JP5753635B1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Abstract
Description
そして、熱活性化遅延蛍光(TADF)による発光を利用する素子も開発されている。2011年に九州大学の安達らは、熱活性化遅延蛍光材料を用いた素子によって5.3%の外部量子効率を実現させた(例えば、非特許文献3参照)。
また、これらの置換基同士が単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
一般式(1)中のAr1〜Ar4としては、「置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基」、「置換もしくは無置換の含硫黄芳香族複素環基」または「置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基」が好ましく、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、フルオレニル基、ジベンゾチエニル基がより好ましい。
一般式(1)において、Ar1とAr2もしくはAr3とAr4が異なる基であることが好ましく、Ar1とAr2およびAr3とAr4が異なる基であることがより好ましい。
一般式(1)におけるフェニレン基の結合様式としては、素子寿命に影響を与える薄膜の安定性の観点から、4,4’’−ジアミノ−[1,1’;4’,1’’]ターフェニル骨格となるような、全ての結合が1,4−結合となるものは好ましくなく、1,2−結合もしくは1,3−結合が混在していることが好ましく、4,4’’−ジアミノ−[1,1’;3’,1’’]ターフェニル骨格、3,3’’−ジアミノ−[1,1’;3’,1’’]ターフェニル骨格、2,2’’−ジアミノ−[1,1’;3’,1’’]ターフェニル骨格、4,4’’−ジアミノ−[1,1’;2’,1’’]ターフェニル骨格、3,3’’−ジアミノ−[1,1’;2’,1’’]ターフェニル骨格、2,2’’−ジアミノ−[1,1’;2’,1’’]ターフェニル骨格、2,4’’−ジアミノ−[1,1’;4’,1’’]ターフェニル骨格、2,2’’−ジアミノ−[1,1’;4’,1’’]ターフェニル骨格、3,3’’−ジアミノ−[1,1’;4’,1’’]ターフェニル骨格などのように直線的に連結していないものが好ましい。
また、これらの基は置換基を有していてよく、置換基として、上記一般式(1)中のAr1〜Ar4で表される「置換芳香族炭化水素基」、「置換芳香族複素環基」または「置換縮合多環芳香族基」における「置換基」に関して示したものと同様のものをあげることができ、とりうる態様も、同様のものをあげることができる。
また、これらの基は置換基を有していてよく、置換基として、上記一般式(1)中のAr1〜Ar4で表される「置換芳香族炭化水素基」、「置換芳香族複素環基」または「置換縮合多環芳香族基」における「置換基」に関して示したものと同様のものをあげることができ、とりうる態様も、同様のものをあげることができる。
また、これらの基は置換基を有していてよく、置換基として、上記一般式(1)中のAr1〜Ar4で表される「置換芳香族炭化水素基」、「置換芳香族複素環基」または「置換縮合多環芳香族基」における「置換基」に関して示したものと同様のものをあげることができ、とりうる態様も、同様のものをあげることができる。
また、これらの基は置換基を有していてよく、置換基として、上記一般式(1)中のAr1〜Ar4で表される「置換芳香族炭化水素基」、「置換芳香族複素環基」または「置換縮合多環芳香族基」における「置換基」に関して示したものと同様のものをあげることができ、とりうる態様も、同様のものをあげることができる。
そして、一般式(4)中のA5で表される「置換もしくは無置換の芳香族炭化水素の2価基」、「置換もしくは無置換の芳香族複素環の2価基」または「置換もしくは無置換の縮合多環芳香族の2価基」は、上記「芳香族炭化水素」、「芳香族複素環」または「縮合多環芳香族」から水素原子を2個取り除いてできる2価基を表す。
また、これらの置換基同士が単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
一般式(4)中のBとしては、ピリジル基、ピリミジル基、ピロリル基、キノリル基、イソキノリル基、インドリル基、カルバゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、およびカルボリニル基などの含窒素芳香族複素環基が好ましく、ピリジル基、ピリミジル基、キノリル基、イソキノリル基、インドリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、カルボリニル基がより好ましい。
一般式(4)中のCとしては、「置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基」もしくは「置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基」が好ましく、フェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、フルオレニル基がより好ましい。
一般式(4)において、A5は、アントラセン環の2位に結合することが好ましい。
そして、qは2であること(pは7であること)が、化合物の安定性の観点から好ましい。
また、これらの基は置換基を有していてよく、置換基として、上記一般式(1)中のAr1〜Ar4で表される「置換芳香族炭化水素基」、「置換芳香族複素環基」または「置換縮合多環芳香族基」における「置換基」に関して示したものと同様のものをあげることができ、とりうる態様も、同様のものをあげることができる。
また、これらの基は置換基を有していてよく、置換基として、上記一般式(1)中のAr1〜Ar4で表される「置換芳香族炭化水素基」、「置換芳香族複素環基」または「置換縮合多環芳香族基」における「置換基」に関して示したものと同様のものをあげることができ、とりうる態様も、同様のものをあげることができる。
また、これらの基は置換基を有していてよく、置換基として、上記一般式(1)中のAr1〜Ar4で表される「置換芳香族炭化水素基」、「置換芳香族複素環基」または「置換縮合多環芳香族基」における「置換基」に関して示したものと同様のものをあげることができ、とりうる態様も、同様のものをあげることができる。
また、これらの基は置換基を有していてよく、置換基として、上記一般式(1)中のAr1〜Ar4で表される「置換芳香族炭化水素基」、「置換芳香族複素環基」または「置換縮合多環芳香族基」における「置換基」に関して示したものと同様のものをあげることができ、とりうる態様も、同様のものをあげることができる。
一般式(4a)において、X3のみが窒素原子である(基R21が存在しない)ことが好ましい。
一般式(4a)で表されるアントラセン環構造有する化合物の中で、下記一般式(4a’)で表されるアントラセン環構造有する化合物が好ましい。
また、これらの基は置換基を有していてよく、置換基として上記一般式(1)中のAr1〜Ar4で表される「置換芳香族炭化水素基」、「置換芳香族複素環基」または「置換縮合多環芳香族基」における「置換基」に関して示したものと同様のものをあげることができ、とりうる態様も、同様のものをあげることができる。
一般式(4b)中のAr8、Ar9、Ar10としては、「置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基」もしくは「置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基」が好ましく、フェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、フルオレニル基がより好ましい。
一般式(4)中のp、qは、pとqの和(p+q)が9となる関係を維持するものとし、pは7または8を表し、qは1または2を表す。
一般式(4)で表されるアントラセン環構造を有する化合物の中で、一般式(4a)または一般式(4b)で表されるアントラセン環構造を有する化合物がより好ましく用いられる。
前記一般式(1)で表されるアリールアミン化合物、前記一般式(2)で表される分子中にトリフェニルアミン構造を4個、単結合またはヘテロ原子を含まない2価基で連結した構造を有するアリールアミン化合物または前記一般式(3)で表される分子中にトリフェニルアミン構造を2個、単結合またはヘテロ原子を含まない2価基で連結した構造を有するアリールアミン化合物は、正孔の移動度が高く正孔注入層または正孔輸送層の材料として好ましい化合物である。
前記一般式(4)で表される、アントラセン環構造を有する化合物は、電子注入および輸送能力に優れており、電子輸送層の材料として好ましい化合物である。
高効率、低駆動電圧、長寿命の有機EL素子を実現することが可能となった。
窒素置換した反応容器に、3−ブロモヨードベンゼン8.83g、(ビフェニル−4−イル)−{4−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニル}−フェニルアミン30.5g、炭酸カリウム13.0g、水30ml、トルエン300ml、エタノール75mlを加え、30分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気した。テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム1.1gを加えて加熱し、80℃で16時間撹拌した。室温まで冷却し、メタノール300mlを加え、析出する固体をろ過によって採取し、1,2−ジクロロベンゼン270mlを加えて加熱溶解した後、シリカゲル16gを加えて30分撹拌した。ろ過によって不溶物を除去した後、メタノール300mlを加えることによって析出する粗製物をろ過によって採取した。粗製物にメタノール200mlを用いた還流洗浄を行うことによって、4,4’−ビス{(ビフェニル−4−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:3’,1’’−ターフェニル(化合物1−1)の白色粉体14.3g(収率71%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)で以下の40個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.87(1H)、7.64−7.50(12H)、7.48−7.32(6H)、7.31−6.98(21H)。
窒素置換した反応容器に、1,3−ジブロモベンゼン6.51g、(ビフェニル−4−イル)−{4−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニル}−(フェニル−d5)アミン26.9g、炭酸カリウム11.4g、水50ml、トルエン200ml、エタノール50mlを加え、30分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気した。テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム0.95gを加えて加熱し、70℃で12時間撹拌した。室温まで冷却し、メタノール200mlを加え、析出する固体をろ過によって採取し、1,2−ジクロロベンゼン400mlを加えて加熱溶解した後、シリカゲル20gを加えて30分撹拌した。ろ過によって不溶物を除去した後、メタノール500mlを加えることによって生成する析出物をろ過によって採取した。析出物に1,2−ジクロロベンゼン100mlを加えて溶解し、トルエン100ml、メタノール100mlを加えることによって析出する粗製物をろ過によって採取した。粗製物にメタノール250mlを用いた還流洗浄を行うことによって、4,4’−ビス{(ビフェニル−4−イル)−(フェニル−d5)アミノ}−1,1’:3’,1’’−ターフェニル(化合物1−2)の白色粉体18.3g(収率91%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)で以下の30個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.87(1H)、7.64−7.32(18H)、7.31−6.98(11H)。
