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JP6862767B2 - トリアジン化合物、その製造方法、製造中間体、及び用途 - Google Patents

トリアジン化合物、その製造方法、製造中間体、及び用途 Download PDF

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Description

本発明は、有機電界発光素子の構成成分として有用なトリアジン化合物、その製造方法、製造中間体、及び用途に関するものである。
有機電界発光素子は、発光材料を含有する発光層を正孔輸送層と電子輸送層で挟み、さらにその外側に陽極と陰極を取付けたものを基本的な構成とし、発光層に注入された正孔及び電子の再結合により生ずる励起子失活に伴う光の放出(蛍光又は燐光)を利用する素子であり、ディスプレー等へ応用されている。なお、正孔輸送層は正孔輸送層と正孔注入層に、発光層は、電子ブロック層と発光層と正孔ブロック層に、電子輸送層は電子輸送層と電子注入層に分割して構成される場合もある。
従来の有機電界発光素子は、無機発光ダイオードに比べて駆動電圧が高く、発光輝度や発光効率も低く、素子寿命も著しく低く、実用化には至っていなかった。最近の有機電界発光素子は徐々に改良されているものの、発光効率特性、駆動電圧特性、長寿命特性において、さらに優れた材料が求められている。
有機電界発光素子用の長寿命性に優れる電子輸送材料として、トリアジン化合物(例えば特許文献1−4、非特許文献1)が挙げられる。しかしながら、当該材料を用いた有機電界発光素子の電圧、寿命及び発光効率の点で更なる改良が求められていた。
特許第4907090号 特許第4856882号 特許第4907192号 特許第5064053号 Scientific Report,3巻,2127−2132,2013年
有機電界発光素子は様々な表示機器への利用が始まっているが、長寿命化、高発光効率化、低駆動電圧化等、更なる素子の高性能化が要求されている。より具体的には、長寿命、高発光効率、低駆動電圧化、駆動時の電圧上昇抑制を達成するキャリア輸送材料の開発が要求されている。
前記キャリア輸送材料のうち電子注入材料及び電子輸送材料については、優れた電子注入性及び電子輸送特性により素子を低電圧で駆動させると共に、発光効率が高く、素子を長時間駆動させる新たな材料が望まれている。特に、燐光発光及びTADFを活用した有機電界発光素子において、長寿命化、低駆動電圧化と同時に高発光効率を実現するために、高い励起三重項準位を有する発光材料及びキャリア輸送材料が望まれている。
本発明者らは、先の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明の一般式(1)で表されるトリアジン化合物が、従来公知の化合物に比べて、電子耐久性及び正孔耐久性が顕著に向上することを見いだした。また、発明者らは、本発明の一般式(1)で表されるトリアジン化合物が、従来公知の化合物に比べて励起三重項準位が向上することを見出した。このような知見から、当該トリアジンン化合物を有機電界発光素子における電子輸送層として用いた場合、公知又は汎用の電子輸送材を用いた場合に比べて、有機電界発光素子が長寿命化することを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、下記本発明の一般式(1)で表されるトリアジン化合物(以下、「化合物(1)」とも称する)、その製造方法、及びそれを含有する有機電界発光素子に関するものである。
Figure 0006862767
{式中、
Ar乃至Arは、各々独立して、炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基(該基は、フッ素原子、メトキシ基、エトキシ基、炭素数3〜10のアルコキシ基、炭素数1〜3のハロゲン化アルコキシ基、メチル基、エチル基、炭素数3〜10のアルキル基、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基、又は炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい。)を表し、
Arは、6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基(該基は、フッ素原子、メトキシ基、エトキシ基、炭素数3〜10のアルコキシ基、炭素数1〜3のハロゲン化アルコキシ基、メチル基、エチル基、炭素数3〜10のアルキル基、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基、又は6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい。)を表す。}
また、本発明は、前記化合物(1)の製造方法、前記化合物(1)を工業的に製造するために極めて有用な製造中間体、及び前記化合物(1)の用途に関する。
以下、本発明を詳細に説明する。
本願の化合物(1)における置換基はそれぞれ以下のように定義される。
本発明において、Ar乃至Arは、各々独立して、炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基(該基は、フッ素原子、メトキシ基、エトキシ基、炭素数3〜10のアルコキシ基、炭素数1〜3のハロゲン化アルコキシ基、メチル基、エチル基、炭素数3〜10のアルキル基、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基、又は炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい。)を表す。
前記炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基については、その環骨格に炭素原子以外の複素原子を含んでいてもよい。すなわち、前記の炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基は、炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族炭化水素基及び炭素数6〜30の単環、又は縮環ヘテロ芳香族基を含む。
前記炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基において、6〜30は、芳香族基の環骨格の炭素数を規定する。
当該炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基については、単環の芳香族基、又は単環芳香族基同士が縮環した芳香族基であれば、特に限定されるものではない。
当該炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基としては、特に限定するものではないが、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ピレニル基、フルオレニル基、フルオランテニル基、ペリレニル基、トリフェニレニル基、テトラセニル基、クリセニル基、キノリル基、イソキノリル基、アクリジニル基、フェナントリジニル基、フェナントロリル基、アザイフルオレニル基、アザフルオランテニル基、アザペリレニル基、アザトリフェニレニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、アザベンゾチエニル基、アザジベンゾチエニル基、アザベンゾフラニル基、アザジベンゾフラニル基、等が挙げられる。
当該炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基(前述の置換基を有していてもよい)については、電子輸送材料特性に優れる点で、炭素数6〜18の単環、又は縮環芳香族基(前述の置換基を有していてもよい)であることが好ましく、炭素数6〜14の単環、又は縮環芳香族基(前述の置換基を有していてもよい)であることがより好ましい。
前記炭素数6〜18の単環、又は縮環芳香族基については、その環骨格に炭素原子以外の複素原子を含んでいてもよい。すなわち、前記の炭素数6〜18の単環、又は縮環芳香族基は、炭素数6〜18の単環、又は縮環芳香族炭化水素基及び炭素数6〜30の単環、又は縮環ヘテロ芳香族基を含む。
前記炭素数6〜18の単環、又は縮環芳香族基において、6〜18は、芳香族基の環骨格の炭素数を規定する。
当該炭素数6〜18の単環、又は縮環芳香族基については、単環の芳香族基、又は単環芳香族基同士が縮環した芳香族基であれば、特に限定されるものではない。
前記炭素数6〜18の単環、又は縮環芳香族基としては、特に限定するものではないが、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ピレニル基、フルオレニル基、フルオランテニル基、テトラセニル基、クリセニル基、キノリル基、イソキノリル基、アクリジニル基、フェナントリジニル基、フェナントロリル基、アザイフルオレニル基、アザフルオランテニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、アザベンゾチエニル基、アザジベンゾチエニル基、アザベンゾフラニル基、アザジベンゾフラニル基、等が挙げられる。
前記炭素数6〜14の単環、又は縮環芳香族基については、その環骨格に炭素原子以外の複素原子を含んでいてもよい。すなわち、前記の炭素数6〜14の単環、又は縮環芳香族基は、炭素数6〜14の単環、又は縮環芳香族炭化水素基及び炭素数6〜14の単環、又は縮環ヘテロ芳香族基を含む。
前記炭素数6〜14の単環、又は縮環芳香族基において、6〜14は、芳香族基の環骨格の炭素数を規定する。
当該炭素数6〜14の単環、又は縮環芳香族基については、単環の芳香族基、又は単環芳香族基同士が縮環した芳香族基であれば、特に限定されるものではない。
前記炭素数6〜14の単環、又は縮環芳香族基としては、特に限定するものではないが、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、フルオレニル基、キノリル基、イソキノリル基、アクリジニル基、フェナントリジニル基、フェナントロリル基、アザフルオレニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、アザベンゾチエニル基、アザジベンゾチエニル基、アザベンゾフラニル基、アザジベンゾフラニル基等が挙げられる。
Ar乃至Arにおける炭素数3〜10のアルコキシ基としては、直鎖、分岐又は環状になったものを含み、特に限定するものではないが、例えば、プロポキシ基(n−プロポキシ基、イソプロポキシ基)、ブトキシ基(n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基)、ペンチルオキシ基(n−ペンチルオキシ基、sec−ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基)、ヘキシルオキシ基(n−ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基)、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基、ベンジルオキシ基、又はフェネチルオキシ基等が挙げられる。
Ar乃至Arにおける炭素数1〜3のハロゲン化アルコキシ基としては、直鎖、分岐又は環状になったものを含み、特に限定するものではないが、例えば、クロロメチルオキシ基、ジクロロメチルオキシ基、トリクロロメチルオキシ基、フロロメチルオキシ基、ジフロロメチルオキシ基、トリフロロメチルオキシ基、クロロエチルオキシ基、ジクロロエチルオキシ基、トリクロロエチルオキシ基、ペンタクロロエチルオキシ基、フロロエチルオキシ基、ジフロロエチルオキシ基、トリフロロエチルオキシ基、ペンタフロロエチルオキシ基、クロロプロピルオキシ基、又はフロロプロピルオキシ基等が挙げられる。
