JP2016121111A - 新規イミダゾール化合物、電子デバイス用材料、発光素子及び電子デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】電子デバイスの形成に用いた場合に、駆動電圧が低く、電流効率の高い電子デバイスを得ることができる新規イミダゾール化合物、及び該化合物を含有する電子デバイス材料の提供。
【解決手段】式（１）で表されるイミダゾール化合物、及び該化合物を含有する電子デバイス材料。

［Ｒ^１及びＲ^２の少なくとも一方は、直接結合するか、又は共役構造を有する結合鎖を介して連結したトリアジン基；Ｒ^１及びＲ^２の一方が該トリアジン基を有する場合は、他方は非電子供与基；Ｒ^３及びＲ^４は各々独立に直接結合するか、又は共役構造を有する結合鎖を介して連結したＨ又は該トリアジン基以外の有機基］
【選択図】なし

Description

本発明は、新規イミダゾール化合物、電子デバイス用材料、発光素子及び電子デバイスに関し、とりわけ有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子等の発光素子の発光層を構成するホスト材料として有用な新規イミダゾール化合物、これを含有する電子デバイス用材料、この電子デバイス用材料を含有する発光素子、その発光素子を含む電子デバイスに関する。

電子デバイス用材料、特には有機ＥＬ素子等の発光素子の発光層を構成する発光材料やホスト材料として、これまで様々な検討が行われてきている。
例えば、特許文献１には、２，４，５−トリアリール置換イミダゾール化合物及び１，２，４，５−テトラアリール置換イミダゾール化合物を青色蛍光発光材料に用いることが記載されている。
また、特許文献２には、フェニルピリジン誘導体を発光材料に用いること、２，４，５−トリス（６−ピリジルビフェニル）イミダゾール誘導体を燐光ホスト材料として用いることが記載されている。
さらに、特許文献３には、イミダゾールの少なくとも１位又は２位に電子受容性基を有し、他方が電子供与基である化合物をホスト材料として用いることが記載されている。
さらに、非特許文献１には、ＣＢＰ（４，４’−Ｎ，Ｎ’−ビス（カルバゾリル−９−イル）ビフェニル）やｍＣＰ（１，３−ジ（カルバゾリル−９−イル）ベンゼン）をホスト材料として用いることが記載されている。
また、非特許文献２には、ベンゾジフラン誘導体をバイポーラー性ホスト材料として用いることが記載されている。

燐光発光材料を発光材料（ドーパント）として用いた発光素子におけるホスト材料は、電子とホールの輸送能力を十分に持ち、且つ高い成膜性を有することが必要である。

しかしながら、良く知られたホスト化合物であるＣＢＰは薄膜の安定性が不十分である。またｍＣＰは素子を形成した際の熱安定性が低いという問題があった。

また、近年、高い発光効率を得るために、素子構造は非常に多くの層からなる多層構造になってきているので、素子構造の低層化による製造工程の簡略化、コストダウンが求められている。例えば非特許文献２に記載のベンゾジフラン誘導体を用いた発光素子においては、有機層の単層化ないし低層化を実現可能であるが、素子構成が特殊であり、製造が困難である。また、その成膜プロセスは真空蒸着法に限られるので、製造工程が煩雑であるという問題もある。すなわち、素子構成と製造プロセスをともに簡略化しうる電子デバイス用材料がこれまで見つかっていないのが現状である。
また、高い発光効率を得るには、使用するホスト材料が重要であり、該ホスト材料を含む発光層の安定性が低い場合は、実用化に向けて発光素子の駆動安定性に問題を抱えることとなる。

国際公開第２００５／０８５２０８号 特開２００３−２８２２７０号公報 特開２０１４−１０５２０９号公報

Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００３，８２，２４２２ Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．２００９，２１，３７７６

上述したような実状から、駆動電圧、電流効率、発光効率等に対して十分な性能を有する有機ＥＬ素子の開発が望まれており、該素子を得ることができる化合物の開発が望まれている。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子デバイスの形成に用いた場合に、駆動電圧が低く、電流効率の高い電子デバイスを得ることができる新規イミダゾール化合物を提供することである。また、かかる新規イミダゾール化合物を含有する電子デバイス用材料、この電子デバイス用材料を含有する発光素子、その発光素子を含む電子デバイスを提供することである。

本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意検討を重ねた結果、イミダゾール環の１位及び２位の少なくとも一方に、直接又は共役構造を有する結合鎖を介して連結した特定のトリアジン誘導基を有し、かかる他方に非電子供与基を有するイミダゾール化合物が、上記課題を解決しうることを見出した。
また、上記イミダゾール化合物を含有する発光素子、例えば発光層におけるホスト材料として上記イミダゾール化合物を含有する発光素子が好適であることをも見出した。

すなわち、本発明は、以下の［１］〜［７］の構成を有する。
［１］下記一般式（１）で示されるイミダゾール化合物。

（式（１）中、Ｒ^１及びＲ^２の少なくとも一方は、直接結合するか、又は共役構造を有する結合鎖を介して連結した下記一般式（２）に示す基であり、Ｒ^１及びＲ^２の一方が前記一般式（２）に示す基を有する場合はその他方は非電子供与基であり、Ｒ^３及びＲ^４は、それぞれ独立して、直接結合するか、又は共役構造を有する結合鎖を介して連結した水素原子又は前記一般式（２）に示す基以外の有機基である。）

