WO2013054764A1 - 新規なベンゾトリアゾール誘導体及び該誘導体が使用されている有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

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紀昌 横山
成能 沼澤
史郎 入佐
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Definitions

  • the present invention relates to a novel benzotriazole derivative, and more particularly to a novel benzotriazole derivative in which a pyridine ring structure is introduced, and an organic electroluminescence device including an organic layer containing the derivative between electrodes. .
  • organic electroluminescence elements (hereinafter sometimes referred to as organic EL elements) are self-luminous elements, they are brighter and more visible than liquid crystal elements, and can be clearly displayed. I came.
  • organic EL element is formed by laminating a phosphor capable of transporting electrons and an organic substance capable of transporting holes, and injects both charges into the phosphor layer. In this way, high luminance of 1000 cd / m 2 or more can be obtained at a voltage of 10 V or less.
  • the light injected from both electrodes is recombined in the light emitting layer to obtain light emission.
  • the hole moving speed is faster than the electron moving speed, some of the holes pass through the light emitting layer. There is a problem of efficiency reduction due to passing through. Therefore, an electron transport material having a high electron moving speed is demanded.
  • Tris (8-hydroxyquinoline) aluminum (hereinafter abbreviated as Alq 3 ), which is a typical luminescent material, is generally used as an electron transport material, but has a low electron mobility and a work function of 5 The hole blocking performance is not sufficient because of .6 eV.
  • a method for preventing a part of holes from passing through the light emitting layer and improving the probability of charge recombination in the light emitting layer is to insert a hole blocking layer.
  • Patent Document 1 discloses 3- (4-biphenylyl) -4-phenyl-5- (4-t-butylphenyl) -1 2,4-triazole (hereinafter abbreviated as TAZ).
  • hole blocking materials include bathocuproine (hereinafter abbreviated as BCP), mixed ligand complexes of aluminum such as aluminum (III) bis (2-methyl-8-quinolinato) -4-phenylphenolate (hereinafter referred to as “BCP”). And abbreviated as BAlq)] and the like.
  • BCP bathocuproine
  • BCP mixed ligand complexes of aluminum such as aluminum (III) bis (2-methyl-8-quinolinato) -4-phenylphenolate
  • BAlq abbreviated as BAlq
  • TAZ has a large work function of 6.6 eV and high hole blocking ability
  • an electron transporting hole blocking layer laminated on the cathode side of a fluorescent light emitting layer or phosphorescent light emitting layer produced by vacuum deposition or coating It contributes to the high efficiency of the organic EL element.
  • TAZ has a low electron transport property
  • BCP has a large work function of 6.7 eV and high hole blocking ability, but its glass transition point (Tg) is as low as 83 ° C., so the hole blocking layer has a low stability of the thin film and functions stably.
  • Tg glass transition point
  • Patent Document 2 discloses a general electron transporting compound, but such an electron transporting compound also has insufficient film stability or insufficient function of blocking holes. It is.
  • an organic compound having excellent electron injection / transport performance and hole blocking ability and high stability in a thin film state is required.
  • the object of the present invention is as a material for an organic electroluminescence device with high efficiency and high durability, excellent electron injection / transport performance, hole blocking ability, and excellent stability in a thin film state. It is providing the novel organic compound which has these.
  • Another object of the present invention is to provide an organic electroluminescence device having an organic layer formed using the above organic compound and having high efficiency and high durability.
  • the present inventors have the ability to coordinate the nitrogen atom of the pyridine ring, which is electron affinity, to the metal, and the benzotriazole ring structure has a high electron transport ability.
  • the pyridine ring and the benzotriazole ring structure are excellent in heat resistance, etc., and a compound having a benzotriazole ring structure and a pyridine ring structure is designed and chemically synthesized.
  • a benzotriazole derivative represented by the following general formula (1) is provided.
  • Ar 1 represents an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group
  • Ar 2 represents a hydrogen atom, a deuterium atom, an aromatic hydrocarbon group or an aromatic bicyclic group
  • A is a monovalent group represented by the following formula (2).
  • m 0 or an integer of 1 to 2
  • X represents a carbon atom or a nitrogen atom
  • R 1 to R 8 are each a hydrogen atom, a deuterium atom, a fluorine atom, A chlorine atom, a cyano group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group
  • X is a nitrogen atom
  • the nitrogen atoms any one of the R 1 ⁇ R 4 groups and not bound R 1 ⁇ R 4 represented by the shall not exist
  • m is 2
  • a plurality of R 1 to R 4 and X may be the same or different from each other.
  • At least one layer of the organic layer includes the benzotriazole derivative, and an organic electroluminescence device is provided.
  • the organic EL device of the present invention has, for example, an electron transport layer, a hole blocking layer, a light emitting layer, or an electron injection layer as the organic layer containing the benzotriazole derivative.
  • the benzotriazole derivative of the present invention represented by the general formula (1) described above is a novel compound and has a benzotriazole ring and a pyridine ring.
  • the benzotriazole derivative having such a structure has the following characteristics.
  • the benzotriazole derivative of the present invention is stable in a thin film state, it can be used as an organic layer provided between electrodes of an organic electroluminescence element and can impart the following characteristics to the organic EL element. it can.
  • F High luminous efficiency and power efficiency.
  • G The light emission start voltage is low.
  • H The practical drive voltage is low.
  • I The device life is long (high durability is shown).
  • an organic EL device in which an electron injection layer and / or an electron transport layer is formed using the benzotriazole derivative of the present invention has a high electron injection / transfer rate and an electron transport efficiency from the electron transport layer to the light emitting layer. Therefore, high luminous efficiency is exhibited, driving voltage is lowered, and high durability is exhibited.
  • the organic EL device having a hole blocking layer formed using the benzotriazole derivative of the present invention is excellent in hole blocking ability and electron transporting property, so that it has high luminous efficiency and is driven. The voltage is lowered, the current resistance is improved, and the maximum light emission luminance is improved.
  • the benzotriazole derivative of the present invention since it has excellent electron transport properties and a wide band gap, it can be used as a host material for a light emitting layer, and is called, for example, a dopant.
  • a dopant By supporting a phosphor or phosphorescent light emitter and using it as a light emitting layer, the driving voltage of the organic EL element can be lowered and the light emission efficiency can be improved.
  • the benzotriazole derivative of the present invention is useful as a constituent material of an electron injection layer, an electron transport layer, a hole blocking layer, or a light emitting layer of an organic EL device, and improves the light emission efficiency and power efficiency of the organic EL device.
  • the practical driving voltage can be lowered, a low light emission starting voltage can be realized, and the durability can be enhanced.
  • 1 H-NMR chart of the compound of Example 12 (Compound 66). 1 H-NMR chart of the compound of Example 13 (Compound 62). 1 H-NMR chart of the compound of Example 14 (Compound 54). 1 H-NMR chart of the compound of Example 15 (Compound 110). 1 H-NMR chart of the compound of Example 16 (Compound 112). 1 H-NMR chart of the compound of Example 17 (Compound 18). 1 H-NMR chart of the compound of Example 18 (Compound 82). 1 H-NMR chart of the compound of Example 19 (Compound 111). 1 H-NMR chart of the compound of Example 20 (Compound 113). The figure which showed an example of the layer structure of an organic EL element.
  • the novel benzotriazole derivative of the present invention is represented by the following general formula (1), and has a structure in which a group A having a pyridine ring is bonded to a benzotriazole ring.
  • Ar 1 represents an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group
  • Ar 2 represents a deuterium atom, an aromatic hydrocarbon group, or an aromatic heterocyclic group.
  • the aromatic hydrocarbon group and aromatic heterocyclic group in Ar 1 and Ar 2 may have a monocyclic structure or may have a condensed polycyclic structure.
  • aromatic groups include phenyl, biphenylyl, terphenylyl, tetrakisphenyl, styryl, naphthyl, anthryl, acenaphthenyl, phenanthryl, fluorenyl, indenyl, pyrenyl, triazyl, Pyrimidyl group, furanyl group, pyrrolyl group, thienyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, benzofuranyl group, benzothienyl group, indolyl group, carbazolyl group, benzoxazolyl group, benzothiazolyl group, quinoxalyl group, benzoimidazolyl group, pyrazolyl group, dibenzo A furanyl group, a dibenzothienyl group,
  • the aromatic heterocyclic group is preferably a sulfur-containing aromatic heterocyclic group such as a thienyl group, a benzothienyl group, a benzothiazolyl group, a dibenzothienyl group, a nitrogen-containing aromatic heterocyclic group, particularly a pyridyl group.
  • a sulfur-containing aromatic heterocyclic group such as a thienyl group, a benzothienyl group, a benzothiazolyl group, a dibenzothienyl group, a nitrogen-containing aromatic heterocyclic group, particularly a pyridyl group.
  • Such a group is not preferable from the viewpoint of bipolar properties.
  • said aromatic group may have a substituent.
  • substituents include deuterium atom; fluorine atom; chlorine atom; cyano group; hydroxyl group; nitro group; linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; cyclic alkyl group (for example, cyclopentyl group).
  • Cyclohexyl group linear or branched alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms; dialkylamino group substituted with linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; phenyl group, naphthyl Aryl groups such as a group, anthryl group, fluorenyl group and styryl group; aromatic heterocyclic groups such as a pyridyl group, a pyridoindolyl group, a quinolyl group and a benzothiazolyl group; These substituents may further have a substituent such as a trifluoromethyl group. Examples of the alkyl group in the substituent and the alkyl group in the alkoxy group are the same as those exemplified as the alkyl groups represented by R 1 to R 8 in the general formula (2) described below. It can be illustrated.
  • the monovalent group A has a pyridine ring and is represented by the following formula (2).
  • m represents 0 or an integer of 1 to 2.
  • X in the ring represents a carbon atom or a nitrogen atom.
  • R 1 to R 8 each represents a hydrogen atom, a deuterium atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group, or an aromatic heterocyclic group.
  • the alkyl group is not particularly limited as long as it has 1 to 6 carbon atoms, and may have, for example, a linear or branched structure, such as a methyl group, an ethyl group, or n-propyl.
  • Such an alkyl group may also have a substituent, such as a deuterium atom; a fluorine atom; a chlorine atom; a cyano group; a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a fluorenyl group, a styryl group, and the like.
  • An aryl group such as a pyridyl group, a pyridoindolyl group, a quinolyl group, and a benzothiazolyl group;
  • a representative example of a substituted alkyl group is a trifluoromethyl group.
  • the aromatic hydrocarbon group and the aromatic heterocyclic group may be the same as those exemplified for the groups Ar 1 and Ar 2 , and these aromatic groups may have a substituent and such substitution.
  • the types of groups are the same as those exemplified for the groups Ar 1 and Ar 2 .
  • the benzotriazole derivative of the present invention represented by the general formula (1) described above can be synthesized, for example, by the following method.
  • a 2-aminoarylazobenzene derivative containing a pyridyl group having groups R 5 to R 8 in the general formula (2) is synthesized from a 1,2-diaminobenzene derivative and a nitroarylpyridine derivative by a known method.
  • This 2-aminoarylazobenzene derivative is subjected to an oxidative cyclization reaction with iodobenzene diacetate to synthesize a 2-arylbenzotriazole derivative having the above pyridyl group as a substituent (for example, Aust. J. Chem.
  • the resulting compound is purified by column chromatography, adsorption purification using silica gel, activated carbon, activated clay, etc., recrystallization using a solvent, crystallization method, and the like.
  • the compound is identified by NMR analysis.
  • X in the group represented by the formula (2) is preferably a carbon atom.
  • Such a benzotriazole derivative is represented by the following general formula (1-1): expressed. Where Ar 1 , Ar 2 , R 1 to R 8 and m have the same meanings as described in the general formula (1).
  • m is preferably 1.
  • Such a benzotriazole derivative is represented by the following general formula (1a). Where Ar 1 , Ar 2 , R 1 to R 8 and m have the same meanings as described in the general formula (1).
  • benzotriazole derivative represented by the above general formula (1a) may have, for example, the following general formulas (1a-1) to (1), depending on the bonding position of the benzene ring interposed between the benzotriazole ring and the pyridine ring. It is classified into the compound represented by (1a-4).
  • the above-described benzotriazole derivative of the present invention has a high glass transition point (Tg), can form a thin film excellent in heat resistance, and can maintain an amorphous state stably and maintain a thin film state stably. it can. Furthermore, the electron injection characteristics are good, the electron moving speed is fast, and a high hole blocking element capability is exhibited. For example, when a deposited film having a thickness of 100 nm is formed using the compound of the present invention and the work function thereof is measured, an extremely high value is shown. Therefore, the benzotriazole derivative of the present invention is extremely useful as a material for forming an organic layer of an organic EL device.
  • Tg glass transition point
  • the organic EL element provided with the organic layer formed using the compound of the present invention described above has, for example, the layer structure shown in FIG. That is, a transparent anode 2, a hole transport layer 3, a light emitting layer 4, a hole blocking layer 5, an electron transport layer 6, an electron injection on a glass substrate 1 (a transparent substrate such as a transparent resin substrate may be used).
  • a layer 7 and a cathode 8 are provided.
  • the organic EL device to which the compound of the present invention is applied is not limited to the above layer structure, and an electron blocking layer can be provided between the light emitting layer 4 and the hole transport layer 3, Further, a simple layer structure in which the electron injection layer 7 and the hole blocking layer 5 are omitted can be obtained.
  • some layers can be omitted.
  • a simple layer structure in which the anode 2, the hole transport layer 3, the light emitting layer 4, the electron transport layer 6, and the cathode 8 are provided on the substrate 1 can be used.
  • the benzotriazole derivative of the present invention is a material for forming an organic layer (for example, the electron injection layer 7, the electron transport layer 6, the hole blocking layer 5 or the light emitting layer 4) provided between the anode 2 and the cathode 8. Is preferably used.
  • the transparent anode 2 may be formed of a known electrode material, and is formed by vapor-depositing an electrode material having a large work function such as ITO or gold on the substrate 1.
  • a hole injection layer (not shown) (which can be provided between the transparent electrode 2 and the hole transport layer 3) can be formed using a conventionally known material, for example, the following materials.
  • Application-type polymer materials such as poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), poly (styrene sulfonate) (PSS), etc .;
  • An acceptor heterocyclic compound such as hexacyanoazatriphenylene; Formation of a layer (thin film) using the above materials can be performed by a known method such as a spin coating method or an ink jet method in addition to a vapor deposition method.
  • the hole transport layer 3 can also be formed using a conventionally known hole transport material.
  • Typical examples of such hole materials are as follows.
  • Benzidine derivatives such as N, N'-diphenyl-N, N'-di (m-tolyl) Benzidine (hereinafter abbreviated as TPD); N, N'-diphenyl-N, N'-di ( ⁇ -naphthyl) Benzidine (hereinafter abbreviated as NPD); N, N, N ′, N′-tetrabiphenylylbenzidine; Amine derivatives such as 1,1-bis [4- (di-4-tolylamino) phenyl] Cyclohexane (hereinafter abbreviated as TAPC); Various triphenylamine trimers and tetramers;
  • TPD N, N'-diphenyl-N, N'-di (m-tolyl) Benzidine
  • NPD N, N'-diphenyl
  • the hole transport layer 3 (the same applies to the hole injection layer), it is possible to use a material which is usually used for the layer and further P-doped with trisbromophenylamine hexachloroantimony.
  • the hole transport layer 3 (or hole injection layer) can be formed using a polymer compound having a basic skeleton of TPD.
  • an electron blocking layer (not shown) (which can be provided between the light emitting layer 4 and the hole transport layer 3), a known compound having an electron blocking action, such as a carbazole derivative or a triphenylsilyl group And a compound having a triarylamine structure can be used.
  • a known compound having an electron blocking action such as a carbazole derivative or a triphenylsilyl group
  • a compound having a triarylamine structure can be used as follows.
  • TCTA Triphenylamine
  • mCP 1,3-bis (carbazol-9-yl) benzene
  • Ad-Cz 2,2-bis (4-carbazol-9-ylphenyl) Adamantane
  • the electron blocking layer is formed by using one kind or two or more kinds of known hole transport materials as described above. A plurality of layers are formed by using one or more kinds of these hole transport materials. A multilayer film formed and laminated with such layers can be used as an electron blocking layer.
  • the light-emitting layer 4 of the organic EL element can be formed using the above-described benzotriazole derivative of the present invention as a light-emitting material.
  • benzotriazole derivative of the present invention in addition to metal complexes of quinolinol derivatives such as Alq 3 , zinc, beryllium, aluminum, etc.
  • These light emitting materials such as various metal complexes, anthracene derivatives, bisstyrylbenzene derivatives, pyrene derivatives, oxazole derivatives, polyparaphenylene vinylene derivatives can also be used.
  • the light emitting layer 4 can also be comprised with a host material and a dopant material.
  • a thiazole derivative, a benzimidazole derivative, a polydialkylfluorene derivative, or the like can be used as the host material in addition to the above light emitting material.
  • the dopant material quinacridone, coumarin, rubrene, perylene and derivatives thereof, benzopyran derivatives, rhodamine derivatives, aminostyryl derivatives, and the like can be used.
  • Such a light-emitting layer 4 can also have a single-layer configuration using one or more of the light-emitting materials, or a multilayer structure in which a plurality of layers are stacked.
  • the light emitting layer 4 can also be formed using a phosphorescent light emitting material as the light emitting material.
  • a phosphorescent material a phosphorescent material of a metal complex such as iridium or platinum can be used.
  • green phosphorescent emitters such as Ir (ppy) 3
  • blue phosphorescent emitters such as FIrpic and FIr6
  • red phosphorescent emitters such as Btp 2 Ir (acac)
  • the material is used by doping a hole transporting host material or an electron transporting host material.
  • the compound of the present invention may be used. it can.
  • CBP 4,4′-di (N-carbazolyl) biphenyl
  • TCTA 4,4′-di (N-carbazolyl) biphenyl
  • mCP mCP
  • the compound of the present invention may be used. it can.
  • UGH2 p-bis (triphenylsilyl) benzene
  • TPBI 1-phenyl-1H-benzimidazole
  • the host material with a phosphorescent light emitting material by co-evaporation in the range of 1 to 30 weight percent with respect to the entire light emitting layer in order to avoid concentration quenching.
  • the hole blocking layer 5 of the organic EL device can be formed using a compound having a known hole blocking action in addition to the benzotriazole derivative of the present invention.
  • known compounds having such a hole blocking action include phenanthroline derivatives such as bathocuproin (hereinafter abbreviated as BCP), aluminum (III) bis (2-methyl-8-quinolinato) -4-phenylpheno
  • BCP bathocuproin
  • BAlq metal complexes of quinolinol derivatives
  • triazole derivatives, triazine derivatives, oxadiazole derivatives, and the like can be given.
  • These materials can also be used for forming the electron transport layer 6 described below, and the hole blocking layer 5 and the electron transport layer 6 can be used in combination.
  • Such a hole blocking layer 5 can also have a single layer or multilayer structure, and each layer is formed using one or more of the compounds having the hole blocking action described above.
  • the electron transport layer 6 is a known electron transport compound such as a metal complex of a quinolinol derivative including Alq 3 and BAlq, as well as zinc, beryllium, aluminum, and the like. It is formed using various metal complexes, triazole derivatives, triazine derivatives, oxadiazole derivatives, thiadiazole derivatives, carbodiimide derivatives, quinoxaline derivatives, phenanthroline derivatives, silole derivatives, and the like.
  • the electron transport layer 6 can also have a single layer or multilayer structure, and each layer is formed using one or more of the electron transport compounds described above.
  • the electron injection layer 7 is also known per se, for example, alkali metal salts such as lithium fluoride and cesium fluoride, alkaline earth metal salts such as magnesium fluoride, oxidation It can be formed using a metal oxide such as aluminum.
  • an electrode material having a low work function such as aluminum, or an alloy having a lower work function such as a magnesium silver alloy, a magnesium indium alloy, or an aluminum magnesium alloy is used as the electrode material.
  • An organic EL device in which at least one of the organic layers (for example, the electron injection layer 7, the electron transport layer 6, the hole blocking layer 5 or the light emitting layer 4) is formed using the benzotriazole derivative of the present invention has a luminous efficiency and It has high power efficiency, low practical driving voltage, low light emission starting voltage, and extremely excellent durability.
  • the structure of the obtained light green powder was identified using NMR. The results of 1 H-NMR measurement are shown in FIG.
  • the structure of the obtained light green powder was identified using NMR. The results of 1 H-NMR measurement are shown in FIG.
  • Example 21 About each compound of this invention obtained by said Example, melting
  • the compound of the present invention has a glass transition point of 100 ° C. or higher. This indicates that the thin film formed by the compound of the present invention is stably maintained (the thin film state is stable).
  • Example 22 Using each compound of the present invention obtained in the above examples, a deposited film with a film thickness of 100 nm was prepared on an ITO substrate, and the work function was measured with an atmospheric photoelectron spectrometer (AC-3 type, manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.). Was measured. The results were as follows.
  • the compound of the present invention has a value larger than the work function 5.4 eV of general hole transport materials such as NPD and TPD, and has a large hole blocking ability.
  • Example 23 On a glass substrate 1 on which an ITO electrode is previously formed as a transparent anode 2, a hole injection layer 3, a hole transport layer 4, a light emitting layer 5, a hole blocking layer 6, an electron transport layer 7, an electron injection layer 8. Then, the cathode (aluminum electrode) 9 was deposited in this order to produce an organic EL element having a layer structure shown in FIG.
  • the glass substrate 1 on which ITO having a thickness of 150 nm was formed was washed with an organic solvent, and then the surface was washed by oxygen plasma treatment. Then, this glass substrate with an ITO electrode was mounted in a vacuum vapor deposition machine and the pressure was reduced to 0.001 Pa or less. Subsequently, a compound 114 having the following structural formula was formed as the hole injection layer 3 so as to cover the transparent anode 2 so as to have a film thickness of 20 nm at a deposition rate of 6 nm / min.
  • a compound 115 having the following structural formula was formed as the hole transport layer 4 so as to have a film thickness of 40 nm at a deposition rate of 6 nm / min.
  • a film thickness of 30 nm is formed on the hole transport layer 4.
  • combined in Example 7 was formed so that it might become a film thickness of 30 nm with a vapor deposition rate of 6 nm / min as hole blocking layer and electron transport layers 6 and 7.
  • the hole blocking layer / electron transport layers 6 and 7 thus formed, lithium fluoride was formed as the electron injection layer 8 so as to have a film thickness of 0.5 nm at a deposition rate of 0.6 nm / min. .
  • aluminum was deposited to a thickness of 150 nm to form the cathode 9.
