JP2019527197A - 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

本明細書は、化学式1の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、2016年7月1日付で韓国特許庁に出願された韓国特許出願第10−2016−0083592号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に組み込まれる。
本明細書は、化合物およびこれを含む有機電子素子に関する。
有機電子素子の代表例としては、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、光を発する。
前記のような有機発光素子のための新たな材料の開発が求められ続けている。
本明細書は、化合物およびこれを含む有機電子素子を提供しようとする。
本明細書は、下記化学式1で表される化合物を提供する。
[化学式1]
Figure 2019527197
前記化学式1において、
A1およびA2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芳香族炭化水素環;または置換もしくは非置換のヘテロ環であり、
L101、L102、およびL1〜L4は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、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、
Ar1〜Ar4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ルキル基;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か、隣接した基と結合して環を形成してもよく、
R1〜R13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;ニトリル基;ニトロ基;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シリル基;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り、
R4およびR5は、結合して5員環を形成してもよいし、
mおよびnは、0または1の整数であり、
mおよびnのうちの少なくとも1つは、1の整数である。
また、本明細書は、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、前述した化合物を含むものである有機電子素子を提供する。
本明細書の一実施態様に係る化合物は、有機発光素子を含めた有機電子素子に使用され、有機電子素子の駆動電圧を低下させ、光効率を向上させ、化合物の熱的安定性によって素子の寿命特性を向上させることができる。
本明細書の一実施態様に係る有機電子素子10を示すものである。 本明細書のもう一つの実施態様に係る有機電子素子11を示すものである。 化合物5のNMR dataを示す図である。 化合物47のNMR dataを示す図である。 化合物60のMass dataを示す図である。
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 2019527197
前記化学式1において、
A1およびA2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芳香族炭化水素環;または置換もしくは非置換のヘテロ環であり、
L101、L102、およびL1〜L4は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、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、
Ar1〜Ar4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ルキル基;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か、隣接した基と結合して環を形成してもよく、
R1〜R13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;ニトリル基;ニトロ基;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シリル基;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り、
R4およびR5は、結合して5員環を形成してもよいし、
mおよびnは、0または1の整数であり、
mおよびnのうちの少なくとも1つは、1の整数である。
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。
本明細書において、
Figure 2019527197
は、連結される部位を意味する。
前記「置換」という用語は、化合物の炭素原子に結合し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;ニトリル基;ニトロ基;アルキル基;シクロアルキル基;シリル基;ホスフィンオキシド基;アリール基;およびN、O、S、Se、およびSi原子のうちの1個以上を含む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、もしくはいずれの置換基も有しないことを意味する。
本明細書において、ハロゲン基の例としては、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素がある。
本明細書において、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、1〜50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3〜60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、これらに限定されない。
本明細書において、シリル基の具体例としては、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、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6〜60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、クォー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10〜60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、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、隣接した置換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 2019527197
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、ヘテロアリール基は、異種原子としてN、O、S、Si、およびSeのうちの1個以上を含むヘテロ環基であって、炭素数は特に限定されないが、炭素数2〜60のものが好ましい。ヘテロアリール基の例としては、チオフェン基、フラン基、ピロール基、イミダゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、オキサジアゾール基、トリアゾール基、ピリジル基、ビピリジル基、ピリミジル基、トリアジン基、トリアゾール基、アクリジル基、ピリダジン基、ピラジニル基、キノリニル基、クナゾリン基、キノキサリニル基、フタラジニル基、ピリドピリミジニル基、ピリドピラジニル基、ピラジノピラジニル基、イソキノリン基、インドール基、カルバゾール基、ベンズオキサゾール基、ベンズイミダゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾカルバゾール基、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、フェナントロリン基(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、およびジベンゾフラニル基などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
本明細書において、前記縮合構造は、当該置換基に芳香族炭素水素環が縮合された構造であってもよい。
例えば、ベンズイミダゾールの縮合環として、
Figure 2019527197
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。
例えば、アクリジンの縮合環として
Figure 2019527197
(spiro[fluorene−9,8'−indolo[3,2,1−de]acridine])などになってもよいが、これに限定されるものではない。
本明細書において、「隣接する基」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「隣接する基」と解釈される。
本明細書において、隣接した基が互いに結合して環を形成することの意味は、前述のように、隣接した基が互いに結合して、5員〜8員の炭化水素環または5員〜8員のヘテロ環を形成することを意味し、単環または多環であってもよいし、脂肪族、芳香族、またはこれらの縮合された形態であってもよいし、これを限定しない。
本明細書において、炭化水素環またはヘテロ環は、1価の基のものを除き、前述したシクロアルキル基、アリール基、またはヘテロアリール基の例示の中から選択されてもよいし、単環または多環、脂肪族または芳香族、またはこれらの縮合された形態であってもよいが、これらにのみ限定されるものではない。
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、アリーレン基は、アリール基に結合位置が2つあるもの、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、前述した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つあるもの、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、前述したヘテロ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おいて、前記mおよびnは、0または1の整数であり、mおよびnのうちの少なくとも1つは、1の整数である。
もう一つの実施態様において、前記mおよびnは、1である。
本明細書の一実施態様において、前記A1およびA2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芳香族炭化水素環;または置換もしくは非置換のヘテロ環である。
もう一つの実施態様によれば、前記A1およびA2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6〜60の芳香族炭化水素環;または置換もしくは非置換の炭素数2〜60のヘテロ環である。
もう一つの実施態様において、前記A1およびA2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の芳香族炭化水素環;または置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロ環である。
本明細書の一実施態様において、前記A1およびA2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、下記構造式から選択されるいずれか1つであってもよいし、下記構造は、追加的に置換されていてもよい。
Figure 2019527197
Figure 2019527197
本明細書の一実施態様において、前記A1−L101−N(L1Ar1)(L2Ar2)およびA2−L102−N(L3Ar3)(L4Ar4)は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、下記構造式から選択されるいずれか1つであってもよい。
Figure 2019527197
Figure 2019527197
Figure 2019527197
前記構造において、
L11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、
R'およびR"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;ニトリル基;ニトロ基;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シリル基;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り、
R31およびR32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ルキル基;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か、隣接した基と結合して環を形成してもよいし、
前記構造は、追加的に置換されていてもよい。
本明細書の一実施態様によれば、前記R31およびR32は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、下記のAr1〜Ar4の定義した通りである。
本明細書の一実施態様によれば、前記R'およびR"は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;または置換もしくは非置換のアルキル基である。
もう一つの実施態様によれば、前記R'およびR"は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;または置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基である。
もう一つの実施態様によれば、前記R'およびR"は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;またはメチル基である。
