JP7221389B2 - 有機化合物及びこれを含む有機電界発光素子 - Google Patents

有機化合物及びこれを含む有機電界発光素子 Download PDF

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Description

本発明は、新規な有機化合物及びこれを用いた有機電界発光素子に関し、より詳しくは、電子輸送能及び発光能に優れた化合物、及びこれを1つ以上の有機物層に含むことにより、発光効率、駆動電圧、寿命などの特性が向上した有機電界発光素子に関する。
1950年代のBernanoseによる有機薄膜における発光の観測以後、1965年にはアントラセン単結晶を用いた青色電気発光、及び有機電界発光(electroluminescent、EL)素子に関する研究が行われ、1987年にはTangによって正孔層と発光層との機能層に分かれた積層構造の有機電界発光素子が提示された。その後、高効率、長寿命の有機電界発光素子を得るため、素子中、それぞれに特徴的な有機物層を導入する形態に発展され、これに使用される、特化した材料の開発が行われてきている。
有機電界発光素子は、両電極の間に電圧をかけると、陽極からは正孔が有機物層に注入され、陰極からは電子が有機物層に注入される。注入された正孔と電子とが結合して励起子(exciton)が形成され、この励起子が基底状態に落ちるときに発光するようになる。なお、有機物層として使用される物質は、その機能によって、発光物質、正孔注入物質、正孔輸送物質、電子輸送物質、電子注入物質などに分類される。
発光物質は、発光色によって、青色、緑色、赤色の発光物質と、良好な天然色を具現するための黄色及びオレンジ色の発光物質とに区分される。また、色純度の向上とエネルギー移動による発光効率の増大を図るため、発光物質として、ホスト/ドーパント系のものを使用することができる。
ドーパント物質は、有機物質を使用する蛍光ドーパントと、Ir、Ptなどの重原子(heavy atoms)が含まれた金属錯体化合物を使用する燐光ドーパントとに区分される。なお、燐光材料の開発は、理論的に、蛍光に比べて4倍も発光効率を向上させることができるため、燐光ドーパントだけでなく、燐光ホスト材料に関する研究も盛んに行われている。
現在、正孔注入層、正孔輸送層、正孔遮断層、電子輸送層の材料としては、NPB、BCP、Alqなどが広く知られており、発光層材料としては、アントラセン誘導体が報告されている。特に、発光層材料のうち、効率向上の側面でメリットを持っているFirpic、Ir(ppy)、(acac)Ir(btp)などのようなIrを含む金属錯体化合物が、青色(blue)、緑色(green)、赤色(red)の燐光ドーパント材料として使用されており、4,4-ジカルバゾリルビフェニル(4,4-dicarbazolybiphenyl、CBP)は、燐光ホスト材料として使用されている。
Figure 0007221389000001
しかし、従来の有機物層材料は、発光特性の側面では有利な点をあるが、ガラス転移温度が低くて熱的安定性が悪いため、有機電界発光素子の寿命の側面では、満足する水準には至っていない。従って、優れた性能を有する有機物層材料の開発が求められている。
大韓民国公開特許KR2105-0092433
本発明の目的は、優れた電子輸送能及び発光能を有することで、有機電界発光素子の有機物層材料、具体的には、発光層材料、電子輸送層材料、又は電子輸送補助層材料などに使用可能な新規な化合物を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上述の新規な化合物を含み、駆動電圧が低く、発光効率が高く、かつ寿命特性が向上した有機電界発光素子を提供することにある。
上述の目的を達成するため、本発明は、次の化学式1で示される化合物、好ましくは、電子輸送層又は電子輸送補助層用化合物を提供する。
Figure 0007221389000002
(式中、
及びXのうちの1つは、CRであり、他の1つは、Nであり、
は、水素、重水素、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、C~C40のアルキル基、C~C40のアルケニル基、C~C40のアルキニル基、C~C40のシクロアルキル基、核原子数3~40のヘテロシクロアルキル基、C~C60のアリール基、核原子数5~60のヘテロアリール基、C~C40のアルキルオキシ基、C~C60のアリールオキシ基、C~C40のアルキルシリル基、C~C60のアリールシリル基、C~C40のアルキルボロン基、C~C60のアリールボロン基、C~C40のホスフィン基、C~C40のホスフィンオキサイド基、及びC~C60のアリールアミン基からなる群から選択され、
Ar~Arは、それぞれ独立に、C~C40のアルキル基、C~C40のアルケニル基、C~C40のアルキニル基、C~C40のシクロアルキル基、核原子数3~40のヘテロシクロアルキル基、C~C60のアリール基、核原子数5~60のヘテロアリール基、C~C40のアルキルオキシ基、C~C60のアリールオキシ基、C~C40のアルキルシリル基、C~C60のアリールシリル基、C~C40のアルキルボロン基、C~C60のアリールボロン基、C~C60のアリールホスフィン基、C~C60のアリールホスフィンオキサイド基、及びC~C60のアリールアミン基から選択され、
前記R、Ar~Arの、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルシリル基、アリールシリル基、アルキルボロン基、アリールボロン基、アリールホスフィン基、アリールホスフィンオキサイド基、及びアリールアミン基は、それぞれ独立に、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、C~C40のアルケニル基、C~C40のアルキニル基、C~C40のシクロアルキル基、核原子数3~40個のヘテロシクロアルキル基、C~C40のアルキル基、C~C60のアリール基、核原子数5~60個のヘテロアリール基、C~C40のアルキルオキシ基、C~C60のアリールオキシ基、C~C40のアルキルシリル基、C~C60のアリールシリル基、C~C40のアルキルボロン基、C~C60のアリールボロン基、C~C60のアリールホスフィン基、C~C60のアリールホスフィンオキサイド基、及びC~C60のアリールアミン基からなる群から選択された1種以上の置換基で置換又は非置換であり、前記置換基が複数個である場合、これらは、互いに同一又は異なっている。
また、本発明は、前記化学式1で示される化合物を含む電子輸送層又は電子輸送補助層を提供する。
さらに、本発明は、陽極、陰極、及び前記陽極と陰極との間に介在した1層以上の有機物層を含み、前記1層以上の有機物層のうちの少なくとも1つは、前記化学式1で示される化合物を含む有機電界発光素子を提供する。
なお、前記化学式1で示される化合物を含む有機物層は、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、及び電子輸送補助層からなる群から選択される。
本発明に係る化学式1で示される化合物は、優れた電子輸送能及び発光能などを有するため、有機電界発光素子の有機物層材料として使用することができる。
特に、本発明の化学式1で示される化合物を燐光ホスト、電子輸送層、又は電子輸送補助層の材料として使用する場合は、従来のホスト材料又は電子輸送層材料に比べて、低い駆動電圧及び高い電流効率を有する有機電界発光素子を製造することができ、さらには、性能及び寿命特性が向上したフルカラーディスプレイパネルなどに効果的に適用することができる。
以下、本発明を詳述する。
<新規な有機化合物>
本発明に係る化学式1で示される化合物は、互いに異なる2つの含窒素ヘテロ環がビフェニレンリンカー(linker)を介して連結される基本骨格構造を有し、これらのうちの1つのヘテロ環は、トリアジン(triazine)であり、他の1つは、ピリミジン(pyrimidine)である。このようなトリアジンとピリミジンとは、それぞれ、電子求引性基(Electron Withdrawing Group、EWG)特性に優れた六員へテロ環の一種であるため、電子を受けるという特性が強い。また、前記化学式1の化合物は、分子の長軸を基準にして両末端に、EWG特性の強いトリアジンとピリミジンとがそれぞれ結合されているため、従来、電子求引性基(EWG)と電子供与性基(EDG)とを同時に有する双極性(bipolar)材料より遥かに強い電子特性を示すようになる。従って、前記化学式1の化合物を電子輸送層又は電子輸送補助層の材料として適用する場合は、陰極からの電子を良く受容しているため、発光層に電子を円滑に伝達することができる。
また、前記化学式1の化合物は、高い三重項エネルギーを有するだけでなく、従来の単一の六員ヘテロ環に比べて、分子量が有意に増大し、向上されたガラス転移温度と高い熱的安定性を有することができる。従って、前記化合物を含む有機電界発光素子の耐久性及び寿命特性を大きく向上させることができる。
また、前記化学式1で示される化合物は、分子構造の両末端に、2つのEWG基(例えば、トリアジン、ピリミジン)が位置し、これらの間にパラ-メタ(para-meta)位置で結合されたビフェニレン連結基が連結されているため、電気化学的に安定している。具体的に、前記ビフェニレンリンカーのうちの1つのフェニレン基(例えば、第1のフェニレン基)に対して、隣接した含窒素ヘテロ環(例えば、化学式1中、X含有環)と、他の1つのフェニレン基(例えば、第2のフェニレン基)とは、互いにパラ(para-)位置で結合され、他の1つのフェニレン基(例えば、第2のフェニレン基)に対して、隣接した他の含窒素ヘテロ環(例えば、化学式1中、X含有環)と、前記フェニレン基(例えば、第1のフェニレン基)とは、互いにメタ(meta-)位置で結合されるという構造的特徴を有する。このようにパラ-メタで連結されたビフェニルリンカーは、2つのEWGモイエティ間の距離を延長させることで、これらのEWGモイエティ同士の相互作用を最小化し、化合物自体の安定性を向上させる。また、パラ-メタで連結されたビフェニレンリンカーを含む化学式1の化合物は、同一の骨格構造を有するが、パラ-パラ(para-para)又はメタ-メタ(meta-meta)で連結されたビフェニレンリンカーを含む化合物に比べて、有機物層の結晶化抑制効果を奏するようになる。従って、前記化学式1の化合物が適用された有機電界発光素子は、優れた駆動電圧、電流効率を示し、耐久性及び寿命特性を大きく向上させることができる。
