JP2021013018A - 複数のホスト材料及びそれを含む有機エレクトロルミネッセンスデバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】複数のホスト材料及びそれを含む有機エレクトロルミネッセンスデバイスを提供する。【解決手段】複数のホスト材料及びそれを含む有機エレクトロルミネッセンスデバイスを提供する。ホスト材料を含むことにより、高い電力効率及び/又は長い寿命を有する有機エレクトロルミネッセンスデバイスが提供され得る。【選択図】なし
Description
本開示は、複数のホスト材料及びそれを含む有機エレクトロルミネッセンスデバイスに関する。
エレクトロルミネッセンスデバイス(ELデバイス)は、より広い視野角、より大きいコントラスト比及びより速い応答時間を提供するという利点を有する自発光ディスプレイデバイスである。1987年、Eastman Kodakにより、発光層を形成するための材料として小さい芳香族ジアミン分子とアルミニウム錯体とを使用することによって最初の有機ELデバイスが開発された(非特許文献1)。
有機ELデバイスにおける発光効率を決定する最も重要な要因は、発光材料である。発光材料は、高い量子効率、電子及び正孔の高い移動度並びに形成された発光材料層の均一性及び安定性の特徴を有することが求められる。発光材料は、機能面でホスト材料とドーパント材料とに分類される。色純度、発光効率及び安定性を向上させるために、ホストとドーパントとを混合して使用することができる。固体状態での溶媒及びエネルギー伝達物質として、ホスト材料の好ましい特徴は、真空下で蒸着されるために高純度及び適切な分子量を有する必要がある。更に、ホスト材料は、熱安定性を達成するための高いガラス転移温度及び熱分解温度、長い寿命を達成するための高い電気化学的安定性、非晶質薄膜の容易な成形性、隣接層との良好な接着性を有すること並びに層間移動がないことが求められる。このようなドーパント/ホスト材料系を使用する場合、ホスト材料は、発光デバイスの効率及び寿命に大きく影響を及ぼすため、ホスト材料の選択は、重要である。
そのようなホスト材料として様々な化合物が知られている。しかしながら、従来知られている材料を用いる有機エレクトロルミネッセンスデバイスの場合、高い駆動電圧、低い効率及び短い寿命のため、新しい材料が求められている。したがって、低電圧で駆動し、高輝度であっても優れた寿命特性を有する有機エレクトロルミネッセンスデバイスの実現を可能にするホスト材料を開発することが必要とされている。
(特許文献1)は、発光層のホストとしてカルバゾール−カルバゾール部位を有する化合物と共にベンゾナフトベースのヘテロアリール部位を基本骨格として有する化合物を使用する有機光電子デバイスを開示している。しかしながら、この先行技術は、本開示と同様の、基本骨格としてフェナントロベースのヘテロアリール部位を使用する複数のホスト材料を開示していない。
Appl.Phys.Lett.51,913,1987
本開示の目的は、第1に、高い電力効率及び/又は長寿命を有する有機エレクトロルミネッセンスデバイスを製造できる複数のホスト材料を提供すること並びに第2に、ホスト材料を含む有機エレクトロルミネッセンスデバイスを提供することである。
上述した技術課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明者らは、下記の式1
(式1中、
Y1は、O、S、CR11R12又はNR13を表し;
R11〜R13は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルケニル、置換若しくは無置換(3〜7員)ヘテロシクロアルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表すか;又はR11及びR12は、互いに連結されて環を形成し得;
R1〜R3は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表すか;又は隣接する置換基に連結されて環を形成し得るが;
但し、R13、R2及びR3の少なくとも1つは、−L1−(Ar1)dを表すことを条件とし;
L1は、単結合、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレン又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリーレンを表し;
Ar1は、それぞれ独立に、少なくとも1つの窒素(N)を含有する置換又は無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
a及びcは、それぞれ独立に、1〜4の整数を表し、b及びdは、1又は2の整数を表し;及び
a〜dが2以上である場合、各R1、各R2、各R3及び各Ar1は、同じであるか又は異なり得る)
によって表される化合物を含む第1のホスト材料と、下記の式2
(式2中、
X21及びY21は、それぞれ独立に、−N=、−NR24−、−O−又は−S−を表すが、但し、X21及びY21の一方は、−N=を表し、及び他方は、−NR24−、−O−又は−S−を表すことを条件とし;
R21は、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
R22〜R24は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表すか;又は隣接する置換基に連結されて環を形成し得るが;
但し、R22及びR23の少なくとも1つは、−L21−Ar21を表すことを条件とし;
L21は、単結合又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレンを表し;
Ar21は、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表し;
fは、1又は2の整数を表し、gは、1〜4の整数を表し;及び
f及びgが2以上である場合、各R22及び各R23は、同じであるか又は異なり得る)
によって表される化合物を含む第2のホスト材料とを含む複数のホスト材料により、前述した目的を達成できることを見出し、本発明を完成させた。
Y1は、O、S、CR11R12又はNR13を表し;
R11〜R13は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルケニル、置換若しくは無置換(3〜7員)ヘテロシクロアルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表すか;又はR11及びR12は、互いに連結されて環を形成し得;
R1〜R3は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表すか;又は隣接する置換基に連結されて環を形成し得るが;
但し、R13、R2及びR3の少なくとも1つは、−L1−(Ar1)dを表すことを条件とし;
L1は、単結合、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレン又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリーレンを表し;
Ar1は、それぞれ独立に、少なくとも1つの窒素(N)を含有する置換又は無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
a及びcは、それぞれ独立に、1〜4の整数を表し、b及びdは、1又は2の整数を表し;及び
a〜dが2以上である場合、各R1、各R2、各R3及び各Ar1は、同じであるか又は異なり得る)
によって表される化合物を含む第1のホスト材料と、下記の式2
X21及びY21は、それぞれ独立に、−N=、−NR24−、−O−又は−S−を表すが、但し、X21及びY21の一方は、−N=を表し、及び他方は、−NR24−、−O−又は−S−を表すことを条件とし;
R21は、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
R22〜R24は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表すか;又は隣接する置換基に連結されて環を形成し得るが;
但し、R22及びR23の少なくとも1つは、−L21−Ar21を表すことを条件とし;
L21は、単結合又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレンを表し;
Ar21は、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表し;
fは、1又は2の整数を表し、gは、1〜4の整数を表し;及び
f及びgが2以上である場合、各R22及び各R23は、同じであるか又は異なり得る)
によって表される化合物を含む第2のホスト材料とを含む複数のホスト材料により、前述した目的を達成できることを見出し、本発明を完成させた。
発明の有利な効果
本開示による複数のホスト材料を使用することにより、高い電力効率及び/又は長い寿命を有する有機エレクトロルミネッセンスデバイスが作製され得る。
本開示による複数のホスト材料を使用することにより、高い電力効率及び/又は長い寿命を有する有機エレクトロルミネッセンスデバイスが作製され得る。
以降で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、決して本発明の範囲を限定することを意味しない。
本開示は、上の式1によって表される化合物を含む少なくとも1種の第1のホスト材料と、上の式2によって表される化合物を含む少なくとも1種の第2のホスト材料とを含む複数のホスト材料及びホスト材料を含む有機エレクトロルミネッセンスデバイスに関する。
本明細書において、「有機エレクトロルミネッセンス材料」は、有機エレクトロルミネッセンスデバイスに使用することができ、少なくとも1種の化合物を含み得る材料を意味する。有機エレクトロルミネッセンス材料は、必要に応じて、有機エレクトロルミネッセンスデバイスを構成する任意の層に含まれ得る。例えば、有機エレクトロルミネッセンス材料は、正孔注入材料、正孔輸送材料、正孔補助材料、発光補助材料、電子阻止材料、発光材料(ホスト及びドーパント材料を含む)、電子緩衝材料、正孔阻止材料、電子輸送材料又は電子注入材料等であり得る。
本明細書において、「複数のホスト材料」は、有機エレクトロルミネッセンスデバイスを構成する任意の発光層中に含まれ得る少なくとも2種の化合物の組み合わせを含むホスト材料を意味する。これは、有機エレクトロルミネッセンスデバイス中に含まれる前(例えば蒸着前)の材料と、有機エレクトロルミネッセンスデバイス中に含まれた後(例えば蒸着後)の材料との両方を意味し得る。一実施形態では、本開示の複数のホスト材料は、少なくとも2種のホスト材料の組み合わせであり得、選択的に、有機エレクトロルミネッセンス材料に含まれる従来の材料が更に含まれ得る。本開示の複数のホスト材料に含まれる少なくとも2種の化合物は、1つの発光層中に一緒に含まれ得るか、又は当該技術分野で公知の方法により別々の発光層中にそれぞれ含まれ得る。例えば、少なくとも2種の化合物は、混合蒸着又は共蒸着され得るか、又は個別に蒸着され得る。
本明細書において、「正孔輸送ゾーン」は、第1の電極と発光層との間で正孔が移動する領域を意味し、例えば正孔注入層、正孔輸送層、正孔補助層、発光補助層及び電子阻止層の少なくとも1つを含み得る。正孔注入層、正孔輸送層、正孔補助層、発光補助層及び電子阻止層は、単層であり得るか、又は2つ以上の層が積層された複層であり得る。本開示の一実施形態によれば、正孔輸送ゾーンは、第1の正孔輸送層と第2の正孔輸送層とを含み得る。第2の正孔輸送層は、複数の正孔輸送層の少なくとも1つの層であり得、正孔補助層、発光補助層及び電子阻止層の1つ以上の層を更に含む。更に、本開示の別の実施形態によれば、正孔輸送ゾーンは、第1及び第2の正孔輸送層を含み得る。第1の正孔輸送層は、第1の電極と発光層との間に配置され得、第2の正孔輸送層は、第1の正孔輸送層と発光層との間に配置され得る。更に、第2の正孔輸送層は、正孔輸送層、発光補助層、正孔補助層及び/又は電子阻止層として機能する層であり得る。
