JP5424681B2 - 有機発光素子 - Google Patents

有機発光素子 Download PDF

Info

Publication number
JP5424681B2
JP5424681B2 JP2009067466A JP2009067466A JP5424681B2 JP 5424681 B2 JP5424681 B2 JP 5424681B2 JP 2009067466 A JP2009067466 A JP 2009067466A JP 2009067466 A JP2009067466 A JP 2009067466A JP 5424681 B2 JP5424681 B2 JP 5424681B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
substituted
unsubstituted
formula
light emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009067466A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2009267378A5 (ja
JP2009267378A (ja
Inventor
麻紀 岡島
章人 齊藤
真澄 板橋
方規 村椿
直樹 山田
博揮 大類
千花 根岸
哲弥 小菅
貴行 堀内
武史 關口
寛之 友野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2009067466A priority Critical patent/JP5424681B2/ja
Publication of JP2009267378A publication Critical patent/JP2009267378A/ja
Publication of JP2009267378A5 publication Critical patent/JP2009267378A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5424681B2 publication Critical patent/JP5424681B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/626Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing more than one polycyclic condensed aromatic rings, e.g. bis-anthracene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/20Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the material in which the electroluminescent material is embedded
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/622Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing four rings, e.g. pyrene
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/623Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing five rings, e.g. pentacene
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/624Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing six or more rings
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1007Non-condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1011Condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Description