本明細書の一実施態様において、前記L11、L101、L102、およびL1〜L4は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、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る。
本明細書の一実施態様において、前記L11、L101、L102、およびL1〜L4は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;または置換もしくは非置換の炭素数6〜50のアリーレン基である。
本明細書の一実施態様において、前記L11、L101、L102、およびL1〜L4は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合、置換もしくは非置換のフェニレン基、置換もしくは非置換のビフェニリレン基、置換もしくは非置換のターフェニレン基、置換もしくは非置換のアントラセン基、置換もしくは非置換のフェナントレン基、置換もしくは非置換のトリフェニレニル基;置換もしくは非置換のナフチレン基、または置換もしくは非置換のフルオレニレン基である。
本明細書の一実施態様において、前記L11、L101、L102、およびL1〜L4は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合、フェニレン基、ビフェニリレン基、ターフェニレン基、アントラセン基、フェナントレン基、トリフェニレニル基、ナフチレン基、またはメチル基、またはフェニル基で置換されたフルオレニレン基である。
本明細書の一実施態様において、前記L11、L101、L102、およびL1〜L4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3〜50のヘテロアリーレン基である。
本明細書の一実施態様において、前記L11、L101、L102、およびL1〜L4は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合、置換もしくは非置換の2価のピロール基、置換もしくは非置換の2価のカルバゾール基、置換もしくは非置換の2価のチオフェン基、置換もしくは非置換の2価のジベンゾチオフェン基、置換もしくは非置換の2価のフラン基、または置換もしくは非置換の2価のジベンゾフラン基である。
本明細書の一実施態様において、前記L11、L101、L102、およびL1〜L4は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;メチル基またはフェニル基で置換もしくは非置換の2価のピロール基;エチル基またはフェニル基で置換もしくは非置換の2価のカルバゾール基;2価のチオフェン基;2価のジベンゾフラン基;2価のフラン基;または2価のジベンゾフラン基である。
本明細書の一実施態様において、前記L11、L101、L102、およびL1〜L4は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;または下記記載の置換基から選択されるいずれか1つであってもよい。
Figure 2019527197
本明細書の一実施態様によれば、前記L11、L101、L102およびL1〜L4は、直接結合である。
本明細書の一実施態様において、前記Ar1〜Ar4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ルキル基;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か、隣接した基と結合して環を形成してもよい。
本明細書の一実施態様によれば、前記Ar1〜Ar4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1〜30のアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であるか、隣接した基と結合して環を形成してもよい。
もう一つの実施態様において、前記Ar1〜Ar4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;または置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であるか、隣接した基と結合して環を形成してもよい。
もう一つの実施態様によれば、前記Ar1〜Ar4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;置換もしくは非置換のナフチル基;置換もしくは非置換のビフェニル基;置換もしくは非置換のターフェニル基;置換もしくは非置換のアントラセニル基;置換もしくは非置換のフェナントリル基;置換もしくは非置換のトリフェニレニル基;置換もしくは非置換のフルオランテニル基;置換もしくは非置換のクリセニル基;置換もしくは非置換のピレニル基;置換もしくは非置換のフルオレニル基;置換もしくは非置換のインデノフルオレニル基;置換もしくは非置換のベンゾフルオレニル基;置換もしくは非置換のピリジル基;置換もしくは非置換のピラジニル基;置換もしくは非置換のピリダジニル基;置換もしくは非置換のピリミジニル基;置換もしくは非置換のキノリニル基;置換もしくは非置換のキノキサリニル基;置換もしくは非置換のフラン基;置換もしくは非置換のチオフェン基;置換もしくは非置換のジベンゾフラン基;置換もしくは非置換のジベンゾチオフェン基;置換もしくは非置換のナフトベンゾフラン基;置換もしくは非置換のナフトベンゾチオフェン基;置換もしくは非置換のベンゾフラン基;置換もしくは非置換のベンゾチオフェン基;置換もしくは非置換のベンゾイミダゾール基;置換もしくは非置換のベンズオキサゾール基;置換もしくは非置換のベンゾチアゾール基;置換もしくは非置換のフルオレノベンゾフラン基;または置換もしくは非置換のベンゾフラノジベンゾフラン基であるか、隣接した基と結合して環を形成してもよい。
もう一つの実施態様によれば、前記Ar1〜Ar4は、隣接した基と結合して芳香族ヘテロ環を形成する。
もう一つの実施態様において、前記Ar1〜Ar4は、隣接した基と結合して置換もしくは非置換のカルバゾールを形成する。
もう一つの実施態様において、前記Ar1〜Ar4は、隣接した基と結合してt−ブチル基で置換もしくは非置換のカルバゾールを形成する。
本明細書の一実施態様において、前記Ar1〜Ar4は、下記記載の構造から選択されるいずれか1つであってもよい。
Figure 2019527197
Figure 2019527197
Figure 2019527197
Figure 2019527197
Figure 2019527197
前記構造において、
R201〜R297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;ニトリル基;ニトロ基;シリル基;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か、隣接した基と結合して環を形成してもよく、
a1、a6、a10、a23およびa25はそれぞれ、0〜5の整数であり、
a2、a5、a8、a9、a14、a16、a17、a21、a28〜a35、b1〜b4、b6〜b9、b11〜b13、b15およびb17〜b32はそれぞれ、0〜4の整数であり、
a3およびa22はそれぞれ、0〜7の整数であり、
a4、a7、a12、a15、a19、a26およびa27はそれぞれ、0〜3の整数であり、
a11は、0〜9の整数であり、
a13、a20およびa24はそれぞれ、0〜6の整数であり、
a18、b5、b10、b14およびb16はそれぞれ、0〜2の整数であり、
a18、b5、b10、b14およびb16が2の場合、括弧内の置換基は、互いに異なり、
a1、a6、a10、a23、a25、a2、a5、a8、a9、a14、a16、a17、a21、a28〜a35、b1〜b4、b6〜b9、b11〜b13、b15、b17〜b32、a3、a22、a4、a7、a12、a15、a19、a26、a27、a11、a13、a20およびa24がそれぞれ2以上の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なる。
本明細書の一実施態様において、前記R201〜R297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;ニトリル基;シリル基;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;または置換もしくは非置換のアリール基であるか、隣接した基と結合して環を形成してもよい。
もう一つの実施態様において、前記R201〜R297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;ニトリル基;シリル基;置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数3〜30のシクロアルキル基;または置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基であるか、隣接した基と結合して環を形成してもよい。
もう一つの実施態様において、前記R201〜R297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;ニトリル基;シリル基;置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数3〜20のシクロアルキル基;または置換もしくは非置換の炭素数6〜20のアリール基であるか、隣接した基と結合して環を形成してもよい。
もう一つの実施態様において、前記R201〜R297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;ニトリル基;アルキル基で置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数3〜20のシクロアルキル基;または置換もしくは非置換の炭素数6〜20のアリール基であるか、隣接した基と結合して環を形成してもよい。
もう一つの実施態様によれば、前記R201〜R297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;ニトリル基;メチル基で置換されたシリル基;置換もしくは非置換のメチル基;置換もしくは非置換のエチル基;置換もしくは非置換のイソプロピル基;置換もしくは非置換のt−ブチル基;置換もしくは非置換のフェニル基;置換もしくは非置換のビフェニル基;置換もしくは非置換のシクロペンチル基;または置換もしくは非置換のシクロヘキシル基であるか、隣接した基と結合して環を形成してもよい。
もう一つの実施態様において、前記R201〜R297は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;フッ素(−F);ニトリル基;トリメチルシリル基;メチル基;イソプロピル基;t−ブチル基;フェニル基;またはビフェニル基であるか、隣接した基と結合して環を形成してもよい。
本明細書の一実施態様において、前記a1〜a35およびb1〜b32はそれぞれ、0〜2の整数である。
本明細書の一実施態様において、前記R1〜R13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;ニトリル基;ニトロ基;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シリル基;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か、隣接した基と結合して環を形成してもよい。
本明細書の一実施態様によれば、前記R1〜R13は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;置換もしくは非置換のアルキル基である。
もう一つの実施態様によれば、前記R1〜R13は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基である。
もう一つの実施態様によれば、前記R1〜R13は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;置換もしくは非置換のメチル基;置換もしくは非置換のエチル基;または置換もしくは非置換のt−ブチル基である。
本明細書の一実施態様において、前記R1〜R13は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;またはt−ブチル基である。
本明細書の一実施態様において、前記R4およびR5は、結合して5員環を形成してもよい。
本明細書の一実施態様において、前記化学式1は、下記化学式2または3で表されてもよい。
[化学式2]
Figure 2019527197
[化学式3]
Figure 2019527197
前記化学式2および3において、
L101、L102、L1〜L4、Ar1〜Ar4、R1〜R13、mおよびnに関する定義は、前記化学式1で定義したものと同じであり、
X1およびX2のうちのいずれか1つは、直接結合であり、残りは、O、S、CY1Y2、またはSiY5Y6であり、
X3およびX4のうちのいずれか1つは、直接結合であり、残りは、O、S、CY3Y4、またはSiY7Y8であり、
W1〜W4は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、NまたはCRaであり、W1〜W4のうちの1以上は、Nであり、
Y1〜Y8、RaおよびR14〜R23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;ニトリル基;ニトロ基;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シリル基;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か、隣接した基と結合して環を形成してもよい。
本明細書の一実施態様において、前記X1およびX2のうちのいずれか1つは、直接結合であり、残りは、O、S、CY1Y2、またはSiY5Y6である。
本明細書の一実施態様において、前記X1は、Oであり、X2は、直接結合である。
本明細書の一実施態様において、前記X1は、Sであり、X2は、直接結合である。
本明細書の一実施態様において、前記X1は、CY1Y2であり、X2は、直接結合である。
本明細書の一実施態様において、前記X1は、SiY5Y6であり、X2は、直接結合である。
本明細書の一実施態様において、前記X1は、直接結合であり、X2は、Oである。
本明細書の一実施態様において、前記X1は、直接結合であり、X2は、Sである。