本明細書において、「(C1〜C30)アルキル」は、鎖を構成する1〜30個の炭素原子を有する直鎖又は分岐アルキルであることを意味し、炭素原子の数は、好ましくは、1〜20であり、より好ましくは1〜10である。上記アルキルには、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル等が含まれ得る。本明細書において、「(C3〜C30)シクロアルキル」は、3〜30個の環骨格炭素原子を有する単環式又は多環式炭化水素であり、この中の炭素原子の数は、好ましくは、3〜20であり、より好ましくは3〜7である。上記シクロアルキルには、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが含まれ得る。本明細書において、「(C3〜C30)シクロアルケニル」は、二重結合を有する3〜30個の炭素原子環骨格を有する単環式又は多環式の炭化水素を意味し、この中の炭素原子数は、好ましくは、3〜20、より好ましくは3〜7である。上記のシクロアルケニルには、シクロプロペニル、シクロブテニル、シクロペンテニルなどが含まれ得る。本明細書において、「(3〜7員)ヘテロシクロアルキル」は、3〜7個の環骨格原子、好ましくは5〜7個の環骨格原子と、B、N、O、S、Si及びPからなる群から、好ましくはO、S及びNからなる群から選択される少なくとも1つのヘテロ原子とを有するシクロアルキルであり、これらとしては、テトラヒドロフラン、ピロリジン、チオラン、テトラヒドロピランなどが挙げられる。本明細書において、「(C6〜C30)アリール(エン)」は、6〜30個の環骨格炭素原子を有する芳香族炭化水素から誘導される単環又は縮合環ラジカルであり、この中の環骨格炭素原子の数は、好ましくは、6〜20、より好ましくは6〜15であり、部分的に飽和であり得、またスピロ構造を含み得る。アリールの例には、具体的には、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、クアテルフェニル、ナフチル、ビナフチル、フェニルナフチル、ナフチルフェニル、フルオレニル、フェニルフルオレニル、ジメチルフルオレニル、ジフェニルフルオレニル、ベンゾフルオレニル、ジフェニルベンゾフルオレニル、ジベンゾフルオレニル、フェナントレニル、ベンゾフェナントレニル、フェニルフェナントレニル、アントラセニル、ベンズアントラセニル、インデニル、トリフェニレニル、ピレニル、テトラセニル、ペリレニル、クリセニル、ベンゾクリセニル、ナフタセニル、フルオランテニル、ベンゾフルオランテニル、トリル、キシリル、メシチル、クメニル、スピロ[フルオレン−フルオレン]イル、スピロ[フルオレン−ベンゾフルオレン]イル、アズレニルなどが含まれる。より具体的には、アリールは、o−トリル、m−トリル、p−トリル、2,3−キシリル、3,4−キシリル、2,5−キシリル、メシチル、o−クメニル、m−クメニル、p−クメニル、p−t−ブチルフェニル、p−(2−フェニルプロピル)フェニル、4’−メチルビフェニル、4”−t−ブチル−p−ターフェニル−4−イル、o−ビフェニル、m−ビフェニル、p−ビフェニル、o−ターフェニル、m−ターフェニル−4−イル、m−ターフェニル−3−イル、m−ターフェニル−2−イル、p−ターフェニル−4−イル、p−ターフェニル−3−イル、p−ターフェニル−2−イル、m−クアターフェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、1−フルオレニル、2−フルオレニル、3−フルオレニル、4−フルオレニル、9−フルオレニル、9,9−ジメチル−1−フルオレニル、9,9−ジメチル−2−フルオレニル、9,9−ジメチル−3−フルオレニル、9,9−ジメチル−4−フルオレニル、9,9−ジフェニル−1−フルオレニル、9,9−ジフェニル−2−フルオレニル、9,9−ジフェニル−3−フルオレニル、9,9−ジフェニル−4−フルオレニル、1−アントリル、2−アントリル、9−アントリル、1−フェナントリル、2−フェナントリル、3−フェナントリル、4−フェナントリル、9−フェナントリル、1−クリセニル、2−クリセニル、3−クリセニル、4−クリセニル、5−クリセニル、6−クリセニル、ベンゾ[c]フェナントリル、ベンゾ[g]クリセニル、1−トリフェニレニル、2−トリフェニレニル、3−トリフェニレニル、4−トリフェニレニル、3−フルオランテニル、4−フルオランテニル、8−フルオランテニル、9−フルオランテニル、ベンゾフルオランテニルなどであり得る。本明細書において、「(3〜30員)ヘテロアリール(エン)」は、環骨格原子の数が好ましくは5〜25であり、B、N、O、S、Si、P及びGeからなる群から選択される少なくとも1個、好ましくは1〜4個のヘテロ原子を含む、3〜30個の環骨格原子を有するアリールである。上記のヘテロアリールは、単環式環であり得るか、又は少なくとも1つのベンゼン環と縮合した縮合環であり得、また部分的に飽和であり得る。また、上記ヘテロアリールは、少なくとも1つのヘテロアリール基又はアリール基が単結合を介してヘテロアリール基に結合することにより形成されるものであり得る。ヘテロアリールの例としては、具体的には、フリル、チオフェニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、チアゾリル、チアジアゾリル、イソチアゾリル、イソキサゾリル、オキサゾリル、オキサジアゾリル、トリアジニル、テトラジニル、トリアゾリル、テトラゾリル、フラザニル、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニルなどを含む単環型ヘテロアリール及びベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾイソチアゾリル、ベンゾイソオキサゾリル、ベンゾオキサゾリル、イミダゾピリジニル、イソインドリル、インドリル、ベンゾインドリル、インダゾリル、ベンゾチアジアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリニル、キナゾリニル、キノキサリニル、カルバゾリル、アザカルバゾリル、ベンゾカルバゾリル、ジベンゾカルバゾリル、フェノキサジニル、フェナントリジニル、ベンゾジオキソリル、インドリジジニル、アクリリジニル、シラフルオレニル、ゲルマフルオレニルなどを含む縮合環型ヘテロアリールを挙げることができる。より具体的には、ヘテロアリールは、1−ピロリル、2−ピロリル、3−ピロリル、2−ピリジニル、3−ピリジニル、4−ピリジニル、2−ピリミジニル、4−ピリミジニル、5−ピリミジニル、6−ピリミジニル、1,2,3−トリアジン−4−イル、1,2,4−トリアジン−3−イル、1,3,5−トリアジン−2−イル、1−イミダゾリル、2−イミダゾリル、1−ピラゾリル、1−インドリジジニル、2−インドリジジニル、3−インドリジジニル、5−インドリジジニル、6−インドリジジニル、7−インドリジジニル、8−インドリジジニル、2−イミダゾピリジニル、3−イミダゾピリジニル、5−イミダゾピリジニル、6−イミダゾピリジニル、7−イミダゾピリジニル、8−イミダゾピリジニル、1−インドリル、2−インドリル、3−インドリル、4−インドリル、5−インドリル、6−インドリル、7−インドリル、1−イソインドリル、2−イソインドリル、3−イソインドリル、4−イソインドリル、5−イソインドリル、6−イソインドリル、7−イソインドリル、2−フリル、3−フリル、2−ベンゾフラニル、3−ベンゾフラニル、4−ベンゾフラニル、5−ベンゾフラニル、6−ベンゾフラニル、7−ベンゾフラニル、1−イソベンゾフラニル、3−イソベンゾフラニル、4−イソベンゾフラニル、5−イソベンゾフラニル、6−イソベンゾフラニル、7−イソベンゾフラニル、2−キノリル、3−キノリル、4−キノリル、5−キノリル、6−キノリル、7−キノリル、8−キノリル、1−イソキノリル、3−イソキノリル、4−イソキノリル、5−イソキノリル、6−イソキノリル、7−イソキノリル、8−イソキノリル、2−キノキサリニル、5−キノキサリニル、6−キノキサリニル、1−カルバゾリル、2−カルバゾリル、3−カルバゾリル、4−カルバゾリル、9−カルバゾリル、アザカルバゾール−1−イル、アザカルバゾール−2−イル、アザカルバゾール−3−イル、アザカルバゾール−4−イル、アザカルバゾール−5−イル、アザカルバゾール−6−イル、アザカルバゾール−7−イル、アザカルバゾール−8−イル、アザカルバゾール−9−イル、1−フェナントリジニル、2−フェナントリジニル、3−フェナントリジニル、4−フェナントリジニル、6−フェナントリジニル、7−フェナントリジニル、8−フェナントリジニル、9−フェナントリジニル、10−フェナントリジニル、1−アクリリジニル、2−アクリリジニル、3−アクリリジニル、4−アクリリジニル、9−アクリリジニル、2−オキサゾリル、4−オキサゾリル、5−オキサゾリル、2−オキサジアゾリル、5−オキサジアゾリル、3−フラザニル、2−チエニル、3−チエニル、2−メチルピロール−1−イル、2−メチルピロール−3−イル、2−メチルピロール−4−イル、2−メチルピロール−5−イル、3−メチルピロール−1−イル、3−メチルピロール−2−イル、3−メチルピロール−4−イル、3−メチルピロール−5−イル、2−t−ブチルピロール−4−イル、3−(2−フェニルプロピル)ピロール−1−イル、2−メチル−1−インドリル、4−メチル−1−インドリル、2−メチル−3−インドリル、4−メチル−3−インドリル、2−t−ブチル−1−インドリル、4−t−ブチル−1−インドリル、2−t−ブチル−3−インドリル、4−t−ブチル−3−インドリル、1−ジベンゾフラニル、2−ジベンゾフラニル、3−ジベンゾフラニル、4−ジベンゾフラニル、1−ジベンゾチオフェニル、2−ジベンゾチオフェニル、3−ジベンゾチオフェニル、4−ジベンゾチオフェニル、1−シラフルオレニル、2−シラフルオレニル、3−シラフルオレニル、4−シラフルオレニル、1−ゲルマフルオレニル、2−ゲルマフルオレニル、3−ゲルマフルオレニル、4−ゲルマフルオレニルなどであり得る。本明細書において、「(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との縮合環」は、3〜30個、好ましくは3〜25個、より好ましくは3〜18個の環骨格原子を有する少なくとも1つの脂肪族環と、6〜30個、好ましくは6〜25個、より好ましくは6〜18個の環骨格原子を有する少なくとも1つの芳香族環とが縮合している環の官能基を意味し、例えば少なくとも1つのベンゼンと少なくとも1つのシクロヘキサンとの縮合環又は少なくとも1つのナフタレンと少なくとも1つのシクロペンタンとの縮合環である。(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との縮合環の炭素原子は、B、N、O、S、Si及びPからなる群から、好ましくはN、O及びSからなる群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得る。本明細書において、「ハロゲン」には、F、Cl、Br及びIが含まれる。
更に、「オルト(o−)」、「メタ(m−)」及び「パラ(p−)」は、全ての置換基の置換位置を示すことを意味する。オルト位は、例えば、ベンゼンの1位及び2位で互いに隣接している置換基を有する化合物である。メタ位は、直接隣接する置換位置の次の置換位置であり、例えばベンゼンの1位及び3位に置換基を有する化合物である。パラ位は、メタ位の次の置換位置であり、例えばベンゼンの1位及び4位に置換基を有する化合物である。
本明細書において、「隣接する置換基に連結されて形成される環」とは、置換若しくは無置換(3〜30員)の単環式若しくは多環式の脂肪族環、芳香族環又はこれらの組み合わせを意味し、2つ以上の隣接する置換基を連結又は縮合することにより形成され、好ましくは置換若しくは無置換(3〜26員)の単環式若しくは多環式の脂肪族環、芳香族環又はこれらの組み合わせであり得る。更に、形成された環は、B、N、O、S、Si及びPからなる群から、好ましくはN、O及びSからなる群から選択される少なくとも1つのヘテロ原子を含み得る。本開示の一実施形態によれば、環骨格の原子数は、5〜20である。本開示の別の実施形態によれば、環骨格の原子数は、5〜15である。
更に、表現「置換又は無置換」における「置換」は、特定の官能基中の水素原子が別の原子又は別の官能基、即ち置換基で置き換えられていることを意味する。R1〜R4、R11〜R13、R21〜R26、L1、Ar1、L21及びAr21における置換(C1〜C30)アルキル、置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換(C3〜C30)シクロアルケニル、置換(3〜7員)ヘテロシクロアルキル、置換(C6〜C30)アリール(エン)、置換(3〜30員)ヘテロアリール(エン)、置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換縮合環、置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノ及び置換環の置換基は、それぞれ独立に、重水素、ハロゲン、シアノ、カルボキシル、ニトロ、ヒドロキシ、(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、(C6〜C30)アリール置換若しくは無置換(5〜30員)ヘテロアリール、(5〜30員)ヘテロアリール置換若しくは無置換(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−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、(C1〜C30)アルキル置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(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。例えば、置換基は、置換若しくは無置換メチル、置換若しくは無置換フェニル、置換若しくは無置換ナフチル、置換若しくは無置換o−ビフェニル、置換若しくは無置換m−ビフェニル、置換若しくは無置換p−ビフェニル、置換若しくは無置換o−ターフェニル、置換若しくは無置換m−ターフェニル、置換若しくは無置換p−ターフェニル、置換若しくは無置換フェナントレニル、置換若しくは無置換クリセニル、置換若しくは無置換フルオランテニル、置換若しくは無置換ベンゾフルオレニル、置換若しくは無置換トリフェニレニル、置換若しくは無置換フルオレニル、置換若しくは無置換スピロビフルオレニル、置換若しくは無置換スピロ[ベンゾフルオレン−フルオレン]イル、置換若しくは無置換ジベンゾチオフェニル、置換若しくは無置換ジベンゾフラニル、置換若しくは無置換ベンゾナフトチオフェニル、置換若しくは無置換ベンゾナフトフラニル、置換若しくは無置換ジフェニルアミノ、置換若しくは無置換フェニルビフェニルアミノ、置換若しくは無置換フェニルターフェニルアミノ、置換若しくは無置換ナフチルフェニルアミノ、置換若しくは無置換ナフチルビフェニルアミノ、置換若しくは無置換ナフチルターフェニルアミノ、置換若しくは無置換ナフチルフェナントレニルアミノ、置換若しくは無置換ジビフェニルアミノ、置換若しくは無置換ジフルオレニルアミノ、置換若しくは無置換ビフェニルフルオレニルアミノ又は置換若しくは無置換ビフェニルジベンゾフラニルアミノなどであり得る。
以下で一実施形態のホスト材料について説明する。
一実施形態の複数のホスト材料は、上の式1によって表される化合物を含む第1のホスト材料と、上の式2によって表される化合物を含む第2のホスト材料とを含み、ホスト材料は、一実施形態の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの発光層中に含有され得る。
