JP6238410B2 - Phosphorescent materials, compounds, phosphorescent paints, and organic light emitting devices - Google Patents
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Description
本発明は、リン光材料として有用な化合物とそれを用いた蓄光塗料および有機発光素子に関する。 The present invention relates to a compound useful as a phosphorescent material, a phosphorescent paint using the compound, and an organic light emitting device.
リン光材料は、エネルギーの吸収によって基底一重項状態から励起一重項状態に遷移した後、項間交差が生じて励起三重項状態に遷移し、この励起三重項状態から基底一重項状態に戻る際にリン光を放射する物質である。ここで、励起三重項状態から基底一重項状態への遷移はスピン禁制であるため速度が遅く、励起一重項状態から基底状態への遷移の際に放射される蛍光に比べて、リン光の発光は持続的である。このようなリン光材料は、蓄光塗料や有機発光素子の発光層の材料等への応用が期待されている。
ここで、リン光材料をこれらの用途に使用するには、リン光材料が常温で発光し、さらに長い蓄光寿命が得られることが望ましい。しかし、リン光の発光過程で生じる三重項励起子は、通常、常温下では基底一重項状態へ遷移せずに熱失活により消滅してしまう。このため、リン光を観測するには、液体窒素温度以下の極低温にして分子の熱運動を抑えることが必要であり、この理由から、リン光材料の実用用途への使用は難しいのが現状である。
これに対して、イリジウム錯体のようにスピン−軌道相互作用の大きい重原子を分子内に導入してスピン禁制を緩和する方法や、マトリックスを構成するホスト材料中に発光材料(ゲスト材料)を分散させたホスト−ゲスト混合系を用い、ホスト分子の媒体効果によって三重項励起子の熱失活を抑制する方法により、常温でのリン光の発光を可能にしたリン光材料が報告されている。このうち、ホスト−ゲスト混合系を用いる方法としては、ステロイド骨格を有する化合物をホスト分子として用い、3級アミノ基が導入された芳香族化合物をゲスト化合物として用いた系についての研究が見受けられる。
When a phosphorescent material transitions from the ground singlet state to the excited singlet state by energy absorption, then an intersystem crossing occurs to transition to the excited triplet state, and then returns from this excited triplet state to the ground singlet state. It is a substance that emits phosphorescence. Here, since the transition from the excited triplet state to the ground singlet state is spin-forbidden, the speed is low, and phosphorescence is emitted compared to the fluorescence emitted during the transition from the excited singlet state to the ground state. Is persistent. Such phosphorescent materials are expected to be applied to phosphorescent paints and materials for light emitting layers of organic light emitting elements.
Here, in order to use the phosphorescent material for these applications, it is desirable that the phosphorescent material emits light at room temperature and a longer luminous life is obtained. However, triplet excitons generated in the phosphorescence process usually disappear due to thermal deactivation without transitioning to the ground singlet state at room temperature. For this reason, in order to observe phosphorescence, it is necessary to suppress the thermal motion of molecules at an extremely low temperature below the temperature of liquid nitrogen. For this reason, it is difficult to use phosphorescent materials for practical applications. It is.
On the other hand, a heavy atom with a large spin-orbit interaction, such as an iridium complex, is introduced into the molecule to alleviate spin inhibition, and a light-emitting material (guest material) is dispersed in the host material constituting the matrix. A phosphorescent material capable of emitting phosphorescence at room temperature has been reported by using a host-guest mixed system and suppressing the thermal deactivation of triplet excitons by the medium effect of host molecules. Among these, as a method using a host-guest mixed system, studies on a system using a compound having a steroid skeleton as a host molecule and an aromatic compound having a tertiary amino group introduced as a guest compound can be found.
特許文献1には、可逆剤を含むマトリックスと、77Kの剛性媒体中における燐光寿命が0.1秒以上である色素とを含有する有機燐光材料が開示され、コレステロールやエストラジオールを可逆剤として用い、フルオレン環にジフェニルアミノ基が置換した構造の化合物を色素として用いた例で、常温下、1秒を超える蓄光寿命が観測されたことが記載されている。また、特許文献1には、可逆剤の作用として、複数のシクロ環同士が連結した塊状の分子からなる化合物(ステロール系化合物等)を可逆剤として用いることにより、マトリックスが硬直になって局所的な分子運動が少なくなり、これによって色素の励起エネルギー損失が防止されることが記載されている。
また、非特許文献1においても、エストラジオールをホスト化合物として用い、フルオレン環等の芳香環にジフェニルアミノ基等の3級アミノ基が置換した構造の化合物を用いた混合系において、常温下、1秒を超える蓄光寿命が観測されたことが記載されている。
Also in Non-Patent
しかしながら、特許文献1および非特許文献1に記載されているリン光材料は、いずれもホスト材料とゲスト材料の2成分を用いるホスト−ゲスト混合系であり、これらの文献には、単一成分のリン光材料については全く記載されていない。
本発明者らが、2成分を用いるホスト−ゲスト混合系について、リン光材料としての有用性を評価したところ、ホスト−ゲスト混合系では、ゲスト材料の濃度を高くすると、ゲスト分子の凝集や濃度消光によってリン光を放射し難くなる現象が見られ、発光効率を高めることが難しいという問題点があることが判明した。また、ホスト−ゲスト混合系では、別々に合成された2成分を混合した後、ホスト材料を融解させてゲスト分子を分散させ、その後、固化させるといった工程でリン光材料を調製しなければならず、リン光材料を得るまでの工程が煩雑であることも明らかになった。
このような状況下において本発明者らは、単一成分で用いた場合でも、常温下でリン光を発光し、蓄光寿命が長く、発光特性が優れた化合物を見出すことを目指して研究を重ねた。そして、リン光材料として有用な化合物の一般式を導きだし、さらに常温下で持続的にリン光を発光し、視認性に優れた蓄光塗料および有機発光素子を得ることを目的として鋭意検討を進めた。
However, the phosphorescent materials described in
When the present inventors evaluated the usefulness as a phosphorescent material about the host-guest mixed system which uses two components, when the density | concentration of a guest material is made high in a host-guest mixed system, aggregation and a density | concentration of a guest molecule are carried out. It has been found that there is a problem that it is difficult to emit phosphorescence by quenching, and it is difficult to increase luminous efficiency. In addition, in the host-guest mixed system, the phosphorescent material must be prepared by mixing the two components synthesized separately, then melting the host material to disperse the guest molecules, and then solidifying. It has also become clear that the process until obtaining the phosphorescent material is complicated.
Under these circumstances, the present inventors have repeated research aiming to find a compound that emits phosphorescence at room temperature, has a long phosphorescent lifetime, and has excellent luminescent properties even when used as a single component. It was. Then, a general formula of a compound useful as a phosphorescent material was derived, and further intensive studies were conducted for the purpose of obtaining phosphorescent paints and organic light-emitting devices that emit phosphorescence continuously at room temperature and have excellent visibility. It was.
鋭意検討を進めた結果、本発明者らは、3級アミノ基を有するアリール基がステロイド骨格に導入された化合物群の中に、単一成分で用いた場合でも、常温下でリン光を発光し、リン光材料として優れた性質を有するものがあることを見出した。また、その化合物を用いることにより、常温下で持続的にリン光を発光し、視認性に優れた蓄光塗料および有機発光素子を提供しうることを明らかにした。本発明者らは、これらの知見に基づいて、上記の課題を解決する手段として、以下の本発明を提供するに至った。 As a result of intensive studies, the present inventors emitted phosphorescence at room temperature even when used as a single component in a group of compounds in which an aryl group having a tertiary amino group was introduced into the steroid skeleton. The inventors have found that some phosphorescent materials have excellent properties. In addition, it has been clarified that by using the compound, phosphorescent light can be continuously emitted at room temperature, and a phosphorescent paint and an organic light emitting device excellent in visibility can be provided. Based on these findings, the present inventors have provided the following present invention as means for solving the above problems.
[1] 下記一般式(1)で表される化合物からなるリン光材料。
[2] 一般式(1)のR5が、3級アミノ基を有するフェニル基または3級アミノ基を有するフルオレニル基であることを特徴とする[1]に記載のリン光材料。
[3] 一般式(1)のR5が表す基に含まれる3級アミノ基が、置換もしくは無置換のカルバゾリル基、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基、または置換もしくは無置換のジアルキルアミノ基であることを特徴とする[1]または[2]に記載のリン光材料。
[4] 一般式(1)のR5が、下記一般式(2)〜(8)のいずれかで表される基であることを特徴とする[1]に記載のリン光材料。
[5] 一般式(2)〜(8)のL12〜L18が置換もしくは無置換のフェニレン基であることを特徴とする[4]に記載のリン光材料。
[6] 一般式(1)のR5が一般式(3)で表される基であることが特徴とする[4]に記載のリン光材料。
[7] 一般式(3)のR21〜R28が水素原子であることを特徴とする[6]に記載のリン光材料。
[8] 一般式(1)のR5が一般式(2)で表される基であることを特徴とする[4]に記載のリン光材料。
[9] 一般式(1)のR5が、下記一般式(9)で表される基であることを特徴とする[1]に記載のリン光材料。
[10] 一般式(1)が重水素原子を含むことを特徴とする[1]〜[9]のいずれか1項に記載のリン光材料。
[11] 一般式(1)のR9aとR9bが一緒になってオキソ基(=O)を形成していることを特徴とする[1]〜[10]のいずれか1項に記載のリン光材料。
[12] 一般式(1)のR1がアルキル基であり、R2〜R4、R6〜R8、R10a〜R15a、R10b〜R15bが水素原子であることを特徴とする[1]〜[11]のいずれか1項に記載のリン光材料。
[13] [1]〜[12]のいずれか1項に記載のリン光材料を含むことを特徴とする蓄光塗料。
[14] [1]〜[12]のいずれか1項に記載のリン光材料を含むことを特徴とする有機発光素子。
[15] 有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする[14]に記載の有機発光素子。
[1] A phosphorescent material comprising a compound represented by the following general formula (1).
[2] The phosphorescent material according to [1], wherein R 5 in the general formula (1) is a phenyl group having a tertiary amino group or a fluorenyl group having a tertiary amino group.