Ar乃至Arにおける炭素数3〜10のアルキル基は、直鎖、分岐又は環状になったものを含み、特に限定するものではないが、例えば、プロピル基(n−プロピル基、イソプロピル基)、ブチル基(n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基)、ペンチル基(n−ペンチル基、sec−ペンチル基、イソペンチル基、シクロペンチル基)、ヘキシル基(n−ヘキシル基、シクロヘキシル基)、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、ベンジル基、又はフェネチル基等が挙げられる。
Ar乃至Arにおける炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基は、直鎖、分岐又は環状になったものを含み、特に限定するものではないが、例えば、クロロメチル基、ジクロロメチル基、トリクロロメチル基、フロロメチル基、ジフロロメチル基、トリフロロメチル基、クロロエチル基、ジクロロエチル基、トリクロロエチル基、ペンタクロロエチル基、フロロエチル基、ジフロロエチル基、トリフロロエチル基、ペンタフロロエチル基、クロロプロピル基、又はフロロプロピル基等が挙げられる。
前記炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基については、その環骨格に炭素原子以外の複素原子を含んでいてもよい。すなわち、前記の炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基は、炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族炭化水素基及び炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環ヘテロ芳香族基を含む。
前記炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基において、6〜30は、芳香族基の環骨格の炭素数を規定する。
当該炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基については、単環の芳香族基、単環芳香族基同士が縮環した芳香族基、又は単環芳香族基及び/又は縮環芳香族基が連結した基芳香族基であれば、特に限定されるものではない。
当該炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基としては、特に限定するものではないが、特に限定するものではないが、例えば、フェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ピリジル基、ピレニル基、フルオレニル基、フルオランテニル基、ペリレニル基、トリフェニレニル基、テトラセニル基、クリセニル基、キノリル基、イソキノリル基、アクリジニル基、フェナントリジニル基、フェナントロリル基、アザイフルオレニル基、アザフルオランテニル基、アザペリレニル基、アザトリフェニレニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、アザベンゾチエニル基、アザジベンゾチエニル基、アザベンゾフラニル基、アザジベンゾフラニル基等が挙げられる。
当該炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基(前述の置換基を有していてもよい)については、電子輸送材料特性に優れる点で、炭素数6〜18の単環、連結、若しくは縮環芳香族基(前述の置換基を有していてもよい)であることが好ましく、炭素数6〜14の単環、連結、若しくは縮環芳香族基(前述の置換基を有していてもよい)であることがより好ましい。
前記炭素数6〜18の単環、連結、若しくは縮環芳香族基については、その環骨格に炭素原子以外の複素原子を含んでいてもよい。すなわち、前記の炭素数6〜18の単環、連結、若しくは縮環芳香族基は、炭素数6〜18の単環、連結、若しくは縮環芳香族炭化水素基及び炭素数6〜18の単環、連結、若しくは縮環ヘテロ芳香族基を含む。
前記炭素数6〜18の単環、連結、若しくは縮環芳香族基において、6〜18は、芳香族基の環骨格の炭素数を規定する。
当該炭素数6〜18の単環、連結、若しくは縮環芳香族基については、単環の芳香族基、又は単環芳香族基同士が連結若しくは縮環した芳香族基であれば、特に限定されるものではない。
前記炭素数6〜18の単環、連結、若しくは縮環芳香族基としては、特に限定するものではないが、例えば、フェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ピリジル基、ピレニル基、フルオレニル基、フルオランテニル基、テトラセニル基、クリセニル基、キノリル基、イソキノリル基、アクリジニル基、フェナントリジニル基、フェナントロリル基、アザフルオレニル基、アザフルオランテニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、アザベンゾチエニル基、アザジベンゾチエニル基、アザベンゾフラニル基、アザジベンゾフラニル基等が挙げられる。
前記炭素数6〜14の単環、連結、若しくは縮環芳香族基については、その環骨格に炭素原子以外の複素原子を含んでいてもよい。すなわち、前記の炭素数6〜14の単環、連結、若しくは縮環芳香族基は、炭素数6〜14の単環、連結、若しくは縮環芳香族炭化水素基及び炭素数6〜14の単環、連結、若しくは縮環ヘテロ芳香族基を含む。
前記炭素数6〜14の単環、連結、若しくは縮環芳香族基において、6〜14は、芳香族基の環骨格の炭素数を規定する。
当該炭素数6〜14の単環、連結、若しくは縮環芳香族基については、単環の芳香族基、又は単環芳香族基同士が連結若しくは縮環した芳香族基であれば、特に限定されるものではない。
前記炭素数6〜14の単環、連結、若しくは縮環芳香族基としては、特に限定するものではないが、例えば、フェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ピリジル基、ピレニル基、フルオレニル基、フルオランテニル基、テトラセニル基、クリセニル基、キノリル基、イソキノリル基、アクリジニル基、フェナントリジニル基、フェナントロリル基、アザフルオレニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、アザベンゾチエニル基、アザジベンゾチエニル基、アザベンゾフラニル基、アザジベンゾフラニル基等が挙げられる。
本発明において、Arは6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基(該基は、フッ素原子、メトキシ基、エトキシ基、炭素数3〜10のアルコキシ基、炭素数1〜3のハロゲン化アルコキシ基、メチル基、エチル基、炭素数3〜10のアルキル基、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基、又は6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい。)を表す。
前記6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基については、その環骨格に炭素原子以外の複素原子を含んでいてもよい。すなわち、前記の6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基は、6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族炭化水素基及び6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、又は縮環ヘテロ芳香族基を含む。
前記6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基において、6〜30は、芳香族基の環骨格の炭素数を規定する。
当該6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基については、単環の芳香族基、又は単環芳香族基同士が縮環した芳香族基であれば、特に限定されるものではない。
当該6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基としては、特に限定するものではないが、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基、トリフェニレニル基、テトラセニル基、クリセニル基、キノリル基、イソキノリル基、アクリジニル基、フェナントリジニル基、フェナントロリル基、アザペリレニル基、アザトリフェニレニル基等が挙げられる。
当該6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基(前述の置換基を有していてもよい)については、6員環のみで構成される炭素数6〜18の単環、又は縮環芳香族基(前述の置換基を有していてもよい)であることが好ましく、6員環のみで構成される炭素数6〜14の単環、又は縮環芳香族基(前述の置換基を有していてもよい)であることがより好ましい。
前記6員環のみで構成される炭素数6〜18の単環、又は縮環芳香族基については、その環骨格に炭素原子以外の複素原子を含んでいてもよい。すなわち、前記の6員環のみで構成される炭素数6〜18の単環、又は縮環芳香族基は、6員環のみで構成される炭素数6〜18の単環、又は縮環芳香族炭化水素基及び6員環のみで構成される炭素数6〜18の単環、又は縮環ヘテロ芳香族基を含む。
前記6員環のみで構成される炭素数6〜18の単環、又は縮環芳香族基において、6〜18は、芳香族基の環骨格の炭素数を規定する。
当該6員環のみで構成される炭素数6〜18の単環、又は縮環芳香族基については、単環の芳香族基、又は単環芳香族基同士が縮環した芳香族基であれば、特に限定されるものではない。
前記6員環のみで構成される炭素数6〜18の単環、又は縮環芳香族基としては、前述にならい、特に限定するものではないが、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、テトラセニル基、クリセニル基、キノリル基、イソキノリル基、アクリジニル基、フェナントリジニル基、フェナントロリル基、アザトリフェニレニル基等が挙げられる。
前記6員環のみで構成される炭素数6〜14の単環、又は縮環芳香族基については、その環骨格に炭素原子以外の複素原子を含んでいてもよい。すなわち、前記の6員環のみで構成される炭素数6〜14の単環、又は縮環芳香族基は、6員環のみで構成される炭素数6〜14の単環、又は縮環芳香族炭化水素基及び6員環のみで構成される炭素数6〜14の単環、又は縮環ヘテロ芳香族基を含む。
前記6員環のみで構成される炭素数6〜14の単環、又は縮環芳香族基において、6〜12は、芳香族基の環骨格の炭素数を規定する。
当該6員環のみで構成される炭素数6〜14の単環、又は縮環芳香族基については、単環の芳香族基、又は単環芳香族基同士が縮環した芳香族基であれば、特に限定されるものではない。
前記6員環のみで構成される炭素数6〜14の単環、又は縮環芳香族基としては、前述にならい、特に限定するものではないが、例えば、フェニル基、ナフチル基、キノリル基、イソキノリル基、フェナントロリル基等が挙げられる。
Arにおける炭素数3〜10のアルコキシ基は、直鎖、分岐又は環状になったものを含み、特に限定するものではないが、例えば、プロポキシ基(n−プロポキシ基、イソプロポキシ基)、ブトキシ基(n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基)、ペンチルオキシ基(n−ペンチルオキシ基、sec−ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基)、ヘキシルオキシ基(n−ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基)、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基、ベンジルオキシ基、又はフェネチルオキシ基等が挙げられる。
