(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２−ｔ−ブチル−９，１０−ビス−（β−ナフチル）アントラセンを調製する方法であって、
前記方法が、
反応温度を−７８℃から室温に上昇させつつ、（ｎ−ブチル）リチウムを２−ブロモナフタレンと反応させて、反応物を生成する工程と、
前記反応物を−７８℃へ冷却し、前記反応物へ２−ｔ−ブチルアントラキノンを加え、次いで、室温下前記反応物を撹拌する工程と、
飽和塩化アンモニウム水溶液で反応を停止してジオールを得る工程、及び、
前記ジオールを塩化スズ（ＩＩ）二水和物と５０℃で反応させて、２−ｔ−ブチル−９，１０−ビス−（β−ナフチル）アントラセンを生成する工程を含む方法。
【請求項２】
前記ジオールが、式（３）：
【化２】
0004781928.tif 000006
により表される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
２−ｔ−ブチル−９，１０−ビス−（β−ナフチル）アントラセンを調製する方法であって、
前記方法が、
反応温度を−７８℃から室温に上昇させつつ、（ｎ−ブチル）リチウムを２−ブロモナフタレンと反応させて、反応物を生成する工程と、
前記反応物を−７８℃へ冷却し、前記反応物へ２−ｔ−ブチルアントラキノンを加え、次いで、室温下前記反応物を撹拌する工程、
飽和塩化アンモニウム水溶液で反応を停止してジオールを得る工程と、
前記ジオールを水を含まないバナジウム塩化物と５０℃で反応させて、２−ｔ−ブチル−９，１０−ビス−（β−ナフチル）アントラセンを生成する工程と、及び
前記２−ｔ−ブチル−９，１０−ビス−（β−ナフチル）アントラセンをカウフマンカラムにより乾燥、精製し、３２０℃で昇華させる工程を含む方法。
【請求項４】
前記ジオールが、式（３）：
【化３】
0004781928.tif 000007
により表される請求項３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、置換または非置換９，１０−ジアリールアントラセンを調製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子（ＯＬＥＤ）は、ディスプレイ用途、特に手持ち式携帯ディスプレイ用途に有用である。効率的なエレクトロルミネセンスを獲得するため、ＯＬＥＤは、ホール輸送材料（ＨＴＭ）および発光性電子輸送材料（ＥＴＭ）の別々の層を含むように一般的に製造されてきた。操作中、電界を印加すると、正電荷（ホール）および負電荷（電子）がＯＬＥＤのアノードおよびカソードからそれぞれ注入され、再結合がもたらされ、かくして発光が生じる。他の既知のＯＬＥＤディスプレイにおいては、ＯＬＥＤの効率を高めるためまたは安定性を改良するために、ホール輸送層および電子輸送層は有機染料でドープされている。ＯＬＥＤは、また、ホール輸送材料および発光性電子輸送材料が一緒に混合されて単一の層をなしているものが開発されている。
【０００３】
ＯＬＥＤと関連する１つの課題は、望ましい特性を備えた高性能の材料の開発である。フルカラーディスプレーの要求を満たすためにＲＧＢ（赤、緑、青）の発光色を有する多くの新規な材料が開発されている。緑色発光材料は、ＯＬＥＤ用に比較的十分に開発されているが、良好な色純度、高性能、および良好な安定性を備えた満足な青色の材料は依然として需要がある。かかる既知の材料の１つは、２−ｔ−ブチル−９，１０−ビス−（β−ナフチル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）である。
【０００４】
典型的なＯＬＥＤにおいては、発光層は、ホール輸送層と電子輸送層の間に存在させることができる。発光層は、図１に示すようにゲスト材料（ドーパント）がドープされたホスト材料を含むことができる。発光層は、注入されたホール電子対の再結合とそれに続くゲスト材料へのエネルギーの伝達のための効率的な場所を提供することができ、それによって非常に効率的なエレクトロルミネセンスを生じることができる。理想的には、同じホスト材料を、ゲスト材料からの色の放出によって、赤色、緑色、または青色の発光を生じることができる適切なゲスト材料でドーピングすることができなくてはならない。青色発光ゲスト材料よりエネルギーギャップの大きいホスト材料を見出すのは困難であり得る。化合物２−ｔ−ブチル−９，１０−ビス−（β−ナフチル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）は、カラーＯＬＥＤに対する卓越したエネルギーギャップの大きなホスト作用を有することができる。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４３５６４２９号
【特許文献２】米国特許第４５３９５０７号
【特許文献３】米国特許第５８４６６６６号
【特許文献４】米国特許第５１５１６２９号
【特許文献５】米国特許第５１５０００６号
【特許文献６】米国特許第４３５６４２９号
【特許文献７】米国特許第５５１６５７７号
【特許文献８】米国特許第３１７２８６２号
【非特許文献１】Ｂａｌｄｏら、「Ｈｉｇｈｌｙ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｆｒｏｍ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｄｅｖｉｃｅｓ」、Ｌｅｔｔｅｒｓ  ｔｏ  Ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１〜１５４頁（１９９８年）
【特許文献９】米国特許第６０４８６３０号
【特許文献１０】米国特許第４８８５２１１号
【特許文献１１】米国特許第５４２９８８４号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示のさまざまな態様においては、置換または非置換９，１０−ジアリールアントラセンを調製する方法であって、置換または非置換アリール有機金属化合物を置換または非置換アントラキノンと反応させて置換または非置換ジオールを生成させる工程、および置換または非置換ジオールを還元剤と反応させて置換または非置換９，１０−ジアリールアントラセンを生成させる工程を含む方法と、置換または非置換９，１０−ジアリールアントラセンを調製する方法であって、置換または非置換ジオールを還元剤と反応させて置換または非置換９，１０−ジアリールアントラセンを生成させる工程を含む方法と、エレクトロルミネセント素子であって、置換または非置換アリール有機金属化合物を置換または非置換アントラキノンと反応させて置換または非置換ジオールを生成させ、その置換または非置換ジオールを還元剤と反応させて置換または非置換９，１０−ジアリールアントラセンを生成させることにより調製した置換または非置換９，１０−ジアリールアントラセンを含む発光層を含む素子とが提供される。
【０００７】
本開示のさらなる目的および利点は、１つには以下に続く記述において示され、１つにはその記述から明白となり、あるいは本開示の実施によって知ることができよう。本開示の目的および利点は、添付されている特許請求の範囲に特に示されている要素および組合せによって明確に実現され、達成されよう。
【０００８】
前述の一般的記述および以下に続く詳細な説明は、単に例示的および説明的なものであり、特許請求された本開示を限定するものではないことを理解すべきである。
【０００９】
本明細書に組み込まれておりその一部を構成している添付の図面は、本開示の１つ（またはいくつか）の実施形態を説明し、記述と共に本開示の原理を説明するためのものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、開示の本実施形態について詳細に言及し、その実施例は添付の図面の中で説明する。可能な限り、同一または類似部分の言及には図面を通して同じ参照番号を使用する。
【００１１】
本開示は、置換または非置換９，１０−ジアリールアントラセンを調製する方法であって、置換または非置換アリール有機金属化合物を置換または非置換アントラキノンと反応させて置換または非置換ジオールを生成させる工程、および置換または非置換ジオールを還元剤と反応させて置換または非置換９，１０−ジアリールアントラセンを生成させる工程を含む方法に関する。
【００１２】
置換または非置換９，１０−ジアリールアントラセンは、式（１）：
【化１】
0004781928.tif 000002
によって表すことができる。
【００１３】
式中、Ｒ１およびＲ２は、個々の置換基または置換基の群であり、各置換基は、以下の群：群１−水素、または約１個から約２４個までの炭素原子のアルキル；群２−約５個から約２０個までの炭素原子のアリールまたは置換アリール；群３−約４個から約２４個までの炭素原子（該炭素原子は、アントラセニル、ピレニル、またはペリレニルの縮合芳香族環を完成することができる）；群４−約５個から約２４個までの炭素原子のヘテロアリールまたは置換ヘテロアリール（該炭素原子は、フリル、チエニル、ピリジル、キノリニルおよびその他のヘテロ環系の縮合ヘテロ芳香族環を完成することができる）；群５−約１個から約２４個までの炭素原子のアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、またはアリールアミノ；群６−フッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子またはシアノから個々に選択することができる。Ｒ３およびＲ４は、同じまたは異なっており、上で定義した群２、３、４および群５のアリールアミノからなる群から個々に選択することができる。一実施形態において、置換または非置換９，１０−ジアリールアントラセンは、２−ｔ−ブチル−９，１０−ビス−（β−ナフチル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）であり得る。
【００１４】
一実施形態において、該方法は、次の反応スキーム：
【化２】
0004781928.tif 000003
によって示すことができる。
【００１５】
アントラキノンは、アルキル基、アルキレン基、アリール基、アリーレン基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ならびにフッ素、塩素、および臭素等のハロゲンを含めた一般的な置換基により置換することができる。さまざまなアルキルおよびアルキレン部分は、約１個から約８個までの炭素原子、例えば約２個から約７個までの炭素原子、およびさらなる例として約４個の炭素原子などを含むことができる。シクロアルキル部分は、約３個から約１０個までの炭素原子、例えば約５個から約７個までの炭素原子、およびさらなる例として約５個から約６個の炭素原子からのものを含むことができる。アリールおよびアリーレン部分は、フェニルおよびフェニレン部分であり得る。一実施形態において、アントラキノンは、ｔ−ブチル基により置換されていてよい。例えば、置換または非置換アントラキノンは、２−（ｔ−ブチル）アントラキノンであり得る。
【００１６】
置換または非置換アントラキノンは、置換または非置換アリール有機金属化合物との有機金属カップリング反応を施すことができる。置換または非置換アリール有機金属化合物は、ハロゲン化した置換または非置換アリール基から調製することができる。置換アリール有機金属化合物およびハロゲン化した置換アリール化合物は、それぞれ個別に、アルキル基、アルキレン基、アリール基、アリーレン基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ならびにフッ素、塩素、および臭素等のハロゲンを含めた一般的な置換基により置換することができる。さまざまなアルキルおよびアルキレン部分は、約１個から約８個までの炭素原子、例えば約２個から約７個までの炭素原子、およびさらなる例として約４個の炭素原子などを含むことができる。シクロアルキル部分は、約３個から約１０個までの炭素原子、例えば約５個から約７個までの炭素原子、およびさらなる例として約５個から約６個の炭素原子からのものを含むことができる。アリールおよびアリーレン部分は、フェニルおよびフェニレン部分であり得る。
【００１７】
一実施形態において、ハロゲン化した置換または非置換アリール化合物は、式（２）：
【化３】
0004781928.tif 000004
により表される化合物であり得る。式中、Ｒ７は、ハロゲン、例えば塩素、臭素またはヨウ素であり得、Ｒ６は、式（１）に対して記載した任意の置換基であり得る。一実施形態において、該ハロゲン化した置換または非置換アリール化合物は２−ブロモナフタレンであってよい。
【００１８】
置換または非置換アリール有機金属化合物は、式（２）により示されるようなハロゲン化した置換または非置換アリール化合物の金属または有機金属化合物との反応によって調製することができる。その金属は、マグネシウム、リチウム、ナトリウム、ベリリウム、カルシウム、亜鉛、銅、チタン、ジルコニウム、マンガン、パラジウムなどから選択することができ、または、（ｎ−ブチル）リチウムおよび（ｔ−ブチル）リチウム等の有機金属化合物から選択することができる。金属源は、フェロセンに代表されるメタロセンであり得る。用語「金属」は、金属ではないがメタロイドであると考えられるすべての元素、例えばケイ素、ヒ素、またはホウ素などを含むものと理解されたい。
【００１９】
一実施形態において、置換または非置換アリール有機金属化合物は、金属またはｎ−ブチルリチウム等の有機金属化合物をハロゲン化した置換または非置換アリール化合物に、約１分から約１時間までの時間、例えば約１０分から約４５分まで、およびさらなる例として約１５分にわたって添加することによって調製することができる。その反応は、約１時間から約５時間まで、例えば約２時間から約４時間まで、さらなる例として約３時間進行させることができ、一方、温度は、ほぼ室温（２３℃）に到達することができる。反応温度は、ほぼ室温未満、例えば約０℃未満、さらなる例として約−７６℃未満まで下げることができる。置換または非置換アントラキノンを反応に加えることができる。反応温度は、約−７６℃より上に、例えば約０℃より上に、さらなる例としてほぼ室温まで上げて置換または非置換ジオールを生成させることができる。
【００２０】
一実施形態において、そのジオールは、アルキル基例えばｔ−ブチル基などの式（１）の一般的な置換基のいずれかで置換することができる。例えば、該ジオールは、式（３）：
【化４】
0004781928.tif 000005
により表すことができる。
【００２１】
その置換または非置換ジオールを、還元剤と反応させて置換または非置換９，１０−ジアリールアントラセンを生成することができる。還元剤は、水を含むか含まない、酢酸または塩酸等の酸中の塩化第一スズ、バナジウム塩化物、およびチタン塩化物から選択することができ、ジオキサン等の溶媒中で実施することができる。一実施形態において、その還元剤は、亜リン酸カリウムを含むか含まない、適宜溶媒が存在してもよい、酢酸または塩酸等の酸中のヨウ化カリウムであり得る。当業者であれば理解することであるが、試薬の組合せを含めてその他の試薬がこの変換をさせるために使用することができる。
【００２２】
還元剤を添加することができ、反応温度を、少なくともほぼ室温まで、例えば少なくとも約４０℃まで、さらなる例としては少なくとも約５０℃まで、少なくとも約１時間、例えば少なくとも約２時間、さらなる例として少なくとも約３時間の間上昇させることができる。その反応系は、ほぼ室温まで冷却し、濾過して洗浄することができる。
【００２３】
その置換または非置換９，１０−ジアリールアントラセンは、乾燥させ、例えばカウフマンのカラムおよび３２０℃における昇華により精製することができる。
【００２４】
図２において示すように、置換または非置換９，１０−ジアリールアントラセンは、市販のＴＢＡＤＮと比較して、ＯＬＥＤで延長した寿命を有することができる。その上、図３において示すように、置換または非置換９，１０−ジアリールアントラセンは、市販のＴＢＡＤＮと比較してほぼ同等の駆動電圧対時間を有することができる。
【００２５】
本開示による有機発光素子（ＯＬＥＤ）の例示的実施形態を図１に示す。有機発光素子１０は、混合電荷輸送層３０、電子注入および輸送域４０ならびに任意のホール注入および輸送域５０を含むルミネセント領域２０を含むことができる。カソード６０は、電子注入および輸送域４０と隣接および接触して提供することができる。アノード７０は、混合電荷輸送層３０と直接隣接および接触して、または別法では、任意のホール注入および輸送域５０と直接隣接および接触して提供することができる。図１には示されていないが、該有機発光素子は、直接隣接している基板、および基板と接触している表面にアノード７０を備えることができる。任意の保護層は、表面にカソード６０と接触して備えることができる。本開示のアントラセン化合物は、電子注入および輸送域４０および／または混合電荷輸送層３０内部に供給することができる。
【００２６】
一実施形態において、本開示のエレクトロルミネセント（ＥＬ）素子は、例えばガラスの支持基板、その上の例えば厚さが約１ナノメートルから約５００ナノメートルまで、例えば約３０ナノメートルから約１００ナノメートルまで（各層に対する厚さの範囲はすべて例であり、他の適当な厚さを選択してもよい）のインジウム酸化スズのアノード、場合によって、そのアノードと接触しており、約５ナノメートルから約５００ナノメートルまで、例えば約１０ナノメートルから約１００ナノメートルまでの厚さの導電性成分またはホール輸送材料からなるバッファー層、その上の、約１ナノメートルから約２００ナノメートルまで、例えば約５ナノメートルから約１００ナノメートルまでの厚さの例えば芳香族第三級アミンの有機ホール注入および輸送域；そのホール注入および輸送域と接触しており、約５ナノメートルから約３００ナノメートルまで、例えば約１０ナノメートルから約１００ナノメートルまでの厚さの本明細書に示されている式またはその式に包含されるアントラセン化合物からなる有機電子注入および輸送域、ならびにそれと接触しているカソードとしての低い仕事関数の金属を含むことができる。一実施形態において、ホール注入および輸送域または電子注入および輸送域は、場合によって、例えば約０．０１重量パーセントから約１０重量パーセントまでの蛍光染料または約０．０１重量パーセントから約２５重量パーセントまでのリン光染料のルミネセント材料をさらに含むことができる。
【００２７】
別の実施形態において、本明細書に開示されているＥＬ素子は、例えばガラスの支持基板、その上の例えば厚さが約１ナノメートルから約５００ナノメートルまで、例えば約３０ナノメートルから約１００ナノメートルまでのインジウム酸化スズのアノード、場合によって、そのアノードと接触しており、約５ナノメートルから約５００ナノメートルまで、例えば約１０ナノメートルから約１００ナノメートルまでの厚さの導電性成分またはホール輸送材料からなるバッファー層、その上の、約１ナノメートルから約２００ナノメートルまで、例えば約５ナノメートルから約１００ナノメートルまでの厚さの例えば芳香族第三級アミンの有機ホール注入および輸送域；約１ナノメートルから約２００ナノメートルまで、例えば約５ナノメートルから約１００ナノメートルまでの厚さの例えば蛍光またはリン光材料の有機ルミネセント材料からなる混合電荷輸送層、その混合電荷輸送層と接触しており、約５ナノメートルから約３００ナノメートルまで、例えば約１０ナノメートルから約１００ナノメートルまでの厚さの本明細書に示されている式のまたはその式に包含されるアントラセン化合物からなる有機電子注入および輸送域、ならびにそれと接触しているカソードとしての低い仕事関数の金属を含むことができる。ＥＬ素子において、光の放射は、例えば約０．０１重量パーセントから約１０重量パーセントまでの蛍光染料または約０．０１重量パーセントから約２５重量パーセントまでのリン光染料のルミネセントドーパント材料を場合によってさらに含むことができる混合電荷輸送層を起源とすることができる。
【００２８】
さらに別の実施形態において、開示されたＥＬ素子は、例えばガラスの支持基板、その上の例えば厚さが約１ナノメートルから約５００ナノメートルまで、例えば約３０ナノメートルから約１００ナノメートルまでのインジウム酸化スズのアノード、場合によって、そのアノードと接触しており、約５ナノメートルから約５００ナノメートルまで、例えば約１０ナノメートルから約１００ナノメートルまでの厚さの導電性成分またはホール輸送材料からなるバッファー層、その上の、約１ナノメートルから約２００ナノメートルまで、例えば約５ナノメートルから約１００ナノメートルまでの厚さの例えば芳香族第三級アミンの有機ホール注入および輸送域；約１ナノメートルから約２００ナノメートルまで、例えば約５ナノメートルから約１００ナノメートルまでの厚さのホール輸送材料および電子輸送材料からなる混合電荷輸送層、その混合電荷輸送層と接触しており、約５ナノメートルから約３００ナノメートルまで、例えば約１０ナノメートルから約１００ナノメートルまでの厚さの本明細書に示されている式に包含されるアントラセン化合物からなる有機電子注入および輸送域、ならびにそれと接触しているカソードとしての低い仕事関数の金属を含むことができる。一般的に本明細書に記載されている混合電荷輸送層は、約２０重量パーセントから約８０重量パーセントまでのホール輸送材料、および約８０重量パーセントから約２０重量パーセントまでの電子輸送材料を含むことができ、例えば約３５重量パーセントから約６５重量パーセントまでのホール輸送材料、および約６５重量パーセントから約３５重量パーセントまでの電子輸送材料を例えば含む。混合層を形成するのに適したホール輸送材料としては、芳香族第三級アミン、インドロカルバゾール、芳香族炭化水素化合物およびそれらの混合物が挙げられる。混合層の電子輸送材料は、本明細書に示されている式により包含されるアントラセン化合物を含むことができ、または別法では、電子輸送材料は、既知の従来の電子輸送材料、例えば、金属キレート、スチルベン、トリアジン、芳香族炭化水素など、ならびにそれらの混合物を含むことができる。その上、混合電荷輸送層は、例えば、約０．０１重量パーセントから約１０重量パーセントまでの蛍光ルミネセント材料または約０．０１重量パーセントから約２５重量パーセントまでのリン光ルミネセント材料のルミネセント材料、あるいはその他のルミネセント材料をさらに含むことができる（ここで、すべての重量パーセントは、混合層を含む材料の全体重量を基準としている）。この実施形態に関して、有機電子注入および輸送域は、別法では、既知の従来の電子輸送材料、例えば、金属キレート、スチルベン、トリアジン、芳香族炭化水素など、ならびにそれらの混合物を含むことができる。混合電荷輸送層の電子輸送材料は、本明細書に示されている式により包含されるアントラセン化合物を含むことができる。カソードに隣接する電子注入および輸送域または混合電荷輸送層中に存在する電子輸送材料のうちの少なくとも１つだけ（または両方）は、本開示のアントラセン化合物を含む。この実施形態において、本開示のアントラセン化合物を電子注入および輸送域内部ならびに混合電荷輸送層内の両方に供給することもまた可能である。その上、混合電荷輸送層がホール輸送材料を含有する場合は、さらなるホール注入および輸送域が、素子のルミネセンス領域内にあることも随意であり得る。
【００２９】