本明細書の一実施態様において、前記X1は、直接結合であり、X2は、CY1Y2である。
本明細書の一実施態様において、前記X1は、直接結合であり、X2は、SiY5Y6である。
本明細書の一実施態様において、前記X3およびX4のうちのいずれか1つは、直接結合であり、残りは、O、S、CY3Y4、またはSiY7Y8である。
本明細書の一実施態様において、前記X3は、Oであり、X4は、直接結合である。
本明細書の一実施態様において、前記X3は、Sであり、X4は、直接結合である。
本明細書の一実施態様において、前記X3は、CY3Y4であり、X4は、直接結合である。
本明細書の一実施態様において、前記X3は、SiY7Y8であり、X4は、直接結合である。
本明細書の一実施態様において、前記X3は、直接結合であり、X4は、Oである。
本明細書の一実施態様において、前記X3は、直接結合であり、X4は、Sである。
本明細書の一実施態様において、前記X3は、直接結合であり、X4は、CY3Y4である。
本明細書の一実施態様において、前記X3は、直接結合であり、X4は、CY3Y4である。
本明細書の一実施態様において、前記Y1〜Y8、RaおよびR14〜R23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;ニトリル基;ニトロ基;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シリル基;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か、隣接した基と結合して環を形成してもよい。
本明細書の一実施態様において、前記Raは、水素である。
本明細書の一実施態様において、前記Y1およびY2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ルキル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Y1およびY2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、メチル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Y3およびY4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ルキル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Y3およびY4は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、メチル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Y5およびY6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ルキル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Y5およびY6は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、メチル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Y7およびY8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ルキル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Y7およびY8は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、メチル基である。
本明細書の一実施態様において、前記R14〜R23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;または置換もしくは非置換のアリール基である。
もう一つの実施態様において、前記R14〜R23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炭素数1〜40のアルキル基;または置換もしくは非置換の炭素数6〜40のアリール基である。
本明細書の一実施態様において、前記R14〜R23は、水素である。
本明細書の一実施態様において、前記化学式1は、下記化学式4または5で表されてもよい。
[化学式4]
Figure 2019527197
[化学式5]
Figure 2019527197
前記化学式4および5において、
L101、L102、L1〜L4、Ar1〜Ar4、R1〜R13、mおよびnに関する定義は、前記化学式1で定義したものと同じであり、
X1およびX2のうちのいずれか1つは、直接結合であり、残りは、O、S、CY1Y2、またはSiY5Y6であり、
X3およびX4のうちのいずれか1つは、直接結合であり、残りは、O、S、CY3Y4、またはSiY7Y8であり、
W1〜W4は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、NまたはCRaであり、W1〜W4のうちの1以上は、Nであり、
Y1〜Y8、RaおよびR14〜R23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;ニトリル基;ニトロ基;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シリル基;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か、隣接した基と結合して環を形成してもよい
本明細書の一実施態様において、前記化学式1は、下記化学式6〜21で表されてもよい。
[化学式6]
Figure 2019527197
[化学式7]
Figure 2019527197
[化学式8]
Figure 2019527197
[化学式9]
Figure 2019527197
[化学式10]
Figure 2019527197
[化学式11]
Figure 2019527197
[化学式12]
Figure 2019527197
[化学式13]
Figure 2019527197
[化学式14]
Figure 2019527197
[化学式15]
Figure 2019527197
[化学式16]
Figure 2019527197
[化学式17]
Figure 2019527197
[化学式18]
Figure 2019527197
[化学式19]
Figure 2019527197
[化学式20]
Figure 2019527197
[化学式21]
Figure 2019527197
前記化学式6〜21において、
L101、L102、L1〜L4、Ar1〜Ar4、R1〜R13、mおよびnに関する定義は、前記化学式1で定義したものと同じであり、
X1およびX2のうちのいずれか1つは、直接結合であり、残りは、O、S、CY1Y2、またはSiY5Y6であり、
X3およびX4のうちのいずれか1つは、直接結合であり、残りは、O、S、CY3Y4、またはSiY7Y8であり、
W1〜W4は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、NまたはCRaであり、W1〜W4のうちの1以上は、Nであり、
Y1〜Y8、RaおよびR14〜R23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;ニトリル基;ニトロ基;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シリル基;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か、隣接した基と結合して環を形成してもよい。
本明細書の一実施態様において、前記化学式1は、下記化合物の中から選択されるいずれか1つであってもよい。
Figure 2019527197
Figure 2019527197
Figure 2019527197
Figure 2019527197
Figure 2019527197
Figure 2019527197
Figure 2019527197
本明細書の一実施態様に係る化合物は、後述する製造方法で製造される。後述する製造例では代表的な例示を記載するが、必要に応じて、置換基を追加したり除外してもよいし、置換基の位置を変更してもよい。また、当技術分野で知られている技術に基づいて、出発物質、反応物質、反応条件などを変更することができる。
[一般的な製造方法]
一般的な合成方法1
Figure 2019527197
[中間体1−1]を用い、[アリールアミン1]とブチルリチウムなどの塩基を用いてカップリングして、[中間体1−2]を合成する。得られた[中間体1−2]を、酸性条件下、スピロ環化反応により[中間体1−3]を得ることができ、これを、適切な[アリールアミン2]とパラジウム触媒を用いたカップリング反応を用いて、最終化合物を合成する方法である。(上記式中、Xは、Br、Cl、Iなどのハロゲン元素である)
一般的な合成方法2
Figure 2019527197
[中間体1−1]を用い、適切な[アリールアミン2]とパラジウム触媒を用いたカップリング反応を用いて[中間体2−2]を合成し、これを[アリールアミン1]とブチルリチウムなどの塩基を用いてカップリングして、[中間体2−3]を合成する。得られた[中間体2−3]を、酸性条件下、スピロ環化反応により最終化合物を合成する方法である。(上記式中、Xは、Br、Cl、Iなどのハロゲン元素である)
また、本明細書は、上述した化合物を含む有機発光素子を提供する。
本明細書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発光素子であって、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発光素子を提供する。
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のみならず、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。
本明細書の有機発光素子の有機物層は、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、有機発光素子は、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、電子阻止層、正孔阻止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。
本明細書の一実施態様によれば、前記有機発光素子は、有機燐光素子、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。
本明細書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。
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は、電子輸送層または電子注入層を含み、前記電子輸送層または電子注入層は、前記化合物を含む。
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は、電子阻止層または正孔阻止層を含み、前記電子阻止層または正孔阻止層は、前記化合物を含む。
本明細書の一実施態様において、前記有機発光素子は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層、および電子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。
本明細書の一実施態様において、前記有機発光素子は、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。本明細書の一実施態様において、前記2層以上の有機物層は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入および正孔輸送を同時に行う層、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。
本明細書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、本明細書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。
本明細書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、有機発光素子は、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。
前記化学式1の化合物を含む有機物層が電子輸送層の場合、前記電子輸送層は、n型ドーパントをさらに含んでもよい。前記n型ドーパントは、当技術分野で知られているものを使用することができ、例えば、金属または金属錯体を使用することができる。一例によれば、前記化学式1の化合物を含む電子輸送層は、LiQをさらに含んでもよい。
もう一つの実施態様において、有機発光素子は、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、本明細書の有機発光素子の構造は、図1および図2に示されているような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。
図1には、基板20上に、第1電極30、発光層40、および第2電極50が順次に積層された有機発光素子10の構造が例示されている。前記図1は、本明細書の一実施態様に係る有機発光素子の例示的な構造であり、他の有機物層をさらに含んでもよい。
図2には、基板20上に、第1電極30、正孔注入層60、正孔輸送層70、電子阻止層80、発光層40、電子輸送層90、電子注入層100、および第2電極50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。前記図2は、本明細書の実施態様に係る例示的な構造であり、他の有機物層をさらに含んでもよい。
本明細書の有機発光素子は、有機物層のうちの1層以上が本明細書の化合物、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される。
前記有機発光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。
本明細書の有機発光素子は、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される。
