリットル、アセトン50ミリリットルの順で洗浄し、黄色粉末2.0gを得た。この粉末は、NMR、IR及びFD−MSの測定により、化合物(124)と同定された(収率60%)。
化合物(125)の合成
アルゴン気流下、冷却管付き500ミリリットル三口フラスコ中に、6,12ジブロモクリセン1.9g(5mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム0.2g(5mol%)、ジイソブチルアルミニウムヒドリド/トルエン溶液0.5ミリリットル(1M,0.5mmol)、THF100ミリリットルを加えた。ここに合成例(19)で調製したGrignard試薬を室温で滴下した後、昇温して一晩加熱攪拌した。反応終了後、反応液を氷水冷却して析出晶を濾取し、メタノール50ミリリットル、アセトン50ミリリットルの順で洗浄し、黄色粉末2.1gを得た。この粉末は、NMR、IR及びFD−MSの測定により、化合物(125)と同定された(収率60%)。
化合物(126)の合成
アルゴン気流下、冷却管付き500ミリリットル三口フラスコ中に、5,12−ジブロモナフタセン1.9g(5mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム0.2g(5mol%)、ジイソブチルアルミニウムヒドリド/トルエン溶液0.5ミリリットル(1M,0.5mmol)、THF100ミリリットルを加えた。ここに合成例(19)で調製したGrignard試薬を室温で滴下した後、昇温して一晩加熱攪拌した。反応終了後、反応液を氷水冷却して析出晶を濾取し、メタノール50ミリリットル、アセトン50ミリリットルの順で洗浄し、黄色粉末2.1gを得た。この粉末は、NMR、IR及びFD−MSの測定により、化合物(126)と同定された(収率60%)。
Claims (11)
- 下記一般式〔1〕で示される有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
一般式〔1〕
一般式〔2〕
- 下記一般式〔7〕で示される有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
一般式〔7〕
一般式〔2〕
- 下記一般式〔8〕で示される有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
一般式〔8〕
一般式〔2〕
- 下記一般式〔10〕で示される有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
一般式〔10〕
一般式〔2〕
- 有機エレクトロルミネッセンス素子用発光材料であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
- 一対の電極間に発光層または発光層を含む複数層の有機化合物薄膜を形成してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機化合物薄膜の少なくとも一層が請求項1〜4のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する層であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 一対の電極間に発光層または発光層を含む複数層の有機化合物薄膜を形成してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、請求項1〜4のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を正孔注入材料、正孔輸送材料及びドーピング材料の中から選ばれる少なくとも一種類の材料として含有する層を、該電極間に形成してなることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 一対の電極間に発光層または発光層を含む複数層の有機化合物薄膜を形成してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、該発光層が請求項1〜4のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を0.1〜20重量%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素子。
- 一対の電極間に発光層または発光層を含む複数層の有機化合物薄膜を形成してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、正孔注入材料、正孔輸送材料又はドーピング材料の中から選ばれる少なくとも一種類の材料に、請求項1〜4のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を、それぞれ独立に0.1〜20重量%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素子。
- 一対の電極間に発光層または発光層を含む複数層の有機化合物薄膜を形成してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、該発光層がスチルベン誘導体及び請求項1〜4のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する層であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 芳香族三級アミン誘導体および/またはフタロシアニン誘導体を含有する層を、発光層と陽極との間に形成してなることを特徴とする請求項6〜10のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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