JP6572682B2 - 化合物及びそれを用いた発光素子 - Google Patents
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Description
式(1)で表される化合物。
R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
n1は、2以上14以下の整数を表す。
L1は、単結合又は−N(RZ1)−で表される基を表す。RZ1は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するL1は、同一でも異なっていてもよい。
Ar1は、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するAr1は、同一でも異なっていてもよい。但し、少なくとも1つのAr1は、式(1−A)で表される基であり、且つ、少なくとも1つのAr1は、式(1−B)で表される基である。]
R1A、R2A、R3A、R4A、R5A、R6A、R7A及びR8Aは、それぞれ独立に、結合手、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。但し、R1A、R2A、R3A及びR4Aのうち、1つは結合手であり、且つ、R5A、R6A、R7A及びR8Aのうち、1つは結合手である。
R1AとR2A、R2AとR3A、R3AとR4A、R4AとR5A、R5AとR6A、R6AとR7A、及び、R7AとR8Aは、それぞれ結合して、それぞれが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。
R91Aは、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基又はハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
R92Aは、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
ZBは、−C(RZB)2−で表される基、−N(RZB)−で表される基、硫黄原子又は酸素原子を表す。RZBは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RZBが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。
R1B、R2B、R3B、R4B、R5B、R6B、R7B及びR8Bは、それぞれ独立に、結合手、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。但し、RB1、RB2、RB3及びRB4のうち、1つは結合手であり、且つ、RB5、RB6、RB7及びRB8のうち、1つは結合手である。
R9Bは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
R1BとR2B、R2BとR3B、R3BとR4B、R4BとRZB、RZBとRB5、R5BとR6B、R6BとR7B、R7BとR8B、R8BとR9B、R1BとR9Bは、それぞれ結合して、それぞれが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。]
[2]
R2A及びR3Aのうち、1つが結合手であり、且つ、R6A及びR7Aのうち、1つが結合手である、[1]記載の化合物。
[3]
R91Aが、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいシクロアルキル基である、[1]又は[2]記載の化合物。
[4]
R92Aが、置換基を有していてもよいアリール基である、[1]〜[3]のいずれか一項記載の化合物。
[5]
R2B及びR3Bのうち、1つが結合手であり、且つ、R6B及びR7Bのうち、1つが結合手である、[1]〜[4]のいずれか一項記載の化合物。
[6]
R9Bが、式(D−A)で表される基、式(D−B)で表される基又は式(D−C)で表される基である、[1]〜[5]のいずれか一項記載の化合物。
mDA1、mDA2及びmDA3は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
GDAは、窒素原子、芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArDA1、ArDA2及びArDA3は、それぞれ独立に、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArDA1、ArDA2及びArDA3が複数ある場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
TDAは、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数あるTDAは、同一でも異なっていてもよい。]
mDA1、mDA2、mDA3、mDA4、mDA5、mDA6及びmDA7は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
GDAは、窒素原子、芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数あるGDAは、同一でも異なっていてもよい。
ArDA1、ArDA2、ArDA3、ArDA4、ArDA5、ArDA6及びArDA7は、それぞれ独立に、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArDA1、ArDA2、ArDA3、ArDA4、ArDA5、ArDA6及びArDA7が複数ある場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