例えば、本明細書の有機発光素子は、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される。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発光素子を作ることができる。
また、前記化学式1の化合物は、有機発光素子の製造時、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。
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発光素子を作ることもできる(国際特許出願公開第2003/012890号)。ただし、製造方法がこれに限定されるものではない。
本明細書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。
前記陽極物質としては、通常、有機物層への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、有機物層への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輸送を受けて発光層に移しうる物質で、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。
前記電子阻止層は、正孔注入層から注入された正孔が発光層を経て電子注入層に進入するのを防止して素子の寿命と効率を向上させることができる層であり、必要な場合に、公知の材料を用いて発光層と電子注入層との間の適切な部分に形成される。
前記発光層の発光物質としては、正孔輸送層と電子輸送層から正孔と電子の輸送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うる物質であって、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。
本明細書の有機発光素子の有機物層中、発光層のホストの材料として、下記化学式1Aの構造を含むことができる。
[化学式1A]
Figure 2019527197
前記化学式1Aにおいて、
L103〜L106は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、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、
Ar5〜Ar8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、
R24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;ニトリル基;ニトロ基;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シリル基;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り、
pは、0〜6の整数であり、
pが2以上の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なる。
本明細書の一実施態様において、前記L103〜L106は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;置換もしくは非置換の炭素数6〜60のアリーレン基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜60のヘテロアリーレン基である。
本明細書の一実施態様において、前記L103〜L106は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;置換もしくは非置換の炭素数6〜40のアリーレン基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜40のヘテロアリーレン基である。
もう一つの実施態様によれば、前記L103〜L106は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;置換もしくは非置換のフェニレン基;置換もしくは非置換のビフェニリレン基;置換もしくは非置換のターフェニレン基;置換もしくは非置換のナフチレン基;置換もしくは非置換のアントラセニレン基;置換もしくは非置換のフェナントレニレン基;置換もしくは非置換のトリフェニレン基;置換もしくは非置換のフルオレニル基;置換もしくは非置換のチオフェニレン基;置換もしくは非置換のフラニレン基;置換もしくは非置換のジベンゾチオフェニレン基;置換もしくは非置換のジベンゾフラニレン基;または置換もしくは非置換のカルバゾリレン基である。
もう一つの実施態様において、前記L103〜L106は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;フェニレン基;ビフェニリレン基;ターフェニレン基;ナフチレン基;アントラセニレン基;フェナントレニレン基;トリフェニレン基;メチル基またはフェニル基で置換もしくは非置換のフルオレニル基;チオフェニレン基;フラニレン基;ジベンゾチオフェニレン基;ジベンゾフラニレン基;またはエチル基またはフェニル基で置換もしくは非置換のカルバゾリレン基である。
もう一つの実施態様によれば、前記L103〜L106は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;または下記構造の中から選択されてもよい。
Figure 2019527197
本明細書の一実施態様によれば、L103は、直接結合である。
本明細書の一実施態様によれば、L104は、フェニレン基である。
本明細書の一実施態様によれば、L105およびL106は、直接結合である。
本明細書の一実施態様において、前記R24は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;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シクロアルキル基;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環基である。
本明細書の一実施態様において、前記R24は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;置換もしくは非置換の炭素数1〜50のアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数3〜60のシクロアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数6〜60のアリール基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜40のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、前記R24は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数3〜30のシクロアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜25のヘテロ環基である。
もう一つの実施態様において、前記R24は、水素である。
本明細書の一実施態様によれば、前記pは、0または1である。
本明細書の一実施態様において、前記Ar5〜Ar8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炭素数6〜60のアリール基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜60のヘテロアリール基である。
もう一つの実施態様によれば、前記Ar5〜Ar8は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;炭素数6〜60のアリール基または炭素数2〜60のヘテロアリール基で置換もしくは非置換の炭素数6〜60のアリール基;または炭素数〜60のアリール基または炭素数2〜60のヘテロアリール基で置換もしくは非置換の炭素数2〜60のヘテロアリール基である。
もう一つの実施態様において、前記Ar5〜Ar8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フェニル基;置換もしくは非置換のビフェニル基;置換もしくは非置換のナフチル基;置換もしくは非置換のフェナントレン基;置換もしくは非置換のアントラセン基;置換もしくは非置換のトリフェニレン基;置換もしくは非置換のジベンゾフラン基;置換もしくは非置換のナフトベンゾフラン基;置換もしくは非置換のジベンゾチオフェン基;置換もしくは非置換のカルバゾール基;置換もしくは非置換のフルオレン基;置換もしくは非置換のチオフェン基;置換もしくは非置換のフラン基;置換もしくは非置換のベンゾチオフェン基;置換もしくは非置換のベンゾフラン基;置換もしくは非置換のベンゾカルバゾール基;置換もしくは非置換のベンゾフルオレン基;置換もしくは非置換のインドールカルバゾール基;置換もしくは非置換のピリジル基;置換もしくは非置換のイソキノリル基;置換もしくは非置換のキノリル基;置換もしくは非置換のキナゾリン基;置換もしくは非置換のトリアジン基;置換もしくは非置換のベンズイミダゾール基;置換もしくは非置換のベンゾオキサゾール基;置換もしくは非置換のベンゾチアゾール基;置換もしくは非置換のジヒドロアクリジン基;置換もしくは非置換のキサンテン基;または置換もしくは非置換のジベンゾシロール基である。
もう一つの実施態様によれば、前記Ar5〜Ar8は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;フェニル基;ビフェニル基;アリール基で置換もしくは非置換のナフチル基;フェナントレン基;アントラセン基;トリフェニレン基;アリール基で置換もしくは非置換のジベンゾフラン基;ナフトベンゾフラン基;アリール基で置換もしくは非置換のジベンゾチオフェン基;アルキル基、またはアリール基で置換もしくは非置換のカルバゾール基;アルキル基、またはアリール基で置換もしくは非置換のフルオレン基;アリール基で置換もしくは非置換のチオフェン基;アリール基で置換もしくは非置換のフラン基;ベンゾチオフェン基;ベンゾフラン基;アルキル基、またはアリール基で置換もしくは非置換のベンゾカルバゾール基;アルキル基、またはアリール基で置換もしくは非置換のベンゾフルオレン基;インドールカルバゾール基;ピリジル基;アリール基で置換もしくは非置換のイソキノリル基;キノリル基;アリール基で置換もしくは非置換のキナゾリル基;アリール基で置換もしくは非置換のトリアジン基;アリール基で置換もしくは非置換のベンズイミダゾール基;アリール基で置換もしくは非置換のベンゾオキサゾール基;アリール基で置換もしくは非置換のベンゾチアゾール基;アルキル基、またはアリール基で置換もしくは非置換のジヒドロアクリジン基;アルキル基、またはアリール基で置換もしくは非置換のキサンテン基;またはアルキル基、またはアリール基で置換もしくは非置換のジベンゾシロール基である。
もう一つの実施態様において、前記Ar5〜Ar8は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;フェニル基;ビフェニル基;フェニル基で置換もしくは非置換のナフチル基;フェナントレン基;アントラセン基;トリフェニレン基;フェニル基で置換もしくは非置換のジベンゾフラン基;ナフトベンゾフラン基;フェニル基で置換もしくは非置換のジベンゾチオフェン基;メチル基、エチル基、またはフェニル基で置換もしくは非置換のカルバゾール基;メチル基、またはフェニル基で置換もしくは非置換のフルオレン基;フェニル基で置換もしくは非置換のチオフェン基;フェニル基で置換もしくは非置換のフラン基;ベンゾチオフェン基;ベンゾフラン基;メチル基、またはフェニル基で置換もしくは非置換のベンゾカルバゾール基;メチル基、またはフェニル基で置換もしくは非置換のベンゾフルオレン基;インドールカルバゾール基;フェニル基またはナフチル基で置換もしくは非置換のピリジル基;フェニル基で置換もしくは非置換のイソキノリル基;キノリル基;フェニル基で置換もしくは非置換のキナゾリル基;フェニル基で置換もしくは非置換のトリアジン基;フェニル基で置換もしくは非置換のベンズイミダゾール基;フェニル基で置換もしくは非置換のベンゾオキサゾール基;フェニル基で置換もしくは非置換のベンゾチアゾール基;メチル基、またはフェニル基で置換もしくは非置換のジヒドロアクリジン基;メチル基、またはフェニル基で置換もしくは非置換のキサンテン基;またはメチル基、またはフェニル基で置換もしくは非置換のジベンゾシロール基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ar5〜Ar8は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;または下記構造の中から選択されてもよい。
Figure 2019527197
Figure 2019527197
Figure 2019527197
本明細書の有機発光素子の有機物層中、発光層のホストの材料として、下記化学式1Bの構造を含むことができる。
[化学式1B]
Figure 2019527197
前記化学式1Bにおいて、
L107〜L109は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、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、
Ar9〜Ar11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;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
R25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;ニトリル基;ニトロ基;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シリル基;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り、
qは、0〜7の整数であり、
qが2以上の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なる。
