本発明のトリフェニレン誘導体は、下記一般式(1)で表されるものであり、トリフェニレン環に芳香族第三級アミノ基(-NAr1Ar2)が結合している構造を有している。
The triphenylene derivative of the present invention is represented by the following general formula (1), and has a structure in which an aromatic tertiary amino group (—NAr1 Ar2 ) is bonded to the triphenylene ring.
上記の一般式(1)において、トリフェニレン環に結合している置換基R1及びR2の個数を示すp及びqは、それぞれ、0または1~4の整数を表す。
また、トリフェニレン環に結合している置換基R3の個数を示すsは、0または1~3の整数を表す。In the above general formula (1), p and q indicating the number of substituents R1 and R2 bonded to the triphenylene ring are each 0 or an integer of 1 to 4.
Further, s indicating the number of substituents R3 bonded to the triphenylene ring represents 0 or an integer of 1 to 3.
また、一般式(1)中、トリフェニレン環に結合している芳香族第三級アミノ基の窒素原子に結合しているAr1及びAr2は、それぞれ、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表す。かかる芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基は、単環構造を有するものであってもよいし、縮合多環構造を有するものであってもよい。
これらの芳香族基の例としては、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、フルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピリジル基、フラニル基、ピラニル基、チエニル基、キノリル基、イソキノリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、カルボリニル基、及び9,10-ジヒドロアクリジニル基などを挙げることができる。
特に芳香族複素環基においては、該複素環基中の炭素原子がアミノ基の窒素原子に結合していることが好ましい。
また、芳香族複素環基の中では、フラニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾオキサゾリル基、ジベンゾフラニル基などの含酸素芳香族複素環基;チエニル基、ベンゾチエニル基、ベンゾチアゾリル基、ジベンゾチエニル基などの含硫黄芳香族複素環基;N-フェニルカルバゾリル基、N-フェニル-9,10-ジヒドロアクリジニル基が好ましく、特に含硫黄芳香族複素環基が最も好ましい。In the general formula (1), Ar1 and Ar2 bonded to the nitrogen atom of the aromatic tertiary amino group bonded to the triphenylene ring are each an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic ring. Represents a group. Such an aromatic hydrocarbon group and aromatic heterocyclic group may have a monocyclic structure or may have a condensed polycyclic structure.
Examples of these aromatic groups include phenyl group, biphenylyl group, terphenylyl group, naphthyl group, anthryl group, phenanthryl group, fluorenyl group, indenyl group, pyrenyl group, perylenyl group, fluoranthenyl group, triphenylenyl group, pyridyl group. , Furanyl, pyranyl, thienyl, quinolyl, isoquinolyl, benzofuranyl, benzothienyl, indolyl, carbazolyl, benzoxazolyl, benzothiazolyl, quinoxalyl, benzimidazolyl, pyrazolyl, dibenzofuranyl A group, a dibenzothienyl group, a carbolinyl group, and a 9,10-dihydroacridinyl group.
Particularly in an aromatic heterocyclic group, it is preferable that a carbon atom in the heterocyclic group is bonded to a nitrogen atom of an amino group.
Among the aromatic heterocyclic groups, oxygen-containing aromatic heterocyclic groups such as furanyl group, benzofuranyl group, benzoxazolyl group, dibenzofuranyl group; thienyl group, benzothienyl group, benzothiazolyl group, dibenzothienyl group A sulfur-containing aromatic heterocyclic group such as N-phenylcarbazolyl group and N-phenyl-9,10-dihydroacridinyl group are preferable, and a sulfur-containing aromatic heterocyclic group is most preferable.
本発明において、上記で例示した芳香族基(芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基)としては、芳香族炭化水素基、N-フェニルカルバゾリル基、ジベンゾフラニル基が好ましく、芳香族炭化水素基が特に好ましい。In the present invention, the aromatic group (aromatic hydrocarbon group and aromatic heterocyclic group) exemplified above is preferably an aromatic hydrocarbon group, an N-phenylcarbazolyl group, or a dibenzofuranyl group, and an aromatic group A hydrocarbon group is particularly preferred.
さらに、上記の芳香族基は置換基を有していてもよい。このような置換基としては、重水素原子;シアノ基;ニトロ基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子;メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基などの炭素原子数1~6の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基などの炭素原子数1~6の直鎖状もしくは分岐状のアルキルオキシ基;アリル基などのアルケニル基;ベンジル基、ナフチルメチル基、フェネチル基などのアラルキル基;フェノキシ基、トリルオキシ基などのアリールオキシ基;ベンジルオキシ基、フェネチルオキシ基などのアリールアルコキシ基;フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、フルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基などの芳香族炭化水素基;ピリジル基、フラニル基、ピラニル基、チエニル基、ピロリル基、キノリル基、イソキノリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、カルボリニル基などの芳香族複素環基;スチリル基、ナフチルビニル基などのアリールビニル基;アセチル基、ベンゾイル基などのアシル基;を挙げることができる。これらの置換基は、トリフルオロメチル基のように、さらに置換基を有していてもよいし、Ar1に結合している置換基同士、或いはAr2に結合している置換基同士が、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基(例えば、無置換メチレン基や、ジメチルメチレン基などの置換メチレン基)、酸素原子または硫黄原子を介して結合して環を形成していてもよい。Furthermore, the above aromatic group may have a substituent. Such substituents include: deuterium atom; cyano group; nitro group; halogen atom such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom; methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n- Linear or branched alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms such as butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, n-hexyl group; methoxy group, ethoxy group A linear or branched alkyloxy group having 1 to 6 carbon atoms such as propyloxy group; alkenyl group such as allyl group; aralkyl group such as benzyl group, naphthylmethyl group and phenethyl group; phenoxy group and tolyloxy group Aryloxy group such as benzyloxy group, arylalkoxy group such as phenethyloxy group, phenyl group, bif Aromatic hydrocarbon groups such as niryl group, terphenylyl group, naphthyl group, anthracenyl group, phenanthryl group, fluorenyl group, indenyl group, pyrenyl group, perylenyl group, fluoranthenyl group, triphenylenyl group; pyridyl group, furanyl group, pyranyl group , Thienyl, pyrrolyl, quinolyl, isoquinolyl, benzofuranyl, benzothienyl, indolyl, carbazolyl, benzoxazolyl, benzothiazolyl, quinoxalyl, benzoimidazolyl, pyrazolyl, dibenzofuranyl, dibenzo And aromatic heterocyclic groups such as thienyl group and carbolinyl group; aryl vinyl groups such as styryl group and naphthyl vinyl group; acyl groups such as acetyl group and benzoyl group; These substituents may further have a substituent such as a trifluoromethyl group, and the substituents bonded to Ar1 or the substituents bonded to Ar2 are A single bond or an optionally substituted methylene group (for example, an unsubstituted methylene group or a substituted methylene group such as a dimethylmethylene group), an oxygen atom or a sulfur atom is bonded to form a ring. Also good.
本発明において、上記の芳香族基が有する置換基としては、炭素原子数1~6の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基が好ましく、メチル基、tert-ブチル基が特に好ましい。In the present invention, the substituent of the aromatic group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, particularly preferably a methyl group or a tert-butyl group.
また、上記のAr1とAr2とは、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基(例えば、無置換メチレン基や、ジメチルメチレン基などの置換メチレン基)、酸素原子または硫黄原子を介して、互いに結合してアミノ基の窒素原子と共に環を形成してもよい。
このような環としては、カルバゾール環、アクリジン環、フェノチアジン環、フェノキサジン環などを挙げることができ(後述する化合物64~70参照)、特にアクリジン環(後述する化合物65~67参照)が好ましい。
また、これらの環も、上記と同様の置換基を有していてよい。Ar1 and Ar2 are a single bond, a methylene group which may have a substituent (for example, a substituted methylene group such as an unsubstituted methylene group or a dimethylmethylene group), an oxygen atom or a sulfur atom. And may be bonded to each other to form a ring together with the nitrogen atom of the amino group.
Examples of such a ring include a carbazole ring, an acridine ring, a phenothiazine ring, a phenoxazine ring (see compounds 64-70 described later), and an acridine ring (see compounds 65-67 described later) is particularly preferable.
These rings may also have the same substituents as described above.
