JP2019502654A - 化合物およびこれを含む有機電子素子 - Google Patents

化合物およびこれを含む有機電子素子 Download PDF

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Abstract

本出願は、化合物およびこれを含む有機電子素子に関する。

Description

本出願は、化合物およびこれを含む有機電子素子に関する。本出願は、2015年11月17日付で韓国特許庁に出願された韓国特許出願第10−2015−0161034号の出願日の利益を主張し、その内容はすべて明細書に組み込まれる。
有機電子素子の代表例には有機発光素子がある。一般的に、有機発光現象とは、有機物質を用いて電気エネルギーを光エネルギーに変換させる現象をいう。有機発光現象を利用する有機発光素子は、通常、陽極および陰極と、それらの間に有機物層とを含む構造を有する。ここで、有機物層は、有機発光素子の効率と安定性を高めるために、それぞれ異なる物質で構成された多層の構造からなる場合が多く、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などからなる。このような有機発光素子の構造において、2つの電極の間に電圧をかけると、陽極からは正孔が、陰極からは電子が有機物層に注入され、注入された正孔と電子が接した時、エキシトン(exciton)が形成され、このエキシトンが再び基底状態に落ちる時に光を発する。
本発明は、有機電子素子の消費電力を向上させ、駆動電圧を低下させることができる化合物およびこれを含む有機電子素子を提供する。
本明細書の一実施態様は、下記化学式1で表される化合物を提供する:
[化学式1]
Figure 2019502654
前記化学式1において、
Xは、下記(a)〜(d)のうちのいずれか1つで表され、
Figure 2019502654
A〜Cは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;シアノ基;フルオロアルキル基;フルオロアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
AおよびBのうちの少なくとも1つは、シアノ基;フルオロアルキル基;またはフルオロアルコキシ基であり、
R1およびR2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;シアノ基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボニル基;エステル基;イミド基;アミド基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリールオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;置換もしくは非置換のアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基である。
また、本明細書の一実施態様は、第1電極と、前記第1電極に対向して備えられた第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に備えられた1層以上の有機物層とを含む有機電子素子であって、前記有機物層のうちの1層以上は、前記化学式1の化合物を含むものである有機電子素子を提供する。
本発明の有機化合物は、正孔注入層、正孔輸送層、およびP型電荷生成層に適用することにより、電子収容能力に優れて電力効率の上昇を誘導して消費電力を改善し、駆動電圧を低下させることができる有機電子素子を提供するという利点がある。
基板1、陽極2、発光層3、陰極4が順次に積層された有機電子素子の例を示すものである。 基板1、陽極2、正孔注入層5、正孔輸送層6、発光層3、電子輸送層7、および陰極4が順次に積層された有機電子素子の例を示すものである。 基板1、陽極2、および陰極4を含み、陽極と陰極との間に正孔注入層5a、5b、正孔輸送層6a、6b、発光層3a、3b、および電子輸送層7a、7bを含むユニットを2つ含み、前記ユニットの間に電荷生成層8が備えられた有機電子素子の例を示すものである。
以下、本明細書についてより詳細に説明する。
本明細書の一実施態様は、前記化学式1で表される化合物を提供する。前記置換基の例示は以下に説明するが、これに限定されるものではない。
本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。
本明細書において、置換基の例示は以下に説明するが、これに限定されるものではない。
前記「置換」という用語は、化合物の炭素原子に結合された水素原子が他の置換基に変わることを意味し、置換される位置は、水素原子の置換される位置すなわち、置換基が置換可能な位置であれば限定せず、2以上置換される場合、2以上の置換基は、互いに同一でも異なっていてもよい。
本明細書において、「置換もしくは非置換の」という用語は、重水素;ハロゲン基;シアノ基;ニトロ基;イミド基;アミド基;カルボニル基;エステル基;ヒドロキシ基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリールオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;置換もしくは非置換のアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;置換もしくは非置換のアリール基;および置換もしくは非置換のヘテロアリール基からなる群より選択された1または2以上の置換基で置換されているか、前記例示された置換基のうちの2以上の置換基が連結された置換基で置換されるか、またはいずれの置換基も有しないことを意味する。例えば、「2以上の置換基が連結された置換基」は、ビフェニル基であってもよい。すなわち、ビフェニル基は、アリール基であってもよく、2個のフェニル基が連結された置換基と解釈されてもよい。
本明細書において、
Figure 2019502654
は、他の置換基または結合部に結合される部位を意味する。
本明細書において、ハロゲン基は、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素になってもよい。
本明細書において、イミド基の炭素数は特に限定されないが、炭素数1〜30のものが好ましい。具体的には、下記のような構造の化合物になってもよいが、これに限定されるものではない。
Figure 2019502654
本明細書において、アミド基は、アミド基の窒素が水素、炭素数1〜30の直鎖、分枝鎖もしくは環鎖アルキル基、または炭素数6〜30のアリール基で置換されていてもよい。具体的には、下記構造式の化合物になってもよいが、これに限定されるものではない。
Figure 2019502654
本明細書において、カルボニル基の炭素数は特に限定されないが、炭素数1〜30のものが好ましい。具体的には、下記のような構造の化合物になってもよいが、これに限定されるものではない。
Figure 2019502654
本明細書において、エステル基は、エステル基の酸素が炭素数1〜25の直鎖、分枝鎖もしくは環鎖アルキル基、または炭素数6〜30のアリール基で置換されていてもよい。具体的には、下記構造式の化合物になってもよいが、これに限定されるものではない。
Figure 2019502654
本明細書において、前記アルキル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、1〜30のものが好ましい。具体例としては、メチル、エチル、プロピル、n−プロピル、イソプロピル、ブチル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、sec−ブチル、1−メチル−ブチル、1−エチル−ブチル、ペンチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert−ペンチル、ヘキシル、n−ヘキシル、1−メチルペンチル、2−メチルペンチル、4−メチル−2−ペンチル、3,3−ジメチルブチル、2−エチルブチル、ヘプチル、n−ヘプチル、1−メチルヘキシル、シクロペンチルメチル、シクロヘキシルメチル、オクチル、n−オクチル、tert−オクチル、1−メチルヘプチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、n−ノニル、2,2−ジメチルヘプチル、1−エチル−プロピル、1,1−ジメチル−プロピル、イソヘキシル、2−メチルペンチル、4−メチルヘキシル、5−メチルヘキシルなどがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、シクロアルキル基は特に限定されないが、炭素数3〜30のものが好ましく、具体的には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、3−メチルシクロペンチル、2,3−ジメチルシクロペンチル、シクロヘキシル、3−メチルシクロヘキシル、4−メチルシクロヘキシル、2,3−ジメチルシクロヘキシル、3,4,5−トリメチルシクロヘキシル、4−tert−ブチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルなどがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、前記アルコキシ基は、直鎖、分枝鎖もしくは環鎖であってもよい。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、炭素数1〜30のものが好ましい。具体的には、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、i−プロピルオキシ、n−ブトキシ、イソブトキシ、tert−ブトキシ、sec−ブトキシ、n−ペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、n−ヘキシルオキシ、3,3−ジメチルブチルオキシ、2−エチルブチルオキシ、n−オクチルオキシ、n−ノニルオキシ、n−デシルオキシ、ベンジルオキシ、p−メチルベンジルオキシなどになってもよいが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、アミン基は、−NH;モノアルキルアミン基;ジアルキルアミン基;N−アルキルアリールアミン基;モノアリールアミン基;ジアリールアミン基;N−アリールヘテロアリールアミン基;N−アルキルヘテロアリールアミン基、モノヘテロアリールアミン基、およびジヘテロアリールアミン基からなる群より選択されてもよいし、炭素数は特に限定されないが、1〜30のものが好ましい。アミン基の具体例としては、メチルアミン基、ジメチルアミン基、エチルアミン基、ジエチルアミン基、フェニルアミン基、ナフチルアミン基、ビフェニルアミン基、アントラセニルアミン基、9−メチル−アントラセニルアミン基、ジフェニルアミン基、ジトリルアミン基、N−フェニルトリルアミン基、トリフェニルアミン基、N−フェニルビフェニルアミン基;N−フェニルナフチルアミン基;N−ビフェニルナフチルアミン基;N−ナフチルフルオレニルアミン基;N−フェニルフェナントレニルアミン基;N−ビフェニルフェナントレニルアミン基;N−フェニルフルオレニルアミン基;N−フェニルターフェニルアミン基;N−フェナントレニルフルオレニルアミン基;N−ビフェニルフルオレニルアミン基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、N−アルキルアリールアミン基は、アミン基のNにアルキル基およびアリール基が置換されたアミン基を意味する。
本明細書において、N−アリールヘテロアリールアミン基は、アミン基のNにアリール基およびヘテロアリール基が置換されたアミン基を意味する。
本明細書において、N−アルキルヘテロアリールアミン基は、アミン基のNにアルキル基およびヘテロアリールアミン基が置換されたアミン基を意味する。