TDAは、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数あるTDAは、同一でも異なっていてもよい。]
mDA1は、0以上の整数を表す。
ArDA1は、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArDA1が複数ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
TDAは、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
[7]
R1及びR2が、前記式(D−A)で表される基、前記式(D−B)で表される基又は前記式(D−C)で表される基である、[1]〜[6]のいずれか一項記載の化合物。
[8]
式(D−A)で表される基が、式(D−A1)で表される基、式(D−A2)で表される基又は(D−A3)で表される基である、[6]又は[7]記載の化合物。
Rp1、Rp2及びRp3は、それぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基又はハロゲン原子を表す。Rp1及びRp2が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
np1は、0〜5の整数を表し、np2は、0〜3の整数を表し、np3は、0又は1を表す。複数存在するnp1は、同一でも異なっていてもよい。]
[9]
式(D−B)で表される基が、式(D−B1)で表される基、式(D−B2)で表される基又は(D−B3)で表される基である、[6]又は[7]記載の化合物。
Rp1、Rp2及びRp3は、それぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基又はハロゲン原子を表す。Rp1及びRp2が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
np1は、0〜5の整数を表し、np2は、0〜3の整数を表し、np3は、0又は1を表す。複数存在するnp1は、同一でも異なっていてもよい。]
[10]
式(D−C)で表される基が、式(D−C1)で表される基、式(D−C2)で表される基、式(D−C3)で表される基又は式(D−C4)で表される基である、[6]又は[7]記載の化合物。
Rp4及びRp5は、それぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基又はハロゲン原子を表す。Rp4及びRp5が複数ある場合、それらはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
np4は、0〜5の整数を表し、np5は、0〜4の整数を表す。]
[11]
L1が、単結合である、[1]〜[10]のいずれか一項記載の化合物。
[12]
Ar1が、式(1−A)で表される基又は式(1−B)で表される基である、[1]〜[11]のいずれか一項記載の化合物。
[13]
[1]〜[12]のいずれか一項記載の化合物と、
正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料、酸化防止剤及び溶媒からなる群より選ばれる少なくとも1種とを含有する組成物。
[14]
[1]〜[12]のいずれか一項記載の化合物を含有する発光素子。
本明細書で共通して用いられる用語は、特記しない限り、以下の意味である。
アルキル基は、置換基を有していてもよく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、2−ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソアミル基、2-エチルブチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、3-プロピルヘプチル基、デシル基、3,7-ジメチルオクチル基、2-エチルオクチル基、2-ヘキシルデシル基、ドデシル基、及び、これらの基における水素原子が、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基が挙げられ、例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基、3-フェニルプロピル基、3-(4-メチルフェニル)プロピル基、3-(3,5-ジ-ヘキシルフェニル)プロピル基、6-エチルオキシヘキシル基が挙げられる。
「シクロアルキル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜50であり、好ましくは3〜30であり、より好ましくは4〜20である。
シクロアルキル基は、置換基を有していてもよく、例えば、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基が挙げられる。
アリール基は、置換基を有していてもよく、例えば、フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、1-アントラセニル基、2-アントラセニル基、9-アントラセニル基、1-ピレニル基、2-ピレニル基、4-ピレニル基、2-フルオレニル基、3-フルオレニル基、4-フルオレニル基、2-フェニルフェニル基、3-フェニルフェニル基、4-フェニルフェニル基、及び、これらの基における水素原子が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基が挙げられる。
