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公開番号2024121479
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-06
出願番号2023028614
出願日2023-02-27
発明の名称ジピリミジルピリジン誘導体、電子輸送材料、電子注入材料およびそれを用いた有機EL素子
出願人国立大学法人山形大学
代理人個人,個人
主分類C07D 401/14 20060101AFI20240830BHJP(有機化学)
要約【課題】高い三重項エネルギー及び熱安定性を有し、銀を併用することで電子注入性が向上するジピリミジルピリジン誘導体、電子輸送材料、電子注入材料及びそれを用いた有機EL素子を提供する。
【解決手段】例えば、下記構造式で表されるジピリミジルピリジン誘導体である。
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【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記一般式（１）で表されるジピリミジルピリジン誘導体。
TIFF
2024121479000022.tif
43
168
（一般式（１）中、Ｒ
1
およびＲ
2
は、それぞれ独立に、水素、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数６～３０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数５～６０のヘテロアリール基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のアルキル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のアルコキシ基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のモノアルキルアミノ基、または、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のジアルキルアミノ基であり、
Ａは下記一般式（２）に示す置換基であり、
TIFF
2024121479000023.tif
41
168
（一般式（２）中、Ｘは－Ｎ－または－ＣＨ－である。）
Ｂは水素原子、フルオレニル基、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のアルキル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のアルコキシ基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のモノアルキルアミノ基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のジアルキルアミノ基、または、下記一般式（３）に示す置換基である。
TIFF
2024121479000024.tif
52
168
（一般式（３）中、Ｌは置換もしくは無置換の炭素数５～６０のアリーレン基、または置換もしくは無置換の炭素数１～６のアルキレン基であり、Ｒ
1
およびＲ
2
は、それぞれ独立に、水素、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数６～３０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数５～６０のヘテロアリール基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のアルキル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のアルコキシ基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のモノアルキルアミノ基、または、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のジアルキルアミノ基であり、Ｒ
3
～Ｒ
7
は、それぞれ独立に、水素、フェニル基、フルオレニル基、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のアルキル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のアルコキシ基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のモノアルキルアミノ基、または、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のジアルキルアミノ基である。））
続きを表示（約 890 文字）【請求項２】
下記一般式（４）で表されるジピリミジルピリジン誘導体。
TIFF
2024121479000025.tif
36
168
（一般式（４）中、Ｒ
1
およびＲ
2
は、それぞれ独立に、水素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数６～３０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数５～６０のヘテロアリール基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のアルキル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のアルコキシ基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のモノアルキルアミノ基、または、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のジアルキルアミノ基であり、
Ｂは水素原子、フルオレニル基、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のアルキル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のアルコキシ基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のモノアルキルアミノ基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のジアルキルアミノ基、または、下記一般式（５）に示す置換基である。
TIFF
2024121479000026.tif
34
168
（一般式（５）中、Ｒ
3
～Ｒ
7
は、それぞれ独立に、水素、フェニル基、フルオレニル基、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のアルキル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のアルコキシ基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のモノアルキルアミノ基、または、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のジアルキルアミノ基である。））
【請求項３】
請求項１または２に記載のジピリミジルピリジン誘導体よりなる電子輸送材料。
【請求項４】
請求項１または２に記載のジピリミジルピリジン誘導体よりなる電子注入材料。
【請求項５】
請求項１または２に記載のジピリミジルピリジン誘導体を用いた有機ＥＬ素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い三重項エネルギーを有し、熱安定性を向上させた有機ＥＬ素子に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬでは、高効率と長寿命の両立が課題である。それを実現するには、有機ＥＬ素子における駆動電圧の低減が重要であることから、金属電極から有機半導体薄膜へのキャリア注入障壁を低減させるキャリア注入材料を使用する必要がある。キャリア注入材料として、例えば、電子注入材料にリチウム、マグネシウム、セシウムなど、大気中の水分や酸素との反応性が高いアルカリ金属やアルカリ土類金属、あるいはそれらを含む化合物が従来から知られるが、より高性能な有機ＥＬ素子を得るにはそれらの反応性やマイグレーションの抑制、透明性の確保などが課題とされている。
【０００３】
近年、キャリア注入材料として、リチウムやアルミニウムに比べて大気中で安定的に利用でき、かつマイグレーションし難い銀を用いて超薄膜もしくはナノワイヤにした透明金属電極の開発が進んでいる。電子輸送材料と銀とを混合あるいは積層させた有機ＥＬ素子で、アルカリ金属を用いた場合と同様の優れた電子注入性が実現されることが注目されている。例えば、非特許文献１では、フェナントロリン誘導体の一種であるＢＰｈｅｎと、Ａｇとを混合した電子輸送層において、ＢＰｈｅｎがＡｇ
+
と相互作用して、強い配位結合を有する［Ａｇ（ＢＰｈｅｎ）］
+
と［Ａｇ（ＢＰｈｅｎ）
2
］
+
とからなる安定な錯体を形成し、このような安定な錯体からｎ－ドーパントとなる電子を容易に放出することが報告されている。非特許文献２では、ＩＴＯ/ＺｎＯ電極の仕事関数が４．１０ｅＶであるところ、Ｐｈｅｎ誘導体と電極との配位反応により、電極の安定化と、仕事関数を３．２９～２．４３ｅＶに小さくすることができ、このような電極を備える有機ＥＬ素子は、ＬｉＦよりも高い電子注入効率を有することが開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
Zhengyang Bin et al., Nature Communications, 10, 866（2019）
Hirohiko Fukagawa et al., Nature Communications, 11, 3700（2020）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、フェナントロリン誘導体と銀との組み合わせによりキャリア注入能の向上が認められる一方で、フェナントロリン誘導体は三重項エネルギー（Ｅ
T1
）が低く、熱安定性も低い。このため、フェナントロリン誘導体よりも高い三重項エネルギーを有し、かつ熱安定性にも優れた材料と、銀とからなるキャリア注入性を有する非フェナントロリン類の化合物で新規な電子輸送材料の開発が課題となっている。
【０００６】
本発明の課題は、高い三重項エネルギーおよび熱安定性を持ち、かつ、銀を併用することで電子注入性が向上するジピリミジルピリジン誘導体、それよりなる電子輸送材料、電子注入材料、ならびにそれを用いた有機ＥＬ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］下記一般式（１）で表されるジピリミジルピリジン誘導体。
TIFF
2024121479000001.tif
43
168
【０００８】
（一般式（１）中、Ｒ
1
およびＲ
2
は、それぞれ独立に、水素、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数６～３０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数５～６０のヘテロアリール基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のアルキル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のアルコキシ基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のモノアルキルアミノ基、または、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のジアルキルアミノ基であり、
【０００９】
Ａは下記一般式（２）に示す置換基であり、
TIFF
2024121479000002.tif
41
168
（一般式（２）中、Ｘは－Ｎ－または－ＣＨ－である。）
【００１０】
Ｂは水素原子、フルオレニル基、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のアルキル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のアルコキシ基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のモノアルキルアミノ基、直鎖もしくは分岐状の炭素数１～６のジアルキルアミノ基、または、下記一般式（３）に示す置換基である。
TIFF
2024121479000003.tif
52
168
（【００１１】以降は省略されています）

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