さらに、前記化学式1で示される化合物は、電子輸送に非常に有利であるだけでなく、長寿命特性を示すことができる。このような化合物の優れた電子輸送能力は、有機電界発光素子において高効率と速い移動性(mobility)を有し、置換基の方向や位置によるHOMO及びLUMOエネルギーレベルの調節が容易である。従って、このような化合物を使用した有機電界発光素子では、高い電子輸送性を示すことができる。
前記化学式1の化合物が、有機電界発光素子の有機物層材料、好ましくは、発光層材料(青色、緑色及び/又は赤色の燐光ホスト材料)、電子輸送層/注入層材料、発光補助層材料として適用される場合は、有機電界発光素子の性能及び寿命特性が大きく向上される。このような有機電界発光素子は、結果的にフルカラー有機発光パネルの性能を極大化させることが可能である。
なお、有機電界発光素子の赤色及び緑色の発光層は、それぞれ燐光材料を使用しており、現在その技術成熟度は高いレベルである。これに対し、青色の発光層については、蛍光材料と燐光材料とがあるが、蛍光材料は、性能を向上させる必要があり、青色燐光材料は、未だ開発中であるため、ハードルが高いといわれている。即ち、青色発光層は、開発可能性が高い反面、技術的困難性が相対的に高いため、これを備える青色有機発光素子の性能(例えば、駆動電圧、効率、寿命など)の向上に限界がある。それで、本発明では、前記化学式1の化合物を、発光層(EML)の他に、電子輸送層(ETL)又は電子輸送補助層の材料として適用することができる。上述のように、有機電界発光素子において、共通層(common layer)として使用される電子輸送層又は電子輸送補助層の材料が変化することで、発光層、具体的に、青色発光層の性能及びこれを備える有機電界発光素子の性能が向上できるという利点がある。
本発明に係る化学式1で示される化合物は、互いに異なる2つの含窒素ヘテロ環、具体的に、トリアジンとピリミジンとが両末端に位置し、これらの間にパラ-メタ(para-meta)位置で結合されたビフェニレン連結基(linker)が連結されるような基本骨格構造を有する。
前記化学式1において、互いに異なる2つの含窒素ヘテロ環に導入されるX及びXは、互いに異なり、これらのうちの1つはCRであり、他の1つは窒素原子(N)である。即ち、Nが導入される環は、トリアジン(triazine)環であり、CRが導入される環は、ピリミジン(pyrimidine)環であることができる。このように少なくとも2つ以上の窒素を含有するヘテロ環を2つ含むことで、優れた電子吸収特性を示し、電子の注入及び輸送に有利である。
ここで、Rは、水素、重水素、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、C~C40のアルキル基、C~C40のアルケニル基、C~C40のアルキニル基、C~C40のシクロアルキル基、核原子数3~40のヘテロシクロアルキル基、C~C60のアリール基、核原子数5~60のヘテロアリール基、C~C40のアルキルオキシ基、C~C60のアリールオキシ基、C~C40のアルキルシリル基、C~C60のアリールシリル基、C~C40のアルキルボロン基、C~C60のアリールボロン基、C~C40のホスフィン基、C~C40のホスフィンオキサイド基、及びC~C60のアリールアミン基からなる群から選択される。具体的に、Rは、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、C~C40のアルキル基、C~C60のアリール基、及び核原子数5~60のヘテロアリール基からなる群から選択されることが好ましく、より好ましくは、水素である。
本発明に係る2つの含窒素ヘテロ環(例えば、X含有ヘテロ環、X含有ヘテロ環)には、種々の置換体として、Ar~Arがそれぞれ置換されている。
このようなAr~Arは、互いに同一又は異なり、それぞれ独立に、C~C40のアルケニル基、C~C40のアルキニル基、C~C40のシクロアルキル基、核原子数3~40のヘテロシクロアルキル基、C~C40のアルキル基、C~C60のアリール基、核原子数5~60のヘテロアリール基、C~C40のアルキルオキシ基、C~C60のアリールオキシ基、C~C40のアルキルシリル基、C~C60のアリールシリル基、C~C40のアルキルボロン基、C~C60のアリールボロン基、C~C60のアリールホスフィン基、C~C60のアリールホスフィンオキサイド基、及びC~C60のアリールアミン基からなる群から選択される。具体的に、好ましくは、Ar~Arは、それぞれ独立に、C~C40のアルキル基、C~C60のアリール基、核原子数5~60のヘテロアリール基、C~C60のアリールオキシ基、C~C60のアリールホスフィンオキサイド基、及びC~C60のアリールアミン基から選択され、より好ましくは、C~C60のアリール基、及び核原子数5~60のヘテロアリール基から選択される。最も好適な例としては、Ar~Arは、それぞれ独立に、フェニル基又はビフェニル基などのC~C12のアリール基である。
但し、前記化学式1において、Ar~Arが全て同一である場合は除くことが好ましい。一例として、Ar~Arのうち3つが同一であり他の1つが異なる場合、又はAr~Arのうちの2つが同一であり他の2つが異なる場合、又はAr~Arが全て異なる場合であることができる。特に、本発明に係る化学式1の化合物において、X含有環(例えば、トリアジン又はピリミジン)に導入される2つのAr基(例えば、Ar~Ar)が互いに同一である場合、X含有環(ピリミジン環又はトリアジン)に導入される2つのAr基(例えば、Ar~Ar)は互いに異なることが好ましい。または、X含有環(例えば、トリアジン又はピリミジン)に導入される2つのAr基(例えば、Ar~Ar)が互いに異なる場合、X含有環(ピリミジン環又はトリアジン)に導入される2つのAr基(例えば、Ar~Ar)は互いに同一であることができる。このような構成を有する本発明の化合物は、分子内、両末端に導入されたトリアジンとピリミジンとによって、構造的に1次非対称性を有するだけでなく、前記X含有環又はX含有環に連結されたAr~Ar置換基の相違性によって、2次非対称性を有することがあり得る。このような分子構造の非対称性は、結晶化を抑制させ、化学式1で示される化合物の工程性と素子の耐久性をより向上させることができる。
本発明の一具体例では、Ar~Arは、互いに同一又は異なり、それぞれ独立に、次の構造式のうちから選択される。この時、Ar~Arが全て同一である場合を除く。
Figure 0007221389000003
前記構造式中、*は、前記化学式1との結合部位を意味する。なお、前記構造式には示されていないが、当該分野で公知の置換基(例えば、Rの定義部分と同様)が、少なくとも1つ以上置換可能である。
前記化学式1において、R、Ar~Arの、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルシリル基、アリールシリル基、アルキルボロン基、アリールボロン基、アリールホスフィン基、アリールホスフィンオキサイド基、及びアリールアミン基は、それぞれ独立に、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、C~C40のアルケニル基、C~C40のアルキニル基、C~C40のシクロアルキル基、核原子数3~40個のヘテロシクロアルキル基、C~C40のアルキル基、C~C60のアリール基、核原子数5~60個のヘテロアリール基、C~C40のアルキルオキシ基、C~C60のアリールオキシ基、C~C40のアルキルシリル基、C~C60のアリールシリル基、C~C40のアルキルボロン基、C~C60のアリールボロン基、C~C60のアリールホスフィン基、C~C60のアリールホスフィンオキサイド基、及びC~C60のアリールアミン基からなる群から選択された1種以上の置換基で置換又は非置換であることができ、前記置換基が複数個である場合、これらは互いに同一又は異なっている。
本発明の一実施例によれば、前記化学式1で示される化合物は、次の化学式2又は化学式3のうちのいずれか1つにより具体化可能であるが、これに制限されない。
Figure 0007221389000004
式中、R、Ar~Arは、それぞれ化学式1での定義と同様である。
前記化学式2及び化学式3のうちのいずれか1つで示される化合物の好適な例では、好ましくは、Rは、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、C~C40のアルキル基、C~C60のアリール基、及び核原子数5~60のヘテロアリール基からなる群から選択され、より好ましくは、水素である。
Ar~Arは、それぞれ独立に、C~C40のアルキル基、C~C60のアリール基、核原子数5~60のヘテロアリール基、C~C60のアリールオキシ基、C~C60のアリールホスフィンオキサイド基、及びC~C60のアリールアミン基から選択され、より好ましくは、C~C60のアリール基及び核原子数5~60のヘテロアリール基から選択される。但し、前記Ar~Arが全て同一である場合を除く。
上述のような本発明に係る化学式1で示される化合物は、下記に例示する化合物1~190のうちのいずれか1つで示される化合物により具体化可能である。しかし、本発明の化学式1で示される化合物は、後述の例示に限定されるものではない。
Figure 0007221389000005
Figure 0007221389000006
Figure 0007221389000007
Figure 0007221389000008
Figure 0007221389000009
Figure 0007221389000010
Figure 0007221389000011
Figure 0007221389000012