本発明は、有機発光素子に関する。
有機発光素子は、陽極と陰極との間に発光性有機化合物を含む薄膜が配置されている素子である。各電極からホール(正孔)及び電子を注入することにより、発光性有機化合物の励起子が生成され、この励起子が基底状態に戻る際に有機発光素子は光を放出する。
有機発光素子における最近の進歩は著しく、その特徴は、低印加電圧で高輝度、発光波長の多様性、高速応答性、発光デバイスの薄型・軽量化が可能であることが挙げられる。このことから有機発光素子は、広汎な用途への可能性が示唆されている。
しかしながら、特に、フルカラーディスプレイ等への応用を考えた場合、現状の素子の発光効率と耐久性では実用上十分とは言えない。特に、青色発光する有機発光素子においては、例えば、非特許文献1で報告されているように、現在の技術水準は初期輝度1000cd/m2に対する輝度半減時間が17000時間である。このため、更なる性能改良が必要であった。
また青色発光する有機発光素子の安定性向上を目的として様々な材料が提案されている。例えば、特許文献1には、ピレン骨格を有する材料及びフルオランテン骨格を有する発光性ドーパントが提案されている。これらの材料はいずれも発光層に含まれる材料であり、ピレン骨格を有する材料は電子輸送性に優れ、フルオランテン骨格を有する発光性ドーパントは電子トラップとして機能する。
また、ピレン骨格を有する材料を含む有機発光素子として、例えば特許文献2又は3が挙げられる。
特開2007−318063号公報 WO2005/115950パンフレット WO2005/123634パンフレット
SID Symposium Digest,38,1504(2007)
本発明の目的は、高発光効率かつ連続駆動寿命の長い青色発光の有機発光素子を提供することである。
本発明者等は、上述の課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の有機発光素子は、陽極と陰極と、該陽極と該陰極との間に挟持され少なくとも発光領域を形成する層を含む積層体と、から構成され、該発光領域を形成する層に、以下に示す(a)と(b)とがそれぞれ少なくとも一種類含まれることを特徴とする。 (a)下記一般式[1]又は下記一般式[2]で示される第一の有機化合物
Figure 0005424681
(式[1]において、R1は、置換あるいは無置換のアルキル基である。R2は、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のフェニル基又は置換あるいは無置換の2つの環が縮合した芳香族基である。R3及びR4は、それぞれハロゲン原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のフェニル基、置換あるいは無置換の2つの環が縮合した芳香族基又は置換あるいは無置換の複素環基である。aは、0乃至6の整数である。aが2以上のとき複数のR1は同じであってもよいし異なっていてもよい。dは、0乃至4の整数である。dが2以上のとき複数のR4は同じであってもよいし異なっていてもよい。bは、0乃至3の整数である。bが2又は3のとき複数のR2は同じであってもよいし異なっていてもよい。cは、0乃至3の整数である。cが2又は3のとき複数のR3は同じであってもよいし異なっていてもよい。Xは下記一般式[A]で示される置換基である。
Figure 0005424681
(式[A]において、R8 乃至10うち少なくとも2つは置換あるいは無置換のアルキル基であり、それ以外の置換基は水素原子である。R8 乃至10は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。)
式[2]において、R5は、置換あるいは無置換のアルキル基である。R6は、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のフェニル基又は2つの環が縮合した芳香族基である。R7は、ハロゲン原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のフェニル基、置換あるいは無置換の2つの環が縮合した芳香族基又は置換あるいは無置換の複素環基である。aは0乃至6の整数である。aが2以上のとき複数のR5は同じであってもよいし異なっていてもよい。bは、0乃至3の整数である。bが2又は3のとき複数のR6は同じであってもよいし異なっていてもよい。eは、0乃至9の整数である。eが2以上のとき複数のR7は同じであってもよいし異なっていてもよい。Xは式[A]で示される置換基である。)
(b)下記一般式[3]又は下記一般式[4]で示される第二の有機化合物
Figure 0005424681
(式[3]において、R11は、ハロゲン原子、置換あるいは無置換のアルキル基、アラルキル基、アリール基又は複素環基である。同じであっても異なっていてもよい。fは、0乃至16の整数を表す。fが2以上のとき複数のR11は同じであってもよいし異なっていてもよい。式[4]において、R12は、置換あるいは無置換のアルキル基、アラルキル基又は複素環基である。R13は、ハロゲン原子、置換あるいは無置換のアルキル基、アラルキル基、フェニル基、2つの環が縮合した芳香族基又は複素環基である。gは、0乃至9の整数である。gが2以上のとき複数のR12は同じであってもよいし異なっていてもよい。hは、0乃至11の整数である。hが2以上のとき複数のR13は同じであってもよいし異なっていてもよい。)
本発明によれば、高発光効率かつ連続駆動寿命の長い青色発光の有機発光素子を提供することができる。
本発明の有機発光素子における第一の実施形態を示す断面図である。 本発明の有機発光素子における第二の実施形態を示す断面図である。 本発明の有機発光素子における第三の実施形態を示す断面図である。 本発明の有機発光素子における第四の実施形態を示す断面図である。 例示化合物D1の1H−NMR(CDCl3)スペクトルを示す図である。
本発明の有機発光素子は、陽極と陰極と、該陽極と該陰極との間に挟持され少なくとも発光領域を形成する層を含む積層体と、から構成される。以下、図面を参照しながら本発明の有機発光素子に関して詳細に説明する。
図1は、本発明の有機発光素子における第一の実施形態を示す断面図である。図1の有機発光素子10は、基板1上に、陽極2、ホール輸送層3、電子輸送層4及び陰極5が順次設けられている。図1の有機発光素子10は、ホール輸送層3か電子輸送層4のいずれかが発光層を兼ねている。
図2は、本発明の有機発光素子における第二の実施形態を示す断面図である。図2の有機発光素子20は、図1の有機発光素子10において、ホール輸送層3と電子輸送層4との間に発光層6が設けられている。図2の有機発光素子20は、キャリア輸送機能と発光機能とを分離したものであり、ホールと電子との再結合領域は発光層6内にある。また図2の有機発光素子20は、ホール輸送性、電子輸送性、発光性の各特性を有した化合物を適宜組み合わせて使用することが可能となる。このため極めて材料選択の自由度が増すとともに、発光波長を異にする種々の化合物が使用できるので、発光色相の多様化が可能になる。さらに、中央の発光層6に各キャリア又は励起子を有効に閉じこめて、発光効率の向上を図ることも可能となる。
図3は、本発明の有機発光素子における第三の実施形態を示す断面図である。図3の有機発光素子30は、図2の有機発光素子20において、ホール輸送性層の一種であるホール注入層7を、陽極2とホール輸送層3との間に設けている。図3の有機発光素子30は、陽極2とホール輸送層5との密着性又はホールの注入性の改善に効果があるため、素子の低電圧化に効果的である。
図4は、本発明の有機発光素子における第四の実施形態を示す断面図である。図4の有機発光素子40は、図2の有機発光素子20において、電子輸送性層の一種であるホールブロック層8を、発光層6と電子輸送層4との間に設けている。イオン化ポテンシャルの大きな化合物、即ち、HOMOエネルギーの低い化合物をホールブロック層8の構成材料として使用することにより、発光層6から陰極5側へのホール漏れが改善されるので、素子の発光効率の向上に効果的である。
ただし本発明の有機発光素子の素子構成は上記の構成に限定されるものではない。例えば介在層として、電子ブロック層や電子注入層をさらに設けることも可能である。また、発光層は2層以上設けてもよい。発光層を2層以上設ける場合、それぞれの発光層は隣接して設けられてもよいし、離隔して設けられてもよい。
本発明の有機発光素子は、発光領域を形成する層に、以下に示す(a)と(b)とがそれぞれ少なくとも一種類含まれる。
(a)下記一般式[1]又は下記一般式[2]で示される第一の有機化合物
Figure 0005424681
(b)下記一般式[3]又は下記一般式[4]で示される第二の有機化合物
Figure 0005424681
尚、式[1]乃至[4]で示される化合物の詳細は後述する。また発光領域を形成する層に含まれる第一の有機化合物及び第二の有機化合物は、それぞれ一種類であってもよいし、二種類以上であってもよい。
ここで、発光領域を形成する層とは、図1の有機発光素子10では、ホール輸送層3及び電子輸送層4のいずれかである。ただし図1の有機発光素子10において、発光領域は、ホール輸送層3と電子輸送層4と間の界面を含めてもよい。
一方、図2及至図4の有機発光素子20,30,40では、少なくとも発光層5が発光領域に該当する。また、発光領域を形成する層が2層以上存在する場合は、発光領域を形成する層のいずれかに上記の(a)第一の有機化合物及び(b)第二の有機化合物が含まれていればよい。さらに、図2及至図4の有機発光素子20,30,40において、発光領域は、発光領域を形成する層のみならず、発光領域を形成する層と発光領域を形成する層に隣接する層との界面を含めてもよい。
次に、発光領域を形成する層に含まれる第一の有機化合物及び第二の有機化合物について説明する。まず第一の有機化合物について説明する。
発光領域を形成する層に含まれる第一の有機化合物は、発光領域を形成する層のホストとして機能する化合物である。また第一の有機化合物であるピレン化合物とは、少なくともピレン骨格とナフタレン骨格とを有する化合物である。具体的には、下記一般式[1]又は[2]で示される化合物である。
Figure 0005424681
まず式[1]の化合物について説明する。
式[1]において、R1は、置換あるいは無置換のアルキル基である。
1で表される置換あるいは無置換のアルキル基として、メチル基、メチル−d1基、メチル−d3基、エチル基、エチル−d5基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−デシル基、iso−プロピル基、iso−プロピル−d7基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、tert−ブチル−d9基、iso−ペンチル基、ネオペンチル基、tert−オクチル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、2−フルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、3−フルオロプロピル基、パーフルオロプロピル基、4−フルオロブチル基、パーフルオロブチル基、5−フルオロペンチル基、6−フルオロヘキシル基、クロロメチル基、トリクロロメチル基、2−クロロエチル基、2,2,2−トリクロロエチル基、4−クロロブチル基、5−クロロペンチル基、6−クロロヘキシル基、ブロモメチル基、2−ブロモエチル基、ヨードメチル基、2−ヨードエチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、4−フルオロシクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
式[1]において、R2は、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のフェニル基又は置換あるいは無置換の2つの環が縮合した芳香族基である。
2で表される置換あるいは無置換のアルキル基として、メチル基、メチル−d1基、メチル−d3基、エチル基、エチル−d5基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−デシル基、iso−プロピル基、iso−プロピル−d7基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、tert−ブチル−d9基、iso−ペンチル基、ネオペンチル基、tert−オクチル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、2−フルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、3−フルオロプロピル基、パーフルオロプロピル基、4−フルオロブチル基、パーフルオロブチル基、5−フルオロペンチル基、6−フルオロヘキシル基、クロロメチル基、トリクロロメチル基、2−クロロエチル基、2,2,2−トリクロロエチル基、4−クロロブチル基、5−クロロペンチル基、6−クロロヘキシル基、ブロモメチル基、2−ブロモエチル基、ヨードメチル基、2−ヨードエチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、4−フルオロシクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
2で表される置換あるいは無置換のアラルキル基として、ベンジル基、2−フェニルエチル基、2−フェニルイソプロピル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、2−(1−ナフチル)エチル基、2−(2−ナフチル)エチル基、9−アントリルメチル基、2−(9−アントリル)エチル基、2−フルオロベンジル基、3−フルオロベンジル基、4−フルオロベンジル基、2―クロロベンジル基、3−クロロベンジル基、4−クロロベンジル基、2―ブロモベンジル基、3−ブロモベンジル基、4−ブロモベンジル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
2で表される置換あるいは無置換のフェニル基として、フェニル基、フェニル−d5基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、4−メトキシフェニル基、4−エチルフェニル基、2−フルオロフェニル基、3−フルオロフェニル基、4−フルオロフェニル基、4−トリフルオロメチルフェニル基、3,5−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,6−ジエチルフェニル基、メシチル基、3−iso−プロピルフェニル基、3−tert−ブチルフェニル基、4−iso−プロピルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−シアノフェニル基、4−(ジ−p−トリルアミノ)フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
2で表される2つの環が縮合した芳香族基として、ナフチル基、アズレン基、ヘプタレン基等があげられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。また、R2で表される2つの環が縮合した芳香族基はさらに置換基を有してもよい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、tert−ブチル基等のアルキル基、フェニル基、ビフェニル基等のアリール基、チエニル基、ピロリル基、ピリジル基等の複素環基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ジアニソリルアミノ基等の置換アミノ基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、2−エチル−オクチルオキシ基、ベンジルオキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基、4−tert−ブチルフェノキシ基、チエニルオキシ基等のアリールオキシ基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子、水酸基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
式[1]において、R3及びR4は、それぞれハロゲン原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のフェニル基、置換あるいは無置換の2つの環が縮合した芳香族基又は置換あるいは無置換の複素環基である。
3又はR4で表されるハロゲン原子として、フッ素、塩素、臭素又はヨウ素が挙げられる。
3又はR4で表される置換あるいは無置換のアルキル基として、メチル基、メチル−d1基、メチル−d3基、エチル基、エチル−d5基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−デシル基、iso−プロピル基、iso−プロピル−d7基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、tert−ブチル−d9基、iso−ペンチル基、ネオペンチル基、tert−オクチル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、2−フルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、3−フルオロプロピル基、パーフルオロプロピル基、4−フルオロブチル基、パーフルオロブチル基、5−フルオロペンチル基、6−フルオロヘキシル基、クロロメチル基、トリクロロメチル基、2−クロロエチル基、2,2,2−トリクロロエチル基、4−クロロブチル基、5−クロロペンチル基、6−クロロヘキシル基、ブロモメチル基、2−ブロモエチル基、ヨードメチル基、2−ヨードエチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、4−フルオロシクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
3又はR4で表される置換あるいは無置換のアラルキル基として、ベンジル基、2−フェニルエチル基、2−フェニルイソプロピル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、2−(1−ナフチル)エチル基、2−(2−ナフチル)エチル基、9−アントリルメチル基、2−(9−アントリル)エチル基、2−フルオロベンジル基、3−フルオロベンジル基、4−フルオロベンジル基、2―クロロベンジル基、3−クロロベンジル基、4−クロロベンジル基、2―ブロモベンジル基、3−ブロモベンジル基、4−ブロモベンジル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
3又はR4で表される置換あるいは無置換のフェニル基としては、フェニル基、フェニル−d5基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、4−メトキシフェニル基、4−エチルフェニル基、2−フルオロフェニル基、3−フルオロフェニル基、4−フルオロフェニル基、4−トリフルオロメチルフェニル基、3,5−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,6−ジエチルフェニル基、メシチル基、3−iso−プロピルフェニル基、3−tert−ブチルフェニル基、4−iso−プロピルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−シアノフェニル基、4−(ジ−p−トリルアミノ)フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
3又はR4で表される2つの環が縮合した芳香族基として、ナフチル基、アズレン基、ヘプタレン基等があげられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
3又はR4で表される複素環基として、ピロリル基、ピリジル基、ピリジル−d4基、ビピリジル基、メチルピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、ターピロリル基、チエニル基、チエニル−d3基、ターチエニル基、プロピルチエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル−d7基、フリル基、フリル−d3基、ベンゾフリル基、イソベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ジベンゾフリル−d7基、キノリル基、キノリル−d6基、イソキノリル基、キノキサリニル基、ナフチリジニル基、キナゾリニル基、フェナントリジニル基、インドリジニル基、フェナジニル基、カルバゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、アクリジニル基、フェナジニル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
