JPWO2019102936A1 - 有機デバイス用材料およびそれを用いた有機電界発光素子 - Google Patents

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Abstract

下記一般式(1)で表される、分子内に嵩高い置換基を有する多環芳香族化合物を有機デバイス用材料として用いることで、例えば量子効率が優れた有機EL素子を提供することができる。特に、使用濃度が比較的高くても濃度消光を抑えることができるため、デバイス製造プロセスにおいて有利である。【化199】(上記式(1)中、R1、R3、R4〜R7、R8〜R11およびR12〜R15は、それぞれ独立して、水素、アリールなどであり、X1は−O−または>N−R(Rはアリールなど)であり、Z1およびZ2はアリールなどの嵩高い置換基であり、式(1)の化合物における少なくとも1つの水素がハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。)

Description

本発明は、特定の構造に由来する優れたデバイス特性を備えた有機デバイス用材料、ならびに、それを用いた有機電界発光素子、有機電界効果トランジスタおよび有機薄膜太陽電池に関する。
従来、電界発光する発光素子を用いた表示装置は、省電力化や薄型化が可能なことから、種々研究され、さらに、有機材料からなる有機電界発光素子は、軽量化や大型化が容易なことから活発に検討されてきた。特に、光の三原色の一つである青色などの発光特性を有する有機材料の開発、および正孔、電子などの電荷輸送能(半導体や超電導体となる可能性を有する)を備えた有機材料の開発については、高分子化合物、低分子化合物を問わずこれまで活発に研究されてきた。
有機EL素子は、陽極および陰極からなる一対の電極と、当該一対の電極間に配置され、有機化合物を含む一層または複数の層とからなる構造を有する。有機化合物を含む層には、発光層や、正孔、電子などの電荷を輸送または注入する電荷輸送/注入層などがあるが、これらの層に適当な種々の有機材料が開発されている。
発光層用材料としては、例えばベンゾフルオレン系化合物などが開発されている(国際公開第2004/061047号公報)。また、正孔輸送材料としては、例えばトリフェニルアミン系化合物などが開発されている(特開2001-172232号公報)。また、電子輸送材料としては、例えばアントラセン系化合物などが開発されている(特開2005-170911号公報)。
また、近年では有機EL素子や有機薄膜太陽電池に使用する材料としてトリフェニルアミン誘導体を改良した材料も報告されている(国際公開第2012/118164号公報)。この材料は既に実用化されていたN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(TPD)を参考にして、トリフェニルアミンを構成する芳香環同士を連結することでその平面性を高めたことを特徴とする材料である。この文献では例えばNO連結系化合物(63頁の化合物1)の電荷輸送特性が評価されているが、NO連結系化合物以外の材料の製造方法については記載されておらず、また、連結する元素が異なれば化合物全体の電子状態が異なるため、NO連結系化合物以外の材料から得られる特性も未だ知られていない。このような化合物の例は他にも見られる(国際公開第2011/107186号公報、国際公開第2015/102118号公報)。例えば、三重項励起子のエネルギー(T1)が大きい共役構造を有する化合物は、より短い波長の燐光を発することができるため、青色の発光層用材料として有益である。また、発光層を挟む電子輸送材料や正孔輸送材料としてもT1が大きい新規共役構造を有する化合物が求められている。
国際公開第2004/061047号公報 特開2001-172232号公報 特開2005-170911号公報 国際公開第2012/118164号公報 国際公開第2011/107186号公報 国際公開第2015/102118号公報
上述するように、種々の有機EL素子用材料が開発されているが、有機EL素子用材料の選択肢を増やすために、従来とは異なる化合物からなる材料の開発が望まれている。特に、特許文献1〜4で報告されたNO連結系化合物以外の材料から得られる有機EL特性やその製造方法は未だ知られていない。
特許文献6では、ホウ素を含む多環芳香族化合物とそれを用いた有機EL素子が報告されている。しかしながらこのような多環芳香族化合物は、分子の平面性が高いため、発光層において発光ドーパントとして高い濃度で用いる場合には、濃度消光による発光効率の低下がより顕著となる場合が多い。一方で、発光ドーパントの濃度を低くして有機EL素子を製造するためには、より精密なドーパント濃度の制御が要求されるため、素子製造工程におけるプロセスマージンが低下するという課題があった。
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、ホウ素を含む多環芳香族化合物に嵩高い置換基を導入することで、分子間の会合を抑制し濃度消光を抑えることができると考え、上記課題が解決することを見出した。本願発明の化合物を用いた有機デバイスは、デバイス製造プロセスに有利な高いドーパント濃度においても、高いデバイス効率を与えることが可能である。
項1.
下記一般式(1)で表される多環芳香族化合物を含む、有機デバイス用材料。
(上記式(1)中、
、R、R〜R、R〜R11およびR12〜R15は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、また、R〜R、R〜R11およびR12〜R15のうちの隣接する基同士が結合してb環、c環またはd環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、
は−O−または>N−Rであり、前記>N−RのRは炭素数6〜12のアリール、炭素数2〜15のヘテロアリール、炭素数1〜6のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜12のアリール、炭素数2〜15のヘテロアリール、炭素数1〜6のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよく、また、前記>N−RのRは−O−、−S−、−C(−R)−または単結合により前記a環および/またはc環と結合していてもよく、前記−C(−R)−のRは炭素数1〜6のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルであり、
およびZは、それぞれ独立して、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、アリールオキシ、アリール置換アルキル、水素、アルキル、シクロアルキルまたはアルコキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、
が、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいフェニル、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいm−ビフェニリル、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいp−ビフェニリル、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよい単環系ヘテロアリール、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいジフェニルアミノ、水素、アルキル、炭素数3〜8のシクロアルキル、アダマンチルまたはアルコキシである場合は、Zは水素、アルキルまたはアルコキシであることはなく、そして、
式(1)で表される化合物における少なくとも1つの水素がハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。)
項2.
、R、R〜R、R〜R11およびR12〜R15は、それぞれ独立して、水素、炭素数6〜30のアリール、炭素数2〜30のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6〜12のアリール)、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜14のシクロアルキル、炭素数1〜6のアルコキシまたは炭素数6〜12のアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜12のアリール、炭素数1〜6のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよく、また、R〜R、R〜R11およびR12〜R15のうちの隣接する基同士が結合してb環、c環またはd環と共に炭素数9〜16のアリール環または炭素数6〜15のヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素は炭素数6〜30のアリール、炭素数2〜30のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6〜12のアリール)、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜14のシクロアルキル、炭素数1〜6のアルコキシまたは炭素数6〜12のアリールオキシで置換されていてもよく、
は−O−または>N−Rであり、前記>N−RのRは炭素数6〜12のアリール、炭素数1〜6のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜12のアリール、炭素数1〜6のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよく、
およびZは、それぞれ独立して、炭素数6〜30のアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6〜16のアリール)、炭素数6〜30のアリールオキシ、炭素数6〜12のアリールが置換した炭素数1〜6のアルキル、水素、炭素数1〜6のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜16のアリール、炭素数1〜6のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよく、
が、炭素数1〜6のアルキルもしくは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよいフェニル、炭素数1〜6のアルキルもしくは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよいm−ビフェニリル、炭素数1〜6のアルキルもしくは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよいp−ビフェニリル、炭素数1〜6のアルキルもしくは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよいジフェニルアミノ、水素、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜8のシクロアルキルまたはアダマンチルである場合は、Zは水素または炭素数1〜6のアルキルであることはなく、そして、
式(1)で表される化合物における少なくとも1つの水素がハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい、項1に記載する有機デバイス用材料。
項3.
、R、R〜R、R〜R11およびR12〜R15は、それぞれ独立して、水素、炭素数6〜16のアリール、炭素数2〜20のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6〜12のアリール)、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜14のシクロアルキル、炭素数1〜6のアルコキシまたは炭素数6〜12のアリールオキシであり、また、R〜R、R〜R11およびR12〜R15のうちの隣接する基同士が結合してb環、c環またはd環と共に炭素数9〜16のアリール環または炭素数6〜15のヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素は炭素数6〜16のアリール、炭素数2〜20のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6〜12のアリール)、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜14のシクロアルキル、炭素数1〜6のアルコキシまたは炭素数6〜12のアリールオキシで置換されていてもよく、
は−O−または>N−Rであり、前記>N−RのRは炭素数6〜12のアリール、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜14のシクロアルキル、または、炭素数1〜6のアルキルもしくは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換された炭素数6〜12のアリールであり、
およびZは、それぞれ独立して、炭素数6〜16のアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6〜16のアリール)、炭素数6〜16のアリールオキシ、炭素数6〜12のアリールが置換した炭素数1〜6のアルキル、水素、炭素数1〜6のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜16のアリール、炭素数1〜6のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよく、
が、炭素数1〜6のアルキルもしくは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよいフェニル、炭素数1〜6のアルキルもしくは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよいm−ビフェニリル、炭素数1〜6のアルキルもしくは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよいp−ビフェニリル、炭素数1〜6のアルキルもしくは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよいジフェニルアミノ、水素、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜8のシクロアルキルまたはアダマンチルである場合は、Zは水素または炭素数1〜6のアルキルであることはなく、そして、
式(1)で表される化合物における少なくとも1つの水素がハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい、項1に記載する有機デバイス用材料。
項4.
、R、R〜R、R〜R11およびR12〜R15は、それぞれ独立して、水素、炭素数6〜16のアリール、炭素数2〜20のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6〜12のアリール)、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜14のシクロアルキル、炭素数1〜6のアルコキシまたは炭素数6〜12のアリールオキシであり、また、R〜R、R〜R11およびR12〜R15のうちの隣接する基同士が結合してb環、c環またはd環と共にナフタレン環、フルオレン環またはカルバゾール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素は炭素数6〜16のアリール、炭素数2〜20のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6〜12のアリール)、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜14のシクロアルキル、炭素数1〜6のアルコキシまたは炭素数6〜12のアリールオキシで置換されていてもよく、
は−O−または>N−Rであり、前記>N−RのRは炭素数6〜12のアリール、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜14のシクロアルキル、または、炭素数1〜6のアルキルもしくは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換された炭素数6〜12のアリールであり、
およびZは、それぞれ独立して、炭素数6〜10のアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6〜12のアリール)、炭素数6〜10のアリールオキシ、炭素数6〜10のアリールが1〜3個置換した炭素数1〜4のアルキル、水素、炭素数1〜4のアルキルまたは炭素数5〜10のシクロアルキルであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜12のアリール、炭素数1〜4のアルキルまたは炭素数5〜10のシクロアルキルで置換されていてもよく、
が、炭素数1〜4のアルキルもしくは炭素数5〜10のシクロアルキルで置換されていてもよいフェニル、炭素数1〜4のアルキルもしくは炭素数5〜10のシクロアルキルで置換されていてもよいm−ビフェニリル、炭素数1〜4のアルキルもしくは炭素数5〜10のシクロアルキルで置換されていてもよいp−ビフェニリル、炭素数1〜4のアルキルもしくは炭素数5〜10のシクロアルキルで置換されていてもよいジフェニルアミノ、水素、炭素数1〜4のアルキル、炭素数3〜8のシクロアルキルまたはアダマンチルである場合は、Zは水素または炭素数1〜4のアルキルであることはなく、そして、
式(1)で表される化合物における少なくとも1つの水素がハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい、項1に記載する有機デバイス用材料。
項5.
は、ジアリールアミノ、アリールオキシ、トリアリール置換の炭素数1〜4のアルキル、水素、炭素数1〜4のアルキルまたは炭素数5〜10のシクロアルキルであり、これらにおけるアリールは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキルまたはフェニルで置換されていてもよい、フェニル、ビフェニリルまたはナフチルであり、
は、炭素数1〜4のアルキルもしくは炭素数5〜10のシクロアルキルで置換されていてもよい、フェニル、ビフェニリルもしくはナフチル、または、水素、炭素数1〜4のアルキルもしくは炭素数5〜10のシクロアルキルであり、そして、
が、炭素数1〜4のアルキルもしくは炭素数5〜10のシクロアルキルで置換されていてもよいジフェニルアミノ、水素、炭素数1〜4のアルキル、炭素数5〜10のシクロアルキルまたはアダマンチルである場合は、Zは水素または炭素数1〜4のアルキルであることはない、
項1〜4のいずれかに記載する有機デバイス用材料。
項6.
上記式(1)で表される多環芳香族化合物が下記いずれかの構造式で表される化合物である、項1に記載する有機デバイス用材料。
項7.
前記有機デバイス用材料が、有機電界発光素子用材料、有機電界効果トランジスタ用材料または有機薄膜太陽電池用材料である、項1〜6のいずれかに記載する有機デバイス用材料。
項8.
陽極および陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に配置される発光層とを有する有機電界発光素子であって、前記発光層は項1〜6のいずれかに記載する有機デバイス用材料を含む、有機電界発光素子。
項9.
前記発光層が、ホストと、ドーパントとしての前記有機デバイス用材料とを含む、項8に記載する有機電界発光素子。
項10.
前記ホストが、アントラセン系化合物、ジベンゾクリセン系化合物またはフルオレン系化合物である、項9に記載する有機電界発光素子。
項11.
前記陰極と前記発光層との間に配置される電子輸送層および/または電子注入層を有し、該電子輸送層および電子注入層の少なくとも1つは、ボラン誘導体、ピリジン誘導体、フルオランテン誘導体、BO系誘導体、アントラセン誘導体、ベンゾフルオレン誘導体、ホスフィンオキサイド誘導体、ピリミジン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアジン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、およびキノリノール系金属錯体からなる群から選択される少なくとも1つを含有する、項8〜10のいずれかに記載する有機電界発光素子。
項12.
前記電子輸送層および/または電子注入層が、さらに、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体および希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも1つを含有する、項11に記載の有機電界発光素子。
項13.
項8〜12のいずれかに記載する有機電界発光素子を備えた、表示装置または照明装置。
本発明の好ましい態様によれば、上記一般式(1)で表される、分子内に嵩高い置換基を有する多環芳香族化合物を有機デバイス用材料として用いることで、例えば量子効率が優れた有機EL素子を提供することができる。特に、使用濃度が比較的高くても濃度消光を抑えることができるため、デバイス製造プロセスにおいて有利である。
また、本発明の化合物はシクロアルキル基を導入することで、融点や昇華温度の低下が期待できる。このことは、高い純度が要求される有機EL素子などの有機デバイス用の材料の精製法としてほぼ不可欠な昇華精製において、比較的低温で精製することができるため材料の熱分解などが避けられることを意味する。またこれは、有機EL素子などの有機デバイスを作製するのに有力な手段である真空蒸着プロセスについても同様であり、比較的低温でプロセスを実施できるため、材料の熱分解を避けることができ、結果として高性能な有機デバイス用を得ることができる。また、シクロアルキル基の導入により有機溶媒への溶解性が向上するため、塗布プロセスを利用した素子作製にも適用することが可能となる。ただし、本発明は特にこれらの原理に限定されるわけではない。
本実施形態に係る有機EL素子を示す概略断面図である。
1.多環芳香族化合物を含む、有機デバイス用材料
本発明は、下記一般式(1)で表される多環芳香族化合物を含む、有機デバイス用材料である。有機デバイス用材料としては、有機電界発光素子用材料、有機電界効果トランジスタ用材料または有機薄膜太陽電池用材料などがあげられる。例えば、有機EL素子に用いる場合には、陽極および陰極からなる一対の電極間に配置される発光層においてドーパント材料として用いることができる。
上記式(1)中、
、R、R〜R、R〜R11およびR12〜R15は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、
は−O−または>N−Rであり、前記>N−RのRは炭素数6〜12のアリール、炭素数2〜15のヘテロアリール、炭素数1〜6のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜12のアリール、炭素数2〜15のヘテロアリール、炭素数1〜6のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよく、
およびZは、それぞれ独立して、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、アリールオキシ、アリール置換アルキル、水素、アルキル、シクロアルキルまたはアルコキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、
が、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいフェニル、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいm−ビフェニリル、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいp−ビフェニリル、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよい単環系ヘテロアリール、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいジフェニルアミノ、水素、アルキル、炭素数3〜8のシクロアルキル、アダマンチルまたはアルコキシである場合は、Zは水素、アルキルまたはアルコキシであることはなく、そして、
式(1)で表される化合物における少なくとも1つの水素がハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。
一般式(1)では、b環、c環およびd環の置換基R〜R、R〜R11およびR12〜R15のうちの隣接する基同士が結合してb環、c環またはd環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよい。したがって、一般式(1)で表される多環芳香族化合物は、b環、c環およびd環における置換基の相互の結合形態によって、下記式(1−1)および式(1−2)に示すように、化合物を構成する環構造が変化する。なお、式(1−1)および式(1−2)における各符号の定義は上述した式(1)中の定義と同じである。
上記式(1−1)および式(1−2)中のb’環、c’環およびd’環は、置換基R〜R、R〜R11およびR12〜R15のうちの隣接する基同士が結合して、それぞれb環、c環およびd環と共に形成したアリール環またはヘテロアリール環を示す(b環、c環またはd環に他の環構造が縮合してできた縮合環ともいえる)。なお、式では示してはいないが、b環、c環およびd環の全てがb’環、c’環およびd’環に変化した化合物もある。また、上記式(1−1)および式(1−2)から分かるように、例えば、b環のRとc環のR、b環のRとd環のR15などは「隣接する基同士」には該当せず、これらが結合することはない。すなわち、「隣接する基」とは同一環上で隣接する基を意味する。
上記式(1−1)や式(1−2)で表される化合物は、例えばb環(またはc環またはd環)であるベンゼン環に対してベンゼン環、インドール環、ピロール環、ベンゾフラン環またはベンゾチオフェン環が縮合して形成されるb’環(またはc’環またはd’環)を有する化合物であり、形成されてできた縮合環b’(または縮合環c’または縮合環d’)はそれぞれナフタレン環、カルバゾール環、インドール環、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環である。
一般式(1)におけるXは−O−または>N−Rである。前記>N−RのRは−O−、−S−、−C(−R)−または単結合により前記a環および/またはc環と結合していてもよく、前記−C(−R)−のRは炭素数1〜6のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルである。
ここで、一般式(1)における「>N−RのRは−O−、−S−、−C(−R)−または単結合により前記a環および/またはc環と結合」との規定は、下記式(1−3−1)で表される、Xが縮合環c’に取り込まれた環構造を有する化合物で表現できる。すなわち、一般式(1)におけるc環であるベンゼン環に対してXを取り込むようにして他の環が縮合して形成されるc’環を有する化合物である。また、上記規定は、下記式(1−3−2)で表される、Xが縮合環a’に取り込まれた環構造を有する化合物でも表現できる。すなわち、一般式(1)におけるa環であるベンゼン環に対してXを取り込むようにして他の環が縮合して形成されるa’環を有する化合物である。なお、式(1−3−1)および式(1−3−2)における各符号の定義は上述した式(1)中の定義と同じである。
、R、R〜R、R〜R11およびR12〜R15の「アリール」(第1置換基)としては、例えば、炭素数6〜30のアリールがあげられ、炭素数6〜16のアリールが好ましく、炭素数6〜12のアリールがより好ましく、炭素数6〜10のアリールが特に好ましい。
具体的な「アリール」としては、単環系であるフェニル、二環系であるビフェニリル、縮合二環系であるナフチル(1−ナフチルまたは2−ナフチル)、三環系であるテルフェニリル(m−テルフェニリル、o−テルフェニリルまたはp−テルフェニリル)、縮合三環系である、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナレニル、フェナントレニル、縮合四環系であるトリフェニレニル、ピレニル、ナフタセニル、縮合五環系であるペリレニル、ペンタセニルなどがあげられる。
、R、R〜R、R〜R11およびR12〜R15の「ヘテロアリール」(第1置換基)としては、例えば、炭素数2〜30のヘテロアリールがあげられ、炭素数2〜25のヘテロアリールが好ましく、炭素数2〜20のヘテロアリールがより好ましく、炭素数2〜15のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数2〜10のヘテロアリールが特に好ましい。また、「ヘテロアリール」としては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を1ないし5個含有する複素環などがあげられる。
具体的な「ヘテロアリール」としては、例えば、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、オキサジアゾリル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピラゾリル、ピリジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、インドリル、イソインドリル、1H−インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、1H−ベンゾトリアゾリル、キノリニル、イソキノリニル、シンノリニル、キナゾリニル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサチイニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、インドリジニル、フラニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、ナフトベンゾフラニル、チオフェニル、ベンゾチオフェニル、イソベンゾチオフェニル、ジベンゾチオフェニル、ナフトベンゾチオフェニル、フラザニル、チアントレニルなどがあげられる。
、R、R〜R、R〜R11およびR12〜R15の「アルキル」(第1置換基)としては、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数1〜24の直鎖アルキルまたは炭素数3〜24の分岐鎖アルキルがあげられる。炭素数1〜18のアルキル(炭素数3〜18の分岐鎖アルキル)が好ましく、炭素数1〜12のアルキル(炭素数3〜12の分岐鎖アルキル)がより好ましく、炭素数1〜6のアルキル(炭素数3〜6の分岐鎖アルキル)がさらに好ましく、炭素数1〜4のアルキル(炭素数3〜4の分岐鎖アルキル)が特に好ましい。
