JP2021048394A - ヘテロ環化合物、及びそれを含む有機発光素子 - Google Patents

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Abstract

【課題】ヘテロ環化合物、及びそれを含む有機発光素子を提供する。【解決手段】第1電極と、第1電極に対向した第2電極と、第1電極と第2電極との間に介在されて発光層を含む有機層とを含み、下記化学式で表示されたヘテロ環化合物を1種以上含む有機発光素子。該化学式で、Xは、OまたはSであり、R1〜R8は特定式で表される基である。ヘテロ環化合物は、優れた電荷輸送能を有し、前記ヘテロ環化合物を含む有機発光素子は、低駆動電圧、高効率、高輝度及び長寿命の特性を有する。【選択図】なし

Description

本発明は、ヘテロ環化合物、及びそれを含む有機発光素子に関する。
有機発光素子(organic light−emitting device)は、自発光型素子であり、視野角が広く、コントラストにすぐれるだけではなく、応答時間が短く、輝度、駆動電圧及び応答速度の特性にすぐれ、多色化が可能であるという長所を有している。
前記有機発光素子は、基板上部に第1電極が配置されており、前記第1電極上部に、正孔輸送領域(hole transport region)、発光層、電子輸送領域(electron transport region)及び第2電極が順次に形成されている構造を有することができる。前記第1電極から注入された正孔は、正孔輸送領域を経由して発光層に移動し、第2電極から注入された電子は、電子輸送領域を経由して発光層に移動する。前述の正孔及び電子のようなキャリアは、発光層領域で再結合し、励起子(exciton)を生成する。該励起子が励起状態から基底状態に変わりながら光が生成される。
中国特許出願公開第108864013号明細書 中国特許出願公開第108752221号明細書 中国特許出願公開第109053698号明細書
本発明の一実施形態は、新規のヘテロ環化合物、及びそれを含む有機発光素子を提供する。
一実施形態によれば、下記化学式1で表されるヘテロ環化合物が提供される:
Figure 2021048394
(化学式1)

Figure 2021048394
(化学式2−1)

Figure 2021048394
(化学式2−2)

前記化学式1、2−1及び2−2で、
Xは、OまたはSであり、
〜Rは、互いに独立して、前記化学式2−1で表される基、前記化学式2−2で表される基、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルキニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルコキシ基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC1−C10ヘテロシクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリール基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールオキシ基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールチオ基、置換されたもしくは置換されないC1−C60ヘテロアリール基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族縮合多環基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−Si(Q)(Q)(Q)、−N(Q)(Q)、−B(Q)(Q)、−C(=O)(Q)、−S(=O)(Q)、及び−P(=O)(Q)(Q)のうちから選択され、
前述のR〜Rのうちいずれか一つは、化学式2−1で表される基であり、他の一つは、化学式2−2で表される基であるものの、前記XがOである場合、前述のR、R、R、R、R及びRのうちいずれか一つが、前記化学式2−1で表される基であり、
11〜R18は、互いに独立して、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルキニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルコキシ基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC1−C10ヘテロシクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリール基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールオキシ基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールチオ基、置換されたもしくは置換されないC1−C60ヘテロアリール基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族縮合多環基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−Si(Q)(Q)(Q)、−N(Q)(Q)、−B(Q)(Q)、−C(=O)(Q)、−S(=O)(Q)、及び−P(=O)(Q)(Q)のうちから選択され、
前述のR〜R、及びR11〜R18において、互いに隣接した2個の基は、選択的に(optionally)、互いに結合して環を形成することができ、
Ar〜Arは、互いに独立して、置換されたもしくは置換されないC−C60炭素環基、または置換されたもしくは置換されないC−C60ヘテロ環基であり、
前述のAr及びArは、選択的に、−C(Q)(Q)−、−Si(Q)(Q)−、−O−、−S−、−N(Q)−、−B(Q)−、C(=O)−、−S(=O)−、−S(=O)(Q)(Q)−及びP(=O)(Q)−に結合され、縮合されたヘテロ環を形成することができ、
11〜L13は、互いに独立して、置換されたもしくは置換されないC−C60炭素環基、または置換されたもしくは置換されないC−C60ヘテロ環基であり、
a11〜a13は、互いに独立して、0〜3のうちから選択された整数であり、
a11が0である場合、*−(L11a11−*’は、単結合を示し、a12が0である場合、*−(L12a12−*’は、単結合を示し、a13が0である場合、*−(L13a13−*’は、単結合を示し、
前述の置換されたC−C60炭素環基、置換されたC−C60ヘテロ環基、置換されたC−C60アルキル基、置換されたC−C60アルケニル基、置換されたC−C60アルキニル基、置換されたC−C60アルコキシ基、置換されたC−C10シクロアルキル基、置換されたC1−C10ヘテロシクロアルキル基、置換されたC−C10シクロアルケニル基、置換されたC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換されたC−C60アリール基、置換されたC−C60アリールオキシ基、置換されたC−C60アリールチオ基、置換されたC1−C60ヘテロアリール基、置換された一価非芳香族縮合多環基、及び置換された一価非芳香族ヘテロ縮合多環基の置換基のうち少なくとも一つは、
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基及びC−C60アルコキシ基からなる群;
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−Si(Q11)(Q12)(Q13)、−N(Q11)(Q12)、−B(Q11)(Q12)、−C(=O)(Q11)、−S(=O)(Q11)及び−P(=O)(Q11)(Q12)のうちから選択された少なくとも一つで置換された、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基及びC−C60アルコキシ基からなる群;
−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、ビフェニル基及びターフェニリル基からなる群;
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C0アルキニル基、C−C60アルコキシ基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、−Si(Q21)(Q22)(Q23)、−N(Q21)(Q22)、−B(Q21)(Q22)、−C(=O)(Q21)、−S(=O)(Q21)及び−P(=O)(Q21)(Q22)のうちから選択された少なくとも一つで置換された、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、ビフェニリル基及びターフェニリル基からなる群;または
−Si(Q31)(Q32)(Q33)、−N(Q31)(Q32)、−B(Q31)(Q32)、−C(=O)(Q31)、−S(=O)(Q31)及び−P(=O)(Q31)(Q32)からなる群;のうちから選択され、
前述のQ〜Q、Q11〜Q13、Q21〜Q23、及びQ31〜Q33は、互いに独立して、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基、C−C60アルコキシ基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アルキル基で置換されたC−C60アリール基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、ビフェニリル基、及びターフェニリル基のうちから選択され、
*は、一の原子との結合サイトである。L11における*は、化学式1で表される基との結合サイトである。*’は、隣接原子との結合サイトである。
他の側面によれば、第1電極と、前記第1電極に対向した第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に発光層を含む有機層と、を含み、前記有機層が、前記化学式1で表示されたヘテロ環化合物を1種以上含む有機発光素子が提供される。
本発明のヘテロ環化合物は、優れた電荷輸送能を有し、前記ヘテロ環化合物を含む有機発光素子は、低駆動電圧、高効率、高輝度及び長寿命の特性を有する。
一実施形態による有機発光素子の構造を概略的に示した図面である。 一実施形態による有機発光素子の構造を概略的に示した図面である。 一実施形態による有機発光素子の構造を概略的に示した図面である。 一実施形態による有機発光素子の構造を概略的に示した図面である。
本発明のヘテロ環化合物は、下記化学式1によって表されてもよい。
Figure 2021048394
(化学式1)

Figure 2021048394
(化学式2−1)

