JPWO2006003842A1 - 発光材料およびこれを用いた有機電界発光素子 - Google Patents

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Abstract

本発明の課題は、有機電界発光素子において、素子の高い発光効率、低い駆動電圧、優れた耐熱性、長い寿命等に寄与する発光材料、特に青色の発色に優れた発光材料を提供し、さらに、この発光材料を用いた有機電界発光素子を提供することである。この課題は、式(1)で表される発光材料およびこれを含有する有機電界発光素子によって解決される。式(1)中、R1〜R7は、独立して、水素、アルキル、シクロアルキルであり;Ar1は、炭素数6〜50の非縮合環系アリール、2−ナフチル、9−フェナントリル、6−クリセニル、2−トリフェニレニル、2−フルオレニル、9−カルバゾリル、2−チエニル、および、2−ベンゾチエニルからなる基の群から選択された1つであり;そして、Ar2およびAr3は、独立して、炭素数6〜50の非縮合環系アリール、炭素数10〜50の縮合環系アリールまたは炭素数2〜50のヘテロアリールである。

Description

本発明は、アントラセン骨格を有する新規な発光材料、この発光材料を用いた有機電界発光素子(以下、有機EL素子と略記する。)等に関する。
近年、次世代のフルカラーフラットパネルディスプレイとして有機EL素子が注目され、青色、緑色、赤色の発光材料の研究開発が活発になされている。発光材料のうち特に青色発光材料の改良が求められている。これまでに報告された青色発光材料は、ジスチリルアリーレン誘導体(例えば特許文献1を参照)、亜鉛金属錯体(例えば特許文献2を参照)、アルミニウム錯体(例えば特許文献3を参照)、芳香族アミン誘導体(例えば特許文献4を参照)およびアントラセン誘導体(例えば特許文献5を参照)等である。アントラセン誘導体を発光材料に用いた例は、特許文献5の他に非特許文献1、特許文献6、特許文献7および特許文献8に開示されている。非特許文献1では、9,10−ジフェニルアントラセン化合物が用いられているが、結晶性が高く、成膜性が悪いという問題があった。特許文献6、特許文献7および特許文献8には、発光材料として9,10位にフェニル置換したアントラセン構造を有する誘導体を用いた有機EL素子が開示されている。特許文献5には、発光材料として9,10位にナフタレン置換したアントラセン誘導体を用いた有機EL素子が開示されている。しかし、これらの化合物はいずれも対称的な分子構造を持っており、結晶性が高い可能性が懸念される。特許文献9、特許文献10、特許文献11および特許文献12には、結晶性を低下させアモルファス状態の良好な膜を形成するために、発光材料として2つ以上のアントラセン環を有する化合物を用いた有機EL素子が提案されている。これらの材料によって、青緑色の発光が得られたと報告されている。
特開平02−247278号公報 特開平06−336586号公報 特開平05−198378号公報 特開平06−240248号公報 特開平11−3782号公報 特開平11−312588号公報 特開平11−323323号公報 特開平11−329732号公報 特開平8−12600号公報 特開平11−111458号公報 特開2000−344691号公報 特開2002−154993号公報 Applied Physics Letters,56(9),799(1990)
本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、有機EL素子において、高い発光効率、低い駆動電圧、優れた耐熱性、長い寿命等に寄与する発光材料、特に青色の発色に優れた発光材料を提供することである。さらに本発明の目的は、この発光材料を用いた有機EL素子を提供することである。
本発明者らは鋭意検討した結果、アントラセンを基本骨格とし、その1位、8位および10位が独立してアリールまたはヘテロアリールで置き換えられた特定の構造を有する新規な発光材料を、有機EL素子の発光層に単独で用いるか、または他の発光材料と組合せることにより、発光効率が高く、高輝度、長寿命、かつ低電圧で駆動できる有機EL素子を得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成した。
本発明で用いる用語は、次のように定義される。アルキルは直鎖の基であってもよく、分岐された基であってもよい。このことは、この基において任意の−CH−が−O−またはアリーレン等で置き換えられた場合も同様である。本発明で用いる「任意の」は、位置についても個数についても任意である事を示し、「区別なく選択された少なくとも1つの」を意味する。そして、複数の基または原子が別の基で置き換えられるときには、それぞれが異なる基で置き換えられてもよい。例えば、アルキルにおいて任意の−CH−が−O−またはフェニレンで置き換えられてもよい場合には、アルコキシフェニル、アルコキシフェニルアルキル、アルコキシアルキルフェニルアルキル、フェノキシ、フェニルアルコキシ、フェニルアルコキシアルキル、アルキルフェノキシ、アルキルフェニルアルコキシ、アルキルフェニルアルコキシアルキル等のいずれであってもよいことを示す。そして、これらの基におけるアルコキシおよびアルコキシアルキルの基も、直鎖の基であってもよく、分岐された基であってもよい。ただし、本発明において、任意の−CH−が−O−で置き換えられてよいと記述するときには、連続する複数の−CH−が−O−で置き換えられることを含まない。また、本明細書中では「式(1)で表される発光材料」のことを、「発光材料(1)」のように表記することがある。
上記の課題は以下に示す各項によって解決される。
[1]下記式(1)で表わされる発光材料。
Figure 2006003842
式(1)中、R〜Rは、独立して、水素、炭素数1〜24のアルキル、炭素数3〜24のシクロアルキルであり、この炭素数1〜24のアルキルにおける任意の−CH−は−O−で置き換えられてもよく、また、アントラセン環に直結している−CH−以外の任意の−CH−は炭素数6〜24のアリーレンで置き換えられてもよく、この炭素数3〜24のシクロアルキルにおける任意の水素は炭素数1〜24のアルキルまたは炭素数6〜50のアリールで置き換えられてもよく;
Arは、炭素数6〜50の非縮合環系アリール、2−ナフチル、9−フェナントリル、6−クリセニル、2−トリフェニレニル、2−フルオレニル、9−カルバゾリル、2−チエニル、および2−ベンゾチエニルからなる基の群から選択された1つであり、
これらの基の任意の水素は、炭素数1〜24のアルキル、炭素数3〜12のシクロアルキル、炭素数6〜24のアリール、またはヘテロアリールで置き換えられてもよく、この炭素数1〜24のアルキルにおける任意の−CH−は−O−で置き換えられてもよく、また、これらの基に直結している−CH−以外の任意の−CH−は炭素数6〜24のアリーレンで置き換えられてもよく、この炭素数3〜24のシクロアルキルにおける任意の水素は炭素数1〜24のアルキルまたは炭素数6〜24のアリールで置き換えられてもよく、この炭素数6〜24のアリールにおける任意の水素は炭素数1〜12のアルキル、炭素数3〜12のシクロアルキルまたは炭素数6〜24のアリールで置き換えられてもよく、そして、このヘテロアリールにおける任意の水素は炭素数1〜12のアルキル、炭素数3〜12のシクロアルキルまたは炭素数6〜24のアリールで置き換えられてもよく;そして、
ArおよびArは、独立して、炭素数6〜50の非縮合環系アリール、炭素数10〜50の縮合環系アリールまたはヘテロアリールである。
[2]R〜Rが、独立して、水素、メチル、またはtert−ブチルであり;Arが炭素数6〜50の非縮合環系アリールである、前記[1]項に記載の発光材料。
[3]R〜Rが、独立して、水素、メチル、またはtert−ブチルであり;Arがフェニル、ビフェニリル、ターフェニリル、またはクアテルフェニリルである、前記[1]項に記載の発光材料。
[4]R〜Rが、独立して、水素、メチル、またはtert−ブチルであり;Arが2−ナフチル、9−フェナントリル、6−クリセニル、2−トリフェニレニル、2−フルオレニル、9−カルバゾリル、2−チエニル、または2−ベンゾチエニルである、前記[1]項に記載の発光材料。
[5]下記式(1)で表わされる発光材料。
Figure 2006003842
式(1)中、R〜Rは、独立して、水素、メチル、またはtert−ブチルであり;
Arは式(2)で表される非縮合環系アリールであり;
ArおよびArは、独立して、フェニル、4−tert−ブチルフェニル、4−(9−カルバゾリル)フェニル、2−ビフェニリル、3−ビフェニリル、4−ビフェニリル、m−ターフェニル−5’−イル、3,5−ジ(2−ナフチル)フェニル、p−クアテルフェニル−3’−イル、m−クアテルフェニル−3−イル、o−クアテルフェニル−2−イル、1−ナフチル、4−フェニル−1−ナフチル、4−(9−カルバゾリル)−1−ナフチル、2−ナフチル、6−(m−ターフェニル−5’−イル)−2−ナフチル、6−(2−ナフチル)−2−ナフチル、9−フェナントリル、2−ベンゾチエニル、または3−フェニル−2−ベンゾチエニルである。
Figure 2006003842
式(2)中、nは0〜8の整数であり;
〜R16は、独立して、水素、炭素数1〜24のアルキル、炭素数3〜24のシクロアルキル、炭素数6〜24のアリール、またはヘテロアリールであり、この炭素数1〜24のアルキルにおける任意の−CH−は−O−で置き換えられてもよく、また、ベンゼン環に直結している−CH−以外の任意の−CH−は炭素数6〜24のアリーレンで置き換えられてもよく、この炭素数3〜24のシクロアルキルにおける任意の水素は炭素数1〜24のアルキルまたは炭素数6〜24のアリールで置き換えられてもよく、この炭素数6〜24のアリールにおける任意の水素は炭素数1〜12のアルキル、炭素数3〜12のシクロアルキルまたは炭素数6〜24のアリールで置き換えられてもよく、そして、このヘテロアリールにおける任意の水素は炭素数1〜12のアルキル、炭素数3〜12のシクロアルキルまたは炭素数6〜24のアリールで置き換えられてもよい。
[6]Arか、任意の水素がメチル、tert−ブチル、フェニル、2−ナフチル、1−ナフチル、2−ベンゾチエニル、3−フェニル−2−ベンゾチエニル、または9−カルバゾリルで置き換えられてもよい、フェニル、ビフェニリル、ターフェニリル、またはクアテルフェニリルである、前記[5]項に記載の発光材料。
[7]Arか、任意の水素がメチル、tert−ブチル、フェニル、2−ナフチル、1−ナフチル、2−ベンゾチエニル、3−フェニル−2−ベンゾチエニル、または9−カルバゾリルで置き換えられてもよい、フェニル、2−ビフェニリル、3−ビフェニリル、4−ビフェニリル、m−ターフェニル−5’−イル、m−クアテルフェニル−3−イル、またはo−クアテルフェニル−3−イルである、前記[5]項に記載の発光材料。
[8]下記式(1)で表わされる発光材料。
Figure 2006003842
式(1)中、R〜Rは、独立して、水素、メチル、またはtert−ブチルであり;
Arは、任意の水素がメチル、tert−ブチル、フェニル、m−ターフェニル−5’−イル、2−ナフチル、1−ナフチル、2−ベンゾチエニル、3−フェニル−2−ベンゾチエニル、または9−カルバゾリルで置き換えられてもよい、2−ナフチル、9−フェナントリル、6−クリセニル、2−トリフェニレニル、2−フルオレニル、9−カルバゾリル、2−チエニル、または2−ベンゾチエニルであり;
ArおよびArは、独立して、フェニル、4−tert−ブチルフェニル、4−(9−カルバゾリル)フェニル、2−ビフェニリル、3−ビフェニリル、4−ビフェニリル、m−ターフェニル−5’−イル、3,5−ジ(2−ナフチル)フェニル、p−クアテルフェニル−3’−イル、m−クアテルフェニル−3−イル、o−クアテルフェニル−2−イル、1−ナフチル、4−フェニル−1−ナフチル、4−(9−カルバゾリル)−1−ナフチル、2−ナフチル、6−(m−ターフェニル−5’−イル)−2−ナフチル、6−(2−ナフチル)−2−ナフチル、9−フェナントリル、2−ベンゾチエニル、または3−フェニル−2−ベンゾチエニルである。
[9]Arがフェニル、4−tert−ブチルフェニルおよび4−(9−カルバゾリル)フェニルから選ばれる1つである、前記[5]〜[7]のいずれか1項に記載の発光材料。
[10]Arが、2−ビフェニリル、3−ビフェニリルおよび4−ビフェニリルから選ばれる1つである、前記[5]〜[7]のいずれか1項に記載の発光材料。
[11]Arがm−ターフェニル−5’−イルである、前記[5]〜[7]のいずれか1項に記載の発光材料。
[12]Arが3,5−ジ(2−ナフチル)フェニルである、前記[5]〜[7]のいずれか1項に記載の発光材料。
[13]Arがm−クアテルフェニル−3−イルまたはo−クアテルフェニル−2−イルである、前記[5]〜[7]のいずれか1項に記載の発光材料。
[14]Arが2−ナフチル、6−(m−ターフェニル−5’−イル)−2−ナフチル、6−(2−ナフチル)−2−ナフチル、および6−(9−カルバゾリル)−2−ナフチルから選ばれる1つである、前記[8]項に記載の発光材料。
[15]Arが9−フェナントリルである、前記[8]項に記載の発光材料。
[16]Arが9−カルバゾリルである、前記[8]項に記載の発光材料。
[17]Arが2−ヘンゾチエニルまたは3−フェニル−2−ベンゾチエニルである、前記[8]項に記載の発光材料。
[18]R〜Rが水素であり、Rが水素またはメチルであり、ArおよびArがフェニル、4−tert−ブチルフェニルおよび4−(9−カルバゾリル)フェニルから選ばれる1つである、前記[9]〜[17]のいずれか1項に記載の発光材料。
[19]R〜Rが水素であり、Rが水素またはメチルであり、ArおよびArが2−ビフェニリル、3−ビフェニリルおよび4−ビフェニリルから選ばれる1つである、前記[9]〜[17]のいずれか1項に記載の発光材料。
[20]R〜Rが水素であり、Rが水素またはメチルであり、ArおよびArがm−ターフェニル−5’−イルである、前記[9]〜[17]のいずれか1項に記載の発光材料。
[21]R〜Rが水素であり、Rが水素またはメチルであり、ArおよびArが3,5−ジ(2−ナフチル)フェニルである、前記[9]〜[17]のいずれか1項に記載の発光材料。
[22]R〜Rが水素であり、Rが水素またはメチルであり、ArおよびArがp−クアテルフェニル−3’−イル、m−クアテルフェニル−3−イルおよびo−クアテルフェニル−2−イルから選ばれる1つである、前記[9]〜[17]のいずれか1項に記載の発光材料。
[23]R〜Rが水素であり、Rが水素またはメチルであり、ArおよびArが1−ナフチル、4−フェニル−1−ナフチルおよび4−(9−カルバゾリル)−1−ナフチルから選ばれる1つである、前記[9]〜[17]のいずれか1項に記載の発光材料。
[24]R〜Rが水素であり、Rが水素またはメチルであり、ArおよびArが2−ナフチル、6−(m−ターフェニル−5’−イル)−2−ナフチルおよび6−(2−ナフチル)−2−ナフチルから選ばれる1つである、前記[9]〜[17]のいずれか1項に記載の発光材料。
[25]R〜Rが水素であり、Rが水素またはメチルであり、ArおよびArが9−フェナントリルである、前記[9]〜[17]のいずれか1項に記載の発光材料。
[26]R〜Rが水素であり、Rが水素またはメチルであり、ArおよびArが2−ベンゾチエニルまたは3−フェニル−2−ベンゾチエニルである、前記[9]〜[17]のいずれか1項に記載の発光材料。