本明細書において、アルキルアミン基、N−アルキルアリールアミン基、アルキルチオキシ基、アルキルスルホキシ基、N−アルキルヘテロアリールアミン基中のアルキル基は、前述のアルキル基の例示の通りである。具体的には、アルキルチオキシ基としては、メチルチオキシ基、エチルチオキシ基、tert−ブチルチオキシ基、ヘキシルチオキシ基、オクチルチオキシ基などがあり、アルキルスルホキシ基としては、メシル、エチルスルホキシ基、プロピルスルホキシ基、ブチルスルホキシ基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、前記アルケニル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、2〜30のものが好ましい。具体例としては、ビニル、1−プロペニル、イソプロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、1−ペンテニル、2−ペンテニル、3−ペンテニル、3−メチル−1−ブテニル、1,3−ブタジエニル、アリル、1−フェニルビニル−1−イル、2−フェニルビニル−1−イル、2,2−ジフェニルビニル−1−イル、2−フェニル−2−(ナフチル−1−イル)ビニル−1−イル、2,2−ビス(ジフェニル−1−イル)ビニル−1−イル、スチルベニル基、スチレニル基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、シリル基は、具体的には、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、ジフェニルシリル基、フェニルシリル基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、ホウ素基は、−BR100101であってもよいし、前記R100およびR101は、同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン;シアノ基;置換もしくは非置換の炭素数3〜30の単環もしくは多環のシクロアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数1〜30の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数6〜30の単環もしくは多環のアリール基;および置換もしくは非置換の炭素数2〜30の単環もしくは多環のヘテロアリール基からなる群より選択されてもよい。
本明細書において、ホスフィンオキシド基は、具体的には、ジフェニルホスフィンオキシド基、ジナフチルホスフィンオキシドなどがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、アリール基は特に限定されないが、炭素数6〜30のものが好ましく、前記アリール基は、単環式もしくは多環式であってもよい。
前記アリール基が単環式アリール基の場合、炭素数は特に限定されないが、炭素数6〜30のものが好ましい。具体的には、単環式アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基などになってもよいが、これらに限定されるものではない。
前記アリール基が多環式アリール基の場合、炭素数は特に限定されないが、炭素数10〜30のものが好ましい。具体的には、多環式アリール基としては、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、トリフェニル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基、フルオレニル基などになってもよいが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、前記フルオレニル基は置換されていてもよいし、隣接した基が互いに結合して環を形成してもよい。
前記フルオレニル基が置換される場合、
Figure 2019502654
Figure 2019502654
Figure 2019502654
および
Figure 2019502654
などになってもよい。ただし、これらに限定されるものではない。
本明細書において、「隣接した」基は、当該置換基が置換された原子と直接連結された原子に置換された置換基、当該置換基と立体構造的に最も近く位置した置換基、または当該置換基が置換された原子に置換された他の置換基を意味することができる。例えば、ベンゼン環におけるオルト(ortho)位に置換された2個の置換基、および脂肪族環における同一炭素に置換された2個の置換基は、互いに「隣接した」基と解釈されてもよい。
本明細書において、アリールオキシ基、アリールチオキシ基、アリールスルホキシ基、N−アリールアルキルアミン基、N−アリールヘテロアリールアミン基、およびアリールホスフィン基中のアリール基は、前述のアリール基の例示の通りである。具体的には、アリールオキシ基としては、フェノキシ基、p−トリルオキシ基、m−トリルオキシ基、3,5−ジメチル−フェノキシ基、2,4,6−トリメチルフェノキシ基、p−tert−ブチルフェノキシ基、3−ビフェニルオキシ基、4−ビフェニルオキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、4−メチル−1−ナフチルオキシ基、5−メチル−2−ナフチルオキシ基、1−アントリルオキシ基、2−アントリルオキシ基、9−アントリルオキシ基、1−フェナントリルオキシ基、3−フェナントリルオキシ基、9−フェナントリルオキシ基などがあり、アリールチオキシ基としては、フェニルチオキシ基、2−メチルフェニルチオキシ基、4−tert−ブチルフェニルチオキシ基などがあり、アリールスルホキシ基としては、ベンゼンスルホキシ基、p−トルエンスルホキシ基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、アリールアミン基の例としては、置換もしくは非置換のモノアリールアミン基、置換もしくは非置換のジアリールアミン基、または置換もしくは非置換のトリアリールアミン基がある。前記アリールアミン基中のアリール基は、単環式アリール基であってもよく、多環式アリール基であってもよい。前記アリール基が2以上を含むアリールアミン基は、単環式アリール基、多環式アリール基、または単環式アリール基と多環式アリール基を同時に含んでもよい。例えば、前記アリールアミン基中のアリール基は、前述のアリール基の例示の中から選択されてもよい。
本明細書において、ヘテロアリール基は、炭素でない原子、異種原子を1以上含むものであって、具体的には、前記異種原子は、O、N、Se、およびSなどからなる群より選択される原子を1以上含むことができる。炭素数は特に限定されないが、炭素数2〜30のものが好ましく、前記ヘテロアリール基は、単環式もしくは多環式であってもよい。ヘテロアリール基の例としては、チオフェン基、フラニル基、ピロール基、イミダゾリル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、ピリジル基、ビピリジル基、ピリミジル基、トリアジニル基、トリアゾリル基、アクリジル基、ピリダジニル基、ピラジニル基、キノリニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、フタラジニル基、ピリドピリミジル基、ピリドピラジニル基、ピラジノピラジニル基、イソキノリニル基、インドリル基、カルバゾリル基、ベンズオキサゾリル基、ベンズイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、ベンゾチオフェン基、ジベンゾチオフェン基、ベンゾフラニル基、フェナントロリニル基(phenanthroline)、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、フェノチアジニル基、およびジベンゾフラニル基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、ヘテロアリールアミン基の例としては、置換もしくは非置換のモノヘテロアリールアミン基、置換もしくは非置換のジヘテロアリールアミン基、または置換もしくは非置換のトリヘテロアリールアミン基がある。前記ヘテロアリール基が2以上を含むヘテロアリールアミン基は、単環式ヘテロアリール基、多環式ヘテロアリール基、または単環式ヘテロアリール基と多環式ヘテロアリール基を同時に含んでもよい。例えば、前記ヘテロアリールアミン基中のヘテロアリール基は、前述のヘテロアリール基の例示の中から選択されてもよい。
本明細書において、N−アリールヘテロアリールアミン基およびN−アルキルヘテロアリールアミン基中のヘテロアリール基の例示は、前述のヘテロアリール基の例示の通りである。
本明細書において、ヘテロアリール基は、単環もしくは多環であってもよく、芳香族、脂肪族、または芳香族と脂肪族との縮合環であってもよいし、前記ヘテロアリール基の例示の中から選択されてもよい。
本明細書において、芳香族環基は、単環もしくは多環であってもよく、前記アリール基の例示の中から選択されてもよい。
本明細書において、2〜4価の芳香族環基は、単環もしくは多環であってもよいし、前記アリール基に結合位置が2〜4個あるもの、すなわち、2〜4価の基を意味する。これらはそれぞれ、2〜4価の基であることを除けば、前述のアリール基の説明が適用可能である。
本明細書において、アルキレン基は、アルキル基に結合位置が2個あるもの、すなわち2価の基を意味する。これらはそれぞれ、2価の基であることを除けば、前述のアルキル基の説明が適用可能である。
本明細書において、シクロアルキレン基は、シクロアルキル基に結合位置が2個あるもの、すなわち2価の基を意味する。これらはそれぞれ、2価の基であることを除けば、前述のシクロアルキル基の説明が適用可能である。
本明細書において、アリーレン基は、アリール基に結合位置が2個あるもの、すなわち2価の基を意味する。これらはそれぞれ、2価の基であることを除けば、前述のアリール基の説明が適用可能である。
本明細書において、ヘテロアリーレン基は、ヘテロアリール基に結合位置が2個あるもの、すなわち2価の基を意味する。これらはそれぞれ、2価の基であることを除けば、前述のヘテロアリール基の説明が適用可能である。
本明細書において、置換基のうち、「隣接した2個は、互いに結合して環を形成する」との意味は、隣接した基と互いに結合して置換もしくは非置換の炭化水素環;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基を形成することを意味する。
本明細書において、環は、置換もしくは非置換の炭化水素環;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基を意味する。
本明細書において、炭化水素環は、芳香族、脂肪族、または芳香族と脂肪族との縮合環であってもよいし、前記1価でないものを除き、前記シクロアルキル基またはアリール基の例示の中から選択されてもよい。
本明細書において、芳香族環は、単環もしくは多環であってもよいし、1価でないものを除き、前記アリール基の例示の中から選択されてもよい。
本明細書において、ヘテロアリール基は、炭素でない原子、異種原子を1以上含むものであって、具体的には、前記異種原子は、O、N、Se、およびSなどからなる群より選択される原子を1以上含むことができる。前記ヘテロアリール基は、単環もしくは多環であってもよいし、芳香族、脂肪族、または芳香族と脂肪族との縮合環であってもよいし、1価でないものを除き、前記ヘテロアリール基の例示の中から選択されてもよい。
本明細書において、隣接した基が互いに結合して形成される置換もしくは非置換の環において、「環」は、置換もしくは非置換の炭化水素環;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基を意味する。
本明細書において、2〜4価の芳香族環基は、単環もしくは多環であってもよいし、前記アリール基に結合位置が2〜4個あるもの、すなわち、2〜4価の基を意味する。これらはそれぞれ、2〜4価の基であることを除けば、前述のアリール基の説明が適用可能である。
本明細書の一実施態様によれば、Aは、互いに同一である。
本明細書の一実施態様によれば、Bは、互いに同一である。
本明細書の一実施態様によれば、Cは、互いに同一である。
本明細書の一実施態様によれば、AおよびBは、−CN、−C2n+1、または−O−C2n+1であり、nは、1または2である。
本明細書の一実施態様によれば、Aは、−CNである。
本明細書の一実施態様によれば、Aは、−CFである。
本明細書の一実施態様によれば、Aは、−Cである。
本明細書の一実施態様によれば、Aは、−OCFである。
本明細書の一実施態様によれば、Aは、−OCである。
本明細書の一実施態様によれば、Aは、置換もしくは非置換のアリール基である。
本明細書の一実施態様によれば、Aは、置換もしくは非置換のフェニル基;または置換もしくは非置換のビフェニル基;または置換もしくは非置換のナフタレン基である。
本明細書の一実施態様によれば、Aは、フッ素;−CN;−CF;−OCF;−OCHF;−OC;−OCH;−OCH(CF;−C17および−Si(CHからなる群より少なくとも1つ以上選択される置換基で置換もしくは非置換のフェニル基である。
本明細書の一実施態様によれば、Aは、フッ素;−CNおよび−CFからなる群より少なくとも1つ以上選択される置換基で置換もしくは非置換のビフェニル基である。
本明細書の一実施態様によれば、Aは、置換もしくは非置換のヘテロアリール基である。
本明細書の一実施態様によれば、Aは、置換もしくは非置換のピリジン基;置換もしくは非置換のキノリン基;置換もしくは非置換のキナゾリン基;または置換もしくは非置換のキノキサリン基である。
本明細書の一実施態様によれば、Aは、ピリジン基である。
本明細書の一実施態様によれば、Aは、フッ素で置換されたピリジンである。
本明細書の一実施態様によれば、Aは、キノキサリン基である。
本明細書の一実施態様によれば、Aは、シアノ基で置換されたキノキサリン基である。
