JP2017031169A - 有機電子材料のための新規化合物、およびこれを使用する有機電界発光素子 - Google Patents

有機電子材料のための新規化合物、およびこれを使用する有機電界発光素子 Download PDF

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イ，ヒョ・ジュン
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Doo Hyeon Moon
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Jung Eun Yang
キム，ヒ・ソク
Hee-Sook Kim
ホワン，ス−ジン
Soo Jin Hwang
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Young Jun Cho
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Kyung-Joo Lee
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Abstract

【課題】優れた発光効率及び素子寿命を達成する有機電子材料のための化合物、及び該化合物を使用する有機電界発光素子の提供。【解決手段】下式で表される化合物、及び該化合物を使用する有機電界発光素子。［Ｌは単結合、アリーレン、又はヘテロアリーレン；Ｘ１はＮ；Ｙ及びＺのうちの一方は単結合であり、他方は−Ｏ−、−Ｓ−等；Ｒ１、Ｒ４、Ｒ５は独立してＨ、アルキル、ハロアルキル、ハロゲン、シアノ、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アリールアルキル、Ｎ−カルバゾリル、ニトロ、ヒドロキシ等；Ａｒ１はＨ、ヘテロアリール、アリール、又はアルキル等］【選択図】なし

Description

本発明は、有機電子材料のための新規化合物、およびこれを含む有機電界発光素子（ｏｒｇａｎｉｃ ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ ｄｅｖｉｃｅ）に関する。
ディスプレイ素子の中では、自己発光型ディスプレイ素子である、電界発光（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ；ＥＬ）素子は、それが広い視野角、優れたコントラストおよび速い応答速度を提供するという点で有利である。１９８７年に、イーストマンコダック（Ｅａｓｔｍａｎ Ｋｏｄａｋ）は、電界発光層を形成するための物質として、低分子量芳香族ジアミンとアルミニウム錯体を使用する有機ＥＬ素子を初めて開発した［Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１，９１３，１９８７］。
有機ＥＬ素子は、電子注入電極（カソード）および正孔注入電極（アノード）の間に形成される有機層に電荷をインジェクトすることにより形成される電子−正孔対から生じる励起子の不活性化の際のルミネッセンス（リン光または蛍光）を使用して、光を放射する。有機ＥＬ素子は約１０Ｖの電圧および１００〜１０，０００ｃｄ／ｍ２の輝度で偏光を放射することができ、単純に蛍光材料を選択することにより、青色から赤色のスペクトル範囲の光を放射する。この素子はプラスチックのような可撓性の透明基体上に形成されることができ、プラズマディスプレイパネルもしくは無機ＥＬディスプレイと比較して低い電圧（すなわち、１０Ｖ以下）で駆動可能でもあり、かつ比較的少ない電力しか消費しないことが可能であり、かつ優れた色を示すことができる。
有機ＥＬ素子の発光効率、寿命などをはじめとするその性能を決定する最も重要な要因は電界発光材料であり、この電界発光材料のいくつかの要件には、固相での高い蛍光量子収率、高い電子および正孔移動度、真空蒸着の際の遅い分解、並びに均一かつ安定な薄膜の形成が挙げられる。
有機電界発光材料は大まかに、高分子材料と低分子材料とに分類され、低分子材料には、分子構造の観点から、金属錯体化合物と、金属を含まない完全有機電界発光材料とが挙げられる。このような電界発光材料は、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体などのようなキレート錯体、クマリン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ビススチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体などであることが知られており、これらは青色から赤色の範囲の可視光を放射することができると報告されている。
フルカラーＯＬＥＤディスプレイを実現するために、ＲＧＢの３種の電界発光材料が使用されなければならない。有機ＥＬ素子の全体的な特性を向上させるために、高効率かつ長寿命のＲＧＢ電界発光材料の開発が重要である。機能のために、電界発光材料はホスト材料とドーパント材料とを含む。典型的には、非常に優れた電界発光特性を有する素子は、ホストがドーパントでドープされて電界発光層を形成している構造を有することが知られている。最近、高効率かつ長寿命を有する有機ＥＬ素子の開発が緊急な課題として表面化している。特に、中〜大型のＯＬＥＤパネルに必要とされる電界発光性能を考慮すると、既存の電界発光材料よりもかなり優れた材料の開発が急を要しており、よってホスト材料の開発が非常に重要であるとされている。そのようなものとして、固相中で溶媒として機能しかつエネルギーを輸送する役割を果たすホスト材料は、高純度のものであるべきであり、かつ真空蒸着を可能にするのに適した分子量を有しなければならない。また、ガラス転移温度および熱分解温度は熱安定性を確保するのに充分高くあるべきであり、かつ長寿命を達成するために高い電気化学的安定性が必要とされており、かつ非晶質薄膜の形成が単純になるべきであり、かつ他の隣の層の材料への接着力は良好でなければならないが、相間移動は起こるべきではない。
ドーピング技術を用いて有機ＥＬ素子が製造される場合には、ホスト分子からドーパントに励起状態で移されるエネルギーの割合は１００％ではなく、そしてホスト材料並びにドーパントは光を放射しうる。特に、赤色発光電界発光素子の場合には、ホスト材料はドーパントよりもよりはっきりと目に見える波長範囲で光を放射するので、そのホスト材料の明瞭でない発光のせいで色純度が悪化する。実際には、ＥＬ寿命および耐急性が向上されるべきである。
今のところ、ＣＢＰは、リン光材料のためのホスト材料として最も広く知られている。ＢＣＰ、ＢＡｌｑなどを含む正孔ブロッキング層を使用する高効率のＯＬＥＤが報告されている。ホストとしてＢＡｌｑ誘導体を使用する高性能のＯＬＥＤがパイオニア（日本国）などによって報告されてきた。
Figure 2017031169
これら従来の材料は良好な電界発光特性を生じさせるが、それらは低いガラス転移温度および劣った熱安定性のせいで、真空での高温蒸着プロセス中に分解が起こりうる点で不利である。ＯＬＥＤの電力効率は、（π／電圧）×電流効率により与えられるので、電力効率は電圧に反比例し、よってＯＬＥＤの電力消費を低減させるために電力効率は高くあるべきである。実際には、リン光材料を使用するＯＬＥＤは、蛍光材料を使用するものよりもかなり高い電流効率（ｃｄ／Ａ）もたらす。しかし、ＢＡｌｑ、ＣＢＰなどの既存の材料がリン光材料のホストとして使用される場合には、高い駆動電圧のせいで、蛍光材料を使用するＯＬＥＤを超えた電力効率（ｌｍ／Ｗ）という顕著な利点が存在しない。さらに、ＯＬＥＤ素子の寿命は満足いくものではなく、よって、より安定で、より高性能のホスト材料の開発が必要とされている。
一方、国際公開第２００６／０４９０１３号は縮合２環式基をフレームとして使用する有機電界発光素子のための化合物を開示する。しかし、この文献は、芳香環と縮合したヘテロシクロアルキルまたはシクロアルキル、および芳香環と縮合したヘテロシクロアルキルまたはシクロアルキルと縮合したカルバゾール基の全てが結合させられており、並びに窒素を含む縮合２環式基のフレームが採用される構造を開示していない。
国際公開第２００６／０４９０１３号パンフレット
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１，９１３，１９８７
よって、本発明は関連する技術分野において起こる課題に留意してなされており、かつ本発明の目的は、既存の材料と比較して優れた発光効率、および適する色座標を有する素子寿命を達成しうるような骨格を有する有機電子材料のための化合物を提供することである。