[27]基板上に、陽極および陰極により挟持された、少なくとも正孔輸送層、発光層および電子輸送層を有する有機電界発光素子において、該発光層が前記[1]〜[26]項に記載の発光材料を含有する有機電界発光素子。
本発明の発光材料は、様々な色の発光に使用できるが、特に青色発光に優れている。この発光材料を用いることで、高い発光効率、低い駆動電圧、優れた耐熱性、長い寿命を有する有機EL素子を得ることができる。本発明の有機EL素子を用いることにより、フルカラー表示等の高性能のディスプレイ装置を作成できる。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の第1は、式(1)で表される、アントラセン骨格を有する発光材料である。
Figure 2006003842
式(1)中、R〜Rは、独立して、水素、炭素数1〜24のアルキル、炭素数3〜24のシクロアルキルである。R〜Rは同一であってもよいし、または異なっていてもよい。
炭素数1〜24のアルキルの例は、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、tert−ペンチル、ネオペンチル、n−ヘキシル、イソヘキシル、1−メチルペンチル、2−メチルペンチル、n−ヘキシル、イソヘキシル、1−メチルペンチル、2−メチルペンチル、5−メチルヘキシル等である。
この炭素数1〜24のアルキルにおける任意の−CH−は−O−で置き換えられてもよく、また、アントラセン環に直結している−CH−以外の任意の−CH−は炭素数6〜24のアリーレンで置き換えられてもよい。炭素数6〜24のアリーレンの例は、1,2−フェニレン、1,3−フェニレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル等である。炭素数6〜24のアリーレンの好ましい例は1,4−フェニレンである。
任意の−CH−が−O−で置き換えられた炭素数1〜24のアルキルの例は、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、イソプロピルオキシ、n−ブチルオキシ、イソブチルオキシ、sec−ブチルオキシ、tert−ブチルオキシ、n−ペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、tert−ペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、n−ヘキシルオキシ、イソヘキシルオキシ、1−メチルペンチルオキシ、2−メチルペンチルオキシ、n−ヘキシルオキシ等である。
任意の−CH−が炭素数6〜24のアリーレンで置き換えられた炭素数1〜24のアルキルの例は、2−フェニルエチル、2−(4−メチルフェニル)エチル、1−メチル−1−フェニルエチル、1,1−ジメチル−2−フェニルエチル、トリチル等である。
任意の−CH−が−O−で置き換えられ、かつアントラセンに直結している−CH−以外の任意の−CH−が炭素数6〜24のアリーレンで置き換えられた炭素数1〜24のアルキルの例は、フェノキシ、o−トリルオキシ、m−トリルオキシ、p−トリルオキシ、1−ナフトキシ、2−ナフトキシ、2,4−ジメチルフェノキシ、2,6−ジメチルフェノキシ、2,4,6−トリメチルフェノキシ、4−tert−ブチルフェノキシ、2,4−ジtert−ブチルフェノキシ、2,4,6−トリtert−ブチルフェノキシ、2−フェニルエトキシ、2−(4−メチルフェニル)エトキシ等である。
炭素数3〜24のシクロアルキルの例は、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル等である。この炭素数3〜24のシクロアルキルにおける任意の水素は炭素数1〜24のアルキルまたは炭素数6〜50のアリールで置き換えられてもよい。
任意の水素が炭素数1〜24のアルキルで置き換えられた炭素数3〜24のシクロアルキルの例は、2−メチルシクロヘキシル、3−メチルシクロヘキシル、4−メチルシクロヘキシル、2,4、6−トリメチルシクロヘキシル、2−tert−ブチルシクロヘキシル、3−tert−ブチルシクロヘキシル、4−tert−ブチルシクロヘキシル、2,4、6−トリ−tert−ブチルシクロヘキシル等である。
任意の水素が炭素数6〜50のアリールで置き換えられた炭素数3〜24のシクロアルキルの例は、2−フェニルシクロヘキシル、3−フェニルシクロヘキシル、4−フェニルシクロヘキシル、2,4−ジフェニルシクロヘキシル、3,5−ジフェニルシクロヘキシル等である。
〜Rの好ましい例は、水素、メチルおよびtert−ブチルであり、Rのより好ましい例は、水素、メチルである。
Arは、炭素数6〜50の非縮合環系アリール、2−ナフチル、9−フェナントリル、6−クリセニル、2−トリフェニレニル、2−フルオレニル、9−カルバゾリル、2−チエニル、および、2−ベンゾチエニルからなる基の群から選択された1つである。
炭素数6〜50の非縮合環系アリールは、式(2)で表される。
Figure 2006003842
式(2)中、nは0〜8の整数であり、好ましくは0〜4である。nが1〜8の整数である場合、中間のフェニレンは独立して1,2−フェニレン、1,3−フェニレンおよび1,4−フェニレンから任意に選択される。1,2−フェニレンを選択すると基本骨格に由来する青色の発光波長を維持できるので好ましい。1,4−フェニレンを選択すると化合物の剛直性が増し、耐熱性が優れ、寿命が長くなる特徴がある。1,3−フェニレンは両者の中間の特徴を化合物にもたらす。素子の設計に基づき発光材料に期待される波長、耐熱性、寿命等を考慮して、nの数やフェニレンの種類という条件を加味することによって、目的に合致した発光材料を得ることができる。
〜R16は、独立して、水素、炭素数1〜24のアルキル、炭素数3〜24のシクロアルキル、炭素数6〜24のアリールまたはヘテロアリールである。
炭素数1〜24のアルキルの例は、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、tert−ペンチル、ネオペンチル、n−ヘキシル、イソヘキシル、1−メチルペンチル、2−メチルペンチル、n−ヘキシル、イソヘキシル、1−メチルペンチル、2−メチルペンチル、5−メチルヘキシル等である。
この炭素数1〜24のアルキルにおける任意の−CH−は−O−で置き換えられてもよく、また、ベンゼン環に直結している−CH−以外の任意の−CH−は炭素数6〜24のアリーレンで置き換えられてもよい。炭素数6〜24のアリーレンの例は前記と同じであり、好ましい例は1,4−フェニレンである。
任意の−CH−が−O−で置き換えられた炭素数1〜24のアルキルの例は、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、イソプロピルオキシ、n−ブチルオキシ、イソブチルオキシ、sec−ブチルオキシ、tert−ブチルオキシ、n−ペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、tert−ペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、n−ヘキシルオキシ、イソヘキシルオキシ、1−メチルペンチルオキシ、2−メチルペンチルオキシ、n−ヘキシルオキシ等である。
任意の−CH−が炭素数6〜24のアリーレンで置き換えられた炭素数1〜24のアルキルの例は、2−フェニルエチル、2−(4−メチルフェニル)エチル、1−メチル−1−フェニルエチル、1,1−ジメチル−2−フェニルエチル、トリチル等である。
任意の−CH−が−O−で置き換えられ、かつベンゼン環に直結している−CH−以外の任意の−CH−が炭素数6〜24のアリーレンで置き換えられた炭素数1〜24のアルキルの例は、フェノキシ、o−トリルオキシ、m−トリルオキシ、p−トリルオキシ、1−ナフトキシ、2−ナフトキシ、2,4−ジメチルフェノキシ、2,6−ジメチルフェノキシ、2,4,6−トリメチルフェノキシ、4−tert−ブチルフェノキシ、2,4−ジtert−ブチルフェノキシ、2,4,6−トリtert−ブチルフェノキシ、2−フェニルエトキシ、2−(4−メチルフェニル)エトキシ等である。
炭素数3〜24のシクロアルキルの例は、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル等である。
この炭素数3〜24のシクロアルキルにおける任意の水素は炭素数1〜24のアルキルまたは炭素数6〜24のアリールで置き換えられてもよい。
任意の水素が炭素数1〜24のアルキルで置き換えられた炭素数3〜24のシクロアルキルの例は、2−メチルシクロヘキシル、3−メチルシクロヘキシル、4−メチルシクロヘキシル、2,4、6−トリメチルシクロヘキシル、2−tert−ブチルシクロヘキシル、3−tert−ブチルシクロヘキシル、4−tert−ブチルシクロヘキシル、2,4、6−トリ−tert−ブチルシクロヘキシル等である。
任意の水素が炭素数6〜24のアリールで置き換えられた炭素数3〜24のシクロアルキルの例は、2−フェニルシクロヘキシル、3−フェニルシクロヘキシル、4−フェニルシクロヘキシル、2,4−ジフェニルシクロヘキシル、3,5−ジフェニルシクロヘキシル等である。
炭素数6〜24のアリールの例は、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、1−アントリル、2−アントリル、9−アントリル、1−フェナントリル、2−フェナントリル、3−フェナントリル、4−フェナントリル、9−フェナントリル、1−ピレニル、2−ピレニル、4−ピレニル、1−ペリレニル、2−ペリレニル、1−クリセニル、2−クリセニル、3−クリセニル、5−クリセニル、6−クリセニル、1−トリフェニレニル、2−トリフェニレニル、2−フルオレニル等である。
この炭素数6〜24のアリールにおける任意の水素は炭素数1〜12のアルキル、炭素数3〜12のシクロアルキルまたは炭素数6〜24のアリールで置き換えられてもよい。
任意の水素が炭素数1〜12のアルキルで置き換えられた炭素数6〜24のアリールの例は、o−トリル、m−トリル、p−トリル、2−ビフェニリル、3−ビフェニリル、4−ビフェニリル、2,4−ジメチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、4−tert−ブチルフェニル、2,4−ジtert−ブチルフェニル、2,4,6−トリtert−ブチルフェニル、4−メチル−1−ナフチル、4−tert−ブチル−1−ナフチル、6−メチル−2−ナフチル、6−tert−ブチル−2−ナフチル、4−メチル−1−アントリル、4−tert−ブチル−1−アントリル、10−メチル−9−アントリル、10−tert−ブチル−9−アントリル、9,9−ジメチル−2−フルオレニル等である。
任意の水素が炭素数3〜12のシクロアルキルで置き換えられた炭素数6〜24のアリールの例は、2−シクロヘキシルフェニル、3−シクロヘキシルフェニル、4−シクロヘキシルフェニル、2、4−ジシクロヘキシルフェニル、3、5−ジシクロヘキシルフェニル等である。
任意の水素が炭素数6〜24のアリールで置き換えられた炭素数6〜24のアリールの例は、m−ターフェニル−2’−イル、m−ターフェニル−4’−イル、m−ターフェニル−5’−イル、o−ターフェニル−3’−イル、o−ターフェニル−4’−イル、p−ターフェニル−2’−イル、m−タ−フェニル−2−イル、m−ターフェニル−3−イル、m−ターフェニル−4−イル、o−ターフェニル−2−イル、o−ターフェニル−3−イル、o−ターフェニル−4−イル、p−ターフェニル−2−イル、p−ターフェニル−3−イル、p−ターフェニル−4−イル、5’−フェニル−m−ターフェニル−2−イル、5’−フェニル−m−ターフェニル−3−イル、5’−フェニル−m−ターフェニル−4−イル、m−クアテルフェニル−2−イル、m−クアテルフェニル−3−イル、m−クアテルフェニル−4−イル、o−クアテルフェニル−2−イル、o−クアテルフェニル−3−イル、o−クアテルフェニル−4−イル、3,5−ジ(1−ナフチル)−フェニル、3,5−ジ(2−ナフチル)−フェニル、4−フェニル−1−ナフチル、6−フェニル−2−ナフチル、6−(2−ナフチル)−2−ナフチル、6−(1−ナフチル)−2−ナフチル、4−(2−ナフチル)−1−ナフチル、4−(1−ナフチル)−1−ナフチル、9,9−ジフェニル−2−フルオレニル等である。
ヘテロアリールの例は、1−ピロリル、2−ピロリル、3−ピロリル、2−ピリジル、3−ピリジル、4−ピリジル、2、2’−ビピリジル−6−イル、2、3’−ビピリジル−6−イル、2、4’−ビピリジル−6−イル、3、2’−ビピリジル−6−イル、3、3’−ビピリジル−6−イル、3、4’−ビピリジル−6−イル、1−インドリル、2−インドリル、3−インドリル、4−インドリル、5−インドリル、6−インドリル、7−インドリル、1−イソインドリル、2−イソインドリル、3−イソインドリル、4−イソインドリル、5−イソインドリル、6−イソインドリル、7−イソインドリル、2−フリル、3−フリル、2−ベンゾフラニル、3−ベンゾフラニル、4−ベンゾフラニル、5−ベンゾフラニル、6−ベンゾフラニル、7−ベンゾフラニル、1−イソベンゾフラニル、3−イソベンゾフラニル、4−イソベンゾフラニル、5−イソベンゾフラニル、6−イソベンゾフラニル、7−イソベンゾフラニル、2−キノリル、3−キノリル、4−キノリル、5−キノリル、6−キノリル、7−キノリル、8−キノリル、1−イソキノリル、3−イソキノリル、4−イソキノリル、5−イソキノリル、6−イソキノリル、7−イソキノリル、8−イソキノリル、2−キノキサリニル、5−キノキサリニル、6−キノキサリニル、1−カルバゾリル、2−カルバゾリル、3−カルバゾリル、4−カルバゾリル、9−カルバゾリル、1−フェナンスリジニル、2−フェナンスリジニル、3−フェナンスリジニル、4−フェナンスリジニル、6−フェナンスリジニル、7−フェナンスリジニル、8−フェナンスリジニル、9−フェナンスリジニル、10−フェナンスリジニル、1−アクリジニル、2−アクリジニル、3−アクリジニル、4−アクリジニル、9−アクリジニル、1,7−フェナンスロリン−2−イル、1,7−フェナンスロリン−3−イル、1,7−フェナンスロリン−4−イル、1,7−フェナンスロリン−5−イル、1,7−フェナンスロリン−6−イル、1,7−フェナンスロリン−8−イル、1,7−フェナンスロリン−9−イル、1,7−フェナンスロリン−10−イル、1,8−フェナンスロリン−2−イル、1,8−フェナンスロリン−3−イル、1,8−フェナンスロリン−4−イル、1,8−フェナンスロリン−5−イル、1,8−フェナンスロリン−6−イル、1,8−フェナンスロリン−7−イル、1,8−フェナンスロリン−9−イル、1,8−フェナンスロリン−10−イル、1,9−フェナンスロリン−2−イル、1,9−フェナンスロリン−3−イル、1,9−フェナンスロリン−4−イル、1,9−フェナンスロリン−5−イル、1,9−フェナンスロリン−6−イル、1,9−フェナンスロリン−7−イル、1,9−フェナンスロリン−8−イル、1,9−フェナンスロリン−10−イル、1,10−フェナンスロリン−2−イル、1,10−フェナンスロリン−3−イル、1,10−フェナンスロリン−4−イル、1,10−フェナンスロリン−5−イル、2,9−フェナンスロリン−1−イル、2,9−フェナンスロリン−3−イル、2,9−フェナンスロリン−4−イル、2,9−フェナンスロリン−5−イル、2,8−フェナンスロリン−1−イル、2,8−フェナンスロリン−3−イル、2,8−フェナンスロリン−4−イル、2,8−フェナンスロリン−5−イル、2,8−フェナンスロリン−6−イル、2,8−フェナンスロリン−7−イル、2,8−フェナンスロリン−9−イル、2,8−フェナンスロリン−10−イル、2,7−フェナンスロリン−1−イル、2,7−フェナンスロリン−3−イル、2,7−フェナンスロリン−4−イル、2,7−フェナンスロリン−5−イル、2,7−フェナンスロリン−6−イル、2,7−フェナンスロリン−8−イル、2,7−フェナンスロリン−9−イル、2,7−フェナンスロリン−10−イル、1−フェナジニル、2−フェナジニル、1−フェノチアジニル、2−フェノチアジニル、3−フェノチアジニル、4−フェノチアジニル、10−フェノチアジニル、1−フェノキサジニル、2−フェノキサジニル、3−フェノキサジニル、4−フェノキサジニル、10−フェノキサジニル、3−フラザニル、2−チエニル、3−チエニル、2−ベンゾチエニル、3−ベンゾチエニル、4−ベンゾチエニル、5−ベンゾチエニル、6−ベンゾチエニル、7−ベンゾチエニル、1−イソベンゾチエニル、3−イソベンゾチエニル、4−イソベンゾチエニル、5−イソベンゾチエニル、6−イソベンゾチエニル、7−イソベンゾチエニル等である。