[3] The tertiary amino group contained in the group represented by R 5 in the general formula (1) is a substituted or unsubstituted carbazolyl group, a substituted or unsubstituted diarylamino group, or a substituted or unsubstituted dialkylamino group. The phosphorescent material according to [1] or [2], which is characterized in that it exists.
[4] The phosphorescent material according to [1], wherein R 5 in the general formula (1) is a group represented by any one of the following general formulas (2) to (8).
[5] The phosphorescent material according to [4], wherein L 12 to L 18 in the general formulas (2) to (8) are substituted or unsubstituted phenylene groups.
[6] The phosphorescent material according to [4], wherein R 5 in the general formula (1) is a group represented by the general formula (3).
[7] The phosphorescent material according to [6], wherein R 21 to R 28 in the general formula (3) are hydrogen atoms.
[8] The phosphorescent material according to [4], wherein R 5 in the general formula (1) is a group represented by the general formula (2).
[9] The phosphorescent material according to [1], wherein R 5 in the general formula (1) is a group represented by the following general formula (9).
[10] The phosphorescent material according to any one of [1] to [9], wherein the general formula (1) contains a deuterium atom.
[11] The method according to any one of [1] to [10], wherein R 9a and R 9b in the general formula (1) are combined to form an oxo group (═O). Phosphorescent material.
[12] R 1 in the general formula (1) is an alkyl group, and R 2 to R 4 , R 6 to R 8 , R 10a to R 15a , and R 10b to R 15b are hydrogen atoms. The phosphorescent material according to any one of [1] to [11].
[13] A phosphorescent paint comprising the phosphorescent material according to any one of [1] to [12].
[14] An organic light-emitting device comprising the phosphorescent material according to any one of [1] to [12].
[15] The organic light-emitting device according to [14], which is an organic electroluminescence device.
[16] 下記一般式(1’)で表される化合物。
本発明の化合物は、単一成分として用いた場合でも、常温下でリン光を発光し、蓄光寿命が長く、優れた発光特性を示す。このため、本発明の化合物は、リン光材料として有用である。また、本発明の蓄光塗料によって形成された塗膜、および本発明の化合物を用いた有機発光素子は、常温下で持続的にリン光を発光することができ、その形状や表示する情報、対象物の挙動を明確に視認することができる。 Even when the compound of the present invention is used as a single component, it emits phosphorescence at room temperature, has a long phosphorescent lifetime, and exhibits excellent emission characteristics. For this reason, the compound of the present invention is useful as a phosphorescent material. In addition, the coating film formed by the phosphorescent paint of the present invention and the organic light-emitting device using the compound of the present invention can emit phosphorescence continuously at room temperature, and its shape, information to be displayed, and object The behavior of the object can be clearly seen.
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様や具体例に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。また、「常温」とは25℃のことをいう。 Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail. The description of the constituent elements described below may be made based on typical embodiments and specific examples of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments and specific examples. In the present specification, a numerical range represented by using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value. “Normal temperature” means 25 ° C.
<一般式(1)で表される化合物>
本発明のリン光材料は、下記一般式(1)で表される化合物からなることを特徴とする。
The phosphorescent material of the present invention is characterized by comprising a compound represented by the following general formula (1).
一般式(1)において、R1〜R4、R6〜R8、R10a〜R15a、R10b〜R15bは各々独立に水素原子または置換基を表す。置換基の数は特に制限されず、R1〜R4、R6〜R8、R10a〜R15a、R10b〜R15bのすべてが無置換(すなわち水素原子)であってもよいが、R1はアルキル基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。R1〜R4、R6〜R8、R10a〜R15a、R10b〜R15bのうちの2つ以上が置換基である場合、複数の置換基は互いに同一であっても異なっていてもよい。
R9aは水素原子または水酸基(−OH)を表し、R9bは水素原子を表すか、あるいはR9aとR9bは一緒になってオキソ基(=O)を表す。R9aとR9bは一緒になってオキソ基(=O)を表すのが好ましい。
R5は3級アミノ基を有するアリール基を表す。アリール基としては、炭素数6〜18のアリール基であることが好ましい。炭素数6〜18のアリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、フルオレニル基、トリフェニレニル基等を挙げることができ、より好ましいアリール基はフェニル基である。アリール基は、少なくとも1つの部位が3級アミノ基で置換されている。アリール基の3級アミノ基で置換された部位以外の部位は、他の置換基によって置換されていてもよいし、置換されていなくてもよい。アリール基に置換し得る他の置換基の説明と好ましい範囲については、下記のR1〜R4等がとりうる置換基の説明と好ましい範囲を参照することができる。
アリール基が有する3級アミノ基は、アリール基に置換しており、かつ2つの置換基を有するアミノ基である。一般式(1)で表される化合物は、アリール基に3級アミノ基が置換していることにより、エネルギーを吸収した際の項間交差速度が大きくなり、リン光を効率よく発光することができる。アリール基に置換する3級アミノ基の数は、1つであってもよいし、2つ以上であってもよいが、1つまたは2つであることが好ましく、1つであることがより好ましい。アリール基に2つ以上の3級アミノ基が置換するとき、複数の3級アミノ基は互いに同一であっても異なっていてもよい。また、アミノ基が有する2つの置換基は互いに同一であっても異なっていてもよいが同一であることが好ましい。3級アミノ基が有する置換基の説明と好ましい範囲については、下記のR1〜R4等がとりうる置換基の説明と好ましい範囲を参照することができる。また、3級アミノ基に置換した置換基は互いに結合して環状構造を形成していてもよい。3級アミノ基に置換した置換基が互いに結合して形成する環状構造の説明と好ましい例については、下記のR11とR12等が互いに結合して形成する環状構造の説明と好ましい例を参照することができる。このうち、3級アミノ基としては、置換もしくは無置換のカルバゾリル基、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基、置換もしくは無置換のジアルキルアミノ基であることが好ましい。
In General formula (1), R < 1 > -R < 4 >, R < 6 > -R < 8 >, R <10a > -R <15a> , R <10b > -R <15b> respectively independently represents a hydrogen atom or a substituent. The number of substituents is not particularly limited, and R 1 to R 4 , R 6 to R 8 , R 10a to R 15a , and R 10b to R 15b may all be unsubstituted (that is, a hydrogen atom) R 1 is preferably an alkyl group, and more preferably a methyl group. When two or more of R 1 to R 4 , R 6 to R 8 , R 10a to R 15a , and R 10b to R 15b are substituents, the plurality of substituents may be the same or different from each other. Also good.
R 9a represents a hydrogen atom or a hydroxyl group (—OH), R 9b represents a hydrogen atom, or R 9a and R 9b together represent an oxo group (═O). R 9a and R 9b preferably together represent an oxo group (═O).
R 5 represents an aryl group having a tertiary amino group. The aryl group is preferably an aryl group having 6 to 18 carbon atoms. Examples of the aryl group having 6 to 18 carbon atoms include a phenyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, and a triphenylenyl group, and a more preferable aryl group is a phenyl group. The aryl group is substituted at least at one site with a tertiary amino group. Sites other than the site substituted with the tertiary amino group of the aryl group may be substituted with other substituents or may not be substituted. For descriptions and preferred ranges of other substituents that can be substituted on the aryl group, reference can be made to descriptions and preferred ranges of substituents that can be taken by the following R 1 to R 4 and the like.
The tertiary amino group that the aryl group has is an amino group that is substituted with an aryl group and has two substituents. In the compound represented by the general formula (1), when a tertiary amino group is substituted on the aryl group, the intersystem crossing speed when absorbing energy is increased, and phosphorescence can be efficiently emitted. it can. The number of tertiary amino groups substituted on the aryl group may be one or two or more, but is preferably one or two, more preferably one. preferable. When two or more tertiary amino groups are substituted on the aryl group, the plurality of tertiary amino groups may be the same or different from each other. The two substituents of the amino group may be the same or different from each other, but are preferably the same. For the explanation and preferred ranges of the substituents that the tertiary amino group has, the explanation and preferred ranges of the substituents that can be taken by the following R 1 to R 4 and the like can be referred to. In addition, substituents substituted with a tertiary amino group may be bonded to each other to form a cyclic structure. For the explanation and preferred examples of the cyclic structure formed by bonding substituents substituted with a tertiary amino group to each other, see the following explanation and preferred examples of the cyclic structure formed by bonding R 11 and R 12 etc. to each other. can do. Of these, the tertiary amino group is preferably a substituted or unsubstituted carbazolyl group, a substituted or unsubstituted diarylamino group, or a substituted or unsubstituted dialkylamino group.
また、一般式(1)のR5は、下記一般式(2)〜(8)で表される基であることも好ましい。
一般式(2)〜(8)において、L12〜L18は置換もしくは無置換のアリーレン基を表し、*は一般式(1)におけるステロイド骨格への結合部位を表す。L12〜L18が表すアリーレン基としては炭素数6〜18のアリーレン基であることが好ましい。炭素数6〜18のアリーレン基としては、フェニレン基、ビフェニレン基、フルオレニレン基、トリフェニレニレン基等を挙げることができ、より好ましい連結基は1,2−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,4−フェニレン基であり、さらに好ましい連結基は1,4−フェニレン基である。アリーレン基が置換基を有するときの置換基の説明と好ましい範囲については、下記のR1〜R4等がとりうる置換基の説明と好ましい範囲を参照することができる。
R11〜R20、R21〜R28、R31〜R38、R3a、R3b、R41〜R48、R4a、R51〜R58、R61〜R68、R71〜R78は、各々独立に水素原子または置換基を表す。置換基の数は特に制限されず、R11〜R20、R21〜R28、R31〜R38、R3a、R3b、R41〜R48、R4a、R51〜R58、R61〜R68、R71〜R78のすべてが無置換(すなわち水素原子)であってもよい。一般式(2)〜(8)のそれぞれにおいて、R11〜R20、R21〜R28、R31〜R38、R3a、R3b、R41〜R48、R4a、R51〜R58、R61〜R68、R71〜R78のうちの2つ以上が置換基である場合、複数の置換基は互いに同一であっても異なっていてもよい。
In the general formulas (2) to (8), L 12 to L 18 represent a substituted or unsubstituted arylene group, and * represents a binding site to the steroid skeleton in the general formula (1). The arylene group represented by L 12 to L 18 is preferably an arylene group having 6 to 18 carbon atoms. Examples of the arylene group having 6 to 18 carbon atoms include a phenylene group, a biphenylene group, a fluorenylene group, a triphenylenylene group, and the like. More preferable linking groups include a 1,2-phenylene group, a 1,3-phenylene group, It is a 1,4-phenylene group, and a more preferred linking group is a 1,4-phenylene group. Regarding the explanation and preferred range of the substituent when the arylene group has a substituent, the explanation and preferred range of the substituent that can be taken by the following R 1 to R 4 and the like can be referred to.