（式（２）中、Ｒ^５及びＲ^６は、それぞれ独立して、直接結合するか、又は共役構造を有する結合鎖を介して連結した水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、フェニル基、多環芳香族炭化水素基又はビフェニル基である。）

［２］前記一般式（１）中、Ｒ^１又はＲ^２が、直接結合するか、又は共役構造を有する結合鎖を介して連結した前記一般式（２）に示す基であり、その他方は非電子供与基である前記［１］に記載のイミダゾール化合物。
［３］前記一般式（２）に示す基が、前記一般式（１）中のＲ^１に直接結合するか、又は共役構造を有する結合鎖を介して連結している前記［１］又は［２］に記載のイミダゾール化合物。
［４］前記［１］〜［３］のいずれか１つに記載のイミダゾール化合物を含有する電子デバイス用材料。
［５］前記［４］に記載の電子デバイス用材料を含有する発光素子。
［６］前記［４］に記載の電子デバイス用材料をホスト材料として含有する発光素子。
［７］前記［５］又は［６］に記載の発光素子を含む電子デバイス。

本発明の新規イミダゾール化合物はイミダゾール環の１位及び２位の少なくとも一方に、直接又は共役構造を有する結合鎖を介して連結した特定のトリアジン誘導基を有し、Ｒ^１及びＲ^２の一方が前記一般式（２）に示す基を有する場合はかかる他方に非電子供与基を有するため、材料の安定性や成膜した際の薄膜の安定性が高い。したがって、本発明の新規イミダゾール化合物を含有する電子デバイス用材料を用いて、例えば発光素子に適用した場合、発光効率が向上し、発光素子が長寿命化され、かかる発光素子を含む、ディスプレイ装置などの電子デバイスも長寿命化されるという効果が得られる。
本発明のイミダゾール化合物をホスト材料として用いることによって、低電圧駆動特性に優れ、安定で高い量子効率の発光素子を得ることができる。

実施例４で作成した発光素子の電圧−輝度特性を示すグラフである。 実施例４で作成した発光素子の電圧−電流効率を示すグラフである。 実施例５で作成した発光素子の電圧−輝度特性を示すグラフである。 実施例５で作成した発光素子の電圧−電流効率を示すグラフである。 比較例１で作成した発光素子の電圧−輝度特性を示すグラフである。 比較例１で作成した発光素子の電圧−電流効率を示すグラフである。

以下に、本発明を詳細に述べる。
本発明のイミダゾール化合物は、下記一般式（１）で示されるものである。

（式（１）中、Ｒ^１及びＲ^２の少なくとも一方は、直接結合するか、又は共役構造を有する結合鎖を介して連結した下記一般式（２）に示す基であり、Ｒ^１及びＲ^２の一方が前記一般式（２）に示す基を有する場合はその他方は非電子供与基であり、Ｒ^３及びＲ^４は、それぞれ独立して、直接結合するか、又は共役構造を有する結合鎖を介して連結した水素原子又は前記一般式（２）に示す基以外の有機基である。）

（式（２）中、Ｒ^５及びＲ^６は、それぞれ独立して、直接結合するか、又は共役構造を有する結合鎖を介して連結した水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、フェニル基、多環芳香族炭化水素基又はビフェニル基である。）

式（２）においてＲ^５及びＲ^６における炭素数１〜１０のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、アミル基、イソアミル基、ｔｅｒｔ−アミル基、ネオペンチル基、ｎ−ヘキシル基などが挙げられ、好ましくは炭素数１〜８、特に好ましくは炭素数１〜６、さらに好ましくは炭素数１〜４のアルキル基である。

Ｒ^５及びＲ^６における多環芳香族炭化水素基としては、例えば、炭素数９〜２０の多環芳香族炭化水素基が挙げられ、より好ましくは炭素数１０〜１８、特に好ましくは炭素数１０〜１６の多環芳香族炭化水素基である。
具体的には、ペンタレニル基、インデニル基、アズレニル基、ナフチル基等の炭素縮合二環系、インダセニル基、ビフェニレニル基、アセナフチレニル基、フルオレニル基、フェナレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基等の炭素縮合三環系、ピレニル基、クリセニル基等の炭素縮合四環系、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基等の炭素縮合五環系などが挙げられる。好ましくは炭素縮合二〜四環系であり、特に好ましくは炭素縮合二〜三環系である。
多環芳香族炭化水素基としては、好ましくは炭素数１０〜１８の炭素縮合二〜四環系であり、特に好ましくは炭素数１０〜１６の炭素縮合二〜三環系である。

Ｒ^５及びＲ^６における炭素数１〜１０のアルキル基、フェニル基、多環芳香族炭化水素基、及びビフェニル基は、置換基を有していてもよい。かかる置換基としては、例えば、アミノ基、芳香族炭化水素基を有するアミノ基（例えば、ジフェニルアミノ基、ジナフチルアミノ基など）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子など）、ニトロ基、シアノ基、炭素数１〜６のアルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、アミル基、イソアミル基、ｔｅｒｔ−アミル基、ネオペンチル基、ｎ−ヘキシル基など）、炭素数１〜６のアルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基など）、フェニル基、多環芳香族炭化水素基などが挙げられる。上記の芳香族炭化水素基、フェニル基、及び多環芳香族炭化水素基は、アミノ基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のフッ化アルキル基を有していてもよい。