Figure 2021048394
(化学式2−2)
前述の化学式1、化学式2−1及び化学式2−2で、X、R〜R、R11〜R18、L11〜L13、a11〜a13、Ar〜Arについての内容は、下記で具体的に説明する。
化学式1で、Xは、OまたはSであってもよい。
化学式1で、R〜Rは、互いに独立して、化学式2−1で表される基、化学式2−2で表される基、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルキニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルコキシ基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC1−C10ヘテロシクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリール基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールオキシ基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールチオ基、置換されたもしくは置換されないC1−C60ヘテロアリール基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族縮合多環基(non−aromatic condensed polycyclic group)、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族ヘテロ縮合多環基(non−aromatic condensed heteropolycyclic group)、−Si(Q)(Q)(Q)、−N(Q)(Q)、−B(Q)(Q)、−C(=O)(Q)、−S(=O)(Q)、及び−P(=O)(Q)(Q)のうちから選択されてもよい。
前述のR〜Rにおいて、いずれか一つは、化学式2−1で表される基であり、他の一つは、化学式2−2で表される基であるものの、XがOである場合、前述のR、R、R、R、R及びRのうちいずれか一つが、化学式2−1で表される基であってもよい。
一実施形態によれば、化学式1で、Xは、Oであり、R、R及びRのうちいずれか一つが、化学式2−1で表される基であり、R〜Rのうちいずれか一つが、化学式2−2で表される基であってもよい。
例えば、化学式1で、XがOである場合、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、あるいはRは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であってもよい。
他の実施形態によれば、化学式1で、Xは、Sであり、R〜Rのうちいずれか一つが、化学式2−1で表される基であり、R〜Rのうち一つが、化学式2−2で表される基であってもよい。
例えば、化学式1で、XがSである場合、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、あるいはRは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であってもよい。
他の実施形態によれば、化学式1で、Xは、Oであり、R、R及びRのうちいずれか一つが、化学式2−1で表される基であり、化学式2−1で表される基ではないR〜Rのうちいずれか一つが、化学式2−2で表される基であってもよい。
例えば、化学式1で、XがOである場合、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、あるいはRは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であってもよい。
他の実施形態によれば、化学式1で、Xは、Sであり、R〜Rのうちいずれか一つが、化学式2−1で表される基であり、他の一つが化学式2−2で表される基であってもよい。
例えば、化学式1で、XがSである場合、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、Rは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であるか、あるいはRは、化学式2−1で表される基であり、Rは、化学式2−2で表される基であってもよい。
一実施形態によれば、化学式1で、R〜Rは、互いに独立して、
化学式2−1で表される基、化学式2−2で表される基、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、tert−ペンチル基、neo−ペンチル基、iso−ペンチル基、sec−ペンチル基、3−ペンチル基、sec−イソペンチル基、n−ヘキシル基、iso−ヘキシル基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、n−ヘプチル基、iso−ヘプチル基、sec−ヘプチル基、tert−ヘプチル基、n−オクチル基、iso−オクチル基、sec−オクチル基、tert−オクチル基、n−ノニル基、iso−ノニル基、sec−ノニル基、tert−ノニル基、n−デシル基、iso−デシル基、sec−デシル基、tert−デシル基からなる群;または
重水素、−F、−Cl、−Br、−Iのうち少なくとも一つで置換された、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、tert−ペンチル基、neo−ペンチル基、iso−ペンチル基、sec−ペンチル基、3−ペンチル基、sec−イソペンチル基、n−ヘキシル基、iso−ヘキシル基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、n−ヘプチル基、iso−ヘプチル基、sec−ヘプチル基、tert−ヘプチル基、n−オクチル基、iso−オクチル基、sec−オクチル基、tert−オクチル基、n−ノニル基、iso−ノニル基、sec−ノニル基、tert−ノニル基、n−デシル基、iso−デシル基、sec−デシル基及びtert−デシル基からなる群;のうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。
例えば、前述のR〜Rにおいて、化学式2−1及び2−2で表される基を除いた残りは、水素であってもよい。
化学式2−1で、R11〜R18は、互いに独立して、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルキニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルコキシ基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC1−C10ヘテロシクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリール基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールオキシ基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールチオ基、置換されたもしくは置換されないC1−C60ヘテロアリール基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族縮合多環基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−Si(Q)(Q)(Q)、−N(Q)(Q)、−B(Q)(Q)、−C(=O)(Q)、−S(=O)(Q)、及び−P(=O)(Q)(Q)のうちからも選択される。
一実施形態によれば、R11〜R18は、互いに独立して、
水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、tert−ペンチル基、neo−ペンチル基、iso−ペンチル基、sec−ペンチル基、3−ペンチル基、sec−イソペンチル基、n−ヘキシル基、iso−ヘキシル基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、n−ヘプチル基、iso−ヘプチル基、sec−ヘプチル基、tert−ヘプチル基、n−オクチル基、iso−オクチル基、sec−オクチル基、tert−オクチル基、n−ノニル基、iso−ノニル基、sec−ノニル基、tert−ノニル基、n−デシル基、iso−デシル基、sec−デシル基、及びtert−デシル基からなる群;または 重水素、−F、−Cl、−Br、−Iのうち少なくとも一つで置換された、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、tert−ペンチル基、neo−ペンチル基、iso−ペンチル基、sec−ペンチル基、3−ペンチル基、sec−イソペンチル基、n−ヘキシル基、iso−ヘキシル基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、n−ヘプチル基、iso−ヘプチル基、sec−ヘプチル基、tert−ヘプチル基、n−オクチル基、iso−オクチル基、sec−オクチル基、tert−オクチル基、n−ノニル基、iso−ノニル基、sec−ノニル基、tert−ノニル基、n−デシル基、iso−デシル基、sec−デシル基及びtert−デシル基からなる群;から選択されるが、それらに限定されるものではない。
例えば、前述のR11〜R18は、互いに独立して、
水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、tert−ペンチル基、neo−ペンチル基、iso−ペンチル基、sec−ペンチル基、3−ペンチル基、sec−イソペンチル基、n−ヘキシル基、iso−ヘキシル基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、n−ヘプチル基、iso−ヘプチル基、sec−ヘプチル基、tert−ヘプチル基、n−オクチル基、iso−オクチル基、sec−オクチル基、tert−オクチル基、n−ノニル基、iso−ノニル基、sec−ノニル基、tert−ノニル基、n−デシル基、iso−デシル基、sec−デシル基、及びtert−デシル基からなる群;または
重水素、−F、−Cl、−Br、−Iのうち少なくとも一つで置換された、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、tert−ペンチル基、neo−ペンチル基、iso−ペンチル基、sec−ペンチル基、3−ペンチル基、sec−イソペンチル基、n−ヘキシル基、iso−ヘキシル基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、n−ヘプチル基、iso−ヘプチル基、sec−ヘプチル基、tert−ヘプチル基、n−オクチル基、iso−オクチル基、sec−オクチル基、tert−オクチル基、n−ノニル基、iso−ノニル基、sec−ノニル基、tert−ノニル基、n−デシル基、iso−デシル基、sec−デシル基及びtert−デシル基からなる群;のうちから選択されてもよい。
例えば、前述のR11〜R18は、互いに独立して、
水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、tert−ペンチル基、neo−ペンチル基、iso−ペンチル基、sec−ペンチル基、3−ペンチル基、sec−イソペンチル基、n−ヘキシル基、iso−ヘキシル基、sec−ヘキシル基、及びtert−ヘキシル基からなる群;または
重水素、−F、−Cl、−Br、−Iのうち少なくとも一つで置換された、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、tert−ペンチル基、neo−ペンチル基、iso−ペンチル基、sec−ペンチル基、3−ペンチル基、sec−イソペンチル基、n−ヘキシル基、iso−ヘキシル基、sec−ヘキシル基、およびtert−ヘキシル基からなる群;のうちから選択されてもよい。
前述の化学式1及び化学式2−1で、R〜R、及びR11〜R18において、互いに隣接した2個の基は、選択的に(optionally)、互いに結合して環を形成することができる。
一実施形態によれば、R〜R、及びR11〜R18において、互いに隣接した2個の基は、選択的に、互いに結合し、置換されたもしくは置換されないC−C60炭素環基、または置換されたもしくは置換されないC−C60ヘテロ環基を形成することができる。
化学式2−2で、L11〜L13は、互いに独立して、置換されたもしくは置換されないC−C60炭素環基、または置換されたもしくは置換されないC−C60ヘテロ環基であってもよい。
一実施形態によれば、L11〜L13は、互いに独立して、
フェニレン基、ペンタレニレン基、インデニレン基、ナフチレン基、アズレニレン基、ヘプタレニレン基、インダセニレン基、アセナフタレニレン基、フルオレニレン基、スピロ−ビフルオレニレン基、ベンゾフルオレニレン基、ジベンゾフルオレニレン基、フェナレニレン基、フェナントレニレン基、アントラセニレン基、フルオランテニレン基、ピレニレン基、クリセニレン基、ナフタセニレン基、ピセニレン基、ペリレニレン基、ピロリレニレン基、チオフェニレン基、フラニレン基、シロリレニレン基、イミダゾリレニレン基、ピラゾリレニレン基、チアゾリレニレン基、イソチアゾリレニレン基、オキサゾリレニレン基、イソオキサゾリレニレン基、ピリジニレン基、ピラジニレン基、ピリミジニレン基、ピリダジニレン基、トリアジニレン基、ベンゾフラニレン基、ベンゾチオフェニレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、カルバゾリレニレン基、ベンゾシロリレニレン基、ジベンゾシロリレニレン基、キノリニレン基、イソキノリニレン基、ベンゾイミダゾール基、イミダゾピリジン基及びイミダゾピリミジン基からなる群;または
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、インダセニル基、アセナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ピロリル基、チオフェニル基、フラニル基、シロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、ベンゾシロリル基、ジベンゾシロリル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾイミダゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、−Si(Q31)(Q32)(Q33)、−N(Q31)(Q32)、−B(Q31)(Q32)、−C(=O)(Q31)、−S(=O)(Q31)及び−P(=O)(Q31)(Q32)のうちから選択された少なくとも一つで置換された、フェニレン基、ペンタレニレン基、インデニレン基、ナフタレニレン基、アズレニレン基、ヘプタレニレン基、インダセニレン基、アセナフタレニレン基、フルオレニレン基、スピロ−ビフルオレニレン基、ベンゾフルオレニレン基、ジベンゾフルオレニレン基、フェナレニレン基、フェナントレニレン基、アントラセニレン基、フルオランテニレン基、ピレニレン基、クリセニレン基、ナフタセニレン基、ピセニレン基、ペリレニレン基、ピロリレン基、チオフェニレン基、フラニレン基、シロリレン基、イミダゾリレン基、ピラゾリレン基、チアゾリレン基、イソチアゾリレン基、オキサゾリレン基、イソオキサゾリレン基、ピリジニレン基、ピラジニレン基、ピリミジニレン基、ピリダジニレン基、トリアジニレン基、ベンゾフラニレン基、ベンゾチオフェニレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、カルバゾリレン基、ベンゾシロリレン基、ジベンゾシロリレン基、キノリニレン基、イソキノリニレン基、ベンゾイミダゾリレン基、イミダゾピリジニレン基及びイミダゾピリミジニレン基;のうちからも選択されるが、それらに限定されるものではなく、
31〜Q33は、互いに独立して、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基及びピリジニル基のうちからも選択される。
例えば、L11〜L13は、互いに独立して、下記化学式3−1〜3−39のうちいずれか一つで表示された基でもある:
Figure 2021048394
Figure 2021048394
Figure 2021048394
Figure 2021048394
化学式3−1〜3−39で、
は、O、S、C(Z)(Z)、N(Z)またはSi(Z)(Z4)であり、
〜Zは、互いに独立して、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ピロリル基、チオフェニル基、フラニル基、シロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、ベンゾシロリル基、ジベンゾシロリル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾイミダゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、−Si(Q31)(Q32)(Q33)からなる群のうちから選択され、
前述のQ31〜Q33は、互いに独立して、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基及びピリジニル基のうちから選択され、
及びZは、選択的に、互いに結合され、置換されたもしくは置換されないC−C10炭素環基、または置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロ環基を形成することができ、
d2は、0〜2の整数のうちから選択され、
d3は、0〜3の整数のうちから選択され、
d4は、0〜4の整数のうちから選択され、
d5は、0〜5の整数のうちから選択され、
d6は、0〜6の整数のうちから選択され、
d8は、0〜8の整数のうちから選択され、
*及び*’は、隣接原子との結合サイトである。
化学式2−2で、a11〜a13は、互いに独立して、0〜3のうちから選択された整数でもあり、a11が0である場合、*−(L11a11−*’は、単結合を示し、a12が0である場合、*−(L12a12−*’は、単結合を示し、a13が0である場合、*−(L13a13−*’は、単結合を示す。
例えば、a11は、0であってもよい。
化学式2−1及び2−2で、Ar〜Arは、互いに独立して、置換されたもしくは置換されないC−C60炭素環基、または置換されたもしくは置換されないC−C60ヘテロ環基であってもよい。
一実施形態によれば、前述のAr〜Arは、互いに独立して、
フェニル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、インダセニル基、アセナフタレニル基、フルオレニル基、スピロ−シクロペンタン−フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ピロリル基、チオフェニル基、フラニル基、シロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、ベンゾシロリル基、ジベンゾシロリル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾイミダゾリル基、イミダゾピリジニル基及びイミダゾピリミジニル基からなる群;または
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、インダセニル基、アセナフチル基、フルオレニル基、スピロ−シクロペンタン−フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ピロリル基、チオフェニル基、フラニル基、シロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、ベンゾシロリル基、ジベンゾシロリル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾイミダゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、−Si(Q31)(Q32)(Q33)、−N(Q31)(Q32)、−B(Q31)(Q32)、−C(=O)(Q31)、−S(=O)(Q31)及び−P(=O)(Q31)(Q32)のうちから選択された少なくとも一つで置換された、フェニル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフタレニル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、インダセニル基、アセナフタレニル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ピロリル基、チオフェニル基、フラニル基、シロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、ベンゾシロリル基、ジベンゾシロリル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾイミダゾリル基、イミダゾピリジニル基及びイミダゾピリミジニル基からなる群;のうちから選択されてもよいが、それらに限定されるものではなく、
31〜Q33は、互いに独立して、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基及びピリジニル基からなる群のうちからも選択される。
例えば、Ar〜Arは、互いに独立して、下記化学式4−1〜4−24のうちいずれか一つで表示された基でもある:

Figure 2021048394
Figure 2021048394
Figure 2021048394

化学式4−1〜4−24で、
31は、O、S、C(Z35)(Z36)、N(Z35)またはSi(Z35)(Z36)であり、
31〜Z36は、互いに独立して、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−シクロペンタン−フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ピロリル基、チオフェニル基、フラニル基、シロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、ベンゾシロリル基、ジベンゾシロリル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾイミダゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、−Si(Q31)(Q32)(Q33)のうちからも選択され、
前述のQ31〜Q33は、互いに独立して、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基及びピリジニル基のうちからも選択され、
e3は、0〜3の整数のうちから選択され、
e4は、0〜4の整数のうちから選択され、
e5は、0〜5の整数のうちから選択され、
e6は、0〜6の整数のうちから選択され、
e7は、0〜7の整数のうちから選択され、
e8は、0〜8の整数のうちから選択され、
e9は、0〜9の整数のうちから選択され、
*は、隣接原子との結合サイトである。
一実施形態によれば、Ar〜Arは、互いに独立して、
フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−シクロペンタン−フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基及びジベンゾシロリル基;並びに
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、スピロ−シクロペンタン−フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、ジベンゾシロリル基、−Si(Q31)(Q32)(Q33)、−N(Q31)(Q32)、−B(Q31)(Q32)、−C(=O)(Q31)、−S(=O)(Q31)及び−P(=O)(Q31)(Q32)のうちから選択された少なくとも一つで置換された、ベンゼニル基、ナフタレニル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基及びジベンゾシロリル基;のうちからも選択される。
一実施形態によれば、化学式2−1で、Arは、フェニル基であり、
化学式2−2で、Ar及びArは、互いに独立して、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−シクロペンタン−フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基及びジベンゾシロール基;並びに
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、スピロ−シクロペンタン−フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、ジベンゾシロリル基、−Si(Q31)(Q32)(Q33)、−N(Q31)(Q32)、−B(Q31)(Q32)、−C(=O)(Q31)、−S(=O)(Q31)及び−P(=O)(Q31)(Q32)のうちから選択された少なくとも一つで置換された、ベンゼニル基、ナフタレニル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基及びジベンゾシロール基;のうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。
化学式2−2で、前述のAr及びArは、選択的に、互いに、単結合、−C(Q)(Q)−、−Si(Q)(Q)−、−O−、−S−、−N(Q)−、−B(Q)−、C(=O)−、−S(=O)−、−S(=O)(Q)(Q)−及びP(=O)(Q)−に結合され、縮合されたヘテロ環を形成することができる。
例えば、前述のAr及びArは、選択的に、互いに単結合に結合され、縮合されたヘテロ環を形成することができる。例えば、前述のAr及びArがベンゼン基である場合、Ar及びArは、選択的に、互いに単結合に結合され、カルバゾリル基を形成することができる。
一実施形態によれば、ヘテロ環化合物は、下記化合物1〜348のうちからも選択される:
Figure 2021048394
Figure 2021048394
Figure 2021048394
Figure 2021048394
Figure 2021048394
Figure 2021048394
Figure 2021048394
Figure 2021048394
Figure 2021048394
Figure 2021048394