R 11 ~R 20, R 21 ~R 28, R 31 ~R 38, R 3a, R 3b, R 41 ~R 48, R 4a, R 51 ~R 58, R 61 ~R 68, R 71 ~R 78 Each independently represents a hydrogen atom or a substituent. The number of substituents is not particularly limited, and R 11 to R 20 , R 21 to R 28 , R 31 to R 38 , R 3a , R 3b , R 41 to R 48 , R 4a , R 51 to R 58 , R All of 61 to R 68 and R 71 to R 78 may be unsubstituted (that is, a hydrogen atom). In each of the general formulas (2) ~ (8), R 11 ~R 20, R 21 ~R 28, R 31 ~R 38, R 3a, R 3b, R 41 ~R 48, R 4a, R 51 ~R When two or more of 58 , R 61 to R 68 and R 71 to R 78 are substituents, the plurality of substituents may be the same or different from each other.
一般式(2)〜(8)に置換基が存在している場合、その置換基は一般式(2)であればR12〜R19のいずれかであることが好ましく、一般式(3)であればR22〜R27のいずれかであることが好ましく、一般式(4)であればR32〜R37、R3a、R3bのいずれかであることが好ましく、一般式(5)であればR42〜R47のいずれかであることが好ましく、一般式(6)であればR52〜R57のいずれかであることが好ましく、一般式(7)であればR62〜R67のいずれかであることが好ましく、一般式(8)であればR72〜R77のいずれかであることが好ましい。 When a substituent exists in the general formulas (2) to (8), the substituent is preferably any one of R 12 to R 19 if the substituent is the general formula (2). it is preferably either be of the R 22 to R 27 long, if the general formula (4) R 32 ~R 37, R 3a, is preferably one of R 3b, the general formula (5) is preferably one of R 42 to R 47 as long, if the formula (6) is preferably one of R 52 to R 57, if the general formula (7) R 62 ~ Any one of R 67 is preferable, and any one of R 72 to R 77 is preferable in the case of the general formula (8).
また、一般式(1)のR5は、下記一般式(9)で表される基であることも好ましい。
一般式(9)において、*は一般式(1)におけるステロイド骨格への結合部位を表す。
R81〜R88は各々独立に水素原子または置換基を表し、R81〜R88の少なくとも1つは3級アミノ基を表す。3級アミノ基は、フルオレン環に置換しており、かつ2つの置換基を有するアミノ基である。この3級アミノ基の数は特に制限されず、1つのみであってもよいし、2つ以上であってもよいが、1つまたは2つであることが好ましく、1つであることがより好ましい。3級アミノ基がR81〜R88のうちの1つのみであるとき、R82またはR83が3級アミノ基であることが好ましく、R82が3級アミノ基であることがより好ましい。
一方、R81〜R88のうちの2つ以上が3級アミノ基であるとき、3級アミノ基は、R81〜R84の少なくとも1つと、R85〜R88の少なくとも1つであることが好ましい。このとき、3級アミノ基は、R81〜R84のうちの1〜3つ、R85〜R88のうちの1〜3つであることが好ましく、R81〜R84のうちの1または2つ、R85〜R88のうちの1または2つであることがより好ましい。R81〜R84のうち3級アミノ基の数と、R85〜R88のうち3級アミノ基の数は同じであっても異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。R81〜R84のうちでは、R82またはR83が3級アミノ基であることが好ましく、少なくともR82が3級アミノ基であることがより好ましい。また、R85〜R88のうちでは、R86またはR87が3級アミノ基であることが好ましく、少なくともR87が3級アミノ基であることがより好ましい。一般式(9)で表される基が2つ以上の3級アミノ基を有するとき、複数の3級アミノ基は同一であっても異なっていてもよい。
3級アミノ基が有する2つの置換基は同一であっても異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。3級アミノ基が有する置換基の説明と好ましい範囲については、下記のR1〜R4等がとりうる置換基の説明と好ましい範囲を参照することができる。また、3級アミノ基が有する置換基は互いに結合して環状構造を形成していてもよい。3級アミノ基が有する置換基が互いに結合して形成する環状構造の説明の好ましい例については、下記のR11とR12等が互いに結合して形成する環状構造の説明と好ましい例を参照することができる。このうち、3級アミノ基としては、置換もしくは無置換のジアルキルアミノ基であることが好ましい。
In the general formula (9), * represents a binding site to the steroid skeleton in the general formula (1).
R 81 to R 88 each independently represents a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R 81 to R 88 represents a tertiary amino group. The tertiary amino group is an amino group substituted on the fluorene ring and having two substituents. The number of the tertiary amino group is not particularly limited, and may be only one or may be two or more, but preferably one or two, and preferably one. More preferred. When the tertiary amino group is only one of R 81 to R 88 , R 82 or R 83 is preferably a tertiary amino group, and R 82 is more preferably a tertiary amino group.
On the other hand, when two or more of R 81 to R 88 are tertiary amino groups, the tertiary amino group should be at least one of R 81 to R 84 and at least one of R 85 to R 88. Is preferred. At this time, the tertiary amino group is preferably 1 to 3 of R 81 to R 84 and 1 to 3 of R 85 to R 88 , and one of R 81 to R 84 or two, more preferably one or two of R 85 to R 88. The number of tertiary amino groups in R 81 to R 84 and the number of tertiary amino groups in R 85 to R 88 may be the same or different, but are preferably the same. Of R 81 to R 84 , R 82 or R 83 is preferably a tertiary amino group, and at least R 82 is more preferably a tertiary amino group. Of R 85 to R 88 , R 86 or R 87 is preferably a tertiary amino group, and at least R 87 is more preferably a tertiary amino group. When the group represented by the general formula (9) has two or more tertiary amino groups, the plurality of tertiary amino groups may be the same or different.
The two substituents of the tertiary amino group may be the same or different, but are preferably the same. For the explanation and preferred ranges of the substituents that the tertiary amino group has, the explanation and preferred ranges of the substituents that can be taken by the following R 1 to R 4 and the like can be referred to. Further, the substituents of the tertiary amino group may be bonded to each other to form a cyclic structure. For preferred examples of the explanation of the cyclic structure formed by bonding of substituents of the tertiary amino group to each other, refer to the explanation and preferred examples of the cyclic structure formed by bonding of R 11 and R 12 and the like below. be able to. Of these, the tertiary amino group is preferably a substituted or unsubstituted dialkylamino group.
R81〜R88のうち3級アミノ基の置換部位以外は、水素原子または3級アミノ基以外の置換基である。3級アミノ基以外の置換基の数は特に制限されず、R81〜R88のうちの、3級アミノ基の置換部位以外の全てが無置換(すなわち水素原子)であってもよい。3級アミノ基以外の置換基が2つ以上であるとき、複数の置換基は互いに同一であっても異なっていてもよい。 R 81 to R 88 other than the tertiary amino group substitution site are a hydrogen atom or a substituent other than the tertiary amino group. The number of substituents other than the tertiary amino group is not particularly limited, and all of R 81 to R 88 other than the substitution site of the tertiary amino group may be unsubstituted (that is, a hydrogen atom). When there are two or more substituents other than the tertiary amino group, the plurality of substituents may be the same as or different from each other.
R1〜R4、R6〜R8、R10a〜R15a、R10b〜R15b、R11〜R20、R21〜R28、R31〜R38、R3a、R3b、R41〜R48、R4a、R51〜R58、R61〜R68、R71〜R78、R81〜R88がとりうる置換基として、例えばヒドロキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアルキルチオ基、炭素数1〜20のアルキル置換アミノ基、炭素数2〜20のアシル基、炭素数6〜40のアリール基、炭素数3〜40のヘテロアリール基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数2〜10のアルキニル基、炭素数2〜10のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜10のアルキルスルホニル基、炭素数1〜10のハロアルキル基、アミド基、炭素数2〜10のアルキルアミド基、炭素数3〜20のトリアルキルシリル基、炭素数4〜20のトリアルキルシリルアルキル基、炭素数5〜20のトリアルキルシリルアルケニル基、炭素数5〜20のトリアルキルシリルアルキニル基およびニトロ基等が挙げられる。これらの具体例のうち、さらに置換基により置換可能なものは置換されていてもよい。より好ましい置換基は、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜20の置換もしくは無置換のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜40の置換もしくは無置換のアリール基、炭素数3〜40の置換もしくは無置換のヘテロアリール基、炭素数1〜20のジアルキル置換アミノ基である。さらに好ましい置換基は、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルキル基、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルコキシ基、炭素数6〜15の置換もしくは無置換のアリール基、炭素数3〜12の置換もしくは無置換のヘテロアリール基である。 R 1 to R 4 , R 6 to R 8 , R 10a to R 15a , R 10b to R 15b , R 11 to R 20 , R 21 to R 28 , R 31 to R 38 , R 3a , R 3b , R 41 to R 48, R 4a, the substituent R 51 ~R 58, R 61 ~R 68, R 71 ~R 78, R 81 ~R 88 can take, such as hydroxy group, a halogen atom, a cyano group, a carbon number 1 -20 alkyl group, C1-C20 alkoxy group, C1-C20 alkylthio group, C1-C20 alkyl-substituted amino group, C2-C20 acyl group, C6-C40 Aryl group, C3-C40 heteroaryl group, C2-C10 alkenyl group, C2-C10 alkynyl group, C2-C10 alkoxycarbonyl group, C1-C10 alkylsulfonyl group , C 1-10 haloalkyl group, amide group, C 2-10 alkyl An amide group, a trialkylsilyl group having 3 to 20 carbon atoms, a trialkylsilylalkyl group having 4 to 20 carbon atoms, a trialkylsilylalkenyl group having 5 to 20 carbon atoms, a trialkylsilylalkynyl group having 5 to 20 carbon atoms, and A nitro group etc. are mentioned. Among these specific examples, those that can be substituted with a substituent may be further substituted. More preferred substituents are a halogen atom, a cyano group, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms, carbon A substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 40 carbon atoms and a dialkyl-substituted amino group having 1 to 20 carbon atoms. More preferable substituents are a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, and a substituted group having 6 to 15 carbon atoms. Or it is an unsubstituted aryl group, a C3-C12 substituted or unsubstituted heteroaryl group.