式（１）及び式（２）において、共役構造を有する結合鎖は、共役構造を有し、分子の共役を保持することができる結合鎖である。共役構造を有する結合鎖としては、例えば、不飽和炭化水素鎖、及び芳香族炭化水素鎖、複素芳香族鎖などの芳香族鎖が挙げられ、これら不飽和炭化水素鎖及び芳香族鎖から選ばれた２種以上の鎖が組み合わせられることにより連結された連結鎖であってもよい。

不飽和炭化水素鎖としては、二重結合、三重結合により共役系が延びた炭素数１〜６の不飽和炭化水素鎖が挙げられ、具体的には、例えば、ビニレン、プロペニレン、テトラメチレン、１，２−ジメチルエチレン、エチニレン、１，３−ブタジイニレンなどが挙げられる。

芳香族炭化水素鎖としては、例えばベンゼンから誘導される２価鎖（以下、フェニル鎖と称することがある）、多環芳香族炭化水素から誘導される２価鎖（以下、多環芳香族炭化水素鎖と称することがある）、ビフェニルから誘導される２価鎖（例えば、４，４’−ビフェニリレンなど）（以下、ビフェニル鎖と称することがある）などが挙げられる。芳香族炭化水素鎖の炭素数は６〜２０が好ましく、より好ましくは６〜１８であり、特に好ましくは６〜１２である。

複素芳香族鎖としては、例えば、イミダゾール、フラン、チオフェン、ピロール、ピリジン等から誘導される２価鎖が挙げられる。

不飽和炭化水素鎖、及び芳香族炭化水素鎖、複素芳香族鎖などの芳香族鎖は置換基を有していてもよく、かかる置換基としては、例えば、アミノ基、芳香族炭化水素基を有するアミノ基（例えば、ジフェニルアミノ基、ジナフチルアミノ基などが挙げられる。さらに芳香族炭化水素基はアミノ基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のフッ化アルキル基を有していてもよい。）、フッ化アルキル基（例えば、炭素数１〜６のフッ化アルキル基）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子など）、ニトロ基、シアノ基、炭素数１〜６のアルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、アミル基、イソアミル基、ｔｅｒｔ−アミル基、ネオペンチル基、ｎ−ヘキシル基など）、炭素数１〜６のアルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基など）などが挙げられる。

本発明において、結合鎖は、好ましくは芳香族鎖であり、より好ましくは炭素数６〜２０の芳香族炭化水素鎖であり、さらに好ましくはフェニル鎖、ビフェニル鎖であり、特に好ましくはフェニル鎖である。最も好ましくは結合鎖をメタ位もしくはパラ位に有するフェニル鎖である。

式（１）における非電子供与基は炭素原子上のπ電子密度が１．０５以下である電子供与能の比較的弱い基を意味し、例えば、フェニル基、多環芳香族炭化水素基、ピリジン、キノリン、キノキサリン等の電子欠損芳香族複素環等が挙げられる。中でも、熱安定性の観点から、非電子供与基としては、フェニル基、多環芳香族炭化水素基が好ましく、より好ましくはフェニル基である。非電子供与基は置換基を有していてもよく、かかる置換基としては、例えば、シアノ基、炭素数１〜４のアルコキシ基、及びジフェニルアミノ基が好ましい。
すなわち、フェニル基；シアノ基、炭素数１〜４のアルコキシ基、及びジフェニルアミノ基から選ばれる少なくとも１つの置換基を有するフェニル基；多環芳香族炭化水素基（例えば、ナフチル基、ピレニル基など）；シアノ基、炭素数１〜４のアルコキシ基、及びジフェニルアミノ基から選ばれる少なくとも１つの置換基を有する多環芳香族炭化水素基（例えば、ナフチル基、ピレニル基など）が好ましく、特には、フェニル基；シアノ基、炭素数１〜４のアルコキシ基、及びジフェニルアミノ基から選ばれる少なくとも１つの置換基を有するフェニル基が好ましい。

式（１）において、Ｒ^３及びＲ^４における一般式（２）に示す基以外の有機基としては、例えば、炭素数１〜１０のアルキル基、フェニル基、多環芳香族炭化水素基、ビフェニル基等が挙げられる。

Ｒ^３及びＲ^４における炭素数１〜１０のアルキル基としては、上記Ｒ^５及びＲ^６における炭素数１〜１０のアルキル基で例示したものと同様である。

Ｒ^３及びＲ^４における多環芳香族炭化水素基としてはＲ^５及びＲ^６における多環芳香族炭化水素基で例示したものと同様である。

Ｒ^３及びＲ^４における炭素数１〜１０のアルキル基、フェニル基、多環芳香族炭化水素基、及びビフェニル基は、置換基を有していてもよく、かかる置換基としては、上記Ｒ^５、Ｒ^６における置換基で例示したものと同様である。

Ｒ^３及びＲ^４としては、フェニル基、多環芳香族炭化水素基が好ましく、より好ましくはフェニル基である。フェニル基又は多環芳香族炭化水素基が置換基を有する場合の置換基としては、シアノ基、炭素数１〜４のアルコキシ基、及びジフェニルアミノ基が好ましい。
すなわち、フェニル基；シアノ基、炭素数１〜４のアルコキシ基、及びジフェニルアミノ基から選ばれる少なくとも１つの置換基を有するフェニル基；多環芳香族炭化水素基（例えば、ナフチル基、ピレニル基など）；シアノ基、炭素数１〜４のアルコキシ基、及びジフェニルアミノ基から選ばれる少なくとも１つの置換基を有する多環芳香族炭化水素基（例えば、ナフチル基、ピレニル基など）が好ましく、特には、フェニル基；シアノ基、炭素数１〜４のアルコキシ基、及びジフェニルアミノ基から選ばれる少なくとも１つの置換基を有するフェニル基が好ましい。

