説明

りん光性の有機電界発光素子

【課題】フェニル基置換1,3,5−トリアジン化合物を製造し、これを構成成分とするりん光性の有機電界発光素子を得る。
【解決手段】一般式(1)


[式中、ArおよびArは、各々独立してフェニル基等を示し、R,RおよびRは、各々独立して水素原子等を示す。Xは、同一または相異なって、フェニレン基等を示す。pおよびqは、同一または相異なって、0〜2の整数を示す。ArおよびArは、同一または相異なってピリジル基等を示す。]で表されることを特徴とするフェニル基置換1,3,5−トリアジン化合物を製造し、これを構成成分とするりん光性の有機電界発光素子を作製する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フェニル基置換1,3,5−トリアジン化合物を用いたりん光性の有機電界発光素子に関する。さらに詳しくは、このフェニル基置換1,3,5−トリアジン化合物を有機化合物層の少なくとも一層に用いることにより、消費電力の低減化が達成されたりん光性の有機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【0002】
有機電界発光素子は、発光する化合物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、発光層に正孔および電子を注入して再結合するときに生成する励起子が失活する際の光の放出(蛍光またはりん光)を利用する素子である。近年、有機電界発光素子が、次世代フラットパネルディスプレイの本命と注目されている理由として、薄膜化・軽量化が可能であること、自発光素子であるため消費電力が低いこと、簡単な素子構造なため製造コストが低いこと等が挙げられる。また、その製造方法は、真空蒸着、スピンコート、インクジェット、オフセット印刷、熱転写等、様々な製造技術の応用が可能である。現在、携帯電話、携帯音楽機器、PDA(Personal Digital Assistant)等の携帯機器が実用化されているが、より大型化や高精細化が達成されれば、フラットパネルディスプレイのみならず、面発光光源としての照明、フレキシブル特性を利用したペーパーライクディスプレイ、ウエアラブルディスプレイ、透明性を利用したシースルーディスプレイ等への拡張も可能であり、市場の急激な拡大が期待される。
【0003】
しかし、技術的に超えなければならない課題はまだ多く、特に現状では、駆動電圧が高く、効率が低いため、消費電力が高いことが問題である。
【0004】
この問題点は、有機電界発光素子を構成する材料、特に電子輸送材料の特性が不十分であることに起因する。正孔輸送材料は、トリアリールアミン誘導体を中心に多種多様な材料が知られているが、電子輸送材料の報告例は少ない。既に実用化されている材料としてトリス(8−キノリノラト)アルミニウム(III)(Alq)があるが、正孔輸送材料であるN,N’−ビス(1−ナフチル)−N,N’−ジフェニル−4,4’−ビフェニル(NPD)に比べて性能が低いため、有機電界発光素子の特性を制限していた。
【0005】
他の電子輸送材料の報告例としては、オキサジアゾール誘導体(例えば、特許文献1参照)、キノキサリン誘導体(例えば、特許文献2参照)、トリアゾール誘導体(例えば、特許文献3参照)、シラシクロペンタジエン誘導体(例えば、特許文献4参照)、キノリン誘導体(例えば、特許文献5参照)、ベンゾイミダゾール誘導体(例えば、特許文献6参照)、ベンゾチアゾール誘導体(例えば、非特許文献1参照)等がある。しかしながら、駆動電圧が高い、薄膜が結晶化しやすい、寿命が短い等の実用上の問題点はまだ多い。
【0006】
また最近、1,3,5−トリアジン骨格を有する化合物を用いる例が開示されている(例えば、特許文献7〜12参照)。
【0007】
さらに、パネルの消費電力低下や照明などへの適用も目指し、さらなる発光効率の向上を目的に、りん光材料を用いた有機電界発光素子が提案されている(例えば、非特許文献2参照)。
【0008】
これは、従来の蛍光材料が理論上25%の発光効率しか得られないのに対し、りん光材料が理論上100%の発光効率が得られる可能性があるためである。これによって、りん光材料を含む有機電界発光素子は、最大で蛍光素子の4倍の発光効率を得ることが可能になる。りん光材料の発光効率が蛍光材料の4倍の発光効率を示す理由は、蛍光材料の励起状態が電子と正孔の再結合エネルギーの25%しか生成しない励起1重項状態であるのに対し、りん光材料の励起状態が再結合エネルギーの100%を生成可能な励起3重項状態であることに由来する。
【0009】
一方、りん光素子を作製する場合は、発光層の構成を変えるだけでは不十分であることも報告されている。例えば、有機電界発光素子を構成する正孔輸送層を変えることにより発光効率の向上が達成されている(例えば、非特許文献3参照)。
【0010】
これは、有機電界発光素子を構成する材料の励起3重項状態が高い方が、りん光材料の励起3重項状態を閉じ込める効果が大きいためである。
【0011】
【特許文献1】特開平6−136359号公報
【特許文献2】特開平6−207169号公報
【特許文献3】国際公開第95/25097号パンフレット
【特許文献4】特開2005−104986公報
【特許文献5】特開2006−199677公報
【特許文献6】国際公開第2004/080975号パンフレット
【特許文献7】特開2003−045662号公報
【特許文献8】特開2003−282270号公報
【特許文献9】特開2004−022334号公報
【特許文献10】米国特許第6225467号公報
【特許文献11】米国特許第6352791号公報
【非特許文献1】Applied Physics Letters、89巻、063504、2006年
【非特許文献2】Applied Physics Letters、77巻、904、1999年
【非特許文献3】Journal of Applied Physics、95巻、7798、2004年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
しかしながら、これらの1,3,5−トリアジン化合物も従来の電子輸送材料と同様に、有機電界発光素子の駆動電圧の低下や高効率化、特にりん光素子の高効率化効果は、十分ではなかった。
【課題を解決するための手段】
【0013】
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、本発明のフェニル基置換1,3,5−トリアジン化合物(1)が、真空蒸着およびスピンコートのいずれの方法でも非晶質の薄膜形成が可能であり、またこれらを特に電子輸送層として用いた有機電界発光素子が、汎用のりん光性の有機電界発光素子に比べて駆動電圧の低下や高効率化、長寿命化が達成できること、さらにりん光性の有機電界発光素子の構成に必要な励起3重項状態を有することを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は、一般式(1)
【0014】
【化1】