本発明の別の目的は、電界発光材料として有機電子材料のためのこの化合物を使用する高効率かつ長寿命を有する有機電界発光素子を提供することである。
有機電子材料のための下記化学式１で表される化合物、およびこれを含む有機電界発光素子が提供される。本発明に従う有機電子材料のための化合物は、優れた発光効率および優れた寿命を有するので、非常に優れた駆動寿命を有し、かつ向上した電力効率のせいでより少ししか電力を消費しないＯＬＥＤ素子を製造するために使用されうる。
Figure 2017031169
化学式１においては、Ｌは単結合、（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレンまたは（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリーレンを表し；
Ｘ１およびＸ２は独立してＣＲ’またはＮを表すが、ただしＸ１およびＸ２の両方ともがＣＲ’とはならず；
ＹおよびＺのうちの一方は本質的に単結合であり、かつ他方は−Ｃ（Ｒ７）（Ｒ８）−、−Ｎ（Ｒ９）−、−Ｏ−、−Ｓ−または−Ｓｉ（Ｒ１０）（Ｒ１１）−であり；
Ｒ’、Ｒ１〜Ｒ６は独立して、水素、重水素、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロゲン、シアノ、（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、５員〜７員のヘテロシクロアルキル、（Ｃ２−Ｃ３０）アルケニル、（Ｃ２−Ｃ３０）アルキニル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリール、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、Ｎ−カルバゾリル、−ＮＲ１２Ｒ１３、−ＳｉＲ１４Ｒ１５Ｒ１６、−ＳＲ１７、−ＯＲ１８、ニトロまたはヒドロキシルを表し；
Ｒ７〜Ｒ１１およびＲ１２〜Ｒ１８は独立して、水素、重水素、ハロゲン、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、または（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリールを表し、およびＲ７とＲ８とは縮合環を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ３０）アルキレンもしくは（Ｃ３−Ｃ３０）アルケニレンで連結されてスピロ環を形成していてよく；
ＬおよびＬ１のアリーレンおよびヘテロアリーレン、並びにＲ’、Ｒ１〜Ｒ６のアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールおよびヘテロアリールは独立して、重水素、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロゲン、シアノ、（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、５員〜７員のヘテロシクロアルキル、（Ｃ２−Ｃ３０）アルケニル、（Ｃ２−Ｃ３０）アルキニル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ、（Ｃ６−Ｃ３０）アリールオキシ、（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリール、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール置換（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリール、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、（Ｃ６−Ｃ３０）アリールチオ、モノもしくはジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ、モノもしくはジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、ジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールボロニル、ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルボロニル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールボロニル、トリ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルシリル、ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、トリ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、Ｎ−カルバゾリル、カルボキシル、ニトロおよびヒドロキシルからなる群から選択される１以上でさらに置換されていてよく；
ａ、ｄおよびｅは独立して１〜４の整数を表し、そしてそれらが２以上の整数である場合には、それぞれの置換基は互いに同じであってもまたは異なっていてもよく；
ｂは１〜３の整数を表し、そしてそれらが２以上の整数である場合には、それぞれの置換基は互いに同じであってもまたは異なっていてもよく；
ｃは１〜２の整数を表し、そしてそれらが２以上の整数である場合には、それぞれの置換基は互いに同じであってもまたは異なっていてもよく；
ｍおよびｎは独立して０または１の整数を表し、かつｍ＋ｎは１に等しく；
前記ヘテロアリーレン、ヘテロシクロアルキルおよびヘテロアリールはＢ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｐ（＝Ｏ）、ＳｉおよびＰからなる群から選択される１以上のヘテロ原子を含む。
本明細書において記載される場合、「アルキル」、「アルコキシ」および「アルキル」部分を含む他の置換基には、線状および分岐の種類の双方が挙げられ、並びにシクロアルキルには、単環式炭化水素、並びに多環式炭化水素、例えば、置換されているかもしくは置換されていないアダマンチル、または置換されているかもしくは置換されていない（Ｃ７−Ｃ３０）ビシクロアルキルなども挙げられる。本明細書に記載される場合、用語「アリール」は、１つの水素原子を除去することにより芳香族炭化水素から得られる有機基を意味し、４員〜７員、特に５員もしくは６員の単環もしくは縮合環を含むことができ、さらには複数のアリールが単結合で連結されている構造も含む。その具体的な例としては、フェニル、ナフチル、ビフェニル、テルフェニル、アントリル、インデニル、フルオレニル、フェナントリル、トリフェニレニル、ピレニル、ペリレニル、クリセニル、ナフタセニル、フルオランテニルなどが挙げられるが、これらに限定されない。ナフチルには１−ナフチルおよび２−ナフチルが挙げられ、アントリルには１−アントリル、２−アントリルおよび９−アントリルが挙げられ、フルオレニルには１−フルオレニル、２−フルオレニル、３−フルオレニル、４−フルオレニルおよび９−フルオレニルが挙げられる。本明細書に記載される「ヘテロアリール」は、芳香環骨格原子（１つもしくは複数）としてＢ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｐ（＝Ｏ）、ＳｉおよびＰからなる群から選択される１〜４個のヘテロ原子を含み、残りの芳香環骨格原子が炭素であるアリール基を意味する。それは、５員もしくは６員の単環式ヘテロアリール、多環式ヘテロアリール、および１以上のベンゼン環と縮合した多環式ヘテロアリールであってよく、かつこれは部分的に飽和であってよい。本発明においては、「ヘテロアリール」は、１以上のヘテロアリールが単結合によって連結されている構造を含む。ヘテロアリールには、その環のヘテロ原子（単数または複数）が酸化されるかまたは四級化されることができ、例えば、Ｎ−オキシドまたは第四級塩を形成することができる２価のヘテロアリール基が挙げられる。