上記2つの環が縮合した芳香族基及び複素環基はさらに置換基を有してもよい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、tert−ブチル基等のアルキル基、フェニル基、ビフェニル基等のアリール基、チエニル基、ピロリル基、ピリジル基等の複素環基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ジアニソリルアミノ基等の置換アミノ基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、2−エチル−オクチルオキシ基、ベンジルオキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基、4−tert−ブチルフェノキシ基、チエニルオキシ基等のアリールオキシ基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子、水酸基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
式[1]において、aは、0乃至6の整数である。aが2以上のとき複数のR1は同じ
であってもよいし異なっていてもよい。
式[1]において、bは、0乃至3の整数である。bが2又は3のとき複数のR2は同
じであってもよいし異なっていてもよい。
式[1]において、cは、0乃至3の整数である。cが2又は3のとき複数のR3は同
じであってもよいし異なっていてもよい。
式[1]において、dは、0乃至4の整数である。dが2以上のとき複数のR4は同じ
であってもよいし異なっていてもよい。
式[1]において、Xは下記一般式[A]で示される置換基である。
Figure 0005424681
式[A]において、R8 乃至10うち少なくとも2つは置換あるいは無置換のアルキル基であり、それ以外の置換基は水素原子である。R8乃至R10で表される置換あるいは無置換のアルキル基は、式[1]中の 1 で表される置換あるいは無置換のアルキル基と同様である。R8 乃至10は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。
式[1]において、Xは、化合物の合成の観点から、iso−プロピル基又はtert−ブチル基であるのが好ましく、tert−ブチル基であるのが特に好ましい。即ち、R8及至R10は、いずれもメチル基であるのが特に好ましい。
式[1]で示される化合物のうち、下記式[5]で示される化合物が好ましい。
Figure 0005424681
式[5]において、R14は、水素原子又はメチル基である。
式[5]において、R15は、水素原子、メチル基、ベンジル基、フェニル基又はナフチル基である。ここでR15がフェニル基又はナフチル基である場合、当該フェニル基又は当該ナフチル基は、さらに置換基を有してもよい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、tert−ブチル基等のアルキル基が挙げられる。
式[5]において、R16及びR17は、それぞれ水素原子、tert−ブチル基、ベンジル基、フェニル基又はナフチル基である。ここでR16及びR17のいずれかがフェニル基又はナフチル基である場合、当該フェニル基又は当該ナフチル基は、さらに置換基を有してもよい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、tert−ブチル基等のアルキル基が挙げられる。
式[5]において、R14 乃至17は同じであってもよいし異なっていてもよい。
式[5]において、Xは、iso−プロピル基又はtert−ブチル基である。
式[1]で示される化合物のうち、下記式[6]で示される化合物がより好ましい。
Figure 0005424681
式[6]において、R18は、水素原子又はメチル基である。
式[6]において、R19及びR20は、それぞれ水素原子、tert−ブチル基、ベンジル基、フェニル基又はナフチル基である。ここでR19及びR20のいずれかがフェニル基又はナフチル基である場合、当該フェニル基又は当該ナフチル基は、さらに置換基を有してもよい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、tert−ブチル基等のアルキル基が挙げられる。
式[6]において、R18 乃至19は同じであってもよいし異なっていてもよい。
式[6]において、Xは、iso−プロピル基又はtert−ブチル基である。
式[1]で示される化合物のうち、下記式[7]で示される化合物がさらに好ましい。
Figure 0005424681
式[7]において、Xは、iso−プロピル基又はtert−ブチル基である。
次に式[2]の化合物について説明する。
式[2]において、R5は、置換あるいは無置換のアルキル基である。R5で表されるアルキル基、及び当該アルキル基がさらに有してもよい置換基の具体例は、式[1]中のR1と同様である。
式[2]において、R6は、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のフェニル基又は置換あるいは無置換の2つの環が縮合した芳香族基である。R6で表される置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基及び置換あるいは無置換のフェニル基の具体例は、式[1]中のR2の具体例と同様である。またR6で表される2つの環が縮合した芳香族基及び当該芳香族基がさらに有してもよい置換基の具体例も、式[1]中のR2の具体例と同様である。
式[2]において、R7は、ハロゲン原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のフェニル基、置換あるいは無置換の2つの環が縮合した芳香族基又は置換あるいは無置換の複素環基である。R7で表されるハロゲン原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のフェニル基の具体例は、式[1]中のR3又はR4の具体例と同様である。また2つの環が縮合した芳香族基及び複素環基、並びに2つの環が縮合した芳香族基及び複素環基がさらに有してもよい置換基の具体例も、式[1]中のR3又はR4の具体例と同様である。
式[2]において、aは0乃至6の整数である。aが2以上のとき複数のR5は同じで
あってもよいし異なっていてもよい。
式[2]において、bは、0乃至3の整数である。bが2又は3のとき複数のR6は同
じであってもよいし異なっていてもよい。
式[2]において、eは、0乃至9の整数である。eが2以上のとき複数のR7は同じ
であってもよいし異なっていてもよい。
式[2]において、Xは式[A]で示される置換基である。Xの具体的な構造は、式[1]のXと同様である。
式[2]で示される化合物のうち、下記式[8]で示される化合物が好ましい。
Figure 0005424681
式[8]において、R21は、水素原子又はメチル基である。
式[8]において、R22は、水素原子、メチル基、ベンジル基、フェニル基又はナフチル基である。ここでR22がフェニル基又はナフチル基である場合、当該フェニル基又は当該ナフチル基は、さらに置換基を有してもよい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、tert−ブチル基等のアルキル基が挙げられる。
式[8]において、R23は、メチル基、ベンジル基、フェニル基又はナフチル基である。ここでR23がフェニル基又はナフチル基である場合、当該フェニル基又は当該ナフチル基は、さらに置換基を有してもよい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、tert−ブチル基等のアルキル基が挙げられる。
式[8]において、jは0乃至2の整数である。jが2の場合、複数のR23は同じであってもよいし異なっていてもよい。
式[8]において、R21 乃至23は同じであってもよいし異なっていてもよい。
式[8]において、Xは、iso−プロピル基又はtert−ブチル基である。
式[2]で示される化合物のうち、下記式[9]で示される化合物がより好ましい。
Figure 0005424681
式[9]において、R24は、水素原子又はメチル基である。
式[9]において、R25は、メチル基、ベンジル基、フェニル基又はナフチル基である。ここでR25がフェニル基又はナフチル基である場合、当該フェニル基又は当該ナフチル基は、さらに置換基を有してもよい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、tert−ブチル基等のアルキル基が挙げられる。
式[9]において、kは0乃至2の整数である。kが2の場合、複数のR25は同じであってもよいし異なっていてもよい。
式[9]において、R24及びR25は同じであってもよいし異なっていてもよい。
式[9]において、Xは、iso−プロピル基又はtert−ブチル基である。
式[2]で示される化合物のうち、下記式[10]で示される化合物がさらに好ましい。
Figure 0005424681
式[10]において、Xは、iso−プロピル基又はtert−ブチル基である。
以下に第一の有機化合物の具体例を示す。ただし本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure 0005424681
Figure 0005424681
次に、第二の有機化合物について説明する。発光領域を形成する層に含まれる第二の有機化合物は、発光領域を形成する層の青色発光ドーパントとして機能する化合物である。また第二の有機化合物である縮合環芳香族化合物とは、具体的には、下記一般式[3]又は[4]で示される化合物である。
Figure 0005424681
まず式[3]の化合物について説明する。
式[3]において、R11は、ハロゲン原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のアリール基又は置換あるいは無置換の複素環基である。
11で表されるハロゲン原子として、フッ素、塩素、臭素又はヨウ素が挙げられる。
11で表される置換あるいは無置換のアルキル基として、メチル基、メチル−d1基、メチル−d3基、エチル基、エチル−d5基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−デシル基、iso−プロピル基、iso−プロピル−d7基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、tert−ブチル−d9基、iso−ペンチル基、ネオペンチル基、tert−オクチル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、2−フルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、3−フルオロプロピル基、パーフルオロプロピル基、4−フルオロブチル基、パーフルオロブチル基、5−フルオロペンチル基、6−フルオロヘキシル基、クロロメチル基、トリクロロメチル基、2−クロロエチル基、2,2,2−トリクロロエチル基、4−クロロブチル基、5−クロロペンチル基、6−クロロヘキシル基、ブロモメチル基、2−ブロモエチル基、ヨードメチル基、2−ヨードエチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、4−フルオロシクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
11で表される置換あるいは無置換のアラルキル基として、ベンジル基、2−フェニルエチル基、2−フェニルイソプロピル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、2−(1−ナフチル)エチル基、2−(2−ナフチル)エチル基、9−アントリルメチル基、2−(9−アントリル)エチル基、2−フルオロベンジル基、3−フルオロベンジル基、4−フルオロベンジル基、2―クロロベンジル基、3−クロロベンジル基、4−クロロベンジル基、2―ブロモベンジル基、3−ブロモベンジル基、4−ブロモベンジル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
11で表されるアリール基として、フェニル基、ナフチル基、ペンタレニル基、インデニル基、アズレニル基、アントリル基、ピレニル基、インダゼニル基、アセナフテニル基、フェナントリル基、フェナレニル基、フルオランテニル基、アセフェナントリル基、アセアントリル基、トリフェニレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ペリレニル基、ペンタセニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基が挙げられる。
11で表される複素環基として、ピロリル基、ピリジル基、ピリジル−d4基、ビピリジル基、メチルピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、ターピロリル基、チエニル基、チエニル−d3基、ターチエニル基、プロピルチエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル−d7基、フリル基、フリル−d3基、ベンゾフリル基、イソベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ジベンゾフリル−d7基、キノリル基、キノリル−d6基、イソキノリル基、キノキサリニル基、ナフチリジニル基、キナゾリニル基、フェナントリジニル基、インドリジニル基、フェナジニル基、カルバゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、アクリジニル基、フェナジニル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
上記アリール基及び複素環基はさらに置換基を有してもよい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、tert−ブチル基等のアルキル基、フェニル基、ビフェニル基等のアリール基、チエニル基、ピロリル基、ピリジル基等の複素環基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ジアニソリルアミノ基等の置換アミノ基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、2−エチル−オクチルオキシ基、ベンジルオキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基、4−tert−ブチルフェノキシ基、チエニルオキシ基等のアリールオキシ基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子、水酸基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
式[3]において、fは、0乃至16の整数を表す。fが2以上のとき複数のR11は同じであってもよいし異なっていてもよい。
式[3]で示される化合物のうち、下記式[11]で示される化合物が好ましい。
Figure 0005424681
式[11]において、R26は、ハロゲン原子、アルキル基、ベンジル基、置換あるいは無置換のフェニル基、置換あるいは無置換のナフチル基、置換あるいは無置換のピリジル基又は置換あるいは無置換のキノリル基である。
上記フェニル基、ナフチル基、ピリジル基及びキノリル基がさらに有してもよい置換基の具体例は、式[3]中のR11の具体例と同様である。
式[11]において、mは、0乃至16の整数を表す。mが2以上のとき複数のR26は同じであってもよいし異なっていてもよい。
式[3]で示される化合物のうち、下記式[12]で示される化合物がより好ましい。
Figure 0005424681
式[12]において、R27は、1位、4位、7位、8位、9位、12位、15位又は16位の少なくとも1つに置換されている置換基である。
式[12]において、R27は、置換あるいは無置換のフェニル基又は置換あるいは無置換のナフチル基である。当該フェニル基及び当該ナフチル基がさらに有してもよい置換基として、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、tert−ブチル基等のアルキル基が挙げられる。
式[12]において、nは、1乃至4の整数を表す。nが2以上のとき複数のR27は同じであってもよいし異なっていてもよい。
次に、式[4]の化合物について説明する。
式[4]において、R12は、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基又は置換あるいは無置換の複素環基である。
12で表される置換あるいは無置換のアルキル基として、メチル基、メチル−d1基、メチル−d3基、エチル基、エチル−d5基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−デシル基、iso−プロピル基、iso−プロピル−d7基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、tert−ブチル−d9基、iso−ペンチル基、ネオペンチル基、tert−オクチル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、2−フルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、3−フルオロプロピル基、パーフルオロプロピル基、4−フルオロブチル基、パーフルオロブチル基、5−フルオロペンチル基、6−フルオロヘキシル基、クロロメチル基、トリクロロメチル基、2−クロロエチル基、2,2,2−トリクロロエチル基、4−クロロブチル基、5−クロロペンチル基、6−クロロヘキシル基、ブロモメチル基、2−ブロモエチル基、ヨードメチル基、2−ヨードエチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、4−フルオロシクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
12で表される置換あるいは無置換のアラルキル基として、ベンジル基、2−フェニルエチル基、2−フェニルイソプロピル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、2−(1−ナフチル)エチル基、2−(2−ナフチル)エチル基、9−アントリルメチル基、2−(9−アントリル)エチル基、2−フルオロベンジル基、3−フルオロベンジル基、4−フルオロベンジル基、2―クロロベンジル基、3−クロロベンジル基、4−クロロベンジル基、2―ブロモベンジル基、3−ブロモベンジル基、4−ブロモベンジル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
12で表される複素環基として、ピロリル基、ピリジル基、ピリジル−d4基、ビピリジル基、メチルピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、ターピロリル基、チエニル基、チエニル−d3基、ターチエニル基、プロピルチエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル−d7基、フリル基、フリル−d3基、ベンゾフリル基、イソベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ジベンゾフリル−d7基、キノリル基、キノリル−d6基、イソキノリル基、キノキサリニル基、ナフチリジニル基、キナゾリニル基、フェナントリジニル基、インドリジニル基、フェナジニル基、カルバゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、アクリジニル基、フェナジニル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
上記複素環基はさらに置換基を有してもよい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、tert−ブチル基等のアルキル基、フェニル基、ビフェニル基等のアリール基、チエニル基、ピロリル基、ピリジル基等の複素環基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ジアニソリルアミノ基等の置換アミノ基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、2−エチル−オクチルオキシ基、ベンジルオキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基、4−tert−ブチルフェノキシ基、チエニルオキシ基等のアリールオキシ基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子、水酸基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