R11とR12、R12とR13、R13とR14、R14とR15、R16とR17、R17とR18、R18とR19、R19とR20、R21とR22、R22とR23、R23とR24、R24とR25、R25とR26、R26とR27、R27とR28、R31とR32、R32とR33、R33とR34、R35とR36、R36とR37、R37とR38、R3aとR3b、R41とR42、R42とR43、R43とR44、R45とR46、R46とR47、R47とR48、R51とR52、R52とR53、R53とR54、R55とR56、R56とR57、R57とR58、R61とR62、R62とR63、R63とR64、R65とR66、R66とR67、R67とR68、R71とR72、R72とR73、R73とR74、R75とR76、R76とR77、R77とR78、R81とR82、R82とR83、R83とR84、R84とR85、R85とR86、R86とR87、R87とR88は互いに結合して環状構造を形成していてもよい。環状構造は芳香環であっても脂肪環であってもよく、またヘテロ原子を含むものであってもよく、さらに環状構造は2環以上の縮合環であってもよい。ここでいうヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子および硫黄原子からなる群より選択されるものであることが好ましい。形成される環状構造の例として、ベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環、イミダゾリン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、シクロヘキサジエン環、シクロヘキセン環、シクロペンタエン環、シクロヘプタトリエン環、シクロヘプタジエン環、シクロヘプタエン環などを挙げることができる。これらの環状構造は置換基で置換されていてもよい。環状構造が置換基で置換されているときの置換基の説明と好ましい範囲については、上記のR1〜R4等がとりうる置換基の説明と好ましい範囲を参照することができる。 R 11 and R 12 , R 12 and R 13 , R 13 and R 14 , R 14 and R 15 , R 16 and R 17 , R 17 and R 18 , R 18 and R 19 , R 19 and R 20 , R 21 And R 22 , R 22 and R 23 , R 23 and R 24 , R 24 and R 25 , R 25 and R 26 , R 26 and R 27 , R 27 and R 28 , R 31 and R 32 , R 32 and R 33, R 33 and R 34, R 35 and R 36, R 36 and R 37, R 37 and R 38, R 3a and R 3b, R 41 and R 42, R 42 and R 43, R 43 and R 44, R45 and R46 , R46 and R47 , R47 and R48 , R51 and R52 , R52 and R53 , R53 and R54 , R55 and R56 , R56 and R57 , R57 And R 58 , R 61 and R 62 , R 62 and R 63 , R 63 and R 64 , R 65 and R 66 , R 66 and R 67 , R 67 and R 68 , R 71 and R 72 , R 72 and R 73 , R 73 and R 74 , R 75 and R 76 , R 76 and R 77 , R 77 and R 78 , R 81 and R 82 , R 82 and R 83 , R 83 and R 84 , R 84 and R 85 , R85 and R86 , R86 and R87 , R87 and R 88 may be bonded to each other to form a cyclic structure. The cyclic structure may be an aromatic ring or an alicyclic ring, may contain a hetero atom, and the cyclic structure may be a condensed ring of two or more rings. The hetero atom here is preferably selected from the group consisting of a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom. Examples of cyclic structures formed include benzene ring, naphthalene ring, pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, pyrrole ring, imidazole ring, pyrazole ring, triazole ring, imidazoline ring, oxazole ring, isoxazole ring, thiazole And a ring, an isothiazole ring, a cyclohexadiene ring, a cyclohexene ring, a cyclopentaene ring, a cycloheptatriene ring, a cycloheptadiene ring, and a cycloheptaene ring. These cyclic structures may be substituted with a substituent. For the explanation and preferred range of the substituent when the cyclic structure is substituted with a substituent, the explanation and preferred range of the substituent that can be taken by the above R 1 to R 4 and the like can be referred to.
R11〜R20、R21〜R28、R31〜R38、R3a、R3b、R41〜R48、R4a、R51〜R58、R61〜R68、R71〜R78、R81〜R88は、各々独立に上記一般式(2)〜(8)のいずれかで表される基が有する三環構造の残基(L12〜L18を単結合に替えた基)であることも好ましい。また、R11〜R20、R21〜R28、R31〜R38、R3a、R3b、R41〜R48、R4a、R51〜R58、R61〜R68、R71〜R78、およびR81〜R88のうち3級アミノ基の置換部位以外は全てが無置換(すなわち水素原子)であることも好ましい。 R 11 ~R 20, R 21 ~R 28, R 31 ~R 38, R 3a, R 3b, R 41 ~R 48, R 4a, R 51 ~R 58, R 61 ~R 68, R 71 ~R 78 , R 81 to R 88 each independently represents a tricyclic residue (L 12 to L 18 in which a group represented by any one of the above general formulas (2) to (8) is replaced by a single bond) ) Is also preferable. Also, R 11 ~R 20, R 21 ~R 28, R 31 ~R 38, R 3a, R 3b, R 41 ~R 48, R 4a, R 51 ~R 58, R 61 ~R 68, R 71 ~ It is also preferred that all of R 78 and R 81 to R 88 other than the tertiary amino group substitution site are unsubstituted (ie, hydrogen atoms).
一般式(1)のR5は、このうち一般式(2)、(3)、(9)のいずれかで表される基であることが好ましく、一般式(3)で表される基であることがより好ましい。
以下において、R5の具体例を例示する。*印は一般式(1)におけるステロイド骨格への結合部位を表す。
In the following, specific examples of R 5. * Represents the binding site to the steroid skeleton in the general formula (1).
より好ましいR5の具体例を例示する。*印は一般式(1)におけるステロイド骨格への結合部位を表す。
このうち、R5は、フェニレン基の4位に無置換のカルバゾリル基が置換した基であることが好ましい。 Among these, R 5 is preferably a group in which an unsubstituted carbazolyl group is substituted at the 4-position of the phenylene group.
また、以下に、一般式(1)で表される化合物の好ましい例を挙げる。ただし、本発明において一般式(1)で表される化合物は、この具体例によって限定的に解釈されるべきものではない。
以上のような一般式(1)で表される化合物に含まれる水素原子は、その少なくとも一部が重水素原子で置換されていることが好ましい。これにより、一般式(1)で表される化合物が発光するリン光の蓄光寿命をより延長することができる。一般式(1)で表される化合物に重水素原子が含まれている場合、全水素原子数(水素原子数と重水素原子数の合計)に対する重水素原子数の割合が大きい方が、発光するリン光の蓄光寿命は長くなる。もっとも、重水素原子が存在しない場合であってもリン光が観測されるため、リン光材料として有用であることには変わりはない。
重水素原子を含む化合物は、重水素原子を含まない化合物の水素原子を重水素原子で置換することによって得ることができる。また、重水素原子を含む一般式(1)で表される化合物は、その合成原料や合成過程で生じる中間体の水素原子を重水素原子で置換し、この重水素化した合成原料又は中間体から合成することによっても得ることができる。化合物の重水素化は、例えばChem. Soc. Rev. 1997, 26, 401.; Chem. Soc. Rev. 2000, 29, 239に記載の方法を用いて行うことができる。
It is preferable that at least a part of the hydrogen atoms contained in the compound represented by the general formula (1) is substituted with a deuterium atom. Thereby, the luminous lifetime of the phosphorescence emitted from the compound represented by the general formula (1) can be further extended. When deuterium atoms are contained in the compound represented by the general formula (1), the larger the ratio of the number of deuterium atoms to the total number of hydrogen atoms (the total number of hydrogen atoms and the number of deuterium atoms), the light emission The phosphorescent life of phosphorescence is long. However, since phosphorescence is observed even when no deuterium atom is present, it is still useful as a phosphorescent material.
A compound containing a deuterium atom can be obtained by substituting a hydrogen atom of a compound not containing a deuterium atom with a deuterium atom. In addition, the compound represented by the general formula (1) containing a deuterium atom is obtained by substituting a deuterium atom for an intermediate hydrogen atom generated in the synthesis raw material or in the synthesis process, and deuterated synthetic raw material or intermediate. It can also be obtained by synthesis from Deuteration of the compound can be carried out using the method described in Chem. Soc. Rev. 1997, 26, 401 .; Chem. Soc. Rev. 2000, 29, 239, for example.
一般式(1)で表される化合物の分子量は、例えば一般式(1)で表される化合物を含む有機層を蒸着法により製膜して利用することを意図する場合には、1500以下であることが好ましく、1200以下であることがより好ましく、1000以下であることがさらに好ましく、800以下であることがさらにより好ましい。分子量の下限値は、一般式(1)で表される最小化合物の分子量である。
一般式(1)で表される化合物は、分子量にかかわらず塗布法で成膜してもよい。塗布法を用いれば、分子量が比較的大きな化合物であっても成膜することが可能である。
The molecular weight of the compound represented by the general formula (1) is, for example, 1500 or less when the organic layer containing the compound represented by the general formula (1) is intended to be formed by vapor deposition. Preferably, it is preferably 1200 or less, more preferably 1000 or less, and even more preferably 800 or less. The lower limit of the molecular weight is the molecular weight of the minimum compound represented by the general formula (1).
The compound represented by the general formula (1) may be formed by a coating method regardless of the molecular weight. If a coating method is used, a film can be formed even with a compound having a relatively large molecular weight.
本発明を応用して、分子内に一般式(1)で表される構造を複数個含む化合物を、発光材料として用いることも考えられる。
例えば、一般式(1)で表される構造中にあらかじめ重合性基を存在させておいて、その重合性基を重合させることによって得られる重合体を、発光材料として用いることが考えられる。具体的には、一般式(1)のR1〜R8、R10a〜R15a、R10b〜R15bに重合性官能基を含むモノマーを用意して、これを単独で重合させるか、他のモノマーとともに共重合させることにより、繰り返し単位を有する重合体を得て、その重合体を発光材料として用いることが考えられる。あるいは、一般式(1)で表される構造を有する化合物どうしをカップリングさせることにより、二量体や三量体を得て、それらを発光材料として用いることも考えられる。
By applying the present invention, it is also conceivable to use a compound containing a plurality of structures represented by the general formula (1) in the molecule as a light emitting material.