本明細書の一実施態様において、前記R25は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;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シクロアルキル基;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環基である。
本明細書の一実施態様において、前記R25は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;置換もしくは非置換の炭素数1〜50のアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数3〜60のシクロアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数6〜60のアリール基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜40のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、前記R25は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数3〜30のシクロアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜25のヘテロ環基である。
もう一つの実施態様において、前記R25は、水素である。
本明細書の一実施態様によれば、前記qは、0または1である。
本明細書の一実施態様において、前記L107〜L109は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;置換もしくは非置換の炭素数6〜60のアリーレン基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜60のヘテロアリーレン基である。
本明細書の一実施態様において、前記L107〜L109は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;置換もしくは非置換の炭素数6〜40のアリーレン基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜40のヘテロアリーレン基である。
もう一つの実施態様によれば、前記L107〜L109は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;置換もしくは非置換のフェニレン基;置換もしくは非置換のビフェニリレン基;置換もしくは非置換のターフェニレン基;置換もしくは非置換のナフチレン基;置換もしくは非置換のアントラセニレン基;置換もしくは非置換のフェナントレニレン基;置換もしくは非置換のトリフェニレン基;置換もしくは非置換のフルオレニル基;置換もしくは非置換のチオフェニレン基;置換もしくは非置換のフラニレン基;置換もしくは非置換のジベンゾチオフェニレン基;置換もしくは非置換のジベンゾフラニレン基;または置換もしくは非置換のカルバゾリレン基である。
もう一つの実施態様において、前記L107〜L109は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;フェニレン基;ビフェニリレン基;ターフェニレン基;ナフチレン基;アントラセニレン基;フェナントレニレン基;トリフェニレン基;メチル基またはフェニル基で置換もしくは非置換のフルオレニル基;チオフェニレン基;フラニレン基;ジベンゾチオフェニレン基;ジベンゾフラニレン基;またはエチル基またはフェニル基で置換もしくは非置換のカルバゾリレン基である。
もう一つの実施態様によれば、前記L107〜L109は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;または下記構造の中から選択されてもよい。
Figure 2019527197
本明細書の一実施態様において、前記L107〜L109は、直接結合である。
本明細書の一実施態様において、前記Ar9〜Ar11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6〜60のアリール基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜60のヘテロアリール基である。
もう一つの実施態様によれば、前記Ar9〜Ar11は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、炭素数6〜60のアリール基または炭素数2〜60のヘテロアリール基で置換もしくは非置換の炭素数6〜60のアリール基;または炭素数〜60のアリール基または炭素数2〜60のヘテロアリール基で置換もしくは非置換の炭素数2〜60のヘテロアリール基である。
もう一つの実施態様において、前記Ar9〜Ar11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;置換もしくは非置換のビフェニル基;置換もしくは非置換のナフチル基;置換もしくは非置換のフェナントレン基;置換もしくは非置換のアントラセン基;置換もしくは非置換のトリフェニレン基;置換もしくは非置換のジベンゾフラン基;置換もしくは非置換のナフトベンゾフラン基;置換もしくは非置換のジベンゾチオフェン基;置換もしくは非置換のカルバゾール基;置換もしくは非置換のフルオレン基;置換もしくは非置換のチオフェン基;置換もしくは非置換のフラン基;置換もしくは非置換のベンゾチオフェン基;置換もしくは非置換のベンゾフラン基;置換もしくは非置換のベンゾカルバゾール基;置換もしくは非置換のベンゾフルオレン基;置換もしくは非置換のインドールカルバゾール基;置換もしくは非置換のピリジル基;置換もしくは非置換のイソキノリル基;置換もしくは非置換のキノリル基;置換もしくは非置換のキナゾリル基;置換もしくは非置換のトリアジン基;置換もしくは非置換のベンズイミダゾール基;置換もしくは非置換のベンゾオキサゾール基;置換もしくは非置換のベンゾチアゾール基;置換もしくは非置換のジヒドロアクリジン基;置換もしくは非置換のキサンテン基;または置換もしくは非置換のジベンゾシロール基である。
もう一つの実施態様によれば、前記Ar9〜Ar11は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、フェニル基;ビフェニル基;アリール基で置換もしくは非置換のナフチル基;フェナントレン基;アントラセン基;トリフェニレン基;アリール基で置換もしくは非置換のジベンゾフラン基;ナフトベンゾフラン基;アリール基で置換もしくは非置換のジベンゾチオフェン基;アルキル基、またはアリール基で置換もしくは非置換のカルバゾール基;アルキル基、またはアリール基で置換もしくは非置換のフルオレン基;アリール基で置換もしくは非置換のチオフェン基;アリール基で置換もしくは非置換のフラン基;ベンゾチオフェン基;ベンゾフラン基;アルキル基、またはアリール基で置換もしくは非置換のベンゾカルバゾール基;アルキル基、またはアリール基で置換もしくは非置換のベンゾフルオレン基;インドールカルバゾール基;ピリジル基;アリール基で置換もしくは非置換のイソキノリル基;キノリル基;アリール基で置換もしくは非置換のキナゾリル基;アリール基で置換もしくは非置換のトリアジン基;アリール基で置換もしくは非置換のベンズイミダゾール基;アリール基で置換もしくは非置換のベンゾオキサゾール基;アリール基で置換もしくは非置換のベンゾチアゾール基;アルキル基、またはアリール基で置換もしくは非置換のジヒドロアクリジン基;アルキル基、またはアリール基で置換もしくは非置換のキサンテン基;またはアルキル基、またはアリール基で置換もしくは非置換のジベンゾシロール基である。
もう一つの実施態様において、前記Ar9〜Ar11は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、フェニル基;ビフェニル基;フェニル基で置換もしくは非置換のナフチル基;フェナントレン基;アントラセン基;トリフェニレン基;フェニル基で置換もしくは非置換のジベンゾフラン基;ナフトベンゾフラン基;フェニル基で置換もしくは非置換のジベンゾチオフェン基;メチル基、エチル基、またはフェニル基で置換もしくは非置換のカルバゾール基;メチル基、またはフェニル基で置換もしくは非置換のフルオレン基;フェニル基で置換もしくは非置換のチオフェン基;フェニル基で置換もしくは非置換のフラン基;ベンゾチオフェン基;ベンゾフラン基;メチル基、またはフェニル基で置換もしくは非置換のベンゾカルバゾール基;メチル基、またはフェニル基で置換もしくは非置換のベンゾフルオレン基;インドールカルバゾール基;フェニル基またはナフチル基で置換もしくは非置換のピリジル基;フェニル基で置換もしくは非置換のイソキノリル基;キノリル基;フェニル基で置換もしくは非置換のキナゾリル基;フェニル基で置換もしくは非置換のトリアジン基;フェニル基で置換もしくは非置換のベンズイミダゾール基;フェニル基で置換もしくは非置換のベンゾオキサゾール基;フェニル基で置換もしくは非置換のベンゾチアゾール基;メチル基、またはフェニル基で置換もしくは非置換のジヒドロアクリジン基;メチル基、またはフェニル基で置換もしくは非置換のキサンテン基;またはメチル基、またはフェニル基で置換もしくは非置換のジベンゾシロール基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ar9〜Ar11は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、下記構造の中から選択されてもよい。
Figure 2019527197
Figure 2019527197
Figure 2019527197
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1で表されるヘテロ環化合物を発光層のドーパントとして含み、前記化学式2または化学式3で表される化合物を発光層のホストとして含み、前記化学式1で表されるヘテロ環化合物を1〜30wt%ドーピングすることができる。他の実施態様によれば、前記化学式1で表されるヘテロ環化合物を2〜20wt%ドーピングすることができる。
前記ドーパント材料としては、芳香族アミン誘導体、スチリルアミン化合物、ホウ素錯体、フルオランテン化合物、金属錯体などがある。具体的には、芳香族アミン誘導体としては、置換もしくは非置換のアリールアミノ基を有する縮合芳香族環誘導体であって、アリールアミノ基を有するピレン、アントラセン、クリセン、ペリフランテンなどがあり、スチリルアミン化合物としては、置換もしくは非置換のアリールアミンに少なくとも1個のアリールビニル基が置換されている化合物で、アリール基、シリル基、アルキル基、シクロアルキル基、およびアリールアミノ基からなる群より1または2以上選択される置換基が置換もしくは非置換である。具体的には、スチリルアミン、スチリルジアミン、スチリルトリアミン、スチリルテトラアミンなどがあるが、これらに限定されない。また、金属錯体としては、イリジウム錯体、白金錯体などがあるが、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、陰極から電子注入をよく受けて発光層に移しうる物質であって、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、任意の所望のカソード物質ととも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、フレ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トリチウム、ビス(8−ヒドロキシキノリナト)亜鉛、ビス(8−ヒドロキシキノリナト)銅、ビス(8−ヒドロキシキノリナト)マンガン、トリス(8−ヒドロキシキノリナト)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−ヒドロキシキノリナト)アルミニウム、トリス(8−ヒドロキシキノリナト)ガリウム、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)亜鉛、ビス(2−メチル−8−キノリナト)クロロガリウム、ビス(2−メチル−8−キノリナト)(o−クレゾラート)ガリウム、ビス(2−メチル−8−キノリナト)(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、正孔注入層と同じ条件で形成される。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発光素子は、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。
本明細書の一実施態様において、前記化学式1で表される化合物は、有機発光素子以外にも、有機太陽電池または有機トランジスタに含まれる。
本明細書に係る化合物は、有機燐光素子、有機太陽電池、有機感光体、有機トランジスタなどを含めた有機電子素子においても有機発光素子に適用されるのと類似の原理で作用できる。
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。
<合成例>
合成例1:中間体1−1の合成
下記反応式により中間体1−1を合成した。
Figure 2019527197
1Lフラスコに、1−ヨードジベンゾ[b,d]フラン−2−オール(80.0g、0.258mol)とジベンゾ[b,d]フラン−4−イルボロン酸(60.2g、0.284mol)を入れて、テトラヒドロフラン(500mL)と水(340mL)に溶かしたポタシウムカーボネート(107.0g、0.774mol)を入れる。反応器の温度を還流するまで昇温すると同時に、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム触媒(1.34g、1.16mmol)を少量のテトラヒドロフランで希釈した後、投入する。還流後、反応終了を確認した後、再び冷却する。これを水とエチルアセテート溶媒を用いて抽出して水層を除去した後、無水硫酸マグネシウム処理後、濾過し濃縮して、目的物を得た。エチルアセテートとヘキサンで再結晶精製により、<中間体1−1>を(65g、収率72%)得た。
Mass[M+1]=351
合成例2:中間体1−2の合成
下記反応式により中間体1−2を合成した。
Figure 2019527197