アルコキシ基は、置換基を有していてもよく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、3,7-ジメチルオクチルオキシ基、ラウリルオキシ基、及び、これらの基における水素原子が、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基が挙げられる。
「シクロアルコキシ基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜40であり、好ましくは4〜10である。
シクロアルコキシ基は、置換基を有していてもよく、例えば、シクロヘキシルオキシ基が挙げられる。
アリールオキシ基は、置換基を有していてもよく、例えば、フェノキシ基、1-ナフチルオキシ基、2-ナフチルオキシ基、1-アントラセニルオキシ基、9-アントラセニルオキシ基、1-ピレニルオキシ基、及び、これらの基における水素原子が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、フッ素原子等で置換された基が挙げられる。
「芳香族複素環式化合物」は、オキサジアゾール、チアジアゾール、チアゾール、オキサゾール、チオフェン、ピロール、ホスホール、フラン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、トリアジン、ピリダジン、キノリン、イソキノリン、カルバゾール、ジベンゾホスホール等の複素環自体が芳香族性を示す化合物、及び、フェノキサジン、フェノチアジン、ジベンゾボロール、ジベンゾシロール、ベンゾピラン等の複素環自体は芳香族性を示さなくとも、複素環に芳香環が縮環されている化合物を意味する。
1価の複素環基は、置換基を有していてもよく、例えば、チエニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジニル基、ピペリジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、及び、これらの基における水素原子が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基等で置換された基が挙げられる。
置換アミノ基としては、例えば、ジアルキルアミノ基、ジシクロアルキルアミノ基及びジアリールアミノ基が挙げられる。
アミノ基としては、例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ビス(4-メチルフェニル)アミノ基、ビス(4-tert-ブチルフェニル)アミノ基、ビス(3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)アミノ基が挙げられる。
「シクロアルケニル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜30であり、好ましくは4〜20である。
アルケニル基及びシクロアルケニル基は、置換基を有していてもよく、例えば、ビニル基、1-プロペニル基、2-プロペニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基、3-ペンテニル基、4-ペンテニル基、1-ヘキセニル基、5-ヘキセニル基、7-オクテニル基、及び、これらの基が置換基を有する基が挙げられる。
「シクロアルキニル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常4〜30であり、好ましくは4〜20である。
アルキニル基及びシクロアルキニル基は、置換基を有していてもよく、例えば、エチニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、3-ペンチニル基、4-ペンチニル基、1-ヘキシニル基、5-ヘキシニル基、及び、これらの基が置換基を有する基が挙げられる。
アリーレン基は、置換基を有していてもよく、例えば、フェニレン基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、フェナントレンジイル基、ジヒドロフェナントレンジイル基、ナフタセンジイル基、フルオレンジイル基、ピレンジイル基、ペリレンジイル基、クリセンジイル基、及び、これらの基が置換基を有する基が挙げられ、好ましくは、式(A-1)〜式(A-20)で表される基である。アリーレン基は、これらの基が複数結合した基を含む。
2価の複素環基は、置換基を有していてもよく、例えば、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾシロール、フェノキサジン、フェノチアジン、アクリジン、ジヒドロアクリジン、フラン、チオフェン、アゾール、ジアゾール、トリアゾールから、環を構成する炭素原子又はヘテロ原子に直接結合している水素原子のうち2個の水素原子を除いた2価の基が挙げられ、好ましくは、式(AA-1)〜式(AA-34)で表される基である。2価の複素環基は、これらの基が複数結合した基を含む。
次に、本発明の化合物である、式(1)で表される化合物について説明する。
*は、式(D-A)におけるArDA1、式(D-B)におけるArDA1、式(D-B)におけるArDA2、又は、式(D-B)におけるArDA3との結合を表す。
**は、式(D-A)におけるArDA2、式(D-B)におけるArDA2、式(D-B)におけるArDA4、又は、式(D-B)におけるArDA6との結合を表す。
***は、式(D-A)におけるArDA3、式(D-B)におけるArDA3、式(D-B)におけるArDA5、又は、式(D-B)におけるArDA7との結合を表す。
RDAは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は更に置換基を有していてもよい。RDAが複数ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