その具体的な例には、単環式ヘテロアリール、例えば、フリル、チオフェニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、チアゾリル、チアジアゾリル、イソチアゾリル、イソオキサゾリル、オキサゾリル、オキサジアゾリル、トリアジニル、テトラジニル、トリアゾリル、フラザニル、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニルなど；多環式ヘテロアリール、例えば、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、イソベンゾフラニル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾイソチアゾリル、ベンゾイソオキサゾリル、ベンゾオキサゾリル、イソインドリル、インドリル、インダゾリル、ベンゾチアジアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリニル、キナゾリニル、キノキサリニル、カルバゾリル、フェナントリジニル、ベンゾジオキソリルなど；そのＮ−オキシド（例えば、ピリジルＮ−オキシド、キノリルＮ−オキシドなど）、その第四級塩などが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書に記載される場合、用語「（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル」は（Ｃ１−Ｃ２０）アルキル、または（Ｃ１−Ｃ１０）アルキルを含み、用語「（Ｃ６−Ｃ３０）アリール」は（Ｃ６−Ｃ２０）アリール、または（Ｃ６−Ｃ１２）アリールを含む。用語「（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリール」は（Ｃ２−Ｃ２０）ヘテロアリール、または（Ｃ２−Ｃ１２）ヘテロアリールを含み、用語「（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル」は（Ｃ３−Ｃ２０）シクロアルキル、または（Ｃ３−Ｃ７）シクロアルキルを含む。用語「（Ｃ２−Ｃ３０）アルケニルもしくはアルキニル」は（Ｃ２−Ｃ２０）アルケニルもしくはアルキニル、または（Ｃ２−Ｃ１０）アルケニルもしくはアルキニルを含む。
有機電子材料のための本発明の化合物には、有機電子材料のための以下の化学式２または３で表される化合物が挙げられる。
Figure 2017031169
Figure 2017031169
化学式２または３においては、Ｒ１〜Ｒ６、Ｘ１、Ｘ２、Ｌ、Ｙ、Ｚ、ａ、ｂ、ｃ、ｄおよびｅは化学式１において定義されるのと同じである。
有機電子材料のための本発明の化合物には、有機電子材料のための以下の化学式４で表される化合物が挙げられる。
Figure 2017031169
化学式４においては、Ｒ１、Ｒ４、Ｒ５、Ｌ、Ｘ１、Ｙ、Ｚ、ａ、ｃ、およびｄは化学式１において定義されるのと同じであり；Ｒ１９およびＲ２０は独立して、水素、重水素、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロゲン、シアノ、（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、５員〜７員のヘテロシクロアルキル、（Ｃ２−Ｃ３０）アルケニル、（Ｃ２−Ｃ３０）アルキニル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリール、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、−ＮＲ１２Ｒ１３、−ＳｉＲ１４Ｒ１５Ｒ１６、−ＳＲ１７、−ＯＲ１８、ニトロまたはヒドロキシルを表し；
Ｒ１２〜Ｒ１８は化学式１において定義されるのと同じであり；
Ｌ１は単結合、（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリーレンまたは（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレンを表し；
Ａｒ１は水素、重水素、（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリール、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、または（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルを表し；
Ｙ１は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＲ２１Ｒ２２−、または−ＮＲ２３−を表し；
Ｒ２１〜Ｒ２３は独立して水素、重水素、ハロゲン、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリールまたは（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリールを表し；
ｘおよびｙは独立して１〜４の整数を表し；
Ｌ１のアリーレン、ヘテロアリーレン、Ｒ１９およびＲ２０のアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アラルキル、並びにＡｒ１のヘテロアリール、アリールまたはアルキル、Ｒ２１〜Ｒ２２のアルキル、アリールまたはヘテロアリールは独立して、重水素、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロゲン、シアノ、（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、５員〜７員のヘテロシクロアルキル、（Ｃ２−Ｃ３０）アルケニル、（Ｃ２−Ｃ３０）アルキニル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ、（Ｃ６−Ｃ３０）アリールオキシ、（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリール、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール置換（Ｃ３−Ｃ３０）ヘテロアリール、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、（Ｃ６−Ｃ３０）アリールチオ、モノもしくはジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ、モノもしくはジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、ジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールボロニル、ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルボロニル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールボロニル、トリ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルシリル、ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、トリ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、Ｎ−カルバゾリル、カルボキシル、ニトロおよびヒドロキシルからなる群から選択される１以上でさらに置換されていてよい。
Figure 2017031169
 は下記構造
Figure 2017031169
 （式中、Ｙ、Ｚ、Ｒ４、Ｒ５、ｃおよびｄは化学式１において定義されるのと同じである）
から選択されるがこれに限定されない。
具体的には、Ｌは単結合、または（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレンを表し；
Ｘ１およびＸ２は独立してＣＨまたはＮを表すが、ただしＸ１およびＸ２の両方ともがＣＨとはならず；
ＹおよびＺのうちの一方は本質的に単結合であり、かつ他方は−Ｃ（Ｒ７）（Ｒ８）−、−Ｎ（Ｒ９）−、−Ｏ−、または−Ｓ−であり；並びに
Ｒ１〜Ｒ６は独立して、水素、重水素、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリール、またはＮ−カルバゾリルを表し；
Ｒ７〜Ｒ９は独立して、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、または（Ｃ６−Ｃ３０）アリールを表し、およびＲ７とＲ８とは（Ｃ３−Ｃ７）アルキレンで連結されてスピロ環を形成していてよく；
Ｌのアリーレン、Ｒ１〜Ｒ６のアルキル、アリールまたはヘテロアリール、並びにＲ７〜Ｒ９のアルキルまたはアリールは独立して、重水素、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロゲン、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリール、およびＮ−カルバゾリルからなる群から選択される１以上で置換されていてよい。