  • the characteristic measurement was performed at normal temperature in air
  • Example 24 An organic EL device was produced under the same conditions as in Example 23, except that the compound 46 of the present invention synthesized in Example 8 was used as the material of the hole blocking layer / electron transport layers 6 and 7 in Example 23. did. About this organic EL element, the characteristic measurement was performed at normal temperature in air
  • Example 25 An organic EL device was produced under the same conditions as in Example 23, except that the compound 4 of the present invention synthesized in Example 1 was used as the material for the hole blocking layer / electron transport layers 6 and 7 in Example 23. did. About the produced organic EL element, the characteristic measurement was performed at normal temperature in air
  • Example 26 An organic EL device was produced under the same conditions as in Example 23, except that the compound 5 of the present invention synthesized in Example 2 was used as the material of the hole blocking layer / electron transport layers 6 and 7 in Example 23. did. About the produced organic EL element, the characteristic measurement was performed at normal temperature in air
  • Example 27 An organic EL device was produced under the same conditions as in Example 23, except that the compound 8 of the present invention synthesized in Example 3 was used as the material of the hole blocking layer / electron transport layers 6 and 7 in Example 23. did. About the produced organic EL element, the characteristic measurement was performed at normal temperature in air
  • Example 28 An organic EL device was produced under the same conditions as in Example 23, except that the compound 10 of the present invention synthesized in Example 4 was used as the material for the hole blocking layer / electron transport layers 6 and 7 in Example 23. did. About the produced organic EL element, the characteristic measurement was performed at normal temperature in air
  • Example 29 An organic EL device was produced under the same conditions as in Example 23, except that the compound 14 of the present invention synthesized in Example 5 was used as the material for the hole blocking layer / electron transport layers 6 and 7 in Example 23. did. About the produced organic EL element, the characteristic measurement was performed at normal temperature in air
  • Example 30 An organic EL device was produced under the same conditions as in Example 23, except that the compound 15 of the present invention synthesized in Example 6 was used as the material of the hole blocking layer / electron transport layers 6 and 7 in Example 23. did. About the produced organic EL element, the characteristic measurement was performed at normal temperature in air
  • Example 31 An organic EL device was produced under the same conditions as in Example 23, except that the compound 18 of the present invention synthesized in Example 17 was used as the material of the hole blocking layer / electron transport layers 6 and 7 in Example 23. did. About the produced organic EL element, the characteristic measurement was performed at normal temperature in air
  • Example 32 An organic EL device was produced under the same conditions as in Example 23, except that the compound 66 of the present invention synthesized in Example 12 was used as the material of the hole blocking layer / electron transport layers 6 and 7 in Example 23. did. About the produced organic EL element, the characteristic measurement was performed at normal temperature in air
  • Example 33 An organic EL device was produced under the same conditions as in Example 23, except that the compound 112 of the present invention synthesized in Example 16 was used as the material of the hole blocking layer / electron transport layers 6 and 7 in Example 23. did. About the produced organic EL element, the characteristic measurement was performed at normal temperature in air
  • Example 23 was replaced with Example 23 except that Compound 118 having the following structural formula disclosed in WO2003 / 060956 was used as the material of the hole blocking layer / electron transport layer 6 and 7 in Example 23.
  • An organic EL device was produced under the same conditions as those described above.
  • Table 1 summarizes the measurement results of the light emission characteristics when a DC voltage was applied to the produced organic EL element.
  • the driving voltage at a current density of 10 mA / cm 2 was 5.95 V of the organic EL device (Comparative Example 1) using the compound 118 of the structural formula, and Example 23 of the present invention.
  • the voltage was lowered to 4.11 to 4.92V.
  • both luminance and luminous efficiency were improved when a current density of 10 mA / cm 2 was passed.
  • the power efficiency was greatly improved from 5.21 to 7.87 lm / W in Examples 23 to 33 as compared to 4.19 lm / W in Comparative Example 1.
  • the organic EL device of the present invention is superior in luminous efficiency and power efficiency as compared with a device using the compound 118 of the structural formula used as a general electron transporting material, and is further practically driven. It has been found that a significant drop in voltage can be achieved.
  • the speed of electron transfer of such a benzotriazole derivative is used as a general electron transport material because of a significant decrease in driving voltage in an organic EL device using the benzotriazole derivative of the present invention having a benzotriazole ring structure and a pyridine ring structure. It is expected to be faster in each stage than the compound 118 of the above structural formula.
  • the benzotriazole derivative of the present invention is excellent as a compound for an organic EL device because it has good electron injection characteristics, excellent hole blocking ability, and a stable thin film state.
  • an organic EL device using the compound, high luminous efficiency and power efficiency can be obtained, practical driving voltage can be lowered, and durability can be improved. For example, it has become possible to develop home appliances and lighting.

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Abstract

本発明は、下記一般式(1)で表されるベンゾトリアゾール誘導体に関するものであり、該誘導体は、電子の注入・輸送性能に優れ、正孔阻止能力を有し、薄膜状態での安定性が高く、高効率、高耐久性の有機エレクトロルミネッセンス素子用の材料として有用である。 (式中、Ar及びArは、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基等を表し、Aは、式(2)で示されるピリジン環を含む基である。Xは、炭素原子又は窒素原子を表し、R-Rは、それぞれ、水素原子又はアルキル基等を表し、mは、0または1ないし2の整数を表す。)

Description

新規なベンゾトリアゾール誘導体及び該誘導体が使用されている有機エレクトロルミネッセンス素子
 本発明は、新規なベンゾトリアゾール誘導体、より詳細には、ピリジン環構造が導入されている新規なベンゾトリアゾール誘導体及び該誘導体を含む有機層を電極間に備えている有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。
 有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子と呼ぶことがある)は自己発光性素子であるため、液晶素子にくらべて明るく視認性に優れ、鮮明な表示が可能であるため、活発な研究がなされてきた。
 1987年にイーストマン・コダック社のC.W.Tangらは各種の役割を各材料に分担した積層構造素子を開発することにより有機材料を用いた有機EL素子を実用的なものにした。かかる有機EL素子は、電子を輸送することのできる蛍光体と正孔を輸送することのできる有機物とを積層することにより構成されるものであり、両方の電荷を蛍光体の層の中に注入して発光させることにより、10V以下の電圧で1000cd/m以上の高輝度が得られるというものである。
 現在まで、有機EL素子の実用化のために多くの改良がなされている。例えば、積層構造の各種の役割がさらに細分化され、基板上に、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、陰極がこの順に設けられた構造のものが知られており、このような素子では、高効率と耐久性が達成されている。
 また発光効率の更なる向上を目的として三重項励起子の利用が試みられ、燐光発光性化合物の利用も検討されている。
 有機EL素子においては、両電極から注入された電荷が発光層で再結合して発光が得られるが、電子の移動速度より正孔の移動速度が速いため、正孔の一部が発光層を通り抜けてしまうことによる効率低下が問題となる。そのため電子の移動速度の速い電子輸送材料が求められている。
 代表的な発光材料であるトリス(8-ヒドロキシキノリン)アルミニウム(以後、Alqと略称する)は、電子輸送材料としても一般的に用いられるが、電子の移動度が遅く、また仕事関数が5.6eVなので正孔阻止性能が十分とは言えない。
 正孔の一部が発光層を通り抜けてしまうことを防ぎ、発光層での電荷再結合の確率を向上させる方策には、正孔阻止層を挿入する方法がある。
 このような正孔阻止層の形成に使用される正孔阻止材料としては、例えば特許文献1に、3-(4-ビフェニリル)-4-フェニル-5-(4-t-ブチルフェニル)-1,2,4-トリアゾール(以後、TAZと略称する)が開示されている。
 また、正孔阻止材料としては、バソクプロイン(以後、BCPと略称する)、アルミニウムの混合配位子錯体、例えばアルミニウム(III)ビス(2-メチル-8-キノリナート)-4-フェニルフェノレート(以後、BAlqと略称する)]なども知られている。
 TAZは仕事関数が6.6eVと大きく正孔阻止能力が高いために、真空蒸着や塗布などによって作製される蛍光発光層や燐光発光層の、陰極側に積層する電子輸送性の正孔阻止層の形成に使用され、有機EL素子の高効率化に寄与している。
 しかしながら、TAZは電子輸送性が低いため、より電子輸送性の高い電子輸送材料と組み合わせて使用することが必要であった。また、BCPは、仕事関数が6.7eVと大きく正孔阻止能力が高いものの、ガラス転移点(Tg)が83℃と低いことから、薄膜の安定性に乏しく、安定に機能する正孔阻止層の形成には未だ改善の余地がある。
 また、特許文献2には、一般的な電子輸送性化合物が開示されているが、このような電子輸送性化合物においても、膜安定性が不足しているか或いは正孔を阻止する機能が不十分である。
 従って、有機エレクトロルミネッセンス素子の素子特性を改善させるために、電子の注入・輸送性能と正孔阻止能力に優れ、薄膜状態での安定性が高い有機化合物が求められている。
特許第2734341号公報 WO2003/060956
 本発明の目的は、高効率、高耐久性の有機エレクトロルミネッセンス素子用の材料として、電子の注入・輸送性能に優れ、正孔阻止能力を有し、薄膜状態での安定性が高い優れた特性を有する新規な有機化合物を提供することにある。
 本発明の他の目的は、上記の有機化合物を用いて形成された有機層を備え、高効率、高耐久性の有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することにある。
 本発明者らは上記の目的を達成するために、電子親和性であるピリジン環の窒素原子が金属に配位する能力を有していること、ベンゾトリアゾール環構造が高い電子輸送能力を有していること、ピリジン環やベンゾトリアゾール環構造が耐熱性に優れているということなどに着目して、ベンゾトリアゾール環構造とピリジン環構造を有する化合物を設計して化学合成し、該化合物を用いて種々の有機エレクトロルミネッセンス素子を試作し、素子の特性評価を鋭意行なった結果、高い効率及び高い耐久性が得られることを確認し、本発明を完成するに至った。
 本発明によれば、下記一般式(1)で表されるベンゾトリアゾール誘導体が提供される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 式中、
   Arは、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、