このヘテロアリールにおける任意の水素は炭素数1〜12のアルキル、炭素数3〜12のシクロアルキルまたは炭素数6〜24のアリールで置き換えられてもよい。任意の水素が炭素数1〜12のアルキルで置き換えられたヘテロアリールの例は、5−メチル−2−チエニル、5−メチル−3−チエニル、2,5−ジメチル−3−チエニル、3,4,5−トリメチル−2−チエニル、3−メチル−2−ベンゾチエニル、2−メチル−3−ベンゾチエニル、2−メチルピロール−1−イル、2、5−ジメチルピロール−1−イル、2−メチル−1−インドリル、2−tert−ブチル−1−インドリル、3−メチル−9−カルバゾリル、3,6−ジメチル−9−カルバゾリル、3,6−ジtert−ブチル−9−カルバゾリル、9−メチル−3−カルバゾリル等である。
任意の水素が炭素数3〜12のシクロアルキルで置き換えられたヘテロアリールの例は、5−シクロヘキシル−2−チエニル、3−シクロヘキシル−2−ベンゾチエニル、2−シクロヘキシル−3−ベンゾチエニル、3−シクロヘキシル−9−カルバゾリル、3,6−ジシクロヘキシル−9−カルバゾリル、9−シクロヘキシル−3−カルバゾリル等である。
任意の水素が炭素数6〜24のアリールで置き換えられたヘテロアリールの例は、5−フェニル−2−チエニル、5−(1−ナフチル)−2−チエニル、5−(2−ナフチル)−2−チエニル、5−フェニル−3−チエニル、2,5−ジフェニル−3−チエニル、2−フェニル−5−(1−ナフチル)−3−チエニル、2−フェニル−5−(2−ナフチル)−3−チエニル、3,4,5−トリフェニル−2−チエニル、3,4−ジフェニル−5−(1−ナフチル)−2−チエニル、3,4−ジフェニル−5−(2−ナフチル)−2−チエニル、3−フェニル−2−ベンゾチエニル、3−(1−ナフチル)−2−ベンゾチエニル、3−(2−ナフチル)−2−ベンゾチエニル、2−フェニル−3−ベンゾチエニル、3−フェニル−9−カルバゾリル、3−(1−ナフチル)−9−カルバゾリル、3−(2−ナフチル)−9−カルバゾリル、3,6−ジフェニル−9−カルバゾリル、3,6−ジ(1−ナフチル)−9−カルバゾリル、3,6−ジ(2−ナフチル)−9−カルバゾリル、3,6−ジ(4−tert−ブチルフェニル)−9−カルバゾリル、9−フェニル−3−カルバゾリル、9−(1−ナフチル)−3−カルバゾリル、9−(2−ナフチル)−3−カルバゾリル等である。
2−ナフチル、9−フェナントリル、6−クリセニル、2−トリフェニレニル、2−フルオレニル、9−カルバゾリル、2−チエニル、および、2−ベンゾチエニルにおいて、これらの環の任意の水素は、炭素数1〜24のアルキル、炭素数3〜24のシクロアルキル、炭素数6〜24のアリールまたはヘテロアリールで置き換えられてもよい。
2−ナフチル、9−フェナントリル、6−クリセニル、2−トリフェニレニル、2−フルオレニル、9−カルバゾリル、2−チエニル、または2−ベンゾチエニルの、アントラセンに連結している原子に隣接した位置の水素が置換基で置換されると、基本骨格に由来する青色の発光波長を維持でき、青色発光に好適である。その他の位置に置換すると、化合物の剛直性が増し、耐熱性が優れる。素子の設計に基づき発光材料に期待される発光波長、耐熱性を考慮して、置換基の数やその位置を適宜選択することによって、目的に合致した発光材料を得ることができる。
炭素数1〜24のアルキルの例は、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、tert−ペンチル、ネオペンチル、n−ヘキシル、イソヘキシル、1−メチルペンチル、2−メチルペンチル、n−ヘキシル、イソヘキシル、1−メチルペンチル、2−メチルペンチル、5−メチルヘキシル等である。
この炭素数1〜24のアルキルにおける任意の−CH−は−O−で置き換えられてもよく、また、前記の基に直結している−CH−以外の任意の−CH−は炭素数6〜24のアリーレンで置き換えられてもよい。炭素数6〜24のアリーレンの例は前記と同じであり、好ましい例は1,4−フェニレンである。
任意の−CH−が−O−で置き換えられた炭素数1〜24のアルキルの例は、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、イソプロピルオキシ、n−ブチルオキシ、イソブチルオキシ、sec−ブチルオキシ、tert−ブチルオキシ、n−ペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、tert−ペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、n−ヘキシルオキシ、イソヘキシルオキシ、1−メチルペンチルオキシ、2−メチルペンチルオキシ、n−ヘキシルオキシ等である。
任意の−CH−が炭素数6〜24のアリーレンで置き換えられた炭素数1〜24のアルキルの例は、2−フェニルエチル、2−(4−メチルフェニル)エチル、1−メチル−1−フェニルエチル、1,1−ジメチル−2−フェニルエチル、トリチル等である。
任意の−CH−が−O−で置き換えられ、かつ前記の基に直結している−CH−以外の任意の−CH−が炭素数6〜24のアリーレンで置き換えられた炭素数1〜24のアルキルの例は、フェノキシ、o−トリルオキシ、m−トリルオキシ、p−トリルオキシ、1−ナフトキシ、2−ナフトキシ、2,4−ジメチルフェノキシ、2,6−ジメチルフェノキシ、2,4,6−トリメチルフェノキシ、4−tert−ブチルフェノキシ、2,4−ジtert−ブチルフェノキシ、2,4,6−トリtert−ブチルフェノキシ、2−フェニルエトキシ、2−(4−メチルフェニル)エトキシ等である。
炭素数3〜24のシクロアルキルの例は、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル等である。この炭素数3〜24のシクロアルキルにおける任意の水素は炭素数1〜24のアルキルまたは炭素数6〜24のアリールで置き換えられてもよい。
任意の水素が炭素数1〜24のアルキルで置き換えられた炭素数3〜24のシクロアルキルの例は、2−メチルシクロヘキシル、3−メチルシクロヘキシル、4−メチルシクロヘキシル、2,4、6−トリメチルシクロヘキシル、2−tert−ブチルシクロヘキシル、3−tert−ブチルシクロヘキシル、4−tert−ブチルシクロヘキシル、2,4、6−トリ−tert−ブチルシクロヘキシル等である。
任意の水素が炭素数6〜24のアリールで置き換えられた炭素数3〜24のシクロアルキルの例は、2−フェニルシクロヘキシル、3−フェニルシクロヘキシル、4−フェニルシクロヘキシル、2,4−ジフェニルシクロヘキシル、3,5−ジフェニルシクロヘキシル等である。
炭素数6〜24のアリールの例は、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、1−アントリル、2−アントリル、9−アントリル、1−フェナントリル、2−フェナントリル、3−フェナントリル、4−フェナントリル、9−フェナントリル、1−ピレニル、2−ピレニル、4−ピレニル、1−ペリレニル、2−ペリレニル、1−クリセニル、2−クリセニル、3−クリセニル、5−クリセニル、6−クリセニル、1−トリフェニレニル、2−トリフェニレニル、2−フルオレニル等である。この炭素数6〜24のアリールにおける任意の水素は炭素数1〜12のアルキル、炭素数3〜12のシクロアルキルまたは炭素数6〜24のアリールで置き換えられてもよい。
任意の水素が炭素数1〜12のアルキルで置き換えられた炭素数6〜24のアリールの例は、o−トリル、m−トリル、p−トリル、2−ビフェニリル、3−ビフェニリル、4−ビフェニリル、2,4−ジメチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、4−tert−ブチルフェニル、2,4−ジtert−ブチルフェニル、2,4,6−トリtert−ブチルフェニル、4−メチル−1−ナフチル、4−tert−ブチル−1−ナフチル、6−メチル−2−ナフチル、6−tert−ブチル−2−ナフチル、4−メチル−1−アントリル、4−tert−ブチル−1−アントリル、10−メチル−9−アントリル、10−tert−ブチル−9−アントリル、9,9−ジメチル−2−フルオレニル等である。
任意の水素が炭素数3〜12のシクロアルキルで置き換えられた炭素数6〜24のアリールの例は、2−シクロヘキシルフェニル、3−シクロヘキシルフェニル、4−シクロヘキシルフェニル、2、4−ジシクロヘキシルフェニル、3、5−ジシクロヘキシルフェニル等である。
任意の水素が炭素数6〜24のアリールで置き換えられた炭素数6〜24のアリールの例は、m−ターフェニル−2’−イル、m−ターフェニル−4’−イル、m−ターフェニル−5’−イル、o−ターフェニル−3’−イル、o−ターフェニル−4’−イル、p−ターフェニル−2’−イル、m−タ−フェニル−2−イル、m−ターフェニル−3−イル、m−ターフェニル−4−イル、o−ターフェニル−2−イル、o−ターフェニル−3−イル、o−ターフェニル−4−イル、p−ターフェニル−2−イル、p−ターフェニル−3−イル、p−ターフェニル−4−イル、5’−フェニル−m−ターフェニル−2−イル、5’−フェニル−m−ターフェニル−3−イル、5’−フェニル−m−ターフェニル−4−イル、m−クアテルフェニル−2−イル、m−クアテルフェニル−3−イル、m−クアテルフェニル−4−イル、o−クアテルフェニル−2−イル、o−クアテルフェニル−3−イル、o−クアテルフェニル−4−イル、3,5−ジ(1−ナフチル)−フェニル、3,5−ジ(2−ナフチル)−フェニル、4−フェニル−1−ナフチル、6−フェニル−2−ナフチル、6−(2−ナフチル)−2−ナフチル、6−(1−ナフチル)−2−ナフチル、4−(2−ナフチル)−1−ナフチル、4−(1−ナフチル)−1−ナフチル、9,9−ジフェニル−2−フルオレニル等である。
ヘテロアリールの例は、1−ピロリル、2−ピロリル、3−ピロリル、2−ピリジル、3−ピリジル、4−ピリジル、2、2’−ビピリジル−6−イル、2、3’−ビピリジル−6−イル、2、4’−ビピリジル−6−イル、3、2’−ビピリジル−6−イル、3、3’−ビピリジル−6−イル、3、4’−ビピリジル−6−イル、1−インドリル、2−インドリル、3−インドリル、4−インドリル、5−インドリル、6−インドリル、7−インドリル、1−イソインドリル、2−イソインドリル、3−イソインドリル、4−イソインドリル、5−イソインドリル、6−イソインドリル、7−イソインドリル、2−フリル、3−フリル、2−ベンゾフラニル、3−ベンゾフラニル、4−ベンゾフラニル、5−ベンゾフラニル、6−ベンゾフラニル、7−ベンゾフラニル、1−イソベンゾフラニル、3−イソベンゾフラニル、4−イソベンゾフラニル、5−イソベンゾフラニル、6−イソベンゾフラニル、7−イソベンゾフラニル、2−キノリル、3−キノリル、4−キノリル、5−キノリル、6−キノリル、7−キノリル、8−キノリル、1−イソキノリル、3−イソキノリル、4−イソキノリル、5−イソキノリル、6−イソキノリル、7−イソキノリル、8−イソキノリル、2−キノキサリニル、5−キノキサリニル、6−キノキサリニル、1−カルバゾリル、2−カルバゾリル、3−カルバゾリル、4−カルバゾリル、9−カルバゾリル、1−フェナンスリジニル、2−フェナンスリジニル、3−フェナンスリジニル、4−フェナンスリジニル、6−フェナンスリジニル、7−フェナンスリジニル、8−フェナンスリジニル、9−フェナンスリジニル、10−フェナンスリジニル、1−アクリジニル、2−アクリジニル、3−アクリジニル、4−アクリジニル、9−アクリジニル、1,7−フェナンスロリン−2−イル、1,7−フェナンスロリン−3−イル、1,7−フェナンスロリン−4−イル、1,7−フェナンスロリン−5−イル、1,7−フェナンスロリン−6−イル、1,7−フェナンスロリン−8−イル、1,7−フェナンスロリン−9−イル、1,7−フェナンスロリン−10−イル、1,8−フェナンスロリン−2−イル、1,8−フェナンスロリン−3−イル、1,8−フェナンスロリン−4−イル、1,8−フェナンスロリン−5−イル、1,8−フェナンスロリン−6−イル、1,8−フェナンスロリン−7−イル、1,8−フェナンスロリン−9−イル、1,8−フェナンスロリン−10−イル、1,9−フェナンスロリン−2−イル、1,9−フェナンスロリン−3−イル、1,9−フェナンスロリン−4−イル、1,9−フェナンスロリン−5−イル、1,9−フェナンスロリン−6−イル、1,9−フェナンスロリン−7−イル、1,9−フェナンスロリン−8−イル、1,9−フェナンスロリン−10−イル、1,10−フェナンスロリン−2−イル、1,10−フェナンスロリン−3−イル、1,10−フェナンスロリン−4−イル、1,10−フェナンスロリン−5−イル、2,9−フェナンスロリン−1−イル、2,9−フェナンスロリン−3−イル、2,9−フェナンスロリン−4−イル、2,9−フェナンスロリン−5−イル、2,8−フェナンスロリン−1−イル、2,8−フェナンスロリン−3−イル、2,8−フェナンスロリン−4−イル、2,8−フェナンスロリン−5−イル、2,8−フェナンスロリン−6−イル、2,8−フェナンスロリン−7−イル、2,8−フェナンスロリン−9−イル、2,8−フェナンスロリン−10−イル、2,7−フェナンスロリン−1−イル、2,7−フェナンスロリン−3−イル、2,7−フェナンスロリン−4−イル、2,7−フェナンスロリン−5−イル、2,7−フェナンスロリン−6−イル、2,7−フェナンスロリン−8−イル、2,7−フェナンスロリン−9−イル、2,7−フェナンスロリン−10−イル、1−フェナジニル、2−フェナジニル、1−フェノチアジニル、2−フェノチアジニル、3−フェノチアジニル、4−フェノチアジニル、10−フェノチアジニル、1−フェノキサジニル、2−フェノキサジニル、3−フェノキサジニル、4−フェノキサジニル、10−フェノキサジニル、3−フラザニル、2−チエニル、3−チエニル、2−ベンゾチエニル、3−ベンゾチエニル、4−ベンゾチエニル、5−ベンゾチエニル、6−ベンゾチエニル、7−ベンゾチエニル、1−イソベンゾチエニル、3−イソベンゾチエニル、4−イソベンゾチエニル、5−イソベンゾチエニル、6−イソベンゾチエニル、7−イソベンゾチエニル等である。
このヘテロアリールにおける任意の水素は炭素数1〜12のアルキル、炭素数3〜12のシクロアルキルまたは炭素数6〜24のアリールで置き換えられてもよい。
