JP5848480B1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

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Abstract

【課題】高い発光効率及び長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の提供。【解決手段】一般式(4)で表される有機エレクトロルミネッセンス用材料。[X2はOまたはSであり、Ar5及びAr6はそれぞれ独立にアリール基等;Ar7及びAr8はアリール基等;L4及びL5はそれぞれ独立にアリーレン基等、L6はアリーレン基等;nは0以上3以下の整数;mは0以上4以下の整数;n+m≧1である]【選択図】なし

Description

本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。特に、高発光効率、長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子用の正孔輸送材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
近年、画像表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス表示装置(Organic Electroluminescence Display:有機EL表示装置)の開発が盛んになってきている。有機EL表示装置は、液晶表示装置等とは異なり、陽極及び陰極から注入された正孔及び電子を発光層において再結合させることにより、発光層における有機化合物を含む発光材料を発光させて表示を実現するいわゆる自発光型の表示装置である。
有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)としては、例えば、陽極、陽極上に配置された正孔輸送層、正孔輸送層上に配置された発光層、発光層上に配置された電子輸送層及び電子輸送層上に配置された陰極から構成された有機エレクトロルミネッセンス素子が知られている。陽極からは正孔が注入され、注入された正孔は正孔輸送層を移動して発光層に注入される。一方、陰極からは電子が注入され、注入された電子は電子輸送層を移動して発光層に注入される。発光層に注入された正孔と電子とが再結合することにより、発光層内で励起子が生成される。有機エレクトロルミネッセンス素子は、その励起子の輻射失活によって発生する光を利用して発光する。尚、有機エレクトロルミネッセンス素子は、以上に述べた構成に限定されず、種々の変更が可能である。
有機エレクトロルミネッセンス素子を表示装置に応用するにあたり、有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化及び長寿命化が求められている。特に、青色発光領域では、緑色発光領域及び赤色発光領域に比べて、有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動電圧が高く、発光効率が十分なものとは言い難い。有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化及び長寿命化を実現するために、正孔輸送層の定常化、安定化、耐久性の向上などが検討されている。
正孔輸送層に用いられる正孔輸送材料としては、芳香族アミン系化合物等の様々な化合物が知られているが、素子寿命に課題があった。有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化に有利な材料として、例えば、特許文献1及び特許文献2には、アリール基又はヘテロアリール基が置換されたアミン誘導体が提案されている。しかしながら、これらの材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子も充分な発光寿命を有しているとは言い難い。そのため、現在では一層、高効率で、発光寿命の長い有機エレクトロルミネッセンス素子が望まれている。
特開2009−267255号公報 特開2009−029726号公報
本発明は、上述の問題を解決するものであって、高発光効率及び長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的とする。
特に、本発明は、緑色〜青色発光領域において、発光層と陽極との間に配置される積層膜のうちの少なくとも一つの膜に用いる高発光効率及び長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的とする。
本発明の一実施形態によると、以下の一般式(1)で表される有機エレクトロルミネッセンス素子用材料が提供される。
Figure 0005848480

一般式(1)中、X1はOまたはSであり、Ar1及びAr2はそれぞれ独立に環形成炭素数6以上30以下の置換若しくは無置換のアリール基、環形成炭素数10以上30以下の酸素原子或は硫黄原子を含有する置換若しくは無置換のジベンゾヘテロール基、シリル基、ハロゲン原子、重水素原子又は水素原子であり、Ar3及びAr4はそれぞれ独立に環形成炭素数6以上30以下の置換若しくは無置換のアリール基、シリル基であり、L1及びL2はそれぞれ独立に単結合、又は環形成炭素数6以上30以下の置換若しくは無置換のアリーレン基及びシリル基の2価基からなる群より選択され、L3は環形成炭素数6以上30以下の置換若しくは無置換のアリーレン基及びシリル基の2価基からなる群より選択され、nは0以上3以下の整数であり、mは0以上4以下の整数であり、n+m≧1である。
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、電子耐性の高い置換されたジベンゾヘテロール部位をアミンに導入することによって、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いる層の長寿命化を実現することができ、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を達成することができる。また、ジベンゾヘテロールが置換基を有しているため、材料のアモルファス性が向上して電荷の移動度が高くなり、高い発光効率を実現することができる。
一般式(1)で表される化合物は、以下の一般式(2)又は(3)で表される化合物であってもよい。
Figure 0005848480

一般式(2)及び(3)中、X2はOまたはSであり、Ar5及びAr6はそれぞれ独立に環形成炭素数6以上30以下の置換若しくは無置換のアリール基、環形成炭素数10以上30以下の酸素原子或は硫黄原子を含有する置換若しくは無置換のジベンゾヘテロール基、シリル基、ハロゲン原子、重水素原子又は水素原子であり、Ar7及びAr8はそれぞれ独立に環形成炭素数6以上30以下の置換若しくは無置換のアリール基、シリル基であり、L4及びL5はそれぞれ独立に単結合、又は環形成炭素数6以上30以下の置換若しくは無置換のアリーレン基及びシリル基の2価基からなる群より選択され、L6は単結合、又は環形成炭素数6以上24以下の置換若しくは無置換のアリール基及びシリル基からなる群より選ばれた2価の基であり、R1〜R8はそれぞれ独立に環形成炭素数6以上30以下のアリール基、環形成炭素数5以上30以下のヘテロアリール基、炭素数1以上15以下のアルキル基、シリル基、ハロゲン原子、水素原子又は重水素原子であり、nは0以上3以下の整数であり、mは0以上4以下の整数であり、n+m≧1である。
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一般式(1)におけるL3にm−フェニレン基またはp−フェニレン基が含まれることにより、アミンに直接又はL6を介して結合するフェニレン基のm位またはp位にジベンゾヘテロール部位を導入することによって、分子の対称性が崩れ、材料のアモルファス性がさらに向上して電荷の移動度が高くなるため、有機エレクトロルミネッセンス素子のさらなる長寿命化と高い発光効率を実現することができる。
一般式(2)で表わされる化合物は、以下の一般式(4)で表わされる化合物であってもよい。
Figure 0005848480

本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一般式(2)におけるR1〜R4がそれぞれ水素原子であることにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化及び高効率化を達成することができる。
一般式(4)で表わされる化合物は、以下の一般式(5)で表わされる化合物であってもよい。
Figure 0005848480

本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一般式(4)におけるL4及びL5がそれぞれ単結合であり、Ar8がフェニル基であり、mが1であり、nが0であり、ジベンゾヘテロール基の4位がm−フェニレン基と結合することにより、ジベンゾヘテロール基の高電子密度部位が置換されることで材料が安定化し、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化及び高効率化を達成することができる。
一般式(3)で表わされる化合物は、以下の一般式(6)で表わされる化合物であってもよい。
Figure 0005848480

本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一般式(3)におけるR5〜R8がそれぞれ水素原子であることにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化及び高効率化を達成することができる。
一般式(6)で表わされる化合物は、以下の一般式(7)で表わされる化合物であってもよい。
Figure 0005848480
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一般式(6)におけるL4及びL5がそれぞれ単結合であり、Ar8がフェニル基であり、mが1であり、nが0であり、ジベンゾヘテロール基の4位がp−フェニレン基と結合することにより、ジベンゾヘテロール基の高電子密度部位が置換されることで材料が安定化し、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化及び高効率化を達成することができる。
本発明の一実施形態によると、前記何れか一の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を発光層と陽極との間に配置された積層膜のうちの少なくも一層に含む有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
本発明の一実施形態による有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む第1の層が前記発光層に隣接して配置されてもよい。
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、第1の層を発光層に隣接して配置することにより、第1の層と陽極との間に位置する正孔輸送性の層を発光層で消費されなかった電子から保護することができ、発光層で発生した励起状態のエネルギーが正孔輸送性の層に拡散することを防止し、さらに素子全体の電荷バランスを整えることができるため、発光効率の向上及び長寿命化を達成することができる。
本発明の一実施形態による有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記積層膜は、LUMO準位が−9.0eV以上−4.0eV以下である電子受容性化合物を含む第2の層を有し、前記第2の層は、前記陽極と前記第1の層との間に配置されてもよい。
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、第2の層を含むことにより、陽極からの正孔注入性を向上させることができ、発光効率の向上を達成することができる。
本発明の一実施形態による有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記積層膜は、以下の一般式(9)で表わされるアミン誘導体を含む第3の層を有し、前記第3の層は、前記第1の層と前記第2の層との間に配置されてもよい。
Figure 0005848480