本発明において、「アルキル」とは、炭素数1~40の直鎖又は側鎖の飽和炭化水素に由来する1価の置換基を意味する。例えば、メチル、エチル、プロピル、イソブチル、sec-ブチル、ペンチル、iso-アミル、ヘキシルなどが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明において、「アルケニル(alkenyl)」とは、炭素-炭素二重結合を1つ以上有する炭素数2~40の直鎖又は側鎖の不飽和炭化水素に由来する1価の置換基を意味する。例えば、ビニル(vinyl)、アリル(allyl)、イソプロペニル(isopropenyl)、2-ブテニル(2-butenyl)などが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明において、「アルキニル(alkynyl)」とは、炭素-炭素三重結合を1つ以上有する炭素数2~40の直鎖又は側鎖の不飽和炭化水素に由来する1価の置換基を意味する。例えば、エチニル(ethynyl)、2-プロパニル(propynyl)などが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明において、「アリール」とは、単環、又は2以上の環の組み合わせからなる炭素数6~40の芳香族炭化水素に由来する1価の置換基を意味する。また、2以上の環が互いにペンダント(pendant)又は縮合された形態を含むこともできる。このようなアリールとしては、例えば、フェニル、ナフチル、フェナントリル、アントリルなどが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明において、「ヘテロアリール」とは、核原子数5~40のモノヘテロサイクリック又はポリヘテロサイクリック芳香族炭化水素に由来する1価の置換基を意味する。この時、環中、1つ以上の炭素、好ましくは、1~3個の炭素が、N、O、S又はSeのようなヘテロ原子に置換される。また、2以上の環が互いにペンダント(pendant)又は縮合された形態を含むこともでき、さらには、アリール基と縮合された形態を含むこともできる。このようなヘテロアリールとしては、例えば、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、トリアジニルのような六員モノサイクリック環、フェノキサチエニル(phenoxathienyl)、インドリジニル(indolizinyl)、インドリル(indolyl)、プリニル(purinyl)、キノリル(quinolyl)、ベンゾチアゾール(benzothiazole)、カルバゾリル(carbazolyl)のようなポリサイクリック環、及び2-プラニル、N-イミダゾリル、2-イソキサゾリル、2-ピリジニル、2-ピリミジニルなどが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明において、「アリールオキシ」とは、RO-で示される1価の置換基であり、前記Rは、炭素数5~40のアリールを意味する。このようなアリールオキシとしては、例えば、フェニルオキシ、ナフチルオキシ、ジフェニルオキシなどが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明において、「アルキルオキシ」とは、R’O-で示される1価の置換基であり、前記R’は、炭素数1~40のアルキルを意味し、直鎖(linear)、側鎖(branched)、又はサイクリック(cyclic)構造を含むことができる。アルキルオキシとしては、例えば、メトキシ、エトキシ、n-プロポキシ、1-プロポキシ、t-ブトキシ、ペントキシなどが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明において、「アリールアミン」とは、炭素数6~40のアリールで置換されたアミンを意味する。
本発明において、「シクロアルキル」とは、炭素数3~40のモノサイクリック又はポリサイクリック非芳香族炭化水素に由来する1価の置換基を意味する。このようなシクロアルキルとしては、例えば、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ノルボルニル(norbornyl)、アダマンチン(adamantine)などが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明において、「ヘテロシクロアルキル」とは、核原子数3~40の非芳香族炭化水素に由来する1価の置換基を意味し、環中、1つ以上の炭素、好ましくは、1~3個の炭素が、N、O、S又はSeのようなヘテロ原子で置換される。このようなヘテロシクロアルキルとしては、例えば、モルホリン、ピペラジンなどが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明において、「アルキルシリル」とは、炭素数1~40のアルキルで置換されたシリルを意味し、「アリールシリル」とは、炭素数5~40のアリールで置換されたシリルを意味する。
本発明において、「縮合環」とは、縮合脂肪族環、縮合芳香族環、縮合ヘテロ脂肪族環、縮合ヘテロ芳香族環、これらの組み合わせからなる形態を意味する。
<電子輸送層材料>
本発明は、前記化学式1で示される化合物を含む電子輸送層を提供する。
前記電子輸送層(ETL)は、陰極から注入される電子を、隣接した層、具体的に発光層に移動させる役割を果たす。
前記化学式1で示される化合物は、電子輸送層(ETL)材料として単独使用、又は当該分野で公知の電子輸送層材料と混用することができるが、単独で使用することが好ましい。
前記化学式1の化合物と混用可能な電子輸送層材料は、当該分野で周知の電子輸送物質を含む。使用可能な電子輸送物質としては、オキサゾール系化合物、イソオキサゾール系化合物、トリアゾール系化合物、イソチアゾール(isothiazole)系化合物、オキサジアゾール系化合物、チアジアゾール系(thiadiazole)系化合物、ペリレン(perylene)系化合物、アルミニウム錯物(例えば、Alq(トリス(8-キノリノラト)-アルミニウム(tris(8-quinolinolato)-aluminium)、BAlq、SAlq、Almq3、ガリウム錯物(例えば、Gaq’2OPiv、Gaq’2OAc、2(Gaq’2)などが挙げられるが、これらに制限されない。これらは、単独で使用、又は2種以上を混用することができる。
本発明において、前記化学式1の化合物と電子輸送層材料とを混用する場合、これらの混合割合は、特に制限されず、当該分野で公知の範囲内で適宜調節することができる。
<電子輸送補助層材料>
また、本発明は、前記化学式1で示される化合物を含む電子輸送補助層を提供する。
前記電子輸送層は、発光層と電子輸送層との間に配置され、前記発光層で生成した励起子又は正孔の電子輸送層への拡散を防止する役割を果たす。
前記化学式1で示される化合物は、電子輸送補助層材料として単独使用、又は当該分野で公知の電子輸送層材料と混用することができるが、単独で使用することが好ましい。
前記化学式1の化合物と混用可能な電子輸送補助層材料は、当該分野で周知の電子輸送物質を含む。一例として、前記電子輸送補助層は、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体(例えば、BCP)、含窒素ヘテロ環誘導体などを含むことができる。
本発明において、前記化学式1の化合物と電子輸送補助層材料とを混用する場合、これらの混合割合は、特に制限されず、当該分野で公知の範囲で適宜調節することができる。
<有機電界発光素子>
また、本発明の他の側面は、上述のような本発明に係る化学式1で示される化合物を含む有機電界発光素子(有機EL素子)に関する。
具体的に、本発明は、陽極(anode)、陰極(cathode)、及び陽極と陰極との間に介在した1層以上の有機物層を含む有機電界発光素子であって、前記1層以上の有機物層のうちの少なくとも1つは、前記化学式1で示される化合物を含む。この時、前記化合物は、単独で使用、又は2種以上を混合して使用することができる。
前記1層以上の有機物層は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、発光補助層、電子輸送層、電子輸送補助層、及び電子注入層のうちのいずれか1つ以上であることができ、これらのうちの少なくとも1つの有機物層は、前記化学式1で示される化合物を含む。具体的に、前記化学式1の化合物を含む有機物層は、発光層の燐光ホスト材料、電子輸送層、又は電子輸送補助層の電子輸送材料であることが好ましい。
本発明に係る有機電界発光素子の発光層は、ホスト材料とドーパント材料とを含むが、この時、ホスト材料として前記化学式1の化合物を含むことができる。また、本発明の発光層は、前記化学式1で示される化合物以外の当該分野で公知の化合物をホストとして含むことができる。
前記化学式1で示される化合物を有機電界発光素子の発光層材料、好ましくは、青色、緑色、赤色の燐光ホスト材料として含む場合、発光層において正孔と電子との結合力が高くなるため、有機電界発光素子の効率(発光効率及び電力効率)、寿命、輝度、及び駆動電圧などを向上させることができる。具体的に、前記化学式1で示される化合物は、緑色及び/又は赤色の燐光ホスト、蛍光ホスト、又はドーパント材料として有機電界発光素子に含まれることが好ましい。
このような本発明に係る有機電界発光素子の構造は、特に限定されないが、基板、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光補助層、発光層、電子輸送層、及び陰極が順次積層される構造であることができる。この時、前記正孔注入層、正孔輸送層、発光補助層、発光層、電子輸送層、及び電子注入層のうちの1つ以上は、前記化学式1で示される化合物を含むことができ、好ましくは、発光層、より好ましくは、燐光ホストが前記化学式1で示される化合物を含むことができる。なお、前記電子輸送層の上には、電子注入層をさらに積層することができる。
本発明に係る有機電界発光素子の構造は、電極と有機物層との界面に、絶縁層又は接着層が挿入された構造であることができる。
本発明の有機電界発光素子は、前記有機物層のうちの1層以上が前記化学式1で示される化合物を含む以外は、当業界で公知の材料及び方法で有機物層及び電極を形成して製造することができる。
前記有機物層は、真空蒸着法や溶液塗布法により形成することができる。前記溶液塗布法としては、例えば、スピンコート法、ディップコート法、ドクターブレード法、インクジェット印刷法、又は熱転写法などが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の有機電界発光素子の製造時に使用される基板としては、特に限定されず、例えば、シリコンウェハ、石英、ガラス板、金属板、プラスチックフィルム、シートなどを使用することができる。
また、陽極物質は、当該分野で公知のものを制限なく使用することができる。例えば、バナジウム、クロム、銅、亜鉛、金のような金属、又はこれらの合金;亜鉛酸化物、インジウム酸化物、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)のような金属酸化物;ZnO:Al又はSnO:Sbのような金属と酸化物との組み合わせ;ポリチオフェン、ポリ(3-メチルチオフェン)、ポリ[3,4-(エチレン-1,2-ジオキシ)チオフェン](PEDT)、ポリピロール、又はポリアニリンのような伝導性高分子;及び、カーボンブラックなどが挙げられるが、これらに限定されない。
また、陰極物質は、当該分野で公知のものを制限なく使用することができる。例えば、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタニウム、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリウム、アルミニウム、銀、スズ、又は鉛のような金属、又はこれらの合金;及び、LiF/Al又はLiO2/Alのような多層構造物質などが挙げられるが、これらに限定されない。