RDAは前記と同じ意味を表す。
RDBは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RDBが複数ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
np2は、好ましくは0又は1であり、より好ましくは0である。
np3は好ましくは0である。
np4は、好ましくは0〜2である。
np5は、好ましくは0〜2であり、より好ましくは0である。
次に、式(1−A)で表される基について説明する。
次に、式(1−B)で表される基について説明する。
本発明の化合物は、Suzuki反応、Buchwald反応、Stille反応、Negishi反応及びKumada反応等の遷移金属触媒を用いる、公知のカップリング反応等を用いて合成することができる。
まず、式(1)で表される化合物において、複数存在するL1のすべてが単結合である化合物(以下、「化合物(1’)」と言う。)の製造方法を説明する。
塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、−O−S(=O)2RC1(式中、RC1は、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。)で表される基。
−B(ORC2)2(式中、RC2は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRC2は同一でも異なっていてもよく、互いに連結して、それぞれが結合する酸素原子とともに環構造を形成していてもよい。)で表される基;
−BF3Q'(式中、Q'は、Li、Na、K、Rb又はCsを表す。)で表される基;
−MgY'(式中、Y'は、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す。)で表される基;
−ZnY''(式中、Y''は、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す。)で表される基;及び、
−Sn(RC3)3(式中、RC3は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRC3は同一でも異なっていてもよく、互いに連結して、それぞれが結合するスズ原子とともに環構造を形成していてもよい。)で表される基。
例えば、式(1’−1)で表される化合物と、式(1’−2)で表される化合物とを1回又は2回以上カップリング反応させることにより、式(1’−5)で表される化合物又は式(1’−6)で表される化合物を合成することができる。
或いは、例えば、式(1’−6)で表される化合物と、式(1’−3)で表される化合物と、式(1’−4)で表される化合物とを、1回又は2回以上カップリング反応させることにより、化合物(1’)を合成することができる(以下、「合成方法2」と言う。)。
例えば、式(1’−1)で表される化合物又は式(1’−2)で表される化合物と、式(1’−3)で表される化合物又は式(1’−4)で表される化合物とを、カップリング反応させることにより、式(1’−7)〜式(1’−10)で表される化合物で表される化合物を合成することができる。
或いは、例えば、式(1’−7)で表される化合物と、式(1’−8)で表される化合物と、式(1’−2)で表される化合物とを、1回又は2回以上カップリング反応させることにより、化合物(1’)を合成することができる(以下、「合成方法4」と言う。)。
或いは、例えば、式(1’−7)で表される化合物と、式(1’−8)で表される化合物と、式(1’−1)で表される化合物と、式(1’−2)で表される化合物とを、1回又は2回以上カップリング反応させることにより、化合物(1’)を合成することができる(以下、「合成方法5」と言う。)。
或いは、例えば、式(1’−7)で表される化合物と、式(1’−10)で表される化合物と、式(1’−1)で表される化合物と、式(1’−2)で表される化合物とを、1回又は2回以上カップリング反応させることにより、化合物(1’)を合成することができる(以下、「合成方法6」と言う。)。
次に、式(1)で表される化合物において、複数存在するL1のうち、少なくとも1つが−N(RZ1)−で表される基である化合物(以下、「化合物(1’’)」と言う)の製造方法を説明する。
例えば、化合物(1’’)は、合成方法1〜6に同様の方法又は準じた方法により、合成することができる。詳細には、例えば、式(1’−1)で表される化合物と、式(1’−11)で表される化合物とを1回又は2回以上カップリング反応させることにより、式(1’’−1)で表される化合物を合成することができる。
置換基A群から選ばれる基は、カップリング反応が容易に進行するので、臭素原子、ヨウ素原子又はトリフルオロメタンスルホニルオキシ基が好ましい。
本発明の組成物は、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料(本発明の化合物とは異なる。)、酸化防止剤及び溶媒からなる群から選ばれる少なくとも1種の材料と、本発明の化合物とを含有する。
本発明の化合物は、正孔注入性、正孔輸送性、電子注入性及び電子輸送性からなる群から選ばれる少なくとも1つの機能を有するホスト材料との組成物とすることにより、本発明の化合物を用いて得られる発光素子の駆動電圧はより低いものとなる。本発明の組成物において、ホスト材料は、1種単独で含有されていても、2種以上含有されていてもよい。