また、化学式３においては、Ｌ１は単結合、（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリーレンまたは（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレンを表し；
Ａｒ１は水素、重水素、（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリール、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、または（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルを表し；
Ｙ１は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＲ２１Ｒ２２−、または−ＮＲ２３−を表し；
Ｒ２１〜Ｒ２３は独立して水素、重水素、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリールまたは（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリールを表し；
Ｒ１９およびＲ２０は独立して水素、重水素、ハロゲン、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリールまたは（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリールを表し；
Ｌは単結合、または（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレンを表し；
Ｘ２はＣＨまたはＮを表し；
ＹおよびＺのうちの少なくとも一方は単結合を表し、かつ他方は−Ｃ（Ｒ７）（Ｒ８）−、−Ｎ（Ｒ９）−、−Ｏ−、または−Ｓ−を表し；
Ｒ１、Ｒ４およびＲ５は独立して、水素、重水素、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリール、またはＮ−カルバゾリルを表し；
Ｒ７〜Ｒ９は独立して、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルまたは（Ｃ６−Ｃ３０）アリールを表し、およびＲ７とＲ８とは（Ｃ３−Ｃ７）アルキレンで連結されてスピロ環を形成していてよく；
Ｌのアリーレン、Ｌ１のヘテロアリーレン、またはアリーレン、Ｒ１、Ｒ４、Ｒ５、Ａｒ１、Ｒ１９、Ｒ２０およびＲ２１〜Ｒ２３のアルキル、アリール、ヘテロアリール、並びにＲ７〜Ｒ９のアルキルまたはアリールは、独立して、重水素、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロゲン、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリール、およびＮ−カルバゾリルからなる群から選択される１以上でさらに置換されていてよい。
より具体的には、有機電子材料のための本発明の化合物は図１〜１０の化合物で例示されうるが、これらは本発明を限定することを意図していない。
有機電子材料のための本発明の化合物は下記スキーム１および２において示されるように製造されうるが、これに限定されず、かつ既知の有機合成方法を用いても製造されうる。
Figure 2017031169
Figure 2017031169
スキーム１および２においては、Ｒ１〜Ｒ６、Ｘ１、Ｘ２、Ｌ、Ｙ、Ｚ、ａ、ｂ、ｃ、ｄおよびｅは化学式１において定義されるのと同じであり、かつＸはハロゲンを表す。
第１の電極；第２の電極；並びに、第１の電極と第２の電極との間に設けられた１以上の有機層；を含む有機電界発光素子であって、有機電子材料のための化学式１の１種以上の化合物を前記有機層が含む有機電界発光素子が提供される。この有機層は電界発光層を含み、この電界発光層においては有機電子材料のための化学式１の化合物がホスト材料として使用される。
電界発光層において、有機電子材料のための化学式１の化合物がホストとして使用される場合には、１種以上のリン光ドーパントが含まれうる。本発明の有機電界発光素子に適用されるリン光ドーパントは特に限定されないが、本発明の有機電界発光素子に適用されるリン光ドーパントに含まれる金属はＩｒ、ＰｔおよびＣｕから選択されうるが、これらは本発明を限定することを意図していない。リン光ドーパント化合物は図１１および１２に具体的に例示されるが、これに限定されない。
本発明の有機電界発光素子は、有機電子材料のための化学式１の化合物を含み、並びにアリールアミン化合物およびスチリルアリールアミン化合物からなる群から選択される１種以上の化合物をさらに含むことができる。アリールアミン化合物またはスチリルアリールアミン化合物の具体的な例は韓国公開特許第１０−２０１０−００６４７１２号、または第１０−２０１０−００４８４４７号に説明されているが、これに限定されない。
本発明の有機電界発光素子においては、有機層は有機電子材料のための化学式１の化合物に加えて、第１族、第２族、第４周期および第５周期遷移金属、ランタニド金属並びにｄ−遷移元素の有機金属からなる群から選択される１種以上の金属または錯化合物をさらに含むことができる。有機層は電界発光層および電荷発生層を含むことができる。
さらに、白色発光有機電界発光素子を具体化するために、有機層は、有機電子材料のための上記化合物に加えて、同時に赤色、緑色および青色の光を放射する化合物を含む１以上の有機電界発光層を含むことができる。赤色、緑色および青色の光を放射する化合物は韓国公開特許第１０−２０１０−００６４７１２号、または第１０−２０１０−００４８４４７号に記載される化合物によって例示されうるが、これらに限定されない。
本発明の有機電界発光素子においては、電極の対のうちの一方または両方の電極の内側表面上に、カルコゲナイド（ｃｈａｌｃｏｇｅｎｉｄｅ）層、ハロゲン化金属層および金属酸化物層から選択される層（以下、「表面層」という）が配置されうる。具体的には、電界発光媒体層のアノード表面上にケイ素およびアルミニウムの金属カルコゲナイド（酸化物など）層が配置されることができ、並びに電界発光媒体層のカソード表面上にハロゲン化金属層または金属酸化物層が配置されうる。それにより、駆動安定性が達成されうる。カルコゲナイドは、例えば、ＳｉＯｘ（１≦ｘ≦２）、ＡｌＯｘ（１≦ｘ≦１．５）、ＳｉＯＮ、ＳｉＡｌＯＮなどでありうる。ハロゲン化金属は、例えば、ＬｉＦ、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、希土類金属フッ化物などでありうる。金属酸化物は、例えば、Ｃｓ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＣａＯなどでありうる。
本発明の有機電界発光素子においては、このように製造される電極の対の少なくとも一方の表面上に、電子輸送化合物と還元性ドーパントとの混合領域、または正孔輸送化合物と酸化性ドーパントとの混合領域を配置するのも好ましい。この場合には、電子輸送化合物がアニオンに還元されるので、この混合領域から電界発光媒体への電子の注入および輸送は容易になる。また、正孔輸送化合物は酸化されてカチオンになるので、この混合領域から電界発光媒体への正孔の注入および輸送は容易になる。好ましい酸化性ドーパントには様々なルイス酸およびアクセプター化合物が挙げられる。好ましい還元性ドーパントには、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、希土類金属およびこれらの混合物が挙げられる。さらに、還元性ドーパント層を電荷発生層として使用することにより、２以上の電界発光層を有する白色発光有機電界発光素子が製造されうる。
本発明に従って、有機電子材料のための化合物は良好な発光効率を示しつつ、向上した電力効率および低減された駆動電圧を有するＯＬＥＤ素子を製造するのに使用されうる。
図１は具体的な典型的な実施形態に従った、有機電子材料のための化合物を示す。 図２は具体的な典型的な実施形態に従った、有機電子材料のための化合物を示す。 図３は具体的な典型的な実施形態に従った、有機電子材料のための化合物を示す。 図４は具体的な典型的な実施形態に従った、有機電子材料のための化合物を示す。 図５は具体的な典型的な実施形態に従った、有機電子材料のための化合物を示す。 図６は具体的な典型的な実施形態に従った、有機電子材料のための化合物を示す。 図７は具体的な典型的な実施形態に従った、有機電子材料のための化合物を示す。 図８は具体的な典型的な実施形態に従った、有機電子材料のための化合物を示す。 図９は具体的な典型的な実施形態に従った、有機電子材料のための化合物を示す。 図１０は具体的な典型的な実施形態に従った、有機電子材料のための化合物を示す。 図１１は典型的な実施形態に従った、リン光ドーパント化合物を示す。 図１２は典型的な実施形態に従った、リン光ドーパント化合物を示す。
