JP6184867B2 - 新規なベンゾトリアゾール誘導体及び該誘導体が使用されている有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Description
また発光効率の更なる向上を目的として三重項励起子の利用が試みられ、燐光発光性化合物の利用も検討されている。
また、特許文献2には、一般的な電子輸送性化合物が開示されているが、このような電子輸送性化合物においても、膜安定性が不足しているか或いは正孔を阻止する機能が不十分である。
Ar1は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基を表し、
該Ar 1 で表される芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基は、重水素原子、
フッ素原子、塩素原子、シアノ基、水酸基、ニトロ基、炭素原子数1〜6のアルキル
基、環状アルキル基、炭素原子数1〜6のアルコキシ基、炭素原子数1〜6のアルキ
ル基で置換されたジアルキルアミノ基およびアリール基からなる群より選択される少
なくとも1つの基であり、
Ar2は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、水素原子または重水素原
子を表し、
前記Ar 2 で表される芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基は、重水素原子
、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、水酸基、ニトロ基、炭素原子数1〜6のアルキ
ル基、環状アルキル基、炭素原子数1〜6のアルコキシ基、炭素原子数1〜6のアル
キル基で置換されたジアルキルアミノ基およびアリール基からなる群より選択される
少なくとも1つの基であり、
R1〜R8は、それぞれ、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ
基、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜6のアルキル基、置換基を有していて
もよい芳香族炭化水素基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。
前記有機層の少なくとも一つの層は、前記ベンゾトリアゾール誘導体を含んでい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が提供される。
(A)電子の注入特性が良いこと。
(B)電子の移動速度が速いこと。
(C)正孔阻止能力に優れていること。
(D)薄膜状態が安定であること。
(E)耐熱性に優れていること。
(F)発光効率および電力効率が高いこと。
(G)発光開始電圧が低いこと。
(H)実用駆動電圧が低いこと。
(I)素子寿命が長いこと(高い耐久性を示す)。
これらの芳香族基の例としては、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、テトラキスフェニル基、スチリル基、ナフチル基、アントリル基、アセナフテニル基、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、トリアジル基、ピリミジル基、フラニル基、ピロリル基、チエニル基、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、ピラゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、ナフチリジニル基、フェナントロリニル基、アクリジニル基等を挙げることができる。
これらの中で、芳香族複素環基としては、チエニル基、ベンゾチエニル基、ベンゾチアゾリル基、ジベンゾチエニル基等の含硫黄芳香族複素環基が好ましく、含窒素芳香族複素環基、特にピリジル基のような基は、バイポーラー性の観点から好ましくない。
このような置換基としては、重水素原子;フッ素原子;塩素原子;シアノ基;水酸基;ニトロ基;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;環状アルキル基(例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基);炭素原子数1ないし6の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシ基;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で置換されたジアルキルアミノ基;フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基、スチリル基等のアリール基;ピリジル基、ピリドインドリル基、キノリル基、ベンゾチアゾリル基等の芳香族複素環基;などを挙げることができる。これらの置換基は、トリフルオロメチル基のように、さらに置換基を有するものであってもよい。
尚、上記置換基におけるアルキル基やアルコキシ基中のアルキル基部分の例としては、以下に述べる一般式(2)中のR1〜R8が示すアルキル基の例として挙げたものと同じものを例示することができる。
また、環中のXは、炭素原子または窒素原子を表す。
さらに、R1〜R8は、それぞれ、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、炭素原子数1ないし6のアルキル基、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表す。
上記のアルキル基は、炭素数が1〜6の範囲内である限り特に制限されず、例えば直鎖状、分岐状の何れの構造を有していてよく、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、3−メチルブチル基、t−ペンチル基、n−ヘキシル基、i−ヘキシル基およびt−ヘキシル基を例示することができる。かかるアルキル基も置換基を有していてよく、このような置換基としては、重水素原子;フッ素原子;塩素原子;シアノ基;フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基、スチリル基等のアリール基;ピリジル基、ピリドインドリル基、キノリル基、ベンゾチアゾリル基等の芳香族複素環基;などを挙げることができる。置換アルキル基の代表的な例は、トリフルオロメチル基である。
さらに、上記芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基は、基Ar1やAr2に関して例示したもの同じであってよく、これらの芳香族基が置換基を有していてよいこと及びかかる置換基の種類も、基Ar1やAr2に関して例示したもの同じである。
