JP2020073505A - 有機化合物およびこれを含む有機電界発光素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】アダマンタン誘導体化合物およびこれを含む有機電界発光素子の提供。【解決手段】高耐熱性、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に優れたアダマンタン誘導体化合物およびこれを1つ以上の有機物層の材料として含むことで、駆動電圧が低く、発光効率、外部量子効率(EQE)および熱安定性などの特性に優れた有機電界発光素子。【選択図】なし
Description
本発明は、新規有機化合物およびこれを含む有機電界発光素子に関し、より具体的には、高耐熱性、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に優れたアダマンタン誘導体化合物およびこれを1つ以上の有機物層の材料として含むことで、駆動電圧が低く、発光効率、外部量子効率(EQE)および熱安定性などの特性に優れた有機電界発光素子に関する。
有機電界発光素子は、既存の液晶表示装置(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、および電界放出ディスプレイ(FED)などの他の平板表示素子に比べて構造が簡単であり、製造工程上多様な利点があり、高い輝度および視野角特性に優れ、応答速度が速く駆動電圧が低くて、壁掛けTVなどの平板ディスプレイまたはディスプレイの背面光、照明、広告板などの光源として使用されるように活発に開発が進められている。
有機電界発光素子は、一般的に、電圧を印加した時、陽極から注入された正孔と陰極から注入された電子とが再結合して電子−正孔の対であるエキシトンを形成し、このエキシトンのエネルギーを発光材料に伝達することによって光に変換される。
有機電界発光素子の効率と安定性を高めるために、イーストマンコダック社のタン(C.W.Tang)らによって、2つの反対電極の間に積層型有機物薄膜を構成した低電圧駆動有機電界発光素子が報告(C.W.Tang,S.A.Vanslyke,Applied Physics Letters,第51巻第913ページ、1987年)されて以来、多層薄膜構造型有機電界発光素子用有機材料に対する研究が活発に進められてきた。
一般的に、有機電界発光素子は、陰極(電子注入電極)および陽極(正孔注入電極)と、前記2つの電極の間に1つ以上の有機層とを含む構造を有する。この時、有機電界発光素子は、陽極から正孔注入層(HIL、hole injection layer)、正孔輸送層(HTL、hole transport layer)、発光層(EML、light emitting layer)、電子輸送層(ETL、electron transport layer)、または電子注入層(EIL、electron injection layer)の順に積層され、発光層の効率を高めるために、電子阻止層(EBL、electron blocking layer)または正孔阻止層(HBL、hole blocking layer)をそれぞれ発光層の前後に追加的に含んでもよい。
有機電界発光素子で使用される物質としては、純粋有機物質または有機物質と金属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、酸化しやすく、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、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、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。
その他、有機電界発光素子で使用される物質は、次のような性質を追加的に有することが好ましい。
第一に有機電界発光素子で使用される物質は、ガラス転移温度(Tg)が高くなければならない。駆動中にジュールヒーティングによって素子の局所的熱発生は、素子の特性変化をもたらす。また、蒸着工程を終えたOLED素子は100〜120℃の熱処理工程を経るが、この時、低いガラス転移温度を有する物質は、結晶化現象が発生する。従来使用されていた正孔輸送物質であるTPDまたはNPBの場合、ガラス転移温度(Tg)がそれぞれ60および96℃と低いため、駆動中または後工程中に前記のような現象が発生するが、このような結晶化現象は電荷バランスを崩して電流効率の減少をもたらす。第二に使用される有機物は、可視光領域で吸収があってはならない。特に、450nm以上で吸収があってはならないが、光吸収は発光層で発生した光を吸収して発光効率を減少させる。
第三に使用される有機物は、非常に高い水準の蒸着熱安定性を要求する。一般的に、OLEDパネルを作る工程において、有機物は1回の充填で1週間以上(144時間)使用する。充填された有機物は、時間の経過によって減少するが、蒸着速度は一定に維持されなければならないため、蒸着温度を高めるようになる。この時、有機物が分解して素子性能に問題を起こせば、いくらガラス転移温度が高く可視光領域に吸収がなくても使用できなくなる。
当技術分野では、前述の優れた熱的、電気光学的特性を有しかつ、高効率および長寿命を有する量産に適した新たな材料の開発が求められ続けている状況である。
本発明は、低結晶性、高耐熱性および優れた化学的安定性を有し、正孔注入層、正孔輸送層、または電子阻止層の材料などに使用できる新規化合物を提供することを目的とする。
本発明は、前記新規化合物を含むことで、駆動電圧が低く、発光効率、外部量子効率(EQE)および熱安定性などの特性に優れた有機電界発光素子を提供することを他の目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は、下記化学式1で表される化合物を提供する:
[化学式1]
ここで、
a、bは、0〜1の整数であり、a+b≧1であり、
Aは、置換もしくは非置換のアダマンチル基であり、
Xは、N(R1)、S、O、C(R1)(R2)、およびSi(R1)(R2)からなる群より選択され、
R1〜R2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、重水素、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2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜24のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数7〜30のアラルキル(Aralkyl)基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基、および置換もしくは非置換の炭素数3〜30のヘテロアリールアルキル基からなる群より選択され、
R1とR2は、互いに連結されて飽和もしくは不飽和環化合物を形成してもよいし、
Lは、単一結合、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリーレン基、置換もしくは非置換の核原子数6〜30個のヘテロアリーレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のシクロアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のアルケニレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のシクロアルケニレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のヘテロアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のヘテロシクロアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のヘテロアルケニレン基、および置換もしくは非置換の炭素数2〜10のヘテロシクロアルケニレン基からなる群より選択され、
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、置換もしくは非置換の炭素数3〜30個のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のシクロアルケニル基、および置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のヘテロアルケニル基からなる群より選択され、
前記R1〜R2、A、LおよびAr1〜Ar2の置換基は、互いに同一または異なっていてもよいし、それぞれ独立に、重水素、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン基、ヒドロキシ基、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2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜24のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数7〜30のアラルキル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数3〜30のヘテロアリールアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルアミノ基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリールアミノ基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアラルキルアミノ基、置換もしくは非置換の炭素数2〜24のヘテロアリールアミノ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルシリル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリールシリル基、および置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリールオキシ基からなる群より選択される。
[化学式1]
ここで、
a、bは、0〜1の整数であり、a+b≧1であり、
Aは、置換もしくは非置換のアダマンチル基であり、
Xは、N(R1)、S、O、C(R1)(R2)、およびSi(R1)(R2)からなる群より選択され、
R1〜R2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、重水素、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2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜24のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数7〜30のアラルキル(Aralkyl)基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基、および置換もしくは非置換の炭素数3〜30のヘテロアリールアルキル基からなる群より選択され、
R1とR2は、互いに連結されて飽和もしくは不飽和環化合物を形成してもよいし、
Lは、単一結合、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリーレン基、置換もしくは非置換の核原子数6〜30個のヘテロアリーレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のシクロアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のアルケニレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のシクロアルケニレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のヘテロアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のヘテロシクロアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のヘテロアルケニレン基、および置換もしくは非置換の炭素数2〜10のヘテロシクロアルケニレン基からなる群より選択され、
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、置換もしくは非置換の炭素数3〜30個のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のシクロアルケニル基、および置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のヘテロアルケニル基からなる群より選択され、
前記R1〜R2、A、LおよびAr1〜Ar2の置換基は、互いに同一または異なっていてもよいし、それぞれ独立に、重水素、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン基、ヒドロキシ基、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2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜24のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数7〜30のアラルキル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数3〜30のヘテロアリールアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルアミノ基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリールアミノ基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアラルキルアミノ基、置換もしくは非置換の炭素数2〜24のヘテロアリールアミノ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルシリル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリールシリル基、および置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリールオキシ基からなる群より選択される。
また、本発明は、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1層以上の有機物層のうちの少なくとも1つは、前記化学式1で表される化合物を含むものである有機電界発光素子を提供する。
例えば、前記有機電界発光素子は、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層などを含む構造を有することができる。しかし、有機電界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。
本発明の好ましい一具体例によれば、前記化学式1で表される化合物を含む有機物層は、正孔注入層、正孔輸送層、または電子阻止層であることを特徴とする。
本発明において、「アルキル」は、炭素数1〜40個の直鎖もしくは側鎖の飽和炭化水素に由来する1価の置換基を意味する。その例としては、メチル、エチル、プロピル、イソブチル、sec−ブチル、ペンチル、iso−アミル、ヘキシルなどが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明において、「アルケニル(alkenyl)」は、炭素−炭素二重結合を1個以上有する炭素数2〜40個の直鎖もしくは側鎖の不飽和炭化水素に由来する1価の置換基を意味する。その例としては、ビニル(vinyl)、アリル(allyl)、イソプロペニル(isopropenyl)、2−ブテニル(2−butenyl)などが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明において、「アルキニル(alkynyl)」は、炭素−炭素三重結合を1個以上有する炭素数2〜40個の直鎖もしくは側鎖の不飽和炭化水素に由来する1価の置換基を意味する。その例としては、エチニル(ethynyl)、2−プロピニル(2−propynyl)などが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明において、「アリール」は、単環または2以上の環が組み合わされた炭素数6〜60個の芳香族炭化水素に由来する1価の置換基を意味する。また、2以上の環が互いに単純付着(pendant)したり縮合された形態も含まれる。このようなアリールの例としては、フェニル、ナフチル、フェナントリル、アントリル、ジメチルフルオレニルなどが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明において、「ヘテロアリール」は、核原子数5〜60個のモノヘテロサイクリックまたはポリヘテロサイクリック芳香族炭化水素に由来する1価の置換基を意味する。この時、環中の1つ以上の炭素、好ましくは、1〜3個の炭素がN、O、S、またはSeのようなヘテロ原子に置換される。また、2以上の環が互いに単純付着(pendant)したり縮合された形態も含まれ、さらにアリール基との縮合された形態も含まれる。このようなヘテロアリールの例としては、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、トリアジニルのような6−員モノサイクリック環、フェノキサチエニル(phenoxathienyl)、インドリジニル(indolizinyl)、インドリル(indolyl)、プリニル(purinyl)、キノリル(quinolyl)、ベンゾチアゾール(benzothiazole)、カルバゾリル(carbazolyl)のようなポリサイクリック環、および2−フラニル、N−イミダゾリル、2−イソキサゾリル、2−ピリジニル、2−ピリミジニルなどが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明において、「アリールオキシ」は、RO−で表される1価の置換基で、前記Rは、炭素数6〜60個のアリールを意味する。このようなアリールオキシの例としては、フェニルオキシ、ナフチルオキシ、ジフェニルオキシなどが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明において、「アルキルオキシ」は、R’O−で表される1価の置換基で、前記R’は、炭素数1〜40個のアルキルを意味し、直鎖(linear)、側鎖(branched)、またはサイクリック(cyclic)構造を含むことができる。アルキルオキシの例としては、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、1−プロポキシ、t−ブトキシ、n−ブトキシ、ペントキシなどが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明において、「アリールアミン」は、炭素数6〜60個のアリールで置換されたアミンを意味する。
本発明において、「シクロアルキル」は、炭素数3〜40個のモノサイクリックまたはポリサイクリック非−芳香族炭化水素に由来する1価の置換基を意味する。このようなシクロアルキルの例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ノルボルニル(norbornyl)、アダマンチン(adamantine)などが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明において、「ヘテロシクロアルキル」は、核原子数3〜40個の非−芳香族炭化水素に由来する1価の置換基を意味し、環中の1つ以上の炭素、好ましくは、1〜3個の炭素がN、O、S、またはSeのようなヘテロ原子に置換される。このようなヘテロシクロアルキルの例としては、モルホリン、ピペラジンなどが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明において、「アルキルシリル」は、炭素数1〜40個のアルキルで置換されたシリルであり、「アリールシリル」は、炭素数6〜60個のアリールで置換されたシリルを意味する。
本発明において、「縮合環」は、縮合脂肪族環、縮合芳香族環、縮合ヘテロ脂肪族環、縮合ヘテロ芳香族環、またはこれらの組み合わされた形態を意味する。
本発明で提供する化合物は、低結晶性、高耐熱性、優れた化学的安定性、および適切なバンドギャップ(bandgap)とHOMOまたはLUMOエネルギー準位を有し、有機電界発光素子の有機物層の材料として有用に適用可能である。
このように新規な化合物を含む本発明の有機電界発光素子は、駆動電圧が低く、発光効率、外部量子効率(EQE)および熱安定性などの特性に優れている。
以下、本発明について説明する。
本発明に係るアダマンタン誘導体化合物は、全体的な化合物構造内にアダマンタンと三置換されたアミン構造を有する特徴がある。本発明に係るアダマンタン誘導体化合物は、正孔注入、正孔輸送の特性を有する各機能性分子をアダマンタン誘導体化したものであり、有機電界発光素子の材料などにすることで好ましい低結晶性、高耐熱性を具備する。アダマンタン構造の特徴は、シクロアルキルや、アリール構造より、単一分子構造において、分子が非平面構造となっているということである。一般的に、長鎖を有するアルキルグループのように非平面化された構造は、分子の回転運動や、振動運動などの特徴による運動性によってエネルギー損失が発生する。これに対し、アダマンタンは、結晶性が低下する特徴を持っているにもかかわらず、構造は立体的に互いに強直な縮合環を形成しているため、分子の運動性を低下させることができ、この特性のために高耐熱性を有し、運動性によるエネルギー損失も低減できる。また、フェニル構造のようなアリール構造は、非偏在化している構造のため、エネルギーレベルに影響を与えるが、アダマンタン構造は、非偏在化によるエネルギーレベルに影響を与えず、炭素数がフェニルより多いため、分子量が大きくなって、融点やガラス転移温度が高くなるため、薄膜安定性も向上させることができる。
具体的には、下記化学式1で表される化合物は、次の通りである:
[化学式1]
ここで、
a、bは、0〜1の整数であり、a+b≧1であり、
Aは、置換もしくは非置換のアダマンチル基であり、
Xは、N(R1)、S、O、C(R1)(R2)、およびSi(R1)(R2)からなる群より選択され、
R1〜R2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、重水素、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2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜24のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数7〜30のアラルキル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基、および置換もしくは非置換の炭素数3〜30のヘテロアリールアルキル基からなる群より選択され、
R1とR2は、互いに連結されて飽和もしくは不飽和環化合物を形成してもよいし、
Lは、単一結合、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリーレン基、置換もしくは非置換の核原子数6〜30個のヘテロアリーレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のシクロアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のアルケニレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のシクロアルケニレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のヘテロアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のヘテロシクロアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のヘテロアルケニレン基、および置換もしくは非置換の炭素数2〜10のヘテロシクロアルケニレン基からなる群より選択され、
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、置換もしくは非置換の炭素数3〜30個のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のシクロアルケニル基、および置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のヘテロアルケニル基からなる群より選択され、
前記R1〜R2、A、LおよびAr1〜Ar2の置換基は、互いに同一または異なっていてもよいし、それぞれ独立に、重水素、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン基、ヒドロキシ基、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2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜24のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数7〜30のアラルキル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数3〜30のヘテロアリールアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルアミノ基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリールアミノ基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアラルキルアミノ基、置換もしくは非置換の炭素数2〜24のヘテロアリールアミノ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルシリル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリールシリル基、および置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリールオキシ基からなる群より選択される。
[化学式1]
ここで、
a、bは、0〜1の整数であり、a+b≧1であり、
Aは、置換もしくは非置換のアダマンチル基であり、
Xは、N(R1)、S、O、C(R1)(R2)、およびSi(R1)(R2)からなる群より選択され、
R1〜R2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、重水素、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2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜24のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数7〜30のアラルキル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基、および置換もしくは非置換の炭素数3〜30のヘテロアリールアルキル基からなる群より選択され、
R1とR2は、互いに連結されて飽和もしくは不飽和環化合物を形成してもよいし、
Lは、単一結合、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリーレン基、置換もしくは非置換の核原子数6〜30個のヘテロアリーレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のシクロアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のアルケニレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のシクロアルケニレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のヘテロアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のヘテロシクロアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のヘテロアルケニレン基、および置換もしくは非置換の炭素数2〜10のヘテロシクロアルケニレン基からなる群より選択され、
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、置換もしくは非置換の炭素数3〜30個のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のシクロアルケニル基、および置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のヘテロアルケニル基からなる群より選択され、
前記R1〜R2、A、LおよびAr1〜Ar2の置換基は、互いに同一または異なっていてもよいし、それぞれ独立に、重水素、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン基、ヒドロキシ基、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2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜24のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数7〜30のアラルキル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数3〜30のヘテロアリールアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルアミノ基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリールアミノ基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアラルキルアミノ基、置換もしくは非置換の炭素数2〜24のヘテロアリールアミノ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルシリル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリールシリル基、および置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリールオキシ基からなる群より選択される。
有機電界発光素子において、発光層の形成時、三重項エキシトンは拡散距離が100nm以上と長いため、厚さが20〜30nmの発光層を外れて発光効率が大きく低下し得るため、適切なエキシトン阻止層を用いて三重項エキシトンを発光層に閉じ込めることが好ましい。また、物質の熱安定性の問題からディスプレイ材料の開発において限界を有するが、ガラス転移温度が少なくとも100℃以上の特性を有していなければならない。本発明に係るアダマンタン誘導体化合物は、正孔注入および輸送、電子阻止特性を有する各機能性分子をアダマンタン誘導体化したものであり、有機電界発光素子の材料として使用時、好ましい低結晶性、高耐熱性を具備する。
本発明の好ましい一実現例によれば、前記化学式1で表される化合物は、下記化学式4、または化学式5で表される化合物であってもよい:
[化学式4]
[化学式5]
ここで、X、A、L、Ar1およびAr2それぞれは、前記化学式1で定義した通りである。
[化学式4]
[化学式5]
ここで、X、A、L、Ar1およびAr2それぞれは、前記化学式1で定義した通りである。
本発明の好ましい一実現例によれば、前記Xは、N(R1)、S、O、Si(R1)(R2)、およびC(R1)(R2)からなる群より選択され、好ましくは、C(R1)(R2)であるが、例示に限るものではない。
また、本発明の好ましい一実現例として、XがC(R1)(R2)の場合、構造的特徴として三置換アリールアミンの構造内でアミンに隣り合うフルオレンが高い電子密度を有するようにし、これにより、HOMOエネルギー準位が高く形成され、正孔移動層に適したHOMOエネルギー準位を有するようになって、優れた電気的特性を示すことができる。
本発明の好ましい一実現例によれば、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炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数3〜30個のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のシクロアルケニル基、および置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のヘテロアルケニル基からなる群より選択され、好ましくは、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3〜30個のヘテロアリール基であるが、例示に限るものではない。
本発明の好ましい一実現例によれば、前記R1〜R2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、重水素、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2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜24のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数7〜30のアラルキル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基、および置換もしくは非置換の炭素数3〜30のヘテロアリールアルキル基からなる群より選択され、好ましくは、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のアリール基であり、R1とR2は、互いに連結されて飽和もしくは不飽和環化合物を形成してもよいが、例示に限るものではない。
本発明の好ましい一実現例によれば、前記Lは、単一結合、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリーレン基、置換もしくは非置換の核原子数6〜30個のヘテロアリーレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のシクロアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のアルケニレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のシクロアルケニレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のヘテロアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のヘテロシクロアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のヘテロアルケニレン基、および置換もしくは非置換の炭素数2〜10のヘテロシクロアルケニレン基からなる群より選択され、好ましくは、Lは、単一結合、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリーレン基、および置換もしくは非置換の核原子数6〜30個のヘテロアリーレン基からなる群より選択されるが、例示に限るものではない。
反応式1と反応式3において、Yは、−F、−Br、−Cl、−I、−OTfなどアミネーション反応により窒素と反応できる置換基であり、好ましくは、−Cl、−Br、−I、および−OTfからなる群より選択されてもよい。反応式2と反応式4において、Xは、−F、−Br、−Cl、−I、−OTfなどスズキカップリング(Suzuki coupling)によって反応できる置換基であり、好ましくは、−Cl、−Br、−I、−OTfであり、
は、ボロン(boron)化合物であって、Rは、水素またはアルキル基であり、Rは、互いに結合して環を形成していなくても、環を形成していてもよい。
は、ボロン(boron)化合物であって、Rは、水素またはアルキル基であり、Rは、互いに結合して環を形成していなくても、環を形成していてもよい。
本発明は、前記化学式1で表される化合物を含む有機電界発光素子を提供する。
本明細書の一実施態様によれば、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界発光素子であって、前記1層以上の有機物層における少なくとも1つは、前記化学式1で表される化合物を含むことができる。
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、本発明の有機発光素子は、有機物層として、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層などを含む構造を有することができる。しかし、有機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。
特に、正孔注入層、正孔輸送層、および/または電子阻止層の場合、本発明の化学式1の化合物で表される化合物、好ましくは、化合物1〜166を単独でまたは2つ以上を組み合わせて使用することができる。本発明のアダマンタン誘導体化合物、好ましくは、化合物1〜166のうちのいずれか1つ以上を正孔注入、正孔輸送、および/または電子阻止物質として用いる場合には、正孔注入層、正孔輸送層、および/または電子阻止層対比0.01〜100重量%、例えば、0.01〜20重量%、20〜80重量%、80〜100重量%などの量で添加することができる。
一方、本発明の有機電界発光素子は、前記有機物層のうちの1層以上が前記化学式1で表される化合物を含むことを除けば、当業界における公知の材料および方法で有機物層および電極を形成して製造することができる。
有機電界発光素子を構成するそれぞれの層は、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、イオンめっきなどの乾式成膜法、または放射被覆、浸漬被覆、流動被覆などの湿式成膜法のうち任意の通常の方法を適用して形成させることができる。膜厚さは特に限定されないが、膜厚さが厚すぎると、一定の光出力を得るために高い印加電圧が必要で効率が悪くなり、膜厚さが薄すぎると、ピンホール(pin hole)などが発生して電場を印加しても十分な発光輝度が得られない。通常の膜厚さは5nm〜10μmの範囲が好ましいが、50nm〜400nmの範囲がさらに好ましい。
以下、実施例を通じて本発明をより詳細に説明する。これらの実施例は単に本発明をより具体的に説明するためのものであり、本発明の範囲がこれらの実施例によって制限されるわけではない。
合成例1:化合物1の製造
4−(アダマンタン−1−イル)フェニルトリフルオロメタンスルホネート54.1g(0.15mol)と(4−クロロフェニル)ボロン酸28.1g(0.18mol)をトルエン800mlに溶かした後、エタノール200ml、水200ml、炭酸カリウム62.2g(0.45mol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)5.2g(4.5mmol)を添加した後、12時間還流した。反応完了後、常温に冷やした後、ジクロロメタン500mlとH2O300mlを用いて有機層を抽出した。有機層をMgSO4で乾燥後、濾液蒸留した後、ジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーした後、n−ヘキサン/ジクロロメタン再結晶して、1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン41.2gを85%の収率で得た。
4−(アダマンタン−1−イル)フェニルトリフルオロメタンスルホネート54.1g(0.15mol)と(4−クロロフェニル)ボロン酸28.1g(0.18mol)をトルエン800mlに溶かした後、エタノール200ml、水200ml、炭酸カリウム62.2g(0.45mol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)5.2g(4.5mmol)を添加した後、12時間還流した。反応完了後、常温に冷やした後、ジクロロメタン500mlとH2O300mlを用いて有機層を抽出した。有機層をMgSO4で乾燥後、濾液蒸留した後、ジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーした後、n−ヘキサン/ジクロロメタン再結晶して、1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン41.2gを85%の収率で得た。
N−([1,1’−ビフェニル]−4−イル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン5.42g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)をトルエン100mlに溶かした後、ソジウムタート−ブトキシド4.32g(45.0mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’’−ジメトキシビフェニル246mg(0.60mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)275mg(0.30mmol)を添加した後、12時間還流した。反応完了後、常温に冷やした後、ジクロロメタン100mlとH2O50mlを用いて有機層を抽出した。有機層をMgSO4で乾燥後、濾液蒸留した後、n−ヘキサン/ジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物11.9gを20%の収率で得た。
合成例2:化合物110の製造
1−ブロモアダマンタン108g(0.50mol)をフェノール188g(2.0mol)に入れた後、120℃の温度に12時間加熱した。反応完了後、常温に冷やした後、お湯2Lが入っているビーカーに入れて、撹拌させながら沈殿を形成した。フィルタ後、沈殿物をお湯で3回洗浄後、十分に真空乾燥して、4−(アダマンタン−1−イル)フェノール91.3を80%の収率で得た。
1−ブロモアダマンタン108g(0.50mol)をフェノール188g(2.0mol)に入れた後、120℃の温度に12時間加熱した。反応完了後、常温に冷やした後、お湯2Lが入っているビーカーに入れて、撹拌させながら沈殿を形成した。フィルタ後、沈殿物をお湯で3回洗浄後、十分に真空乾燥して、4−(アダマンタン−1−イル)フェノール91.3を80%の収率で得た。
4−(アダマンタン−1−イル)フェノール91g(0.40mol)とピリジン63g(0.80mol)をジクロロメタン500mlに溶かし、温度を0℃に下げた後、トリフルオロメタンスルホニックアンハイドライド135g(0.48mol)をゆっくり入れる。3時間撹拌させた後、反応が完了すると、1N塩酸を入れた後、水300mlを入れて抽出した。有機層をMgSO4で乾燥し、濾液蒸留した後、n−ヘキサン/ジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、4−(アダマンタン−1−イル)フェニルトリフルオロメタンスルホネート122gを85%の収率で得た。
4−(アダマンタン−1−イル)フェニルトリフルオロメタンスルホネート54.1g(0.15mol)と(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)ボロン酸41.8g(0.18mol)をトルエン800mlに溶かした後、エタノール200ml、水200ml、炭酸カリウム62.2g(0.45mol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)5.2g(4.5mmol)を添加した後、12時間還流した。反応完了後、常温に冷やした後、ジクロロメタン500mlとH2O300mlを用いて有機層を抽出した。有機層をMgSO4で乾燥し、濾液蒸留した後、ジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーした後、n−ヘキサン/ジクロロメタン再結晶して、1−(4’’−クロロ−[1,1’:4’,1’’−ターフェニル]−4−イル)アダマンタン53.5gを90%の収率で得た。
N−([1,1’−ビフェニル]−4−イル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン5.42g(15.0mmol)と1−(4’’−クロロ−[1,1’:4’,1’’−ターフェニル]−4−イル)アダマンタン6.58g(16.5mmol)をトルエン100mlに溶かした後、ソジウムタート−ブトキシド4.32g(45.0mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’’−ジメトキシビフェニル246mg(0.60mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)275mg(0.30mmol)を添加した後、12時間還流した。反応完了後、常温に冷やした後、ジクロロメタン100mlとH2O50mlを用いて有機層を抽出した。有機層をMgSO4で乾燥し、濾液蒸留した後、n−ヘキサン/ジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物110 1.7gを16%の収率で得た。
合成例3:化合物6の製造
N−([1,1’−ビフェニル]−2−イル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン5.42g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物6を製造した。
N−([1,1’−ビフェニル]−2−イル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン5.42g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物6を製造した。
合成例4:化合物18の製造
N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)ジベンゾ[b,d]フラン−3−アミン5.63g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物18を製造した。
N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)ジベンゾ[b,d]フラン−3−アミン5.63g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物18を製造した。
合成例5:化合物27の製造
ビス(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミン6.02g(15.0mmol)と4−(アダマンタン−1−イル)フェニルトリフルオロメタンスルホネート5.95g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物27を製造した。
ビス(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミン6.02g(15.0mmol)と4−(アダマンタン−1−イル)フェニルトリフルオロメタンスルホネート5.95g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物27を製造した。
合成例6:化合物29の製造
ビス(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミン6.02g(15.0mmol)と1−(3’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物29を製造した。
合成例7:化合物30の製造
ビス(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミン6.02g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物30を製造した。
ビス(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミン6.02g(15.0mmol)と1−(3’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物29を製造した。
合成例7:化合物30の製造
ビス(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミン6.02g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物30を製造した。
合成例8:化合物31の製造
ビス(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミン6.02g(15.0mmol)と1−(2’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物31を製造した。
ビス(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミン6.02g(15.0mmol)と1−(2’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物31を製造した。
合成例9:化合物32の製造
9,9−ジフェニル−N−(4−(ナフタレン−1−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミン6.17g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物32を製造した。
9,9−ジフェニル−N−(4−(ナフタレン−1−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミン6.17g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物32を製造した。
合成例10:化合物33の製造
9,9−ジフェニル−N−(4−(ナフタレン−2−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミン6.17g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物33を製造した。
9,9−ジフェニル−N−(4−(ナフタレン−2−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミン6.17g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物33を製造した。
合成例11:化合物34の製造
9,9−ジメチル−N−(2−(ナフタレン−2−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミン6.17g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物34を製造した。
9,9−ジメチル−N−(2−(ナフタレン−2−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミン6.17g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物34を製造した。
合成例12:化合物35の製造
9,9−ジメチル−N−(ナフタレン−1−イル)−9H−フルオレン−2−アミン5.03g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物35を製造した。
9,9−ジメチル−N−(ナフタレン−1−イル)−9H−フルオレン−2−アミン5.03g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物35を製造した。
合成例13:化合物36の製造
9,9−ジメチル−N−(ナフタレン−2−イル)−9H−フルオレン−2−アミン5.03g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物36を製造した。
9,9−ジメチル−N−(ナフタレン−2−イル)−9H−フルオレン−2−アミン5.03g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物36を製造した。
合成例14:化合物37の製造
9,9−ジメチル−N−(2−(ナフタレン−1−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミン6.17g(15.0mmol)と4−(アダマンタン−1−イル)フェニルトリフルオロメタンスルホネート5.95g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物37を製造した。
9,9−ジメチル−N−(2−(ナフタレン−1−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミン6.17g(15.0mmol)と4−(アダマンタン−1−イル)フェニルトリフルオロメタンスルホネート5.95g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物37を製造した。
合成例15:化合物38の製造
9,9−ジメチル−N−(2−(ナフタレン−1−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミン6.17g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物38を製造した。
9,9−ジメチル−N−(2−(ナフタレン−1−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミン6.17g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物38を製造した。
合成例16:化合物39の製造
9,9−ジメチル−N−(4−フェニルナフタレン−1−イル)−9H−フルオレン−2−アミン6.17g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物39を製造した。
9,9−ジメチル−N−(4−フェニルナフタレン−1−イル)−9H−フルオレン−2−アミン6.17g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物39を製造した。
合成例17:化合物40の製造
9,9−ジメチル−N−(4−フェニルナフタレン−1−イル)−9H−フルオレン−2−アミン6.17g(15.0mmol)と4−(アダマンタン−1−イル)フェニルトリフルオロメタンスルホネート5.95g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物40を製造した。
9,9−ジメチル−N−(4−フェニルナフタレン−1−イル)−9H−フルオレン−2−アミン6.17g(15.0mmol)と4−(アダマンタン−1−イル)フェニルトリフルオロメタンスルホネート5.95g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物40を製造した。
合成例18:化合物57の製造
N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)フェナントレン−9−アミン5.78g(15.0mmol)と4−(アダマンタン−1−イル)フェニルトリフルオロメタンスルホネート5.95g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物57を製造した。
N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)フェナントレン−9−アミン5.78g(15.0mmol)と4−(アダマンタン−1−イル)フェニルトリフルオロメタンスルホネート5.95g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物57を製造した。
合成例19:化合物58の製造
N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)フェナントレン−9−アミン5.78g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物58を製造した。
N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)フェナントレン−9−アミン5.78g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物58を製造した。
合成例20:化合物60の製造
N−([1,1’:3’,1’’−ターフェニル]−4’−イル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン6.56g(15.0mmol)と4−(アダマンタン−1−イル)フェニルトリフルオロメタンスルホネート5.95g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物60を製造した。
N−([1,1’:3’,1’’−ターフェニル]−4’−イル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン6.56g(15.0mmol)と4−(アダマンタン−1−イル)フェニルトリフルオロメタンスルホネート5.95g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物60を製造した。
合成例21:化合物61の製造
N−([1,1’:3’,1’’−ターフェニル]−4’−イル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン6.56g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物61を製造した。
N−([1,1’:3’,1’’−ターフェニル]−4’−イル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン6.56g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物61を製造した。
合成例22:化合物62の製造
9,9−ジメチル−N−(5’−フェニル−[1,1’:3’,1’’−ターフェニル]−4’−イル)−9H−フルオレン−2−アミン7.71g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物62を製造した。
9,9−ジメチル−N−(5’−フェニル−[1,1’:3’,1’’−ターフェニル]−4’−イル)−9H−フルオレン−2−アミン7.71g(15.0mmol)と1−(4’−クロロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)アダマンタン5.33g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物62を製造した。
合成例23:化合物64の製造
4−(アダマンタン−1−イル)−[1,1’:3’,1’’−ターフェニル]−4’−アミン5.69(15.0mmol)と2−ブロモ−9,9−ジメチル−9H−フルオレン9.01g(33.0mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物64を製造した。
4−(アダマンタン−1−イル)−[1,1’:3’,1’’−ターフェニル]−4’−アミン5.69(15.0mmol)と2−ブロモ−9,9−ジメチル−9H−フルオレン9.01g(33.0mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物64を製造した。
合成例24:化合物67の製造
ジ([1,1’−ビフェニル]−4−イル)アミン4.82g(15.0mmol)と1−(4−(7−ブロモ−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)フェニル)アダマンタン7.98g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物67を製造した。
ジ([1,1’−ビフェニル]−4−イル)アミン4.82g(15.0mmol)と1−(4−(7−ブロモ−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)フェニル)アダマンタン7.98g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物67を製造した。
合成例25:化合物68の製造
N−([1,1’−ビフェニル]−2−イル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン5.42g(15.0mmol)と1−(4−(7−ブロモ−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)フェニル)アダマンタン7.98g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物68を製造した。
N−([1,1’−ビフェニル]−2−イル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン5.42g(15.0mmol)と1−(4−(7−ブロモ−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)フェニル)アダマンタン7.98g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物68を製造した。
合成例26:化合物111の製造
N−([1,1’−ビフェニル]−2−イル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン5.42g(15.0mmol)と1−(4’’−クロロ−[1,1’:4’,1’’−ターフェニル]−4−イル)アダマンタン6.58g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物111を製造した。
N−([1,1’−ビフェニル]−2−イル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン5.42g(15.0mmol)と1−(4’’−クロロ−[1,1’:4’,1’’−ターフェニル]−4−イル)アダマンタン6.58g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物111を製造した。
合成例27:化合物122の製造
ビス(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミン6.02g(15.0mmol)と1−(4’’−クロロ−[1,1’:4’,1’’−ターフェニル]−4−イル)アダマンタン6.58g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物122を製造した。
ビス(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミン6.02g(15.0mmol)と1−(4’’−クロロ−[1,1’:4’,1’’−ターフェニル]−4−イル)アダマンタン6.58g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物122を製造した。
合成例28:化合物129の製造
N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)フェナントレン−9−アミン5.78g(15.0mmol)と1−(4’’−クロロ−[1,1’:4’,1’’−ターフェニル]−4−イル)アダマンタン6.58g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物129を製造した。
N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)フェナントレン−9−アミン5.78g(15.0mmol)と1−(4’’−クロロ−[1,1’:4’,1’’−ターフェニル]−4−イル)アダマンタン6.58g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物129を製造した。
合成例29:化合物135の製造
9,9−ジメチル−N−(ナフタレン−1−イル)−9H−フルオレン−2−アミン5.03g(15.0mmol)と1−(4’’−クロロ−[1,1’:4’,1’’−ターフェニル]−4−イル)アダマンタン6.58g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物135を製造した。
9,9−ジメチル−N−(ナフタレン−1−イル)−9H−フルオレン−2−アミン5.03g(15.0mmol)と1−(4’’−クロロ−[1,1’:4’,1’’−ターフェニル]−4−イル)アダマンタン6.58g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物135を製造した。
合成例30:化合物136の製造
9,9−ジメチル−N−(ナフタレン−2−イル)−9H−フルオレン−2−アミン5.03g(15.0mmol)と1−(4’’−クロロ−[1,1’:4’,1’’−ターフェニル]−4−イル)アダマンタン6.58g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物136を製造した。
9,9−ジメチル−N−(ナフタレン−2−イル)−9H−フルオレン−2−アミン5.03g(15.0mmol)と1−(4’’−クロロ−[1,1’:4’,1’’−ターフェニル]−4−イル)アダマンタン6.58g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物136を製造した。
合成例31:化合物137の製造
9,9−ジメチル−N−(4−フェニルナフタレン−1−イル)−9H−フルオレン−2−アミン6.17g(15.0mmol)と1−(4’’−クロロ−[1,1’:4’,1’’−ターフェニル]−4−イル)アダマンタン6.58g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物137を製造した。
9,9−ジメチル−N−(4−フェニルナフタレン−1−イル)−9H−フルオレン−2−アミン6.17g(15.0mmol)と1−(4’’−クロロ−[1,1’:4’,1’’−ターフェニル]−4−イル)アダマンタン6.58g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物137を製造した。
合成例32:化合物138の製造
9,9−ジメチル−N−(2−(ナフタレン−1−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミン6.17g(15.0mmol)と1−(4’’−クロロ−[1,1’:4’,1’’−ターフェニル]−4−イル)アダマンタン6.58g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物138を製造した。
9,9−ジメチル−N−(2−(ナフタレン−1−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミン6.17g(15.0mmol)と1−(4’’−クロロ−[1,1’:4’,1’’−ターフェニル]−4−イル)アダマンタン6.58g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物138を製造した。
合成例33:化合物139の製造
9,9−ジメチル−N−(2−(ナフタレン−2−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミン6.17g(15.0mmol)と1−(4’’−クロロ−[1,1’:4’,1’’−ターフェニル]−4−イル)アダマンタン6.58g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物139を製造した。
9,9−ジメチル−N−(2−(ナフタレン−2−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミン6.17g(15.0mmol)と1−(4’’−クロロ−[1,1’:4’,1’’−ターフェニル]−4−イル)アダマンタン6.58g(16.5mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で化合物139を製造した。
比較例1:化合物Aの製造
N−([1,1’−ビフェニル]−2−イル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン5.42g(15.0mmol)と4−クロロ−1,1’−ビフェニル3.11g(16.5mmol)をトルエン100mlに溶かした後、ソジウムタート−ブトキシド4.32g(45.0mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’’−ジメトキシビフェニル246mg(0.60mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)275mg(0.30mmol)を添加した後、12時間還流した。反応完了後、常温に冷やした後、ジクロロメタン100mlとH2O50mlを用いて有機層を抽出した。有機層をMgSO4で乾燥後、濾液蒸留した後、n−ヘキサン/ジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物A6.73gを68%の収率で得た。
1H−NMR(400MHz,CDCl3):(ppm)7.56(d,J=8.0Hz,3H),7.42−7.34(m,9H),7.32−7.27(m,3H),7.23−7.17(m,3H),7.08−6.99(m,5H),6.87(s,1H),6.78(dd,J=8.4Hz,1H),1.29(s,6H)
N−([1,1’−ビフェニル]−2−イル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン5.42g(15.0mmol)と4−クロロ−1,1’−ビフェニル3.11g(16.5mmol)をトルエン100mlに溶かした後、ソジウムタート−ブトキシド4.32g(45.0mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’’−ジメトキシビフェニル246mg(0.60mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)275mg(0.30mmol)を添加した後、12時間還流した。反応完了後、常温に冷やした後、ジクロロメタン100mlとH2O50mlを用いて有機層を抽出した。有機層をMgSO4で乾燥後、濾液蒸留した後、n−ヘキサン/ジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物A6.73gを68%の収率で得た。
1H−NMR(400MHz,CDCl3):(ppm)7.56(d,J=8.0Hz,3H),7.42−7.34(m,9H),7.32−7.27(m,3H),7.23−7.17(m,3H),7.08−6.99(m,5H),6.87(s,1H),6.78(dd,J=8.4Hz,1H),1.29(s,6H)
比較例2:化合物Bの製造
N−([1,1’−ビフェニル]−2−イル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン5.42g(15.0mmol)と4−クロロ−1,1’:4’,1’’−ターフェニル4.37g(16.5mmol)をトルエン100mlに溶かした後、ソジウムタート−ブトキシド4.32g(45.0mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’’−ジメトキシビフェニル246mg(0.60mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)275mg(0.30mmol)を添加した後、12時間還流した。反応完了後、常温に冷やした後、ジクロロメタン100mlとH2O50mlを用いて有機層を抽出した。有機層をMgSO4で乾燥後、濾液蒸留した後、n−ヘキサン/ジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物B7.79gを68%の収率で得た。
1H−NMR(400MHz,CDCl3):(ppm)7.66−7.61(m,6H),7.57(d,J=7.6Hz,1H),7.47−7.41(m,5H),7.40−7.26(m,7H),7.24−7.18(m,3H),7.09−7.00(m,5H),6.88(s,1H),6.79(dd,J=8.4Hz,1H),1.30(s,6H)
N−([1,1’−ビフェニル]−2−イル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン5.42g(15.0mmol)と4−クロロ−1,1’:4’,1’’−ターフェニル4.37g(16.5mmol)をトルエン100mlに溶かした後、ソジウムタート−ブトキシド4.32g(45.0mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’’−ジメトキシビフェニル246mg(0.60mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)275mg(0.30mmol)を添加した後、12時間還流した。反応完了後、常温に冷やした後、ジクロロメタン100mlとH2O50mlを用いて有機層を抽出した。有機層をMgSO4で乾燥後、濾液蒸留した後、n−ヘキサン/ジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物B7.79gを68%の収率で得た。
1H−NMR(400MHz,CDCl3):(ppm)7.66−7.61(m,6H),7.57(d,J=7.6Hz,1H),7.47−7.41(m,5H),7.40−7.26(m,7H),7.24−7.18(m,3H),7.09−7.00(m,5H),6.88(s,1H),6.79(dd,J=8.4Hz,1H),1.30(s,6H)
実施例1:化合物1を正孔輸送層材料として用いた有機電界発光素子の製造
光−反射層であるAg合金と有機発光素子の陽極であるITO(10nm)が順次に積層された基板を、露光(Photo−Lithograph)工程により、陰極と陽極領域、そして絶縁層に区分してパターニング(Patterning)し、この後、陽極(ITO)の仕事関数(work−function)の増大とdescumを目的としてUV−<0253>Ozone処理とO2:N2プラズマで表面処理した。その上に、正孔注入層(HIL)として1,4,5,8,9,11−ヘキサアザトリフェニレン−ヘキサカルボニトリル(hexaazatriphenylene−hexacarbonitrile)(HAT−CN)を100Åの厚さに形成した。次に、前記正孔注入層の上部に、化合物1を真空蒸着して、1000Åの厚さの正孔輸送層を形成した。前記正孔輸送層(HTL)の上部に、電子阻止層(EBL)としてN−フェニル−N−(4−(スピロ[ベンゾ[de]アントラセン−7,9’−フルオレン]−2’−イル)フェニル)ジベンゾ[b,d]フラン−4−アミンを150Åの厚さに形成し、前記電子阻止層(EBL)の上部に、発光層(EML)としてBlue EMLを形成可能なホスト物質としてα,β−ADNを蒸着させながら、ドーパントとしてN1,N1,N6,N6−テトラキス(4−(1−シリル)フェニル)ピレン−1,6−ジアミンをドーピングして、200Åの厚さに発光層を形成した。
光−反射層であるAg合金と有機発光素子の陽極であるITO(10nm)が順次に積層された基板を、露光(Photo−Lithograph)工程により、陰極と陽極領域、そして絶縁層に区分してパターニング(Patterning)し、この後、陽極(ITO)の仕事関数(work−function)の増大とdescumを目的としてUV−<0253>Ozone処理とO2:N2プラズマで表面処理した。その上に、正孔注入層(HIL)として1,4,5,8,9,11−ヘキサアザトリフェニレン−ヘキサカルボニトリル(hexaazatriphenylene−hexacarbonitrile)(HAT−CN)を100Åの厚さに形成した。次に、前記正孔注入層の上部に、化合物1を真空蒸着して、1000Åの厚さの正孔輸送層を形成した。前記正孔輸送層(HTL)の上部に、電子阻止層(EBL)としてN−フェニル−N−(4−(スピロ[ベンゾ[de]アントラセン−7,9’−フルオレン]−2’−イル)フェニル)ジベンゾ[b,d]フラン−4−アミンを150Åの厚さに形成し、前記電子阻止層(EBL)の上部に、発光層(EML)としてBlue EMLを形成可能なホスト物質としてα,β−ADNを蒸着させながら、ドーパントとしてN1,N1,N6,N6−テトラキス(4−(1−シリル)フェニル)ピレン−1,6−ジアミンをドーピングして、200Åの厚さに発光層を形成した。
その上に、2−(4−(9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン−2−イル)フェニル)−1−フェニル−1H−ベンゾ[d]イミダゾールとLiQを1:1の重量比で混合して、360Åの厚さに電子輸送層(ETL)を蒸着し、陰極としてマグネシウム(Mg)と銀(Ag)を9:1の比率で160Åの厚さに蒸着させた。前記陰極上に、キャッピング層としてN4,N4’−ジフェニル−N4,N4’−ビス(4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル)−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミンを63〜65nmの厚さに蒸着させた。キャッピング層(CPL)上に、UV硬化型接着剤としてシールキャップ(seal cap)を貼り付けて、大気中のO2や水分から有機電界発光素子を保護できるようにして有機電界発光素子を製造した。
実施例2〜実施例33
前記実施例1における正孔輸送層として、化合物1の代わりに化合物6、18、27、29〜40、57、58、60、61、62、64、67、68、110、111、122、129、135〜139を用いたことを除き、実施例1と同様の方法で有機電界発光素子を製造した。
前記実施例1における正孔輸送層として、化合物1の代わりに化合物6、18、27、29〜40、57、58、60、61、62、64、67、68、110、111、122、129、135〜139を用いたことを除き、実施例1と同様の方法で有機電界発光素子を製造した。
比較例1〜比較例3
前記実施例1における正孔輸送層として、化合物1の代わりにNPB、化合物A、および化合物Bを用いたことを除き、実施例1と同様の方法で有機電界発光素子を製造した。
前記実施例1における正孔輸送層として、化合物1の代わりにNPB、化合物A、および化合物Bを用いたことを除き、実施例1と同様の方法で有機電界発光素子を製造した。
前記表2により、本発明に係る化合物を正孔輸送層として用いる場合、比較例の化合物に比べて同等または低い駆動電圧を示しており、輝度(cd/m2)と外部量子効率(EQE)は、比較例の素子に比べて向上した特性を示すことを確認することができる。これにより、低電力高効率の特性を有することが分かる。また、色純度においても、CIEy値が、比較例に比べて短波長領域にあることが分かる。
表3に示した化合物6と、アダマンタンの代わりにフェニルが入った化合物Aとを比較してみると、化合物6が、化合物A対比、ガラス転移温度と分解温度がそれぞれ27℃、29℃高いことが分かり、アダマンタンが入っていない化合物Bと比較時、ガラス転移温度と分解温度がそれぞれ43℃、71℃さらに高いことが分かる。化合物30と化合物111も、類似の結果を確認した。
このような優れた熱特性は、素子の熱安定性の結果においてさらに大きな差を示すが、本発明の化合物(化合物6、化合物30、化合物111)と比較化合物(化合物A、化合物B)を用いて作製した素子を110℃で1時間放置した後、素子を再測定した。熱処理前後による結果をそれぞれ表4(熱処理前)と表5(熱処理後)にまとめた。
前記表4と表5の結果をみると、比較例の材料を用いた素子の熱処理前後、90%以上の効率および外部量子効率が減少したことを確認することができる。これに対し、本発明の化合物を用いた素子の熱処理前後は、優れた熱特性によって同等以上の特性を維持することを確認することができる。
したがって、上記の実施例による有機発光素子の結果である表2〜5によれば、本発明のアダマンタンが導入されたアリールアミン化合物を正孔輸送材料として用いることで、駆動電圧、発光効率、外部量子効率(EQE)および熱安定性などの特性に優れた高効率、高耐熱性有機電界発光素子を作製することができる。
これは、不導体とされるアダマンタンのような脂肪族基が正孔の移動に関連する各有機物のパイ電子間のPackingを妨げないように設計すれば、正孔注入および移動特性に優れているにもかかわらず、Tgが低くて使用できない材料を実際の素子に適用できるという点を証明している。
本発明は、新規有機化合物およびこれを含む有機電界発光素子に関し、より具体的には、高耐熱性、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に優れたアダマンタン誘導体化合物およびこれを1つ以上の有機物層の材料として含むことで、駆動電圧が低く、発光効率、外部量子効率(EQE)および熱安定性などの特性に優れた有機電界発光素子に関する。
Claims (11)
- 下記化学式1で表される化合物:
[化学式1]
ここで、
a、bは、0〜1の整数であり、a+b≧1であり、
Aは、置換もしくは非置換のアダマンチル基であり、
Xは、N(R1)、S、O、C(R1)(R2)、およびSi(R1)(R2)からなる群より選択され、
R1〜R2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、重水素、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2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜24のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数7〜30のアラルキル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基、および置換もしくは非置換の炭素数3〜30のヘテロアリールアルキル基からなる群より選択され、
R1とR2は、互いに連結されて飽和もしくは不飽和環化合物を形成してもよいし、
Lは、単一結合、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリーレン基、置換もしくは非置換の核原子数6〜30個のヘテロアリーレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数3〜10のシクロアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のアルケニレン基、置換もしくは非置換の炭素数5〜10のシクロアルケニレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のヘテロアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数3〜10のヘテロシクロアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜10のヘテロアルケニレン基、および置換もしくは非置換の炭素数3〜10のヘテロシクロアルケニレン基からなる群より選択され、
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、置換もしくは非置換の炭素数3〜30個のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数3〜20個のシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数3〜20個のヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数5〜20個のシクロアルケニル基、および置換もしくは非置換の炭素数1〜20個のヘテロアルケニル基からなる群より選択され、
前記R1〜R2、A、LおよびAr1〜Ar2の置換基は、互いに同一または異なっていてもよいし、それぞれ独立に、重水素、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン基、ヒドロキシ基、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3〜20個のシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜24のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数7〜30のアラルキル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数3〜30のヘテロアリールアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルアミノ基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリールアミノ基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアラルキルアミノ基、置換もしくは非置換の炭素数2〜24のヘテロアリールアミノ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルシリル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリールシリル基、および置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリールオキシ基からなる群より選択される。 - 前記Xは、C(R1)(R2)である、請求項1に記載の化合物。
- 前記Ar1およびAr2は、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3〜30個のヘテロアリール基である、請求項1に記載の化合物。
- 前記R1およびR2は、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3〜20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6〜30のアリール基である、請求項1に記載の化合物。
- Lは、単一結合、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリーレン基、および置換もしくは非置換の核原子数6〜30個のヘテロアリーレン基からなる群より選択される、請求項1に記載の化合物。
- 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界発光素子であって、
前記1層以上の有機物層のうちの少なくとも1つは、請求項1に記載の化合物を含むものである有機電界発光素子。 - 前記有機物層は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、および電子注入層からなる群より選択される、請求項8に記載の有機電界発光素子。
- 前記有機物層は、発光層である、請求項8に記載の有機電界発光素子。
- 前記有機物層は、正孔注入層、正孔輸送層、または電子阻止層である、請求項8に記載の有機電界発光素子。
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