本発明においては、一般式（１）におけるイミダゾール環の１位及び／又は２位に、一般式（２）に示す基が結合していることが特徴である。一般式（１）におけるイミダゾール環の１位及び２位の少なくとも一方に、一般式（２）で示される基が結合し、その他方に非電子供与基が結合することにより、ＬＵＭＯのエネルギーレベルが下がり、電子の注入障壁が低下するため、本発明のイミダゾール化合物を用いて得られた発光素子は、駆動電圧を低くすることができるとともに、高い電流効率を得ることができるため好ましい。
本発明においては、一般式（１）におけるイミダゾール環の少なくとも１位に一般式（２）に示す基が結合していること、すなわち少なくともＲ^１が一般式（２）の基であることが、薄膜の安定性、素子長寿命化の観点から好ましい。

上記一般式（１）で示されるイミダゾール化合物の具体例として、例えば、以下に示す化合物が挙げられる。

一般式（１）で示されるイミダゾール化合物は、例えば、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ，１９３７，２，３１９等に記載の公知一般の方法により製造することができる。さらに、イミダゾール化合物の置換基については、鈴木カップリング、薗頭カップリング等、公知の反応方法を用いて導入することが可能である。

本発明のイミダゾール化合物は、電子デバイス用材料として発光素子や有機薄膜太陽電池等に好適に用いることができる。詳細には、例えば、有機ＥＬディスプレイや有機ＥＬ照明などに用いる発光ダイオードなどの発光素子の発光層に含有されるホスト材料として好適に用いることができる。

本発明の電子デバイス用材料は、本発明のイミダゾール化合物を通常１〜１００重量％にて含むものである。目的とする用途により、公知の溶媒、他の発光材料、他のホスト材料、添加剤等を０〜９９重量％の範囲で含有していてもよい。

本発明の電子デバイスは、発光素子を含み、例えば、陰極及び陽極と、これら各極間に介在する発光層とを有する発光素子を含む。かかる発光素子としては、例えば、有機ＥＬ素子が挙げられる。有機ＥＬ素子では、陽極から正孔が、陰極から電子が発光層に注入され、それらが発光層中で再結合することにより励起子が生成し、これが失活する際に発光する。この有機ＥＬ素子は、発光光源、照明装置、表示デバイスなどの電子デバイスに応用できる。
なお、有機ＥＬ素子の陰極、陽極、及び発光層を構成するその他の材料などは、公知のものから適宜選択して用いることができる。また、上記素子は、陰極と発光層との間に電子輸送材料を含む電子輸送層を備えていてもよく、陽極と有機薄膜層との間に正孔輸送材料を含む正孔輸送層を備えていてもよい。これらの電子輸送材料や正孔輸送材料も公知の材料を適宜用いることができる。

本発明のイミダゾール化合物は、電子デバイス用材料として発光層に含有される発光材料（ドーパント材料）やホスト材料として好適に用いることができる。
２種以上の化合物で構成される発光層中において、混合比（質量比）の最も低い化合物が発光材料であり、混合比（質量比）の最も高い化合物がホスト材料である。例えば、発光層が化合物Ａ、化合物Ｂの２種から構成され、その混合比がＡ：Ｂ＝１０：９０であれば、化合物Ａが発光材料化合物であり、化合物Ｂがホスト化合物である。さらに、発光層が化合物Ａ、化合物Ｂ、化合物Ｃの３種から構成され、その混合比がＡ：Ｂ：Ｃ＝５：１０：８５であれば、化合物Ａが発光材料化合物であり、化合物Ｃがホスト化合物である。
本発明のイミダゾール化合物を発光材料に用いる場合、キャリア輸送、注入材料、キャリアブロック材料として正孔輸送材料や電子輸送材料に適用することも可能である。

また、かかる電子デバイス用材料は、本発明の新規イミダゾール化合物を含有するので、溶液塗布法、溶融塗布等の塗布法や蒸着法により基板上に薄膜を成膜し発光素子を製造することが可能である。
例えば、本発明の電子デバイス用材料を用いて発光素子の発光層を成膜する方法としては、該電子デバイス用材料の溶液を基板上に塗布する方法、該電子デバイス用材料を基板上に蒸着する方法、該電子デバイス用材料を溶融させて基板上に塗布する方法が挙げられる。

かかる基板としては、一般的に電子デバイスに用いられる公知の基板が挙げられ、ガラス、水晶、サファイア、シリコン、炭化ケイ素、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルフォン、ポリイミド、ポリアラミド、シクロオレフィン系ポリマー及びポリカーボネイトなどが挙げられる。
かかる基板は、ＩＴＯ等の透明導電層を有していてもよい。

本発明の電子デバイス用材料の溶液を基板上に塗布する方法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法などが挙げられる。電子デバイス用材料の溶液に用いられる溶剤としては、例えば、トルエン、キシレンなどの芳香族化合物、１，２−ジクロロエタン、クロロベンゼンなどの含ハロゲン溶剤、エチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル系溶剤、酢酸エチルなどの脂肪族エステル、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶剤、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶剤、ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
電子デバイス用材料の溶液を基板や他の層の上に塗布した後、必要に応じて、加熱乾燥や減圧乾燥などを行って溶剤を除去することによって、発光層が成膜される。

