JP6940275B2 - 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、有機エレクトロルミネッセンス素子製造用組成物および有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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-
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- H10K85/341—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
- H10K85/342—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium
Description
A1〜A3は、互いに独立して、Rにより置換されたもしくは無置換のアリール(aryl)基、ヘテロアリール(heteroaryl)基もしくはアルキル(alkyl)基またはL1との単結合であり、
Rは、互いに独立して、水素原子、重水素原子、フッ素原子、シリル(silyl)基、置換もしくは無置換のアリール基、ヘテロアリール基もしくはアルキル基またはL1との単結合であり、ここで、同一または隣接する原子に結合した2以上のRは互いに結合してもよく、
L1は、n価の連結基もしくは単結合であり、またはnが1の場合には存在せず、
nは、1以上の自然数であり、
ここで、A2は、カルバゾール(carbazole)骨格の3または4位において結合しており、A3は、前記カルバゾール骨格の5または6位において結合しており、
A1〜A3のうちいずれか1以上は、下記一般式(2)〜(4)のいずれか1つにより表される基であり、
L2は、置換もしくは無置換のアルキレン(alkylene)基、アリーレン(arylene)基もしくはヘテロアリーレン(heteroarylene)基、−O−、−S−、−N(R)−または単結合であり、
Xは、−C(R)=または−N=であり、但し各式中少なくとも1つのXは−N=であり、
Yは、−O−、−S−、−N(R)−または−C(R)2−であり、
Zは、Rにより置換されたもしくは無置換のアリール基またはRにより置換されたもしくは無置換の環形成原子数5〜10のヘテロアリール基である。
A1は、Rにより置換されたもしくは無置換のアリール基もしくはアルキル基またはL1との単結合であり、
A2およびA3は、互いに独立して、Rにより置換されたもしくは無置換のアリール基、ヘテロアリール基もしくはアルキル基またはL1との単結合であり、
Rは、水素原子、重水素原子、フッ素原子、シリル基、置換もしくは無置換のアリール基、ヘテロアリール基もしくはアルキル基またはL1との単結合であり、ここで、同一または隣接する原子に結合した2以上のRは互いに結合してもよく、
L1は、n価の連結基もしくは単結合であり、またはnが1の場合には存在せず、
nは、1以上の自然数であり、
ここで、A2および/またはA3は、下記一般式(2)〜(4)のいずれか1つにより表される基であり、
L2は、置換もしくは無置換のアルキレン基、アリーレン基もしくはヘテロアリーレン基、−O−、−S−、−N(R)−または単結合であり、
Xは、−C(R)=または−N=であり、但し各式中少なくとも1つのXは−N=であり、
Yは、−O−、−S−、−N(R)−または−C(R)2−であり、
Zは、Rにより置換されたもしくは無置換のアリール基またはRにより置換されたもしくは無置換のヘテロアリール基である。
−Ar−T−Ar− ・・・(5)
上記一般式(5)中、
Arは、置換もしくは無置換のアリーレン基もしくはヘテロアリーレン基であり、
Tは、カルボニル(thiocarbonyl)基、チオカルボニル(thiocarbonyl)基、アリールアミン−N,N−ジイル(arylamine−N,N−diyl)、またはアルキルアミン−N,N−ジイル(alkylamine−N,N−diyl)である。
この観点によれば、溶液塗布法に適した化合物を提供することができる。
前記電極間に配置される1層以上の有機層と、
を備え、
前記有機層のうち少なくとも1層は、請求項1〜9のいずれか一項に記載の一般式(1)で表される化合物を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。
まず、本発明の一実施形態に係る化合物について説明する。本実施形態に係る化合物は、下記一般式(1)で表される化合物である。
A1〜A3は、互いに独立して、Rにより置換されたもしくは無置換のアリール基、ヘテロアリール基もしくはアルキル基またはL1との単結合であり、