また、mが2である場合、複数個存在するR1、R2、R3或いはR4は、それぞれ、互いに異なっていてもよい。また、複数個存在するXも互いに異なっていてよく、例えば、ベンゼン環(X=C)とピリジン環(X=N)とが混在する形で末端のピリジン環に結合するものであってよい。
まず、1,2−ジアミノベンゼン誘導体とニトロアリールピリジン誘導体より、既知の方法によって、一般式(2)における基R5〜R8を有するピリジル基を含む2−アミノアリールアゾベンゼン誘導体を合成する。
この2−アミノアリールアゾベンゼン誘導体を、ヨードベンゼンジアセテートによる酸化的環化反応を行うことによって、上記のピリジル基を置換基として有する2−アリールベンゾトリアゾール誘導体を合成する(例えば、Aust.J.Chem.,45,371(1992)参照)。
このようにして得られた2−アリールベンゾトリアゾール誘導体と種々のアリールボロン酸誘導体とを、Suzukiカップリングなどのクロスカップリング反応することによって、一般式(1)で表される本発明のベンゾトリアゾール誘導体を合成することができる。
Ar1、Ar2、R1〜R8及びmは、前記一般式(1)に記載した
とおりの意味である。
Ar1 は、芳香族炭化水素基を表し、Ar 2 は、水素原子、重水素原子または芳香族炭化水素基を表す。R1〜R 8 は、前記一般式(1)に記載したとおりの意味である。
Ar 1 およびAr 2 における芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、テトラキスフェニル基、スチリル基、ナフチル基、アントリル基、アセナフテニル基、フェナントリル基、フルオレニル基、インデニル基、ピレニル基等を挙げることができる。
また、上記の芳香族炭化水素基は置換基を有してもよい。置換基としては、重水素原子;フッ素原子;塩素原子;シアノ基;水酸基;ニトロ基;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;環状アルキル基(例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基);炭素原子数1ないし6の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシ基;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で置換されたジアルキルアミノ基;フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基、スチリル基等のアリール基;等を挙げることができる。これらの置換基は、トリフルオロメチル基のように、さらに置換基を有するものであってもよい。
尚、上記置換基におけるアルキル基やアルコキシ基中のアルキル基部分の例としては、前記一般式(2)中のR 1 〜R 8 が示すアルキル基の例として挙げたものと同じものを例示することができる。
尚、以下の具体例に示す化合物には、基Aを示す一般式(2)のmの値及びXの種類を示し、さらに、特に好適な化合物の場合には、対応する式(1a−1)〜(1a−4)の番号を付した。また、以下の化合物において、番号1、2は欠番である。
従って、本発明のベンゾトリアゾール誘導体は、有機EL素子が有する有機層の形成材料として極めて有用である。
上述した本発明の化合物を用いて形成される有機層を備えた有機EL素子は、例えば図21に示す層構造を有している。
即ち、ガラス基板1(透明樹脂基板など、透明基板であればよい)の上に、透明な陽極2、正孔輸送層3、発光層4、正孔阻止層5、電子輸送層6、電子注入層7及び陰極8が設けられている。
勿論、本発明の化合物が適用される有機EL素子は、上記の層構造に限定されるものではなく、発光層4と正孔輸送層3との間に電子阻止層を設けることができるし、また、電子注入層7や正孔阻止層5などを省略したシンプルな層構造とすることができる。例えば、上記の多層構造において、いくつかの層を省略することもできる。例えば基板1上に、陽極2、正孔輸送層3、発光層4、電子輸送層6及び陰極8を設けたシンプルな層構造とすることもできる。
銅フタロシアニンに代表されるポルフィリン化合物;
スターバースト型のトリフェニルアミン誘導体;
単結合或いはヘテロ原子を含まない2価基により、複数のトリフェニルアミン骨格が連結された構造を有するアリールアミン(例えばトリフェニルアミンの3量体や4量体);
塗布型の高分子材料、例えばポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)、ポリ(スチレンスルフォネート)(PSS)など;
ヘキサシアノアザトリフェニレンのようなアクセプター性の複素環化合物;
上記の材料を用いての層(薄膜)形成は、蒸着法の他、スピンコート法やインクジェット法などの公知の方法によって行うことができる。以下に述べる各種の層も同様に、蒸着やスピンコート、インクジェットなどにより成膜することができる。
このような正孔材料として代表的なものは、次のとおりである。
ベンジジン誘導体、例えば、
N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(m−トリル)
ベンジジン (以下、TPDと略す);
N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(α−ナフチル)
ベンジジン (以下、NPDと略す);
N,N,N’,N’−テトラビフェニリルベンジジン;
アミン系誘導体、例えば、
1,1−ビス[4−(ジ−4−トリルアミノ)フェニル]
シクロヘキサン (以下、TAPCと略す);
種々のトリフェニルアミン3量体および4量体;
正孔注入層用としても使用される上記の塗布型高分子材料;
このような正孔輸送材料の化合物は、それぞれ単独で成膜しても良いが、2種以上を混合して成膜することもできるし、また、上記化合物の1種または複数種を用いて複数の層を形成し、このような層が積層された多層膜を正孔輸送層とすることもできる。
<カルバゾール誘導体>
4,4’,4’’−トリ(N−カルバゾリル)
トリフェニルアミン (以後、TCTAと略称する);
9,9−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]
フルオレン;
1,3−ビス(カルバゾール−9−イル)ベンゼン
(以後、mCPと略称する);
2,2−ビス(4−カルバゾール−9−イルフェニル)
アダマンタン (以後、Ad−Czと略称する);
<トリアリールアミン構造を有する化合物>
9−[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−9−[4−
(トリフェニルシリル)フェニル]−9H−フルオレン;
この場合のホスト材料として、上記の発光材料に加え、チアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ポリジアルキルフルオレン誘導体などを使用するができる。