実施例2において(ビフェニル−4−イル)−{4−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニル}−(フェニル−d5)アミンに代えて(ナフタレン−1−イル)−{4−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニル}−フェニルアミンを用い、同様の条件で反応を行うことによって、4,4’’−ビス{(ナフタレン−1−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:3’,1’’−ターフェニル(化合物1−3)の白色粉体8.8g(収率59%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)で以下の36個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.99(2H)、7.92(2H)、7.81(2H)、7.72(1H)、7.57−6.92(29H)。
実施例2において(ビフェニル−4−イル)−{4−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニル}−(フェニル−d5)アミンに代えて{4−(ジベンゾフラン−4−イル)フェニル}−{4−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニル}−フェニルアミンを用い、同様の条件で反応を行うことによって、4,4’’−ビス[{4−(ジベンゾフラン−4−イル)フェニル}−フェニルアミノ]−1,1’:3’,1’’−ターフェニル(化合物1−6)の白色粉体6.8g(収率86%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)で以下の44個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=8.01(2H)、7.97−7.82(8H)、7.67−7.24(34H)。
窒素置換した反応容器に、4−ブロモ−4’−{(ビフェニル−4−イル)−フェニルアミノ}−ビフェニル16.8g、(ビフェニル−4−イル)−{2−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニル}−フェニルアミン19.0g、炭酸カリウム7.4g、水26ml、トルエン200ml、エタノール50mlを加え、30分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気した。テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム0.87gを加えて加熱し、攪拌しながら20時間還流した。室温まで冷却し、分液操作によって有機層を採取し、無水硫酸マグネシウムを用いて脱水した後、濃縮することによって粗製物を得た。粗製物をカラムクロマトグラフ(担体:シリカゲル、溶離液:ヘプタン/トルエン)によって精製した後、酢酸エチル/メタノールの混合溶媒を用いた晶析を行うことによって、2,4’’−ビス{(ビフェニル−4−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:4’,1’’−ターフェニル(化合物1−24)の白色粉体20.8g(収率82%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)で以下の40個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.61(2H)、7.56−6.83(38H)。
窒素置換した反応容器に、4,4’’−ジブロモ−1,1’:3’,1’’−ターフェニル8.2g、(トリフェニレン−2−イル)−フェニルアミン15.4g、tert−ブトキシナトリウム5.1g、トルエン180mlを加え、30分間超音波を照射しながら窒素ガスを通気した。酢酸パラジウム0.11g、50%(w/v)のトリ−tert−ブチルホスフィンのトルエン溶液0.31mlを加えて加熱し、攪拌しながら5時間還流した。
室温まで冷却し、1,2−ジクロロベンゼンを用いた抽出操作を行った後、シリカゲルを用いた吸着精製、続いて、1,2−ジクロロベンゼン/メタノールの混合溶媒を用いた晶析を行うことによって、4,4’’−ビス{(トリフェニレン−2−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:3’,1’’−ターフェニル(化合物1−25)の黄白色粉体11.67g(収率64%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)で以下の44個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=8.67(4H)、8.57(4H)、8.41(2H)、8.36(2H)7.88(1H)、7.70−7.10(31H)。