本明細書の一実施態様によれば、Aは、キナゾリン基である。
本明細書の一実施態様によれば、Aは、シアノ基で置換されたキナゾリン基である。
本明細書の一実施態様によれば、Aは、キノリン基である。
本明細書の一実施態様によれば、Aは、キノリン基である。
本明細書の一実施態様によれば、Bは、−CNである。
本明細書の一実施態様によれば、Bは、−CFである。
本明細書の一実施態様によれば、Bは、−Cである。
本明細書の一実施態様によれば、Bは、−OCFである。
本明細書の一実施態様によれば、Bは、−OCである。
本明細書の一実施態様によれば、Bは、置換もしくは非置換のアリール基である。
本明細書の一実施態様によれば、Bは、置換もしくは非置換のフェニル基;または置換もしくは非置換のビフェニル基;または置換もしくは非置換のナフタレン基である。
本明細書の一実施態様によれば、Bは、フッ素;−CN;−CF;−OCF;−OCHF;−OC;−OCH;−OCH(CF;−C17および−Si(CHからなる群より少なくとも1つ以上選択される置換基で置換もしくは非置換のフェニル基である。
本明細書の一実施態様によれば、Bは、フッ素;−CNおよび−CFからなる群より少なくとも1つ以上選択される置換基で置換もしくは非置換のビフェニル基である。
本明細書の一実施態様によれば、Bは、置換もしくは非置換のヘテロアリール基である。
本明細書の一実施態様によれば、Bは、置換もしくは非置換のピリジン基;置換もしくは非置換のキノリン基;置換もしくは非置換のキナゾリン基;または置換もしくは非置換のキノキサゾリン基である。
本明細書の一実施態様によれば、Bは、ピリジン基である。
本明細書の一実施態様によれば、Bは、フッ素で置換されたピリジンである。
本明細書の一実施態様によれば、Bは、キノキサリン基である。
本明細書の一実施態様によれば、Bは、シアノ基で置換されたキノキサリン基である。
本明細書の一実施態様によれば、Bは、キナゾリン基である。
本明細書の一実施態様によれば、Bは、シアノ基で置換されたキナゾリン基である。
本明細書の一実施態様によれば、Bは、キノリン基である。
本明細書の一実施態様によれば、Cは、水素である。
本明細書の一実施態様によれば、Cは、−CNである。
本明細書の一実施態様によれば、R1およびR2は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式1の化合物は、下記構造式から選択されてもよい。
Figure 2019502654
Figure 2019502654
Figure 2019502654
Figure 2019502654
Figure 2019502654
Figure 2019502654
Figure 2019502654
Figure 2019502654
Figure 2019502654
Figure 2019502654
また、本明細書は、前記前述の化合物を含む有機電子素子を提供する。
本出願の一実施態様において、第1電極と、前記第1電極に対向して備えられた第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に備えられた1層以上の有機物層とを含む有機電子素子であって、前記有機物層のうちの1層以上は、前記化合物を含むものである有機電子素子を提供する。
本明細書において、ある部材が他の部材の「上に」位置しているとする時、これは、ある部材が他の部材に接している場合だけでなく、2つの部材の間にさらに他の部材が存在する場合も含む。
本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。
本明細書において、「隣接した」とは、相対的に近く配置されたことを意味する。この時、物理的に接する場合を含むことができ、隣接した有機物層の間に追加の有機物層が備えられた場合も含むことができる。
本出願の有機電子素子の有機物層は、単層構造からなってもよいが、2層以上の有機物層が積層された多層構造からなってもよい。例えば、本発明の有機電子素子の代表例として、有機電子素子は、有機物層として、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などを含む構造を有することができる。しかし、有機電子素子の構造はこれに限定されず、より少数の有機層を含んでもよい。
本出願の一実施態様によれば、前記有機電子素子は、有機発光素子、有機太陽電池、有機感光体(OPC)、および有機トランジスタからなる群より選択されてもよい。
本出願の一実施態様において、前記有機物層は、正孔注入層を含み、前記正孔注入層は、前記化学式1の化合物を含む。
本出願の一実施態様において、前記有機物層は、正孔注入層を含み、前記化合物が単独からなるか、または前記化学式1の化合物がドーピングされてなる。
本出願の一実施態様において、前記有機物層は、ドーピングされた正孔輸送層を含み、前記ドーピングされた正孔輸送層は、正孔輸送物質に前記化学式1の化合物がドーピングされてなる。
本出願の一実施態様において、前記有機物層は、ドーピングされた正孔輸送層を含み、前記ドーピングされた正孔輸送層は、正孔輸送物質に前記化学式1の化合物と正孔輸送物質を混合してドーピングする。
本出願の一実施態様において、前記有機物層は、ドーピングされた正孔輸送層を含み、前記ドーピングされた正孔輸送層は、正孔輸送物質に前記化学式1の化合物と正孔輸送物質を混合してドーピングし、前記混合物の重量部を100とした時、前記化学式1の化合物の重量部は0.1〜50重量部である。
本出願の一実施態様において、前記第1電極と第2電極との間に、第1色の光を発光する第1スタック、第2色の光を発光する第2スタック、および前記第1スタックと第2スタックとの間で電荷をバランスがとれるように調節する電荷生成層が形成されており、前記電荷生成層は、前記第1スタックに隣接して位置するN型電荷生成層と、前記第2スタックに隣接して位置するP型電荷生成層とからなり、前記有機物層は、前記P型電荷生成層を構成し、前記P型電荷生成層は、前記化学式1の化合物単独からなるか、または前記化学式1の化合物がドーピングされてなる。
本出願の一実施態様において、前記第1電極と第2電極との間に、第1色の光を発光する第1スタック、第2色の光を発光する第2スタック、および前記第1スタックと第2スタックとの間で電荷をバランスがとれるように調節する電荷生成層が形成されており、前記電荷生成層は、前記第1スタックに隣接して位置するN型電荷生成層と、前記第2スタックに隣接して位置するP型電荷生成層とからなり、前記有機物層は、前記P型電荷生成層を構成し、前記P型電荷生成層は、正孔輸送物質に前記化学式1の化合物がドーピングされてなる。
本出願の一実施態様において、前記P型電荷生成層は、正孔輸送物質に前記化学式1の化合物および正孔輸送物質を混合してドーピングする。
本出願の一実施態様において、前記P型電荷生成層は、正孔輸送物質に前記化学式1の化合物および正孔輸送物質を混合してドーピングし、前記混合物の重量部を100とした時、前記化学式1の化合物の重量部は0.1〜50重量部である。
本出願の一実施態様において、前記第1スタックおよび第2スタックはそれぞれ、発光層を含む有機物層であり、前記有機物層は、発光層のほか、正孔注入層、正孔バッファ層、正孔輸送層、電子抑制層、正孔抑制層、電子輸送層、電子注入層のような1層以上の有機物層がさらに含まれてもよい。
本出願の一実施態様において、前記有機物層は、正孔注入層または正孔輸送層を含み、前記正孔注入層または正孔輸送層は、前記化合物を含む。
もう一つの実施態様において、前記有機物層は、前記第1電極と第2電極との間で電荷を生成する電荷発生層を含み、前記電荷発生層は、前記化合物を含む。
本出願の一実施態様において、前記有機電子素子は、第1電極と第2電極との間に備えられ、発光層を含むスタックを2以上含み、スタックの間に備えられた電荷発生層を含む。
もう一つの実施態様において、前記有機電子素子は、第1電極と第2電極との間に備えられた発光層を含み、第1電極および第2電極のうち陰極の役割を果たす電極と、発光層との間に備えられた電荷発生層を含む。
もう一つの実施態様によれば、前記有機物層は、2層以上の発光層を含み、前記2層の発光層の間に備えられた、前記化学式1の化合物を含む電荷生成層(charge generation layer)を含むことができる。この時、前記発光層のうちの1つは青色を発光させ、他の1つは黄色を発光させることにより、白色発光をする有機電子素子を作製することができる。前記発光層と陽極または陰極との間、前記発光層と電荷生成層との間には、前述の正孔注入層、正孔バッファ層、正孔輸送層、電子抑制層、正孔抑制層、電子輸送層、電子注入層のような1層以上の有機物層がさらに含まれてもよい。
本出願の一実施態様において、前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、前記化合物を含む。
本明細書の一実施態様によれば、前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、下記化学式A−1で表される化合物を含む。
[化学式A−1]
Figure 2019502654
前記化学式A−1において、
n1は、1以上の整数であり、
Ar1は、置換もしくは非置換の1価以上のベンゾフルオレン基;置換もしくは非置換の1価以上のフルオランテン基;置換もしくは非置換の1価以上のピレン基;または置換もしくは非置換の1価以上のクリセン基であり、
L1は、直接結合;置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
Ar2およびAr3は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のゲルマニウム基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリールアルキル基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であるか、互いに結合して置換もしくは非置換の環を形成してもよいし、
n1が2以上の場合、2以上の括弧内の構造は、互いに同一または異なる。
本明細書の一実施態様によれば、前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、前記化学式A−1で表される化合物を発光層のドーパントとして含む。
本明細書の一実施態様によれば、前記L1は、直接結合である。
本明細書の一実施態様によれば、前記n1は、2である。
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、重水素、メチル基、エチル基、またはtert−ブチル基で置換もしくは非置換の2価のピレン基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記Ar2およびAr3は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記Ar2およびAr3は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、アルキル基で置換されたゲルマニウム基で置換もしくは非置換のアリール基である。
本明細書の一実施態様によれば、Ar2およびAR3は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、トリメチルゲルマニウム基で置換もしくは非置換のアリール基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記Ar2およびAr3は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のフェニル基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記Ar2およびAr3は、トリメチルゲルマニウム基で置換もしくは非置換のフェニル基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式A−1は、下記化合物で表される。
Figure 2019502654
本明細書の一実施態様によれば、前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、下記化学式A−2で表される化合物を含む。
[化学式A−2]
Figure 2019502654
前記化学式A−2において、
Ar11およびAr12は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換の単環のアリール基;または置換もしくは非置換の多環のアリール基であり、
G1〜G8は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換の単環のアリール基;または置換もしくは非置換の多環のアリール基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、前記化学式A−2で表される化合物を発光層のホストとして含む。