本発明の電子デバイス用材料を基板上に蒸着する方法としては、例えばシグマアルドリッチ「材料科学の基礎」Ｖｏｌ．１，Ｎｏ．１記載の公知の蒸着法を適用することができる。
また、本発明の電子デバイス用材料を基板上に溶融塗布する方法としては、一般的な溶融コーティング法等の溶融塗布法を適用することができる。

以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
実施例で得られた化合物は、それぞれ融点（ｍｐ）、赤外分光法（ＩＲ）、核磁気共鳴法（^１Ｈ ＮＭＲ、^１３Ｃ ＮＭＲ）、マトリックス支援レーザー脱離イオン化法（ＭＡＬＤＩ）と飛行時間型（ＴＯＦ）重量分析計（ＭＳ）を用いて同定した。
実施例にて採用した分析条件等を実施例中に記載した。

〔参考例１〕
１−（３−ブロモフェニル）―２，４，５−トリフェニルイミダゾールの合成
ベンズアルデヒド（１．０６ｇ）と３−ブロモアニリン（１．７２ｇ）酢酸（１０ｍＬ）を加えて１０分間加熱還流後、ベンジル（２．１０ｇ）と酢酸アンモニウム（７７０ｍｇ）を加えて更に４時間加熱還流した。反応混合物を室温まで放冷後、メタノール（５０ｍＬ）を加えて室温で２時間静置した。析出した無色粉末を濾取し、メタノール（２０ｍＬ）で洗浄し、無色粉末として下記式で示される１−（３−ブロモフェニル）−２，４，５−トリフェニルイミダゾール（３．４５ｇ、収率７６％）を得た。

〔参考例２〕
２−（４−ブロモフェニル）−１，４，５−トリフェニル−１Ｈ−イミダゾールの合成
４−ブロモベンズアルデヒド（５．５５ｇ）とアニリン（２．７９ｇ）に酢酸（３０ｍＬ）を加えて３０分間加熱還流した後、ベンジル（６．３１ｇ）と酢酸アンモニウム（２．３１ｇ）を加えて更に５時間加熱還流した。反応混合物を室温まで放冷後、塩化メチレン（１００ｍＬ）を加えて分液した後、有機層を水（５０ｍＬ）で４回洗浄した。得られた有機層を減圧下濃縮し、得られた残渣をエタノールで洗浄後、乾燥し、下記式で示される２−（４−ブロモフェニル）−１，４，５−トリフェニルイミダゾール（９．４７ｇ、収率７０％）を得た。

〔参考例３〕
２−（３−ブロモフェニル）−１，４，５−トリフェニル−１Ｈ−イミダゾールの合成
３−ブロモベンズアルデヒド（５．５５ｇ）アニリン（２．７９ｇ）に酢酸（３０ｍＬ）を加えて３０分間加熱還流した後、ベンジル（６．３１ｇ）と酢酸アンモニウム（２．３１ｇ）を加えて更に５時間加熱還流した。反応混合物を室温まで放冷後、塩化メチレン（１００ｍＬ）を加えて分液した後、有機層を水（５０ｍＬ）で４回洗浄した。得られた有機層を減圧下濃縮し、得られた残渣をエタノールで洗浄後、乾燥し、下記式で示される２−（３−ブロモフェニル）−１，４，５−トリフェニルイミダゾール（６．８３ｇ、収率５１％）を得た。

〔参考例４〕
１−［３−（５，５−ジメチル−１，３，２−ジオキサボリナン−２イル）フェニル］−２，４，５−トリフェニル−１Ｈ−イミダゾールの合成
窒素雰囲気下、参考例１で得た１−（３−ブロモフェニル）―２，４，５−トリフェニルイミダゾール（５．００ｇ）に乾燥ＴＨＦ（８０ｍＬ）を加えて溶解させ、−７８℃に冷却した。撹拌下で１．５７Ｍブチルリチウムヘキサン溶液（１０ｍＬ）を５分かけて滴下し、同温で１時間撹拌した。ホウ酸トリメチル（２．３ｇ）を一度に加えて室温まで温め、１０％酢酸水溶液（５０ｍＬ）を加えて３０分撹拌した。有機層を分離して硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧留去した。残渣をトルエン（５０ｍＬ）に分散させて瀘取し、ジクロロメタン（２０ｍＬ）に懸濁させた。ここにネオペンチルグリコール（２．０ｇ）を加えて室温で１０分撹拌後、硫酸マグネシウムで脱水して溶媒を減圧留去した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー（ＢＷ３００、ジクロロメタン）に付し、ジクロロメタン−ヘキサンより再結晶を行い、下記式で示される１−［３−（５，５−ジメチル−１，３，２−ジオキサボリナン−２イル）フェニル］−２，４，５−トリフェニル−１Ｈ−イミダゾール（４．２９ｇ、収率８０％）を得た。

Ｃｏｌｏｒｌｅｓｓ ｐｌａｔｅｓ；ｍ．ｐ．１７３−１７４℃
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ_６）δ０．８１（ｓ，６Ｈ，ＣＨ_３），３．６８（ｓ，４Ｈ，ＣＨ_２），７．１８（ｔｔ，Ｊ＝７．２，１．３Ｈｚ，１Ｈ，４−Ｈ ｉｎ ４−ｐｈ），７．２１−７．４２（ｍ，１５Ｈ，ＡｒＨ），７．４９（ｄｄ，Ｊ＝７．２，１．４Ｈｚ，２Ｈ，２，６−Ｈ ｉｎ ２−ｐｈ），７．６２（ｄｔ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，１．３Ｈｚ，１Ｈ，４−Ｈ ｉｎ １−ｐｈ）．
^１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ_６）δ２１．１３，３１．２７，７１．２４，１２６．２６，１２６．３５，１２８．０４，１２８．０７，１２８．０９，１２８．１６，１２８．２０，１２８．２８，１２８．３６，１２８．４８，１３０．２７，１３１．０３，１３１．０６，１３１．２５，１３２．８７，１３３．６３，１３４．３２，１３６．１７，１３６．７６，１４５．８６．
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ，ｄｉｔｈｒａｎｏｌ）ｍ／ｚ ｃａｌｃｄ．ｆｏｒ Ｃ_３２Ｈ_２９ＢＮ_２Ｏ_２；４８４（Ｍ^＋），ｆｏｕｎｄ；４８５［（Ｍ＋Ｈ）^＋］．

〔参考例５〕
２−［４−（ジヒドロキシボリル）フェニル）−１，４，５−１Ｈ−トリフェニルイミダゾールの合成
アルゴン雰囲気下、参考例２で得た２−（４−ブロモフェニル）−１，４，５−トリフェニル−１Ｈ−イミダゾール（１．００ｇ）に乾燥ＴＨＦ（１０ｍＬ）を加えて溶解させ、−７０℃へ冷却した。この溶液に２．５Ｍブチルリチウムヘキサン溶液（１．１０ｍＬ）を３０分かけて滴下し、同温で1時間攪拌した。ホウ酸トリメチル（０．７４ｍＬ）を１０分かけて滴下した後、室温まで昇温し、更に２時間撹拌した。５％塩酸（２０ｍＬ）と酢酸エチル（２０ｍＬ）を加えて３０分攪拌した後、有機層を分離し、硫酸マグネシウムで乾燥、濃縮乾固し、粗生成物として下記式で示される２−［４−（ジヒドロキシボリル）フェニル）−１，４，５−トリフェニル−１Ｈ−イミダゾール（１．０２ｇ）を得た。得られた化合物は、精製せずにそのまま次工程で使用した。

〔参考例６〕
２−［３−（ジヒドロキシボリル）フェニル）−１，４，５−１Ｈ−トリフェニルイミダゾールの合成
アルゴン雰囲気下、参考例３で得た２−（３−ブロモフェニル）−１，４，５−トリフェニル−１Ｈ−イミダゾール（５．２６ｇ）に乾燥ＴＨＦ（５０ｍＬ）を加えて溶解させ、−７０℃へ冷却した。この溶液に２．５Ｍブチルリチウムヘキサン溶液（６．０ｍＬ）を３０分かけて滴下し、同温で1時間攪拌した。ホウ酸トリメチル（４．０ｍＬ）を１０分かけて滴下した後、室温まで昇温し、更に２時間撹拌した。５％塩酸（１００ｍＬ）と酢酸エチル（１００ｍＬ）を加えて３０分攪拌した後、有機層を分離し、硫酸マグネシウムで乾燥、濃縮乾固し、粗生成物として下記式で示される２−［３−（ジヒドロキシボリル）フェニル）−１，４，５−トリフェニル−１Ｈ−イミダゾール（４．９０ｇ）を得た。得られた化合物は、精製せずにそのまま次工程で使用した。

〔実施例１〕
２，４−ジフェニル−６−［３−（２，４，５−トリフェニルイミダゾール−１イル）−フェニル］−［１，３，５］トリアジンの合成
参考例４で得た１−［３−（５，５−ジメチル−１，３，２−ジオキサボリナン−２イル）フェニル］−２，４，５−トリフェニル−１Ｈ−イミダゾール（２．００ｇ）にトルエンとエタノール混合溶媒［５：１（ｖ／ｖ）］（２０ｍＬ）と２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液（１０ｍＬ）を加え、窒素雰囲気下で５分間加熱還流した。その後、２−クロロ−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（１．３３ｇ）とテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（０．２４ｇ）を加えて更に５時間加熱還流を行った。反応混合物を室温まで放冷後、ジクロロメタン（５０ｍＬ）を加えて希釈した。有機層を水（５０ｍＬ）で２回洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥し、約２０ｍＬになるまで減圧下溶媒を留去した。これをヘキサン（８０ｍＬ）に注ぎ、２時間静置して析出した無色結晶を瀘取し、トルエン（５０ｍＬ）で洗浄して、下記式で示される２，４−ジフェニル−６−［３−（２，４，５−トリフェニルイミダゾール−１イル）−フェニル］−［１，３，５］トリアジン（１．５９ｇ、収率６４％）を得た。

