JP6339749B1 - 有機化合物、発光素子、発光装置、電子機器、照明装置、及び電子デバイス - Google Patents

有機化合物、発光素子、発光装置、電子機器、照明装置、及び電子デバイス Download PDF

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Abstract

【課題】新規な有機化合物を提供する。または、良好な色度の発光を呈する有機化合物を提供する。または、良好な色度の青色発光を呈する有機化合物を提供する。または、発光効率の良好な発光素子を提供する。または、キャリア輸送性の高い有機化合物を提供する。または、信頼性の良好な有機化合物を提供する。【解決手段】置換または無置換のナフトビスベンゾフラン骨格、置換または無置換のナフトビスベンゾチオフェン骨格および置換または無置換のナフトベンゾフラノベンゾチオフェン骨格のいずれか1に、置換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基、および置換または無置換のカルバゾリル基のいずれか1が結合しているアミノ基を、少なくとも一つ有する有機化合物を提供する。【選択図】なし

Description

本発明の一態様は、有機化合物及び当該有機化合物を用いた発光素子、ディスプレイモジ
ュール、照明モジュール、表示装置、発光装置、電子機器及び照明装置に関する。なお、
本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様
の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態
様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物(コンポジション・オブ・
マター)に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態
様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄
電装置、記憶装置、撮像装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例と
して挙げることができる。
有機EL素子を用いた表示装置、発光装置は一部実用化もされ、その応用が広まりつつあ
る。液晶ディスプレイが大きな進歩を遂げている昨今、次世代のディスプレイと言われる
有機ELディスプレイには、当然ながら高い品質が求められている。
有機ELディスプレイ用の材料としては、様々な物質が開発されてきているが、実用に耐
えうるほどの特性を有する物質はそう多いわけではない。また、組み合わせの多様性や、
相性などを考慮すると、選択肢は多ければ多いほど都合が良いことは間違いない。
有機EL素子は、複数の機能をそれぞれ異なる物質に担わせる機能分離型の構成を有する
が、その中でも発光材料、特に消費電力に影響する発光効率と、表示品質を改善するため
の発光色に対する要望は大きい。
特許文献1にはナフトビスベンゾフラン骨格を有する有機化合物が開示されている。
特開2014−237682号公報
本発明の一態様では、新規な有機化合物を提供することを目的とする。または、良好な色
度の発光を呈する有機化合物を提供することを目的とする。または、良好な色度の青色発
光を呈する有機化合物を提供することを目的とする。または、発光効率の良好な発光素子
を提供することを目的とする。または、キャリア輸送性の高い有機化合物を提供すること
を目的とする。または、信頼性の良好な有機化合物を提供することを目的とする。
また、本発明の一態様では、新規発光素子を提供することを目的とする。または、発光効
率の良好な発光素子を提供することを目的とする。または、良好な色度を有する発光素子
を提供することを目的とする。または、良好な色度の青色発光を呈する発光素子を提供す
ることを目的とする。または、寿命の良好な発光素子を提供すること目的とする。または
、駆動電圧の小さな発光素子を提供することを目的とする。
または、本発明の他の一態様は、消費電力の小さい発光装置、電子機器および表示装置を
各々提供することを目的とする。または、本発明の他の一態様では、信頼性の高い発光装
置、電子機器及び表示装置を各々提供することを目的とする。または、本発明の他の一態
様では、表示品質の良好な発光装置、電子機器及び表示装置を各々提供することを目的と
する。
本発明は上述の課題のうちいずれか一を解決すればよいものとする。
本発明の一態様は、下記一般式(G1)で表される有機化合物である。
但し、式中Bは、置換または無置換のナフトビスベンゾフラン骨格、置換または無置換の
ナフトビスベンゾチオフェン骨格および置換または無置換のナフトベンゾフラノベンゾチ
オフェン骨格のいずれかを表す。また、Arは置換または無置換の炭素数6乃至25の
芳香族炭化水素基、置換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベン
ゾチオフェニル基、および置換または無置換のカルバゾリル基のいずれかである。Aは置
換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基、お
よび置換または無置換のカルバゾリル基のいずれかであり、α乃至αはそれぞれ独立
に置換または無置換の炭素数6乃至25の二価の芳香族炭化水素基である。また、l、m
、nはそれぞれ独立に0乃至2の整数を表し、qは1又は2である。
または、本発明の他の一態様は、下記一般式(G1)で表される有機化合物である。
但し、式中Bは置換または無置換のナフトビスベンゾフラン骨格、置換または無置換のナ
フトビスベンゾチオフェン骨格および置換または無置換のナフトベンゾフラノベンゾチオ
フェン骨格のいずれかを表す。また、Arは置換もしくは無置換の炭素数6乃至25の
芳香族炭化水素基または下記一般式(g1)乃至(g3)で表される基のいずれか一であ
り、Aは下記一般式(g1)乃至(g3)で表される基のいずれかである。また、α
至αはそれぞれ独立に置換または無置換の炭素数6乃至25の二価の芳香族炭化水素基
である。また、l、m、nはそれぞれ独立に0乃至2の整数を表し、qは1または2であ
る。
一般式(g1)乃至(g3)においては、R乃至Rは、そのいずれか1が単結合を表
し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環
式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基のいずれかを表
す。ただし、Aが一般式(g3)で表され、且つ(g3)におけるRが単結合を表す場
合、nは1または2であるものとする。また、Arが一般式(g3)で表され、かつ(
g3)においてRが単結合を表す場合、mは1または2であるものとする。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、Aおよび/またはArがそれぞれ
独立に、上記一般式(g1)または一般式(g2)である場合、当該一般式(g1)また
は一般式(g2)で表される基においては、R乃至Rのいずれかが単結合であり、A
および/またはArが上記一般式(g3)である場合、当該一般式(g3)で表される
基においてRまたはRが単結合である有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記Aが前記一般式(g1)または
前記一般式(g3)で表される基であり、当該一般式(g1)または前記一般式(g3)
で表される基におけるRが単結合を表す有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記nが0である有機化合物である
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記Arが置換または無置換の炭
素数6乃至25の芳香族炭化水素基である有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記lが0である有機化合物である
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記Bが、下記一般式(B1)乃至
一般式(B4)で表される骨格のいずれかである有機化合物である。
但し、上記一般式(B1)乃至一般式(B4)においてはXおよびXはそれぞれ独立
に酸素原子または硫黄原子を表す。なお、上記一般式(B1)においては、R10乃至R
21のいずれか1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至1
0の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至
14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基
のいずれかを表す。また、上記一般式(B2)においては、R30乃至R41のいずれか
1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基
、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭
化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表
す。また、上記一般式(B3)においては、R50乃至R61のいずれか1または2が単
結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至
10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換
または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。また、上記
一般式(B4)においては、R70乃至R81のいずれか1または2が単結合を表し、残
りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化
水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の
炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記Bが、前記一般式(B1)乃至
一般式(B3)で表される骨格のいずれかである有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記Bが下記一般式(B1)で表さ
れる骨格である有機化合物である。
但し、式中XおよびXはそれぞれ独立に酸素原子または硫黄原子を表す。また、R
乃至R21は、その1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に、水素、炭素数
1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素
数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリール
アミノ基のいずれかを表す。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(B1)におけるR11
、R12、R17およびR18のいずれか1または2が単結合を表す有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(G1)におけるqが2
であり、前記一般式(B1)におけるR11またはR12のいずれか一方が単結合であり
、R17またはR18のいずれか一方が単結合である有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(G1)におけるqが2
であり、前記一般式(B1)におけるR11およびR17が単結合である有機化合物であ
る。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(G1)におけるqが2
であり、前記一般式(B1)におけるR12およびR18が単結合である有機化合物であ
る。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記Bが下記一般式(B2)で表さ
れる骨格である有機化合物である。
但し、式中XおよびXはそれぞれ独立に酸素原子または硫黄原子を表す。また、R
乃至R41は、その1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に、水素、炭素数
1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素
数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリール
アミノ基のいずれかを表す。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(B2)におけるR31
、R32、R37およびR38のいずれか1または2が単結合を表す有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(G1)におけるqが2
であり、前記一般式(B2)におけるR31またはR32およびR37またはR38が単
結合である有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(G1)におけるqが2
であり、前記一般式(B2)におけるR31およびR37が単結合である有機化合物であ
る。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(G1)におけるqが2
であり、前記一般式(B2)におけるR32およびR38が単結合である有機化合物であ
る。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記Bが下記一般式(B3)で表さ
れる骨格である有機化合物である。
但し、式中XおよびXはそれぞれ独立に酸素原子または硫黄原子を表す。また、R
乃至R61は、その1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に、水素、炭素数
1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素
数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリール
アミノ基のいずれかを表す。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(B3)におけるR51
、R52、R57およびR58のいずれか1または2が単結合を表す有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(G1)におけるqが2
であり、前記一般式(B3)におけるR51またはR52およびR57またはR58が単
結合である有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(G1)におけるqが2
であり、前記一般式(B3)におけるR51およびR57が単結合である有機化合物であ
る。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(G1)におけるqが2
であり、前記一般式(B3)におけるR52およびR58が単結合である有機化合物であ
る。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記XおよびXが共に酸素原子
である有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、Aが一般式(g1)で表される基で
ある有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、下記一般式(G1−1)で表される有機化合物である。
但し上記一般式(G1−1)において、Bは下記一般式(B1−1)または(B3−1)
を表す。また、Arは置換もしくは無置換の炭素数6乃至25の芳香族炭化水素基であ
り、Aは下記一般式(g0)で表される基である。また、mは0乃至2の整数を表す。ま
た、αは置換または無置換の炭素数6乃至14の二価の芳香族炭化水素基である。
但し、上記一般式(B1−1)または(B3−1)において、XおよびXはそれぞれ
独立に酸素原子または硫黄原子を表す。また、R12,R18、R52およびR58は単
結合を表す。
但し、上記一般式(g0)において、Xは酸素原子、または、置換もしくは無置換のフ
ェニル基が結合した窒素原子である。また、Rは単結合を表す。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、分子量が1300以下である前記有
機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、分子量が1000以下の有機化合物
である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有する有機化合物を含む発光素子である。
または、本発明の他の一態様は、下記構造式(iii)、(vii)、(ix)、(x)
、(xi)、(xiii)および(xv)乃至(XXiv)のいずれかで表される有機化
合物を含む発光素子である。
本発明の一態様は、上記構成を有する発光素子と、トランジスタ、または、基板と、を有
する発光装置である。
本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光装置と、センサ、操作ボタン、スピーカ、
または、マイクと、を有する電子機器である。
本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光装置と、筐体と、を有する照明装置である
または、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子と、基板と、トランジスタと
を有する発光装置である。
または、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光装置と、センサ、操作ボタン、ス
ピーカまたはマイクとを有する電子機器である。
または、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光装置と、筐体と、を有する照明装
置である。
なお、本明細書における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスを含む。また
、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム又はTCP(Tape Carri
er Package)が取り付けられたモジュール、TCPの先にプリント配線板が設
けられたモジュール、又は発光素子にCOG(Chip On Glass)方式により
IC(集積回路)が直接実装されたモジュールも、発光装置に含む場合がある。さらに、
照明器具等は、発光装置を有する場合がある。
本発明の一態様では、新規な有機化合物を提供することができる。または、良好な色度の
発光を呈する有機化合物を提供することができる。または、良好な色度の青色発光を呈す
る有機化合物を提供することができる。または、発光効率の良好な発光素子を提供するこ
とができる。または、キャリア輸送性の高い有機化合物を提供することができる。または
、信頼性の良好な有機化合物を提供することができる。
また、本発明の一態様では、新規発光素子を提供することができる。または、発光効率の
良好な発光素子を提供することができる。または、良好な色度を有する発光素子を提供す
ることができる。または、良好な色度の青色発光を呈する発光素子を提供することができ
る。または、寿命の良好な発光素子を提供することができる。または、駆動電圧の小さな
発光素子を提供することができる。
または、本発明の他の一態様は、消費電力の小さい発光装置、電子機器および表示装置を
各々提供することができる。または、本発明の他の一態様では、信頼性の高い発光装置、
電子機器及び表示装置を各々提供することができる。または、本発明の他の一態様では、
表示品質の良好な発光装置、電子機器及び表示装置を各々提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一
態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は
、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面
、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
発光素子の概略図。 発光素子の作製方法の一例を表す図。 発光素子の作製方法の一例を表す図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 パッシブマトリクス型発光装置の概念図。 照明装置を表す図。 電子機器を表す図。 光源装置を表す図。 照明装置を表す図。 照明装置を表す図。 車載表示装置及び照明装置を表す図。 電子機器を表す図。 電子機器を表す図。 3,10FrA2Nbf(IV)のH NMRスペクトル 3,10FrA2Nbf(IV)のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 3,10FrA2Nbf(IV)の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 3,10FrA2Nbf(IV)のMSスペクトル 2,9PCA2Nbf(III)のH NMRスペクトル 2,9PCA2Nbf(III)のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 2,9PCA2Nbf(III)の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 2,9PCA2Nbf(III)のMSスペクトル 3,10PCA2Nbf(IV)のH NMRスペクトル 3,10PCA2Nbf(IV)のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 3,10PCA2Nbf(IV)の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 3,10PCA2Nbf(IV)のMSスペクトル 発光素子1および比較発光素子1の輝度−電流密度特性を表す図 発光素子1および比較発光素子1の電流効率−輝度特性を表す図 発光素子1および比較発光素子1の輝度−電圧特性を表す図 発光素子1および比較発光素子1の電流−電圧特性を表す図 発光素子1および比較発光素子1のパワー効率−輝度特性を表す図 発光素子1および比較発光素子1の外部量子効率−輝度特性を表す図 発光素子1および比較発光素子1の発光スペクトル 発光素子1および比較発光素子1の規格化輝度−時間変化特性を表す図 発光素子2および比較発光素子2の輝度−電流密度特性を表す図 発光素子2および比較発光素子2の電流効率−輝度特性を表す図 発光素子2および比較発光素子2の輝度−電圧特性を表す図 発光素子2および比較発光素子2の電流−電圧特性を表す図 発光素子2および比較発光素子2のパワー効率−輝度特性を表す図 発光素子2および比較発光素子2の外部量子効率−輝度特性を表す図 発光素子2および比較発光素子2の発光スペクトル 発光素子2および比較発光素子2の規格化輝度−時間変化特性を表す図 発光素子3および比較発光素子3の輝度−電流密度特性を表す図 発光素子3および比較発光素子3の電流効率−輝度特性を表す図 発光素子3および比較発光素子3の輝度−電圧特性を表す図 発光素子3および比較発光素子3の電流−電圧特性を表す図 発光素子3および比較発光素子3のパワー効率−輝度特性を表す図 発光素子3および比較発光素子3の外部量子効率−輝度特性を表す図 発光素子3および比較発光素子3の発光スペクトル 発光素子3および比較発光素子3の規格化輝度−時間変化特性を表す図 発光素子4および比較発光素子4の輝度−電流密度特性を表す図 発光素子4および比較発光素子4の電流効率−輝度特性を表す図 発光素子4および比較発光素子4の輝度−電圧特性を表す図 発光素子4および比較発光素子4の電流−電圧特性を表す図 発光素子4および比較発光素子4のパワー効率−輝度特性を表す図 発光素子4および比較発光素子4の外部量子効率−輝度特性を表す図 発光素子4および比較発光素子4の発光スペクトル 発光素子4および比較発光素子4の規格化輝度−時間変化特性を表す図 発光素子5および比較発光素子5の輝度−電流密度特性を表す図 発光素子5および比較発光素子5の電流効率−輝度特性を表す図 発光素子5および比較発光素子5の輝度−電圧特性を表す図 発光素子5および比較発光素子5の電流−電圧特性を表す図 発光素子5および比較発光素子5のパワー効率−輝度特性を表す図 発光素子5および比較発光素子5の外部量子効率−輝度特性を表す図 発光素子5および比較発光素子5の発光スペクトル 発光素子5および比較発光素子5の規格化輝度−時間変化特性を表す図 発光素子6および比較発光素子6の輝度−電流密度特性を表す図 発光素子6および比較発光素子6の電流効率−輝度特性を表す図 発光素子6および比較発光素子6の輝度−電圧特性を表す図 発光素子6および比較発光素子6の電流−電圧特性を表す図 発光素子6および比較発光素子6のパワー効率−輝度特性を表す図 発光素子6および比較発光素子6の外部量子効率−輝度特性を表す図 発光素子6および比較発光素子6の発光スペクトル 発光素子6および比較発光素子6の規格化輝度−時間変化特性を表す図 3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジメトキシナフタレンのH NMRスペクトル 3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジヒドロキシナフタレンのH NMRスペクトル 3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランのH NMRスペクトル 1,5−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,7−ジヒドロキシナフタレンのH NMRスペクトル 2,9−ジクロロナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフランのH NMRスペクトル 2,9PCA2Nbf(III)−02のH NMRスペクトル 2,9PCA2Nbf(III)−02のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 2,9PCA2Nbf(III)−02の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 2,9PCA2Nbf(III)−02のMSスペクトル 3,10FrA2Nbf(IV)−02のH NMRスペクトル 3,10FrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 3,10FrA2Nbf(IV)−02の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 3,10FrA2Nbf(IV)−02のMSスペクトル 3,10PCA2Nbf(IV)−02のH NMRスペクトル 3,10PCA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 3,10PCA2Nbf(IV)−02の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 3,10PCA2Nbf(IV)−02のMSスペクトル 2,6−ジヒドロキシ−1,5−ジフェニルナフタレンのH NMRスペクトル 2,6−ビス(2−ブロモ−4−クロロフェノキシ)−1,5−ジフェニルナフタレンのH NMRスペクトル 3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランのH NMRスペクトル ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIのH NMRスペクトル ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIのMSスペクトル 発光素子7の輝度−電流密度特性を表す図 発光素子7の電流効率−輝度特性を表す図 発光素子7の輝度−電圧特性を表す図 発光素子7の電流−電圧特性を表す図 発光素子7のパワー効率−輝度特性を表す図 発光素子7の外部量子効率−輝度特性を表す図 発光素子7の発光スペクトル 発光素子7の規格化輝度−時間変化特性を表す図 発光素子8の輝度−電流密度特性を表す図 発光素子8の電流効率−輝度特性を表す図 発光素子8の輝度−電圧特性を表す図 発光素子8の電流−電圧特性を表す図 発光素子8のパワー効率−輝度特性を表す図 発光素子8の外部量子効率−輝度特性を表す図 発光素子8の発光スペクトル 発光素子8の規格化輝度−時間変化特性を表す図 発光素子9の輝度−電流密度特性を表す図 発光素子9の電流効率−輝度特性を表す図 発光素子9の輝度−電圧特性を表す図 発光素子9の電流−電圧特性を表す図 発光素子9のパワー効率−輝度特性を表す図 発光素子9の外部量子効率−輝度特性を表す図 発光素子9の発光スペクトル 発光素子9の規格化輝度−時間変化特性を表す図 種々の青色蛍光ドーパントを用いたボトムエミッション素子のy色度と外部量子効率の関係を表す図 光路長を変化させたトップエミッション素子のy色度と電流効率の関係を表す図 ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIのトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIの薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 3,10PCA2Nbf(II)のH NMRスペクトル 3,10PCA2Nbf(II)のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 3,10PCA2Nbf(II)の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 3,10PCA2Nbf(II)のMSスペクトル 2,9FrA2Nbf(III)−02のH NMRスペクトル 2,9FrA2Nbf(III)−02のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 2,9FrA2Nbf(III)−02の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 2,9FrA2Nbf(III)−02のMSスペクトル ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIのH NMRスペクトル ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIのトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIの薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIのMSスペクトル ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02のH NMRスペクトル ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02のMSスペクトル 3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02のH NMRスペクトル 3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02のMSスペクトル 3,10ThA2Nbf(IV)のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 3,10ThA2Nbf(IV)の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 3,10ThA2Nbf(IV)のMSスペクトル 2,9PCBA2Nbf(III)のH NMRスペクトル 2,9PCBA2Nbf(III)のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 2,9PCBA2Nbf(III)の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 2,9PCBA2Nbf(III)のMSスペクトル 3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02のH NMRスペクトル 3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02のMSスペクトル 3,10FrBA2Nbf(IV)−IIのH NMRスペクトル 3,10FrBA2Nbf(IV)−IIのトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 3,10FrBA2Nbf(IV)−IIの薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル 3,10FrBA2Nbf(IV)−IIのMSスペクトル 発光素子10乃至発光素子15の輝度−電流密度特性を表す図 発光素子10乃至発光素子15の電流効率−輝度特性を表す図 発光素子10乃至発光素子15の輝度−電圧特性を表す図 発光素子10乃至発光素子15の電流−電圧特性を表す図 発光素子10乃至発光素子15のパワー効率−輝度特性を表す図 発光素子10乃至発光素子15の外部量子効率−輝度特性を表す図 発光素子10乃至発光素子15の発光スペクトル 発光素子10乃至発光素子15の規格化輝度−時間変化特性を表す図
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下
の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細
を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示
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。
(実施の形態1)
本発明の一態様の有機化合物は、下記一般式(G1)で表される有機化合物である。
上記一般式(G1)において、Bは置換または無置換のナフトビスベンゾフラン骨格、置
換または無置換のナフトビスベンゾチオフェン骨格および置換または無置換のナフトベン
ゾフラノベンゾチオフェン骨格のいずれかを表している。骨格Bには1または2の置換ま
たは無置換のアリールアミノ基が結合する(すなわち、qは1または2)が、当該アリー
ルアミンはフェニル基のみなど単純なアリール基のみを有するアミンではなく、置換また
は無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基、および置
換または無置換のカルバゾリル基の少なくとも一つ以上有するアリールアミンであること
を特徴とする。
上記一般式(G1)において、Aは置換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または
無置換のジベンゾチオフェニル基および置換または無置換のカルバゾリル基のいずれかを
表している。
また、上記一般式(G1)においてArは、置換または無置換の炭素数6乃至25の芳
香族炭化水素基、置換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾ
チオフェニル基および置換または無置換のカルバゾリル基のいずれかを表す。
上記一般式(G1)において、α、αおよびαはそれぞれ独立に置換または無置換
の炭素数6乃至25の二価の芳香族炭化水素基のいずれかであり、l、mおよびnはそれ
ぞれ独立に0、1および2のいずれかの数値を取る。
置換もしくは無置換のナフトビスベンゾフラン骨格、置換もしくは無置換のナフトビスベ
ンゾチオフェン骨格を有する有機化合物または置換もしくは無置換のナフトベンゾフラノ
ベンゾチオフェン骨格は、発光素子の発光団として非常に有用な骨格である。当該有機化
合物は、発光効率が高く、また、良好な青色発光を呈するため、当該有機化合物を用いた
発光素子は、発光効率の良好な青色発光素子とすることができる。青色蛍光材料は様々な
物質が開発されているが、本有機化合物は色度が非常に良好な青色発光を呈するため、8
Kディスプレイに準拠する超広色域の国際規格である、ITU−R BT.2020規格
をカバーする色域を表現するための青色発光材料として、非常に有望な材料である。
本発明者らは、特に、これらの骨格に上述のような置換または無置換のジベンゾフラニル
基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基および置換または無置換のカルバゾリル
基を少なくとも一つ以上有する特殊なアリールアミンを有する有機化合物を用いた発光素
子が、さらに特性の良好な発光素子となることを見出した。具体的には、発光効率がより
良好となる、色純度がさらに良好となる、などの効果がある。
上記一般式(G1)において、ArとAのどちらかまたは両方は置換または無置換のジ
ベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基および置換または無置換
のカルバゾリル基のいずれかを表す場合があるが、これらは、以下の一般式(g1)乃至
一般式(g3)で表される基であることが好ましい。
上記一般式(g1)乃至一般式(g3)において、R乃至Rは、そのいずれか1が単
結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至
10の環式炭化水基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基のいずれ
かを表す。ただし、Aが上記一般式(g3)で表される基であり、且つ上記一般式(g3
)で表される基におけるRが単結合を表す場合、nは1または2であるものとする。ま
た、Arが上記一般式(g3)で表される基であり、かつ(g3)においてRが単結
合を表す場合、mは1または2であるものとする。
ArとAのどちらかまたは両方が上記一般式(g1)で表される基である場合、R
至Rのいずれか一が単結合であることが好ましく、上記一般式(g2)で表される基で
ある場合、R乃至Rのいずれか一が単結合であることが好ましく、上記一般式(g3
)で表される基である場合、RまたはRが単結合であることが好ましい。
なお、ここでの単結合とは、上記一般式(G1)におけるα、α、あるいはNとの結
合手を表している。
なお、上記一般式(G1)におけるAが上記一般式(g3)で表される基であり且つR
が単結合である場合を除き、nは0である構成が合成ステップが少なく、昇華温度も低く
なり、好ましい態様である。また、lやnもそれぞれAによらず0であることが合成ステ
ップが少なく、昇華温度も低くなり、好ましい。
上記一般式(G1)におけるAが上記一般式(g3)で表される基であり且つRが単結
合である場合は、nは1である構成が合成しやすく、化学的に安定であるため好ましい態
様である。Arが上記一般式(g3)で表される基であり且つRが単結合である場合
も、同様の理由からmは1である構成が好ましい。
また、一般式(G1)におけるAおよびArのいずれか一方または両方が、上記一般式
(g1)で表される基または上記一般式(g2)で表される基、好ましくは上記一般式(
g1)で表される基であることが、上記一般式(G1)で表される有機化合物が短波長発
光となるため好ましい構成である。この際、上記一般式(g1)で表される基または上記
一般式(g2)で表される基の、α、α、あるいはNと結合する単結合の位置はR
またはRであるとより短波長発光となり好ましい。また、上記一般式(g1)で表され
る基または上記一般式(g2)で表される基の、α、α、あるいはNと結合する単結
合の位置がRまたはRであると発光量子収率がより高くなり好ましい。また、単結合
の位置がRであると、発光スペクトルが狭線化するため好ましい構成である。
また、一般式(G1)におけるArとAのどちらかまたは両方が上記一般式(g3)で
表される基であると信頼性が良好となり好ましい構成である。
また、Arは置換又は無置換の炭素数6乃至25の芳香族炭化水素基であることが昇華
温度が低くなり、好ましい。
またqは2である方が、量子収率が高くなり、好ましい。qは1である方が、昇華温度が
低くなり、好ましい。
なお本明細書では昇華温度は蒸発温度の意味も含むものとする。
上記一般式(G1)におけるAで表される基の代表的な例を、以下の構造式(Ar−50
)乃至(Ar−66)に示す。なおこれらは、さらに炭素数1乃至10の炭化水素基、炭
素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水
素基などの置換基を有していてもよい。
また、上記一般式(G1)における、Arは置換または無置換の炭素数6乃至25の芳
香族炭化水素基、置換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾ
チオフェニル基および置換または無置換のカルバゾリル基のいずれかを表す。置換または
無置換の炭素数6乃至25の芳香族炭化水素基としては、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、フルオレニル基、ジメチルフルオレニル基、スピ
ロフルオレニル基、ジフェニルフルオレニル基、フェナントリル基、アントリル基、ジヒ
ドロアントリル基、トリフェニレニル基、ピレニル基等を挙げることができる。Ar
代表的な例を以下の構造式(Ar−50)乃至(Ar−66)、(Ar−100)乃至(
Ar−119)、(Ar−130)乃至(Ar−140)に示す。なおこれらは、さらに
炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換
の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基などの置換基を有していてもよい。
なお、(Ar−50)、(Ar−53)、(Ar−54)のように、カルバゾリル基が9
位で一般式(G1)におけるαやα、窒素(アミン)と結合している構造を有する有
機化合物は、共役が伸びづらく、短波長発光が得られるため、好ましい。
また、(Ar−51)、(Ar−55)、(Ar−56)、(Ar−57)、(Ar−6
0)のように、一般式(G1)におけるαやα、窒素(アミン)にカルバゾリル基が
3位で結合している有機化合物、ジベンゾフラニル基が2位で結合している有機化合物、
ジベンゾチオフェニル基が2位で結合している有機化合物は共役が伸びやすく、ホール輸
送性が高い、長波長発光が得られる、信頼性が良好などの効果が得られるため好ましい。
中でも特にカルバゾリル基でその効果が高い。
また、(Ar−52)、(Ar−59)、(Ar−62)のように、一般式(G1)にお
けるαやα、窒素(アミン)にカルバゾリル基が2位で結合している有機化合物、ジ
ベンゾフラニル基が3位で結合している有機化合物、ジベンゾチオフェニル基が3位で結
合している有機化合物はキャリア輸送性が高く、駆動電圧の低減が期待でき、好ましい構
成である。
また、(Ar−51)、(Ar−52)、(Ar−55)、(Ar−56)のように、カ
ルバゾリル基の9位はアリール基が結合している方が、信頼性が良好などの効果が得られ
るため好ましい。
また、(Ar−58)、(Ar−61)、(Ar−63)乃至(Ar−66)のように、
一般式(G1)におけるαやα、窒素(アミン)にジベンゾフラニル基が4位で結合
している有機化合物、ジベンゾチオフェニル基が4位で結合している有機化合物は共役が
伸びづらく、短波長発光が得られ、信頼性が良好であるため、好ましい。
また、(Ar−100)乃至(Ar−108)の様に、フェニル基が連結したものは、共
役が伸びづらく発光波長が短波長となり、好ましい。
また、(Ar−100)乃至(Ar−119)の様に、ベンゼン環、ナフタレン環、フル
オレン環の様に六員環の縮環数が2つ以下であるもの、またはフェナントレン環の様に六
員環の縮環数が3つ以上であっても六員環に対して他の六員環がa位とc位、e位のみの
縮環で構成されている、炭化水素で構成されているものは、共役が広がりづらく、発光が
短波長となるため、好ましい。
上記一般式(G1)におけるα乃至αは、それぞれ独立に置換または無置換の炭素数
6乃至25の二価の芳香族炭化水素基を表すが、具体的にはフェニレン基、ビフェニレン
基、ターフェニレン基、ナフチレン基、フルオレニレン基、ジメチルフルオレニル基、な
どがあげられる。α乃至αの代表的な例としては、下記構造式(Ar−1)乃至(A
r−33)で表される基を挙げることができる。なお、これらはさらに、炭素数1乃至1
0の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至
14の芳香族炭化水素基などの置換基を有していてもよい。
なお、α乃至αは(Ar−1)乃至(Ar−11)の様に、フェニレン基またはフェ
ニレン基が数個つながった基であると共役が伸び辛く、一重項励起準位が高く保たれるた
め好ましい。特にメタフェニレン基が含まれる構成は、その効果が顕著であるため好まし
い態様である。また、α乃至αがパラフェニレン基である構成は発光材料として信頼
性が高くなり、好ましい態様である。また、(Ar−24)乃至(Ar−27)の様に、
置換基がフルオレンの9位などのシグマ結合を有する炭素で連結している場合、共役が伸
び辛く、S1準位が高く保たれるため、発光波長がより短波長となり好ましい構成である
l、mおよびnがそれぞれ2の場合、α、αおよびαはそれぞれ異なる置換基同士
が連結していても良い。例えば、(Ar−17)や(Ar−18)はナフチレンとフェニ
レンが連結したものである。
上記一般式(G1)で表される有機化合物において、Bで表される置換もしくは無置換の
ナフトビスベンゾフラン骨格、置換もしくは無置換のナフトビスベンゾチオフェン骨格ま
たは置換もしくは無置換のナフトベンゾフラノベンゾチオフェン骨格は、下記一般式(B
1)乃至(B4)で表される骨格のいずれかであることが好ましい。
上記一般式(B1)乃至一般式(B4)において、XおよびXは酸素原子または硫黄
原子を表す。XおよびXはそれぞれ独立に酸素原子または硫黄原子を表している。な
お、これらは二つとも同じ原子であることが合成上簡便となり好ましい。また、どちらも
酸素原子である構成が、合成が容易であり且つ、一重項励起準位が高く、より短波長の発
光を得る事ができる、高い発光収率が得られるなどの効果があるため好ましい態様である
。なお、X、Xは酸素原子の数が多いほど短波長の発光を呈し、硫黄原子の数が多い
ほど長波長の発光を呈するため、目的の一重項励起準位や発光波長により任意に選択する
ことができる。
上記一般式(G1)で表される有機化合物は、Bで表される骨格によってその発光波長に
傾向がみられ、Bが一般式(B2)で表される骨格、一般式(B4)で表される骨格、一
般式(B1)で表される骨格、一般式(B3)で表される骨格の順で長波長になる。その
ため、目的の発光色にあわせて上記骨格を選択すればら良い。より短波長な青色発光を得
たい場合は、一般式(B2)で表される化合物が好ましい。比較的長波長な青色発光を得
たい場合は、一般式(B3)で表される化合物が好ましい。
また、上記一般式(G1)で表される有機化合物は、Bで表される骨格が一般式(B3)
で表される骨格であると、発光スペクトルが狭線化し、色純度の高い発光が得られるため
好ましい。
また、上記一般式(B1)で表される骨格においては、R10乃至R21のいずれか1ま
たは2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭
素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水
素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。
なお、単結合は、R10乃至R21のうちR11、R12、R17およびR18のいずれ
か1または2であることが合成が簡便であるため好ましい構成である。
また、上記一般式(B1)においてR10乃至R21のいずれか2が単結合である場合(
すなわち、上記一般式(G1)におけるqが2である場合)、R11またはR12のいず
れか一方、およびR17またはR18のいずれか一方が単結合であることが合成の容易さ
から好ましい。また、この場合、R11およびR17が単結合であることが長波長発光を
得る観点で好ましく、R12およびR18が単結合であると短波長発光が得られ、発光量
子効率が良好で、モル吸光係数も高く、発光させた時の信頼性も良いことから好ましい。
また、上記一般式(B2)においては、R30乃至R41のいずれか1または2が単結合
を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10
の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換また
は無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。なお、単結合は
、R30乃至R41のうちR31、R32、R37およびR38のいずれか1または2で
あることが、合成が簡便であるため好ましい。
また、上記一般式(B2)においてR30乃至R41のいずれか2が単結合である場合(
すなわち、上記一般式(G1)におけるqが2である場合)、R31またはR32のいず
れか一方、およびR37またはR38のいずれか一方が単結合であることが合成の容易さ
から好ましい。また、この場合、R31およびR37が単結合であることが長波長発光を
得る観点で好ましく、R32およびR38が単結合であると短波長発光が得られ、発光量
子効率も良好で、モル吸光係数も高く、発光させた時の信頼性も良くことから好ましい。
また、上記一般式(B3)においては、R50乃至R61のいずれか1または2が単結合
を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10
の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換また
は無置換のジアリールアミノ基のいずれかを表す。なお、単結合は、R50乃至R61
うちR51、R52、R57およびR58のいずれか1または2であることが、合成が簡
便であるため好ましい。
また、上記一般式(B3)においてR50乃至R61のいずれか2が単結合である場合(
すなわち、上記一般式(G1)におけるqが2である場合)、R51またはR52のいず
れか一方、およびR57またはR58のいずれか一方が単結合であることが合成の容易さ
から好ましい。また、この場合、R51およびR57が単結合であることが長波長発光を
得る観点で好ましく、R52およびR58が単結合であると短波長発光が得られ、発光量
子効率も良好で、モル吸光係数も高く、発光させた時の信頼性も良いことから好ましい。
また、上記一般式(B4)においては、R70乃至R81のいずれか1または2が単結合
を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10
の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換また
は無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。なお、単結合は
、R70乃至R81のうちR71、R72、R77およびR78のいずれか1または2で
あることが、合成が簡便であるため好ましい。
また、上記一般式(B4)においてR70乃至R81のいずれか2が単結合である場合(
すなわち、上記一般式(G1)におけるqが2である場合)、R71またはR72のいず
れか一方、およびR77またはR78のいずれか一方が単結合であることが合成の容易さ
から好ましい。また、この場合、R71およびR78が単結合であることが長波長発光を
得る観点で好ましく、R72およびR77が単結合であると短波長発光が得られ、発光量
子効率も良好で、モル吸光係数も高く、発光させた時の信頼性も良いことから好ましい。
なお、ここでの単結合とは、上記一般式(G1)のαまたは窒素(アミン)との結合手
を表している。
また、上記一般式(B1)乃至一般式(B4)において、R10乃至R21、R30乃至
41、R50乃至R61、R70乃至R81で表す置換基の内、単結合であるもの以外
は、水素である方が、合成が簡便で、昇華温度も低いため好ましい構成である。一方、水
素以外の置換基を用いることで、耐熱性や溶剤への溶解性などを向上させることができ、
発光波長を長波長にシフトさせることができる。
なお、上記一般式(G1)で表される有機化合物は、下記一般式(G1−1)で表される
有機化合物であることが好ましい。
但し上記一般式(G1−1)において、Bは下記一般式(B1−1)または(B3−1)
を表す。また、Arは置換もしくは無置換の炭素数6乃至25の芳香族炭化水素基であ
り、Aは下記一般式(g0)で表される基である。また、mは0乃至2の整数を表す。ま
た、αは置換または無置換の炭素数6乃至14の二価の芳香族炭化水素基である。
但し、上記一般式(B1−1)または(B3−1)において、XおよびXはそれぞれ
独立に酸素原子または硫黄原子を表す。また、R12,R18、R52およびR58は単
結合を表す。
但し、上記一般式(g0)において、Xは酸素原子、または、置換もしくは無置換のフ
ェニル基が結合した窒素原子である。また、Rは単結合を表す。
なお、上記一般式(G1)または(G1−1)で表される有機化合物の分子量は、昇華性
を考慮すると1300以下、好ましくは1000以下であるとよい。膜質を考慮すると分
子量が650以上である方が好ましい。
なお、上述の有機化合物に結合する骨格または基が置換基を有する場合、当該置換基とし
ては、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、炭素数6乃
至14の芳香族炭化水素基のいずれかであることが好ましい。
上記Rで表される置換基、または、置換基にさらに結合する置換基において、炭素数1乃
至10の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチ
ル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル
基、デシル基、イコシル基などを挙げることができる。また、炭素数3乃至10の環式炭
化水素基としては、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、などを挙げることができる。
また、炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフ
チル基、フェナントリル基、アントリル基、フルオレニル基などを挙げることができる。
また、上記Rで表される置換基が炭素数12乃至32のジアリールアミノ基である場合、
当該ジアリールアミノ基の有する二つのアリール基は、それぞれ独立に炭素数6乃至16
の芳香族炭化水素基であることがより好ましい。当該芳香族炭化水素基としては、フェニ
ル基、ビフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、アントリル基、フルオレニル基、
ナフチルフェニル基などを挙げることができる。
なお、これらのうち、炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基および炭素数12乃至32の
ジアリールアミノ基はさらに炭素数1乃至6の脂肪族炭化水素基、炭素数3乃至6の脂環
式炭化水素基等を置換基として有していても良い。
以上のような構成を有する本発明の有機化合物の例を以下に示す。
一般式(B1)乃至一般式(B4)において、XおよびXは、化合物(905)のよ
うに、異なっていても良い。ただし同じである方が一般式(G1)におけるBの骨格の合
成が簡便であり、好ましい。
一般式(G1)におけるqが2である場合、ジアリールアミノ基は、化合物(903)の
ように、その置換基は同じでなくても良い。ただし同じである方が合成が簡便であり、好
ましい。
一般式(G1)において、qが2の場合、すなわち、骨格Bに置換するジアリールアミノ
基が2つである場合、化合物(901)のように、その置換基がBのXおよびXに対
して非対称に結合していても良い。ただし、化合物(100)、化合物(200)、化合
物(300)、化合物(400)、化合物(500)、化合物(600)、化合物(70
0)、化合物(800)、化合物(900)などの様に、対称である方がBの骨格の合成
が簡便であり、好ましい。
一般式(G1)において、化合物(904)のように、二つのアリールアミノ基の一方が
、置換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基
および置換または無置換のカルバゾリル基を有するアリールアミノ基のいずれかであり、
もう一方のアリールアミノ基がジアリールアミノ基である構成であっても良い。ただし、
2つのアリールアミノ基が同じ基である方が合成が簡便となるため好ましい構成である。
なお、2つのアリールアミノ基のうち、少なくとも1が置換または無置換のジベンゾフラ
ニル基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基および置換または無置換のカルバゾ
リル基のいずれかを有するアリールアミノ基であると、当該有機化合物を発光材料として
用いた発光素子の信頼性が良好となり好ましい。
一般式(G1)で表すl、m、nの少なくとも1以上が2の場合、化合物(907)の様
に、α、αおよびαはそれぞれ異なる骨格が連結していても良い。
続いて、上述したような本発明の有機化合物を合成する方法の一例について説明する。一
般式(G1)で表される有機化合物を以下に示す。
但し、式中Bは置換または無置換のナフトビスベンゾフラン骨格、置換または無置換のナ
フトビスベンゾチオフェン骨格および置換または無置換のナフトベンゾフラノベンゾチオ
フェン骨格のいずれかを表す。また、Arは置換または無置換の炭素数6乃至14の芳
香族炭化水素基、置換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾ
チオフェニル基、および置換または無置換のカルバゾリル基のいずれかである。Aは置換
または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基、およ
び置換または無置換のカルバゾリル基のいずれかであり、α乃至αはそれぞれ独立に
置換または無置換の炭素数6乃至14の二価の芳香族炭化水素基である。また、l、m、
nはそれぞれ独立に0乃至2の整数を表し、qは1又は2である。
上記一般式(G1)で表される有機化合物は、下記合成スキームに示すように、化合物(
a1)と、アリールアミン化合物(a2)とをクロスカップリング反応させることで、得
ることができる。Xの例としては塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン基や、スルホニル
基などがあげられる。Dはlが0(つまり化合物(a1)が二級アミン)の場合は水素
を表し、1以上(つまり化合物(a1)が三級アミン)の場合はボロン酸やジアルコキシ
ボロン酸、アリールアルミニウム、アリールジルコニウム、アリール亜鉛、又はアリール
スズ等を表すものとする。
この反応は様々な条件によって進行させることができ、その一例として、塩基存在下にて
金属触媒を用いた合成方法を適用することができる。例えば、lが0の場合はウルマンカ
ップリングやハートウィッグ・ブッフバルト反応を用いることができる。lが1以上の場
合は鈴木・宮浦反応を用いることができる。
なお、ここでは化合物(a1)に対して化合物(a2)をq等量反応させているが、qが
2以上、つまり化合物(G1)中のBに対するqのカッコ内で表される置換基が2つ以上
で、且つそれらの置換基が同じでない場合、化合物(a2)を1種類ずつ化合物(a1)
に対して反応させても良い。
以上のように、本発明の一態様の有機化合物を合成することができる。
なお、上記化合物(a1)としては下記一般式(B1−a1)乃至一般式(B4−a1)
のようなものが挙げられる。これらは本発明の一態様の化合物を合成するのに有用な化合
物である。同じくその原料も同様に有用である。合成法に関しては、ハロゲンの置換位置
を適宜変更することで、後述の各実施の形態と同様に合成できる。
上記一般式(B1−a1)乃至一般式(B4−a1)において、XおよびXはそれぞ
れ独立に酸素原子または硫黄原子を表す。
また、上記一般式(B1−a1)においては、R10乃至R21のいずれか1または2が
ハロゲンを表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3
乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、
置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。なお、
ハロゲンは、R10乃至R21のうちR11、R12、R17およびR18のいずれか1
または2であることが合成が簡便であるため好ましい。
また、上記一般式(B1−a1)においてR10乃至R21のいずれか2がハロゲンであ
る場合、R11またはR12のいずれか一方、およびR17またはR18のいずれか一方
がハロゲンであることが合成の容易さから好ましい。また、この場合、R11およびR
がハロゲンであることが好ましい、またはR12およびR18がハロゲンであることが
好ましい。
また、上記一般式(B2−a1)においては、R30乃至R41のいずれか1または2が
ハロゲンを表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3
乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、
置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。なお、
ハロゲンは、R30乃至R41のうちR31、R32、R37およびR38のいずれか1
または2であることが合成が簡便であるため好ましい。
また、上記一般式(B2−a1)においてR30乃至R41のいずれか2がハロゲンであ
る場合、R31またはR32のいずれか一方、およびR37またはR38のいずれか一方
がハロゲンであることが合成の容易さから好ましい。また、この場合、R31およびR
がハロゲンであることが好ましい、またはR32およびR38がハロゲンであることが
好ましい。
また、上記一般式(B3−a1)においては、R50乃至R61のいずれか1または2が
単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃
至10のハロゲン炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基
、置換または無置換のジアリールアミノ基のいずれかを表す。なお、ハロゲンは、R50
乃至R61のうちR51、R52、R57およびR58のいずれか1または2であること
が好ましい。
また、上記一般式(B3−a1)においてR50乃至R61のいずれか2がハロゲンであ
る場合、R51またはR52のいずれか一方、およびR57またはR58のいずれか一方
がハロゲンであることが合成の容易さから好ましい。また、この場合、R51およびR
がハロゲンであることが好ましい、またはR52およびR58がハロゲンであることが
好ましい。
また、上記一般式(B4−a1)においては、R70乃至R81のいずれか1または2が
ハロゲンを表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3
乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、
置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。なお、
ハロゲンは、R70乃至R81のうちR71、R72、R77およびR78のいずれか1
または2であることが好ましい。
また、上記一般式(B4−a1)においてR70乃至R81のいずれか2がハロゲンであ
る場合、R71またはR72のいずれか一方、およびR77またはR78のいずれか一方
がハロゲンであることが合成の容易さから好ましい。また、この場合、R71およびR
がハロゲンであることが好ましい、またはR72およびR77がハロゲンであることが
好ましい。
続いて、上述の一般式(B1−a1)で表される有機化合物の合成法に関して説明する。
一般式(B1−a1)を以下に示す。各置換基やXおよびXに関しては、上で述べた
ものと同一である。
下記スキームに示すように、ナフタレン化合物(c1−11)、アリール化合物(c1−
12)、およびアリール化合物(c1−13)をクロスカップリング反応させることで、
(c1−14)で表されるナフタレン化合物を得ることができる。BやBはそれぞれ
、ボロン酸やジアルコキシボロン酸などがあげられる。YやYは、塩素、臭素などの
ハロゲン基やスルホニル基を表す。なお、YやYの位置は一例であり、本合成例では
上記一般式(B1−a1)におけるR12とR18の位置にYやYを導入する例を示
したが、YやYはR10乃至R21のいずれの位置にも導入することができる。また
、YまたはYいずれか一方のみの導入であっても構わない。YやYの導入位置を
変更することによってさまざまな位置に上記(a2)で表される置換基を導入することが
可能となる。
また、下記スキーム中、Y及びYは臭素又はヨウ素などのハロゲンまたはスルホニル
基を表す。Y及びYはYやYよりも反応性の高い脱離基が好ましい。
この反応は様々な条件で行う事が可能であるが、その例として、塩基存在下にて金属触媒
を用いた合成方法がある。当該合成方法の具体的な例としては、鈴木・宮浦反応を挙げる
ことができる。
なおここでは化合物(c1−12)と化合物(c1−13)とを同時に化合物(c1−1
1)と反応させている。しかし、化合物(c1−12)と化合物(c1−13)とが異な
る置換基を持つ化合物である場合、化合物(c1−11)と化合物(c1−12)とをま
ず反応させて、その生成物と化合物(c1−13)とを反応させてもよく、また、その方
が目的物の収率や純度が高くなり、好ましい。
次に下記スキームに示すように、ナフタレン化合物(c1−14)から、(c1−15)
で表されるハロゲン化ナフトビスベンゾフラン化合物またはハロゲン化ナフトビスベンゾ
チオフェン化合物を得ることができる。下記一般式(c1−15)で表されるハロゲン化
ナフトビスベンゾフラン化合物またはハロゲン化ナフトビスベンゾチオフェン化合物は、
上記一般式(B1−a1)で表される有機化合物におけるR12とR18がハロゲンまた
はスルホニル基である有機化合物に相当する。
この反応は様々な条件によって行うことができる。例えばN−メチルピロリドン(略称:
NMP)やジメチルスルホキシド(略称:DMSO)などの溶液中で炭酸カリウムや炭酸
セシウムを加えて加熱することで反応を行うことができる。
続いて、上述の一般式(B1−a1)で表される有機化合物の、他の合成法に関して説明
する。一般式(B1−a1)を以下に示す。各置換基やXおよびXに関しては、上で
述べたものと同一である。なお、本合成法はR14とR20の位置に置換基を有する化合
物である場合に好適である。すなわち、R14およびR20はそれぞれ独立に炭素数1乃
至10の炭化水素基、炭素数3乃至10のハロゲン炭化水素基、置換または無置換の炭素
数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換のジアリールアミノ基のいずれか一
であることが好ましい。
下記スキームに示すように、ナフタレン化合物(c1−21)、アリール化合物(c1−
22)およびアリール化合物(c1−23)を反応させることで、(c1−24)で表さ
れるナフタレン化合物を得ることができる。YやYは、塩素、臭素などのハロゲン基
やスルホニル基を表す。なお、YやYの位置は一例であり、本合成例では上記一般式
(B1−a1)におけるR12とR18の位置にYやYを導入する例を示したが、Y
やYはR10乃至R21のいずれの位置にも導入することができる。また、Yまた
はYは、いずれか一方のみの導入であっても構わない。YやYの導入位置を変更す
ることによってさまざまな位置に上記(a2)で表される置換基を導入することが可能と
なる。
また、Y及びYは臭素又はヨウ素などのハロゲンまたはスルホニル基を表す。Y
びYはYやYよりも反応性の高い脱離基が好ましい。
なお、以降の反応において化合物ナフタレン環のアルファ位に選択的にYおよびY
反応させ、環化させるために、R14とR20は水素以外の置換基であることが好ましい
。具体的には下記スキームにおけるナフタレン化合物(c1−21)はR14とR20
位置に置換基を有する有機化合物であることが好ましい。
この反応は様々な条件によって行うことができる。例えばN−メチルピロリドン(略称:
NMP)やジメチルスルホキシド(略称:DMSO)などの溶液中で炭酸カリウムや炭酸
セシウムを加えて加熱することで反応を行うことができる。
なお、ここでは化合物(c1−22)と化合物(c1−23)とを同時に化合物(c1−
21)と反応させているが、化合物(c1−22)と化合物(c1−23)とが異なる置
換基を持つ化合物である場合、化合物(c1−21)と化合物(c1−22)とをまず反
応させて、その生成物と化合物(c1−23)とを反応させてもよい。その方が目的物の
収率や純度が高くなり、好ましい。
次に、下記スキームに示すように、ナフタレン化合物(c1−24)から、(c1−15
)で表されるハロゲン化ナフトビスベンゾフラン化合物またはハロゲン化ナフトビスベン
ゾチオフェン化合物を得ることができる。下記一般式(c1−15)で表されるハロゲン
化ナフトビスベンゾフラン化合物またはハロゲン化ナフトビスベンゾチオフェン化合物は
、上記一般式(B1−a1)で表される有機化合物におけるR12とR18がハロゲンま
たはスルホニル基である有機化合物に相当する。
この反応は様々な条件で行う事が可能であるが、その例として、塩基存在下にて金属触媒
を用いた合成方法がある。当該合成方法の具体的な例としては、鈴木・宮浦反応を挙げる
ことができる。
続いて、上述の一般式(B3−a1)で表される有機化合物の合成法に関して説明する。
一般式(B3−a1)を以下に示す。各置換基やXおよびXに関しては、上で述べた
ものと同一である。
下記スキームに示すように、ナフタレン化合物(c3−11)と、アリール化合物(c3
−12)、アリール化合物(c3−13)、とをクロスカップリング反応させることで、
(c3−14)で表されるナフタレン化合物を得ることができる。R100およびR10
はそれぞれメチル基などのアルキル基を表す。BやBはそれぞれ、ボロン酸やジア
ルコキシボロン酸などがあげられる。YやYは塩素、臭素などのハロゲン基、スルホ
ニル基などを表す。なお、YやYの位置は一例であり、本合成例では上記一般式(B
3−a1)におけるR52とR58の位置にYやYを導入する例を示したが、Y
はR50乃至R61のいずれの位置にも導入することができる。また、YまたはY
いずれか一方のみの導入であっても構わない。YやYの導入位置を変更することに
よってさまざまな位置に上記(a2)で表される置換基を導入することが可能となる。
また、Y及びYは臭素又はヨウ素などのハロゲンまたはスルホニル基を表す。Y
びYはYやYよりも反応性の高い脱離基が好ましい。
この反応は様々な条件で行う事が可能であるが、その例として、塩基存在下にて金属触媒
を用いた合成方法がある。当該合成方法の具体的な例としては、鈴木・宮浦反応を挙げる
ことができる。
なおここでは化合物(c3−12)と化合物(c3−13)とを同時に化合物(c3−1
1)と反応させているが、化合物(c3−12)と化合物(c3−13)とが異なる置換
基を持つ化合物である場合、化合物(c3−11)と化合物(c3−12)とをまず反応
させて、その生成物と化合物(c3−13)とを反応させてもよい。その方が目的物の収
率や純度が高くなり、好ましい。
次に下記スキームに示すように、ナフタレン化合物(c3−14)の脱アルキル反応によ
って、(c3−15)で表されるナフタレン化合物を得ることができる。
この反応は様々な条件によって行うことができるが、その一例としては、ジクロロメタン
などの溶媒中で三臭化ホウ素などのルイス酸を用いる反応を挙げることができる。
次に下記スキームに示すように、ナフタレン化合物(c3−15)から、(c3−16)
で表されるハロゲン化ナフトビスベンゾフラン化合物またはハロゲン化ナフトビスベンゾ
チオフェン化合物を得ることができる。下記一般式(c3−16)で表される有機化合物
は、上記一般式(B3−a1)で表される有機化合物におけるR52とR58がハロゲン
またはスルホニル基である有機化合物に相当する。
この反応は様々な条件によって行うことができる。例えばN−メチルピロリドン(略称:
NMP)やジメチルスルホキシド(略称:DMSO)などの溶液中で炭酸カリウムや炭酸
セシウムを加えて加熱することで反応を行うことができる。
続いて、上述の一般式(B3−a1)で表される有機化合物の他の合成法に関して説明す
る。一般式(B3−a1)を以下に示す。各置換基やXおよびXに関しては、上で述
べたものと同一である。なお、本合成法はR54とR60の位置に置換基を有する化合物
である場合に好適である。すなわち、R54およびR60はそれぞれ独立に炭素数1乃至
10の炭化水素基、炭素数3乃至10のハロゲン炭化水素基、置換または無置換の炭素数
6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換のジアリールアミノ基のいずれか一で
あることが好ましい。
下記スキームに示すように、ナフタレン化合物(c3−21)の脱アルキル反応によって
、(c3−22)で表されるナフタレン化合物を得ることができる。R100およびR
01はそれぞれメチル基などのアルキル基を表す。
なお、以降の反応において、ナフタレン環のベータ位に選択的にYおよびYを反応さ
せ、環化させるために、R54とR60は水素以外の置換基であることが好ましい。具体
的には下記スキームにおけるナフタレン化合物(c3−21)はR54とR60の位置に
置換基を有する有機化合物であることが好ましい。
この反応は様々な条件によって行うことができるが、その一例としては、ジクロロメタン
などの溶媒中で三臭化ホウ素などのルイス酸を用いる反応を挙げることができる。
続けて、下記スキームに示すように、ナフタレン化合物(c3−22)、アリール化合物
(c3−23)およびアリール化合物(c3−24)とを反応させることで、(c3−2
5)で表されるナフタレン化合物を得ることができる。YやYは、塩素、臭素などの
ハロゲン基やスルホニル基を表す。なお、YやYの位置は一例であり、本合成例では
上記一般式(B3−a1)におけるR52とR58の位置にYやYを導入する例を示
したが、YやYはR50乃至R61のいずれの位置にも導入することができる。また
、YまたはYは、いずれか一方のみの導入であっても構わない。YやYの導入位
置を変更することによってさまざまな位置に上記(a2)で表される置換基を導入するこ
とが可能となる。
また、Y及びYは臭素又はヨウ素などのハロゲンまたはスルホニル基を表す。Y
びYはYやYよりも反応性の高い脱離基が好ましい。
この反応は様々な条件によって行うことができる。例えばN−メチルピロリドン(略称:
NMP)やジメチルスルホキシド(略称:DMSO)などの溶液中で炭酸カリウムや炭酸
セシウムを加えて加熱することで反応を行うことができる。
なおここでは化合物(c3−23)と化合物(c3−24)とを同時に化合物(c3−
22)と反応させている。しかし、化合物(c3−23)と化合物(c3−24)とが異
なる置換基を持つ化合物である場合、化合物(c3−22)と化合物(c3−23)とを
まず反応させて、その生成物と化合物(c3−24)とを反応させてもよく、また、その
方が目的物の収率や純度が高くなり、好ましい。
次に下記スキームに示すように、ナフタレン化合物(c3−25)から、(c3−16)
で表されるハロゲン化ナフトビスベンゾフラン化合物またはハロゲン化ナフトビスベンゾ
チオフェン化合物を得ることができる。下記一般式(c3−16)で表されるハロゲン化
ナフトビスベンゾフラン化合物またはハロゲン化ナフトビスベンゾチオフェン化合物は、
上記一般式(B3−a1)で表される有機化合物におけるR52とR58がハロゲンまた
はスルホニル基である有機化合物に相当する。
この反応は様々な条件で行う事が可能であるが、その例として、塩基存在下にて金属触媒
を用いた合成方法がある。当該合成方法の具体的な例としては、鈴木・宮浦反応を挙げる
ことができる。
(実施の形態2)
本発明の一態様である発光素子の例について図1(A)を用いて以下、詳細に説明する。
本実施の形態における発光素子は、陽極101と、陰極102とからなる一対の電極と、
陽極101と陰極102との間に設けられたEL層103とから構成されている。
陽極101は、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金、導電性化合
物、およびこれらの混合物などを用いて形成することが好ましい。具体的には、例えば、
酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、ケイ素若し
くは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化
タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(IWZO)等が挙げられる。これ
らの導電性金属酸化物からなる膜は、通常スパッタリング法により成膜されるが、ゾル−
ゲル法などを応用して作製しても構わない。作製方法の例としては、酸化インジウム−酸
化亜鉛は、酸化インジウムに対し1wt%以上20wt%以下の酸化亜鉛を加えたターゲ
ットを用いてスパッタリング法により形成する方法などがある。また、酸化タングステン
及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(IWZO)は、酸化インジウムに対し酸化タン
グステンを0.5wt%以上5wt%以下、酸化亜鉛を0.1wt%以上1wt%以下含
有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することもできる。この他、金(
Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリ
ブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、ア
ルミニウム(Al)、または金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等が挙げられる。
また、グラフェンも用いることができる。なお、正孔注入層111に第1の物質と第2の
物質とを含む複合材料を用いた場合には、仕事関数に関わらず、上述以外の電極材料を選
択することもできる。
正孔注入層111はアクセプタ性の比較的高い第1の物質で形成すればよい。また、アク
セプタ性を有する第1の物質と、正孔輸送性を有する第2の物質とが混合された複合材料
により形成されていることが好ましい。複合材料を正孔注入層111の材料として用いる
場合には、第1の物質は第2の物質に対してアクセプタ性を示す物質を用いる。第1の物
質が第2の物質から電子を引き抜くことで第1の物質に電子が発生し、電子を引き抜かれ
た第2の物質には正孔が発生する。引き抜かれた電子と発生した正孔は、電界により電子
が陽極101へ流れ、正孔が正孔輸送層112を介し発光層113へ注入されるため、駆
動電圧の低い発光素子を得る事ができる。
第1の物質は、遷移金属酸化物又は元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の
酸化物、電子吸引基(ハロゲン基やシアノ基)を有する有機化合物等が好ましい。
上記の遷移金属酸化物、元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物とし
ては、バナジウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、クロム酸化物、モリブデン酸
化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物、レニウム酸化物、チタン酸化物、ルテニウ
ム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物及び銀酸化物がアクセプタ性が高いた
め好ましい。中でも特に、モリブデン酸化物は大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱
いやすいため好適である。
上記電子吸引基(ハロゲン基やシアノ基)を有する有機化合物としては7,7,8,8−
テトラシアノ−2,3,5,6−テトラフルオロキノジメタン(略称:F−TCNQ)
、クロラニル、2,3,6,7,10,11−ヘキサシアノ−1,4,5,8,9,12
−ヘキサアザトリフェニレン(略量:HAT−CN)、1,3,4,5,7,8−ヘキサ
フルオロテトラシアノ−ナフトキノジメタン(略称:F6−TCNNQ)等を挙げること
ができる。特に、HAT−CNのように複素原子を複数有する縮合芳香環に電子吸引基が
結合している化合物が、熱的に安定であり好ましい。
第2の物質は、正孔輸送性を有する物質であり、10−6cm/Vs以上の正孔移動度
を有することが好ましい。第2の物質として用いることのできる材料としては、N,N’
−ジ(p−トリル)−N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン(略称:DTDP
PA)、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ
]ビフェニル(略称:DPAB)、N,N’−ビス{4−[ビス(3−メチルフェニル)
アミノ]フェニル}−N,N’−ジフェニル−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジ
アミン(略称:DNTPD)、1,3,5−トリス[N−(4−ジフェニルアミノフェニ
ル)−N−フェニルアミノ]ベンゼン(略称:DPA3B)等の芳香族アミン、3−[N
−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカル
バゾール(略称:PCzPCA1)、3,6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール−
3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2
)、3−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミノ
]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)、4,4’−ジ(N−カルバゾ
リル)ビフェニル(略称:CBP)、1,3,5−トリス[4−(N−カルバゾリル)フ
ェニル]ベンゼン(略称:TCPB)、9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)
フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、1,4−ビス[4−(N−カルバ
ゾリル)フェニル]−2,3,5,6−テトラフェニルベンゼン等のカルバゾール誘導体
、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−Bu
DNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、9,1
0−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、2−ter
t−ブチル−9,10−ビス(4−フェニルフェニル)アントラセン(略称:t−BuD
BA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、9,10−ジフ
ェニルアントラセン(略称:DPAnth)、2−tert−ブチルアントラセン(略称
:t−BuAnth)、9,10−ビス(4−メチル−1−ナフチル)アントラセン(略
称:DMNA)、2−tert−ブチル−9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニ
ル]アントラセン、9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン、2
,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、2,3,6
,7−テトラメチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン、9,9’−ビアント
リル、10,10’−ジフェニル−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス(2−
フェニルフェニル)−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス[(2,3,4,5
,6−ペンタフェニル)フェニル]−9,9’−ビアントリル、アントラセン、テトラセ
ン、ペンタセン、コロネン、ルブレン、ペリレン、2,5,8,11−テトラ(tert
−ブチル)ペリレン等の芳香族炭化水素が挙げられる。芳香族炭化水素はビニル骨格を有
していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、4,4’−ビ
ス(2,2−ジフェニルビニル)ビフェニル(略称:DPVBi)、9,10−ビス[4
−(2,2−ジフェニルビニル)フェニル]アントラセン(略称:DPVPA)等が挙げ
られる。また、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニ
ル(略称:NPB)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−
[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’−ビス[N
−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(
略称:BSPB)、4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフ
ェニルアミン(略称:BPAFLP)、4−フェニル−3’−(9−フェニルフルオレン
−9−イル)トリフェニルアミン(略称:mBPAFLP)、4−フェニル−4’−(9
−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBA1B
P)、4,4’−ジフェニル−4’’−(9−フェニル−9−H−カルバゾール−3−イ
ル)トリフェニルアミン(略称:PCBBi1BP)、4−(1−ナフチル)−4’−(
9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−トリフェニルアミン(略称:PCBA
NB)、4、4’−ジ(1−ナフチル)−4’’−(9−フェニル−9H−カルバゾール
−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBNBB)、9,9−ジメチル−N−フェ
ニル−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−フルオ
レン−2−アミン(略称:PCBAF)、N−フェニル−N−[4−(9−フェニル−9
H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−アミ
ン(略称:PCBASF)などの芳香族アミン骨格を有する化合物、1,3−ビス(N−
カルバゾリル)ベンゼン(略称:mCP)、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニ
ル(略称:CBP)、3,6−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)−9−フェニルカル
バゾール(略称:CzTP)、3,3’−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール)(
略称:PCCP)などのカルバゾール骨格を有する化合物、4,4’,4’’−(ベンゼ
ン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DBT3P−II)、
2,8−ジフェニル−4−[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニ
ル]ジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP−III)、4−[4−(9−フェニル−
9H−フルオレン−9−イル)フェニル]−6−フェニルジベンゾチオフェン(略称:D
BTFLP−IV)などのチオフェン骨格を有する化合物、4,4’,4’’−(ベンゼ
ン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾフラン)(略称:DBF3P−II)、4−
{3−[3−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]フェニル}ジベ
ンゾフラン(略称:mmDBFFLBi−II)などのフラン骨格を有する化合物を用い
ることができる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバゾール骨格
を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄
与するため好ましい。
また本発明の一態様の有機化合物も正孔輸送性を有する物質であり、第2の物質として用
いることができる。
また、正孔注入層111は湿式法で形成することもできる。この場合、ポリ(エチレンジ
オキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)水溶液(PEDOT/PSS)、ポリ
アニリン/ショウノウスルホン酸水溶液(PANI/CSA)、PTPDES、Et−P
TPDEK、またはPPBA、ポリアニリン/ポリ(スチレンスルホン酸)(PANI/
PSS)等の酸を添加した導電性高分子化合物などを用いることができる。
正孔輸送層112は正孔輸送性を有する材料を含む層である。当該正孔輸送性を有する材
料としては、上記正孔注入層111を構成する物質として挙げた第2の物質と同じ材料を
用いることができる。正孔輸送層112は、単層で形成されていても、複数の層で形成さ
れていても良い。複数の層で形成されている場合、正孔の注入を容易に行うために、正孔
注入層111側の層から発光層113側の層に向かい、そのHOMO準位が階段状に深く
なってゆく構成であることが好ましい。このような構成は、発光層113におけるホスト
材料のHOMO準位が深い青色蛍光発光素子に対して非常に好適である。
なお、上記正孔輸送層112をそのHOMO準位を発光層113に向けて階段状に深くし
た複数の層で形成する構成は、正孔注入層111を、有機アクセプタ(上述の電子吸引基
(ハロゲン基やシアノ基)を有する有機化合物)で形成した素子に特に好適であり、キャ
リア注入性が良く駆動電圧の低い特性の非常に良好な素子を得ることができる。
また本発明の一態様の有機化合物も正孔輸送性を有する物質であり、正孔輸送性を有する
材料として用いることができる。
なお、正孔輸送層112は湿式法で形成することもできる。湿式法で正孔輸送層112を
形成する場合は、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)やポリ(4−ビニル
トリフェニルアミン)(略称:PVTPA)、ポリ[N−(4−{N’−[4−(4−ジ
フェニルアミノ)フェニル]フェニル−N’−フェニルアミノ}フェニル)メタクリルア
ミド](略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N
’−ビス(フェニル)ベンジジン](略称:Poly−TPD)等の高分子化合物を用い
ることができる。
発光層113は、蛍光発光物質を含む層、りん光発光物質を含む層、熱活性化遅延蛍光(
TADF)を発する物質を含む層、量子ドット類を含む層および金属ハロゲンペロブスカ
イト類を含む層など、いずれの発光物質を含む層であっても良いが、実施の形態1で説明
した本発明の一態様の有機化合物を発光物質として含むことが好ましい。本発明の一態様
の有機化合物を発光物質として用いることによって、効率が良好で且つ、色度の非常に良
好な発光素子を得ることが容易となる。
また、発光層113は単層であっても、複数の層からなっていても良い。複数の層からな
る発光層を形成する場合、りん光発光物質が含まれる層と蛍光発光物質が含まれる層が積
層されていても良い。この際、りん光発光物質が含まれる層では、後述の励起錯体を利用
することが好ましい。
また本発明の一態様の有機化合物も良好な量子収率を有する物質であり、発光材料として
用いることができる。
蛍光発光物質としては、例えば以下のような物質を用いることができる。また、これ以外
の蛍光発光物質も用いることができる。5,6−ビス[4−(10−フェニル−9−アン
トリル)フェニル]−2,2’−ビピリジン(略称:PAP2BPy)、5,6−ビス[
4’−(10−フェニル−9−アントリル)ビフェニル−4−イル]−2,2’−ビピリ
ジン(略称:PAPP2BPy)、(N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス[4−(9
−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]ピレン−1,6−ジアミン)、N
,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ビス[3−(9−フェニル−9H−フ
ルオレン−9−イル)フェニル]ピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6mMemFL
PAPrn)、N,N’−ビス[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N
,N’−ジフェニルスチルベン−4,4’−ジアミン(略称:YGA2S)、4−(9H
−カルバゾール−9−イル)−4’−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニル
アミン(略称:YGAPA)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(9,1
0−ジフェニル−2−アントリル)トリフェニルアミン(略称:2YGAPPA)、N,
9−ジフェニル−N−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カ
ルバゾール−3−アミン(略称:PCAPA)、ペリレン、2,5,8,11−テトラ(
tert−ブチル)ペリレン(略称:TBP)、4−(10−フェニル−9−アントリル
)−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称
:PCBAPA)、N,N’’−(2−tert−ブチルアントラセン−9,10−ジイ
ルジ−4,1−フェニレン)ビス[N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレン
ジアミン](略称:DPABPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(9,10−ジフ
ェニル−2−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PC
APPA)、N−[4−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−N,N
’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPAPPA)、N,
N,N’,N’,N’’,N’’,N’’’,N’’’−オクタフェニルジベンゾ[g,
p]クリセン−2,7,10,15−テトラアミン(略称:DBC1)、クマリン30、
N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾ
ール−3−アミン(略称:2PCAPA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニ
ル−2−イル)−2−アントリル]−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−ア
ミン(略称:2PCABPhA)、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N
,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPAPA)、N
−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,N’
,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPABPhA)、9,
10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−N−[4−(9H−カルバゾール−9
−イル)フェニル]−N−フェニルアントラセン−2−アミン(略称:2YGABPhA
)、N,N,9−トリフェニルアントラセン−9−アミン(略称:DPhAPhA)クマ
リン545T、N,N’−ジフェニルキナクリドン(略称:DPQd)、ルブレン、5,
12−ビス(1,1’−ビフェニル−4−イル)−6,11−ジフェニルテトラセン(略
称:BPT)、2−(2−{2−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル}−6−
メチル−4H−ピラン−4−イリデン)プロパンジニトリル(略称:DCM1)、2−{
2−メチル−6−[2−(2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]
キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル
(略称:DCM2)、N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)テトラセ
ン−5,11−ジアミン(略称:p−mPhTD)、7,14−ジフェニル−N,N,N
’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)アセナフト[1,2−a]フルオランテン
−3,10−ジアミン(略称:p−mPhAFD)、2−{2−イソプロピル−6−[2
−(1,1,7,7−テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベン
ゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパン
ジニトリル(略称:DCJTI)、2−{2−tert−ブチル−6−[2−(1,1,
7,7−テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キ
ノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(
略称:DCJTB)、2−(2,6−ビス{2−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]エ
テニル}−4H−ピラン−4−イリデン)プロパンジニトリル(略称:BisDCM)、
2−{2,6−ビス[2−(8−メトキシ−1,1,7,7−テトラメチル−2,3,6
,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−
4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:BisDCJTM)などが挙
げられる。特に、1,6mMemFLPAPrnのようなピレンジアミン化合物に代表さ
れる縮合芳香族ジアミン化合物は、ホールトラップ性が高く、発光効率や信頼性に優れて
いるため好ましい。
発光層113において、りん光発光物質として用いることが可能な材料としては、例えば
以下のようなものが挙げられる。トリス{2−[5−(2−メチルフェニル)−4−(2
,6−ジメチルフェニル)−4H−1,2,4−トリアゾール−3−イル−κN2]フェ
ニル−κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(mpptz−dmp)])、トリ
ス(5−メチル−3,4−ジフェニル−4H−1,2,4−トリアゾラト)イリジウム(
III)(略称:[Ir(Mptz)])、トリス[4−(3−ビフェニル)−5−イ
ソプロピル−3−フェニル−4H−1,2,4−トリアゾラト]イリジウム(III)(
略称:[Ir(iPrptz−3b)])のような4H−トリアゾール骨格を有する有
機金属イリジウム錯体や、トリス[3−メチル−1−(2−メチルフェニル)−5−フェ
ニル−1H−1,2,4−トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:[Ir(Mpt
z1−mp)])、トリス(1−メチル−5−フェニル−3−プロピル−1H−1,2
,4−トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:[Ir(Prptz1−Me)
)のような1H−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、fac−トリス
[1−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−2−フェニル−1H−イミダゾール]イリ
ジウム(III)(略称:[Ir(iPrpmi)])、トリス[3−(2,6−ジメ
チルフェニル)−7−メチルイミダゾ[1,2−f]フェナントリジナト]イリジウム(
III)(略称:[Ir(dmpimpt−Me)])のようなイミダゾール骨格を有
する有機金属イリジウム錯体や、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジ
ナト−N,C2’]イリジウム(III)テトラキス(1−ピラゾリル)ボラート(略称
:FIr6)、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’
]イリジウム(III)ピコリナート(略称:FIrpic)、ビス{2−[3’,5’
−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ピリジナト−N,C2’}イリジウム(III
)ピコリナート(略称:[Ir(CFppy)(pic)])、ビス[2−(4’,
6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)アセチルア
セトナート(略称:FIracac)のような電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導
体を配位子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。これらは青色のりん光発光を示
す化合物であり、440nmから520nmに発光スペクトルのピークを有する化合物で
ある。
また、トリス(4−メチル−6−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:
[Ir(mppm)])、トリス(4−t−ブチル−6−フェニルピリミジナト)イリ
ジウム(III)(略称:[Ir(tBuppm)])、(アセチルアセトナト)ビス
(6−メチル−4−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mp
pm)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(6−tert−ブチル−4−
フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tBuppm)(ac
ac)])、(アセチルアセトナト)ビス[6−(2−ノルボルニル)−4−フェニルピ
リミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(nbppm)(acac)])、
(アセチルアセトナト)ビス[5−メチル−6−(2−メチルフェニル)−4−フェニル
ピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(mpmppm)(acac)]
)、(アセチルアセトナト)ビス(4,6−ジフェニルピリミジナト)イリジウム(II
I)(略称:[Ir(dppm)(acac)])のようなピリミジン骨格を有する有
機金属イリジウム錯体や、(アセチルアセトナト)ビス(3,5−ジメチル−2−フェニ
ルピラジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppr−Me)(acac)
])、(アセチルアセトナト)ビス(5−イソプロピル−3−メチル−2−フェニルピラ
ジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppr−iPr)(acac)])
のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス(2−フェニルピリジ
ナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:[Ir(ppy)])、ビス(2−
フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:
[Ir(ppy)(acac)])、ビス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(I
II)アセチルアセトナート(略称:[Ir(bzq)(acac)])、トリス(ベ
ンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(bzq)])、トリス
(2−フェニルキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:[Ir(pq)
])、ビス(2−フェニルキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルア
セトナート(略称:[Ir(pq)(acac)])のようなピリジン骨格を有する有
機金属イリジウム錯体の他、トリス(アセチルアセトナト)(モノフェナントロリン)テ
ルビウム(III)(略称:[Tb(acac)(Phen)])のような希土類金属
錯体が挙げられる。これらは主に緑色のりん光発光を示す化合物であり、500nm乃至
600nmに発光スペクトルのピークを有する。なお、ピリミジン骨格を有する有機金属
イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。
また、(ジイソブチリルメタナト)ビス[4,6−ビス(3−メチルフェニル)ピリミ
ジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(5mdppm)(dibm)])、ビ
ス[4,6−ビス(3−メチルフェニル)ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イリ
ジウム(III)(略称:[Ir(5mdppm)(dpm)])、ビス[4,6−ジ
(ナフタレン−1−イル)ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イリジウム(III
)(略称:[Ir(d1npm)(dpm)])のようなピリミジン骨格を有する有機
金属イリジウム錯体や、(アセチルアセトナト)ビス(2,3,5−トリフェニルピラジ
ナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tppr)(acac)])、ビス(2
,3,5−トリフェニルピラジナト)(ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(
略称:[Ir(tppr)(dpm)])、(アセチルアセトナト)ビス[2,3−ビ
ス(4−フルオロフェニル)キノキサリナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(F
dpq)(acac)])のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、
トリス(1−フェニルイソキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:[I
r(piq)])、ビス(1−フェニルイソキノリナト−N,C2’)イリジウム(I
II)アセチルアセトナート(略称:[Ir(piq)(acac)])のようなピリ
ジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、2,3,7,8,12,13,17,1
8−オクタエチル−21H,23H−ポルフィリン白金(II)(略称:PtOEP)の
ような白金錯体や、トリス(1,3−ジフェニル−1,3−プロパンジオナト)(モノフ
ェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:[Eu(DBM)(Phen)])
、トリス[1−(2−テノイル)−3,3,3−トリフルオロアセトナト](モノフェナ
ントロリン)ユーロピウム(III)(略称:[Eu(TTA)(Phen)])のよ
うな希土類金属錯体が挙げられる。これらは、赤色のりん光発光を示す化合物であり、6
00nmから700nmに発光スペクトルのピークを有する。また、ピラジン骨格を有す
る有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得られる。
また、以上で述べたりん光性化合物の他、様々なりん光性発光材料を選択し、用いても
よい。
TADF材料としてはフラーレン及びその誘導体、アクリジン及びその誘導体、エオシ
ン誘導体等を用いることができる。またマグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、カドミウ
ム(Cd)、スズ(Sn)、白金(Pt)、インジウム(In)、もしくはパラジウム(
Pd)等を含む金属含有ポルフィリンを用いることができる。該金属含有ポルフィリンと
しては、例えば、以下の構造式に示されるプロトポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF
(Proto IX))、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(Meso
IX))、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(Hemato IX))、
コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ錯体(SnF(Copro I
II−4Me))、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(OEP))
、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(Etio I))、オクタエチルポ
ルフィリン−塩化白金錯体(PtClOEP)等が挙げられる。
また、以下の構造式に示される2−ビフェニル−4,6−ビス(12−フェニルインドロ
[2,3−a]カルバゾール−11−イル)−1,3,5−トリアジン(略称:PIC−
TRZ)や、9−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−9’−
フェニル−9H,9’H−3,3’−ビカルバゾール(略称:PCCzTzn)、9−[
4−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)フェニル]−9’−フ
ェニル−9H,9’H−3,3’−ビカルバゾール(略称:PCCzPTzn)、2−[
4−(10H−フェノキサジン−10−イル)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3
,5−トリアジン(略称:PXZ−TRZ)、3−[4−(5−フェニル−5,10−ジ
ヒドロフェナジン−10−イル)フェニル]−4,5−ジフェニル−1,2,4−トリア
ゾール(略称:PPZ−3TPT)、3−(9,9−ジメチル−9H−アクリジン−10
−イル)−9H−キサンテン−9−オン(略称:ACRXTN)、ビス[4−(9,9−
ジメチル−9,10−ジヒドロアクリジン)フェニル]スルホン(略称:DMAC−DP
S)、10−フェニル−10H,10’H−スピロ[アクリジン−9,9’−アントラセ
ン]−10’−オン(略称:ACRSA)、等のπ電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型
複素芳香環の両方を有する複素環化合物も用いることができる。該複素環化合物は、π電
子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有するため、電子輸送性及び正孔輸送
性が共に高く、好ましい。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが
直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型複素芳香環のア
クセプター性が共に強くなり、S1準位とT1準位のエネルギー差が小さくなるため、熱
活性化遅延蛍光を効率よく得られることから特に好ましい。なお、π電子不足型複素芳香
環の代わりに、シアノ基のような電子吸引基が結合した芳香環を用いても良い。
また、量子ドットとしては、第14族元素、第15族元素、第16族元素、複数の第14
族元素からなる化合物、第4族から第14族に属する元素と第16族元素との化合物、第
2族元素と第16族元素との化合物、第13族元素と第15族元素との化合物、第13族
元素と第17族元素との化合物、第14族元素と第15族元素との化合物、第11族元素
と第17族元素との化合物、酸化鉄類、酸化チタン類、カルコゲナイドスピネル類、各種
半導体クラスター、金属ハロゲンペロブスカイト類などのナノサイズ粒子を挙げることが
できる。
具体的には、セレン化カドミウム(CdSe)、硫化カドミウム(CdS)、テルル化
カドミウム(CdTe)、セレン化亜鉛(ZnSe)、酸化亜鉛(ZnO)、硫化亜鉛(
ZnS)、テルル化亜鉛(ZnTe)、硫化水銀(HgS)、セレン化水銀(HgSe)
、テルル化水銀(HgTe)、砒化インジウム(InAs)、リン化インジウム(InP
)、砒化ガリウム(GaAs)、リン化ガリウム(GaP)、窒化インジウム(InN)
、窒化ガリウム(GaN)、アンチモン化インジウム(InSb)、アンチモン化ガリウ
ム(GaSb)、リン化アルミニウム(AlP)、砒化アルミニウム(AlAs)、アン
チモン化アルミニウム(AlSb)、セレン化鉛(II)(PbSe)、テルル化鉛(I
I)(PbTe)、硫化鉛(II)(PbS)、セレン化インジウム(InSe)、
テルル化インジウム(InTe)、硫化インジウム(In)、セレン化ガリウ
ム(GaSe)、硫化砒素(III)(As)、セレン化砒素(III)(A
Se)、テルル化砒素(III)(AsTe)、硫化アンチモン(III)(
Sb)、セレン化アンチモン(III)(SbSe)、テルル化アンチモン(
III)(SbTe)、硫化ビスマス(III)(Bi)、セレン化ビスマス
(III)(BiSe)、テルル化ビスマス(III)(BiTe)、ケイ素(
Si)、炭化ケイ素(SiC)、ゲルマニウム(Ge)、錫(Sn)、セレン(Se)、
テルル(Te)、ホウ素(B)、炭素(C)、リン(P)、窒化ホウ素(BN)、リン化
ホウ素(BP)、砒化ホウ素(BAs)、窒化アルミニウム(AlN)、硫化アルミニウ
ム(Al)、硫化バリウム(BaS)、セレン化バリウム(BaSe)、テルル化
バリウム(BaTe)、硫化カルシウム(CaS)、セレン化カルシウム(CaSe)、
テルル化カルシウム(CaTe)、硫化ベリリウム(BeS)、セレン化ベリリウム(B
