JP2017510074A - 電子バッファリング材料及び有機電界発光デバイス - Google Patents

電子バッファリング材料及び有機電界発光デバイス Download PDF

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Abstract

本開示は、電子バッファリング材料と、第１の電極、第１の電極に対向する第２の電極、第１の電極と第２の電極との間の発光層、ならびに発光層と第２の電極との間の電子輸送ゾーン及び電子バッファリング層を備えた有機電界発光デバイスとに関する。本開示の電子バッファリング材料を備えた有機電界発光デバイスは、低い駆動電圧、優れた発光効率、及び長い寿命を有する。【選択図】図１

Description

本開示は、電子バッファリング材料及び有機電界発光デバイスに関する。
緑色光を放出する有機電界発光デバイス（ＯＬＥＤ）は、１９８７年にＥａｓｔｍａｎ ＫｏｄａｋのＴａｎｇ等によって初めて提案されたが、これは、発光層と電荷輸送層とから構成されるＴＰＤ／Ａｌｑ３の二重層を用いている。その後、有機電界発光デバイスは、急速に研究され、今では商品化されている。リン光性材料は、優れた発光効率を有し、現在、有機電界発光デバイスのパネル用に主に使用されている。赤色または緑色光を放出する有機電界発光デバイスは、リン材料を使用することによって成功裡に商品化された。しかしながら、青色光を放出するためのリン材料には、以下の欠点があり、それらがフルカラーディスプレイの実現を阻んでいる。すなわち、過剰に形成された励起子の損失のために高電流でロールオフが低減し、それによって、性能が悪化すること、青色発光リン材料自体が、寿命の長期安定性の点で問題を有すること、また色純度が、時間の経過により急速に低下すること、である。
蛍光材料は、現在に至るまで使用されているが、いくつかの問題を有する。第一に、パネル生産プロセスの間に高温に暴露されるとき、電流特性が変更され得、これは、輝度の変化を引き起こし得る。更に、構造的特性のために、発光層と電子注入層との間のインターフェース特徴が劣化し得、これは、輝度の低下を引き起こし得る。加えて、蛍光材料は、リン光性材料よりも低い効率を提供する。したがって、アントラセン系ホスト及びピレン系ドーパントの組み合わせ等の、特定の蛍光材料を開発することによって効率を改善する試みがなされてきた。しかしながら、提案された組み合わせは、正孔トラップを増大させ、これは、発光層内の発光部位を正孔輸送層に近い側にシフトさせ得、それによって、光は、インターフェースで放出される。インターフェースでの発光は、デバイスの寿命を低下させ、効率は、十分ではない。
蛍光材料の上述の問題を発光材料自体の改善によって解決することは、簡単ではない。したがって、最近、電荷輸送特性を変更するための電荷輸送材料の改善、及び最適化されたデバイス構造の開発を含め、これらの問題を解決するための研究が行われている。
韓国特許出願公開第１０−２０１２−００９２５５０号は、電子注入層と発光層との間に遮断層が挿設され、遮断層がアジン環を含む芳香族複素環誘導体を含む、有機電界発光デバイスを開示している。しかしながら、この先行技術の参考文献は、フルオレンがカルバゾールに結合するか、またはインドールと縮合して化合物の骨格を形成するような化合物を含む電子バッファリング材料、及びこの化合物を電子バッファリング層に用いた有機電界発光デバイスを開示していない。
本開示の目的は、低い駆動電圧、優れた発光効率、及び長い寿命を有する有機電界発光デバイスを提供し得る電子バッファリング材料、ならびにその電子バッファリング材料を含む有機電界発光デバイスを提供することである。
本発明者等は、以下の式１によって表される化合物を含む電子バッファリング材料と、第１の電極、第１の電極に対向する第２の電極、第１の電極と第２の電極との間の発光層、ならびに発光層と第２の電極との間の電子輸送ゾーン及び電子バッファリング層を備え、電子バッファリング層が以下の式１によって表される化合物を含む、有機電界発光デバイスとによって、上の目的が達成され得ることを見出した。
Figure 2017510074
式中、
Ａは、置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリールを表し、
Ｌは、単結合、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレン、または置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリーレンを表し、
Ｒ１は、以下の式２ａまたは２ｂを表し、
Figure 2017510074
Ｒ２は、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリール、置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ、置換もしくは非置換トリ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルシリル、置換もしくは非置換トリ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、または以下の式３を表すか、あるいはカルバゾール骨格と縮合して置換もしくは非置換ベンゾカルバゾールを形成し得、
Figure 2017510074
Ｘは、Ｏ、Ｓ、ＣＲ１１Ｒ１２、ＮＲ１３、またはＳｉＲ１３Ｒ１４を表し、
Ｒ３は、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリール、置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ、置換もしくは非置換トリ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルシリル、置換もしくは非置換トリ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、または置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノを表し、
Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７、及びＲ１０は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリール、置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ、置換もしくは非置換トリ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルシリル、置換もしくは非置換トリ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、または置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノを表すか、あるいは隣接する置換基（複数可）に連結して置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）の単環式もしくは多環式の脂環式もしくは芳香族環を形成し、その炭素原子（複数可）は窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも１個のヘテロ原子と置き換えられてもよく、
Ｒ６、Ｒ８、及びＲ９は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリール、置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、または置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノを表し、
Ｒ１１〜Ｒ１４は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、または置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリールを表すか、あるいは隣接する置換基（複数可）に連結して置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）の単環式もしくは多環式の脂環式もしくは芳香族環を形成し、その炭素原子（複数可）は窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも１個のヘテロ原子で置き換えられてもよく、
ａ、ｃ、ｄ、ｅ、及びｆは、それぞれ独立して、０〜４の整数を表し、ａ、ｃ、ｄ、ｅ、またはｆが２以上の整数である場合、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７、またはＲ１０の各々は、同じかまたは異なってもよく、
ｂは、０〜３の整数を表し、ｂが２以上の整数である場合、Ｒ３の各々は、同じかまたは異なってもよく、
ｎは、０または１の整数を表し、ｍは、１または２の整数を表し、
＊は、カルバゾール骨格に対する結合部位を表し、
該ヘテロアリール（エン）は、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｐ（＝Ｏ）、Ｓｉ、及びＰから選択される１個以上のヘテロ原子を含有する。
本開示の電子バッファリング材料を使用することによって、有機電界発光デバイスは、低い駆動電圧、優れた発光効率、及び長い寿命を有し得る。
本開示の一実施形態による有機電界発光デバイスの構造を図示する概略断面図である。 本開示の一実施形態による有機電界発光デバイスの正孔輸送層、発光層、電子バッファリング層、及び電子輸送ゾーンの間のエネルギーバンド図である。 実施例１〜３及び比較例１の有機電界発光デバイスの電流効率対輝度を図示するグラフである。
これより、本開示を詳細に説明する。しかしながら、以下の説明は、本発明を説明することを目的とするものであり、本発明の範囲をいかようにも制限することを意図するものではない。
ＬＵＭＯ（「最低空軌道」）及びＨＯＭＯ（「最高被占軌道」）は、負のエネルギー準位を有する。しかしながら、本開示では、便宜上、ＬＵＭＯエネルギー準位及びＨＯＭＯエネルギー準位は、絶対値で指示される。したがって、ＬＵＭＯエネルギー準位とＨＯＭＯエネルギー準位を比較する際、比較は、それらの絶対値に基づいて行われる。本開示では、ＬＵＭＯエネルギー準位及びＨＯＭＯエネルギー準位は、密度汎関数理論（ＤＦＴ）によって計算される。