具体的な「アルキル」としては、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、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t−ペンチル、n−ヘキシル、1−メチルペンチル、4−メチル−2−ペンチル、3,3−ジメチルブチル、2−エチルブチル、n−ヘプチル、1−メチルヘキシル、n−オクチル、t−オクチル、1−メチルヘプチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、n−ノニル、2,2−ジメチルヘプチル、2,6−ジメチル−4−ヘプチル、3,5,5−トリメチルヘキシル、n−デシル、n−ウンデシル、1−メチルデシル、n−ドデシル、n−トリデシル、1−ヘキシルヘプチル、n−テトラデシル、n−ペンタデシル、n−ヘキサデシル、n−ヘプタデシル、n−オクタデシル、n−エイコシルなどがあげられる。
、R、R〜R、R〜R11およびR12〜R15の「シクロアルキル」(第1置換基)としては、炭素数3〜24のシクロアルキル、炭素数3〜20のシクロアルキル、炭素数3〜16のシクロアルキル、炭素数3〜14のシクロアルキル、炭素数5〜10のシクロアルキル、炭素数5〜8のシクロアルキル、炭素数5〜6のシクロアルキル、炭素数5のシクロアルキルなどがあげられる。
具体的な「シクロアルキル」としては、シクロプロピル(C3)、シクロブチル(C4)、シクロペンチル(C5)、シクロヘキシル(C6)、シクロヘプチル(C7)、シクロオクチル(C8)、シクロノニル(C9)、シクロデシル(C10)、およびこれらの炭素数1〜4のアルキル(特にメチル)置換体や、ビシクロ[1.0.1]ブチル(C4)、ビシクロ[1.1.1]ペンチル(C5)、ビシクロ[2.0.1]ペンチル(C5)、ビシクロ[1.2.1]ヘキシル(C6)、ビシクロ[3.0.1]ヘキシル(C6)、ビシクロ[2.1.2]ヘプチル(C7)、ビシクロ[2.2.2]オクチル(C8)、アダマンチル(C10)、ジアマンチル(C14)、デカヒドロナフタレニル(C10)、デカヒドロアズレニル(C10)などがあげられる。
、R、R〜R、R〜R11およびR12〜R15の「アルコキシ」(第1置換基)としては、例えば、炭素数1〜24の直鎖または炭素数3〜24の分岐鎖アルコキシがあげられる。炭素数1〜18のアルコキシ(炭素数3〜18の分岐鎖アルコキシ)が好ましく、炭素数1〜12のアルコキシ(炭素数3〜12の分岐鎖アルコキシ)がより好ましく、炭素数1〜6のアルコキシ(炭素数3〜6の分岐鎖アルコキシ)がさらに好ましく、炭素数1〜4のアルコキシ(炭素数3〜4の分岐鎖アルコキシ)が特に好ましい。
具体的な「アルコキシ」としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、s−ブトキシ、t−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシなどがあげられる。
、R、R〜R、R〜R11およびR12〜R15の「ジアリールアミノ」(第1置換基)、「ジヘテロアリールアミノ」(第1置換基)、「アリールヘテロアリールアミノ」(第1置換基)および「アリールオキシ」(第1置換基)における「アリール」や「ヘテロアリール」の詳細は、上述した「アリール」や「ヘテロアリール」の説明を引用することができる。
上記第1置換基における少なくとも1つの水素は、第2置換基である「アリール」、「ヘテロアリール」、「アルキル」または「シクロアルキル」で置換されていてもよく、これらの詳細は上述した第1置換基の「アリール」、「ヘテロアリール」、「アルキル」または「シクロアルキル」の説明を引用することができる。また、第2置換基としての「アリール」や「ヘテロアリール」には、それらにおける少なくとも1つの水素がフェニルなどのアリール(具体例は上述した基)やメチルなどのアルキル(具体例は上述した基)やシクロヘキシルなどのシクロアルキル(具体例は上述した基)で置換された基も第2置換基としてのアリールやヘテロアリールに含まれる。その一例としては、第2置換基がカルバゾリル基の場合には、9位における水素がフェニルなどのアリールやメチルなどのアルキルやシクロヘキシルなどのシクロアルキルで置換されたカルバゾリル基も第2置換基としてのヘテロアリールに含まれる。
〜R、R〜R11およびR12〜R15のうちの隣接する基同士が結合して形成されたアリール環またはヘテロアリール環の詳細は、上述した第1置換基の「アリール」または「ヘテロアリール」の説明を無価の環構造として引用することができる。
形成された環における少なくとも1つの水素は、「アリール」、「ヘテロアリール」、「ジアリールアミノ」、「ジヘテロアリールアミノ」、「アリールヘテロアリールアミノ」、「アルキル」、「シクロアルキル」、「アルコキシ」または「アリールオキシ」で置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素は「アリール」、「ヘテロアリール」、「アルキル」または「シクロアルキル」で置換されていてもよいが、これらの詳細は、上述した第1置換基および第2置換基の説明を引用することができる。
としての>N−RのRにおける「炭素数6〜12のアリール」、「炭素数2〜15のヘテロアリール」、「炭素数1〜6のアルキル」または「炭素数3〜14のシクロアルキル」、およびこれらに置換し得る「炭素数6〜12のアリール」、「炭素数2〜15のヘテロアリール」、「炭素数1〜6のアルキル」または「炭素数3〜14のシクロアルキル」の詳細は、上述した第1置換基および第2置換基の説明を引用することができる。また、「−C(−R)−」におけるRの「炭素数1〜6のアルキル」または「炭素数3〜14のシクロアルキル」の詳細は、上述した第1置換基の説明を引用することができる。特に炭素数1〜4のアルキル(例えばメチル、エチルなど)、炭素数3〜14のシクロアルキル(例えばビシクロオクチルやアダマンチルなど)が好ましい。
およびZにおける「アリール」、「ヘテロアリール」、「ジアリールアミノ」、「アリールオキシ」、「アリール置換アルキル」中の「アリール」および「アルキル」、「アルキル」、「シクロアルキル」または「アルコキシ」、そして、これらに置換し得る「アリール」、「アルキル」または「シクロアルキル」の詳細は、上述した第1置換基および第2置換基の説明を引用することができる。
およびZとしては、好ましくは、それぞれ独立して、炭素数6〜10のアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6〜12のアリール)、炭素数6〜10のアリールオキシ、炭素数6〜10のアリールが1〜3個置換した炭素数1〜4のアルキル、水素、炭素数1〜4のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数1〜4のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよい。
は、より好ましくは、ジアリールアミノ、アリールオキシ、トリアリール置換の炭素数1〜4のアルキル、水素、炭素数1〜4のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルであり、これらにおけるアリールは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよい、フェニル、ビフェニリルまたはナフチルである。さらに好ましくは、ジアリールアミノ、水素、炭素数1〜4のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルであり、ジアリールアミノにおけるアリールは、炭素数1〜4のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよい、フェニル、ビフェニリルまたはナフチルである。
は、より好ましくは、炭素数1〜4のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよい、フェニル、ビフェニリルもしくはナフチル、または、水素、炭素数1〜4のアルキルもしくは炭素数3〜14のシクロアルキルである。
ただし、Zの位置にフェニル基が選択されても嵩高い置換基とはならないが、Zの位置は、周囲の空間が制限された、>N−フェニル基におけるオルト位であるため、Zとしては嵩高い置換基とはならないフェニル基であっても、Zの位置では嵩高い置換基としての役割を有する。
このように、位置によって嵩高さの効果が異なる基(Zの位置で嵩高い置換基としての機能を有さない基)としては、フェニル基の他に、m−ビフェニリル基およびp−ビフェニリル基、単環系ヘテロアリール基(ピリジル基などの1つの環で構成されるヘテロアリール基)、ジフェニルアミノ基、特定のシクロアルキル基(例えば、炭素数3〜8のシクロアルキルおよびアダマンチル)があげられる。また、水素、アルキル基およびアルコキシ基は、ZとしてもZとしても嵩高い置換基とはならない。
すなわち、Zとして、アリールの中でもフェニル基、m−ビフェニリル基およびp−ビフェニリル基、ヘテロアリールの中でも単環系ヘテロアリール基(ピリジル基などの1つの環で構成されるヘテロアリール基)、ジアリールアミノの中でもジフェニルアミノ基、シクロアルキルの中でも特定のシクロアルキル基(例えば、炭素数3〜8のシクロアルキルおよびアダマンチル)、水素、アルキル基およびアルコキシ基、そしてこれらの基における少なくとも1つの水素がアルキルで置換された基は、単独では本願における嵩高い置換基としての役割を有さないため、置換基Zを嵩高くする必要がある。Zとしては、水素、アルキル基およびアルコキシ基、そしてこれらの基における少なくとも1つの水素がアルキルで置換された基が嵩高くないため、これらのZとZとの組み合わせは本願からは除かれる。
は、好ましくは、o−ビフェニリル基、o−ナフチルフェニル基(フェニル基のオルト位に1−または2−ナフチル基が置換した基)、フェニルナフチルアミノ基、ジナフチルアミノ基、フェニルオキシ基、トリフェニルメチル基(トリチル基)、およびこれらの基の少なくとも1つがアルキル(例えばメチル、エチル、i−プロピルまたはt−ブチル、好ましくはメチルまたはt−ブチル、より好ましくはt−ブチル)またはシクロアルキル(例えばシクロヘキシル、アダマンチル)で置換された基である。
は、好ましくは、フェニル基、1−または2−ナフチル基、およびこれらの基の少なくとも1つがアルキル(例えばメチル、エチル、i−プロピルまたはt−ブチル、好ましくはメチルまたはt−ブチル、より好ましくはt−ブチル)またはシクロアルキル(例えばシクロヘキシル、アダマンチル)で置換された基である。
また、一般式(1)で表される化合物における少なくとも1つの水素は、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素であり、好ましくはフッ素、塩素または臭素、より好ましくはフッ素である。
一般式(1)で表される多環芳香族化合物の具体的な例としては以下の化合物があげられる。なお構造式中の「Me」はメチル基であり、「tBu」はt−ブチル基である。
2.多環芳香族化合物の製造方法
一般式(1)で表される、嵩高い置換基(ZおよびZ)を有する多環芳香族化合物は、例えば国際公開第2015/102118号公報で開示されている方法を応用することで合成することができる。すなわち、下記スキーム(1)のように、Z基および/またはZ基を有する中間体を合成して、それを環化させることで所望の嵩高い置換基を有する多環芳香族化合物を合成できる。
スキーム(1)中、Xはハロゲンまたは水素を表し、その他の符号の定義は上述した定義と同じである。
スキーム(1)中の環化前の中間体も、同様に国際公開第2015/102118号公報などに示されている方法で合成することができる。すなわちBuchwald−Hartwig反応や鈴木カップリング反応、または求核置換反応やUllmann反応などによるエーテル化反応などを適宜組み合わせることで、所望の置換基を有する中間体を合成することができる。これらの反応において、嵩高い置換基(ZおよびZ)の前駆体となる原料は市販品を利用することもできる。
また、一般式(1)におけるZが特にトリフェニルメチル基の化合物は、次のような方法でも合成できる。すなわち、市販の4−トリチルアニリンにハロゲン化反応(例えば臭素化)を行なうことでアミノ基の隣接位に臭素などのハロゲンを導入した後、アミノ基をジアゾニウムに変換し、さらにSandmeyer反応を利用することでアミノ基をハロゲンに変換することができる(スキーム(2))。また、例えば亜硝酸−t−ブチルと銅塩を組み合わせたSandmeyer反応の類縁反応を利用することによっても、アミノ基をハロゲンに変換することができる(スキーム(3))。このようにして得られるハロゲン化合物を原料として用いて、上記で述べた反応を行なうことでZとしてトリフェニルメチル基が置換した環化前の中間体を合成することができる。これらの反応は、その他の置換基を有する化合物にも応用することができる。
また、多環芳香族化合物には、少なくとも1つの水素がハロゲンや重水素で置換されている化合物も含まれるが、このような化合物などは所望の箇所がハロゲン化(フッ素化または塩素化など)または重水素化された原料を用いることで、上記と同様に合成することができる。
3.有機デバイス
本発明に係る多環芳香族化合物は、有機デバイス用材料として用いることができる。有機デバイスとしては、例えば、有機電界発光素子、有機電界効果トランジスタまたは有機薄膜太陽電池などがあげられる。
3−1.有機電界発光素子
以下に、本実施形態に係る有機EL素子について図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る有機EL素子を示す概略断面図である。
<有機電界発光素子の構造>
図1に示された有機EL素子100は、基板101と、基板101上に設けられた陽極102と、陽極102の上に設けられた正孔注入層103と、正孔注入層103の上に設けられた正孔輸送層104と、正孔輸送層104の上に設けられた発光層105と、発光層105の上に設けられた電子輸送層106と、電子輸送層106の上に設けられた電子注入層107と、電子注入層107の上に設けられた陰極108とを有する。
なお、有機EL素子100は、作製順序を逆にして、例えば、基板101と、基板101上に設けられた陰極108と、陰極108の上に設けられた電子注入層107と、電子注入層107の上に設けられた電子輸送層106と、電子輸送層106の上に設けられた発光層105と、発光層105の上に設けられた正孔輸送層104と、正孔輸送層104の上に設けられた正孔注入層103と、正孔注入層103の上に設けられた陽極102とを有する構成としてもよい。
上記各層すべてがなくてはならないわけではなく、最小構成単位を陽極102と発光層105と陰極108とからなる構成として、正孔注入層103、正孔輸送層104、電子輸送層106、電子注入層107は任意に設けられる層である。また、上記各層は、それぞれ単一層からなってもよいし、複数層からなってもよい。
有機EL素子を構成する層の態様としては、上述する「基板/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」の構成態様の他に、「基板/陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/正孔注入層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極」、「基板/陽極/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極」、「基板/陽極/正孔注入層/発光層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/正孔注入層/発光層/電子輸送層/陰極」、「基板/陽極/発光層/電子輸送層/陰極」、「基板/陽極/発光層/電子注入層/陰極」の構成態様であってもよい。
<有機電界発光素子における基板>
基板101は、有機EL素子100の支持体であり、通常、石英、ガラス、金属、プラスチックなどが用いられる。基板101は、目的に応じて板状、フィルム状、またはシート状に形成され、例えば、ガラス板、金属板、金属箔、プラスチックフィルム、プラスチックシートなどが用いられる。なかでも、ガラス板、および、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホンなどの透明な合成樹脂製の板が好ましい。ガラス基板であれば、ソーダライムガラスや無アルカリガラスなどが用いられ、また、厚みも機械的強度を保つのに十分な厚みがあればよいので、例えば、0.2mm以上あればよい。厚さの上限値としては、例えば、2mm以下、好ましくは1mm以下である。ガラスの材質については、ガラスからの溶出イオンが少ない方がよいので無アルカリガラスの方が好ましいが、SiOなどのバリアコートを施したソーダライムガラスも市販されているのでこれを使用することができる。また、基板101には、ガスバリア性を高めるために、少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜などのガスバリア膜を設けてもよく、特にガスバリア性が低い合成樹脂製の板、フィルムまたはシートを基板101として用いる場合にはガスバリア膜を設けるのが好ましい。
<有機電界発光素子における陽極>
陽極102は、発光層105へ正孔を注入する役割を果たす。なお、陽極102と発光層105との間に正孔注入層103および/または正孔輸送層104が設けられている場合には、これらを介して発光層105へ正孔を注入することになる。
陽極102を形成する材料としては、無機化合物および有機化合物があげられる。無機化合物としては、例えば、金属(アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、クロムなど)、金属酸化物(インジウムの酸化物、スズの酸化物、インジウム−スズ酸化物(ITO)、インジウム−亜鉛酸化物(IZO)など)、ハロゲン化金属(ヨウ化銅など)、硫化銅、カーボンブラック、ITOガラスやネサガラスなどがあげられる。有機化合物としては、例えば、ポリ(3−メチルチオフェン)などのポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマーなどがあげられる。その他、有機EL素子の陽極として用いられている物質の中から適宜選択して用いることができる。
透明電極の抵抗は、発光素子の発光に十分な電流が供給できればよいので限定されないが、発光素子の消費電力の観点からは低抵抗であることが望ましい。例えば、300Ω/□以下のITO基板であれば素子電極として機能するが、現在では10Ω/□程度の基板の供給も可能になっていることから、例えば100〜5Ω/□、好ましくは50〜5Ω/□の低抵抗品を使用することが特に望ましい。ITOの厚みは抵抗値に合わせて任意に選ぶ事ができるが、通常50〜300nmの間で用いられることが多い。
<有機電界発光素子における正孔注入層、正孔輸送層>
正孔注入層103は、陽極102から移動してくる正孔を、効率よく発光層105内または正孔輸送層104内に注入する役割を果たす。正孔輸送層104は、陽極102から注入された正孔または陽極102から正孔注入層103を介して注入された正孔を、効率よく発光層105に輸送する役割を果たす。正孔注入層103および正孔輸送層104は、それぞれ、正孔注入・輸送材料の一種または二種以上を積層、混合するか、正孔注入・輸送材料と高分子結着剤の混合物により形成される。また、正孔注入・輸送材料に塩化鉄(III)のような無機塩を添加して層を形成してもよい。
正孔注入・輸送性物質としては電界を与えられた電極間において正極からの正孔を効率よく注入・輸送することが必要で、正孔注入効率が高く、注入された正孔を効率よく輸送することが望ましい。そのためにはイオン化ポテンシャルが小さく、しかも正孔移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発生しにくい物質であることが好ましい。
正孔注入層103および正孔輸送層104を形成する材料としては、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、p型半導体、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化合物の中から任意の化合物を選択して用いることができる。それらの具体例は、カルバゾール誘導体(N−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾールなど)、ビス(N−アリールカルバゾール)またはビス(N−アルキルカルバゾール)などのビスカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体(芳香族第3級アミノを主鎖また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、N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(3−メチルフェニル)−4,4’−ジフェニル−1,1’−ジアミン、N,N’−ジナフチル−N,N’−ジフェニル−4,4’−ジフェニル−1,1’−ジアミン、N,N4’−ジフェニル−N,N4’−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン、N,N,N4’,N4’−テトラ[1,1’−ビフェニル]−4−イル)−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン、4,4’,4”−トリス(3−メチルフェニル(フェニル)アミノ)トリフェニルアミンなどのトリフェニルアミン誘導体、スターバーストアミン誘導体など)、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体(無金属、銅フタロシアニンなど)、ピラゾリン誘導体、ヒドラゾン系化合物、ベンゾフラン誘導体やチオフェン誘導体、オキサジアゾール誘導体、キノキサリン誘導体(例えば、1,4,5,8,9,12−ヘキサアザトリフェニレン−2,3,6,7,10,11−ヘキサカルボニトリルなど)、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、ポリシランなどである。ポリマー系では前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリビニルカルバゾールおよびポリシランなどが好ましいが、発光素子の作製に必要な薄膜を形成し、陽極から正孔が注入できて、さらに正孔を輸送できる化合物であれば特に限定されない。
また、有機半導体の導電性は、そのドーピングにより、強い影響を受けることも知られている。このような有機半導体マトリックス物質は、電子供与性の良好な化合物、または、電子受容性の良好な化合物から構成されている。電子供与物質のドーピングのために、テトラシアノキノンジメタン(TCNQ)または2,3,5,6−テトラフルオロテトラシアノ−1,4−ベンゾキノンジメタン(F4TCNQ)などの強い電子受容体が知られている(例えば、文献「M.Pfeiffer,A.Beyer,T.Fritz,K.Leo,Appl.Phys.Lett.,73(22),3202-3204(1998)」および文献「J.Blochwitz,M.Pheiffer,T.Fritz,K.Leo,Appl.Phys.Lett.,73(6),729-731(1998)」を参照)。これらは、電子供与型ベース物質(正孔輸送物質)における電子移動プロセスによって、いわゆる正孔を生成する。正孔の数および移動度によって、ベース物質の伝導性が、かなり大きく変化する。正孔輸送特性を有するマトリックス物質としては、例えばベンジジン誘導体(TPDなど)またはスターバーストアミン誘導体(TDATAなど)、または、特定の金属フタロシアニン(特に、亜鉛フタロシアニン(ZnPc)など)が知られている(特開2005-167175号公報)。
<有機電界発光素子における発光層>
発光層105は、電界を与えられた電極間において、陽極102から注入された正孔と、陰極108から注入された電子とを再結合させることにより発光する層である。発光層105を形成する材料としては、正孔と電子との再結合によって励起されて発光する化合物(発光性化合物)であればよく、安定な薄膜形状を形成することができ、かつ、固体状態で強い発光(蛍光)効率を示す化合物であるのが好ましい。本発明では、発光層用の材料として、ホスト材料と、ドーパント材料としての上記一般式(1)で表される多環芳香族化合物とを用いることができる。
発光層は単一層でも複数層からなってもどちらでもよく、それぞれ発光層用材料(ホスト材料、ドーパント材料)により形成される。ホスト材料とドーパント材料は、それぞれ一種類であっても、複数の組み合わせであっても、いずれでもよい。ドーパント材料はホスト材料の全体に含まれていても、部分的に含まれていても、いずれであってもよい。ドーピング方法としては、ホスト材料との共蒸着法によって形成することができるが、ホスト材料と予め混合してから同時に蒸着してもよい。
ホスト材料の使用量はホスト材料の種類によって異なり、そのホスト材料の特性に合わせて決めればよい。ホスト材料の使用量の目安は、好ましくは発光層用材料全体の50〜99.999重量%であり、より好ましくは80〜99.95重量%であり、さらに好ましくは90〜99.9重量%である。
ドーパント材料の使用量はドーパント材料の種類によって異なり、そのドーパント材料の特性に合わせて決めればよい。ドーパントの使用量の目安は、好ましくは発光層用材料全体の0.001〜50重量%であり、より好ましくは0.05〜20重量%であり、さらに好ましくは0.1〜10重量%である。上記の範囲であれば、例えば、濃度消光現象を防止できるという点で好ましい。
ホスト材料としては、以前から発光体として知られていたアントラセン、ピレン、ジベンゾクリセンまたはフルオレンなどの縮合環誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体やジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、シクロペンタジエン誘導体などがあげられる。特に、ジベンゾクリセン系化合物、アントラセン系化合物またはフルオレン系化合物が好ましい。
<ジベンゾクリセン系化合物>
ホストとしてのジベンゾクリセン系化合物は、例えば下記一般式(2)で表される化合物である。
上記式(2)中、
1からR16は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール(当該ヘテロアリールは連結基を介して上記式(2)におけるジベンゾクリセン骨格と結合していてもよい)、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、
また、RからR16のうち隣接する基同士が結合して縮合環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール(当該ヘテロアリールは連結基を介して当該形成された環と結合していてもよい)、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、そして、
式(2)で表される化合物における少なくとも1つの水素がハロゲン、シアノまたは重水素で置換されていてもよい。
上記式(2)の定義における各基の詳細は、上述した、式(1)の多環芳香族化合物における説明を引用することができる。
上記式(2)の定義におけるアルケニルとしては、例えば、炭素数2〜30のアルケニルがあげられ、炭素数2〜20のアルケニルが好ましく、炭素数2〜10のアルケニルがより好ましく、炭素数2〜6のアルケニルがさらに好ましく、炭素数2〜4のアルケニルが特に好ましい。好ましいアルケニルは、ビニル、1−プロペニル、2−プロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、1−ペンテニル、2−ペンテニル、3−ペンテニル、4−ペンテニル、1−ヘキセニル、2−ヘキセニル、3−ヘキセニル、4−ヘキセニル、または5−ヘキセニルである。
なお、ヘテロアリールの具体例として、下記式(2−Ar1)、式(2−Ar2)、式(2−Ar3)、式(2−Ar4)または式(2−Ar5)の構造を有する1価の基もあげられる。
式(2−Ar1)から式(2−Ar5)中、Yは、それぞれ独立して、O、SまたはN−Rであり、Rはフェニル、ビフェニリル、ナフチル、アントラセニルまたは水素であり、
上記式(2−Ar1)から式(2−Ar5)の構造における少なくとも1つの水素はフェニル、ビフェニリル、ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、メチル、エチル、プロピル、または、ブチルで置換されていてもよい。
これらのヘテロアリールは、連結基を介して、上記式(2)におけるジベンゾクリセン骨格と結合していてもよい。すなわち、式(2)におけるジベンゾクリセン骨格と上記ヘテロアリールとが直接結合するだけでなく、それらの間に連結基を介して結合してもよい。この連結基としては、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、アントラセニレン、メチレン、エチレン、−OCHCH−、−CHCHO−、または、−OCHCHO−などがあげられる。
一般式(2)で表される化合物は、好ましくは、R、R、R、R、R、R12、R13およびR16は水素である。この場合、式(2)中のR、R、R、R、R10、R11、R14およびR15は、それぞれ独立して、水素、フェニル、ビフェニリル、ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、上記式(2−Ar1)、式(2−Ar2)、式(2−Ar3)、式(2−Ar4)もしくは式(2−Ar5)の構造を有する1価の基(当該構造を有する1価の基は、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、アントラセニレン、メチレン、エチレン、−OCHCH−、−CHCHO−、または、−OCHCHO−を介して、上記式(2)におけるジベンゾクリセン骨格と結合していてもよい)、メチル、エチル、プロピル、または、ブチルであることが好ましい。
一般式(2)で表される化合物は、より好ましくは、R、R、R、R、R、R、R、R10、R12、R13、R15およびR16は水素である。この場合、式(2)中のR、R、R11およびR14の少なくとも1つ(好ましくは1つまたは2つ、より好ましくは1つ)は、単結合、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、アントラセニレン、メチレン、エチレン、−OCHCH−、−CHCHO−、または、−OCHCHO−を介した、上記式(2−Ar1)、式(2−Ar2)、式(2−Ar3)、式(2−Ar4)または式(2−Ar5)の構造を有する1価の基であり、
