JP2020511775A - 有機エレクトロルミネセント化合物及びこれを含む有機エレクトロルミネセントデバイス - Google Patents
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Abstract
Description
X1及びY1は、それぞれ独立して、−N=、−NR5−、−O−又は−S−を表し、X1が−N=を表すとき、Y1は−NR5−、−O−又は−S−を表し、及びX1が−NR5−を表すとき、Y1は−N=、−O−又は−S−を表し、
但し、X1及びY1の両方が−O−又は−S−を表すことはなく、X1及びY1のどちらか一方が−O−を表すとき、他方は−S−を表さず、
Arは置換又は非置換(C10−C60)アリールを表し、
L1は、単結合、置換又は非置換(C6−C30)アリーレン、或いは置換又は非置換(3〜30員)ヘテロアリーレンを表し、
R1は、置換又は非置換(C6−C30)アリール、或いは置換又は非置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し、
R2〜R5は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、置換又は非置換(C1−C30)アルキル、置換又は非置換(C6−C30)アリール、置換又は非置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換又は非置換(C3−C30)シクロアルキル、置換又は非置換(C1−C30)アルコキシ、置換又は非置換トリ(C1−C30)アルキルシリル、置換又は非置換ジ(C1−C30)アルキル(C6−C30)アリールシリル、置換又は非置換(C1−C30)アルキルジ(C6−C30)アリールシリル、置換又は非置換トリ(C6−C30)アリールシリル、置換又は非置換モノ−又はジ−(C1−C30)アルキルアミノ、置換又は非置換モノ−又はジ−(C6−C30)アリールアミノ、或いは置換又は非置換(C1−C30)アルキル(C6−C30)アリールアミノを表すか、或いは、隣接する置換基と結合して、置換又は非置換の、(C3−C30)単環式又は多環式、脂環式又は芳香族環、又は脂環式環と芳香族環との組合せを形成してもよく、これらの炭素原子は、窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも1つのヘテロ原子で置き換えられてもよく、
a〜cは、それぞれ独立して、1又は2の整数を表し、dは1〜3の整数を表し、
ヘテロアリール(エン)は、B、N、O、S、Si、及びPから選択される少なくとも1つのヘテロ原子を含む)
によって表される有機エレクトロルミネセント化合物によって達成することができることを見出し、本発明を完成した。
電子輸送層及び/又は電子緩衝層において本開示による有機エレクトロルミネセント化合物を使用するOLEDデバイスは、従来の有機エレクトロルミネセント化合物を使用するOLEDデバイスと比較して発光効率に関して著しく改良される。さらに、或いは代わりに、本開示による有機エレクトロルミネセント化合物は、高い明るさにおいても高い効率を維持することによって著しく改良された長い寿命を有することができ、それによって、高い解像度のためにますます要求がきびしくなっている、現在の傾向により適した特性を示す。
以下、本開示を詳細に説明する。しかしながら、以下の説明は本発明を説明することを意図しており、決して本発明の範囲を限定することを意味していない。
Ar41は置換又は非置換(C6−C50)アリール又はスチリルを表し;Laが単結合、置換又は非置換(C6−C30)アリーレン、或いは置換又は非置換(3〜30員)ヘテロアリーレンを表し;Ar42及びAr43は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、置換又は非置換(C1−C30)アルキル、置換又は非置換(C6−C30)アリール、或いは置換又は非置換(3〜30員)ヘテロアリールを表すか、或いは隣接する置換基と結合して、置換又は非置換の、(C3−C30)単環式又は多環式、脂環式、芳香族環、又は脂環式環と芳香族環との組合せを形成してもよく、これらの炭素原子は、窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも1つのヘテロ原子で置き換えられてもよく;jjは1又は2を表し;及びjjが2である場合、
によって表される縮合多環式アミン誘導体であってもよい。
化合物B(CAS:1044146−16−8、36g、124mmol)、4−クロロ−2−ホルミルベンゼンボロン酸(25.2g、136mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(5.7g、5.0mmol)、炭酸ナトリウム(33g、150mmol)、600mLのトルエン、150mLのエタノール、及び150mLの蒸留水を反応器に添加し、140℃で3時間撹拌した。反応の終了後に、沈殿した固体を蒸留水及びメタノールで洗浄した。得られた化合物1−1は、追加的な精製をせずに次の反応において使用された。