eSe)、テルル化ベリリウム(BeTe)、硫化マグネシウム(MgS)、セレン化マ
グネシウム(MgSe)、硫化ゲルマニウム(GeS)、セレン化ゲルマニウム(GeS
e)、テルル化ゲルマニウム(GeTe)、硫化錫(IV)(SnS)、硫化錫(II
)(SnS)、セレン化錫(II)(SnSe)、テルル化錫(II)(SnTe)、酸
化鉛(II)(PbO)、フッ化銅(I)(CuF)、塩化銅(I)(CuCl)、臭化
銅(I)(CuBr)、ヨウ化銅(I)(CuI)、酸化銅(I)(CuO)、セレン
化銅(I)(CuSe)、酸化ニッケル(II)(NiO)、酸化コバルト(II)(
CoO)、硫化コバルト(II)(CoS)、四酸化三鉄(Fe)、硫化鉄(II
)(FeS)、酸化マンガン(II)(MnO)、硫化モリブデン(IV)(MoS
、酸化バナジウム(II)(VO)、酸化バナジウム(IV)(VO)、酸化タングス
テン(IV)(WO)、酸化タンタル(V)(Ta)、酸化チタン(TiO
Ti、Ti、Tiなど)、酸化ジルコニウム(ZrO)、窒化ケイ
素(Si)、窒化ゲルマニウム(Ge)、酸化アルミニウム(Al
、チタン酸バリウム(BaTiO)、セレンと亜鉛とカドミウムの化合物(CdZnS
e)、インジウムと砒素とリンの化合物(InAsP)、カドミウムとセレンと硫黄の化
合物(CdSeS)、カドミウムとセレンとテルルの化合物(CdSeTe)、インジウ
ムとガリウムと砒素の化合物(InGaAs)、インジウムとガリウムとセレンの化合物
(InGaSe)、インジウムとセレンと硫黄の化合物(InSeS)、銅とインジウム
と硫黄の化合物(例えばCuInS)およびこれらの組合せなどを挙げることができる
が、これらに限定されない。また、組成が任意の比率で表される、いわゆる合金型量子ド
ットを用いても良い。例えば、CdSSe1−x(xは0から1の任意の数)で表され
る合金型量子ドットは、xを変化させることで発光波長を変えることができるため、青色
発光を得るには有効な手段の一つである。
量子ドットの構造としては、コア型、コア−シェル型、コア−マルチシェル型などがあ
り、そのいずれを用いても良いが、コアを覆ってより広いバンドギャップを持つ別の無機
材料でシェルを形成することによって、ナノ結晶表面に存在する欠陥やダングリングボン
ドの影響を低減することができる。これにより、発光の量子効率が大きく改善するためコ
ア−シェル型やコア−マルチシェル型の量子ドットを用いることが好ましい。シェルの材
料の例としては、硫化亜鉛(ZnS)や酸化亜鉛(ZnO)が挙げられる。
また、量子ドットは、表面原子の割合が高いことから、反応性が高く、凝集が起こりや
すい。そのため、量子ドットの表面には保護剤が付着している又は保護基が設けられてい
ることが好ましい。当該保護剤が付着している又は保護基が設けられていることによって
、凝集を防ぎ、溶媒への溶解性を高めることができる。また、反応性を低減させ、電気的
安定性を向上させることも可能である。保護剤(又は保護基)としては、例えば、ポリオ
キシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエ
チレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、トリプロピルホス
フィン、トリブチルホスフィン、トリヘキシルホスフィン、トリオクチルホスフィン等の
トリアルキルホスフィン類、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオ
キシエチレンn−ノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエー
テル類、トリ(n−ヘキシル)アミン、トリ(n−オクチル)アミン、トリ(n−デシル
)アミン等の第3級アミン類、トリプロピルホスフィンオキシド、トリブチルホスフィン
オキシド、トリヘキシルホスフィンオキシド、トリオクチルホスフィンオキシド、トリデ
シルホスフィンオキシド等の有機リン化合物、ポリエチレングリコールジラウレート、ポ
リエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類、また、
ピリジン、ルチジン、コリジン、キノリン類等の含窒素芳香族化合物等の有機窒素化合物
、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミ
ン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン等のアミノアルカン類、ジブチルスルフィ
ド等のジアルキルスルフィド類、ジメチルスルホキシドやジブチルスルホキシド等のジア
ルキルスルホキシド類、チオフェン等の含硫黄芳香族化合物等の有機硫黄化合物、パルミ
チン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の高級脂肪酸、アルコール類、ソルビタン脂肪酸エ
ステル類、脂肪酸変性ポリエステル類、3級アミン変性ポリウレタン類、ポリエチレンイ
ミン類等が挙げられる。
なお、量子ドットは、棒状の量子ロッドであっても良い。量子ロッドはc軸方向に偏光
した指向性を有する光を呈するため、量子ロッドを発光材料として用いることにより、よ
り外部量子効率が良好な発光素子を得ることができる。
なお、当該量子ドットを発光材料としてホストに分散した発光層を形成する場合は、ホス
ト材料に量子ドットを分散させる、またはホスト材料と量子ドットとを適当な液媒体に溶
解または分散させてウェットプロセス(スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブ
レードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カー
テンコート法、ラングミュア・ブロジェット法など)により層を形成した後、液媒体を除
去、または焼成することにより形成すればよい。
ウェットプロセスに用いる液媒体としては、たとえば、メチルエチルケトン、シクロヘ
キサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲ
ン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族
炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ジメチルホル
ムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)等の有機溶媒を用いることがで
きる。
発光層のホスト材料としては、蛍光発光物質を用いる場合は、9−フェニル−3−[4
−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCz
PA)、3−[4−(1−ナフチル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール
(略称:PCPN)、9−[4−(10−フェニル−9−アントラセニル)フェニル]−
9H−カルバゾール(略称:CzPA)、7−[4−(10−フェニル−9−アントリル
)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)、6
−[3−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−ベンゾ[b]ナフト[
1,2−d]フラン(略称:2mBnfPPA)、9−フェニル−10−{4−(9−フ
ェニル−9H−フルオレン−9−イル)−ビフェニル−4’−イル}アントラセン(略称
:FLPPA)等のアントラセン骨格を有する材料が好適である。アントラセン骨格を有
する物質を蛍光発光物質のホスト材料として用いると、発光効率、耐久性共に良好な発光
層を実現することが可能である。特に、CzPA、cgDBCzPA、2mBnfPPA
、PCzPAは非常に良好な特性を示すため、好ましい選択である。
上記材料以外の材料をホスト材料として用いる場合、電子輸送性を有する材料や正孔輸送
性を有する材料など様々なキャリア輸送材料を用いることができる。
電子輸送性を有する材料としては、例えば、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリ
ナト)ベリリウム(II)(略称:BeBq)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト
)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)(略称:BAlq)、ビス(8−
キノリノラト)亜鉛(II)(略称:Znq)、ビス[2−(2−ベンゾオキサゾリル)
フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnPBO)、ビス[2−(2−ベンゾチアゾリル)
フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnBTZ)などの金属錯体や、2−(4−ビフェニ
リル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称
:PBD)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフ
ェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、1,3−ビス[5−(p−te
rt−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:
OXD−7)、9−[4−(5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル)
フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CO11)、2,2’,2’’−(1,3,5
−ベンゼントリイル)トリス(1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール)(略称:TP
BI)、2−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]−1−フェニル−1H
−ベンゾイミダゾール(略称:mDBTBIm−II)などのポリアゾール骨格を有する
複素環化合物や、2−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]ジベンゾ[f
,h]キノキサリン(略称:2mDBTPDBq−II)、2−[3’−(ジベンゾチオ
フェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2
mDBTBPDBq−II)、2−[3’−(9H−カルバゾール−9−イル)ビフェニ
ル−3−イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mCzBPDBq)、4,6
−ビス[3−(フェナントレン−9−イル)フェニル]ピリミジン(略称:4,6mPn
P2Pm)、4,6−ビス[3−(4−ジベンゾチエニル)フェニル]ピリミジン(略称
:4,6mDBTP2Pm−II)などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、3,5
−ビス[3−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ピリジン(略称:35DCz
PPy)、1,3,5−トリ[3−(3−ピリジル)フェニル]ベンゼン(略称:TmP
yPB)などのピリジン骨格を有する複素環化合物が挙げられる。上述した中でも、ジア
ジン骨格を有する複素環化合物やピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好で
あり好ましい。特に、ジアジン(ピリミジンやピラジン)骨格を有する複素環化合物は、
電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
正孔輸送性を有する材料としては、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェ
ニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N
,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)
、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N−フェニル
アミノ]ビフェニル(略称:BSPB)、4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレ
ン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP)、4−フェニル−3’−(9
−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:mBPAFLP)、4−
フェニル−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン
(略称:PCBA1BP)、4,4’−ジフェニル−4’’−(9−フェニル−9H−カ
ルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBBi1BP)、4−(1−ナ
フチル)−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン
(略称:PCBANB)、4,4’−ジ(1−ナフチル)−4’’−(9−フェニル−9
H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBNBB)、9,9−ジ
メチル−N−フェニル−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フ
ェニル]フルオレン−2−アミン(略称:PCBAF)、N−フェニル−N−[4−(9
−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]スピロ−9,9’−ビフルオレ
ン−2−アミン(略称:PCBASF)などの芳香族アミン骨格を有する化合物や、1,
3−ビス(N−カルバゾリル)ベンゼン(略称:mCP)、4,4’−ジ(N−カルバゾ
リル)ビフェニル(略称:CBP)、3,6−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)−9
−フェニルカルバゾール(略称:CzTP)、3,3’−ビス(9−フェニル−9H−カ
ルバゾール)(略称:PCCP)などのカルバゾール骨格を有する化合物や、4,4’,
4’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DB
T3P−II)、2,8−ジフェニル−4−[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−
9−イル)フェニル]ジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP−III)、4−[4−
(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]−6−フェニルジベンゾチオ
フェン(略称:DBTFLP−IV)などのチオフェン骨格を有する化合物や、4,4’
,4’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾフラン)(略称:DBF
3P−II)、4−{3−[3−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニ
ル]フェニル}ジベンゾフラン(略称:mmDBFFLBi−II)などのフラン骨格を
有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバ
ゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧
低減にも寄与するため好ましい。また、以上で述べた正孔輸送材料の他、様々な物質の中
から正孔輸送材料を選択し、用いても良い。
発光物質として蛍光発光物質を用いる場合は、9−フェニル−3−[4−(10−フェ
ニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPA)、3−[
4−(1−ナフチル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCP
N)、9−[4−(10−フェニル−9−アントラセニル)フェニル]−9H−カルバゾ
ール(略称:CzPA)、7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−
7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)、6−[3−(9,
10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−ベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フ
ラン(略称:2mBnfPPA)、9−フェニル−10−{4−(9−フェニル−9H−
フルオレン−9−イル)−ビフェニル−4’−イル}−アントラセン(略称:FLPPA
)等のアントラセン骨格を有する材料が好適である。アントラセン骨格を有する物質を蛍
光発光物質のホスト材料として用いると、発光効率、耐久性共に良好な発光層を実現する
ことが可能である。特に、CzPA、cgDBCzPA、2mBnfPPA、PCzPA
は非常に良好な特性を示すため、好ましい選択である。
なお、ホスト材料は複数種の物質を混合した材料であっても良く、混合したホスト材料
を用いる場合は、電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料とを混合すること
が好ましい。電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料を混合することによっ
て、発光層113の輸送性を容易に調整することができ、再結合領域の制御も簡便に行う
ことができる。正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料の含有量の比は、正孔
輸送性を有する材料:電子輸送性を有する材料=1:9乃至9:1とすればよい。
また、これら混合されたホスト材料同士で励起錯体を形成しても良い。当該励起錯体は、
蛍光発光物質、りん光発光物質及びTADF材料の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と
重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネ
ルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光が得られるようになる。また、当該構成は駆
動電圧も低下させることができるため好ましい構成である。
以上のような構成を有する発光層113は、真空蒸着法での共蒸着や、混合溶液を用いた
方法として、グラビア印刷法、オフセット印刷法、インクジェット法、スピンコート法や
ディップコート法などを用いて作製することができる。
電子輸送層114は、電子輸送性を有する物質を含む層である。電子輸送性を有する物質
としては、上記ホスト材料に用いることが可能な電子輸送性を有する材料や、アントラセ
ン骨格を有する材料を用いることができる。
また、電子輸送層と発光層との間に電子キャリアの移動を制御する層を設けても良い。こ
れは上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質を少量添加した
層であって、電子キャリアの移動を抑制することによって、キャリアバランスを調節する
ことが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまうことにより発生
する問題(例えば素子寿命の低下)の抑制に大きな効果を発揮する。
また、電子輸送層114と陰極102との間に、陰極102に接して電子注入層115を
設けてもよい。電子注入層115としては、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム
(CsF)、フッ化カルシウム(CaF)等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金
属又はそれらの化合物を用いることができる。例えば、電子輸送性を有する物質からなる
層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたものを用いる
ことができる。また、電子注入層115にエレクトライドを用いてもよい。エレクトライ
ドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物
質等が挙げられる。なお、電子注入層115として、電子輸送性を有する物質からなる層
中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有させたものを用いることにより、陰極10
2からの電子注入が効率良く行われるためより好ましい。
また、電子注入層115の代わりに電荷発生層116を設けても良い(図1(B))。電
荷発生層116は、電位をかけることによって当該層の陰極側に接する層に正孔を、陽極
側に接する層に電子を注入することができる層のことである。電荷発生層116には、少
なくともP型層117が含まれる。P型層117は、上述の正孔注入層111を構成する
ことができる材料として挙げた複合材料を用いて形成することが好ましい。またP型層1
17は、複合材料を構成する材料として上述したアクセプター材料を含む膜と正孔輸送材
料を含む膜とを積層して構成しても良い。P型層117に電位をかけることによって、電
子輸送層114に電子が、陰極である陰極102に正孔が注入され、発光素子が動作する
。この際、電子輸送層114の電荷発生層116に接する位置に、本発明の一態様の有機
化合物を含む層が存在することによって、発光素子の駆動時間の蓄積に伴う輝度低下が抑
制され、寿命の長い発光素子を得ることができる。
なお、電荷発生層116はP型層117の他に電子リレー層118及び電子注入バッファ
層119のいずれか一又は両方がもうけられていることが好ましい。
電子リレー層118は少なくとも電子輸送性を有する物質を含み、電子注入バッファ層1
19とP型層117との相互作用を防いで電子をスムーズに受け渡す機能を有する。電子
リレー層118に含まれる電子輸送性を有する物質のLUMO準位は、P型層117にお
けるアクセプター性物質のLUMO準位と、電子輸送層114における電荷発生層116
に接する層に含まれる物質のLUMO準位との間であることが好ましい。電子リレー層1
18に用いられる電子輸送性を有する物質におけるLUMO準位の具体的なエネルギー準
位は−5.0eV以上、好ましくは−5.0eV以上−3.0eV以下とするとよい。な
お、電子リレー層118に用いられる電子輸送性を有する物質としてはフタロシアニン系
の材料又は金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。
電子注入バッファ層119には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、および
これらの化合物(アルカリ金属化合物(酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リ
チウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む)、アルカリ土類金属化合物(酸化物、ハロゲン
化物、炭酸塩を含む)、または希土類金属の化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含
む))等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。
また、電子注入バッファ層119が、電子輸送性を有する物質とドナー性物質を含んで形
成される場合には、ドナー性物質として、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属
、およびこれらの化合物(アルカリ金属化合物(酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物
、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む)、アルカリ土類金属化合物(酸化物、
ハロゲン化物、炭酸塩を含む)、または希土類金属の化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭
酸塩を含む))の他、テトラチアナフタセン(略称:TTN)、ニッケロセン、デカメチ
ルニッケロセン等の有機化合物を用いることもできる。なお、電子輸送性を有する物質と
しては、先に説明した電子輸送層114を構成する材料と同様の材料を用いて形成するこ
とができる。
陰極102を形成する物質としては、仕事関数の小さい(具体的には3.8eV以下)金
属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このよ
うな陰極材料の具体例としては、リチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属
、およびマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等の元素
周期表の第1族または第2族に属する元素、およびこれらを含む合金(MgAg、AlL
i)、ユウロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属およびこれらを含
む合金等が挙げられる。しかしながら、陰極102と電子輸送層との間に、電子注入層を
設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Al、Ag、ITO、ケイ素若しくは酸
化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を陰極102として用
いることができる。これら導電性材料は、真空蒸着法やスパッタリング法などの乾式法、
インクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。また、ゾル−
ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成し
てもよい。
EL層103の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いることが
できる。例えば、真空蒸着法やウェットプロセス法(スピンコート法、キャスト法、ダイ
コート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法(グラビア印
刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法等)、スプレーコート法、カーテンコート法
、ラングミュア・ブロジェット法など)などを用いても構わない。
また上述した各電極または各層を異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。
ここで、液滴吐出法を用いて発光物質を含む層786を形成する方法について、図2を用
いて説明する。図2(A)乃至図2(D)は、発光物質を含む層786の作製方法を説明
する断面図である。
まず、平坦化絶縁膜770上に導電膜772が形成され、導電膜772の一部を覆うよう
に絶縁膜730が形成される(図2(A)参照)。
次に、絶縁膜730の開口である導電膜772の露出部に、液滴吐出装置783より液滴
784を吐出し、組成物を含む層785を形成する。液滴784は、溶媒を含む組成物で
あり、導電膜772上に付着する(図2(B)参照)。
なお、液滴784を吐出する工程を減圧下で行ってもよい。
次に、組成物を含む層785より溶媒を除去し、固化することによって発光物質を含む層
786を形成する(図2(C)参照)。
なお、溶媒の除去方法としては、乾燥工程または加熱工程を行えばよい。
次に、発光物質を含む層786上に導電膜788を形成し、発光素子782を形成する(
図2(D)参照)。
このように発光物質を含む層786を液滴吐出法で形成すると、選択的に組成物を吐出す
ることができるため、材料のロスを削減することができる。また、形状を加工するための
リソグラフィ工程なども必要ないために工程も簡略化することができ、低コスト化が達成
できる。
なお、上記説明した液滴吐出法とは、組成物の吐出口を有するノズル、あるいは1つ又は
複数のノズルを有するヘッド等の液滴を吐出する手段を有するものの総称とする。
次に、液滴吐出法に用いる液滴吐出装置について、図3を用いて説明する。図3は、液滴
吐出装置1400を説明する概念図である。
液滴吐出装置1400は、液滴吐出手段1403を有する。また、液滴吐出手段1403
は、ヘッド1405と、ヘッド1412と、ヘッド1416とを有する。
ヘッド1405、及びヘッド1412は制御手段1407に接続され、それをコンピュー
タ1410で制御することにより予めプログラミングされたパターンに描画することがで
きる。
また、描画するタイミングとしては、例えば、基板1402上に形成されたマーカー14
11を基準に行えば良い。あるいは、基板1402の外縁を基準にして基準点を確定させ
ても良い。ここでは、マーカー1411を撮像手段1404で検出し、画像処理手段14
09にてデジタル信号に変換したものをコンピュータ1410で認識して制御信号を発生
させて制御手段1407に送る。
撮像手段1404としては、電荷結合素子(CCD)や相補型金属−酸化物−半導体(C
MOS)を利用したイメージセンサなどを用いることができる。なお、基板1402上に
形成されるべきパターンの情報は記憶媒体1408に格納されたものであり、この情報を
基にして制御手段1407に制御信号を送り、液滴吐出手段1403の個々のヘッド14
05、ヘッド1412、ヘッド1416を個別に制御することができる。吐出する材料は
、材料供給源1413、材料供給源1414、材料供給源1415より配管を通してヘッ
ド1405、ヘッド1412、ヘッド1416にそれぞれ供給される。
ヘッド1405、ヘッド1412、ヘッド1416の内部は、点線1406が示すように
液状の材料を充填する空間と、吐出口であるノズルを有する構造となっている。図示しな
いが、ヘッド1412もヘッド1405と同様な内部構造を有する。ヘッド1405とヘ
ッド1412のノズルを異なるサイズで設けると、異なる材料を異なる幅で同時に描画す
ることができる。一つのヘッドで、複数種の発光材料などをそれぞれ吐出し、描画するこ
とができ、広領域に描画する場合は、スループットを向上させるため複数のノズルより同
材料を同時に吐出し、描画することができる。大型基板を用いる場合、ヘッド1405、
ヘッド1412、ヘッド1416は基板上を、図3中に示すX、Y、Zの矢印の方向に自
在に走査し、描画する領域を自由に設定することができ、同じパターンを一枚の基板に複
数描画することができる。
また、組成物を吐出する工程は、減圧下で行ってもよい。吐出時に基板を加熱しておいて
もよい。組成物を吐出後、乾燥と焼成の一方又は両方の工程を行う。乾燥と焼成の工程は
、両工程とも加熱処理の工程であるが、その目的、温度と時間が異なるものである。乾燥
の工程、焼成の工程は、常圧下又は減圧下で、レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉
などにより行う。なお、この加熱処理を行うタイミング、加熱処理の回数は特に限定され
ない。乾燥と焼成の工程を良好に行うためには、そのときの温度は、基板の材質及び組成
物の性質に依存する。
以上のように、液滴吐出装置を用いて発光物質を含む層786を作製することができる。
液滴吐出装置を用いて発光物質を含む層786を作製する場合において、各種有機材料や
有機無機ハロゲンペロブスカイト類を溶媒に溶解または分散させた組成物として湿式法に
より形成する場合、種々の有機溶剤を用いて塗布用組成物とすることが出来る。前記組成
物に用いることが出来る有機溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン
、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エタノール、メタノール、n−プロパノール、イソ
プロパノール、n−ブタノール、t−ブタノール、アセトニトリル、ジメチルスルホキシ
ド、ジメチルホルムアミド、クロロホルム、メチレンクロライド、四塩化炭素、酢酸エチ
ル、ヘキサン、シクロヘキサン等種々の有機溶剤を用いることが出来る。特に、ベンゼン
、トルエン、キシレン、メシチレン等の低極性なベンゼン誘導体を用いることで、好適な
濃度の溶液を作ることが出来、また、インク中に含まれる材料が酸化などにより劣化する
ことを防止できるため好ましい。また、作製後の膜の均一性や膜厚の均一性などを考慮す
ると沸点が100℃以上であることが好ましく、トルエン、キシレン、メシチレンが更に
好ましい。
なお、上記構成は、他の実施の形態や本実施の形態中の他の構成と適宜組み合わせること
が可能である。
続いて、複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子(積層型素子ともいう)の態様に
ついて、図1(C)を参照して説明する。この発光素子は、陽極と陰極との間に、複数の
発光ユニットを有する発光素子である。一つの発光ユニットは、図1(A)で示したEL
層103と同様な構成を有する。つまり、図1(A)又は図1(B)で示した発光素子は
、1つの発光ユニットを有する発光素子であり、図1(C)で示した発光素子は複数の発
光ユニットを有する発光素子であるということができる。
図1(C)において、第1の電極501と第2の電極502との間には、第1の発光ユニ
ット511と第2の発光ユニット512が積層されており、第1の発光ユニット511と
第2の発光ユニット512との間には電荷発生層513が設けられている。第1の電極5
01と第2の電極502はそれぞれ図1(A)における陽極101と陰極102に相当し
、図1(A)の説明で述べたものと同じものを適用することができる。また、第1の発光
ユニット511と第2の発光ユニット512は同じ構成であっても異なる構成であっても
よい。
電荷発生層513は、第1の電極501と第2の電極502に電圧を印加したときに、一
方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入する機能を有する。
すなわち、図1(C)において、第1の電極の電位の方が第2の電極の電位よりも高くな
るように電圧を印加した場合、電荷発生層513は、第1の発光ユニット511に電子を
注入し、第2の発光ユニット512に正孔を注入するものであればよい。
電荷発生層513は、図1(B)にて説明した電荷発生層116と同様の構成で形成する
ことが好ましい。有機化合物と金属酸化物の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送
性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。なお、発光ユニ
ットの陽極側の面が電荷発生層513に接している場合は、電荷発生層513が発光ユニ
ットの正孔注入層の役割も担うことができるため、発光ユニットは正孔注入層を設けなく
とも良い。
また、電荷発生層513に電子注入バッファ層119を設ける場合、当該層が陽極側の発
光ユニットにおける電子注入バッファ層の役割を担うため、当該発光ユニットには必ずし
も重ねて電子注入層を形成する必要はない。
図1(C)では、2つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、3つ以上の
発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に上記構成を適用することが可能であ
る。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発
生層513で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光を可能と
し、さらに長寿命な素子を実現できる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装
置を実現することができる。
また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として
、所望の色の発光を得ることができる。
(実施の形態3)
本実施の形態では、実施の形態1に記載の発光素子を用いた発光装置について説明する。
本発明の一態様の発光装置について図4を用いて説明する。なお、図4(A)は、発光装
置を示す上面図、図4(B)は図4(A)をA−BおよびC−Dで切断した断面図である
。この発光装置は、発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部(
ソース線駆動回路)601、画素部602、駆動回路部(ゲート線駆動回路)603を含
んでいる。また、604は封止基板、605はシール材であり、シール材605で囲まれ
た内側は、空間607になっている。
なお、引き回し配線608はソース線駆動回路601及びゲート線駆動回路603に入力
される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるFPC(フレキシブルプリ
ントサーキット)609からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等
を受け取る。なお、ここではFPCしか図示されていないが、このFPCにはプリント配
線基板(PWB)が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装
置本体だけでなく、それにFPCもしくはPWBが取り付けられた状態をも含むものとす
る。
次に、断面構造について図4(B)を用いて説明する。素子基板610上には駆動回路部
及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース線駆動回路601と
、画素部602中の一つの画素が示されている。
なお、ソース線駆動回路601はnチャネル型FET623とpチャネル型FET624
とを組み合わせたCMOS回路が形成される。また、駆動回路は、種々のCMOS回路、
PMOS回路もしくはNMOS回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上
に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基
板上ではなく外部に形成することもできる。
また、画素部602はスイッチング用FET611と、電流制御用FET612とそのド
レインに電気的に接続された第1の電極613とを含む複数の画素により形成されている
が、これに限定されず、3つ以上のFETと、容量素子とを組み合わせた画素部としても
よい。
FETに用いる半導体の種類及び結晶性については特に限定されず、非晶質半導体を用い
てもよいし、結晶性半導体を用いてもよい。FETに用いる半導体の例としては、第13
族半導体、第14族半導体、化合物半導体、酸化物半導体、有機半導体材料を用いること
ができるが、特に、酸化物半導体を用いると好ましい。該酸化物半導体としては、例えば
、In−Ga酸化物、In−M−Zn酸化物(Mは、Al、Ga、Y、Zr、La、Ce
、またはNd)等が挙げられる。なお、エネルギーギャップが2eV以上、好ましくは2
.5eV以上、さらに好ましくは3eV以上の酸化物半導体材料を用いることが、トラン
ジスタのオフ電流を低減することができるため、好ましい構成である。
なお、第1の電極613の端部を覆って絶縁物614が形成されている。ここでは、ポジ
型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成することができる。
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物614の上端部または下端部に曲率を有す
る曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物614の材料としてポジ型の感光性アク
リル樹脂を用いた場合、絶縁物614の上端部のみに曲率半径(0.2μm乃至3μm)
を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物614として、ネガ型の感光性樹
脂、或いはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。
第1の電極613上には、EL層616及び第2の電極617がそれぞれ形成されている
。これらはそれぞれ図1(A)で説明した陽極101、EL層103及び陰極102又は
図1(B)で説明した第1の電極501、EL層503及び第2の電極502に相当する
EL層616には有機金属錯体が含まれることが好ましい。当該有機金属錯体は、発光層
における発光中心物質として用いられることが好ましい。
さらにシール材605で封止基板604を素子基板610と貼り合わせることにより、素
子基板610、封止基板604、およびシール材605で囲まれた空間607に発光素子
618が備えられた構造になっている。なお、空間607には、充填材が充填されており
、不活性気体(窒素やアルゴン等)が充填される場合の他、シール材605で充填される
場合もある。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥材を設けると水分の影響による劣化
を抑制することができ、好ましい構成である。
シール材605にはエポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。また、これ
らの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、素子基
板610及び封止基板604に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(F
iber Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド
)、ポリエステルまたはアクリル樹脂等からなるプラスチック基板を用いることができる
例えば、本明細書等において、様々な基板を用いて、トランジスタや発光素子を形成する
ことが出来る。基板の種類は、特定のものに限定されることはない。その基板の一例とし
ては、半導体基板(例えば単結晶基板又はシリコン基板)、SOI基板、ガラス基板、石
英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・
ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基
板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス
基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソー
ダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例
としては、以下のものがあげられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、
ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)に代表される
プラスチックがある。または、一例としては、アクリル樹脂等の合成樹脂などがある。ま
たは、一例としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリプロピレン、ポリ
エステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または、一例としては、
ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある
。特に、半導体基板、単結晶基板、又はSOI基板などを用いてトランジスタを製造する
ことによって、特性、サイズ、又は形状などのばらつきが少なく、電流能力が高く、サイ
ズの小さいトランジスタを製造することができる。このようなトランジスタによって回路
を構成すると、回路の低消費電力化、又は回路の高集積化を図ることができる。
また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、トランジスタや発光素子を
形成してもよい。または、基板とトランジスタの間や、基板と発光素子の間に剥離層を設
けてもよい。剥離層は、その上に半導体装置を一部あるいは全部完成させた後、基板より
分離し、他の基板に転載するために用いることができる。その際、トランジスタは耐熱性
の劣る基板や可撓性の基板にも転載できる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングス
テン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造の構成や、基板上にポリイミド等の有機樹
脂膜が形成された構成等を用いることができる。
つまり、ある基板を用いてトランジスタや発光素子を形成し、その後、別の基板にトラン
ジスタや発光素子を転置し、別の基板上にトランジスタや発光素子を配置してもよい。ト
ランジスタや発光素子が転置される基板の一例としては、上述したトランジスタを形成す
ることが可能な基板に加え、紙基板、セロファン基板、アラミドフィルム基板、ポリイミ
ドフィルム基板、石材基板、木材基板、布基板(天然繊維(絹、綿、麻)、合成繊維(ナ
イロン、ポリウレタン、ポリエステル)若しくは再生繊維(アセテート、キュプラ、レー
ヨン、再生ポリエステル)などを含む)、皮革基板、又はゴム基板などがある。これらの
基板を用いることにより、特性のよいトランジスタの形成、消費電力の小さいトランジス
タの形成、壊れにくい装置の製造、耐熱性の付与、軽量化、又は薄型化を図ることができ
る。
図5には白色発光を呈する発光素子を形成し、着色層(カラーフィルタ)等を設けること
によってフルカラー化した発光装置の例を示す。図5(A)には基板1001、下地絶縁
膜1002、ゲート絶縁膜1003、ゲート電極1006、1007、1008、第1の
層間絶縁膜1020、第2の層間絶縁膜1021、周辺部1042、画素部1040、駆
動回路部1041、発光素子の第1の電極1024W、1024R、1024G、102
4B、隔壁1025、EL層1028、発光素子の陰極1029、封止基板1031、シ
ール材1032などが図示されている。
また、図5(A)では着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色
の着色層1034B)は透明な基材1033に設けている。また、黒色層(ブラックマト
リックス)1035をさらに設けても良い。着色層及び黒色層が設けられた透明な基材1
033は、位置合わせし、基板1001に固定する。なお、着色層、及び黒色層は、オー
バーコート層で覆われている。また、図5(A)においては、光が着色層を透過せずに外
部へと出る発光層と、各色の着色層を透過して外部に光が出る発光層とがあり、着色層を
透過しない光は白、着色層を透過する光は赤、青、緑となることから、4色の画素で映像
を表現することができる。
図5(B)では着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色
層1034B)をゲート絶縁膜1003と第1の層間絶縁膜1020との間に形成する例
を示した。このように、着色層は基板1001と封止基板1031の間に設けられていて
も良い。
また、以上に説明した発光装置では、FETが形成されている基板1001側に光を取り
出す構造(ボトムエミッション型)の発光装置としたが、封止基板1031側に発光を取
り出す構造(トップエミッション型)の発光装置としても良い。トップエミッション型の
発光装置の断面図を図6に示す。この場合、基板1001は光を通さない基板を用いるこ
とができる。FETと発光素子の陽極とを接続する接続電極を作製するまでは、ボトムエ
ミッション型の発光装置と同様に形成する。その後、第3の層間絶縁膜1037を電極1
022を覆って形成する。この絶縁膜は平坦化の役割を担っていても良い。第3の層間絶
縁膜1037は第2の層間絶縁膜と同様の材料の他、他の様々な材料を用いて形成するこ
とができる。
発光素子の第1の電極1024W、1024R、1024G、1024Bはここでは陽極
とするが、陰極であっても構わない。また、図6のようなトップエミッション型の発光装
置である場合、第1の電極を反射電極とすることが好ましい。EL層1028の構成は、
図1(A)、(B)のEL層103または図1(C)のEL層503として説明したよう
な構成とし、且つ、白色の発光が得られるような素子構造とする。
図6のようなトップエミッションの構造では着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着
色層1034G、青色の着色層1034B)を設けた封止基板1031で封止を行うこと
ができる。封止基板1031には画素と画素との間に位置するように黒色層(ブラックマ
トリックス)1035を設けても良い。着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層
1034G、青色の着色層1034B)や黒色層はオーバーコート層によって覆われてい
ても良い。なお封止基板1031は透光性を有する基板を用いることとする。
また、ここでは赤、緑、青、白の4色でフルカラー表示を行う例を示したが特に限定され
ず、赤、緑、青の3色や赤、緑、青、黄の4色でフルカラー表示を行ってもよい。
図7には本発明の一態様であるパッシブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図7(A
)は、発光装置を示す斜視図、図7(B)は図7(A)をX−Yで切断した断面図である
。図7において、基板951上には、電極952と電極956との間にはEL層955が
設けられている。電極952の端部は絶縁層953で覆われている。そして、絶縁層95
3上には隔壁層954が設けられている。隔壁層954の側壁は、基板面に近くなるに伴
って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、
隔壁層954の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺(絶縁層953の面方向と同様の
方向を向き、絶縁層953と接する辺)の方が上辺(絶縁層953の面方向と同様の方向
を向き、絶縁層953と接しない辺)よりも短い。このように、隔壁層954を設けるこ
とで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。
以上、説明した発光装置は、マトリクス状に配置された多数の微小な発光素子を、画素部
に形成されたFETでそれぞれ制御することが可能であるため、画像の表現を行う表示装
置として好適に利用できる発光装置である。
≪照明装置≫
本発明の一態様である照明装置を図8を参照しながら説明する。図8(B)は照明装置の
上面図、図8(A)は図8(B)におけるe−f断面図である。
当該照明装置は、支持体である透光性を有する基板400上に、第1の電極401が形成
されている。第1の電極401は図1(A)、(B)の陽極101に相当する。第1の電
極401側から発光を取り出す場合、第1の電極401は透光性を有する材料により形成
する。
第2の電極404に電圧を供給するためのパッド412が基板400上に形成される。
第1の電極401上にはEL層403が形成されている。EL層403は図1(A)、(
B)のEL層103又は図1(C)のEL層503などに相当する。なお、これらの構成
については当該記載を参照されたい。
EL層403を覆って第2の電極404を形成する。第2の電極404は図1(A)、(
B)の陰極102に相当する。発光を第1の電極401側から取り出す場合、第2の電極
404は反射率の高い材料を含んで形成される。第2の電極404はパッド412と接続
することによって、電圧が供給される。
第1の電極401、EL層403及び第2の電極404によって発光素子が形成される。
当該発光素子を、シール材405、406を用いて封止基板407を固着し、封止するこ
とによって照明装置が完成する。シール材405、406はどちらか一方でもかまわない
。また、内側のシール材406(図8(B)では図示せず)には乾燥剤を混ぜることもで
き、これにより、水分を吸着することができ、信頼性の向上につながる。
また、パッド412と第1の電極401の一部をシール材405、406の外に伸張して
設けることによって、外部入力端子とすることができる。また、その上にコンバータなど
を搭載したICチップ420などを設けても良い。
≪電子機器≫
本発明の一態様である電子機器の例について説明する。電子機器として、例えば、テレビ
ジョン装置(テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう)、コンピュータ用などのモニ
タ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機(携
帯電話、携帯電話装置ともいう)、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチ
ンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を以下に示す。
図9(A)は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置は、筐体710
1に表示部7103が組み込まれている。また、ここでは、スタンド7105により筐体
7101を支持した構成を示している。表示部7103により、映像を表示することが可
能であり、表示部7103は、発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。
テレビジョン装置の操作は、筐体7101が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作
機7110により行うことができる。リモコン操作機7110が備える操作キー7109
により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部7103に表示される映像を
操作することができる。また、リモコン操作機7110に、当該リモコン操作機7110
から出力する情報を表示する表示部7107を設ける構成としてもよい。
なお、テレビジョン装置は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般
のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信
ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)または双方向(送信者
と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。
図9(B1)はコンピュータであり、本体7201、筐体7202、表示部7203、キ
ーボード7204、外部接続ポート7205、ポインティングデバイス7206等を含む
。なお、このコンピュータは、発光素子をマトリクス状に配列して表示部7203に用い
ることにより作製される。図9(B1)のコンピュータは、図9(B2)のような形態で
あっても良い。図9(B2)のコンピュータは、キーボード7204、ポインティングデ
バイス7206の代わりに第2の表示部7210が設けられている。第2の表示部721
0はタッチパネル式となっており、第2の表示部7210に表示された入力用の表示を指
や専用のペンで操作することによって入力を行うことができる。また、第2の表示部72
10は入力用表示だけでなく、その他の画像を表示することも可能である。また表示部7
203もタッチパネルであっても良い。二つの画面がヒンジで接続されていることによっ
て、収納や運搬をする際に画面を傷つける、破損するなどのトラブルの発生も防止するこ
とができる。
図9(C)(D)は、携帯情報端末の一例を示している。携帯情報端末は、筐体7401
に組み込まれた表示部7402の他、操作ボタン7403、外部接続ポート7404、ス
ピーカ7405、マイク7406などを備えている。なお、携帯情報端末は、発光素子を
マトリクス状に配列して作製された表示部7402を有している。
図9(C)及び(D)に示す携帯情報端末は、表示部7402を指などで触れることで、
情報を入力することができる構成とすることもできる。この場合、電話を掛ける、或いは
メールを作成するなどの操作は、表示部7402を指などで触れることにより行うことが
できる。
表示部7402の画面は主として3つのモードがある。第1は、画像の表示を主とする表
示モードであり、第2は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第3は表示
モードと入力モードの2つのモードが混合した表示+入力モードである。
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部7402を文字の入力を
主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合
、表示部7402の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好
ましい。
また、携帯電話機内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検
出装置を設けることで、携帯電話機の向き(縦か横か)を判断して、表示部7402の画
面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
また、画面モードの切り替えは、表示部7402を触れること、又は筐体7401の操作
ボタン7403の操作により行われる。また、表示部7402に表示される画像の種類に