前記少なくとも1つ以外(すなわち、前記構造を有する1価の基が置換した位置以外)は水素、フェニル、ビフェニリル、ナフチル、アントラセニル、メチル、エチル、プロピル、または、ブチルであり、これらにおける少なくとも1つの水素は、フェニル、ビフェニリル、ナフチル、アントラセニル、メチル、エチル、プロピル、あるいは、ブチルで置換されていてもよい。
また、式(2)中のR、R、R、R、R10、R11、R14およびR15として、上記式(2−Ar1)から式(2−Ar5)で表される構造を有する1価の基が選択された場合には、当該構造における少なくとも1つの水素は式(2)中のRからR16のいずれかと結合して単結合を形成していてもよい。
<アントラセン系化合物>
ホストとしてのアントラセン系化合物は、例えば下記一般式(3)で表される化合物である。
また、下記式(3’)で表されるアントラセン化合物のように、式(3)で表される構造が2つ結合した二量体化合物であってもよい。式(3’)中のXおよびArの定義は式(3)における定義と同じであり、連結基Yとしては単結合、アリーレン(例えばフェニレンやナフチレンなど)またはヘテロアリーレン(例えば後述する式(A−1)〜式(A−11)の構造の二価の基、具体的にはカルバゾール、ジベンゾフランまたはジベンゾチオフェンの二価の基)などがあげられる。具体的には後述する式(BH−61)〜式(BH−72)の化合物があげられる。
一般式(3)では、Xはそれぞれ独立して上記式(3−X1)、式(3−X2)または式(3−X3)で表される基であり、式(3−X1)、式(3−X2)または式(3−X3)で表される基は*において式(3)のアントラセン環と結合する。好ましくは、2つのXが同時に式(3−X3)で表される基になることはない。より好ましくは2つのXが同時に式(3−X2)で表される基になることもない。
式(3−X1)および式(3−X2)におけるナフチレン部位は1つのベンゼン環で縮合されていてもよい。このようにして縮合した構造は以下のとおりである。
ArおよびArは、それぞれ独立して、水素、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、クアテルフェニリル、ナフチル、フェナントリル、フルオレニル、ベンゾフルオレニル、クリセニル、トリフェニレニル、ピレニリル、または、上記式(A)で表される基(カルバゾリル基、ベンゾカルバゾリル基およびフェニル置換カルバゾリル基も含む)である。なお、ArまたはArが式(A)で表される基である場合は、式(A)で表される基はその*において式(3−X1)または式(3−X2)中のナフタレン環と結合する。
Arは、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、クアテルフェニリル、ナフチル、フェナントリル、フルオレニル、ベンゾフルオレニル、クリセニル、トリフェニレニル、ピレニリル、または、上記式(A)で表される基(カルバゾリル基、ベンゾカルバゾリル基およびフェニル置換カルバゾリル基も含む)である。なお、Arが式(A)で表される基である場合は、式(A)で表される基はその*において式(3−X3)中の直線で表される単結合と結合する。すなわち、式(3)のアントラセン環と式(A)で表される基が直接結合する。
また、Arは置換基を有していてもよく、Arにおける少なくとも1つの水素はさらにフェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル、フェナントリル、フルオレニル、クリセニル、トリフェニレニル、ピレニリル、または、上記式(A)で表される基(カルバゾリル基およびフェニル置換カルバゾリル基も含む)で置換されていてもよい。なお、Arが有する置換基が式(A)で表される基である場合は、式(A)で表される基はその*において式(3−X3)中のArと結合する。
Arは、それぞれ独立して、水素、フェニル、ビフェニリル、ターフェニリル、ナフチル、または炭素数1〜4のアルキル(メチル、エチル、t−ブチルなど)または炭素数5〜10のシクロアルキルで置換されているシリルである。
また、一般式(3)で表されるアントラセン系化合物の化学構造中の水素は上記式(A)で表される基で置換されていてもよい。式(A)で表される基で置換される場合は、式(A)で表される基はその*において式(3)で表される化合物における少なくとも1つの水素と置換する。
上記式(A)中、Yは−O−、−S−または>N−R29であり、R21〜R28はそれぞれ独立して水素、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいシクロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルコキシ、置換されていてもよいアリールオキシ、置換されていてもよいアリールチオ、トリアルキルシリル、トリシクロアルキルシリル、置換されていてもよいアミノ、ハロゲン、ヒドロキシまたはシアノであり、R21〜R28のうち隣接する基は互いに結合して炭化水素環、アリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、R29は水素または置換されていてもよいアリールである。
21〜R28のうち隣接する基は互いに結合して炭化水素環、アリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよい。環を形成しない場合が下記式(A−1)で表される基であり、環を形成した場合としては例えば下記式(A−2)〜式(A−11)で表される基があげられる。なお、式(A−1)〜式(A−11)のいずれかで表される基における少なくとも1つの水素はアルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、アリールオキシ、アリールチオ、トリアルキルシリル、トリシクロアルキルシリル、ジアリール置換アミノ、ジヘテロアリール置換アミノ、アリールヘテロアリール置換アミノ、ハロゲン、ヒドロキシまたはシアノで置換されていてもよい。
また、一般式(3)で表されるアントラセン系化合物の化学構造中の水素は、その全てまたは一部が重水素であってもよい。
アントラセン系化合物の具体的な例としては以下の化合物があげられる。
<フルオレン系化合物>
一般式(4)で表される化合物は基本的にはホストとして機能する。
上記式(4)中、
1からR10は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール(当該ヘテロアリールは連結基を介して上記式(4)におけるフルオレン骨格と結合していてもよい)、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、
また、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとRまたはRとR10がそれぞれ独立して結合して縮合環またはスピロ環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール(当該ヘテロアリールは連結基を介して当該形成された環と結合していてもよい)、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、そして、
式(4)で表される化合物における少なくとも1つの水素がハロゲン、シアノまたは重水素で置換されていてもよい。
上記式(4)の定義における各基の詳細は、上述した、式(1)の多環芳香族化合物における説明を引用することができる。
1からR10におけるアルケニルとしては、例えば、炭素数2〜30のアルケニルがあげられ、炭素数2〜20のアルケニルが好ましく、炭素数2〜10のアルケニルがより好ましく、炭素数2〜6のアルケニルがさらに好ましく、炭素数2〜4のアルケニルが特に好ましい。好ましいアルケニルは、ビニル、1−プロペニル、2−プロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、1−ペンテニル、2−ペンテニル、3−ペンテニル、4−ペンテニル、1−ヘキセニル、2−ヘキセニル、3−ヘキセニル、4−ヘキセニル、または5−ヘキセニルである。
なお、ヘテロアリールの具体例として、下記式(4−Ar1)、式(4−Ar2)、式(4−Ar3)、式(4−Ar4)または式(4−Ar5)の構造を有する1価の基もあげられる。
式(4−Ar1)から式(4−Ar5)中、Yは、それぞれ独立して、O、SまたはN−Rであり、Rはフェニル、ビフェニリル、ナフチル、アントラセニルまたは水素であり、
上記式(4−Ar1)から式(4−Ar5)の構造における少なくとも1つの水素はフェニル、ビフェニリル、ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、メチル、エチル、プロピル、または、ブチルで置換されていてもよい。
これらのヘテロアリールは、連結基を介して、上記式(4)におけるフルオレン骨格と結合していてもよい。すなわち、式(4)におけるフルオレン骨格と上記ヘテロアリールとが直接結合するだけでなく、それらの間に連結基を介して結合してもよい。この連結基としては、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、アントラセニレン、メチレン、エチレン、−OCHCH−、−CHCHO−、または、−OCHCHO−などがあげられる。
また、式(4)中のRとR、RとR、RとR、RとR、RとRまたはRとRがそれぞれ独立して結合して縮合環を、RとR10が結合してスピロ環を形成していてもよい。RからRにより形成された縮合環は、式(4)におけるベンゼン環に縮合する環であり、脂肪族環または芳香族環である。好ましくは芳香族環であり、式(4)におけるベンゼン環を含めた構造としてはナフタレン環やフェナントレン環などがあげられる。RとR10により形成されたスピロ環は、式(4)における5員環にスピロ結合する環であり、脂肪族環または芳香族環である。好ましくは芳香族環であり、フルオレン環などがあげられる。
一般式(4)で表される化合物は、好ましくは、下記式(4−1)、式(4−2)または式(4−3)で表される化合物であり、それぞれ、一般式(4)においてRとRが結合して形成されたベンゼン環が縮合した化合物、一般式(4)においてRとRが結合して形成されたベンゼン環が縮合した化合物、一般式(4)においてRからRのいずれもが結合していない化合物である。
式(4−1)、式(4−2)および式(4−3)におけるRからR10の定義は式(4)において対応するRからR10と同じであり、式(4−1)および式(4−2)におけるR11からR14の定義も式(4)におけるRからR10と同じである。
一般式(4)で表される化合物は、さらに好ましくは、下記式(4−1A)、式(4−2A)または式(4−3A)で表される化合物であり、それぞれ、式(4−1)、式(4−1)または式(4−3)においてRとR10が結合してスピロ−フルオレン環が形成された化合物である。
式(4−1A)、式(4−2A)および式(4−3A)におけるRからRの定義は式(4−1)、式(4−2)および式(4−3)において対応するRからRと同じであり、式(4−1A)および式(4−2A)におけるR11からR14の定義も式(4−1)および式(4−2)におけるR11からR14と同じである。
また、式(4)で表される化合物における水素は、その全てまたは一部がハロゲン、シアノまたは重水素で置換されていてもよい。
<有機電界発光素子における電子注入層、電子輸送層>
電子注入層107は、陰極108から移動してくる電子を、効率よく発光層105内または電子輸送層106内に注入する役割を果たす。電子輸送層106は、陰極108から注入された電子または陰極108から電子注入層107を介して注入された電子を、効率よく発光層105に輸送する役割を果たす。電子輸送層106および電子注入層107は、それぞれ、電子輸送・注入材料の一種または二種以上を積層、混合するか、電子輸送・注入材料と高分子結着剤の混合物により形成される。
電子注入・輸送層とは、陰極から電子が注入され、さらに電子を輸送することをつかさどる層であり、電子注入効率が高く、注入された電子を効率よく輸送することが望ましい。そのためには電子親和力が大きく、しかも電子移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発生しにくい物質であることが好ましい。しかしながら、正孔と電子の輸送バランスを考えた場合に、陽極からの正孔が再結合せずに陰極側へ流れるのを効率よく阻止できる役割を主に果たす場合には、電子輸送能力がそれ程高くなくても、発光効率を向上させる効果は電子輸送能力が高い材料と同等に有する。したがって、本実施形態における電子注入・輸送層は、正孔の移動を効率よく阻止できる層の機能も含まれてもよい。
電子輸送層106または電子注入層107を形成する材料(電子輸送材料)としては、光導電材料において電子伝達化合物として従来から慣用されている化合物、有機EL素子の電子注入層および電子輸送層に使用されている公知の化合物の中から任意に選択して用いることができる。
電子輸送層または電子注入層に用いられる材料としては、炭素、水素、酸素、硫黄、ケイ素およびリンの中から選ばれる一種以上の原子で構成される芳香族環または複素芳香族環からなる化合物、ピロール誘導体およびその縮合環誘導体および電子受容性窒素を有する金属錯体の中から選ばれる少なくとも一種を含有することが好ましい。具体的には、ナフタレン、アントラセンなどの縮合環系芳香族環誘導体、4,4’−ビス(ジフェニルエテニル)ビフェニルに代表されるスチリル系芳香族環誘導体、ペリノン誘導体、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、アントラキノンやジフェノキノンなどのキノン誘導体、リンオキサイド誘導体、カルバゾール誘導体およびインドール誘導体などがあげられる。電子受容性窒素を有する金属錯体としては、例えば、ヒドロキシフェニルオキサゾール錯体などのヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体、フラボノール金属錯体およびベンゾキノリン金属錯体などがあげられる。これらの材料は単独でも用いられるが、異なる材料と混合して使用しても構わない。
また、他の電子伝達化合物の具体例として、ピリジン誘導体、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントロリン誘導体、ペリノン誘導体、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、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(1,3−ビス[(4−t−ブチルフェニル)1,3,4−オキサジアゾリル]フェニレンなど)、チオフェン誘導体、トリアゾール誘導体(N−ナフチル−2,5−ジフェニル−1,3,4−トリアゾールなど)、チアジアゾール誘導体、オキシン誘導体の金属錯体、キノリノール系金属錯体、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(2,2’−ビス(ベンゾ[h]キノリン−2−イル)−9,9’−スピロビフルオレンなど)、イミダゾピリジン誘導体、ボラン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体(トリス(N−フェニルベンゾイミダゾール−2−イル)ベンゼンなど)、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、キノリン誘導体、テルピリジンなどのオリゴピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、テルピリジン誘導体(1,3−ビス(4’−(2,2’:6’2”−テルピリジニル))ベンゼンなど)、ナフチリジン誘導体(ビス(1−ナフチル)−4−(1,8−ナフチリジン−2−イル)フェニルホスフィンオキサイドなど)、アルダジン誘導体、カルバゾール誘導体、インドール誘導体、リンオキサイド誘導体、ビススチリル誘導体などがあげられる。
また、電子受容性窒素を有する金属錯体を用いることもでき、例えば、キノリノール系金属錯体やヒドロキシフェニルオキサゾール錯体などのヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体、フラボノール金属錯体およびベンゾキノリン金属錯体などがあげられる。
上述した材料は単独でも用いられるが、異なる材料と混合して使用しても構わない。
上述した材料の中でも、ボラン誘導体、ピリジン誘導体、フルオランテン誘導体、BO系誘導体、アントラセン誘導体、ベンゾフルオレン誘導体、ホスフィンオキサイド誘導体、ピリミジン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアジン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、およびキノリノール系金属錯体が好ましい。
<ボラン誘導体>
ボラン誘導体は、例えば下記一般式(ETM−1)で表される化合物であり、詳細には特開2007-27587号公報に開示されている。
上記式(ETM−1)中、R11およびR12は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されているシリル、置換されていてもよい窒素含有複素環、またはシアノの少なくとも一つであり、R13〜R16は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいシクロアルキルまたは置換されていてもよいアリールであり、Xは、置換されていてもよいアリーレンであり、Yは、置換されていてもよい炭素数16以下のアリール、置換されているボリル、または置換されていてもよいカルバゾリルであり、そして、nはそれぞれ独立して0〜3の整数である。また、「置換されていてもよい」または「置換されている」場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルなどがあげられる。
上記一般式(ETM−1)で表される化合物の中でも、下記一般式(ETM−1−1)で表される化合物や下記一般式(ETM−1−2)で表される化合物が好ましい。
式(ETM−1−1)中、R11およびR12は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されているシリル、置換されていてもよい窒素含有複素環、またはシアノの少なくとも一つであり、R13〜R16は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいシクロアルキルまたは置換されていてもよいアリールであり、R21およびR22は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されているシリル、置換されていてもよい窒素含有複素環、またはシアノの少なくとも一つであり、Xは、置換されていてもよい炭素数20以下のアリーレンであり、nはそれぞれ独立して0〜3の整数であり、そして、mはそれぞれ独立して0〜4の整数である。また、「置換されていてもよい」または「置換されている」場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルなどがあげられる。
式(ETM−1−2)中、R11およびR12は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されているシリル、置換されていてもよい窒素含有複素環、またはシアノの少なくとも一つであり、R13〜R16は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいシクロアルキルまたは置換されていてもよいアリールであり、Xは、置換されていてもよい炭素数20以下のアリーレンであり、そして、nはそれぞれ独立して0〜3の整数である。また、「置換されていてもよい」または「置換されている」場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルなどがあげられる。
の具体的な例としては、下記式(X−1)〜式(X−9)で表される2価の基があげられる。
(各式中、Rは、それぞれ独立してアルキル基、シクロアルキル基または置換されていてもよいフェニル基である。)
このボラン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このボラン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
<ピリジン誘導体>
ピリジン誘導体は、例えば下記式(ETM−2)で表される化合物であり、好ましくは式(ETM−2−1)または式(ETM−2−2)で表される化合物である。
φは、n価のアリール環(好ましくはn価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環)であり、nは1〜4の整数である。
上記式(ETM−2−1)において、R11〜R18は、それぞれ独立して、水素、アルキル(好ましくは炭素数1〜24のアルキル)、シクロアルキル(好ましくは炭素数3〜12のシクロアルキル)またはアリール(好ましくは炭素数6〜30のアリール)である。
上記式(ETM−2−2)において、R11およびR12は、それぞれ独立して、水素、アルキル(好ましくは炭素数1〜24のアルキル)、シクロアルキル(好ましくは炭素数3〜12のシクロアルキル)またはアリール(好ましくは炭素数6〜30のアリール)であり、R11およびR12は結合して環を形成していてもよい。
各式において、「ピリジン系置換基」は、下記式(Py−1)〜式(Py−15)のいずれかであり、ピリジン系置換基はそれぞれ独立して炭素数1〜4のアルキルまたは炭素数5〜10のシクロアルキルで置換されていてもよい。また、ピリジン系置換基はフェニレン基やナフチレン基を介して各式におけるφ、アントラセン環またはフルオレン環に結合していてもよい。
ピリジン系置換基は、上記式(Py−1)〜式(Py−15)のいずれかであるが、これらの中でも、下記式(Py−21)〜式(Py−44)のいずれかであることが好ましい。
各ピリジン誘導体における少なくとも1つの水素が重水素で置換されていてもよく、また、上記式(ETM−2−1)および式(ETM−2−2)における2つの「ピリジン系置換基」のうちの一方はアリールで置き換えられていてもよい。
11〜R18における「アルキル」としては、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数1〜24の直鎖アルキルまたは炭素数3〜24の分岐鎖アルキルがあげられる。好ましい「アルキル」は、炭素数1〜18のアルキル(炭素数3〜18の分岐鎖アルキル)である。より好ましい「アルキル」は、炭素数1〜12のアルキル(炭素数3〜12の分岐鎖アルキル)である。さらに好ましい「アルキル」は、炭素数1〜6のアルキル(炭素数3〜6の分岐鎖アルキル)である。特に好ましい「アルキル」は、炭素数1〜4のアルキル(炭素数3〜4の分岐鎖アルキル)である。
具体的な「アルキル」としては、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、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t−ペンチル、n−ヘキシル、1−メチルペンチル、4−メチル−2−ペンチル、3,3−ジメチルブチル、2−エチルブチル、n−ヘプチル、1−メチルヘキシル、n−オクチル、t−オクチル、1−メチルヘプチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、n−ノニル、2,2−ジメチルヘプチル、2,6−ジメチル−4−ヘプチル、3,5,5−トリメチルヘキシル、n−デシル、n−ウンデシル、1−メチルデシル、n−ドデシル、n−トリデシル、1−ヘキシルヘプチル、n−テトラデシル、n−ペンタデシル、n−ヘキサデシル、n−ヘプタデシル、n−オクタデシル、n−エイコシルなどがあげられる。
ピリジン系置換基に置換する炭素数1〜4のアルキルとしては、上記アルキルの説明を引用することができる。
11〜R18における「シクロアルキル」としては、例えば、炭素数3〜12のシクロアルキルがあげられる。好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3〜10のシクロアルキルである。より好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3〜8のシクロアルキルである。さらに好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3〜6のシクロアルキルである。
具体的な「シクロアルキル」としては、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、メチルシクロペンチル、シクロヘプチル、メチルシクロヘキシル、シクロオクチルまたはジメチルシクロヘキシルなどがあげられる。
ピリジン系置換基に置換する炭素数5〜10のシクロアルキルとしては、上記シクロアルキルの説明を引用することができる。
11〜R18における「アリール」としては、好ましいアリールは炭素数6〜30のアリールであり、より好ましいアリールは炭素数6〜18のアリールであり、さらに好ましくは炭素数6〜14のアリールであり、特に好ましくは炭素数6〜12のアリールである。
具体的な「炭素数6〜30のアリール」としては、単環系アリールであるフェニル、縮合二環系アリールである(1−,2−)ナフチル、縮合三環系アリールである、アセナフチレン−(1−,3−,4−,5−)イル、フルオレン−(1−,2−,3−,4−,9−)イル、フェナレン−(1−,2−)イル、(1−,2−,3−,4−,9−)フェナントリル、縮合四環系アリールであるトリフェニレン−(1−,2−)イル、ピレン−(1−,2−,4−)イル、ナフタセン−(1−,2−,5−)イル、縮合五環系アリールであるペリレン−(1−,2−,3−)イル、ペンタセン−(1−,2−,5−,6−)イルなどがあげられる。
好ましい「炭素数6〜30のアリール」は、フェニル、ナフチル、フェナントリル、クリセニルまたはトリフェニレニルなどがあげられ、さらに好ましくはフェニル、1−ナフチル、2−ナフチルまたはフェナントリルがあげられ、特に好ましくはフェニル、1−ナフチルまたは2−ナフチルがあげられる。
上記式(ETM−2−2)におけるR11およびR12は結合して環を形成していてもよく、この結果、フルオレン骨格の5員環には、シクロブタン、シクロペンタン、シクロペンテン、シクロペンタジエン、シクロヘキサン、フルオレンまたはインデンなどがスピロ結合していてもよい。
このピリジン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このピリジン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
<フルオランテン誘導体>
フルオランテン誘導体は、例えば下記一般式(ETM−3)で表される化合物であり、詳細には国際公開第2010/134352号公報に開示されている。
上記式(ETM−3)中、X12〜X21は水素、ハロゲン、直鎖、分岐もしくは環状のアルキル、直鎖、分岐もしくは環状のアルコキシ、置換もしくは無置換のアリール、または置換もしくは無置換のヘテロアリールを表す。ここで、置換されている場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリールアルキルまたはシクロアルキルなどがあげられる。
このフルオランテン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
<BO系誘導体>
BO系誘導体は、例えば下記式(ETM−4)で表される多環芳香族化合物、または下記式(ETM−4)で表される構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体である。
〜R11は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよい。
また、R〜R11のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよい。
また、式(ETM−4)で表される化合物または構造における少なくとも1つの水素がハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。
式(ETM−4)における置換基や環形成の形態の説明については、上記一般式(1)で表される多環芳香族化合物の説明を引用することができる。
このBO系誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このBO系誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
<アントラセン誘導体>
アントラセン誘導体の一つは、例えば下記式(ETM−5−1)で表される化合物である。
Arは、それぞれ独立して、2価のベンゼンまたはナフタレンであり、R〜Rは、それぞれ独立して、水素、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3から6のシクロアルキルまたは炭素数6〜20のアリールである。
Arは、それぞれ独立して、2価のベンゼンまたはナフタレンから適宜選択することができ、2つのArが異なっていても同じであってもよいが、アントラセン誘導体の合成の容易さの観点からは同じであることが好ましい。Arはピリジンと結合して、「Arおよびピリジンからなる部位」を形成しており、この部位は例えば下記式(Py−1)〜式(Py−12)のいずれかで表される基としてアントラセンに結合している。
これらの基の中でも、上記式(Py−1)〜式(Py−9)のいずれかで表される基が好ましく、上記式(Py−1)〜式(Py−6)のいずれかで表される基がより好ましい。アントラセンに結合する2つの「Arおよびピリジンからなる部位」は、その構造が同じであっても異なっていてもよいが、アントラセン誘導体の合成の容易さの観点からは同じ構造であることが好ましい。ただし、素子特性の観点からは、2つの「Arおよびピリジンからなる部位」の構造が同じであっても異なっていても好ましい。
〜Rにおける炭素数1〜6のアルキルについては直鎖および分岐鎖のいずれでもよい。すなわち、炭素数1〜6の直鎖アルキルまたは炭素数3〜6の分岐鎖アルキルである。より好ましくは、炭素数1〜4のアルキル(炭素数3〜4の分岐鎖アルキル)である。具体例としては、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、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t−ペンチル、n−ヘキシル、1−メチルペンチル、4−メチル−2−ペンチル、3,3−ジメチルブチル、または2−エチルブチルなどがあげられ、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、s−ブチル、またはt−ブチルが好ましく、メチル、エチル、またはt−ブチルがより好ましい。
