Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP4416546B2 - Organic electroluminescence device - Google Patents

Organic electroluminescence device Download PDF

Info

Publication number
JP4416546B2
JP4416546B2 JP2004080375A JP2004080375A JP4416546B2 JP 4416546 B2 JP4416546 B2 JP 4416546B2 JP 2004080375 A JP2004080375 A JP 2004080375A JP 2004080375 A JP2004080375 A JP 2004080375A JP 4416546 B2 JP4416546 B2 JP 4416546B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
organic
layer
transport layer
anode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004080375A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005268100A (en
Inventor
政俊 中川
宏之 花戸
壽宏 田村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2004080375A priority Critical patent/JP4416546B2/en
Priority to PCT/JP2005/004658 priority patent/WO2005090365A1/en
Priority to US10/593,204 priority patent/US20080207864A1/en
Publication of JP2005268100A publication Critical patent/JP2005268100A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4416546B2 publication Critical patent/JP4416546B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、単に有機EL素子という)及びその製造方法に関わるものであり、さらに詳しくは、電気材料として有用で、かつ導電性又は半導電性を有する新規な多環式縮合芳香族炭化水素骨格含有有機シラン化合物を含む有機薄膜層を利用した有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an organic electroluminescence element (hereinafter simply referred to as an organic EL element) and a method for producing the same, and more particularly, a novel polycyclic ring that is useful as an electric material and has conductivity or semiconductivity. The present invention relates to an organic electroluminescence device using an organic thin film layer containing an organic silane compound containing a condensed aromatic hydrocarbon skeleton and a method for producing the same.

有機化合物は、末端官能基の化学反応による変換が可能であるため、材料として使用する場合に、自由度が高く、しかもこれまでの無機材料を用いたデバイスにはない新規機能を付与できることが特徴である。このような利点から、有機デバイスは以前から着目されており、有機TFT(有機薄膜トランジスタ)や有機ELのような有機デバイスに利用する研究が多くなされている。有機EL素子は、基体上に陽極、有機薄膜層、陰極が順次積層された構成であり、陽極と陰極の間に電界を印加することにより陽極より注入された正孔と、陰極から注入された電子との再結合エネルギーによって蛍光性物質を発光させる自発光素子である。したがって、より高いデバイス特性のためには、陽極からの正孔あるいは陰極からの電子を効率よく輸送する輸送層の開発や、効率の高い発光層の開発が必要である。また、電極と有機薄膜界面におけるキャリアインジェクションも重要であり、如何にキャリアを効率よく有機薄膜中に注入するのかが課題である。キャリアインジェクションを解決する一般的な手法としては、例えば、発光層よりもLUMOレベルの低い有機薄膜を電子輸送層として、発光層よりもHOMOレベルの高い有機薄膜を正孔輸送層として準備し、有機薄膜層を正孔輸送層、発光層、電子輸送層の多層構造とすることが挙げられる。このように発光層と電極との間に輸送層を有する構成とすると、発光層のみの場合と比較してキャリアインジェクションが容易に起こる効果が得られるためである。このとき、例えば発光層では単色性(蛍光スペクトルピークの半値幅が小さいほど好ましい)、高い量子効率(輝度が大きいほど好ましい)、低い分子結晶性(消光を防ぐため)が求められる。また、正孔輸送層には輸送特性としての高い正孔移動度やHOMOレベルの上昇のための高い電子吸引性が求められ、電子輸送層には輸送特性としての高い電子移動度や、LUMOレベルの低下のための高い電子供与性が求められる。   Since organic compounds can be converted by chemical reaction of the terminal functional group, when used as a material, they have a high degree of freedom and can provide new functions not found in devices using conventional inorganic materials. It is. Because of these advantages, organic devices have been attracting attention for a long time, and many studies have been made on using them in organic devices such as organic TFTs (organic thin film transistors) and organic ELs. The organic EL element has a structure in which an anode, an organic thin film layer, and a cathode are sequentially laminated on a substrate, and holes injected from the anode and an anode are injected by applying an electric field between the anode and the cathode. It is a self-luminous element that emits a fluorescent substance by recombination energy with electrons. Therefore, for higher device characteristics, it is necessary to develop a transport layer that efficiently transports holes from the anode or electrons from the cathode and to develop a light-emitting layer with high efficiency. Carrier injection at the interface between the electrode and the organic thin film is also important, and how to efficiently inject carriers into the organic thin film is a problem. As a general method for solving the carrier injection, for example, an organic thin film having a LUMO level lower than that of the light emitting layer is prepared as an electron transport layer, and an organic thin film having a HOMO level higher than that of the light emitting layer is prepared as a hole transport layer. Examples of the thin film layer include a multilayer structure of a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer. This is because, when the transport layer is provided between the light emitting layer and the electrode in this way, an effect that carrier injection easily occurs can be obtained as compared with the case of only the light emitting layer. At this time, for example, the light emitting layer is required to have monochromaticity (preferably as the half-value width of the fluorescence spectrum peak is small), high quantum efficiency (preferably as the luminance is high), and low molecular crystallinity (to prevent quenching). In addition, the hole transport layer is required to have high hole mobility as a transport property and high electron withdrawing property for increasing the HOMO level, and the electron transport layer has a high electron mobility as a transport property and a LUMO level. High electron donating property is required to reduce the above.

こういった背景のもと、有機EL素子としての発光層、正孔輸送層、電子輸送層あるいはそれらの界面に関する研究報告が多くなされている。発光層や輸送層の材料開発による有機ELの発光効率を向上させる手法としては、例えば、アセン骨格の有機化合物を使用する報告がなされている(例えば、特許文献1および特許文献2)。これらの報告は、テトラセン骨格や、ペンタセン骨格を有する有機化合物を発光層や正孔輸送層、あるいは電子輸送層に使用することによって、有機EL素子の発光効率を高めようとするものである。一方、界面均質性を高めるための報告としては、例えば、金属上にアルキルシラン処理を行う方法が報告されている(例えば、特許文献3)。この報告は、陽極上にアルキルシラン処理による表面改質を行い、その上に積層される有機薄膜への正孔輸送特性を向上させようとするものである。
これらの報告例を含め、従来の技術では、発光層、正孔輸送層および電子輸送層として使用される有機薄膜を、物理吸着を介して累積させる手法が一般的であった。
特開平10−36832号公報 特開2002−93581号公報 特開平8−330071号公報
Under such a background, many research reports have been made on a light emitting layer, a hole transport layer, an electron transport layer, or an interface thereof as an organic EL element. As a technique for improving the light emission efficiency of organic EL by developing materials for the light emitting layer and the transport layer, for example, reports using an organic compound having an acene skeleton have been made (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). These reports are intended to increase the luminous efficiency of the organic EL device by using an organic compound having a tetracene skeleton or a pentacene skeleton in a light emitting layer, a hole transport layer, or an electron transport layer. On the other hand, as a report for improving the interface homogeneity, for example, a method of performing alkylsilane treatment on a metal has been reported (for example, Patent Document 3). This report attempts to improve the hole transport properties to the organic thin film laminated on the anode by surface modification by alkylsilane treatment on the anode.
In the conventional techniques including these reported examples, a method of accumulating organic thin films used as a light emitting layer, a hole transport layer, and an electron transport layer through physical adsorption is common.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-36832 JP 2002-93581 A JP-A-8-330071

しかしながら、物理吸着によって形成された有機薄膜は、膜の耐久性が低く、すぐに劣化してしまうことが課題であった。また、物理吸着によって発光層、正孔輸送層または電子輸送層などの有機薄膜を形成するために、電極と有機薄膜との界面または発光層と正孔輸送層または電子輸送層との界面において効率的に正孔輸送あるいは電子輸送が行われず、結果として駆動させるために大きな電圧が必要となる課題を有していた。特に、特許文献3における報告において、陽極/アルキルシラン界面は化学吸着であるが、その上に形成される正孔輸送層との界面は物理吸着からなされている。アルキルシランは基本的に絶縁性であるため、この報告を元に有機ELを形成した場合、結果的に陽極/正孔輸送層界面での注入障壁が形成されることが課題となった。   However, the organic thin film formed by physical adsorption has a problem in that the durability of the film is low and it deteriorates quickly. Moreover, in order to form organic thin films, such as a light emitting layer, a hole transport layer, or an electron transport layer, by physical adsorption, it is efficient in the interface of an electrode and an organic thin film, or the interface of a light emitting layer, a hole transport layer, or an electron transport layer. However, hole transport or electron transport is not performed, resulting in a problem that a large voltage is required for driving. In particular, in the report in Patent Document 3, the anode / alkylsilane interface is chemisorption, but the interface with the hole transport layer formed thereon is made by physical adsorption. Since alkylsilane is basically insulating, when an organic EL is formed based on this report, it has been a problem that an injection barrier at the anode / hole transport layer interface is formed as a result.

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、電極と有機薄膜層との界面および/または有機薄膜層同士の界面での正孔あるいは電子の輸送が効率的に行われ、駆動電圧を低減可能な有機EL素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and can efficiently transport holes or electrons at the interface between the electrode and the organic thin film layer and / or the interface between the organic thin film layers, thereby reducing the driving voltage. An object of the present invention is to provide a simple organic EL element.

本発明は、陽極と陰極との間に1またはそれ以上の有機薄膜層を有し、少なくとも1の有機薄膜層が化学結合を介して陽極、陰極または他の有機薄膜層と結合して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に関する。   The present invention has one or more organic thin film layers between the anode and the cathode, and at least one organic thin film layer is bonded to the anode, cathode or other organic thin film layer through a chemical bond. The organic electroluminescent element characterized by these.

本発明の有機EL素子は、少なくとも1の有機薄膜層が化学結合を介して陽極、陰極または他の有機薄膜層と結合されているため、素子の耐久性が高く、また界面でのホールあるいは電子の注入を効率的に行うことができる。また本発明の有機EL素子は、有機薄膜層にπ電子共役系化合物を含むため、ホールあるいは電子の移動度が大きい。よって、本発明の有機EL素子は比較的小さな駆動電圧にて発光を起こすことができる。
本発明の有機EL素子は、有機層において発光するアセン骨格を有する化合物を含むため、電極間に当該化合物を含む有機層のみを発光層として有する1層型の素子としても使用できる。一方で、本発明の有機EL素子を、電極間に複数の有機層を有する多層型の素子とした場合に特に効果が大きい。すなわち、アセン骨格に電子吸引性基あるいは電子供与性基を導入した有機シラン化合物を用いることによって、当該化合物を含む有機薄膜層を正孔輸送層としても、あるいは電子輸送層としても使用可能である。中でも、本発明で使用される有機シラン化合物はπ電子共役系分子とケイ素原子とを有し、それの直接結合による電子吸引の効果を有するため、特に電子輸送層として使用したときに、本発明の有機EL素子は電子移動特性等の性能が特に優れ、より低駆動電圧で高発光効率を実現できる。
In the organic EL device of the present invention, since at least one organic thin film layer is bonded to an anode, a cathode or another organic thin film layer through a chemical bond, the durability of the device is high, and holes or electrons at the interface are high. Can be efficiently injected. Moreover, since the organic EL element of this invention contains a pi-electron conjugated compound in an organic thin film layer, the mobility of a hole or an electron is large. Therefore, the organic EL element of the present invention can emit light with a relatively small driving voltage.
Since the organic EL device of the present invention contains a compound having an acene skeleton that emits light in an organic layer, it can also be used as a single-layer device having only an organic layer containing the compound as a light emitting layer between electrodes. On the other hand, the effect is particularly great when the organic EL device of the present invention is a multilayer device having a plurality of organic layers between electrodes. That is, by using an organic silane compound in which an electron-withdrawing group or electron-donating group is introduced into the acene skeleton, the organic thin film layer containing the compound can be used as a hole transport layer or an electron transport layer. . Among them, the organosilane compound used in the present invention has a π-electron conjugated molecule and a silicon atom, and has an effect of electron attraction by direct bonding thereof. The organic EL element is particularly excellent in performance such as electron transfer characteristics, and can realize high luminous efficiency at a lower driving voltage.

(有機EL素子の構成)
本発明の有機EL素子は陽極と陰極との間に1またはそれ以上の有機薄膜層を有してなるものである。
陽極および陰極は有機EL素子の分野で従来から使用されている、あらゆる電極が使用可能である。詳しくは、陽極は通常、光透過率が高く、かつ正孔注入特性が高い薄膜が使用され、例えば、インジウム錫酸化物(ITO)、SnO、インジウム錫酸化物、亜鉛酸化物、インジウム亜鉛酸化物などのような金属酸化物または混合金属の酸化物を使用することができ、金のように高い仕事関数を有する金属、またはPEDOT(poly[3,4-(ethylene-1,2-dioxy)thiophene])、ポリアニリン(polyaniline)、ポリピロール(polypyrrole)、ポリチオフェン(polythiophene)などのような高分子に電解質等のドーパント(dopant)を添加した伝導性高分子等が挙げられる。陰極は通常、電子注入特性が高い薄膜が使用され、例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金等のような合金、あるいは、マグネシウム、カルシウム等、あるいは、フッ化リチウム(LiF)/アルミニウム、リチウムオキサイド(LiO)/アルミニウム等のような二層構造を有する電極等が挙げられる。
(Configuration of organic EL element)
The organic EL device of the present invention has one or more organic thin film layers between an anode and a cathode.
As the anode and the cathode, any electrode conventionally used in the field of organic EL devices can be used. Specifically, the anode is usually a thin film having a high light transmittance and a high hole injection property, such as indium tin oxide (ITO), SnO 2 , indium tin oxide, zinc oxide, indium zinc oxide. Metal oxides such as products or mixed metal oxides can be used, metals having a high work function such as gold, or PEDOT (poly [3,4- (ethylene-1,2-dioxy) thiophene]), polyaniline, polypyrrole, polythiophene, and the like, and conductive polymers obtained by adding a dopant such as an electrolyte. As the cathode, a thin film having high electron injection characteristics is usually used. For example, an alloy such as a lithium-aluminum alloy or a magnesium-silver alloy, or magnesium, calcium, or lithium fluoride (LiF) / aluminum, lithium Examples thereof include an electrode having a two-layer structure such as oxide (Li 2 O) / aluminum.

有機薄膜層は、例えば、電子輸送層、正孔輸送層、発光層からなる群から選択された1またはそれ以上の有機薄膜層が組み合わされて使用される。そのような有機薄膜層を用いた本発明の有機EL素子の構成として、例えば、以下に示す具体例が挙げられる。
構成(1);陽極−発光層−陰極、
構成(2);陽極−正孔輸送層−発光層−陰極、
構成(3);陽極−発光層−電子輸送層−陰極、および
構成(4);陽極−正孔輸送層−発光層−電子輸送層−陰極。
As the organic thin film layer, for example, one or more organic thin film layers selected from the group consisting of an electron transport layer, a hole transport layer, and a light emitting layer are used in combination. Examples of the configuration of the organic EL device of the present invention using such an organic thin film layer include the following specific examples.
Configuration (1): anode-light emitting layer-cathode,
Configuration (2); anode-hole transport layer-light emitting layer-cathode,
Configuration (3); anode-light-emitting layer-electron transport layer-cathode, and configuration (4); anode-hole transport layer-light-emitting layer-electron transport layer-cathode.

本発明の有機EL素子はいかなる構成を有する場合であっても、少なくとも1の有機薄膜層、例えば、電子輸送層、正孔輸送層、発光層から選択される少なくとも1の有機薄膜層に、後で詳述される有機シラン化合物が含有される。有機シラン化合物が含有されると、有機シラン化合物と、当該有機シラン化合物含有層が形成される層、例えば、陽極、陰極または他の有機薄膜層とが反応して化学的に結合され、結果として有機シラン化合物含有層と当該層が形成される層とが化学結合によって強固に結合される。そのため、それらの層間の界面において正孔や電子等のキャリアの注入・移動が効率よく起こり、全体としての発光効率が向上し駆動電圧を有効に低減可能となる。したがって、全ての有機薄膜層に有機シラン化合物が含有され、有機EL素子のすべての界面において化学結合による結合がなされていることが、キャリア注入の点で好ましいが、量子収率がより高い材料を発光層に使用することによって発光層自体の発光特性を大きくする観点からは、電極と輸送層のみが化学結合を介して結合されることがより好ましい。さらに、有機EL素子の製造効率の点では、より基板に近い輸送層と電極のみが化学結合を介して結合されている場合が最も好ましく、この構成においても正孔/電子輸送効率を向上させることができる。すなわち通常、透明基板上に陽極、所望の有機薄膜層および陰極を順次、積層して有機EL素子を製造することを考慮すると、正孔輸送層と陽極とが化学結合を介して結合されることがより好ましい。   Regardless of the configuration of the organic EL device of the present invention, at least one organic thin film layer, for example, at least one organic thin film layer selected from an electron transport layer, a hole transport layer, and a light emitting layer, The organic silane compound detailed in the above is contained. When the organic silane compound is contained, the organic silane compound and the layer in which the organic silane compound-containing layer is formed, for example, an anode, a cathode, or another organic thin film layer reacts and is chemically bonded as a result. The organic silane compound-containing layer and the layer in which the layer is formed are firmly bonded by chemical bonding. For this reason, carriers such as holes and electrons are efficiently injected and moved at the interface between these layers, and the overall light emission efficiency is improved, and the drive voltage can be effectively reduced. Therefore, it is preferable from the viewpoint of carrier injection that an organic silane compound is contained in all organic thin film layers and chemical bonding is performed at all interfaces of the organic EL element, but a material having a higher quantum yield is used. From the viewpoint of increasing the light emission characteristics of the light emitting layer itself by using it in the light emitting layer, it is more preferable that only the electrode and the transport layer are bonded via a chemical bond. Furthermore, in terms of the production efficiency of the organic EL element, it is most preferable that only the transport layer and the electrode closer to the substrate are bonded via a chemical bond, and this structure also improves the hole / electron transport efficiency. Can do. That is, in general, considering that an organic EL device is manufactured by sequentially laminating an anode, a desired organic thin film layer and a cathode on a transparent substrate, the hole transport layer and the anode are bonded via a chemical bond. Is more preferable.

例えば、有機EL素子が上記構成(1)を有する場合、有機薄膜層は発光層のみであり、当該発光層に有機シラン化合物が含有される。この場合、発光層は少なくとも下部の電極(例えば、陽極)と化学結合を介して結合される。そのような発光層は有機シラン化合物単独から構成されていてもよいし、または有機シラン化合物と他の発光物質との混合物から構成されていてもよい。他の発光物質としては、従来から有機EL素子の発光物質として使用されている物質であれば、特に制限されず、例えば、トリス(8−キノリノラート)アルミニウム(Alq3)、スチリル化合物(dimerized styryl compound)、ベンツオキサゾール(benzoxazole)誘導体及びその金属錯体、ベンツイミダゾール(benzimidazole)誘導体及びその金属錯体、ポリ(p−フェニレンビニレン)のような高分子及びその誘導体または共重合体形態の誘導体、ポリフルオレン(polyfluorene)及びその誘導体等が挙げられる。   For example, when the organic EL element has the configuration (1), the organic thin film layer is only a light emitting layer, and the light emitting layer contains an organosilane compound. In this case, the light emitting layer is bonded to at least a lower electrode (for example, an anode) through a chemical bond. Such a light emitting layer may be composed of an organic silane compound alone, or may be composed of a mixture of an organic silane compound and another light emitting material. The other light-emitting substance is not particularly limited as long as it is a substance conventionally used as a light-emitting substance for an organic EL device. For example, tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq3), styryl compound Benzoxazole derivatives and metal complexes thereof, benzimidazole derivatives and metal complexes thereof, polymers such as poly (p-phenylenevinylene) and derivatives or copolymer derivatives thereof, polyfluorene ) And derivatives thereof.

また例えば、有機EL素子が上記構成(2)を有する場合、有機シラン化合物は正孔輸送層または発光層の少なくとも一方の層、好ましくは正孔輸送層のみに含有される。正孔輸送層に有機シラン化合物が含有される場合、正孔輸送層は陽極と化学結合を介して結合される。そのような正孔輸送層は有機シラン化合物単独から構成されていてもよいし、または有機シラン化合物と他の正孔輸送物質との混合物から構成されていてもよい。他の正孔輸送物質としては、従来から有機EL素子の正孔輸送物質として使用されている物質であれば、特に制限されず、例えばN,N'−ジフェニル−N,N'−ビス(4−メチルフェニル)−4,4'−ジアミン(TPD)等のトリフェニルジアミン化合物、N,N,N',N'−テトラ−(m−トルイル)−m−フェニレンジアミン等のフェニレンジアミン化合物、3,5−ジメチル−3'5'−ジ三級ブチル−4,4'−ジフェノキノン等のジフェノキノン化合物、2−(4−ビフェニル)−5−(4−三級ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール等のオキサジアゾール化合物等が挙げられる。上記有機シラン化合物及び他の正孔輸送物質との混合比は、有機シラン化合物の割合が1重量%〜100重量%の範囲内となるように混合すればよいが、混合比率によって注入される正孔の量が変化するので、適切な注入が得られるように混合量を調整することが好ましい。殊に、有機シラン化合物と他の正孔輸送物質とが、互いに異なるエネルギー準位及び正孔に対する移動度を有する場合、化合物を選択し、最適な混合比率を見つけ出すことで、発光素子の構造に最適な正孔の濃度を調節することが望ましい。正孔輸送層に有機シラン化合物が含有されない場合の正孔輸送層は上記他の正孔輸送物質から構成されていればよい。
発光層に有機シラン化合物が含有される場合、発光層は正孔輸送層と化学結合を介して結合される。そのような場合の発光層構成材料は上記構成(1)の発光層と同様である。発光層に有機シラン化合物が含有されない場合の発光層は上記構成(1)の他の発光物質から構成されていればよい。
For example, when an organic EL element has the said structure (2), an organosilane compound is contained only in at least one layer of a positive hole transport layer or a light emitting layer, Preferably it is a positive hole transport layer. When the hole transport layer contains an organosilane compound, the hole transport layer is bonded to the anode via a chemical bond. Such a hole transport layer may be composed of an organosilane compound alone, or may be composed of a mixture of an organosilane compound and another hole transport material. The other hole transport material is not particularly limited as long as it is a material conventionally used as a hole transport material of an organic EL device. For example, N, N′-diphenyl-N, N′-bis (4 Triphenyldiamine compounds such as -methylphenyl) -4,4'-diamine (TPD), phenylenediamine compounds such as N, N, N ', N'-tetra- (m-toluyl) -m-phenylenediamine, 3 , 5-Dimethyl-3'5'-ditertiarybutyl-4,4'-diphenoquinone and other diphenoquinone compounds, 2- (4-biphenyl) -5- (4-tertiarybutylphenyl) -1,3,4 -Oxadiazole compounds such as oxadiazole and the like. The mixing ratio of the organosilane compound and the other hole transporting material may be mixed so that the ratio of the organosilane compound is in the range of 1% by weight to 100% by weight. Since the amount of pores changes, it is preferable to adjust the mixing amount so as to obtain an appropriate injection. In particular, when an organosilane compound and another hole transport material have different energy levels and mobility for holes, the compound is selected and the optimum mixing ratio is found, so that the structure of the light emitting device can be obtained. It is desirable to adjust the optimal hole concentration. The hole transport layer in the case where no organic silane compound is contained in the hole transport layer may be composed of the other hole transport material.
When the organic silane compound is contained in the light emitting layer, the light emitting layer is bonded to the hole transport layer through a chemical bond. The light emitting layer constituting material in such a case is the same as that of the light emitting layer of the above configuration (1). When the organic silane compound is not contained in the light emitting layer, the light emitting layer only needs to be composed of another light emitting material having the above configuration (1).

また例えば、有機EL素子が上記構成(3)を有する場合、有機シラン化合物は電子輸送層または発光層の少なくとも一方の層、好ましくは電子輸送層のみに含有される。電子輸送層に有機シラン化合物が含有される場合、電子輸送層は発光層と化学結合を介して結合される。そのような電子輸送層は有機シラン化合物単独から構成されていてもよいし、または有機シラン化合物と他の電子輸送物質との混合物から構成されていてもよい。他の電子輸送物質としては、従来から有機EL素子の電子輸送物質として使用されている物質であれば、特に制限されない。なお、発光層がAlq3のように、発光する性質と同時に電子を移送できる性質を有していれば、電子輸送層は形成しなくてもかまわない。代表的な電子輸送物質の例としてはAlq3が挙げられるが、フタロシアニン銅錯化合物を使用することもできる。上記有機シラン化合物及び他の電子輸送物質との混合比は、有機シラン化合物の割合が1重量%〜100重量%の範囲内となるように混合すればよいが、混合比率によって注入される電子の量が変化するので、適切な注入が得られるように混合量を調整することが好ましい。殊に、有機シラン化合物と他の電子輸送物質とが、互いに異なるエネルギー準位及び電子に対する移動度を有する場合、化合物を選択し、最適な混合比率を見つけ出すことで、発光素子の構造に最適な電子の濃度を調節することが望ましい。電子輸送層に有機シラン化合物が含有されない場合の電子輸送層は上記他の電子輸送物質から構成されていればよい。
発光層に有機シラン化合物が含有される場合、発光層は陽極と化学結合を介して結合される。そのような場合の発光層構成材料は上記構成(1)の発光層と同様である。発光層に有機シラン化合物が含有されない場合の発光層は上記構成(1)の他の発光物質から構成されていればよい。
For example, when an organic EL element has the said structure (3), an organosilane compound is contained only in at least one layer of an electron carrying layer or a light emitting layer, Preferably it is an electron carrying layer. When the electron transport layer contains an organosilane compound, the electron transport layer is bonded to the light emitting layer through a chemical bond. Such an electron transport layer may be composed of an organosilane compound alone, or may be composed of a mixture of an organosilane compound and another electron transport material. The other electron transport material is not particularly limited as long as it is a material conventionally used as an electron transport material for an organic EL device. Note that the electron transport layer may not be formed as long as the light emitting layer has the property of being able to transport electrons simultaneously with the property of emitting light, such as Alq3. An example of a typical electron transporting material is Alq3, but a phthalocyanine copper complex compound can also be used. The mixing ratio of the organosilane compound and the other electron transporting material may be mixed so that the ratio of the organosilane compound is in the range of 1% by weight to 100% by weight. Since the amount changes, it is preferable to adjust the mixing amount so as to obtain an appropriate injection. In particular, when an organosilane compound and another electron transport material have different energy levels and mobility with respect to electrons, the compound is selected, and the optimum mixing ratio is found, so that it is optimal for the structure of the light emitting device. It is desirable to adjust the electron concentration. The electron transport layer in the case where no organic silane compound is contained in the electron transport layer may be composed of the other electron transport material.
When the organic silane compound is contained in the light emitting layer, the light emitting layer is bonded to the anode through a chemical bond. The light emitting layer constituting material in such a case is the same as that of the light emitting layer of the above configuration (1). When the organic silane compound is not contained in the light emitting layer, the light emitting layer only needs to be composed of another light emitting material having the above configuration (1).

また例えば、有機EL素子が上記構成(4)を有する場合、図1に示すように、陽極1上に正孔輸送層2、発光層3、電子輸送層4および陰極5を順次、積層してなっている。なお、製造効率の観点から、陽極1は通常、基板6上に予め形成されている。この場合、有機シラン化合物は正孔輸送層、電子輸送層または発光層のうちの少なくとも1の層、好ましくは正孔輸送層または電子輸送層の一方の層、特に電子輸送層のみに含有される。
電子輸送層に有機シラン化合物が含有される場合、電子輸送層は発光層と化学結合を介して結合される。そのような場合の電子輸送層構成材料は上記構成(3)の電子輸送層と同様である。電子輸送層に有機シラン化合物が含有されない場合の電子輸送層は上記構成(3)の他の電子輸送物質から構成されていればよい。
正孔輸送層に有機シラン化合物が含有される場合、正孔輸送層は陽極と化学結合を介して結合される。そのような場合の正孔輸送層構成材料は上記構成(2)の正孔輸送層と同様である。正孔輸送層に有機シラン化合物が含有されない場合の正孔輸送層は上記構成(2)の他の正孔輸送物質から構成されていればよい。
発光層に有機シラン化合物が含有される場合、発光層は正孔輸送層と化学結合を介して結合される。そのような場合の発光層は上記構成(1)の発光層と同様である。発光層に有機シラン化合物が含有されない場合の発光層は上記構成(1)の他の発光物質から構成されていればよい。
For example, when the organic EL element has the above configuration (4), as shown in FIG. 1, a hole transport layer 2, a light emitting layer 3, an electron transport layer 4 and a cathode 5 are sequentially laminated on the anode 1. It has become. From the viewpoint of manufacturing efficiency, the anode 1 is usually formed on the substrate 6 in advance. In this case, the organosilane compound is contained in at least one layer of the hole transport layer, the electron transport layer or the light emitting layer, preferably only one of the hole transport layer or the electron transport layer, particularly only the electron transport layer. .
When the electron transport layer contains an organosilane compound, the electron transport layer is bonded to the light emitting layer through a chemical bond. The electron transport layer constituting material in such a case is the same as the electron transport layer of the above configuration (3). The electron transport layer in the case where no organic silane compound is contained in the electron transport layer may be composed of another electron transport material of the above configuration (3).
When the hole transport layer contains an organosilane compound, the hole transport layer is bonded to the anode via a chemical bond. The hole transport layer constituting material in such a case is the same as the hole transport layer of the above configuration (2). The hole transport layer in the case where no organic silane compound is contained in the hole transport layer may be composed of another hole transport material of the above configuration (2).
When the organic silane compound is contained in the light emitting layer, the light emitting layer is bonded to the hole transport layer through a chemical bond. The light emitting layer in such a case is the same as the light emitting layer having the above configuration (1). When the organic silane compound is not contained in the light emitting layer, the light emitting layer only needs to be composed of another light emitting material having the above configuration (1).

(有機シラン化合物)
本発明の有機EL素子に含有される有機シラン化合物について説明する。
本発明において有機シラン化合物は多環式縮合芳香族炭化水素骨格(以下、単に多環骨格という)に機能性基および特定のシリル基を有してなるものである。機能性基およびシリル基はそれぞれ後述の一般式(I)で表される有機シラン化合物が有し得る機能性基およびシリル基と同様である。
(Organic silane compound)
The organic silane compound contained in the organic EL device of the present invention will be described.
In the present invention, the organic silane compound has a functional group and a specific silyl group in a polycyclic fused aromatic hydrocarbon skeleton (hereinafter simply referred to as a polycyclic skeleton). The functional group and the silyl group are the same as the functional group and the silyl group, respectively, that the organosilane compound represented by the general formula (I) described later can have.

有機シラン化合物は多環骨格に特定のシリル基を有するため、当該シリル基と、有機シラン化合物含有層が表面に形成されるべき層との間で反応が起こり、結果として有機シラン化合物含有層と当該層が形成されるべき層とが化学結合によって強固に結合される。また有機シラン化合物は多環骨格と機能性基を有するため、優れた導電性を確保しながらも、隣接分子間の相互作用が低減されて非晶質とすることができ、結果として導電性が向上する。さらに加水分解によって水酸基を有するシリル基と、比較的疎水性の高い機能性基との存在によって、有機シラン化合物の界面活性が向上するため、膜形成時において当該化合物分子が同方向に適度に規則的に効率よく並ぶ。よって、有機シラン化合物の導電性がより一層向上し、膜形成時間を短縮することができる。また機能性基の疎水性が比較的高い場合には、有機シラン化合物の有機溶剤への溶解性が高められ、有機溶剤を用いた当該化合物の適用が可能となり、汎用性が向上する。   Since the organosilane compound has a specific silyl group in the polycyclic skeleton, a reaction occurs between the silyl group and the layer on which the organosilane compound-containing layer is to be formed. As a result, the organosilane compound-containing layer The layer in which the layer is to be formed is firmly bonded by a chemical bond. In addition, since the organosilane compound has a polycyclic skeleton and a functional group, it can be made amorphous while reducing the interaction between adjacent molecules while ensuring excellent conductivity. improves. Furthermore, the presence of a silyl group having a hydroxyl group by hydrolysis and a functional group having a relatively high hydrophobicity improves the surface activity of the organosilane compound, so that the compound molecules are appropriately ordered in the same direction during film formation. Line up efficiently. Therefore, the conductivity of the organosilane compound can be further improved and the film formation time can be shortened. When the functional group has a relatively high hydrophobicity, the solubility of the organosilane compound in the organic solvent is enhanced, and the compound using the organic solvent can be applied, thereby improving versatility.

有機シラン化合物が含有する多環骨格はπ電子共役系分子構造を有するものであれば特に制限されず、導電性の観点からは対称性、特に線対称性を有するものが好ましい。そのような好ましい骨格の具体例として、例えば一直線縮合環系であるアセン(−acene)骨格、翼状縮合環系であるアフェン(−aphene)骨格、2個の同じ環が並んだ縮合環系であるアレン(−alene)骨格、1個の環を中心にベンゼン環が集中した縮合環系であるフェニレン(−phenylene)骨格がある。しかし、キャリア移動度を考慮すると、特にベンゼン環が直線状に結合されてなるアセン骨格あるいはフェニレン骨格が好ましい。アセン骨格の具体例としては例えば、ナフタレン、アントラセン、テトラセン(ナフタセン)、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、オクタセン等が挙げられる。また、フェニレン骨格としては例えばフェナレン、ペリレン、コロネン、オバレン等が挙げられる。以下、有機シラン化合物がアセン骨格を有する場合と、フェニレン骨格を有する場合とに分けて詳しく説明するが、他の骨格を有する場合についての説明は以下の説明に準じるものとする。   The polycyclic skeleton contained in the organic silane compound is not particularly limited as long as it has a π-electron conjugated molecular structure, and those having symmetry, particularly line symmetry, are preferable from the viewpoint of conductivity. Specific examples of such preferred skeletons include, for example, an acene skeleton that is a linear condensed ring system, an aphene skeleton that is a winged condensed ring system, and a condensed ring system in which two identical rings are aligned. There is an phenylene (-phenylene) skeleton, which is a condensed ring system in which benzene rings are concentrated around one ring. However, considering the carrier mobility, an acene skeleton or a phenylene skeleton in which benzene rings are bonded linearly is particularly preferable. Specific examples of the acene skeleton include naphthalene, anthracene, tetracene (naphthacene), pentacene, hexacene, heptacene, octacene and the like. Examples of the phenylene skeleton include phenalene, perylene, coronene, and ovalen. Hereinafter, the case where the organosilane compound has an acene skeleton and the case where the organosilane compound has a phenylene skeleton will be described in detail. However, the description of the case of having another skeleton conforms to the following description.

アセン骨格を有する本発明の有機シラン化合物は一般式(I);

Figure 0004416546
によって表される。以下、当該化合物を有機シラン化合物(I)という。 The organosilane compound of the present invention having an acene skeleton is represented by the general formula (I);
Figure 0004416546
Represented by Hereinafter, the compound is referred to as an organosilane compound (I).

式(I)中、mは0〜10の整数であり、収率の観点から2〜8、特に2〜4の整数が好ましい。   In the formula (I), m is an integer of 0 to 10, and an integer of 2 to 8, particularly 2 to 4 is preferable from the viewpoint of yield.

〜R10のうち少なくとも1個の基、好ましくは1または2個、特に2個の基は一般式(i);
−SiX (i)
で表されるシリル基(以下、単にシリル基という)であり、少なくとも1個の基は機能性基であり、他の基は水素原子である。mが2以上のとき、全てのRおよびRはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
At least one group among R 1 to R 10 , preferably 1 or 2, particularly 2 groups is represented by the general formula (i);
-SiX 1 X 2 X 3 (i)
In which at least one group is a functional group, and the other group is a hydrogen atom. When m is 2 or more, all R 7 and R 8 may be the same or different.

式(i)中、シリル基が有するX〜Xの基のうち少なくとも1個の基は加水分解により水酸基を与える基もしくはハロゲン原子であり、他の基は隣接分子と反応することのない基である。このようにシリル基は加水分解により水酸基を与える基もしくはハロゲン原子を1個以上有するため、化合物と当該化合物を含有する層が形成される層との強固な結合(化学結合)が達成され、キャリアの注入効率が向上する。 In formula (i), at least one of the X 1 to X 3 groups of the silyl group is a group that gives a hydroxyl group by hydrolysis or a halogen atom, and other groups do not react with adjacent molecules. It is a group. Thus, since the silyl group has one or more groups that give hydroxyl groups by hydrolysis or halogen atoms, a strong bond (chemical bond) between the compound and the layer in which the layer containing the compound is formed is achieved, and the carrier The injection efficiency is improved.

加水分解により水酸基を与える基としては、例えば、炭素数1〜4、好ましくは1〜3、特に1〜2のアルコキシ基が挙げられ、直鎖状のものが好ましい。具体例として、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、2−プロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基などが挙げられる。アルコキシ基は一部の水素がさらに別の置換基、例えば、トリアルキルシリル基(アルキル基は炭素数1〜4)、アルコキシ基(炭素数1〜4)などで置換されていてもよい。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子、臭素原子などが挙げられるが、反応性を考慮すると、好ましくは塩素原子である。
シリル基が加水分解により水酸基を与える基もしくはハロゲン原子を2以上有する場合、それらの基は一部または全部が同一でも異なっていてもよい。
Examples of the group that gives a hydroxyl group by hydrolysis include an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms, particularly 1 to 2 carbon atoms, and a linear one is preferable. Specific examples include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, a 2-propoxy group, an n-butoxy group, a sec-butoxy group, and a tert-butoxy group. In the alkoxy group, part of hydrogen may be further substituted with another substituent, for example, a trialkylsilyl group (the alkyl group has 1 to 4 carbon atoms), an alkoxy group (1 to 4 carbon atoms), or the like.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, an iodine atom, and a bromine atom, and a chlorine atom is preferable in consideration of reactivity.
When the silyl group has two or more halogen atoms or groups that give a hydroxyl group by hydrolysis, these groups may be partially or completely the same or different.

シリル基が有し得る隣接分子と反応することのない基としては、例えば、置換または無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ジアリールアミノ基、もしくはジまたはトリアリールアルキル基等が挙げられる。好ましくは置換または無置換のアルキル基である。隣接分子と反応することのない基は、分子間相互作用を低減する観点から、有機シラン化合物と当該化合物を含有する層が表面に形成される層との結合を阻害しない範囲内で分子体積が比較的大きいものが好ましく、より好ましくは放射状に広がったものである。隣接分子間の分子間相互作用を低減すると、有機薄膜としたときに非晶質となり、有機ELの発光効率がさらに向上するためである。   Examples of the group that does not react with an adjacent molecule that the silyl group may have include a substituted or unsubstituted alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, diarylamino group, or di- or triarylalkyl group. . A substituted or unsubstituted alkyl group is preferable. From the viewpoint of reducing intermolecular interaction, the group that does not react with adjacent molecules has a molecular volume within a range that does not inhibit the binding between the organosilane compound and the layer formed on the surface. A comparatively large thing is preferable, More preferably, it is spreading radially. This is because when the intermolecular interaction between adjacent molecules is reduced, the organic thin film becomes amorphous and the luminous efficiency of the organic EL is further improved.

アルキル基は炭素数1〜10、特に1〜4のものが好ましく、分枝状のものがより好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基及びsec−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などが挙げられる。炭素数1〜4までのアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基及びsec−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基が挙げられる。
シクロアルキル基は炭素数4〜8、特に5〜7のものが好ましく、具体例としてシクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基が挙げられる。
The alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, particularly 1 to 4 carbon atoms, and more preferably has a branched shape. Specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group and sec-propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group And decyl group. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group and sec-propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, and tert-butyl group.
The cycloalkyl group preferably has 4 to 8 carbon atoms, particularly 5 to 7 carbon atoms, and specific examples thereof include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cycloheptyl group.

アリール基は、炭素数5〜18、特に炭素数6の芳香族環が1個から3個にて構成された基であることが好ましい。ヘテロ原子として、硫黄原子が含まれていても良い。またアリール基は少なくとも1個の炭素数1〜4のアルキル基をo−位、m−位またはp−位のいずれかに有していても良い。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、sec−プロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基が挙げられる。アリール基の具体例として、例えば、フェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基、テルフェニリル(terphenylyl)、p−(tert−ブチル)フェニル基、m−ジエチルフェニル基、p−プロピルビフェニリル基等があげられる。テルフェニリルはテルフェニルから水素1原子を除いた残基である。
ジアリールアミノ基は、2個の水素原子がアリール基で置換されてなるアミノ基であり、含まれるアリール基は上記と同様である。ジアリールアミノ基の具体例として、例えば、N,N−ジフェニルアミノ基、N,N−ジ(ビフェニリル)アミノ基、N,N−ジ(テルフェニリル)アミノ基、N−フェニルN−ビフェニリルアミノ基、N−フェニルN−テルフェニリルアミノ基、N−ビフェニリルN−テルフェニリルアミノ基、N,N−ジナフチルアミノ基、N−フェニルN−ナフチルアミノ基、N−ビフェニリルN−ナフチルアミノ基、N−テルフェニリルN−ナフチルアミノ基、N−メチルフェニル−N−ビフェニリルアミノ基、N−メチルフェニル−N−ナフチルアミノ基、N−メチルフェニル−N−フェニルアミノ基、N,N−ジ(メチルフェニル)アミノ基等が挙げられる。
The aryl group is preferably a group composed of 1 to 3 aromatic rings having 5 to 18 carbon atoms, particularly 6 carbon atoms. A sulfur atom may be contained as a hetero atom. The aryl group may have at least one alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in any of the o-position, m-position and p-position. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, sec-propyl group, butyl group, sec-butyl group, and tert-butyl group. Specific examples of the aryl group include a phenyl group, biphenylyl group, naphthyl group, terphenylyl, p- (tert-butyl) phenyl group, m-diethylphenyl group, p-propylbiphenylyl group and the like. Terphenylyl is a residue obtained by removing one hydrogen atom from terphenyl.
The diarylamino group is an amino group in which two hydrogen atoms are substituted with an aryl group, and the included aryl group is the same as described above. Specific examples of the diarylamino group include, for example, an N, N-diphenylamino group, an N, N-di (biphenylyl) amino group, an N, N-di (terphenylyl) amino group, an N-phenylN-biphenylylamino group, N-phenyl N-terphenylylamino group, N-biphenylyl N-terphenylylamino group, N, N-dinaphthylamino group, N-phenyl N-naphthylamino group, N-biphenylyl N-naphthylamino group, N -Terphenylyl N-naphthylamino group, N-methylphenyl-N-biphenylylamino group, N-methylphenyl-N-naphthylamino group, N-methylphenyl-N-phenylamino group, N, N-di (methylphenyl) ) Amino group and the like.

ジまたはトリアリールアルキル基は、2または3個の水素原子がアリール基で置換されてなる炭素数1〜4の直鎖アルキル基が好ましく、含まれるアリール基は上記と同様である。炭素数1〜4の直鎖アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル、n−ブチル基が挙げられ、これらの基のいずれの部位にアリール基を有していてもよいが、立体効果を考慮すると末端に有することが好ましい。ジアリールアルキル基の具体例として、例えば、ジメチルメチル基、ジフェニルメチル基、ジ(ビフェニリル)メチル基、ジ(テルフェニリル)メチル基、フェニルビフェニリルメチル基、フェニルテルフェニリルメチル基、ビフェニリルテルフェニリルメチル基、ジナフチルメチル基、フェニルナフチルメチル基、ビフェニリルナフチルメチル基、テルフェニリルナフチルメチル基、メチルフェニル−ビフェニリルメチル基、メチルフェニル−ナフチルメチル基、メチルフェニル−フェニルメチル基、ジ(メチルフェニル)メチル基、ジフェニルエチル基、ジ(ビフェニリル)エチル基、ジ(テルフェニリル)エチル基、フェニルビフェニリルエチル基、フェニルテルフェニリルエチル基、ビフェニリルテルフェニリルエチル基、ジナフチルエチル基、フェニルナフチルエチル基、ビフェニリルナフチルエチル基、テルフェニリルナフチルエチル基、メチルフェニル−ビフェニリルエチル基、メチルフェニル−ナフチルエチル基、メチルフェニル−フェニルエチル基、ジ(メチルフェニル)エチル基、ジフェニルプロピル基、ジ(ビフェニリル)プロピル基、ジ(テルフェニリル)プロピル基、フェニルビフェニリルプロピル基、フェニルテルフェニリルプロピル基、ビフェニリルテルフェニリルプロピル基、ジナフチルプロピル基、フェニルナフチルプロピル基、ビフェニリルナフチルプロピル基、テルフェニリルナフチルプロピル基、メチルフェニル−ビフェニリルプロピル基、メチルフェニル−ナフチルプロピル基、メチルフェニル−フェニルプロピル基、ジ(メチルフェニル)プロピル基、ジフェニルブチル基、ジ(ビフェニリル)ブチル基、ジ(テルフェニリル)ブチル基、フェニルビフェニリルブチル基、フェニルテルフェニリルブチル基、ビフェニリルテルフェニリルブチル基、ジナフチルブチル基、フェニルナフチルブチル基、ビフェニリルナフチルブチル基、テルフェニリルナフチルブチル基、メチルフェニル−ビフェニリルブチル基、メチルフェニル−ナフチルブチル基、メチルフェニル−フェニルブチル基、ジ(メチルフェニル)ブチル基等が挙げられる。トリアリールアルキル基の具体例としては、例えば、トリメチルメチル基、トリフェニルメチル基、トリ(ビフェニリル)メチル基、トリ(テルフェニリル)メチル基、フェニル−ジ(ビフェニリル)メチル基、ジ(フェニル)テルフェニリルメチル基、フェニルジ(テルフェニリル)メチル基、トリナフチルメチル基、フェニルジ(ナフチル)メチル基、ジ(フェニル)ナフチルメチル基、ジ(テルフェニリル)ナフチルメチル基、メチルフェニル−ジ(フェニル)メチル基、メチルフェニル−ジ(ナフチル)メチル基、メチルフェニル−ジ(ビフェニリル)メチル基、トリ(メチルフェニル)メチル基、トリフェニルエチル基、トリ(ビフェニリル)エチル基、トリ(テルフェニリル)エチル基、フェニル−ジ(ビフェニリル)エチル基、ジ(フェニル)テルフェニリルエチル基、フェニルジ(テルフェニリル)エチル基、トリナフチルエチル基、フェニルジ(ナフチル)エチル基、ジ(フェニル)ナフチルエチル基、ジ(テルフェニリル)ナフチルエチル基、メチルフェニル−ジ(フェニル)エチル基、メチルフェニル−ジ(ナフチル)エチル基、メチルフェニル−ジ(ビフェニリル)エチル基、トリ(メチルフェニル)エチル基等が挙げられる。   The di- or triarylalkyl group is preferably a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in which 2 or 3 hydrogen atoms are substituted with an aryl group, and the included aryl group is the same as described above. Examples of the linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an n-butyl group, and any group of these groups may have an aryl group. However, considering the steric effect, it is preferable to have at the end. Specific examples of diarylalkyl groups include, for example, dimethylmethyl, diphenylmethyl, di (biphenylyl) methyl, di (terphenylyl) methyl, phenylbiphenylylmethyl, phenylterphenylylmethyl, biphenylylterphenylyl Methyl group, dinaphthylmethyl group, phenylnaphthylmethyl group, biphenylylnaphthylmethyl group, terphenylylnaphthylmethyl group, methylphenyl-biphenylylmethyl group, methylphenyl-naphthylmethyl group, methylphenyl-phenylmethyl group, di ( Methylphenyl) methyl group, diphenylethyl group, di (biphenylyl) ethyl group, di (terphenylyl) ethyl group, phenylbiphenylylethyl group, phenylterphenylylethyl group, biphenylylterphenylylethyl group, dinaphthyl Ethyl group, phenylnaphthylethyl group, biphenylylnaphthylethyl group, terphenylylnaphthylethyl group, methylphenyl-biphenylylethyl group, methylphenyl-naphthylethyl group, methylphenyl-phenylethyl group, di (methylphenyl) ethyl group Diphenylpropyl group, di (biphenylyl) propyl group, di (terphenylyl) propyl group, phenylbiphenylylpropyl group, phenylterphenylylpropyl group, biphenylylterphenylylpropyl group, dinaphthylpropyl group, phenylnaphthylpropyl group, Biphenylylnaphthylpropyl group, terphenylylnaphthylpropyl group, methylphenyl-biphenylylpropyl group, methylphenyl-naphthylpropyl group, methylphenyl-phenylpropyl group, di (methylphenyl) L) propyl group, diphenylbutyl group, di (biphenylyl) butyl group, di (terphenylyl) butyl group, phenylbiphenylylbutyl group, phenylterphenylylbutyl group, biphenylylterphenylylbutyl group, dinaphthylbutyl group, phenyl Naphtylbutyl group, biphenylylnaphthylbutyl group, terphenylylnaphthylbutyl group, methylphenyl-biphenylylbutyl group, methylphenyl-naphthylbutyl group, methylphenyl-phenylbutyl group, di (methylphenyl) butyl group, etc. . Specific examples of the triarylalkyl group include, for example, a trimethylmethyl group, a triphenylmethyl group, a tri (biphenylyl) methyl group, a tri (terphenylyl) methyl group, a phenyl-di (biphenylyl) methyl group, and a di (phenyl) terphenyl. Rylmethyl group, phenyldi (terphenylyl) methyl group, trinaphthylmethyl group, phenyldi (naphthyl) methyl group, di (phenyl) naphthylmethyl group, di (terphenylyl) naphthylmethyl group, methylphenyl-di (phenyl) methyl group, methyl Phenyl-di (naphthyl) methyl group, methylphenyl-di (biphenylyl) methyl group, tri (methylphenyl) methyl group, triphenylethyl group, tri (biphenylyl) ethyl group, tri (terphenylyl) ethyl group, phenyl-di ( Biphenylyl) ethyl group Di (phenyl) terphenylylethyl group, phenyldi (terphenylyl) ethyl group, trinaphthylethyl group, phenyldi (naphthyl) ethyl group, di (phenyl) naphthylethyl group, di (terphenylyl) naphthylethyl group, methylphenyl-di ( Phenyl) ethyl group, methylphenyl-di (naphthyl) ethyl group, methylphenyl-di (biphenylyl) ethyl group, tri (methylphenyl) ethyl group and the like.

シリル基が上記隣接分子と反応することのない基を2つ有する場合、それらの基は同一でも異なっていてもよい。   When the silyl group has two groups that do not react with the adjacent molecule, these groups may be the same or different.

有機シラン化合物(I)は、R〜R10のうち少なくとも1個の基がシリル基である限り、いずれの基がシリル基であってもよいが、導電性を考慮すると好ましくはR〜Rのうち少なくとも1個の基がシリル基であることが好ましい。 Organic silane compound (I), as long as at least one group of R 1 to R 10 is a silyl group, may be any group is a silyl group, considering the conductivity preferably R 1 ~ It is preferable that at least one group of R 4 is a silyl group.

本発明の有機シラン化合物(I)が上記シリル基を2以上有する場合、それらの基は一部または全部が同一でも異なっていてもよい。   When the organosilane compound (I) of the present invention has two or more silyl groups, part or all of these groups may be the same or different.

本発明の有機シラン化合物(I)が有し得る機能性基は、有機溶剤への溶解性を向上させる作用、有機薄膜を形成するときに分子間相互作用を低減して非晶質膜が形成されるようにする作用、および化合物のHOMOレベルの不安定化あるいはLUMOレベルの安定化を達成する作用を担う基である。このとき、機能性基は、反応制御の観点から、隣接分子と反応することのない基であることが好ましい。有機溶剤への溶解性を向上させる作用の観点からは、機能性基は疎水性を有することが好ましい。非晶質膜を形成する作用の観点からは、機能性基は当該基の分子体積が大きいものが好ましい。化合物のHOMOレベルの不安定化あるいはLUMOレベルの安定化を達成する作用の観点からは、機能性基は、電子供与性あるいは電子吸引性を有する基であることが好ましい。機能性基はこれらいずれの作用の条件も満たしているものが最も好ましいが、機能性基は疎水性を有するものに制限されるものではない。機能性基が電子吸引性を有する場合、当該電子吸引性基は親水性のものが多いが、そのような親水性を有する電子吸引性基を機能性基として有する本発明の化合物(電子輸送物質)であっても、有機溶剤に対する溶解性は十分に確保できるためである。   The functional group that the organosilane compound (I) of the present invention can have has the effect of improving the solubility in organic solvents and the formation of an amorphous film by reducing the intermolecular interaction when forming an organic thin film. And a group responsible for destabilizing the HOMO level or stabilizing the LUMO level of the compound. In this case, the functional group is preferably a group that does not react with an adjacent molecule from the viewpoint of reaction control. From the viewpoint of improving the solubility in an organic solvent, the functional group preferably has hydrophobicity. From the viewpoint of the action of forming an amorphous film, the functional group preferably has a large molecular volume. From the viewpoint of destabilizing the HOMO level or stabilizing the LUMO level of the compound, the functional group is preferably a group having an electron donating property or an electron withdrawing property. The functional group is most preferably one satisfying any of these action conditions, but the functional group is not limited to one having hydrophobicity. When the functional group has an electron-withdrawing property, the electron-withdrawing group is often hydrophilic, but the compound of the present invention (electron transporting substance) having such a hydrophilic electron-withdrawing group as a functional group This is because the solubility in organic solvents can be sufficiently ensured.

好ましい機能性基の例としては、例えば、置換または無置換のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ジアリールアミノ基、ジまたはトリアリールアルキル基、アルコキシ基、オキシアリール基、ニトリル基、ニトロ基、エステル基等が挙げられる。機能性基の安定性を考慮すると、ニトリル基もしくはニトロ基がより好ましい。   Examples of preferred functional groups include, for example, substituted or unsubstituted alkyl groups, halogenated alkyl groups, cycloalkyl groups, aryl groups, diarylamino groups, di- or triarylalkyl groups, alkoxy groups, oxyaryl groups, nitriles. Group, nitro group, ester group and the like. Considering the stability of the functional group, a nitrile group or a nitro group is more preferable.

機能性基としてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ジアリールアミノ基、ジまたはトリアリールアルキル基はそれぞれ、シリル基が有し得る「隣接分子と反応することのない基」としてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ジアリールアミノ基、ジまたはトリアリールアルキル基と同様である。
アルコキシ基は炭素数1〜6、特に3〜4のものが好ましく、直鎖状または分枝状いずれのものでもよいが、より好ましくは分枝状のものである。好ましい具体例として2−プロピルオキシ基、sec−ブチルオキシ基、tert−ブチルオキシ基などが挙げられる。
オキシアリール基は、水酸基の水素原子がアリール基で置換されてなる基であり、含まれるアリール基は、シリル基が有し得る「隣接分子と反応することのない基」としてのアリール基と同様である。オキシアリール基の具体例として、例えば、フェニルオキシ基、ビフェニリルオキシ基、ナフチルオキシ基等が挙げられる。
An alkyl group as a functional group, a cycloalkyl group, an aryl group, a diarylamino group, a di- or triarylalkyl group, each of the silyl group may have an alkyl group as a “group that does not react with an adjacent molecule”; The same as the cycloalkyl group, aryl group, diarylamino group, di- or triarylalkyl group.
The alkoxy group preferably has 1 to 6 carbon atoms, particularly 3 to 4 carbon atoms, and may be linear or branched, but more preferably is branched. Preferable specific examples include 2-propyloxy group, sec-butyloxy group, tert-butyloxy group and the like.
The oxyaryl group is a group in which a hydrogen atom of a hydroxyl group is substituted with an aryl group, and the included aryl group is the same as the aryl group as a “group that does not react with an adjacent molecule” that a silyl group may have. It is. Specific examples of the oxyaryl group include a phenyloxy group, a biphenylyloxy group, a naphthyloxy group, and the like.

ハロゲン化アルキル基は炭素数1〜10、特に1〜4のものが好ましく、具体例としてモノクロロエチル基、トリフルオロエチル基、トリクロロエチル基等が挙げられる。
エステル基は−COOR'あるいは−OCOR’(R'はアルキル基またはアリール基であり、それらはそれぞれ「隣接分子と反応することのない基」としてのアルキル基またはアリール基と同様である)で表される基である。具体例として、例えば、−COOCH、−COOCHCH、−COO(CHCH、−COOCH(CH、−COO(CHCH、−COOCH(CH)CHCH、−COOC(CH、−COOPh、−COO(Ph)、−COO(Ph)、−OCOCH、−OCOCHCH、−OCO(CHCH、−OCOCH(CH、−OCO(CHCH、−OCOCH(CH)CHCH、−OCOC(CH、−OCOPh、−OCO(Ph)、−OCO(Ph)、(Phはフェニル基)等が挙げられる。
The halogenated alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, particularly 1 to 4 carbon atoms. Specific examples thereof include a monochloroethyl group, a trifluoroethyl group, and a trichloroethyl group.
The ester group is represented by —COOR ′ or —OCOR ′ (R ′ is an alkyl group or an aryl group, and they are the same as the alkyl group or aryl group as “groups that do not react with adjacent molecules”, respectively). Group. As specific examples, for example, —COOCH 3 , —COOCH 2 CH 3 , —COO (CH 2 ) 2 CH 3 , —COOCH (CH 3 ) 2 , —COO (CH 2 ) 3 CH 3 , —COOCH (CH 3 ) CH 2 CH 3, -COOC (CH 3) 3, -COOPh, -COO (Ph) 2, -COO (Ph) 3, -OCOCH 3, -OCOCH 2 CH 3, -OCO (CH 2) 2 CH 3, -OCOCH (CH 3) 2, -OCO (CH 2) 3 CH 3, -OCOCH (CH 3) CH 2 CH 3, -OCOC (CH 3) 3, -OCOPh, -OCO (Ph) 2, -OCO ( Ph) 3 (Ph is a phenyl group) and the like.

有機シラン化合物(I)は、R〜R10のうち少なくとも1個の基が機能性基である限り、いずれの基が機能性基であってもよいが、化合物の合成方法や収率を考慮すると好ましくはR〜R10のうち1〜6個、特に1〜4個の基が機能性基であることである。すなわち、機能性基を有しないと、当該化合物の有機溶剤への溶解度が著しく低い。一方、機能性基の数が6よりも多いと、機能性基の立体効果により、そのような数の機能性基を多環骨格に導入することが困難である。 The organic silane compound (I) may be any functional group as long as at least one of R 1 to R 10 is a functional group. In consideration, it is preferable that 1 to 6, particularly 1 to 4 groups out of R 3 to R 10 are functional groups. That is, if it does not have a functional group, the solubility of the compound in an organic solvent is extremely low. On the other hand, when the number of functional groups is more than 6, it is difficult to introduce such a number of functional groups into the polycyclic skeleton due to the steric effect of the functional groups.

本発明の有機シラン化合物(I)が上記機能性基を2以上有する場合、それらの基は一部または全部が同一でも異なっていてもよい。   When the organosilane compound (I) of the present invention has two or more functional groups, a part or all of these groups may be the same or different.

例えば、有機シラン化合物(I)を発光層に含有させる場合、有機シラン化合物(I)は上記範囲内のものであれば特に制限されないが、機能性基が上記のうち置換または無置換のアルキル基、ジアリールアミノ基、またはジまたはトリアリールアルキル基であるものを使用することが好ましい。このとき、シリル基は特に制限されず、前記と同様であればよい。例えば、一般式(I)においてmが上記範囲内の有機シラン化合物をAlq3と混合し、有機薄膜を形成すると、それぞれ、m=4(575nm)、m=5(620nm)、m=6(625nm)、m=7(630nm)、m=8(635nm)の発光が可能である。   For example, when the organic silane compound (I) is contained in the light emitting layer, the organic silane compound (I) is not particularly limited as long as it is within the above range, but the functional group is a substituted or unsubstituted alkyl group among the above. , A diarylamino group, or a di or triarylalkyl group is preferably used. At this time, the silyl group is not particularly limited and may be the same as described above. For example, when an organic thin film is formed by mixing an organic silane compound in the general formula (I) where m is within the above range with Alq3, m = 4 (575 nm), m = 5 (620 nm), m = 6 (625 nm, respectively. ), M = 7 (630 nm), and m = 8 (635 nm).

また例えば、有機シラン化合物(I)を電子輸送層に含有させる場合、有機シラン化合物(I)は、機能性基が上記のうち電子供与性を有する基(Hammett則に基づく置換基定数sが0以上のもの)、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ジアリールアミノ基、ジまたはトリアリールアルキル基、アルコキシ基、オキシアリール基等であるものが使用される。このとき、シリル基は特に制限されず、前記と同様であればよい。   Further, for example, when the organosilane compound (I) is contained in the electron transport layer, the organosilane compound (I) is a group in which the functional group has an electron donating property among the above (substituent constant s based on Hammett's rule is 0). For example, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a diarylamino group, a di- or triarylalkyl group, an alkoxy group, an oxyaryl group, or the like is used. At this time, the silyl group is not particularly limited and may be the same as described above.

また例えば、有機シラン化合物(I)を正孔輸送層に含有させる場合、有機シラン化合物(I)は、機能性基が上記のうち電子吸引性を有する基(Hammett則に基づく置換基定数sが0以下のもの)、例えば、ハロゲン化アルキル基、ニトリル基、ニトロ基、エステル基等であるものが使用される。このとき、シリル基は特に制限されず、前記と同様であればよい。   Further, for example, when the organic silane compound (I) is contained in the hole transport layer, the organic silane compound (I) is a group in which the functional group has electron withdrawing property among the above (the substituent constant s based on the Hammett rule is 0 or less), for example, a halogenated alkyl group, a nitrile group, a nitro group, an ester group and the like are used. At this time, the silyl group is not particularly limited and may be the same as described above.

有機シラン化合物(I)を発光層、電子輸送層または正孔輸送層のいずれの層に含有させる場合においても、発光効率や結晶性制御を考慮すると、当該化合物の構造が対称性、特に線対称性を有することが好ましい。すなわち、一般式(I)において、RはRと、RはRと、RはRと、RはRと、RはR10と、それぞれ同一の置換基であることが好ましい。特にRはRと、RはRと、RはRと、RはR10と、それぞれ同一の置換基であることが好ましい。 In the case where the organosilane compound (I) is contained in any of the light emitting layer, the electron transport layer, and the hole transport layer, the structure of the compound is symmetric, particularly line symmetric, in consideration of the light emission efficiency and the crystallinity control. It is preferable to have properties. That is, in the general formula (I), R 1 is R 2 , R 3 is R 4 , R 5 is R 6 , R 7 is R 8 , R 9 is R 10 , Preferably there is. In particular, R 3 is preferably the same substituent as R 4 , R 5 is R 6 , R 7 is R 8 , and R 9 is R 10 .

本発明の有機シラン化合物(I)の具体例を以下に示す。

Figure 0004416546
Specific examples of the organosilane compound (I) of the present invention are shown below.
Figure 0004416546

Figure 0004416546
Figure 0004416546

上記とは別のアセン骨格を有する本発明の有機シラン化合物は一般式(II):

Figure 0004416546
及び一般式(III):
Figure 0004416546
によって表される。以下、一般式(II)の化合物を有機シラン化合物(II)、一般式(III)の化合物を有機シラン化合物(III)という。有機シラン化合物(II)及び(III)が有する骨格は、いずれもベンゼン環がジグザグに結合されてなるアセン骨格である。便宜上、ベンゼン環のユニット数を上記一般式中に示す形で指定する。また、置換基の結合位置および種類をRn−mとして指定する。本発明の有機シラン化合物(II)および(III)のいずれにおいても、ベンゼン環の総ユニット数nは3〜7のものが好ましい。
一般式(II)のアセン骨格の好ましい具体例として、例えば、フェナントレン骨格、クリセン骨格、ピセン骨格等が挙げられる。
一般式(III)のアセン骨格の好ましい具体例として、例えば、ピレン骨格、アントアントレン骨格等が挙げられる。 The organosilane compound of the present invention having an acene skeleton different from the above is represented by the general formula (II):
Figure 0004416546
And general formula (III):
Figure 0004416546
Represented by Hereinafter, the compound of general formula (II) is referred to as organosilane compound (II), and the compound of general formula (III) is referred to as organosilane compound (III). The skeletons of the organosilane compounds (II) and (III) are both acene skeletons in which benzene rings are bonded in a zigzag manner. For convenience, the number of units of the benzene ring is specified in the form shown in the above general formula. In addition, the bonding position and type of the substituent are designated as Rn-m. In any of the organosilane compounds (II) and (III) of the present invention, the total number n of benzene rings is preferably 3 to 7.
Preferable specific examples of the acene skeleton of the general formula (II) include, for example, a phenanthrene skeleton, a chrysene skeleton, and a picene skeleton.
Preferable specific examples of the acene skeleton of the general formula (III) include, for example, a pyrene skeleton and an anthrene skeleton.

式(II)および(III)中、Rn−mにて示される全ての基のうち、少なくとも1個の基はシリル基であり、少なくとも1個、好ましくは1〜4個の基は機能性基であり、他の基はすべて水素原子である。シリル基および機能性基はそれぞれ式(I)におけるシリル基および機能性基と同様である。   In formulas (II) and (III), at least one group among all groups represented by Rn-m is a silyl group, and at least one, preferably 1-4 groups are functional groups. And all other groups are hydrogen atoms. The silyl group and the functional group are the same as the silyl group and the functional group in the formula (I), respectively.

ペリレン骨格を有する本発明の有機シラン化合物は一般式(IV);

Figure 0004416546
によって表される。以下、当該化合物を有機シラン化合物(IV)という。 The organosilane compound of the present invention having a perylene skeleton has the general formula (IV);
Figure 0004416546
Represented by Hereinafter, this compound is referred to as an organosilane compound (IV).

式(IV)中、R11〜R22のうち少なくとも1個の基、好ましくは1〜2個の基はシリル基であり、少なくとも1個の基、好ましくは1〜4個の基は機能性基であり、他の基は水素原子である。式(IV)においてシリル基および機能性基はそれぞれ式(I)におけるシリル基および機能性基と同様である。 In the formula (IV), at least one group among R 11 to R 22 , preferably 1-2 groups are silyl groups, and at least one group, preferably 1-4 groups are functional. The other group is a hydrogen atom. In the formula (IV), the silyl group and the functional group are the same as the silyl group and the functional group in the formula (I), respectively.

本発明の有機シラン化合物(IV)がシリル基を2以上有する場合、それらの基は一部または全部が同一でも異なっていてもよい。   When the organosilane compound (IV) of the present invention has two or more silyl groups, some or all of these groups may be the same or different.

本発明の有機シラン化合物(IV)が機能性基を2以上有する場合、それらの基は一部または全部が同一でも異なっていてもよい。   When the organosilane compound (IV) of the present invention has two or more functional groups, part or all of these groups may be the same or different.

また、有機シラン化合物(IV)を有機EL用材料として使用する場合、発光効率を考慮すると、当該化合物の構造が対称性、特に点対称性を有することが好ましい。すなわち、一般式(IV)において、R11はR17と、R12はR18と、R13はR19と、R14はR20と、R15はR21と、R16はR22と、それぞれ同一の置換基であることが好ましい。 Further, when the organic silane compound (IV) is used as an organic EL material, it is preferable that the structure of the compound has symmetry, particularly point symmetry, in view of luminous efficiency. That is, in the general formula (IV), R 11 is R 17 , R 12 is R 18 , R 13 is R 19 , R 14 is R 20 , R 15 is R 21 , and R 16 is R 22 . These are preferably the same substituents.

本発明の有機シラン化合物(IV)の具体例を以下に示す。

Figure 0004416546
Specific examples of the organosilane compound (IV) of the present invention are shown below.
Figure 0004416546

(合成方法)
本発明の有機シラン化合物は、例えば、多環骨格含有分子に機能性基およびシリル基を導入することによって合成可能である。
(Synthesis method)
The organosilane compound of the present invention can be synthesized, for example, by introducing a functional group and a silyl group into a polycyclic skeleton-containing molecule.

多環骨格含有分子は市販品として入手可能であるが、例えば、(A)原料の所定位置にトリフラート基を挿入後、フラン誘導体と反応させ、続いて酸化させる手法(ルートA1〜A5参照)、および(B)原料の所定位置にアセチレン誘導体を付与した後に、アセチレン基同士を閉環反応させる手法(ルートB1〜B5参照)等によって合成可能である。特に、上記手法(A)を採用する場合、フラン誘導体または原料に予め機能性基を導入しておくことにより、多環骨格含有分子を合成すると同時に機能性基を導入することができる(ルートA1〜A5参照)。また、上記手法(B)を採用する場合、原料に予め機能性基を導入しておくことにより、多環骨格含有分子を合成すると同時に機能性基を導入することができる(ルートB1参照)。これらの手法を用いた多環骨格含有分子の合成ルートの一例を以下に示す。   The polycyclic skeleton-containing molecule is available as a commercial product. For example, (A) a method in which a triflate group is inserted at a predetermined position of the raw material, then reacted with a furan derivative, and subsequently oxidized (see routes A1 to A5), And (B) after providing an acetylene derivative at a predetermined position of the raw material, the acetylene groups can be synthesized by a ring-closing reaction (see routes B1 to B5). In particular, when the above method (A) is employed, a functional group can be introduced simultaneously with the synthesis of a polycyclic skeleton-containing molecule by introducing a functional group into a furan derivative or a raw material in advance (route A1). To A5). Moreover, when employ | adopting the said method (B), a functional group can be introduce | transduced simultaneously with the synthesis | combination of a polycyclic skeleton containing molecule | numerator by introduce | transducing a functional group into a raw material previously (refer route B1). An example of a synthetic route for a polycyclic skeleton-containing molecule using these techniques is shown below.

Figure 0004416546
Figure 0004416546

Figure 0004416546
(式中、RおよびRはそれぞれ独立して前記機能性基と同様である)
Figure 0004416546
(Wherein, R a and R b are each independently the same as the functional group)

Figure 0004416546
Figure 0004416546

Figure 0004416546
Figure 0004416546

Figure 0004416546
Figure 0004416546

Figure 0004416546
(式中、RおよびRはそれぞれ独立して前記機能性基と同様である)
Figure 0004416546
(Wherein, R a and R b are each independently the same as the functional group)

機能性基は、所望により多環骨格の所定部位をハロゲン化させ、機能性基含有化合物と反応させることによって導入可能である。機能性基が既に導入されている場合にはその必要はない。   The functional group can be introduced by halogenating a predetermined part of the polycyclic skeleton, if desired, and reacting with the functional group-containing compound. This is not necessary if a functional group has already been introduced.

機能性基含有化合物は、多環骨格含有分子のハロゲン化部位との反応によって当該部位に機能性基を導入し得るものである。
具体的には、例えば、機能性基がアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ジまたはトリアリールアルキル基の場合には当該機能性基を有するグリニャール試薬が使用可能である。また例えば、機能性基がジアリールアミノ基の場合にはジアリールアミンが使用可能である。また例えば、機能性基がアルコキシ基、オキシアリール基の場合にはそれらの基を有するアルコールが使用可能である。また例えば、機能性基がハロゲン化アルキル基の場合にも、当該機能性基を有するグリニャール試薬が使用可能である。また例えば、機能性基がニトリル基、ニトロ基、エステル基の場合には、原料化合物からの合成過程にて付与し、かつ、その後の反応経路を穏やかなルートにする手法が使用可能である。なお、穏やかな反応経路を選択できない場合には、その反応の前後に、保護/脱保護反応を利用することができる。保護/脱保護反応に用いる保護基とは、たとえばトリメトキシシリル基があげられる。
The functional group-containing compound can introduce a functional group at the site by reaction with the halogenated site of the polycyclic skeleton-containing molecule.
Specifically, for example, when the functional group is an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a di- or triarylalkyl group, a Grignard reagent having the functional group can be used. Also, for example, when the functional group is a diarylamino group, diarylamine can be used. For example, when the functional group is an alkoxy group or an oxyaryl group, an alcohol having these groups can be used. For example, when the functional group is a halogenated alkyl group, a Grignard reagent having the functional group can be used. Further, for example, when the functional group is a nitrile group, a nitro group, or an ester group, it is possible to use a method in which the functional group is imparted in the synthesis process from the raw material compound and the subsequent reaction route is made a gentle route. When a mild reaction route cannot be selected, a protection / deprotection reaction can be used before and after the reaction. Examples of the protective group used in the protection / deprotection reaction include a trimethoxysilyl group.

機能性基導入時の反応条件としては機能性基を導入できる限り特に制限されず、通常は反応に影響のない有機溶媒中で1〜48時間還流すればよい。反応に影響のない有機溶媒としては後述と同様の有機溶媒が使用可能である。   The reaction conditions for introducing the functional group are not particularly limited as long as the functional group can be introduced. Usually, the reaction may be refluxed in an organic solvent that does not affect the reaction for 1 to 48 hours. As the organic solvent that does not affect the reaction, the same organic solvent as described below can be used.

シリル基は、所望により多環骨格の所定部位をハロゲン化させ、一般式;
−SiX
(式中、X〜Xは前記と同様である;Xは水素原子またはハロゲン原子、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子であり、好ましくは水素原子または塩素原子である)で表されるシラン誘導体(以下、単にシラン誘導体という)と反応させることによって導入可能である。所定部位が既にハロゲン化されているにはハロゲン化の必要はない。
The silyl group is optionally halogenated at a predetermined site of the polycyclic skeleton, and has the general formula:
X 4 -SiX 1 X 2 X 3
(Wherein X 1 to X 3 are the same as those described above; X 4 is a hydrogen atom or a halogen atom, for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, preferably a hydrogen atom or a chlorine atom. It can be introduced by reacting with a silane derivative represented by the following formula (hereinafter simply referred to as a silane derivative). There is no need for halogenation if a given site is already halogenated.

好ましいシラン誘導体の具体例として、例えば、トリエトキシシラン、ジ(t−ブチル)モノメトキシシラン、テトラクロロシランが挙げられる。   Specific examples of preferable silane derivatives include, for example, triethoxysilane, di (t-butyl) monomethoxysilane, and tetrachlorosilane.

シリル基導入時の反応条件としてはシリル基を導入できる限り特に制限されない。具体的には、反応温度は、例えば、−100〜150℃であり、好ましくは−20〜100℃である。反応時間は、例えば、0.1〜48時間程度である。反応は、通常、反応に影響のない有機溶媒中で行われる。反応に影響のない有機溶媒としては、例えば、ヘキサン、ペンタンなどの脂肪族炭化水素類、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)などのエーテル類、ベンゼン、トルエン、ニトロベンゼンなどの芳香族炭化水素類、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素などの塩素系炭化水素類などが挙げられる。これらは単独で又は混合液として用いることが出来る。中でも、エーテル類、塩素系炭化水素類、芳香族炭化水素類が好適であり、特に、THF、ジエチルエーテル、クロロホルム、ニトロベンゼン、トルエンが好適である。反応は、任意に触媒を用いてもよい。触媒としては公知のものを用いることができ、例えば、銅触媒、白金触媒、パラジウム触媒、ニッケル触媒等が挙げられる。   The reaction conditions for introducing the silyl group are not particularly limited as long as the silyl group can be introduced. Specifically, the reaction temperature is, for example, −100 to 150 ° C., preferably −20 to 100 ° C. The reaction time is, for example, about 0.1 to 48 hours. The reaction is usually carried out in an organic solvent that does not affect the reaction. Examples of organic solvents that do not affect the reaction include aliphatic hydrocarbons such as hexane and pentane, ethers such as diethyl ether, dipropyl ether, dioxane, and tetrahydrofuran (THF), and aromatics such as benzene, toluene, and nitrobenzene. Examples include hydrocarbons, and chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform, and carbon tetrachloride. These can be used alone or as a mixed solution. Among these, ethers, chlorinated hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons are preferable, and THF, diethyl ether, chloroform, nitrobenzene, and toluene are particularly preferable. The reaction may optionally use a catalyst. A known catalyst can be used as the catalyst, and examples thereof include a copper catalyst, a platinum catalyst, a palladium catalyst, and a nickel catalyst.

多環骨格の所定部位にトリメチルシリル基等の残基が存在し、ハロゲン化が起こり難いときは、以下に示すような反応に基づいてシリル基を導入すればよい。下記反応の出発物質はルートA1により合成された多環骨格含有分子である。   When a residue such as a trimethylsilyl group is present at a predetermined position of the polycyclic skeleton and halogenation is difficult to occur, a silyl group may be introduced based on the reaction shown below. The starting material for the following reaction is a polycyclic skeleton-containing molecule synthesized by Route A1.

Figure 0004416546
Figure 0004416546

機能性基およびシリル基の導入ルートの一例を以下に示す。   An example of a route for introducing a functional group and a silyl group is shown below.

Figure 0004416546
Figure 0004416546

Figure 0004416546
Figure 0004416546

このような方法で得られる本発明の有機シラン化合物は、公知の手段、例えば転溶、濃縮、溶媒抽出、分留、結晶化、再結晶、クロマトグラフィーなどにより反応溶液から単離、精製することができる。   The organosilane compound of the present invention obtained by such a method is isolated and purified from the reaction solution by a known means such as phase transfer, concentration, solvent extraction, fractional distillation, crystallization, recrystallization, chromatography and the like. Can do.

(有機EL素子の製造方法)
本発明の有機EL素子は通常、基板上に陽極、各有機薄膜層および陰極を順次積層してなっている。
基板材料については特に制限はないが、基板側から発光光を取り出すことを考慮すると、透明あるいは半透明材料が好ましい。したがって、例えば、非晶質の性質を有するガラスまたはプラスチック使用することが好ましく、用途によっては金属またはウェハー(wafer)のように適切な機械強度及び表面平坦度を有する基板を使用することができる。
(Manufacturing method of organic EL element)
The organic EL device of the present invention is usually formed by sequentially laminating an anode, each organic thin film layer and a cathode on a substrate.
The substrate material is not particularly limited, but a transparent or translucent material is preferable in consideration of taking out emitted light from the substrate side. Therefore, for example, glass or plastic having an amorphous property is preferably used, and a substrate having an appropriate mechanical strength and surface flatness such as a metal or a wafer can be used depending on an application.

陽極および陰極は、真空蒸着法、分子線蒸着法等の蒸着法や、RFスパッタ法等のスパッタ法等の気相法を採用することによって形成可能である。陽極および陰極の厚みは特に制限されず、通常はそれぞれ独立して50〜500nmであればよい。   The anode and the cathode can be formed by employing a vapor deposition method such as a vacuum deposition method or a molecular beam deposition method, or a vapor phase method such as a sputtering method such as an RF sputtering method. The thicknesses of the anode and the cathode are not particularly limited, and usually may be 50 to 500 nm independently of each other.

有機シラン化合物を含有しない有機薄膜層は、発光層、電子輸送層または正孔輸送層のいずれの層であっても、所定の物質を用いて、陽極および陰極の形成方法と同様の方法を採用することによって形成可能である。
有機シラン化合物を含有するか否かにかかわらず、発光層、電子輸送層および正孔輸送層の厚みは特に制限されず、通常はそれぞれ独立して1〜500nmであればよい。
有機シラン化合物を含有する有機薄膜層は、所定の物質を用いて、以下に示す方法によって形成可能である。
The organic thin film layer that does not contain an organic silane compound adopts the same method as the anode and cathode formation method using a predetermined substance, regardless of whether it is a light-emitting layer, an electron transport layer, or a hole transport layer. Can be formed.
Regardless of whether or not it contains an organosilane compound, the thicknesses of the light-emitting layer, the electron transport layer, and the hole transport layer are not particularly limited, and may usually be 1 to 500 nm independently of each other.
The organic thin film layer containing an organosilane compound can be formed by a method shown below using a predetermined substance.

(有機シラン化合物を含有する有機薄膜層およびその形成方法)
有機シラン化合物を含有する有機薄膜層は、発光層、電子輸送層または正孔輸送層のいずれの層であっても、溶液プロセスを含む方法によって、被形成層上に化学結合を介して結合されながら、非晶質膜として形成可能である。被形成層とは有機シラン化合物含有層が形成されるべき層を意味するものとする。例えば、前記構成(1)において発光層に有機シラン化合物を含有させる場合は被形成層は陽極を指す。また例えば、前記構成(2)において正孔輸送層に有機シラン化合物を含有させる場合は被形成層は陽極を指す。また例えば、前記構成(3)および(4)において電子輸送層に有機シラン化合物を含有させる場合は被形成層は発光層を指す。
(Organic thin film layer containing organosilane compound and method for forming the same)
The organic thin film layer containing the organosilane compound is bonded to the formation layer via a chemical bond by a method including a solution process, whether it is a light-emitting layer, an electron transport layer, or a hole transport layer. However, it can be formed as an amorphous film. The layer to be formed means a layer on which an organosilane compound-containing layer is to be formed. For example, when the organic silane compound is contained in the light emitting layer in the configuration (1), the layer to be formed indicates an anode. Further, for example, when the organosilane compound is contained in the hole transport layer in the configuration (2), the layer to be formed indicates an anode. Further, for example, in the structures (3) and (4), when the organic transport compound is contained in the electron transport layer, the formation layer indicates a light emitting layer.

溶液プロセスを含む薄膜形成方法として、例えば、化学的吸着法、LB法(Langmuir Blodget法)、ディッピング法、スピンコート法、キャスト法等の公知の方法が採用可能である。以下、有機シラン化合物を用いて有機薄膜を形成したときの薄膜構成およびその形成方法について述べる。   As a thin film forming method including a solution process, a known method such as a chemical adsorption method, an LB method (Langmuir Blodget method), a dipping method, a spin coating method, or a casting method can be employed. Hereinafter, a thin film configuration when an organic thin film is formed using an organosilane compound and a method for forming the thin film will be described.

図2は、有機シラン化合物を用いて形成された有機薄膜の概略構成図の一例である。図2においては、例えば、前記一般式(I)においてR〜Rの一方がシリル基であり、かつR〜RおよびR〜R10のうち少なくとも1個の基が機能性基13である有機シラン化合物を使用すると、被形成層11上に多環骨格12がシラノール結合(−Si−O−)を介して結合されながら非晶質薄膜10が形成されることが示されている。すなわち、シリル基が有するアルコキシ基もしくはハロゲン原子が結果としてエーテル結合(−O−)に変換され、該エーテル結合によって有機シラン化合物、ひいては当該化合物を含有する有機薄膜層10が被形成層11上に結合される。また機能性基13の立体障害によって隣接分子間の分子間距離が大きくなるので、隣接分子間の分子間相互作用(ファンデルワールス相互作用)が小さくなる。そのため、化合物分子は図2に示したように、規則的に並びつつも結晶化することなく、適度にランダムに配向し、導電性に優れた非晶質膜10を得ることができる。 FIG. 2 is an example of a schematic configuration diagram of an organic thin film formed using an organosilane compound. In FIG. 2, for example, in the general formula (I), one of R 1 to R 2 is a silyl group, and at least one group out of R 3 to R 4 and R 9 to R 10 is a functional group. When the organosilane compound 13 is used, it is shown that the amorphous thin film 10 is formed on the formation layer 11 while the polycyclic skeleton 12 is bonded through a silanol bond (—Si—O—). Yes. That is, the alkoxy group or halogen atom of the silyl group is converted into an ether bond (—O—) as a result, and the organic silane compound and thus the organic thin film layer 10 containing the compound is formed on the formation layer 11 by the ether bond. Combined. Further, since the intermolecular distance between adjacent molecules is increased due to the steric hindrance of the functional group 13, the intermolecular interaction (van der Waals interaction) between adjacent molecules is reduced. Therefore, as shown in FIG. 2, the compound molecules can be randomly oriented without being crystallized while being regularly arranged, and an amorphous film 10 having excellent conductivity can be obtained.

図2において薄膜は単分子層構造を有しているが、そのような構造は例えば、化学吸着法により形成することができる。詳しくは、有機シラン化合物を有機溶剤に溶解する。得られた溶液中に、表面に水酸基を有する被形成層を含む基体を一定時間浸漬させることにより有機シラン化合物を被形成層と結合させる。このときのメカニズムの詳細は一般的に、以下に示す機構A1およびB1が複合的に関与しているものと考えられる。
機構A1;有機シラン化合物(シリル基)が有するアルコキシ基あるいはハロゲン原子は有機溶剤中にわずかに含まれる水分子によって加水分解されて水酸基に変換され、当該水酸基と被形成層の水酸基との間で脱水反応が起こる。
機構B1;有機シラン化合物(シリル基)が有するアルコキシ基あるいはハロゲン原子と被形成層の水酸基との間でそれぞれ、脱アルコール反応あるいは脱ハロゲン化水素反応が起こる。
それらの結果としてシリル基のケイ素原子と被形成層とはエーテル結合(−O−)を介して化学的に結合されると考えられる。
このような機構による成膜は化学吸着法のみならず、スピンコート法、ディッピング法等、他の溶液プロセスによっても容易に達成できる。
In FIG. 2, the thin film has a monomolecular layer structure, but such a structure can be formed by, for example, a chemical adsorption method. Specifically, the organosilane compound is dissolved in an organic solvent. The organic silane compound is bonded to the layer to be formed by immersing a substrate including the layer having a hydroxyl group on the surface in the obtained solution for a predetermined time. The details of the mechanism at this time are generally considered that mechanisms A1 and B1 shown below are involved in a complex manner.
Mechanism A1: The alkoxy group or halogen atom of the organic silane compound (silyl group) is hydrolyzed and converted into a hydroxyl group by a water molecule slightly contained in the organic solvent, and between the hydroxyl group and the hydroxyl group of the layer to be formed. Dehydration occurs.
Mechanism B1; a dealcoholization reaction or a dehydrohalogenation reaction occurs between the alkoxy group or halogen atom of the organosilane compound (silyl group) and the hydroxyl group of the formation layer, respectively.
As a result, it is considered that the silicon atom of the silyl group and the layer to be formed are chemically bonded through an ether bond (—O—).
Film formation by such a mechanism can be easily achieved not only by a chemical adsorption method but also by other solution processes such as a spin coating method and a dipping method.

また、図2における単分子層構造はLB法によっても容易に形成可能である。詳しくは、有機シラン化合物を有機溶剤に溶解する。得られた溶液を水面上に滴下し、水面上に薄膜を形成する。その状態で水面上に圧力を加え、水酸基を表面に有する被形成層を含む基体を引き上げることによって有機シラン化合物を被形成層と結合させる。このときのメカニズムの詳細は一般的に、以下に示す機構C1ならびに上記機構A1およびB1が複合的に関与しているものと考えられる。
機構C1;有機シラン化合物(シリル基)が有するアルコキシ基あるいはハロゲン原子は、溶液が滴下される水によって加水分解されて水酸基に変換され、当該水酸基と被形成層の水酸基との間で脱水反応が起こる。
それらの結果としてシリル基のケイ素原子と基板とはエーテル結合(−O−)を介して化学的に結合されると考えられる。
Further, the monomolecular layer structure in FIG. 2 can be easily formed by the LB method. Specifically, the organosilane compound is dissolved in an organic solvent. The obtained solution is dropped on the water surface to form a thin film on the water surface. In this state, pressure is applied on the water surface, and the substrate including the layer having a hydroxyl group on the surface is pulled up to bond the organosilane compound to the layer to be formed. The details of the mechanism at this time are generally considered that the mechanism C1 and the mechanisms A1 and B1 described below are involved in a complex manner.
Mechanism C1: The alkoxy group or halogen atom of the organosilane compound (silyl group) is hydrolyzed and converted into a hydroxyl group by water added dropwise to the solution, and a dehydration reaction occurs between the hydroxyl group and the hydroxyl group of the formation layer. Occur.
As a result, it is considered that the silicon atom of the silyl group and the substrate are chemically bonded via an ether bond (—O—).

別の結合形態として、例えば、被形成層が表面にカルボキシル基を有する場合、そのメカニズムの詳細は一般的に以下に示す機構A2、B2およびC2が複合的に関与し得るものと考えられる。
機構A2;有機シラン化合物(シリル基)が有するアルコキシ基あるいはハロゲン原子は有機溶剤中にわずかに含まれる水分子によって加水分解されて水酸基に変換され、当該水酸基と被形成層のカルボキシル基との間で脱水反応が起こる。
機構B2;有機シラン化合物(シリル基)が有するアルコキシ基あるいはハロゲン原子と被形成層のカルボキシル基との間でそれぞれ、脱アルコール反応あるいは脱ハロゲン化水素反応が起こる。
機構C2(LB法による場合);有機シラン化合物(シリル基)が有するアルコキシ基あるいはハロゲン原子は、溶液が滴下される水によって加水分解されて水酸基に変換され、当該水酸基と被形成層のカルボキシル基との間で脱水反応が起こる。
それらの結果としてシリル基のケイ素原子と被形成層とはエステル結合[ケイ素原子側:−O−C(=O)−:基板側]を介して化学的に結合されると考えられる。なお、エステル結合には構造上、エーテル結合(−O−)が含まれるため、本発明において、有機シラン化合物がエーテル結合を介して被形成層と結合するとは、エステル結合を介して結合する場合も包含されるものとする。
As another bonding form, for example, when the layer to be formed has a carboxyl group on the surface, it is considered that the details of the mechanism are generally able to involve mechanisms A2, B2 and C2 shown below in a complex manner.
Mechanism A2: The alkoxy group or halogen atom of the organic silane compound (silyl group) is hydrolyzed and converted into a hydroxyl group by a water molecule slightly contained in the organic solvent, and between the hydroxyl group and the carboxyl group of the layer to be formed. Dehydration reaction occurs.
Mechanism B2: A dealcoholization reaction or a dehalogenation reaction occurs between the alkoxy group or halogen atom of the organosilane compound (silyl group) and the carboxyl group of the layer to be formed, respectively.
Mechanism C2 (in the case of LB method): The alkoxy group or halogen atom of the organosilane compound (silyl group) is hydrolyzed and converted into a hydroxyl group by water in which the solution is dropped, and the hydroxyl group and the carboxyl group of the layer to be formed are converted. A dehydration reaction occurs between them.
As a result, it is considered that the silicon atom of the silyl group and the layer to be formed are chemically bonded via an ester bond [silicon atom side: —O—C (═O) —: substrate side]. In addition, since an ester bond includes an ether bond (—O—) in the structure, in the present invention, an organic silane compound is bonded to a formation layer via an ether bond when bonded via an ester bond. Are also included.

被形成層が表面に水酸基やカルボキシル基等の活性水素含有基を有していない場合は、親水化処理によって当該層の表面に活性水素含有基を付与できる。親水化処理は、例えば、過酸化水素と濃硫酸との混合溶液中に被形成層を浸漬すること等によって行うことができる。   When the layer to be formed does not have an active hydrogen-containing group such as a hydroxyl group or a carboxyl group on the surface, the active hydrogen-containing group can be imparted to the surface of the layer by hydrophilization treatment. The hydrophilization treatment can be performed, for example, by immersing the formation layer in a mixed solution of hydrogen peroxide and concentrated sulfuric acid.

本発明において有機シラン化合物含有層と被形成層との間では上記のような各種形態の結合が複合的に起こってもよい。   In the present invention, various types of bonds as described above may occur in a composite manner between the organosilane compound-containing layer and the layer to be formed.

図3は、有機シラン化合物を用いて形成された有機薄膜の概略構成図の別の一例である。図3においては、例えば、前記一般式(I)においてR〜Rの一方がシリル基であり、かつR〜RおよびR〜R10のうち少なくとも1個の基が窒素原子あるいは酸素原子を有する機能性基16(例えば、ジアリールアミノ基、アルコキシ基またはオキシアリール基等)である有機シラン化合物を使用すると、被形成層14上に多環骨格15がシラノール結合を介して強固に結合されるだけでなく、当該機能性基16とシラノール基との相互作用(水素結合)(図3中、点線で示す)によって、非晶質有機薄膜20を多分子層構造にできることが示されている。すなわち、被形成層14との界面においてシリル基が有するアルコキシ基又はハロゲン原子が結果としてエーテル結合(−O−)に変換され、該エーテル結合を介して有機シラン化合物、ひいては当該化合物を含有する有機薄膜層20が被形成層14上に結合される。一方、エーテル結合を介して被形成層14に結合されている有機シラン化合物はその上部の機能性基16において、別の有機シラン化合物が有するシリル基の水酸基と相互的に作用し、多分子層構造をなしている。このとき、シリル基におけるXまたはXの少なくとも一方が隣接分子と反応することのない置換基であれば、シリル基間の立体障害の効果はさらに大きくなり、より良質な非晶質膜を得ることができるが、当該置換基の分子体積が大きすぎると、被形成層との反応性が低下することを考慮すると、主骨格の多環骨格15の分子体積よりも小さい置換基である方が好ましい。 FIG. 3 is another example of a schematic configuration diagram of an organic thin film formed using an organosilane compound. In FIG. 3, for example, in the general formula (I), one of R 1 to R 2 is a silyl group, and at least one group out of R 3 to R 4 and R 9 to R 10 is a nitrogen atom or When an organic silane compound that is a functional group 16 having an oxygen atom (for example, a diarylamino group, an alkoxy group, or an oxyaryl group) is used, the polycyclic skeleton 15 is firmly formed on the formation layer 14 via a silanol bond. In addition to being bonded, it is shown that the amorphous organic thin film 20 can have a multi-layer structure by the interaction (hydrogen bond) between the functional group 16 and the silanol group (indicated by a dotted line in FIG. 3). ing. That is, the alkoxy group or halogen atom of the silyl group at the interface with the formation layer 14 is converted to an ether bond (—O—) as a result, and the organic silane compound, and thus the organic containing the compound, via the ether bond. A thin film layer 20 is bonded onto the formation layer 14. On the other hand, the organic silane compound bonded to the formation layer 14 via an ether bond interacts with the hydroxyl group of the silyl group of another organic silane compound in the functional group 16 on the upper side thereof, so that the multimolecular layer It has a structure. At this time, if at least one of X 1 or X 2 in the silyl group is a substituent that does not react with an adjacent molecule, the effect of steric hindrance between the silyl groups is further increased, and a higher quality amorphous film can be formed. Although it can be obtained, considering that the reactivity with the layer to be formed decreases if the molecular volume of the substituent is too large, the substituent is smaller than the molecular volume of the polycyclic skeleton 15 of the main skeleton. Is preferred.

さらに、このとき、シリル基におけるXまたはXの少なくとも一方がアルコキシ基あるいはハロゲン原子であって、結果としてシリル基がシラノール基を2〜3個有すると、1の化合物分子における基板との結合部分が2〜3ヶ所となり、被形成層との密着性をさらに高めることができる。この場合、被形成層との結合部分を2〜3ヶ所にすることによって、多環骨格が被形成層に対して垂直に立った構造を多く含ませることが可能である。このように、多環骨格が適度にランダムに配向する中で、多環骨格が被形成層に対して垂直に立った構造を持たせることによって、隣接分子のπ−π相互作用が適度に強くなるため、有機薄膜の導電性を一層高めることができる。したがって、有機薄膜の導電性がさらに大きくなり、結果として効率的に正孔あるいは電子を輸送することができる有機薄膜を持った高いデバイス特性を実現することができる。 Further, at this time, when at least one of X 1 or X 2 in the silyl group is an alkoxy group or a halogen atom, and the silyl group has 2 to 3 silanol groups as a result, the bond to the substrate in one compound molecule There are 2 to 3 portions, and the adhesion to the layer to be formed can be further enhanced. In this case, it is possible to include many structures in which the polycyclic skeleton stands vertically with respect to the layer to be formed by providing two or three bonding portions with the layer to be formed. In this way, while the polycyclic skeleton is moderately randomly oriented, the π-π interaction between adjacent molecules is moderately strong by giving the polycyclic skeleton a structure that stands perpendicular to the layer to be formed. Therefore, the conductivity of the organic thin film can be further increased. Therefore, the conductivity of the organic thin film is further increased, and as a result, high device characteristics having an organic thin film that can efficiently transport holes or electrons can be realized.

図3に示すような多分子層構造を有する有機薄膜は、例えば、ディッピング法、スピンコート法、キャスト法等によって容易に形成可能である。
詳しくは、有機シラン化合物を有機溶剤に溶解する。得られた溶液中に、水酸基あるいはカルボキシル基を表面に有する被形成層を含む基体を浸漬して、引き上げる。あるいは、得られた溶液を被形成層表面に塗布する。その後、有機溶剤で洗浄し、水洗し、放置するか加熱することにより乾燥して、薄膜を定着させる。この薄膜にはさらに電解重合等の処理を施してもよい。
An organic thin film having a multilayer structure as shown in FIG. 3 can be easily formed by, for example, a dipping method, a spin coating method, a casting method, or the like.
Specifically, the organosilane compound is dissolved in an organic solvent. In the obtained solution, a substrate including a formation layer having a hydroxyl group or a carboxyl group on the surface is immersed and pulled up. Alternatively, the obtained solution is applied to the surface of the layer to be formed. Thereafter, the thin film is fixed by washing with an organic solvent, washing with water, and drying by standing or heating. The thin film may be further subjected to treatment such as electrolytic polymerization.

有機薄膜を形成するに際して有機シラン化合物を溶解可能な有機溶剤としては、当該化合物が有する機能性基およびシリル基等によっても異なるが、例えば、ヘキサン、n−ヘキサデカン、メタノール、エタノール、IPA、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエタン、THF、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、DMSO、トルエン、キシレン、ベンゼンなどの非水系有機溶剤が挙げられる。   The organic solvent that can dissolve the organic silane compound when forming the organic thin film varies depending on the functional group and silyl group of the compound, for example, hexane, n-hexadecane, methanol, ethanol, IPA, chloroform, Nonaqueous organic solvents such as dichloromethane, carbon tetrachloride, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, THF, dimethyl ether, diethyl ether, DMSO, toluene, xylene, benzene and the like can be mentioned.

本発明は、有機シラン化合物含有層の形成方法として従来から採用されている真空蒸着法、分子線蒸着法、スパッタリング法等の方法を採用することを妨げるものではない。   The present invention does not preclude the adoption of methods such as vacuum vapor deposition, molecular beam vapor deposition, and sputtering that have been conventionally employed as a method for forming an organosilane compound-containing layer.

<有機シラン化合物の合成>
(準備例1)
合成例1及び合成例4で用いる2,3,6,7−テトラ(トリメチルシリル)ナフタレンはルートA4あるいはルートA5の第1反応式に従い、以下の方法により合成した。
詳細には、まず、攪拌機、還流冷却器、温度計、滴下ロートを備えた200mlガラスフラスコに、マグネシウム0.4M、HMPT(Hexamethyl phosphorous triamide)100mL、THF20mL及びI(触媒)、1,2,4,5−テトラクロロベンゼン(例えばキシダ化学より純度99%で購入できる)0.1Mを加えた後、温度80℃にて、クロロトリメチルシラン0.4Mを滴下し、30分間攪拌した後、130℃にて4日間還流させることにより、1,2,4,5−テトラ(トリメチルシリル)ベンゼンを合成した。続いて、200mLナスフラスコに、i−PrNH20mM、PhI(OAc)[(ジアセトキシヨード)ベンゼン((diacetoxyiodo)benzene)]50mM、ジクロロメタン50mLを加えた後、0℃にてCFCOH(TOH)50mMを滴下し、2時間攪拌した。続いて前記1,2,4,5−テトラ(トリメチルシリル)ベンゼン50mMを含むジクロロメタン溶液10mLを0℃にて滴下し、室温にて2時間攪拌することにより、フェニル[2,4,5−トリス(トリメチルシリル)フェニル]ヨードニウム トリフレート(phenyl[2,4,5−tris(trimethylsilyl)phenyl]iodonium Triflateを)合成した。さらに続いて、50mLナスフラスコに、Bu4NF2.0MのTHF溶液を仕込み、前記フェニル[2,4,5−トリス(トリメチルシリル)フェニル]ヨードニウム トリフレート5mM及び3,4−ジ(トリメチルシリル)フラン10mMを含むジクロロメタン溶液10mLを0℃にて滴下し、30分間攪拌することで反応を進行させた。反応終了後、ジクロロメタン及び水にて抽出を行ない、カラムクロマトグラフにて精製を行うことで、1,4−ジヒドロ−1,4−エポキシナフタレン誘導体を合成した。その後、前記1,4−ジヒドロ−1,4−エポキシナフタレン誘導体をヨウ化リチウム1mM,DBU(1,8−diazabicyclo[5.4.0]undec−7−ene)10mMを含むTHF溶液10mLを、攪拌機、還流冷却器、温度計、滴下ロートを備えた50mlガラスフラスコに仕込み、前記1,4−ジヒドロ−1,4−エポキシナフタレン誘導体1mMを加えた後、窒素雰囲気下にて3時間還流させることで、反応を進行させた。反応終了後、抽出及びMgSOによる水分除去を行うことで、標記の2,3,6,7−テトラ(トリメチルシリル)ナフタレンを合成した。
<Synthesis of organosilane compounds>
(Preparation example 1)
2,3,6,7-tetra (trimethylsilyl) naphthalene used in Synthesis Example 1 and Synthesis Example 4 was synthesized by the following method according to the first reaction formula of Route A4 or Route A5.
Specifically, first, in a 200 ml glass flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer and a dropping funnel, magnesium 0.4M, HMPT (Hexamethyl phosphorous triamide) 100 ml, THF 20 ml and I 2 (catalyst), 1, 2, After adding 0.1M of 4,5-tetrachlorobenzene (available for example with a purity of 99% from Kishida Chemical), 0.4M of chlorotrimethylsilane was added dropwise at a temperature of 80 ° C and stirred for 30 minutes. Was refluxed for 4 days to synthesize 1,2,4,5-tetra (trimethylsilyl) benzene. Subsequently, i-Pr 2 NH 20 mM, PhI (OAc) 2 [(diacetoxyiodo) benzene) 50 mM and dichloromethane 50 mL were added to a 200 mL eggplant flask, and then CF 3 CO 2 at 0 ° C. H (T f OH) 50 mM was added dropwise and stirred for 2 hours. Subsequently, 10 mL of a dichloromethane solution containing 50 mM of 1,2,4,5-tetra (trimethylsilyl) benzene was added dropwise at 0 ° C. and stirred at room temperature for 2 hours, whereby phenyl [2,4,5-tris ( Trimethylsilyl) phenyl] iodonium triflate (phenyl [2,4,5-tris (trimethylsilyl) phenyl] iodonium Triflate) was synthesized. Subsequently, a 50 mL eggplant-shaped flask is charged with a THF solution of Bu4NF2.0M, which contains 5 mM of the phenyl [2,4,5-tris (trimethylsilyl) phenyl] iodonium triflate and 10 mM of 3,4-di (trimethylsilyl) furan. 10 mL of a dichloromethane solution was added dropwise at 0 ° C., and the reaction was allowed to proceed by stirring for 30 minutes. After completion of the reaction, extraction with dichloromethane and water was performed, and purification was performed by column chromatography to synthesize a 1,4-dihydro-1,4-epoxynaphthalene derivative. Thereafter, 10 mL of a THF solution containing 1 mM of lithium iodide and 1 mM of DBU (1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene) is added to the 1,4-dihydro-1,4-epoxynaphthalene derivative. Charge to a 50 ml glass flask equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer, and dropping funnel, add 1 mM of the 1,4-dihydro-1,4-epoxynaphthalene derivative, and then reflux under nitrogen atmosphere for 3 hours. The reaction was allowed to proceed. After completion of the reaction, extraction and removal of water with MgSO 4 were performed to synthesize the title 2,3,6,7-tetra (trimethylsilyl) naphthalene.

(合成例1)
3−トリエトキシシリル−6,8,9,11−テトラ−t−ブチルテトラセンの合成
3−トリエトキシシリル−6,8,9,11−テトラ−t−ブチルテトラセンはルートA4に従い、2,3,7,8−テトラ(トリメチルシリル)−6,9−(tert−ブチル)−アントラセンを合成し、次いで、前記ルートC2に従って、トリメチルシリル基を4級アンモニウムを用いて脱保護させ、シラン化合物と反応させることによって、合成した。
より詳細には以下の手法により合成した。まず、前記準備例1で合成した2,3,6,7−テトラ(トリメチルシリル)ナフタレンを出発原料として使用し、合成手法は、3,4−ジ(トリメチルシリル)フランの代わりに、2,5−(tert−ブチル)−3,4−ジ(トリメチルシリル)フランを使用することを除き、準備例1の、1,2,4,5−テトラ(トリメチルシリル)ベンゼンから2,3,6,7−テトラ(トリメチルシリル)ナフタレンを合成する手法と同様の手法にて2,3,7,8−テトラ(トリメチルシリル)−6,9−(tert−ブチル)−アントラセンを合成した。さらに、2,5−(tert−ブチル)−3,4−ジ(トリメチルシリル)フランの代わりに、3,4−(tert−ブチル)フランを使用することを除き、本合成例の2,3,6,7−テトラ(トリメチルシリル)ナフタレンから2,3,7,8−テトラ(トリメチルシリル)−6,9−(tert−ブチル)−アントラセンを合成する手法と同様の手法を適用することより、下記構造式(A)にて表される2,3−ジ(トリメチルシリル)−6,8,9,11−テトラ(tert−ブチル)テトラセンを合成した。

Figure 0004416546
続いて、前記2,3−ジ(トリメチルシリル)−6,8,9,11−テトラ(tert−ブチル)テトラセン1mMを少量の水及びPhNMeFを含むTHF溶媒に溶解させた後、攪拌することで、6,8,9,11−テトラ(tert−ブチル)テトラセンを合成した。さらに、窒素雰囲気下にて、200mlナスフラスコに乾燥THF5ml、前記6,8,9,11−テトラ(tert−ブチル)テトラセンを5mM、マグネシウムを加えた後、1時間攪拌することにより、グリニヤール試薬を形成したのち、攪拌機、還流冷却器、温度計、滴下ロートを備えた100mlナスフラスコにクロロトリエトキシシラン5mM、THF30mlを仕込み、氷冷したのち、前記グリニヤール試薬を加え、30℃にて1時間成熟を行った。次いで、反応液を減圧にてろ過し、塩化マグネシウムを除いた後、ろ液からTHF及び未反応のクロロトリエトキシシランをストリップすることにより標記化合物を15%の収率で得た。 (Synthesis Example 1)
Synthesis of 3-triethoxysilyl-6,8,9,11-tetra-t-butyltetracene 3-triethoxysilyl-6,8,9,11-tetra-t-butyltetracene follows the route A4 according to 2,3 , 7,8-tetra (trimethylsilyl) -6,9- (tert-butyl) -anthracene, then, according to the route C2, the trimethylsilyl group is deprotected with quaternary ammonium and reacted with a silane compound And synthesized.
More specifically, the synthesis was performed by the following method. First, 2,3,6,7-tetra (trimethylsilyl) naphthalene synthesized in Preparation Example 1 was used as a starting material. The synthesis method was 2,5-di (trimethylsilyl) furan instead of 2,5-di (trimethylsilyl) furan. Except for the use of (tert-butyl) -3,4-di (trimethylsilyl) furan, from 1,2,4,5-tetra (trimethylsilyl) benzene of Preparation Example 1 to 2,3,6,7-tetra 2,3,7,8-tetra (trimethylsilyl) -6,9- (tert-butyl) -anthracene was synthesized by a method similar to the method for synthesizing (trimethylsilyl) naphthalene. Further, except for using 3,4- (tert-butyl) furan instead of 2,5- (tert-butyl) -3,4-di (trimethylsilyl) furan, By applying a method similar to the method of synthesizing 2,3,7,8-tetra (trimethylsilyl) -6,9- (tert-butyl) -anthracene from 6,7-tetra (trimethylsilyl) naphthalene, the following structure 2,3-di (trimethylsilyl) -6,8,9,11-tetra (tert-butyl) tetracene represented by the formula (A) was synthesized.
Figure 0004416546
Subsequently, 1 mM of 2,3-di (trimethylsilyl) -6,8,9,11-tetra (tert-butyl) tetracene is dissolved in a small amount of water and a THF solvent containing PhNMe 3 F, and then stirred. Thus, 6,8,9,11-tetra (tert-butyl) tetracene was synthesized. Furthermore, in a nitrogen atmosphere, 5 ml of dry THF, 5 mM of 6,8,9,11-tetra (tert-butyl) tetracene and magnesium were added to a 200 ml eggplant flask, and then stirred for 1 hour to obtain a Grignard reagent. After formation, a 100 ml eggplant flask equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer, and dropping funnel was charged with 5 mM chlorotriethoxysilane and 30 ml THF, and after ice cooling, the Grignard reagent was added and matured at 30 ° C. for 1 hour. Went. Then, the reaction solution was filtered under reduced pressure to remove magnesium chloride, and then THF and unreacted chlorotriethoxysilane were stripped from the filtrate to obtain the title compound in a yield of 15%.

得られた化合物について、赤外吸収測定を行ったところ、波長1035cm−1にSi−O−Cの吸収が見られた。このことより、得られた化合物にシリル基が含まれることが確認された。化合物を含むクロロホルム溶液の紫外−可視吸収スペクトル測定を行ったところ、波長493nmに吸収が観測された。この吸収は、分子に含まれるテトラセン骨格のπ→π*遷移に起因しており、化合物がテトラセン骨格を含むことが確認できた。
さらに、化合物の核磁気共鳴(NMR)測定を行った。
(8.0ppm〜7.3ppm)(m)(7H;テトラセン骨格由来)
(3.9ppm〜3.7ppm)(m)(6H;シリル基のエチル基由来)
(1.6ppm〜1.1ppm)(m)
(45H;t−ブチル基及びシリル基のメチル基由来)
これらの結果から、この化合物が3−トリエトキシシリル−6,8,9,11−テトラ−t−ブチルテトラセンであることを確認した。
When the obtained compound was subjected to infrared absorption measurement, Si—O—C absorption was observed at a wavelength of 1035 cm −1 . From this, it was confirmed that the obtained compound contains a silyl group. When the ultraviolet-visible absorption spectrum of the chloroform solution containing the compound was measured, absorption was observed at a wavelength of 493 nm. This absorption was attributed to the π → π * transition of the tetracene skeleton contained in the molecule, and it was confirmed that the compound contained the tetracene skeleton.
Furthermore, the nuclear magnetic resonance (NMR) measurement of the compound was performed.
(8.0 ppm to 7.3 ppm) (m) (7H; derived from tetracene skeleton)
(3.9 ppm to 3.7 ppm) (m) (6H; derived from ethyl group of silyl group)
(1.6 ppm to 1.1 ppm) (m)
(45H; derived from methyl group of t-butyl group and silyl group)
From these results, it was confirmed that this compound was 3-triethoxysilyl-6,8,9,11-tetra-t-butyltetracene.

(合成例2)
3−ジ−t−ブチルメトキシシリル−9−ジフェニルメチルペンタセンの合成
3−ジ−t−ブチルメトキシシリル−9−ジフェニルメチルペンタセンは前記ルートD2の手法により合成した。即ち、クロロジフェニルメタンを当量のマグネシウムと反応させることによって、グリニヤール試薬を形成した後に、ブロモペンタセンを含むニトロベンゼン中に前記グリニヤール試薬を徐々に添加することによって、9−ジフェニルメチルペンタセンを合成した。続いて、NBSを用いて3−ブロモ−9−ジフェニルメチルペンタセンを形成させたのちにニトロベンゼン中に溶解させたH−Si(C(CHOCHと反応させることによって、3−ジ−t−ブチルメトキシシリル−9−ジフェニルメチルペンタセンを合成した。
より詳細には、まず、所定量のクロロジフェニルメタンを含む、例えばクロロホルム溶液中に、マグネシウムを加えることによって、グリニヤール試薬を形成させた。続いて、9−ブロモペンタセンのクロロホルム溶液をゆっくりと加えることによって、9−ジフェニルメチルペンタセンを形成した。つづいて、例えばNBSを用いて前記9−ジフェニルメチルペンタセンをブロモ化した後に、3位以外がブロモ化された化合物を抽出により除去することによって、3−ブロモ−9−ジフェニルメチルペンタセンを得た。更に、クロロジ(tert−ブチル)メトキシシランをクロロホルム中に溶解させ、その溶液を、前記3−ブロモ−9−ジフェニルメチルペンタセンを含むクロロホルム溶液に加えることによって反応させ、標記化合物を合成した(収率10%)。
(Synthesis Example 2)
Synthesis of 3-di-t-butylmethoxysilyl-9-diphenylmethylpentacene 3-di-t-butylmethoxysilyl-9-diphenylmethylpentacene was synthesized according to the route D2. That is, after forming a Grignard reagent by reacting chlorodiphenylmethane with an equivalent amount of magnesium, 9-diphenylmethylpentacene was synthesized by gradually adding the Grignard reagent into nitrobenzene containing bromopentacene. Subsequently, 3-bromo-9-diphenylmethylpentacene was formed using NBS and then reacted with H—Si (C (CH 3 ) 3 ) 2 OCH 3 dissolved in nitrobenzene to produce 3- Di-t-butylmethoxysilyl-9-diphenylmethylpentacene was synthesized.
More specifically, first, a Grignard reagent was formed by adding magnesium into a chloroform solution containing a predetermined amount of chlorodiphenylmethane. Subsequently, 9-diphenylmethylpentacene was formed by slowly adding a chloroform solution of 9-bromopentacene. Subsequently, for example, after bromination of the 9-diphenylmethylpentacene using NBS, a compound brominated at other than the 3-position was removed by extraction to obtain 3-bromo-9-diphenylmethylpentacene. Furthermore, chlorodi (tert-butyl) methoxysilane was dissolved in chloroform, and the solution was reacted by adding it to the chloroform solution containing 3-bromo-9-diphenylmethylpentacene to synthesize the title compound (yield). 10%).

得られた化合物について、赤外吸収測定を行ったところ、波長1020cm−1にSi−O−Cの吸収が見られた。化合物を含むクロロホルム溶液の紫外−可視吸収スペクトル測定を行ったところ、波長605nmに吸収が観測された。
さらに、化合物の核磁気共鳴(NMR)測定を行った。
(8.4ppm〜8.2ppm)(m)(2H:ペンタセン骨格由来)
(7.9ppm〜7.5ppm)(m)
(20H:ペンタセン骨格及びジアリールアルキル基のベンゼン環由来)
(5.4ppm〜5.3ppm)(m)(1H:ジフェニルエチル基のエチル基由来)
(3.6ppm〜3.5ppm)(m)(3H:シリル基のメチル基由来)
(1.5ppm〜1.2ppm)(m)(18H:シリル基のt−Bu基由来)
これらの結果から、この化合物が3−ジ−t−ブチルメトキシシリル−9−ジフェニルメチルペンタセンであることを確認した。
When the obtained compound was subjected to infrared absorption measurement, Si—O—C absorption was observed at a wavelength of 1020 cm −1 . When the ultraviolet-visible absorption spectrum of the chloroform solution containing the compound was measured, absorption was observed at a wavelength of 605 nm.
Furthermore, the nuclear magnetic resonance (NMR) measurement of the compound was performed.
(8.4 ppm to 8.2 ppm) (m) (2H: derived from pentacene skeleton)
(7.9 ppm to 7.5 ppm) (m)
(20H: derived from benzene ring of pentacene skeleton and diarylalkyl group)
(5.4 ppm to 5.3 ppm) (m) (1H: derived from ethyl group of diphenylethyl group)
(3.6 ppm to 3.5 ppm) (m) (3H: derived from methyl group of silyl group)
(1.5 ppm to 1.2 ppm) (m) (18H: derived from t-Bu group of silyl group)
From these results, it was confirmed that this compound was 3-di-t-butylmethoxysilyl-9-diphenylmethylpentacene.

(合成例3)
1,4,8,11−テトラニトロ−2−ジ−t−ブチルエトキシシリル−ペンタセンは以下の手法により合成した。すなわち、まず、1,2,4,5−テトラクロロベンゼンから、2,3−ジ(トリクロロシリル)6,7−ジニトロナフタレンを合成し、例えばトリメチルシリル基のような保護基をニトロ基に反応させた後、順次アセン骨格数を増加させ、その後保護基を脱保護させることにより標記の化合物を合成した。
詳細には、まず、攪拌機、還流冷却器、温度計、滴下ロートを備えた200mlガラスフラスコに、マグネシウム0.4M、HMPT(Hexamethyl phosphorous triamide)100mL、THF20mL及びI(触媒)、1,2,4,5−テトラベンゼン(例えばキシダ化学より純度99%で購入できる)0.1Mを加えた後、温度80℃にて、クロロトリメチルシラン0.4Mを滴下し、30分間攪拌した後、130℃にて4日間還流させることにより、1,2,4,5−テトラ(トリメチルシリル)ベンゼンを合成した。続いて、200mLナスフラスコに、i−PrNH20mM、PhI(OAc)((diacetoxyiodo)benzene)50mM、ジクロロメタン50mLを加えた後、0℃にてCFCOH(TOH)50mMを滴下し、2時間攪拌した。続いて前記1,2,4,5−テトラ(トリメチルシリル)ベンゼン50mMを含むジクロロメタン溶液10mLを0℃にて滴下し、室温にて2時間攪拌することにより、phenyl[2,4,5−tris(trimethylsilyl)phenyl]iodonium Triflateを合成した。さらに続いて、50mLナスフラスコに、BuNF2.0MのTHF溶液を仕込み、前記phenyl[2,4,5−tris(trimethylsilyl)phenyl]iodonium Triflate5mM及び3,4−ジニトロフラン10mMを含むジクロロメタン溶液10mLを0℃にて滴下し、30分間攪拌することで反応を進行させた。反応終了後、ジクロロメタン及び水にて抽出を行ない、カラムクロマトグラフにて精製を行うことで、1,4−dihydro−1,4−epoxynaphthalene誘導体を合成した。その後、前記1,4−dihydro−1,4−epoxynaphthalene誘導体をヨウ化リチウム1mM,DBU(1,8−diazabicyclo[5.4.0]undec−7−ene)10mMを含むTHF溶液10mLを、攪拌機、還流冷却器、温度計、滴下ロートを備えた50mlガラスフラスコに仕込み、前記1,4−dihydro−1,4−epoxynaphthalene誘導体1mMを加えた後、窒素雰囲気下にて3時間還流させることで、反応を進行させた。反応終了後、抽出及びMgSOによる水分除去を行うことで、2,3−ジ(トリクロロシリル)6,7−ジニトロナフタレンを合成した。続いて、3,4−ジニトロフランを使用する変わりに、3,4−ジ(トリメチルシリル)フランを使用することを除き、上記の1,2,4,5−テトラ(トリメチルシリル)ベンゼンから2,3−ジ(トリメチルシリル)6,7−ジニトロナフタレンを合成する手法と同様の手法を2回適用することによって、2,3−(トリメチルシリル)7,10−ジニトロテトラセンを合成した。さらに続いて、3,4−ジニトロフランを使用する変わりに、3−(トリメチルシリル)4−(オキシトリメチルシリル)フランを使用することを除き、上記の1,2,4,5−テトラ(トリメチルシリル)ベンゼンから2,3−ジ(トリメチルシリル)6,7−ジニトロナフタレンを合成する手法と同様の手法を1回適用し、2−(オキシトリメチルシリル)3−(トリメチルシリル)1,4,8,11−テトラニトロペンタセンを合成した後、前記2−(オキシトリメチルシリル)3−(トリメチルシリル)1,4,8,11−テトラニトロペンタセン1mMを少量の水及びPhNMeFを含むTHF溶媒に溶解させた後、攪拌することで、2−ヒドロキシ1,4,8,11−テトラニトロペンタセンを合成した。さらに、攪拌機、還流冷却器、温度計、滴下ロートを備えた100mlナスフラスコに窒素雰囲気下にて、水素化ジ(tert−ブチル)エトキシシラン5mM、THF30mlを仕込み、氷冷したのち、乾燥THF5ml、前記2−ヒドロキシ1,4,8,11−テトラニトロペンタセン5mMを加え、30℃にて1時間成熟を行うことによって、標記の1,4,8,11−テトラニトロ−2−ジ−t−ブチルエトキシシリル−ペンタセンを合成した。
(Synthesis Example 3)
1,4,8,11-Tetranitro-2-di-t-butylethoxysilyl-pentacene was synthesized by the following method. That is, first, 2,3-di (trichlorosilyl) 6,7-dinitronaphthalene was synthesized from 1,2,4,5-tetrachlorobenzene, and a protecting group such as a trimethylsilyl group was reacted with a nitro group. Then, the title compound was synthesized by sequentially increasing the number of acene skeletons and then deprotecting the protecting group.
Specifically, first, in a 200 ml glass flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer and a dropping funnel, magnesium 0.4M, HMPT (Hexamethyl phosphorous triamide) 100 ml, THF 20 ml and I 2 (catalyst), 1, 2, After adding 0.1M of 4,5-tetrabenzene (for example, which can be purchased with a purity of 99% from Kishida Chemical), 0.4M of chlorotrimethylsilane was added dropwise at a temperature of 80 ° C. and stirred for 30 minutes, then 130 ° C. Was refluxed for 4 days to synthesize 1,2,4,5-tetra (trimethylsilyl) benzene. Subsequently, i-PrNH 20 mM, PhI (OAc) 2 ((diacetoxyiodo) benzene) 50 mM, and dichloromethane 50 mL were added to a 200 mL eggplant flask, and then CF 3 CO 2 H (T f OH) 50 mM was added dropwise at 0 ° C. Stir for 2 hours. Subsequently, 10 mL of a dichloromethane solution containing 50 mM of 1,2,4,5-tetra (trimethylsilyl) benzene was added dropwise at 0 ° C. and stirred at room temperature for 2 hours, whereby phenyl [2,4,5-tris ( trimethylsilyl) phenyl] iodonium Triflate was synthesized. Subsequently, a 50 mL eggplant-shaped flask was charged with a THF solution of Bu 4 NF 2.0M, and 10 mL of a dichloromethane solution containing 5 mM of the above phenyl [2,4,5-tris (trimethylsilyl) phenyl] iodonium Triflate and 10 mM of 3,4-dinitrofuran. Was added dropwise at 0 ° C., and the reaction was allowed to proceed by stirring for 30 minutes. After completion of the reaction, extraction with dichloromethane and water was performed, and purification was performed by column chromatography to synthesize a 1,4-dihydro-1,4-epoxynaphthalene derivative. Thereafter, 10 mL of a THF solution containing 1 mM of lithium iodide and 1 mM of DBU (1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene) was added to the 1,4-dihydro-1,4-epoxynaphthalene derivative as a stirrer. In a 50 ml glass flask equipped with a reflux condenser, a thermometer, and a dropping funnel, and after adding 1 mM of the 1,4-dihydro-1,4-epoxynaphthalene derivative, the mixture was refluxed for 3 hours under a nitrogen atmosphere. The reaction was allowed to proceed. After completion of the reaction, extraction and removal of water with MgSO 4 were performed to synthesize 2,3-di (trichlorosilyl) 6,7-dinitronaphthalene. Subsequently, instead of using 3,4-dinitrofuran, the above 1,2,4,5-tetra (trimethylsilyl) benzene was replaced with 2,3 except that 3,4-di (trimethylsilyl) furan was used. -3- (Trimethylsilyl) 7,10-dinitrotetracene was synthesized by applying twice the same method as that for synthesizing -di (trimethylsilyl) 6,7-dinitronaphthalene. Further, instead of using 3,4-dinitrofuran, the above 1,2,4,5-tetra (trimethylsilyl) benzene is used except that 3- (trimethylsilyl) 4- (oxytrimethylsilyl) furan is used. A method similar to the method for synthesizing 2,3-di (trimethylsilyl) 6,7-dinitronaphthalene from the compound was applied once to give 2- (oxytrimethylsilyl) 3- (trimethylsilyl) 1,4,8,11-tetranitro. After synthesizing pentacene, 1 mM of 2- (oxytrimethylsilyl) 3- (trimethylsilyl) 1,4,8,11-tetranitropentacene is dissolved in a THF solvent containing a small amount of water and PhNMe 3 F, and then stirred. Thus, 2-hydroxy 1,4,8,11-tetranitropentacene was synthesized. Furthermore, in a 100 ml eggplant flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a dropping funnel, 5 mM of hydrogenated di (tert-butyl) ethoxysilane and 30 ml of THF were charged in a nitrogen atmosphere, and after ice cooling, 5 ml of dry THF, By adding 5 mM of 2-hydroxy 1,4,8,11-tetranitropentacene and ripening at 30 ° C. for 1 hour, the title 1,4,8,11-tetranitro-2-di-t-butyl was obtained. Ethoxysilyl-pentacene was synthesized.

得られた化合物について、赤外吸収測定を行ったところ、波長1035cm−1にSi−O−Cの吸収が見られた。化合物を含むクロロホルム溶液の紫外−可視吸収スペクトル測定を行ったところ、波長605nmに吸収が観測された。
さらに、化合物の核磁気共鳴(NMR)測定を行った。
(8.1ppm〜8.0ppm)(s)(1H:ペンタセン由来)
(7.9ppm〜7.8ppm)(m)(8H:ペンタセン由来)
(3.6ppm〜3.5ppm)(m)(6H:シリル基のエチル由来)
(1.4ppm〜1.3ppm)(m)
(27H:シリル基のt−Bu基およびメチル基由来)
これらの結果から、この化合物が1,4,8,11−テトラニトロ−2−ジ−t−ブチルエトキシシリル−ペンタセンであることを確認した。
When the obtained compound was subjected to infrared absorption measurement, Si—O—C absorption was observed at a wavelength of 1035 cm −1 . When the ultraviolet-visible absorption spectrum of the chloroform solution containing the compound was measured, absorption was observed at a wavelength of 605 nm.
Furthermore, the nuclear magnetic resonance (NMR) measurement of the compound was performed.
(8.1 ppm to 8.0 ppm) (s) (1H: derived from pentacene)
(7.9 ppm to 7.8 ppm) (m) (8H: derived from pentacene)
(3.6 ppm to 3.5 ppm) (m) (6H: derived from ethyl of silyl group)
(1.4 ppm to 1.3 ppm) (m)
(27H: derived from t-Bu group and methyl group of silyl group)
From these results, it was confirmed that this compound was 1,4,8,11-tetranitro-2-di-t-butylethoxysilyl-pentacene.

(合成例4)
2,3−ジ(ジ−t−ブチルメトキシシリル)−6,8,11,13−テトラ(N,N−ジフェニルアミノ)ペンタセンの合成
2,3−ジ(ジ−t−ブチルメトキシシリル)−6,8,11,13−テトラ(N,N−ジフェニルアミノ)ペンタセンは、以下の手法により合成した。まず、1,2,4,5−テトラクロロベンゼンを出発原料として用いて前記ルートA5に従って中間体Bを合成した。

Figure 0004416546
次いで、前記ルートC3に従って、トリメチルシリル基を4級アンモニウムを用いて脱保護させ、シラン化合物と反応させることによって、2,3−ジ(ジ−t−ブチルメトキシシリル)−6,8,11,13−テトラ(N,N−ジフェニルアミノ)ペンタセンを形成した。
より詳細には、合成例1と同様に以下の手法により合成した。まず、前記準備例1で合成した2,3,6,7−テトラ(トリメチルシリル)ナフタレンを出発原料として使用し、合成手法は、3,4−ジ(トリメチルシリル)フランの代わりに、2,5−(N,N−ジフェニルアミノ)−3,4−ジ(トリメチルシリル)フランを使用することを除き、準備例1の、1,2,4,5−テトラ(トリメチルシリル)ベンゼンから2,3,6,7−テトラ(トリメチルシリル)ナフタレンを合成する手法と同様の手法にて2,3,7,8−テトラ(トリメチルシリル)−6,9−(N,N−ジフェニルアミノ)−アントラセンを合成した。さらに、2,5−(N,N−ジフェニルアミノ)−3,4−ジ(トリメチルシリル)フランの代わりに、フランを使用することを除き、本合成例の2,3,6,7−テトラ(トリメチルシリル)ナフタレンから2,3,7,8−テトラ(トリメチルシリル)−6,9−(N,N−ジフェニルアミノ)−アントラセンを合成する手法と同様の手法を適用することで、2,3−ジ(トリメチルシリル)ー6,11−(N,N−ジフェニルアミノ)テトラセンを合成した後、さらに、本合成例の2,3,6,7−テトラ(トリメチルシリル)ナフタレンから2,3,7,8−テトラ(トリメチルシリル)−6,9−(N,N−ジフェニルアミノ)−アントラセンを合成する手法と同様の手法を再度適用することより、上記構造式(B)にて表される2,3,9.10ーテトラ(トリメチルシリル)−6,8,11,13−テトラ(N,N−ジフェニルアミノ)ペンタセンを合成した。続いて、前記2,3,9.10ーテトラ(トリメチルシリル)−6,8,11,13−テトラ(N,N−ジフェニルアミノ)ペンタセン1mMを少量の水及びPhNMeFを含むTHF溶媒に溶解させた後、攪拌することで、6,8,11,13−テトラ(N,N−ジフェニルアミノ)ペンタセンを合成した。さらに、窒素雰囲気下にて、200mlナスフラスコに乾燥THF5ml、前記6,8,11,13−テトラ(N,N−ジフェニルアミノ)ペンタセンを5mM、マグネシウムを加えた後、1時間攪拌することにより、グリニヤール試薬を形成したのち、攪拌機、還流冷却器、温度計、滴下ロートを備えた100mlナスフラスコにクロロ−ジ(tert−ブチル)メトキシシラン5mM、THF30mlを仕込み、氷冷したのち、前記グリニヤール試薬を加え、30℃にて1時間成熟を行った。次いで、反応液を減圧にてろ過し、塩化マグネシウムを除いた後、ろ液からTHF及び未反応のクロロジ(tert−ブチル)メトキシシランをストリップすることにより標記化合物を10%の収率で得た。 (Synthesis Example 4)
Synthesis of 2,3-di (di-t-butylmethoxysilyl) -6,8,11,13-tetra (N, N-diphenylamino) pentacene 2,3-di (di-t-butylmethoxysilyl)- 6,8,11,13-tetra (N, N-diphenylamino) pentacene was synthesized by the following method. First, Intermediate B was synthesized according to the route A5 using 1,2,4,5-tetrachlorobenzene as a starting material.
Figure 0004416546
Next, according to the route C3, the trimethylsilyl group is deprotected with quaternary ammonium and reacted with a silane compound, whereby 2,3-di (di-t-butylmethoxysilyl) -6,8,11,13. -Tetra (N, N-diphenylamino) pentacene was formed.
More specifically, the synthesis was performed in the same manner as in Synthesis Example 1 by the following method. First, 2,3,6,7-tetra (trimethylsilyl) naphthalene synthesized in Preparation Example 1 was used as a starting material. The synthesis method was 2,5-di (trimethylsilyl) furan instead of 2,5-di (trimethylsilyl) furan. Except for the use of (N, N-diphenylamino) -3,4-di (trimethylsilyl) furan, 1,2,4,5-tetra (trimethylsilyl) benzene from Preparation Example 1, 2,3,6, 2,3,7,8-tetra (trimethylsilyl) -6,9- (N, N-diphenylamino) -anthracene was synthesized in the same manner as the method for synthesizing 7-tetra (trimethylsilyl) naphthalene. Furthermore, the 2,3,6,7-tetra (in this synthesis example) was used except that furan was used instead of 2,5- (N, N-diphenylamino) -3,4-di (trimethylsilyl) furan. By applying a similar method to the synthesis of 2,3,7,8-tetra (trimethylsilyl) -6,9- (N, N-diphenylamino) -anthracene from trimethylsilyl) naphthalene, 2,3-di- After synthesizing (trimethylsilyl) -6,11- (N, N-diphenylamino) tetracene, the 2,3,6,7-tetra (trimethylsilyl) naphthalene of this synthesis example was further 2,3,7,8- By reapplying a method similar to the method of synthesizing tetra (trimethylsilyl) -6,9- (N, N-diphenylamino) -anthracene, it is represented by the above structural formula (B). It was synthesized 3,9.10 Tetora (trimethylsilyl) -6,8,11,13- tetra (N, N-diphenylamino) pentacene. Subsequently, 1 mM of 2,3,9.10-tetra (trimethylsilyl) -6,8,11,13-tetra (N, N-diphenylamino) pentacene was dissolved in a small amount of water and a THF solvent containing PhNMe 3 F. Then, 6,8,11,13-tetra (N, N-diphenylamino) pentacene was synthesized by stirring. Furthermore, under a nitrogen atmosphere, 5 ml of dry THF, 5 mM of the 6,8,11,13-tetra (N, N-diphenylamino) pentacene and magnesium were added to a 200 ml eggplant flask, and then stirred for 1 hour. After forming a Grignard reagent, a 100 ml eggplant flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a dropping funnel was charged with 5 mM chloro-di (tert-butyl) methoxysilane and 30 ml of THF, and after ice cooling, the Grignard reagent was added. In addition, maturation was performed at 30 ° C. for 1 hour. Then, the reaction solution was filtered under reduced pressure to remove magnesium chloride, and then the title compound was obtained in a yield of 10% by stripping THF and unreacted chlorodi (tert-butyl) methoxysilane from the filtrate. .

得られた化合物について、赤外吸収測定を行ったところ、波長1025cm−1にSi−O−Cの吸収が見られた。化合物を含むクロロホルム溶液の紫外−可視吸収スペクトル測定を行ったところ、波長615nmに吸収が観測された。
さらに、化合物の核磁気共鳴(NMR)測定を行った。
(8.2ppm)(s)(2H:ペンタセン由来)
(8.0ppm〜7.9ppm)(m)(6H:ペンタセン由来)
(7.2ppm〜7.0ppm)(m)(16H:ジフェニルアミノ基由来)
(6.8ppm〜6.3ppm)(m)(24H:ジフェニルアミノ基由来)
(3.6ppm〜3.5ppm)(m)(6H:シリル基のメトキシ基由来)
(1.4ppm〜1.3ppm)(m)(36H:シリル基のt−Bu基由来)
これらの結果から、この化合物が2,3−ジ(ジ−t−ブチルメトキシシリル)−6,8,11,13−テトラ(N,N−ジフェニルアミノ)ペンタセンであることを確認した。
When the obtained compound was subjected to infrared absorption measurement, Si—O—C absorption was observed at a wavelength of 1025 cm −1 . When the ultraviolet-visible absorption spectrum of the chloroform solution containing the compound was measured, absorption was observed at a wavelength of 615 nm.
Furthermore, the nuclear magnetic resonance (NMR) measurement of the compound was performed.
(8.2 ppm) (s) (2H: derived from pentacene)
(8.0 ppm to 7.9 ppm) (m) (6H: derived from pentacene)
(7.2 ppm to 7.0 ppm) (m) (16H: derived from diphenylamino group)
(6.8 ppm to 6.3 ppm) (m) (24H: derived from diphenylamino group)
(3.6 ppm to 3.5 ppm) (m) (6H: derived from methoxy group of silyl group)
(1.4 ppm to 1.3 ppm) (m) (36H: derived from t-Bu group of silyl group)
From these results, it was confirmed that this compound was 2,3-di (di-t-butylmethoxysilyl) -6,8,11,13-tetra (N, N-diphenylamino) pentacene.

<有機EL素子の製造>
(実施例1)
まず、ガラス基板を有機溶媒(例えばアセトンやイソプロピルアルコール)中にて超音波洗浄した後、100W、5分間プラズマアッシングを行った。続いて、この基板上にRFスパッタ法にてITO透明電極薄膜を150nmの厚さに成膜し、パターニングした。この状態にて、真空蒸着装置に導入し、槽内を5.0×10-6Torrまで減圧した後、正孔輸送層としてTPDを50nm厚でITO透明電極上に蒸着し、さらに発光層としてAlq3を50nm厚で正孔輸送層上に蒸着した。続いて、過酸化水素:硫酸=1:4の溶液中に、前記基板を15分間浸漬し、表面を親水化処理した。一方、合成例2で得られた3−ジ−t−ブチルメトキシシリル−9−ジフェニルメチルペンタセンをクロロホルム溶媒に溶解させ、2mMの試料溶液を作成しておき、続いてトラフ中の水面上に、試料溶液を所定量(100μl)滴下し、水面上に前記化合物の単分子膜(L膜)を形成させた。この状態で水面上に圧力を加え、所定の表面圧(30mN/cm)とした後に、予めセットしておいた前記発光層まで積層した基板を一定速度で引き上げることによって、発光層上に電子輸送層を形成した。さらに、陰極としてMgAgを200nm厚で電子輸送層上に蒸着することによって、有機EL素子を製造した。
このようにして構築した有機EL素子は、特に発光層と電子輸送層との界面が化学結合を介して強固に結合されているため、電子輸送効率が高く、したがって駆動電圧を小さくすることが可能である。構築した有機EL素子は3500cd/mの最大放出が11.5Vの印加電圧にて確認された。
<Manufacture of organic EL elements>
Example 1
First, the glass substrate was ultrasonically cleaned in an organic solvent (for example, acetone or isopropyl alcohol), and then plasma ashing was performed at 100 W for 5 minutes. Subsequently, an ITO transparent electrode thin film having a thickness of 150 nm was formed on this substrate by RF sputtering and patterned. In this state, it was introduced into a vacuum deposition apparatus, the inside of the tank was depressurized to 5.0 × 10 −6 Torr, TPD was deposited on the ITO transparent electrode as a hole transport layer with a thickness of 50 nm, and Alq3 was further deposited as a light emitting layer. Vapor deposited on the hole transport layer with a thickness of 50 nm. Subsequently, the substrate was immersed in a solution of hydrogen peroxide: sulfuric acid = 1: 4 for 15 minutes to hydrophilize the surface. On the other hand, 3-di-t-butylmethoxysilyl-9-diphenylmethylpentacene obtained in Synthesis Example 2 was dissolved in a chloroform solvent to prepare a 2 mM sample solution, and subsequently on the water surface in the trough, A predetermined amount (100 μl) of a sample solution was dropped to form a monomolecular film (L film) of the compound on the water surface. In this state, pressure is applied on the water surface to obtain a predetermined surface pressure (30 mN / cm 2 ), and then the substrate laminated up to the previously set light emitting layer is pulled up at a constant speed, whereby electrons are formed on the light emitting layer. A transport layer was formed. Furthermore, MgAg was vapor-deposited on the electron transport layer as a cathode with a thickness of 200 nm, thereby manufacturing an organic EL device.
The organic EL device constructed in this way has a high electron transport efficiency, especially because the interface between the light-emitting layer and the electron transport layer is firmly bonded via a chemical bond, and thus the drive voltage can be reduced. It is. The constructed organic EL device was confirmed to have a maximum emission of 3500 cd / m 2 at an applied voltage of 11.5V.

