JPWO2016088354A1 - 金属錯体化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、組成物、有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
下記式(1)で表される化合物。
Description
本発明は、金属錯体化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、組成物、有機エレクトロルミネッセンス素子、及びそれを搭載する電子機器に関する。
電気エネルギーを光に変換して発光できる発光材料(ドーパント)として、蛍光を発光する蛍光発光材料と、燐光を発光する燐光発光材料が知られている。燐光発光材料として4座配位子を有する白金錯体が知られている(特許文献1〜4、非特許文献1)。
Organic Electronics 15(2014) 1862−1867
有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)の製造において、一定の素子性能の素子を効率よく製造できることが求められている。しかし、従来の発光材料では、発光層中における発光材料の濃度変動によって、駆動電圧が大きく変動してしまうという場合があった。このような観点より、添加濃度を厳密に一定に維持できない場合であっても、駆動電圧の変動幅が小さく、一定の素子性能を維持できる発光材料が求められている。
本発明の目的は、新規な4座配位子からなる白金錯体、及びこれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。また、本発明の目的は、有機EL素子の発光材料として用いた場合に、発光層における添加濃度が変動した場合にも、有機EL素子の駆動電圧の変動幅が小さい素子を提供できる白金錯体、及びこれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。
本発明の目的は、新規な4座配位子からなる白金錯体、及びこれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。また、本発明の目的は、有機EL素子の発光材料として用いた場合に、発光層における添加濃度が変動した場合にも、有機EL素子の駆動電圧の変動幅が小さい素子を提供できる白金錯体、及びこれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。
本発明の一態様によれば、以下の新規化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、組成物、有機エレクトロルミネッセンス素子用のインク、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器が提供される。
本発明の一態様は、下記式(1)で表される化合物である。
(式(1)中、
環Aは、X1を含んで構成される環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環、又はX1を含んで構成される環形成原子数5〜30の複素環である。
環Bは、X2を含んで構成される環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環、又はX2を含んで構成される環形成原子数5〜30の複素環である。
環Cは、X3を含んで構成される環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環、又はX3を含んで構成される環形成原子数5〜30の複素環である。
R1〜R4は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数3〜20のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数2〜20のアルケニル基、置換若しくは無置換の炭素数2〜20のアルキニル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシ基、又はハロゲン原子である。
Y1〜Y4は、それぞれ独立して、CH、R4が結合した炭素原子、又は窒素原子である。
n1〜n4は、それぞれ独立して、0〜4である。
n1〜n4がそれぞれ2以上の場合、複数存在するR1〜R4は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
L1及びL2は、それぞれ環Aと環B、及び環Bと環Cを連結する基であり、それぞれ独立して−C(R5)2−、−O−、−S−、−NR6−又は−Si(R7)2−である。
R5、R6及びR7は、それぞれ独立して水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基である。複数存在するR5及びR7は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
R1〜R7は、隣接するもの同士がそれぞれ互いに結合して環を形成してもよいし、環A〜Cを構成する原子又はR4が置換していないY1〜Y4と互いに結合して環を形成してもよい。
但し、n1+n2+n3+n4≧1の場合、存在するR1〜R4の少なくとも1つは、置換もしくは無置換の炭素数3〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数3〜20のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、ハロゲン原子、又は、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、及び置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基から選択される基で置換されたシリル基からなる群から選択される置換基Zであるか、又は
n1+n2+n3+n4=0であるか、若しくはn1+n2+n3+n4≧1であって存在するR1〜R4の全てが前記置換基Zではない場合、L1及びL2の少なくとも1つは、−C(R5)2−、−NR6−又は−Si(R7)2−であり、存在するR5〜R7の少なくとも1つは、前記置換基Zを有する環形成炭素数6〜30のアリール基、又は前記置換基Zを有する環形成原子数5〜30のヘテロアリール基である。)
本発明の一態様は、前記式(1)で表される化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子用材料である。
本発明の一態様は、前記式(1)で表される化合物と有機溶媒を含有する組成物である。
本発明の一態様は、陰極と陽極の間に、発光層を含む1以上の有機薄膜層が挟持されてなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機薄膜層の少なくとも一層が、前記式(1)で表される化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子である。
本発明の一態様は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した電子機器である。
本発明の一態様は、下記式(1)で表される化合物である。
環Aは、X1を含んで構成される環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環、又はX1を含んで構成される環形成原子数5〜30の複素環である。
環Bは、X2を含んで構成される環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環、又はX2を含んで構成される環形成原子数5〜30の複素環である。
環Cは、X3を含んで構成される環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環、又はX3を含んで構成される環形成原子数5〜30の複素環である。
R1〜R4は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数3〜20のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数2〜20のアルケニル基、置換若しくは無置換の炭素数2〜20のアルキニル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシ基、又はハロゲン原子である。
Y1〜Y4は、それぞれ独立して、CH、R4が結合した炭素原子、又は窒素原子である。
n1〜n4は、それぞれ独立して、0〜4である。
n1〜n4がそれぞれ2以上の場合、複数存在するR1〜R4は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
L1及びL2は、それぞれ環Aと環B、及び環Bと環Cを連結する基であり、それぞれ独立して−C(R5)2−、−O−、−S−、−NR6−又は−Si(R7)2−である。
R5、R6及びR7は、それぞれ独立して水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基である。複数存在するR5及びR7は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
R1〜R7は、隣接するもの同士がそれぞれ互いに結合して環を形成してもよいし、環A〜Cを構成する原子又はR4が置換していないY1〜Y4と互いに結合して環を形成してもよい。
但し、n1+n2+n3+n4≧1の場合、存在するR1〜R4の少なくとも1つは、置換もしくは無置換の炭素数3〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数3〜20のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、ハロゲン原子、又は、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、及び置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基から選択される基で置換されたシリル基からなる群から選択される置換基Zであるか、又は
n1+n2+n3+n4=0であるか、若しくはn1+n2+n3+n4≧1であって存在するR1〜R4の全てが前記置換基Zではない場合、L1及びL2の少なくとも1つは、−C(R5)2−、−NR6−又は−Si(R7)2−であり、存在するR5〜R7の少なくとも1つは、前記置換基Zを有する環形成炭素数6〜30のアリール基、又は前記置換基Zを有する環形成原子数5〜30のヘテロアリール基である。)
本発明の一態様は、前記式(1)で表される化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子用材料である。
本発明の一態様は、前記式(1)で表される化合物と有機溶媒を含有する組成物である。
本発明の一態様は、陰極と陽極の間に、発光層を含む1以上の有機薄膜層が挟持されてなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機薄膜層の少なくとも一層が、前記式(1)で表される化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子である。
本発明の一態様は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した電子機器である。
本発明によれば、新規な4座配位子からなる白金錯体、及びこれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子が提供できる。また、本発明によれば、有機EL素子の発光材料として用いた場合に、発光層における添加濃度が変動した場合にも、有機EL素子の駆動電圧の変動幅が小さい素子を提供できる白金錯体、及びこれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供できる。
(新規化合物)
本発明の一態様である下記式(1)で表される化合物は、新規な4座配位子からなる白金錯体化合物である。
下記式(1)で表される化合物。
(式(1)中、
環Aは、X1を含んで構成される環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環、又はX1を含んで構成される環形成原子数5〜30の複素環である。
環Bは、X2を含んで構成される環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環、又はX2を含んで構成される環形成原子数5〜30の複素環である。
環Cは、X3を含んで構成される環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環、又はX3を含んで構成される環形成原子数5〜30の複素環である。
R1〜R4は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数3〜20のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数2〜20のアルケニル基、置換若しくは無置換の炭素数2〜20のアルキニル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシ基、又はハロゲン原子である。
Y1〜Y4は、それぞれ独立して、CH、R4が結合した炭素原子、又は窒素原子である。
n1〜n4は、それぞれ独立して、0〜4である。
n1〜n4がそれぞれ2以上の場合、複数存在するR1〜R4は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
L1及びL2は、それぞれ環Aと環B、及び環Bと環Cを連結する基であり、それぞれ独立して−C(R5)2−、−O−、−S−、−NR6−又は−Si(R7)2−である。
R5、R6及びR7は、それぞれ独立して水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基である。複数存在するR5及びR7は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
R1〜R7は、隣接するもの同士がそれぞれ互いに結合して環を形成してもよいし、環A〜Cを構成する原子又はR4が置換していないY1〜Y4と互いに結合して環を形成してもよい。
但し、n1+n2+n3+n4≧1の場合、存在するR1〜R4の少なくとも1つは、置換もしくは無置換の炭素数3〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数3〜20のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、ハロゲン原子、又は、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、及び置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基から選択される基で置換されたシリル基からなる群から選択される置換基Zであるか、又は
n1+n2+n3+n4=0であるか、若しくはn1+n2+n3+n4≧1であって存在するR1〜R4の全てが前記置換基Zではない場合、L1及びL2の少なくとも1つは、−C(R5)2−、−NR6−又は−Si(R7)2−であり、存在するR5〜R7の少なくとも1つは、前記置換基Zを有する環形成炭素数6〜30のアリール基、又は前記置換基Zを有する環形成原子数5〜30のヘテロアリール基である。)
本発明の一態様である下記式(1)で表される化合物は、新規な4座配位子からなる白金錯体化合物である。
下記式(1)で表される化合物。
環Aは、X1を含んで構成される環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環、又はX1を含んで構成される環形成原子数5〜30の複素環である。
環Bは、X2を含んで構成される環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環、又はX2を含んで構成される環形成原子数5〜30の複素環である。
環Cは、X3を含んで構成される環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環、又はX3を含んで構成される環形成原子数5〜30の複素環である。
R1〜R4は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数3〜20のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数2〜20のアルケニル基、置換若しくは無置換の炭素数2〜20のアルキニル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシ基、又はハロゲン原子である。
Y1〜Y4は、それぞれ独立して、CH、R4が結合した炭素原子、又は窒素原子である。
n1〜n4は、それぞれ独立して、0〜4である。
n1〜n4がそれぞれ2以上の場合、複数存在するR1〜R4は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
L1及びL2は、それぞれ環Aと環B、及び環Bと環Cを連結する基であり、それぞれ独立して−C(R5)2−、−O−、−S−、−NR6−又は−Si(R7)2−である。
R5、R6及びR7は、それぞれ独立して水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基である。複数存在するR5及びR7は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
R1〜R7は、隣接するもの同士がそれぞれ互いに結合して環を形成してもよいし、環A〜Cを構成する原子又はR4が置換していないY1〜Y4と互いに結合して環を形成してもよい。
但し、n1+n2+n3+n4≧1の場合、存在するR1〜R4の少なくとも1つは、置換もしくは無置換の炭素数3〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数3〜20のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、ハロゲン原子、又は、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、及び置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基から選択される基で置換されたシリル基からなる群から選択される置換基Zであるか、又は
n1+n2+n3+n4=0であるか、若しくはn1+n2+n3+n4≧1であって存在するR1〜R4の全てが前記置換基Zではない場合、L1及びL2の少なくとも1つは、−C(R5)2−、−NR6−又は−Si(R7)2−であり、存在するR5〜R7の少なくとも1つは、前記置換基Zを有する環形成炭素数6〜30のアリール基、又は前記置換基Zを有する環形成原子数5〜30のヘテロアリール基である。)
式(1)で表される化合物は、少なくとも1つの特定の嵩高い置換基Zを導入することにより、分子間の会合が抑制される(スタック性が低減される)。
R1〜R4が存在し(n1+n2+n3+n4≧1の場合)、R1〜R4の少なくとも1つは、分子間の会合を抑制するための嵩高い置換基Zであるか、R1〜R4が存在しない場合(n1+n2+n3+n4=0の場合)若しくは存在するR1〜R4の全てが前記置換基Zではない場合には、L1及びL2の少なくとも1つは、−C(R5)2−、−NR6−又は−Si(R7)2−であり、存在するR5〜R7の少なくとも1つは、前記嵩高い置換基Zを有する環形成炭素数6〜30のアリール基、又は前記置換基Zを有する環形成原子数5〜30のヘテロアリール基である。存在するR1〜R4の全てが前記置換基Zではない場合とは、例えば、R1〜R4のいずれかは存在する(n1+n2+n3+n4≧1である)が、それが置換基Zには該当しないメチル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシ基、ハロゲン原子等である場合が挙げられる。