なお、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、及び電子輸送層の材料としては、特に限定されず、当業界で周知のものを制限なく使用することができる。
以下、本発明を実施例に基づいて詳述すると、次の通りである。但し、後述の実施例は、本発明の例示に過ぎず、本発明は、これらの実施例によって限定されない。
[準備例]
[準備例1]Tz-1の合成
<ステップ1>2-クロロ-4-(ナフタレン-2イル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジンの合成
Figure 0007221389000013
2,4-ジクロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジン50.0g及びナフタレン-2イル ボロン酸40.0g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)6.0g、KCO 45gを、トルエン1000ml、エタノール250ml、水250mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、2-クロロ-4-(ナフタレン-2イル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジン48g(収率68%)を得た。
1H-NMR: δ 8.49 (d, 2H), 8.33 (d, 2H), 8.12-8.00 (m, 3H), 7.61-7.45 (m, 5H)
Mass : [(M+H)+] : 319
<ステップ2>Tz-1の合成
Figure 0007221389000014
2-クロロ-4-(ナフタレン-2イル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジン15.0g及び(4-クロロフェニル)ボロン酸6.0g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)0.9g、KCO 7.0gを、トルエン350ml、エタノール60ml、水60mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、Tz-1 12.0g(収率60%)を得た。
1H-NMR: 8.49 (d, 2H), 8.33 (d, 2H), 8.25 (d, 2H), 8.12-8.00 (m, 3H), 7.61-7.45 (m, 7H)
Mass : [(M+H)+] : 395
[準備例2]Tz-2の合成
Figure 0007221389000015
2-クロロ-4-(ナフタレン-2イル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジン15.0g及び(3-クロロフェニル)ボロン酸6.0g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)0.9g、KCO 7.0gを、トルエン350ml、エタノール60ml、水60mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、Tz-2 11.6g(収率58%)を得た。
1H-NMR: 8.49 (d, 2H), 8.33 (d, 2H), 8.16-8.00 (m, 4H), 7.61-7.45 (m, 10H)
Mass : [(M+H)+] : 395
[準備例3]Tz-3の合成
<ステップ1>2-([1,1’-ビフェニル]-4-イル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジンの合成
Figure 0007221389000016
2,4-ジクロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジン50.0g及び[1,1’-ビフェニル]-4イル ボロン酸40.0g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)6.0g、KCO 45gを、トルエン1000ml、エタノール250ml、水250mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、2-([1,1’-ビフェニル]-4-イル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジン52g(収率70%)を得た。
1H-NMR: δ 8.38 (d, 2H), 8.00 (d, 2H), 7.75 (d, 2H), 7.50-7.41 (m, 6H), 7.25 (d, 2H)
Mass : [(M+H)+] : 345
<ステップ2>Tz-3の合成
Figure 0007221389000017
2-([1,1’-ビフェニル]-4-イル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジン15.0g及び(4-クロロフェニル)ボロン酸6.0g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)0.9g、KCO 7.0gを、トルエン350ml、エタノール60ml、水60mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、Tz-3 10.8g(収率55%)を得た。
1H-NMR: 8.40 (d, 2H), 8.25 (d, 2H), 8.00-7.75 (m, 4H), 7.51-7.40 (m, 8H), 7.25 (d, 2H)
Mass : [(M+H)+] : 421
[準備例4]Tz-4の合成
Figure 0007221389000018
2-([1,1’-ビフェニル]-4-イル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジン15.0g及び(3-クロロフェニル)ボロン酸6.0g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)0.9g、KCO 7.0gを、トルエン350ml、エタノール60ml、水60mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、Tz-4 11.5g(収率58%)を得た。
1H-NMR: 8.40 (d, 2H), 8.15 (d, 1H), 8.00-7.75 (m, 5H), 7.51-7.40 (m, 8H), 7.25 (d, 2H)
Mass : [(M+H)+] : 421
[準備例5]Py-1の合成
<ステップ1>4-([1,1’-ビフェニル]-4-イル)-6-クロロ-2-フェニルピリミジンの合成
Figure 0007221389000019
4,6-ジクロロ-2-フェニルピリミジン50.0g及び[1,1’-ビフェニル]-4イル ボロン酸40.0g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)6.0g、KCO 40gを、トルエン1000ml、エタノール250ml、水250mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、4-([1,1’-ビフェニル]-4-イル)-6-クロロ-2-フェニルピリミジン50.2g(収率75%)を得た。
1H-NMR: δ 8.36-8.30 (m, 4H), 7.85-7.50 (m, 4H), 7.55-7.49 (d, 6H) 7.03 (s, 1H)
Mass : [(M+H)+] : 344
<ステップ2>Py-1の合成
Figure 0007221389000020
4-([1,1’-ビフェニル]-4-イル)-6-クロロ-6-フェニルピリミジン15.0g及び(4-クロロフェニル)ボロン酸6.0g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)0.9g、KCO 7.0gを、トルエン350ml、エタノール60ml、水60mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、Py-1 11.5g(収率57%)を得た。
1H-NMR: δ 8.36-8.30 (m, 4H), 7.97 (d, 2H) 7.85-7.50 (m, 2H), 7.55-7.49 (d, 6H) 7.03 (s, 1H)
Mass : [(M+H)+] : 420
[準備例6]Py-2の合成
Figure 0007221389000021
4-([1,1’-ビフェニル]-4-イル)-6-クロロ-6-フェニルピリミジン15.0g及び(3-クロロフェニル)ボロン酸6.0g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)0.9g、KCO 7.0gを、トルエン350ml、エタノール60ml、水60mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、Py-2 10.9g(収率55%)を得た。
1H-NMR: δ 8.36-8.30 (m, 4H), 7.85-7.50 (m, 3H), 7.55-7.49 (d, 7H) 7.03 (s, 1H)
Mass : [(M+H)+] : 420
[準備例7]Tz-5の合成
<ステップ1>2-クロロ-4-フェニル-6-(トリフェニル-2-イル)-1,3,5-トリアジンの合成
Figure 0007221389000022
2,4-ジクロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジン50.0g及びトリフェニレン-2-イル ボロン酸40.0g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)6.0g、KCO 45gを、トルエン1000ml、エタノール250ml、水250mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、2-クロロ-4-フェニル-6-(トリフェニル-2-イル)-1,3,5-トリアジン48g(収率66%)を得た。
1H-NMR: δ 9.60 (d, 1H), 9.25 (s, 1H), 8.38-8.15 (m, 5H), 7.70-7.45 (m, 9H)
Mass : [(M+H)+] : 419
<ステップ2>Tz-5の合成
Figure 0007221389000023