ホスト材料として好ましい高分子化合物(以下、「高分子ホスト」と言う。)に関して説明する。
RY1は前記と同じ意味を表す。
XY1は、−C(RY2)2−、−C(RY2)=C(RY2)−又は−C(RY2)2−C(RY2)2−で表される基を表す。RY2は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRY2は、同一でも異なっていてもよく、RY2同士は互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。]
RY1は前記と同じ意味を表す。
RY3は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
RY1は前記を同じ意味を表す。
RY4は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
a1及びa2は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
ArX1及びArX3は、それぞれ独立に、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArX2及びArX4は、それぞれ独立に、アリーレン基、2価の複素環基、又は、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArX2及びArX4が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
RX1、RX2及びRX3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RX2及びRX3が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
高分子ホストは、ケミカルレビュー(Chem. Rev.),第109巻,897-1091頁(2009年)等に記載の公知の重合方法を用いて製造することができ、Suzuki反応、Yamamoto反応、Buchwald反応、Stille反応、Negishi反応及びKumada反応等の遷移金属触媒を用いるカップリング反応により重合させる方法が例示される。
正孔輸送材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類され、好ましくは高分子化合物であり、より好ましくは架橋基を有する高分子化合物である。
電子輸送材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。電子輸送材料は、架橋基を有していてもよい。
正孔注入材料及び電子注入材料は、各々、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。正孔注入材料及び電子注入材料は、架橋基を有していてもよい。
正孔注入材料又は電子注入材料が導電性高分子を含む場合、導電性高分子の電気伝導度は、好ましくは、1×10-5S/cm〜1×103S/cmである。導電性高分子の電気伝導度をかかる範囲とするために、導電性高分子に適量のイオンをドープすることができる。
発光材料(本発明の化合物とは異なる。)は、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。発光材料は、架橋基を有していてもよい。
酸化防止剤は、本発明の化合物と同じ溶媒に可溶であり、発光及び電荷輸送を阻害しない化合物であればよく、例えば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤が挙げられる。
膜は、本発明の化合物を含有する。
本発明の発光素子は、本発明の化合物を含有する発光素子である。
本発明の発光素子の構成としては、例えば、陽極及び陰極からなる電極と、該電極間に設けられた本発明の化合物を含有する層とを有する。
本発明の化合物を含有する層は、通常、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層の1種以上の層であり、好ましくは、発光層である。これらの層は、各々、発光材料、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料を含む。これらの層は、各々、発光材料、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料を、上述した溶媒に溶解させ、インクを調製して用い、上述した膜の作製と同じ方法を用いて形成することができる。
発光素子における基板は、電極を形成することができ、かつ、有機層を形成する際に化学的に変化しない基板であればよく、例えば、ガラス、プラスチック、シリコン等の材料からなる基板である。不透明な基板の場合には、基板から最も遠くにある電極が透明又は半透明であることが好ましい。
陽極及び陰極は、各々、2層以上の積層構造としてもよい。
発光素子を用いて面状の発光を得るためには、面状の陽極と陰極が重なり合うように配置すればよい。パターン状の発光を得るためには、面状の発光素子の表面にパターン状の窓を設けたマスクを設置する方法、非発光部にしたい層を極端に厚く形成し実質的に非発光とする方法、陽極もしくは陰極、又は、両方の電極をパターン状に形成する方法がある。これらのいずれかの方法でパターンを形成し、いくつかの電極を独立にON/OFFできるように配置することにより、数字、文字等を表示できるセグメントタイプの表示装置が得られる。ドットマトリックス表示装置とするためには、陽極と陰極を共にストライプ状に形成して直交するように配置すればよい。複数の種類の発光色の異なる高分子化合物を塗り分ける方法、カラーフィルター又は蛍光変換フィルターを用いる方法により、部分カラー表示、マルチカラー表示が可能となる。ドットマトリックス表示装置は、パッシブ駆動も可能であるし、TFT等と組み合わせてアクティブ駆動も可能である。これらの表示装置は、コンピュータ、テレビ、携帯端末等のディスプレイに用いることができる。面状の発光素子は、液晶表示装置のバックライト用の面状光源、又は、面状の照明用光源として好適に用いることができる。フレキシブルな基板を用いれば、曲面状の光源及び表示装置としても使用できる。