一般式(9)中、Ar9、Ar10及びAr11は置換もしくは無置換の環形成炭素数6以上50以下のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数5以上50以下のヘテロアリール基であり、Ar12は置換もしくは無置換の環形成炭素数6以上50以下のアリール基、置換もしくは無置換の環形成炭素数5以上50以下のヘテロアリール基、又は置換もしくは無置換の炭素数1以上50以下のアルキル基であり、L7は単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6以上18以下のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数5以上15以下のヘテロアリーレン基である。
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、正孔輸送性の層にカルバゾリル基を有する化合物を含むことにより、正孔輸送性及び通電耐久性を向上することができ、発光効率の向上及び長寿命化を達成することができる。
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光層と陽極との間に配置される積層膜のうちの少なくとも一つの膜に前記何れかの有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いることにより、高い発光効率及び長寿命を実現することができる。特に、緑色〜青色発光領域において顕著な効果を得ることができる。
本発明によると、高発光効率及び長寿命を実現する有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。特に、本発明によると、緑色〜青色発光領域において、発光層と陽極との間に配置された積層膜のうちの少なくも一層に用いる、高発光効率及び長寿命を実現する有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、電子耐性の高い置換されたジベンゾヘテロール部位をアミンに導入することによって、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いる層の高効率化及び長寿命化を実現することができ、有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化及び長寿命化を達成することができる。
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子100を示す概略図である。 本発明の別の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子200を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子300を示す概略図である。 本発明の別の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子400を示す概略図である。
上述の問題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明者らは、電子耐性の高い置換されたジベンゾヘテロール部位をアミンに導入することによって、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いる層の高効率化及び長寿命化を実現することができ、有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化及び長寿命化を達成することができることを見出した。
以下、図面を参照して本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子について説明する。但し、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、本実施の形態で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、以下の一般式(1)で表される、置換されたジベンゾヘテロール部位が導入されたアミン化合物である。
Figure 0005848480
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料において、一般式(1)中、X1はOまたはSであり、Ar1及びAr2はそれぞれ独立に環形成炭素数6以上30以下の置換若しくは無置換のアリール基、環形成炭素数10以上30以下の酸素原子或は硫黄原子を含有する置換若しくは無置換のジベンゾヘテロール基、シリル基、ハロゲン原子、重水素原子又は水素原子であり、Ar3及びAr4はそれぞれ独立に環形成炭素数6以上30以下の置換若しくは無置換のアリール基、シリル基であり、L1及びL2はそれぞれ独立に単結合、又は環形成炭素数6以上30以下の置換若しくは無置換のアリーレン基及びシリル基の2価基からなる群より選択され、L3は環形成炭素数6以上30以下の置換若しくは無置換のアリーレン基及びシリル基の2価基からなる群より選択され、nは0以上3以下の整数であり、mは0以上4以下の整数であり、n+m≧1である。
一般式(1)におけるAr1及びAr2に用いる環形成炭素数6以上30以下のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基、フルオレニル基、トリフェニレン基、ビフェニレン基、ピレニル基、ベンゾフルオランテニル基、クリセニル基、フェニルナフチル基、ナフチルフェニル基等を挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、Ar1及びAr2に用いる環形成炭素数10以上30以下の酸素原子或は硫黄原子を含有するジベンゾヘテロール基としては、ジベンゾフリル基、ジベンゾチエニル基等が挙げれられる。
また、Ar1及びAr2に用いるシリル基としては、トリアルキルシリル基、トリアリールシリル基、モノアルキルジアリールシリル基、ジアルキルモノアリールシリル基であってもよく、例えば、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基等が挙げられる。
また、Ar1及びAr2に用いるハロゲン原子としては、フッ素原子(F)、塩素原子(Cl)、臭素原子(Br)であってもよい。
一般式(1)におけるAr1及びAr2としては、環形成炭素数6以上30以下のアリール基又は水素原子が好ましい。
一般式(1)におけるAr3及びAr4に用いる環形成炭素数6以上30以下のアリール基としては、上述したAr1及びAr2に用いるアリール基と同一である。また、Ar3及びAr4に用いるシリル基としては、上述したAr1及びAr2に用いるシリル基と同一である。
一般式(1)におけるL1〜L3に用いる2価の連結基のうち、環形成炭素数6以上30以下のアリーレン基としては、フェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基、フルオレニレン基、トリフェニレン基等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
また、L1〜L3に用いる2価の連結基のうち、シリル基の2価基としては、ジメチルシリレン基、ジフェニルシリレン基が挙げられる。
Ar1及びAr2に用いるアリール基、酸素原子或は硫黄原子を含有するジベンゾヘテロール基、シリル基と、Ar3及びAr4に用いるアリール基、シリル基と、L1〜L3に用いるアリーレン基との置換基としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基、フルオレニル基、トリフェニレン基、ビフェニレン基、ピレニル基、ベンゾフルオランテニル基、クリセニル基、フェニルナフチル基、ナフチルフェニル基、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基が挙げられ、好ましくはフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フェニルナフチル基、ナフチルフェニル基、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基である。
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、アミンの窒素原子(N)にL3を介して置換されたジベンゾヘテロール部位が導入されている。置換されたジベンゾヘテロールは電子耐性が高いため、発光層において消費されなかった電子による材料の劣化を抑制することができる。また、ジベンゾヘテロールが置換基を有しているため、材料のアモルファス性が向上して電荷の移動度が高くなる。そのため、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化及び高効率化を達成することができる。
また、本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一般式(1)におけるL3にm−フェニレン基またはp−フェニレン基が含まれることが好ましい。即ち、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、以下の一般式(2)または(3)で表されるアミン化合物であることが好ましい。
Figure 0005848480
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料において、一般式(2)中、X2はOまたはSであり、Ar5及びAr6はそれぞれ独立に環形成炭素数6以上30以下の置換若しくは無置換のアリール基、環形成炭素数10以上30以下の酸素原子或は硫黄原子を含有する置換若しくは無置換のジベンゾヘテロール基、シリル基、ハロゲン原子、重水素原子又は水素原子であり、Ar7及びAr8はそれぞれ独立に環形成炭素数6以上30以下の置換若しくは無置換のアリール基、シリル基であり、L4及びL5はそれぞれ独立に単結合、又は環形成炭素数6以上30以下の置換若しくは無置換のアリーレン基及びシリル基の2価基からなる群より選択され、L6は単結合、又は環形成炭素数6以上24以下の置換若しくは無置換のアリール基及びシリル基からなる群より選ばれた2価の基であり、R1〜R8はそれぞれ独立に環形成炭素数6以上30以下の置換若しくは無置換のアリール基、環形成炭素数5以上30以下の置換若しくは無置換のヘテロアリール基、炭素数1以上15以下のアルキル基、シリル基、ハロゲン原子、水素原子又は重水素原子であり、nは0以上3以下の整数であり、mは0以上4以下の整数であり、n+m≧1である。
一般式(2)及び(3)におけるAr5及びAr6に用いる環形成炭素数6以上30以下のアリール基、環形成炭素数10以上30以下の酸素原子或は硫黄原子を含有するジベンゾヘテロール基、シリル基、ハロゲン原子としては、一般式(1)で表わされる化合物におけるAr1及びAr2に用いる環形成炭素数6以上30以下のアリール基、環形成炭素数10以上30以下の酸素原子或は硫黄原子を含有するジベンゾヘテロール基、シリル基、ハロゲン原子と同一である。
一般式(2)及び(3)におけるAr5及びAr6としては、環形成炭素数6以上30以下のアリール基又は水素原子が好ましい。
一般式(2)及び(3)におけるAr7及びAr8に用いる環形成炭素数6以上30以下のアリール基としては、一般式(1)で表わされる化合物におけるAr1及びAr2に用いるアリール基と同一である。また、Ar3及びAr4に用いるシリル基としては、一般式(1)で表わされる化合物におけるAr1及びAr2に用いるシリル基と同一である。
一般式(2)及び(3)におけるL4及びL5に用いる環形成炭素数6以上30以下のアリーレン基及びシリル基の2価基としては、一般式(1)で表わされる化合物におけるL1〜L3に用いるアリーレン基及びシリル基の2価基と同一である。
一般式(2)及び(3)におけるL6に用いる環形成炭素数6以上24以下のアリーレン基としては、フェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基、フルオレニレン基、トリフェニレン基等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
また、L6に用いるシリル基の2価基としては、一般式(1)で表わされる化合物におけるL1〜L3に用いるシリル基の2価基と同一である。
一般式(2)及び(3)におけるR1〜R8に用いる環形成炭素数6以上30以下のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基、フルオレニル基、トリフェニレン基、ビフェニレン基、ピレニル基、ベンゾフルオランテニル基、クリセニル基、フェニルナフチル基、ナフチルフェニル基等を挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、R1〜R8に用いる環形成炭素数5以上30以下のヘテロアリール基としては、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、ベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、インドリル基、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、ジベンゾフリル基、ジベンゾチエニル基、カルバゾリル基等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
また、R1〜R8に用いる炭素数1以上15以下のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−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、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシイソブチル基、1,2−ジヒドロキシエチル基、1,3−ジヒドロキシイソプロピル基、2,3−ジヒドロキシ−t−ブチル基、1,2,3−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、1−クロロエチル基、2−クロロエチル基、2−クロロイソブチル基、1,2−ジクロロエチル基、1,3−ジクロロイソプロピル基、2,3−ジクロロ−t−ブチル基、1,2,3−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、1−ブロモエチル基、2−ブロモエチル基、2−ブロモイソブチル基、1,2−ジブロモエチル基、1,3−ジブロモイソプロピル基、2,3−ジブロモ−t−ブチル基、1,2,3−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、1−ヨードエチル基、2−ヨードエチル基、2−ヨードイソブチル基、1,2−ジヨードエチル基、1,3−ジヨードイソプロピル基、2,3−ジヨード−t−ブチル基、1,2,3−トリヨードプロピル基、シアノメチル基、1−シアノエチル基、2−シアノエチル基、2−シアノイソブチル基、1,2−ジシアノエチル基、1,3−ジシアノイソプロピル基、2,3−ジシアノ−t−ブチル基、1,2,3−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、1−ニトロエチル基、2−ニトロエチル基、2−ニトロイソブチル基、1,2−ジニトロエチル基、1,3−ジニトロイソプロピル基、2,3−ジニトロ−t−ブチル基、1,2,3−トリニトロプロピル基、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、4−メチルシクロヘキシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、1−ノルボルニル基、2−ノルボルニル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、R1〜R8に用いるシリル基としては、トリアルキルシリル基、トリアリールシリル基、モノアルキルジアリールシリル基、ジアルキルモノアリールシリル基であってもよく、例えば、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基等が挙げられる。
また、R1〜R8に用いるハロゲン原子としては、フッ素原子(F)、塩素原子(Cl)、臭素原子(Br)であってもよい。
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一般式(1)におけるL3にm−フェニレン基またはp−フェニレン基が含まれることが好ましい。一般式(2)または(3)で表わされる本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、アミンに直接又はL6を介して結合するフェニレン基のm位またはp位にジベンゾヘテロール部位が導入されることによって、分子の対称性が崩れ、材料のアモルファス性がさらに向上する。そのため、電荷の移動度が高くなり、有機エレクトロルミネッセンス素子のさらなる長寿命化及び高効率化を実現することができる。
また、本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一般式(2)におけるR1〜R4がそれぞれ水素原子であることが好ましい。即ち、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、以下の一般式(4)で表されるアミン化合物であることが好ましい。
Figure 0005848480
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一般式(2)におけるR1〜R4がそれぞれ水素原子であることにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化及び高効率化を達成することができる。
また、本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一般式(4)におけるL4及びL5がそれぞれ単結合であり、Ar8がフェニル基であり、mが1であり、nが0であり、ジベンゾヘテロール基の4位がm−フェニレン基と結合していることが好ましい。即ち、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、以下の一般式(5)で表されるアミン化合物であることが好ましい。
Figure 0005848480
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一般式(4)におけるL4及びL5がそれぞれ単結合であり、Ar8がフェニル基であり、mが1であり、nが0であり、ジベンゾヘテロール基の4位がm−フェニレン基と結合している。ジベンゾヘテロール基の4位は高電子密度部位であり、反応性が高い。この反応性が高いジベンゾヘテロール基の4位が置換されることによって、化合物が安定化する。そのため、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いる層の長寿命化を実現することができ、有機エレクトロルミネッセンス素子のさらなる長寿命化を達成することができる。
また、本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一般式(3)におけるR5〜R8がそれぞれ水素原子であることが好ましい。即ち、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、以下の一般式(6)で表されるアミン化合物であることが好ましい。
Figure 0005848480
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一般式(3)におけるR5〜R8がそれぞれ水素原子であることにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化及び高効率化を達成することができる。
また、本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一般式(6)におけるL4及びL5がそれぞれ単結合であり、Ar8がフェニル基であり、mが1であり、nが0であり、ジベンゾヘテロール基の4位がp−フェニレン基と結合していることが好ましい。即ち、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、以下の一般式(7)で表されるアミン化合物であることが好ましい。
Figure 0005848480
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一般式(6)におけるL4及びL5がそれぞれ単結合であり、Ar8がフェニル基であり、mが1であり、nが0であり、ジベンゾヘテロール基の4位がp−フェニレン基と結合していることにより、化合物が安定化する。そのため、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いる層の長寿命化を実現することができ、有機エレクトロルミネッセンス素子のさらなる長寿命化を達成することができる。
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
Figure 0005848480
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Figure 0005848480
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層と陽極との間に配置された積層膜のうちの少なくとも一層に用いることができる。上述したように、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、アミンの窒素原子(N)に電子耐性が高い置換されたジベンゾヘテロール部位が連結基を介して導入されている。これにより、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いる層の電子耐性が向上し、耐久性が向上され、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を実現することができる。また、ジベンゾヘテロールが置換基を有しているため、材料のアモルファス性が向上して電荷の移動度が高くなり、高い発光効率を実現することができる。
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む層は、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層と陽極との間に配置された積層膜のうち、発光層に隣接していることが好ましい。電子耐性を有する本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む層が発光層に隣接して配置されることにより、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む層と陽極との間に配置される層の電子による劣化を効果的に抑制することができる。
(有機エレクトロルミネッセンス素子1)
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の一例について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子100を示す概略図である。有機エレクトロルミネッセンス素子100は、例えば、基板102、陽極104、正孔注入層106、正孔輸送層108、発光層110、電子輸送層112、電子注入層114及び陰極116を備える。一実施形態において、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、発光層と陽極との間に配置された積層膜のうちの少なくとも一層に用いることができる。
ここでは一例として、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を正孔輸送層108に用いる場合について説明する。
基板102は、例えば、透明ガラス基板や、シリコン等から成る半導体基板樹脂等のフレキシブルな基板であってもよい。
陽極(Anode)104は、基板102上に配置され、酸化インジウムスズ(ITO)やインジウム亜鉛酸化物(IZO)等を用いて形成することができる。
正孔注入層(HIL)106は、陽極104上に10nm以上150nm以下の厚さで公知の材料を用いて形成することができる。例えば、トリフェニルアミン含有ポリエーテルケトン(TPAPEK)、4−イソプロピル−4’−メチルジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラート(PPBI)、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス−[4−(フェニル−m−トリル−アミノ)−フェニル]−ビフェニル−4,4’−ジアミン(DNTPD)、銅フタロシアニン等のフタロシアニン化合物、4,4’,4”−トリス(3−メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(m-MTDATA)、N,N’−ジ(1−ナフチル)−N,N’−ジフェニルベンジジン(NPB)、4,4’,4”−トリス{N,Nジフェニルアミノ}トリフェニルアミン(TDATA)、4,4’,4”−トリス(N,N−2−ナフチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(2-TNATA)、ポリアニリン/ドデシルベンゼンスルホン酸(PANI/DBSA)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(4−スチレンスルホネート)(PEDOT/PSS)、ポリアニリン/カンファースルホン酸(PANI/CSA)、又は、ポリアニリン/ポリ(4−スチレンスルホネート)(PANI/PSS)等を含んでもよい。
正孔輸送層(HTL)108は、正孔注入層106上に、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いて10nm以上150nm以下の厚さで形成される。本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む正孔輸送層108は、真空蒸着により形成される。
発光層(EL)110は、正孔輸送層108上に、公知のホスト材料を用いて厚さ10nm以上60nm以下で形成される。発光層110に用いられる公知のホスト材料として、例えば、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq3)、4,4’−N,N’−ジカバゾール−ビフェニル(CBP)、ポリ(n−ビニルカルバゾール)(PVK)、9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン(ADN)、4,4’,4”−トリス(N−カルバゾリル)トリフェニルアミン(TCTA)、1,3,5−トリス(N−フェニルベンズイミダゾール−2−イル)ベンゼン(TPBI)、3−tert−ブチル−9,10−ジ(ナフト−2−イル)アントラセン(TBADN)、ジスチリルアリーレン(DSA)、4,4’−ビス(9−カルバゾール)−2,2’−ジメチル−ビフェニル(dmCBP)が挙げられる。発光層110に用いられるホスト材料としては、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、フルオラレンテン誘導体、クリセン誘導体、ベンゾアントラセン誘導体及びトリフェニレン誘導体から選択されることが好ましい。特に、発光層110は、アントラセン誘導体又はピレン誘導体を含有することが好ましい。発光層110に用いるアントラセン誘導体としては、以下の一般式(8)で示される化合物が挙げられる。
Figure 0005848480
式(8)中、R11〜R20は置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数1以上30以下のヘテロアリール基、炭素数1以上15以下のアルキル基、シリル基、ハロゲン原子、水素原子あるいは重水素原子である。また、g及びhは0以上5以下の整数である。なお、隣接した複数のR11〜R20は結合し、飽和若しくは不飽和の環を形成してもよい。
R11〜R20に用いる置換若しくは無置換の環形成炭素数1以上30以下のヘテロアリール基としては、ベンゾチアゾリル基、チオフェニル基、チエノチオフェニル基、チエノチエノチオフェニル基、ベンゾチオフェニル基、ベンゾフリル基、ジベンゾチオフェニル基、ジベンゾフリル基、N−アリールカルバゾリル基、N−ヘテロアリールカルバゾリル基、N−アルキルカルバゾリル基、フェノキサジル基、フェノチアジル基、ピリジル基、ピリミジル基、トリアジル基、キノリニル基、キノキサリル基等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
R11〜R20に用いる置換若しくは無置換の環形成炭素数1以上30以下のヘテロアリール基としては、ベンゾチアゾリル基、チオフェニル基、チエノチオフェニル基、チエノチエノチオフェニル基、ベンゾチオフェニル基、ベンゾフリル基、ジベンゾチオフェニル基、ジベンゾフリル基、N−アリールカルバゾリル基、N−ヘテロアリールカルバゾリル基、N−アルキルカルバゾリル基、フェノキサジル基、フェノチアジル基、ピリジル基、ピリミジル基、トリアジル基、キノリニル基、キノキサリル基等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
また、R11〜R20に用いる炭素数1以上15以下のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−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、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシイソブチル基、1,2−ジヒドロキシエチル基、1,3−ジヒドロキシイソプロピル基、2,3−ジヒドロキシ−t−ブチル基、1,2,3−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、1−クロロエチル基、2−クロロエチル基、2−クロロイソブチル基、1,2−ジクロロエチル基、1,3−ジクロロイソプロピル基、2,3−ジクロロ−t−ブチル基、1,2,3−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、1−ブロモエチル基、2−ブロモエチル基、2−ブロモイソブチル基、1,2−ジブロモエチル基、1,3−ジブロモイソプロピル基、2,3−ジブロモ−t−ブチル基、1,2,3−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、1−ヨードエチル基、2−ヨードエチル基、2−ヨードイソブチル基、1,2−ジヨードエチル基、1,3−ジヨードイソプロピル基、2,3−ジヨード−t−ブチル基、1,2,3−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、1−アミノエチル基、2−アミノエチル基、2−アミノイソブチル基、1,2−ジアミノエチル基、1,3−ジアミノイソプロピル基、2,3−ジアミノ−t−ブチル基、1,2,3−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、1−シアノエチル基、2−シアノエチル基、2−シアノイソブチル基、1,2−ジシアノエチル基、1,3−ジシアノイソプロピル基、2,3−ジシアノ−t−ブチル基、1,2,3−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、1−ニトロエチル基、2−ニトロエチル基、2−ニトロイソブチル基、1,2−ジニトロエチル基、1,3−ジニトロイソプロピル基、2,3−ジニトロ−t−ブチル基、1,2,3−トリニトロプロピル基、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、4−メチルシクロヘキシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、1−ノルボルニル基、2−ノルボルニル基等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層110に用いるアントラセン誘導体は、一例として、以下の構造式により示された物質である。
Figure 0005848480
Figure 0005848480
発光層110はドーパント材料として、スチリル誘導体(例えば、1,4-bis[2-(3-N-ethylcarbazoryl)vinyl]benzene(BCzVB)、4-(di-p-tolylamino)-4’-[(di-p-tolylamino)styryl]stilbene(DPAVB)、N-(4-((E)-2-(6-((E)-4-(diphenylamino)styryl)naphthalene-2-yl)vinyl)phenyl-N-phenylbenzenamine(N-BDAVBi))、ペリレンおよびその誘導体(例えば、2,5,8,11-Tetra-t-butylperylene(TBPe)、ピレンおよびその誘導体(例えば、1,1-dipyrene、1,4-dipyrenylbenzene、1,4-Bis(N,N-Diphenylamino)pyrene)等のドーパントを含んでもよいが、これらに限定されるわけではない。
電子輸送層(ETL)112は、発光層110上に15nm以上50nm以下の厚さで、例えば、Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminium(Alq3)や含窒素芳香環を有する材料(例えば、1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzeneといったピリジン環を含む材料や、2,4,6-tris(3’-(pyridine-3-yl)biphenyl-3-yl)1,3,5-triazineといったトリアジン環を含む材料、2-(4-N-phenylbenzoimidazolyl-1-ylphenyl)-9,10-dinaphthylanthraceneといったイミダゾール誘導体を含む材料)を含む材料により形成される。
電子注入層(EIL)114は、電子輸送層112上に0.3nm以上9nm以下の厚さで、例えば、フッ化リチウム(LiF)、リチウム−8−キノリナート(Liq)等を含む材料により形成される。
陰極(Cathode)116は、電子注入層114上に配置され、アルミニウム(Al)や銀(Ag)、リチウム(Li)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)等の金属、これらの混合物、及び酸化インジウムスズ(ITO)及びインジウム亜鉛酸化物(IZO)等の透明材料により形成される。
以上に述べた本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子100を構成する各電極及び各層は、真空蒸着、スパッタ、各種塗布など材料に応じた適切な成膜方法を選択することにより、形成することができる。尚、上述したように、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いて形成される正孔輸送層108は、真空蒸着により形成される。
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子100においては、上述した本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いることにより、長寿命化と高効率化を実現可能な正孔輸送層を形成することができる。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子100においては、上述した本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は正孔注入層の材料として用いられてもよい。上述したように、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、発光層と陽極との間に配置された積層膜のうちの少なくとも一層に用いることにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化及び長寿命化を実現することができる。
(有機エレクトロルミネッセンス素子2)
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いた別の有機エレクトロルミネッセンス素子について説明する。図2は、本発明の別の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子200を示す概略図である。尚、図2において、図1に示した有機エレクトロルミネッセンス素子100と同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
有機エレクトロルミネッセンス素子200は、基板102、陽極104、正孔輸送帯域201、発光層110、電子輸送層112、電子注入層114及び陰極116を備える。正孔輸送帯域201は、少なくとも、陽極側に配置された第1の層203と、第1の層203と発光層110との間に配置され、発光層110に隣接した第2の層207と、を含む。また、正孔輸送帯域201において、陽極104と第2の層207との間に第3の正層205が配置されてもよい。第3の層205の位置は特に限定されないが、第1の層203と第2の層207との間に配置されることが好ましい。尚、正孔輸送帯域201において、第1の層203と第3の層205との間、及び第3の層205と第2の層207との間に、他の正孔輸送性の層が配置されてもよい。有機エレクトロルミネッセンス素子200において、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、発光層110に隣接する第2の層207に好適に用いられる。
正孔輸送帯域201の陽極側に配置された第1の層203は、LUMO準位が−9.0eV以上−4.0eV以下である電子受容性化合物を含む。第1の層203は、該電子化合物がドープされた正孔輸送性化合物から構成されてもよく、該電子化合物のみから構成されてもよい。電子受容性化合物は、一例として、以下のac1〜ac14の構造式により示された化合物である。但し、本発明に係る電子受容性化合物は以下に限定されるわけではない。
Figure 0005848480
以上の電子受容性化合物ac1〜ac14において、Rは水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上10以下のフッ化アルキル基、シアノ基、炭素数1以上10以下のアルコキシ基、炭素数1以上10以下のアルキル基又は置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基である。ただし、同一分子内で全てが水素原子、重水素原子又はフッ素原子で置換されることはない。Arはそれぞれ独立的に、電子吸引性の置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基又は置換若しくは無置換の環形成炭素数3以上30以下のヘテロアリール基である。Yはメチン基(-CH=)又は窒素原子(-N=)である。Zは擬ハロゲン又は硫黄原子(S)である。Xは以下に示すX1〜X7の置換基の何れかである。
Figure 0005848480