本明細書において、「（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（エン）」は、１〜３０個、好ましくは１〜２０個、より好ましくは１〜１０個の炭素原子を有し、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル等を含む直鎖または分岐鎖アルキル（エン）を指す。「（Ｃ２−Ｃ３０）アルケニル」は、２〜３０個、好ましくは２〜２０個、より好ましくは２〜１０個の炭素原子を有し、ビニル、１−プロペニル、２−プロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、３−ブテニル、２−メチルブタ−２−エニル等を含む直鎖または分岐鎖アルケニルを指す。「（Ｃ２−Ｃ３０）アルキニル」は、２〜３０個、好ましくは２〜２０個、より好ましくは２〜１０個の炭素原子を有し、エチニル、１−プロピニル、２−プロピニル、１−ブチニル、２−ブチニル、３−ブチニル、１−メチルペント−２−イニル等を含む直鎖または分岐鎖アルキニルを指す。「（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル」は、３〜３０個、好ましくは３〜２０個、より好ましくは３〜７個の炭素原子を有し、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル等を含む単環式もしくは多環式の炭化水素を指す。「（３〜７員）ヘテロシクロアルキル」は、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｐ（＝Ｏ）、Ｓｉ、及びＰから、好ましくはＯ、Ｓ、及びＮから選択された少なくとも１個のヘテロ原子を含む３〜７個、好ましくは５〜７個の環骨格原子を有し、テトラヒドロフラン、ピロリジン、チオラン、テトラヒドロピラン等を含むシクロアルキルを指す。更に、「（Ｃ６−Ｃ３０）アリール（エン）」は、６〜３０個、好ましくは６〜２０個、より好ましくは６〜１５個の環骨格炭素原子を有し、芳香族炭化水素に由来する単環式環または縮合環を指し、フェニル、ビフェニル、テルフェニル、ナフチル、ビナフチル、フェニルナフチル、ナフチルフェニル、フルオレニル、フェニルフルオレニル、ベンゾフルオレニル、ジベンゾフルオレニル、フェナントレニル、フェニルフェナントレニル、アントラセニル、インデニル、トリフェニレニル、ピレニル、テトラセニル、ペリレニル、クリセニル、ナフタセニル、フルオランテニル、スピロフルオレニル等が挙げられる。「（５〜３０員）ヘテロアリール（エン）」は、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｐ（＝Ｏ）、Ｓｉ、及びＰからなる群から選択される少なくとも１個、好ましくは１〜４個のヘテロ原子を含む、５〜３０個の環骨格原子を有するアリール基を指し、単環式環または少なくとも１つのベンゼン環と縮合した縮合環であり得、部分的に飽和であり得、少なくとも１つのヘテロアリールまたはアリール基を単結合（複数可）によってヘテロアリール基に連結させることによって形成されるものであり得、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、テトラゾリル、フラザニル、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル等の単環式環型ヘテロアリール、ならびにベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、ベンゾナフトフラニル、ベンゾナフトチオフェニル、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、ナフチリジニル、カルバゾリル、ベンゾカルバゾリル、フェノキサジニイル、フェナントリジニル、ベンゾジオキソリル、ジヒドロアクリジニル等の縮合環型ヘテロアリールが挙げられる。更に、「ハロゲン」は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、及びＩを含む。
本明細書において、「置換もしくは非置換」という表現における「置換」とは、ある特定の官能基中の水素原子が、別の原子または基、すなわち置換基で置き換えられることを意味する。本開示の式１のＡ、Ｌ、及びＲ２〜Ｒ１４における置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ、置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール（エン）、置換（５〜３０員）ヘテロアリール（エン）、及び置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルの置換基は、それぞれ独立して、重水素、ハロゲン、シアノ、カルボキシ、ニトロ、ヒドロキシ、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、（Ｃ２−Ｃ３０）アルケニル、（Ｃ２−Ｃ３０）アルキニル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルチオ、（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルケニル、（３〜７員）ヘテロシクロアルキル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリールオキシ、（Ｃ６−Ｃ３０）アリールチオ、非置換もしくは（Ｃ６−Ｃ３０）アリールで置換された（３〜３０員）ヘテロアリール、非置換もしくは（３〜３０員）ヘテロアリールで置換された（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、トリ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルシリル、トリ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、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、アミノ、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、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルカルボニル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシカルボニル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリールカルボニル、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、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、及び（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールからなる群から選択される少なくとも１つであり、好ましくは、それぞれ独立して、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、非置換もしくは（Ｃ６−Ｃ３０）アリールで置換された（３〜３０員）ヘテロアリール、非置換もしくは（３〜３０員）ヘテロアリールで置換された（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、及び（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールからなる群から選択される少なくとも１つである。
本開示の一態様によれば、式１によって表される化合物を含む電子バッファリング材料が提供される。電子バッファリング材料とは、電子の流れを制御する材料を指す。したがって、電子バッファリング材料は、例えば、電子をトラップし、電子を遮断し、または電子輸送ゾーンと発光層との間のエネルギー障壁を低くする、材料であり得る。具体的には、電子バッファリング材料は、有機電界発光デバイス用であり得る。有機電界発光デバイスでは、電子バッファリング材料は、電子バッファリング層を作製するために使用され得るか、または電子輸送ゾーンもしくは発光層等の別の領域に添加され得る。電子バッファリング層は、有機電界発光デバイスの発光層と電子輸送ゾーンとの間に、または電子輸送ゾーンと第２の電極との間に、形成され得る。電子バッファリング材料は、有機電界発光デバイスを作製するための従来の材料を更に含み得る混合物または組成物であり得る。
式１の化合物は、好ましくは、以下の式４〜１０のうちの任意の１つによって、具体的には、以下の式４、５、または７によって、表され得る。
Figure 2017510074
式中、Ａ、Ｌ、Ｒ２〜Ｒ９、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｍ、及びｎは、式１で定義されている通りである。
式１及び４〜１０において、Ａは、好ましくは、置換もしくは非置換の窒素含有（５〜３０員）ヘテロアリール、より好ましくは、置換もしくは非置換の窒素含有（６〜２０員）ヘテロアリールを表し得る。具体的には、Ａは、置換もしくは非置換ピリジル、置換もしくは非置換ピリミジニル、置換もしくは非置換トリアジニル、置換もしくは非置換ピラジニル、置換もしくは非置換キノリル、置換もしくは非置換イソキノリル、置換もしくは非置換キノリニル、置換もしくは非置換キナゾリニル、置換もしくは非置換キノキサリニル、または置換もしくは非置換ナフチリジニル；より具体的には、置換もしくは非置換ピリジル、置換もしくは非置換ピリミジニル、置換もしくは非置換トリアジニル、または置換もしくは非置換ピラジニルを表し得る。好ましくは、Ａの置換ヘテロアリールの置換基は、（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル；非置換または重水素、シアノ、ハロゲン、（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル、（Ｃ６−Ｃ２０）シクロアルキル、（Ｃ６−Ｃ２０）アリール、（６〜２０員）ヘテロアリール、ジ（Ｃ６−Ｃ２０）アリールアミノ、もしくはトリ（Ｃ６−Ｃ２０）アリールシリルで置換された（Ｃ６−Ｃ２０）アリール；ならびに非置換または重水素、シアノ、ハロゲン、（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル、（Ｃ６−Ｃ２０）シクロアルキル、（Ｃ６−Ｃ２０）アリール、（６〜２０員）ヘテロアリール、ジ（Ｃ６−Ｃ２０）アリールアミノ、またはトリ（Ｃ６−Ｃ２０）アリールシリルで置換された（６〜２０員）ヘテロアリールからなる群から選択される少なくとも１つであり得る。