   Arは、水素原子、重水素原子、芳香族炭化水素基または芳香族複
  素環基を表し、
   Aは、下記式(2)で示される1価基である、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 式(2)において、
   mは、0または1ないし2の整数を表し、
   Xは、炭素原子または窒素原子を表し、
   R~Rは、それぞれ、水素原子、重水素原子、フッ素原子、
  塩素原子、シアノ基、炭素原子数1ないし6のアルキル基、芳
  香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、
   Xが窒素原子である場合、該窒素原子には、R~Rで示さ
  れる基は結合しておらず且つR~Rの内の何れか一つは存在
  しないものとし、
   mが2である場合、複数個存在するR~RおよびXは、相
  互に同一でも異なっていても良いものとする。
 本発明によれば、また、一対の電極とその間に挟まれた少なくとも一層の有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
 前記有機層の少なくとも一つの層は、前記ベンゾトリアゾール誘導体を含んでいることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
 本発明の有機EL素子においては、前記ベンゾトリアゾール誘導体を含む有機層として、例えば、電子輸送層、正孔阻止層、発光層或いは電子注入層を有する。
 前述した一般式(1)で表される本発明のベンゾトリアゾール誘導体は、新規化合物であり、ベンゾトリアゾール環とピリジン環とを有している。このような構造を有するベンゾトリアゾール誘導体は、次のような特性を有している。
 (A)電子の注入特性が良いこと。
 (B)電子の移動速度が速いこと。
 (C)正孔阻止能力に優れていること。
 (D)薄膜状態が安定であること。
 (E)耐熱性に優れていること。
 従って、本発明のベンゾトリアゾール誘導体は、薄膜状態が安定であることから、有機エレクトロルミネッセンス素子の電極間に設けられる有機層として利用されしかも、有機EL素子に次のような特性を付与することができる。
 (F)発光効率および電力効率が高いこと。
 (G)発光開始電圧が低いこと。
 (H)実用駆動電圧が低いこと。
 (I)素子寿命が長いこと(高い耐久性を示す)。
 例えば、本発明のベンゾトリアゾール誘導体を用いて電子注入層および/または電子輸送層が形成されている有機EL素子は、電子の注入・移動速度が速く、電子輸送層から発光層への電子輸送効率が向上しているため、高い発光効率を示すと共に、駆動電圧が低下しており、高い耐久性を示す。
 また、本発明のベンゾトリアゾール誘導体を用いて形成された正孔阻止層を有する有機EL素子は、正孔の阻止能力と電子輸送性に優れていることから、高い発光効率を有しながら、駆動電圧が低下し、電流耐性が改善されており、最大発光輝度が向上している。
 さらに、本発明のベンゾトリアゾール誘導体は、電子輸送性に優れ、かつバンドギャップが広いという特性も有していることから、発光層のホスト材料として用いることができ、例えば、ドーパントと呼ばれている蛍光体や燐光発光体を担持させて発光層として用いることにより、有機EL素子の駆動電圧を低下せしめ、発光効率を向上させることができる。
 このように、本発明のベンゾトリアゾール誘導体は、有機EL素子の電子注入層、電子輸送層、正孔阻止層あるいは発光層の構成材料として有用であり、有機EL素子の発光効率および電力効率を向上させ、実用駆動電圧を低くさせ、低い発光開始電圧を実現し、耐久性を高めることができる。
実施例1の化合物(化合物4)のH-NMRチャート図。 実施例2の化合物(化合物5)のH-NMRチャート図。 実施例3の化合物(化合物8)のH-NMRチャート図。 実施例4の化合物(化合物10)のH-NMRチャート図。 実施例5の化合物(化合物14)のH-NMRチャート図。 実施例6の化合物(化合物15)のH-NMRチャート図。 実施例7の化合物(化合物30)のH-NMRチャート図。 実施例8の化合物(化合物46)のH-NMRチャート図。 実施例9の化合物(化合物106)のH-NMRチャート図。 実施例10の化合物(化合物108)のH-NMRチャート図。 実施例11の化合物(化合物26)のH-NMRチャート図。 実施例12の化合物(化合物66)のH-NMRチャート図。 実施例13の化合物(化合物62)のH-NMRチャート図。 実施例14の化合物(化合物54)の1H-NMRチャート図。 実施例15の化合物(化合物110)のH-NMRチャート図。 実施例16の化合物(化合物112)のH-NMRチャート図。 実施例17の化合物(化合物18)のH-NMRチャート図。 実施例18の化合物(化合物82)のH-NMRチャート図。 実施例19の化合物(化合物111)のH-NMRチャート図。 実施例20の化合物(化合物113)のH-NMRチャート図。 有機EL素子の層構造の一例を示した図。
 本発明の新規ベンゾトリアゾール誘導体は、下記一般式(1)で表されるものであり、ベンゾトリアゾール環にピリジン環を有する基Aが結合している構造を有している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 上記の一般式(1)中、Arは、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、Arは、重水素原子、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表す。
 Ar及びArにおける芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基は、単環構造を有するものであってもよいし、縮合多環構造を有するものであってもよい。
 これらの芳香族基の例としては、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、テトラキスフェニル基、スチリル基、ナフチル基、アントリル基、アセナフテニル基、フェナントリル基、フルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、トリアジル基、ピリミジル基、フラニル基、ピロリル基、チエニル基、キノリル基、イソキノリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、ナフチリジニル基、フェナントロリニル基、アクリジニル基等を挙げることができる。
 これらの中で、芳香族複素環基としては、チエニル基、ベンゾチエニル基、ベンゾチアゾリル基、ジベンゾチエニル基等の含硫黄芳香族複素環基が好ましく、含窒素芳香族複素環基、特にピリジル基のような基は、バイポーラー性の観点から好ましくない。
 また、上記の芳香族基(芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基)は、置換基を有していてもよい。
 このような置換基としては、重水素原子;フッ素原子;塩素原子;シアノ基;水酸基;ニトロ基;炭素原子数1ないし6の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基;環状アルキル基(例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基);炭素原子数1ないし6の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシ基;炭素原子数1ないし6の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基で置換されたジアルキルアミノ基;フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基、スチリル基等のアリール基;ピリジル基、ピリドインドリル基、キノリル基、ベンゾチアゾリル基等の芳香族複素環基;などを挙げることができる。これらの置換基は、トリフルオロメチル基のように、さらに置換基を有するものであってもよい。
 尚、上記置換基におけるアルキル基やアルコキシ基中のアルキル基部分の例としては、以下に述べる一般式(2)中のR~Rが示すアルキル基の例として挙げたものと同じものを例示することができる。
 上記一般式(1)において、1価の基Aはピリジン環を有するものであり、下記式(2)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 上記の式(2)において、mは、0または1ないし2の整数を表す。
 また、環中のXは、炭素原子または窒素原子を表す。
 さらに、R~Rは、それぞれ、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、炭素原子数1ないし6のアルキル基、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表す。
 上記のアルキル基は、炭素数が1~6の範囲内である限り特に制限されず、例えば直鎖状、分岐状の何れの構造を有していてよく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、2-メチルプロピル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、3-メチルブチル基、t-ペンチル基、n-ヘキシル基、i-ヘキシル基およびt-ヘキシル基を例示することができる。かかるアルキル基も置換基を有していてよく、このような置換基としては、重水素原子;フッ素原子;塩素原子;シアノ基;フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基、スチリル基等のアリール基;ピリジル基、ピリドインドリル基、キノリル基、ベンゾチアゾリル基等の芳香族複素環基;などを挙げることができる。置換アルキル基の代表的な例は、トリフルオロメチル基である。
 さらに、上記芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基は、基ArやArに関して例示したもの同じであってよく、これらの芳香族基が置換基を有していてよいこと及びかかる置換基の種類も、基ArやArに関して例示したもの同じである。
 尚、上記式(2)において、Xが窒素原子である場合(即ち、Xを含む環がピリジン環である場合)、該窒素原子には、R~Rで示される基は結合しておらず且つR~Rの内の何れか一つは存在しないものとなる。
 また、mが2である場合、複数個存在するR、R、R或いはRは、それぞれ、互いに異なっていてもよい。また、複数個存在するXも互いに異なっていてよく、例えば、ベンゼン環(X=C)とピリジン環(X=N)とが混在する形で末端のピリジン環に結合するものであってよい。
 上述した一般式(1)で表される本発明のベンゾトリアゾール誘導体は、例えば、以下の方法で合成できる。
 まず、1,2-ジアミノベンゼン誘導体とニトロアリールピリジン誘導体より、既知の方法によって、一般式(2)における基R~Rを有するピリジル基を含む2-アミノアリールアゾベンゼン誘導体を合成する。
 この2-アミノアリールアゾベンゼン誘導体を、ヨードベンゼンジアセテートによる酸化的環化反応を行うことによって、上記のピリジル基を置換基として有する2-アリールベンゾトリアゾール誘導体を合成する(例えば、Aust.J.Chem.,45,371(1992)参照)。
 このようにして得られた2-アリールベンゾトリアゾール誘導体と種々のアリールボロン酸誘導体とを、Suzukiカップリングなどのクロスカップリング反応することによって、一般式(1)で表される本発明のベンゾトリアゾール誘導体を合成することができる。
 得られた化合物の精製はカラムクロマトグラフによる精製、シリカゲル、活性炭、活性白土などによる吸着精製、溶媒による再結晶や晶析法などによって行われる。また、化合物の同定は、NMR分析により行われる。
 このような本発明のベンゾトリアゾール誘導体としては、前記式(2)で表される基中のXが、炭素原子であることが好ましく、かかるベンゾトリアゾール誘導体は、下記一般式(1-1)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 式中、
   Ar、Ar、R~R及びmは、前記一般式(1)に記載した
  とおりの意味である。
 また、上記一般式(1-1)で表されるベンゾトリアゾール誘導体において、mが1であることが好ましい。このようなベンゾトリアゾール誘導体は、下記一般式(1a)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 式中、
   Ar、Ar、R~R及びmは、前記一般式(1)に記載した
  とおりの意味である。
 さらに、上記一般式(1a)で表されるベンゾトリアゾール誘導体は、ベンゾトリアゾール環とピリジン環との間に介在しているベンゼン環の結合位置に応じて、例えば下記一般式(1a-1)~(1a-4)で表される化合物に分類される。
一般式(1a-1)のベンゾトリアゾール誘導体:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 式中、
   Ar、Ar、R~R及びmは、前記一般式(1)に記載した
  とおりの意味である。
一般式(1a-2)のベンゾトリアゾール誘導体:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 式中、
   Ar、Ar、R~R及びmは、前記一般式(1)に記載した
  とおりの意味である。
一般式(1a-3)のベンゾトリアゾール誘導体:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 式中、
   Ar、Ar、R~R及びmは、前記一般式(1)に記載した
  とおりの意味である。
一般式(1a-4)のベンゾトリアゾール誘導体:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 式中、
   Ar、Ar、R~R及びmは、前記一般式(1)に記載した
  とおりの意味である。
 以下に本発明のベンゾトリアゾール誘導体の具体例を示すが、勿論、本発明は、この具体例に限定されるものではない。
 尚、以下の具体例に示す化合物には、基Aを示す一般式(2)のmの値及びXの種類を示し、さらに、特に好適な化合物の場合には、対応する式(1a-1)~(1a-4)の番号を付した。また、以下の化合物において、番号1、2は欠番である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
                  m=1、X=C
                  式(1a-1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
                  m=1、X=C
                  式(1a-2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000080
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000081
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000082
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000083
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000084
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000085
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000086
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000087
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000088
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000089
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000090
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000091
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000092
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000093
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000094
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000095
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000096
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000097
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000098
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000099
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000100
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000101
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000102
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000103
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000104
                  m=0
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000105
                  m=0
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000106
                  m=0
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000107
                  m=0
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000108
                  m=1、X=N
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000109
                  m=2、X=C,N
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000110
                  m=2、X=C,N
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000111
                  m=2、X=C,N
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000112
                  m=1、X=N
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000113
                  m=1、X=N