〜Rにおける炭素数3〜6のシクロアルキルの具体例としては、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、メチルシクロペンチル、シクロヘプチル、メチルシクロヘキシル、シクロオクチルまたはジメチルシクロヘキシルなどがあげられる。
〜Rにおける炭素数6〜20のアリールについては、炭素数6〜16のアリールが好ましく、炭素数6〜12のアリールがより好ましく、炭素数6〜10のアリールが特に好ましい。
「炭素数6〜20のアリール」の具体例としては、単環系アリールであるフェニル、(o−,m−,p−)トリル、(2,3−,2,4−,2,5−,2,6−,3,4−,3,5−)キシリル、メシチル(2,4,6−トリメチルフェニル)、(o−,m−,p−)クメニル、二環系アリールである(2−,3−,4−)ビフェニリル、縮合二環系アリールである(1−,2−)ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル(m−テルフェニル−2’−イル、m−テルフェニル−4’−イル、m−テルフェニル−5’−イル、o−テルフェニル−3’−イル、o−テルフェニル−4’−イル、p−テルフェニル−2’−イル、m−テルフェニル−2−イル、m−テルフェニル−3−イル、m−テルフェニル−4−イル、o−テルフェニル−2−イル、o−テルフェニル−3−イル、o−テルフェニル−4−イル、p−テルフェニル−2−イル、p−テルフェニル−3−イル、p−テルフェニル−4−イル)、縮合三環系アリールである、アントラセン−(1−,2−,9−)イル、アセナフチレン−(1−,3−,4−,5−)イル、フルオレン−(1−,2−,3−,4−,9−)イル、フェナレン−(1−,2−)イル、(1−,2−,3−,4−,9−)フェナントリル、縮合四環系アリールであるトリフェニレン−(1−,2−)イル、ピレン−(1−,2−,4−)イル、テトラセン−(1−,2−,5−)イル、縮合五環系アリールであるペリレン−(1−,2−,3−)イルなどがあげられる。
好ましい「炭素数6〜20のアリール」は、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリルまたはナフチルであり、より好ましくは、フェニル、ビフェニリル、1−ナフチル、2−ナフチルまたはm−テルフェニル−5’−イルであり、さらに好ましくは、フェニル、ビフェニリル、1−ナフチルまたは2−ナフチルであり、最も好ましくはフェニルである。
アントラセン誘導体の一つは、例えば下記式(ETM−5−2)で表される化合物である。
Arは、それぞれ独立して、単結合、2価のベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フルオレン、またはフェナレンである。
Arは、それぞれ独立して、炭素数6〜20のアリールであり、上記式(ETM−5−1)における「炭素数6〜20のアリール」と同じ説明を引用することができる。炭素数6〜16のアリールが好ましく、炭素数6〜12のアリールがより好ましく、炭素数6〜10のアリールが特に好ましい。具体例としては、フェニル、ビフェニリル、ナフチル、テルフェニリル、アントラセニル、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナレニル、フェナントリル、トリフェニレニル、ピレニル、テトラセニル、ペリレニルなどがあげられる。
〜Rは、それぞれ独立して、水素、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3から6のシクロアルキルまたは炭素数6〜20のアリールであり、上記式(ETM−5−1)における説明を引用することができる。
これらのアントラセン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
これらのアントラセン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
<ベンゾフルオレン誘導体>
ベンゾフルオレン誘導体は、例えば下記式(ETM−6)で表される化合物である。
Arは、それぞれ独立して、炭素数6〜20のアリールであり、上記式(ETM−5−1)における「炭素数6〜20のアリール」と同じ説明を引用することができる。炭素数6〜16のアリールが好ましく、炭素数6〜12のアリールがより好ましく、炭素数6〜10のアリールが特に好ましい。具体例としては、フェニル、ビフェニリル、ナフチル、テルフェニリル、アントラセニル、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナレニル、フェナントリル、トリフェニレニル、ピレニル、テトラセニル、ペリレニルなどがあげられる。
Arは、それぞれ独立して、水素、アルキル(好ましくは炭素数1〜24のアルキル)、シクロアルキル(好ましくは炭素数3〜12のシクロアルキル)またはアリール(好ましくは炭素数6〜30のアリール)であり、2つのArは結合して環を形成していてもよい。
Arにおける「アルキル」としては、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数1〜24の直鎖アルキルまたは炭素数3〜24の分岐鎖アルキルがあげられる。好ましい「アルキル」は、炭素数1〜18のアルキル(炭素数3〜18の分岐鎖アルキル)である。より好ましい「アルキル」は、炭素数1〜12のアルキル(炭素数3〜12の分岐鎖アルキル)である。さらに好ましい「アルキル」は、炭素数1〜6のアルキル(炭素数3〜6の分岐鎖アルキル)である。特に好ましい「アルキル」は、炭素数1〜4のアルキル(炭素数3〜4の分岐鎖アルキル)である。具体的な「アルキル」としては、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、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t−ペンチル、n−ヘキシル、1−メチルペンチル、4−メチル−2−ペンチル、3,3−ジメチルブチル、2−エチルブチル、n−ヘプチル、1−メチルヘキシルなどがあげられる。
Arにおける「シクロアルキル」としては、例えば、炭素数3〜12のシクロアルキルがあげられる。好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3〜10のシクロアルキルである。より好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3〜8のシクロアルキルである。さらに好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3〜6のシクロアルキルである。具体的な「シクロアルキル」としては、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、メチルシクロペンチル、シクロヘプチル、メチルシクロヘキシル、シクロオクチルまたはジメチルシクロヘキシルなどがあげられる。
Arにおける「アリール」としては、好ましいアリールは炭素数6〜30のアリールであり、より好ましいアリールは炭素数6〜18のアリールであり、さらに好ましくは炭素数6〜14のアリールであり、特に好ましくは炭素数6〜12のアリールである。
具体的な「炭素数6〜30のアリール」としては、フェニル、ナフチル、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナレニル、フェナントリル、トリフェニレニル、ピレニル、ナフタセニル、ペリレニル、ペンタセニルなどがあげられる。
2つのArは結合して環を形成していてもよく、この結果、フルオレン骨格の5員環には、シクロブタン、シクロペンタン、シクロペンテン、シクロペンタジエン、シクロヘキサン、フルオレンまたはインデンなどがスピロ結合していてもよい。
このベンゾフルオレン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このベンゾフルオレン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
<ホスフィンオキサイド誘導体>
ホスフィンオキサイド誘導体は、例えば下記式(ETM−7−1)で表される化合物である。詳細は国際公開第2013/079217号公報にも記載されている。
は、置換または無置換の、炭素数1〜20のアルキル、炭素数3〜20のシクロアルキル、炭素数6〜20のアリールまたは炭素数5〜20のヘテロアリールであり、
は、CN、置換または無置換の、炭素数1〜20のアルキル、炭素数3〜20のシクロアルキル、炭素数1〜20のヘテロアルキル、炭素数6〜20のアリール、炭素数5〜20のヘテロアリール、炭素数1〜20のアルコキシまたは炭素数6〜20のアリールオキシであり、
およびRは、それぞれ独立して、置換または無置換の、炭素数6〜20のアリールまたは炭素数5〜20のヘテロアリールであり、
は酸素または硫黄であり、
jは0または1であり、kは0または1であり、rは0〜4の整数であり、qは1〜3の整数である。
ここで、置換されている場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルなどがあげられる。
ホスフィンオキサイド誘導体は、例えば下記式(ETM−7−2)で表される化合物でもよい。
〜Rは、同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロゲン、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、および隣接置換基との間に形成される縮合環の中から選ばれる。
Arは、同じでも異なっていてもよく、アリーレン基またはヘテロアリーレン基である。Arは、同じでも異なっていてもよく、アリール基またはヘテロアリール基である。ただし、ArおよびArのうち少なくとも一方は置換基を有しているか、または隣接置換基との間に縮合環を形成している。nは0〜3の整数であり、nが0のとき不飽和構造部分は存在せず、nが3のときR1は存在しない。
これらの置換基の内、アルキル基とは、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などの飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。置換されている場合の置換基には特に制限は無く、例えば、アルキル基、アリール基、複素環基などをあげることができ、この点は、以下の記載にも共通する。また、アルキル基の炭素数は特に限定されないが、入手の容易性やコストの点から、通常、1〜20の範囲である。
また、シクロアルキル基とは、例えば、シクロプロピル、シクロヘキシル、ノルボルニル、アダマンチルなどの飽和脂環式炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。アルキル基部分の炭素数は特に限定されないが、通常、3〜20の範囲である。
また、アラルキル基とは、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基などの脂肪族炭化水素を介した芳香族炭化水素基を示し、脂肪族炭化水素と芳香族炭化水素はいずれも無置換でも置換されていてもかまわない。脂肪族部分の炭素数は特に限定されないが、通常、1〜20の範囲である。
また、アルケニル基とは、例えば、ビニル基、アリル基、ブタジエニル基などの二重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。アルケニル基の炭素数は特に限定されないが、通常、2〜20の範囲である。
また、シクロアルケニル基とは、例えば、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキセン基などの二重結合を含む不飽和脂環式炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。
また、アルキニル基とは、例えば、アセチレニル基などの三重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。アルキニル基の炭素数は特に限定されないが、通常、2〜20の範囲である。
また、アルコキシ基とは、例えば、メトキシ基などのエーテル結合を介した脂肪族炭化水素基を示し、脂肪族炭化水素基は無置換でも置換されていてもかまわない。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、通常、1〜20の範囲である。
また、アルキルチオ基とは、アルコキシ基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換された基である。
また、シクロアルキルチオ基とは、シクロアルコキシ基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換された基である。
また、アリールエーテル基とは、例えば、フェノキシ基などのエーテル結合を介した芳香族炭化水素基を示し、芳香族炭化水素基は無置換でも置換されていてもかまわない。アリールエーテル基の炭素数は特に限定されないが、通常、6〜40の範囲である。
また、アリールチオエーテル基とは、アリールエーテル基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換された基である。
また、アリール基とは、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、ターフェニル基、ピレニル基などの芳香族炭化水素基を示す。アリール基は、無置換でも置換されていてもかまわない。アリール基の炭素数は特に限定されないが、通常、6〜40の範囲である。
また、複素環基とは、例えば、フラニル基、チオフェニル基、オキサゾリル基、ピリジル基、キノリニル基、カルバゾリル基などの炭素以外の原子を有する環状構造基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。複素環基の炭素数は特に限定されないが、通常、2〜30の範囲である。
ハロゲンとは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を示す。
アルデヒド基、カルボニル基、アミノ基には、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、複素環などで置換された基も含むことができる。
また、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、複素環は無置換でも置換されていてもかまわない。
シリル基とは、例えば、トリメチルシリル基などのケイ素化合物基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。シリル基の炭素数は特に限定されないが、通常、3〜20の範囲である。また、ケイ素数は、通常、1〜6である。
隣接置換基との間に形成される縮合環とは、例えば、ArとR、ArとR、ArとR、ArとR、RとR、ArとArなどの間で形成された共役または非共役の縮合環である。ここで、nが1の場合、2つのR同士で共役または非共役の縮合環を形成してもよい。これら縮合環は、環内構造に窒素、酸素、硫黄原子を含んでいてもよいし、さらに別の環と縮合してもよい。
このホスフィンオキサイド誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このホスフィンオキサイド誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
<ピリミジン誘導体>
ピリミジン誘導体は、例えば下記式(ETM−8)で表される化合物であり、好ましくは下記式(ETM−8−1)で表される化合物である。詳細は国際公開第2011/021689号公報にも記載されている。
Arは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールである。nは1〜4の整数であり、好ましくは1〜3の整数であり、より好ましくは2または3である。
「置換されていてもよいアリール」の「アリール」としては、例えば、炭素数6〜30のアリールがあげられ、好ましくは炭素数6〜24のアリール、より好ましくは炭素数6〜20のアリール、さらに好ましくは炭素数6〜12のアリールである。
具体的な「アリール」としては、単環系アリールであるフェニル、二環系アリールである(2−,3−,4−)ビフェニリル、縮合二環系アリールである(1−,2−)ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル(m−テルフェニル−2’−イル、m−テルフェニル−4’−イル、m−テルフェニル−5’−イル、o−テルフェニル−3’−イル、o−テルフェニル−4’−イル、p−テルフェニル−2’−イル、m−テルフェニル−2−イル、m−テルフェニル−3−イル、m−テルフェニル−4−イル、o−テルフェニル−2−イル、o−テルフェニル−3−イル、o−テルフェニル−4−イル、p−テルフェニル−2−イル、p−テルフェニル−3−イル、p−テルフェニル−4−イル)、縮合三環系アリールである、アセナフチレン−(1−,3−,4−,5−)イル、フルオレン−(1−,2−,3−,4−,9−)イル、フェナレン−(1−,2−)イル、(1−,2−,3−,4−,9−)フェナントリル、四環系アリールであるクアテルフェニリル(5’−フェニル−m−テルフェニル−2−イル、5’−フェニル−m−テルフェニル−3−イル、5’−フェニル−m−テルフェニル−4−イル、m−クアテルフェニリル)、縮合四環系アリールであるトリフェニレン−(1−,2−)イル、ピレン−(1−,2−,4−)イル、ナフタセン−(1−,2−,5−)イル、縮合五環系アリールであるペリレン−(1−,2−,3−)イル、ペンタセン−(1−,2−,5−,6−)イルなどがあげられる
「置換されていてもよいヘテロアリール」の「ヘテロアリール」としては、例えば、炭素数2〜30のヘテロアリールがあげられ、炭素数2〜25のヘテロアリールが好ましく、炭素数2〜20のヘテロアリールがより好ましく、炭素数2〜15のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数2〜10のヘテロアリールが特に好ましい。また、ヘテロアリールとしては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を1ないし5個含有する複素環などがあげられる。
具体的なヘテロアリールとしては、例えば、フリル、チエニル、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、オキサジアゾリル、フラザニル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾ[b]チエニル、インドリル、イソインドリル、1H−インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、1H−ベンゾトリアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリル、キナゾリル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、フェノキサチイニル、チアントレニル、インドリジニルなどがあげられる。
また、上記アリールおよびヘテロアリールは置換されていてもよく、それぞれ例えば上記アリールやヘテロアリールで置換されていてもよい。
このピリミジン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このピリミジン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
<カルバゾール誘導体>
カルバゾール誘導体は、例えば下記式(ETM−9)で表される化合物、またはそれが単結合などで複数結合した多量体である。詳細は米国公開公報2014/0197386号公報に記載されている。
Arは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールである。nは0〜4の整数であり、好ましくは0〜3の整数であり、より好ましくは0または1である。
「置換されていてもよいアリール」の「アリール」としては、例えば、炭素数6〜30のアリールがあげられ、好ましくは炭素数6〜24のアリール、より好ましくは炭素数6〜20のアリール、さらに好ましくは炭素数6〜12のアリールである。
具体的な「アリール」としては、単環系アリールであるフェニル、二環系アリールである(2−,3−,4−)ビフェニリル、縮合二環系アリールである(1−,2−)ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル(m−テルフェニル−2’−イル、m−テルフェニル−4’−イル、m−テルフェニル−5’−イル、o−テルフェニル−3’−イル、o−テルフェニル−4’−イル、p−テルフェニル−2’−イル、m−テルフェニル−2−イル、m−テルフェニル−3−イル、m−テルフェニル−4−イル、o−テルフェニル−2−イル、o−テルフェニル−3−イル、o−テルフェニル−4−イル、p−テルフェニル−2−イル、p−テルフェニル−3−イル、p−テルフェニル−4−イル)、縮合三環系アリールである、アセナフチレン−(1−,3−,4−,5−)イル、フルオレン−(1−,2−,3−,4−,9−)イル、フェナレン−(1−,2−)イル、(1−,2−,3−,4−,9−)フェナントリル、四環系アリールであるクアテルフェニリル(5’−フェニル−m−テルフェニル−2−イル、5’−フェニル−m−テルフェニル−3−イル、5’−フェニル−m−テルフェニル−4−イル、m−クアテルフェニリル)、縮合四環系アリールであるトリフェニレン−(1−,2−)イル、ピレン−(1−,2−,4−)イル、ナフタセン−(1−,2−,5−)イル、縮合五環系アリールであるペリレン−(1−,2−,3−)イル、ペンタセン−(1−,2−,5−,6−)イルなどがあげられる
「置換されていてもよいヘテロアリール」の「ヘテロアリール」としては、例えば、炭素数2〜30のヘテロアリールがあげられ、炭素数2〜25のヘテロアリールが好ましく、炭素数2〜20のヘテロアリールがより好ましく、炭素数2〜15のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数2〜10のヘテロアリールが特に好ましい。また、ヘテロアリールとしては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を1ないし5個含有する複素環などがあげられる。
具体的なヘテロアリールとしては、例えば、フリル、チエニル、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、オキサジアゾリル、フラザニル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾ[b]チエニル、インドリル、イソインドリル、1H−インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、1H−ベンゾトリアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリル、キナゾリル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、フェノキサチイニル、チアントレニル、インドリジニルなどがあげられる。
また、上記アリールおよびヘテロアリールは置換されていてもよく、それぞれ例えば上記アリールやヘテロアリールで置換されていてもよい。
カルバゾール誘導体は、上記式(ETM−9)で表される化合物が単結合などで複数結合した多量体であってもよい。この場合、単結合以外に、アリール環(好ましくは多価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環)で結合されていてもよい。
このカルバゾール誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このカルバゾール誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
<トリアジン誘導体>
トリアジン誘導体は、例えば下記式(ETM−10)で表される化合物であり、好ましくは下記式(ETM−10−1)で表される化合物である。詳細は米国公開公報2011/0156013号公報に記載されている。
Arは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールである。nは1〜3の整数であり、好ましくは2または3である。
「置換されていてもよいアリール」の「アリール」としては、例えば、炭素数6〜30のアリールがあげられ、好ましくは炭素数6〜24のアリール、より好ましくは炭素数6〜20のアリール、さらに好ましくは炭素数6〜12のアリールである。
具体的な「アリール」としては、単環系アリールであるフェニル、二環系アリールである(2−,3−,4−)ビフェニリル、縮合二環系アリールである(1−,2−)ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル(m−テルフェニル−2’−イル、m−テルフェニル−4’−イル、m−テルフェニル−5’−イル、o−テルフェニル−3’−イル、o−テルフェニル−4’−イル、p−テルフェニル−2’−イル、m−テルフェニル−2−イル、m−テルフェニル−3−イル、m−テルフェニル−4−イル、o−テルフェニル−2−イル、o−テルフェニル−3−イル、o−テルフェニル−4−イル、p−テルフェニル−2−イル、p−テルフェニル−3−イル、p−テルフェニル−4−イル)、縮合三環系アリールである、アセナフチレン−(1−,3−,4−,5−)イル、フルオレン−(1−,2−,3−,4−,9−)イル、フェナレン−(1−,2−)イル、(1−,2−,3−,4−,9−)フェナントリル、四環系アリールであるクアテルフェニリル(5’−フェニル−m−テルフェニル−2−イル、5’−フェニル−m−テルフェニル−3−イル、5’−フェニル−m−テルフェニル−4−イル、m−クアテルフェニリル)、縮合四環系アリールであるトリフェニレン−(1−,2−)イル、ピレン−(1−,2−,4−)イル、ナフタセン−(1−,2−,5−)イル、縮合五環系アリールであるペリレン−(1−,2−,3−)イル、ペンタセン−(1−,2−,5−,6−)イルなどがあげられる
「置換されていてもよいヘテロアリール」の「ヘテロアリール」としては、例えば、炭素数2〜30のヘテロアリールがあげられ、炭素数2〜25のヘテロアリールが好ましく、炭素数2〜20のヘテロアリールがより好ましく、炭素数2〜15のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数2〜10のヘテロアリールが特に好ましい。また、ヘテロアリールとしては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を1ないし5個含有する複素環などがあげられる。
具体的なヘテロアリールとしては、例えば、フリル、チエニル、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、オキサジアゾリル、フラザニル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾ[b]チエニル、インドリル、イソインドリル、1H−インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、1H−ベンゾトリアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリル、キナゾリル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、フェノキサチイニル、チアントレニル、インドリジニルなどがあげられる。
また、上記アリールおよびヘテロアリールは置換されていてもよく、それぞれ例えば上記アリールやヘテロアリールで置換されていてもよい。
このトリアジン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このトリアジン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
<ベンゾイミダゾール誘導体>
ベンゾイミダゾール誘導体は、例えば下記式(ETM−11)で表される化合物である。
φは、n価のアリール環(好ましくはn価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環)であり、nは1〜4の整数であり、「ベンゾイミダゾール系置換基」は、上記式(ETM−2)、式(ETM−2−1)および式(ETM−2−2)における「ピリジン系置換基」の中のピリジル基がベンゾイミダゾール基に置き換わった置換基であり、ベンゾイミダゾール誘導体における少なくとも1つの水素は重水素で置換されていてもよい。
上記ベンゾイミダゾール基におけるR11は、水素、炭素数1〜24のアルキル、炭素数3〜12のシクロアルキルまたは炭素数6〜30のアリールであり、上記式(ETM−2−1)および式(ETM−2−2)におけるR11の説明を引用することができる。
φは、さらに、アントラセン環またはフルオレン環であることが好ましく、この場合の構造は上記式(ETM−2−1)または式(ETM−2−2)での説明を引用することができ、各式中のR11〜R18は上記式(ETM−2−1)または式(ETM−2−2)での説明を引用することができる。また、上記式(ETM−2−1)または式(ETM−2−2)では2つのピリジン系置換基が結合した形態で説明されているが、これらをベンゾイミダゾール系置換基に置き換えるときには、両方のピリジン系置換基をベンゾイミダゾール系置換基で置き換えてもよいし(すなわちn=2)、いずれか1つのピリジン系置換基をベンゾイミダゾール系置換基で置き換えて他方のピリジン系置換基をR11〜R18で置き換えてもよい(すなわちn=1)。さらに、例えば上記式(ETM−2−1)におけるR11〜R18の少なくとも1つをベンゾイミダゾール系置換基で置き換えて「ピリジン系置換基」をR11〜R18で置き換えてもよい。
このベンゾイミダゾール誘導体の具体例としては、例えば1−フェニル−2−(4−(10−フェニルアントラセン−9−イル)フェニル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール、2−(4−(10−(ナフタレン−2−イル)アントラセン−9−イル)フェニル)−1−フェニル−1H−ベンゾ[d]イミダゾール、2−(3−(10−(ナフタレン−2−イル)アントラセン−9−イル)フェニル)−1−フェニル−1H−ベンゾ[d]イミダゾール、5−(10−(ナフタレン−2−イル)アントラセン−9−イル)−1,2−ジフェニル−1H−ベンゾ[d]イミダゾール、1−(4−(10−(ナフタレン−2−イル)アントラセン−9−イル)フェニル)−2−フェニル−1H−ベンゾ[d]イミダゾール、2−(4−(9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン−2−イル)フェニル)−1−フェニル−1H−ベンゾ[d]イミダゾール、1−(4−(9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン−2−イル)フェニル)−2−フェニル−1H−ベンゾ[d]イミダゾール、5−(9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン−2−イル)−1,2−ジフェニル−1H−ベンゾ[d]イミダゾールなどがあげられる。