ここで、Raは水素原子、重水素原子ハロゲン原子、炭素数1以上10以下のフッ化アルキル基、シアノ基、炭素数1以上10以下のアルコキシ基、炭素数1以上10以下のアルキル基又は置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基又は置換若しくは無置換の環形成炭素数3以上30以下のヘテロアリール基である。
R、Ar、Raが示す置換若しくは無置換の環形成炭素数6以上30以下のアリール基又は置換若しくは無置換の環形成炭素数3以上30以下のヘテロアリール基の例としては、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−ナフタセニル基、2−ナフタセニル基、9−ナフタセニル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、2−ビフェニルイル基、3−ビフェニルイル基、4−ビフェニルイル基、p−ターフェニル−4−イル基、p−ターフェニル−3−イル基、p−ターフェニル−2−イル基、m−ターフェニル−4−イル基、m−ターフェニル−3−イル基、m−ターフェニル−2−イル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、p−t−ブチルフェニル基、p−(2−フェニルプロピル)フェニル基、3−メチル−2−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、4−メチル−1−アントリル基、4’−メチルビフェニルイル基、4”−t−ブチル−p−ターフェニル−4−イル基、フルオランテニル基、フルオレニル基、1−ピロリル基、2−ピロリル基、3−ピロリル基、ピラジニル基、2−ピリジニル基、3−ピリジニル基、4−ピリジニル基、1−インドリル基、2−インドリル基、3−インドリル基、4−インドリル基、5−インドリル基、6−インドリル基、7−インドリル基、1−イソインドリル基、2−イソインドリル基、3−イソインドリル基、4−イソインドリル基、5−イソインドリル基、6−イソインドリル基、7−イソインドリル基、2−フリル基、3−フリル基、2−ベンゾフラニル基、3−ベンゾフラニル基、4−ベンゾフラニル基、5−ベンゾフラニル基、6−ベンゾフラニル基、7−ベンゾフラニル基、1−イソベンゾフラニル基、3−イソベンゾフラニル基、4−イソベンゾフラニル基、5−イソベンゾフラニル基、6−イソベンゾフラニル基、7−イソベンゾフラニル基、キノリル基、3−キノリル基、4−キノリル基、5−キノリル基、6−キノリル基、7−キノリル基、8−キノリル基、1−イソキノリル基、3−イソキノリル基、4−イソキノリル基、5−イソキノリル基、6−イソキノリル基、7−イソキノリル基、8−イソキノリル基、2−キノキサリニル基、5−キノキサリニル基、6−キノキサリニル基、1−カルバゾリル基、2−カルバゾリル基、3−カルバゾリル基、4−カルバゾリル基、9−カルバゾリル基、1−フェナンスリジニル基、2−フェナンスリジニル基、3−フェナンスリジニル基、4−フェナンスリジニル基、6−フェナンスリジニル基、7−フェナンスリジニル基、8−フェナンスリジニル基、9−フェナンスリジニル基、10−フェナンスリジニル基、1−アクリジニル基、2−アクリジニル基、3−アクリジニル基、4−アクリジニル基、9−アクリジニル基、1,7−フェナンスロリン−2−イル基、1,7−フェナンスロリン−3−イル基、1,7−フェナンスロリン−4−イル基、1,7−フェナンスロリン−5−イル基、1,7−フェナンスロリン−6−イル基、1,7−フェナンスロリン−8−イル基、1,7−フェナンスロリン−9−イル基、1,7−フェナンスロリン−10−イル基、1,8−フェナンスロリン−2−イル基、1,8−フェナンスロリン−3−イル基、1,8−フェナンスロリン−4−イル基、1,8−フェナンスロリン−5−イル基、1,8−フェナンスロリン−6−イル基、1,8−フェナンスロリン−7−イル基、1,8−フェナンスロリン−9−イル基、1,8−フェナンスロリン−10−イル基、1,9−フェナンスロリン−2−イル基、1,9−フェナンスロリン−3−イル基、1,9−フェナンスロリン−4−イル基、1,9−フェナンスロリン−5−イル基、1,9−フェナンスロリン−6−イル基、1,9−フェナンスロリン−7−イル基、1,9−フェナンスロリン−8−イル基、1,9−フェナンスロリン−10−イル基、1,10−フェナンスロリン−2−イル基、1,10−フェナンスロリン−3−イル基、1,10−フェナンスロリン−4−イル基、1,10−フェナンスロリン−5−イル基、2,9−フェナンスロリン−1−イル基、2,9−フェナンスロリン−3−イル基、2,9−フェナンスロリン−4−イル基、2,9−フェナンスロリン−5−イル基、2,9−フェナンスロリン−6−イル基、2,9−フェナンスロリン−7−イル基、2,9−フェナンスロリン−8−イル基、2,9−フェナンスロリン−10−イル基、2,8−フェナンスロリン−1−イル基、2,8−フェナンスロリン−3−イル基、2,8−フェナンスロリン−4−イル基、2,8−フェナンスロリン−5−イル基、2,8−フェナンスロリン−6−イル基、2,8−フェナンスロリン−7−イル基、2,8−フェナンスロリン−9−イル基、2,8−フェナンスロリン−10−イル基、2,7−フェナンスロリン−1−イル基、2,7−フェナンスロリン−3−イル基、2,7−フェナンスロリン−4−イル基、2,7−フェナンスロリン−5−イル基、2,7−フェナンスロリン−6−イル基、2,7−フェナンスロリン−8−イル基、2,7−フェナンスロリン−9−イル基、2,7−フェナンスロリン−10−イル基、1−フェナジニル基、2−フェナジニル基、1−フェノチアジニル基、2−フェノチアジニル基、3−フェノチアジニル基、4−フェノチアジニル基、10−フェノチアジニル基、1−フェノキサジニル基、2−フェノキサジニル基、3−フェノキサジニル基、4−フェノキサジニル基、10−フェノキサジニル基、2−オキサゾリル基、4−オキサゾリル基、5−オキサゾリル基、2−オキサジアゾリル基、5−オキサジアゾリル基、3−フラザニル基、2−チエニル基、3−チエニル基、2−メチルピロール−1−イル基、2−メチルピロール−3−イル基、2−メチルピロール−4−イル基、2−メチルピロール−5−イル基、3−メチルピロール−1−イル基、3−メチルピロール−2−イル基、3−メチルピロール−4−イル基、3−メチルピロール−5−イル基、2−t−ブチルピロール−4−イル基、3−(2−フェニルプロピル)ピロール−1−イル基、2−メチル−1−インドリル基、4−メチル−1−インドリル基、2−メチル−3−インドリル基、4−メチル−3−インドリル基、2−t−ブチル1−インドリル基、4−t−ブチル1−インドリル基、2−t−ブチル3−インドリル基、4−t−ブチル3−インドリル基等が挙げられる。
R、Raが示す炭素数1以上10以下のフッ化アルキル基の例としては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ヘプタデカフルオロオクタン基等のパーフルオロアルキル基、またはモノフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリイフルオロエチル基、テトラフルオロプロピル基、オクタフルオロペンチル基などが挙げられる。
R、Raが示す炭素数1以上10以下のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−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、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシイソブチル基、1,2−ジヒドロキシエチル基、1,3−ジヒドロキシイソプロピル基、2,3−ジヒドロキシ−t−ブチル基、1,2,3−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、1−クロロエチル基、2−クロロエチル基、2−クロロイソブチル基、1,2−ジクロロエチル基、1,3−ジクロロイソプロピル基、2,3−ジクロロ−t−ブチル基、1,2,3−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、1−ブロモエチル基、2−ブロモエチル基、2−ブロモイソブチル基、1,2−ジブロモエチル基、1,3−ジブロモイソプロピル基、2,3−ジブロモ−t−ブチル基、1,2,3−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、1−ヨードエチル基、2−ヨードエチル基、2−ヨードイソブチル基、1,2−ジヨードエチル基、1,3−ジヨードイソプロピル基、2,3−ジヨード−t−ブチル基、1,2,3−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、1−アミノエチル基、2−アミノエチル基、2−アミノイソブチル基、1,2−ジアミノエチル基、1,3−ジアミノイソプロピル基、2,3−ジアミノ−t−ブチル基、1,2,3−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、1−シアノエチル基、2−シアノエチル基、2−シアノイソブチル基、1,2−ジシアノエチル基、1,3−ジシアノイソプロピル基、2,3−ジシアノ−t−ブチル基、1,2,3−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、1−ニトロエチル基、2−ニトロエチル基、2−ニトロイソブチル基、1,2−ジニトロエチル基、1,3−ジニトロイソプロピル基、2,3−ジニトロ−t−ブチル基、1,2,3−トリニトロプロピル基、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、4−メチルシクロヘキシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、1−ノルボルニル基、2−ノルボルニル基等が挙げられる。
R、Raが示す炭素数1以上10以下のアルコキシ基は−OYで表される基であり、Yの例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−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、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシイソブチル基、1,2−ジヒドロキシエチル基、1,3−ジヒドロキシイソプロピル基、2,3−ジヒドロキシ−t−ブチル基、1,2,3−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、1−クロロエチル基、2−クロロエチル基、2−クロロイソブチル基、1,2−ジクロロエチル基、1,3−ジクロロイソプロピル基、2,3−ジクロロ−t−ブチル基、1,2,3−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、1−ブロモエチル基、2−ブロモエチル基、2−ブロモイソブチル基、1,2−ジブロモエチル基、1,3−ジブロモイソプロピル基、2,3−ジブロモ−t−ブチル基、1,2,3−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、1−ヨードエチル基、2−ヨードエチル基、2−ヨードイソブチル基、1,2−ジヨードエチル基、1,3−ジヨードイソプロピル基、2,3−ジヨード−t−ブチル基、1,2,3−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、1−アミノエチル基、2−アミノエチル基、2−アミノイソブチル基、1,2−ジアミノエチル基、1,3−ジアミノイソプロピル基、2,3−ジアミノ−t−ブチル基、1,2,3−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、1−シアノエチル基、2−シアノエチル基、2−シアノイソブチル基、1,2−ジシアノエチル基、1,3−ジシアノイソプロピル基、2,3−ジシアノ−t−ブチル基、1,2,3−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、1−ニトロエチル基、2−ニトロエチル基、2−ニトロイソブチル基、1,2−ジニトロエチル基、1,3−ジニトロイソプロピル基、2,3−ジニトロ−t−ブチル基、1,2,3−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
R、Raが示すハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。
ここで、該電子受容性化合物が、他の正孔輸送性化合物にドープされる場合、第1の層121に含まれる正孔輸送性化合物としては、既知の正孔輸送性化合物を用いることができる。既知の正孔輸送性化合物としては、特に限定されるわけではないが、カルバゾリル基を有する化合物を用いることが好ましい。カルバゾリル基を有する正孔輸送性化合物としては、例えば、以下の一般式(9)で表わされるアミン誘導体であってもよい。
Figure 0005848480
一般式(9)中、Ar9、Ar10及びAr11は置換もしくは無置換の環形成炭素数6以上50以下のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数5以上50以下のヘテロアリール基であり、Ar12は置換もしくは無置換の環形成炭素数6以上50以下のアリール基、置換もしくは無置換の環形成炭素数5以上50以下のヘテロアリール基、又は置換もしくは無置換の炭素数1以上50以下のアルキル基であり、L7は単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6以上18以下のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数5以上15以下のヘテロアリーレン基である。
Ar9〜Ar11として具体的には、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、フルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、アセトナフテニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピリジル基、ピラニル基、キノリル基、イソキノリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、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、ジベンゾフラニル基、およびジベンゾチエニル基などを挙げることができる。好ましくは、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基などを挙げることができる。
Ar12としては、アリール基及びヘテロアリール基はAr9〜Ar11として具体的に挙げた官能基と同様であり、アルキル基は好ましくはメチル基又はエチル基である。
L7は、単結合のほか、具体的には、フェニレン基、ビフェニリレン基、ターフェニリレン基、ナフチレン基、アントリレン基、フェナントリレン基、フルオリレン基、インダンジイル基、ピレンジイル基、アセナフテンジイル基、フルオランテンジイル基、トリフェニレンジイル基、ピリジンジイル基、ピランジイル基、キノリンジイル基、イソキノリンジイル基、ベンゾフランジイル基、ベンゾチオフェンジイル基、インドールジイル基、カルバゾールジイル基、ベンゾオキサゾールジイル基、ベンゾチアゾールジイル基、キノキサリンジイル基、ベンゾイミダゾールジイル基、ジベンゾフランジイル基を挙げることができる。好ましくは、フェニレン基、ターフェニレン基、フルオレンジイル基、カルバゾールジイル基、ジベンゾフランジイル基などを挙げることができる。
一般式(9)で表される化合物は、一例として、以下の構造式により示された化合物である。但し、一般式(9)で表される化合物は以下に限定されるわけではない。
Figure 0005848480
Figure 0005848480
Figure 0005848480
また、正孔輸送帯域201における、第3の層205は、前記一般式(9)で表わされる化合物を含んでもよい。第3の層205に含まれる一般式(9)で表わされる化合物は、上述した化合物270乃至化合物285であってもよい。
以上に述べた本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子200を構成する各電極及び各層は、真空蒸着、スパッタ、各種塗布など材料に応じた適切な成膜方法を選択することにより、形成することができる。尚、上述したように、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いて形成される第2の層207は、真空蒸着により形成される。
有機エレクトロルミネッセンス素子200においては、正孔輸送帯域201において、陽極104側にLUMO準位が−9.0eV以上−4.0eV以下である電子受容性化合物を含む第1の層203を少なくとも一層配置し、発光層110に隣接して、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む第2の層207を少なくとも一層配置する。本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子200は、電子耐性が高く、アモルファス性が向上された、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料が、正孔輸送帯域201における、発光層110に隣接して配置された正孔輸送性の第2の層207に含まれることにより、発光層110で消費されなかった電子から陽極104と第2の層207との間の正孔輸送性の層を保護することができる。また、発光層110で発生した励起状態のエネルギーが陽極104と第2の層207との間の正孔輸送性の層に拡散することを防止し、有機エレクトロルミネッセンス素子200全体の電荷バランスを整えることができる。さらに、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む第2の層207が発光層110に隣接して配置されることにより、第1の層203に含まれる電子受容性化合物が発光層110に拡散することを抑制することができる。
第2の層207に含まれる本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料としては、一般式(1)におけるジベンゾヘテロール部位がジベンゾフランであり、L3にm−フェニレン基またはp−フェニレン基が含まれ、且つアミン部位にナフチル基、ビフェニル基、ナフチルフェニル基が置換されている化合物が好ましい。第2の層207に含まれる本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料としては、特に、一般式(4)または(6)で表わされ、アミン部位にナフチル基、ビフェニル基、ナフチルフェニル基が置換されている化合物が好ましい。