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000114
                  m=1、X=N
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000115
                  m=2、X=C,N
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000116
                  m=2、X=C,N
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000117
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000118
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000119
                  m=1、X=N
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000120
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000121
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000122
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000123
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000124
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000125
                  m=1、X=C
                  式(1a-2),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000126
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000127
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000128
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000129
                  m=1、X=C
                  式(1a-1),式(1a-3)
 上述した本発明のベンゾトリアゾール誘導体は、ガラス転移点(Tg)が高く、耐熱性に優れた薄膜を形成することができ、しかもアモルファス状態が安定に維持され、薄膜状態を安定に保持することができる。さらには、電子の注入特性が良く、電子の移動速度が速いことに加え、高い正孔阻止素子能力を示す。例えば、本発明の化合物を用いて100nm厚みの蒸着膜を形成し、その仕事関数を測定すると、極めて高い値を示す。
 従って、本発明のベンゾトリアゾール誘導体は、有機EL素子が有する有機層の形成材料として極めて有用である。
<有機EL素子>
 上述した本発明の化合物を用いて形成される有機層を備えた有機EL素子は、例えば図21に示す層構造を有している。
 即ち、ガラス基板1(透明樹脂基板など、透明基板であればよい)の上に、透明な陽極2、正孔輸送層3、発光層4、正孔阻止層5、電子輸送層6、電子注入層7及び陰極8が設けられている。
 勿論、本発明の化合物が適用される有機EL素子は、上記の層構造に限定されるものではなく、発光層4と正孔輸送層3との間に電子阻止層を設けることができるし、また、電子注入層7や正孔阻止層5などを省略したシンプルな層構造とすることができる。例えば、上記の多層構造において、いくつかの層を省略することもできる。例えば基板1上に、陽極2、正孔輸送層3、発光層4、電子輸送層6及び陰極8を設けたシンプルな層構造とすることもできる。
 即ち、本発明のベンゾトリアゾール誘導体は、上記の陽極2と陰極8との間に設けられる有機層(例えば電子注入層7、電子輸送層6、正孔阻止層5あるいは発光層4)の形成材料として好適に使用される。
 上記の有機EL素子において、透明陽極2は、それ自体公知の電極材料で形成されていてよく、ITOや金のような仕事関数の大きな電極材料を基板1上に蒸着することにより形成される。
 また、図示されていない正孔注入層(透明電極2と正孔輸送層3との間に設けることができる)は、従来公知の材料、例えば以下の材料を用いて形成することができる。
  銅フタロシアニンに代表されるポルフィリン化合物;
  スターバースト型のトリフェニルアミン誘導体;
  単結合或いはヘテロ原子を含まない2価基により、複数のトリフェニルアミン骨格が連結された構造を有するアリールアミン(例えばトリフェニルアミンの3量体や4量体);
  塗布型の高分子材料、例えばポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)、ポリ(スチレンスルフォネート)(PSS)など;
  ヘキサシアノアザトリフェニレンのようなアクセプター性の複素環化合物;
 上記の材料を用いての層(薄膜)形成は、蒸着法の他、スピンコート法やインクジェット法などの公知の方法によって行うことができる。以下に述べる各種の層も同様に、蒸着やスピンコート、インクジェットなどにより成膜することができる。
 正孔輸送層3も従来公知の正孔輸送材料を用いて形成することができる。
 このような正孔材料として代表的なものは、次のとおりである。
 ベンジジン誘導体、例えば、
   N,N’-ジフェニル-N,N’-ジ(m-トリル)
  ベンジジン (以下、TPDと略す);
   N,N’-ジフェニル-N,N’-ジ(α-ナフチル)
  ベンジジン (以下、NPDと略す);
   N,N,N’,N’-テトラビフェニリルベンジジン;
  アミン系誘導体、例えば、
  1,1-ビス[4-(ジ-4-トリルアミノ)フェニル]
  シクロヘキサン (以下、TAPCと略す);
   種々のトリフェニルアミン3量体および4量体;
   正孔注入層用としても使用される上記の塗布型高分子材料;
 このような正孔輸送材料の化合物は、それぞれ単独で成膜しても良いが、2種以上を混合して成膜することもできるし、また、上記化合物の1種または複数種を用いて複数の層を形成し、このような層が積層された多層膜を正孔輸送層とすることもできる。
 尚、正孔輸送層3(正孔注入層も同様)において、該層に通常使用される材料に対し、さらにトリスブロモフェニルアミンヘキサクロルアンチモンなどをPドーピングしたものを使用することができる。また、TPDの基本骨格を有する高分子化合物などを用いて正孔輸送層3(或いは正孔注入層)を形成することもできる。
 さらに、図示されていない電子阻止層(発光層4と正孔輸送層3との間に設けることができる)としては、電子阻止作用を有する公知の化合物、例えば、カルバゾール誘導体や、トリフェニルシリル基を有し且つトリアリールアミン構造を有する化合物などを使用することができる。カルバゾール誘導体及びトリアリールアミン構造を有する化合物の具体例は、以下の通りである。
<カルバゾール誘導体>
   4,4’,4’’-トリ(N-カルバゾリル)
  トリフェニルアミン (以後、TCTAと略称する);
   9,9-ビス[4-(カルバゾール-9-イル)フェニル]
  フルオレン;
   1,3-ビス(カルバゾール-9-イル)ベンゼン
  (以後、mCPと略称する);
   2,2-ビス(4-カルバゾール-9-イルフェニル)
  アダマンタン (以後、Ad-Czと略称する);
<トリアリールアミン構造を有する化合物>
   9-[4-(カルバゾール-9-イル)フェニル]-9-[4-
  (トリフェニルシリル)フェニル]-9H-フルオレン;
 電子阻止層は、上記のような公知の正孔輸送材料を1種単独或いは2種以上を用いて形成されるが、これらの正孔輸送材料の1種または複数種を用いて複数の層を形成し、このような層が積層された多層膜を電子阻止層とすることもできる。
 有機EL素子の発光層4は、前述した本発明のベンゾトリアゾール誘導体を発光材料として用いて形成することができるが、Alqをはじめとするキノリノール誘導体の金属錯体の他、亜鉛やベリリウム、アルミニウムなどの各種の金属錯体、アントラセン誘導体、ビススチリルベンゼン誘導体、ピレン誘導体、オキサゾール誘導体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体などの発光材料を用いて形成することもできる。
 また、発光層4をホスト材料とドーパント材料とで構成することもできる。
 この場合のホスト材料として、上記の発光材料に加え、チアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ポリジアルキルフルオレン誘導体などを使用するができる。
 ドーパント材料としては、キナクリドン、クマリン、ルブレン、ペリレンおよびそれらの誘導体、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、アミノスチリル誘導体などを用いることができる。
 このような発光層4も、各発光材料の1種或いは2種以上を用いた単層構成とすることもできるし、複数の層を積層した多層構造とすることもできる。
 さらに、発光材料として燐光発光材料を使用して発光層4を形成することもできる。
 燐光発光材料としては、イリジウムや白金などの金属錯体の燐光発光体を使用することができる。例えば、Ir(ppy)などの緑色の燐光発光体、FIrpic、FIr6などの青色の燐光発光体、BtpIr(acac)などの赤色の燐光発光体などを用いることができ、これらの燐光発光材料は、正孔輸送性のホスト材料や電子輸送性のホスト材料にドープして使用される。
 正孔輸送性のホスト材料としては、4,4’-ジ(N-カルバゾリル)ビフェニル(以後、CBPと略称する)やTCTA、mCPなどのカルバゾール誘導体などに加え、本発明の化合物を用いることができる。
 また、電子輸送性のホスト材料としては、p-ビス(トリフェニルシリル)ベンゼン(以後、UGH2と略称する)や2,2’,2’’-(1,3,5-フェニレン)-トリス(1-フェニル-1H-ベンズイミダゾール)(以後、TPBIと略称する)などを用いることができる。
 尚、燐光性の発光材料のホスト材料へのドープは濃度消光を避けるため、発光層全体に対して1~30重量パーセントの範囲で、共蒸着によってドープすることが好ましい。
 有機EL素子の正孔阻止層5は、本発明のベンゾトリアゾール誘導体の他、それ自体公知の正孔阻止作用を有する化合物を用いて形成することができる。
 このような正孔阻止作用を有する公知化合物の例としては、バソクプロイン(以後、BCPと略称する)などのフェナントロリン誘導体や、アルミニウム(III)ビス(2-メチル-8-キノリナート)-4-フェニルフェノレート(以後、BAlqと略称する)などのキノリノール誘導体の金属錯体の他、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、オキサジアゾール誘導体などを挙げることができる。
 これらの材料は、以下に述べる電子輸送層6の形成にも使用することができ、さらには、この正孔阻止層5と電子輸送層6とを兼用させることもできる。
 このような正孔阻止層5も、単層或いは多層の積層構造とすることができ、各層は、上述した正孔阻止作用を有する化合物の1種或いは2種以上を用いて成膜される。
 電子輸送層6は、本発明のベンゾトリアゾール誘導体の他、それ自体公知の電子輸送性の化合物、例えば、Alq、BAlqをはじめとするキノリノール誘導体の金属錯体のほか、亜鉛やベリリウム、アルミニウムなどの各種金属錯体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、カルボジイミド誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、シロール誘導体などを用いて形成される。
 この電子輸送層6も、単層或いは多層の積層構造とすることができ、各層は、上述した電子輸送性化合物の1種或いは2種以上を用いて成膜される。
 さらに、電子注入層7も、本発明のベンゾトリアゾール誘導体の他、それ自体公知のもの、例えば、フッ化リチウム、フッ化セシウムなどのアルカリ金属塩、フッ化マグネシウムなどのアルカリ土類金属塩、酸化アルミニウムなどの金属酸化物などを用いて形成することができる。
 有機EL素子の陰極8としては、アルミニウムのような仕事関数の低い電極材料や、マグネシウム銀合金、マグネシウムインジウム合金、アルミニウムマグネシウム合金のような、より仕事関数の低い合金が電極材料として用いられる。
 本発明のベンゾトリアゾール誘導体を用いて有機層の少なくとも一つ(例えば電子注入層7、電子輸送層6、正孔阻止層5あるいは発光層4)が形成されている有機EL素子は、発光効率および電力効率が高く、実用駆動電圧が低く、発光開始電圧も低く、極めて優れた耐久性を有している。
 以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
<実施例1>
5-(10-フェニル-アントラセン-9-イル)-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾールの合成;
(化合物4の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000130
   1-ブロモ-4-ニトロベンゼン 50g
   3-ピリジンボロン酸 31.9g
   2M炭酸カリウム水溶液 309ml
   トルエン 200ml
   エタノール 40ml
   テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 11.0g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら14時間加熱還流した。反応液を濃縮し、析出する結晶をろ過によって採取した。イソプロパノールで分散洗浄することによって、3-(4-ニトロフェニル)ピリジンの灰色の粉末状結晶43.5g(収率88.8%)を得た。
   上記で得られた3-(4-ニトロフェニル)ピリジン 3.5g
   4-ブロモ-1,2-ジアミノベンゼン 3.6g
   苛性ソーダ 1.4g
   トルエン 50ml
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら7時間加熱還流した。
 トルエン100mlを加えて抽出し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5-ブロモ-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニルアゾ}フェニルアミンの赤色の粉末状結晶1.83g(収率38.1%)を得た。
   上記で得られたフェニルフェニルアミン 1.5g
   ヨードベンゼンジアセテート 2.0g
   トルエン 30ml
を窒素置換した反応容器に加えて加熱し、74℃で1時間攪拌した。有機層を分液操作のよって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5-ブロモ-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾールの白色の粉末状結晶0.8g(収率58.6%)を得た。
   上記の5-ブロモ-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}
  -2H-ベンゾトリアゾール 5.0g
   9-フェニルアントラセン-10-イルボロン酸 4.7g
   2M炭酸カリウム水溶液 21ml
   トルエン50ml
   エタノール10ml
   テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.8g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら8.5時間加熱還流した。
 有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5-(10-フェニル-アントラセン-9-イル)-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール(化合物4)の黄色粉体 10.4g(収率82.7%)を得た。
 得られた黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR測定結果を図1に示した。
 H-NMR(CDCl)で以下の24個の水素のシグナルを検出した。
   δ(ppm)=8.97(1H)
          8.66(1H)
          8.57(2H)
          8.16(1H)
          8.10(1H)
          7.98(1H)
          7.83(2H)
          7.76-7.73(4H)
          7.57(6H)
          7.43(1H)
          7.35(4H)
<実施例2>
5-(10-フェニル-アントラセン-9-イル)-2-{3-(ピリジン-4-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール(化合物5)の合成:
(化合物5の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000131
 実施例1と同様にして、1-ブロモ-3-ニトロベンゼンとピリジン-4-イルボロン酸とから5-ブロモ-2-{3-(ピリジン-4-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾールを合成した。
   上記の5-ブロモ-2-{3-(ピリジン-4-イル)フェニル}
  -2H-ベンゾトリアゾール 2.9g
   9-フェニルアントラセン-10-イルボロン酸 2.6g
   2M炭酸カリウム水溶液 12ml
   トルエン 30ml
   エタノール 5.6ml
   テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.4g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら7.5時間加熱還流した。
 有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5-(10-フェニル-アントラセン-9-イル)-2-{3-(ピリジン-4-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール(化合物5)の黄色粉体1.7g(収率38.7%)を得た。
 得られた黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR測定結果を図2に示した。
 H-NMR(CDCl)で以下24個の水素のシグナルを検出した。
   δ(ppm)=9.02(1H)
          8.69(2H)
          8.5(1H)
          8.16(1H)
          8.1(1H)
          8.06(1H)
          7.76-7.71(6H)
          7.63(2H)
          7.57(2H)
          7.51(2H)
          7.45(1H)
          7.36(4H)
<実施例3>
5-{10-(ナフタレン-1-イル)アントラセン-9-イル}-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾールの合成;
(化合物8の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000132
   実施例1で合成した5-ブロモ-2-{4-(ピリジン-3-イル)
  フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール 4.0g
   10-(ナフタレン-1-イル)アントラセン-9-イルボロン酸
  4.8g
   2M炭酸カリウム水溶液 17ml
   トルエン 28ml
   エタノール 7ml
を窒素置換した反応容器に加え、撹拌しながら60分間窒素ガスを通気した。
 次いで、
   テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.7g
を加え、攪拌しながら10.5時間加熱還流した。有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5-{10-(ナフタレン-1-イル)アントラセン-9-イル}-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール(化合物8)の黄色粉体3.5g(収率53.5%)を得た。
 得られた黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR測定結果を図3に示した。
 H-NMR(CDCl)で以下の26個の水素のシグナルを検出した。
   δ(ppm)=8.98(1H)
          8.67(1H)
          8.59(2H)
          8.19(2H)
          8.09(1H)
          8.04(1H)
          8.00(1H)
          7.84(1H)
          7.80(1H)
          7.73(1H)
          7.61(1H)
          7.47(4H)
          7.35(2H)
          7.25(7H)
<実施例4>
5-{10-(ナフタレン-1-イル)アントラセン-9-イル}-2-{3-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾールの合成;
(化合物10の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000133
 実施例1と同様にして、1-ブロモ-3-ニトロベンゼンと3-ピリジンボロン酸とから5-ブロモ-2-{3-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾールを合成した。
   上記の5-ブロモ-2-{3-(ピリジン-3-イル)フェニル}
  -2H-ベンゾトリアゾール 2.9g
   10-(ナフタレン-1-イル)アントラセン-9-イルボロン酸
  3.5g
   2M炭酸カリウム水溶液 12ml
   トルエン20ml
   エタノール5ml
   テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.5g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら8.5時間加熱還流した。
 有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5-{10-(ナフタレン-1-イル)アントラセン-9-イル}-2-{3-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール(化合物10)の黄色粉体2.1g(収率44.0%)を得た。
 得られた黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR測定結果を図4に示した。
 H-NMR(CDCl)で以下の26個の水素のシグナルを検出した。
   δ(ppm)=9.02(1H)
          8.70(2H)
          8.51(1H)
          8.19(1H)
          8.06(3H)
          7.80(2H)
          7.73(2H)
          7.60(2H)
          7.49(4H)
          7.34(2H)
          7.23(6H)
<実施例5>
5-{10-(ナフタレン-2-イル)アントラセン-9-イル}-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾールの合成;
(化合物14の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000134
   実施例1で合成した5-ブロモ-2-{4-(ピリジン-3-イル)
  フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール 4.0g
   10-(ナフタレン-2-イル)アントラセン-9-イルボロン酸
                            4.76g
   2M炭酸カリウム水溶液 17ml
   トルエン 28ml
   エタノール 7ml
   テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.4g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら8.5時間加熱還流した。有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5-{10-(ナフタレン-2-イル)アントラセン-9-イル}-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール(化合物14)の黄色粉体1.5g(収率22.9%)を得た。
 得られた黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR測定結果を図5に示した。
 H-NMR(CDCl)で以下の26個の水素のシグナルを検出した。
   δ(ppm)=8.97(1H)
          8.67(1H)
          8.58(2H)
          8.18(1H)
          8.11(2H)
          8.05-7.98(2H)
          7.94(1H)
          7.84(2H)
          7.77(4H)
          7.61(4H)
          7.44(1H)
          7.37-7.32(4H)
          7.26(1H)
<実施例6>
5-{10-(ナフタレン-2-イル)アントラセン-9-イル}-2-{3-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾールの合成;
(化合物15の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000135
   実施例4で合成した5-ブロモ-2-{3-(ピリジン-3-イル)
  フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール 5.0g
   10-(ナフタレン-2-イル)アントラセン-9-イルボロン酸
                            5.95g
   2M炭酸カリウム水溶液 21ml
   トルエン 35ml
   エタノール 9ml
   テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.5g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら8.5時間加熱還流した。
 有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5-{10-(ナフタレン-2-イル)アントラセン-9-イル}-2-{3-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール(化合物15)の黄色粉体6.3g(収率76.5%)を得た。
 得られた黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR測定結果を図6に示した。
 H-NMR(CDCl)で以下の26個の水素のシグナルを検出した。
   δ(ppm)=9.02(1H)
          8.71(1H)
          8.68(1H)
          8.51(1H)
          8.18(1H)
          8.07(5H)
          7.94(1H)
          7.79-7.73(6H)
          7.64-7.57(4H)
          7.45(1H)
          7.35(4H)
<実施例7>
2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-4,6-ビス([1,1’;3’、1’’]ターフェニル-5’-イル)-2H-ベンゾトリアゾールの合成;
(化合物30の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000136
   実施例1で合成した3-(4-ニトロフェニル)ピリジン
                         10.0g
   o-フェニレンジアミン 6.0g
   水酸化ナトリウム 4.0g
   トルエン 100ml
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら9.5時間加熱還流した。
 有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニルアゾ}フェニルアミンの褐色粉末状晶3.42g(収率25.0%)を得た。
 上記で得られたフェニルアミン3.4gとクロロホルム34mlとを窒素置換した反応容器に加え、5.0gの臭素がクロロホルム34mlに溶解している臭素液を滴下した。
 室温で3時間攪拌した後、水洗し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、2,4-ジブロモ-6-{4-(ピリジン-3-イル)フェニルアゾ}フェニルアミンの赤色粉末状晶4.1g(収率75.9%)を得た。
   上記の2,4-ジブロモ-6-{4-(ピリジン-3-イル)
  フェニルアゾ}フェニルアミン 4.0g
   ヨードベンゼンジアセテート 4.5g
   トルエン 40ml
を窒素置換した反応容器に加えて加熱し、74℃で1時間攪拌した。有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、4,6-ジブロモ-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾールの白色粉末状晶1.6g(62.5%)を得た。
   得られた4,6-ジブロモ-2-{4-(ピリジン-3-イル)
  フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール 1.2g
   (3,5-ジフェニル)フェニルボロン酸 1.7g
   2M炭酸カリウム水溶液 4.3ml
   トルエン 10ml
   エタノール 2ml
   テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.3g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら4.5時間加熱還流した。
 有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-4,6-ビス([1,1’;3’、1’’]ターフェニル-5’-イル)-2H-ベンゾトリアゾール(化合物30)の黄色粉体1.0g(収率50.0%)を得た。
 得られた黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR測定結果を図7に示した。
 H-NMR(CDCl)で以下の36個の水素のシグナルを検出した。
   δ(ppm)=8.94(1H)
          8.65(1H)
          8.56(2H)
          8.34(2H)
          8.23(1H)
          8.05(1H)
          7.95-7.94(3H)
          7.92(1H)
          7.87(1H)
          7.80-7.74(10H)
          7.53-7.40(13H)
<実施例8>
4,6-ビス(ビフェニル-4-イル)-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール(化合物46)の合成>
(化合物46の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000137
   実施例7で合成した4,6-ジブロモ-2-{4-(ピリジン-3-
  イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール 1.0g
   4-ビフェニルボロン酸 1.0g
   2M炭酸カリウム水溶液 3.5ml
   トルエン 10ml
   エタノール 2ml
   テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.3g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら4.5時間加熱還流した。
 有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、4,6-ビス(ビフェニル-4-イル)-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール(化合物46)の黄色粉体0.6g(収率41.6%)を得た。
 得られた黄色粉体についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR測定結果を図8に示した。
 H-NMR(CDCl)で以下の24個の水素のシグナルを検出した。
   δ(ppm)=8.94(1H)
          8.65(1H)
          8.56(2H)
          8.28(2H)
          8.14(1H)
          7.98(1H)
          7.96(1H)
          7.86-7.68(8H)
          7.51-7.40(7H)
<実施例9>
5-(9,10-ジフェニルアントラセン-2-イル)-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール(化合物106)の合成;
(化合物106の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000138
   実施例1で合成した5-ブロモ-2-{4-(ピリジン-3-イル)
  フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール 2.9g
   9,10-ジフェニルアントラセン-2-イルボロン酸 3.7g
   2M炭酸カリウム水溶液 12ml
   トルエン 30ml
   エタノール 5.6ml
   テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.4g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら7.5時間加熱還流した。
 有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5-(9,10-ジフェニルアントラセン-2-イル)-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール(化合物106)の淡緑色粉末2.2g(収率43.84%)を得た。
 得られた淡緑色粉末についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR測定結果を図9に示した。
 H-NMR(CDCl)で以下の28個の水素のシグナルを検出した。
   δ(ppm)=8.93(1H)
          8.64(1H)
          8.46(2H)
          8.07(1H)
          8.02(1H)
          7.94(2H)
          7.84(1H)
          7.76(2H)
          7.73-7.34(17H)
<実施例10>
5-{9,10-ジ(ナフタレン-2-イル)アントラセン-2-イル}-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾールの合成;
(化合物108の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000139
   実施例1で合成した5-ブロモ-2-{4-(ピリジン-3-イル)
  フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール 2.9g
   9,10-ジ(ナフタレン-2-イル)アントラセン-2-イルボロ
  ン酸 4.7g
   2M炭酸カリウム水溶液 12ml
   トルエン 30ml
   エタノール 5.6ml
   テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.4g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら7.5時間加熱還流した。
 有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5-{9,10-ジ(ナフタレン-2-イル)アントラセン-2-イル}-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール((化合物108)の淡緑色粉末2.4g(収率41.33%)を得た。
 得られた淡緑色粉末についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR測定結果を図10に示した。
 H-NMR(CDCl)で以下の28個の水素のシグナルを検出した。
   δ(ppm)=8.91(1H)
          8.63(1H)
          8.42(2H)
          8.13(2H)
          8.06(5H)
          8.03(1H)
          7.96-7.60(17H)
          7.40(1H)
          7.34(2H)
<実施例11>
4,6-ビス(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾールの合成;
(化合物26の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000140
   実施例7で合成した4,6-ジブロモ-2-{4-(ピリジン-3-
  イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール 1.5g
   9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イルボロン酸 2.8g
   2M炭酸カリウム水溶液 5.3ml
   トルエン 30ml
   エタノール 6ml
   テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.1g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら4.5時間加熱還流した。
 有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、4,6-ビス(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール(化合物26)の黄色粉末1.2g(収率51.2%)を得た。