よって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画の
データであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
また、入力モードにおいて、表示部7402の光センサで検出される信号を検知し、表示
部7402のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モード
から表示モードに切り替えるように制御してもよい。
表示部7402は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部74
02に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。ま
た、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシング用光
源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
なお、上記電子機器は、本明細書中に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる
また、表示部に本発明の一態様の発光素子を用いることが好ましい。当該発光素子は発光
効率が良好な発光素子とすることが可能である。また、駆動電圧の小さい発光素子とする
ことが可能である。このため、本発明の一態様の発光素子を含む電子機器は消費電力の小
さい電子機器とすることができる。
図10は、発光素子をバックライトに適用した液晶表示装置の一例である。図10に示し
た液晶表示装置は、筐体901、液晶層902、バックライトユニット903、筐体90
4を有し、液晶層902は、ドライバIC905と接続されている。バックライトユニッ
ト903には、発光素子が用いられており、端子906により、電流が供給されている。
発光素子には本発明の一態様の発光素子を用いることが好ましく、当該発光素子を液晶表
示装置のバックライトに適用することにより、消費電力の低減されたバックライトが得ら
れる。
図11は、本発明の一態様である電気スタンドの例である。図11に示す電気スタンドは
、筐体2001と、光源2002を有し、光源2002として発光素子を用いた照明装置
が用いられている。
図12は、室内の照明装置3001の例である。当該照明装置3001には本発明の一態
様の発光素子を用いることが好ましい。
本発明の一態様である自動車を図13に示す。当該自動車はフロントガラスやダッシュボ
ードに発光素子が搭載されている。表示領域5000乃至表示領域5005は発光素子を
用いて設けられた表示領域である。本発明の一態様の発光素子を用いることが好ましく、
これにより表示領域5000乃至表示領域5005は消費電力を抑えられるため、車載に
好適である。
表示領域5000と表示領域5001は、自動車のフロントガラスに設けられた、発光素
子を用いる表示装置である。この発光素子を、第1の電極と第2の電極を透光性を有する
電極で作製することによって、反対側が透けて見える、いわゆるシースルー状態の表示装
置とすることができる。シースルー状態の表示であれば、自動車のフロントガラスに設置
したとしても、視界の妨げになることなく設置することができる。なお、駆動のためのト
ランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材料による有機トランジスタや、酸化物半
導体を用いたトランジスタなど、透光性を有するトランジスタを用いると良い。
表示領域5002はピラー部分に設けられた発光素子を用いる表示装置である。表示領域
5002には、車体に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、ピラーで
遮られた視界を補完することができる。また、同様に、ダッシュボード部分に設けられた
表示領域5003は車体によって遮られた視界を、自動車の外側に設けられた撮像手段か
らの映像を映し出すことによって、死角を補い、安全性を高めることができる。見えない
部分を補完するように映像を映すことによって、より自然に違和感なく安全確認を行うこ
とができる。
表示領域5004や表示領域5005はナビゲーション情報、速度計や回転数、走行距離
、給油量、ギア状態、空調の設定など、その他様々な情報を提供することができる。表示
は使用者の好みに合わせて適宜その表示項目やレイアウトを変更することができる。なお
、これら情報は表示領域5000乃至表示領域5003にも表示することができる。また
、表示領域5000乃至表示領域5005は照明装置として用いることも可能である。
図14(A)及び図14(B)は2つ折り可能なタブレット型端末の一例である。図14
(A)は、開いた状態であり、タブレット型端末は、筐体9630、表示部9631a、
表示部9631b、表示モード切り替えスイッチ9034、電源スイッチ9035、省電
力モード切り替えスイッチ9036、留め具9033、を有する。なお、当該タブレット
型端末は、本発明の一態様の発光素子を備えた発光装置を表示部9631a、表示部96
31bの一方又は両方に用いることにより作製される。
表示部9631aは、一部をタッチパネル領域9632aとすることができ、表示された
操作キー9637にふれることでデータ入力をすることができる。なお、表示部9631
aにおいては、一例として半分の領域が表示のみの機能を有する構成、もう半分の領域が
タッチパネルの機能を有する構成を示しているが該構成に限定されない。表示部9631
aの全ての領域がタッチパネルの機能を有する構成としても良い。例えば、表示部963
1aの全面をキーボードボタンを表示させてタッチパネルとし、表示部9631bを表示
画面として用いることができる。
また、表示部9631bにおいても表示部9631aと同様に、表示部9631bの一部
をタッチパネル領域9632bとすることができる。また、タッチパネルのキーボード表
示切り替えボタン9639が表示されている位置を指やスタイラスなどでふれることで表
示部9631bにキーボードボタンを表示することができる。
また、タッチパネル領域9632aとタッチパネル領域9632bに対して同時にタッチ
入力することもできる。
また、表示モード切り替えスイッチ9034は、縦表示または横表示などの表示の向きを
切り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替えス
イッチ9036は、タブレット型端末に内蔵している光センサで検出される使用時の外光
の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端末は光セン
サだけでなく、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサなどの他の検出装置を
内蔵させてもよい。
また、図14(A)では表示部9631bと表示部9631aの表示面積が同じ例を示し
ているが特に限定されず、一方のサイズともう一方のサイズが異なっていてもよく、表示
の品質も異なっていてもよい。例えば一方が他方よりも高精細な表示を行える表示パネル
としてもよい。
図14(B)は、閉じた状態であり、本実施の形態におけるタブレット型端末では、筐体
9630、太陽電池9633、充放電制御回路9634、バッテリー9635、DCDC
コンバータ9636を備える例を示す。なお、図14(B)では充放電制御回路9634
の一例としてバッテリー9635、DCDCコンバータ9636を有する構成について示
している。
なお、タブレット型端末は2つ折り可能なため、未使用時に筐体9630を閉じた状態に
することができる。従って、表示部9631a、表示部9631bを保護できるため、耐
久性に優れ、長期使用の観点からも信頼性の優れたタブレット型端末を提供できる。
また、この他にも図14(A)及び図14(B)に示したタブレット型端末は、様々な情
報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示する機能、カレンダー、日付又は時刻など
を表示部に表示する機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作又は編集するタッチ入
力機能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、等を有するこ
とができる。
タブレット型端末の表面に装着された太陽電池9633によって、電力をタッチパネル、
表示部、または映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池9633は、
筐体9630の一面または二面に設けられていると効率的なバッテリー9635の充電を
行う構成とすることができるため好適である。
また、図14(B)に示す充放電制御回路9634の構成、及び動作について図14(C
)にブロック図を示し説明する。図14(C)には、太陽電池9633、バッテリー96
35、DCDCコンバータ9636、コンバータ9638、スイッチSW1乃至SW3、
表示部9631について示しており、バッテリー9635、DCDCコンバータ9636
、コンバータ9638、スイッチSW1乃至SW3が、図14(B)に示す充放電制御回
路9634に対応する箇所となる。
まず外光により太陽電池9633により発電がされる場合の動作の例について説明する。
太陽電池で発電した電力は、バッテリー9635を充電するための電圧となるようDCD
Cコンバータ9636で昇圧または降圧がなされる。そして、表示部9631の動作に太
陽電池9633で充電された電力が用いられる際にはスイッチSW1をオンにし、コンバ
ータ9638で表示部9631に必要な電圧に昇圧または降圧をすることとなる。また、
表示部9631での表示を行わない際には、SW1をオフにし、SW2をオンにしてバッ
テリー9635の充電を行う構成とすればよい。
なお、太陽電池9633については、発電手段の一例として示したが、発電手段は特に限
定されず、圧電素子(ピエゾ素子)や熱電変換素子(ペルティエ素子)などの他の発電手
段によってバッテリー9635の充電を行う構成であってもよい。無線(非接触)で電力
を送受信して充電する無接点電力伝送モジュールや、また他の充電手段を組み合わせて行
う構成としてもよく、発電手段を有さなくとも良い。
また、上記表示部9631を具備していれば、図14に示した形状のタブレット型端末に
限定されない。
また、図15(A)〜(C)に、折りたたみ可能な携帯情報端末9310を示す。図15
(A)に展開した状態の携帯情報端末9310を示す。図15(B)に展開した状態又は
折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末9310を示す。
図15(C)に折りたたんだ状態の携帯情報端末9310を示す。携帯情報端末9310
は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域
により表示の一覧性に優れる。
表示パネル9311はヒンジ9313によって連結された3つの筐体9315に支持され
ている。なお、表示パネル9311は、タッチセンサ(入力装置)を搭載したタッチパネ
ル(入出力装置)であってもよい。また、表示パネル9311は、ヒンジ9313を介し
て2つの筐体9315間を屈曲させることにより、携帯情報端末9310を展開した状態
から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。本発明の一態様の発光装置を
表示パネル9311に用いることができる。表示パネル9311における表示領域931
2は折りたたんだ状態の携帯情報端末9310の側面に位置する表示領域である。表示領
域9312には、情報アイコンや使用頻度の高いアプリやプログラムのショートカットな
どを表示させることができ、情報の確認やアプリなどの起動をスムーズに行うことができ
る。
また本発明の一態様の有機化合物は、有機薄膜太陽電池などの電子デバイスに用いること
ができる。より具体的には、キャリア輸送性があるため、キャリア輸送層、キャリア注入
層に用いることができる。また、アクセプター性物質との混合膜を用いることで、電荷発
生層として用いることができる。また、光励起するため、発電層として用いることができ
る。
(合成例1)
本合成例では、実施の形態1で構造式(704)として示した3,10−ビス[N−(ジ
ベンゾフラン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]
ビスベンゾフラン(略称:3,10FrA2Nbf(IV))の合成方法について詳細に
説明する。3,10FrA2Nbf(IV)の構造式を以下に示す。
<ステップ1:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジメトキ
シナフタレンの合成>
500mL三口フラスコに11g(24mmol)の3,7−ジヨード−2,6−ジメト
キシナフタレンと、14g(78mmol)の4−クロロ−2−フルオロフェニルボロン
酸と、22g(0.16mol)の炭酸カリウムと、0.74g(2.4mmol)のト
リス(2−メチルフェニル)ホスフィンを入れた。この混合物に、120mLのトルエン
を加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に0.11g
(0.49mmol)の酢酸パラジウム(II)を加え、窒素気流下、110℃で50.
5時間攪拌した。
撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール(和光純薬工業株式会社、カタログ
番号:540−00135)、セライト(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:531
−16855)、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。濾液を濃縮して固体を得た
得られた固体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:ヘキサン=
1:1)で精製した。得られた固体を酢酸エチルで再結晶し、白色固体を5.7g、収率
53%で得た。ステップ1の合成スキームを以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを図76に、数値データを以下に示す。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=3.88(s,6H),7.18−7
.24(m,6H),7.37(t,J1=7.2Hz,2H),7.65(s,2H)
<ステップ2:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジヒドロ
キシナフタレンの合成>
200mL三口フラスコに5.7g(13mmol)の3,7−ビス(4−クロロ−2−
フルオロフェニル)−2,6−ジメトキシナフタレンを入れ、フラスコ内を窒素置換した
。このフラスコに32mLのジクロロメタンを加えた。この溶液に28mL(28mmo
l)の三臭化ホウ素(約1.0mol/Lジクロロメタン溶液)と20mLのジクロロメ
タンを滴下した。滴下終了後、この溶液を室温で攪拌した。
攪拌後、この溶液に氷冷下で約20mLの水を加えて、攪拌した。攪拌後、有機層と水層
を分離し水層をジクロロメタン、酢酸エチルで抽出した。抽出溶液と有機層を合わせて、
飽和食塩水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムによ
り水分を吸着させ、乾燥後この混合物を自然ろ過した。得られた濾液を濃縮し、白色固体
を5.4g得た。ステップ2の合成スキームを以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを図77に、数値データを以下に示す。
H NMR(DMSO−d,300MHz):δ=7.20(s,2H),7.37
(dd,J1=8.4Hz,J2=1.8Hz,2H),7.46−7.52(m,4H
),7.59(s,2H),9.71(s,2H).
<ステップ3:3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラ
ンの合成>
200mLの三口フラスコに5.4g(13mmol)の3,7−ビス(4−クロロ−2
−フルオロフェニル)−2,6−ジヒドロキシナフタレンと7.1g(52mmol)の
炭酸カリウムを入れた。この混合物に、N−メチル−2−ピロリドン130mLを加え、
この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。脱気後、この混合物を、窒素気流下
、120℃で7時間攪拌した。撹拌後、この混合物に水を加え、析出した固体を濾取した
。この固体を水、エタノールで洗浄した。得られた固体にエタノールを加え、加熱撹拌後
、濾過し固体を得た。得られた固体に酢酸エチルを加え、加熱撹拌後、濾過して淡黄色固
体を4.5g、収率92%で得た。ステップ3の合成スキームを以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを図78に、数値データを以下に示す。
H NMR(1,1,2,2−Tetrachloroethane−D2,300M
Hz):δ=7.44(dd,J1=8.1Hz,J2=1.5Hz,2H),7.65
(d,J1=1.8Hz,2H),8.05(d,J1=8.4Hz,2H),8.14
(s,2H),8.52(s,2H).
<ステップ4:3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−2−イル)−N−フェニルアミ
ノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10FrA2N
bf(IV))の合成>
200mL三口フラスコに1.2g(3.0mmol)の3,10−ジクロロナフト[2
,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランと、2.4g(9.1mmol)の2−アニ
リノジベンゾフランと、0.11g(0.30mmol)のジ(1−アダマンチル)−n
−ブチルホスフィンと、1.8g(18mmol)のナトリウム tert−ブトキシド
を入れた。この混合物に、30mLのキシレンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌
することで脱気した。この混合物に35mg(61μmol)のビス(ジベンジリデンア
セトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で13時間攪拌した。
撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール(和光純薬工業株式会社、カタログ
番号:540−00135)、セライト(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:531
−16855)、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し固体
を得た。この固体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
し、固体を得た。得られた固体をトルエンで3回再結晶し、黄色固体を1.8g、収率7
2%で得た。
得られた固体1.1gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力3.1P
a、アルゴン流量15mL/minの条件下において、試料の加熱は390℃で行った。
昇華精製後、黄色固体を0.93g、回収率87%で得た。ステップ4の合成スキームを
以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを図16に、数値データを以下に示す。これにより、
本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である3,10FrA2Nbf(IV)
が得られたことがわかった。
H NMR(1,1,2,2−Tetrachloroethane−D2,300M
Hz):δ=7.08−7.13(m,4H),7.22−7.24(m,6H),7.
31−7.36(m,8H),7.49(t,J1=7.2Hz,2H),7.56−7
.62(m,4H),7.83−7.90(m,6H),7.98(s,2H),8.3
5(s,2H).
次に、3,10FrA2Nbf(IV)のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペ
クトルを測定した結果を図17に示す。また、3,10FrA2Nbf(IV)の薄膜の
吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図18に示す。固体薄膜は石英基板上に真空蒸着
法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計((株)日本分
光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英セルに入れて測定したスペクト
ルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、分光光度計((株)日
立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用いた。また、薄膜の発光スペクト
ルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS920)を用いた。溶液の発
光スペクトルと発光量子収率の測定には絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニク
ス製 Quantaurus−QY)を用いた。
図17より、3,10FrA2Nbf(IV)のトルエン溶液は424nm、401nm
、300nm、289nm、283nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは44
0nm、465nm(励起波長410nm)であった。また、図18より、3,10Fr
A2Nbf(IV)の薄膜は、432nm、407nm、380nm、302nm、28
9nmおよび251nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは460nm、484
nm(励起波長390nm)に見られた。この結果から、3,10FrA2Nbf(IV
)が青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利
用可能であることがわかった。
また、3,10FrA2Nbf(IV)のトルエン溶液での発光スペクトルは、長波長側
にある、465nm付近の第二ピークの強度が小さくなっており、半値幅が25nmと極
めて狭線幅な発光となることがわかった。
また、トルエン溶液での発光量子収率を測定したところ、86%と非常に高く、発光材料
として好適であることがわかった。
発光スペクトルが狭線幅であることと、発光量子収率の高さより、本発明の一態様の3,
10FrA2Nbf(IV)は効率的に発光できる有機化合物であることが分かった。
次に、本実施例で得られた3,10FrA2Nbf(IV)を液体クロマトグラフ質量分
析(Liquid Chromatography Mass Spectrometr
y,略称:LC/MS分析)によって分析した。
LC/MS分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ultimate30
00により液体クロマトグラフィー(LC)分離を行い、サーモフィッシャーサイエンテ
ィフィック社製Q Exactiveにより質量分析(MS分析)を行った。
LC分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は40℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択
し、サンプルは任意の濃度となるよう3,10FrA2Nbf(IV)を有機溶媒に溶か
して調整し、注入量は5.0μLとした。
Targeted−MS法により、3,10FrA2Nbf(IV)由来のイオンであ
るm/z=822.25のMS測定を行なった。Targeted−MSの設定は、
ターゲットイオンの質量範囲をm/z=822.25±2.0(isolation w
indow=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲッ
トイオンを加速するエネルギーNCE(Normalized Collision E
nergy)を50として測定した。得られたMSスペクトルを図19に示す。
図19の結果から、3,10FrA2Nbf(IV)は、主としてm/z=746、65
6、565、487、397、258付近にプロダクトイオンが検出されることがわかっ
た。なお、図19に示す結果は、3,10FrA2Nbf(IV)に由来する特徴的な結
果を示すものであることから、混合物中に含まれる3,10FrA2Nbf(IV)を同
定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=746付近のプロダクトイオンは、3,10FrA2Nbf(IV)にお
けるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10FrA2Nbf(IV)
が、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=656付近のプ
ロダクトイオンは、3,10FrA2Nbf(IV)におけるジベンゾフラニル基が離脱
した状態のカチオンと推定され、3,10FrA2Nbf(IV)が、ジベンゾフラニル
基を含んでいることを示唆するものである。
また、m/z=565付近のプロダクトイオンは、3,10FrA2Nbf(IV)にお
けるN−(ジベンゾフラン−2−イル)−N−フェニルアミノ基が離脱した状態のカチオ
ンと推定され、3,10FrA2Nbf(IV)が、N−(ジベンゾフラン−2−イル)
−N−フェニルアミノ基を含んでいることを示唆するものである。
(合成例2)
本合成例では、実施の形態1で構造式(509)として示した2,9−ビス[N−(9−
フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b
;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:2,9PCA2Nbf(III))の合成方
法について詳細に説明する。2,9PCA2Nbf(III)の構造式を以下に示す。
<ステップ1:1,5−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,7−ジヒドロ
キシナフタレンの合成>
500mL三口フラスコに6.2g(19mmol)の1,5−ジブロモ−2,6−ジヒ
ドロキシナフタレンと、7.5g(43mmol)の5−クロロ−2−フルオロフェニル
ボロン酸と、25g(78mmol)の炭酸セシウムと、0.80g(1.9mmol)
の2−ジシクロへキシルホスフィノ−2’−6’−ジメトキシ−1,1’−ビフェニル(
略称:Sphos)を入れた。この混合物に、195mLのトルエンを加えた。この混合
物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に0.17g(0.78mmol
)の酢酸パラジウム(II)を加え、窒素気流下、110℃で7時間攪拌した。撹拌後、
混合物にトルエンを加え、セライト(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:531−1
6855)を通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し固体を得た。得られ
た固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(中性シリカゲル、展開溶媒:トルエン)
で精製し、固体を得た。
得られた固体をトルエンで再結晶して白色固体を2.9g、収率35%で得た。ステップ
1の合成スキームを以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを図79に、数値データを以下に示す。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=4.78(s,2H),7.15(d
,J1=9.3Hz,2H),7.30−7.38(m,8H).
<ステップ2:2,9−ジクロロナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン
の合成>
200mLの三口フラスコに2.8g(6.8mmol)の1,5−ビス(4−クロロ−
2−フルオロフェニル)−2,7−ジヒドロキシナフタレンと3.7g(27mmol)
の炭酸カリウムを入れた。この混合物に、N−メチル−2−ピロリドン70mLを加え、
この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。脱気後、この混合物を、窒素気流下
、120℃で7.5時間攪拌した。撹拌後、この混合物に水を加え、析出した固体を濾取
した。この固体を水、エタノールで洗浄した。得られた固体にエタノールを加え、加熱撹
拌後、固体を回収した。得られた固体にトルエンを加え、加熱撹拌後、析出した固体を回
収し、白色固体を2.3g、収率91%で得た。ステップ2の合成スキームを以下に示す
得られた固体のH NMRデータを図80に、数値データを以下に示す。
H NMR(1,1,2,2−Tetrachloroethane−D2,300M
Hz):δ=7.56(dd,J1=8.1Hz,J2=1.5Hz,2H),7.81
(d,J1=1.8Hz,2H),8.06(d,J1=8.7Hz,2H),8.40
(d,J1=8.4Hz,2H),8.73(d,J1=8.7Hz,2H).
<ステップ3:2,9−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−
N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:2
,9PCA2Nbf(III))の合成>
200mL三口フラスコに1.2g(3.1mmol)の2,9−ジクロロナフト[2,
1−b;6,5−b’]ビスベンゾフランと、3.1g(9.2mmol)の3−アニリ
ノ−9−フェニル−9H−カルバゾールと、0.11g(0.31mmol)のジ(1−
アダマンチル)−n−ブチルホスフィンと、1.8g(18mmol)のナトリウム t
ert−ブトキシドを入れた。この混合物に、30mLのキシレンを加えた。この混合物
を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に35mg(62μmol)のビス
(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で11時間
攪拌した。
撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール(和光純薬工業株式会社、カタログ
番号:540−00135)、セライト(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:531
−16855)、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し固体
を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(中性シリカゲル、展開溶媒:
トルエン:ヘキサン=1:1)で精製し、固体を得た。得られた固体をトルエンで再結晶
し、黄色固体を2.0g、収率66%で得た。
得られた固体1.2gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力1.8×
10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの条件下において、試料の加熱は405℃で
行った。
昇華精製後、黄色固体を0.96g、回収率80%で得た。ステップ3の合成スキームを
以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを図20に、数値データを以下に示す。これにより、
本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である2,9PCA2Nbf(III)
が得られたことがわかった。
H NMR(DMSO−d,300MHz):δ=7.08(t,J1=7.2Hz
,2H),7.15−7.27(m,8H),7.30−7.47(m,14H),7.
53−7.58(m,2H),7.67−7.73(m,8H),8.05(d,J1=
9.3Hz,2H),8.18(d,J1=2.1Hz,2H),8.21(d,J1=
7.2Hz,2H),8.50(d,J1=8.7Hz,2H),8.71(d,J1=
8.7Hz,2H).
次に、2,9PCA2Nbf(III)のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペ
クトルを測定した結果を図21に示す。また、2,9PCA2Nbf(III)の薄膜の
吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図22に示す。固体薄膜は石英基板上に真空蒸着
法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計((株)日本分
光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英セルに入れて測定したスペクト
ルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、分光光度計((株)日
立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用いた。また、薄膜の発光スペクト
ルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS920)を用いた。溶液の発
光スペクトルと発光量子収率の測定には絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニク
ス製 Quantaurus−QY)を用いた。
図21より、2,9PCA2Nbf(III)のトルエン溶液は424nm、405nm
、381nm、346nm、299nm付近に吸収ピークが見られ、発光波長のピークは
447nm、472nm付近(励起波長400nm)であった。また、図22より、2,
9PCA2Nbf(III)の薄膜は、431nm、409nm、383nm、350n
m、300nmおよび238nm付近に吸収ピークが見られ、発光波長のピークは487
nm付近(励起波長405nm)に見られた。この結果から、2,9PCA2Nbf(I
II)が青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとし
て利用可能であることがわかった。
また、2,9PCA2Nbf(III)のトルエン溶液での発光スペクトルは、半値幅が
47nmとなることがわかった。
また、2,9PCA2Nbf(III)のトルエン溶液での発光量子収率を測定したとこ
ろ、87%と非常に高く、発光材料として好適であることがわかった。
次に、本実施例で得られた2,9PCA2Nbf(III)をLC/MS分析によって分
析した。
LC/MS分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ultimate30
00によりLC(液体クロマトグラフィー)分離を行い、サーモフィッシャーサイエンテ
ィフィック社製Q ExactiveによりMS分析(質量分析)を行った。
LC分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は40℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択
し、サンプルは任意の濃度の2,9PCA2Nbf(III)を有機溶媒に溶かして調整
し、注入量は5.0μLとした。
Targeted−MS法により、2,9PCA2Nbf(III)由来のイオンであ
るm/z=972.35のMS測定を行なった。Targeted−MSの設定は、
ターゲットイオンの質量範囲をm/z=972.35±2.0(isolation w
indow=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲッ
トイオンを加速するエネルギーNCEを50として測定した。得られたMSスペクトルを
図23に示す。
図23の結果から、2,9PCA2Nbf(III)は、主としてm/z=333、25
5付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図23に示す結果は、2
,9PCA2Nbf(III)に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合
物中に含まれる2,9PCA2Nbf(III)を同定する上での重要なデータであると
いえる。
なお、m/z=333付近のプロダクトイオンは、2,9PCA2Nbf(III)にお
ける2−[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ
]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオン
と推定され、2,9PCA2Nbf(III)が、2−[N−(9−フェニル−9H−カ
ルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビ
スベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
(合成例3)
本合成例では、実施の形態1で構造式(705)として示した3,10−ビス[N−(9
−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−
b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10PCA2Nbf(IV))の合成
方法について詳細に説明する。3,10PCA2Nbf(IV)の構造式を以下に示す。
<ステップ1:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジメトキ
シナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ1と同様に合成した。
<ステップ2:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジヒドロ
キシナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ2と同様に合成した。
<ステップ3:3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラ
ンの合成>
実施例1における合成例1のステップ3と同様に合成した。
<ステップ4:3,10−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)
−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:
3,10PCA2Nbf(IV))の合成>
200mL三口フラスコに1.2g(3.1mmol)の3,10−ジクロロナフト[2
,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランと、3.1g(9.2mmol)の3−アニ
リノ−9−フェニル−9H−カルバゾールと、0.11g(0.31mmol)のジ(1
−アダマンチル)−n−ブチルホスフィンと、1.8g(18mmol)のナトリウム
tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、30mLのキシレンを加えた。この混合
物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に35mg(62μmol)のビ
ス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で6時間
攪拌した。
撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール(和光純薬工業株式会社、カタログ
番号:540−00135)、セライト(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:531
−16855)、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し固体
を得た。この固体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:ヘキサ
ン=1:2)で精製し、固体を得た。
得られた固体をトルエンで再結晶し、黄色固体を0.92g、収率31%で得た。
得られた固体0.85gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力3.2
×10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの条件下において、試料の加熱は375℃
で行った。昇華精製後、黄色固体を0.55g、回収率65%で得た。ステップ4の合成
スキームを以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを図24に、数値データを以下に示す。これにより、
本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である3,10PCA2Nbf(IV)
が得られたことがわかった。
H NMR(DMSO−d,300MHz):δ=7.00−7.11(m,6H)
,7.20−7.25(m,6H),7.30−7.45(m,12H),7.54(t
,J1=6.6Hz,2H),7.61−7.71(m,8H),8.00(d,J1=
8.7Hz,2H),8.08−8.16(m,6H),8.52(s,2H).
次に、3,10PCA2Nbf(IV)のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペ
クトルを測定した結果を図25に示す。また、3,10PCA2Nbf(IV)の薄膜の
吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図26に示す。固体薄膜は石英基板上に真空蒸着
法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計((株)日本分
光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英セルに入れて測定したスペクト
ルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、分光光度計((株)日
立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用いた。また、薄膜の発光スペクト
ルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS920)を用いた。溶液の発
光スペクトルと発光量子収率の測定には絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニク
ス製 Quantaurus−QY)を用いた。
図25より、3,10PCA2Nbf(IV)のトルエン溶液は430nm、408nm
、383nm、307nm、292nmおよび283nm付近に吸収ピークが見られ、発
光波長のピークは455nm付近(励起波長410nm)であった。また、図26より、
3,10PCA2Nbf(IV)の薄膜は、435nm、415nm、385nm、29
2nmおよび244nm付近に吸収ピークが見られ、発光波長のピークは494nm付近
(励起波長400nm)に見られた。この結果から、3,10PCA2Nbf(IV)が
青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可
能であることがわかった。
また、3,10PCA2Nbf(IV)のトルエン溶液での発光スペクトルは、半値幅が
42nmとなることがわかった。
また、3,10PCA2Nbf(IV)のトルエン溶液での発光量子収率を測定したとこ
ろ、88%と非常に高く、発光材料として好適であることがわかった。
次に、本実施例で得られた3,10PCA2Nbf(IV)をLC/MS分析によって分
析した。
LC/MS分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ultimate30
00によりLC(液体クロマトグラフィー)分離を行い、サーモフィッシャーサイエンテ
ィフィック社製Q ExactiveによりMS分析(質量分析)を行った。
LC分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は40℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択
し、サンプルは任意の濃度の3,10PCA2Nbf(IV)を有機溶媒に溶かして調整
し、注入量は5.0μLとした。
Targeted−MS法により、3,10PCA2Nbf(IV)由来のイオンであ
るm/z=972.35のMS測定を行なった。Targeted−MSの設定は、
ターゲットイオンの質量範囲をm/z=972.35±2.0(isolation w
indow=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲッ
トイオンを加速するエネルギーNCEを60として測定した。得られたMSスペクトルを
図27に示す。
図27の結果から、3,10PCA2Nbf(IV)は、主としてm/z=894、72
8、652、332、255付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお
、図27に示す結果は、3,10PCA2Nbf(IV)に由来する特徴的な結果を示す
ものであることから、混合物中に含まれる3,10PCA2Nbf(IV)を同定する上
での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=894付近のプロダクトイオンは、3,10PCA2Nbf(IV)にお
けるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10PCA2Nbf(IV)
が、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=728付近のプ
ロダクトイオンは、3,10PCA2Nbf(IV)における9−フェニルカルバゾリル
基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10PCA2Nbf(IV)が、9−フェ
ニルカルバゾリル基を含んでいることを示唆するものである。
また、m/z=332付近のプロダクトイオンは、3,10PCA2Nbf(IV)にお
ける3−[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ
]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオン
と推定され、3,10PCA2Nbf(IV)が、3−[N−(9−フェニル−9H−カ
ルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビ
スベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子1および
比較例の発光素子である比較発光素子1について詳細に説明する。発光素子1および比較
発光素子1で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
(発光素子1の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリン
グ法にて成膜し、陽極101を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は4
mm(2mm×2mm)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200
℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着
装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度
放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真
空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、抵抗加熱を用いた蒸
着法により上記構造式(i)で表される9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9
−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPA)と酸化モリブデン
(VI)とを重量比4:2(=PCzPA:酸化モリブデン)となるように、10nm共
蒸着して正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、PCzPAを30nm蒸着して正孔輸送層112を形成し
た。
続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル
)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、
上記構造式(iii)で表される2,9−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾー
ル−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾ
フラン(略称:2,9PCA2Nbf(III))とを重量比1:0.03(=cgDB
CzPA:2,9PCA2Nbf(III))となるように25nm共蒸着して発光層1
13を形成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚15nmとなるように蒸着し、上記
構造式(iv)で表されるバソフェナントロリン(略称:BPhen)を膜厚10nmと
なるように蒸着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸
着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを膜厚200nmとなるように蒸
着することで陰極102を形成して発光素子1を作製した。
(比較発光素子1の作製方法)
比較発光素子1は、発光素子1における発光層113に用いた2,9PCA2Nbf(I
II)を上記構造式(v)で表される2,9−ビス(ジフェニルアミノ)ナフト[2,1
−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:2,9DPhA2Nbf(III))に
変えて発光層113を形成し、また、cgDBCzPAを膜厚10nmとなるよう蒸着し
た後、BPhenを膜厚15nmとなるように蒸着して電子輸送層114を形成すること
により作製した。比較発光素子1で用いた2,9DPhA2Nbf(III)と、発光素
子1で用いた2,9PCA2Nbf(III)は、主骨格であるナフトビスベンゾフラン
の構造は同一であるが、結合するアミンの構造が異なる物質である。
発光素子1および比較発光素子1の素子構造を以下の表にまとめる。
発光素子1および比較発光素子1を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素
子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗
布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、これら発光素子の初期
特性について測定を行った。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。
発光素子1および比較発光素子1の輝度−電流密度特性を図28に、電流効率−輝度特性
を図29に、輝度−電圧特性を図30に、電流−電圧特性を図31に、パワー効率−輝度
特性を図32に、外部量子効率−輝度特性を図33に、発光スペクトルを図34に示す。
また、輝度1000cd/m付近における素子特性を表2にまとめる。
図28乃至図33及び表2より、発光素子1は、1000cd/mにおける外部量子効
率が7.4%と良好な結果を示した。また、発光素子1は、比較発光素子1よりも効率の
良好な発光素子であることがわかった。
また、電流値を2mAとし、電流密度一定の条件における駆動時間に対する輝度の変化
を表すグラフを図35に示す。図35に示すように、発光素子1は、100時間駆動後に
も初期輝度の90%以上を保っており、寿命の良好な発光素子であることがわかった。ま
た、発光素子1は、比較発光素子1よりも寿命の良好な発光素子であることがわかった。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子2および
比較例の発光素子である比較発光素子2について詳細に説明する。発光素子2および比較
発光素子2で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
(発光素子2の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリン
グ法にて成膜し、陽極101を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は4
mm(2mm×2mm)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200
℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着
装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度
放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真
空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、抵抗加熱を用いた蒸
着法により上記構造式(vi)で表される3−[4−(9−フェナントリル)−フェニル
]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPPn)と酸化モリブデン(VI)
とを重量比4:2(=PCPPn:酸化モリブデン)となるように、10nm共蒸着して
正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、PCPPnを30nm蒸着して正孔輸送層112を形成し
た。
続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)
フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、上
記構造式(iii)で表される2,9−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール
−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフ
ラン(略称:2,9PCA2Nbf(III))とを重量比1:0.03(=cgDBC
zPA:2,9PCA2Nbf(III))となるように25nm共蒸着して発光層11
3を形成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚15nmとなるように蒸着し、上記
構造式(iv)で表されるバソフェナントロリン(略称:BPhen)を膜厚10nmと
なるように蒸着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸
着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを膜厚200nmとなるように蒸
着することで陰極102を形成して本実施例の発光素子2を作製した。
(比較発光素子2の作製方法)
比較発光素子2は、発光素子2における発光層113に用いた2,9PCA2Nbf(I
II)を上記構造式(v)で表される2,9−ビス(ジフェニルアミノ)ナフト[2,1
−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:2,9DPhA2Nbf(III))に
変えて発光層113を形成し、また、cgDBCzPAを膜厚10nmとなるよう蒸着し
た後、BPhenを膜厚15nmとなるように蒸着して電子輸送層114を形成すること
により作製した。比較発光素子2で用いた2,9DPhA2Nbf(III)と、発光素
子2で用いた2,9PCA2Nbf(III)は、主骨格であるナフトビスベンゾフラン
の構造は同一であるが、結合するアミンの構造が異なる物質である。
発光素子2および比較発光素子2の素子構造を以下の表にまとめる。
発光素子2および比較発光素子2を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素
子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗
布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、これら発光素子の初期
特性について測定を行った。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。
発光素子2および比較発光素子2の輝度−電流密度特性を図36に、電流効率−輝度特性