Rは、互いに独立して、水素原子、重水素原子、フッ素、シリル基、置換もしくは無置換のアリール基、ヘテロアリール基もしくはアルキル基またはL1との単結合であり、ここで、同一または隣接する原子に結合した2以上のRは互いに結合してもよく、
L1は、n価の連結基もしくは単結合であり、またはnが1の場合には存在せず、
nは、1以上の自然数であり、
L2は、置換もしくは無置換のアルキレン基、アリーレン基もしくはヘテロアリーレン基、−O−、−S−、−N(R)−または単結合であり、
Xは、−C(R)=または−N=であり、但し各式中少なくとも1つのXは−N=であり、
Yは、−O−、−S−、−N(R)−または−C(R)2−であり、
Zは、Rにより置換されたもしくは無置換のアリール基またはRにより置換されたもしくは無置換のヘテロアリール基である。
(i)A2は、カルバゾール骨格の3または4位において結合しており、かつ、A3は、カルバゾール骨格の5または6位において結合している。
(ii)A1は、互いに独立して、Rにより置換されたもしくは無置換のアリール基もしくはアルキル基またはL1との単結合である。
また、Rは、上述した一般式(1)におけるRと同様である。
また、Zは、その化学的安定性から、六員環基であることが好ましい。
また、上述した中でも一般式(3)におけるアジン環としては、3−5で表されるアジン環が好ましい。
また、上述した中でも一般式(4)におけるアジン環としては、4−2で表されるアジン環が好ましい。
n価の連結基としては、特に限定されないが、例えば、置換もしくは無置換の六員環もしくは六員環の集合環基または、下記式(5)で表される基が挙げられる。
上記一般式(5)中、
Arは、置換もしくは無置換のアリーレン基もしくはヘテロアリーレン基であり、
Tは、カルボニル基、チオカルボニル基、アリールアミン−N,N−ジイル、またはアルキルアミン−N,N−ジイルである。
本実施形態に係る有機EL素子材料は、上述した一般式(1)で表される化合物を含む。当該化合物は、有機EL素子材料として適用可能である。また当該化合物は、電子輸送能、および電子注入能を有している。したがって、有機EL素子材料は、例えば、電子輸送層、電子注入層および発光層の材料として使用可能である。
B1〜B3は、互いに独立して、置換もしくは無置換のアリール基、ヘテロアリール基もしくはアルキル基またはL3との単結合であり、
L3は、m価の連結基もしくは単結合であり、またはmが1の場合には存在せず、
mは、1以上の自然数である。
本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子製造用組成物は、例えば、有機EL素子の各層を溶液塗布法により形成するために用いられる。
続いて、図1を参照して、本実施形態に係る有機EL素子について、詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る有機EL素子の一例を示す模式図である。
[合成例1]
(化合物1−7の合成(実施例))
まず、下記反応スキームに従い、中間体aを合成した。
Tg:145.5℃
溶解度(キシレン)>10質量%
(化合物6−5の合成)
以下の反応スキームに従い、化合物6-5を合成した。
LCMS、calcd for C6〇H4〇N2=789、found m/z=789(M+)
Tg:156.6℃
溶解度(キシレン)>10wt%
(化合物1−5の合成)
以下の反応スキームに従い、化合物1-5を合成した。
(20.3g、収率:75%、純度:99.6%(HPLC))。
(化合物1−23の合成)
以下の反応スキームに従い、化合物1-23を合成した。
(化合物1−24の合成)
以下の反応スキームに従い、化合物1-24を合成した。
acid)に代え、同様に合成して、中間体1−24aを得た。合成量は20.30g(収率75%、純度99.6%(HPLC))であった。
(化合物1−79の合成)
以下の反応スキームに従い、化合物1-79を合成した。
68%、純度99.97%(HPLC))であった。
(化合物6−12の合成)
以下の反応スキームに従い、化合物6-12を合成した。
(化合物6−31の合成)
以下の反応スキームに従い、化合物6-31を合成した。
次に、以下の工程によって、本実施形態に係る化合物を含む有機EL素子を製造した。
まず、あらかじめ第1電極(陽極)として、ストライプ(stripe)状の酸化インジウムスズ(ITO)が膜厚150nmにて成膜されたITO付きガラス基板上に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(4−スチレンスルホネート)(poly(3,4−ethylene dioxythiophene)/poly(4−styrene sulfonate):PEDOT/PSS)(Sigma−Aldrich製)を乾燥膜厚が30nmになるようにスピンコート法にて塗布し、正孔注入層を形成した。