本明細書の一実施態様によれば、前記Ar11およびAr12は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換の多環のアリール基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記Ar11およびAr12は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換の炭素数10〜30の多環のアリール基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記Ar11およびAr12は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のフェニル基;または置換もしくは非置換のナフチル基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記Ar11およびAr12は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、アリール基で置換されたフェニル基;または置換もしくは非置換のナフチル基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記Ar11およびAr12は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、2−ナフチル基で置換されたフェニル基;1−ナフチル基;または2−ナフチル基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記G1〜G8は、すべて水素である。
本明細書の一実施態様によれば、前記G1〜G8のうちの少なくとも1つは、置換もしくは非置換のアルキル基であり、残りは、水素である。
本明細書の一実施態様によれば、前記G1〜G8のうちの少なくとも1つは、アルキル基であり、残りは、水素である。
本明細書の一実施態様によれば、前記G1、G2、G4〜G8は、水素である。
本明細書の一実施態様によれば、前記G3は、アルキル基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記G3は、メチル基、エチル基、プロピル基;またはブチル基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記G3は、メチル基、エチル基、プロピル基;またはブチル基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記G3は、メチル基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式A−2は、下記化合物で表される。
Figure 2019502654
本明細書の一実施態様によれば、前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、前記化学式A−1で表される化合物を発光層のドーパントとして含み、前記化学式A−2で表される化合物を発光層のホストとして含む。
本出願の一実施態様において、前記有機物層は、電子輸送層であり、前記有機発光素子は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子注入層、電子阻止層、および正孔阻止層からなる群より選択される1層または2層以上をさらに含む。
本出願の一実施態様において、前記有機電子素子は、第1電極と、前記第1電極に対向して備えられた第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に備えられた発光層と、前記発光層と前記第1電極との間、または前記発光層と前記第2電極との間に備えられた2層以上の有機物層とを含み、前記2層以上の有機物層のうちの少なくとも1つは、前記化合物を含む。本出願の一実施態様において、前記2層以上の有機物層は、電子輸送層、電子注入層、電子輸送および電子注入を同時に行う層、並びに正孔阻止層からなる群より2以上が選択されてもよい。
本出願の一実施態様において、前記有機物層は、2層以上の電子輸送層を含み、前記2層以上の電子輸送層のうちの少なくとも1つは、前記化合物を含む。具体的には、本明細書の一実施態様において、前記化合物は、前記2層以上の電子輸送層のうちの1層に含まれてもよいし、それぞれの2層以上の電子輸送層に含まれてもよい。
また、本出願の一実施態様において、前記化合物が前記それぞれの2層以上の電子輸送層に含まれる場合、前記化合物を除いた他の材料は、互いに同一でも異なっていてもよい。
本出願の一実施態様において、前記有機物層は、前記化合物を含む有機物層のほか、アリールアミノ基、カルバゾリル基、またはベンゾカルバゾリル基を含む化合物を含む正孔注入層または正孔輸送層をさらに含む。
もう一つの実施態様において、有機電子素子は、基板上に、陽極、1層以上の有機物層、および陰極が順次に積層された構造(normal type)の有機発光素子であってもよい。
もう一つの実施態様において、有機電子素子は、基板上に、陰極、1層以上の有機物層、および陽極が順次に積層された逆方向構造(inverted type)の有機発光素子であってもよい。
例えば、本出願の一実施態様に係る有機電子素子の構造は、図1〜図3に例示されている。
図1は、基板1、陽極2、発光層3、陰極4が順次に積層された有機発光素子の構造が例示されている。このような構造において、前記化合物は、前記発光層3に含まれてもよい。
図2は、基板1、陽極2、正孔注入層5、正孔輸送層6、発光層3、電子輸送層7、および陰極4が順次に積層された有機電子素子の構造が例示されている。このような構造において、前記化合物は、前記正孔注入層5、正孔輸送層6、発光層3、および電子輸送層7のうちの1層以上に含まれてもよい。
図3は、基板1、陽極2、および陰極4を含み、陽極と陰極との間に正孔注入層5a、5b、正孔輸送層6a、6b、発光層3a、3b、および電子輸送層7a、7bを含むユニットを2つ含み、前記ユニットの間に電荷生成層8が備えられた有機電子素子の構造が例示されている。このような構造において、前記化合物は、前記正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、および電荷生成層のうちの1層以上に含まれてもよい。
本出願の有機電子素子は、有機物層のうちの1層以上が本出願の化合物、すなわち前記化合物を含むことを除けば、当技術分野で知られている材料および方法で製造できる。
前記有機電子素子が複数の有機物層を含む場合、前記有機物層は、同一の物質または異なる物質で形成される。
本出願の有機電子素子は、有機物層のうちの1層以上が前記化合物、すなわち前記化学式1で表される化合物を含むことを除けば、当技術分野で知られている材料および方法で製造できる。
例えば、本出願の有機電子素子は、基板上に第1電極、有機物層、および第2電極を順次に積層させることにより製造することができる。この時、スパッタリング法(sputtering)や電子ビーム蒸発法(e−beam evaporation)のようなPVD(Physical Vapor Deposition)方法を利用して、基板上に金属または導電性を有する金属酸化物またはこれらの合金を蒸着させて陽極を形成し、その上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層、および電子輸送層を含む有機物層を形成した後、その上に陰極として使用可能な物質を蒸着させることにより製造できる。このような方法以外にも、基板上に、陰極物質から有機物層、陽極物質を順に蒸着させて有機電子素子を作ることができる。
また、前記化学式1の化合物は、有機電子素子の製造時、真空蒸着法だけでなく、溶液塗布法によって有機物層に形成される。ここで、溶液塗布法とは、スピンコーティング、ディップコーティング、ドクターブレーディング、インクジェットプリンティング、スクリーンプリンティング、スプレー法、ロールコーティングなどを意味するが、これらにのみ限定されるものではない。
本出願の一実施態様において、前記第1電極は、陽極であり、前記第2電極は、陰極である。
もう一つの実施態様において、前記第1電極は、陰極であり、前記第2電極は、陽極である。
前記有機発光素子は、例えば、下記のような積層構造を有することができるが、これにのみ限定されるものではない。
(1)陽極/正孔輸送層/発光層/陰極
(2)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/陰極
(3)陽極/正孔注入層/正孔バッファ層/正孔輸送層/発光層/陰極
(4)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(5)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(6)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(7)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(8)陽極/正孔注入層/正孔バッファ層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(9)陽極/正孔注入層/正孔バッファ層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(10)陽極/正孔輸送層/電子抑制層/発光層/電子輸送層/陰極
(11)陽極/正孔輸送層/電子抑制層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(12)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/電子抑制層/発光層/電子輸送層/陰極
(13)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/電子抑制層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(14)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔抑制層/電子輸送層/陰極
(15)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔抑制層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(16)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/正孔抑制層/電子輸送層/陰極
(17)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/正孔抑制層/電子輸送層/電子注入層/陰極
前記陽極物質としては、通常、有機物層に正孔注入が円滑となるように仕事関数の大きい物質が好ましい。本発明で使用可能な陽極物質の具体例としては、バナジウム、クロム、銅、亜鉛、金のような金属またはこれらの合金;亜鉛酸化物、インジウム酸化物、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)のような金属酸化物;ZnO:AlまたはSnO:Sbのような金属と酸化物との組み合わせ;ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリ[3,4−(エチレン−1,2−ジオキシ)チオフェン](PEDOT)、ポリピロールおよびポリアニリンのような導電性高分子などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記陰極物質としては、通常、有機物層に電子注入が容易となるように仕事関数の小さい物質であることが好ましい。陰極物質の具体例としては、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタン、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズおよび鉛のような金属またはこれらの合金;LiF/AlまたはLiO/Alのような多層構造の物質などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記正孔注入層は、電極から正孔を注入する層で、正孔注入物質としては、正孔を輸送する能力を有し、陽極からの正孔注入効果、発光層または発光材料に対して優れた正孔注入効果を有し、発光層で生成された励起子の電子注入層または電子注入材料への移動を防止し、また、薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。正孔注入物質のHOMO(highest occupied molecular orbital)が陽極物質の仕事関数と周辺有機物層のHOMOとの間であることが好ましい。正孔注入物質の具体例としては、金属ポルフィリン(porphyrin)、オリゴチオフェン、アリールアミン系の有機物、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン系の有機物、キナクリドン(quinacridone)系の有機物、ペリレン(perylene)系の有機物、アントラキノンおよびポリアニリンとポリチオフェン系の導電性高分子などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記正孔輸送層は、正孔注入層から正孔を受け取って発光層まで正孔を輸送する層で、正孔輸送物質としては、陽極や正孔注入層から正孔を受けて発光層に移し得る物質で、正孔に対する移動性の大きい物質が好適である。具体例としては、アリールアミン系の有機物、導電性高分子、および共役部分と非共役部分が共にあるブロック共重合体などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記発光物質としては、正孔輸送層と電子輸送層から正孔と電子をそれぞれ受けて結合させることにより、可視光線領域の光を発し得る物質であって、蛍光や燐光に対する量子効率の良い物質が好ましい。具体例としては、8−ヒドロキシ−キノリンアルミニウム錯体(Alq);カルバゾール系化合物;二量体化スチリル(dimerized styryl)化合物;BAlq;10−ヒドロキシベンゾキノリン−金属化合物;ベンゾキサゾール、ベンズチアゾールおよびベンズイミダゾール系の化合物;ポリ(p−フェニレンビニレン)(PPV)系の高分子;スピロ(spiro)化合物;ポリフルオレン、ルブレンなどがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記発光層は、ホスト材料およびドーパント材料を含むことができる。ホスト材料は、縮合芳香族環誘導体またはヘテロ環含有化合物などがある。具体的には、縮合芳香族環誘導体としては、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、ナフタレン誘導体、ペンタセン誘導体、フェナントレン化合物、フルオランテン化合物などがあり、ヘテロ環含有化合物としては、化合物、ジベンゾフラン誘導体、ラダー型フラン化合物、ピリミジン誘導体などがあるが、これらに限定されない。
前記電子輸送層は、電子注入層から電子を受け取って発光層まで電子を輸送する層で、電子輸送物質としては、陰極から電子がよく注入されて発光層に移し得る物質であって、電子に対する移動性の大きい物質が好適である。具体例としては、8−ヒドロキシキノリンのAl錯体;Alqを含む錯体;有機ラジカル化合物;ヒドロキシフラボン−金属錯体などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。電子輸送層は、従来技術により使用されているような、任意の所望するカソード物質と共に使用することができる。特に、適切なカソード物質の例は、低い仕事関数を有し、アルミニウム層またはシルバー層が後に続く通常の物質である。具体的には、セシウム、バリウム、カルシウム、イッテルビウム、およびサマリウムであり、各場合、アルミニウム層またはシルバー層が後に続く。
前記電子注入層は、電極から電子を注入する層で、電子を輸送する能力を有し、陰極からの電子注入効果、発光層または発光材料に対して優れた電子注入効果を有し、発光層で生成された励起子の正孔注入層への移動を防止し、また、薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。具体的には、フルオレノン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、チオピランジオキシド、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ペリレンテトラカルボン酸、フルオレニリデンメタン、アントロンなどとそれらの誘導体、金属錯体化合物、および含窒素5員環誘導体などがあるが、これらに限定されない。
前記金属錯体化合物としては、8−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)亜鉛、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)銅、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)マンガン、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)ガリウム、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)ベリリウム、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)亜鉛、ビス(2−メチル−8−キノリナート)クロロガリウム、ビス(2−メチル−8−キノリナート)(o−クレゾラート)ガリウム、ビス(2−メチル−8−キノリナート)(1−ナフトラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリナート)(2−ナフトラート)ガリウムなどがあるが、これらに限定されない。
前記正孔阻止層は、正孔の陰極到達を阻止する層で、一般的に、正孔注入層と同一の条件で形成される。具体的には、オキサジアゾール誘導体やトリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、BCP、アルミニウム錯体(aluminum complex)などがあるが、これらに限定されない。
本明細書に係る有機電子素子は、使用される材料によって、前面発光型、後面発光型、または両面発光型であってもよい。
以下、本明細書を具体的に説明するために実施例を挙げて詳細に説明する。しかし、本明細書に係る実施例は種々の異なる形態に変形可能であり、本出願の範囲が以下に詳述する実施例に限定されると解釈されない。本出願の実施例は、当業界における平均的な知識を有する者に本明細書をより完全に説明するために提供されるものである。
<製造例1>下記化合物1の合成
Figure 2019502654
ステップ1)下記化合物1−1の化合物の合成
Figure 2019502654
500mlの丸底フラスコに、2,7−ジヒドロキシ−9H−フルオレン−9−オン(15.00g、70.69mmol)、N−ブロモスクシンイミド(37.75g、212.06mmol)をアセトニトリル200mlに完全に溶かした後、2時間加熱撹拌した。反応が終わった後、常温に温度を下げて沈殿物を濾過した。得られた残渣をテトラヒドロフランで希釈し、水およびチオ硫酸ナトリウム水溶液で洗浄した。有機溶媒層を集めて、無水の硫酸マグネシウムで水分を除去し濾過した後、減圧下で濃縮した。前記濃縮液を少量のテトラヒドロフランとアセトニトリルで再結晶して、前記化合物1−1(17.00g、収率:65.00%)を製造した。
MS[M+H]=368
ステップ2)下記化合物1−2の化合物の合成
Figure 2019502654
1000mlの丸底フラスコに、化合物1−1(18.40g、49.73mmol)を常温でアセトニトリル250mlに完全に溶かした後、炭酸カリウム(20.60g)水溶液(30ml)を添加した。前記反応液にパーフルオロスルホニルフルオライド(19.65ml、109.41mmol)を添加した後、常温で30分間撹拌した。反応が終わった後、減圧下で濃縮して、得られた残渣をテトラヒドロフランで希釈し、水および塩水で洗浄した。有機溶媒層を集めて、無水の硫酸マグネシウムで水分を除去し濾過した後、減圧下で濃縮した。前記濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hex:EA=50:1)で精製して、前記化合物1−2(34.50g、収率:74.26%)を製造した。
MS[M+H]=932
ステップ3)下記化合物1−3の化合物の合成
Figure 2019502654
500mlの丸底フラスコに、化合物1−2(10.00g、10.70mmol)、シアン化亜鉛(5.03g、42.82mmol)をアセトニトリル150mlに完全に溶かした後、加熱撹拌した。前記反応液にビストリタート−ブチルホスフィンパラジウム(2.19g、4.28mmol)を添加した後、2時間加熱撹拌した。反応が終わった後、常温に温度を下げて濾過し、有機溶媒層を集めて、減圧下で濃縮した。前記濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hex:EA=4:1)で精製して、前記化合物1−3(1.82g、収率:60.69%)を製造した。
MS[M+H]=281
ステップ4)下記化合物1の化合物の合成
Figure 2019502654
250mlの丸底フラスコに、化合物1−3(3.70g、13.20mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド50mlに完全に溶かした後、常温で撹拌した。前記反応液にマロノニトリル(1.05g、15.84mmol)を添加した後、常温で1時間撹拌した。反応が終わった後、水を添加し、10分間撹拌して生じた沈殿物を濾過した。得られた残渣をエチルアセテートで希釈し、無水の硫酸マグネシウムで水分を除去し濾過した後、減圧下で濃縮した。前記濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hex:EA=3:1)で精製して、前記化合物1(1.95g、収率:45.00%)を製造した。
MS[M+H]=329
<製造例2>下記化合物2の合成
Figure 2019502654
ステップ1)下記化合物2の化合物の合成
Figure 2019502654
250mlの丸底フラスコに、化合物1−3(2.50g、8.92mmol)を塩化メチレン30mlに完全に溶かした後、常温で撹拌した。前記反応液にビストリメチルシリルカルボジイミド(3.33g、17.84mmol)、四塩化チタン(5.08g、26.76mmol)を添加した後、4時間加熱撹拌した。反応が終わった後、反応液を塩化メチレンで希釈し、水および塩水で洗浄した。有機溶媒層を集めて、無水の硫酸マグネシウムで水分を除去し濾過した後、減圧下で濃縮した。前記濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hex:EA=1:1)で精製して、前記化合物2(1.41g、収率:51.95%)を製造した。
MS[M+H]=305
<製造例3>下記化合物3の合成
Figure 2019502654
ステップ1)下記化合物3の化合物の合成
Figure 2019502654
250mlの丸底フラスコに、化合物1−3(2.50g、8.92mmol)、2−(パーフルオロフェニル)アセトニトリル(2.22g、10.70mmol)、ソジウムエトキシド(1.82g、26.76mmol)をエタノール30mlに完全に溶かした後、加熱撹拌した。反応が終わった後、減圧下で濃縮して、得られた残渣をテトラヒドロフランで希釈し、水および塩水で洗浄した。有機溶媒層を集めて、無水の硫酸マグネシウムで水分を除去し濾過した後、減圧下で濃縮した。前記濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hex:EA=1:1)で精製して、前記化合物3(2.20g、収率:52.55%)を製造した。
MS[M+H]=470
<製造例4>下記化合物4の合成
Figure 2019502654
ステップ1)下記化合物4の化合物の合成
Figure 2019502654
[4−(シアノメチル)−2,3,5,6−テトラフルオロベンゾニトリル]
250mlの丸底フラスコに、化合物1−3(2.50g、8.92mmol)、4−(シアノメチル)−2,3,5,6−テトラフルオロベンゾニトリル(2.29g、10.70mmol)、ソジウムエトキシド(1.82g、26.76mmol)をエタノール30mlに完全に溶かした後、加熱撹拌した。反応が終わった後、減圧下で濃縮して、得られた残渣をテトラヒドロフランで希釈し、水および塩水で洗浄した。有機溶媒層を集めて、無水の硫酸マグネシウムで水分を除去し濾過した後、減圧下で濃縮した。前記濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hex:EA=1:1)で精製して、前記化合物4(2.06g、収率:48.48%)を製造した。
MS[M+H]=477
<製造例5>下記化合物5の合成
Figure 2019502654
ステップ1)下記化合物5−1の化合物の合成
Figure 2019502654
500mlの丸底フラスコに、2,7−ジヒドロキシ−9H−フルオレン−9−オン(15.00g、70.69mmol)、N−ブロモスクシンイミド(75.49g、424.13mmol)をアセトニトリル200mlに完全に溶かした後、2時間加熱撹拌した。反応が終わった後、常温に温度を下げて沈殿物を濾過した。得られた残渣をテトラヒドロフランで希釈し、水およびチオ硫酸ナトリウム水溶液で洗浄した。有機溶媒層を集めて、無水の硫酸マグネシウムで水分を除去し濾過した後、減圧下で濃縮した。前記濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hex:EA=1:1)で精製して、前記化合物5−1(11.20g、収率:30.02%)を製造した。
MS[M+H]=524
ステップ2)下記化合物5−2の化合物の合成
Figure 2019502654
500mlの丸底フラスコに、化合物5−1(11.20g、21.22mmol)を常温でアセトニトリル150mlに完全に溶かした後、炭酸カリウム(8.80g)水溶液(20ml)を添加した。前記反応液にパーフルオロスルホニルフルオライド(8.38ml、46.69mmol)を添加した後、常温で30分間撹拌した。反応が終わった後、減圧下で濃縮して、得られた残渣をテトラヒドロフランで希釈し、水および塩水で洗浄した。有機溶媒層を集めて、無水の硫酸マグネシウムで水分を除去し濾過した後、減圧下で濃縮した。前記濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hex:EA=50:1)で精製して、前記化合物5−2(15.99g、収率:69.01%)を製造した。
MS[M+H]=1088
ステップ3)下記化合物5−3の化合物の合成
Figure 2019502654
500mlの丸底フラスコに、化合物5−2(15.99g、14.64mmol)、シアン化亜鉛(6.88g、58.57mmol)をアセトニトリル200mlに完全に溶かした後、加熱撹拌した。前記反応液にビストリタート−ブチルホスフィンパラジウム(2.99g、5.86mmol)を添加した後、2時間加熱撹拌した。反応が終わった後、常温に温度を下げて濾過し、有機溶媒層を集めて、減圧下で濃縮した。前記濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hex:EA=4:1)で精製して、前記化合物5−3(2.51g、収率:51.91%)を製造した。
MS[M+H]=331
ステップ4)下記化合物5の化合物の合成
Figure 2019502654
250mlの丸底フラスコに、化合物5−3(2.50g、7.57mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド20mlに完全に溶かした後、常温で撹拌した。前記反応液にマロノニトリル(0.60g、9.08mmol)を添加した後、常温で1時間撹拌した。反応が終わった後、水を添加し、10分間撹拌して生じた沈殿物を濾過した。得られた残渣をエチルアセテートで希釈し、無水の硫酸マグネシウムで水分を除去し濾過した後、減圧下で濃縮した。前記濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hex:EA=3:1)で精製して、前記化合物5(1.14g、収率:39.81%)を製造した。
MS[M+H]=379
<製造例6>下記化合物6の合成
Figure 2019502654
ステップ1)下記化合物6−1の化合物の合成
Figure 2019502654
500mlの丸底フラスコに、化合物1−1(10.00g、27.03mmol)、(4−(トリフルオロ)フェニル)ボロン酸(12.32g、64.87mmol)を1,4−ジオキサン80mlに完全に溶かした後、水酸化ナトリウム(3.24g、81.09mmol)水溶液(30ml)を添加して加熱撹拌した。前記反応液にテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0.94g、0.81mmol)を添加した後、18時間加熱撹拌した。反応が終わった後、減圧下で濃縮して、得られた残渣をテトラヒドロフランで希釈し、水および塩水で洗浄した。有機溶媒層を集めて、無水の硫酸マグネシウムで水分を除去し濾過した後、減圧下で濃縮した。前記濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hex:EA=1:1)で精製して、前記化合物6−1(9.36g、収率:69.20%)を製造した。
MS[M+H]=501
ステップ2)下記化合物6−2の化合物の合成
Figure 2019502654
500mlの丸底フラスコに、化合物6−1(10.00g、19.98mmol)を常温でアセトニトリル100mlに完全に溶かした後、炭酸カリウム(8.28g、59.94mmol)水溶液(20ml)を添加した。前記反応液にパーフルオロスルホニルフルオライド(7.90ml、43.97mmol)を添加した後、常温で30分間撹拌した。反応が終わった後、減圧下で濃縮して、得られた残渣をテトラヒドロフランで希釈し、水および塩水で洗浄した。有機溶媒層を集めて、無水の硫酸マグネシウムで水分を除去し濾過した後、減圧下で濃縮した。前記濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hex:EA=40:1)で精製して、前記化合物6−2(12.20g、収率:57.36%)を製造した。
MS[M+H]=1064
ステップ3)下記化合物6−3の化合物の合成
Figure 2019502654
500mlの丸底フラスコに、化合物6−2(10.00g、9.39mmol)、シアン化亜鉛(4.41g、37.57mmol)をアセトニトリル150mlに完全に溶かした後、加熱撹拌した。前記反応液にビストリタート−ブチルホスフィンパラジウム(1.92g、3.76mmol)を添加した後、2時間加熱撹拌した。反応が終わった後、常温に温度を下げて濾過し、有機溶媒層を集めて、減圧下で濃縮した。前記濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hex:EA=4:1)で精製して、前記化合物6−3(2.84g、収率:58.34%)を製造した。
MS[M+H]=519
ステップ4)下記化合物6の化合物の合成
Figure 2019502654
100mlの丸底フラスコに、化合物6−3(2.50g、4.82mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド15mlに完全に溶かした後、常温で撹拌した。前記反応液にマロノニトリル(0.38g、5.79mmol)を添加した後、常温で1時間撹拌した。反応が終わった後、水を添加し、10分間撹拌して生じた沈殿物を濾過した。得られた残渣をエチルアセテートで希釈し、無水の硫酸マグネシウムで水分を除去し濾過した後、減圧下で濃縮した。前記濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hex:EA=3:1)で精製して、前記化合物6(1.22g、収率:44.68%)を製造した。
MS[M+H]=567
<製造例7>下記化合物7の合成
Figure 2019502654
ステップ1)下記化合物7−1の化合物の合成
Figure 2019502654
500mlの丸底フラスコに、化合物1−1(10.00g、27.03mmol)、(4−(トリフルオロメトキシ)フェニル)ボロン酸(13.36g、64.87mmol)を1,4−ジオキサン80mlに完全に溶かした後、水酸化ナトリウム(3.24g、81.09mmol)水溶液(30ml)を添加して加熱撹拌した。前記反応液にテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0.94g、0.81mmol)を添加した後、18時間加熱撹拌した。反応が終わった後、減圧下で濃縮して、得られた残渣をテトラヒドロフランで希釈し、水および塩水で洗浄した。有機溶媒層を集めて、無水の硫酸マグネシウムで水分を除去し濾過した後、減圧下で濃縮した。前記濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hex:EA=1:1)で精製して、前記化合物7−1(10.05g、収率:69.84%)を製造した。
MS[M+H]=533
ステップ2)下記化合物7−2の化合物の合成
Figure 2019502654
500mlの丸底フラスコに、化合物7−1(10.00g、18.78mmol)を常温でアセトニトリル100mlに完全に溶かした後、炭酸カリウム(7.79g、56.34mmol)水溶液(20ml)を添加した。前記反応液にパーフルオロスルホニルフルオライド(7.42ml、41.32mmol)を添加した後、常温で30分間撹拌した。反応が終わった後、減圧下で濃縮して、得られた残渣をテトラヒドロフランで希釈し、水および塩水で洗浄した。有機溶媒層を集めて、無水の硫酸マグネシウムで水分を除去し濾過した後、減圧下で濃縮した。前記濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hex:EA=40:1)で精製して、前記化合物7−2(13.20g、収率:64.13%)を製造した。
MS[M+H]=1096
ステップ3)下記化合物7−3の化合物の合成
Figure 2019502654
500mlの丸底フラスコに、化合物7−2(10.00g、9.12mmol)、シアン化亜鉛(4.29g、36.50mmol)をアセトニトリル150mlに完全に溶かした後、加熱撹拌した。前記反応液にビストリタート−ブチルホスフィンパラジウム(1.86g、3.65mmol)を添加した後、2時間加熱撹拌した。反応が終わった後、常温に温度を下げて濾過し、有機溶媒層を集めて、減圧下で濃縮した。前記濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hex:EA=4:1)で精製して、前記化合物7−3(2.76g、収率:54.98%)を製造した。
MS[M+H]=551
ステップ4)下記化合物7の化合物の合成
Figure 2019502654
100mlの丸底フラスコに、化合物7−3(2.50g、4.54mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド15mlに完全に溶かした後、常温で撹拌した。前記反応液にマロノニトリル(0.36g、5.45mmol)を添加した後、常温で1時間撹拌した。反応が終わった後、水を添加し、10分間撹拌して生じた沈殿物を濾過した。得られた残渣をエチルアセテートで希釈し、無水の硫酸マグネシウムで水分を除去し濾過した後、減圧下で濃縮した。前記濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Hex:EA=3:1)で精製して、前記化合物7(1.35g、収率:49.69%)を製造した。
MS[M+H]=599
<素子の適用例>
<実験例1−1>
ITO(indium tin oxide)が1,000Åの厚さに薄膜コーティングされたガラス基板を、洗剤を溶かした蒸留水に入れて超音波洗浄した。この時、洗剤としてはフィッシャー社(Fischer Co.)製品を使用し、蒸留水としてはミリポア社(Millipore Co.)製品のフィルタ(Filter)で2次濾過した蒸留水を使用した。ITOを30分間洗浄した後、蒸留水で2回繰り返し超音波洗浄を10分間進行させた。蒸留水洗浄が終わった後、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノールの溶剤で超音波洗浄をし乾燥させた後、プラズマ洗浄機に輸送させた。また、酸素プラズマを用いて前記基板を5分間洗浄した後、真空蒸着機に基板を輸送させた。こうして用意されたITO透明電極上に、下記化学式のNPBを100Åの厚さに形成するが、化合物1を25重量%のドーピング濃度にドーピングし、次に、正孔輸送層としてNPBを600Åの厚さに形成した。
Figure 2019502654
次に、前記正孔輸送層上に、ホストとして下記化学式のMADNと、ドーパントとして下記化学式のBDを重量比が40:2となるように真空蒸着して、発光層を形成した。
Figure 2019502654
次に、前記発光層上に、下記化学式のAlqを300Åの厚さに真空蒸着して、電子輸送層を形成した。
Figure 2019502654
前記電子輸送層上に、順次に、10Åの厚さにリチウムフルオライド(LiF)と、800Åの厚さにアルミニウムを蒸着して、陰極を形成した。
前記過程で、有機物の蒸着速度は0.4〜0.7Å/secを維持し、陰極のリチウムフルオライドは0.3Å/sec、アルミニウムは2Å/secの蒸着速度を維持し、蒸着時の真空度は2×10−7〜5×10−6torrを維持して、有機電子素子を作製した。