式１及び４〜１０において、Ｌは、好ましくは、単結合または置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリーレン、より好ましくは、単結合または非置換（Ｃ６−Ｃ１８）アリーレンを表し得る。具体的には、Ｌは、単結合、置換もしくは非置換フェニル、置換もしくは非置換ナフチル、置換もしくは非置換ビフェニル、置換もしくは非置換テルフェニル、置換もしくは非置換フェニルナフチル、または置換もしくは非置換ナフチルフェニルを表し得る。
式１及び４〜１０において、Ｒ２は、好ましくは、水素、重水素、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリール、置換もしくは非置換（５〜２０員）ヘテロアリール、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ６−Ｃ２０）アリールアミノ、または式３を表し得るか、あるいはカルバゾール骨格と縮合して置換もしくは非置換ベンゾカルバゾールを形成し得る。具体的には、Ｒ２は、水素、または置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリールを表し得る。より具体的には、Ｒ２は、水素、置換もしくは非置換フェニル、置換もしくは非置換ジベンゾチオフェニル、置換もしくは非置換ジベンゾフラニル、置換もしくは非置換カルバゾリル、置換もしくは非置換ジフェニルアミノ、置換もしくは非置換フルオレニル、または式３を表し得るか、あるいはカルバゾール骨格と縮合して置換もしくは非置換ベンゾカルバゾールを形成し得る。
式３において、Ｘは、好ましくは、Ｏ、Ｓ、ＣＲ１１Ｒ１２、またはＮＲ１３を表し得る。Ｒ１０は、好ましくは、水素または（Ｃ１−Ｃ２０）アルキルを表し得る。Ｒ１１〜Ｒ１４は、それぞれ独立して、好ましくは、水素、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリール、または置換もしくは非置換（５〜２０員）ヘテロアリール；具体的には、水素、（Ｃ１−Ｃ６）アルキル、フェニル、ナフチル、またはビフェニルを表し得る。
式１及び４〜１０において、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ７は、それぞれ独立して、好ましくは、水素または置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ２０）アルキルを表し得る。具体的には、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ７は、水素を表し得る。
式１及び４〜１０において、Ｒ６、Ｒ８、及びＲ９は、それぞれ独立して、好ましくは、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ２０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリール、または置換もしくは非置換（６〜２０員）ヘテロアリール；より好ましくは、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリールを表し得る。具体的には、Ｒ６、Ｒ８、及びＲ９は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換フェニル、置換もしくは非置換ビフェニル、または置換もしくは非置換ナフチルを表し得る。
式１及び４〜１０において、具体的には、ａは、０または１を表し得、ｂは、０を表し得、ｃ、ｄ、ｅ、及びｆは、それぞれ独立して、０〜２の整数を表し得、ｎは、０または１を表し得、ｍは、１を表し得る。
本開示の一実施形態によれば、Ａは、置換もしくは非置換の窒素含有（５〜３０員）ヘテロアリールを表し、Ｌは、単結合または置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリーレンを表し、Ｒ１は、式２ａまたは２ｂを表し、Ｒ２は、水素、重水素、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリール、置換もしくは非置換（５〜２０員）ヘテロアリール、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ６−Ｃ２０）アリールアミノ、または式３を表すか、あるいはカルバゾール骨格と縮合して置換もしくは非置換ベンゾカルバゾールを形成し得、Ｘは、Ｏ、Ｓ、ＣＲ１１Ｒ１２、またはＮＲ１３を表し、Ｒ１０は、水素または（Ｃ１−Ｃ２０）アルキルを表し、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ７は、それぞれ独立して、水素または置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ２０）アルキルを表し、Ｒ６、Ｒ８、及びＲ９は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ２０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリール、または置換もしくは非置換（６〜２０員）ヘテロアリールを表し、Ｒ１１〜Ｒ１４は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリール、または置換もしくは非置換（５〜２０員）ヘテロアリールを表し、ヘテロアリールは、Ｎ、Ｏ、及びＳから選択される１個以上のヘテロ原子を含有する。
具体的には、式１の化合物は、以下を含むが、これらには限定されない。
Figure 2017510074
Figure 2017510074
Figure 2017510074
本開示の化合物は、当業者に既知の合成方法によって作製され得る。例えば、それは、以下の反応スキーム１または２に従って作製され得る。
［反応スキーム１］
Figure 2017510074
［反応スキーム２］
Figure 2017510074
上の反応スキーム１及び２において、Ａ、Ｌ、Ｒ２〜Ｒ９、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｍ、及びｎは、式１に定義される通りであり、Ｈａｌは、ハロゲンを表す。本開示の化合物を作製するためのより詳細な方法については、韓国特許出願第２０１３−０１４９７３３号を参照されたい。
電子バッファリング材料は、以下の式１１によって表される化合物を更に含んでもよい。
Figure 2017510074
式中、
Ａｒ５及びＡｒ６は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリール、または置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリールを表し、
Ｌ’は、単結合、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレン、または置換もしくは非置換（３〜３０員）ヘテロアリーレンを表し、
Ｘ１〜Ｘ３は、それぞれ独立して、ＮまたはＣを表すが、但し、Ｘ１〜Ｘ３のうちの少なくとも１つがＮを表すことを条件とし、
Ｒ１５及びＲ１６は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、カルボキシ、ニトロ、ヒドロキシ、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリール、置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルケニル、置換もしくは非置換（３〜７員）ヘテロシクロアルキル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ、置換もしくは非置換トリ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルシリル、置換もしくは非置換トリ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、または置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノを表すか、あるいは隣接する置換基（複数可）に連結して置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）の単環式もしくは多環式の脂環式もしくは芳香族環を形成し、その炭素原子（複数可）は窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも１個のヘテロ原子で置き換えられてもよく、
ヘテロアリール（エン）及びヘテロシクロアルキルは、それぞれ独立して、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｐ（＝Ｏ）、Ｓｉ、及びＰから選択される１個以上のヘテロ原子を含有し、
ｓ及びｔは、それぞれ独立して、１〜４の整数を表し、ｓまたはｔが２以上の整数である場合、Ｒ１５またはＲ１６の各々は、同じかまたは異なってもよい。
式１１において、好ましくは、Ａｒ５及びＡｒ６は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換（６〜２０員）ヘテロアリール、または置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリールを表し得る。具体的には、Ａｒ５及びＡｒ６は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換フェニル、置換もしくは非置換ビフェニル、置換もしくは非置換ナフチル、置換もしくは非置換テルフェニル、置換もしくは非置換フェニルナフチル、置換もしくは非置換ナフチルフェニル、置換もしくは非置換アントラセニル、置換もしくは非置換フェナントレニル、置換もしくは非置換フルオレニル、置換もしくは非置換カルバゾリル、置換もしくは非置換ジベンゾチオフェニル、または置換もしくは非置換ジベンゾフラニルを表し得る。好ましくは、Ａｒ５及びＡｒ６における置換ヘテロアリール及び置換アリールの置換基は、それぞれ独立して、（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル、（Ｃ６−Ｃ２０）アリール、（６〜２０員）ヘテロアリール、またはジ（Ｃ６−Ｃ２０）アリールアミノであり得る。