ドーパント材料としては、キナクリドン、クマリン、ルブレン、ペリレンおよびそれらの誘導体、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、アミノスチリル誘導体などを用いることができる。
燐光発光材料としては、イリジウムや白金などの金属錯体の燐光発光体を使用することができる。例えば、Ir(ppy)3などの緑色の燐光発光体、FIrpic、FIr6などの青色の燐光発光体、Btp2Ir(acac)などの赤色の燐光発光体などを用いることができ、これらの燐光発光材料は、正孔輸送性のホスト材料や電子輸送性のホスト材料にドープして使用される。
また、電子輸送性のホスト材料としては、p−ビス(トリフェニルシリル)ベンゼン(以後、UGH2と略称する)や2,2’,2’’−(1,3,5−フェニレン)−トリス(1−フェニル−1H−ベンズイミダゾール)(以後、TPBIと略称する)などを用いることができる。
このような正孔阻止作用を有する公知化合物の例としては、バソクプロイン(以後、BCPと略称する)などのフェナントロリン誘導体や、アルミニウム(III)ビス(2−メチル−8−キノリナート)−4−フェニルフェノレート(以後、BAlqと略称する)などのキノリノール誘導体の金属錯体の他、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、オキサジアゾール誘導体などを挙げることができる。
これらの材料は、以下に述べる電子輸送層6の形成にも使用することができ、さらには、この正孔阻止層5と電子輸送層6とを兼用させることもできる。
この電子輸送層6も、単層或いは多層の積層構造とすることができ、各層は、上述した電子輸送性化合物の1種或いは2種以上を用いて成膜される。
3−ピリジンボロン酸 31.9g
2M炭酸カリウム水溶液 309ml
トルエン 200ml
エタノール 40ml
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 11.0g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら14時間加熱還流した。反応液を濃縮し、析出する結晶をろ過によって採取した。イソプロパノールで分散洗浄することによって、3−(4−ニトロフェニル)ピリジンの灰色の粉末状結晶43.5g(収率88.8%)を得た。
4−ブロモ−1,2−ジアミノベンゼン 3.6g
苛性ソーダ 1.4g
トルエン 50ml
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら7時間加熱還流した。
トルエン100mlを加えて抽出し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5−ブロモ−2−{4−(ピリジン−3−イル)フェニルアゾ}フェニルアミンの赤色の粉末状結晶1.83g(収率38.1%)を得た。
ヨードベンゼンジアセテート 2.0g
トルエン 30ml
を窒素置換した反応容器に加えて加熱し、74℃で1時間攪拌した。有機層を分液操作のよって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5−ブロモ−2−{4−(ピリジン−3−イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾールの白色の粉末状結晶0.8g(収率58.6%)を得た。
−2H−ベンゾトリアゾール 5.0g
9−フェニルアントラセン−10−イルボロン酸 4.7g
2M炭酸カリウム水溶液 21ml
トルエン50ml
エタノール10ml
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.8g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら8.5時間加熱還流した。
有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5−(10−フェニル−アントラセン−9−イル)−2−{4−(ピリジン−3−イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール(化合物4)の黄色粉体 10.4g(収率82.7%)を得た。
δ(ppm)=8.97(1H)
8.66(1H)
8.57(2H)
8.16(1H)
8.10(1H)
7.98(1H)
7.83(2H)
7.76−7.73(4H)
7.57(6H)
7.43(1H)
7.35(4H)
上記の5−ブロモ−2−{3−(ピリジン−4−イル)フェニル}
−2H−ベンゾトリアゾール 2.9g
9−フェニルアントラセン−10−イルボロン酸 2.6g
2M炭酸カリウム水溶液 12ml
トルエン 30ml
エタノール 5.6ml
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.4g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら7.5時間加熱還流した。
有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5−(10−フェニル−アントラセン−9−イル)−2−{3−(ピリジン−4−イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール(化合物5)の黄色粉体1.7g(収率38.7%)を得た。
δ(ppm)=9.02(1H)
8.69(2H)
8.5(1H)
8.16(1H)
8.1(1H)
8.06(1H)
7.76−7.71(6H)
7.63(2H)
7.57(2H)
7.51(2H)
7.45(1H)
7.36(4H)
フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール 4.0g
10−(ナフタレン−1−イル)アントラセン−9−イルボロン酸
4.8g
2M炭酸カリウム水溶液 17ml
トルエン 28ml
エタノール 7ml
を窒素置換した反応容器に加え、撹拌しながら60分間窒素ガスを通気した。
次いで、
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.7g
を加え、攪拌しながら10.5時間加熱還流した。有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5−{10−(ナフタレン−1−イル)アントラセン−9−イル}−2−{4−(ピリジン−3−イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール(化合物8)の黄色粉体3.5g(収率53.5%)を得た。
δ(ppm)=8.98(1H)
8.67(1H)
8.59(2H)
8.19(2H)
8.09(1H)
8.04(1H)
8.00(1H)
7.84(1H)