このベンゾイミダゾール誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
<フェナントロリン誘導体>
フェナントロリン誘導体は、例えば下記式(ETM−12)または式(ETM−12−1)で表される化合物である。詳細は国際公開2006/021982号公報に記載されている。
φは、n価のアリール環(好ましくはn価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環)であり、nは1〜4の整数である。
各式のR11〜R18は、それぞれ独立して、水素、アルキル(好ましくは炭素数1〜24のアルキル)、シクロアルキル(好ましくは炭素数3〜12のシクロアルキル)またはアリール(好ましくは炭素数6〜30のアリール)である。また、上記式(ETM−12−1)においてはR11〜R18のいずれかがアリール環であるφと結合する。
各フェナントロリン誘導体における少なくとも1つの水素が重水素で置換されていてもよい。
11〜R18におけるアルキル、シクロアルキルおよびアリールとしては、上記式(ETM−2)におけるR11〜R18の説明を引用することができる。また、φは上記した例のほかに、例えば、以下の構造式があげられる。なお、下記構造式中のRは、それぞれ独立して、水素、メチル、エチル、イソプロピル、シクロヘキシル、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、ビフェニリルまたはテルフェニリルである。
このフェナントロリン誘導体の具体例としては、例えば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’−ジフルオロ−ビス(1,10−フェナントロリン−5−イル)、バソクプロインや1,3−ビス(2−フェニル−1,10−フェナントロリン−9−イル)ベンゼンなどがあげられる。
このフェナントロリン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
<キノリノール系金属錯体>
キノリノール系金属錯体は、例えば下記一般式(ETM−13)で表される化合物である。
式中、R〜Rは、それぞれ独立して、水素、フッ素、アルキル、シクロアルキル、アラルキル、アルケニル、シアノ、アルコキシまたはアリールであり、MはLi、Al、Ga、BeまたはZnであり、nは1〜3の整数である。
キノリノール系金属錯体の具体例としては、8−キノリノールリチウム、トリス(8−キノリノラート)アルミニウム、トリス(4−メチル−8−キノリノラート)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノラート)アルミニウム、トリス(3,4−ジメチル−8−キノリノラート)アルミニウム、トリス(4,5−ジメチル−8−キノリノラート)アルミニウム、トリス(4,6−ジメチル−8−キノリノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(フェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2−メチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(3−メチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(4−メチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2−フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(3−フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(4−フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2,3−ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2,6−ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(3,4−ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(3,5−ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(3,5−ジ−t−ブチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2,6−ジフェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2,4,6−トリフェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2,4,6−トリメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2,4,5,6−テトラメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(1−ナフトラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(2−ナフトラート)アルミニウム、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラート)(2−フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラート)(3−フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラート)(4−フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラート)(3,5−ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラート)(3,5−ジ−t−ブチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)アルミニウム−μ−オキソ−ビス(2−メチル−8−キノリノラート)アルミニウム、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラート)アルミニウム−μ−オキソ−ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−4−エチル−8−キノリノラート)アルミニウム−μ−オキソ−ビス(2−メチル−4−エチル−8−キノリノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−4−メトキシ−8−キノリノラート)アルミニウム−μ−オキソ−ビス(2−メチル−4−メトキシ−8−キノリノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−5−シアノ−8−キノリノラート)アルミニウム−μ−オキソ−ビス(2−メチル−5−シアノ−8−キノリノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−5−トリフルオロメチル−8−キノリノラート)アルミニウム−μ−オキソ−ビス(2−メチル−5−トリフルオロメチル−8−キノリノラート)アルミニウム、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリン)ベリリウムなどがあげられる。
このキノリノール系金属錯体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
<チアゾール誘導体およびベンゾチアゾール誘導体>
チアゾール誘導体は、例えば下記式(ETM−14−1)で表される化合物である。
ベンゾチアゾール誘導体は、例えば下記式(ETM−14−2)で表される化合物である。
各式のφは、n価のアリール環(好ましくはn価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環)であり、nは1〜4の整数であり、「チアゾール系置換基」や「ベンゾチアゾール系置換基」は、上記式(ETM−2)、式(ETM−2−1)および式(ETM−2−2)における「ピリジン系置換基」の中のピリジル基がチアゾール基やベンゾチアゾール基に置き換わった置換基であり、チアゾール誘導体およびベンゾチアゾール誘導体における少なくとも1つの水素が重水素で置換されていてもよい。
φは、さらに、アントラセン環またはフルオレン環であることが好ましく、この場合の構造は上記式(ETM−2−1)または式(ETM−2−2)での説明を引用することができ、各式中のR11〜R18は上記式(ETM−2−1)または式(ETM−2−2)での説明を引用することができる。また、上記式(ETM−2−1)または式(ETM−2−2)では2つのピリジン系置換基が結合した形態で説明されているが、これらをチアゾール系置換基(またはベンゾチアゾール系置換基)に置き換えるときには、両方のピリジン系置換基をチアゾール系置換基(またはベンゾチアゾール系置換基)で置き換えてもよいし(すなわちn=2)、いずれか1つのピリジン系置換基をチアゾール系置換基(またはベンゾチアゾール系置換基)で置き換えて他方のピリジン系置換基をR11〜R18で置き換えてもよい(すなわちn=1)。さらに、例えば上記式(ETM−2−1)におけるR11〜R18の少なくとも1つをチアゾール系置換基(またはベンゾチアゾール系置換基)で置き換えて「ピリジン系置換基」をR11〜R18で置き換えてもよい。
これらのチアゾール誘導体またはベンゾチアゾール誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
電子輸送層または電子注入層には、さらに、電子輸送層または電子注入層を形成する材料を還元できる物質を含んでいてもよい。この還元性物質は、一定の還元性を有する物質であれば、様々な物質が用いられ、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体および希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも1つを好適に使用することができる。
好ましい還元性物質としては、Na(仕事関数2.36eV)、K(同2.28eV)、Rb(同2.16eV)またはCs(同1.95eV)などのアルカリ金属や、Ca(同2.9eV)、Sr(同2.0〜2.5eV)またはBa(同2.52eV)などのアルカリ土類金属があげられ、仕事関数が2.9eV以下の物質が特に好ましい。これらのうち、より好ましい還元性物質は、K、RbまたはCsのアルカリ金属であり、さらに好ましくはRbまたはCsであり、最も好ましいのはCsである。これらのアルカリ金属は、特に還元能力が高く、電子輸送層または電子注入層を形成する材料への比較的少量の添加により、有機EL素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。また、仕事関数が2.9eV以下の還元性物質として、これら2種以上のアルカリ金属の組み合わせも好ましく、特に、Csを含んだ組み合わせ、例えば、CsとNa、CsとK、CsとRb、またはCsとNaとKとの組み合わせが好ましい。Csを含むことにより、還元能力を効率的に発揮することができ、電子輸送層または電子注入層を形成する材料への添加により、有機EL素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。
<有機電界発光素子における陰極>
陰極108は、電子注入層107および電子輸送層106を介して、発光層105に電子を注入する役割を果たす。
陰極108を形成する材料としては、電子を有機層に効率よく注入できる物質であれば特に限定されないが、陽極102を形成する材料と同様の材料を用いることができる。なかでも、スズ、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金、白金、鉄、亜鉛、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウムおよびマグネシウムなどの金属またはそれらの合金(マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、フッ化リチウム/アルミニウムなどのアルミニウム−リチウム合金など)などが好ましい。電子注入効率をあげて素子特性を向上させるためには、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マグネシウムまたはこれら低仕事関数金属を含む合金が有効である。しかしながら、これらの低仕事関数金属は一般に大気中で不安定であることが多い。この点を改善するために、例えば、有機層に微量のリチウム、セシウムやマグネシウムをドーピングして、安定性の高い電極を使用する方法が知られている。その他のドーパントとしては、フッ化リチウム、フッ化セシウム、酸化リチウムおよび酸化セシウムのような無機塩も使用することができる。ただし、これらに限定されない。
さらに、電極保護のために白金、金、銀、銅、鉄、スズ、アルミニウムおよびインジウムなどの金属、またはこれら金属を用いた合金、そしてシリカ、チタニアおよび窒化ケイ素などの無機物、ポリビニルアルコール、塩化ビニル、炭化水素系高分子化合物などを積層することが、好ましい例としてあげられる。これらの電極の作製法も、抵抗加熱、電子線ビーム蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングおよびコーティングなど、導通を取ることができれば特に制限されない。
<各層で用いてもよい結着剤>
以上の正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層に用いられる材料は単独で各層を形成することができるが、高分子結着剤としてポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリブタジエン、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル樹脂、ABS樹脂、ポリウレタン樹脂などの溶剤可溶性樹脂や、フェノール樹脂、キシレン樹脂、石油樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの硬化性樹脂などに分散させて用いることも可能である。
<有機電界発光素子の作製方法>
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、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、印刷法、スピンコート法またはキャスト法、コーティング法など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。膜厚は通常、水晶発振式膜厚測定装置などで測定できる。蒸着法を用いて薄膜化する場合、その蒸着条件は、材料の種類、膜の目的とする結晶構造および会合構造などにより異なる。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2nm〜5μmの範囲で適宜設定することが好ましい。
次に、有機EL素子を作製する方法の一例として、陽極/正孔注入層/正孔輸送層/ホスト材料とドーパント材料からなる発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極からなる有機EL素子の作製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など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。この上にホスト材料とドーパント材料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、電子注入層を形成させ、さらに陰極用物質からなる薄膜を蒸着法など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、電子注入層、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。
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、透明または半透明の電極側(陽極または陰極、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、パルス電流や交流電流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。
<有機電界発光素子の応用例>
また、本発明は、有機EL素子を備えた表示装置または有機EL素子を備えた照明装置などにも応用することができる。
有機EL素子を備えた表示装置または照明装置は、本実施形態にかかる有機EL素子と公知の駆動装置とを接続するなど公知の方法によって製造することができ、直流駆動、パルス駆動、交流駆動など公知の駆動方法を適宜用いて駆動することができる。
表示装置としては、例えば、カラーフラットパネルディスプレイなどのパネルディスプレイ、フレキシブルカラー有機電界発光(EL)ディスプレイなどのフレキシブルディスプレイなどがあげられる(例えば、特開平10-335066号公報、特開2003-321546号公報、特開2004-281086号公報など参照)。また、ディスプレイの表示方式としては、例えば、マトリクスおよび/またはセグメント方式などがあげられる。なお、マトリクス表示とセグメント表示は同じパネルの中に共存していてもよい。
マトリクスでは、表示のための画素が格子状やモザイク状など二次元的に配置されており、画素の集合で文字や画像を表示する。画素の形状やサイズは用途によって決まる。例えば、パソコン、モニター、テレビの画像および文字表示には、通常一辺が300μm以下の四角形の画素が用いられ、また、表示パネルのような大型ディスプレイの場合は、一辺がmmオーダーの画素を用いることになる。モノクロ表示の場合は、同じ色の画素を配列すればよいが、カラー表示の場合には、赤、緑、青の画素を並べて表示させる。この場合、典型的にはデルタタイプとストライプタイプがある。そして、このマトリクスの駆動方法としては、線順次駆動方法やアクティブマトリックスのどちらでもよい。線順次駆動の方が構造が簡単であるという利点があるが、動作特性を考慮した場合、アクティブマトリックスの方が優れる場合があるので、これも用途によって使い分けることが必要である。
セグメント方式(タイプ)では、予め決められた情報を表示するようにパターンを形成し、決められた領域を発光させることになる。例えば、デジタル時計や温度計における時刻や温度表示、オーディオ機器や電磁調理器などの動作状態表示および自動車のパネル表示などがあげられる。
照明装置としては、例えば、室内照明などの照明装置、液晶表示装置のバックライトなどがあげられる(例えば、特開2003-257621号公報、特開2003-277741号公報、特開2004-119211号公報など参照)。バックライトは、主に自発光しない表示装置の視認性を向上させる目的に使用され、液晶表示装置、時計、オーディオ装置、自動車パネル、表示板および標識などに使用される。特に、液晶表示装置、中でも薄型化が課題となっているパソコン用途のバックライトとしては、従来方式が蛍光灯や導光板からなっているため薄型化が困難であることを考えると、本実施形態に係る発光素子を用いたバックライトは薄型で軽量が特徴になる。
3−2.その他の有機デバイス
本発明に係る多環芳香族化合物は、上述した有機電界発光素子の他に、有機電界効果トランジスタまたは有機薄膜太陽電池などの作製に用いることができる。
有機電界効果トランジスタは、電圧入力によって発生させた電界により電流を制御するトランジスタのことであり、ソース電極とドレイン電極の他にゲート電極が設けられている。ゲート電極に電圧を印加すると電界が生じ、ソース電極とドレイン電極間を流れる電子(あるいはホール)の流れを任意にせき止めて電流を制御することができるトランジスタである。電界効果トランジスタは、単なるトランジスタ(バイポーラトランジスタ)に比べて小型化が容易であり、集積回路などを構成する素子としてよく用いられている。
有機電界効果トランジスタの構造は、通常、本発明に係る多環芳香族化合物を用いて形成される有機半導体活性層に接してソース電極およびドレイン電極が設けられており、さらに有機半導体活性層に接した絶縁層(誘電体層)を挟んでゲート電極が設けられていればよい。その素子構造としては、例えば以下の構造があげられる。
(1)基板/ゲート電極/絶縁体層/ソース電極・ドレイン電極/有機半導体活性層
(2)基板/ゲート電極/絶縁体層/有機半導体活性層/ソース電極・ドレイン電極
(3)基板/有機半導体活性層/ソース電極・ドレイン電極/絶縁体層/ゲート電極
(4)基板/ソース電極・ドレイン電極/有機半導体活性層/絶縁体層/ゲート電極
このように構成された有機電界効果トランジスタは、アクティブマトリックス駆動方式の液晶ディスプレイや有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの画素駆動スイッチング素子などとして適用できる。
有機薄膜太陽電池は、ガラスなどの透明基板上にITOなどの陽極、ホール輸送層、光電変換層、電子輸送層、陰極が積層された構造を有する。光電変換層は陽極側にp型半導体層を有し、陰極側にn型半導体層を有している。本発明に係る多環芳香族化合物は、その物性に応じて、ホール輸送層、p型半導体層、n型半導体層、電子輸送層の材料として用いることが可能である。本発明に係る多環芳香族化合物は、有機薄膜太陽電池においてホール輸送材料や電子輸送材料として機能しうる。有機薄膜太陽電池は、上記の他にホールブロック層、電子ブロック層、電子注入層、ホール注入層、平滑化層などを適宜備えていてもよい。有機薄膜太陽電池には、有機薄膜太陽電池に用いられる既知の材料を適宜選択して組み合わせて用いることができる。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明していくが、本発明はこれらに限定されない。
まず、本発明の多環芳香族化合物の合成例について、以下に説明する。
合成例(1)
化合物(1−50)の合成
窒素雰囲気下、3,4,5−トリクロロアニリン(7.0g)、2−ブロモナフタレン(22.0g)、パラジウム触媒としてジクロロビス[(ジ−t−ブチル(4−ジメチルアミノフェニル)ホスフィノ)パラジウム(Pd−132、0.25g)、ナトリウム−t−ブトキシド(NaOtBu、8.6g)およびキシレン(130ml)の入ったフラスコを130℃で1時間加熱撹拌した後、反応液を室温まで冷却した後、水および酢酸エチルを加えて分液した。有機層を水洗した後、溶媒を減圧留去した。その後、シリカゲルカラム(溶離液:トルエン/へプタン=1/9(容積比))で精製することで中間体(A)を得た(15.0g)。
窒素雰囲気下、中間体(A)(15.0g)、ビス(4−(t−ブチル)フェニルアミン)(20.7g)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)(Pd(dba)、0.38g)、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(SPhos、0.69g)、NaOtBu(8.0g)およびキシレン(120ml)の入ったフラスコを100℃で2時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、水および酢酸エチルを加えて分液した。有機層を水洗した後、溶媒を減圧留去した。その後、シリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン)で精製し、ヘプタンで再沈殿させることで、中間体(B)を得た(14.0g)。
中間体(B)(14.0g)およびt−ブチルベンゼン(250ml)の入ったフラスコに、窒素雰囲気下、氷浴で冷却しながらt−ブチルリチウム/ペンタン溶液(1.62M、18.4ml)を加えた。滴下終了後、70℃まで昇温して1時間撹拌した後、t−ブチルベンゼンより低沸点の成分を減圧留去した。−50℃まで冷却して三臭化ホウ素(7.5g)を加え、室温まで昇温して0.5時間撹拌した。その後、再び氷浴で冷却してN,N−ジイソプロピルエチルアミン(3.9g)を加えた。発熱が収まるまで室温で撹拌した後、100℃まで昇温して1時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却し、氷浴で冷やした酢酸ナトリウム水溶液、次いで酢酸エチルを加え分液した後、溶媒を減圧留去しヘプタンで洗浄した。次いで、シリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン)で精製した。更にへプタンで再沈殿させた。最後に、昇華精製することで、式(1−50)で表される化合物を得た(6.2g)。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR:δ=8.97(s,2H)、7.68(d,2H)、7.54(d,2H)、7.51(d,2H)、7.47(d,2H)、7.41(s,2H)、7.39〜7.32(m,4H)、7.25(d,4H)、7.13〜7.10(m,6H)、6.76(d,2H)、5.69(s,2H)、1.47(s,18H)、0.97(s,18H).
合成例(2)
化合物(1−66)の合成
窒素雰囲気下、3,4,5−トリクロロ−N−フェニルアニリン(10.0g)、1−ブロモナフタレン(9.1g)、Pd−132(0.26g)、NaOtBu(5.3g)およびキシレン(75ml)の入ったフラスコを100℃で1時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、水および酢酸エチルを加えて分液した。有機層を水洗した後、溶媒を減圧留去した。その後、シリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン)で精製した。更にヘプタンで再沈殿させることで、中間体(C)を得た(11.0g)。
窒素雰囲気下、中間体(C)(11.0g)、ビス(4−(t−ブチル)フェニル)アミン(17.1g)、Pd(dba)(0.32g)、SPhos(0.57g)、NaOtBu(6.6g)およびキシレン(90ml)の入ったフラスコを110℃で1時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、水および酢酸エチルを加えて分液した。有機層を水洗した後、溶媒を減圧留去した。その後、シリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン)で精製し、ヘプタンで再沈殿させることで、中間体(D)を得た(14.6g)。
中間体(D)(14.5g)およびt−ブチルベンゼン(120ml)の入ったフラスコに、窒素雰囲気下、氷浴で冷却しながら、t−ブチルリチウム/ペンタン溶液(1.62M、20.1ml)を加えた。滴下終了後、70℃まで昇温して1時間撹拌した後、t−ブチルベンゼンより低沸点の成分を減圧留去した。−50℃まで冷却して三臭化ホウ素(8.2g)を加え、室温まで昇温して0.5時間撹拌した。その後、再び氷浴で冷却してN,N−ジイソプロピルエチルアミン(4.2g)を加えた。発熱が収まるまで室温で撹拌した後、100℃まで昇温して1時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却し、氷浴で冷やした酢酸ナトリウム水溶液、次いで酢酸エチルを加え分液した後、溶媒を減圧留去しヘプタンで洗浄した。次いで、シリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン)で精製し、更にへプタンで再沈殿させ、最後に、昇華精製することで、式(1−66)で表される化合物を得た(5.0g)。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR(400MHz,CDCl):δ=8.92(s,2H)、7.79(d,1H)、7.67(d,1H)、7.56(d,1H)、7.42(dd,3H)、7.28〜7.21(m,7H)、7.06〜6.95(m,8H)、6.84(t,1H)、6.68(d,2H)、5.40(s,2H)、1.45(s,18H)、1.31(s,18H).
合成例(3)
化合物(1−124)の合成
フェノール(4.4g)、炭酸カリウム(8.2g)およびN−メチルピロリドン(NMP、80ml)を入れたフラスコに、窒素雰囲気下、室温で1,3−ジブロモ−5−フルオロベンゼン(10.0g)を加え、180℃で2時間加熱撹拌した。反応後、室温まで冷却した後、水およびトルエンを加えて分液した。有機層を水洗した後、溶媒を減圧留去した。その後、シリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン/へプタン=1/1(容積比))で精製することで、1,3−ジブロモ−5−フェノキシベンゼンを得た(11.0g)。
窒素雰囲気下、1,3−ジブロモ−5−フェノキシベンゼン(11.0g)、ビス(4−(t−ブチル)フェニル)アミン(20.8g)、Pd−132(0.24g)、NaOtBu(8.1g)およびキシレン(70ml)の入ったフラスコを100℃で0.5時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、水および酢酸エチルを加えて分液した。有機層を水洗した後、溶媒を減圧留去した。その後、シリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン)で精製し、ヘプタンで再沈殿させることで、中間体(E)を得た(15.3g)。
窒素雰囲気下、中間体(E)(15.0g)およびo−ジクロロベンゼン(80ml)の入ったフラスコに室温で三臭化ホウ素(15.0g)を加えた後、170℃で6時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却し、氷浴で冷やした酢酸ナトリウム水溶液を加え、室温で1時間攪拌した後、有機層を水で洗浄した。有機層を水洗した後、溶媒を減圧留去した。その後、シリカゲルカラム(溶離液:トルエン/へプタン=1/3(容積比))で精製した。更にへプタンで再沈殿させた後、クロロベンゼンで再結晶することで、式(1−124)で表される化合物を得た(0.62g)。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR:δ=8.98(s,2H)、7.57(d,4H)、7.49(dd,2H)、7.21(d,4H)、7.15(t,2H)、6.97(t,1H)、6.86(d,2H)、6.73(d,2H)、5.66(s,2H)、1.47(s,18H)、1.39(s,18H).