前記一般式(1)において、トリフェニレン環に結合しているR1、R2及びR3は、それぞれ、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数5~10のシクロアルキル基、炭素原子数2~6のアルケニル基、炭素原子数1~6のアルキルオキシ基、炭素原子数5~10のシクロアルキルオキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基またはアリールオキシ基を表す。In the general formula (1), R1 , R2 and R3 bonded to the triphenylene ring are each a deuterium atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, a nitro group, or a C 1-6 carbon atom. Alkyl group, cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, alkyloxy group having 1 to 6 carbon atoms, cycloalkyloxy group having 5 to 10 carbon atoms, aromatic carbonization Represents a hydrogen group, an aromatic heterocyclic group or an aryloxy group.
上記のR1~R3において、炭素原子数1~6のアルキル基は、直鎖状であっても分岐状であってもよく、その具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基などを挙げることができる。In the above R1 to R3 , the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms may be linear or branched, and specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, and n-propyl. Group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, n-hexyl group and the like.
また、R1~R3における炭素原子数5~10のシクロアルキル基、炭素原子数2~6のアルケニル基、炭素原子数1~6のアルキルオキシ基及び炭素原子数5~10のシクロアルキルオキシ基としは、何れも直鎖状であっても分岐状であってもよく、具体的には、以下のものを例示することができる。
シクロアルキル基の例;
シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1-アダマンチル基、2-ア
ダマンチル基など。
アルケニル基の例;
ビニル基、アリル基など。
アルキルオキシ基の例;
メチルオキシ基、エチルオキシ基、n-プロピルオキシ基、イソプロ
ピルオキシ基、n-ブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、n-
ペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基など。
シクロアルキルオキシ基の例;
シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘプチル
オキシ基、シクロオクチルオキシ基、1-アダマンチルオキシ基および
2-アダマンチルオキシ基など。In addition, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an alkyloxy group having 1 to 6 carbon atoms, and a cycloalkyloxy group having 5 to 10 carbon atoms in R1 to R3 The groups may be either linear or branched, and specific examples include the following.
Examples of cycloalkyl groups;
Cyclopentyl group, cyclohexyl group, 1-adamantyl group, 2-adamantyl group and the like.
Examples of alkenyl groups;
Vinyl group, allyl group, etc.
Examples of alkyloxy groups;
Methyloxy group, ethyloxy group, n-propyloxy group, isopropyloxy group, n-butyloxy group, tert-butyloxy group, n-
Pentyloxy group, n-hexyloxy group and the like.
Examples of cycloalkyloxy groups;
A cyclopentyloxy group, a cyclohexyloxy group, a cycloheptyloxy group, a cyclooctyloxy group, a 1-adamantyloxy group and a 2-adamantyloxy group.
また、上述したアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキルオキシ基及びシクロアルキルオキシ基も置換基を有していてよく、このような置換基としては、前述したAr1及びAr2における芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基が有していてよい置換基と同様のものを挙げることができる。In addition, the above-described alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, alkyloxy group and cycloalkyloxy group may also have a substituent, and examples of such a substituent include the aromatic groups in Ar1 and Ar2 described above. The thing similar to the substituent which a hydrocarbon group and an aromatic heterocyclic group may have can be mentioned.
さらにR1~R3における芳香族炭化水素基や芳香族複素環基も、前述したAr1及びAr2で例示したものと同様の基であり、置換基を有していてよい点も同じである。Further, the aromatic hydrocarbon group and aromatic heterocyclic group in R1 to R3 are the same groups as those exemplified for Ar1 and Ar2 described above, and the same may be included in the substituent. is there.
R1~R3におけるアリールオキシ基としては、フェニルオキシ基、トリルオキシ基、ビフェニリルオキシ基、ターフェニリルオキシ基、ナフチルオキシ基、アントリルオキシ基、フェナントリルオキシ基、フルオレニルオキシ基、インデニルオキシ基、ピレニルオキシ基、ペリレニルオキシ基などをあげることができる。
勿論、これらのアリールオキシ基も置換基を有していてよく、このような置換基としては、Ar1及びAr2における芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基が有していてもよい置換基と同じものを挙げることができる。As the aryloxy group in R1 to R3 , phenyloxy group, tolyloxy group, biphenylyloxy group, terphenylyloxy group, naphthyloxy group, anthryloxy group, phenanthryloxy group, fluorenyloxy group Indenyloxy group, pyrenyloxy group, perylenyloxy group and the like can be mentioned.
Of course, these aryloxy groups may also have a substituent, and as such a substituent, the aromatic hydrocarbon group and the aromatic heterocyclic group in Ar1 and Ar2 may have a substituent. The same thing as a group can be mentioned.
本発明において、上述した一般式(1)で表されるトリフェニレン誘導体の中でも、特に下記一般式(1a);
式中、p,q,s,Ar1,Ar2及びR1~R3は、前記一般式
(1)に記載したとおりの意味である、
で表されるもの、即ち、トリフェニレン環の2位(β位)に芳香族第3級アミノ基(-NAr1Ar2)が結合しているトリフェニレン誘導体が好ましい。In the present invention, among the triphenylene derivatives represented by the above general formula (1), the following general formula (1a);
In the formula, p, q, s, Ar1 , Ar2 and R1 to R3 have the meanings described in the general formula (1).
In other words, a triphenylene derivative in which an aromatic tertiary amino group (—NAr1 Ar2 ) is bonded to the 2-position (β-position) of the triphenylene ring is preferable. 上述したトリフェニレン誘導体は、新規な化合物であり、例えば、以下のようにして合成される。
まず、一般式(1)のトリフェニレン誘導体が有するトリフェニレン環に相当するトリフェニレンを使用し、このトリフェニレンの2位(β位)をN-ブロモコハク酸イミドなどによってブロモ化し、このブロモ化物と、第3級アミノ基に相当するアミン化合物(HNAr1Ar2)をブッフバルト反応などのクロスカップリング反応(例えば、Org.Synth.,10,423(2002)参照)を行うことによって、一般式(1a)で表されるトリフェニレン誘導体を合成することができる。The above-described triphenylene derivative is a novel compound and is synthesized, for example, as follows.
First, triphenylene corresponding to the triphenylene ring possessed by the triphenylene derivative of the general formula (1) is used, and the 2-position (β-position) of this triphenylene is brominated with N-bromosuccinimide or the like. By carrying out a cross-coupling reaction such as a Buchwald reaction (see, for example, Org. Synth., 10, 423 (2002)) with an amine compound (HNAr1 Ar2 ) corresponding to an amino group, the compound is represented by the general formula (1a). The triphenylene derivative can be synthesized.
また、トリフェニレンの2位をブロモ化する工程において、ブロモ化の試薬、条件を変更することによって、トリフェニレンの他の位置(例えば1位(α位))がブロモ化することができ、これを利用して、上記と同様のクロスカップリング反応を行うことによって、芳香族第3級アミノ基の結合位置の異なるトリフェニレン誘導体を合成することができる。
さらに、トリフェニレン誘導体への更なる置換基の導入は、例えば、トリフェニレン環構造を有する化合物に対し、N-ブロモコハク酸イミドなどによるブロモ化を行うことによって、種々のブロモ化体を合成することができ、このブロモ化体と、種々のボロン酸またはボロン酸エステル(例えば、J.Org.Chem.,60,7508(1995)参照)とのSuzukiカップリングなどのクロスカップリング反応(例えば、Synth.Commun.,11,513(1981)参照)を行うことによって、行うことができる。
尚、得られた化合物の精製は、カラムクロマトグラフによる精製、シリカゲル、活性炭、活性白土などによる吸着精製、溶媒による再結晶や晶析法などによって行うことができ、その同定は、NMR分析による行われる。Also, in the process of brominating the 2-position of triphenylene, by changing the reagent and conditions for bromination, other positions of the triphenylene (for example, the 1-position (α-position)) can be brominated. Then, by performing the same cross-coupling reaction as described above, triphenylene derivatives having different bonding positions of aromatic tertiary amino groups can be synthesized.