置換基Zがアルキル基である場合には、置換もしくは無置換の炭素数3〜20のアルキル基である。メチル基及びエチル基では、式(1)で表される化合物の分子間の会合を十分に抑制できないおそれがある。
置換基Zがアルキル基である場合には、置換もしくは無置換の炭素数3〜20のアルキル基である。メチル基及びエチル基では、式(1)で表される化合物の分子間の会合を十分に抑制できないおそれがある。
また、Y1〜Y4を含んで構成される環が、5員環ではなく6員環であることも、環Aとの間でより大きなねじれを生じ、分子内の平面性を失わせ、分子間の会合を抑制するのに寄与すると考えられる。
分子間の会合が抑制されることにより、発光の量子収率の低下や発光波長のレッドシフト、ブロード化を抑制でき、錯体単一の本来の特性を引き出すことができる。このことは、有機EL素子にした場合において、色純度や発光特性の改善に有利となる。
従って、式(1)で表される化合物を有機EL素子に用いると、その添加濃度による駆動電圧の変動幅が、従来の4座配位子からなる白金錯体化合物に比べて小さい。即ち、添加濃度の許容幅が広い。この特性により、添加濃度を厳密に一定に維持できない場合であっても、駆動電圧の変動幅が小さく、一定の素子性能を維持でき、有機EL素子の製造効率を向上させることができる。
本明細書において、環形成原子数とは、原子が環状に結合した構造(例えば単環、縮合環、環集合)の化合物(例えば単環化合物、縮合環化合物、架橋化合物、炭素環化合物、複素環化合物)の当該環自体を構成する原子の数を表す。環を構成しない原子や、当該環が置換基によって置換される場合の置換基に含まれる原子は環形成原子数には含まない。以下で記載される「環形成原子数」については、特筆しない限り同様とする。例えば、ピリジン環は環形成原子数は6であり、キナゾリン環は環形成原子数が10であり、フラン環の環形成原子数が5である。ピリジン環やキナゾリン環の炭素原子にそれぞれ結合している水素原子や置換基を構成する原子については、環形成原子数の数に含めない。また、フルオレン環に置換基として例えばフルオレン環が結合している場合(スピロフルオレン環を含む)、置換基としてのフルオレン環の原子数は環形成原子数の数に含めない。
本明細書において、「置換もしくは無置換の炭素数XX〜YYのZZ基」という表現における「炭素数XX〜YY」は、ZZ基が無置換である場合の炭素数を表すものであり、置換されている場合の置換基の炭素数は含めない。
本明細書において、「置換もしくは無置換の原子数XX〜YYのZZ基」という表現における「原子数XX〜YY」は、ZZ基が無置換である場合の原子数を表すものであり、置換されている場合の置換基の原子数は含めない。
本明細書において、「置換もしくは無置換の原子数XX〜YYのZZ基」という表現における「原子数XX〜YY」は、ZZ基が無置換である場合の原子数を表すものであり、置換されている場合の置換基の原子数は含めない。
本明細書において、「置換もしくは無置換の」という場合における「無置換」とは前記置換基で置換されておらず、水素原子が結合していることを意味する。
本明細書において、水素原子とは、中性子数が異なる同位体、即ち、軽水素(protium)、重水素(deuterium)、三重水素(tritium)、を包含する。
本明細書において、水素原子とは、中性子数が異なる同位体、即ち、軽水素(protium)、重水素(deuterium)、三重水素(tritium)、を包含する。
本明細書において、特に断らない限り、隣接する置換基同士で環を形成してもよい。
上記式(1)及び後記する式(2)〜(9)における各基の具体例を以下に挙げる。
環形成炭素数6〜30のアリール基の例としては、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、6−クリセニル基、1−ベンゾ[c]フェナントリル基、2−ベンゾ[c]フェナントリル基、3−ベンゾ[c]フェナントリル基、4−ベンゾ[c]フェナントリル基、5−ベンゾ[c]フェナントリル基、6−ベンゾ[c]フェナントリル基、1−ベンゾ[g]クリセニル基、2−ベンゾ[g]クリセニル基、3−ベンゾ[g]クリセニル基、4−ベンゾ[g]クリセニル基、5−ベンゾ[g]クリセニル基、6−ベンゾ[g]クリセニル基、7−ベンゾ[g]クリセニル基、8−ベンゾ[g]クリセニル基、9−ベンゾ[g]クリセニル基、10−ベンゾ[g]クリセニル基、11−ベンゾ[g]クリセニル基、12−ベンゾ[g]クリセニル基、13−ベンゾ[g]クリセニル基、14−ベンゾ[g]クリセニル基、1−ベンゾ[a]アントリル基、2−ベンゾ[a]アントリル基、3−ベンゾ[a]アントリル基、4−ベンゾ[a]アントリル基、5−ベンゾ[a]アントリル基、6−ベンゾ[a]アントリル基、7−ベンゾ[a]アントリル基、8−ベンゾ[a]アントリル基、9−ベンゾ[a]アントリル基、10−ベンゾ[a]アントリル基、11−ベンゾ[a]アントリル基、12−ベンゾ[a]アントリル基、13−ベンゾ[a]アントリル基、14−ベンゾ[a]アントリル基、1−トリフェニル基、2−トリフェニル基、1−フルオレニル、2−フルオレニル基、3−フルオレニル基、4−フルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、2−ビフェニルイル基、3−ビフェニルイル基、4−ビフェニルイル基、p−ターフェニル−4−イル基、p−ターフェニル−3−イル基、p−ターフェニル−2−イル基、m−ターフェニル−4−イル基、m−ターフェニル−3−イル基、m−ターフェニル−2−イル基、等が挙げられる。
好ましくは、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−フルオレニル、2−フルオレニル基、3−フルオレニル基、4−フルオレニル基、5−ベンゾ[c]フェナントリル基、4−ベンゾ[a]アントリル基、7−ベンゾ[a]アントリル基、1−トリフェニル基、2−トリフェニル基である。
好ましくは、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−フルオレニル、2−フルオレニル基、3−フルオレニル基、4−フルオレニル基、5−ベンゾ[c]フェナントリル基、4−ベンゾ[a]アントリル基、7−ベンゾ[a]アントリル基、1−トリフェニル基、2−トリフェニル基である。
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基は、−OY2と表され、Y2の例としては前記環形成原子数5〜30のアリール基において挙げたものと同様のものが挙げられる。
環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環は、上記環形成炭素数6〜30のアリール基に対応する芳香族環である。
「X1を含んで構成される環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環」は、例えば、炭素数6のベンゼン環であれば、X1がベンゼン環を構成する6個の炭素原子のうちの1つであることを意味する。環A〜Cが芳香族炭化水素環である場合には、X1〜X3は炭素原子である。
「X1を含んで構成される環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環」は、例えば、炭素数6のベンゼン環であれば、X1がベンゼン環を構成する6個の炭素原子のうちの1つであることを意味する。環A〜Cが芳香族炭化水素環である場合には、X1〜X3は炭素原子である。
環形成原子数5〜30のヘテロアリール基の例としては、1−ピロリル基、2−ピロリル基、3−ピロリル基、ピラジニル基、2−ピリジニル基、3−ピリジニル基、4−ピリジニル基、1−インドリル基、2−インドリル基、3−インドリル基、4−インドリル基、5−インドリル基、6−インドリル基、7−インドリル基、1−イソインドリル基、2−イソインドリル基、3−イソインドリル基、4−イソインドリル基、5−イソインドリル基、6−イソインドリル基、7−イソインドリル基、2−フリル基、3−フリル基、2−ベンゾフラニル基、3−ベンゾフラニル基、4−ベンゾフラニル基、5−ベンゾフラニル基、6−ベンゾフラニル基、7−ベンゾフラニル基、1−イソベンゾフラニル基、3−イソベンゾフラニル基、4−イソベンゾフラニル基、5−イソベンゾフラニル基、6−イソベンゾフラニル基、7−イソベンゾフラニル基、1−ジベンゾフラニル基、2−ジベンゾフラニル基、3−ジベンゾフラニル基、4−ジベンゾフラニル基、1−ジベンゾチオフェニル基、2−ジベンゾチオフェニル基、3−ジベンゾチオフェニル基、4−ジベンゾチオフェニル基、2−ベンゾフラチオフェニル基、3−ベンゾチオフェニル基、4−ベンゾチオフェニル基、5−ベンゾチオフェニル基、6−ベンゾチオフェニル基、7−ベンゾチオフェニル基、キノリル基、3−キノリル基、4−キノリル基、5−キノリル基、6−キノリル基、7−キノリル基、8−キノリル基、1−イソキノリル基、3−イソキノリル基、4−イソキノリル基、5−イソキノリル基、6−イソキノリル基、7−イソキノリル基、8−イソキノリル基、2−キノキサリニル基、5−キノキサリニル基、6−キノキサリニル基、2−キナゾリニル基、4−キナゾリニル基、5−キナゾリニル基、6−キナゾリニル基、7−キナゾリニル基、8−キナゾリニル基、1−フェナントリジニル基、2−フェナントリジニル基、3−フェナントリジニル基、4−フェナントリジニル基、6−フェナントリジニル基、7−フェナントリジニル基、8−フェナントリジニル基、9−フェナントリジニル基、10−フェナントリジニル基、1−アクリジニル基、2−アクリジニル基、3−アクリジニル基、4−アクリジニル基、9−アクリジニル基、1,7−フェナントロリン−2−イル基、1,7−フェナントロリン−3−イル基、1,7−フェナントロリン−4−イル基、1,7−フェナントロリン−5−イル基、1,7−フェナントロリン−6−イル基、1,7−フェナントロリン−8−イル基、1,7−フェナントロリン−9−イル基、1,7−フェナントロリン−10−イル基、1,8−フェナントロリン−2−イル基、1,8−フェナントロリン−3−イル基、1,8−フェナントロリン−4−イル基、1,8−フェナントロリン−5−イル基、1,8−フェナントロリン−6−イル基、1,8−フェナントロリン−7−イル基、1,8−フェナントロリン−9−イル基、1,8−フェナントロリン−10−イル基、1,9−フェナントロリン−2−イル基、1,9−フェナントロリン−3−イル基、1,9−フェナントロリン−4−イル基、1,9−フェナントロリン−5−イル基、1,9−フェナントロリン−6−イル基、1,9−フェナントロリン−7−イル基、1,9−フェナントロリン−8−イル基、1,9−フェナントロリン−10−イル基、1,10−フェナントロリン−2−イル基、1,10−フェナントロリン−3−イル基、1,10−フェナントロリン−4−イル基、1,10−フェナントロリン−5−イル基、2,9−フェナントロリン−1−イル基、2,9−フェナントロリン−3−イル基、2,9−フェナントロリン−4−イル基、2,9−フェナントロリン−5−イル基、2,9−フェナントロリン−6−イル基、2,9−フェナントロリン−7−イル基、2,9−フェナントロリン−8−イル基、2,9−フェナントロリン−10−イル基、2,8−フェナントロリン−1−イル基、2,8−フェナントロリン−3−イル基、2,8−フェナントロリン−4−イル基、2,8−フェナントロリン−5−イル基、2,8−フェナントロリン−6−イル基、2,8−フェナントロリン−7−イル基、2,8−フェナントロリン−9−イル基、2,8−フェナントロリン−10−イル基、2,7−フェナントロリン−1−イル基、2,7−フェナントロリン−3−イル基、2,7−フェナントロリン−4−イル基、2,7−フェナントロリン−5−イル基、2,7−フェナントロリン−6−イル基、2,7−フェナントロリン−8−イル基、2,7−フェナントロリン−9−イル基、2,7−フェナントロリン−10−イル基、1−フェナジニル基、2−フェナジニル基、1−フェノチアジニル基、2−フェノチアジニル基、3−フェノチアジニル基、4−フェノチアジニル基、10−フェノチアジニル基、1−フェノキサジニル基、2−フェノキサジニル基、3−フェノキサジニル基、4−フェノキサジニル基、10−フェノキサジニル基、2−オキサゾリル基、4−オキサゾリル基、5−オキサゾリル基、2−オキサジアゾリル基、5−オキサジアゾリル基、3−フラザニル基、2−チエニル基、3−チエニル基、1−ベンズイミダゾリル基、2−ベンズイミダゾリル基、4−ベンズイミダゾリル基、5−ベンズイミダゾリル基、6−ベンズイミダゾリル基、7−ベンズイミダゾリル基、2−イミダゾ[1,2−a]ピリジニル基、3−イミダゾ[1,2−a]ピリジニル基、5−イミダゾ[1,2−a]ピリジニル基、6−イミダゾ[1,2−a]ピリジニル基、7−イミダゾ[1,2−a]ピリジニル基、8−イミダゾ[1,2−a]ピリジニル基、ベンズイミダゾール−2−オン−1−イル基、ベンズイミダゾール−2−オン−3−イル基、ベンズイミダゾール−2−オン−4−イル基、ベンズイミダゾール−2−オン−5−イル基、ベンズイミダゾール−2−オン−6−イル基、ベンズイミダゾール−2−オン−7−イル基等が挙げられる。
好ましくは、ピラジニル基、2−ピリジニル基、3−ピリジニル基、4−ピリジニル基、1−ジベンゾフラニル基、2−ジベンゾフラニル基、3−ジベンゾフラニル基、4−ジベンゾフラニル基、1−ジベンゾチオフェニル基、2−ジベンゾチオフェニル基、3−ジベンゾチオフェニル基、又は4−ジベンゾチオフェニル基である。
好ましくは、ピラジニル基、2−ピリジニル基、3−ピリジニル基、4−ピリジニル基、1−ジベンゾフラニル基、2−ジベンゾフラニル基、3−ジベンゾフラニル基、4−ジベンゾフラニル基、1−ジベンゾチオフェニル基、2−ジベンゾチオフェニル基、3−ジベンゾチオフェニル基、又は4−ジベンゾチオフェニル基である。
環形成原子数5〜30の複素環は、環形成原子数5〜30の複素芳香族環、及び環形成原子数5〜30の複素脂肪族環を含み、複素芳香族環が好ましい。環形成原子数は5〜20が好ましく、5〜14がより好ましく、5〜10がさらに好ましい。
環形成原子数5〜30の複素芳香族環の具体例としては、上記環形成原子数5〜30のヘテロアリール基に対応する環が挙げられる。
環形成原子数5〜30の複素脂肪族環の具体例としては、上記環形成原子数5〜30の複素芳香族環に対応する脂肪族環が挙げられる。
「X1を含んで構成される」とは、例えば、「X1を含んで構成される環形成原子数5〜30の複素環」が環形成原子数6のピリジンであれば、X1がピリジン環を構成する5個の炭素原子及び1個の窒素原子のうちの1つであることを意味する。従って、環A〜Cが複素環である場合、X1〜X3は、炭素原子にも窒素原子にもなり得る。
環形成原子数5〜30の複素芳香族環の具体例としては、上記環形成原子数5〜30のヘテロアリール基に対応する環が挙げられる。
環形成原子数5〜30の複素脂肪族環の具体例としては、上記環形成原子数5〜30の複素芳香族環に対応する脂肪族環が挙げられる。
「X1を含んで構成される」とは、例えば、「X1を含んで構成される環形成原子数5〜30の複素環」が環形成原子数6のピリジンであれば、X1がピリジン環を構成する5個の炭素原子及び1個の窒素原子のうちの1つであることを意味する。従って、環A〜Cが複素環である場合、X1〜X3は、炭素原子にも窒素原子にもなり得る。
炭素数1〜20のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシイソブチル基、1,2−ジヒドロキシエチル基、1,3−ジヒドロキシイソプロピル基、2,3−ジヒドロキシ−t−ブチル基、1,2,3−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、1−クロロエチル基、2−クロロエチル基、2−クロロイソブチル基、1,2−ジクロロエチル基、1,3−ジクロロイソプロピル基、2,3−ジクロロ−t−ブチル基、1,2,3−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、1−ブロモエチル基、2−ブロモエチル基、2−ブロモイソブチル基、1,2−ジブロモエチル基、1,3−ジブロモイソプロピル基、2,3−ジブロモ−t−ブチル基、1,2,3−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、1−ヨードエチル基、2−ヨードエチル基、2−ヨードイソブチル基、1,2−ジヨードエチル基、1,3−ジヨードイソプロピル基、2,3−ジヨード−t−ブチル基、1,2,3−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、1−アミノエチル基、2−アミノエチル基、2−アミノイソブチル基、1,2−ジアミノエチル基、1,3−ジアミノイソプロピル基、2,3−ジアミノ−t−ブチル基、1,2,3−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、1−シアノエチル基、2−シアノエチル基、2−シアノイソブチル基、1,2−ジシアノエチル基、1,3−ジシアノイソプロピル基、2,3−ジシアノ−t−ブチル基、1,2,3−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、1−ニトロエチル基、2−ニトロエチル基、2−ニトロイソブチル基、1,2−ジニトロエチル基、1,3−ジニトロイソプロピル基、2,3−ジニトロ−t−ブチル基、1,2,3−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
好ましくは、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基から選ばれる。
アルキル基の炭素数は1〜10であることが好ましく、3〜6であることがより好ましい。
アルキル基の炭素数は1〜10であることが好ましく、3〜6であることがより好ましい。
環形成炭素数3〜20のシクロアルキル基の例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、1−ノルボルニル基、2−ノルボルニル基等が挙げられる。
シクロアルキル基の環形成炭素数は、3〜10が好ましく、5〜8がさらに好ましい環形成炭素数3〜8がより好ましくは、環形成炭素数3〜6が特に好ましい。
シクロアルキル基の環形成炭素数は、3〜10が好ましく、5〜8がさらに好ましい環形成炭素数3〜8がより好ましくは、環形成炭素数3〜6が特に好ましい。
炭素数1〜20のアルコキシ基は、−OY1で表される基であり、Y1の例としては、前記炭素数1〜20のアルキル基および炭素数3〜20のシクロアルキル基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
炭素数2〜20のアルケニル基は、前記炭素数2〜20のアルキル基に対応する不飽和二重結合を有するものが挙げられ、好ましくはビニル基である。
炭素数2〜20のアルキニル基は、前記炭素数2〜20のアルキル基に対応する不飽和三重結合を有するものが挙げられ、好ましくはエチニル基である。
ハロゲン原子として、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられ、好ましくはフッ素原子である。
置換若しくは無置換のシリル基における置換シリル基とは、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、及び置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基から選択される基で置換されたシリル基である。
式(1)〜(9)中の各基の「置換若しくは無置換の」における置換基は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルキル基、環形成炭素数3〜20のシクロアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数2〜20のアルキニル基、環形成炭素数6〜30のアリール基、環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、環形成原子数5〜30のヘテロアリール基及び−Si(R5)3で表される基(式中、R5は前記定義の通りである。)で表される基から選択される基であることが好ましい。
これらの置換基は、上記の置換基によってさらに置換されてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成してもよい。
