WO2011074493A1 - アントラセン誘導体および発光素子 - Google Patents

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WO2011074493A1
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light
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伊藤 祐一
土屋 和彦
聡暢 新内
純平 高橋
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凸版印刷株式会社
関東化学株式会社
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Definitions

  • the present invention is an anthracene derivative which can be used for fluorescent materials, light emitting materials, host materials, hole and electron carrier transport materials and carrier injection materials for organic electroluminescent (hereinafter referred to as organic EL) elements and displays,
  • organic EL organic electroluminescent
  • the present invention relates to an organic EL element using them.
  • An organic EL element has a solid or liquid light emitting layer containing a fluorescent and / or phosphorescent organic light emitting material in one layer between opposing electrodes, and emits light by applying a voltage between the electrodes. It is.
  • an element having a solid organic light emitting layer is referred to as an organic EL element
  • an element having a liquid light emitting layer is referred to as an organic electroluminescent element or an organic electrochemiluminescent element.
  • an element in which an organic light emitting material emits light by electric energy is referred to as an organic EL element, and a liquid light emitting layer element may be included.
  • a general organic EL element having a solid light-emitting layer has a light-emitting layer made of a low-molecular or high-molecular organic material having high fluorescence or phosphorescence emission efficiency at least between an anode and a cathode.
  • the light emitting layer is sandwiched between a hole transport layer and an electron transport layer, and further sandwiched between an anode and a cathode.
  • the anode has a large ionization potential (hereinafter abbreviated as Ip) or indium zinc complex oxide (hereinafter referred to as IZO) having a large ionization potential (hereinafter abbreviated as Ip) in order to reduce the energy barrier for hole injection into the organic light emitting layer.
  • Ip large ionization potential
  • IZO indium zinc complex oxide
  • Ip large ionization potential
  • a transparent conductive film such as abbreviated
  • oxides such as tungsten, vanadium, molybdenum, ruthenium, and titanium are sometimes provided on the anode surface or mixed in the transparent conductive film material.
  • a metal layer containing a low ionization potential alkali metal, alkaline earth metal, or rare earth with a low electron injection barrier is used, but there is a problem that strict sealing is required because it is easily corroded by moisture.
  • a normal organic EL element has a rectifying property, and when a direct current voltage is applied, holes from the anode and electrons from the cathode are transported to the light emitting layer through the hole transport layer and the electron transport layer, respectively, and are regenerated in the light emitting layer. Emits light when bonded. During AC driving, light is emitted during forward bias.
  • the luminous efficiency of the organic EL element is increased by equalizing the carrier balance between injected holes and electrons. In addition, it is effective for preventing deterioration of the organic layer and extending the life of the organic layer not to accumulate carriers at the interface and inside the organic layer. Therefore, the thickness of each layer, the carrier transport capability, and the energy barrier between layers are adjusted, and an organic EL element with high efficiency and long life is produced.
  • the light emission mechanism of an organic EL device using a solution as a light emitting layer is based on the fact that the radical anion of the light emitting material produced by injecting electrons from the cathode and the radical cation of the light emitting material produced by the electron removal from the anode are caused by diffusion in the solution. Collisions result in an excited state of the luminescent material and light emission. Although luminance of several hundreds to several thousand cd / m 2 has been obtained, there is a problem that the response speed is slow for use in a display because of conduction by diffusion of ions.
  • the electroluminescent organic EL element has the advantage that a stable metal can be used as the electrode material, but there are also the effects of oxygen, moisture, and impurities dissolved in the solution, and side reactions with the supporting electrolyte, making it an all-solid-state organic EL element. There was a problem that the life was shorter than that. However, improvements have been made such as using an ionic liquid that does not easily volatilize as a medium or making it a solid electrolyte to prevent deterioration, making the electrode porous, increasing the surface area, and increasing the brightness.
  • Non-patent Document 3 a life of white that exceeds half-6000 hours at an initial luminance of 100 cd / m 2 (Non-patent Document 3).
  • a transparent anode on a transparent substrate such as glass, a hole injection layer, an electron block hole transport layer, a light emitting layer, a hole block electron transport layer, an electron transport layer, an electron injection layer, a cathode, etc.
  • the layers are constructed in order and are hermetically sealed.
  • ⁇ Red, blue and green light emission can be easily obtained by changing the molecular structure of the organic material of the light emitting layer.
  • the method of obtaining white light emission is a method of obtaining a broad spectrum by doping a yellowish orange light emitting material into a blue green light emitting material, a method of laminating two light emitting layers of blue green and yellow, or each color of red, green and blue There are a method of laminating constituent units of a light emitting layer through a carrier generation layer, a method of superimposing blue-green monomer light emission and yellow to red excimer light emission using an excimer light emitting material.
  • the organic EL element can be color-displayed by applying red, blue, and green for each pixel, or by overlapping red, blue, green, and white color filters on a white light emitting element, or by blue or ultraviolet light.
  • a film made of a polymer EL material or the like is formed on a light emitting element, and green or red light is obtained as a fluorescence conversion film (Non-patent Document 4).
  • Low molecular materials are generally deposited by vacuum deposition, but for materials with high solubility and wet deposition properties, coating and printing methods similar to those performed with polymer materials are also applicable.
  • a mask vapor deposition method is used as a pixel coating method when using a low molecular material.
  • the mask vapor deposition method uses a difference in thermal expansion coefficient between the mask and glass, an error in attaching the mask to the frame of the mask, the deflection of the substrate and the mask due to gravity, etc. There is a problem. Therefore, in order to improve alignment accuracy, a laser transfer method including a laser thermal transfer method or a laser sublimation transfer method has been attempted.
  • the laser thermal transfer method includes a LITI (Laser-Induced-Thermal-Imaging) method (Non-Patent Document 5) performed by 3M and Samsung.
  • Laser sublimation transfer methods include RIST (Radiation Induced Sublimation Transfer) (Non-Patent Document 6) performed at Eastman Kodak and LIPS (Laser Induced Pattern wise Sublimation) (Non-patent Document). 7).
  • a donor film formed by vapor deposition or application of a transfer material composed of a low molecular weight and a high molecular EL material is brought into close contact with a display substrate, and laser transfer is performed for each color according to a predetermined pixel to perform thermal transfer.
  • Prototypes of 302ppi 2.65 inch high-definition display and 17-inch display have been made.
  • a polymer EL material with high film strength causes a problem that the film is not cut easily and burrs are likely to occur.
  • a low-molecular material that is soluble and has good wet film forming properties is also added.
  • a low molecular organic EL material is deposited on a donor film by vapor deposition, and the donor film deposition surface and the display substrate are opposed to each other with a small distance in a vacuum, and then the back surface of the donor film. Then, a laser is irradiated in accordance with pixels of a predetermined color, and sublimation or evaporation is performed on the display substrate for transfer.
  • Non-Patent Document 8-11 In the case of a low-molecular material or polymer material that is soluble in a solvent and can be formed into a wet film, an inkjet method (Non-Patent Document 8-11), a continuous nozzle printing method (Non-Patent Document 12-13), a relief printing method (Non-Patent Document) 14) etc., it is possible to paint high-definition pixels.
  • the ink-jet method is a method that can be applied separately with a low-cost apparatus even if the substrate becomes large, and generally a polymer EL material is used.
  • Polymer blue light-emitting materials include fluorene and phenoxazine copolymers, polyphenylene copolymers, etc. having a large Eg of about 3 eV or more between the ionization potential and the electron affinity (hereinafter abbreviated as Eg). Used for base. Green and red polymer light-emitting materials are synthesized by copolymerizing a monomer having a small Eg capable of emitting green and red based on a blue light-emitting material. Addition of a low-molecular phosphorescent material with high luminous efficiency and introduction into a side chain are also performed.
  • Polymer materials are likely to generate long-wavelength excimer light emission by heating or EL driving during the device fabrication process, and special attention is required for molecular design to suppress the decrease in color purity of EL light emission. Moreover, since the polymer material cannot be purified by sublimation, high purity is difficult. Since the molecular weight changes under the influence of moisture and impurities in the monomer, there are problems such as difficulty in stabilizing the quality depending on the lot.
  • Non-Patent Document 15 As low-molecular blue light-emitting materials, Toppan Printing's Ito (Patent Document 2), Kodak's Jianmin Shi and Ching W. Tang, etc. (Non-Patent Document 15) are ambipolar 9,10-di (based on anthracene). 2-Naphthyl) -anthracene derivatives have been developed. These derivatives were used as blue light emitting layer host materials for displays such as MP3 players, personal multiplayers, and digital cameras.
  • TBDNA 9,10-di (2-naphthyl) -2-tertiary butylanthracene
  • DSC differential scanning calorimetry
  • Tg glass transition temperature
  • crystallization occurs at 222 ° C. or higher, and melting starts at 285 ° C.
  • TBDNA can also be wet-formed by spin coating from toluene or the like.
  • the molecular weight is as low as 486, the film gradually sublimates even under vacuum drying at a relatively low temperature of about 130 ° C., resulting in insufficient heat resistance. There was a problem.
  • the driving method in the case of a small low-definition display with a low display capacity, the driving method was a passive matrix driving method, and the structure was a bottom emission type in which light was extracted from the transparent substrate side. .
  • the display has a large display capacity such as a high-definition color television, a large current flows when dots of each pixel emit light in the passive matrix driving method. Therefore, a normal organic EL material having a Tg of about 100 ° C. to 150 ° C. has a problem that heat resistance is insufficient and long time driving cannot be performed.
  • the aperture ratio can be widened by adopting a top emission method in which an organic EL element is formed on an insulating film on a drive circuit, and a transparent counter electrode is formed on the opposite side of the substrate to extract light.
  • low current density driving is possible.
  • the top emission method strongly enhances a specific wavelength of the EL emission spectrum by utilizing the micro interference (microcavity) effect generated between the reflective film on the transparent anode side sandwiching the organic EL medium layer and the semitransparent cathode. It can be taken out.
  • higher color purity can be achieved by stacking color filters (Patent Document 3).
  • the top emission method has a problem of high manufacturing cost.
  • TBBPA 9,10-di (biphenyl-2-yl) -2-t-butylanthracene
  • Non-patent Document 16 a material having high amorphousness and high solubility in an organic solvent could be obtained by introducing asymmetry into the molecule.
  • Non-patent Document 16 an asymmetric structure is introduced in an anthracene blue light emitting material, and development of a coating type EL element using a low molecular weight material has been attempted.
  • many materials have a solubility in toluene of 2 wt% or less, and even high materials are about 5 wt% (Patent Documents 5-7).
  • the lifetime is short compared with a vapor deposition type EL element.
  • JP 2002-324401 A Japanese Patent No. 3588978 JP 2007-080906 A Japanese Patent No. 3769934 JP 2008-124156 A JP 2008-270557 A JP 2009-33146 A
  • An object of the present invention is to provide a compound for an organic EL material having a high glass transition temperature and being dissolved in an organic solvent and having a high film forming property in various printed film formation.
  • an object of the present invention is to provide a composition for printing ink containing the compound of the present invention having high solubility in an organic solvent.
  • an object of the present invention is to provide a donor substrate for transfer produced by applying a printing ink containing the compound of the present invention.
  • an object of the present invention is to provide a light emitting device using the compound of the present invention.
  • X represents a residue or a single bond derived from an optionally substituted aryl ring or heteroaryl ring.
  • Ar 1 and Ar 2 are an unsubstituted or substituted phenyl group or A heteroaryl group
  • Ar 3 is a group having 60 or less carbon atoms in which 1 or 6 or less substituted or unsubstituted aryl or heteroaryl rings are conjugated to each other, or 9 or 10 position on the anthracene ring X and the substituents on Ar 1 to Ar 3 and R 1 to R 12 are hydrogen, deuterium, fluorine, cyano group, trifluoromethyl group, trimethylsilyl group, carbon number of 15 or less.
  • R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • an ink composition comprising at least one or more of the above compounds in a medium that is liquid at room temperature.
  • an ink composition comprising the above compound as a light-emitting dopant, and at least one host material having an energy difference between an ionization potential and an electron affinity greater than that of the dopant. Is done.
  • a solid or liquid comprising a compound represented by the following formula (10) and at least one compound according to any one of claims 1 to 4.
  • a composition of is provided:
  • R is an alkyl group
  • n is an integer of 0 to 3 representing the number of substituents
  • a donor substrate for transfer in which a film containing the above compound is laminated on a substrate or sheet on which a layer that absorbs light energy and generates heat is formed.
  • a seventh aspect of the present invention in a light emitting device including a light emitting layer containing a light emitting material in at least one layer between opposing electrodes or between an anode and a cathode, there is provided a light emitting device characterized in that at least one layer formed between the layers contains the above compound.
  • the present invention relates to a light emitting dopant material for a light emitting layer which is made of a fluorescent small molecule which is dissolved in an organic solvent and can be applied to form a film and has high Tg and high heat resistance, a host material for a light emitting layer for fluorescent and phosphorescent light emitting materials, holes And an electron carrier transport layer material.
  • the compounds represented by the formulas (1) to (3) of the present invention have a skeleton of 9,10-diarylanthracene having a high blue light emission color purity.
  • the compounds represented by the formulas (1) to (3) of the present invention have a large and rigid substituent derived from a diphenyltriazine derivative group at one or both of the 9th and 10th positions of the anthracene ring, It can be expected to suppress the deterioration due to the dimerization of the anthracene ring due to the close proximity of the anthracene rings between the molecules due to the hindrance, suppress the concentration quenching, and suppress the decrease in the color purity due to the generation of the long wavelength excimer luminescence.
  • the compound of the present invention can be used to obtain a high emission intensity even in a high concentration solution, it can be used as a wet type light emitting material for an electroluminescent element.
  • the compounds represented by the formulas (1) to (3) of the present invention cannot rotate freely around the anthracene ring due to steric hindrance in which one or both of the 9th and 10th positions of the anthracene ring are large. Rotamers (atropisomers) may exist. Furthermore, depending on the positions of the substituents R 1 to R 8 , a mixture of optical isomers may be produced even if the 9-position and 10-position substituents are the same. Therefore, it is considered that the film in which they are mixed is more difficult to crystallize.
  • the compounds represented by the formulas (1) to (3) of the present invention have a large rigid substituent at one or both of the 9th and 10th positions of the anthracene ring, the whole molecule becomes steric and rigid.
  • a compound that enables a high Tg of 200 ° C. or higher can be easily synthesized, and is effective in improving the heat resistance of the organic EL device.
  • the compounds of the formulas (1) to (3) of the present invention have a blue fluorescence caused by an anthracene ring when adjacent groups of R 1 to R 8 on the anthracene ring are not linked to form a condensed ring. Is obtained.
  • adjacent groups of R 1 to R 8 are connected to form a condensed ring, for example, a benzoanthracene ring or a dibenzoanthracene ring is formed, the emission spectrum becomes longer and green or red light emission may be obtained. it can. Therefore, the compound of the present invention is also useful as a light emitting material for a full color display.
  • the compounds of the formulas (1) to (3) of the present invention have an electron transporting property because they contain a triazine ring that increases the electron affinity at one or both of the 9th and 10th positions of the anthracene ring.
  • the compound of the present invention further substituted with a heteroaryl group such as a nitrogen-containing oxadiazole ring, thiadiazole ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, triazine ring or benzimidazole ring has a higher electron affinity and can be used as an electron transport material. Become useful.
  • the substituents on the compounds of formulas (1) to (3) of the present invention include deuterium, fluorine, cyano group, trifluoromethyl group, trimethylsilyl group, alkyl group having 15 or less carbon atoms, alkoxy It can be independently selected from the group consisting of groups and polyoxyalkylene groups, substituted or unsubstituted aryl and heteroaryl groups, and crosslinkable substituents.
  • the energy level of the compound can be adjusted by substituting a substituent in the compound with a strong electron-withdrawing group selected from fluorine, trifluoromethyl group, and cyano group. At that time, the dipole moment is canceled by substituting with an even number of groups for positions that are symmetric with respect to the anthracene ring at the center of the molecule or symmetric with respect to the center of each aromatic ring, and carrier mobility of holes and electrons It is possible to increase the Ip of the compound and the electron affinity (hereinafter abbreviated as Ea) without causing an increase in the polarizability of the molecule that leads to a decrease in the molecular weight.
  • Ea electron affinity
  • Examples of symmetrical substitution include R 2 and R 6 or R 3 and R 7 on the anthracene ring of formulas (1) to (3), or R 2 , R 3 , R 6 and R 7 .
  • Examples thereof include a compound substituted by a set of 4 positions or a set of positions of R 11 and R 15 in the formula (2).
  • R 1 to R 8 of the anthracene ring in the formulas (1) to (3) can be substituted with deuterium to form a CD bond.
  • the thermal vibration is suppressed more than in the case of C—H bond, the thermal deactivation of the excited state is suppressed, and the fluorescence intensity may increase, but conversely, the intersystem crossing to the triplet by the substitution of heavy atoms. May be promoted and the fluorescence intensity may decrease.
  • the compound of the present invention to which a crosslinkable group is added is doped as a light emitting material in a host material that can be crosslinked by light or heat, and when irradiated with light or laser through a photomask, it crosslinks with the host material to form an insoluble film. Become. By repeating exposure and development for each color, a multicolor fine light-emitting array pattern can be obtained, which can also be used for manufacturing a full-color display.
  • a substituent in the compound of the present invention By appropriately selecting a substituent in the compound of the present invention, high solubility can be imparted to an aromatic organic solvent, and it can be applied to an organic solvent used for printing such as toluene, xylene, anisole, and tetralin. It is possible to synthesize a compound that can be dissolved to a concentration of about 1 to 3 wt% or more, which is usually used as a printing ink solution.
  • the solution viscosity suitable for the printing method can also be adjusted by mixing the compound of the present invention with a polymer compound having a high degree of polymerization and a high viscosity and dissolving it in an organic solvent.
  • the compound of the present invention is suitable for coating printing methods such as letterpress printing methods, screen printing methods, ink jet printing methods, continuous nozzle printing methods and the like, which are excellent in mass productivity, and coating methods such as slit coating, capillary coating, and roll coating. Can be applied, and is effective in reducing the manufacturing cost of a large-area organic EL panel.
  • the compound of the present invention can be used for a transfer method useful for producing a large-area organic EL panel.
  • a light-emitting material composed of a compound of the present invention and a polymer binder such as polystyrene or polyvinyl naphthalene that maintains the shape of the film during transfer or peeling and imparts thermal transfer properties, and a low molecular hole transport material or electron transport material.
  • a donor substrate is formed by applying, printing, and forming a film containing ink, and overlaid on the display substrate on which the pixel drive circuit is formed, and heated by means such as a heat bar or laser beam to thermally transfer the film and form a light emitting layer can do.
  • a donor base material coated with ink composed only of a low-molecular material containing the compound of the present invention and printed is prepared, and sublimation transfer is performed while sequentially moving it on a large-area display substrate on which a pixel driving circuit is formed.
  • a light emitting layer can be formed even on a display substrate having a large area.
  • the compound of the present invention When the compound of the present invention is used for a donor substrate for sublimation transfer by coating film formation, it is preferable to use a compound having a molecular weight of about 650 to 1300.
  • a material having a molecular weight of less than 650 may begin to sublime at a temperature of about 200 ° C. during vacuum drying of the coating film.
  • the molecular weight exceeds 1300, the sublimation temperature becomes about 500 ° C., and the decomposition and modification of organic substances are likely to occur.
  • a sublimation film with high composition uniformity can be obtained by mixing and applying a dopant material having a difference in molecular weight within plus or minus 10%, preferably within 5% with respect to the host material.
  • compounds having different molecular weights can be mixed and used.
  • a low molecular hole transport material having a molecular weight of 10% or more smaller than that of the low molecular host material or light emitting dopant material of the light emitting layer is mixed, the low molecular hole transport material in the light emitting layer on the electron block hole transport layer side
  • the concentration can be increased, the concentration of the hole transport material in the light emitting layer on the cathode side can be lowered, the resistance of the film can be lowered, and the luminous efficiency can be increased.
  • FIG. 1 is a 1 H-NMR chart of Compound 1 according to an example of the present invention.
  • the enlarged view of the NMR chart of FIG. 2A. 1 shows fluorescence spectra of compounds 1 to 3 according to examples of the present invention.
  • 1 is a 1 H-NMR chart of isomer component 1 of compound 2 according to an example of the present invention.
  • the enlarged view of the NMR chart of FIG. 4A. 1 is a 1 H-NMR chart of isomer component 2 of compound 2 according to an example of the present invention.
  • the enlarged view of the NMR chart of FIG. 5A. 1 is a 1 H-NMR chart of Compound 3 according to an example of the present invention.
  • FIG. 1 is a 1 H-NMR chart of Compound 1 according to an example of the present invention.
  • FIG. 6B is an enlarged view of the NMR chart of FIG. 6A.
  • the fluorescence spectrum chart measured about the film
  • X represents a residue or a single bond derived from an optionally substituted aryl ring or heteroaryl ring.
  • Ar 1 and Ar 2 are an unsubstituted or substituted phenyl group or A heteroaryl group
  • Ar 3 is a group having 60 or less carbon atoms in which 1 or 6 or less substituted or unsubstituted aryl or heteroaryl rings are conjugated to each other, or 9 or 10 position on the anthracene ring X and the substituents on Ar 1 to Ar 3 and R 1 to R 12 are hydrogen, deuterium, fluorine, cyano group, trifluoromethyl group, trimethylsilyl group, carbon number of 15 or less.
  • the residue derived from an aryl ring or heteroaryl ring which may have a substituent represented by X is, for example, derived from an optionally substituted benzene ring, pyridine ring or the like. Means a divalent residue.