7.80(1H)
7.73(1H)
7.61(1H)
7.47(4H)
7.35(2H)
7.25(7H)
上記の5−ブロモ−2−{3−(ピリジン−3−イル)フェニル}
−2H−ベンゾトリアゾール 2.9g
10−(ナフタレン−1−イル)アントラセン−9−イルボロン酸
3.5g
2M炭酸カリウム水溶液 12ml
トルエン20ml
エタノール5ml
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.5g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら8.5時間加熱還流した。
有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5−{10−(ナフタレン−1−イル)アントラセン−9−イル}−2−{3−(ピリジン−3−イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール(化合物10)の黄色粉体2.1g(収率44.0%)を得た。
δ(ppm)=9.02(1H)
8.70(2H)
8.51(1H)
8.19(1H)
8.06(3H)
7.80(2H)
7.73(2H)
7.60(2H)
7.49(4H)
7.34(2H)
7.23(6H)
フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール 4.0g
10−(ナフタレン−2−イル)アントラセン−9−イルボロン酸
4.76g
2M炭酸カリウム水溶液 17ml
トルエン 28ml
エタノール 7ml
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.4g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら8.5時間加熱還流した。有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5−{10−(ナフタレン−2−イル)アントラセン−9−イル}−2−{4−(ピリジン−3−イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール(化合物14)の黄色粉体1.5g(収率22.9%)を得た。
δ(ppm)=8.97(1H)
8.67(1H)
8.58(2H)
8.18(1H)
8.11(2H)
8.05−7.98(2H)
7.94(1H)
7.84(2H)
7.77(4H)
7.61(4H)
7.44(1H)
7.37−7.32(4H)
7.26(1H)
フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール 5.0g
10−(ナフタレン−2−イル)アントラセン−9−イルボロン酸
5.95g
2M炭酸カリウム水溶液 21ml
トルエン 35ml
エタノール 9ml
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.5g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら8.5時間加熱還流した。
有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5−{10−(ナフタレン−2−イル)アントラセン−9−イル}−2−{3−(ピリジン−3−イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール(化合物15)の黄色粉体6.3g(収率76.5%)を得た。
δ(ppm)=9.02(1H)
8.71(1H)
8.68(1H)
8.51(1H)
8.18(1H)
8.07(5H)
7.94(1H)
7.79−7.73(6H)
7.64−7.57(4H)
7.45(1H)
7.35(4H)
10.0g
o−フェニレンジアミン 6.0g
水酸化ナトリウム 4.0g
トルエン 100ml
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら9.5時間加熱還流した。
有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、2−{4−(ピリジン−3−イル)フェニルアゾ}フェニルアミンの褐色粉末状晶3.42g(収率25.0%)を得た。
室温で3時間攪拌した後、水洗し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、2,4−ジブロモ−6−{4−(ピリジン−3−イル)フェニルアゾ}フェニルアミンの赤色粉末状晶4.1g(収率75.9%)を得た。
フェニルアゾ}フェニルアミン 4.0g
ヨードベンゼンジアセテート 4.5g
トルエン 40ml
を窒素置換した反応容器に加えて加熱し、74℃で1時間攪拌した。有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、4,6−ジブロモ−2−{4−(ピリジン−3−イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾールの白色粉末状晶1.6g(62.5%)を得た。
フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール 1.2g
(3,5−ジフェニル)フェニルボロン酸 1.7g
2M炭酸カリウム水溶液 4.3ml
トルエン 10ml
エタノール 2ml
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.3g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら4.5時間加熱還流した。
有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、2−{4−(ピリジン−3−イル)フェニル}−4,6−ビス([1,1’;3’、1’’]ターフェニル−5’−イル)−2H−ベンゾトリアゾール(化合物30)の黄色粉体1.0g(収率50.0%)を得た。
δ(ppm)=8.94(1H)
8.65(1H)
8.56(2H)
8.34(2H)
8.23(1H)
8.05(1H)
7.95−7.94(3H)
7.92(1H)
7.87(1H)
7.80−7.74(10H)
7.53−7.40(13H)
イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール 1.0g
4−ビフェニルボロン酸 1.0g
2M炭酸カリウム水溶液 3.5ml
トルエン 10ml
エタノール 2ml
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.3g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら4.5時間加熱還流した。