実施例6において(トリフェニレン−2−イル)−フェニルアミンに代えて(フェナントレン−9−イル)−フェニルアミンを用い、同様の条件で反応を行うことによって、4,4’’−ビス{(フェナントレン−9−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:3’,1’’−ターフェニル(化合物1−26)の黄白色粉体8.0g(収率50%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)で以下の40個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=8.81−8.71(4H)、8.10(2H)、7.83−7.39(20H)、7.29−6.97(14H)。
窒素置換した反応容器に、2−{(ビフェニル−4−イル)−フェニルアミノ}−4’’−ブロモ−1,1’:4’,1’’−ターフェニル12.1g、ビス(ビフェニル−4−イル)アミン8.0g、トリスジベンジリデンアセトンパラジウム0.6g、トリ−tert−ブチルホスフィン0.22g、tert−ブトキシナトリウム6.3gを加えて加熱し、攪拌しながら3時間還流した。室温まで冷却し、メタノール600mlを加え、析出する粗製物をろ過によって採取した。粗製物をトルエンに溶解し、ろ過によって不溶物を除いた後、メタノールを用いた晶析精製を行った。続いて、THF/メタノールの混合溶媒を用いた再結晶を行うことによって、4−{ビス(ビフェニル−4−イル)アミノ}−2’’−{(ビフェニル−4−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:4’,1’’−ターフェニル(化合物1−27)の白色粉体15g(収率87%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)で以下の44個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.62(4H)、7.58−6.91(38H)、6.87(2H)。
実施例2において(ビフェニル−4−イル)−{4−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニル}−(フェニル−d5)アミンに代えて(ナフタレン−1−イル)−{4−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニル}−(フェニル−d5)アミンを用い、同様の条件で反応を行うことによって、4,4’’−ビス{(ナフタレン−1−イル)−(フェニル−d5)アミノ}−1,1’:3’,1’’−ターフェニル(化合物1−28)の白色粉体5.2g(収率30%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)で以下の26個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.99(2H)、7.92(2H)、7.81(2H)、7.72(1H)、7.55−7.36(15H)、7.13−7.07(4H)。
実施例5において(ビフェニル−4−イル)−{2−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニル}−フェニルアミンに代えてビス(ビフェニル−4−イル)−{2−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニル}アミンを用い、同様の条件で反応を行うことによって、2−{ビス(ビフェニル−4−イル)アミノ}−4’’−{(ビフェニル−4−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:4’,1’’−ターフェニル(化合物1−30)の白色粉体15.7g(収率94%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)で以下の44個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.60(2H)、7.56−6.97(32H)。
実施例5において4−ブロモ−4’−{(ビフェニル−4−イル)−フェニルアミノ}−ビフェニルに代えて4−ブロモ−4’−{ビス(ビフェニル−4−イル)アミノ}−ビフェニルを用い、(ビフェニル−4−イル)−{2−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニル}−フェニルアミンに代えて2−{ビス(ビフェニル−4−イル)アミノ}フェニルボロン酸を用い、同様の条件で反応を行うことによって、2、4’’−ビス{ビス(ビフェニル−4−イル)アミノ}−1,1’:4’,1’’−ターフェニル(化合物1−31)の白色粉体12g(収率76%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)で以下の48個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.65−6.98(48H)。
実施例6において(トリフェニレン−2−イル)−フェニルアミンに代えて(ビフェニル−4−イル)−(ナフタレン−1−イル)アミンを用い、同様の条件で反応を行うことによって、4,4’’−ビス{(ビフェニル−4−イル)−(ナフタレン−1−イル)アミノ}−1,1’:3’,1’’−ターフェニル(化合物1−33)の白色粉体6.4g(収率36%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)で以下の44個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=8.02(2H)、7.94(2H)、7.84(2H)、7.76(1H)7.62−7.38(27H)、7.33(2H)、7.19−7.13(8H)。