 得られた黄色粉末についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR測定結果を図11に示した。
 H-NMR(CDCl)で以下の36個の水素のシグナルを検出した。
   δ(ppm)=9.12(1H)
          8.74(1H)
          8.70(1H)
          8.53(1H)
          8.29(1H)
          8.18(2H)
          8.05(2H)
          7.95(1H)
          7.91(1H)
          7.83-7.79(4H)
          7.71(2H)
          7.52(2H)
          7.47-7.39(5H)
          1.55(6H)
          1.51(6H)
<実施例12>
4,6-ビス{4-(ナフタレン-1-イル)フェニル}-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾールの合成;
(化合物66の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000141
   実施例7で合成した4,6-ジブロモ-2-{4-(ピリジン-3-
  イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール 1.5g
   4-(ナフタレン-1-イル)フェニルボロン酸 2.2g
   2M炭酸カリウム水溶液 5.3ml
   トルエン 30ml
   エタノール 6ml
   テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.1g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら4.5時間加熱還流した。
 有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、4,6-ビス{4-(ナフタレン-1-イル)フェニル}-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール(化合物66)の黄色粉末2.0g(収率84.2%)を得た。
 得られた黄色粉末についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR測定結果を図12に示した。
 H-NMR(CDCl)で以下の32個の水素のシグナルを検出した。
   δ(ppm)=8.62(1H)
          8.61(1H)
          8.36(2H)
          8.22(1H)
          8.11(1H)
          8.08(1H)
          8.02(1H)
          7.96-7.83(8H)
          7.81(2H)
          7.75(2H)
          7.68(2H)
          7.59-7.49(10H)
<実施例13>
4,6-ビス{4-(ナフタレン-2-イル)フェニル}-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾールの合成;
(化合物62の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000142
   実施例7で合成した4,6-ジブロモ-2-{4-(ピリジン-3-
  イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール 1.5g
   4-(ナフタレン-2-イル)フェニルボロン酸 2.2g
   2M炭酸カリウム水溶液 5.3ml
   トルエン 30ml
   エタノール 6ml
   テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.1g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら4.5時間加熱還流した。
 有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、4,6-ビス{4-(ナフタレン-2-イル)フェニル}-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール(化合物62)の黄色粉末1.2g(収率44.2%)を得た。
 得られた黄色粉末についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR測定結果を図13に示した。
 H-NMR(CDCl)で以下の32個の水素のシグナルを検出した。
   δ(ppm)=8.95(1H)
          8.66(1H)
          8.57(2H)
          8.33(2H)
          8.17(2H)
          8.13(1H)
          7.98-7.88(14H)
          7.80(2H)
          7.75(2H)
          7.54(4H)
          7.43(1H)
<実施例14>
4,6-ビス(4-フェニル-ナフタレン-1-イル)-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾールの合成;
(化合物54の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000143
   実施例7で合成した4,6-ジブロモ-2-{4-(ピリジン-3-
  イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール 1.5g
   4-フェニル-ナフタレン-1-イルボロン酸 2.2g
   2M炭酸カリウム水溶液 5.3ml
   トルエン 30ml
   エタノール 6ml
   テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.1g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら4.5時間加熱還流した。
 有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、4,6-ビス(4-フェニル-ナフタレン-1-イル)-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール(化合物54)の黄色粉末1.5g(収率62.0%)を得た。
 得られた黄色粉末についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR測定結果を図14に示した。
 H-NMR(CDCl)で以下の32個の水素のシグナルを検出した。
   δ(ppm)=8.90(1H)
          8.64(1H)
          8.47(2H)
          8.20(1H)
          8.17(1H)
          8.09(1H)
          8.02(3H)
          7.91(1H)
          7.81(1H)
          7.81(1H)
          7.73(2H)
          7.69(1H)
          7.61-41(16H)
<実施例15>
4,6-ビス(フェナンスレン-9-イル)-2-{4-(ピリジン-3-
  イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾールの合成;
(化合物110の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000144
   実施例7で合成した4,6-ジブロモ-2-{4-(ピリジン-3-
  イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール 2.0g
   フェナンスレン-9-イルボロン酸 3.5g
   2M炭酸カリウム水溶液 6.0ml
   トルエン 20ml
   エタノール 4ml
   テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.1g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら4.5時間加熱還流した。
 有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、4,6-ビス(フェナンスレン-9-イル)-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール(化合物110)の黄色粉末2.1g(収率72.3%)を得た。
 得られた黄色粉末についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR測定結果を図15に示した。
 H-NMR(CDCl)で以下の28個の水素のシグナルを検出した。
   δ(ppm)=8.88(1H)
          8.81(1H)
          8.76(2H)
          8.62(1H)
          8.43(2H)
          8.23(1H)
          8.14(1H)
          8.06(1H)
          7.96-7.92(4H)
          7.84(1H)
          7.71-7.76(9H)
          7.73(2H)
          7.54(1H)
          7.26(1H)
<実施例16>
4,6-ビス(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾールの合成;
(化合物112の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000145
   実施例7で合成した4,6-ジブロモ-2-{4-(ピリジン-3-
  イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール 2.5g
   9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イルボロン酸 4.5g
   2M炭酸カリウム水溶液 25.0ml
   トルエン 20ml
   エタノール 5ml
   テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.1g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら4.5時間加熱還流した。
 有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、4,6-ビス(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール(化合物112)の黄色粉末3.7g(収率83.4%)を得た。
 得られた黄色粉末についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR測定結果を図16に示した。
 H-NMR(CDCl)で以下の34個の水素のシグナルを検出した。
   δ(ppm)=8.96(2H)
          8.66(1H)
          8.60-8.56(3H)
          8.30(2H)
          8.26(1H)
          8.16(2H)
          7.97(1H)
          7.87(1H)
          7.80(2H)
          7.64(8H)
          7.57(1H)
          7.52(2H)
          7.45(6H)
          7.35(2H)
<実施例17>
5-[10-{3-(ナフタレン-1-イル)フェニル}アントラセン-9-イル]-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾールの合成;
(化合物18の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000146
   実施例1で合成した5-ブロモ-2-{4-(ピリジン-3-イル)
  フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール 3.5g
   10-{3-(ナフタレン-1-イル)フェニル}アントラセン-9
  -イルボロン酸 3.7g
   2M炭酸カリウム水溶液 12ml
   トルエン 26ml
   エタノール 7ml
   テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.5g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら8.5時間加熱還流した。
 有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5-[10-{3-(ナフタレン-1-イル)フェニル}アントラセン-9-イル]-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール(化合物18)の黄色粉末2.8g(収率53.4%)を得た。
 得られた黄色粉末についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR測定結果を図17に示した。
 H-NMR(CDCl)で以下の30個の水素のシグナルを検出した。
   δ(ppm)=8.97(1H)
          8.67(1H)
          8.57(2H)
          8.17-8.08(3H)
          7.98-7.68(12H)
          7.60-7.49(5H)
          7.40(4H)
          7.26(2H)
<実施例18>
5-{4-(10-フェニルアントラセン-9-イル)フェニル}-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾールの合成;
(化合物82の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000147
   実施例1で合成した5-ブロモ-2-{4-(ピリジン-3-イル)
  フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール 1.6g
   4-(10-フェニルアントラセン-9-イル)フェニルボロン酸
  1.6g
   2M炭酸カリウム水溶液 6ml
   トルエン 16ml
   エタノール 4ml
   テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.2g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら8.5時間加熱還流した。
 有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、5-{4-(10-フェニルアントラセン-9-イル)フェニル}-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール(化合物82)の黄色粉末1.0g(収率40.0%)を得た。
 得られた黄色粉末についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR測定結果を図18に示した。
 H-NMR(CDCl)で以下の28個の水素のシグナルを検出した。
   δ(ppm)=9.01(1H)
          8.69(2H)
          8.48(1H)
          8.30(1H)
          8.11(1H)
          8.05(1H)
          7.95(2H)
          7.91(1H)
          7.81(2H)
          7.73-7.44(8H)
          7.51(3H)
          7.45(1H)
          7.37(4H)
<実施例19>
4,6-ビス(フェナンスレン-2-イル)-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾールの合成;
(化合物111の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000148
   実施例7で合成した4,6-ジブロモ-2-{4-(ピリジン-3-
  イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール 2.8g
   フェナンスレン-9-イルボロン酸 4.9g
   2M炭酸カリウム水溶液 10ml
   トルエン 24ml
   エタノール 6ml
   テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.4g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら4.5時間加熱還流した。
 有機層を分液操作によって採取し、減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、4,6-ビス(フェナンスレン-2-イル)-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール(化合物111)の黄色粉末1.0g(収率24.5%)を得た。
 得られた黄色粉末についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR測定結果を図19に示した。
 H-NMR(CDCl)で以下の28個の水素のシグナルを検出した。
   δ(ppm)=8.96(1H)
          8.91(1H)
          8.87(1H)
          8.79(3H)
          8.67(1H)
          8.62(2H)
          8.54(1H)
          8.31(2H)
          8.25(1H)
          8.13(1H)
          7.95(4H)
          7.89(1H)
          7.84(3H)
          7.73(2H)
          7.66(2H)
          7.45(2H)
<実施例20>
5-{10-(キノリン-3-イル)アントラセン-9-イル}-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾールの合成;
(化合物113の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000149
   実施例1で合成した5-ブロモ-2-{4-(ピリジン-3-イル)
  フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール 7.0g
   ビスピナコラートジボロン 6.58g
   {1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン}パラジウム
  ジクロリド 0.33g
   酢酸カリウム 5.87g
   ジオキサン 70ml
を窒素置換した反応容器に加えて加熱し、85℃で5時間撹拌した。室温まで冷却し、水に加えた後、トルエンを用いた抽出操作を行った。