有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、4,6−ビス(ビフェニル−4−イル)−2−{4−(ピリジン−3−イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール(化合物46)の黄色粉体0.6g(収率41.6%)を得た。
δ(ppm)=8.94(1H)
8.65(1H)
8.56(2H)
8.28(2H)
8.14(1H)
7.98(1H)
7.96(1H)
7.86−7.68(8H)
7.51−7.40(7H)
フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール 2.9g
9,10−ジフェニルアントラセン−2−イルボロン酸 3.7g
2M炭酸カリウム水溶液 12ml
トルエン 30ml
エタノール 5.6ml
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.4g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら7.5時間加熱還流した。
有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5−(9,10−ジフェニルアントラセン−2−イル)−2−{4−(ピリジン−3−イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール(化合物106)の淡緑色粉末2.2g(収率43.84%)を得た。
δ(ppm)=8.93(1H)
8.64(1H)
8.46(2H)
8.07(1H)
8.02(1H)
7.94(2H)
7.84(1H)
7.76(2H)
7.73−7.34(17H)
フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール 2.9g
9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン−2−イルボロ
ン酸 4.7g
2M炭酸カリウム水溶液 12ml
トルエン 30ml
エタノール 5.6ml
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.4g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら7.5時間加熱還流した。
有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5−{9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン−2−イル}−2−{4−(ピリジン−3−イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール((化合物108)の淡緑色粉末2.4g(収率41.33%)を得た。
δ(ppm)=8.91(1H)
8.63(1H)
8.42(2H)
8.13(2H)
8.06(5H)
8.03(1H)
7.96−7.60(17H)
7.40(1H)
7.34(2H)
イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール 1.5g
9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イルボロン酸 2.8g
2M炭酸カリウム水溶液 5.3ml
トルエン 30ml
エタノール 6ml
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.1g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら4.5時間加熱還流した。
有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、4,6−ビス(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−2−{4−(ピリジン−3−イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール(化合物26)の黄色粉末1.2g(収率51.2%)を得た。
δ(ppm)=9.12(1H)
8.74(1H)
8.70(1H)
8.53(1H)
8.29(1H)
8.18(2H)
8.05(2H)
7.95(1H)
7.91(1H)
7.83−7.79(4H)
7.71(2H)
7.52(2H)
7.47−7.39(5H)
1.55(6H)
1.51(6H)
イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール 1.5g
4−(ナフタレン−1−イル)フェニルボロン酸 2.2g
2M炭酸カリウム水溶液 5.3ml
トルエン 30ml
エタノール 6ml
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.1g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら4.5時間加熱還流した。
有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、4,6−ビス{4−(ナフタレン−1−イル)フェニル}−2−{4−(ピリジン−3−イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール(化合物66)の黄色粉末2.0g(収率84.2%)を得た。
δ(ppm)=8.62(1H)
8.61(1H)
8.36(2H)
8.22(1H)
8.11(1H)
8.08(1H)
8.02(1H)
7.96−7.83(8H)
7.81(2H)
7.75(2H)
7.68(2H)
7.59−7.49(10H)
イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール 1.5g
4−(ナフタレン−2−イル)フェニルボロン酸 2.2g
2M炭酸カリウム水溶液 5.3ml
トルエン 30ml
エタノール 6ml
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.1g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら4.5時間加熱還流した。
有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、4,6−ビス{4−(ナフタレン−2−イル)フェニル}−2−{4−(ピリジン−3−イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール(化合物62)の黄色粉末1.2g(収率44.2%)を得た。