当業者には理解されることであるが、各開示された実施形態において、電子注入および輸送域は、層のうちの１つまたは複数がアントラキノン化合物を含有することができる１つまたは複数の層を含むことができる。上記層は、１つまたは複数の従来から使用されている電子輸送材料例えばＡｉｑ３などもまた組み込むことができることも理解される。その上、アントラセン化合物は、電子注入および輸送域の任意の１層または複数層の一部または一部分のみに組み込むことができる。
【００３０】
本明細書に記載のすべての有機層、すなわち、バッファー層、ホール輸送層、発光層、および電子輸送層は、任意の適当な方法、例えば、当業者には理解されているように、蒸着によって形成することができる。その方法は、また、複数の成分を含む層のいずれを形成するにも適用することができる。例えば、混合層は、ホール輸送材料、電子輸送材料、および随意のルミネッセント材料を共蒸着することによって形成することができる。
【００３１】
本開示の有機ＥＬ素子は、支持基板を含むことができる。説明のための支持基板の例としては、ポリマー成分、ガラスなどであって、ＭＹＬＡＲ（登録商標）のようなポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリサルホン、石英などが挙げられる。他の基板も、例えばそれが他の層を効果的に支えることができ、素子機能の性能を妨げないものであれば選択することができる。基板の厚さは、例えば、約２５ミクロンから約１，０００ミクロン以上であり得、例えば素子の構造上の要求によって例えば約５０ミクロンから約５００ミクロンであり得る。
【００３２】
基板に接触しているアノードの例としては、正電荷を注入する電極、例えば、インジウム酸化スズ、酸化スズ、金、白金、またはその他の適当な材料、例えば、導電性カーボン、それと共役した、例えば、約４電子ボルト以上、より特定的には約４電子ボルトから約６電子ボルトまでの仕事関数を有するポリアニリン、ポリピロールなどのポリマーが挙げられる。そのアノードの厚さは、約１から約５００ナノメートルまでの範囲であり得、その範囲は、例えば、アノード材料の光学定数により決定される。アノードの厚さの１つの非限定的な例示的範囲は、約３０から約１００ナノメートルまでであり得る。
【００３３】
別のバッファー層を本開示のエレクトロルミネセント素子のアノードと隣接して提供することができる。そのバッファー層は、主としてアノードからのホールの効率的な注入を促進するために機能し、アノードとホール注入・輸送有機域の間の接着を改良し、かくして素子の働きの安定性をさらに改善する。そのバッファー層は、導電性材料、例えば、ポリアニリンおよびその酸でドープした形態、ポリピロール、ポリ（フェニレンビニレン）、ならびに既知の有機半導体材料、米国特許第４３５６４２９号（その開示は、全体として参照により本明細書に組み込まれている）に開示されているポルフィリン誘導体、例えば、１，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン銅（ＩＩ）、銅フタロシアニン、銅テトラメチルフタロシアニン、亜鉛フタロシアニン、酸化チタンフタロシアニン、マグネシウムフタロシアニンなどを含むことができる。
【００３４】
バッファー層のために選択することができるホール輸送材料の別の種類は、米国特許第４５３９５０７号（その開示は、全体として参照により本明細書に組み込まれている）に開示されているもの等の芳香族第三級アミンである。
【００３５】
芳香族第三級アミンの代表例としては、非限定で、ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−１−ナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンなどが挙げられる。
【００３６】
ホール輸送層のために選択される芳香族第三級アミンの別の種類は、多核芳香族アミン、例えば、Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］アニリン；Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｍ−トルイジン；Ｎ，Ｎ−ビス−（４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｐ−トルイジン；Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｐ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］アニリン；Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｐ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｍ−トルイジン；Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｐ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｐ−トルイジン；Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｐ−クロロフェニルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｍ−トルイジン；Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−クロロフェニルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｍ−トルイジン；Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−クロロフェニルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｐ−トルイジン；Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｐ−クロロアニリン；Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｐ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｍ−クロロアニリン；Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］−１−アミノナフタレンなどである。
【００３７】
バッファー層は、また、芳香族第三級アミンを含むことができ、さらに米国特許第５８４６６６６号（その開示は、全体として参照により本明細書に組み込まれている）に開示されている安定剤、ルブレン、４，８−ジフェニルアントラセンなどある種の炭化水素化合物を含む安定剤を含んでもよい。バッファー層は、上の化合物の１つを、既知の方法、例えば蒸着またはスピンコーティングにより薄膜に成型することによって調製することができる。かくして形成されるバッファー層の厚さは、特に限定されることはなく、約５ナノメートルから約３００ナノメートルの範囲であり得、例えば約１０ナノメートルから約１００ナノメートルまでであり得る。
【００３８】
ホール注入および輸送域は、約１ナノメートルから約２００ナノメートルまで、例えば約５ナノメートルから約１００ナノメートルまでの範囲の厚さのホール輸送材料を含むことができる。バッファー層用として記載されている任意の従来の適当な芳香族アミンホール輸送材料もまたこの層を形成するために選択することができる。
【００３９】
ホール注入および輸送域を形成するためにまたは混合電荷輸送層におけるホール輸送材料として使用するために選択されるホール輸送材料の典型的な種類は、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラアリールベンジジン類、例えばＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−１−ナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンなど、および４，４’−ビス（９−カルバゾイル）−１，１’−ビフェニル化合物類であり、例えば、４，４’−ビス（９−カルバゾイル）−１，１’−ビフェニル化合物類としては、４，４’−ビス（９−カルバゾイル）−１，１’−ビフェニルおよび４，４’−ビス（３−メチル−９−カルバゾイル）−１，１’−ビフェニルなどが挙げられる。
【００４０】
混合電荷輸送層での使用に適するルミネセント材料の非限定の例としては、米国特許第４５３９５０７号、同第５１５１６２９号、および同第５１５０００６号（その開示は、全体として参照により本明細書に組み込まれている）に開示されている８−ヒドロキシキノリンの金属キレートが挙げられる。ルミネセント材料または化合物の説明のための特定の例としては、トリス（８−ヒドロキシキノリネート）アルミニウム、１個の例、トリス（８−ヒドロキシキノリネート）ガリウム、ビス（８−ヒドロキシキノリネート）マグネシウム、ビス（８−ヒドロキシキノリネート）亜鉛、トリス（５−メチル−８−ヒドロキシキノリネート）アルミニウム、トリス（７−プロピル−８−キノリノラト）アルミニウム、ビス［ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリネート］亜鉛−、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリネート）ベリリウムなどが挙げられる。また、ルミネセント材料の別の典型的な種類としては、米国特許第４３５６４２９号および同第５５１６５７７号（その開示は、全体として参照により本明細書に組み込まれている）に示されているブタジエン類、例えば１，４−ジフェニルブタジエンおよびテトラフェニルブタジエンなど、ならびにスチルベンなどが挙げられる。
【００４１】
蛍光材料は、例えば層の約０．０１から約１０重量パーセント、例えば約１から約５重量パーセントまでで存在し得る。蛍光物質の説明に役立つ実例としては、例えば、クマリン、ジシアノメチレンピラン、ポリメチン、オキサベンズアントラン、キサンチン、ピリリウム、カルボスチル、ペリレンなどから選択される染料；キナクリドン誘導体から選択される染料が挙げられる。キナクリドン染料の説明に役立つ実例としては、キナクリドン、２−メチルキナクリドン、２，９−ジメチルキナクリドン、２−クロロキナクリドン、２−フルオロキナクリドン、１，２−ベンゾキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２−メチルキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２，９−ジメチルキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２−クロロキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２−フルオロキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−１，２−ベンゾキナクリドンなどが挙げられる。蛍光物質の典型的な種類は、縮合環蛍光染料であり、その例は、米国特許第３１７２８６２号（その開示は、全体として参照により本明細書に組み込まれている）に示されているペリレン、ルブレン、アントラセン、コロネン、フェナントレセン、ピレンなどである。また、ドーパントとして使用することができる蛍光物質としては、米国特許第４３５６４２９号および同第５５１６５７７号（その開示は、全体として参照により本明細書に組み込まれている）に示されているブタジエン類、例えば１，４−ジフェニルブタジエンおよびテトラフェニルブタジエンなど、ならびにスチルベンなどが挙げられる。