Arにおける炭素数1〜3のハロゲン化アルコキシ基は、直鎖、分岐又は環状になったものを含み、特に限定するものではないが、例えば、クロロメチルオキシ基、ジクロロメチルオキシ基、トリクロロメチルオキシ基、フロロメチルオキシ基、ジフロロメチルオキシ基、トリフロロメチルオキシ基、クロロエチルオキシ基、ジクロロエチルオキシ基、トリクロロエチルオキシ基、ペンタクロロエチルオキシ基、フロロエチルオキシ基、ジフロロエチルオキシ基、トリフロロエチルオキシ基、ペンタフロロエチルオキシ基、クロロプロピルオキシ基、又はフロロプロピルオキシ基等が挙げられる。
Arにおける炭素数3〜10のアルキル基は、直鎖、分岐又は環状になったものを含み、特に限定するものではないが、例えば、プロピル基(n−プロピル基、イソプロピル基)、ブチル基(n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基)、ペンチル基(n−ペンチル基、sec−ペンチル基、イソペンチル基、シクロペンチル基)、ヘキシル基(n−ヘキシル基、シクロヘキシル基)、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、ベンジル基、又はフェネチル基等が挙げられる。
Arにおける炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基は、直鎖、分岐又は環状になったものを含み、特に限定するものではないが、例えば、クロロメチル基、ジクロロメチル基、トリクロロメチル基、フロロメチル基、ジフロロメチル基、トリフロロメチル基、クロロエチル基、ジクロロエチル基、トリクロロエチル基、ペンタクロロエチル基、フロロエチル基、ジフロロエチル基、トリフロロエチル基、ペンタフロロエチル基、クロロプロピル基、又はフロロプロピル基等が挙げられる。
Arにおける6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基については、その環骨格に炭素原子以外の複素原子を含んでいてもよい。すなわち、前記の6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基は、6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族炭化水素基及び6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環ヘテロ芳香族基を含む。
前記6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基において、6〜30は、芳香族基の環骨格の炭素数を規定する。
当該6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基については、単環の芳香族基、単環芳香族基同士が縮環した芳香族基、又は単環芳香族基及び/又は縮環芳香族基が連結した基芳香族基であれば、特に限定されるものではない。
当該6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基としては、特に限定するものではないが、特に限定するものではないが、例えば、フェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ピリジル基、ピレニル基、フルオレニル基、ペリレニル基、トリフェニレニル基、テトラセニル基、クリセニル基、キノリル基、イソキノリル基、アクリジニル基、フェナントリジニル基、フェナントロリル基、アザペリレニル基、アザトリフェニレニル基等が挙げられる。
なお、Ar乃至Arで表される、炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基が有していてもよい置換基としては、電子輸送材料特性に優れる点で、フッ素原子、メチル基、ブチル基、メトキシ基、ブトキシ基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、又は縮環していてもよい炭素数6〜30の芳香族基が好ましく、メチル基又フッ素原子がより好ましい。
なお、Arで表される、6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基が有していてもよい置換基としては、電子輸送材料特性に優れる点で、フッ素原子、メチル基、ブチル基、メトキシ基、ブトキシ基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、又は6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基が好ましく、フェニル基、メチル基又フッ素原子がより好ましい。
また、一般式(1)におけるAr乃至Arについては、電子輸送特性に優れる点で、炭素数6〜18の単環、又は縮環芳香族基(これらの基は、各々独立して、フッ素原子、メチル基、ブチル基、メトキシ基、ブトキシ基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、又は縮環していてもよい炭素数6〜30の芳香族基を置換基として有していてもよい)であることが好ましく、炭素数6〜14の単環、又は縮環芳香族基(これらの基は、各々独立して、フッ素原子、メチル基、ブチル基、メトキシ基、ブトキシ基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、又は縮環していてもよい炭素数6〜30の芳香族基を置換基として有していてもよい)であることがより好ましく、フェニル基、ナフチル基、又はフェナントリル基(これらの基は、各々独立して、フッ素原子、メトキシ基、ブトキシ基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、又は縮環していてもよい炭素数6〜30の芳香族基を置換基として有していてもよい)であることが好ましく、フェニル基、又はフェナントリル基(これらの基は、各々独立して、フッ素原子、又は縮環していてもよい炭素数6〜30の芳香族基を置換基として有していてもよい)であることがより好ましく、フェニル基、又はフェナントリル基であることがより好ましい。
また、一般式(1)におけるArについては、電子輸送特性に優れる点で、炭素数6〜18の単環、又は縮環芳香族基(これらの基は、各々独立して、フッ素原子、メチル基、ブチル基、メトキシ基、ブトキシ基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、又は6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい)であることが好ましく、炭素数6〜14の単環、又は縮環芳香族基(これらの基は、各々独立して、フッ素原子、メチル基、ブチル基、メトキシ基、ブトキシ基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、又は6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい)であることがより好ましく、フェニル基、ナフチル基、又はフェナントリル基(これらの基は、各々独立して、フッ素原子、メチル基、ブチル基、メトキシ基、ブトキシ基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、又は6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい)であることが好ましく、フェニル基、又はフェナントリル基(これらの基は、各々独立して、フッ素原子、又は6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい)であることがより好ましく、フェニル基、又はフェナントリル基であることがより好ましい。
また、前記一般式(1)で表されるトリアジン化合物については、下記一般式(2)
Figure 0006862767
(式中、Ar〜Arの定義及び好ましい範囲は、一般式(1)と同じである。)
で表されるトリアジン化合物であることが好ましく、下記一般式(3)
Figure 0006862767
(式中、Ar〜Arの定義及び好ましい範囲は、一般式(1)と同じである。)
で表されるトリアジン化合物であることがより好ましい。
一般式(1)で表されるトリアジン化合物の具体例としては、以下の化合物1から554を例示できるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure 0006862767
Figure 0006862767
Figure 0006862767
Figure 0006862767
Figure 0006862767
Figure 0006862767
Figure 0006862767
Figure 0006862767
Figure 0006862767
Figure 0006862767
Figure 0006862767
Figure 0006862767
次に、本発明の製造方法について説明する。
本発明のトリアジン化合物(1)は、金属触媒の存在下又は塩基及び金属触媒の存在下に、次の反応式(1)で示される方法により製造することができる。
また、これ以降、一般式(4)で表される化合物については略儀的に化合物(4)と称する。なお、化合物(5)含めその他の化合物についても同義とする。
Figure 0006862767
{式中、
Ar乃至Arは、各々独立して、炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基(該基は、フッ素原子、メトキシ基、エトキシ基、炭素数3〜10のアルコキシ基、炭素数1〜3のハロゲン化アルコキシ基、メチル基、エチル基、炭素数3〜10のアルキル基、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基、又は炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい。)を表し、
Arは、6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基(該基は、フッ素原子、メトキシ基、エトキシ基、炭素数3〜10のアルコキシ基、炭素数1〜3のハロゲン化アルコキシ基、メチル基、エチル基、炭素数3〜10のアルキル基、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基、又は6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい。)を表し、
X及びYは、各々独立して、脱離基を表す。}
化合物(4)は、例えば、山中宏著、「新編 ヘテロ環化合物 基礎編」,講談社,2004年に開示されている方法を用いて製造することができる。
化合物(5)は、例えば、J.Tsuji著、「Palladium Reagents and Catalysts」,John Wiley & Sons,2004年、Journal of Organic Chemistry,60巻,7508−7510,1995年、Journal of Organic Chemistry,65巻,164−168,2000年、Organic Letters,10巻,941−944,2008年、又はChemistry of Materials,20巻,5951−5953,2008年に開示されている方法を用いて製造することができる。また化合物(5)中の任意の水素原子は重水素原子に置換されていてもよい。
なお、当該芳香族炭化水素基の炭素数に置換基の炭素数は含まれない。当該炭素数6〜30の芳香族基において、単環、縮環したものであれば、特に限定されるものではない。