 有機層を減圧下濃縮した後、カラムクロマトグラフによって精製して、2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-5-(4,4,5,5-テトラメチル-[1,3,2]ジオキサボロラン-2-イル)-2H-ベンゾトリアゾールの黄色粉末6.4g(収率80.6%)を得た。
   上記の2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-5-
  (4,4,5,5-テトラメチル-[1,3,2]ジオキサボロラン
  -2-イル)-2H-ベンゾトリアゾール 1.4g
   3-(10-ブロモアントラセン-9-イル)キノリン 1.2g
   2M炭酸カリウム水溶液 5ml
   トルエン 12ml
   エタノール 3ml
   テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0) 0.4g
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら70℃で15.5時間加熱還流した。有機溶媒を留去し、クロロホルム、水を加えた後、分液操作によって有機層を採取した。
 減圧下濃縮した後、トルエンに溶解し、NHシリカゲルを用いた吸着精製、続いて、カラムクロマトグラフによって精製して、5-{10-(キノリン-3-イル)アントラセン-9-イル}-2-{4-(ピリジン-3-イル)フェニル}-2H-ベンゾトリアゾール(化合物113)の黄色粉末0.6g(収率61.0%)を得た。
 得られた黄色粉末についてNMRを使用して構造を同定した。H-NMR測定結果を図20に示した。
 H-NMR(CDCl)で以下の25個の水素のシグナルを検出した。
   δ(ppm)=9.07(1H)
          8.98(1H)
          8.68(1H)
          8.59(1H)
          8.57(1H)
          8.36(1H)
          8.33(1H)
          8.19(1H)
          8.12(1H)
          8.00(1H)
          7.97(1H)
          7.95(1H)
          7.85(2H)
          7.81(2H)
          7.71(3H)
          7.57(1H)
          7.47(1H)
          7.40(4H)
<実施例21>
 上記の実施例で得られた本発明の各化合物について、高感度示差走査熱量計(ブルカー・エイエックスエス製、DSC3100S)によって融点とガラス転移点を求めた。
 その結果を以下に示す。
    例示化合物       融点     ガラス転移点 
    化合物4       292℃    118℃   
    化合物5       233℃    106℃   
    化合物8       325℃    151℃   
    化合物10      281℃    144℃   
    化合物14      312℃    148℃   
    化合物15      測定されず。  137℃   
    化合物30      246℃    129℃   
    化合物46      243℃    109℃   
    化合物106     287℃    139℃   
    化合物108     303℃    150℃   
    化合物26      322℃    132℃   
    化合物66      157℃    133℃   
    化合物62      263℃    109℃   
    化合物54      180℃    147℃   
    化合物110     203℃    144℃   
    化合物112     188℃    160℃   
    化合物18      256℃    145℃   
    化合物82      359℃    148℃   
    化合物111     197℃    138℃   
    化合物113     319℃    148℃   
 上記の結果から理解されるように、本発明の化合物は100℃以上のガラス転移点を有している。このことは、本発明の化合物により形成される薄膜は安定に維持される(薄膜状態が安定である)ことを示すものである。
<実施例22>
 上記実施例で得られた本発明の各化合物を用いて、ITO基板の上に膜厚100nmの蒸着膜を作製して、大気中光電子分光装置(理研計器製、AC-3型)で仕事関数を測定した。その結果は以下のとおりであった。
    例示化合物        仕事関数
    化合物30       6.35eV
    化合物46       6.21eV
    化合物4        5.95eV
    化合物6        5.98eV
    化合物8        6.03eV
    化合物10       6.05eV
    化合物14       5.96eV
    化合物15       6.03eV
    化合物18       6.03eV
    化合物26       6.05eV
    化合物54       6.25eV
    化合物62       6.12eV
    化合物66       6.10eV
    化合物82       5.95eV
    化合物110      6.13eV
    化合物112      5.78eV
 このように本発明の化合物は、NPD、TPDなどの一般的な正孔輸送材料がもつ仕事関数5.4eVより大きい値を有しており、大きな正孔阻止能力を有している。
<実施例23>
 ガラス基板1上に透明陽極2としてITO電極をあらかじめ形成したものの上に、正孔注入層3、正孔輸送層4、発光層5、正孔阻止層6、電子輸送層7、電子注入層8、陰極(アルミニウム電極)9の順に蒸着して、図21に示す層構造の有機EL素子を作製した。
 具体的には、膜厚150nmのITOを成膜したガラス基板1を有機溶媒で洗浄した後に、酸素プラズマ処理にて表面を洗浄した。その後、このITO電極付きガラス基板を真空蒸着機内に取り付け0.001Pa以下まで減圧した。
 続いて、透明陽極2を覆うように、正孔注入層3として下記構造式の化合物114を蒸着速度6nm/minで膜厚20nmとなるように形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000150
 この正孔注入層3の上に、正孔輸送層4として下記構造式の化合物115を蒸着速度6nm/minで膜厚40nmとなるように形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000151
 この正孔輸送層4の上に、発光層5として下記構造式の化合物116と下記構造式の化合物117を、蒸着速度比が化合物116:化合物117=5:95となる蒸着速度で二元蒸着を行い、膜厚30nmとなるように形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000152
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000153
 この発光層5の上に、正孔阻止層兼電子輸送層6および7として、実施例7で合成された本発明の化合物30を蒸着速度6nm/minで膜厚30nmとなるように形成した。
 このようにして形成された正孔阻止層兼電子輸送層6および7の上に、電子注入層8としてフッ化リチウムを蒸着速度0.6nm/minで膜厚0.5nmとなるように形成した。
 最後に、アルミニウムを膜厚150nmとなるように蒸着して陰極9を形成した。作製した有機EL素子について、大気中、常温で特性測定を行なった。
 このようにして本発明の化合物30を使用して一つの有機層(正孔阻止層兼電子輸送層)が形成されている有機EL素子に、直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表1にまとめて示した。
<実施例24>
 実施例23における正孔阻止層兼電子輸送層6および7の材料として、実施例8で合成された本発明の化合物46を用いた以外は、実施例23と同様の条件で有機EL素子を作製した。この有機EL素子について、大気中、常温で特性測定を行なった。この有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表1にまとめて示した。
<実施例25>
 実施例23における正孔阻止層兼電子輸送層6および7の材料として、実施例1で合成された本発明の化合物4を用いた以外は、実施例23と同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中、常温で特性測定を行なった。作製した有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表1にまとめて示した。
<実施例26>
 実施例23における正孔阻止層兼電子輸送層6および7の材料として、実施例2で合成された本発明の化合物5を用いた以外は、実施例23と同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中、常温で特性測定を行なった。作製した有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表1にまとめて示した。
<実施例27>
 実施例23における正孔阻止層兼電子輸送層6および7の材料として、実施例3で合成された本発明の化合物8を用いた以外は、実施例23と同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中、常温で特性測定を行なった。作製した有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表1にまとめて示した。
<実施例28>
 実施例23における正孔阻止層兼電子輸送層6および7の材料として、実施例4で合成された本発明の化合物10を用いた以外は、実施例23と同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中、常温で特性測定を行なった。作製した有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表1にまとめて示した。
<実施例29>
 実施例23における正孔阻止層兼電子輸送層6および7の材料として、実施例5で合成された本発明の化合物14を用いた以外は、実施例23と同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中、常温で特性測定を行なった。作製した有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表1にまとめて示した。
<実施例30>
 実施例23における正孔阻止層兼電子輸送層6および7の材料として、実施例6で合成された本発明の化合物15を用いた以外は、実施例23と同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中、常温で特性測定を行なった。作製した有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表1にまとめて示した。
<実施例31>
 実施例23における正孔阻止層兼電子輸送層6および7の材料として、実施例17で合成された本発明の化合物18を用いた以外は、実施例23と同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中、常温で特性測定を行なった。作製した有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表1にまとめて示した。
<実施例32>
 実施例23における正孔阻止層兼電子輸送層6および7の材料として、実施例12で合成された本発明の化合物66を用いた以外は、実施例23と同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中、常温で特性測定を行なった。作製した有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表1にまとめて示した。
<実施例33>
 実施例23における正孔阻止層兼電子輸送層6および7の材料として、実施例16で合成された本発明の化合物112を用いた以外は、実施例23と同様の条件で有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子について、大気中、常温で特性測定を行なった。作製した有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表1にまとめて示した。
<比較例1>
 比較のために、実施例23における正孔阻止層兼電子輸送層6および7の材料として、WO2003/060956に開示されている下記構造式の化合物118を用いた以外は、に代え、実施例23と同様の条件で有機EL素子を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000154
 作製した有機EL素子について、大気中、常温で特性測定を行なった。作製した有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表1にまとめて示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000155
 表1に示す様に、電流密度10mA/cm時における駆動電圧は、前記構造式の化合物118を用いた有機EL素子(比較例1)の5.95Vに対して、本発明の実施例23~33では、4.11~4.92Vと低電圧化した。また、電流密度10mA/cmの電流を流したときの輝度、発光効率はいずれも向上した。そして、電力効率は比較例1の4.19lm/Wに対して、実施例23~33では、5.23~7.87lm/Wと大きく向上した。
 このように本発明の有機EL素子は、一般的な電子輸送材料として用いられている前記構造式の化合物118を用いた素子と比較して、発光効率および電力効率に優れており、さらに実用駆動電圧の顕著な低下が達成できることがわかった。
 ベンゾトリアゾール環構造とピリジン環構造を有する本発明のベンゾトリアゾール誘導体を用いた有機EL素子における顕著な駆動電圧の低下から、かかるベンゾトリアゾール誘導体の電子移動の速度は、一般的な電子輸送材料として用いられている前記構造式の化合物118より各段に速いものと予測される。
 本発明のベンゾトリアゾール誘導体は、電子の注入特性が良く、正孔阻止能力に優れており、薄膜状態が安定であるため、有機EL素子用の化合物として優れている。該化合物を用いて有機EL素子を作製することにより、高い発光効率および電力効率を得ることができると共に、実用駆動電圧を低下させることができ、耐久性を改善させることができる。例えば、家庭電化製品や照明の用途への展開が可能となった。
1 ガラス基板
2 透明陽極
3 正孔輸送層
4 発光層
5 正孔阻止層
6 電子輸送層
7 電子注入層
8 陰極

Claims (12)

  1.  下記一般式(1)で表されるベンゾトリアゾール誘導体;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     式中、
       Arは、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、
       Arは、水素原子、重水素原子、芳香族炭化水素基また
      は芳香族複素環基を表し、
       Aは、下記式(2)で示される1価基である、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     式(2)において、
       mは、0または1ないし2の整数を表し、
       Xは、炭素原子または窒素原子を表し、
       R~Rは、それぞれ、水素原子、重水素原子、フッ素原子、
      塩素原子、シアノ基、炭素原子数1ないし6のアルキル基、芳
      香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、
       Xが窒素原子である場合、該窒素原子には、R~Rで示さ
      れる基は結合しておらず且つR~Rの内の何れか一つは存在
      しないものとし、
       mが2である場合、複数個存在するR~RおよびXは、相
      互に同一でも異なっていても良いものとする。
  2.  下記一般式(1-1):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     式中、
       Ar、Ar、R~R及びmは、前記一般式(1)に記
      載したとおりの意味である、
    で表される請求項1記載のベンゾトリアゾール誘導体。
  3.  下記一般式(1a):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     式中、
       Ar、Ar、R~R及びmは、前記一般式(1)に記
      載したとおりの意味である、
    で表される請求項2記載のベンゾトリアゾール誘導体。
  4.  下記一般式(1a-1); 
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
     式中、
       Ar、Ar、R~R及びmは、前記一般式(1)に記
      載したとおりの意味である、
    で表される請求項3記載のベンゾトリアゾール誘導体。
  5.  下記一般式(1a-2);
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
     式中、
       Ar、Ar、R~R及びmは、前記一般式(1)に記
      載したとおりの意味である、
    で表される請求項3記載のベンゾトリアゾール誘導体。
  6.  下記一般式(1a-3); 
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
     式中、
       Ar、Ar、R~R及びmは、前記一般式(1)に記
      載したとおりの意味である、
    で表される請求項3記載のベンゾトリアゾール誘導体。
  7.  下記一般式(1a-4); 
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
     式中、
       Ar、Ar、R~R及びmは、前記一般式(1)に記
      載したとおりの意味である、
    で表される請求項3記載のベンゾトリアゾール誘導体。
  8.  一対の電極とその間に挟まれた少なくとも一層の有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
     前記有機層の少なくとも一つの層は、請求項1に記載のベンゾトリアゾール誘導体を含んでいることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
  9.  前記ベンゾトリアゾール誘導体を含む有機層が電子輸送層である請求項8記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  10.  前記ベンゾトリアゾール誘導体を含む有機層が正孔阻止層である請求項8記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  11.  前記ベンゾトリアゾール誘導体を含む有機層が発光層であり、上記一般式(1)で表される化合物が発光層である請求項8記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  12.  前記ベンゾトリアゾール誘導体を含む有機層が電子注入層である請求項8記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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