Figure 2021048394
Figure 2021048394


Figure 2021048394

Figure 2021048394
Figure 2021048394
化学式1で表されるヘテロ環化合物は、優秀な電荷輸送能を有し、正孔輸送材料として適する。
また、化学式1で表されるヘテロ環化合物は、ジベンゾフラン及びジベンゾチオフェンの1、2及び4番位置において、フルオレンの9番炭素と結合する構造により、分子内距離が狭まり、構造的に安定した効果を有する。
また、化学式1で表されるヘテロ環化合物は、ジベンゾフラン構造及びジベンゾチオフェン構造を含むことにより、ガラス転移温度(Tg)が高い。従って、ヘテロ環化合物を含む有機発光素子の駆動時に発生するジュール熱に対する耐熱性が向上し、長寿命特性を有する。
また、化学式1で表されるヘテロ環化合物は、化学式2−1で表されるフルオレニル基の9番炭素が、コア(例:ジベンゾフランまたはジベンゾチオフェン)と直接結合する構造により、コアの安定性が向上し、熱的に安定して長寿命特性を有する。
また、化学式1で表されるヘテロ環化合物は、化学式2−1で表される基、及び化学式2−2で表される基を含むことにより、第1電極または第2電極から発光層への正孔輸送に、適切なエネルギーレベルを有することができるので、高効率及び長寿命の特性を有する。
化学式1で表されるヘテロ環化合物の合成方法は、後述する実施例を参照して当業者が認識することができるであろう。
化学式1で表されるヘテロ環化合物のうち少なくとも一つは、有機発光素子の1対電極間にも使用される。例えば、ヘテロ環化合物は、発光層にも含まれる。または、化学式1で表されるヘテロ環化合物は、有機発光素子の1対電極の外側に位置したキャッピング層材料としても使用される。
従って、第1電極と、第1電極に対向した第2電極と、第1電極と第2電極との間に介在されて発光層を含む有機層と、を含み、化学式1で表されるヘテロ環化合物を1種以上含む有機発光素子が提供される。
本明細書において、「(有機層が)ヘテロ環化合物を1種以上含む」というのは、「(有機層が)化学式1の範疇に属する1種のヘテロ環化合物、または化学式1の範疇に属する互いに異なる2種以上のヘテロ環化合物を含んでもよい」とも解釈される。
例えば、有機層は、ヘテロ環化合物として、化合物1のみを含んでもよい。このとき、化合物1は、有機発光素子の発光層に存在することができる。または、有機層は、ヘテロ環化合物として、化合物1と化合物2とを含んでもよい。このとき、化合物1と化合物2は、同一層に存在(例えば、化合物1と化合物2は、いずれも発光層に存在する)するか、あるいは互いに異なる層に存在(例えば、化合物1は、発光層に存在し、化合物2は、正孔輸送層に存在する)ことができる。
一実施形態によれば、有機発光素子の第1電極は、アノードであり、有機発光素子の第2電極は、カソードであり、有機層は、下記化学式1で表示されたヘテロ環化合物を1種以上含み、有機層は、第1電極と発光層との間に介在された正孔輸送領域、及び発光層と第2電極との間に介在された電子輸送領域をさらに含み、正孔輸送領域は、正孔注入層、正孔輸送層、発光補助層、電子阻止層、または当該の任意組み合わせを含み、電子輸送領域は、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、または当該の任意組み合わせを含んでもよい。
一実施形態によれば、正孔輸送領域がヘテロ環化合物を含んでもよい。
他の実施形態によれば、正孔輸送領域が正孔輸送層を含み、正孔輸送層がヘテロ環化合物を含んでもよい。
一実施形態によれば、発光層がヘテロ環化合物を含んでもよい。
一実施形態によれば、正孔輸送領域がp−ドーパントを含み、p−ドーパントのLUMO(lowest unoccupied molecular orbital)が−3.5eV以下であってもよい。
例えば、p−ドーパントは、キノン誘導体、金属酸化物及びシアノ基含有化合物のうちから選択された少なくとも一つを含んでもよい。
例えば、正孔輸送領域が正孔輸送層を含み、正孔輸送層がp−ドーパントを含むか、あるいは正孔輸送領域が正孔注入層を含み、正孔注入層がp−ドーパントを含んでもよい。
一実施形態によれば、有機発光素子の電子輸送領域が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、希土類金属化合物、アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体、希土類金属錯体、またはそれらのうち任意の組み合わせを含んでもよい。
一実施形態によれば、発光層がスチリル系化合物、アントラセン系化合物、ピレン系化合物、スピロ−ビフルオレン系化合物、カルバゾール系化合物、ベンズイミダゾール系化合物、ホスフィンオキシド系化合物、ジベンゾフラン系化合物、シリコン系化合物及びトリアジン系化合物のうち少なくとも一つを含んでもよい。
一実施形態によれば、発光層は、第1色光放出発光層であり、
前述の第1電極と第2電極との間に、i)少なくとも1層の第2色光放出発光層が追加して含まれているか、あるいはii)少なくとも1層の第2色光放出発光層、及び少なくとも1層の第3色光放出発光層が追加して含まれており、
第1色光の最大発光波長、第2色光の最大発光波長、及び第3色光の最大発光波長は、互いに同一であるか、あるいは異なっており、
第1色光と第2色光とが互いに混合された混色光、あるいは第1色光、第2色光及び第3色光が互いに混合された混色光が放出されてもよい。
本明細書において、「有機層」は、有機発光素子において、第1電極と第2電極との間に介在された単一及び/または複数の全ての層を示す用語である。「有機層」の層に含まれた物質は、有機物に限定されるものではない。
例えば、有機発光素子は、i)第1電極、有機層、第2電極及び第2キャッピング層が順次に積層された構造、ii)第1キャッピング層、第1電極、有機層及び第2電極が順次に積層された構造、あるいはiii)第1キャッピング層、第1電極、有機層、第2電極及び第2キャッピング層が順次に積層された構造を有し、前述の第1キャッピング層及び第2キャッピング層のうち少なくとも1層に、ヘテロ環化合物が含まれてもいる。
[図1についての説明]
図1は、本発明の一実施形態による有機発光素子10の断面図を概略的に図示したものである。有機発光素子10は、第1電極110、有機層150及び第2電極190を含む。
以下、図1を参照し、本発明の一実施形態による有機発光素子10の構造及び製造方法について説明すれば、次の通りである。
[第1電極110]
図1の第1電極110の下部、または第2電極190の上部には、基板が追加しても配置される。基板としては、機械的強度、熱安定性、透明性、表面平滑性、取り扱い容易性及び防水性にすぐれるガラス基板またはプラスチック基板を使用することができる。
第1電極110は、例えば、基板上部に、第1電極用物質を、蒸着法またはスパッタリング法などを利用して提供することによっても形成される。第1電極110がアノードである場合、正孔注入が容易であるように、第1電極用物質は、高い仕事関数を有する物質のうちからも選択される。
第1電極110は、反射型電極、半透過型電極または透過型電極であってもよい。透過型電極である第1電極110を形成するために、第1電極用物質は、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化スズ(SnO)、酸化亜鉛(ZnO)、及び当該の任意組み合わせ(combination)のうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。または、半透過型電極または反射型電極である第1電極110を形成するために、第1電極用物質は、マグネシウム(Mg)、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、アルミニウム−リチウム(Al−Li)、カルシウム(Ca)、マグネシウム−インジウム(Mg−In)、マグネシウム−銀(Mg−Ag)、及び当該の任意組み合わせのうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。
第1電極110は、単一層である単層構造、または複数の層を有する多層構造を有することができる。例えば、第1電極110は、ITO/Ag/ITOの3層構造を有することができるが、それに限定されるものではない。
[有機層150]
第1電極110上部には、有機層150が配置されている。有機層150は、発光層を含む。
有機層150は、第1電極110と発光層との間に介在された正孔輸送領域(hole transport region)及び、発光層と第2電極190との間に介在された電子輸送領域(electrontransportregion)をさらに含んでもよい。
[有機層150における正孔輸送領域]
正孔輸送領域は、i)単一物質からなる単一層からなる単層構造、ii)複数の互いに異なる物質からなる単一層からなる単層構造、あるいはiii)複数の互いに異なる物質からなる複数の層を有する多層構造を有することができる。
正孔輸送領域は、正孔注入層(HIL)、正孔輸送層(HTL)、発光補助層及び電子阻止層(EBL)のうちから選択された少なくとも1層を含んでもよい。
例えば、正孔輸送領域は、複数の互いに異なる物質からなる単一層からなる単層構造を有するか、あるいは第1電極110から順に積層された正孔注入層/正孔輸送層、正孔注入層/正孔輸送層/発光補助層、正孔注入層/発光補助層、正孔輸送層/発光補助層または正孔注入層/正孔輸送層/電子阻止層の多層構造を有することができるが、それらに限定されるものではない。
正孔輸送領域は、化学式1で表されるヘテロ環化合物を含んでもよい。
または、正孔輸送領域は、m−MTDATA、TDATA、2−TNATA、NPB(NPD)、β−NPB、TPD、spiro−TPD、spiro−NPB、メチル化された−NPB、TAPC、HMTPD、4、4’、4”−トリス(N−カルバゾリル)トリフェニルアミン(TCTA)、ポリアニリン/ドデシルベンゼンスルホン酸(Pani/DBSA)、ポリ(3、4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(4−スチレンスルホネート)(PEDOT/PSS)、ポリアニリン/カンファースルホン酸(Pani/CSA)、ポリアニリン/ポリ(4−スチレンスルホネート)(PANI/PSS)、下記化学式201で表される化合物、及び下記化学式202で表される化合物のうちから選択された少なくとも一つを含んでもよい:

Figure 2021048394



Figure 2021048394

Figure 2021048394
(化学式201)