有機エレクトロルミネッセンス素子200においては、電子受容性化合物を含む第1の層203が、陽極104側、特に陽極104に隣接して配置されることが好ましい。陽極104に隣接して電子受容性化合物を含む層を配置することにより、陽極104からの正孔注入性を向上させることができる。また、一般式(9)で表される、カルバゾリル基を有する正孔輸送性化合物が第1の層203に含まれる場合、電荷輸送性及び通電耐久性を向上することができる。
有機エレクトロルミネッセンス素子200においては、一般式(9)で表される、カルバゾリル基を有する化合物を含む第3の層205が、第1の層203よりも発光層110側に配置されることが好ましい。正孔輸送帯域201にカルバゾリル基を有する化合物を含むことにより、電荷輸送性及び通電耐久性を向上することができる。また、第3の層205が一般式(9)で表される化合物を含むことにより、発光層110で消費されなかった電子から陽極104と第3の層205との間にある正孔輸送性の層を保護するとともに、発光層110で発生した励起状態のエネルギーが陽極104と第3の層205との間にある正孔輸送性の層に拡散するのを防止することができる。また、カルバゾリル基を有するアミン誘導体である一般式(9)で表される化合物は、第1の層203に含まれる電子受容性化合物が発光層110に拡散することを抑制する。
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子200においては、上述した本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を発光層110に隣接する第2の層207の材料として用い、さらに、電子受容性化合物を第1の層203を陽極側104に配置し、第1の層203と第2の層207との間に一般式(9)で表わされる化合物を含む第3の層205を配置することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の高効率化及び長寿命化を実現することができる。
尚、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、TFTを用いたアクティブマトリクスの有機エレクトロルミネッセンス発光装置にも適用することができる。
(製造方法)
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物17の合成方法
(化合物Aの合成)
まず、以下に示す化合物Aを合成した。Ar雰囲気下で、2LのフラスコにN-[1,1'-biphenyl]-4-yl-N-(4-bromophenyl)-[1,1'-Biphenyl]-4-amineを53.8g、Pd(dppf)Cl2・CH2Cl2を6.46g、KOAcを33.3g、及びBis(pinacolato)diboronを33.0g入れ、750mLのDioxane溶媒中で真空脱気後に100℃で12時間攪拌した。その後溶媒留去し、CH2Cl2と水を加え、有機相を分取し、硫酸マグネシウム及び活性白土を加えた後に、吸引ろ過し溶媒留去を行った。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/ヘキサンの混合溶媒を使用)で精製を行い、白色固体の化合物Aを56.8g(収率98%)得た。FAB-MS測定によって測定された化合物Aの分子量は523であった。
Figure 0005848480
(化合物Bの合成)
次に、以下に示す化合物Bを合成した。Ar雰囲気下、300mLの三つ口フラスコに、化合物Aを10.0g、1-iodo-3-bromobenzeneを6.00g、Pd(PPh3)4を1.54g、及び炭酸カリウムを5.25g加えて、トルエン450mL及び水60mLの混合溶媒中で90℃で8時間加熱攪拌した。空冷後、水を加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタンとヘキサンとの混合溶媒を使用)で精製後、トルエン/ヘキサン混合溶媒で再結晶を行い、白色固体の化合物Bを9.29g(収率88%)得た。FAB-MS測定によって測定された化合物Bの分子量は553であった。
Figure 0005848480
(化合物Cの合成)
次に以下に示す化合物Cを合成した。N-[1,1'-biphenyl]-4-yl-N-(4-bromophenyl)-[1,1'-Biphenyl]-4-amineの代わりに化合物Bを4.00g使用したこと以外は、上述の化合物Aの合成と同様な方法で薄黄色固体の化合物Cを4.12g(収率95%)得た。FAB-MS測定によって測定された化合物Cの分子量は599であった。
Figure 0005848480
(化合物Dの合成)
次に以下に示す化合物Dを合成した。Ar雰囲気下、300mLの三つ口フラスコに、化合物Cを2.70g、4,6-dibromodibenzofuranを3.70g、Pd(PPh3)4を0.34g、炭酸カリウムを1.25g加えて、トルエン50mL及び水20mLの混合溶媒中で90℃で8時間加熱攪拌した。空冷後、水を加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒を使用)で精製後、トルエン/ヘキサン混合溶媒で再結晶を行い、白色固体の化合物Dを1.78g(収率55%)得た。FAB−MS測定により測定された化合物Dの分子量は686であった。
Figure 0005848480
(化合物17の合成)
次に、Ar雰囲気下、300mLの三つ口フラスコに、化合物Dを7.18g、フェニルボロン酸を2.10g、Pd(PPh3)4を1.14g、炭酸カリウムを3.55gを加えて、トルエン150mL及び水60mLの混合溶媒中で90℃で8時間加熱攪拌した。空冷後、水を加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒を使用)で精製後、トルエン/ヘキサン混合溶媒で再結晶を行い、白色固体の化合物17を6.79g(収率95%)得た。
Figure 0005848480
FAB−MS測定により測定された化合物17の分子量は、715であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物17のケミカルシフト値δは、7.85(d,2H,J=7.80Hz)、7.81(d,2H,J=7.90Hz)、7.70(s,1H)、7.58−7.50(m,19H)、7.48−7.41(m,7H)、6.69−6.65(m,6H)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物5の合成方法
以上に述べた化合物17の合成方法において、4,6-dibromodibenzofuranの代わりに4,6-dibromodibenzothiopheneを用いたこと以外は化合物17の合成方法と同様に化合物5を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物5の分子量は、732であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物5のケミカルシフト値δは、7.89(d,2H,J=7.90Hz)、7.83(d,2H,J=7.70Hz)、7.72(s,1H)、7.68−7.55(m,19H)、7.48−7.41(m,7H)、6.71−6.67(m,6H)であった。以上の結果より、合成された白色固体は、化合物5であることが同定された。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物77の合成方法
以上に述べた化合物17の合成方法において、4,6-dibromodibenzofuranの代わりに2,8-dibromodibenzothiopheneを用いたこと以外は化合物17の合成と同様に化合物77を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物77の分子量は、732であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物77のケミカルシフト値δは、7.80(d,2H,J=7.90Hz)、7.73(d,2H,J=7.70Hz)、7.70(d,2H,J=7.90Hz)、7.79(s,1H)、7.64−7.55(m,17H)、7.48−7.41(m,7H)、6.71−6.67(m,6H)であった。以上の結果より、合成された白色固体は、化合物77であることが同定された。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物89の合成方法
以上に述べた化合物17の合成方法において、4,6-dibromodibenzofuranの代わりに2,8-dibromodibenzofuranを用いたこと以外は化合物17の合成と同様に化合物89を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物89の分子量は、715であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物89のケミカルシフト値δは、7.82(d,2H,J=7.84Hz)、7.78(d,2H,J=7.90Hz)、7.70(d,2H,J=7.88Hz)、7.68(s,1H)、7.66−7.57(m,17H)、7.51−7.41(m,7H)、6.68−6.64(m,6H)であった。以上の結果より、合成された白色固体は、化合物89であることが同定された。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物141の合成方法
以上に述べた化合物17の合成方法において、4 6-dibromodibenzofuranの代わりに3,7-dibromodibenzofuranを用いたこと以外は化合物17の合成と同様に化合物141を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物141の分子量は、715であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物141のケミカルシフト値δは、7.95(d,2H,J=7.80Hz)、7.75(d,2H,J=7.70Hz)、7.70(s,1H)、7.64(d,2H,J=7.90Hz)、7.57−7.51(m,19H)、7.48−7.40(m,5H)、6.72−6.65(m,6H)であった。以上の結果より、合成された白色固体は、化合物141であることが同定された。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物213の合成方法
(化合物Fの合成)
まず、以下に示す化合物Fを合成した。Ar雰囲気下、1000mLの三つ口フラスコに、化合物Eを30.0g、4-(4,4,5,5-Tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)anilineを16.4g、Pd(PPh3)4を4.34g、K3PO4を31.8 g加えて、トルエン400mL及び水70mLの混合溶媒中で80℃で8時間加熱攪拌した。空冷後、水を加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒を使用)で精製後、トルエン/アセトニトリル混合溶媒で再結晶を行い、黄色固体の化合物Fを27.7g(収率90%)得た。FAB−MS測定により測定された化合物Fの分子量は、411であった。
Figure 0005848480
(化合物Gの合成)
次に、以下に示す化合物Gを合成した。Ar雰囲気下、1000mLの三つ口フラスコに、化合物Fを25.0gと4-Bromobiphenylを14.2g、Pd2(dba)3を1.99g、トリ-tert-ブチルホスフィンを1.20g、NaOtBuを8.89gを加えて、300mLトルエンの混合溶媒中で8時間加熱還流攪拌した。空冷後、水を加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒を使用)で精製後、トルエン/エタノール混合溶媒で再結晶を行い、黄色固体の化合物Gを17.5g(収率51%)得た。FAB−MS測定により測定された化合物Gの分子量は、564であった。
Figure 0005848480
(化合物213の合成)
次に、Ar雰囲気下、200mLの三つ口フラスコに、化合物Gを4.00gと1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンを2.0g、Pd2(dba)3を0.31g、トリ-tert-ブチルホスフィンを0.52g、NaOtBuを1.09gを加えて、60mLトルエンの混合溶媒中で6時間加熱還流攪拌した。空冷後、水を加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒を使用)で精製後、トルエン/エタノール混合溶媒で再結晶を行い、黄色固体の化合物213を4.025g(収率74%)得た。
Figure 0005848480
FAB−MS測定により測定された化合物213の分子量は、766であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物213のケミカルシフト値δは、8.31(s,1H)、8.16(d,1H,J=6.10Hz)、7.99(d,1H,J=7.00Hz)、7.96(d,1H,J=7.20Hz)、7.96−7.88(m,3H)、7.87−7.82(m,2H)、7.73(d,1H,J=7.10Hz)、7.67−7.53(m,10H)、7.51−7.42(m,9H)、7.37−7.25(m,10H)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物169の合成
以上に述べた化合物17の合成方法における化合物Dの合成において、化合物Cの代わりに化合物Aを用いて中間体を合成し、該中間体を用いて化合物17の合成と同様に化合物169を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物169の分子量は、640であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物169のケミカルシフト値δは、8.01−7.89(m,6H)、7.68−7.61(m,6H)、7.56−7.41(m,12H)、7.39−7.27(m,9H)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物181の合成
以上に述べた化合物169の合成方法における中間体の合成において、化合物Aの代わりにN,N-bis([1,1'-biphenyl]-4-yl)-4'-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-[1,1'-Biphenyl]-4-amineを用いたこと以外は化合物169の合成と同様に化合物181を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物181の分子量は、716であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物181のケミカルシフト値δは、8.03−7.85(m,6H)、7.71−7.67(m,8H)、7.53−7.40(m,14H)、7.37−7.29(m,9H)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物216の合成
以上に述べた化合物213の合成方法における、1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンの代わりに1-ヨードナフタレンを用いたこと以外は化合物213の合成と同様に化合物216を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物216の分子量は、690であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物216のケミカルシフト値δは、8.27(s,1H)、8.03(d,1H,J=7.10Hz)、7.99−7.88(m,3H)、7.86−7.78(m,4H)、7.72(d,1H,J=6.80Hz)、7.62(d,1H,J=6.80Hz)、7.58−7.38(m,16H)、7.32−7.22(m,3H)、7.20−7.09(m,5H)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物13の合成
(化合物Hの合成)
まず、以下に示す化合物Hを合成した。Ar雰囲気下、1000mLの三つ口フラスコに、化合物Eを29.0g、4-クロロフェニルボロン酸を13.4g、Pd(PPh3)4を3.14g、K2CO3を38.8g加えて、トルエン300mL及び水60mLの混合溶媒中で80℃で4時間加熱攪拌した。空冷後、水を加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒を使用)で精製後、トルエン/アセトニトリル混合溶媒で再結晶を行い、白色固体の化合物Hを28.2g(収率90%)得た。FAB−MS測定により測定された化合物Hの分子量は、430であった。
Figure 0005848480
(化合物13の合成)
以上に述べた化合物213の合成方法における、1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンの代わりに化合物Hを用い、化合物Gの代わりにN-Phenyl-1-naphthylamineを用いたこと以外は化合物213の合成と同様に化合物13を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物13の分子量は、614であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物13のケミカルシフト値δは、8.27−8.26(2H,m),8.02−7.89(6H,m),7.83−7.78(2H,m),7.72(2H,d,J=6.0Hz),7.63(2H,d,J=6.6Hz),7.56−7.39(11H,m),7.27−7.21(3H,m),7.14−7.09(3H,m)7.06(2H,d,J=7.8Hz),6.97(1H,d,J=6.0Hz)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物23の合成
以上に述べた化合物213の合成方法における、1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンの代わりに2−ブロモナフタレンを用いたこと以外は化合物213の合成と同様に化合物23を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物23の分子量は、690であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物23のケミカルシフト値δは、8.25(s,1H)、8.00(d,1H,J=7.10Hz)、7.99−7.88(m,3H)、7.82−7.75(m,4H)、7.73(d,1H,J=6.90Hz)、7.62(d,1H,J=6.80Hz)、7.60−7.48(m,16H)、7.32−7.22(m,3H)、7.18−7.11(m,5H)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物170の合成