For example, it is conceivable to use a polymer obtained by previously polymerizing a polymerizable group in the structure represented by the general formula (1) and polymerizing the polymerizable group as a light emitting material. Specifically, a monomer containing a polymerizable functional group is prepared for R 1 to R 8 , R 10a to R 15a , R 10b to R 15b in the general formula (1), and this is polymerized alone, It is conceivable to obtain a polymer having a repeating unit by copolymerizing with the above monomer and to use the polymer as a light emitting material. Alternatively, it is also possible to obtain a dimer or trimer by coupling compounds having a structure represented by the general formula (1) and use them as a light emitting material.
一般式(1)で表される構造を含む繰り返し単位を有する重合体の例として、下記一般式(10)または(11)で表される構造を含む重合体を挙げることができる。
一般式(10)または(11)において、Qは一般式(1)で表される構造を含む基を表し、L1およびL2は連結基を表す。連結基の炭素数は、好ましくは0〜20であり、より好ましくは1〜15であり、さらに好ましくは2〜10である。連結基は−X11−L11−で表される構造を有するものであることが好ましい。ここで、X11は酸素原子または硫黄原子を表し、酸素原子であることが好ましい。L11は連結基を表し、置換もしくは無置換のアルキレン基、または置換もしくは無置換のアリーレン基であることが好ましく、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルキレン基、または置換もしくは無置換のフェニレン基であることがより好ましい。
一般式(10)または(11)において、R101、R102、R103およびR104は、各々独立に置換基を表す。好ましくは、炭素数1〜6の置換もしくは無置換のアルキル基、炭素数1〜6の置換もしくは無置換のアルコキシ基、ハロゲン原子であり、より好ましくは炭素数1〜3の無置換のアルキル基、炭素数1〜3の無置換のアルコキシ基、フッ素原子、塩素原子であり、さらに好ましくは炭素数1〜3の無置換のアルキル基、炭素数1〜3の無置換のアルコキシ基である。
L1およびL2で表される連結基は、Qを構成する一般式(1)の構造のR1〜R8、R10a〜R15a、R10b〜R15b、一般式(2)の構造のR11〜R20のいずれか、一般式(3)の構造のR21〜R28のいずれか、一般式(4)の構造のR31〜R38、R3a、R3bのいずれか、一般式(5)の構造のR41〜R48、R4aのいずれか、一般式(6)の構造のR51〜R58のいずれか、一般式(7)の構造のR61〜R68のいずれか、一般式(8)の構造のR71〜R78のいずれか、一般式(9)の構造のR81〜R88のいずれかに結合することができる。1つのQに対して連結基が2つ以上連結して架橋構造や網目構造を形成していてもよい。
In General Formula (10) or (11), Q represents a group including the structure represented by General Formula (1), and L 1 and L 2 represent a linking group. Carbon number of a coupling group becomes like this. Preferably it is 0-20, More preferably, it is 1-15, More preferably, it is 2-10. And preferably has a structure represented by - linking group -X 11 -L 11. Here, X 11 represents an oxygen atom or a sulfur atom, and is preferably an oxygen atom. L 11 represents a linking group, preferably a substituted or unsubstituted alkylene group, or a substituted or unsubstituted arylene group, and a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted group A phenylene group is more preferable.
In the general formula (10) or (11), R 101 , R 102 , R 103 and R 104 each independently represent a substituent. Preferably, it is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or a halogen atom, more preferably an unsubstituted alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. An unsubstituted alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, a fluorine atom, and a chlorine atom, and more preferably an unsubstituted alkyl group having 1 to 3 carbon atoms and an unsubstituted alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms.
The linking group represented by L 1 and L 2 is a structure of R 1 to R 8 , R 10a to R 15a , R 10b to R 15b , or a structure of the general formula (2) that constitutes Q. Any one of R 11 to R 20 , any one of R 21 to R 28 in the structure of the general formula (3), any of R 31 to R 38 , R 3a and R 3b in the structure of the general formula (4), Any of R 41 to R 48 and R 4a in the structure of the general formula (5), R 51 to R 58 in the structure of the general formula (6), R 61 to R 68 in the structure of the general formula (7) Any one of R 71 to R 78 having the structure of the general formula (8), or any one of R 81 to R 88 having the structure of the general formula (9). Two or more linking groups may be linked to one Q to form a crosslinked structure or a network structure.
繰り返し単位の具体的な構造例として、下記式(12)〜(15)で表される構造を挙げることができる。
これらの式(12)〜(15)を含む繰り返し単位を有する重合体は、一般式(1)の構造のR1〜R8、R10a〜R15a、R10b〜R15bにヒドロキシ基を導入しておき、それをリンカーとして下記化合物を反応させて重合性基を導入し、その重合性基を重合させることにより合成することができる。
分子内に一般式(1)で表される構造を含む重合体は、一般式(1)で表される構造を有する繰り返し単位のみからなる重合体であってもよいし、それ以外の構造を有する繰り返し単位を含む重合体であってもよい。また、重合体の中に含まれる一般式(1)で表される構造を有する繰り返し単位は、単一種であってもよいし、2種以上であってもよい。一般式(1)で表される構造を有さない繰り返し単位としては、通常の共重合に用いられるモノマーから誘導されるものを挙げることができる。例えば、エチレン、スチレンなどのエチレン性不飽和結合を有するモノマーから誘導される繰り返し単位を挙げることができる。 The polymer containing the structure represented by the general formula (1) in the molecule may be a polymer composed only of repeating units having the structure represented by the general formula (1), or other structures may be used. It may be a polymer containing repeating units. The repeating unit having a structure represented by the general formula (1) contained in the polymer may be a single type or two or more types. Examples of the repeating unit not having the structure represented by the general formula (1) include those derived from monomers used in ordinary copolymerization. Examples thereof include a repeating unit derived from a monomer having an ethylenically unsaturated bond such as ethylene and styrene.
[一般式(1’)で表される化合物]
一般式(1’)で表される化合物は新規化合物である。
The compound represented by the general formula (1 ′) is a novel compound.
[一般式(1’)で表される化合物の合成方法]
一般式(1’)で表される化合物は、既知の反応を組み合わせることによって合成することができる。例えば、一般式(1’)のR5'が一般式(3)で表される基であり、L13が1,4−フェニレン基である化合物は、以下の2つの化合物を反応させることにより合成することが可能である。
The compound represented by the general formula (1 ′) can be synthesized by combining known reactions. For example, a compound in which R 5 ′ in the general formula (1 ′) is a group represented by the general formula (3) and L 13 is a 1,4-phenylene group is obtained by reacting the following two compounds: It is possible to synthesize.
上記の反応式におけるR1’〜R4’、R6’〜R8’、R9a’〜R15a’、R9b’〜R15b’、R21〜R28の説明については、一般式(1)における対応する記載を参照することができる。Tfはトリフルオロメチルスルホニル基を表す。
上記の反応は、公知のカップリング反応を応用したものであり、公知の反応条件を適宜選択して用いることができる。上記の反応の詳細については、後述の合成例を参考にすることができる。また、一般式(1’)で表される化合物は、その他の公知の合成反応を組み合わせることによっても合成することができる。
For the explanation of R 1 ′ to R 4 ′, R 6 ′ to R 8 ′, R 9a ′ to R 15a ′, R 9b ′ to R 15b ′, R 21 to R 28 in the above reaction formula, the general formula ( Reference can be made to the corresponding description in 1). Tf represents a trifluoromethylsulfonyl group.
The above reaction is an application of a known coupling reaction, and known reaction conditions can be appropriately selected and used. The details of the above reaction can be referred to the synthesis examples described below. The compound represented by the general formula (1 ′) can also be synthesized by combining other known synthesis reactions.
<リン光材料の応用>
本発明の一般式(1)で表される化合物は、ホスト材料が共存しない単一成分で用いた場合でも、常温下で、リン光を発光し、長い蓄光寿命を得ることができる。特に、固体状態の一般式(1)で表される化合物は、リン光を効率よく発光する。これは、以下の理由によるものと推測される。
すなわち、一般式(1)で表される化合物は、ステロイド骨格と、3級アミノ基を有するアリール基を有しており、3級アミノ基を有するアリール基が励起三重項状態に遷移してリン光を放出する発光部位として機能するものと推測される。しかし、後掲の比較例1の評価結果から示されるように、一般式(1)で表される化合物の発光部位のみから構成される化合物、すなわち3級アミノ基を有する芳香族化合物では蛍光は観測されるものの、リン光の発光は見られない。したがって、一般式(1)で表される化合物では、3級アミノ基を有するアリール基とステロイド骨格との相互作用により、リン光発光のいずれかの過程が促進され、もしくは励起三重項状態の熱失活が抑えられ、リン光発光が発現するものと推測される。さらに、一般式(1)で表される化合物は、複数のシクロ環からなるステロイド骨格を有することにより、固体状態では分子が凝集して集積構造をなす。一般式(1)で表される化合物では、このような分子の凝集がリン光の発光過程で有利に働き、リン光の発光効率を向上させるものと推測される。
このような一般式(1)で表される化合物は、蓄光塗料や有機発光素子を始めとする様々な用途に用いるリン光材料として好適に使用することができる。
以下、一般式(1)で表される化合物からなるリン光材料を適用した蓄光塗料(本発明の蓄光塗料)と、有機発光素子(本発明の有機発光素子)について説明する。
<Application of phosphorescent materials>
Even when the compound represented by the general formula (1) of the present invention is used as a single component in which the host material does not coexist, phosphorescence is emitted at room temperature, and a long luminous life can be obtained. In particular, the compound represented by the general formula (1) in a solid state efficiently emits phosphorescence. This is presumably due to the following reasons.