δ(ppm)=8.95(1H)
8.66(1H)
8.57(2H)
8.33(2H)
8.17(2H)
8.13(1H)
7.98−7.88(14H)
7.80(2H)
7.75(2H)
7.54(4H)
7.43(1H)
イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール 1.5g
4−フェニル−ナフタレン−1−イルボロン酸 2.2g
2M炭酸カリウム水溶液 5.3ml
トルエン 30ml
エタノール 6ml
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.1g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら4.5時間加熱還流した。
有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、4,6−ビス(4−フェニル−ナフタレン−1−イル)−2−{4−(ピリジン−3−イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール(化合物54)の黄色粉末1.5g(収率62.0%)を得た。
δ(ppm)=8.90(1H)
8.64(1H)
8.47(2H)
8.20(1H)
8.17(1H)
8.09(1H)
8.02(3H)
7.91(1H)
7.81(1H)
7.81(1H)
7.73(2H)
7.69(1H)
7.61−41(16H)
イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール 2.0g
フェナンスレン−9−イルボロン酸 3.5g
2M炭酸カリウム水溶液 6.0ml
トルエン 20ml
エタノール 4ml
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.1g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら4.5時間加熱還流した。
有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、4,6−ビス(フェナンスレン−9−イル)−2−{4−(ピリジン−3−イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール(化合物110)の黄色粉末2.1g(収率72.3%)を得た。
δ(ppm)=8.88(1H)
8.81(1H)
8.76(2H)
8.62(1H)
8.43(2H)
8.23(1H)
8.14(1H)
8.06(1H)
7.96−7.92(4H)
7.84(1H)
7.71−7.76(9H)
7.73(2H)
7.54(1H)
7.26(1H)
イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール 2.5g
9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イルボロン酸 4.5g
2M炭酸カリウム水溶液 25.0ml
トルエン 20ml
エタノール 5ml
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.1g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら4.5時間加熱還流した。
有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、4,6−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−2−{4−(ピリジン−3−イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール(化合物112)の黄色粉末3.7g(収率83.4%)を得た。
δ(ppm)=8.96(2H)
8.66(1H)
8.60−8.56(3H)
8.30(2H)
8.26(1H)
8.16(2H)
7.97(1H)
7.87(1H)
7.80(2H)
7.64(8H)
7.57(1H)
7.52(2H)
7.45(6H)
7.35(2H)
フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール 3.5g
10−{3−(ナフタレン−1−イル)フェニル}アントラセン−9
−イルボロン酸 3.7g
2M炭酸カリウム水溶液 12ml
トルエン 26ml
エタノール 7ml
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.5g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら8.5時間加熱還流した。
有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5−[10−{3−(ナフタレン−1−イル)フェニル}アントラセン−9−イル]−2−{4−(ピリジン−3−イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール(化合物18)の黄色粉末2.8g(収率53.4%)を得た。
δ(ppm)=8.97(1H)
8.67(1H)
8.57(2H)
8.17−8.08(3H)
7.98−7.68(12H)
7.60−7.49(5H)
7.40(4H)
7.26(2H)
フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール 1.6g
4−(10−フェニルアントラセン−9−イル)フェニルボロン酸
1.6g
2M炭酸カリウム水溶液 6ml
トルエン 16ml
エタノール 4ml
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.2g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら8.5時間加熱還流した。
有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5−{4−(10−フェニルアントラセン−9−イル)フェニル}−2−{4−(ピリジン−3−イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール(化合物82)の黄色粉末1.0g(収率40.0%)を得た。
δ(ppm)=9.01(1H)
8.69(2H)
8.48(1H)
8.30(1H)
8.11(1H)
8.05(1H)
7.95(2H)
7.91(1H)
7.81(2H)
7.73−7.44(8H)
7.51(3H)
7.45(1H)
7.37(4H)
イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール 2.8g
フェナンスレン−9−イルボロン酸 4.9g
2M炭酸カリウム水溶液 10ml
トルエン 24ml
エタノール 6ml
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.4g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら4.5時間加熱還流した。
有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、4,6−ビス(フェナンスレン−2−イル)−2−{4−(ピリジン−3−イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール(化合物111)の黄色粉末1.0g(収率24.5%)を得た。
δ(ppm)=8.96(1H)
8.91(1H)
8.87(1H)
8.79(3H)
8.67(1H)
8.62(2H)
8.54(1H)
8.31(2H)
8.25(1H)
8.13(1H)
7.95(4H)
7.89(1H)
7.84(3H)
7.73(2H)
7.66(2H)
7.45(2H)
フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール 7.0g
ビスピナコラートジボロン 6.58g
{1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン}パラジウム
ジクロリド 0.33g
酢酸カリウム 5.87g
ジオキサン 70ml
を窒素置換した反応容器に加えて加熱し、85℃で5時間撹拌した。室温まで冷却し、水に加えた後、トルエンを用いた抽出操作を行った。
有機層を減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、2−{4−(ピリジン−3−イル)フェニル}−5−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボロラン−2−イル)−2H−ベンゾトリアゾールの黄色粉末6.4g(収率80.6%)を得た。
(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボロラン
−2−イル)−2H−ベンゾトリアゾール 1.4g
3−(10−ブロモアントラセン−9−イル)キノリン 1.2g
2M炭酸カリウム水溶液 5ml
トルエン 12ml
エタノール 3ml
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.4g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら70℃で15.5時間加熱還流した。有機溶媒を留去し、クロロホルム、水を加えた後、分液操作によって有機層を採取した。
減圧下濃縮した後、トルエンに溶解し、NHシリカゲルを用いた吸着精製、続いて、カラムクロマトグラフによって精製して、5−{10−(キノリン−3−イル)アントラセン−9−イル}−2−{4−(ピリジン−3−イル)フェニル}−2H−ベンゾトリアゾール(化合物113)の黄色粉末0.6g(収率61.0%)を得た。
δ(ppm)=9.07(1H)
8.98(1H)
8.68(1H)
8.59(1H)
8.57(1H)
8.36(1H)
8.33(1H)
8.19(1H)
8.12(1H)
8.00(1H)
7.97(1H)
7.95(1H)
7.85(2H)
7.81(2H)
7.71(3H)
7.57(1H)
7.47(1H)
7.40(4H)
上記の実施例で得られた本発明の各化合物について、高感度示差走査熱量計(ブルカー・エイエックスエス製、DSC3100S)によって融点とガラス転移点を求めた。
その結果を以下に示す。
例示化合物 融点 ガラス転移点
化合物4 292℃ 118℃
化合物5 233℃ 106℃
化合物8 325℃ 151℃
化合物10 281℃ 144℃
化合物14 312℃ 148℃
化合物15 測定されず。 137℃
化合物30 246℃ 129℃
化合物46 243℃ 109℃
化合物106 287℃ 139℃
化合物108 303℃ 150℃
化合物26 322℃ 132℃
化合物66 157℃ 133℃
化合物62 263℃ 109℃
化合物54 180℃ 147℃
化合物110 203℃ 144℃
化合物112 188℃ 160℃
化合物18 256℃ 145℃
化合物82 359℃ 148℃
化合物111 197℃ 138℃
化合物113 319℃ 148℃
上記実施例で得られた本発明の各化合物を用いて、ITO基板の上に膜厚100nmの蒸着膜を作製して、大気中光電子分光装置(理研計器製、AC−3型)で仕事関数を測定した。その結果は以下のとおりであった。
例示化合物 仕事関数
化合物30 6.35eV
化合物46 6.21eV
化合物4 5.95eV
化合物6 5.98eV
化合物8 6.03eV
化合物10 6.05eV
化合物14 5.96eV
化合物15 6.03eV
化合物18 6.03eV
化合物26 6.05eV
化合物54 6.25eV
化合物62 6.12eV
化合物66 6.10eV
化合物82 5.95eV
化合物110 6.13eV
化合物112 5.78eV
ガラス基板1上に透明陽極2としてITO電極をあらかじめ形成したものの上に、正孔注入層3、正孔輸送層4、発光層5、正孔阻止層6、電子輸送層7、電子注入層8、陰極(アルミニウム電極)9の順に蒸着して、図21に示す層構造の有機EL素子を作製した。
続いて、透明陽極2を覆うように、正孔注入層3として下記構造式の化合物114を蒸着速度6nm/minで膜厚20nmとなるように形成した。
このようにして形成された正孔阻止層兼電子輸送層6および7の上に、電子注入層8としてフッ化リチウムを蒸着速度0.6nm/minで膜厚0.5nmとなるように形成した。
最後に、アルミニウムを膜厚150nmとなるように蒸着して陰極9を形成した。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なった。
実施例23における正孔阻止層兼電子輸送層6および7の材料として、実施例8で合成された本発明の化合物46を用いた以外は、実施例23と同様の条件で有機EL素子を作製した。この有機EL素子について、大気中、常温で特性測定を行なった。この有機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。
実施例23における正孔阻止層兼電子輸送層6および7の材料として、実施例1で合成された本発明の化合物4を用いた以外は、実施例23と同様の条件で有機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なった。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。
実施例23における正孔阻止層兼電子輸送層6および7の材料として、実施例2で合成された本発明の化合物5を用いた以外は、実施例23と同様の条件で有機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なった。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。
実施例23における正孔阻止層兼電子輸送層6および7の材料として、実施例3で合成された本発明の化合物8を用いた以外は、実施例23と同様の条件で有機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なった。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。
実施例23における正孔阻止層兼電子輸送層6および7の材料として、実施例4で合成された本発明の化合物10を用いた以外は、実施例23と同様の条件で有機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なった。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。
実施例23における正孔阻止層兼電子輸送層6および7の材料として、実施例5で合成された本発明の化合物14を用いた以外は、実施例23と同様の条件で有機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なった。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。
実施例23における正孔阻止層兼電子輸送層6および7の材料として、実施例6で合成された本発明の化合物15を用いた以外は、実施例23と同様の条件で有機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なった。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。
実施例23における正孔阻止層兼電子輸送層6および7の材料として、実施例17で合成された本発明の化合物18を用いた以外は、実施例23と同様の条件で有機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なった。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。
実施例23における正孔阻止層兼電子輸送層6および7の材料として、実施例12で合成された本発明の化合物66を用いた以外は、実施例23と同様の条件で有機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なった。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。
実施例23における正孔阻止層兼電子輸送層6および7の材料として、実施例16で合成された本発明の化合物112を用いた以外は、実施例23と同様の条件で有機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なった。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23における正孔阻止層兼電子輸送層6および7の材料として、WO2003/060956に開示されている下記構造式の化合物118を用いた以外は、に代え、実施例23と同様の条件で有機EL素子を作製した。
2 透明陽極
3 正孔輸送層
4 発光層
5 正孔阻止層
6 電子輸送層
7 電子注入層
8 陰極
Claims (10)
- 下記一般式(1a)で表されるベンゾトリアゾール誘導体;
Ar1は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基を表し、
該Ar 1 で表される芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基は、重水素原子、
フッ素原子、塩素原子、シアノ基、水酸基、ニトロ基、炭素原子数1〜6のアルキル
基、環状アルキル基、炭素原子数1〜6のアルコキシ基、炭素原子数1〜6のアルキ
ル基で置換されたジアルキルアミノ基およびアリール基からなる群より選択される少
なくとも1つの基であり、
Ar2は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、水素原子または重水素原
子を表し、
前記Ar 2 で表される芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基は、重水素原子
、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、水酸基、ニトロ基、炭素原子数1〜6のアルキ
ル基、環状アルキル基、炭素原子数1〜6のアルコキシ基、炭素原子数1〜6のアル
キル基で置換されたジアルキルアミノ基およびアリール基からなる群より選択される
少なくとも1つの基であり、
R1〜R8は、それぞれ、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ
基、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜6のアルキル基、置換基を有していて
もよい芳香族炭化水素基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。 - 一対の電極とその間に挟まれた少なくとも一層の有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記有機層の少なくとも一つの層は、請求項1に記載のベンゾトリアゾール誘導体を含んでい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。 - 前記ベンゾトリアゾール誘導体を含む有機層が電子輸送層である請求項6記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記ベンゾトリアゾール誘導体を含む有機層が正孔阻止層である請求項6記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記ベンゾトリアゾール誘導体を含む有機層が発光層である請求項6記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記ベンゾトリアゾール誘導体を含む有機層が電子注入層である請求項6記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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