窒素雰囲気下、1Lフラスコに、<中間体1−1>(65.0g、0.186mol)を入れて、ジクロロメタン(600mL)で希釈する。氷浴に移した後、ピリジン(22.0g、0.214mol)を入れて、次に、トリフルオロメタンスルホニックアンハイドライド(68.1g、0.1867mmol)を滴下した。滴下後、氷浴を除去し、室温に昇温して2時間撹拌した。反応完了後、エチルアセテートと水で抽出して、有機層を無水硫酸マグネシウム処理後、濾過濃縮して、カラムクロマトグラフィー法を用いて、<中間体1−2>(58.0g、収率65%)を得た。
TLCとHPLCで反応を確認した。
合成例3:中間体1−3の合成
下記反応式により中間体1−3を合成した。
Figure 2019527197
0.5Lフラスコに、<中間体1−2>(55.0g、0.114mol)とポタシウムシアニド(14.8g、0.228mol)とテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0.59g、0.51mmol)を入れて、N,N−ジメチルホルムアミド(300mL)を投入する。内部温度は130℃に昇温して18時間撹拌後、反応終了した。反応溶媒を減圧蒸留して溶媒を除去した後、エチルアセテートと水で抽出して、有機層を無水硫酸マグネシウム処理後、濾過濃縮して、カラムクロマトグラフィー法を用いて、<中間体1−3>(29.0g、収率71%)を得た。
Mass[M+1]=360
合成例4:中間体1−4の合成
下記反応式により中間体1−4を合成した。
Figure 2019527197
0.5Lフラスコに、<中間体1−3>(29.0g、0.081mol)とポタシウムヒドロキシド(9.1g、0.161mol)を入れて、エタノール(300mL)と水(100mL)を投入した。約30時間還流撹拌して反応して、室温に冷却後、希塩酸を用いて酸性化し、落ちた固体を濾過し、ノルマルヘキサンで洗浄した後、窒素下で乾燥して、<中間体1−4>(25.0g、収率82%)を得た。
TLCとHPLCで反応を確認した。
合成例5:中間体1−5の合成
下記反応式により中間体1−5を合成した。
Figure 2019527197
0.5Lフラスコに、<中間体1−4>(25.0g、0.066mol)とメタンスルホン酸(200mL)を入れて、120℃に加温して4時間撹拌した。冷却後、過剰の水に反応液を滴下して固体化し、これを濾過して得られた固体を再びトルエンで精製して、<中間体1−5>(15.0g、収率63%)を得た。
Mass[M+1]=361
合成例6:中間体1−6の合成
下記反応式により中間体1−6を合成した。
Figure 2019527197
0.5Lフラスコに、<中間体1−5>(10.0g、27.7mmol)をジクロロメタン300mLに入れて撹拌した後、ジクロロメタン50mLに希釈したブロミン(13.3g、83.2mmol)をゆっくり滴加した後、60時間常温で撹拌した。この後、生成された個体は、濾過後、ジクロロメタンおよびヘキサンで洗った。固体はトルエンおよびN−メチルピロリドンで再結晶して、<中間体1−6>(3.5g、収率24%)を得た。
合成例7:中間体1−7の合成
下記反応式により中間体1−7を合成した。
Figure 2019527197
窒素雰囲気下、0.25Lフラスコに、9−(2−ブロモフェニル)−9H−カルバゾール(2.7g、8.38mmol)とテトラヒドロフラン100mLを入れて、−78℃に冷却した。冷却した反応溶液にノルマルブチルリチウム2.5Mテトラヒドロフラン溶液(4.36mL、10.9mmol)を滴加した後、1時間同一温度で撹拌した。この後、<中間体1−6>(3.47g、6.70mmol)を同一温度で投入後、徐々に常温に昇温して18時間撹拌した。反応完了後、水を入れて反応を終結した後、エチルアセテートと水で抽出した。有機層は無水硫酸マグネシウムで処理後、濾過して減圧濃縮した。前記反応で得られた固体をエチルアセテートとノルマルヘキサンでシリカゲルカラムクロマトグラフィー法を用いて、<中間体1−7>(3.2g、収率63%)を得た。
合成例8:中間体1−8の合成
下記反応式により中間体1−8を合成した。
Figure 2019527197
0.25Lフラスコに、<中間体1−7>(3.2g、4.20mmol)と酢酸(100mL)、硫酸を2滴入れて、2時間80℃の温度に加熱撹拌した。反応完了後、生成された固体を濾過後、水とエタノールで洗浄してから、エチルアセテートとヘキサンで再結晶して、<中間体1−8>(2.9g、収率93%)を得た。
合成例9:中間体2−1の合成
下記反応式により化合物1を合成した。
Figure 2019527197
窒素雰囲気下、1Lフラスコに、3−クロロベンゾ[b,d]フラン(25.0g、0.123mol)、アニリン(12.6g、0.135mol)、ソジウムタートブトキシド(35.6g、0.370mol)、ビス(トリ−タート−ブチルホスフィン)パラジウム(0)(1.89g、3.70mmol)をトルエン350mLに入れて、還流して撹拌した。反応が終わると、常温に冷やした後、トルエンと水で抽出して水層を除去した。無水硫酸マグネシウムで処理後、濾過減圧濃縮した。生成物はカラムクロマトグラフィー法で分離精製した後、トルエンとノルマルヘキサンで再結晶して、<中間体2−1>(22.0g、収率69%)を得た。
Mass[M+1]=260
合成例10:化合物1の合成
下記反応式により化合物1を合成した。
Figure 2019527197
窒素雰囲気下、0.1Lフラスコに、<中間体1−8>(2.9g、3.90mmol)、<中間体2−1>(2.23g、8.58mmol)、ソジウムタートブトキシド(1.87g、19.5mmol)、ビス(トリ−タート−ブチルホスフィン)パラジウム(0)(0.20g、0.39mmol)をトルエン50mLに入れて、還流して撹拌した。反応が終わると、常温に冷やした後、トルエンと水で抽出して水層を除去した。無水硫酸マグネシウムで処理後、濾過減圧濃縮した。生成物はカラムクロマトグラフィー法で分離精製した後、トルエンとノルマルヘキサンで再結晶して、<化合物1>(2.1g、収率49%)を得た。
Mass[M+1]=1100
合成例11:化合物5の合成
下記反応式により化合物5を合成した。
Figure 2019527197
<中間体1−8>と4−(タートブチル)−N−フェニルアニリンを用いて前記合成例10と同様に実施して、化合物5を合成した。前記化合物5のNMR dataを下記図3に示した。
Mass[M+1]=1032
合成例12:中間体2−2の合成
下記反応式により<中間体2−2>を合成した。
Figure 2019527197
5−メチルピリジン−2−アミンと1−ブロモ−4−(t−ブチル)ベンゼンを用いて前記合成例9と同様に実施して、<中間体2−2>を合成した。
Mass[M+1]=241
合成例13:化合物20の合成
下記反応式により化合物20を合成した。
Figure 2019527197
<中間体1−8>と<中間体2−2>を用いて前記合成例10と同様に実験して、化合物20を合成した。
Mass[M+1]=1100
合成例14:中間体2−3の合成
下記反応式により<中間体2−3>を合成した。
Figure 2019527197
4−(トリメチルシリル)アニリンと(4−ブロモフェニル)トリメチルシランを用いて前記合成例9と同様に実施して、<中間体2−3>を合成した。
Mass[M+1]=314
合成例15:化合物25の合成
下記反応式により化合物25を合成した。
Figure 2019527197
<中間体1−8>と<中間体2−3>を用いて前記合成例10と同様に実験して、化合物25を合成した。
Mass[M+1]=1208
合成例16:化合物26の合成
Figure 2019527197
<中間体1−8>とビス(4−(タートブチル)フェニル)アミンを用いて前記合成例10と同様に実験して、化合物26を合成した。
Mass[M+1]=1145
合成例17:中間体2−4の合成
下記反応式により<中間体2−4>を合成した。
Figure 2019527197
4−(t−ブチル)アニリンと(4−ブロモフェニル)トリメチルシランを用いて前記合成例9と同様に実施して、<中間体2−4>を合成した。
Mass[M+1]=298
合成例18:化合物42の合成
Figure 2019527197
<中間体1−d>と<中間体2−4>を用いて前記合成例10と同様に実験して、化合物42を合成した。
Mass[M+1]=1100
合成例19:中間体3−1の合成
下記反応式により中間体3−1を合成した。
Figure 2019527197
1Lフラスコに、ジベンゾ[b,d]フラン−4−オール(50.0g、0.271mol)とジンクシアニド(51.0g、0.434mol)とテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(1.57g、1.36mmol)を入れて、アセトニトリル(500mL)を投入する。還流撹拌して18時間反応後に終了した。反応溶媒を減圧蒸留して溶媒を除去した後、エチルアセテートと水で抽出して得られた有機層を無水硫酸マグネシウム処理後、濾過濃縮して、カラムクロマトグラフィー法を用いて、<中間体3−1>(29.0g、収率51%)を得た。
Mass[M+1]=210
合成例20:中間体3−2の合成
下記反応式により中間体3−2を合成した。
Figure 2019527197
窒素雰囲気下、1Lフラスコに、<中間体3−1>(29.0g、0.139mol)を入れて、ジクロロメタン(600mL)で希釈する。氷浴に移した後、ピリジン(16.4g、0.208mol)を入れて、次に、トリフルオロメタンスルホニックアンハイドライド(50.9g、0.180mmol)を滴下した。滴下後、氷浴を除去して、室温に昇温して2時間撹拌した。反応完了後、エチルアセテートと水で抽出して有機層を無水硫酸マグネシウム処理後、濾過濃縮して、カラムクロマトグラフィー法を用いて、<中間体3−2>(33.0g、収率70%)を得た。
TLCとHPLCで反応を確認した。
合成例21:中間体3−3の合成
下記反応式により中間体3−3を合成した。
Figure 2019527197
<中間体3−2>を用いて前記合成例1と同様に実験して、<中間体3−3>を合成した。
Mass[M+1]=360
合成例22:中間体3−4の合成
下記反応式により中間体3−4を合成した。
Figure 2019527197
<中間体3−3>を用いて前記合成例4と同様に実験して、<中間体3−4>を合成した。
TLCとHPLCで反応を確認した。
合成例23:中間体3−5の合成
下記反応式により中間体3−5を合成した。
Figure 2019527197
<中間体3−4>を用いて前記合成例5と同様に実験して、<中間体3−5>を合成した。
Mass[M+1]=361
合成例24:中間体3−6の合成
下記反応式により中間体3−6を合成した。
Figure 2019527197
<中間体3−5>を用いて前記合成例6と同様に実験して、<中間体3−6>を合成した。
Mass[M+1]=517
合成例25:中間体3−7の合成
下記反応式により中間体3−7を合成した。
Figure 2019527197
<中間体3−6>を用いて前記合成例7と同様に実験して、<中間体3−7>を合成した。
Mass[M+1]=760
合成例26:中間体3−8の合成
下記反応式により中間体3−8を合成した。
Figure 2019527197
<中間体3−7>を用いて前記合成例8と同様に実験して、<中間体3−8>を合成した。
Mass[M+1]=742
合成例27:中間体2−5の合成
下記反応式により<中間体2−5>を合成した。
Figure 2019527197
9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミンとブロモベンゼンを用いて前記合成例9と同様に実施して、<中間体2−5>を合成した。
Mass[M+1]=286
合成例28:化合物11の合成
下記反応式により化合物11を合成した。
Figure 2019527197
<中間体3−8>と<中間体2−5>を用いて前記合成例10と同様に実験して、<化合物11>を合成した。
Mass[M+1]=1152で確認した。
合成例29:中間体4−1の合成
下記反応式により中間体4−1を合成した。
Figure 2019527197
ジベンゾ[b,d]フラン−1−イルボロン酸を用いて前記合成例1と同様に実験して、<中間体4−1>を合成した。
Mass[M+1]=351で確認した。
合成例30:中間体4−2の合成
下記反応式により中間体4−2を合成した。
Figure 2019527197
<中間体4−2>を用いて前記合成例2と同様に実験して、<中間体4−2>を合成した。
TLCとHPLCで反応を確認した。
合成例31:中間体4−3の合成
下記反応式により中間体4−3を合成した。
Figure 2019527197
<中間体4−2>を用いて前記合成例3と同様に実験して、<中間体4−3>を合成した。
Mass[M+1]=360
合成例32:中間体4−4の合成
下記反応式により中間体4−4を合成した。
Figure 2019527197
<中間体4−3>を用いて前記合成例4と同様に実験して、<中間体4−4>を合成した。
TLCとHPLCで反応を確認した。
合成例33:中間体4−5の合成
下記反応式により中間体4−5を合成した。
Figure 2019527197
<中間体4−4>を用いて前記合成例5と同様に実験して、<中間体4−5>を合成した。
Mass[M+1]=361
合成例34:中間体4−6の合成
下記反応式により中間体4−6を合成した。
Figure 2019527197
<中間体4−5>を用いて前記合成例6と同様に実験して、<中間体4−6>を合成した。
Mass[M+1]=517
合成例35:中間体4−7の合成
下記反応式により中間体4−7を合成した。
Figure 2019527197
<中間体4−6>を用いて前記合成例7と同様に実験して、<中間体4−7>を合成した。
Mass[M+1]=762
合成例36:中間体4−8の合成
下記反応式により中間体4−8を合成した。
Figure 2019527197
<中間体4−7>を用いて前記合成例8と同様に実験して、<中間体4−8>を合成した。
Mass[M+1]=743
合成例37:中間体2−6の合成
下記反応式により<中間体2−6>を合成した。
Figure 2019527197
4−(t−ブチル)アニリンと2−ブロモナフタレンを用いて前記合成例9と同様に実施して、<中間体2−6>を合成した。
Mass[M+1]=276
合成例38:化合物24の合成
下記反応式により化合物24を合成した。
Figure 2019527197
<中間体4−8>と<中間体2−6>を用いて前記合成例10と同様に実験して、<化合物24>を合成した。
Mass[M+1]=1132
合成例39:中間体5−1の合成
下記反応式により中間体5−1を合成した。
Figure 2019527197