測定試料を約2mg/mLの濃度になるようにクロロホルム又はテトラヒドロフランに溶解させ、LC−MS(Agilent製、商品名:1100LCMSD)に約1μL注入した。LC−MSの移動相には、アセトニトリル及びテトラヒドロフランの比率を変化させながら用い、0.2mL/分の流量で流した。カラムは、L−column 2 ODS(3μm)(化学物質評価研究機構製、内径:2.1mm、長さ:100mm、粒径3μm)を用いた。
測定試料をトルエン、テトラヒドロフラン又はクロロホルムのいずれかの溶媒に任意の濃度で溶解させ、DART用TLCプレート(テクノアプリケーションズ社製、商品名:YSK5−100)上に塗布し、TLC−MS(日本電子社製、商品名:JMS−T100TD(The AccuTOF TLC))を用いて測定した。測定時のヘリウムガス温度は、200〜400℃の範囲で調節した。
5〜10mgの測定試料を約0.5mLの重クロロホルム(CDCl3)、重テトラヒドロフラン、重ジメチルスルホキシド、重アセトン、重N,N-ジメチルホルムアミド、重トルエン、重メタノール、重エタノール、重2−プロパノール又は重塩化メチレンに溶解させ、NMR装置(Agilent製、商品名:INOVA300又はMERCURY 400VX)を用いて測定した。
反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、特開2012−144721号公報に記載の方法に従って合成した化合物CM1(1.73g)、化合物CM2(0.843g),ジクロロビス〔トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン〕パラジウム(2.2mg)及びトルエン(40ml)を加え、105℃に加熱した。
その後、そこに、9−ブロモアントラセン(64.1mg)、20重量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(8.8g)及びジクロロビス〔トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン〕パラジウム(2.2mg)を加え、16時間還流させた。
その後、そこに、ジエチルジチアカルバミン酸ナトリウム水溶液を加え、80℃で2時間撹拌した。得られた反応液を冷却後、水で2回、3重量%酢酸水溶液で2回、水で2回洗浄し、得られた溶液をメタノールに滴下したところ、沈殿が生じた。沈殿物をトルエンに溶解させ、アルミナカラム、シリカゲルカラムの順番で通液することにより精製した。得られた溶液をメタノールに滴下し、撹拌したところ、沈殿が生じた。沈殿物をろ取し、乾燥させることにより、高分子化合物HP−1を0.91g得た。高分子化合物HP−1のポリスチレン換算の数平均分子量及び重量平均分子量は、それぞれ、Mn=1.2×105及びMw=4.8×105であった。
(化合物EM1bの合成)
LC−MS(ESI,positive):m/z=1439[M]+
(化合物EM2bの合成)
LC−MS(ESI,positive):m/z=3297[M]+
(陽極及び正孔注入層の形成)
ガラス基板にスパッタ法により45nmの厚みでITO膜を付けることにより陽極を形成した。該陽極上に、ポリチオフェン・スルホン酸系の正孔注入剤であるAQ−1200(Plextronics社製)をスピンコート法により35nmの厚さで成膜し、大気雰囲気下において、ホットプレート上で170℃、15分間加熱することにより正孔注入層を形成した。
キシレンに、高分子化合物HTL−1を0.6重量%の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を用いて、正孔注入層の上にスピンコート法により20nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、ホットプレート上で180℃、60分間加熱させることにより正孔輸送層を形成した。
クロロベンゼンに、ポリ(9−ビニルカルバゾール)(高分子化合物PVK)(Sigma−Aldrich社製、重量平均分子量〜1.1×106、粉末状)及び化合物EM1(高分子化合物PVK/化合物EM1=90重量%/10重量%)を1.3重量%の濃度で溶解させた。得られたクロロベンゼン溶液を用いて、正孔輸送層の上にスピンコート法により60nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、150℃、10分間加熱させることにより発光層を形成した。
発光層を形成した基板を蒸着機内において、1.0×10-4Pa以下にまで減圧した後、陰極として、発光層の上にフッ化ナトリウムを約4nm、次いで、フッ化ナトリウム層の上にアルミニウムを約80nm蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止することにより、発光素子D1を作製した。
発光素子D1に電圧を印加することによりEL発光が観測された。400cd/m2における駆動電圧は7.1V、CIE色度座標(x,y)は(0.14,0.12)であった。5000cd/m2における駆動電圧は10.5Vであり、CIE色度座標(x,y)は(0.14,0.12)であった。