任意の水素が炭素数1〜12のアルキルで置き換えられたヘテロアリールの例は、5−メチル−2−チエニル、5−メチル−3−チエニル、2,5−ジメチル−3−チエニル、3,4,5−トリメチル−2−チエニル、3−メチル−2−ベンゾチエニル、2−メチル−3−ベンゾチエニル、2−メチルピロール−1−イル、2、5−ジメチルピロール−1−イル、2−メチル−1−インドリル、2−tert−ブチル−1−インドリル、3−メチル−9−カルバゾリル、3,6−ジメチル−9−カルバゾリル、3,6−ジtert−ブチル−9−カルバゾリル、9−メチル−3−カルバゾリル等である。
任意の水素が炭素数3〜12のシクロアルキルで置き換えられたヘテロアリールの例は、5−シクロヘキシル−2−チエニル、3−シクロヘキシル−2−ベンゾチエニル、2−シクロヘキシル−3−ベンゾチエニル、3−シクロヘキシル−9−カルバゾリル、3,6−ジシクロヘキシル−9−カルバゾリル、9−シクロヘキシル−3−カルバゾリル等である。
任意の水素が炭素数6〜24のアリールで置き換えられたヘテロアリールの例は、5−フェニル−2−チエニル、5−(1−ナフチル)−2−チエニル、5−(2−ナフチル)−2−チエニル、5−フェニル−3−チエニル、2,5−ジフェニル−3−チエニル、2−フェニル−5−(1−ナフチル)−3−チエニル、2−フェニル−5−(2−ナフチル)−3−チエニル、3,4,5−トリフェニル−2−チエニル、3,4−ジフェニル−5−(1−ナフチル)−2−チエニル、3,4−ジフェニル−5−(2−ナフチル)−2−チエニル、3−フェニル−2−ベンゾチエニル、3−(1−ナフチル)−2−ベンゾチエニル、3−(2−ナフチル)−2−ベンゾチエニル、2−フェニル−3−ベンゾチエニル、3−フェニル−9−カルバゾリル、3−(1−ナフチル)−9−カルバゾリル、3−(2−ナフチル)−9−カルバゾリル、3,6−ジフェニル−9−カルバゾリル、3,6−ジ(1−ナフチル)−9−カルバゾリル、3,6−ジ(2−ナフチル)−9−カルバゾリル、3,6−ジ(4−tert−ブチルフェニル)−9−カルバゾリル、9−フェニル−3−カルバゾリル、9−(1−ナフチル)−3−カルバゾリル、9−(2−ナフチル)−3−カルバゾリル等である。
Arの好ましい例は、フェニル、2−ビフェニリル、3−ビフェニリル、4−ビフェニリル、2,6−ジメチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、4−tert−ブチルフェニル、2,4−ジtert−ブチルフェニル、m−ターフェニル−4’−イル、m−ターフェニル−5’−イル、p−ターフェニル−2’−イル、m−タ−フェニル−2−イル、m−ターフェニル−3−イル、o−ターフェニル−2−イル、o−ターフェニル−3−イル、m−クアテルフェニル−3−イル、o−クアテルフェニル−2−イル、3,5−ジ(2−ナフチル)フェニル、3,5−ジ(1−ナフチル)フェニル、4−(9−カルバゾリル)フェニル、3,5−ジ(9−カルバゾリル)フェニル、2−ナフチル、6−フェニル−2−ナフチル、6−(m−ターフェニル−5’−イル)−2−ナフチル、6−(2−ナフチル)−2−ナフチル、6−(9−カルバゾリル)−2−ナフチル、9−フェナントリル、6−クリセニル、2−トリフェニレニル、9,9−ジメチル−2−フルオレニル、9,9−ジフェニル−2−フルオレニル、5−フェニル−2−チエニル、2,5−ジフェニル−3−チエニル、3,4,5−トリフェニル−2−チエニル、2−ベンゾチエニル、3−フェニル−2−ベンゾチエニル、2−フェニル−3−ベンゾチエニル、9−カルバゾリル、3,6−ジフェニル−9−カルバゾリル等である。
Arのより好ましい例は、フェニル、2−ビフェニリル、3−ビフェニリル、4−ビフェニリル、4−tert−ブチルフェニル、m−ターフェニル−5’−イル、m−クアテルフェニル−3−イル、o−クアテルフェニル−2−イル、3,5−ジ(2−ナフチル)フェニル、4−(9−カルバゾリル)フェニル、2−ナフチル、6−(2−ナフチル)−2−ナフチル、6−(9−カルバゾリル)−2−ナフチル、9−フェナントリル、2−ベンゾチエニル、3−フェニル−2−ベンゾチエニル、9−カルバゾリル等である。
ArおよびArは、独立して、炭素数6〜50の非縮合環系アリール、炭素数10〜50の縮合環系アリールまたはヘテロアリールである。炭素数6〜50の非縮合環系アリールは、前述のArにおける炭素数6〜50の非縮合環系アリールと同一である。ArおよびArは同一であってもよいし、または異なっていてもよい。
炭素数10〜50の縮合環系アリールの例は、1−ナフチル、2−ナフチル、1−アントリル、2−アントリル、9−アントリル、1−フェナントリル、2−フェナントリル、3−フェナントリル、4−フェナントリル、9−フェナントリル、1−ピレニル、2−ピレニル、4−ピレニル、1−ペリレニル、2−ペリレニル、1−クリセニル、2−クリセニル、3−クリセニル、5−クリセニル、6−クリセニル、1−トリフェニレニル、2−トリフェニレニル、2−フルオレニル等である。この炭素数10〜50の縮合環系アリールにおける任意の水素は炭素数1〜24のアルキル、炭素数3〜24のシクロアルキルまたは炭素数6〜24のアリールで置き換えられてもよい。
任意の水素が炭素数1〜24のアルキルで置き換えられた炭素数10〜50の縮合環系アリールの例は、4−メチル−1−ナフチル、4−tert−ブチル−1−ナフチル、6−メチル−2−ナフチル、6−tert−ブチル−2−ナフチル、4−メチル−1−アントリル、4−tert−ブチル−1−アントリル、10−メチル−9−アントリル、10−tert−ブチル−9−アントリル、9,9−ジメチル−2−フルオレニル等である。
任意の水素が炭素数3〜24のシクロアルキルで置き換えられた炭素数10〜50の縮合環系アリールの例は、4−シクロヘキシル−1−ナフチル、6−シクロヘキシル−2−ナフチル、4−シクロヘキシル−1−アントリル、10−シクロヘキシル−9−アントリル、9,9−ジシクロヘキシル−2−フルオレニル等である。
任意の水素が炭素数6〜24のアリールで置き換えられた炭素数10〜50の縮合環系アリールの例は、4−フェニル−1−ナフチル、6−フェニル−2−ナフチル、6−(2−ナフチル)−2−ナフチル、6−(1−ナフチル)−2−ナフチル、4−(2−ナフチル)−1−ナフチル、4−(1−ナフチル)−1−ナフチル、9,9−ジフェニル−2−フルオレニル等である。
ヘテロアリールの例は、1−ピロリル、2−ピロリル、3−ピロリル、2−ピリジル、3−ピリジル、4−ピリジル、2、2’−ビピリジル−6−イル、2、3’−ビピリジル−6−イル、2、4’−ビピリジル−6−イル、3、2’−ビピリジル−6−イル、3、3’−ビピリジル−6−イル、3、4’−ビピリジル−6−イル、1−インドリル、2−インドリル、3−インドリル、4−インドリル、5−インドリル、6−インドリル、7−インドリル、1−イソインドリル、2−イソインドリル、3−イソインドリル、4−イソインドリル、5−イソインドリル、6−イソインドリル、7−イソインドリル、2−フリル、3−フリル、2−ベンゾフラニル、3−ベンゾフラニル、4−ベンゾフラニル、5−ベンゾフラニル、6−ベンゾフラニル、7−ベンゾフラニル、1−イソベンゾフラニル、3−イソベンゾフラニル、4−イソベンゾフラニル、5−イソベンゾフラニル、6−イソベンゾフラニル、7−イソベンゾフラニル、2−キノリル、3−キノリル、4−キノリル、5−キノリル、6−キノリル、7−キノリル、8−キノリル、1−イソキノリル、3−イソキノリル、4−イソキノリル、5−イソキノリル、6−イソキノリル、7−イソキノリル、8−イソキノリル、2−キノキサリニル、5−キノキサリニル、6−キノキサリニル、1−カルバゾリル、2−カルバゾリル、3−カルバゾリル、4−カルバゾリル、9−カルバゾリル、1−フェナンスリジニル、2−フェナンスリジニル、3−フェナンスリジニル、4−フェナンスリジニル、6−フェナンスリジニル、7−フェナンスリジニル、8−フェナンスリジニル、9−フェナンスリジニル、10−フェナンスリジニル、1−アクリジニル、2−アクリジニル、3−アクリジニル、4−アクリジニル、9−アクリジニル、1,7−フェナンスロリン−2−イル、1,7−フェナンスロリン−3−イル、1,7−フェナンスロリン−4−イル、1,7−フェナンスロリン−5−イル、1,7−フェナンスロリン−6−イル、1,7−フェナンスロリン−8−イル、1,7−フェナンスロリン−9−イル、1,7−フェナンスロリン−10−イル、1,8−フェナンスロリン−2−イル、1,8−フェナンスロリン−3−イル、1,8−フェナンスロリン−4−イル、1,8−フェナンスロリン−5−イル、1,8−フェナンスロリン−6−イル、1,8−フェナンスロリン−7−イル、1,8−フェナンスロリン−9−イル、1,8−フェナンスロリン−10−イル、1,9−フェナンスロリン−2−イル、1,9−フェナンスロリン−3−イル、1,9−フェナンスロリン−4−イル、1,9−フェナンスロリン−5−イル、1,9−フェナンスロリン−6−イル、1,9−フェナンスロリン−7−イル、1,9−フェナンスロリン−8−イル、1,9−フェナンスロリン−10−イル、1,10−フェナンスロリン−2−イル、1,10−フェナンスロリン−3−イル、1,10−フェナンスロリン−4−イル、1,10−フェナンスロリン−5−イル、2,9−フェナンスロリン−1−イル、2,9−フェナンスロリン−3−イル、2,9−フェナンスロリン−4−イル、2,9−フェナンスロリン−5−イル、2,8−フェナンスロリン−1−イル、2,8−フェナンスロリン−3−イル、2,8−フェナンスロリン−4−イル、2,8−フェナンスロリン−5−イル、2,8−フェナンスロリン−6−イル、2,8−フェナンスロリン−7−イル、2,8−フェナンスロリン−9−イル、2,8−フェナンスロリン−10−イル、2,7−フェナンスロリン−1−イル、2,7−フェナンスロリン−3−イル、2,7−フェナンスロリン−4−イル、2,7−フェナンスロリン−5−イル、2,7−フェナンスロリン−6−イル、2,7−フェナンスロリン−8−イル、2,7−フェナンスロリン−9−イル、2,7−フェナンスロリン−10−イル、1−フェナジニル、2−フェナジニル、1−フェノチアジニル、2−フェノチアジニル、3−フェノチアジニル、4−フェノチアジニル、10−フェノチアジニル、1−フェノキサジニル、2−フェノキサジニル、3−フェノキサジニル、4−フェノキサジニル、10−フェノキサジニル、3−フラザニル、2−チエニル、3−チエニル、2−ベンゾチエニル、3−ベンゾチエニル、4−ベンゾチエニル、5−ベンゾチエニル、6−ベンゾチエニル、7−ベンゾチエニル、1−イソベンゾチエニル、3−イソベンゾチエニル、4−イソベンゾチエニル、5−イソベンゾチエニル、6−イソベンゾチエニル、7−イソベンゾチエニル等である。
このヘテロアリールにおける任意の水素は炭素数1〜24のアルキル、炭素数3〜24のシクロアルキルまたは炭素数6〜24のアリールで置き換えられてもよい。
任意の水素が炭素数1〜24のアルキルで置き換えられたヘテロアリールの例は、5−メチル−2−チエニル、5−メチル−3−チエニル、2,5−ジメチル−3−チエニル、3,4,5−トリメチル−2−チエニル、3−メチル−2−ベンゾチエニル、2−メチル−3−ベンゾチエニル、2−メチルピロール−1−イル、2、5−ジメチルピロール−1−イル、2−メチル−1−インドリル、2−tert−ブチル−1−インドリル、3−メチル−9−カルバゾリル、3,6−ジメチル−9−カルバゾリル、3,6−ジtert−ブチル−9−カルバゾリル、9−メチル−3−カルバゾリル等である。
任意の水素が炭素数3〜24のシクロアルキルで置き換えられたヘテロアリールの例は、5−シクロヘキシル−2−チエニル、3−シクロヘキシル−2−ベンゾチエニル、2−シクロヘキシル−3−ベンゾチエニル、3−シクロヘキシル−9−カルバゾリル、3,6−ジシクロヘキシル−9−カルバゾリル、9−シクロヘキシル−3−カルバゾリル等である。
任意の水素が炭素数6〜24のアリールで置き換えられたヘテロアリールの例は、5−フェニル−2−チエニル、5−(1−ナフチル)−2−チエニル、5−(2−ナフチル)−2−チエニル、5−フェニル−3−チエニル、2,5−ジフェニル−3−チエニル、2−フェニル−5−(1−ナフチル)−3−チエニル、2−フェニル−5−(2−ナフチル)−3−チエニル、3,4,5−トリフェニル−2−チエニル、3,4−ジフェニル−5−(1−ナフチル)−2−チエニル、3,4−ジフェニル−5−(2−ナフチル)−2−チエニル、3−フェニル−2−ベンゾチエニル、3−(1−ナフチル)−2−ベンゾチエニル、3−(2−ナフチル)−2−ベンゾチエニル、2−フェニル−3−ベンゾチエニル、3−フェニル−9−カルバゾリル、3−(1−ナフチル)−9−カルバゾリル、3−(2−ナフチル)−9−カルバゾリル、3,6−ジフェニル−9−カルバゾリル、3,6−ジ(1−ナフチル)−9−カルバゾリル、3,6−ジ(2−ナフチル)−9−カルバゾリル、3,6−ジ(4−tert−ブチルフェニル)−9−カルバゾリル、9−フェニル−3−カルバゾリル、9−(1−ナフチル)−3−カルバゾリル、9−(2−ナフチル)−3−カルバゾリル等である。
ArおよびArの好ましい例は、フェニル、2−ビフェニリル、3−ビフェニリル、4−ビフェニリル、2,6−ジメチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、4−tert−ブチルフェニル、2,4−ジtert−ブチルフェニル、m−ターフェニル−4’−イル、m−ターフェニル−5’−イル、p−ターフェニル−2’−イル、m−タ−フェニル−2−イル、m−ターフェニル−3−イル、o−ターフェニル−2−イル、o−ターフェニル−3−イル、p−クアテルフェニル−3−イル、m−クアテルフェニル−3−イル、o−クアテルフェニル−2−イル、3,5−ジ(2−ナフチル)フェニル、3,5−ジ(1−ナフチル)フェニル、4−(9−カルバゾリル)フェニル、3,5−ジ(9−カルバゾリル)フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、4−フェニル−1−ナフチル、6−フェニル−2−ナフチル、4−(2−ナフチル)−1−ナフチル、6−(2−ナフチル)−2−ナフチル、4−(9−カルバゾリル)−1−ナフチル、6−(9−カルバゾリル)−2−ナフチル、9−フェナントリル、2−トリフェニレニル、9,9−ジメチル−2−フルオレニル、9,9−ジフェニル−2−フルオレニル、5−フェニル−2−チエニル、2,5−ジフェニル−3−チエニル、3,4,5−トリフェニル−2−チエニル、2−ベンゾチエニル、3−フェニル−2−ベンゾチエニル、2−フェニル−3−ベンゾチエニル、9−カルバゾリル等である。
ArおよびArのより好ましい例は、フェニル、2−ビフェニリル、3−ビフェニリル、4−ビフェニリル、4−tert−ブチルフェニル、m−ターフェニル−5’−イル、4−(9−カルバゾリル)フェニル、p−クアテルフェニル−3−イル、m−クアテルフェニル−3−イル、o−クアテルフェニル−2−イル、3,5−ジ(2−ナフチル)フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、4−フェニル−1−ナフチル、6−(m−ターフェニル−5’−イル)−2−ナフチル、6−(2−ナフチル)−2−ナフチル、4−(9−カルバゾリル)−1−ナフチル、9−フェナントリル、2−ベンゾチエニル、3−フェニル−2−ベンゾチエニル等である。
ArおよびArの、アントラセンに連結している原子に隣接した位置の水素が置換基で置換されると、基本骨格に由来する青色の発光波長を維持でき、青色発光に好適である。その他の位置に置換すると、化合物の剛直性が増し、耐熱性が優れる。素子の設計に基づき発光材料に期待される発光波長、耐熱性を考慮して、置換基の数やその位置を適宜選択することによって、目的に合致した発光材料を得ることができる。