3−ブロモナフタレン−2−オールと(2−クロロ−6−フルオロフェニル)ボロン酸を用いて前記合成例1と同様に実験して、<中間体5−1>を合成した。
Mass[M+1]=273
合成例40:中間体5−2の合成
下記反応式により中間体5−2を合成した。
Figure 2019527197
1Lフラスコに、<中間体5−1>(32.0g、0.153mol)とポタシウムカーボネート(63.4g、0.459mol)を投入後、ジメチルアセトアミド(400mL)で希釈し、還流撹拌して3時間反応後に終了した。反応溶媒を減圧蒸留した後、エチルアセテートと水で抽出して、得られた有機層を無水硫酸マグネシウム処理後、濾過濃縮して、エチルアセテートとエタノールで再結晶して、<中間体5−2>(33.0g、収率85%)を得た。
Mass[M+1]=253
合成例41:中間体5−3の合成
下記反応式により中間体5−3を合成した。
Figure 2019527197
0.5Lフラスコに、<中間体5−2>(17.0g、0.067mol)とテトラヒドロフラン(180mL)を入れて、アセトン−ドライアイス浴に入れて、内部温度を−78℃に下げて冷却した後、ノルマルブチルリチウム2.5Mテトラヒドロフラン溶液(30.9mL、0.077mol)を徐々に滴下した後、1時間撹拌した。この後、トリメチルボレート(9.0mL、0.081mol)を徐々に滴加した後、30分さらに撹拌した。この後、16時間後に反応を終了し、水で処理後、エチルアセテートと塩水で抽出して、得られた有機層を無水硫酸マグネシウム処理後、濾過濃縮して、エチルアセテート、ノルマルヘキサンで再結晶して、<中間体5−3>(11.7g、収率59%)を得た。
TLCとHPLCで確認した。
合成例42:中間体5−4の合成
下記反応式により中間体5−4を合成した。
Figure 2019527197
<中間体5−3>を出発物質として用いて前記合成例1と同様に実験して、<中間体5−4>を合成した。
Mass[M+1]=434
合成例43:中間体5−5の合成
下記反応式により中間体5−5を合成した。
Figure 2019527197
<中間体5−4>を用いて前記合成例2と同様に実験して、<中間体5−5>を合成した。
TLCとHPLCで確認した。
合成例44:中間体5−6の合成
下記反応式により中間体5−6を合成した。
Figure 2019527197
<中間体5−5>を用いて前記合成例3と同様に実験して、<中間体5−6>を合成した。
Mass[M+1]=444
合成例45:中間体5−7の合成
下記反応式により中間体5−7を合成した。
Figure 2019527197
<中間体5−6>を用いて前記合成例4と同様に実験して、<中間体5−7>を合成した。
TLCとHPLCで確認した。
合成例46:中間体5−8の合成
下記反応式により中間体5−8を合成した。
Figure 2019527197
<中間体5−7>を用いて前記合成例5と同様に実験して、<中間体5−8>を合成した。
Mass[M+1]=445
合成例47:中間体5−9の合成
下記反応式により中間体5−9を合成した。
Figure 2019527197
<中間体5−8>を用いて前記合成例6と同様に実験して、<中間体5−9>を合成した。
Mass[M+1]=523
合成例48:中間体5−10の合成
下記反応式により中間体5−10を合成した。
Figure 2019527197
<中間体5−9>を用いて前記合成例7と同様に実験して、<中間体5−10>を合成した。
Mass[M+1]=766
合成例49:中間体5−11の合成
下記反応式により中間体5−11を合成した。
Figure 2019527197
<中間体5−10>を用いて前記合成例8と同様に実験して、<中間体5−11>を合成した。
Mass[M+1]=748
合成例50:中間体2−7の合成
下記反応式により<中間体2−7>を合成した。
Figure 2019527197
4−t−ブチルアニリンとブロモベンゼンを用いて前記合成例9と同様に実施して、<中間体2−7>を合成した。
Mass[M+1]=226
合成例51:化合物48の合成
下記反応式により化合物48を合成した。
Figure 2019527197
<中間体5−11>と<中間体2−7>を用いて前記合成例10と同様に実験して、<化合物48>を合成した。
Mass[M+1]=1083
合成例52:中間体2−8の合成
下記反応式により<中間体2−8>を合成した。
Figure 2019527197
アニリンと1−ブロモ−9,9−ジメチルフルオレンを用いて前記合成例9と同様に実施して、<中間体2−8>を合成した。
Mass[M+1]=226
合成例53:中間体6−1の合成
下記反応式により中間体6−1を合成した。
Figure 2019527197
窒素雰囲気下、0.25Lフラスコに、<中間体1−8>(6.5g、0.013mol)、<中間体2−8>(9.31g、0.033mol)、ソジウムタートブトキシド(5.42g、0.056mol)、ビス(トリ−タート−ブチルホスフィン)パラジウム(0)(0.45g、0.88mmol)、トルエン95mLに入れて、還流して撹拌した。反応が終わると、常温に冷やした後、トルエンと水で抽出して水層を除去した。無水硫酸マグネシウムで処理後、濾過減圧濃縮した。生成物はカラムクロマトグラフィー法で分離精製した後、<中間体6−1>(7.2g、収率62%)を得た。
Mass[M+1]=927
合成例54:中間体6−2の合成
下記反応式により中間体6−2を合成した。
Figure 2019527197
窒素雰囲気下、9−(2−ブロモフェニル)−9H−カルバゾール(2.5g、7.68mmol)とテトラヒドロフラン100mLを入れて、−78℃に冷却した。冷却した反応溶液にノルマルブチルリチウム2.5Mテトラヒドロフラン溶液(3.57mL、8.92mmol)を滴加した後、1時間同一温度で撹拌した。この後、<中間体6−2>(7.20g、7.76mmol)を同一温度で投入後、徐々に常温に昇温して18時間撹拌した。反応完了後、水を入れて反応を終結した後、エチルアセテートと水で抽出した。有機層は無水硫酸マグネシウムで処理後、濾過して減圧濃縮した。前記反応で得られた固体をエチルアセテートとヘキサンでシリカゲルカラムクロマトグラフィー法を用いて、<中間体1−7>(5.6g、収率62%)を得た。
Mass[M+1]=1171
合成例55:化合物49の合成
下記反応式により化合物49を合成した。
Figure 2019527197
<中間体6−1>(3.2g、4.20mmol)と酢酸(100mL)、硫酸を2滴入れて、2時間80℃の温度で加熱撹拌した。反応完了後、生成された固体を濾過後、エタノールで洗浄した。得られた固体をカラムクロマトグラフィー法で分離精製した後、再び再結晶を実施して、<化合物49>(15g、収率62%)を得た。
Mass[M+1]=1152
合成例56:中間体2−8の合成
下記反応式により<中間体2−8>を合成した。
Figure 2019527197
4−t−ブチルアニリンと1−ブロモ−3−メチルベンゼンを用いて前記合成例9と同様に実施して、<中間体2−8>を合成した。
Mass[M+1]=226
合成例57:化合物47の合成
下記反応式により化合物47を合成した。
Figure 2019527197
<中間体1−8>とN−(4−タート−ブチル)フェニル−3−メチルアニリンを用いて前記合成例10と同様に実施して、化合物47を合成した。前記化合物47のNMR dataを下記図4に示した。
Mass[M+1]=1061
合成例58:中間体7−1の合成
下記反応式により中間体7−1を合成した。
Figure 2019527197
<中間体1−6>と2−ブロモ−N,N−ジフェニルアニリンを用いて前記合成例7と同様に実験して、<中間体7−1>を合成した。
Mass[M+1]=763
合成例59:化合物60の合成
下記反応式により化合物60を合成した。
Figure 2019527197
<中間体7−1>とビス(4−(tert−ブチル)フェニル)アミンを用いて前記合成例10と同様に実施して、化合物60を合成した。前記化合物60のMassデータを下記図5に示した。
Mass[M+1]=1147
前記合成例に記載の合成方法と同じ方法により、前記合成例で合成された化合物のほか、本願の化学式1に相当する化合物を合成することができる。
<実施例>
Figure 2019527197
Figure 2019527197
実施例1.
ITO(インジウムスズ酸化物)が1,000Åの厚さに薄膜コーティングされたガラス基板(corning 7059 glass)を、分散剤を溶かした蒸留水に入れて超音波洗浄した。洗剤はFischer Co.の製品を使用し、蒸留水は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、メタノール溶剤の順に超音波洗浄をし乾燥させた。
このように用意されたITO透明電極上に、HATを50Åの厚さに熱真空蒸着して正孔注入層を形成した。その上に、正孔輸送層として下記のHT−A1000Åを真空蒸着し、次に、HT−B100Åを蒸着した。発光層には、ホストとしてH−Aと化合物1を2〜10wt%ドーピングして、200Åの厚さに真空蒸着した。次に、ET−AとLiqを1:1の比率で300Åを蒸着し、この上に、順次に、150Åの厚さの銀(Ag)10wt%ドーピングされたマグネシウム(Mg)、そして1,000Åの厚さのアルミニウムを蒸着して陰極を形成して、有機発光素子を製造した。
前記過程で、有機物の蒸着速度は1Å/secを維持し、LiFは0.2Å/sec、アルミニウムは3Å/sec〜7Å/secの蒸着速度を維持した。
実施例2.
前記実施例1において、化合物1の代わりに化合物5を用いたことを除けば、実施例1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実施例3.
前記実施例1において、化合物1の代わりに化合物17を用いたことを除けば、実施例1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実施例4.
前記実施例1において、化合物1の代わりに化合物25を用いたことを除けば、実施例1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実施例5.
前記実施例1において、化合物1の代わりに化合物42を用いたことを除けば、実施例1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実施例6.
前記実施例1において、化合物1の代わりに化合物48を用いたことを除けば、実施例1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実施例7.
前記実施例1において、ホストH−Aの代わりにH−Bを用いたことを除けば、実施例1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実施例8.
前記実施例7において、化合物1の代わりに化合物5を用いたことを除けば、実施例7と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実施例9.
前記実施例7において、化合物1の代わりに化合物17を用いたことを除けば、実施例7と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実施例10.
前記実施例7において、化合物1の代わりに化合物25を用いたことを除けば、実施例7と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実施例11.
前記実施例7において、化合物1の代わりに化合物42を用いたことを除けば、実施例7と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実施例12.
前記実施例7において、化合物1の代わりに化合物48を用いたことを除けば、実施例7と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実施例13.
前記実施例1において、ホストH−Aの代わりにH−Cを用いたことを除けば、実施例13と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実施例14.
前記実施例13において、化合物1の代わりに化合物5を用いたことを除けば、実施例13と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実施例15.
前記実施例13において、化合物1の代わりに化合物17を用いたことを除けば、実施例13と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実施例16.
前記実施例13において、化合物1の代わりに化合物25を用いたことを除けば、実施例13と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実施例17.
前記実施例13において、化合物1の代わりに化合物42を用いたことを除けば、実施例13と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実施例18.
前記実施例13において、化合物1の代わりに化合物48を用いたことを除けば、実施例13と同様の方法で有機発光素子を製造した。
<比較例>
比較例1.
前記実施例1において、化合物1の代わりにD−1を用いたことを除けば、実施例1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
比較例2.
前記実施例1において、化合物1の代わりにD−2を用いたことを除けば、実施例1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
比較例3.
前記実施例1において、化合物1の代わりにD−3を用いたことを除けば、実施例1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
比較例4.
前記実施例7において、化合物1の代わりにD−1を用いたことを除けば、実施例7と同様の方法で有機発光素子を製造した。
比較例5.
前記実施例7において、化合物1の代わりにD−2を用いたことを除けば、実施例7と同様の方法で有機発光素子を製造した。
比較例6.
前記実施例7において、化合物1の代わりにD−3を用いたことを除けば、実施例7と同様の方法で有機発光素子を製造した。
比較例7.
前記実施例13において、化合物1の代わりにD−1を用いたことを除けば、実施例13と同様の方法で有機発光素子を製造した。
比較例8.