Furthermore, the introduction of further substituents into the triphenylene derivative can synthesize various brominated compounds, for example, by brominating a compound having a triphenylene ring structure with N-bromosuccinimide or the like. Cross-coupling reactions such as Suzuki coupling of this brominated product with various boronic acids or boronic esters (see, for example, J. Org. Chem., 60, 7508 (1995)) (for example, Synth. Commune). , 11, 513 (1981)).
The compound obtained can be purified by column chromatography, adsorption purification using silica gel, activated carbon, activated clay, etc., recrystallization or crystallization using a solvent, etc., and identification can be performed by NMR analysis. Is called.
上述した一般式(1)で表される本発明のトリフェニレン誘導体の中で好ましいものの具体例を以下に示す。Specific examples of preferable triphenylene derivatives of the present invention represented by the general formula (1) described above are shown below.
上述した本発明のトリフェニレン誘導体は、従来公知の正孔輸送材料に比してガラス転移点(Tg)や融点が高く、耐熱性に優れた薄膜を形成することができ、しかもアモルファス状態が安定に維持される為、薄膜状態を安定に保持することができる。また、電子の阻止能力が高く、例えば、本発明のトリフェニレン誘導体を用いて膜厚100nmの蒸着膜を形成し、その仕事関数を測定すると、極めて高い値を示す。
従って、本発明のトリフェニレン誘導体は、有機EL素子が有する有機層の形成材料として極めて有用である。The above-described triphenylene derivative of the present invention has a glass transition point (Tg) and a melting point higher than those of conventionally known hole transport materials, can form a thin film excellent in heat resistance, and is stable in an amorphous state. Since it is maintained, the thin film state can be stably maintained. In addition, the electron blocking ability is high. For example, when the work function is measured by forming a deposited film having a thickness of 100 nm using the triphenylene derivative of the present invention, an extremely high value is shown.
Therefore, the triphenylene derivative of the present invention is extremely useful as a material for forming an organic layer of an organic EL element.
<有機EL素子>
上述した本発明のトリフェニレン誘導体を用いて形成される有機層を備えた有機EL素子は、例えば図7に示す層構造を有している。
即ち、ガラス基板1(透明樹脂基板など、透明基板であればよい)の上に、透明陽極2、正孔注入層3、正孔輸送層4、発光層5、電子輸送層6、電子注入層7及び陰極8が設けられている。
勿論、本発明のトリフェニレン誘導体が適用される有機EL素子は、上記の層構造に限定されるものではなく、正孔輸送層4と発光層5との間に電子阻止層や、発光層5と電子輸送層6との間に正孔阻止層などを設けることができるし、また、電子注入層7や正孔注入層3などを省略したシンプルな層構造とすることができる。例えば、上記の多層構造において、いくつかの層を省略することもできる。例えば基板1上に、陽極2、正孔輸送層3、発光層4、電子輸送層6及び陰極8を設けたシンプルな層構造とすることもできる。<Organic EL device>
The organic EL element provided with the organic layer formed using the triphenylene derivative of the present invention described above has a layer structure shown in FIG. 7, for example.
That is, atransparent anode 2, ahole injection layer 3, ahole transport layer 4, alight emitting layer 5, anelectron transport layer 6, an electron injection layer on a glass substrate 1 (a transparent substrate such as a transparent resin substrate may be used). 7 and acathode 8 are provided.
Of course, the organic EL element to which the triphenylene derivative of the present invention is applied is not limited to the above layer structure, and an electron blocking layer, alight emitting layer 5 and ahole transport layer 4 are disposed between thehole transport layer 4 and thelight emitting layer 5. A hole blocking layer or the like can be provided between theelectron transport layer 6 and a simple layer structure in which theelectron injection layer 7 and thehole injection layer 3 are omitted can be obtained. For example, in the above multilayer structure, some layers can be omitted. For example, a simple layer structure in which theanode 2, thehole transport layer 3, thelight emitting layer 4, theelectron transport layer 6, and thecathode 8 are provided on thesubstrate 1 can be used.
即ち、本発明のトリフェニレン誘導体は、上記の陽極2と陰極8との間に設けられる有機層(例えば正孔注入層3、正孔輸送層4、図示されていない電子阻止層、あるいは発光層4)の形成材料として好適に使用される。That is, the triphenylene derivative of the present invention has an organic layer (for example, ahole injection layer 3, ahole transport layer 4, an electron blocking layer not shown, or a light emitting layer 4) provided between theanode 2 and thecathode 8 described above. ) Is preferably used as a forming material.
上記の有機EL素子において、透明陽極2は、それ自体公知の電極材料で形成されていてよく、ITOや金のような仕事関数の大きな電極材料を基板1(ガラス基板等の透明基板)上に蒸着することにより形成される。In the above organic EL element, thetransparent anode 2 may be formed of a known electrode material, and an electrode material having a large work function such as ITO or gold is formed on the substrate 1 (transparent substrate such as a glass substrate). It is formed by vapor deposition.
また、透明陽極2上に設けられる正孔注入層3としては、上述した本発明のトリフェニレン誘導体を用いて形成できるほか、従来公知の材料、例えば以下の材料を用いて形成することもできる。
銅フタロシアニンに代表されるポルフィリン化合物;
スターバースト型のトリフェニルアミン誘導体;
単結合或いはヘテロ原子を含まない2価基により、複数のトリフェニル
アミン骨格が連結された構造を有するアリールアミン(例えばトリフェニ
ルアミンの3量体や4量体);
塗布型の高分子材料、例えばポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェ
ン)(PEDOT)、ポリ(スチレンスルフォネート)(PSS)など;
ヘキサシアノアザトリフェニレンのようなアクセプター性の複素環化合
物;Further, thehole injection layer 3 provided on thetransparent anode 2 can be formed using the above-described triphenylene derivative of the present invention, or can be formed using a conventionally known material, for example, the following materials.
Porphyrin compounds represented by copper phthalocyanine;
Starburst type triphenylamine derivatives;
Arylamines having a structure in which a plurality of triphenylamine skeletons are linked by a divalent group not containing a single bond or heteroatom (for example, triphenylamine trimer or tetramer);
Application-type polymer materials such as poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), poly (styrene sulfonate) (PSS), etc .;
Acceptor heterocyclic compounds such as hexacyanoazatriphenylene;
上記の材料を用いての層(薄膜)形成は、蒸着法の他、スピンコート法やインクジェット法などの公知の方法によって行うことができる。以下に述べる各種の層も同様に、蒸着やスピンコート、インクジェットなどにより成膜することができる。Formation of a layer (thin film) using the above materials can be performed by a known method such as a spin coating method or an ink jet method in addition to a vapor deposition method. Similarly, various layers described below can be formed by vapor deposition, spin coating, ink jetting, or the like.
上記の正孔注入層3上に設けられている正孔輸送層4も、前述した本発明のトリフェニレン誘導体を用いて形成することができるし、従来公知の正孔輸送材料を用いて形成することもできる。
このような従来公知の正孔輸送材料として代表的なものは、次のとおりである。
ベンジジン誘導体、例えば、
N,N’-ジフェニル-N,N’-ジ(m-トリル)ベンジジン
(以下、TPDと略す);
N,N’-ジフェニル-N,N’-ジ(α-ナフチル)ベンジジン
(以下、NPDと略す);
N,N,N’,N’-テトラビフェニリルベンジジン;
アミン系誘導体、例えば、
1,1-ビス[4-(ジ-4-トリルアミノ)フェニル]シクロヘキサン
(以下、TAPCと略す);
種々のトリフェニルアミン3量体および4量体;
カルバゾール誘導体;
正孔注入層用としても使用される上記の塗布型高分子材料;Thehole transport layer 4 provided on thehole injection layer 3 can also be formed using the above-described triphenylene derivative of the present invention, or can be formed using a conventionally known hole transport material. You can also.
Typical examples of such conventionally known hole transport materials are as follows.