ホスト材料を表1に記載の材料に変更した以外は実施例1と同様の方法で、有機EL素子を製造した。
なお、表中、「h−1」は、以下の構造式で表される化合物を示す。また、表中、ホスト材料に記載される数文字は、上述した番号が付された化合物を示す。
酸化インジウムスズ(ITO)が膜厚150nmにて成膜されたITO付きガラス基板上に、市販TBF層を形成、さらに化合物1−7:化合物6−5=3:7のキシレン(xylene)1質量%溶液より、膜厚が30nmになるようにスピンコート法にて塗布し、積層膜を形成した。
○:均一で欠陥のない状態
△:ダークスポットが少数見えるが素子作成可能な状態
×:膜の連続性が確保できず素子作成不能な状態
上記で製造した実施例1〜4、および比較例1に係る有機EL素子の電流効率および発光寿命を以下の方法にて評価した。
評価結果を表1に示す。なお、表1では、電流効率および発光寿命は、比較例1における測定値を100としたときの相対値として示す。
(実施例5〜8)
以下に示される構造を有する化合物(実施例)を5種合成し、Tg測定と溶解度測定を行った。結果を構造式とともに、以下に示す。なお、溶解度測定においては、キシレンを溶媒として用いた。
合成されたいずれの化合物も、耐熱性と溶解性に優れており、溶液塗布法のための有機EL素子材料として適していることが分かった。
110 基板
120 第1電極
130 正孔注入層
140 正孔輸送層
150 発光層
160 電子輸送層
170 電子注入層
180 第2電極
Claims (15)
- 下記一般式(1)で表される化合物。
上記一般式(1)において、
nは、1であり、L 1 は、nが1の場合には存在せず、
A1は、無置換のフェニル基、無置換のビフェニル基、無置換のターフェニル基または無置換のクアテルフェニルであり、
A 2 およびA 3 は、それぞれ、カルバゾール骨格の3位および5位、またはカルバゾール骨格の4位および6位において結合し、
A2およびA3 のいずれか一方は、無置換のフェニル基、無置換のビフェニル基、無置換のターフェニル基または無置換のクアテルフェニルであり、
A2 およびA3 のいずれか他方は、下記一般式(2)により表される基である:
上記一般式(2)において、
L2は、フェニレン基、ピリジンジイルまたは単結合であり、
Xは、−C(H)=または−N=であり、但し少なくとも1つのXは−N=であり、
Rは、下記の構造:
(R−14中、pおよびqは、それぞれ互いに独立して、1以上の自然数を表す)
からなる群より選択される(ただし、Rが2つともR−1の場合は除く)。 - 上記一般式(2)において、
2つのRの一方はR−1であり、2つのRの他方はR−5〜R−12から選択される、請求項1に記載の化合物。 - 上記一般式(2)において、
L 2 は、フェニレン基である、請求項1または2に記載の化合物。 - 上記一般式(2)において、
2つのRの一方はR−1であり、2つのRの他方はR−12である、請求項1に記載の化合物。 - 上記一般式(1)において、
A 1 は、フェニル基であり、
A 2 およびA 3 のいずれか一方は、フェニル基であり、
L 2 は、フェニレン基である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物。 - 前記構造1−2〜1−35、1−45〜1−54、1−56〜1−59および1−101〜1−126で表される、請求項6に記載の化合物。
- 前記構造1−5〜1−35および1−101〜1−126で表される、請求項6に記載の化合物。
- ガラス転移温度が125℃以上である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の化合物。
- 1atm、25℃におけるトルエンまたはキシレンに対する溶解度が1質量%以上である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の化合物。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物と、液性媒体とを含む、有機エレクトロルミネッセンス素子製造用組成物。
- 一対の電極と、
前記電極間に配置される1層以上の有機層と、
を備え、
前記有機層のうち少なくとも1層は、請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 前記有機層のうち少なくとも1層は、発光材料と請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物とを含む発光層である、請求項13に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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