これらの置換基は、上記の置換基によってさらに置換されてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成してもよい。
環Aは、(1)X1を含んで構成されるベンゼン環(X1は炭素原子)、(2)X1を含んで構成される環形成原子数5又は6の複素環(X1は炭素原子又は窒素原子)、(3)X1を含んで構成されるベンゼン環と芳香族炭化水素環が縮合した環(X1は炭素原子)、又は、(4)X1を含んで構成される環形成原子数5又は6の複素環に芳香族炭化水素環若しくは複素環が縮合した環(X1は炭素原子又は窒素原子)であることが好ましい。
X1を含んで構成される環Aが複素環である場合の好ましい例としては、次のものが挙げられる。
・X1を含んで構成される環形成原子数5若しくは6の複素芳香族環
・X1を含んで構成される環形成原子数5若しくは6の複素脂肪族環
・X1を含んで構成される環形成原子数5若しくは6の複素芳香族環にベンゼン環が縮合した環
・X1を含んで構成される環形成原子数5若しくは6の複素芳香族環に環形成原子数5若しくは6の複素芳香族環が縮合した環
・X1を含んで構成される環形成原子数5若しくは6の複素芳香族環
・X1を含んで構成される環形成原子数5若しくは6の複素脂肪族環
・X1を含んで構成される環形成原子数5若しくは6の複素芳香族環にベンゼン環が縮合した環
・X1を含んで構成される環形成原子数5若しくは6の複素芳香族環に環形成原子数5若しくは6の複素芳香族環が縮合した環
環Aのより好ましい例としては、X1を含んで構成される環形成原子数5若しくは6の複素芳香族環、又は、X1を含んで構成される環形成原子数5若しくは6の複素芳香族環にベンゼン環若しくは環形成原子数5又は6の複素芳香族環が縮合した環が挙げられる。
X1は窒素原子であることが好ましい。
X1は窒素原子であることが好ましい。
環Aは、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、チアゾール、ピリジン、ピラジン、トリアゾール、イミダゾリン、イソオキサゾール、イソチアゾール、ピリミジン、トリアジン、1−ピロリン、2,3,4,5−テトラヒドロピリジン、ベンゾイミダゾール、キノリン、イソキノリン、及びキノキサリンから選択されることが好ましい。
環Bは、X2を含んで構成される環形成炭素数6〜20の芳香族炭化水素環であることが好ましく、ベンゼン環であることがより好ましい。
環Cは、X3を含んで構成される環形成炭素数6〜20の芳香族炭化水素環であることが好ましく、ベンゼン環であることがより好ましい。
環Cは、X3を含んで構成される環形成炭素数6〜20の芳香族炭化水素環であることが好ましく、ベンゼン環であることがより好ましい。
式(1)で表される化合物は、下記式(2)で表される化合物であることが好ましい。式(2)で表される化合物は、式(1)においてY1〜Y4を含んで構成される環がピリジン環である。
式(2)で表される化合物は、さらに下記式(3)で表される化合物であることが好ましい。式(3)で表される化合物は、さらに環Cがベンゼン環である。
(式(3)中、A、B、X1、X2、R1〜R4、n1〜n4、L1及びL2は、前記定義の通りである。)
式(3)で表される化合物は、さらに下記式(4)で表される化合物であることが好ましい。式(4)で表される化合物は、さらに環Aを構成するX1が窒素原子である。
(式(4)中、A、B、X2、R1〜R4、n1〜n4、L1及びL2は、前記定義の通りである。)
式(1)で表される化合物は、下記式(5)で表される化合物であることが好ましい。式(5)で表される化合物は、式(1)において環Aを構成するX1が窒素原子である。
(式(5)中、A〜C、X2、X3、Y1〜Y4、R1〜R4、n1〜n4、L1及びL2は、前記定義の通りである。)
式(5)で表される化合物は、さらに下記式(6)で表される化合物であることが好ましい。式(6)で表される化合物は、さらにY1〜Y4を含んで構成される環がピリジン環である。
(式(6)中、A〜C、X2、X3、R1〜R4、n1〜n4、L1及びL2は、前記定義の通りである。)
式(1)において、L1が、−O−、−S−又は−NR5−であることが好ましい。
L1が−NR5−であり、R5が置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜20のアリール基であり、該アリール基が環Bを構成する原子と結合してL1の窒素原子を含むピロール環を形成していることが好ましい。
L1が−NR5−であり、R5が置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜20のアリール基であり、該アリール基が環Bを構成する原子と結合してL1の窒素原子を含むピロール環を形成していることが好ましい。
式(1)で表される化合物は、下記式(7)で表される化合物であることが好ましい。式(7)で表される化合物は、式(1)で表される化合物において、L1がフェニル基が置換した窒素原子であり、かつ、当該フェニル基が環Bを構成する元素と結合してピロール環を形成している。
(式(7)中、A〜C、X1〜X3、Y1〜Y4、R1〜R4、n1〜n4及びL2は、前記定義の通りである。)
式(7)で表される化合物は、さらに下記式(8)で表される化合物であることが好ましい。式(8)で表される化合物は、さらに環Bがベンゼン環である。
(式(8)中、A、X1〜X3、R1〜R4、n1〜n4及びL2は、前記定義の通りである。)
式(1)で表される化合物は、下記式(9)で表される化合物であることが好ましい。式(9)で表される化合物は、式(1)で表される化合物において、環Aがイミダゾール環であり、X1が窒素原子であり、R1がもう一方の窒素原子に置換している。
(式(9)中、B、C、R1〜R4、n2〜n4及びL2は、前記定義の通りである。)
式(1)で表される化合物においてR1〜R4の少なくとも1つは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、又は置換もしくは無置換の炭素数3〜20のアルキル基であることが好ましい。
R1〜R4の少なくとも1つは、置換もしくは無置換のフェニル基であることがより好ましい。
R1〜R4の少なくとも1つは、置換もしくは無置換のフェニル基であることがより好ましい。
式(1)で表される化合物においてL2は、−O−又は−S−であることが好ましい。
あるいは、L2は、−C(R5)2−であり、R5がメチル基、又は置換もしくは無置換のフェニル基であることが好ましい。
n1+n2+n3+n4≧1であることが好ましい。さらに、n1+n2+n3+n4は、1〜8であることが好ましく、1〜4であることがより好ましい。
式(1)の化合物は、実施例に記載の方法に倣い、目的物に合わせた既知の代替反応や原料を用いることで、本発明の範囲内の化合物を合成することができる。
(有機エレクトロルミネッセンス素子用材料)
本発明の一態様である有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、前記式(1)で表される化合物を含有する。
式(1)で表される化合物は、有機EL素子の発光材料として用いると、青緑色〜赤色の発光を示す。
本発明の一態様である有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、前記式(1)で表される化合物を含有する。
式(1)で表される化合物は、有機EL素子の発光材料として用いると、青緑色〜赤色の発光を示す。
(組成物)
本発明の一態様である組成物は、前記式(1)で表される化合物と有機溶媒を含有する。この組成物を用いることで、湿式プロセスによる薄膜形成が可能である。本発明の一態様である組成物は、有機エレクトロルミネッセンス素子用の塗布膜形成に用いることができる。本発明の一態様に係る組成物は、有機EL素子の有機薄膜形成に好適である。
この組成物において、式(1)で表される化合物は、有機溶媒に溶解していてもよいし、分散していてもよい。
本発明の一態様である組成物は、前記式(1)で表される化合物と有機溶媒を含有する。この組成物を用いることで、湿式プロセスによる薄膜形成が可能である。本発明の一態様である組成物は、有機エレクトロルミネッセンス素子用の塗布膜形成に用いることができる。本発明の一態様に係る組成物は、有機EL素子の有機薄膜形成に好適である。
この組成物において、式(1)で表される化合物は、有機溶媒に溶解していてもよいし、分散していてもよい。
本発明の一態様である組成物は、前記式(1)で表される化合物と、発光層のホスト材料と、有機溶媒を含有する。この組成物を、有機EL素子用のインクとして用いることで、湿式プロセスによる発光層の薄膜形成が可能である。
本発明の一態様である組成物におけるホスト材料としては、後述する「発光層のホスト材料」として挙げるものと同様のものが挙げられる。本発明の一態様である組成物において、ホスト材料は、1種又は2種以上を用いることができる。
本発明の一態様である組成物におけるホスト材料としては、後述する「発光層のホスト材料」として挙げるものと同様のものが挙げられる。本発明の一態様である組成物において、ホスト材料は、1種又は2種以上を用いることができる。
本発明の一態様である組成物において含有される有機溶媒としては、下記式(C1)で表される溶媒が好ましい。
(式(C1)中、Rは置換基であり、nは1以上6以下の整数である。nが2以上の場合、複数のRはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。)
上記式(C1)において、R(置換基)としては、炭素数1〜20のアルキル基、環形成炭素数3〜10のシクロアルキル基、エーテル結合含有基、カルボニル結合含有基、エステル結合含有基等が挙げられる。
nは好ましくは1以上3以下の整数である。
nは好ましくは1以上3以下の整数である。
これらの置換基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基等によってさらに置換されてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成してもよい。
上記式(C1)における各基の具体例を以下に挙げる。
炭素数1〜20のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基等が挙げられる。
環形成炭素数3〜10のシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基等が挙げられる。
エーテル結合含有基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシル基、フェノキシ基が挙げられる。
カルボニル結合含有基としては、ベンゾイル基等が挙げられる。
エステル結合含有基としては、メチルエステル基、エチルエステル基、プロピルエステル基が挙げられる。
炭素数1〜20のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基等が挙げられる。
環形成炭素数3〜10のシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基等が挙げられる。
エーテル結合含有基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシル基、フェノキシ基が挙げられる。
カルボニル結合含有基としては、ベンゾイル基等が挙げられる。
エステル結合含有基としては、メチルエステル基、エチルエステル基、プロピルエステル基が挙げられる。
式(C1)で表される有機溶媒の沸点は、110℃以上であることが好ましく、120℃以上であることがより好ましい。
また、溶媒の水への溶解度は1wt%以下であることが好ましく、より好ましくは0.5wt%以下である。
有機EL素子は、水分により著しく性能が劣化するおそれがあるため、水への溶解性が低い溶媒が望ましい。
有機EL素子は、水分により著しく性能が劣化するおそれがあるため、水への溶解性が低い溶媒が望ましい。
有機溶媒の沸点及び水への溶解度は、安全衛生情報センターホームページ又はアメリカ合衆国保険福祉省ホームページ(HSDS(Hazard Substances Data Base))に記載のものである。
式(C1)で表される溶媒としては、具体的にはトルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、メチシレン、プロピルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、ジメトキシベンゼン、アニソール、エトキシトルエン、フェノキシトルエン、イソプロピルビフェニル、ジメチルアニソール、酢酸フェニル、プロピオン酸フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル等が挙げられる。
式(C1)で表される溶媒は、1種又は2種以上を用いることができる。さらに、有機EL素子用のインクとして用いる場合には、必要に応じて、式(C1)で表される溶媒以外の溶媒を含有してもよい。
本発明の一態様である組成物中における式(1)で表される化合物、ホスト材料及び有機溶媒の含有量は特に限定されるものではなく、適宜決定すればよいが、式(1)で表される化合物の含有量は、0.01〜1.5重量%の範囲内であることが好ましく、0.01〜0.5重量%の範囲内であることがより好ましい。
ホスト材料の含有量は、0.1〜15重量%の範囲内であることが好ましく、0.5〜10重量%の範囲内であることがより好ましい。上記範囲のインク組成物であれば、有機EL素子の発光層を作製する際に、膜厚10nm〜200nmの膜厚を容易に形成することができる。
ホスト材料の含有量は、0.1〜15重量%の範囲内であることが好ましく、0.5〜10重量%の範囲内であることがより好ましい。上記範囲のインク組成物であれば、有機EL素子の発光層を作製する際に、膜厚10nm〜200nmの膜厚を容易に形成することができる。
本発明の一態様に係るインク組成物は、前記式(1)で表される化合物、上述した有機溶媒、及び上述した発光層のホスト材料の他に、必要に応じて公知の添加剤を添加してもよい。添加剤は、製膜性の向上や膜のピンホール防止等のために、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望により、適切な樹脂や各種添加剤等を配合することができる。使用可能な樹脂としては、例えばポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、セルロース等の絶縁性樹脂及びそれらの共重合体、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシラン等の光導電性樹脂、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性樹脂等が挙げられる。また、各種添加剤としては、例えば酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等が挙げられる。
本発明の一態様に係るインク組成物において、前記式(1)で表される化合物及び有機溶媒の含有量の総和が、組成物全体の90wt%以上、95wt%以上、98wt%以上、100wt%であってもよい。
また、本発明の一態様に係るインク組成物が、前記式(1)で表される化合物及び有機溶媒に加えて、さらに発光層のホスト材料を含有する場合、前記式(1)で表される化合物と有機溶媒と発光層のホスト材料の含有量の総和が、90wt%以上、95wt%以上、98wt%以上、100wt%であってもよい。
また、本発明の一態様に係るインク組成物が、前記式(1)で表される化合物及び有機溶媒に加えて、さらに発光層のホスト材料を含有する場合、前記式(1)で表される化合物と有機溶媒と発光層のホスト材料の含有量の総和が、90wt%以上、95wt%以上、98wt%以上、100wt%であってもよい。
本発明の一態様に係るインク組成物は、公知の湿式法、例えば、塗布法、インジェクト法、スプレー法、スピンナ法、湿漬塗布法、スクリーン印刷法、ロールコーター法、LB法等により成膜できる。
(有機エレクトロルミネッセンス素子)
本発明の一態様である有機エレクトロルミネッセンス素子は、陰極と陽極の間に、発光層を含む1以上の有機薄膜層が挟持されてなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機薄膜層の少なくとも一層が、前記式(1)で表される化合物を含有する。
式(1)で表される化合物は、これを含有する有機薄膜層において、単独で含まれていてもよいし、混合物の成分として含まれていてもよい。
本発明の一態様である有機エレクトロルミネッセンス素子は、陰極と陽極の間に、発光層を含む1以上の有機薄膜層が挟持されてなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機薄膜層の少なくとも一層が、前記式(1)で表される化合物を含有する。
式(1)で表される化合物は、これを含有する有機薄膜層において、単独で含まれていてもよいし、混合物の成分として含まれていてもよい。
本発明の一態様である有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層は、式(1)で表される化合物とホスト材料を含有することが好ましい。
式(1)で表される化合物は、発光層において、ドーパント材料であることが好ましい。ドーパント材料として用いた場合、前記発光色が得られる。
式(1)で表される化合物は、発光層において、ドーパント材料であることが好ましい。ドーパント材料として用いた場合、前記発光色が得られる。
本発明の一態様である有機EL素子の各層の形成は、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング等の乾式成膜法やスピンコーティング、ディッピング、フローコーティング等の湿式成膜法のいずれの方法を適用することができる。膜厚は特に限定されるものではないが、適切な膜厚に設定する必要がある。膜厚が厚すぎると、一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要になり効率が悪くなるおそれがある。膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生して、電界を印加しても充分な発光輝度が得られないおそれがある。通常の膜厚は5nm〜10μmの範囲が適しているが、10nm〜0.2μmの範囲がさらに好ましい。
いずれの有機薄膜層においても、成膜性向上、膜のピンホール防止等のため適切な樹脂や添加剤を使用してもよい。
本発明の一実施形態において、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望により発光層形成する上記組成物に、他の公知の発光材料を含有させてもよく、また、上記の組成物から成膜された発光層に、他の公知の発光材料を含む発光層を積層してもよい。尚、この場合、発光層を真空蒸着法等の乾式法で形成してもよい。
以下、有機EL素子の構成要素の材料等について説明する。
以下、有機EL素子の構成要素の材料等について説明する。
(基板)
基板は、発光素子の支持体として用いられる。基板としては、例えば、ガラス、石英、プラスチック等を用いることができる。また、可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、折り曲げることができる(フレキシブル)基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニルからなるプラスチック基板等が挙げられる。また、無機蒸着フィルムを用いることもできる。
基板は、発光素子の支持体として用いられる。基板としては、例えば、ガラス、石英、プラスチック等を用いることができる。また、可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、折り曲げることができる(フレキシブル)基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニルからなるプラスチック基板等が挙げられる。また、無機蒸着フィルムを用いることもできる。
(陽極)