Benzidine derivatives such as
N, N′-diphenyl-N, N′-di (m-tolyl) benzidine (hereinafter abbreviated as TPD);
N, N′-diphenyl-N, N′-di (α-naphthyl) benzidine (hereinafter abbreviated as NPD);
N, N, N ′, N′-tetrabiphenylylbenzidine;
Amine derivatives such as
1,1-bis [4- (di-4-tolylamino) phenyl] cyclohexane (hereinafter abbreviated as TAPC);
Various triphenylamine trimers and tetramers;
A carbazole derivative;
The above coating type polymer material that is also used for a hole injection layer;
このような正孔輸送材料の化合物は、それぞれ単独で成膜しても良いが、2種以上を混合して成膜することもできるし、また、上記化合物の1種または複数種を用いて複数の層を形成し、このような層が積層された多層膜を正孔輸送層とすることもできる。Such a compound of the hole transport material may be formed alone, but may be formed by mixing two or more kinds, or by using one or more of the above compounds. A multilayer film in which a plurality of layers are formed and in which such layers are stacked can be used as a hole transport layer.
また、正孔注入層3と正孔輸送層4とを兼ねた層とすることもでき、このような正孔注入・輸送層は、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン(以後、PEDOTと略称する)などの高分子材料を用いてのコーティングにより形成することができる。In addition, thehole injection layer 3 and thehole transport layer 4 can also be used. Such a hole injection / transport layer is made of poly (3,4-ethylenedioxythiophene (hereinafter referred to as PEDOT). It can be formed by coating with a polymer material such as (abbreviated).
尚、正孔輸送層4(正孔注入層3も同様)において、該層に通常使用される材料に対し、さらにトリスブロモフェニルアミンヘキサクロルアンチモンなどをPドーピングしたものを使用することができる。また、TPDの基本骨格を有する高分子化合物などを用いて正孔輸送層4(或いは正孔注入層3)を形成することもできる。In addition, in the hole transport layer 4 (the same applies to the hole injection layer 3), it is possible to use a material which is usually used for the layer and further P-doped with trisbromophenylamine hexachloroantimony or the like. Alternatively, the hole transport layer 4 (or the hole injection layer 3) can be formed using a polymer compound having a basic skeleton of TPD.
さらに、図示されていない電子阻止層(発光層5と正孔輸送層3との間に設けることができる)は、電子阻止作用を有する本発明のトリフェニレン誘導体を用いて形成することができるが、公知の電子阻止性化合物、例えば、カルバゾール誘導体や、トリフェニルシリル基を有し且つトリアリールアミン構造を有する化合物などを用いて形成することもできる。カルバゾール誘導体及びトリアリールアミン構造を有する化合物の具体例は、以下の通りである。
<カルバゾール誘導体>
4,4’,4’’-トリ(N-カルバゾリル)トリフェニルアミン
(以後、TCTAと略称する);
9,9-ビス[4-(カルバゾール-9-イル)フェニル]
フルオレン;
1,3-ビス(カルバゾール-9-イル)ベンゼン
(以後、mCPと略称する);
2,2-ビス(4-カルバゾール-9-イルフェニル)アダマンタン
(以後、Ad-Czと略称する);
<トリアリールアミン構造を有する化合物>
9-[4-(カルバゾール-9-イル)フェニル]-9-[4-(トリフ
ェニルシリル)フェニル]-9H-フルオレン;Furthermore, an electron blocking layer (not shown) (which can be provided between the light emittinglayer 5 and the hole transport layer 3) can be formed using the triphenylene derivative of the present invention having an electron blocking action, It can also be formed using a known electron blocking compound such as a carbazole derivative or a compound having a triphenylsilyl group and a triarylamine structure. Specific examples of the compound having a carbazole derivative and a triarylamine structure are as follows.
<Carbazole derivative>
4,4 ′, 4 ″ -tri (N-carbazolyl) triphenylamine (hereinafter abbreviated as TCTA);
9,9-bis [4- (carbazol-9-yl) phenyl]
Fluorene;
1,3-bis (carbazol-9-yl) benzene (hereinafter abbreviated as mCP);
2,2-bis (4-carbazol-9-ylphenyl) adamantane (hereinafter abbreviated as Ad-Cz);
<Compound having a triarylamine structure>
9- [4- (carbazol-9-yl) phenyl] -9- [4- (triphenylsilyl) phenyl] -9H-fluorene;
電子阻止層は、本発明のトリフェニレン化合物や上記のような公知の正孔輸送材料を1種単独或いは2種以上を用いて形成されるが、これらの正孔輸送材料の1種または複数種を用いて複数の層を形成し、このような層が積層された多層膜を電子阻止層とすることもできる。The electron blocking layer is formed using one or more of the triphenylene compound of the present invention and the above-described known hole transport materials alone or in combination of two or more of these hole transport materials. A plurality of layers can be used to form a multilayer film in which such layers are stacked as an electron blocking layer.
有機EL素子の発光層5、Alq3をはじめとするキノリノール誘導体の金属錯体の他、亜鉛やベリリウム、アルミニウムなどの各種の金属錯体、アントラセン誘導体、ビススチリルベンゼン誘導体、ピレン誘導体、オキサゾール誘導体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体などの発光材料を用いて形成することができる。In addition to the light-emittinglayer 5 of organic EL elements, metal complexes of quinolinol derivatives such as Alq3 , various metal complexes such as zinc, beryllium, and aluminum, anthracene derivatives, bisstyrylbenzene derivatives, pyrene derivatives, oxazole derivatives, polypara It can be formed using a light emitting material such as a phenylene vinylene derivative.
また、発光層5をホスト材料とドーパント材料とで構成することもできる。
この場合のホスト材料として、上記の発光材料に加え、チアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ポリジアルキルフルオレン誘導体などを使用するができ、さらに、前述した本発明のトリフェニレン誘導体を用いることもできる。
ドーパント材料としては、キナクリドン、クマリン、ルブレン、ペリレンおよびそれらの誘導体、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、アミノスチリル誘導体などを用いることができる。Moreover, thelight emitting layer 5 can also be comprised with a host material and a dopant material.
As the host material in this case, in addition to the above light emitting material, a thiazole derivative, a benzimidazole derivative, a polydialkylfluorene derivative, or the like can be used, and further, the above-described triphenylene derivative of the present invention can also be used.
As the dopant material, quinacridone, coumarin, rubrene, perylene and derivatives thereof, benzopyran derivatives, rhodamine derivatives, aminostyryl derivatives, and the like can be used.
このような発光層5も、各発光材料の1種或いは2種以上を用いた単層構成とすることもできるし、複数の層を積層した多層構造とすることもできる。Such a light-emittinglayer 5 can also have a single-layer configuration using one or more of the light-emitting materials, or a multilayer structure in which a plurality of layers are stacked.
さらに、発光材料として燐光発光材料を使用して発光層5を形成することもできる。
燐光発光材料としては、イリジウムや白金などの金属錯体の燐光発光体を使用することができる。例えば、Ir(ppy)3などの緑色の燐光発光体、FIrpic、FIr6などの青色の燐光発光体、Btp2Ir(acac)などの赤色の燐光発光体などを用いることができ、これらの燐光発光材料は、正孔注入・輸送性のホスト材料や電子輸送性のホスト材料にドープして使用される。Furthermore, thelight emitting layer 5 can also be formed using a phosphorescent light emitting material as the light emitting material.
As the phosphorescent material, a phosphorescent material of a metal complex such as iridium or platinum can be used. For example, green phosphorescent emitters such as Ir (ppy)3 , blue phosphorescent emitters such as FIrpic and FIr6, red phosphorescent emitters such as Btp2 Ir (acac), and the like can be used. The material is used by doping into a hole injecting / transporting host material or an electron transporting host material.
正孔注入・輸送性のホスト材料としては、本発明のトリフェニレン誘導体や、4,4’-ジ(N-カルバゾリル)ビフェニル(以後、CBPと略称する)やTCTA、mCPなどのカルバゾール誘導体などを用いることができる。
また、電子輸送性のホスト材料としては、p-ビス(トリフェニルシリル)ベンゼン(以後、UGH2と略称する)や2,2’,2’’-(1,3,5-フェニレン)-トリス(1-フェニル-1H-ベンズイミダゾール)(以後、TPBIと略称する)などを用いることができる。As the hole-injecting / transporting host material, the triphenylene derivative of the present invention, carbazole derivatives such as 4,4′-di (N-carbazolyl) biphenyl (hereinafter abbreviated as CBP), TCTA, and mCP are used. be able to.
As an electron transporting host material, p-bis (triphenylsilyl) benzene (hereinafter abbreviated as UGH2), 2,2 ′, 2 ″-(1,3,5-phenylene) -tris ( 1-phenyl-1H-benzimidazole) (hereinafter abbreviated as TPBI) and the like can be used.