式1において、
Y1は、O、S、CR11R12又はNR13を表し;
R11〜R13は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルケニル、置換若しくは無置換(3〜7員)ヘテロシクロアルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表すか;又はR11及びR12は、互いに連結されて環を形成し得;
R1〜R3は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表すか;又は隣接する置換基に連結されて環を形成し得るが;
但し、R13、R2及びR3の少なくとも1つは、−L1−(Ar1)dを表すことを条件とし;
L1は、単結合、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレン又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリーレンを表し;
Ar1は、それぞれ独立に、少なくとも1つの窒素(N)を含有する置換又は無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
a及びcは、それぞれ独立に、1〜4の整数を表し、b及びdは、1又は2の整数を表し;及び
a〜dが2以上である場合、各R1、各R2、各R3及び各Ar1は、同じであるか又は異なり得る。
Y1は、O、S、CR11R12又はNR13を表し;
R11〜R13は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルケニル、置換若しくは無置換(3〜7員)ヘテロシクロアルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表すか;又はR11及びR12は、互いに連結されて環を形成し得;
R1〜R3は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表すか;又は隣接する置換基に連結されて環を形成し得るが;
但し、R13、R2及びR3の少なくとも1つは、−L1−(Ar1)dを表すことを条件とし;
L1は、単結合、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレン又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリーレンを表し;
Ar1は、それぞれ独立に、少なくとも1つの窒素(N)を含有する置換又は無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
a及びcは、それぞれ独立に、1〜4の整数を表し、b及びdは、1又は2の整数を表し;及び
a〜dが2以上である場合、各R1、各R2、各R3及び各Ar1は、同じであるか又は異なり得る。
一実施形態では、Y1は、O、S、CR11R12又はNR13であり得;R11及びR12は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリールであり得るか、又は互いに連結されて置換又は無置換(3〜30員)の単環式又は多環式の脂肪族又は芳香族の環を形成し得;R13は、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールであり得、好ましくは、R11及びR12は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換(C1〜C10)アルキル又は置換若しくは無置換(C6〜C18)アリールであり得るか;又はこれらは、互いに連結されて置換又は無置換(5〜30員)多環式芳香族環を形成し得;R13は、置換若しくは無置換(C6〜C25)アリール又は置換若しくは無置換(5〜30員)ヘテロアリールであり得る。より好ましくは、R11及びR12は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換(C1〜C4)アルキル又は置換若しくは無置換(C6〜C12)アリールであり得るか;又はこれらは、互いに連結されて置換又は無置換(5〜25員)多環式芳香族環を形成し得;R13は、置換若しくは無置換(C6〜C18)アリール又は置換若しくは無置換(5〜25員)ヘテロアリールであり得る。例えば、R11及びR12は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換メチル、置換若しくは無置換フェニルであり得るか;又は互いに連結されてフルオレン環を形成し得;及びR13は、置換若しくは無置換フェニル、置換若しくは無置換ナフチル、置換若しくは無置換m−ビフェニル、置換若しくは無置換p−ビフェニル、置換若しくは無置換フルオレニル、置換若しくは無置換フェナントレニル又は置換若しくは無置換ジベンゾチオフェニルであり得る。
一実施形態では、R1及びR2は、それぞれ独立して、水素、重水素、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、好ましくは水素、置換若しくは無置換(C6〜C25)アリール又は置換若しくは無置換(5〜25員)ヘテロアリール、より好ましくは水素、置換若しくは無置換(C6〜C18)アリール又は置換若しくは無置換(5〜18員)ヘテロアリールであり得る。例えば、R1及びR2は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換フェニル、置換若しくは無置換ナフチル、置換若しくは無置換o−ビフェニル、置換若しくは無置換m−ビフェニル、置換若しくは無置換p−ビフェニル、置換若しくは無置換m−カルバゾール、置換若しくは無置換ジベンゾフラニル、置換若しくは無置換ジベンゾチオフェニル又は置換若しくは無置換フェナントレニルであり得る。
一実施形態では、R3は、それぞれ独立して、水素、重水素、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、好ましくは水素、置換若しくは無置換(C6〜C25)アリール又は少なくとも1つの窒素を含有する置換若しくは無置換(5〜25員)ヘテロアリール、より好ましくは水素、置換若しくは無置換(C6〜C18)アリール又は少なくとも2つの窒素を含有する置換若しくは無置換(5〜18員)ヘテロアリールであり得る。例えば、R3は、それぞれ独立して、水素、置換若しくは無置換フェニル、置換若しくは無置換m−ビフェニル、置換若しくは無置換ナフチル、置換若しくは無置換トリアジニル、置換若しくは無置換キノキサリニル、置換若しくは無置換ベンゾキノキサリニル、置換若しくは無置換キナゾリニル又は置換若しくは無置換ベンゾキナゾリニルであり得る。
式1において、R13、R2及びR3の少なくとも1つは、−L1−(Ar1)dを表し、式中のL1は、単結合、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレン又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリーレンであり得;及びAr1は、それぞれ独立して、少なくとも1つの窒素を含有する置換若しくは無置換の窒素含有(3〜30員)ヘテロアリールを表す。
一実施形態では、R13及びR3の少なくとも1つは、−L1−(Ar1)dであり得、好ましくは、R3は、−L1−(Ar1)dであり得る。
一実施形態では、L1は、単結合又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレン、好ましくは単結合又は置換若しくは無置換(C6〜C25)アリーレン、より好ましくは単結合又は置換若しくは無置換(C6〜C18)アリーレンであり得る。例えば、L1は、単結合又は置換若しくは無置換フェニレン、置換若しくは無置換o−ビフェニレン、置換若しくは無置換m−ビフェニレン、置換若しくは無置換ナフチレン、置換若しくは無置換フェニルナフチレン又は置換若しくは無置換フェナントレニレンであり得る。
一実施形態では、Ar1は、それぞれ独立に、少なくとも1つの窒素を含有する置換又は無置換の窒素含有(5〜25員)ヘテロアリール、好ましくは少なくとも2つの窒素を含有する置換又は無置換窒素含有(5〜18員)ヘテロアリールであり得る。
一実施形態によるAr1は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換ピリジル、置換若しくは無置換ピリミジニル、置換若しくは無置換トリアジニル、置換若しくは無置換ピラジニル、置換若しくは無置換ピリダジニル、置換若しくは無置換キナゾリニル、置換若しくは無置換ベンゾキナゾリニル、置換若しくは無置換キノキサリニル、置換若しくは無置換ベンゾキノキサリニル、置換若しくは無置換キノリル、置換若しくは無置換ベンゾキノリル、置換若しくは無置換イソキノリル、置換若しくは無置換ベンゾイソキノリル、置換若しくは無置換トリアゾリル、置換若しくは無置換ピラゾリル、置換若しくは無置換ナフチリジニル又は置換若しくは無置換ベンゾチエノピリミジニル、好ましくは置換若しくは無置換トリアジニル、置換若しくは無置換キノキサリニル、置換若しくは無置換ベンゾキノキサリニル、置換若しくは無置換キナゾリニル又は置換若しくは無置換ベンゾキナゾリニルであり得る。例えば、Ar1は、置換又は無置換(C6〜C30)アリール及び置換又は無置換(5〜30員)ヘテロアリール置換又は無置換トリアジニル、キナゾリニル、キノキサリニル、ベンゾキナゾリニル又はベンゾキノキサリニルの少なくとも1つであり得る。
式1−1〜1−9において、
Y1、Ar、L1、R1〜R3及びa〜dは、式1で定義された通りであり;
R4は、それぞれ独立して、R3として定義された通りであり;及び
eは、1〜3の整数を表し、及びeが2以上である場合、各R4は、同じであるか又は異なり得る。
Y1、Ar、L1、R1〜R3及びa〜dは、式1で定義された通りであり;
R4は、それぞれ独立して、R3として定義された通りであり;及び
eは、1〜3の整数を表し、及びeが2以上である場合、各R4は、同じであるか又は異なり得る。
一実施形態では、式1−1において、Y1は、O、S、CR11R12又はNR13であり得;R1及びR2は、それぞれ独立に、水素、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールであり得;L1は、単結合又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレンであり得;Ar1は、少なくとも2つの窒素を含有する置換又は無置換(3〜30員)ヘテロアリールであり得;及びdは、1であり得る。
一実施形態では、式1−2及び1−3において、Y1は、O、S、CR11R12又はNR13であり得;R1及びR2は、全て水素であり得;L1は、単結合又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレンであり得;Ar1は、少なくとも2つの窒素を含有する置換又は無置換(3〜30員)ヘテロアリールであり得;及びdは、1であり得る。
本開示の式1によって表される化合物は、以下の反応スキーム1〜4によって表される通りに合成され得るが、これらに限定されない。これらは、当業者に公知の合成方法によって製造され得る。
反応スキーム1〜4において、各置換基の定義は、式1−1〜1−9で定義された通りである。Halは、ハロゲン原子を意味する。
上述のように、式1、具体的には式1−1〜1−9によって表される化合物の例示的な合成例について説明したが、これらは、鈴木クロスカップリング反応、ウィッティヒ反応、宮浦ホウ素化反応、ウルマン反応、バックワルド−ハートウィグクロスカップリング反応、N−アリール化反応、H−mont媒介エーテル化反応、分子内酸誘起環化反応、Pd(II)触媒酸化環化反応、グリニャール反応、ヘック反応、環状脱水反応、SN1置換反応、SN2置換反応及びホスフィン媒介還元環化反応などに基づいている。上記の反応は、具体的な合成例に記載された置換基以外の式1−1〜1−9で定義された他の置換基が結合していても進行することが当業者に理解されるであろう。
式2において、
X21及びY21は、それぞれ独立に、−N=、−NR24−、−O−又は−S−を表すが、但し、X21及びY21の一方は、−N=を表し、及び他方は、−NR24−、−O−又は−S−を表すことを条件とし;
R21は、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
R22〜R24は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表すか;又は隣接する置換基に連結されて環を形成し得るが;
但し、R22及びR23の少なくとも1つは、−L21−Ar21を表すことを条件とし;
L21は、単結合又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレンを表し;
Ar21は、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表し;
fは、1又は2の整数を表し、gは、1〜4の整数を表し;及び
f及びgが2以上である場合、各R22及び各R23は、同じであるか又は異なり得る。
X21及びY21は、それぞれ独立に、−N=、−NR24−、−O−又は−S−を表すが、但し、X21及びY21の一方は、−N=を表し、及び他方は、−NR24−、−O−又は−S−を表すことを条件とし;
R21は、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
R22〜R24は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表すか;又は隣接する置換基に連結されて環を形成し得るが;
但し、R22及びR23の少なくとも1つは、−L21−Ar21を表すことを条件とし;
L21は、単結合又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレンを表し;