合成例(4)
化合物(1−128)の合成
窒素雰囲気下、1,3−ジブロモ−5−フェノキシベンゼン(9.7g)、ジ([1,1’−ビフェニル]−3−イル)アミン(21.0g)、Pd−132(0.34g)、NaOtBu(6.9g)およびキシレン(100ml)の入ったフラスコを100℃で1時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、水および酢酸エチルを加えて分液した。有機層を水洗した後、溶媒を減圧留去した。その後、シリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン)で精製し、ヘプタンで再沈殿させることで、中間体(F)を得た(21.0g)。
窒素雰囲気下、中間体(F)(21.0g)およびo−ジクロロベンゼン(100ml)の入ったフラスコに室温で三臭化ホウ素(20.0g)を加えた後、170℃で14時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却し、氷浴で冷やした酢酸ナトリウム水溶液を加え、室温で1時間攪拌した。有機層を水洗した後、溶媒を減圧留去した。その後、、シリカゲルカラム(溶離液:トルエン/へプタン=1/1(容積比))で精製した。更にへプタンで再沈殿させることで、式(1−128)で表される化合物を得た(6.7g)。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR:δ=9.05(d,2H)、7.76(d,2H)、7.74(t,2H)、7.63〜7.59(m,6H)、7.56(dd,2H)、7.54(d,4H)、7.46(t,4H)、7.44〜7.30(m,10H)、7.09〜7.06(m,4H)、6.92(t,1H)、6.84(d,2H)、5.82(s,2H).
合成例(5)
化合物(1−132)の合成
窒素雰囲気下、4−トリチルアニリン(25.0g)、アセトニトリル(MeCN,100ml)、テトラヒドロフラン(THF、150ml)、クロロベンゼン(100ml)、N−メチルピロリドン(NMP、50ml)をフラスコに入れ、加熱して均一溶解させ、再び室温に冷却した。そこへ臭素(29.8g)を滴下し、1時間攪拌した。反応後、亜硫酸ナトリウム水溶液を加えて反応を停止させた後にトルエンを加えて攪拌して、有機層を分液し、さらに有機層を水洗した。有機層を濃縮し、ヘプタンを加えて目的物を沈殿させることで、2,6−ジブロモ−4−トリチルアニリンを得た(27.5g)。
窒素雰囲気下、2,6−ジブロモ−4−トリチルアニリン(13.0g)、塩化銅(4.3g)およびアセトニトリル(MeCN,150ml)を入れたフラスコを60℃に加熱して、そこへ亜硝酸−t−ブチル(4.3ml)のアセトニトリル(MeCN、20ml)を約5分かけて滴下し、30分攪拌した。反応後、室温まで冷却した後に希塩酸を加えて反応を停止した。そこへトルエンを加え、攪拌した後に分液し有機層を水洗して濃縮して得た粗生成物をシリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン)で精製することで、1,3−ジブロモ−2−クロロ−5−トリチルベンゼンを得た(10.5g)。
窒素雰囲気下、1,3−ジブロモ−2−クロロ−5−トリチルベンゼン(8.0g)、ビス(4−(t−ブチル)フェニル)アミン(9.7g)、Pd−132(0.11g)、NaOtBu(3.7g)およびキシレン(80ml)の入ったフラスコを100℃で2時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、水および酢酸エチルを加えて分液した。有機層を水洗した後、溶媒を減圧留去した。その後、シリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン)で精製し、ヘプタンで再沈殿させることで、中間体(G)を得た(13.1g)。
中間体(G)(13.0g)およびt−ブチルベンゼン(190ml)の入ったフラスコに、窒素雰囲気下、氷浴で冷却しながらt−ブチルリチウム/ペンタン溶液(1.64M,17.3ml)を加えた。滴下終了後、80℃まで昇温して1時間撹拌した後、t−ブチルベンゼンより低沸点の成分を減圧留去した。−50℃まで冷却して三臭化ホウ素(7.1g)を加え、室温まで昇温して0.5時間撹拌した。その後、再び氷浴で冷却してN,N−ジイソプロピルエチルアミン(3.7g)を加えた。発熱が収まるまで室温で撹拌した後、100℃まで昇温して1時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却し、氷浴で冷やした酢酸ナトリウム水溶液、次いで酢酸エチルを加え分液した後、溶媒を減圧留去しヘプタンで洗浄した。次いで、シリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン)で精製した。更にへプタンで再沈殿させることで、式(1−132)で表される化合物を得た(5.4g)。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR(400MHz,CDCl):δ=8.94(s,2H)、7.47(d,2H)、7.42(d,4H)、7.05〜7.00(m,13H)、6.99〜6.91(m,6H)、6.72(s,2H)、5.97(m,2H)、1.45(s,18H)、1.36(s,18H).
合成例(6)
化合物(1−136)の合成
窒素雰囲気下、[1,1’−ビフェニル]−2−アミン(5.0g)、1−ブロモ−4−(t−ブチル)ベンゼン(6.3g)、Pd−132(0.21g)、NaOtBu(4.3g)およびキシレン(60ml)の入ったフラスコを100℃で1時間加熱撹拌した後、反応液を室温まで冷却した後、水および酢酸エチルを加えて分液した。有機層を水洗した後、溶媒を減圧留去した。その後、シリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン/へプタン=1/4(容積比))で精製することで、中間体(H)を得た(8.7g)。
窒素雰囲気下、中間体(H)(7.1g)、中間体(I)(10.0g)、Pd−132)0.17g)、NaOtBu(3.4g)およびキシレン(50ml)の入ったフラスコを100℃で1時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、水および酢酸エチルを加えて分液した。有機層を水洗した後、溶媒を減圧留去した。その後、シリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン/へプタン=1/4(容積比))で精製することで、中間体(J)を得た(12.7g)。
中間体(J)(10.0g)およびt−ブチルベンゼン(100ml)の入ったフラスコに窒素雰囲気下、氷浴で冷却しながら、t−ブチルリチウム/ペンタン溶液(1.64M,17.6ml)を加えた。滴下終了後、70℃まで昇温して1時間撹拌した後、t−ブチルベンゼンより低沸点の成分を減圧留去した。−50℃まで冷却して三臭化ホウ素(7.2g)を加え、室温まで昇温して0.5時間撹拌した。その後、再び氷浴で冷却してN,N−ジイソプロピルエチルアミン(3.7g)を加えた。発熱が収まるまで室温で撹拌した後、100℃まで昇温して1時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却し、氷浴で冷やした酢酸ナトリウム水溶液、次いで酢酸エチルを加え分液した後、溶媒を減圧留去しヘプタンで洗浄した。次いで、シリカゲルカラム(溶離液:トルエン/へプタン=1/3(容積比))で精製した。更にへプタンで再沈殿させ、最後に昇華精製することで、式(1−136)で表される化合物を得た(2.4g)。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR:δ=8.93(s,1H)、8.89(s,1H)、7.71〜7.60(m,5H)、7.50(d,1H)、7.46(d,1H)、7.38〜7.14(m,6H)、6.99〜6.98(m,3H)、6.76(d,1H)、6.72(d,1H)、6.18(d,1H)、6.08(d,1H)、1.45(s,9H)、1.44(s,18H).
合成例(7)
化合物(1−166)の合成
窒素雰囲気下、2,3−ジクロロ−5−メチルアニリン(25.0g)、1−ブロモ−4−(t−ブチルベンゼン)(75.6g)、Pd−132(2.5g)、NaOtBu(34.0g)およびキシレン(250ml)の入ったフラスコを120℃で4時間加熱撹拌した後、反応液を室温まで冷却した後、水および酢酸エチルを加えて分液した。有機層を水洗した後、溶媒を減圧留去した。その後、シリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン/へプタン=3/7(容積比))で精製して、更にアルミナカラム(溶離液:へプタン)で精製することで、中間体(K)を得た(55.0g)。
窒素雰囲気下、中間体(K)(12.0g)、中間体(L)(9.7g)、Pd−132(0.19g)、NaOtBu(3.9g)およびキシレン(60ml)の入ったフラスコを120℃で1時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、水および酢酸エチルを加えて分液した。有機層を水洗した後、溶媒を減圧留去した。その後、ヘプタンで再沈殿させ、更にシリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン)で精製することで、中間体(M)を得た(19.0g)。
中間体(M)(19.0g)およびt−ブチルベンゼン(100ml)の入ったフラスコに、窒素雰囲気下、氷浴で冷却しながら、t−ブチルリチウム/ペンタン溶液(1.62M、41.6ml)を加えた。滴下終了後、70℃まで昇温して1時間撹拌した後、t−ブチルベンゼンより低沸点の成分を減圧留去した。−50℃まで冷却して三臭化ホウ素(18.8g)を加え、室温まで昇温して0.5時間撹拌した。その後、再び氷浴で冷却してN,N−ジイソプロピルエチルアミン(6.4g)を加えた。発熱が収まるまで室温で撹拌した後、100℃まで昇温して1時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却し、氷浴で冷やした酢酸ナトリウム水溶液、次いで酢酸エチルを加え分液した。有機層を水洗した後、溶媒を減圧留去した。その後、シリカゲルカラム(溶離液:トルエン/へプタン=3/7(容積比))で精製し、更にへプタンで再沈殿させることで、式(1−166)で表される化合物を得た(2.6g)。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR:δ=8.92(s,1H)、8.86(s,1H)、7.68(s,1H)、7.67(d,2H)、7.64(d,1H)、7.48(dd,1H)、7.43(dd,1H)、7.27〜7.14(m,5H)、7.00〜6.98(m,3H)、6.71(d,1H)、6.65(d,1H)、6.05(s,1H)、5.90(s,1H)、2.17(s,3H)、1.48(s,9H)、1.46(s,9H)、1.45(s,9H)、1.43(s,9H).
合成例(8)
化合物(1−170)の合成
窒素雰囲気下、2−ブロモ−4−t−ブチルアニリン(30.0g)、3,5−ジメチルフェニルボロン酸(23.7g)、Pd−132(0.93g)、リン酸三カリウム(56.0g)、トルエン(400ml)、t−ブタノール(40ml)および水(20ml)を入れたフラスコを100℃で加熱攪拌した。反応後冷却して水、酢酸エチルを加えて攪拌した後、有機層を分液、水洗して、さらに有機層を希塩酸洗浄、水洗の後濃縮して粗生成物を得た。粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=1/1(容量比))で精製することで、中間体(N)を得た(30.0g)。
窒素雰囲気下、中間体(N)(20.0g)、4−ブロモ−t−ブチルベンゼン(16.8g)、Pd−132(0.56g)、NaOtBu(11.4g)およびキシレン(150ml)を入れたフラスコを110℃で0.5時間攪拌した。反応後、水および酢酸エチルを加え撹拌した後、有機層を2回水洗し濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=2/8(容量比))で精製することで、中間体(O)を得た(28.0g)。
窒素雰囲気下、中間体(I)(12.0g)、中間体(O)(10.3g)、Pd−132(0.19g)、NaOtBu(3.9g)およびキシレン(60ml)を入れたフラスコを120℃で1時間攪拌した。反応後、水および酢酸エチルを加え撹拌した後、有機層を2回水洗し濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン)で精製することで、中間体(P)を得た(17.3g)。
中間体(P)(17.0g)およびt−ブチルベンゼン(100ml)の入ったフラスコに、窒素雰囲気下、氷浴で冷却しながら、t−ブチルリチウム/ペンタン溶液(1.62M、27.1ml)を加えた。滴下終了後、70℃まで昇温して1時間撹拌した後、t−ブチルベンゼンより低沸点の成分を減圧留去した。−50℃まで冷却して三臭化ホウ素(11.0g)を加え、室温まで昇温して0.5時間撹拌した。その後、再び氷浴で冷却してN,N−ジイソプロピルエチルアミン(5.7g)を加えた。発熱が収まるまで室温で撹拌した後、100℃まで昇温して1時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却し、氷浴で冷やした酢酸ナトリウム水溶液、次いで酢酸エチルを加え分液した。有機層を水洗した後、溶媒を減圧留去した。その後、シリカゲルカラム(溶離液:トルエン/へプタン=25/75(容積比))で精製し、更にへプタンで再沈殿させることで、式(1−170)で表される化合物を得た(2.1g)。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR:δ=1.4(s,9H)、1.4(s,9H)、1.5(s,9H)、1.5(s,9H)、1.9(s,6H)、6.1(d,1H)、6.2(d,1H)、6.6(s,1H)、6.7(d,1H)、6.8(d,1H)、7.2〜7.3(m,6H)、7.5(m,2H)、7.6(m,1H)、7.6〜7.7(m,3H)、8.9(d,1H)、8.9(d,1H).
合成例(9)
化合物(1−180)の合成
窒素雰囲気下、中間体(Q)(22.5g)、4−ブロモ−t−ブチルベンゼン(17.0g)、Pd−132(0.57g)、NaOtBu(11.5g)およびキシレン(150ml)を入れたフラスコを1時間加熱攪拌した。反応後、水および酢酸エチルを加え撹拌した後、有機層を2回水洗し濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=2/8(容量比))で精製することで、中間体(R)を得た(31.0g)。
窒素雰囲気下、中間体(I)(7.6g)、中間体(R)(7.0g)、Pd−132(0.12g)、NaOtBu(2.60g)およびキシレン(50ml)を入れたフラスコを120℃で1時間攪拌した。反応後、水および酢酸エチルを加え撹拌した後、有機層を2回水洗し濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=3/7(容量比))で精製することで、中間体(S)を得た(11.5g)。
窒素雰囲気下、中間体(S)(10.0g)とt−ブチルベンゼン(50ml)を入れたフラスコを氷浴で冷却し、t−ブチルリチウム/ヘプタン溶液(1.62M、19.2ml)を加えた後に、減圧下60℃で低沸点の成分を除去した。ドライアイスバスで−50℃程度に冷却し三臭化ホウ素(9.4g)を加えた。室温まで昇温し、氷浴中でN,N−ジイソプロピルエチルアミン(3.2g)を加えた後、100℃で1時間攪拌した。反応後、酢酸ナトリウム水溶液を反応溶液に加え撹拌し、酢酸エチルを加え撹拌した後に有機層を分液した。粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=3/7(容量比))で精製することで、式(1−180)で表される化合物を得た(3.4g)。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR:δ=1.1(s,9H)、1.4(s,9H)、1.5(s,9H)、1.5(s,9H)、1.5(s,9H)、6.1(d,1H)、6.2(d,1H)、6.7(d,1H)、6.8(d,1H)、7.0(d,1H)、7.1(d,1H)、7.2〜7.3(m,7H)、7.5(dd,1H)、7.5(dd,1H)、7.7(m,3H)、8.9(d,1H)、8.9(d,1H).
合成例(10)
化合物(1−200)の合成
窒素雰囲気下、中間体(K)(12.0g)、中間体(R)(10.7g)、Pd−132(0.19g)、NaOtBu(3.9g)およびキシレン(60ml)を入れたフラスコを120℃で1時間攪拌した。反応後、水および酢酸エチルを加え撹拌した後、有機層を2回水洗し濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=2/8(容量比))で精製することで、中間体(T)を得た(19.9g)。
窒素雰囲気下、中間体(T)(18.0g)とt−ブチルベンゼン(90ml)を入れたフラスコを氷浴で冷却し、t−ブチルリチウム(1.62M、40.0ml)を加えた後に、減圧下60℃で低沸点の成分を除去した。ドライアイスバスで−50℃程度に冷却し三臭化ホウ素(16.5g)を加えた。室温まで昇温し、氷浴中でN,N−ジイソプロピルエチルアミン(5.7g)を加えた後、100℃で1時間攪拌した。反応後、酢酸ナトリウム水溶液を反応溶液に加え撹拌し、酢酸エチルを加え撹拌した後に有機層を分液した。粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=2/8(容量比))で精製することで、式(1−200)で表される化合物を得た(4.0g)。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR:δ=1.1(s,9H)、1.4(s,9H)、1.5(s,9H)、1.5(s,9H)、1.5(s,9H)、2.2(s,3H)、5.9(s,1H)、6.1(s,1H)、6.7(m,2H)、7.0(d,2H)、7.1(d,2H)、7.2(d,1H)、7.3(m,2H)、7.4(m,1H)、7.5(m,1H)、7.6(dd,1H)、7.7(m,3H)、8.9(d,1H)、8.9(d,1H).
合成例(11)
化合物(1−208)の合成
窒素雰囲気下、2−ブロモ−4−t−ブチルアニリン(25.0g)、2−ナフタレンボロン酸(22.6g)、Pd−132(0.78g)、リン酸三カリウム(47.0g)、トルエン(400ml)、t−ブタノール(40ml)および水(20ml)をフラスコに入れ、100℃で1時間攪拌した。反応後、水および酢酸エチルを加え撹拌した後、有機層を2回水洗し濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=2/8(容量比))で精製することで、中間体(U)を得た(23.2g)。
窒素雰囲気下、中間体(U)(20.0g)、4−ブロモ−t−ブチルベンゼン(15.5g)、Pd−132(0.51g)、NaOtBu(10.5g)およびキシレン(150ml)を入れたフラスコを110℃で0.5時間攪拌した。反応後、水および酢酸エチルを加え撹拌した後、有機層を2回水洗し濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=2/8(容量比))で精製し、次いでヘプタンで再結晶することで、中間体(V)を得た(27.3g)。
窒素雰囲気下、中間体(I)(12.0g)、中間体(V)(10.9g)、Pd−132(0.19g)、NaOtBu(4.1g)およびキシレン(60ml)を入れたフラスコを120℃で1.5時間攪拌した。反応後、水および酢酸エチルを加え撹拌した後、有機層を2回水洗し濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=2/8(容量比))で精製し、次いでアルミナカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=25/75(容量比))で精製することで、中間体(W)を得た(17.0g)。
窒素雰囲気下、中間体(W)(16.0g)とt−ブチルベンゼン(80ml)を入れたフラスコを氷浴で冷却し、t−ブチルリチウム/ペンタン溶液(1.62M、31.0ml)を加えた後に、70℃で1時間攪拌した。ドライアイスバスで−50℃程度に冷却し三臭化ホウ素(15.1g)を加えた。室温まで昇温し、氷浴中でN,N−ジイソプロピルエチルアミン(5.2g)を加えた後、100℃で1時間攪拌した。反応後、酢酸ナトリウム水溶液を反応溶液に加え撹拌し、酢酸エチルを加え撹拌した後に有機層を分液した。粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=25/75(容量比))で精製することで、式(1−208)で表される化合物を得た(0.6g)。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR:δ=1.4(s,9H)、1.4(s,9H)、1.4(s,9H)、1.5(s,9H)、6.1(d,1H)、6.3(d,1H)、6.7(d,1H)、6.8(d,1H)、7.2〜7.3(m,6H)、7.3(d,1H)、7.4(d,1H)、7.5(m,3H)、7.6(m,1H)、7.6〜7.7(m,4H)、7.8(d,1H)、8.9(d,1H)、8.9(d,1H).
合成例(12)
化合物(1−216)の合成
窒素雰囲気下、中間体(K)(13.2g)、中間体(V)(10.6g)、Pd−132(0.19g)、NaOtBu(3.9g)およびキシレン(60ml)を入れたフラスコを120℃で1時間攪拌した。反応後、水および酢酸エチルを加え撹拌した後、有機層を2回水洗し濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=25/75(容量比))で精製することで、中間体(X)を得た(18.3g)。
窒素雰囲気下、中間体(X)(17.0g)とt−ブチルベンゼン(100ml)を入れたフラスコを氷浴で冷却し、t−ブチルリチウム/ペンタン溶液(1.62M、25.8ml)を加えた後に、60℃で0.5時間攪拌した。ドライアイスバスで−50℃程度に冷却し三臭化ホウ素(10.5g)を加えた。室温まで昇温し、氷浴中でN,N−ジイソプロピルエチルアミン(5.4g)を加えた後、100℃で1時間攪拌した。反応後、酢酸ナトリウム水溶液を反応溶液に加え撹拌し、酢酸エチルを加え撹拌した後に有機層を分液した。粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=25/75(容量比))で精製することで、式(1−216)で表される化合物を得た(1.2g)。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR:δ=1.4(s,9H)、1.4(s,9H)、1.5(s,9H)、1.5(s,9H)、2.2(s,3H)、5.9(s,1H)、6.1(s,1H)、6.6(d,1H)、6.8(d,1H)、7.2〜7.3(m,6H)、7.4(d,1H)、7.4〜7.5(m,2H)、7.5(m,1H)、7.6(m,1H)、7.6〜7.7(m,4H)、7.8(d,1H)、8.8(d,1H)、8.9(d,1H).
合成例(13)
化合物(1−240)の合成
窒素雰囲気下、2−ブロモ−4−t−ブチルアニリン(25.0g)、フェニルボロン酸(16.0g)、Pd−132(0.78g)、リン酸三カリウム(47.0g)、トルエン(400ml)、t−ブタノール(40ml)および水(20ml)をフラスコに入れ、100℃で1時間攪拌した。反応後、水および酢酸エチルを加え撹拌した後、有機層を2回水洗し濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=2/8(容量比))で精製することで、中間体(N−1)を得た(19.1g)。
窒素雰囲気下、中間体(N−1)(19.0g)、3−ブロモ−t−ブチルベンゼン(18.0g)、Pd−132(0.60g)、NaOtBu(12.2g)およびキシレン(170ml)を入れたフラスコを110℃で0.5時間攪拌した。反応後、水および酢酸エチルを加え撹拌した後、有機層を2回水洗し濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=2/8(容量比))で精製し、次いでヘプタンで再結晶することで、中間体(Y)を得た(27.0g)。
窒素雰囲気下、中間体(K)(15.0g)、中間体(Y)(11.6g)、Pd−132(0.24g)、NaOtBu(4.9g)およびキシレン(70ml)を入れたフラスコを120℃で1時間攪拌した。反応後、水および酢酸エチルを加え撹拌した後、有機層を2回水洗し濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン)で精製し、次いでヘプタンで再結晶することで、中間体(Z)を得た(22.0g)。
窒素雰囲気下、中間体(Z)(22.0g)とt−ブチルベンゼン(120ml)を入れたフラスコを氷浴で冷却し、t−ブチルリチウム(1.62M、44.6ml)を加えた後に、減圧下60℃で低沸点の成分を除去した。ドライアイスバスで−50℃程度に冷却し三臭化ホウ素(21.7g)を加えた。室温まで昇温し、氷浴中でジイソプロピルエチルアミン(7.5g)を加えた後、100℃で1時間攪拌した。反応後、酢酸ナトリウム水溶液を反応溶液に加え撹拌し、酢酸エチルを加え撹拌した後に有機層を分液した。粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=3/7(容量比))で精製することで、式(1−240)で表される化合物を得た(3.5g)。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR:δ=1.2(s,9H)、1.4(s,9H)、1.5(s,9H)、1.5(s,9H)、2.2(s,3H)、5.9(s,1H)、6.2(s,1H)、6.6〜6.7(m,2H)、6.9〜7.0(m,3H)、7.1(m,2H)、7.2(dd,1H)、7.2〜7.3(m,3H)、7.4(dd,1H)、7.6〜7.7(m,3H)、7.7(d,1H)、8.7(d,1H)、8.9(d,1H).