実施例6において(トリフェニレン−2−イル)−フェニルアミンに代えて(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミンを用い、同様の条件で反応を行うことによって、4,4’’−ビス{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:3’,1’’−ターフェニル(化合物1−34)の白色粉体14.6g(収率80%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)で以下の48個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.84(1H)、7.70−7.03(35H)、1.48(12H)。
実施例5において4−ブロモ−4’−{(ビフェニル−4−イル)−フェニルアミノ}−ビフェニルに代えて4−ブロモ−4’−{(ナフタレン−1−イル)−フェニルアミノ}−ビフェニルを用い、(ビフェニル−4−イル)−{2−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニル}−フェニルアミンに代えて2−{ビス(ビフェニル−4−イル)アミノ}フェニルボロン酸を用い、同様の条件で反応を行うことによって、2−{ビス(ビフェニル−4−イル)アミノ}−4’’−{(ナフタレン−1−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:4’,1’’−ターフェニル(化合物1−36)の白色粉体12.8g(収率75%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)で以下の42個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.99(2H)、7.93(2H)、7.81(2H)、7.57−6.96(36H)。
実施例5において4−ブロモ−4’−{(ビフェニル−4−イル)−フェニルアミノ}−ビフェニルに代えて4−ブロモ−4’−{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミノ}−ビフェニルを用い、同様の条件で反応を行うことによって、2−{(ビフェニル−4−イル)−フェニルアミノ}−4’’−{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:4’,1’’−ターフェニル(化合物1−37)の白色粉体11.7g(収率73%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)で以下の44個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.68(1H)、7.64−6.84(37H)、1.48(6H)。
実施例6において、4,4’’−ジブロモ−1,1’:3’,1’’−ターフェニルに代えて4,4’’−ジブロモ−1,1’:2’,1’’−ターフェニルを用い、(トリフェニレン−2−イル)−フェニルアミンに代えて(ビフェニル−4−イル)−(ナフタレン−1−イル)アミンを用い、同様の条件で反応を行うことによって、4,4’’−ビス{(ビフェニル−4−イル)−(ナフタレン−1−イル)アミノ}−1,1’:2’,1’’−ターフェニル(化合物1−41)の白色粉体5.0g(収率30%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)で以下の44個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.93−7.84(4H)、7.79(2H)、7.60−7.26(24H)、7.25−6.92(14H)
実施例6において、4,4’’−ジブロモ−1,1’:3’,1’’−ターフェニルに代えて4,4’’−ジブロモ−1,1’:2’,1’’−ターフェニルを用い、(トリフェニレン−2−イル)−フェニルアミンに代えて{4−(ナフタレン−1−イル)フェニル}−フェニルアミンを用い、同様の条件で反応を行うことによって、4,4’’−ビス[{4−(ナフタレン−1−イル)フェニル}−フェニルアミノ]−1,1’:2’,1’’−ターフェニル(化合物1−42)の白色粉体7.3g(収率43%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)で以下の44個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=8.01(2H)、7.91(2H)、7.84(2H)、7.53−6.98(38H)
実施例1において、3−ブロモヨードベンゼンに代えて1,3−ジヨードベンゼンを用い、(ビフェニル−4−イル)−{4−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニル}−フェニルアミンに代えて2−[{4−(ナフタレン−1−イル)フェニル}−フェニルアミノ]−フェニルボロン酸を用い、同様の条件で反応を行うことによって、2,2’’−ビス[{4−(ナフタレン−1−イル)フェニル}−フェニルアミノ]−1,1’:3’,1’’−ターフェニル(化合物1−43)の白色粉体7.3g(収率43%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)で以下の44個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.94−6.85(44H)。