添付の図面と一緒になって与えられる、以下の好ましい実施形態の記載から、本発明の上記および他の目的、特徴および利点が明らかになるであろう。
以下で、有機電子材料のための本発明の化合物、その製造方法、およびその素子の電界発光特性の実施例として、本発明の代表的な化合物を採用することによって本発明がさらに説明される。しかし、これら実施例はこれら実施形態を例示する目的のためだけに提供されるのであり、本発明の範囲を限定することを意図していない。
［製造例１］化合物１の製造
Figure 2017031169
化合物１−１の製造
−７８℃で、窒素雰囲気下で、９，９−ジメチル−２−ブロモフルオレン（３０ｇ、１０９．８ｍｍｏｌ）がＴＨＦ ５００ｍＬに溶解させられ、そして２．５Ｍのｎ−ＢｕＬｉ（ヘキサン中２．５Ｍ、２０．７ｍＬ、１４２．７ｍｍｏｌ）が添加された。この混合物は１時間にわたって攪拌された。Ｂ（ＯＭｅ）３（２０．７ｍＬ、１８６．７ｍｍｏｌ）がゆっくりと添加され、そしてこの混合物が１日間にわたって攪拌された。この混合物は１ＭのＨＣＬでクエンチされ、蒸留水およびＥＡで抽出され、そしてヘキサンおよびＭＣから再結晶化させられて、化合物１−１（１６．２ｇ、６２．０％）を得た。
化合物１−２の製造
化合物１−１（２０ｇ、８４ｍｍｏｌ）、１−ブロモ−２−ニトロベンゼン（１４．１ｇ、７０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（４ｇ、３４．６ｍｍｏｌ）、およびＮａ２ＣＯ３（２２．３ｇ、２１０ｍｍｏｌ）が、トルエン（４００ｍＬ）、ＥｔＯＨ（１００ｍＬ）および蒸留水（１００ｍＬ）を含む混合物中に溶解させられ、次いで１２０℃で６時間にわたって攪拌された。この混合物はＥＡおよび蒸留水で抽出され、そしてカラムクロマトグラフィが行われて、化合物１−２（２１．７ｇ、９８．３％）を得た。
化合物１−３の製造
化合物１−２（２１．７ｇ、６８．８ｍｍｏｌ）が亜リン酸トリエチル（２００ｍＬ）および１，２−ジクロロベンゼン（１５０ｍＬ）に溶解させられ、そして１６０℃で１日間にわたって攪拌された。亜リン酸トリエチルおよび１，２−ジクロロベンゼンを除去するために、この混合物は真空下で蒸留され、ＭＣおよび蒸留水で抽出され、そしてＭＣでトリチュレートされた。カラムクロマトグラフィを用いてろ液が分離されて、化合物１−３（８ｇ、４１％）を得た。
化合物１−４の製造
化合物１−３（１０ｇ、３５．３ｍｍｏｌ）、１−ブロモ−４−ヨードベンゼン（２９．９ｇ、１０５．９ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＯＡｃ）２（２．４ｇ、１０．６ｍｍｏｌ）、およびＮａＯｔ−Ｂｕ（１６．９ｇ、１７６．５ｍｍｏｌ）がトルエン（１８０ｍＬ）に溶解させられ、そしてＰ（ｔ−Ｂｕ）３（４．２ｍＬ、１７．６ｍｍｏｌ）が添加された。この混合物が９０℃で３日間にわたって攪拌され、室温に冷却され、そしてＥＡおよび蒸留水で抽出された。その後、カラムクロマトグラフィが行われて、化合物１−４（９．４ｇ、６０．６％）を得た。
化合物１−５の製造
化合物１−４（８．４ｇ、１９．２ｍｍｏｌ）がＴＨＦ（５００ｍＬ）に溶解させられ、そしてｎ−ＢｕＬｉ（ヘキサン中２．５Ｍ、１１．５ｍＬ、２８．７ｍｍｏｌ）が−７８℃で、窒素雰囲気下で添加された。この混合物が１時間にわたって攪拌され、そしてＢ（Ｏｉ−Ｐｒ）３が添加された。この混合物が５時間にわたって攪拌され、１ＮのＨＣＬでクエンチされ、ＥＡおよび蒸留水で抽出され、そしてＭＣおよびヘキサンから再結晶化させられて、化合物１−５（５ｇ、５７．８％）を得た。
化合物１の製造
化合物１−５（５ｇ、１２．４ｍｍｏｌ）、４−（ビフェニル−４−イル）−２−クロロキナゾリン（２．６２ｇ、８．３ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（６００ｍｇ、０．５２ｍｍｏｌ）およびＮａ２ＣＯ３（２．６３ｇ、２４．８ｍｍｏｌ）がトルエン（３００ｍＬ）、ＥｔＯＨ（１００ｍＬ）および蒸留水（１００ｍＬ）を含む混合物中に溶解させられ、そして１２０℃で１日間にわたって攪拌された。この混合物が室温に冷却され、ＥＡおよび蒸留水で抽出され、クロロホルム中に溶解させられてシリカ濾過を行い、そしてＭＣおよびヘキサンから再結晶化させられた。さらに、ＤＭＦからの２回の再結晶化が行われ、次いでＭｅＯＨ／ＥＡでトリチュレーションを行って、化合物１を得た（３．２ｇ、６０．４％）。
ＭＳ／ＥＩＭＳ：６３９．７９（実測値）、６３９．２７（計算値）。
［製造例２］化合物４９の製造
Figure 2017031169
化合物１−２と同じ方法で化合物２−１が製造され、そして化合物１−３と同じ方法で化合物２−２が製造された。
化合物２−３の製造
化合物２−２（７ｇ、２５．６０ｍｍｏｌ）、ヨードベンゼン（１０．４４ｇ、５１．２１ｍｍｏｌ）、ＣｕＩ（２．５ｇ、１２．８０ｍｍｏｌ）、Ｋ３ＰＯ４（１６．３０ｇ、７６．８２ｍｍｏｌ）およびトルエン（２００ｍＬ）が５０℃に加熱され、そしてエチレンジアミン（１．７２ｍＬ、２５．６０ｍｍｏｌ）が添加された。この混合物が１２時間にわたって還流下で攪拌され、室温に冷却され、そしてＥＡで抽出された。カラム分離が行われて、化合物２−３を得た（８ｇ、２２．８９ｍｍｏｌ、８９．４１％）。
化合物１−４と同じ方法で化合物２−４が製造された。
化合物４９の製造
４−（ビフェニル−４−イル）−２−クロロキナゾリン（２．１ｇ、６．５６ｍｏｌ）、化合物２−４（３．１ｇ、７．８８ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（３７９．５ｍｇ、０．３２８５ｍｍｏｌ）、２ＭのＫ２ＣＯ３（１６ｍＬ）およびトルエンが一緒にされた。この混合物が１２時間にわたって１００℃で攪拌され、そして室温に冷却された。蒸留水が添加され、そしてこの混合物がＥＡで抽出された。カラム分離が行われて、化合物４９（１．１５ｇ、２８％収率）を得た。
ＭＳ／ＥＩＭＳ：６２９．７７（実測値）、６２９．１９（計算値）。
［製造例３］化合物５１の製造
Figure 2017031169
化合物１−２と同じ方法で化合物３−１が製造され；化合物１−３と同じ方法で化合物３−２が製造され；そして化合物１−２と同じ方法で化合物３−３が製造された。
化合物５１の製造
化合物３−３（４．３ｇ、１０．５ｍｏｌ）およびＤＭＦ（１００ｍＬ）が混合され、そしてこの混合物にＮａＨ（０．５ｇ、１２．６ｍｍｏＬ、鉱油中６０％分散物）がゆっくりと添加された。この混合物は室温で攪拌された。この反応の完了後に、この反応混合物に２−クロロ−４−フェニルキナゾリン（２．５ｇ、１０．５ｍｍｏｌ）がゆっくりと添加され、そして５０℃で３時間にわたって攪拌された。攪拌後、この反応混合物にＭｅＯＨおよび蒸留水を添加することによって固体生成物が得られた。この固体生成物に対してカラム分離が行われて、化合物５１（４．３ｇ、６６％）を得た。
ＭＳ／ＥＩＭＳ：６１３．７０（実測値）、６１３．２２（計算値）。
［製造例４〜１０］
化合物５２、化合物５３、化合物５４、化合物５６、化合物８６、化合物１０８および化合物１０９の製造
化合物５２（製造例４）、化合物５３（製造例５）、化合物５４（製造例６）、化合物５６（製造例７）、化合物８６（製造例８）、化合物１０８（製造例９）および化合物１０９（製造例１０）が、化合物５１と同じ方法で製造された。
［製造例１１］化合物５０の製造
Figure 2017031169
化合物１−２と同じ方法で、化合物１１−１が製造された。
化合物１１−２の製造
カルバゾール（３．３ｇ、１９．９ｍｏｌ）およびＤＭＦ（１００ｍＬ）が混合され、そしてこの混合物にＮａＨ（０．９５ｇ、２４ｍｍｏＬ、鉱油中６０％分散物）がゆっくりと添加された。この混合物が室温で攪拌された。この反応の完了後に、この反応混合物に化合物１１−１（６．１ｇ、１９．９ｍｍｏｌ）がゆっくりと添加され、そして室温で３時間にわたって攪拌された。攪拌後、この反応混合物に蒸留水を添加することによって固体生成物が得られた。この固体生成物は濾過されて、化合物１１−２（９ｇ、定量的収率）を得た。
化合物１−３と同じ方法で化合物１１−３が製造された。
化合物５０の製造
化合物１１−３（５．７ｇ、１３．５ｍｏｌ）およびＤＭＦ（１００ｍＬ）が混合され、そしてこの混合物にＮａＨ（０．６５ｇ、１６．２ｍｍｏＬ、鉱油中６０％分散物）がゆっくりと添加された。この混合物が室温で４０分間にわたって攪拌された。この反応の完了後に、この反応混合物に２−クロロ−４−フェニルキナゾリン（３．２５ｇ、１３．５ｍｍｏｌ）がゆっくりと添加され、そして５０℃で３時間にわたって攪拌された。攪拌後にこの反応混合物にＭｅＯＨおよび蒸留水を添加することによって、固体生成物が得られた。この固体生成物に対してカラム分離が行われて、化合物５０（５．７ｇ、６８％）を得た。
ＭＳ／ＥＩＭＳ：６２６．７０（実測値）、６２６．２１（計算値）。
［製造例１２］化合物３の製造
Figure 2017031169
化合物１−４と同じ方法で化合物１２−１が製造された。
化合物１２−２の製造
化合物１２−１（７０ｇ、２１８ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＯＡｃ）２（２．４ｇ、１１ｍｍｏｌ）、トリシクロヘキシルホスフィン テトラフルオロボラート（８ｇ、２２ｍｍｏｌ）、Ｎａ２ＣＯ３（７０ｇ、６５４ｍｍｏｌ）およびＤＭＡ（１．２Ｌ）が混合され、そして１９０℃で３時間にわたって攪拌された。攪拌後、この反応混合物は室温に冷却され、そしてＥＡで抽出された。この固体生成物に対してカラム分離が行われて、化合物１２−２（２２ｇ、３６％）を得た。
化合物３の製造
化合物１２−２（５ｇ、１７．６４ｍｍｏｌ）およびＤＭＦ（１００ｍＬ）が混合され、そしてこの混合物にＮａＨ（１．１ｇ、２６．４６ｍｍｏＬ、鉱油中６０％分散物）がゆっくりと添加された。この混合物が室温で３０分間にわたって攪拌された。攪拌後、この混合物に４−（ビフェニル−４−イル）−２−クロロキナゾリン（５．６ｇ、１７．６４ｍｍｏｌ）がゆっくりと添加され、そして４時間にわたって攪拌された。攪拌後、この反応混合物に蒸留水（３００ｍＬ）を添加し、そしてこの反応混合物を３０分間にわたって攪拌することにより、固体生成物が得られた。この固体生成物に対してカラム分離が行われて、化合物３（６．９ｇ、７０％）を得た。
ＭＳ／ＥＩＭＳ：５６３．６９（実測値）、５６３．２４（計算値）。
［製造例１３］化合物６４の製造
化合物３と同じ方法で化合物６４が製造された。
［製造例１４］化合物４の製造
Figure 2017031169
化合物１−２と同じ方法で化合物１４−１が製造され、そして化合物１−３と同じ方法で化合物１４−２が製造された。
化合物４の製造
化合物１４−２（５．７５ｇ、２０．３ｍｍｏｌ）がＤＭＦ（５０ｍＬ）に溶解させられた後で、ＮａＨ（１ｇ、２７．６ｍｍｏｌ）がゆっくりと添加され、そして４０分間にわたって攪拌された。攪拌後、この混合物に、４−（ビフェニル−４−イル）−２−クロロキナゾリン（５．８４ｇ、１８．４ｍｍｏｌ）がゆっくりと添加され、そして室温で２４時間にわたって攪拌された。この反応の完了後に、この反応混合物に蒸留水（３００ｍＬ）がゆっくりと添加され、そして３０分間にわたって攪拌されて、固体生成物を生じさせた。この固体生成物に対してカラム分離が行われて、化合物４（６．５ｇ、６５％）を得た。
ＭＳ／ＥＩＭＳ：５６３．６９（実測値）、５６３．２４（計算値）。
［製造例１５〜２４］化合物１２、化合物１８、化合物６２、化合物６３、化合物６５、化合物６６、化合物７４、化合物７５、化合物７６および化合物７７の製造
化合物１２（製造例１５）、化合物１８（製造例１６）、化合物６２（製造例１７）、化合物６３（製造例１８）、化合物６５（製造例１９）、化合物６６（製造例２０）、化合物７４（製造例２１）、化合物７５（製造例２２）、化合物７６（製造例２３）および化合物７７（製造例２４）が、化合物４と同じ方法で製造された。
［製造例２５］化合物１９の製造
Figure 2017031169
化合物２−３と同じ方法で化合物２５−１が製造され、そして化合物１−４と同じ方法で化合物２５−２が製造された。
化合物１９の製造
化合物２５−２（６．８ｇ、１６．８６ｍｍｏｌ）、４−（ビフェニル−４−イル）−２−クロロキナゾリン（４ｇ、１２．９７ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（０．８ｇ、０．６５ｍｍｏｌ）、Ｎａ２ＣＯ３（４．２ｇ、３８．９１ｍｍｏｌ）、トルエン（７０ｍＬ）、エタノール（２０ｍＬ）および蒸留水（２０ｍＬ）が混合され、そして１２０で５時間にわたって攪拌された。この混合物が室温に冷却されて、そして蒸留水が添加された。この混合物がＥＡで抽出された。カラム分離が行われて、化合物１９（１．０ｇ、１２％）を得た。
ＭＳ／ＥＩＭＳ：６３９．７９（実測値）、６３９．２７（計算値）。
表１は本発明の化合物のＵＶ値、ＰＬ値およびｍｐを示す。
Figure 2017031169
［実施例１］
有機電子材料のための本発明の化合物を使用したＯＬＥＤ素子の製造
本発明の電界発光材料を使用してＯＬＥＤ素子が製造された。まず、ＯＬＥＤ用ガラス（サムスンコーニングにより製造）から得られた透明電極ＩＴＯ薄膜（１５Ω／□）を、トリクロロエチレン、アセトン、エタノールおよび蒸留水を順に使用した超音波洗浄にかけ、使用するまでイソプロパノール中に貯蔵した。次に、真空蒸着装置の基体ホルダにＩＴＯ基体を取り付け、この真空蒸着装置のセル内にＮ１，Ｎ１’−（［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジイル）ビス（Ｎ１−（ナフタレン−１−イル）−Ｎ４，Ｎ４−ジフェニルベンゼン−１，４−ジアミン）を入れ、次いで、これはチャンバー内で１０−６ｔｏｒｒの真空まで脱気させられた。次いで、このセルに電流を適用して、２−ＴＮＡＴＡを蒸発させて、それによりＩＴＯ基体上に６０ｎｍの厚みを有する正孔注入層を形成させた。次いで、真空蒸着装置の他のセルにＮ，Ｎ’−ジ（４−ビフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジ（４−ビフェニル）−４，４’−ジアミノビフェニルを入れ、このセルに電流を適用してＮＰＢを蒸発させて、それにより正孔注入層上に２０ｎｍの厚みを有する正孔輸送層を形成させた。この正孔注入層および正孔輸送層を形成した後で、この上に以下のようにして電界発光層が形成された。ホストとしての本発明の化合物３が真空蒸着装置の一方のセルに入れられ、そしてドーパントとしてのＤ−１１が別のセルに入れられた。これら２つの物質が、４重量％のドーピングが起こる様な異なる速度で蒸発させられて、それにより３０ｎｍの厚さを有する電界発光層が正孔輸送層上に蒸着させられた。その後、２−（４−（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン−２−イル）フェニル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾールが一方のセルに入れられかつリチウムキノラートが別のセルに入れられ、その後で、これら２つの物質が５０重量％のドーピングが起こるように同じ速度で蒸発させられ、その結果、電界発光層上に３０ｎｍの厚みで、電子輸送層が蒸着させられた。その後、リチウムキノラート（Ｌｉｑ）が２ｎｍの厚みで電子注入層として蒸着させられ、その後、別の真空蒸着装置を使用して、１５０ｎｍの厚みを有するＡｌカソードが蒸着させられて、ＯＬＥＤ素子を製造した。
ＯＬＥＤ素子において電界発光材料として使用された各化合物は、使用前に、１０−６ｔｏｒｒでの真空昇華によって精製された。
結果的に、１７．０ｍＡ／ｃｍ２の電流の流れが確認され、かつ７８０ｃｄ／ｍ２の赤色光が放射された。
［実施例２］
有機電子材料のための本発明の化合物を使用したＯＬＥＤ素子の製造
化合物１２がホスト材料として電界発光層において使用され、かつ化合物Ｄ−７がドーパントとして使用されたこと以外は、実施例１と同じ方法によってＯＬＥＤ素子が製造された。
結果的に、７．５ｍＡ／ｃｍ２の電流の流れが確認され、かつ１０５７ｃｄ／ｍ２の赤色光が放射された。
［実施例３］
有機電子材料のための本発明の化合物を使用したＯＬＥＤ素子の製造
化合物３１がホスト材料として電界発光層において使用され、かつ化合物Ｄ−７がドーパントとして使用されたこと以外は、実施例１と同じ方法によってＯＬＥＤ素子が製造された。
結果的に、８．３ｍＡ／ｃｍ２の電流の流れが確認され、かつ９３０ｃｄ／ｍ２の赤色光が放射された。
［実施例４］
有機電子材料のための本発明の化合物を使用したＯＬＥＤ素子の製造
化合物５１がホスト材料として電界発光層において使用され、かつ化合物Ｄ−１１がドーパントとして使用されたこと以外は、実施例１と同じ方法によってＯＬＥＤ素子が製造された。
結果的に、１６．０ｍＡ／ｃｍ２の電流の流れが確認され、かつ１０９０ｃｄ／ｍ２の赤色光が放射された。
［実施例５］
有機電子材料のための本発明の化合物を使用したＯＬＥＤ素子の製造
化合物６３がホスト材料として電界発光層において使用され、かつ化合物Ｄ−１１がドーパントとして使用されたこと以外は、実施例１と同じ方法によってＯＬＥＤ素子が製造された。
結果的に、１４．５ｍＡ／ｃｍ２の電流の流れが確認され、かつ１３８０ｃｄ／ｍ２の赤色光が放射された。