(N-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-[1,1'-Biphenyl]-4-amineの合成)
まず、以下に示すN-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-[1,1'-Biphenyl]-4-amineを合成した。Ar雰囲気下、300mLの三つ口フラスコに、4-ブロモビフェニルを4.22gと1-(4-アミノフェニル)ナフタレンを4.05g、(DPPF)PdCl2を0.78 g、DPPFを1.60g、NaOtBuを1.77gを加えて、120mLのTHFの混合溶媒中で3時間加熱還流攪拌した。空冷後、水を加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒を使用)で精製後、トルエン/エタノール混合溶媒で再結晶を行い、黄色固体の目的物を6.31g(収率92%)得た。
Figure 0005848480
(化合物170の合成)
次に、Ar雰囲気下、200mLの三つ口フラスコに、化合物Iを3.59gとN-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-[1,1'-Biphenyl]-4-amineを2.71g、Pd2(dba)3を0.30g、トリ-tert-ブチルホスフィンを0.54g、NaOtBuを2.18gを加えて、65mLトルエンの混合溶媒中で4時間加熱還流攪拌した。空冷後、水を加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒を使用)で精製後、トルエン/エタノール混合溶媒で再結晶を行い、黄色固体の化合物170を4.19g(収率81%)得た。FAB−MS測定により測定された化合物170の分子量は、689であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物170のケミカルシフト値δは、8.01−7.92(m,7H)、7.69−7.42(m,20H)、7.38−7.33(m,8H)であった。
Figure 0005848480
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物217の合成
以上に述べた化合物213の合成方法における、1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンの代わりに1−ヨードナフタレンを用い、化合物Gの代わりに化合物Fを用いたこと以外は化合物213の合成と同様に化合物217を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物217の分子量は、664であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物217のケミカルシフト値δは、8.24(t,1H,J=1.2Hz)、8.11(d,2H,J=8.6Hz)、7.98−7.84(m,6H)、7.78−7.69(m,4H)、7.63−7.31(m,15H)、7.20(t,2H,J=7.5Hz)、6.98(t,1H,J=7.4Hz)、6.72(d,2H,J=8.7Hz)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物218の合成
(N-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-phenyl-4-amineの合成)
まず、以下に示すN-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-phenyl-4-amineを合成した。以上に述べたN-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-[1,1'-Biphenyl]-4-amineの合成方法において、4-ブロモビフェニルの代わりにブロモベンゼンを用いたこと以外は同様な方法で合成した。FAB−MS測定により測定された分子量は、295であった。
Figure 0005848480
(化合物218の合成)
以上に述べた化合物213の合成方法における、1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンの代わりに化合物Hを用い、化合物Gの代わりにN-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-phenyl-4-amineを用いたこと以外は化合物213の合成と同様に化合物218を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物218の分子量は、690であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物218のケミカルシフト値δは、8.31(S,1H)、8.08−8.02(m,1H)、7.99−7.78(m,7H)、7.72(d,1H,J=7.5Hz)、7.64−7.21(m,24H)、7.09(t,1H,J=7.2)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物220の合成
(4-(1-naphthalenyl)-N-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-benzenamineの合成)
まず、以下に示す4-(1-naphthalenyl)-N-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-benzenamineを合成した。以上に述べたN-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-[1,1'-Biphenyl]-4-amineの合成方法において、4-ブロモビフェニルの代わりに1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンを用いたこと以外は同様な方法で合成した。FAB−MS測定により測定された分子量は、421であった。
Figure 0005848480
(化合物220の合成)
以上に述べた化合物213の合成方法における、1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンの代わりに化合物Hを用い、化合物Gの代わりに4-(1-naphthalenyl)-N-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-benzenamineを用いたこと以外は化合物213の合成と同様に化合物220を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物220の分子量は、816であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物220のケミカルシフト値δは、8.78(d,J=7.8Hz,2H),8.70(d,J=7.8Hz,2H),8.29(d,J=8.1Hz,2H),8.24(t,J=1.5Hz,1H),7.95(d,J=7.8Hz,2H),7.84(d,J=7.8Hz,2H),7.79(d,J=8.0Hz,1H),7.73−7.38(m,20H),7.18(t,J=7.5Hz,2H),6.98(t,J=7.5Hz,1H),6.89(d,J=7.8Hz,2H)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物222の合成
(N-9-phenanthrenyl-9-phenanthrenamineの合成)
まず、以下に示すN-9-phenanthrenyl-9-phenanthrenamineを合成した。以上に述べたN-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-[1,1'-Biphenyl]-4-amineの合成方法において、4-ブロモビフェニルの代わりに9−ブロモフェナンスレン、また1-(4-アミノフェニル)ナフタレンの代わりに9−アミノフェナンスレンを用いたこと以外は同様な方法で合成した。FAB−MS測定により測定された分子量は、369であった。
Figure 0005848480
(化合物222の合成)
以上に述べた化合物213の合成方法における、1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンの代わりに化合物Hを用い、化合物Gの代わりにN-9-phenanthrenyl-9-phenanthrenamineを用いたこと以外は化合物213の合成と同様に化合物222を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物222の分子量は、764であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物222のケミカルシフト値δは、8.78(d,J=7.8Hz,2H),8.70(d,J=7.8Hz,2H),8.29(d,J=8.1Hz,2H),8.24(t,J=1.5Hz,1H),7.95(d,J=7.8Hz,2H),7.84(d,J=7.8Hz,2H),7.79(d,J=8.0Hz,1H),7.73−7.38(m,20H),7.18(t,J=7.5Hz,H),6.98(t,J=7.5Hz,1H),6.89(d,J=7.8Hz,2H)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物225の合成
(N-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-1-Naphthalenamineの合成)
まず、以下に示すN-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-1-Naphthalenamineを合成した。以上に述べたN-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-[1,1'-Biphenyl]-4-amineの合成方法において、4-ブロモビフェニルの代わりに1-ヨードナフタレンを用いたこと以外は同様な方法で合成した。FAB−MS測定により測定された分子量は、345であった。
Figure 0005848480
(化合物225の合成)
以上に述べた化合物213の合成方法における、1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンの代わりに化合物Eを用い、化合物Gの代わりにN-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-1-Naphthalenamineを用いたこと以外は化合物213の合成と同様に化合物225を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物225の分子量は、664であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物225のケミカルシフト値δは、8.08(d、1H、J=8.1Hz)、7.98−7.84(m、7H)、7.83−7.75(m、3H)、7.64(d、1H、J=7.5Hz)、7.56(d、1H、J=7.8Hz)、7.54−7.43(m、8H)、7.43−7.33(m、6H)、7.25(m、3H)、7.16(d、2H、J=8.4Hz)、7.12(m、1H)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物226の合成
以上に述べた化合物213の合成方法における、1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンの代わりに化合物Eを用い、化合物Gの代わりに4-(1-naphthalenyl)-N-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-benzenamineを用いたこと以外は化合物213の合成と同様に化合物226を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物226の分子量は、740であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物226のケミカルシフト値δは、8.02(d,2H,J=8.4)、7.96−7.81(m,9H)、7.69−7.56(m,3H)、7.54−7.30(m,23H)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物229の合成
以上に述べた化合物213の合成方法における、1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンの代わりに化合物Iを用い、化合物Gの代わりに1,1'-Dinaphthylamineを用いたこと以外は化合物213の合成と同様に化合物229を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物229の分子量は、588であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物229のケミカルシフト値δは、8.12(d,2H,J=8.70Hz)、7.95−7.86(m,6H)、7.77−7.73(m,4H)、7.65(dd,1H,J=1.20,7.60Hz)、7.58(dd,1H,J=1.20,7.60Hz)、7.52−7.47(m,2H)、7.46−7.28(m,11H)、6.81(d,1H,J=9.00Hz)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物231の合成
以上に述べた化合物213の合成方法における、1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンの代わりに化合物Iを用い、化合物Gの代わりにN-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-1-Naphthalenamineを用いたこと以外は化合物213の合成と同様に化合物231を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物231の分子量は、664であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物231のケミカルシフト値δは、8.09(d,J=8.0Hz,1H),8.05(d,J=8.1Hz,1H),8.00−7.81(m,10H),7.66(d,J=7.8Hz,1H),7.62(d,J=7.8Hz,1H),7.60−7.33(m,15H),7.29−7.2 (m,4H)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物232の合成
以上に述べた化合物213の合成方法における、1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンの代わりに化合物Iを用い、化合物Gの代わりに4-(1-naphthalenyl)-N-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-benzenamineを用いたこと以外は化合物213の合成と同様に化合物232を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物232の分子量は、740であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物232のケミカルシフト値δは、8.10(m,2H)、7.95−8.05(m,7H)、7.87(d,2H,J=7.90Hz)、7.70(dd,1H,J1=1,20Hz,J2=3,70Hz)、7.67(dd,1H,J1=1,20Hz,J2=3,70Hz)、7.58−7.34(m,21H)、7.24−7.28(m,2H)、7.17(d,1H,J=7.10Hz)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物243の合成
以上に述べた化合物213の合成方法における、1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンの代わりに1-(3-ブロモフェニル)ナフタレンを用いたこと以外は化合物213の合成と同様に化合物243を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物243の分子量は、766であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物243のケミカルシフト値δは、8.29(t,1H,J=1.2Hz)、8.01−7.81(m,8H)、7.73(dd,1H,J=7.62Hz)、7.66−7.40(m,18H)、7.35−7.28(m,8H)、7.22−7.16(m,3H)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物244の合成
(N-[1,1'-biphenyl]-4-yl-9-phenanthrenamineの合成)
まず、以下に示すN-[1,1'-biphenyl]-4-yl-9-phenanthrenamineを合成した。以上に述べたN-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-[1,1'-Biphenyl]-4-amineの合成方法において、1-(4-アミノフェニル)ナフタレンの代わりに9−アミノフェナンスレンを用いたこと以外は同様な方法で合成した。FAB−MS測定により測定された分子量は、345であった。
Figure 0005848480
(化合物244の合成)
以上に述べた化合物213の合成方法における、1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンの代わりに化合物Hを用い、化合物Gの代わりにN-[1,1'-biphenyl]-4-yl-9-phenanthrenamineを用いたこと以外は化合物213の合成と同様に化合物244を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物244の分子量は、740であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物244のケミカルシフト値δは、8.78(d,J=8.0Hz,1H),8.74(d,J=8.0Hz,1H),8.28(t,J=1.2Hz,1H),8.13(d,J=8.0Hz,1H),7.97(d,J=8.0Hz,2H),7.87(d,J=8.1Hz,2H),7.81(d,J=8.1Hz,2H),7.75−7.36(m,19H),7.34−7.16(m,6H),7.11(t,J=7.5Hz,2H)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物245の合成