実施例6において、(トリフェニレン−2−イル)−フェニルアミンに代えて{4−(ナフタレン−1−イル)フェニル}−フェニルアミンを用い、同様の条件で反応を行うことによって、4,4’’−ビス[{4−(ナフタレン−1−イル)フェニル}−フェニルアミノ]−1,1’:3’,1’’−ターフェニル(化合物1−45)の白色粉体16.7g(収率79%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)で以下の44個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=8.08(2H)、7.94(2H)、7.90−7.80(3H)、7.65−7.00(37H)。
実施例2において、1,3−ジブロモベンゼンに代えて1,4−ジブロモベンゼンを用い、(ビフェニル−4−イル)−{4−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニル}−(フェニル−d5)アミンに代えて2−{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミノ}−フェニルボロン酸を用い、同様の条件で反応を行うことによって、2,2’’−ビス{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミノ}−1,1’:4’,1’’−ターフェニル(化合物1−49)の白色粉体13.7g(収率76%)を得た。
1H−NMR(THF−d8)で以下の48個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.53(2H)、7.35−6.81(30H)、6.76(2H)、6.67(2H)、1.29(12H)。
実施例2において、1,3−ジブロモベンゼンに代えて1,4−ジブロモベンゼンを用い、(ビフェニル−4−イル)−{4−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニル}−(フェニル−d5)アミンに代えて2−{ビス(ビフェニル−4−イル)アミノ)−フェニルボロン酸を用い、同様の条件で反応を行うことによって、2,2’’−ビス{ビス(ビフェニル−4−イル)アミノ}−1,1’:4’,1’’−ターフェニル(化合物1−50)の白色粉体15.7g(収率78%)を得た。
1H−NMR(THF−d8)で以下の48個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.51−7.45(8H)、7.33−7.18(28H)、7.00(4H)、6.90−6.82(8H)。
実施例5において、4−ブロモ−4’−{(ビフェニル−4−イル)−フェニルアミノ}−ビフェニルに代えて4−ブロモ−2’−{4−(ナフタレン−1−イル)フェニル}−フェニルアミノ}−ビフェニルを用い、ビフェニル−4−イル)−{2−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボラン−2−イル)フェニル}−フェニルアミンに代えて2−{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミノ}−フェニルボロン酸を用い、同様の条件で反応を行うことによって、2−{(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−フェニルアミノ}−2’’−[{4−(ナフタレン−1−イル)フェニル}−フェニルアミノ]−1,1’:4’,1’’−ターフェニル(化合物1−55)の白色粉体7.3g(収率48%)を得た。
1H−NMR(THF−d8)で以下の46個の水素のシグナルを検出した。
δ(ppm)=7.89−7.76(3H)、7.55−6.69(37H)、1.29(6H)。
融点 ガラス転移点
実施例1の化合物 252℃ 108℃
実施例2の化合物 252℃ 108℃
実施例3の化合物 観測されず 106℃
実施例4の化合物 観測されず 135℃
実施例5の化合物 観測されず 107℃
実施例6の化合物 323℃ 159℃
実施例7の化合物 290℃ 146℃
実施例8の化合物 観測されず 119℃
実施例9の化合物 観測されず 106℃
実施例10の化合物 観測されず 118℃
実施例11の化合物 観測されず 133℃
実施例12の化合物 観測されず 136℃
実施例13の化合物 286℃ 124℃
実施例14の化合物 観測されず 117℃
実施例15の化合物 218℃ 114℃
実施例16の化合物 観測されず 127℃
実施例18の化合物 観測されず 110℃
実施例19の化合物 観測されず 122℃
実施例20の化合物 269℃ 117℃
実施例21の化合物 277℃ 122℃
実施例22の化合物 観測されず 117℃
仕事関数
実施例1の化合物 5.75eV
実施例2の化合物 5.75eV
実施例3の化合物 5.79eV
実施例4の化合物 5.68eV
実施例5の化合物 5.76eV
実施例6の化合物 5.70eV
実施例7の化合物 5.79eV
実施例8の化合物 5.71eV
実施例9の化合物 5.79eV
実施例10の化合物 5.72eV
実施例11の化合物 5.70eV
実施例12の化合物 5.71eV
実施例13の化合物 5.65eV
実施例14の化合物 5.70eV
実施例15の化合物 5.67eV
実施例16の化合物 5.69eV
実施例19の化合物 5.76eV
比較のために、実施例25において、第一正孔輸送層4の材料として前記構造式の化合物3−1を膜厚60nmとなるように形成した後、第二正孔輸送層5の材料として実施例1の化合物(1−1)に代えて前記構造式の化合物3−1を膜厚5nmとなるように形成した以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中、常温で特性測定を行った。作製した有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表1にまとめて示した。
比較のために、実施例41において、第一正孔輸送層4の材料として前記構造式の化合物3’−2を膜厚60nmとなるように形成した後、第二正孔輸送層5の材料として実施例1の化合物(1−1)に代えて前記構造式の化合物3’−2を膜厚5nmとなるように形成した以外は、同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中、常温で特性測定を行った。作製した有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表1にまとめて示した。
2 透明陽極
3 正孔注入層
4 第一正孔輸送層
5 第二正孔輸送層
6 発光層
7 電子輸送層
8 電子注入層
9 陰極
Claims (14)
- 少なくとも陽極、正孔注入層、第一正孔輸送層、第二正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び陰極をこの順に有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記第一正孔輸送層が分子中にトリフェニルアミン構造を2個〜6個、単結合またはヘテロ原子を含まない2価基で連結した構造を有するアリールアミン化合物を含有し、前記第二正孔輸送層が下記一般式(1a−b)または(1c−a)で表されるアリールアミン化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
(式中、Ar1〜Ar4は相互に同一でも異なってもよく、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の芳香族複素環基、または置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基を表す。)
(式中、Ar1〜Ar4は相互に同一でも異なってもよく、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の芳香族複素環基、または置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基を表す。) - 前記第一正孔輸送層が分子中にトリフェニルアミン構造を3個〜6個、単結合またはヘテロ原子を含まない2価基で連結した構造を有するアリールアミン化合物を含有する請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記分子中にトリフェニルアミン構造を3個〜6個、単結合またはヘテロ原子を含まない2価基で連結した構造を有するアリールアミン化合物が、下記一般式(2)で表される、分子中にトリフェニルアミン構造を4個有するアリールアミン化合物である請求項2記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(式中、R1〜R12は重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、置換基を有していてもよい炭素原子数1ないし6の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数5ないし10のシクロアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数2ないし6の直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素原子数1ないし6の直鎖状もしくは分岐状のアルキルオキシ基、置換基を有していてもよい炭素原子数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基、または置換もしくは無置換のアリールオキシ基を表す。r1〜r12は同一でも異なってもよく、r1、r2、r5、r8、r11、r12は0または1〜5の整数を表し、r3、r4、r6、r7、r9、r10は0または1〜4の整数を表す。r1、r2、r5、r8、r11、r12が2〜5の整数である場合、または、r3、r4、r6、r7、r9、r10が2〜4の整数である場合、同一のベンゼン環に複数個結合するR1〜R12は相互に同一でも異なってもよく、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよい。A1、A2、A3は同一でも異なってもよく、下記構造式(B)〜(G)で示される2価基または単結合を表す。)
(式中、n1は1〜3の整数を表す。)
- 前記第一正孔輸送層が分子中にトリフェニルアミン構造を2個、単結合またはヘテロ原子を含まない2価基で連結した構造を有するアリールアミン化合物を含有する請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記分子中にトリフェニルアミン構造を2個、単結合またはヘテロ原子を含まない2価基で連結した構造を有するアリールアミン化合物が、下記一般式(3)で表されるアリールアミン化合物である請求項4記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(式中、R13〜R18は重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、置換基を有していてもよい炭素原子数1ないし6の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数5ないし10のシクロアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数2ないし6の直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素原子数1ないし6の直鎖状もしくは分岐状のアルキルオキシ基、置換基を有していてもよい炭素原子数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基、または置換もしくは無置換のアリールオキシ基を表す。r13〜r18は同一でも異なってもよく、r13、r14、r17、r18は0または1〜5の整数を表し、r15、r16は0または1〜4の整数を表す。r13、r14、r17、r18が2〜5の整数である場合、または、r15、r16が2〜4の整数である場合、同一のベンゼン環に複数個結合するr13〜r18は相互に同一でも異なってもよく、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよい。A4は下記構造式(C)〜(G)で示される2価基または単結合を表す。)