式[4]において、R13は、ハロゲン原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のフェニル基、置換あるいは無置換の2つの環が縮合した芳香族基又は置換あるいは無置換の複素環基である。
13で表されるハロゲン原子として、フッ素、塩素、臭素又はヨウ素が挙げられる。
13で表される置換あるいは無置換のアルキル基として、メチル基、メチル−d1基、メチル−d3基、エチル基、エチル−d5基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−デシル基、iso−プロピル基、iso−プロピル−d7基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、tert−ブチル−d9基、iso−ペンチル基、ネオペンチル基、tert−オクチル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、2−フルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、3−フルオロプロピル基、パーフルオロプロピル基、4−フルオロブチル基、パーフルオロブチル基、5−フルオロペンチル基、6−フルオロヘキシル基、クロロメチル基、トリクロロメチル基、2−クロロエチル基、2,2,2−トリクロロエチル基、4−クロロブチル基、5−クロロペンチル基、6−クロロヘキシル基、ブロモメチル基、2−ブロモエチル基、ヨードメチル基、2−ヨードエチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、4−フルオロシクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
13で表される置換あるいは無置換のアラルキル基として、ベンジル基、2−フェニルエチル基、2−フェニルイソプロピル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、2−(1−ナフチル)エチル基、2−(2−ナフチル)エチル基、9−アントリルメチル基、2−(9−アントリル)エチル基、2−フルオロベンジル基、3−フルオロベンジル基、4−フルオロベンジル基、2―クロロベンジル基、3−クロロベンジル基、4−クロロベンジル基、2―ブロモベンジル基、3−ブロモベンジル基、4−ブロモベンジル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
13で表される置換あるいは無置換のフェニル基として、フェニル基、フェニル−d5基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、4−メトキシフェニル基、4−エチルフェニル基、2−フルオロフェニル基、3−フルオロフェニル基、4−フルオロフェニル基、4−トリフルオロメチルフェニル基、3,5−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,6−ジエチルフェニル基、メシチル基、3−iso−プロピルフェニル基、3−tert−ブチルフェニル基、4−iso−プロピルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−シアノフェニル基、4−(ジ−p−トリルアミノ)フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、3−(2−ピリジル)フェニル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
13で表される2環の縮合環芳香族基としては、ナフチル基、アズレン基、ヘプタレン基等があげられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
13で表される複素環基として、ピロリル基、ピリジル基、ピリジル−d4基、ビピリジル基、メチルピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、ターピロリル基、チエニル基、チエニル−d3基、ターチエニル基、プロピルチエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル−d7基、フリル基、フリル−d3基、ベンゾフリル基、イソベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ジベンゾフリル−d7基、キノリル基、キノリル−d6基、イソキノリル基、キノキサリニル基、ナフチリジニル基、キナゾリニル基、フェナントリジニル基、インドリジニル基、フェナジニル基、カルバゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、アクリジニル基、フェナジニル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
上記2つの環が縮合した芳香族基及び複素環基はさらに置換基を有してもよい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、tert−ブチル基等のアルキル基、フェニル基、ビフェニル基等のアリール基、チエニル基、ピロリル基、ピリジル基等の複素環基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ジアニソリルアミノ基等の置換アミノ基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、2−エチル−オクチルオキシ基、ベンジルオキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基、4−tert−ブチルフェノキシ基、チエニルオキシ基等のアリールオキシ基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子、水酸基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
式[4]において、gは、0乃至9の整数である。gが2以上のとき複数のR12は同
じであってもよいし異なっていてもよい。
式[4]において、hは、0乃至11の整数である。hが2以上のとき複数のR13は同じであってもよいし異なっていてもよい。
式[4]で示される化合物のうち、下記式[13]で示される化合物が好ましい。
Figure 0005424681
式[13]において、R28は、アルキル基、ベンジル基、置換あるいは無置換のフェニル基、置換あるいは無置換のナフチル基又は置換あるいは無置換のピリジル基である。
上記フェニル基、ナフチル基及びピリジル基がさらに有してもよい置換基の具体例は、式[4]中のR13の具体例と同様である。
式[13]において、R29及R30は、水素原子又はアルキル基である。
式[13]において、R29及R30は、同じであってもよいし異なっていてもよい。
式[4]で示される化合物のうち、下記式[14]で示される化合物がより好ましい。
Figure 0005424681
式[14]において、R31及R32は、それぞれ水素原子又はアルキル基である。R31及R32は同じであってもよいし異なっていてもよい。
以下に第二の有機化合物の具体例を示す。ただし本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure 0005424681
Figure 0005424681
Figure 0005424681
発光領域を形成する層に含まれる青色発光ドーパントの濃度は、後述する電子トラップ機構や、ホストから青色発光ドーパントへのエネルギー移動を考慮すると、ホストと青色発光ドーパントとの総重量に対して0.1重量%以上35重量%以下が好ましい。1重量%以上15重量%以下がより好ましい。
一般に、ピレン骨格を有する化合物は高い電子移動度を持つ。このため発光領域層にこのピレン骨格を有する化合物を含めると、素子を低い電圧で駆動することができると共に、素子の電力効率を高めることが可能である。しかし、その反面、発光領域層内の電子とホールとの存在比(キャリアバランス)が崩れたり、発光領域が発光層の陽極界面に偏ったりする傾向にある。これらの傾向により、素子の発光効率の低下や、連続駆動による劣化が問題となる。
上記の問題を改善するために、本発明の有機発光素子は、青色発光ドーパントとして特定の縮合環を有する化合物、具体的には、式[3]又は[4]で示される化合物をドープする。ここで本発明の有機発光素子の構成材料として使用される青色発光ドーパントの最低空軌道(LUMO)は、ホストの最低空軌道と比較して0.35eV以上も深く(電子親和力大きく)設定することが可能でなる。これにより、青色発光ドーパントが強力な電子トラップとして機能するため、キャリアバランスの崩れや、発光領域の極端な偏りを解消することができる。
また、本発明の有機発光素子の発光領域層に含まれるホストと青色発光ドーパントとを比較すると、ホストの最高被占軌道(HOMO)が青色発光ドーパントの最高被占軌道より浅い(イオン化ポテンシャルが小さい)。このため、発光領域層内におけるホール輸送能は、主に、ホストがその役割を担う。従って、ホストのラジカルカチオン種が化学的に安定であることが特に要求される。
ところでピレンのカチオンラジカルは、1位、3位、6位及び8位にそれぞれ大きな反応点を持つことが知られている。ここでピレン骨格を有する化合物のカチオンラジカル種を化学的に安定にするためには、単純に上記の反応点の位置全てにアリール基やアルキル基を導入すれことにより解決される。しかしこの方法では、ホストとして最適なエネルギーギャップ、電子及びホールの注入レベル並びに移動度の最適化が困難となり、高発光効率かつ連続駆動寿命の長い青色発光素子を得るには不利であった。
そこで、以下の(i)乃至(iii)に示すようにピレン骨格に置換基を導入する。下記(i)乃至(iii)により、各反応点(1位、3位、6位、8位)の反応性を抑制することが可能になる。
(i)ピレン骨格の1位にアリール基を導入する
(ii)ピレン骨格の3位にアルキル基を導入する
(iii)ピレン骨格の7位に2級又は3級のアルキル基を導入する
即ち、上記(i)であることにより、ピレン骨格の3位のスピン密度が減少するので、ピレンのカチオンラジカルの反応性を抑制することができる。
また、(i)に加えて上記(ii)であることにより、ピレンのカチオンラジカルの反応性を完全に抑えることも可能となるので好ましい。
さらに、上記(iii)であることにより、当該アルキル基の立体障害性から、ピレン骨格のスピン密度の高い6位及び8位の反応性を抑制することができる。
一方、上記(iii)であることは、ホストであるピレン化合物のラジカルカチオン種の化学的安定性の向上の他に、ピレン骨格同士の分子会合を抑制することができるという効果を奏する。このため、ホストとして最適なエネルギーギャップ、青色発光ドーパントへ良好にエネルギー移動するための発光スペクトル及びアモルファス性(耐熱性)を得ることができる。
他方、上記(iii)であることにより、ホストの最高被占軌道(HOMO)を浅く(イオン化ポテンシャルを小さく)設計することが可能となる。その結果、ホストの最低空軌道(LUMO)を浅く(電子親和力を小さく)することができる。従って、ホール及び電子のキャリア注入レベルの最適化、青色発光ドーパントとの組合せによる強力な電子トラップ性能を得るためのホストの設計が容易になる。
以上より、式[1]及び[2]で示されるホストは、電子及びホールのキャリア注入レベル並びに移動度の最適化が可能である。また青色発光のためのホストとして最適なエネルギーギャップ、及び青色発光ドーパントとの組合せによる強力な電子トラップ性能を得るための最適な最低空軌道(LUMO)を有している。
また式[1]及び[2]で示されるホストは、分子軌道計算によれば、HOMO軌道がピレン骨格に局在しており、LUMO軌道が多少ナフタレンへ広がっているものの、ほとんどがピレン骨格に局在している。このため、式[1]及び[2]で示される化合物において、R2,R3,R4,R6,R7の位置で置換基を導入するのが好ましい。キャリア注入レベル、バンドギャップ及び電子トラップ性能にほとんど影響を与えることなく、分子同士の会合の抑制や、アモルファス性の向上を図ることができるからである。
本発明の有機発光素子において、発光領域を形成する層に含まれ、式[3]及び[4]で示される青色発光ドーパントは、ドーパントそのものの発光量子収率が大きく、有機発光素子の発光量子収率を高めることができる。また、式[3]及び[4]で示される青色発光ドーパントは、2つのフルオランテン骨格を有する置換基同士が単結合したり、隣接する2つのフルオランテン骨格同士を縮合させて縮合環を形成したりしている。このため、最低空軌道(LUMO)を深く(電子親和力大きく)設定することが可能となる。これにより、この発光性ドーパントは強力な電子トラップとして機能し、キャリアバランスの崩れや、発光領域の極端な偏りを解消することができると共に、素子の発光効率や連続駆動が改善される。
また式[3]及び[4]で示される青色発光ドーパントは、立体障害を生じさせる置換基を有することにより、分子間の縮合環芳香族骨格同士の相互作用による濃度消光及び発光の長波長化が抑制されると共に、量子収率が向上する。特に、式[3]の化合物において、1位、4位、7位、8位、9位、12位、15位又は16位に置換基を導入することにより、導入した置換基が式[3]中の縮合環骨格が形成する平面に対して垂直に位置しやすくなる。
一方、式[4]の化合物において、ベンゾ[k]フルオランテン環の7位又は12位に置換基を導入することにより、式[4]中のベンゾ[k]フルオランテン骨格が形成する平面に対して導入した置換基が垂直に位置しやすくなる。加えて、式[4]の化合物において、7位及び12位以外の位置に置換基を導入することにより、分子会合をさらに抑制しやすくなる。例えば、ベンゾ[k]フルオランテン環の4位、又はフルオランテン環の2位、5位、6位、8位あるいは9位に置換基を導入すると、この分子会合の抑制効果が現われる。そしてこれらの置換基を導入することにより、分子会合による発光効率の低下を防ぐことができる。
また、式[4]の化合物において、ベンゾ[k]フルオランテン環の4位、又はフルオランテン環の2位あるいは5位に置換基を導入することにより、昇華精製や蒸着、駆動時等の熱による化学構造の変化を効果的に抑制することができる。ところで式[4]の化合物は、熱によって、ベンゾ[k]フルオランテン環の4位とフルオランテン環の4位との間に結合が生じる環化反応が起こる可能性がある。この環化反応により生じる化合物は吸収波長及び発光波長が大きく長波長化してしまうため、EL発光を吸収して発光効率を低下させるおそれがある。そこで式[4]の化合物において、上述した位置に置換基を導入することにより、その置換基が立体障害を生じさせる置換基として効果的に働き、環化反応を抑制する作用も兼ね備えている。
次に、本発明の有機発光素子を構成する他の構成部材について説明する。
ホール(正孔)注入・輸送性材料は、陽極からのホールの注入を容易にし、また注入されたホールを発光領域層に輸送する優れたモビリティを有することが好ましい。ホール注入・輸送性能を有する低分子及び高分子系材料として、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、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、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、オキサゾール誘導体、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、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、およびポリ(ビニルカルバゾール)、ポリ(シリレン)、ポリ(チオフェン)、その他導電性高分子が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
電子注入・輸送性材料は、陰極からの電子の注入を容易にし、注入された電子を発光領域層に輸送する機能を有するものから任意に選ぶことが可能であり、ホール輸送材料のキャリア移動度とのバランス等を考慮し選択される。電子注入・輸送性能を有する材料として、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ペリレン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フルオレノン誘導体、アントロン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機金属錯体等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。また、イオン化ポテンシャルの大きい材料は、ホールブロック材料としても使用できる。
陽極2の構成材料は、仕事関数がなるべく大きなものがよい。例えば、金、白金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレン、バナジウム、タングステン等の金属単体あるいはこれらを複数組み合わせた合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫インジウム(ITO)、酸化亜鉛インジウム等の金属酸化物が使用できる。また、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフェニレンスルフィド等の導電性ポリマーも使用できる。これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また、陽極2は一層で構成されていてもよいし、複数の層で構成されていてもよい。
一方、陰極5の構成材料は、仕事関数の小さなものがよい。例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、ルテニウム、チタニウム、マンガン、イットリウム、銀、鉛、錫、クロム等の金属単体が挙げられる。これらの金属単体を複数組み合わせた合金も使用してもよい。例えば、リチウム−インジウム、ナトリウム−カリウム、マグネシウム−銀、アルミニウム−リチウム、アルミニウム−マグネシウム、マグネシウム−インジウム等が使用できる。酸化錫インジウム(ITO)等の金属酸化物の利用も可能である。これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また、陰極5は一層で構成されていてもよいし、複数の層で構成されていてもよい。
尚、陽極2及び陰極5のいずれかが透明又は半透明であることが望ましい。
本発明の有機発光素子で使用する基板は、特に限定するものではないが、金属製基板、セラミックス製基板等の不透明性基板、ガラス、石英、プラスチックシート等の透明性基板が用いられる。また、基板にカラーフィルター膜、蛍光色変換フィルター膜、誘電体反射膜などを用いて発色光をコントロールする事も可能である。また、基板上に薄膜トランジスタ(TFT)を作成し、それに接続して素子を作製することも可能である。
さらに、TFTを2次元的に配列し画素とすることにより、ディスプレイとして使用できる。例えば、赤、緑、青の3色の発光画素を配列することにより、フルカラーディスプレイとしても使用できる。
また、素子の光取り出し方向に関しては、基板側から光を取り出すボトムエミッションであってもよいし、基板の反対側から光を取り出すトップエミッションであってもよい。 尚、作製した素子に対して、酸素や水分等との接触を防止する目的で保護層あるいは封止層を設けることもできる。保護層としては、ダイヤモンド薄膜、金属酸化物、金属窒化物等の無機材料膜、フッ素樹脂、ポリパラキシレン、ポリエチレン、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂等の高分子膜、さらには、光硬化性樹脂等が挙げられる。また、ガラス、気体不透過性フィルム、金属などをカバーし、適当な封止樹脂により素子自体をパッケージングすることもできる。
本発明の有機発光素子を構成する有機化合物層は、種々の方法により形成される。一般的には、真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマCVDにより薄膜を形成する。あるいは、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法(例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、LB法、インクジェット法等)により薄膜を形成する。特に塗布法で成膜する場合は)、適当な結着樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。
上記結着樹脂としては、広範囲な結着性樹脂より選択できる。例えば、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ABS樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリスルホン樹脂、尿素樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これら結着樹脂は、ホモポリマーであってもよいし共重合体ポリマー(コポリマー)であってもよい。また使用する結着樹脂は、一種類を単独で使用してもよいし二種類以上を混合して使用してもよい。さらに必要に応じて、公知の可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を併用してもよい。
以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明していくが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<合成例1>[例示化合物A2の合成方法]
例示化合物A2を、下記に示される合成スキームに従い合成した。
Figure 0005424681
(1)中間体1の合成
反応容器内に以下の試薬、溶媒を仕込んだ。
2−(7−tert−ブチルピレン−1−イル)−4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン:2.70g(7.02mmol)
2−ブロモ−6−ヨードナフタレン:2.57g(7.72mmol)
トルエン:70ml
エタノール:35ml
次に、反応混合物を攪拌し、固形分を溶解した後、さらに以下の試薬、溶媒等を反応容器に投入した。
テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム:0.41g(0.35mmol)
10%炭酸ナトリウム水溶液:35ml
次に、反応溶液を加熱還流しながら3時間攪拌した。次に、反応溶液を室温まで冷却した。次に、この反応溶液について分液操作を行い、有機層を分離した。次に、この有機層を水で洗浄した後、硫酸ナトリウムにより乾燥し、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン/ヘプタン=1/30)にて精製することにより、中間体1を2.23g(収率:89.2%)得た。
NMR測定により構造を確認した。ピークの帰属を以下に示す。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ(ppm)=8.25−8.20(m,3H),8.14−8.12(m,2H),8.09(m,2H),8.05(s,1H),8.02−8.00(m,2H),7.93(d,1H),7.82−7.79(m,2H),7.63(dd,1H),1.58(s,9H)
(2)例示化合物A2の合成
反応容器内に以下の試薬、溶媒を仕込んだ。
中間体1:600mg(1.29mmol)
2−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン:456mg(1.42mmol)
トルエン:30ml
エタノール:15ml
次に、反応混合物を攪拌し、固形分を溶解した後、さらに以下の試薬、溶媒等を反応容器に投入した。
テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム:74.5mg(0.06mmol)
10%炭酸ナトリウム水溶液:15ml
次に、反応溶液を加熱還流しながら2時間半攪拌した。次に、室温まで反応溶液を冷却した。次に、この反応溶液について分液操作を行い、有機層を分離した。次に、この有機層を水で2回洗浄した後、硫酸ナトリウムにより乾燥し、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン/ヘプタン=1/10)にて精製することにより、例示化合物A2を585mg(収率:78.4%)得た。
NMR測定により構造を確認した。ピークの帰属を以下に示す。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ(ppm)=8.25−8.21(m,5H),8.12−8.10(m,4H),8.07−8.01(m,3H),7.91(dd,1H),7.87(d,1H),7.84−7.76(m,4H),7.48(d,1H),7.40−7.33(m,2H),1.60(s,6H)1.59(s,9H)
尚、2−ブロモ−6−ヨードナフタレンにフルオレニル基を導入した後、ピレニル基を導入する製造ルートによっても同様に例示化合物A2を合成することができる。
また、合成例1の(1)において、2−(7−tert−ブチルピレン−1−イル)−4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボランの代わりに、2−(7−tert−ブチル−3−メチルピレン−1−イル)−4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボランを使用すると、同様の方法により例示化合物A1が得られる。
さらに合成例1の(1)において、2−ブロモ−6−ヨードナフタレンの代わりに、6−ブロモ−2−ヨード−5−メチルナフタレンを使用すると、同様の方法により例示化合物A13が得られる。
<合成例2>[例示化合物A4の合成方法]
Figure 0005424681
(1)中間体2の合成
反応容器内を窒素雰囲気にした後、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
中間体1:2.32g(5.01mmol)
[1,3−ビス(ジフェニルフォスフィノ)プロパン]−ジクロロニッケル:0.543g(1.00mmol)
トルエン(脱水):90ml
トリエチルアミン:2.08ml(15.0mmol)
4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン:2.18ml(15.0mmol)
次に、反応溶液を100℃に加熱しながら4時間半攪拌した。次に、反応溶液に水を加えることで反応を停止した。次に、この反応溶液について分液操作を行い、有機層を分離した。次に、この有機層を硫酸ナトリウムにより乾燥し、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン/ヘプタン=1/1)にて精製することにより、中間体2を1.82g(収率:71.1%)得た。
NMR測定により構造を確認した。ピークの帰属を以下に示す。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ(ppm)=8.49(s,1H),8.25−8.18(m,4H),8.09−8.00(m,6H),7.93(m,2H),7.78(dd,1H),1.59(s,9H),1.43(s,12H)
(2)例示化合物A4の合成
反応容器内に、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
中間体2:523mg(1.03mmol)
3−ブロモ−9,9−ジメチル−9H−フルオレン:308mg(1.13mmol)
トルエン:16ml
エタノール:8ml
次に、反応混合物を攪拌し、固形分を溶解した後、さらに以下の試薬、溶媒等を反応容器に投入した。
テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム:65.1mg(0.056mmol)
10%炭酸ナトリウム水溶液:8ml
次に、反応溶液を加熱還流しながら3時間攪拌した。次に、室温まで反応溶液を冷却した。次に、この反応溶液について分液操作を行い、有機層を分離した。次に、この有機層を水で2回洗浄した後、硫酸ナトリウムにより乾燥し、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン/ヘプタン=1/10)にて精製することにより、例示化合物A4を491mg(収率:75.5%)得た。
NMR測定により構造を確認した。ピークの帰属を以下に示す。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ(ppm)=8.25−8.22(m,5H),8.14−8.11(m,5H),8.08−8.02(m,3H),7.93(dd,1H),7.87(d,1H),7.83(dd,1H),7.74(dd,1H),7.59(d,1H),7.49(d,1H),7.42−7.36(m,2H),1.60(s,9H),1.58(s,6H)
<合成例3>[例示化合物B5の合成方法]
Figure 0005424681
(1)例示化合物B5の合成
反応容器内に以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
中間体1:500mg(1.08mmol)
4,4,5,5−テトラメチル−2−フェナンスレン−2−イル−[1,3,2]ジオキサボラン:361mg(1.19mmol)
トルエン:16ml
エタノール:8ml
次に、反応混合物を攪拌し、固形分を溶解した後、さらに以下の試薬、溶媒等を反応容器に投入した。
テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム:62.3mg(0.05mmol)
10%炭酸ナトリウム水溶液:8ml
次に、反応溶液を加熱還流しながら3時間半攪拌した。次に、室温まで反応溶液を冷却した。次に、この反応溶液について分液操作を行い、有機層を分離した。次に、この有機層を水で洗浄した後、硫酸ナトリウムにより乾燥し、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。尚、この粗生成物には触媒が含まれている。次に、この粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン/ヘプタン=1/10)にて触媒を取り除いた。次に、クロロホルム−エタノール混合溶媒(クロロホルム/エタノール=16/1)にて再結晶により精製を行うことにより、例示化合物B5を500mg(収率:82.6%)得た。
NMR測定により構造を確認した。ピークの帰属を以下に示す。
1H−NMR(500Hz,CDCl3):δ(ppm)=8.84(d,1H),8.76(d,1H),8.36(s,1H),8.31(s,1H),8.26−8.22(m,4H),8.16−8.07(m,7H),8.05−8.02(m,2H),7.94(d,1H),7.90−7.82(m,3H),7.70(t,1H),7.64(t,1H),1.60(s,9H)
<合成例4>[例示化合物B3の合成方法]
Figure 0005424681
(1)例示化合物B3の合成
反応容器内に以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
中間体2:523mg(1.02mmol)
9−ブロモフェナンスレン:258mg(1.00mmol)
トルエン:40ml
エタノール:20ml
次に、反応混合物を攪拌し、固形分を溶解した後、さらに以下の試薬、溶媒等を反応容器に投入した。
テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム:24mg(0.02mmol)
10%炭酸ナトリウム水溶液:20ml
次に、反応溶液を加熱還流しながら4時間攪拌した。次に、室温まで反応溶液を冷却した。次に、この反応溶液について、トルエンと水で分液操作を行い、有機層を分離した。次に、この有機層を水で洗浄した後、硫酸ナトリウムにより乾燥し、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物を、クロロベンゼン/ヘプタン系にてカラム精製を行った。精製したものを濃縮した後、トルエン/エタノール系で再結晶を行い、エタノールで洗浄、吸引ろ過をして、例示化合物B3を450mg(収率:80.3%)得た。
NMR測定により構造を確認した。ピークの帰属を以下に示す
1H−NMR(500Hz,CDCl3):δ(ppm)=8.84(d,1H),8.78(d,1H),8.24(dt,5H),8.16(s,1H),8.07(dq,7H),7.97(d,1H),7.87(t、2H),7.79−7.65(m,4.1H),7.58(t,1H),1.60(s,9H)
<合成例5>[例示化合物C7の合成方法]
以下に示す合成スキームにより例示化合物C7を合成した。
Figure 0005424681
(1)中間体3の合成
300mlのナスフラスコに以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
6,12−ジブロモクリセン:2.5g(6.48mmol)
4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン:5.63ml(38.8mmol)
[1,3−ビス(ジフェニルフォスフィノ)プロパン]ジクロロニッケルII):325mg(0.65mmol)
トルエン:100ml
トルエチルアミン:30ml
次に、反応溶液を、窒素気流下80℃に加熱しながら8時間攪拌した。反応終了後、反応溶液を室温まで冷却した後、水を加えた。次に、塩化アンモニウム水溶液を加えた後、反応溶液をこのまま3時間攪拌した。次に、酢酸エチル、水を加えて有機層を分離した。次に、この有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン)で精製することにより、中間体3を2.1g(収率68%)得た。
(2)中間体4の合成
300mlのナスフラスコに以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
中間体3:2.0g(4.16mmol)
2−ブロモ−4−クロロ−1−ヨードベンゼン:2.7g(8.5mmol)
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0):485mg(0.42mmol)
トルエン:100ml
エタノール:50ml
2M−炭酸ナトリウム水溶液:20ml
次に、反応溶液を、窒素気流下80℃に加熱しながら4時間攪拌した。反応終了後、反応溶液にトルエン、水を加え有機層を分離した。次に、この有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン/ヘプタン=1/9)で精製することにより、中間体4を1.81g(収率72%)得た。
(3)中間体5の合成
以下に示す試薬、溶媒等をナスフラスコに仕込んだ。
中間体4:1.5g(2.47mmol)
LiCl:636mg(15.0mmol)
1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]7−ウンデセン:943mg(6.20mmol)
ビストリフェニルホスフィンパラジウム(II)ジクロライド:40mg(0.24mmol)
ジメチルホルムアミド:150ml
次に、反応溶液を、窒素気流下100℃に加熱しながら8時間攪拌を行った。反応終了後、反応溶液に水を加え室温にて1時間攪拌した。反応溶液中に橙色の沈殿物を確認したのち、ろ過し、水、メタノール、アセトンの順番でろ物を洗浄した。次に、このろ物を乾燥することにより、中間体5を1.1g(収率51%)得た。
得られた化合物について、その分子量を測定した。
(分子量)
MALDI−TOF−MAS(マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析)によりM+が445.3であることを確認し、化合物中間体5を同定した。
(4)例示化合物C7の合成
ナスフラスコに以下に示す試薬、溶媒等を仕込んだ。
中間体5:500mg(1.12mmol)
2−メチルナフタレン−1−イルボロン酸:450mg(2.4mmol)
酢酸パラジウム(II):75mg(0.33mmol)
2−ジシクロヘキシルフォスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル:410mg(0.99mmol)
リン酸三カリウム:713mg(3.36mmol)
トルエン:50ml
次に、反応溶液を、窒素気流下80℃に加熱しながら8時間攪拌を行った。反応終了後、トルエン、水を加え有機層を分離した。次に、この有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶媒を留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン/ヘプタン=1/3)で精製することにより、例示化合物C7を209mg(収率32%)得た。
得られた化合物について、その物性を評価した。
MALDI−TOF−MAS(マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析)によりM+が656.8であることを確認し、例示化合物C7を同定した。
NMR測定によりこの化合物の構造を確認した。ピークの帰属を以下に示す。
1H−NMR(CDCl3,600MHz) σ(ppm):9.34(s,2H),8.82(d,2H,J=5.8Hz),8.30(d,2H,J=6.3Hz),8.06(d,2H,J=5.8Hz),7.93−7.86(m,8H),7.62(d,2H,J=7.1Hz),7.51(d,2H,J=7.1Hz),7.46−7.39(m,6H),2.40(s,6H)
<合成例6>[例示化合物C14の合成方法]
具体的には、以下に示す合成スキームに従い例示化合物C14を合成した。
Figure 0005424681
(1)中間体6の合成
500mlの三ツ口フラスコに、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
クリセン:20.0g(87.6mmol)
塩化アルミニウム:46.7g(350mmol)
ジクロロメタン:400ml
次に、反応溶液を窒素雰囲気下−78℃の条件で攪拌しながら、オキサリルクロリド55.6g(438mmol)を滴下した。次に、この温度条件を維持しながら反応溶液を30分間撹拌した後、2時間かけて室温まで昇温した。次に、反応溶液を4lの氷水中に撹拌しながら注ぎ、生じた固体を濾別した。次に、この固体をメタノール100mlで分散洗浄した。次に、洗浄した固体をろ過、真空加熱乾燥することにより中間体6(橙色粉末)を21.5g(収率87%)得た。
(2)中間体8の合成
200mlの三ツ口フラスコに、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
中間体6:2.01g(7.10mmol)
中間体7:1.50g(7.13mmol)
エタノール:100ml
次に、反応溶液を窒素雰囲気下室温で攪拌しながら、水酸化カリウム4.00gを溶解した水溶液25mlを滴下した。次いで、反応溶液を75℃に昇温し、この温度条件下で1時間30分攪拌した。次に、反応溶液を冷却した後、析出した固体を濾別し、乾燥することにより中間体8(緑色粉末)を3.08g(収率95%)得た。
(3)中間体9の合成
200mlの三ツ口フラスコに、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
中間体8:3.00g(6.58mmol)
2,5−ノルボルナジエン:4.97g(54mmol)
無水酢酸:40ml
次に、反応溶液を窒素雰囲気下90℃に昇温し、この温度条件下で18時間攪拌した。次に、反応溶液を室温まで冷却して溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒)で精製することにより、中間体9を黄色粉末として1.58g(収率53%)得た。
(4)中間体10の合成
100mlの三ツ口フラスコに、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
中間体9:1.00g(2.20mmol)
塩化アルミニウム:1.06g(7.92mmol)
ジクロロメタン:50ml
次に、反応溶液を、窒素雰囲気下−78℃で攪拌しながらオキサリルクロリド1.11g(8.80mmol)を滴下した。次に、反応溶液を−78℃の温度条件のまま30分間撹拌した後、2時間かけて室温まで昇温した。次に、反応溶液を1lの氷水に撹拌しながら注いだ後、生じた固体を濾別し、メタノール30mlで分散洗浄した。次に、洗浄した固体をろ過、真空加熱乾燥することにより中間体10を橙色粉末として0.894g(収率80%)得た。
(5)中間体12の合成
200mlの三ツ口フラスコに、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
中間体10:0.890g(1.75mmol)
中間体11:0.855g(1.97mmol)
エタノール:100ml
トルエン:10ml
次に、反応溶液を、窒素雰囲気下室温で攪拌しながら水酸化カリウム1.11gを溶解した水溶液5mlを滴下した。次に、反応溶液を75℃に昇温した後、この温度条件で2時間30分攪拌した。次に、反応溶液を冷却した後、析出した固体を濾別、乾燥することにより中間体12を緑色粉末として0.49g(収率31%)得た。
(6)例示化合物C14の合成
200mlの三ツ口フラスコに、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
中間体12:0.49g(0.541mmol)
2,5−ノルボルナジエン:4.97g(54mmol)
無水酢酸:40ml
次に、反応溶液を、窒素雰囲気下90℃に加熱しながら18時間攪拌した。次に、反応溶液を室温まで冷却した後、溶媒を減圧留去することにより粗生成物を得た。次に、この粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン/ヘプタン混合溶媒)で精製することにより、例示化合物C14を黄色粉末として0.17g(収率35%)得た。
得られた化合物について、その物性を測定し評価した。
MALDI−TOF−MAS(マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析)によりM+が905.5であることを確認し、例示化合物G−20を同定した。
NMR測定により例示化合物G−20の構造を確認した。
1H−NMR(CDCl3,400MHz) σ(ppm):8.35(s,1H),8.00(s,1H),7.81(dd,2H,J=8.4Hz,J=10.4Hz),7.76−7.73(m,3H),7.69−7.64(m,5H),7.56−7.50(m,8H),7.45−7.30(m,7H),7.22(d,1H,J=7.2Hz),1.42(s,18H),1.40(s,18H)
<合成例7>[例示化合物D1の合成方法]
以下に示す合成スキームに従い例示化合物D1を合成した。
Figure 0005424681
(1)中間体13の合成
反応容器に、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
5−ブロモアセナフチレン:14.5g(62.8mmol)
ジフェニルイソベンゾフラン:17.1g(63.3mmol)
キシレン:200ml
次に、反応溶液を溶媒であるキシレンが還流する温度で加熱しながら5時間攪拌した。次に、反応溶液を室温まで冷却した後、溶媒を減圧留去した。次に、無水トリフルオロ酢酸26mlとクロロホルム260mlとを加えた後、反応溶液を還流させながら1時間攪拌した。次に、反応溶液を室温まで冷却した後、溶媒を減圧留去することで残渣を得た。次に、この残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン/ヘプタン=1/3)で精製することにより、中間体13を黄色固体として16g得た。
(2)例示化合物D1の合成
反応容器を窒素雰囲気にしてから、以下の試薬、溶媒を仕込んだ。
4−ブロモ−7,12−ジフェニルベンゾ[k]フルオランテン:0.7g(1.45mmol)
2−(フルオランテン−3−イル)−4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボロラン:0.48g(1.45mmol)
トルエン:100ml
エタノール:50ml)
次に、炭酸セシウム0.95g(2.90mmol)を蒸留水15mlに溶解させた水溶液を反応溶液中に加えた後、反応溶液を50℃に加熱し30分攪拌した。
さらにテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム0.17g(0.145mmol)を加えた後、反応溶液を90℃に加熱したシリコーンオイルバス上で加熱しながら5時間攪拌した。次に、反応溶液を室温まで冷却した後、水、トルエン、酢酸エチルを加え、有機層を分離した。また水層についてさらにトルエン、酢酸エチルの混合溶媒で2回溶媒抽出を行い、有機層をはじめに分離した有機層に追加した。次に、集めた有機層を飽和食塩水で洗浄した後、硫酸ナトリウムで乾燥した。次に、有機層の溶媒を減圧留去することで残渣を得た。次に、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン/ヘプタン=1/3)で精製することで結晶を得た。次に、得られた結晶を120℃で真空乾燥し、さらに昇華精製を行うことによって、例示化合物D1を淡黄色固体として0.6g得た。
MALDI−TOF MS(マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析)によりこの化合物のM+である604.7を確認した。
さらに、1H−NMR測定を行ったところ、図5に示すNMRスペクトルが得られこの化合物の構造を確認した。
<合成例8>[例示化合物D19の合成法]
以下に示す合成スキームに従い例示化合物D19を合成した。
Figure 0005424681
(1)中間体14の合成
反応容器内に以下の試薬、溶媒を仕込んだ。
2,6−ジメチルナフタレン:5.00g(32.0mmol)
クロロホルム:50ml
メタノール:50ml
次に、反応混合物を攪拌し、固形分を溶解した後反応溶液を氷冷し、さらに以下の試薬を反応容器に投入した。
ベンジルトリメチルアンモニウムトリブロミド:12.5g(32.0mmol)
次に、反応溶液を室温へと緩やかに昇温しながら12時間攪拌した。次に、この反応溶液について分液操作を行い、有機層を分離した。次に、この有機層を水で洗浄した後、硫酸ナトリウムにより乾燥し、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘプタン)にて精製することにより、中間体14を4.89g(収率:65.0%)得た。
(2)中間体15の合成
反応容器内に、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0):2.54g(2.775mmol)
トリシクロヘキシルフォスフィン:2.08g(7.40mmol)
N,N−ジメチルホルムアミド:30ml
次に、反応混合物を室温で15分間攪拌し、さらに以下の試薬を反応容器に投入した。
中間体14:4.50g(18.5mmol)
2−ブロモフェニルボロン酸:4.46g(22.2mmol)
8−ジアザビシクロ[5.4.0]−ウンデー7−セン:13.8ml(92.5mmol)
次に、反応溶液を窒素気流下155℃で加熱しながら12時間攪拌した。次に、室温まで反応溶液を冷却した。次に、この反応溶液をろ過した後、ろ液について分液操作を行い、有機層を分離した。次に、この有機層を水で洗浄した後、硫酸ナトリウムにより乾燥し、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘプタン)にて精製することにより、中間体15を1.42g(収率:33.3%)得た。
(3)中間体16の合成
反応容器内に以下の試薬、溶媒を仕込んだ。
中間体15:1.20g(5.21mmol)
クロロホルム:8ml
メタノール:8ml
次に、反応混合物を攪拌し、固形分を溶解した後反応溶液を氷冷し、さらに以下の試薬を反応容器に投入した。
ベンジルトリメチルアンモニウムトリブロミド:2.03g(5.21mmol)
次に、反応溶液を室温へと緩やかに昇温しながら18時間攪拌した。次に、この反応溶液について分液操作を行い、有機層を分離した。次に、この有機層を水で洗浄した後、硫酸ナトリウムにより乾燥し、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘプタン)にて精製することにより、中間体16を0.93g(収率:57.6%)得た。
(4)中間体17の合成
反応容器内に、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0):0.24g(0.26mmol)
トリシクロヘキシルフォスフィン:0.29g(1.0mmol)
1,4−ジオキサン:8ml
次に、反応混合物を室温で15分間攪拌し、さらに以下の試薬を反応容器に投入した。
中間体16:0.80g(2.6mmol)
ビス(ピナコラト)ジボロン:0.78g(3.1mmol)
酢酸カリウム:0.51g(5.2mmol)
次に、反応溶液を、窒素気流下90℃に加熱しながら14時間攪拌した。反応終了後、反応溶液を室温まで冷却した後、ろ過した。次に、ろ液について分液操作を行い、有機層を分離した。次に、この有機層を水で洗浄した後、硫酸ナトリウムにより乾燥し、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:酢酸エチル/ヘプタン=1/7)で精製することにより、中間体17を0.63g(収率68%)得た。
(5)例示化合物D19の合成
反応容器内に、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
中間体17:0.50g(1.4mmol)
中間体13:0.61g(1.3mmol)
トルエン:5ml
次に、反応混合物を攪拌し、固形分を溶解した後、さらに以下の試薬を反応容器に投入した。
酢酸パラジウム(II):44mg(0.20mmol)
2−ジシクロヘキシルフォスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル:0.16g(0.39mmol)
リン酸三カリウム:0.55g(2.6mmol)
次に、反応溶液を、窒素気流下で加熱還流しながら2時間攪拌を行った。反応溶液を室温まで冷却した後、ろ過した。次に、ろ液について分液操作を行い、有機層を分離した。次に、この有機層を水で洗浄した後、硫酸ナトリウムにより乾燥し、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム/ヘプタン=1/7)で精製することにより、例示化合物D19を薄い黄色の固体として0.44g(収率54%)得た。
<実施例1>
図3に示す構造の有機発光素子を以下に示す方法で作製した。
ガラス基板(基板1)上に、スパッタ法により酸化錫インジウム(ITO)を成膜し陽極2を形成した。このとき陽極2の膜厚を120nmとした。次に、陽極2が形成されている基板を、アセトン、イソプロピルアルコール(IPA)で順次超音波洗浄し、次いで純水で洗浄後乾燥した。さらに、UV/オゾン洗浄したものを透明導電性支持基板として使用した。
次に、下記に示される正孔注入材料である化合物1とクロロホルムとを混合し、濃度0.1重量%のクロロホルム溶液を調製した。
Figure 0005424681
次に、このクロロホルム溶液を陽極2上に滴下し、最初に回転数500RPMで10秒、次に回転数1000RPMで40秒スピンコートを行うことで膜を成膜した。次に、80℃の真空オーブンで10分間乾燥して、薄膜中の溶剤を完全に除去することにより、ホール注入層7を形成した。このときホール注入層7の膜厚を10nmであった。
次に、ホール注入層7上に真空蒸着法により下記に示す化合物2を成膜しホール輸送層5を形成した。このときホール輸送層5の膜厚を15nmとした。
Figure 0005424681
次に、真空蒸着法により、ホストである例示化合物A2と、発光性ドーパントである例示化合物D1とを、例示化合物D1の濃度が層全体の5重量%となるように共蒸着して発光層3を形成した。このとき発光層3の膜厚を30nmとした。尚、例示化合物A2及び例示化合物D1はそれぞれ別のボートから同時蒸着して形成した。
次に、発光層3上に真空蒸着法により、2、9−ビス[2−(9,9’−ジメチルフルオレニル)]−1、10−フェナントロリンを成膜し電子輸送層6を形成した。このとき電子輸送層6の膜厚を30nmとし、蒸着時の真空度を1.0×10-4Paとし、成膜速度を0.1nm/sec乃至0.3nm/secの条件とした。
次に、電子輸送層6上に真空蒸着法により、フッ化リチウム(LiF)を成膜し第一の電子注入電極を形成した。このときフッ化リチウムの膜厚を0.5nmとし、蒸着時の真空度を1.0×10-4Paとし、成膜速度を0.01nm/secの条件とした。次に、真空蒸着法によりアルミニウムを成膜し第二の電子注入電極を形成した。このとき第二の電子注入電極の膜厚を100nmとし、蒸着時の真空度を1.0×10-4Paとし、成膜速度を0.5nm/sec乃至1.0nm/secの条件とした。以上のようにして有機発光素子を得た。
得られた素子について、ITO電極(陽極2)を正極、Al電極(陰極4)を負極にして、4.4Vの印加電圧をかけたところ、素子の発光効率が8.9cd/Aであり、最高発光波長が462nmである青色発光が観測された。さらに、この素子を窒素雰囲気の環境下にさらして電流密度を100mA/cm2に保ちながら電圧を印加した。その結果、初期輝度が8461cd/m2であるのに対して100時間後の輝度が7408cd/m2であったため輝度劣化は小さかった。尚、初期輝度1000cd/m2に対する輝度半減の換算時間は28710時間であった。
<実施例2>
実施例1において、発光層3のホストとして例示化合物A2の代わりに例示化合物A4を使用した以外は、実施例1と同様の方法により素子を作製した。
本実施例の素子は、4.8Vの印加電圧をかけたときに、発光効率が8.3cd/Aであって、最高発光波長が462nmである青色発光が観測された。さらに、この素子を窒素雰囲気の環境下にさらして電流密度を100mA/cm2に保ちながら電圧を印加した。その結果、初期輝度が7908cd/m2であるのに対して100時間後の輝度が7177cd/m2であったため輝度劣化は小さかった。
<実施例3>
実施例1において、発光層3のホストとして例示化合物A2の代わりに例示化合物B5を使用した以外は、実施例1と同様の方法により素子を作製した。
本実施例の素子は、4.5Vの印加電圧をかけたときに、発光効率が9.3cd/Aであって、最高発光波長が464nmである青色発光が観測された。さらに、この素子を窒素雰囲気の環境下にさらして電流密度を100mA/cm2に保ちながら電圧を印加した。その結果、初期輝度が9286cd/m2であるのに対して100時間後の輝度が7614cd/m2であったため輝度劣化は小さかった。
<実施例4>
実施例1において、発光層3のゲストとして例示化合物D1の代わりに例示化合物C7を使用し、例示化合物C7の濃度を層全体に対して2重量%とした以外は、実施例1と同様の方法により素子を作製した。
本実施例の素子は、4.6Vの印加電圧をかけたときに、発光効率が8.9cd/Aであって、最高発光波長が483nmである青色発光が観測された。さらに、この素子を窒素雰囲気の環境下にさらして電流密度を100mA/cm2に保ちながら電圧を印加した。その結果、初期輝度が9306cd/m2であるのに対して100時間後の輝度が8561cd/m2であったため輝度劣化は小さかった。
<実施例5>
実施例4において、発光層3のホストとして例示化合物A2の代わりに例示化合物B5を使用した以外は、実施例4と同様の方法により素子を作製した。
本実施例の素子は、4.6Vの印加電圧をかけたときに、発光効率が10.4cd/Aであって、最高発光波長が487nmである青色発光が観測された。さらに、この素子を窒素雰囲気の環境下にさらして電流密度を100mA/cm2に保ちながら電圧を印加した。その結果、初期輝度が10766cd/m2であるのに対して100時間後の輝度が9581cd/m2であったため輝度劣化は小さかった。
<実施例6>
実施例4において、発光層3のゲストとして例示化合物C7の代わりに例示化合物C14を使用した以外は、実施例4と同様の方法により素子を作成した。
本実施例の素子は、4.9Vの印加電圧をかけたときに、発光効率が6.5cd/Aであって、最高発光波長が465nmである青色発光が観測された。さらに、この素子を窒素雰囲気の環境下にさらして電流密度を100mA/cm2に保ちながら電圧を印加した。その結果、初期輝度が6802cd/m2であるのに対して100時間後の輝度が6189cd/m2であったため輝度劣化は小さかった。
<実施例7>
実施例5において、発光層3のゲストとして例示化合物C7の代わりに例示化合物C14を使用した以外は、実施例5と同様の方法により素子を作製した。
本実施例の素子は、4.8Vの印加電圧をかけたときに、発光効率が8.6cd/Aであって、最高発光波長が468nmである青色発光が観測された。さらに、この素子を窒素雰囲気の環境下さらして、電流密度を100mA/cm2に保ちながら電圧を印加した。その結果、初期輝度が8966cd/m2であるのに対して100時間後の輝度が8382cd/m2であったため輝度劣化は小さかった。
<実施例8>
実施例3において、発光層3のホストとして例示化合物B5の代わりに例示化合物B3を使用した以外は、実施例3と同様の方法により素子を作製した。
本実施例の素子は、5.1Vの印加電圧をかけたときに、発光効率が10.1cd/Aであって、最高発光波長が462nmである青色発光が観測された。さらに、この素子を窒素雰囲気の環境下にさらして電流密度を100mA/cm2に保ちながら電圧を印加した。その結果、初期輝度が9850cd/m2であるのに対して100時間後の輝度が7687cd/m2であったため輝度劣化は小さかった。
<実施例9>
実施例7において、発光層3のホストとして例示化合物B5の代わりに例示化合物B3を使用した以外は、実施例7と同様の方法により素子を作製した。
本実施例の素子は、5.4Vの印加電圧をかけたときに、発光効率が9.6cd/Aであって、最高発光波長が466nmである青色発光が観測された。さらに、この素子を窒素雰囲気の環境下にさらして電流密度を100mA/cm2に保ちながら電圧を印加した。その結果、初期輝度が9694cd/m2であるのに対して100時間後の輝度が9015cd/m2であったため輝度劣化は小さかった。
<実施例10>
実施例1において、発光層3のゲストとして例示化合物D1の代わりに例示化合物D19を使用した以外は、実施例1と同様の方法により素子を作製した。
本実施例の素子は、4.4Vの印加電圧をかけたときに、発光効率が9.1cd/Aであって、最高発光波長が461nmである青色発光が観測された。さらに、この素子を窒素雰囲気の環境下にさらして電流密度を100mA/cm2に保ちながら電圧を印加した。その結果、初期輝度が8470cd/m2であるのに対して100時間後の輝度が7538cd/m2であったため輝度劣化は小さかった。
<実施例11>
実施例2において、発光層3のゲストとして例示化合物D1の代わりに例示化合物D19を使用した以外は、実施例2と同様の方法により素子を作製した。
本実施例の素子は、4.8Vの印加電圧をかけたときに、発光効率が8.4cd/Aであって、最高発光波長が461nmである青色発光が観測された。さらに、この素子を窒素雰囲気の環境下にさらして電流密度を100mA/cm2に保ちながら電圧を印加した。その結果、初期輝度が7915cd/m2であるのに対して100時間後の輝度が7218cd/m2であったため輝度劣化は小さかった。
<実施例12>
実施例3において、発光層3のゲストとして例示化合物D1の代わりに例示化合物D19を使用した以外は、実施例3と同様の方法により素子を作製した。
本実施例の素子は、4.5Vの印加電圧をかけたときに、発光効率が9.4cd/Aであって、最高発光波長が463nmである青色発光が観測された。さらに、この素子を窒素雰囲気の環境下にさらして電流密度を100mA/cm2に保ちながら電圧を印加した。その結果、初期輝度が9292cd/m2であるのに対して100時間後の輝度が7666cd/m2であったため輝度劣化は小さかった。
<実施例13>
実施例8において、発光層3のゲストとして例示化合物D1の代わりに例示化合物D19を使用した以外は、実施例8と同様の方法により素子を作製した。
本実施例の素子は、5.1Vの印加電圧をかけたときに、発光効率が10.3cd/Aであって、最高発光波長が462nmである青色発光が観測された。さらに、この素子を窒素雰囲気の環境下にさらして電流密度を100mA/cm2に保ちながら電圧を印加した。その結果、初期輝度が9855cd/m2であるのに対して100時間後の輝度が7785cd/m2であったため輝度劣化は小さかった。
<比較例1>
実施例1において、発光層3のホストとして例示化合物A2の代わりに下記に示される化合物3を使用した以外は、実施例1と同様の方法により素子を作製した。尚、化合物3は、合成例1(1)において、2−(7−tert−ブチル−ピレン−1−イル)−4,4,5,5−テトラメチル−(1,3,2)ジオキサボランに代えて4,4,5,5−テトラメチル−2−(ピレン−1−イル)−[1,3,2]ジオキサボランを使用することによって合成することができる化合物である。
Figure 0005424681
本比較例の素子は、3.8Vの印加電圧をかけたときに、発光効率が5.7cd/Aであって、最高発光波長が460nmである青色発光が観測された。このため本比較例の素子は実施例1の素子と比較すると発光効率が低かった。さらに、この素子を窒素雰囲気の環境下にさらして、電流密度を100mA/cm2に保ちながら100時間電圧を印加した。その結果、初期輝度が5930cd/m2であるのに対して100時間後の輝度が4030cd/m2であったため実施例1と比較して寿命は短かった。
<比較例2>
実施例1において、発光層3のホストとして例示化合物A2の代わりに下記に示される化合物4を使用し、発光層3のゲストとして例示化合物D1の代わりに下記に示される化合物5を使用した以外は、実施例1と同様の方法により素子を作成した。
Figure 0005424681
本比較例の素子は、4.5Vの印加電圧をかけたときに、発光効率が9.0cd/Aであって、最高発光波長が475nmの青色発光が観測された。さらに、この素子に窒素雰囲気下、電流密度を100mA/cm2に保ちながら100時間電圧を印加した。その結果、初期輝度が8703cd/m2であるのに対して100時間後の輝度が5396cd/m2であったため実施例1と比較して寿命は短かった。
1 基板
2 陽極
3 ホール輸送層
4 電子輸送層
5 陰極
6 発光層
7 ホール注入層
8 ホールブロック層
10,20,30,40 有機発光素子

Claims (4)

  1. 陽極と陰極と、
    該陽極と該陰極との間に挟持され少なくとも発光領域を形成する層を含む積層体と、から構成され、
    該発光領域を形成する層に、以下に示す(a)と(b)とがそれぞれ少なくとも一種類含まれることを特徴とする、有機発光素子。
    (a)下記一般式[1]又は下記一般式[2]で示される第一の有機化合物
    Figure 0005424681
    (式[1]において、R1は、置換あるいは無置換のアルキル基である。R2は、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のフェニル基又は置換あるいは無置換の2つの環が縮合した芳香族基である。R3及びR4は、それぞれハロゲン原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のフェニル基、置換あるいは無置換の2つの環が縮合した芳香族基又は置換あるいは無置換の複素環基である。aは、0乃至6の整数である。aが2以上のとき複数のR1は同じであってもよいし異なっていてもよい。dは、0乃至4の整数である。dが2以上のとき複数のR4は同じであってもよいし異なっていてもよい。bは、0乃至3の整数である。bが2又は3のとき複数のR2は同じであってもよいし異なっていてもよい。cは、0乃至3の整数である。cが2又は3のとき複数のR3は同じであってもよいし異なっていてもよい。Xは下記一般式[A]で示される置換基である。
    Figure 0005424681
    (式[A]において、R8 乃至10うち少なくとも2つは置換あるいは無置換のアルキル基であり、それ以外の置換基は水素原子である。R8 乃至10は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。)
    式[2]において、R5は、置換あるいは無置換のアルキル基である。R6は、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のフェニル基又は置換あるいは無置換の2つの環が縮合した芳香族基である。R7は、ハロゲン原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のフェニル基、置換あるいは無置換の2つの環が縮合した芳香族基又は置換あるいは無置換の複素環基である。aは0乃至6の整数である。aが2以上のとき複数のR5は同じであってもよいし異なっていてもよい。bは、0乃至3の整数である。bが2又は3のとき複数のR6は同じであってもよいし異なっていてもよい。eは、0乃至9の整数である。eが2以上のとき複数のR7は同じであってもよいし異なっていてもよい。Xは式(A)で示される置換基である。)
    (b)下記一般式[3]又は下記一般式[4]で示される第二の有機化合物
    Figure 0005424681
    (式[3]において、R11は、ハロゲン原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のアリール基又は置換あるいは無置換の複素環基である。fは、0乃至16の整数を表す。fが2以上のとき複数のR11は同じであってもよいし異なっていてもよい。式[4]において、R12は、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基又は置換あるいは無置換の複素環基である。R13は、ハロゲン原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のフェニル基、置換あるいは無置換の2つの環が縮合した芳香族基又は置換あるいは無置換の複素環基である。gは、0乃至9の整数である。gが2以上のとき複数のR12は同じであってもよいし異なっていてもよい。hは、0乃至11の整数である。hが2以上のとき複数のR13は同じであってもよいし異なっていてもよい。)
  2. 前記Xがtert−ブチル基であることを特徴とする、請求項1に記載の有機発光素子。
  3. 青色発光することを特徴とする、請求項1又は2に記載の有機発光素子。
  4. 赤色画素と、緑色画素と、青色画素と、を有し、
    前記青色画素が、請求項3に記載の有機発光素子を有することを特徴とする、フルカラーディスプレイ。
JP2009067466A 2008-04-01 2009-03-19 有機発光素子 Expired - Fee Related JP5424681B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009067466A JP5424681B2 (ja) 2008-04-01 2009-03-19 有機発光素子