尚、燐光性の発光材料のホスト材料へのドープは濃度消光を避けるため、発光層全体に対して1~30重量パーセントの範囲で、共蒸着によってドープすることが好ましい。In addition, it is preferable to dope the host material with a phosphorescent light emitting material by co-evaporation in the range of 1 to 30 weight percent with respect to the entire light emitting layer in order to avoid concentration quenching.
発光層5と電子輸送層6との間に設けることができる正孔阻止層(図7において図示せず)は、それ自体公知の正孔阻止作用を有する化合物を用いて形成することができる。
このような正孔阻止作用を有する公知化合物の例としては、バソクプロイン(以後、BCPと略称する)などのフェナントロリン誘導体や、アルミニウム(III)ビス(2-メチル-8-キノリナート)-4-フェニルフェノレート(以後、BAlqと略称する)などのキノリノール誘導体の金属錯体の他、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、オキサジアゾール誘導体などを挙げることができる。
これらの材料は、以下に述べる電子輸送層6の形成にも使用することができ、さらには、この正孔阻止層と電子輸送層6とを兼用させることもできる。A hole blocking layer (not shown in FIG. 7) that can be provided between the light emittinglayer 5 and theelectron transport layer 6 can be formed using a compound having a known hole blocking action.
Examples of known compounds having such a hole blocking action include phenanthroline derivatives such as bathocuproin (hereinafter abbreviated as BCP), aluminum (III) bis (2-methyl-8-quinolinato) -4-phenylpheno In addition to metal complexes of quinolinol derivatives such as rate (hereinafter abbreviated as BAlq), triazole derivatives, triazine derivatives, oxadiazole derivatives, and the like can be given.
These materials can also be used for forming theelectron transport layer 6 described below, and the hole blocking layer and theelectron transport layer 6 can be used in combination.
このような正孔阻止層も、単層或いは多層の積層構造とすることができ、各層は、上述した正孔阻止作用を有する化合物の1種或いは2種以上を用いて成膜される。Such a hole blocking layer can also have a single layer or multilayer structure, and each layer is formed using one or more of the compounds having the hole blocking action described above.
電子輸送層6は、それ自体公知の電子輸送性の化合物、例えば、Alq3、BAlqをはじめとするキノリノール誘導体の金属錯体のほか、亜鉛やベリリウム、アルミニウムなどの各種金属錯体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、カルボジイミド誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、シロール誘導体などを用いて形成される。
この電子輸送層6も、単層或いは多層の積層構造とすることができ、各層は、上述した電子輸送性化合物の1種或いは2種以上を用いて成膜される。Theelectron transport layer 6 is an electron transport compound known per se, for example, metal complexes of quinolinol derivatives such as Alq3 and BAlq, as well as various metal complexes such as zinc, beryllium, and aluminum, triazole derivatives, and triazine derivatives. Oxadiazole derivatives, thiadiazole derivatives, carbodiimide derivatives, quinoxaline derivatives, phenanthroline derivatives, silole derivatives, and the like.
Theelectron transport layer 6 can also have a single layer or multilayer structure, and each layer is formed using one or more of the electron transport compounds described above.
さらに、電子注入層7も、それ自体公知のもの、例えば、フッ化リチウム、フッ化セシウムなどのアルカリ金属塩、フッ化マグネシウムなどのアルカリ土類金属塩、酸化アルミニウムなどの金属酸化物などを用いて形成することができる。Furthermore, theelectron injection layer 7 is also known per se, for example, an alkali metal salt such as lithium fluoride or cesium fluoride, an alkaline earth metal salt such as magnesium fluoride, or a metal oxide such as aluminum oxide. Can be formed.
有機EL素子の陰極8としては、アルミニウムのような仕事関数の低い電極材料や、マグネシウム銀合金、マグネシウムインジウム合金、アルミニウムマグネシウム合金のような、より仕事関数の低い合金が電極材料として用いられる。As thecathode 8 of the organic EL element, an electrode material having a low work function such as aluminum, or an alloy having a lower work function such as a magnesium silver alloy, a magnesium indium alloy, or an aluminum magnesium alloy is used as the electrode material.
本発明のトリフェニレン誘導体を用いて有機層の少なくとも一つ(例えば正孔注入層3、正孔輸送層4、電子阻止層あるいは発光層5)が形成されている有機EL素子は、発光効率および電力効率が高く、実用駆動電圧が低く、発光開始電圧も低く、極めて優れた耐久性を有している。The organic EL device in which at least one of the organic layers (for example, thehole injection layer 3, thehole transport layer 4, the electron blocking layer or the light emitting layer 5) is formed using the triphenylene derivative of the present invention has a luminous efficiency and power. It has high efficiency, low practical driving voltage, low light emission starting voltage, and extremely excellent durability.
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
<実施例1>
(ビフェニル-4-イル)-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)-(トリフェニレン-2-イル)アミンの合成;
(化合物4の合成)
<Example 1>
Synthesis of (biphenyl-4-yl)-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-(triphenylene-2-yl) amine;
(Synthesis of Compound 4)
(ビフェニル-4-イル)-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン
-2-イル)アミン 12.3g
2-ブロモトリフェニレン 11.5g
tert-ブトキシナトリウム 3.92g
トルエン 180ml
を窒素置換した反応容器に加え、超音波を照射しながら30分間窒素ガスを通気した。
次いで、
酢酸パラジウム0.15g
トリス(tert-ブチル)ホスフィン 0.55g
を加えて加熱し、80℃で3時間攪拌した。室温まで冷却し、トルエン150ml、水100mlを加えた後、分液操作によって有機層を採取した。
この有機層を無水硫酸マグネシウムによって乾燥した後、減圧下で濃縮することによって褐色の粗製物23.8gを得た。
得られた粗製物をトルエン400mlに溶解し、シリカゲル20.0gを用いた吸着精製を行い、次いで減圧下で濃縮した後、トルエン/メタノールの混合溶媒を用いた晶析、メタノールを用いた還流洗浄を行うことによって、(ビフェニル-4-イル)-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)-(トリフェニレン-2-イル)アミン(化合物4)の薄黄色粉体15.2g(収率76%)を得た。(Biphenyl-4-yl)-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl) amine 12.3 g
2-Bromotriphenylene 11.5g
tert-Butoxy sodium 3.92g
Toluene 180ml
Was added to a reaction vessel purged with nitrogen, and nitrogen gas was aerated for 30 minutes while irradiating ultrasonic waves.
Then
Palladium acetate 0.15g
Tris (tert-butyl) phosphine 0.55g
The mixture was heated and stirred at 80 ° C. for 3 hours. After cooling to room temperature and adding 150 ml of toluene and 100 ml of water, the organic layer was collected by a liquid separation operation.
The organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure to obtain 23.8 g of a brown crude product.
The obtained crude product is dissolved in 400 ml of toluene, subjected to adsorption purification using 20.0 g of silica gel, and then concentrated under reduced pressure, followed by crystallization using a mixed solvent of toluene / methanol, and reflux washing using methanol. To give 15.2 g of a pale yellow powder of (biphenyl-4-yl)-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-(triphenylene-2-yl) amine (compound 4) ( Yield 76%) was obtained.
得られた薄黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。1H-NMR測定結果を図1に示した。The structure of the obtained pale yellow powder was identified using NMR.The results of1 H-NMR measurement are shown in FIG.
1H-NMR(THF-d8)で以下の33個の水素のシグナルを検出し
た。
δ(ppm)=8.98(1H)
8.68(4H)
8.50(1H)
8.35(1H)
7.72-7.58(9H)
7.50-7.39(6H)
7.28(5H)
7.19(1H)
1.43(6H)The following 33 hydrogen signals were detected by1 H-NMR (THF-d8 ).