- 前記電子輸送層が下記一般式(4)で表されるアントラセン環構造を有する化合物を含有する請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(式中、A5は置換もしくは無置換の芳香族炭化水素の2価基、置換もしくは無置換の芳香族複素環の2価基、置換もしくは無置換の縮合多環芳香族の2価基、もしくは単結合を表し、Bは置換もしくは無置換の芳香族複素環基を表し、Cは置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の芳香族複素環基、または置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基を表し、Dは互いに同一でも異なってもよく、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、炭素原子数1ないし6の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の芳香族複素環基、または置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基を表し、p、qは、pとqの和が9となる関係を維持しつつ、pは7または8を表し、qは1または2を表す。) - 前記アントラセン環構造を有する化合物が、下記一般式(4a)で表されるアントラセン環構造を有する化合物である請求項6記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(式中、Ar5、Ar6、Ar7は相互に同一でも異なってもよく、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の芳香族複素環基、または置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基を表す。R19〜R25は相互に同一でも異なってもよく、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、置換基を有していてもよい炭素原子数1ないし6の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数5ないし10のシクロアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数2ないし6の直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素原子数1ないし6の直鎖状もしくは分岐状のアルキルオキシ基、置換基を有していてもよい炭素原子数5ないし10のシクロアルキルオキシ基、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基、または置換もしくは無置換のアリールオキシ基であって、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成してもよい。X1、X2、X3、X4は炭素原子または窒素原子を表し、X1、X2、X3、X4のいずれか1つのみが窒素原子であるものとし、この場合の窒素原子はR19〜R22の水素原子もしくは置換基を有さないものとする。) - 前記一般式(1a−b)または(1c−a)において、Ar1〜Ar4が置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基である請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記一般式(1a−b)または(1c−a)において、Ar1およびAr4が置換もしくは無置換のフェニル基である請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記一般式(1a−b)または(1c−a)において、Ar1およびAr4が置換基を有するフェニル基である請求項10記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記一般式(1a−b)または(1c−a)において、Ar1およびAr4が重水素原子、ハロゲン原子、縮合多環芳香族基、および芳香族複素環基から選ばれる置換基を有するフェニル基である請求項11記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記一般式(1a−b)または(1c−a)において、Ar1およびAr4が無置換のフェニル基である請求項10記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記一般式(1a−b)または(1c−a)において、Ar1およびAr4が置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基である請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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