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008095106 2008-04-01
JP2008095106 2008-04-01
JP2009067466A JP5424681B2 (ja) 2008-04-01 2009-03-19 有機発光素子

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2009267378A JP2009267378A (ja) 2009-11-12
JP2009267378A5 JP2009267378A5 (ja) 2012-04-26
JP5424681B2 true JP5424681B2 (ja) 2014-02-26

Family

ID=41135693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009067466A Expired - Fee Related JP5424681B2 (ja) 2008-04-01 2009-03-19 有機発光素子

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20100327274A1 (ja)
JP (1) JP5424681B2 (ja)
KR (1) KR101188023B1 (ja)
WO (1) WO2009123344A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5376857B2 (ja) * 2008-08-04 2013-12-25 キヤノン株式会社 縮合多環化合物及びこれを用いた有機発光素子
JP2010123917A (ja) * 2008-10-22 2010-06-03 Canon Inc 有機発光素子
JP5709382B2 (ja) 2009-03-16 2015-04-30 キヤノン株式会社 新規クリセン化合物及びこれを有する有機発光素子
JP5495606B2 (ja) * 2009-04-08 2014-05-21 キヤノン株式会社 新規縮合多環化合物およびそれを有する有機発光素子
JP2011037743A (ja) * 2009-08-10 2011-02-24 Canon Inc ピレン誘導体及びこれを用いた有機発光素子
JP5675085B2 (ja) 2009-12-14 2015-02-25 キヤノン株式会社 有機発光素子
JP5777408B2 (ja) 2011-05-30 2015-09-09 キヤノン株式会社 縮合多環化合物及びこれを用いた有機発光素子
JP6444046B2 (ja) * 2013-04-03 2018-12-26 キヤノン株式会社 有機化合物及び有機発光素子

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1960957A (zh) * 2004-05-27 2007-05-09 出光兴产株式会社 不对称芘衍生物以及使用该衍生物的有机电致发光器件
EP1780191A4 (en) * 2004-06-16 2008-07-02 Idemitsu Kosan Co FLUORENE DERIVATIVE AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE USING THE DERIVATIVE
JP4599142B2 (ja) * 2004-11-26 2010-12-15 キヤノン株式会社 有機発光素子
JP4429149B2 (ja) * 2004-11-26 2010-03-10 キヤノン株式会社 フルオレン化合物及び有機発光素子
JP4955971B2 (ja) * 2004-11-26 2012-06-20 キヤノン株式会社 アミノアントリル誘導基置換ピレン化合物および有機発光素子
US20080206828A1 (en) * 2005-03-17 2008-08-28 Kyoto University Device For Introducing Substance Into Cell, Cell Clamping Device and Flow Path Forming Method
US20060222886A1 (en) * 2005-04-04 2006-10-05 Raymond Kwong Arylpyrene compounds
CN103193697B (zh) * 2005-09-08 2015-11-18 东丽株式会社 发光元件材料和发光元件
JP4659695B2 (ja) * 2005-11-01 2011-03-30 キヤノン株式会社 フルオレン化合物及び有機発光素子
JP2007332127A (ja) * 2005-12-20 2007-12-27 Canon Inc 化合物及び有機発光素子
US20090066227A1 (en) * 2005-12-20 2009-03-12 Canon Kabushiki Kaisha Organic light-emitting device
US9214636B2 (en) * 2006-02-28 2015-12-15 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescence device
JP2007308477A (ja) * 2006-04-20 2007-11-29 Canon Inc 化合物および有機発光素子
CN101426882B (zh) * 2006-08-04 2012-07-04 佳能株式会社 有机发光器件和苯并[k]荧蒽化合物
JP5089235B2 (ja) * 2006-08-04 2012-12-05 キヤノン株式会社 縮合複素環化合物および有機発光素子
JP4994802B2 (ja) * 2006-11-17 2012-08-08 キヤノン株式会社 ピレン化合物および有機発光素子
JP5241256B2 (ja) * 2007-03-09 2013-07-17 キヤノン株式会社 縮合環芳香族化合物及びこれを用いた有機発光素子
JP5414190B2 (ja) * 2007-04-02 2014-02-12 キヤノン株式会社 有機発光素子
JP5252960B2 (ja) * 2007-04-02 2013-07-31 キヤノン株式会社 縮合環芳香族化合物及びこれを用いた有機発光素子
JP5202051B2 (ja) * 2007-04-27 2013-06-05 キヤノン株式会社 有機電界発光素子
US8227094B2 (en) * 2007-04-27 2012-07-24 Canon Kabushiki Kaisha Organic electroluminescent device
JP5361237B2 (ja) * 2007-05-16 2013-12-04 キヤノン株式会社 ベンゾ[a]フルオランテン化合物及びそれを用いた有機発光素子
JP5142589B2 (ja) * 2007-05-28 2013-02-13 キヤノン株式会社 インデノクリセン誘導体及びそれを用いた有機発光素子

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009123344A1 (en) 2009-10-08
KR101188023B1 (ko) 2012-10-05
US20100327274A1 (en) 2010-12-30
KR20100126542A (ko) 2010-12-01
JP2009267378A (ja) 2009-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5142589B2 (ja) インデノクリセン誘導体及びそれを用いた有機発光素子
JP5366505B2 (ja) インデノピレン化合物及びこれを用いた有機発光素子
JP4455625B2 (ja) 有機発光素子
JP5089235B2 (ja) 縮合複素環化合物および有機発光素子
JP5159164B2 (ja) ベンゾ[ghi]フルオランテン誘導体及びこれを用いた有機発光素子
JP5618753B2 (ja) 有機発光素子
JP5252960B2 (ja) 縮合環芳香族化合物及びこれを用いた有機発光素子
JP5414190B2 (ja) 有機発光素子
JP5424681B2 (ja) 有機発光素子
JP2007308477A (ja) 化合物および有機発光素子
JP5031294B2 (ja) アミン化合物および有機発光素子
JP2010111635A (ja) 新規アザインデノクリセン誘導体および有機発光素子
JP5414258B2 (ja) ベンゾインデノクリセン化合物及びこれを用いた有機発光素子
JP5408902B2 (ja) ジベンゾ[c,g]フルオレン化合物及びそれを使用した有機発光素子
JP5110922B2 (ja) 非対称型フルオレン化合物及びそれを用いた有機発光素子
JP5656493B2 (ja) 新規縮合多環化合物およびそれを有する有機発光素子
JP2011037744A (ja) 有機化合物及びこれを用いた有機発光素子
JP2011236158A (ja) 縮合多環化合物及びこれを用いた有機発光素子

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120313

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120313

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130930

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131028

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131029

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131126

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5424681

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees