WO2018185571A1 - 有機化合物、発光素子、発光装置、電子機器、表示装置及び照明装置 - Google Patents

有機化合物、発光素子、発光装置、電子機器、表示装置及び照明装置 Download PDF

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WO2018185571A1
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尾坂晴恵
瀬尾哲史
鈴木恒徳
橋本直明
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Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to an organic compound and a light-emitting element, a display module, a lighting module, a display device, a light-emitting device, an electronic device, and a lighting device each using the organic compound.
  • one embodiment of the present invention is not limited to the above technical field.
  • the technical field of one embodiment of the invention disclosed in this specification and the like relates to an object, a method, or a manufacturing method.
  • one embodiment of the present invention relates to a process, a machine, a manufacture, or a composition (composition of matter).
  • the technical field of one embodiment of the present invention disclosed in this specification more specifically includes a semiconductor device, a display device, a liquid crystal display device, a light-emitting device, a lighting device, a power storage device, a memory device, an imaging device, A driving method or a manufacturing method thereof can be given as an example.
  • the organic EL element has a function-separated configuration in which a plurality of functions are assigned to different substances, but among them, there is a demand for light emitting materials, particularly light emission efficiency that affects power consumption, and light emission color for improving display quality. Is big.
  • Patent Document 1 discloses an organic compound having a naphthobisbenzofuran skeleton.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a novel organic compound. Another object is to provide an organic compound that emits light with favorable chromaticity. Alternatively, an object is to provide an organic compound that exhibits blue light emission with favorable chromaticity. Alternatively, an object is to provide an organic compound with favorable light emission efficiency. Alternatively, an object is to provide an organic compound with high carrier transportability. Another object is to provide a highly reliable organic compound.
  • Another object of one embodiment of the present invention is to provide a novel light-emitting element. Another object is to provide a light-emitting element with favorable light emission efficiency. Another object is to provide a light-emitting element having favorable chromaticity. Another object is to provide a light-emitting element that emits blue light with favorable chromaticity. Another object is to provide a light-emitting element with favorable lifetime. Another object is to provide a light-emitting element with low driving voltage.
  • the present invention should solve any one of the above-mentioned problems.
  • One embodiment of the present invention is an organic compound represented by General Formula (G1) below.
  • B represents any one of a substituted or unsubstituted naphthobisbenzofuran skeleton, a substituted or unsubstituted naphthobisbenzothiophene skeleton, and a substituted or unsubstituted naphthobenzofuranobenzothiophene skeleton.
  • Ar 1 represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 25 carbon atoms, a substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group, a substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group, and a substituted or unsubstituted carbazolyl group. One of them.
  • A is any one of a substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group, a substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group, and a substituted or unsubstituted carbazolyl group, and ⁇ 1 to ⁇ 3 are each independently substituted or unsubstituted.
  • a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 25 carbon atoms.
  • L, m, and n each independently represent an integer of 0 to 2, and q is 1 or 2.
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound represented by General Formula (G1) below.
  • B represents either a substituted or unsubstituted naphthobisbenzofuran skeleton, a substituted or unsubstituted naphthobisbenzothiophene skeleton, and a substituted or unsubstituted naphthobenzofuranobenzothiophene skeleton.
  • Ar 1 is any one of a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 25 carbon atoms or a group represented by the following general formulas (g1) to (g3), and A represents the following general formula ( any one of groups represented by g1) to (g3).
  • ⁇ 1 to ⁇ 3 are each independently a substituted or unsubstituted divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 25 carbon atoms.
  • L, m, and n each independently represents an integer of 0 to 2, and q is 1 or 2.
  • any one of R 1 to R 9 represents a single bond, and the rest each independently represents hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or 3 to 3 carbon atoms. It represents either a 10 cyclic hydrocarbon group or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms.
  • A is a group represented by the general formula (g3) and R 9 in the group represented by the general formula (g3) represents a single bond
  • n is 1 or 2.
  • Ar 1 is a group represented by the general formula (g3) and R 9 represents a single bond in (g3)
  • m is 1 or 2.
  • any one of R 1 to R 3 is a single bond
  • a and / or Ar 1 is a group represented by general formula (g3).
  • R 2 or R 3 is a single bond in the group represented by the general formula (g3).
  • the A is a group represented by the general formula (g1) or the general formula (g3), and the general formula (g1) or the general formula ( R 2 in the group represented by g3) is an organic compound representing a single bond.
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound in which n is 0 in the above structure.
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound having the above structure, in which the Ar 1 is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 25 carbon atoms.
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound in which 1 is 0 in the above structure.
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound in the above structure, in which the B is any one of the skeletons represented by the following general formulas (B1) to (B4).
  • any one or two of R 10 to R 21 represent a single bond, and the rest each independently represents hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or 3 to 10 carbon atoms. Or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted diarylamino group having 12 to 32 carbon atoms.
  • any one or two of R 30 to R 41 represent a single bond, and the rest each independently represent hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or 3 to 10 carbon atoms. Or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted diarylamino group having 12 to 32 carbon atoms.
  • any one or two of R 50 to R 61 represent a single bond, and the rest each independently represents hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or 3 to 10 carbon atoms.
  • any one or two of R 70 to R 81 represent a single bond, and the remaining are each independently hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or 3 to 10 carbon atoms.
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound in which, in the above structure, B is any of the skeletons represented by the general formulas (B1) to (B3).
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound in the above structure, in which the B is a skeleton represented by the following general formula (B1).
  • X 2 and X 3 each independently represent an oxygen atom or a sulfur atom.
  • R 10 to R 21 each represents 1 or 2 represents a single bond, and the rest each independently represents hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, or a substituent. Alternatively, it represents either an unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms or a substituted or unsubstituted diarylamino group having 12 to 32 carbon atoms.
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound in which any one or two of R 11 , R 12 , R 17, and R 18 in the general formula (B1) represent a single bond in the above structure.
  • q in the general formula (G1) is 2, and either R 11 or R 12 in the general formula (B1) is a single bond. It is an organic compound in which either one of R 17 and R 18 is a single bond.
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound having the above structure, in which q in the general formula (G1) is 2, and R 11 and R 17 in the general formula (B1) are single bonds.
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound in which, in the above structure, q in the general formula (G1) is 2, and R 12 and R 18 in the general formula (B1) are single bonds.
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound having the above structure, in which the B is a skeleton represented by the following general formula (B2).
  • X 2 and X 3 each independently represent an oxygen atom or a sulfur atom.
  • R 30 to R 41 each represents 1 or 2 represents a single bond, and the rest each independently represents hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, or a substituent. Alternatively, it represents either an unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms or a substituted or unsubstituted diarylamino group having 12 to 32 carbon atoms.
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound in which any one or two of R 31 , R 32 , R 37, and R 38 in the general formula (B2) represent a single bond in the above structure.
  • q in the general formula (G1) is 2, and R 31 or R 32 and R 37 or R 38 in the general formula (B2) are single bonds. It is an organic compound.
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound having the above structure, in which q in the general formula (G1) is 2, and R 31 and R 37 in the general formula (B2) are single bonds.
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound in which q in the general formula (G1) is 2 and R 32 and R 38 in the general formula (B2) are single bonds in the above structure.
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound having the above structure, in which the B is a skeleton represented by the following general formula (B3).
  • X 2 and X 3 each independently represent an oxygen atom or a sulfur atom.
  • R 50 to R 61 each represents 1 or 2 represents a single bond, and the rest each independently represents hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, or a substituent. Alternatively, it represents either an unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms or a substituted or unsubstituted diarylamino group having 12 to 32 carbon atoms.
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound in which any one or two of R 51 , R 52 , R 57, and R 58 in the general formula (B3) represent a single bond in the above structure.
  • q in the general formula (G1) is 2, and R 51 or R 52 and R 57 or R 58 in the general formula (B3) are single bonds. It is an organic compound.
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound having the above structure, in which q in the general formula (G1) is 2, and R 51 and R 57 in the general formula (B3) are single bonds.
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound in which, in the above structure, q in the general formula (G1) is 2, and R 52 and R 58 in the general formula (B3) are single bonds.
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound in which, in the above structure, both X 2 and X 3 are oxygen atoms.
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound in which A is a group represented by General Formula (g1) in the above structure.
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound represented by the following general formula (G1-1).
  • B is group represented by the following general formula (B1-1) or (B3-1).
  • Ar 1 is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 25 carbon atoms
  • A is a group represented by the following general formula (g0).
  • M represents an integer of 0 to 2.
  • ⁇ 2 is a substituted or unsubstituted divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms.
  • X 2 and X 3 each independently represent an oxygen atom or a sulfur atom.
  • R 12 , R 18 , R 52 and R 58 represent a single bond.
  • X 0 is an oxygen atom or a nitrogen atom to which a substituted or unsubstituted phenyl group is bonded.
  • R 2 represents a single bond.
  • Another embodiment of the present invention is the organic compound having a molecular weight of 1300 or less in the above structure.
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound having a molecular weight of 1000 or less in the above structure.
  • Another embodiment of the present invention is a light-emitting element including the organic compound having the above structure.
  • another embodiment of the present invention is represented by any one of the following structural formulas (iii), (vii), (ix), (x), (xi), (xiii), and (xv) to (XXiv). It is a light emitting element containing the organic compound.
  • One embodiment of the present invention is a light-emitting device including the light-emitting element having the above structure and a transistor or a substrate.
  • Another embodiment of the present invention is an electronic device including the light-emitting device having the above structure and a sensor, an operation button, a speaker, or a microphone.
  • Another embodiment of the present invention is a lighting device including the light-emitting device having the above structure and a housing.
  • another embodiment of the present invention is a light-emitting device including a light-emitting element having the above structure, a substrate, and a transistor.
  • another embodiment of the present invention is an electronic device including the light-emitting device having the above structure and a sensor, an operation button, a speaker, or a microphone.
  • another embodiment of the present invention is a lighting device including the light-emitting device having the above structure and a housing.
  • the light-emitting device in this specification includes an image display device using a light-emitting element.
  • a connector for example, an anisotropic conductive film or TCP (Tape Carrier Package) attached to a light emitting element, a module provided with a printed wiring board at the end of TCP, or a COG (Chip On Glass) method for a light emitting element.
  • a module on which an IC (integrated circuit) is directly mounted is included in the light emitting device.
  • a lighting fixture or the like may include a light emitting device.
  • a novel organic compound can be provided.
  • an organic compound exhibiting light emission with favorable chromaticity can be provided.
  • an organic compound that exhibits blue light emission with favorable chromaticity can be provided.
  • an organic compound with favorable emission efficiency can be provided.
  • an organic compound with high carrier transportability can be provided.
  • an organic compound with favorable reliability can be provided.
  • a novel light-emitting element can be provided.
  • a light-emitting element with favorable light emission efficiency can be provided.
  • a light-emitting element having favorable chromaticity can be provided.
  • a light-emitting element that emits blue light with favorable chromaticity can be provided.
  • a light-emitting element with favorable lifetime can be provided.
  • a light-emitting element with low driving voltage can be provided.
  • a light-emitting device, an electronic device, and a display device with low power consumption can be provided.
  • a highly reliable light-emitting device, electronic device, and display device can be provided.
  • a light-emitting device, an electronic device, and a display device each having favorable display quality can be provided.
  • FIG. 10 illustrates an electronic device.
  • the figure showing a light source device The figure showing an illuminating device.
  • FIG. 10 illustrates an electronic device.
  • the figure showing a light source device The figure showing an illuminating device.
  • FIG. 10 illustrates an electronic device.
  • FIG. 10 illustrates an electronic device.
  • 1 H NMR spectrum of 3,10FrA2Nbf (IV). Absorption spectrum and emission spectrum of 3,10FrA2Nbf (IV) in a toluene solution. The absorption spectrum and emission spectrum in the thin film state of 3,10FrA2Nbf (IV).
  • MS spectrum of 3,10FrA2Nbf (IV). 1 H NMR spectrum of 2,9PCA2Nbf (III). The absorption spectrum and emission spectrum in the toluene solution of 2,9PCA2Nbf (III). The absorption spectrum and emission spectrum in a thin film state of 2,9PCA2Nbf (III). MS spectrum of 2,9PCA2Nbf (III).
  • FIG. 6 shows luminance-current density characteristics of the light-emitting element 1 and the comparative light-emitting element 1.
  • FIG. 9 shows current efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 1 and the comparative light-emitting element 1.
  • FIG. 4 shows luminance-voltage characteristics of the light-emitting element 1 and the comparative light-emitting element 1.
  • FIG. 6 shows current-voltage characteristics of the light-emitting element 1 and the comparative light-emitting element 1.
  • FIG. 6 shows power efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 1 and the comparative light-emitting element 1.
  • FIG. 6 shows external quantum efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 1 and the comparative light-emitting element 1.
  • 2 shows emission spectra of the light-emitting element 1 and the comparative light-emitting element 1.
  • FIG. 6 shows normalized luminance-time change characteristics of the light-emitting element 1 and the comparative light-emitting element 1.
  • FIG. 11 shows luminance-current density characteristics of the light-emitting element 2 and the comparative light-emitting element 2;
  • FIG. 6 shows current efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 2 and the comparative light-emitting element 2.
  • FIG. 10 shows luminance-voltage characteristics of the light-emitting element 2 and the comparative light-emitting element 2.
  • FIG. 6 shows current-voltage characteristics of the light-emitting element 2 and the comparative light-emitting element 2.
  • FIG. 6 shows power efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 2 and the comparative light-emitting element 2.
  • FIG. 6 shows external quantum efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 2 and the comparative light-emitting element 2.
  • 2 shows emission spectra of the light-emitting element 2 and the comparative light-emitting element 2.
  • FIG. 5 is a graph showing normalized luminance-time change characteristics of the light-emitting element 2 and the comparative light-emitting element 2;
  • FIG. 11 shows luminance-current density characteristics of the light-emitting element 3 and the comparative light-emitting element 3.
  • FIG. 6 shows current efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 3 and the comparative light-emitting element 3.
  • FIG. 6 shows luminance-voltage characteristics of the light-emitting element 3 and the comparative light-emitting element 3.
  • FIG. 6 shows current-voltage characteristics of the light-emitting element 3 and the comparative light-emitting element 3.
  • FIG. 6 is a graph showing power efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 3 and the comparative light-emitting element 3.
  • FIG. 6 shows external quantum efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 3 and the comparative light-emitting element 3.
  • 2 shows emission spectra of the light-emitting element 3 and the comparative light-emitting element 3.
  • FIG. 5 is a graph showing normalized luminance-time change characteristics of the light-emitting element 3 and the comparative light-emitting element 3;
  • FIG. 11 shows luminance-current density characteristics of the light-emitting element 4 and the comparative light-emitting element 4.
  • FIG. 6 shows current efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 4 and the comparative light-emitting element 4.
  • FIG. 6 shows luminance-voltage characteristics of the light-emitting element 4 and the comparative light-emitting element 4.
  • FIG. 6 shows current-voltage characteristics of the light-emitting element 4 and the comparative light-emitting element 4.
  • FIG. 6 is a graph showing power efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 4 and the comparative light-emitting element 4.
  • FIG. 6 shows external quantum efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 4 and the comparative light-emitting element 4.
  • FIG. 6 is a graph showing normalized luminance-time change characteristics of the light-emitting element 4 and the comparative light-emitting element 4;
  • FIG. 6 shows luminance-current density characteristics of the light-emitting element 5 and the comparative light-emitting element 5.
  • FIG. 6 shows current efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 5 and the comparative light-emitting element 5.
  • FIG. 6 shows luminance-voltage characteristics of the light-emitting element 5 and the comparative light-emitting element 5.
  • FIG. 6 shows current-voltage characteristics of the light-emitting element 5 and the comparative light-emitting element 5.
  • FIG. 6 shows power efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 5 and the comparative light-emitting element 5.
  • FIG. 6 shows external quantum efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 5 and the comparative light-emitting element 5. The emission spectra of the light-emitting element 5 and the comparative light-emitting element 5.
  • FIG. 6 shows current efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 5 and the comparative light-emitting element 5.
  • FIG. 6 shows luminance-voltage characteristics of the light-emitting element 5 and the comparative light-emitting element 5.
  • FIG. 6 shows current
  • FIG. 5 is a graph showing normalized luminance-time change characteristics of the light-emitting element 5 and the comparative light-emitting element 5;
  • FIG. 11 shows luminance-current density characteristics of the light-emitting element 6 and the comparative light-emitting element 6.
  • FIG. 6 shows current efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 6 and the comparative light-emitting element 6.
  • FIG. 6 shows luminance-voltage characteristics of the light-emitting element 6 and the comparative light-emitting element 6.
  • FIG. 6 shows current-voltage characteristics of the light-emitting element 6 and the comparative light-emitting element 6.
  • FIG. 6 shows power efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 6 and the comparative light-emitting element 6.
  • FIG. 11 shows luminance-current density characteristics of the light-emitting element 6 and the comparative light-emitting element 6.
  • FIG. 6 shows current efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 6 and the comparative light
  • FIG. 6 shows external quantum efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 6 and the comparative light-emitting element 6.
  • 2 shows emission spectra of the light-emitting element 6 and the comparative light-emitting element 6.
  • FIG. 6 shows normalized luminance-time change characteristics of the light-emitting element 6 and the comparative light-emitting element 6.
  • FIG. 11 shows luminance-current density characteristics of the light-emitting element 7.
  • FIG. 11 shows current efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 7.
  • FIG. 14 shows luminance-voltage characteristics of the light-emitting element 7.
  • FIG. 14 shows current-voltage characteristics of the light-emitting element 7.
  • FIG. 14 shows power efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 7.
  • FIG. 14 shows external quantum efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 7.
  • FIG. 10 shows normalized luminance-time change characteristics of the light-emitting element 7;
  • FIG. 11 shows luminance-current density characteristics of the light-emitting element 8.
  • FIG. 11 shows current efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 8.
  • FIG. 14 shows luminance-voltage characteristics of the light-emitting element 8.
  • FIG. 14 shows current-voltage characteristics of the light-emitting element 8;
  • FIG. 10 shows power efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 8.
  • FIG. 14 shows external quantum efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 8.
  • FIG. 10 shows normalized luminance-time change characteristics of the light-emitting element 8;
  • FIG. 9 shows luminance-current density characteristics of the light-emitting element 9;
  • FIG. 10 shows current efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 9;
  • FIG. 11 shows luminance-voltage characteristics of the light-emitting element 9;
  • FIG. 14 shows current-voltage characteristics of the light-emitting element 9;
  • FIG. 10 shows power efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 9;
  • FIG. 14 shows external quantum efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 9.
  • FIG. 9 shows normalized luminance-time change characteristics of the light-emitting element 9;
  • FIG. 16 shows luminance-current density characteristics of the light-emitting elements 10 to 15.
  • FIG. 14 shows current efficiency-luminance characteristics of the light-emitting elements 10 to 15.
  • FIG. 14 shows luminance-voltage characteristics of the light-emitting elements 10 to 15.
  • FIG. 14 shows current-voltage characteristics of the light-emitting elements 10 to 15.
  • FIG. 14 shows power efficiency-luminance characteristics of the light-emitting elements 10 to 15.
  • FIG. 14 shows external quantum efficiency-luminance characteristics of the light-emitting elements 10 to 15.
  • 10 shows emission spectra of the light-emitting elements 10 to 15.
  • FIG. 10 shows normalized luminance-time change characteristics of the light-emitting elements 10 to 15;
  • the organic compound of one embodiment of the present invention is an organic compound represented by the following general formula (G1).
  • B represents any of a substituted or unsubstituted naphthobisbenzofuran skeleton, a substituted or unsubstituted naphthobisbenzothiophene skeleton, and a substituted or unsubstituted naphthobenzofuranobenzothiophene skeleton.
  • 1 or 2 substituted or unsubstituted arylamino group is bonded to the skeleton B (that is, q is 1 or 2)
  • the arylamine is not an amine having only a simple aryl group such as a phenyl group, but is substituted.
  • an arylamine having at least one of an unsubstituted dibenzofuranyl group, a substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group, and a substituted or unsubstituted carbazolyl group.
  • A represents any one of a substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group, a substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group, and a substituted or unsubstituted carbazolyl group.
  • Ar 1 represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 25 carbon atoms, a substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group, a substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group, and It represents either a substituted or unsubstituted carbazolyl group.
  • ⁇ 1 , ⁇ 2 and ⁇ 3 are each independently a substituted or unsubstituted divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 25 carbon atoms, and l, m and n are each independently Any one of 0, 1 and 2 is taken.
  • a substituted or unsubstituted naphthobisbenzofuran skeleton, a substituted or unsubstituted naphthobisbenzothiophene skeleton, or a substituted or unsubstituted naphthobenzofuranobenzothiophene skeleton is a very useful skeleton for a light emitting element. Since the organic compound has high emission efficiency and exhibits good blue light emission, a light-emitting element using the organic compound can be a blue light-emitting element with high emission efficiency.
  • ITU-R BT is an international standard for an ultra-wide color gamut that conforms to 8K displays. . It is a very promising material as a blue light emitting material for expressing a color gamut covering the 2020 standard.
  • the present inventors specially have in these skeletons at least one or more substituted or unsubstituted dibenzofuranyl groups, substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl groups and substituted or unsubstituted carbazolyl groups as described above.
  • the present inventors have found that a light-emitting element using an organic compound having an arylamine is a light-emitting element with better characteristics. Specifically, there are effects such as better luminous efficiency and even better color purity.
  • Ar 1 or A or both represents a substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group, a substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group, and a substituted or unsubstituted carbazolyl group. In some cases, these are preferably groups represented by the following general formulas (g1) to (g3).
  • any one of R 1 to R 9 represents a single bond, and the rest are each independently hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, It represents either a 3 to 10 cyclic hydrocarbon group or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms.
  • A is a group represented by the general formula (g3) and R 9 in the group represented by the general formula (g3) represents a single bond, n is 1 or 2.
  • Ar 1 is a group represented by the general formula (g3) and R 9 in the group represented by the general formula (g3) represents a single bond, m is 1 or 2. To do.
  • any one of R 1 to R 3 is preferably a single bond, and in the above general formula (g2)
  • any one of R 1 to R 3 is preferably a single bond, and when it is a group represented by the general formula (g3), R 2 or R 3 is a single bond. Preferably there is.
  • a in the general formula (G1) is a group represented by the general formula (g3) and R 9 is a single bond
  • a configuration in which n is 0 has few synthesis steps, and a sublimation temperature. Is also preferable.
  • l and n are 0 regardless of A, respectively, because the number of synthesis steps is small and the sublimation temperature is low.
  • a in the general formula (G1) is a group represented by the general formula (g3) and R 9 is a single bond, a configuration in which n is 1 is easily synthesized and chemically stable. Therefore, it is preferable.
  • Ar 1 is a group represented by the general formula (g3) and R 9 is a single bond, a configuration in which m is 1 is preferable for the same reason.
  • a and Ar 1 in the general formula (G1) is a group represented by the general formula (g1) or a group represented by the general formula (g2), preferably the general formula ( The group represented by g1) is preferable because the organic compound represented by the general formula (G1) emits light at a short wavelength.
  • the position of the single bond bonded to ⁇ 2 , ⁇ 3 , or nitrogen (amine) of the group represented by the general formula (g1) or the group represented by the general formula (g2) is R 1 or R 2 is preferable because it emits light at a shorter wavelength.
  • the position of the single bond bonded to ⁇ 2 , ⁇ 3 , or nitrogen (amine) of the group represented by the general formula (g1) or the group represented by the general formula (g2) is R 2 or R 3 is preferable because the emission quantum yield is higher.
  • the position of the single bond is R 2 because the emission spectrum is narrowed.
  • Ar 1 and A in the general formula (G1) be a group represented by the general formula (g3) because reliability is improved.
  • Ar 1 is preferably a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 25 carbon atoms because the sublimation temperature is lowered.
  • q is preferably 2 because the emission quantum yield is increased. It is preferable that q is 1 because the sublimation temperature is lowered.
  • the sublimation temperature includes the meaning of the evaporation temperature.
  • Typical examples of the group represented by A in the general formula (G1) are shown in the following structural formulas (Ar-50) to (Ar-66). These further have a substituent such as a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms. It may be.
  • Ar 1 represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 25 carbon atoms, a substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group, a substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group, and It represents either a substituted or unsubstituted carbazolyl group.
  • Specific examples of the substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 25 carbon atoms include phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, naphthyl group, fluorenyl group, dimethylfluorenyl group, and spirofluorenyl group.
  • Ar 1 Diphenylfluorenyl group, phenanthryl group, anthryl group, dihydroanthryl group, triphenylenyl group, pyrenyl group and the like.
  • Representative examples of Ar 1 are shown in the following structural formulas (Ar-50) to (Ar-66), (Ar-100) to (Ar-119), and (Ar-130) to (Ar-140). These further have a substituent such as a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms. It may be.
  • the carbazolyl group is bonded to ⁇ 2 , ⁇ 3 , and nitrogen (amine) in the general formula (G1) at the 9th position.
  • An organic compound having a structure is preferable because conjugation is difficult to extend and short wavelength light emission is obtained.
  • An organic compound having a structure in which a carbazolyl group is bonded at the 3-position, an organic compound having a structure in which a dibenzofuranyl group is bonded at the 2-position, and an organic compound having a structure in which a dibenzothiophenyl group is bonded at the 2-position Is preferable because conjugation is easily extended, hole transportability is high, long-wavelength light emission is obtained, and reliability is good.
  • the carbazolyl group is particularly effective.
  • a carbazolyl group is bonded to ⁇ 2 , ⁇ 3 , and nitrogen (amine) in General Formula (G1) at the 2-position.
  • An organic compound having a structure, an organic compound having a structure in which a dibenzofuranyl group is bonded at the 3-position, and an organic compound having a structure in which a dibenzothiophenyl group is bonded at the 3-position have a high carrier transport property and a driving voltage. Can be expected, which is preferable.
  • the 9th position of the carbazolyl group has better reliability when an aryl group is bonded, etc. Since the effect of this is acquired, it is preferable.
  • a dibenzofuranyl group is added to ⁇ 2 , ⁇ 3 , and nitrogen (amine) in the general formula (G1).
  • an organic compound having a structure bonded to the 4-position and an organic compound having a structure bonded to the 4-position of a dibenzothiophenyl group is that the conjugation is not easily extended, the short wavelength emission is obtained, and the reliability is good. Therefore, it is preferable.
  • a compound in which a phenyl group is linked as in (Ar-100) to (Ar-108) is preferable because the conjugation is difficult to extend and the emission wavelength is short.
  • the number of condensed six-membered rings is two or less, such as a benzene ring, a naphthalene ring, and a fluorene ring, or six as in a phenanthrene ring. Even if the number of condensed rings of the member ring is 3 or more, the other six-membered ring is composed of a condensed ring only in the a-position, c-position and e-position with respect to the six-membered ring, It is preferable that conjugation is difficult to spread and light emission has a short wavelength.
  • ⁇ 1 to ⁇ 3 in the general formula (G1) each independently represent a substituted or unsubstituted divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 25 carbon atoms, specifically, a phenylene group, a biphenylene group, Examples include a terphenylene group, a naphthylene group, a fluorenylene group, and a dimethylfluorenyl group.
  • ⁇ 1 to ⁇ 3 groups represented by the following structural formulas (Ar-1) to (Ar-33) can be given.
  • These further have a substituent such as a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms. You may do it.
  • a substituent such as a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms. You may do it.
  • ⁇ 1 to ⁇ 3, as in (Ar-1) to (Ar-11), are difficult to extend when a phenylene group or a group of several phenylene groups are connected, and the singlet excited level is kept high. It is preferable because it sags. In particular, a configuration including a metaphenylene group is preferable because the effect is remarkable. In addition, a structure in which ⁇ 1 to ⁇ 3 are paraphenylene groups is preferable because of high reliability as a light-emitting material. Moreover, when the substituent is connected with carbon having a sigma bond such as the 9th position of fluorene as in (Ar-24) to (Ar-27), the conjugation is difficult to extend and the S1 level is kept high. Therefore, the emission wavelength is preferably shorter.
  • ⁇ 1 , ⁇ 2, and ⁇ 3 may be connected to different substituents.
  • (Ar-17) and (Ar-18) are naphthylene and phenylene linked.
  • a substituted or unsubstituted naphthobisbenzofuran skeleton a substituted or unsubstituted naphthobisbenzothiophene skeleton, or a substituted or unsubstituted naphthobenzofuranobenzothiophene represented by B
  • the skeleton is preferably any of the skeletons represented by the following general formulas (B1) to (B4).
  • X 2 and X 3 each independently represent an oxygen atom or a sulfur atom. These two atoms are preferably the same atom for the convenience of synthesis.
  • the structure in which both are oxygen atoms is easy to synthesize, has high singlet excitation levels, can emit light with a shorter wavelength, and has a high emission quantum yield. Therefore, it is preferable.
  • X 2 and X 3 emit light with a shorter wavelength as the number of oxygen atoms increases, and emit light with a longer wavelength as the number of sulfur atoms increases. Therefore, X 2 and X 3 can be arbitrarily set according to the target singlet excitation level or emission wavelength. You can choose.
  • the organic compound represented by the general formula (G1) tends to change its emission wavelength depending on the skeleton represented by B, and B is a skeleton represented by the general formula (B2), which is represented by the general formula (B4).
  • B is a skeleton represented by the general formula (B2), which is represented by the general formula (B4).
  • the compound represented by the general formula (B2) is preferable.
  • a compound represented by the general formula (B3) is preferable.
  • the emission spectrum is narrowed and light emission with high color purity is emitted. Since it is obtained, it is preferable.
  • any one or two of R 10 to R 21 represent a single bond, and the rest are each independently hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, It represents any of a cyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted diarylamino group having 12 to 32 carbon atoms.
  • the single bond is preferably any one or two of R 11 , R 12 , R 17 and R 18 out of R 10 to R 21 because the synthesis is simple.
  • R 11 or R 12 when any one of R 10 to R 21 is a single bond (that is, when q in the general formula (G1) is 2), either R 11 or R 12
  • R 11 and R 17 are preferably single bonds from the viewpoint of obtaining long-wavelength light emission
  • R 12 and R 18 are single bonds, so that short-wavelength light emission can be obtained and the emission quantum efficiency is good.
  • the molar extinction coefficient is high, and the reliability when light is emitted is preferable.
  • any one or two of R 30 to R 41 represent a single bond, and the rest each independently represent hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or 3 to 10 carbon atoms. Or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted diarylamino group having 12 to 32 carbon atoms.
  • the single bond is preferably any one or two of R 31 , R 32 , R 37 and R 38 out of R 30 to R 41 because of easy synthesis.
  • R 31 and R 32 when any two of R 30 to R 41 are a single bond (that is, when q in the general formula (G1) is 2), any one of R 31 and R 32
  • one of R 37 and R 38 is preferably a single bond from the standpoint of ease of synthesis.
  • R 31 and R 37 are preferably single bonds from the viewpoint of obtaining long-wavelength light emission, and if R 32 and R 38 are single bonds, short-wavelength light emission is obtained, and the emission quantum efficiency is good.
  • the molar extinction coefficient is high, and the reliability when light is emitted is preferable.
  • any one or two of R 50 to R 61 represent a single bond, and the rest each independently represents hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or 3 to 10 carbon atoms.
  • the single bond is preferably any one or two of R 51 , R 52 , R 57 and R 58 out of R 50 to R 61 because synthesis is simple.
  • R 51 or R 52 when any two of R 50 to R 61 are a single bond (that is, when q in the general formula (G1) is 2), either R 51 or R 52
  • R 51 or R 52 it is preferable from the easiness of synthesis that either R 57 or R 58 is a single bond.
  • R 51 and R 57 are preferably single bonds from the viewpoint of obtaining long-wavelength light emission, and if R 52 and R 58 are single bonds, short-wavelength light emission is obtained and the emission quantum efficiency is good.
  • the molar extinction coefficient is high, and the reliability when light is emitted is preferable.
  • any one or two of R 70 to R 81 represent a single bond, and the remaining are each independently hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or 3 to 10 carbon atoms. Or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted diarylamino group having 12 to 32 carbon atoms.
  • the single bond is preferably any one or two of R 71 , R 72 , R 77 and R 78 out of R 70 to R 81 because synthesis is simple.
  • R 71 and R 72 are preferably single bonds from the viewpoint of obtaining long-wavelength light emission
  • R 72 and R 77 are single bonds, so that short-wavelength light emission can be obtained and the emission quantum efficiency is good.
  • the molar extinction coefficient is high, and the reliability when light is emitted is preferable.
  • a substituent is a single bond among the substituents represented by R 10 to R 21 , R 30 to R 41 , R 50 to R 61 , and R 70 to R 81.
  • hydrogen is preferable because synthesis is simple and the sublimation temperature is low.
  • heat resistance, solubility in a solvent, and the like can be improved, and an emission wavelength can be shifted to a long wavelength.
  • organic compound represented by the general formula (G1) is preferably an organic compound represented by the following general formula (G1-1).
  • B is group represented by the following general formula (B1-1) or (B3-1).
  • Ar 1 is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 25 carbon atoms
  • A is a group represented by the following general formula (g0).
  • M represents an integer of 0 to 2.
  • ⁇ 2 is a substituted or unsubstituted divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms.
  • X 2 and X 3 each independently represent an oxygen atom or a sulfur atom.
  • R 12 , R 18 , R 52 and R 58 represent a single bond.
  • X 0 is an oxygen atom or a nitrogen atom to which a substituted or unsubstituted phenyl group is bonded.
  • R 2 represents a single bond.
  • the molecular weight of the organic compound represented by the general formula (G1) or (G1-1) is 1300 or less, preferably 1000 or less in consideration of sublimation. In view of the film quality, the molecular weight is preferably 650 or more.
  • the substituent when the skeleton or the group bonded to the above organic compound has a substituent, the substituent includes a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, and 6 carbon atoms. It is preferably any one of 14 to 14 aromatic hydrocarbon groups.
  • the hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms may be methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, tert- Examples thereof include a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, and an icosyl group.
  • the cyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms include a cyclopropyl group and a cyclohexyl group.
  • Examples of the aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms include a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a phenanthryl group, an anthryl group, and a fluorenyl group.
  • the two aryl groups of the diarylamino group are each independently an aromatic hydrocarbon group having 6 to 16 carbon atoms. It is more preferable that Examples of the aromatic hydrocarbon group include a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a phenanthryl group, an anthryl group, a fluorenyl group, and a naphthylphenyl group.
  • the aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms and the diarylamino group having 12 to 32 carbon atoms are further an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms and an alicyclic group having 3 to 6 carbon atoms. You may have a hydrocarbon group etc. as a substituent.
  • X 2 and X 3 may be different as in Compound (905). However, the same one is preferable because the synthesis of the skeleton of B in the general formula (G1) is simple.
  • the substituents of the diarylamino group may not be the same as in the compound (903). However, the same one is preferable because the synthesis is simple.
  • one of two arylamino groups is a substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group, a substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group, and a substituted or unsubstituted carbazolyl It may be an arylamino group having any one of the groups, and the other arylamino group may be a diarylamino group. However, it is preferable that the two arylamino groups are the same group because the synthesis is simple.
  • At least one is an arylamino group having either a substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group, a substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group, and a substituted or unsubstituted carbazolyl group.
  • the reliability of a light-emitting element using the organic compound as a light-emitting material is preferable.
  • ⁇ 1 , ⁇ 2, and ⁇ 3 may be linked to different skeletons as in the compound (907).
  • B represents either a substituted or unsubstituted naphthobisbenzofuran skeleton, a substituted or unsubstituted naphthobisbenzothiophene skeleton, and a substituted or unsubstituted naphthobenzofuranobenzothiophene skeleton.
  • Ar 1 represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms, a substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group, a substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group, and a substituted or unsubstituted carbazolyl group.
  • A is any one of a substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group, a substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group, and a substituted or unsubstituted carbazolyl group, and ⁇ 1 to ⁇ 3 are each independently substituted or unsubstituted.
  • a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms.
  • L, m, and n each independently represent an integer of 0 to 2, and q is 1 or 2.
  • the organic compound represented by the general formula (G1) can be obtained by a cross-coupling reaction between the compound (a1) and the arylamine compound (a2) as shown in the following synthesis scheme.
  • Examples of X 1 include halogen groups such as chlorine, bromine and iodine, and sulfonyl groups.
  • D 1 represents hydrogen when l is 0 (that is, compound (a1) is a secondary amine), and when it is 1 or more (that is, compound (a1) is a tertiary amine), boronic acid, dialkoxyboronic acid, arylaluminum , Arylzirconium, arylzinc, or aryltin.
  • This reaction can proceed under various conditions.
  • a synthesis method using a metal catalyst in the presence of a base can be applied.
  • l is 0, Ullman coupling or Hartwig-Buchwald reaction can be used.
  • l is 1 or more, the Suzuki-Miyaura reaction can be used.
  • the compound (a2) is reacted with the compound (a2) by q equivalent, but q is 2 or more, that is, the substituent represented by the parenthesis of q with respect to B in the compound (G1) is 2
  • the compound (a2) may be reacted with the compound (a1) one by one.
  • the organic compound of one embodiment of the present invention can be synthesized.
  • Examples of the compound (a1) include the following general formulas (B1-a1) to (B4-a1). These are compounds useful for synthesizing the compound of one embodiment of the present invention. Similarly, the raw materials are useful as well. With respect to the synthesis method, it can be synthesized in the same manner as in each of the embodiments described later by appropriately changing the halogen substitution position.
  • X 2 and X 3 each independently represent an oxygen atom or a sulfur atom.
  • any one or two of R 10 to R 21 represent halogen, and the rest are each independently hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or 3 to 3 carbon atoms. And any one of a 10 cyclic hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted diarylamino group having 12 to 32 carbon atoms.
  • halogen is preferably any one or two of R 11 , R 12 , R 17, and R 18 among R 10 to R 21 because synthesis is simple.
  • R 11 or R 12 and any one of R 17 or R 18 are halogen. It is preferable from the viewpoint of easy synthesis.
  • R 11 and R 17 are preferably halogen, or R 12 and R 18 are preferably halogen.
  • any one or two of R 30 to R 41 represent halogen, and the rest each independently represents hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or 3 to 3 carbon atoms. And any one of a 10 cyclic hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted diarylamino group having 12 to 32 carbon atoms.
  • halogen is preferably any one or two of R 31 , R 32 , R 37 and R 38 among R 30 to R 41 because synthesis is simple.
  • R 31 or R 32 and any one of R 37 or R 38 are halogen. It is preferable from the viewpoint of easy synthesis.
  • R 31 and R 37 are preferably halogen, or R 32 and R 38 are preferably halogen.
  • any one or two of R 50 to R 61 represent a single bond, and the remaining are each independently hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a carbon number of 3 Or a halogenated hydrocarbon group having 10 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted diarylamino group;
  • the halogen is preferably any one or two of R 51 , R 52 , R 57 and R 58 among R 50 to R 61 .
  • R 51 or R 52 and any one of R 57 or R 58 are halogen. It is preferable from the viewpoint of easy synthesis.
  • R 51 and R 57 are preferably halogen, or R 52 and R 58 are preferably halogen.
  • any one or two of R 70 to R 81 represent halogen, and the rest each independently represents hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or 3 to 3 carbon atoms. And any one of a 10 cyclic hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted diarylamino group having 12 to 32 carbon atoms.
  • the halogen is preferably any one or two of R 71 , R 72 , R 77 and R 78 among R 70 to R 81 .
  • R 71 or R 72 and any one of R 77 or R 78 is halogen. It is preferable from the viewpoint of easy synthesis.
  • R 71 and R 78 are preferably halogen, or R 72 and R 77 are preferably halogen.
  • the naphthalene compound (c1-11), the aryl compound (c1-12), and the aryl compound (c1-13) are subjected to a cross-coupling reaction, whereby the naphthalene represented by (c1-14) A compound can be obtained.
  • B 1 and B 2 include boronic acid and dialkoxyboronic acid.
  • Y 3 and Y 4 represent a halogen group such as chlorine or bromine or a sulfonyl group.
  • the positions of Y 3 and Y 4 are examples, and in this synthesis example, Y 3 and Y 4 are introduced at the positions of R 12 and R 18 in the general formula (B1-a1).
  • Y 1 and Y 2 represent a halogen such as bromine or iodine or a sulfonyl group.
  • Y 1 and Y 2 are preferably leaving groups having higher reactivity than Y 3 and Y 4 .
  • This reaction can be carried out under various conditions.
  • Specific examples of the synthesis method include Suzuki-Miyaura reaction.
  • the compound (c1-12) and the compound (c1-13) are simultaneously reacted with the compound (c1-11).
  • the compound (c1-12) and the compound (c1-13) are compounds having different substituents
  • the compound (c1-11) and the compound (c1-12) are first reacted to produce the product.
  • compound (c1-13) may be allowed to react with each other, and this is preferable because the yield and purity of the target product are increased.
  • a halogenated naphthobisbenzofuran compound or a halogenated naphthobisbenzothiophene compound represented by (c1-15) can be obtained from the naphthalene compound (c1-14).
  • R 12 and R 18 in the organic compound represented by the general formula (B1-a1) are halogenated. Or an organic compound which is a sulfonyl group.
  • This reaction can be carried out under various conditions. For example, a reaction is performed by dissolving a naphthalene compound (c1-14) in N-methylpyrrolidone (abbreviation: NMP) or dimethyl sulfoxide (abbreviation: DMSO), adding potassium carbonate or cesium carbonate to the solution, and heating. Can do.
  • NMP N-methylpyrrolidone
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • R 14 and R 20 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a halogen hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms, a substituted group Or any one of unsubstituted diarylamino groups.
  • a naphthalene compound represented by (c1-24) is obtained by reacting a naphthalene compound (c1-21), an aryl compound (c1-22), and an aryl compound (c1-23).
  • Y 3 and Y 4 represent a halogen group such as chlorine or bromine or a sulfonyl group.
  • the positions of Y 3 and Y 4 are examples, and in this synthesis example, Y 3 and Y 4 are introduced at the positions of R 12 and R 18 in the general formula (B1-a1). 3 and Y 4 can be introduced at any position of R 10 to R 21 .
  • Y 3 or Y 4 may be introduced only by either one. By changing the introduction position of Y 3 or Y 4, the substituent represented by the above (a2) can be introduced at various positions.
  • Y 1 and Y 2 represent a halogen such as bromine or iodine or a sulfonyl group.
  • Y 1 and Y 2 are preferably leaving groups having higher reactivity than Y 3 and Y 4 .
  • R 14 and R 20 are preferably substituents other than hydrogen in order to cause Y 1 and Y 2 to selectively react with the alpha position of the naphthalene ring of the naphthalene compound to cause cyclization.
  • the naphthalene compound (c1-21) in the following scheme is preferably an organic compound having a substituent at the positions of R 14 and R 20 .
  • This reaction can be carried out under various conditions.
  • a naphthalene compound (c1-21), an aryl compound (c1-22), and an aryl compound (c1-23) are dissolved in N-methylpyrrolidone (abbreviation: NMP), dimethyl sulfoxide (abbreviation: DMSO), and the like.
  • NMP N-methylpyrrolidone
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • the reaction can be carried out by adding potassium carbonate or cesium carbonate and heating.
  • the compound (c1-22) and the compound (c1-23) are reacted with the compound (c1-21) at the same time, but the compound (c1-22) and the compound (c1-23) are differently substituted.
  • the compound (c1-21) and the compound (c1-22) may be reacted first, and the product and the compound (c1-23) may be reacted. This is preferable because the yield and purity of the target product are increased.
  • a halogenated naphthobisbenzofuran compound or a halogenated naphthobisbenzothiophene compound represented by (c1-15) can be obtained from the naphthalene compound (c1-24).
  • R 12 and R 18 in the organic compound represented by the general formula (B1-a1) are halogenated. Or an organic compound which is a sulfonyl group.
  • This reaction can be carried out under various conditions.
  • Specific examples of the synthesis method include Suzuki-Miyaura reaction.
  • a naphthalene compound (c3-11), an aryl compound (c3-12), and an aryl compound (c3-13) are subjected to a cross-coupling reaction, thereby being represented by (c3-14).
  • Naphthalene compound can be obtained.
  • R 100 and R 101 each represents an alkyl group such as a methyl group.
  • B 1 and B 2 include boronic acid and dialkoxyboronic acid.
  • Y 3 and Y 4 represent a halogen group such as chlorine and bromine, a sulfonyl group, and the like.
  • Y 3 and Y 4 are examples, and in this synthesis example, Y 3 and Y 4 are introduced at the positions of R 52 and R 58 in the general formula (B3-a1). 3 and Y 4 can be introduced at any position of R 50 to R 61 . Further, introduction of only one of Y 3 and Y 4 may be performed. By changing the introduction position of Y 3 or Y 4, the substituent represented by the above (a2) can be introduced at various positions.
  • Y 1 and Y 2 represent a halogen such as bromine or iodine or a sulfonyl group.
  • Y 1 and Y 2 are preferably leaving groups having higher reactivity than Y 3 and Y 4 .
  • This reaction can be carried out under various conditions.
  • Specific examples of the synthesis method include Suzuki-Miyaura reaction.
  • the compound (c3-12) and the compound (c3-13) are simultaneously reacted with the compound (c3-11), but the compound (c3-12) and the compound (c3-13) are different from each other.
  • the compound (c3-11) and the compound (c3-12) may be first reacted, and the product and the compound (c3-13) may be reacted. This is preferable because the yield and purity of the target product are increased.
  • naphthalene compound represented by (c3-15) can be obtained by dealkylation reaction of naphthalene compound (c3-14).
  • reaction can be performed under various conditions, an example thereof is a reaction using a Lewis acid such as boron tribromide in a solvent such as dichloromethane.
  • a halogenated naphthobisbenzofuran compound or a halogenated naphthobisbenzothiophene compound represented by (c3-16) can be obtained from the naphthalene compound (c3-15).
  • the organic compound represented by the following general formula (c3-16) corresponds to an organic compound in which R 52 and R 58 in the organic compound represented by the general formula (B3-a1) are a halogen atom or a sulfonyl group.
  • This reaction can be carried out under various conditions. For example, a reaction is performed by dissolving a naphthalene compound (c3-15) in N-methylpyrrolidone (abbreviation: NMP) or dimethyl sulfoxide (abbreviation: DMSO), and adding potassium carbonate or cesium carbonate to the solution and heating. Can do.
  • NMP N-methylpyrrolidone
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • R 54 and R 60 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a halogen hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms, a substituted group Or any one of unsubstituted diarylamino groups.
  • a naphthalene compound represented by (c3-22) can be obtained by dealkylation reaction of naphthalene compound (c3-21).
  • R 100 and R 101 each represents an alkyl group such as a methyl group.
  • R 54 and R 60 are preferably substituents other than hydrogen in order to cause Y 1 and Y 2 to selectively react with the beta position of the naphthalene ring of the naphthalene compound to cause cyclization.
  • naphthalene compounds in the following scheme (c3-21) is preferably an organic compound having a substituent at the position of R 54 and R 60.
  • reaction can be performed under various conditions, an example thereof is a reaction using a Lewis acid such as boron tribromide in a solvent such as dichloromethane.
  • naphthalene compound (c3-22), the aryl compound (c3-23), and the aryl compound (c3-24) are reacted with each other to react with the naphthalene represented by (c3-25).
  • a compound can be obtained.
  • Y 3 and Y 4 represent a halogen group such as chlorine or bromine or a sulfonyl group.
  • the positions of Y 3 and Y 4 are examples, and in this synthesis example, Y 3 and Y 4 are introduced at the positions of R 52 and R 58 in the general formula (B3-a1). 3 and Y 4 can be introduced at any position of R 50 to R 61 .
  • Y 3 or Y 4 may be introduced only by either one. By changing the introduction position of Y 3 or Y 4, the substituent represented by the above (a2) can be introduced at various positions.
  • Y 1 and Y 2 represent a halogen such as bromine or iodine or a sulfonyl group.
  • Y 1 and Y 2 are preferably leaving groups having higher reactivity than Y 3 and Y 4 .
  • This reaction can be carried out under various conditions.
  • the reaction can be performed by adding potassium carbonate or cesium carbonate and heating in a solution such as N-methylpyrrolidone (abbreviation: NMP) or dimethyl sulfoxide (abbreviation: DMSO).
  • NMP N-methylpyrrolidone
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • the compound (c3-23) and the compound (c3-24) are simultaneously reacted with the compound (c3-22).
  • the compound (c3-23) and the compound (c3-24) are compounds having different substituents
  • the compound (c3-22) and the compound (c3-23) are first reacted, and the product And compound (c3-24) may be allowed to react with each other, and this is preferable because the yield and purity of the target product are increased.
  • a halogenated naphthobisbenzofuran compound or a halogenated naphthbisbisbenzothiophene compound represented by (c3-16) can be obtained from the naphthalene compound (c3-25).
  • R 52 and R 58 in the organic compound represented by the general formula (B3-a1) are halogenated. Or an organic compound which is a sulfonyl group.
  • This reaction can be carried out under various conditions.
  • Specific examples of the synthesis method include Suzuki-Miyaura reaction.
  • the light-emitting element in this embodiment includes a pair of electrodes including an anode 101 and a cathode 102, and an EL layer 103 provided between the anode 101 and the cathode 102.
  • the anode 101 is preferably formed using a metal, an alloy, a conductive compound, a mixture thereof, or the like having a high work function (specifically, 4.0 eV or more).
  • a metal an alloy, a conductive compound, a mixture thereof, or the like having a high work function (specifically, 4.0 eV or more).
  • ITO Indium Tin Oxide
  • IWZO indium oxide-tin oxide
  • a film made of these conductive metal oxides is usually formed by a sputtering method, but may be formed by applying a sol-gel method or the like.
  • indium oxide-zinc oxide is formed by a sputtering method using a target in which 1 wt% or more and 20 wt% or less of zinc oxide is added to indium oxide.
  • indium oxide (IWZO) containing tungsten oxide and zinc oxide uses a target containing 0.5 wt% to 5 wt% of tungsten oxide and 0.1 wt% to 1 wt% of zinc oxide with respect to indium oxide. It can also be formed by sputtering.
  • Electrode materials other than the above can be selected regardless of the work function.
  • the hole injection layer 111 may be formed using a first material having a relatively high acceptor property. Further, it is preferably formed using a composite material in which a first substance having acceptor properties and a second substance having hole transport properties are mixed. In the case where a composite material is used as the material for the hole injection layer 111, the first substance is a substance that has an acceptor property with respect to the second substance. When the first substance extracts electrons from the second substance, electrons are generated in the first substance, and holes are generated in the second substance from which the electrons have been extracted.
  • the first substance is preferably a transition metal oxide, an oxide of a metal belonging to Groups 4 to 8 in the periodic table, an organic compound having an electron withdrawing group (halogen group or cyano group), or the like.
  • transition metal oxides and oxides of metals belonging to Groups 4 to 8 of the periodic table include vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, molybdenum oxide, and tungsten oxide.
  • Manganese oxide, rhenium oxide, titanium oxide, ruthenium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide and silver oxide are preferable because of their high acceptor properties.
  • molybdenum oxide is especially preferable because it is stable in the air, has a low hygroscopic property, and is easy to handle.
  • Examples of the organic compound having an electron withdrawing group include 7,7,8,8-tetracyano-2,3,5,6-tetrafluoroquinodimethane (abbreviation: F 4 -TCNQ), chloranil. 2,3,6,7,10,11-hexacyano-1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene (abbreviation: HAT-CN), 1,3,4,5,7,8- And hexafluorotetracyano-naphthoquinodimethane (abbreviation: F6-TCNNQ).
  • a compound in which an electron withdrawing group is bonded to a condensed aromatic ring having a plurality of heteroatoms such as HAT-CN is preferable because it is thermally stable.
  • the second substance is a substance having a hole transporting property, and preferably has a hole mobility of 10 ⁇ 6 cm 2 / Vs or higher.
  • a material which can be used as the second substance N, N′-di (p-tolyl) -N, N′-diphenyl-p-phenylenediamine (abbreviation: DTDPPA), 4,4′-bis [N -(4-Diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: DPAB), N, N′-bis ⁇ 4- [bis (3-methylphenyl) amino] phenyl ⁇ -N, N′-diphenyl- (1,1′-biphenyl) -4,4′-diamine (abbreviation: DNTPD), 1,3,5-tris [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] benzene (abbreviation: DPA3
  • the aromatic hydrocarbon may have a vinyl skeleton.
  • the aromatic hydrocarbon having a vinyl group for example, 4,4′-bis (2,2-diphenylvinyl) biphenyl (abbreviation: DPVBi), 9,10-bis [4- (2,2- Diphenylvinyl) phenyl] anthracene (abbreviation: DPVPA) and the like.
  • NPB N, N′-bis (3-methylphenyl) -N, N′-diphenyl- [ 1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine
  • TPD 1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine
  • BSPB 4,4′-bis [N- (spiro-9,9′-bifluoren-2-yl) -N-phenylamino] biphenyl
  • BPAFLP 4-phenyl-4 ′-(9-phenylfluoren-9-yl) triphenylamine
  • mBPAFLP 4-phenyl-3 ′-(9-phenylfluoren-9-yl) tri Phenylamine
  • mBPAFLP 4-phenyl-4 ′-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) tripheny
  • the organic compound of one embodiment of the present invention is also a substance having a hole-transport property and can be used as the second substance.
  • the hole injection layer 111 can also be formed by a wet method.
  • PANI / PSS polyaniline / poly (styrene)
  • a conductive polymer compound to which an acid such as sulfonic acid (PANI / PSS) is added can be used.
  • the hole transport layer 112 is a layer containing a material having a hole transport property.
  • the material having the hole-transport property the same material as the second substance mentioned as the substance constituting the hole-injecting layer 111 can be used.
  • the hole transport layer 112 may be formed of a single layer or a plurality of layers. In the case of being formed of a plurality of layers, in order to facilitate the injection of holes, the HOMO level becomes deeper in a stepped manner from the layer on the hole injection layer 111 side to the layer on the light emitting layer 113 side. It is preferable that the configuration is long. Such a configuration is very suitable for a blue fluorescent light emitting element in which the host material in the light emitting layer 113 has a deep HOMO level.
  • the hole transport layer 112 is formed of a plurality of layers whose HOMO levels are deepened stepwise toward the light-emitting layer 113.
  • the hole injection layer 111 is formed of an organic acceptor (the above-described electron-withdrawing group ( It is particularly suitable for an element formed of an organic compound) having a halogen group or a cyano group), and an extremely good element having a good carrier injection property and a low driving voltage can be obtained.
  • the organic compound of one embodiment of the present invention is also a substance having a hole-transport property and can be used as a material having a hole-transport property.
  • the hole-transport layer 112 can also be formed by a wet method.
  • poly (N-vinylcarbazole) (abbreviation: PVK), poly (4-vinyltriphenylamine) (abbreviation: PVTPA), poly [N- (4- ⁇ N ′-[4- (4-diphenylamino) phenyl] phenyl-N′-phenylamino ⁇ phenyl) methacrylamide] (abbreviation: PTPDMA), poly [N, N′-bis (4-butylphenyl) -N, A high molecular compound such as N′-bis (phenyl) benzidine] (abbreviation: Poly-TPD) can be used.
  • PVK poly (N-vinylcarbazole)
  • PVTPA poly (4-vinyltriphenylamine)
  • PTPDMA poly [N- (4- ⁇ N ′-[4- (4-diphenylamino) phenyl] phen
  • the light-emitting layer 113 includes a layer containing a fluorescent material, a layer containing a phosphorescent material, a layer containing a material that emits thermally activated delayed fluorescence (TADF), a layer containing quantum dots, and a layer containing metal halogen perovskites.
  • TADF thermally activated delayed fluorescence
  • Any layer containing a light-emitting substance may be used, but the organic compound of one embodiment of the present invention described in Embodiment 1 is preferably included as a light-emitting substance.
  • the light emitting layer 113 may be a single layer or a plurality of layers.
  • a layer containing a phosphorescent material and a layer containing a fluorescent material may be stacked. At this time, it is preferable to use an exciplex described later in the layer containing the phosphorescent material.
  • the organic compound of one embodiment of the present invention is also a substance having a favorable quantum yield and can be used as a light-emitting material.
  • the fluorescent light-emitting substance for example, the following substances can be used. Other fluorescent materials can also be used. 5,6-bis [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -2,2′-bipyridine (abbreviation: PAP2BPy), 5,6-bis [4 ′-(10-phenyl-9-anthryl) Biphenyl-4-yl] -2,2′-bipyridine (abbreviation: PAPP2BPy), N, N′-diphenyl-N, N′-bis [4- (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) phenyl] Pyrene-1,6-diamine, N, N′-bis (3-methylphenyl) -N, N′-bis [3- (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) phenyl] pyrene-1,6 -Diamine (abbreviation: 1,6 mM emFLPAPrn), N, N,
  • Examples of materials that can be used as the phosphorescent material in the light-emitting layer 113 include the following. Tris ⁇ 2- [5- (2-methylphenyl) -4- (2,6-dimethylphenyl) -4H-1,2,4-triazol-3-yl- ⁇ N2] phenyl- ⁇ C ⁇ iridium (III) ( Abbreviations: [Ir (mpptz-dmp) 3 ]), tris (5-methyl-3,4-diphenyl-4H-1,2,4-triazolato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (Mptz) 3 ]) 4H, such as Tris [4- (3-biphenyl) -5-isopropyl-3-phenyl-4H-1,2,4-triazolate] iridium (III) (abbreviation: [Ir (iPrptz-3b) 3 ]) An organometallic iridium complex having a triazole
  • organometallic iridium complex having a pyrimidine skeleton is particularly preferable because of its outstanding reliability and luminous efficiency.
  • various phosphorescent light emitting materials may be selected and used.
  • TADF material fullerene and its derivatives, acridine and its derivatives, eosin derivatives and the like can be used.
  • the metal-containing porphyrin include a protoporphyrin-tin fluoride complex (SnF 2 (Proto IX)), a mesoporphyrin-tin fluoride complex (SnF 2 (Meso IX)) represented by the following structural formula, and hematoporphyrin.
  • the heterocyclic compound has a ⁇ -electron rich heteroaromatic ring and a ⁇ -electron deficient heteroaromatic ring, both the electron transport property and the hole transport property are high, which is preferable.
  • a substance in which a ⁇ -electron rich heteroaromatic ring and a ⁇ -electron deficient heteroaromatic ring are directly bonded increases both the donor property of the ⁇ -electron rich heteroaromatic ring and the acceptor property of the ⁇ -electron deficient heteroaromatic ring. Since the energy difference between the S1 level and the T1 level is small, it is particularly preferable because thermally activated delayed fluorescence can be obtained efficiently.
  • an aromatic ring to which an electron withdrawing group such as a cyano group is bonded may be used.
  • an alloy type quantum dot whose composition is represented by arbitrary ratios.
  • an alloy type quantum dot represented by CdS x Se 1-x (x is an arbitrary number from 0 to 1) can change the emission wavelength by changing x. It is one of the effective means.
  • the structure of the quantum dot includes a core type, a core-shell type, and a core-multishell type, and any of them may be used, but the shell is covered with another inorganic material that covers the core and has a wider band gap.
  • the shell material include zinc sulfide (ZnS) and zinc oxide (ZnO).
  • Quantum dots also have high reactivity because of a high proportion of surface atoms, and aggregation is likely to occur. Therefore, it is preferable that a protective agent is attached or a protective group is provided on the surface of the quantum dots. Aggregation can be prevented and solubility in a solvent can be increased by attaching the protective agent or providing a protective group. It is also possible to reduce the reactivity and improve the electrical stability.
  • protecting agent examples include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, tripropylphosphine, tributylphosphine, trihexylphosphine, Trialkylphosphines such as octylphosphine, polyoxyethylene alkylphenyl ethers such as polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, tri (n-hexyl) amine, tri (n-octyl) Tertiary amines such as amine and tri (n-decyl) amine, tripropylphosphine oxide, tributylphosphine oxide, trihexylphosphine oxide, trioctylphosphite Organic phosphorus compounds such as oxide and tridecylphosphine oxide
  • the quantum dots may be rod-like quantum rods. Since the quantum rod exhibits light having directivity polarized in the c-axis direction, a light-emitting element with better external quantum efficiency can be obtained by using the quantum rod as a light-emitting material.
  • the quantum dots are dispersed in the host material, or the host material and the quantum dots are dissolved or dispersed in an appropriate liquid medium.
  • the layer by spin coating method, casting method, die coating method, blade coating method, roll coating method, ink jet method, printing method, spray coating method, curtain coating method, Langmuir / Blodgett method, etc. What is necessary is just to form by removing or baking.
  • liquid medium used in the wet process examples include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, fatty acid esters such as ethyl acetate, halogenated hydrocarbons such as dichlorobenzene, and aromatic carbonization such as toluene, xylene, mesitylene, and cyclohexyl benzene. Hydrogen, aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, decalin, and dodecane, and organic solvents such as dimethylformamide (DMF) and dimethyl sulfoxide (DMSO) can be used.
  • ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone
  • fatty acid esters such as ethyl acetate
  • halogenated hydrocarbons such as dichlorobenzene
  • aromatic carbonization such as toluene, xylene, mesitylene, and cyclohexyl benzene.
  • CzPA cgDBCzPA, 2mBnfPPA, and PCzPA are preferable choices because they exhibit very good characteristics.
  • various carrier transport materials such as a material having an electron transport property and a material having a hole transport property can be used.
  • bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) beryllium (II) (abbreviation: BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (4-phenylphenolato) Aluminum (III) (abbreviation: BAlq), bis (8-quinolinolato) zinc (II) (abbreviation: Znq), bis [2- (2-benzoxazolyl) phenolato] zinc (II) (abbreviation: ZnPBO), Metal complexes such as bis [2- (2-benzothiazolyl) phenolato] zinc (II) (abbreviation: ZnBTZ), 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4 -Oxadiazole (abbreviation: PBD), 3- (4-biphenylyl) -4-phenyl-5- (4-tert-butylpheny
  • a heterocyclic compound having a diazine skeleton and a heterocyclic compound having a pyridine skeleton are preferable because of their good reliability.
  • a heterocyclic compound having a diazine (pyrimidine or pyrazine) skeleton has a high electron transporting property and contributes to a reduction in driving voltage.
  • NPB 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl
  • TPD 4,4′-bis [N- (spiro-9,9′-bifluoren-2-yl) ) -N-phenylamino] biphenyl
  • BSPB 4,4′-bis [N- (spiro-9,9′-bifluoren-2-yl) ) -N-phenylamino] biphenyl
  • BSPB 4,4′-bis [N- (spiro-9,9′-bifluoren-2-yl) ) -N-phenylamino] biphenyl
  • BPAFLP 4-phenyl-4 '-(9-phenylfluoren-9-yl) triphenylamine
  • mBPAFLP 4-phenyl-4 ′-(9-phenyl-9H-carbamate
  • CzPA cgDBCzPA, 2mBnfPPA, and PCzPA are preferable choices because they exhibit very good characteristics.
  • the host material may be a material in which a plurality of types of substances are mixed.
  • a mixed host material it is preferable to mix a material having an electron transporting property and a material having a hole transporting property. .
  • energy transfer can be performed. Smooth and efficient light emission can be obtained. Further, this structure is preferable because the driving voltage can also be reduced.
  • the light emitting layer 113 having the above-described configuration uses a gravure printing method, an offset printing method, an inkjet method, a spin coating method, a dip coating method, or the like as a method using co-evaporation by a vacuum deposition method or a mixed solution. Can be produced.
  • the electron transport layer 114 is a layer containing a substance having an electron transport property.
  • a substance having an electron transporting property a material having an electron transporting property that can be used for the host material or a material having an anthracene skeleton can be used.
  • a layer for controlling the movement of electron carriers may be provided between the electron transport layer and the light emitting layer.
  • This is a layer obtained by adding a small amount of a substance having a high electron trapping property to a material having a high electron transporting property as described above. By suppressing the movement of electron carriers, the carrier balance can be adjusted. Such a configuration is very effective in suppressing problems that occur when electrons penetrate through the light emitting layer (for example, a reduction in device lifetime).
  • an electron injection layer 115 may be provided between the electron transport layer 114 and the cathode 102 in contact with the cathode 102.
  • an alkali metal or an alkaline earth metal such as lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF 2 ), or a compound thereof can be used.
  • a layer made of a substance having an electron transporting property containing an alkali metal, an alkaline earth metal, or a compound thereof can be used.
  • electride may be used for the electron injection layer 115. Examples of the electride include a substance obtained by adding a high concentration of electrons to a mixed oxide of calcium and aluminum.
  • an electron-injecting layer 115 in which an alkali metal or an alkaline earth metal is contained in a layer made of a substance having an electron-transporting property because electron injection from the cathode 102 is efficiently performed.
  • a charge generation layer 116 may be provided instead of the electron injection layer 115 (FIG. 1B).
  • the charge generation layer 116 is a layer that can inject holes into a layer in contact with the cathode side of the layer and inject electrons into a layer in contact with the anode side by applying a potential.
  • the charge generation layer 116 includes at least a P-type layer 117.
  • the P-type layer 117 is preferably formed using the composite material mentioned as the material that can form the hole injection layer 111 described above. Further, the P-type layer 117 may be formed by stacking the above-described film containing an acceptor material and a film containing a hole transport material as a material constituting the composite material.
  • the P-type layer 117 By applying a potential to the P-type layer 117, electrons are injected into the electron transport layer 114 and holes are injected into the cathode 102, whereby the light emitting element operates. At this time, the presence of the layer containing the organic compound of one embodiment of the present invention at a position in contact with the charge generation layer 116 of the electron transport layer 114 suppresses a decrease in luminance due to accumulation of driving time of the light-emitting element, thereby reducing the lifetime. A long light emitting element can be obtained.
  • the charge generation layer 116 is preferably provided with one or both of an electron relay layer 118 and an electron injection buffer layer 119 in addition to the P-type layer 117.
  • the electron relay layer 118 includes at least a substance having an electron transporting property, and has a function of smoothly transferring electrons by preventing the interaction between the electron injection buffer layer 119 and the P-type layer 117.
  • the LUMO level of the substance having an electron transporting property contained in the electron relay layer 118 is the LUMO level of the acceptor substance in the P-type layer 117 and the substance contained in the layer in contact with the charge generation layer 116 in the electron transporting layer 114. It is preferably between the LUMO levels.
  • the specific energy level of the LUMO level in the substance having an electron transporting property used for the electron relay layer 118 is ⁇ 5.0 eV or more, preferably ⁇ 5.0 eV or more and ⁇ 3.0 eV or less. Note that as the substance having an electron transporting property used for the electron relay layer 118, a phthalocyanine-based material or a metal complex having a metal-oxygen bond and an aromatic ligand is preferably used.
  • the electron injection buffer layer 119 includes an alkali metal, an alkaline earth metal, a rare earth metal, and a compound thereof (including an alkali metal compound (including an oxide such as lithium oxide, a halide, and a carbonate such as lithium carbonate and cesium carbonate).
  • Alkaline earth metal compounds (including oxides, halides, carbonates) or rare earth metal compounds (including oxides, halides, carbonates) can be used. It is.
  • the electron injection buffer layer 119 is formed to include an electron transporting substance and a donor substance, an alkali metal, an alkaline earth metal, a rare earth metal, or a compound thereof (as a donor substance)
  • Alkali metal compounds including oxides such as lithium oxide, halides, carbonates such as lithium carbonate and cesium carbonate
  • alkaline earth metal compounds including oxides, halides, carbonates
  • rare earth metal compounds In addition to (including oxides, halides, and carbonates), organic compounds such as tetrathianaphthacene (abbreviation: TTN), nickelocene, and decamethyl nickelocene can also be used.
  • TTN tetrathianaphthacene
  • nickelocene nickelocene
  • decamethyl nickelocene can also be used.
  • the substance having an electron transporting property can be formed using a material similar to the material of the electron transport layer 114 described above.
  • a metal, an alloy, an electrically conductive compound, a mixture thereof, or the like having a low work function (specifically, 3.8 eV or less) can be used as a material for forming the cathode 102.
  • a metal, an alloy, an electrically conductive compound, a mixture thereof, or the like having a low work function (specifically, 3.8 eV or less) can be used.
  • cathode materials include alkali metals such as lithium (Li) and cesium (Cs), and group 1 of the periodic table of elements such as magnesium (Mg), calcium (Ca), and strontium (Sr) Examples include elements belonging to Group 2, and alloys containing these (MgAg, AlLi), europium (Eu), ytterbium (Yb), and other rare earth metals, and alloys containing these.
  • a conductive material can be used as the cathode 102.
  • These conductive materials can be formed by a dry method such as a vacuum evaporation method or a sputtering method, an inkjet method, a spin coating method, or the like.
  • a sol-gel method may be used for a wet method, or a metal material paste may be used for a wet method.
  • Various methods can be used for forming the EL layer 103 regardless of a dry method or a wet method.
  • vacuum deposition method wet process method (spin coating method, casting method, die coating method, blade coating method, roll coating method, ink jet method, printing method (gravure printing method, offset printing method, screen printing method, etc.), spray coating Method, curtain coating method, Langmuir / Blodgett method, etc.).
  • each electrode or each layer described above may be formed by using different film forming methods.
  • FIGS. 2A to 2D are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the layer 786 including a light-emitting substance.
  • the conductive film 772 is formed over the planarization insulating film 770, and the insulating film 730 is formed so as to cover part of the conductive film 772 (see FIG. 2A).
  • a droplet 784 is discharged from a droplet discharge device 783 to an exposed portion of the conductive film 772 which is an opening of the insulating film 730, so that a layer 785 containing a composition is formed.
  • the droplet 784 is a composition containing a solvent and adheres to the conductive film 772 (see FIG. 2B).
  • step of discharging the droplet 784 may be performed under reduced pressure.
  • the solvent is removed from the layer 785 containing the composition and solidified to form a layer 786 containing a light-emitting substance (see FIG. 2C).
  • a drying step or a heating step may be performed.
  • a conductive film 788 is formed over the layer 786 containing a light-emitting substance, so that a light-emitting element 782 is formed (see FIG. 2D).
  • the layer 786 including a light-emitting substance is formed by a droplet discharge method, a composition can be selectively discharged, so that loss of materials can be reduced.
  • a lithography process or the like for processing the shape is not necessary, the process can be simplified and cost reduction can be achieved.
  • the droplet discharge method described above is a general term for a device having means for discharging droplets such as a nozzle having a composition discharge port or a head having one or a plurality of nozzles.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating the droplet discharge device 1400.
  • the droplet discharge device 1400 includes a droplet discharge unit 1403.
  • the droplet discharge unit 1403 includes a head 1405, a head 1412, and a head 1416.
  • the head 1405 and the head 1412 are connected to the control means 1407, and can be drawn in a pre-programmed pattern by controlling it with the computer 1410.
  • the drawing timing may be performed based on, for example, the marker 1411 formed on the substrate 1402.
  • the reference point may be determined based on the outer edge of the substrate 1402.
  • the marker 1411 is detected by the image pickup means 1404, the digital signal converted by the image processing means 1409 is recognized by the computer 1410, a control signal is generated and sent to the control means 1407.
  • an image sensor using a charge coupled device (CCD) or a complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) can be used as the imaging unit 1404.
  • Information on the pattern to be formed on the substrate 1402 is stored in the storage medium 1408.
  • a control signal is sent to the control means 1407, and the individual heads 1405 of the droplet discharge means 1403 are sent.
  • the head 1412 and the head 1416 can be individually controlled.
  • the material to be discharged is supplied from a material supply source 1413, a material supply source 1414, and a material supply source 1415 to a head 1405, a head 1412, and a head 1416 through piping.
  • the inside of the head 1405, the head 1412, and the head 1416 has a structure having a space filled with a liquid material and a nozzle that is a discharge port as indicated by a dotted line 1406.
  • the head 1412 has the same internal structure as the head 1405.
  • the nozzles of the head 1405 and the head 1412 are provided in different sizes, different materials can be drawn simultaneously with different widths.
  • a single head can discharge and draw multiple types of light emitting materials, and when drawing over a wide area, the same material can be simultaneously discharged and drawn from multiple nozzles to improve throughput. it can.
  • the head 1405, the head 1412, and the head 1416 can freely scan the substrate in the directions of arrows X, Y, and Z shown in FIG. A plurality of the same patterns can be drawn on one substrate.
  • the step of discharging the composition may be performed under reduced pressure.
  • the substrate may be heated at the time of discharge.
  • steps of drying and baking are performed.
  • the drying and firing steps are both heat treatment steps, but their purpose, temperature and time are different.
  • the drying process and the firing process are performed under normal pressure or reduced pressure by laser light irradiation, rapid thermal annealing, a heating furnace, or the like. Note that the timing of performing this heat treatment and the number of heat treatments are not particularly limited. In order to satisfactorily perform the drying and firing steps, the temperature at that time depends on the material of the substrate and the properties of the composition.
  • the layer 786 containing a light-emitting substance can be manufactured using a droplet discharge apparatus.
  • the layer 786 containing a light-emitting substance is formed using a droplet discharge device
  • various kinds of organic materials and organic inorganic halogen perovskites are formed by a wet method using a composition in which a solvent is dissolved or dispersed in a solvent. It can be set as the composition for application
  • organic solvent examples include benzene, toluene, xylene, mesitylene, tetrahydrofuran, dioxane, ethanol, methanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, t-butanol, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, and dimethylformamide.
  • organic solvents such as chloroform, methylene chloride, carbon tetrachloride, ethyl acetate, hexane, and cyclohexane can be used.
  • the boiling point is preferably 100 ° C. or higher, and toluene, xylene, and mesitylene are more preferable.
  • This light emitting element is a light emitting element having a plurality of light emitting units between an anode and a cathode.
  • One light-emitting unit has a structure similar to that of the EL layer 103 illustrated in FIG. That is, the light-emitting element illustrated in FIG. 1A or 1B is a light-emitting element having one light-emitting unit, and the light-emitting element illustrated in FIG. 1C is a light-emitting element having a plurality of light-emitting units. It can be said that.
  • a first light-emitting unit 511 and a second light-emitting unit 512 are stacked between the first electrode 501 and the second electrode 502, and the first light-emitting unit 511 and A charge generation layer 513 is provided between the second light emitting unit 512 and the second light emitting unit 512.
  • the first electrode 501 and the second electrode 502 correspond to the anode 101 and the cathode 102 in FIG. 1A, respectively, and the same ones as described in the description of FIG. 1A can be used. Further, the first light emitting unit 511 and the second light emitting unit 512 may have the same configuration or different configurations.
  • the charge generation layer 513 has a function of injecting electrons into one light-emitting unit and injecting holes into the other light-emitting unit when voltage is applied to the first electrode 501 and the second electrode 502. That is, in FIG. 1C, in the case where a voltage is applied so that the potential of the first electrode is higher than the potential of the second electrode, the charge generation layer 513 supplies electrons to the first light-emitting unit 511. As long as it injects holes into the second light emitting unit 512.
  • the charge generation layer 513 is preferably formed with a structure similar to that of the charge generation layer 116 described with reference to FIG. Since the composite material of an organic compound and a metal oxide is excellent in carrier injecting property and carrier transporting property, low voltage driving and low current driving can be realized. Note that in the case where the surface of the light emitting unit on the anode side is in contact with the charge generation layer 513, the charge generation layer 513 can also serve as a hole injection layer of the light emission unit. It does not have to be provided.
  • the electron injection buffer layer 119 is provided in the charge generation layer 513, since the layer plays a role of the electron injection layer in the light emitting unit on the anode side, it is not always necessary to form the electron injection layer on the light emitting unit. Absent.
  • FIG. 1C illustrates a light-emitting element having two light-emitting units
  • the above structure can be similarly applied to a light-emitting element in which three or more light-emitting units are stacked.
  • a plurality of light-emitting units are partitioned and arranged between the pair of electrodes by the charge generation layer 513, thereby enabling high-luminance light emission while keeping the current density low.
  • a long-life device can be realized.
  • a light-emitting device that can be driven at a low voltage and has low power consumption can be realized.
  • FIGS. 4A is a top view illustrating the light-emitting device
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along lines AB and CD of FIG. 4A.
  • This light-emitting device includes a drive circuit portion (source line drive circuit) 601, a pixel portion 602, and a drive circuit portion (gate line drive circuit) 603 indicated by dotted lines, which control light emission of the light-emitting elements.
  • Reference numeral 604 denotes a sealing substrate
  • reference numeral 605 denotes a sealing material
  • the inside surrounded by the sealing material 605 is a space 607.
  • the lead wiring 608 is a wiring for transmitting a signal input to the source line driver circuit 601 and the gate line driver circuit 603, and a video signal, a clock signal, an FPC (flexible printed circuit) 609 serving as an external input terminal, Receives start signal, reset signal, etc.
  • FPC flexible printed circuit
  • a printed wiring board PWB
  • the light-emitting device in this specification includes not only a light-emitting device body but also a state in which an FPC or a PWB is attached thereto.
  • a driver circuit portion and a pixel portion are formed over the element substrate 610.
  • a source line driver circuit 601 that is a driver circuit portion and one pixel in the pixel portion 602 are shown.
  • the source line driver circuit 601 is a CMOS circuit in which an n-channel FET 623 and a p-channel FET 624 are combined.
  • the drive circuit may be formed of various CMOS circuits, PMOS circuits, or NMOS circuits.
  • CMOS circuits complementary metal-oxide-semiconductor
  • PMOS circuits PMOS circuits
  • NMOS circuits NMOS circuits.
  • a driver integrated type in which a driver circuit is formed over a substrate is shown; however, this is not necessarily required, and the driver circuit can be formed outside the substrate.
  • the pixel portion 602 is formed by a plurality of pixels including the switching FET 611, the current control FET 612, and the first electrode 613 electrically connected to the drain thereof, but is not limited thereto.
  • the pixel portion may be a combination of two or more FETs and a capacitor.
  • the type and crystallinity of the semiconductor used for the FET are not particularly limited, and an amorphous semiconductor or a crystalline semiconductor may be used.
  • a semiconductor used for the FET a Group 13 semiconductor, a Group 14 semiconductor, a compound semiconductor, an oxide semiconductor, or an organic semiconductor material can be used, but an oxide semiconductor is particularly preferable.
  • the oxide semiconductor include In—Ga oxide and In—M—Zn oxide (M is Al, Ga, Y, Zr, La, Ce, or Nd). Note that an oxide semiconductor material with an energy gap of 2 eV or more, preferably 2.5 eV or more, more preferably 3 eV or more is preferable because off-state current of the transistor can be reduced.
  • an insulator 614 is formed so as to cover an end portion of the first electrode 613.
  • a positive photosensitive acrylic resin film can be used.
  • a curved surface having a curvature is formed at the upper end or the lower end of the insulator 614.
  • a positive photosensitive acrylic resin is used as a material for the insulator 614
  • a negative photosensitive resin or a positive photosensitive resin can be used as the insulator 614.
  • An EL layer 616 and a second electrode 617 are formed over the first electrode 613. These correspond to the anode 101, the EL layer 103, and the cathode 102 described in FIGS. 1A and 1B, respectively, or the first electrode 501, the EL layer 503, and the second electrode 502 described in FIG. .
  • the EL layer 616 preferably contains an organometallic complex.
  • the organometallic complex is preferably used as an emission center substance in the emission layer.
  • the sealing substrate 604 is attached to the element substrate 610 with the sealant 605, whereby the light-emitting element 618 is provided in the space 607 surrounded by the element substrate 610, the sealing substrate 604, and the sealant 605. Yes.
  • the space 607 is filled with a filler, and may be filled with a sealant 605 in addition to an inert gas (such as nitrogen or argon). It is preferable to form a recess in the sealing substrate and provide a desiccant on the recess because deterioration due to moisture can be suppressed.
  • an epoxy resin or glass frit for the sealant 605. Moreover, it is desirable that these materials are materials that do not transmit moisture and oxygen as much as possible.
  • a plastic substrate made of FRP (Fiber Reinforced Plastics), PVF (polyvinyl fluoride), polyester, acrylic resin, or the like can be used as a material used for the element substrate 610 and the sealing substrate 604. .
  • transistors and light-emitting elements can be formed using various substrates.
  • substrate is not limited to a specific thing.
  • the substrate include a semiconductor substrate (for example, a single crystal substrate or a silicon substrate), an SOI substrate, a glass substrate, a quartz substrate, a plastic substrate, a metal substrate, a stainless steel substrate, a substrate having stainless steel foil, and a tungsten substrate.
  • the glass substrate include barium borosilicate glass, aluminoborosilicate glass, and soda lime glass.
  • Examples of the flexible substrate, the laminated film, and the base film include the following.
  • plastics represented by polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), and polyethersulfone (PES).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PES polyethersulfone
  • Another example is a synthetic resin such as an acrylic resin.
  • examples include polytetrafluoroethylene (PTFE), polypropylene, polyester, polyvinyl fluoride, and polyvinyl chloride.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • polypropylene polypropylene
  • polyester polyvinyl fluoride
  • polyvinyl chloride polyvinyl chloride
  • polyamide polyimide
  • aramid epoxy
  • an inorganic vapor deposition film papers, and the like.
  • a transistor with small variation in characteristics, size, or shape, high current capability, and small size can be manufactured.
  • the power consumption of the circuit can be reduced or the circuit can be highly integrated.
  • a flexible substrate may be used as a substrate, and a transistor or a light-emitting element may be formed directly over the flexible substrate.
  • a separation layer may be provided between the substrate and the transistor or between the substrate and the light-emitting element. The separation layer can be used to separate a semiconductor device from another substrate and transfer it to another substrate after a semiconductor device is partially or entirely completed thereon. At that time, the transistor can be transferred to a substrate having poor heat resistance or a flexible substrate.
  • a structure of a laminated structure of an inorganic film of a tungsten film and a silicon oxide film or a structure in which an organic resin film such as polyimide is formed over a substrate can be used for the above-described release layer.
  • a transistor or a light-emitting element may be formed using a certain substrate, and then the transistor or the light-emitting element may be transferred to another substrate, and the transistor or the light-emitting element may be disposed on another substrate.
  • substrates on which transistors and light-emitting elements are transferred include paper substrates, cellophane substrates, aramid film substrates, polyimide film substrates, stone substrates, wood substrates, and cloth substrates in addition to the above-described substrates on which transistors can be formed. (Natural fibers (silk, cotton, hemp), synthetic fibers (nylon, polyurethane, polyester) or recycled fibers (including acetate, cupra, rayon, recycled polyester), leather substrate, rubber substrate, etc.). By using these substrates, it is possible to form a transistor with good characteristics, a transistor with low power consumption, manufacture a device that is not easily broken, impart heat resistance, reduce weight, or reduce thickness.
  • FIG. 5 shows an example of a light-emitting device in which a light-emitting element that emits white light is formed and a full color is obtained by providing a colored layer (color filter) or the like.
  • FIG. 5A shows a substrate 1001, a base insulating film 1002, a gate insulating film 1003, gate electrodes 1006, 1007, and 1008, a first interlayer insulating film 1020, a second interlayer insulating film 1021, a peripheral portion 1042, and a pixel portion.
  • a driver circuit portion 1041 light emitting element first electrodes 1024W, 1024R, 1024G, and 1024B, a partition wall 1025, an EL layer 1028, a light emitting element cathode 1029, a sealing substrate 1031, a sealant 1032, and the like are illustrated.
  • colored layers are provided over a transparent base material 1033.
  • a black layer (black matrix) 1035 may be further provided.
  • the transparent base material 1033 provided with the coloring layer and the black layer is aligned and fixed to the substrate 1001. Note that the colored layer and the black layer are covered with an overcoat layer 1036.
  • FIG. 5B illustrates an example in which a colored layer (a red colored layer 1034R, a green colored layer 1034G, or a blue colored layer 1034B) is formed between the gate insulating film 1003 and the first interlayer insulating film 1020.
  • the coloring layer may be provided between the substrate 1001 and the sealing substrate 1031.
  • a light-emitting device having a structure in which light is extracted to the substrate 1001 side where the FET is formed bottom emission type
  • a structure in which light is extracted to the sealing substrate 1031 side top-emission type
  • FIG. 1 A cross-sectional view of a top emission type light emitting device is shown in FIG.
  • a substrate that does not transmit light can be used as the substrate 1001.
  • the connection electrode for connecting the FET and the anode of the light emitting element is manufactured, it is formed in the same manner as the bottom emission type light emitting device.
  • a third interlayer insulating film 1037 is formed so as to cover the electrode 1022. This insulating film may play a role of planarization.
  • the third interlayer insulating film 1037 can be formed using various other materials in addition to the same material as the second interlayer insulating film.
  • the first electrodes 1024W, 1024R, 1024G, and 1024B of the light-emitting element are anodes here, but may be cathodes. In the case of a top emission type light emitting device as shown in FIG. 6, the first electrode is preferably a reflective electrode.
  • the EL layer 1028 has a structure as described for the EL layer 103 in FIGS. 1A and 1B or the EL layer 503 in FIG. 1C, and an element structure in which white light emission can be obtained. And
  • sealing can be performed with a sealing substrate 1031 provided with colored layers (red colored layer 1034R, green colored layer 1034G, and blue colored layer 1034B).
  • a black layer (black matrix) 1035 may be provided on the sealing substrate 1031 so as to be positioned between the pixels.
  • the colored layer (red colored layer 1034R, green colored layer 1034G, blue colored layer 1034B) or black layer may be covered with an overcoat layer.
  • the sealing substrate 1031 is a light-transmitting substrate.
  • full-color display is performed with four colors of red, green, blue, and white
  • full-color is displayed with three colors of red, green, and blue and four colors of red, green, blue, and yellow. Display may be performed.
  • FIG. 7 illustrates a passive matrix light-emitting device which is one embodiment of the present invention.
  • 7A is a perspective view illustrating the light-emitting device
  • FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line XY in FIG. 7A.
  • an EL layer 955 is provided between the electrode 952 and the electrode 956 on the substrate 951.
  • An end portion of the electrode 952 is covered with an insulating layer 953.
  • a partition layer 954 is provided over the insulating layer 953.
  • the side wall of the partition wall layer 954 has an inclination such that the distance between one side wall and the other side wall becomes narrower as it approaches the substrate surface.
  • the cross section in the short side direction of the partition wall layer 954 has a trapezoidal shape, and the bottom side (the side facing the insulating layer 953 in the same direction as the surface direction of the insulating layer 953) is the top side (the surface of the insulating layer 953).
  • the direction is the same as the direction and is shorter than the side not in contact with the insulating layer 953. In this manner, by providing the partition layer 954, defects in the light-emitting element due to static electricity or the like can be prevented.
  • the light-emitting device described above can control a large number of minute light-emitting elements arranged in a matrix with FETs formed in a pixel portion, it is suitable as a display device that expresses an image. It is a light emitting device that can be used.
  • FIG. 8B is a top view of the lighting device
  • FIG. 8A is a cross-sectional view taken along line ef in FIG. 8B.
  • a first electrode 401 is formed over a light-transmitting substrate 400 which is a support.
  • the first electrode 401 corresponds to the anode 101 in FIGS.
  • the first electrode 401 is formed using a light-transmitting material.
  • a pad 412 for supplying a voltage to the second electrode 404 is formed on the substrate 400.
  • An EL layer 403 is formed over the first electrode 401.
  • the EL layer 403 corresponds to the EL layer 103 in FIGS. 1A and 1B or the EL layer 503 in FIG. For these configurations, refer to the description.
  • a second electrode 404 is formed so as to cover the EL layer 403.
  • the second electrode 404 corresponds to the cathode 102 in FIGS.
  • the second electrode 404 is formed including a material having high reflectivity.
  • a voltage is supplied to the second electrode 404 by being connected to the pad 412.
  • the first electrode 401, the EL layer 403, and the second electrode 404 form a light-emitting element.
  • the light-emitting element and the sealing substrate 407 are fixed using sealants 405 and 406 and sealed, whereby the lighting device is completed. Either one of the sealing materials 405 and 406 may be used.
  • a desiccant can be mixed in the inner sealing material 406, so that moisture can be adsorbed, leading to improvement in reliability.
  • an external input terminal can be obtained.
  • an IC chip 420 mounted with a converter or the like may be provided thereon.
  • a television device also referred to as a television or a television receiver
  • a monitor for a computer a digital camera, a digital video camera, a digital photo frame
  • a mobile phone also referred to as a mobile phone or a mobile phone device
  • large game machines such as portable game machines, portable information terminals, sound reproduction apparatuses, and pachinko machines. Specific examples of these electronic devices are shown below.
  • FIG. 9A illustrates an example of a television device.
  • a display portion 7103 is incorporated in a housing 7101.
  • a structure in which the housing 7101 is supported by a stand 7105 is shown.
  • An image can be displayed on the display portion 7103, and the display portion 7103 is formed by arranging light-emitting elements in a matrix.
  • the television device can be operated with an operation switch included in the housing 7101 or a separate remote controller 7110.
  • Channels and volume can be operated with an operation key 7109 provided in the remote controller 7110, and an image displayed on the display portion 7103 can be operated.
  • the remote controller 7110 may be provided with a display portion 7107 for displaying information output from the remote controller 7110.
  • the television device is provided with a receiver, a modem, and the like.
  • General TV broadcasts can be received by a receiver, and connected to a wired or wireless communication network via a modem, so that it can be unidirectional (sender to receiver) or bidirectional (sender and receiver). It is also possible to perform information communication between each other or between recipients).
  • FIG. 9B1 illustrates a computer, which includes a main body 7201, a housing 7202, a display portion 7203, a keyboard 7204, an external connection port 7205, a pointing device 7206, and the like. Note that this computer is manufactured by using light-emitting elements arranged in a matrix in the display portion 7203.
  • the computer shown in FIG. 9B1 may have a form as shown in FIG. 9B2.
  • a computer in FIG. 9B2 is provided with a second display portion 7210 instead of the keyboard 7204 and the pointing device 7206.
  • the second display portion 7210 is a touch panel type, and input can be performed by operating a display for input displayed on the second display portion 7210 with a finger or a dedicated pen.
  • the second display portion 7210 can display not only an input display but also other images.
  • the display portion 7203 may also be a touch panel.
  • the portable information terminal includes a display portion 7402 incorporated in a housing 7401, operation buttons 7403, an external connection port 7404, a speaker 7405, a microphone 7406, and the like. Note that the portable information terminal includes a display portion 7402 manufactured by arranging light-emitting elements in a matrix.
  • the portable information terminal illustrated in FIGS. 9C and 9D can have a structure in which information can be input by touching the display portion 7402 with a finger or the like. In this case, operations such as making a call or creating a mail can be performed by touching the display portion 7402 with a finger or the like.
  • the first mode is a display mode mainly for displaying an image.
  • the first is a display mode mainly for displaying images, and the second is an input mode mainly for inputting information such as characters.
  • the third is a display + input mode in which the display mode and the input mode are mixed.
  • the display portion 7402 may be set to a character input mode mainly for inputting characters, and an operation for inputting characters displayed on the screen may be performed. In this case, it is preferable to display a keyboard or number buttons on most of the screen of the display portion 7402.
  • the orientation (portrait or landscape) of the portable information terminal is determined, and the screen display of the display portion 7402 Can be switched automatically.
  • the screen mode is switched by touching the display portion 7402 or operating the operation button 7403 of the housing 7401. Further, switching can be performed depending on the type of image displayed on the display portion 7402. For example, if the image signal to be displayed on the display unit is moving image data, the mode is switched to the display mode.
  • the screen mode is switched from the input mode to the display mode. You may control.
  • the display portion 7402 can function as an image sensor. For example, personal authentication can be performed by touching the display portion 7402 with a palm or a finger and capturing an image of a palm print, a fingerprint, or the like. In addition, if a backlight that emits near-infrared light or a sensing light source that emits near-infrared light is used for the display portion, finger veins, palm veins, and the like can be imaged.
  • the light-emitting element of one embodiment of the present invention is preferably used for the display portion.
  • the light-emitting element can be a light-emitting element with favorable emission efficiency. Further, a light-emitting element with low driving voltage can be obtained. Therefore, an electronic device including the light-emitting element of one embodiment of the present invention can be an electronic device with low power consumption.
  • FIG. 10 illustrates an example of a liquid crystal display device in which a light-emitting element is used for a backlight.
  • the liquid crystal display device illustrated in FIG. 10 includes a housing 901, a liquid crystal layer 902, a backlight unit 903, and a housing 904, and the liquid crystal layer 902 is connected to a driver IC 905.
  • a light emitting element is used for the backlight unit 903, and current is supplied from a terminal 906.
  • the light-emitting element of one embodiment of the present invention is preferably used as the light-emitting element, and by using the light-emitting element for a backlight of a liquid crystal display device, a backlight with reduced power consumption can be obtained.
  • FIG. 11 illustrates an example of a table lamp which is one embodiment of the present invention.
  • the desk lamp illustrated in FIG. 11 includes a housing 2001 and a light source 2002, and a lighting device using a light-emitting element as the light source 2002 is used.
  • FIG. 12 illustrates an example of an indoor lighting device 3001.
  • the light-emitting element of one embodiment of the present invention is preferably used for the lighting device 3001.
  • FIG. 13 illustrates an automobile which is one embodiment of the present invention.
  • the automobile has a light emitting element mounted on a windshield or a dashboard.
  • Display regions 5000 to 5005 are display regions provided using light-emitting elements.
  • the light-emitting element of one embodiment of the present invention is preferably used, and thus the display region 5000 to the display region 5005 can be used in a vehicle because power consumption can be suppressed.
  • a display area 5000 and a display area 5001 are display devices using light emitting elements provided on a windshield of an automobile.
  • a so-called see-through display device in which the opposite side can be seen can be obtained. If it is a see-through display, it can be installed without obstructing the field of view even if it is installed on the windshield of an automobile.
  • a light-transmitting transistor such as an organic transistor using an organic semiconductor material or a transistor using an oxide semiconductor is preferably used.
  • a display region 5002 is a display device using a light emitting element provided in a pillar portion.
  • the field of view blocked by the pillar can be complemented by projecting an image from the imaging means provided on the vehicle body.
  • the display area 5003 provided in the dashboard portion compensates for the blind spot by projecting an image from the imaging means provided outside the automobile from the field of view blocked by the vehicle body, thereby improving safety. Can do. By displaying the video so as to complement the invisible part, it is possible to check the safety more naturally and without a sense of incongruity.
  • the display area 5004 and the display area 5005 can provide various other information such as navigation information, a speedometer, a rotation speed, a travel distance, an oil supply amount, a gear state, and an air conditioning setting.
  • the display items and layout can be appropriately changed according to the user's preference. Note that these pieces of information can also be displayed in the display area 5000 to the display area 5003.
  • the display region 5000 to the display region 5005 can be used as a lighting device.
  • FIG. 14A and FIG. 14B illustrate an example of a tablet terminal that can be folded.
  • FIG. 14A shows an open state in which the tablet terminal includes a housing 9630, a display portion 9631a, a display portion 9631b, a display mode switching switch 9034, a power switch 9035, a power saving mode switching switch 9036, and a fastener 9033.
  • the tablet terminal is manufactured using the light-emitting device including the light-emitting element of one embodiment of the present invention for one or both of the display portion 9631a and the display portion 9631b.
  • Part of the display portion 9631 a can be a touch panel region 9632 a and data can be input when a displayed operation key 9637 is touched.
  • a structure in which half of the regions have a display-only function and a structure in which the other half has a touch panel function is shown, but the structure is not limited thereto.
  • the entire region of the display portion 9631a may have a touch panel function.
  • a keyboard button can be displayed on the entire surface of the display portion 9631a to serve as a touch panel, and the display portion 9631b can be used as a display screen.
  • part of the display portion 9631b can be a touch panel region 9632b.
  • a keyboard button can be displayed on the display portion 9631b by touching a position where the keyboard display switching button 9539 on the touch panel is displayed with a finger, a stylus, or the like.
  • touch input can be performed on the touch panel region 9632a and the touch panel region 9632b at the same time.
  • a display mode switching switch 9034 can switch the display direction such as vertical display or horizontal display, and can select switching between monochrome display and color display.
  • the power saving mode change-over switch 9036 can optimize the display luminance in accordance with the amount of external light during use detected by an optical sensor built in the tablet terminal.
  • the tablet terminal may include not only an optical sensor but also other detection devices such as a gyroscope, an acceleration sensor, and other sensors that detect inclination.
  • FIG. 14A shows an example in which the display areas of the display portion 9631b and the display portion 9631a are the same, but there is no particular limitation.
  • One size and the other size may be different, and the display quality is also high. May be different.
  • one display panel may be capable of displaying images with higher definition than the other.
  • FIG. 14B illustrates a closed state in which the tablet terminal in this embodiment includes a housing 9630, a solar cell 9633, a charge / discharge control circuit 9634, a battery 9635, and a DCDC converter 9636. Note that FIG. 14B illustrates a structure including a battery 9635 and a DCDC converter 9636 as an example of the charge / discharge control circuit 9634.
  • the housing 9630 can be closed when not in use. Accordingly, since the display portion 9631a and the display portion 9631b can be protected, a tablet terminal with excellent durability and high reliability can be provided from the viewpoint of long-term use.
  • the tablet terminal shown in FIGS. 14A and 14B has a function for displaying various information (still images, moving images, text images, etc.), a calendar, a date, or a time.
  • a function for displaying on the display unit, a touch input function for performing touch input operation or editing of information displayed on the display unit, a function for controlling processing by various software (programs), and the like can be provided.
  • Electric power can be supplied to the touch panel, the display unit, the video signal processing unit, or the like by the solar battery 9633 mounted on the surface of the tablet terminal. Note that it is preferable that the solar battery 9633 be provided on one or two surfaces of the housing 9630 because the battery 9635 can be efficiently charged.
  • FIG. 14C illustrates the solar battery 9633, the battery 9635, the DCDC converter 9636, the converter 9638, the switches SW1 to SW3, and the display portion 9631.
  • the battery 9635, the DCDC converter 9636, the converter 9638, and the switches SW1 to SW3 are illustrated. This corresponds to the charge / discharge control circuit 9634 shown in FIG.
  • the power generated by the solar battery is boosted or lowered by the DCDC converter 9636 so as to be a voltage for charging the battery 9635.
  • the switch SW1 is turned on, and the converter 9638 increases or decreases the voltage required for the display portion 9631.
  • the battery 9635 may be charged by turning off SW1 and turning on SW2.
  • the solar cell 9633 is shown as an example of the power generation unit, the power generation unit is not particularly limited, and the battery 9635 is charged by another power generation unit such as a piezoelectric element (piezo element) or a thermoelectric conversion element (Peltier element). The structure which performs this may be sufficient.
  • a non-contact power transmission module that wirelessly (contactlessly) transmits and receives power for charging and a combination of other charging means may be used, and the power generation means may not be provided.
  • a tablet terminal as an electronic device including the light-emitting element of one embodiment of the present invention is not limited to the tablet terminal having the shape illustrated in FIGS.
  • FIG. 15A to 15C show a foldable portable information terminal 9310.
  • FIG. 15A illustrates the portable information terminal 9310 in a developed state.
  • FIG. 15B illustrates the portable information terminal 9310 in a state in which the state is changing from one of the developed state or the folded state to the other.
  • FIG. 15C illustrates the portable information terminal 9310 in a folded state.
  • the portable information terminal 9310 is excellent in portability in the folded state and excellent in display listability due to a seamless wide display area in the expanded state.
  • the display panel 9311 is supported by three housings 9315 connected by hinges 9313.
  • the display panel 9311 may be a touch panel (input / output device) equipped with a touch sensor (input device).
  • the display panel 9311 can be reversibly deformed from a developed state to a folded state by bending the two housings 9315 via the hinge 9313.
  • the light-emitting device of one embodiment of the present invention can be used for the display panel 9311.
  • a display region 9312 in the display panel 9311 is a display region located on a side surface of the portable information terminal 9310 in a folded state. In the display area 9312, information icons, frequently used applications, program shortcuts, and the like can be displayed, so that information can be confirmed and applications can be activated smoothly.
  • the organic compound of one embodiment of the present invention can be used for an electronic device such as an organic thin film solar cell. More specifically, since it has carrier transportability, it can be used for a carrier transport layer and a carrier injection layer. Further, by using a mixed film with an acceptor substance, it can be used as a charge generation layer. Further, since it is optically excited, it can be used as a power generation layer.
  • Step 1 Synthesis of 3,7-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,6-dimethoxynaphthalene>
  • 11 g (24 mmol) 3,7-diiodo-2,6-dimethoxynaphthalene, 14 g (78 mmol) 4-chloro-2-fluorophenylboronic acid, 22 g (0.16 mol) potassium carbonate, 0.74 g (2.4 mmol) of tris (2-methylphenyl) phosphine was added.
  • 120 mL of toluene was added.
  • the mixture was degassed by stirring it under reduced pressure.
  • 0.11 g (0.49 mmol) of palladium (II) acetate was added, and the mixture was stirred at 110 ° C. for 50.5 hours under a nitrogen stream.
  • the synthesis scheme of Step 1 is shown below.
  • Step 2 Synthesis of 3,7-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,6-dihydroxynaphthalene> 5.7 g (13 mmol) of 3,7-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,6-dimethoxynaphthalene was placed in a 200 mL three-necked flask, and the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen. 32 mL of dichloromethane was added to the flask. To this solution, 28 mL (28 mmol) of boron tribromide (about 1.0 mol / L dichloromethane solution) and 20 mL of dichloromethane were added dropwise. After completion of dropping, the solution was stirred at room temperature.
  • FIG. 77 shows 1 H NMR data of the obtained solid, and numerical data are shown below.
  • Step 3 Synthesis of 3,10-dichloronaphtho [2,3-b; 6,7-b ′] bisbenzofuran>
  • a 200 mL three-necked flask 5.4 g (13 mmol) of 3,7-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,6-dihydroxynaphthalene and 7.1 g (52 mmol) of potassium carbonate were placed.
  • 130 mL of N-methyl-2-pyrrolidone was added, and the mixture was degassed by stirring it under reduced pressure. After degassing, the mixture was stirred at 120 ° C. for 7 hours under a nitrogen stream.
  • Step 3 The synthesis scheme of Step 3 is shown below.
  • FIG. 78 shows 1 H NMR data of the obtained solid, and numerical data are shown below.
  • Step 4 The synthesis scheme of Step 4 is shown below.
  • FIG. 17 shows the results of measuring the absorption spectrum and emission spectrum of a toluene solution of 3,10FrA2Nbf (IV).
  • FIG. 18 shows an absorption spectrum and an emission spectrum of a thin film of 3,10FrA2Nbf (IV).
  • the solid thin film was produced on a quartz substrate by a vacuum deposition method.
  • the absorption spectrum of the toluene solution was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer (model V550 manufactured by JASCO Corporation), and the spectrum measured by placing only toluene in a quartz cell was subtracted. Further, a spectrophotometer (Spectrophotometer U4100 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for measuring the absorption spectrum of the thin film.
  • a fluorometer (FS920 manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) was used for measurement of the emission spectrum of the thin film.
  • An absolute PL quantum yield measuring apparatus (Quantaurus-QY, manufactured by Hamamatsu Photonics) was used to measure the emission spectrum and the emission quantum yield of the solution.
  • the emission spectrum of 3,10FrA2Nbf (IV) in a toluene solution has a small intensity at the second peak near 465 nm on the long wavelength side, and the emission at an extremely narrow line width of 25 nm. I understood it.
  • the light emission quantum yield in the toluene solution was measured, it was found to be very high at 86%, which is suitable as a light emitting material.
  • 3,10FrA2Nbf (IV) of one embodiment of the present invention was found to be an organic compound that can emit light efficiently.
  • LC separation is adjusted by dissolving 3,10FrA2Nbf (IV) in an organic solvent so that the column temperature is 40 ° C. using an arbitrary column, the solvent is appropriately selected as a liquid feeding condition, and the sample has an arbitrary concentration.
  • the injection volume was 5.0 ⁇ L.
  • MS 2 measurement of a component of m / z 822.25, which is an ion derived from 3,10FrA2Nbf (IV), was performed by the Targeted-MS 2 method.
  • the energy NCE (Normalized Collision Energy) for accelerating the target ions in the collision cell was measured as 50.
  • the obtained MS spectrum is shown in FIG.
  • Step 1 Synthesis of 1,5-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,7-dihydroxynaphthalene>
  • 2-dicyclohexylphosphino-2′-6′-dimethoxy-1,1′-biphenyl abbreviation: Sphos
  • Step 1 The obtained solid was recrystallized from toluene to obtain 2.9 g of a white solid in a yield of 35%.
  • the synthesis scheme of Step 1 is shown below.
  • Step 2 Synthesis of 2,9-dichloronaphtho [2,1-b; 6,5-b ′] bisbenzofuran>
  • a 200 mL three-necked flask was charged with 2.8 g (6.8 mmol) of 1,5-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,7-dihydroxynaphthalene and 3.7 g (27 mmol) of potassium carbonate.
  • 70 mL of N-methyl-2-pyrrolidone was added, and this mixture was degassed by stirring it under reduced pressure. After degassing, the mixture was stirred at 120 ° C. for 7.5 hours under a nitrogen stream.
  • Step 2 The synthesis scheme of Step 2 is shown below.
  • FIG. 80 shows 1 H NMR data of the obtained solid, and numerical data are shown below.
  • FIG. 20 shows 1 H NMR data of the obtained solid, and numerical data are shown below.
  • 2,9PCA2Nbf (III) which is an organic compound of one embodiment of the present invention, was obtained in this synthesis example.
  • FIG. 21 shows the results of measuring the absorption spectrum and emission spectrum of a toluene solution of 2,9PCA2Nbf (III).
  • FIG. 22 shows an absorption spectrum and an emission spectrum of a thin film of 2,9PCA2Nbf (III).
  • the solid thin film was produced on a quartz substrate by a vacuum deposition method.
  • the absorption spectrum of the toluene solution was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer (model V550 manufactured by JASCO Corporation), and the spectrum measured by placing only toluene in a quartz cell was subtracted. Further, a spectrophotometer (Spectrophotometer U4100 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for measuring the absorption spectrum of the thin film.
  • a fluorometer (FS920 manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) was used for measurement of the emission spectrum of the thin film.
  • An absolute PL quantum yield measuring apparatus (Quantaurus-QY, manufactured by Hamamatsu Photonics) was used to measure the emission spectrum and the emission quantum yield of the solution.
  • the toluene solution of 2,9PCA2Nbf (III) showed absorption peaks in the vicinity of 424 nm, 405 nm, 381 nm, 346 nm, and 299 nm, and the emission wavelength peaks were in the vicinity of 447 nm and 472 nm (excitation wavelength: 400 nm).
  • the 2,9PCA2Nbf (III) thin film has absorption peaks near 431 nm, 409 nm, 383 nm, 350 nm, 300 nm, and 238 nm, and the emission wavelength peak is around 487 nm (excitation wavelength 405 nm). It was. From this result, it was confirmed that 2,9PCA2Nbf (III) emits blue light, and it was found that it can be used as a host of a luminescent substance or a fluorescent luminescent substance in the visible region.
  • LC / MS analysis was performed by LC (liquid chromatography) separation using Ultimate 3000 manufactured by Thermo Fisher Scientific, and MS analysis (mass analysis) was performed using Q Exactive manufactured by Thermo Fisher Scientific.
  • the column temperature is set to 40 ° C. using any column, the solvent is appropriately selected as the liquid feeding condition, the sample is prepared by dissolving 2,9PCA2Nbf (III) of any concentration in an organic solvent, and the injection amount was 5.0 ⁇ L.
  • MS 2 measurement of a component of m / z 972.35, which is an ion derived from 2,9PCA2Nbf (III), was performed by the Targeted-MS 2 method.
  • the energy NCE for accelerating the target ions in the collision cell was measured as 50.
  • the obtained MS spectrum is shown in FIG.
  • b; 6,5-b ′] bisbenzofuranyl group is presumed as a cation and 2,9PCA2Nbf (III) is 2- [N- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) -N-phenylamino] naphtho [2,1-b; 6,5-b '] bisbenzofuranyl groups are suggested.
  • Step 1 Synthesis of 3,7-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,6-dimethoxynaphthalene> Synthesis was performed in the same manner as in Step 1 of Synthesis Example 1 in Example 1.
  • Step 2 Synthesis of 3,7-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,6-dihydroxynaphthalene> Synthesis was performed in the same manner as in Step 2 of Synthesis Example 1 in Example 1.
  • Step 3 Synthesis of 3,10-dichloronaphtho [2,3-b; 6,7-b ′] bisbenzofuran> Synthesis was performed in the same manner as in Step 3 of Synthesis Example 1 in Example 1.
  • the obtained solid was recrystallized from toluene to obtain 0.92 g of a yellow solid in a yield of 31%.
  • Step 4 The synthesis scheme of Step 4 is shown below.
  • FIG. 25 shows the results of measuring the absorption spectrum and emission spectrum of a toluene solution of 3,10PCA2Nbf (IV).
  • FIG. 26 shows an absorption spectrum and an emission spectrum of a 3,10PCA2Nbf (IV) thin film.
  • the solid thin film was produced on a quartz substrate by a vacuum deposition method.
  • the absorption spectrum of the toluene solution was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer (model V550 manufactured by JASCO Corporation), and the spectrum measured by placing only toluene in a quartz cell was subtracted. Further, a spectrophotometer (Spectrophotometer U4100 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for measuring the absorption spectrum of the thin film.
  • a fluorometer (FS920 manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) was used for measurement of the emission spectrum of the thin film.
  • An absolute PL quantum yield measuring apparatus (Quantaurus-QY, manufactured by Hamamatsu Photonics) was used to measure the emission spectrum and the emission quantum yield of the solution.
  • the toluene solution of 3,10PCA2Nbf (IV) showed absorption peaks around 430 nm, 408 nm, 383 nm, 307 nm, 292 nm, and 283 nm, and the emission wavelength peak was around 455 nm (excitation wavelength 410 nm).
  • the 3,10PCA2Nbf (IV) thin film showed absorption peaks in the vicinity of 435 nm, 415 nm, 385 nm, 292 nm, and 244 nm, and the emission wavelength peak was found in the vicinity of 494 nm (excitation wavelength 400 nm). From this result, it was confirmed that 3,10PCA2Nbf (IV) emits blue light, and it was found that it can be used as a host of a luminescent substance or a fluorescent luminescent substance in the visible region.
  • LC / MS analysis was performed by LC (liquid chromatography) separation using Ultimate 3000 manufactured by Thermo Fisher Scientific, and MS analysis (mass analysis) was performed using Q Exactive manufactured by Thermo Fisher Scientific.
  • the column temperature is set to 40 ° C. using any column, the solvent is appropriately selected as the liquid feeding condition, and the sample is adjusted by dissolving 3,10PCA2Nbf (IV) of any concentration in an organic solvent.
  • the sample is adjusted by dissolving 3,10PCA2Nbf (IV) of any concentration in an organic solvent.
  • MS 2 measurement of a component of m / z 972.35, which is an ion derived from 3,10PCA2Nbf (IV), was performed by the Targeted-MS 2 method.
  • the energy NCE for accelerating the target ions in the collision cell was measured as 60.
  • the obtained MS spectrum is shown in FIG.
  • b; 6,5-b ′] bisbenzofuranyl group is presumed to be a cation
  • 3,10PCA2Nbf (IV) is 3- [N- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) -N-phenylamino] naphtho [2,1-b; 6,5-b '] bisbenzofuranyl groups are suggested.
  • a light-emitting element 1 which is a light-emitting element of one embodiment of the present invention described in Embodiment Mode and a comparative light-emitting element 1 which is a light-emitting element of a comparative example will be described in detail.
  • Structural formulas of organic compounds used in the light-emitting element 1 and the comparative light-emitting element 1 are shown below.
  • indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) was formed over a glass substrate by a sputtering method, whereby the anode 101 was formed.
  • the film thickness was 70 nm
  • the electrode area was 4 mm 2 (2 mm ⁇ 2 mm).
  • the surface of the substrate was washed with water, baked at 200 ° C. for 1 hour, and then subjected to UV ozone treatment for 370 seconds.
  • the substrate is introduced into a vacuum vapor deposition apparatus whose internal pressure is reduced to about 10 ⁇ 4 Pa, vacuum baking is performed at 170 ° C. for 30 minutes in a heating chamber in the vacuum vapor deposition apparatus, and then the substrate is released for about 30 minutes. Chilled.
  • the substrate on which the anode 101 is formed is fixed to a substrate holder provided in the vacuum deposition apparatus so that the surface on which the anode 101 is formed is downward, and vapor deposition using resistance heating is performed on the anode 101.
  • PCzPA 9-phenyl-3- [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -9H-carbazole
  • VI molybdenum oxide
  • cgDBCzPA is vapor-deposited on the light-emitting layer 113 so as to have a film thickness of 15 nm
  • bathophenanthroline abbreviation: BPhen
  • BPhen bathophenanthroline
  • lithium fluoride (LiF) is deposited to a thickness of 1 nm to form an electron injection layer 115, and then aluminum is deposited to a thickness of 200 nm to form a cathode. 102 was formed to manufacture the light-emitting element 1.
  • 2,9DPhA2Nbf (III) used in Comparative Light-Emitting Element 1 and 2,9PCA2Nbf (III) used in Light-Emitting Element 1 have the same structure of naphthobisbenzofuran as the main skeleton, but the structure of the amine to be bonded is It is a different substance.
  • FIG. 28 The luminance-current density characteristics of the light-emitting element 1 and the comparative light-emitting element 1 are shown in FIG. 28, the current efficiency-luminance characteristics in FIG. 29, the brightness-voltage characteristics in FIG. 30, the current-voltage characteristics in FIG. FIG. 32 shows the luminance characteristics, FIG. 33 shows the external quantum efficiency-luminance characteristics, and FIG. 34 shows the emission spectrum.
  • Table 2 summarizes element characteristics in the vicinity of luminance of 1000 cd / m 2 .
  • the light-emitting element 1 showed an excellent external quantum efficiency of 7.4% at 1000 cd / m 2 .
  • the light-emitting element 1 was a light-emitting element having better efficiency than the comparative light-emitting element 1.
  • FIG. 35 shows a graph showing a change in luminance with respect to driving time under the condition that the current value is 2 mA and the current density is constant. As shown in FIG. 35, it was found that the light-emitting element 1 maintained 90% or more of the initial luminance even after driving for 100 hours, and had a long lifetime. In addition, it was found that the light-emitting element 1 was a light-emitting element having a longer lifetime than the comparative light-emitting element 1.
  • a light-emitting element 2 which is a light-emitting element of one embodiment of the present invention described in Embodiment Mode and a comparative light-emitting element 2 which is a light-emitting element of a comparative example will be described in detail.
  • Structural formulas of organic compounds used in the light-emitting element 2 and the comparative light-emitting element 2 are shown below.
  • indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) was formed over a glass substrate by a sputtering method, whereby the anode 101 was formed.
  • the film thickness was 70 nm
  • the electrode area was 4 mm 2 (2 mm ⁇ 2 mm).
  • the surface of the substrate was washed with water, baked at 200 ° C. for 1 hour, and then subjected to UV ozone treatment for 370 seconds.
  • the substrate is introduced into a vacuum vapor deposition apparatus whose internal pressure is reduced to about 10 ⁇ 4 Pa, vacuum baking is performed at 170 ° C. for 30 minutes in a heating chamber in the vacuum vapor deposition apparatus, and then the substrate is released for about 30 minutes. Chilled.
  • the substrate on which the anode 101 is formed is fixed to a substrate holder provided in the vacuum deposition apparatus so that the surface on which the anode 101 is formed is downward, and vapor deposition using resistance heating is performed on the anode 101.
  • PCPPn -9-phenyl-9H-carbazole
  • VI molybdenum oxide
  • cgDBCzPA is vapor-deposited on the light-emitting layer 113 so as to have a film thickness of 15 nm
  • bathophenanthroline abbreviation: BPhen
  • BPhen bathophenanthroline
  • lithium fluoride (LiF) is deposited to a thickness of 1 nm to form an electron injection layer 115, and then aluminum is deposited to a thickness of 200 nm to form a cathode. 102 was formed to manufacture the light-emitting element 2 of this example.
  • 2,9PCA2Nbf (III) used for the light-emitting layer 113 in the light-emitting element 2 is 2,9-bis (diphenylamino) naphtho [2,1-b; 6,5-b ′] bisbenzofuran (abbreviation: 2,9DPhA2Nbf (III)) is used to form the light-emitting layer 113, and after cgDBCzPA is deposited to a thickness of 10 nm, BPhen has a thickness of 15 nm.
  • the electron transport layer 114 was formed by vapor deposition as described above.
  • 2,9DPhA2Nbf (III) used in Comparative Light-Emitting Element 2 and 2,9PCA2Nbf (III) used in Light-Emitting Element 2 have the same structure of naphthobisbenzofuran as the main skeleton, but the structure of the amine to be bonded is It is a different substance.
  • the luminance-current density characteristics of the light-emitting element 2 and the comparative light-emitting element 2 are shown in FIG. 36, the current efficiency-luminance characteristics in FIG. 37, the brightness-voltage characteristics in FIG. 38, and the current-voltage characteristics in FIG.
  • the luminance characteristic is shown in FIG. 40, the external quantum efficiency-luminance characteristic is shown in FIG. 41, and the emission spectrum is shown in FIG.
  • Table 4 summarizes element characteristics around a luminance of 1000 cd / m 2 .
  • the light-emitting element 2 was a light-emitting element having a favorable external quantum efficiency of 10.0% at 1000 cd / m 2 . It was also found that the light emitting element 2 emits light with better efficiency than the comparative light emitting element 2.
  • FIG. 43 shows a graph showing a change in luminance with respect to driving time under the condition where the current value is 2 mA and the current density is constant. As shown in FIG. 43, it was found that the light-emitting element 2 maintained 90% or more of the initial luminance even after driving for 100 hours, and had a very long lifetime. It was also found that the light-emitting element 2 was a light-emitting element having a longer lifetime than the comparative light-emitting element 2.
  • the naphthobisbenzofuran compound of one embodiment of the present invention having an amino group containing a carbazolyl group as a substituent is a material having a good lifetime.
  • the light-emitting element 3 which is a light-emitting element of one embodiment of the present invention described in Embodiment Mode and the comparative light-emitting element 3 which is a light-emitting element of a comparative example will be described in detail.
  • Structural formulas of organic compounds used in the light-emitting element 3 and the comparative light-emitting element 3 are shown below.
  • indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) was formed over a glass substrate by a sputtering method, whereby the anode 101 was formed.
  • the film thickness was 70 nm
  • the electrode area was 4 mm 2 (2 mm ⁇ 2 mm).
  • the surface of the substrate was washed with water, baked at 200 ° C. for 1 hour, and then subjected to UV ozone treatment for 370 seconds.
  • the substrate is introduced into a vacuum vapor deposition apparatus whose internal pressure is reduced to about 10 ⁇ 4 Pa, vacuum baking is performed at 170 ° C. for 30 minutes in a heating chamber in the vacuum vapor deposition apparatus, and then the substrate is released for about 30 minutes. Chilled.
  • the substrate on which the anode 101 is formed is fixed to a substrate holder provided in the vacuum deposition apparatus so that the surface on which the anode 101 is formed is downward, and vapor deposition using resistance heating is performed on the anode 101.
  • PCzPA 9-phenyl-3- [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -9H-carbazole
  • VI molybdenum oxide
  • cgDBCzPA is vapor-deposited on the light-emitting layer 113 so as to have a film thickness of 15 nm
  • bathophenanthroline abbreviation: BPhen
  • BPhen bathophenanthroline
  • lithium fluoride (LiF) is deposited to a thickness of 1 nm to form an electron injection layer 115, and then aluminum is deposited to a thickness of 200 nm to form a cathode. 102 was formed to manufacture the light-emitting element 3.
  • 3,10DPhA2Nbf (IV) used in Comparative Light-Emitting Element 3 and 3,10PCA2Nbf (IV) used in Light-Emitting Element 3 have the same structure of naphthobisbenzofuran as the main skeleton, but the structure of the amine to be bonded is It is a different substance.
  • FIG. 44 The luminance-current density characteristics of the light-emitting element 3 and the comparative light-emitting element 3 are shown in FIG. 44, the current efficiency-luminance characteristics in FIG. 45, the brightness-voltage characteristics in FIG. 46, and the current-voltage characteristics in FIG. FIG. 48 shows the luminance characteristics, FIG. 49 shows the external quantum efficiency-luminance characteristics, and FIG. 50 shows the emission spectrum.
  • Table 6 summarizes element characteristics around a luminance of 1000 cd / m 2 .
  • the light-emitting element 3 showed an excellent external quantum efficiency of 8.7% at 1000 cd / m 2 .
  • the light-emitting element 3 was a light-emitting element having better efficiency than the comparative light-emitting element 3.
  • FIG. 51 shows a graph showing a change in luminance with respect to driving time under the condition that the current value is 2 mA and the current density is constant. As shown in FIG. 51, it was found that the light-emitting element 3 maintained 90% or more of the initial luminance even after driving for 100 hours, and had a long lifetime. In addition, it was found that the light-emitting element 3 was a light-emitting element having a longer lifetime than the comparative light-emitting element 3.
  • a light-emitting element 4 which is a light-emitting element of one embodiment of the present invention described in Embodiment Mode and a comparative light-emitting element 4 which is a light-emitting element of a comparative example will be described in detail.
  • Structural formulas of organic compounds used in the light-emitting element 4 and the comparative light-emitting element 4 are shown below.
  • indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) was formed over a glass substrate by a sputtering method, whereby the anode 101 was formed.
  • the film thickness was 70 nm
  • the electrode area was 4 mm 2 (2 mm ⁇ 2 mm).
  • the surface of the substrate was washed with water, baked at 200 ° C. for 1 hour, and then subjected to UV ozone treatment for 370 seconds.
  • the substrate is introduced into a vacuum vapor deposition apparatus whose internal pressure is reduced to about 10 ⁇ 4 Pa, vacuum baking is performed at 170 ° C. for 30 minutes in a heating chamber in the vacuum vapor deposition apparatus, and then the substrate is released for about 30 minutes. Chilled.
  • the substrate on which the anode 101 is formed is fixed to a substrate holder provided in the vacuum deposition apparatus so that the surface on which the anode 101 is formed is downward, and vapor deposition using resistance heating is performed on the anode 101.
  • PCPPn -9-phenyl-9H-carbazole
  • VI molybdenum oxide
  • cgDBCzPA is vapor-deposited on the light-emitting layer 113 so as to have a film thickness of 15 nm
  • bathophenanthroline abbreviation: BPhen
  • BPhen bathophenanthroline
  • lithium fluoride (LiF) is deposited to a thickness of 1 nm to form an electron injection layer 115, and then aluminum is deposited to a thickness of 200 nm to form a cathode. 102 was formed to manufacture the light-emitting element 4 of this example.
  • 3,10DPhA2Nbf (IV) used in Comparative Light-Emitting Element 4 and 3,10PCA2Nbf (IV) used in Light-Emitting Element 4 have the same structure of naphthobisbenzofuran as the main skeleton, but the structure of the amine to be bonded is It is a different substance.
  • FIG. 52 The luminance-current density characteristics of the light-emitting element 4 and the comparative light-emitting element 4 are shown in FIG. 52, the current efficiency-luminance characteristics in FIG. 53, the brightness-voltage characteristics in FIG. 54, and the current-voltage characteristics in FIG. FIG. 56 shows the luminance characteristics, FIG. 57 shows the external quantum efficiency-luminance characteristics, and FIG. 58 shows the emission spectrum.
  • Table 8 summarizes element characteristics in the vicinity of luminance of 1000 cd / m 2 .
  • the light-emitting element 4 was a light-emitting element having an excellent external quantum efficiency of 11.8% at 1000 cd / m 2 . It was also found that the light emitting element 4 emits light with better efficiency than the comparative light emitting element 4.
  • FIG. 59 shows a graph showing a change in luminance with respect to driving time under the condition that the current value is 2 mA and the current density is constant.
  • the light-emitting element 4 maintains 85% or more of the initial luminance even after driving for 100 hours, and it was found that the light-emitting element 4 has a very long lifetime. It was also found that the light-emitting element 4 was a light-emitting element having a longer lifetime than the comparative light-emitting element 4.
  • the naphthobisbenzofuran compound of one embodiment of the present invention having an amino group containing a carbazolyl group as a substituent is a material having a good lifetime.
  • the light-emitting element 5 which is a light-emitting element of one embodiment of the present invention described in Embodiment Mode and the comparative light-emitting element 5 which is a light-emitting element of a comparative example will be described in detail.
  • Structural formulas of organic compounds used in the light-emitting element 5 and the comparative light-emitting element 5 are shown below.
  • indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) was formed over a glass substrate by a sputtering method, whereby the anode 101 was formed.
  • the film thickness was 70 nm
  • the electrode area was 4 mm 2 (2 mm ⁇ 2 mm).
  • the surface of the substrate was washed with water, baked at 200 ° C. for 1 hour, and then subjected to UV ozone treatment for 370 seconds.
  • the substrate is introduced into a vacuum vapor deposition apparatus whose internal pressure is reduced to about 10 ⁇ 4 Pa, vacuum baking is performed at 170 ° C. for 30 minutes in a heating chamber in the vacuum vapor deposition apparatus, and then the substrate is released for about 30 minutes. Chilled.
  • the substrate on which the anode 101 is formed is fixed to a substrate holder provided in the vacuum deposition apparatus so that the surface on which the anode 101 is formed is downward, and vapor deposition using resistance heating is performed on the anode 101.
  • PCzPA 9-phenyl-3- [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -9H-carbazole
  • VI molybdenum oxide
  • cgDBCzPA is vapor-deposited on the light-emitting layer 113 so as to have a film thickness of 15 nm
  • bathophenanthroline abbreviation: BPhen
  • BPhen bathophenanthroline
  • lithium fluoride (LiF) is deposited to a thickness of 1 nm to form an electron injection layer 115, and then aluminum is deposited to a thickness of 200 nm to form a cathode. 102 was formed to manufacture the light-emitting element 5.
  • 3,10FrA2Nbf (IV) used for the light-emitting layer 113 in the light-emitting element 5 is 3,10-bis (diphenylamino) naphtho [2,3-b; represented by the structural formula (viii) above. 6,7-b ′] bisbenzofuran (abbreviation: 3,10DPhA2Nbf (IV)) was used to form the light emitting layer 113.
  • 3,10DPhA2Nbf (IV) used in Comparative Light-Emitting Element 5 and 3,10FrA2Nbf (IV) used in Light-Emitting Element 5 have the same structure of naphthobisbenzofuran as the main skeleton, but the structure of the amine to be bonded is It is a different substance.
  • FIG. 60 The luminance-current density characteristics of the light-emitting element 5 and the comparative light-emitting element 5 are shown in FIG. 60, the current efficiency-luminance characteristics in FIG. 61, the brightness-voltage characteristics in FIG. 62, and the current-voltage characteristics in FIG.
  • FIG. 64 shows the luminance characteristics
  • FIG. 65 shows the external quantum efficiency-luminance characteristics
  • FIG. 66 shows the emission spectrum.
  • Table 10 summarizes element characteristics around a luminance of 1000 cd / m 2 .
  • the light-emitting element 5 showed an excellent external quantum efficiency of 6.9% at 1000 cd / m 2 .
  • the light-emitting element 5 was a light-emitting element having better efficiency than the comparative light-emitting element 5.
  • FIG. 67 shows a graph showing a change in luminance with respect to driving time under the condition that the current value is 2 mA and the current density is constant.
  • the light-emitting element 5 maintains 85% or more of the initial luminance even after being driven for 100 hours, which indicates that the light-emitting element has a long lifetime.
  • the light-emitting element 5 was a light-emitting element having a longer lifetime than the comparative light-emitting element 5.
  • the naphthobisbenzofuran compound of one embodiment of the present invention having an amino group containing a dibenzofuranyl group as a substituent is a material having a good lifetime.
  • the light-emitting element 6 that is a light-emitting element of one embodiment of the present invention described in Embodiment Mode and the comparative light-emitting element 6 that is a light-emitting element of a comparative example will be described in detail.
  • Structural formulas of organic compounds used in the light-emitting element 6 and the comparative light-emitting element 6 are shown below.
  • indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) was formed over a glass substrate by a sputtering method, whereby the anode 101 was formed.
  • the film thickness was 70 nm
  • the electrode area was 4 mm 2 (2 mm ⁇ 2 mm).
  • the surface of the substrate was washed with water, baked at 200 ° C. for 1 hour, and then subjected to UV ozone treatment for 370 seconds.
  • the substrate is introduced into a vacuum vapor deposition apparatus whose internal pressure is reduced to about 10 ⁇ 4 Pa, vacuum baking is performed at 170 ° C. for 30 minutes in a heating chamber in the vacuum vapor deposition apparatus, and then the substrate is released for about 30 minutes. Chilled.
  • the substrate on which the anode 101 is formed is fixed to a substrate holder provided in the vacuum deposition apparatus so that the surface on which the anode 101 is formed is downward, and vapor deposition using resistance heating is performed on the anode 101.
  • PCPPn -9-phenyl-9H-carbazole
  • VI molybdenum oxide
  • cgDBCzPA is vapor-deposited on the light-emitting layer 113 so as to have a film thickness of 15 nm
  • bathophenanthroline abbreviation: BPhen
  • BPhen bathophenanthroline
  • lithium fluoride (LiF) is deposited to a thickness of 1 nm to form an electron injection layer 115, and then aluminum is deposited to a thickness of 200 nm to form a cathode. 102 was formed to manufacture the light-emitting element 6 of this example.
  • 3,10DPhA2Nbf (IV) used in Comparative Light-Emitting Element 6 and 3,10FrA2Nbf (IV) used in Light-Emitting Element 6 have the same structure of naphthobisbenzofuran as the main skeleton, but the structure of the amine to be bonded is It is a different substance.
  • FIG. 68 The luminance-current density characteristics of the light-emitting element 6 and the comparative light-emitting element 6 are shown in FIG. 68, the current efficiency-luminance characteristics in FIG. 69, the brightness-voltage characteristics in FIG. 70, and the current-voltage characteristics in FIG. FIG. 72 shows the luminance characteristics, FIG. 73 shows the external quantum efficiency-luminance characteristics, and FIG. 74 shows the emission spectrum.
  • Table 12 shows element characteristics in the vicinity of luminance of 1000 cd / m 2 .
  • the light-emitting element 6 was a light-emitting element having an excellent external quantum efficiency of 9.4% at 1000 cd / m 2 . It was also found that the light emitting element 6 emits light with better efficiency than the comparative light emitting element 6.
  • FIG. 75 shows a graph showing a change in luminance with respect to driving time under the condition that the current value is 2 mA and the current density is constant. As shown in FIG. 75, it was found that the light-emitting element 6 maintained 75% or more of the initial luminance even after driving for 100 hours and had a good lifetime. It was also found that the light-emitting element 6 was a light-emitting element having a longer lifetime than the comparative light-emitting element 6.
  • the naphthobisbenzofuran compound of one embodiment of the present invention having an amino group containing a dibenzofuranyl group as a substituent is a material having a good lifetime.
  • Step 1 Synthesis of 1,5-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,7-dihydroxynaphthalene> Synthesis was performed in the same manner as in Step 1 of Synthesis Example 2 in Example 2.
  • Step 2 Synthesis of 2,9-dichloronaphtho [2,1-b; 6,5-b ′] bisbenzofuran> Synthesis was performed in the same manner as in Step 2 of Synthesis Example 2 in Example 2.
  • FIG. 81 shows 1 H NMR data of the obtained solid, and numerical data is shown below.
  • FIG. 82 shows the results of measuring the absorption spectrum and emission spectrum of a toluene solution of 2,9PCA2Nbf (III) -02.
  • An absorption spectrum and an emission spectrum of the thin film of 2,9PCA2Nbf (III) -02 are shown in FIG.
  • the sample preparation and measurement method were performed in the same manner as in Synthesis Example 3.
  • the toluene solution of 2,9PCA2Nbf (III) -02 has absorption peaks near 423 nm, 403 nm, 347 nm, 317 nm, and 281 nm, and the emission wavelength peaks are around 441 nm and 463 nm (excitation wavelength 410 nm).
  • the 2,9PCA2Nbf (III) -02 thin film has absorption peaks near 428 nm, 408 nm, 347 nm, 265 nm, and 235 nm, and the emission wavelength peaks are around 460 nm and 481 nm (excitation wavelength 410 nm). It was seen.
  • 2,9PCA2Nbf (III) -02 emits blue light, and it was found that it can be used as a host of a light-emitting substance or a fluorescent light-emitting substance in the visible region.
  • MS 2 measurement of a component of m / z 972.35, which is an ion derived from 2,9PCA2Nbf (III) -02, was performed by the Targeted-MS 2 method.
  • the energy NCE for accelerating the target ions in the collision cell was measured as 50.
  • the obtained MS spectrum is shown in FIG.
  • Step 1 Synthesis of 3,7-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,6-dimethoxynaphthalene> Synthesis was performed in the same manner as in Step 1 of Synthesis Example 1 in Example 1.
  • Step 2 Synthesis of 3,7-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,6-dihydroxynaphthalene> Synthesis was performed in the same manner as in Step 2 of Synthesis Example 1 in Example 1.
  • Step 3 Synthesis of 3,10-dichloronaphtho [2,3-b; 6,7-b ′] bisbenzofuran> Synthesis was performed in the same manner as in Step 3 of Synthesis Example 1 in Example 1.
  • FIG. 85 shows 1 H NMR data of the obtained solid, and numerical data are shown below.
  • 3,10FrA2Nbf (IV) -02 which is an organic compound of one embodiment of the present invention, was obtained in this synthesis example.
  • FIG. 86 shows the results of measuring the absorption spectrum and emission spectrum of a toluene solution of 3,10FrA2Nbf (IV) -02.
  • FIG. 87 shows an absorption spectrum and an emission spectrum of a thin film of 3,10FrA2Nbf (IV) -02.
  • the sample preparation method and measurement method are the same as those in Synthesis Example 3.
  • the toluene solution of 3,10FrA2Nbf (IV) -02 showed absorption peaks at 427 nm, 404 nm, 350 nm, and 282 nm, and the emission wavelength peaks were 441 nm and 468 nm (excitation wavelength 400 nm).
  • the 3,10FrA2Nbf (IV) -02 thin film showed absorption peaks at 432 nm, 412 nm, 353 nm and 257 nm, and the emission wavelength peak was found at 462 nm and 488 nm (excitation wavelength 400 nm). From this result, it was confirmed that 3,10FrA2Nbf (IV) -02 emits blue light, and it was found that it can be used as a host of a luminescent substance or a fluorescent substance in the visible region.
  • the luminescence quantum yield in the toluene solution was measured, it was found to be very high as 97%, which is suitable as a luminescent material.
  • 3,10FrA2Nbf (IV) -02 of one embodiment of the present invention was found to be an organic compound that can emit light efficiently.
  • MS 2 measurement of a component of m / z 822.25, which is an ion derived from 3,10FrA2Nbf (IV) -02, was performed by the Targeted-MS 2 method.
  • the energy NCE for accelerating the target ions in the collision cell was measured as 60.
  • the obtained MS spectrum is shown in FIG.
  • Step 1 Synthesis of 3,7-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,6-dimethoxynaphthalene> Synthesis was performed in the same manner as in Step 1 of Synthesis Example 1 in Example 1.
  • Step 2 Synthesis of 3,7-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,6-dihydroxynaphthalene> Synthesis was performed in the same manner as in Step 2 of Synthesis Example 1 in Example 1.
  • Step 3 Synthesis of 3,10-dichloronaphtho [2,3-b; 6,7-b ′] bisbenzofuran> Synthesis was performed in the same manner as in Step 3 of Synthesis Example 1 in Example 1.
  • Step 4 Sublimation purification of 1.1 g of the obtained solid was performed by a train sublimation method. The heating was performed at 375 ° C. under the conditions of a pressure of 1.7 ⁇ 10 ⁇ 2 Pa and an argon flow rate of 0 mL / min. After purification by sublimation, 0.57 g of a yellow solid was obtained with a recovery rate of 51%.
  • the synthesis scheme of Step 4 is shown below.
  • FIG. 90 shows the results of measuring the absorption spectrum and emission spectrum of a toluene solution of 3,10PCA2Nbf (IV) -02.
  • FIG. 91 shows an absorption spectrum and an emission spectrum of a thin film of 3,10PCA2Nbf (IV) -02.
  • the sample preparation method and measurement method are the same as those in Synthesis Example 3.
  • the toluene solution of 3,10PCA2Nbf (IV) -02 showed absorption peaks at 430 nm, 408 nm, 346 nm, and 282 nm, and the emission wavelength peaks were 448 nm and 476 nm (excitation wavelength 410 nm).
  • the 3,10PCA2Nbf (IV) -02 thin film showed absorption peaks at 436 nm, 415 nm, 350 nm, 264 nm, and 236 nm, and an emission wavelength peak at 476 nm (excitation wavelength 410 nm). From this result, it was confirmed that 3,10PCA2Nbf (IV) -02 emitted blue light, and it was found that it can be used as a host of a luminescent substance or a fluorescent substance in the visible region.
  • 3,10PCA2Nbf (IV) -02 of one embodiment of the present invention was found to be an organic compound that can emit light efficiently.
  • MS 2 measurement of a component of m / z 972.35, which is an ion derived from 3,10PCA2Nbf (IV) -02, was performed by the Targeted-MS 2 method.
  • the energy NCE for accelerating the target ions in the collision cell was measured as 50.
  • the obtained MS spectrum is shown in FIG.
  • 3,10PCA2Nbf (IV) -02 contains an N- (9-phenyl-9H-carbazol-2-yl) -N-phenylamino group.
  • Step 1 Synthesis of 2,6-dihydroxy-1,5-diphenylnaphthalene>
  • 9.5 g (30 mmol) of 1,5-dibromo-2,6-dihydroxynaphthalene, 8.0 g (66 mmol) of phenylboronic acid, 37 g (120 mmol) of cesium carbonate, and 1.2 g (3. 0 mmol) of SPhos was added.
  • 300 mL of toluene was added. The mixture was degassed by stirring it under reduced pressure.
  • Step 2 After stirring, water was added to the mixture, and after irradiation with ultrasonic waves, filtration was performed to obtain a solid. The obtained solid was washed with water and ethanol. This solid was purified by silica gel column chromatography (developing solvent: toluene). This solid was recrystallized with a mixed solvent of toluene and ethanol to obtain 6.3 g of a pale yellow solid in a yield of 66%. The synthesis scheme of Step 2 is shown below.
  • Step 3 Synthesis of 3,10-dichloro-6,13-diphenylnaphtho [2,3-b; 6,7-b ′] bisbenzofuran>
  • 6.2 g (9.0 mmol) of 2,6-bis (2-bromo-4-chlorophenoxy) -1,5-diphenylnaphthalene and 0.47 g (1.8 mmol) of triphenylphosphine 7.1 g (22 mmol) of cesium carbonate was added.
  • 45 mL of N-methyl-2-pyrrolidone was added, and this mixture was degassed by stirring it under reduced pressure. After degassing, the mixture was stirred at 120 ° C. for 15 hours under a nitrogen stream.
  • 25 mL of xylene was added to this mixture.
  • 29 mg (51 ⁇ mol) of bis (dibenzylideneacetone) palladium (0) was added to this mixture, and the mixture was stirred at 150 ° C. for 15 hours under a nitrogen stream.
  • Step 4 The synthesis scheme of Step 4 is shown below.
  • FIG. 96 shows 1 H NMR data of the obtained solid, and numerical data are shown below.
  • the energy NCE for accelerating the target ions in the collision cell was measured as 60.
  • the obtained MS spectrum is shown in FIG.
  • Ph-3,10FrA2Nbf (IV) -II suggests that it contains two N- (dibenzofuran-4-yl) -N-phenylamino groups.
  • 2,3-b; 6,7-b '] bisbenzofuranyl group is presumed to be a cation, and ph-3,10FrA2Nbf (IV) -II is converted to 3- [N- (dibenzofuran-4- Yl) -N-phenylamino] -6,13-diphenylnaphtho [2,3-b; 6,7-b ′] bisbenzofuranyl group.
  • FIG. 124 shows the results of measuring the absorption spectrum and emission spectrum of a toluene solution of ph-3,10FrA2Nbf (IV) -II.
  • FIG. 125 shows an absorption spectrum and an emission spectrum of a thin film of ph-3,10FrA2Nbf (IV) -II.
  • the solid thin film was produced on a quartz substrate by a vacuum deposition method.
  • the absorption spectrum of the toluene solution was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer (model V550 manufactured by JASCO Corporation), and the spectrum measured by placing only toluene in a quartz cell was subtracted.
  • a spectrophotometer (Spectrophotometer U4100 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for measuring the absorption spectrum of the thin film. Further, a fluorometer (FS920 manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) was used for measurement of the emission spectrum of the thin film. An absolute PL quantum yield measuring apparatus (Quantaurus-QY, manufactured by Hamamatsu Photonics) was used to measure the emission spectrum and the emission quantum yield of the solution.
  • the toluene solution of ph-3,10FrA2Nbf (IV) -II showed absorption peaks at 428 nm, 402 nm, 317 nm, and 285 nm, and the emission wavelength peaks were 441 nm and 469 nm (excitation wavelength 400 nm).
  • the ph-3,10FrA2Nbf (IV) -II thin film has absorption peaks at 434 nm, 408 nm, 380 nm, 322 nm, and 286 nm, and the emission wavelength peaks are 459 nm, 488 nm, and 531 nm (excitation wavelength 400 nm).
  • a light-emitting element 7 which is a light-emitting element of one embodiment of the present invention described in Embodiment Mode will be described in detail. Structural formulas of organic compounds used for the light-emitting element 7 are shown below.
  • indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) was formed over a glass substrate by a sputtering method, whereby the anode 101 was formed.
  • the film thickness was 70 nm
  • the electrode area was 4 mm 2 (2 mm ⁇ 2 mm).
  • the surface of the substrate was washed with water, baked at 200 ° C. for 1 hour, and then subjected to UV ozone treatment for 370 seconds.
  • the substrate is introduced into a vacuum vapor deposition apparatus whose internal pressure is reduced to about 10 ⁇ 4 Pa, vacuum baking is performed at 170 ° C. for 30 minutes in a heating chamber in the vacuum vapor deposition apparatus, and then the substrate is released for about 30 minutes. Chilled.
  • the substrate on which the anode 101 is formed is fixed to a substrate holder provided in the vacuum deposition apparatus so that the surface on which the anode 101 is formed is downward, and vapor deposition using resistance heating is performed on the anode 101.
  • PCPPn -9-phenyl-9H-carbazole
  • VI molybdenum oxide
  • cgDBCzPA was deposited on the light emitting layer 113 so as to have a film thickness of 15 nm, and 2,9-bis (naphthalen-2-yl) -4,7-diphenyl-1 represented by the structural formula (xii) above was formed.
  • 10-phenanthroline (abbreviation: NBPhen) was deposited to a thickness of 10 nm to form the electron transport layer 114.
  • lithium fluoride (LiF) is deposited to a thickness of 1 nm to form an electron injection layer 115, and then aluminum is deposited to a thickness of 200 nm to form a cathode. 102 was formed to manufacture the light-emitting element 7 of this example.
  • the element structure of the light-emitting element 7 is summarized in the following table.
  • the luminance-current density characteristics of the light-emitting element 7 are shown in FIG. 98, the current efficiency-luminance characteristics in FIG. 99, the brightness-voltage characteristics in FIG. 100, the current-voltage characteristics in FIG. 101, and the power efficiency-luminance characteristics in FIG. FIG. 103 shows the external quantum efficiency-luminance characteristics, and FIG. 104 shows the emission spectrum.
  • Table 14 summarizes element characteristics around a luminance of 1000 cd / m 2 .
  • the light-emitting element 7 is a light-emitting element having an external quantum efficiency of 10.9% at 1000 cd / m 2 and good characteristics.
  • FIG. 105 shows a graph showing a change in luminance with respect to driving time under the condition where the current value is 2 mA and the current density is constant. As shown in FIG. 105, it is found that the light-emitting element 7 maintains 80% or more of the initial luminance even after driving for 300 hours, and has a long lifetime.
  • a light-emitting element 8 which is a light-emitting element of one embodiment of the present invention described in Embodiment Mode will be described in detail. Structural formulas of organic compounds used in the light-emitting element 8 are shown below.
  • indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) was formed over a glass substrate by a sputtering method, whereby the anode 101 was formed.
  • the film thickness was 70 nm
  • the electrode area was 4 mm 2 (2 mm ⁇ 2 mm).
  • the surface of the substrate was washed with water, baked at 200 ° C. for 1 hour, and then subjected to UV ozone treatment for 370 seconds.
  • the substrate is introduced into a vacuum vapor deposition apparatus whose internal pressure is reduced to about 10 ⁇ 4 Pa, vacuum baking is performed at 170 ° C. for 30 minutes in a heating chamber in the vacuum vapor deposition apparatus, and then the substrate is released for about 30 minutes. Chilled.
  • the substrate on which the anode 101 is formed is fixed to a substrate holder provided in the vacuum deposition apparatus so that the surface on which the anode 101 is formed is downward, and vapor deposition using resistance heating is performed on the anode 101.
  • PCPPn -9-phenyl-9H-carbazole
  • VI molybdenum oxide
  • cgDBCzPA was deposited on the light emitting layer 113 so as to have a film thickness of 15 nm, and 2,9-bis (naphthalen-2-yl) -4,7-diphenyl-1 represented by the structural formula (xii) above was formed.
  • 10-phenanthroline (abbreviation: NBPhen) was deposited to a thickness of 10 nm to form the electron transport layer 114.
  • lithium fluoride (LiF) is deposited to a thickness of 1 nm to form an electron injection layer 115, and then aluminum is deposited to a thickness of 200 nm to form a cathode. 102 was formed to manufacture the light-emitting element 8 of this example.
  • the element structure of the light-emitting element 8 is summarized in the following table.
  • the luminance-current density characteristics of the light-emitting element 8 are shown in FIG. 106, the current efficiency-luminance characteristics in FIG. 107, the brightness-voltage characteristics in FIG. 108, the current-voltage characteristics in FIG. 109, and the power efficiency-luminance characteristics in FIG. FIG. 111 shows the external quantum efficiency-luminance characteristics, and FIG. 112 shows the emission spectrum.
  • Table 16 summarizes element characteristics around a luminance of 1000 cd / m 2 .
  • the light-emitting element 8 is a light-emitting element having a favorable external quantum efficiency of 11.9% at 1000 cd / m 2 .
  • FIG. 113 shows a graph showing a change in luminance with respect to driving time under the condition where the current value is 2 mA and the current density is constant.
  • the light-emitting element 8 maintained 85% or more of the initial luminance even after being driven for 250 hours, and thus was found to be a light-emitting element with a long lifetime.
  • a light-emitting element 9 which is a light-emitting element of one embodiment of the present invention described in Embodiment Mode will be described in detail. Structural formulas of organic compounds used in the light-emitting element 9 are shown below.
  • indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) was formed over a glass substrate by a sputtering method, whereby the anode 101 was formed.
  • the film thickness was 70 nm
  • the electrode area was 4 mm 2 (2 mm ⁇ 2 mm).
  • the surface of the substrate was washed with water, baked at 200 ° C. for 1 hour, and then subjected to UV ozone treatment for 370 seconds.
  • the substrate is introduced into a vacuum vapor deposition apparatus whose internal pressure is reduced to about 10 ⁇ 4 Pa, vacuum baking is performed at 170 ° C. for 30 minutes in a heating chamber in the vacuum vapor deposition apparatus, and then the substrate is released for about 30 minutes. Chilled.
  • the substrate on which the anode 101 is formed is fixed to a substrate holder provided in the vacuum deposition apparatus so that the surface on which the anode 101 is formed is downward, and vapor deposition using resistance heating is performed on the anode 101.
  • PCPPn -9-phenyl-9H-carbazole
  • VI molybdenum oxide
  • cgDBCzPA was deposited on the light emitting layer 113 so as to have a film thickness of 15 nm, and 2,9-bis (naphthalen-2-yl) -4,7-diphenyl-1 represented by the structural formula (xii) above was formed.
  • 10-phenanthroline (abbreviation: NBPhen) was deposited to a thickness of 10 nm to form the electron transport layer 114.
  • lithium fluoride (LiF) is deposited to a thickness of 1 nm to form an electron injection layer 115, and then aluminum is deposited to a thickness of 200 nm to form a cathode. 102 was formed to manufacture the light-emitting element 9 of this example.
  • the element structure of the light-emitting element 9 is summarized in the following table.
  • FIG. 114 shows the luminance-current density characteristic of the light-emitting element 9
  • FIG. 115 shows the current efficiency-luminance characteristic
  • FIG. 116 shows the luminance-voltage characteristic
  • FIG. 117 shows the current-voltage characteristic
  • FIG. 118 shows the power efficiency-luminance characteristic
  • FIG. 119 shows the external quantum efficiency-luminance characteristics
  • FIG. 120 shows the emission spectrum.
  • Table 18 summarizes element characteristics in the vicinity of luminance of 1000 cd / m 2 .
  • the light-emitting element 9 was a light-emitting element having a good external quantum efficiency of 11.4% at 1000 cd / m 2 .
  • FIG. 121 shows a graph representing a change in luminance with respect to driving time under the condition where the current value is 2 mA and the current density is constant. As shown in FIG. 121, it was found that the light-emitting element 9 maintained 90% or more of the initial luminance even after driving for 100 hours, and had a long lifetime.
  • FIG. 122 shows a light-emitting element using a pyrene-based blue fluorescent dopant having substantially the same element structure and a light-emitting element using a blue fluorescent dopant having a naphthobenzofuran skeleton of one embodiment of the present invention in the vicinity of 1000 cd / m 2 . It is the graph which showed the relationship between y chromaticity and external quantum efficiency.
  • BD-00, BD-01 and BD-02 are plots of light emitting elements using different pyrene dopants, BD-05 being 3, 10PCA2Nbf (IV) -02, BD-06 being 3, It is a plot of the light emitting element which used 10FrA2Nbf (IV) -02 as a dopant.
  • BD-00, BD-01, and BD-02 which are conventional pyrene dopants, have a tendency to decrease the external quantum efficiency as the y chromaticity is deepened, and a deep blue dopant such as BD-02 has an efficiency. It had dropped significantly.
  • BD-05 and BD-06 have deep y chromaticity, a significant decrease in efficiency is not seen unlike BD-02, and it was found that high efficiency can be maintained.
  • This example shows the results of examining the relationship between the obtained y chromaticity and current efficiency by changing the film thickness of the hole injection layer to produce a plurality of top emission elements having different optical path lengths.
  • the structural formula of the organic compound used for the light-emitting element manufactured in this example is shown below.
  • an alloy film of silver (Ag), palladium (Pd), and copper (Cu) (Ag—Pd—Cu (APC) film) is formed on a glass substrate with a film thickness of 100 nm by a sputtering method.
  • Indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) was formed to a thickness of 85 nm by a sputtering method to form the anode 101.
  • the electrode area was 4 mm 2 (2 mm ⁇ 2 mm).
  • the surface of the substrate was washed with water, baked at 200 ° C. for 1 hour, and then subjected to UV ozone treatment for 370 seconds.
  • the substrate is introduced into a vacuum vapor deposition apparatus whose internal pressure is reduced to about 10 ⁇ 4 Pa, vacuum baking is performed at 170 ° C. for 30 minutes in a heating chamber in the vacuum vapor deposition apparatus, and then the substrate is released for about 30 minutes. Chilled.
  • the substrate on which the anode 101 is formed is fixed to a substrate holder provided in a vacuum deposition apparatus so that the surface on which the anode 101 is formed is downward, and the above structural formula is formed on the anode 101 by vapor deposition.
  • the hole injection layer 111 was formed by co-evaporation so as to be molybdenum oxide.
  • the change of the optical path length of the light emitting element is realized by changing the film thickness of the hole injection layer 111, and 3,10-bis [N- (9-phenyl-9H-carbazol-2-yl) -N- In a light-emitting element using phenylamino] naphtho [2,3-b; 6,7-b ′] bisbenzofuran (abbreviation: 3,10PCA2Nbf (IV) -02), the film thickness is 5 nm, 7.5 nm, 10 nm, 12.5 nm, 15 nm, 17.5 nm, 20 nm, 22.5 nm, 25 nm, 27.5 nm, 30 nm, 32.5 nm, 35 nm, 37.5 nm, 16 elements of 40 nm and 42.5 nm were prepared, and 3,10-bis [N- (dibenzofuran-3-yl) -N-phenylamino] naphtho [2,3-b; 6,
  • cgDBCzPA was deposited on the light emitting layer 113 so as to have a film thickness of 5 nm, and 2,9-bis (naphthalen-2-yl) -4,7-diphenyl-1 represented by the above structural formula (xii). , 10-phenanthroline (abbreviation: NBPhen) was deposited to a thickness of 15 nm to form the electron transport layer 114.
  • the light-emitting element was manufactured by forming the cathode 102 by vapor deposition so that the thickness was 1: 0.1 and the film thickness was 10 nm.
  • the cathode 102 is a semi-transmissive / semi-reflective electrode having a function of reflecting light and a function of transmitting light, and the light-emitting element of this embodiment is a top emission element that extracts light from the cathode 102.
  • DBT3P-II 1,3,5-tri (dibenzothiophen-4-yl) -benzene represented by the above structural formula (xiv) is vapor-deposited on the cathode 102 to increase the extraction efficiency. It is improving.
  • the produced light-emitting element is sealed with a glass substrate in a glove box in a nitrogen atmosphere so that the light-emitting element is not exposed to the atmosphere (a sealing material is applied around the element, and UV treatment is performed at 80 ° C. at the time of sealing. 1 hour heat treatment) and then measured. The measurement was performed at room temperature.
  • FIG. 123 shows the relationship between y chromaticity and current efficiency in the vicinity of 1,000 cd / m 2 .
  • BD-05 and BD-06 are light-emitting elements using 3,10PCA2Nbf (IV) -02 and 3,10FrA2Nbf (IV) -02 as dopants, respectively.
  • a light-emitting element using 3,10PCA2Nbf (IV) -02 as a dopant has high current efficiency in a pure blue region such as NTSC standard chromaticity. It is considered that this is mainly due to the very high fluorescence quantum yield and molar extinction coefficient of 3,10PCA2Nbf (IV) -02.
  • the device using 3,10FrA2Nbf (IV) -02 has excellent current efficiency in a region where the y chromaticity is deep. High current efficiency is obtained even in the blue chromaticity of the 2020 standard. Since 3,10FrA2Nbf (IV) -02 emits light at a short wavelength, BT. It can be seen that this is an advantageous material for obtaining deep blue light emission such as 2020 standard blue. From the above, when considering application to a display using the microcavity effect, 3,10PCA2Nbf (IV) -02 is a useful dopant for obtaining pure blue like the NTSC standard, and 3,10FrA2Nbf (IV ) -02 is BT. It turns out that it is a useful dopant aiming at the deep blue region like the 2020 standard.
  • Step 1 Synthesis of 3,6-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,7-dimethoxynaphthalene>
  • 3.0 g (8.7 mmol) 3,6-dibromo-2,7-dimethoxynaphthalene, 3.3 g (19 mmol) 4-chloro-2-fluorophenylboronic acid, and 5.8 g ( 42 mmol) of potassium carbonate and 0.13 g (0.43 mmol) of tris (2-methylphenyl) phosphine were added.
  • 85 mL of toluene was added. The mixture was degassed by stirring it under reduced pressure.
  • Step 2 Synthesis of 3,6-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,7-dihydroxynaphthalene> 5.8 g (13 mmol) of 3,6-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,7-dimethoxynaphthalene was placed in a 200 mL three-necked flask, and the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen. 33 mL of dichloromethane was added to the flask. To this solution, 29 mL of boron tribromide (approximately 1.0 mol / L dichloromethane solution) and 40 mL of dichloromethane were added dropwise.
  • Step 3 Synthesis of 3,10-dichloronaphtho [2,3-b; 7,6-b ′] bisbenzofuran>
  • a 200 mL three-necked flask was charged with 2.5 g (5.7 mmol) of 3,6-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,7-dihydroxynaphthalene and 7.6 g (55 mmol) of potassium carbonate.
  • 137 mL of N-methyl-2-pyrrolidone was added, and this mixture was degassed by stirring it under reduced pressure. After degassing, the mixture was stirred at 120 ° C. for 6 hours under a nitrogen stream.
  • Step 3 The synthesis scheme of Step 3 is shown below.
  • Step 4 Toluene was added to the solid obtained after purification, and suction filtration was performed through Florisil, Celite, and alumina to obtain a filtrate. The obtained filtrate was concentrated to obtain a solid. The obtained solid was reprecipitated with a mixed solvent of toluene and ethanol to obtain 1.1 g of a yellow solid. Sublimation purification of 1.1 g of the obtained solid was performed by a train sublimation method. The heating was performed at 393 ° C. under the conditions of a pressure of 1.9 ⁇ 10 ⁇ 2 Pa and an argon flow rate of 0 mL / min. After purification by sublimation, 0.80 g of yellow solid was obtained with a recovery rate of 77%. The synthesis scheme of Step 4 is shown below.
  • FIG. 127 shows the results of measuring the absorption spectrum and emission spectrum of a toluene solution of 3,10PCA2Nbf (II).
  • FIG. 128 shows an absorption spectrum and an emission spectrum of a thin film of 3,10PCA2Nbf (II).
  • the solid thin film was produced on a quartz substrate by a vacuum deposition method.
  • the absorption spectrum of the toluene solution was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer (model V550 manufactured by JASCO Corporation), and the spectrum measured by placing only toluene in a quartz cell was subtracted. Further, a spectrophotometer (Spectrophotometer U4100 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for measuring the absorption spectrum of the thin film.
  • a fluorometer (FS920, manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) was used for measuring the emission spectrum.
  • An absolute PL quantum yield measuring apparatus (Quantaurus-QY manufactured by Hamamatsu Photonics) was used for the measurement of the luminescence quantum yield.
  • the toluene solution of 3,10PCA2Nbf (II) showed absorption peaks at 413 nm, 392 nm, 353 nm, 320 nm, 300 nm, and 282 nm, and the emission wavelength peak was 443 nm (excitation wavelength: 390 nm).
  • the 3,10PCA2Nbf (II) thin film showed absorption peaks at 416 nm, 394 nm, 356 nm, 325 nm, and 298 nm, and the emission wavelength peak was found at 492 nm (excitation wavelength: 395 nm). From this result, it was confirmed that 3,10PCA2Nbf (II) emitted blue light, and it was found that it can be used as a host of a luminescent substance or a fluorescent luminescent substance in the visible region.
  • 3,10PCA2Nbf (II) obtained in this example was analyzed by LC / MS analysis.
  • the sample preparation method, measurement method, and conditions are the same as in Synthesis Example 3 in Example 3.
  • MS 2 measurement of a component of m / z 972.35, which is an ion derived from 3,10PCA2Nbf (II), was performed by the Targeted-MS 2 method.
  • the energy NCE for accelerating the target ions in the collision cell was measured as 50.
  • the obtained MS spectrum is shown in FIG.
  • b; 7,6-b ′] bisbenzofuranyl group is assumed to be a cation and
  • 3,10PCA2Nbf (II) is 3- [N- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) -N-phenylamino] naphtho [2,3-b; 7,6-b '] bisbenzofuranyl group is suggested.
  • Step 1 Synthesis of 1,5-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,7-dihydroxynaphthalene> Synthesis was performed in the same manner as in Step 1 of Synthesis Example 2 in Example 2.
  • Step 2 Synthesis of 2,9-dichloronaphtho [2,1-b; 6,5-b ′] bisbenzofuran> Synthesis was performed in the same manner as in Step 2 of Synthesis Example 2 in Example 2.
  • the obtained solid (1.5 g) was purified by sublimation by a train sublimation method.
  • the heating was performed at 365 ° C. under conditions of a pressure of 1.9 ⁇ 10 ⁇ 2 Pa and an argon flow rate of 0 mL / min.
  • 1.2 g of a yellow solid was obtained with a recovery rate of 82%.
  • the synthesis scheme of Step 3 is shown below.
  • FIG. 130 shows 1 H NMR data of the obtained solid, and numerical data are shown below.
  • 2,9FrA2Nbf (III) -02 which is an organic compound of one embodiment of the present invention, was obtained in this synthesis example.
  • FIG. 131 shows the results of measuring the absorption spectrum and emission spectrum of a toluene solution of 2,9FrA2Nbf (III) -02.
  • FIG. 132 shows an absorption spectrum and an emission spectrum of a thin film of 2,9FrA2Nbf (III) -02.
  • the solid thin film was produced on a quartz substrate by a vacuum deposition method.
  • the absorption spectrum of the toluene solution was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer (model V550 manufactured by JASCO Corporation), and the spectrum measured by placing only toluene in a quartz cell was subtracted.
  • a spectrophotometer (Spectrophotometer U4100 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for measuring the absorption spectrum of the thin film.
  • a fluorometer (FS920, manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) was used for measuring the emission spectrum.
  • the light emission quantum yield was measured using an absolute PL quantum yield measuring apparatus (Quantaurus-QY manufactured by Hamamatsu Photonics).
  • the toluene solution of 2,9FrA2Nbf (III) -02 showed absorption peaks at 419 nm, 399 nm, 348 nm, 323 nm, 294 nm, and 282 nm, and the emission wavelength peaks were 435 nm and 459 nm (excitation wavelength: 398 nm). .
  • the 2,9FrA2Nbf (III) -02 thin film has absorption peaks at 425 nm, 404 nm, 352 nm, 325 nm, 299 nm, and 274 nm, and the emission wavelength peaks are at 452 nm and 473 nm (excitation wavelength 400 nm). It was seen. From this result, it was confirmed that 2,9FrA2Nbf (III) -02 emits blue light, and it was found that it can be used as a host for a luminescent substance or a fluorescent substance in the visible region.
  • MS 2 measurement of a component of m / z 822.25, which is an ion derived from 2,9FrA2Nbf (III) -02, was performed by the Targeted-MS 2 method.
  • the energy NCE for accelerating the target ions in the collision cell was measured as 60.
  • the obtained MS spectrum is shown in FIG.
  • Step 1 Synthesis of 2,6-dimethoxy-3,7-diphenylnaphthalene>
  • 3.1 g (7.1 mmol) 3,7-diiodo-2,6-dimethoxynaphthalene, 3.5 g (16 mmol) phenylboronic acid, 4.3 g (31 mmol) potassium carbonate, 22 g (0.72 mmol) of tris (2-methylphenyl) phosphine was added, and the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen.
  • To this mixture was added 50 mL of toluene. The mixture was degassed by stirring it under reduced pressure.
  • Step 2 Synthesis of 2,6-bis (2-bromo-5-chlorophenoxy) -3,7-diphenylnaphthalene> 2.2 g (6.4 mmol) of 2,6-dimethoxy-3,7-diphenylnaphthalene was placed in a 100 mL three-necked flask, and the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen. 16 mL of dichloromethane was added to the flask. To this solution, 14 mL (14 mmol) of boron tribromide (approximately 1.0 mol / L dichloromethane solution) and 10 mL of dichloromethane were added dropwise.
  • the solution was stirred overnight at room temperature. After stirring, about 20 mL of water was added to this solution under ice-cooling and stirred. After stirring, the aqueous layer of this mixture was extracted with dichloromethane, and the extracted solution and the organic layer were combined and washed with water and saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution. The organic layer was dried over magnesium sulfate, and after drying, the mixture was naturally filtered. The obtained filtrate was concentrated to obtain a white solid.
  • a white solid obtained in a 200 mL three-neck flask 4.2 g (20 mmol) of 1-bromo-4-chloro-2-fluorobenzene, and 6.1 g (19 mmol) of cesium carbonate were added.
  • 30 mL of N-methyl-2-pyrrolidone was added, and this mixture was degassed by stirring it under reduced pressure. After degassing, the mixture was stirred at 120 ° C. for 7 hours under a nitrogen stream. After stirring, water was added to the mixture, and after irradiation with ultrasonic waves, filtration was performed to obtain a solid. The obtained solid was washed with water and ethanol.
  • This solid was purified by silica gel column chromatography (developing solvent: toluene). The obtained solid was recrystallized with a mixed solvent of toluene and ethyl acetate to obtain 1.9 g of a white solid in a yield of 42%.
  • the synthesis scheme of Step 2 is shown below.
  • Step 3 Synthesis of 2,9-dichloro-6,13-diphenylnaphtho [2,1-b; 6,5-b ′] bisbenzofuran>
  • 1.8 g (2.7 mmol) 2,6-bis (2-bromo-5-chlorophenoxy) -3,7-diphenylnaphthalene and 0.14 g (0.53 mol) triphenylphosphine, 2.1 g (6.4 mmol) of cesium carbonate was added.
  • 20 mL of N-methyl-2-pyrrolidone was added, and this mixture was degassed by stirring it under reduced pressure.
  • This solid was purified by silica gel column chromatography (developing solvent: toluene). The obtained solid was recrystallized twice with toluene to obtain 1.2 g of a yellow solid in a yield of 62%. Sublimation purification of 1.1 g of the obtained solid was performed by a train sublimation method. The heating was performed at 390 ° C. under the conditions of a pressure of 1.6 ⁇ 10 ⁇ 2 Pa and an argon flow rate of 0 mL / min. After sublimation purification, 0.95 g of a yellow solid was obtained with a recovery rate of 88%.
  • the synthesis scheme of Step 4 is shown below.
  • FIG. 135 shows the results of measuring the absorption spectrum and emission spectrum of a toluene solution of ph-2,9FrA2Nbf (III) -II.
  • FIG. 136 shows an absorption spectrum and an emission spectrum of a thin film of ph-2,9FrA2Nbf (III) -II.
  • the solid thin film was produced on a quartz substrate by a vacuum deposition method.
  • the absorption spectrum of the toluene solution was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer (model V550 manufactured by JASCO Corporation), and the spectrum measured by placing only toluene in a quartz cell was subtracted.
  • a spectrophotometer (Spectrophotometer U4100 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for measuring the absorption spectrum of the thin film.
  • a fluorometer (FS920 manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) was used for measurement of the emission spectrum.
  • the light emission quantum yield was measured using an absolute PL quantum yield measuring apparatus (Quantaurus-QY manufactured by Hamamatsu Photonics).
  • the toluene solution of ph-2,9FrA2Nbf (III) -II has absorption peaks at 429 nm, 409 nm, 367 nm, 351 nm, 313 nm, and 295 nm, and the emission wavelength peaks are 462 nm and 483 nm (excitation wavelength: 406 nm). there were. From FIG. 135, the toluene solution of ph-2,9FrA2Nbf (III) -II has absorption peaks at 429 nm, 409 nm, 367 nm, 351 nm, 313 nm, and 295 nm, and the emission wavelength peaks are 462 nm and 483 nm (excitation wavelength: 406 nm). there were. From FIG.
  • the ph-2,9FrA2Nbf (III) -II thin film has absorption peaks at 437 nm, 420 nm, 373 nm, 325 nm, and 294 nm, and the emission wavelength peaks are at 487 nm and 513 nm (excitation wavelength: 420 nm). It was seen. From this result, it was confirmed that ph-2,9FrA2Nbf (III) -II emits blue light, and it was found that it can be used as a host of a luminescent substance or a fluorescent substance in the visible region.
  • the energy NCE for accelerating the target ions in the collision cell was measured as 60.
  • the obtained MS spectrum is shown in FIG.
  • 2,1-b; 6,5-b ′] bisbenzofuranyl group is assumed to be a cation and ph-2,9FrA2Nbf (III) -II is converted to 2- [N- (dibenzofuran-4- Yl) -N-phenylamino] -6,13-diphenylnaphtho [2,1-b; 6,5-b ′] bisbenzofuranyl group.
  • Step 1 Synthesis of 2,6-dihydroxy-1,5-diphenylnaphthalene> Synthesis was performed in the same manner as in Step 1 of Synthesis Example 7 in Example 13.
  • Step 2 Synthesis of 2,6-bis (2-bromo-4-chlorophenoxy) -1,5-diphenylnaphthalene> Synthesis was performed in the same manner as in Step 2 of Synthesis Example 7 in Example 13.
  • Step 3 Synthesis of 3,10-dichloro-6,13-diphenylnaphtho [2,3-b; 6,7-b ′] bisbenzofuran> Synthesis was performed in the same manner as in Step 3 of Synthesis Example 7 in Example 13.
  • 25 mL of xylene was added to this mixture.
  • 29 mg (51 ⁇ mol) of bis (dibenzylideneacetone) palladium (0) was added to this mixture, and the mixture was stirred at 150 ° C. for 14.5 hours under a nitrogen stream.
  • the obtained solid was recrystallized with toluene to obtain 2.0 g of a yellow solid in a yield of 78%.
  • Sublimation purification of 1.0 g of the obtained solid was performed by a train sublimation method. The heating was performed at 395 ° C. under the conditions of a pressure of 1.0 ⁇ 10 ⁇ 2 Pa and an argon flow rate of 0 mL / min. After sublimation purification, 0.90 g of a yellow solid was obtained with a recovery rate of 88%.
  • the synthesis scheme of Step 4 is shown below.
  • FIG. 138 shows the 1 H NMR data of the obtained solid, and the numerical data are shown below.
  • FIG. 139 shows the results of measuring the absorption spectrum and emission spectrum of a toluene solution of ph-3,10FrA2Nbf (IV) -02.
  • FIG. 140 shows an absorption spectrum and an emission spectrum of a thin film of ph-3,10FrA2Nbf (IV) -02.
  • the solid thin film was produced on a quartz substrate by a vacuum deposition method.
  • the absorption spectrum of the toluene solution was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer (model V550 manufactured by JASCO Corporation), and the spectrum measured by placing only toluene in a quartz cell was subtracted.
  • a spectrophotometer (Spectrophotometer U4100 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for measuring the absorption spectrum of the thin film.
  • a fluorometer (FS920 manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) was used for measurement of the emission spectrum.
  • An absolute PL quantum yield measuring apparatus (Quantaurus-QY manufactured by Hamamatsu Photonics) was used for the measurement of the luminescence quantum yield.
  • the toluene solution of ph-3,10FrA2Nbf (IV) -02 showed absorption peaks at 436 nm, 411 nm, 352 nm, 325 nm, and 281 nm, and the emission wavelength peaks were 450 nm and 480 nm (excitation wavelength: 412 nm). . From FIG. 139, the toluene solution of ph-3,10FrA2Nbf (IV) -02 showed absorption peaks at 436 nm, 411 nm, 352 nm, 325 nm, and 281 nm, and the emission wavelength peaks were 450 nm and 480 nm (excitation wavelength: 412 nm). . From FIG.
  • the thin film of ph-3,10FrA2Nbf (IV) -02 has absorption peaks at 444 nm, 419 nm, 358 nm, 327 nm, 299 nm, and 262 nm, and the emission wavelength peaks are 471 nm, 517 nm, and 552 nm (excitation). At a wavelength of 420 nm). From this result, it was confirmed that ph-3,10FrA2Nbf (IV) -02 emits blue light, and it was found that the ph-3,10FrA2Nbf (IV) -02 can be used as a host of a luminescent substance or a fluorescent substance in the visible region.
  • the energy NCE for accelerating the target ions in the collision cell was measured as 60.
  • the obtained MS spectrum is shown in FIG.
  • 2,3-b; 6,7-b ′] bisbenzofuranyl group is assumed to be a cation and ph-3,10FrA2Nbf (IV) -02 is converted to 3- [N- (dibenzofuran-3- Yl) -N-phenylamino] -6,13-diphenylnaphtho [2,3-b; 6,7-b ′] bisbenzofuranyl group.
  • Step 1 Synthesis of 3,7-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,6-dimethoxynaphthalene> Synthesis was performed in the same manner as in Step 1 of Synthesis Example 1 in Example 1.
  • Step 2 Synthesis of 3,7-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,6-dihydroxynaphthalene> Synthesis was performed in the same manner as in Step 2 of Synthesis Example 1 in Example 1.
  • Step 3 Synthesis of 3,10-dichloronaphtho [2,3-b; 6,7-b ′] bisbenzofuran> Synthesis was performed in the same manner as in Step 3 of Synthesis Example 1 in Example 1.
  • Step 4 After stirring, toluene was added to this mixture, and suction filtration was performed through Florisil, Celite, and alumina to obtain a filtrate. The obtained filtrate was concentrated to obtain a solid. This solid was purified by silica gel column chromatography (developing solvent: toluene) to obtain a solid. The obtained solid was recrystallized twice with toluene to obtain 1.9 g of a yellow solid in a yield of 77%. Sublimation purification of 1.4 g of the obtained solid was performed by a train sublimation method. The heating was performed at 375 ° C. under the conditions of a pressure of 1.7 ⁇ 10 ⁇ 2 Pa and an argon flow rate of 0 mL / min. After purification by sublimation, 1.2 g of a yellow solid was obtained with a recovery rate of 87%. The synthesis scheme of Step 4 is shown below.
  • 3,10iPrFrA2Nbf (IV) -02 has an isopropyl group, which is a hydrocarbon group, the intermolecular force was relatively small and the sublimation purification temperature could be suppressed despite the large molecular weight. .
  • FIG. 143 shows the results of measuring the absorption spectrum and emission spectrum of a toluene solution of 3,10iPrFrA2Nbf (IV) -02.
  • FIG. 144 shows an absorption spectrum and an emission spectrum of a thin film of 3,10iPrFrA2Nbf (IV) -02.
  • the solid thin film was produced on a quartz substrate by a vacuum deposition method.
  • the absorption spectrum of the toluene solution was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer (model V550 manufactured by JASCO Corporation), and the spectrum measured by placing only toluene in a quartz cell was subtracted.
  • a spectrophotometer (Spectrophotometer U4100 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for measuring the absorption spectrum of the thin film.
  • a fluorometer (FS920 manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) was used for measurement of the emission spectrum.
  • An absolute PL quantum yield measuring apparatus (Quantaurus-QY manufactured by Hamamatsu Photonics) was used for the measurement of the luminescence quantum yield.
  • the toluene solution of 3,10iPrFrA2Nbf (IV) -02 showed absorption peaks at 430 nm, 408 nm, 358 nm, and 281 nm, and the emission wavelength peaks were 446 nm and 473 nm (excitation wavelength 410 nm).
  • the 3,10iPrFrA2Nbf (IV) -02 thin film showed absorption peaks at 435 nm, 413 nm, 359 nm, and 258 nm, and the emission wavelength peaks were found at 468 nm and 493 nm (excitation wavelength 410 nm). . From this result, it was confirmed that 3,10iPrFrA2Nbf (IV) -02 emitted blue light, and it was found that it can be used as a host of a luminescent substance or a fluorescent substance in the visible region.
  • Step 1 Synthesis of 3,7-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,6-dimethoxynaphthalene> Synthesis was performed in the same manner as in Step 1 of Synthesis Example 1 in Example 1.
  • Step 2 Synthesis of 3,7-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,6-dihydroxynaphthalene> Synthesis was performed in the same manner as in Step 2 of Synthesis Example 1 in Example 1.
  • Step 3 Synthesis of 3,10-dichloronaphtho [2,3-b; 6,7-b ′] bisbenzofuran> Synthesis was performed in the same manner as in Step 3 of Synthesis Example 1 in Example 1.
  • the mixture was degassed by stirring it under reduced pressure. 34 mg (58 ⁇ mol) of bis (dibenzylideneacetone) palladium (0) was added to this mixture, and the mixture was stirred at 150 ° C. for 29 hours under a nitrogen stream.
  • Step 4 After stirring, toluene was added to the mixture, and suction filtration was performed through Florisil, Celite, and alumina, and the filtrate was concentrated to obtain a solid.
  • This solid was purified by silica gel column chromatography (developing solvent: toluene) to obtain a solid.
  • the obtained solid was recrystallized twice with toluene to obtain 1.1 g of a yellow solid in a yield of 42%.
  • Sublimation purification of 1.0 g of the obtained solid was performed by a train sublimation method. The heating was performed at 385 ° C. under the conditions of a pressure of 2.0 ⁇ 10 ⁇ 2 Pa and an argon flow rate of 0 mL / min. After purification by sublimation, 0.85 g of a yellow solid was obtained with a recovery rate of 84%.
  • the synthesis scheme of Step 4 is shown below.
  • FIG. 146 shows the results of measuring the absorption spectrum and emission spectrum of a toluene solution of 3,10ThA2Nbf (IV).
  • FIG. 147 shows an absorption spectrum and an emission spectrum of a thin film of 3,10ThA2Nbf (IV).
  • the solid thin film was produced on a quartz substrate by a vacuum deposition method.
  • the absorption spectrum of the toluene solution was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer (model V550 manufactured by JASCO Corporation), and the spectrum measured by placing only toluene in a quartz cell was subtracted. Further, a spectrophotometer (Spectrophotometer U4100 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for measuring the absorption spectrum of the thin film.
  • a fluorometer (FS920, manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) was used for measuring the emission spectrum.
  • An absolute PL quantum yield measuring apparatus (Quantaurus-QY manufactured by Hamamatsu Photonics) was used for the measurement of the luminescence quantum yield.
  • the toluene solution of 3,10ThA2Nbf (IV) showed absorption peaks at 426 nm, 403 nm, 309 nm, and 282 nm, and the emission wavelength peaks were 441 nm and 466 nm (excitation wavelength 405 nm).
  • the 3,10ThA2Nbf (IV) thin film showed absorption peaks at 433 nm and 411 nm, and the emission wavelength peaks were seen at 466 nm and 493 nm (excitation wavelength 400 nm). From this result, it was confirmed that 3,10ThA2Nbf (IV) emits blue light, and it was found that it can be used as a host of a luminescent substance or a fluorescent luminescent substance in the visible region.
  • the energy NCE for accelerating the target ions in the collision cell was measured as 60.
  • the obtained MS spectrum is shown in FIG.
  • Step 1 Synthesis of 1,5-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,7-dihydroxynaphthalene> Synthesis was performed in the same manner as in Step 1 of Synthesis Example 2 in Example 2.
  • Step 2 Synthesis of 2,9-dichloronaphtho [2,1-b; 6,5-b ′] bisbenzofuran> Synthesis was performed in the same manner as in Step 2 of Synthesis Example 2 in Example 2.
  • Step 3 The synthesis scheme of Step 3 is shown below.
  • FIG. 149 shows 1 H NMR data of the obtained solid, and numerical data is shown below.
  • 2,9PCBA2Nbf (III) which is an organic compound of one embodiment of the present invention, was obtained in this synthesis example.
  • FIG. 150 shows the results of measuring the absorption spectrum and emission spectrum of a toluene solution of 2,9PCBA2Nbf (III).
  • FIG. 151 shows an absorption spectrum and an emission spectrum of a thin film of 2,9PCBA2Nbf (III).
  • the solid thin film was produced on a quartz substrate by a vacuum deposition method.
  • the absorption spectrum of the toluene solution was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer (model V550 manufactured by JASCO Corporation), and the spectrum measured by placing only toluene in a quartz cell was subtracted. Further, a spectrophotometer (Spectrophotometer U4100 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for measuring the absorption spectrum of the thin film.
  • a fluorometer (FS920, manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) was used for measuring the emission spectrum.
  • An absolute PL quantum yield measuring apparatus (Quantaurus-QY manufactured by Hamamatsu Photonics) was used for the measurement of the luminescence quantum yield.
  • the toluene solution of 2,9PCBA2Nbf (III) showed absorption peaks at 421 nm, 402 nm, 329 nm, 298 nm, and 289 nm, and the emission wavelength peaks were 439 nm and 465 nm (excitation wavelength: 398 nm).
  • the 2,9PCBA2Nbf (III) thin film showed absorption peaks at 426 nm, 409 nm, 329 nm, and 285 nm, and an emission wavelength peak at 541 nm (excitation wavelength: 430 nm). From this result, it was confirmed that 2,9PCBA2Nbf (III) emits blue light, and it was found that it can be used as a host of a luminescent substance or a fluorescent luminescent substance in the visible region.
  • the energy NCE for accelerating the target ions in the collision cell was measured as 60.
  • the obtained MS spectrum is shown in FIG.
  • [2,1-b; 6,5-b ′] Bisbenzofuranyl group is assumed to be a cation and 2,9PCBA2Nbf (III) is converted to 2- ⁇ N- [4- (9-phenyl- 9H-carbazol-3-yl) phenyl] -N-phenylamino ⁇ naphtho [2,1-b; 6,5-b ′] bisbenzofuranyl groups.
  • Step 1 Synthesis of 3,7-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,6-dimethoxynaphthalene> Synthesis was performed in the same manner as in Step 1 of Synthesis Example 1 in Example 1.
  • Step 2 Synthesis of 3,7-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,6-dihydroxynaphthalene> Synthesis was performed in the same manner as in Step 2 of Synthesis Example 1 in Example 1.
  • Step 3 Synthesis of 3,10-dichloronaphtho [2,3-b; 6,7-b ′] bisbenzofuran> Synthesis was performed in the same manner as in Step 3 of Synthesis Example 1 in Example 1.
  • Step 4 Synthesis of N- (dibenzofuran-3-yl) -N- (3,5-di-tert-butylphenyl) amine>
  • a 200 mL three-necked flask was charged with 4.2 g (17 mmol) of 3-bromodibenzofuran, 5.2 g (25 mmol) of 3,5-di-tert-butylaniline, 4.9 g (51 mmol) of sodium tert-butoxide.
  • 85 mL of toluene and 0.3 mL of 10% hexane solution of tri (tert-butyl) phosphine were added, and the mixture was deaerated by stirring while reducing the pressure.
  • Step 5 Synthesis of 3,10 mmtBuFrA2Nbf (IV) -02> In a 200 mL three-necked flask, 0.90 g (2.4 mmol) 3,10-dichloronaphtho [2,3-b; 6,7-b ′] bisbenzofuran and 2.2 g (6.0 mmol) N- (dibenzofuran) -3-yl) -N- (3,5-di-tert-butylphenyl) amine, 86 mg (0.28 mmol) di (1-adamantyl) -n-butylphosphine, 1.4 g (14 mmol) sodium tert -Put in butoxide.
  • Step 5 After purification by sublimation, 1.0 g of a yellow solid was obtained with a recovery rate of 95%.
  • the synthesis scheme of Step 5 is shown below.
  • FIG. 153 shows 1 H NMR data of the obtained solid, and numerical data are shown below.
  • 3,10mmtBuFrA2Nbf (IV) -02 has a tert-butyl group, which is a hydrocarbon group, bonded thereto, thereby suppressing the sublimation purification temperature even though the intermolecular force is relatively small and the molecular weight is large. I was able to.
  • FIG. 154 shows the results of measuring the absorption spectrum and emission spectrum of a toluene solution of 3,10 mmtBuFrA2Nbf (IV) -02.
  • the absorption spectrum of the toluene solution was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer (model V550 manufactured by JASCO Corporation), and the spectrum measured by placing only toluene in a quartz cell was subtracted.
  • a fluorometer (FS920, manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) was used for measuring the emission spectrum.
  • An absolute PL quantum yield measuring apparatus Quantantaurus-QY manufactured by Hamamatsu Photonics was used for the measurement of the luminescence quantum yield.
  • the toluene solution of 3,10 mmtBuFrA2Nbf (IV) -02 showed absorption peaks at 431 nm, 408 nm, 383 nm, 351 nm, and 281 nm, and the emission wavelength peaks were 445 nm and 473 nm (excitation wavelength 408 nm). From this result, it was confirmed that 3,10 mmtBuFrA2Nbf (IV) -02 emits blue light, and it was found that it can be used as a host of a luminescent substance or a fluorescent luminescent substance in the visible region.
  • MS 2 measurement of a component of m / z 1046.50, which is an ion derived from 3,10 mmtBuFrA2Nbf (IV) -02, was performed by the Targeted-MS 2 method.
  • the energy NCE for accelerating the target ions in the collision cell was measured as 60.
  • the obtained MS spectrum is shown in FIG.
  • Step 1 Synthesis of 3,7-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,6-dimethoxynaphthalene> Synthesis was performed in the same manner as in Step 1 of Synthesis Example 1 in Example 1.
  • Step 2 Synthesis of 3,7-bis (4-chloro-2-fluorophenyl) -2,6-dihydroxynaphthalene> Synthesis was performed in the same manner as in Step 2 of Synthesis Example 1 in Example 1.
  • Step 3 Synthesis of 3,10-dichloronaphtho [2,3-b; 6,7-b ′] bisbenzofuran> Synthesis was performed in the same manner as in Step 3 of Synthesis Example 1 in Example 1.
  • the mixture was degassed by stirring it under reduced pressure. 29 mg (52 ⁇ mol) of bis (dibenzylideneacetone) palladium (0) was added to this mixture, and the mixture was stirred at 150 ° C. for 13 hours under a nitrogen stream.

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Abstract

要約書 新規な有機化合物を提供する。または、良好な色度の発光を呈する有機化合物を提供する。または、 良好な色度の青色発光を呈する有機化合物を提供する。 または、 発光効率の良好な有機化合物を提供 する。 または、 キャリア輸送性の高い有機化合物を提供する。 または、 信頼性の良好な有機化合物を 提供する。 置換または無置換のナフトビスベンゾフラン骨格、置換または無置換のナフトビスベンゾチオフェン 骨格および置換または無置換のナフトベンゾフラノベンゾチオフェン骨格のいずれか1に、置換また は無置換のジベンゾフラニル基、 置換または無置換のジベンゾチオフェニル基、 および置換または無 置換のカルバゾリル基のいずれか1が結合しているアミノ基を、少なくとも一つ有する有機化合物を 提供する。

Description

有機化合物、発光素子、発光装置、電子機器、表示装置及び照明装置
本発明の一態様は、有機化合物及び当該有機化合物を用いた発光素子、ディスプレイモジュール、照明モジュール、表示装置、発光装置、電子機器及び照明装置に関する。なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物(コンポジション・オブ・マター)に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、撮像装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
有機EL素子を用いた表示装置、発光装置は一部実用化もされ、その応用が広まりつつある。液晶ディスプレイが大きな進歩を遂げている昨今、次世代のディスプレイと言われる有機ELディスプレイには、当然ながら高い品質が求められている。
有機ELディスプレイ用の材料としては、様々な物質が開発されてきているが、実用に耐えうるほどの特性を有する物質はそう多いわけではない。また、組み合わせの多様性や、相性などを考慮すると、選択肢は多ければ多いほど都合が良いことは間違いない。
有機EL素子は、複数の機能をそれぞれ異なる物質に担わせる機能分離型の構成を有するが、その中でも発光材料、特に消費電力に影響する発光効率と、表示品質を改善するための発光色に対する要望は大きい。
特許文献1にはナフトビスベンゾフラン骨格を有する有機化合物が開示されている。
特開2014−237682号公報
本発明の一態様では、新規な有機化合物を提供することを目的とする。または、良好な色度の発光を呈する有機化合物を提供することを目的とする。または、良好な色度の青色発光を呈する有機化合物を提供することを目的とする。または、発光効率の良好な有機化合物を提供することを目的とする。または、キャリア輸送性の高い有機化合物を提供することを目的とする。または、信頼性の良好な有機化合物を提供することを目的とする。
また、本発明の一態様では、新規発光素子を提供することを目的とする。または、発光効率の良好な発光素子を提供することを目的とする。または、良好な色度を有する発光素子を提供することを目的とする。または、良好な色度の青色発光を呈する発光素子を提供することを目的とする。または、寿命の良好な発光素子を提供すること目的とする。または、駆動電圧の小さな発光素子を提供することを目的とする。
または、本発明の他の一態様は、消費電力の小さい発光装置、電子機器および表示装置を各々提供することを目的とする。または、本発明の他の一態様では、信頼性の高い発光装置、電子機器及び表示装置を各々提供することを目的とする。または、本発明の他の一態様では、表示品質の良好な発光装置、電子機器及び表示装置を各々提供することを目的とする。
本発明は上述の課題のうちいずれか一を解決すればよいものとする。
本発明の一態様は、下記一般式(G1)で表される有機化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
但し、式中Bは、置換または無置換のナフトビスベンゾフラン骨格、置換または無置換のナフトビスベンゾチオフェン骨格および置換または無置換のナフトベンゾフラノベンゾチオフェン骨格のいずれかを表す。また、Arは置換または無置換の炭素数6乃至25の芳香族炭化水素基、置換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基、および置換または無置換のカルバゾリル基のいずれかである。Aは置換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基、および置換または無置換のカルバゾリル基のいずれかであり、α乃至αはそれぞれ独立に置換または無置換の炭素数6乃至25の二価の芳香族炭化水素基である。また、l、m、nはそれぞれ独立に0乃至2の整数を表し、qは1又は2である。
または、本発明の他の一態様は、下記一般式(G1)で表される有機化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
但し、式中Bは置換または無置換のナフトビスベンゾフラン骨格、置換または無置換のナフトビスベンゾチオフェン骨格および置換または無置換のナフトベンゾフラノベンゾチオフェン骨格のいずれかを表す。また、Arは置換もしくは無置換の炭素数6乃至25の芳香族炭化水素基または下記一般式(g1)乃至(g3)で表される基のいずれか一であり、Aは下記一般式(g1)乃至(g3)で表される基のいずれかである。また、α乃至αはそれぞれ独立に置換または無置換の炭素数6乃至25の二価の芳香族炭化水素基である。また、l、m、nはそれぞれ独立に0乃至2の整数を表し、qは1または2である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
一般式(g1)乃至(g3)においては、R乃至Rは、そのいずれか1が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基のいずれかを表す。ただし、Aが一般式(g3)で表される基であり、且つ一般式(g3)で表される基におけるRが単結合を表す場合、nは1または2であるものとする。また、Arが一般式(g3)で表される基であり、かつ(g3)においてRが単結合を表す場合、mは1または2であるものとする。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、Aおよび/またはArがそれぞれ独立に、上記一般式(g1)または一般式(g2)で表される基である場合、当該一般式(g1)または一般式(g2)で表される基においては、R乃至Rのいずれかが単結合であり、Aおよび/またはArが上記一般式(g3)で表される基である場合、当該一般式(g3)で表される基においてRまたはRが単結合である有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記Aが前記一般式(g1)または前記一般式(g3)で表される基であり、当該一般式(g1)または前記一般式(g3)で表される基におけるRが単結合を表す有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記nが0である有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記Arが置換または無置換の炭素数6乃至25の芳香族炭化水素基である有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記1が0である有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記Bが、下記一般式(B1)乃至一般式(B4)で表される骨格のいずれかである有機化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
但し、上記一般式(B1)乃至一般式(B4)においてはXおよびXはそれぞれ独立に酸素原子または硫黄原子を表す。なお、上記一般式(B1)においては、R10乃至R21のいずれか1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。また、上記一般式(B2)においては、R30乃至R41のいずれか1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。また、上記一般式(B3)においては、R50乃至R61のいずれか1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。また、上記一般式(B4)においては、R70乃至R81のいずれか1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記Bが、前記一般式(B1)乃至一般式(B3)で表される骨格のいずれかである有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記Bが下記一般式(B1)で表される骨格である有機化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
但し、式中XおよびXはそれぞれ独立に酸素原子または硫黄原子を表す。また、R10乃至R21は、その1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に、水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(B1)におけるR11、R12、R17およびR18のいずれか1または2が単結合を表す有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(G1)におけるqが2であり、前記一般式(B1)におけるR11またはR12のいずれか一方が単結合であり、R17またはR18のいずれか一方が単結合である有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(G1)におけるqが2であり、前記一般式(B1)におけるR11およびR17が単結合である有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(G1)におけるqが2であり、前記一般式(B1)におけるR12およびR18が単結合である有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記Bが下記一般式(B2)で表される骨格である有機化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
但し、式中XおよびXはそれぞれ独立に酸素原子または硫黄原子を表す。また、R30乃至R41は、その1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に、水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(B2)におけるR31、R32、R37およびR38のいずれか1または2が単結合を表す有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(G1)におけるqが2であり、前記一般式(B2)におけるR31またはR32およびR37またはR38が単結合である有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(G1)におけるqが2であり、前記一般式(B2)におけるR31およびR37が単結合である有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(G1)におけるqが2であり、前記一般式(B2)におけるR32およびR38が単結合である有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記Bが下記一般式(B3)で表される骨格である有機化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
但し、式中XおよびXはそれぞれ独立に酸素原子または硫黄原子を表す。また、R50乃至R61は、その1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に、水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(B3)におけるR51、R52、R57およびR58のいずれか1または2が単結合を表す有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(G1)におけるqが2であり、前記一般式(B3)におけるR51またはR52およびR57またはR58が単結合である有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(G1)におけるqが2であり、前記一般式(B3)におけるR51およびR57が単結合である有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記一般式(G1)におけるqが2であり、前記一般式(B3)におけるR52およびR58が単結合である有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記XおよびXが共に酸素原子である有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、Aが一般式(g1)で表される基である有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、下記一般式(G1−1)で表される有機化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
但し上記一般式(G1−1)において、Bは下記一般式(B1−1)または(B3−1)で表される基である。また、Arは置換もしくは無置換の炭素数6乃至25の芳香族炭化水素基であり、Aは下記一般式(g0)で表される基である。また、mは0乃至2の整数を表す。また、αは置換または無置換の炭素数6乃至14の二価の芳香族炭化水素基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
但し、上記一般式(B1−1)または(B3−1)において、XおよびXはそれぞれ独立に酸素原子または硫黄原子を表す。また、R12,R18、R52およびR58は単結合を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
但し、上記一般式(g0)において、Xは酸素原子、または、置換もしくは無置換のフェニル基が結合した窒素原子である。また、Rは単結合を表す。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、分子量が1300以下である前記有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、分子量が1000以下の有機化合物である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有する有機化合物を含む発光素子である。
または、本発明の他の一態様は、下記構造式(iii)、(vii)、(ix)、(x)、(xi)、(xiii)および(xv)乃至(XXiv)のいずれかで表される有機化合物を含む発光素子である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
本発明の一態様は、上記構成を有する発光素子と、トランジスタ、または、基板と、を有する発光装置である。
本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光装置と、センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクと、を有する電子機器である。
本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光装置と、筐体と、を有する照明装置である。
 または、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子と、基板と、トランジスタとを有する発光装置である。
 または、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光装置と、センサ、操作ボタン、スピーカまたはマイクとを有する電子機器である。
 または、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光装置と、筐体と、を有する照明装置である。
なお、本明細書における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスを含む。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム又はTCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュール、TCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、又は発光素子にCOG(Chip On Glass)方式によりIC(集積回路)が直接実装されたモジュールも、発光装置に含む場合がある。さらに、照明器具等は、発光装置を有する場合がある。
本発明の一態様では、新規な有機化合物を提供することができる。または、良好な色度の発光を呈する有機化合物を提供することができる。または、良好な色度の青色発光を呈する有機化合物を提供することができる。または、発光効率の良好な有機化合物を提供することができる。または、キャリア輸送性の高い有機化合物を提供することができる。または、信頼性の良好な有機化合物を提供することができる。
また、本発明の一態様では、新規発光素子を提供することができる。または、発光効率の良好な発光素子を提供することができる。または、良好な色度を有する発光素子を提供することができる。または、良好な色度の青色発光を呈する発光素子を提供することができる。または、寿命の良好な発光素子を提供することができる。または、駆動電圧の小さな発光素子を提供することができる。
または、本発明の他の一態様は、消費電力の小さい発光装置、電子機器および表示装置を各々提供することができる。または、本発明の他の一態様では、信頼性の高い発光装置、電子機器及び表示装置を各々提供することができる。または、本発明の他の一態様では、表示品質の良好な発光装置、電子機器及び表示装置を各々提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
発光素子の概略図。 発光素子の作製方法の一例を表す図。 発光素子の作製方法の一例を表す図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 パッシブマトリクス型発光装置の概念図。 照明装置を表す図。 電子機器を表す図。 光源装置を表す図。 照明装置を表す図。 照明装置を表す図。 車載表示装置及び照明装置を表す図。 電子機器を表す図。 電子機器を表す図。 3,10FrA2Nbf(IV)のH NMRスペクトル。 3,10FrA2Nbf(IV)のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 3,10FrA2Nbf(IV)の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 3,10FrA2Nbf(IV)のMSスペクトル。 2,9PCA2Nbf(III)のH NMRスペクトル。 2,9PCA2Nbf(III)のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 2,9PCA2Nbf(III)の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 2,9PCA2Nbf(III)のMSスペクトル。 3,10PCA2Nbf(IV)のH NMRスペクトル。 3,10PCA2Nbf(IV)のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 3,10PCA2Nbf(IV)の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 3,10PCA2Nbf(IV)のMSスペクトル。 発光素子1および比較発光素子1の輝度−電流密度特性を表す図。 発光素子1および比較発光素子1の電流効率−輝度特性を表す図。 発光素子1および比較発光素子1の輝度−電圧特性を表す図。 発光素子1および比較発光素子1の電流−電圧特性を表す図。 発光素子1および比較発光素子1のパワー効率−輝度特性を表す図。 発光素子1および比較発光素子1の外部量子効率−輝度特性を表す図。 発光素子1および比較発光素子1の発光スペクトル。 発光素子1および比較発光素子1の規格化輝度−時間変化特性を表す図。 発光素子2および比較発光素子2の輝度−電流密度特性を表す図。 発光素子2および比較発光素子2の電流効率−輝度特性を表す図。 発光素子2および比較発光素子2の輝度−電圧特性を表す図。 発光素子2および比較発光素子2の電流−電圧特性を表す図。 発光素子2および比較発光素子2のパワー効率−輝度特性を表す図。 発光素子2および比較発光素子2の外部量子効率−輝度特性を表す図。 発光素子2および比較発光素子2の発光スペクトル。 発光素子2および比較発光素子2の規格化輝度−時間変化特性を表す図。 発光素子3および比較発光素子3の輝度−電流密度特性を表す図。 発光素子3および比較発光素子3の電流効率−輝度特性を表す図。 発光素子3および比較発光素子3の輝度−電圧特性を表す図。 発光素子3および比較発光素子3の電流−電圧特性を表す図。 発光素子3および比較発光素子3のパワー効率−輝度特性を表す図。 発光素子3および比較発光素子3の外部量子効率−輝度特性を表す図。 発光素子3および比較発光素子3の発光スペクトル。 発光素子3および比較発光素子3の規格化輝度−時間変化特性を表す図。 発光素子4および比較発光素子4の輝度−電流密度特性を表す図。 発光素子4および比較発光素子4の電流効率−輝度特性を表す図。 発光素子4および比較発光素子4の輝度−電圧特性を表す図。 発光素子4および比較発光素子4の電流−電圧特性を表す図。 発光素子4および比較発光素子4のパワー効率−輝度特性を表す図。 発光素子4および比較発光素子4の外部量子効率−輝度特性を表す図。 発光素子4および比較発光素子4の発光スペクトル。 発光素子4および比較発光素子4の規格化輝度−時間変化特性を表す図。 発光素子5および比較発光素子5の輝度−電流密度特性を表す図。 発光素子5および比較発光素子5の電流効率−輝度特性を表す図。 発光素子5および比較発光素子5の輝度−電圧特性を表す図。 発光素子5および比較発光素子5の電流−電圧特性を表す図。 発光素子5および比較発光素子5のパワー効率−輝度特性を表す図。 発光素子5および比較発光素子5の外部量子効率−輝度特性を表す図。 発光素子5および比較発光素子5の発光スペクトル。 発光素子5および比較発光素子5の規格化輝度−時間変化特性を表す図。 発光素子6および比較発光素子6の輝度−電流密度特性を表す図。 発光素子6および比較発光素子6の電流効率−輝度特性を表す図。 発光素子6および比較発光素子6の輝度−電圧特性を表す図。 発光素子6および比較発光素子6の電流−電圧特性を表す図。 発光素子6および比較発光素子6のパワー効率−輝度特性を表す図。 発光素子6および比較発光素子6の外部量子効率−輝度特性を表す図。 発光素子6および比較発光素子6の発光スペクトル。 発光素子6および比較発光素子6の規格化輝度−時間変化特性を表す図。 3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジメトキシナフタレンのH NMRスペクトル。 3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジヒドロキシナフタレンのH NMRスペクトル。 3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランのH NMRスペクトル。 1,5−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,7−ジヒドロキシナフタレンのH NMRスペクトル。 2,9−ジクロロナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフランのH NMRスペクトル 2,9PCA2Nbf(III)−02のH NMRスペクトル。 2,9PCA2Nbf(III)−02のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 2,9PCA2Nbf(III)−02の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 2,9PCA2Nbf(III)−02のMSスペクトル。 3,10FrA2Nbf(IV)−02のH NMRスペクトル。 3,10FrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 3,10FrA2Nbf(IV)−02の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 3,10FrA2Nbf(IV)−02のMSスペクトル。 3,10PCA2Nbf(IV)−02のH NMRスペクトル。 3,10PCA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 3,10PCA2Nbf(IV)−02の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 3,10PCA2Nbf(IV)−02のMSスペクトル。 2,6−ジヒドロキシ−1,5−ジフェニルナフタレンのH NMRスペクトル。 2,6−ビス(2−ブロモ−4−クロロフェノキシ)−1,5−ジフェニルナフタレンのH NMRスペクトル。 3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランのH NMRスペクトル。 ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIのH NMRスペクトル。 ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIのMSスペクトル。 発光素子7の輝度−電流密度特性を表す図。 発光素子7の電流効率−輝度特性を表す図。 発光素子7の輝度−電圧特性を表す図。 発光素子7の電流−電圧特性を表す図。 発光素子7のパワー効率−輝度特性を表す図。 発光素子7の外部量子効率−輝度特性を表す図。 発光素子7の発光スペクトル。 発光素子7の規格化輝度−時間変化特性を表す図。 発光素子8の輝度−電流密度特性を表す図。 発光素子8の電流効率−輝度特性を表す図。 発光素子8の輝度−電圧特性を表す図。 発光素子8の電流−電圧特性を表す図。 発光素子8のパワー効率−輝度特性を表す図。 発光素子8の外部量子効率−輝度特性を表す図。 発光素子8の発光スペクトル。 発光素子8の規格化輝度−時間変化特性を表す図。 発光素子9の輝度−電流密度特性を表す図。 発光素子9の電流効率−輝度特性を表す図。 発光素子9の輝度−電圧特性を表す図。 発光素子9の電流−電圧特性を表す図。 発光素子9のパワー効率−輝度特性を表す図。 発光素子9の外部量子効率−輝度特性を表す図。 発光素子9の発光スペクトル。 発光素子9の規格化輝度−時間変化特性を表す図。 種々の青色蛍光ドーパントを用いたボトムエミッション素子のy色度と外部量子効率の関係を表す図。 光路長を変化させたトップエミッション素子のy色度と電流効率の関係を表す図。 ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIのトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIの薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 3,10PCA2Nbf(II)のH NMRスペクトル。 3,10PCA2Nbf(II)のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 3,10PCA2Nbf(II)の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 3,10PCA2Nbf(II)のMSスペクトル。 2,9FrA2Nbf(III)−02のH NMRスペクトル。 2,9FrA2Nbf(III)−02のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 2,9FrA2Nbf(III)−02の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 2,9FrA2Nbf(III)−02のMSスペクトル。 ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIのH NMRスペクトル。 ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIのトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIの薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIのMSスペクトル。 ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02のH NMRスペクトル。 ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02のMSスペクトル。 3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02のH NMRスペクトル。 3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02のMSスペクトル。 3,10ThA2Nbf(IV)のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 3,10ThA2Nbf(IV)の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 3,10ThA2Nbf(IV)のMSスペクトル。 2,9PCBA2Nbf(III)のH NMRスペクトル。 2,9PCBA2Nbf(III)のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 2,9PCBA2Nbf(III)の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 2,9PCBA2Nbf(III)のMSスペクトル。 3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02のH NMRスペクトル。 3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02のMSスペクトル。 3,10FrBA2Nbf(IV)−IIのH NMRスペクトル。 3,10FrBA2Nbf(IV)−IIのトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 3,10FrBA2Nbf(IV)−IIの薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。 3,10FrBA2Nbf(IV)−IIのMSスペクトル。 発光素子10乃至発光素子15の輝度−電流密度特性を表す図。 発光素子10乃至発光素子15の電流効率−輝度特性を表す図。 発光素子10乃至発光素子15の輝度−電圧特性を表す図。 発光素子10乃至発光素子15の電流−電圧特性を表す図。 発光素子10乃至発光素子15のパワー効率−輝度特性を表す図。 発光素子10乃至発光素子15の外部量子効率−輝度特性を表す図。 発光素子10乃至発光素子15の発光スペクトル。 発光素子10乃至発光素子15の規格化輝度−時間変化特性を表す図。
 以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
(実施の形態1)
本発明の一態様の有機化合物は、下記一般式(G1)で表される有機化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
上記一般式(G1)において、Bは置換または無置換のナフトビスベンゾフラン骨格、置換または無置換のナフトビスベンゾチオフェン骨格および置換または無置換のナフトベンゾフラノベンゾチオフェン骨格のいずれかを表している。骨格Bには1または2の置換または無置換のアリールアミノ基が結合する(すなわち、qは1または2)が、当該アリールアミンはフェニル基のみなど単純なアリール基のみを有するアミンではなく、置換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基、および置換または無置換のカルバゾリル基の少なくとも一つ以上有するアリールアミンであることを特徴とする。
上記一般式(G1)において、Aは置換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基および置換または無置換のカルバゾリル基のいずれかを表している。
また、上記一般式(G1)においてArは、置換または無置換の炭素数6乃至25の芳香族炭化水素基、置換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基および置換または無置換のカルバゾリル基のいずれかを表す。
上記一般式(G1)において、α、αおよびαはそれぞれ独立に置換または無置換の炭素数6乃至25の二価の芳香族炭化水素基であり、l、mおよびnはそれぞれ独立に0、1および2のいずれかの数値を取る。
置換もしくは無置換のナフトビスベンゾフラン骨格、置換もしくは無置換のナフトビスベンゾチオフェン骨格または置換もしくは無置換のナフトベンゾフラノベンゾチオフェン骨格は、発光素子の発光団として非常に有用な骨格である。当該有機化合物は、発光効率が高く、また、良好な青色発光を呈するため、当該有機化合物を用いた発光素子は、発光効率の良好な青色発光素子とすることができる。青色蛍光材料は様々な物質が開発されているが、本有機化合物は色度が非常に良好な青色発光を呈するため、8Kディスプレイに準拠する超広色域の国際規格である、ITU−R BT.2020規格をカバーする色域を表現するための青色発光材料として、非常に有望な材料である。
本発明者らは、特に、これらの骨格に上述のような置換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基および置換または無置換のカルバゾリル基を少なくとも一つ以上有する特殊なアリールアミンを有する有機化合物を用いた発光素子が、さらに特性の良好な発光素子となることを見出した。具体的には、発光効率がより良好となる、色純度がさらに良好となる、などの効果がある。
上記一般式(G1)において、ArとAのどちらかまたは両方は置換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基および置換または無置換のカルバゾリル基のいずれかを表す場合があるが、これらは、以下の一般式(g1)乃至一般式(g3)で表される基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
上記一般式(g1)乃至一般式(g3)において、R乃至Rは、そのいずれか1が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基のいずれかを表す。ただし、Aが上記一般式(g3)で表される基であり、且つ上記一般式(g3)で表される基におけるRが単結合を表す場合、nは1または2であるものとする。また、Arが上記一般式(g3)で表される基であり、かつ上記一般式(g3)で表される基におけるRが単結合を表す場合、mは1または2であるものとする。
ArとAのどちらかまたは両方が上記一般式(g1)で表される基である場合、R乃至Rのいずれか一が単結合であることが好ましく、上記一般式(g2)で表される基である場合、R乃至Rのいずれか一が単結合であることが好ましく、上記一般式(g3)で表される基である場合、RまたはRが単結合であることが好ましい。
なお、ここでの単結合とは、上記一般式(G1)におけるα、α、あるいは窒素(アミン)との結合手を表している。
なお、上記一般式(G1)におけるAが上記一般式(g3)で表される基であり且つRが単結合である場合を除き、nは0である構成が合成ステップが少なく、昇華温度も低くなり、好ましい。また、lやnもそれぞれAによらず0であることが合成ステップが少なく、昇華温度も低くなり、好ましい。
上記一般式(G1)におけるAが上記一般式(g3)で表される基であり且つRが単結合である場合は、nは1である構成が合成しやすく、化学的に安定であるため好ましい。Arが上記一般式(g3)で表される基であり且つRが単結合である場合も、同様の理由からmは1である構成が好ましい。
また、一般式(G1)におけるAおよびArのいずれか一方または両方が、上記一般式(g1)で表される基または上記一般式(g2)で表される基、好ましくは上記一般式(g1)で表される基であることが、上記一般式(G1)で表される有機化合物が短波長発光となるため好ましい。この際、上記一般式(g1)で表される基または上記一般式(g2)で表される基の、α、α、あるいは窒素(アミン)と結合する単結合の位置はRまたはRであるとより短波長発光となり好ましい。また、上記一般式(g1)で表される基または上記一般式(g2)で表される基の、α、α、あるいは窒素(アミン)と結合する単結合の位置がRまたはRであると発光量子収率がより高くなり好ましい。また、単結合の位置がRであると、発光スペクトルが狭線化するため好ましい。
また、一般式(G1)におけるArとAのどちらかまたは両方が上記一般式(g3)で表される基であると信頼性が良好となり好ましい。
また、Arは置換又は無置換の炭素数6乃至25の芳香族炭化水素基であることが昇華温度が低くなり、好ましい。
またqは2である方が、発光量子収率が高くなり、好ましい。qは1である方が、昇華温度が低くなり、好ましい。
なお本明細書では昇華温度は蒸発温度の意味も含むものとする。
上記一般式(G1)におけるAで表される基の代表的な例を、以下の構造式(Ar−50)乃至(Ar−66)に示す。なおこれらは、さらに炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基などの置換基を有していてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
また、上記一般式(G1)における、Arは置換または無置換の炭素数6乃至25の芳香族炭化水素基、置換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基および置換または無置換のカルバゾリル基のいずれかを表す。置換または無置換の炭素数6乃至25の芳香族炭化水素基としては、具体的にはフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、ジメチルフルオレニル基、スピロフルオレニル基、ジフェニルフルオレニル基、フェナントリル基、アントリル基、ジヒドロアントリル基、トリフェニレニル基、ピレニル基等を挙げることができる。Arの代表的な例を以下の構造式(Ar−50)乃至(Ar−66)、(Ar−100)乃至(Ar−119)、(Ar−130)乃至(Ar−140)に示す。なおこれらは、さらに炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基などの置換基を有していてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
なお、(Ar−50)、(Ar−53)、(Ar−54)のように、カルバゾリル基が9位で一般式(G1)におけるαやα、窒素(アミン)と結合している構造を有する有機化合物は、共役が伸びづらく、短波長発光が得られるため、好ましい。
また、(Ar−51)、(Ar−55)、(Ar−56)、(Ar−57)、(Ar−60)のように、一般式(G1)におけるαやα、窒素(アミン)にカルバゾリル基が3位で結合している有機化合物、ジベンゾフラニル基が2位で結合している構造を有する有機化合物、ジベンゾチオフェニル基が2位で結合している構造を有する有機化合物は共役が伸びやすく、ホール輸送性が高い、長波長発光が得られる、信頼性が良好などの効果が得られるため好ましい。中でも特にカルバゾリル基でその効果が高い。
また、(Ar−52)、(Ar−59)、(Ar−62)のように、一般式(G1)におけるαやα、窒素(アミン)にカルバゾリル基が2位で結合している構造を有する有機化合物、ジベンゾフラニル基が3位で結合している構造を有する有機化合物、ジベンゾチオフェニル基が3位で結合している構造を有する有機化合物はキャリア輸送性が高く、駆動電圧の低減が期待でき、好ましい。
また、(Ar−51)、(Ar−52)、(Ar−55)、(Ar−56)のように、カルバゾリル基の9位はアリール基が結合している方が、信頼性が良好などの効果が得られるため好ましい。
また、(Ar−58)、(Ar−61)、(Ar−63)乃至(Ar−66)のように、一般式(G1)におけるαやα、窒素(アミン)にジベンゾフラニル基が4位で結合している構造を有する有機化合物、ジベンゾチオフェニル基が4位で結合している構造を有する有機化合物は共役が伸びづらく、短波長発光が得られ、信頼性が良好であるため、好ましい。
また、(Ar−100)乃至(Ar−108)の様に、フェニル基が連結したものは、共役が伸びづらく発光波長が短波長となり、好ましい。
また、(Ar−100)乃至(Ar−119)の様に、ベンゼン環、ナフタレン環、フルオレン環の様に六員環の縮環数が2つ以下であるもの、またはフェナントレン環の様に六員環の縮環数が3つ以上であっても六員環に対して他の六員環がa位とc位、e位のみの縮環で構成されている、炭化水素で構成されているものは、共役が広がりづらく、発光が短波長となるため、好ましい。
上記一般式(G1)におけるα乃至αは、それぞれ独立に置換または無置換の炭素数6乃至25の二価の芳香族炭化水素基を表すが、具体的にはフェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、ナフチレン基、フルオレニレン基、ジメチルフルオレニル基、などがあげられる。α乃至αの代表的な例としては、下記構造式(Ar−1)乃至(Ar−33)で表される基を挙げることができる。なお、これらはさらに、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基などの置換基を有していてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
なお、α乃至αは(Ar−1)乃至(Ar−11)の様に、フェニレン基またはフェニレン基が数個つながった基であると共役が伸び辛く、一重項励起準位が高く保たれるため好ましい。特にメタフェニレン基が含まれる構成は、その効果が顕著であるため好ましい。また、α乃至αがパラフェニレン基である構成は発光材料として信頼性が高くなり、好ましい。また、(Ar−24)乃至(Ar−27)の様に、置換基がフルオレンの9位などのシグマ結合を有する炭素で連結している場合、共役が伸び辛く、S1準位が高く保たれるため、発光波長がより短波長となり好ましい。
l、mおよびnがそれぞれ2の場合、α、αおよびαはそれぞれ異なる置換基同士が連結していても良い。例えば、(Ar−17)や(Ar−18)はナフチレンとフェニレンが連結したものである。
上記一般式(G1)で表される有機化合物において、Bで表される置換もしくは無置換のナフトビスベンゾフラン骨格、置換もしくは無置換のナフトビスベンゾチオフェン骨格または置換もしくは無置換のナフトベンゾフラノベンゾチオフェン骨格は、下記一般式(B1)乃至(B4)で表される骨格のいずれかであることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
上記一般式(B1)乃至一般式(B4)において、XおよびXはそれぞれ独立に酸素原子または硫黄原子を表す。なお、これらは二つとも同じ原子であることが合成上簡便となり好ましい。また、どちらも酸素原子である構成が、合成が容易であり且つ、一重項励起準位が高く、より短波長の発光を得る事ができる、高い発光量子収率が得られるなどの効果があるため好ましい。なお、X、Xは酸素原子の数が多いほど短波長の発光を呈し、硫黄原子の数が多いほど長波長の発光を呈するため、目的の一重項励起準位や発光波長により任意に選択することができる。
上記一般式(G1)で表される有機化合物は、Bで表される骨格によってその発光波長が変化する傾向がみられ、Bが一般式(B2)で表される骨格、一般式(B4)で表される骨格、一般式(B1)で表される骨格、一般式(B3)で表される骨格の順で長波長になる。そのため、目的の発光色にあわせて上記骨格を選択すれば良い。より短波長な青色発光を得たい場合は、一般式(B2)で表される化合物が好ましい。比較的長波長な青色発光を得たい場合は、一般式(B3)で表される化合物が好ましい。
また、上記一般式(G1)で表される有機化合物は、Bで表される骨格が一般式(B3)で表される骨格であると、発光スペクトルが狭線化し、色純度の高い発光が得られるため好ましい。
また、上記一般式(B1)で表される骨格においては、R10乃至R21のいずれか1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。なお、単結合は、R10乃至R21のうちR11、R12、R17およびR18のいずれか1または2であることが合成が簡便であるため好ましい。
また、上記一般式(B1)においてR10乃至R21のいずれか2が単結合である場合(すなわち、上記一般式(G1)におけるqが2である場合)、R11またはR12のいずれか一方、およびR17またはR18のいずれか一方が単結合であることが合成の容易さから好ましい。また、この場合、R11およびR17が単結合であることが長波長発光を得る観点で好ましく、R12およびR18が単結合であると短波長発光が得られ、発光量子効率が良好で、モル吸光係数も高く、発光させた時の信頼性も良いことから好ましい。
また、上記一般式(B2)においては、R30乃至R41のいずれか1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。なお、単結合は、R30乃至R41のうちR31、R32、R37およびR38のいずれか1または2であることが、合成が簡便であるため好ましい。
また、上記一般式(B2)においてR30乃至R41のいずれか2が単結合である場合(すなわち、上記一般式(G1)におけるqが2である場合)、R31またはR32のいずれか一方、およびR37またはR38のいずれか一方が単結合であることが合成の容易さから好ましい。また、この場合、R31およびR37が単結合であることが長波長発光を得る観点で好ましく、R32およびR38が単結合であると短波長発光が得られ、発光量子効率も良好で、モル吸光係数も高く、発光させた時の信頼性も良いことから好ましい。
また、上記一般式(B3)においては、R50乃至R61のいずれか1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換のジアリールアミノ基のいずれかを表す。なお、単結合は、R50乃至R61のうちR51、R52、R57およびR58のいずれか1または2であることが、合成が簡便であるため好ましい。
また、上記一般式(B3)においてR50乃至R61のいずれか2が単結合である場合(すなわち、上記一般式(G1)におけるqが2である場合)、R51またはR52のいずれか一方、およびR57またはR58のいずれか一方が単結合であることが合成の容易さから好ましい。また、この場合、R51およびR57が単結合であることが長波長発光を得る観点で好ましく、R52およびR58が単結合であると短波長発光が得られ、発光量子効率も良好で、モル吸光係数も高く、発光させた時の信頼性も良いことから好ましい。
また、上記一般式(B4)においては、R70乃至R81のいずれか1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。なお、単結合は、R70乃至R81のうちR71、R72、R77およびR78のいずれか1または2であることが、合成が簡便であるため好ましい。
また、上記一般式(B4)においてR70乃至R81のいずれか2が単結合である場合(すなわち、上記一般式(G1)におけるqが2である場合)、R71またはR72のいずれか一方、およびR77またはR78のいずれか一方が単結合であることが合成の容易さから好ましい。また、この場合、R71およびR78が単結合であることが長波長発光を得る観点で好ましく、R72およびR77が単結合であると短波長発光が得られ、発光量子効率も良好で、モル吸光係数も高く、発光させた時の信頼性も良いことから好ましい。
なお、ここでの単結合とは、上記一般式(G1)のαまたは窒素(アミン)との結合手を表している。
また、上記一般式(B1)乃至一般式(B4)において、R10乃至R21、R30乃至R41、R50乃至R61、R70乃至R81で表す置換基の内、単結合であるもの以外は、水素である方が、合成が簡便で、昇華温度も低いため好ましい。一方、水素以外の置換基を用いることで、耐熱性や溶剤への溶解性などを向上させることができ、発光波長を長波長にシフトさせることができる。
なお、上記一般式(G1)で表される有機化合物は、下記一般式(G1−1)で表される有機化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
但し上記一般式(G1−1)において、Bは下記一般式(B1−1)または(B3−1)で表される基である。また、Arは置換もしくは無置換の炭素数6乃至25の芳香族炭化水素基であり、Aは下記一般式(g0)で表される基である。また、mは0乃至2の整数を表す。また、αは置換または無置換の炭素数6乃至14の二価の芳香族炭化水素基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
但し、上記一般式(B1−1)または(B3−1)において、XおよびXはそれぞれ独立に酸素原子または硫黄原子を表す。また、R12,R18、R52およびR58は単結合を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
但し、上記一般式(g0)において、Xは酸素原子、または、置換もしくは無置換のフェニル基が結合した窒素原子である。また、Rは単結合を表す。
なお、上記一般式(G1)または(G1−1)で表される有機化合物の分子量は、昇華性を考慮すると1300以下、好ましくは1000以下であるとよい。膜質を考慮すると分子量が650以上である方が好ましい。
なお、上述の有機化合物に結合する骨格または基が置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基のいずれかであることが好ましい。
上記Rで表される置換基、または、置換基にさらに結合する置換基において、炭素数1乃至10の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、イコシル基などを挙げることができる。また、炭素数3乃至10の環式炭化水素基としては、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、などを挙げることができる。また、炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、アントリル基、フルオレニル基などを挙げることができる。
また、上記Rで表される置換基が炭素数12乃至32のジアリールアミノ基である場合、当該ジアリールアミノ基の有する二つのアリール基は、それぞれ独立に炭素数6乃至16の芳香族炭化水素基であることがより好ましい。当該芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、アントリル基、フルオレニル基、ナフチルフェニル基などを挙げることができる。
なお、これらのうち、炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基および炭素数12乃至32のジアリールアミノ基はさらに炭素数1乃至6の脂肪族炭化水素基、炭素数3乃至6の脂環式炭化水素基等を置換基として有していても良い。
以上のような構成を有する本発明の有機化合物の例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
一般式(B1)乃至一般式(B4)において、XおよびXは、化合物(905)のように、異なっていても良い。ただし同じである方が一般式(G1)におけるBの骨格の合成が簡便であり、好ましい。
一般式(G1)におけるqが2である場合、ジアリールアミノ基は、化合物(903)のように、その置換基は同じでなくても良い。ただし同じである方が合成が簡便であり、好ましい。
一般式(G1)において、qが2の場合、すなわち、骨格Bに置換するジアリールアミノ基が2つである場合、化合物(901)のように、その置換基がBのXおよびXに対して非対称に結合していても良い。ただし、化合物(100)、化合物(200)、化合物(300)、化合物(400)、化合物(500)、化合物(600)、化合物(700)、化合物(800)、化合物(900)などの様に、対称である方がBの骨格の合成が簡便であり、好ましい。
一般式(G1)において、化合物(904)のように、2つのアリールアミノ基の一方が、置換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基および置換または無置換のカルバゾリル基のいずれかを有するアリールアミノ基であり、もう一方のアリールアミノ基がジアリールアミノ基である構成であっても良い。ただし、2つのアリールアミノ基が同じ基である方が合成が簡便となるため好ましい。なお、2つのアリールアミノ基のうち、少なくとも1が置換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基および置換または無置換のカルバゾリル基のいずれかを有するアリールアミノ基であると、当該有機化合物を発光材料として用いた発光素子の信頼性が良好となり好ましい。
一般式(G1)におけるl、m、nの少なくとも1以上が2の場合、化合物(907)の様に、α、αおよびαはそれぞれ異なる骨格が連結していても良い。
続いて、上述したような本発明の有機化合物を合成する方法の一例について説明する。一般式(G1)で表される有機化合物を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
但し、式中Bは置換または無置換のナフトビスベンゾフラン骨格、置換または無置換のナフトビスベンゾチオフェン骨格および置換または無置換のナフトベンゾフラノベンゾチオフェン骨格のいずれかを表す。また、Arは置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基、および置換または無置換のカルバゾリル基のいずれかである。Aは置換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基、および置換または無置換のカルバゾリル基のいずれかであり、α乃至αはそれぞれ独立に置換または無置換の炭素数6乃至14の二価の芳香族炭化水素基である。また、l、m、nはそれぞれ独立に0乃至2の整数を表し、qは1又は2である。
上記一般式(G1)で表される有機化合物は、下記合成スキームに示すように、化合物(a1)と、アリールアミン化合物(a2)とをクロスカップリング反応させることで、得ることができる。Xの例としては塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン基や、スルホニル基などがあげられる。Dはlが0(つまり化合物(a1)が二級アミン)の場合は水素を表し、1以上(つまり化合物(a1)が三級アミン)の場合はボロン酸やジアルコキシボロン酸、アリールアルミニウム、アリールジルコニウム、アリール亜鉛、又はアリールスズ等を表すものとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
この反応は様々な条件によって進行させることができ、その一例として、塩基存在下にて金属触媒を用いた合成方法を適用することができる。例えば、lが0の場合はウルマンカップリングやハートウィッグ・ブッフバルト反応を用いることができる。lが1以上の場合は鈴木・宮浦反応を用いることができる。
なお、ここでは化合物(a1)に対して化合物(a2)をq当量反応させているが、qが2以上、つまり化合物(G1)中のBに対するqのカッコ内で表される置換基が2つ以上で、且つそれらの置換基が同じでない場合、化合物(a2)を1種類ずつ化合物(a1)に対して反応させても良い。
以上のように、本発明の一態様の有機化合物を合成することができる。
なお、上記化合物(a1)としては下記一般式(B1−a1)乃至一般式(B4−a1)のようなものが挙げられる。これらは本発明の一態様の化合物を合成するのに有用な化合物である。同じくその原料も同様に有用である。合成法に関しては、ハロゲンの置換位置を適宜変更することで、後述の各実施の形態と同様に合成できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
上記一般式(B1−a1)乃至一般式(B4−a1)において、XおよびXはそれぞれ独立に酸素原子または硫黄原子を表す。
また、上記一般式(B1−a1)においては、R10乃至R21のいずれか1または2がハロゲンを表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。なお、ハロゲンは、R10乃至R21のうちR11、R12、R17およびR18のいずれか1または2であることが合成が簡便であるため好ましい。
また、上記一般式(B1−a1)においてR10乃至R21のいずれか2がハロゲンである場合、R11またはR12のいずれか一方、およびR17またはR18のいずれか一方がハロゲンであることが合成の容易さから好ましい。また、この場合、R11およびR17がハロゲンであることが好ましい、またはR12およびR18がハロゲンであることが好ましい。
また、上記一般式(B2−a1)においては、R30乃至R41のいずれか1または2がハロゲンを表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。なお、ハロゲンは、R30乃至R41のうちR31、R32、R37およびR38のいずれか1または2であることが合成が簡便であるため好ましい。
また、上記一般式(B2−a1)においてR30乃至R41のいずれか2がハロゲンである場合、R31またはR32のいずれか一方、およびR37またはR38のいずれか一方がハロゲンであることが合成の容易さから好ましい。また、この場合、R31およびR37がハロゲンであることが好ましい、またはR32およびR38がハロゲンであることが好ましい。
また、上記一般式(B3−a1)においては、R50乃至R61のいずれか1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10のハロゲン炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換のジアリールアミノ基のいずれかを表す。なお、ハロゲンは、R50乃至R61のうちR51、R52、R57およびR58のいずれか1または2であることが好ましい。
また、上記一般式(B3−a1)においてR50乃至R61のいずれか2がハロゲンである場合、R51またはR52のいずれか一方、およびR57またはR58のいずれか一方がハロゲンであることが合成の容易さから好ましい。また、この場合、R51およびR57がハロゲンであることが好ましい、またはR52およびR58がハロゲンであることが好ましい。
また、上記一般式(B4−a1)においては、R70乃至R81のいずれか1または2がハロゲンを表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。なお、ハロゲンは、R70乃至R81のうちR71、R72、R77およびR78のいずれか1または2であることが好ましい。
また、上記一般式(B4−a1)においてR70乃至R81のいずれか2がハロゲンである場合、R71またはR72のいずれか一方、およびR77またはR78のいずれか一方がハロゲンであることが合成の容易さから好ましい。また、この場合、R71およびR78がハロゲンであることが好ましい、またはR72およびR77がハロゲンであることが好ましい。
続いて、上述の一般式(B1−a1)で表される有機化合物の合成法に関して説明する。一般式(B1−a1)を以下に示す。各置換基やXおよびXに関しては、上で述べたものと同一である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
下記スキームに示すように、ナフタレン化合物(c1−11)、アリール化合物(c1−12)、およびアリール化合物(c1−13)をクロスカップリング反応させることで、(c1−14)で表されるナフタレン化合物を得ることができる。BやBはそれぞれ、ボロン酸やジアルコキシボロン酸などがあげられる。YやYは、塩素、臭素などのハロゲン基やスルホニル基を表す。なお、YやYの位置は一例であり、本合成例では上記一般式(B1−a1)におけるR12とR18の位置にYやYを導入する例を示したが、YやYはR10乃至R21のいずれの位置にも導入することができる。また、YまたはYいずれか一方のみの導入であっても構わない。YやYの導入位置を変更することによってさまざまな位置に上記(a2)で表される置換基を導入することが可能となる。
また、下記スキーム中、Y及びYは臭素又はヨウ素などのハロゲンまたはスルホニル基を表す。Y及びYはYやYよりも反応性の高い脱離基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
この反応は様々な条件で行う事が可能であるが、その例として、塩基存在下にて金属触媒を用いた合成方法がある。当該合成方法の具体的な例としては、鈴木・宮浦反応を挙げることができる。
なおここでは化合物(c1−12)と化合物(c1−13)とを同時に化合物(c1−11)と反応させている。しかし、化合物(c1−12)と化合物(c1−13)とが異なる置換基を持つ化合物である場合、化合物(c1−11)と化合物(c1−12)とをまず反応させて、その生成物と化合物(c1−13)とを反応させてもよく、また、その方が目的物の収率や純度が高くなり、好ましい。
次に下記スキームに示すように、ナフタレン化合物(c1−14)から、(c1−15)で表されるハロゲン化ナフトビスベンゾフラン化合物またはハロゲン化ナフトビスベンゾチオフェン化合物を得ることができる。下記一般式(c1−15)で表されるハロゲン化ナフトビスベンゾフラン化合物またはハロゲン化ナフトビスベンゾチオフェン化合物は、上記一般式(B1−a1)で表される有機化合物におけるR12とR18がハロゲンまたはスルホニル基である有機化合物に相当する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
この反応は様々な条件によって行うことができる。例えばナフタレン化合物(c1−14)をN−メチルピロリドン(略称:NMP)やジメチルスルホキシド(略称:DMSO)などに溶解させ、その溶液に炭酸カリウムや炭酸セシウムを加えて加熱することで反応を行うことができる。
続いて、上述の一般式(B1−a1)で表される有機化合物の、他の合成法に関して説明する。一般式(B1−a1)を以下に示す。各置換基やXおよびXに関しては、上で述べたものと同一である。なお、本合成法はR14とR20の位置に置換基を有する化合物である場合に好適である。すなわち、R14およびR20はそれぞれ独立に炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10のハロゲン炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換のジアリールアミノ基のいずれか一であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
下記スキームに示すように、ナフタレン化合物(c1−21)、アリール化合物(c1−22)およびアリール化合物(c1−23)を反応させることで、(c1−24)で表されるナフタレン化合物を得ることができる。YやYは、塩素、臭素などのハロゲン基やスルホニル基を表す。なお、YやYの位置は一例であり、本合成例では上記一般式(B1−a1)におけるR12とR18の位置にYやYを導入する例を示したが、YやYはR10乃至R21のいずれの位置にも導入することができる。また、YまたはYは、いずれか一方のみの導入であっても構わない。YやYの導入位置を変更することによってさまざまな位置に上記(a2)で表される置換基を導入することが可能となる。
また、Y及びYは臭素又はヨウ素などのハロゲンまたはスルホニル基を表す。Y及びYはYやYよりも反応性の高い脱離基が好ましい。
なお、以降の反応においてナフタレン化合物のナフタレン環のアルファ位に選択的にYおよびYを反応させ、環化させるために、R14とR20は水素以外の置換基であることが好ましい。具体的には下記スキームにおけるナフタレン化合物(c1−21)はR14とR20の位置に置換基を有する有機化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
この反応は様々な条件によって行うことができる。例えばナフタレン化合物(c1−21)、アリール化合物(c1−22)およびアリール化合物(c1−23)をN−メチルピロリドン(略称:NMP)やジメチルスルホキシド(略称:DMSO)などに溶解させ、その溶液に炭酸カリウムや炭酸セシウムを加えて加熱することで反応を行うことができる。
なお、ここでは化合物(c1−22)と化合物(c1−23)とを同時に化合物(c1−21)と反応させているが、化合物(c1−22)と化合物(c1−23)とが異なる置換基を持つ化合物である場合、化合物(c1−21)と化合物(c1−22)とをまず反応させて、その生成物と化合物(c1−23)とを反応させてもよい。その方が目的物の収率や純度が高くなり、好ましい。
次に、下記スキームに示すように、ナフタレン化合物(c1−24)から、(c1−15)で表されるハロゲン化ナフトビスベンゾフラン化合物またはハロゲン化ナフトビスベンゾチオフェン化合物を得ることができる。下記一般式(c1−15)で表されるハロゲン化ナフトビスベンゾフラン化合物またはハロゲン化ナフトビスベンゾチオフェン化合物は、上記一般式(B1−a1)で表される有機化合物におけるR12とR18がハロゲンまたはスルホニル基である有機化合物に相当する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
この反応は様々な条件で行う事が可能であるが、その例として、塩基存在下にて金属触媒を用いた合成方法がある。当該合成方法の具体的な例としては、鈴木・宮浦反応を挙げることができる。
続いて、上述の一般式(B3−a1)で表される有機化合物の合成法に関して説明する。一般式(B3−a1)を以下に示す。各置換基やXおよびXに関しては、上で述べたものと同一である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
下記スキームに示すように、ナフタレン化合物(c3−11)と、アリール化合物(c3−12)、アリール化合物(c3−13)、とをクロスカップリング反応させることで、(c3−14)で表されるナフタレン化合物を得ることができる。R100およびR101はそれぞれメチル基などのアルキル基を表す。BやBはそれぞれ、ボロン酸やジアルコキシボロン酸などがあげられる。YやYは塩素、臭素などのハロゲン基、スルホニル基などを表す。なお、YやYの位置は一例であり、本合成例では上記一般式(B3−a1)におけるR52とR58の位置にYやYを導入する例を示したが、YやYはR50乃至R61のいずれの位置にも導入することができる。また、YまたはYいずれか一方のみの導入であっても構わない。YやYの導入位置を変更することによってさまざまな位置に上記(a2)で表される置換基を導入することが可能となる。
また、Y及びYは臭素又はヨウ素などのハロゲンまたはスルホニル基を表す。Y及びYはYやYよりも反応性の高い脱離基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
この反応は様々な条件で行う事が可能であるが、その例として、塩基存在下にて金属触媒を用いた合成方法がある。当該合成方法の具体的な例としては、鈴木・宮浦反応を挙げることができる。
なおここでは化合物(c3−12)と化合物(c3−13)とを同時に化合物(c3−11)と反応させているが、化合物(c3−12)と化合物(c3−13)とが異なる置換基を持つ化合物である場合、化合物(c3−11)と化合物(c3−12)とをまず反応させて、その生成物と化合物(c3−13)とを反応させてもよい。その方が目的物の収率や純度が高くなり、好ましい。
次に下記スキームに示すように、ナフタレン化合物(c3−14)の脱アルキル反応によって、(c3−15)で表されるナフタレン化合物を得ることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
この反応は様々な条件によって行うことができるが、その一例としては、ジクロロメタンなどの溶媒中で三臭化ホウ素などのルイス酸を用いる反応を挙げることができる。
次に下記スキームに示すように、ナフタレン化合物(c3−15)から、(c3−16)で表されるハロゲン化ナフトビスベンゾフラン化合物またはハロゲン化ナフトビスベンゾチオフェン化合物を得ることができる。下記一般式(c3−16)で表される有機化合物は、上記一般式(B3−a1)で表される有機化合物におけるR52とR58がハロゲンまたはスルホニル基である有機化合物に相当する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
この反応は様々な条件によって行うことができる。例えばナフタレン化合物(c3−15)をN−メチルピロリドン(略称:NMP)やジメチルスルホキシド(略称:DMSO)などに溶解させ、その溶液に炭酸カリウムや炭酸セシウムを加えて加熱することで反応を行うことができる。
続いて、上述の一般式(B3−a1)で表される有機化合物の他の合成法に関して説明する。一般式(B3−a1)を以下に示す。各置換基やXおよびXに関しては、上で述べたものと同一である。なお、本合成法はR54とR60の位置に置換基を有する化合物である場合に好適である。すなわち、R54およびR60はそれぞれ独立に炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10のハロゲン炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換のジアリールアミノ基のいずれか一であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
下記スキームに示すように、ナフタレン化合物(c3−21)の脱アルキル反応によって、(c3−22)で表されるナフタレン化合物を得ることができる。R100およびR101はそれぞれメチル基などのアルキル基を表す。
なお、以降の反応において、ナフタレン化合物のナフタレン環のベータ位に選択的にYおよびYを反応させ、環化させるために、R54とR60は水素以外の置換基であることが好ましい。具体的には下記スキームにおけるナフタレン化合物(c3−21)はR54とR60の位置に置換基を有する有機化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
この反応は様々な条件によって行うことができるが、その一例としては、ジクロロメタンなどの溶媒中で三臭化ホウ素などのルイス酸を用いる反応を挙げることができる。
続けて、下記スキームに示すように、ナフタレン化合物(c3−22)、アリール化合物(c3−23)およびアリール化合物(c3−24)とを反応させることで、(c3−25)で表されるナフタレン化合物を得ることができる。YやYは、塩素、臭素などのハロゲン基やスルホニル基を表す。なお、YやYの位置は一例であり、本合成例では上記一般式(B3−a1)におけるR52とR58の位置にYやYを導入する例を示したが、YやYはR50乃至R61のいずれの位置にも導入することができる。また、YまたはYは、いずれか一方のみの導入であっても構わない。YやYの導入位置を変更することによってさまざまな位置に上記(a2)で表される置換基を導入することが可能となる。
また、Y及びYは臭素又はヨウ素などのハロゲンまたはスルホニル基を表す。Y及びYはYやYよりも反応性の高い脱離基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
この反応は様々な条件によって行うことができる。例えばN−メチルピロリドン(略称:NMP)やジメチルスルホキシド(略称:DMSO)などの溶液中で炭酸カリウムや炭酸セシウムを加えて加熱することで反応を行うことができる。
 なおここでは化合物(c3−23)と化合物(c3−24)とを同時に化合物(c3−22)と反応させている。しかし、化合物(c3−23)と化合物(c3−24)とが異なる置換基を持つ化合物である場合、化合物(c3−22)と化合物(c3−23)とをまず反応させて、その生成物と化合物(c3−24)とを反応させてもよく、また、その方が目的物の収率や純度が高くなり、好ましい。
次に下記スキームに示すように、ナフタレン化合物(c3−25)から、(c3−16)で表されるハロゲン化ナフトビスベンゾフラン化合物またはハロゲン化ナフトビスベンゾチオフェン化合物を得ることができる。下記一般式(c3−16)で表されるハロゲン化ナフトビスベンゾフラン化合物またはハロゲン化ナフトビスベンゾチオフェン化合物は、上記一般式(B3−a1)で表される有機化合物におけるR52とR58がハロゲンまたはスルホニル基である有機化合物に相当する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
この反応は様々な条件で行う事が可能であるが、その例として、塩基存在下にて金属触媒を用いた合成方法がある。当該合成方法の具体的な例としては、鈴木・宮浦反応を挙げることができる。
(実施の形態2)
本発明の一態様である発光素子の例について図1(A)を用いて以下、詳細に説明する。
本実施の形態における発光素子は、陽極101と、陰極102とからなる一対の電極と、陽極101と陰極102との間に設けられたEL層103とから構成されている。
陽極101は、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いて形成することが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(IWZO)等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物からなる膜は、通常スパッタリング法により成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。作製方法の例としては、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し1wt%以上20wt%以下の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成する方法などがある。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(IWZO)は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを0.5wt%以上5wt%以下、酸化亜鉛を0.1wt%以上1wt%以下含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することもできる。この他、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、アルミニウム(Al)、または金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等が挙げられる。また、グラフェンも用いることができる。なお、正孔注入層111に第1の物質と第2の物質とを含む複合材料を用いた場合には、仕事関数に関わらず、上述以外の電極材料を選択することもできる。
正孔注入層111はアクセプタ性の比較的高い第1の物質で形成すればよい。また、アクセプタ性を有する第1の物質と、正孔輸送性を有する第2の物質とが混合された複合材料により形成されていることが好ましい。複合材料を正孔注入層111の材料として用いる場合には、第1の物質は第2の物質に対してアクセプタ性を示す物質を用いる。第1の物質が第2の物質から電子を引き抜くことで第1の物質に電子が発生し、電子を引き抜かれた第2の物質には正孔が発生する。引き抜かれた電子と発生した正孔は、電界により電子が陽極101へ流れ、正孔が正孔輸送層112を介し発光層113へ注入されるため、駆動電圧の低い発光素子を得る事ができる。
第1の物質は、遷移金属酸化物又は元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物、電子吸引基(ハロゲン基やシアノ基)を有する有機化合物等が好ましい。
上記の遷移金属酸化物、元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物としては、バナジウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、クロム酸化物、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物、レニウム酸化物、チタン酸化物、ルテニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物及び銀酸化物がアクセプタ性が高いため好ましい。中でも特に、モリブデン酸化物は大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好適である。
上記電子吸引基(ハロゲン基やシアノ基)を有する有機化合物としては7,7,8,8−テトラシアノ−2,3,5,6−テトラフルオロキノジメタン(略称:F−TCNQ)、クロラニル、2,3,6,7,10,11−ヘキサシアノ−1,4,5,8,9,12−ヘキサアザトリフェニレン(略称:HAT−CN)、1,3,4,5,7,8−ヘキサフルオロテトラシアノ−ナフトキノジメタン(略称:F6−TCNNQ)等を挙げることができる。特に、HAT−CNのように複素原子を複数有する縮合芳香環に電子吸引基が結合している化合物が、熱的に安定であり好ましい。
第2の物質は、正孔輸送性を有する物質であり、10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有することが好ましい。第2の物質として用いることのできる材料としては、N,N’−ジ(p−トリル)−N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン(略称:DTDPPA)、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、N,N’−ビス{4−[ビス(3−メチルフェニル)アミノ]フェニル}−N,N’−ジフェニル−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン(略称:DNTPD)、1,3,5−トリス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ベンゼン(略称:DPA3B)等の芳香族アミン、3−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)、3−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、1,3,5−トリス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ベンゼン(略称:TCPB)、9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、1,4−ビス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]−2,3,5,6−テトラフェニルベンゼン等のカルバゾール誘導体、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、2−tert−ブチル−9,10−ビス(4−フェニルフェニル)アントラセン(略称:t−BuDBA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、2−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuAnth)、9,10−ビス(4−メチル−1−ナフチル)アントラセン(略称:DMNA)、2−tert−ブチル−9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン、9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン、9,9’−ビアントリル、10,10’−ジフェニル−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス(2−フェニルフェニル)−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス[(2,3,4,5,6−ペンタフェニル)フェニル]−9,9’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、コロネン、ルブレン、ペリレン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブチル)ペリレン等の芳香族炭化水素が挙げられる。芳香族炭化水素はビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、4,4’−ビス(2,2−ジフェニルビニル)ビフェニル(略称:DPVBi)、9,10−ビス[4−(2,2−ジフェニルビニル)フェニル]アントラセン(略称:DPVPA)等が挙げられる。また、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)、4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP)、4−フェニル−3’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:mBPAFLP)、4−フェニル−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBA1BP)、4,4’−ジフェニル−4’’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBBi1BP)、4−(1−ナフチル)−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−トリフェニルアミン(略称:PCBANB)、4、4’−ジ(1−ナフチル)−4’’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBNBB)、9,9−ジメチル−N−フェニル−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−フルオレン−2−アミン(略称:PCBAF)、N−フェニル−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−アミン(略称:PCBASF)などの芳香族アミン骨格を有する化合物、1,3−ビス(N−カルバゾリル)ベンゼン(略称:mCP)、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、3,6−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)−9−フェニルカルバゾール(略称:CzTP)、3,3’−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール)(略称:PCCP)などのカルバゾール骨格を有する化合物、4,4’,4’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DBT3P−II)、2,8−ジフェニル−4−[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]ジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP−III)、4−[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]−6−フェニルジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP−IV)などのチオフェン骨格を有する化合物、4,4’,4’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾフラン)(略称:DBF3P−II)、4−{3−[3−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]フェニル}ジベンゾフラン(略称:mmDBFFLBi−II)などのフラン骨格を有する化合物を用いることができる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。
また本発明の一態様の有機化合物も正孔輸送性を有する物質であり、第2の物質として用いることができる。
また、正孔注入層111は湿式法で形成することもできる。この場合、ポリ(エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)水溶液(PEDOT/PSS)、ポリアニリン/ショウノウスルホン酸水溶液(PANI/CSA)、PTPDES、Et−PTPDEK、またはPPBA、ポリアニリン/ポリ(スチレンスルホン酸)(PANI/PSS)等の酸を添加した導電性高分子化合物などを用いることができる。
正孔輸送層112は正孔輸送性を有する材料を含む層である。当該正孔輸送性を有する材料としては、上記正孔注入層111を構成する物質として挙げた第2の物質と同じ材料を用いることができる。正孔輸送層112は、単層で形成されていても、複数の層で形成されていても良い。複数の層で形成されている場合、正孔の注入を容易に行うために、正孔注入層111側の層から発光層113側の層に向かい、そのHOMO準位が階段状に深くなってゆく構成であることが好ましい。このような構成は、発光層113におけるホスト材料のHOMO準位が深い青色蛍光発光素子に対して非常に好適である。
なお、上記正孔輸送層112をそのHOMO準位を発光層113に向けて階段状に深くした複数の層で形成する構成は、正孔注入層111を、有機アクセプタ(上述の電子吸引基(ハロゲン基やシアノ基)を有する有機化合物)で形成した素子に特に好適であり、キャリア注入性が良く駆動電圧の低い特性の非常に良好な素子を得ることができる。
また本発明の一態様の有機化合物も正孔輸送性を有する物質であり、正孔輸送性を有する材料として用いることができる。
なお、正孔輸送層112は湿式法で形成することもできる。湿式法で正孔輸送層112を形成する場合は、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)やポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)、ポリ[N−(4−{N’−[4−(4−ジフェニルアミノ)フェニル]フェニル−N’−フェニルアミノ}フェニル)メタクリルアミド](略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)ベンジジン](略称:Poly−TPD)等の高分子化合物を用いることができる。
発光層113は、蛍光発光物質を含む層、りん光発光物質を含む層、熱活性化遅延蛍光(TADF)を発する物質を含む層、量子ドット類を含む層および金属ハロゲンペロブスカイト類を含む層など、いずれの発光物質を含む層であっても良いが、実施の形態1で説明した本発明の一態様の有機化合物を発光物質として含むことが好ましい。本発明の一態様の有機化合物を発光物質として用いることによって、効率が良好で且つ、色度の非常に良好な発光素子を得ることが容易となる。
また、発光層113は単層であっても、複数の層からなっていても良い。複数の層からなる発光層を形成する場合、りん光発光物質が含まれる層と蛍光発光物質が含まれる層が積層されていても良い。この際、りん光発光物質が含まれる層では、後述の励起錯体を利用することが好ましい。
また本発明の一態様の有機化合物も良好な量子収率を有する物質であり、発光材料として用いることができる。
蛍光発光物質としては、例えば以下のような物質を用いることができる。また、これ以外の蛍光発光物質も用いることができる。5,6−ビス[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−2,2’−ビピリジン(略称:PAP2BPy)、5,6−ビス[4’−(10−フェニル−9−アントリル)ビフェニル−4−イル]−2,2’−ビピリジン(略称:PAPP2BPy)、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]ピレン−1,6−ジアミン、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ビス[3−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]ピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6mMemFLPAPrn)、N,N’−ビス[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニルスチルベン−4,4’−ジアミン(略称:YGA2S)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:YGAPA)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)トリフェニルアミン(略称:2YGAPPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPA)、ペリレン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブチル)ペリレン(略称:TBP)、4−(10−フェニル−9−アントリル)−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBAPA)、N,N’’−(2−tert−ブチルアントラセン−9,10−ジイルジ−4,1−フェニレン)ビス[N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン](略称:DPABPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPPA)、N−[4−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPAPPA)、N,N,N’,N’,N’’,N’’,N’’’,N’’’−オクタフェニルジベンゾ[g,p]クリセン−2,7,10,15−テトラアミン(略称:DBC1)、クマリン30、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCABPhA)、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPAPA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPABPhA)、9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−N−[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニルアントラセン−2−アミン(略称:2YGABPhA)、N,N,9−トリフェニルアントラセン−9−アミン(略称:DPhAPhA)、クマリン545T、N,N’−ジフェニルキナクリドン(略称:DPQd)、ルブレン、5,12−ビス(1,1’−ビフェニル−4−イル)−6,11−ジフェニルテトラセン(略称:BPT)、2−(2−{2−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル}−6−メチル−4H−ピラン−4−イリデン)プロパンジニトリル(略称:DCM1)、2−{2−メチル−6−[2−(2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCM2)、N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)テトラセン−5,11−ジアミン(略称:p−mPhTD)、7,14−ジフェニル−N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)アセナフト[1,2−a]フルオランテン−3,10−ジアミン(略称:p−mPhAFD)、2−{2−イソプロピル−6−[2−(1,1,7,7−テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCJTI)、2−{2−tert−ブチル−6−[2−(1,1,7,7−テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCJTB)、2−(2,6−ビス{2−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル}−4H−ピラン−4−イリデン)プロパンジニトリル(略称:BisDCM)、2−{2,6−ビス[2−(8−メトキシ−1,1,7,7−テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:BisDCJTM)などが挙げられる。特に、1,6mMemFLPAPrnのようなピレンジアミン化合物に代表される縮合芳香族ジアミン化合物は、ホールトラップ性が高く、発光効率や信頼性に優れているため好ましい。
発光層113において、りん光発光物質として用いることが可能な材料としては、例えば以下のようなものが挙げられる。トリス{2−[5−(2−メチルフェニル)−4−(2,6−ジメチルフェニル)−4H−1,2,4−トリアゾール−3−イル−κN2]フェニル−κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(mpptz−dmp)])、トリス(5−メチル−3,4−ジフェニル−4H−1,2,4−トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:[Ir(Mptz)])、トリス[4−(3−ビフェニル)−5−イソプロピル−3−フェニル−4H−1,2,4−トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:[Ir(iPrptz−3b)])のような4H−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス[3−メチル−1−(2−メチルフェニル)−5−フェニル−1H−1,2,4−トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:[Ir(Mptz1−mp)])、トリス(1−メチル−5−フェニル−3−プロピル−1H−1,2,4−トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:[Ir(Prptz1−Me)])のような1H−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、fac−トリス[1−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−2−フェニル−1H−イミダゾール]イリジウム(III)(略称:[Ir(iPrpmi)])、トリス[3−(2,6−ジメチルフェニル)−7−メチルイミダゾ[1,2−f]フェナントリジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(dmpimpt−Me)])のようなイミダゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C’]イリジウム(III)テトラキス(1−ピラゾリル)ボラート(略称:FIr6)、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C’]イリジウム(III)ピコリナート(略称:FIrpic)、ビス{2−[3’,5’−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ピリジナト−N,C’}イリジウム(III)ピコリナート(略称:[Ir(CFppy)(pic)])、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:FIracac)のような電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。これらは青色のりん光発光を示す化合物であり、440nmから520nmに発光スペクトルのピークを有する化合物である。
また、トリス(4−メチル−6−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppm)])、トリス(4−t−ブチル−6−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tBuppm)])、(アセチルアセトナト)ビス(6−メチル−4−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppm)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(6−tert−ブチル−4−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tBuppm)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス[6−(2−ノルボルニル)−4−フェニルピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(nbppm)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス[5−メチル−6−(2−メチルフェニル)−4−フェニルピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(mpmppm)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(4,6−ジフェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(dppm)(acac)])のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、(アセチルアセトナト)ビス(3,5−ジメチル−2−フェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppr−Me)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(5−イソプロピル−3−メチル−2−フェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppr−iPr)(acac)])のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス(2−フェニルピリジナト−N,C’)イリジウム(III)(略称:[Ir(ppy)])、ビス(2−フェニルピリジナト−N,C’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(ppy)(acac)])、ビス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(bzq)(acac)])、トリス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(bzq)])、トリス(2−フェニルキノリナト−N,C’)イリジウム(III)(略称:[Ir(pq)])、ビス(2−フェニルキノリナト−N,C’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(pq)(acac)])のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、トリス(アセチルアセトナト)(モノフェナントロリン)テルビウム(III)(略称:[Tb(acac)(Phen)])のような希土類金属錯体が挙げられる。これらは主に緑色のりん光発光を示す化合物であり、500nm乃至600nmに発光スペクトルのピークを有する。なお、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。
 また、(ジイソブチリルメタナト)ビス[4,6−ビス(3−メチルフェニル)ピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(5mdppm)(dibm)])、ビス[4,6−ビス(3−メチルフェニル)ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(5mdppm)(dpm)])、ビス[4,6−ジ(ナフタレン−1−イル)ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(d1npm)(dpm)])のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、(アセチルアセトナト)ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tppr)(acac)])、ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)(ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tppr)(dpm)])、(アセチルアセトナト)ビス[2,3−ビス(4−フルオロフェニル)キノキサリナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(Fdpq)(acac)])のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス(1−フェニルイソキノリナト−N,C’)イリジウム(III)(略称:[Ir(piq)])、ビス(1−フェニルイソキノリナト−N,C’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(piq)(acac)])のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H,23H−ポルフィリン白金(II)(略称:PtOEP)のような白金錯体や、トリス(1,3−ジフェニル−1,3−プロパンジオナト)(モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:[Eu(DBM)(Phen)])、トリス[1−(2−テノイル)−3,3,3−トリフルオロアセトナト](モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:[Eu(TTA)(Phen)])のような希土類金属錯体が挙げられる。これらは、赤色のりん光発光を示す化合物であり、600nmから700nmに発光スペクトルのピークを有する。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得られる。
 また、以上で述べたりん光性化合物の他、様々なりん光性発光材料を選択し、用いてもよい。
 TADF材料としてはフラーレン及びその誘導体、アクリジン及びその誘導体、エオシン誘導体等を用いることができる。またマグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、カドミウム(Cd)、スズ(Sn)、白金(Pt)、インジウム(In)、もしくはパラジウム(Pd)等を含む金属含有ポルフィリンを用いることができる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、以下の構造式に示されるプロトポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(Proto IX))、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(Meso IX))、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(Hemat IX))、コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ錯体(SnF(Copro III−4Me))、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(OEP))、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(Etio I))、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体(PtClOEP)等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000080
また、以下の構造式に示される2−(ビフェニル−4−イル)−4,6−ビス(12−フェニルインドロ[2,3−a]カルバゾール−11−イル)−1,3,5−トリアジン(略称:PIC−TRZ)や、9−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−9’−フェニル−9H,9’H−3,3’−ビカルバゾール(略称:PCCzTzn)、2−{4−[3−(N−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−9H−カルバゾール−9−イル]フェニル}−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(略称:PCCzPTzn)、2−[4−(10H−フェノキサジン−10−イル)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(略称:PXZ−TRZ)、3−[4−(5−フェニル−5,10−ジヒドロフェナジン−10−イル)フェニル]−4,5−ジフェニル−1,2,4−トリアゾール(略称:PPZ−3TPT)、3−(9,9−ジメチル−9H−アクリジン−10−イル)−9H−キサンテン−9−オン(略称:ACRXTN)、ビス[4−(9,9−ジメチル−9,10−ジヒドロアクリジン)フェニル]スルホン(略称:DMAC−DPS)、10−フェニル−10H,10’H−スピロ[アクリジン−9,9’−アントラセン]−10’−オン(略称:ACRSA)、等のπ電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環の両方を有する複素環化合物も用いることができる。該複素環化合物は、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有するため、電子輸送性及び正孔輸送性が共に高く、好ましい。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型複素芳香環のアクセプター性が共に強くなり、S1準位とT1準位のエネルギー差が小さくなるため、熱活性化遅延蛍光を効率よく得られることから特に好ましい。なお、π電子不足型複素芳香環の代わりに、シアノ基のような電子吸引基が結合した芳香環を用いても良い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000081
また、量子ドットとしては、第14族元素、第15族元素、第16族元素、複数の第14族元素からなる化合物、第4族から第14族に属する元素と第16族元素との化合物、第2族元素と第16族元素との化合物、第13族元素と第15族元素との化合物、第13族元素と第17族元素との化合物、第14族元素と第15族元素との化合物、第11族元素と第17族元素との化合物、酸化鉄類、酸化チタン類、カルコゲナイドスピネル類、各種半導体クラスター、金属ハロゲンペロブスカイト類などのナノサイズ粒子を挙げることができる。
 具体的には、セレン化カドミウム(CdSe)、硫化カドミウム(CdS)、テルル化カドミウム(CdTe)、セレン化亜鉛(ZnSe)、酸化亜鉛(ZnO)、硫化亜鉛(ZnS)、テルル化亜鉛(ZnTe)、硫化水銀(HgS)、セレン化水銀(HgSe)、テルル化水銀(HgTe)、砒化インジウム(InAs)、リン化インジウム(InP)、砒化ガリウム(GaAs)、リン化ガリウム(GaP)、窒化インジウム(InN)、窒化ガリウム(GaN)、アンチモン化インジウム(InSb)、アンチモン化ガリウム(GaSb)、リン化アルミニウム(AlP)、砒化アルミニウム(AlAs)、アンチモン化アルミニウム(AlSb)、セレン化鉛(II)(PbSe)、テルル化鉛(II)(PbTe)、硫化鉛(II)(PbS)、セレン化インジウム(InSe)、テルル化インジウム(InTe)、硫化インジウム(In)、セレン化ガリウム(GaSe)、硫化砒素(III)(As)、セレン化砒素(III)(AsSe)、テルル化砒素(III)(AsTe)、硫化アンチモン(III)(Sb)、セレン化アンチモン(III)(SbSe)、テルル化アンチモン(III)(SbTe)、硫化ビスマス(III)(Bi)、セレン化ビスマス(III)(BiSe)、テルル化ビスマス(III)(BiTe)、ケイ素(Si)、炭化ケイ素(SiC)、ゲルマニウム(Ge)、錫(Sn)、セレン(Se)、テルル(Te)、ホウ素(B)、炭素(C)、リン(P)、窒化ホウ素(BN)、リン化ホウ素(BP)、砒化ホウ素(BAs)、窒化アルミニウム(AlN)、硫化アルミニウム(Al)、硫化バリウム(BaS)、セレン化バリウム(BaSe)、テルル化バリウム(BaTe)、硫化カルシウム(CaS)、セレン化カルシウム(CaSe)、テルル化カルシウム(CaTe)、硫化ベリリウム(BeS)、セレン化ベリリウム(BeSe)、テルル化ベリリウム(BeTe)、硫化マグネシウム(MgS)、セレン化マグネシウム(MgSe)、硫化ゲルマニウム(GeS)、セレン化ゲルマニウム(GeSe)、テルル化ゲルマニウム(GeTe)、硫化錫(IV)(SnS)、硫化錫(II)(SnS)、セレン化錫(II)(SnSe)、テルル化錫(II)(SnTe)、酸化鉛(II)(PbO)、フッ化銅(I)(CuF)、塩化銅(I)(CuCl)、臭化銅(I)(CuBr)、ヨウ化銅(I)(CuI)、酸化銅(I)(CuO)、セレン化銅(I)(CuSe)、酸化ニッケル(II)(NiO)、酸化コバルト(II)(CoO)、硫化コバルト(II)(CoS)、四酸化三鉄(Fe)、硫化鉄(II)(FeS)、酸化マンガン(II)(MnO)、硫化モリブデン(IV)(MoS)、酸化バナジウム(II)(VO)、酸化バナジウム(IV)(VO)、酸化タングステン(IV)(WO)、酸化タンタル(V)(Ta)、酸化チタン(TiO、Ti、Ti、Tiなど)酸化ジルコニウム(ZrO)、窒化ケイ素(Si)、窒化ゲルマニウム(Ge)、酸化アルミニウム(Al)、チタン酸バリウム(BaTiO)、セレンと亜鉛とカドミウムの化合物(CdZnSe)、インジウムと砒素とリンの化合物(InAsP)、カドミウムとセレンと硫黄の化合物(CdSeS)、カドミウムとセレンとテルルの化合物(CdSeTe)、インジウムとガリウムと砒素の化合物(InGaAs)、インジウムとガリウムとセレンの化合物(InGaSe)、インジウムとセレンと硫黄の化合物(InSeS)、銅とインジウムと硫黄の化合物(例えばCuInS)およびこれらの組合せなどを挙げることができるが、これらに限定されない。また、組成が任意の比率で表される、いわゆる合金型量子ドットを用いても良い。例えば、CdSSe1−x(xは0から1の任意の数)で表される合金型量子ドットは、xを変化させることで発光波長を変えることができるため、青色発光を得るには有効な手段の一つである。
 量子ドットの構造としては、コア型、コア−シェル型、コア−マルチシェル型などがあり、そのいずれを用いても良いが、コアを覆ってより広いバンドギャップを持つ別の無機材料でシェルを形成することによって、ナノ結晶表面に存在する欠陥やダングリングボンドの影響を低減することができる。これにより、発光の量子効率が大きく改善するためコア−シェル型やコア−マルチシェル型の量子ドットを用いることが好ましい。シェルの材料の例としては、硫化亜鉛(ZnS)や酸化亜鉛(ZnO)が挙げられる。
 また、量子ドットは、表面原子の割合が高いことから、反応性が高く、凝集が起こりやすい。そのため、量子ドットの表面には保護剤が付着している又は保護基が設けられていることが好ましい。当該保護剤が付着している又は保護基が設けられていることによって、凝集を防ぎ、溶媒への溶解性を高めることができる。また、反応性を低減させ、電気的安定性を向上させることも可能である。保護剤(又は保護基)としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、トリプロピルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリヘキシルホスフィン、トリオクチルホスフィン等のトリアルキルホスフィン類、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、トリ(n−ヘキシル)アミン、トリ(n−オクチル)アミン、トリ(n−デシル)アミン等の第3級アミン類、トリプロピルホスフィンオキシド、トリブチルホスフィンオキシド、トリヘキシルホスフィンオキシド、トリオクチルホスフィンオキシド、トリデシルホスフィンオキシド等の有機リン化合物、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類、また、ピリジン、ルチジン、コリジン、キノリン類等の含窒素芳香族化合物等の有機窒素化合物、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン等のアミノアルカン類、ジブチルスルフィド等のジアルキルスルフィド類、ジメチルスルホキシドやジブチルスルホキシド等のジアルキルスルホキシド類、チオフェン等の含硫黄芳香族化合物等の有機硫黄化合物、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の高級脂肪酸、アルコール類、ソルビタン脂肪酸エステル類、脂肪酸変性ポリエステル類、3級アミン変性ポリウレタン類、ポリエチレンイミン類等が挙げられる。
 なお、量子ドットは、棒状の量子ロッドであっても良い。量子ロッドはc軸方向に偏光した指向性を有する光を呈するため、量子ロッドを発光材料として用いることにより、より外部量子効率が良好な発光素子を得ることができる。
なお、当該量子ドットを発光材料としてホストに分散した発光層を形成する場合は、ホスト材料に量子ドットを分散させる、またはホスト材料と量子ドットとを適当な液媒体に溶解または分散させてウェットプロセス(スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、ラングミュア・ブロジェット法など)により層を形成した後、液媒体を除去、または焼成することにより形成すればよい。
 ウェットプロセスに用いる液媒体としては、たとえば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)等の有機溶媒を用いることができる。
 発光層のホスト材料としては、蛍光発光物質を用いる場合は、9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPA)、3−[4−(1−ナフチル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPN)、9−[4−(10−フェニル−9−アントラセニル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)、6−[3−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−ベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン(略称:2mBnfPPA)、9−フェニル−10−{4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)−ビフェニル−4’−イル}アントラセン(略称:FLPPA)等のアントラセン骨格を有する材料が好滴であるる。アントラセン骨格を有する物質を蛍光発光物質のホスト材料として用いると、発光効率、耐久性共に良好な発光層を実現することが可能である。特に、CzPA、cgDBCzPA、2mBnfPPA、PCzPAは非常に良好な特性を示すため、好ましい選択である。
上記材料以外の材料をホスト材料として用いる場合、電子輸送性を有する材料や正孔輸送性を有する材料など様々なキャリア輸送材料を用いることができる。
電子輸送性を有する材料としては、例えば、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(II)(略称:BeBq)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)(略称:BAlq)、ビス(8−キノリノラト)亜鉛(II)(略称:Znq)、ビス[2−(2−ベンゾオキサゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnPBO)、ビス[2−(2−ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnBTZ)などの金属錯体や、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、9−[4−(5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CO11)、2,2’,2’’−(1,3,5−ベンゼントリイル)トリス(1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール)(略称:TPBI)、2−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]−1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール(略称:mDBTBIm−II)などのポリアゾール骨格を有する複素環化合物や、2−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTPDBq−II)、2−[3’−(ジベンゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTBPDBq−II)、2−[3’−(9H−カルバゾール−9−イル)ビフェニル−3−イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mCzBPDBq)、4,6−ビス[3−(フェナントレン−9−イル)フェニル]ピリミジン(略称:4,6mPnP2Pm)、4,6−ビス[3−(4−ジベンゾチエニル)フェニル]ピリミジン(略称:4,6mDBTP2Pm−II)などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、3,5−ビス[3−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ピリジン(略称:35DCzPPy)、1,3,5−トリ[3−(3−ピリジル)フェニル]ベンゼン(略称:TmPyPB)などのピリジン骨格を有する複素環化合物が挙げられる。上述した中でも、ジアジン骨格を有する複素環化合物やピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン(ピリミジンやピラジン)骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
 正孔輸送性を有する材料としては、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)、4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP)、4−フェニル−3’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:mBPAFLP)、4−フェニル−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBA1BP)、4,4’−ジフェニル−4’’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBBi1BP)、4−(1−ナフチル)−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBANB)、4,4’−ジ(1−ナフチル)−4’’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBNBB)、9,9−ジメチル−N−フェニル−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]フルオレン−2−アミン(略称:PCBAF)、N−フェニル−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−アミン(略称:PCBASF)などの芳香族アミン骨格を有する化合物や、1,3−ビス(N−カルバゾリル)ベンゼン(略称:mCP)、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、3,6−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)−9−フェニルカルバゾール(略称:CzTP)、3,3’−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール)(略称:PCCP)などのカルバゾール骨格を有する化合物や、4,4’,4’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DBT3P−II)、2,8−ジフェニル−4−[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]ジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP−III)、4−[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]−6−フェニルジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP−IV)などのチオフェン骨格を有する化合物や、4,4’,4’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾフラン)(略称:DBF3P−II)、4−{3−[3−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]フェニル}ジベンゾフラン(略称:mmDBFFLBi−II)などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。また、以上で述べた正孔輸送材料の他、様々な物質の中から正孔輸送材料を選択し、用いても良い。
 発光物質として蛍光発光物質を用いる場合は、9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPA)、3−[4−(1−ナフチル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPN)、9−[4−(10−フェニル−9−アントラセニル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)、6−[3−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−ベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン(略称:2mBnfPPA)、9−フェニル−10−{4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)−ビフェニル−4’−イル}−アントラセン(略称:FLPPA)等のアントラセン骨格を有する材料が好適である。アントラセン骨格を有する物質を蛍光発光物質のホスト材料として用いると、発光効率、耐久性共に良好な発光層を実現することが可能である。特に、CzPA、cgDBCzPA、2mBnfPPA、PCzPAは非常に良好な特性を示すため、好ましい選択である。
 なお、ホスト材料は複数種の物質を混合した材料であっても良く、混合したホスト材料を用いる場合は、電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料とを混合することが好ましい。電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料を混合することによって、発光層113の輸送性を容易に調整することができ、再結合領域の制御も簡便に行うことができる。正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料の含有量の比は、正孔輸送性を有する材料:電子輸送性を有する材料=1:9乃至9:1とすればよい。
また、これら混合されたホスト材料同士で励起錯体を形成しても良い。当該励起錯体は、蛍光発光物質、りん光発光物質及びTADF材料の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光が得られるようになる。また、当該構成は駆動電圧も低下させることができるため好ましい。
以上のような構成を有する発光層113は、真空蒸着法での共蒸着や、混合溶液を用いた方法として、グラビア印刷法、オフセット印刷法、インクジェット法、スピンコート法やディップコート法などを用いて作製することができる。
電子輸送層114は、電子輸送性を有する物質を含む層である。電子輸送性を有する物質としては、上記ホスト材料に用いることが可能な電子輸送性を有する材料や、アントラセン骨格を有する材料を用いることができる。
また、電子輸送層と発光層との間に電子キャリアの移動を制御する層を設けても良い。これは上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質を少量添加した層であって、電子キャリアの移動を抑制することによって、キャリアバランスを調節することが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまうことにより発生する問題(例えば素子寿命の低下)の抑制に大きな効果を発揮する。
また、電子輸送層114と陰極102との間に、陰極102に接して電子注入層115を設けてもよい。電子注入層115としては、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF)等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を用いることができる。例えば、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたものを用いることができる。また、電子注入層115にエレクトライドを用いてもよい。エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。なお、電子注入層115として、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有させたものを用いることにより、陰極102からの電子注入が効率良く行われるためより好ましい。
また、電子注入層115の代わりに電荷発生層116を設けても良い(図1(B))。電荷発生層116は、電位をかけることによって当該層の陰極側に接する層に正孔を、陽極側に接する層に電子を注入することができる層のことである。電荷発生層116には、少なくともP型層117が含まれる。P型層117は、上述の正孔注入層111を構成することができる材料として挙げた複合材料を用いて形成することが好ましい。またP型層117は、複合材料を構成する材料として上述したアクセプター材料を含む膜と正孔輸送材料を含む膜とを積層して構成しても良い。P型層117に電位をかけることによって、電子輸送層114に電子が、陰極102に正孔が注入され、発光素子が動作する。この際、電子輸送層114の電荷発生層116に接する位置に、本発明の一態様の有機化合物を含む層が存在することによって、発光素子の駆動時間の蓄積に伴う輝度低下が抑制され、寿命の長い発光素子を得ることができる。
なお、電荷発生層116はP型層117の他に電子リレー層118及び電子注入バッファ層119のいずれか一又は両方がもうけられていることが好ましい。
電子リレー層118は少なくとも電子輸送性を有する物質を含み、電子注入バッファ層119とP型層117との相互作用を防いで電子をスムーズに受け渡す機能を有する。電子リレー層118に含まれる電子輸送性を有する物質のLUMO準位は、P型層117におけるアクセプター性物質のLUMO準位と、電子輸送層114における電荷発生層116に接する層に含まれる物質のLUMO準位との間であることが好ましい。電子リレー層118に用いられる電子輸送性を有する物質におけるLUMO準位の具体的なエネルギー準位は−5.0eV以上、好ましくは−5.0eV以上−3.0eV以下とするとよい。なお、電子リレー層118に用いられる電子輸送性を有する物質としてはフタロシアニン系の材料又は金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。
電子注入バッファ層119には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物(アルカリ金属化合物(酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む)、アルカリ土類金属化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む)、または希土類金属の化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む))等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。
また、電子注入バッファ層119が、電子輸送性を有する物質とドナー性物質を含んで形成される場合には、ドナー性物質として、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物(アルカリ金属化合物(酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む)、アルカリ土類金属化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む)、または希土類金属の化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む))の他、テトラチアナフタセン(略称:TTN)、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を用いることもできる。なお、電子輸送性を有する物質としては、先に説明した電子輸送層114を構成する材料と同様の材料を用いて形成することができる。
陰極102を形成する物質としては、仕事関数の小さい(具体的には3.8eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、リチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、およびマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等の元素周期表の第1族または第2族に属する元素、およびこれらを含む合金(MgAg、AlLi)、ユウロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、陰極102と電子輸送層との間に、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Al、Ag、ITO、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を陰極102として用いることができる。これら導電性材料は、真空蒸着法やスパッタリング法などの乾式法、インクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。また、ゾル−ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよい。
EL層103の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いることができる。例えば、真空蒸着法やウェットプロセス法(スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法(グラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法等)、スプレーコート法、カーテンコート法、ラングミュア・ブロジェット法など)などを用いても構わない。
また上述した各電極または各層を異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。
ここで、液滴吐出法を用いて発光物質を含む層786を形成する方法について、図2を用いて説明する。図2(A)乃至図2(D)は、発光物質を含む層786の作製方法を説明する断面図である。
まず、平坦化絶縁膜770上に導電膜772が形成され、導電膜772の一部を覆うように絶縁膜730が形成される(図2(A)参照)。
次に、絶縁膜730の開口である導電膜772の露出部に、液滴吐出装置783より液滴784を吐出し、組成物を含む層785を形成する。液滴784は、溶媒を含む組成物であり、導電膜772上に付着する(図2(B)参照)。
なお、液滴784を吐出する工程を減圧下で行ってもよい。
次に、組成物を含む層785より溶媒を除去し、固化することによって発光物質を含む層786を形成する(図2(C)参照)。
なお、溶媒の除去方法としては、乾燥工程または加熱工程を行えばよい。
次に、発光物質を含む層786上に導電膜788を形成し、発光素子782を形成する(図2(D)参照)。
このように発光物質を含む層786を液滴吐出法で形成すると、選択的に組成物を吐出することができるため、材料のロスを削減することができる。また、形状を加工するためのリソグラフィ工程なども必要ないために工程も簡略化することができ、低コスト化が達成できる。
なお、上記説明した液滴吐出法とは、組成物の吐出口を有するノズル、あるいは1つ又は複数のノズルを有するヘッド等の液滴を吐出する手段を有するものの総称とする。
次に、液滴吐出法に用いる液滴吐出装置について、図3を用いて説明する。図3は、液滴吐出装置1400を説明する概念図である。
液滴吐出装置1400は、液滴吐出手段1403を有する。また、液滴吐出手段1403は、ヘッド1405と、ヘッド1412と、ヘッド1416とを有する。
ヘッド1405、及びヘッド1412は制御手段1407に接続され、それをコンピュータ1410で制御することにより予めプログラミングされたパターンに描画することができる。
また、描画するタイミングとしては、例えば、基板1402上に形成されたマーカー1411を基準に行えば良い。あるいは、基板1402の外縁を基準にして基準点を確定させても良い。ここでは、マーカー1411を撮像手段1404で検出し、画像処理手段1409にてデジタル信号に変換したものをコンピュータ1410で認識して制御信号を発生させて制御手段1407に送る。
撮像手段1404としては、電荷結合素子(CCD)や相補型金属−酸化物−半導体(CMOS)を利用したイメージセンサなどを用いることができる。なお、基板1402上に形成されるべきパターンの情報は記憶媒体1408に格納されたものであり、この情報を基にして制御手段1407に制御信号を送り、液滴吐出手段1403の個々のヘッド1405、ヘッド1412、ヘッド1416を個別に制御することができる。吐出する材料は、材料供給源1413、材料供給源1414、材料供給源1415より配管を通してヘッド1405、ヘッド1412、ヘッド1416にそれぞれ供給される。
ヘッド1405、ヘッド1412、ヘッド1416の内部は、点線1406が示すように液状の材料を充填する空間と、吐出口であるノズルを有する構造となっている。図示しないが、ヘッド1412もヘッド1405と同様な内部構造を有する。ヘッド1405とヘッド1412のノズルを異なるサイズで設けると、異なる材料を異なる幅で同時に描画することができる。一つのヘッドで、複数種の発光材料などをそれぞれ吐出し、描画することができ、広領域に描画する場合は、スループットを向上させるため複数のノズルより同材料を同時に吐出し、描画することができる。大型基板を用いる場合、ヘッド1405、ヘッド1412、ヘッド1416は基板上を、図3中に示すX、Y、Zの矢印の方向に自在に走査し、描画する領域を自由に設定することができ、同じパターンを一枚の基板に複数描画することができる。
また、組成物を吐出する工程は、減圧下で行ってもよい。吐出時に基板を加熱しておいてもよい。組成物を吐出後、乾燥と焼成の一方又は両方の工程を行う。乾燥と焼成の工程は、両工程とも加熱処理の工程であるが、その目的、温度と時間が異なるものである。乾燥の工程、焼成の工程は、常圧下又は減圧下で、レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉などにより行う。なお、この加熱処理を行うタイミング、加熱処理の回数は特に限定されない。乾燥と焼成の工程を良好に行うためには、そのときの温度は、基板の材質及び組成物の性質に依存する。
以上のように、液滴吐出装置を用いて発光物質を含む層786を作製することができる。
液滴吐出装置を用いて発光物質を含む層786を作製する場合において、各種有機材料や有機無機ハロゲンペロブスカイト類を溶媒に溶解または分散させた組成物を用いて湿式法により形成する場合、種々の有機溶剤を用いて塗布用組成物とすることが出来る。前記組成物に用いることが出来る有機溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エタノール、メタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、t−ブタノール、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、クロロホルム、メチレンクロライド、四塩化炭素、酢酸エチル、ヘキサン、シクロヘキサン等種々の有機溶剤を用いることが出来る。特に、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の低極性なベンゼン誘導体を用いることで、好適な濃度の溶液を作ることが出来、また、インク中に含まれる材料が酸化などにより劣化することを防止できるため好ましい。また、作製後の膜の均一性や膜厚の均一性などを考慮すると沸点が100℃以上であることが好ましく、トルエン、キシレン、メシチレンが更に好ましい。
なお、上記構成は、他の実施の形態や本実施の形態中の他の構成と適宜組み合わせることが可能である。
続いて、複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子(積層型素子ともいう)の態様について、図1(C)を参照して説明する。この発光素子は、陽極と陰極との間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。一つの発光ユニットは、図1(A)で示したEL層103と同様な構成を有する。つまり、図1(A)又は図1(B)で示した発光素子は、1つの発光ユニットを有する発光素子であり、図1(C)で示した発光素子は複数の発光ユニットを有する発光素子であるということができる。
図1(C)において、第1の電極501と第2の電極502との間には、第1の発光ユニット511と第2の発光ユニット512が積層されており、第1の発光ユニット511と第2の発光ユニット512との間には電荷発生層513が設けられている。第1の電極501と第2の電極502はそれぞれ図1(A)における陽極101と陰極102に相当し、図1(A)の説明で述べたものと同じものを適用することができる。また、第1の発光ユニット511と第2の発光ユニット512は同じ構成であっても異なる構成であってもよい。
電荷発生層513は、第1の電極501と第2の電極502に電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入する機能を有する。すなわち、図1(C)において、第1の電極の電位の方が第2の電極の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層513は、第1の発光ユニット511に電子を注入し、第2の発光ユニット512に正孔を注入するものであればよい。
電荷発生層513は、図1(B)にて説明した電荷発生層116と同様の構成で形成することが好ましい。有機化合物と金属酸化物の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。なお、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層513に接している場合は、電荷発生層513が発光ユニットの正孔注入層の役割も担うことができるため、発光ユニットは正孔注入層を設けなくとも良い。
また、電荷発生層513に電子注入バッファ層119を設ける場合、当該層が陽極側の発光ユニットにおける電子注入層の役割を担うため、当該発光ユニットには必ずしも重ねて電子注入層を形成する必要はない。
図1(C)では、2つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、3つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に上記構成を適用することが可能である。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層513で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光を可能とし、さらに長寿命な素子を実現できる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。
また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。
(実施の形態3)
本実施の形態では、実施の形態1に記載の発光素子を用いた発光装置について説明する。
本発明の一態様の発光装置について図4を用いて説明する。なお、図4(A)は、発光装置を示す上面図、図4(B)は図4(A)をA−BおよびC−Dで切断した断面図である。この発光装置は、発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部(ソース線駆動回路)601、画素部602、駆動回路部(ゲート線駆動回路)603を含んでいる。また、604は封止基板、605はシール材であり、シール材605で囲まれた内側は、空間607になっている。
なお、引き回し配線608はソース線駆動回路601及びゲート線駆動回路603に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるFPC(フレキシブルプリントサーキット)609からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではFPCしか図示されていないが、このFPCにはプリント配線基板(PWB)が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにFPCもしくはPWBが取り付けられた状態をも含むものとする。
次に、断面構造について図4(B)を用いて説明する。素子基板610上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース線駆動回路601と、画素部602中の一つの画素が示されている。
なお、ソース線駆動回路601はnチャネル型FET623とpチャネル型FET624とを組み合わせたCMOS回路が形成される。また、駆動回路は、種々のCMOS回路、PMOS回路もしくはNMOS回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。
また、画素部602はスイッチング用FET611と、電流制御用FET612とそのドレインに電気的に接続された第1の電極613とを含む複数の画素により形成されているが、これに限定されず、3つ以上のFETと、容量素子とを組み合わせた画素部としてもよい。
FETに用いる半導体の種類及び結晶性については特に限定されず、非晶質半導体を用いてもよいし、結晶性半導体を用いてもよい。FETに用いる半導体の例としては、第13族半導体、第14族半導体、化合物半導体、酸化物半導体、有機半導体材料を用いることができるが、特に、酸化物半導体を用いると好ましい。該酸化物半導体としては、例えば、In−Ga酸化物、In−M−Zn酸化物(Mは、Al、Ga、Y、Zr、La、Ce、またはNd)等が挙げられる。なお、エネルギーギャップが2eV以上、好ましくは2.5eV以上、さらに好ましくは3eV以上の酸化物半導体材料を用いることが、トランジスタのオフ電流を低減することができるため、好ましい。
なお、第1の電極613の端部を覆って絶縁物614が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成することができる。
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物614の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物614の材料としてポジ型の感光性アクリル樹脂を用いた場合、絶縁物614の上端部のみに曲率半径(0.2μm乃至3μm)を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物614として、ネガ型の感光性樹脂、或いはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。
第1の電極613上には、EL層616及び第2の電極617がそれぞれ形成されている。これらはそれぞれ図1(A)(B)で説明した陽極101、EL層103及び陰極102又は図1(C)で説明した第1の電極501、EL層503及び第2の電極502に相当する。
EL層616には有機金属錯体が含まれることが好ましい。当該有機金属錯体は、発光層における発光中心物質として用いられることが好ましい。
さらにシール材605で封止基板604を素子基板610と貼り合わせることにより、素子基板610、封止基板604、およびシール材605で囲まれた空間607に発光素子618が備えられた構造になっている。なお、空間607には、充填材が充填されており、不活性気体(窒素やアルゴン等)が充填される場合の他、シール材605で充填される場合もある。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥材を設けると水分の影響による劣化を抑制することができ、好ましい。
シール材605にはエポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、素子基板610及び封止基板604に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(Fiber Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、ポリエステルまたはアクリル樹脂等からなるプラスチック基板を用いることができる。
例えば、本明細書等において、様々な基板を用いて、トランジスタや発光素子を形成することが出来る。基板の種類は、特定のものに限定されることはない。その基板の一例としては、半導体基板(例えば単結晶基板又はシリコン基板)、SOI基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、以下のものがあげられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)に代表されるプラスチックがある。または、一例としては、アクリル樹脂等の合成樹脂などがある。または、一例としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。特に、半導体基板、単結晶基板、又はSOI基板などを用いてトランジスタを製造することによって、特性、サイズ、又は形状などのばらつきが少なく、電流能力が高く、サイズの小さいトランジスタを製造することができる。このようなトランジスタによって回路を構成すると、回路の低消費電力化、又は回路の高集積化を図ることができる。
また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、トランジスタや発光素子を形成してもよい。または、基板とトランジスタの間や、基板と発光素子の間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に半導体装置を一部あるいは全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載するために用いることができる。その際、トランジスタは耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも転載できる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造の構成や、基板上にポリイミド等の有機樹脂膜が形成された構成等を用いることができる。
つまり、ある基板を用いてトランジスタや発光素子を形成し、その後、別の基板にトランジスタや発光素子を転置し、別の基板上にトランジスタや発光素子を配置してもよい。トランジスタや発光素子が転置される基板の一例としては、上述したトランジスタを形成することが可能な基板に加え、紙基板、セロファン基板、アラミドフィルム基板、ポリイミドフィルム基板、石材基板、木材基板、布基板(天然繊維(絹、綿、麻)、合成繊維(ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル)若しくは再生繊維(アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル)などを含む)、皮革基板、又はゴム基板などがある。これらの基板を用いることにより、特性のよいトランジスタの形成、消費電力の小さいトランジスタの形成、壊れにくい装置の製造、耐熱性の付与、軽量化、又は薄型化を図ることができる。
図5には白色発光を呈する発光素子を形成し、着色層(カラーフィルタ)等を設けることによってフルカラー化した発光装置の例を示す。図5(A)には基板1001、下地絶縁膜1002、ゲート絶縁膜1003、ゲート電極1006、1007、1008、第1の層間絶縁膜1020、第2の層間絶縁膜1021、周辺部1042、画素部1040、駆動回路部1041、発光素子の第1の電極1024W、1024R、1024G、1024B、隔壁1025、EL層1028、発光素子の陰極1029、封止基板1031、シール材1032などが図示されている。
また、図5(A)では着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B)は透明な基材1033に設けている。また、黒色層(ブラックマトリックス)1035をさらに設けても良い。着色層及び黒色層が設けられた透明な基材1033は、位置合わせし、基板1001に固定する。なお、着色層、及び黒色層は、オーバーコート層1036で覆われている。また、図5(A)においては、光が着色層を透過せずに外部へと出る発光層と、各色の着色層を透過して外部に光が出る発光層とがあり、着色層を透過しない光は白、着色層を透過する光は赤、青、緑となることから、4色の画素で映像を表現することができる。
図5(B)では着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B)をゲート絶縁膜1003と第1の層間絶縁膜1020との間に形成する例を示した。このように、着色層は基板1001と封止基板1031の間に設けられていても良い。
また、以上に説明した発光装置では、FETが形成されている基板1001側に光を取り出す構造(ボトムエミッション型)の発光装置としたが、封止基板1031側に発光を取り出す構造(トップエミッション型)の発光装置としても良い。トップエミッション型の発光装置の断面図を図6に示す。この場合、基板1001は光を通さない基板を用いることができる。FETと発光素子の陽極とを接続する接続電極を作製するまでは、ボトムエミッション型の発光装置と同様に形成する。その後、第3の層間絶縁膜1037を電極1022を覆って形成する。この絶縁膜は平坦化の役割を担っていても良い。第3の層間絶縁膜1037は第2の層間絶縁膜と同様の材料の他、他の様々な材料を用いて形成することができる。
発光素子の第1の電極1024W、1024R、1024G、1024Bはここでは陽極とするが、陰極であっても構わない。また、図6のようなトップエミッション型の発光装置である場合、第1の電極を反射電極とすることが好ましい。EL層1028の構成は、図1(A)、(B)のEL層103または図1(C)のEL層503として説明したような構成とし、且つ、白色の発光が得られるような素子構造とする。
図6のようなトップエミッションの構造では着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B)を設けた封止基板1031で封止を行うことができる。封止基板1031には画素と画素との間に位置するように黒色層(ブラックマトリックス)1035を設けても良い。着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B)や黒色層はオーバーコート層によって覆われていても良い。なお封止基板1031は透光性を有する基板を用いることとする。
また、ここでは赤、緑、青、白の4色でフルカラー表示を行う例を示したが特に限定されず、赤、緑、青の3色や赤、緑、青、黄の4色でフルカラー表示を行ってもよい。
図7には本発明の一態様であるパッシブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図7(A)は、発光装置を示す斜視図、図7(B)は図7(A)をX−Yで切断した断面図である。図7において、基板951上には、電極952と電極956との間にはEL層955が設けられている。電極952の端部は絶縁層953で覆われている。そして、絶縁層953上には隔壁層954が設けられている。隔壁層954の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層954の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺(絶縁層953の面方向と同様の方向を向き、絶縁層953と接する辺)の方が上辺(絶縁層953の面方向と同様の方向を向き、絶縁層953と接しない辺)よりも短い。このように、隔壁層954を設けることで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。
以上、説明した発光装置は、マトリクス状に配置された多数の微小な発光素子を、画素部に形成されたFETでそれぞれ制御することが可能であるため、画像の表現を行う表示装置として好適に利用できる発光装置である。
≪照明装置≫
本発明の一態様である照明装置を図8を参照しながら説明する。図8(B)は照明装置の上面図、図8(A)は図8(B)におけるe−f断面図である。
当該照明装置は、支持体である透光性を有する基板400上に、第1の電極401が形成されている。第1の電極401は図1(A)、(B)の陽極101に相当する。第1の電極401側から発光を取り出す場合、第1の電極401は透光性を有する材料により形成する。
第2の電極404に電圧を供給するためのパッド412が基板400上に形成される。
第1の電極401上にはEL層403が形成されている。EL層403は図1(A)、(B)のEL層103又は図1(C)のEL層503などに相当する。なお、これらの構成については当該記載を参照されたい。
EL層403を覆って第2の電極404を形成する。第2の電極404は図1(A)、(B)の陰極102に相当する。発光を第1の電極401側から取り出す場合、第2の電極404は反射率の高い材料を含んで形成される。第2の電極404はパッド412と接続することによって、電圧が供給される。
第1の電極401、EL層403及び第2の電極404によって発光素子が形成される。当該発光素子と、封止基板407とをシール材405、406を用いて固着し、封止することによって照明装置が完成する。シール材405、406はどちらか一方でもかまわない。また、内側のシール材406には乾燥剤を混ぜることもでき、これにより、水分を吸着することができ、信頼性の向上につながる。
また、パッド412と第1の電極401の一部をシール材405、406の外に伸張して設けることによって、外部入力端子とすることができる。また、その上にコンバータなどを搭載したICチップ420などを設けても良い。
≪電子機器≫
本発明の一態様である電子機器の例について説明する。電子機器として、例えば、テレビジョン装置(テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう)、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を以下に示す。
図9(A)は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置は、筐体7101に表示部7103が組み込まれている。また、ここでは、スタンド7105により筐体7101を支持した構成を示している。表示部7103により、映像を表示することが可能であり、表示部7103は、発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。
テレビジョン装置の操作は、筐体7101が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機7110により行うことができる。リモコン操作機7110が備える操作キー7109により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部7103に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機7110に、当該リモコン操作機7110から出力する情報を表示する表示部7107を設ける構成としてもよい。
なお、テレビジョン装置は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)または双方向(送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。
図9(B1)はコンピュータであり、本体7201、筐体7202、表示部7203、キーボード7204、外部接続ポート7205、ポインティングデバイス7206等を含む。なお、このコンピュータは、発光素子をマトリクス状に配列して表示部7203に用いることにより作製される。図9(B1)のコンピュータは、図9(B2)のような形態であっても良い。図9(B2)のコンピュータは、キーボード7204、ポインティングデバイス7206の代わりに第2の表示部7210が設けられている。第2の表示部7210はタッチパネル式となっており、第2の表示部7210に表示された入力用の表示を指や専用のペンで操作することによって入力を行うことができる。また、第2の表示部7210は入力用表示だけでなく、その他の画像を表示することも可能である。また表示部7203もタッチパネルであっても良い。二つの画面がヒンジで接続されていることによって、収納や運搬をする際に画面を傷つける、破損するなどのトラブルの発生も防止することができる。
図9(C)(D)は、携帯情報端末の一例を示している。携帯情報端末は、筐体7401に組み込まれた表示部7402の他、操作ボタン7403、外部接続ポート7404、スピーカ7405、マイク7406などを備えている。なお、携帯情報端末は、発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部7402を有している。
図9(C)及び(D)に示す携帯情報端末は、表示部7402を指などで触れることで、情報を入力することができる構成とすることもできる。この場合、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部7402を指などで触れることにより行うことができる。
表示部7402の画面は主として3つのモードがある。第1は、画像の表示を主とする表示モードであり、第2は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第3は表示モードと入力モードの2つのモードが混合した表示+入力モードである。
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部7402を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部7402の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好ましい。
また、携帯情報端末内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯情報端末の向き(縦か横か)を判断して、表示部7402の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
また、画面モードの切り替えは、表示部7402を触れること、又は筐体7401の操作ボタン7403の操作により行われる。また、表示部7402に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
また、入力モードにおいて、表示部7402の光センサで検出される信号を検知し、表示部7402のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。
表示部7402は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部7402に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
なお、上記電子機器は、本明細書中に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。
また、表示部に本発明の一態様の発光素子を用いることが好ましい。当該発光素子は発光効率が良好な発光素子とすることが可能である。また、駆動電圧の小さい発光素子とすることが可能である。このため、本発明の一態様の発光素子を含む電子機器は消費電力の小さい電子機器とすることができる。
図10は、発光素子をバックライトに適用した液晶表示装置の一例である。図10に示した液晶表示装置は、筐体901、液晶層902、バックライトユニット903、筐体904を有し、液晶層902は、ドライバIC905と接続されている。バックライトユニット903には、発光素子が用いられており、端子906により、電流が供給されている。
発光素子には本発明の一態様の発光素子を用いることが好ましく、当該発光素子を液晶表示装置のバックライトに適用することにより、消費電力の低減されたバックライトが得られる。
図11は、本発明の一態様である電気スタンドの例である。図11に示す電気スタンドは、筐体2001と、光源2002を有し、光源2002として発光素子を用いた照明装置が用いられている。
図12は、室内の照明装置3001の例である。当該照明装置3001には本発明の一態様の発光素子を用いることが好ましい。
本発明の一態様である自動車を図13に示す。当該自動車はフロントガラスやダッシュボードに発光素子が搭載されている。表示領域5000乃至表示領域5005は発光素子を用いて設けられた表示領域である。本発明の一態様の発光素子を用いることが好ましく、これにより表示領域5000乃至表示領域5005は消費電力を抑えられるため、車載に好適である。
表示領域5000と表示領域5001は、自動車のフロントガラスに設けられた、発光素子を用いる表示装置である。この発光素子を、第1の電極と第2の電極を透光性を有する電極で作製することによって、反対側が透けて見える、いわゆるシースルー状態の表示装置とすることができる。シースルー状態の表示であれば、自動車のフロントガラスに設置したとしても、視界の妨げになることなく設置することができる。なお、駆動のためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材料による有機トランジスタや、酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を有するトランジスタを用いると良い。
表示領域5002はピラー部分に設けられた発光素子を用いる表示装置である。表示領域5002には、車体に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。また、同様に、ダッシュボード部分に設けられた表示領域5003は車体によって遮られた視界を、自動車の外側に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、死角を補い、安全性を高めることができる。見えない部分を補完するように映像を映すことによって、より自然に違和感なく安全確認を行うことができる。
表示領域5004や表示領域5005はナビゲーション情報、速度計や回転数、走行距離、給油量、ギア状態、空調の設定など、その他様々な情報を提供することができる。表示は使用者の好みに合わせて適宜その表示項目やレイアウトを変更することができる。なお、これら情報は表示領域5000乃至表示領域5003にも表示することができる。また、表示領域5000乃至表示領域5005は照明装置として用いることも可能である。
図14(A)及び図14(B)は2つ折り可能なタブレット型端末の一例である。図14(A)は、開いた状態であり、タブレット型端末は、筐体9630、表示部9631a、表示部9631b、表示モード切り替えスイッチ9034、電源スイッチ9035、省電力モード切り替えスイッチ9036、留め具9033、を有する。なお、当該タブレット型端末は、本発明の一態様の発光素子を備えた発光装置を表示部9631a、表示部9631bの一方又は両方に用いることにより作製される。
表示部9631aは、一部をタッチパネル領域9632aとすることができ、表示された操作キー9637にふれることでデータ入力をすることができる。なお、表示部9631aにおいては、一例として半分の領域が表示のみの機能を有する構成、もう半分の領域がタッチパネルの機能を有する構成を示しているが該構成に限定されない。表示部9631aの全ての領域がタッチパネルの機能を有する構成としても良い。例えば、表示部9631aの全面をキーボードボタンを表示させてタッチパネルとし、表示部9631bを表示画面として用いることができる。
また、表示部9631bにおいても表示部9631aと同様に、表示部9631bの一部をタッチパネル領域9632bとすることができる。また、タッチパネルのキーボード表示切り替えボタン9639が表示されている位置を指やスタイラスなどでふれることで表示部9631bにキーボードボタンを表示することができる。
また、タッチパネル領域9632aとタッチパネル領域9632bに対して同時にタッチ入力することもできる。
また、表示モード切り替えスイッチ9034は、縦表示または横表示などの表示の向きを切り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替えスイッチ9036は、タブレット型端末に内蔵している光センサで検出される使用時の外光の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端末は光センサだけでなく、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサなどの他の検出装置を内蔵させてもよい。
また、図14(A)では表示部9631bと表示部9631aの表示面積が同じ例を示しているが特に限定されず、一方のサイズともう一方のサイズが異なっていてもよく、表示の品質も異なっていてもよい。例えば一方が他方よりも高精細な表示を行える表示パネルとしてもよい。
図14(B)は、閉じた状態であり、本実施の形態におけるタブレット型端末では、筐体9630、太陽電池9633、充放電制御回路9634、バッテリー9635、DCDCコンバータ9636を備える例を示す。なお、図14(B)では充放電制御回路9634の一例としてバッテリー9635、DCDCコンバータ9636を有する構成について示している。
なお、タブレット型端末は2つ折り可能なため、未使用時に筐体9630を閉じた状態にすることができる。従って、表示部9631a、表示部9631bを保護できるため、耐久性に優れ、長期使用の観点からも信頼性の優れたタブレット型端末を提供できる。
また、この他にも図14(A)及び図14(B)に示したタブレット型端末は、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示する機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示部に表示する機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作又は編集するタッチ入力機能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、等を有することができる。
タブレット型端末の表面に装着された太陽電池9633によって、電力をタッチパネル、表示部、または映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池9633は、筐体9630の一面または二面に設けられていると効率的なバッテリー9635の充電を行う構成とすることができるため好適である。
また、図14(B)に示す充放電制御回路9634の構成、及び動作について図14(C)にブロック図を示し説明する。図14(C)には、太陽電池9633、バッテリー9635、DCDCコンバータ9636、コンバータ9638、スイッチSW1乃至SW3、表示部9631について示しており、バッテリー9635、DCDCコンバータ9636、コンバータ9638、スイッチSW1乃至SW3が、図14(B)に示す充放電制御回路9634に対応する箇所となる。
まず外光により太陽電池9633により発電がされる場合の動作の例について説明する。太陽電池で発電した電力は、バッテリー9635を充電するための電圧となるようDCDCコンバータ9636で昇圧または降圧がなされる。そして、表示部9631の動作に太陽電池9633で充電された電力が用いられる際にはスイッチSW1をオンにし、コンバータ9638で表示部9631に必要な電圧に昇圧または降圧をすることとなる。また、表示部9631での表示を行わない際には、SW1をオフにし、SW2をオンにしてバッテリー9635の充電を行う構成とすればよい。
なお、太陽電池9633については、発電手段の一例として示したが、発電手段は特に限定されず、圧電素子(ピエゾ素子)や熱電変換素子(ペルティエ素子)などの他の発電手段によってバッテリー9635の充電を行う構成であってもよい。無線(非接触)で電力を送受信して充電する無接点電力伝送モジュールや、また他の充電手段を組み合わせて行う構成としてもよく、発電手段を有さなくとも良い。
また、上記表示部9631を具備していれば、本発明の一態様の発光素子を備えた電子機器としてのタブレット型端末は図14に示した形状のタブレット型端末に限定されない。
また、図15(A)~(C)に、折りたたみ可能な携帯情報端末9310を示す。図15(A)に展開した状態の携帯情報端末9310を示す。図15(B)に展開した状態又は折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末9310を示す。図15(C)に折りたたんだ状態の携帯情報端末9310を示す。携帯情報端末9310は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。
表示パネル9311はヒンジ9313によって連結された3つの筐体9315に支持されている。なお、表示パネル9311は、タッチセンサ(入力装置)を搭載したタッチパネル(入出力装置)であってもよい。また、表示パネル9311は、ヒンジ9313を介して2つの筐体9315間を屈曲させることにより、携帯情報端末9310を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。本発明の一態様の発光装置を表示パネル9311に用いることができる。表示パネル9311における表示領域9312は折りたたんだ状態の携帯情報端末9310の側面に位置する表示領域である。表示領域9312には、情報アイコンや使用頻度の高いアプリやプログラムのショートカットなどを表示させることができ、情報の確認やアプリなどの起動をスムーズに行うことができる。
また本発明の一態様の有機化合物は、有機薄膜太陽電池などの電子デバイスに用いることができる。より具体的には、キャリア輸送性があるため、キャリア輸送層、キャリア注入層に用いることができる。また、アクセプター性物質との混合膜を用いることで、電荷発生層として用いることができる。また、光励起するため、発電層として用いることができる。
(合成例1)
本合成例では、実施の形態1で構造式(704)として示した3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10FrA2Nbf(IV))の合成方法について詳細に説明する。3,10FrA2Nbf(IV)の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000082
<ステップ1:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジメトキシナフタレンの合成>
500mL三口フラスコに11g(24mmol)の3,7−ジヨード−2,6−ジメトキシナフタレンと、14g(78mmol)の4−クロロ−2−フルオロフェニルボロン酸と、22g(0.16mol)の炭酸カリウムと、0.74g(2.4mmol)のトリス(2−メチルフェニル)ホスフィンを入れた。この混合物に、120mLのトルエンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に0.11g(0.49mmol)の酢酸パラジウム(II)を加え、窒素気流下、110℃で50.5時間攪拌した。
撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:540−00135)、セライト(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:531−16855)、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。濾液を濃縮して固体を得た。
得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン:ヘキサン=1:1)で精製した。得られた固体を酢酸エチルで再結晶し、白色固体を5.7g、収率53%で得た。ステップ1の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000083
得られた固体のH NMRデータを図76に、数値データを以下に示す。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=3.88(s,6H),7.18−7.24(m,6H),7.37(t,J1=7.2Hz,2H),7.65(s,2H).
<ステップ2:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジヒドロキシナフタレンの合成>
200mL三口フラスコに5.7g(13mmol)の3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジメトキシナフタレンを入れ、フラスコ内を窒素置換した。このフラスコに32mLのジクロロメタンを加えた。この溶液に28mL(28mmol)の三臭化ホウ素(約1.0mol/Lジクロロメタン溶液)と20mLのジクロロメタンを滴下した。滴下終了後、この溶液を室温で攪拌した。
攪拌後、この溶液に氷冷下で約20mLの水を加えて、攪拌した。攪拌後、有機層と水層を分離し水層をジクロロメタン、酢酸エチルで抽出した。抽出溶液と有機層を合わせて、飽和食塩水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、乾燥後この混合物を自然ろ過した。得られた濾液を濃縮し、白色固体を5.4g得た。ステップ2の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000084
得られた固体のH NMRデータを図77に、数値データを以下に示す。
H NMR(DMSO−d,300MHz):δ=7.20(s,2H),7.37(dd,J1=8.4Hz,J2=1.8Hz,2H),7.46−7.52(m,4H),7.59(s,2H),9.71(s,2H).
<ステップ3:3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランの合成>
200mLの三口フラスコに5.4g(13mmol)の3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジヒドロキシナフタレンと7.1g(52mmol)の炭酸カリウムを入れた。この混合物に、N−メチル−2−ピロリドン130mLを加え、この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。脱気後、この混合物を、窒素気流下、120℃で7時間攪拌した。撹拌後、この混合物に水を加え、析出した固体を濾取した。この固体を水、エタノールで洗浄した。得られた固体にエタノールを加え、加熱撹拌後、濾過し固体を得た。得られた固体に酢酸エチルを加え、加熱撹拌後、濾過して淡黄色固体を4.5g、収率92%で得た。ステップ3の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000085
得られた固体のH NMRデータを図78に、数値データを以下に示す。
H NMR(1,1,2,2−Tetrachloroethane−D2,300MHz):δ=7.44(dd,J1=8.1Hz,J2=1.5Hz,2H),7.65(d,J1=1.8Hz,2H),8.05(d,J1=8.4Hz,2H),8.14(s,2H),8.52(s,2H).
<ステップ4:3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10FrA2Nbf(IV))の合成>
200mL三口フラスコに1.2g(3.0mmol)の3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランと、2.4g(9.1mmol)の2−アニリノジベンゾフランと、0.11g(0.30mmol)のジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィンと、1.8g(18mmol)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、30mLのキシレンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に35mg(61μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で13時間攪拌した。
撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:540−00135)、セライト(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:531−16855)、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン)で精製し、固体を得た。得られた固体をトルエンで3回再結晶し、黄色固体を1.8g、収率72%で得た。
得られた固体1.1gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力3.1Pa、アルゴン流量15mL/minの条件下において、試料の加熱は390℃で行った。
昇華精製後、黄色固体を0.93g、回収率87%で得た。ステップ4の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000086
得られた固体のH NMRデータを図16に、数値データを以下に示す。これにより、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である3,10FrA2Nbf(IV)が得られたことがわかった。
H NMR(1,1,2,2−Tetrachloroethane−D2,300MHz):δ=7.08−7.13(m,4H),7.22−7.24(m,6H),7.31−7.36(m,8H),7.49(t,J1=7.2Hz,2H),7.56−7.62(m,4H),7.83−7.90(m,6H),7.98(s,2H),8.35(s,2H).
次に、3,10FrA2Nbf(IV)のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した結果を図17に示す。また、3,10FrA2Nbf(IV)の薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図18に示す。固体薄膜は石英基板上に真空蒸着法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、分光光度計((株)日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用いた。また、薄膜の発光スペクトルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS920)を用いた。溶液の発光スペクトルと発光量子収率の測定には絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製 Quantaurus−QY)を用いた。
図17より、3,10FrA2Nbf(IV)のトルエン溶液は424nm、401nm、300nm、289nm、283nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは440nm、465nm(励起波長410nm)であった。また、図18より、3,10FrA2Nbf(IV)の薄膜は、432nm、407nm、380nm、302nm、289nmおよび251nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは460nm、484nm(励起波長390nm)に見られた。この結果から、3,10FrA2Nbf(IV)が青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることがわかった。
また、3,10FrA2Nbf(IV)のトルエン溶液での発光スペクトルは、長波長側にある、465nm付近の第二ピークの強度が小さくなっており、半値幅が25nmと極めて狭線幅な発光となることがわかった。
また、トルエン溶液での発光量子収率を測定したところ、86%と非常に高く、発光材料として好適であることがわかった。
発光スペクトルが狭線幅であることと、発光量子収率の高さより、本発明の一態様の3,10FrA2Nbf(IV)は効率的に発光できる有機化合物であることが分かった。
次に、本実施例で得られた3,10FrA2Nbf(IV)を液体クロマトグラフ質量分析(Liquid Chromatography Mass Spectrometry,略称:LC/MS分析)によって分析した。
LC/MS分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ultimate3000により液体クロマトグラフィー(LC)分離を行い、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Q Exactiveにより質量分析(MS分析)を行った。
LC分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は40℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択し、サンプルは任意の濃度となるよう3,10FrA2Nbf(IV)を有機溶媒に溶かして調整し、注入量は5.0μLとした。
Targeted−MS法により、3,10FrA2Nbf(IV)由来のイオンであるm/z=822.25の成分のMS測定を行なった。Targeted−MSの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=822.25±2.0(isolation window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーNCE(Normalized Collision Energy)を50として測定した。得られたMSスペクトルを図19に示す。
図19の結果から、3,10FrA2Nbf(IV)は、主としてm/z=746、656、565、487、397、258付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図19に示す結果は、3,10FrA2Nbf(IV)に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる3,10FrA2Nbf(IV)を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=746付近のプロダクトイオンは、3,10FrA2Nbf(IV)におけるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10FrA2Nbf(IV)が、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=656付近のプロダクトイオンは、3,10FrA2Nbf(IV)におけるジベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10FrA2Nbf(IV)が、ジベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
また、m/z=565付近のプロダクトイオンは、3,10FrA2Nbf(IV)におけるN−(ジベンゾフラン−2−イル)−N−フェニルアミノ基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10FrA2Nbf(IV)が、N−(ジベンゾフラン−2−イル)−N−フェニルアミノ基を含んでいることを示唆するものである。
(合成例2)
本合成例では、実施の形態1で構造式(509)として示した2,9−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:2,9PCA2Nbf(III))の合成方法について詳細に説明する。2,9PCA2Nbf(III)の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000087
<ステップ1:1,5−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,7−ジヒドロキシナフタレンの合成>
500mL三口フラスコに6.2g(19mmol)の1,5−ジブロモ−2,6−ジヒドロキシナフタレンと、7.5g(43mmol)の5−クロロ−2−フルオロフェニルボロン酸と、25g(78mmol)の炭酸セシウムと、0.80g(1.9mmol)の2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’−6’−ジメトキシ−1,1’−ビフェニル(略称:Sphos)を入れた。この混合物に、195mLのトルエンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に0.17g(0.78mmol)の酢酸パラジウム(II)を加え、窒素気流下、110℃で7時間攪拌した。撹拌後、混合物にトルエンを加え、セライト(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:531−16855)を通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し固体を得た。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(中性シリカゲル、展開溶媒:トルエン)で精製し、固体を得た。
得られた固体をトルエンで再結晶して白色固体を2.9g、収率35%で得た。ステップ1の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000088
得られた固体のH NMRデータを図79に、数値データを以下に示す。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=4.78(s,2H),7.15(d,J1=9.3Hz,2H),7.30−7.38(m,8H).
<ステップ2:2,9−ジクロロナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフランの合成>
200mLの三口フラスコに2.8g(6.8mmol)の1,5−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,7−ジヒドロキシナフタレンと3.7g(27mmol)の炭酸カリウムを入れた。この混合物に、N−メチル−2−ピロリドン70mLを加え、この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。脱気後、この混合物を、窒素気流下、120℃で7.5時間攪拌した。撹拌後、この混合物に水を加え、析出した固体を濾取した。この固体を水、エタノールで洗浄した。得られた固体にエタノールを加え、加熱撹拌後、固体を回収した。得られた固体にトルエンを加え、加熱撹拌後、析出した固体を回収し、白色固体を2.3g、収率91%で得た。ステップ2の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000089
得られた固体のH NMRデータを図80に、数値データを以下に示す。
H NMR(1,1,2,2−Tetrachloroethane−D2,300MHz):δ=7.56(dd,J1=8.1Hz,J2=1.5Hz,2H),7.81(d,J1=1.8Hz,2H),8.06(d,J1=8.7Hz,2H),8.40(d,J1=8.4Hz,2H),8.73(d,J1=8.7Hz,2H).
<ステップ3:2,9−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:2,9PCA2Nbf(III))の合成>
200mL三口フラスコに1.2g(3.1mmol)の2,9−ジクロロナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフランと、3.1g(9.2mmol)の3−アニリノ−9−フェニル−9H−カルバゾールと、0.11g(0.31mmol)のジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィンと、1.8g(18mmol)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、30mLのキシレンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に35mg(62μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で11時間攪拌した。
撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:540−00135)、セライト(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:531−16855)、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(中性シリカゲル、展開溶媒:トルエン:ヘキサン=1:1)で精製し、固体を得た。得られた固体をトルエンで再結晶し、黄色固体を2.0g、収率66%で得た。
得られた固体1.2gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力1.8×10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの条件下において、試料の加熱は405℃で行った。
昇華精製後、黄色固体を0.96g、回収率80%で得た。ステップ3の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000090
得られた固体のH NMRデータを図20に、数値データを以下に示す。これにより、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である2,9PCA2Nbf(III)が得られたことがわかった。
H NMR(DMSO−d,300MHz):δ=7.08(t,J1=7.2Hz,2H),7.15−7.27(m,8H),7.30−7.47(m,14H),7.53−7.58(m,2H),7.67−7.73(m,8H),8.05(d,J1=9.3Hz,2H),8.18(d,J1=2.1Hz,2H),8.21(d,J1=7.2Hz,2H),8.50(d,J1=8.7Hz,2H),8.71(d,J1=8.7Hz,2H).
次に、2,9PCA2Nbf(III)のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した結果を図21に示す。また、2,9PCA2Nbf(III)の薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図22に示す。固体薄膜は石英基板上に真空蒸着法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、分光光度計((株)日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用いた。また、薄膜の発光スペクトルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS920)を用いた。溶液の発光スペクトルと発光量子収率の測定には絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製 Quantaurus−QY)を用いた。
図21より、2,9PCA2Nbf(III)のトルエン溶液は424nm、405nm、381nm、346nm、299nm付近に吸収ピークが見られ、発光波長のピークは447nm、472nm付近(励起波長400nm)であった。また、図22より、2,9PCA2Nbf(III)の薄膜は、431nm、409nm、383nm、350nm、300nmおよび238nm付近に吸収ピークが見られ、発光波長のピークは487nm付近(励起波長405nm)に見られた。この結果から、2,9PCA2Nbf(III)が青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることがわかった。
また、2,9PCA2Nbf(III)のトルエン溶液での発光スペクトルは、半値幅が47nmとなることがわかった。
また、2,9PCA2Nbf(III)のトルエン溶液での発光量子収率を測定したところ、87%と非常に高く、発光材料として好適であることがわかった。
次に、本実施例で得られた2,9PCA2Nbf(III)をLC/MS分析によって分析した。
LC/MS分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ultimate3000によりLC(液体クロマトグラフィー)分離を行い、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Q ExactiveによりMS分析(質量分析)を行った。
LC分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は40℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択し、サンプルは任意の濃度の2,9PCA2Nbf(III)を有機溶媒に溶かして調整し、注入量は5.0μLとした。
Targeted−MS法により、2,9PCA2Nbf(III)由来のイオンであるm/z=972.35の成分のMS測定を行なった。Targeted−MSの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=972.35±2.0(isolation window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーNCEを50として測定した。得られたMSスペクトルを図23に示す。
図23の結果から、2,9PCA2Nbf(III)は、主としてm/z=333、255付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図23に示す結果は、2,9PCA2Nbf(III)に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる2,9PCA2Nbf(III)を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=333付近のプロダクトイオンは、2,9PCA2Nbf(III)における2−[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、2,9PCA2Nbf(III)が、2−[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
(合成例3)
本合成例では、実施の形態1で構造式(705)として示した3,10−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10PCA2Nbf(IV))の合成方法について詳細に説明する。3,10PCA2Nbf(IV)の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000091
<ステップ1:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジメトキシナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ1と同様に合成した。
<ステップ2:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジヒドロキシナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ2と同様に合成した。
<ステップ3:3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランの合成>
実施例1における合成例1のステップ3と同様に合成した。
<ステップ4:3,10−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10PCA2Nbf(IV))の合成>
200mL三口フラスコに1.2g(3.1mmol)の3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランと、3.1g(9.2mmol)の3−アニリノ−9−フェニル−9H−カルバゾールと、0.11g(0.31mmol)のジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィンと、1.8g(18mmol)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、30mLのキシレンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に35mg(62μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で6時間攪拌した。
撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:540−00135)、セライト(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:531−16855)、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン:ヘキサン=1:2)で精製し、固体を得た。
得られた固体をトルエンで再結晶し、黄色固体を0.92g、収率31%で得た。
得られた固体0.85gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力3.2×10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの条件下において、試料の加熱は375℃で行った。昇華精製後、黄色固体を0.55g、回収率65%で得た。ステップ4の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000092
得られた固体のH NMRデータを図24に、数値データを以下に示す。これにより、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である3,10PCA2Nbf(IV)が得られたことがわかった。
H NMR(DMSO−d,300MHz):δ=7.00−7.11(m,6H),7.20−7.25(m,6H),7.30−7.45(m,12H),7.54(t,J1=6.6Hz,2H),7.61−7.71(m,8H),8.00(d,J1=8.7Hz,2H),8.08−8.16(m,6H),8.52(s,2H).
次に、3,10PCA2Nbf(IV)のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した結果を図25に示す。また、3,10PCA2Nbf(IV)の薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図26に示す。固体薄膜は石英基板上に真空蒸着法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、分光光度計((株)日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用いた。また、薄膜の発光スペクトルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS920)を用いた。溶液の発光スペクトルと発光量子収率の測定には絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製 Quantaurus−QY)を用いた。
図25より、3,10PCA2Nbf(IV)のトルエン溶液は430nm、408nm、383nm、307nm、292nmおよび283nm付近に吸収ピークが見られ、発光波長のピークは455nm付近(励起波長410nm)であった。また、図26より、3,10PCA2Nbf(IV)の薄膜は、435nm、415nm、385nm、292nmおよび244nm付近に吸収ピークが見られ、発光波長のピークは494nm付近(励起波長400nm)に見られた。この結果から、3,10PCA2Nbf(IV)が青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることがわかった。
また、3,10PCA2Nbf(IV)のトルエン溶液での発光スペクトルは、半値幅が42nmとなることがわかった。
また、3,10PCA2Nbf(IV)のトルエン溶液での発光量子収率を測定したところ、88%と非常に高く、発光材料として好適であることがわかった。
次に、本実施例で得られた3,10PCA2Nbf(IV)をLC/MS分析によって分析した。
LC/MS分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ultimate3000によりLC(液体クロマトグラフィー)分離を行い、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Q ExactiveによりMS分析(質量分析)を行った。
LC分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は40℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択し、サンプルは任意の濃度の3,10PCA2Nbf(IV)を有機溶媒に溶かして調整し、注入量は5.0μLとした。
Targeted−MS法により、3,10PCA2Nbf(IV)由来のイオンであるm/z=972.35の成分のMS測定を行なった。Targeted−MSの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=972.35±2.0(isolation window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーNCEを60として測定した。得られたMSスペクトルを図27に示す。
図27の結果から、3,10PCA2Nbf(IV)は、主としてm/z=894、728、652、332、255付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図27に示す結果は、3,10PCA2Nbf(IV)に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる3,10PCA2Nbf(IV)を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=894付近のプロダクトイオンは、3,10PCA2Nbf(IV)におけるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10PCA2Nbf(IV)が、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=728付近のプロダクトイオンは、3,10PCA2Nbf(IV)における9−フェニルカルバゾリル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10PCA2Nbf(IV)が、9−フェニルカルバゾリル基を含んでいることを示唆するものである。
また、m/z=332付近のプロダクトイオンは、3,10PCA2Nbf(IV)における3−[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10PCA2Nbf(IV)が、3−[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子1および比較例の発光素子である比較発光素子1について詳細に説明する。発光素子1および比較発光素子1で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000093
(発光素子1の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、陽極101を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は4mm(2mm×2mm)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式(i)で表される9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPA)と酸化モリブデン(VI)とを重量比4:2(=PCzPA:酸化モリブデン)となるように、10nm共蒸着して正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、PCzPAを30nm蒸着して正孔輸送層112を形成した。
 続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、上記構造式(iii)で表される2,9−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:2,9PCA2Nbf(III))とを重量比1:0.03(=cgDBCzPA:2,9PCA2Nbf(III)となるように25nm共蒸着して発光層113を形成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚15nmとなるように蒸着し、上記構造式(iv)で表されるバソフェナントロリン(略称:BPhen)を膜厚10nmとなるように蒸着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを膜厚200nmとなるように蒸着することで陰極102を形成して発光素子1を作製した。
(比較発光素子1の作製方法)
比較発光素子1は、発光素子1における発光層113に用いた2,9PCA2Nbf(III)を上記構造式(v)で表される2,9−ビス(ジフェニルアミノ)ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:2,9DPhA2Nbf(III))に変えて発光層113を形成し、また、cgDBCzPAを膜厚10nmとなるよう蒸着した後、BPhenを膜厚15nmとなるように蒸着して電子輸送層114を形成することにより作製した。比較発光素子1で用いた2,9DPhA2Nbf(III)と、発光素子1で用いた2,9PCA2Nbf(III)は、主骨格であるナフトビスベンゾフランの構造は同一であるが、結合するアミンの構造が異なる物質である。
発光素子1および比較発光素子1の素子構造を以下の表にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000094
発光素子1および比較発光素子1を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、これら発光素子の初期特性について測定を行った。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。
発光素子1および比較発光素子1の輝度−電流密度特性を図28に、電流効率−輝度特性を図29に、輝度−電圧特性を図30に、電流−電圧特性を図31に、パワー効率−輝度特性を図32に、外部量子効率−輝度特性を図33に、発光スペクトルを図34に示す。また、輝度1000cd/m付近における素子特性を表2にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000095
図28乃至図33及び表2より、発光素子1は、1000cd/mにおける外部量子効率が7.4%と良好な結果を示した。また、発光素子1は、比較発光素子1よりも効率の良好な発光素子であることがわかった。
 また、電流値を2mAとし、電流密度一定の条件における駆動時間に対する輝度の変化を表すグラフを図35に示す。図35に示すように、発光素子1は、100時間駆動後にも初期輝度の90%以上を保っており、寿命の良好な発光素子であることがわかった。また、発光素子1は、比較発光素子1よりも寿命の良好な発光素子であることがわかった。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子2および比較例の発光素子である比較発光素子2について詳細に説明する。発光素子2および比較発光素子2で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000096
(発光素子2の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、陽極101を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は4mm(2mm×2mm)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式(vi)で表される3−[4−(9−フェナントリル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPPn)と酸化モリブデン(VI)とを重量比4:2(=PCPPn:酸化モリブデン)となるように、10nm共蒸着して正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、PCPPnを30nm蒸着して正孔輸送層112を形成した。
続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、上記構造式(iii)で表される2,9−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:2,9PCA2Nbf(III))とを重量比1:0.03(=cgDBCzPA:2,9PCA2Nbf(III))となるように25nm共蒸着して発光層113を形成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚15nmとなるように蒸着し、上記構造式(iv)で表されるバソフェナントロリン(略称:BPhen)を膜厚10nmとなるように蒸着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを膜厚200nmとなるように蒸着することで陰極102を形成して本実施例の発光素子2を作製した。
(比較発光素子2の作製方法)
比較発光素子2は、発光素子2における発光層113に用いた2,9PCA2Nbf(III)を上記構造式(v)で表される2,9−ビス(ジフェニルアミノ)ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:2,9DPhA2Nbf(III))に変えて発光層113を形成し、また、cgDBCzPAを膜厚10nmとなるよう蒸着した後、BPhenを膜厚15nmとなるように蒸着して電子輸送層114を形成することにより作製した。比較発光素子2で用いた2,9DPhA2Nbf(III)と、発光素子2で用いた2,9PCA2Nbf(III)は、主骨格であるナフトビスベンゾフランの構造は同一であるが、結合するアミンの構造が異なる物質である。
発光素子2および比較発光素子2の素子構造を以下の表にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000097
発光素子2および比較発光素子2を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、これら発光素子の初期特性について測定を行った。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。
発光素子2および比較発光素子2の輝度−電流密度特性を図36に、電流効率−輝度特性を図37に、輝度−電圧特性を図38に、電流−電圧特性を図39に、パワー効率−輝度特性を図40に、外部量子効率−輝度特性を図41に、発光スペクトルを図42に示す。また、輝度1000cd/m付近における素子特性を表4にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000098
図36乃至図41及び表4より、発光素子2は、1000cd/mにおける外部量子効率が10.0%と良好な特性を示す発光素子であることがわかった。また、発光素子2は、比較発光素子2よりも良好な効率で発光する素子であることもわかった。
また、電流値を2mAとし、電流密度一定の条件における駆動時間に対する輝度の変化を表すグラフを図43に示す。図43に示すように、発光素子2は、100時間駆動後にも初期輝度の90%以上を保っており、非常に寿命の良好な発光素子であることがわかった。また、発光素子2は比較発光素子2よりも寿命の良好な発光素子であることもわかった。
このことから、カルバゾリル基を含むアミノ基を置換基としてもつ、本発明の一態様のナフトビスベンゾフラン化合物は、寿命が良好な材料であることがわかった。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子3および比較例の発光素子である比較発光素子3について詳細に説明する。発光素子3および比較発光素子3で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000099
(発光素子3の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、陽極101を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は4mm(2mm×2mm)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式(i)で表される9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPA)と酸化モリブデン(VI)とを重量比4:2(=PCzPA:酸化モリブデン)となるように、10nm共蒸着して正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、PCzPAを30nm蒸着して正孔輸送層112を形成した。
 続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、上記構造式(vii)で表される3,10−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10PCA2Nbf(IV))とを重量比1:0.03(=cgDBCzPA:3,10PCA2Nbf(IV))となるように25nm共蒸着して発光層113を形成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚15nmとなるように蒸着し、上記構造式(iv)で表されるバソフェナントロリン(略称:BPhen)を膜厚10nmとなるように蒸着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを膜厚200nmとなるように蒸着することで陰極102を形成して発光素子3を作製した。
(比較発光素子3の作製方法)
比較発光素子3は、発光素子3における発光層113に用いた3,10PCA2Nbf(IV)を上記構造式(viii)で表される3,10−ビス(ジフェニルアミノ)ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10DPhA2Nbf(IV))に変えて発光層113を形成することにより作製した。比較発光素子3で用いた3,10DPhA2Nbf(IV)と、発光素子3で用いた3,10PCA2Nbf(IV)は、主骨格であるナフトビスベンゾフランの構造は同一であるが、結合するアミンの構造が異なる物質である。
発光素子3および比較発光素子3の素子構造を以下の表にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000100
発光素子3および比較発光素子3を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、これら発光素子の初期特性について測定を行った。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。
発光素子3および比較発光素子3の輝度−電流密度特性を図44に、電流効率−輝度特性を図45に、輝度−電圧特性を図46に、電流−電圧特性を図47に、パワー効率−輝度特性を図48に、外部量子効率−輝度特性を図49に、発光スペクトルを図50に示す。また、輝度1000cd/m付近における素子特性を表6にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000101
図44乃至図49及び表6より、発光素子3は、1000cd/mにおける外部量子効率が8.7%と良好な結果を示した。また、発光素子3は、比較発光素子3よりも効率の良好な発光素子であることがわかった。
 また、電流値を2mAとし、電流密度一定の条件における駆動時間に対する輝度の変化を表すグラフを図51に示す。図51に示すように、発光素子3は、100時間駆動後にも初期輝度の90%以上を保っており、寿命の良好な発光素子であることがわかった。また、発光素子3は、比較発光素子3よりも寿命の良好な発光素子であることがわかった。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子4および比較例の発光素子である比較発光素子4について詳細に説明する。発光素子4および比較発光素子4で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000102
(発光素子4の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、陽極101を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は4mm(2mm×2mm)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式(vi)で表される3−[4−(9−フェナントリル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPPn)と酸化モリブデン(VI)とを重量比4:2(=PCPPn:酸化モリブデン)となるように、10nm共蒸着して正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、PCPPnを30nm蒸着して正孔輸送層112を形成した。
 続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、上記構造式(vii)で表される3,10−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10PCA2Nbf(IV))とを重量比1:0.03(=cgDBCzPA:3,10PCA2Nbf(IV))となるように25nm共蒸着して発光層113を形成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚15nmとなるように蒸着し、上記構造式(iv)で表されるバソフェナントロリン(略称:BPhen)を膜厚10nmとなるように蒸着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを膜厚200nmとなるように蒸着することで陰極102を形成して本実施例の発光素子4を作製した。
(比較発光素子4の作製方法)
比較発光素子4は、発光素子4における発光層113に用いた3,10PCA2Nbf(IV)を上記構造式(viii)で表される3,10−ビス(ジフェニルアミノ)ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10DPhA2Nbf(IV))に変えて発光層113を形成することにより作製した。比較発光素子4で用いた3,10DPhA2Nbf(IV)と、発光素子4で用いた3,10PCA2Nbf(IV)は、主骨格であるナフトビスベンゾフランの構造は同一であるが、結合するアミンの構造が異なる物質である。
発光素子4および比較発光素子4の素子構造を以下の表にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000103
発光素子4および比較発光素子4を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、これら発光素子の初期特性について測定を行った。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。
発光素子4および比較発光素子4の輝度−電流密度特性を図52に、電流効率−輝度特性を図53に、輝度−電圧特性を図54に、電流−電圧特性を図55に、パワー効率−輝度特性を図56に、外部量子効率−輝度特性を図57に、発光スペクトルを図58に示す。また、輝度1000cd/m付近における素子特性を表8にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000104
図52乃至図57及び表8より、発光素子4は、1000cd/mにおける外部量子効率が11.8%と良好な特性を示す発光素子であることがわかった。また、発光素子4は、比較発光素子4よりも良好な効率で発光する素子であることもわかった。
 また、電流値を2mAとし、電流密度一定の条件における駆動時間に対する輝度の変化を表すグラフを図59に示す。図59に示すように、発光素子4は、100時間駆動後にも初期輝度の85%以上を保っており、非常に寿命の良好な発光素子であることがわかった。また、発光素子4は比較発光素子4よりも寿命の良好な発光素子であることもわかった。
このことから、カルバゾリル基を含むアミノ基を置換基としてもつ、本発明の一態様のナフトビスベンゾフラン化合物は、寿命が良好な材料であることがわかった。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子5および比較例の発光素子である比較発光素子5について詳細に説明する。発光素子5および比較発光素子5で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000105
(発光素子5の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、陽極101を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は4mm(2mm×2mm)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式(i)で表される9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPA)と酸化モリブデン(VI)とを重量比4:2(=PCzPA:酸化モリブデン)となるように、10nm共蒸着して正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、PCzPAを30nm蒸着して正孔輸送層112を形成した。
 続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、上記構造式(ix)で表される3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10FrA2Nbf(IV))とを重量比1:0.03(=cgDBCzPA:3,10FrA2Nbf(IV))となるように25nm共蒸着して発光層113を形成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚15nmとなるように蒸着し、上記構造式(iv)で表されるバソフェナントロリン(略称:BPhen)を膜厚10nmとなるように蒸着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを膜厚200nmとなるように蒸着することで陰極102を形成して発光素子5を作製した。
(比較発光素子5の作製方法)
比較発光素子5は、発光素子5における発光層113に用いた3,10FrA2Nbf(IV)を上記構造式(viii)で表される3,10−ビス(ジフェニルアミノ)ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10DPhA2Nbf(IV))に変えて発光層113を形成することにより作製した。比較発光素子5で用いた3,10DPhA2Nbf(IV)と、発光素子5で用いた3,10FrA2Nbf(IV)は、主骨格であるナフトビスベンゾフランの構造は同一であるが、結合するアミンの構造が異なる物質である。
発光素子5および比較発光素子5の素子構造を以下の表にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000106
発光素子5および比較発光素子5を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、これら発光素子の初期特性について測定を行った。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。
発光素子5および比較発光素子5の輝度−電流密度特性を図60に、電流効率−輝度特性を図61に、輝度−電圧特性を図62に、電流−電圧特性を図63に、パワー効率−輝度特性を図64に、外部量子効率−輝度特性を図65に、発光スペクトルを図66に示す。また、輝度1000cd/m付近における素子特性を表10にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000107
図60乃至図66及び表10より、発光素子5は、1000cd/mにおける外部量子効率が6.9%と良好な結果を示した。また、発光素子5は、比較発光素子5よりも効率の良好な発光素子であることがわかった。
 また、電流値を2mAとし、電流密度一定の条件における駆動時間に対する輝度の変化を表すグラフを図67に示す。図67に示すように、発光素子5は、100時間駆動後にも初期輝度の85%以上を保っており、寿命の良好な発光素子であることがわかった。また、発光素子5は、比較発光素子5よりも寿命の良好な発光素子であることがわかった。
このことから、ジベンゾフラニル基を含むアミノ基を置換基としてもつ、本発明の一態様のナフトビスベンゾフラン化合物は、寿命が良好な材料であることがわかった。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子6および比較例の発光素子である比較発光素子6について詳細に説明する。発光素子6および比較発光素子6で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000108
(発光素子6の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、陽極101を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は4mm(2mm×2mm)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式(vi)で表される3−[4−(9−フェナントリル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPPn)と酸化モリブデン(VI)とを重量比4:2(=PCPPn:酸化モリブデン)となるように、10nm共蒸着して正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、PCPPnを30nm蒸着して正孔輸送層112を形成した。
 続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、上記構造式(ix)で表される3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10FrA2Nbf(IV))とを重量比1:0.03(=cgDBCzPA:3,10FrA2Nbf(IV))となるように25nm共蒸着して発光層113を形成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚15nmとなるように蒸着し、上記構造式(iv)で表されるバソフェナントロリン(略称:BPhen)を膜厚10nmとなるように蒸着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを膜厚200nmとなるように蒸着することで陰極102を形成して本実施例の発光素子6を作製した。
(比較発光素子6の作製方法)
比較発光素子6は、発光素子6における発光層113に用いた3,10FrA2Nbf(IV)を上記構造式(viii)で表される3,10−ビス(ジフェニルアミノ)ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10DPhA2Nbf(IV))に変えて発光層113を形成することにより作製した。比較発光素子6で用いた3,10DPhA2Nbf(IV)と、発光素子6で用いた3,10FrA2Nbf(IV)は、主骨格であるナフトビスベンゾフランの構造は同一であるが、結合するアミンの構造が異なる物質である。
発光素子6および比較発光素子6の素子構造を以下の表にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000109
発光素子6および比較発光素子6を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、これら発光素子の初期特性について測定を行った。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。
発光素子6および比較発光素子6の輝度−電流密度特性を図68に、電流効率−輝度特性を図69に、輝度−電圧特性を図70に、電流−電圧特性を図71に、パワー効率−輝度特性を図72に、外部量子効率−輝度特性を図73に、発光スペクトルを図74に示す。また、輝度1000cd/m付近における素子特性を表12にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000110
図68乃至図74及び表12より、発光素子6は、1000cd/mにおける外部量子効率が9.4%と良好な特性を示す発光素子であることがわかった。また、発光素子6は、比較発光素子6よりも良好な効率で発光する素子であることもわかった。
 また、電流値を2mAとし、電流密度一定の条件における駆動時間に対する輝度の変化を表すグラフを図75に示す。図75に示すように、発光素子6は、100時間駆動後にも初期輝度の75%以上を保っており、寿命の良好な発光素子であることがわかった。また、発光素子6は比較発光素子6よりも寿命の良好な発光素子であることもわかった。
このことから、ジベンゾフラニル基を含むアミノ基を置換基としてもつ、本発明の一態様のナフトビスベンゾフラン化合物は、寿命が良好な材料であることがわかった。
(合成例4)
本合成例では、実施の形態1において構造式(510)として示した、2,9−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:2,9PCA2Nbf(III)−02)の合成方法について詳細に説明する。2,9PCA2Nbf(III)−02の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000111
<ステップ1:1,5−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,7−ジヒドロキシナフタレンの合成>
実施例2における合成例2のステップ1と同様に合成した。
<ステップ2:2,9−ジクロロナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフランの合成>
実施例2における合成例2のステップ2と同様に合成した。
<ステップ3:2,9−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:2,9PCA2Nbf(III)−02)の合成>
200mL三口フラスコに0.90g(2.4mmol)の2,9−ジクロロナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフランと、2.0g(6.0mmol)の2−アニリノ−9−フェニル−9H−カルバゾールと、86mg(0.24mmol)のジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィンと、1.4g(14mmol)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、25mLのキシレンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に28mg(48μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で11時間攪拌した。撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン)で精製し、固体を得た。得られた固体をトルエンで3回再結晶し、黄色固体を0.76g、収率33%で得た。
得られた固体0.76gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力1.7×10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの条件において、380℃で加熱して行った。昇華精製後、黄色固体を0.63g、回収率83%で得た。ステップ3の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000112
得られた固体のH NMRデータを図81に、数値データを以下に示す。これにより、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である2,9PCA2Nbf(III)−02が得られたことがわかった。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=7.07(tt,J1=7.5Hz,J2=1.5Hz,2H),7.13(dd,J1=8.1Hz,J2=1.8Hz,2H),7.19−7.33(m,14H),7.35−7.40(m,8H),7.51−7.53(m,8H),7.91(d,J1=8.7Hz,2H),8.07−8.11(m,4H),8.26(d,J1=8.7Hz,2H),8.60(d,J1=8.7Hz,2H).
次に、2,9PCA2Nbf(III)−02のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した結果を図82に示す。また、2,9PCA2Nbf(III)−02の薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図83に示す。試料の作製および測定方法は、合成例3と同様に行った。
図82より、2,9PCA2Nbf(III)−02のトルエン溶液は423nm、403nm、347nm、317nm、281nm付近に吸収ピークが見られ、発光波長のピークは441nm、463nm(励起波長410nm)付近であった。また、図83より、2,9PCA2Nbf(III)−02の薄膜は、428nm、408nm、347nm、265nmおよび235nm付近に吸収ピークが見られ、発光波長のピークは460nm、481nm付近(励起波長410nm)に見られた。この結果から、2,9PCA2Nbf(III)−02が青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることがわかった。
また、2,9PCA2Nbf(III)−02のトルエン溶液での発光スペクトルは、半値幅が43nmとなることがわかった。
また、2,9PCA2Nbf(III)−02のトルエン溶液での発光量子収率を測定したところ、89%と非常に高く、発光材料として好適であることがわかった。
次に、本実施例で得られた2,9PCA2Nbf(III)−02をLC/MS分析によって分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3と同様である。
Targeted−MS法により、2,9PCA2Nbf(III)−02由来のイオンであるm/z=972.35の成分のMS測定を行なった。Targeted−MSの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=972.35±2.0(isolation window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーNCEを50として測定した。得られたMSスペクトルを図84に示す。
図84の結果から、2,9PCA2Nbf(III)−02は、主としてm/z=896、731、640、333および256付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図84に示す結果は、2,9PCA2Nbf(III)−02に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる2,9PCA2Nbf(III)−02を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=896付近のプロダクトイオンは、2,9PCA2Nbf(III)−02におけるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、2,9PCA2Nbf(III)−02が、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=731付近のプロダクトイオンは、2,9PCA2Nbf(III)−02における9−フェニルカルバゾリル基が離脱した状態のカチオンと推定され、2,9PCA2Nbf(III)−02が、9−フェニル−9H−カルバゾリル基を含んでいることを示唆するものである。
なお、m/z=640付近のプロダクトイオンは、2,9PCA2Nbf(III)−02におけるN−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェニルアミノ基が離脱した状態のカチオンと推定され、2,9PCA2Nbf(III)−02が、N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェニルアミノ基を含んでいることを示唆するものである。
また、m/z=333付近のプロダクトイオンは、2,9PCA2Nbf(III)−02における2−[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、2,9PCA2Nbf(III)−02が、2−[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
(合成例5)
本合成例では、実施の形態1において構造式(701)として示した、3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10FrA2Nbf(IV)−02)の合成方法について詳しく説明する。3,10FrA2Nbf(IV)−02の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000113
<ステップ1:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジメトキシナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ1と同様に合成した。
<ステップ2:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジヒドロキシナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ2と同様に合成した。
<ステップ3:3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランの合成>
実施例1における合成例1のステップ3と同様に合成した。
<ステップ4:3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10FrA2Nbf(IV)−02)の合成>
200mL三口フラスコに1.2g(3.0mmol)の3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランと、2.0g(7.7mmol)のN−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミン、0.11g(0.30mmol)のジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、1.8g(18mmol)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、30mLのキシレンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に35mg(61μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で32時間攪拌した。
撹拌後、この混合物にトルエン、水を加え、吸引ろ過し、固体を得た。得られた固体にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮して固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン)で精製し、固体を得た。得られた固体をトルエンで3回再結晶し、黄色固体を1.8g、収率71%で得た。
得られた固体1.2gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力2.3×10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの条件において、380℃で加熱して行った。昇華精製後、黄色固体を1.0g、回収率88%で得た。ステップ4の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000114
得られた固体のH NMRデータを図85に、数値データを以下に示す。これにより、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である3,10FrA2Nbf(IV)−02が得られたことがわかった。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=7.12−7.21(m,6H),7.23−7.26(m,4H),7.28(d,J1=2.1Hz,2H),7.32−7.40(m,8H),7.44(dd,J1=7.5Hz,J2=1.2Hz,2H),7.53(d,J1=7.8Hz,2H),7.88(d,J1=8.1Hz,2H),7.91−7.96(m,4H),8.01(s,2H),8.41(s,2H).
次に、3,10FrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した結果を図86に示す。また、3,10FrA2Nbf(IV)−02の薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図87に示す。試料の作製方法および測定方法は合成例3と同様である。
図86より、3,10FrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液は427nm、404nm、350nm、282nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは441nm、468nm(励起波長400nm)であった。また、図87より、3,10FrA2Nbf(IV)−02の薄膜は、432nm、412nm、353nmおよび257nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは462nm、488nm(励起波長400nm)に見られた。この結果から、3,10FrA2Nbf(IV)−02が青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることがわかった。
また、3,10FrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液での発光スペクトルは、長波長側にある468nm付近の第二ピークの強度が小さくなっており、半値幅が22nmと極めて狭線幅な発光となることがわかった。
また、トルエン溶液での発光量子収率を測定したところ、97%と非常に高く、発光材料として好適であることがわかった。
なお、3,10FrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液から、モル吸光係数εは、427nmで120,000[M−1・cm−1]と非常に高いことがわかった。このことから、本発明の一態様である3,10FrA2Nbf(IV)−02を発光材料(ゲスト材料)としてホスト材料中に分散した場合、ホスト材料からのエネルギー移動が効率よく行われることが示唆される。すなわち、本発明の一態様の化合物は、ホストーゲスト系の発光素子において高い発光効率を得る上で、ゲスト材料として有利な性質を有している。
発光スペクトルが狭線幅であることと、発光量子収率の高さより、本発明の一態様の3,10FrA2Nbf(IV)−02は効率的に発光ができる有機化合物であることが分かった。
次に、本実施例で得られた3,10FrA2Nbf(IV)−02をLC/MS分析によって分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3と同様である。
Targeted−MS法により、3,10FrA2Nbf(IV)−02由来のイオンであるm/z=822.25の成分のMS測定を行なった。Targeted−MSの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=822.25±2.0(isolation window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーNCEを60として測定した。得られたMSスペクトルを図88に示す。
図88の結果から、3,10FrA2Nbf(IV)−02は、主としてm/z=744、654、563、487、397、258および230付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図88に示す結果は、3,10FrA2Nbf(IV)−02に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる3,10FrA2Nbf(IV)−02を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=744付近のプロダクトイオンは、3,10FrA2Nbf(IV)−02におけるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10FrA2Nbf(IV)−02が、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=654付近のプロダクトイオンは、3,10FrA2Nbf(IV)−02におけるジベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10FrA2Nbf(IV)−02が、ジベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
なお、m/z=563付近のプロダクトイオンは、3,10FrA2Nbf(IV)−02におけるN−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10FrA2Nbf(IV)−02が、N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=258付近のプロダクトイオンは、3,10FrA2Nbf(IV)−02における3−[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10FrA2Nbf(IV)−02が、3−[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
(合成例6)
本合成例では、実施の形態1で構造式(707)として示した、3,10−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10PCA2Nbf(IV)−02)の合成方法について詳しく説明する。3,10PCA2Nbf(IV)−02の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000115
<ステップ1:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジメトキシナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ1と同様に合成した。
<ステップ2:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジヒドロキシナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ2と同様に合成した。
<ステップ3:3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランの合成>
実施例1における合成例1のステップ3と同様に合成した。
<ステップ4:3,10−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10PCA2Nbf(IV)−02)の合成>
200mL三口フラスコに0.97g(2.6mmol)の3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランと、2.6g(7.7mmol)の2−アニリノ−9−フェニル−9H−カルバゾール、92mg(0.26mmol)のジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、1.5g(15mmol)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、26mLのキシレンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に30mg(51μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で7時間攪拌した。撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン)で精製し、固体を得た。得られた固体をトルエンで2回再結晶し、黄色固体を1.6g、収率62%で得た。
得られた固体1.1gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力1.7×10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの条件において、375℃で加熱して行った。昇華精製後、黄色固体を0.57g、回収率51%で得た。ステップ4の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000116
得られた固体のH NMRデータを図89に、数値データを以下に示す。これにより、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である3,10PCA2Nbf(IV)−02が得られたことがわかった。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=7.05−7.14(m,6H),7.19−7.24(m,8H),7.26−7.33(m,6H),7.36−7.41(m,6H),7.50−7.56(m,8H),7.88(d,J1=8.4Hz,2H),7.97(s,2H),8.08−8.12(m,4H),8.35(s,2H).
次に、3,10PCA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した結果を図90に示す。また、3,10PCA2Nbf(IV)−02の薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図91に示す。試料の作製方法および測定方法は合成例3と同様である。
図90より、3,10PCA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液は430nm、408nm、346nm、282nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは448nm、476nm(励起波長410nm)であった。また、図91より、3,10PCA2Nbf(IV)−02の薄膜は、436nm、415nm、350nm、264nmおよび236nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは476nm(励起波長410nm)に見られた。この結果から、3,10PCA2Nbf(IV)−02が青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることがわかった。
また、3,10PCA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液での発光スペクトルは、長波長側にある、476nm付近の第二ピークの強度が小さくなっており、半値幅が26nmと極めて狭線幅の発光であることがわかった。
また、トルエン溶液での発光量子収率を測定したところ、93%と非常に高く、発光材料として好適であることがわかった。
なお、3,10PCA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液から、モル吸光係数εは、430nmで110,000[M−1・cm−1]であることがわかった。このことから、本発明の一態様である3,10PCA2Nbf(IV)−02を発光材料(ゲスト材料)としてホスト材料中に分散した場合、ホスト材料からのエネルギー移動が効率よく行われることが示唆される。すなわち、本発明の一態様の化合物は、ホストーゲスト系の発光素子において高い発光効率を得る上で、ゲスト材料として有利な性質を有している。
発光スペクトルが狭線幅であることと、発光量子収率の高さより、本発明の一態様の3,10PCA2Nbf(IV)−02は、効率的に発光できる有機化合物であることが分かった。
次に、本実施例で得られた3,10PCA2Nbf(IV)−02をLC/MS分析によって分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3と同様である。
Targeted−MS法により、3,10PCA2Nbf(IV)−02由来のイオンであるm/z=972.35の成分のMS測定を行なった。Targeted−MSの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=972.35±2.0(isolation window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーNCEを50として測定した。得られたMSスペクトルを図92に示す。
図92の結果から、3,10PCA2Nbf(IV)−02は、主としてm/z=896、869、731、640、333および256付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図92に示す結果は、3,10PCA2Nbf(IV)−02に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる3,10PCA2Nbf(IV)−02を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=896付近のプロダクトイオンは、3,10PCA2Nbf(IV)−02におけるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10PCA2Nbf(IV)−02が、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=731付近のプロダクトイオンは、3,10PCA2Nbf(IV)−02における9−フェニルカルバゾリル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10PCA2Nbf(IV)−02が、9−フェニルカルバゾリル基を含んでいることを示唆するものである。
また、m/z=640付近のプロダクトイオンは、3,10PCA2Nbf(IV)−02におけるN−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェニルアミノ基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10PCA2Nbf(IV)−02が、N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェニルアミノ基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=333付近のプロダクトイオンは、3,10PCA2Nbf(IV)−02における3−[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10PCA2Nbf(IV)−02が、3−[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
(合成例7)
本合成例では、3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ]−6,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:ph−3,10FrA2Nbf(IV)−II)の合成方法について詳しく説明する。ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIの構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000117
<ステップ1:2,6−ジヒドロキシ−1,5−ジフェニルナフタレンの合成>
1L三口フラスコに9.5g(30mmol)の1,5−ジブロモ−2,6−ジヒドロキシナフタレン、8.0g(66mmol)のフェニルボロン酸、37g(120mmol)の炭酸セシウム、および1.2g(3.0mmol)のSPhosを入れた。この混合物に、300mLのトルエンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に0.27g(1.2mmol)の酢酸パラジウム(II)を加え、窒素気流下、110℃で7時間攪拌した。撹拌後、混合物にトルエンを加え、セライトを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し固体を得た。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(中性シリカゲル、展開溶媒:トルエン)で精製し、黄色固体を4.3g(crude)を得た。ステップ1の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000118
得られた固体のH NMRデータを図93に、数値データを以下に示す。これにより、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である2,6−ジヒドロキシ−1,5−ジフェニルナフタレンが得られたことがわかった。
H NMR(DMSO−d,300MHz):δ=7.07(d,J1=9.3Hz,2H),7.19(d,J1=8.7Hz,2H),7.25−7.41(m,6H),7.45−7.51(m,4H),9.07(s,2H).
<ステップ2:2,6−ビス(2−ブロモ−4−クロロフェノキシ)−1,5−ジフェニルナフタレンの合成>
200mLの三口フラスコに4.3g(crude)の2,6−ジヒドロキシ−1,5−ジフェニルナフタレン、8.6g(0.42mol)の1−ブロモ−4−クロロ−2−フルオロベンゼン、および13g(41mmol)の炭酸セシウムを入れた。この混合物に、N−メチル−2−ピロリドン70mLを加え、この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。脱気後、この混合物を、窒素気流下、120℃で13.5時間攪拌した。撹拌後、2.9g(14mmol)の1−ブロモ−4−クロロ−2−フルオロベンゼンを追加し、窒素気流下、120℃で13.5時間攪拌した。
撹拌後、この混合物に水を加え、超音波を照射後、濾過し固体を得た。得られた固体を水、エタノールで洗浄した。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン)で精製した。この固体をトルエンとエタノールの混合溶媒で再結晶し、淡黄色固体を6.3g、収率66%で得た。ステップ2の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000119
得られた固体のH NMRデータを図94に、数値データを以下に示す。これにより、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である2,6−ビス(2−ブロモ−4−クロロフェノキシ)−1,5−ジフェニルナフタレンが得られたことがわかった。
H NMR(DMSO−d,300MHz):δ=6.90(d,J1=1.8Hz,2H),7.06(dd,J1=8.1Hz,J2=2.4Hz,2H),7.28(d,J1=9.3Hz,2H),7.39−7.51(m,10H),7.56−7.61(m,4H).
<ステップ3:3,10−ジクロロ−6,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランの合成>
200mLの三口フラスコに6.2g(9.0mmol)の2,6−ビス(2−ブロモ−4−クロロフェノキシ)−1,5−ジフェニルナフタレンと、0.47g(1.8mmol)のトリフェニルホスフィン、7.1g(22mmol)の炭酸セシウムを入れた。この混合物に、N−メチル−2−ピロリドン45mLを加え、この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。脱気後、この混合物を、窒素気流下、120℃で15時間攪拌した。
撹拌後、混合物に水を加え、超音波を照射後、濾過して固体を得た。得られた固体をトルエンに溶解させ、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮して固体を得た。得られた固体をトルエンで再結晶し、黄色固体を3.2g、収率67%で得た。ステップ3の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000120
得られた固体のH NMRデータを図95に、数値データを以下に示す。これにより、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である3,10−ジクロロ−6,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランが得られたことがわかった。
H NMR(1,1,2,2−Tetrachloroethane−D2,300MHz):δ=7.32(dd,J1=8.4Hz,J2=1.5Hz,2H),7.55(d,J1=1.5Hz,2H),7.65−7.76(m,10H),7.93(d,J1=8.1Hz,2H),8.47(s,2H).
<ステップ4:3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ]−6,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:ph−3,10FrA2Nbf(IV)−II)の合成>
200mL三口フラスコに1.4g(2.6mmol)の3,10−ジクロロ−6,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランと、1.7g(6.4mmol)のN−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミン、92mg(0.26mmol)のジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、1.5g(15mmol)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、25mLのキシレンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に29mg(51μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で15時間攪拌した。
撹拌後、混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮して固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン:ヘキサン=1:2、次いでトルエン:ヘキサン=2:3)で精製した。得られた固体をトルエンと酢酸エチルの混合溶媒で再結晶し、黄色固体を2.0g、収率80%で得た。得られた固体1.1gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力2.7×10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの条件で、380℃で加熱して行った。昇華精製後、黄色固体を0.94g、回収率84%で得た。ステップ4の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000121
得られた固体のH NMRデータを図96に、数値データを以下に示す。これにより、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物であるph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIが得られたことがわかった。
H NMR(DMSO−d,300MHz):δ=6.87(dd,J1=8.7Hz,J2=2.4Hz,2H),6.96(d,J1=2.4Hz,2H),7.10−7.18(m,6H),7.28−7.64(m,24H),7.94(d,J1=8.1Hz,2H),8.05(d,J1=7.8Hz,J2=1.5Hz,2H),8.16(dd,J1=6.9Hz,J2=1.5Hz,2H),8.24(s,2H).
次に、本実施例で得られたph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIをLC/MS分析によって分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3と同様である。
Targeted−MS法により、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−II由来のイオンであるm/z=974.31の成分のMS測定を行なった。Targeted−MSの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=974.31±2.0(isolation window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーNCEを60として測定した。得られたMSスペクトルを図97に示す。
図97の結果から、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIは、主としてm/z=898、808、717、639、549、520、458付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図97に示す結果は、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIに由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれるph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIを同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=898付近のプロダクトイオンは、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIにおけるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIが、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=808付近のプロダクトイオンは、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIにおけるジベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIが、ジベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
なお、m/z=717付近のプロダクトイオンは、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIにおけるN−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ基が離脱した状態のカチオンと推定され、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIが、N−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=458付近のプロダクトイオンは、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIにおけるN−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ基が2つ離脱した状態のカチオンと推定され、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIが、N−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ基を2つ含んでいることを示唆するものである。
また、m/z=257付近のプロダクトイオンは、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIにおける3−[N−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ]−6,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIが、3−[N−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ]−6,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
次に、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIのトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した結果を図124に示す。また、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIの薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図125に示す。固体薄膜は石英基板上に真空蒸着法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、分光光度計((株)日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用いた。また、薄膜の発光スペクトルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS920)を用いた。溶液の発光スペクトルと発光量子収率の測定には絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製 Quantaurus−QY)を用いた。
図124より、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIのトルエン溶液は428nm、402nm、317nm、285nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは441nm、469nm(励起波長400nm)であった。また、図125より、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIの薄膜は、434nm、408nm、380nm、322nmおよび286nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは459nm、488nm、531nm(励起波長400nm)に見られた。この結果から、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−IIが青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることがわかった。
また、トルエン溶液での発光量子収率を測定したところ、86%と高く、発光材料として好適であることがわかった。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子7について詳細に説明する。発光素子7で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000122
(発光素子7の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、陽極101を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は4mm(2mm×2mm)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式(vi)で表される3−[4−(9−フェナントリル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPPn)と酸化モリブデン(VI)とを重量比4:2(=PCPPn:酸化モリブデン)となるように、10nm共蒸着して正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、PCPPnを30nm蒸着して正孔輸送層112を形成した。
続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、上記構造式(x)で表される2,9−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:2,9PCA2Nbf(III)−02)とを重量比1:0.03(=cgDBCzPA:2,9PCA2Nbf(III)−02)となるように25nm共蒸着して発光層113を形成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚15nmとなるように蒸着し、上記構造式(xii)で表される2,9−ビス(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:NBPhen)を膜厚10nmとなるように蒸着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを膜厚200nmとなるように蒸着することで陰極102を形成して本実施例の発光素子7を作製した。
発光素子7の素子構造を以下の表にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000123
発光素子7を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、この発光素子の初期特性について測定を行った。なお、測定は室温で行った。
発光素子7の輝度−電流密度特性を図98に、電流効率−輝度特性を図99に、輝度−電圧特性を図100に、電流−電圧特性を図101に、パワー効率−輝度特性を図102に、外部量子効率−輝度特性を図103に、発光スペクトルを図104に示す。また、輝度1000cd/m付近における素子特性を表14にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000124
図98乃至図104及び表14より、発光素子7は、1000cd/mにおける外部量子効率が10.9%と良好な特性を示す発光素子であることがわかった。
このことから、フェニルカルバゾリル基を含むアミノ基を置換基としてもつ、本発明の一態様のナフトビスベンゾフラン化合物は、高効率な材料であることがわかった。
また、電流値を2mAとし、電流密度一定の条件における駆動時間に対する輝度の変化を表すグラフを図105に示す。図105に示すように、発光素子7は、300時間駆動後にも初期輝度の80%以上を保っており、寿命の良好な発光素子であることがわかった。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子8について詳細に説明する。発光素子8で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000125
(発光素子8の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、陽極101を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は4mm(2mm×2mm)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式(vi)で表される3−[4−(9−フェナントリル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPPn)と酸化モリブデン(VI)とを重量比4:2(=PCPPn:酸化モリブデン)となるように、10nm共蒸着して正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、PCPPnを30nm蒸着して正孔輸送層112を形成した。
続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、上記構造式(xi)で表される3,10−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10PCA2Nbf(IV)−02)とを重量比1:0.01(=cgDBCzPA:3,10PCA2Nbf(IV)−02)となるように25nm共蒸着して発光層113を形成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚15nmとなるように蒸着し、上記構造式(xii)で表される2,9−ビス(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:NBPhen)を膜厚10nmとなるように蒸着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを膜厚200nmとなるように蒸着することで陰極102を形成して本実施例の発光素子8を作製した。
発光素子8の素子構造を以下の表にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000126
発光素子8を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、この発光素子の初期特性について測定を行った。なお、測定は室温で行った。
発光素子8の輝度−電流密度特性を図106に、電流効率−輝度特性を図107に、輝度−電圧特性を図108に、電流−電圧特性を図109に、パワー効率−輝度特性を図110に、外部量子効率−輝度特性を図111に、発光スペクトルを図112に示す。また、輝度1000cd/m付近における素子特性を表16にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000127
図106乃至図112及び表16より、発光素子8は、1000cd/mにおける外部量子効率が11.9%と良好な特性を示す発光素子であることがわかった。
また、電流値を2mAとし、電流密度一定の条件における駆動時間に対する輝度の変化を表すグラフを図113に示す。図113に示すように、発光素子8は、250時間駆動後にも初期輝度の85%以上を保っており、寿命の良好な発光素子であることがわかった。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子9について詳細に説明する。発光素子9で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000128
(発光素子9の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、陽極101を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は4mm(2mm×2mm)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式(vi)で表される3−[4−(9−フェナントリル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPPn)と酸化モリブデン(VI)とを重量比4:2(=PCPPn:酸化モリブデン)となるように、10nm共蒸着して正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、PCPPnを30nm蒸着して正孔輸送層112を形成した。
続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、上記構造式(xiii)で表される3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10FrA2Nbf(IV)−02)とを重量比1:0.01(=cgDBCzPA:3,10FrA2Nbf(IV)−02)となるように25nm共蒸着して発光層113を形成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚15nmとなるように蒸着し、上記構造式(xii)で表される2,9−ビス(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:NBPhen)を膜厚10nmとなるように蒸着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを膜厚200nmとなるように蒸着することで陰極102を形成して本実施例の発光素子9を作製した。
発光素子9の素子構造を以下の表にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000129
発光素子9を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、この発光素子の初期特性について測定を行った。なお、測定は室温で行った。
発光素子9の輝度−電流密度特性を図114に、電流効率−輝度特性を図115に、輝度−電圧特性を図116に、電流−電圧特性を図117に、パワー効率−輝度特性を図118に、外部量子効率−輝度特性を図119に、発光スペクトルを図120に示す。また、輝度1000cd/m付近における素子特性を表18にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000130
図114乃至図120及び表18より、発光素子9は、1000cd/mにおける外部量子効率が11.4%と良好な特性を示す発光素子であることがわかった。
また、電流値を2mAとし、電流密度一定の条件における駆動時間に対する輝度の変化を表すグラフを図121に示す。図121に示すように、発光素子9は、100時間駆動後にも初期輝度の90%以上を保っており、寿命の良好な発光素子であることがわかった。
図122は、ほぼ同じ素子構造を有するピレン系の青色蛍光ドーパントを用いた発光素子と、本発明の一態様のナフトベンゾフラン骨格を有する青色蛍光ドーパントを用いた発光素子の、1000cd/m付近におけるy色度と外部量子効率の関係を示したグラフである。
図中、BD−00、BD−01およびBD−02は各々異なるピレン系のドーパントを用いた発光素子のプロットであり、BD−05が3,10PCA2Nbf(IV)−02、BD−06が3,10FrA2Nbf(IV)−02をドーパントとして用いた発光素子のプロットである。
従来のピレン系ドーパントであるBD−00、BD−01、BD−02はy色度が深くなるに従って外部量子効率が低下する傾向が見られ、BD−02のような深い青色ドーパントでは、効率が大幅に低下してしまっていた。一方で、BD−05とBD−06は深いy色度でありながら、BD−02のように大幅な効率の減少が見られず、高効率を保つことができることがわかった。
本実施例では、正孔注入層の膜厚を変更し、光路長を変えた複数のトップエミッション素子を作製し、得られたy色度と電流効率の関係について検討した結果を示す。本実施例で作製した発光素子に用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000131
(トップエミッション発光素子の作製方法)
まず、ガラス基板上に、銀(Ag)とパラジウム(Pd)と銅(Cu)の合金膜(Ag−Pd−Cu(APC)膜)をスパッタリング法により、100nmの膜厚で成膜した後、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法により、85nmの膜厚で成膜して陽極101を形成した。なお、その電極面積は4mm(2mm×2mm)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、蒸着法により上記構造式(vi)で表される3−[4−(9−フェナントリル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPPn)と酸化モリブデン(VI)とを重量比4:2(=PCPPn:酸化モリブデン)となるように、共蒸着して正孔注入層111を形成した。
発光素子の光路長の変更は、上記正孔注入層111の膜厚を変化させることによって実現し、3,10−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10PCA2Nbf(IV)−02)を用いた発光素子においては、当該膜厚が5 nm、7.5 nm、10 nm、12.5 nm、15 nm、17.5 nm、20 nm、22.5 nm、25 nm、27.5 nm、30 nm、32.5 nm、35 nm、37.5 nm、40 nmおよび42.5 nmの16素子を作製し、3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10FrA2Nbf(IV)−02)を用いた発光素子においては、当該膜厚が10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nmおよび45nmの8素子を作製した。
次に、正孔注入層111上に、PCPPnを15nm蒸着して正孔輸送層112を形成した。
続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、3,10PCA2Nbf(IV)−02とを重量比1:0.01(=cgDBCzPA:3,10PCA2Nbf(IV)−02)となるように25nm共蒸着して、または、cgDBCzPAと3,10FrA2Nbf(IV)−02とを重量比1:0.01(=cgDBCzPA:3,10FrA2Nbf(IV)−02)となるように25nm共蒸着して、発光層113を形成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚5nmとなるように蒸着し、上記構造式(xii)で表される2,9−ビス(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:NBPhen)を膜厚15nmとなるように蒸着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸着して電子注入層115を形成し、続いて銀(Ag)とマグネシウム(Mg)との体積比を1:0.1とし、膜厚10nmとなるように蒸着することで陰極102を形成して発光素子を作製した。なお、陰極102は光を反射する機能と光を透過する機能とを有する半透過・半反射電極であり、本実施例の発光素子は陰極102から光を取り出すトップエミッションの素子である。また、陰極102上には上記構造式(xiv)で表される1,3,5−トリ(ジベンゾチオフェン−4−イル)−ベンゼン(略称:DBT3P−II)を70nm蒸着して、取出し効率を向上させている。
作製した発光素子を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、測定を行った。なお、測定は室温で行った。
1,000cd/m付近におけるy色度と電流効率の関係を図123に示した。BD−05、BD−06はそれぞれ、3,10PCA2Nbf(IV)−02、3,10FrA2Nbf(IV)−02をドーパントとして用いた発光素子である。3,10PCA2Nbf(IV)−02をドーパントとして用いた発光素子はNTSC規格の色度のような純青領域で高い電流効率が得られている。これは3,10PCA2Nbf(IV)−02の蛍光量子収率やモル吸光係数が非常に高いことが主要な要因であると考えられる。一方で、3,10FrA2Nbf(IV)−02を用いたデバイスは、y色度が深い領域での電流効率に優れており、BT.2020規格の青色の色度においても高い電流効率が得られている。3,10FrA2Nbf(IV)−02は発光が短波長であるため、BT.2020規格の青のような深い青色発光を得るのに有利な材料であるということがわかる。以上より、マイクロキャビティ効果を利用したディスプレイなどへの応用を考えた場合、3,10PCA2Nbf(IV)−02はNTSC規格のような純青を得るのに有用なドーパントであり、3,10FrA2Nbf(IV)−02はBT.2020規格のような深青領域を狙うのに有用なドーパントであることがわかる。
(合成例8)
本合成例では、3,10−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;7,6−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10PCA2Nbf(II))の合成方法について詳しく説明する。3,10PCA2Nbf(II)の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000132
<ステップ1:3,6−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,7−ジメトキシナフタレンの合成>
200mL三口フラスコに3.0g(8.7mmol)の3,6−ジブロモ−2,7−ジメトキシナフタレンと、3.3g(19mmol)の4−クロロ−2−フルオロフェニルボロン酸と、5.8g(42mmol)の炭酸カリウムと、0.13g(0.43mmol)のトリス(2−メチルフェニル)ホスフィンを入れた。この混合物に、85mLのトルエンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に19mg(87μmol)の酢酸パラジウム(II)を加え、窒素気流下、60℃で14時間、120℃で11.5時間攪拌した。なお、当該撹拌の途中に、上記混合物へ3.0g(17mmol)の4−クロロ−2−フルオロフェニルボロン酸、4.8g(35mmol)の炭酸カリウムを加えた。
撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:540−00135)、セライト(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:531−16855)、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得、当該濾液を濃縮して油状物を得た。得られた油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン:ヘキサン=1:2)で精製した。得られた固体を高速液体カラムクロマトグラフィーにより精製した。高速液体カラムクロマトグラフィーはクロロホルムを展開溶媒に用いることにより行った。得られたフラクションを濃縮して目的物の白色固体を5.8g、収率76%で得た。ステップ1の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000133
<ステップ2:3,6−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,7−ジヒドロキシナフタレンの合成>
200mL三口フラスコに5.8g(13mmol)の3,6−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,7−ジメトキシナフタレンを入れ、フラスコ内を窒素置換した。このフラスコに33mLのジクロロメタンを加えた。この溶液に29mLの三臭化ホウ素(約1.0mol/Lジクロロメタン溶液)と40mLのジクロロメタンを滴下した。滴下終了後、この溶液を室温で攪拌した。攪拌後、この溶液に氷冷下で約20mLの水を加えて、攪拌した。攪拌後、この混合物の水層をジクロロメタンで抽出し、抽出溶液と有機層を合わせて、水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した。有機層に硫酸マグネシウムを加え、水分を吸着した後この混合物を自然ろ過した。得られた濾液を濃縮し、白色固体を5.7g得た。ステップ2の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000134
<ステップ3:3,10−ジクロロナフト[2,3−b;7,6−b’]ビスベンゾフランの合成>
200mLの三口フラスコに2.5g(5.7mmol)の3,6−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,7−ジヒドロキシナフタレンと7.6g(55mmol)の炭酸カリウムを入れた。この混合物に、N−メチル−2−ピロリドン137mLを加え、この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。脱気後、この混合物を、窒素気流下、120℃で6時間攪拌した。撹拌後、この混合物に水を加え、析出した固体を濾取した。この固体を水、エタノールで洗浄した。得られた固体にエタノールを加え、加熱撹拌後、濾過して固体を得た。得られた固体をトルエンで再結晶し、白色固体を4.4g、収率86%で得た。ステップ3の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000135
<ステップ4:3,10−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;7,6−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10PCA2Nbf(II))の合成>
200mL三口フラスコに0.97g(2.6mmol)の3,10−ジクロロナフト[2,3−b;7,6−b’]ビスベンゾフランと、2.4g(6.4mmol)の3−アニリノ−9−フェニルカルバゾール、92mg(0.26mmol)のジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、1.5g(15mmol)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、25mLのキシレンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に30mg(51μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で14.5時間攪拌した。
撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン:ヘキサン=1:2)で精製し、固体を得た。得られた固体をトルエンとエタノールの混合溶媒で再沈殿し、黄色固体を2.6g得た。得られた固体1.4gを高速液体カラムクロマトグラフィーにより精製した。高速液体カラムクロマトグラフィーはクロロホルムを展開溶媒に用いることにより行った。精製後得られた固体にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し固体を得た。得られた固体をトルエンとエタノールの混合溶媒で再沈殿し、黄色固体を1.1g得た。得られた固体1.1gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力1.9×10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの条件で、393℃で加熱して行った。昇華精製後、黄色固体を0.80g、回収率77%で得た。ステップ4の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000136
得られた固体のH NMRデータを図126に、数値データを以下に示す。これにより、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である3,10PCA2Nbf(II)が得られたことがわかった。
H NMR(DMSO−d,300MHz):δ=7.01(dd,J1=8.1Hz,J2=1.8Hz,2H),7.05−7.11(m,4H),7.17−7.26(m,6H),7.29−7.46(m,12H),7.52−7.57(m,2H),7.65−7.72(m,8H),8.06(d,J1=8.1Hz,2H),8.10(s,2H),8.16(d,J1=1.8Hz,2H),8.21(d,J1=7.8Hz,2H),8.61(s,2H).
次に、3,10PCA2Nbf(II)のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した結果を図127に示す。また、3,10PCA2Nbf(II)の薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図128に示す。固体薄膜は石英基板上に真空蒸着法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、分光光度計((株)日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用いた。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS920)を用いた。発光量子収率の測定には絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製 Quantaurus−QY)を用いた。
図127より、3,10PCA2Nbf(II)のトルエン溶液は413nm、392nm、353nm、320nm、300nm、282nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは443nm(励起波長390nm)であった。また、図128より、3,10PCA2Nbf(II)の薄膜は、416nm、394nm、356nm、325nmおよび298nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは492nm(励起波長395nm)に見られた。この結果から、3,10PCA2Nbf(II)が青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることがわかった。
また、トルエン溶液での発光量子収率を測定したところ、92%と非常に高く、発光材料として好適であることがわかった。
また、本実施例で得られた3,10PCA2Nbf(II)をLC/MS分析によって分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3と同様である。
Targeted−MS法により、3,10PCA2Nbf(II)由来のイオンであるm/z=972.35の成分のMS測定を行なった。Targeted−MSの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=972.35±2.0(isolation window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーNCEを50として測定した。得られたMSスペクトルを図129に示す。
図129の結果から、3,10PCA2Nbf(II)は、主としてm/z=896、729、333、256付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図129に示す結果は、3,10PCA2Nbf(II)に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる3,10PCA2Nbf(II)を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=896付近のプロダクトイオンは、3,10PCA2Nbf(II)におけるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10PCA2Nbf(II)が、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=729付近のプロダクトイオンは、3,10PCA2Nbf(II)における9−フェニルカルバゾリル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10PCA2Nbf(II)が、9−フェニルカルバゾリル基を含んでいることを示唆するものである。
また、m/z=333付近のプロダクトイオンは、3,10PCA2Nbf(II)における3−[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;7,6−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10PCA2Nbf(II)が、3−[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;7,6−b’]ビスベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
(合成例9)
本合成例では、実施の形態1で示した2,9−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:2,9FrA2Nbf(III)−02)の合成方法について詳細に説明する。2,9FrA2Nbf(III)−02の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000137
<ステップ1:1,5−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,7−ジヒドロキシナフタレンの合成>
実施例2における合成例2のステップ1と同様に合成した。
<ステップ2:2,9−ジクロロナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフランの合成>
実施例2における合成例2のステップ2と同様に合成した。
<ステップ3:2,9−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:2,9FrA2Nbf(III)−02)の合成>
200mL三口フラスコに1.2g(3.0mmol)の2,9−ジクロロナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフランと、2.0g(7.7mmol)のN−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミン、0.11g(0.30mmol)のジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、1.8g(18mmol)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、30mLのキシレンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に35mg(60μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で21.5時間攪拌した。撹拌後、この混合物に水、エタノールを加え、超音波を照射後、ろ過し、固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン)で精製した。得られた固体をトルエンで2回再結晶し、黄色固体を1.5g、収率62%で得た。得られた固体1.5gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力1.9×10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの条件で、365℃で加熱して行った。昇華精製後、黄色固体を1.2g、回収率82%で得た。ステップ3の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000138
得られた固体のH NMRデータを図130に、数値データを以下に示す。これにより、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である2,9FrA2Nbf(III)−02が得られたことがわかった。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=7.11−7.17(m,2H),7.20(dd,J1=8.4Hz,J2=2.1Hz,2H),7.24−7.28(m,4H),7.30−7.45(m,12H),7.46(d,J1=2.4Hz,2H),7.53(d,J1=8.4Hz,2H),7.87(d,J1=8.1Hz,2H),7.91−7.96(m,4H),8.33(d,J1=8.4Hz,2H),8.64(d,J1=9.3Hz,2H).
次に、2,9FrA2Nbf(III)−02のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した結果を図131に示す。また、2,9FrA2Nbf(III)−02の薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図132に示す。固体薄膜は石英基板上に真空蒸着法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、分光光度計((株)日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用いた。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS920)を用いた。発光量子収率の測定は絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製 Quantaurus−QY)を用いた。
図131より、2,9FrA2Nbf(III)−02のトルエン溶液は419nm、399nm、348nm、323nm、294nm、282nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは435nm、459nm(励起波長398nm)であった。また、図132より、2,9FrA2Nbf(III)−02の薄膜は、425nm、404nm、352nm、325nm、299nmおよび274nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは452nm、473nm(励起波長400nm)に見られた。この結果から、2,9FrA2Nbf(III)−02が青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることがわかった。
また、トルエン溶液での発光量子収率を測定したところ、94%と高く、発光材料として好適であることがわかった。
続いて、本実施例で得られた2,9FrA2Nbf(III)−02をLC/MS分析によって分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3と同様である。
Targeted−MS法により、2,9FrA2Nbf(III)−02由来のイオンであるm/z=822.25の成分のMS測定を行なった。Targeted−MSの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=822.25±2.0(isolation window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーNCEを60として測定した。得られたMSスペクトルを図133に示す。
図133の結果から、2,9FrA2Nbf(III)−02は、主としてm/z=746、656、563、487、397、258、182付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図133に示す結果は、2,9FrA2Nbf(III)−02に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる2,9FrA2Nbf(III)−02を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=746付近のプロダクトイオンは、2,9FrA2Nbf(III)−02におけるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、2,9FrA2Nbf(III)−02が、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=656付近のプロダクトイオンは、2,9FrA2Nbf(III)−02におけるジベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、2,9FrA2Nbf(III)−02が、ジベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
なお、m/z=563付近のプロダクトイオンは、2,9FrA2Nbf(III)−02におけるN−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ基が離脱した状態のカチオンと推定され、2,9FrA2Nbf(III)−02が、N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=258付近のプロダクトイオンは、2,9FrA2Nbf(III)−02における2−[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、2,9FrA2Nbf(III)−02が、2−[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
(合成例10)
本合成例では、本発明の一態様の有機化合物である2,9−ビス[N−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ]−6,13−ジフェニルナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:ph−2,9FrA2Nbf(III)−II)の合成方法について詳細に説明する。ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIの構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000139
<ステップ1:2,6−ジメトキシ−3,7−ジフェニルナフタレンの合成>
200mL三口フラスコに3.1g(7.1mmol)の3,7−ジヨード−2,6−ジメトキシナフタレンと、3.5g(16mmol)のフェニルボロン酸、4.3g(31mmol)の炭酸カリウム、0.22g(0.72mmol)のトリス(2−メチルフェニル)ホスフィンを入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に、50mLのトルエンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に43mg(0.14mmol)の酢酸パラジウム(II)を加え、窒素気流下、120℃で7時間攪拌した。撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。濾液を濃縮して固体を得た。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン)で精製した。得られた固体をトルエンと酢酸エチルの混合溶媒で再結晶し、淡黄色固体を2.2g、収率90%で得た。ステップ1の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000140
得られた固体のH NMRデータを以下に示す。これにより、2,6−ジメトキシ−3,7−ジフェニルナフタレンが得られたことがわかった。
H NMR(DMSO−d,300MHz):δ=3.85(s,6H),7.34−7.49(m,8H),7.55−7.59(m,4H),7.77(s,2H).
<ステップ2:2,6−ビス(2−ブロモ−5−クロロフェノキシ)−3,7−ジフェニルナフタレンの合成>
100mL三口フラスコに2.2g(6.4mmol)の2,6−ジメトキシ−3,7−ジフェニルナフタレンを入れ、フラスコ内を窒素置換した。このフラスコに16mLのジクロロメタンを加えた。この溶液に14mL(14mmol)の三臭化ホウ素(約1.0mol/Lジクロロメタン溶液)と10mLのジクロロメタンを滴下した。滴下終了後、この溶液を室温で終夜攪拌した。攪拌後、この溶液に氷冷下で約20mLの水を加えて、攪拌した。攪拌後、この混合物の水層をジクロロメタンで抽出し、抽出溶液と有機層を合わせて、水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、乾燥後この混合物を自然ろ過した。得られた濾液を濃縮し、白色固体を得た。
200mLの三口フラスコに得られた白色固体と4.2g(20mmol)の1−ブロモ−4−クロロ−2−フルオロベンゼン、6.1g(19mmol)の炭酸セシウムを入れた。この混合物に、N−メチル−2−ピロリドン30mLを加え、この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。脱気後、この混合物を、窒素気流下、120℃で7時間攪拌した。撹拌後、この混合物に水を加え、超音波を照射後、濾過し固体を得た。得られた固体を水、エタノールで洗浄した。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン)で精製した。得られた固体をトルエンと酢酸エチルの混合溶媒で再結晶し、白色固体を1.9g、収率42%で得た。ステップ2の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000141
得られた固体のH NMRデータを以下に示す。これにより、2,6−ビス(2−ブロモ−5−クロロフェノキシ)−3,7−ジフェニルナフタレンが得られたことがわかった。
H NMR(DMSO−d,300MHz):δ=7.06(d,J1=2.4Hz,2H),7.16(dd,J1=9.0Hz,J2=2.4Hz,2H),7.32−7.46(m,6H),7.54(s,2H),7.67−7.35(m,6H),8.08(s,2H).
<ステップ3:2,9−ジクロロ−6,13−ジフェニルナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフランの合成>
200mLの三口フラスコに1.8g(2.7mmol)の2,6−ビス(2−ブロモ−5−クロロフェノキシ)−3,7−ジフェニルナフタレンと0.14g(0.53mol)のトリフェニルホスフィン、2.1g(6.4mmol)の炭酸セシウムを入れた。この混合物に、N−メチル−2−ピロリドン20mLを加え、この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。脱気後、この混合物を、窒素気流下、120℃で15.5時間攪拌した。撹拌後、混合物に水を加え、超音波を照射後、濾過して固体を得た。得られた固体をトルエンに溶解させ、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮して固体を得た。得られた固体をトルエンで再結晶し、淡黄色固体を1.1g、収率76%で得た。ステップ3の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000142
得られた固体のH NMRデータを以下に示す。これにより、2,9−ジクロロ−6,13−ジフェニルナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフランが得られたことがわかった。
H NMR(1,1,2,2−Tetrachloroethane−D2,300MHz):δ=7.56−7.74(m,8H),7.86(d,J1=2.1Hz,2H),8.13(d,J1=7.5Hz,4H),8.46(d,J1=8.7Hz,2H),8.84(s,2H).
<ステップ4:2,9−ビス[N−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ]−6,13−ジフェニルナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:ph−2,9FrA2Nbf(III)−II)の合成>
200mL三口フラスコに1.1g(2.0mmol)の2,9−ジクロロ−6,13−ジフェニルナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフランと、1.3g(5.0mmol)のN−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミン、71mg(0.20mmol)のジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、1.1g(12mmol)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、20mLのキシレンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に21mg(40μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で27時間攪拌した。撹拌後、この混合物に水、エタノールを加え、超音波を照射後、ろ過し、固体を得た。
この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン)で精製した。得られた固体をトルエンで2回再結晶し、黄色固体を1.2g、収率62%で得た。得られた固体1.1gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力1.6×10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの条件で、390℃で加熱して行った。昇華精製後、黄色固体を0.95g、回収率88%で得た。ステップ4の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000143
得られた固体のH NMRデータを図134に、数値データを以下に示す。これにより、ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIが得られたことがわかった。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=7.12(tt,J1=6.9Hz,J2=1.5Hz,2H),7.23−7.28(m,6H),7.30−7.48(m,18H),7.53−7.58(m,4H),7.87(dd,J1=6.9Hz,J2=1.5Hz,2H),7.99−8.06(m,6H),8.37(d,J1=8.7Hz,2H),8.72(s,2H).
次に、ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIのトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した結果を図135に示す。また、ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIの薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図136に示す。固体薄膜は石英基板上に真空蒸着法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、分光光度計((株)日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用いた。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製FS920)を用いた。発光量子収率の測定は絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製Quantaurus−QY)を用いた。
図135より、ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIのトルエン溶液は429nm、409nm、367nm、351nm、313nm、295nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは462nm、483nm(励起波長406nm)であった。また、図136より、ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIの薄膜は、437nm、420nm、373nm、325nmおよび294nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは487nm、513nm(励起波長420nm)に見られた。この結果から、ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIが青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることがわかった。
また、トルエン溶液での発光量子収率を測定したところ、98%と高く、発光材料として好適であることがわかった。
次に、本実施例で得られたph−2,9FrA2Nbf(III)−IIをLC/MS分析によって分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3と同様である。
Targeted−MS法により、ph−2,9FrA2Nbf(III)−II由来のイオンであるm/z=974.31の成分のMS測定を行なった。Targeted−MSの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=974.31±2.0(isolation window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーNCEを60として測定した。得られたMSスペクトルを図137に示す。
図137の結果から、ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIは、主としてm/z=896、715、639、549、275付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図137に示す結果は、ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIに由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれるph−2,9FrA2Nbf(III)−IIを同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=896付近のプロダクトイオンは、ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIにおけるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIが、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=715付近のプロダクトイオンは、ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIにおけるN−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ基が離脱した状態のカチオンと推定され、ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIが、N−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ基を含んでいることを示唆するものである。
また、m/z=257付近のプロダクトイオンは、ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIにおける2−[N−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ]−6,13−ジフェニルナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、ph−2,9FrA2Nbf(III)−IIが、2−[N−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ]−6,13−ジフェニルナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
(合成例11)
本合成例では、3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]−6,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02)の合成方法について詳細に説明する。ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000144
<ステップ1:2,6−ジヒドロキシ−1,5−ジフェニルナフタレンの合成>
実施例13における合成例7のステップ1と同様に合成した。
<ステップ2:2,6−ビス(2−ブロモ−4−クロロフェノキシ)−1,5−ジフェニルナフタレンの合成>
実施例13における合成例7のステップ2と同様に合成した。
<ステップ3:3,10−ジクロロ−6,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランの合成>
実施例13における合成例7のステップ3と同様に合成した。
<ステップ4:3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]−6,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02)の合成>
200mL三口フラスコに1.4g(2.6mmol)の3,10−ジクロロ−6,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランと、1.7g(6.4mmol)のN−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミン、92mg(0.26mmol)のジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、1.5g(15mmol)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、25mLのキシレンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に29mg(51μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で14.5時間攪拌した。撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン:ヘキサン=1:2、次いでトルエン:ヘキサン=2:3)で精製し、固体を得た。
得られた固体をトルエンで再結晶し、黄色固体を2.0g、収率78%で得た。得られた固体1.0gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力1.0×10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの条件で、395℃で加熱して行った。昇華精製後、黄色固体を0.90g、回収率88%で得た。ステップ4の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000145
得られた固体のH NMRデータを図138に、数値データを以下に示す。これにより、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物であるph−3,10FrA2Nbf(IV)−02が得られたことがわかった。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=7.06−7.21(m,12H),7.29−7.36(m,8H),7.41(dt,J1=1.5Hz,J2=7.5Hz,2H),7.50−7.57(m,4H),7.60−7.70(m,8H),7.79−7.85(m,4H),7.90(dd,J1=7.2Hz,J2=0.9Hz,2H),8.34(s,2H).
次に、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した結果を図139に示す。また、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02の薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図140に示す。固体薄膜は石英基板上に真空蒸着法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、分光光度計((株)日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用いた。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製FS920)を用いた。発光量子収率の測定には絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製 Quantaurus−QY)を用いた。
図139より、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液は436nm、411nm、352nm、325nm、281nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは450nm、480nm(励起波長412nm)であった。また、図140より、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02の薄膜は、444nm、419nm、358nm、327nm、299nmおよび262nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは471nm、517nm、552nm(励起波長420nm)に見られた。この結果から、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02が青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることがわかった。
また、トルエン溶液での発光量子収率を測定したところ、93%と高く、発光材料として好適であることがわかった。
次に、本実施例で得られたph−3,10FrA2Nbf(IV)−02をLC/MS分析によって分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3と同様である。
Targeted−MS法により、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02由来のイオンであるm/z=974.31の成分のMS測定を行なった。Targeted−MSの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=974.31±2.0(isolation window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーNCEを60として測定した。得られたMSスペクトルを図141に示す。
図141の結果から、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02は、主としてm/z=896、820、715、639、549、258付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図141に示す結果は、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれるph−3,10FrA2Nbf(IV)−02を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=896付近のプロダクトイオンは、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02におけるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02が、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=715付近のプロダクトイオンは、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02におけるN−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ基が離脱した状態のカチオンと推定され、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02が、N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ基を含んでいることを示唆するものである。
また、m/z=258付近のプロダクトイオンは、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02における3−[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]−6,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02が、3−[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]−6,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
(合成例12)
本合成例では、3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−(4−イソプロピルフェニル)アミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02)の合成方法について詳細に説明する。3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000146
<ステップ1:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジメトキシナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ1と同様に合成した。
<ステップ2:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジヒドロキシナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ2と同様に合成した。
<ステップ3:3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランの合成>
実施例1における合成例1のステップ3と同様に合成した。
<ステップ4:3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−(4−イソプロピルフェニル)アミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02)の合成>
200mL三口フラスコに1.0g(2.8mmol)の3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランと、2.1g(6.9mmol)のN−(4−イソプロピルフェニル)−N−(ジベンゾフラン−3−イル)アミン、99mg(0.28mmol)のジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、1.6g(17mmol)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、30mLのキシレンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に32mg(55μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で15時間攪拌した。
撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮して固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン)で精製し、固体を得た。得られた固体をトルエンで2回再結晶し黄色固体を1.9g、収率77%で得た。得られた固体1.4gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力1.7×10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの条件で、375℃で加熱して行った。昇華精製後、黄色固体を1.2g、回収率87%で得た。ステップ4の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000147
得られた固体のH NMRデータを図142に、数値データを以下に示す。これにより、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02が得られたことがわかった。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=1.29(d,J1=7.5Hz,12H),2.94(sep,J1=7.5Hz,2H),7.12−7.26(m,14H),7.32−7.37(m,4H),7.42(dt,J1=7.2Hz,J2=1.5Hz,2H),7.53(d,J1=7.8Hz,2H),7.86(d,J1=8.7Hz,2H),7.90−7.95(m,4H),8.00(s,2H),8.40(s,2H).
なお、3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02は、炭化水素基であるイソプロピル基を有しているため、分子間力が比較的小さく、分子量が大きいにも関わらず昇華精製温度を抑えることができた。
次に、3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した結果を図143に示す。また、3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02の薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図144に示す。固体薄膜は石英基板上に真空蒸着法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、分光光度計((株)日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用いた。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製FS920)を用いた。発光量子収率の測定には絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製 Quantaurus−QY)を用いた。
図143より、3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液は430nm、408nm、358nm、281nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは446nm、473nm(励起波長410nm)であった。また、図144より、3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02の薄膜は、435nm、413nm、359nm、および258nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは468nm、493nm(励起波長410nm)に見られた。この結果から、3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02が青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることがわかった。
また、トルエン溶液での発光量子収率を測定したところ、91%と高く、発光材料として好適であることがわかった。
次に、本実施例で得られた3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02をLC/MS分析によって分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3と同様である。
Targeted−MS法により、3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02由来のイオンであるm/z=906.35の成分のMS測定を行なった。Targeted−MSの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=906.35±2.0(isolation window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーNCEを40および50として測定した。得られたMSスペクトルを図145(A)(B)に示す。なお、図145(A)がNCE40の結果、図145(B)がNCE50の結果である。
図145(A)(B)の結果から、3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02は、NCE40の場合、主としてm/z=891、740付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。また、NCE50の場合、主としてm/z=891、862、773、592、487、258付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図145(A)(B)に示す結果は、3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=862付近のプロダクトイオンは、3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02におけるイソプロピル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02が、イソプロピル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=740付近のプロダクトイオンは、3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02におけるジベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02が、ジベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
(合成例13)
本合成例では、3,10−ビス[N−(ジベンゾチオフェン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10ThA2Nbf(IV))の合成方法について詳細に説明する。3,10ThA2Nbf(IV)の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000148
<ステップ1:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジメトキシナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ1と同様に合成した。
<ステップ2:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジヒドロキシナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ2と同様に合成した。
<ステップ3:3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランの合成>
実施例1における合成例1のステップ3と同様に合成した。
<ステップ4:3,10ThA2Nbf(IV)の合成>
200mL三口フラスコに1.1g(2.9mmol)の3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランと、2.0g(7.3mmol)のN−(ジベンゾチオフェン−2−イル)−N−フェニルアミン、0.11g(0.29mmol)のジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、1.7g(18mmol)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、30mLのキシレンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に34mg(58μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で29時間攪拌した。
撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を濃縮して固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン)で精製し、固体を得た。得られた固体をトルエンで2回再結晶し、黄色固体を1.1g、収率42%で得た。得られた固体1.0gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力2.0×10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの条件で、385℃で加熱して行った。昇華精製後、黄色固体を0.85g、回収率84%で得た。ステップ4の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000149
次に、3,10ThA2Nbf(IV)のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した結果を図146に示す。また、3,10ThA2Nbf(IV)の薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図147に示す。固体薄膜は石英基板上に真空蒸着法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、分光光度計((株)日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用いた。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS920)を用いた。発光量子収率の測定には絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製 Quantaurus−QY)を用いた。
図146より、3,10ThA2Nbf(IV)のトルエン溶液は426nm、403nm、309nm、282nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは441nm、466nm(励起波長405nm)であった。また、図147より、3,10ThA2Nbf(IV)の薄膜は、433nm、411nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは466nm、493nm(励起波長400nm)に見られた。この結果から、3,10ThA2Nbf(IV)が青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることがわかった。
次に、本実施例で得られた3,10ThA2Nbf(IV)をLC/MS分析によって分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3と同様である。
Targeted−MS法により3,10ThA2Nbf(IV)由来のイオンであるm/z=854.21の成分のMS測定を行なった。Targeted−MSの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=854.21±2.0(isolation window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーNCEを60として測定した。得られたMSスペクトルを図148に示す。
図148の結果から、3,10ThA2Nbf(IV)は、主としてm/z=776、579、503、397、273付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図148に示す結果は、3,10ThA2Nbf(IV)に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる3,10ThA2Nbf(IV)を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=776付近のプロダクトイオンは、3,10ThA2Nbf(IV)におけるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10ThA2Nbf(IV)が、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=579付近のプロダクトイオンは、3,10ThA2Nbf(IV)におけるN−(ジベンゾチオフェン−2−イル)−N−フェニルアミノ基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10ThA2Nbf(IV)が、N−(ジベンゾチオフェン−2−イル)−N−フェニルアミノ基を含んでいることを示唆するものである。
また、m/z=273付近のプロダクトイオンは、3,10ThA2Nbf(IV)における3−[N−(ジベンゾチオフェン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10ThA2Nbf(IV)が、3−[N−(ジベンゾチオフェン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
(合成例14)
本合成例では、2,9−ビス{N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ}ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:2,9PCBA2Nbf(III))の合成方法について詳細に説明する。2,9PCBA2Nbf(III)の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000150
<ステップ1:1,5−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,7−ジヒドロキシナフタレンの合成>
実施例2における合成例2のステップ1と同様に合成した。
<ステップ2:2,9−ジクロロナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフランの合成>
実施例2における合成例2のステップ2と同様に合成した。
<ステップ3:2,9PCBA2Nbf(III)の合成>
200mL三口フラスコに0.84g(2.2mmol)の2,9−ジクロロナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフランと、2.3g(5.6mmol)の3−[4−(4−フェニルアミノ)フェニル]−9−フェニルカルバゾール、80mg(0.22mmol)のジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、1.3g(13mmol)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、25mLのキシレンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に26mg(44μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で20時間攪拌した。
撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し固体を得た。得られた固体にトルエンを加え、加熱撹拌後、吸引濾過をし、固体を回収した。再度、得られた固体にトルエンを加え、加熱撹拌後、吸引濾過をし、黄色固体を1.4g、収率56%で得た。得られた固体1.0gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力3.3×10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの条件で、445℃で加熱して行った。
昇華精製後、黄色固体を0.71g、回収率70%で得た。ステップ3の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000151
得られた固体のH NMRデータを図149に、数値データを以下に示す。これにより、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である2,9PCBA2Nbf(III)が得られたことがわかった。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=7.13(t,J1=6.9Hz,2H),7.25−7.40(m,16H),7.43−7.54(m,10H),7.60−7.73(m,14H),7.97(d,J1=9.3Hz,2H),8.22(d,J1=7.8Hz,2H),8.34(d,J1=8.7Hz,2H),8.40(d,J1=1.5Hz,2H),8.66(d,J1=8.7Hz,2H).
次に、2,9PCBA2Nbf(III)のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した結果を図150に示す。また、2,9PCBA2Nbf(III)の薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図151に示す。固体薄膜は石英基板上に真空蒸着法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、分光光度計((株)日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用いた。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS920)を用いた。発光量子収率の測定には絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製 Quantaurus−QY)を用いた。
図150より、2,9PCBA2Nbf(III)のトルエン溶液は421nm、402nm、329nm、298nm、289nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは439nm、465nm(励起波長398nm)であった。また、図151より、2,9PCBA2Nbf(III)の薄膜は、426nm、409nm、329nm、285nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは541nm(励起波長430nm)に見られた。この結果から、2,9PCBA2Nbf(III)が青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることがわかった。
また、トルエン溶液での発光量子収率を測定したところ、88%と高く、発光材料として好適であることがわかった。
次に、本実施例で得られた2,9PCBA2Nbf(III)をLC/MS分析によって分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3と同様である。
Targeted−MS法により、2,9PCBA2Nbf(III)由来のイオンであるm/z=1124.41の成分のMS測定を行なった。Targeted−MSの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=1124.41±2.0(isolation window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーNCEを60として測定した。得られたMSスペクトルを図152に示す。
図152の結果から、2,9PCBA2Nbf(III)は、主としてm/z=1046、1019、805、714、638、409、332、243付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図152に示す結果は、2,9PCBA2Nbf(III)に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる2,9PCBA2Nbf(III)を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=1046付近のプロダクトイオンは、2,9PCBA2Nbf(III)におけるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、2,9PCBA2Nbf(III)が、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=805付近のプロダクトイオンは、2,9PCBA2Nbf(III)における4−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)フェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、2,9PCBA2Nbf(III)が、4−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=638付近のプロダクトイオンは、2,9PCBA2Nbf(III)におけるN−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ基が離脱した状態のカチオンと推定され、2,9PCBA2Nbf(III)が、N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ基を含んでいることを示唆するものである。
また、m/z=409付近のプロダクトイオンは、2,9PCBA2Nbf(III)における2−{N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ}ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、2,9PCBA2Nbf(III)が、2−{N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ}ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
(合成例15)
本合成例では、3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−(3,5−ジ−t−ブチルフェニル)アミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02)の合成方法について詳細に説明する。3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000152
<ステップ1:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジメトキシナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ1と同様に合成した。
<ステップ2:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジヒドロキシナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ2と同様に合成した。
<ステップ3:3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランの合成>
実施例1における合成例1のステップ3と同様に合成した。
<ステップ4:N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)アミンの合成>
200mL三口フラスコに4.2g(17mmol)の3−ブロモジベンゾフラン、5.2g(25mmol)の3,5−ジ−tert−ブチルアニリン、4.9g(51mmol)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物にトルエン85mL、トリ(tert−ブチル)ホスフィンの10%ヘキサン溶液0.3mLを加え、混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物にビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を98mg(0.17mmol)加え、窒素気流下にて120℃で7時間加熱撹拌した。撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を濃縮して固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン:ヘキサン=1:3)で精製した。得られた固体をエタノールで再結晶し、白色固体を3.7g、収率59%で得た。ステップ4の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000153
得られた固体のH NMRデータを以下に示す。これにより、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物であるN−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)アミンが得られたことがわかった。
H NMR(DMSO−d,300MHz):δ=1.29(s,18H),6.99(t,J1=1.2Hz,1H),7.03−7.07(m,3H),7.24(d,J1=2.1Hz,1H),7.28−7.39(m,2H),7.58(dd,J1=7.2Hz,J2=1.5Hz,1H),7.89−7.95(m,2H),8.48(s,1H).
<ステップ5:3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02の合成>
200mL三口フラスコに0.90g(2.4mmol)の3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランと、2.2g(6.0mmol)のN−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)アミン、86mg(0.28mmol)のジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、1.4g(14mmol)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、25mLのキシレンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に27mg(48μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で27時間攪拌した。
撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮して固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン)で精製し、固体を得た。得られた固体をトルエンで2回再結晶し、黄色固体を1.4g、収率54%で得た。得られた固体1.1gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力2.1×10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの条件で、365℃で加熱して行った。
昇華精製後、黄色固体を1.0g、回収率95%で得た。ステップ5の合成スキームを以下に示す。
得られた固体のH NMRデータを図153に、数値データを以下に示す。これにより、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02が得られたことがわかった。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=1.28(s,36H),7.10−7.15(m,6H),7.19(dd,J1=8.7Hz,J2=1.8Hz,2H),7.25−7.26(m,4H),7.31−7.37(m,4H),7.41(dt,J1=8.4Hz,J2=1.5Hz,2H),7.52(d,J1=7.8Hz,2H),7.86(d,J1=8.4Hz,2H),7.90−7.94(m,4H),8.00(s,2H),8.39(s,2H).
なお、3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02は、炭化水素基であるtert−ブチル基が結合しており、そのことで分子間力が比較的小さく、分子量が大きいにも関わらず昇華精製温度を抑えることができた。
次に、3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した結果を図154に示す。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて示した。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS920)を用いた。発光量子収率の測定には絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製 Quantaurus−QY)を用いた。
図154より、3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02のトルエン溶液は431nm、408nm、383nm、351nm、281nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは445nm、473nm(励起波長408nm)であった。この結果から、3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02が青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることがわかった。
また、トルエン溶液での発光量子収率を測定したところ、94%と高く、発光材料として好適であることがわかった。
次に、本実施例で得られた3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02をLC/MS分析によって分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3と同様である。
Targeted−MS法により3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02由来のイオンであるm/z=1046.50の成分のMS測定を行なった。Targeted−MSの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=1046.50±2.0(isolation window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーNCEを60として測定した。得られたMSスペクトルを図155に示す。
図155の結果から、3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02は、主としてm/z=1030、1016、974、902、677、605、298付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図155に示す結果は、3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=677付近のプロダクトイオンは、3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02におけるN−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−(3,5−ジ−t−ブチルフェニル)アミノ基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02が、N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−(3,5−ジ−t−ブチルフェニル)アミノ基を含んでいることを示唆するものである。
(合成例16)
本合成例では、実施の形態1で示した本発明の一態様の有機化合物である3,10−ビス{N−[4−(ジベンゾフラン−4−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ}ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10FrBA2Nbf(IV)−II)の合成方法について詳細に説明する。3,10FrBA2Nbf(IV)−IIの構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000155
<ステップ1:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジメトキシナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ1と同様に合成した。
<ステップ2:3,7−ビス(4−クロロ−2−フルオロフェニル)−2,6−ジヒドロキシナフタレンの合成>
実施例1における合成例1のステップ2と同様に合成した。
<ステップ3:3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランの合成>
実施例1における合成例1のステップ3と同様に合成した。
<ステップ4:3,10FrBA2Nbf(IV)−IIの合成>
200mL三口フラスコに1.0g(2.6mmol)の3,10−ジクロロナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフランと、2.2g(6.4mmol)の4−(ジベンゾフラン−4−イル)ジフェニルアミン、93mg(0.26mmol)のジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、1.5g(15mmol)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。この混合物に、25mLのキシレンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に29mg(52μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加え、窒素気流下、150℃で13時間攪拌した。
撹拌後、混合物に水、エタノールを加え、超音波照射後、濾過をし、固体を回収した。得られた固体をトルエンに溶かし、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮して固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン)で精製し、固体を得た。得られた固体をトルエンで2回再結晶し、黄色固体を1.5g、収率60%で得た。得られた固体1.1gをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力2.4×10−2Pa、アルゴン流量0mL/minの条件で、410℃で加熱して行った。昇華精製後、黄色固体を0.84g、回収率74%で得た。ステップ4の合成スキームを以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000156
得られた固体のH NMRデータを図156に、数値データを以下に示す。これにより、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である3,10FrBA2Nbf(IV)−IIが得られたことがわかった。
H NMR(CDCl,300MHz):δ=7.14−7.21(m,4H),7.27−7.44(m,16H),7.46−7.53(m,4H),7.62−7.67(m,4H),7.89−7.92(m,4H),7.95−7.99(m,4H),8.02−8.05(m,4H),8.43(s,2H).
次に、3,10FrBA2Nbf(IV)−IIのトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した結果を図157に示す。また、3,10FrBA2Nbf(IV)−IIの薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図158に示す。固体薄膜は石英基板上に真空蒸着法にて作製した。トルエン溶液の吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用いて測定し、トルエンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて示した。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、分光光度計((株)日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計U4100)を用いた。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS920)を用いた。発光量子収率の測定には絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製 Quantaurus−QY)を用いた。
図157より、3,10FrBA2Nbf(IV)−IIのトルエン溶液は427nm、404nm、341nm、282nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは442nm、466nm(励起波長404nm)であった。また、図158より、3,10FrBA2Nbf(IV)−IIの薄膜は、434nm、412nm、351nm、286nm、252nmに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは465nm、486nm(励起波長410nm)に見られた。この結果から、3,10FrBA2Nbf(IV)−IIが青色に発光することを確認し、発光物質や可視領域の蛍光発光物質のホストとして利用可能であることがわかった。
また、トルエン溶液での発光量子収率を測定したところ、93%と高く、発光材料として好適であることがわかった。
次に、本実施例で得られた3,10FrBA2Nbf(IV)−IIをLC/MS分析によって分析した。試料の作製方法、測定方法および条件は実施例3における合成例3と同様である。
Targeted−MS法により3,10FrBA2Nbf(IV)−II由来のイオンであるm/z=974.31の成分のMS測定を行なった。Targeted−MSの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をm/z=974.31±2.0(isolation window=4)とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーNCEを60として測定した。得られたMSスペクトルを図159に示す。
図159の結果から、3,10FrBA2Nbf(IV)−IIは、主としてm/z=896、730、639、563、397、334、166付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図159に示す結果は、3,10FrBA2Nbf(IV)−IIに由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる3,10FrBA2Nbf(IV)−IIを同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、m/z=896付近のプロダクトイオンは、3,10FrBA2Nbf(IV)−IIにおけるフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10FrBA2Nbf(IV)−IIが、フェニル基を含んでいることを示唆するものである。また、m/z=730付近のプロダクトイオンは、3,10FrBA2Nbf(IV)−IIにおける4−(ジベンゾフラン−4−イル)フェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10FrBA2Nbf(IV)−IIが、4−(ジベンゾフラン−4−イル)フェニル基を含んでいることを示唆するものである。
また、m/z=639付近のプロダクトイオンは、3,10FrBA2Nbf(IV)−IIにおける4−(ジベンゾフラン−4−イル)ジフェニルアミノ基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10FrBA2Nbf(IV)−IIが、4−(ジベンゾフラン−4−イル)ジフェニルアミノ基を含んでいることを示唆するものである。
また、m/z=334付近のプロダクトイオンは、3,10FrBA2Nbf(IV)−IIにおける3−{N−[4−(ジベンゾフラン−4−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ}ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、3,10FrBA2Nbf(IV)−IIが、3−{N−[4−(ジベンゾフラン−4−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ}ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラニル基を含んでいることを示唆するものである。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子10乃至15について詳細に説明する。発光素子10乃至15で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000157
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000158
(発光素子10の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、陽極101を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は4mm(2mm×2mm)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式(vi)で表される3−[4−(9−フェナントリル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPPn)と酸化モリブデン(VI)とを重量比4:2(=PCPPn:酸化モリブデン)となるように、10nm共蒸着して正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、PCPPnを30nm蒸着して正孔輸送層112を形成した。
続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、上記構造式(xv)で表される2,9−ビス[N−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ]−6,13−ジフェニルナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:ph−2,9FrA2Nbf(III)−II)とを重量比1:0.01(=cgDBCzPA:ph−2,9FrA2Nbf(III)−II)となるように25nm共蒸着して発光層113を形成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚15nmとなるように蒸着し、上記構造式(xii)で表される2,9−ビス(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:NBPhen)を膜厚10nmとなるように蒸着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを膜厚200nmとなるように蒸着することで陰極102を形成して本実施例の発光素子10を作製した。
(発光素子11の作製方法)
発光素子11は、発光素子10におけるph−2,9FrA2Nbf(III)−IIを、上記構造式(xvi)で表される3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]−6,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02)に替えた他は発光素子10と同様に作製した。
(発光素子12の作製方法)
発光素子12は、発光素子10におけるph−2,9FrA2Nbf(III)−IIを、上記構造式(xvii)で表される3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−4−イル)−N−フェニルアミノ]−6,13−ジフェニルナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:ph−3,10FrA2Nbf(IV)−II)に替えた他は発光素子10と同様に作製した。
(発光素子13の作製方法)
発光素子13は、発光素子10におけるph−2,9FrA2Nbf(III)−IIを、上記構造式(xviii)で表される3,10−ビス{N−[4−(ジベンゾフラン−4−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ}ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10FrBA2Nbf(IV)−II)に替えた他は発光素子10と同様に作製した。
(発光素子14の作製方法)
発光素子14は発光素子10におけるph−2,9FrA2Nbf(III)−IIを、上記構造式(xix)で表される3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−(4−イソプロピルフェニル)アミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02)に替えた他は発光素子10と同様に作製した。
(発光素子15の作成方法)
発光素子15は発光素子10におけるph−2,9FrA2Nbf(III)−IIを、上記構造式(xx)で表される3,10−ビス[N−(ジベンゾチオフェン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10ThA2Nbf(IV))に替えた他は発光素子10と同様に作製した。
発光素子10乃至15の素子構造を以下の表にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000159
発光素子10乃至15を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、これら発光素子の初期特性について測定を行った。なお、測定は室温で行った。
発光素子10乃至15の輝度−電流密度特性を図160に、電流効率−輝度特性を図161に、輝度−電圧特性を図162に、電流−電圧特性を図163に、パワー効率−輝度特性を図164に、外部量子効率−輝度特性を図165に、発光スペクトルを図166に示す。また、輝度1000cd/m付近における素子特性を表20にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000160
図160乃至図166及び表20より、発光素子10乃至15は、1000cd/mにおける外部量子効率が11.2%~12.6%と良好な特性を示す発光素子であることがわかった。特に発光素子10、発光素子11および発光素子14は外部量子効率11.6%以上の非常に良好な外部量子効率を呈することがわかった。
発光素子10および発光素子11は発光物質としてph−2,9FrA2Nbf(III)−II、ph−3,10FrA2Nbf(IV)−02を用いており、これらはナフトビスベンゾフラン骨格に芳香族炭化水素基であるフェニル基が結合している。また、発光素子14は発光物質として、3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02を用いており、3,10iPrFrA2Nbf(IV)−02には、炭化水素基であるイソプロピル基が結合している。このようにこれらの有機化合物は、当該芳香族炭化水素基または炭化水素基を有することにより、発光物質同士の分子間力が抑えられ、濃度消光が抑制された結果、高い外部量子効率を実現したと考えられる。
また、これらの発光素子は良好な青色発光を呈する発光素子であることがわかった。特に発光素子11乃至15はxy色度図においてx座標0.14、y座標0.14以下の、その中でも発光素子12、発光素子13および発光素子15はy座標0.10以下の非常に良好な青色を呈している。
なお、特筆すべきは、本発明の一態様の発光素子は、これら非常に良好な外部量子効率と非常に良好な青色色度を両立している点にある。このように、本発明の一態様の発光素子は、非常に特性の良好な発光素子であることがわかる。また、これら発光素子に用いられたドーパントである本発明の一態様の有機化合物は、青色色度の良好な発光を非常に高効率で呈する有機化合物であることがわかった。
また、電流値を2mAとし、電流密度一定の条件における駆動時間に対する輝度の変化を表すグラフを図167に示す。図167に示すように、発光素子10乃至15は、100時間駆動後にも初期輝度の80%以上を保っており、特に、発光素子10乃至12は90%以上を保っており、寿命の良好な発光素子であることがわかった。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子16乃至18について詳細に説明する。発光素子16乃至18で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000161
(発光素子16の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、陽極101を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は4mm(2mm×2mm)とした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。
次に、陽極101が形成された面が下方となるように、陽極101が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極101上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式(vi)で表される3−[4−(9−フェナントリル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPPn)と酸化モリブデン(VI)とを重量比4:2(=PCPPn:酸化モリブデン)となるように、10nm共蒸着して正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、PCPPnを30nm蒸着して正孔輸送層112を形成した。
続いて、上記構造式(ii)で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、上記構造式(xxi)で表される2,9−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:2,9FrA2Nbf(III)−02)とを重量比1:0.01(=cgDBCzPA:2,9FrA2Nbf(III)−02)となるように25nm共蒸着して発光層113を形成した。
その後、発光層113上に、cgDBCzPAを膜厚15nmとなるように蒸着し、上記構造式(xii)で表される2,9−ビス(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:NBPhen)を膜厚10nmとなるように蒸着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを膜厚200nmとなるように蒸着することで陰極102を形成して本実施例の発光素子16を作製した。
(発光素子17の作製方法)
発光素子17は、発光素子16における2,9FrA2Nbf(III)−02を、上記構造式(xxii)で表される2,9−ビス{N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−N−フェニルアミノ}ナフト[2,1−b;6,5−b’]ビスベンゾフラン(略称:2,9PCBA2Nbf(III))に替え、cgDBCzPAとの重量比を1:0.01(=cgDBCzPA:2,9PCBA2Nbf(III))とした他は発光素子16と同様に作製した。
(発光素子18の作製方法)
発光素子18は、発光素子16における2,9FrA2Nbf(III)−02を、上記構造式(xxiii)で表される3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−(3,5−ジ−t−ブチルフェニル)アミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02)に替え、cgDBCzPAとの重量比を1:0.01(=cgDBCzPA:3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02)とした他は発光素子16と同様に作製した。
発光素子16乃至18の素子構造を以下の表にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000162
発光素子16乃至18を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、これら発光素子の初期特性について測定を行った。なお、測定は室温で行った。
発光素子16乃至18の輝度1000cd/m付近における素子特性を表22にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000163
表22より、発光素子16乃至18は、1000cd/mにおける外部量子効率が9.6%~11.3%と良好な特性を示す発光素子であることがわかった。
また、これらの発光素子は良好な青色発光を呈する発光素子であることがわかった。特に発光素子16はxy色度図においてx座標0.14、y座標0.08と非常に良好な青色を呈している。
なお、特筆すべきは、本発明の一態様の発光素子は、これら非常に良好な外部量子効率と非常に良好な色度を両立している点にある。このように、本発明の一態様の発光素子は、非常に特性の良好な発光素子であることがわかる。また、これら発光素子に用いられたドーパントである本発明の一態様の有機化合物は、青色色度の良好な発光を非常に高効率で呈する有機化合物であることがわかった。
なかでも、発光素子18は発光物質3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02を用いているが、3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02は、炭化水素基であるtert−ブチル基を有している。このことで3,10mmtBuFrA2Nbf(IV)−02は、発光物質同士の分子間力が抑えられ、濃度消光が抑制された結果、高い外部量子効率を実現したと考えられる。
101  陽極
102  陰極
103  EL層
111  正孔注入層
112  正孔輸送層
113  発光層
114  電子輸送層
115  電子注入層
116  電荷発生層
117  P型層
118  電子リレー層
119  電子注入バッファ層
400  基板
401  第1の電極
403  EL層
404  第2の電極
405  シール材
406  シール材
407  封止基板
412  パッド
420  ICチップ
501  第1の電極
502  第2の電極
503  EL層
511  第1の発光ユニット
512  第2の発光ユニット
513  電荷発生層
601  駆動回路部(ソース線駆動回路)
602  画素部
603  駆動回路部(ゲート線駆動回路)
604  封止基板
605  シール材
607  空間
608  配線
609  FPC(フレキシブルプリントサーキット)
610  素子基板
611  スイッチング用FET
612  電流制御用FET
613  第1の電極
614  絶縁物
616  EL層
617  第2の電極
618  発光素子
623  nチャネル型FET
624  pチャネル型FET
730  絶縁膜
770  平坦化絶縁膜
772  導電膜
782  発光素子
783  液滴吐出装置
784  液滴
785  層
786  発光物質を含む層
788  導電膜
901  筐体
902  液晶層
903  バックライトユニット
904  筐体
905  ドライバIC
906  端子
951  基板
952  電極
953  絶縁層
954  隔壁層
955  EL層
956  電極
1001 基板
1002 下地絶縁膜
1003 ゲート絶縁膜
1006 ゲート電極
1007 ゲート電極
1008 ゲート電極
1020 第1の層間絶縁膜
1021 第2の層間絶縁膜
1022 電極
1024W 発光素子の第1の電極
1024R 発光素子の第1の電極
1024G 発光素子の第1の電極
1024B 発光素子の第1の電極
1025 隔壁
1028 EL層
1029 陰極
1031 封止基板
1032 シール材
1033 透明な基材
1034R 赤色の着色層
1034G 緑色の着色層
1034B 青色の着色層
1035 黒色層(ブラックマトリックス)
1036 オーバーコート層
1037 第3の層間絶縁膜
1040 画素部
1041 駆動回路部
1042 周辺部
1400  液滴吐出装置
1402  基板
1403  液滴吐出手段
1404  撮像手段
1405  ヘッド
1406  点線
1407  制御手段
1408  記憶媒体
1409  画像処理手段
1410  コンピュータ
1411  マーカー
1412  ヘッド
1413  材料供給源
1414  材料供給源
1415  材料供給源
1416  ヘッド
2001  筐体
2002  光源
3001  照明装置
5000  表示領域
5001  表示領域
5002  表示領域
5003  表示領域
5004  表示領域
5005  表示領域
7101  筐体
7103  表示部
7105  スタンド
7107  表示部
7109  操作キー
7110  リモコン操作機
7201  本体
7202  筐体
7203  表示部
7204  キーボード
7205  外部接続ポート
7206  ポインティングデバイス
7210  第2の表示部
7401  筐体
7402  表示部
7403  操作ボタン
7404  外部接続ポート
7405  スピーカ
7406  マイク
9033  留め具
9034  スイッチ
9035  電源スイッチ
9036  スイッチ
9310  携帯情報端末
9311  表示パネル
9312  表示領域
9313  ヒンジ
9315  筐体
9630  筐体
9631  表示部
9631a  表示部
9631b  表示部
9632a  タッチパネル領域
9632b  タッチパネル領域
9633  太陽電池
9634  充放電制御回路
9635  バッテリー
9636  DCDCコンバータ
9637  操作キー
9638  コンバータ
9639  ボタン

Claims (36)

  1.  下記一般式(G1)で表される有機化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
     (但し、式中Bは置換または無置換のナフトビスベンゾフラン骨格、置換または無置換のナフトビスベンゾチオフェン骨格および置換または無置換のナフトベンゾフラノベンゾチオフェン骨格のいずれかを表す。また、Arは置換または無置換の炭素数6乃至25の芳香族炭化水素基、置換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基、および置換または無置換のカルバゾリル基のいずれかである。Aは置換または無置換のジベンゾフラニル基、置換または無置換のジベンゾチオフェニル基、および置換または無置換のカルバゾリル基のいずれかであり、α乃至αはそれぞれ独立に置換または無置換の炭素数6乃至25の二価の芳香族炭化水素基である。また、l、m、nはそれぞれ独立に0乃至2の整数を表し、qは1又は2である。)
  2.  請求項1において、前記1が0である有機化合物。
  3.  請求項1において、
     下記一般式(G1−1)で表される有機化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
     (但し上記一般式(G1−1)において、Bは下記一般式(B1−1)または(B3−1)で表される基である。また、Arは置換もしくは無置換の炭素数6乃至25の芳香族炭化水素基であり、Aは下記一般式(g0)で表される基である。また、mは0乃至2の整数を表す。また、αは置換または無置換の炭素数6乃至14の二価の芳香族炭化水素基である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
     (但し、上記一般式(B1−1)または(B3−1)において、XおよびXはそれぞれ独立に酸素原子または硫黄原子を表す。また、R12,R18、R52およびR58は単結合を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
     (但し、上記一般式(g0)において、Xは酸素原子、または、置換もしくは無置換のフェニル基が結合した窒素原子である。また、Rは単結合を表す。)
  4.  請求項1において、分子量が1300以下である前記有機化合物。
  5.  請求項1において、分子量が1000以下である前記有機化合物。
  6.  請求項1において、
     下記構造式(iii)、(vii)、(ix)、(x)、(xi)、(xiii)、(xv)、(xvi)、(xvii)、(xviii)、(xix)、(xx)、(xxi)、(xxii)、(xxiii)、(XXiv)のいずれかで表される有機化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
  7.  請求項1に記載の有機化合物を含む電子デバイス。
  8.  請求項1において、前記Bが、下記一般式(B1)乃至一般式(B4)で表される骨格のいずれかである有機化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
     (但し、式中XおよびXはそれぞれ独立に酸素原子または硫黄原子を表す。なお、上記一般式(B1)においては、R10乃至R21のいずれか1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。また、上記一般式(B2)においては、R30乃至R41のいずれか1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。また、上記一般式(B3)においては、R50乃至R61のいずれか1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。また、上記一般式(B4)においては、R70乃至R81のいずれか1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。)
  9.  請求項8において、前記Bが、前記一般式(B1)乃至一般式(B3)で表される骨格のいずれかである有機化合物。
  10.  請求項8において、前記XおよびXが共に酸素原子である有機化合物。
  11.  請求項1において、前記Bが下記一般式(B1)で表される骨格である有機化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
     (但し、式中XおよびXはそれぞれ独立に酸素原子または硫黄原子を表す。また、R10乃至R21は、その1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に、水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。)
  12.  請求項11において、前記一般式(B1)におけるR11、R12、R17およびR18のいずれか1または2が単結合を表す有機化合物。
  13.  請求項11において、前記一般式(G1)におけるqが2であり、前記一般式(B1)におけるR11またはR12のいずれか一方が単結合であり、R17またはR18のいずれか一方が単結合である有機化合物。
  14.  請求項11において、前記一般式(G1)におけるqが2であり、前記一般式(B1)におけるR11およびR17が単結合である有機化合物。
  15.  請求項11において、前記一般式(G1)におけるqが2であり、前記一般式(B1)におけるR12およびR18が単結合である有機化合物。
  16.  請求項1において、前記Bが下記一般式(B2)で表される骨格である有機化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
     (但し、式中XおよびXはそれぞれ独立に酸素原子または硫黄原子を表す。また、R30乃至R41は、その1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に、水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。)
  17.  請求項16において、前記一般式(B2)におけるR31、R32、R37およびR38のいずれか1または2が単結合を表す有機化合物。
  18.  請求項16において、前記一般式(G1)におけるqが2であり、前記一般式(B2)におけるR31またはR32およびR37またはR38が単結合である有機化合物。
  19.  請求項16において、前記一般式(G1)におけるqが2であり、前記一般式(B2)におけるR31およびR37が単結合である有機化合物。
  20.  請求項16において、前記一般式(G1)におけるqが2であり、前記一般式(B2)におけるR32およびR38が単結合である有機化合物。
  21.  請求項1において、前記Bが下記一般式(B3)で表される骨格である有機化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011
     (但し、式中XおよびXはそれぞれ独立に酸素原子または硫黄原子を表す。また、R50乃至R61は、その1または2が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に、水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基、置換または無置換の炭素数12乃至32のジアリールアミノ基のいずれかを表す。)
  22.  請求項21において、前記一般式(B3)におけるR51、R52、R57およびR58のいずれか1または2が単結合を表す有機化合物。
  23.  請求項21において、前記一般式(G1)におけるqが2であり、前記一般式(B3)におけるR51またはR52およびR57またはR58が単結合である有機化合物。
  24.  請求項21において、前記一般式(G1)におけるqが2であり、前記一般式(B3)におけるR51およびR57が単結合である有機化合物。
  25.  請求項21において、前記一般式(G1)におけるqが2であり、前記一般式(B3)におけるR52およびR58が単結合である有機化合物。
  26.  請求項1に記載の有機化合物を含む発光素子。
  27.  請求項26に記載の発光素子と、トランジスタ、または、基板と、を有する発光装置。
  28.  請求項27に記載の発光装置と、センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクと、を有する電子機器。
  29.  請求項27に記載の発光装置と、筐体と、を有する照明装置。
  30.  請求項1において、前記Arが置換または無置換の炭素数6乃至25の芳香族炭化水素基である有機化合物。
  31.  請求項30において、
     Arは下記一般式(g1)乃至(g3)で表される基のいずれかであり、Aは下記一般式(g1)乃至(g3)で表される基のいずれかである。また、α乃至αはそれぞれ独立に置換または無置換の炭素数6乃至14の二価の芳香族炭化水素基のいずれかである有機化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000012
     (一般式(g1)乃至(g3)においては、R乃至Rは、そのいずれか1が単結合を表し、残りがそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至10の炭化水素基、炭素数3乃至10の環式炭化水素基、置換または無置換の炭素数6乃至14の芳香族炭化水素基のいずれかを表す。ただし、Aが一般式(g3)で表される基であり、且つ一般式(g3)で表される基におけるRが単結合を表す場合、nは1または2であるものとする。また、Arが一般式(g3)で表される基であり、かつ(g3)においてRが単結合を表す場合、mは1または2であるものとする。)
  32.  請求項31において、Aが一般式(g1)で表される基である有機化合物。
  33.  請求項31において、
     Aおよび/またはArがそれぞれ独立に、前記一般式(g1)または一般式(g2)で表される基である場合、当該一般式(g1)または一般式(g2)で表される基においては、R乃至Rのいずれかが単結合であり、
     Aおよび/またはArが前記一般式(g3)で表される基である場合、当該一般式(g3)で表される基においてRまたはRが単結合である有機化合物。
  34.  請求項31において、前記qが0である有機化合物。
  35.  請求項31において、
     前記Aが前記一般式(g1)または前記一般式(g3)で表される基であり、
     当該一般式(g1)または前記一般式(g3)で表される基におけるRが単結合を表す有機化合物。
  36.  請求項32乃至請求項35において、前記nが0である有機化合物。
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