【0015】
[式中、ArおよびArは、各々独立してフェニル基、ナフチル基またはビフェニリル基を示し、これらの基は炭素数1〜6のアルキル基またはトリフルオロメチル基で1つ以上置換されていても良い。R,RおよびRは、各々独立して水素原子またはメチル基を示す。XおよびXは、各々独立してフェニレン基、ナフチレン基またはピリジレン基を示し、これらの基は炭素数1〜4のアルキル基またはフッ素原子で1つ以上置換されていても良い。pおよびqは、各々独立して0〜2の整数を示す。pが2のとき、連結するXは同一または相異なっていても良い。qが2のとき、連結するXは同一または相異なっていても良い。ArおよびArは、各々独立してピリジル基またはフェニル基を示し、これらの基は炭素数1〜4のアルキル基またはフッ素原子で1つ以上置換されていても良い。]
で表されるフェニル基置換1,3,5−トリアジン化合物を、有機化合物層の少なくとも一層に用いることを特徴とするりん光性の有機電界発光素子に関するものである。
【0016】
以下、本発明を詳細に説明する。
【0017】
ArおよびArは、各々独立してフェニル基、ナフチル基またはビフェニリル基を示し、これらの基は炭素数1〜6のアルキル基またはトリフルオロメチル基で1つ以上置換されていても良い。
【0018】
ArおよびArで表される炭素数1〜6のアルキル基またはトリフルオロメチル基で置換されていても良いフェニル基の具体的としては、フェニル基、p−トリル基、m−トリル基、o−トリル基、p−トリフルオロメチルフェニル基、m−トリフルオロメチルフェニル基、o−トリフルオロメチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、3,5−ジメチルフェニル基、メシチル基、2−エチルフェニル基、3−エチルフェニル基、4−エチルフェニル基、2,4−ジエチルフェニル基、3,5−ジエチルフェニル基、2−プロピルフェニル基、3−プロピルフェニル基、4−プロピルフェニル基、2,4−ジプロピルフェニル基、3,5−ジプロピルフェニル基、2−イソプロピルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、2,4−ジイソプロピルフェニル基、3,5−ジイソプロピルフェニル基、2−ブチルフェニル基、3−ブチルフェニル基、4−ブチルフェニル基、2,4−ジブチルフェニル基、3,5−ジブチルフェニル基、2−tert−ブチルフェニル基、3−tert−ブチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、2,4−ジ−tert−ブチルフェニル基、3,5−ジ−tert−ブチルフェニル基、2−ペンチルフェニル基、3−ペンチルフェニル基、4−ペンチルフェニル基、2,4−ジペンチルフェニル基、3,5−ジペンチルフェニル基、2−ネオペンチルフェニル基、3−ネオペンチルフェニル基、4−ネオペンチルフェニル基、2,4−ジネオペンチルフェニル基、3,5−ジネオペンチルフェニル基、2−ヘキシルフェニル基、3−ヘキシルフェニル基、4−ヘキシルフェニル基、2,4−ジヘキシルフェニル基、3,5−ジヘキシルフェニル基、2−シクロヘキシルフェニル基、3−シクロヘキシルフェニル基、4−シクロヘキシルフェニル基、2,4−ジシクロヘキシルフェニル基または3,5−ジシクロヘキシルフェニル基等が挙げられる。りん光性の有機電界発光素子用材料としての性能が良い点で、フェニル基、p−トリル基、m−トリル基、4−エチルフェニル基、4−プロピルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、4−ブチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−ペンチルフェニル基、4−ヘキシルフェニル基または4−シクロヘキシルフェニル基が望ましく、フェニル基、p−トリル基、m−トリル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−ブチルフェニル基または4−tert−ブチルフェニル基がさらに望ましい。
【0019】
ArおよびArで表される炭素数1〜6のアルキル基またはトリフルオロメチル基で置換されていても良いナフチル基の具体例としては、1−ナフチル基、4−メチルナフタレン−1−イル基、4−トリフルオロメチルナフタレン−1−イル基、4−エチルナフタレン−1−イル基、4−プロピルナフタレン−1−イル基、4−ブチルナフタレン−1−イル基、4−tert−ブチルナフタレン−1−イル基、4−ヘキシルナフタレン−1−イル基、5−メチルナフタレン−1−イル基、5−トリフルオロメチルナフタレン−1−イル基、5−エチルナフタレン−1−イル基、5−プロピルナフタレン−1−イル基、5−ブチルナフタレン−1−イル基、5−tert−ブチルナフタレン−1−イル基、5−ヘキシルナフタレン−1−イル基、2−ナフチル基、6−メチルナフタレン−2−イル基、6−トリフルオロメチルナフタレン−2−イル基、6−エチルナフタレン−2−イル基、6−プロピルナフタレン−2−イル基、6−ブチルナフタレン−2−イル基、6−tert−ブチルナフタレン−2−イル基、6−ヘキシルナフタレン−2−イル基、7−メチルナフタレン−2−イル基、7−トリフルオロメチルナフタレン−2−イル基、7−エチルナフタレン−2−イル基、7−プロピルナフタレン−2−イル基、7−ブチルナフタレン−2−イル基、7−tert−ブチルナフタレン−2−イル基または7−ヘキシルナフタレン−2−イル基等が挙げられる。りん光性の有機電界発光素子用材料としての性能が良い点で、1−ナフチル基、4−メチルナフタレン−1−イル基、4−tert−ブチルナフタレン−1−イル基、5−メチルナフタレン−1−イル基、5−tert−ブチルナフタレン−1−イル基、2−ナフチル基、6−メチルナフタレン−2−イル基、6−tert−ブチルナフタレン−2−イル基、7−メチルナフタレン−2−イル基または7−tert−ブチルナフタレン−2−イル基が望ましく、1−ナフチル基または2−ナフチル基がさらに望ましい。
【0020】
ArおよびArで表される炭素数1〜6のアルキル基またはトリフルオロメチル基で置換されていても良いビフェニリル基の具体例としては、4−ビフェニリル基、4’−メチルビフェニル−4−イル基、4’−トリフルオロメチルビフェニル−4−イル基、2,5−ジメチルビフェニル−4−イル基、2’,5’−ジメチルビフェニル−4−イル基、4’−エチルビフェニル−4−イル基、4’−プロピルビフェニル−4−イル基、4’−ブチルビフェニル−4−イル基、4’−tert−ブチルビフェニル−4−イル基、4’−ヘキシルビフェニル−4−イル基、3−ビフェニリル基、3’−メチルビフェニル−3−イル基、3’−トリフルオロメチルビフェニル−3−イル基、3’−エチルビフェニル−3−イル基、3’−プロピルビフェニル−3−イル基、3’−ブチルビフェニル−3−イル基、3’−tert−ブチルビフェニル−3−イル基または3’−ヘキシルビフェニル−3−イル基等が挙げられる。りん光性の有機電界発光素子用材料としての性能が良い点で、4−ビフェニリル基、4’−メチルビフェニル−4−イル基、4’−tert−ブチルビフェニル−4−イル基、3−ビフェニリル基、3’−メチルビフェニル−3−イル基または3’−tert−ブチルビフェニル−3−イル基が望ましく、4−ビフェニリル基または3−ビフェニリル基がさらに望ましい。
【0021】
,RおよびRは、各々独立して水素原子またはメチル基を示す。中でも、りん光性の有機電界発光素子用材料としての性能が良い点で水素原子が望ましい。
【0022】
およびXは、各々独立してフェニレン基、ナフチレン基またはピリジレン基を示し、これらの基は炭素数1〜4のアルキル基またはフッ素原子で1つ以上置換されていても良い。
【0023】
およびXで示される、これらの基の具体例としては、1,3−フェニレン基、2−メチル−1,3−フェニレン基、4−メチル−1,3−フェニレン基、5−メチル−1,3−フェニレン基、2−tert−ブチル−1,3−フェニレン基、4−tert−ブチル−1,3−フェニレン基、5−tert−ブチル−1,3−フェニレン基、1,4−フェニレン基、2−メチル−1,4−フェニレン基、2−tert−ブチル−1,4−フェニレン基、2−フルオロ−1,4−フェニレン基、3−フルオロ−1,4−フェニレン基、2,3,5,6−テトラフルオロ−1,4−フェニレン基、2,5−ジメチル−1,4−フェニレン基、1,4−ナフチレン基、2−メチル−1,4−ナフチレン基、5−メチル−1,4−ナフチレン基、6−メチル−1,4−ナフチレン基、2−tert−ブチル−1,4−ナフチレン基、5−tert−ブチル−1,4−ナフチレン基、6−tert−ブチル−1,4−ナフチレン基、1,5−ナフチレン基、2−メチル−1,5−ナフチレン基、3−メチル−1,5−ナフチレン基、4−メチル−1,5−ナフチレン基、2−tert−ブチル−1,5−ナフチレン基、3−tert−ブチル−1,5−ナフチレン基、4−tert−ブチル−1,5−ナフチレン基、2,6−ナフチレン基、1−メチル−2,6−ナフチレン基、3−メチル−2,6−ナフチレン基、4−メチル−2,6−ナフチレン基、1−tert−ブチル−2,6−ナフチレン基、3−tert−ブチル−2,6−ナフチレン基、4−tert−ブチル−2,6−ナフチレン基、2,4−ピリジレン基、3−メチル−2,4−ピリジレン基、5−メチル−2,4−ピリジレン基、6−メチル−2,4−ピリジレン基、3−tert−ブチル−2,4−ピリジレン基、5−tert−ブチル−2,4−ピリジレン基、6−tert−ブチル−2,4−ピリジレン基、2,5−ピリジレン基、3−メチル−2,5−ピリジレン基、4−メチル−2,5−ピリジレン基、6−メチル−2,5−ピリジレン基、3−tert−ブチル−2,5−ピリジレン基、4−tert−ブチル−2,5−ピリジレン基、6−tert−ブチル−2,5−ピリジレン基、2,6−ピリジレン基、3−メチル−2,6−ピリジレン基、4−メチル−2,6−ピリジレン基、3−tert−ブチル−2,6−ピリジレン基、4−tert−ブチル−2,6−ピリジレン基、3,5−ピリジレン基、2−メチル−3,5−ピリジレン基、4−メチル−3,5−ピリジレン基、6−メチル−3,5−ピリジレン基、2−tert−ブチル−3,5−ピリジレン基、4−tert−ブチル−3,5−ピリジレン基、6−tert−ブチル−3,5−ピリジレン基、3,6−ピリジレン基、2−メチル−3,6−ピリジレン基、4−メチル−3,6−ピリジレン基、5−メチル−3,6−ピリジレン基、2−tert−ブチル−3,6−ピリジレン基、4−tert−ブチル−3,6−ピリジレン基、5−tert−ブチル−3,6−ピリジレン基、4,6−ピリジレン基、2−メチル−4,6−ピリジレン基、3−メチル−4,6−ピリジレン基、5−メチル−4,6−ピリジレン基、2−tert−ブチル−4,6−ピリジレン基、3−tert−ブチル−4,6−ピリジレン基または5−tert−ブチル−4,6−ピリジレン基等を例示することができる。りん光性の有機電界発光素子用材料としての性能が良い点で、1,3−フェニレン基、1,4−フェニレン基、2,3,5,6−テトラフルオロ−1,4−フェニレン基、2,5−ジメチル−1,4−フェニレン基、1,4−ナフチレン基、1,5−ナフチレン基、2,6−ナフチレン基、2,4−ピリジレン基、2,6−ピリジレン基、3,5−ピリジレン基、3,6−ピリジレン基または4,6−ピリジレン基が望ましい。
【0024】
ArおよびArは、各々独立してピリジル基またはフェニル基を示し、これらの基は炭素数1〜4のアルキル基またはフッ素原子で1つ以上置換されていても良い。
【0025】
ArおよびArで示される炭素数1〜4のアルキル基またはフッ素原子で1つ以上置換されていても良いピリジル基の具体的としては、2−ピリジル基、3−メチルピリジン−2−イル基、4−メチルピリジン−2−イル基、5−メチルピリジン−2−イル基、6−メチルピリジン−2−イル基、3−エチルピリジン−2−イル基、4−エチルピリジン−2−イル基、5−エチルピリジン−2−イル基、6−エチルピリジン−2−イル基、3−プロピルピリジン−2−イル基、4−プロピルピリジン−2−イル基、5−プロピルピリジン−2−イル基、6−プロピルピリジン−2−イル基、3−ブチルピリジン−2−イル基、4−ブチルピリジン−2−イル基、5−ブチルピリジン−2−イル基、6−ブチルピリジン−2−イル基、3−tert−ブチルピリジン−2−イル基、4−tert−ブチルピリジン−2−イル基、5−tert−ブチルピリジン−2−イル基、6−tert−ブチルピリジン−2−イル基、3−フルオロピリジン−2−イル基、4−フルオロピリジン−2−イル基、5−フルオロピリジン−2−イル基、6−フルオロピリジン−2−イル基、3−ピリジル基、2−メチルピリジン−3−イル基、4−メチルピリジン−3−イル基、5−メチルピリジン−3−イル基、6−メチルピリジン−3−イル基、2−エチルピリジン−3−イル基、4−エチルピリジン−3−イル基、5−エチルピリジン−3−イル基、6−エチルピリジン−3−イル基、2−プロピルピリジン−3−イル基、4−プロピルピリジン−3−イル基、5−プロピルピリジン−3−イル基、6−プロピルピリジン−3−イル基、2−ブチルピリジン−3−イル基、4−ブチルピリジン−3−イル基、5−ブチルピリジン−3−イル基、6−ブチルピリジン−3−イル基、2−tert−ブチルピリジン−3−イル基、4−tert−ブチルピリジン−3−イル基、5−tert−ブチルピリジン−3−イル基、6−tert−ブチルピリジン−3−イル基、2−フルオロピリジン−3−イル基、2−フルオロピリジン−4−イル基、2−フルオロピリジン−5−イル基、2−フルオロピリジン−6−イル基、4−ピリジル基、2−メチルピリジン−4−イル基、3−メチルピリジン−4−イル基、2−エチルピリジン−4−イル基、3−エチルピリジン−4−イル基、2−プロピルピリジン−4−イル基、3−プロピルピリジン−4−イル基、2−ブチルピリジン−4−イル基、3−ブチルピリジン−4−イル基、2−tert−ブチルピリジン−4−イル基、3−tert−ブチルピリジン−4−イル基、1−フルオロピリジン−4−イル基、2−フルオロピリジン−4−イル基等を例示することができる。
【0026】
ArおよびArで示される炭素数1〜4のアルキル基またはフッ素原子で1つ以上置換されていても良いフェニル基の具体的としては、フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、2−エチルフェニル基、3−エチルフェニル基、4−エチルフェニル基、2−プロピルフェニル基、3−プロピルフェニル基、4−プロピルフェニル基、2−ブチルフェニル基、3−ブチルフェニル基、4−ブチルフェニル基、2−tert−ブチルフェニル基、3−tert−ブチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、2−フルオロフェニル基、3−フルオロフェニル基、4−フルオロフェニル基等を例示することができる。
【0027】
ArおよびArは、りん光性の有機電界発光素子用材料としての性能が良い点で、各々独立して2−ピリジル基、3−ピリジル基、4−ピリジル基、フェニル基または4−tert−ブチルフェニル基が望ましい。
【0028】
また、りん光性の有機電界発光素子用材料としての性能が良い点で、ArまたはArの少なくともいずれか一方が、2−ピリジル基、3−ピリジル基または4−ピリジル基であることが望ましく、特に2−ピリジル基であることがさらに望ましい。
【0029】
pが1または2である上記のXおよびArからなる置換基−X−Arおよび−X−X−Arとしては、次の(I)〜(LXXVI)の基本骨格で示される基が例示できるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0030】
【化2】