2-クロロ-4-フェニル-6-(トリフェニル-2-イル)-1,3,5-トリアジン15.0g及び(4-クロロフェニル)ボロン酸5.5g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)0.8g、KCO 6.8gを、トルエン350ml、エタノール60ml、水60mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、Tz-5 12.3g(収率58%)を得た。
1H-NMR: δ 9.60 (d, 1H), 9.25 (s, 1H), 8.38-8.15 (m, 5H), 7.80 (d, 2H), 7.70-7.45 (m, 11H)
Mass : [(M+H)+] : 495
[準備例8]Tz-6の合成
Figure 0007221389000024
2-クロロ-4-フェニル-6-(トリフェニル-2-イル)-1,3,5-トリアジン15.0g及び(3-クロロフェニル)ボロン酸5.5g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)0.8g、KCO 6.8gを、トルエン350ml、エタノール60ml、水60mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、Tz-6 12.1g(収率57%)を得た。
1H-NMR: δ 9.60 (d, 1H), 9.25 (s, 1H), 8.38-8.15 (m, 5H), 7.74 (d, 1H), 7.70-7.45 (m, 12H)
Mass : [(M+H)+] : 495
[準備例9]Py-3の合成
<ステップ1>4-([1,1’:3’,1”-ターフェニル]-5’-イル)-6-クロロ-2-フェニルピリミジンの合成
Figure 0007221389000025
4-([1,1’-ビフェニル]-4-イル)―6-クロロ-2-フェニルピリミジン15.0g及び[1,1’:3’,1”-ターフェニル]-5’-イル ボロン酸6.0g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)0.9g、KCO 7.0gを、トルエン350ml、エタノール60ml、水60mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してエチルアセテートで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、4-([1,1’:3’,1”-ターフェニル]-5’-イル)-6-クロロ-2-フェニルピリミジン11.2g(収率56%)を得た。
1H-NMR: δ 8.36 (d, 2H), 8.04 (s, 3H), 7.75 (d, 4H), 7.55-7.49 (m, 9H) 7.03 (s, 1H)
Mass : [(M+H)+] : 420
<ステップ2>Py-3の合成
Figure 0007221389000026
4-([1,1’:3’,1”-ターフェニル]-5’-イル)-6-クロロ-2-フェニルピリミジン15.0g及び(4-クロロフェニル)ボロン酸5.5g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)0.8g、KCO 6.8gを、トルエン350ml、エタノール60ml、水60mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、Py-3 10.2g(収率53%)を得た。
1H-NMR: δ 8.36 (d, 2H), 8.04 (s, 3H), 7.80-7.75 (m, 6H), 7.55-7.49 (m, 11H) 7.03 (s, 1H)
Mass : [(M+H)+] : 496
[準備例10]Py-4の合成
Figure 0007221389000027
4-([1,1’:3’,1”-ターフェニル]-5’-イル)-6-クロロ-2-フェニルピリミジン15.0g及び(3-クロロフェニル)ボロン酸5.5g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)0.8g、KCO 6.8gを、トルエン350ml、エタノール60ml、水60mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、Py-4 11.20g(収率55%)を得た。
1H-NMR: δ 8.36 (d, 2H), 8.04 (s, 3H), 7.88 (s, 1H), 7.75 (d, 4H), 7.55-7.49 (m, 12H) 7.03 (s, 1H)
Mass : [(M+H)+] : 496
[準備例11]Tz-7の合成
<ステップ1>2-クロロ-4-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジンの合成
Figure 0007221389000028
2,4-ジクロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジン50.0g及び(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)ボロン酸40.0g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)6.0g、KCO 45gを、トルエン1000ml、エタノール250ml、水250mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、2-クロロ-4-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジン51g(収率70%)を得た。
1H-NMR: δ 8.38 (d, 2H), 8.00 (d, 2H), 7.75 (d, 2H), 7.50-7.41 (m, 4H), 7.25 (d, 2H), 1.69 (s, 6H)
Mass : [(M+H)+] : 385
<ステップ2>Tz-7の合成
Figure 0007221389000029
2-クロロ-4-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジン15.0g及び(4-クロロフェニル)ボロン酸5.5g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)0.8g、KCO 6.8gを、トルエン350ml、エタノール60ml、水60mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、Tz-7 10.5g(収率53%)を得た。
1H-NMR: δ 8.38 (d, 2H), 8.00 (d, 2H), 7.75 (d, 4H), 7.50-7.41 (m, 6H), 7.25 (d, 2H), 1.69 (s, 6H)
Mass : [(M+H)+] : 461
[準備例12]Tz-8の合成
Figure 0007221389000030
2-クロロ-4-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジン15.0g及び(3-クロロフェニル)ボロン酸5.5g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)0.8g、KCO 6.8gを、トルエン350ml、エタノール60ml、水60mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、Tz-8 11.2g(収率55%)を得た。
1H-NMR: δ 8.38 (d, 2H), 8.00 (d, 2H), 7,82 (s, 1H), 7.75 (d, 2H), 7.50-7.41 (m, 7H), 7.25 (d, 2H), 1.69 (s, 6H)
Mass : [(M+H)+] : 461
[準備例13]Py-5の合成
<ステップ1>4-クロロ-2-フェニル-6-(4-(ピリジン-3-イル)フェニル)ピリミジンの合成
Figure 0007221389000031
4,6-ジクロロ-2-フェニルピリミジン45.0g及び(4-(ピリジン-3-イル)フェニル)ボロン酸40.0g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)6.0g、KCO 42gを、トルエン800ml、エタノール200ml、水200mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、4-クロロ-2-フェニル-6-(4-(ピリジン-3-イル)フェニル)ピリミジン39.8g(収率58%)を得た。
1H-NMR: δ 9.24 (s, 1H), 8.70 (d, 1H), 8.42-8.30 (m, 5H), 7.57-7.50 (m, 4H), 7.25 (d, 2H) 7.03 (s, 1H)
Mass : [(M+H)+] : 344
<ステップ2>Py-5の合成
Figure 0007221389000032
4-クロロ-2-フェニル-6-(4-(ピリジン-3-イル)フェニル)ピリミジン15.0g及び(4-クロロフェニル)ボロン酸5.5g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)0.8g、KCO 6.8gを、トルエン350ml、エタノール60ml、水60mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、Py-5 9.8g(収率43%)を得た。
1H-NMR: δ 9.21 (s, 1H), 8.70 (d, 1H), 8.42-8.30 (m, 6H), 7.76 (d, 2H), 7.59-7.55 (m, 6H), 7.25 (d, 2H)
Mass : [(M+H)+] : 421
[準備例14]Py-6の合成
Figure 0007221389000033
4-クロロ-2-フェニル-6-(4-(ピリジン-3-イル)フェニル)ピリミジン15.0g及び(3-クロロフェニル)ボロン酸5.5g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)0.8g、KCO 6.8gを、トルエン350ml、エタノール60ml、水60mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、Py-5 10.2g(収率44%)を得た。
1H-NMR: δ 9.24 (s, 1H), 8.70 (d, 1H), 8.42-8.30 (m, 6H), 7.78 (d, 1H), 7.67 (d, 1H) 7.50-7.43 (m, 6H), 7.25 (d, 2H)