In other words, the compound represented by the general formula (1) has a steroid skeleton and an aryl group having a tertiary amino group, and the aryl group having a tertiary amino group transitions to an excited triplet state and is phosphorylated. It is presumed to function as a light emitting site that emits light. However, as shown in the evaluation results of Comparative Example 1 described later, fluorescence is not emitted from a compound composed only of the light emitting site of the compound represented by the general formula (1), that is, an aromatic compound having a tertiary amino group. Although it is observed, no phosphorescence is observed. Therefore, in the compound represented by the general formula (1), any process of phosphorescence emission is promoted by the interaction between the aryl group having a tertiary amino group and the steroid skeleton, or the heat of excited triplet state. It is presumed that inactivation is suppressed and phosphorescence is emitted. Furthermore, since the compound represented by the general formula (1) has a steroid skeleton composed of a plurality of cyclo rings, in the solid state, molecules aggregate to form an integrated structure. In the compound represented by the general formula (1), it is presumed that such molecular aggregation works advantageously in the phosphorescence process and improves the phosphorescence efficiency.
Such a compound represented by the general formula (1) can be suitably used as a phosphorescent material used in various applications including phosphorescent paints and organic light-emitting devices.
Hereinafter, a phosphorescent paint (phosphorescent paint of the present invention) to which a phosphorescent material composed of a compound represented by the general formula (1) is applied and an organic light emitting element (organic light emitting element of the present invention) will be described.
[蓄光塗料]
本発明の蓄光塗料は、一般式(1)で表される化合物と溶媒を含有する。
蓄光塗料に含まれる一般式(1)で表される化合物の説明については、上記の説明を参照することができる。
溶媒としては、一般式(1)で表される化合物を溶解することができ、且つ該化合物と反応しないものであれば特に限定されず、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロルベンゼン等の芳香族類、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン等の炭化水素類、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等の有機酸類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等の極性溶媒および水が挙げられ、これらの混合溶媒も使用できる。
[Phosphorescent paint]
The luminous paint of the present invention contains a compound represented by the general formula (1) and a solvent.
Regarding the description of the compound represented by the general formula (1) contained in the phosphorescent paint, the above description can be referred to.
The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the compound represented by the general formula (1) and does not react with the compound. For example, aromatic such as benzene, toluene, xylene, chlorobenzene and the like Ethers such as diethyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, dimethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, esters such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl propionate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone , Ketones such as cyclohexanone, hydrocarbons such as hexane, heptane, octane and nonane, halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform and 1,2-dichloroethane, organic acids such as formic acid, acetic acid and propionic acid, N, N-dimethyl Formamide, N, N- dimethylacetamide, include polar solvents and water, such as N- methylpyrrolidone, a mixed solvent thereof can be used.
一般式(1)で表される化合物の蓄光塗料における含有量は、50質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、95質量%以上であることがさらに好ましい。
蓄光塗料には、必要に応じて添加剤を添加してもよい。添加剤としては、ポリアクリル酸やポリビニルアルコールなどの高分子粘度調整剤等を挙げることができる。
以上のような蓄光塗料は、所望のパターンで塗布され、乾燥されることによって固体状の塗膜として形成される。この塗膜に、常温下で光エネルギーを照射すると、塗膜に含まれる一般式(1)で表される化合物が励起三重項状態に励起された後、リン光を放出しつつ基底状態に戻る。これにより、この蓄光塗料が塗布された領域は持続的に発光し、その平面形状や表示する情報を明確に視認することができる。
The content of the compound represented by the general formula (1) in the phosphorescent paint is preferably 50% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and further preferably 95% by mass or more.
An additive may be added to the phosphorescent paint as necessary. Examples of the additive include polymer viscosity modifiers such as polyacrylic acid and polyvinyl alcohol.
The phosphorescent paint as described above is applied as a desired pattern and dried to form a solid coating film. When this coating film is irradiated with light energy at room temperature, the compound represented by the general formula (1) contained in the coating film is excited to the excited triplet state, and then returns to the ground state while emitting phosphorescence. . Thereby, the area | region where this phosphorescent coating material was apply | coated continuously light-emits, and the planar shape and the information to display can be visually recognized clearly.
[有機発光素子]
本発明のリン光材料は、有機発光素子の発光材料としても好適に用いることができる。本発明のリン光材料を用いることにより、発光効率の高い有機発光素子を実現することができる。以下に、有機エレクトロルミネッセンス素子を例にして、その理由を説明する。
[Organic light emitting device]
The phosphorescent material of the present invention can also be suitably used as a light emitting material for organic light emitting devices. By using the phosphorescent material of the present invention, an organic light emitting device with high luminous efficiency can be realized. The reason will be described below by taking an organic electroluminescence element as an example.
有機エレクトロルミネッセンス素子においては、正負の両電極より発光材料にキャリアを注入し、励起状態の発光材料を生成し、発光させる。通常、キャリア注入型の有機エレクトロルミネッセンス素子の場合、生成した励起子のうち、励起一重項状態に励起されるのは25%であり、残り75%は励起三重項状態に励起される。従って、励起三重項状態からの発光であるリン光を利用するほうが、エネルギーの利用効率が高い。しかしながら、従来の有機化合物からなるリン光材料は、常温下では、励起三重項状態において、励起状態の飽和や励起三重項状態の励起子との相互作用によるエネルギーの失活が起こり、十分な発光効率が得られないという問題があった。これに対して、本発明のリン光材料は、一般式(1)で表される新規な化合物からなり、この化合物は常温下であってもリン光を発光し、75%の確率で生成される励起三重項状態のエネルギーを効率よくリン光に変換することができる。このため、本発明のリン光材料を用いることにより、蛍光材料や従来の有機化合物からなるリン光材料を用いる場合に比べて、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率を飛躍的に向上させることができる。 In an organic electroluminescence element, carriers are injected into a light emitting material from both positive and negative electrodes to generate an excited light emitting material and emit light. In general, in the case of a carrier injection type organic electroluminescence element, 25% of the generated excitons are excited to the excited singlet state, and the remaining 75% are excited to the excited triplet state. Therefore, the use efficiency of energy is higher when phosphorescence, which is light emission from an excited triplet state, is used. However, phosphorescent materials made of conventional organic compounds have sufficient light emission at room temperature in the excited triplet state due to saturation of the excited state and interaction with the excited triplet state excitons. There was a problem that efficiency could not be obtained. On the other hand, the phosphorescent material of the present invention comprises a novel compound represented by the general formula (1), and this compound emits phosphorescence even at room temperature and is generated with a probability of 75%. The excited triplet state energy can be efficiently converted into phosphorescence. For this reason, by using the phosphorescent material of the present invention, the light emission efficiency of the organic electroluminescent element can be dramatically improved as compared with the case of using a phosphorescent material or a conventional phosphorescent material made of an organic compound.
このように、本発明の一般式(1)で表される化合物を発光層の発光材料として用いることにより、有機フォトルミネッセンス素子(有機PL素子)や有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)などの優れた有機発光素子を提供することができる。有機フォトルミネッセンス素子は、基板上に少なくとも発光層を形成した構造を有する。また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、少なくとも陽極、陰極、および陽極と陰極の間に有機層を形成した構造を有する。有機層は、少なくとも発光層を含むものであり、発光層のみからなるものであってもよいし、発光層の他に1層以上の有機層を有するものであってもよい。そのような他の有機層として、正孔輸送層、正孔注入層、電子阻止層、正孔阻止層、電子注入層、電子輸送層、励起子阻止層などを挙げることができる。正孔輸送層は正孔注入機能を有した正孔注入輸送層でもよく、電子輸送層は電子注入機能を有した電子注入輸送層でもよい。具体的な有機エレクトロルミネッセンス素子の構造例を図1に示す。図1において、1は基板、2は陽極、3は正孔注入層、4は正孔輸送層、5は発光層、6は電子輸送層、7は陰極を表わす。
以下において、有機エレクトロルミネッセンス素子の各部材および各層について説明する。なお、基板と発光層の説明は有機フォトルミネッセンス素子の基板と発光層にも該当する。
Thus, by using the compound represented by the general formula (1) of the present invention as the light emitting material of the light emitting layer, excellent organic photoluminescence elements (organic PL elements), organic electroluminescence elements (organic EL elements), and the like. An organic light emitting device can be provided. The organic photoluminescence element has a structure in which at least a light emitting layer is formed on a substrate. The organic electroluminescence element has a structure in which an organic layer is formed at least between an anode, a cathode, and an anode and a cathode. The organic layer includes at least a light emitting layer, and may consist of only the light emitting layer, or may have one or more organic layers in addition to the light emitting layer. Examples of such other organic layers include a hole transport layer, a hole injection layer, an electron blocking layer, a hole blocking layer, an electron injection layer, an electron transport layer, and an exciton blocking layer. The hole transport layer may be a hole injection / transport layer having a hole injection function, and the electron transport layer may be an electron injection / transport layer having an electron injection function. A specific example of the structure of an organic electroluminescence element is shown in FIG. In FIG. 1, 1 is a substrate, 2 is an anode, 3 is a hole injection layer, 4 is a hole transport layer, 5 is a light emitting layer, 6 is an electron transport layer, and 7 is a cathode.
Below, each member and each layer of an organic electroluminescent element are demonstrated. In addition, description of a board | substrate and a light emitting layer corresponds also to the board | substrate and light emitting layer of an organic photo-luminescence element.
(基板)
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板に支持されていることが好ましい。この基板については、特に制限はなく、従来から有機エレクトロルミネッセンス素子に慣用されているものであればよく、例えば、ガラス、透明プラスチック、石英、シリコンなどからなるものを用いることができる。
(substrate)
The organic electroluminescence device of the present invention is preferably supported on a substrate. The substrate is not particularly limited and may be any substrate conventionally used for organic electroluminescence elements. For example, a substrate made of glass, transparent plastic, quartz, silicon, or the like can be used.
(陽極)
有機エレクトロルミネッセンス素子における陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極材料とするものが好ましく用いられる。このような電極材料の具体例としてはAu等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In2O3−ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極材料を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極材料の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な材料を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常10〜1000nm、好ましくは10〜200nmの範囲で選ばれる。
(anode)
As the anode in the organic electroluminescence element, an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof having a high work function (4 eV or more) is preferably used. Specific examples of such electrode materials include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO. Alternatively, an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 —ZnO) capable of forming a transparent conductive film may be used. For the anode, a thin film may be formed by vapor deposition or sputtering of these electrode materials, and a pattern of a desired shape may be formed by photolithography, or when pattern accuracy is not so high (about 100 μm or more) ), A pattern may be formed through a mask having a desired shape at the time of vapor deposition or sputtering of the electrode material. Or when using the material which can be apply | coated like an organic electroconductivity compound, wet film-forming methods, such as a printing system and a coating system, can also be used. When light emission is extracted from the anode, it is desirable that the transmittance be greater than 10%, and the sheet resistance as the anode is preferably several hundred Ω / □ or less. Further, although the film thickness depends on the material, it is usually selected in the range of 10 to 1000 nm, preferably 10 to 200 nm.