δ (ppm) = 8.98 (1H)
8.68 (4H)
8.50 (1H)
8.35 (1H)
7.72-7.58 (9H)
7.50-7.39 (6H)
7.28 (5H)
7.19 (1H)
1.43 (6H)
<実施例2>
ビス(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)-(トリフェニレン-2-イル)アミンの合成;
(化合物14の合成)
<Example 2>
Synthesis of bis (9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-(triphenylene-2-yl) amine;
(Synthesis of Compound 14)
ビス(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)アミン
12.8g
2-ブロモトリフェニレン 10.8g
tert-ブトキシナトリウム 3.67g
トルエン220ml
を窒素置換した反応容器に加え、超音波を照射しながら30分間窒素ガスを通気した。
次いで、
酢酸パラジウム0.14g
トリス(tert-ブチル)ホスフィン 0.52g
を加えて加熱し、80℃で2時間攪拌した。室温まで放冷し、トルエン100ml、水100mlを加えた後、分液操作により有機層を採取した。この有機層を無水硫酸マグネシウムによって乾燥した後、減圧下で濃縮することによって褐色の粗製物24.0gを得た。
得られた粗製物をトルエン300mlに溶解し、シリカゲル10.0gを用いた吸着精製を行った。減圧下で濃縮した後、トルエン/n-ヘキサンの混合溶媒を用いた晶析、トルエン/メタノールの混合溶媒を用いた晶析、メタノールを用いた還流洗浄を行うことによって、ビス(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)-(トリフェニレン-2-イル)アミン(化合物14)の薄黄色粉体12.0g(収率60%)を得た。Bis (9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl) amine 12.8 g
2-Bromotriphenylene 10.8g
tert-Butoxy sodium 3.67g
220 ml of toluene
Was added to a reaction vessel purged with nitrogen, and nitrogen gas was aerated for 30 minutes while irradiating ultrasonic waves.
Then
Palladium acetate 0.14g
Tris (tert-butyl) phosphine 0.52g
The mixture was heated and stirred at 80 ° C. for 2 hours. The mixture was allowed to cool to room temperature, 100 ml of toluene and 100 ml of water were added, and then the organic layer was collected by a liquid separation operation. The organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure to obtain 24.0 g of a brown crude product.
The obtained crude product was dissolved in 300 ml of toluene and subjected to adsorption purification using 10.0 g of silica gel. After concentration under reduced pressure, crystallization using a mixed solvent of toluene / n-hexane, crystallization using a mixed solvent of toluene / methanol, and reflux washing using methanol were performed, whereby bis (9,9- 12.0 g (yield 60%) of a light yellow powder of dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-(triphenylene-2-yl) amine (Compound 14) was obtained.
得られた薄黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。1H-NMR測定結果を図2に示した。The structure of the obtained pale yellow powder was identified using NMR.The results of1 H-NMR measurement are shown in FIG.
1H-NMR(THF-d8)で以下の37個の水素のシグナルを検出し
た。
δ(ppm)=8.70(2H)
8.64(2H)
8.53(1H)
8.32(1H)
7.69(4H)
7.59(3H)
7.49-7.45(4H)
7.42(2H)
7.28(2H)
7.24-7.19(4H)
1.42(12H)The following 37 hydrogen signals were detected by1 H-NMR (THF-d8 ).
δ (ppm) = 8.70 (2H)
8.64 (2H)
8.53 (1H)
8.32 (1H)
7.69 (4H)
7.59 (3H)
7.49-7.45 (4H)
7.42 (2H)
7.28 (2H)
7.24-7.19 (4H)
1.42 (12H)
<実施例3>
(ビフェニル-4-イル)-(4‘-tert-ブチルビフェニル-4-イル)-(トリフェニレン-2-イル)アミンの合成;
(化合物33の合成)
<Example 3>
Synthesis of (biphenyl-4-yl)-(4′-tert-butylbiphenyl-4-yl)-(triphenylene-2-yl) amine;
(Synthesis of Compound 33)
(ビフェニル-4-イル)-(4‘-tert-ブチルビフェニル-
4-イル)アミン 12.5g
2-ブロモトリフェニレン 11.2g
tert-ブトキシナトリウム 3.82g
トルエン 200ml
を窒素置換した反応容器に加え、超音波を照射しながら30分間窒素ガスを通気した。
次いで、
酢酸パラジウム 0.15g
トリス(tert-ブチル)ホスフィン 0.54g
を加えて加熱し、80℃で2時間攪拌した。室温まで放冷し、トルエン150ml、水50mlを加えた後、分液操作により有機層を採取した。この有機層を無水硫酸マグネシウムによって乾燥した後、減圧下で濃縮することで褐色の粗製物22.9gを得た。
得られた粗製物をトルエン200mlに溶解し、シリカゲル20.0gを用いた吸着精製を行った。減圧下で濃縮した後、テトラヒドロフラン/n-ヘキサンの混合溶媒を用いた晶析、テトラヒドロフラン/メタノールの混合溶媒を用いた晶析、メタノールを用いた還流洗浄を行うことによって、(ビフェニル-4-イル)-(4‘-tert-ブチルビフェニル-4-イル)-(トリフェニレン-2-イル)アミン(化合物33)の薄黄色粉体14.7g(収率73%)を得た。(Biphenyl-4-yl)-(4'-tert-butylbiphenyl-
4-yl) amine 12.5 g
2-Bromotriphenylene 11.2g
tert-butoxy sodium 3.82 g
Toluene 200ml
Was added to a reaction vessel purged with nitrogen, and nitrogen gas was aerated for 30 minutes while irradiating ultrasonic waves.
Then
Palladium acetate 0.15g
Tris (tert-butyl) phosphine 0.54g
The mixture was heated and stirred at 80 ° C. for 2 hours. The mixture was allowed to cool to room temperature, 150 ml of toluene and 50 ml of water were added, and then the organic layer was collected by a liquid separation operation. The organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure to obtain 22.9 g of a brown crude product.
The obtained crude product was dissolved in 200 ml of toluene and subjected to adsorption purification using 20.0 g of silica gel. After concentration under reduced pressure, crystallization using a mixed solvent of tetrahydrofuran / n-hexane, crystallization using a mixed solvent of tetrahydrofuran / methanol, and reflux washing using methanol were performed to give (biphenyl-4-yl). 14.7 g (yield 73%) of a pale yellow powder of)-(4′-tert-butylbiphenyl-4-yl)-(triphenylene-2-yl) amine (Compound 33) was obtained.
得られた薄黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。1H-NMR測定結果を図3に示した。The structure of the obtained pale yellow powder was identified using NMR.The results of1 H-NMR measurement are shown in FIG.
1H-NMR(THF-d8)で以下の37個の水素のシグナルを検出し
た。
δ(ppm)=8.71(2H)
8.65(2H)
8.49(1H)
8.38(1H)
7.60(11H)
7.52(1H)
7.45(3H)
7.40(2H)
7.29(5H)
1.35(9H)The following 37 hydrogen signals were detected by1 H-NMR (THF-d8 ).
δ (ppm) = 8.71 (2H)
8.65 (2H)
8.49 (1H)
8.38 (1H)
7.60 (11H)
7.52 (1H)
7.45 (3H)
7.40 (2H)
7.29 (5H)
1.35 (9H)
<実施例4>
(4’-tert-ブチルビフェニル-4-イル)-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)-(トリフェニレン-2-イル)アミンの合成;
(化合物35の合成)
<Example 4>
Synthesis of (4′-tert-butylbiphenyl-4-yl)-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-(triphenylene-2-yl) amine;
(Synthesis of Compound 35)
(4’-tert-ブチルビフェニル-4-イル)-(9,9-ジメ
チル-9H-フルオレン-2-イル)アミン 13.0g
2-ブロモトリフェニレン 10.5g
tert-ブトキシナトリウム 3.58g
トルエン180ml
を窒素置換した反応容器に加え、超音波を照射しながら30分間窒素ガスを通気した。
次いで、
酢酸パラジウム0.14g
トリス-tert-ブチルホスフィン0.50gを加えて加熱し、80℃で2時間攪拌した。室温まで放冷し、トルエン200ml、水100mlを加えた後、分液操作により有機層を採取した。この有機層を無水硫酸マグネシウムによって乾燥し、減圧下で濃縮した後、テトラヒドロフラン/メタノールの混合溶媒を用いた晶析、トルエンを用いた再結晶、メタノールを用いた還流洗浄を行うことによって、(4‘-tert-ブチルビフェニル-4-イル)-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)-(トリフェニレン-2-イル)アミン(化合物35)の白色粉体11.3g(収率57%)を得た。(4'-tert-Butylbiphenyl-4-yl)-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl) amine 13.0 g
2-Bromotriphenylene 10.5g
tert-Butoxy sodium 3.58g
Toluene 180ml
Was added to a reaction vessel purged with nitrogen, and nitrogen gas was aerated for 30 minutes while irradiating ultrasonic waves.