基板上に形成される陽極には、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物等を用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素若しくは酸化珪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、および酸化亜鉛を含有した酸化インジウム、グラフェン等が挙げられる。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)、チタン(Ti)、又は金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等が挙げられる。
基板上に形成される陽極には、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物等を用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素若しくは酸化珪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、および酸化亜鉛を含有した酸化インジウム、グラフェン等が挙げられる。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)、チタン(Ti)、又は金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等が挙げられる。
これらの材料は、通常、スパッタリング法により成膜される。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し1〜10wt%の酸化亜鉛を加えたターゲットを、酸化タングステン、および酸化亜鉛を含有した酸化インジウムは、酸化インジウムに対し酸化タングステンを0.5〜5wt%、酸化亜鉛を0.1〜1wt%含有したターゲットを用いることにより、スパッタリング法で形成することができる。その他、真空蒸着法、塗布法、インクジェット法、スピンコート法等により作製してもよい。
陽極上に形成されるEL層のうち、陽極に接して形成される正孔注入層は、陽極の仕事関数に関係なく正孔(ホール)注入が容易である複合材料を用いて形成されるため、電極材料として可能な材料(例えば、金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物、その他、元素周期表の第1族又は第2族に属する元素も含む)を用いることができる。
仕事関数の小さい材料である、元素周期表の第1族又は第2族に属する元素、即ちリチウム(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)等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金(例えば、MgAg、AlLi)、ユーロピウム(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を用いることもできる。なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、およびこれらを含む合金を用いて陽極を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。さらに、銀ペースト等を用いる場合には、塗布法やインクジェット法等を用いることができる。
(正孔注入層)
正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。
正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。
低分子の有機化合物である4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、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(略称:MTDATA)、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)、4,4’−ビス(N−{4−[N’−(3−メチルフェニル)−N’−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: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)、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)等の芳香族アミン化合物等も挙げられる。
高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)を用いることもできる。例えば、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)、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)等の高分子化合物が挙げられる。また、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)、ポリアニリン/ポリ(スチレンスルホン酸)(PAni/PSS)等の酸を添加した高分子化合物を用いることもできる。
(正孔輸送層)
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送層には、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体等を使用する事ができる。具体意的には、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)や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−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:BAFLP)、4,4’−ビス[N−(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DFLDPBi)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、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(略称:MTDATA)、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)等の芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質である。
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送層には、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体等を使用する事ができる。具体意的には、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)や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−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:BAFLP)、4,4’−ビス[N−(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DFLDPBi)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、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(略称:MTDATA)、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)等の芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質である。
正孔輸送層には、CBP、CzPA、PCzPAのようなカルバゾール誘導体や、t−BuDNA、DNA、DPAnthのようなアントラセン誘導体を用いても良い。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)等の高分子化合物を用いることもできる。
但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
(発光層のゲスト材料)
発光層は、発光性の高い物質を含む層であり、式(1)で表される化合物の他、種々の材料を用いることができる。例えば、発光性の高い物質としては、蛍光を発光する蛍光性化合物や燐光を発光する燐光性化合物を用いることができる。蛍光性化合物は一重項励起状態から発光可能な化合物であり、燐光性化合物は三重項励起状態から発光可能な化合物である。
発光層に用いることができる青色系の蛍光発光材料として、ピレン誘導体、スチリルアミン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、フルオレン誘導体、ジアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体等が使用できる。具体的には、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−(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)等が挙げられる。
発光層は、発光性の高い物質を含む層であり、式(1)で表される化合物の他、種々の材料を用いることができる。例えば、発光性の高い物質としては、蛍光を発光する蛍光性化合物や燐光を発光する燐光性化合物を用いることができる。蛍光性化合物は一重項励起状態から発光可能な化合物であり、燐光性化合物は三重項励起状態から発光可能な化合物である。
発光層に用いることができる青色系の蛍光発光材料として、ピレン誘導体、スチリルアミン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、フルオレン誘導体、ジアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体等が使用できる。具体的には、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−(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)等が挙げられる。
発光層に用いることができる緑色系の蛍光発光材料として、芳香族アミン誘導体等を使用できる。具体的には、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)、N−[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)等が挙げられる。
発光層に用いることができる赤色系の蛍光発光材料として、テトラセン誘導体、ジアミン誘導体等が使用できる。具体的には、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)等が挙げられる。
発光層に用いることができる青色系の燐光発光材料として、イリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体等の金属錯体が使用される。具体的には、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(CF3ppy)2(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)等が挙げられる。
発光層に用いることができる青色系の燐光発光材料として、イリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体等の金属錯体が使用される。具体的には、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(CF3ppy)2(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)等が挙げられる。
発光層に用いることができる緑色系の燐光発光材料として、イリジウム錯体等が使用される。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)3)、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)2(acac))、ビス(1,2−ジフェニル−1H−ベンゾイミダゾラト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(pbi)2(acac))、ビス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(bzq)2(acac))等が挙げられる。
発光層に用いることができる赤色系の燐光発光材料として、イリジウム錯体、白金錯体、テルビウム錯体、ユーロピウム錯体等の金属錯体が使用される。具体的には、ビス[2−(2’−ベンゾ[4,5−α]チエニル)ピリジナト−N,C3’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(btp)2(acac))、ビス(1−フェニルイソキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(piq)2(acac))、(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(Fdpq)2(acac))、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H,23H−ポルフィリン白金(II)(略称:PtOEP)等の有機金属錯体が挙げられる。
また、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)3(Phen))、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)3(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)3(Phen))等の希土類金属錯体は、希土類金属イオンからの発光(異なる多重度間の電子遷移)であるため、燐光性化合物として用いることができる。
発光層に用いることができる赤色系の燐光発光材料として、イリジウム錯体、白金錯体、テルビウム錯体、ユーロピウム錯体等の金属錯体が使用される。具体的には、ビス[2−(2’−ベンゾ[4,5−α]チエニル)ピリジナト−N,C3’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(btp)2(acac))、ビス(1−フェニルイソキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(piq)2(acac))、(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(Fdpq)2(acac))、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H,23H−ポルフィリン白金(II)(略称:PtOEP)等の有機金属錯体が挙げられる。
また、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)3(Phen))、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)3(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)3(Phen))等の希土類金属錯体は、希土類金属イオンからの発光(異なる多重度間の電子遷移)であるため、燐光性化合物として用いることができる。
(発光層のホスト材料)
発光層としては、上述した発光性の高い物質(ゲスト材料)を他の物質(ホスト材料)に分散させた構成としてもよい。発光性の高い物質を分散させるための物質としては、各種のものを用いることができ、発光性の高い物質よりも最低空軌道準位(LUMO準位)が高く、最高被占有軌道準位(HOMO準位)が低い物質を用いることが好ましい。
発光性の高い物質を分散させるための物質(ホスト材料)としては、1)アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、若しくは亜鉛錯体等の金属錯体、2)オキサジアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、若しくはフェナントロリン誘導体等の複素環化合物、3)カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、若しくはクリセン誘導体等の縮合芳香族化合物、3)トリアリールアミン誘導体、若しくは縮合多環芳香族アミン誘導体等の芳香族アミン化合物が使用される。具体的には、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Alq)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Almq3)、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:BeBq2)、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)等の金属錯体、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)、1,3−ビス[5−(p−tert−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)、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)、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:TPBI)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)等の複素環化合物や、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)、3,6−ジフェニル−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:DPCzPA)、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、9,9’−ビアントリル(略称:BANT)、9,9’−(スチルベン−3,3’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS)、9,9’−(スチルベン−4,4’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS2)、3,3’,3’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリピレン(略称:TPB3)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、6,12−ジメトキシ−5,11−ジフェニルクリセン等の縮合芳香族化合物、N,N−ジフェニル−9−[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:CzA1PA)、4−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:DPhPA)、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)、N,9−ジフェニル−N−{4−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]フェニル}−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPBA)、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)、NPB(又はα−NPD)、TPD、DFLDPBi、BSPB等の芳香族アミン化合物等を用いることができる。また、発光性の高い物質(ゲスト材料)を分散させるための物質(ホスト材料)は複数種用いることができる。