(陰極)
一方、陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極材料とするものが用いられる。このような電極材料の具体例としては、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(Al2O3)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。これらの中で、電子注入性および酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、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(Al2O3)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極はこれらの電極材料を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm〜5μm、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。なお、発光した光を透過させるため、有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
また、陽極の説明で挙げた導電性透明材料を陰極に用いることで、透明または半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
(cathode)
On the other hand, as the cathode, a material having a low work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like. Among these, from the point of durability against electron injection and oxidation, a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function value than this, for example, a magnesium / silver mixture, Suitable are a magnesium / aluminum mixture, a magnesium / indium mixture, an aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixture, a lithium / aluminum mixture, aluminum and the like. The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. The sheet resistance as the cathode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 μm, preferably 50 to 200 nm. In order to transmit the emitted light, if either one of the anode or the cathode of the organic electroluminescence element is transparent or translucent, the emission luminance is advantageously improved.
In addition, by using the conductive transparent material mentioned in the description of the anode as a cathode, a transparent or semi-transparent cathode can be produced. By applying this, an element in which both the anode and the cathode are transparent is used. Can be produced.
(発光層)
発光層は、陽極および陰極のそれぞれから注入された正孔および電子が再結合することにより励起子が生成した後、発光する層であり、少なくとも本発明の一般式(1)で表される化合物を含有する。本発明の一般式(1)で表される化合物は、単一成分で用いた場合でも、常温下でリン光を発光する。このため、発光層は、ホスト材料を含んでいてもよいが、一般式(1)で表される化合物単独で構成されていてもよい。一般式(1)で表される化合物単独で発光層を構成した場合でも、高い発光効率を得ることができる。発光材料としては、一般式(1)で表される本発明の化合物群から選ばれる1種または2種以上を用いることができる。
発光層がホスト材料を含む場合、ホスト材料としては、励起一重項エネルギー、励起三重項エネルギーの少なくとも何れか一方が本発明の発光材料よりも高い値を有する有機化合物を用いることができる。その結果、本発明の発光材料に生成した一重項励起子および三重項励起子を、本発明の発光材料の分子中に閉じ込めることが可能となり、その発光効率を十分に引き出すことが可能となる。もっとも、一重項励起子および三重項励起子を十分に閉じ込めることができなくても、高い発光効率を得ることが可能な場合もあるため、高い発光効率を実現しうるホスト材料であれば特に制約なく本発明に用いることができる。本発明の有機発光素子または有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光は発光層に含まれる本発明の発光材料から生じる。この発光はリン光発光および蛍光発光の両方を含む。但し、発光の一部或いは部分的にホスト材料からの発光があってもかまわない。
ホスト材料を用いる場合、発光材料である本発明の化合物が発光層中に含有される量は0.1重量%以上であることが好ましく、1重量%以上であることがより好ましく、また、50重量%以下であることが好ましく、20重量%以下であることがより好ましく、10重量%以下であることがさらに好ましい。
発光層におけるホスト材料としては、正孔輸送能、電子輸送能を有し、かつ発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高いガラス転移温度を有する有機化合物であることが好ましい。
(Light emitting layer)
The light emitting layer is a layer that emits light after excitons are generated by recombination of holes and electrons injected from each of the anode and the cathode, and at least the compound represented by the general formula (1) of the present invention Containing. The compound represented by the general formula (1) of the present invention emits phosphorescence at room temperature even when used as a single component. For this reason, although the light emitting layer may contain the host material, it may be comprised only with the compound represented by General formula (1). Even when the light emitting layer is composed of the compound represented by the general formula (1) alone, high luminous efficiency can be obtained. As a luminescent material, the 1 type (s) or 2 or more types chosen from the compound group of this invention represented by General formula (1) can be used.
When the light emitting layer includes a host material, an organic compound having at least one of excited singlet energy and excited triplet energy higher than that of the light emitting material of the present invention can be used as the host material. As a result, singlet excitons and triplet excitons generated in the light emitting material of the present invention can be confined in the molecules of the light emitting material of the present invention, and the light emission efficiency can be sufficiently extracted. However, even if singlet excitons and triplet excitons cannot be sufficiently confined, there are cases where high luminous efficiency can be obtained, so that host materials that can achieve high luminous efficiency are particularly limited. And can be used in the present invention. In the organic light emitting device or organic electroluminescent device of the present invention, light emission is generated from the light emitting material of the present invention contained in the light emitting layer. This luminescence includes both phosphorescence and fluorescence. However, light emission from the host material may be partly or partly emitted.
When the host material is used, the amount of the compound of the present invention, which is a light emitting material, is preferably 0.1% by weight or more, more preferably 1% by weight or more, and 50% or more. It is preferably no greater than wt%, more preferably no greater than 20 wt%, and even more preferably no greater than 10 wt%.
The host material in the light-emitting layer is preferably an organic compound that has a hole transporting ability and an electron transporting ability, prevents the emission of longer wavelengths, and has a high glass transition temperature.
(注入層)
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、正孔注入層と電子注入層があり、陽極と発光層または正孔輸送層の間、および陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。注入層は必要に応じて設けることができる。
(Injection layer)
The injection layer is a layer provided between the electrode and the organic layer for lowering the driving voltage and improving the luminance of light emission, and includes a hole injection layer and an electron injection layer, Further, it may be present between the cathode and the light emitting layer or the electron transport layer. The injection layer can be provided as necessary.
(阻止層)
阻止層は、発光層中に存在する電荷(電子もしくは正孔)および/または励起子の発光層外への拡散を阻止することができる層である。電子阻止層は、発光層および正孔輸送層の間に配置されることができ、電子が正孔輸送層の方に向かって発光層を通過することを阻止する。同様に、正孔阻止層は発光層および電子輸送層の間に配置されることができ、正孔が電子輸送層の方に向かって発光層を通過することを阻止する。阻止層はまた、励起子が発光層の外側に拡散することを阻止するために用いることができる。すなわち電子阻止層、正孔阻止層はそれぞれ励起子阻止層としての機能も兼ね備えることができる。本明細書でいう電子阻止層または励起子阻止層は、一つの層で電子阻止層および励起子阻止層の機能を有する層を含む意味で使用される。
(Blocking layer)
The blocking layer is a layer that can prevent diffusion of charges (electrons or holes) and / or excitons existing in the light emitting layer to the outside of the light emitting layer. The electron blocking layer can be disposed between the light emitting layer and the hole transport layer and blocks electrons from passing through the light emitting layer toward the hole transport layer. Similarly, a hole blocking layer can be disposed between the light emitting layer and the electron transporting layer to prevent holes from passing through the light emitting layer toward the electron transporting layer. The blocking layer can also be used to block excitons from diffusing outside the light emitting layer. That is, each of the electron blocking layer and the hole blocking layer can also function as an exciton blocking layer. The term “electron blocking layer” or “exciton blocking layer” as used herein is used in the sense of including a layer having the functions of an electron blocking layer and an exciton blocking layer in one layer.
(正孔阻止層)
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有する。正孔阻止層は電子を輸送しつつ、正孔が電子輸送層へ到達することを阻止する役割があり、これにより発光層中での電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。正孔阻止層の材料としては、後述する電子輸送層の材料を必要に応じて用いることができる。
(Hole blocking layer)
The hole blocking layer has a function of an electron transport layer in a broad sense. The hole blocking layer has a role of blocking holes from reaching the electron transport layer while transporting electrons, thereby improving the recombination probability of electrons and holes in the light emitting layer. As the material for the hole blocking layer, the material for the electron transport layer described later can be used as necessary.
(電子阻止層)
電子阻止層とは、広い意味では正孔を輸送する機能を有する。電子阻止層は正孔を輸送しつつ、電子が正孔輸送層へ到達することを阻止する役割があり、これにより発光層中での電子と正孔が再結合する確率を向上させることができる。
(Electron blocking layer)
The electron blocking layer has a function of transporting holes in a broad sense. The electron blocking layer has a role to block electrons from reaching the hole transport layer while transporting holes, thereby improving the probability of recombination of electrons and holes in the light emitting layer. .
(励起子阻止層)
励起子阻止層とは、発光層内で正孔と電子が再結合することにより生じた励起子が電荷輸送層に拡散することを阻止するための層であり、本層の挿入により励起子を効率的に発光層内に閉じ込めることが可能となり、素子の発光効率を向上させることができる。励起子阻止層は発光層に隣接して陽極側、陰極側のいずれにも挿入することができ、両方同時に挿入することも可能である。すなわち、励起子阻止層を陽極側に有する場合、正孔輸送層と発光層の間に、発光層に隣接して該層を挿入することができ、陰極側に挿入する場合、発光層と陰極との間に、発光層に隣接して該層を挿入することができる。また、陽極と、発光層の陽極側に隣接する励起子阻止層との間には、正孔注入層や電子阻止層などを有することができ、陰極と、発光層の陰極側に隣接する励起子阻止層との間には、電子注入層、電子輸送層、正孔阻止層などを有することができる。阻止層を配置する場合、阻止層として用いる材料の励起一重項エネルギーおよび励起三重項エネルギーの少なくともいずれか一方は、発光材料の励起一重項エネルギーおよび励起三重項エネルギーよりも高いことが好ましい。
(Exciton blocking layer)
The exciton blocking layer is a layer for preventing excitons generated by recombination of holes and electrons in the light emitting layer from diffusing into the charge transport layer. It becomes possible to efficiently confine in the light emitting layer, and the light emission efficiency of the device can be improved. The exciton blocking layer can be inserted on either the anode side or the cathode side adjacent to the light emitting layer, or both can be inserted simultaneously. That is, when the exciton blocking layer is provided on the anode side, the layer can be inserted adjacent to the light emitting layer between the hole transport layer and the light emitting layer, and when inserted on the cathode side, the light emitting layer and the cathode Between the luminescent layer and the light-emitting layer. Further, a hole injection layer, an electron blocking layer, or the like can be provided between the anode and the exciton blocking layer adjacent to the anode side of the light emitting layer, and the excitation adjacent to the cathode and the cathode side of the light emitting layer can be provided. Between the child blocking layer, an electron injection layer, an electron transport layer, a hole blocking layer, and the like can be provided. When the blocking layer is disposed, at least one of the excited singlet energy and the excited triplet energy of the material used as the blocking layer is preferably higher than the excited singlet energy and the excited triplet energy of the light emitting material.