式１１において、好ましくは、Ｌ’は、単結合、または置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリーレンを表し得る。具体的には、Ｌ’は、単結合、置換もしくは非置換フェニレン、置換もしくは非置換ナフチレン、または置換もしくは非置換ビフェニレンを表し得る。
式１１において、好ましくは、Ｒ１５及びＲ１６は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリール、もしくは置換もしくは非置換（５〜２０員）ヘテロアリールを表し得るか、または隣接する置換基（複数可）に連結して置換もしくは非置換（Ｃ５−Ｃ２０）の単環式もしくは多環式の芳香族環を形成し、その炭素原子（複数可）は窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも１個のヘテロ原子と置き換えられてもよく、ｓ及びｔは、１を表す。式１１において、Ｒ１５及びＲ１６は、置換もしくは非置換フルオレニルでない場合がある。式１１において、Ｒ１５及びＲ１６は、それぞれ独立して、Ｒ１５及びＲ１６に連結したカルバゾール骨格のベンゼン環と置換もしくは非置換フルオレン環を形成しない場合がある。具体的には、Ｒ１５及びＲ１６は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換フェニル、置換もしくは非置換ナフチル、置換もしくは非置換ビフェニル、置換もしくは非置換ジベンゾチオフェニル、置換もしくは非置換ジベンゾフラニル、もしくは置換もしくは非置換カルバゾリルを表し得るか、または隣接する置換基（複数可）に連結して置換もしくは非置換ベンゼン環、置換もしくは非置換インデン環、置換もしくは非置換インドール環、置換もしくは非置換ベンゾチオフェン環、もしくは置換もしくは非置換ベンゾフラン環を形成し得る。好ましくは、Ｒ１５及びＲ１６における置換ヘテロアリール及び置換アリール等の置換基の置換基は、それぞれ独立して、（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル、（Ｃ６−Ｃ２０）アリール、非置換もしくは（Ｃ６−Ｃ２０）アリールで置換された（６〜２０員）ヘテロアリール、ジ（Ｃ６−Ｃ２０）アリールアミノ、またはトリ（Ｃ６−Ｃ２０）アリールシリルであり得る。
本開示の一実施形態によれば、Ａｒ５及びＡｒ６は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換（６〜２０員）ヘテロアリール、または置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリールを表し得、Ｌ’は、単結合、または置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリーレンを表し、Ｒ１５及びＲ１６は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリール、または置換もしくは非置換（５〜２０員）ヘテロアリールを表すか、あるいは隣接する置換基（複数可）に連結して置換もしくは非置換（Ｃ５−Ｃ２０）の単環式もしくは多環式の芳香族環を形成し、その炭素原子（複数可）は窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも１個のヘテロ原子と置き換えられてもよく、ｓ及びｔは、１を表し得る。
具体的には、式１１の化合物は、以下を含むが、これらには限定されない。
Figure 2017510074
Figure 2017510074
Figure 2017510074
本開示の別の態様によれば、第１の電極、第１の電極に対向する第２の電極、第１の電極と第２の電極との間の発光層、発光層と第２の電極との間の電子輸送ゾーン及び電子バッファリング層を備え、電子バッファリング層が上の式１によって表される化合物を含む、有機電界発光デバイスが提供される。
第１の電極及び第２の電極ならびに発光層を備える有機電界発光デバイスにおいて、発光層と第２の電極との間に電子バッファリング層を挿設することによって、電子注入は、電子バッファリング層の電子親和力ＬＵＭＯエネルギーによって制御され得る。
有機電界発光デバイスの電子バッファリング層は、式１の化合物に加えて、式１１の化合物を更に含んでもよい。式１の化合物と式１１の化合物との間の重量比は、駆動電圧及び発光効率の見地からは、１：９９〜９９：１、好ましくは１０：９０〜９０：１０、より好ましくは３０：７０〜７０：３０の範囲である。
電子バッファリング層が式１の化合物及び式１１の化合物の両方を含む場合、電子バッファリング層のためのこれらの化合物は、同時蒸着または混合蒸着され得る。本明細書では、同時蒸着とは、２つ以上の材料の各々をそれぞれの坩堝セルに導入し、電流をセルに印加して材料の各々を蒸発させることによって、２つ以上の材料を混合物として蒸着させるプロセスを指す。本明細書では、混合蒸着とは、蒸着前に２つ以上の材料を１つの坩堝セル内で混合し、電流をセルに印加して混合物を蒸発させることによって、２つ以上の材料を混合物として蒸着させるプロセスを指す。
有機電界発光デバイスでは、発光層は、ホスト化合物及びドーパント化合物を含んでもよい。ホスト化合物は、リン光性ホスト化合物または蛍光ホスト化合物であり得る。ドーパント化合物は、リン光性ドーパント化合物または蛍光ドーパント化合物であり得る。好ましくは、ホスト化合物及びドーパント化合物は、それぞれ、蛍光ホスト化合物及び蛍光ドーパント化合物であり得る。電子バッファリング層のＬＵＭＯエネルギー準位は、ホスト化合物のＬＵＭＯエネルギー準位よりも高くてもよい。具体的には、電子バッファリング層とホスト化合物との間のＬＵＭＯエネルギー準位の差異は、０．７ｅＶ以下であり得る。例えば、電子バッファリング層及びホスト化合物のＬＵＭＯエネルギー準位は、それぞれ、１．９ｅＶ及び１．６ｅＶであり得、したがって、ＬＵＭＯエネルギー準位の差異は、０．３ｅＶであり得る。ホスト化合物と電子バッファリング層との間のＬＵＭＯ障壁は、駆動電圧の上昇を引き起こし得るが、電子バッファリング層に含まれる式１の化合物のため、電子は、より容易にホスト化合物に移動され得る。したがって、本開示の有機電界発光デバイスは、低い駆動電圧、高い発光効率、及び長い寿命を有し得る。本明細書では、具体的には、電子バッファリング層のＬＵＭＯエネルギー準位は、電子バッファリング層に含まれる式１の化合物の準位を指し得る。
電子バッファリング層のＬＵＭＯエネルギー準位は、好ましくは１．６〜２．３ｅＶの範囲内、より好ましくは１．７５〜２．０５ｅＶの範囲内であり得る。電子バッファリング層のＬＵＭＯエネルギー準位が上のような範囲内にある場合、電子は、別の層に容易には注入され得ない。しかしながら、電子バッファリング層が式１の化合物を含む場合、有機電界発光デバイスは、低い駆動電圧、高い発光効率、及び長い寿命を有し得る。
本開示の有機電界発光デバイスでは、電子輸送ゾーンは、第２の電極から発光層に電子を輸送するゾーンを指す。電子輸送ゾーンは、電子輸送化合物、還元性ドーパント、またはそれらの組み合わせを含んでもよい。電子輸送化合物は、オキサゾール系化合物、イソオキサゾール化合物、トリアゾール系化合物、イソチアゾール系化合物、オキサジアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、ペリレン系化合物、アントラセン系化合物、アルミニウム錯体、及びガリウム錯体からなる群から選択される少なくとも１つであり得る。還元性ドーパントは、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、ならびにそれらのハロゲン化物、酸化物、及び錯体からなる群から選択される少なくとも１つであり得る。電子輸送ゾーンは、電子輸送層、電子注入層、またはそれらの両方を備え得る。電子輸送層及び電子注入層は、それぞれ独立して、２つ以上の層から構成され得る。電子バッファリング層のＬＵＭＯエネルギー準位は、電子輸送ゾーンのＬＵＭＯエネルギー準位よりも高くても、または低くてもよい。例えば、電子バッファリング層及び電子輸送ゾーンは、それぞれ、１．９ｅＶ及び１．８ｅＶのＬＵＭＯエネルギー準位を有し得、それらのＬＵＭＯエネルギー準位の差異は、０．１ｅＶであり得る。電子バッファリング層が該数値範囲内のようなＬＵＭＯエネルギー準位を有する場合、電子は、電子バッファリング層を通して発光層に容易に注入され得る。電子輸送ゾーンのＬＵＭＯエネルギー準位は、１．７ｅＶ以上、または１．９ｅＶ以上であり得る。本開示では、具体的には、電子輸送ゾーンのＬＵＭＯエネルギー準位は、電子輸送ゾーン内に含まれる電子輸送材料の準位を指し得る。電子輸送ゾーンが２つ以上の層を有する場合、電子輸送ゾーンのＬＵＭＯエネルギー準位は、電子輸送ゾーン内に存在し電子バッファリング層に隣接する層に含まれる材料のそれであり得る。
具体的には、電子バッファリング層のＬＵＭＯエネルギー準位は、ホスト化合物及び電子輸送ゾーンのそれよりも高くてもよい。例えば、ＬＵＭＯエネルギー準位は、以下の関係、すなわち、電子バッファリング層＞電子輸送ゾーン＞ホスト化合物、を有し得る。上述のＬＵＭＯの関係によれば、電子は、発光層と電子バッファリング層との間にトラップされ、これは、電子の発光層への注入を阻害し、したがって、駆動電圧の上昇を引き起こし得る。しかしながら、式１の化合物を含む電子バッファリング層は、電子を発光層に容易に輸送することができ、したがって、本開示の有機電界発光デバイスは、低い駆動電圧、高い発光効率、及び長い寿命を有し得る。
ＬＵＭＯエネルギー準位は、既知の様々な方法によって容易に測定できる。一般に、サイクリックボルタンメトリー法または紫外光電子分光法（ＵＰＳ）が使用され得る。したがって、当業者は、上述のＬＵＭＯエネルギー準位の関係を満たす電子バッファリング層、ホスト材料、及び電子輸送ゾーンを容易に理解及び判定することができ、そのため当業者は、本発明を容易に実施することができる。ＨＯＭＯエネルギー準位は、ＬＵＭＯエネルギー準位と同じ方式で容易に測定することができる。