  • Ar 1 and Ar 2 have a structure having a phenyl group or a heteroaryl group such as a pyridyl group or a carbazolyl group as a skeleton, and optionally having a substituent in the skeleton.
  • Examples of the alkyl group having 15 or less carbon atoms include methyl group, isopropyl group, sec-butyl group, t-butyl group, pentyl group, octyl group and the like.
  • Examples of the alkoxy group having 15 or less carbon atoms include methoxy group, isopropyloxy group, methoxyethyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, 3,7-dimethyloctyloxy group and the like.
  • Examples of the polyoxyalkylene group having 15 or less carbon atoms include a 2- (2-methoxyethoxy) ethoxy group having excellent solubility in a polar solvent, which is suitable for use in an electroluminescent organic EL device.
  • Examples of the substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms include phenyl group, tolyl group, xylyl group, mesityl group, biphenyl group, naphthyl group and the like.
  • Examples of the substituted or unsubstituted heteroaryl group having 15 or less carbon atoms include pyridyl group, bipyridyl group, pyrimidinyl group, 2-t-butylpyrimidin-5-yl group, phenanthryl group, 2,4-diaryl-1, Examples include 3,5-triazin-6-yl group, carbazol-9-yl group, 6-methylbenzothiazol-2-yl group, N-phenylbenzimidazol-2-yl group, etc. Can be mentioned.
  • crosslinkable group having 15 or less carbon atoms examples include a group having an alkenyl group such as vinyl group, trifluorovinyl group, acrylic group, methacryl group, pentenyl group, maleimide group, epoxy ring or oxetane ring at the end of the group, alkoxy group A group having silane or alkoxy titanium, a group having a thiol group, a hydroxyl group or an amino group, and the like are exemplified, but the invention is not particularly limited to these examples.
  • alkenyl group such as vinyl group, trifluorovinyl group, acrylic group, methacryl group, pentenyl group, maleimide group, epoxy ring or oxetane ring at the end of the group
  • R 1 to R 12 may be formed by connecting adjacent substituents to form an aliphatic ring or an aromatic ring such as a cyclohexane ring, a benzene ring, or a phenanthrene ring.
  • substituent A in the synthetic reaction formula is selected from iodine, bromine, chlorine, or triflate.
  • Substituent B represents a group having boron at the time of Suzuki Miyaura coupling, boronic acid, boronic acid ester of boronic acid and bis (pinacolato) diboron, or boron trifluoride salt such as potassium trifluoroboron, etc. Chosen from.
  • X, Ar 1 to Ar 3 , R 1 to R 12 , and n are as defined in the above formula (1).
  • Synthetic reaction formula (1) is an example of a synthetic route in the case of asymmetric synthesis using the 9th and 10th substituents of anthracene as separate groups, and a material having a low molecular weight is obtained to facilitate sublimation and vapor deposition.
  • it is effective because a substituent having a small molecular weight can be selected for one group.
  • the number of synthesis steps increases and the cost increases. Therefore, even if the 9-position and the 10-position are the same substituents, an amorphous material having sufficient solubility for the wet process and a high glass transition temperature can be obtained by selecting the substituents. There is no need to synthesize different asymmetric compounds.
  • R 1 to R 44 are hydrogen, deuterium, fluorine, cyano group, trifluoromethyl group, trimethylsilyl group, alkyl group having 15 or less carbon atoms, alkoxy group and polyoxyalkylene group, 15 or less carbon atoms
  • R 1 and n2 are each independently an integer of 0 or 1.
  • R 1 to R 8 are hydrogen, deuterium, fluorine, cyano group, trifluoromethyl group, trimethylsilyl group, alkyl group having 15 or less carbon atoms, alkoxy group and polyoxyalkylene group, and having 15 or less carbon atoms. Independently selected from the group consisting of substituted or unsubstituted aryl and heteroaryl groups, and crosslinkable substituents having 15 or less carbon atoms.) The compound represented by these is mentioned.
  • Synthetic reaction formula (2) is an example of a synthesis method by Suzuki-Miyaura coupling using a 9,10-dibromoanthracene derivative as a starting material.
  • Synthetic reaction formulas (3) and (4) show an anthraquinone derivative as a starting material. This is an example of the synthesis method.
  • R 1 to R 8 are as defined in the compound of the above formula (3).
  • the substituent A in the synthesis reaction formula is selected from iodine, bromine, chlorine, triflate and the like
  • the substituent B represents a group having boron in the Suzuki-Miyaura coupling, boronic acid, or It is selected from boronic acid esters of boronic acid and bis (pinacolato) diboron or the like, or boron trifluoride salts such as potassium trifluoroboron, etc.
  • A is a group having boron
  • B is The reverse combination of couplings with halogens is also possible.
  • an ink composition comprising at least one compound of the present invention in a medium that is liquid at room temperature.
  • Solvents for dissolving the compounds of the present invention include aromatic organic solvents having a boiling point of 80 ° C. to 250 ° C. such as benzene, dichlorobenzene, toluene, xylene, anisole, and tetralin, and halogen solvents such as dichloroethane, alone or in combination. Used.
  • a polymer compound with a high degree of polymerization may be added to adjust the ink viscosity to suit the coating and printing process.
  • high polymer compounds having a high degree of polymerization include cyclic compounds such as polystyrene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyvinyl naphthalene, poly (9-vinylcarbazole), ethylene-norbornene copolymer, and ethylene-tetracyclododecene copolymer.
  • examples include olefin copolymers, poly (tetrahydrofuran), and polymers having a molecular weight of 100,000 to 2,000,000, which are used as an interlayer material or a light emitting material of a polymer organic EL device.
  • the compound of the present invention When used as a light emitting dopant, it is used in an amount of 0.5 to less than 50 wt% in terms of solid content. In the case of a low concentration of less than 0.5 wt%, light emission is weak or energy transfer from the host material is not performed sufficiently, and it may not function sufficiently as a light emitting dopant. On the other hand, if it exceeds 50 wt%, the fluorescence intensity may decrease due to concentration quenching. Therefore, it is more preferably used at a concentration of about 5 to 10 wt%.
  • the concentration in the solid content is about 50 to 99.5 wt%.
  • the ink composition of the present invention may contain a carrier transporting material and the like.
  • the ratio of the solid content to the solvent can be selected and used in the range of about 0.1 to 30 wt% depending on the film forming method and the solubility of the material.
  • the Eg of the host material is used to cause efficient energy transfer from the excited state of the host material to the luminescent dopant and to obtain strong light emission from the luminescent dopant material. Is preferably more than a dopant material.
  • a low molecular weight host material preferable when the compound of the present invention is used as a light emitting dopant, 2,2′-bis (4- (2,4-bis (4-tert-butylphenyl) -1,3,5 -Triazin-6-yl) phenyl) -9,9'-spirobifluorene (hereinafter abbreviated as BTrSBF) and the like, but a polymer material or a compound of the present invention is used as a host material, and Eg is smaller.
  • the compound of this invention and another compound can also be used as a luminescent dopant.
  • transfer such as laser thermal transfer or laser sublimation transfer in which a transfer layer containing the compound of the present invention is laminated on a substrate or sheet on which a layer that absorbs light energy and generates heat is formed.
  • a donor substrate is provided.
  • the glass or film is used as the substrate or sheet.
  • the film containing the compound of the present invention on the donor substrate for transfer can be formed by applying or vapor-depositing an ink composition containing the compound of the present invention.
  • a sheet substrate whose peelability is adjusted by surface treatment is mainly used, and the shape of the film at the time of transfer is maintained, and adhesion to the display substrate during heating
  • polystyrene, a polymer material having carrier transportability, or the like is added to the transfer layer.
  • the pattern of the transfer layer corresponding to the light irradiation pattern can be formed by peeling the donor sheet.
  • composition of the compound of the present invention and the composition of the heat generating layer between the layer containing the compound of the present invention and the substrate can be appropriately selected from materials that absorb light and generate heat according to the wavelength of the heating light source.
  • Materials, metal oxides such as chromium-based oxides and molybdenum-based oxides can be used.
  • a solid or liquid light-emitting layer containing a light-emitting material is provided in at least one layer between opposed electrodes or between an anode and a cathode, and between the opposed electrodes or between the anode and the cathode, There is provided a light emitting device in which at least one layer formed between the layers contains the compound of the present invention.
  • an organic EL light emitting element having a solid light emitting layer As an example of such a light emitting element, a case where an organic EL light emitting element having a solid light emitting layer is manufactured will be described below with reference to FIG.
  • a hole injection transport layer 3, an electron block hole transport layer 4, a light emitting layer 5, a hole block electron transport layer 6, an electron injection transport are formed on an anode 2 on a substrate 1.
  • a case where the layer 7 and the cathode 8 are configured in this order will be described.
  • the hole injecting and transporting layer 3 is composed of two layers of a hole injecting layer (not shown) in contact with the anode 2 and a hole transporting layer (not shown).
  • the electron block hole transport layer 4 may also be used as a single layer.
  • the hole block electron transport layer 6 and the electron injection transport layer 7 may be used in combination, or may be composed of either one.
  • the electron block hole transport layer 4 When the balance between the number of injected holes and the number of carriers of electrons is dominated by holes, the electron block hole transport layer 4 is not used, and conversely, when electrons are dominated, the hole block electron transport layer 6 is not used. Configuration is also possible.
  • the structure In order to suppress the change in chromaticity of EL light emission and increase the light emission efficiency and the luminance life, the structure should be such that the carrier balance is as equal as possible and the hole and electron carriers are not accumulated at the local interface. preferable.
  • a passivation layer 9 made of an inorganic film and having a high barrier property of water vapor and oxygen is formed on the element, and further, a desiccant sheet 10 in an inert gas as necessary. Is adhered and sealed with an adhesive 12 having a high barrier property against oxygen or water vapor.
  • the anode 2 When the organic EL element is caused to emit light, the anode 2 is connected to the positive electrode of the power supply 14 and the cathode terminal portion 13 is connected to the negative electrode via the wiring 15 to apply light and emit light.
  • an alternating voltage When an alternating voltage is applied, light is emitted while a positive voltage is applied to the anode 2 and a negative voltage is applied to the cathode terminal portion 13.
  • the substrate 1 a transparent glass plate that is insulating and excellent in gas barrier properties is usually used, but a flexible substrate in which a metal foil such as a plastic film or stainless steel is insulated may be used. In some cases, a silicon substrate on which a minute driving circuit is formed or a sapphire substrate having excellent heat dissipation is used. When an opaque substrate is used, light can be extracted by making the counter electrode of the electrode on the substrate light transmissive.
  • the anode 2 is made of a transparent conductive film such as ITO (indium tin composite oxide) or IZO (indium zinc composite oxide), a highly conductive semitransparent metal thin film made of gold or platinum, a highly conductive polythiophene or polyaniline system.
  • a transparent conductive film such as ITO (indium tin composite oxide) or IZO (indium zinc composite oxide)
  • ITO indium tin composite oxide
  • IZO indium zinc composite oxide
  • a conductive polymer film or the like is used.
  • a typical transparent conductive film such as ITO used for the anode has an Ip of about 5 eV, and a blue light emitting material having a large Eg has a material of about 6 eV. Therefore, holes are directly generated from the transparent conductive film to the light emitting layer. When injecting, there is Eg of about 1 eV. Therefore, in order to reduce the Eg, increase the hole injection efficiency from the anode to the light emitting layer, and smooth the anode surface, surface treatment of the anode and lamination of the hole injection transport layer are performed.
  • the electrode surface Ip can be increased by plasma treatment with argon gas or oxygen gas, ultraviolet irradiation ozone treatment, surface treatment with a fluorine-based silane coupling agent, or the like.
  • the hole injecting and transporting layer 3 is used by laminating one or more layers with a thickness of about 0.5 to 100 nm on the anode.
  • the hole injection material an organic or inorganic semiconductor material having an Ip or Ea of about 5 to 6 eV or the like is used alone or in combination.
  • the hole injecting and transporting layer needs not to be dissolved by the organic solvent at the time of film forming after the hole injecting and transporting layer. Therefore, a film of aqueous poly (3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrenesulfonic acid (PEDOT: PSS), which is not dissolved in a solvent such as toluene or xylene, or a polyaniline-based conductive polymer A coating film from an aqueous dispersion of the material is widely used for smoothing the anode surface.
  • an organic pigment-based vapor-deposited film such as copper phthalocyanine that is hardly soluble in a toluene-based organic solvent, or an Ea value such as hexadecafluorocopper phthalocyanine having an Ea of about 5.4 eV is equal to the Ip value of the anode and the light-emitting layer.
  • a vapor deposition film or the like of the material in between can be used.
  • films using vacuum deposition methods such as vacuum deposition, ion plating and sputtering of n-type inorganic semiconductors such as titanium oxide, molybdenum oxide, vanadium oxide, tungsten oxide, and nickel oxide with large Ip, and films using sol-gel methods, etc. are also used. it can.
  • a hole injecting and transporting layer can be formed by coating an organic solvent soluble film.
  • an aromatic tertiary amine compound such as 4,4 ′, 4 ′′ -tris [2-naphthyl (phenylamino)] triphenyl-amine and the like, which has a hole transport capability and a high film-forming property such as a starburst type A film or a coating film can be used.
  • the compound of the present invention can be used because the layer is not dissolved by the solvent even when the compound of the present invention is used for the hole injection transport layer. is there.
  • a material having a molecular weight of 1300 or less and a conductive oxide material having an Ip of about 5.8 eV such as titanium oxide, molybdenum oxide, vanadium oxide, and tungsten oxide in the compound of the present invention, It can be set as a positive hole injection transport layer.
  • a compound 30 having no substituent such as an alkyl group on the ring is used when a solvent that does not dissolve the compound of the present invention is used.
  • a solvent that does not dissolve the compound of the present invention is used in the case of co-evaporating with a conductive oxide material using the compound of the present invention which is relatively hardly soluble as shown in the above, it may be possible to use the compound of the present invention for the hole injecting and transporting layer.
  • the electron block hole transport layer 4 is provided between the hole injection transport layer 3 and the light emitting layer 5 with a thickness of about 5 to 30 nm, promotes hole transport from the anode 2 to the light emitting layer 5 and emits light. It has a function of preventing electrons injected into the layer 5 from leaking to the anode.
  • the electron block hole transport layer 4 is preferably a low molecular vapor deposition film containing an aromatic tertiary amine having a high hole transport capability or a film made of a crosslinked polymer hole transport material that can be insolubilized in a solvent.
  • the Ip of the electron block hole transport layer is between the Ip value of the hole injection transport layer and the Ip value of the light emitting layer, and no holes accumulate at the interface between the electron block hole transport layer and the light emitting layer.
  • the Ip difference between the hole injecting and transporting layer and the light emitting layer is preferably less than about 0.3 eV. Further, it is preferable to use a material whose Ea of the electron block hole transport layer is 0.3 eV or less smaller than the value of Ea of the light emitting layer in order to confine electrons in the light emitting layer.
  • Ea of the electron block hole transport layer is the same as that of the light emitting layer, it can be used as an electron block hole transport layer when a material having a hole mobility higher than the electron mobility is used.
  • a material having a hole mobility higher than the electron mobility can be used.
  • a material in which a dopant serving as an electron trap is added and the electron mobility is slower than the hole mobility can be used.
  • a minimum excited triplet level larger than the lowest excited triplet level of the phosphorescent material is used to prevent quenching by the electron block hole transport layer in contact with the light emitting layer.
  • a material having a large Eg is used.
  • a solvent-soluble material can be used as the electron block hole transport layer.
  • the compound of the present invention obtained by removing the conductive oxide from the compound of the present invention used for the hole injecting and transporting layer may be used by coating or vapor deposition.
  • a film containing a fluorescent or phosphorescent light emitting material is formed on the hole transport layer with a thickness of about 5 to 100 nm.
  • the light emitting layer 5 is formed of a single material or a host material is doped with a light emitting dopant material. When doped, it is more preferable because the concentration quenching and excimer emission of the light emitting dopant material are suppressed and the emission intensity is increased.
  • known materials having various EL emission colors such as red, blue, green, and white can be used alone or doped in the host material.
  • low molecular and high molecular fluorescent materials such as anthracene derivatives, benzoanthracene derivatives, dibenzoanthracene derivatives, styryl derivatives, carbazole derivatives, fluorene oligomers, polyfluorene copolymers, polyphenoxazine copolymers, iridium and platinum , Phosphorescent complexes containing heavy atoms such as osmium and rhenium can be used.
  • the anthracene derivative compounds represented by the compounds 1 to 7, the compound 14 to the compound 16, the compound 20 to the compound 27, the compound 30 and the anthracene derivative compounds represented by the formulas (4) to (7) are blue. It is preferable as a light emitting material, and can also be used as a blue, green and red light emitting layer host material. Further, the benzoanthracene derivative compounds represented by Compound 8 and Compound 28 are preferable as a green light emitting material, and can also be used as green and red light emitting layer host materials.
  • dibenzoanthracene derivative compounds represented by Compound 9 to Compound 12 and Compound 29 of the present invention are preferably orange to red light emitting materials, and can also be used as red to infrared light emitting layer host materials.
  • the Eg of the host material of the light-emitting layer is preferably larger than the Eg of the light-emitting dopant material, and the overlap between the emission spectrum of the host material and the absorption spectrum of the light-emitting dopant is preferably large.
  • the host material has an Ip equal to or higher than the Ip of the luminescent dopant material and uses a host material having an Ea equal to or lower, thereby increasing the probability of trapping holes and electrons in the luminescent dopant molecule. it can.
  • the host material for the blue light emitting layer is preferably a material that does not absorb blue EL light emission with good color purity of about 400 to 450 nm, and Eg of about 3 eV or more is required.
  • the blue host material 2,2′-bis (4- (2,4-bis (4-tert-butylphenyl) -1,3,5-triazin-6-yl) represented by Compound 31 is used.
  • Phenyl) -9,9′-spirobifluorene (hereinafter abbreviated as BTrSBF) or the like can be used.
  • the material used for an electron block hole transport layer and the hole block electron transport layer mentioned later can also be used as a light emitting layer host material.
  • a hole transport material and an electron transport material may be mixed in the light emitting layer for adjusting the balance between the electron transport property and the hole transport property.
  • one or both of the hole blocking electron transport layer 6 and the electron injection transport layer 7 is provided on the light emitting layer 5 with a thickness of about 5 to 50 nm on the cathode side in contact with the light emitting layer.
  • the hole-blocking electron transport layer 6 has a hole transport capability of the light-emitting layer 5 higher than that of the electron transport, and when the light-emitting region is near the cathode, leakage of holes to the cathode and diffusion of excitons to the cathode Can be prevented and the luminous efficiency can be increased.
  • the material of the hole block electron transport layer is preferably a material having a large Eg that has an Ip that is 0.3 eV or more larger than the light emitting material and an Ea that is about 0.1 eV smaller and does not absorb EL light emission from the light emitting layer.
  • a material having Eg of 3 eV or more is preferable.
  • the electron injecting and transporting layer 7 can also be laminated on the hole block electron transporting layer 6 or the light emitting layer 5.
  • the electron injection / transport layer 7 is provided with a thickness of about 0.5 to 50 nm in order to reduce the energy barrier and electric resistance of electron injection from the cathode 8 to the hole block electron transport layer 6 or the light emitting layer 5.
  • the resistance of the electron injecting and transporting layer can be further reduced by doping to reduce the driving voltage of the organic EL element.
  • an alkali metal such as Cs, Na, Li, or Ba having a low ionization energy
  • an alkaline earth metal, a rare earth metal, or a compound containing them is doped or mixed into the electron injecting and transporting layer by a method such as co-evaporation to form a host compound.
  • the carrier density can be increased and the resistance can be lowered.
  • materials for the hole blocking electron transport layer 6 and the electron injection transport layer 7 include 1,10-phenanthroline derivatives such as bathocuproine and bathophenanthroline, 1,3,5-tris (N-phenylbenzimidazole-2- Yl) benzimidazole derivatives such as benzene (abbreviated as TPBI), bis (10-benzoquinolinolato) beryllium complex, 8-hydroxyquinoline Al complex, bis (2-methyl-8-quinolinato) -4-phenylphenolate aluminum
  • TPBI 1,10-phenanthroline derivatives such as bathocuproine and bathophenanthroline
  • TPBI 1,3,5-tris (N-phenylbenzimidazole-2- Yl) benzimidazole derivatives such as benzene (abbreviated as TPBI), bis (10-benzoquinolinolato) beryllium complex, 8-hydroxyquinoline Al complex, bis (2-methyl-8-quinolinato) -4-pheny
  • Aromatic phosphine compounds such as 1,1'-binaphthalene can also be used.
  • a compound having a nitrogen-containing heteroaryl group as a substituent, or a compound such as compound 16 in which Ip and Ea are increased by fluorine substitution is selected according to the energy level of the light emitting layer, and is formed by vacuum deposition or coating. Can be used.
  • the cathode 8 is usually a vapor deposited film of a metal such as Al or Ag having a low resistance and a high light reflectance.
  • a transparent electrode material or the like is laminated and used on a metal cathode of about 10 nm or less.
  • a layer made of an alkali metal such as Li, Ba and Cs having a low work function of 3 eV or less, a rare earth such as alkaline earth metal and Yb, or a compound thereof is formed at the interface between the cathode and the organic layer. It is good to form in thickness below several nanometers. For this reason, when there is moisture, a local battery is formed, which is likely to be corroded and a non-light-emitting spot is likely to be generated. Therefore, strict sealing is performed.
  • an ionic liquid or salt is added to the cathode or the organic layer at the cathode interface to form an electric double layer at the cathode interface, thereby reducing the electron injection barrier.
  • a vacuum vapor deposition method using a low molecular organic material excellent in thin film thickness controllability and uniformity is usually used.
  • a single coating layer made of a polymer or a coating type low molecule having a good step coverage and a high smoothing effect there is an effect of making it difficult to cause an electrical short circuit of the device.
  • Adopting a combined process is advantageous for applications such as large-area light-emitting displays and lighting.
  • an electroluminescent organic EL device having a liquid light emitting layer containing the compound of the present invention having high solubility in an organic solvent will be described.
  • the compound of the present invention is dissolved in an organic solvent such as orthodichlorobenzene and toluene at a concentration of 5 to 10 wt%, and a supporting electrolyte such as about 0.1 wt% LiCF 3 SO 3 is added, or 1, 1 as a cation conduction assist dopant.
  • 2-Diphenoxyethane is added to form a luminescent layer solution.
  • a light emitting layer solution is sandwiched between opposing electrode plates to produce a device with a gap of several microns or less, or a light emitting layer by a cover glass facing a substrate on which a comb electrode is formed
  • An organic EL element is produced by sandwiching the solution.
  • organic EL elements can be electroluminescent by applying a continuous or pulsed current of direct current or alternating current to the light emitting layer.
  • reaction mixture was poured into water, extracted with methylene chloride, washed with saturated brine, and dried over anhydrous sodium sulfate. Further, the solvent was distilled off, and the residue was purified by silica gel column chromatography using hexane-methylene chloride (1: 1) as an eluent to obtain 9,10-bis (4,4,5,5-tetramethyl-1 , 3,2-dioxaboran-2-yl) -anthracene was obtained. Yield 24.1%.
  • reaction mixture was poured into water, extracted with methylene chloride, washed with water, dried over anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off, and silica gel was eluted with hexane: methylene chloride (3: 1).
  • FIG. 2B is an enlarged view of FIG. 2A.
  • the characteristics of Compound 1 are shown below. ⁇ Thermal analysis> The glass transition temperature (Tg), crystallization temperature (Tc), and melting point (Tm) of Compound 1 were measured by raising the temperature at 20 ° C./min using an EXSTAR6000 series DSC6200 manufactured by Seiko Denshi Kogyo. In the first temperature increase, there is no endotherm or exotherm from room temperature to 300 ° C., and Tg in the vicinity of 300 ° C. to 330 ° C., Tc in the vicinity of 333 ° C. to 360 ° C., or two substitutions at the 9th and 10th positions.
  • Tg glass transition temperature
  • Tc crystallization temperature
  • Tm melting point
  • FIG. 3 shows the fluorescence spectra of the spin coat films of Compound 1 to Compound 3 on the transparent conductive glass with ITO film, measured by Shimadzu RF-5300PC fluorescence spectrophotometer.
  • Compound 1 was blue with an excitation wavelength of 330 nm and a fluorescence peak wavelength of 448 nm.
  • reaction mixture was poured into water, and the deposited yellow precipitate was extracted with methylene chloride.
  • organic layer was separated, washed with an aqueous sodium carbonate solution and then with water, and then dried over anhydrous sodium sulfate.
  • the reaction mixture was poured into an aqueous ammonium chloride solution. Extraction with methylene chloride was performed, and the organic layer was washed with saturated brine. After drying over anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography using hexane-methylene chloride (2/1) as an eluent to obtain 2,2- (2-methyl 2.75 g of anthracene-9,10-diyl) bis (2,1-phenylene) bis (trifluoromethanesulfonate) was obtained. Yield 80.6%.
  • reaction mixture was poured into water and extracted with ether.
  • organic layer was separated and washed with water, and then the solvent was distilled off.
  • the obtained residue was washed with a mixed solvent consisting of acetone and methanol, and then hexane-methylene chloride (8/1 to 1/1).
  • FIG. 4A shows a 1 H-NMR chart (400 MHz, d-CDCl 3 ) of isomer component 1 of the compound represented by Compound 2 of the present invention (CHCl 3 : 7.26 ppm, water: 1.55 ppm).
  • FIG. 4B is an enlarged view of FIG. 4A.
  • FIG. 5A shows a 1 H-NMR chart (400 MHz, d-CDCl 3 ) of isomer component 2 of the compound represented by Compound 2 of the present invention.
  • the characteristics of Compound 2 are shown below. ⁇ Thermal analysis> The glass transition temperature (Tg), crystallization temperature (Tc), and melting point (Tm) of the isomer component 1 of Compound 2 were measured by raising the temperature at 20 ° C./min using an EXSTAR6000 series DSC6200 manufactured by Seiko Denshi Kogyo.
  • the isomeric component 1 of Compound 2 is dissolved in 1 ml of toluene at room temperature at a concentration of 34 mg, and can be applied to the carrier transport layer, the light emitting layer host for each color, and the ink for forming each layer of organic EL as a blue light emitting dopant. did it.
  • FIG. 3 shows the fluorescence spectrum of the spin coat film of Compound 2 on ITO transparent conductive glass measured by Shimadzu RF-5300PC fluorescence spectrophotometer. It was blue with an excitation wavelength of 340 nm and a fluorescence peak wavelength of 454 nm.
  • the main component was purified by silica gel column chromatography using a mixed solvent of hexane: methylene chloride (4/1) as an eluent, and 2-tert-butyl-9,10-bis ⁇ 4- [2,4- 0.23 g of bis (4-tert-butylphenyl) -1,3,5-triazin-6-yl] biphenyl-2′-yl ⁇ -anthracene (15.5%: yield from 2-t-butylanthraquinone ) Was obtained with a HPLC purity of 97.1%.
  • FIG. 6A shows a 1 H-NMR chart (400 MHz, d-CDCl 3 ) of the compound represented by Compound 3 of the present invention (Rf value: 0.34).
  • FIG. 6B is an enlarged view of FIG. 6A.
  • the characteristics of Compound 3 are shown below. ⁇ Thermal analysis> The glass transition temperature (Tg), crystallization temperature (Tc), and melting point (Tm) of Compound 3 were measured using EXSTAR6000 series DSC6200 manufactured by Seiko Denshi Kogyo. The temperature was raised at 20 ° C./min, rapidly cooled from 337 ° C. to 0 ° C., and then again raised at 20 ° C./min. Except for showing Tg from 205 ° C. to 219 ° C. There was no peak, and it was thermally stable.
  • Tg glass transition temperature
  • Tc crystallization temperature
  • Tm melting point
  • Compound 3 was dissolved at a concentration of 150 mg in 1 ml of toluene at room temperature, and could be applied and formed into a film for use in an ink for forming each layer of organic EL as a carrier transport layer, a light emitting layer host for each color, and a blue light emitting dopant.
  • FIG. 3 shows the fluorescence spectrum of the spin coat film of Compound 3 on the ITO transparent conductive glass measured by Shimadzu RF-5300PC fluorescence spectrophotometer. It was blue with an excitation wavelength of 330 nm and a fluorescence peak wavelength of 453 nm.
  • HPLC analysis conditions An HPLC column manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., Mightycil RP-18GP (particle size 5 microns, diameter 4.6 mm, length 150 mm), and an eluent of acetonitrile / tetrahydrofuran (80/20) at a flow rate of 1.5 ml / min. Run and detected with UV at 254 nm, a single peak with a retention time of 23.64 minutes was obtained (purity 100.0%).
  • the main peak (M + ) of 1155.72 was obtained by ESI-Ms mass spectrometry, which coincided with the calculated molecular weight of the target product (C 83 H 74 N 6 : 1155.52).
  • FIG. 7A A 1 H-NMR chart (400 MHz, d-CD 2 Cl 2 ) of the compound represented by Compound 31 of the present invention is shown in FIG. 7A.
  • FIG. 7B is an enlarged view of FIG. 7A.
  • the characteristics of compound 31 are shown below. ⁇ Thermal analysis> The glass transition temperature (Tg), crystallization temperature (Tc), and melting point (Tm) of Compound 31 were measured using EXSTAR6000 series DSC6200 manufactured by Seiko Denshi Kogyo. The temperature was raised at 20 ° C./min, rapidly cooled from 350 ° C. to 0 ° C., and then again raised at 20 ° C./min. Tg was shown from 238 ° C. to 257 ° C. In addition to this, there was no peak of endothermic or exothermic heat up to 350 ° C., and it was a thermally stable glassy substance.
  • Compound 31 was extremely amorphous and was dissolved at a high concentration of 0.4 g in 1 ml of toluene at room temperature. In addition, it is easily soluble in various aromatic solvents such as xylene, anisole, 4-methylanisole and tetralin, and high viscosity cycloalcohol solvents such as cycloheptanol and cyclooctanol. It can also be dissolved in various mixed solvents that match the viscosity of various printing methods.
  • aromatic solvents such as xylene, anisole, 4-methylanisole and tetralin
  • high viscosity cycloalcohol solvents such as cycloheptanol and cyclooctanol. It can also be dissolved in various mixed solvents that match the viscosity of various printing methods.
  • Compound 31 is dissolved at a desired concentration in a solvent having a viscosity suitable for various coating printing methods such as spin coating method, die coating method, capillary coating method, ink jet method, continuous nozzle printing method, relief printing method, gravure printing method, An amorphous film can be formed. Therefore, it can be used as a host material for a carrier transport layer such as a hole blocking layer or an electron transport layer in an organic EL device or the like, or a light emitting layer such as red, blue, or green.
  • a carrier transport layer such as a hole blocking layer or an electron transport layer in an organic EL device or the like
  • a light emitting layer such as red, blue, or green.
  • Example 5 Ink having a composition dissolved in toluene using a carrier transporting host material BTrSBF having an ionization potential of 6.2 eV, an electron affinity of 3.0 eV, and an Eg of 3.2 eV, and a compound 2 having a concentration of 5 to 20 wt% as a luminescent dopant.
  • BTrSBF carrier transporting host material
  • a spin coat film of the ink was prepared on ITO transparent conductive glass, and the fluorescence spectrum intensity was measured at an excitation wavelength of 340 nm using a Shimadzu RF5300PC fluorescence spectrophotometer.
  • FIG. 8 shows a case where the isomer component 1 of the compound 2 is doped into the compound 31 (the content of the compound 2 is 0, 5, 10, 20, 100 wt%, and the content of the compound 31 at this time is 100, 95, 90, respectively. , 80, 0 wt%) (excitation wavelength: 340 nm).
  • FIG. 8 shows that the compound 2 (Eg is about 2.9 eV) of the present invention is doped from the host to the dopant efficiently by doping about 5 to 20 wt% in the host material BTrSBF having a larger Eg (3.2 eV). It was found that a light-emitting film that can move and suppress concentration quenching and exhibits strong blue light emission from the dopant can be obtained.
  • the single film of the isomer component 1 of Compound 2 is 450 nm.
  • the BTrSBF single film decreased to 64% of the initial film, whereas the film doped with 5 wt% of Compound 2 in BTrSBF retained the initial 74% of the film. Effective in suppressing photodegradation of fluorescence intensity.
  • Example 6 Synthesis of Compound 31 Analogue (Compound 32) Intermediate K was synthesized in the same manner as in Intermediate Synthesis Example 1, except that 4-methylbenzonitrile was used instead of 4-tert-butylbenzonitrile. The intermediate K was used in place of intermediate A in the synthesis example of compound 31, and compound 32 (HPLC purity 100.0%) was synthesized in the same manner.
  • HPLC analysis conditions An HPLC column manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., Mytisil RP-18GP (particle size 5 microns, diameter 4.6 mm, length 150 mm), and an eluent of acetonitrile / tetrahydrofuran (80/20) at a flow rate of 1.0 ml / min. Run and detected with UV at 254 nm, a single peak with a retention time of 16.34 minutes was obtained (purity 100.0%).
  • FIG. 9A A 1 H-NMR chart (400 MHz, d-CD 2 Cl 2 ) of the compound represented by Compound 32 of the present invention is shown in FIG. 9A.
  • FIG. 9B is an enlarged view of FIG. 9A.
  • Compound 32 was soluble at a concentration of 6 mg in 1 ml of toluene at room temperature. Furthermore, when gradually added and dissolved while heating on a hot plate, 34 mg was dissolved when the temperature was returned to room temperature.
  • the compound 32 can be used as an electron transporting carrier transporting material, and can be applied to an ink for forming each layer of organic EL by dissolving in an organic solvent such as toluene, xylene, anisole, tetralin, etc. to form a coating film. .
  • FIG. 10 shows a fluorescence spectrum chart (solid line) of the compound 32 and a fluorescence spectrum chart (broken line) when the compound 32 is doped with the compound 2.
  • a fluorescence spectrum was obtained when the solution of the compound 32 was spin-coated on ITO transparent conductive glass at a thickness of 41 nm and excited at 340 nm (solid line in FIG. 10). The measurement was performed with a Shimadzu RF-5300PC fluorescence spectrophotometer. Blue light emission with a fluorescence peak wavelength of 424 nm was obtained.
  • the fluorescence spectrum when a compound 32 was doped with 5 wt% of compound 2 to form a film in the same manner as described above was measured in the same manner as described above. The result is shown by the broken line in FIG.
  • the fluorescence peak wavelength was 453 nm, and pure blue light emission enhanced as compared with the case where Compound 2 was not doped was obtained.
  • ⁇ Vacuum deposition temperature> When 20 mg of compound 32 is placed in a Mobbu Bu-6 made by Nihon Bucks Metal and set in a vacuum evaporation system, and the temperature is raised while measuring the temperature with a thermocouple under a pressure of 1E-5 Torr or less, the boat temperature is 480 ° C. , The film formation rate on the quartz substrate placed 30 cm apart and above was 0.1 nm / s.
  • Example 7 A method for producing a donor substrate according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the transparent low thermal expansion coefficient substrate 16 made of Vycor glass or glass ceramic is etched to form a spacer partition wall 19 having a height of about 2 ⁇ m corresponding to the spacing of stripe lines such as blue, red, and green forming pixels on the display substrate.
  • a light-absorbing film made of CrOx or MoOx (x is an arbitrary number) having a thickness of 100 to 200 nm is formed between the barrier ribs by sputtering, and the resist is removed to remove the light-absorbing layer. 17 is formed.
  • aluminum is deposited to a thickness of 50 to 100 nm to form the light reflecting layer 18.
  • an ink for a blue light emitting layer obtained by mixing Compound 1 having a molecular weight of 1169.5 obtained in Example 1 as a dopant material in a proportion of 5 wt% with respect to a host material composed of Compound 31 having a molecular weight of 1155.5 and dissolving in toluene. And is formed on the light absorption layer by a continuous nozzle printing method.
  • the substrate is vacuum-dried at 200 ° C. to obtain a blue light emitting layer laser transfer donor base material having a blue light emitting layer transfer layer 20 having a thickness of 60 nm.
  • Example 8 A green light-emitting layer ink was prepared by mixing Compound 8 having a molecular weight of 1219.6 as a dopant material in a proportion of 10 wt% with the host material made of Compound 3 having a molecular weight of 1225.6 obtained in Example 3 and dissolving in toluene.
  • the donor substrate for laser transfer which has the transfer layer 20 for green light emitting layers of thickness 60nm similarly to 7 is obtained.
  • Example 9 A red light-emitting ink was prepared by mixing Compound 11 having a molecular weight of 1269.7 as a dopant material in a proportion of 10 wt% with the host material made of Compound 3 having a molecular weight of 1225.6 obtained in Example 3, and dissolving it in toluene. Similarly, a donor substrate for laser transfer having the transfer layer 20 for the red light emitting layer is obtained.
  • Compound 33 had Tg of 240 ° C., Tc of 323 ° C., and Tm of 403 ° C.
  • ⁇ Energy level> The ionization potential obtained by the surface analyzer AC-1 manufactured by Riken Keiki was 6.2 eV, and the electron affinity obtained by subtracting the optical energy gap from the ionization potential was 2.8 eV.
  • Example 11 A method for manufacturing an EL element according to an embodiment of the present invention will be described.
  • An ITO film having a thickness of 150 nm is formed on a glass substrate having a thickness of 0.7 mm by a sputtering method, and a striped ITO film pattern is formed by wet etching by a conventional method.
  • This substrate is subjected to ultrasonic cleaning with an alkaline detergent, further cleaned with pure water, dried, and plasma cleaned with oxygen or argon gas to obtain a substrate for an EL element or display.
  • molybdenum trioxide is ion-plated on the ITO film serving as the light emitting region to form a hole injection transport layer having a thickness of 3 nm.
  • the isomer component 1 of the compound 2 obtained in Example 2 having a solid content ratio of 5 wt% as the blue light emitting dopant material and the solid content as the hole transporting material in BTrSBF indicated by the compound 31 as the light emitting layer host material The blue fluorescent ink composition of the present invention, in which a compound represented by a compound 33 having a ratio of 5 wt% is mixed and dissolved in toluene by 1.5 wt%, is applied onto the crosslinked film of polymer 1 by spin coating, and is unnecessary on the terminals and the like. The part is wiped off and dried by heating under reduced pressure for 90 minutes to obtain a light emitting layer having a thickness of about 60 nm.
  • compound 31 and lithium are co-deposited on the light emitting layer at a deposition rate ratio of 100: 4 to a thickness of 10 nm to form an electron injecting and transporting layer.
  • LiF is vacuum-deposited with a thickness of 0.5 nm
  • Al is vapor-deposited with a thickness of 150 nm to form a cathode.
  • Example 12 The same procedure as in Example 11 is performed until the hole injection / transport layer is formed.
  • a polymer 1 film is formed by a slit coat method with a thickness of 20 nm, and a 365 nm ultraviolet light is passed through a filter through a 4 W low-pressure mercury lamp in an inert atmosphere through a photomask having an opening corresponding to the light emitting portion. Irradiated for 60 seconds to insolubilize the bridge. Thereafter, rinsing with toluene is performed to remove a film of an unnecessary portion such as a terminal portion, followed by drying to form an electron block hole transport layer.
  • poly (9-vinylcarbazole) having a weight average molecular weight of 1,100,000 serving as a thickener and a hole transporting polymer host material is 33 wt% in solid content
  • compound 31 is used as an electron transporting host material in solid content.
  • the proportion of the isomer component 1 of the compound 2 obtained in Example 2 as a blue light emitting dopant material was 5 wt% in the solid content
  • the compound represented by the compound 33 as the hole transport material was a ratio of 10 wt% in the solid content.
  • this ink After applying this ink to an anilox roll by slit coating, it is transferred onto the convex part of a relief printing plate having a convex part corresponding to the pixel pattern, and rolled onto a glass substrate on which an electron block hole transport layer is formed. Printing is performed, and the film is dried to form a light emitting layer having a thickness of about 60 nm.
  • compound 31 and lithium are co-deposited on the light emitting layer at a deposition rate ratio of 100: 4 to a thickness of 5 to 10 nm to form an electron injecting and transporting layer.
  • Al is deposited to a thickness of 150 nm to form a cathode.
  • Example 13 The same procedure as in Example 11 is performed until the cross-linked insolubilized electron block hole transport layer of polymer 1 is formed.
  • poly (2-vinylnaphthalene) with a weight average molecular weight of 1,200,000 as a thickener is a solid content ratio of 33 wt%
  • an electron transporting host material is Compound 31 as a solid content ratio of 52 wt%
  • a blue light emitting dopant material The isomer component of Compound 3 having an Rf value of 0.34 obtained in Example 3 was mixed at a ratio of 5 wt% in the solid content, and the compound represented by Compound 33 as a hole transport material was mixed at a ratio of 10 wt% in the solid content.
  • an anisole solution ink having a total solid content ratio of about 12 wt% and a viscosity of 40 to 80 mPa ⁇ s is prepared.
  • This ink is applied to an anilox roll by roll coating, rolled onto a roll in a cylindrical shape, transferred onto the convex portion of a relief printing plate, and further transferred onto a glass substrate on which an electron block hole transport layer is formed and dried.
  • a glass substrate on which an electron block hole transport layer is formed and dried.
  • compound 31 and lithium are co-deposited on the light emitting layer at a deposition rate ratio of 100: 4 to a thickness of 5 to 10 nm to form an electron injecting and transporting layer.
  • Al is deposited to a thickness of 150 nm to form a cathode.
  • Example 14 A method for forming a light emitting layer by a laser sublimation transfer method using a donor substrate according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • Example 11 The display substrate 21 is manufactured in the same manner. Next, when the blue light emitting layer transfer donor base material produced in Example 7 is superposed on the EL display substrate in a vacuum, the portion of the donor base material corresponding to the light emitting region is scanned and irradiated with the laser beam 22 and heated. The compound of the transfer layer 20 formed on the donor substrate is sublimated, and the light emitting layer 5 is formed on the display substrate 21. In the case of transfer to the display substrate 21 larger than the donor base material, the superposition transfer is repeated on the display substrate while changing the position of the donor base material.
  • the compound 19 and the Li oxine complex are co-evaporated on the light emitting layer at a deposition rate ratio of 10: 1 to a thickness of 20 nm to form an electron injecting and transporting layer.
  • LiF is vacuum-deposited with a thickness of 0.5 nm through a vapor deposition mask having stripe-shaped holes in a direction perpendicular to the ITO stripe line, and further Al is vapor-deposited with a thickness of 150 nm to form a cathode.
  • each of the blue, green, and red light emitting layers formed at the intersection of the anode ITO line and the cathode line. It emits EL with color.
  • Example 15 The same procedure as in Example 11 is performed until an electron block hole transport layer insoluble in toluene of polymer 1 is formed.
  • an ink is prepared by mixing a crosslinkable compound 21 in a xylene solution of polymer 2 with a solid content ratio of 10 wt%, and spin coating is performed on the electron block hole transport layer of the organic EL element substrate at a thickness of 60 nm. .