Mass : [(M+H)+] : 421
[準備例15]Tz-9の合成
<ステップ1>3-(4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-9-フェニル-9H-カルバゾールの合成
Figure 0007221389000034
2,4-ジクロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジン50.0g及び(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)ボロン酸40.0g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)6.0g、KCO 45gを、トルエン1000ml、エタノール250ml、水250mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、3-(4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-9-フェニル-9H-カルバゾール55g(収率71%)を得た。
1H-NMR: δ 8.65 (d, 1H), 8.35 (d, 2H), 7.95-7.89(m, 3H), 7.75(d, 1H), 7.65-7.50(m, 8H), 7.35(t, 2H)
Mass : [(M+H)+] : 434
<ステップ2>Tz-9の合成
Figure 0007221389000035
3-(4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-9-フェニル-9H-カルバゾール15.0g及び(4-クロロフェニル)ボロン酸5.0g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)0.6g、KCO 6.0gを、トルエン300ml、エタノール50ml、水50mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、Tz-9 8.8g(収率38%)を得た。
1H-NMR: δ 8.65 (d, 1H), 8.35 (d, 2H), 7.95-7.89(m, 5H), 7.75(d, 1H), 7.65-7.50(m, 10H), 7.35(t, 2H)
Mass : [(M+H)+] : 510
[準備例16]Tz-10の合成
Figure 0007221389000036
3-(4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-9-フェニル-9H-カルバゾール15.0g及び(3-クロロフェニル)ボロン酸5.0g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)0.6g、KCO 6.0gを、キシレン300ml、エタノール50ml、水50mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、Tz-10 9.6g(収率41%)を得た。
1H-NMR: δ 8.65 (d, 1H), 8.35 (d, 2H), 7.95-7.89(m, 3H), 7.75(d, 1H), 7.70 (s, 1H), 7.65-7.50(m, 11H), 7.35(t, 2H)
Mass : [(M+H)+] : 510
[準備例17]Tz-11の合成
<ステップ1>4-(4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)ベンゾニトリルの合成
Figure 0007221389000037
2,4-ジクロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジン50.0g及び(4-シアノフェニル)ボロン酸25.0g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)6.6g、KCO 45gを、トルエン1000ml、エタノール250ml、水250mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、4-(4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)ベンゾニトリル42g(収率67%)を得た。
1H-NMR: δ 8.36 (d, 2H), 7.95 (d, 2H), 7.75 (d, 2H), 7.50 (t, 3H)
Mass : [(M+H)+] : 294
<ステップ2>Tz-11の合成
Figure 0007221389000038
4-(4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)ベンゾニトリル15.0g及び(4-クロロフェニル)ボロン酸7.0g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)0.6g、KCO 6.0gを、トルエン300ml、エタノール50ml、水50mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、Tz-11 10.2g(収率48%)を得た。
1H-NMR: δ 8.36 (d, 2H), 7.95 (d, 2H), 7,80 (d, 2H), 7.75-7.70 (m, 4H), 7.50 (t, 3H)
Mass : [(M+H)+] : 370
[準備例18]Tz-12の合成
Figure 0007221389000039
4-(4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)ベンゾニトリル15.0g及び(4-クロロフェニル)ボロン酸7.0g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)0.6g、KCO 6.0gを、トルエン300ml、エタノール50ml、水50mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、Tz-12 9.8g(収率47%)を得た。
1H-NMR: δ 8.36 (d, 2H), 7.95 (d, 2H),7.85 (s, 1H), 7.75-7.65 (m, 5H), 7.50 (t, 3H)
Mass : [(M+H)+] : 370
[準備例19]Tz-13の合成
<ステップ1>2-クロロ-4-(ジベンゾ[b、d]フラン-3-イル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジンの合成
Figure 0007221389000040
2,4-ジクロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジン50.0g及びジベンゾ[b,d]フラン-3-イル ボロン酸35.0g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)6.0g、KCO 45gを、トルエン1000ml、エタノール250ml、水250mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、2-クロロ-4-(ジベンゾ[b、d]フラン-3-イル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジン50g(収率72%)を得た。
1H-NMR: δ 8.36 (d, 2H), 8.05-7.80 (m, 4H), 7.50-7.30(m, 6H)
Mass : [(M+H)+] : 359
<ステップ2>Tz-13の合成
Figure 0007221389000041
2-クロロ-4-(ジベンゾ[b,d]フラン-3-イル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジン15.0g及び(4-クロロフェニル)ボロン酸7.0g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)0.6g、KCO 6.0gを、トルエン300ml、エタノール50ml、水50mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、Tz-13 9.2g(収率42%)を得た。
1H-NMR: δ 8.36 (d, 2H), 8.05-7.80 (m, 6H), 7.50-7.30(m, 8H)
Mass : [(M+H)+] : 435
[準備例20]Tz-14の合成
Figure 0007221389000042
2-クロロ-4-(ジベンゾ[b,d]フラン-3-イル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジン15.0g及び(3-クロロフェニル)ボロン酸7.0g、テトラキスフェニルホスフィンパラジウム(O)0.6g、KCO 6.0gを、トルエン300ml、エタノール50ml、水50mlに入れ、2時間加熱還流攪拌を行った。反応終了後、十分量の水で失活後、溶液を分液ロートに移してメチレンクロライドで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、Tz-14 9.5g(収率43%)を得た。
1H-NMR: δ 8.36 (d, 2H), 8.05-7.80 (m, 5H), 7.50-7.30(m, 9H)
Mass : [(M+H)+] : 435
[合成例1]化合物1の合成
Figure 0007221389000043
Tz-1 3.0gと、2,4-ジフェニル-6-(3-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)フェニル)ピリミジン3.5g及びCsCO 3.0gとを混ぜ、トルエン60ml、エタノール12ml、水12mlを添加した後、Pd(OAc) 55mgとXphos250mgとを入れ、4時間加熱攪拌を行った。反応終了後、常温に降温した後、ろ過した。ろ液を水に注ぎ、メチレンクロライドで抽出し、有機層をMgSOで乾燥した。乾燥した有機層を減圧濃縮した後、THF:Hex=1:3でカラムを行い、化合物1(2.4g、収率58%)を製造した。
Mass : [(M+H)+] : 667
[合成例2]化合物4の合成
Figure 0007221389000044
Tz-1の代わりに2-(4-クロロフェニル)-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジンを使用した以外は、前記合成例1と同様にして化合物4(3.1g、収率59%)を製造した。