本開示の有機電界発光デバイスの層は、発光層、電子バッファリング層、電子輸送ゾーン、及び第２の電極の順番で、または発光層、電子輸送ゾーン、電子バッファリング層、及び第２の電極の順番で、形成することができる。
これより、図１を参照して、有機電界発光デバイスの構造及びそれを作製するための方法を詳細に説明する。
図１は、基板１０１、基板１０１上に形成された第１の電極１１０、第１の電極１１０上に形成された有機層１２０、及び有機層１２０上に形成され第１の電極１１０に対向する第２の電極１３０を備える、有機電界発光デバイス１００を示している。
有機層１２０は、正孔注入層１２２、正孔注入層１２２上に形成された正孔輸送層１２３、正孔輸送層１２３上に形成された発光層１２５、発光層１２５上に形成された電子バッファリング層１２６、及び電子バッファリング層１２６上に形成された電子輸送ゾーン１２９を備え、電子輸送ゾーン１２９は、電子バッファリング層１２６上に形成された電子輸送層１２７、及び電子輸送層１２７上に形成された電子注入層１２８を備える。
基板１０１は、ガラス基板、プラスチック基板、または金属基板等の、有機電界発光デバイス用の任意の従来の基板であり得る。
第１の電極１１０は、アノードであり得、仕事関数の高い材料によって作製され得る。第１の電極１１０は、真空蒸着、スパッタリング等の、当技術分野で既知の任意の方法によって形成され得る。
正孔注入層１２２は、当技術分野で既知の任意の正孔注入材料によって作製され得る。例えば、正孔注入層１２２は、以下の式１２によって表される化合物で形成され得る。
Figure 2017510074
式中、Ｒは、シアノ（−ＣＮ）、ニトロ（−ＮＯ２）、フェニルスルホニル（−ＳＯ２（Ｃ６Ｈ５））、シアノ置換またはニトロ置換（Ｃ２−Ｃ５）アルケニル、及びシアノ置換またはニトロ置換フェニルからなる群から選択され得る。
式１２の化合物は、結晶化特性を有する。したがって、この化合物を使用することによって、正孔注入層１２２は、強度を有し得る。式１２の化合物の例としては、以下の式のＨＡＴ−ＣＮ（１，４，５，８，９，１１−ヘキサアザトリフェニレン−ヘキサカルボニトリル）が挙げられる。
Figure 2017510074
正孔注入層１２２は、単層であり得るか、または２つ以上の層から構成され得る。後者の場合、２つ以上の層のうちの１つは、式１２の化合物を含んでもよい。正孔注入層１２２の厚さは、約１ｎｍ〜約１，０００ｎｍ、好ましくは約５ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲内であり得る。正孔注入層１２２は、真空蒸着、湿式成膜法、レーザー誘導熱転写法（ｌａｓｅｒ ｉｎｄｕｃｅｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｉｍａｇｉｎｇ）等の、既知の様々な方法を使用することによって、第１の電極１１０上に形成され得る。
正孔輸送層１２３は、当技術分野で既知の任意の正孔輸送材料によって作製され得る。正孔輸送層１２３は、単層であり得るか、または２つ以上の層から構成され得る。正孔輸送層１２３の厚さは、約１ｎｍ〜約１００ｎｍ、好ましくは約５ｎｍ〜約８０ｎｍの範囲内であり得る。正孔輸送層１２３は、真空蒸着、湿式成膜法、レーザー誘導熱転写法等の、既知の様々な方法を使用することによって、正孔注入層１２２上に形成され得る。
発光層１２５は、ホスト化合物及びドーパント化合物によって作製され得る。ホスト化合物は、リン光性ホスト化合物または蛍光ホスト化合物であり得る。ドーパント化合物は、リン光性ドーパント化合物または蛍光ドーパント化合物であり得る。使用されるべきホスト化合物及びドーパント化合物の種類は、特に限定されず、上述のＬＵＭＯエネルギー準位を有し、当技術分野で既知の化合物から選択された化合物であり得る。好ましくは、ホスト化合物は、蛍光ホスト化合物であり得る。蛍光ホスト化合物は、以下の式１３によって表されるアントラセン系化合物であり得る。
Figure 2017510074
式中、Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、または置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリールを表し、Ａｒ３及びＡｒ４は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、ニトロ、ヒドロキシ、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリール、置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルシリル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルシリル、または−ＮＲ２１Ｒ２２を表し、Ｒ２１及びＲ２２は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、または置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリールを表すか、あるいは互いに連結して（３〜３０員）の単環式もしくは多環式の脂環式もしくは芳香族環を形成し、その炭素原子（複数可）は窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも１個のヘテロ原子と置き換えられてもよく、ｇ及びｈは、それぞれ独立して、１〜４の整数を表し、ｇまたはｈが２以上の整数である場合、Ａｒ３またはＡｒ４の各々は、同じかまたは異なってもよい。
式１３において、Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ独立して、好ましくは、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリールを表し得る。具体的には、Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換フェニル、置換もしくは非置換ビフェニル、置換もしくは非置換ナフチル、置換もしくは非置換アントラセニル、置換もしくは非置換フェナントレニル、置換もしくは非置換ナフタセニル、置換もしくは非置換フルオランテニル、置換もしくは非置換ピレニル、または置換もしくは非置換クリセニルを表し得る。式１３において、Ａｒ３及びＡｒ４は、それぞれ独立して、好ましくは、水素、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２１）アリール、置換もしくは非置換（５〜２１員）ヘテロアリール、または−ＮＲ２１Ｒ２２を表し得る。
具体的には、式１３の化合物は、以下を含むが、これらには限定されない。
Figure 2017510074
Figure 2017510074
Figure 2017510074
Figure 2017510074
Figure 2017510074
Figure 2017510074
好ましくは、ドーパント化合物は、蛍光ドーパント化合物であり得る。放出される必要がある光の色の見地からは、蛍光ドーパント化合物は、好ましくは、アミン系化合物、芳香族化合物、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体等のキレート錯体、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等；より好ましくは、スチリルアミン化合物、スチリルジアミン化合物、アリールアミン化合物、及びアリールジアミン化合物；更により好ましくは、縮合多環式アミド誘導体から選択され得る。蛍光ドーパントは、単独で、または２つ以上の化合物の組み合わせとして、使用され得る。
蛍光ドーパント化合物は、以下の式１４によって表される縮合多環式アミン誘導体であり得る。
Figure 2017510074
式中、Ａｒ２１は、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ５０）アリールまたはスチリルを表し、Ｌ１は、単結合、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレン、または置換もしくは非置換（３〜３０員）ヘテロアリーレンを表し、Ａｒ２２及びＡｒ２３は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、または置換もしくは非置換（３〜３０員）ヘテロアリールを表すか、あるいは隣接する置換基（複数可）に連結して（３〜３０員）の単環式もしくは多環式の脂環式もしくは芳香族環を形成し、その炭素原子（複数可）は窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも１個のヘテロ原子と置き換えられてもよく、ｊは、１または２を表し、ｊが２である場合、
Figure 2017510074
の各々は、同じかまたは異なってもよい。
Ａｒ２１のための好ましいアリールとしては、置換もしくは非置換フェニル、置換もしくは非置換フルオレニル、置換もしくは非置換アントリル、置換もしくは非置換ピレニル、置換もしくは非置換クリセニル、置換もしくは非置換ベンゾフルオレニル、及びスピロ［フルオレン−ベンゾフルオレン］等が挙げられる。
具体的には、式１４の化合物は、以下を含むが、これらには限定されない。
Figure 2017510074
Figure 2017510074
Figure 2017510074
発光層１２５がホスト及びドーパントを含む場合、ドーパントは、発光層のドーパント及びホストの総量に基づいて約２５重量％未満、好ましくは１７重量％未満の量でドーピングされ得る。発光層１２５の厚さは、約５ｎｍ〜約１００ｎｍ、好ましくは約１０ｎｍ〜約６０ｎｍの範囲内であり得る。発光は、発光層１２５で生じる。発光層１２５は、単層であり得るか、または２つ以上の層から構成され得る。発光層１２５が２つ以上の層から構成される場合、それらの層の各々は、互いに異なる色を放出するように作製され得る。例えば、デバイスは、青色、赤色、及び緑色をそれぞれ放出する３つの発光層１２５を作製することによって、白色光を放出し得る。発光層１２５は、真空蒸着、湿式成膜法、レーザー誘導熱転写法等の、既知の様々な方法を使用することによって、正孔輸送層１２３上に形成され得る。