化合物1−1(45.6g、130mmol)、(メトキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド(74.3g、217mmol)、及び1,500mLのテトラヒドロフランを反応器に添加し、反応混合物を5分間撹拌した。次に、カリウムt−ブトキシド(THF中に1M、220mL)を0℃でゆっくりと滴下した。温度をゆっくりと上昇させ、反応混合物を室温で3時間撹拌した。蒸留水を反応溶液に添加して反応を終結させ、次いで有機層混合物を酢酸エチルで抽出した。抽出された有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を回転蒸発器によって取り除いた。その後、残留物をカラムクロマトグラフィーによって精製して、化合物1−2(48g、収率:97%)を得た。
化合物1−2(44.8g、119mmol)、4.5mLのイートン試薬、及び600mLのクロロベンゼンを反応器に添加し、2時間還流した。反応の終了後に、反応混合物を室温に冷却し、塩化メチレン(MC)で抽出した。抽出された有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を回転蒸発器によって取り除いた。その後、残留物をカラムクロマトグラフィーによって精製して、化合物1−3(36.3g、収率:89%)を得た。
化合物1−3(10g、29mmol)、ビス(ピナコラト)ジボラン(8.8g、34.8mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(1.3g、1.45mmol)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(s−ホス)(1.2g、2.9mmol)、酢酸カリウム(8.5g、87mmol)、及び150mLの1,4−ジオキサンを反応器に添加し、140℃で3時間撹拌した。反応の終了後に、反応混合物を室温に冷却し、酢酸エチルで抽出した。抽出された有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を回転蒸発器によって取り除いた。その後、残留物をカラムクロマトグラフィーによって精製して、化合物1−4(10.4g、収率:82%)を得た。
本開示によらないOLEDデバイスを作製した。OLED用ガラス基板(ジオマテック株式会社、日本)上の透明電極酸化インジウム錫(ITO)薄膜(10Ω/sq)を、アセトン、及びイソプロピルアルコールで順次超音波洗浄し、次いでイソプロパノール中に保存した。次に、ITO基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着した。化合物HI−1を真空蒸着装置のセルに導入し、次いで、装置のチャンバー内の圧力を10−7トールに制御した。その後、セルに電流を流して、導入された物質を蒸発させて、これによりITO基板に厚さ60nmの第1の正孔注入層を形成した。次いで、化合物HI−2を真空蒸着装置の別のセルに導入し、セルに電流を流して、導入された物質を蒸発させて、これにより第1の正孔注入層上に厚さ5nmの第2の正孔注入層を形成した。次に、化合物HT−1を真空蒸着装置の別のセルに導入した。その後、セルに電流を流して、導入された物質を蒸発させて、これにより第2の正孔注入層上に厚さ20nmの第1の正孔輸送層を形成した。次いで、化合物HT−2を真空蒸着装置の別のセルに導入し、セルに電流を流して、導入された物質を蒸発させて、これにより第1の正孔輸送層上に厚さ5nmの第2の正孔輸送層を形成した。正孔注入層及び正孔輸送層を形成した後、発光層を以下の通り蒸着した。ホストとして化合物H−34を真空蒸着装置の1つのセルに導入し、ドーパントとして化合物D−38を装置の別のセルに導入した。2つの材料を異なる速度で蒸発させ、ドーパントをホスト及びドーパントの総量に基づいて2重量%のドープ量で蒸着させて、第2の正孔輸送層上に厚さ20nmの発光層を形成した。次に、電子輸送材料として、化合物ETL−1を1つのセルに導入し、化合物EIL−1を別のセルに導入し、50:50の重量比で蒸発させ、蒸着して厚さ35nmの電子輸送層を形成した。次に、電子輸送層に、厚さ2nmの電子注入層として化合物ETL−1を蒸着し、他の真空蒸着装置により電子注入層に厚さ80nmのAlカソードを蒸着した。このようにして、OLEDデバイスを作製した。OLEDデバイスを作製するために使用された全ての材料を、10−6トールで真空昇華によって精製した。
厚さ5nmの電子緩衝材料として化合物C−23を発光層上に蒸着させて電子緩衝層を形成し、化合物ETL−1及び化合物EIL−1を50:50の重量比で蒸着させて電子緩衝層上に30nmの電子輸送層を形成したこと以外は、OLEDデバイスを比較例1の場合と同じ方法で作製した。
ホストとして化合物H−15をH−34の代わりに蒸着させて発光層を形成し、電子輸送材料として化合物ETL−2だけをセルの1つに添加し、蒸発させて発光層上に35nmの厚さの電子輸送層を蒸着させたこと以外は、OLEDデバイスを比較例1の場合と同じ方法で作製した。
ホストとして化合物H−15をH−34の代わりに使用し、電子輸送材料として化合物ETL−3をETL−1の代わりに使用したこと以外は、OLEDデバイスを比較例1の場合と同じ方法で作製した。
デバイス実施例2及び3において、化合物C−23及び化合物C−24をそれぞれ、EIL−1と50:50の重量比で蒸着させて、厚さ30nmの電子輸送層を形成したこと以外は、OLEDデバイスを比較例3の場合と同じ方法で作製した。
Claims (10)
- 以下の式1:
X1及びY1は、それぞれ独立して、−N=、−NR5−、−O−又は−S−を表し、X1が−N=を表すとき、Y1は−NR5−、−O−又は−S−を表し、及びX1が−NR5−を表すとき、Y1が−N=、−O−又は−S−を表し、但し、X1及びY1の両方が−O−又は−S−を表すことはなく、X1及びY1のどちらか一方が−O−であるとき、他方は−S−を表さず、
Arは置換又は非置換(C10−C60)アリールを表し、
L1は、単結合、置換又は非置換(C6−C30)アリーレン、或いは置換又は非置換(3〜30員)ヘテロアリーレンを表し、
R1は、置換又は非置換(C6−C30)アリール、或いは置換又は非置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し、
R2〜R5は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、置換又は非置換(C1−C30)アルキル、置換又は非置換(C6−C30)アリール、置換又は非置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換又は非置換(C3−C30)シクロアルキル、置換又は非置換(C1−C30)アルコキシ、置換又は非置換トリ(C1−C30)アルキルシリル、置換又は非置換ジ(C1−C30)アルキル(C6−C30)アリールシリル、置換又は非置換(C1−C30)アルキルジ(C6−C30)アリールシリル、置換又は非置換トリ(C6−C30)アリールシリル、置換又は非置換モノ−又はジ−(C1−C30)アルキルアミノ、置換又は非置換モノ−又はジ−(C6−C30)アリールアミノ、或いは置換又は非置換(C1−C30)アルキル(C6−C30)アリールアミノを表すか、或いは、隣接する置換基と結合して、置換又は非置換の、(C3−C30)単環式又は多環式、脂環式又は芳香族環、又は脂環式環と芳香族環との組合せを形成してもよく、これらの炭素原子は、窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも1つのヘテロ原子で置き換えられてもよく、
a〜cは、それぞれ独立して、1又は2の整数を表し、dは1〜3の整数を表し、
前記ヘテロアリール(エン)は、B、N、O、S、Si、及びPから選択される少なくとも1つのヘテロ原子を含む)
によって表される有機エレクトロルミネセント化合物。 - Ar、L1、及びR1〜R5における置換アルキル、置換アリール(エン)、置換ヘテロアリール(エン)、置換シクロアルキル、置換アルコキシ、置換トリアルキルシリル、置換ジアルキルアリールシリル、置換アルキルジアリールシリル、置換トリアリールシリル、置換モノ−又はジアルキルアミノ、置換モノ−又はジアリールアミノ、置換アルキルアリールアミノ、及び置換単環式又は多環式、脂環式、芳香族環の置換基、又はそれらの組合せは、それぞれ独立して、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、カルボキシル、ニトロ、ヒドロキシル、(C1−C30)アルキル、ハロ(C1−C30)アルキル、(C2−C30)アルケニル、(C2−C30)アルキニル、(C1−C30)アルコキシ、(C1−C30)アルキルチオ、(C3−C30)シクロアルキル、(C3−C30)シクロアルケニル、(3〜7員)ヘテロシクロアルキル、(C6−C30)アリールオキシ、(C6−C30)アリールチオ、(3〜30員)ヘテロアリール、(C6−C30)アリール、トリ(C1−C30)アルキルシリル、トリ(C6−C30)アリールシリル、ジ(C1−C30)アルキル(C6−C30)アリールシリル、(C1−C30)アルキルジ(C6−C30)アリールシリル、アミノ、モノ−又はジ(C1−C30)アルキルアミノ、モノ−又はジ(C6−C30)アリールアミノ、(C1−C30)アルキル(C6−C30)アリールアミノ、(C1−C30)アルキルカルボニル、(C1−C30)アルコキシカルボニル、(C6−C30)アリールカルボニル、ジ(C6−C30)アリールボロニル、ジ(C1−C30)アルキルボロニル、(C1−C30)アルキル(C6−C30)アリールボロニル、(C6−C30)アリール(C1−C30)アルキル、及び(C1−C30)アルキル(C6−C30)アリールからなる群から選択される少なくとも1つである、請求項1に記載の有機エレクトロルミネセント化合物。
- X1及びY1のうちの一方が−N=を表し、他方が−NR5−、−O−又は−S−を表し、aが1を表す、請求項1に記載の有機エレクトロルミネセント化合物。
- 式1が、下記の式2又は3:
によって表される、請求項1に記載の有機エレクトロルミネセント化合物。 - L1が単結合であるか、又は
からなる群から選択される任意の1つを含む、請求項1に記載の有機エレクトロルミネセント化合物。 - Arが
からなる群から選択される任意の1つを含む、請求項1に記載の有機エレクトロルミネセント化合物。 - 式1によって表される前記化合物が、
- 請求項1に記載の有機エレクトロルミネセント化合物を含む有機エレクトロルミネセント材料。
- 請求項1に記載の有機エレクトロルミネセント化合物を含む有機エレクトロルミネセントデバイス。
- 前記有機エレクトロルミネセント化合物が、電子輸送層及び電子緩衝層のうちの少なくとも1つに含有される、請求項9に記載の有機エレクトロルミネセントデバイス。
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