Ar21は、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表し;
fは、1又は2の整数を表し、gは、1〜4の整数を表し;及び
f及びgが2以上である場合、各R22及び各R23は、同じであるか又は異なり得る。
一実施形態では、X21が−N=である場合、Y21は、−O−又は−S−であり得;Y21が−N=である場合、X21は、−O−又は−S−であり得る。
一実施形態では、L21は、単結合又は置換若しくは無置換(C6〜C25)アリーレン、好ましくは単結合又は置換若しくは無置換(C6〜C18)アリーレンであり得る。例えば、L21は、単結合或いは置換若しくは無置換フェニレン又は置換若しくは無置換ナフチレンであり得る。
一実施形態では、Ar21は、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノであり得、好ましくは置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(C5〜C25)脂肪族環及び(C6〜C25)芳香族環、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C25)アリールアミノ又は置換若しくは無置換(C6〜C25)アリール(5〜25員)ヘテロアリールアミノであり得、より好ましくは、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(C5〜C18)脂肪族環及び(C6〜C18)芳香族環、置換若しくは無置換ジ(C6〜C18)アリールアミノ又は置換若しくは無置換(C6〜C18)アリール(5〜18員)ヘテロアリールアミノであり得、ジ(C6〜C30)アリールアミノの少なくとも1つの炭素原子は、N、O及びSからなる群から選択される少なくとも1つのヘテロ原子を含み得る。例えば、Ar21は、置換若しくは無置換フェニル、置換若しくは無置換ナフチル、置換若しくは無置換o−ビフェニル、置換若しくは無置換m−ビフェニル、置換若しくは無置換p−ビフェニル、置換若しくは無置換o−ターフェニル、置換若しくは無置換m−ターフェニル、置換若しくは無置換p−ターフェニル、置換若しくは無置換トリフェニレニル、置換若しくは無置換フェナントレニル、置換若しくは無置換クリセニル、置換若しくは無置換フルオランテニル、置換若しくは無置換フルオレニル、置換若しくは無置換ベンゾフルオレニル、置換若しくは無置換スピロビフルオレニル、置換若しくは無置換スピロ[シクロペンタン−フルオレン]イル、置換若しくは無置換スピロ[ジヒドロインデン−フルオレン]イル、置換若しくは無置換スピロ[ベンゾフルオレン−フルオレン]イル、置換若しくは無置換カルバゾリル、置換若しくは無置換ベンゾカルバゾリル、置換若しくは無置換ジベンゾカルバゾリル、置換若しくは無置換ジベンゾチオフェニル、置換若しくは無置換ベンゾチオフェニル、置換若しくは無置換ベンゾナフトチオフェニル、置換若しくは無置換ジベンゾフラニル、置換若しくは無置換ベンゾフラニル、置換若しくは無置換ベンゾナフトフラニル又はフェニル、ナフチル、ナフチルフェニル、フェニルナフチル、o−ビフェニル、m−ビフェニル、p−ビフェニル、o−ターフェニル、m−ターフェニル、p−ターフェニル、フルオレニル、ベンゾフルオレニル、フェナントレニル、ベンゾナフトフラニル、ジベンゾチオフェニル及びジベンゾフラニルの少なくとも1つで置換されているアミノであり得、好ましくは置換若しくは無置換フェニル、置換若しくは無置換ナフチル、置換若しくは無置換o−ビフェニル、置換若しくは無置換m−ビフェニル、置換若しくは無置換p−ビフェニル、置換若しくは無置換o−ターフェニル、置換若しくは無置換m−ターフェニル、置換若しくは無置換p−ターフェニル、置換若しくは無置換フルオレニル、置換若しくは無置換ベンゾフルオレニル、置換若しくは無置換スピロビフルオレニル、置換若しくは無置換スピロ[シクロペンタン−フルオレン]イル、置換若しくは無置換スピロ[ジヒドロインデン−フルオレン]イル、置換若しくは無置換スピロ[ベンゾフルオレン−フルオレン]イル、置換若しくは無置換フェナントレニル、置換若しくは無置換クリセニル、置換若しくは無置換フルオランテニル、置換若しくは無置換トリフェニレニル、置換若しくは無置換ジフェニルアミノ、置換若しくは無置換フェニルビフェニルアミノ、置換若しくは無置換フェニルターフェニルアミノ、置換若しくは無置換ナフチルフェニルアミノ、置換若しくは無置換ナフチルビフェニルアミノ、置換若しくは無置換ナフチルターフェニルアミノ、置換若しくは無置換ナフチルフェナントレニルアミノ、置換若しくは無置換ジビフェニルアミノ、置換若しくは無置換ジフルオレニルアミノ、置換若しくは無置換ビフェニルフルオレニルアミノ又は置換若しくは無置換ビフェニルベンゾフルオレニルアミノ;又はナフチル、p−ビフェニル、m−ビフェニル、o−ビフェニル、ターフェニル、フェナントレニル、フェニルナフチル、ジメチルフルオレニル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル及びベンゾナフトフラニルから選択される2つの置換基で置換されているアミノであり得、アミノの置換基の少なくとも1つは、ジベンゾフラニル又はジベンゾチオフェニルであり得る。
一実施形態では、R21は、置換又は無置換(C6〜C30)アリール、好ましくは置換又は無置換(C6〜C25)アリール、より好ましくは置換又は無置換(C6〜C18)アリールであり得る。例えば、R21は、置換若しくは無置換フェニル又は置換若しくは無置換p−ビフェニルであり得る。
一実施形態では、R22〜R24は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン又はシアノ、好ましくは水素又は重水素であり得る。例えば、R22〜R24は、全て水素であり得る。
式2−1〜2−5において、
X21、Y21、L21、Ar21、R21〜R23、f及びgは、式2で定義された通りであり;
R25及びR26は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表すか;又は隣接する置換基に連結されて環を形成し得;
g’は、1又は2の整数を表し、h及びiは、それぞれ独立に、1〜3の整数を表し、及びi’は、1〜4の整数を表し;及び
g’、h及びiが2以上である場合、各R23、各R25及び各R26は、同じであるか又は異なり得る。
X21、Y21、L21、Ar21、R21〜R23、f及びgは、式2で定義された通りであり;
R25及びR26は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表すか;又は隣接する置換基に連結されて環を形成し得;
g’は、1又は2の整数を表し、h及びiは、それぞれ独立に、1〜3の整数を表し、及びi’は、1〜4の整数を表し;及び
g’、h及びiが2以上である場合、各R23、各R25及び各R26は、同じであるか又は異なり得る。
一実施形態では、式2−1〜2−5において、X21及びY21の一方は、−N=であり得、X21及びY21の他方は、−O−又は−S−であり得;L21は、単結合又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレンであり得;Ar21は、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは無置換ジ(C6〜C30)アリールアミノであり得;R21は、置換又は無置換(C6〜C30)アリールであり得;及びR22〜R24は、全て水素であり得る。
本開示の式2の化合物は、当業者に公知の合成方法によって製造され得、具体的には、多数の特許文献に開示されている合成方法を使用することができる。例えば、式2の化合物は、(特許文献2)(2017年3月2日)に開示の方法を参照することによって合成され得るが、それらに限定されない。
式3−1において、
X21、Y21、R21〜R23、R26、f、g’及びi’は、式2−1〜2−5で定義された通りであり;
L21は、単結合又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレンを表し;及び
R31及びR32は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルケニル、置換若しくは無置換(3〜7員)ヘテロシクロアルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表すが;R31及びR32の少なくとも1つは、置換又は無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表すことを条件とする。
X21、Y21、R21〜R23、R26、f、g’及びi’は、式2−1〜2−5で定義された通りであり;
L21は、単結合又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレンを表し;及び
R31及びR32は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルケニル、置換若しくは無置換(3〜7員)ヘテロシクロアルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表すが;R31及びR32の少なくとも1つは、置換又は無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表すことを条件とする。
一実施形態では、式3−1において、X21が−N=である場合、Y21は、−O−又は−S−であり得、好ましくは、X21は、−N=であり得、Y21は、−O−であり得る。
一実施形態では、L21は、単結合又は置換若しくは無置換(C6〜C25)アリーレンであり得、好ましくは単結合又は置換若しくは無置換(C6〜C18)アリーレンであり得る。例えば、L21は、単結合或いは置換若しくは無置換フェニレン又は置換若しくは無置換ナフチレンであり得る。
一実施形態では、R31及びR32は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは無置換(5〜30員)ヘテロアリール、好ましくは置換若しくは無置換(C6〜C25)アリール又は置換若しくは無置換(5〜25員)ヘテロアリール、より好ましくは置換若しくは無置換(C6〜C18)アリール又は置換若しくは無置換(5〜18員)ヘテロアリールであり得る。R31及びR32の少なくとも1つが置換又は無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表す場合、例えば、R31及びR32は、全て置換又は無置換(3〜30員)ヘテロアリールであり得る。例えば、R31及びR32は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換p−ビフェニル、置換若しくは無置換m−ビフェニル、置換若しくは無置換o−ビフェニル、置換若しくは無置換ターフェニル、置換若しくは無置換ナフチル、置換若しくは無置換フェナントレニル、置換若しくは無置換フルオレニル、置換若しくは無置換ジベンゾフラニル、置換若しくは無置換ジベンゾチオフェニル又は置換若しくは無置換ベンゾナフトフラニルであり得る。
以下では、上述した複数のホスト材料及び有機エレクトロルミネッセンス化合物が適用される有機エレクトロルミネッセンスデバイスについて説明する。
一実施形態による有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、第1の電極;第2の電極;及び第1の電極と第2の電極との間の少なくとも1つの有機層を含み得る。一実施形態によれば、式1によって表される化合物を含む第1のホスト材料と、式2によって表される化合物を含む第2のホスト材料とは、それぞれ同じ有機層中に含まれ得るか、又は異なる有機層中に含まれ得る。
有機層は、少なくとも1つの発光層を含むことができ、発光層は、式1によって表される化合物を含む少なくとも1つの第1のホスト材料と、式2によって表される化合物を含む少なくとも1つの第2のホスト材料とを含み得るか、又は式3−1によって表される有機エレクトロルミネッセンス化合物を単独で含み得る。一実施形態によれば、発光層は、式1によって表される第1のホスト材料としての化合物C−1〜C−597の少なくとも1つの化合物と、式2によって表される第2のホスト材料としての化合物H−1〜H−215の少なくとも1つの化合物とを含み得る。別の実施形態によれば、有機層は、式3−1によって表される有機エレクトロルミネッセンス化合物を含み得る。例えば、式3−1の化合物は、有機エレクトロルミネッセンスデバイスの発光層材料又は正孔輸送ゾーンの間の正孔輸送層材料として含まれ得る。
第1の電極及び第2の電極の一方は、アノードであり得、及び他方は、カソードであり得る。この場合、第1の電極及び第2の電極は、それぞれ透過性導電性材料、半透過性導電性材料又は反射性導電性材料として形成することができる。有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、第1の電極及び第2の電極を形成する材料の種類により、上面発光型、底面発光型又は両面発光型であり得る。有機層は、発光層を含み得、正孔注入層、正孔輸送層、正孔補助層、発光補助層、電子輸送層、電子注入層、中間層、正孔阻止層、電子阻止層及び電子緩衝層から選択される少なくとも1つの層を更に含み得る。
有機層は、本開示の発光材料以外にアミン系化合物及び/又はアジン系化合物を更に含み得る。具体的には、正孔注入層、正孔輸送層、正孔補助層、発光層、発光補助層又は電子阻止層は、正孔注入材料、正孔輸送材料、正孔補助材料、発光材料、発光補助材料又は電子阻止材料としてのアミン系化合物、例えばアリールアミン系化合物及びスチリルアリールアミン系化合物などを含み得る。また、電子輸送層、電子注入層、電子緩衝層又は正孔阻止層は、電子輸送材料、電子注入材料、電子緩衝材料又は正孔阻止材料としてアジン系化合物を含み得る。また、有機層は、周期表の1族の金属、2族の金属、第4周期の遷移金属、第5周期の遷移金属、ランタニド及びd−遷移元素の有機金属又はそのような金属を含む少なくとも1種の錯体化合物からなる群から選択される少なくとも1種の金属を更に含み得る。