実施例D1における、高分子化合物PVK及び化合物EM1(高分子化合物PVK/化合物EM1=90重量%/10重量%)に代えて、高分子化合物PVK及び化合物EM2(高分子化合物PVK/化合物EM2=90重量%/10重量%)を用いた以外は実施例D1と同様にして、発光素子D2を作製した。
発光素子D2に電圧を印加することによりEL発光が観測された。400cd/m2における駆動電圧は6.5V、CIE色度座標(x,y)は(0.15,0.14)であった。5000cd/m2における駆動電圧は9.8Vであり、CIE色度座標(x,y)は(0.15,0.13)であった。
実施例D1の(正孔輸送層の形成)における、「キシレンに、高分子化合物HTL−1を0.6重量%の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を用いて、正孔注入層の上にスピンコート法により20nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、ホットプレート上で180℃、60分間加熱させることにより正孔輸送層を形成した。」に代えて、「クロロベンゼンに、高分子化合物HTL−1を0.6重量%の濃度で溶解させた。得られたクロロベンゼン溶液を用いて、正孔注入層の上にスピンコート法により20nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、ホットプレート上で180℃、60分間加熱させることにより正孔輸送層を形成した。」とし、更に、実施例D1の(発光層の形成)における、「クロロベンゼンに、高分子化合物PVK及び化合物EM1(高分子化合物PVK/化合物EM1=90重量%/10重量%)を1.3重量%の濃度で溶解させた。得られたクロロベンゼン溶液を用いて、正孔輸送層の上にスピンコート法により60nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、150℃、10分間加熱させることにより発光層を形成した。」に代えて、「クロロベンゼンに、高分子化合物HP−1及び化合物EM1(高分子化合物HP−1/化合物EM1=90重量%/10重量%)を0.8重量%の濃度で溶解させた。得られたクロロベンゼン溶液を用いて、正孔輸送層の上にスピンコート法により60nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、130℃、10分間加熱させることにより発光層を形成した。」とする以外は実施例D1と同様にして、発光素子D3を作製した。
発光素子D3に電圧を印加することによりEL発光が観測された。400cd/m2における駆動電圧は5.1V、CIE色度座標(x,y)は(0.14,0.14)であった。5000cd/m2における駆動電圧は8.0V、CIE色度座標(x,y)は(0.15,0.14)であった。
実施例D3における、高分子化合物HP−1及び化合物EM1(高分子化合物HP−1/化合物EM1=90重量%/10重量%)に代えて、高分子化合物HP−1及び化合物EM2(高分子化合物HP−1/化合物EM2=90重量%/10重量%)用いた以外は実施例D3と同様にして、発光素子D4を作製した。
発光素子D4に電圧を印加することによりEL発光が観測された。400cd/m2における駆動電圧は5.3V、CIE色度座標(x,y)は(0.15,0.14)であった。5000cd/m2における駆動電圧は8.6Vであり、CIE色度座標(x,y)は(0.15,0.14)であった。
実施例D1における、「クロロベンゼンに、高分子化合物PVK及び化合物EM1(高分子化合物PVK/化合物EM1=90重量%/10重量%)を1.3重量%の濃度で溶解させた。」に代えて、「クロロベンゼンに、高分子化合物PVK及び特開2006−199698号公報に記載の方法に準じて合成した化合物EM3(高分子化合物PVK/化合物EM3=90重量%/10重量%)を0.8重量%の濃度で溶解させた。」とする以外は実施例D1と同様にして、発光素子CD1を作製した。
発光素子CD1に電圧を印加することによりEL発光が観測された。400cd/m2における駆動電圧は7.8V、CIE色度座標(x,y)は(0.17,0.17)であった。5000cd/m2における駆動電圧は12.0Vであり、CIE色度座標(x,y)は(0.17,0.17)であった。
Claims (8)
- 式(1)で表される化合物。
[式中、
R1及びR2は、それぞれ独立に、式(D−A)で表される基、式(D−B)で表される基又は式(D−C)で表される基を表す。
n1は、3以上7以下の整数を表す。
L1は、単結合を表す。
Ar1は、式(1−A)で表される基又は式(1−B)で表される基を表す。複数存在するAr1は、同一でも異なっていてもよい。但し、少なくとも1つのAr1は、式(1−A)で表される基であり、且つ、少なくとも1つのAr1は、式(1−B)で表される基である。]
[式中、
m DA1 、m DA2 及びm DA3 は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
G DA は、窒素原子、芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
Ar DA1 、Ar DA2 及びAr DA3 は、それぞれ独立に、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。Ar DA1 、Ar DA2 及びAr DA3 が複数ある場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
T DA は、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数あるT DA は、同一でも異なっていてもよい。]
[式中、
m DA1 、m DA2 、m DA3 、m DA4 、m DA5 、m DA6 及びm DA7 は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
G DA は、窒素原子、芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数あるG DA は、同一でも異なっていてもよい。
Ar DA1 、Ar DA2 、Ar DA3 、Ar DA4 、Ar DA5 、Ar DA6 及びAr DA7 は、それぞれ独立に、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。Ar DA1 、Ar DA2 、Ar DA3 、Ar DA4 、Ar DA5 、Ar DA6 及びAr DA7 が複数ある場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
T DA は、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数あるT DA は、同一でも異なっていてもよい。]
[式中、
m DA1 は、0以上の整数を表す。
Ar DA1 は、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。Ar DA1 が複数ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
T DA は、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
[式中、
R1A、R2A、R3A、R4A、R5A、R6A、R7A及びR8Aは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。但し、R 2A が結合手であり、且つ、R 7A が結合手である。
R1AとR2A、R2AとR3A、R3AとR4A、R4AとR5A、R5AとR6A、R6AとR7A、及び、R7AとR8Aは、それぞれ結合して、それぞれが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。
R91Aは、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基又はハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
R92Aは、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
[式中、
ZBは、硫黄原子又は酸素原子を表す。
R1B、R2B、R3B、R4B、R5B、R6B、R7B及びR8Bは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。但しR 3B が結合手であり、且つ、R 6B が結合手である。
R9Bは、式(D−A1)で表される基、式(D−B1)で表される基、式(D−C1)で表される基、式(D−C2)で表される基、式(D−C3)で表される基又は式(D−C4)で表される基である。
R1BとR2B、R2BとR3B、R3BとR4B、R4BとRZB、RZBとRB5、R5BとR6B、R6BとR7B、R7BとR8B、R8BとR9B、R1BとR9Bは、それぞれ結合して、それぞれが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。]
[式中、
R p1 及びR p2 は、それぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基又はハロゲン原子を表す。R p1 及びR p2 が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
np1は、0〜5の整数を表し、np2は、0〜3の整数を表す。複数存在するnp1は、同一でも異なっていてもよい。]
[式中、
R p1 及びR p2 は、それぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基又はハロゲン原子を表す。R p1 及びR p2 が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
np1は、0〜5の整数を表し、np2は、0〜3の整数を表す。複数存在するnp1は、同一でも異なっていてもよい。]
[式中、
R p4 及びR p5 は、それぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基又はハロゲン原子を表す。R p4 及びR p5 が複数ある場合、それらはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
np4は、0〜5の整数を表し、np5は、0〜4の整数を表す。] - R91Aが、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいシクロアルキル基である、請求項1記載の化合物。
- R92Aが、置換基を有していてもよいアリール基である、請求項1又は2記載の化合物。
- 請求項1〜6のいずれか一項記載の化合物と、
正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料、酸化防止剤及び溶媒からなる群より選ばれる少なくとも1種とを含有する組成物。 - 請求項1〜6のいずれか一項記載の化合物を含有する発光素子。
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