Then
Palladium acetate 0.14g
0.50 g of tris-tert-butylphosphine was added and heated, followed by stirring at 80 ° C. for 2 hours. The mixture was allowed to cool to room temperature, 200 ml of toluene and 100 ml of water were added, and then the organic layer was collected by a liquid separation operation. The organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate, concentrated under reduced pressure, crystallized using a mixed solvent of tetrahydrofuran / methanol, recrystallized using toluene, and washed with reflux using methanol (4). White powder of '-tert-butylbiphenyl-4-yl)-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-(triphenylene-2-yl) amine (Compound 35) (yield) 57%).
得られた白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。1H-NMR測定結果を図4に示した。The structure of the obtained white powder was identified using NMR.The results of1 H-NMR measurement are shown in FIG.
1H-NMR(THF-d8)で以下の41個の水素のシグナルを検出し
た。
δ(ppm)=8.67(4H)
8.49(1H)
8.34(1H)
7.70(2H)
7.59(7H)
7.49-7.41(6H)
7.29(3H)
7.24(1H)
7.18(1H)
1.42(6H)
1.34(9H)The following 41 hydrogen signals were detected by1 H-NMR (THF-d8 ).
δ (ppm) = 8.67 (4H)
8.49 (1H)
8.34 (1H)
7.70 (2H)
7.59 (7H)
7.49-7.41 (6H)
7.29 (3H)
7.24 (1H)
7.18 (1H)
1.42 (6H)
1.34 (9H)
<実施例5>
6-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)-3-(トリフェニレン-2-イル)-1,1-ジメチル-1,3-ジヒドロインデノ[2,1-b]カルバゾールの合成;
(化合物98の合成)
<Example 5>
Of 6- (9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl) -3- (triphenylene-2-yl) -1,1-dimethyl-1,3-dihydroindeno [2,1-b] carbazole Synthesis;
(Synthesis of Compound 98)
6-ブロモ-3-(トリフェニレン-2-イル)-1,1-ジメチル
-1,3-ジヒドロインデノ[2,1-b]カルバゾール 18.0g
2-(4,4,5,5-テトラメチル-[1,3,2]ジオキサボロ
ラン-2-イル)-9,9-ジメチル-9H-フルオレン 10.8g
2M炭酸カリウム水溶液 30ml
トルエン 144ml
エタノール 36ml
を窒素置換した反応容器に加え、超音波を照射しながら30分間窒素ガスを通気した。
次いで、
テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム 1.06g
を加えて加熱し、還流下5.5時間攪拌した。室温まで放冷し、トルエン200ml、水100mlを加え、分液操作によって有機層を採取した。この有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、減圧下で濃縮することによって粗製物を得た。
得られた粗製物をカラムクロマトグラフ(担体:シリカゲル、溶離液:ジクロロメタン/n-ヘキサン)によって精製し、6-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)-3-(トリフェニレン-2-イル)-1,1-ジメチル-1,3-ジヒドロインデノ[2,1-b]カルバゾール(化合物98)の白色粉体14.3g(収率66%)を得た。6-Bromo-3- (triphenylene-2-yl) -1,1-dimethyl-1,3-dihydroindeno [2,1-b] carbazole 18.0 g
2- (4,4,5,5-tetramethyl- [1,3,2] dioxaborolan-2-yl) -9,9-dimethyl-9H-fluorene 10.8 g
2M aqueous potassium carbonate solution 30ml
Toluene 144ml
Ethanol 36ml
Was added to a reaction vessel purged with nitrogen, and nitrogen gas was aerated for 30 minutes while irradiating ultrasonic waves.
Then
Tetrakis (triphenylphosphine) palladium 1.06g
The mixture was heated and stirred for 5.5 hours under reflux. The mixture was allowed to cool to room temperature, 200 ml of toluene and 100 ml of water were added, and the organic layer was collected by a liquid separation operation. The organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure to obtain a crude product.
The obtained crude product was purified by column chromatography (carrier: silica gel, eluent: dichloromethane / n-hexane), and 6- (9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl) -3- (triphenylene- 14.3 g (yield 66%) of white powder of 2-yl) -1,1-dimethyl-1,3-dihydroindeno [2,1-b] carbazole (Compound 98) was obtained.
得られた白色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。1H-NMR測定結果を図5に示した。The structure of the obtained white powder was identified using NMR.The results of1 H-NMR measurement are shown in FIG.
1H-NMR(THF-d8)で以下の39個の水素のシグナルを検出し
た。
δ(ppm)=9.29(2H)
9.08-8.97(4H)
8.90(1H)
8.84(1H)
8.20-8.09(3H)
8.05(1H)
7.98-7.76(9H)
7.69-7.61(2H)
7.55-7.40(4H)
1.74(6H)
1.65(6H)The following 39 hydrogen signals were detected by1 H-NMR (THF-d8 ).
δ (ppm) = 9.29 (2H)
9.08-8.97 (4H)
8.90 (1H)
8.84 (1H)
8.20-8.09 (3H)
8.05 (1H)
7.98-7.76 (9H)
7.69-7.61 (2H)
7.55-7.40 (4H)
1.74 (6H)
1.65 (6H)
<実施例6>
3,7-ジ(ジベンゾフラン-4-イル)-10-(トリフェニレン-2-イル)-10H-フェノキサジンの合成;
(化合物99の合成)
<Example 6>
Synthesis of 3,7-di (dibenzofuran-4-yl) -10- (triphenylene-2-yl) -10H-phenoxazine;
(Synthesis of Compound 99)
3,7-ジブロモ-10-(トリフェニレン-2-イル)-10H-
フェノキサジン 8.90g
4-(4,4,5,5-テトラメチル-[1,3,2]ジオキサボロ
ラン-2-イル)ジベンゾフラン 9.69g
2M炭酸カリウム水溶液 17ml
トルエン 72ml
エタノール 18ml
を窒素置換した反応容器に、加え、超音波を照射しながら30分間窒素ガスを通気した。
次いで、
テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム 0.54g
を加えて加熱し、還流下8.5時間攪拌した。室温まで放冷し、ヘプタン100ml、水100mlを加え、析出する粗製物をろ過によって採取した。
得られた粗製物をカラムクロマトグラフ(担体:シリカゲル、溶離液:トルエン/ヘプタン)による精製、続いて、トルエンを用いた再結晶によって精製を行い、3,7-ジ(ジベンゾフラン-4-イル)-10-(トリフェニレン-2-イル)-10H-フェノキサジン(化合物99)の黄色粉体5.99g(収率51%)を得た。3,7-Dibromo-10- (triphenylene-2-yl) -10H-
Phenoxazine 8.90g
4- (4,4,5,5-tetramethyl- [1,3,2] dioxaborolan-2-yl) dibenzofuran 9.69 g
17 ml of 2M potassium carbonate aqueous solution
Toluene 72ml
18 ml of ethanol
Was added to a reaction vessel purged with nitrogen, and nitrogen gas was aerated for 30 minutes while irradiating ultrasonic waves.
Then
Tetrakis (triphenylphosphine) palladium 0.54g
The mixture was heated and stirred for 8.5 hours under reflux. The mixture was allowed to cool to room temperature, 100 ml of heptane and 100 ml of water were added, and the precipitated crude product was collected by filtration.
The resulting crude product was purified by column chromatography (carrier: silica gel, eluent: toluene / heptane), followed by purification by recrystallization using toluene, and 3,7-di (dibenzofuran-4-yl) 5.99 g (yield 51%) of a yellow powder of -10- (triphenylene-2-yl) -10H-phenoxazine (Compound 99) was obtained.
得られた黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。1H-NMR測定結果を図6に示した。The structure of the obtained yellow powder was identified using NMR.The results of1 H-NMR measurement are shown in FIG.