本発明の発光材料(1)の具体例である式(1−1)〜(1−1426)を、以下の表2−1〜表2−31に示した。表2−1〜表2−31で用いられる記号を、表1−1〜表1−5に示した。例えば、表2−1の(1−15)、表2−9の(1−412)、表2−10の(1−419)、および表2−14の(1−606)の構造は以下の通りである。なお、本発明はこれらの具体的な構造の開示によって限定されることはない。
Figure 2006003842
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上記の具体例の中で好ましい発光材料は、(1−1)、(1−15)、(1−38)、(1−102)、(1−107)、(1−113)、(1−115)、(1−153)、(1−157)、(1−158)、(1−159)、(1−163)、(1−179)、(1−185)、(1−193)、(1−206)、(1−215)、(1−216)、(1−220)、(1−221)、(1−222)、(1−225)、(1−240)、(1−246)、(1−254)、(1−259)、(1−267)、(1−268)、(1−277)、(1−295)、(1−303)、(1−310)、(1−314)、(1−315)、(1−324)、(1−331)、(1−344)、(1−351)、(1−367)、(1−372)、(1−373)、(1−376)、(1−412)、(1−413)、(1−414)、(1−418)、(1−419)、(1−422)、(1−426)、(1−435)、(1−442)、(1−459)、(1−460)、(1−464)、(1−465)、(1−468)、(1−481)、(1−488)、(1−495)、(1−505)、(1−506)、(1−510)、(1−527)、(1−534)、(1−551)、(1−552)、(1−556)、(1−573)、(1−580)、(1−597)、(1−598)、(1−601)、(1−602)、(1−603)、(1−606)、(1−619)、(1−625)、(1−626)、(1−630)、(1−636)、(1−637)、(1−642)、(1−643)、(1−644)、(1−648)、(1−649)、(1−665)、(1−672)、(1−689)、(1−690)、(1−694)、(1−695)、(1−698)、(1−711)、(1−718)、(1−735)、(1−736)、(1−740)、(1−741)、(1−757)、(1−764)、(1−781)、(1−782)、(1−786)、(1−789)、(1−799)、(1−806)、(1−981)、(1−982)、(1−989)、(1−999)、(1−1006)、(1−1022)、(1−1029)、(1−1039)、(1−1046)、(1−1060)、(1−1061)、(1−1065)、(1−1068)、(1−1078)、(1−1085)、(1−1095)、(1−1096)、(1−1099)、(1−1100)、(1−1108)、(1−1125)、(1−1141)、(1−1142)、(1−1167)、(1−1183)、(1−1184)、(1−1192)、(1−1209)、(1−1225)、(1−1226)、(1−1251)、(1−1267)、(1−1268)、(1−1293)、(1−1308)、(1−1309)、(1−1327)、(1−1334)、(1−1349)、(1−1350)、(1−1358)、(1−1368)、および(1−1375)で表される化合物である。
より好ましい発光材料は、(1−15)、(1−163)、(1−179)、(1−185)、(1−193)、(1−221)、(1−277)、(1−295)、(1−303)、(1−331)、(1−372)、(1−373)、(1−376)、(1−412)、(1−413)(1−418)、(1−419)、(1−422)、(1−426)、(1−435)、(1−442)、(1−459)、(1−464)、(1−468)、(1−488)、(1−510)、(1−534)、(1−556)、(1−580)、(1−597)、(1−601)、(1−602)、(1−603)、(1−606)、(1−625)、(1−626)、(1−630)、(1−643)、(1−648)、(1−665)、(1−698)、(1−718)、(1−735)、(1−740)、(1−741)、(1−764)、(1−1060)、(1−1065)、(1−1068)、(1−1078)、(1−1085)、(1−1099)、(1−1108)、(1−1183)、(1−1192)、(1−1209)、(1−1308)、(1−1334)、(1−1349)、(1−1358)、および(1−1375)で表される化合物である。
さらに好ましい発光材料は、(1−163)、(1−179)、(1−331)、(1−376)、(1−412)、(1−413)(1−418)、(1−419)、(1−422)、(1−459)、(1−464)、(1−468)、(1−556)、(1−597)、(1−606)、(1−626)、(1−648)、(1−764)、(1−1060)、(1−1068)、(1−1085)、(1−1108)、(1−1192)、(1−1209)、(1−1308)、(1−1334)、(1−1358)、および(1−1375)で表される化合物である。
本発明の発光材料は鈴木カップリング反応のような既知の合成法を利用して合成することができる。鈴木カップリング反応は、塩基の存在下パラジウム触媒を用いて、芳香族ハライドと芳香族ボロン酸とをカップリングする方法である。この方法で発光材料(1)を得る反応経路の例は下記の通りである。
Figure 2006003842
上式中、R〜RおよびAr〜Arの記号の定義は前記の通りである。
この反応で用いられるパラジウム触媒の例は、Pd(PPh、PdCl(PPh、Pd(OAc)、トリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム(0)、トリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウムクロロホルム錯体(0)等である。反応促進するため、場合によりこれらのパラジウム化合物にホスィン化合物を加えてもよい。そのホスィン化合物の例は、トリ(tert−ブチル)ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、1−(N,N−ジメチルアミノメチル)−2−(ジtert−ブチルホスフィノ)フェロセン、1−(N,N−ジブチルアミノメチル)−2−(ジtert−ブチルホスフィノ)フェロセン、1−(メトキシメチル)−2−(ジtert−ブチルホスフィノ)フェロセン、1,1’−ビス(ジtert−ブチルホスフィノ)フェロセン、2,2’−ビス(ジtert−ブチルホスフィノ)−1,1’−ビナフチル、2−メトキシ−2’−(ジtert−ブチルホスフィノ)−1,1’−ビナフチル、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル等である。この反応で用いられる塩基の例は、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、ナトリウムエトキシド、ナトリウムtert−ブトキシド、酢酸ナトリウム、リン酸三カリウム、フッ化カリウム等である。さらに、この反応で用いられる溶媒の例は、ベンゼン、トルエン、キシレン、N,N−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、tert−ブチルメチルエ−テル、1,4−ジオキサン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等である。これらの溶媒は、反応させる芳香族ハライドおよび芳香族ボロン酸の構造に応じて適宜選択できる。溶媒は単独で用いてもよく、混合溶媒として用いてもよい。
本発明の発光材料は、固体状態において強い蛍光を持つ化合物であり様々な色の発光に使用できるが、特に青色発光に適している。本発明の発光材料は、非対称の分子構造を持っているため、有機EL素子作製時にアモルファス状態を形成しやすい。本発明の発光材料は、耐熱性に優れ、電界印加時においても安定である。以上の理由により、本発明の発光材料は電界発光型素子の発光材料として優れている。
本発明の発光材料の発光波長は、短い青色から純青色まで広い範囲を持っているため、青色ホスト、あるいは青色ドーパントとして有効である。また、青色以外のホスト発光材料にも使用することが可能である。特に本発明の発光材料は青色ホストとして優れている。本発明の発光材料をホスト材料として使用すると、エネルギー移動が効率よく行われ、高効率、長寿命の発光素子が得られる。
本発明の第2は、発光層が本発明の式(1)で表される発光材料を含有する有機EL素子である。本発明の有機EL素子は、高効率、長寿命であるばかりでなく、駆動電圧が低く、保存時および駆動時の耐久性が高い。
本発明の有機EL素子の構造は各種の態様があるが、基本的には陽極と陰極との間に少なくとも正孔輸送層、発光層、電子輸送層を挟持した多層構造である。素子の具体的な構成の例は、(1)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極、(2)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極、(3)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極、等である。
本発明の発光材料は、高い発光量子効率、正孔注入性、正孔輸送性、電子注入性および電子輸送性を持っているので、発光材料として発光層に有効に使用できる。本発明の有機EL素子は、本発明の発光材料のみで発光層を形成することができる。本発明の有機EL素子は、本発明の発光材料と他の発光材料を組み合わせることにより、発光輝度や発光効率の向上させたり、青色、緑色、赤色や白色の発光を得ることもできる。このとき本発明の有機EL素子は、本発明の発光材料をホストとして含有することも、または発光性ドーパントとして含有することも出来る。
本発明の発光材料と共に発光層に使用できる他の発光材料は、東レリサーチセンター調査研究部門編、“有機ELディスプレスの本格実用化最前線”、あさひ高速印刷株式会社出版(2002)P125〜132に記載されているような発光材料、城戸淳二監修、“有機EL材料とディスプレイ”シーエムシー社出版(2001)P153〜156、に記載されているような発光材料、P170〜172に記載されているような3重項材料等である。
他の発光材料として使用できる化合物は、多環芳香族化合物、ヘテロ芳香族化合物、有機金属錯体、色素、高分子系発光材料、スチリル誘導体、クマリン誘導体、ボラン誘導体、オキサジン誘導体、スピロ環を有する化合物、オキサジアゾール誘導体、フルオレン誘導体等である。多環芳香族化合物の例は、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタセン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ペリレン誘導体、コロネン誘導体、ルブレン誘導体等である。ヘテロ芳香族化合物の例は、ジアルキルアミノ基またはジアリールアミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ピリジン誘導体、ピラン誘導体、フェナントロリン誘導体、シロール誘導体、トリフェニルアミノ基を有するチオフェン誘導体、キナクリドン誘導体等である。有機金属錯体の例は、亜鉛、アルミニウム、ベリリウム、ユーロピウム、テルビウム、ジスプロシウム、イリジウム、白金等と、キノリノール誘導体、ベンゾキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、フェニルピリジン誘導体、フェニルベンゾイミダゾール誘導体、ピロール誘導体、ピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体等との錯体である。色素の例は、キサンテン誘導体、ポリメチン誘導体、ポルフィリン誘導体、クマリン誘導体、ジシアノメチレンピラン誘導体、ジシアノメチレンチオピラン誘導体、オキソベンズアントラセン誘導体、カルボスチリル誘導体、ペリレン誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体等の色素が挙げられる。高分子系発光材料の例は、ポリパラフェニルビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリシラン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体等である。スチリル誘導体の例は、アミン含有スチリル誘導体、スチリルアリーレン誘導体等である。
本発明の発光材料を青色ホストとして使用する際の発光性ドーパントは、ペリレン誘導体、アミン含有スチリル誘導体、クマリン誘導体、ボラン誘導体、ピラン誘導体、イリジウム錯体または白金錯体が好ましい。ペリレン誘導体の例は、3,10−ビス(2,6−ジメチルフェニル)ペリレン、3,10−ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)ペリレン、3,10−ジフェニルペリレン、3,4−ジフェニルペリレン、2,5,8,11−テトラ−tert−ブチルペリレン、3,4,9,10−テトラフェニルペリレン、3−(1’−ピレニル)−8,11−ジ(tert−ブチル)ペリレン、3−(9’−アントリル)−8,11−ジ(tert−ブチル)ペリレン、3,3’−ビス(8,11−ジ(tert−ブチル)ペリレニル)等である。ボラン誘導体の例は、1,8−ジフェニル−10−(ジメシチルボリル)アントラセン、9−フェニル−10−(ジメシチルボリル)アントラセン、4−(9’−アントリル)ジメシチルボリルナフタレン、4−(10’−フェニル−9’−アントリル)ジメシチルボリルナフタレン、9−(ジメシチルボリル)アントラセン、9−(4’−ビフェニリル)−10−(ジメシチルボリル)アントラセン、9−(4’−(N−カルバゾリル)フェニル)−10−(ジメシチルボリル)アントラセン等である。クマリン誘導体の例は、クマリン−6、クマリン−334等である。
アミン含有スチリル誘導体の例は、N,N,N’,N’−テトラ(4−ビフェニリル)−4、4’−ジアミノスチルベン、N,N,N’,N’−テトラ(1−ナフチル)−4、4’−ジアミノスチルベン、N,N,N’,N’−テトラ(2−ナフチル)−4、4’−ジアミノスチルベン、N,N’−ジ(2−ナフチル)−N,N’−ジフェニル−4、4’−ジアミノスチルベン、N,N’−ジ(9−フェナントリル)−N,N’−ジフェニル−4、4’−ジアミノスチルベン、4,4’−ビス[4”−ビス(ジフェニルアミノ)スチリル]−ビフェニル、1,4−ビス[4’−ビス(ジフェニルアミノ)スチリル]−ベンゼン、2,7−ビス[4’−ビス(ジフェニルアミノ)スチリル]−9,9−ジメチルフルオレン、4,4’−ビス(9−エチル−3−カルバゾビニレン)−ビフェニル、4,4’−ビス(9−フェニル−3−カルバゾビニレン)−ビフェニル等である。
ピラン誘導体の例は、下記のDCM、DCJTB等である。
Figure 2006003842
イリジウム錯体の例は、下記のIr(ppy)等である。
Figure 2006003842