(N-[1,1'-biphenyl]-4-yl-2-phenanthrenamineの合成)
まず、以下に示すN-[1,1'-biphenyl]-4-yl-2-phenanthrenamineを合成した。以上に述べたN-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-[1,1'-Biphenyl]-4-amineの合成方法において、1-(4-アミノフェニル)ナフタレンの代わりに2−アミノフェナンスレンを用いたこと以外は同様な方法で合成した。FAB−MS測定により測定された分子量は、345であった。
Figure 0005848480
(化合物245の合成)
以上に述べた化合物213の合成方法における、1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンの代わりに化合物Eを用い、化合物Gの代わりにN-[1,1'-biphenyl]-4-yl-2-phenanthrenamineを用いたこと以外は化合物213の合成と同様に化合物245を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物245の分子量は、664であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物245のケミカルシフト値δは、8.56(d,J=7.8Hz,1H),8.52(d,J=8.0Hz,1H),8.00−7.91(m,4H),7.83(d,J=8.0Hz,1H),7.77(t,J=1.5Hz,1H),7.71−7.24(m,25H)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物246の合成
(化合物Mの合成)
まず、以下に示す化合物Mを合成した。Ar雰囲気下、1000mLの三つ口フラスコに、化合物Eを29.0g、3-クロロフェニルボロン酸を13.4g、Pd(PPh3)4を3.14g、K2CO3を38.8g加えて、トルエン300mL及び水60mLの混合溶媒中で80℃で4時間加熱攪拌した。空冷後、水を加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒を使用)で精製後、トルエン/アセトニトリル混合溶媒で再結晶を行い、白色固体の化合物Mを28.2g(収率90%)得た。FAB−MS測定により測定された化合物Mの分子量は、430であった。
Figure 0005848480
(化合物246の合成)
以上に述べた化合物213の合成方法における、1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンの代わりに化合物Mを用い、化合物Gの代わりにN-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-[1,1'-Biphenyl]-4-amineを用いたこと以外は化合物213の合成と同様に化合物246を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物246の分子量は766であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物246のケミカルシフト値δは、8.28(s、1H)、8.05−7.80(m、8H)、7.70(t、2H、J=8.2Hz)、7.62−7.25(m、28H)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物251の合成
Ar雰囲気下、200mLの三つ口フラスコに、化合物Eを4.79gとN-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-[1,1'-Biphenyl]-4-amineを3.71g、Pd2(dba)3を0.40g、トリ-tert-ブチルホスフィンを0.72g、NaOtBuを2.90gを加えて、87mLトルエンの混合溶媒中で5時間加熱還流攪拌した。空冷後、水を加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒を使用)で精製後、トルエン/エタノール混合溶媒で再結晶を行い、白色固体の化合物251を5.50g(収率80%)得た。FAB−MS測定により測定された化合物251の分子量は、689であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物251のケミカルシフト値δは、8.00(d,J=8.4Hz,1H),7.98−7.93(m,4H),7.89(d,J=8.1Hz,1H),7.83(d,J=8.4Hz,1H),7.79(t,J=2.1Hz,1H),7.68−7.65(m,2H),7.62−7.53(m,3H),7.52−7.26 (m,22H)であった。
Figure 0005848480
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物235の合成
(化合物Jの合成)
まず、以下に示す化合物Jを合成した。Ar雰囲気下、1000mLの三つ口フラスコに、化合物Eを27.6 g、4-クロロフェニルボロン酸を12.4g、Pd(PPh3)4を3.10g、K2CO3を37.8 g加えて、トルエン300mL及び水60mLの混合溶媒中で80℃で4時間加熱攪拌した。空冷後、水を加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒を使用)で精製後、トルエン/アセトニトリル混合溶媒で再結晶を行い、白色固体の化合物Jを26.8 g(収率90%)得た。FAB−MS測定により測定された化合物Jの分子量は、430であった。
Figure 0005848480
(化合物235の合成)
以上に述べた化合物213の合成方法における、1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンの代わりに化合物Jを用い、化合物Gの代わりに1,1'-Dinaphthylamineを用いたこと以外は化合物213の合成と同様に化合物235を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物235の分子量は、664であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物235のケミカルシフト値δは、8.22−8.15(4H,m),8.07(2H,d,J=7.80Hz),8.03−7.90(4H,m),7.81−7.69(8H,m),7.50−7.35(9H,m),7.37−7.28 (6H,m)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物242の合成
(化合物Kの合成)
まず、Ar雰囲気下、200mLの三つ口フラスコに、4-フェニルフェノールを8.51gと3-bromo-2-fluoro-benzonitrileを10.0g、炭酸カリウムを13.8g加えて、72mLのDMFの混合溶媒中で3時間加熱還流攪拌した。空冷後、水と酢酸エチルを加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた粗生成物に水酸化ナトリウムを20.0g、ジオキサン140mL、エタノール140mL、水60mLの混合溶媒中で20時間加熱還流攪拌した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタンとメタノールの混合溶媒を使用)で精製後、トルエン/エタノール混合溶媒で再結晶を行い、黄色固体の目的物(化合物K)を14.2g(収率77%)得た。
Figure 0005848480
(化合物Lの合成)
次に、Ar雰囲気下、30mLの二つ口フラスコに、化合物Kを6.80gとRh(acac)(cod)を0.343g、ヨウ化カリウムを1.53g加えて、5.22mLのAc2Oの溶媒中で160℃で10時間加熱攪拌した。空冷後、水とクロロホルムを加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒を使用)で精製後、トルエン/ヘキサン混合溶媒で再結晶を行い、黄色固体の目的物(化合物L)を1.19g(収率20%)得た。
Figure 0005848480
(化合物242の合成)
次に、以下に示す化合物242を合成した。Ar雰囲気下、300mLの三つ口フラスコに、化合物Aを1.51g、化合物Lを0.85g、Pd(PPh3)4を1.54g、及び炭酸カリウムを1.65g加えて、トルエン20mL及び水5mLの混合溶媒中で90℃で8時間加熱攪拌した。空冷後、水を加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタンとヘキサンとの混合溶媒を使用)で精製後、トルエン/ヘキサン混合溶媒で再結晶を行い、白色固体の化合物242を1.48g(収率88%)得た。FAB-MS測定によって測定された242の分子量は640であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物242のケミカルシフト値δは、8.15(d,1H,J=1.20Hz)、8.01(d,1H,J=8.10Hz)、7.79(d,1H,J=0.90Hz)、7.71−7.68(m,3H)、7.65−7.51(m,13H)、7.47(d,1H,J=7.80Hz)、7.43−7.21(m,13H)であった。
Figure 0005848480
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物248の合成方法
(化合物Nの合成)
まず、以下に示す化合物Nを合成した。Ar雰囲気下、300mLの三つ口フラスコに、ビフェニルボロン酸を1.02g、4,6-dibromodibenzofuranを3.70g、Pd(PPh3)4を0.24g、炭酸カリウムを1.00g加えて、トルエン50mL及び水20mLの混合溶媒中で90℃で8時間加熱攪拌した。空冷後、水を加えて有機層を分取し溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒を使用)で精製後、トルエン/ヘキサン混合溶媒で再結晶を行い、白色固体の化合物Nを1.08g(収率54%)得た。FAB−MS測定により測定された化合物Nの分子量は399であった。
Figure 0005848480
(化合物248の合成方法)
以上に述べた化合物Dの合成方法において、4,6-dibromodibenzofuranの代わりに化合物Nを用い、化合物Cの代わりに化合物Aを用いたこと以外は化合物Dの合成方法と同様に化合物248を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物248の分子量は、716であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物248のケミカルシフト値δは、8.09(d,2H,J=8.40Hz)、8.01−7.89(m,4H)、7.74−7.72(m,3H)、7.68−7.42(m,17H)、7.37−7.21(m,11H)であった。以上の結果より、合成された白色固体は、化合物248であることが同定された。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物253の合成
(N-[4-(2-naphthalenyl)phenyl]-[1,1'-Biphenyl]-4-amineの合成)
まず、以下に示すN-[4-(2-naphthalenyl)phenyl]-[1,1'-Biphenyl]-4-amineを合成した。以上に述べたN-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-[1,1'-Biphenyl]-4-amineの合成方法において、1-(4-アミノフェニル)ナフタレンの代わりに2-(4-アミノフェニル)ナフタレンを用いたこと以外は同様な方法で合成した。FAB−MS測定により測定された分子量は、371であった。
Figure 0005848480
(化合物253の合成)
以上に述べた化合物213の合成方法における、1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンの代わりに化合物Hを用い、化合物Gの代わりにN-[4-(2-naphthalenyl)phenyl]-[1,1'-Biphenyl]-4-amineを用いたこと以外は化合物213の合成と同様に化合物253を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物253の分子量は、766であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物253のケミカルシフト値δは、8.32(t,J=1.5Hz,1H),8.05(s,1H),8.02−7.97(m,2H),7.96−7.82(m,6H),7.78−7.73(m,2H),7.72−7.53(m,11H),7.52−7.41(m,6H),7.37−7.24(m,10H)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物254の合成
(N-2-dibenzofuranyl-2-Dibenzofuranamineの合成)
まず、以下に示すN-2-dibenzofuranyl-2-Dibenzofuranamineを合成した。以上に述べたN-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-[1,1'-Biphenyl]-4-amineの合成方法において、4-ブロモビフェニルの代わりに3−ブロモジベンゾフラン、また1-(4-アミノフェニル)ナフタレンの代わりに3−アミノジベンゾフランを用いたこと以外は同様な方法で合成した。FAB−MS測定により測定された分子量は、349であった。
Figure 0005848480
(化合物254の合成)
以上に述べた化合物213の合成方法における、1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンの代わりに化合物Hを用い、化合物Gの代わりにN-2-dibenzofuranyl-2-Dibenzofuranamineを用いたこと以外は化合物213の合成と同様に化合物254を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物254の分子量は、668であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物254のケミカルシフト値δは、7.99−7.95(m,8H)、7.83(d,2H,J=8.4Hz)、7.66(d,2H,J=7.8Hz)、7.54−7.29(m,15H)、7.23(d,2H,J=8.4Hz)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物256の合成
(N-[1,1'-biphenyl]-4-yl-1-Naphthalenamineの合成)
まず、以下に示すN-[1,1'-biphenyl]-4-yl-1-Naphthalenamineを合成した。以上に述べたN-[4-(1-naphthalenyl)phenyl]-[1,1'-Biphenyl]-4-amineの合成方法において、1-(4-アミノフェニル)ナフタレンの代わりに1−アミノナフタレンを用いたこと以外は同様な方法で合成した。FAB−MS測定により測定された分子量は、295であった。
Figure 0005848480
(化合物256の合成)
以上に述べた化合物213の合成方法における、1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンの代わりに化合物Iを用い、化合物Gの代わりにN-[1,1'-biphenyl]-4-yl-1-Naphthalenamineを用いたこと以外は化合物213の合成と同様に化合物256を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物256の分子量は、614であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物256のケミカルシフト値δは、8.02(d,1H,J=8.50Hz)、7.90−7.88(m,5H)、7.84−7.80(m,3H)、7.68−7.37(m,17H)、7.29(dt,1H,J=9.10,2.30Hz)、7.23−7.15(m,4H)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物257の合成
以上に述べた化合物213の合成方法における、1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンの代わりに化合物Eを用い、化合物Gの代わりにN-[1,1'-biphenyl]-4-yl-[1,1'-Biphenyl]-4-amineを用いたこと以外は化合物213の合成と同様に化合物257を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物257の分子量は、640であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物257のケミカルシフト値δは、7.95(m、4H)、7.74(m、1H)、7.66(m、1H)、7.64(m、1H)、7.58(m、2H)、7.55(m、3H)、7.54−7.15(m、21H)であった。
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、例えば、以下のように合成することができる。
化合物258の合成
以上に述べた化合物213の合成方法における、1-(4-ブロモフェニル)ナフタレンの代わりに化合物Eを用い、化合物Gの代わりにN-[1,1'-biphenyl]-4-yl-1-Naphthalenamineを用いたこと以外は化合物213の合成と同様に化合物258を合成した。FAB−MS測定により測定された化合物258の分子量は、614であった。また、1H−NMR(CDCl3)測定で測定された化合物258のケミカルシフト値δは、8.01(d,1H,J=8.44Hz)、7.99−7.90(m,4H),7.88(d,1H,J=8.44Hz),7.77(d,1H,J=7.92Hz),7.71(t,1H,J=1.98Hz),7.64(dd,1H,J=1.23,7.61Hz),7.57−7.22(m,19H),7.11(dt,2H,J=9.14,2.39Hz),7.04(ddd,1H,J=8.13,2.31,1.00Hz)であった。
上述した化合物5、化合物17、化合物77、化合物89、化合物141、化合物169、化合物181、化合物213及び化合物216を正孔輸送材料として用いて、上述した製造方法により、実施例1乃至9の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
Figure 0005848480