を図37に、輝度−電圧特性を図38に、電流−電圧特性を図39に、パワー効率−輝度
特性を図40に、外部量子効率−輝度特性を図41に、発光スペクトルを図42に示す。
また、輝度1000cd/m付近における素子特性を表4にまとめる。
図36乃至図41及び表4より、発光素子2は、1000cd/mにおける外部量子効
率が10.0%と良好な特性を示す発光素子であることがわかった。また、発光素子2は
、比較発光素子2よりも良好な効率で発光する素子であることもわかった。
また、電流値を2mAとし、電流密度一定の条件における駆動時間に対する輝度の変化を
表すグラフを図43に示す。図43に示すように、発光素子2は、100時間駆動後にも
初期輝度の90%以上を保っており、非常に寿命の良好な発光素子であることがわかった
。また、発光素子2は比較発光素子2よりも寿命の良好な発光素子であることもわかった
このことから、カルバゾリル基を含むアミノ基を置換基としてもつ、本発明の一態様のナ
フトビスベンゾフラン化合物は、寿命が良好な材料であることがわかった。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子3および
比較例の発光素子である比較発光素子3について詳細に説明する。発光素子3および比較
発光素子3で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
(発光素子3の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリン
グ法にて成膜し、陽極101を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は4
mm(2mm×2mm)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200
℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着
装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度
放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真
空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、抵抗加熱を用いた蒸
着法により上記構造式(i)で表される9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9
−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPA)と酸化モリブデン
(VI)とを重量比4:2(=PCzPA:酸化モリブデン)となるように、10nm共
蒸着して正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、PCzPAを30nm蒸着して正孔輸送層112を形成し
た。
続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル
)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、
上記構造式(vii)で表される3,10−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾ
ール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベン
ゾフラン(略称:3,10PCA2Nbf(IV))とを重量比1:0.03(=cgD
BCzPA:3,10PCA2Nbf(IV))となるように25nm共蒸着して発光層
113を形成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚15nmとなるように蒸着し、上記
構造式(iv)で表されるバソフェナントロリン(略称:BPhen)を膜厚10nmと
なるように蒸着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸
着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを膜厚200nmとなるように蒸
着することで陰極102を形成して発光素子3を作製した。
(比較発光素子3の作製方法)
比較発光素子3は、発光素子3における発光層113に用いた3,10PCA2Nbf(
IV)を上記構造式(viii)で表される3,10−ビス(ジフェニルアミノ)ナフト
[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10DPhA2Nbf(I
V))に変えて発光層113を形成することにより作製した。比較発光素子3で用いた3
,10DPhA2Nbf(IV)と、発光素子3で用いた3,10PCA2Nbf(IV
)は、主骨格であるナフトビスベンゾフランの構造は同一であるが、結合するアミンの構
造が異なる物質である。
発光素子3および比較発光素子3の素子構造を以下の表にまとめる。
発光素子3および比較発光素子3を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素
子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗
布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、これら発光素子の初期
特性について測定を行った。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。
発光素子3および比較発光素子3の輝度−電流密度特性を図44に、電流効率−輝度特性
を図45に、輝度−電圧特性を図46に、電流−電圧特性を図47に、パワー効率−輝度
特性を図48に、外部量子効率−輝度特性を図49に、発光スペクトルを図50に示す。
また、輝度1000cd/m付近における素子特性を表6にまとめる。
図44乃至図49及び表6より、発光素子3は、1000cd/mにおける外部量子効
率が8.7%と良好な結果を示した。また、発光素子3は、比較発光素子3よりも効率の
良好な発光素子であることがわかった。
また、電流値を2mAとし、電流密度一定の条件における駆動時間に対する輝度の変化
を表すグラフを図51に示す。図51に示すように、発光素子3は、100時間駆動後に
も初期輝度の90%以上を保っており、寿命の良好な発光素子であることがわかった。ま
た、発光素子3は、比較発光素子3よりも寿命の良好な発光素子であることがわかった。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子4および
比較例の発光素子である比較発光素子4について詳細に説明する。発光素子4および比較
発光素子4で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
(発光素子4の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリン
グ法にて成膜し、陽極101を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は4
mm(2mm×2mm)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200
℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着
装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度
放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真
空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、抵抗加熱を用いた蒸
着法により上記構造式(vi)で表される3−[4−(9−フェナントリル)−フェニル
]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPPn)と酸化モリブデン(VI)
とを重量比4:2(=PCPPn:酸化モリブデン)となるように、10nm共蒸着して
正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、PCPPnを30nm蒸着して正孔輸送層112を形成し
た。
続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル
)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、
上記構造式(vii)で表される3,10−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾ
ール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベン
ゾフラン(略称:3,10PCA2Nbf(IV))とを重量比1:0.03(=cgD
BCzPA:3,10PCA2Nbf(IV))となるように25nm共蒸着して発光層
113を形成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚15nmとなるように蒸着し、上記
構造式(iv)で表されるバソフェナントロリン(略称:BPhen)を膜厚10nmと
なるように蒸着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸
着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを膜厚200nmとなるように蒸
着することで陰極102を形成して本実施例の発光素子4を作製した。
(比較発光素子4の作製方法)
比較発光素子4は、発光素子4における発光層113に用いた3,10PCA2Nbf(
IV)を上記構造式(viii)で表される3,10−ビス(ジフェニルアミノ)ナフト
[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10DPhA2Nbf(I
V))に変えて発光層113を形成することにより作製した。比較発光素子4で用いた3
,10DPhA2Nbf(IV)と、発光素子4で用いた3,10PCA2Nbf(IV
)は、主骨格であるナフトビスベンゾフランの構造は同一であるが、結合するアミンの構
造が異なる物質である。
発光素子4および比較発光素子4の素子構造を以下の表にまとめる。
発光素子4および比較発光素子4を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素
子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗
布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、これら発光素子の初期
特性について測定を行った。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。
発光素子4および比較発光素子4の輝度−電流密度特性を図52に、電流効率−輝度特性
を図53に、輝度−電圧特性を図54に、電流−電圧特性を図55に、パワー効率−輝度
特性を図56に、外部量子効率−輝度特性を図57に、発光スペクトルを図58に示す。
また、輝度1000cd/m付近における素子特性を表8にまとめる。
図52乃至図57及び表8より、発光素子4は、1000cd/mにおける外部量子効
率が11.8%と良好な特性を示す発光素子であることがわかった。また、発光素子4は
、比較発光素子4よりも良好な効率で発光する素子であることもわかった。
また、電流値を2mAとし、電流密度一定の条件における駆動時間に対する輝度の変化
を表すグラフを図59に示す。図59に示すように、発光素子4は、100時間駆動後に
も初期輝度の85%以上を保っており、非常に寿命の良好な発光素子であることがわかっ
た。また、発光素子4は比較発光素子4よりも寿命の良好な発光素子であることもわかっ
た。
このことから、カルバゾリル基を含むアミノ基を置換基としてもつ、本発明の一態様のナ
フトビスベンゾフラン化合物は、寿命が良好な材料であることがわかった。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子5および
比較例の発光素子である比較発光素子5について詳細に説明する。発光素子5および比較
発光素子5で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
(発光素子5の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリン
グ法にて成膜し、陽極101を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は4
mm(2mm×2mm)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200
℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着
装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度
放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真
空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、抵抗加熱を用いた蒸
着法により上記構造式(i)で表される9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9
−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPA)と酸化モリブデン
(VI)とを重量比4:2(=PCzPA:酸化モリブデン)となるように、10nm共
蒸着して正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、PCzPAを30nm蒸着して正孔輸送層112を形成し
た。
続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル
)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、
上記構造式(ix)で表される3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−2−イル)−N
−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,
10FrA2Nbf(IV))とを重量比1:0.03(=cgDBCzPA:3,10
FrA2Nbf(IV))となるように25nm共蒸着して発光層113を形成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚15nmとなるように蒸着し、上記
構造式(iv)で表されるバソフェナントロリン(略称:BPhen)を膜厚10nmと
なるように蒸着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸
着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを膜厚200nmとなるように蒸
着することで陰極102を形成して発光素子5を作製した。
(比較発光素子5の作製方法)
比較発光素子5は、発光素子5における発光層113に用いた3,10FrA2Nbf(
IV)を上記構造式(viii)で表される3,10−ビス(ジフェニルアミノ)ナフト
[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10DPhA2Nbf(I
V))に変えて発光層113を形成することにより作製した。比較発光素子5で用いた3
,10DPhA2Nbf(IV)と、発光素子5で用いた3,10FrA2Nbf(IV
)は、主骨格であるナフトビスベンゾフランの構造は同一であるが、結合するアミンの構
造が異なる物質である。
発光素子5および比較発光素子5の素子構造を以下の表にまとめる。
発光素子5および比較発光素子5を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素
子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗
布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、これら発光素子の初期
特性について測定を行った。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。
発光素子5および比較発光素子5の輝度−電流密度特性を図60に、電流効率−輝度特性
を図61に、輝度−電圧特性を図62に、電流−電圧特性を図63に、パワー効率−輝度
特性を図64に、外部量子効率−輝度特性を図65に、発光スペクトルを図66に示す。
また、輝度1000cd/m付近における素子特性を表10にまとめる。
図60乃至図66及び表10より、発光素子5は、1000cd/mにおける外部量子
効率が6.9%と良好な結果を示した。また、発光素子5は、比較発光素子5よりも効率
の良好な発光素子であることがわかった。
また、電流値を2mAとし、電流密度一定の条件における駆動時間に対する輝度の変化
を表すグラフを図67に示す。図67に示すように、発光素子5は、100時間駆動後に
も初期輝度の85%以上を保っており、寿命の良好な発光素子であることがわかった。ま
た、発光素子5は、比較発光素子5よりも寿命の良好な発光素子であることがわかった。
このことから、ジベンゾフラニル基を含むアミノ基を置換基としてもつ、本発明の一態様
のナフトビスベンゾフラン化合物は、寿命が良好な材料であることがわかった。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子6および
比較例の発光素子である比較発光素子6について詳細に説明する。発光素子6および比較
発光素子6で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
(発光素子6の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリン
グ法にて成膜し、陽極101を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は4
mm(2mm×2mm)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200
℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着
装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度
放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真
空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、抵抗加熱を用いた蒸
着法により上記構造式(vi)で表される3−[4−(9−フェナントリル)−フェニル
]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPPn)と酸化モリブデン(VI)
とを重量比4:2(=PCPPn:酸化モリブデン)となるように、10nm共蒸着して
正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、PCPPnを30nm蒸着して正孔輸送層112を形成し
た。
続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル
)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、
上記構造式(ix)で表される3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−2−イル)−N
−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,
10FrA2Nbf(IV))とを重量比1:0.03(=cgDBCzPA:3,10
FrA2Nbf(IV))となるように25nm共蒸着して発光層113を形成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚15nmとなるように蒸着し、上記
構造式(iv)で表されるバソフェナントロリン(略称:BPhen)を膜厚10nmと
なるように蒸着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸
着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを膜厚200nmとなるように蒸
着することで陰極102を形成して本実施例の発光素子6を作製した。
(比較発光素子6の作製方法)
比較発光素子6は、発光素子6における発光層113に用いた3,10FrA2Nbf(
IV)を上記構造式(viii)で表される3,10−ビス(ジフェニルアミノ)ナフト
[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10DPhA2Nbf(I
V))に変えて発光層113を形成することにより作製した。比較発光素子6で用いた3
,10DPhA2Nbf(IV)と、発光素子6で用いた3,10FrA2Nbf(IV
)は、主骨格であるナフトビスベンゾフランの構造は同一であるが、結合するアミンの構
造が異なる物質である。
発光素子6および比較発光素子6の素子構造を以下の表にまとめる。
発光素子6および比較発光素子6を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素
子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗
布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、これら発光素子の初期
特性について測定を行った。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。
発光素子6および比較発光素子6の輝度−電流密度特性を図68に、電流効率−輝度特性
を図69に、輝度−電圧特性を図70に、電流−電圧特性を図71に、パワー効率−輝度
特性を図72に、外部量子効率−輝度特性を図73に、発光スペクトルを図74に示す。
また、輝度1000cd/m付近における素子特性を表12にまとめる。
図68乃至図74及び表12より、発光素子6は、1000cd/mにおける外部量子
効率が9.4%と良好な特性を示す発光素子であることがわかった。また、発光素子6は
、比較発光素子6よりも良好な効率で発光する素子であることもわかった。
また、電流値を2mAとし、電流密度一定の条件における駆動時間に対する輝度の変化
を表すグラフを図75に示す。図75に示すように、発光素子6は、100時間駆動後に
も初期輝度の75%以上を保っており、寿命の良好な発光素子であることがわかった。ま
た、発光素子6は比較発光素子6よりも寿命の良好な発光素子であることもわかった。
このことから、ジベンゾフラニル基を含むアミノ基を置換基としてもつ、本発明の一態様
のナフトビスベンゾフラン化合物は、寿命が良好な材料であることがわかった。
(合成例4)
本合成例では、実施の形態1において構造式(510)として示した、2,9−ビス[N
−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2
,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:2,9PCA2Nbf(III)−
02)の合成方法について詳細に説明する。2,9PCA2Nbf(III)−02の構
造式を以下に示す。
<ステップ1:1,5−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,7−ジヒドロ
キシナフタレンの合成>
実施例2における合成例2のステップ1と同様に合成した。
<ステップ2:2,9−ジクロロナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン
の合成>
実施例2における合成例2のステップ2と同様に合成した。
<ステップ3:2,9−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−
N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:2
,9PCA2Nbf(III)−02)の合成>
200mL三口フラスコに0.90g(2.4mmol)の2,9−ジクロロナフト[2
,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフランと、2.0g(6.0mmol)の2−アニ
リノ−9−フェニル−9H−カルバゾールと、86mg(0.24mmol)のジ(1−
アダマンチル)−n−ブチルホスフィンと、1.4g(14mmol)のナトリウム t
ert−ブトキシドを入れた。この混合物に、25mLのキシレンを加えた。この混合物
を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に28mg(48μmol)のビス
(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で11時間
攪拌した。撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを
通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し固体を得た。この固体をシリカゲ
ルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン)で精製し、固体を得た。得られた固
体をトルエンで3回再結晶し、黄色固体を0.76g、収率33%で得た。
得られた固体0.76gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力1.7
×10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの条件において、380℃で加熱して行っ
た。昇華精製後、黄色固体を0.63g、回収率83%で得た。ステップ3の合成スキー
ムを以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを図81に、数値データを以下に示す。これにより、
本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である2,9PCA2Nbf(III)
−02が得られたことがわかった。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=7.07(tt,J1=7.5Hz
,J2=1.5Hz,2H),7.13(dd,J1=8.1Hz,J2=1.8Hz,
2H),7.19−7.33(m,14H),7.35−7.40(m,8H),7.5
1−7.53(m,8H),7.91(d,J1=8.7Hz,2H),8.07−8.
11(m,4H),8.26(d,J1=8.7Hz,2H),8.60(d,J1=8
.7Hz,2H).
次に、2,9PCA2Nbf(III)−02のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発
光スペクトルを測定した結果を図82に示す。また、2,9PCA2Nbf(III)−
02の薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図83に示す。試料の作製および測
定方法は、合成例3と同様に行った。
図82より、2,9PCA2Nbf(III)−02のトルエン溶液は423nm、40
3nm、347nm、317nm、281nm付近に吸収ピークが見られ、発光波長のピ
ークは441nm、463nm(励起波長410nm)付近であった。また、図83より
、2,9PCA2Nbf(III)−02の薄膜は、428nm、408nm、347n
m、265nmおよび235nm付近に吸収ピークが見られ、発光波長のピークは460
nm、481nm付近(励起波長410nm)に見られた。この結果から、2,9PCA
2Nbf(III)−02が青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発
光物質のホストとして利用可能であることがわかった。
また、2,9PCA2Nbf(III)−02のトルエン溶液での発光スペクトルは、半
値幅が43nmとなることがわかった。
また、2,9PCA2Nbf(III)−02のトルエン溶液での発光量子収率を測定し
たところ、89%と非常に高く、発光材料として好適であることがわかった。
次に、本実施例で得られた2,9PCA2Nbf(III)−02をLC/MS分析によ
って分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3と同様
である。
Targeted−MS法により、2,9PCA2Nbf(III)−02由来のイオ
ンであるm/z=972.35のMS測定を行なった。Targeted−MSの設
定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=972.35±2.0(isolatio
n window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でタ
ーゲットイオンを加速するエネルギーNCEを50として測定した。得られたMSスペク
トルを図84に示す。
図84の結果から、2,9PCA2Nbf(III)−02は、主としてm/z=896
、731、640、333および256付近にプロダクトイオンが検出されることがわか
った。なお、図に示す結果は、2,9PCA2Nbf(III)−02に由来する特徴的
な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる2,9PCA2Nbf(III)
−02を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=896付近のプロダクトイオンは、2,9PCA2Nbf(III)−0
2におけるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、2,9PCA2Nbf(I
II)−02が、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=7
31付近のプロダクトイオンは、2,9PCA2Nbf(III)−02における9−フ
ェニルカルバゾリル基が離脱した状態のカチオンと推定され、2,9PCA2Nbf(I
II)−02が、9−フェニル−9H−カルバゾリル基を含んでいることを示唆するもの
である。
なお、m/z=640付近のプロダクトイオンは、2,9PCA2Nbf(III)−0
2におけるN−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェニルアミノ
基が離脱した状態のカチオンと推定され、2,9PCA2Nbf(III)−02が、N
−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェニルアミノ基を含んでい
ることを示唆するものである。
また、m/z=333付近のプロダクトイオンは、2,9PCA2Nbf(III)−0
2における2−[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェニル
アミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱した状態のカ
チオンと推定され、2,9PCA2Nbf(III)−02が、2−[N−(9−フェニ
ル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,
5−b’]ビスベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
(合成例5)
本合成例では、実施の形態1において構造式(701)として示した、3,10−ビス[
N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7
−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10FrA2Nbf(IV)−02)の合成方法
について詳しく説明する。3,10FrA2Nbf(IV)−02の構造式を以下に示す
<ステップ1:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジメトキ
シナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ1と同様に合成した。
<ステップ2:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジヒドロ
キシナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ2と同様に合成した。
<ステップ3:3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラ
ンの合成>
実施例1における合成例1のステップ3と同様に合成した。
<ステップ4:3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミ
ノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10FrA2N
bf(IV)−02)の合成>
200mL三口フラスコに1.2g(3.0mmol)の3,10−ジクロロナフト[2
,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランと、2.0g(7.7mmol)のN−(ジ
ベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミン、0.11g(0.30mmol)のジ
(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、1.8g(18mmol)のナトリウム
tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、30mLのキシレンを加えた。この混
合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に35mg(61μmol)の
ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で32
時間攪拌した。
撹拌後、この混合物にトルエン、水を加え、吸引ろ過し、固体を得た。得られた固体にト
ルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得
られた濾液を濃縮して固体を得た。この固体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)で精製し、固体を得た。得られた固体をトルエンで3回再結晶し、黄
色固体を1.8g、収率71%で得た。
得られた固体1.2gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力2.3×
10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの条件において、380℃で加熱して行った
。昇華精製後、黄色固体を1.0g、回収率88%で得た。ステップ4の合成スキームを
以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを図85に、数値データを以下に示す。これにより、
本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である3,10FrA2Nbf(IV)
−02が得られたことがわかった。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=7.12−7.21(m,6H),
7.23−7.26(m,4H),7.28(d,J1=2.1Hz,2H),7.32
−7.40(m,8H),7.44(dd,J1=7.5Hz,J2=1.2Hz,2H
),7.53(d,J1=7.8Hz,2H),7.88(d,J1=8.1Hz,2H
),7.91−7.96(m,4H),8.01(s,2H),8.41(s,2H).
次に、3,10FrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発
光スペクトルを測定した結果を図86に示す。また、3,10FrA2Nbf(IV)−
02の薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図87に示す。試料の作製方法およ
び測定方法は合成例3と同様である。
図86より、3,10FrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液は427nm、40
4nm、350nm、282nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは441nm
、468nm(励起波長400nm)であった。また、図87より、3,10FrA2N
bf(IV)−02の薄膜は、432nm、412nm、353nmおよび257nmに
吸収ピークが見られ、発光波長のピークは462nm、488nm(励起波長400nm
)に見られた。この結果から、3,10FrA2Nbf(IV)−02が青色に発光する
ことを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることが
わかった。
また、3,10FrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液での発光スペクトルは、長
波長側にある468nm付近の第二ピークの強度が小さくなっており、半値幅が22nm
と極めて狭線幅な発光となることがわかった。
また、トルエン溶液での量子収率を測定したところ、97%と非常に高く、発光材料とし
て好適であることがわかった。
なお、3,10FrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液から、モル吸光係数εは、
427nm で120,000[M−1・cm−1]と非常に高いことがわかった。この
ことから、本発明の一態様である3,10FrA2Nbf(IV)−02を発光材料(ゲ
スト材料)としてホスト材料中に分散した場合、ホスト材料からのエネルギー移動が効率
よく行われることが示唆される。すなわち、本発明の一態様の化合物は、ホストーゲスト
系の発光素子において高い発光効率を得る上で、ゲスト材料として有利な性質を有してい
る。
発光スペクトルが狭線幅であることと、発光量子収率の高さより、本発明の一態様の3,
10FrA2Nbf(IV)−02は効率的に発光ができる有機化合物であることが分か
った。
次に、本実施例で得られた3,10FrA2Nbf(IV)−02をLC/MS分析によ
って分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3と同様
である。
Targeted−MS法により、3,10FrA2Nbf(IV)−02由来のイオ
ンであるm/z=822.25のMS測定を行なった。Targeted−MSの設
定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=822.25±2.0(isolatio
n window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でタ
ーゲットイオンを加速するエネルギーNCEを60として測定した。得られたMSスペク
トルを図88に示す。
図88の結果から、3,10FrA2Nbf(IV)−02は、主としてm/z=744
、654、563、487、397、258および230付近にプロダクトイオンが検出
されることがわかった。なお、図88に示す結果は、3,10FrA2Nbf(IV)−
02に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる3,10F
rA2Nbf(IV)−02を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=744付近のプロダクトイオンは、3,10FrA2Nbf(IV)−0
2におけるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10FrA2Nbf(
IV)−02が、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=6
54付近のプロダクトイオンは、3,10FrA2Nbf(IV)−02におけるジベン
ゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10FrA2Nbf(IV)−
02が、ジベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
なお、m/z=563付近のプロダクトイオンは、3,10FrA2Nbf(IV)−0
2におけるN−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ基が離脱した状態の
カチオンと推定され、3,10FrA2Nbf(IV)−02が、N−(ジベンゾフラン
−3−イル)−N−フェニルアミノ基を含んでいることを示唆するものである。また、m
/z=258付近のプロダクトイオンは、3,10FrA2Nbf(IV)−02におけ
る3−[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b
;6,7−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10
FrA2Nbf(IV)−02が、3−[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェ
ニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラニル基を含んでいるこ
とを示唆するものである。
(合成例6)
本合成例では、実施の形態1で構造式(707)として示した、3,10−ビス[N−(
9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3
−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10PCA2Nbf(IV)−02
)の合成方法について詳しく説明する。3,10PCA2Nbf(IV)−02の構造式
を以下に示す。
<ステップ1:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジメトキ
シナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ1と同様に合成した。
<ステップ2:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジヒドロ
キシナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ2と同様に合成した。
<ステップ3:3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラ
ンの合成>
実施例1における合成例1のステップ3と同様に合成した。
<ステップ4:3,10−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)
−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:
3,10PCA2Nbf(IV)−02)の合成>
200mL三口フラスコに0.97g(2.6mmol)の3,10−ジクロロナフト[
2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランと、2.6g(7.7mmol)の2−ア
ニリノ−9−フェニル−9H−カルバゾール、92mg(0.26mmol)のジ(1−
アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、1.5g(15mmol)のナトリウム te
rt−ブトキシドを入れた。この混合物に、26mLのキシレンを加えた。この混合物を
減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に30mg(51μmol)のビス(
ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で7時間攪拌
した。撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通し
て吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し固体を得た。この固体をシリカゲルカ
ラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン)で精製し、固体を得た。得られた固体を
トルエンで2回再結晶し、黄色固体を1.6g、収率62%で得た。
得られた固体1.1gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力1.7×
10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの条件において、375℃で加熱して行った
。昇華精製後、黄色固体を0.57g、回収率51%で得た。ステップ4の合成スキーム
を以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを図89に、数値データを以下に示す。これにより、
本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である3,10PCA2Nbf(IV)
−02が得られたことがわかった。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=7.05−7.14(m,6H),
7.19−7.24(m,8H),7.26−7.33(m,6H),7.36−7.4
1(m,6H),7.50−7.56(m,8H),7.88(d,J1=8.4Hz,
2H),7.97(s,2H),8.08−8.12(m,4H),8.35(s,2H
).
次に、3,10PCA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発
光スペクトルを測定した結果を図90に示す。また、3,10PCA2Nbf(IV)−
02の薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図91に示す。試料の作製方法およ
び測定方法は合成例3と同様である。
図90より、3,10PCA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液は430nm、40
8nm、346nm、282nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは448nm
、476nm(励起波長410nm)であった。また、図91より、3,10PCA2N
bf(IV)−02の薄膜は、436nm、415nm、350nm、264nmおよび
236nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは476nm(励起波長410nm
)に見られた。この結果から、3,10PCA2Nbf(IV)−02が青色に発光する
ことを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることが
わかった。
また、3,10PCA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液での発光スペクトルは、長
波長側にある、476nm付近の第二ピークの強度が小さくなっており、半値幅が26n
mと極めて狭線幅の発光であることがわかった。
また、トルエン溶液での発光量子収率を測定したところ、93%と非常に高く、発光材料
として好適であることがわかった。
なお、3,10PCA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液から、モル吸光係数εは、
430nm で110,000[M−1・cm−1]であることがわかった。このことか
ら、本発明の一態様である3,10PCA2Nbf(IV)−02を発光材料(ゲスト材
料)としてホスト材料中に分散した場合、ホスト材料からのエネルギー移動が効率よく行
われることが示唆される。すなわち、本発明の一態様の化合物は、ホストーゲスト系の発
光素子において高い発光効率を得る上で、ゲスト材料として有利な性質を有している。
発光スペクトルが狭線幅であることと、発光量子収率の高さより、本発明の一態様の3,
10PCA2Nbf(IV)−02は、効率的に発光できる有機化合物であることが分か
った。
次に、本実施例で得られた3,10PCA2Nbf(IV)−02をLC/MS分析によ
って分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3と同様
である。
Targeted−MS法により、3,10PCA2Nbf(IV)−02由来のイオ
ンであるm/z=972.35のMS測定を行なった。Targeted−MSの設
定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=972.35±2.0(isolatio
n window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でタ
ーゲットイオンを加速するエネルギーNCEを50として測定した。得られたMSスペク
トルを図92に示す。
図92の結果から、3,10PCA2Nbf(IV)−02は、主としてm/z=896
、869、731、640、333および256付近にプロダクトイオンが検出されるこ
とがわかった。なお、図92に示す結果は、3,10PCA2Nbf(IV)−02に由
来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる3,10PCA2N
bf(IV)−02を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=896付近のプロダクトイオンは、3,10PCA2Nbf(IV)−0
2におけるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10PCA2Nbf(
IV)−02が、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=7
31付近のプロダクトイオンは、3,10PCA2Nbf(IV)−02における9−フ
ェニルカルバゾリル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10PCA2Nbf(
IV)−02が、9−フェニルカルバゾリル基を含んでいることを示唆するものである。
また、m/z=640付近のプロダクトイオンは、3,10PCA2Nbf(IV)−0
2におけるN−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェニルアミノ
基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10PCA2Nbf(IV)−02が、N
−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェニルアミノ基を含んでい
ることを示唆するものである。また、m/z=333付近のプロダクトイオンは、3,1
0PCA2Nbf(IV)−02における3−[N−(9−フェニル−9H−カルバゾー
ル−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾ
フラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10PCA2Nbf(IV)−0
2が、3−[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェニルアミ
ノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラニル基を含んでいることを示唆
するものである。
(合成例7)
本合成例では、3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミ
ノ]−6,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略
称:ph−3,10FrA2Nbf(IV)−II)の合成方法について詳しく説明する
。ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIの構造式を以下に示す。
<ステップ1:2,6−ジヒドロキシ−1,5−ジフェニルナフタレンの合成>
1L三口フラスコに9.5g(30mmol)の1,5−ジブロモ−2,6−ジヒドロキ
シナフタレン、8.0g(66mmol)のフェニルボロン酸、37g(120mmol
)の炭酸セシウム、および1.2g(3.0mmol)のSPhosを入れた。この混合
物に、300mLのトルエンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気し
た。この混合物に0.27g(1.2mmol)の酢酸パラジウム(II)を加え、窒素
気流下、110℃で7時間攪拌した。撹拌後、混合物にトルエンを加え、セライトを通し
て吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し固体を得た。得られた固体をシリカゲ
ルカラムクロマトグラフィー(中性シリカゲル、展開溶媒:トルエン)で精製し、黄色固
体を4.3g(crude)を得た。ステップ1の合成スキームを以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを図93に、数値データを以下に示す。これにより、
本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である2,6−ジヒドロキシ−1,5−
ジフェニルナフタレンが得られたことがわかった。
H NMR(DMSO−d,300MHz):δ=7.07(d,J1=9.3Hz
,2H),7.19(d,J1=8.7Hz,2H),7.25−7.41(m,6H)
,7.45−7.51(m,4H),9.07(s,2H).
<ステップ2:2,6−ビス(2−ブロモ−4−クロロフェノキシ)−1,5−ジフェニ
ルナフタレンの合成>
200mLの三口フラスコに4.3g(crude)の2,6−ジヒドロキシ−1,5−
ジフェニルナフタレン、8.6g(0.42mol)の1−ブロモ−4−クロロ−2−フ
ルオロベンゼン、および13g(41mmol)の炭酸セシウムを入れた。この混合物に
、N−メチル−2−ピロリドン70mLを加え、この混合物を減圧しながら攪拌すること
で脱気した。脱気後、この混合物を、窒素気流下、120℃で13.5時間攪拌した。撹
拌後、2.9g(14mmol)の1−ブロモ−4−クロロ−2−フルオロベンゼンを追
加し、窒素気流下、120℃で13.5時間攪拌した。
撹拌後、この混合物に水を加え、超音波を照射後、濾過し固体を得た。得られた固体を水
、エタノールで洗浄した。この固体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)で精製した。この固体をトルエン/エタノールで再結晶し、淡黄色固体を6.
3g、収率66%で得た。ステップ2の合成スキームを以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを図94に、数値データを以下に示す。これにより、
本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である2,6−ビス(2−ブロモ−4−
クロロフェノキシ)−1,5−ジフェニルナフタレンが得られたことがわかった。
H NMR(DMSO−d,300MHz):δ=6.90(d,J1=1.8Hz
,2H),7.06(dd,J1=8.1Hz,J2=2.4Hz,2H),7.28(
d,J1=9.3Hz,2H),7.39−7.51(m,10H),7.56−7.6
1(m,4H).
<ステップ3:3,10−ジクロロ−6,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7
−b’]ビスベンゾフランの合成>
200mLの三口フラスコに6.2g(9.0mmol)の2,6−ビス(2−ブロモ−
4−クロロフェノキシ)−1,5−ジフェニルナフタレンと、0.47g(1.8mmo
l)のトリフェニルホスフィン、7.1g(22mmol)の炭酸セシウムを入れた。こ
の混合物に、N−メチル−2−ピロリドン45mLを加え、この混合物を減圧しながら攪
拌することで脱気した。脱気後、この混合物を、窒素気流下、120℃で15時間攪拌し
た。
撹拌後、混合物に水を加え、超音波を照射後、濾過して固体を得た。得られた固体をトル
エンに溶解させ、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。
得られた濾液を濃縮して固体を得た。得られた固体をトルエンで再結晶し、黄色固体を3
.2g、収率67%で得た。ステップ3の合成スキームを以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを図95に、数値データを以下に示す。これにより、