発光層としては、上述した発光性の高い物質(ゲスト材料)を他の物質(ホスト材料)に分散させた構成としてもよい。発光性の高い物質を分散させるための物質としては、各種のものを用いることができ、発光性の高い物質よりも最低空軌道準位(LUMO準位)が高く、最高被占有軌道準位(HOMO準位)が低い物質を用いることが好ましい。
発光性の高い物質を分散させるための物質(ホスト材料)としては、1)アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、若しくは亜鉛錯体等の金属錯体、2)オキサジアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、若しくはフェナントロリン誘導体等の複素環化合物、3)カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、若しくはクリセン誘導体等の縮合芳香族化合物、3)トリアリールアミン誘導体、若しくは縮合多環芳香族アミン誘導体等の芳香族アミン化合物が使用される。具体的には、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Alq)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Almq3)、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:BeBq2)、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)等の金属錯体、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)、1,3−ビス[5−(p−tert−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)、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)、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:TPBI)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)等の複素環化合物や、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)、3,6−ジフェニル−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:DPCzPA)、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、9,9’−ビアントリル(略称:BANT)、9,9’−(スチルベン−3,3’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS)、9,9’−(スチルベン−4,4’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS2)、3,3’,3’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリピレン(略称:TPB3)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、6,12−ジメトキシ−5,11−ジフェニルクリセン等の縮合芳香族化合物、N,N−ジフェニル−9−[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:CzA1PA)、4−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:DPhPA)、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)、N,9−ジフェニル−N−{4−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]フェニル}−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPBA)、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)、NPB(又はα−NPD)、TPD、DFLDPBi、BSPB等の芳香族アミン化合物等を用いることができる。また、発光性の高い物質(ゲスト材料)を分散させるための物質(ホスト材料)は複数種用いることができる。
本発明の一態様である有機EL素子において、燐光ホストとして好適な化合物の具体例としては、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリデン系化合物、ポルフィリン系化合物、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、8−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体ポリシラン系化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子化合物等が挙げられる。燐光ホストは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ホスト材料としての具体例としては、例えば、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)、1,3−ビス[5−(p−tert−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)、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)、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:TPBI)、およびバソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)等の複素環化合物、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)、3,6−ジフェニル−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:DPCzPA)、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、9,9’−ビアントリル(略称:BANT)、9,9’−(スチルベン−3,3’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS)、9,9’−(スチルベン−4,4’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS2)、3,3’,3’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリピレン(略称:TPB3)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、および6,12−ジメトキシ−5,11−ジフェニルクリセン等の縮合芳香族化合物、N,N−ジフェニル−9−[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:CzA1PA)、4−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:DPhPA)、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)、N,9−ジフェニル−N−{4−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]フェニル}−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPBA)、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)、NPB(又はα−NPD)、TPD、DFLDPBi、およびBSPB等の芳香族アミン化合物等が挙げられる。
(電子輸送層)
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層には、1)アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、亜鉛錯体等の金属錯体、2)イミダゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、アジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントロリン誘導体等の複素芳香族化合物、3)高分子化合物を使用することができる。具体的には低分子の有機化合物として、Alq、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq3)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq2)、Liq、BAlq、Znq、ZnPBO、ZnBTZ等の金属錯体等を用いることができる。また、金属錯体以外にも、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)、1,3−ビス[5−(ptert−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)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−(4−エチルフェニル)−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:p−EtTAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、4,4’−ビス(5−メチルベンゾオキサゾール−2−イル)スチルベン(略称:BzOs)等の複素芳香族化合物も用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm2/Vs以上の電子移動度を有する物質である。尚、正孔輸送性よりも電子輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いてもよい。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層には、1)アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、亜鉛錯体等の金属錯体、2)イミダゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、アジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントロリン誘導体等の複素芳香族化合物、3)高分子化合物を使用することができる。具体的には低分子の有機化合物として、Alq、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq3)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq2)、Liq、BAlq、Znq、ZnPBO、ZnBTZ等の金属錯体等を用いることができる。また、金属錯体以外にも、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)、1,3−ビス[5−(ptert−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)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−(4−エチルフェニル)−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:p−EtTAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、4,4’−ビス(5−メチルベンゾオキサゾール−2−イル)スチルベン(略称:BzOs)等の複素芳香族化合物も用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm2/Vs以上の電子移動度を有する物質である。尚、正孔輸送性よりも電子輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いてもよい。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
(電子注入層)
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層には、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、カルシウム(Ca)、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF2)、リチウム酸化物(LiOx)等のようなアルカリ金属、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。その他、電子輸送性を有する物質にアルカリ金属、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、具体的にはAlq中にマグネシウム(Mg)を含有させたもの等を用いてもよい。尚、この場合には、陰極からの電子注入をより効率良く行うことができる。
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層には、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、カルシウム(Ca)、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF2)、リチウム酸化物(LiOx)等のようなアルカリ金属、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。その他、電子輸送性を有する物質にアルカリ金属、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、具体的にはAlq中にマグネシウム(Mg)を含有させたもの等を用いてもよい。尚、この場合には、陰極からの電子注入をより効率良く行うことができる。
あるいは、電子注入層に、有機化合物と電子供与体(ドナー)とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層を構成する物質(金属錯体や複素芳香族化合物等)を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン(略称:TTF)等の有機化合物を用いることもできる。
(陰極)
陰極には、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等を用いることが好ましい。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第1族又は第2族に属する元素、即ちリチウム(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)等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金(例えば、MgAg、AlLi)、ユーロピウム(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。
陰極には、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等を用いることが好ましい。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第1族又は第2族に属する元素、即ちリチウム(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)等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金(例えば、MgAg、AlLi)、ユーロピウム(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。
尚、アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金を用いて陰極を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。また、銀ペースト等を用いる場合には、塗布法やインクジェット法等を用いることができる。
尚、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、グラフェン、珪素若しくは酸化珪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用いて陰極を形成することができる。これらの導電性材料は、スパッタリング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することができる。
尚、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、グラフェン、珪素若しくは酸化珪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用いて陰極を形成することができる。これらの導電性材料は、スパッタリング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することができる。
本発明の一態様である有機エレクトロルミネッセンス素子は、様々な電子機器に使用でき、例えば壁掛けテレビのフラットパネルディスプレイ等の平面発光体、複写機、プリンター、液晶ディスプレイのバックライト又は計器類等の光源、表示板、標識灯等に利用できる。また、本発明の化合物は、有機EL素子だけでなく、電子写真感光体、光電変換素子、太陽電池、イメージセンサー等の分野においても使用できる。
以下、実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(1)化合物1−5の製造
500mLのフラスコに2−ブロモカルバゾール8.36g(34mmol)、ヨウ化銅0.64g(3.4mmol)、L−プロリン0.78g(6.8mmol)及び炭酸カリウム11.7g(85.0mmol)を入れて、系内を窒素パージを行った。次いで、窒素気流下でジメチルスルホキシド200mL、2−ヨウ化ピリジン10.5g(50.9mmol)を加えて、100℃で10時間反応させた。
得られた反応溶液を水500mL中に投入し、塩化メチレン200mLで2回抽出した。取り出した塩化メチレン層をさらに水100mLで2回洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥材をろ別後、溶媒を除去することで濃褐色オイルを得た。ヘキサン/塩化メチレン(1/1)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、白色結晶の化合物1−5 10.8gを得た(収率99%)。
1H−NMR(CDCl3):δ8.73(s,1H)、8.08(d,1H)、8.01(s,1H)、7.94−7.96(m,2H)、7.77(d,1H)、7.62(d,1H)、7.41−7.45(m,2H)、7.32−7.34(m,2H)
500mLのフラスコに2−ブロモカルバゾール8.36g(34mmol)、ヨウ化銅0.64g(3.4mmol)、L−プロリン0.78g(6.8mmol)及び炭酸カリウム11.7g(85.0mmol)を入れて、系内を窒素パージを行った。次いで、窒素気流下でジメチルスルホキシド200mL、2−ヨウ化ピリジン10.5g(50.9mmol)を加えて、100℃で10時間反応させた。