【0031】
【化3】

【0032】
【化4】

【0033】
【化5】

【0034】
【化6】

【0035】
【化7】

【0036】
【化8】

【0037】
【化9】

【0038】
【化10】

【0039】
【化11】

【0040】
【化12】

【0041】
【化13】

【0042】
【化14】

【0043】
【化15】

【0044】
【化16】

【0045】
【化17】

【0046】
【化18】

【0047】
【化19】

【0048】
【化20】

【0049】
【化21】

【0050】
【化22】

【0051】
【化23】

【0052】
【化24】

【0053】
【化25】

【0054】
【化26】

【0055】
【化27】

【0056】
【化28】

【0057】
【化29】

【0058】
【化30】

【0059】
【化31】

【0060】
【化32】

【0061】
qが1または2である上記のXおよびArからなる置換基−X−Arおよび−X−X−Arとしては、前記の(I)〜(LXXVI)の基本骨格で示される基が例示できるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0062】
フェニル基置換1,3,5−トリアジン化合物(1)からなるりん光性の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、真空蒸着法による成膜が可能である。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や製造コストを考慮すると、一般的に用いられる拡散ポンプ、タ−ボ分子ポンプ、クライオポンプ等により到達し得る1×10−2〜1×10−5Pa程度が望ましい。蒸着速度は、形成する膜の厚さによるが0.005〜1.0nm/秒が望ましい。また、フェニル基置換1,3,5−トリアジン化合物(1)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、酢酸エチルまたは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、キャスト法またはディップ法等による成膜も可能である。
【発明の効果】
【0063】
本発明のフェニル基置換1,3,5−トリアジン化合物(1)からなる薄膜は、高い表面平滑性、アモルファス性、耐熱性、電子輸送能、正孔ブロック能、酸化還元耐性、耐水性、耐酸素性、電子注入特性、高い励起3重項準位等をもつため、りん光性の有機電界発光素子用材料として有用であり、とりわけ電子輸送材、正孔ブロック材、発光ホスト材等として用いることができる。従って、本発明のフェニル基置換1,3,5−トリアジン化合物(1)からなる薄膜は、りん光性の有機電界発光素子の構成成分としての利用が期待される。
【実施例】
【0064】
以下、本発明のフェニル基置換1,3,5−トリアジン化合物(1)およびフェニル基置換1,3,5−トリアジン化合物(1)を電子輸送層とするりん光性の有機電界発光素子評価の参考例、実施例を説明するが、本発明はこれらに何ら限定されるものではない。
【0065】
参考例1 2−(3−ブロモ−5−クロロフェニル)−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジンの合成
【0066】
【化33】