Mass : [(M+H)+] : 617
[合成例3]化合物6の合成
Figure 0007221389000045
Tz-1の代わりにTz-3を使用した以外は、前記合成例1と同様にして化合物6(3.5g、収率56%)を製造した。
Mass : [(M+H)+] : 693
[合成例4]化合物8の合成
Figure 0007221389000046
Py-1 3.0gと、2,4-ジフェニル-6-(3-(4,4,5,5-テトラメチルー1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)フェニル)-1,3,5-トリアジン3.2g及びCsCO 3.0gとを混ぜ、トルエン60ml、エタノール12ml、水12mlを添加した後、Pd(OAc) 55mgとXphos250mgとを入れ、4時間加熱攪拌した。反応終了後、常温に降温した後、ろ過した。ろ液を水に注ぎ、クロロホルムで抽出し、有機層をMgSOで乾燥した。乾燥した有機層を減圧濃縮した後、THF:Hex=1:3でカラムを行い、化合物8(2,8g、収率59%)を製造した。
Mass : [(M+H)+] : 693
[合成例5]化合物34の合成
Figure 0007221389000047
Tz-1の代わりにTz-5を使用した以外は、前記合成例1と同様にして化合物34(3.5g、収率52%)を製造した。
Mass : [(M+H)+] : 767
[合成例6]化合物37の合成
Figure 0007221389000048
Py-1の代わりにPy-3を使用した以外は、前記合成例4と同様にして化合物37(3.2g、収率59%)を製造した。
Mass : [(M+H)+] : 769
[合成例7]化合物41の合成
Figure 0007221389000049
Tz-1の代わりにTz-7を使用した以外は、前記合成例1と同様にして化合物41(2.3g、収率48%)を製造した。
Mass : [(M+H)+] : 733
[合成例8]化合物54の合成
Figure 0007221389000050
Py-1の代わりにPy-5を使用した以外は、前記合成例4と同様にして化合物54(2.2g、収率44%)を製造した。
Mass : [(M+H)+] : 694
[合成例9]化合物68の合成
Figure 0007221389000051
Tz-1の代わりにTz-9を使用した以外は、前記合成例1と同様にして化合物68(2.3g、収率47%)を製造した。
Mass : [(M+H)+] : 782
[合成例10]化合物74の合成
Figure 0007221389000052
Tz-1の代わりにTz-11を使用した以外は、前記合成例1と同様にして化合物74(3.2g、収率58%)を製造した。
Mass : [(M+H)+] : 642
[合成例11]化合物82の合成
Figure 0007221389000053
Tz-1の代わりにTz-13を使用した以外は、前記合成例1と同様にして化合物82(2.4g、収率42%)を製造した。
Mass : [(M+H)+] : 707
[合成例12]化合物102の合成
Figure 0007221389000054
Tz-2 3.0gと、2,4-ジフェニル-6-(4-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)フェニル)ピリミジン3.5g及びCsCO 3.0gとを混ぜ、トルエン60ml、エタノール12ml、水12mlを添加した後、Pd(OAc) 55mgとXphos250mgとを入れ、4時間加熱攪拌した。反応終了後、常温に降温した後、ろ過した。ろ液を水に注ぎ、メチレンクロライドで抽出し、有機層をMgSOで乾燥した。乾燥した有機層を減圧濃縮した後、THF:Hex=1:3でカラムを行い、化合物102(2.2g、収率48%)を製造した。
Mass : [(M+H)+] : 667
[合成例13]化合物104の合成
Figure 0007221389000055
Tz-2の代わりに2(3-クロロフェニル)-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジンを使用した以外は、前記合成例12と同様にして化合物104(2.6g、収率46%)を製造した。
Mass : [(M+H)+] : 617
[合成例14]化合物106の合成
Figure 0007221389000056
Py-2 3.0gと、2,4-ジフェニル-6-(4-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)フェニル)-1.3,5-トリアジン3.2g及びCsCO 3.0gとを混ぜ、トルエン60ml、エタノール12ml、水12mlを添加した後、Pd(OAc) 55mgとXphos250mgとを入れ、4時間加熱攪拌した。反応終了後、常温に降温した後、ろ過した。ろ液を水に注ぎ、クロロホルムで抽出し、有機層をMgSOで乾燥した。乾燥した有機層を減圧濃縮した後、THF:Hex=1:3でカラムを行い、化合物106(2.1g、収率49%)を製造した。
Mass : [(M+H)+] : 667
[合成例15]化合物108の合成
Figure 0007221389000057
Tz-2の代わりにTz-4を使用した以外は、前記合成例12と同様にして化合物108(2.4g、収率47%)を製造した。
Mass : [(M+H)+] : 693
[合成例16]化合物131の合成
Figure 0007221389000058
Tz-2の代わりにTz-6を使用した以外は、前記合成例12と同様にして化合物131(2.1g、収率46%)を製造した。
Mass : [(M+H)+] : 767
[合成例17]化合物132の合成
Figure 0007221389000059
Py-2の代わりにPy-4を使用した以外は、前記合成例14と同様にして化合物132(2.6g、収率51%)を製造した。
Mass : [(M+H)+] : 769
[合成例18]化合物137の合成
Figure 0007221389000060
Tz-2の代わりにTz-8を使用した以外は、前記合成例12と同様にして化合物137(2.3g、収率46%)を製造した。
Mass : [(M+H)+] : 733
[合成例19]化合物146の合成
Figure 0007221389000061
Py-2の代わりにPy-6を使用した以外は、前記合成例14と同様にして化合物146(2.8g、収率53%)を製造した。
Mass : [(M+H)+] : 694
[合成例20]化合物157の合成
Figure 0007221389000062
Tz-2の代わりにTz-10を使用した以外は、前記合成例12と同様にして化合物157(2.1g、収率43%)を製造した。
Mass : [(M+H)+] : 783
[合成例21]化合物161の合成
Figure 0007221389000063
Tz-2の代わりにTz-12を使用した以外は、前記合成例12と同様にして化合物161(2.4g、収率46%)を製造した。
Mass : [(M+H)+] : 642
[合成例22]化合物167の合成
Figure 0007221389000064
Tz-2の代わりにTz-14を使用した以外は、前記合成例12と同様にして化合物167(2.0g、収率41%)を製造した。
Mass : [(M+H)+] : 707
[実施例1~11]青色有機電界発光素子の製作
合成例で合成された化合物1、4、6、8、34、37、41、54、68、74、82を常法に従って高純度の昇華精製を行った後、後述のように青色有機電界発光素子を製作した。
先ず、ITO(Indium Tin Oxide)が1500Åの厚さで薄膜コーティングされたガラス基板を、蒸留水超音波で洗浄した。蒸留水洗浄が終わると、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノールなどの溶剤で超音波洗浄を行い、乾燥させた後、UV OZONE洗浄機(Powersonic405、ファシンテック製)に移送した後、UVを用いて前記基板を5分間洗浄し、真空蒸着器へ基板を移送した。
上述のように準備されたITO透明電極の上に、DS-205(株式会社斗山電子製、80nm)/NPB(15nm)/ADN+5%DS-405(株式会社斗山電子製、30nm)/それぞれの化合物1、4、6、8、34、37、41、54、68、74、82(30nm)/LiF(1nm)/Al(200nm)の順に積層して、有機電界発光素子を製作した(下記表1を参照)。
Figure 0007221389000065
[比較例1]青色有機電界発光素子の製作
電子輸送層物質として、化合物1の代わりにAlqを使用した以外は、前記実施例1と同様にして青色有機電界発光素子を製作した。
[比較例2]青色有機電界発光素子の製作
電子輸送層物質として、化合物1を使用しない以外は、前記実施例1と同様にして青色有機電界発光素子を製作した。
[比較例3]青色有機電界発光素子の製作
電子輸送層物質として、化合物1の代わりに化合物T-1を使用した以外は、前記実施例1と同様にして青色有機電界発光素子を製作した。
[比較例4]青色有機電界発光素子の製作
電子輸送層物質として、化合物1の代わりに化合物T-2を使用した以外は、前記実施例1と同様にして青色有機電界発光素子を製作した。
[比較例5]青色有機電界発光素子の製作
電子輸送層物質として、化合物1の代わりに化合物T-3を使用した以外は、前記実施例1と同様にして青色有機電界発光素子を製作した。
なお、実施例1~11及び比較例1~3において使用されたNPB、AND及びAlq、化合物T1~T3の構造は、それぞれ次の通りである。
Figure 0007221389000066
[評価例1]
実施例1~11及び比較例1~4においてそれぞれ製作された青色有機電界発光素子について、電流密度10mA/cmでの駆動電圧、電流効率、発光波長を測定し、その結果を下記表2に示す。
Figure 0007221389000067
前記表2に示すように、本発明の化合物を電子輸送層に使用した実施例1~11における青色有機電界発光素子は、従来のAlqを電子輸送層に使用した比較例1の青色有機電界発光素子、及び電子輸送層を有しない比較例2の青色有機電界発光素子に比べて、駆動電圧、発光ピーク及び電流効率の面で優れた性能を示すことがわかった。