Figure 0005848480
また、比較例として、以下に示す比較例化合物C1〜C5を正孔輸送材料として用いて、比較例1乃至5の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
Figure 0005848480
実施例1〜9に係る有機エレクトロルミネッセンス素子300を図3に示す。実施例1〜9においては、基板302には透明ガラス基板を用い、150nmの膜厚のITOで陽極304を形成し、60nmの膜厚の2-TNATAで正孔注入層306を形成し、30nmの膜厚の正孔輸送層308を形成し、ADNにTBPを3%ドープした25nmの膜厚の発光層310を形成し、Alq3で25nmの膜厚の電子輸送層312を形成し、LiFで1nmの膜厚の電子注入層314を形成し、Alで100nmの膜厚の陰極316を形成した。
作製した有機エレクトロルミネッセンス素子300について、駆動電圧及び半減寿命を評価した。なお、電圧及び発光効率は電流密度が10mA/cmにおける値を示し、半減寿命は初期輝度1,000cd/mからの輝度半減時間を示す。評価結果を表1に示す。
Figure 0005848480
表1の結果を参照すると、実施例1〜9は、比較例1〜5に比して長寿命を示し、発光効率が向上していることが認められた。実施例1〜9では、正孔輸送性のアミンに、電子耐性の高い置換されたジベンゾヘテロール部位を導入することで、正孔輸送層の電子耐性が向上され、長寿命化している。また、実施例1〜4では、アミンにm-フェニレン基及び置換されたジベンゾヘテロール基を置換することで分子対称性が崩れ、アモルファス性が向上し、高い素子効率を示している。また、実施例5〜9では、アミンにp-フェニレン基及び置換されたジベンゾヘテロール基を置換することでも、分子対称性が崩れ、アモルファス性が向上し、高い素子効率を示している。比較例1、比較例3、比較例4及び比較例5のように無置換のジベンゾヘテロール部位があると、ジベンゾヘテロールの高電子密度部位が置換基によって置換されていないため、材料の劣化が起きやすく、素子寿命が低下していると推測される。また、比較例1、比較例3及び比較例5では、比較例化合物C1、比較例化合物C3及び比較例化合物C5がジベンゾフラン上に置換基を有していないため、実施例1〜9に比してアモルファス性が十分でないことで、素子寿命が短かく、発光効率も低くなったと考えられる。比較例2では、カルバゾール部位を有することにより、正孔輸送層の電子受容性が増し、正孔輸送層に電子が溜まり素子寿命が低下していると考えられる。
表1の結果から、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を正孔輸送材料として用いた場合、比較例の化合物に比して長寿命及び高効率を示すことが認められた。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、アミンに置換されたジベンゾヘテロール部位を導入することにより、正孔輸送性を示すアミンの特性を維持しつつ、材料の電子耐性とアモルファス性を向上させ、高い発光効率及び長寿命を実現していることが分かる。
また、上述した化合物5、化合物13、化合物17、化合物23、化合物77、化合物89、化合物141、化合物169、化合物170、化合物181、化合物213、化合物216、化合物217、化合物218、化合物220、化合物222、化合物225、化合物226、化合物229、化合物231、化合物232、化合物235、化合物242、化合物243、化合物244、化合物245、化合物246、化合物248、化合物251、化合物253、化合物254、化合物256、化合物257、及び化合物258を正孔輸送材料として用いて、上述した製造方法により、実施例10乃至実施例43の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
Figure 0005848480
Figure 0005848480
Figure 0005848480
Figure 0005848480
Figure 0005848480
図4は、実施例10〜43に係る有機エレクトロルミネッセンス素子400を示す模式図である。実施例10〜43においては、150nmの膜厚のITOで陽極404を形成した。陽極404上に10nmの膜厚の層を形成し、電子受容性化合物として構造式ac14で表される以下に示す化合物286をドープして正孔注入送層408としてHTL1を形成した。正孔注入送層408上に第1の正孔輸送層410として10nmの膜厚の化合物272でHTL2を形成した。また、第1の正孔輸送層410上に、上述した本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いて、10nmの膜厚のでHTL3を形成して第2の正孔輸送層412とした。続いて、ホスト材料として化合物a−7、発光材料(ドープ材料)として化合物287を共蒸着にて3%ドープし25nmの膜厚の発光層414を形成した。Alq3で25nmの膜厚の電子輸送層416を形成し、LiFで1nmの膜厚の電子注入層418を形成し、Alで100nmの膜厚の陰極420を形成した。
Figure 0005848480
また、比較例として、比較例化合物C1〜C5を正孔輸送材料として用いて、比較例6乃至10の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
作製した有機エレクトロルミネッセンス素子400について、駆動電圧及び半減寿命を評価した。なお、電圧及び発光効率は電流密度が10mA/cmにおける値を示し、半減寿命は初期輝度1,000cd/mからの輝度半減時間を示す。評価結果を表2に示す。
Figure 0005848480
表2の結果を参照すると、実施例10〜43は、比較例6〜10に比して長寿命を示し、発光効率が向上していることが認められた。実施例10〜43では、正孔輸送性のアミンに、電子耐性の高い置換されたジベンゾヘテロール部位を導入した本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料から形成された第2の正孔輸送層412は、電子耐性が向上され、長寿命化している。また、第2の正孔輸送層412を発光層414に隣接して配置することで、発光層414で消費されなかった電子が第2の正孔輸送層412よりも陽極404側の正孔輸送帯域406に拡散されないため、正孔輸送帯域406の層を保護することができ、長寿命化に寄与する。本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料において、アミンにm-フェニレン基が結合した化合物を用いた、基実施例10〜16、20〜27、33〜36、38、39、42及び43では、相対的により高い素子効率を示した。また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料において、アミンにp-フェニレン基が結合した化合物を用いた、実施例17〜19、28〜32、37、40、41では、相対的により長寿命を示した。
比較例6、比較例8、比較例9及び比較例10のように無置換のジベンゾヘテロール部位があると、ジベンゾヘテロールの高電子密度部位が置換基によって置換されていないため、材料の劣化が起きやすく、素子寿命が低下していると推測される。また、比較例6、比較例8及び比較例10では、比較例化合物C1、比較例化合物C3及び比較例化合物C5がジベンゾフラン上に置換基を有していないため、実施例10〜43に比してアモルファス性が十分でないことで、素子寿命が短かく、発光効率も低くなったと考えられる。比較例7では、アミンがカルバゾール部位を有することにより、第2の正孔輸送層412の電子受容性が増し、第2の正孔輸送層412に電子が溜まり素子寿命が低下していると考えられる。
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、アミンに置換されたジベンゾヘテロールを導入することにより、材料の電子耐性及びアモルファス性が向上される。そのため、有機エレクトロルミネッセンス素子の高い発光効率及び長寿命を実現することができる。尚、本発明におけるに係る有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、広いエネルギーギャップを有しているため、赤色領域への適用することも可能である。
100 有機EL素子、102 基板、104 陽極、106 正孔注入層、108 正孔輸送層、110 発光層、112 電子輸送層、114 電子注入層、116 陰極、200 有機EL素子、201 正孔輸送帯域、203 第1の層、205 第3の層、207 第2の層