白金錯体の例は、下記のPtOEP等である。
Figure 2006003842
本発明の発光材料を青色ドーパントとして使用する際のホストは、アントラセン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ピレン誘導体またはフルオレン誘導体が好ましい。アントラセン誘導体の例は、9−(2−ナフチル)−10−(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン、9−(1−ナフチル)−10−(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン、9−(2−ナフチル)−10−[3,5−ジ(2−ナフチル)フェニル]アントラセン、9−(2−ナフチル)−10−[3,5−ジ(1−ナフチル)フェニル]アントラセン、9−(1−ナフチル)−10−[3,5−ジ(2−ナフチル)フェニル]アントラセン、9−(1−ナフチル)−10−[3,5−ジ(1−ナフチル)フェニル]アントラセン、、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン、9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、9,10−ジ(9−フェナントリル)アントラセン、9,10−ビス(9,9−ジメチル−2−フルオレニル)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、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−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン、2−tert−ブチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、9,10−ビス[2−(2−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、9,10−ビス[3,5−ジ(2−ナフチル)フェニル]アントラセン、9,10−ビス[3,5−ジ(1−ナフチル)フェニル]アントラセン、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン、9,10−ビス[4−(3,5−ジフェニルフェニル)フェニル]アントラセン、9,10−ビス[4−(2−ナフチル)フェニル]アントラセン、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、10,10’−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)−[9,9’]−ビアントリル、9,9’,10,10’−テトラフェニル−[2,2’]−ビアントリル、9,9’,10,10’−テトラ(2−ビフェニリル)−[2,2’]−ビアントリル、9,9’,10,10’−テトラ(3−ビフェニリル)−[2,2’]−ビアントリル、9,9’,10,10’−テトラ(4−ビフェニリル)−[2,2’]−ビアントリル、9,9’,10,10’−テトラ(2−ナフチル)−[2,2’]−ビアントリル、9,9’,10,10’−テトラ(1−ナフチル)−[2,2’]−ビアントリル等である。
ジスチリルアリーレン誘導体の例は、4,4’−ビス(2,2−ジフェニルビニル)−ビフェニル、4,4’−ビス[2,2−ジ(m−トリル)ビニル]−ビフェニル、4,4’−ビス(トリフェニルビニル)−ビフェニル、4,4’−ビス[2,2−ビス−(4−tert−ブチルフェニル)ビニル]−ビフェニル、4,4’−ビス[2−(4−tert−ブチルフェニル)−2−フェニルビニル]−ビフェニル、4,4’−ビス[2,2−ジ(2−ナフチル)ビニル]−ビフェニル、4,4’−ビス[2,2−ジ(1−ナフチル)ビニル]−ビフェニル、4,4’−ビス(2,2−ジフェニルビニル)−[1,1’]ビナフチル等である。
ピレン誘導体の例は、1−[3,5−ジ(2−ナフチル)フェニル]ピレン、1,4−ジ(1−ピレニル)ベンゼン、1,3,5−トリ(1−ピレニル)ベンゼン、1,4−ジ(1−ピレニル)ナフタレン、2,6−ジ(1−ピレニル)ナフタレン等である。
フルオレン誘導体の例は、1,3,5−トリス(9,9−ジメチル−2−フルオレニル)ベンゼン、1,2,4,5−テトラキス(9,9−ジメチル−2−フルオレニル)ベンゼン、1,4−ビス(9,9−ジメチル−2−フルオレニル)ナフタレン、2,6−ビス(9,9−ジメチル−2−フルオレニル)ナフタレン等である。
本発明の有機EL素子に使用される電子輸送材料および電子注入材料は、光導電材料において電子伝達化合物として使用できる化合物、有機EL素子の電子注入層および電子輸送層に使用できる化合物の中から任意に選択して用いることができる。
このような電子伝達化合物の例は、キノリノール系金属錯体、ピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チオフェン誘導体、トリアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、オキシン誘導体の金属錯体、キノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体のポリマー、ベンザゾール類化合物、ガリウム錯体、ピラゾール誘導体、パーフルオロ化フェニレン誘導体、トリアジン誘導体、ピラジン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、イミダゾピリジン誘導体、ボラン誘導体等である。
電子伝達化合物の好ましい例は、キノリノール系金属錯体、ピリジン誘導体またはフェナントロリン誘導体である。キノリノール系金属錯体の例は、トリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム(以下、ALQと略記する。)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリン)ベリリウム、トリス(4−メチル−8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−ヒドロキシキノリン)−(4−フェニルフェノール)アルミニウム等である。ピリジン誘導体の例は、2,5−ビス(6’−(2’,2”−ビピリジル)−1,1−ジメチル−3,4−ジフェニルシロール(以下、PyPySPyPyと略記する)、9,10−ジ(2’,2”−ビピリジル)アントラセン、2,5−ジ(2’,2”−ビピリジル)チオフェン、2,5−ジ(3’,2”−ビピリジル)チオフェン、6’6”−ジ(2−ピリジル)2,2’:4’,3”:2”,2‘”−クアテルピリジン等である。フェナントロリン誘導体の例は、4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン、9,10−ジ(1,10−フェナントロリン−2−イル)アントラセン、2,6−ジ(1,10−フェナントロリン−5−イル)ピリジン、1,3,5−トリ(1,10−フェナントロリン−5−イル)ベンゼン、9,9’−ジフルオル−ビス(1,10−フェナントロリン−5−イル)等である。特にピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体を電子輸送層または電子注入層に用いると、低電圧、高効率を実現できる。
本発明の有機EL素子に使用される正孔注入材料および正孔輸送材料については、光導電材料において、正孔の電荷輸送材料として従来から慣用されている化合物や、有機EL素子の正孔注入層および正孔輸送層に使用されている公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。それらの例は、カルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、フタロシアニン誘導体等である。カルバゾール誘導体の例は、N−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾール等である。トリアリールアミン誘導体の例は、芳香族第3級アミンを主鎖あるいは側鎖に持つポリマー、1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン、N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(3−メチルフェニル)−4,4’−ジアミノビフェニル、N,N’−ジフェニル−N,N’−ジナフチル−4,4’−ジアミノビフェニル(以下、NPDと略記する。)、4,4’,4”−トリス{N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ}トリフェニルアミン、スターバーストアミン誘導体等である。フタロシアニン誘導体の例は、無金属フタロシアニン、銅フタロシアニン等である。
本発明の有機EL素子を構成する各層は、各層を構成すべき材料を蒸着法、スピンコート法またはキャスト法等の方法で薄膜とすることにより、形成することができる。このようにして形成された各層の膜厚については特に限定はなく、材料の性質に応じて適宜設定することができるが、通常2nm〜5000nmの範囲である。なお、発光材料を薄膜化する方法は、均質な膜が得やすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から蒸着法を採用するのが好ましい。蒸着法を用いて薄膜化する場合、その蒸着条件は、本発明の発光材料の種類、分子累積膜の目的とする結晶構造および会合構造等により異なる。蒸着条件は一般的に、ボート加熱温度50〜400℃、真空度10−6〜10−3Pa、蒸着速度0.01〜50nm/秒、基板温度−150〜+300℃、膜厚5nm〜5μmの範囲で適宜設定することが好ましい。
本発明の有機EL素子は、前記のいずれの構造であっても、基板に支持されていることが好ましい。基板は機械的強度、熱安定性および透明性を有するものであればよく、ガラス、透明プラスチックフィルム等を用いることができる。陽極物質は4eVより大きな仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を用いることができる。その例は、Au等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(以下、ITOと略記する)、SnO、ZnO等である。
陰極物質は4eVより小さな仕事関数の金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物を使用できる。その例は、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、リチウム、マグネシウム合金、アルミニウム合金等である。合金の例は、アルミニウム/フッ化リチウム、アルミニウム/リチウム、マグネシウム/銀、マグネシウム/インジウム等である。有機EL素子の発光を効率よく取り出すために、電極の少なくとも一方は光透過率を10%以上にすることが望ましい。電極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下にすることが好ましい。なお、膜厚は電極材料の性質にもよるが、通常10nm〜1μm、好ましくは10〜400nmの範囲に設定される。このような電極は、上述の電極物質を使用して、蒸着やスパッタリング等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。
次に、本発明の発光材料を用いて有機EL素子を作成する方法の一例として、前述の陽極/正孔注入層/正孔輸送層/本発明の発光材料+ドーパント(発光層)/電子輸送層/陰極からなる有機EL素子の作成法について説明する。適当な基板上に、陽極材料の薄膜を蒸着法により形成させて陽極を作製した後、この陽極上に正孔注入層および正孔輸送層の薄膜を形成させる。この上に本発明の発光材料とドーパントを共蒸着し薄膜を形成させて発光層とし、この発光層の上に電子輸送層を形成させ、さらに陰極用物質からなる薄膜を蒸着法により形成させて陰極とすることにより、目的の有機EL素子が得られる。なお、上述の有機EL素子の作製においては、作製順序を逆にして、陰極、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
なお、発光材料とドーパントの共蒸着は周知の方法により行った。すなわち、真空槽内の上部に基板を設置し、下方に2つの蒸発源を設置し、2つの蒸発源から同時に材料を蒸発させることにより、基板上に両材料を混合しながら堆積させた。ここで2つの蒸発源の間には仕切り板を設置し、基板の近傍および各蒸発源の近傍にはそれぞれ膜厚モニターを設置した。それぞれの材料を定められた蒸発速度で同時に蒸発させることにより、所望の混合比率の膜を得ることが出来る。なお2つの蒸発源の間に仕切り板があるため、各蒸発源の近傍に設置された膜厚モニターはもう一方の蒸発源から蒸発した分子は検知しないので、これを用いて、それぞれの蒸発速度を検知する。また基板の近傍に設置された膜厚モニターは両方の蒸発源から蒸発した分子を検知するので、これを用いて、堆積した膜厚を常時検知することにより、基板上に所望の膜厚の膜を調整することができる。本発明における共蒸着は前述の方法に限定されず、周知の方法で行うことができる。なお共蒸発の原理については、たとえば光学技術シリーズII光学薄膜(第2版)1986年10月10日発行 共立出版(株)の第9.2章(第153頁)に二源蒸着法として開示されている。また実用的な装置の概要はたとえば光・薄膜技術マニュアル(増補改訂版)平成4年8月31日発行(株)オプトロニクス社の第3部第1章第1節(第125頁の第8図)に有機ポリマー蒸着合成装置として開示されている。また特開2002−76027号公報には有機共蒸着膜の製造方法が開示されている。有機EL素子の製造への応用については、例えばC.W.Tang,S.A.VanSlyke,and C.H.Chen,J.Appl.Phys.65(9),3610−3616,(1989)に開示されている。
このようにして得られた有機EL素子に直流電圧を印加する場合には、陽極を+、陰極を−の極性として印加すればよく、電圧2〜40V程度を印加すると、透明又は半透明の電極側(陽極又は陰極、および両方)より発光が観測できる。また、この有機EL素子は、交流電圧を印加した場合にも発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明する。
[化合物(1−277)の合成]
窒素雰囲気下、10−ブロモ−1,8−ジクロロアントラセン3.26g、4−ビフェニルボロン酸14.9gをN,N−ジメチルホルムアミド100mlに溶かし、Pd(OAc)0.34g、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル1.2gを加えて1分間攪拌し、その後、リン酸三カリウム19.1gを加えて100℃で6時間加熱した。加熱終了後反応液を冷却し、水200mlを加えた。固体をろ別し、水、メタノールで洗浄して、粗製品6.2gが得られた。次いで、トルエン300mlを用い、ソックスレー抽出方法で抽出すると、目的化合物4.5gを得た。MSスペクトルおよびNMR測定により化合物(1−277)の構造を確認した。
融点:351℃[測定機器:Diamond DSC(PERKIN−ELMER社製);測定条件:冷却速度200℃/Min.、昇温速度10℃/Min.]