(実施例2)
まず、ガラス基板を有機溶媒(例えばアセトンやイソプロピルアルコール)中にて超音波洗浄した後、100W、5分間プラズマアッシングを行った。続いて、この基板上にRFスパッタ法にてITO透明電極薄膜を150nmの厚さに成膜し、パターニングした。続いて、過酸化水素:硫酸=7:3の溶液中に、前記基板を15分間浸漬し、表面を親水化処理した。一方、合成例3で得られた1,4,8,11−テトラニトロ−2−ジ−t−ブチルエトキシシリル−ペンタセンをクロロホルム溶媒に溶解させることによって、2mMの試料溶液を調製し、前記陽極まで積層した基板を浸漬することによって、陽極上に正孔輸送層を形成した。この状態にて、真空蒸着装置に導入し、槽内を7.0×10-6Torrまで減圧した後、発光層としてAlq3を50nm厚で正孔輸送層上に蒸着した。さらに、陰極としてMgAgを200nm厚で正孔輸送層上に蒸着することによって、有機EL素子を製造した。
このようにして構築した有機EL素子は、特に陽極と正孔輸送層との界面が化学結合を介して強固に結合されているため、正孔輸送効率あるいは電子輸送効率が高く、したがって駆動電圧を小さくすることが可能である。構築した有機EL素子は3300cd/mの最大放出が12.0Vの印加電圧にて確認された。
(Example 2)
First, the glass substrate was ultrasonically cleaned in an organic solvent (for example, acetone or isopropyl alcohol), and then plasma ashing was performed at 100 W for 5 minutes. Subsequently, an ITO transparent electrode thin film having a thickness of 150 nm was formed on this substrate by RF sputtering and patterned. Subsequently, the substrate was dipped in a solution of hydrogen peroxide: sulfuric acid = 7: 3 for 15 minutes to hydrophilize the surface. On the other hand, a 1,4,8,11-tetranitro-2-di-t-butylethoxysilyl-pentacene obtained in Synthesis Example 3 was dissolved in a chloroform solvent to prepare a 2 mM sample solution, A hole transport layer was formed on the anode by immersing the laminated substrate. In this state, it was introduced into a vacuum deposition apparatus, and the inside of the tank was depressurized to 7.0 × 10 −6 Torr, and then Alq3 was deposited as a light emitting layer on the hole transport layer with a thickness of 50 nm. Furthermore, an organic EL element was manufactured by evaporating MgAg as a cathode with a thickness of 200 nm on the hole transport layer.
The organic EL device constructed in this way has a high hole transport efficiency or electron transport efficiency, particularly because the interface between the anode and the hole transport layer is firmly bonded via a chemical bond. It can be made smaller. The constructed organic EL device was confirmed to have a maximum emission of 3300 cd / m 2 at an applied voltage of 12.0V.

(実施例3)
まず、ガラス基板を有機溶媒(例えばアセトンやイソプロピルアルコール)中にて超音波洗浄した後、100W、5分間プラズマアッシングを行った。続いて、この基板上にRFスパッタ法にてITO透明電極薄膜を100nmの厚さに成膜し、パターニングした。この状態にて、真空蒸着装置に導入し、槽内を5.0×10-6Torrまで減圧した後、正孔輸送層としてTPDを50nm厚でITO透明電極上に蒸着し、さらに発光層としてAlq3を50nm厚で正孔輸送層上に蒸着した。続いて、過酸化水素:硫酸=1:4の溶液中に、前記基板を15分間浸漬し、表面を親水化処理した。一方、合成例4で得られた2,3−ジ(ジ−t−ブチルメトキシシリル)−6,8,11,13−テトラ(N,N−ジフェニルアミノ)ペンタセンをクロロホルム溶媒に溶解させ、2mMの試料溶液を作成しておき、続いてトラフ中の水面上に、試料溶液を所定量(100μl)滴下し、水面上に前記化合物単分子膜(L膜)を形成させた。この状態で水面上に圧力を加え、所定の表面圧(25mN/cm)とした後に、予めセットしておいた前記発光層まで積層した基板を一定速度で引き上げることによって、発光層上に電子輸送層を形成した。さらに、陰極としてMgAgを100nm厚で電子輸送層上に蒸着することによって、有機EL素子を製造した。
このようにして構築した有機EL素子は、特に発光層と電子輸送層との界面が化学結合を介して強固に結合されているため、電子輸送効率が高く、したがって駆動電圧を小さくすることが可能である。構築した有機EL素子は4500cd/mの最大放出が10.5Vの印加電圧にて確認された。
(Example 3)
First, the glass substrate was ultrasonically cleaned in an organic solvent (for example, acetone or isopropyl alcohol), and then plasma ashing was performed at 100 W for 5 minutes. Subsequently, an ITO transparent electrode thin film having a thickness of 100 nm was formed on this substrate by RF sputtering and patterned. In this state, it was introduced into a vacuum deposition apparatus, the inside of the tank was depressurized to 5.0 × 10 −6 Torr, TPD was deposited on the ITO transparent electrode as a hole transport layer with a thickness of 50 nm, and Alq3 was further deposited as a light emitting layer. Vapor deposited on the hole transport layer with a thickness of 50 nm. Subsequently, the substrate was immersed in a solution of hydrogen peroxide: sulfuric acid = 1: 4 for 15 minutes to hydrophilize the surface. On the other hand, 2,3-di (di-t-butylmethoxysilyl) -6,8,11,13-tetra (N, N-diphenylamino) pentacene obtained in Synthesis Example 4 was dissolved in a chloroform solvent to obtain 2 mM. Then, a predetermined amount (100 μl) of the sample solution was dropped on the water surface in the trough to form the compound monomolecular film (L film) on the water surface. In this state, pressure is applied on the water surface to obtain a predetermined surface pressure (25 mN / cm 2 ), and then the substrate laminated up to the previously set light emitting layer is pulled up at a constant speed, whereby electrons are formed on the light emitting layer. A transport layer was formed. Furthermore, MgAg was vapor-deposited on the electron carrying layer with a thickness of 100 nm as a cathode, and the organic EL element was manufactured.
The organic EL device constructed in this way has a high electron transport efficiency, especially because the interface between the light-emitting layer and the electron transport layer is firmly bonded via a chemical bond, and thus the drive voltage can be reduced. It is. The constructed organic EL device was confirmed to have a maximum emission of 4500 cd / m 2 at an applied voltage of 10.5V.

(比較例1)
まず、ガラス基板を有機溶媒(例えばアセトンやイソプロピルアルコール)中にて超音波洗浄した後、100W、5分間プラズマアッシングを行った。続いて、この基板上にRFスパッタ法にてITO透明電極薄膜を100nmの厚さに成膜し、パターニングした。この状態にて、真空蒸着装置に導入し、槽内を5.0×10−6Torrまで減圧した後、正孔輸送層としてTPDを50nm厚でITO透明電極上に蒸着し、さらに発光層としてAlq3を50nm厚で正孔輸送層上に蒸着した。続いて、合成例4の中間体である6,8,11,13−テトラ(N,N−ジフェニルアミノ)ペンタセンを、真空蒸着法により、発光層上に電子輸送層として10nm形成した。さらに、陰極としてMgAgを100nm厚で電子輸送層上に蒸着することによって、有機EL素子を製造した。
このようにして構築した有機EL素子は15.0Vの印加電圧までの範囲にて、1000Cd以上の発光が確認できなかった。
本比較例では、発光層及び電子輸送層の間が物理吸着を介した結合であり、電子移動が非効率的であることが原因である。つまり、本発明の有機EL素子のように、層間で化学結合を介すると、低い印加電圧にて高い発光効率が得られることが確認できた。
(Comparative Example 1)
First, the glass substrate was ultrasonically cleaned in an organic solvent (for example, acetone or isopropyl alcohol), and then plasma ashing was performed at 100 W for 5 minutes. Subsequently, an ITO transparent electrode thin film having a thickness of 100 nm was formed on this substrate by RF sputtering and patterned. In this state, it was introduced into a vacuum deposition apparatus, and the inside of the tank was depressurized to 5.0 × 10 −6 Torr, and then TPD was deposited on the ITO transparent electrode as a hole transport layer with a thickness of 50 nm, and further as a light emitting layer Alq3 was deposited on the hole transport layer with a thickness of 50 nm. Subsequently, 6,8,11,13-tetra (N, N-diphenylamino) pentacene, which is an intermediate of Synthesis Example 4, was formed as an electron transport layer on the light emitting layer by vacuum deposition. Furthermore, MgAg was vapor-deposited on the electron carrying layer with a thickness of 100 nm as a cathode, and the organic EL element was manufactured.
The organic EL device constructed in this manner could not confirm light emission of 1000 Cd or more in the range up to an applied voltage of 15.0V.
In this comparative example, the reason is that the light-emitting layer and the electron transport layer are bonded through physical adsorption, and the electron transfer is inefficient. That is, as in the organic EL device of the present invention, it has been confirmed that high luminous efficiency can be obtained at a low applied voltage when a chemical bond is interposed between layers.

本発明の有機EL素子の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子に使用される有機シラン化合物含有層の分子レベルの概念図である。It is a conceptual diagram of the molecular level of the organosilane compound content layer used for the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子に使用される有機シラン化合物含有層の分子レベルの概念図である。It is a conceptual diagram of the molecular level of the organosilane compound content layer used for the organic EL element of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:陽極、2:正孔輸送層、3:発光層、4:電子輸送層、5:陰極、6:基板、11:14:被形成層(有機シラン化合物含有層が形成されるべき層)、12:15:多環式縮合芳香族炭化水素骨格(多環骨格)、13:機能性基、16:機能性基(窒素原子あるいは酸素原子を含むもの)。

1: Anode, 2: Hole transport layer, 3: Light emitting layer, 4: Electron transport layer, 5: Cathode, 6: Substrate, 11:14: Layer to be formed (layer on which the organosilane compound-containing layer is to be formed) 12:15: polycyclic fused aromatic hydrocarbon skeleton (polycyclic skeleton), 13: functional group, 16: functional group (containing nitrogen atom or oxygen atom).

Claims (5)

陽極と陰極との間に1またはそれ以上の有機薄膜層を有し、少なくとも1の有機薄膜層が一般式(I);
Figure 0004416546
[式中、mは2〜8の整数である;R〜R10のうち少なくとも1個の基は一般式−SiX(X〜Xのうち少なくとも1個の基は加水分解により水酸基を与える基もしくはハロゲン原子であり、他の基は隣接分子と反応することのない基である)で表されるシリル基であり、少なくとも1個の基は電子供与性または電子吸引性の機能性基であり、他の基は水素原子である;但し、R 〜R の少なくとも一方がシリル基であり、かつR 〜R およびR 〜R 10 のうち少なくとも1個の基が機能性基である]で表される有機シラン化合物を含み、化学結合を介して陽極、陰極または他の有機薄膜層と結合して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。
Having one or more organic thin film layers between an anode and a cathode, wherein at least one organic thin film layer has the general formula (I);
Figure 0004416546
[Wherein, m is an integer of 2 to 8; at least one group of R 1 to R 10 is represented by the general formula —SiX 1 X 2 X 3 (at least one group of X 1 to X 3 is A group that gives a hydroxyl group by hydrolysis or a halogen atom, and other groups are groups that do not react with neighboring molecules), and at least one group is electron-donating or electron-withdrawing a sexual functional groups, other groups are hydrogen atom; provided that at least one of R 1 to R 2 is a silyl group, and at least one of R 3 to R 4 and R 9 to R 10 An organic electroluminescent device comprising an organic silane compound represented by the formula: wherein the group is a functional group, and is bonded to an anode, a cathode, or another organic thin film layer through a chemical bond.
陽極と陰極との間に1またはそれ以上の有機薄膜層を有し、少なくとも1の有機薄膜層が一般式(I);
Figure 0004416546
[式中、mは2〜8の整数である;R 〜R 10 のうち少なくとも1個の基は一般式−SiX (X 〜X のうち少なくとも1個の基は加水分解により水酸基を与える基もしくはハロゲン原子であり、他の基は隣接分子と反応することのない基である)で表されるシリル基であり、少なくとも1個の基は電子供与性または電子吸引性の機能性基であり、他の基は水素原子である]で表される有機シラン化合物を含み、化学結合を介して陽極、陰極または他の有機薄膜層と結合している有機エレクトロルミネッセンス素子であって、陽極と陰極との間に1またはそれ以上の有機薄膜層を有する構成が、陽極−発光層−電子輸送層−陰極の構成または陽極−正孔輸送層−発光層−電子輸送層−陰極の構成であり、電子輸送層が前記一般式(I)で表される有機シラン化合物を含み、化学結合を介して発光層と結合して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。
Having one or more organic thin film layers between an anode and a cathode, wherein at least one organic thin film layer has the general formula (I);
Figure 0004416546
[Wherein, m is an integer of 2 to 8; at least one group of R 1 to R 10 is represented by the general formula —SiX 1 X 2 X 3 ( at least one group of X 1 to X 3 is A group that gives a hydroxyl group by hydrolysis or a halogen atom, and other groups are groups that do not react with neighboring molecules), and at least one group is electron-donating or electron-withdrawing Functional group and other group is a hydrogen atom], and an organic electroluminescent device bonded to an anode, a cathode or other organic thin film layer through a chemical bond The structure having one or more organic thin film layers between the anode and the cathode is anode-light-emitting layer-electron transport layer-cathode structure or anode-hole transport layer-light-emitting layer-electron transport layer. The cathode configuration, the electron transport layer Serial general formula includes an organic silane compound represented by the formula (I), organic electroluminescent elements characterized in that it is combined with the light emitting layer via a chemical bond.
陽極と陰極との間に1またはそれ以上の有機薄膜層を有する構成が、陽極−正孔輸送層−発光層−陰極の構成または陽極−正孔輸送層−発光層−電子輸送層−陰極の構成であり、正孔輸送層が前記一般式(I)で表される有機シラン化合物を含み、化学結合を介して陽極と結合していることを特徴とする請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The structure having one or more organic thin film layers between the anode and the cathode is an anode-hole transport layer-light-emitting layer-cathode structure or anode-hole transport layer-light-emitting layer-electron transport layer-cathode. 2. The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the hole transport layer contains an organosilane compound represented by the general formula (I) and is bonded to the anode through a chemical bond. . シリル基が有し得る隣接分子と反応することのない基が、置換または無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ジアリールアミノ基、もしくはジまたはトリアリールアルキル基であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス。   The group that does not react with the adjacent molecule that the silyl group may have is a substituted or unsubstituted alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, diarylamino group, or di- or triarylalkyl group The organic electroluminescence in any one of Claims 1-3. はRと、RはRと、RはRと、RはR10と、それぞれ同一の基であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス。 R 3 is R 4 , R 5 is R 6 , R 7 is R 8 , and R 9 is R 10 , respectively. Organic electroluminescence.
JP2004080375A 2004-03-18 2004-03-19 Organic electroluminescence device Expired - Fee Related JP4416546B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004080375A JP4416546B2 (en) 2004-03-19 2004-03-19 Organic electroluminescence device
PCT/JP2005/004658 WO2005090365A1 (en) 2004-03-18 2005-03-16 Organosilanes, process for production of the same, and use thereof
US10/593,204 US20080207864A1 (en) 2004-03-18 2005-03-16 Organosilanes, Process For Production of the Same, and Use Thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004080375A JP4416546B2 (en) 2004-03-19 2004-03-19 Organic electroluminescence device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005268100A JP2005268100A (en) 2005-09-29
JP4416546B2 true JP4416546B2 (en) 2010-02-17

Family

ID=35092413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004080375A Expired - Fee Related JP4416546B2 (en) 2004-03-18 2004-03-19 Organic electroluminescence device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4416546B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007137837A (en) 2005-11-21 2007-06-07 Idemitsu Kosan Co Ltd Aromatic amine derivative and organic electroluminescence device using the same
JP5028610B2 (en) * 2006-04-07 2012-09-19 ダイトーケミックス株式会社 Novel acene-based organosilyl compound and method for producing the same
JP2008060034A (en) * 2006-09-04 2008-03-13 Konica Minolta Holdings Inc ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT, METHOD FOR PRODUCING ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT, LIGHTING DEVICE, AND DISPLAY DEVICE
KR102699006B1 (en) * 2012-04-20 2024-08-27 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Light-emitting element, light-emitting device, electronic appliance, and lighting device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005268100A (en) 2005-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6343311B2 (en) Electronic devices containing organic semiconductor materials
EP2371812B1 (en) Indenofluorenedione derivative, material for organic electroluminescent element, and organic electroluminescent element
JP4308663B2 (en) New electron transport material and organic light emitting device using the same
CN101103037B (en) Novel condensed polycyclic aromatic compound and use thereof
TWI607985B (en) Organic material and organic electroluminescent device using the same
US20080207864A1 (en) Organosilanes, Process For Production of the Same, and Use Thereof
JP5202051B2 (en) Organic electroluminescence device
WO2005061656A1 (en) Light-emitting material for organic electroluminescent device, organic electroluminescent device using same, and material for organic electroluminescent device
JP5690283B2 (en) Pyrene derivative and organic electroluminescence device using the same
CN111187228B (en) Organic electronic material based on phenanthrene and benzonitrile and application thereof
WO2000002886A1 (en) Silole derivatives and organic electroluminescent element containing the same
KR101198175B1 (en) DIBENZO[c,g]FLUORENE COMPOUND AND AN ORGANIC LIGHT-EMITTING DEVICE USING THE SAME
JP2012151149A (en) Functional electronic element containing boron-containing compound
CN105859507A (en) Organic photoelectric material and use thereof
JP5162913B2 (en) Amine derivative and organic electroluminescence device using the same
JP2007145984A (en) Siloxane-based molecular membrane, method for producing the same and organic device using the membrane
JP4416546B2 (en) Organic electroluminescence device
WO2005117157A1 (en) Organic compound having at both ends different functional groups differing in reactivity in elimination reaction, organic thin films, organic device, and processes for producing these
JP2021113188A (en) Polycyclic aromatic compounds
JP2005263721A (en) Organosilane compound containing polycyclic condensed aromatic hydrocarbon skeleton and method for producing the same
KR101533035B1 (en) Organic electroluminescent compound, producing method of the same, and organic electroluminescent device including the same
JP4065874B2 (en) Organic thin film transistor and manufacturing method thereof
JP3955872B2 (en) Organic device using organic compound having different functional groups with different elimination reactivity at both ends
US7914905B2 (en) π-conjugated aromatic ring-containing compound and organic electroluminescent device
JP4154930B2 (en) Organic conductive compound and organic electroluminescent device

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080617

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080818

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20080818

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090825

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091022

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091117

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091124

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121204

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121204

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees