JP2019537574A - フルオレン系化合物、これを用いた有機発光素子およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

本明細書は、化学式1のフルオレン系化合物、前記化学式1のフルオレン系化合物を含むコーティング組成物、これを用いた有機発光素子およびその製造方法に関する。

Description

本明細書は、2017年2月28日付で韓国特許庁に提出された韓国特許出願第10−2017−0026712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、フルオレン系化合物、前記フルオレン系化合物を含むコーティング組成物、前記コーティング組成物を用いて形成された有機発光素子およびその製造方法に関する。
有機発光現象は、特定の有機分子の内部プロセスによって電流が可視光に変換される例の一つである。有機発光現象の原理は次の通りである。アノードとカソードとの間に有機物層を位置させた時、2つの電極の間に電流をかけると、カソードとアノードからそれぞれ電子と正孔が有機物層に注入される。有機物層に注入された電子と正孔は再結合してエキシトン(exciton)を形成し、このエキシトンが再び基底状態に落ちながら光を発する。このような原理を利用する有機発光素子は、一般的に、カソードとアノード、およびその間に位置した有機物層、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層を含む有機物層から構成される。
有機発光素子で使用される物質としては、純粋な有機物質、または有機物質と金属とが錯体をなす錯化合物が大部分を占めており、用途によって、正孔注入物質、正孔輸送物質、発光物質、電子輸送物質、電子注入物質などに区分される。ここで、正孔注入物質や正孔輸送物質としては、p−タイプの性質を有する有機物質、すなわち、酸化されやすく、酸化時に電気化学的に安定した状態を有する有機物が主に使用されている。一方、電子注入物質や電子輸送物質としては、n−タイプの性質を有する有機物質、すなわち、還元されやすく、還元時に電気化学的に安定した状態を有する有機物が主に使用されている。発光層物質としては、p−タイプの性質とn−タイプの性質を同時に有する物質、すなわち酸化および還元状態ですべて安定した形態を有する物質が好ましく、エキシトンが形成された時、これを光に変換する発光効率の高い物質が好ましい。
低電圧駆動可能な高効率の有機発光素子を得るためには、有機発光素子内に注入された正孔または電子が円滑に発光層に伝達されると同時に、注入された正孔と電子が発光層の外に抜け出ないようにしなければならない。このために、有機発光素子に使用される物質は、適切なバンドギャップ(band gap)とHOMOまたはLUMOエネルギー準位を有しなければならない。
その他にも、有機発光素子で使用される物質は、化学的安定性、電荷移動度、電極や隣接した層との界面特性などに優れていなければならない。すなわち、有機発光素子で使用される物質は、水分や酸素による物質の変形が少なくなければならない。また、適切な正孔または電子移動度を有することにより、有機発光素子の発光層で正孔と電子の密度がバランスを取るようにしてエキシトンの形成を極大化できなければならない。そして、素子の安定性のために、金属または金属酸化物を含む電極との界面を良くできなければならない。
先に言及したほか、溶液工程用有機発光素子で使用される物質は、次の性質を追加的に有しなければならない。
第一に、保存可能な均質な溶液を形成しなければならない。商用化された蒸着工程用物質の場合、結晶性が良くて溶液によく溶けなかったり、溶液を形成しても結晶が生じやすいため、保存期間によって、溶液の濃度勾配が異なったり不良素子を形成する可能性が大きい。
第二に、溶液工程が行われる層は、他の層を形成する工程で使用される溶媒および物質に対する耐性がなければならず、有機発光素子の製造時、電流効率に優れ、寿命特性に優れていることが求められる。
したがって、当技術分野では新たな有機物の開発が求められている。
本明細書は、溶液工程用有機発光素子で使用可能なフルオレン系化合物およびこれを含む有機発光素子を提供することを目的とする。
下記化学式1で表されるフルオレン系化合物を提供する。
前記化学式1において、
Lは、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、
R1〜R6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;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、
Ar1およびAr2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、
X1およびX2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、光硬化性基または熱硬化性基であり、
n1およびn4は、それぞれ独立に、0〜5の整数であり、
n2およびn6は、それぞれ独立に、0〜4の整数であり、
n3およびn5は、それぞれ独立に、0〜3の整数であり、
n1〜n6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り、
m1およびm2は、それぞれ0または1である。
本明細書は、前記フルオレン系化合物を含むコーティング組成物を提供する。
本明細書はまた、第1電極と、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る1層以上の有機物層とを含み、前記有機物層のうちの1層以上は、前記コーティング組成物またはその硬化物を含み、前記コーティング組成物の硬化物は、前記コーティング組成物を熱処理または光処理によって硬化した状態のものである有機発光素子を提供する。
最後に、本明細書は、基板を準備するステップと、前記基板上に第1電極を形成するステップと、前記第1電極上に1層以上の有機物層を形成するステップと、前記有機物層上に第2電極を形成するステップとを含み、前記有機物層を形成するステップは、前記コーティング組成物を用いて1層以上の有機物層を形成するステップを含むものである有機発光素子の製造方法を提供する。
本明細書の一実施態様に係るフルオレン系化合物は、250℃以下の熱処理またはUV処理によって、次の溶液工程において損傷しない安定した薄膜を形成する。本明細書の一実施態様に係る化合物と硬化開始剤およびPドーピング物質とが含まれているコーティング組成物が塗布された薄膜は、250℃以下の熱処理またはUV処理から、次の溶液工程から損傷しない安定した薄膜を形成する。本明細書の一実施態様に係るフルオレン系化合物は、溶液工程用有機発光素子の有機物層材料として使用可能であり、低い駆動電圧、高い発光効率および高い寿命特性を提供することができる。また、前記フルオレン系化合物を使用することによって、溶解度が増加するので、溶液工程のインク製造時に溶媒の選択が広くなり、融点および硬化温度を下げられるという利点がある。
本明細書の一実施態様に係る有機発光素子の例を示すものである。 化合物Aとpドーピング物質を含むコーティング組成物の膜保持率実験結果を示す図である。 比較化合物1とpドーピング物質を含むコーティング組成物の膜保持率実験結果を示す図である。
一般的に、溶液工程用有機発光素子で使用されるアリールアミン系単分子の場合、自主的に次の工程の溶媒に耐性を有する場合がないので、溶液工程用有機発光素子に使用可能なアリールアミン系単分子化合物は硬化基が導入されなければならない。本発明のアミン基が結合したフルオレン化合物と硬化開始剤およびpドーピング物質のコーティング組成物を熱または光処理して作製した薄膜は、溶媒に対する耐性に優れ、電流効率および素子の特性に優れた有機発光素子を提供する。
また、本明細書の一例によるフルオレン系化合物は、硬化基としてスチレン基またはエテニル基が結合する場合、フルオレンのコア構造とコンジュゲーション(共役)の切れたフルオレンの9番炭素位置に硬化基を導入することにより、硬化体が結合したフルオレンとアリールアミン系単分子の核心骨格につながる部分の薄膜上の相互作用に対する干渉を低減することができ、このような核心骨格の分子軌道関数への好ましくない影響を最小化させることができるので、より長寿命の有機発光素子を製造することができる。
以下、本明細書を詳細に説明する。
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。
本明細書において、マーカッシュ形式の表現に含まれた「これらの組み合わせ」の用語は、マーカッシュ形式の表現に記載された構成要素からなる群より選択される2つ以上の混合または結合した状態を意味するものであって、前記構成要素からなる群より選択される1つ以上を含むことを意味する。
本明細書の一実施態様は、下記化学式1で表されるフルオレン系化合物を提供する。
前記化学式1において、
Lは、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、
R1〜R6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;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、
Ar1およびAr2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、
X1およびX2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、光硬化性基または熱硬化性基であり、
n1およびn4は、それぞれ独立に、0〜5の整数であり、
n2およびn6は、それぞれ独立に、0〜4の整数であり、
n3およびn5は、それぞれ独立に、0〜3の整数であり、
n1〜n6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り、
m1およびm2は、それぞれ0または1である。
本明細書の一実施態様は、前記化学式1のフルオレン系化合物は、適当な有機溶媒に対して溶解性を有する化合物が好ましい。
本明細書において、「熱硬化性基または光硬化性基」とは、熱およびまたは光に露出させることにより、化合物の間に架橋をさせる反応性置換基を意味することができる。架橋は、熱処理または光照射によって、炭素−炭素多重結合、環状構造の分解に伴って生成されたラジカルが連結されながら生成される。
本明細書の一実施態様において、前記熱硬化性基または光硬化性基は、下記構造のうちのいずれか1つである。
本明細書の一実施態様において、熱硬化性基または光硬化性基を含むフルオレン系化合物の場合、溶液塗布法によって有機発光素子を製造できて、時間および費用的に経済的な効果がある。
また、熱硬化性基または光硬化性基を含むフルオレン系化合物を含むコーティング組成物を用いてコーティング層を形成する場合、熱硬化性基または光硬化性基が熱または光によって架橋が形成されるため、コーティング層の上部に追加の層を積層する時、コーティング組成物に含まれたフルオレン系化合物が溶媒によって洗われるのを防止して、コーティング層を維持すると同時に上部に追加の層を積層することができる。
追加的に、熱硬化性基または光硬化性基が架橋を形成してコーティング層が形成された場合、コーティング層の溶媒に対する耐薬品性が高くなり、膜保持率が高い効果がある。
また、本明細書の一実施態様に係るフルオレン系化合物の場合、溶液塗布法によって有機発光素子を製造できて、素子の大面積化が可能になる。
本明細書の一実施態様により、熱処理または光照射で架橋が形成されたフルオレン系化合物の場合、複数のフルオレン系化合物が架橋されて薄膜形態で有機発光素子内に備えられるため、熱的安定性に優れた効果がある。
また、本明細書の一実施態様に係るフルオレン系化合物は、コア構造にアミン構造を含んでいるので、有機発光素子において正孔注入、正孔輸送物質、または発光物質として適切なエネルギー準位およびバンドギャップを有することができる。さらに、本明細書の一実施態様に係る化学式1のフルオレン系化合物の置換基を調節して適切なエネルギー準位およびバンドギャップを微細に調節することができ、有機物の間における界面特性を向上させて、低い駆動電圧および高い発光効率を有する有機発光素子を提供することができる。
以下、本明細書の置換基を詳細に説明する。
本明細書に記載の化合物に置換基が結合しない位置は、水素であるか、重水素が結合してもよい。
本明細書において、
および
は、他の置換基または結合部に結合する部位を意味する。
本明細書において、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、水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;アルキル基;アルコキシ基;アルケニル基;アリール基;およびヘテロアリール基からなる群より選択された1個以上の置換基で置換もしくは非置換であるか、前記例示された置換基のうち2以上の置換基が連結された置換もしくは非置換であることを意味する。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、またはヨウ素である。
本明細書において、前記アルキル基は、直鎖、分枝鎖もしくは環鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、1〜40のものが好ましい。一実施態様によれば、前記アルキル基の炭素数は1〜20である。具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、n−プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、sec−ブチル基、ペンチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、tert−ペンチル基、ヘキシル基、n−ヘキシル基、ヘプチル、n−ヘプチル基、ヘキシル基、n−ヘキシル基などがあるが、これらに限定されない。
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1〜20のものが好ましい。具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、i−プロピルオキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、3,3−ジメチルブチルオキシ基、2−エチルブチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基、ベンジルオキシ基、p−メチルベンジルオキシ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、2〜40のものが好ましい。具体例としては、ビニル基、1−プロペニル基、イソプロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、3−ペンテニル基、3−メチル−1−ブテニル基などがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、シリル基は、−SiRR’R’’の化学式で表されてもよく、前記R、R’およびR’’は、それぞれ水素;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ってもよい。具体的には、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、tert−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、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、一実施態様によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は3〜40である。もう一つの実施態様によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は3〜20である。具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、3−メチルシクロペンチル基、2,3−ジメチルシクロペンチル基、シクロヘキシル基、3−メチルシクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基、2,3−ジメチルシクロヘキシル基、3,4,5−トリメチルシクロヘキシル基、4−tert−ブチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、アリール基は特に限定されないが、炭素数6〜60のものが好ましく、単環式アリール基または多環式アリール基であってもよい。一実施態様によれば、前記アリール基の炭素数は6〜40である。一実施態様によれば、前記アリール基の炭素数は6〜20である。前記アリール基が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、
(スピロビフルオレン)、
、および
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、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2〜60のものが好ましい。一実施態様によれば、前記ヘテロアリール基の炭素数は2〜40である。一実施態様によれば、前記ヘテロアリール基の炭素数は2〜20である。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。ヘテロ環基の例としては、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、前記アリーレン基は、2価の基のものを除き、前述した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、前記アルキレン基は、2価の基のものを除き、前述したアルキ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、前記ヘテロアリーレン基は、2価の基のものを除き、前述したヘテロアリール基の例示の中から選択されてもよい。
本明細書の一実施態様によれば、前記R1〜R6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;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。
もう一つの実施態様によれば、前記R1〜R6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;置換もしくは非置換の炭素数1〜40のアルキル基;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2〜60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R1〜R6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;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R1〜R6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;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プロピル基;置換もしくは非置換のブチル基;置換もしくは非置換のイソブチル基;置換もしくは非置換のtert−ブチル基;置換もしくは非置換のペンチル基;または置換もしくは非置換のヘキシル基である。
もう一つの実施態様において、前記R1〜R6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;ハロゲン基で置換もしくは非置換のメチル基;ハロゲン基で置換もしくは非置換のエチル基;ハロゲン基で置換もしくは非置換のプロピル基;置換もしくは非置換のブチル基;ハロゲン基で置換もしくは非置換のイソブチル基;ハロゲン基で置換もしくは非置換のtert−ブチル基;ハロゲン基で置換もしくは非置換のペンチル基;またはハロゲン基で置換もしくは非置換のヘキシル基である。
もう一つの実施態様によれば、前記R1〜R6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;フッ素で置換もしくは非置換のメチル基;エチル基;プロピル基;ブチル基;イソブチル基;tert−ブチル基;ペンチル基;またはヘキシル基である。
もう一つの実施態様において、前記R1およびR4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;フッ素で置換もしくは非置換のメチル基;エチル基;プロピル基;ブチル基;イソブチル基;tert−ブチル基;ペンチル基;またはヘキシル基である。
もう一つの実施態様によれば、前記R2、R3、R5およびR6は、水素である。
本明細書の一実施態様によれば、前記n2、n3、n5およびn6は、それぞれ0〜2の整数である。
もう一つの実施態様によれば、前記n2、n3、n5およびn6は、それぞれ0または1である。
もう一つの実施態様において、前記n1およびn4は、それぞれ0〜5の整数である。
もう一つの実施態様において、前記n1およびn4は、それぞれ0、1、2または5である。
本明細書の一実施態様において、前記Lは、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Lは、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリーレン基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリーレン基である。
もう一つの実施態様によれば、前記Lは、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フルオレニレン基;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ビナフチレン基;または置換もしくは非置換のナフチレン基であるか、前記置換基のうちの2個以上が連結された基であってもよい。
本明細書の一実施態様において、前記Lは、下記構造のうちのいずれか1つであってもよいが、これに限定されず、下記構造は追加的に置換されていてもよい。
前記構造において、
X12は、S、SO、CRuRv、SiRwRx、またはNRyであり、
X1〜X11は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、O、S、SiR’R”、またはNRであり、
R11〜R25、Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、Rx、Ry、R、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;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。
本明細書の一実施態様において、前記R11〜R25、Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、RxおよびRy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;置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基;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。
もう一つの実施態様において、前記R11〜R25、Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、RxおよびRy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;置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基;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。
もう一つの実施態様によれば、前記R11〜R25、Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、RxおよびRy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;置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基;または炭素数1〜20のアルキル基で置換もしくは非置換の炭素数6〜20のアリール基である。
もう一つの実施態様において、前記R11〜R25、RsおよびRt、Ru、Rv、Rw、RxおよびRy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;置換もしくは非置換の炭素数1〜8のアルキル基;または炭素数1〜10のアルキル基で置換もしくは非置換の炭素数6〜12のアリール基である。
もう一つの実施態様によれば、前記R11〜R25、Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、RxおよびRy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;置換もしくは非置換のプロピル基;置換もしくは非置換のブチル基;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ペンチル基;置換もしくは非置換のヘキシル基;またはメチル基、ブチル基、またはヘキシル基で置換もしくは非置換のフェニル基である。
もう一つの実施態様によれば、前記R11〜R23、Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、RxおよびRyは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;メチル基;エチル基;プロピル基;ブチル基;t−ブチル基;ペンチル基;ヘキシル基;またはメチル基、ブチル基、またはヘキシル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おいて、R、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;置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基;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。
もう一つの実施態様において、R、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;置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基;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。
もう一つの実施態様によれば、R、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;置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基;または炭素数1〜20のアルキル基で置換もしくは非置換の炭素数6〜20のアリール基である。
もう一つの実施態様において、前記R11〜R25、RsおよびRt、Ru、Rv、Rw、RxおよびRy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;置換もしくは非置換の炭素数1〜8のアルキル基;または炭素数1〜10のアルキル基で置換もしくは非置換の炭素数6〜12のアリール基である。
もう一つの実施態様によれば、R、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;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プロピル基;置換もしくは非置換のブチル基;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ペンチル基;置換もしくは非置換のヘキシル基;またはメチル基、ブチル基、t−ブチル基、またはヘキシル基で置換もしくは非置換のフェニル基である。
もう一つの実施態様によれば、R、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;メチル基;エチル基;プロピル基;ブチル基;t−ブチル基;ペンチル基;ヘキシル基;またはメチル基、ブチル基、t−ブチル基、またはヘキシル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おいて、前記X12は、SまたはSOである。
本明細書の一実施態様において、前記X12は、CRuRv、SiRwRx、またはNRyである。
本明細書の一実施態様において、前記Lは、下記構造のうちのいずれか1つであってもよい。
前記構造は、追加の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さら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、前記化学式1は、下記化学式2〜8のうちのいずれか1つであってもよい。
前記化学式2〜8において、
R1〜R6、n1〜n6、m1、m2、Ar1、Ar2、X1およびX2の定義は、前記化学式1におけるものと同じであり、
R101〜R121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;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り、
s1〜s5、s8、s16およびs19は、それぞれ0〜4の整数であり、
s6、s7およびs9は、それぞれ0〜6の整数であり、
s12、s13、s17およびs18は、それぞれ0〜3の整数であり、
s20およびs21は、それぞれ0〜7の整数であり、
s1〜s9、s12、s13およびs16〜s21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よれば、前記R101〜R121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;置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基;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。
もう一つの実施態様において、前記R101〜R121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;炭素数1〜20のアルキル基;または炭素数1〜20のアルキル基で置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基である。
もう一つの実施態様によれば、前記R101〜R121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;置換もしくは非置換のプロピル基;置換もしくは非置換のブチル基;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ペンチル基;置換もしくは非置換のヘキシル基;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;または置換もしくは非置換のナフチル基である。
もう一つの実施態様において、前記R101〜R121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;置換もしくは非置換のプロピル基;置換もしくは非置換のブチル基;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ペンチル基;置換もしくは非置換のヘキシル基;メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、およびヘキシル基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換のフェニル基;メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、およびヘキシル基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換のビフェニル基;またはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、およびヘキシル基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換のナフチル基である。
もう一つの実施態様によれば、前記R101〜R121は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;メチル基;エチル基;プロピル基;ブチル基;t−ブチル基;ペンチル基;ヘキシル基;またはメチル基、ブチル基、t−ブチル基、またはヘキシル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おいて、前記s1〜s9、s12、s13およびs16〜s21は、それぞれ0〜2である。
本明細書の一実施態様において、前記Ar1およびAr2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おいて、前記Ar1およびAr2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6〜40のアリール基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜40のヘテロアリール基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ar1およびAr2は、下記構造のうちのいずれか1つであってもよいが、これに限定されず、下記構造は追加的に置換されていてもよい。
前記構造において、
Wは、O、S、NRa、CRbRc、またはSiRdReであり、
R31〜R41、Ra、Rb、Rc、RdおよびRe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;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り、
p1は、0〜7の整数であり、
p2、p4およびp5は、それぞれ0〜4の整数であり、
p3およびp6は、それぞれ0〜5の整数であり、
p1〜p6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R39〜R41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;置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基;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。
本明細書の一実施態様において、前記R39〜R41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;置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基;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。
もう一つの実施態様において、前記R39〜R41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;置換もしくは非置換の炭素数1〜8のアルキル基;または置換もしくは非置換の炭素数6〜12のアリール基である。
もう一つの実施態様において、前記R39〜R41は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素である。
本明細書の一実施態様において、前記R31〜R38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;置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基;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。
もう一つの実施態様において、前記R31〜R38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;置換もしくは非置換の炭素数1〜8のアルキル基;または置換もしくは非置換の炭素数6〜12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R31〜R38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;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プロピル基;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ナフチル基;または置換もしくは非置換のビフェニル基である。
もう一つの実施態様において、前記R31〜R38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;メチル基;エチル基;プロピル基;フェニル基;ナフチル基;またはビフェニル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Wは、Oである。
本明細書の一実施態様において、前記Wは、Sである。
本明細書の一実施態様において、前記Wは、CRbRcである。
本明細書の一実施態様において、前記Wは、SiRdReである。
本明細書の一実施態様において、前記Rb、Rc、RdおよびRe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;置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基;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。
本明細書の一実施態様において、前記Rb、Rc、RdおよびRe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;置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基;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。
もう一つの実施態様において、前記Rb、Rc、RdおよびRe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;置換もしくは非置換の炭素数1〜8のアルキル基;または置換もしくは非置換の炭素数6〜12のアリール基である。
もう一つの実施態様によれば、前記Rb、Rc、RdおよびRe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フェニル基である。
もう一つの実施態様によれば、前記Rb、Rc、RdおよびReは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;メチル基;エチル基;またはフェニル基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記Ar1およびAr2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ニル基;または置換もしくは非置換のフルオレニル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ar1およびAr2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、重水素またはアルキル基で置換もしくは非置換のフェニル基;重水素またはアルキル基で置換もしくは非置換のビフェニル基;重水素またはアルキル基で置換もしくは非置換のナフチル基;重水素またはアルキル基で置換もしくは非置換のフェナントレニル基;または重水素またはアルキル基で置換もしくは非置換のフルオレニル基である。
もう一つの実施態様において、前記Ar1およびAr2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、重水素で置換もしくは非置換のフェニル基;重水素で置換もしくは非置換のビフェニル基;ナフチル基;フェナントレニル基;またはメチル基で置換されたフルオレニル基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記m1およびm2は、0または1である。
前記m1が0の場合、フルオレンの9番炭素とX1とが直接結合し、具体的な構造は、下記の通りである。
前記m2が0の場合、フルオレンの9番炭素とX2とが直接結合し、具体的な構造は、下記の通りである。
本明細書の一実施態様において、前記X1およびX2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、光硬化性基または熱硬化性基であり、下記の構造であってもよい。
もう一つの実施態様によれば、前記X1およびX2は、
であってもよい。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式1のフルオレン系化合物は、下記化合物のうちのいずれか1つで表されてもよい。
本明細書の一実施態様に係るフルオレン系化合物は、後述する製造方法で製造される。
例えば、前記化学式1のフルオレン系化合物は、下記の製造方法のようなコア構造が製造される。置換基は、当技術分野で知られている方法によって結合可能であり、置換基の種類、位置または個数は、当技術分野で知られている技術によって変更可能である。
前記製造方法の置換基は、化学式1の置換基の定義と同じである。
本明細書の一実施態様において、前述したフルオレン系化合物を含むコーティング組成物を提供する。
本明細書の一実施態様において、前記コーティング組成物は、前記フルオレン系化合物および溶媒を含む。
本明細書の一実施態様において、前記コーティング組成物は、分子内に熱硬化性基または光硬化性基が導入された化合物および高分子化合物からなる群より選択される1種または2種の化合物をさらに含んでもよい。
本明細書の一実施態様において、前記コーティング組成物は、分子内に熱硬化性基または光硬化性基が導入された化合物をさらに含んでもよい。前記コーティング組成物が分子内に熱硬化性基または光硬化性基が導入された化合物をさらに含む場合には、コーティング組成物の硬化度をさらに高めることができる。
本明細書の一実施態様において、分子内に熱硬化性基または光硬化性基が導入された化合物の分子量は、1,000g/mol〜3,000g/molである。
本明細書の一実施態様において、前記コーティング組成物は、高分子化合物をさらに含んでもよい。前記コーティング組成物が高分子化合物をさらに含む場合には、コーティング組成物のインク特性を高めることができる。すなわち、前記高分子化合物をさらに含むコーティング組成物は、コーティングまたはインクジェットするのに適当な粘度を提供することができる。
本明細書の一実施態様において、前記コーティング組成物は、液状であってもよい。前記「液状」は、常温および常圧で液体状態であることを意味する。
本明細書の一実施態様において、前記溶媒は、例えば、クロロホルム、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼンなどの塩素系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル系溶媒;トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、メシチレンなどの芳香族炭化水素系溶媒;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカンなどの脂肪族炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン(Isophorone)、テトラロン(Tetralone)、デカロン(Decalone)、アセチルアセトン(Acetylacetone)などのケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセロソルブアセテートなどのエステル系溶媒;エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジメトキシエタン、プロピレングリコール、ジエトキシメタン、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、グリセリン、1,2−ヘキサンジオールなどの多価アルコールおよびその誘導体;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、シクロヘキサノールなどのアルコール系溶媒;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶媒;およびN−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶媒;テトラリンなどの溶媒が例示されるが、本願発明の一実施態様に係るフルオレン誘導体を溶解または分散させることができる溶媒であれば十分であり、これを限定しない。
もう一つの実施態様において、前記溶媒は、1種単独で使用するか、または2種以上の溶媒を混合して使用することができる。
本明細書の一実施態様において、前記コーティング組成物は、熱重合開始剤および光重合開始剤からなる群より選択される1種または2種以上の添加剤をさらに含んでもよい。
本明細書の一実施態様において、前記化学式1のフルオレン系化合物は、示差走査熱量分析器(DSC、Differential Scanning Calorimeter)で測定した結果、発熱ピーク(peak)と発熱ピーク(peak)前の吸熱ピーク(peak)との間の温度差が20℃以上である。
前記発熱ピークと発熱ピーク前の吸熱ピークとの間の温度差が20℃〜200℃であってもよい。
前記示差走査熱量分析器(DSC、Differential Scanning Calorimeter)は、試料と基準物質の温度をプログラムによって一定の速度で変化させながら、2つの間の温度差をゼロ(zero)に維持するために必要なエネルギー(enthalpy)の量を測定して、熱の流れを温度の関数で表して得られたピークの位置、形状および数から試料の定性的な分析と試料変性時のピークの広さ変化から試料の熱に対するエンタルピー変化などに対する変数を定量的に測定可能な装置を意味する。
本明細書の一実施態様において、前記コーティング組成物は、pドーピング物質をさらに含まない。
本明細書の一実施態様において、前記コーティング組成物は、pドーピング物質をさらに含む。
本明細書において、前記pドーピング物質とは、ホスト物質にp半導体特性を持たせる物質を意味する。p半導体特性とは、HOMO(highest occupied molecular orbital)エネルギー準位で正孔注入を受けたり輸送する特性すなわち、正孔の伝導度が大きい物質の特性を意味する。
本明細書の一実施態様において、前記pドーピング物質は、下記化学式9−1〜9−3のように、F4TCNQであるか、Farylborate系化合物であってもよいが、これを限定しない。
本明細書において、前記pドーピング物質は、p半導体特性を持たせる物質であれば十分であり、1種または2種以上を使用することができ、その種類を限定しない。
本明細書の一実施態様において、前記pドーピング物質の含有量は、前記化学式1のフルオレン系化合物を基準として0重量%〜50重量%である。
本明細書の一実施態様において、前記pドーピング物質の含有量は、前記コーティング組成物の全体固形分含有量を基準として0〜30重量%を含む。本明細書の一実施態様において、前記pドーピング物質の含有量は、前記コーティング組成物の全体固形分含有量を基準として1〜30重量%を含むことが好ましく、もう一つの実施態様において、前記pドーピング物質の含有量は、前記コーティング組成物の全体固形分含有量を基準として10〜30重量%を含むことがさらに好ましい。
他の実施態様において、前記コーティング組成物は、熱硬化性基または光硬化性基を含む単分子;または熱によるポリマー形成が可能な末端基を含む単分子をさらに含んでもよい。前記のように、熱硬化性基または光硬化性基を含む単分子;または熱によるポリマー形成が可能な末端基を含む単分子の分子量は、2,000g/mol以下の化合物であってもよい。
本明細書の一実施態様において、前記コーティング組成物は、分子量は2,000g/mol以下であり、熱硬化性基または光硬化性基を含む単分子;または熱によるポリマー形成が可能な末端基を含む単分子をさらに含む。
前記熱硬化性基または光硬化性基を含む単分子;または熱によるポリマー形成が可能な末端基を含む単分子は、フェニル、ビフェニル、フルオレン、ナフタレンのアリール;アリールアミン;またはフルオレンに熱硬化性基または光硬化性基、または熱によるポリマー形成が可能な末端基が置換された単分子を意味することができる。
もう一つの実施態様において、前記コーティング組成物の粘度は、2cP〜15cPである。
本明細書の一実施態様において、前記コーティング組成物は、250℃以下の熱処理後、薄膜保持試験で薄膜保持率が95%以上である。本発明のコーティング組成物は、250℃以下の熱処理後、薄膜保持試験で薄膜保持率が95%以上であるので、トルエン、シクロヘキサノンなどの溶媒に対する耐性に優れる。
前記薄膜保持試験は、先に前記コーティング組成物を基材(ex、ガラスなど)にスピンコーティングして薄膜を形成し、窒素雰囲気内で熱処理した後、薄膜のUV吸収を測定する。この後、薄膜をトルエン、シクロヘキサノンなどの溶媒に約10分間浸漬してから乾燥させた後、薄膜のUV吸収を測定して、溶媒に浸漬する前後のUV吸収の最大ピーク(peak)の大きさを比較(溶媒に浸漬した後のUV吸収の最大ピーク/溶媒に浸漬する前のUV最大ピークの大きさ×100)して薄膜保持率を測定する。
本明細書はまた、前記コーティング組成物を用いて形成された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、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る1層以上の有機物層とを含み、前記有機物層のうちの1層以上は、前記コーティング組成物またはその硬化物を用いて形成される。前記コーティング組成物の硬化物とは、前記コーティング組成物を熱処理または光処理によって硬化した状態を意味する。
本明細書の一実施態様において、前記コーティング組成物またはその硬化物を含む有機物層は、正孔輸送層、正孔注入層、または正孔輸送および正孔注入を同時に行う層である。
他の実施態様において、前記コーティング組成物またはその硬化物を含む有機物層は、発光層である。
もう一つの実施態様において、前記コーティング組成物またはその硬化物を含む有機物層は、発光層であり、前記発光層は、前記フルオレン系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おいて、前記有機発光素子は、正孔注入層、正孔輸送層、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。
本明細書の一実施態様において、前記第1電極は、アノードであり、第2電極は、カソードである。
もう一つの実施態様によれば、前記第1電極は、カソードであり、第2電極は、アノードである。
もう一つの実施態様において、有機発光素子は、基板上に、アノード、1層以上の有機物層、およびカソード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、有機発光素子は、基板上に、カソード、1層以上の有機物層、およびアノード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。
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、本発明の有機発光素子は、有機物層として、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、発光層、電子輸送層、電子注入層、電子注入および電子輸送を同時に行う層などを含む構造を有することができる。しかし、有機発光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。
本明細書の有機発光素子は、[基板/陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入層/電子輸送層/陰極]の順に積層される。
もう一つの一例による本明細書の有機発光素子は、[基板/陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入および電子輸送を同時に行う層/陰極]の順に積層される。
例えば、本明細書の一実施態様に係る有機発光素子の構造は、図1に例示されている。
図1には、基板101上に、アノード201、正孔注入層301、正孔輸送層401、発光層501、電子注入および電子輸送を同時に行う層601、並びにカソード701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1は、有機発光素子を例示したものであり、これに限定されない。
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層以上が前記フルオレン系化合物を含むコーティング組成物を用いて形成されることを除けば、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、基板上にアノード、有機物層、およびカソード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アノードを形成し、その上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子注入および電子輸送を同時に行う層を含む有機物層を蒸着または溶液工程により形成した後、その上にカソード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、カソード物質から有機物層、アノード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。
本明細書はまた、前記コーティング組成物を用いて形成された有機発光素子の製造方法を提供する。
具体的には、本明細書の一実施態様において、基板を準備するステップと、前記基板上に第1電極を形成するステップと、前記第1電極上に1層以上の有機物層を形成するステップと、前記有機物層上に第2電極を形成するステップとを含み、前記有機物層のうちの1層以上は、前記コーティング組成物を用いて形成される。
本明細書の一実施態様によれば、前記コーティング組成物を用いて形成された有機物層は、溶液工程を用いて形成される。
本明細書の一実施態様において、前記コーティング組成物を用いて形成された有機物層は、スピンコーティングを用いて形成される。
他の実施態様において、前記コーティング組成物を用いて形成された有機物層は、印刷法によって形成される。
本明細書の態様において、前記印刷法は、例えば、インクジェットプリンティング、ノズルプリンティング、オフセットプリンティング、転写プリンティング、またはスクリーンプリンティングなどがあるが、これを限定しない。
本明細書の一実施態様に係るコーティング組成物は、構造的な特性で溶液工程が適合し、印刷法によって形成できるので、素子の製造時に時間および費用的に経済的な効果がある。
本明細書の一実施態様において、前記コーティング組成物を用いて形成された有機物層を形成するステップは、前記カソードまたはアノード上に前記コーティング組成物をコーティングするステップと、前記コーティングされたコーティング組成物を熱処理または光処理するステップとを含む。
本明細書の一実施態様において、前記熱処理するステップにおける熱処理温度は、85℃〜250℃である。
もう一つの実施態様において、前記熱処理するステップにおける熱処理時間は、1分〜1時間であってもよい。
本明細書の一実施態様において、前記コーティング組成物が添加剤を含まない場合、100℃〜250℃の温度で熱処理して架橋が進行することが好ましく、120℃〜200℃の温度で架橋が進行することがさらに好ましい。
前記コーティング組成物を用いて形成された有機物層を形成するステップで前記熱処理または光処理ステップを含む場合には、コーティング組成物に含まれた複数のフルオレン系化合物が架橋を形成して薄膜化された構造が含まれた有機物層を提供することができる。この場合、前記コーティング組成物を用いて形成された有機物層の表面上に他の層を積層する時、溶媒によって溶解するか、形態学的に影響を受けたり分解するのを防止することができる。
したがって、前記コーティング組成物を用いて形成された有機物層が熱処理または光処理ステップを含んで形成された場合には、溶媒に対する抵抗性が増加して溶液蒸着および架橋方法を繰り返し行って多層を形成することができ、安定性が増加して素子の寿命特性を増加させることができる。
本明細書の一実施態様において、前記フルオレン系化合物を含むコーティング組成物は、高分子結合剤に混合して分散させたコーティング組成物を用いることができる。
本明細書の一実施態様において、高分子結合剤としては、電荷輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また、可視光に対する吸収が強くないものが好ましく用いられる。高分子結合剤としては、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、ポリアニリンおよびその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)およびその誘導体、ポリ(2,5−チエニレンビニレン)およびその誘導体、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサンなどが例示される。
また、本明細書の一実施態様に係るフルオレン系化合物は、フルオレンおよびアミン基を含むことにより、有機物層にフルオレン系化合物単独で含んでもよく、フルオレン系化合物を含むコーティング組成物を熱処理または光処理により薄膜化を進行させてもよいし、他のモノマーと混合したコーティング組成物を用いて共重合体として含ませてもよい。さらに、他の高分子と混合したコーティング組成物を用いて共重合体として含ませるか、混合物として含んでもよい。
前記アノード物質としては、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アノード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。
前記カソード物質としては、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。カソード物質の具体例としては、バリウム、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、アノード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)がアノード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、アノード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、カルバゾール誘導体、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。
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、カソード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、任意の所望するカソード物質と共に使用可能である。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、カソード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、正孔のカソード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、前記フルオレン系化合物は、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。
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、本明細書の範囲が以下に記述する実施例に限定されると解釈されない。本明細書の実施例は、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>
硬化性基が結合したフルオレン系化合物は、次の方法で合成できる。
1.硬化性基が結合したフルオレンの合成方法1(FS1−製造例1、2)
フルオレンに硬化性基を結合させることができる一方法を前記のように図式した。1−ブロモ−4−(ジエトキシメチル)ベンゼン[1−bromo−4−(diethyoxymethyl)benzene]をリチウム化[lithiation]してフルオレノンに添加し、再びターシャリーカルビノール[tertiary carbinol]とアリーレン[arylene]の酸存在下での脱水縮合反応と、ウィッティヒ[wittig]反応によりフルオレン硬化体を合成できる。フルオレン硬化体F1P、F2Pを前記のような方法で合成し、フルオレン硬化体F1PおよびF2Pの具体的な製造方法は、下記の製造例1および2に示した。このように合成できるフルオレン硬化体はF1P、F2Pに限定しない。
製造例1.F1Pの合成
4−(2−ブロモ−9−ヒドロキシ−9H−フルオレン−9−イル)ベンズアルデヒド(F1−int1)の合成:1−ブロモ−4−(ジエトキシメチル)ベンゼン[1−bromo−4−(diethyoxymethyl)benzene](30g、115mmol)をテトラヒドロフラン[tetrahydrofuran]250mlに溶かし、−78℃に下げた。nBuLi(2.5M in hexane、42ml、105mol)を入れて、30分間、−78℃で撹拌した。2−ブロモ−9H−フルオレン−9−オン[2−Bromo−9H−fluoren−9−one](18.9g、73mmol)を一度に入れて、一晩撹拌した。1N HCl(aq)で反応を終結させた後、エチルアセテート[ethyl acetate]で抽出した。集めた有機溶液をMgSO(magnesium sulfate)を用いて乾燥させてフィルタした後、有機溶媒を真空回転濃縮機で除去した。残留物をカラム精製した後、再結晶(toluene/hexane)して、F1−int1を23g(収率87%)得た。
4−(2−ブロモ−9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)ベンズアルデヒド[4−(2−bromo−9−phenyl−9H−fluoren−9−yl)benzaldehyde](F1−int2)の合成:F1−int1(11.5g、31.4mmol)に400mlのベンゼン[benzene]を入れて、メタンスルホン酸[methan sulfonic acid](2.1ml、31.4mmol)を入れた後、ディーン・スターク[dean−stark]装置を用いて還流した。Sat’d NaHCO(aq)で酸を中和させた後、カラム精製して、F1−int2を6.5g(収率49%)得た。
2−ブロモ−9−フェニル−9−(4−ビニルフェニル)−9H−フルオレン[2−bromo−9−phenyl−9−(4−vinylphenyl)−9H−fluorene](F1P)の合成:F1−int2(5.3g、12.3mmol)とCHBrPPh(8.8g、24.7mmol)をテトラヒドロフラン[THF]に入れて、ポタシウムt−ブトキシド[potassium tert−butoxide](2.77g、24.7mmol)を0℃で入れて、1時間撹拌させた。水で反応を中断させ、エチルアセテート(EA)で抽出した。集めた有機溶液にMgSO(magnesium sulfate)を入れて、乾燥させてフィルタした後、有機溶媒を真空回転濃縮機で除去した。残留物をカラム精製して、F1Pを4.67g(収率89%)得た。
製造例2.F2Pの合成
製造例1のF1−int2の合成において、ベンゼンの代わりにキシレン[xylene]を用い、ディーン・スターク[dean−stark]装置を用いて還流する代わりに、70℃で一晩撹拌した。F1−int2(7.3g、20mmol)を用いて、F2Pを6.6g(73%、2ステップの収率)得た。
2.硬化性基が結合したフルオレンの合成方法2(FS2−製造例3、4、5、6)
フルオレン硬化体を合成できる一方法を前記のように図式した。N−メトキシ−N−メチルベンズアミド[N−methoxy−N−methylbenzamide]と1−クロロ−4−ヨードベンゼン[1−chloro−4−iodobenzene]のカップリング反応[coupling]でFS2−int1ワインレブアミド[weinreb amide]を形成する。2回にわたる親核性添加反応[nucleophilic addition]FS2−in3を合成し、ターシャリーカルビノール[tertiary carbinol]と隣接アリーレン[arylene]の酸存在下での脱水縮合環化反応およびウィッティヒ[wittig]反応によりフルオレン硬化体を合成できる。FS2−in2を作る過程で使用されるアリールハライド[Aryl halide]を種類を異ならせて様々なフルオレン硬化体誘導体を合成できる。フルオレン硬化体F3P、F4P、F5P、F6Pを前記のような方法で合成し、フルオレン硬化体F3P〜F6Pの具体的な製造方法は、下記の製造例3および6に示した。このように合成できるフルオレン硬化体はF3P、F4P、F5P、F6Pに限定しない。
製造例3.F3Pの合成
4’−クロロ−N−メトキシ−N−メチル−[1,1’−ビフェニル]−2−カルボキサミド[4’−chloro−N−methoxy−N−methyl−[1,1’−biphenyl]−2−carboxamide](FS2−int1)の合成:N−メトキシ−N−メチルベンズアミド[N−methoxy−N−methylbenzamide](9.4g、57mmol)、1−クロロ−4−ヨードベンゼン[1−chloro−4−iodobenzene](27.1g、114mmol)、パラジウムアセテート[palladium acetate](Pd(OAc))(640mg、2.85mmol)、銀トリフラート[silver triflate](AgOTf)(29.3g、114mmol)と、これの入ったフラスコに1,2−ジクロロエタン[1,2−dichloroethane(DCE)]285mlとトリフル酸[Triflic acid](2.5ml、28.5mmol)を入れた。反応フラスコを80℃のオイルバス[oil bath]に浸漬して、1日間撹拌させた。反応溶液をエチルアセテート(ethylacetate)で希釈し、短いシリカカラム[short silica column]に通過させた。濾液を真空回転濃縮機で濃縮させた後、残留物をカラム精製して、FS2−int1を14.2g(90%収率)得た。
(4−(tert−ブチル)フェニル)(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−2−イル)メタノン[(4−(tert−butyl)phenyl)(4’−chloro−[1,1’−biphenyl]−2−yl)methanone](F3−int1)の合成:1−ブロモ−tert−ブチルベンゼン[1−bromo−tert−butylbenzene](8.0g、29.0mmol)が入ったフラスコにテトラヒドロフラン(THF)50mlを入れて、反応フラスコをドライアイス−アセトンバス[dryice−acetone bath]に浸漬した。nBuLi(2.5M in hexane、10.5mL、26.2mmol)をゆっくり入れた後、1時間撹拌させた。次に、FS2−int1(5g、18.1mmol)を無水テトラヒドロフラン15mlに溶かして、反応フラスコにゆっくり入れて1時間撹拌させ、ドライアイス−アセトンバス[dryice−acetone bath]を抜き出して12時間撹拌させた。水で反応を中止させ、水層を分離した後、エチルアセテート[ethylacetate(EA)]で抽出した。MgSOを用いて有機層を乾燥させてフィルタした後、真空回転濃縮機を用いて有機溶媒を除去した。残留物をカラム精製して、F3−int1を5.65g(89.5%収率)得た。
4−(9−(4−(tert−ブチル)フェニル)−2−クロロ−9H−フルオレン−9−イル)ベンズアルデヒド[4−(9−(4−(tert−butyl)phenyl)−2−chloro−9H−fluoren−9−yl)benzaldehyde](F3−int3)の合成:1−ブロモ−4−(ジエトキシメチル)ベンゼン[1−bromo−4−(diethyoxymethyl)benzene](5.9g、22.9mmol)が入ったフラスコにテトラヒドロフラン[tetrahydrofuran]40mlを入れて、反応フラスコをドライアイス−アセトンバス[dryice−acetone bath]に浸漬した。nBuLi(2.5M in hexane、8.3ml、20.8mmol)を入れて、30分間、−78℃で撹拌した。F3−int1(5g、14.3mmol)をテトラヒドロフラン20mlに溶かしてゆっくり反応フラスコに添加した。ゆっくり常温まで昇温させ、一晩撹拌した。1N HCl(aq)で反応を終結させた後、エチルアセテート[ethyl acetate]で抽出した。集めた有機溶液をMgSO(magnesium sulfate)を用いて乾燥させた。この残留物を(Crude F3−int2)ジクロロメタン[dichloromethane]に溶かした後、反応フラスコをアイスバス[ice bath]に浸漬した。溶液に三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体(BFOEt)5.3mlを添加して、2時間撹拌した。水で反応を停止させ、ジクロロメタンで抽出した。有機層をMgSOを用いて乾燥させてフィルタした。有機溶媒を真空回転濃縮機で除去した後、残留物をカラム精製して、F3−int3を4.75g(76%、2ステップの収率)得た。
9−(4−(tert−ブチル)フェニル)−2−クロロ−9−(4−ビニルフェニル)−9H−フルオレン[9−(4−(tert−butyl)phenyl)−2−chloro−9−(4−vinylphenyl)−9H−fluorene](F3P)の合成:F3−int3(4.6g、10.5mmol)とCHBrPPh(7.5g、21mmol)をテトラヒドロフラン[THF]に入れて、ポタシウムt−ブトキシド[potassium tert−butoxide](2.36g、21mmol)を0℃で入れて、1時間撹拌させた。水で反応を中断させ、エチルアセテート(EA)で抽出した。集めた有機溶液にMgSO(magnesium sulfate)を入れて、乾燥させてフィルタした後、有機溶媒を真空回転濃縮機で除去した。残留物をカラム精製して、F3Pを4.24g(収率93%)得た。
製造例4〜6.
下記表1に記載の化合物を用いてF4P、F5P、およびF6Pを合成した。
3.硬化性基が結合したフルオレンの合成方法3(FS3−製造例7、8)
フルオレン硬化体を合成できる一方法を前記のように図式した。アリールハライド[Aryl halide]からアリールリチウム[aryl lithium]やアリールマグネシウムハライド[aryl magnesium halide]を生成させて、2−ブロモフルオレノン[2−bromofluorenone]に添加してFS3−int1を作ることができる。この後、脱ヒドロキシ化反応と次の反応でFS3−Pの形態を合成できる。FS3−int1を作る過程で使用されるアリールハライド[Aryl halide]の種類を異ならせて様々なフルオレン硬化体誘導体を合成できる。フルオレン硬化体F7P、F8Pを前記のような方法で合成し、フルオレン硬化体F7PおよびF8Pの具体的な製造方法は下記の製造例7および8に示した。このように合成できるフルオレン硬化体はF7P、F8Pに限定しない。
製造例7.F7Pの合成
2−ブロモ−9−フェニル−9H−フルオレン[2−bromo−9−phenyl−9H−fluorene](F7 int2)の合成:2−ブロモ−9H−フルオレン−9−オン[2−bromo−9H−fluoren−9−one](18.1g、70mmol)を無水テトラヒドロフラン(THF)に溶かした。フェニルマグネシウムブロミド(Phenylmagnesiumbromide)(3M in THF、35ml、105mmol)を入れて、20分間撹拌させた。NHCl(aq)で反応を中止させ、水層を分離した後、エチルアセテート[ethylacetate(EA)]で抽出した。MgSOを用いて有機層を乾燥させ、真空回転濃縮機を用いて有機溶媒を除去した。残留物(F7 int2)をジクロロメタン[DCM]に溶かした後、トリエチルシラン[triethylsilane](16.8ml、104mmol)とトリフルオロ酢酸[trifluoroacetic acid]8.4mlを入れて、常温で一晩撹拌した。真空回転濃縮機で有機溶媒を除去し、シリカフィルタ[silica filter]した。再び有機溶媒を真空回転濃縮機で除去し、ジクロロメタンとヘキサンを用いて再結晶して、F7 int2を13.4g(収率60%)得た。
2−ブロモ−9−フェニル−9−(4−ビニルベンジル)−9H−フルオレン[2−bromo−9−phenyl−9−(4−vinylbenzyl)−9H−fluorene](F7P)の合成:F7 int2(13.4g、41.7mmol)と4−ビニルベンジルクロライド[4−vinylbenzyl chloride](8.4g、50mmol)とジメチルスルホキシド[dimethylsulfoxide(DMSO)]80mlが入ったフラスコを50℃のオイルバス[oil bath]に浸漬する。50wt%NaOH(aq)水溶液を4ml入れて、一晩撹拌した。反応混合物を水400mlに落として沈殿して得られた固体を得て、再びエタノールで撹拌させた。フィルタして真空オーブンで乾燥して、F7Pを12.6g(収率70%)得た。
製造例8.F8Pの合成
製造例7のF7−int1の合成において、フェニルマグネシウムブロミド[phenylmagnesium bromide]の代わりに4−tert−ブチルフェニルマグネシウムブロミド[4−tert−Butylphenylmagnesium bromide]を用いて、F8Pを7.3g(49%、3ステップの収率)得た。
4.フルオレン−アミン誘導体の合成(製造例9、10、11)
製造例9.
9−(2,5−ジメチルフェニル)−N−フェニル−9−(4−ビニルフェニル)−9H−フルオレン−2−アミン[9−(2,5−dimethylphenyl)−N−phenyl−9−(4−vinylphenyl)−9H−fluoren−2−amine](F2PPA)の合成:F2P(5.55g、12.3mmol)、アニリン(3.44g、36.9mmol)、そしてソジウムt−ブトキシド[sodium tert−butoxide](2.95g、30.75mmol)が入ったフラスコにトルエン[Toluene]を入れた。反応物が入ったフラスコを90℃のオイルバス[oil bath]に浸漬した後、Pd(PtBu(314mg、0.62mmol)を入れて1時間回した。水を入れて反応を中心させ、ジクロロメタン[dichloromethane(DCM)]で抽出した後、MgSOで有機層を乾燥した。有機溶媒を真空回転濃縮機を用いて除去した後、残留物をカラム精製して、F2PPAを5.1g(収率90%)得た。
製造例10および11.
下記表2に記載の化合物を用いてF1PBPAおよびF8PBPAを合成した。
5.化合物A〜Lの合成例
製造例12.化合物Aの合成
化合物Aの合成:F1P(1.58g、3.74mmol)、N4,N4’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン[N4,N4’−diphenyl−[1,1’−biphenyl]−4,4’−diamine](572mg、1.7mmol)、そしてソジウムt−ブトキシド[sodium tert−butoxide](980mg、10.2mmol)が入ったフラスコにトルエン[Toluene]を入れた。反応物が入ったフラスコを90℃のオイルバス[oil bath]に浸漬した後、Pd(PtBu(43mg、0.085mmol)を入れて1時間回した。水を入れて反応を中止させ、ジクロロメタン[dichloromethane(DCM)]で抽出した後、MgSOで有機層を乾燥した。有機溶媒を真空回転濃縮機を用いて除去した後、残留物をカラム精製して、化合物Aを950mg(収率55%、HPLC純度99.5%)得た。化合物AのNMR測定値を下記に示した。
H NMR:δ7.71(d,2H),7.65(d,2H),7.42(d,4H),7.35(d,4H),7.27−7.20(m,18H),7.17−7.13(m,4H),7.11−7.06(m,14H),7.03(t,2H),6.70−6.64(dd,2H),5.69(d,2H),5.19(d,2H).
製造例13.化合物Bの合成
化合物Bの合成:F2P(1.37g、3.03mmol)、N4,N4’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン[N4,N4’−diphenyl−[1,1’−biphenyl]−4,4’−diamine](464mg、1.38mmol)、そしてソジウムt−ブトキシド[sodium tert−butoxide](769mg、8.3mmol)が入ったフラスコにトルエン[Toluene]を入れた。反応物が入ったフラスコを90℃のオイルバス[oil bath]に浸漬した後、Pd(PtBu(36mg、0.085mmol)を入れて1時間回した。水を入れて反応を中止させ、ジクロロメタン[dichloromethane(DCM)]で抽出した後、MgSOで有機層を乾燥した。有機溶媒を真空回転濃縮機を用いて除去した後、残留物をカラム精製して、化合物Bを500mg(収率34%、HPLC純度99.8%)得た。化合物BのNMR測定値を下記に示した。
H NMR:δ7.70(d,2H),7.63(d,2H),7.43(d,4H),7.37(t,2H),7.30−7.20(m,14H),7.15−7.05(m,14H),7.02(t,2H),6.93(s,4H),6.86(s,2H),6.71−6.65(dd,2H),5.70(d,2H),5.20(d,2H),2.15(s,6H),1.57(s,6H).
製造例14.化合物Cの合成
化合物Cの合成:F7P(1.84g、4.2mmol)、N4,N4’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン[N4,N4’−diphenyl−[1,1’−biphenyl]−4,4’−diamine](673mg、2.0mmol)、そしてソジウムt−ブトキシド[sodium tert−butoxide](769mg、8.0mmol)が入ったフラスコにトルエン[Toluene]を入れた。反応物が入ったフラスコを90℃のオイルバス[oil bath]に浸漬した後、Pd(PtBu(82mg、0.16mmol)を入れて1時間回した。水を入れて反応を中止させ、ジクロロメタン[dichloromethane(DCM)]で抽出した後、MgSOで有機層を乾燥した。有機溶媒を真空回転濃縮機を用いて除去した後、残留物をカラム精製して、化合物Cを1.1g(収率52%、HPLC純度99.2%)得た。化合物CのNMR測定値を下記に示した。
H NMR:δ7.51−7.46(m,6H),7.44(d,2H),7.40−7.36(m,2H),7.31−7.23(m,16H),7.23−7.17(m,2H),7.14(d,2H),7.13−7.09(m,8H),7.05−7.01(m,4H),6.97−6.92(m,4H),6.57−6.49(m,2H),6.49(d,4H),5.58(dd,2H),5.10(dt,2H),3.85(d,2H),3.63(d,2H).
製造例15.化合物Dの合成
化合物Dの合成:F2PPA(2.32g、5.0mmol)、2,2’−ジブロモ−9,9’−スピロビフルオレン[2,2’−dibromo−9,9’−spirobi[fluorene](948mg、2.0mmol)、そしてソジウムt−ブトキシド[sodium tert−butoxide](960mg、10.0mmol)が入ったフラスコにトルエン[Toluene]を入れた。反応物が入ったフラスコを90℃のオイルバス[oil bath]に浸漬した後、Pd(PtBu(72mg、0.14mmol)を入れて1時間回した。水を入れて反応を中止させ、ジクロロメタン[dichloromethane(DCM)]で抽出した後、MgSOで有機層を乾燥した。有機溶媒を真空回転濃縮機を用いて除去した後、残留物をカラム精製して、化合物Dを1.46g(収率59%、HPLC純度99.2%)得た。化合物DのNMR測定値を下記に示した。
H NMR:δ7.74−7.69(m,4H),7.68−7.63(m,2H),7.62−7.56(m,2H),7.39(td,2H),7.33(ddddd,4H),7.26(tdd,6H),7.19−7.04(m,12H),7.04−6.90(m,14H),6.85(d,2H),6.76−6.68(m,4H),6.65−6.55(m,2H),5.78−5.70(m,2H),5.25(dq,2H),2.16(s,6H),1.57(s,6H).
製造例16.化合物Eの合成
化合物Eの合成:F1P(1.53g、3.61mmol)、N4,N4’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン[N4,N4’−diphenyl−[1,1’−biphenyl]−4,4’−diamine](801mg、1.64mmol)、そしてソジウムt−ブトキシド[sodium tert−butoxide](946mg、9.84mmol)が入ったフラスコにトルエン[Toluene]を入れた。反応物が入ったフラスコを90℃のオイルバス[oil bath]に浸漬した後、Pd(PtBu(42mg、0.08mmol)を入れて1時間回した。水を入れて反応を中止させ、ジクロロメタン[dichloromethane(DCM)]で抽出した後、MgSOで有機層を乾燥した。有機溶媒を真空回転濃縮機を用いて除去した後、残留物をカラム精製して、化合物Eを1.06g(収率55%、HPLC純度99.4%)得た。化合物EのNMR測定値を下記に示した。
H NMR:δ7.73(d,2H),7.69(d,2H),7.59(d,4H),7.48(t,8H),7.43(t,4H),7.38−7.30(m,8H),7.28−7.11(m,30H),6.71−6.65(dd,2H),5.69(d,2H),5.20(d,2H).
製造例17.化合物Fの合成
化合物Fの合成:F3P(1.83g、4.2mmol)、N4,N4’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン[N4,N4’−diphenyl−[1,1’−biphenyl]−4,4’−diamine](673mg、2.0mmol)、そしてソジウムt−ブトキシド[sodium tert−butoxide](769mg、8mmol)が入ったフラスコにトルエン[Toluene]を入れた。反応物が入ったフラスコを100℃のオイルバス[oil bath]に浸漬した後、Pd(PtBu(42mg、0.08mmol)を入れて12時間回した。水を入れて反応を中止させ、ジクロロメタン[dichloromethane(DCM)]で抽出した後、MgSOで有機層を乾燥した。有機溶媒を真空回転濃縮機を用いて除去した後、残留物をカラム精製して、化合物Fを1.2g(収率47%、HPLC純度99.3%)得た。化合物FのNMR測定値を下記に示した。
H NMR:δ7.73(d,2H),7.68(d,2H),7.58(d,4H),7.47(t,8H),7.43(t,4H),7.38−7.21(m,18H),7.17−7.05(m,18H),6.71−6.65(dd,2H),5.69(d,2H),5.20(d,2H),1.35(S,18H).
製造例18.化合物Gの合成
化合物Gの合成:F8PBPA(2.9g、5.0mmol)、2,7−ジブロモ−9,9−ジフェニル−9H−フルオレン[2,7−dibromo−9,9−diphenyl−9H−fluorene](952mg、2.0mmol)、そしてソジウムt−ブトキシド[sodium tert−butoxide](960mg、10.0mmol)が入ったフラスコにトルエン[Toluene]を入れた。反応物が入ったフラスコを90℃のオイルバス[oil bath]に浸漬した後、Pd(PtBu(72mg、0.14mmol)を入れて1時間回した。水を入れて反応を中止させ、ジクロロメタン[dichloromethane(DCM)]で抽出した後、MgSOで有機層を乾燥した。有機溶媒を真空回転濃縮機を用いて除去した後、残留物をカラム精製して、化合物Gを1.7g(収率58%、HPLC純度99.3%)得た。化合物GのNMR測定値を下記に示した。
H NMR:δ7.82−7.73(m,6H),7.68−7.62(m,18H),7.55−7.34(m,10H),7.34−7.05(m,30H),6.58−6.50(m,2H),6.49(d,4H),5.57(dd,2H),5.11(dt,2H),3.84(d,2H),3.63(d,2H),1.35(s,18).
製造例19.化合物Hの合成
H int1の合成:F7P(5g、11.4mmol)、N−フェニル−[1,1’−ビフェニル]−4−アミン[N−phenyl−[1,1’−biphenyl]−4−amine](2.8g、11.4mmol)、そしてソジウムt−ブトキシド[sodium tert−butoxide](2.2g、23mmol)が入ったフラスコにトルエン[Toluene]を入れた。反応物が入ったフラスコを90℃のオイルバス[oil bath]に浸漬した後、Pd(PtBu(175mg、0.34mmol)を入れて1時間回した。水を入れて反応を中止させ、ジクロロメタン[dichloromethane(DCM)]で抽出した後、MgSOで有機層を乾燥した。有機溶媒を真空回転濃縮機を用いて除去した後、残留物をカラム精製して、H int1を5.9g(収率86%)得た。
H int3の合成:H int1(5.8g、9.64mmol)がジメチルホルムアミド[DMF]30mlに溶けている反応フラスコをアイスバス[ice bath]に浸漬した。N−ブロモスクシンイミド[NBS](1.66g、9.3mmol)を反応フラスコに入れて、一晩撹拌した。水500mlに反応物を落としてフィルタして、crude H int2を得た。得られたH int2と4,4,4’,4’,5,5,5’,5’−オクタメチル−2,2’−ビ(1,3,2−ジオキサボロラン)[4,4,4’,4’,5,5,5’,5’−octamethyl−2,2’−bi(1,3,2−dioxaborolane)](4.9g、19.3mmol)、ポタシウムアセテート[potassium acetate](2.84g、29mmol)が入ったフラスコに無水ジオキサン[dioxane]30mlを入れた。反応フラスコを80℃のオイルバス[oil bath]に浸漬し、Pd(dppf)Cl・DCM(380mg、0.47mmol)を入れて、1日撹拌させた。真空減圧してジオキサン[Dioxane]を最大限に飛散させ、水とジクロロメタン[dichloromethane(DCM)]を用いて抽出した。集めた有機層をMgSOで乾燥させ、カラム精製して、H int3を4.5g(収率67%)得た。
化合物Hの合成:H int3(2.4g、3.3mmol)と1,4−ジブロモ−2,5−ジヘキシルベンゼン[1,4−dibromo−2,5−dihexylbenzene](0.6g、1.5mmol)が入った反応フラスコにToluen/EtOH/2N KCO(aq)(2v:1v:1v)溶媒を入れる。真空ポンプを用いて脱気[degassing]する。Pd(PPh(347mg、0.3mmol)を反応フラスコに入れて、1日間撹拌させた。EtOHを真空減圧濃縮機を用いて除去し、ジクロロメタン[dichloromethane(DCM)]で有機物を抽出した。MgSOで有機層を乾燥させた後、フィルタし、カラム精製して、化合物Hを1.57g(収率72%、純度99.1%)得た。化合物HのNMR測定値を下記に示した。
1H NMR(H):δ7.77(s,2H),7.51−7.46(m,6H),7.44(d,2H),7.40−7.37(m,4H),7.32−7.18(m,22H),7.15−7.08(m,14H),7.06−7.01(m,6H),6.57−6.49(m,2H),6.49(d,4H),5.58(dd,2H),5.10(dt,2H),3.85(d,2H),3.63(d,2H),2.80−2.77(m,4H),1.54−1.46(m,4H),1.39−1.27(m,12H),0.90−0.87(m,6H).
製造例20.化合物Iの合成
化合物Iの合成:F1P(1.78g、4.2mmol)、N4,N4’−ジ(ナフタレン−1−イル)−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン[N4,N4’−di(naphthalen−1−yl)−[1,1’−biphenyl]−4,4’−diamine](873mg、2.0mmol)、そしてソジウムt−ブトキシド[sodium tert−butoxide](769mg、8.0mmol)が入ったフラスコにトルエン[Toluene]を入れて、窒素でbubblingした。反応物が入ったフラスコを90℃のオイルバス[oil bath]に浸漬した後、Pd(PtBu(82mg、0.16mmol)を入れて1時間回した。水を入れて反応を中止させ、ジクロロメタン[dichloromethane(DCM)]で抽出した後、MgSOで有機層を乾燥した。有機溶媒を真空回転濃縮機を用いて除去した後、残留物をカラム精製して、化合物Iを1.1g(収率49%、HPLC純度99.0%)得た。化合物IのNMR測定値を下記に示した。
H NMR:δ7.91−7.89(m,2H),7.86(dd,2H),7.80−7.77(m,2H),7.66(dt,2H),7.58(dd,2H),7.50−7.44(m,4H),7.36−7.29(m,12H),7.22−7.11(m,14H),7.09−7.04(m,4H),7.03−6.96(m,10H),6.65(dd,2H),5.68(dd,2H),5.19(dd,2H).
製造例21.化合物Jの合成
化合物Jの合成:F5P(1.6g、4.2mmol)、N4,N4’−ジ(ナフタレン−1−イル)−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン[N4,N4’−di(naphthalen−1−yl)−[1,1’−biphenyl]−4,4’−diamine](873mg、2.0mmol)、そしてソジウムt−ブトキシド[sodium tert−butoxide](769mg、8.0mmol)が入ったフラスコにトルエン[Toluene]を入れて、窒素でbubblingした。反応物が入ったフラスコを100℃のオイルバス[oil bath]に浸漬した後、Pd(PtBu(82mg、0.16mmol)を入れて12時間回した。水を入れて反応を中止させ、ジクロロメタン[dichloromethane(DCM)]で抽出した後、MgSOで有機層を乾燥した。有機溶媒を真空回転濃縮機を用いて除去した後、残留物をカラム精製して、化合物Jを1.2g(収率53%、HPLC純度99.1%)得た。化合物JのNMR測定値を下記に示した。
H NMR:δ7.90−7.88(m,2H),7.87(dd,2H),7.79−7.75(m,2H),7.64(dt,2H),7.59(dd,2H),7.49−7.41(m,4H),7.37−7.30(m,12H),7.22−7.11(m,8H),7.09−7.03(m,4H),7.02−6.96(m,6H),6.64(dd,2H),5.67(dd,2H),5.18(dd,2H).
製造例22.化合物Kの合成
化合物Kの合成:F6P(2.0g、4.2mmol)、N4,N4’−ジ(ナフタレン−1−イル)−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン[N4,N4’−di(naphthalen−1−yl)−[1,1’−biphenyl]−4,4’−diamine](873mg、2.0mmol)、そしてソジウムt−ブトキシド[sodium tert−butoxide](769mg、8.0mmol)が入ったフラスコにトルエン[Toluene]を入れて、窒素でbubblingした。反応物が入ったフラスコを100℃のオイルバス[oil bath]に浸漬した後、Pd(PtBu(82mg、0.16mmol)を入れて12時間回した。水を入れて反応を中止させ、ジクロロメタン[dichloromethane(DCM)]で抽出した後、MgSOで有機層を乾燥した。有機溶媒を真空回転濃縮機を用いて除去した後、残留物をカラム精製して、Kを1.1g(収率43%、HPLC純度98.8%)得た。化合物KのNMR測定値を下記に示した。
H NMR:δ7.92−7.90(m,2H),7.89(dd,2H),7.80−7.77(m,2H),7.64(dt,2H),7.59(dd,2H),7.49−7.41(m,4H),7.37−7.30(m,12H),7.22−7.12(m,8H),7.09−7.03(m,4H),7.03−6.98(m,6H),6.65(dd,2H),5.67(dd,2H),5.18(dd,2H).
製造例23.化合物Lの合成
L int1の合成:F1PBPA(3.58g、7.0mmol)、4,4’−ジブロモ−1,1’−ビフェニル[4,4’−dibromo−1,1’−biphenyl](2.18g、7.0mmol)、そしてソジウムt−ブトキシド[sodium tert−butoxide](1.34g、14.0mmol)が入ったフラスコにトルエン[Toluene]を入れて、窒素でbubblingした。反応物が入ったフラスコを90℃のオイルバス[oil bath]に浸漬した後、Pd(PtBu(215mg、0.42mmol)を入れて1時間回した。水を入れて反応を中止させ、ジクロロメタン[dichloromethane(DCM)]で抽出した後、MgSOで有機層を乾燥した。有機溶媒を真空回転濃縮機を用いて除去した後、残留物をカラム精製して、L int1を3.3g(収率63%)得た。
化合物Lの合成:L int1 F2PPA(1.16g、2.5mmol)、L int1(1.48g、2mmol)、そしてソジウムt−ブトキシド[sodium tert−butoxide](384mg、4.0mmol)が入ったフラスコにトルエン[Toluene]を入れて、窒素でbubblingした。反応物が入ったフラスコを90℃のオイルバス[oil bath]に浸漬した後、Pd(PtBu(31mg、0.06mmol)を入れて1時間回した。水を入れて反応を中止させ、ジクロロメタン[dichloromethane(DCM)]で抽出した後、MgSOで有機層を乾燥した。有機溶媒を真空回転濃縮機を用いて除去した後、残留物をカラム精製して、化合物Lを1.87g(収率83%、HPLC純度99.2%)得た。化合物LのNMR測定値を下記に示した。
H NMR:δ7.73−7.67(m,3H),7.62(d,1H),7.59(d,2H),7.49−7.21(m,26H),7.19−7.02(m,17H),6.93(s,2H),6.86(s,1H),6.71−6.65(m,2H),5.71−5.66(m,2H),5.21−5.17(m,2H),2.14(s,3H),1.56(s,3H)
<実験例>
実験例1.薄膜保持率の測定
下記化合物Aと下記化学式9−2との重量比(化合物A:化学式9−2)を8:2で含む2wt%トルエンコーティング組成物、比較化合物1と化学式9−2の2wt%トルエンコーティング組成物をガラスにスピンコーティングして薄膜を形成した。それぞれの薄膜を220℃で30分間熱処理し、各薄膜のUV吸収を測定した。再びその薄膜をトルエン(toluene)に10分間浸漬した後、乾燥後にUVを測定した。浸漬する前後のUV吸収の最大ピーク(peak)の大きさの比較で薄膜保持率を確認することができた。
フルオレン(Fluorene)に直接付いた硬化基または硬化基を有する化合物Aを含むコーティング組成物で形成した薄膜の場合、薄膜保持率が100%になった。しかし、硬化基のない比較化合物1を含むコーティング組成物で形成した薄膜の場合、薄膜保持が全くされないことを確認することができる。
図2は、化合物Aとpドーピング物質の化学式9−2を含むコーティング組成物で形成した薄膜の膜保持率実験結果を示す図である。
図3は、比較化合物1とpドーピング物質の化学式9−2を含むコーティング組成物で形成した薄膜の膜保持率実験結果を示す図である。前記図2および3で、横軸は波長(Wavelength)を意味し、縦軸は光学密度(OD:Optical Density)を意味する。
実験例2.有機発光素子の作製
ITO基板の準備
ITO(indium tin oxide)が1,500Å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、アセトンの溶剤で超音波洗浄をし乾燥させた後、前記基板を5分間洗浄した後、グローブボックスに基板を輸送させた。
素子例1.
ITO透明電極上に化合物Aと化学式9−2との重量比(化合物A:化学式9−2)を8:2で含む1.5wt%トルエン(toluene)インクをITO表面上にスピンコーティングし、220℃で30分間熱処理(硬化)して30nmの厚さに正孔注入層を形成した。前記形成された正孔注入層上にα−NPD(N,N−ジ(1−ナフチル)−N,N−ジフェニル−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン)の2wt%トルエン(toluene)インクをスピンコーティングして正孔輸送層を40nmの厚さに形成した。この後、真空蒸着機に搬送した後、前記正孔輸送層上にADNとDPAVBiとの重量比(ADN:DPAVBi)を20:1として20nmの厚さに真空蒸着して発光層を形成した。前記発光層上にBCPを35nmの厚さに真空蒸着して電子注入および輸送層を形成した。前記電子注入および輸送層上に、順次に、1nmの厚さにLiFと100nmの厚さにアルミニウムを蒸着してカソードを形成した。
前記過程で、有機物の蒸着速度は0.4〜0.7Å/secを維持し、カソード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を維持した。
素子例2.
前記素子例1において、化合物Aの代わりに化合物Bを用いたことを除けば、前記素子例1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
素子例3.
前記素子例1において、化合物Aの代わりに化合物Cを用いたことを除けば、前記素子例1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
素子例4.
前記素子例1において、化合物Aの代わりに化合物Dを用いたことを除けば、前記素子例1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
素子例5.
前記素子例1において、化合物Aの代わりに化合物Eを用いたことを除けば、前記素子例1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
素子例6.
前記素子例1において、化合物Aの代わりに化合物Fを用いたことを除けば、前記素子例1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
素子例7.
前記素子例1において、化合物Aの代わりに化合物Gを用いたことを除けば、前記素子例1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
素子例8.
前記素子例1において、化合物Aの代わりに化合物Hを用いたことを除けば、前記素子例1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
素子例9.
前記素子例1において、化合物Aの代わりに化合物Iを用いたことを除けば、前記素子例1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
素子例10.
前記素子例1において、化合物Aの代わりに化合物Jを用いたことを除けば、前記素子例1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
素子例11.
前記素子例1において、化合物Aの代わりに化合物Kを用いたことを除けば、前記素子例1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
素子例12.
前記素子例1において、化合物Aの代わりに化合物Lを用いたことを除けば、前記素子例1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
比較例1.
前記素子例1において、化合物Aの代わりに下記比較化合物2を用いたことを除けば、前記素子例1と同様の方法で有機発光素子を製造した。
本発明に係る物質の結果および比較物質として作った素子を、10mA/cmの電流密度における駆動電圧、電流密度、量子効率(QE)および輝度値を下記表3に示した。T95は、10mA/cmの電流密度で初期輝度(500nit)から95%に減少するのにかかる時間を意味する。
前記表3から、本願の実施例1〜12が、比較化合物1より、駆動電圧が低く、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る。
101:基板
201:アノード
301:正孔注入層
401:正孔輸送層
501:発光層
601:電子注入および電子輸送を同時に行う層
701:カソード

Claims (14)

  1. 下記化学式1で表されるフルオレン系化合物:
    前記化学式1において、
    Lは、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、
    R1〜R6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;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、
    Ar1およびAr2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、
    X1およびX2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、光硬化性基または熱硬化性基であり、
    n1およびn4は、それぞれ独立に、0〜5の整数であり、
    n2およびn6は、それぞれ独立に、0〜4の整数であり、
    n3およびn5は、それぞれ独立に、0〜3の整数であり、
    n1〜n6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り、
    m1およびm2は、それぞれ0または1である。
  2. X1およびX2の定義のうち、光硬化性基または熱硬化性基は、下記構造のうちのいずれか1つである、請求項1に記載のフルオレン系化合物:
  3. 前記Lは、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリーレン基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリーレン基である、請求項1に記載のフルオレン系化合物。
  4. 前記Ar1およびAr2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のヘテロアリーレン基である、請求項1に記載のフルオレン系化合物。
  5. 前記化学式1は、下記化合物のうちのいずれか1つである、請求項1に記載のフルオレン系化合物:
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のフルオレン系化合物を含むコーティング組成物。
  7. 前記コーティング組成物は、pドーピング物質をさらに含むものである、請求項6に記載のコーティング組成物。
  8. 前記pドーピング物質は、F4TCNQ;またはホウ素陰イオンを含む化合物である、請求項7に記載のコーティング組成物。
  9. 前記コーティング組成物は、熱硬化性基または光硬化性基を含む単分子;または熱によるポリマー形成が可能な末端基を含む単分子をさらに含むものである、請求項6に記載のコーティング組成物。
  10. 前記コーティング組成物は、250℃以下の熱処理後、薄膜保持試験で薄膜保持率が95%以上である、請求項6または7に記載のコーティング組成物。
  11. 第1電極と、
    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る1層以上の有機物層とを含み、
    前記有機物層のうちの1層以上は、請求項6に記載のコーティング組成物またはその硬化物を含み、
    前記コーティング組成物の硬化物は、前記コーティング組成物を熱処理または光処理によって硬化した状態のものである有機発光素子。
  12. 前記コーティング組成物またはその硬化物を含む有機物層は、正孔輸送層、正孔注入層、または正孔輸送および正孔注入を同時に行う層である、請求項11に記載の有機発光素子。
  13. 基板を準備するステップと、
    前記基板上に第1電極を形成するステップと、
    前記第1電極上に1層以上の有機物層を形成するステップと、
    前記有機物層上に第2電極を形成するステップとを含み、
    前記有機物層を形成するステップは、請求項6に記載のコーティング組成物を用いて1層以上の有機物層を形成するステップを含むものである有機発光素子の製造方法。
  14. 前記コーティング組成物を用いて形成された有機物層を形成するステップは、
    前記第1電極上に前記コーティング組成物をコーティングするステップと、
    前記コーティングされたコーティング組成物を熱処理または光処理するステップとを含むものである、請求項13に記載の有機発光素子の製造方法。
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