Figure 2006003842
[化合物(1−373)の合成]
窒素雰囲気下、10−ブロモ−1,8−ジクロロアントラセン3.26g、2−ビフェニルボロン酸14.9gをN,N−ジメチルホルムアミド100mlに溶かし、Pd(OAc)0.34g、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル1.2gを加えて1分間攪拌し、その後、リン酸三カリウム19.1gを加えて100℃で12時間加熱した。加熱終了後反応液を冷却し、水200mlを加えた。固体をろ別し、水、メタノールで洗浄して、粗製品5.9gが得られた。次いで、シリカゲルでカラム精製(溶媒:ヘプタン/トルエン=3/1)を行った後、目的化合物1.8gを得た。MSスペクトルおよびNMR測定により化合物(1−373)の構造を確認した。他の物性は以下の通りであった。
ガラス転移温度:91℃;融点:229℃[測定機器:Diamond DSC(PERKIN−ELMER社製);測定条件:冷却速度200℃/Min.、昇温速度10℃/Min.]
Figure 2006003842
[化合物(1−412)の合成]
窒素雰囲気下、10−ブロモ−1,8−ジクロロアントラセン3.26g、m−ターフェニル−5’−ボロン酸2.74gをトルエンとエタノールの混合溶媒100ml(トルエン/エタノール=4/1)に溶かし、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.58gを加えて5分間攪拌し、その後、2Mの炭酸ナトリウム水溶液10mlを加えて8時間還流した。加熱終了後反応液を冷却し、有機層を分取して、これを飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥剤を除去し、溶媒を減圧留去して得られた固体を、シリカゲルでカラム精製(溶媒:ヘプタン/トルエン=3/1)を行った後、中間化合物1,8−ジクロロ−10−(m−ターフェニル−5’−イル)アントラセン4.6gを得た。
窒素雰囲気下、トリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム(0)0.266g、トリ−tert−ブチルホスフィン0.117gを1,4−ジオキサン50mに溶かし、前記の1,8−ジクロロ−10−(m−ターフェニル−5’−イル)アントラセン4.6g、フェニルボロン酸3.54gおよびフッ化カリウム3.7gをそれぞれ加えた後、90℃で90時間加熱した。加熱終了後反応液を冷却し、シリカゲルでショートカラムを行った(溶媒:トルエン)。その後、シリカゲルでカラム精製(溶媒:ヘプタン/トルエン=2/1)を行った後、目的化合物3.6gを得た。MSスペクトルおよびNMR測定により化合物(1−412)の構造を確認した。他の物性は以下の通りであった。
ガラス転移温度(Tg):108℃;融点:257℃[測定機器:Diamond DSC(PERKIN−ELMER社製);測定条件:冷却速度200℃/Min.、昇温速度10℃/Min.]
[化合物(1−422)の合成]
窒素雰囲気下、10−ブロモ−1,8−ジクロロアントラセン3.26g、m−ターフェニル−5’−ボロン酸20.56gをN,N−ジメチルホルムアミド100mlに溶かし、Pd(OAc)0.34g、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル1.2gを加えて1分間攪拌し、その後、リン酸三カリウム19.1gを加えて100℃で8時間加熱した。加熱終了後反応液を冷却し、水200mlを加えた。固体をろ別し、水、メタノールで洗浄して、粗製品8.5gが得られた。次いで、シリカゲルでカラム精製(溶媒:ヘプタン/トルエン=2/1)を行った後、目的化合物6.2gを得た。MSスペクトルおよびNMR測定により化合物(1−422)の構造を確認した。他の物性は以下の通りであった。
ガラス転移温度:145℃;融点:307℃[測定機器:Diamond DSC(PERKIN−ELMER社製);測定条件:冷却速度200℃/Min.、昇温速度10℃/Min.]
Figure 2006003842
[化合物(1−626)の合成]
窒素雰囲気下、10−ブロモ−1,8−ジクロロアントラセン3.26g、2−ナフタレンボロン酸12.9gをN,N−ジメチルホルムアミド100mlに溶かし、Pd(OAc)0.34g、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル1.2gを加えて1分間攪拌し、その後、リン酸三カリウム19.1gを加えて100℃で4時間加熱した。加熱終了後反応液を冷却し、水200mlを加えた。固体をろ別し、水、メタノールで洗浄して、粗製品5.5gが得られた。次いで、シリカゲルでカラム精製(溶媒:ヘプタン/トルエン=2/1)を行った後、目的化合物4.2gを得た。MSスペクトルおよびNMR測定により化合物(1−626)の構造を確認した。他の物性は以下の通りであった。
ガラス転移温度:109℃;融点:277℃[測定機器:Diamond DSC(PERKIN−ELMER社製);測定条件:冷却速度200℃/Min.、昇温速度10℃/Min.]
Figure 2006003842
原料の化合物を適宜選択することにより、上記の合成例に準じた方法で、本発明の他の発光材料を合成することができる。
ITOを150nmの厚さに蒸着した26mm×28mm×0.7mmのガラス基板(東京三容真空(株)製)を透明支持基板とした。この透明支持基板を市販の蒸着装置(真空機工(株)製)の基板ホルダーに固定し、銅フタロシアニンを入れたモリブデン製蒸着用ボート、NPDを入れたモリブデン製蒸着用ボート、化合物(1−412)を入れたモリブデン製蒸着用ボート、ALQを入れたモリブデン製蒸着用ボート、フッ化リチウムを入れたモリブデン製蒸着用ボート、およびアルミニウムを入れたタングステン製蒸着用ボートを装着した。真空槽を1×10−3Paまで減圧し、銅フタロシアニンが入った蒸着用ボートを加熱して、膜厚20nmになるように銅フタロシアニンを蒸着して正孔注入層を形成し、次いで、NPD入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚30nmになるようにNPDを蒸着して正孔輸送層を形成した。次に、化合物(1−412)を入れたモリブデン製蒸着用ボートを加熱して、膜厚35nmになるように化合物(1−412)を蒸着して発光層を形成した。次にALQ入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚15nmになるようにALQを蒸着して電子輸送層を形成した。以上の蒸着速度は0.1〜0.2nm/秒であった。その後、フッ化リチウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚0.5nmになるように0.003〜0.01nm/秒の蒸着速度でフッ化リチウムを蒸着し、次いで、アルミニウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚100nmになるように0.2〜0.5nm/秒の蒸着速度でアルミニウムを蒸着することにより、有機EL素子を得た。ITO電極を陽極、フッ化リチウム/アルミニウム電極を陰極として、約4.8Vの直流電圧を印加すると、約4mA/cmの電流が流れ、発光効率2.5lm/Wで波長434nmの青色の発光を得た。また、50mA/cmの定電流駆動を行ったところ、初期輝度1000cd/mで、輝度半減時間は200時間の寿命特性を示した。
実施例6で電子輸送層に用いたALQをPyPySPyPyに替えた以外は、実施例6に準じた方法で有機EL素子を得た。ITO電極を陽極、弗化リチウム/アルミニウム電極を陰極として、約3Vの直流電圧を印加すると、約3mA/cmの電流が流れ、発光効率3.6lm/Wで波長436nmの青色の発光を得た。また、50mA/cmの定電流駆動を行ったところ、初期輝度1500cd/mで、輝度半減時間は160時間の寿命特性を示した。
ITOを150nmの厚さに蒸着した26mm×28mm×0.7mmのガラス基板(東京三容真空(株)製)を透明支持基板とした。この透明支持基板を市販の蒸着装置(真空機工(株)製)の基板ホルダーに固定し、銅フタロシアニンを入れたモリブデン製蒸着用ボート、NPDを入れたモリブデン製蒸着用ボート、化合物(1−412)を入れたモリブデン製蒸着用ボート、3,10−ビス(2,6−ジメチルフェニル)ペリレンを入れたモリブデン製蒸着用ボート、ALQを入れたモリブデン製蒸着用ボート、フッ化リチウムを入れたモリブデン製蒸着用ボート、およびアルミニウムを入れたタングステン製蒸着用ボートを装着した。真空槽を1×10−3Paまで減圧し、銅フタロシアニンが入った蒸着用ボートを加熱して、膜厚20nmになるように銅フタロシアニンを蒸着して正孔注入層を形成し、次いで、NPD入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚30nmになるようにNPDを蒸着して正孔輸送層を形成した。次に、化合物(1−412)を入れたモリブデン製蒸着用ボートおよび3,10−ビス(2,6−ジメチルフェニル)ペリレンを入れたモリブデン製蒸着用ボートを加熱して、膜厚35nmになるように両化合物を共蒸着して発光層を形成した。このとき、3,10−ビス(2,6−ジメチルフェニル)ペリレンのドープ濃度は約1重量%であった。次にALQ入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚15nmになるようにALQを蒸着して電子輸送層を形成した。以上の蒸着速度は0.1〜0.2nm/秒であった。その後、フッ化リチウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚0.5nmになるように0.003〜0.01nm/秒の蒸着速度でフッ化リチウムを蒸着し、次いで、アルミニウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚100nmになるように0.2〜0.5nm/秒の蒸着速度でアルミニウムを蒸着することにより、有機EL素子を得た。ITO電極を陽極、フッ化リチウム/アルミニウム電極を陰極として、約4.5Vの直流電圧を印加すると、約1.9mA/cmの電流が流れ、発光効率4lm/Wで波長469nmの青色の発光を得た。また、50mA/cmの定電流駆動を行ったところ、初期輝度1850cd/mで、輝度半減時間は350時間の寿命特性を示した。
実施例8で発光ドーパントに用いた3,10−ビス(2,6−ジメチルフェニル)ペリレンをN,N,N’,N’−テトラ(4−ビフェニリル)−4、4’−ジアミノスチルベンに替えた以外は、実施例8に準じた方法で有機EL素子を得た。ITO電極を陽極、フッ化リチウム/アルミニウム電極を陰極として、約4.5Vの直流電圧を印加すると、約1.3mA/cmの電流が流れ、発光効率5.3lm/Wで波長480nmの青色の発光を得た。また、50mA/cmの定電流駆動を行ったところ、初期輝度3100cd/mで、輝度半減時間は300時間の寿命特性を示した。
実施例9で用いた化合物(1−412)を化合物(1−422)に替えた以外は、実施例9に準じた方法で有機EL素子を得た。ITO電極を陽極、フッ化リチウム/アルミニウム電極を陰極として、約4.7Vの直流電圧を印加すると、約1.7mA/cmの電流が流れ、発光効率5.0lm/Wで波長479nmの青色の発光を得た。また、50mA/cmの定電流駆動を行ったところ、初期輝度3000cd/mで、輝度半減時間は280時間の寿命特性を示した。
実施例8で電子輸送層に用いたALQをPyPySPyPyに替えた以外は、実施例8に準じた方法で有機EL素子を得た。ITO電極を陽極、フッ化リチウム/アルミニウム電極を陰極として、約3Vの直流電圧を印加すると、約1mA/cmの電流が流れ、発光効率6lm/Wで波長468nmの青色の発光を得た。また、50mA/cmの定電流駆動を行ったところ、初期輝度2600cd/mで、輝度半減時間は250時間の寿命特性を示した。