Figure 2021048394
(化学式202)
化学式201及び202で、
201〜L204は、互いに独立して、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルキレン基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルキレン基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルケニレン基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルケニレン基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリーレン基、置換されたもしくは置換されないC−C60ヘテロアリーレン基、置換されたもしくは置換されない二価非芳香族縮合多環基、及び置換されたもしくは置換されない二価非芳香族ヘテロ縮合多環基のうちから選択され、
205は、*−O−*’、*−S−*’、*−N(Q201)−*’、置換されたもしくは置換されないC−C20アルキレン基、置換されたもしくは置換されないC−C20アルケニレン基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルキレン基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルキレン基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルケニレン基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルケニレン基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリーレン基、置換されたもしくは置換されないC−C60ヘテロアリーレン基、置換されたもしくは置換されない二価非芳香族縮合多環基、及び置換されたもしくは置換されない二価非芳香族ヘテロ縮合多環基のうちから選択され、
xa1〜xa4は、互いに独立して、0〜3の整数のうちから選択され、
xa5は、1〜10の整数のうちから選択され、
201〜R204、及びQ201は、互いに独立して、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリール基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールオキシ基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールチオ基、置換されたもしくは置換されないC−C60ヘテロアリール基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族縮合多環基、及び置換されたもしくは置換されない一価非芳香族ヘテロ縮合多環基のうちからも選択される。
例えば、化学式202で、R201とR202は、選択的に、単結合、ジメチル−メチレン基またはジフェニル−メチレン基を介しても互いに結合され、R203とR204は、選択的に、単結合、ジメチル−メチレン基またはジフェニル−メチレン基を介しても互いに結合される。
一実施形態によれば、化学式201及び202で、
201〜L205は、互いに独立して、
フェニレン基、ペンタレニレン基、インデニレン基、ナフチレン基、アズレニレン基、ヘプタレニレン基、インダセニレン基、アセナフチレン基、フルオレニレン基、スピロ−ビフルオレニレン基、ベンゾフルオレニレン基、ジベンゾフルオレニレン基、フェナレニレン基、フェナントレニレン基、アントラセニレン基、フルオランテニレン基、トリフェニレニレン基、ピレニレン基、クリセニレン基、ナフタセニレン基、ピセニレン基、ペリレニレン基、ペンタフェニレン基、ヘキサセニレン基、ペンタセニレン基、ルビセニレン基、コロネニレン基、オバレニレン基、チオフェニレン基、フラニレン基、カルバゾリレン基、インドリレン基、イソインドリレン基、ベンゾフラニレン基、ベンゾチオフェニレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、ベンゾカルバゾリレン基、ジベンゾカルバゾリレン基、ジベンゾシロリレン基及びピリジニレン基からなる群;並びに
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、C−C10アルキル基で置換されたフェニレン基、−Fで置換されたフェニル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、インダセニル基、アセナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ヘキサセニル基、ペンタセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、オバレニル基、チオフェニル基、フラニル基、カルバゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、ジベンゾシロリル基、ピリジニル基、−Si(Q31)(Q32)(Q33)、及び−N(Q31)(Q32)のうちから選択された少なくとも一つで置換された、フェニレン基、ペンタレニレン基、インデニレン基、ナフチレン基、アズレニレン基、ヘプタレニレン基、インダセニレン基、アセナフチレン基、フルオレニレン基、スピロ−ビフルオレニレン基、ベンゾフルオレニレン基、ジベンゾフルオレニレン基、フェナレニレン基、フェナントレニレン基、アントラセニレン基、フルオランテニレン基、トリフェニレニレン基、ピレニレン基、クリセニレン基、ナフタセニレン基、ピセニレン基、ペリレニレン基、ペンタフェニレン基、ヘキサセニレン基、ペンタセニレン基、ルビセニレン基、コロネニレン基、オバレニレン基、チオフェニレン基、フラニレン基、カルバゾリレン基、インドリレン基、イソインドリレン基、ベンゾフラニレン基、ベンゾチオフェニレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、ベンゾカルバゾリレン基、ジベンゾカルバゾリレン基、ジベンゾシロリレン基及びピリジニレン基;のうちから選択され、
前述のQ31〜Q33は、互いに独立して、C−C10アルキル基、C−C10アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基及びナフチル基のうちからも選択される。
他の実施形態によれば、xa1〜xa4は、互いに独立して、0、1または2であってもよい。
さらに他の実施形態によれば、xa5は、1、2、3または4であってもよい。
さらに他の実施形態によれば、R201〜R204、及びQ201は、互いに独立して、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、インダセニル基、アセナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ヘキサセニル基、ペンタセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、オバレニル基、チオフェニル基、フラニル基、カルバゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、ジベンゾシロリル基及びピリジニル基からなる群;または
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、C−C10アルキル基で置換されたフェニル基、−Fで置換されたフェニル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、インダセニル基、アセナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ヘキサセニル基、ペンタセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、オバレニル基、チオフェニル基、フラニル基、カルバゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、ジベンゾシロリル基、ピリジニル基、−Si(Q31)(Q32)(Q33)、及び−N(Q31)(Q32)のうちから選択された少なくとも一つで置換された、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、インダセニル基、アセナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ヘキサセニル基、ペンタセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、オバレニル基、チオフェニル基、フラニル基、カルバゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、ジベンゾシロリル基及びピリジニル基からなる群;のうちからも選択される。
前述のQ31〜Q33についての説明は、本明細書に記載されたところを参照する。
さらに他の実施形態によれば、化学式201で、R201〜R203のうち少なくとも一つは、互いに独立して、
フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基及びジベンゾチオフェニル基;並びに
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、C−C10アルキル基で置換されたフェニル基、−Fで置換されたフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、及びジベンゾチオフェニル基のうちから選択された少なくとも一つで置換された、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基及びジベンゾチオフェニル基;のうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。
さらに他の実施形態によれば、化学式202で、i)R201とR202は、単結合を介しても互いに結合され、かつ/あるいはii)R203とR204は、単結合を介しても互いに結合される。
さらに他の実施形態によれば、化学式202で、R201〜R204のうち少なくとも一つは、カルバゾリル基;並びに重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、C−C10アルキル基で置換されたフェニル基、−Fで置換されたフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、及びジベンゾチオフェニル基のうちから選択された少なくとも一つで置換されたカルバゾリル基からなる群;のうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。
化学式201で表される化合物は、下記化学式201Aによっても表される:
Figure 2021048394

(化学式201A)
例えば、化学式201で表される化合物は、下記化学式201A(1)によっても表されるが、それに限定されるものではない:
Figure 2021048394

(化学式201A(1))
さらに他の例として、化学式201で表される化合物は、下記化学式201A−1によっても表されるが、それに限定されるものではない:
Figure 2021048394

(化学式201A−1)
一方、化学式202で表される化合物は、下記化学式202Aによっても表される:
Figure 2021048394

(化学式202A)
さらに他の実施形態によれば、化学式202で表される化合物は、下記化学式202A−1によっても表される:
Figure 2021048394

(化学式202A−1)
化学式201A、201A(1)、201A−1、202A及び202A−1で、
201〜L203、xa1〜xa3、xa5、及びR202〜R204についての説明は本明細書に記載されたところを参照し、
211及びR212についての説明は、本明細書において、R203についての説明を参照し、
213〜R217は、互いに独立して、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、C−C10アルキル基で置換されたフェニル基、−Fで置換されたフェニル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、インダセニル基、アセナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ヘキサセニル基、ペンタセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、オバレニル基、チオフェニル基、フラニル基、カルバゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、ジベンゾシロリル基、及びピリジニル基のうちからも選択される。
正孔輸送領域は、下記化合物HT1〜HT39のうちから選択された少なくとも1つの化合物を含んでもよいが、それらに限定されるものではない:
Figure 2021048394


Figure 2021048394


Figure 2021048394


Figure 2021048394


Figure 2021048394


Figure 2021048394


Figure 2021048394

正孔輸送領域の厚みは、約10nm以上約1、000nm以下、例えば、約10nm以上約100nm以下であってもよい。正孔輸送領域が、正孔注入層及び正孔輸送層のうち少なくとも1層を含むならば、正孔注入層の厚みは、約10nm以上約900nm以下、例えば、約10nm以上約100nm以下であり、正孔輸送層の厚みは、約5nm以上約200nm以下、例えば、約10nm以上約150nm以下であってもよい。正孔輸送領域、正孔注入層及び正孔輸送層の厚みが、前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、満足すべき正孔輸送特性を得ることができる。
発光補助層は、発光層から放出される光の波長による光学的共振距離を補償し、光放出効率を向上させる役割を行う層であり、電子阻止層は、電子輸送領域からの電子注入を防止する役割を行う層である。前述の発光補助層及び電子阻止層には、前述のような物質が含まれてもいる。
[p−ドーパント]
正孔輸送領域は、前述のような物質以外に、導電性向上のために、電荷生成物質をさらに含んでもよい。電荷生成物質は、正孔輸送領域内に、均一にも不均一にも分散されている。
電荷生成物質は、例えば、p−ドーパントであってもよい。
一実施形態によれば、p−ドーパントのLUMOは、−3.5eV以下であってもよい。
p−ドーパントは、キノン誘導体、金属酸化物及びシアノ基含有化合物のうちから選択された少なくとも一つを含んでもよいが、それらに限定されるものではない。
例えば、p−ドーパントは、
テトラシアノキノジメタン(TCNQ)及び2、3、5、6−テトラフルオロ−7、7、8、8−テトラシアノキノジメタン(F4−TCNQ)のようなキノン誘導体;
タングステン酸化物及びモリブデン酸化物のような金属酸化物;
1、4、5、8、9、12−ヘキサアザトリフェニレン−ヘキサカルボニトリル(HAT−CN);及び
下記化学式221で表される化合物;のうちから選択された少なくとも一つを含んでもよいが、それらに限定されるものではない:

Figure 2021048394
化学式221で、
221〜R223は、互いに独立して、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリール基、置換されたもしくは置換されないC−C60ヘテロアリール基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族縮合多環基、及び置換されたもしくは置換されない一価非芳香族ヘテロ縮合多環基のうちから選択されるが、前述のR221〜R223のうち少なくとも一つは、シアノ基、−F、−Cl、−Br、−I、−Fで置換されたC−C20アルキル基、−Clで置換されたC−C20アルキル基、−Brで置換されたC−C20アルキル基、及び−Iで置換されたC−C20アルキル基からなる群のうちから選択された少なくとも1つの置換基を有する。
[有機層150における発光層]
有機発光素子10がフルカラー有機発光素子である場合、発光層は、個別副画素別に、赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層にもパターニングされる。または、発光層は、赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層のうちから選択された2以上の層が接触したり離隔されたりして積層された構造を有するか、あるいは赤色光放出物質、緑色光放出物質及び青色光放出物質のうちから選択された2以上の物質が、層区分なしに混合された構造を有し、白色光を放出することができる。
発光層は、ホスト及びドーパントを含んでもよい。ドーパントは、リン光ドーパント及び蛍光ドーパントのうち少なくとも一つを含んでもよい。
発光層において、ドーパントの含量は、一般的にホスト約100重量部に対して、約0.01〜約15重量部の範囲からも選択されるが、それに限定されるものではない。
発光層の厚みは、約10nm以上約100nm以下、例えば、約20nm以上約60nm以下であってもよい。発光層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優秀な発光特性を示すことができる。
[発光層におけるホスト]
ホストは、下記化学式301で表される化合物を含んでもよい。

[Ar301xb11−[(L301xb1−R301xb21 (化学式301)
化学式301で、
Ar301は、置換されたもしくは置換されないC−C60炭素環基、または置換されたもしくは置換されないC−C60ヘテロ環基であり、
xb11は、1、2または3であり、
301は、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルキレン基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルキレン基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルケニレン基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルケニレン基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリーレン基、置換されたもしくは置換されないC−C60ヘテロアリーレン基、置換されたもしくは置換されない二価非芳香族縮合多環基、及び置換されたもしくは置換されない二価非芳香族ヘテロ縮合多環基からなる群のうちから選択され、
xb1は、0〜5の整数のうちから選択され、
301は、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルキニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルコキシ基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリール基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールオキシ基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールチオ基、置換されたもしくは置換されないC−C60ヘテロアリール基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族縮合多環基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−Si(Q301)(Q302)(Q303)、−N(Q301)(Q302)、−B(Q301)(Q302)、−C(=O)(Q301)、−S(=O)(Q301)、及び−P(=O)(Q301)(Q302)のうちから選択され、
xb21は、1〜5の整数のうちから選択され、
301〜Q303は、互いに独立して、C−C10アルキル基、C−C10アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基及びナフチル基のうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。
一実施形態によれば、化学式301でAr301は、
ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、インデノアントラセニル基、ジベンゾフラニル基及びジベンゾチオフェニル基からなる群;または
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、−Si(Q31)(Q32)(Q33)、−N(Q31)(Q32)、−B(Q31)(Q32)、−C(=O)(Q31)、−S(=O)(Q31)及び−P(=O)(Q31)(Q32)のうちから選択された少なくとも一つで置換された、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、インデノアントラセニル基、ジベンゾフラニル基及びジベンゾチオフェニル基からなる群;のうちから選択され、
31〜Q33は、互いに独立して、C−C10アルキル基、C−C10アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基及びナフチル基のうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。
化学式301で、xb11が2以上である場合、2以上のAr301は、単結合を介しても互いに結合される。
他の実施形態によれば、化学式301で表される化合物は、下記化学式301−1または301−2によっても表される:
Figure 2021048394


(化学式301−1)

Figure 2021048394

(化学式301−2)