得られた反応溶液を水500mL中に投入し、塩化メチレン200mLで2回抽出した。取り出した塩化メチレン層をさらに水100mLで2回洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥材をろ別後、溶媒を除去することで濃褐色オイルを得た。ヘキサン/塩化メチレン(1/1)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、白色結晶の化合物1−5 10.8gを得た(収率99%)。
1H−NMR(CDCl3):δ8.73(s,1H)、8.08(d,1H)、8.01(s,1H)、7.94−7.96(m,2H)、7.77(d,1H)、7.62(d,1H)、7.41−7.45(m,2H)、7.32−7.34(m,2H)
(2)化合物1−4の製造
300mLのフラスコに入れたN,N−ジメチルエタノール4.5mLのヘキサン50mL溶液に0℃、窒素下でn−BuLi(1.63Mヘキサン溶液)55.3mL(90.2mmol)を少しずつ滴下し、1時間反応させた。次いで、4−フェニルピリジン2.3g(15mmol)のヘキサン10mL溶液を0℃で少しずつ添加した。添加後さらに2時間反応させた後、−78℃下で四臭化炭素17.9g(54.1mmol)のヘキサン35mL溶液を30分かけて滴下した。滴下終了後、室温に戻しながら4時間反応させた。
得られた反応溶液に水50mLを少しずつ添加し、数分間室温で撹拌後、溶媒を除去した。内容物を塩化メチレン200mLで抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥した。次いで乾燥材をろ別後し、溶媒を除去することで濃褐色固体を得た。ヘキサン/酢酸エチル(9/1)でシリカカラム精製(富士シリシア製BW−820MH)を行い、淡褐色結晶の化合物1−4 1.2gを得た(収率32%)。
1H−NMR(CDCl3):δ8.41(d,1H)、7.70(s,1H)、7.62−7.66(m,2H)、7.45−7.52(m,4H)
300mLのフラスコに入れたN,N−ジメチルエタノール4.5mLのヘキサン50mL溶液に0℃、窒素下でn−BuLi(1.63Mヘキサン溶液)55.3mL(90.2mmol)を少しずつ滴下し、1時間反応させた。次いで、4−フェニルピリジン2.3g(15mmol)のヘキサン10mL溶液を0℃で少しずつ添加した。添加後さらに2時間反応させた後、−78℃下で四臭化炭素17.9g(54.1mmol)のヘキサン35mL溶液を30分かけて滴下した。滴下終了後、室温に戻しながら4時間反応させた。
得られた反応溶液に水50mLを少しずつ添加し、数分間室温で撹拌後、溶媒を除去した。内容物を塩化メチレン200mLで抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥した。次いで乾燥材をろ別後し、溶媒を除去することで濃褐色固体を得た。ヘキサン/酢酸エチル(9/1)でシリカカラム精製(富士シリシア製BW−820MH)を行い、淡褐色結晶の化合物1−4 1.2gを得た(収率32%)。
1H−NMR(CDCl3):δ8.41(d,1H)、7.70(s,1H)、7.62−7.66(m,2H)、7.45−7.52(m,4H)
(3)化合物1−3の製造
200mLのフラスコに化合物1−4 1.2g(5.1mmol)、3−メトキシフェニルボロン酸0.85g(5.6mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム0.12g(0.11mmol)を入れて、系内を窒素パージを行った。次いで、窒素気流下で1,2−ジメトキシエタン60mL、水12mLに溶解させた炭酸ナトリウム0.81g(7.6mmol)を加えて、18時間加熱還流させた。
得られた反応溶液に酢酸エチル150mLを加えて抽出後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥材をろ別後、溶媒を除去することで濃褐色オイルを得た。ヘキサン/酢酸エチル(8/2)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物1−2 1.1gを得た(収率81%)。
1H−NMR(CDCl3):δ8.72(d,1H)、7.91(d,1H)、7.59−7.69(m,4H)、7.38−7.53(m,5H)、6.97−7.00(m,1H)、3.90(d,3H)
200mLのフラスコに化合物1−4 1.2g(5.1mmol)、3−メトキシフェニルボロン酸0.85g(5.6mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム0.12g(0.11mmol)を入れて、系内を窒素パージを行った。次いで、窒素気流下で1,2−ジメトキシエタン60mL、水12mLに溶解させた炭酸ナトリウム0.81g(7.6mmol)を加えて、18時間加熱還流させた。
得られた反応溶液に酢酸エチル150mLを加えて抽出後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥材をろ別後、溶媒を除去することで濃褐色オイルを得た。ヘキサン/酢酸エチル(8/2)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物1−2 1.1gを得た(収率81%)。
1H−NMR(CDCl3):δ8.72(d,1H)、7.91(d,1H)、7.59−7.69(m,4H)、7.38−7.53(m,5H)、6.97−7.00(m,1H)、3.90(d,3H)
(4)化合物1−2の製造
200mLのフラスコに化合物1−3 1.1g(4.3mmol)を入れて、系内を窒素パージ後、窒素気流下で塩化メチレン70mLを加えた。0℃下で三臭化ホウ素(1M塩化メチレン溶液)8.6mL(8.6mmol)を滴下後、室温にもどしながら、4時間反応させた。
得られた反応溶液に水20mLを少しずつ添加後、炭酸水素ナトリウム水溶液により、pHを7に調節した。酢酸エチル100mLで抽出後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥材をろ別後、溶媒を除去することで褐色固体を得た。ヘキサン/酢酸エチル(1/1)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物1−2 0.49gを得た(収率46%)。
1H−NMR(CDCl3):δ8.71(d,1H)、7.91(s,1H)、7.68(d,2H)、7.60(s,1H)、7.45−7.54(m,5H)、7.36(t,1H)、6.93−6.94(m,1H)
200mLのフラスコに化合物1−3 1.1g(4.3mmol)を入れて、系内を窒素パージ後、窒素気流下で塩化メチレン70mLを加えた。0℃下で三臭化ホウ素(1M塩化メチレン溶液)8.6mL(8.6mmol)を滴下後、室温にもどしながら、4時間反応させた。
得られた反応溶液に水20mLを少しずつ添加後、炭酸水素ナトリウム水溶液により、pHを7に調節した。酢酸エチル100mLで抽出後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥材をろ別後、溶媒を除去することで褐色固体を得た。ヘキサン/酢酸エチル(1/1)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物1−2 0.49gを得た(収率46%)。
1H−NMR(CDCl3):δ8.71(d,1H)、7.91(s,1H)、7.68(d,2H)、7.60(s,1H)、7.45−7.54(m,5H)、7.36(t,1H)、6.93−6.94(m,1H)
(5)化合物1−1の製造
100mLのフラスコに化合物1−5 0.76g(2.4mmol)、化合物1−2 0.49g(1.98mmol)、ヨウ化銅0.19g(0.99mmol)、2−ピコリン酸0.64g(5.2mmol)及びリン酸カリウム1.7g(8.1mmol)を入れて、系内を窒素パージを行った。次いで、窒素気流下でジメチルスルホキシド37mLを加えて、165℃で8時間反応させた。
得られた反応溶液を水350mL中に投入し、塩化メチレン100mLで抽出した。取り出した塩化メチレン層を硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を除去することで褐色オイルを得た。ヘキサン/酢酸エチル(6/4)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、白色結晶の化合物1−1 0.89gを得た(収率92%)。
1H−NMR(CDCl3):δ8.69(d,1H)、8.67(d,1H)、8.06(d,2H)、7.88−7.91(m,2H)、7.76−7.82(m,3H)、7.59−7.65(m,4H)、7.39−7.49(m,6H)、7.24−7.29(m,2H)、7.05−7.09(m,2H)
100mLのフラスコに化合物1−5 0.76g(2.4mmol)、化合物1−2 0.49g(1.98mmol)、ヨウ化銅0.19g(0.99mmol)、2−ピコリン酸0.64g(5.2mmol)及びリン酸カリウム1.7g(8.1mmol)を入れて、系内を窒素パージを行った。次いで、窒素気流下でジメチルスルホキシド37mLを加えて、165℃で8時間反応させた。
得られた反応溶液を水350mL中に投入し、塩化メチレン100mLで抽出した。取り出した塩化メチレン層を硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を除去することで褐色オイルを得た。ヘキサン/酢酸エチル(6/4)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、白色結晶の化合物1−1 0.89gを得た(収率92%)。
1H−NMR(CDCl3):δ8.69(d,1H)、8.67(d,1H)、8.06(d,2H)、7.88−7.91(m,2H)、7.76−7.82(m,3H)、7.59−7.65(m,4H)、7.39−7.49(m,6H)、7.24−7.29(m,2H)、7.05−7.09(m,2H)
(6)化合物1の製造
100mLのフラスコに化合物1−1 0.89g(1.8mmol)、テトラクロロ白金(II)酸カリウム 0.83g(1.99mmol)を入れて、系内を真空ポンプで減圧にして窒素パージを行った。次いで、窒素気流下で2−エトキシエタノール53mL及び水16mLを加えて、7時間加熱還流させた。
放冷後、得られた黄色溶液に塩化メチレン150mL、水150mLを加えて抽出後、取り出した塩化メチレン層を硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を除去することで暗オレンジ色結晶を得た。塩化メチレンのみでシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を2回行い、黄色結晶の化合物1 0.30gを得た(収率24%)。マススペクトル分析の結果、分子量682.13に対し、m/e=682だった。
1H−NMR(CD2Cl2):δ9.12(dd,1H)、8.76(d,1H)、8.21−8.25(m,2H)、8.05(d,1H)、7.98(t,2H)、7.79−7.84(m,3H)、7.68(d,1H)、7.64(dd,1H)、7.56−7.60(m,3H)、7.44(t,1H)、7.39(t,1H)、7.30(t,2H)、7.22(t,2H)
100mLのフラスコに化合物1−1 0.89g(1.8mmol)、テトラクロロ白金(II)酸カリウム 0.83g(1.99mmol)を入れて、系内を真空ポンプで減圧にして窒素パージを行った。次いで、窒素気流下で2−エトキシエタノール53mL及び水16mLを加えて、7時間加熱還流させた。
放冷後、得られた黄色溶液に塩化メチレン150mL、水150mLを加えて抽出後、取り出した塩化メチレン層を硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を除去することで暗オレンジ色結晶を得た。塩化メチレンのみでシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を2回行い、黄色結晶の化合物1 0.30gを得た(収率24%)。マススペクトル分析の結果、分子量682.13に対し、m/e=682だった。
1H−NMR(CD2Cl2):δ9.12(dd,1H)、8.76(d,1H)、8.21−8.25(m,2H)、8.05(d,1H)、7.98(t,2H)、7.79−7.84(m,3H)、7.68(d,1H)、7.64(dd,1H)、7.56−7.60(m,3H)、7.44(t,1H)、7.39(t,1H)、7.30(t,2H)、7.22(t,2H)
(1)化合物2−5の製造
300mLのフラスコに3,5−ジブロモアニソール 8.3g(31.1mmol)、フェニルボロン酸3.8g(31.1mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム0.72g(0.62mmol)を入れて、系内を窒素パージを行った。次いで、窒素気流下で1,2−ジメトキシエタン120mL、水35mLに溶解させた炭酸ナトリウム4.9g(46.7mmol)を加えて、8時間加熱還流させた。
得られた反応溶液から溶媒を除去し、塩化メチレン200mLを加えて抽出後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥材をろ別後、溶媒を除去することで淡黄色オイルを得た。ヘキサン/塩化メチレン(9/1)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物2−5 4.7gを得た(収率57%)。
1H−NMR(CDCl3):δ7.53(d,2H)、7.42(t,2H)、7.32−7.38(m,2H)、7.03(d,2H)、3.80(s,3H)
300mLのフラスコに3,5−ジブロモアニソール 8.3g(31.1mmol)、フェニルボロン酸3.8g(31.1mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム0.72g(0.62mmol)を入れて、系内を窒素パージを行った。次いで、窒素気流下で1,2−ジメトキシエタン120mL、水35mLに溶解させた炭酸ナトリウム4.9g(46.7mmol)を加えて、8時間加熱還流させた。
得られた反応溶液から溶媒を除去し、塩化メチレン200mLを加えて抽出後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥材をろ別後、溶媒を除去することで淡黄色オイルを得た。ヘキサン/塩化メチレン(9/1)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物2−5 4.7gを得た(収率57%)。
1H−NMR(CDCl3):δ7.53(d,2H)、7.42(t,2H)、7.32−7.38(m,2H)、7.03(d,2H)、3.80(s,3H)
(2)化合物2−4の製造
300mLのフラスコに入れた化合物2−5 4.7g(17.7mmol)のテトラヒドロフラン120mL溶液に−78℃、窒素下でn−BuLi(1.63Mヘキサン溶液)13.1mL(21.3mmol)を少しずつ滴下し、1.5時間反応させた。次いで、ホウ酸トリイソプロピル6.7g(35.5mmol)のテトラヒドロフラン10mL溶液を−78℃で滴下した。滴下後、室温にもどしながら、5.5時間反応させた。
得られた白濁溶液に3NのHCl水溶液50mLを滴下し、溶媒を除去した。酢酸エチル150mLを加えて抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を除去することで白色結晶を得た。ヘキサン/トルエンから再結晶を行い、白色の化合物2−4 3.4gを得た(収率85%)。
300mLのフラスコに入れた化合物2−5 4.7g(17.7mmol)のテトラヒドロフラン120mL溶液に−78℃、窒素下でn−BuLi(1.63Mヘキサン溶液)13.1mL(21.3mmol)を少しずつ滴下し、1.5時間反応させた。次いで、ホウ酸トリイソプロピル6.7g(35.5mmol)のテトラヒドロフラン10mL溶液を−78℃で滴下した。滴下後、室温にもどしながら、5.5時間反応させた。
得られた白濁溶液に3NのHCl水溶液50mLを滴下し、溶媒を除去した。酢酸エチル150mLを加えて抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を除去することで白色結晶を得た。ヘキサン/トルエンから再結晶を行い、白色の化合物2−4 3.4gを得た(収率85%)。
(3)化合物2−3の製造
300mLのフラスコに化合物2−4 2.1g(9.1mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム0.21g(0.18mmol)を入れて、系内を窒素パージを行った。次いで、窒素気流下で1,2−ジメトキシエタン90mL、2−ブロモピリジン 1.4g(9.1mmol)及び水24mLに溶解させた炭酸ナトリウム1.4g(13.6mmol)を加えて、7時間加熱還流させた。
得られた反応溶液から溶媒を除去し、塩化メチレン80mLを加えて抽出後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥材をろ別後、溶媒を除去することで黄色オイルを得た。ヘキサン/酢酸エチル(80/20〜75/25)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物2−3 1.9gを得た(収率80%)。
1H−NMR(CDCl3):δ8.70(s,1H)、7.78(s,3H)、7.67(d,2H)、7.57(s,1H)、7.43−7.47(m,2H)、7.37(d,1H)、7.23−7.26(m,1H)、7.18(s,1H)、3.94(s,3H)
300mLのフラスコに化合物2−4 2.1g(9.1mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム0.21g(0.18mmol)を入れて、系内を窒素パージを行った。次いで、窒素気流下で1,2−ジメトキシエタン90mL、2−ブロモピリジン 1.4g(9.1mmol)及び水24mLに溶解させた炭酸ナトリウム1.4g(13.6mmol)を加えて、7時間加熱還流させた。
得られた反応溶液から溶媒を除去し、塩化メチレン80mLを加えて抽出後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥材をろ別後、溶媒を除去することで黄色オイルを得た。ヘキサン/酢酸エチル(80/20〜75/25)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物2−3 1.9gを得た(収率80%)。
1H−NMR(CDCl3):δ8.70(s,1H)、7.78(s,3H)、7.67(d,2H)、7.57(s,1H)、7.43−7.47(m,2H)、7.37(d,1H)、7.23−7.26(m,1H)、7.18(s,1H)、3.94(s,3H)
(4)化合物2−2の製造
300mLのフラスコに化合物2−3 1.9g(7.3mmol)を入れて、系内を窒素パージ後、窒素気流下で塩化メチレン120mLを加えた。0℃下で三臭化ホウ素(1M塩化メチレン溶液)15mL(15mmol)を滴下後、室温にもどしながら、5時間反応させた。
得られた反応溶液に水20mLを少しずつ添加後、炭酸水素ナトリウム水溶液により、pHを7に調節した。酢酸エチル100mLで抽出後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥材をろ別後、溶媒を除去することで褐色固体を得た。ヘキサン/酢酸エチル(1/1)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物2−2 0.6gを得た(収率33%)。
1H−NMR(CDCl3):δ8.70(s,1H)、7.76−7.81(m,2H)、7.72(d,1H)、7.63(d,2H)、7.53(m,1H)、7.44(t,2H)、7.36(t,1H)、7.27−7.29(m,1H)、7.13−7.14(m,1H)
300mLのフラスコに化合物2−3 1.9g(7.3mmol)を入れて、系内を窒素パージ後、窒素気流下で塩化メチレン120mLを加えた。0℃下で三臭化ホウ素(1M塩化メチレン溶液)15mL(15mmol)を滴下後、室温にもどしながら、5時間反応させた。