合成例(14)
化合物(1−244)の合成
窒素雰囲気下、中間体(Q)(22.5g)、3−ブロモ−t−ブチルベンゼン(17.0g)、Pd−132、0.57g)、NaOtBu(11.5g)およびキシレン(150ml)を入れたフラスコを1時間加熱攪拌した。反応後、水および酢酸エチルを加え撹拌した後、有機層を2回水洗し濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=2/8(容量比))で精製することで、中間体(R−1)を得た(31.0g)。
窒素雰囲気下、中間体(K)(15g)、中間体(R−1)(13.4g)、Pd−132(0.24g)、NaOtBu(4.9g)およびキシレン(70ml)を入れたフラスコを120℃で1.5時間攪拌した。反応後、水および酢酸エチルを加え撹拌した後、有機層を2回水洗し濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=2/8(容量比))で精製することで、中間体(S−1)を得た(21.1g)。
窒素雰囲気下、中間体(S−1)(21.0g)とt−ブチルベンゼン(100ml)を入れたフラスコを氷浴で冷却し、t−ブチルリチウム(1.62M、39.6ml)を加えた後に、減圧下60℃で低沸点の成分を除去した。ドライアイスバスで−50℃程度に冷却し三臭化ホウ素(19.3g)を加えた。室温まで昇温し、氷浴中でN,N−ジイソプロピルエチルアミン(6.6g)を加えた後、100℃で1時間攪拌した。反応後、酢酸ナトリウム水溶液を反応溶液に加え撹拌し、酢酸エチルを加え撹拌した後に有機層を分液した。粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=3/7(容量比))で精製することで、式(1−244)で表される化合物を得た(7.1g)。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR:δ=1.1(s,9H)、1.2(s,9H)、1.4(s,9H)、1.5(s,9H)、1.5(s,9H)、2.2(s,3H)、5.9(s,1H)、6.2(s,1H)、6.7(m,2H)、7.0(d,2H)、7.1(d,2H)、7.2〜7.3(m,4H)、7.5(dd,1H)、7.6(dd,1H)、7.7(m,2H)、7.7(m,1H)、8.7(d,1H)、8.9(d,1H).
合成例(15)
化合物(1−252)の合成
窒素雰囲気下、1−ブロモ−3,5−ジ(t−ブチル)ベンゼン(50.0g)、ビス(ピナコラート)ジボロン(52.0g)、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)ジクロリド・ジクロロメタン付加物(PdCl(dppf)・CHCl、4.5g)、酢酸カリウム(55.0g)およびシクロペンチルメチルエーテル(CPME,500ml)を入れたフラスコを120℃で6時間加熱攪拌した。反応後、水とトルエンを加えて攪拌した後、有機層を分液し、さらに水洗した。有機層を濃縮して得られる粗生成物をシリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン)で精製することで、3,5−ジ(t−ブチル)フェニルボロン酸ピナコールエステルを得た(56.0g)。
2−ブロモ−4−t−ブチルアニリン(15.0g)、3,5−ジ(t−ブチル)フェニルボロン酸ピナコールエステル(25.0g)、Pd−132(0.47g)、リン酸三カリウム(28.0g)、トルエン(300ml)、t−ブタノール(30ml)および水(15ml)を入れたフラスコを100℃で1時間攪拌した。反応後、水および酢酸エチルを加え撹拌した後、有機層を2回水洗し、濃縮してヘプタンを加えて冷却することで沈殿物を得た。得られた沈殿物をろ過することで、中間体(N−2)を得た(20.0g)。
窒素雰囲気下、中間体(N−2)(18.0g)、1−ブロモ−4−t−ブチルベンゼン(11.4g)、Pd−132(0.38g)、NaOtBu(7.7g)およびキシレン(150ml)を入れたフラスコを110℃で0.5時間攪拌した。反応後、水および酢酸エチルを加え撹拌した後、有機層を2回水洗し濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=3/7(容量比))で精製することで、中間体(R−2)を得た(23.1g)。
窒素雰囲気下、中間体(I)(12.0g)、中間体(R−2)(12.6g)、Pd−132(0.19g)、NaOtBu(3.9g)およびキシレン(60ml)を入れたフラスコを120℃で1時間攪拌した。反応後、水および酢酸エチルを加え撹拌した後、有機層を2回水洗し濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン)で精製することで、中間体(S−2)を得た(15.1g)。
窒素雰囲気下、中間体(S−2)(16.0g)とt−ブチルベンゼン(70ml)を入れたフラスコを氷浴で冷却し、t−ブチルリチウム(1.62M、28.7ml)を加えた後に、減圧下60℃で低沸点の成分を除去した。ドライアイスバスで−50℃程度に冷却し三臭化ホウ素(14.0g)を加えた。室温まで昇温し、氷浴中でN,N−ジイソプロピルエチルアミン(4.8g)を加えた後、100℃で1時間攪拌した。反応後、酢酸ナトリウム水溶液を反応溶液に加え撹拌し、酢酸エチルを加え撹拌した後に有機層を分液した。粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=3/7(容量比))で精製することで、式(1−252)で表される化合物を得た(3.1g)。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR:δ=1.0(s,18H)、1.5(s,9H)、1.6(s,9H)、1.6(s,9H)、1.6(s,9H)、6.2(d,1H)、6.4(d,1H)、6.8(d,1H)、6.9(d,2H)、7.0(d,1H)、7.0(m,1H)、7.3〜7.4(m,3H)、7.5(d,1H)、7.6(dd,1H)、7.6(m,1H)、7.8(m,4H)、8.9(d,1H)、9.0(d,1H).
合成例(16)
化合物(1−296)の合成
窒素雰囲気下、中間体(I−1)(10.0g)、中間体(R−3)(7.1g)、Pd−132(0.14g)、NaOtBu(2.8g)およびキシレン(50ml)を入れたフラスコを120℃で1時間攪拌した。反応後、水および酢酸エチルを加え撹拌した後、有機層を2回水洗し濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン)で精製することで、中間体(S−3)を得た(14.2g)。
窒素雰囲気下、中間体(S−3)(14.0g)とt−ブチルベンゼン(90ml)を入れたフラスコを氷浴で冷却し、t−ブチルリチウム(1.62M、28.0ml)を加えた後に、減圧下60℃で低沸点の成分を除去した。ドライアイスバスで−50℃程度に冷却し三臭化ホウ素(13.1g)を加えた。室温まで昇温し、氷浴中でN,N−ジイソプロピルエチルアミン(4.5g)を加えた後、100℃で1時間攪拌した。反応後、酢酸ナトリウム水溶液を反応溶液に加え撹拌し、酢酸エチルを加え撹拌した後に有機層を分液した。粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=3/7(容量比))で精製することで、式(1−296)で表される化合物を得た(1.4g)。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR:δ=1.0(s,9H)、1.4(s,9H)、1.5(s,18H)、1.5(s,9H)、6.0(s,1H)、6.1(s,1H)、6.7(d,1H)、6.9(d,1H)、7.0(m,3H)、7.1〜7.2(m,2H)、7.3(m,3H)、7.5(m,2H)、7.6〜7.7(m,4H)、8.9(d,1H)、8.9(d,1H).
合成例(17)
化合物(1−300)の合成
窒素雰囲気下、中間体(I−1)(10.0g)、中間体(R)(8.2g)、Pd−132(0.14g)、NaOtBu(2.8g)およびキシレン(50ml)を入れたフラスコを110℃で1時間攪拌した。反応後、水および酢酸エチルを加え撹拌した後、有機層を2回水洗し、濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン)で精製することで、中間体(S−4)を得た(15.1g)。
窒素雰囲気下、中間体(S−4)(15.0g)とt−ブチルベンゼン(90ml)を入れたフラスコを氷浴で冷却し、t−ブチルリチウム(1.62M、26.9ml)を加えた後に、60℃で1時間攪拌後、減圧下60℃で低沸点の成分を除去した。ドライアイスバスで−50℃程度に冷却し三臭化ホウ素(13.1g)を加えた。室温まで昇温し、氷浴中でN,N−ジイソプロピルエチルアミン(4.5g)を加えた後、100℃で1時間攪拌した。反応後、酢酸ナトリウム水溶液を反応溶液に加え撹拌し、さらに酢酸エチルを加え撹拌した後に有機層を分液した。粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=3/7(容量比))で精製することで、式(1−300)で表される化合物を得た(2.9g)。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR:δ=1.0(s,9H)、1.1(s,9H)、1.4(s,9H)、1.5(s,9H)、1.5(s,9H)、1.5(s,9H)、6.0(s,1H)、6.2(s,1H)、6.7(d,1H)、6.8(d,1H)、7.0(d,2H)、7.1(d,2H)、7.2(d,2H)、7.3(s,1H)、7.4〜7.5(m,2H)、7.6(dd,1H)、7.7(d,2H)、7.7(d,1H)、8.9(d,1H)、8.9(d,1H).
合成例(18)
化合物(1−715)の合成
窒素雰囲気下、3,4,5−トリクロロアニリン(10.0g)、2−ブロモビフェニル(11.9g)、Pd−132(0.36g)、NaOtBu(7.3g)およびキシレン(100ml)の入ったフラスコを130℃で1時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、水および酢酸エチルを加えて分液した。有機層を水洗した後、溶媒を減圧留去した。その後、シリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン)で精製した。更にヘプタンで再沈殿させることで、中間体(I−2)を得た(10.0g)。
窒素雰囲気下、中間体(I−2)(10.0g)、1−ブロモナフタレン(8.9g)、Pd−132(0.20g)、NaOtBu(4.1g)およびキシレン(80ml)の入ったフラスコを120℃で0.5時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、水および酢酸エチルを加えて分液した。有機層を水洗した後、溶媒を減圧留去した。その後、シリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=15/85(容量比))で精製した。更にヘプタンで再沈殿させることで、中間体(I−3)を得た(11.0g)。
窒素雰囲気下、中間体(I−3)(11.0g)、ビス(4−(t−ブチル)フェニル)アミン(14.3g)、Pd(dba)(0.40g)、SPhos(0.57g)、NaOtBu(5.6g)およびキシレン(90ml)の入ったフラスコを110℃で1時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、水および酢酸エチルを加えて分液した。有機層を水洗した後、溶媒を減圧留去した。その後、シリカゲルショートパスカラム(溶離液:トルエン)で精製し、ヘプタンで再沈殿させることで、中間体(S−5)を得た(14.0g)。
窒素雰囲気下、中間体(S−5)(14.0g)とt−ブチルベンゼン(100ml)を入れたフラスコを氷浴で冷却し、t−ブチルリチウム(1.62M、21.7ml)を加え、60℃で1時間攪拌した後に、減圧下60℃で低沸点の成分を除去した。ドライアイスバスで−50℃程度に冷却し三臭化ホウ素(10.0g)を加えた。室温まで昇温し、氷浴中でN,N−ジイソプロピルエチルアミン(3.4g)を加えた後、100℃で1時間攪拌した。反応後、酢酸ナトリウム水溶液を反応溶液に加え撹拌し、さらに酢酸エチルを加え撹拌した後に有機層を分液した。粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=3/7(容量比))で精製することで、式(1−715)で表される化合物を得た(2.1g)。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR:δ=1.3(s,18H)、1.4(s,18H)、5.0(s,1H)、5.3(s,1H)、6.6〜7.5(m,27H).7.6(d,1H)、8.9(d,2H).
合成例(19)
化合物(1−730)の合成
窒素雰囲気下、フラスコに1−ブロモ−2−ナフトール(45.0g)、ピリジン(250ml)を入れたフラスコを氷浴で冷却し、無水トリフルオロメタンスルホン酸(85.0g)を滴下した後、1時間室温で攪拌した。その後、水を加えて反応を停止した後にトルエンを加え、有機層を希塩酸で水洗した後に有機層を濃縮した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:トルエン/ヘプタン=1/2(容量比))で精製して、中間体(V−2)を得た(61.0g)。
窒素雰囲気下、中間体(V−2)(61.0g)、臭化リチウム(14.9g)およびジエチルエーテル(100ml)を加えたフラスコを氷浴しながら、臭化フェニルマグネシウム(0.3mol/100mlジエチルエーテル溶液)、次いで[1.3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]パラジウム(II)ジクロリド(PdCl(dippp)、3.0g)を加えて1時間攪拌した。反応後、メタノールを加えて反応を停止した後、希塩酸を加えて攪拌し、さらにトルエンを加えて攪拌し、有機層を分離した。有機層を濃縮後、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:トルエン/ヘプタン=1/2(容量比))で精製することで、1−ブロモ−2−フェニルナフタレンを得た(17g)。
窒素雰囲気下、3,4,5−トリクロロ−N−フェニルアニリン(11.6g)、1−ブロモ−2−フェニルナフタレン(14.5g)、Pd(dba)(0.24g)、SPhos(0.35g)、NaOtBu(6.0g)およびキシレン(150ml)の入ったフラスコを110℃で3時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、水および酢酸エチルを加えて分液した。有機層を水洗した後、溶媒を減圧留去した。その後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:トルエン/ヘプタン=1/9(容量比))で精製し、ヘプタンで再沈殿させることで、中間体(I−4)を得た(7.3g)。
窒素雰囲気下、中間体(I−4)(7.0g)、ビス(4−(t−ブチル)フェニル)アミン(9.1g)、Pd(dba)(0.17g)、SPhos(0.30g)、NaOtBu(3.5g)およびキシレン(50ml)の入ったフラスコを110℃で3時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、水および酢酸エチルを加えて分液した。有機層を水洗した後、溶媒を減圧留去した。その後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:トルエン/ヘプタン=1/1(容量比))で精製し、ヘプタンで再沈殿させることで、中間体(S−6)を得た(8.1g)。
窒素雰囲気下、中間体(S−6)(8.0g)とt−ブチルベンゼン(60ml)を入れたフラスコを氷浴で冷却し、t−ブチルリチウム(1.52M、10.2ml)を加えた後に、70℃で0.5時間攪拌し、減圧下60℃で低沸点の成分を除去した。ドライアイスバスで−50℃程度に冷却し三臭化ホウ素(3.9g)を加えた。室温まで昇温し、氷浴中でN,N−ジイソプロピルエチルアミン(2.0g)を加えた後、100℃で1時間攪拌した。反応後、酢酸ナトリウム水溶液を反応溶液に加え撹拌し、酢酸エチルを加え撹拌した後に有機層を分液した。粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=1/1(容量比))で精製することで、式(1−730)で表される化合物を得た(2.8g)。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR:δ=1.3(s,18H)、1.5(s,18H)、5.5(s,2H)、6.5(d,2H)、6.6(t,1H)、6.7〜7.5(m,22H)、7.7(t,2H)、7.8(d,1H)、8.9(d,2H).
合成例(20)
化合物(1−733)の合成
窒素雰囲気下、2,6−ジ−tert−ブチルナフタレン(25.0g)およびクロロホルム(100ml)をフラスコに入れ、臭素(18.3g)をゆっくり滴下後、1時間攪拌した。反応後、反応液を氷浴で冷却した後に亜硫酸ナトリウム水溶液を加えて反応を停止した。有機層を分液し濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:トルエン/ヘプタン=1/1(容量比))で精製し、さらにソルミックスで再結晶することで、1−ブロモ−2,6−ジ−tert−ブチルナフタレンを得た(17.5g)。
窒素雰囲気下、3,4,5−トリクロロ−N−フェニルアニリン(12.0g)、2,6−ジ−tert−ブチルナフタレン(17.0g)、Pd−132(0.31g)、NaOtBu(6.3g)およびキシレン(90ml)の入ったフラスコを110℃で0.5時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、水および酢酸エチルを加えて分液した。有機層を水洗した後、溶媒を減圧留去した。その後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:トルエン/ヘプタン=5/95(容量比))で精製し、ヘプタンで再沈殿させることで、中間体(I−5)を得た(18.7g)。
窒素雰囲気下、中間体(I−5)(17.0g)、ビス(4−(t−ブチル)フェニル)アミン(20.6g)、Pd(dba)(0.38g)、SPhos(0.68g)、NaOtBu(8.0g)およびキシレン(100ml)の入ったフラスコを110℃で3時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、水および酢酸エチルを加えて分液した。有機層を水洗した後、溶媒を減圧留去した。その後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:トルエン/ヘプタン=15/85(容量比))で精製し、ヘプタンで再沈殿させることで、中間体(S−7)を得た(20.0g)。
窒素雰囲気下、中間体(S−7)(15.0g)とt−ブチルベンゼン(100ml)を入れたフラスコを氷浴で冷却し、t−ブチルリチウム(1.52M、14.8ml)を加えた後に70℃で0.5時間攪拌し、減圧下60℃で低沸点の成分を除去した。ドライアイスバスで−50℃程度に冷却し三臭化ホウ素(5.6g)を加えた。室温まで昇温し、氷浴中でN,N−ジイソプロピルエチルアミン(2.9g)を加えた後、100℃で1時間攪拌した。反応後、酢酸ナトリウム水溶液を反応溶液に加え撹拌し、さらに酢酸エチルを加え撹拌した後に有機層を分液した。粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=1/1(容量比))で精製することで、式(1−733)で表される化合物を得た(4.2g)。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR:δ=1.1(s,9H)、1.2(s,9H)、1.3(s,18H)、1.5(s,18H)、5.4(s,2H)、6.7(d,2H)、6.8(m,1H)、7.0(m,8H)、7.2(d,1H)、7.3(d,4H)、7.4〜7.5(m,4H)、7.5(d,1H)、7.7(d,1H)、9.0(d,2H).
次に、比較化合物(C−1)〜(C−12)の合成例について、以下に説明する。
比較合成例(1)
比較化合物(C−12):N,N,5,9−テトラフェニル−5,9−ジヒドロ−5,9−ジアザ−13b−ボラナフト[3,2,1−de]アントラセン−7−アミンの合成
,N,N,N,N,N−ヘキサフェニル−1,3,5−ベンゼントリアミン(11.6g、20mmol)およびオルトジクロロベンゼン(ODCB、120ml)に、窒素雰囲気下、室温で三臭化ホウ素(3.78ml、40mmol)を加えた後、170℃で48時間加熱撹拌した。その後、60℃で減圧下、反応溶液を留去した。フロリジルショートパスカラムを用いて濾過し、溶媒を減圧留去して粗生成物を得た。ヘキサンを用いて粗生成物を洗浄することで、黄色固体として式(C−12)で表される化合物を得た(11.0g、収率94%)。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR(400MHz,CDCl):δ=5.62(brs,2H)、6.71(d,2H)、6.90−6.93(m,6H)、7.05−7.09(m,4H)、7.20−7.27(m,6H)、7.33−7.38(m,4H)、7.44−7.48(m,4H)、8.90(dd,2H).
13C−NMR(101MHz,CDCl):δ=98.4(2C)、116.8(2C)、119.7(2C)、123.5(2C)、125.6(4C)、128.1(2C)、128.8(4C)、130.2(4C)、130.4(2C)、130.7(4C)、134.8(2C)、142.1(2C)、146.6(2C)、147.7(2C)、147.8(2C)、151.1(4H).
比較合成例(2)
比較化合物(C−10):4−(5,9−ジフェニル−5,9−ジヒドロ−5,9−ジアザ−13b−ボラナフト[3,2,1−de]アントラセン−7−イル)−N,N−ジフェニルアニリンの合成
前述した合成例と同様の方法を用い、式(C−10)で表される化合物を合成した。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR(CDCl):δ=6.35(s,2H)、6.76(d,2H)、6.93(d,2H)、7.01(t,2H)、7.05(d,4H)、7.09(d,2H)、7.22(t,4H)、7.27(t,2H)、7.41〜7.45(m,6H)、7.59(t,2H)、7.70(d,4H)、8.95(dd,2H).
比較合成例(3)
比較化合物(C−11):5,9−ジフェニル−7−(p−トリル)−5,9−ジヒドロ−5,9−ジアザ−13b−ボラナフト[3,2,1−de]アントラセンの合成
前述した合成例と同様の方法を用い、式(C−11)で表される化合物を合成した。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR(CDCl):δ=2.30(s,3H)、6.34(s,2H)、6.76(s,2H)、7.08(d,2H)、7.13(d,2H)、7.26〜7.29(m,2H)、7.41〜7.45(m,6H)、7.59(t,2H)、7.70(t,4H)、8.96(dd,2H).
比較合成例(4)
比較化合物(C−1):9−([1,1’−ビフェニル]−3−イル)−2−(t−ブチル)−5−(4−(t−ブチル)フェニル)−N,N,11−トリフェニル−5,9−ジヒドロ−5,9−ジアザ−13b−ボラナフト[3,2,1−de]アントラセン−7−アミンの合成
前述した合成例と同様の方法を用い、式(C−1)で表される化合物を合成した。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR(CDCl):δ=1.3(s,9H)、1.5(s,9H)、5.6(d,2H)、6.8(d,1H)、6.9(t,2H)、6.9〜7.0(m,9H)、7.1(d,2H)、7.3(m,1H)、7.4(t,3H)、7.4〜7.6(m,13H)、7.6(m,1H)、8.9(d,1H)、9.0(d,1H).
比較合成例(5)
比較化合物(C−2):9−([1,1’−ビフェニル]−4−イル)−2−(t−ブチル)−5−(4−(t−ブチル)フェニル)−N,N,12−トリフェニル−5,9−ジヒドロ−5,9−ジアザ−13b−ボラナフト[3,2,1−de]アントラセン−7−アミンの合成
前述した合成例と同様の方法を用い、式(C−2)で表される化合物を合成した。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR(CDCl):δ=1.4(s,9H)、1.5(s,9H)、5.7(s,2H)、6.7(d,1H)、6.9(m,7H)、7.1(m,4H)、7.2(d,2H)、7.3(t,1H)、7.3(d,2H)、7.4(t,1H)、7.4〜7.5(m,5H)、7.6(d,2H)、7.7(d,3H)、7.8(t,4H)、9.1(d,1H)、9.3(d,1H).
比較合成例(6)
比較化合物(C−3):3,11−ジ−t−ブチル−5,9−ビス(3,5−ジ−t−ブチルフェニル)−5,9−ジヒドロ−5,9−ジアザ−13b−ボラナフト[3,2,1−de]アントラセンの合成
前述した合成例と同様の方法を用い、式(C−3)で表される化合物を合成した。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR(CDCl):δ=1.20(s,18H)、1.36(s,36H)、6.25(d,2H)、6.67(d,2H)、7.21(d,4H)、7.29〜7.33(m,3H)、7.61(t,2H)、8.90(d,2H).
比較合成例(7)
比較化合物(C−4):3,11−ジ−t−ブチル−5,9−ビス(3,5−ジ−t−ブチルフェニル)−7−メチル−5,9−ジヒドロ−5,9−ジアザ−13b−ボラナフト[3,2,1−de]アントラセンの合成
前述した合成例と同様の方法を用い、式(C−4)で表される化合物を合成した。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR(CDCl):δ=1.9(s,18H)、1.4(s,36H)、2.2(s,3H)、6.1(s,2H)、6.6(d,2H)、7.2(d,4H)、7.3(dd,2H)、7.6(t,2H)、8.9(d,2H).
比較合成例(8)
比較化合物(C−5):2,12−ジ−t−ブチル−N,N,5,9−テトラキス(4−(t−ブチル)フェニル)−5,9−ジヒドロ−5,9−ジアザ−13b−ボラナフト[3,2,1−de]アントラセン−7−アミンの合成
前述した合成例と同様の方法を用い、式(C−5)で表される化合物を合成した。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR(CDCl):δ=1.3(s,18H)、1.3(s,18H)、1.5(s,18H)、5.8(s,2H)、6.6(d,2H)、6.8(dd,4H)、7.1(dd,4H)、7.1(dd,4H)、7.4〜7.5(m,6H)、8.9(d,2H).