【００４２】
リン光染料は、例えば、Ｂａｌｄｏら、「Ｈｉｇｈｌｙ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｒｇａｎｉｃｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｆｒｏｍ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｄｅｖｉｃｅｓ」、Ｌｅｔｔｅｒｓ  ｔｏ  Ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１〜１５４頁（１９９８年）に開示されているような強力なスピン軌道結合をもたらすことができる重金属原子を含有する有機金属化合物から選択することができる。非限定の例としては、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ホルピン白金（ＩＩ）（ＰｔＯＥＰ）およびその他のもの、例えば米国特許第６０４８６３０号（その開示は、全体として参照により本明細書に組み込まれている）に開示されているもの、ならびにｆａｃトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）が挙げられる。
【００４３】
カソードは、任意の適切な材料、例えば金属を含むことができ、このような金属としては、仕事関数が例えば約４．０ｅＶから約６．０ｅＶまでの高仕事関数の成分、または、例えば約２．５ｅＶから約４．０ｅＶ（電子ボルト）までの金属のような低仕事関数の成分を含む金属が挙げられる。カソードは、低仕事関数（約４ｅＶ、例えば約２から約４ｅＶまで）の金属とその他の少なくとも１種類の金属とを組み合わせて得てもよい。この低仕事関数の金属の、第２のすなわち他の１つの金属に対する効果的な割合は、約０．１重量％未満から約９９．９重量％までである。低仕事関数の金属の説明のための例としては、リチウムまたはナトリウムのようなアルカリ金属、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、またはバリウムのような２Ａ族すなわちアルカリ土類金属、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、ユーロピウム、テルビウム、またはアクチニウムのような希土類金属およびアクチニド類金属を含むＩＩＩ族の金属が挙げられる。リチウム、マグネシウム、およびカルシウムが、例えば、低仕事関数の金属であり得る。
【００４４】
カソードの厚さは、例えば約１０ナノメートルから約５００ナノメートルまでの範囲であり得る。米国特許第４８８５２１１号（その開示は、全体として参照により本明細書に組み込まれている）のＭｇ：Ａｇカソードは、１つの典型的なカソードの構造を構成する。米国特許第５４２９８８４号（その開示は、全体として参照により本明細書に組み込まれている）には別の典型的なカソードが記載されており、そのカソードは、リチウムと他の高仕事関数の金属、例えばアルミニウムおよびインジウムなどとの合金により形成される。
【００４５】
本開示のＥＬ素子のアノードとカソードは両方とも、当業者には理解されるようにそこへの保護コーティング含むことができる。その上、アノードおよびカソードは、任意の都合のよい形態のものであり得る。薄い導電層を光伝達性基板、例えば透明または実質的に透明なガラス板またはプラスチックフィルムにコートすることができる。ＥＬ素子は、ガラス板にコートした酸化スズまたはインジウム酸化スズから形成された光伝達性アノードを含むことができる。また、非常に薄い、例えば約２００オングストローム未満、より特定すれば約７５から約１５０オングストロームの、金、パラジウムなどのような光が透き通る金属のアノードを使用することもできる。加えて、例えば５０から約１７５オングストロームの導電性カーボンまたはポリアニリン、ポリピロールなどのような共役ポリマーの透明または半透明の薄層をアノードとして選択することができる。光伝達性ポリマーフィルムはいずれも基板として採用することができる。アノードおよびカソードのさらなる適切な形態は、米国特許第４８８５２１１号（その開示は、全体として参照により本明細書に組み込まれている）に示されている。
【００４６】
カソードを覆い、それと接触して提供される随意の保護層は、銀、金のような任意の適当な金属または非導電性材料、例えば酸化ケイ素などを含むことができる。
【実施例１】
【００４７】
２−ブロモナフタレン（１１．７５ｇ、５６．７６ｍｍｏｌ）を、アルゴン下の５００ｍＬの丸底フラスコに入れ、無水のＴＨＦ（１５０ｍＬ）中に溶解した。その反応系を−７８℃（ドライアイス／アセトン）に冷却し、ｎ−ＢｕＬｉ（２８．４ｍＬ、５６．７６ｍｍｏｌ）を１５分間かけてゆっくり加えた。その反応系を３時間攪拌し、その間反応系を室温まで加温した。反応系を再度−７８℃に冷却し、２−ｔ−ブチルアントラキノン（５．０ｇ、１８．９２ｍｍｏｌ）（２０ｍＬのＴＨＦに溶解したもの）をその反応系に滴下しながら加えた。添加が完了するとすぐに、反応系を室温で攪拌したまま一晩置いた。反応を塩化アンモニウム飽和水溶液により停止し、酢酸エチル（１００ｍＬ）を加えた。水層を除去し、有機層をさらに２回塩化アンモニウム溶液で洗浄した。有機層を集め、乾燥（ＭｇＳＯ４）し、減圧下で濃縮して黄色の油状物を得、それを次の工程でそのまま使用した。生成物を１，４−ジオキサン（５０ｍＬ）に溶解し、１：１のＨ２Ｏ：ＡｃＯＨの混合物（２５ｍＬ）を加えた。塩化スズ（ＩＩ）二水和物（２１．３４ｇ、９４．６０ｍｍｏｌ）を加え、反応系を５０℃で３時間加熱した。反応系を室温まで冷却し、メタノール（５０ｍＬ）を加えた。その反応混合物を濾過し、沈殿物をメタノールで洗浄した。固体を集めて乾燥し、カウフマンのカラム（アルミナ、シクロヘキサン）により精製した。さらなる精製を、３２０℃における昇華（２回）により達成して、純度＞９９％のＴＢＡＤＮを得た。