ｍ．ｐ．２７７−２７８℃
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ_６）δ７．２１（ｔｔ，Ｊ＝７．３，１．４Ｈｚ，１Ｈ，４−Ｈ ｉｎ ４−ｐｈ），７．２６−７．３４（ｍ，８Ｈ，ＡｒＨ），７．３８−７．４１（ｍ，２Ｈ，ＡｒＨ），７．４７−７．５０（ｍ，２Ｈ，ＡｒＨ），７．５４−７．６６（ｍ，８Ｈ，ＡｒＨ），７．７１（ｔｔ，Ｊ＝７．２，１．４Ｈｚ，２Ｈ，４−Ｈ ｉｎ ｔｒｉａｚｉｎｅ−ｐｈ），８．５１（ｔ，Ｊ＝１．８Ｈｚ，２−Ｈ ｉｎ １−ｐｈ），８．６４（ｔ，Ｊ＝１．８Ｈｚ，１Ｈ，４−Ｈ ｉｎ １−ｐｈ），８．６８（ｄｄ，Ｊ＝８．３，１．８Ｈｚ，４Ｈ，２，６−Ｈ ｉｎ ｔｒｉａｚｉｎｅ−ｐｈ）．
^１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ_６）δ１２６．３７，１２６．５２，１２８．１８，１２８．２５，１２８．４５，１２８．５４，１２８．７４，１２８．９５，１２９．８２，１３０．３３，１３１．１５，１３１．２８，１３２．９４，１３３．１６，１３４．３０，１３５．０７，１３６．２１，１３６．３９，１３７．０２，１３７．２７，１４６．１２，１６９．９７，１７１．０９．
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ，ｄｉｔｈｒａｎｏｌ）ｍ／ｚ ｃａｌｃｄ．ｆｏｒ Ｃ_４２Ｈ_２９Ｎ_５；６０３（Ｍ^＋），ｆｏｕｎｄ；６０４［（Ｍ＋Ｈ）^＋］．

〔実施例２〕
２，４−ジフェニル−６−［４−（１，４，５−トリフェニルイミダゾール−２イル）−フェニル］−［１，３，５］トリアジンの合成
窒素雰囲気下、 参考例５で得た２−［４−（ジヒドロキシボリル）フェニル）−１，４，５−トリフェニル−１Ｈ−イミダゾール（２．００ｇ）、２−クロロ−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（６．１４ｇ）、及びテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（０．２８ｇ）に脱気したトルエン（２４ｍＬ）、及び２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液（８ｍＬ）を加え、６時間加熱還流した。反応混合物を室温まで放冷し、析出した固体を濾取し、メタノールと水の混合溶媒で洗浄した。ＴＨＦにて再結晶を行い、下記式で示される２，４−ジフェニル−６−［４−（１，４，５−トリフェニルイミダゾール−２イル）−フェニル］−［１，３，５］トリアジン（０．５７ｇ、収率２０％ ｖｓ Ｂｒ体）を得た。

ｍ．ｐ．３３５℃
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＴＨＦ−ｄ_８）δ．７．２６−７．４２（ｍ，１０Ｈ），７．５０−７．５２（ｍ，３Ｈ），７．７０（ｔ，１Ｈ），７．７２−７．７９（ｍ，７Ｈ），７．８４（ｔｔ，２Ｈ），８．８２（ｔｔ，２Ｈ），８．９４（ｄｄ，４Ｈ）．
^１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＴＨＦ−ｄ_８）δ１２５．８、１２６．５、１２７．３、１２７．６、１２７．８、１２７．９、１２８．０、１２８．１，１２８．４、１２８．４、１２８．８、１３０．６、１３０．８、１３１．４、１３２．１、１３４．５、１３４．９、１３５．８、１３７．１、１３８．１、１４４．９、１７０．７、１７１．２．
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ，ｄｉｔｈｒａｎｏｌ）ｍ／ｚ ｃａｌｃｄ．ｆｏｒ Ｃ_４２Ｈ_２９Ｎ_５；６０３（Ｍ^＋），ｆｏｕｎｄ；６０４［（Ｍ＋Ｈ）^＋］．

〔実施例３〕
２，４−ジフェニル−６−［３−（１，４，５−トリフェニルイミダゾール−２イル）−フェニル］−［１，３，５］トリアジンの合成
窒素雰囲気下、 参考例６で得た２−［３−（ジヒドロキシボリル）フェニル）−１，４，５−１Ｈ−トリフェニルイミダゾール（４．７７ｇ）、２−クロロ−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（６．０２ｇ）、及びテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（０．７０ｇ）に脱気したトルエン（６０ｍＬ）、及び２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液（２０ｍＬ）を加え、３時間加熱還流した。反応混合物を室温まで放冷した後、有機層を分離し、硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮乾固した。トルエンにて再結晶を行い、下記式で示される２，４−ジフェニル−６−［３−（１，４，５−トリフェニルイミダゾール−２イル）−フェニル］−［１，３，５］トリアジン（１．００ｇ、収率１４％ ｖｓ Ｂｒ体）を得た。

ｍ．ｐ．２６４℃
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＴＨＦ−ｄ_８）δ．７．２７−７．３０（ｍ，１Ｈ），７．３２−７．４４（ｍ，１０Ｈ）,７．４７−７．５１（ｍ，２Ｈ），７．６７−７．８１（ｍ，９Ｈ），８．１７（ｔｔ，１Ｈ），８．８３−８．８８（ｍ，６Ｈ）．
^１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＴＨＦ−ｄ_８）δ１２６．１，１２６．９，１２７．７，１２７．９，１２８．２，１２８．３，１２８．３，１２８．４，１２８．５，１２８．７，１２８．８，１２９．１，１３１．３，１３１．３，１３１．８，１３２．５，１３３．１，１３５．０，１３５．８，１３６．０，１３７．５，１３８．２，１４５．７，１７１．２，１７１．５．
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ，ｄｉｔｈｒａｎｏｌ）ｍ／ｚ ｃａｌｃｄ．ｆｏｒ Ｃ_４２Ｈ_２９Ｎ_５；６０３（Ｍ^＋），ｆｏｕｎｄ；６０４［（Ｍ＋Ｈ）^＋］．