一実施形態の複数のホスト材料は、白色有機発光デバイスのための発光材料として使用することができる。白色有機発光デバイスは、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)又はYG(黄緑色)の発光ユニットの配置に応じて、平行並列配置法、積層配置法又はCCM(色変換材料)法などの様々な構造が提案されている。更に、一実施形態による複数のホスト材料は、QD(量子ドット)を含む有機エレクトロルミネッセンスデバイスにも適用することができる。
アノードと発光層との間に正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層又はこれらの組み合わせを使用することができる。正孔注入層は、正孔注入障壁(又は正孔注入電圧)をアノードから正孔輸送層又は電子阻止層まで下げるために複数層であり得、複数層のそれぞれは、2つの化合物を同時に使用することができる。また、正孔注入層は、p−ドーパントとしてドープされ得る。また、電子阻止層は、正孔輸送層(又は正孔注入層)と発光層との間に配置され得、発光層からの電子のオーバーフローを阻止することによって励起子を発光層内に閉じ込めて発光漏れを防止することができる。正孔輸送層又は電子阻止層は、複数層であり得、この場合、それぞれの層は、複数の化合物を使用することができる。
電子緩衝層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層又はこれらの組み合わせは、発光層とカソードとの間に用いることができる。電子緩衝層は、電子の注入を制御し、発光層と電子注入層との間の界面特性を改善するために複数層であり得、複数層のそれぞれは、2つの化合物を同時に使用することができる。正孔阻止層又は電子輸送層は、多層でもあり得、この場合、それぞれの層は、複数の化合物を使用し得る。また、電子注入層は、n型ドーパントとしてドープされ得る。
発光補助層は、アノードと発光層との間又はカソードと発光層との間に配置され得る。発光補助層がアノードと発光層との間に配置される場合、それは、正孔注入及び/若しくは正孔輸送を促進するために又は電子のオーバーフローを防止するために使用することができる。発光補助層がカソードと発光層との間に配置される場合、それは、電子注入及び/若しくは電子輸送を促進するために又は正孔のオーバーフローを防止するために使用することができる。更に、正孔補助層は、正孔輸送層(又は正孔注入層)と発光層との間に配置され得、正孔輸送速度(又は正孔注入速度)を促進又は阻止するのに有効な場合があり、これにより電荷のバランスを制御することができる。有機エレクトロルミネッセンスデバイスが2つ以上の正孔輸送層を含む場合、更に含まれる正孔輸送層は、正孔補助層又は電子阻止層として使用することができる。発光補助層、正孔補助層又は電子阻止層は、有機エレクトロルミネッセンスデバイスの効率及び/又は寿命を向上させる効果を有し得る。
本開示の有機エレクトロルミネッセンスデバイスにおいて、好ましくは、カルコゲナイド層、ハロゲン化金属層及び金属酸化物層から選択される少なくとも1つの層(以下では「表面層」)が一方又は両方の電極の内面に配置され得る。具体的には、エレクトロルミネッセンス媒体層のアノード面にシリコン及びアルミニウムのカルコゲナイド(酸化物を含む)層を配置することが好ましく、エレクトロルミネッセンス媒体層のカソード面にハロゲン化金属層又は金属酸化物層を配置することが好ましい。有機エレクトロルミネッセンスデバイスについての動作安定性は、表面層によって得られ得る。好ましくは、カルコゲナイドとしては、SiOX(1≦X≦2)、AlOX(1≦X≦1.5)、SiON、SiAlON等が挙げられ、ハロゲン化金属としては、LiF、MgF2、CaF2、希土類金属フッ化物等が挙げられ、金属酸化物としては、Cs2O、Li2O、MgO、SrO、BaO、CaO等が挙げられる。
更に、本開示の有機エレクトロルミネッセンスデバイスにおいて、電子輸送化合物と還元性ドーパントとの混合領域又は正孔輸送化合物と酸化性ドーパントとの混合領域は、電極の対の少なくとも1つの表面に配置され得る。この場合、電子輸送化合物は、アニオンに還元され、こうして混合領域からエレクトロルミネッセンス媒体に電子を注入及び輸送することがより容易になる。更に、正孔輸送化合物は、カチオンに酸化され、こうして混合領域からエレクトロルミネッセンス媒体に正孔を注入及び輸送することがより容易になる。好ましくは、酸化性ドーパントとしては、種々のルイス酸及びアクセプター化合物が挙げられ、還元性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、希土類金属及びそれらの混合物が挙げられる。また、還元性ドーパント層を電荷発生層として用いて、2つ以上の発光層を有し、白色光を発する有機エレクトロルミネッセンスデバイスを調製することができる。
一実施形態の発光層は、光を放出する層であり、単層であり得るか、又は2つ以上の層が積層された複数の層であり得る。発光層は、1種以上のドーパントを更に含み得、発光層のホスト化合物に対するドーパント化合物のドープ濃度は、20重量%未満であり得、好ましくは10重量%未満であり得る。
本開示の有機エレクトロルミネッセンス材料に含まれるドーパントは、少なくとも1つの燐光又は蛍光ドーパント、好ましくは燐光ドーパントであり得る。本開示の有機エレクトロルミネッセンスデバイスに適用される燐光ドーパント材料は、これらに特に限定されないが、好ましくはイリジウム(Ir)、オスミウム(Os)、銅(Cu)及び白金(Pt)から選択される金属原子の金属化錯体化合物、より好ましくはイリジウム(Ir)、オスミウム(Os)、銅(Cu)及び白金(Pt)から選択される金属原子のオルト金属化錯体化合物、更により好ましくはオルト金属化イリジウム錯体化合物であり得る。
本開示の有機エレクトロルミネッセンスデバイスのそれぞれの層を形成するために、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング方法等などの乾式膜形成法又はインクジェット印刷、ノズル印刷、スロットコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング、フローコーティング方法等などの湿式膜形成法を用いることができる。湿式製膜法を用いる場合、それぞれの層を形成する材料をエタノール、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサン等などの任意の適切な溶媒に溶解又は拡散させることによって薄膜を形成することができる。それぞれの層を形成する材料を溶解又は拡散させることができ、製膜能力に問題がない場合、溶媒は、任意の溶媒であり得る。
層を形成する場合、一実施形態による第1及び第2のホスト材料は、上に列挙した方法、好ましくは共蒸着又は混合蒸着によって使用することができる。共蒸着は、2つ以上の異性体材料をそれぞれの個々のるつぼソースに入れ、両方のセルに同時に電流を流して材料を蒸発させ、混合蒸着を行う混合蒸着法であり、混合蒸着は、蒸着前に2つ以上の異性体材料を1つのるつぼソースで混合し、次いで電流を1つのセルに流して材料を蒸発させる混合蒸着法である。
一実施形態によれば、第1のホスト材料と第2のホスト材料とが有機エレクトロルミネッセンスデバイスの同じ層又は異なる層に存在する場合、2つのホスト材料のそれぞれを個別に蒸着することができる。例えば、第2のホスト材料は、第1のホスト材料が蒸着された後に蒸着され得る。
一実施形態によれば、本開示は、式1によって表される化合物と、式2によって表される化合物とを含む複数のホスト材料を使用することにより、スマートフォン、タブレット、ノートブック、PC、TV若しくは車両用表示装置などの表示装置又は屋外若しくは屋内照明などの照明装置を提供することができる。
以下では、本開示を詳細に理解するために、代表的な化合物又は中間体化合物の合成方法を参照しながら、本開示による化合物の調製方法及びその特性について説明する。
[実施例1]化合物H−216の合成
1)化合物1の合成
ジベンゾフラン−2−アミン(20g、144.7mmol)、2−ブロモジベンゾフラン(23.8g、96.47mmol)、Pd(OAc)2(1.1g、4.82mmol)、S−Phos(3.9g、9.65mmol)、NaOt−Bu(13.9g、144.7mmol)及び485mLのo−キシレンをフラスコ内に入れ、続いて160℃で3時間撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温まで冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出した。抽出した有機層中の残存している水を硫酸マグネシウムで除去し、乾燥させた。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物1(4.9g、収率10%)を得た。
ジベンゾフラン−2−アミン(20g、144.7mmol)、2−ブロモジベンゾフラン(23.8g、96.47mmol)、Pd(OAc)2(1.1g、4.82mmol)、S−Phos(3.9g、9.65mmol)、NaOt−Bu(13.9g、144.7mmol)及び485mLのo−キシレンをフラスコ内に入れ、続いて160℃で3時間撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温まで冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出した。抽出した有機層中の残存している水を硫酸マグネシウムで除去し、乾燥させた。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物1(4.9g、収率10%)を得た。
2)化合物H−216の合成
化合物1(4.9g、12.76mmol)、化合物2(4.2g、14.0mmol)、Pd(dba3)2(0.584g、0.638mmol)、S−Phos(0.523g、1.276mmol)、NaOt−Bu(1.8g、19.14mmol)及び65mLのo−キシレンをフラスコ内に入れ、続いて160℃で2時間撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温まで冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出した。抽出した有機層中の残存している水を硫酸マグネシウムで除去し、乾燥させた。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物H−216(5.6g、収率68.3%)を得た。
化合物1(4.9g、12.76mmol)、化合物2(4.2g、14.0mmol)、Pd(dba3)2(0.584g、0.638mmol)、S−Phos(0.523g、1.276mmol)、NaOt−Bu(1.8g、19.14mmol)及び65mLのo−キシレンをフラスコ内に入れ、続いて160℃で2時間撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温まで冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出した。抽出した有機層中の残存している水を硫酸マグネシウムで除去し、乾燥させた。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物H−216(5.6g、収率68.3%)を得た。
[実施例2]化合物H−183の合成
化合物3(25g、74.48mmol)、化合物2(42.58g、81.93mmol)、Pd(OAc)2(0.16g、7.5mmol)、P(t−Bu)3(0.28g、7.5mmol)、NaOt−Bu(14.31g、150mmol)及び284.09mLのo−キシレンをフラスコ内に入れ、続いて160℃で2時間撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温まで冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出した。抽出した有機層中の残存している水を硫酸マグネシウムで除去し、乾燥させた。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物H−183(23.4g、収率50%)を得た。
[実施例3]化合物H−231の合成
化合物4(20g、59.96mmol)、化合物2(18.8g、57.13mmol)、Pd(OAc)2(0.13g、5.7mmol)、P(t−Bu)3(0.22g、5.7mmol)、NaOt−Bu(11g、113.92mmol)及び227.27mLのo−キシレンをフラスコ内に入れ、続いて160℃で2時間撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温まで冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出した。抽出した有機層中の残存している水を硫酸マグネシウムで除去し、乾燥させた。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物H−231(12.5g、収率34%)を得た。
[実施例4]化合物C−5の合成
化合物4−1(4.0g、11.1mmol)、化合物4−2(4.6g、13.3mmol)、Pd(PPh3)4(0.6g、0.56mmol)、K2CO3(3.1g、22.2mmol)、5.0mLのEtOH、40mLのトルエン及び11mLの蒸留水をフラスコ内に入れ、続いて6時間還流した。反応が完了した後、混合物を室温まで冷却し、撹拌した後、メタノール(MeOH)に入れることにより得られた固体を減圧濾過した。その後、反応混合物を、MC/Hexを用いたカラムクロマトグラフィーにより精製して、化合物C−5(4.9g、収率81%)を得た。
[実施例5]化合物C−146の合成
化合物5−1(4.0g、14.9mmol)、化合物5−2(7.1g、16.4mmol)、Pd2(dba)3(0.7g、0.8mmol)、s−phos(0.6g、1.5mmol)、NaOt−Bu(3.5g、37.3mmol)及び80mLのo−キシレンをフラスコ内に入れ、続いて6時間還流した。反応が完了した後、混合物を室温まで冷却し、撹拌した後、MeOHに入れることにより得られた固体を減圧濾過した。その後、反応混合物をMC/Hexを用いたカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物C−146(3.6g、収率45%)を得た。
[実施例6]化合物C−160の合成
化合物4−1(4.5g、12.49mmol)、化合物6−2(6.6g、14.20mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(Pd(PPh3)4)(0.4g、0.34mmol)、炭酸ナトリウム(3.0g、28.38mmol)、55mLのトルエン、14mLのエタノール及び14mLの蒸留水をフラスコ内に入れ、続いて130℃で4時間撹拌した。反応が完了した後、析出した固体を蒸留水及びメタノールで洗浄した。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物C−160(3.9g、収率51%)を得た。
[実施例7]化合物C−230の合成
化合物7−1(4.5g、13.07mmol)、化合物7−2(5g、13.07mmol)、Pd(PPh3)4(0.75g、0.653mmol)、炭酸カリウム(5.4g、39.22mmol)、80mLのトルエン、20mLのエタノール及び20mLの水をフラスコ内に入れ、続いて2時間還流した。反応が完了した後、混合物を室温まで冷却し、これにMeOHを滴下し、その後、得られた固体を減圧濾過した。その後、反応混合物を塩化メチレンに溶解し、カラムクロマトグラフィーで精製して、化合物C−230(3.7g、収率53%)を得た。
[実施例8]化合物C−167の合成
化合物8−1(5g、19.03mmol)、化合物8−2(9.1g、20.94mmol)、Pd2(dba)3(0.88g、0.97mmol)、s−phos(0.79g、1.93mmol)、NaOt−Bu(4.63g、48.3mmol)及び100mLのo−キシレンをフラスコ内に入れて溶解させ、続いて4時間還流した。反応終了後、有機層を酢酸エチルで抽出し、次いでカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物C−167(5g、収率50%)を得た。
[実施例9]化合物C−489の合成
化合物4−1(5.0g、13.9mmol)、化合物9−1(6.1g、13.9mmol)、Pd(PPh3)4(0.8g、0.7mmol)、炭酸カリウム(3.9g、27.8mmol)、30mLのトルエン、10mLのエタノール及び14mLの蒸留水をフラスコ内に入れ、続いて130℃で5時間撹拌した。反応が完了した後、析出した固体を蒸留水及びメタノールで洗浄した。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物C−489(3.6g、収率44%)を得た。
[実施例10]化合物C−249の合成
化合物10−1(4.0g、14.9mmol)、化合物8−2(7.1g、16.4mmol)、Pd2(dba)3(0.7g、0.74mmol)、s−phos(0.6g、1.49mmol)、NaOt−Bu(3.5g、37.3mmol)及び80mLのo−キシレンをフラスコ内に入れ、続いて165℃で5時間撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温まで冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出した。抽出した有機層の残存している水を硫酸マグネシウムで除去し、乾燥し、その後、残存している溶媒をロータリーエバポレーターで除去した。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物C−249(4.2g、収率81%)を得た。
[実施例11]化合物C−174の合成
化合物11−1(6.0g、23.7mmol)、化合物8−2(11.4g、26.1mmol)、Pd2(dba)3(1.1g、1.2mmol)、s−phos(0.98g、2.4mmol)、リン酸カリウム(12.6g、59.3mmol)及び120mLのo−キシレンをフラスコ内に入れ、続いて165℃で5時間撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温まで冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出した。抽出した有機層の残存している水を硫酸マグネシウムで除去し、乾燥し、その後、残存している溶媒をロータリーエバポレーターで除去した。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物C−174(4.0g、収率32%)を得た。
[実施例12]化合物C−582の合成
化合物12−1(4.23g、11.4mmol)、化合物12−2(5.04g、13.7mmol)、Pd(PPh3)4(0.66g、0.57mmol)、炭酸カリウム(3.15g、22.8mmol)、35mLのトルエン、7mLのエタノール及び11mLの蒸留水をフラスコ内に入れ、130℃で15時間撹拌した。反応が完了した後、析出した固体を蒸留水及びメタノールで洗浄した。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物C−582(4.5g、収率69%)を得た。
[実施例13]化合物H−239の合成
1)化合物13−1の合成
3−アミノビフェニル(54g、319mmol)、3−ブロモビフェニル(70g、301mmol)、Pd(OAc)2(0.33g、1.47mmol)、トリシクロヘキシルホスフィン(0.84g、2.8mmol)、NaOt−Bu(57g、593mmol)及び280mLのトルエンをフラスコ内に入れ、続いて95℃で8時間撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温まで冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出した。抽出した有機層中の残存している水を硫酸マグネシウムで除去し、乾燥させた。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物13−1(60.23g、収率85%)を得た。
3−アミノビフェニル(54g、319mmol)、3−ブロモビフェニル(70g、301mmol)、Pd(OAc)2(0.33g、1.47mmol)、トリシクロヘキシルホスフィン(0.84g、2.8mmol)、NaOt−Bu(57g、593mmol)及び280mLのトルエンをフラスコ内に入れ、続いて95℃で8時間撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温まで冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出した。抽出した有機層中の残存している水を硫酸マグネシウムで除去し、乾燥させた。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物13−1(60.23g、収率85%)を得た。
2)化合物H−239の合成
化合物13−1(60.23g、187.5mmol)、化合物2(60g、182.33mmol)、Pd(OAc)2(0.41g、1.83mmol)、S−phos(1.74g、4.23mmol)、NaOt−Bu(26.23g、272mmol)及び300mLのキシレンをフラスコ内に入れ、続いて110℃で10時間撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温まで冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出した。抽出した有機層中の残存している水を硫酸マグネシウムで除去し、乾燥させた。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物H−239(36.9g、収率33%)を得た。
化合物13−1(60.23g、187.5mmol)、化合物2(60g、182.33mmol)、Pd(OAc)2(0.41g、1.83mmol)、S−phos(1.74g、4.23mmol)、NaOt−Bu(26.23g、272mmol)及び300mLのキシレンをフラスコ内に入れ、続いて110℃で10時間撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温まで冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出した。抽出した有機層中の残存している水を硫酸マグネシウムで除去し、乾燥させた。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物H−239(36.9g、収率33%)を得た。
[実施例14]化合物H−240の合成
1)化合物14−1の合成
ジベンゾフラン−2−アミン(29.24g、159.7mmol)、2−ブロモジベンゾチオフェン(40g、152.7mmol)、Pd(OAc)2(0.17g、0.75mmol)、トリシクロヘキシルホスフィン(0.43g、1.45mmol)、NaOt−Bu(29.22g、304mmol)及び250mLのトルエンをフラスコ内に入れ、続いて95℃で8時間撹拌した。反応終了後、混合物を室温まで冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出した。抽出した有機層中の残存している水を硫酸マグネシウムで除去し、乾燥させた。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物14−1(17.12g、収率86%)を得た。
ジベンゾフラン−2−アミン(29.24g、159.7mmol)、2−ブロモジベンゾチオフェン(40g、152.7mmol)、Pd(OAc)2(0.17g、0.75mmol)、トリシクロヘキシルホスフィン(0.43g、1.45mmol)、NaOt−Bu(29.22g、304mmol)及び250mLのトルエンをフラスコ内に入れ、続いて95℃で8時間撹拌した。反応終了後、混合物を室温まで冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出した。抽出した有機層中の残存している水を硫酸マグネシウムで除去し、乾燥させた。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物14−1(17.12g、収率86%)を得た。
2)化合物H−240の合成
化合物14−1(17.12g、46.89mmol)、化合物2(15g、45.58mmol)、Pd(OAc)2(0.05g、0.22mmol)、S−phos(0.22g、0.535mmol)、NaOt−Bu(6.56g、68.2mmol)及び75mLのキシレンをフラスコ内に入れ、続いて110℃で10時間撹拌した。反応が完了した後、室温まで冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出した。抽出した有機層中の残存している水を硫酸マグネシウムで除去し、乾燥させた。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物H−240(10.2g、収率34%)を得た。
化合物14−1(17.12g、46.89mmol)、化合物2(15g、45.58mmol)、Pd(OAc)2(0.05g、0.22mmol)、S−phos(0.22g、0.535mmol)、NaOt−Bu(6.56g、68.2mmol)及び75mLのキシレンをフラスコ内に入れ、続いて110℃で10時間撹拌した。反応が完了した後、室温まで冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出した。抽出した有機層中の残存している水を硫酸マグネシウムで除去し、乾燥させた。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物H−240(10.2g、収率34%)を得た。
[実施例15]化合物H−189の合成
化合物2(5.0g、15.2mmol)、ジ([1,1’−ビフェニル]−4−イル)アミン(4.9g、15.2mmol)、Pd(OAc)2(0.2g、0.8mmol)、P(t−Bu)3(0.8mL、1.5mmol)、NaOt−Bu(2.9g、30.4mmol)、76mLのキシレンをフラスコ内に入れ、続いて160℃で5時間撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温まで冷却し、析出した固体を蒸留水及びメタノールで洗浄した。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物H−189(5.5g、収率59%)を得た。
[実施例16]化合物H−146の合成
化合物2(4g、12mmol)、ビス(ビフェニル−4−イル)[4−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]アミン(6.8g、13mmol)、Pd(OAc)2(0.3g、1mmol)、s−Phos(0.9g、2mmol)、Cs2CO3(11.5g、35mmol)、60mLのo−キシレン、15mLのEtOH及び15mLの蒸留水をフラスコ内に入れ、続いて150℃で3時間還流した。反応が完了した後、混合物を室温まで冷却し、蒸留水で洗浄した。有機層を酢酸エチルで抽出し、その後、抽出した有機層中の残存している水を硫酸マグネシウムで除去し、乾燥させた。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物H−146(2.2g、収率27%)を得た。
[実施例17]化合物H−175の合成
化合物17(4.8g、11.34mmol)、N−(4−ブロモフェニル)−N−フェニル−[1,1’−ビフェニル]−4−アミン(5g、12.47mmol)、Pd(PPh3)4(0.4g、0.34mmol)、Na2CO3(3.0g、28.35mmol)、57mLのトルエン、14mLのEtOH及び14mLの蒸留水をフラスコ内に入れ、続いて120℃で4時間撹拌した。反応が完了した後、混合物をメタノールに滴下し、得られた固体を濾過した。その後、得られた固体をカラムクロマトグラフィーにより精製してH−175(1.4g、収率20.0%)を得た。
[実施例18]化合物H−212の合成
1)化合物18−1の合成
化合物2(10.0g、30.3mmol)、[1,1’−ビフェニル]−3−アミン(6.7g、39.4mmol)、Pd(OAc)2(0.34g、1.5mmol)、P(t−Bu)3(1.5mL、3.03mmol)、NaOt−Bu(5.8g、60.6mmol)及び150mLのキシレンをフラスコ内に入れ、続いて160℃で6時間撹拌した。反応が完了した後、混合物を蒸留水で洗浄し、次いで有機層を酢酸エチルで抽出した。抽出した有機層の残存している水を硫酸マグネシウムで乾燥し、その後、残存している溶媒をロータリーエバポレーターで除去した。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物18−1(10.8g、収率36%)を得た。
化合物2(10.0g、30.3mmol)、[1,1’−ビフェニル]−3−アミン(6.7g、39.4mmol)、Pd(OAc)2(0.34g、1.5mmol)、P(t−Bu)3(1.5mL、3.03mmol)、NaOt−Bu(5.8g、60.6mmol)及び150mLのキシレンをフラスコ内に入れ、続いて160℃で6時間撹拌した。反応が完了した後、混合物を蒸留水で洗浄し、次いで有機層を酢酸エチルで抽出した。抽出した有機層の残存している水を硫酸マグネシウムで乾燥し、その後、残存している溶媒をロータリーエバポレーターで除去した。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物18−1(10.8g、収率36%)を得た。
2)化合物H−212の合成
化合物18−1(5.0g、10.8mmol)、3−ブロモジベンゾフラン(3.2g、12.9mmol)、Pd2(dba)3(0.5g、0.54mmol)、S−Phos(0.45g、1.08mmol)、NaOt−Bu(2.0g、21.6mmol)及び60mLのo−キシレンをフラスコ内に入れ、続いて160℃で6時間撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温まで冷却し、その後、有機層を酢酸エチルで抽出した。抽出した有機層中の残存している水を硫酸マグネシウムで除去し、乾燥させた。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物H−212(1.45g、収率21%)を得た。
化合物18−1(5.0g、10.8mmol)、3−ブロモジベンゾフラン(3.2g、12.9mmol)、Pd2(dba)3(0.5g、0.54mmol)、S−Phos(0.45g、1.08mmol)、NaOt−Bu(2.0g、21.6mmol)及び60mLのo−キシレンをフラスコ内に入れ、続いて160℃で6時間撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温まで冷却し、その後、有機層を酢酸エチルで抽出した。抽出した有機層中の残存している水を硫酸マグネシウムで除去し、乾燥させた。その後、反応混合物をカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物H−212(1.45g、収率21%)を得た。
以下では、本開示を詳細に理解するために、本開示の複数のホスト材料を含む有機エレクトロルミネッセンスデバイスの調製方法及び特性について説明する。
[デバイス実施例1及び2]本開示の複数のホスト材料がホストとして蒸着されたOLEDの製造
本開示の化合物を含むOLEDを製造した。最初に、OLEDデバイス用ガラス基板(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スズ(ITO)薄膜(10Ω/sq)をアセトン、トリクロロエチレン、アセトン、エタノール及び蒸留水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。次いで、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入れた後、装置のチャンバー内の圧力を10−6トールに制御した。その後、セルに電流を流して、上記で導入された材料を蒸発させて、これによりITO基板上に厚さ80nmの第1の正孔注入層を形成した。次に、化合物HI−2を真空蒸着装置の別のセルに入れ、セルに電流を流して蒸発させ、これにより第1の正孔注入層に厚さ5nmの第2の正孔注入層を形成した。次いで、化合物HT−1を真空蒸着装置の別のセルに入れ、セルに電流を流して蒸発させて、これにより第2の正孔注入層に厚さ10nm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入れ、セルに電流を流して蒸発させて、これにより第1の正孔輸送層に厚さ60nm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、以下の通り発光層をその上に形成した。以下の表1の第1及び第2のホスト材料をホストとして真空蒸着装置の1つのセルに入れ、化合物D−39をドーパントとして別のセルに入れた。2つのホスト材料を1:1の割合で同時に蒸発させ、ドーパントを3重量%のドープ量で蒸着させて、正孔輸送層上に40nmの厚さを有する発光層を形成した。次に、化合物ET−1及びEI−1を1:1の割合で蒸発させ、蒸着させて発光層上に35nmの厚さの電子輸送層を形成した。電子輸送層上に厚さ2nmの電子注入層として化合物EI−1を蒸着した後、電子注入層上に別の真空蒸着装置によって厚さ80nmのAlカソードを蒸着した。このようにして、OLEDを製造した。
本開示の化合物を含むOLEDを製造した。最初に、OLEDデバイス用ガラス基板(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スズ(ITO)薄膜(10Ω/sq)をアセトン、トリクロロエチレン、アセトン、エタノール及び蒸留水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。次いで、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入れた後、装置のチャンバー内の圧力を10−6トールに制御した。その後、セルに電流を流して、上記で導入された材料を蒸発させて、これによりITO基板上に厚さ80nmの第1の正孔注入層を形成した。次に、化合物HI−2を真空蒸着装置の別のセルに入れ、セルに電流を流して蒸発させ、これにより第1の正孔注入層に厚さ5nmの第2の正孔注入層を形成した。次いで、化合物HT−1を真空蒸着装置の別のセルに入れ、セルに電流を流して蒸発させて、これにより第2の正孔注入層に厚さ10nm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入れ、セルに電流を流して蒸発させて、これにより第1の正孔輸送層に厚さ60nm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、以下の通り発光層をその上に形成した。以下の表1の第1及び第2のホスト材料をホストとして真空蒸着装置の1つのセルに入れ、化合物D−39をドーパントとして別のセルに入れた。2つのホスト材料を1:1の割合で同時に蒸発させ、ドーパントを3重量%のドープ量で蒸着させて、正孔輸送層上に40nmの厚さを有する発光層を形成した。次に、化合物ET−1及びEI−1を1:1の割合で蒸発させ、蒸着させて発光層上に35nmの厚さの電子輸送層を形成した。電子輸送層上に厚さ2nmの電子注入層として化合物EI−1を蒸着した後、電子注入層上に別の真空蒸着装置によって厚さ80nmのAlカソードを蒸着した。このようにして、OLEDを製造した。
[デバイス実施例3]本開示の複数のホスト材料がホストとして蒸着されたOLEDの製造
厚さ45nmの第2の正孔輸送層を、化合物HT−3を使用して蒸着し、第2の正孔輸送層上において、厚さ15nmの電子阻止層を、化合物EB−1を使用して蒸着したこと以外、デバイス実施例1と同じ方法でOLEDを製造した。
厚さ45nmの第2の正孔輸送層を、化合物HT−3を使用して蒸着し、第2の正孔輸送層上において、厚さ15nmの電子阻止層を、化合物EB−1を使用して蒸着したこと以外、デバイス実施例1と同じ方法でOLEDを製造した。
[デバイス比較例1〜4]比較化合物をホストとして含むOLEDの製造
以下の表1の化合物を発光層のホストとして使用したこと以外、デバイス実施例1と同じ方法でOLEDを製造した。
以下の表1の化合物を発光層のホストとして使用したこと以外、デバイス実施例1と同じ方法でOLEDを製造した。
上記のように製造したデバイス実施例1〜3及び比較例1〜4の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの、1,000ニトの輝度での電力効率及び5,000ニトの輝度で100%から95%に低下するのに要した時間(寿命;T95)の結果を以下の表1に示す。
上の表1から、本開示の化合物の特定の組み合わせをホスト材料として含む有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、単一のホスト材料を使用する有機エレクトロルミネッセンスデバイス(デバイス比較例1及び2)又は従来のホスト化合物と組み合わせたホスト材料を使用する有機エレクトロルミネッセンスデバイス(デバイス比較例3及び4)と比較して、同等以上の効率及び改善された寿命を示すことができることが確認された。
デバイス実施例及び比較例に用いた化合物を下の表2に示す。
[デバイス実施例4〜10]本開示の複数のホスト材料が蒸着されたOLEDの製造
本開示のOLEDを製造した。最初に、OLED用ガラス基板(ジオマテック株式会社、日本)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、次いでイソプロピルアルコール中に保存した。次に、ITO基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着した。次に、化合物HI−3を真空蒸着装置の1つのセルに入れ、化合物HT−1を別のセルに入れた。その後、2つの材料を異なる速度で蒸発させ、化合物HI−3及びHT−1の合計量に対して3重量%のドープ量で化合物HI−3をドープして、厚さ10nmの正孔注入層を形成した。次に、化合物HT−1を蒸着して、正孔注入層上に厚さ80nmの第1の正孔輸送層を形成した。次に、化合物HT−2を真空蒸着装置の別のセル内に入れた。その後、セルに電流を流して入れられた材料を蒸発させて、これにより第1の正孔輸送層に厚さ60nm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、以下の通り発光層をその上に蒸着した。下の表3に示されている第1及び第2のホスト材料をホストとして真空蒸着装置の1つのセルに入れ、化合物D−39をドーパントとして別のセルに入れた。2つのホスト材料を1:1の割合で同時に蒸発させ、ドーパントを3重量%のドープ量で蒸着させて、第2の正孔輸送層上に40nmの厚さを有する発光層を形成した。次に、電子輸送材料として化合物ET−1及びEI−1を重量比50:50で蒸着し、発光層上に厚さ35nmの電子輸送層を形成した。電子輸送層上に厚さ2nmの電子注入層として化合物EI−1を蒸着した後、電子注入層上に別の真空蒸着装置によって厚さ80nmのAlカソードを蒸着した。こうして、OLEDを製造した。化合物は、それぞれ10−6トール下で真空昇華により精製してから使用した。
本開示のOLEDを製造した。最初に、OLED用ガラス基板(ジオマテック株式会社、日本)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、次いでイソプロピルアルコール中に保存した。次に、ITO基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着した。次に、化合物HI−3を真空蒸着装置の1つのセルに入れ、化合物HT−1を別のセルに入れた。その後、2つの材料を異なる速度で蒸発させ、化合物HI−3及びHT−1の合計量に対して3重量%のドープ量で化合物HI−3をドープして、厚さ10nmの正孔注入層を形成した。次に、化合物HT−1を蒸着して、正孔注入層上に厚さ80nmの第1の正孔輸送層を形成した。次に、化合物HT−2を真空蒸着装置の別のセル内に入れた。その後、セルに電流を流して入れられた材料を蒸発させて、これにより第1の正孔輸送層に厚さ60nm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、以下の通り発光層をその上に蒸着した。下の表3に示されている第1及び第2のホスト材料をホストとして真空蒸着装置の1つのセルに入れ、化合物D−39をドーパントとして別のセルに入れた。2つのホスト材料を1:1の割合で同時に蒸発させ、ドーパントを3重量%のドープ量で蒸着させて、第2の正孔輸送層上に40nmの厚さを有する発光層を形成した。次に、電子輸送材料として化合物ET−1及びEI−1を重量比50:50で蒸着し、発光層上に厚さ35nmの電子輸送層を形成した。電子輸送層上に厚さ2nmの電子注入層として化合物EI−1を蒸着した後、電子注入層上に別の真空蒸着装置によって厚さ80nmのAlカソードを蒸着した。こうして、OLEDを製造した。化合物は、それぞれ10−6トール下で真空昇華により精製してから使用した。