ITOを150nmの厚さに蒸着した26mm×28mm×0.7mmのガラス基板(東京三容真空(株)製)を透明支持基板とした。この透明支持基板を市販の蒸着装置(真空機工(株)製)の基板ホルダーに固定し、銅フタロシアニンを入れたモリブデン製蒸着用ボート、NPDを入れたモリブデン製蒸着用ボート、9−(2−ナフチル)−10−(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセンを入れたモリブデン製蒸着用ボート、化合物(1−412)を入れたモリブデン製蒸着用ボート、ALQを入れたモリブデン製蒸着用ボート、フッ化リチウムを入れたモリブデン製蒸着用ボート、およびアルミニウムを入れたタングステン製蒸着用ボートを装着した。真空槽を1×10−3Paまで減圧し、銅フタロシアニンが入った蒸着用ボートを加熱して、膜厚20nmになるように銅フタロシアニンを蒸着して正孔注入層を形成し、次いで、NPD入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚30nmになるようにNPDを蒸着して正孔輸送層を形成した。次に、9−(2−ナフチル)−10−(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセンを入れたモリブデン製蒸着用ボートおよび化合物(1−412)を入れたモリブデン製蒸着用ボートを加熱して、膜厚35nmになるように両化合物を共蒸着して発光層を形成した。このとき、化合物(1−412)のドープ濃度は約1重量%であった。次にALQ入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚15nmになるようにALQを蒸着して電子輸送層を形成した。以上の蒸着速度は0.1〜0.2nm/秒であった。その後、フッ化リチウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚0.5nmになるように0.003〜0.01nm/秒の蒸着速度でフッ化リチウムを蒸着し、次いで、アルミニウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚100nmになるように0.2〜0.5nm/秒の蒸着速度でアルミニウムを蒸着することにより、有機EL素子を得た。ITO電極を陽極、フッ化リチウム/アルミニウム電極を陰極として、約4.7Vの直流電圧を印加すると、約3.9mA/cmの電流が流れ、発光効率3lm/Wで波長435nmの青色の発光を得た。また、50mA/cmの定電流駆動を行ったところ、初期輝度1300cd/mで、輝度半減時間は210時間の寿命特性を示した。
本発明の発光材料は青色発光に特に優れている。この発光材料を用いると高い発光効率、低い駆動電圧、優れた耐熱性、長い寿命を有する有機EL素子を得ることができる。本発明の有機EL素子を用いることにより、フルカラー表示等の高性能のディスプレイ装置を作成できる。

Claims (27)

  1. 下記式(1)で表わされる発光材料。
    Figure 2006003842
    式(1)中、R〜Rは、独立して、水素、炭素数1〜24のアルキル、炭素数3〜24のシクロアルキルであり、この炭素数1〜24のアルキルにおける任意の−CH−は−O−で置き換えられてもよく、また、アントラセン環に直結している−CH−以外の任意の−CH−は炭素数6〜24のアリーレンで置き換えられてもよく、この炭素数3〜24のシクロアルキルにおける任意の水素は炭素数1〜24のアルキルまたは炭素数6〜50のアリールで置き換えられてもよく;
    Arは、炭素数6〜50の非縮合環系アリール、2−ナフチル、9−フェナントリル、6−クリセニル、2−トリフェニレニル、2−フルオレニル、9−カルバゾリル、2−チエニル、および2−ベンゾチエニルからなる基の群から選択された1つであり、
    これらの基の任意の水素は、炭素数1〜24のアルキル、炭素数3〜12のシクロアルキル、炭素数6〜24のアリール、またはヘテロアリールで置き換えられてもよく、この炭素数1〜24のアルキルにおける任意の−CH−は−O−で置き換えられてもよく、また、これらの基に直結している−CH−以外の任意の−CH−は炭素数6〜24のアリーレンで置き換えられてもよく、この炭素数3〜24のシクロアルキルにおける任意の水素は炭素数1〜24のアルキルまたは炭素数6〜24のアリールで置き換えられてもよく、この炭素数6〜24のアリールにおける任意の水素は炭素数1〜12のアルキル、炭素数3〜12のシクロアルキルまたは炭素数6〜24のアリールで置き換えられてもよく、そして、このヘテロアリールにおける任意の水素は炭素数1〜12のアルキル、炭素数3〜12のシクロアルキルまたは炭素数6〜24のアリールで置き換えられてもよく;そして、
    ArおよびArは、独立して、炭素数6〜50の非縮合環系アリール、炭素数10〜50の縮合環系アリールまたはヘテロアリールである。
  2. 〜Rが、独立して、水素、メチル、またはtert−ブチルであり;Arが炭素数6〜50の非縮合環系アリールである、請求項1に記載の発光材料。
  3. 〜Rが、独立して、水素、メチル、またはtert−ブチルであり;Arがフェニル、ビフェニリル、ターフェニリル、またはクアテルフェニリルである、請求項1に記載の発光材料。
  4. 〜Rが、独立して、水素、メチル、またはtert−ブチルであり;Arが2−ナフチル、9−フェナントリル、6−クリセニル、2−トリフェニレニル、2−フルオレニル、9−カルバゾリル、2−チエニル、または2−ベンゾチエニルである、請求項1に記載の発光材料。
  5. 下記式(1)で表わされる発光材料。
    Figure 2006003842
    式(1)中、R〜Rは、独立して、水素、メチル、またはtert−ブチルであり;
    Arは式(2)で表される非縮合環系アリールであり;
    ArおよびArは、独立して、フェニル、4−tert−ブチルフェニル、4−(9−カルバゾリル)フェニル、2−ビフェニリル、3−ビフェニリル、4−ビフェニリル、m−ターフェニル−5’−イル、3,5−ジ(2−ナフチル)フェニル、p−クアテルフェニル−3’−イル、m−クアテルフェニル−3−イル、o−クアテルフェニル−2−イル、1−ナフチル、4−フェニル−1−ナフチル、4−(9−カルバゾリル)−1−ナフチル、2−ナフチル、6−(m−ターフェニル−5’−イル)−2−ナフチル、6−(2−ナフチル)−2−ナフチル、9−フェナントリル、2−ベンゾチエニル、または3−フェニル−2−ベンゾチエニルである。
    Figure 2006003842
    式(2)中、nは0〜8の整数であり;
    〜R16は、独立して、水素、炭素数1〜24のアルキル、炭素数3〜24のシクロアルキル、炭素数6〜24のアリール、またはヘテロアリールであり、この炭素数1〜24のアルキルにおける任意の−CH−は−O−で置き換えられてもよく、また、ベンゼン環に直結している−CH−以外の任意の−CH−は炭素数6〜24のアリーレンで置き換えられてもよく、この炭素数3〜24のシクロアルキルにおける任意の水素は炭素数1〜24のアルキルまたは炭素数6〜24のアリールで置き換えられてもよく、この炭素数6〜24のアリールにおける任意の水素は炭素数1〜12のアルキル、炭素数3〜12のシクロアルキルまたは炭素数6〜24のアリールで置き換えられてもよく、そして、このヘテロアリールにおける任意の水素は炭素数1〜12のアルキル、炭素数3〜12のシクロアルキルまたは炭素数6〜24のアリールで置き換えられてもよい。
  6. Arが、任意の水素がメチル、tert−ブチル、フェニル、2−ナフチル、1−ナフチル、2−ベンゾチエニル、3−フェニル−2−ベンゾチエニル、または9−カルバゾリルで置き換えられてもよい、フェニル、ビフェニリル、ターフェニリル、またはクアテルフェニリルである、請求項5に記載の発光材料。
  7. Arが、任意の水素がメチル、tert−ブチル、フェニル、2−ナフチル、1−ナフチル、2−ベンゾチエニル、3−フェニル−2−ベンゾチエニル、または9−カルバゾリルで置き換えられてもよい、フェニル、2−ビフェニリル、3−ビフェニリル、4−ビフェニリル、m−ターフェニル−5’−イル、m−クアテルフェニル−3−イル、またはo−クアテルフェニル−3−イルである、請求項5に記載の発光材料。
  8. 下記式(1)で表わされる発光材料。
    Figure 2006003842
    式(1)中、R〜Rは、独立して、水素、メチル、またはtert−ブチルであり;
    Arは、任意の水素がメチル、tert−ブチル、フェニル、m−ターフェニル−5’−イル、2−ナフチル、1−ナフチル、2−ベンゾチエニル、3−フェニル−2−ベンゾチエニル、または9−カルバゾリルで置き換えられてもよい、2−ナフチル、9−フェナントリル、6−クリセニル、2−トリフェニレニル、2−フルオレニル、9−カルバゾリル、2−チエニル、または2−ベンゾチエニルであり;
    ArおよびArは、独立して、フェニル、4−tert−ブチルフェニル、4−(9−カルバゾリル)フェニル、2−ビフェニリル、3−ビフェニリル、4−ビフェニリル、m−ターフェニル−5’−イル、3,5−ジ(2−ナフチル)フェニル、p−クアテルフェニル−3’−イル、m−クアテルフェニル−3−イル、o−クアテルフェニル−2−イル、1−ナフチル、4−フェニル−1−ナフチル、4−(9−カルバゾリル)−1−ナフチル、2−ナフチル、6−(m−ターフェニル−5’−イル)−2−ナフチル、6−(2−ナフチル)−2−ナフチル、9−フェナントリル、2−ベンゾチエニル、または3−フェニル−2−ベンゾチエニルである。
  9. Arがフェニル、4−tert−ブチルフェニルおよび4−(9−カルバゾリル)フェニルから選ばれる1つである、請求項5〜7のいずれか1項に記載の発光材料。
  10. Arが2−ビフェニリル、3−ビフェニリルおよび4−ビフェニリルから選ばれる1つである、請求項5〜7のいずれか1項に記載の発光材料。
  11. Arがm−ターフェニル−5’−イルである、請求項5〜7のいずれか1項に記載の発光材料。
  12. Arが3,5−ジ(2−ナフチル)フェニルである、請求項5〜7のいずれか1項に記載の発光材料。
  13. Arがm−クアテルフェニル−3−イルまたはo−クアテルフェニル−3−イルである、請求項5〜7のいずれか1項に記載の発光材料。
  14. Arが2−ナフチル、6−(m−ターフェニル−5’−イル)−2−ナフチル、6−(2−ナフチル)−2−ナフチル、および6−(9−カルバゾリル)−2−ナフチルから選ばれる1つである、請求項8に記載の発光材料。
  15. Arが9−フェナントリルである、請求項8に記載の発光材料。
  16. Arが9−カルバゾリルである、請求項8に記載の発光材料。
  17. Arが2−ベンゾチエニルまたは3−フェニル−2−ベンゾチエニルである、請求項8に記載の発光材料。
  18. 〜Rが水素であり、Rが水素またはメチルであり、ArおよびArがフェニル、4−tert−ブチルフェニルおよび4−(9−カルバゾリル)フェニルから選ばれる1つである、請求項9〜17のいずれか1項に記載の発光材料。
  19. 〜Rが水素であり、Rが水素またはメチルであり、ArおよびArが2−ビフェニリル、3−ビフェニリルおよび4−ビフェニリルから選ばれる1つである、請求項9〜17のいずれか1項に記載の発光材料。
  20. 〜Rが水素であり、Rが水素またはメチルであり、ArおよびArがm−ターフェニル−5’−イルである、請求項9〜17のいずれか1項に記載の発光材料。
  21. 〜Rが水素であり、Rが水素またはメチルであり、ArおよびArが3,5−ジ(2−ナフチル)フェニルである、請求項9〜17のいずれか1項に記載の発光材料。
  22. 〜Rが水素であり、Rが水素またはメチルであり、ArおよびArがp−クアテルフェニル−3’−イル、m−クアテルフェニル−3−イルおよびo−クアテルフェニル−2−イルから選ばれる1つである、請求項9〜17のいずれか1項に記載の発光材料。
  23. 〜Rが水素であり、Rが水素またはメチルであり、ArおよびArが1−ナフチル、4−フェニル−1−ナフチルおよび4−(9−カルバゾリル)−1−ナフチルから選ばれる1つである、請求項9〜17のいずれか1項に記載の発光材料。
  24. 〜Rが水素であり、Rが水素またはメチルであり、ArおよびArが2−ナフチル、6−(m−ターフェニル−5’−イル)−2−ナフチルおよび6−(2−ナフチル)−2−ナフチルから選ばれる1つである、請求項9〜17のいずれか1項に記載の発光材料。
  25. 〜Rが水素であり、Rが水素またはメチルであり、ArおよびArが9−フェナントリルである、請求項9〜18のいずれか1項に記載の発光材料。
  26. 〜Rが水素であり、Rが水素またはメチルであり、ArおよびArが2−ベンゾチエニルまたは3−フェニル−2−ベンゾチエニルである、請求項9〜18のいずれか1項に記載の発光材料
  27. 基板上に、陽極および陰極により挟持された、少なくとも正孔輸送層、発光層および電子輸送層を有する有機電界発光素子において、該発光層が請求項1〜26に記載の発光材料を含有する有機電界発光素子。
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