  • the region corresponding to the light emitting part is exposed to 365 nm UV light from a 4 W low-pressure mercury lamp through a filter through a photomask for 60 seconds, rinsed with toluene, removed unnecessary film and unreacted compound 21, dried and insoluble in toluene.
  • a light emitting layer is exposed to 365 nm UV light from a 4 W low-pressure mercury lamp through a filter through a photomask for 60 seconds, rinsed with toluene, removed unnecessary film and unreacted compound 21, dried and insoluble in toluene.
  • Example 16 A method for manufacturing an EL element having a liquid light emitting layer according to an embodiment of the present invention will be described.
  • SYMBOLS 1 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 2 ... Anode, 3 ... Hole injection transport layer, 4 ... Electron block hole transport layer, 5 ... Light emitting layer, 6 ... Hole block electron transport layer, 7 ... Electron injection transport layer, 8 ... Cathode, DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Passivation layer, 10 ... Desiccant sheet, 11 ... Sealing plate, 12 ... Adhesive material, 13 ... Cathode terminal part, 14 ... Power supply, 15 ... Wiring, 16 ... Transparent sheet or board

Abstract

 下記式(1)の構造で示されることを特徴とした化合物。(式中、Xは、置換基を有しても良いアリール環またはヘテロアリール環から誘導される残基または単結合を示す。ArおよびArは、未置換または置換基を有するフェニル基またはヘテロアリール基である。Arは置換または未置換のアリールまたはヘテロアリール環が1つまたは6つ以下で共役的に連結した炭素数60以下の基、またはアントラセン環上の9位または10位の置換基と同じ基である。XおよびArからAr上の置換基、ならびにRからR12は、水素および炭素数15以下のアルキル基からなる群から独立に選ばれる。nは0または1の整数である。)

Description

アントラセン誘導体および発光素子
 本発明は有機エレクトロルミネセント(以下、有機ELと略す)素子やディスプレイ用等の蛍光材料、発光材料、ホスト材料、正孔および電子のキャリア輸送材料およびキャリア注入材料に用いることができるアントラセン誘導体、ならびにそれらを用いた有機EL素子に関するものである。
 有機EL素子とは、対向する電極間の1層中に蛍光および又はりん光性の有機発光材料を含む固体または液体の発光層を有し、電極間に電圧を印加することによって発光する発光素子である。一般的には、固体の有機発光層を有する素子を有機EL素子と称し、液体の発光層を有する素子の場合は有機電界発光素子、または有機電気化学発光素子と称する。広義には有機発光材料が電気エネルギーにより発光する素子を有機EL素子とし、液体の発光層の素子を含める場合もある。
 一般的な固体の発光層を有する有機EL素子は、陽極と陰極間に少なくとも蛍光またはリン光発光効率の高い低分子または高分子の有機材料からなる発光層を有している。 
 発光層は、正孔輸送層と電子輸送層に挟まれ、さらに陽極と陰極で挟まれた構成を取る場合が多い。
 陽極は、有機発光層への正孔注入のエネルギー障壁を小さくするため、イオン化ポテンシャル(以下Ipと略す)の大きいインジウム錫複合酸化物(以下ITOと略す)やインジウム亜鉛複合酸化物(以下IZOと略す)等の透明導電膜が用いられる。さらに、より大きなIpを得るため、タングステン、バナジウム、モリブデン、ルテニウム、チタン等の酸化物が陽極表面に設けられるか透明導電膜材料中に混合されて用いられる場合もある。
 陰極は、電子注入障壁の低い低イオン化ポテンシャルのアルカリ金属やアルカリ土類金属、希土類を含む金属層が用いられるが、水分により腐食し易いため厳重な封止が必要な問題がある。
 通常の有機EL素子は、整流性を有し、直流電圧が印加されると陽極から正孔、陰極から電子が、それぞれ正孔輸送層や電子輸送層を通して発光層に輸送され発光層中で再結合することにより発光する。交流駆動の際は順バイアス時に発光する。
 有機EL素子の発光効率は、注入される正孔と電子のキャリアバランスを均等化することにより高まる。また、有機層界面および内部にキャリアを蓄積させないことが有機層の劣化抑制や長寿命化に有効である。そこで、各層の膜厚やキャリア輸送能力、層間のエネルギー障壁の調整が行われ、高効率で長寿命な有機EL素子が作られている。
 溶液を発光層に用いた有機EL素子の発光機構は、陰極から電子が注入され生じた発光材料のラジカルアニオンと、陽極に電子が奪われ生じた発光材料のラジカルカチオンが、溶液中の拡散により衝突し発光材料の励起状態が生じ発光する。数100から数1000cd/mの輝度が得られているが、イオンの拡散による伝導であるのでディスプレイに用いるには応答速度が遅い課題があった。
 浜田らは、オルトジクロロベンゼンとトルエンの混合有機溶媒中にルブレン等の縮合芳香環蛍光化合物を0.5wt%程度溶かし、1,2-ジフェノキシエタンを陽イオン伝導アシストドーパントとして加え、80Vで1000cd/mの輝度を得た(特許文献1、非特許文献1)。
 榎本らは、ルブレンと支持電解質のテトラ-n-ブチルアンモニウムヘキサフルオロフォスフェートをオルトジクロロベンゼンとアセトニトリルの3:1混合溶媒に溶かし、8ミクロン巾、4ミクロンギャップの櫛形電極を用い30Hz、±1.9Vの交流駆動を行うと、同一電極で陽極と陰極が交互に切り替わり、電極周辺にアニオンとカチオンの両方のラジカルが生成し再結合するため効率良く発光でき、3msの応答速度で220cd/mの輝度を得た(非特許文献2)。
 電解発光型の有機EL素子は、電極材料に安定な金属を使える利点があるが、溶液中に溶け込む酸素や水分、不純物の影響、支持電解質との副反応もあり、全固体の有機EL素子に比べて寿命が短い課題があった。しかし、揮発し難いイオン性液体を媒体に用いたり固体電解質化することで劣化を防ぎ、電極を多孔質化して表面積を増やし、高輝度化する等の改良が行われている。発光材料は、低分子蛍光材料、高分子材料のほか効率の高いリン光発光材料を用いることも可能で、長寿命、高輝度、高効率化の検討が続けられている。最近では、Add-vision社が、白色について、初期輝度100cd/mで半減6千時間を超える寿命を報告するようになっている(非特許文献3)。
 以下、固体の発光層を用いた一般的な有機EL素子についてさらに詳しく説明する。
 典型的には、ガラス等の透明基板上の透明陽極上に、正孔注入層、電子ブロック正孔輸送層、発光層、正孔ブロック電子輸送層、電子輸送層、電子注入層、陰極等の層が順に構成され、気密封止されている。
 発光層の有機材料の分子構造を変えることにより、赤、青、緑の発光を容易に得ることができる。
 白色発光を得る方法は、青緑色の発光材料へ黄橙色の発光材料をドープし幅広いスペクトルを得る方法、又は青緑色と黄色の2つの発光層を積層する方法、又は赤、緑、青の各色発光層の構成単位をキャリア発生層を介して積層する方法、エキシマ発光材料を使って青緑色のモノマー発光と黄色~赤色のエキシマ発光のスペクトルを重ね合わせる方法等がある。
 有機EL素子をカラーディスプレイ化する方式は、画素毎に赤、青、緑に塗り分ける方法、または白色発光素子上に赤、青、緑、白のカラーフィルターを重ね分光する方法、又は青色または紫外線発光素子上に高分子EL材料等の膜を形成し、蛍光変換膜として緑や赤の発光を得る方法等がある(非特許文献4)。
 発光層の成膜法は各種の方法が開発されている。低分子材料は一般的には真空蒸着により成膜されるが、高溶解性で湿式成膜性のある材料については、高分子材料で行われているような塗布、印刷法も適用可能である。 
 低分子材料を用いた際の画素塗り分け法は、一般的にはマスク蒸着法が用いられている。
 しかし、マスク蒸着法は、大面積基板になった場合にはマスクとガラスの熱膨張率差、マスクの枠への貼り付け誤差、基板やマスクの重力によるたわみ等により、マスクと基板のアライメント精度に課題がある。 
 そこで、アライメント精度改良のため、レーザー熱転写法、またはレーザー昇華転写法からなるレーザー転写法が試みられている。
 レーザー熱転写法には、3Mとサムスンで行なわれているLITI(Laser Induced Thermal Imaging)法(非特許文献5)がある。レーザー昇華転写法には、イーストマン・コダックで行なわれているRIST(Radiation Induced Sublimation Transfer)法(非特許文献6)とソニーで行なわれているLIPS(Laser Induced Pattern wise Sublimation)法(非特許文献7)がある。
 LITI法では、低分子および高分子EL材料からなる転写材料を蒸着や塗布により成膜したドナーフィルムをディスプレイ基板に密着させ、色別に所定の画素に合わせてレーザー照射し熱転写を行なう。302ppiの2.65インチの高精細ディスプレイや17インチディスプレイも試作されているが、ドナーフィルムを引き剥がす際に、膜強度の高い高分子EL材料では膜切れが悪くバリが生じ易い問題が生じるため、可溶性で湿式成膜性の良い低分子材料の添加も行われる。
 RIST法は、ドナーフィルム上に蒸着法で低分子有機EL材料を成膜し、真空中でドナーフィルムの成膜面とディスプレイ基板とを微小な距離を置いて対向させた後、ドナーフィルムの背面から所定の色の画素に合わせてレーザーを照射し、ディスプレイ基板に昇華または蒸発させ転写を行なっている。
 LIPS法では、ドナーフィルムの代わりに位置合わせ精度の高いガラス製転写基板を用いた27インチの高精細有機ELディスプレイも試作されている。しかし、ドナーフィルムや基板に真空蒸着で成膜するためコストが高く、低コスト化のためには低分子で塗布成膜可能な材料が求められる。
 溶剤可溶性で湿式成膜可能な低分子材料や高分子材料の場合は、インクジェット法(非特許文献8-11)、連続ノズル印刷法(非特許文献12-13)、凸版印刷法(非特許文献14)等により高精細な画素の塗りわけが可能である。
 インクジェット法は、基板が大型化しても低コストな装置で塗り分け可能な方法であり、一般的には高分子EL材料が使われている。
 高分子青色発光材料は、イオン化ポテンシャルと電子親和力との間のエネルギー差(以下Egと略す)が約3eV以上の大きなEgを有するフルオレンやフェノキサジン等の共重合体やポリフェニレン系共重合体等がベースに用いられる。緑や赤色の高分子発光材料は、青色発光材料を基にさらに緑や赤に発光可能なEgの小さいモノマーを共重合することにより合成される。高発光効率な低分子系りん光発光材料の添加や側鎖への導入も行なわれている。
 高分子材料は、素子作製プロセス中の加熱やELの駆動により長波長のエキシマ発光を生成し易く、EL発光の色純度低下を抑制するための分子設計に特に注意が必要となる。また、高分子材料は昇華精製ができないため高純度化が難しい。モノマー中の水分や不純物の影響で分子量が変化するため、ロットにより品質が安定し難い等の課題があった。
 低分子青色発光材料として、凸版印刷の伊藤(特許文献2)やコダックのJianmin Shi and Ching W. Tang等(非特許文献15)は、アントラセンを骨格としたアンバイポーラー性の9,10-ジ(2-ナフチル)-アントラセンの誘導体を開発した。それらの誘導体はMP3プレーヤー、パーソナルマルチプレーヤー、デジタルカメラ等のディスプレイの青色発光層ホスト材料として用いられた。
 それらの誘導体の典型的な材料である9,10-ジ(2-ナフチル)-2-ターシャリーブチルアントラセン(以下TBDNAと略す)は、示差走査熱量測定(以下DSCと略す)によるとガラス転移温度(以下Tgと略す)は約128℃付近である。また222℃以上で結晶化が生じ285℃から溶融する。そのため高電流密度で高輝度発光させた場合、発熱によりTg以上に素子内部が加熱され有機層が混合したり結晶化が生じ電気短絡が生じる場合もある。そのため、さらなる高Tg化とアモルファス性の向上が求められた。
 また、TBDNAはトルエン等からスピンコート法で湿式成膜も可能であるが、分子量が486と低いため130℃程度の比較的低温での真空乾燥でも膜が徐々に昇華してしまい耐熱性不足の問題があった。
 また高輝度化のために2,5,8,11-テトラ-t-ブチルペリレンをドープした場合は、EL発光ピークが460nmから465nmに長波長化し、高色純度が要求されるテレビ用途には課題があった。
 またELディスプレイの駆動方式に関しては、表示容量が低い小型の低精細ディスプレイの場合は、駆動方式をパッシブマトリクス駆動方式とし、構造を透明基板側から光を取り出すボトムエミッション型とすることにより対応できた。しかし、高精細カラーテレビのように表示容量が大きいディスプレイになると、パッシブマトリクス駆動方式では各画素のドットが発光する際には大きな電流が流れる。そのため、Tgが100℃から150℃程度の通常の有機EL材料では耐熱性が不十分で長時間の駆動ができない問題があった。
 そこで各画素ドットをできるだけ低い電流密度で駆動するため、ガラス基板上に形成した薄膜トランジスタ駆動回路やシリコンウエハ上に形成したCMOS駆動回路を用いたアクティブマトリクス駆動回路による駆動が行われようになった。
 さらに、駆動回路上に絶縁膜を形成した上に有機EL素子を形成し、基板と反対側に透光性対極を形成して光を取り出すトップエミッション方式を採用することで開口率を広げることができ、さらに低電流密度駆動ができる。また、トップエミッション方式は、有機EL媒体層を挟む透明陽極側の反射膜と半透明陰極との間で生じる微小干渉(マイクロキャビティ)効果を利用することにより、EL発光スペクトルの特定の波長を強く取り出すことができる。さらに、カラーフィルターを積層することで、より高色純度化することができる(特許文献3)。しかしトップエミッション方式は、製造コストが高い課題がある。
 高色純度化は、分子設計により発光ホスト材料と発光ドーパント材料の短波長発光化で改善することも可能である。伊藤らは、EL発光ピークを約420nmと450nmに有する9,10-ジ(ビフェニル-2-イル)-2-t-ブチルアントラセン(以下TBBPAと略)等を合成した(特許文献4)。TBDNAを発光層に用いたEL素子のCIE 1931 xy色度座標は(0.172、0.183)であったが、TBBPAを用いた素子では(0.157、0.128)に改善したが、TBBPAのガラス転移温度は約74℃と低いため、さらなる耐熱性改善の課題が生じた。
 また、ジアミン系低分子正孔輸送材料の分子設計において、分子に非対称性を導入することにより、高いアモルファス性と有機溶媒に対する高い溶解性を有する材料を得ることができた(非特許文献16)。同様に、アントラセン系青色発光材料においても非対称構造が導入され、低分子材料を用いた塗布型EL素子の開発も試みられている。しかし、トルエンに対する溶解度は2wt%以下の材料が多く、高い材料でも5wt%程度である(特許文献5-7)。また、蒸着型EL素子に比べ寿命が短い。
 そのため、より高色純度、高耐熱性、高溶解性、高湿式成膜性、高耐久性の新たな低分子青色発光材料の開発が求められている。
特開2002-324401号公報 特許第3588978号公報 特開2007-080906号公報 特許3769934号公報 特開2008-124156号公報 特開2008-270557号公報 特開2009-33146号公報
西村、浜田、柴田、冬木、電子情報通信学会論文誌C、1108(2002) S. Enomoto, Y. Mizuno, N. Saito, Y. Kizaki, I. Amemiya and S. Uchikoga,IDW’06 Preprints、OLEDp-19、1331(2006) Devin MacKenzie, Janie Breeden, Jianping Chen, Phil Hinkle, Eric Jones, Anoop Menon,Yuko Nakazawa, Joon-Ho Shin, Vung Vo, Matt Wilkinson, Yuka Yoshioka, and John Zhang、SID 09 DIGEST、20(2009). Hiroshi Kimura, Koji Kawaguchi, Tetsuya Saito, Masaru Nagai, Tadashi Asakawa, Chong Li and Hiroshi Hashida、SID 08 DIGEST、299(2008). H.YIN,SID 05 DIGEST,33.2,p1344 M.Boroson, SID 05 DIGEST,16.5L,p972 T.Hirano,SID 07 DIGEST, 53.2,p1592 T.FUNAMOTO, Y. Matsueda, O. Yokoyama, A. Tsuda, H. Takeshita, A. Miyashita, SID 02 DIGEST, 27.5L(2002). T. Shimoda, SID 03 DIGEST, 39.1(2003). David Albertalli, SID 05 DIGEST, 30.3(2005). Tadashi Gohda, Yuhki Kobayashi, Kiyoshi Okano, Satoshi Inoue, Ken Okamoto,Satoshi Hashimoto, Emi Yamamoto, Haruyuki Morita, Seiichi Mitsui and Mitsuhiro Koden, SID 06 DIGEST, 58.3(2006). M.Masuichi,M.Kawagoe,Y.Takamura,H.Adachi,Y,Fujimoto, and M.Ueno,SID05, DIGEST,30.1(2005). W.F.Feehery,SID07 DIGEST, 69.1(2007). E. Kitazume, K. Takeshita, K. Murata, Y. Qian, Y. Abe, M. Yokoo, K. Oota, T. Taguchi,SID06DIGEST, 41.2(2006). Jianmin Shia and Ching W. Tang,Appl. Phys. Lett.,80(17)2002. 伊藤祐一,M&BE, 11巻, 32ページ(2000).
 本発明の目的は、高いガラス転移温度を有し、かつ有機溶媒に溶解し各種印刷成膜において高い成膜性を有する有機EL材料用の化合物を提供することにある。
 さらには、色純度のよい青色発光材料を始め、有機ELパネルのカラー化に必要な緑や赤の発光材料やホスト材料、及び正孔や電子のキャリア輸送材料として利用できる化合物を提供することを目的とする。
 さらに、本発明の目的は、有機溶媒に対し高い溶解性を有する本発明の化合物を含有した印刷インク用の組成物を提供することにある。
 さらに、本発明の目的は、本発明の化合物を含有した印刷インクを塗布することにより製造した転写用ドナー基材を提供することにある。
 さらに、本発明の目的は、本発明の化合物を用いた発光素子を提供することにある。
 さらに、本発明の化合物を発光ドーパントとして用いた発光素子を提供することにある。
 本発明の第1の態様によると、下記式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(式中、Xは、置換基を有しても良いアリール環またはヘテロアリール環から誘導される残基または単結合を示す。ArおよびArは、未置換または置換基を有するフェニル基またはヘテロアリール基である。Arは置換または未置換のアリールまたはヘテロアリール環が1つまたは6つ以下で共役的に連結した炭素数60以下の基、またはアントラセン環上の9位または10位の置換基と同じ基である。XおよびArからAr上の置換基、ならびにRからR12は、水素、重水素、フッ素、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリメチルシリル基、炭素数15以下のアルキル基、アルコキシ基およびポリオキシアルキレン基、炭素数15以下の置換または未置換のアリール基およびヘテロアリール基、ならびに炭素数15以下の架橋性置換基からなる群から独立に選ばれる。 
 また、RからR12は隣接する置換基同士が連結し環を形成しても良い。 
 nは0または1の整数である。)
の構造で示されることを特徴とした化合物が提供される。
 本発明の第2の態様によると、下記式(8)で示されることを特徴とした化合物が提供される:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(式中、Rは炭素数1~4のアルキル基である。)。
 本発明の第3の態様によると、室温で液体の媒体中に、上記化合物を少なくとも1種以上を含有することを特徴とするインク組成物が提供される。
 本発明の第4の態様によると、発光ドーパントとしての上記化合物と、イオン化ポテンシャルと電子親和力との間のエネルギー差が前記ドーパントよりも大きい少なくとも1種以上のホスト材料とを含むインク組成物が提供される。
 本発明の第5の態様によると、下記式(10)で示される化合物と、請求項1から4のいずれか1項に記載の化合物の少なくとも1種以上を含むことを特徴とする固体または液体の組成物が提供される:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
(式中、Rはアルキル基であり、nは置換基の数を表す0から3の整数である。)。
 本発明の第6の態様によると、光エネルギーを吸収し発熱する層が形成された基板またはシート上に上記化合物を含む膜が積層された転写用ドナー基材が提供される。
 本発明の第7の態様によると、対向する電極間若しくは陽極と陰極との間の少なくとも1層に発光材料を含有する発光層を備えた発光素子において、前記対向する電極間若しくは陽極と陰極との間に形成された少なくとも1層が上記化合物を含むことを特徴とする発光素子が提供される。
 本発明は、有機溶媒に溶解し塗布成膜可能、かつ高Tgで耐熱性の高い蛍光性低分子からなる発光層用発光ドーパント材料、蛍光およびりん光発光材料に対する発光層用ホスト材料、正孔および電子のキャリア輸送層用材料を提供するためになされたものである。
 本発明の式(1)から(3)に示す化合物は、青色発光の色純度が高い9,10-ジアリールアントラセンを骨格としている。
 さらに、本発明の式(1)から(3)に示す化合物では、アントラセン環の9位または10位の一方または両方にジフェニルトリアジン誘導体の基から導かれる大きな剛直な置換基を有するため、その立体障害により分子間のアントラセン環同士の接近によるアントラセン環の2量体化による劣化を抑制、および濃度消光を抑制、および長波長のエキシマ発光生成による色純度低下を抑制する効果が期待できる。
 また、本発明の化合物を用いて、高濃度の溶液でも高い発光強度を得ることが可能なため、湿式の電解発光素子用発光材料としても利用可能である。
 また、本発明の式(1)から(3)に示す化合物は、立体障害によりアントラセン環の9位または10位の一方または両方の大きな剛直な置換基がアントラセン環の周りを自由に回転できず回転異性体(アトロプ異性体)が存在する場合がある。さらに、RからRの置換基の位置により、9位と10位の置換基が同じであっても光学異性体の混合物を生じる場合がある。そのためそれらが混合した膜はさらに結晶化し難いと考えられる。
 また、本発明の式(1)から(3)で示す化合物は、アントラセン環の9位または10位の一方または両方に大きな剛直な置換基を有するため、分子全体が立体的で剛直になり、200℃以上の高いTgを可能とする化合物も容易に合成でき、有機EL素子の耐熱性向上に効果がある。
 さらに、式(1)の化合物のRからR12または式(2)のRからR16の位置を置換する隣接する2つの置換基同士、例えばR10とR11の置換基がそれぞれ連結し環を形成することも可能で、縮合環のナフタレン環を形成した場合には、さらに剛直性の高い分子を得ることも可能である。
 また、本発明の式(1)から(3)の化合物は、アントラセン環上のRからRの隣接する基同士が連結し縮合環を形成していない場合はアントラセン環に起因する青色蛍光が得られる。また、RからRの隣接する基同士が連結し縮合環を形成し、例えばベンゾアントラセン環やジベンゾアントラセン環を形成した場合は、発光スペクトルが長波長化し緑色や赤色の発光を得ることもできる。そのため本発明の化合物は、フルカラーディスプレイの発光材料としても有用である。
 また、アントラセン環上のR、R、R、R等への置換基としてアントラセン環と共役可能なアリール基やヘテロアリール基から誘導される一価の基を結合させた場合にも発光波長を長波長化させる効果があり、発光色を調整することができる。
 また、本発明の式(1)から(3)の化合物は、アントラセン環の9位または10位の一方または両方に電子親和力を大きくするトリアジン環を含むため、電子輸送性を有する。窒素を含むオキサジアゾール環、チアジアゾール環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環等のヘテロアリール基でさらに置換した本発明の化合物は、電子親和力がより大きくなり、電子輸送材料としても有用になる。
 また、本発明の式(1)から(3)の化合物上の置換基は、水素以外に、重水素、フッ素、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリメチルシリル基、炭素数15以下のアルキル基、アルコキシ基およびポリオキシアルキレン基、置換または未置換のアリール基およびヘテロアリール基、ならびに架橋性置換基からなる群から独立に選ぶことができる。
 化合物中の置換基をフッ素、トリフルオロメチル基、シアノ基から選ばれる強い電子吸引性基で置換し、化合物のエネルギーレベルを調整することができる。その際、分子の中心のアントラセン環に対し対称的、または各芳香環の中心に対して対称になる位置を偶数個の基で置換することによりダイポールモーメントを打ち消し、正孔や電子のキャリア移動度の低下に繋がる分子の分極率増大を起こさせずに化合物のIp、と電子親和力(以下Eaと略す)を大きくすることができる。
 対称に置換する例としては、式(1)から(3)のアントラセン環上のRとRの組またはRとRの組、またはRとRとRとRの4つの位置の組、または式(2)のR11とR15の位置の組等で置換した化合物等があげられる。
 また、式(1)から(3)のアントラセン環のRからRを重水素で置換しC-D結合とすることもできる。その際、C-H結合の場合よりも熱振動が抑制され励起状態の熱失活が抑制され蛍光強度が増大する場合もあるが、逆に重い原子の置換により3重項への系間交差が促進され蛍光強度が低下する場合もある。
 置換基として1つ以上の架橋性置換基を付加することもできる。架橋性基を付加した本発明の化合物は、光または熱により架橋可能なホスト材料中に発光材料としてドープされ、フォトマスクを通して光照射やレーザー照射されると、ホスト材料と共に架橋し不溶性の膜になる。各色において露光、現像を繰り返すことにより、多色の微細発光配列パターンを得ることができ、フルカラーディスプレイの製造に利用することもできる。
 本発明の化合物中の置換基を適宜選択することにより芳香族系有機溶剤に対して高い溶解性を与えることができ、トルエン、キシレン、アニソール、テトラリン等の印刷に用いる有機溶媒に対し、塗布または印刷用インク溶液として通常利用されている1~3wt%程度の濃度以上に溶解可能な化合物を合成することができる。
 また、本発明の化合物を高重合度で高粘度な高分子化合物と混合して有機溶媒に溶かしインキ化することにより、印刷法に適した溶液粘度に調整することもできる。
 そのため、本発明の化合物は、量産性に優れた凸版印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、連続ノズル印刷法等の塗りわけ印刷法や、スリットコート、キャピラリーコート、ロールコート等の塗布法にも適用することが可能であり、大面積の有機ELパネルの製造コスト低減に有効である。
 さらに、本発明の化合物は、大面積有機ELパネルの製造に有用な転写法に対しても利用できる。例えば、転写や剥離の際の膜の形状を維持し熱転写性を付与するポリスチレン、ポリビニルナフタレン等の高分子バインダー、および低分子正孔輸送材料や電子輸送材料と本発明の化合物からなる発光材料を含むインクを塗布、印刷し成膜したドナー基材を作製し、画素駆動回路が形成されたディスプレイ基板に重ね合わせてヒートバーやレーザービーム等の手段で過熱することにより膜を熱転写し発光層を形成することができる。
 さらには、本発明の化合物を含む低分子材料のみからなるインクを塗布、印刷したドナー基材を作製し、画素駆動回路が形成された大面積のディスプレイ基板に重ねあわせ逐次移動させながら昇華転写することで大面積なディスプレイ基板に対しても発光層を形成することもできる。
 本発明の化合物を塗布成膜により昇華転写用ドナー基材に用いる場合には、分子量が650~1300程度の化合物を用いることが好ましい。分子量が650未満の材料は塗膜の真空乾燥中200℃程度の温度で昇華し始める場合がある。一方、分子量が1300を超えると昇華温度が500℃程度になり有機物の分解や変性が起こり易くなる。
 複数の化合物を混合して昇華転写用ドナー基材とする場合には、昇華転写温度がほぼ同じになるよう分子量が近い化合物同士を選び塗布することが均一な膜組成を得るために望ましい。ホスト材料に対してプラスマイナス10%以内の差の分子量、好ましくは5%以内の差の分子量のドーパント材料を混合し、塗布することで、組成均一性の高い昇華膜が得られる。
 また、膜厚方向に傾斜組成を形成する場合は分子量の異なる化合物を混合して用いることもできる。例えば、発光層の低分子ホスト材料や発光ドーパント材料よりも10%以上分子量の小さい低分子正孔輸送材料を混合すれば、電子ブロック正孔輸送層側の発光層中の低分子正孔輸送材料濃度を濃くすることができ、陰極側の発光層中の正孔輸送材料の濃度を低くでき、膜の抵抗を下げ発光効率を高めることができる。
本発明の一実施形態に係る有機EL素子の断面図。 本発明の実施例に係る化合物1のH-NMRチャート。 図2AのNMRチャートの拡大図。 本発明の実施例に係る化合物1~3の蛍光スペクトル。 本発明の実施例に係る化合物2の異性体成分1のH-NMRチャート。 図4AのNMRチャートの拡大図。 本発明の実施例に係る化合物2の異性体成分2のH-NMRチャート。 図5AのNMRチャートの拡大図。 本発明の実施例に係る化合物3のH-NMRチャート。 図6AのNMRチャートの拡大図。 本発明の実施例に係る化合物31のH-NMRチャート。 図7AのNMRチャートの拡大図。 本発明の一実施形態に係る有機EL素子で用いられる発光層のドーパント濃度を決めるための蛍光スペクトルチャート。 本発明の実施例に係る化合物32のH-NMRチャート。 図9AのNMRチャートの拡大図。 本発明の実施例に係る化合物32の蛍光スペクトルチャートおよび化合物32に化合物2をドープした場合の蛍光スペクトルチャート。 本発明の一実施形態に係るドナー基材の断面図。 本発明の実施例に係る化合物を含む膜について測定した蛍光スペクトルチャート。 本発明の一実施形態に係るドナー基材を用いた転写方法の説明図。
 以下、本発明をさらに詳しく説明する。
 本発明によれば、式(1)
(式中、Xは、置換基を有しても良いアリール環またはヘテロアリール環から誘導される残基または単結合を示す。ArおよびArは、未置換または置換基を有するフェニル基またはヘテロアリール基である。Arは置換または未置換のアリールまたはヘテロアリール環が1つまたは6つ以下で共役的に連結した炭素数60以下の基、またはアントラセン環上の9位または10位の置換基と同じ基である。XおよびArからAr上の置換基、ならびにRからR12は、水素、重水素、フッ素、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリメチルシリル基、炭素数15以下のアルキル基、アルコキシ基およびポリオキシアルキレン基、炭素数15以下の置換または未置換のアリール基およびヘテロアリール基、ならびに炭素数15以下の架橋性置換基からなる群から独立に選ばれる。 
 また、RからR12は隣接する置換基同士が連結し環を形成しても良い。 
 nは0または1の整数である。)
の構造で示されることを特徴とした以下の化合物が提供される。
 ここで、Xで表される置換基を有してもよいアリール環またはヘテロアリール環から誘導される残基とは、例えば、置換基を有してもよいベンゼン環、ピリジン環等から誘導される2価の残基を意味する。
 ArおよびArは、フェニル基、またはピリジル基、カルバゾリル基等のヘテロアリール基を骨格とし、該骨格に任意に置換基を有する構造をとる。
 炭素数15以下のアルキル基の例としては、メチル基、イソプロピル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、オクチル基等が挙げられる。炭素数15以下のアルコキシ基の例としては、メトキシ基、イソプロピルオキシ基、メトキシエチルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、3,7-ジメチルオクチルオキシ基等が挙げられる。炭素数15以下のポリオキシアルキレン基の例としては極性溶媒への溶解性に優れた2-(2-メトキシエトキシ)エトキシ基等が挙げられ電解発光型の有機EL素子に用いる場合に適する。炭素数15以下の置換または未置換のアリール基の例としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、ビフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。炭素数15以下の置換または未置換のヘテロアリール基の例としては、ピリジル基、ビピリジル基、ピリミジニル基、2-t-ブチルピリミジン-5-イル基、フェナンスリル基、2,4-ジアリール-1,3,5-トリアジン-6-イル基、カルバゾ-ル-9-イル基、6-メチルベンゾチアゾ-ル-2-イル基、N-フェニルベンゾイミダゾ-ル-2-イル基等の例が挙げられる。炭素数15以下の架橋性基の例としては基の末端にビニル基、トリフルオロビニル基、アクリル基、メタクリル基、ペンテニル基等のアルケニル基、マレイミド基、エポキシ環やオキセタン環を有する基、アルコキシシランやアルコキシチタンを有する基、チオール基や水酸基やアミノ基を有する基等が挙げられるが、特にこれらの例に限定されるわけではない。
 また、RからR12は、隣接する置換基同士が連結しシクロヘキサン環やベンゼン環、フェナントレン環等の脂肪族環や芳香族環を形成しても良い。
 合成反応式(1)に本発明の式(1)で表す化合物の合成ルートの例を示す。まず、9、10-ジブロモアントラセン誘導体を出発原料とした合成ルートを示す。
 ここで、合成反応式中の置換基Aは、ヨウ素、臭素、塩素、またはトリフレートから選ばれる。置換基Bは、鈴木宮浦カップリングの際のホウ素を有する基を表し、ボロン酸、ボロン酸とビス(ピナコラート)ジボロン等とのボロン酸エステル、またはカリウムトリフルオロボロン等の三フッ化ホウ素塩等から選ばれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 合成反応式(1)中、X、ArからAr、RからR12、およびnは、上記式(1)で定義した通りである。
 合成反応式(1)は、アントラセンの9位と10位の置換基を別の基として非対称に合成する場合の合成ルートの例で、昇華や蒸着を容易にするため低分子量化した材料を得る目的等の場合には片方の基に分子量の小さい置換基を選択できるため有効である。しかし、合成工程数が増えコスト増になる問題がある。そのため9位と10位が同じ置換基であっても置換基の選択により湿式プロセスに十分な溶解性と高いガラス転移温度を有するアモルファス材料が得られるため、必ずしも9位と10位の置換基が異なる非対称な化合物を合成する必要は無い。
 上記式(1)で表される化合物の例として、下記式(2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
(式中、RからR44は、水素、重水素、フッ素、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリメチルシリル基、炭素数15以下のアルキル基、アルコキシ基およびポリオキシアルキレン基、炭素数15以下の置換または未置換のアリール基およびヘテロアリール基、ならびに炭素数15以下の架橋性置換基からなる群から独立に選ばれる。n1およびn2はそれぞれ独立に0または1の整数である。)
で表される化合物が挙げられる。
 上記式(2)で表される化合物の例として、下記式(3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
(式中、RからRは、水素、重水素、フッ素、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリメチルシリル基、炭素数15以下のアルキル基、アルコキシ基およびポリオキシアルキレン基、炭素数15以下の置換または未置換のアリール基およびヘテロアリール基、ならびに炭素数15以下の架橋性置換基からなる群から独立に選ばれる。)
で表される化合物が挙げられる。
 以下の合成反応式(2)から(4)には、アントラセンの9位と10位の置換基を同じにした本発明の式(3)で表す化合物の合成方法の例を示す。
 合成反応式(2)は、9,10-ジブロモアントラセン誘導体を出発物質とした鈴木-宮浦カップリングによる合成法の例であり、合成反応式(3)、(4)は、アントラキノン誘導体を出発物質とした合成法の例である。
 反応合成式中、RからRは、上記式(3)の化合物で定義した通りである。
 ここで、合成反応式中の置換基Aは、ヨウ素、臭素、塩素、トリフレート等から選ばれ、置換基Bは、鈴木-宮浦カップリングの際のホウ素を有する基を表し、ボロン酸、またはボロン酸とビス(ピナコラート)ジボロン等とのボロン酸エステルまたはカリウムトリフルオロボロン等の三フッ化ホウ素塩等から選ばれるが、合成反応式(2)においてはAをホウ素を有する基とし、Bをハロゲンのままとした逆の組み合わせのカップリングも可能である。
 置換基AおよびBを有するトリアリールトリアジン誘導体の合成ルートの1例を合成反応式(5)に示すが、同様の反応で、ピリジン環等のヘテロアリール環を有する原料を使用した類似化合物や置換基が異なる類似化合物を合成することもできる。
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 以下の化合物1から化合物30および式(4)から式(7)に、本発明の化合物の具体的な例を示す。
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 本発明の1つの実施形態によると、室温で液体の媒体中に、上記本発明の化合物を少なくとも1種以上含有することを特徴とするインク組成物が提供される。本発明の化合物を溶解する溶媒としては、ベンゼン、ジクロロベンゼン、トルエン、キシレン、アニソール、テトラリン等の沸点が80℃から250℃以下の芳香族系有機溶媒やジクロロエタン等のハロゲン系溶媒が単独または混合して用いられる。
 さらに塗布印刷プロセスに合ったインク粘度に調整するため高重合度の高分子化合物を添加しても良い。
 高重合度の高分子化合物の例としては、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルナフタレン、ポリ(9-ビニルカルバゾール)、エチレン-ノルボルネン共重合体やエチレン-テトラシクロドデセン共重合体等の環状オレフィン共重合体、ポリ(テトラヒドロフラン)、高分子有機EL素子のインターレイヤー材料や発光材料として用いられる分子量が10万から200万の高分子が挙げられる。
 本発明の化合物を発光ドーパントとして用いる場合は固形分の割合で0.5~50wt%未満の量で用いられる。0.5wt%未満の低濃度の場合には、発光が弱かったりホスト材料からのエネルギー移動が十分に行われず、発光ドーパントとして十分に機能しない場合がある。一方、50wt%を超えると、濃度消光により蛍光強度が低下する場合がある。そのため、より好ましくは5~10wt%程度の濃度で用いられる。
 逆に本発明の化合物に異なる分子構造の発光材料が0.5wt%以上ドープされホスト材料として用いられる場合には、固形分中の濃度は50~99.5wt%程度の割合で用いられる。本発明のインク組成物には、他に、キャリア輸送性材料等が含まれてもよい。
 溶媒に対する固形分の割合は成膜方法と材料の溶解性により0.1~30wt%程度の範囲で選択し使用することができる。
 本発明の化合物が発光ドーパントとして前記インク組成物に含まれる場合、ホスト材料の励起状態から発光ドーパントへの効率的なエネルギー移動を起こし発光ドーパント材料からの強い発光を得るために、ホスト材料のEgはドーパント材料以上であることが好ましい。
 本発明の化合物を発光ドーパントとして用いる場合に好ましい低分子ホスト材料の例としては、2,2’-ビス(4-(2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-6-イル)フェニル)-9,9’-スピロビフルオレン(以下BTrSBFと略す)等が挙げられるが、高分子材料を用いたり、本発明の化合物をホスト材料とし、よりEgの小さい本発明の化合物や他の化合物を発光ドーパントとすることもできる。
 本発明の他の実施形態によると、光エネルギーを吸収し発熱する層が形成された基板またはシート上に、上記本発明の化合物を含む転写層が積層されたレーザー熱転写やレーザー昇華転写等の転写用ドナー基材が提供される。
 前記基板またはシートとしては、ガラス、フィルム等が使用される。転写用ドナー基材における本発明の化合物を含む膜は、本発明の化合物を含むインク組成物を塗布または蒸着することにより形成することができる。
 熱転写用ドナー基材を作製する場合には、表面処理により剥離性が調整されたシート基材が主に用いられ、かつ転写される際の膜の形状を保持し、加熱時にディスプレイ基板との接着性を高めるために、ポリスチレンやキャリア輸送性を有する高分子材料等が転写層に添加される。
 ディスプレイ基板に密着させたドナーシート基材側からレーザーや発光ダイオードの光ビームがドナーシート上に形成された光吸収層のパターンに照射されると、光エネルギーが熱に変換され、光吸収層に積層された光反射層を通して転写層に熱が伝わり、転写層が軟化しディスプレイ基板に接着する。その後ドナーシートを剥離することにより、光照射パターンに対応した転写層のパターンを形成できる。
 本発明の化合物、および本発明の化合物を含む層と基板との間の発熱層の組成は加熱用光源の波長に合わせて光吸収し発熱する材料を適宜選択することが可能であり、カーボン系材料、クロム系酸化物、モリブデン系酸化物等の金属酸化物を用いることができる。
 本発明の他の実施形態によると、対向する電極間若しくは陽極と陰極との間の少なくとも1層に発光材料を含有する固体または液体の発光層を備え、前記対向する電極間若しくは陽極と陰極との間に形成された少なくとも1層が本発明の化合物を含む発光素子が提供される。
 このような発光素子の例として、固体の発光層を有する有機EL発光素子を作製する場合について、図1を参照しながら次に説明する。 
 有機EL素子の基本的な構成例として、基板1上の陽極2上に、正孔注入輸送層3、電子ブロック正孔輸送層4、発光層5、正孔ブロック電子輸送層6、電子注入輸送層7、陰極8の順に構成されている場合について説明する。
 ここで正孔注入輸送層3は、陽極2に接した正孔注入層(図示せず)と正孔輸送層(図示せず)の2層で構成される場合や正孔注入輸送層3と電子ブロック正孔輸送層4が兼用され1層で構成される場合もある。また、正孔ブロック電子輸送層6と電子注入輸送層7が兼用されるか、どちらか1層で構成される場合もある。
 注入された正孔と電子のキャリア数のバランスが正孔優勢の場合には電子ブロック正孔輸送層4を使用せず、逆に電子優勢の場合には正孔ブロック電子輸送層6を使用しない構成も可能である。できるだけキャリアバランスが等しくなるような構成とし、かつ局所的な界面に正孔や電子のキャリアが蓄積しない構成とすることが、EL発光の色度変化の抑制、発光効率や輝度寿命を高める上で好ましい。
 有機EL素子は、水分や酸素により劣化し易いため、無機膜からなる水蒸気や酸素のバリア性の高いパッシベーション層9を素子上に形成し、さらに不活性ガス中で必要に応じて乾燥剤シート10を貼り付けた封止板11を酸素や水蒸気のバリア性の高い接着材12にて接着し密封する。
 有機EL素子を発光させる場合は、陽極2を電源14のプラス極に、陰極端子部13をマイナス極にそれぞれ配線15にて接続し直流電圧を印加すると発光する。交流電圧を印加した場合には陽極2にプラス電圧、陰極端子部13にマイナス電圧が印加されている間発光する。
 以下、基板上に陽極から形成する場合についてさらに詳しく説明する。 
 基板1は、絶縁性でガスバリア性に優れ透明なガラス板が通常用いられるが、プラスチックフィルムや、ステンレス等の金属箔に絶縁コートしたフレキシブル基板が用いられる場合もある。また、微細な駆動回路を形成したシリコン基板や放熱性に優れたサファイア基板が用いられる場合もある。 
 不透明な基板を用いた場合は、基板上の電極の対向電極を光透過性にすることにより光を取り出すことができる。
 陽極2は、ITO(インジウム錫複合酸化物)、IZO(インジウム亜鉛複合酸化物)等の透明導電膜、金や白金からなる導電性の高い半透明金属薄膜、高導電性のポリチオフェン系またはポリアニリン系導電性高分子膜等が用いられている。
 陽極に使われるITO等の一般的な透明導電膜のIpは5eV程度前後であり、Egの大きな青色発光材料のIpは6eV前後の材料が多いため、透明導電膜から発光層へ直接正孔を注入する際には1eV程度のEgがある。そのため、該Egを小さくし、陽極から発光層への正孔注入効率を高めるためおよび陽極表面の平滑化のために、陽極の表面処理や正孔注入輸送層の積層が行われる。
 陽極の表面処理は、アルゴンガスや酸素ガスによるプラズマ処理、紫外線照射オゾン処理、フッ素系シランカップリング剤等での表面処理等により電極表面のIpを増大させることもできる。
 正孔注入輸送層3は、陽極上に0.5~100nm程度の厚さで1層以上積層され用いられる。正孔注入材料としては、IpまたはEaが5~6eV程度の有機または無機の半導体材料等が単独、または複合して用いられる。
 正孔注入輸送層以降の層を湿式成膜法で作製する場合には、正孔注入輸送層以降の成膜時の有機溶媒により正孔注入輸送層が溶かされない必要がある。そのため、トルエンやキシレン等の溶媒に溶かされない水性のポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸との複合体(PEDOT:PSSと略)の膜やポリアニリン系の導電性高分子材料の水性分散液からの塗布膜が陽極表面の平滑化を兼ねて広く用いられている。
 その他、トルエン系の有機溶媒に難溶な銅フタロシアニン等の有機顔料系の蒸着膜や、Eaが5.4eV程度のヘキサデカフルオロ銅フタロシアニン等のEaの値が陽極と発光層のIpの値の間にある材料の蒸着膜等を利用可能である。
 また、Ipの大きな酸化チタン、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化ニッケル等のn型無機半導体の真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等の真空成膜法による膜やゾルゲル法等による膜も利用できる。
 正孔注入輸送層以降の層を蒸着で積層する場合には、有機溶剤可溶性の膜を塗布成膜することにより正孔注入輸送層とすることができる。
 例えば、4,4',4''-トリス[2-ナフチル(フェニルアミノ)]トリフェニル-アミン等の正孔輸送能力と成膜性の高いスターバースト型等の芳香族3級アミン化合物の蒸着膜や塗布膜を用いることができる。さらにそれらの芳香族3級アミン化合物中に、2,3,5,6-テトラフルオロ-7,7,8,8-テトラシアノキノジメタン(F4-TCNQと略、Ea5.24eV)や2-(6-ジシアノメチレン-1,3,4,5,7,8-ヘキサフルオロ-6H-ナフタレン-イリデン)マロノニトリル等のアクセプター、あるいは臭化テトラフェニルアンチモンやFeCl等のルイス酸をドープし、より低抵抗化した膜を用いることができる。
 正孔注入輸送層以降の層を蒸着で積層する場合には、本発明の化合物を正孔注入輸送層に使用した場合にも層が溶媒により溶かされないため、本発明の化合物を利用可能である。例えば本発明の化合物中、蒸着可能な分子量が1300以下の材料と酸化チタン、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化タングステン等のIpが5.8eV程度の導電性酸化物材料とを共蒸着することにより、正孔注入輸送層とすることができる。
 また正孔注入輸送層以降の層を湿式成膜法で成膜する場合においても、本発明の化合物を溶かし難い溶剤を用いる場合や、環上にアルキル基等の置換基を全く有しない化合物30で示すような比較的難溶性の本発明の化合物を用いて導電性酸化物材料と共蒸着する場合には、本発明の化合物を正孔注入輸送層に用いることが可能な場合もある。
 電子ブロック正孔輸送層4は、正孔注入輸送層3と発光層5との間に5~30nm程度の厚さで設け、陽極2から発光層5への正孔輸送を促進するとともに、発光層5に注入された電子が陽極へ漏れ出すのを防ぐ機能を有する。電子ブロック正孔輸送層4は、正孔輸送能力の高い芳香族3級アミンを含む低分子の蒸着膜や溶剤不溶化できる架橋型高分子正孔輸送材料からなる膜が好ましく用いられる。
 電子ブロック正孔輸送層のIpは、正孔注入輸送層のIpの値と発光層のIpの値の間にあり、かつ電子ブロック正孔輸送層と発光層との界面に正孔が蓄積しないよう正孔注入輸送層と発光層間のIp差は約0.3eV未満が好ましい。また、電子ブロック正孔輸送層のEaは、発光層のEaの値より0.3eV以上小さい材料を用いることが電子を発光層内に閉じ込めるために好ましい。しかし、電子ブロック正孔輸送層のEaが発光層と同じであっても、正孔移動度が電子移動度よりも速い材料を用いる場合には電子ブロック正孔輸送層として利用可能になる。また、電子トラップとなるドーパントを添加し、電子移動度を正孔移動度よりも遅くした材料を用いることもできる。
 また、発光層にりん光材料を用いる場合には、発光層に接する電子ブロック正孔輸送層による消光を防ぐため、りん光材料の最低励起3重項レベルよりも大きな最低励起3重項レベルを有する大きなEgを有する材料が用いられる。
 電子ブロック正孔輸送層以降に積層される発光層以降の層が蒸着で積層される場合には、溶剤可溶性の材料を電子ブロック正孔輸送層として使用できる。その際、正孔注入輸送層に用いた本発明の化合物から導電性酸化物を除いた本発明の化合物を塗布または蒸着で成膜し用いることもできる。
 発光層5は、蛍光またはりん光発光性の発光材料を含む膜が5~100nm程度の厚さで正孔輸送層上に形成される。発光層5は、単独材料で形成されるか、ホスト材料に発光ドーパント材料がドープされ形成される。ドープされ形成された場合には発光ドーパント材料の濃度消光やエキシマ発光が抑制され発光強度が高まる効果があるため、より好ましい。
 発光層には本発明の化合物を用いることができる他、公知の赤、青、緑、白等の種々のEL発光色を有する材料を単独で、またはホスト材料中にドープされ用いることができる。例えばアントラセン誘導体、ベンゾアントラセン誘導体、ジベンゾアントラセン誘導体、スチリル誘導体、カルバゾール誘導体、フルオレンオリゴマー、ポリフルオレン系共重合体、ポリフェノキサジン共重合体等の低分子および高分子の蛍光発光材料や、イリジウムやプラチナ、オスミウム、レニウム等の重原子を含むりん光発光錯体等を用いることができる。
 本発明の化合物例中、化合物1から化合物7、化合物14から化合物16、化合物20から化合物27、化合物30で示すアントラセン誘導体化合物および式(4)から式(7)で示すアントラセン誘導体化合物は、青色発光材料として好ましく、青、緑、赤色の発光層ホスト材料として用いることもできる。 
 また、化合物8、化合物28で示すベンゾアントラセン誘導体化合物は、緑色発光材料として好ましく、緑、赤色の発光層ホスト材料としても用いることができる。
 また、本発明の化合物9から化合物12、化合物29で示すジベンゾアントラセン誘導体化合物は、橙色から赤色発光材料として好ましく、赤色から赤外の発光層ホスト材料としても用いることができる。
 発光層のホスト材料のEgは、発光ドーパント材料のEgより大きく、ホスト材料の発光スペクトルと発光ドーパントの吸収スペクトルの重なりが大きいことが好ましい。
 また、ホスト材料は、発光ドーパント材料のIpと同等以上のIpを有し、かつ同等以下のEaを有するホスト材料を用いることで、発光ドーパント分子での正孔と電子のトラップ確率を高めることができる。青色発光層用のホスト材料は、400~450nm程度の色純度の良い青色EL発光を吸収しない材料が好ましく、Egが3eV程度以上必要になる。 
 青色用ホスト材料の具体例としては、化合物31で示す2,2’-ビス(4-(2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-6-イル)フェニル)-9,9’-スピロビフルオレン(以下BTrSBFと略す)等を用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 また、電子ブロック正孔輸送層や、後で述べる正孔ブロック電子輸送層に用いる材料を発光層ホスト材料としても用いることができる。 
 また、電子輸送性と正孔輸送性のバランス調整のため、正孔輸送材料と電子輸送材料が発光層に混合されても良い。
 次に発光層5の上に、必要に応じて正孔ブロック電子輸送層6および電子注入輸送層7の一方または両方が発光層に接した陰極側に5~50nm程度の厚さで設けられる。
 正孔ブロック電子輸送層6は発光層5の正孔輸送能力が電子輸送能力より高く、発光領域が陰極付近に寄っている場合に、陰極への正孔の漏れと励起子の陰極への拡散を防ぎ、発光効率を高めることができる。
 正孔ブロック電子輸送層の材料は、発光材料よりも0.3eV以上大きいIpと0.1eV程度小さいEaを有し、発光層からのEL発光を吸収しないEgの大きな材料が好ましい。青色発光素子の場合は、3eV以上のEgを有する材料が好ましい。
 正孔ブロック電子輸送層6上、または発光層5上に電子注入輸送層7を積層することもできる。 
 電子注入輸送層7は、陰極8から正孔ブロック電子輸送層6または発光層5への電子注入のエネルギー障壁や電気抵抗を低下させるために、0.5~50nm程度の厚さで設ける。電子注入輸送層をドーピングによりさらに低抵抗化し有機EL素子を低駆動電圧化することもできる。例えば低イオン化エネルギーのCs、Na、Li、Ba等のアルカリ金属やアルカリ土類金属または希土類金属、またはそれらを含む化合物を共蒸着等の方法で電子注入輸送層中にドープまたは混合しホスト化合物へ電子を与えアニオン化することによりキャリア密度を増し低抵抗化することができる。
 正孔ブロック電子輸送層6や電子注入輸送層7の材料の具体例としては、バソクプロインやバソフェナントロリン等の1,10-フェナントロリン誘導体、1,3,5-トリス(N-フェニルベンズイミダゾール-2-イル)ベンゼン(TPBIと略)等のベンズイミダゾール誘導体、ビス(10-ベンゾキノリノラト)ベリリウム錯体、8-ヒドロキシキノリンAl錯体、ビス(2-メチル-8-キノリナート)-4-フェニルフェノレートアルミニウム等の金属錯体、4,4'-ビスカルバゾールビフェニル、トリス[3-(3-ピリジル)-メシチル]ボラン等の電子輸送能力の高い含窒素ヘテロアリール基を有する化合物を用いることができる。
 その他、芳香族シラン化合物、フェニル-ジ(1-ピレニル)フォスフィンオキサイド、ビフェニル-4,4’-ジイルビス(ジフェニルホスフィンオキシド)、2,2'-ビス[ジ(p-トリル)ホスフィノイル]-1,1’-ビナフタレン等の芳香族ホスフィン化合物等も用いることができる。
 本発明の化合物を正孔ブロック電子輸送層や電子注入輸送層に用いる場合には、化合物14、17、18、19、23の化合物や、式(5)から式(7)で示す化合物等の含窒素ヘテロアリール基を置換基として有する化合物、または化合物16のようなフッ素置換によりIpとEaを大きくした化合物等を、発光層のエネルギーレベルに合わせて選択し、真空蒸着や塗布により成膜して用いることができる。
 陰極8は、通常低抵抗で、光反射率が高いAlやAg等の金属の蒸着膜が使われる。光透過性陰極を形成する場合は、10nm程度以下の金属陰極上に透明電極材料等が積層され用いられる。
 効率的な電子注入のために、3eV以下の低仕事関数を有するLi、Ba、Cs等のアルカリ金属、アルカリ土類金属やYb等の希土類、またはそれらの化合物からなる層を陰極と有機層界面に数nm以下の厚さで形成するとよい。そのため、水分があると局部電池を形成し、腐食し易く、非発光スポットが生じ易い問題があるため、厳重な封止が行なわれている。
 また、陰極中または陰極界面の有機層にイオン性液体や塩を添加し、陰極界面に電気2重層を形成させ、電子注入障壁を低減する場合もある。
 EL発光素子の各有機層の成膜法に関する量産技術は、薄膜の膜厚制御性、均一性に優れた低分子有機材料を用いた真空蒸着法が通常用いられている。しかし、ステップカバレッジが良く平滑化効果の高い高分子や塗布型低分子等からなる塗布層を1層設けることにより、素子の電気的短絡を生じ難くする効果があるため、塗布法と真空蒸着法を複合したプロセスを採用することが大面積発光のディスプレイや照明等の用途には有利である。
 次に、有機溶媒に対して高溶解性の本発明の化合物を含有した液体の発光層を有する電界発光型の有機EL素子を作製する場合について説明する。 
 本発明の化合物をオルトジクロロベンゼンやトルエン等の有機溶媒に5~10wt%の濃度で溶かし、0.1wt%程度のLiCF SO 等の支持電解質を加えるか、陽イオン伝導アシストドーパントとして1,2-ジフェノキシエタンを加えて発光層溶液とする。 
 少なくとも一方が透光可能な基板を用い、対向する電極板間に発光層溶液を挟み数ミクロン以下のギャップの素子を作製するか、または櫛型電極を形成した基板と対向するカバーガラスにより発光層溶液を挟み有機EL素子を作製する。
 これらの有機EL素子は、直流または交流の連続またはパルス状の電流を発光層に印加することにより電解発光させることができる。
 以下に、本発明の実施例について説明する。
 [実施例1]
 9,10-ビス{4-[2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-6-イル]ビフェニル-2’-イル}アントラセン(化合物1)の合成
(中間体合成例1)
 2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-6-(4-ブロモフェニル)-1,3,5-トリアジン(中間体A)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
 アルゴン雰囲気下、4-tert-ブチルベンゾ二トリル5.0g(0.023mol)、および4-ブロモ安息香酸7.6g(0.048mol)を塩化メチレン300mLに溶解し、この溶液を0℃に冷却した。ここに5塩化アンチモン6.8g(0.023mol)を滴下し、徐々に室温に戻してから1時間攪拌した後、13時間還流攪拌し反応させた。
 反応後、溶媒を留去し、黄色固体残留物が得られた。この固体残留物を粉砕し、0℃に冷却した28%アンモニア水に加えた後、室温に戻して2時間攪拌した。析出した白色固体をろ取し、水洗およびメタノール洗浄した。乾燥後、ヘキサン-塩化メチレン(1:1)を溶出液としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-6-(4-ブロモフェニル)-1,3,5-トリアジン6.98gを得た。収率61.2%。
 H NMR(400MHz, d-CDCl):δ1.41(s、18H)、7.60(d、J=8.5Hz、4H)、7.70(d、J=8.7Hz、2H)、8.64(J=8.7Hz、2H)、8.66(d、J=8.5Hz、4H)。
 (中間体合成例2)
 2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-6-[4-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボラン-2-イル)-フェニル]-1,3,5-トリアジン(中間体B)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
 アルゴン雰囲気下、2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-6-(4-ブロモフェニル)-1,3,5-トリアジン(中間体A)3.0g(5.99mmol)、ビス(ピナコレート)ジボラン1.83g(7.21mmol)、酢酸カリウム1.77g(18.04mmol)、およびDMF68mLからなる混合物を、室温で脱酸素した後、PdCl(dppf)0.48g(0.60mmol)を加え、80~90℃で64時間攪拌し反応させた。
 反応後、反応混合物からDMFを留去し、残留物を塩化メチレンで抽出、水洗を行った後、溶媒を留去した。得られた残留物をヘキサン-塩化メチレン(1:2)を溶出液としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-6-[4-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボラン-2-イル)-フェニル]-1,3,5-トリアジン2.97gを得た。収率90.8%。
 H NMR(400MHz, d-CDCl):δ1.40(s、12H)、1.41(s、18H)、7.60(d、J=8.5Hz、4H)、8.00(d、J=8.0Hz、2H)、8.69(d、J=8.5Hz、4H)、8.74(d、J=8.0Hz、2H)。
 (中間体合成例3)
 2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-6-(2’-ブロモビフェニル-4-イル)-1,3,5-トリアジン(中間体C)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
 アルゴン雰囲気下、2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-6-[4-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボラン-2-イル)-フェニル]-1,3,5-トリアジン(中間体B)2.0g(3.66mmol)、o-ヨードブロモベンゼン3.0g(2.89mmol)、炭酸ナトリウム1.13g(10.65mmol)、水5mL、DMF50mLからなる混合物を室温で脱酸素した後、ここに、テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム(0)0.41g(0.36mmol)を加え、85℃で48時間攪拌した。反応終了後、反応混合物を水に注加し、塩化メチレンで抽出、水洗を行い、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、溶媒を留去し、ヘキサン/塩化メチレン(8:1)を溶出液としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-6-(2’-ブロモビフェニル-4-イル)-1,3,5-トリアジン2.06gを得た。収率97.6%。
 H NMR(400MHz、d-CDCl)δ1.41(s、18H)、7.34(br、1H)、7.42(d、J=4.1Hz、2H)、7.57~7.66(m、6H)、7.72(d、J=8.7Hz,1H)、8.71(dd、J=8.7Hz、1.8Hz、4H)、8.85(dd、J=8.2Hz、1.8Hz、2H)。
 (中間体合成例4)
 9,10-ビス(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボラン-2-イル)-アントラセン(中間体D)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
 アルゴン雰囲気下、9,10-ジブロモアントラセン6.0g(17.86mmol)をテトラヒドロフラン200mLに溶解し、-70℃に冷却した後、1.6M n-ブチルリチウムのヘキサン溶液23.4mL(37.5mmol)を滴下した。さらに、同温度で1時間攪拌した後、2-イソプロポキシ-4,4’,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキシボラロン9.1mL(44.65mmol)を滴下し、徐々に室温に戻しながら一晩攪拌し反応させた。
 反応後、反応混合物を水に注加し、塩化メチレンで抽出した後、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。さらに溶媒を留去し、残留分をヘキサン-塩化メチレン(1:1)を溶出液としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、9,10-ビス(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボラン-2-イル)-アントラセン1.85gを得た。収率24.1%。
 H NMR(400MHz, d-CDCl)δ1.58(s、24H)、7.45(dd、J=6.6Hz、3.2Hz、4H)、8.33(dd、J=6.6Hz、3.2Hz、4H)。
 (合成例1)
 9,10-ビス{4-[2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-6-イル]ビフェニル-2’-イル}アントラセン(化合物1)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
 アルゴン雰囲気下、2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-6-[2’-ブロモビフェニル-4-イル]-1,3,5-トリアジン(中間体C)1.8g(3.12mmol)、9,10-ビス(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボラン-2-イル)-アントラセン(中間体D)0.62g(1.44mmol)、炭酸ナトリウム1.0g(9.43mmol)、水4.0mL、DMF40.0mLからなる混合物を室温で脱酸素した後、ここに、テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム(0)0.44g(0.38mmol)を加え、85℃で24時間攪拌し反応させた。
 反応後、反応混合物を水に注加し、塩化メチレンで抽出、水洗を行い、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、溶媒を留去し、ヘキサン:塩化メチレン(3:1)を溶離液としたシリカゲル薄層クロマトグラフィー(以下TLCと略す)にてRf値が大きい方の主成分(Rf=0.36)をヘキサン/塩化メチレン(6:1)を溶出液としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、次いで、温アセトン洗浄を行い、9,10-ビス{4-{2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-6-イル}ビフェニル-2’-イル}アントラセン0.33gを得た。
収率19.8%。HPLC純度99.6%。
 HPLC分析条件(column:Mygthysil RP-18 GP 150-4.5(5μm)(逆相系)、eluent: THF/CHCN = 20/80、1.0ml/min、UV:254nm)。
 ESI-Ms質量分析にて1169.86のメインピークを得て、目的物の計算値(C8476:1169.54)と一致した。
 本発明の化合物1で示す化合物の異性体成分(Rf=0.36)のH-NMRチャート(400MHz, d-CDCl)を図2Aに示す。また、図2Bは図2Aの拡大図である。
δ1.17(s、36H)、7.17(d、J=8.5Hz、8H)、7.20(dd、J=6.8Hz、3.2Hz、4H)、7.29(d、J=8.5Hz、4H)、7.47(dd、J=7.6Hz、1.4Hz、2H)、7.58(dt、J=7.6Hz、1.4Hz、2H)、7.65~7.72(m、6H)、7.85(dd、J=7.8Hz、0.9Hz、2H)、8.33(d、J=8.5Hz、8H)、8.63(d、J=8.5Hz、4H)。