化学式301−1〜301−2で、
301〜A304は、互いに独立して、ベンゼン、ナフタレン、フェナントレン、フルオランテン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ピリジン、ピリミジン、インデン、フルオレン、スピロ−ビフルオレン、ベンゾフルオレン、ジベンゾフルオレン、インドール、カルバゾール、ベンゾカルバゾール、ジベンゾカルバゾール、フラン、ベンゾフラン、ジベンゾフラン、ナフトフラン、ベンゾナフトフラン、ジナフトフラン、チオフェン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ナフトチオフェン、ベンゾナフトチオフェン及びジナフトチオフェンのうちから選択され、
301は、O、SまたはN−[(L304xb4−R304]であり、
311〜R314は、互いに独立して、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、−Si(Q31)(Q32)(Q33)、−N(Q31)(Q32)、−B(Q31)(Q32)、−C(=O)(Q31)、−S(=O)(Q31)及び−P(=O)(Q31)(Q32)のうちから選択され、
xb22及びxb23は、互いに独立して、0、1または2であり、
301、xb1、R301、及びQ31〜Q33についての説明は、本明細書に記載されたところを参照し、
302〜L304についての説明は、互いに独立して、L301についての説明を参照し、
Xb2〜xb4についての説明は、互いに独立して、xb1についての説明を参照し、
302〜R304についての説明は、互いに独立して、R301についての説明を参照する。
例えば、化学式301、301−1及び301−2で、L301〜L304は、互いに独立して、
フェニレン基、ナフチレン基、フルオレニレン基、スピロ−ビフルオレニレン基、ベンゾフルオレニレン基、ジベンゾフルオレニレン基、フェナントレニレン基、アントラセニレン基、フルオランテニレン基、トリフェニレニレン基、ピレニレン基、クリセニレン基、ペリレニレン基、ペンタフェニレン基、ヘキサセニレン基、ペンタセニレン基、チオフェニレン基、フラニレン基、カルバゾリレン基、インドリレン基、イソインドリレン基、ベンゾフラニレン基、ベンゾチオフェニレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、ベンゾカルバゾリレン基、ジベンゾカルバゾリレン基、ジベンゾシロリレン基、ピリジニレン基、イミダゾリレン基、ピラゾリレン基、チアゾリレン基、イソチアゾリレン基、オキサゾリレン基、イソキサゾリレン基、チアジアゾリレン基、オキサジアゾリレン基、ピラジニレン基、ピリミジニレン基、ピリダジニレン基、トリアジニレン基、キノリニレン基、イソキノリニレン基、ベンゾキノリニレン基、フタラジニレン基、ナフチリジニレン基、キノキサリニレン基、キナゾリニレン基、シンノリニレン基、フェナントリジニレン基、アクリジニレン基、フェナントロリニレン基、フェナジニレン基、ベンゾイミダゾリレン基、イソベンゾチアゾリレン基、ベンゾオキサゾリレン基、イソベンゾオキサゾリレン基、トリアゾリレン基、テトラゾリレン基、イミダゾピリジニレン基、イミダゾピリミジニレン基及びアザカルバゾリレン基からなる群;または
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ヘキサセニル基、ペンタセニル基、チオフェニル基、フラニル基、カルバゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、ジベンゾシロリル基、ピリジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、チアジアゾリル基、オキサジアゾリル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾキノリニル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、ベンゾイミダゾリル基、イソベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、イソベンゾオキサゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、アザカルバゾリル基、−Si(Q31)(Q32)(Q33)、−N(Q31)(Q32)、−B(Q31)(Q32)、−C(=O)(Q31)、−S(=O)(Q31)及び−P(=O)(Q31)(Q32)のうちから選択された少なくとも一つで置換された、フェニレン基、ナフチレン基、フルオレニレン基、スピロ−ビフルオレニレン基、ベンゾフルオレニレン基、ジベンゾフルオレニレン基、フェナントレニレン基、アントラセニレン基、フルオランテニレン基、トリフェニレニレン基、ピレニレン基、クリセニレン基、ペリレニレン基、ペンタフェニレン基、ヘキサセニレン基、ペンタセニレン基、チオフェニレン基、フラニレン基、カルバゾリレン基、インドリレン基、イソインドリレン基、ベンゾフラニレン基、ベンゾチオフェニレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、ベンゾカルバゾリレン基、ジベンゾカルバゾリレン基、ジベンゾシロリレン基、ピリジニレン基、イミダゾリレン基、ピラゾリレン基、チアゾリレン基、イソチアゾリレン基、オキサゾリレン基、イソキサゾリレン基、チアジアゾリレン基、オキサジアゾリレン基、ピラジニレン基、ピリミジニレン基、ピリダジニレン基、トリアジニレン基、キノリニレン基、イソキノリニレン基、ベンゾキノリニレン基、フタラジニレン基、ナフチリジニレン基、キノキサリニレン基、キナゾリニレン基、シンノリニレン基、フェナントリジニレン基、アクリジニレン基、フェナントロリニレン基、フェナジニレン基、ベンゾイミダゾリレン基、イソベンゾチアゾリレン基、ベンゾオキサゾリレン基、イソベンゾオキサゾリレン基、トリアゾリレン基、テトラゾリレン基、イミダゾピリジニレン基、イミダゾピリミジニレン基及びアザカルバゾリレン基からなる群;のうちから選択される。
前述のQ31〜Q33についての説明は、本明細書に記載されたところを参照することができる。
他の例として、化学式301、301−1及び301−2で、R301〜R304は、互いに独立して、
フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ヘキサセニル基、ペンタセニル基、チオフェニル基、フラニル基、カルバゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、ジベンゾシロリル基、ピリジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、チアジアゾリル基、オキサジアゾリル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾキノリニル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、ベンゾイミダゾリル基、イソベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、イソベンゾオキサゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基及びアザカルバゾリル基;並びに
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ヘキサセニル基、ペンタセニル基、チオフェニル基、フラニル基、カルバゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、ジベンゾシロリル基、ピリジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、チアジアゾリル基、オキサジアゾリル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾキノリニル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、ベンゾイミダゾリル基、イソベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、イソベンゾオキサゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、アザカルバゾリル基、−Si(Q31)(Q32)(Q33)、−N(Q31)(Q32)、−B(Q31)(Q32)、−C(=O)(Q31)、−S(=O)(Q31)及び−P(=O)(Q31)(Q32)のうちから選択された少なくとも一つで置換された、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ヘキサセニル基、ペンタセニル基、チオフェニル基、フラニル基、カルバゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、ジベンゾシロリル基、ピリジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、チアジアゾリル基、オキサジアゾリル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾキノリニル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、ベンゾイミダゾリル基、イソベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、イソベンゾオキサゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基及びアザカルバゾリル基;のうちから選択され、
前述のQ31〜Q33についての説明は、本明細書に記載されたところを参照することができる。
さらに他の例として、ホストは、アルカリ土類金属錯体を含んでもよい。例えば、ホストは、Be錯体(例:下記化合物H55)、Mg錯体及びZn錯体のうちからも選択される。
ホストは、9、10−ジ−(2−ナフチル)アントラセン(ADN)、2−メチル−9、10−ビス(ナフタレン−2−イル)アントラセン(MADN)、9、10−ジ−(2−ナフチル)−2−t−ブチル−アントラセン(TBADN)、4、4’−ビス(N−カルバゾリル)−1、1’−ビフェニル(CBP)、1、3−ジ−9−カルバゾリルベンゼン(mCP)、1、3、5−トリ(カルバゾール−9−イル)ベンゼン(TCP)、及び下記化合物H1〜H55のうちから選択された少なくとも一つを含んでもよいが、それらに限定されるものではない:
Figure 2021048394


Figure 2021048394


Figure 2021048394


Figure 2021048394


Figure 2021048394


Figure 2021048394


Figure 2021048394
[有機層150における発光層に含まれたリン光ドーパント]
リン光ドーパントは、下記化学式401で表される有機金属錯体を含んでもよい:
(化学式401)
M(L401xc1(L402xc2
Figure 2021048394


(化学式402)

化学式401及び402で、
Mは、イリジウム(Ir)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、オスミウム(Os)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、ユウロピウム(Eu)、テルビウム(Tb)、ロジウム(Rh)及びツリウム(Tm)のうちから選択され、
401は、化学式402で表されるリガンドのうちから選択され、xc1は、1、2または3であり、xc1が2以上である場合、2以上のL401は、互いに同一であるか、あるいは異なっており、
402は、有機リガンドであり、xc2は、0〜4の整数のうちから選択され、xc2が2以上である場合、2以上のL402は、互いに同一であるか、あるいは異なっており、
401〜X404は、互いに独立して、窒素または炭素であり、
401とX403は、単結合または二重結合を介して結合され、X402とX404は、単結合または二重結合を介して結合され、
401及びA402は、互いに独立して、C−C60炭素環基またはC−C60ヘテロ環基であり、
405は、単結合、*−O−*’、*−S−*’、*−C(=O)−*’、*−N(Q411)−*’、*−C(Q411)(Q412)−*’、*−C(Q411)=C(Q412)−*’、*−C(Q411)=*’または*=C=*’であり、前述のQ411及びQ412は、水素、重水素、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基またはナフチル基であり、
406は、単結合、OまたはSであり、
401及びR402は、互いに独立して、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、置換されたもしくは置換されないC−C20アルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C20アルコキシ基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリール基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールオキシ基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールチオ基、置換されたもしくは置換されないC−C60ヘテロアリール基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族縮合多環基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−Si(Q401)(Q402)(Q403)、−N(Q401)(Q402)、−B(Q401)(Q402)、−C(=O)(Q401)、−S(=O)(Q401)、及び−P(=O)(Q401)(Q402)のうちから選択され、前述のQ401〜Q403は、互いに独立して、C−C10アルキル基、C−C10アルコキシ基、C−C20アリール基及びC−C20ヘテロアリール基のうちから選択され、
xc11及びxc12は、互いに独立して、0〜10の整数のうちから選択され、
化学式402で、*及び*’は、化学式401で、Mとの結合サイトである。
一実施形態によれば、化学式402で、A401及びA402は、互いに独立して、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、インデニル基、ピロリル基、チオフェニル基、フラニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾキノリニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、イソベンゾチオフェニル基、ベンゾオキサゾリル基、イソベンゾオキサゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアジニル基、ジベンゾフラニル基及びジベンゾチオフェニル基のうちからも選択される。
他の実施形態によれば、化学式402で、i)X401は、窒素であり、X402は、炭素であるか、あるいはii)X401とX402とがいずれも窒素であってもよい。
さらに他の実施形態によれば、化学式402で、R401及びR402は、互いに独立して、
水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C20アルキル基及びC−C20アルコキシ基;
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、フェニル基、ナフチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルナニル基及びノルボルネニル基のうちから選択された少なくとも一つで置換された、C−C20アルキル基及びC−C20アルコキシ基;
シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルナニル基、ノルボルネニル基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フルオレニル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基及びジベンゾチオフェニル基;
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルナニル基、ノルボルネニル基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フルオレニル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基及びジベンゾチオフェニル基のうちから選択された少なくとも一つで置換された、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルナニル基、ノルボルネニル基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フルオレニル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基及びジベンゾチオフェニル基;並びに
−Si(Q401)(Q402)(Q403)、−N(Q401)(Q402)、−B(Q401)(Q402)、−C(=O)(Q401)、−S(=O)(Q401)及び−P(=O)(Q401)(Q402);のうちから選択され、
前述のQ401〜Q403は、互いに独立して、C−C10アルキル基、C−C10アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基及びナフチル基のうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。
さらに他の実施形態によれば、化学式401で、xc1が2以上である場合、2以上のL401において、2個のA401は、選択的に、結合基であるX407を介して互いに結合されるか、あるいは2個のA402は、選択的に、結合基であるX408を介しても互いに結合されてもよい(下記の化合物PD1〜PD4、及びPD7参照)。前述のX407及びX408は、互いに独立して、単結合、*−O−*’、*−S−*’、*−C(=O)−*’、*−N(Q413)−*’、*−C(Q413)(Q414)−*’または*−C(Q413)=C(Q414)−*’(ここで、Q413及びQ414は、互いに独立して、水素、重水素、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基またはナフチル基である)でもあるが、それらに限定されるものではない。
化学式401でL402は、任意の一価、二価または三価の有機リガンドであってもよい。例えば、L402は、ハロゲン、ジケトン(例:アセチルアセトネート)、カルボン酸(例:ピコリネート)、−C(=O)、イソニトリル、−CN及びホスホロス(例:ホスフィン(phosphine)、ホスファイト(phosphite))のうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。
または、リン光ドーパントは、例えば、下記の化合物PD1〜PD25のうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない:
Figure 2021048394


Figure 2021048394


Figure 2021048394
[発光層における蛍光ドーパント]
蛍光ドーパントは、アリールアミン化合物またはスチリルアミン化合物を含んでもよい。
蛍光ドーパントは、下記化学式501で表される化合物を含んでもよい:
Figure 2021048394
(化学式501)

化学式501で、
Ar501は、置換されたもしくは置換されないC−C60炭素環基、または置換されたもしくは置換されないC−C60ヘテロ環基であり、
501〜L503は、互いに独立して、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルキレン基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルキレン基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルケニレン基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルケニレン基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリーレン基、置換されたもしくは置換されないC−C60ヘテロアリーレン基、置換されたもしくは置換されない二価非芳香族縮合多環基、及び置換されたもしくは置換されない二価非芳香族ヘテロ縮合多環基のうちから選択され、
xd1〜xd3は、互いに独立して、0〜3の整数のうちから選択され、
501及びR502は、互いに独立して、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリール基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールオキシ基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールチオ基、置換されたもしくは置換されないC−C60ヘテロアリール基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族縮合多環基、及び置換されたもしくは置換されない一価非芳香族ヘテロ縮合多環基のうちから選択され、
xd4は、1〜6の整数のうちからも選択される。
一実施形態によれば、化学式501でAr501は、
ナフチル基、ヘプタレニル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、インデノアントラセニル基及びインデノフェナントレニル基からなる群;または
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基及びナフチル基のうちから選択された少なくとも一つで置換された、ナフチル基、ヘプタレニル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、インデノアントラセニル基及びインデノフェナントレニル基からなる群;のうちから選択されてもよい。
他の実施形態によれば、化学式501で、L501〜L503は、互いに独立して、
フェニレン基、ナフチレン基、フルオレニレン基、スピロ−ビフルオレニレン基、ベンゾフルオレニレン基、ジベンゾフルオレニレン基、フェナントレニレン基、アントラセニレン基、フルオランテニレン基、トリフェニレニレン基、ピレニレン基、クリセニレン基、ペリレニレン基、ペンタフェニレン基、ヘキサセニレン基、ペンタセニレン基、チオフェニレン基、フラニレン基、カルバゾリレン基、インドリレン基、イソインドリレン基、ベンゾフラニレン基、ベンゾチオフェニレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、ベンゾカルバゾリレン基、ジベンゾカルバゾリレン基、ジベンゾシロリレン基、ピリジニレン基からなる群;または
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ヘキサセニル基、ペンタセニル基、チオフェニル基、フラニル基、カルバゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、ジベンゾシロリル基及びピリジニル基のうちから選択された少なくとも一つで置換された、フェニレン基、ナフチレン基、フルオレニレン基、スピロ−ビフルオレニレン基、ベンゾフルオレニレン基、ジベンゾフルオレニレン基、フェナントレニレン基、アントラセニレン基、フルオランテニレン基、トリフェニレニレン基、ピレニレン基、クリセニレン基、ペリレニレン基、ペンタフェニレン基、ヘキサセニレン基、ペンタセニレン基、チオフェニレン基、フラニレン基、カルバゾリレン基、インドリレン基、イソインドリレン基、ベンゾフラニレン基、ベンゾチオフェニレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、ベンゾカルバゾリレン基、ジベンゾカルバゾリレン基、ジベンゾシロリレン基、ピリジニレン基からなる群;のうちからも選択される。
さらに他の実施形態によれば、化学式501で、R501及びR502は、互いに独立して、
フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ヘキサセニル基、ペンタセニル基、チオフェニル基、フラニル基、カルバゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、ジベンゾシロリル基及びピリジニル基からなる群;並びに
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ヘキサセニル基、ペンタセニル基、チオフェニル基、フラニル基、カルバゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、ジベンゾシロリル基、ピリジニル基及び−Si(Q31)(Q32)(Q33)のうちから選択された少なくとも一つで置換された、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ヘキサセニル基、ペンタセニル基、チオフェニル基、フラニル基、カルバゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、ジベンゾシロリル基及びピリジニル基からなる群;のうちから選択され、
前述のQ31〜Q33は、C−C10アルキル基、C−C10アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基及びナフチル基のうちからも選択される。
さらに他の実施形態によれば、化学式501で、xd4は、2でもあるが、それに限定されるものではない。
例えば、蛍光ドーパントは、下記化合物FD1〜FD22のうちからも選択される。
Figure 2021048394


Figure 2021048394


Figure 2021048394



Figure 2021048394



Figure 2021048394


Figure 2021048394


Figure 2021048394


Figure 2021048394


Figure 2021048394
または、蛍光ドーパントは、下記化合物のうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。
Figure 2021048394



Figure 2021048394
[有機層150における電子輸送領域]
電子輸送領域は、i)単一物質からなる単一層からなる単層構造、ii)複数の互いに異なる物質からなる単一層からなる単層構造、あるいはiii)複数の互いに異なる物質からなる複数の層を有する多層構造を有することができる。
電子輸送領域は、バッファ層、正孔阻止層、電子調節層、電子輸送層(ETL)及び電子注入層のうちから選択された少なくとも1層を含んでもよいが、それらに限定されるものではない。
例えば、電子輸送領域は、発光層から順に積層された電子輸送層/電子注入層、正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層、電子調節層/電子輸送層/電子注入層またはバッファ層/電子輸送層/電子注入層などの構造を有することができるが、それらに限定されるものではない。
電子輸送領域(例:電子輸送領域における、バッファ層、正孔阻止層、電子調節層または電子輸送層)は、π電子欠乏性含窒素環を少なくとも一つ含む金属非含有化合物を含んでもよい。
「π電子欠乏性含窒素環」は、環形成モイエティであり、少なくとも1つの*−N=*’モイエティを有するC−C60ヘテロ環基を意味する。
例えば、「π電子欠乏性含窒素環」は、i)少なくとも1つの*−N=*’モイエティを有する5員〜7員のヘテロ単環式基であるか、ii)少なくとも1つの*−N=*’モイエティを有する5員〜7員のヘテロ単環式基のうち2以上が互いに縮合されているヘテロ多環式基である、あるいはiii)少なくとも1つの*−N=*’モイエティを有する5員〜7員のヘテロ単環式基のうち少なくとも一つと、少なくとも1つのC−C60炭素環基とが互いに縮合されているヘテロ多環式基であってもよい。
π電子欠乏性含窒素環の具体例としては、イミダゾール、ピラゾール、チアゾール、イソチアゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、インダゾール、プリン、キノリン、イソキノリン、ベンゾキノリン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、フェナントリジン、アクリジン、フェナントロリン、フェナジン、ベンゾイミダゾール、イソベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾール、イソベンゾオキサゾール、トリアゾール、テトラゾール、オキサジアゾール、トリアジン、チアジアゾール、イミダゾピリジン、イミダゾピリミジン、アザカルバゾールなどを挙げることができるが、それらに限定されるものではない。
例えば、電子輸送領域は、下記化学式601で表される化合物を含んでもよい。
(化601)
[Ar601xe11−[(L601xe1−R601xe21
化学式601で、
Ar601は、置換されたもしくは置換されないC−C60炭素環基、または置換されたもしくは置換されないC−C60ヘテロ環基であり、
xe11は、1、2または3であり、
601は、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルキレン基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルキレン基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルケニレン基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルケニレン基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリーレン基、置換されたもしくは置換されないC−C60ヘテロアリーレン基、置換されたもしくは置換されない二価非芳香族縮合多環基、及び置換されたもしくは置換されない二価非芳香族ヘテロ縮合多環基のうちから選択され、
xe1は、0〜5の整数のうちから選択され、
601は、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリール基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールオキシ基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールチオ基、置換されたもしくは置換されないC−C60ヘテロアリール基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族縮合多環基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−Si(Q601)(Q602)(Q603)、−C(=O)(Q601)、−S(=O)(Q601)、及び−P(=O)(Q601)(Q602)のうちから選択され、
前述のQ601〜Q603は、互いに独立して、C−C10アルキル基、C−C10アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基またはナフチル基であり、
xe21は、1〜5の整数のうちから選択される。
一実施形態によれば、xe11個のAr601、及びxe21個のR601において、少なくとも一つは、前述のようなπ電子欠乏性含窒素環含んでもよい。
一実施形態によれば、化学式601で、環Ar601は、
フェニル基、ナフタレニル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、インデノアントラセニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、インダゾリル基、プリニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾキノリニル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、ベンゾイミダゾリル基、イソベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、イソベンゾオキサゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアジニル基、チアジアゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基及びアザカルバゾリル基からなる群;または
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、−Si(Q31)(Q32)(Q33)、−S(=O)(Q31)及び−P(=O)(Q31)(Q32)のうちから選択された少なくとも一つで置換された、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、インデノアントラセニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、インダゾリル基、プリニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾキノリニル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、ベンゾイミダゾリル基、イソベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、イソベンゾオキサゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアジニル基、チアジアゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基及びアザカルバゾリル基からなる群;のうちからも選択され、
前述のQ31〜Q33は、互いに独立して、C−C10アルキル基、C−C10アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基及びナフチル基のうちからも選択される。
化学式601で、xe11が2以上である場合、2以上のAr601は、単結合を介しても互いに結合される。
他の実施形態によれば、化学式601で、Ar601は、アントラセン基であってもよい。
さらに他の実施形態によれば、601で表される化合物は、下記化学式601−1によっても表される:
Figure 2021048394


(化学式601−1)