【0067】
3−ブロモ−5−クロロ安息香酸クロリド 9.1gとベンゾニトリル7.4gを200mLのクロロホルムにアルゴン下で溶解した。得られた溶液に、5塩化アンチモン 10.7gを0℃で滴下した。混合物を室温で1時間攪拌後、12時間還流した。室温まで冷却後、減圧下で低沸点成分を除去し、2−(3−ブロモ−5−クロロフェニル)−4,6−ジフェニル−オキサ−3,5−ジアジニウム ヘキサクロロアンチモン(V)酸を、黄色固体として得た。得られた黄色固体をアルゴン気流中で粉砕し、これを0℃で28%アンモニア水溶液にゆっくりと加えた。得られた懸濁液を室温でさらに1時間攪拌した。析出した固体をろ取し、水,メタノ−ルで順次洗浄した。固体を乾燥後、ソックスレー抽出機(抽出溶媒:テトラヒドロフラン)で抽出した。抽出液を放冷後、析出した固体をろ取、乾燥して2−(3−ブロモ−5−クロロフェニル)−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジンの白色粉末(収量5.6g、収率44%)を得た。
【0068】
H−NMR(CDCl):δ7.57−7.70(m,6H),7.75(dd,J=1.7,1.7Hz,1H),8.66(brs,1H),8.74(d,J=7.2Hz,4H),8.76(brs,1H).
13C−NMR(CDCl):δ123.2,127.7,128.8,129.1,130.1,132.9,134.9,135.7,135.7,139.5,169.3,172.0.
実施例1 2−[5−クロロ−4’−(2−ピリジル)−1,1’−ビフェニル−3−イル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジンの合成
【0069】
【化34】

【0070】
アルゴン気流下、2−(4−ブロモフェニル)ピリジン 350mgをテトラヒドロフラン20mLに溶解し、−78℃に冷却した。ここにブチルリチウムを1.65mmolを含むヘキサン溶液1.04mLをゆっくり加え、この温度で30分攪拌した。この混合物にジクロロ(テトラメチルエチレンジアミン)亜鉛(II)454mgを加え、−78℃で10分攪拌後、室温で1.5時間攪拌した。ここに参考例1の方法により合成した2−(3−ブロモ−5−クロロフェニル)−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン 350mg、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)46mgを加え、18時間加熱還流した。放冷後、反応溶液を減圧濃縮し、得られた固体をジクロロメタン−メタノールで再結晶した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒 ヘキサン:クロロホルム=1:1〜0:1)で精製後、再度ジクロロメタン−メタノールで再結晶し、2−[5−クロロ−4’−(2−ピリジル)−1,1’−ビフェニル−3−イル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジンの白色固体(収量339mg、収率68%)を得た。
【0071】
H−NMR(CDCl):δ7.28−7.32(m,1H),7.59−7.67(m,2H),7.62(d,J=7.6Hz,4H),7.81−7.87(m,2H),7.85(d,J=8.3Hz,2H),7.88(brs,1H),8.20(d,J=8.3Hz,2H),8.74(brs,1H),8.75−8.80(m,1H),8.80(d,J=7.6Hz,4H),8.94(brs,1H).
13C−NMR(CDCl):δ120.6,122.4,125.9,127.6,127.7,127.8,128.8,129.1,130.9,132.8,135.4,136.0,136.9,138.6,139.3,140.0,142.4,149.9,156.8,171.5,172.0.
実施例2 2−{4−(2−ピリジル)−[1,1’:3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル}−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジンの合成
【0072】
【化35】

【0073】
アルゴン気流下、フェニルボロン酸73mg、トリス(ジベンザルアセトン)ジパラジウム錯体5.8mgおよび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 12mgを1,4−ジオキサン 15mLに懸濁し、3規定リン酸カリウム水溶液0.6mLを加え、10分間室温で攪拌した。この混合物に、実施例1で得た2−[5−クロロ−4’−(2−ピリジル)−1,1’−ビフェニル−3−イル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン 149mgを加え、110℃で48時間加熱還流した。放冷後、反応溶液を減圧濃縮し、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 ヘキサン:クロロホルム=1:1〜0:1)で精製後、ジクロロメタン−メタノールで再結晶し、2−{4−(2−ピリジル)−[1,1’:3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル}−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジンの白色固体(収量162mg、収率99%<)を得た。
【0074】
H−NMR(CDCl):δ7.28−7.32(m,1H),7.49(brt,J=7.4Hz,1H),7.56−7.72(m,8H),7.80−7.89(m,2H),7.85(d,J=8.5Hz,2H),7.95(d,J=8.3Hz,2H),8.12(brs,1H),8.22(d,J=8.3Hz,2H),8.79(brd,J=4.5Hz,1H),8.83(d,J=8.2Hz,4H),9.02(brs,1H),9.06(brs,1H).
13C−NMR(CDCl):δ120.5,122.3,126.7,126.9,127.5,127.6,127.8,128.7,129.0,129.1,130.1,132.6,136.2,136.9,137.5,138.8,140.9,141.4,141.7,142.5,149.9,157.0,171.6,171.8.
実施例3 2−{4−(2−ピリジル)−[1,1’:3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル}−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジンの合成
アルゴン気流下、フェニルボロン酸73mg、酢酸パラジウム2.9mg、炭酸セシウム195mgおよび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 12mgを1,4−ジオキサン 15mLに懸濁し、10分間室温で攪拌した。この混合物に、実施例1で得た2−[5−クロロ−4’−(2−ピリジル)−1,1’−ビフェニル−3−イル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン 149mgを加え、110℃で48時間加熱還流した。放冷後、反応溶液を減圧濃縮し、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 ヘキサン:クロロホルム=1:1〜0:1)で精製後、ジクロロメタン−メタノールで再結晶し、2−{4−(2−ピリジル)−[1,1’:3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル}−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジンの白色固体(収量153mg、収率95%)を得た。
【0075】
参考例2 2−(3,5−ジブロモフェニル)−4,6−ジ−m−トリル−1,3,5−トリアジンの合成
【0076】
【化36】

【0077】
3,5−ジブロモベンゾイルクロリド 26.57gと3−メチルベンゾニトリル 20.85gを200mLのクロロホルムに溶解し、5塩化アンチモン 26.61gを0℃で滴下した。混合物を室温で10分間攪拌後、12時間還流した。室温まで冷却後、クロロホルムを減圧下留去した。得られた2−(3,5−ジブロモフェニル)−4,6−ジ−m−トリル−1,3,5−オキサジアジニル−1−イウム ヘキサクロロアンチモナトを28%アンモニア水溶液500mLに0℃で徐々に加えると白色沈殿が生成した。これを室温で1時間攪拌し、ろ過後、得られた白色沈殿を水、メタノールで洗浄した。白色沈殿を乾燥後、これにクロロホルム200mLを加え、この懸濁液を加熱還流下で攪拌し、ろ過した。さらに、ろ別した不溶成分にクロロホルム200mLを加え、これを加熱還流下で攪拌し、その後ろ過する操作を2回行った。全てのろ液を集め、クロロホルムを減圧下留去し、得られた固体をジクロロメタン−メタノールで再結晶し、2−(3,5−ジブロモフェニル)−4,6−ジ−m−トリル−1,3,5−トリアジンの白色固体(収量26.23g、収率60%)を得た。
【0078】
H−NMR(CDCl):δ2.54(s,6H),7.42−7.46(m,2H),7.48(dd,J=7.5,7.5Hz,2H),7.89(t,J=1.8Hz,1H),8.52(s,2H),8.54(d,J=7.5Hz,2H),8.80(d,J=1.8Hz,2H).
13C−NMR(CDCl):δ21.6,123.3,126.3,128.6,129.4,130.6,133.7,135.6,137.5,138.5,139.8,169.2,172.0.
実施例4 2−{4,4’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’;3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル}−4,6−ジ−m−トリル−1,3,5−トリアジンの合成
【0079】
【化37】

【0080】
アルゴン気流下、ブチルリチウムを15.8mmol含むヘキサン溶液10.0mLを、2−(4−ブロモフェニル)ピリジン 3.51gを溶解し、−78℃に冷却したテトラヒドロフラン80mLにゆっくり加えた。−78℃で20分間攪拌した後、ジクロロ(テトラメチルエチレンジアミン)亜鉛(II)4.55gを加え、−78℃で10分間、次いで室温で2時間攪拌した。この溶液に参考例2で得た2−(3,5−ジブロモフェニル)−4,6−ジ−m−トリル−1,3,5−トリアジン 2.48gとテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.05gとテトラヒドロフラン40mLを加え、17時間加熱還流下で攪拌した。反応溶液を減圧濃縮し、得られた固体をジクロロメタン−メタノールで再結晶した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液 ヘキサン:クロロホルム=1:2〜0:1)で精製後、ジクロロメタン−メタノールで再結晶し、目的の2−{4,4’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’;3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル}−4,6−ジ−m−トリル−1,3,5−トリアジンの白色固体(収量2.98g、収率93%)を得た。
【0081】
H−NMR(CDCl):δ2.54(s,6H),7.27(ddd,J=7.3,4.8,1,1Hz,2H),7.42−7.45(m,2H),7.49(dd,J=7.5,7.5Hz,2H),7.78−7.83(m,2H),7.83−7.87(m,2H),7.94(d,J=8.3Hz,4H),8.14(t,J=1.7Hz,1H),8.20(d,J=8.3Hz,4H),8.60(s,2H),8.62(d,J=7.5Hz,2H),8.76(brd,J=4.8Hz,2H),9.04(d,J=1.7Hz,2H).
13C−NMR(CDCl):δ21.7,120.6,122.3,126.4,126.9,127.5,127.9,128.7,129.5,129.9,133.5,136.2,136.9,137.7,138.4,138.9,141.4,141.9,149.9,157.0,171.5,172.0.
実施例5 2−[4,4’’’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’:4’,1’’:3’’,1’’’:4’’’,1’’’’]−キンクフェニル−5’’−イル]−4,6−ジ−m−トリル−1,3,5−トリアジンの合成
【0082】
【化38】

【0083】
アルゴン気流下、ブチルリチウムを4.5mmol含むヘキサン溶液2.9mLを、4−ブロモ−4’−(2−ピリジル)ビフェニル 1.32gを溶解し、−78℃に冷却したテトラヒドロフラン120mLにゆっくり加えた。−78℃で20分間攪拌した後、ジクロロ(テトラメチルエチレンジアミン)亜鉛(II)1.29gを加え、−78℃で10分間、次いで室温で2時間攪拌した。この溶液に参考例2で得た2−(3,5−ジブロモフェニル)−4,6−ジ−m−トリル−1,3,5−トリアジン 0.70gとテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.035gを加え、14時間加熱還流下で攪拌した。反応溶液を減圧濃縮し、得られた固体をジクロロメタン−メタノールで再結晶した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液 ヘキサン:クロロホルム=1:1〜0:1)で精製後、トルエンで再結晶し、目的の2−[4,4’’’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’:4’,1’’:3’’,1’’’:4’’’,1’’’’]−キンクフェニル−5’’−イル]−4,6−ジ−m−トリル−1,3,5−トリアジンの白色固体(収量0.97g、収率86%)を得た。
【0084】
H−NMR(CDCl):δ2.55(s,6H),7.24−7.29(m,2H),7.43−7.47(m,2H),7.50(dd,J=7.5,7.5Hz,2H),7.76−7.84(m,4H),7.84(d,J=8.3Hz,4H),7.87(d,J=8.3Hz,4H),7.93(d,=8.3Hz,4H),8.12−8.17(m,1H),8.15(d,J=8.3Hz,4H),8.61(s,2H),8.63(d,J=7.5Hz,2H),8.74(brd,J=4.6Hz,2H),9.04(d,J=1.7Hz,2H).
13C−NMR(CDCl):δ21.7,120.5,122.2,126.4,126.7,127.5,127.7,128.0,128.7,129.5,129.9,133.5,136.3,136.8,137.7,138.4,138.6,140.0,140.1,141.1,141.9,149.8,157.1,171.6,172.0.
参考例3 2−(3,5−ジブロモフェニル)−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジンの合成
【0085】
【化39】

【0086】
3,5−ジブロモベンゾイルクロリド 5.97gとベンゾニトリル4.12gを50mLのクロロホルムに溶解し、5塩化アンチモン 5.98gを0℃で滴下した。混合物を室温で10分間攪拌後、22時間還流した。室温まで冷却後、クロロホルムを減圧下留去した。得られた2−(3,5−ジブロモフェニル)−4,6−ジフェニル−1,3,5−オキサジアジニル−1−イウム ヘキサクロロアンチモナトを28%アンモニア水溶液300mLに0℃で徐々に加えると白色沈殿が生成した。これを室温で1時間攪拌し、ろ過後、得られた白色沈殿を水、メタノールで洗浄した。白色沈殿を乾燥後、これにクロロホルム150mLを加え、この懸濁液を加熱還流下で攪拌し、ろ過した。さらに、ろ別した不溶成分にクロロホルム100mLを加え、これを加熱還流下で攪拌し、その後ろ過する操作を2回行った。全てのろ液を集め、クロロホルムを減圧下留去し、得られた固体をジクロロメタン−メタノールで再結晶し、2−(3,5−ジブロモフェニル)−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジンの白色固体(収量6.32g、収率68%)を得た。
【0087】
H−NMR(CDCl):δ7.56−7.61(m,4H),7.61−7.67(m,2H),7.90(t,J=1.8Hz,1H),8.72−8.78(m,4H),8.82(d,J=1.8Hz,2H).
13C−NMR(CDCl):δ123.4,128.8,129.1,130.6,133.0,135.7,137.6,139.8,169.3,172.0.
実施例6 2,4−ジフェニル−6−[4,4’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’:3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル]−1,3,5−トリアジンの合成
【0088】
【化40】

【0089】
アルゴン気流下、ブチルリチウムを13.0mmol含むヘキサン溶液8.2mLを、2−(4−ブロモフェニル)ピリジン2.81gを溶解し、−78℃に冷却したテトラヒドロフラン50mLにゆっくり加えた。−78℃で20分間攪拌した後、ジクロロ(テトラメチルエチレンジアミン)亜鉛(II)3.64gを加え、−78℃で10分間、次いで室温で2時間攪拌した。この溶液に参考例3で得た2−(3,5−ジブロモフェニル)−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン 1.87gとテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.046gとテトラヒドロフラン50mLを加え、19時間加熱還流下で攪拌した。反応溶液を減圧濃縮し、得られた固体をジクロロメタン−メタノールで再結晶した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液 ヘキサン:クロロホルム=1:2〜0:1)で精製後、再度ジクロロメタン−メタノール、次いでトルエンで再結晶し、目的の2,4−ジフェニル−6−[4,4’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’:3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル]−1,3,5−トリアジンの白色固体(収量2.14g、収率87%)を得た。
【0090】
H−NMR(CDCl):δ7.25(ddd,J=7.2,4.8,1,2Hz,2H),7.57−7.67(m,6H),7.78−7.82(m,2H),7.82−7.86(m,2H),7.94(d,J=8.3Hz,4H),8.15(t,J=1.7Hz,1H),8.20(d,J=8.3Hz,4H),8.76(brd,J=4.8Hz,2H),8.79−8.85(m,4H),9.05(d,J=1.7Hz,2H).
13C−NMR(CDCl):δ120.6,122.3,126.9,127.5,127.9,128.8,129.1,129.9,132.7,136.2,136.9,137.5,138.9,141.3,141.9,149.9,157.0,171.5,171.8.
参考例4 2−(3,5−ジブロモフェニル)−4,6−ビス(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,5−トリアジンの合成
【0091】
【化41】