Claims (5)

  1. 下の一般式(5)で表わされる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
    Figure 0005848480

    [一般式(5)において、X 2 はOまたはSであり、Ar 5 及びAr 6 はそれぞれ独立に環形成炭素数6以上30以下の置換若しくは無置換のアリール基、環形成炭素数10以上30以下の酸素原子或は硫黄原子を含有する置換若しくは無置換のジベンゾヘテロール基、シリル基、ハロゲン原子、重水素原子又は水素原子であり、L 6 は単結合、又は環形成炭素数6以上24以下の置換若しくは無置換のアリール基及びシリル基からなる群より選ばれた2価の基である。]
  2. 前記請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を発光層と陽極との間に配置された積層膜のうちの少なくも一層に含む有機エレクトロルミネッセンス素子。
  3. 前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む第1の層が前記発光層に隣接して配置された、請求項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  4. 前記積層膜は、LUMO準位が−9.0eV以上−4.0eV以下である電子受容性化合物を含む第2の層を有し、
    前記第2の層は、前記陽極と前記第1の層との間に配置される、請求項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  5. 前記積層膜は、以下の一般式(9)で表わされるアミン誘導体を含む第3の層を有し、前記第3の層は、前記第1の層と前記第2の層との間に配置される、請求項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 0005848480

    [一般式(9)中、Ar9、Ar10及びAr11は置換もしくは無置換の環形成炭素数6以上50
    以下のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数5以上50以下のヘテロアリール基であり、Ar12は置換もしくは無置換の環形成炭素数6以上50以下のアリール基、置換もしくは無置換の環形成炭素数5以上50以下のヘテロアリール基、又は置換もしくは無置換の炭素数1以上50以下のアルキル基であり、L7は単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6以上18以下のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数5以上15以下のヘテロアリーレン基である。]
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