<実験例1−2>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに化合物2を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<実験例1−3>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに化合物3を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<実験例1−4>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに化合物4を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<実験例1−5>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに化合物5を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<実験例1−6>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに化合物6を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<実験例1−7>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに化合物7を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<比較例1−1>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに下記化合物HAT−CNを用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
Figure 2019502654
<比較例1−2>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに何らかのドーピングなしに正孔注入層を形成したことだけを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<比較例1−3>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに下記化合物Aを用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
Figure 2019502654
<比較例1−4>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに下記化合物Bを用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
Figure 2019502654
実験例1−1〜1−7および比較例1−1〜1−4で製造された有機電子素子の駆動電圧、電流効率、および色座標を下記表1に示した。
Figure 2019502654
<実験例2−1>
ITO(indium tin oxide)が1,000Åの厚さに薄膜コーティングされたガラス基板を、洗剤を溶かした蒸留水に入れて超音波洗浄した。この時、洗剤としてはフィッシャー社(Fischer Co.)製品を使用し、蒸留水としてはミリポア社(Millipore Co.)製品のフィルタ(Filter)で2次濾過した蒸留水を使用した。ITOを30分間洗浄した後、蒸留水で2回繰り返し超音波洗浄を10分間進行させた。蒸留水洗浄が終わった後、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノールの溶剤で超音波洗浄をし乾燥させた後、プラズマ洗浄機に輸送させた。また、酸素プラズマを用いて前記基板を5分間洗浄した後、真空蒸着機に基板を輸送させた。こうして用意されたITO透明電極上に、正孔注入層として化合物1を40Åの厚さに形成し、次に、正孔輸送層としてNPBを800Åの厚さに形成した。次に、前記正孔輸送層上に、黄色発光層として、ホストである下記化学式のCBPに、ドーパントとして下記化学式のIr(ppy)を10重量%のドーピング濃度にドーピングして、300Åの厚さに形成した。
Figure 2019502654
次に、前記発光層上に、下記化学式のBCPを50Åの厚さに真空蒸着して、正孔阻止層を形成した。
Figure 2019502654
次に、前記正孔阻止層上に、下記化学式のAlqを150Åの厚さに真空蒸着して、電子輸送層を形成し、順次に、5Åの厚さにリチウムフルオライド(LiF)と、1000Åの厚さにアルミニウムを蒸着して、陰極を形成した。
前記過程で、有機物の蒸着速度は0.4〜0.7Å/secを維持し、陰極のリチウムフルオライドは0.3Å/sec、アルミニウムは2Å/secの蒸着速度を維持し、蒸着時の真空度は2×10−7〜5×10−6torrを維持して、有機電子素子を作製した。
<実験例2−2>
前記実験例2−1における化合物1の代わりに化合物2を用いたことを除けば、実験例2−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<実験例2−3>
前記実験例2−1における化合物1の代わりに化合物3を用いたことを除けば、実験例2−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<実験例2−4>
前記実験例2−1における化合物1の代わりに化合物4を用いたことを除けば、実験例2−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<実験例2−5>
前記実験例2−1における化合物1の代わりに化合物5を用いたことを除けば、実験例2−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<実験例2−6>
前記実験例2−1における化合物1の代わりに化合物6を用いたことを除けば、実験例2−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<実験例2−7>
前記実験例2−1における化合物1の代わりに化合物7を用いたことを除けば、実験例2−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<比較例2−1>
前記実験例2−1における化合物1の代わりにHAT−CNを用いたことを除けば、実験例2−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<比較例2−2>
前記実験例2−1における正孔注入層を省略したことを除けば、実験例2−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<比較例2−3>
前記実験例2−1における化合物1の代わりに化合物Cを用いたことを除けば、実験例2−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
Figure 2019502654
<比較例2−4>
前記実験例2−1における化合物1の代わりに化合物Dを用いたことを除けば、実験例2−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
Figure 2019502654
実験例2−1〜2−7および比較例2−1〜2−4で製造された有機電子素子の駆動電圧、電流効率、および色座標を下記表2に示した。
Figure 2019502654
<実験例3−1>
ITO(indium tin oxide)が1,000Åの厚さに薄膜コーティングされたガラス基板を、洗剤を溶かした蒸留水に入れて超音波洗浄した。この時、洗剤としてはフィッシャー社(Fischer Co.)製品を使用し、蒸留水としてはミリポア社(Millipore Co.)製品のフィルタ(Filter)で2次濾過した蒸留水を使用した。ITOを30分間洗浄した後、蒸留水で2回繰り返し超音波洗浄を10分間進行させた。蒸留水洗浄が終わった後、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノールの溶剤で超音波洗浄をし乾燥させた後、プラズマ洗浄機に輸送させた。また、酸素プラズマを用いて前記基板を5分間洗浄した後、真空蒸着機に基板を輸送させた。
こうして用意されたITO透明電極上に、HAT−CNを50Åの厚さに熱真空蒸着して、正孔注入層を形成し、次に、NPBを1750Åの厚さに真空蒸着して、正孔輸送層1を形成した。次に、前記正孔輸送層1上に、膜厚さ150Åに下記化合物HTL2を真空蒸着して、正孔輸送層2を形成した。
Figure 2019502654
次に、正孔輸送層2上に、膜厚さ250Åに下記のようなBHと前記BDを25:1の重量比で真空蒸着して、青色発光層を形成した。
Figure 2019502654
次に、前記青色発光層上に、下記化合物ETL1を200Åの厚さに真空蒸着して、電子輸送層1を形成した。
Figure 2019502654
次に、前記電子輸送層1上に、下記化合物のN型電荷生成層と、下記化合物LiQ(Lithium Quinolate)を50:1の重量比で真空蒸着して、110Åの厚さにN型電荷生成層を形成した。
Figure 2019502654
次に、前記N型電荷生成層上に、化合物1を50Åの厚さに熱真空蒸着して、P型電荷生成層を形成し、正孔を輸送する物質である下記化合物HTL3を650Åの厚さに真空蒸着して、正孔輸送層3を形成した。
Figure 2019502654
次に、前記正孔輸送層3上に、膜厚さ150Åに下記化合物HTL4を真空蒸着して、電子阻止層を形成した。
Figure 2019502654
次に、電子阻止層上に、膜厚さ250Åに以下のようなYGHとYGDを25:3の重量比で真空蒸着して、緑色発光層を形成した。
Figure 2019502654
次に、前記緑色発光層上に、下記化合物ETL2を450Åの厚さに真空蒸着して、電子輸送層2を形成した。
Figure 2019502654
前記電子輸送層2上に、順次に、12Åの厚さにリチウムフルオライド(LiF)と、2,000Åの厚さにアルミニウムを蒸着して、陰極を形成した。
前記過程で、有機物の蒸着速度は0.4〜0.7Å/secを維持し、陰極のリチウムフルオライドは0.3Å/sec、アルミニウムは2Å/secの蒸着速度を維持し、蒸着時の真空度は2×10−7〜5×10−6torrを維持して、有機電子素子を作製した。
<実験例3−2>
前記実験例3−1におけるP型電荷生成層に使用された化合物1の代わりに化合物2を用いたことを除けば、実験例3−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<実験例3−3>
前記実験例3−1におけるP型電荷生成層に使用された化合物1の代わりに化合物3を用いたことを除けば、実験例3−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<実験例3−4>
前記実験例3−1におけるP型電荷生成層に使用された化合物1の代わりに化合物4を用いたことを除けば、実験例3−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<実験例3−5>
前記実験例3−1におけるP型電荷生成層に使用された化合物1の代わりに化合物5を用いたことを除けば、実験例3−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<実験例3−6>
前記実験例3−1におけるP型電荷生成層に使用された化合物1の代わりに化合物6を用いたことを除けば、実験例3−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<実験例3−7>
前記実験例3−1におけるP型電荷生成層に使用された化合物1の代わりに化合物7を用いたことを除けば、実験例3−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<比較例3−1>
前記実験例3−1におけるP型電荷生成層に使用された化合物1の代わりにHAT−CNを用いたことを除けば、実験例3−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<比較例3−2>
前記実験例3−1におけるP型電荷生成層に使用された化合物1の代わりに化合物Aを用いたことを除けば、実験例3−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<比較例3−3>
前記実験例3−1におけるP型電荷生成層に使用された化合物1の代わりに化合物Bを用いたことを除けば、実験例3−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
実験例3−1〜3−7および比較例3−1〜3−3で製造された有機電子素子の駆動電圧、電流効率、および色座標を下記表3に示した。
Figure 2019502654
<実験例4−1>
ITO(indium tin oxide)が1,000Åの厚さに薄膜コーティングされたガラス基板を、洗剤を溶かした蒸留水に入れて超音波洗浄した。この時、洗剤としてはフィッシャー社(Fischer Co.)製品を使用し、蒸留水としてはミリポア社(Millipore Co.)製品のフィルタ(Filter)で2次濾過した蒸留水を使用した。ITOを30分間洗浄した後、蒸留水で2回繰り返し超音波洗浄を10分間進行させた。蒸留水洗浄が終わった後、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノールの溶剤で超音波洗浄をし乾燥させた後、プラズマ洗浄機に輸送させた。また、酸素プラズマを用いて前記基板を5分間洗浄した後、真空蒸着機に基板を輸送させた。