電子バッファリング層１２６は、本開示の式１の化合物を用いる。式１の化合物の詳細は、前述の通りである。電子バッファリング層１２６の厚さは、１ｎｍ以上であるが、特にこれには限定されない。具体的には、電子バッファリング層１２６の厚さは、２ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であり得る。電子バッファリング層１２６は、真空蒸着、湿式成膜法、レーザー誘導熱転写法等の、既知の様々な方法を使用することによって、発光層１２５上に形成され得る。
電子輸送層１２７は、当技術分野で既知の任意の電子輸送材料によって作製され得、これには、オキサゾール系化合物、イソオキサゾール化合物、トリアゾール系化合物、イソチアゾール系化合物、オキサジアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、ペリレン系化合物、アントラセン系化合物、アルミニウム錯体、及びガリウム錯体が含まれるが、これらには限定されない。アントラセン系化合物は、以下の式１５によって表される化合物であり得る。
Figure 2017510074
式中、Ｒ３１〜Ｒ３５は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、ヒドロキシ、シアノ、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルカルボニル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルカルボニル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシカルボニル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリールカルボニル、置換もしくは非置換（Ｃ２−Ｃ３０）アルケニル、置換もしくは非置換（Ｃ２−Ｃ３０）アルキニル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、または置換もしくは非置換（３〜３０員）ヘテロアリールを表すか、あるいは隣接する置換基（複数可）に連結して（３〜３０員）の単環式もしくは多環式の脂環式もしくは芳香族環を形成し、その炭素原子（複数可）は窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも１個のヘテロ原子と置き換えられてもよく、Ｌ２は、単結合、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキレン、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレン、または置換もしくは非置換（３〜３０員）ヘテロアリーレンを表し、Ｑ１〜Ｑ９は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリールまたは置換もしくは非置換（３〜３０員）ヘテロアリールを表し、ｋは、１〜１０の整数を表す。
式１５において、好ましくは、Ｒ３１〜Ｒ３５のうちの１つは、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ１８）アリール、または置換もしくは非置換（５〜１８員）ヘテロアリールであり得、Ｒ３１〜Ｒ３５のうちの残りは、水素であり得、Ｑ２及びＱ７は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリールまたは置換もしくは非置換（３〜３０員）ヘテロアリールを表し得、Ｑ１、Ｑ３〜Ｑ６、Ｑ８、及びＱ９は、水素を表し得、ｋは、１を表し得る。
式１５の具体的な化合物としては、以下の化合物が挙げられる。
Figure 2017510074
好ましくは、電子輸送層１２７は、電子輸送化合物及び還元性ドーパントを含む混合層であり得る。この場合、電子輸送化合物が還元されてアニオンとなり、したがって、電界発光媒体に電子を注入及び輸送するのがより容易となる。混合層のための電子輸送化合物は、特に限定されず、上述の既知の電子輸送材料のうちのいずれかであり得る。還元性ドーパントは、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、ならびにそれらのハロゲン化物、酸化物、及び錯体から選択され得る。具体的には、還元性ドーパントとしては、キノリン酸リチウム、キノリン酸ナトリウム、キノリン酸セシウム、キノリン酸カリウム、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＯ、及びＢａＦ２が挙げられるが、これらには限定されない。電子輸送層１２７の厚さは、約５〜約１００ｎｍ、好ましくは約１０〜約６０ｎｍの範囲内であり得る。電子輸送層１２７は、真空蒸着、湿式成膜法、レーザー誘導熱転写法等の、既知の様々な方法を使用することによって、電子バッファリング層１２６上に形成され得る。
電子注入層１２８は、当技術分野で既知の任意の電子注入材料によって作製され得、これには、キノリン酸リチウム、キノリン酸ナトリウム、キノリン酸セシウム、キノリン酸カリウム、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＯ、及びＢａＦ２が含まれるが、これらには限定されない。電子注入層の厚さは、約０．１〜約１０ｎｍ、好ましくは約０．３〜約９ｎｍの範囲内であり得る。電子注入層１２８は、真空蒸着、湿式成膜法、レーザー誘導熱転写法等の、既知の様々な方法を使用することによって、電子輸送層上に形成され得る。
第２の電極１３０は、カソードであり得、仕事関数の低い材料によって作製され得る。第２の電極１３０のための材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、セシウム（Ｃｓ）、リチウム（Ｌｉ）、及びそれらの組み合わせが挙げられる。第２の電極１３０は、真空蒸着、スパッタリング等の、当技術分野で既知の任意の方法によって形成され得る。
図１に示されている有機電界発光デバイスに関する上述の説明は、本発明の一実施形態を説明することを目的とするものであり、本発明の範囲をいかようにも制限することを意図するものではない。有機電界発光デバイスは、別の方法で構築され得る。例えば、発光層及び電子バッファリング層を除き、正孔注入層等の任意の自由選択的コンポーネントが、図１の有機電界発光デバイスに含まれない場合がある。加えて、そこには、自由選択的コンポーネントが更に含まれ得、これには、ｎ型ドーピング層及びｐ型ドーピング層等の不純物層が挙げられる。有機電界発光デバイスは、不純物層の両面の各々上に発光層が設けられる両面発光型であり得る。不純物層上の２つの発光層は、異なる色を放出し得る。有機電界発光デバイスは、第１の電極が透明電極であり、第２の電極が反射電極である底面発光型であり得る。有機電界発光デバイスは、第１の電極が反射電極であり、第２の電極が透明電極である上面発光型であり得る。有機電界発光デバイスは、カソード、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、及びアノードが基板上に順次に堆積された逆型構造を有し得る。
図２は、本開示の一実施形態による有機電界発光デバイスの正孔輸送層、発光層、電子バッファリング層、及び電子輸送ゾーンの間のエネルギーバンド図を図示している。
図２では、正孔輸送層１２３、発光層１２５、電子バッファリング層１２６、及び電子輸送ゾーン１２９が、順次に堆積されている。カソードから注入された電子（ｅ）は、電子輸送ゾーン１２９及び電子バッファリング層１２６を通して発光層に輸送される。電子バッファリング層１２６のＬＵＭＯエネルギー準位は、発光層１２５のホスト化合物及びドーパント化合物ならびに電子輸送層１２７のそれよりも高くてもよい。具体的には、ＬＵＭＯエネルギー準位は、以下の関係、すなわち、電子バッファリング層＞電子輸送ゾーン＞ホスト化合物、を有し得る。先行技術によれば、発光層内の発光部位は、正孔トラップのために正孔輸送層の方にシフトされ、それによって、光は、インターフェースで放出される。しかしながら、本開示によれば、電子（ｅ）は、上述の電子バッファリング層１２６のＬＵＭＯエネルギー準位のためにトラップされ、そのため発光層内の発光部位が電子輸送ゾーン１２９の方にシフトされ得、したがって有機電界発光デバイスの寿命及び効率性が改善され得る。一方で、電子バッファリング層１２６のＨＯＭＯエネルギー準位は、発光層１２５のホスト化合物及びドーパント化合物のそれよりも高いが、電子輸送ゾーン１２９のＨＯＭＯエネルギー準位よりも低くても、または高くてもよい。
これより、本開示の一実施形態による有機電界発光デバイスの作製方法及びデバイスの発光特性を、以下の実施例を参照して詳細に説明する。
［比較例１］電子バッファリング層を含まない青色発光ＯＬＥＤの作製
ＯＬＥＤを以下の通りに製造した。ＯＬＥＤ用のガラス基板上の透明電極インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）薄膜（１５Ω／ｓｑ）（Ｓａｍｓｕｎｇ Ｃｏｒｎｉｎｇ）を、順次にトリクロロエチレン、アセトン、エタノール、及び蒸留水による超音波洗浄に供した後、イソプロパノール中で保管した。次いで、ＩＴＯ基板を真空蒸着装置の基板ホルダに載置した。Ｎ４，Ｎ４’−ジフェニル−Ｎ４，Ｎ４’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミンを、該真空蒸着装置のセルに導入し、次いで、該装置のチャンバ内の圧力を１０−６トルに制御した。その後、電流をセルに印加して上述の導入材料を蒸発させ、それによってＩＴＯ基板上に６０ｎｍの厚さを有する第１の正孔注入層を形成した。次いで、１，４，５，８，９，１１−ヘキサアザトリフェニレン−ヘキサカルボニトリル（ＨＡＴ−ＣＮ）を該真空蒸着装置の別のセルに導入し、電流をセルに印加することによって蒸発させ、それによって、第１の正孔注入層上に５ｎｍの厚さを有する第２の正孔注入層を形成した。次いで、Ｎ−（［１，１’−ビフェニル］−４−イル）−９，９−ジメチル−Ｎ−（４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル）−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（ＨＴ−１）を、該真空蒸着装置の別のセルに導入し、電流をセルに印加することによって蒸発させ、それによって、第２の正孔注入層上に２０ｎｍの厚さを有する第１の正孔輸送層を形成した。その後、ＨＴ−２を該真空蒸着装置の別のセルに導入し、電流をセルに印加することによって蒸発させ、それによって、第１の正孔輸送層上に５ｎｍの厚さを有する第２の正孔輸送層を形成した。その後、化合物Ｈ−１をホスト材料として該真空蒸着装置の１つのセルに導入し、化合物Ｄ−３８をドーパントとして別のセルに導入した。２つの材料を異なる速度で蒸発させ、ホスト及びドーパントの総量に基づいて２重量％のドーピング量で蒸着させて、正孔輸送層上に２０ｎｍの厚さを有する発光層を形成した。次いで、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］イミダゾールを１つのセルに導入し、キノリン酸リチウムを別のセルに導入した。２つの材料を同じ速度で蒸発させ、それぞれ５０重量％のドーピング量で蒸着させて、発光層上に３５ｎｍの厚さを有する電子輸送層を形成した。キノリン酸リチウムを、２ｎｍの厚さを有する電子注入層として電子輸送層上に蒸着させた後、８０ｎｍの厚さを有するＡｌカソードを、別の真空蒸着装置によって電子注入層上に蒸着させた。このように、ＯＬＥＤデバイスを製造した。ＯＬＥＤデバイスを製造するために使用した全ての材料は、１０−６トルでの真空昇華によって精製した。