本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である3,10−ジクロロ−6,13−
ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランが得られたことがわか
った。
H NMR(1,1,2,2−Tetrachloroethane−D2,300M
Hz):δ=7.32(dd,J1=8.4Hz,J2=1.5Hz,2H),7.55
(d,J1=1.5Hz,2H),7.65−7.76(m,10H),7.93(d,
J1=8.1Hz,2H),8.47(s,2H).
<ステップ4:3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミ
ノ]−6,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略
称:ph−3,10FrA2Nbf(IV)−II)の合成>
200mL三口フラスコに1.4g(2.6mmol)の3,10−ジクロロ−6,13
−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランと、1.7g(6.
4mmol)のN−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミン、92mg(0
.26mmol)のジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、1.5g(15m
mol)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、25mLのキシ
レンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に29m
g(51μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気
流下、150℃で15時間攪拌した。
撹拌後、混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過
し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮して固体を得た。この固体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:ヘキサン=1:2、次いでトルエン:ヘキサン=
2:3)で精製した。得られた固体をトルエン/酢酸エチルで再結晶し、黄色固体を2.
0g、収率80%で得た。得られた固体1.1gをトレインサブリメーション法により昇
華精製した。圧力2.7×10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの条件で、380
℃で加熱して行った。昇華精製後、黄色固体を0.94g、回収率84%で得た。ステッ
プ4の合成スキームを以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを図96に、数値データを以下に示す。これにより、
本合成例において、本発明の一態様の有機化合物であるph−3,10FrA2Nbf(
IV)−IIが得られたことがわかった。
H NMR(DMSO−d,300MHz):δ=6.87(dd,J1=8.7H
z,J2=2.4Hz,2H),6.96(d,J1=2.4Hz,2H),7.10−
7.18(m,6H),7.28−7.64(m,24H),7.94(d,J1=8.
1Hz,2H),8.05(d,J1=7.8Hz,J2=1.5Hz,2H),8.1
6(dd,J1=6.9Hz,J2=1.5Hz,2H),8.24(s,2H).
次に、本実施例で得られたph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIをLC/MS分
析によって分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3
と同様である。
Targeted−MS法により、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−II由来
のイオンであるm/z=974.31のMS測定を行なった。Targeted−MS
の設定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=974.31±2.0(isola
tion window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル
内でターゲットイオンを加速するエネルギーNCEを60として測定した。得られたMS
スペクトルを図97に示す。
図97の結果から、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIは、主としてm/z=
898、808、717、639、549、520、458付近にプロダクトイオンが検
出されることがわかった。なお、図に示す結果は、ph−3,10FrA2Nbf(IV
)−IIに由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれるph−
3,10FrA2Nbf(IV)−IIを同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=898付近のプロダクトイオンは、ph−3,10FrA2Nbf(IV
)−IIにおけるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、ph−3,10Fr
A2Nbf(IV)−IIが、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また
、m/z=808付近のプロダクトイオンは、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−
IIにおけるジベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、ph−3,10
FrA2Nbf(IV)−IIが、ジベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するもの
である。
なお、m/z=717付近のプロダクトイオンは、ph−3,10FrA2Nbf(IV
)−IIにおけるN−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ基が離脱した
状態のカチオンと推定され、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIが、N−(ジ
ベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ基を含んでいることを示唆するものであ
る。また、m/z=458付近のプロダクトイオンは、ph−3,10FrA2Nbf(
IV)−IIにおけるN−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ基が2つ
離脱した状態のカチオンと推定され、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIが、
N−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ基を2つ含んでいることを示唆
するものである。
また、m/z=257付近のプロダクトイオンは、ph−3,10FrA2Nbf(IV
)−IIにおける3−[N−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ]−6
,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱し
た状態のカチオンと推定され、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIが、3−[
N−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ]−6,13−ジフェニルナフ
ト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するもの
である。
次に、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIのトルエン溶液の吸収スペクトルお
よび発光スペクトルを測定した結果を図124に示す。また、ph−3,10FrA2N
bf(IV)−IIの薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図125に示す。固
体薄膜は石英基板上に真空蒸着法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外
可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英
セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測
定には、分光光度計((株)日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用い
た。また、薄膜の発光スペクトルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 F
S920)を用いた。溶液の発光スペクトルの測定と量子収率は絶対PL量子収率測定装
置((株)浜松ホトニクス製 Quantaurus−QY)を用いた。
図124より、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIのトルエン溶液は428n
m、402nm、317nm、285nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは4
41nm、469nm(励起波長400nm)であった。また、図125より、ph−3
,10FrA2Nbf(IV)−IIの薄膜は、434nm、408nm、380nm、
322nmおよび286nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは459nm、4
88nm、531nm(励起波長400nm)に見られた。この結果から、ph−3,1
0FrA2Nbf(IV)−IIが青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の
蛍光発光物質のホストとして利用可能であることがわかった。
また、トルエン溶液での量子収率を測定したところ、86%と高く、発光材料として好適
であることがわかった。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子7につい
て詳細に説明する。発光素子7で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
(発光素子7の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリン
グ法にて成膜し、陽極101を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は4
mm(2mm×2mm)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200
℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着
装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度
放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真
空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、抵抗加熱を用いた蒸
着法により上記構造式(vi)で表される3−[4−(9−フェナントリル)−フェニル
]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPPn)と酸化モリブデン(VI)
とを重量比4:2(=PCPPn:酸化モリブデン)となるように、10nm共蒸着して
正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、PCPPnを30nm蒸着して正孔輸送層112を形成し
た。
続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)
フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、上
記構造式(x)で表される2,9−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2
−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン
(略称:2,9PCA2Nbf(III)−02)とを重量比1:0.03(=cgDB
CzPA:2,9PCA2Nbf(III)−02)となるように25nm共蒸着して発
光層113を形成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚15nmとなるように蒸着し、上記
構造式(xii)で表される2,9−ビス(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニ
ル−1,10−フェナントロリン(略称:NBPhen)を膜厚10nmとなるように蒸
着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸
着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを膜厚200nmとなるように蒸
着することで陰極102を形成して本実施例の発光素子7を作製した。
発光素子7の素子構造を以下の表にまとめる。
発光素子7を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されない
ようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処
理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、この発光素子の初期特性について測定を行っ
た。なお、測定は室温で行った。
発光素子7の輝度−電流密度特性を図98に、電流効率−輝度特性を図99に、輝度−電
圧特性を図100に、電流−電圧特性を図101に、パワー効率−輝度特性を図102に
、外部量子効率−輝度特性を図103に、発光スペクトルを図104に示す。また、輝度
1000cd/m付近における素子特性を表14にまとめる。
図98乃至図104及び表14より、発光素子7は、1000cd/mにおける外部量
子効率が10.9%と良好な特性を示す発光素子であることがわかった。
このことから、フェニルカルバゾリル基を含むアミノ基を置換基としてもつ、本発明の一
態様のナフトビスベンゾフラン化合物は、高効率な材料であることがわかった。
また、電流値を2mAとし、電流密度一定の条件における駆動時間に対する輝度の変化を
表すグラフを図105に示す。図105に示すように、発光素子7は、300時間駆動後
にも初期輝度の80%以上を保っており、寿命の良好な発光素子であることがわかった。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子8につい
て詳細に説明する。発光素子8で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
(発光素子8の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリン
グ法にて成膜し、陽極101を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は4
mm(2mm×2mm)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200
℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着
装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度
放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真
空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、抵抗加熱を用いた蒸
着法により上記構造式(vi)で表される3−[4−(9−フェナントリル)−フェニル
]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPPn)と酸化モリブデン(VI)
とを重量比4:2(=PCPPn:酸化モリブデン)となるように、10nm共蒸着して
正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、PCPPnを30nm蒸着して正孔輸送層112を形成し
た。
続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)
フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、上
記構造式(xi)で表される3,10−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール
−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフ
ラン(略称:3,10PCA2Nbf(IV)−02)とを重量比1:0.01(=cg
DBCzPA:3,10PCA2Nbf(IV)−02)となるように25nm共蒸着し
て発光層113を形成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚15nmとなるように蒸着し、上記
構造式(xii)で表される2,9−ビス(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニ
ル−1,10−フェナントロリン(略称:NBPhen)を膜厚10nmとなるように蒸
着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸
着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを膜厚200nmとなるように蒸
着することで陰極102を形成して本実施例の発光素子8を作製した。
発光素子8の素子構造を以下の表にまとめる。
発光素子8を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されない
ようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処
理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、この発光素子の初期特性について測定を行っ
た。なお、測定は室温で行った。
発光素子8の輝度−電流密度特性を図106に、電流効率−輝度特性を図107に、輝度
−電圧特性を図108に、電流−電圧特性を図109に、パワー効率−輝度特性を図11
0に、外部量子効率−輝度特性を図111に、発光スペクトルを図112に示す。また、
輝度1000cd/m付近における素子特性を表16にまとめる。
図106乃至図112及び表16より、発光素子8は、1000cd/mにおける外部
量子効率が11.9%と良好な特性を示す発光素子であることがわかった。
また、電流値を2mAとし、電流密度一定の条件における駆動時間に対する輝度の変化を
表すグラフを図113に示す。図113に示すように、発光素子8は、250時間駆動後
にも初期輝度の85%以上を保っており、寿命の良好な発光素子であることがわかった。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子9につい
て詳細に説明する。発光素子9で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
(発光素子9の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリン
グ法にて成膜し、陽極101を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は4
mm(2mm×2mm)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200
℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着
装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度
放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真
空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、抵抗加熱を用いた蒸
着法により上記構造式(vi)で表される3−[4−(9−フェナントリル)−フェニル
]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPPn)と酸化モリブデン(VI)
とを重量比4:2(=PCPPn:酸化モリブデン)となるように、10nm共蒸着して
正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、PCPPnを30nm蒸着して正孔輸送層112を形成し
た。
続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)
フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、上
記構造式(xiii)で表される3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−
N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3
,10FrA2Nbf(IV)−02)とを重量比1:0.01(=cgDBCzPA:
3,10FrA2Nbf(IV)−02)となるように25nm共蒸着して発光層113
を形成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚15nmとなるように蒸着し、上記
構造式(xii)で表される2,9−ビス(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニ
ル−1,10−フェナントロリン(略称:NBPhen)を膜厚10nmとなるように蒸
着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸
着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを膜厚200nmとなるように蒸
着することで陰極102を形成して本実施例の発光素子9を作製した。
発光素子9の素子構造を以下の表にまとめる。
発光素子9を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されない
ようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処
理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、この発光素子の初期特性について測定を行っ
た。なお、測定は室温で行った。
発光素子9の輝度−電流密度特性を図114に、電流効率−輝度特性を図115に、輝度
−電圧特性を図116に、電流−電圧特性を図117に、パワー効率−輝度特性を図11
8に、外部量子効率−輝度特性を図119に、発光スペクトルを図120に示す。また、
輝度1000cd/m付近における素子特性を表18にまとめる。
図114乃至図120及び表18より、発光素子9は、1000cd/mにおける外部
量子効率が11.4%と良好な特性を示す発光素子であることがわかった。
また、電流値を2mAとし、電流密度一定の条件における駆動時間に対する輝度の変化を
表すグラフを図121に示す。図121に示すように、発光素子9は、100時間駆動後
にも初期輝度の90%以上を保っており、寿命の良好な発光素子であることがわかった。
このことから、ジベンゾフラニル基を含むアミノ基を置換基としてもつ、本発明の一態様
のナフトビスベンゾフラン化合物は、寿命が良好な材料であることがわかった。特に3−
ジベンゾフラニルアミノ基としたものは2位置換のものよりも寿命が良好であることがわ
かった。
図122は、ほぼ同じ素子構造を有するピレン系の青色蛍光ドーパントを用いた発光素子
と、本発明の一態様のナフトベンゾフラン骨格を有する青色蛍光ドーパントを用いた発光
素子の、1000cd/m付近におけるy色度と外部量子効率の関係を示したグラフで
ある。
図中、BD−00、BD−01およびBD−02は各々異なるピレン系のドーパントを用
いた発光素子のプロットであり、BD−05が3,10PCA2Nbf(IV)−02、
BD−06が3,10FrA2Nbf(IV)−02をドーパントとして用いた発光素子
のプロットである。
従来のピレン系ドーパントであるBD−00、BD−01、BD−02はy色度が深くな
るに従って外部量子効率が低下する傾向が見られ、BD−02のような深い青色ドーパン
トでは、効率が大幅に低下してしまっていた。一方で、BD−05とBD−06は深いy
色度でありながら、BD−02のように大幅な効率の減少が見られず、高効率を保つこと
ができることがわかった。
本実施例では、正孔注入層の膜厚を変更し、光路長を変えた複数のトップエミッション素
子を作製し、得られたy色度と電流効率の関係について検討した結果を示す。本実施例で
作製した発光素子に用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
(トップエミッション発光素子の作製方法)
まず、ガラス基板上に、銀(Ag)とパラジウム(Pd)と銅(Cu)の合金膜(Ag−
Pd−Cu(APC)膜)をスパッタリング法により、100nmの膜厚で成膜した後、
酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法により、85nmの
膜厚で成膜して陽極101を形成した。なお、その電極面積は4mm(2mm×2mm
)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200
℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着
装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度
放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真
空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、蒸着法により上記構
造式(vi)で表される3−[4−(9−フェナントリル)−フェニル]−9−フェニル
−9H−カルバゾール(略称:PCPPn)と酸化モリブデン(VI)とを重量比4:2
(=PCPPn:酸化モリブデン)となるように、共蒸着して正孔注入層111を形成し
た。
発光素子の光路長の変更は、上記正孔注入層111の膜厚を変化させることによって実現
し、3,10−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェ
ニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10P
CA2Nbf(IV)−02)を用いた発光素子においては、当該膜厚が5 nm、7.
5 nm、10 nm、12.5 nm、15 nm、17.5 nm、20 nm、2
2.5 nm、25 nm、27.5 nm、30 nm、32.5 nm、35 nm
、37.5 nm、40 nmおよび42.5 nmの16素子を作製し、3,10−ビ
ス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6
,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10FrA2Nbf(IV)−02)を用い
た発光素子においては、当該膜厚が10nm、15nm、20nm、25nm、30nm
、35nm、40nmおよび45nmの8素子を作製した。
次に、正孔注入層111上に、PCPPnを15nm蒸着して正孔輸送層112を形成し
た。
続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)
フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、3
,10PCA2Nbf(IV)−02とを重量比1:0.01(=cgDBCzPA:3
,10PCA2Nbf(IV)−02)となるように25nm共蒸着して、または、cg
DBCzPAと3,10FrA2Nbf(IV)−02とを重量比1:0.01(=cg
DBCzPA:3,10FrA2Nbf(IV)−02)となるように25nm共蒸着し
て、発光層113を形成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚5nmとなるように蒸着し、上記構
造式(xii)で表される2,9−ビス(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニル
−1,10−フェナントロリン(略称:NBPhen)を膜厚15nmとなるように蒸着
し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸
着して電子注入層115を形成し、続いて銀(Ag)とマグネシウム(Mg)との体積比
を1:0.1とし、膜厚10nmとなるように蒸着することで陰極102を形成して発光
素子を作製した。なお、陰極102は光を反射する機能と光を透過する機能とを有する半
透過・半反射電極であり、本実施例の発光素子は陰極102から光を取り出すトップエミ
ッションの素子である。また、陰極102上には上記構造式(xiv)で表される1,3
,5−トリ(ジベンゾチオフェン−4−イル)−ベンゼン(略称:DBT3P−II)を
70nm蒸着して、取出し効率を向上させている。
作製した発光素子を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝さ
れないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時に
UV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、測定を行った。なお、測定は室温で行
った。
1,000cd/m付近におけるy色度と電流効率の関係を図123に示した。BD−
05、BD−06はそれぞれ、3,10PCA2Nbf(IV)−02、3,10FrA
2Nbf(IV)−02をドーパントとして用いた発光素子である。3,10PCA2N
bf(IV)−02をドーパントとして用いた発光素子はNTSC規格の色度のような純
青領域で高い電流効率が得られている。これは3,10PCA2Nbf(IV)−02の
蛍光量子収率やモル吸光係数が非常に高いことが主要な要因であると考えられる。一方で
、3,10FrA2Nbf(IV)−02を用いたデバイスは、y色度が深い領域での電
流効率に優れており、BT.2020規格の青色の色度においても高い電流効率が得られ
ている。3,10FrA2Nbf(IV)−02は発光が短波長であるため、BT.20
20規格の青のような深い青色発光を得るのに有利な材料であるということがわかる。以
上より、マイクロキャビティ効果を利用したディスプレイなどへの応用を考えた場合、3
,10PCA2Nbf(IV)−02はNTSC規格のような純青を得るのに有用なドー
パントであり、3,10FrA2Nbf(IV)−02はBT.2020規格のような深
青領域を狙うのに有用なドーパントであることがわかる。
(合成例8)
本合成例では、3,10−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)
−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;7,6−b’]ビスベンゾフラン(略称:
3,10PCA2Nbf(II))の合成方法について詳しく説明する。3,10PCA
2Nbf(II)の構造式を以下に示す。
<ステップ1:3,6−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,7−ジメトキ
シナフタレンの合成>
200mL三口フラスコに3.0g(8.7mmol)の3,6−ジブロモ−2,7−ジ
メトキシナフタレンと、3.3g(19mmol)の4−クロロ−2−フルオロフェニル
ボロン酸と、5.8g(42mmol)の炭酸カリウムと、0.13g(0.43mmo
l)のトリス(2−メチルフェニル)ホスフィンを入れた。この混合物に、85mLのト
ルエンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に19
mg(87μmol)の酢酸パラジウム(II)を加え、窒素気流下、60℃で14時間
、120℃で11.5時間攪拌した。なお、当該撹拌の途中に、上記混合物へ3.0g(
17mmol)の4−クロロ−2−フルオロフェニルボロン酸、4.8g(35mmol
)の炭酸カリウムを加えた。
撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール(和光純薬工業株式会社、カタログ
番号:540−00135)、セライト(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:531
−16855)、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得、当該濾液を濃縮して油状物を
得た。得られた油状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
キサン=1:2)で精製した。得られた固体を高速液体カラムクロマトグラフィーにより
精製した。高速液体カラムクロマトグラフィーはクロロホルムを展開溶媒に用いることに
より行った。得られたフラクションを濃縮して目的物の白色固体を5.8g、収率76%
で得た。ステップ1の合成スキームを以下に示す。
<ステップ2:3,6−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,7−ジヒドロ
キシナフタレンの合成>
200mL三口フラスコに5.8g(13mmol)の3,6−ビス(4−クロロ−2−
フルオロフェニル)−2,7−ジメトキシナフタレンを入れ、フラスコ内を窒素置換した
。このフラスコに33mLのジクロロメタンを加えた。この溶液に29mLの三臭化ホウ
素(約1.0mol/Lジクロロメタン溶液)と40mLのジクロロメタンを滴下した。
滴下終了後、この溶液を室温で攪拌した。攪拌後、この溶液に氷冷下で約20mLの水を
加えて、攪拌した。攪拌後、この混合物の水層をジクロロメタンで抽出し、抽出溶液と有
機層を合わせて、水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した。有機層に硫酸マグネシ
ウムを加え、水分を吸着した後この混合物を自然ろ過した。得られた濾液を濃縮し、白色
固体を5.7g得た。ステップ2の合成スキームを以下に示す。
<ステップ3:3,10−ジクロロナフト[2,3−b;7,6−b’]ビスベンゾフラ
ンの合成>
200mLの三口フラスコに2.5g(5.7mmol)の3,6−ビス(4−クロロ−
2−フルオロフェニル)−2,7−ジヒドロキシナフタレンと7.6g(55mmol)
の炭酸カリウムを入れた。この混合物に、N−メチル−2−ピロリドン137mLを加え
、この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。脱気後、この混合物を、窒素気流
下、120℃で6時間攪拌した。撹拌後、この混合物に水を加え、析出した固体を濾取し
た。この固体を水、エタノールで洗浄した。得られた固体にエタノールを加え、加熱撹拌
後、濾過して固体を得た。得られた固体をトルエンで再結晶し、白色固体を4.4g、収
率86%で得た。ステップ3の合成スキームを以下に示す。
<ステップ4:3,10−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)
−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;7,6−b’]ビスベンゾフラン(略称:
3,10PCA2Nbf(II))の合成>
200mL三口フラスコに0.97g(2.6mmol)の3,10−ジクロロナフト[
2,3−b;7,6−b’]ビスベンゾフランと、2.4g(6.4mmol)の3−ア
ニリノ−9−フェニルカルバゾール、92mg(0.26mmol)のジ(1−アダマン
チル)−n−ブチルホスフィン、1.5g(15mmol)のナトリウム tert−ブ
トキシドを入れた。この混合物に、25mLのキシレンを加えた。この混合物を減圧しな
がら攪拌することで脱気した。この混合物に30mg(51μmol)のビス(ジベンジ
リデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で14.5時間攪拌し
た。
撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引
ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し固体を得た。この固体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:ヘキサン=1:2)で精製し、固体を得た。得
られた固体をトルエン/エタノールで再沈殿し、黄色固体を2.6g得た。得られた固体
1.4gを高速液体カラムクロマトグラフィーにより精製した。高速液体カラムクロマト
グラフィーはクロロホルムを展開溶媒に用いることにより行った。精製後得られた固体に
トルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。
得られた濾液を濃縮し固体を得た。得られた固体をトルエン/エタノールで再沈殿し、黄
色固体を1.1g得た。得られた固体1.1gをトレインサブリメーション法により昇華
精製した。圧力1.9×10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの条件で、393℃
で加熱して行った。昇華精製後、黄色固体を0.80g、回収率77%で得た。ステップ
4の合成スキームを以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを図126に、数値データを以下に示す。これにより
、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である3,10PCA2Nbf(II
)が得られたことがわかった。
H NMR(DMSO−d,300MHz):δ=7.01(dd,J1=8.1H
z,J2=1.8Hz,2H),7.05−7.11(m,4H),7.17−7.26
(m,6H),7.29−7.46(m,12H),7.52−7.57(m,2H),
7.65−7.72(m,8H),8.06(d,J1=8.1Hz,2H),8.10
(s,2H),8.16(d,J1=1.8Hz,2H),8.21(d,J1=7.8
Hz,2H),8.61(s,2H).
次に、3,10PCA2Nbf(II)のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペ
クトルを測定した結果を図127に示す。また、3,10PCA2Nbf(II)の薄膜
の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図128に示す。固体薄膜は石英基板上に真空
蒸着法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計((株)日
本分光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英セルに入れて測定したスペ
クトルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、分光光度計((株
)日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用いた。また、発光スペクトル
の測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS920)を用いた。量子収率は
絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製 Quantaurus−QY)を
用いた。
図127より、3,10PCA2Nbf(II)のトルエン溶液は413nm、392n
m、353nm、320nm、300nm、282nmに吸収ピークが見られ、発光波長
のピークは443nm(励起波長390nm)であった。また、図128より、3,10
PCA2Nbf(II)の薄膜は、416nm、394nm、356nm、325nmお
よび298nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは492nm(励起波長395
nm)に見られた。この結果から、3,10PCA2Nbf(II)が青色に発光するこ
とを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることがわ
かった。
また、トルエン溶液での量子収率を測定したところ、92%と非常に高く、発光材料とし
て好適であることがわかった。
また、本実施例で得られた3,10PCA2Nbf(II)をLC/MS分析によって分
析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3と同様である
Targeted−MS法により、3,10PCA2Nbf(II)由来のイオンであ
るm/z=972.35のMS測定を行なった。Targeted−MSの設定は、
ターゲットイオンの質量範囲をm/z=972.35±2.0(isolation w
indow=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲッ
トイオンを加速するエネルギーNCEを50として測定した。得られたMSスペクトルを
図129に示す。
図129の結果から、3,10PCA2Nbf(II)は、主としてm/z=896、7
29、333、256付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図1
29に示す結果は、3,10PCA2Nbf(II)に由来する特徴的な結果を示すもの
であることから、混合物中に含まれる3,10PCA2Nbf(II)を同定する上での
重要なデータであるといえる。
なお、m/z=896付近のプロダクトイオンは、3,10PCA2Nbf(II)にお
けるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10PCA2Nbf(II)
が、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=729付近のプ
ロダクトイオンは、3,10PCA2Nbf(II)における9−フェニルカルバゾリル
基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10PCA2Nbf(II)が、9−フェ
ニルカルバゾリル基を含んでいることを示唆するものである。
また、m/z=333付近のプロダクトイオンは、3,10PCA2Nbf(II)にお
ける3−[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ
]ナフト[2,3−b;7,6−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオン
と推定され、3,10PCA2Nbf(II)が、3−[N−(9−フェニル−9H−カ
ルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;7,6−b’]ビ
スベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
(合成例9)
本合成例では、実施の形態1で示した2,9−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)
−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:
2,9FrA2Nbf(III)−02)の合成方法について詳細に説明する。2,9F
rA2Nbf(III)−02の構造式を以下に示す。
<ステップ1:1,5−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,7−ジヒドロ
キシナフタレンの合成>
実施例2における合成例2のステップ1と同様に合成した。
<ステップ2:2,9−ジクロロナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン
の合成>
実施例2における合成例2のステップ2と同様に合成した。
<ステップ3:2,9−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ
]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:2,9FrA2Nbf
(III)−02)の合成>
200mL三口フラスコに1.2g(3.0mmol)の2,9−ジクロロナフト[2,
1−b;6,5−b’]ビスベンゾフランと、2.0g(7.7mmol)のN−(ジベ
ンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミン、0.11g(0.30mmol)のジ(
1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、1.8g(18mmol)のナトリウム
tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、30mLのキシレンを加えた。この混合
物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に35mg(60μmol)のビ
ス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で21.
5時間攪拌した。撹拌後、この混合物に水、エタノールを加え、超音波を照射後、ろ過し
、固体を得た。この固体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)
で精製した。得られた固体をトルエンで2回再結晶し、黄色固体を1.5g、収率62%
で得た。得られた固体1.5gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力
1.9×10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの条件で、365℃で加熱して行っ
た。昇華精製後、黄色固体を1.2g、回収率82%で得た。ステップ3の合成スキーム
を以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを図130に、数値データを以下に示す。これにより
、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である2,9FrA2Nbf(III
)−02が得られたことがわかった。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=7.11−7.17(m,2H),
7.20(dd,J1=8.4Hz,J2=2.1Hz,2H),7.24−7.28(
m,4H),7.30−7.45(m,12H),7.46(d,J1=2.4Hz,2
H),7.53(d,J1=8.4Hz,2H),7.87(d,J1=8.1Hz,2
H),7.91−7.96(m,4H),8.33(d,J1=8.4Hz,2H),8
.64(d,J1=9.3Hz,2H).
次に、2,9FrA2Nbf(III)−02のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発
光スペクトルを測定した結果を図131に示す。また、2,9FrA2Nbf(III)
−02の薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図132に示す。固体薄膜は石英
基板上に真空蒸着法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外可視分光光度
計((株)日本分光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英セルに入れて
測定したスペクトルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、分光
光度計((株)日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用いた。また、発
光スペクトルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS920)を用いた
。量子収率の測定は絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製 Quanta
urus−QY)を用いた。
図131より、2,9FrA2Nbf(III)−02のトルエン溶液は419nm、3
99nm、348nm、323nm、294nm、282nmに吸収ピークが見られ、発
光波長のピークは435nm、459nm(励起波長398nm)であった。また、図1
32より、2,9FrA2Nbf(III)−02の薄膜は、425nm、404nm、
352nm、325nm、299nmおよび274nmに吸収ピークが見られ、発光波長
のピークは452nm、473nm(励起波長400nm)に見られた。この結果から、
2,9FrA2Nbf(III)−02が青色に発光することを確認し、発光物質や可視
領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることがわかった。
また、トルエン溶液での量子収率を測定したところ、94%と高く、発光材料として好適
であることがわかった。
続いて、本実施例で得られた2,9FrA2Nbf(III)−02をLC/MS分析に
よって分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3と同
様である。
Targeted−MS法により、2,9FrA2Nbf(III)−02由来のイオ
ンであるm/z=822.25のMS測定を行なった。Targeted−MSの設
定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=822.25±2.0(isolatio
n window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でタ
ーゲットイオンを加速するエネルギーNCEを60として測定した。得られたMSスペク
トルを図133に示す。
図133の結果から、2,9FrA2Nbf(III)−02は、主としてm/z=74
6、656、563、487、397、258、182付近にプロダクトイオンが検出さ
れることがわかった。なお、図に示す結果は、2,9FrA2Nbf(III)−02に
由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる2,9FrA2N
bf(III)−02を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=746付近のプロダクトイオンは、2,9FrA2Nbf(III)−0
2におけるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、2,9FrA2Nbf(I
II)−02が、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=6
56付近のプロダクトイオンは、2,9FrA2Nbf(III)−02におけるジベン
ゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、2,9FrA2Nbf(III)−
02が、ジベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
なお、m/z=563付近のプロダクトイオンは、2,9FrA2Nbf(III)−0
2におけるN−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ基が離脱した状態の
カチオンと推定され、2,9FrA2Nbf(III)−02が、N−(ジベンゾフラン
−3−イル)−N−フェニルアミノ基を含んでいることを示唆するものである。また、m
/z=258付近のプロダクトイオンは、2,9FrA2Nbf(III)−02におけ
る2−[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b
;6,5−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、2,9F
rA2Nbf(III)−02が、2−[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェ
ニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラニル基を含んでいるこ
とを示唆するものである。
(合成例10)
本合成例では、本発明の一態様の有機化合物である2,9−ビス[N−(ジベンゾフラン
−4−イル)−N−フェニルアミノ]−6,13−ジフェニルナフト[2,1−b;6,
5−b’]ビスベンゾフラン(略称:ph−2,9FrA2Nbf(III)−II)の
合成方法について詳細に説明する。ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIの構造
式を以下に示す。
<ステップ1:2,6−ジメトキシ−3,7−ジフェニルナフタレンの合成>
200mL三口フラスコに3.1g(7.1mmol)の3,7−ジヨード−2,6−ジ
メトキシナフタレンと、3.5g(16mmol)のフェニルボロン酸、4.3g(31
mmol)の炭酸カリウム、0.22g(0.72mmol)のトリス(2−メチルフェ
ニル)ホスフィンを入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に、50mLのトルエ
ンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に43mg
(0.14mmol)の酢酸パラジウム(II)を加え、窒素気流下、120℃で7時間
攪拌した。撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを
通して吸引ろ過し、濾液を得た。濾液を濃縮して固体を得た。得られた固体をシリカゲル
カラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン)で精製した。得られた固体をトルエン
/酢酸エチルで再結晶し、淡黄色固体を2.2g、収率90%で得た。ステップ1の合成
スキームを以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを以下に示す。これにより、2,6−ジメトキシ−3
,7−ジフェニルナフタレンが得られたことがわかった。
H NMR(DMSO−d,300MHz):δ=3.85(s,6H),7.34
−7.49(m,8H),7.55−7.59(m,4H),7.77(s,2H).
<ステップ2:2,6−ビス(2−ブロモ−5−クロロフェノキシ)−3,7−ジフェニ
ルナフタレンの合成>
100mL三口フラスコに2.2g(6.4mmol)の2,6−ジメトキシ−3,7−
ジフェニルナフタレンを入れ、フラスコ内を窒素置換した。このフラスコに16mLのジ
クロロメタンを加えた。この溶液に14mL(14mmol)の三臭化ホウ素(約1.0
mol/Lジクロロメタン溶液)と10mLのジクロロメタンを滴下した。滴下終了後、
この溶液を室温で終夜攪拌した。攪拌後、この溶液に氷冷下で約20mLの水を加えて、
攪拌した。攪拌後、この混合物の水層をジクロロメタンで抽出し、抽出溶液と有機層を合
わせて、水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムによ
り乾燥し、乾燥後この混合物を自然ろ過した。得られた濾液を濃縮し、白色固体を得た。
200mLの三口フラスコに得られた白色固体と4.2g(20mmol)の1−ブロモ
−4−クロロ−2−フルオロベンゼン、6.1g(19mmol)の炭酸セシウムを入れ
た。この混合物に、N−メチル−2−ピロリドン30mLを加え、この混合物を減圧しな
がら攪拌することで脱気した。脱気後、この混合物を、窒素気流下、120℃で7時間攪
拌した。撹拌後、この混合物に水を加え、超音波を照射後、濾過し固体を得た。得られた
固体を水、エタノールで洗浄した。この固体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)で精製した。得られた固体をトルエン/酢酸エチルで再結晶し、白色
固体を1.9g、収率42%で得た。ステップ2の合成スキームを以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを以下に示す。これにより、2,6−ビス(2−ブロ
モ−5−クロロフェノキシ)−3,7−ジフェニルナフタレンが得られたことがわかった