前記実施例13において、化合物1の代わりにD−2を用いたことを除けば、実施例13と同様の方法で有機発光素子を製造した。
比較例9.
前記実施例13において、化合物1の代わりにD−3を用いたことを除けば、実施例13と同様の方法で有機発光素子を製造した。
前記実施例1〜18および比較例1〜比較例9の有機発光素子を10mA/cmの電流密度で駆動電圧と発光効率を測定し、20mA/cmの電流密度で初期輝度対比95%になる時間(LT95)を測定した。その結果を下記表1に示した。
Figure 2019527197
前記表1の実施例1〜18および比較例1〜9を比較すれば、前記化学式1で表されるヘテロ環化合物を含ませて製造された有機発光素子の場合、3次元的構造によって分子間の密な堆積による分子間蛍光減衰を防止して優れた性能を示す。また、電子を1つ失った状態で(cation condition)HOMOの電子密度分布が一般的に安定した陽イオン状態を有していることが知られた、窒素を含むスピロインドロアクリジン部分に分布して素子寿命の改善をもたらしてきた。したがって、ピレン系またはフルオレン系化合物を含む比較例1〜9で製造された有機発光素子より、効率および寿命特性に優れていることを確認することができた。
10、11:有機発光素子
20:基板
30:第1電極
40:発光層
50:第2電極
60:正孔注入層
70:正孔輸送層
80:電子阻止層
90:電子輸送層
100:電子注入層

Claims (21)

  1. 下記化学式1で表される化合物:
    [化学式1]
    Figure 2019527197
    前記化学式1において、
    A1およびA2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芳香族炭化水素環;または置換もしくは非置換のヘテロ環であり、
    L101、L102、およびL1〜L4は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、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、
    Ar1〜Ar4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ルキル基;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か、隣接した基と結合して環を形成してもよく、
    R1〜R13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;ニトリル基;ニトロ基;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シリル基;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り、
    R4およびR5は、結合して5員環を形成してもよいし、
    mおよびnは、0または1の整数であり、
    mおよびnのうちの少なくとも1つは、1の整数である。
  2. 前記化学式1は、下記化学式2または3で表されるものである、請求項1に記載の化合物:
    [化学式2]
    Figure 2019527197
    [化学式3]
    Figure 2019527197
    前記化学式2および3において、
    L101、L102、L1〜L4、Ar1〜Ar4、R1〜R13、mおよびnに関する定義は、前記化学式1で定義したものと同じであり、
    X1およびX2のうちのいずれか1つは、直接結合であり、残りは、O、S、CY1Y2、またはSiY5Y6であり、
    X3およびX4のうちのいずれか1つは、直接結合であり、残りは、O、S、CY3Y4、またはSiY7Y8であり、
    W1〜W4は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、NまたはCRaであり、W1〜W4のうちの1以上は、Nであり、
    Y1〜Y8、RaおよびR14〜R23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;ニトリル基;ニトロ基;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シリル基;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か、隣接した基と結合して環を形成してもよい。
  3. 前記化学式1は、下記化学式4または5で表されるものである、請求項1に記載の化合物:
    [化学式4]
    Figure 2019527197
    [化学式5]
    Figure 2019527197
    前記化学式4および5において、
    L101、L102、L1〜L4、Ar1〜Ar4、R1〜R13、mおよびnに関する定義は、前記化学式1で定義したものと同じであり、
    X1およびX2のうちのいずれか1つは、直接結合であり、残りは、O、S、CY1Y2、またはSiY5Y6であり、
    X3およびX4のうちのいずれか1つは、直接結合であり、残りは、O、S、CY3Y4、またはSiY7Y8であり、
    W1〜W4は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、NまたはCRaであり、W1〜W4のうちの1以上は、Nであり、
    Y1〜Y8、RaおよびR14〜R23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;ニトリル基;ニトロ基;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シリル基;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か、隣接した基と結合して環を形成してもよい。
  4. 前記A1−L101−N(L1Ar1)(L2Ar2)およびA2−L102−N(L3Ar3)(L4Ar4)は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、下記構造式から選択されるいずれか1つである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の化合物:
    Figure 2019527197
    Figure 2019527197
    Figure 2019527197
    前記構造において、
    L11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、
    R'およびR"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;ニトリル基;ニトロ基;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シリル基;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り、
    R31およびR32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ルキル基;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か、隣接した基と結合して環を形成してもよく、
    前記構造は、追加的に置換されていてもよい。
  5. 前記化学式1は、下記化学式6〜21で表されるものである、請求項1に記載の化合物:
    [化学式6]
    Figure 2019527197
    [化学式7]
    Figure 2019527197
    [化学式8]
    Figure 2019527197
    [化学式9]
    Figure 2019527197
    [化学式10]
    Figure 2019527197
    [化学式11]
    Figure 2019527197
    [化学式12]
    Figure 2019527197
    [化学式13]
    Figure 2019527197
    [化学式14]
    Figure 2019527197
    [化学式15]
    Figure 2019527197
    [化学式16]
    Figure 2019527197
    [化学式17]
    Figure 2019527197
    [化学式18]
    Figure 2019527197
    [化学式19]
    Figure 2019527197
    [化学式20]
    Figure 2019527197
    [化学式21]
    Figure 2019527197
    前記化学式6〜21において、
    L101、L102、L1〜L4、Ar1〜Ar4、R1〜R13、mおよびnに関する定義は、前記化学式1で定義したものと同じであり、
    X1およびX2のうちのいずれか1つは、直接結合であり、残りは、O、S、CY1Y2、またはSiY5Y6であり、
    X3およびX4のうちのいずれか1つは、直接結合であり、残りは、O、S、CY3Y4、またはSiY7Y8であり、
    W1〜W4は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、NまたはCRaであり、W1〜W4のうちの1以上は、Nであり、
    Y1〜Y8、RaおよびR14〜R23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;ニトリル基;ニトロ基;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シリル基;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か、隣接した基と結合して環を形成してもよい。
  6. L101、L102、およびL1〜L4は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;または下記記載の置換基から選択されるいずれか1である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の化合物:
    Figure 2019527197
  7. Ar1〜Ar4は、下記記載の置換基から選択されるいずれか1つである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の化合物:
    Figure 2019527197
    Figure 2019527197
    Figure 2019527197
    Figure 2019527197
    Figure 2019527197
    前記構造において、
    R201〜R297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;ニトリル基;ニトロ基;シリル基;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か、隣接した基と結合して環を形成してもよく、
    a1、a6、a10、a23およびa25はそれぞれ、0〜5の整数であり、
    a2、a5、a8、a9、a14、a16、a17、a21、a28〜a35、b1〜b4、b6〜b9、b11〜b13、b15およびb17〜b32はそれぞれ、0〜4の整数であり、
    a3およびa22はそれぞれ、0〜7の整数であり、
    a4、a7、a12、a15、a19、a26およびa27はそれぞれ、0〜3の整数であり、
    a11は、0〜9の整数であり、
    a13、a20およびa24はそれぞれ、0〜6の整数であり、
    a18、b5、b10、b14およびb16はそれぞれ、0〜2の整数であり、
    a18、b5、b10、b14およびb16が2の場合、括弧内の置換基は、互いに異なり、
    a1、a6、a10、a23、a25、a2、a5、a8、a9、a14、a16、a17、a21、a28〜a35、b1〜b4、b6〜b9、b11〜b13、b15、b17〜b32、a3、a22、a4、a7、a12、a15、a19、a26、a27、a11、a13、a20およびa24がそれぞれ2以上の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なる。
  8. 前記化学式1は、下記化合物の中から選択されるいずれか1つである、請求項1に記載の化合物:
    Figure 2019527197
    Figure 2019527197
    Figure 2019527197
    Figure 2019527197
    Figure 2019527197
    Figure 2019527197
    Figure 2019527197
  9. 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1〜8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。
  10. 前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、前記化合物を含むものである、請求項9に記載の有機電子素子。
  11. 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のである、請求項9または10に記載の有機電子素子。
  12. 前記有機物層は、電子注入層または電子輸送層を含み、前記電子輸送層または電子注入層は、前記化合物を含むものである、請求項9〜11のいずれか一項に記載の有機電子素子。
  13. 前記有機物層は、電子阻止層または正孔阻止層を含み、前記電子阻止層または正孔阻止層は、前記化合物を含むものである、請求項9に記載の有機電子素子。
  14. 前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、下記化学式1Aで表される化合物を含むものである、請求項9に記載の有機電子素子:
    [化学式1A]
    Figure 2019527197
    前記化学式1Aにおいて、
    L103〜L106は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、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、
    Ar5〜Ar8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、
    R24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;ニトリル基;ニトロ基;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シリル基;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り、
    pは、0〜6の整数であり、
    pが2以上の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なる。
  15. 前記L103〜L106は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;または下記構造の中から選択されるものである、請求項14に記載の有機電子素子:
    Figure 2019527197
  16. 前記Ar5〜Ar8は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;または下記構造の中から選択されるものである、請求項14または15に記載の有機電子素子:
    Figure 2019527197
    Figure 2019527197
    Figure 2019527197
  17. 前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、下記化学式1Bで表される化合物を含むものである、請求項9に記載の有機電子素子:
    [化学式1B]
    Figure 2019527197
    前記化学式1Bにおいて、
    L107〜L109は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、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、
    Ar9〜Ar11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;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
    R25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;ニトリル基;ニトロ基;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シリル基;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り、
    qは、0〜7の整数であり、
    qが2以上の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なる。
  18. 前記L107〜L109は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;または下記構造の中から選択されるものである、請求項17に記載の有機電子素子:
    Figure 2019527197
  19. 前記Ar9〜Ar11は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、下記構造の中から選択されるものである、請求項17または18に記載の有機電子素子:
    Figure 2019527197
    Figure 2019527197
    Figure 2019527197
  20. 前記有機電子素子は、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、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9に記載の有機電子素子。
  21. 前記有機電子素子は、有機発光素子、有機燐光素子、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、請求項9〜20のいずれか一項に記載の有機電子素子。
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