得られた反応溶液に水20mLを少しずつ添加後、炭酸水素ナトリウム水溶液により、pHを7に調節した。酢酸エチル100mLで抽出後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥材をろ別後、溶媒を除去することで褐色固体を得た。ヘキサン/酢酸エチル(1/1)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物2−2 0.6gを得た(収率33%)。
1H−NMR(CDCl3):δ8.70(s,1H)、7.76−7.81(m,2H)、7.72(d,1H)、7.63(d,2H)、7.53(m,1H)、7.44(t,2H)、7.36(t,1H)、7.27−7.29(m,1H)、7.13−7.14(m,1H)
(5)化合物2−1の製造
300mLのフラスコに化合物1−5 1.5g(4.6mmol)、化合物2−2 0.9g(3.8mmol)、ヨウ化銅0.36g(1.9mmol)、2−ピコリン酸1.2g(10mmol)及びリン酸カリウム3.3g(15.5mmol)を入れて、系内を窒素パージを行った。次いで、窒素気流下でジメチルスルホキシド72mLを加えて、165℃で6.5時間反応させた。
得られた反応溶液を水250mL中に投入し、塩化メチレン150mLで2回抽出した。取り出した塩化メチレン層を硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を除去することで濃褐色オイルを得た。ヘキサン/酢酸エチル(6/4)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、白色結晶の化合物2−1 1.4gを得た(収率75%)。
1H−NMR(CDCl3):δ8.67(s,2H)、8.08(d,2H)、7.98(s,1H)、7.87−7.90(m,1H)、7.81(d,1H)、7.70−7.76(m,2H)7.62−7.64(m,5H)、7.40−7.44(m,3H)、7.32−7.36(m,3H)、7.23−7.26(m,2H)、7.09(d,1H)
300mLのフラスコに化合物1−5 1.5g(4.6mmol)、化合物2−2 0.9g(3.8mmol)、ヨウ化銅0.36g(1.9mmol)、2−ピコリン酸1.2g(10mmol)及びリン酸カリウム3.3g(15.5mmol)を入れて、系内を窒素パージを行った。次いで、窒素気流下でジメチルスルホキシド72mLを加えて、165℃で6.5時間反応させた。
得られた反応溶液を水250mL中に投入し、塩化メチレン150mLで2回抽出した。取り出した塩化メチレン層を硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を除去することで濃褐色オイルを得た。ヘキサン/酢酸エチル(6/4)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、白色結晶の化合物2−1 1.4gを得た(収率75%)。
1H−NMR(CDCl3):δ8.67(s,2H)、8.08(d,2H)、7.98(s,1H)、7.87−7.90(m,1H)、7.81(d,1H)、7.70−7.76(m,2H)7.62−7.64(m,5H)、7.40−7.44(m,3H)、7.32−7.36(m,3H)、7.23−7.26(m,2H)、7.09(d,1H)
(6)化合物2の製造
100mLのフラスコに化合物2−1 1.4g(2.9mmol)、テトラクロロ白金(II)酸カリウム 1.3g(3.1mmol)を入れて、系内を真空ポンプで減圧にして窒素パージを行った。次いで、窒素気流下で2−エトキシエタノール85mL及び水26mLを加えて、9時間加熱還流させた。
放冷後、得られた黄色溶液に塩化メチレン150mL、水200mLを加えて抽出後、取り出した塩化メチレン層を硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を除去することで暗オレンジ色結晶を得た。塩化メチレンのみでシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を2回行い、さらにヘキサン/塩化メチレン(5/5〜4/6)で精製を行ったところ、黄色結晶の化合物2 0.88gを得た(収率44%)。マススペクトル分析の結果、分子量682.13に対し、m/e=682だった。
100mLのフラスコに化合物2−1 1.4g(2.9mmol)、テトラクロロ白金(II)酸カリウム 1.3g(3.1mmol)を入れて、系内を真空ポンプで減圧にして窒素パージを行った。次いで、窒素気流下で2−エトキシエタノール85mL及び水26mLを加えて、9時間加熱還流させた。
放冷後、得られた黄色溶液に塩化メチレン150mL、水200mLを加えて抽出後、取り出した塩化メチレン層を硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を除去することで暗オレンジ色結晶を得た。塩化メチレンのみでシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を2回行い、さらにヘキサン/塩化メチレン(5/5〜4/6)で精製を行ったところ、黄色結晶の化合物2 0.88gを得た(収率44%)。マススペクトル分析の結果、分子量682.13に対し、m/e=682だった。
1H−NMR(CD2Cl2):δ9.08(dd,1H)、8.77(d,1H)、8.24(d,1H)、8.11(d,1H)、8.06(d,1H)、7.97−8.04(m,3H)、7.78−7.83(m,4H)、7.48(t,2H)、7.44−7.46(m,3H)、7.38−7.41(m,2H)、7.33(d,1H)、7.21(t,1H)
実施例3(有機EL素子の作製、評価)
25mm×75mm×1.1mm厚のITO透明電極(陽極)付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を5分間行なった後、UVオゾン洗浄を30分間行なった。ITO膜厚は130nmとした。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に透明電極を覆うようにして化合物HT−1を蒸着し、膜厚5nmの化合物HT−1膜を形成した。このHT−1膜は、正孔注入層として機能する。
このHT−1膜の成膜に続けて、化合物HT−2を蒸着し、HT−1膜上に膜厚90nmのHT−2膜を成膜した。このHT−2膜は、第一の正孔輸送層として機能する。
さらにHT−2膜の成膜に続けて、化合物HT−3を蒸着し、HT−2膜上に膜厚60nmのHT−3膜を成膜した。このHT−3膜は、第二の正孔輸送層として機能する。
このHT−2膜上に化合物H−1(ホスト材料)および化合物1(ドーパント材料)を化合物1の割合が5重量%となるように共蒸着し、膜厚40nmの発光層を成膜した。
この発光層上にET−1を蒸着して、膜厚30nmの電子輸送層を形成した。
この電子注入層上にLiFを蒸着して、膜厚1nmのLiF膜を形成した。
このLiF膜上に金属Alを蒸着して、膜厚80nmの金属陰極を形成した。
このようにして、実施例3の有機EL素子を作製した。
25mm×75mm×1.1mm厚のITO透明電極(陽極)付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を5分間行なった後、UVオゾン洗浄を30分間行なった。ITO膜厚は130nmとした。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に透明電極を覆うようにして化合物HT−1を蒸着し、膜厚5nmの化合物HT−1膜を形成した。このHT−1膜は、正孔注入層として機能する。
このHT−1膜の成膜に続けて、化合物HT−2を蒸着し、HT−1膜上に膜厚90nmのHT−2膜を成膜した。このHT−2膜は、第一の正孔輸送層として機能する。
さらにHT−2膜の成膜に続けて、化合物HT−3を蒸着し、HT−2膜上に膜厚60nmのHT−3膜を成膜した。このHT−3膜は、第二の正孔輸送層として機能する。
このHT−2膜上に化合物H−1(ホスト材料)および化合物1(ドーパント材料)を化合物1の割合が5重量%となるように共蒸着し、膜厚40nmの発光層を成膜した。
この発光層上にET−1を蒸着して、膜厚30nmの電子輸送層を形成した。
この電子注入層上にLiFを蒸着して、膜厚1nmのLiF膜を形成した。
このLiF膜上に金属Alを蒸着して、膜厚80nmの金属陰極を形成した。
このようにして、実施例3の有機EL素子を作製した。
実施例4〜6、及び比較例1及び2
ドーパントの種類及び割合を表1に示す通りとした以外は実施例3と同様にして有機EL素子を作製した。
ドーパントの種類及び割合を表1に示す通りとした以外は実施例3と同様にして有機EL素子を作製した。
<有機EL素子の評価>
上記の手順で作製した有機EL素子について、以下の評価を行った。結果を表1に示す。
・初期性能
電流密度が10mA/cm2となるように有機EL素子に電圧を印加し、そのときの駆動電圧(V)、電流効率(lm/W)およびEL発光スペクトルの発光主波長を分光放射輝度計(CS−1000:コニカミノルタ社製)にて計測した。
上記の手順で作製した有機EL素子について、以下の評価を行った。結果を表1に示す。
・初期性能
電流密度が10mA/cm2となるように有機EL素子に電圧を印加し、そのときの駆動電圧(V)、電流効率(lm/W)およびEL発光スペクトルの発光主波長を分光放射輝度計(CS−1000:コニカミノルタ社製)にて計測した。
表1の結果より、本発明に係る化合物1及び2を用いた実施例3〜6の有機EL素子は、従来の発光材料(比較化合物)を用いた比較例1及び2の有機EL素子と比較して、発光層中の発光材料(ドーパント)の濃度が5wt%から10wt%へと変動した際の駆動電圧の変動幅が小さいことがわかる。
実施例7(湿式成膜を用いた有機EL素子の作製、評価)
25mm×75mm×1.1mm厚のITO透明電極(陽極)付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を5分間行なった後、UVオゾン洗浄を30分間行なった。ITO膜厚は130nmとした。
前記のITO基板上にHERAEUS社製CLEVIOUS AI4083(商品名)を膜厚30nmでスピンコート法により成膜した。成膜後、アセトンにより不要な部分を除去し、次いで大気中で200℃のホットプレートで10分間焼成した。この膜は正孔輸送層として機能する。
25mm×75mm×1.1mm厚のITO透明電極(陽極)付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を5分間行なった後、UVオゾン洗浄を30分間行なった。ITO膜厚は130nmとした。
前記のITO基板上にHERAEUS社製CLEVIOUS AI4083(商品名)を膜厚30nmでスピンコート法により成膜した。成膜後、アセトンにより不要な部分を除去し、次いで大気中で200℃のホットプレートで10分間焼成した。この膜は正孔輸送層として機能する。
化合物H−1(ホスト材料)および化合物2(ドーパント材料)を、化合物H−1:化合物2の割合が90:10となる混合比(重量比)で1.4重量%のトルエン溶液を調整した。このトルエン溶液を用い、前記正孔輸送層膜の上にスピンコート法により、50nmの膜厚になるように塗布した。塗布後、不要部分をトルエンにて除去し、150℃のホットプレートで10分間加熱した。この膜は発光層として機能する。尚、発光層の成膜にかかる全ての操作は窒素雰囲気のグローブボックス中で実施した。
上記積層基板を蒸着装置中に搬送し、ET−1を蒸着して、膜厚50nmの電子輸送層を形成した。この電子注入層上にLiFを蒸着して、膜厚1nmのLiF膜を形成した。
このLiF膜上に金属Alを蒸着して、膜厚80nmの金属陰極を形成した。
このようにして、実施例7の有機EL素子を作製した。
上記積層基板を蒸着装置中に搬送し、ET−1を蒸着して、膜厚50nmの電子輸送層を形成した。この電子注入層上にLiFを蒸着して、膜厚1nmのLiF膜を形成した。
このLiF膜上に金属Alを蒸着して、膜厚80nmの金属陰極を形成した。
このようにして、実施例7の有機EL素子を作製した。
得られた有機EL素子の発光層における濃度は10重量%、駆動電圧は4.85V、電流効率は33lm/W、発光主波長は530nmであった。
(1)化合物70−8の製造
500mLのフラスコに3−ブロモフェニルボロン酸 9.7g(48.4mmol)、炭酸ナトリウム 11.3g(106.5mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム0.56g(0.48mmol)を入れて、系内の窒素パージを行った。次いで、窒素気流下で1,2−ジメトキシエタン120mL、エタノール40mL、水53mL及び2−ブロモピリジン 7.6g(48.4mmol)を加えて、16時間加熱還流させた。
得られた反応溶液から溶媒を除去し、塩化メチレン200mLを加えて抽出後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥剤をろ別後、溶媒を除去することで橙色オイルを得た。ヘキサン/酢酸エチル(10/1)でシリカカラム精製(富士シリシアBW−820MH)を行い、化合物70−8 9.9gを得た(収率88%)。
1H−NMR(CDCl3):δ8.70(d,1H)、8.18(dd,1H)、7.93(dd,1H)、7,76−7.79(m,1H)、7.69−7.74(m,1H)、7.53−7.55(m,1H)7.32−7.36(m,1H)、7.24−7.25(m,1H)
500mLのフラスコに3−ブロモフェニルボロン酸 9.7g(48.4mmol)、炭酸ナトリウム 11.3g(106.5mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム0.56g(0.48mmol)を入れて、系内の窒素パージを行った。次いで、窒素気流下で1,2−ジメトキシエタン120mL、エタノール40mL、水53mL及び2−ブロモピリジン 7.6g(48.4mmol)を加えて、16時間加熱還流させた。
得られた反応溶液から溶媒を除去し、塩化メチレン200mLを加えて抽出後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥剤をろ別後、溶媒を除去することで橙色オイルを得た。ヘキサン/酢酸エチル(10/1)でシリカカラム精製(富士シリシアBW−820MH)を行い、化合物70−8 9.9gを得た(収率88%)。
1H−NMR(CDCl3):δ8.70(d,1H)、8.18(dd,1H)、7.93(dd,1H)、7,76−7.79(m,1H)、7.69−7.74(m,1H)、7.53−7.55(m,1H)7.32−7.36(m,1H)、7.24−7.25(m,1H)
(2)化合物70−7の製造
300mLのフラスコに2−ブロモニトロベンゼン 4.1g(20.2mmol)、4−メトキシフェニルボロン酸 3.1g(20.2mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム0.47g(0.40mmol)を入れて、系内の窒素パージを行った。次いで、窒素気流下で1,2−ジメトキシエタン180mL、水45mLに溶解させた炭酸ナトリウム 3.2g(30.3mmol)を加えて、8時間加熱還流させた。
得られた反応溶液から溶媒を除去し、塩化メチレン200mL、水100mLを加えて抽出後、塩化メチレン層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥剤をろ別後、溶媒を除去することで黄色オイルを得た。ヘキサン/酢酸エチル(8/2)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物70−7 4.5gを得た(収率97%)。
1H−NMR(CDCl3):δ7.80(d,1H)、7.56−7.60(m,1H)、7.44(dd,2H)、7.22−7.25(m,2H)、6.93−6.96(m,2H)、3.84(s,3H)
300mLのフラスコに2−ブロモニトロベンゼン 4.1g(20.2mmol)、4−メトキシフェニルボロン酸 3.1g(20.2mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム0.47g(0.40mmol)を入れて、系内の窒素パージを行った。次いで、窒素気流下で1,2−ジメトキシエタン180mL、水45mLに溶解させた炭酸ナトリウム 3.2g(30.3mmol)を加えて、8時間加熱還流させた。
得られた反応溶液から溶媒を除去し、塩化メチレン200mL、水100mLを加えて抽出後、塩化メチレン層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥剤をろ別後、溶媒を除去することで黄色オイルを得た。ヘキサン/酢酸エチル(8/2)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物70−7 4.5gを得た(収率97%)。
1H−NMR(CDCl3):δ7.80(d,1H)、7.56−7.60(m,1H)、7.44(dd,2H)、7.22−7.25(m,2H)、6.93−6.96(m,2H)、3.84(s,3H)
(3)化合物70−6の製造
200mLのフラスコに化合物70−7 4.5g(19.7mmol)、トリフェニルホスフィン 12.9g(49.2mmol)を入れて、系内の窒素パージを行った。次いでo−ジクロロベンゼン 45mLを入れて、17時間加熱反応させた(オイルバス温度190℃)。
得られた溶液から、o−ジクロロベンゼンを減圧蒸留にて除去した後、残渣をヘキサン/酢酸エチル(8/2〜5/5)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物70−6 2.9gを得た(収率74%)。
1H−NMR(CDCl3):δ7.92−7.96(m,3H)、7.33−7.39(m,2H)、7.20(s,1H)、6.92(d,1H)、6.86(dd,1H)、3.90(s,3H)
200mLのフラスコに化合物70−7 4.5g(19.7mmol)、トリフェニルホスフィン 12.9g(49.2mmol)を入れて、系内の窒素パージを行った。次いでo−ジクロロベンゼン 45mLを入れて、17時間加熱反応させた(オイルバス温度190℃)。
得られた溶液から、o−ジクロロベンゼンを減圧蒸留にて除去した後、残渣をヘキサン/酢酸エチル(8/2〜5/5)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物70−6 2.9gを得た(収率74%)。
1H−NMR(CDCl3):δ7.92−7.96(m,3H)、7.33−7.39(m,2H)、7.20(s,1H)、6.92(d,1H)、6.86(dd,1H)、3.90(s,3H)
(4)化合物70−5の製造
300mLのフラスコにイミダゾール 10.4g(153mmol)、ヨウ化銅 4.1g(21.8mmol)及びリン酸カリウム 46.4g(218mmol))を入れて、系内の窒素パージを行った。次いで、窒素気流下でN,N−ジメチルホルムアミド 110mL、2−ヨード−m−キシレン 25.3g(109mmol)を加えて、25時間加熱させた(オイルバス温度190℃)。
得られた反応溶液を水300mL中に投入し、しばらく撹拌した後、塩化メチレン200mLにて抽出を行った。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を除去することで得たオイルをヘキサン/酢酸エチル(7/3〜5/5)で2回シリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物70−5 7.1gを得た(収率38%)。
1H−NMR(CDCl3):δ7.46(s,1H)、7.25(d,2H)、7.15(d,2H)、6.92(s,1H)、2.05(s,6H)
300mLのフラスコにイミダゾール 10.4g(153mmol)、ヨウ化銅 4.1g(21.8mmol)及びリン酸カリウム 46.4g(218mmol))を入れて、系内の窒素パージを行った。次いで、窒素気流下でN,N−ジメチルホルムアミド 110mL、2−ヨード−m−キシレン 25.3g(109mmol)を加えて、25時間加熱させた(オイルバス温度190℃)。