 化合物1の特性を以下に示す。 
 <熱分析>
 化合物1のガラス転移温度(Tg)、結晶化温度(Tc)、融点(Tm)を、セイコー電子工業製EXSTAR6000シリーズDSC6200により20℃/minで昇温し測定した。1回目の昇温では、室温から300℃までは吸熱および発熱を示さず、300℃~330℃付近のTgに続いて333℃~360℃付近にTc、または9位、10位の2つの置換基の回転により生じるSyn型からAnti型への転移によると思われる発熱ピーク(ピーク温度351℃)を示した。Tmは493℃~513℃(ピーク504℃)であった。
 <溶解度>
 化合物1は室温でトルエン1mlに1.3mgの濃度で溶解し、発光ドーパントとして青色発光層用インクに用い塗布成膜することができた。
 <化合物1のエネルギーレベル>
 1.3mgの化合物1を1mlのトルエンに溶解した溶液をITO透明導電ガラス上にスピンコートし、理研計器製表面分析装置AC-1でイオン化ポテンシャルを測定した結果、5.9eVであった。吸収端エネルギーを差し引き電子親和力は2.9eVであった。
 <蛍光スペクトル>
 図3に、島津RF-5300PC蛍光分光光度計で測定したITO膜付き透明導電ガラス上の化合物1から化合物3のスピンコート膜の蛍光スペクトルを示す。化合物1は、励起波長330nmで蛍光ピーク波長448nmの青色であった。
 〔実施例2〕
 2-メチル-9,10-ビス{4-[2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-6-イル]ビフェニル-2’-イル}-アントラセン(化合物2)の合成
 (中間体合成例5)
 9,10-ビス(2-メトキシフェニル)-2-メチル-9,10-ジヒドロアントラセン-9,10-ジオール(中間体E)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
 アルゴン雰囲気下、2-ブロモアニソール25.0g(0.134mol)をエーテル200mLに溶解し、0℃に冷却した後、1.6M n-ブチルリチウム/ヘキサン溶液91.9mL(0.147mol)を滴下した。0℃で2時間熟成し、ここに2-メチルアントラキノン14.85g(0.067mol)とエーテル500mLからなる懸濁液とTHF120mLを順次加え室温で一晩攪拌し反応させた。
 反応後、反応混合物を水に注加し、塩化メチレンで抽出した。有機層を分取し、飽和塩化アンモニウム水溶液で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去し、得られた茶褐色固体をヘキサン、ついでエーテルで洗浄した後、減圧下で乾燥し、9,10-ビス(2-メトキシフェニル)-2-メチル-9,10-ジヒドロアントラセン-9,10-ジオール20.9gを得た。収率71.3%。 
 DI-Mass分析で405(M-34~Ms測定中に脱OH)を得、C29264 に対する計算値438.51と一致。
 (中間体合成例6)
 9,10-ビス(2-メトキシフェニル)-2-メチルアントラセン(中間体F)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
 9,10-ビス(2-メトキシフェニル)-2-メチル-9,10-ジヒドロアントラセン-9,10-ジオール(中間体E)15.0g(0.034mol)、酢酸400mL、ヨウ化カリウム14.2g(0.086mol)、およびホスフィン酸ナトリウム-水和物 NaPH4.55g(0.043mol)からなる混合物を9時間還流攪拌し、原料を消失させた。
 反応終了後、反応混合物を水に注加し、析出した黄色沈殿物を塩化メチレンで抽出した。有機層を分取し、炭酸ナトリウム水溶液、ついで水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去し、得られた残留物をヘキサン-塩化メチレン(3/1~1/1)を溶出液としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、9,10-ビス(2-メトキシフェニル)-2-メチルアントラセンのオルトメトキシフェニル基の回転角による2つのアトロプ異性体(syn型とanti型)を得たが、単離した化合物を次工程でエーテル分解することにより容易に置換基が回転し再びアトロプ異性体の混合物となるため、まとめて次の反応に用いた。
 異性体-1(ヘキサン:塩化メチレン=1:1で展開しTLCでRf0.51のスポット)
収量5.39g(収率38.9%)
 DI-Mass 分析で405(M)のメインピークを得、計算値:C29242 に対する計算値404.50と一致。 
 H NMR(400MHz, d-CDCl):δ2.38(s、3H)、3.65(s、3H)、3.66(s、3H)、7.12~7.21(m、4H)、7.25~7.29(m、3H→溶媒CHClと重なる)、7.33~7.36(m、3H)、7.52~7.61(m、5H)。
 異性体-2(TLCでRf=0.31のスポット)
収量4.46g(収率32.2%)
 DI-Mass測定で 405(M)のメインピークを得、C29242 に対する計算値404.50と一致。 
 1H NMR(400MHz, d-CDCl):δ2.38(s、3H)、3.65(s、3H)、3.66(s、3H)、7.12~7.20(m、4H)、7.25~7.30(m、5H→溶媒CHClと重なる)、7.36(br、1H)、7.51~7.61(m、5H)。
 (中間体合成例7)
 9,10-ビス(2-ヒドロキシフェニル)-2-メチルアントラセン(中間体G)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
 アルゴン雰囲気下、9,10-ビス(2-メトキシフェニル)-2-メチルアントラセン2.21g(5.46mmol)の塩化メチレン40mL溶液を氷冷した後、ここに三臭化ホウ素 BBr 1.20mL(12.49mmol)の塩化メチレン6.0mL溶液を滴下し、徐々に室温に戻しながら一晩攪拌し反応させた。
 TLCで原料の消失を確認した後、反応混合物を氷水に注加し、炭酸ナトリウムで中和した。塩化メチレンで抽出した後、有機層を分取し、水洗、ついで飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去し、9,10-ビス(2-ヒドロキシフェニル)-2-メチルアントラセンの粗生成物2.0g(5.31mmol)を得た。収率97%。
 DI-Mass分析で377(M)を得、C27202 に対する計算値376.45と一致した。 
 1H NMR(400MHz, d-CDCl):δ2.43(s、3H)、4.63(br、2H)、7.17~7.22(m、4H)、7.29(d、J=1.8Hz、1H)、7.30~7.33(m、2H)、7.39~7.42(m、2H)、7.47(br、1H)、7.47~7.54(m、2H)、7.66(d、J=8.7Hz、1H)、7.69~7.74(m、2H)。
 (中間体合成例8)
 2,2-(2-メチルアントラセン-9,10-ジイル)ビス(2,1-フェニレン)ビス(トリフルオロメタンスルフォネート)(中間体H)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
 9,10-ビス(2-ヒドロキシフェニル)-2-メチルアントラセン(中間体F)2.0g(5.31mmol)、ピリジン50mL、および塩化メチレン250mLからなる溶液を氷冷し、ここにトリフルオロメタンスルホン酸無水物2.6mL(15.96mmol)を加え、徐々に室温に戻しながら、一晩攪拌し反応させた。
 TLCで原料の消失を確認した後、反応混合物を塩化アンモニウム水溶液に注加した。塩化メチレンで抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、溶媒を留去し、得られた残留物をヘキサン-塩化メチレン(2/1)を溶出液としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、2,2-(2-メチルアントラセン-9,10-ジイル)ビス(2,1-フェニレン)ビス(トリフルオロメタンスルフォネート)2.75gを得た。収率80.6%。
 DI-Mass分析で640(M)を得、C29182 に対する計算値640.57と一致。 
 1H NMR(400MHz, d-CDCl):δ2.42(s、3H)、7.22~7.26(m、1H)、7.29(br、1H)、7.34~7.40(m、2H)、7.46~7.72(m、11H)。
 (合成例2)
 2-メチル-9,10-ビス{4-[2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-6-イル]ビフェニル-2’-イル}-アントラセン(化合物2)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
 アルゴン雰囲気下、2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-6-[4-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-フェニル]-1,3,5-トリアジン1.0g(1.56mmol)、2,2-(2-メチルアントラセン-9,10-ジイル)ビス(2,1-フェニレン)ビス(トリフルオロメタンスルフォネート)1.96g(3.59mmol)、2M炭酸ナトリウム水溶液3.5mL(7.18mmol)、およびDMF60mLからなる混合物を、室温で脱酸素した後、テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム(0)Pd(PPh0.36g(0.31mmol)を加え、85~90℃で48時間攪拌し反応させた。
 反応後、反応混合物を水に注加しエーテルで抽出した。有機層を分取し、水洗を行った後、溶媒を留去し、得られた残留物をアセトンとメタノールからなる混合溶媒で洗浄し、ついでヘキサン-塩化メチレン(8/1~1/1)を溶出液としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製した結果、2-メチル-9,10-ビス{4-[2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-6-イル]ビフェニル-2’-イル}-アントラセンの9,10位の置換基の回転角による2つアトロプ異性体と思われる立体異性体(HPLC分析で保持時間18.2分と25.7分)を得た。
 異性体成分1(HPLC分析で保持時間18.2分、ヘキサン:エーテル=100:1で展開したTLCでRf=0.11)
 HPLC純度 100.0%。収量0.23g(収率12.4%)
 HPLC条件(column:Mightysil RP-18 GP 150-4.6(粒子径5μm)、 UV:254nm、 eluent:CHCN/THF(80/20))
 質量分析ESI-Massにより1206.97(M+Na)、1222.91(M+K)のピークを得、目的物の計算値:C85786 1183.57と一致した。
 本発明の化合物2で示す化合物の異性体成分1のH-NMRチャート(400MHz, d-CDCl)を図4Aに示す(CHCl:7.26ppm、水:1.55ppm)。また、図4Bは図4Aの拡大図である。 
 δ1.17(s、36H)、2.17(s、1H)、2.30(s、2H)、7.02(t、 1H)、 7.16(d、J=8.0Hz、8H)、7.2-7.8(m、9H)、7.83(d、J=7.4Hz、2H)、8.32(dd、J=6.4Hz、J=1.8Hz、8H)、8.63(dd、J=8.24Hz、J=2.8Hz、3H)。
 異性体成分2(HPLC分析で保持時間25.7分、ヘキサン:エーテル=100:1で展開したTLCでは低溶解性のため原点吸着と思われる)
 HPLC純度92%。収量約0.2g(粗精製物)。
 HPLC条件(column:Mightysil 18-GP 150-4.6(粒子径5μm)、 UV:254nm、 eluent:CHCN/THF(80/20))
 質量分析ESI-Massにより1206.84(M+Na),1222.79(M+K)のピークを得、計算値:C85786 1183.57と一致。
 本発明の化合物2で示す化合物の異性体成分2のH-NMRチャート(400MHz, d-CDCl)を図5Aに示す。また、図5Bは図5Aの拡大図である。 
δ1.38(s、36H)、2.17(s、2H)、2.37(s、1H)、6.99-7.7(m、 28H)、8.30(d、J=14.2Hz、J=5.96Hz、3H)、8.59(dd、J=19.72Hz、J=8.72Hz、8H)。
 化合物2の特性を以下に示す。 
 <熱分析>
 化合物2の異性体成分1のガラス転移温度(Tg)、結晶化温度(Tc)、融点(Tm)を、セイコー電子工業製EXSTAR6000シリーズDSC6200により20℃/minで昇温し測定した。
 1回目の昇温では318℃~371℃にTcまたは9位、10位の2つの置換基の回転により生じるSyn型からAnti型への転移によると思われる発熱(ピーク温度366℃)を示した。Tmは477℃~488℃(ピーク483℃)であった。
 Tm到達後、急冷し2回目の昇温では214~227℃にTgを示した以外500℃まで他に発熱や吸熱ピークはなく熱的に非常に安定であった。
 <溶解度>
 化合物2の異性体成分1は室温でトルエン1mlに34mgの濃度で溶解し、キャリア輸送層、各色の発光層ホスト、青色発光ドーパントとして有機ELの各層を形成するインクに用い塗布成膜することができた。
 <化合物2のエネルギーレベル>
 10mgの化合物2の異性体成分1を1mlのトルエンに溶解した溶液をITO透明導電ガラス上にスピンコートし、理研計器製表面分析装置AC-1でイオン化ポテンシャルを測定した結果、5.9eVであった。吸収端エネルギーを差し引き電子親和力は2.9eVであった。
 <蛍光スペクトル>
 図3に島津RF-5300PC蛍光分光光度計で測定したITO透明導電ガラス上の化合物2のスピンコート膜の蛍光スペクトルを示す。励起波長340nm、蛍光ピーク波長454nmの青色であった。
 〔実施例3〕
 2-tert-ブチル-9,10-ビス{4-[2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-6-イル]ビフェニル-2’-イル}-アントラセン(化合物3)の合成
 (中間体合成例9)
 2-tert-ブチル-9,10-ビス{4-[2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-6-イル]ビフェニル-2’-イル}-9,9,10,10-テトラヒドロアントラセン-9,10-ジオール(中間体I)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
 アルゴン雰囲気下、2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-6-(2’-ブロモビフェニル-4-イル)-1,3,5-トリアジン1.5g(2.6mmol)をテトラヒドロフラン25mlに溶解し、-70℃以下に冷却した後、1.6M n-ブチルリチウムのヘキサン溶液1.94ml(3.1mmol)を滴下した。さらに同温度で1時間攪拌した後、2-tert-ブチル-アントラキノン0.32g(1.2mmol)を加え、徐々に室温に戻して一晩攪拌し反応させた。
 反応後、反応混合物を飽和塩化アンモ二ウム水溶液に注加し、エーテルで抽出した。さらに、有機相を分取し、硫酸ナトリウムで乾燥した後、溶媒を留去し、2-tert-ブチル-9,10-ビス{4-[2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-6-イル]ビフェニル-2’-イル}-9,9,10,10-テトラヒドロアントラセン-9,10-ジオールの粗生成物1.53g(TLCで多スポット)を得て、次工程にそのまま用いた。
 (合成例3)
 2-tert-ブチル-9,10-ビス{4-[2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-6-イル]ビフェニル-2’-イル}-アントラセン(化合物3)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
 2-tert-ブチル-9,10-ビス{4-[2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-6-イル]ビフェニル-2’-イル}-9,9,10,10-テトラヒドロアントラセン-9,10-ジオール(中間体I)の粗生成物を酢酸50mLに溶解し、ヨウ化カリウム0.5g(3.0mmol)およびNaHPO0.16g(1.51mmol)を加え、4時間還流攪拌し反応した。
 反応後、反応混合物を水に注加し、塩化メチレンで抽出した。有機相を分取し、水洗、硫酸ナトリウムで乾燥した後、溶媒を留去し、得られた残留分からヘキサン/塩化メチレン(2/1)を溶離液としたシリカゲルTLCにてRf値0.34の主成分(下側の成分の異性体)を得た。その主成分を、ヘキサン:塩化メチレン(4/1)からなる混合溶媒を溶出液としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、2-tert-ブチル-9,10-ビス{4-[2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-6-イル]ビフェニル-2’-イル}-アントラセン0.23g(15.5%:2-t-ブチルアントラキノンからの収率)をHPLC純度97.1%で得た。
 ESI-Ms質量分析にて1225.80のメインピークを得て目的物の計算値(C8884:1225.65)と一致した。 
 本発明の化合物3で示す化合物(Rf値0.34)のH-NMRチャート(400MHz, d-CDCl)を図6Aに示す。また、図6Bは図6Aの拡大図である。
 δ1.17(s、9H)、1.37(s、36H)、7.19(d、J=8.3Hz、2H)、7.24(d、J=8.7Hz、2H)、7.26~7.00(m、1H)、7.32(dd、J=9.1Hz、1.8Hz、1H)、7.38(d、J=7.8Hz、1H)、7.42~7.46(m、2H)、7.46~7.52(m、1H)、7.54(d、J=8.2Hz、11H)、7.59~7.71(m、6H)、8.28(d、J=8.2Hz、2H)、8.31(d、J=8.2Hz、2H)、8.57(d、J=8.2Hz、8H)。
 化合物3の特性を以下に示す。 
 <熱分析>
 化合物3のガラス転移温度(Tg)、結晶化温度(Tc)、融点(Tm)を、セイコー電子工業製EXSTAR6000シリーズDSC6200により測定した。20℃/minで昇温し337℃から0℃まで急冷し再度、20℃/minで昇温したところ、205℃から219℃にTgを示した以外、400℃以上まで他に吸熱、発熱等のピークは無く熱的に安定であった。
 <溶解度>
 化合物3は室温でトルエン1mlに150mgの濃度で溶解し、キャリア輸送層、各色の発光層ホスト、青色発光ドーパントとして有機ELの各層を形成するインクに用い塗布成膜することができた。
 <化合物3のエネルギーレベル>
 10mgの化合物1を1mlのトルエンに溶解した溶液をITO透明導電ガラス上にスピンコートし、理研計器製表面分析装置AC-1でイオン化ポテンシャルを測定した結果、5.9eVであった。吸収端エネルギーを差し引き電子親和力は3.0eVであった。
 <蛍光スペクトル>
 図3に、島津RF-5300PC蛍光分光光度計で測定したITO透明導電ガラス上の化合物3のスピンコート膜の蛍光スペクトルを示す。励起波長330nm、蛍光ピーク波長453nmの青色であった。
 〔実施例4〕
 2,2’-ビス(4-(2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-6-イル)フェニル)-9,9’-スピロビフルオレン(BTrSBF;化合物31)の合成
 (中間体合成例10)
 2,2’-ビス(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-9,9’-スピロビフルオレン(中間体J)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
 アルゴン雰囲気下、2,2’-ジブロモ-9,9’-スピロビフルオレン2.0g(4.22mmol)、ビス(ピナコレート)ジボラン2.36g(9.28mmol)、酢酸カリウム2.48g(25.31mmol)、およびDMF68mLからなる混合物に、PdCl(dppf)0.45g(0.55mmol)を加え、80~90℃で48時間攪拌した。
 反応終了後、反応混合物からDMFを留去し、残留物を塩化メチレンで抽出した後、水洗を行い、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去し、得られた残留物をヘキサン-塩化メチレン(1:2)を溶出液としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、2,2’-ビス(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-9,9’-スピロビフルオレン(中間体J)2.07g(3.64mmol)を収率86.3%で得た。
 H NMR(400MHz, d-CDCl):δ1.25(s、24H)、6.66(d、J=7.8Hz、2H)、7.09(td、J=7.4Hz、1.1Hz、2H)、7.17(s、2H)、7.35(td、J=7.6Hz、0.9Hz、2H)、7.83~7.87(m、6H)。
 (化合物31の合成例)
 2,2’-ビス(4-(2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-6-イル)フェニル)-9,9’-スピロビフルオレン(化合物31)の合成
 アルゴン雰囲気下、2,2’-ビス(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-9,9’-スピロビフルオレン(中間体J)1.0g(1.76mmol)、2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-6-(4-ブロモフェニル)-1,3,5-トリアジン1.76g(中間体A)(3.52mmol)、2M NaCO 3.5mL、およびDMF50mLからなる混合物を室温で脱酸素した後、ここに、Pd(PPh(テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム;0価)0.41g(0.35mmol)を加え、85℃で48時間攪拌した。
 反応終了後、反応混合物を水に注加し、塩化メチレンで抽出した後、水洗を行い、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去し、得られた残留物をアセトン-メタノール混合溶媒で洗浄し、ついで、ヘキサン-塩化メチレン(6:1)を溶出液としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、2,2’-ビス(4-(2,4-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-6-イル)フェニル)-9,9’-スピロビフルオレン(化合物31)0.66g(0.571mmol)を収率32.5%、HPLC純度100.0%で得た。
 HPLC分析条件:関東化学製HPLCカラム マイティシルRP-18GP(粒径5ミクロン 直径4.6mm 長さ150mm)を用い、アセトニトリル/テトラヒドロフラン(80/20)の溶離液を1.5ml/minの流速で流し、254nmのUVで検出すると、保持時間23.64分の単一ピークが得られた(純度100.0%)。
 ESI-Ms質量分析にて1155.72のメインピーク(M)を得て、これは目的物の分子量の計算値(C83746 :1155.52)と一致した。
 本発明の化合物31で示す化合物のH-NMRチャート(400MHz、d-CDCl)を図7Aに示す。また、図7Bは図7Aの拡大図である。
H NMR(400MHz, d-CDCl):δ1.39(s、36H)、6.80(d、J=7.8Hz、2H)、7.17(d、J=1.4Hz、2H)、7.19(t、J=7.3Hz、2H)、7.45(t、J=7.1Hz、2H)、7.60(d、J=8.5Hz、8H)、7.69(d、J=8.7Hz、4H)、7.83(dd、J=8.0Hz、1.6Hz、2H)、7.98(d、J=7.8Hz、2H)、8.05(d、J=7.8Hz、2H)、8.66(d、J=8.5Hz、8H)、8.72(d、J=8.7Hz、4H)。
 化合物31の特性を以下に示す。 
 <熱分析>
 化合物31のガラス転移温度(Tg)、結晶化温度(Tc)、融点(Tm)を、セイコー電子工業製EXSTAR6000シリーズDSC6200により測定した。20℃/minで昇温し、350℃から0℃まで急冷した後、再度20℃/minで昇温したところ、238℃から257℃にTgを示した。それ以外に350℃までの間に吸熱、発熱等のピークは無く、熱的に安定なガラス状物質であった。
 <溶解度、成膜性>
 化合物31は極めてアモルファス性が高く、室温でトルエン1mlに0.4gの高濃度で溶解した。その他、キシレン、アニソール、4-メチルアニソール、テトラリン等の各種芳香族溶媒、シクロヘプタノールやシクロオクタノール等の高粘度のシクロアルコール溶媒にも易溶である。また、各種印刷方式の粘度に合わせた各種混合溶媒にも溶解させることができる。
 化合物31は、スピンコート法、ダイコート法、キャピラリーコート法、インクジェット法、連続ノズル印刷法、凸版印刷法、グラビア印刷法等の各種塗布印刷法式に適した粘度の溶剤に所望の濃度で溶解し、アモルファスな膜を成膜することができる。そのため、有機EL素子等における正孔ブロック層や電子輸送層等のキャリア輸送層、赤、青、緑等の発光層用ホスト材料として用いることができる。
 <化合物31のエネルギーレベル>
 10mgの化合物31を1mlのトルエンに溶解した溶液を、ITO透明導電ガラス上にスピンコートし、理研計器製表面分析装置AC-1でイオン化ポテンシャルを測定した結果、6.2eVであった。吸収端エネルギーを差し引き、電子親和力は3.0eVであった。
 <蛍光スペクトル>
 ITO透明導電ガラス上における、化合物31のスピンコート膜の蛍光スペクトルを測定した。その結果は、図8の0wt%のグラフに対応する。測定は、島津RF-5300PC蛍光分光光度計にて行い、蛍光ピーク波長422nmの青色発光が得られた。
 〔実施例5〕
 化合物31で示すイオン化ポテンシャル6.2eV、電子親和力3.0eV、Egが3.2eVのキャリア輸送性ホスト材料BTrSBFと、5~20wt%の濃度の化合物2を発光ドーパントとしてトルエンに溶かした組成のインクを作製した。ITO透明導電ガラス上に前記インクのスピンコート膜を作製し、島津RF5300PC蛍光分光光度計により蛍光スペクトル強度を励起波長340nmで測定した。
 図8に、化合物2の異性体成分1を化合物31にドープした場合(化合物2の含量を0、5、10、20、100wt%とし、このときの化合物31の含量はそれぞれ100、95、90、80、0wt%とした)の蛍光スペクトル(励起波長340nm)を示す。
 図8から、本発明の化合物2(Egは約2.9eV)を、Egがより大きな(3.2eV)ホスト材料BTrSBF中に5~20wt%程度ドープすることにより、ホストからドーパントに効率よくエネルギー移動でき、かつ濃度消光が抑制されドーパントからの強い青色発光を示す発光膜が得られることがわかった。
 さらにこの発光膜に、島津RF5300PC蛍光光度計の励起光のスリット幅を1.5nmとし、340nmの波長の光を1000秒間大気中で当て続けると、化合物2の異性体成分1の単独膜は450nmでの蛍光強度が初期の57%に減少、BTrSBFの単独膜は初期の64%に減少したのに対し、BTrSBF中に化合物2を5wt%ドープした膜は初期の74%を保持し、膜の蛍光強度の光劣化の抑制に効果があった。
 〔実施例6〕
 化合物31類似化合物(化合物32)の合成
 中間体合成例1において、4-tert-ブチルベンゾニトリルの代わりに4-メチルベンゾニトリルを用い、同様に中間体Kを合成した。その中間体Kを、化合物31の合成例における中間体Aの代わりに用い、同様に化合物32(HPLC純度100.0%)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
 HPLC分析条件:関東化学製HPLCカラム マイティシルRP-18GP(粒径5ミクロン 直径4.6mm 長さ150mm)を用い、アセトニトリル/テトラヒドロフラン(80/20)の溶離液を1.0ml/minの流速で流し、254nmのUVで検出すると、保持時間16.34分の単一ピークが得られた(純度100.0%)。
 本発明の化合物32で示す化合物のH-NMRチャート(400MHz、d-CDCl)を図9Aに示す。また、図9Bは図9Aの拡大図である。
H NMR(400MHz, d-CDCl):δ2.47(s、12H)、6.83(d、J=7.8Hz、2H)、7.13(d、J=1.4Hz、2H)、7.17(t、J=7.3Hz、2H)、7.34(d、J=7.8Hz、8H)、7.43(t、J=7.2Hz、2H)、7.65(d、J=8.7Hz、4H)、7.76(dd、J=8.0Hz、1.6Hz、2H)、7.93(d、J=7.3Hz、2H)、7.99(d、J=7.8Hz、2H)、8.61(d、J=8.2Hz、8H)、8.70(d、J=8.7Hz、4H)。
 化合物32の特性を以下に示す。 
 <熱分析>
 化合物32のガラス転移温度(Tg)、結晶化温度(Tc)、融点(Tm)を、セイコー電子工業製EXSTAR6000シリーズDSC6200により測定した。20℃/minで昇温し、375℃から0℃まで急冷した後、再度20℃/minで昇温したところ、205℃から221℃にTg、320℃に結晶化ピーク(Tc)、369℃から397℃にTm(ピーク387℃)を示した。
 <溶解度>
 化合物32は、室温でトルエン1mlに6mgの濃度で溶解可能であった。さらにホットプレート上で加熱しながら徐々に加えて溶かすと、室温に戻した際に34mg溶解していた。化合物32は、電子輸送性キャリア輸送材料として使用することができ、トルエン、キシレン、アニソール、テトラリン等の有機溶媒に溶かして有機ELの各層を形成するインクに添加し、塗布成膜することができる。
 <化合物32のエネルギーレベル>
 10mgの化合物32を1mlのトルエンに溶解した溶液をITO透明導電ガラス上にスピンコートし、理研計器製表面分析装置AC-1でイオン化ポテンシャルを測定した結果、6.2eVであった。吸収端エネルギーを差し引き、電子親和力は3.0eVであった。
 <蛍光スペクトル>
 図10に、化合物32の蛍光スペクトルチャート(実線)および化合物32に化合物2をドープした場合の蛍光スペクトルチャート(破線)を示す。まず、ITO透明導電ガラス上に化合物32の溶液を厚さ41nmでスピンコートしたものについて、340nmで励起させた場合の蛍光スペクトルを得た(図10の実線)。測定は、島津RF-5300PC蛍光分光光度計にて行った。蛍光ピーク波長424nmの青色発光が得られた。
 さらに、化合物32に化合物2を5wt%ドープして上記と同様に膜を形成した場合の蛍光スペクトルを、上記と同様に測定した。その結果を図10の破線で示す。蛍光ピーク波長は453nmであり、化合物2をドープしない場合よりも増強した純青色発光が得られた。
 <真空蒸着温度>
 20mgの化合物32を日本バックスメタル製MoボートBu-6に入れて真空蒸着装置にセットし、1E-5Torr以下の圧力下、熱電対で温度を測定しながら昇温を行うと、ボート温度480℃において、30cm離して上方に設置した石英基板上での成膜速度が0.1nm/sとなった。
 〔実施例7〕
 本発明の一実施形態に係るドナー基材の作製方法について、図11を参照しながら説明する。 
 バイコールガラス又はガラスセラミックスからなる透明低熱膨張率基板16をエッチングし、ディスプレイ基板上の画素を形成する青、赤、緑等のストライプラインの間隔に対応した高さ2μm程度のスペーサー隔壁19を作る。次にリフトオフレジストを塗布後、厚さ100~200nm のCrOxまたはMoOx(xは任意の数)からなる光吸収性の膜をスパッタリング法により隔壁間に成膜し、レジストを除去して光吸収層17を形成する。次にアルミニウムを50~100nmの厚さで蒸着し、光反射層18とする。
 次に、分子量1155.5の化合物31からなるホスト材料に対し、ドーパント材料として実施例1で得た分子量1169.5の化合物1を5wt% の割合で混合しトルエンに溶かした青色発光層用インクを作り、連続ノズル印刷法で光吸収層上に成膜する。200℃で真空乾燥して、厚さ60nmの青色発光層用の転写層20を有する青色発光層用レーザー転写用ドナー基材を得る。
 〔実施例8〕
 実施例3で得た分子量1225.6の化合物3からなるホスト材料にドーパント材料として分子量1219.6の化合物8を10wt% の割合で混合しトルエンに溶かした緑色発光層用インクを作り、実施例7と同様に厚さ60nmの緑色発光層用の転写層20を有するレーザー転写用ドナー基材を得る。
 〔実施例9〕
 実施例3で得た分子量1225.6の化合物3からなるホスト材料にドーパント材料として分子量1269.7の化合物11を10wt% の割合で混合しトルエンに溶かした赤色発光インクを作り、実施例7と同様に赤色発光層用の転写層20を有するレーザー転写用ドナー基材を得る。
 〔実施例10〕
 1,3,5-トリス(4-(3,6-ジ-tert-ブチル-N-カルバゾリル)フェニル)ベンゼン(化合物33)の合成
 アルゴン雰囲気下、1,3,5-トリス(4-ブロモフェニル)ベンゼン0.99g(1.8mmol)、J.Am.Chem.Soc.2006年,128巻,5592-5593ページにより合成した3,6-ジ-tert-ブチルカルバゾール2.51g(9.0mmol)、ヨウ化銅(I)0.34g(1.8mmol)、およびリン酸カリウム1.91g(9.0mmol)に脱水1,4-ジオキサン110mlを加え、数分攪拌した後、trans-1,2-シクロヘキサンジアミン0.41g(3.6mmol)を加え、110℃で30時間、加熱攪拌して反応させた。
 反応後、反応混合物から溶剤を留去し、得られた残留物を塩化メチレンで抽出した後、水洗を行い、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去し、得られた残留物をヘキサン-塩化メチレン(4:1)を溶出液としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、純度99%のトリス(4-(3,6-ジ-tert-ブチルカルバゾリル)フェニル)ベンゼン1.13g(0.99mmol)を収率55%で得た。
 化合物33の質量分析により、1138のメインピークを得て、これは目的物の分子量の計算値(C8487:1138.61)に一致した。
 NMRのシグナルを以下に示す。 
 HNMR(400MHz,d-CDCl):δ1.49(s、54H)、7.46(d、J=8.70Hz、6H)、7.50-7.52(m、6H)、7.73(d、J=8.70Hz、6H)、7.80(d、J=8.24Hz、6H)、8.04(s、3H)、8.17(s、6H)。
 化合物33の特性を以下に示す。 
 <熱分析>
 DSC測定による化合物33のTgは240℃、Tcは323℃、Tmは403℃であった。
 <エネルギーレベル>
 理研計器製表面分析装置AC-1で求めたイオン化ポテンシャルは6.2eVであり、イオン化ポテンシャルから光学的エネルギーギャップを差し引いて求めた電子親和力は2.8eVであった。
 <溶解度>
 トルエン、キシレン、テトラリン等の一般の有機溶媒や混合溶媒に10wt%以上溶け、易溶であった。
 <膜の蛍光>
 化合物31のみ、化合物33のみ、そして化合物31:化合物33:化合物3(重量比10:2:1)の混合物のそれぞれの固形分量が2wt%となるようなキシレン溶液を石英板上にスピンコート(500rpmで5秒回転後1200rpmで60秒回転)してほぼ同じ厚さの膜を作成し、蛍光スペクトルを測定した。その結果を図12に示す。 
 化合物33は、380nmにピークを有する青色蛍光を示した。化合物3を7.7wt%ドープした化合物31:化合物33:化合物3(10:2:1)の混合膜では化合物3の蛍光スペクトルの形状と一致し、化合物33または化合物31のみの場合よりも強度の強い青色蛍光発光が得られた。
 〔実施例11〕
 本発明の一実施形態に係るEL素子の作製方法について説明する。
 厚さ0.7mmのガラス基板上に、スパッタリング法により厚さ150nmのITO膜を成膜し、ストライプ状のITO膜パターンを常法によりウエットエッチングを行い形成する。この基板をアルカリ洗剤により超音波洗浄後、さらに純水で洗浄し、乾燥させ、酸素またはアルゴンガスによるプラズマ洗浄を行ない、EL素子またはディスプレイ用の基板とする。
 続いて、発光領域となるITO膜上に、三酸化モリブデンをイオンプレーティングし、厚さ3nmの正孔注入輸送層を成膜する。
 次に、この正孔注入輸送層上に、ポリマー1の0.5wt%トルエン溶液をスピンコートした後、端子部等の不要部の膜をふき取り、200℃で60分間真空加熱架橋処理しトルエンに不溶な約30nmの膜厚の電子ブロック正孔輸送層を得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
 次に、発光層ホスト材料としての化合物31で示すBTrSBF中に、青色発光ドーパント材料として固形分比5wt%の実施例2で得た化合物2の異性体成分1と、正孔輸送材料として固形分比5wt%の化合物33で示す化合物を混合し、トルエンに1.5wt%溶解した本発明の青色蛍光インク組成物を、スピンコート法によりポリマー1の架橋膜上に塗布し、端子上等の不要部を拭き取り90分間減圧加熱乾燥させて厚さ約60nmの発光層とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
 次に発光層上に、化合物31とリチウムを蒸着速度比100対4で10nmの厚さで共蒸着し電子注入輸送層とする。 
 最後にLiFを0.5nmの厚さで真空蒸着し、さらにAlを150nmの厚さで蒸着して陰極を形成する。
 以上のようにして作製した有機EL素子に10Vの直流電圧を印加し発光させると色純度の良い青色発光が得られる。
 〔実施例12〕
 正孔注入輸送層を形成するまでは実施例11と同様に行なう。次にポリマー1の膜を20nmの厚さでスリットコート法で形成し、発光部に対応する必要部分が開口したフォトマスクを通して不活性雰囲気中で365nmの紫外光を4Wの低圧水銀ランプにフィルターを通して60秒照射し、架橋不溶化した。その後トルエンでリンスし、端子部等の不要部の膜を除去し乾燥し電子ブロック正孔輸送層を形成する。
 次に、増粘剤と正孔輸送性高分子ホスト材料を兼ねて重量平均分子量110万のポリ(9-ビニルカルバゾール)を固形分比33wt%、電子輸送性のホスト材料として化合物31を固形分中の比率52wt%、青色発光ドーパント材料として実施例2で得た化合物2の異性体成分1を固形分中の比率5wt%、正孔輸送材料として化合物33で示す化合物を固形分中の比率10wt%の割合で混合し、インク中の総固形分比6wt%、粘度が10~15mPa・S程度のアニソール溶液のインクを調製する。
 本インクをスリットコートによりアニロックスロールに塗布した後、画素パターンに対応した凸部を形成した凸版方式の印刷版の凸部上に転写し、電子ブロック正孔輸送層を形成したガラス基板上にロール印刷を行ない、膜を乾燥し厚さ約60nmの発光層とする。
 次に発光層上に、化合物31とリチウムを蒸着速度比100対4で5~10nmの厚さで共蒸着し、電子注入輸送層とする。 
 最後にAlを150nmの厚さで蒸着して陰極を形成する。
 以上のようにして作製した有機EL素子に10Vの直流電圧を印加し発光させると色純度の良い青色発光が得られる。
 〔実施例13〕
 ポリマー1の架橋不溶化した電子ブロック正孔輸送層を形成するまでは実施例11と同様に行う。 
 次に、増粘剤として重量平均分子量120万のポリ(2-ビニルナフタレン)を固形分比33wt%、電子輸送性のホスト材料として化合物31を固形分中の比率52wt%、青色発光ドーパント材料として実施例3で得たRf値0.34の化合物3の異性体成分を固形分中の比率5wt%、正孔輸送材料として化合物33で示す化合物を固形分中の比率10wt%の割合で混合し、インク中の総固形分比約12wt%、粘度が40~80mPa・Sのアニソール溶液のインクを調製する。
 本インクはロールコートによりアニロックスロールに塗布され、ロールに円筒状に巻かれ凸版方式の印刷版の凸部上に転写され、さらに電子ブロック正孔輸送層を形成したガラス基板上に転写、乾燥させられ発光層となる。
 次に発光層上に、化合物31とリチウムを蒸着速度比100対4で5~10nmの厚さで共蒸着し、電子注入輸送層とする。 
 最後にAlを150nmの厚さで蒸着して陰極を形成する。
 以上のようにして作製した有機EL素子に10V程度の直流電圧を印加し発光させると色純度の良い青色発光が得られる。
 〔実施例14〕
 本発明の一実施形態に係るドナー基材を用いたレーザー昇華転写法による発光層の成膜法について図13を参照しながら説明する。
 ITO膜からなる陽極2を、カラー表示に対応して青、緑、赤の3色の発光領域別にストライプ状に形成した以外は、電子ブロック正孔輸送層4を形成するまでは実施例11と同様に行ないディスプレイ基板21を作製する。 
 次に、実施例7で作製した青色発光層転写用ドナー基材を真空中でELディスプレイ基板に重ね合わせ、発光領域に対応する部分のドナー基材裏面にレーザービーム22をスキャン照射し加熱すると、ドナー基材上に形成した転写層20の化合物が昇華し、ディスプレイ基板21上に発光層5が形成される。ドナー基材より大きいディスプレイ基板21への転写の場合はドナー基材の位置を変えながらディスプレイ基板に重ね合わせ転写を繰り返す。
 次に実施例8および実施例9で作製したそれぞれ緑色および赤色発光層転写用のドナー基材を順次用いて、同様に各色の発光領域に対応する部分にレーザー昇華転写を行い緑色と赤色の発光層のラインを形成する。
 次に、発光層上に化合物19とLiオキシン錯体を蒸着速度比10:1で20nmの厚さで共蒸着し電子注入輸送層とする。 
 最後にITOのストライプラインと直交する方向にストライプ形状の穴を有する蒸着マスクを通してLiFを0.5nmの厚さで真空蒸着し、さらにAlを150nmの厚さで蒸着して陰極を形成する。 
 以上のようにして作製した有機EL素子の各ITOラインと陰極のライン間に10V程度の直流電圧を印加すると陽極ITOラインと陰極ラインの交点に形成された青、緑、赤の各発光層の色でEL発光する。
 〔実施例15〕
 ポリマー1のトルエンに不溶な電子ブロック正孔輸送層を形成するまでは実施例11と同様に行う。 
 次に、ポリマー2のキシレン溶液中に架橋型の化合物21を固形分比10wt%混合したインクを作製し、有機EL素子基板の電子ブロック正孔輸送層上に60nmの厚さでスピンコートを行なう。発光部分に対応する領域に、フォトマスクを通して4Wの低圧水銀ランプからフィルターを通して365nmの紫外線を60秒間露光し、トルエンでリンスし、不要な膜と未反応の化合物21を除去、乾燥しトルエンに不溶な発光層とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
 次に、化合物19のトルエン溶液を10nmの厚さでスピンコート法で塗布し、電極上等の不要な有機膜を拭き取った後、200℃で30分間真空加熱乾燥を行い、電子注入輸送層とする。 
 最後にLiFを0.5nmの厚さで真空蒸着し、さらにAlを150nmの厚さで蒸着して陰極を形成する。 
 以上のようにして作製した有機EL素子に10V程度の直流電圧を印加すると、青色のEL発光が得られる。
 〔実施例16〕
 本発明の一実施形態に係る液体発光層を有するEL素子の作製方法について説明する。
ITO膜からなる透明電極を形成した厚さ0.7mmの2枚の無アルカリガラス板を10.5ミクロンのポリエステルフィルムからなるスペーサーを挟みセルの3方を接着した。残りの1方からセル内中に5wt%の化合物3と0.1mol/LのLiCFSOを溶かしたオルトジクロロベンゼンを流し込み両電極間に直流電圧または交流電圧をかけると青色のEL発光が得られる。
 1…基板、2…陽極、3…正孔注入輸送層、4…電子ブロック正孔輸送層、5…発光層、6…正孔ブロック電子輸送層、7…電子注入輸送層、8…陰極、9…パッシベーション層、10…乾燥剤シート、11…封止板、12…接着材、13…陰極端子部、14…電源、15…配線、16…透明シートまたは基板、17…光吸収層、18…光反射層、19…スペーサー隔壁、20…転写層、21…ディスプレイ基板、22…レーザービーム。

Claims (15)

  1.  下記式(1)の構造で示されることを特徴とした化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式中、Xは、置換基を有しても良いアリール環またはヘテロアリール環から誘導される残基または単結合を示す。ArおよびArは、未置換または置換基を有するフェニル基またはヘテロアリール基である。Arは置換または未置換のアリールまたはヘテロアリール環が1つまたは6つ以下で共役的に連結した炭素数60以下の基、またはアントラセン環上の9位または10位の置換基と同じ基である。XおよびArからAr上の置換基、ならびにRからR12は、水素、重水素、フッ素、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリメチルシリル基、炭素数15以下のアルキル基、アルコキシ基およびポリオキシアルキレン基、炭素数15以下の置換または未置換のアリール基およびヘテロアリール基、ならびに炭素数15以下の架橋性置換基からなる群から独立に選ばれる。
     また、RからR12は隣接する置換基同士が連結し環を形成しても良い。
     nは0または1の整数である。)
  2.  下記式(2)の構造で示されることを特徴とした請求項1に記載の化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式中、RからR44は、水素、重水素、フッ素、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリメチルシリル基、炭素数15以下のアルキル基、アルコキシ基およびポリオキシアルキレン基、炭素数15以下の置換または未置換のアリール基およびヘテロアリール基、ならびに炭素数15以下の架橋性置換基からなる群から独立に選ばれる。n1およびn2はそれぞれ独立に0または1の整数である。)
  3.  下記式(3)の構造で示されることを特徴とした請求項2に記載の化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式中、RからRは、水素、重水素、フッ素、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリメチルシリル基、炭素数15以下のアルキル基、アルコキシ基およびポリオキシアルキレン基、炭素数15以下の置換または未置換のアリール基およびヘテロアリール基、ならびに炭素数15以下の架橋性置換基からなる群から独立に選ばれる。)
  4.  RおよびRからRは水素原子であり、Rは炭素数15以下のアルキル基であることを特徴とする請求項3に記載の化合物。
  5.  下記式(8)で示されることを特徴とした化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (式中、Rは炭素数1~4のアルキル基である。)
  6.  下記式(9)の構造で示されることを特徴とした請求項5に記載の化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
  7.  室温で液体の媒体中に、請求項1から6のいずれか1項に記載の化合物を少なくとも1種以上を含有することを特徴とするインク組成物。
  8.  発光ドーパントとしての請求項1から4のいずれか1項に記載の化合物と、イオン化ポテンシャルと電子親和力との間のエネルギー差が前記ドーパントよりも大きい少なくとも1種以上のホスト材料とを含むインク組成物。
  9.  前記ホスト材料が請求項5または6に記載の化合物であることを特徴とする請求項8に記載のインク組成物。
  10.  下記式(10)で示される化合物と、請求項1から4のいずれか1項に記載の化合物の少なくとも1種以上を含むことを特徴とする固体または液体の組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    (式中、Rはアルキル基であり、nは置換基の数を表す0から3の整数である。)
  11.  光エネルギーを吸収し発熱する層が形成された基板またはシート上に、請求項1から6のいずれか1項に記載の化合物を含む転写層が積層された転写用ドナー基材。
  12.  対向する電極間若しくは陽極と陰極との間の少なくとも1層に発光材料を含有する発光層を備えた発光素子において、前記対向する電極間若しくは陽極と陰極との間に形成された少なくとも1層が請求項1から6のいずれか1項に記載の化合物を含むことを特徴とする発光素子。
  13.  対向する電極間若しくは陽極と陰極との間の少なくとも1層に発光材料を含有する発光層を備えた発光素子において、前記発光層は、発光ドーパントとして請求項1から4のいずれか1項に記載の化合物と、イオン化ポテンシャルと電子親和力の間のエネルギー差(Eg)が前記発光ドーパントよりも大きい1種類以上のホスト材料とを少なくとも含有することを特徴とする請求項12に記載の発光素子。
  14.  前記ホスト材料が請求項5または6に記載の化合物であることを特徴とする請求項13に記載の発光素子。
  15.  前記発光ドーパントが、前記発光層中5~20wt%の割合で含まれることを特徴とする請求項14に記載の発光素子。
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