こうして用意されたITO透明電極上に、HAT−CNを50Åの厚さに熱真空蒸着して、正孔注入層を形成し、次に、NPBを1750Åの厚さに真空蒸着して、正孔輸送層1を形成した。次に、前記正孔輸送層1上に、膜厚さ150Åに化合物HTL2を真空蒸着して、正孔輸送層2を形成し、その上に、膜厚さ250ÅにBHとBDを25:1の重量比で真空蒸着して、青色発光層を形成した。次に、青色発光層上に、化合物ETL1を200Åの厚さに真空蒸着して、電子輸送層1を形成し、その上に、化合物のN型電荷生成層と、化合物LiQ(Lithium Quinolate)を50:1の重量比で真空蒸着して、110Åの厚さにN型電荷生成層を形成した。次に、HTL3を100Åの厚さに形成するが、化合物1を25重量%のドーピング濃度にドーピングし、化合物HTL3を600Åの厚さに真空蒸着して、正孔輸送層3を形成した。次に、前記正孔輸送層3上に、膜厚さ150Åに化合物HTL4を真空蒸着して、電子阻止層を形成し、その上に、膜厚さ250ÅにYGHとYGDを25:3の重量比で真空蒸着して、緑色発光層を形成した。次に、前記緑色発光層上に、下記化合物ETL2を450Åの厚さに真空蒸着して、電子輸送層2を形成し、順次に、12Åの厚さにリチウムフルオライド(LiF)と、2,000Åの厚さにアルミニウムを蒸着して、陰極を形成した。
前記過程で、有機物の蒸着速度は0.4〜0.7Å/secを維持し、陰極のリチウムフルオライドは0.3Å/sec、アルミニウムは2Å/secの蒸着速度を維持し、蒸着時の真空度は2×10−7〜5×10−6torrを維持して、有機電子素子を作製した。
<実験例4−2>
前記実験例4−1におけるP型電荷生成層に使用された化合物1の代わりに化合物2を用いたことを除けば、実験例4−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<実験例4−3>
前記実験例4−1におけるP型電荷生成層に使用された化合物1の代わりに化合物3を用いたことを除けば、実験例4−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<実験例4−4>
前記実験例4−1におけるP型電荷生成層に使用された化合物1の代わりに化合物4を用いたことを除けば、実験例4−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<実験例4−5>
前記実験例4−1におけるP型電荷生成層に使用された化合物1の代わりに化合物5を用いたことを除けば、実験例4−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<実験例4−6>
前記実験例4−1におけるP型電荷生成層に使用された化合物1の代わりに化合物6を用いたことを除けば、実験例4−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<実験例4−7>
前記実験例4−1におけるP型電荷生成層に使用された化合物1の代わりに化合物7を用いたことを除けば、実験例4−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<比較例4−1>
前記実験例4−1におけるP型電荷生成層に使用された化合物1の代わりにHAT−CNを用いたことを除けば、実験例3−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<比較例4−2>
前記実験例4−1におけるP型電荷生成層に使用された化合物1の代わりに化合物Cを用いたことを除けば、実験例4−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
<比較例4−3>
前記実験例4−1におけるP型電荷生成層に使用された化合物1の代わりに化合物Dを用いたことを除けば、実験例4−1と同様の方法で有機電子素子を作製した。
実験例4−1〜4−7および比較例4−1〜4−3で製造された有機電子素子の駆動電圧、電流効率、および色座標を下記表4に示した。
Figure 2019502654
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これも発明の範疇に属する。

Claims (15)

  1. 下記化学式1で表される化合物:
    [化学式1]
    Figure 2019502654
    前記化学式1において、
    Xは、下記(a)〜(d)のうちのいずれか1つで表され、
    Figure 2019502654
    A〜Cは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;シアノ基;フルオロアルキル基;フルオロアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
    AおよびBのうちの少なくとも1つは、シアノ基;フルオロアルキル基;またはフルオロアルコキシ基であり、
    R1およびR2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;シアノ基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボニル基;エステル基;イミド基;アミド基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリールオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;置換もしくは非置換のアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基である。
  2. AおよびBは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、−CN、−C2n+1、または−O−C2n+1であり、nは、1または2である、請求項1に記載の化合物。
  3. 前記化学式1で表される化合物は、下記構造式の中から選択されるものである、請求項1に記載の化合物:
    Figure 2019502654
    Figure 2019502654
    Figure 2019502654
    Figure 2019502654
    Figure 2019502654
    Figure 2019502654
    Figure 2019502654
    Figure 2019502654
    Figure 2019502654
    Figure 2019502654
  4. 第1電極と、前記第1電極に対向して備えられた第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に備えられた1層以上の有機物層とを含む有機電子素子であって、前記有機物層のうちの1層以上は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物を含むものである有機電子素子。
  5. 前記有機物層は、正孔注入層を含み、前記正孔注入層は、前記化合物が単独からなるか、または前記化合物がドーピングされてなる、請求項4に記載の有機電子素子。
  6. 前記有機物層は、ドーピングされた正孔輸送層を含み、前記ドーピングされた正孔輸送層は、正孔輸送物質に前記化合物がドーピングされてなる、請求項4に記載の有機電子素子。
  7. 前記第1電極と第2電極との間に、第1色の光を発光する第1スタック、第2色の光を発光する第2スタック、および前記第1スタックと第2スタックとの間で電荷をバランスがとれるように調節する電荷生成層が形成されており、
    前記電荷生成層は、前記第1スタックに隣接して位置するN型電荷生成層と、前記第2スタックに隣接して位置するP型電荷生成層とからなり、
    前記有機物層は、前記P型電荷生成層を構成し、前記P型電荷生成層は、前記化合物単独からなるか、または前記化合物がドーピングされてなる、請求項4に記載の有機電子素子。
  8. 前記第1電極と第2電極との間に、第1色の光を発光する第1スタック、第2色の光を発光する第2スタック、および前記第1スタックと第2スタックとの間で電荷をバランスがとれるように調節する電荷生成層が形成されており、
    前記電荷生成層は、前記第1スタックに隣接して位置するN型電荷生成層と、前記第2スタックに隣接して位置するP型電荷生成層とからなり、
    前記有機物層は、前記P型電荷生成層を構成し、前記P型電荷生成層は、正孔輸送物質に前記化合物がドーピングされてなる、請求項4に記載の有機電子素子。
  9. 前記有機電子素子は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、電子阻止層、および正孔阻止層からなる群より選択される1層または2層以上をさらに含むものである、請求項4に記載の有機電子素子。
  10. 前記有機電子素子は、有機発光素子、有機太陽電池、有機感光体(OPC)、および有機トランジスタからなる群より選択されるものである、請求項4に記載の有機電子素子。
  11. 前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、下記化学式A−1で表される化合物を含むものである、請求項4に記載の有機電子素子:
    [化学式A−1]
    Figure 2019502654
    前記化学式A−1において、
    n1は、1以上の整数であり、
    Ar1は、置換もしくは非置換の1価以上のベンゾフルオレン基;置換もしくは非置換の1価以上のフルオランテン基;置換もしくは非置換の1価以上のピレン基;または置換もしくは非置換の1価以上のクリセン基であり、
    L1は、直接結合;置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
    Ar2およびAr3は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のゲルマニウム基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリールアルキル基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であるか、互いに結合して置換もしくは非置換の環を形成してもよいし、
    n1が2以上の場合、2以上の括弧内の構造は、互いに同一または異なる。
  12. 前記L1は、直接結合であり、Ar1は、2価のピレン基であり、Ar2およびAR3は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、アルキル基で置換されたゲルマニウム基で置換もしくは非置換のアリール基であり、n1は、2である、請求項11に記載の有機電子素子。
  13. 前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、下記化学式A−2で表される化合物を含むものである、請求項4に記載の有機電子素子:
    [化学式A−2]
    Figure 2019502654
    前記化学式A−2において、
    Ar11およびAr12は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換の単環のアリール基;または置換もしくは非置換の多環のアリール基であり、
    G1〜G8は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換の単環のアリール基;または置換もしくは非置換の多環のアリール基である。
  14. 前記Ar11およびAr12は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、2−ナフチル基で置換されたフェニル基;1−ナフチル基;または2−ナフチル基であり、G1〜G8は、すべて水素であるか、G1〜G8のうちの少なくとも1つは、アルキル基であり、残りは、水素である、請求項13に記載の有機電子素子。
  15. 前記発光層は、下記化学式A−2で表される化合物をさらに含むものである、請求項11に記載の有機電子素子:
    [化学式A−2]
    Figure 2019502654
    前記化学式A−2において、
    Ar11およびAr12は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換の単環のアリール基;または置換もしくは非置換の多環のアリール基であり、
    G1〜G8は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換の単環のアリール基;または置換もしくは非置換の多環のアリール基である。
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