【0092】
3,5−ジブロモベンゾイルクロリド 2.98gと4−tert−ブチルベンゾニトリル 3.18gを30mLのクロロホルムに溶解し、5塩化アンチモン 2.99gを0℃で滴下した。混合物を室温で10分間攪拌後、17時間還流した。室温まで冷却後、クロロホルムを減圧下留去した。得られた2−(3,5−ジブロモフェニル)−4,6−ビス(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,5−オキサジアジニル−1−イウム ヘキサクロロアンチモナトを28%アンモニア水溶液200mLに0℃で徐々に加えると白色沈殿が生成した。これを室温で1時間攪拌し、ろ過後、得られた白色沈殿を水、メタノールで洗浄した。白色沈殿を乾燥後、これにクロロホルム150mLを加え、この懸濁液を加熱還流下で攪拌し、ろ過した。さらに、ろ別した不溶成分にクロロホルム100mLを加え、これを加熱還流下で攪拌し、ろ過した。全てのろ液を集め、クロロホルムを減圧下留去し、得られた固体をジクロロメタン−メタノールで再結晶し、2−(3,5−ジブロモフェニル)−4,6−ビス(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,5−トリアジンの白色固体(収量4.46g、収率77%)を得た。
【0093】
H−NMR(CDCl):δ1.41(s,18H),7.61(d,J=8.5Hz,4H),7.88(t,J=1.8Hz,1H),8.65(d,J=8.5Hz,4H),8.80(d,J=1.8Hz,2H).
13C−NMR(CDCl):δ31.2,35.1,123.3,125.7,128.9,130.5,133.1,137.4,140.0,156.5,169.0,171.8.
参考例5 2,4−ビス(ビフェニル−4−イル)−6−(3,5−ジブロモフェニル)−1,3,5−トリアジンの合成
【0094】
【化42】

【0095】
3,5−ジブロモベンゾイルクロリド 2.98gと4−ビフェニルカルボニトリル 3.58gを40mLのクロロホルムに溶解し、5塩化アンチモン 2.99gを0℃で滴下した。混合物を室温で10分間攪拌後、14時間還流した。室温まで冷却後、クロロホルムを減圧下留去した。得られた2,4−ビス(ビフェニル−4−イル)−6−(3,5−ジブロモフェニル)−1,3,5−オキサジアジニル−1−イウム ヘキサクロロアンチモナトを28%アンモニア水溶液150mLに0℃で徐々に加えると白色沈殿が生成した。これを室温で1時間攪拌し、ろ過後、得られた白色沈殿を水、メタノールで洗浄した。白色沈殿を乾燥後、これにクロロホルム200mLを加え、この懸濁液を加熱還流下で攪拌し、ろ過した。さらに、ろ別した不溶成分にクロロホルム150mLを加え、これを加熱還流下で攪拌し、ろ過する操作を2回行った。全てのろ液を集め、クロロホルムを減圧下留去し、得られた固体をジクロロメタン−メタノールで再結晶し、2,4−ビス(ビフェニル−4−イル)−6−(3,5−ジブロモフェニル)−1,3,5−トリアジンの白色固体(収量5.14g、収率83%)を得た。
【0096】
H−NMR(CDCl):δ7.40−7.45(m,2H),7.49−7.54(m,4H),7.70−7.75(m,4H),7.83(d,J=8.5Hz,4H),7.91(t,J=1.8Hz,1H),8.83(d,J=8.5Hz,4H),8.85(d,J=1.8Hz,2H),8.91(d,J=8.5Hz,4H),9.09(d,J=1.7Hz,2H).
13C−NMR(CDCl):δ123.4,127.3,127.5,128.2,129.0,129.7,130.7,134.7,137.6,139.9,140.3,145.7,169.3,171.8.
参考例6 2−(3,5−ジブロモフェニル)−4,6−ビス(1−ナフチル)−1,3,5−トリアジンの合成
【0097】
【化43】

【0098】
3,5−ジブロモベンゾイルクロリド 2.98gと1−ナフトニトリル 3.06gを30mLのクロロホルムに溶解し、5塩化アンチモン 2.99gを0℃で滴下した。混合物を室温で10分間攪拌後、22時間還流した。室温まで冷却後、クロロホルムを減圧下留去した。得られた2−(3,5−ジブロモフェニル)−4,6−ビス(1−ナフチル)−1,3,5−オキサジアジニル−1−イウム ヘキサクロロアンチモナトを28%アンモニア水溶液100mLに0℃で徐々に加えると白色沈殿が生成した。これを室温で1時間攪拌し、ろ過後、得られた白色沈殿を水、メタノールで洗浄した。白色沈殿を乾燥後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液 ヘキサン:クロロホルム=3:1〜1:1)で精製後、ジクロロメタン−メタノールで再結晶し、2−(3,5−ジブロモフェニル)−4,6−ビス(1−ナフチル)−1,3,5−トリアジンの白色固体(収量1.73g、収率29%)を得た。
【0099】
H−NMR(CDCl):δ7.60(ddd,J=8.0,6.8,1.2Hz,2H),7.65(ddd,J=8.6,6.8,1.5Hz,2H),7.69(dd,J=8.1,7.4Hz,2H),7.92(t,J=1.8Hz,1H),7.99(brd,J=8.0Hz,2H),8.11(brd,J=8.1Hz,2H),8.58(dd,J=7.4,1.3Hz,2H),8.84(d,J=1.8Hz,2H),9.16(brd,J=8.6Hz,2H).
13C−NMR(CDCl):δ123.6,125.2,125.9,126.3,127.5,128.8,130.7,131.1,131.3,132.8,133.3,134.3,137.8,139.7,168.9,174.5.
実施例7 2,4−ビス(1−ナフチル)−6−[4,4’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’:3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル]−1,3,5−トリアジンの合成
【0100】
【化44】

【0101】
アルゴン気流下、ブチルリチウムを6.3mmol含むヘキサン溶液4.0mLを、2−(4−ブロモフェニル)ピリジン 1.40gを溶解し、−78℃に冷却したテトラヒドロフラン30mLにゆっくり加えた。−78℃で20分間攪拌した後、ジクロロ(テトラメチルエチレンジアミン)亜鉛(II)1.82gを加え、−78℃で10分間、次いで室温で2時間攪拌した。この溶液に参考例6で得た2−(3,5−ジブロモフェニル)−4,6−ビス(1−ナフチル)−1,3,5−トリアジン 1.13gとテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.046gとテトラヒドロフラン30mLを加え、19時間加熱還流下で攪拌した。反応溶液を減圧濃縮し、得られた固体をジクロロメタン−メタノールで再結晶した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液 ヘキサン:クロロホルム=2:3〜0:1)で精製し、再度ジクロロメタン−メタノールで再結晶後、昇華精製を行い、目的の2,4−ビス(1−ナフチル)−6−[4,4’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’:3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル]−1,3,5−トリアジンの白色固体(収量1.12g、収率78%)を得た。
【0102】
H−NMR(CDCl):δ7.27(ddd,J=7.1,4.8,1.4Hz,2H),7.60(ddd,J=8.0,6.8,1.2Hz,2H),7.66(ddd,J=8.6,6.8,1.5Hz,2H),7.69(dd,J=8.1,7.2Hz,2H),7.76−7.81(m,2H),7.81−7.85(m,2H),7.94(d,J=8.5Hz,4H),7.99(brd,J=8.0Hz,2H),8.11(brd,J=8.1Hz,2H),8.18(d,J=8.5Hz,4H),8.21(t,J=1.7Hz,1H),8.65(dd,J=7.2,1.2Hz,2H),8.75(ddd,J=4.8,1.7,1.0Hz,2H),9.11(d,J=1.7Hz,2H),9.33(d,J=8.6Hz,2H).
13C−NMR(CDCl):δ120.5,122.2,125.2,126.2,126.8,127.3,127.5,127.7,128.8,130.0,131.0,131.4,132.6,133.7,134.3,136.8,137.4,138.8,141.0,141.9,149.8,156.9,171.1,174.3.
参考例7 2−(3,5−ジブロモフェニル)−4,6−ビス(ビフェニル−3−イル)−1,3,5−トリアジンの合成
【0103】
【化45】