〔実施例４〕
＜発光素子の評価＞
パターニングを施した洗浄済みＩＴＯ基板（膜厚１１０ｎｍ）に真空蒸着にてＨＡＴ−ＣＮ（下記化学式参照）（１０ｎｍ）、次いでＨＴ１（下記化学式参照）（３０ｎｍ）を成膜し、正孔注入層と正孔輸送層を形成した。これにＩｒ（ｐｐｙ）_３（下記化学式参照）と実施例１のイミダゾール化合物を膜厚比１：２０になるように共蒸着により製膜し発光層（２０ｎｍ）を形成した。次いでＥＴ１とＬｉｑ（下記化学式参照）を膜厚比１：１になるように共蒸着により成膜し、電子輸送層（５０ｎｍ）を製膜した後、フッ化リチウム（０．５ｎｍ）とアルミニウム（１００ｎｍ）を成膜して陰極を形成し、キャップガラスによる封止を行い、２ｍｍ角の発光素子を作成した。
この発光素子に電圧を印加することで緑色発光が確認された。得られた発光素子の素子特性（駆動電圧（Ｖ）と電流効率（ｃｄ／Ａ））をＩ−Ｖ−Ｌ測定装置（コニカミノルタセンシング株式会社製「ＣＳ−２０００」）により測定し、結果を表１、及び図１、図２に示す。

電子注入層：ＬｉＦ（フッ化リチウム）

〔実施例５〕
実施例４において用いた実施例１のイミダゾール化合物を実施例３で合成したイミダゾール化合物に替えた以外は同様に発光素子を作成した。
得られた発光素子の駆動電圧（Ｖ）と電流効率（ｃｄ／Ａ）を、実施例４と同様に測定し、結果を表１に示した。
また、この発光素子に電圧を印加することで緑色発光が確認された。得られた発光素子の素子特性を図３及び図４に示す。

〔比較例１〕
実施例４において用いた実施例１のイミダゾール化合物を一般的なホスト化合物であるＣＢＰ（下記化学式参照）に替えた以外は同様に発光素子を作成した。
得られた発光素子の駆動電圧（Ｖ）と電流効率（ｃｄ／Ａ）を、実施例４と同様に測定し、結果を表１に示した。
また、この発光素子に電圧を印加することで緑色発光が確認された。得られた発光素子の素子特性を図５及び図６に示す。

表１及び図１〜６の結果より、本発明のイミダゾール化合物を用いた発光素子（実施例４、５）は、ＣＢＰを用いた発光素子（比較例１）と比較し、駆動電圧も低く、電流効率も高いことがわかった。この結果から、本発明のイミダゾール化合物を用いることにより、低電圧での駆動特性に優れ、安定で高い量子効率の発光素子を得ることができることがわかる。

本発明の新規イミダゾール化合物を含有する電子デバイス用材料は、発光素子や有機薄膜太陽電池等の様々な電子デバイスに利用することができる。例えば、有機ＥＬ素子等の発光素子を含む様々な電子デバイス、より具体的には、フラットパネル・ディスプレイ（例えば、コンピュータ用ディスプレイや壁掛けテレビ）や面発光体光源（例えば、照明、複写機用光源、液晶ディスプレイ用バックライト光源、計器類のバックライト光源）、表示板、標識灯等の電子デバイスにおいて、好適に利用することができる。

Claims (7)

1. 下記一般式（１）で示されるイミダゾール化合物。
   

   

   （式（１）中、Ｒ^１及びＲ^２の少なくとも一方は、直接結合するか、又は共役構造を有する結合鎖を介して連結した下記一般式（２）に示す基であり、Ｒ^１及びＲ^２の一方が前記一般式（２）に示す基を有する場合はその他方は非電子供与基であり、Ｒ^３及びＲ^４、それぞれ独立して、直接結合するか、又は共役構造を有する結合鎖を介して連結した水素原子又は前記一般式（２）に示す基以外の有機基である。）
   

   

   （式（２）中、Ｒ^５及びＲ^６は、それぞれ独立して、直接結合するか、又は共役構造を有する結合鎖を介して連結した水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、フェニル基、多環芳香族炭化水素基又はビフェニル基である。）
2. 前記一般式（１）中、Ｒ^１又はＲ^２が、直接結合するか、又は共役構造を有する結合鎖を介して連結した前記一般式（２）に示す基であり、その他方は非電子供与基である請求項１に記載のイミダゾール化合物。
3. 前記一般式（２）に示す基が、前記一般式（１）中のＲ^１に直接結合するか、又は共役構造を有する結合鎖を介して連結している請求項１又は請求項２に記載のイミダゾール化合物。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のイミダゾール化合物を含有する電子デバイス用材料。
5. 請求項４に記載の電子デバイス用材料を含有する発光素子。
6. 請求項４に記載の電子デバイス用材料をホスト材料として含有する発光素子。
7. 請求項５又は請求項６に記載の発光素子を含む電子デバイス。

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