1H-NMR(THF-d8)で以下の31個の水素のシグナルを検出し
た。
δ(ppm)=9.29(1H)
9.14(1H)
8.99(4H)
8.19(2H)
8.10(2H)
7.98(1H)
7.91-7.76(8H)
7.67-7.43(10H)
6.43(2H)The following 31 hydrogen signals were detected by1 H-NMR (THF-d8 ).
δ (ppm) = 9.29 (1H)
9.14 (1H)
8.99 (4H)
8.19 (2H)
8.10 (2H)
7.98 (1H)
7.91-7.76 (8H)
7.67-7.43 (10H)
6.43 (2H)
<実施例7>
(ガラス転移点の測定)
実施例1~4で得られたトリフェニレン誘導体について、高感度示差走査熱量計(ブルカー・エイエックスエス製、DSC3100S)によってガラス転移点を求めた。
その結果は以下のとおりであった。
ガラス転移点
実施例1の化合物 129℃
実施例2の化合物 146℃
実施例3の化合物 126℃
実施例4の化合物 140℃
このことから、本発明のトリフェニレン誘導体は100℃以上のガラス転移点を有しており、安定な薄膜状態を示すことが判る。<Example 7>
(Measurement of glass transition point)
For the triphenylene derivatives obtained in Examples 1 to 4, the glass transition point was determined by a high-sensitivity differential scanning calorimeter (manufactured by Bruker AXS, DSC3100S).
The results were as follows.
Glass transition point Compound of Example 1 129 ° C
Compound of Example 2 146 ° C
Compound of Example 3 126 ° C.
Compound of Example 4 140 ° C
This shows that the triphenylene derivative of the present invention has a glass transition point of 100 ° C. or higher and exhibits a stable thin film state.
<実施例8>
(仕事関数の評価)
実施例1~3で得られたトリフェニレン誘導体を用い、この化合物の蒸着膜(膜厚100nm)をITO基板の上に作製し、大気中光電子分光装置(理研計器製、AC-3型)で仕事関数を測定した。その結果は、以下のとおりであった。
仕事関数
実施例1の化合物 5.56eV
実施例2の化合物 5.63eV
実施例3の化合物 5.48eV
上記の結果から、本発明のトリフェニレン誘導体は、NPD、TPDなどの一般的な正孔輸送材料がもつ仕事関数5.4eVと比較して、好適なエネルギー準位を示しており、良好な正孔輸送能力を有していることが分かる。<Example 8>
(Evaluation of work function)
Using the triphenylene derivative obtained in Examples 1 to 3, a vapor-deposited film (thickness 100 nm) of this compound was produced on an ITO substrate and worked with an atmospheric photoelectron spectrometer (AC-3, manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.). The function was measured. The results were as follows.
Work function Compound of Example 1 5.56 eV
Compound of Example 2 5.63 eV
Compound of Example 3 5.48 eV
From the above results, the triphenylene derivative of the present invention shows a favorable energy level as compared with the work function 5.4 eV of general hole transport materials such as NPD and TPD, and has good hole It can be seen that it has transportation capability.
<実施例9>
(有機EL素子の特性評価)
実施例1で得られたトリフェニレン誘導体(化合物4)を用いて形成された正孔輸送層を備え、図7に示す構造の有機EL素子を作製した。<Example 9>
(Characteristic evaluation of organic EL elements)
An organic EL device having the structure shown in FIG. 7 was prepared which was provided with a hole transport layer formed using the triphenylene derivative (compound 4) obtained in Example 1.
具体的には、膜厚150nmのITOを成膜したガラス基板1を有機溶媒で洗浄した後に、酸素プラズマ処理にて表面を洗浄した。その後、このITO電極付きガラス基板1を真空蒸着機内に取り付け、0.001Pa以下まで蒸着機内を減圧し、この状態で、下記構造式の化合物100を用いて、透明陽極2を覆うように膜厚が20nmの正孔注入層3を形成した。
Specifically, theglass substrate 1 on which ITO having a thickness of 150 nm was formed was washed with an organic solvent, and then the surface was washed by oxygen plasma treatment. Thereafter, theglass substrate 1 with ITO electrode is mounted in a vacuum vapor deposition machine, the pressure inside the vapor deposition machine is reduced to 0.001 Pa or less, and in this state, a film thickness is formed so as to cover thetransparent anode 2 using the compound 100 having the following structural formula. Formed a 20 nmhole injection layer 3.
上記のようにして形成された正孔注入層3の上に、実施例1で得られたトリフェニレン誘導体(化合物4)を蒸着して膜厚40nmの正孔輸送層4を形成した。
この正孔輸送層4の上に、下記構造式の化合物101と下記構造式の化合物102とを使用し、蒸着速度比が化合物101:化合物102=5:95となる蒸着速度で二元蒸着を行い、膜厚30nmの発光層5を形成した。
On thehole injection layer 3 formed as described above, the triphenylene derivative (compound 4) obtained in Example 1 was deposited to form ahole transport layer 4 having a thickness of 40 nm.
On thishole transport layer 4, a compound 101 having the following structural formula and a compound 102 having the following structural formula are used, and binary deposition is performed at a deposition rate in which the deposition rate ratio is compound 101: compound 102 = 5: 95. Thelight emitting layer 5 having a thickness of 30 nm was formed.
次いで、Alq3を使用し、上記の発光層5の上に膜厚30nmの電子輸送層6を形成した。
さらに、フッ化リチウムを使用し、上記の電子輸送層6の上に膜厚0.5nmの電子注入層7を形成した。
最後に、アルミニウムを膜厚150nmとなるように蒸着して陰極8を形成し、図7に示す構造の有機EL素子を得た。Next, Alq3 was used to form anelectron transport layer 6 having a thickness of 30 nm on thelight emitting layer 5.
Further, lithium fluoride was used to form anelectron injection layer 7 having a thickness of 0.5 nm on theelectron transport layer 6.
Finally, aluminum was vapor-deposited to a thickness of 150 nm to form thecathode 8 to obtain an organic EL device having the structure shown in FIG.
上記のようにして作製した有機EL素子について、大気中、常温で直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表1にまとめて示した。Table 1 summarizes the measurement results of the light emission characteristics of the organic EL elements produced as described above when a DC voltage was applied in the atmosphere at room temperature.
<比較例1>
比較のため、実施例1のトリフェニレン誘導体(化合物4)に代えて下記構造式の化合物103を使用して膜厚40nmの正孔輸送層4を形成した以外は、実施例9と全く同様にして有機EL素子を作製した。
<Comparative Example 1>
For comparison, in the same manner as in Example 9, except that thehole transport layer 4 having a film thickness of 40 nm was formed using the compound 103 having the following structural formula instead of the triphenylene derivative (Compound 4) of Example 1. An organic EL element was produced.
このようにして得られた有機EL素子について、実施例9と同様にして発光特性を測定し、その結果を表1に併せて示した。For the organic EL device thus obtained, the emission characteristics were measured in the same manner as in Example 9, and the results are also shown in Table 1.
表1に示す様に、電流密度10mA/cm2の電流を流したときの駆動電圧は、化合物103を用いた有機EL素子の5.17Vに対して、実施例1の化合物(化合物4)を用いた有機EL素子では5.06Vと低電圧であり、電力効率においても化合物103を用いた有機EL素子の5.49lm/Wに対して、本発明の実施例1の化合物(化合物4)を用いた有機EL素子では6.52lm/Wと大きく向上した。As shown in Table 1, the driving voltage when a current with a current density of 10 mA / cm2 was applied was the compound of Example 1 (Compound 4) compared to 5.17 V of the organic EL device using Compound 103. The organic EL element used has a low voltage of 5.06 V, and the power efficiency is 5.49 lm / W of the organic EL element using Compound 103, and the compound (Compound 4) of Example 1 of the present invention is used. The organic EL element used was greatly improved to 6.52 lm / W.
以上の結果から明らかなように、本発明のトリフェニレン誘導体を用いた有機EL素子は、公知材料である前記化合物103を用いた有機EL素子と比較しても、発光効率や電力効率の向上や、実用駆動電圧の低下を達成できることがわかった。As is clear from the above results, the organic EL device using the triphenylene derivative of the present invention is improved in luminous efficiency and power efficiency as compared with the organic EL device using the compound 103 which is a known material, It was found that a decrease in practical driving voltage can be achieved.