すなわち、炭素数6〜30の芳香族基は、環骨格の全炭素数が6〜30であって、化合物(4)と連結することで化合物(1)を成すために必要な構成成分を成すことができれば、縮環していてもよい芳香族基を表わす。なお、当該炭素数6〜30の芳香族基には、別途有してもよい置換基の炭素数は含まれない。当該炭素数6〜30の芳香族基は、単環、又は縮合したものであれば、特に限定されるものではない。
X及びYで表される脱離基は、反応に伴って脱離する基を表し、特に限定するものではないが、例えば、水素原子、塩素原子、臭素原子、トリフラート、ヨウ素原子、金属含有基(例えば、Li、Na、MgCl、MgBr、MgI、CuCl、CuBr、CuI、AlCl、AlBr、Al(Me)、Al(Et)、Al(Bu)、Sn(Me)、Sn(Bu)、SnF、ZnR24(R24は、ハロゲン原子を表す。ZnR24としては、ZnCl、ZnBr、ZnI等が例示できる)、Si(R21(例えば、SiMe、SiPh、SiMePh、SiCl、SiF、Si(OMe)、Si(OEt)、Si(OMe)OH等)、BFK、B(OR22(例えば、B(OH)、B(OMe)、B(OPr)、B(OBu)、B(OPh)等)、B(OR23等)等が例示できる。
X及びYで表される金属含有基には、エーテル類やアミン類などの配位子が配位していても良く、配位子の種類としては反応式(1)を阻害しないものであれば制限はない。
また、B(OR22としては、次の(I)から(VII)で示されるものが例示でき、収率がよい点で(II)で示されるものが好ましい。
Figure 0006862767
前記B(OR23としては次の(I)から(III)で示されるものが例示できる。
Figure 0006862767
これらの脱離基のうち、反応後処理の容易性、原料調達の容易さの点で、塩素原子、臭素原子、トリフラート、ヨウ素原子、B(OR22、又はB(OR23が好ましい。
なお、化合物(4)のうち、下記一般式(4−1)で表されるトリアジン化合物が、化合物(1)を製造する製造中間体として好ましい。
Figure 0006862767
{式中、
Ar乃至Arは、各々独立して、炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基(該基は、フッ素原子、メトキシ基、エトキシ基、炭素数3〜10のアルコキシ基、炭素数1〜3のハロゲン化アルコキシ基、メチル基、エチル基、炭素数3〜10のアルキル基、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基、又は炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい。)を表し、
Xは、脱離基を表す。}
当該化合物(5)のAr乃至Arについては、本願の化合物(1)を低環境負荷で効率的に製造することができるという点で、フェニル基、ナフチル基、又はフェナントリル基(これらの基は、各々独立して、ハロゲン原子、メチル基、ブチル基、メトキシ基、ブトキシ基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、又は炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基を置換基として有していてもよい)、であることが好ましく、フェニル基、又はフェナントリル基(これらの基は、各々独立して、ハロゲン原子、又は炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい)、であることが好ましく、フェニル基又はフェナントリル基であることがより好ましい。
次に反応式(1)について説明する。
反応式(1)の反応に示すように、本願発明の化合物(1)は、金属触媒の存在下又は塩基及び金属触媒の存在下に、一般式(4)で表される化合物と、一般式(5)で表される化合物とをカップリング反応を行うことで合成することが出来る。
なお、カップリング反応の効率等が優れる点で、反応式(1)の反応において、金属触媒は、パラジウム触媒、ニッケル触媒、イリジウム触媒、ロジウム触媒又は銅触媒であることが好ましく、取扱が容易である点で、パラジウム触媒、ニッケル触媒又は銅触媒であることがより好ましい。
なお、反応式(1)の反応において、塩基を加えて反応を行うことも可能であり、反応収率が向上する点で、塩基を添加することが好ましい。ただし、X及びYがB(OR22、又はSi(R21の場合は、塩基を加えることを必須とする。
また、反応式(1)の反応において、相関移動触媒を添加することもできる。相関移動触媒としては、特に限定するものではないが、例えば、18−クラウン−6−エーテル等を用いることができる。なお、その添加量としては、反応を著しく阻害しない範囲の任意の量である。
反応式(1)の反応に用いる金属触媒としては、特に限定するものではないが、例えば、パラジウム触媒、ニッケル触媒、イリジウム触媒、ロジウム触媒、銅触媒があげられる。
パラジウム触媒としては、特に限定するものではないが、例えば、塩化パラジウム、酢酸パラジウム、トリフルオロ酢酸パラジウム、硝酸パラジウム等の塩を例示することができる。さらに、π−アリルパラジウムクロリドダイマー、パラジウムアセチルアセトナト、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、トリ(tert−ブチル)ホスフィンパラジウム及びジクロロ(1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン)パラジウム等を例示することができる。中でも、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、トリ(tert−ブチル)ホスフィンパラジウム等の第三級ホスフィンを配位子として有するパラジウム錯体は収率がよい点で好ましく、入手容易である点で、トリ(tert−ブチル)ホスフィンパラジウムがさらに好ましい。
ニッケル触媒としては、特に限定するものではないが、例えば、塩化ニッケル、臭化ニッケル、塩化ニッケル水和物、ジクロロ(ジメトキシエタン)ニッケル、ジクロロ[1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]ニッケル、ジクロロ[1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]ニッケル、ジクロロ[1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン]ニッケル、ジクロロ[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ニッケル、[1,2−ビス(ジシクロヘキシルホスフィノ)エタン]ジカルボニルニッケル(前記5つは、第三級ホスフィンを配位子として有するニッケル錯体の一例)、ジクロロ(N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン)ニッケルがあげられる。中でも、ジクロロ(ジメトキシエタン)ニッケル、ジクロロ[1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン]ニッケル、ジクロロ(N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン)ニッケルが、カップリング反応成績に優れる点で、好ましく、入手容易である点で、ジクロロ(ジメトキシエタン)ニッケル、ジクロロ[1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン]ニッケルがさらに好ましい。
イリジウム触媒としては、特に限定するものではないが、例えば塩化イリジウム(III)、(2,2’−ビピリジン)ビス(2−フェニルピリジナト)イリジウム(III)ヘキサフルオロホスファート、ビス(トリフェニルホスフィン)イリジウム(I)カルボニルクロリド、トリス(トリフェニルホスフィン)イリジウム(I)カルボニルヒドリド、ジ−μ−クロロビス(シクロオクテン)イリジウム(I)、ジクロロテトラ(エチレン)ジイリジウム(I)、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ジイリジウム(I)ジクロリド、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ジ−μ−メトキシジイリジウム(I)、(1,5−シクロオクタジエン)(ピリジン)(トリシクロヘキシルホスフィン)イリジウム(I)ヘキサフルオロホスファート、ジクロロ(ペンタメチルシクロペンタジエニル)イリジウム(III)(ダイマー)が挙げられる。
ロジウム触媒としては、特に限定するものではないが、トリス(トリフェニルホスフィン)ロジウム(I)クロリド、テトラキス(トリフェニルホスフィン)ロジウム(I)ヒドリド、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ジロジウム(I)ジクロリド、クロロビス(シクロオクテン)ロジウム(I)(ダイマー)、トリス(トリフェニルホスフィン)ロジウム(I)カルボニルヒドリド、ビス(トリフェニルホスフィン)カルボニルロジウム(I)クロリド、ビス[η−(2,5−ノルボルナジエン)]ロジウム(I)テトラフルオロボラート、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ロジウム(I)テトラフルオロボラート、(アセチルアセトナト)(ノルボルナジエン)ロジウム(I)、ビス(エチレン)(2,4−ペンタンジオナト)ロジウム(I)が挙げられる。
銅触媒としては、特に限定するものではないが、例えば、塩化銅、臭化銅、ヨウ化銅、酸化銅、銅トリフラートがあげられる。中でも、酸化銅、ヨウ化銅が、カップリング反応成績に優れる点で、好ましく、入手容易である点で、ヨウ化銅、又は酸化銅が更に好ましい。
なお、上記の第三級ホスフィンを配位子として有するパラジウム錯体及び第三級ホスフィンを配位子として有するニッケル錯体については、パラジウム塩、ニッケル塩又はそれらの錯化合物に第三級ホスフィンを添加して調整することができる。なお、当該調整は、反応とは別に行ったうえで反応系中に加えることもできるし、反応系中で行うこともできる。
第三級ホスフィンとしては、特に限定するものではないが、例えば、トリフェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリ(tert−ブチル)ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、tert−ブチルジフェニルホスフィン、9,9−ジメチル−4,5−ビス(ジフェニルホスフィノ)キサンテン、2−(ジフェニルホスフィノ)−2’−(N,N−ジメチルアミノ)ビフェニル、2−(ジ−tert−ブチルホスフィノ)ビフェニル、2−(ジシクロヘキシルホスフィノ)ビフェニル、ビス(ジフェニルホスフィノ)メタン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン、トリ(2−フリル)ホスフィン、トリ(o−トリル)ホスフィン、トリス(2,5−キシリル)ホスフィン、(±)−2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−1,1’−ビナフチル、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,4’,6’−トリイソプロピルビフェニル等を例示することができる。このうち、入手容易であり、収率がよい点で、(tert−ブチル)ホスフィン又は2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,4’,6’−トリイソプロピルビフェニルが好ましい。
パラジウム塩、ニッケル塩又はそれらの錯化合物に第三級ホスフィンを添加する場合、第三級ホスフィンの添加量は、パラジウム塩、ニッケル塩又はそれらの錯化合物の1モル(パラジウム若しくはニッケル原子換算)に対して0.1〜10倍モルであることが好ましく、収率がよい点で0.3〜5倍モルであることがさらに好ましい。
なお、上記の銅触媒には、別途、配位子を添加することも可能である。銅触媒に添加する配位子としては、特に限定するものではないが、例えば、2,2’−ビピリジン、1,10−フェナントロリン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、トリフェニルホスフィン、2−(ジシクロヘキシルホスフィノ)ビフェニル等を例示することができる。このうち、入手容易であり、収率がよい点で、1,10−フェナントロリンが好ましい。
反応式(1)において、用いることのできる塩基としては、特に限定するものではないが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸セシウム、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化セシウム、炭酸銀等を例示することができる。このうち、収率がよい点で、炭酸カリウム、リン酸カリウム又は水酸化ナトリウムが好ましい。
反応式(1)の反応は、溶媒中で実施することが好ましい。溶媒としては、特に制限はないが、例えば、水、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DMF)、テトラヒドロフラン(THF)、トルエン、ベンゼン、ジエチルエーテル、1,4−ジオキサン、エタノール、ブタノール又はキシレン等を例示することができ、これらを適宜組み合わせて用いてもよい。このうち、収率がよい点で、THF、1,4−ジオキサン、キシレン、トルエン及びブタノールの混合溶媒、又はキシレン及びブタノールの混合溶媒が好ましい。
反応式(1)における化合物(5)としては、特に限定するものではないが、例えば、次の3−1〜3−24で表される化合物を例示することができる。
Figure 0006862767
(これらの置換基は、各々独立して、フッ素原子、メチル基、エチル基、炭素数3〜10のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、炭素数3〜10のアルコキシ基、炭素数1〜3のハロゲン化メチル基、又は炭素数1〜3のハロゲン化メトキシ基を置換基として有してもよい。
また、Yは、上記一般式(5)におけるYと同じ定義である。)
反応式(1)は、化合物(4)を、金属触媒の存在下又は塩基及び金属触媒の存在下、化合物(5)と反応させ、本発明の化合物(1)を製造する方法であり、鈴木−宮浦反応の反応条件を適用することにより、収率よく目的物を得ることができる。
反応式(1)で用いる金属触媒の量は、いわゆる触媒量であれば特に制限はないが、収率がよい点で、化合物(10)又は(11)の1モルに対して、0.1〜0.01倍モル(金属原子換算)であることが好ましい。
塩基の使用量は特に制限はないが、化合物(5)の1モルに対して、0.1〜10倍モルであることが好ましく、収率がよい点で、1〜4倍モルであることがさらに好ましい。
反応式(1)で用いる化合物(4)と化合物(5)とのモル比に特に制限はないが、化合物(4)の脱離基1モルに対して、1〜10倍モルの化合物(5)を用いることが好ましく、収率がよい点で1〜3倍モルの化合物(5)を用いることがさらに好ましい。
なお、化合物(4)は、化合物(1)のような、有機電界発光素子の低駆動電圧性、高発光効率性、長寿命性に顕著に優れる化合物を工業的に供給するために優れた材料であり、工業的に非常に価値が高いものである。
本願発明の化合物(1)については、それぞれの反応終了後に再沈殿、濃縮、ろ過、精製等の処理を行うことで純度を高めることができる。さらに高純度化するために、必要に応じて、再結晶、シリカゲルカラムクロマトグラフィー又は昇華等で精製してもよい。
次に反応式(2)について説明する。
本発明のトリアジン化合物(1)は金属触媒の存在下又は塩基及び金属触媒の存在下に、一般式(6)で表される化合物と、一般式(7)で表される化合物とをカップリング反応させることを特徴とする、一般式(1)で表される環状アジン化合物の製造方法。
Figure 0006862767
{式中、
Ar乃至Arは、各々独立して、炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基(該基は、フッ素原子、メトキシ基、エトキシ基、炭素数3〜10のアルコキシ基、炭素数1〜3のハロゲン化アルコキシ基、メチル基、エチル基、炭素数3〜10のアルキル基、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基、又は炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい。)を表し、
Arは、6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基(該基は、フッ素原子、メトキシ基、エトキシ基、炭素数3〜10のアルコキシ基、炭素数1〜3のハロゲン化アルコキシ基、メチル基、エチル基、炭素数3〜10のアルキル基、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基、又は6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい。)を表し、
X及びYは、各々独立して、脱離基を表す。}
化合物(6)は化合物(4)と同様の手法で製造、入手することができる。化合物(7)については、例えば下記の様な反応により製造することができる。
Figure 0006862767
{式中、
Ar及びArは、各々独立して、炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基(該基は、フッ素原子、メトキシ基、エトキシ基、炭素数3〜10のアルコキシ基、炭素数1〜3のハロゲン化アルコキシ基、メチル基、エチル基、炭素数3〜10のアルキル基、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基、又は炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい。)を表し、
Xは、各々独立して、脱離基を表し、2つのXは、各々同一又は異なっていてもよい。}
X及びYで表される脱離基は、前述の反応式(1)で述べたものと同様のものが適用される。
本願発明は、一般式(1)で表されるトリアジン化合物を含む有機電界発光素子であり、当該トリアジン化合物は電子輸送層、電子注入層、又は発光層に好ましく用いられる。
一般式(1)で表されるトリアジン化合物は、有機電界発光素子の電子輸送性材料(電子輸送材料、電子注入材料等)として好ましく用いることができる。この際、組合せて用いられる陽極、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロッキング層、発光層、発光層ドーパント、発光層ホスト、陰極等については、一般公知の材料を当業者の選択の範囲で用いることができる。
当該有機電界発光素子の構成については、従来公知のものであればよく、特に限定されない。
本発明の化合物(1)を含んでなる有機電界発光素子用薄膜の製造方法に特に限定はないが、好ましい例としては真空蒸着法による成膜を挙げることができる。真空蒸着法による成膜は、汎用の真空蒸着装置を用いることにより行うことができる。真空蒸着法で膜を形成する際の真空槽の真空度は、有機電界発光素子作製の製造タクトタイムが短く製造コストが優位である点で、一般的に用いられる拡散ポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ等により到達し得る1×10−2〜1×10−6Pa程度が好ましいく、蒸着速度は形成する膜の厚さによるが0.005〜10nm/秒が好ましい。また、溶液塗布法によっても化合物(1)から成る有機電界発光素子用薄膜を製造することが出来る。例えば、化合物(1)を、クロロホルム、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、トルエン、酢酸エチル又はテトラヒドロフラン等の有機溶媒に溶解し、汎用の装置を用いたスピンコート法、インクジェット法、キャスト法又はディップ法等による成膜も可能である。
本発明の一般式(1)で表されるトリアジン化合物は、クロロホルム、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、トルエン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン等に対する溶解度が高いため、汎用の装置を用いた、スピンコ−ト法、インクジェット法、キャスト法、ディップ法等による成膜も可能である。
本発明の効果が得られる有機電界発光素子の典型的な構造としては、基板、陽極、正孔注入層、正孔輸送層発光層、電子輸送層、及び陰極を含む。
有機電界発光素子の陽極及び陰極は、電気的な導体を介して電源に接続されている。陽極と陰極との間に電位を加えることにより、有機電界発光素子は作動する。正孔は陽極から有機電界発光素子内に注入され、電子は陰極で有機電界発光素子内に注入される。
有機電界発光素子は、典型的には基板に被せられ、陽極又は陰極は基板と接触することができる。基板と接触する電極は便宜上、下側電極と呼ばれる。一般的には、下側電極は陽極であるが、本発明の有機電界発光素子においてはそのような形態に限定されるものではない。
基板は、意図される発光方向に応じて、光透過性又は不透明であってよい。光透過特性は、基板を通してエレクトロルミネッセンス発光により確認できる。一般的には、透明ガラス又はプラスチックが基板として採用される。基板は、多重の材料層を含む複合構造であってよい。
エレクトロルミネッセンス発光を、陽極を通して確認する場合、陽極は当該発光を通すか又は実質的に通すもので形成される。
本発明において使用される一般的な透明アノード(陽極)材料は、インジウム−錫酸化物(ITO)、インジウム−亜鉛酸化物(IZO)、又は酸化錫が挙げられる。さらに、その他の金属酸化物、例えばアルミニウム又はインジウム・ドープ型酸化錫、マグネシウム−インジウム酸化物、又はニッケル−タングステン酸化物も好ましく用いられる。これらの酸化物に加えて、金属窒化物、例えば窒化ガリウム、金属セレン化物、例えばセレン化亜鉛、又は金属硫化物である、例えば硫化亜鉛を陽極として使用することができる。陽極は、プラズマ蒸着されたフルオロカーボンで改質することができる。
陰極を通してだけエレクトロルミネッセンス発光が確認される場合、陽極の透過特性は重要ではなく、透明、不透明又は反射性の任意の導電性材料を使用することができる。この用途のための導体の一例としては、金、イリジウム、モリブデン、パラジウム、白金等が挙げられる。
正孔注入層は、陽極と正孔輸送層との間に設けることができる。正孔注入層の材料は、正孔輸送層や正孔注入層等の有機材料層の膜形成特性を改善し、正孔輸送層内に正孔を注入するのを容易にするのに役立つ。正孔注入層内で使用するのに適した材料の一例としては、ポルフィリン化合物、プラズマ蒸着型フルオロカーボン・ポリマー、及びビフェニル基、カルバゾール基等芳香環を有するアミン、例えばm−MTDATA(4,4’,4’’−トリス[(3−メチルフェニル)フェニルアミノ]トリフェニルアミン)、2T−NATA(4,4’,4’’−トリス[(N−ナフタレン−2−イル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン)、トリフェニルアミン、トリトリルアミン、トリルジフェニルアミン、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン、N,N,N’N’−テトラキス(4−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン、MeO−TPD(N,N,N’N’−テトラキス(4−メトキシフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン)、N,N’−ジフェニル−N,N’−ジナフチル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン、N,N’−ビス(メチルフェニル)−N,N’−ビス(4−ノルマルブチルフェニル)フェナントレン−9,10−ジアミン、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン等が挙げられる。
有機電界発光素子の正孔輸送層は、1種以上の正孔輸送化合物(正孔輸送材料)、例えば芳香族第三アミンを含有することが好ましい。芳香族第三アミンは、1つ以上の三価窒素原子を含有する化合物であり、この三価窒素原子は炭素原子だけに結合されており、これらの炭素原子の1つ以上が芳香族環を形成している。具体的には、芳香族第三アミンは、アリールアミン、例えばモノアリールアミン、ジアリールアミン、トリアリールアミン、又は高分子アリールアミンであってよい。
正孔輸送材料としては、1つ以上のアミノ基を有する芳香族第三アミンを使用することができる。さらに、高分子正孔輸送材料を使用することができる。例えばポリ(N−ビニルカルバゾール)(PVK)、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン等を使用することができる。
具体的には、NPD(N,N’−ビス(ナフタレン−1−イル)−N,N’−ジフェニル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン)、α−NPD(N,N’−ジ(1−ナフチル)−N,N’−ジフェニル−1,1’−ビフェニル−4,4’ −ジアミン)、TPBi(1,3,5−トリス(1−フェニル−1H−ベンズイミダゾール−2−イル)ベンゼン)、TPD(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)等が挙げられる。
正孔注入層と正孔輸送層の間に、電荷発生層としてジピラジノ[2,3−f:2’,3’−h]キノキサリン−2,3,6,7,10,11−ヘキサカルボニトリル(HAT−CN)、7,7’,8,8’−テトラシアノキノジメタン(TCNQ)、2,3,5,6−テトラフルオロ−7,7’,8,8’−テトラシアノキノジメタン(F−TCNQ)等を含む層を設けてもよく、又、正孔輸送層にこれらの化合物をドープしてもよい。
有機電界発光素子の発光層は、燐光材料又は蛍光材料を含み、この場合、この領域で電子・正孔対が再結合された結果として発光を生じる。発光層は、低分子及びポリマー双方を含む単一材料から形成されていてもよいが、より一般的には、ゲスト化合物でドーピングされたホスト材料から形成されており、発光は主としてドーパントから生じ、任意の色を発することができる。
発光層のホスト材料としては、一般式(1)で表されるトリアジン化合物をもちいることができる、その他の材料としては、例えば、ビフェニル基、フルオレニル基、トリフェニルシリル基、カルバゾール基、ピレニル基、又はアントラニル基を有する化合物が挙げられ、これらの材料は単独で用いることもできるし、一般式(1)で表されるトリアジン化合物と混合して用いることもできる。
具体的には、DPVBi(4,4’−ビス(2,2−ジフェニルビニル)−1,1’−ビフェニル)、BCzVBi(4,4’−ビス(9−エチル−3−カルバゾビニレン)1,1’−ビフェニル)、TBADN(2−ターシャルブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン)、ADN(9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン)、CBP(4,4’−ビス(カルバゾール−9−イル)ビフェニル)、CDBP(4,4’−ビス(カルバゾール−9−イル)−2,2’−ジメチルビフェニル)、9,10−ビス(ビフェニル)アントラセン等が挙げられる。又、熱活性化遅延蛍光(TADF)を発現する化合物等も用いることが出来る。
発光層内のホスト材料は、下記に定義の電子輸送材料、上記に定義の正孔輸送材料、正孔・電子再結合をサポートする別の材料、又はこれら材料の組み合わせであってよい。
蛍光ドーパントの一例としては、ピレン、アントラセン、テトラセン、キサンテン、ペリレン、ルブレン、クマリン、ローダミン及びキナクリドン、ジシアノメチレンピラン化合物、チオピラン化合物、ポリメチン化合物、ピリリウム、又はチアピリリウム化合物、フルオレン誘導体、ペリフランテン誘導体、インデノペリレン誘導体、ビス(アジニル)アミンホウ素化合物、ビス(アジニル)メタン化合物、カルボスチリル化合物、又は熱活性化遅延蛍光(TADF)を発現する化合物等が挙げられる。
有用な燐光ドーパントの一例としては、イリジウム、白金、パラジウム、オスミウム等の遷移金属の有機金属錯体が挙げられる。
ドーパントの一例として、Alq(トリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム))、DPAVBi(4,4’−ビス[4−(ジ−パラ−トリルアミノ)スチリル] ビフェニル)、ペリレン、Ir(PPy)(トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム(III)、FlrPic(ビス(3,5−ジフルオロ−2−(2−ピリジル)フェニル−(2−カルボキシピリジル)イリジウム(III)等が挙げられる。
本発明の有機電界発光素子の電子輸送層を形成するのに使用する薄膜形成材料は、本発明の一般式(1)で表されるトリアジン化合物を用いることができる。なお、当該電子輸送層には、他の電子輸送性材料を含んでいてもよい。他の電子輸送性材料としては、アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体、土類金属錯体等が挙げられる。
望ましいアルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体、又は土類金属錯体としては、例えば、8−ヒドロキシキノリナートリチウム(Liq)、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)亜鉛、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)銅、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)マンガン、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)ガリウム、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)ベリリウム、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)亜鉛、ビス(2−メチル−8−キノリナート)クロロガリウム、ビス(2−メチル−8−キノリナート)(o−クレゾラート)ガリウム、ビス(2−メチル−8−キノリナート)−1−ナフトラートアルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリナート)−2−ナフトラートガリウム等が挙げられる。
発光層と電子輸送層との間に、キャリアバランスを改善させる目的で、正孔阻止層を設けてもよい。正孔阻止層としては、一般式(1)で表されるトリアジン化合物を用いることができる、その他の材料としては、BCP(2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン)、Bphen(4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン)、BAlq(ビス(2−メチル−8−キノリノラート)−4−(フェニルフェノラート)アルミニウム)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)ベリリウム)等が挙げられる。
本発明の有機電界発光素子においては、電子注入性を向上させ、素子特性(例えば、発光効率、低電圧駆動、又は高耐久性)を向上させる目的で、電子注入層を設けてもよい。
電子注入層として望ましい化合物としては、一般式(1)で表されるトリアジン化合物、フルオレノン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、チオピランジオキシド、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ペリレンテトラカルボン酸、フレオレニリデンメタン、アントラキノジメタン、又はアントロン等が挙げられる。また、上記に記した金属錯体やアルカリ金属酸化物、アルカリ土類酸化物、希土類酸化物、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類ハロゲン化物、希土類ハロゲン化物、SiO、AlO、SiN、SiON、AlON、GeO、LiO、LiON、TiO、TiON、TaO、TaON、TaN、Cなどの各種酸化物、窒化物、及び酸化窒化物のような無機化合物も使用できる。
発光が陽極を通してのみ見られる場合、本発明において使用される陰極は、ほぼ任意の導電性材料から形成することができる。望ましい陰極材料としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。
評価実施例1−1等で作製する有機電界発光素子の断面模式図である。 評価実施例2−1等で作製する有機電界発光素子の断面模式図である。 評価実施例3−1等で作製する有機電界発光素子の断面模式図である。
11.ITO透明電極付きガラス基板
12.正孔注入層
13.第一正孔輸送層
14.第二正孔輸送層
15.発光層
16.電子輸送層
17.陰極層
21.ITO透明電極付きガラス基板
22.正孔注入層
23.第一正孔輸送層
24.第二正孔輸送層
25.発光層
26.第一電子輸送層
27.第二電子輸送層
28.陰極層
31.ITO透明電極付きガラス基板
32.正孔注入層
33.第一正孔輸送層
34.第二正孔輸送層
35.発光層
36.電子輸送層
37.陰極層
以下、合成例、実施例、比較例及び参考例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定して解釈されるものではない。
合成例−1
Figure 0006862767
アルゴン気流下、2−[3−クロロ−5−(9−フェナントリル)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(5.20g,10mmol)、ビスピナコラートジボロン(3.81g,15mmol)、酢酸パラジウム(22.5mg,0.10mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,4’,6’−トリイソプロピルビフェニル(95.4mg,0.20mmol)、及び酢酸カリウム(2.95g,30mmol)を1,4−ジオキサン(200mL)に懸濁し、100℃で4時間撹拌した。放冷後、濾過により沈殿成分を除去した。クロロホルム(200mL)、水(100mL)を加えて撹拌した後、水層と有機層を分離した。更に、水層をクロロホルム(50mL)で3回抽出し、有機層と合わせた。有機層から低沸点成分を減圧濃縮、乾固して粗生成物を得た。ヘキサンを加えて0℃に冷却しながら撹拌・懸濁させ、得られた個体を濾取した。得られた固体を減圧乾燥することで、2−[3−{(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)}−5−(9−フェナントリル)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジンの乳白色粉末(収量6.07g,収率99%)を得た。
H―NMR(CDCl)δ(ppm):1.43(s,12H),7.51―7.75(m,10H),7.82(s,1H),7.89―7.98(m,2H),8.23(brs,1H),8.75―8.81(m,5H),8.83(brd,J=8.2Hz,1H),9.01(brs,1H),9.24(brs,1H).
合成実施例−1
Figure 0006862767
窒素気流下、合成例−1で得られた2−[3−{(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)}−5−(9−フェナントリル)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(1.00g,1.64mmol)、2−クロロ−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(569mg,2.13mmol)、酢酸パラジウム(7.34mg,0.0327mmol)、及び2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,4’,6’−トリイソプロピルビフェニル(31.2mg,0.0654mmol)をテトラヒドロフラン(20mL)に懸濁し、得られた懸濁液に2.0M−リン酸カリウム水溶液(2.45mL,4.91mmol)を滴下した。得られた混合物を65℃で24時間撹拌した。得られた反応液を室温まで放冷し、析出物をろ取した。ろ取した析出物を純水、メタノール、ヘキサンで順次洗浄し、灰色粉末を得た。得られた灰色粉末をトルエンで再結晶することにより精製し、目的物である9−{3,5−ビス(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)フェニル}フェナントレン(B−1)の灰色粉末(収量696mg,収率59%)を得た。
H―NMR(CDCl)δ(ppm):7.55−7.82(m,16H),7.99−8.08(m,3H),8.82−8.94(m,10H),9.19(s,2H),10.41(s,1H).
合成実施例−2
Figure 0006862767
アルゴン気流下、化合物 A−2(6.00g)、ビス(ピナコラト)ジボロン(3.17g)、酢酸カリウム(2.46g)、酢酸パラジウム(23.4mg)、及び2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,4’,6’−トリイソプロピルビフェニル(99.5mg)をTHF(104mL)に懸濁し、91時間加熱還流した。反応混合物を放冷後、固体を濾別し、溶媒を減圧留去した。得られた混合物をカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム、ヘキサン)にて精製したところ、目的の1−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−3,5−ビス(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)ベンゼン(A−3)の灰色粉末(収量5.78g,収率83%)を得た。
H−NMR(CDCl)δ(ppm):1.50(s,12H),7.63−7.68(m,12H),8.90−8.93(m,8H),9.37(s,2H),10.36(s,1H).
アルゴン気流下、化合物 A−3(5.72g)、ブロモベンゼン(989μL)、及びビス(トリフェニルホスフィン)パラジウムジクロリド(121mg)をTHF(86mL)に懸濁し、そこに3M−炭酸カリウム水溶液(6.3mL)を加え、72時間加熱還流した。反応混合物を放冷後、水を加え、析出物を濾取した。濾取物を水、MeOH、ヘキサンで洗浄し、その後再結晶(キシレン)することで、目的の3,5−ビス(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)ビフェニル(B−2)の白色粉末(収量4.04g,収率76%)を得た。
H−NMR(CDCl)δ(ppm):7.52(t,J=7.4Hz,1H),7.61−7.70(m,14H),7.91−7.93(m,2H),8.89−8.92(m,8H),9.22(s,2H),10.24(s,1H).
本発明のトリアジン化合物を構成成分とする有機電界発光素子の作製と性能評価
以下に示す試験例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。また、用いる化合物の構造式及びその略称を以下に示す。
Figure 0006862767
評価実施例1−1
基板には、2mm幅の酸化インジウム−スズ(ITO)膜がストライプ状にパターンされたITO透明電極付きガラス基板を用いた。この基板をイソプロピルアルコールで洗浄した後、酸素プラズマ洗浄にて表面処理を行った。洗浄後の基板に、真空蒸着法で各層の真空蒸着を行い、断面模式図を図3に示すような発光面積4mm有機電界発光素子を作製した。
まず、真空蒸着槽内に前記ガラス基板を導入し、1.0×10−4Paまで減圧した。
その後、図1の11で示すITO透明電極付きガラス基板上に有機化合物層として、正孔注入層12、第一正孔輸送層13、第二正孔輸送層14、発光層15、及び電子輸送層16を順次成膜し、その後陰極層17を成膜した。
なお、有機電界発光素子の各層をなす材料はいずれも抵抗加熱方式により真空蒸着した。
正孔注入層12としては、HIL−1を0.15nm/秒の成膜速度で65nmの膜厚で真空蒸着した。
第一正孔輸送層13としては、HAT−CNを0.025nm/秒の成膜速度で5nmの膜厚で真空蒸着した。
第二正孔輸送層14としてはHTL−2を0.15nm/秒の成膜速度で10nmの膜厚で真空蒸着した。
発光層15としては、EML−H1とEML−D1を0.18nm/秒の成膜速度で25nmの膜厚(EML−1/EML−2=95.4/4.6(重量比)の共蒸着)で真空蒸着した。
電子輸送層16としては、本発明の合成実施例−1で合成した化合物B−1とLiqを0.15nm/秒の成膜速度で30nmの膜厚(B−1/Liq=50/50(重量比)の共蒸着)で真空蒸着した。
最後に、ITOストライプと直行するようにメタルマスクを配し、陰極層17を成膜した。陰極層37は、マグネシウム/銀(重量比80/20)、銀を、この順番に、それぞれ0.5nm/秒、0.2nm/秒の成膜速度で80nm、20nmの膜厚で真空蒸着し、2層構造とした。
それぞれの膜厚は、触針式膜厚測定計(DEKTAK、Veeco社製)で測定した。さらに、この素子を酸素及び水分濃度1ppm以下の窒素雰囲気グローブボックス内で封止した。封止は、ガラス製の封止キャップと前記成膜基板エポキシ型紫外線硬化樹脂(ナガセケムテックス社製)を用いた。
評価比較例1−1
評価実施例1−1の電子輸送層16において、化合物B−1に代えて、公知の電子輸送材料であるETL−1を用いた以外は、評価実施例1−1と同じ方法で有機電界発光素子を作製した。
評価実施例1−1、及び評価比較例1−1で作製した有機電界発光素子に直流電流を印加し、TOPCON社製のLUMINANCE METER(BM−9)の輝度計を用いて発光特性を評価した。寿命特性としては、電流密度10mA/cmを流した時の連続点灯時の輝度減衰時間を測定した。当該輝度(cd/m)が10%減じた時の時間を測定した。なお、各評価実施例の素子寿命(h)については、比較例1−1における素子の輝度(cd/m)が初期から10%減じた時の時間(h)を100として、相対値で示した。
Figure 0006862767
評価比較例1−1に比べて、本発明のトリアジン化合物を使用した有機電界発光素子は寿命特性に優れていることが分かった。
評価実施例2−1
基板には、2mm幅の酸化インジウム−スズ(ITO)膜がストライプ状にパターンされたITO透明電極付きガラス基板を用いた。この基板をイソプロピルアルコールで洗浄した後、酸素プラズマ洗浄にて表面処理を行った。洗浄後の基板に、真空蒸着法で各層の真空蒸着を行い、断面模式図を図2に示すような発光面積4mm有機電界発光素子を作製した。
まず、真空蒸着槽内に前記ガラス基板を導入し、1.0×10−4Paまで減圧した。
その後、図2の21で示すITO透明電極付きガラス基板上に有機化合物層として、正孔注入層22、第一正孔輸送層23、第二正孔輸送層24、発光層25、第一電子輸送層26及び第二電子輸送層27を順次成膜し、その後陰極層28を成膜した。
なお、有機電界発光素子の各層をなす材料はいずれも抵抗加熱方式により真空蒸着した。
正孔注入層22としては、HIL−1を0.15nm/秒の成膜速度で60nmの膜厚で真空蒸着した。
第一正孔輸送層23としては、HAT−CNを0.025nm/秒の成膜速度で10nmの膜厚で真空蒸着した。
第二正孔輸送層24としてはHTL−2を0.15nm/秒の成膜速度で10nmの膜厚で真空蒸着した。
発光層25としては、mCBPと公知のTADF発光材料である4Cz−IPNを0.18nm/秒の成膜速度で30nmの膜厚(mCBP/4Cz−IPN=85.0/15.0(重量比)の共蒸着)で真空蒸着した。
第一電子輸送層26としては、本発明の合成実施例−2で合成した化合物B−2を0.15nm/秒の成膜速度で10nmの膜厚で真空蒸着した。
第二電子輸送層27としてはETL−2とLiqを0.15nm/秒の成膜速度で40nmの膜厚(ETL−2/Liq=50/50(重量比)の共蒸着)で真空蒸着した。
最後に、ITOストライプと直行するようにメタルマスクを配し、陰極層28を成膜した。陰極層28は、マグネシウム/銀(重量比80/20)、銀を、この順番に、それぞれ0.5nm/秒、0.2nm/秒の成膜速度で80nm、20nmの膜厚で真空蒸着し、2層構造とした。
それぞれの膜厚は、触針式膜厚測定計(DEKTAK、Veeco社製)で測定した。さらに、この素子を酸素及び水分濃度1ppm以下の窒素雰囲気グローブボックス内で封止した。封止は、ガラス製の封止キャップと前記成膜基板エポキシ型紫外線硬化樹脂(ナガセケムテックス社製)を用いた。
評価比較例2−1
評価実施例2−1の第一電子輸送層26において、化合物B−2に代えて、T2Tを用いた以外は、評価実施例2−1と同じ方法で有機電界発光素子を作製した。
評価実施例2−1、及び評価比較例2−1で作製した有機電界発光素子に直流電流を印加し、TOPCON社製のLUMINANCE METER(BM−9)の輝度計を用いて発光特性を評価した。寿命特性としては、電流密度10mA/cmを流した時の連続点灯時の輝度減衰時間を測定した。当該輝度(cd/m)が10%減じた時の時間を測定した。なお、各評価実施例の素子寿命(h)については、比較例1−1における素子の輝度(cd/m)が初期から10%減じた時の時間(h)を100として、相対値で示した。
Figure 0006862767
評価比較例2−1に比べて、本発明のトリアジン化合物を使用した有機電界発光素子は寿命特性に優れていることが分かった。
評価実施例3−1
基板には、2mm幅の酸化インジウム−スズ(ITO)膜がストライプ状にパターンされたITO透明電極付きガラス基板を用いた。この基板をイソプロピルアルコールで洗浄した後、酸素プラズマ洗浄にて表面処理を行った。洗浄後の基板に、真空蒸着法で各層の真空蒸着を行い、断面模式図を図3に示すような発光面積4mm有機電界発光素子を作製した。
まず、真空蒸着槽内に前記ガラス基板を導入し、1.0×10−4Paまで減圧した。
その後、図3の31で示すITO透明電極付きガラス基板上に有機化合物層として、正孔注入層32、第一正孔輸送層33、第二正孔輸送層34、発光層35、及び電子輸送層36を順次成膜し、その後陰極層37を成膜した。
なお、有機電界発光素子の各層をなす材料はいずれも抵抗加熱方式により真空蒸着した。
正孔注入層32としては、HIL−1を0.15nm/秒の成膜速度で60nmの膜厚で真空蒸着した。
第一正孔輸送層33としては、HAT−CNを0.025nm/秒の成膜速度で10nmの膜厚で真空蒸着した。
第二正孔輸送層34としてはHTL−2を0.15nm/秒の成膜速度で10nmの膜厚で真空蒸着した。
発光層35としては、mCBPと公知のTADF発光材料である4Cz−IPNを0.18nm/秒の成膜速度で30nmの膜厚(mCBP/4Cz−IPN=85.0/15.0(重量比)の共蒸着)で真空蒸着した。
電子輸送層36としては、本発明の合成実施例−2で合成した化合物B−2を0.15nm/秒の成膜速度で10nmの膜厚で真空蒸着した。次いで、化合物B−2とLiqを0.15nm/秒の成膜速度で40nmの膜厚(B−2/Liq=50/50(重量比)の共蒸着)で真空蒸着した。
最後に、ITOストライプと直行するようにメタルマスクを配し、陰極層37を成膜した。陰極層37は、マグネシウム/銀(重量比80/20)、銀を、この順番に、それぞれ0.5nm/秒、0.2nm/秒の成膜速度で80nm、20nmの膜厚で真空蒸着し、2層構造とした。
それぞれの膜厚は、触針式膜厚測定計(DEKTAK、Veeco社製)で測定した。さらに、この素子を酸素及び水分濃度1ppm以下の窒素雰囲気グローブボックス内で封止した。封止は、ガラス製の封止キャップと前記成膜基板エポキシ型紫外線硬化樹脂(ナガセケムテックス社製)を用いた。
評価比較例3−1
評価実施例3−1の電子輸送層36において、化合物B−2に代えて、T2Tを用いた以外は、評価実施例3−1と同じ方法で有機電界発光素子を作製した。
評価実施例3−1、及び評価比較例3−1で作製した有機電界発光素子に直流電流を印加し、TOPCON社製のLUMINANCE METER(BM−9)の輝度計を用いて発光特性を評価した。電圧特性として、電流密度10mA/cmを流した時の駆動電圧を測定した。また、寿命特性としては、電流密度10mA/cmを流した時の連続点灯時の輝度減衰時間を測定した。当該輝度(cd/m)が10%減じた時の時間を測定した。なお、各評価実施例の駆動電圧(V)については、比較例3−1における素子の駆動電圧を100として、相対値で示した。また、素子寿命(h)については、比較例3−1における素子の輝度(cd/m)が初期から10%減じた時の時間(h)を100として、相対値で示した。
Figure 0006862767
評価比較例3−1に比べて、本発明のトリアジン化合物を使用した有機電界発光素子は低電圧で駆動が可能であり、また寿命特性にも優れていることが分かった。
本発明のトリアジン化合物を用いた有機電界発光素子は、既存材料を用いた有機電界発光素子に比較して、長時間駆動することができる。また、本発明のトリアジン化合物は、本実施例の電子輸送層以外にも、発光ホスト層などにも適用可能である。更に、蛍光発光材料を用いた素子だけではなく、燐光発光材料を用いた様々な有機電界発光素子への適用も可能である。又、本発明のトリアジン化合物は溶解度も高く、真空蒸着法ばかりでなく塗布法を用いた素子作成も可能である。更に、フラットパネルディスプレイなどの用途以外にも、低消費電力が求められる照明用途などにも有用である。

Claims (7)

  1. 一般式(1)
    Figure 0006862767
    {式中、
    Ar乃至Arは、各々独立して、炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基(該基は、フッ素原子、メトキシ基、エトキシ基、炭素数3〜10のアルコキシ基、炭素数1〜3のハロゲン化アルコキシ基、メチル基、エチル基、炭素数3〜10のアルキル基、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基、又は炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい。)を表し、
    Arは、6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族炭化水素基(該基は、フッ素原子、メトキシ基、エトキシ基、炭素数3〜10のアルコキシ基、炭素数1〜3のハロゲン化アルコキシ基、メチル基、エチル基、炭素数3〜10のアルキル基、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基、又は6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい。)を表す。}
    で表されるトリアジン化合物。
  2. 一般式(2)
    Figure 0006862767
    {式中、
    Ar乃至Arは、各々独立して、炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基(該基は、フッ素原子、メトキシ基、エトキシ基、炭素数3〜10のアルコキシ基、炭素数1〜3のハロゲン化アルコキシ基、メチル基、エチル基、炭素数3〜10のアルキル基、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基、又は炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい。)を表し、
    Arは、6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族炭化水素基(該基は、フッ素原子、メトキシ基、エトキシ基、炭素数3〜10のアルコキシ基、炭素数1〜3のハロゲン化アルコキシ基、メチル基、エチル基、炭素数3〜10のアルキル基、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基、又は6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい。)を表す。}
    で表される、請求項1に記載のトリアジン化合物。
  3. 一般式(3)
    Figure 0006862767
    {式中、
    Ar乃至Arは、各々独立して、炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基(該基は、フッ素原子、メトキシ基、エトキシ基、炭素数3〜10のアルコキシ基、炭素数1〜3のハロゲン化アルコキシ基、メチル基、エチル基、炭素数3〜10のアルキル基、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基、又は炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい。)を表し、
    Arは、6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族炭化水素基(該基は、フッ素原子、メトキシ基、エトキシ基、炭素数3〜10のアルコキシ基、炭素数1〜3のハロゲン化アルコキシ基、メチル基、エチル基、炭素数3〜10のアルキル基、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基、又は6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい。)を表す。}
    で表される請求項1又は2に記載のトリアジン化合物。
  4. 金属触媒の存在下又は塩基及び金属触媒の存在下に、一般式(4)で表される化合物と、一般式(5)で表される化合物とをカップリング反応させることを特徴とする、一般式(1)で表される環状アジン化合物の製造方法。
    Figure 0006862767
    {式中、
    Ar乃至Arは、各々独立して、炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基(該基は、フッ素原子、メトキシ基、エトキシ基、炭素数3〜10のアルコキシ基、炭素数1〜3のハロゲン化アルコキシ基、メチル基、エチル基、炭素数3〜10のアルキル基、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基、又は炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい。)を表し、
    Arは、6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族炭化水素基(該基は、フッ素原子、メトキシ基、エトキシ基、炭素数3〜10のアルコキシ基、炭素数1〜3のハロゲン化アルコキシ基、メチル基、エチル基、炭素数3〜10のアルキル基、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基、又は6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい。)を表し、
    X及びYは脱離基を表す。}
  5. 金属触媒の存在下又は塩基及び金属触媒の存在下に、一般式(6)で表される化合物と、一般式(7)で表される化合物とをカップリング反応させることを特徴とする、一般式(1)で表される環状アジン化合物の製造方法。
    Figure 0006862767
    {式中、
    Ar乃至Arは、各々独立して、炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族基(該基は、フッ素原子、メトキシ基、エトキシ基、炭素数3〜10のアルコキシ基、炭素数1〜3のハロゲン化アルコキシ基、メチル基、エチル基、炭素数3〜10のアルキル基、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基、又は炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい。)を表し、
    Arは、6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、又は縮環芳香族炭化水素基(該基は、フッ素原子、メトキシ基、エトキシ基、炭素数3〜10のアルコキシ基、炭素数1〜3のハロゲン化アルコキシ基、メチル基、エチル基、炭素数3〜10のアルキル基、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基、又は6員環のみで構成される炭素数6〜30の単環、連結、若しくは縮環芳香族基を置換基として有していてもよい。)を表し、
    X及びYは脱離基を表す。}
  6. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のトリアジン化合物を含んでなる有機電界発光素子用材料。
  7. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のトリアジン化合物を含んでなる有機電界発光素子用の電子注入材料、電子輸送材料又は発光材料。
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