得られた反応溶液を水300mL中に投入し、しばらく撹拌した後、塩化メチレン200mLにて抽出を行った。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を除去することで得たオイルをヘキサン/酢酸エチル(7/3〜5/5)で2回シリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物70−5 7.1gを得た(収率38%)。
1H−NMR(CDCl3):δ7.46(s,1H)、7.25(d,2H)、7.15(d,2H)、6.92(s,1H)、2.05(s,6H)
(5)化合物70−4の製造
300mLのフラスコに化合物70−5 5.7g(32.9mmol)を入れて、系内を窒素パージ後、窒素気流下でテトラヒドロフラン120mLを加えた。−78℃下でn−ブチルリチウム(1.55Mヘキサン溶液)23mL(36mmol)を滴下後、その温度でさらに2時間反応させた。次いで、−78℃でテトラヒドロフラン70mLに溶解させたヨウ素 10g(39mmol)を滴下後、室温に戻しながら、1時間反応させた。
得られた溶液に水60mLを少しづつ添加し、酢酸エチル300mLにて抽出を行った。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を除去することで濃褐色結晶を得た。ヘキサン/酢酸エチル(85/15〜80/20)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物70−4 9.4gを得た(収率96%)。
1H−NMR(CDCl3):δ7.26−7.33(m,2H)、7.18(d,2H)、7.03(s,1H)、2.05(s,6H)
300mLのフラスコに化合物70−5 5.7g(32.9mmol)を入れて、系内を窒素パージ後、窒素気流下でテトラヒドロフラン120mLを加えた。−78℃下でn−ブチルリチウム(1.55Mヘキサン溶液)23mL(36mmol)を滴下後、その温度でさらに2時間反応させた。次いで、−78℃でテトラヒドロフラン70mLに溶解させたヨウ素 10g(39mmol)を滴下後、室温に戻しながら、1時間反応させた。
得られた溶液に水60mLを少しづつ添加し、酢酸エチル300mLにて抽出を行った。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を除去することで濃褐色結晶を得た。ヘキサン/酢酸エチル(85/15〜80/20)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物70−4 9.4gを得た(収率96%)。
1H−NMR(CDCl3):δ7.26−7.33(m,2H)、7.18(d,2H)、7.03(s,1H)、2.05(s,6H)
(6)化合物70−3の製造
300mLのフラスコに化合物70−4 4.1g(13.7mmol)、化合物70−6 2.7g(13.7mmol)、ヨウ化銅 1.1g(5.7mmol)及びリン酸カリウム 4.8g(22.9mmol)を入れて、系内の窒素パージを行った。次いで、窒素気流下で1,4−ジオキサン 160mL、trans−1,2−ジアミノシクロヘキサン 6.5g(57.2mmol)を加えて、29時間加熱還流させた。
得られた反応溶液から溶媒を除去し、塩化メチレン300mL、飽和塩化ナトリウム水溶液300mLを加えて抽出後、塩化メチレン層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥剤をろ別後、溶媒を除去することで濃褐色オイルを得た。ヘキサン/酢酸エチル(85/15〜70/30)で2回シリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物70−3 2.1gを得た(収率41%)。
1H−NMR(CDCl3):δ7.80−7.85(m,2H)、7.40(s,1H)、7.14−7.25(m,3H)、7.11(s,1H)、7.01−7.05(m,1H)、6.93(d,2H)、6.81(d,1H)、6.74(d,1H)、3.79(s,3H)、2.05(s,6H)
300mLのフラスコに化合物70−4 4.1g(13.7mmol)、化合物70−6 2.7g(13.7mmol)、ヨウ化銅 1.1g(5.7mmol)及びリン酸カリウム 4.8g(22.9mmol)を入れて、系内の窒素パージを行った。次いで、窒素気流下で1,4−ジオキサン 160mL、trans−1,2−ジアミノシクロヘキサン 6.5g(57.2mmol)を加えて、29時間加熱還流させた。
得られた反応溶液から溶媒を除去し、塩化メチレン300mL、飽和塩化ナトリウム水溶液300mLを加えて抽出後、塩化メチレン層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥剤をろ別後、溶媒を除去することで濃褐色オイルを得た。ヘキサン/酢酸エチル(85/15〜70/30)で2回シリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物70−3 2.1gを得た(収率41%)。
1H−NMR(CDCl3):δ7.80−7.85(m,2H)、7.40(s,1H)、7.14−7.25(m,3H)、7.11(s,1H)、7.01−7.05(m,1H)、6.93(d,2H)、6.81(d,1H)、6.74(d,1H)、3.79(s,3H)、2.05(s,6H)
(7)化合物70−2の製造
300mLのフラスコに化合物70−3 1.05g(2.9mmol)を入れて、系内を窒素パージ後、窒素気流下で塩化メチレン100mLを加えた。−78℃下で三臭化ホウ素(1M塩化メチレン溶液)14.3mL(14.3mmol)を滴下後、室温にもどしながら、6時間反応させた。
得られた反応溶液に水100mLを少しずつ添加後、炭酸水素ナトリウム水溶液により、pHを7に調節した。酢酸エチル100mLで抽出後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥材をろ別後、溶媒を除去することで褐色固体を得た。ヘキサン/酢酸エチル(1/1)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物70−2 0.7gを得た(収率69%)。
300mLのフラスコに化合物70−3 1.05g(2.9mmol)を入れて、系内を窒素パージ後、窒素気流下で塩化メチレン100mLを加えた。−78℃下で三臭化ホウ素(1M塩化メチレン溶液)14.3mL(14.3mmol)を滴下後、室温にもどしながら、6時間反応させた。
得られた反応溶液に水100mLを少しずつ添加後、炭酸水素ナトリウム水溶液により、pHを7に調節した。酢酸エチル100mLで抽出後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥材をろ別後、溶媒を除去することで褐色固体を得た。ヘキサン/酢酸エチル(1/1)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物70−2 0.7gを得た(収率69%)。
(8)化合物70−1の製造
200mLのフラスコに化合物70−2 0.6g(1.7mmol)、ヨウ化銅 0.16g(0.8mmol)、2−ピコリン酸 0.55g(4.5mmol)及びリン酸カリウム 1.4g(6.8mmol)を入れて、系内の窒素パージを行った。次いで、窒素気流下でジメチルスルホキシド 63mLに溶解させた化合物70−8 0.51g(2.2mmol)を加えて、18時間加熱した(オイルバス温度165℃)。
得られた反応溶液を飽和食塩水300mL中に投入し、しばらく撹拌した後、塩化メチレン200mLにて抽出を行った。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を除去することで得たオイルをヘキサン/酢酸エチル(7/3)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物70−1 0.31gを得た(収率36%)。
1H−NMR(CDCl3):δ8.68(d,1H)、7.89−7.93(m,2H)、7.66−7.77(m,3H)、7.52(m,1H)、7.20−7.40(m,7H)、6.80−7.03(m,6H)、1.90(s,6H)
200mLのフラスコに化合物70−2 0.6g(1.7mmol)、ヨウ化銅 0.16g(0.8mmol)、2−ピコリン酸 0.55g(4.5mmol)及びリン酸カリウム 1.4g(6.8mmol)を入れて、系内の窒素パージを行った。次いで、窒素気流下でジメチルスルホキシド 63mLに溶解させた化合物70−8 0.51g(2.2mmol)を加えて、18時間加熱した(オイルバス温度165℃)。
得られた反応溶液を飽和食塩水300mL中に投入し、しばらく撹拌した後、塩化メチレン200mLにて抽出を行った。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を除去することで得たオイルをヘキサン/酢酸エチル(7/3)でシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)を行い、化合物70−1 0.31gを得た(収率36%)。
1H−NMR(CDCl3):δ8.68(d,1H)、7.89−7.93(m,2H)、7.66−7.77(m,3H)、7.52(m,1H)、7.20−7.40(m,7H)、6.80−7.03(m,6H)、1.90(s,6H)
(9)化合物70の製造
100mLのフラスコに化合物70−1 0.86g(1.7mmol)、テトラクロロ白金(II)酸カリウム 0.72g(1.7mmol)及びテトラn−ブチルアンモニウムクロライド 0.02gを入れて、系内を真空ポンプで減圧にして窒素パージを行った。次いで、窒素気流下で酢酸 100mLを加えて、18時間加熱還流させた。
放冷後、沈殿した黄色結晶をろ別し、メタノールで洗浄した。塩化メチレンのみでシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)、次いでヘキサン/塩化メチレン(3/7)でシリカカラム精製(富士シリシア製Chromatorex NH)を行い、黄色結晶の化合物70 0.77gを得た(収率63%)
マススペクトル分析の結果、分子量699.68に対し、m/e=699であった。
1H−NMR(CD2Cl2):δ9.10(d,1H)、7.9−8.1(m,2H)、7.82(d,1H)、7.77(d,1H)、7.67(dd,1H)、7.55(dd,1H)、7.40−7.45(m,1H)、7.26−7.31(m,2H)、7.17(dd,1H)、7.00−7.08(m,3H)、6.92(br,2H)、6.82(br,1H)、6.73(t,1H)、1.80(br,6H)
100mLのフラスコに化合物70−1 0.86g(1.7mmol)、テトラクロロ白金(II)酸カリウム 0.72g(1.7mmol)及びテトラn−ブチルアンモニウムクロライド 0.02gを入れて、系内を真空ポンプで減圧にして窒素パージを行った。次いで、窒素気流下で酢酸 100mLを加えて、18時間加熱還流させた。
放冷後、沈殿した黄色結晶をろ別し、メタノールで洗浄した。塩化メチレンのみでシリカカラム精製(関東化学製シリカゲル60N,100〜210μm)、次いでヘキサン/塩化メチレン(3/7)でシリカカラム精製(富士シリシア製Chromatorex NH)を行い、黄色結晶の化合物70 0.77gを得た(収率63%)
マススペクトル分析の結果、分子量699.68に対し、m/e=699であった。
1H−NMR(CD2Cl2):δ9.10(d,1H)、7.9−8.1(m,2H)、7.82(d,1H)、7.77(d,1H)、7.67(dd,1H)、7.55(dd,1H)、7.40−7.45(m,1H)、7.26−7.31(m,2H)、7.17(dd,1H)、7.00−7.08(m,3H)、6.92(br,2H)、6.82(br,1H)、6.73(t,1H)、1.80(br,6H)
実施例9及び10
ドーパントの種類及び割合を表2に示す通りとした以外は実施例3と同様にして有機EL素子を作製し、評価した。
ドーパントの種類及び割合を表2に示す通りとした以外は実施例3と同様にして有機EL素子を作製し、評価した。
表2の結果より、本発明に係る化合物70を用いた実施例9及び10の有機EL素子は、従来の発光材料(比較化合物)を用いた比較例1及び2の有機EL素子と比較して、発光層中の発光材料(ドーパント)の濃度が5wt%から10wt%へと変動した際の駆動電圧の変動幅が小さいことがわかる。
上記に本発明の実施形態及び/又は実施例を幾つか詳細に説明したが、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施形態及び/又は実施例に多くの変更を加えることが容易である。従って、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。
本願のパリ優先の基礎となる日本出願明細書の内容を全てここに援用する。
本願のパリ優先の基礎となる日本出願明細書の内容を全てここに援用する。
Claims (29)
- 下記式(1)で表される化合物。
環Aは、X1を含んで構成される環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環、又はX1を含んで構成される環形成原子数5〜30の複素環である。
環Bは、X2を含んで構成される環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環、又はX2を含んで構成される環形成原子数5〜30の複素環である。
環Cは、X3を含んで構成される環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素環、又はX3を含んで構成される環形成原子数5〜30の複素環である。
R1〜R4は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数3〜20のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数2〜20のアルケニル基、置換若しくは無置換の炭素数2〜20のアルキニル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシ基、又はハロゲン原子である。
Y1〜Y4は、それぞれ独立して、CH、R4が結合した炭素原子、又は窒素原子である。
n1〜n4は、それぞれ独立して、0〜4である。
n1〜n4がそれぞれ2以上の場合、複数存在するR1〜R4は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
L1及びL2は、それぞれ環Aと環B、及び環Bと環Cを連結する基であり、それぞれ独立して−C(R5)2−、−O−、−S−、−NR6−又は−Si(R7)2−である。
R5、R6及びR7は、それぞれ独立して水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基である。複数存在するR5及びR7は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
R1〜R7は、隣接するもの同士がそれぞれ互いに結合して環を形成してもよいし、環A〜Cを構成する原子又はR4が置換していないY1〜Y4と互いに結合して環を形成してもよい。
但し、n1+n2+n3+n4≧1の場合、存在するR1〜R4の少なくとも1つは、置換もしくは無置換の炭素数3〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数3〜20のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、ハロゲン原子、又は、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、及び置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基から選択される基で置換されたシリル基からなる群から選択される置換基Zであるか、又は
n1+n2+n3+n4=0であるか、若しくはn1+n2+n3+n4≧1であって存在するR1〜R4の全てが前記置換基Zではない場合、L1及びL2の少なくとも1つは、−C(R5)2−、−NR6−又は−Si(R7)2−であり、存在するR5〜R7の少なくとも1つは、前記置換基Zを有する環形成炭素数6〜30のアリール基、又は前記置換基Zを有する環形成原子数5〜30のヘテロアリール基である。) - L1が、−O−、−S−又は−NR5−である請求項1〜6のいずれかに記載の化合物。
- L1が−NR5−であり、R5が置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜20のアリール基であり、該アリール基が環Bを構成する原子と結合してL1の窒素原子を含むピロール環を形成している請求項1〜7のいずれかに記載の化合物。
- 環Aが、X1を含んで構成される環形成原子数5若しくは6の複素芳香族環、又は、X1を含んで構成される環形成原子数5若しくは6の複素芳香族環にベンゼン環若しくは環形成原子数5又は6の複素芳香族環が縮合した環である請求項1〜10のいずれかに記載の化合物。
- 環Aが、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、チアゾール、ピリジン、ピラジン、トリアゾール、イミダゾリン、イソオキサゾール、イソチアゾール、ピリミジン、トリアジン、1−ピロリン、2,3,4,5−テトラヒドロピリジン、ベンゾイミダゾール、キノリン、イソキノリン、及びキノキサリンから選択される請求項1〜11のいずれかに記載の化合物。
- n1+n2+n3+n4≧1である、請求項1〜14のいずれかに記載の化合物。
- n1+n2+n3+n4≧1であり、R1〜R4の少なくとも1つが、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、又は置換もしくは無置換の炭素数3〜20のアルキル基である請求項1〜15のいずれかに記載の化合物。
- n1+n2+n3+n4≧1であり、R1〜R4の少なくとも1つが、置換もしくは無置換のフェニル基である請求項1〜16のいずれかに記載の化合物。
- L2が、−O−又は−S−である請求項1〜17のいずれかに記載の化合物。
- L2が−C(R5)2−であり、R5がメチル基、又は置換もしくは無置換のフェニル基である請求項1〜18のいずれかに記載の化合物。
- 環Bが、X2を含んで構成される環形成炭素数6〜20の芳香族炭化水素環である請求項1〜9及び11〜19のいずれかに記載の化合物。
- 環Cが、X3を含んで構成される環形成炭素数6〜20の芳香族炭化水素環である請求項1、2、5〜9及び11〜20のいずれかに記載の化合物。
- 請求項1〜21のいずれかに記載の化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
- 請求項1〜21のいずれかに記載の化合物と有機溶媒を含有する組成物。
- さらに、ホスト材料を含有する請求項23に記載の組成物。
- 陰極と陽極の間に、発光層を含む1以上の有機薄膜層が挟持されてなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機薄膜層の少なくとも一層が、請求項1〜21のいずれかに記載の化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層が、前記化合物を含有する請求項26に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記化合物が、ドーパント材料である請求項26又は27に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求項26〜28のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した電子機器。
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