図３は、作製された有機電界発光デバイスの電流効率対輝度を図示するグラフを示している。加えて、発光効率、ＣＩＥ色座標、１，０００ニットの輝度における駆動電圧、ならびに２，０００ニット及び定電流における１０時間での寿命を下の表１に示す。
［実施例１〜３］本開示による電子バッファリング材料の電子バッファリング層を備えた青色発光ＯＬＥＤの作製
電子輸送層の厚さが３０ｎｍであり、５ｎｍの厚さを有する電子バッファリング層を発光層と電子輸送層との間に挿設したことを除き、比較例１でと同じ方式でＯＬＥＤを製造し、評価した。実施例１〜３で使用した電子バッファリング材料を下の表１及び４に示す。図３は、作製された有機電界発光デバイスの電流効率対輝度を図示するグラフを示している。加えて、実施例１〜３で作製したデバイスの評価結果を下の表１に示す。
［比較例２及び３］従来の電子バッファリング材料の電子バッファリング層を備えた青色発光ＯＬＥＤの作製
ＢＦ−１及びＢＦ−６５を電子バッファリング材料のために使用し、ＨＴ−３を第２の正孔輸送層のために使用したことを除き、実施例１でと同じ方式でＯＬＥＤを製造し、評価した。比較例２及び３で作製したデバイスの評価結果を下の表１に示した。
Figure 2017510074
上の表１から、本開示の電子バッファリング材料による電子流の迅速性のため、実施例１〜３のデバイスは、電子バッファリング層を含まないかまたは本開示の電子バッファリング材料を使用せずに電子バッファリング層を作製する比較例１〜３のデバイスよりも高い効率性及び長い寿命を示すことが分かる。実施例１〜３の電子バッファリング層のＬＵＭＯエネルギー準位は、約１．９ｅＶであり、ホスト化合物のＬＵＭＯエネルギー準位は、約１．６ｅＶであり、電子輸送層のＬＵＭＯエネルギー準位は、約１．８ｅＶであった。図３から、実施例１〜３の有機電界発光デバイスは、輝度範囲全体にわたって、比較例１の有機電界発光デバイスよりも高い電流効率を示すことが分かる。
［比較例４］電子バッファリング層を含まない青色発光ＯＬＥＤの作製
第２の正孔輸送層のための化合物を下の表４に示されているＨＴ−３に変更したことを除き、比較例１でと同じ方式でＯＬＥＤを製造した。発光効率、ＣＩＥ色座標、１，０００ニットの輝度における駆動電圧、ならびに２，０００ニット及び定電流で輝度が１００％から９０％に低減するのにかかった時間を下の表２に示す。
［実施例４〜８］本開示による電子バッファリング材料の電子バッファリング層を含む青色発光ＯＬＥＤの作製
電子輸送層の厚さが３０ｎｍであり、５ｎｍの厚さを有し、電子バッファリング材料を含む電子バッファリング層を発光層と電子輸送層との間に挿設したことを除き、比較例４でと同じ方式でＯＬＥＤを製造し、評価した。実施例４〜８で使用した電子バッファリング材料を下の表２及び４に示す。実施例４〜８で作成したデバイスの評価結果を下の表２に示す。
Figure 2017510074
本開示の電子バッファリング材料による電子流の迅速性のため、実施例４〜８のデバイスは、比較例４の電流特性に似た電流特性を有するが、比較例４のデバイスよりも高い効率性及び長い寿命を示すことが分かる。
［比較例５］電子バッファリング層を含まない緑色発光ＯＬＥＤの作製
第１の正孔輸送層の厚さが１０ｎｍであり、ＨＴ−４を使用して３０ｎｍの厚さを有する第２の正孔輸送層を第１の正孔輸送層上に形成し、Ｈ−４４及びＤ−８８をそれぞれホスト及びドーパントとして使用したことを除き、比較例１でと同じ方式でＯＬＥＤを製造し、評価した。作製したＯＬＥＤを、発光効率、ＣＩＥ色座標、１，０００ニットの輝度における駆動電圧、ならびに２，０００ニット及び定電流で輝度が１００％から９０％に低減するのにかかった時間について評価したが、その結果を下の表３に示す。
［実施例９〜１０］本開示による電子バッファリング材料の電子バッファリング層を備えた緑色発光ＯＬＥＤの作製
電子輸送層の厚さが３０ｎｍであり、５ｎｍの厚さを有し、電子バッファリング材料を含む電子バッファリング層を発光層と電子輸送層との間に挿設したことを除き、比較例５でと同じ方式でＯＬＥＤを製造し、評価した。実施例９及び１０で使用した電子バッファリング材料を、作製したデバイスの評価結果と併せて、下の表３に示す。
Figure 2017510074
本開示の電子バッファリング材料による電子流の迅速性のため、実施例９〜１０のデバイスは、電子バッファリング層を含まない比較例５の電流特性に似た電流特性を有するが、比較例５のデバイスよりも高い効率性及び長い寿命を示すことが分かる。
Figure 2017510074
［実施例１１〜１６］本開示による電子バッファリング材料の電子バッファリング層を備えた青色発光ＯＬＥＤの作製
下の表５に示されている化合物を電子バッファリング材料として使用したことを除き、実施例１でと同じ方式でＯＬＥＤを製造した。電子バッファリング層は、表５に示されている２つの化合物の同時蒸着によって形成した。作製したＯＬＥＤを、発光効率、ＣＩＥ色座標、１，０００ニットの輝度における駆動電圧、ならびに２，０００ニット及び定電流における１０時間での寿命について評価したが、その結果を下の表５に示す。
Figure 2017510074
上の表５から、本開示の電子バッファリング材料による電子流の迅速性のため、実施例１１〜１６のデバイスは、電子バッファリング層を含まないかまたは本開示の電子バッファリング材料を使用せずに電気バッファ層を作製する表１に示されている比較例１〜３のデバイスよりも高い効率性及び長い寿命を示すことが分かる。
［実施例１７〜１８］本開示による電子バッファリング材料の電子バッファリング層を備えた青色発光ＯＬＥＤの作製
下の表６に示されている化合物を電子バッファリング材料として使用したことを除き、実施例１でと同じ方式でＯＬＥＤを製造した。実施例１７の電子バッファリング層は、同時蒸着によって形成した一方、実施例１８の電子バッファリング層は、混合蒸着によって形成した。作製したＯＬＥＤを、発光効率、ＣＩＥ色座標、１，０００ニットの輝度における駆動電圧、ならびに２，０００ニット及び定電流における１０時間での寿命について評価したが、その結果を下の表６に示す。
Figure 2017510074
上の表６から、本開示の電子バッファリング材料による電子流の迅速性のため、実施例１７及び１８のデバイスは、電子バッファリング層を含まないかまたは本開示の電子バッファリング材料を使用せずに電気バッファ層を作製する表１に示されている比較例１〜３のデバイスよりも高い効率性を示すことが分かる。特に、寿命は、９７．４％と顕著に向上された。更に、Ｂ−１４５及びＢＦ−６は、同じ蒸着温度を有し、したがって、混合蒸着に好適である。実施例１８は、電子バッファリング層が材料と共に混合蒸着によって形成され得ることを示している。真空蒸着装置内での化合物のそれぞれの蒸着温度を下の表７に示す。電子バッファリング層のための混合蒸着の方法は、材料全体が坩堝内で消費されるまでデバイス特性が維持され得るという点で、利点を有する。
Figure 2017510074
参照番号の説明
１００：有機電界発光デバイス
１０１：基板
１１０：第１の電極
１２０：有機層
１２２：正孔注入層
１２３：正孔輸送層
１２５：発光層
１２６：電子バッファリング層
１２７：電子輸送層
１２８：電子注入層
１２９：電子輸送ゾーン
１３０：第２の電極

Claims (9)

  1. 以下の式１によって表される化合物を含む電子バッファリング材料であって、
    Figure 2017510074
     式中、
    Ａは、置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリールを表し、
    Ｌは、単結合、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレン、または置換もしくは 非置換（５〜３０員）ヘテロアリーレンを表し、
    Ｒ１は、以下の式２ａまたは２ｂを表し、
    Figure 2017510074
     Ｒ２は、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリール、置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ、置換もしくは非置換トリ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルシリル、置換もしくは非置換トリ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、または以下の式３を表すか、あるいは前記カルバゾール骨格と縮合して置換もしくは非置換ベンゾカルバゾールを形成し得、
    Figure 2017510074
     Ｘは、Ｏ、Ｓ、ＣＲ１１Ｒ１２、ＮＲ１３またはＳｉＲ１３Ｒ１４を表し、
    Ｒ３は、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリール、置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ、置換もしくは非置換トリ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルシリル、置換もしくは非置換トリ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、または置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノを表し、
    Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７、及びＲ１０は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリール、置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ、置換もしくは非置換トリ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルシリル、置換もしくは非置換トリ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、または置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノを表すか、あるいは隣接する置換基（複数可）に連結して置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）の単環式もしくは多環式の脂環式もしくは芳香族環を形成し、その炭素原子（複数可）は窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも１個のヘテロ原子と置き換えられてもよく、
    Ｒ６、Ｒ８、及びＲ９は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリール、置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、または置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノを表し、
    Ｒ１１〜Ｒ１４は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、または置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリールを表すか、あるいは隣接する置換基（複数可）に連結して置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）の単環式もしくは多環式の脂環式もしくは芳香族環を形成し、その炭素原子（複数可）は窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも１個のヘテロ原子で置き換えられてもよく、
    ａ、ｃ、ｄ、ｅ、及びｆは、それぞれ独立して、０〜４の整数を表し、ａ、ｃ、ｄ、ｅ、またはｆが２以上の整数である場合、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７、またはＲ１０の各々は、同じかまたは異なってもよく、
    ｂは、０〜３の整数を表し、ｂが２以上の整数である場合、Ｒ３の各々は、同じかまたは異なってもよく、
    ｎは、０または１の整数を表し、ｍは、１または２の整数を表し、
    ＊は、前記カルバゾール骨格に対する結合部位を表し、
    前記ヘテロアリール（エン）は、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｐ（＝Ｏ）、Ｓｉ、及びＰから選択される１個以上のヘテロ原子を含有する、前記電子バッファリング材料。
  2. Ａは、置換もしくは非置換の窒素含有（５〜３０員）ヘテロアリールを表し、Ｌは、単結合または置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリーレンを表し、Ｒ１は、式２ａまたは２ｂを表し、Ｒ２は、水素、重水素、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリール、置換もしくは非置換（５〜２０員）ヘテロアリール、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ６−Ｃ２０）アリールアミノ、または式３を表すか、あるいは前記カルバゾール骨格と縮合して置換もしくは非置換ベンゾカルバゾールを形成し得、Ｘは、Ｏ、Ｓ、ＣＲ１１Ｒ１２、またはＮＲ１３を表し、Ｒ１０は、水素または（Ｃ１−Ｃ２０）アルキルを表し、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ７は、それぞれ独立して、水素または置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ２０）アルキルを表し、Ｒ６、Ｒ８及びＲ９は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ２０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリール、または置換もしくは非置換（６〜２０員）ヘテロアリールを表し、Ｒ１１〜Ｒ１４は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリール、または置換もしくは非置換（５〜２０員）ヘテロアリールを表し、前記ヘテロアリールは、Ｎ、Ｏ、及びＳから選択される１個以上のヘテロ原子を含有する、請求項１に記載の前記電子バッファリング材料。
  3. 式１の前記化合物は、以下からなる群から選択される、請求項１に記載の前記電子バッファリング材料。
    Figure 2017510074
    Figure 2017510074
    Figure 2017510074
  4. 以下の式１１によって表される化合物が更に含まれ、
    Figure 2017510074
     式中、
    Ａｒ５及びＡｒ６は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリール、または置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリールを表し、
    Ｌ’は、単結合、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレン、または置換もしくは非置換（３〜３０員）ヘテロアリーレンを表し、
    Ｘ１〜Ｘ３は、それぞれ独立して、ＮまたはＣを表すが、但し、Ｘ１〜Ｘ３のうちの少なくとも１つがＮを表すことを条件とし、
    Ｒ１５及びＲ１６は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、カルボキシ、ニトロ、ヒドロキシ、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリール、置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルケニル、置換もしくは非置換（３〜７員）ヘテロシクロアルキル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ、置換もしくは非置換トリ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルシリル、置換もしくは非置換トリ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、または置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノを表すか、あるいは隣接する置換基（複数可）に連結して置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）の単環式もしくは多環式の脂環式もしくは芳香族環を形成し、その炭素原子（複数可）は窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも１個のヘテロ原子で置き換えられてもよく、
    前記ヘテロアリール（エン）及びヘテロシクロアルキルは、それぞれ独立して、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｐ（＝Ｏ）、Ｓｉ、及びＰから選択される１個以上のヘテロ原子を含有し、
    ｓ及びｔは、それぞれ独立して、１〜４の整数を表し、ｓまたはｔが２以上の整数である場合、Ｒ１５またはＲ１６の各々は、同じかまたは異なってもよい、請求項１に記載の前記電子バッファリング材料。
  5. Ａｒ５及びＡｒ６は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換（６〜２０員）ヘテロアリール、または置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリールを表し、Ｌ’は、単結合、または置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリーレンを表し、Ｒ１５及びＲ１６は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリール、または置換もしくは非置換（５〜２０員）ヘテロアリールを表すか、あるいは隣接する置換基（複数可）に連結して置換もしくは非置換（Ｃ５−Ｃ２０）の単環式もしくは多環式の芳香族環を形成し、その炭素原子（複数可）は窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも１個のヘテロ原子と置き換えられてもよく、ｓ及びｔは、１を表す、請求項４に記載の前記電子バッファリング材料。
  6. 式１１の前記化合物は、以下からなる群から選択される、請求項４に記載の前記電子バッファリング材料。
    Figure 2017510074
    Figure 2017510074
    Figure 2017510074
  7. 第１の電極、前記第１の電極に対向する第２の電極、前記第１の電極と前記第２の電極との間の発光層、ならびに前記発光層と前記第２の電極との間の電子輸送ゾーン及び電子バッファリング層を備え、前記電子バッファリング層は、請求項１に記載の式１によって表される前記化合物を含む、有機電界発光デバイス。
  8. 前記電子バッファリング層は、請求項４に記載の式１１によって表される前記化合物を更に含む、請求項７に記載の前記有機電界発光デバイス。
  9. 前記電子バッファリング層の式１によって表される前記化合物及び式１１によって表される前記化合物は、同時蒸着または混合蒸着される、請求項８に記載の前記有機電界発光デバイス。
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