[デバイス比較例5]比較化合物をホストとして含むOLEDの製造
以下の表3の化合物を発光層のホストとして使用したこと以外、デバイス実施例4と同じ方法でOLEDを製造した。
以下の表3の化合物を発光層のホストとして使用したこと以外、デバイス実施例4と同じ方法でOLEDを製造した。
上記のように製造したデバイス実施例4〜10及び比較例5の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの、1,000ニトの輝度での駆動電圧、発光効率及び発光色並びに5,000ニトの輝度で100%から95%に低下するのに要した時間(寿命;T95)の結果を以下の表3に示す。
上の表3から、本開示の化合物の特定の組み合わせをホスト材料として含む有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、駆動電圧、発光効率及び/又は寿命特性に関して改善されていることが確認できる。
上のデバイス実施例に用いた化合物を下の表4に示す。
[デバイス実施例11]本開示の有機エレクトロルミネッセンス化合物を含むOLEDの製造
本開示のOLEDデバイスを製造した。最初に、OLEDデバイス用ガラス基板(ジオマテック株式会社、日本)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、次いでイソプロピルアルコール中に保存した。次に、ITO基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着した。次に、化合物HT−1を別のセルに入れた。その後、2つの材料を異なる速度で蒸発させ、化合物HI−3及びHT−1の合計量に対して3重量%のドープ量で化合物HI−3をドープして、厚さ10nmの正孔注入層を形成した。次に、化合物HT−1を蒸着して、正孔注入層上に厚さ80nmの第1の正孔輸送層を形成した。次に、化合物H−221を真空蒸着装置の別のセル中に入れた。その後、セルに電流を流して入れられた材料を蒸発させて、これにより第1の正孔輸送層上に厚さ60nm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、以下の通り発光層をその上に蒸着した。化合物RHをホストとして真空蒸着装置の1つのセルに入れ、化合物D−39をドーパントとして別のセルに入れた。2つの材料を異なる速度で蒸発させ、それぞれ3重量%のドープ量で蒸着させて第2正孔輸送層上に40nmの厚さを有する発光層を形成した。次に、電子輸送材料として化合物ET−1及びEI−1を重量比50:50で蒸着し、発光層上に厚さ35nmの電子輸送層を形成した。電子輸送層上に厚さ2nmの電子注入層として化合物EI−1を蒸着した後、電子注入層上に別の真空蒸着装置によって厚さ80nmのAlカソードを蒸着した。こうして、OLEDを製造した。化合物は、それぞれ10−6トール下で真空昇華により精製してから使用した。
本開示のOLEDデバイスを製造した。最初に、OLEDデバイス用ガラス基板(ジオマテック株式会社、日本)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、次いでイソプロピルアルコール中に保存した。次に、ITO基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着した。次に、化合物HT−1を別のセルに入れた。その後、2つの材料を異なる速度で蒸発させ、化合物HI−3及びHT−1の合計量に対して3重量%のドープ量で化合物HI−3をドープして、厚さ10nmの正孔注入層を形成した。次に、化合物HT−1を蒸着して、正孔注入層上に厚さ80nmの第1の正孔輸送層を形成した。次に、化合物H−221を真空蒸着装置の別のセル中に入れた。その後、セルに電流を流して入れられた材料を蒸発させて、これにより第1の正孔輸送層上に厚さ60nm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、以下の通り発光層をその上に蒸着した。化合物RHをホストとして真空蒸着装置の1つのセルに入れ、化合物D−39をドーパントとして別のセルに入れた。2つの材料を異なる速度で蒸発させ、それぞれ3重量%のドープ量で蒸着させて第2正孔輸送層上に40nmの厚さを有する発光層を形成した。次に、電子輸送材料として化合物ET−1及びEI−1を重量比50:50で蒸着し、発光層上に厚さ35nmの電子輸送層を形成した。電子輸送層上に厚さ2nmの電子注入層として化合物EI−1を蒸着した後、電子注入層上に別の真空蒸着装置によって厚さ80nmのAlカソードを蒸着した。こうして、OLEDを製造した。化合物は、それぞれ10−6トール下で真空昇華により精製してから使用した。
[デバイス比較例6]第2の正孔輸送層材料として比較化合物を含むOLEDの製造
第2の正孔輸送層材料として化合物H−179を使用したこと以外、デバイス実施例11と同じ方法でOLEDを製造した。
第2の正孔輸送層材料として化合物H−179を使用したこと以外、デバイス実施例11と同じ方法でOLEDを製造した。
上記の通り製造したデバイス実施例11及びデバイス比較例6の、輝度1,000ニトでの駆動電圧、発光効率及び発光色並びに5,000ニトの輝度で100%から95%に低下するのに要した時間(寿命;T95)の結果を以下の表5に示す。
上の表5から、本開示の有機エレクトロルミネッセンス化合物を正孔輸送層材料として含む有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、駆動電圧、発光効率及び/又は寿命特性に関して改善されていることが確認できる。
上のデバイス実施例及びデバイス比較例に用いた化合物を下の表6に示す。
Claims (12)
- 下記の式1
Y1は、O、S、CR11R12又はNR13を表し;
R11〜R13は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルケニル、置換若しくは無置換(3〜7員)ヘテロシクロアルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表すか;又はR11及びR12は、互いに連結されて環を形成し得;
R1〜R3は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表すか;又は隣接する置換基に連結されて環を形成し得るが;
但し、R13、R2及びR3の少なくとも1つは、−L1−(Ar1)dを表すことを条件とし;
L1は、単結合、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレン又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリーレンを表し;
Ar1は、それぞれ独立に、少なくとも1つの窒素(N)を含有する置換又は無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
a及びcは、それぞれ独立に、1〜4の整数を表し、b及びdは、1又は2の整数を表し;及び
a〜dが2以上である場合、各R1、各R2、各R3及び各Ar1は、同じであるか又は異なり得る)
によって表される化合物を含む第1のホスト材料と、下記の式2:
X21及びY21は、それぞれ独立に、−N=、−NR24−、−O−又は−S−を表すが、但し、X21及びY21の一方は、−N=を表し、及び他方は、−NR24−、−O−又は−S−を表すことを条件とし;
R21は、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
R22〜R24は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表すか;又は隣接する置換基に連結されて環を形成し得るが;
但し、R22及びR23の少なくとも1つは、−L21−Ar21を表すことを条件とし;
L21は、単結合又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレンを表し;
Ar21は、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表し;
fは、1又は2の整数を表し、gは、1〜4の整数を表し;及び
f及びgが2以上である場合、各R22及び各R23は、同じであるか又は異なり得る)
によって表される化合物を含む第2のホスト材料とを含む複数のホスト材料。 - 前記式2は、下記の式2−1〜2−5:
X21、Y21、L21、Ar21、R21〜R23、f及びgは、請求項1で定義された通りであり;
R25及びR26は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表すか;又は隣接する置換基に連結されて環を形成し得;
g’は、1又は2の整数を表し、h及びiは、それぞれ独立に、1〜3の整数を表し、及びi’は、1〜4の整数を表し;及び
g’、h、i及びi’が2以上である場合、各R23、各R25及び各R26は、同じであるか又は異なり得る)
のいずれか1つによって表される、請求項1に記載のホスト材料。 - Ar1は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換ピリジル、置換若しくは無置換ピリミジニル、置換若しくは無置換トリアジニル、置換若しくは無置換ピラジニル、置換若しくは無置換ピリダジニル、置換若しくは無置換キナゾリニル、置換若しくは無置換ベンゾキナゾリニル、置換若しくは無置換キノキサリニル、置換若しくは無置換ベンゾキノキサリニル、置換若しくは無置換キノリル、置換若しくは無置換ベンゾキノリル、置換若しくは無置換イソキノリル、置換若しくは無置換ベンゾイソキノリル、置換若しくは無置換トリアゾリル、置換若しくは無置換ピラゾリル、置換若しくは無置換ナフチリジニル又は置換若しくは無置換ベンゾチエノピリミジニルを表す、請求項1に記載のホスト材料。
- Ar21は、置換若しくは無置換フェニル、置換若しくは無置換ナフチル、置換若しくは無置換o−ビフェニル、置換若しくは無置換m−ビフェニル、置換若しくは無置換p−ビフェニル、置換若しくは無置換o−ターフェニル、置換若しくは無置換m−ターフェニル、置換若しくは無置換p−ターフェニル、置換若しくは無置換トリフェニレニル、置換若しくは無置換フェナントレニル、置換若しくは無置換クリセニル、置換若しくは無置換フルオランテニル、置換若しくは無置換フルオレニル、置換若しくは無置換ベンゾフルオレニル、置換若しくは無置換スピロビフルオレニル、置換若しくは無置換スピロ[シクロペンタン−フルオレン]イル、置換若しくは無置換スピロ[ジヒドロインデン−フルオレン]イル、置換若しくは無置換置換スピロ[ベンゾフルオレン−フルオレン]イル、置換若しくは無置換カルバゾリル、置換若しくは無置換ベンゾカルバゾリル、置換若しくは無置換ジベンゾカルバゾリル、置換若しくは無置換ジベンゾチオフェニル、置換若しくは無置換ベンゾチオフェニル、置換若しくは無置換ベンゾナフトチオフェニル、置換若しくは無置換ジベンゾフラニル、置換若しくは無置換ベンゾフラニル、置換若しくは無置換ベンゾナフトフラニル又はフェニル、ナフチル、ナフチルフェニル、フェニルナフチル、o−ビフェニル、m−ビフェニル、p−ビフェニル、o−ターフフェニル、m−ターフェニル、p−ターフェニル、フルオレニル、ベンゾフルオレニル、フェナントレニル、ベンゾナフトフラニル、ジベンゾチオフェニル及びジベンゾフラニルの少なくとも1つで置換されているアミノを表す、請求項1に記載のホスト材料。
- アノード;カソード;及び前記アノードと前記カソードとの間の少なくとも1つの発光層を含む有機エレクトロルミネッセンスデバイスであって、少なくとも1つの発光層は、請求項1に記載の複数のホスト材料を含む、有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
- 下記の式3−1:
X21、Y21、R21〜R23、R26、f、g’及びi’は、請求項3で定義された通りであり;
L21は、単結合又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレンを表し;
R31及びR32は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルケニル、置換若しくは無置換(3〜7員)ヘテロシクロアルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表すが;但し、R31及びR32の少なくとも1つは、置換又は無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表すことを条件とする)
によって表される有機エレクトロルミネッセンス化合物。 - 請求項10に記載の有機エレクトロルミネッセンス化合物を含む有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
- 前記有機エレクトロルミネッセンス化合物は、正孔輸送ゾーン及び/又は発光層中に含有される、請求項11に記載の有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
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