(正孔輸送層)
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。使用できる公知の正孔輸送材料としては例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体およびピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられるが、ポルフィリン化合物、芳香族第3級アミン化合物およびスチリルアミン化合物を用いることが好ましく、芳香族第3級アミン化合物を用いることがより好ましい。
(Hole transport layer)
The hole transport layer is made of a hole transport material having a function of transporting holes, and the hole transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
The hole transport material has any one of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be either organic or inorganic. Known hole transport materials that can be used include, for example, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, Examples include amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers. An aromatic tertiary amine compound and an styrylamine compound are preferably used, and an aromatic tertiary amine compound is more preferably used.
(電子輸送層)
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
電子輸送材料(正孔阻止材料を兼ねる場合もある)としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよい。使用できる電子輸送層としては例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタンおよびアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
(Electron transport layer)
The electron transport layer is made of a material having a function of transporting electrons, and the electron transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
The electron transport material (which may also serve as a hole blocking material) may have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer. Examples of the electron transport layer that can be used include nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide oxide derivatives, carbodiimides, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane and anthrone derivatives, oxadiazole derivatives, and the like. Furthermore, in the above oxadiazole derivative, a thiadiazole derivative in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron withdrawing group can also be used as an electron transport material. Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.
有機エレクトロルミネッセンス素子を作製する際には、一般式(1)で表される化合物を発光層に用いるだけでなく、発光層以外の層にも用いてもよい。その際、発光層に用いる一般式(1)で表される化合物と、発光層以外の層に用いる一般式(1)で表される化合物は、同一であっても異なっていてもよい。例えば、上記の注入層、阻止層、正孔阻止層、電子阻止層、励起子阻止層、正孔輸送層、電子輸送層などにも一般式(1)で表される化合物を用いてもよい。これらの層の製膜方法は特に限定されず、ドライプロセス、ウェットプロセスのどちらで作製してもよい。 When producing an organic electroluminescent element, you may use not only the compound represented by General formula (1) for a light emitting layer but layers other than a light emitting layer. In that case, the compound represented by General formula (1) used for a light emitting layer and the compound represented by General formula (1) used for layers other than a light emitting layer may be same or different. For example, the compound represented by the general formula (1) may be used for the injection layer, blocking layer, hole blocking layer, electron blocking layer, exciton blocking layer, hole transporting layer, electron transporting layer, and the like. . The method for forming these layers is not particularly limited, and the layer may be formed by either a dry process or a wet process.
上述のように構成された有機エレクトロルミネッセンス素子は、得られた素子の陽極と陰極の間に電界を印加することにより、そのエネルギーレベルに応じた波長が、リン光として確認される。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、単一の素子、アレイ状に配置された構造からなる素子、陽極と陰極がX−Yマトリックス状に配置された構造のいずれにおいても適用することができる。本発明によれば、発光層に一般式(1)で表される化合物を含有させることにより、発光効率が大きく改善された有機発光素子が得られる。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子などの有機発光素子は、さらに様々な用途へ応用することが可能である。例えば、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いて、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を製造することが可能であり、詳細については、時任静士、安達千波矢、村田英幸共著「有機ELディスプレイ」(オーム社)を参照することができる。また、特に本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、需要が大きい有機エレクトロルミネッセンス照明やバックライトに応用することもできる。
In the organic electroluminescence element configured as described above, by applying an electric field between the anode and the cathode of the obtained element, the wavelength corresponding to the energy level is confirmed as phosphorescence.
The organic electroluminescence element of the present invention can be applied to any of a single element, an element having a structure arranged in an array, and a structure in which an anode and a cathode are arranged in an XY matrix. According to the present invention, an organic light emitting device with greatly improved light emission efficiency can be obtained by containing the compound represented by the general formula (1) in the light emitting layer. The organic light emitting device such as the organic electroluminescence device of the present invention can be further applied to various uses. For example, it is possible to produce an organic electroluminescence display device using the organic electroluminescence element of the present invention. For details, see “Organic EL Display” (Ohm Co., Ltd.) written by Shizushi Tokito, Chiba Adachi and Hideyuki Murata. ) Can be referred to. In particular, the organic electroluminescence device of the present invention can be applied to organic electroluminescence illumination and backlights that are in great demand.
以下に合成例および実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下に示す材料、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。なお、発光特性の評価は、ソースメータ(ケースレー社製:2400シリーズ)、半導体パラメータ・アナライザ(アジレント・テクノロジー社製:E5273A)、光パワーメータ測定装置(ニューポート社製:1930C)、光学分光器(オーシャンオプティクス社製:USB2000)、分光放射計(トプコン社製:SR−3)およびストリークカメラ(浜松ホトニクス(株)製C4334型)を用いて行った。 The features of the present invention will be described more specifically with reference to synthesis examples and examples. The following materials, processing details, processing procedures, and the like can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the specific examples shown below. Note that the evaluation of the light emission characteristics is as follows: source meter (manufactured by Keithley: 2400 series), semiconductor parameter analyzer (manufactured by Agilent Technologies: E5273A), optical power meter measuring device (manufactured by Newport: 1930C), optical spectrometer (Ocean Optics Co., Ltd .: USB2000), spectroradiometer (Topcon Co., Ltd .: SR-3), and streak camera (Hamamatsu Photonics Co., Ltd. model C4334) were used.
(合成例1) 化合物1(3−[4−(N−カルバゾリルフェニル)]−エストラ− 1, 3, 5(10) −トリエン− 17− オン)の合成
1,3,5(10)−エストラトリエン−17−オン−3−トリフルオロメタンスルホン酸塩(1.0g,2.57mmol)、4−(9−カルバゾリル)フェニルボロン酸(0.9g,3.13mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0.2g,0.17mmol)、炭酸セシウム(3.0g,9.21mmol)、トルエン(50mL)、水(10mL)を、窒素雰囲気下、100℃で24時間加熱した。この反応液を冷却した後、トルエンによる抽出を行い、得られた有機層を減圧乾燥した。乾燥後の有機層を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより、ジクロロメタン:ヘキサン=9:1の混合溶媒を展開溶媒に用いて精製した。その後、得られたフラクションを昇華精製することで白色の生成物(化合物1)を、収量0.71g(1.47mmol)、収率57%で得た。
1H−NMR:(500MHz,CDCl3,25℃):δ(ppm)=8.16{d,2H}7.80{d,2H}7.62{d,2H}7.50−7.41{m,7H}7.30{t,2H}3.05{m,2H}2.56−2.45{m,2H}2.39{td,2H}2.21−2.09{m,3H}2.02{m,1H}1.73−1.52{m,8H}0.95{s, H}
MS(FD):m/z495.7[M]+
Elemental Analysis: calcd.for C36H33NO:C,87.24;H,6.71;N,2.83;found:C,87.28;H,6.69;N,2.85.
1,3,5 (10) -estraditrien-17-one-3-trifluoromethanesulfonate (1.0 g, 2.57 mmol), 4- (9-carbazolyl) phenylboronic acid (0.9 g, 3. 13 mmol), tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0.2 g, 0.17 mmol), cesium carbonate (3.0 g, 9.21 mmol), toluene (50 mL), water (10 mL) at 100 ° C. under a nitrogen atmosphere. Heated for 24 hours. The reaction solution was cooled, extracted with toluene, and the resulting organic layer was dried under reduced pressure. The dried organic layer was purified by silica gel column chromatography using a mixed solvent of dichloromethane: hexane = 9: 1 as a developing solvent. Thereafter, the obtained fraction was purified by sublimation to obtain a white product (Compound 1) in a yield of 0.71 g (1.47 mmol) and a yield of 57%.
1 H-NMR: (500 MHz, CDCl 3 , 25 ° C.): δ (ppm) = 8.16 {d, 2H} 7.80 {d, 2H} 7.62 {d, 2H} 7.50-7. 41 {m, 7H} 7.30 {t, 2H} 3.05 {m, 2H} 2.56-2.45 {m, 2H} 2.39 {td, 2H} 2.21-2.09 { m, 3H} 2.02 {m, 1H} 1.73-1.52 {m, 8H} 0.95 {s, H}
MS (FD): m / z 495.7 [M] +
Elemental Analysis: calcd.for C 36 H 33 NO: C, 87.24; H, 6.71; N, 2.83; found: C, 87.28; H, 6.69; N, 2.85.
(実施例1) 化合物1の評価
固体状態の化合物1のサンプルについて、25℃の条件で、330nm励起光による発光スペクトルおよび過渡減衰曲線を測定した。発光スペクトルを図2に示し、過渡減衰曲線を図3に示す。
図2より、化合物1は、25℃条件下で、蛍光発光とともにリン光を発光することが確認された。また、図3より、化合物1の蓄光寿命は0.93秒であり、長寿命であることがわかった。
(Example 1) Evaluation of
From FIG. 2, it was confirmed that
(比較例1) 比較例化合物Aの評価
固体状態の比較化合物Aのサンプルについて、実施例1と同じ条件で発光スペクトルを測定した。その測定結果を、図4に示す。
図4に示すように、比較化合物Aでは、25℃で化合物1と同様の位置に蛍光発光が認められるものの、リン光の発光は全く認められなかった。
As shown in FIG. 4, Comparative Compound A showed fluorescence emission at the same position as
本発明の化合物はリン光材料として有用である。このため本発明の化合物は、蓄光塗料や有機発光素子のリン光材料として効果的に用いられる。このため、本発明は産業上の利用可能性が高い。 The compounds of the present invention are useful as phosphorescent materials. For this reason, the compound of this invention is effectively used as a phosphorescent material of a phosphorescent paint or an organic light emitting element. For this reason, this invention has high industrial applicability.
1 基板
2 陽極
3 正孔注入層
4 正孔輸送層
5 発光層
6 電子輸送層
7 陰極
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The compound represented by the following general formula ( 1 ).
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