化学式601−1で、
614は、NまたはC(R614)であり、X615は、NまたはC(R615)であり、X616は、NまたはC(R616)であり、X614〜X616のうち少なくとも一つは、Nであり、
611〜L613は、互いに独立して、L601についての説明を参照し、
xe611〜xe613は、互いに独立して、xe1についての説明を参照し、
611〜R613は、互いに独立して、R601についての説明を参照し、
614〜R616は、互いに独立して、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基及びナフチル基のうちからも選択される。
一実施形態によれば、化学式601及び601−1で、L601、及びL611〜L613は、互いに独立して、
フェニレン基、ナフチレン基、フルオレニレン基、スピロ−ビフルオレニレン基、ベンゾフルオレニレン基、ジベンゾフルオレニレン基、フェナントレニレン基、アントラセニレン基、フルオランテニレン基、トリフェニレニレン基、ピレニレン基、クリセニレン基、ペリレニレン基、ペンタフェニレン基、ヘキサセニレン基、ペンタセニレン基、チオフェニレン基、フラニレン基、カルバゾリレン基、インドリレン基、イソインドリレン基、ベンゾフラニレン基、ベンゾチオフェニレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、ベンゾカルバゾリレン基、ジベンゾカルバゾリレン基、ジベンゾシロリレン基、ピリジニレン基、イミダゾリレン基、ピラゾリレン基、チアゾリレン基、イソチアゾリレン基、オキサゾリレン基、イソキサゾリレン基、チアジアゾリレン基、オキサジアゾリレン基、ピラジニレン基、ピリミジニレン基、ピリダジニレン基、トリアジニレン基、キノリニレン基、イソキノリニレン基、ベンゾキノリニレン基、フタラジニレン基、ナフチリジニレン基、キノキサリニレン基、キナゾリニレン基、シンノリニレン基、フェナントリジニレン基、アクリジニレン基、フェナントロリニレン基、フェナジニレン基、ベンゾイミダゾリレン基、イソベンゾチアゾリレン基、ベンゾオキサゾリレン基、イソベンゾオキサゾリレン基、トリアゾリレン基、テトラゾリレン基、イミダゾピリジニレン基、イミダゾピリミジニレン基及びアザカルバゾリレン基からなる群;または
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ヘキサセニル基、ペンタセニル基、チオフェニル基、フラニル基、カルバゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、ジベンゾシロリル基、ピリジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、チアジアゾリル基、オキサジアゾリル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾキノリニル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、ベンゾイミダゾリル基、イソベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、イソベンゾオキサゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基及びアザカルバゾリル基のうちから選択された少なくとも一つで置換された、フェニレン基、ナフチレン基、フルオレニレン基、スピロ−ビフルオレニレン基、ベンゾフルオレニレン基、ジベンゾフルオレニレン基、フェナントレニレン基、アントラセニレン基、フルオランテニレン基、トリフェニレニレン基、ピレニレン基、クリセニレン基、ペリレニレン基、ペンタフェニレン基、ヘキサセニレン基、ペンタセニレン基、チオフェニレン基、フラニレン基、カルバゾリレン基、インドリレン基、イソインドリレン基、ベンゾフラニレン基、ベンゾチオフェニレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、ベンゾカルバゾリレン基、ジベンゾカルバゾリレン基、ジベンゾシロリレン基、ピリジニレン基、イミダゾリレン基、ピラゾリレン基、チアゾリレン基、イソチアゾリレン基、オキサゾリレン基、イソキサゾリレン基、チアジアゾリレン基、オキサジアゾリレン基、ピラジニレン基、ピリミジニレン基、ピリダジニレン基、トリアジニレン基、キノリニレン基、イソキノリニレン基、ベンゾキノリニレン基、フタラジニレン基、ナフチリジニレン基、キノキサリニレン基、キナゾリニレン基、シンノリニレン基、フェナントリジニレン基、アクリジニレン基、フェナントロリニレン基、フェナジニレン基、ベンゾイミダゾリレン基、イソベンゾチアゾリレン基、ベンゾオキサゾリレン基、イソベンゾオキサゾリレン基、トリアゾリレン基、テトラゾリレン基、イミダゾピリジニレン基、イミダゾピリミジニレン基及びアザカルバゾリレン基からなる群;のうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。
他の実施形態によれば、化学式601及び601−1で、xe1、及びxe611〜xe613は、互いに独立して、0、1または2であってもよい。
さらに他の実施形態によれば、化学式601及び601−1で、R601、及びR611〜R613は、互いに独立して、
フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ヘキサセニル基、ペンタセニル基、チオフェニル基、フラニル基、カルバゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、ジベンゾシロリル基、ピリジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、チアジアゾリル基、オキサジアゾリル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾキノリニル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、ベンゾイミダゾリル基、イソベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、イソベンゾオキサゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基及びアザカルバゾリル基;
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ヘキサセニル基、ペンタセニル基、チオフェニル基、フラニル基、カルバゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、ジベンゾシロリル基、ピリジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、チアジアゾリル基、オキサジアゾリル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾキノリニル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、ベンゾイミダゾリル基、イソベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、イソベンゾオキサゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基及びアザカルバゾリル基のうちから選択された少なくとも一つで置換された、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ヘキサセニル基、ペンタセニル基、チオフェニル基、フラニル基、カルバゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、ジベンゾシロリル基、ピリジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、チアジアゾリル基、オキサジアゾリル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾキノリニル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、ベンゾイミダゾリル基、イソベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、イソベンゾオキサゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基及びアザカルバゾリル基からなる群;または
−S(=O)(Q601)及び−P(=O)(Q601)(Q602)からなる群;のうちから選択され、
前述のQ601及びQ602についての説明は、本明細書に記載されたところを参照する。
電子輸送領域は、下記化合物ET1〜ET36のうちから選択された少なくとも1つの化合物を含んでもよいが、それらに限定されるものではない:
Figure 2021048394