【0104】
3,5−ジブロモ−安息香酸クロリド 4.1gと3−フェニルベンゾニトリル 5.0gを100mLのクロロホルムにアルゴン下で溶解した。得られた溶液に、5塩化アンチモン 4.2gを0℃で滴下した。混合物を室温で1時間攪拌後、12時間還流した。室温まで冷却後、減圧下で低沸点成分を除去し、2−(3,5−ジブロモフェニル)−4,6−ビス(ビフェニル−3−イル)−オキサ−3,5−ジアジニウム ヘキサクロロアンチモン(V)酸を、赤色固体として得た。得られた赤色固体をアルゴン気流中で粉砕し、これを0℃で28%アンモニア水溶液にゆっくりと加えた。得られた懸濁液を室温でさらに1時間攪拌した。析出した固体をろ取し、水,メタノールで順次洗浄した。固体を乾燥後、ソックスレー抽出機(抽出溶媒:クロロホルム)で抽出した。抽出液を放冷後、析出した固体をろ取、乾燥して2−(3,5−ジブロモフェニル)−4,6−ビス(ビフェニル−3−イル)−1,3,5−トリアジンの白色粉末(収量2.8g、収率32%)を得た。
【0105】
H−NMR(CDCl):δ7.46(brt,J=7.4Hz,2H),7.52−7.58(m,4H),7,67(dd,J=7.8,7.7Hz,2H),7.76(brd,J=7.7Hz,4H),7.86(d,J=7.7Hz,2H),7.90(brd,1H),8.72(d,J=7.8Hz,2H),8.81(d,J=1.8Hz,2H),8.95(s,2H).
13C−NMR(CDCl):δ123.4,127.4,127.7,127.8,128.1,130.7,131.7,136.2,137.7,139.7,140.7,141.9,169.4,172.0.
実施例8 2,4−ビス(ビフェニル−3−イル)−6−[4,4’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’:3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル]−1,3,5−トリアジンの合成
【0106】
【化46】

【0107】
アルゴン気流下、2−(4−ブロモフェニル)ピリジン 1.38gをテトラヒドロフラン100mLに溶解し、−78℃に冷却した。ここにブチルリチウム6.30mmolを含むヘキサン溶液3.99mLをゆっくり加え、この温度で30分攪拌した。この混合物にジクロロ(テトラメチルエチレンジアミン)亜鉛(II)1.82gを加え、−78℃で10分攪拌後、室温で1.5時間攪拌した。ここに参考例7で得た2−(3,5−ジブロモフェニル)−4,6−ビス(ビフェニル−3−イル)−1,3,5−トリアジン 1.24g、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.185gを加え、18時間加熱還流した。放冷後、反応溶液を減圧濃縮し、得られた固体をジクロロメタン−メタノールで再結晶した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒 ヘキサン:クロロホルム=1:1〜0:1)で精製後、熱トルエンから再結晶し、2,4−ビス(ビフェニル−3−イル)−6−[4,4’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’:3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル]−1,3,5−トリアジンの白色固体(収量1.08g、収率70%)を得た。
【0108】
H−NMR(CDCl):δ7.30−7.35(m,2H),7.43−7.49(m,2H),7.56(dd,J=7.8,7.6Hz,4H),7.72(dd,J=7.7,7.7Hz,2H),7.80(d,J=7.8Hz,4H),7.82−7.93(m,6H),7.98(d,J=8.3Hz,4H),8.21(t,J=1.7Hz,1H),8.23(d,J=8.3Hz,4H),8.79(d,J=4.9Hz,2H),8.83(d,J=7.7Hz,2H),9.09(s,2H),9.10(d,J=1.7Hz,2H).
13C−NMR(CDCl):δ120.6,122.3,126.9,127.4,127.6,127.7,127.8,127.8,128.1,129.0,129.3,130.1,131.4,136.8,136.9,137.6,138.9,140.8,141.3,141.8,141.9,149.9,157.0,171.7,171.9.
実施例9 2−{4,4’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’;3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル}−4,6−ジ−m−トリル−1,3,5−トリアジンを構成成分とする緑色りん光性の有機電界発光素子の作製と性能評価
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、オゾン紫外線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、断面図を図1に示すような発光面積4mmの有機電界発光素子を作製した。
【0109】
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1で示す前記ガラス基板上に有機化合物層として、正孔注入層2、正孔輸送層3、発光層4および電子輸送層5を順次成膜し、その後陰極層6を成膜した。正孔注入層2としては、昇華精製したフタロシアニン銅(II)を25nmの膜厚で真空蒸着した。正孔輸送層3としては、N,N’−ジ(ナフチレン−1−イル)−N,N’−ジフェニルベンジジン(NPD)を45nmの膜厚で真空蒸着した。発光層4のホスト材として、4,4’−ビス(カルバゾール−9−イル)ビフェニル(CBP)を用い、ドーパントとして、トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム(III)(Ir(ppy)3)をドープ濃度が6%になるように用いて40nmの膜厚に共蒸着した。電子輸送層5としては、実施例4で得られた2−{4,4’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’;3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル}−4,6−ジ−m−トリル−1,3,5−トリアジンを20nmの膜厚で真空蒸着した。なお、各有機材料は抵抗加熱方式により成膜し、加熱した化合物を0.3〜0.5nm/秒の成膜速度で真空蒸着した。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6を成膜した。陰極層6は、フッ化リチウムとアルミニウムをそれぞれ0.5nmと100nm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)で測定した。さらにこの素子を酸素および水分濃度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。
【0110】
作製した緑色りん光性の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。発光特性として、電流密度20mA/cm流した時の、電圧(V)、輝度(cd/m)、電流効率(cd/A)、電力効率(lm/W)を測定した。作製した素子の測定値は、8.8V、2730cd/m、13.3cd/A、5.3lm/Wであった。またこの素子の輝度半減時間は、841時間であった。
【0111】
実施例10
実施例9の発光層4のホスト材として、4,4’−ビス(カルバゾール−9−イル)ビフェニル(CBP)を用い、ドーパントとして、ビス(2−(2’−ベンゾ[4,5−a]チエニル)ピリジナート−N,C3’)イリジウム(アセチルアセトナート)(Btp2Ir(acac))をドープ濃度が6%になるように用いて40nmの膜厚に共蒸着した。電子輸送層5としては、実施例4で得られた2−{4,4’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’;3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル}−4,6−ジ−m−トリル−1,3,5−トリアジンを20nmの膜厚で真空蒸着し、赤色りん光性の有機電界発光素子を実施例9と同様に作製した。
【0112】
作製した素子の測定値は、6.5V、3710cd/m、12.4cd/A、5.5lm/Wであった。またこの素子の輝度半減時間は、422時間であった。
【0113】
実施例11
実施例9の電子輸送層5に替えて、実施例5で得られた2−[4,4’’’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’:4’,1’’:3’’,1’’’:4’’’,1’’’’]−キンクフェニル−5’’−イル]−4,6−ジ−m−トリル−1,3,5−トリアジンを20nmの膜厚で真空蒸着し、緑色りん光性の有機電界発光素子を実施例9と同様に作製した。
【0114】
作製した素子の測定値は、9.3V、3040cd/m、13.1cd/A、4.8lm/Wであった。またこの素子の輝度半減時間は、783時間であった。
【0115】
実施例12
実施例10の電子輸送層5に替えて、2−[4,4’’’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’:4’,1’’:3’’,1’’’:4’’’,1’’’’]−キンクフェニル−5’’−イル]−4,6−ジ−m−トリル−1,3,5−トリアジンを20nmの膜厚で真空蒸着し、赤色りん光性の有機電界発光素子を実施例10と同様に作製した。
【0116】
作製した素子の測定値は、6.5V、3190cd/m、11.5cd/A、5.2lm/Wであった。またこの素子の輝度半減時間は、374時間であった。
【0117】
実施例13
実施例9の電子輸送層5に替えて、実施例6で得られた2,4−ジフェニル−6−[4,4’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’:3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル]−1,3,5−トリアジンを20nmの膜厚で真空蒸着し、緑色りん光性の有機電界発光素子を実施例9と同様に作製した。
【0118】
作製した素子の測定値は、8.9V、3660cd/m、13.4cd/A、5.5lm/Wであった。またこの素子の輝度半減時間は、851時間であった。
【0119】
実施例14
実施例10の電子輸送層5に替えて、2,4−ジフェニル−6−[4,4’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’:3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル]−1,3,5−トリアジンを20nmの膜厚で真空蒸着し、赤色りん光性の有機電界発光素子を実施例10と同様に作製した。
【0120】
作製した素子の測定値は、6.4V、3210cd/m、12.0cd/A、5.6lm/Wであった。またこの素子の輝度半減時間は、443時間であった。
【0121】
実施例15
実施例9の電子輸送層5に替えて、実施例7で得られた2,4−ビス(1−ナフチル)−6−[4,4’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’:3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル]−1,3,5−トリアジンを20nmの膜厚で真空蒸着し、緑色りん光性の有機電界発光素子を実施例9と同様に作製した。
【0122】
作製した素子の測定値は、9.1V、2950cd/m、13.5cd/A、5.1lm/Wであった。またこの素子の輝度半減時間は、812時間であった。
【0123】
実施例16
実施例10の電子輸送層5に替えて、2,4−ビス(1−ナフチル)−6−[4,4’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’:3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル]−1,3,5−トリアジンを20nmの膜厚で真空蒸着し、赤色りん光性の有機電界発光素子を実施例10と同様に作製した。
【0124】
作製した素子の測定値は、6.6V、3310cd/m、11.8cd/A、5.2lm/Wであった。またこの素子の輝度半減時間は、402時間であった。
【0125】
実施例17
実施例9の電子輸送層5に替えて、実施例8で得られた2,4−ビス(ビフェニル−3−イル)−6−[4,4’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’:3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル]−1,3,5−トリアジンを20nmの膜厚で真空蒸着し、緑色りん光性の有機電界発光素子を実施例9と同様に作製した。
【0126】
作製した素子の測定値は、9.5V、2750cd/m、13.8cd/A、4.9lm/Wであった。またこの素子の輝度半減時間は、824時間であった。
【0127】
実施例18
実施例10の電子輸送層5に替えて、2,4−ビス(ビフェニル−3−イル)−6−[4,4’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’:3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル]−1,3,5−トリアジンを20nmの膜厚で真空蒸着し、赤色りん光性の有機電界発光素子を実施例10と同様に作製した。
【0128】
作製した素子の測定値は、6.6V、3040cd/m、11.9cd/A、5.4lm/Wであった。またこの素子の輝度半減時間は、425時間であった。
【0129】
比較例1
実施例9の2−{4,4’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’;3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル}−4,6−ジ−m−トリル−1,3,5−トリアジンに替えて、汎用電子輸送材料であるAlqを電子輸送層5として20nmの膜厚で真空蒸着し、緑色りん光性の有機電界発光素子を実施例9と同様に作製した。
【0130】
作製した素子の測定値は、9.1V、3100cd/m、13.3cd/A、4.9lm/Wであった。またこの素子の輝度半減時間は、797時間であった。
【0131】
比較例2
実施例10の2−{4,4’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’;3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル}−4,6−ジ−m−トリル−1,3,5−トリアジンに替えて、汎用電子輸送材料であるAlqを電子輸送層5として20nmの膜厚で真空蒸着し、赤色りん光性の有機電界発光素子を実施例10と同様に作製した。
【0132】
作製した素子の測定値は、7.8V、2930cd/m、9.4cd/A、4.3lm/Wであった。またこの素子の輝度半減時間は、309時間であった。
【0133】
以上、本発明のフェニル基置換1,3,5−トリアジン化合物を有機電界発光素子に用いれば、赤色りん光性の発光素子において、低電圧化と高効率、さらに長寿命化の効果が顕著であった。
【0134】
実施例19
実施例9に記載の真空蒸着法により、シリコン基板上に実施例4で得られた2−{4,4’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’;3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル}−4,6−ジ−m−トリル−1,3,5−トリアジンを50nmの膜厚で真空蒸着した。
【0135】
蒸着した基板をナガセ電子機器サービス社製の光学&電気測定用冷却システム(PS11SS)にセットし、真空下、住友重機械工業社製の冷凍機(RDK−101D)で5Kに冷却した。
【0136】
励起3重項準位の測定は、Laser Techik Berlin社製の窒素ガスレーザー(MNL200、波長337nm)を励起光源として使用し、浜松ホトニクス社製のストリークカメラ(C4334)で測定した。得られた励起3重項準位は、2.48eVであった。
【0137】
実施例20
実施例9に記載の真空蒸着法により、実施例19の化合物に替えて、実施例6で得られた2,4−ジフェニル−6−[4,4’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’:3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル]−1,3,5−トリアジンを50nmの膜厚で真空蒸着した。
【0138】
得られた励起3重項準位は、2.45eVであった。
【0139】
実施例21
実施例9に記載の真空蒸着法により、実施例19の化合物に替えて、実施例8で得られた2,4−ビス(ビフェニル−3−イル)−6−[4,4’’−ビス(2−ピリジル)−[1,1’:3’,1’’]−テルフェニル−5’−イル]−1,3,5−トリアジンを50nmの膜厚で真空蒸着した。
【0140】
得られた励起3重項準位は、2.44eVであった。
【0141】
比較例3
実施例9に記載の真空蒸着法により、実施例19の化合物に替えて、汎用電子輸送材料であるAlqを50nmの膜厚で真空蒸着した。
【0142】
得られた励起3重項準位は、2.00eVであった。
【0143】
比較例4
実施例9に記載の真空蒸着法により、実施例19の化合物に替えて、緑色のりん光材料であるトリス(2−フェニルピリジン)イリジウム(III)(Ir(ppy)3)を50nmの膜厚で真空蒸着した。
【0144】
得られた励起3重項準位は、2.42eVであった。
【0145】
比較例5
実施例9に記載の真空蒸着法により、実施例19の化合物に替えて、赤色のりん光材料であるビス(2−(2’−ベンゾ[4,5−a]チエニル)ピリジナート−N,C3’)イリジウム(アセチルアセトナート)(Btp2Ir(acac))を50nmの膜厚で真空蒸着した。
【0146】
得られた励起3重項準位は、1.99eVであった。
【0147】
この様に本発明で用いた1,3,5−トリアジン化合物は、汎用電子輸送材料のAlqや、りん光発光材料よりも励起3重項状態が高いため、励起3重項状態の閉じ込め効果が高く、発光効率が向上したものと考えられる。
【0148】
本発明の1,3,5−トリアジン化合物を有する有機電界発光素子は、発光効率の向上が見込めるため、パネル用途の低消費電力化、長寿命化を達成することが可能である。さらに、高い発光効率が求められる照明用途などにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0149】
【図1】実施例9で作製した有機電界発光素子の断面図である。
【符号の説明】
【0150】
1.ITO透明電極付きガラス基板
2.正孔注入層
3.正孔輸送層
4.発光層
5.電子輸送層
6.陰極層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一般式(1)
【化1】