［実施例６］
有機電子材料のための本発明の化合物を使用したＯＬＥＤ素子の製造
化合物７７がホスト材料として電界発光層において使用され、かつ化合物Ｄ−７がドーパントとして使用されたこと以外は、実施例１と同じ方法によってＯＬＥＤ素子が製造された。
結果的に、１９．８ｍＡ／ｃｍ２の電流の流れが確認され、かつ３２００ｃｄ／ｍ２の赤色光が放射された。
［実施例７］
有機電子材料のための本発明の化合物を使用したＯＬＥＤ素子の製造
化合物１０９がホスト材料として電界発光層において使用され、かつ化合物Ｄ−７がドーパントとして使用されたこと以外は、実施例１と同じ方法によってＯＬＥＤ素子が製造された。
結果的に、９．２ｍＡ／ｃｍ２の電流の流れが確認され、かつ１２５０ｃｄ／ｍ２の赤色光が放射された。
［比較例１］
従来の蛍光材料を使用したＯＬＥＤ素子の製造
４，４−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニルが電界発光層におけるホスト材料として使用され、および化合物Ｄ−１１がドーパントとして使用されて、電界発光層を蒸着させたこと、並びに１０ｎｍの厚さを有するアルミニウム（ＩＩＩ）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノラートが正孔ブロッキング層として、電界発光層と電子輸送層との間に堆積させられたこと以外は、実施例１と同じ方法によってＯＬＥＤ素子が製造された。
結果的に、２０．０ｍＡ／ｃｍ２の電流の流れが確認され、かつ１０００ｃｄ／ｍ２の赤色光が放射された。
本発明において、赤色電界発光材料として開発された有機電子材料のための化合物は、従来の材料と比較してより優れた電界発光特性を示したことが確認された。ホスト材料として有機電子材料のための本発明の化合物を使用した素子は優れた電界発光特性を示すことができ、かつ駆動電圧を低減させることができ、よって電力効率を増大させることができ、それにより電力をより少ししか消費しない。
本発明の好ましい実施形態が説明目的のために開示されてきたが、当業者は特許請求の範囲に特定される発明の範囲および意図から逸脱することなく、様々な変更、追加および置き換えが可能であることを理解するであろう。
本発明によると、有機電子材料のための化合物は、良好な発光効率を示すと同時に、向上した電力効率並びに低減した駆動電圧を有するＯＬＥＤ素子を製造するために使用されうる。

Claims (9)

  1. 化学式４で表される有機電子材料のための化合物
    Figure 2017031169
     （式中、Ｌは単結合、（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレンまたは（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリーレンを表し；
    Ｘ１はＮを表し；
    ＹおよびＺのうちの一方は本質的に単結合であり、かつ他方は−Ｃ（Ｒ７）（Ｒ８）−、−Ｎ（Ｒ９）−、−Ｏ−、−Ｓ−または−Ｓｉ（Ｒ１０）（Ｒ１１）−であり；
    Ｒ１、Ｒ４、Ｒ５は独立して、水素、重水素、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロゲン、シアノ、（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、５員〜７員のヘテロシクロアルキル、（Ｃ２−Ｃ３０）アルケニル、（Ｃ２−Ｃ３０）アルキニル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリール、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、Ｎ−カルバゾリル、−ＮＲ１２Ｒ１３、−ＳｉＲ１４Ｒ１５Ｒ１６、−ＳＲ１７、−ＯＲ１８、ニトロまたはヒドロキシルを表し；
    Ｒ７〜Ｒ１１およびＲ１２〜Ｒ１８は独立して、水素、重水素、ハロゲン、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、または（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリールを表し、およびＲ７とＲ８とは縮合環を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ３０）アルキレンもしくは（Ｃ３−Ｃ３０）アルケニレンで連結されてスピロ環を形成していてよく；
    Ｌのアリーレンおよびヘテロアリーレン、並びにＲ１、Ｒ４、Ｒ５のアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールおよびヘテロアリールは独立して、重水素、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロゲン、シアノ、（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、５員〜７員のヘテロシクロアルキル、（Ｃ２−Ｃ３０）アルケニル、（Ｃ２−Ｃ３０）アルキニル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ、（Ｃ６−Ｃ３０）アリールオキシ、（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリール、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール置換（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリール、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、（Ｃ６−Ｃ３０）アリールチオ、モノもしくはジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ、モノもしくはジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、ジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールボロニル、ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルボロニル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールボロニル、トリ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルシリル、ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、トリ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、Ｎ−カルバゾリル、カルボキシル、ニトロおよびヒドロキシルからなる群から選択される１以上でさらに置換されていてよく；
    ａおよびｄは独立して１〜４の整数を表し、そしてそれらが２以上の整数である場合には、それぞれの置換基は互いに同じであってもまたは異なっていてもよく；
    ｃは１〜２の整数を表し、そしてそれらが２以上の整数である場合には、それぞれの置換基は互いに同じであってもまたは異なっていてもよく；
    前記ヘテロアリーレン、ヘテロシクロアルキルおよびヘテロアリールはＢ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｐ（＝Ｏ）、ＳｉおよびＰからなる群から選択される１以上のヘテロ原子を含み；
    Ｒ１９およびＲ２０は独立して、水素、重水素、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロゲン、シアノ、（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、５員〜７員のヘテロシクロアルキル、（Ｃ２−Ｃ３０）アルケニル、（Ｃ２−Ｃ３０）アルキニル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリール、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、−ＮＲ１２Ｒ１３、−ＳｉＲ１４Ｒ１５Ｒ１６、−ＳＲ１７、−ＯＲ１８、ニトロまたはヒドロキシルを表し；
    Ｌ１は単結合、（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリーレンまたは（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレンを表し；