【実施例２】
【００４８】
２−ブロモベンゼン（１０ｇ、６３．６９ｍｍｏｌ）を、アルゴン下の５００ｍＬの丸底フラスコに入れ、無水のＴＨＦ（１５０ｍＬ）中に溶解した。その反応系を−７８℃（ドライアイス／アセトン）に冷却し、ｎ−ＢｕＬｉ（３２ｍＬ、６３．６９ｍｍｏｌ）を１５分間かけてゆっくり加えた。その反応系を３時間攪拌し、その間反応系を室温まで加温した。反応系を再度−７８℃に冷却し、２−ｔ−ブチルアントラキノン（５．６ｇ、２１．２３ｍｍｏｌ）（２０ｍＬのＴＨＦに溶解したもの）をその反応系に滴下しながら加えた。添加が完了するとすぐに、反応系を室温で攪拌したまま一晩置いた。反応を塩化アンモニウム飽和水溶液により停止し、酢酸エチル（１００ｍＬ）を加えた。水層を除去し、有機層をさらに２回塩化アンモニウム溶液で洗浄した。有機層を集め、乾燥（ＭｇＳＯ４）し、減圧下で濃縮して黄色の油状物を得、それを次の工程でそのまま使用した。生成物を１，４−ジオキサン（５０ｍＬ）に溶解し、１：１のＨ２Ｏ：ＡｃＯＨの混合物（７５ｍＬ）を加えた。塩化スズ（ＩＩ）二水和物（３３．４８ｇ、１４８．７３ｍｍｏｌ）を加え、反応系を５０℃で３時間加熱した。反応系を室温まで冷却し、メタノール（５０ｍＬ）を加えた。その反応混合物を濾過し、沈殿物をメタノールで洗浄した。固体を集めて乾燥し、カウフマンのカラム（アルミナ、シクロヘキサン）により精製した。さらなる精製を、２６０℃における昇華（２回）により達成して、純度＞９９％の２−ｔ−ブチル−９，１０−ジフェニルアントラセンを得た。
【実施例３】
【００４９】
２−ブロモトルエン（１０ｇ、５８．４７ｍｍｏｌ）を、アルゴン下の５００ｍＬの丸底フラスコに入れ、無水のＴＨＦ（１５０ｍＬ）中に溶解した。その反応系を−７８℃（ドライアイス／アセトン）に冷却し、ｎ−ＢｕＬｉ（２９．２ｍＬ、５８．４７ｍｍｏｌ）を１５分間かけてゆっくり加えた。その反応系を３時間攪拌し、その間反応系を室温まで加温した。反応系を再度−７８℃に冷却し、２−ｔ−ブチルアントラキノン（５．２ｇ、１９．５ｍｍｏｌ）（２０ｍＬのＴＨＦに溶解したもの）をその反応系に滴下しながら加えた。添加が完了するとすぐに、反応系を室温で攪拌したまま一晩置いた。反応を塩化アンモニウム飽和水溶液により停止し、酢酸エチル（１００ｍＬ）を加えた。水層を除去し、有機層をさらに２回塩化アンモニウム溶液で洗浄した。有機層を集め、乾燥（ＭｇＳＯ４）し、減圧下で濃縮して黄色の油状物を得、それを次の工程でそのまま使用した。生成物を１，４−ジオキサン（１００ｍＬ）に溶解し、１：１のＨ２Ｏ：ＡｃＯＨの混合物（５０ｍＬ）を加えた。塩化スズ（ＩＩ）二水和物（２１．９３ｇ、９７．４５ｍｍｏｌ）を加え、反応系を５０℃で３時間加熱した。反応系を室温まで冷却し、メタノール（５０ｍＬ）を加えた。その反応混合物を濾過し、沈殿物をメタノールで洗浄した。固体を集めて乾燥し、カウフマンのカラム（アルミナ、シクロヘキサン）により精製した。さらなる精製を、２６０℃における昇華（２回）により達成して、純度＞９９％の２−ｔ−ブチル−９，１０−（２−メチル）−ジフェニルアントラセンを得た。
【００５０】
本明細書および添付の特許請求の範囲については、他に指示がない限り、本明細書および添付の特許請求の範囲において使用されている分量、百分率または割合、およびその他の数値を表すすべての数字は、すべての場合に、用語「約」によって修飾されていることを理解されたい。したがって、これとは異なって示されていない限り、以下の明細書および添付の特許請求の範囲に示されている数に関するパラメーターは、本開示によって得られることが求められている望ましい特性によって変化してもよい近似値である。最低限、特許請求の範囲に対する均等論の適用を限定しようと試みるものとしてではなく、各数に関するパラメーターは、記録されている有効数字の数に照らし、かつ通常の丸め法を応用することによって解釈すべきである。
【００５１】
本明細書および添付の特許請求の範囲において使用される場合に、単数形（「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」）は、特に明示的に１つの対象に限定しない限り、複数の対象を含むことに留意されたい。したがって、例えば「ある極性の液体」と言うのは、２個以上の異なる極性の液体を含む。本明細書で使用する「含む」という語およびその文法上の変形は、表中の項目の列挙が、表に記載された項目に置換または追加することができる他の類似の項目を除外することではない非限定であることを意図している。
【００５２】
特定の実施形態について説明してきたが、代替形態、修正形態、変形形態、改良形態、および現在は予見できないかまたはできないかもしれない実質的な同等物が出願者または他の当業者に生じるかもしれない。したがって、提出され、それらが修正されるかもしれない添付の特許請求の範囲は、上記の代替形態、修正形態、変形形態、改良形態、および実質的な同等物のすべてを包含することを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】電子注入および輸送域、混合電荷輸送層ならびにホール注入・輸送領域を有する、本開示の一実施形態によるＯＬＥＤの概略図を示す図である。
【図２】市販のＴＢＡＤＮと対比した本開示の置換または非置換９，１０−ジアリールアントラセンの経時の寿命を示す図である。
【図３】市販のＴＢＡＤＮと対比した本開示の置換または非置換９，１０−ジアリールアントラセンについての駆動電圧対時間を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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