比較合成例(9)
比較化合物(C−6):2,12−ジ−t−ブチル−5,9−ビス(4−(t−ブチル)フェニル)−N,N−ジ−p−トリル−5,9−ジヒドロ−5,9−ジアザ−13b−ボラナフト[3,2,1−de]アントラセン−7−アミンの合成
前述した合成例と同様の方法を用い、式(C−6)で表される化合物を合成した。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR(CDCl):δ=1.33(s,18H)、1.46(s,18H)、2.21(s,6H)、5.57(s,2H)、6.73(d,2H)、6.81(d,4H)、6.86(d,4H)、7.14(d,4H)、7.42〜7.46(m,6H)、8.95(d,2H).
比較合成例(10)
比較化合物(C−7):3,12−ジ−t−ブチル−9−(4−(t−ブチル)フェニル)−5−(3,5−ジ−t−ブチルフェニル)−5,9−ジヒドロ−5,9−ジアザ−13b−ボラナフト[3,2,1−de]アントラセンの合成
前述した合成例と同様の方法を用い、式(C−7)で表される化合物を合成した。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR(CDCl):δ=1.20(s,9H)、1.36(s,18H)、1.46(s,9H)、1.47(s,9H)、6.14(d,1H)、6.25(d,1H)、6.68(d,1H)、6.73(d,1H)、7.21(d,2H)、7.29(d,3H)、7.34(dd,1H)、7.51(dd,1H)、7.61(t,1H)、7.67(d,2H)、8.86(d,1H)、8.96(d,1H).
比較合成例(11)
比較化合物(C−8):3,12−ジ−t−ブチル−9−(4−(t−ブチル)フェニル)−5−(3,5−ジ−t−ブチルフェニル)−7−メチル−5,9−ジヒドロ−5,9−ジアザ−13b−ボラナフト[3,2,1−de]アントラセンの合成
前述した合成例と同様の方法を用い、式(C−8)で表される化合物を合成した。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR(CDCl):δ=1.20(s,9H)、1.37(s,18H)、1.46(s,9H)、1.47(s,9H)、2.18(s,3H)、5.97(s,1H)、6.08(d,1H)、6.63(d,1H)、6.66(d,1H)、7.20(d,2H)、7.27(d,2H)、7.32(dd,1H)、7.48(dd,1H)、7.61(t,1H)、7.67(d,2H)、8.84(d,1H)、8.94(d,1H).
比較合成例(12)
比較化合物(C−9):3,12−ジ−t−ブチル−5−(3−(t−ブチル)フェニル)−9−(4−(t−ブチル)フェニル)−5,9−ジヒドロ−5,9−ジアザ−13b−ボラナフト[3,2,1−de]アントラセンの合成
前述した合成例と同様の方法を用い、式(C−9)で表される化合物を合成した。
NMR測定により得られた化合物の構造を確認した。
H−NMR(CDCl):δ=1.22(s,9H)、1.37(s,9H)、1.46(s,9H)、1.47(s,9H)、6.14(d,1H)、6.18(d,1H)、6.72(d,1H)、6.74(d,1H)、7.19(ddd,1H)、7.23〜7.30(m,3H)、7.34(dd,1H)、7.41(t,1H)、7.51(dd,1H)、7.58〜7.64(m,2H)、7.67(d,2H)、8.86(d,1H)、8.96(d,1H).
原料の化合物を適宜変更することにより、上述した合成例に準じた方法で、本発明の他の多環芳香族化合物を合成することができる。
以下、本発明をさらに詳細に説明するために、本発明の化合物を用いた有機EL素子の実施例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
実施例1〜19および比較例1〜14に係る有機EL素子、さらに実施例20〜23に係る有機EL素子を作製し、それぞれ1000cd/m発光時の特性である電圧(V)および外部量子効率(%)を測定した。
発光素子の量子効率には、内部量子効率と外部量子効率とがあるが、内部量子効率は、発光素子の発光層に電子(または正孔)として注入される外部エネルギーが純粋に光子に変換される割合を示している。一方、外部量子効率は、この光子が発光素子の外部にまで放出された量に基づいて算出され、発光層において発生した光子は、その一部が発光素子の内部で吸収されたりまたは反射され続けたりして、発光素子の外部に放出されないため、外部量子効率は内部量子効率よりも低くなる。
外部量子効率の測定方法は次の通りである。アドバンテスト社製電圧/電流発生器R6144を用いて、素子の輝度が1000cd/mになる電圧を印加して素子を発光させた。TOPCON社製分光放射輝度計SR−3ARを用いて、発光面に対して垂直方向から可視光領域の分光放射輝度を測定した。発光面が完全拡散面であると仮定して、測定した各波長成分の分光放射輝度の値を波長エネルギーで割ってπを掛けた数値が各波長におけるフォトン数である。次いで、観測した全波長領域でフォトン数を積算し、素子から放出された全フォトン数とした。印加電流値を素電荷で割った数値を素子へ注入したキャリア数として、素子から放出された全フォトン数を素子へ注入したキャリア数で割った数値が外部量子効率である。
作製した実施例1〜19および比較例1〜14に係る有機EL素子、さらに実施例20〜23に係る有機EL素子における各層の材料構成、およびEL特性データを下記表1A、表1Bおよび表2に示す。
上記表において、「HI」はN,N4’−ジフェニル−N,N4’−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミンであり、「HAT−CN」は1,4,5,8,9,12−ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリルであり、「HT−1」はN−([1,1’−ビフェニル]−4−イル−9,9−ジメチル−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミン[1,1’−ビフェニル]−4−アミンであり、「HT−2」はN,N−ビス(4−(ジベンゾ[b,d]フラン−4−イル)フェニル)−[1,1’:4’,1”−テルフェニル]−4−アミンであり、「BH−1」(ホスト材料)は2−(10−フェニルアントラセン−9−イル)ナフト[2,3−b]ベンゾフランであり、「ET−1」は4,6,8,10−テトラフェニル[1,4]ベンゾキサボリニノ[2,3,4−kl]フェノキサボリニンであり、「ET−2」は3,3’−((2−フェニルアントラセン−9,10−ジイル)ビス(4,1−フェニレン))ビス(4−メチルピリジン)であり、「ET−3」は9−(5,9−ジオキサ−13b−ボラナフト[3,2,1−de]アントラセン−7−イル)−3,6−ジフェニル−9H−カルバゾールあり、「ET−4」は2−([1,1’−ビフェニル]−4−イル)−4−(9,9−ジフェニル−9H−フルオレン−4−イル)−6−フェニル−1,3,5−トリアジンである。「Liq」と共に以下に化学構造を示す。
<実施例1>
<ホストがBH−1、ドーパントが化合物(1−50)の素子>
スパッタリングにより180nmの厚さに製膜したITOを150nmまで研磨した、26mm×28mm×0.7mmのガラス基板((株)オプトサイエンス製)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(昭和真空(株)製)の基板ホルダーに固定し、HI、HAT−CN、HT−1、HT−2、BH−1、化合物(1−50)、ET−1およびET−2をそれぞれ入れたモリブデン製蒸着用ボート、Liq、マグネシウムおよび銀をそれぞれ入れた窒化アルミニウム製蒸着用ボートを装着した。
透明支持基板のITO膜の上に順次、下記各層を形成した。真空槽を5×10−4Paまで減圧し、まず、HIを加熱して膜厚40nmになるように蒸着して正孔注入層1を形成した。次に、HAT−CNを加熱して膜厚5nmになるように蒸着して正孔注入層2を形成した。次に、HT−1を加熱して膜厚15nmになるように蒸着して正孔輸送層1を形成した。次に、HT−2を加熱して膜厚10nmになるように蒸着して正孔輸送層2を形成した。次に、BH−1と化合物(1−50)を同時に加熱して膜厚25nmになるように蒸着して発光層を形成した。BH−1と化合物(1−50)の重量比がおよそ98対2になるように蒸着速度を調節した。次に、ET−1を加熱して膜厚5nmになるように蒸着して電子輸送層1を形成した。次に、ET−2とLiqを同時に加熱して膜厚25nmになるように蒸着して電子輸送層2を形成した。ET−2とLiqの重量比がおよそ50対50になるように蒸着速度を調節した。各層の蒸着速度は0.01〜1nm/秒であった。
その後、Liqを加熱して膜厚1nmになるように0.01〜0.1nm/秒の蒸着速度で蒸着し、次いで、マグネシウムと銀を同時に加熱して膜厚100nmになるように蒸着して陰極を形成し、有機EL素子を得た。このとき、マグネシウムと銀の原子数比が10対1となるように0.1〜10nm/秒の間で蒸着速度を調節した。
ITO電極を陽極、マグネシウム/銀電極を陰極として直流電圧を印加し、1000cd/m発光時の特性を測定したところ、駆動電圧は3.7V、外部量子効率は6.4%であった。
<実施例2〜19および比較例1〜14>
各層の材料として表1Aおよび表2に記載する材料を選択し、実施例1に準じた方法で有機EL素子を得た。また、有機EL特性についても実施例1と同様にして評価した。
<実施例20>
<ホストがBH−1、ドーパントが化合物(1−300)の素子>
スパッタリングにより180nmの厚さに製膜したITOを150nmまで研磨した、26mm×28mm×0.7mmのガラス基板((株)オプトサイエンス製)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((株)長州産業)の基板ホルダーに固定し、HI、HAT−CN、HT−1、HT−2、BH−1、化合物(1−300)、ET−1およびET−2をそれぞれ入れたモリブデン製蒸着用ボート、Liq、LiFおよびアルミニウムをそれぞれ入れた窒化アルミニウム製蒸着用ボートを装着した。
透明支持基板のITO膜の上に順次、下記各層を形成した。真空槽を5×10−4Paまで減圧し、まず、HIを加熱して膜厚40nmになるように蒸着して正孔注入層1を形成した。次に、HAT−CNを加熱して膜厚5nmになるように蒸着して正孔注入層2を形成した。次に、HT−1を加熱して膜厚15nmになるように蒸着して正孔輸送層1を形成した。次に、HT−2を加熱して膜厚10nmになるように蒸着して正孔輸送層2を形成した。次に、BH−1と化合物(1−300)を同時に加熱して膜厚25nmになるように蒸着して発光層を形成した。BH−1と化合物(1−300)の重量比がおよそ98対2になるように蒸着速度を調節した。次に、ET−1を加熱して膜厚5nmになるように蒸着して電子輸送層1を形成した。次に、ET−2とLiqを同時に加熱して膜厚25nmになるように蒸着して電子輸送層2を形成した。ET−2とLiqの重量比がおよそ50対50になるように蒸着速度を調節した。各層の蒸着速度は0.01〜1nm/秒であった。
その後、LiFを加熱して膜厚1nmになるように0.01〜0.1nm/秒の蒸着速度で蒸着し、次いで、アルミニウムを加熱して膜厚100nmになるように蒸着して陰極を形成し、有機EL素子を得た。
ITO電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加し、1000cd/m発光時の特性を測定したところ、駆動電圧は3.6V、外部量子効率は8.2%であった。
<実施例21〜23>
各層の材料として表1Bに記載する材料を選択し、実施例20に準じた方法で有機EL素子を得た。また、有機EL特性についても実施例20と同様にして評価した。
<実施例24>
次に、式(1)で表される化合物の濃度と蛍光量子収率の関係について検証した。有機EL素子の製造工程においては濃度消光を抑制して高い発光効率を得るために、低いドーパント濃度で発光層を形成することが好ましいが、あまり低いドーパント濃度を精密に制御することは、素子製造工程のマージンの低下を招くなどの理由から実用的に困難である。一般式(1)で表される化合物は、分子内に嵩高い置換基を有するため、分子間の会合を抑制し濃度消光を抑えることができると考えられ、有機EL素子の製造において実用的な濃度である3重量%程度においても、高い量子効率を得ることができると予想される。
以上のことを確認するため、光学的に不活性なPMMA(ポリメチルメタクリレート)をマトリックスとして用いて、化合物の濃度を変えて蛍光量子収率を測定した。マトリックス材料としては、市販のPMMAを用いた。PMMAに分散した薄膜サンプルは、例えば、PMMAと評価対象の化合物をトルエン中で溶解させた後、スピンコーティング法により石英製の透明支持基板(10mm×10mm)上に薄膜を形成して作製した。
蛍光スペクトルの測定は、式(1−66)、式(1−124)、式(1−128)、式(1−166)、式(1−170)、式(1−180)、式(1−208)、式(1−216)および式(1−244)の化合物を1重量%または3重量%の濃度でPMMAに分散させて薄膜形成基板(石英製)を準備し、励起波長380nmで励起して蛍光量子収率(φPL)を測定した。結果を下記表3に示す。
同様に式(C−3)、式(C−4)、式(C−6)、式(C−7)、式(C−8)、式(C−9)、式(C−10)および式(C−11)の比較化合物に関しても、1重量%または3重量%の濃度で蛍光量子収率(φPL)を測定した。結果を下記表4に示す
以上の結果から、式(1)で表される化合物は十分に高い蛍光量子収率(φPL)を有し、かつ比較化合物と比べて1重量%と3重量%のφPLの差が小さく、濃度依存性が低いことが分かる。この結果は、実際の有機EL素子の製造工程においても、工程マージンがより高い、高ドーパント濃度においても高い発光効率を与える素子を作製可能であることを示している。また、本測定で用いたPMMAは光学的に不活性なマトリックスであることから、上記結果はマトリックスに依存しない式(1)で表される化合物の固有の特徴であるといえる。したがって、前述した実施例1〜19および実施例20〜23で確認された高い外部量子効率は、仮にホスト材料をBH−1以外の化合物にした場合であっても、同様の効果を得ることができると考えられる。
本発明の好ましい態様によれば、上記一般式(1)で表される、分子内に嵩高い置換基を有する多環芳香族化合物を有機デバイス用材料として用いることで、例えば量子効率が優れた有機EL素子を提供することができる。特に、使用濃度が比較的高くても濃度消光を抑えることができるため、デバイス製造プロセスにおいて有利である。
100 有機電界発光素子
101 基板
102 陽極
103 正孔注入層
104 正孔輸送層
105 発光層
106 電子輸送層
107 電子注入層
108 陰極

Claims (13)

  1. 下記一般式(1)で表される多環芳香族化合物を含む、有機デバイス用材料。
    (上記式(1)中、
    、R、R〜R、R〜R11およびR12〜R15は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、また、R〜R、R〜R11およびR12〜R15のうちの隣接する基同士が結合してb環、c環またはd環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、
    は−O−または>N−Rであり、前記>N−RのRは炭素数6〜12のアリール、炭素数2〜15のヘテロアリール、炭素数1〜6のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜12のアリール、炭素数2〜15のヘテロアリール、炭素数1〜6のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよく、また、前記>N−RのRは−O−、−S−、−C(−R)−または単結合により前記a環および/またはc環と結合していてもよく、前記−C(−R)−のRは炭素数1〜6のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルであり、
    およびZは、それぞれ独立して、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、アリールオキシ、アリール置換アルキル、水素、アルキル、シクロアルキルまたはアルコキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、
    が、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいフェニル、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいm−ビフェニリル、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいp−ビフェニリル、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよい単環系ヘテロアリール、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいジフェニルアミノ、水素、アルキル、炭素数3〜8のシクロアルキル、アダマンチルまたはアルコキシである場合は、Zは水素、アルキルまたはアルコキシであることはなく、そして、
    式(1)で表される化合物における少なくとも1つの水素がハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。)
  2. 、R、R〜R、R〜R11およびR12〜R15は、それぞれ独立して、水素、炭素数6〜30のアリール、炭素数2〜30のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6〜12のアリール)、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜14のシクロアルキル、炭素数1〜6のアルコキシまたは炭素数6〜12のアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜12のアリール、炭素数1〜6のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよく、また、R〜R、R〜R11およびR12〜R15のうちの隣接する基同士が結合してb環、c環またはd環と共に炭素数9〜16のアリール環または炭素数6〜15のヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素は炭素数6〜30のアリール、炭素数2〜30のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6〜12のアリール)、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜14のシクロアルキル、炭素数1〜6のアルコキシまたは炭素数6〜12のアリールオキシで置換されていてもよく、
    は−O−または>N−Rであり、前記>N−RのRは炭素数6〜12のアリール、炭素数1〜6のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜12のアリール、炭素数1〜6のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよく、
    およびZは、それぞれ独立して、炭素数6〜30のアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6〜16のアリール)、炭素数6〜30のアリールオキシ、炭素数6〜12のアリールが置換した炭素数1〜6のアルキル、水素、炭素数1〜6のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜16のアリール、炭素数1〜6のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよく、
    が、炭素数1〜6のアルキルもしくは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよいフェニル、炭素数1〜6のアルキルもしくは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよいm−ビフェニリル、炭素数1〜6のアルキルもしくは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよいp−ビフェニリル、炭素数1〜6のアルキルもしくは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよいジフェニルアミノ、水素、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜8のシクロアルキルまたはアダマンチルである場合は、Zは水素または炭素数1〜6のアルキルであることはなく、そして、
    式(1)で表される化合物における少なくとも1つの水素がハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい、請求項1に記載する有機デバイス用材料。
  3. 、R、R〜R、R〜R11およびR12〜R15は、それぞれ独立して、水素、炭素数6〜16のアリール、炭素数2〜20のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6〜12のアリール)、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜14のシクロアルキル、炭素数1〜6のアルコキシまたは炭素数6〜12のアリールオキシであり、また、R〜R、R〜R11およびR12〜R15のうちの隣接する基同士が結合してb環、c環またはd環と共に炭素数9〜16のアリール環または炭素数6〜15のヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素は炭素数6〜16のアリール、炭素数2〜20のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6〜12のアリール)、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜14のシクロアルキル、炭素数1〜6のアルコキシまたは炭素数6〜12のアリールオキシで置換されていてもよく、
    は−O−または>N−Rであり、前記>N−RのRは炭素数6〜12のアリール、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜14のシクロアルキル、または、炭素数1〜6のアルキルもしくは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換された炭素数6〜12のアリールであり、
    およびZは、それぞれ独立して、炭素数6〜16のアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6〜16のアリール)、炭素数6〜16のアリールオキシ、炭素数6〜12のアリールが置換した炭素数1〜6のアルキル、水素、炭素数1〜6のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜16のアリール、炭素数1〜6のアルキルまたは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよく、
    が、炭素数1〜6のアルキルもしくは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよいフェニル、炭素数1〜6のアルキルもしくは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよいm−ビフェニリル、炭素数1〜6のアルキルもしくは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよいp−ビフェニリル、炭素数1〜6のアルキルもしくは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換されていてもよいジフェニルアミノ、水素、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜8のシクロアルキルまたはアダマンチルである場合は、Zは水素または炭素数1〜6のアルキルであることはなく、そして、
    式(1)で表される化合物における少なくとも1つの水素がハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい、請求項1に記載する有機デバイス用材料。
  4. 、R、R〜R、R〜R11およびR12〜R15は、それぞれ独立して、水素、炭素数6〜16のアリール、炭素数2〜20のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6〜12のアリール)、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜14のシクロアルキル、炭素数1〜6のアルコキシまたは炭素数6〜12のアリールオキシであり、また、R〜R、R〜R11およびR12〜R15のうちの隣接する基同士が結合してb環、c環またはd環と共にナフタレン環、フルオレン環またはカルバゾール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素は炭素数6〜16のアリール、炭素数2〜20のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6〜12のアリール)、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜14のシクロアルキル、炭素数1〜6のアルコキシまたは炭素数6〜12のアリールオキシで置換されていてもよく、
    は−O−または>N−Rであり、前記>N−RのRは炭素数6〜12のアリール、炭素数1〜6のアルキル、炭素数3〜14のシクロアルキル、または、炭素数1〜6のアルキルもしくは炭素数3〜14のシクロアルキルで置換された炭素数6〜12のアリールであり、
    およびZは、それぞれ独立して、炭素数6〜10のアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6〜12のアリール)、炭素数6〜10のアリールオキシ、炭素数6〜10のアリールが1〜3個置換した炭素数1〜4のアルキル、水素、炭素数1〜4のアルキルまたは炭素数5〜10のシクロアルキルであり、これらにおける少なくとも1つの水素は炭素数6〜12のアリール、炭素数1〜4のアルキルまたは炭素数5〜10のシクロアルキルで置換されていてもよく、
    が、炭素数1〜4のアルキルもしくは炭素数5〜10のシクロアルキルで置換されていてもよいフェニル、炭素数1〜4のアルキルもしくは炭素数5〜10のシクロアルキルで置換されていてもよいm−ビフェニリル、炭素数1〜4のアルキルもしくは炭素数5〜10のシクロアルキルで置換されていてもよいp−ビフェニリル、炭素数1〜4のアルキルもしくは炭素数5〜10のシクロアルキルで置換されていてもよいジフェニルアミノ、水素、炭素数1〜4のアルキル、炭素数3〜8のシクロアルキルまたはアダマンチルである場合は、Zは水素または炭素数1〜4のアルキルであることはなく、そして、
    式(1)で表される化合物における少なくとも1つの水素がハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい、請求項1に記載する有機デバイス用材料。
  5. は、ジアリールアミノ、アリールオキシ、トリアリール置換の炭素数1〜4のアルキル、水素、炭素数1〜4のアルキルまたは炭素数5〜10のシクロアルキルであり、これらにおけるアリールは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキルまたはフェニルで置換されていてもよい、フェニル、ビフェニリルまたはナフチルであり、
    は、炭素数1〜4のアルキルもしくは炭素数5〜10のシクロアルキルで置換されていてもよい、フェニル、ビフェニリルもしくはナフチル、または、水素、炭素数1〜4のアルキルもしくは炭素数5〜10のシクロアルキルであり、そして、
    が、炭素数1〜4のアルキルもしくは炭素数5〜10のシクロアルキルで置換されていてもよいジフェニルアミノ、水素、炭素数1〜4のアルキル、炭素数5〜10のシクロアルキルまたはアダマンチルである場合は、Zは水素または炭素数1〜4のアルキルであることはない、
    請求項1〜4のいずれかに記載する有機デバイス用材料。
  6. 上記式(1)で表される多環芳香族化合物が下記いずれかの構造式で表される化合物である、請求項1に記載する有機デバイス用材料。
  7. 前記有機デバイス用材料が、有機電界発光素子用材料、有機電界効果トランジスタ用材料または有機薄膜太陽電池用材料である、請求項1〜6のいずれかに記載する有機デバイス用材料。
  8. 陽極および陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に配置される発光層とを有する有機電界発光素子であって、前記発光層は請求項1〜6のいずれかに記載する有機デバイス用材料を含む、有機電界発光素子。
  9. 前記発光層が、ホストと、ドーパントとしての前記有機デバイス用材料とを含む、請求項8に記載する有機電界発光素子。
  10. 前記ホストが、アントラセン系化合物、ジベンゾクリセン系化合物またはフルオレン系化合物である、請求項9に記載する有機電界発光素子。
  11. 前記陰極と前記発光層との間に配置される電子輸送層および/または電子注入層を有し、該電子輸送層および電子注入層の少なくとも1つは、ボラン誘導体、ピリジン誘導体、フルオランテン誘導体、BO系誘導体、アントラセン誘導体、ベンゾフルオレン誘導体、ホスフィンオキサイド誘導体、ピリミジン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアジン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、およびキノリノール系金属錯体からなる群から選択される少なくとも1つを含有する、請求項8〜10のいずれかに記載する有機電界発光素子。
  12. 前記電子輸送層および/または電子注入層が、さらに、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体および希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも1つを含有する、請求項11に記載の有機電界発光素子。
  13. 請求項8〜12のいずれかに記載する有機電界発光素子を備えた、表示装置または照明装置。
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