    Ａｒ１は水素、重水素、（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリール、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、または（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルを表し；
    Ｙ１は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＲ２１Ｒ２２−、または−ＮＲ２３−を表し；
    Ｒ２１〜Ｒ２３は独立して水素、重水素、ハロゲン、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリールまたは（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリールを表し；
    ｘおよびｙは独立して１〜４の整数を表し；
    Ｌ１のアリーレン、ヘテロアリーレン、Ｒ１９およびＲ２０のアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アラルキル、並びにＡｒ１のヘテロアリール、アリール、Ｒ２１〜Ｒ２２のアルキル、アリールまたはヘテロアリールは独立して、重水素、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロゲン、シアノ、（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、５員〜７員のヘテロシクロアルキル、（Ｃ２−Ｃ３０）アルケニル、（Ｃ２−Ｃ３０）アルキニル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ、（Ｃ６−Ｃ３０）アリールオキシ、（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリール、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール置換（Ｃ３−Ｃ３０）ヘテロアリール、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、（Ｃ６−Ｃ３０）アリールチオ、モノもしくはジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ、モノもしくはジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、ジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールボロニル、ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルボロニル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールボロニル、トリ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルシリル、ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、トリ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、Ｎ−カルバゾリル、カルボキシル、ニトロおよびヒドロキシルからなる群から選択される１以上でさらに置換されていてよく、ただし、Ｙ１と、ＹおよびＺの単結合ではない１つとの両方が同時にそれぞれ−ＮＲ２３−および−Ｎ（Ｒ９）−ではない）。
  2. Figure 2017031169
     が下記構造
    Figure 2017031169
     （式中、Ｙ、Ｚ、Ｒ４、Ｒ５、ｃおよびｄは請求項１において定義されるのと同じである）
    から選択される、請求項１の有機電子材料のための化合物。
  3. Ｌ１が単結合、（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリーレンまたは（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレンを表し；
    Ａｒ１が水素、重水素、（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリール、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、または（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルを表し；
    Ｙ１が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＲ２１Ｒ２２−、または−ＮＲ２３−を表し；
    Ｒ２１〜Ｒ２３が独立して水素、重水素、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリールまたは（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリールを表し；
    Ｒ１９およびＲ２０が独立して水素、重水素、ハロゲン、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリールまたは（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリールを表し；
    Ｌが単結合、または（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレンを表し；
    ＹおよびＺのうちの少なくとも一方が単結合を表し、かつ他方が−Ｃ（Ｒ７）（Ｒ８）−、−Ｎ（Ｒ９）−、−Ｏ−、または−Ｓ−を表し；
    Ｒ１、Ｒ４およびＲ５が独立して、水素、重水素、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリール、またはＮ−カルバゾリルを表し；
    Ｒ７〜Ｒ９が独立して、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルまたは（Ｃ６−Ｃ３０）アリールを表し、およびＲ７とＲ８とが（Ｃ３−Ｃ７）アルキレンで連結されてスピロ環を形成していてよく；
    Ｌのアリーレン、Ｌ１のヘテロアリーレン、またはアリーレン、Ｒ１、Ｒ４、Ｒ５、Ａｒ１、Ｒ１９、Ｒ２０およびＲ２１〜Ｒ２３のアルキル、アリール、ヘテロアリール、並びにＲ７〜Ｒ９のアルキルまたはアリールが、重水素、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロゲン、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、（Ｃ２−Ｃ３０）ヘテロアリール、およびＮ−カルバゾリルからなる群から選択される１以上でさらに置換されていてよい；
    請求項１の有機電子材料のための化合物。
  4. 下記構造
    Figure 2017031169
    Figure 2017031169
    Figure 2017031169
    Figure 2017031169
    Figure 2017031169
     から選択される、請求項１の有機電子材料のための化合物。
  5. 請求項１の有機電子材料のための化合物を含む有機電界発光素子。
  6. 第１の電極；第２の電極；並びに、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた１以上の有機層；を含む有機電界発光素子であって、
    前記有機層が有機電子材料のための１種以上の化合物と、１種以上のリン光ドーパントとを含む、
    請求項５の有機電界発光素子。
  7. 前記有機層が、（Ａ）アリールアミン化合物およびスチリルアリールアミン化合物からなる群から選択される１種以上のアミン化合物；（Ｂ）第１族、第２族、第４周期および第５周期遷移金属、ランタニド金属並びにｄ−遷移元素の有機金属からなる群から選択される１種以上の金属もしくは前記金属を含む錯化合物；またはこれらの混合物をさらに含む、請求項６の有機電界発光素子。
  8. 前記有機層が電界発光層と電荷発生層とを含む請求項６の有機電界発光素子。
  9. 白色光を放射するために、前記有機層が、赤色、緑色および青色の光を放射する１以上の有機電界発光層をさらに含む、請求項６の有機電界発光素子。
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