H NMR(DMSO−d,300MHz):δ=7.06(d,J1=2.4Hz
,2H),7.16(dd,J1=9.0Hz,J2=2.4Hz,2H),7.32−
7.46(m,6H),7.54(s,2H),7.67−7.35(m,6H),8.
08(s,2H).
<ステップ3:2,9−ジクロロ−6,13−ジフェニルナフト[2,1−b;6,5−
b’]ビスベンゾフランの合成>
200mLの三口フラスコに1.8g(2.7mmol)の2,6−ビス(2−ブロモ−
5−クロロフェノキシ)−3,7−ジフェニルナフタレンと0.14g(0.53mol
)のトリフェニルホスフィン、2.1g(6.4mmol)の炭酸セシウムを入れた。こ
の混合物に、N−メチル−2−ピロリドン20mLを加え、この混合物を減圧しながら攪
拌することで脱気した。脱気後、この混合物を、窒素気流下、120℃で15.5時間攪
拌した。撹拌後、混合物に水を加え、超音波を照射後、濾過して固体を得た。得られた固
体をトルエンに溶解させ、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液
を得た。得られた濾液を濃縮して固体を得た。得られた固体をトルエンで再結晶し、淡黄
色固体を1.1g、収率76%で得た。ステップ3の合成スキームを以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを以下に示す。これにより、2,9−ジクロロ−6,
13−ジフェニルナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフランが得られたこと
がわかった。
H NMR(1,1,2,2−Tetrachloroethane−D2,300M
Hz):δ=7.56−7.74(m,8H),7.86(d,J1=2.1Hz,2H
),8.13(d,J1=7.5Hz,4H),8.46(d,J1=8.7Hz,2H
),8.84(s,2H).
<ステップ4:2,9−ビス[N−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ
]−6,13−ジフェニルナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称
:ph−2,9FrA2Nbf(III)−II)の合成>
200mL三口フラスコに1.1g(2.0mmol)の2,9−ジクロロ−6,13−
ジフェニルナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフランと、1.3g(5.0
mmol)のN−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミン、71mg(0.
20mmol)のジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、1.1g(12mm
ol)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、20mLのキシレ
ンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に21mg
(40μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流
下、150℃で27時間攪拌した。撹拌後、この混合物に水、エタノールを加え、超音波
を照射後、ろ過し、固体を得た。
この固体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)で精製した。得
られた固体をトルエンで2回再結晶し、黄色固体を1.2g、収率62%で得た。得られ
た固体1.1gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力1.6×10
Pa、アルゴン流量0mL/minの条件で、390℃で加熱して行った。昇華精製後
、黄色固体を0.95g、回収率88%で得た。ステップ4の合成スキームを以下に示す
得られた固体のH NMRデータを図134に、数値データを以下に示す。これにより
、ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIが得られたことがわかった。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=,7.12(tt,J1=6.9H
z,J2=1.5Hz,2H),7.23−7.28(m,6H),7.30−7.48
(m,18H),7.53−7.58(m,4H),7.87(dd,J1=6.9Hz
,J2=1.5Hz,2H),7.99−8.06(m,6H),8.37(d,J1=
8.7Hz,2H),8.72(s,2H).
次に、ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIのトルエン溶液の吸収スペクトルお
よび発光スペクトルを測定した結果を図135に示す。また、ph−2,9FrA2Nb
f(III)−IIの薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図136に示す。固
体薄膜は石英基板上に真空蒸着法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外
可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英
セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測
定には、分光光度計((株)日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用い
た。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS92
0)を用いた。量子収率の測定は絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製
Quantaurus−QY)を用いた。
図135より、ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIのトルエン溶液は429n
m、409nm、367nm、351nm、313nm、295nmに吸収ピークが見ら
れ、発光波長のピークは462nm、483nm(励起波長406nm)であった。また
、図136より、ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIの薄膜は、437nm、
420nm、373nm、325nmおよび294nmに吸収ピークが見られ、発光波長
のピークは487nm、513nm(励起波長420nm)に見られた。この結果から、
ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIが青色に発光することを確認し、発光物質
や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることがわかった。
また、トルエン溶液での量子収率を測定したところ、98%と高く、発光材料として好適
であることがわかった。
次に、本実施例で得られたph−2,9FrA2Nbf(III)−IIをLC/MS分
析によって分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3
と同様である。
Targeted−MS法により、ph−2,9FrA2Nbf(III)−II由来
のイオンであるm/z=974.31のMS測定を行なった。Targeted−MS
の設定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=974.31±2.0(isola
tion window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル
内でターゲットイオンを加速するエネルギーNCEを60として測定した。得られたMS
スペクトルを図137に示す。
図137の結果から、ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIは、主としてm/z
=896、715、639、549、275付近にプロダクトイオンが検出されることが
わかった。なお、図137に示す結果は、ph−2,9FrA2Nbf(III)−II
に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれるph−2,9F
rA2Nbf(III)−IIを同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=896付近のプロダクトイオンは、ph−2,9FrA2Nbf(III
)−IIにおけるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、ph−2,9FrA
2Nbf(III)−IIが、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また
、m/z=715付近のプロダクトイオンは、ph−2,9FrA2Nbf(III)−
IIにおけるN−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ基が離脱した状態
のカチオンと推定され、ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIが、N−(ジベン
ゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ基を含んでいることを示唆するものである。
また、m/z=257付近のプロダクトイオンは、ph−2,9FrA2Nbf(III
)−IIにおける2−[N−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ]−6
,13−ジフェニルナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱し
た状態のカチオンと推定され、ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIが、2−[
N−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ]−6,13−ジフェニルナフ
ト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するもの
である。
(合成例11)
本合成例では、3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミ
ノ]−6,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略
称:ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02)の合成方法について詳細に説明する
。ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02の構造式を以下に示す。
<ステップ1:2,6−ジヒドロキシ−1,5−ジフェニルナフタレンの合成>
実施例13における合成例7のステップ1と同様に合成した。
<ステップ2:2,6−ビス(2−ブロモ−4−クロロフェノキシ)−1,5−ジフェニ
ルナフタレンの合成>
実施例13における合成例7のステップ2と同様に合成した。
<ステップ3:3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラ
ンの合成>
実施例13における合成例7のステップ3と同様に合成した。
<ステップ4:3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミ
ノ]−6,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略
称:ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02)の合成>
200mL三口フラスコに1.4g(2.6mmol)の3,10−ジクロロ−6,13
−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランと、1.7g(6.
4mmol)のN−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミン、92mg(0
.26mmol)のジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、1.5g(15m
mol)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、25mLのキシ
レンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に29m
g(51μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気
流下、150℃で14.5時間攪拌した。撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリ
ジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し固
体を得た。この固体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:ヘキ
サン=1:2、次いでトルエン:ヘキサン=2:3)で精製し、固体を得た。
得られた固体をトルエンで再結晶し、黄色固体を2.0g、収率78%で得た。得られた
固体1.0gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力1.0×10−2
Pa、アルゴン流量0mL/minの条件で、395℃で加熱して行った。昇華精製後、
黄色固体を0.90g、回収率88%で得た。ステップ4の合成スキームを以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを図138に、数値データを以下に示す。これにより
、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物であるph−3,10FrA2Nbf
(IV)−02が得られたことがわかった。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=7.06−7.21(m,12H)
,7.29−7.36(m,8H),7.41(dt,J1=1.5Hz,J2=7.5
Hz,2H),7.50−7.57(m,4H),7.60−7.70(m,8H),7
.79−7.85(m,4H),7.90(dd,J1=7.2Hz,J2=0.9Hz
,2H),8.34(s,2H).
次に、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液の吸収スペクトルお
よび発光スペクトルを測定した結果を図139に示す。また、ph−3,10FrA2N
bf(IV)−02の薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図140に示す。固
体薄膜は石英基板上に真空蒸着法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外
可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英
セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測
定には、分光光度計((株)日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用い
た。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS92
0)を用いた。量子収率の測定には絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製
Quantaurus−QY)を用いた。
図139より、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液は436n
m、411nm、352nm、325nm、281nmに吸収ピークが見られ、発光波長
のピークは450nm、480nm(励起波長412nm)であった。また、図140よ
り、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02の薄膜は、444nm、419nm、
358nm、327nm、299nmおよび262nmに吸収ピークが見られ、発光波長
のピークは471nm、517nm、552nm(励起波長420nm)に見られた。こ
の結果から、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02が青色に発光することを確認
し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることがわかった。
また、トルエン溶液での量子収率を測定したところ、93%と高く、発光材料として好適
であることがわかった。
次に、本実施例で得られたph−3,10FrA2Nbf(IV)−02をLC/MS分
析によって分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3
と同様である。
Targeted−MS法により、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02由来
のイオンであるm/z=974.31のMS測定を行なった。Targeted−MS
の設定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=974.31±2.0(isola
tion window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル
内でターゲットイオンを加速するエネルギーNCEを60として測定した。得られたMS
スペクトルを図141に示す。
図141の結果から、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02は、主としてm/z
=896、820、715、639、549、258付近にプロダクトイオンが検出され
ることがわかった。なお、図141に示す結果は、ph−3,10FrA2Nbf(IV
)−02に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれるph−
3,10FrA2Nbf(IV)−02を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=896付近のプロダクトイオンは、ph−3,10FrA2Nbf(IV
)−02におけるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、ph−3,10Fr
A2Nbf(IV)−02が、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また
、m/z=715付近のプロダクトイオンは、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−
02におけるN−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ基が離脱した状態
のカチオンと推定され、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02が、N−(ジベン
ゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ基を含んでいることを示唆するものである。
また、m/z=258付近のプロダクトイオンは、ph−3,10FrA2Nbf(IV
)−02における3−[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]−6
,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱し
た状態のカチオンと推定され、2,9FrA2Nbf(III)−02が、3−[N−(
ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]−6,13−ジフェニルナフト[2
,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである
(合成例12)
本合成例では、3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−(4−イソプ
ロピルフェニル)アミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称
:3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02)の合成方法について詳細に説明する。
3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02の構造式を以下に示す。
<ステップ1:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジメトキ
シナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ1と同様に合成した。
<ステップ2:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジヒドロ
キシナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ2と同様に合成した。
<ステップ3:3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラ
ンの合成>
実施例1における合成例1のステップ3と同様に合成した。
<ステップ4:3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−(4−イソプ
ロピルフェニル)アミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称
:3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02)の合成>
200mL三口フラスコに1.0g(2.8mmol)の3,10−ジクロロナフト[2
,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランと、2.1g(6.9mmol)のN−(4
−イソプロピルフェニル)−N−(ジベンゾフラン−3−イル)アミン、99mg(0.
28mmol)のジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、1.6g(17mm
ol)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、30mLのキシレ
ンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に32mg
(55μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流
下、150℃で15時間攪拌した。
撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引
ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮して固体を得た。この固体をシリカゲルカラム
クロマトグラフィー(シリカゲル、展開溶媒:トルエン)で精製し、固体を得た。得られ
た固体をトルエンで2回再結晶し黄色固体を1.9g、収率77%で得た。得られた固体
1.4gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力1.7×10−2Pa
、アルゴン流量0mL/minの条件で、375℃で加熱して行った。昇華精製後、黄色
固体を1.2g、回収率87%で得た。ステップ4の合成スキームを以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを図142に、数値データを以下に示す。これにより
、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である3,10iPrFrA2Nbf
(IV)−02が得られたことがわかった。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=1.29(d,J1=7.5Hz,
12H),2.94(sep,J1=7.5Hz,2H),7.12−7.26(m,1
4H),7.32−7.37(m,4H),7.42(dt,J1=7.2Hz,J2=
1.5Hz,2H),7.53(d,J1=7.8Hz,2H),7.86(d,J1=
8.7Hz,2H),7.90−7.95(m,4H),8.00(s,2H),8.4
0(s,2H).
なお、3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02は、炭化水素基であるイソプロピル
基を有しているため、分子間力が比較的小さく、分子量が大きいにも関わらず昇華精製温
度を抑えることができた。
次に、3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液の吸収スペクトルお
よび発光スペクトルを測定した結果を図143に示す。また、3,10iPrFrA2N
bf(IV)−02の薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図144に示す。固
体薄膜は石英基板上に真空蒸着法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外
可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英
セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測
定には、分光光度計((株)日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用い
た。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS92
0)を用いた。量子収率の測定には絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製
Quantaurus−QY)を用いた。
図143より、3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液は430n
m、408nm、358nm、281nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは4
46nm、473nm(励起波長410nm)であった。また、図144より、3,10
iPrFrA2Nbf(IV)−02の薄膜は、435nm、413nm、359nm、
および258nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは468nm、493nm(
励起波長410nm)に見られた。この結果から、3,10iPrFrA2Nbf(IV
)−02が青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストと
して利用可能であることがわかった。
また、トルエン溶液での量子収率を測定したところ、91%と高く、発光材料として好適
であることがわかった。
次に、本実施例で得られた3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02をLC/MS分
析によって分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3
と同様である。
Targeted−MS法により、3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02由来
のイオンであるm/z=906.35のMS測定を行なった。Targeted−MS
の設定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=906.35±2.0(isola
tion window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル
内でターゲットイオンを加速するエネルギーNCEを40および50として測定した。得
られたMSスペクトルを図145(A)(B)に示す。なお、図145(A)がNCE4
0の結果、図145(B)がNCE50の結果である。
図145(A)(B)の結果から、3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02は、N
CE40の場合、主としてm/z=891、740付近にプロダクトイオンが検出される
ことがわかった。また、NCE50の場合、主としてm/z=891、862、773、
592、487、258付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図
145(A)(B)に示す結果は、3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02に由来
する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる3,10iPrFrA
2Nbf(IV)−02を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=862付近のプロダクトイオンは、3,10iPrFrA2Nbf(IV
)−02におけるイソプロピル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10iPr
FrA2Nbf(IV)−02が、イソプロピル基を含んでいることを示唆するものであ
る。また、m/z=740付近のプロダクトイオンは、3,10iPrFrA2Nbf(
IV)−02におけるジベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,1
0iPrFrA2Nbf(IV)−02が、ジベンゾフラニル基を含んでいることを示唆
するものである。
(合成例13)
本合成例では、3,10−ビス[N−(ジベンゾチオフェン−2−イル)−N−フェニル
アミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10ThA
2Nbf(IV))の合成方法について詳細に説明する。3,10ThA2Nbf(IV
)の構造式を以下に示す。
<ステップ1:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジメトキ
シナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ1と同様に合成した。
<ステップ2:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジヒドロ
キシナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ2と同様に合成した。
<ステップ3:3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラ
ンの合成>
実施例1における合成例1のステップ3と同様に合成した。
<ステップ4:3,10ThA2Nbf(IV)の合成>
200mL三口フラスコに1.1g(2.9mmol)の3,10−ジクロロナフト[2
,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランと、2.0g(7.3mmol)のN−(ジ
ベンゾチオフェン−2−イル)−N−フェニルアミン、0.11g(0.29mmol)
のジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、1.7g(18mmol)のナトリ
ウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、30mLのキシレンを加えた。こ
の混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に34mg(58μmol
)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で
29時間攪拌した。
撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引
ろ過し、濾液を濃縮して固体を得た。この固体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)で精製し、固体を得た。得られた固体をトルエンで2回再結晶し、
黄色固体を1.1g、収率42%で得た。得られた固体1.0gをトレインサブリメーシ
ョン法により昇華精製した。圧力2.0×10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの
条件で、385℃で加熱して行った。昇華精製後、黄色固体を0.85g、回収率84%
で得た。ステップ4の合成スキームを以下に示す。
次に、3,10ThA2Nbf(IV)のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペ
クトルを測定した結果を図146に示す。また、3,10ThA2Nbf(IV)の薄膜
の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図147に示す。固体薄膜は石英基板上に真空
蒸着法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計((株)日
本分光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英セルに入れて測定したスペ
クトルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、分光光度計((株
)日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用いた。また、発光スペクトル
の測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS920)を用いた。量子収率の
測定には絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製 Quantaurus−
QY)を用いた。
図146より、3,10ThA2Nbf(IV)のトルエン溶液は426nm、403n
m、309nm、282nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは441nm、4
66nm(励起波長405nm)であった。また、図147より、3,10ThA2Nb
f(IV)の薄膜は、433nm、411nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピーク
は466nm、493nm(励起波長400nm)に見られた。この結果から、3,10
ThA2Nbf(IV)が青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光
物質のホストとして利用可能であることがわかった。
次に、本実施例で得られた3,10ThA2Nbf(IV)をLC/MS分析によって分
析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3と同様である
Targeted−MS法により3,10ThA2Nbf(IV)由来のイオンである
m/z=854.21のMS測定を行なった。Targeted−MSの設定は、タ
ーゲットイオンの質量範囲をm/z=854.21±2.0(isolation wi
ndow=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲット
イオンを加速するエネルギーNCEを60として測定した。得られたMSスペクトルを図
148に示す。
図148の結果から、3,10ThA2Nbf(IV)は、主としてm/z=776、5
79、503、397、273付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。な
お、図148に示す結果は、3,10ThA2Nbf(IV)に由来する特徴的な結果を
示すものであることから、混合物中に含まれる3,10ThA2Nbf(IV)を同定す
る上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=776付近のプロダクトイオンは、3,10ThA2Nbf(IV)にお
けるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10ThA2Nbf(IV)
が、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=579付近のプ
ロダクトイオンは、3,10ThA2Nbf(IV)におけるN−(ジベンゾチオフェン
−2−イル)−N−フェニルアミノ基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10T
hA2Nbf(IV)が、N−(ジベンゾチオフェン−2−イル)−N−フェニルアミノ
基を含んでいることを示唆するものである。
また、m/z=273付近のプロダクトイオンは、3,10ThA2Nbf(IV)にお
ける3−[N−(ジベンゾチオフェン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,
3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3
,10ThA2Nbf(IV)が、3−[N−(ジベンゾチオフェン−2−イル)−N−
フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラニル基を含んでい
ることを示唆するものである。
(合成例14)
本合成例では、2,9−ビス{N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イ
ル)フェニル]−N−フェニルアミノ}ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾ
フラン(略称:2,9PCBA2Nbf(III))の合成方法について詳細に説明する
。2,9PCBA2Nbf(III)の構造式を以下に示す。
<ステップ1:1,5−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,7−ジヒドロ
キシナフタレンの合成>
実施例2における合成例2のステップ1と同様に合成した。
<ステップ2:2,9−ジクロロナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン
の合成>
実施例2における合成例2のステップ2と同様に合成した。
<ステップ3:2,9PCBA2Nbf(III)の合成>
200mL三口フラスコに0.84g(2.2mmol)の2,9−ジクロロナフト[2
,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフランと、2.3g(5.6mmol)の3−[4
−(4−フェニルアミノ)フェニル]−9−フェニルカルバゾール、80mg(0.22
mmol)のジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、1.3g(13mmol
)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、25mLのキシレンを
加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に26mg(4
4μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、
150℃で20時間攪拌した。
撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引
ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し固体を得た。得られた固体にトルエンを加え
、加熱撹拌後、吸引濾過をし、固体を回収した。再度、得られた固体にトルエンを加え、
加熱撹拌後、吸引濾過をし、黄色固体を1.4g、収率56%で得た。得られた固体1.
0gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力3.3×10−2Pa、ア
ルゴン流量0mL/minの条件で、445℃で加熱して行った。
昇華精製後、黄色固体を0.71g、回収率70%で得た。ステップ3の合成スキームを
以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを図149に、数値データを以下に示す。これにより
、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である2,9PCBA2Nbf(II
I)が得られたことがわかった。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=7.13(t,J1=6.9Hz,
2H),7.25−7.40(m,16H),7.43−7.54(m,10H),7.
60−7.73(m,14H),7.97(d,J1=9.3Hz,2H),8.22(
d,J1=7.8Hz,2H),8.34(d,J1=8.7Hz,2H),8.40(
d,J1=1.5Hz,2H),8.66(d,J1=8.7Hz,2H).
次に、2,9PCBA2Nbf(III)のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光ス
ペクトルを測定した結果を図150に示す。また、2,9PCBA2Nbf(III)の
薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図151に示す。固体薄膜は石英基板上に
真空蒸着法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計((株
)日本分光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英セルに入れて測定した
スペクトルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、分光光度計(
(株)日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用いた。また、発光スペク
トルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS920)を用いた。量子収
率の測定には絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製 Quantauru
s−QY)を用いた。
図150より、2,9PCBA2Nbf(III)の421nm、402nm、329n
m、298nm、289nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは439nm、4
65nm(励起波長398nm)であった。また、図151より、2,9PCBA2Nb
f(III)の薄膜は、426nm、409nm、329nm、285nmに吸収ピーク
が見られ、発光波長のピークは541nm(励起波長430nm)に見られた。この結果
から、2,9PCBA2Nbf(III)が青色に発光することを確認し、発光物質や可
視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることがわかった。
また、トルエン溶液での量子収率を測定したところ、88%と高く、発光材料として好適
であることがわかった。
次に、本実施例で得られた2,9PCBA2Nbf(III)をLC/MS分析によって
分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3と同様であ
る。
Targeted−MS法により、2,9PCBA2Nbf(III)由来のイオンで
あるm/z=1124.41のMS測定を行なった。Targeted−MSの設定
は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=1124.41±2.0(isolatio
n window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でタ
ーゲットイオンを加速するエネルギーNCEを60として測定した。得られたMSスペク
トルを図152に示す。
図152の結果から、2,9PCBA2Nbf(III)は、主としてm/z=1046
、1019、805、714、638、409、332、243付近にプロダクトイオン
が検出されることがわかった。なお、図152に示す結果は、2,9PCBA2Nbf(
III)に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる2,9
PCBA2Nbf(III)を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=1046付近のプロダクトイオンは、2,9PCBA2Nbf(III)
におけるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、2,9PCBA2Nbf(I
II)が、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=805付
近のプロダクトイオンは、2,9PCBA2Nbf(III)における4−(9−フェニ
ルカルバゾール−3−イル)フェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、2,9P
CBA2Nbf(III)が、4−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)フェニル基
を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=638付近のプロダクトイオン
は、2,9PCBA2Nbf(III)におけるN−[4−(9−フェニル−9H−カル
バゾール−3−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ基が離脱した状態のカチオンと推
定され、2,9PCBA2Nbf(III)が、N−[4−(9−フェニル−9H−カル
バゾール−3−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ基を含んでいることを示唆するも
のである。
また、m/z=409付近のプロダクトイオンは、2,9PCBA2Nbf(III)に
おける2−{N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−
N−フェニルアミノ}ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱
した状態のカチオンと推定され、2,9PCBA2Nbf(III)が、2−{N−[4
−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ}
ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラニル基を含んでいることを示唆する
ものである。
(合成例15)
本合成例では、3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−(3,5−ジ
−t−ブチルフェニル)アミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン
(略称:3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02)の合成方法について詳細に
説明する。3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02の構造式を以下に示す。
<ステップ1:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジメトキ
シナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ1と同様に合成した。
<ステップ2:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジヒドロ
キシナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ2と同様に合成した。
<ステップ3:3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラ
ンの合成>
実施例1における合成例1のステップ3と同様に合成した。
<ステップ4:N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−(3,5−ジ−tert−ブチ
ルフェニル)アミンの合成>
200mL三口フラスコに4.2g(17mmol)の3−ブロモジベンゾフラン、5.
2g(25mmol)の3,5−ジ−tert−ブチルアニリン、4.9g(51mmo
l)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物にトルエン85mL、ト
リ(tert−ブチル)ホスフィンの10%ヘキサン溶液0.3mLを加え、混合物を減
圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物にビス(ジベンジリデンアセトン)パラ
ジウム(0)を98mg(0.17mmol)加え、窒素気流下にて120℃で7時間加
熱撹拌した。撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナ
を通して吸引ろ過し、濾液を濃縮して固体を得た。この固体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:ヘキサン=1:3)で精製した。得られた固体をエタ
ノールで再結晶し、白色固体を3.7g、収率59%で得た。ステップ4の合成スキーム
を以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを以下に示す。これにより、本合成例において、本発
明の一態様の有機化合物であるN−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−(3,5−ジ−
tert−ブチルフェニル)アミンが得られたことがわかった。
H NMR(DMSO−d,300MHz):δ=1.29(s,18H),6.9
9(t,J1=1.2Hz,1H),7.03−7.07(m,3H),7.24(d,
J1=2.1Hz,1H),7.28−7.39(m,2H),7.58(dd,J1=
7.2Hz,J2=1.5Hz,1H),7.89−7.95(m,2H),8.48(
s,1H).
<ステップ5:3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02の合成>
200mL三口フラスコに0.90g(2.4mmol)の3,10−ジクロロナフト[
2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランと、2.2g(6.0mmol)のN−(
ジベンゾフラン−3−イル)−N−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)アミン、
86mg(0.28mmol)のジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、1.
4g(14mmol)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、2
5mLのキシレンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混
合物に27mg(48μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を
加え、窒素気流下、150℃で27時間攪拌した。
撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引
ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮して固体を得た。この固体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)で精製し、固体を得た。得られた固体をトル
エンで2回再結晶し、黄色固体を1.4g、収率54%で得た。得られた固体1.1gを
トレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力2.1×10−2Pa、アルゴン
流量0mL/minの条件で、365℃で加熱して行った。
昇華精製後、黄色固体を1.0g、回収率95%で得た。ステップ5の合成スキームを以
下に示す。
得られた固体のH NMRデータを図153に、数値データを以下に示す。これにより
、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である3,10mmtBuFrA2N
bf(IV)−02が得られたことがわかった。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=1.28(s,36H),7.10
−7.15(m,6H),7.19(dd,J1=8.7Hz,J2=1.8Hz,2H
),7.25−7.26(m,4H),7.31−7.37(m,4H),7.41(d
t,J1=8.4Hz,J2=1.5Hz,2H),7.52(d,J1=7.8Hz,
2H),7.86(d,J1=8.4Hz,2H),7.90−7.94(m,4H),
8.00(s,2H),8.39(s,2H).
なお、3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02は、炭化水素基であるtert
−ブチル基が結合しており、そのことで分子間力が比較的小さく、分子量が大きいにも関
わらず昇華精製温度を抑えることができた。
次に、3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液の吸収スペクト
ルおよび発光スペクトルを測定した結果を図154に示す。トルエン溶液の吸収スペクト
ルは、紫外可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用いて測定し、トルエン
のみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて示した。また、発光スペクトル
の測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS920)を用いた。量子収率の
測定には絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製 Quantaurus−
QY)を用いた。
図154より、3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液は43
1nm、408nm、383nm、351nm、281nmに吸収ピークが見られ、発光
波長のピークは445nm、473nm(励起波長408nm)であった。この結果から
、3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02が青色に発光することを確認し、発
光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることがわかった。
また、トルエン溶液での量子収率を測定したところ、94%と高く、発光材料として好適
であることがわかった。
次に、本実施例で得られた3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02をLC/M
S分析によって分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成
例3と同様である。
Targeted−MS法により3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02由
来のイオンであるm/z=1046.50のMS測定を行なった。Targeted−
MSの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=1046.50±2.0(is
olation window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョ
ンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーNCEを60として測定した。得られ
たMSスペクトルを図155に示す。
図155の結果から、3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02は、主としてm
/z=1030、1016、974、902、677、605、298付近にプロダクト
イオンが検出されることがわかった。なお、図155に示す結果は、3,10mmtBu
FrA2Nbf(IV)−02に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合
物中に含まれる3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02を同定する上での重要
なデータであるといえる。
なお、m/z=677付近のプロダクトイオンは、3,10mmtBuFrA2Nbf(
IV)−02におけるN−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−(3,5−ジ−t−ブチ
ルフェニル)アミノ基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10mmtBuFrA
2Nbf(IV)−02が、N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−(3,5−ジ−t
−ブチルフェニル)アミノ基を含んでいることを示唆するものである。
(合成例16)
本合成例では、実施の形態1で示した本発明の一態様の有機化合物である3,10−ビス
{N−[4−(ジベンゾフラン−4−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ}ナフト[
2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10FrBA2Nbf(IV
)−II)の合成方法について詳細に説明する。3,10FrBA2Nbf(IV)−I
Iの構造式を以下に示す。
<ステップ1:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジメトキ
シナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ1と同様に合成した。
<ステップ2:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジヒドロ
キシナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ2と同様に合成した。
<ステップ3:3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラ
ンの合成>
実施例1における合成例1のステップ3と同様に合成した。
<ステップ4:3,10FrBA2Nbf(IV)−IIの合成>
200mL三口フラスコに1.0g(2.6mmol)の3,10−ジクロロナフト[2
,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランと、2.2g(6.4mmol)の4−(ジ
ベンゾフラン−4−イル)ジフェニルアミン、93mg(0.26mmol)のジ(1−
アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、1.5g(15mmol)のナトリウム te
rt−ブトキシドを入れた。この混合物に、25mLのキシレンを加えた。この混合物を
減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に29mg(52μmol)のビス(
ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で13時間攪
拌した。
撹拌後、混合物に水、エタノールを加え、超音波照射後、濾過をし、固体を回収した。得
られた固体をトルエンに溶かし、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し
、濾液を得た。得られた濾液を濃縮して固体を得た。この固体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)で精製し、固体を得た。得られた固体をトルエンで
2回再結晶し、黄色固体を1.5g、収率60%で得た。得られた固体1.1gをトレイ
ンサブリメーション法により昇華精製した。圧力2.4×10−2Pa、アルゴン流量0
mL/minの条件で、410℃で加熱して行った。昇華精製後、黄色固体を0.84g
、回収率74%で得た。ステップ4の合成スキームを以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを図156に、数値データを以下に示す。これにより
、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である3,10FrBA2Nbf(I
V)−IIが得られたことがわかった。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=7.14−7.21(m,4H),
7.27−7.44(m,16H),7.46−7.53(m,4H),7.62−7.
67(m,4H),7.89−7.92(m,4H),7.95−7.99(m,4H)
,8.02−8.05(m,4H),8.43(s,2H).
次に、3,10FrBA2Nbf(IV)−IIのトルエン溶液の吸収スペクトルおよび
発光スペクトルを測定した結果を図157に示す。また、3,10FrBA2Nbf(I
V)−IIの薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図158に示す。固体薄膜は
石英基板上に真空蒸着法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外可視分光
光度計((株)日本分光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英セルに入
れて測定したスペクトルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、
分光光度計((株)日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用いた。また
、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS920)を用
いた。量子収率の測定には絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製 Qua
ntaurus−QY)を用いた。
図157より、3,10FrBA2Nbf(IV)−IIのトルエン溶液は427nm、
404nm、341nm、282nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは442
nm、466nm(励起波長404nm)であった。また、図158より、3,10Fr
BA2Nbf(IV)−IIの薄膜は、434nm、412nm、351nm、286n
m、252nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは465nm、486nm(励
起波長410nm)に見られた。この結果から、3,10FrBA2Nbf(IV)−I
Iが青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利
用可能であることがわかった。
また、トルエン溶液での量子収率を測定したところ、93%と高く、発光材料として好適
であることがわかった。
次に、本実施例で得られた3,10FrBA2Nbf(IV)−IIをLC/MS分析に
よって分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3と同
様である。
Targeted−MS法により3,10FrBA2Nbf(IV)−II由来のイオ
ンであるm/z=974.31のMS測定を行なった。Targeted−MSの設
定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=974.31±2.0(isolatio
n window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でタ
ーゲットイオンを加速するエネルギーNCEを60として測定した。得られたMSスペク
トルを図159に示す。
図159の結果から、3,10FrBA2Nbf(IV)−IIは、主としてm/z=8
96、730、639、563、397、334、166付近にプロダクトイオンが検出
されることがわかった。なお、図159に示す結果は、3,10FrBA2Nbf(IV
)−IIに由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる3,1
0FrBA2Nbf(IV)−IIを同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=896付近のプロダクトイオンは、3,10FrBA2Nbf(IV)−
IIにおけるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10FrBA2Nb
f(IV)−IIが、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z
=730付近のプロダクトイオンは、3,10FrBA2Nbf(IV)−IIにおける
4−(ジベンゾフラン−4−イル)フェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3
,10FrBA2Nbf(IV)−IIが、4−(ジベンゾフラン−4−イル)フェニル
基を含んでいることを示唆するものである。
また、m/z=639付近のプロダクトイオンは、3,10FrBA2Nbf(IV)−
IIにおける4−(ジベンゾフラン−4−イル)ジフェニルアミノ基が離脱した状態のカ
チオンと推定され、3,10FrBA2Nbf(IV)−IIが、4−(ジベンゾフラン
−4−イル)ジフェニルアミノ基を含んでいることを示唆するものである。
また、m/z=334付近のプロダクトイオンは、3,10FrBA2Nbf(IV)−
IIにおける3−{N−[4−(ジベンゾフラン−4−イル)フェニル]−N−フェニル
アミノ}ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱した状態のカ
チオンと推定され、3,10FrBA2Nbf(IV)−IIが、3−{N−[4−(ジ
ベンゾフラン−4−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ}ナフト[2,3−b;6,
7−b’]ビスベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子10乃至
15について詳細に説明する。発光素子10乃至15で用いた有機化合物の構造式を以下
に示す。
(発光素子10の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリン
グ法にて成膜し、陽極101を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は4
mm(2mm×2mm)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200
℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着
装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度
放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真
空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、抵抗加熱を用いた蒸
着法により上記構造式(vi)で表される3−[4−(9−フェナントリル)−フェニル
]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPPn)と酸化モリブデン(VI)
とを重量比4:2(=PCPPn:酸化モリブデン)となるように、10nm共蒸着して
正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、PCPPnを30nm蒸着して正孔輸送層112を形成し
た。
続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)
フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、上
記構造式(xv)で表される2,9−ビス[N−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フ
ェニルアミノ]−6,13−ジフェニルナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾ
フラン(略称:ph−2,9FrA2Nbf(III)−II)とを重量比1:0.01
(=cgDBCzPA:ph−2,9FrA2Nbf(III)−II)となるように2
5nm共蒸着して発光層113を形成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚15nmとなるように蒸着し、上記
構造式(xii)で表される2,9−ビス(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニ
ル−1,10−フェナントロリン(略称:NBPhen)を膜厚10nmとなるように蒸
着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸
着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを膜厚200nmとなるように蒸
着することで陰極102を形成して本実施例の発光素子10を作製した。
(発光素子11の作製方法)
発光素子11は、発光素子10におけるph−2,9FrA2Nbf(III)−IIを
、上記構造式(xvi)で表される3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)
−N−フェニルアミノ]−6,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビ
スベンゾフラン(略称:ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02)に替えた他は発
光素子10と同様に作製した。
(発光素子12の作製方法)
発光素子12は、発光素子10におけるph−2,9FrA2Nbf(III)−IIを
、上記構造式(xvii)で表される3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−4−イル
)−N−フェニルアミノ]−6,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]
ビスベンゾフラン(略称:ph−3,10FrA2Nbf(IV)−II)に替えた他は
発光素子10と同様に作製した。
(発光素子13の作製方法)
発光素子13は、発光素子10におけるph−2,9FrA2Nbf(III)−IIを
、上記構造式(xviii)で表される3,10−ビス{N−[4−(ジベンゾフラン−
4−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ}ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビス
ベンゾフラン(略称:3,10FrBA2Nbf(IV)−II)に替えた他は発光素子
10と同様に作製した。
(発光素子14の作製方法)
発光素子14は発光素子10におけるph−2,9FrA2Nbf(III)−IIを、
上記構造式(xix)で表される3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−
N−(4−イソプロピルフェニル)アミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベ
ンゾフラン(略称:3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02)に替えた他は発光素
子10と同様に作製した。
(発光素子15の作成方法)
発光素子15は発光素子10におけるph−2,9FrA2Nbf(III)−IIを、
上記構造式(xx)で表される3,10−ビス[N−(ジベンゾチオフェン−2−イル)
−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:
3,10ThA2Nbf(IV))に替えた他は発光素子10と同様に作製した。
発光素子10乃至15の素子構造を以下の表にまとめる。
発光素子10乃至15を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に
曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止
時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、これら発光素子の初期特性につい
て測定を行った。なお、測定は室温で行った。
発光素子10乃至15の輝度−電流密度特性を図160に、電流効率−輝度特性を図16
1に、輝度−電圧特性を図162に、電流−電圧特性を図163に、パワー効率−輝度特
性を図164に、外部量子効率−輝度特性を図165に、発光スペクトルを図166に示
す。また、輝度1000cd/m付近における素子特性を表20にまとめる。
図160乃至図166及び表20より、発光素子10乃至15は、1000cd/m
おける外部量子効率が11.2%〜12.6%と良好な特性を示す発光素子であることが
わかった。特に発光素子10、発光素子11および発光素子14は外部量子効率11.6
%以上の非常に良好な外部量子効率を呈することがわかった。
発光素子10および発光素子11は発光物質としてph−2,9FrA2Nbf(III
)−II、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02を用いており、これらはナフト
ビスベンゾフラン骨格に芳香族炭化水素基であるフェニル基が結合している。また、発光
素子14は発光物質として、3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02を用いており
、3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02には、炭化水素基であるイソプロピル基
が結合している。このようにこれらの有機化合物は、当該芳香族炭化水素基または炭化水
素基を有することにより、発光物質同士の分子間力が抑えられ、濃度消光が抑制された結
果、高い外部量子効率を実現したと考えられる。
また、これらの発光素子は良好な青色発光を呈する発光素子であることがわかった。特に
発光素子11乃至15はxy色度図においてx座標0.14、y座標0.14以下の、そ
の中でも発光素子12、発光素子13および発光素子15はy座標0.10以下の非常に
良好な青色を呈している。
なお、特筆すべきは、本発明の一態様の発光素子は、これら非常に良好な外部量子効率と
非常に良好な青色色度を両立している点にある。このように、本発明の一態様の発光素子
は、非常に特性の良好な発光素子であることがわかる。また、これら発光素子に用いられ
たドーパントである本発明の一態様の有機化合物は、青色色度の良好な発光を非常に高効
率で呈する有機化合物であることがわかった。
また、電流値を2mAとし、電流密度一定の条件における駆動時間に対する輝度の変化を
表すグラフを図167に示す。図167に示すように、発光素子10乃至15は、100
時間駆動後にも初期輝度の80%以上を保っており、特に、発光素子10乃至12は90
%以上を保っており、寿命の良好な発光素子であることがわかった。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子16乃至
18について詳細に説明する。発光素子16乃至18で用いた有機化合物の構造式を以下
に示す。
(発光素子16の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリン
グ法にて成膜し、陽極101を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は4
mm(2mm×2mm)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200
℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着
装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度
放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真
空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、抵抗加熱を用いた蒸
着法により上記構造式(vi)で表される3−[4−(9−フェナントリル)−フェニル
]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPPn)と酸化モリブデン(VI)
とを重量比4:2(=PCPPn:酸化モリブデン)となるように、10nm共蒸着して
正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、PCPPnを30nm蒸着して正孔輸送層112を形成し
た。
続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)
フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、上
記構造式(xxi)で表される2,9−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−
フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:2,9
FrA2Nbf(III)−02)とを重量比1:0.01(=cgDBCzPA:2,
9FrA2Nbf(III)−02)となるように25nm共蒸着して発光層113を形
成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚15nmとなるように蒸着し、上記
構造式(xii)で表される2,9−ビス(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニ
ル−1,10−フェナントロリン(略称:NBPhen)を膜厚10nmとなるように蒸
着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸
着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを膜厚200nmとなるように蒸
着することで陰極102を形成して本実施例の発光素子16を作製した。
(発光素子17の作製方法)
発光素子17は、発光素子16における2,9FrA2Nbf(III)−02を、上記
構造式(xxii)で表される2,9−ビス{N−[4−(9−フェニル−9H−カルバ
ゾール−3−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ}ナフト[2,1−b;6,5−b
’]ビスベンゾフラン(略称:2,9PCBA2Nbf(III))に替え、cgDBC
zPAとの重量比を1:0.01(=cgDBCzPA:2,9PCBA2Nbf(II
I))とした他は発光素子16と同様に作製した。
(発光素子18の作製方法)
発光素子18は、発光素子16における2,9FrA2Nbf(III)−02を、上記
構造式(xxiii)で表される3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−
N−(3,5−ジ−t−ブチルフェニル)アミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]
ビスベンゾフラン(略称:3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02)に替え、
cgDBCzPAとの重量比を1:0.01(=cgDBCzPA:3,10mmtBu
FrA2Nbf(IV)−02)とした他は発光素子16と同様に作製した。
発光素子16乃至18の素子構造を以下の表にまとめる。
発光素子16乃至18を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に
曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止
時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、これら発光素子の初期特性につい
て測定を行った。なお、測定は室温で行った。
発光素子16乃至18の輝度1000cd/m付近における素子特性を表22にまとめ
る。
表22より、発光素子16乃至18は、1000cd/mにおける外部量子効率が9.
6%〜11.3%と良好な特性を示す発光素子であることがわかった。
また、これらの発光素子は良好な青色発光を呈する発光素子であることがわかった。特に
発光素子16はxy色度図においてx座標0.14、y座標0.08と非常に良好な青色
を呈している。
なお、特筆すべきは、本発明の一態様の発光素子は、これら非常に良好な外部量子効率と
非常に良好な色度を両立している点にある。このように、本発明の一態様の発光素子は、
非常に特性の良好な発光素子であることがわかる。また、これら発光素子に用いられたド
ーパントである本発明の一態様の有機化合物は、青色色度の良好な発光を非常に高効率で
呈する有機化合物であることがわかった。
なかでも、発光素子18は発光物質3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02を
用いているが、3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02は、炭化水素基である
tert−ブチル基を有している。このことで3,10mmtBuFrA2Nbf(IV
)−02は、発光物質同士の分子間力が抑えられ、濃度消光が抑制された結果、高い外部
量子効率を実現したと考えられる。
101 陽極
102 陰極
103 EL層
111 正孔注入層
112 正孔輸送層
113 発光層
114 電子輸送層
115 電子注入層
116 電荷発生層
117 P型層
118 電子リレー層
119 電子注入バッファ層
400 基板
401 第1の電極
403 EL層
404 第2の電極
405 シール材
406 シール材
407 封止基板
412 パッド
420 ICチップ
501 第1の電極
502 第2の電極
503 EL層
511 第1の発光ユニット
512 第2の発光ユニット
513 電荷発生層
601 駆動回路部(ソース線駆動回路)
602 画素部
603 駆動回路部(ゲート線駆動回路)
604 封止基板
605 シール材
607 空間
608 配線
609 FPC(フレキシブルプリントサーキット)
610 素子基板
611 スイッチング用FET
612 電流制御用FET
613 第1の電極
614 絶縁物
616 EL層
617 第2の電極
618 発光素子
623 nチャネル型FET
624 pチャネル型FET
730 絶縁膜
770 平坦化絶縁膜
772 導電膜
782 発光素子
783 液滴吐出装置
784 液滴
785 層
786 発光物質を含む層
788 導電膜
901 筐体
902 液晶層
903 バックライトユニット
904 筐体
905 ドライバIC
906 端子
951 基板
952 電極
953 絶縁層
954 隔壁層
955 EL層
956 電極
1001 基板
1002 下地絶縁膜
1003 ゲート絶縁膜
1006 ゲート電極
1007 ゲート電極
1008 ゲート電極
1020 第1の層間絶縁膜
1021 第2の層間絶縁膜
1022 電極
1024W 発光素子の第1の電極
1024R 発光素子の第1の電極
1024G 発光素子の第1の電極
1024B 発光素子の第1の電極
1025 隔壁
1028 EL層
1029 陰極
1031 封止基板
1032 シール材
1033 透明な基材
1034R 赤色の着色層
1034G 緑色の着色層
1034B 青色の着色層
1035 黒色層(ブラックマトリックス)
1037 第3の層間絶縁膜
1040 画素部
1041 駆動回路部
1042 周辺部
1400 液滴吐出装置
1402 基板
1403 液滴吐出手段
1404 撮像手段
1405 ヘッド
1406 点線
1407 制御手段
1408 記憶媒体
1409 画像処理手段
1410 コンピュータ
1411 マーカー
1412 ヘッド
1413 材料供給源
1414 材料供給源
1415 材料供給源
1416 ヘッド
2001 筐体
2002 光源
3001 照明装置
5000 表示領域
5001 表示領域
5002 表示領域
5003 表示領域
5004 表示領域
5005 表示領域
7101 筐体
7103 表示部
7105 スタンド
7107 表示部
7109 操作キー
7110 リモコン操作機
7201 本体
7202 筐体
7203 表示部
7204 キーボード
7205 外部接続ポート
7206 ポインティングデバイス
7210 第2の表示部
7401 筐体
7402 表示部
7403 操作ボタン
7404 外部接続ポート
7405 スピーカ
7406 マイク
9033 留め具
9034 スイッチ
9035 電源スイッチ
9036 スイッチ
9310 携帯情報端末
9311 表示パネル
9312 表示領域
9313 ヒンジ
9315 筐体
9630 筐体
9631 表示部
9631a 表示部
9631b 表示部
9632a タッチパネル領域
9632b タッチパネル領域
9633 太陽電池
9634 充放電制御回路
9635 バッテリー
9636 DCDCコンバータ
9637 操作キー
9638 コンバータ
9639 ボタン

Claims (13)

  1. 下記一般式(G1)で表される有機化合物。

    (但し、式中Bは置換または無置換のナフトビスベンゾフラン骨格、置換または無置換のナフトビスベンゾチオフェン骨格および置換または無置換のナフトベンゾフラノベンゾチオフェン骨格のいずれかである。Arは置換または無置換の炭素数6乃至25の芳香族炭化水素基、置換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基、および置換または無置換のカルバゾリル基のいずれかである。Aは置換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基、および置換または無置換のカルバゾリル基のいずれかであり、α乃至αはそれぞれ独立に置換または無置換の炭素数6乃至25の二価の芳香族炭化水素基である。l、m、nはそれぞれ独立に0乃至2の整数を表し、qは1又は2である。)
  2. 下記一般式(G1)で表される有機化合物。

    (但し、式中Bは置換または無置換のナフトビスベンゾフラン骨格、置換または無置換のナフトビスベンゾチオフェン骨格および置換または無置換のナフトベンゾフラノベンゾチオフェン骨格のいずれかである。Arは置換もしくは無置換の炭素数6乃至25の芳香族炭化水素基または下記一般式(g1)乃至(g3)で表される基のいずれかであり、Aは下記一般式(g1)乃至(g3)で表される基のいずれかである。α乃至αはそれぞれ独立に置換または無置換の炭素数6乃至14の二価の芳香族炭化水素基のいずれかである。l、m、nはそれぞれ独立に0乃至2の整数を表し、qは1または2である。)

    (一般式(g1)乃至(g3)においては、R乃至Rは、そのいずれか1が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基のいずれかを表す。ただし、Aが一般式(g3)で表され、且つ(g3)におけるRが単結合を表す場合、nは1または2であるものとする。また、Arが一般式(g3)で表され、かつ(g3)においてRが単結合を表す場合、mは1または2であるものとする。)
  3. 請求項1または請求項2において、前記Bが、下記一般式(B1)乃至一般式(B4)で表される骨格のいずれかである有機化合物。

    (但し、式中XおよびXはそれぞれ独立に酸素原子または硫黄原子を表す。なお、上記一般式(B1)において、R10乃至R21のいずれか1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。また、上記一般式(B2)において、R30乃至R41のいずれか1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。また、上記一般式(B3)において、R50乃至R61のいずれか1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。また、上記一般式(B4)において、R70乃至R81のいずれか1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。)
  4. 請求項1乃至請求項3のいずれか一において、前記一般式(G1)におけるqが2である有機化合物。
  5. 請求項1または請求項2において、前記一般式(G1)におけるqが2であり、
    前記Bが、下記一般式(B1)乃至一般式(B4)で表される骨格のいずれかである有機化合物。

    (但し、式中XおよびXはそれぞれ独立に酸素原子または硫黄原子を表す。なお、上記一般式(B1)において、R12およびR18が単結合を表し、R10、R11、R13乃至R17、R19乃至R21がそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。また、上記一般式(B2)において、R32およびR38が単結合を表し、R30、R31、R33乃至R37、R39乃至R41がそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。また、上記一般式(B3)において、R52およびR58が単結合を表し、R50、R51、R53乃至R57、R59乃至R61がそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。また、上記一般式(B4)において、R72およびR77が単結合を表し、R70、R71、R73乃至R76、R78乃至R81がそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。)
  6. 下記一般式(G1−1)で表される有機化合物。

    (但し上記一般式(G1−1)において、Bは下記一般式(B1−1)または(B3−1)を表す。Arは置換もしくは無置換の炭素数6乃至25の芳香族炭化水素基であり、Aは下記一般式(g0)で表される基である。mは0乃至2の整数を表す。αは置換または無置換の炭素数6乃至14の二価の芳香族炭化水素基である。)

    (但し、上記一般式(B1−1)または(B3−1)において、XおよびXはそれぞれ独立に酸素原子または硫黄原子を表す。R12,R18、R52およびR58は単結合を表す。)

    (但し、上記一般式(g0)において、Xは酸素原子、または、置換もしくは無置換のフェニル基が結合した窒素原子である。また、Rは単結合を表す。)
  7. 請求項1乃至請求項6のいずれか一項において、分子量が1300以下である前記有機化合物。
  8. 下記構造式(iii)、(vii)、(ix)、(x)、(xi)、(xiii)および(xv)乃至(xxiv)のいずれかで表される有機化合物。


  9. 請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の有機化合物を含む発光素子。
  10. 請求項9に記載の発光素子と、トランジスタ、または、基板と、を有する発光装置。
  11. 請求項10に記載の発光装置と、センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクと、を有する電子機器。
  12. 請求項10に記載の発光装置と、筐体と、を有する照明装置。
  13. 請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の有機化合物を含む電子デバイス。
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