具体的に、トリアジンとピリミジンとの間にパラ-メタ(para-meta)位置で結合されたビフェニレン連結基を有する本願の電子輸送層材料を備える実施例1~11における青色有機電界発光素子は、同一の基本骨格構造を有するが、パラ-パラ(para-para)結合されたビフェニレン連結基を有する電子輸送層(化合物T-1)、及びメターメタ(meta-meta)結合されたビフェニレン連結基を有する電子輸送層(化合物T-2)を備える比較例3及び4に比べて、素子の駆動電圧、発光ピーク及び電流効率の面でより優れた性能を示すことがわかった。特に、素子の駆動電圧において、およそ0.8から1.5V程度の、顕著な効果が得られることが確認された。
[実施例12~22]青色有機電界発光素子の製作
合成例で合成された化合物102、104、108、106、131、132、137、146、157、161、167を常法に従って高純度の昇華精製を行った後、後述の過程に従って青色有機電界発光素子を製作した。
先ず、ITO(Indium Tin Oxide)が1500Åの厚さで薄膜コーティングされたガラス基板を、蒸留水超音波で洗浄した。蒸留水洗浄が終わると、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノールなどの溶剤で超音波洗浄を行い、乾燥させた後、UV OZONE洗浄機(Powersonic405、ファシンテック製)に移送した後、UVを用いて前記基板を5分間洗浄し、真空蒸着器へ基板を移送した。
上述のように準備されたITO透明電極の上に、DS-205(株式会社斗山電子製、80nm)/NPB(15nm)/ADN+5%DS-405(株式会社斗山電子製、30nm)/それぞれの化合物102、104、108、106、131、132、137、146、157、161、167(5nm)/Alq(25nm)/LiF(1nm)/Al(200nm)の順に積層して、有機電界発光素子を製作した(下記表3を参照)。
Figure 0007221389000068
[比較例6]青色有機電界発光素子の製造
電子輸送補助層物質として化合物102を使用せず、電子輸送層物質であるAlqを、25nmから30nmに変更して蒸着を行った以外は、前記実施例12と同様にして青色有機電界発光素子を製作した。
[比較例7]青色有機電界発光素子の製作
電子輸送補助層材料として、化合物102の代わりに化合物T-1を使用した以外は、前記実施例12と同様にして青色有機電界発光素子を製作した。
[比較例8]青色有機電界発光素子の製作
電子輸送補助層物質として、化合物102の代わりに化合物T-2を使用した以外は、前記実施例12と同様にして青色有機電界発光素子を製作した。
[比較例9]青色有機電界発光素子の製作
電子輸送補助層物質として、化合物102の代わりに化合物T-3を使用した以外は、前記実施例12と同様にして青色有機電界発光素子を製作した。
[評価例2]
実施例12~22及び比較例5~7においてそれぞれ製造された有機電界発光素子について、電流密度10mA/cmでの駆動電圧、発光波長、電流効率を測定し、その結果を下記表4に示す。
Figure 0007221389000069
前記表4に示すように、本発明の化合物を電子輸送補助層材料に使用した実施例12~22における青色有機電界発光素子は、電子輸送補助層を含まない比較例5の青色有機電界発光素子に比べて、電流効率、発光ピークの面で優れており、特に、駆動電圧の面で顕著な効果が得られることがわかった。
具体的に、トリアジンとピリミジンとの間にパラ-メタ(para-meta)位置で結合されたビフェニレン連結基を有する本願の電子輸送補助層を備える実施例12~22における青色有機電界発光素子は、同一基本骨格構造を有するが、パラ-パラ(para-para)結合されたビフェニレン連結基を有する電子輸送補助層(化合物T-1)、及びメターメタ(meta-meta)結合されたビフェニレン連結基を有する電子輸送補助層(化合物T-2)を備える比較例6及び7に比べて、素子の駆動電圧、発光ピーク及び電流効率の面でより優れた性能を示すことがわかった。特に、素子の駆動電圧において、およそ0.7から1.3V程度の、顕著な効果が得られることが確認された。

Claims (11)

  1. 次の化学式1で示される化合物。
    Figure 0007221389000070
    (式中、
    及びXのうちの1つは、CRであり、他の1つは、Nであり、
    は、水素、重水素、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、C~C40のアルキル基、C~C40のアルケニル基、C~C40のアルキニル基、C~C40のシクロアルキル基、核原子数3~40のヘテロシクロアルキル基、C~C60のアリール基、核原子数5~60のヘテロアリール基、C~C40のアルキルオキシ基、C~C60のアリールオキシ基、C~C40のアルキルシリル基、C~C60のアリールシリル基、C~C40のアルキルボロン基、C~C60のアリールボロン基、C~C40のホスフィン基、C~C40のホスフィンオキサイド基、及びC~C60のアリールアミン基からなる群から選択され、
    Ar~Arは、それぞれ独立に、C ~C60のアリール基、及び核原子数5~60のヘテロアリール基から選択され(ただし、Ar とAr が共にナフチル基である場合、及び/又はAr とAr が共にナフチル基である場合を除く)
    前記R、Ar~Arの、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルシリル基、アリールシリル基、アルキルボロン基、アリールボロン基、アリールホスフィン基、アリールホスフィンオキサイド基、及びアリールアミン基は、それぞれ独立に、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、C~C40のアルケニル基、C~C40のアルキニル基、C~C40のシクロアルキル基、核原子数3~40個のヘテロシクロアルキル基、C~C40のアルキル基、C~C60のアリール基、核原子数5~60個のヘテロアリール基、C~C40のアルキルオキシ基、C~C60のアリールオキシ基、C~C40のアルキルシリル基、C~C60のアリールシリル基、C~C40のアルキルボロン基、C~C60のアリールボロン基、C~C60のアリールホスフィン基、C~C60のアリールホスフィンオキサイド基、及びC~C60のアリールアミン基からなる群から選択された1種以上の置換基で置換又は非置換であり、前記置換基が複数個である場合、これらは、互いに同一又は異なっている。)
  2. 前記化学式1で示される化合物は、次の化学式2又は化学式3で示される、請求項1に記載の化合物。
    Figure 0007221389000071
    (式中、
    及びX、Ar~Arは、それぞれ請求項1での定義と同様である。)
  3. は、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、C~C40のアルキル基、C~C60のアリール基、及び核原子数5~60のヘテロアリール基からなる群から選択され、
    前記Rの、アルキル基、アリール基、及びヘテロアリール基は、それぞれ独立に、水素、重水素(D)、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、C~C40のアルキル基、C~C40のアルケニル基、C~C40のアルキニル基、C~C40のシクロアルキル基、核原子数3~40のヘテロシクロアルキル基、C~C60のアリール基、核原子数5~60のヘテロアリール基、C~C40のアルキルオキシ基、C~C60のアリールオキシ基、C~C40のアルキルシリル基、C~C60のアリールシリル基、C~C40のアルキルボロン基、C~C60のアリールボロン基、C~C60のアリールホスフィン基、C~C60のアリールホスフィンオキサイド基、及びC~C60のアリールアミン基からなる群から選択された1種以上の置換基で置換され、前記置換基が複数個である場合、これらは、互いに同一又は異なっている、請求項1に記載の化合物。
  4. Ar~Arは、それぞれ独立に、C~C40のアルキル基、C~C60のアリール基、核原子数5~60のヘテロアリール基、C~C60のアリールオキシ基、C~C60のアリールホスフィンオキサイド基、及びC~C60のアリールアミン基から選択され、但し、Ar~Arが全て同一である場合を除き、
    前記Ar~Arの、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、アリールホスフィンオキサイド基、及びアリールアミン基は、それぞれ独立に、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、C~C40のアルキル基、C~C60のアリール基、核原子数5~60のヘテロアリール基、C~C60のアリールオキシ基、C~C60のアリールホスフィンオキサイド基、及びC~C60のアリールアミン基からなる群から選択された1種以上の置換基で置換又は非置換であり、前記置換基が複数個である場合、これらは互いに同一又は異なっている、請求項1に記載の化合物。
  5. 前記Ar~Arは、それぞれ次の構造式から選択される、請求項1に記載の化合物。
    Figure 0007221389000072
    (式中、*は、前記化学式1との結合部位を意味する。)
  6. 前記化学式1で示される化合物は、次の化学式1~化学式190のうちのいずれか1つで示される、請求項1に記載の化合物。
    Figure 0007221389000073
    Figure 0007221389000074
    Figure 0007221389000075
    Figure 0007221389000076
    Figure 0007221389000077
    Figure 0007221389000078
    Figure 0007221389000079
    Figure 0007221389000080
  7. 前記化学式1で示される化合物は、電子輸送層又は電子輸送補助層の材料である、請求項1に記載の化合物。
  8. 請求項1~請求項7のうちのいずれか1項に記載の化合物を含む電子輸送層。
  9. 請求項1~請求項7のうちのいずれか1項に記載の化合物を含む電子輸送補助層。
  10. 陽極、陰極、及び前記陽極と陰極との間に介在した1層以上の有機物層を含み、前記1層以上の有機物層のうちの少なくとも1つは、請求項1~請求項7のうちのいずれか1項に記載の化合物を含む有機電界発光素子。
  11. 前記化合物を含む有機物層は、発光層、発光補助層、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、及び電子輸送補助層からなる群から選択される、請求項10に記載の有機電界発光素子。
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