[式中、ArおよびArは、各々独立してフェニル基、ナフチル基またはビフェニリル基を示し、これらの基は炭素数1〜6のアルキル基またはトリフルオロメチル基で1つ以上置換されていても良い。R,RおよびRは、各々独立して水素原子またはメチル基を示す。XおよびXは、各々独立してフェニレン基、ナフチレン基またはピリジレン基を示し、これらの基は炭素数1〜4のアルキル基またはフッ素原子で1つ以上置換されていても良い。pおよびqは、各々独立して0〜2の整数を示す。pが2のとき、連結するXは同一または相異なっていても良い。qが2のとき、連結するXは同一または相異なっていても良い。ArおよびArは、各々独立してピリジル基またはフェニル基を示し、これらの基は炭素数1〜4のアルキル基またはフッ素原子で1つ以上置換されていても良い。]
で表されるフェニル基置換1,3,5−トリアジン化合物を有機化合物層の少なくとも一層に用いることを特徴とするりん光性の有機電界発光素子。
【請求項2】
ArまたはArの少なくともいずれか一方が、炭素数1〜4のアルキル基またはフッ素原子で1つ以上置換されていても良いピリジル基であることを特徴とする請求項1に記載のりん光性の有機電界発光素子。
【請求項3】
2.4eV以上の励起3重項準位を有するフェニル基置換1,3,5−トリアジン化合物を用いることを特徴とする請求項1または2に記載のりん光性の有機電界発光素子。

【図1】
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【公開番号】特開2009−224512(P2009−224512A)
【公開日】平成21年10月1日(2009.10.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−66561(P2008−66561)
【出願日】平成20年3月14日(2008.3.14)
【出願人】(000003300)東ソー株式会社 (1,901)
【出願人】(000173762)財団法人相模中央化学研究所 (151)
【Fターム(参考)】