Figure 2021048394


Figure 2021048394


Figure 2021048394


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Figure 2021048394
または、電子輸送領域は、2、9−ジメチル−4、7−ジフェニル−1、10−フェナントロリン(BCP)、4、7−ジフェニル−1、10−フェナントロリン(Bphen)、Alq3、BAlq、3−(ビフェニル−4−イル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−4H−1、2、4−トリアゾール(TAZ)及びNTAZのうちから選択された少なくとも1つの化合物を含んでもよい。
Figure 2021048394
バッファ層、正孔阻止層または電子調節層の厚みは、互いに独立して、約2nm以上約100nm以下、例えば、約3nm以上約30nm以下であってもよい。バッファ層、正孔阻止層または電子調節層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優秀な正孔阻止特性または電子調節特性を得ることができる。
電子輸送層の厚みは、約10nm以上約100nm以下、例えば、約15nm以上約50nm以下であってもよい。電子輸送層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、満足すべき電子輸送特性を得ることができる。
電子輸送領域(例:電子輸送領域における電子輸送層)は、前述のような物質以外に、金属含有物質をさらに含んでもよい。
金属含有物質は、アルカリ金属錯体及びアルカリ土類金属錯体のうちから選択された少なくとも一つを含んでもよい。アルカリ金属錯体の金属イオンは、Liイオン、Naイオン、Kイオン、Rbイオン及びCsイオンのうちからも選択され、アルカリ土類金属錯体の金属イオンは、Beイオン、Mgイオン、Caイオン、Srイオン及びBaイオンのうちからも選択される。アルカリ金属錯体及びアルカリ土類金属錯体の金属イオンに配位されたリガンドは、互いに独立して、ヒドロキシキノリン、ヒドロキシイソキノリン、ヒドロキシベンゾキノリン、ヒドロキシアクリジン、ヒドロキシフェナントリジン、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、ヒドロキシジフェニルオキサジアゾール、ヒドロキシジフェニルチアジアゾール、ヒドロキシフェニルピリジン、ヒドロキシフェニルベンゾイミダゾール、ヒドロキシフェニルベンゾチアゾール、ビピリジン、フェナントロリン及びシクロペンタジエンのうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。
例えば、金属含有物質は、Li錯体を含んでもよい。Li錯体は、例えば、下記化合物ET−D1(リチウムキノレート(LiQ))またはET−D2を含んでもよい。
Figure 2021048394
電子輸送領域は、第2電極190からの電子注入を容易にする電子注入層を含んでもよい。電子注入層は、第2電極190と直接(directly)接触することができる。
電子注入層は、i)単一物質からなる単一層からなる単層構造、ii)複数の互いに異なる物質からなる単一層からなる単層構造、あるいはiii)複数の互いに異なる物質からなる複数の層を有する多層構造を有することができる。
電子注入層は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、希土類金属化合物、アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体、希土類金属錯体、またはそれらのうち任意の組み合わせを含んでもよい。
アルカリ金属は、Li、Na、K、Rb及びCsのうちからも選択される。一実施形態によれば、アルカリ金属は、Li、NaまたはCsであってもよい。他の実施形態によれば、アルカリ金属は、LiまたはCsでもあるが、それらに限定されるものではない。
アルカリ土類金属は、Mg、Ca、Sr、及びBaのうちからも選択される。
希土類金属は、Sc、Y、Ce、Tb、Yb及びGdのうちからも選択される。
アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物及び希土類金属化合物は、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類金属の酸化物及びハロゲン化物(例:フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物など)のうちからも選択される。
アルカリ金属化合物は、LiO、CsO、KOのようなアルカリ金属酸化物、及びLiF、NaF、CsF、KF、LiI、NaI、CsI、KIのようなアルカリ金属ハロゲン化物のうちからも選択される。一実施形態によれば、アルカリ金属化合物は、LiF、LiO、NaF、LiI、NaI、CsI、KIのうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。
アルカリ土類金属化合物は、BaO、SrO、CaO、BaSr1−xO(0<x<1)、BaCa1−xO(0<x<1)のようなアルカリ土類金属化合物のうちからも選択される。一実施形態によれば、アルカリ土類金属化合物は、BaO、SrO及びCaOのうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。
希土類金属化合物は、YbF、ScF、ScO、Y、Ce、GdF及びTbFのうちからも選択される。一実施形態によれば、希土類金属化合物は、YbF、ScF、TbF、YbI、ScI、TbIのうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。
アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体及び希土類金属錯体は、前述のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類金属のイオンを含み、アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体及び希土類金属錯体の金属イオンに配位されたリガンドは、互いに独立して、ヒドロキシキノリン、ヒドロキシイソキノリン、ヒドロキシベンゾキノリン、ヒドロキシアクリジン、ヒドロキシフェナントリジン、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、ヒドロキシジフェニルオキサジアゾール、ヒドロキシジフェニルチアジアゾール、ヒドロキシフェニルピリジン、ヒドロキシフェニルベンゾイミダゾール、ヒドロキシフェニルベンゾチアゾール、ビピリジン、フェナントロリン及びシクロペンタジエンのうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。
電子注入層は、前述のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、希土類金属化合物、アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体、希土類金属錯体、またはそれらのうち任意の組み合わせだけによってなるか、あるいは有機物をさらに含んでもよい。電子注入層が有機物をさらに含む場合、前述のアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、希土類金属化合物、アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体、希土類金属錯体、またはそれらのうち任意の組み合わせは、有機物からなるマトリックスに、均一にも不均一にも分散されている。
電子注入層の厚みは、約0.1nm以上約10nm以下、約0.3nm以上約9nm以下であってもよい。電子注入層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、満足すべき電子注入特性を得ることができる。
[第2電極190]
前述のような有機層150上部には、第2電極190が配置されている。第2電極190は、電子注入電極であるカソードでもあるが、このとき、第2電極190用物質としては、低い仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物、及びそれらの組み合わせを使用することができる。
第2電極190は、リチウム(Li)、銀(Ag)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、アルミニウム−リチウム(Al−Li)、カルシウム(Ca)、マグネシウム−インジウム(Mg−In)、マグネシウム−銀(Mg−Ag)、ITO及びIZOのうちから選択された少なくとも一つを含んでもよいが、それらに限定されるものではない。第2電極190は、透過型電極、半透過型電極または反射型電極であってもよい。
第2電極190は、単一層である単層構造、または複数の層を有する多層構造を有することができる。
[図2〜図4についての説明]
なお、図2の有機発光素子20は、第1キャッピング層210、第1電極110、有機層150及び第2電極190が順に積層された構造を有し、図3の有機発光素子30は、第1電極110、有機層150、第2電極190及び第2キャッピング層220が順に積層された構造を有し、図4の有機発光素子40は、第1キャッピング層210、第1電極110、有機層150、第2電極190及び第2キャッピング層220が順に積層された構造を有する。
図2〜図4において、第1電極110、有機層150及び第2電極190についての説明は、図1についての説明を参照する。
有機発光素子20、40の有機層150において、発光層で生成された光は、半透過型電極または透過型電極である第1電極110及び第1キャッピング層210を経て、外部にも取り出され、有機発光素子30、40の有機層150において、発光層で生成された光は、半透過型電極または透過型電極である第2電極190及び第2キャッピング層220を経て、外部にも取り出される。
前述の第1キャッピング層210及び第2キャッピング層220は、補強干渉の原理により、外部発光効率を向上させる役割を行うことができる。
第1キャッピング層210及び第2キャッピング層220は、互いに独立して、有機物からなる有機キャッピング層、無機物からなる無機キャッピング層、または有機物及び無機物を含む複合キャッピング層であってもよい。
第1キャッピング層210及び第2キャッピング層220のうち少なくとも1層は、互いに独立して、炭素環化合物、ヘテロ環化合物、アミン系化合物、ポルフィン誘導体(porphine derivatives)、フタロシアニン誘導体(phthalocyanine derivatives)、ナフタロシアニン誘導体(naphthalocyanine derivatives)、アルカリ金属錯体及びアルカリ土類金属錯体のうちから選択された少なくとも1つの物質を含んでもよい。前述の炭素環化合物、ヘテロ環化合物及びアミン系化合物は、選択的に、O、N、S、Se、Si、F、Cl、Br及びIのうちから選択された少なくとも1つの元素を含む置換基によっても置換される。一実施形態によれば、第1キャッピング層210及び第2キャッピング層220のうち少なくとも1層は、互いに独立して、ヘテロ環化合物を含んでもよい。
他の実施形態によれば、第1キャッピング層210及び第2キャッピング層220のうち少なくとも1層は、互いに独立して、化学式201で表される化合物、または化学式202で表される化合物を含んでもよい。
さらに他の実施形態によれば、第1キャッピング層210及び第2キャッピング層220のうち少なくとも1層は、互いに独立して、化合物HT28〜HT33、及び下記化合物CP1〜CP5のうちから選択された化合物を含んでもよいが、それらに限定されるものではない。
Figure 2021048394
以上、有機発光素子について、図1〜4を参照して説明したが、それらに限定されるものではない。
正孔輸送領域に含まれた各層、発光層及び電子輸送領域に含まれた各層は、それぞれ、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB(Langmuir−Blodgett)法、インクジェットプリンティング法、レーザプリンティング法、レーザ熱転写法(LITI:laser induced thermal imaging)のような多様な方法を利用し、所定領域にも形成される。
真空蒸着法により、正孔輸送領域に含まれた各層、発光層、及び電子輸送領域に含まれた各層をそれぞれ形成する場合、蒸着条件は、例えば、約100℃以上約500℃の蒸着温度、約10−8torr以上約10−3torr以下の真空度、及び約0.01nm/sec以上約10nm/sec以下の蒸着速度の範囲内において、形成する層に含まれる材料、及び形成する層の構造を考慮しても選択される。
スピンコーティング法により、正孔輸送領域に含まれた各層、発光層、及び電子輸送領域に含まれた各層をそれぞれ形成する場合、該コーティング条件は、例えば、約2、000rpm以上約5、000rpm以下のコーティング速度、及び約80℃以上200℃以下の熱処理温度の範囲内において、形成する層に含まれる材料、及び形成する層の構造を考慮しても選択される。
[装置]
有機発光素子は、各種装置にも含まれる。例えば、有機発光素子を含む発光装置、認証装置または電子装置が提供されてもよい。
発光装置は、前述のような有機発光素子以外に、ソース電極及びドレイン電極を含む薄膜トランジスタをさらに含んでもよい。薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極のうち一つと、有機発光素子の第1電極及び第2電極のうち一つは、電気的に接続される。発光装置は、各種ディスプレイ、光源などとしても使用される。
認証装置は、例えば、生体(例:指先、瞳など)の生体情報を利用し、個人を認証する生体認証装置であってもよい。
認証装置は、前述のような有機発光素子以外に、生体情報収集手段をさらに含んでもよい。
電子装置は、パソコン(PC)(例:モバイル型パソコン)、携帯電話、デジタル写真機、電子手帳、電子辞典、電子ゲーム機、医療機器(例:電子体温計、血圧計、血糖計、脈拍計測装置、脈波計測装置、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例:車両、航空機、船舶の計器類)、プロジェクタなどにも応用されるが、それらに限定されるものではない。
[置換基の一般的な定義]
本明細書において、C−C60アルキル基は、炭素数1〜60の線状または分枝状の脂肪族炭化水素一価基を意味し、具体的な例には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、ter−ブチル基、ペンチル基、iso−アミル基、ヘキシル基などが含まれる。本明細書において、C−C60アルキレン基は、C−C60アルキル基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、C−C60アルケニル基は、C−C60アルキル基の中間または末端に、1以上の炭素二重結合を含む炭化水素基を意味し、その具体的な例には、エテニル基、プロぺニル基、ブテニル基などが含まれる。本明細書において、C−C60アルケニレン基は、C−C60アルケニル基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、C−C60アルキニル基は、C−C60アルキル基の中間または末端に、1以上の炭素三重結合を含む炭化水素基を意味し、その具体的な例には、エチニル基、プロピニル基などが含まれる。本明細書において、C−C60アルキニレン基は、C−C60アルキニル基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、C−C60アルコキシ基は、−OA101(ここで、A101は、C−C60アルキル基である)の化学式を有する一価基を意味し、その具体的な例には、メトキシ基、エトキシ基、イソプロピルオキシ基などが含まれる。
本明細書において、C−C10シクロアルキル基は、C−C10一価飽和炭化水素単環式基を意味し、その具体例には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基などが含まれる。本明細書において、C−C10シクロアルキレン基は、C−C10シクロアルキル基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、C−C10ヘテロシクロアルキル基は、N、O、Si、P及びSのうちから選択された少なくとも1つのヘテロ原子を環形成原子として含むC1−C10一価単環式基を意味し、その具体例には、1、2、3、4−オキサトリアゾリジニル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロチオフェニル基などが含まれる。本明細書において、C−C10ヘテロシクロアルキレン基は、C−C10ヘテロシクロアルキル基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、C−C10シクロアルケニル基は、C−C10一価単環式基であり、環内に、少なくとも1つの二重結合を有するが、芳香族性(aromaticity)を有さない基を意味し、その具体例には、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基などが含まれる。本明細書において、C−C10シクロアルケニレニル基は、C−C10シクロアルケニル基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、C−C10ヘテロシクロアルケニル基は、N、O、Si、P及びSのうちから選択された少なくとも1つのヘテロ原子を環形成原子として含むC−C10一価単環式基であり、環内に、少なくとも1つの二重結合を有する。C−C10ヘテロシクロアルケニル基の具体例には、4、5−ジヒドロ−1、2、3、4−オキサトリアゾリル基、2、3−ジヒドロフラニル基、2、3−ジヒドロチオフェニル基などが含まれる。本明細書において、C−C10ヘテロシクロアルケニレン基は、C−C10ヘテロシクロアルケニル基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、C−C60アリール基は、C−C60炭素環芳香族系を有する一価基を意味し、C−C60アリーレン基は、C−C60炭素環芳香族系を有する二価基を意味する。C−C60アリール基の具体例には、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、クリセニル基などを含まれる。C−C60アリール基及びC−C60アリーレン基が2以上の環含む場合、2以上の環は、互いに縮合されてもよい。
本明細書において、C−C60ヘテロアリール基は、N、O、Si、P及びSのうちから選択された少なくとも1つのヘテロ原子を環形成原子として含み、C−C60ヘテロ環芳香族系を有する一価基を意味し、C−C60ヘテロアリーレン基は、N、O、Si、P及びSのうちから選択された少なくとも1つのヘテロ原子を環形成原子として含み、C−C60ヘテロ環芳香族系を有する二価基を意味する。C−C60ヘテロアリール基の具体例には、ピリジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基などが含まれる。C−C60ヘテロアリール基及びC−C60ヘテロアリーレン基が2以上の環含む場合、2以上の環は、互いに縮合されてもよい。
明細書において、C−C60アリールオキシ基は、−OA102(ここで、A102は、C−C60アリール基である)を示し、C−C60アリールチオ基は、−SA103(ここで、A103は、C−C60アリール基である)を示す。
本明細書において、一価非芳香族縮合多環基は、2以上の環が互いに縮合されており、環形成原子として炭素のみを含み、分子全体が非芳香族性(non−aromaticity)を有する一価基(例えば、炭素数8〜60である)を意味する。一価非芳香族縮合多環基の具体例には、フルオレニル基などが含まれる。本明細書において、二価非芳香族縮合多環基は、一価非芳香族縮合多環基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基は、2以上の環が互いに縮合されており、環形成原子として炭素以外に、N、O、Si、P及びSのうちから選択された少なくとも1つのヘテロ原子を含み、分子全体が非芳香族性を有する一価基(例えば、炭素数1〜60である)を意味する。一価非芳香族ヘテロ縮合多環基の具体例には、カルバゾリル基などが含まれる。本明細書において、二価非芳香族ヘテロ縮合多環基は、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、C−C60炭素環基とは、環形成原子として炭素のみを含むC−C60単環式基または多環式基を意味する。C−C60炭素環基は、芳香族炭素環基または非芳香族炭素環基であってもよい。C−C60炭素環基は、ベンゼンのような環、フェニル基のような一価基、またはフェニレン基のような二価基であってもよい。または、C−C60炭素環基に結合された置換基の個数により、C−C60炭素環基は、三価基または四価基でもあるというように、多様な変形が可能である。
本明細書において、C−C60ヘテロ環基とは、C−C60炭素環基と同一構造を有するが、環形成原子として、炭素(炭素数は、1〜60でもある)以外に、N、O、Si、P及びSのうちから選択された少なくとも1つのヘテロ原子を含む基を意味する。
本明細書において、前述の置換されたC−C60炭素環基、置換されたC−C60ヘテロ環基、置換されたC−C10シクロアルキレン基、置換されたC−C10ヘテロシクロアルキレン基、置換されたC−C10シクロアルケニレン基、置換されたC−C10ヘテロシクロアルケニレン基、置換されたC−C60アリーレン基、置換されたC−C60ヘテロアリーレン基、置換された二価非芳香族縮合多環基、置換された二価非芳香族ヘテロ縮合多環基、置換されたC−C60アルキル基、置換されたC−C60アルケニル基、置換されたC−C60アルキニル基、置換されたC−C60アルコキシ基、置換されたC−C10シクロアルキル基、置換されたC−C10ヘテロシクロアルキル基、置換されたC−C10シクロアルケニル基、置換されたC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換されたC−C60アリール基、置換されたC−C60アリールオキシ基、置換されたC−C60アリールチオ基、置換されたC−C60ヘテロアリール基、置換された一価非芳香族縮合多環基、及び置換された一価非芳香族ヘテロ縮合多環基の置換基のうち少なくとも一つは、
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基及びC−C60アルコキシ基からなる群;
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−Si(Q11)(Q12)(Q13)、−N(Q11)(Q12)、−B(Q11)(Q12)、−C(=O)(Q11)、−S(=O)(Q11)及び−P(=O)(Q11)(Q12)のうちから選択された少なくとも一つで置換された、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基及びC−C60アルコキシ基からなる群;
−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基及び一価非芳香族ヘテロ縮合多環基からなる群;
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基、C−C60アルコキシ基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−Si(Q21)(Q22)(Q23)、−N(Q21)(Q22)、−B(Q21)(Q22)、−C(=O)(Q21)、−S(=O)(Q21)及び−P(=O)(Q21)(Q22)のうちから選択された少なくとも一つで置換された、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基及び一価非芳香族ヘテロ縮合多環基からなる群;または
−Si(Q31)(Q32)(Q33)、−N(Q31)(Q32)、−B(Q31)(Q32)、−C(=O)(Q31)、−S(=O)(Q31)及び−P(=O)(Q31)(Q32)からなる群;のうちから選択され、
前述のQ11〜Q13、Q21〜Q23、及びQ31〜Q33は、互いに独立して、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基、C−C60アルコキシ基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、ビフェニリル基及びターフェニリル基のうちからも選択される。
本明細書において、「Ph」は、フェニル基を意味し、「Me」は、メチル基を意味し、「Et」は、エチル基を意味し、「ter−Bu」または「But」は、tert−ブチル基を意味し、「OMe」は、メトキシ基を意味する。
本明細書において、「ビフェニリル基」は、「フェニル基で置換されたフェニル基」を意味する。「ビフェニリル基」は、置換基が「C−C60アリール基」である「置換されたフェニル基」に属する。
本明細書において、「ターフェニリル基」は、「ビフェニリル基で置換されたフェニル基」を意味する。「ターフェニリル基」は、置換基が「C−C60アリール基で置換されたC−C60アリール基」である「置換されたフェニル基」に属する。
本明細書において、*及び*’は、他の定義がない限り、当該化学式において、隣接原子との結合サイトを意味する。
以下、合成例及び実施例を挙げ、本発明の一実施形態による化合物及び有機発光素子についてさらに具体的に説明する。下記合成例において、「Aの代わりにBを使用した」という表現において、Aのモル当量とBのモル当量は、互いに同一である。
(中間体の合成例)
Figure 2021048394
中間体C(1)−1の合成:
1−ブロモ−6−クロロジベンゾ[b、d]フラン(C(1)-2、 2.81g、1eq)をテトラヒドロフラン(THF)に溶かした後、−78℃で撹拌する。30分後、n−BuLiを1eq滴加し、1時間撹拌する。塩化ベンゾイル(1.4g、1eq)を滴加しながら、4時間撹拌する。希塩酸を使用して反応を終結させ、塩化メチレン(MC)で抽出する。カラム分離を介し、中間体C(1)−1化合物1.8gを得た(収率:60%)。
中間体C(1)の合成:
2−ブロモ−1、1’−ビフェニル(1.4g、1eq)をTHFに溶かした後、−78℃で撹拌する。30分後、n−BuLiを1eq滴加し、1時間撹拌する。中間体C(1)−1化合物(1.8g、1eq)を滴加し、3時間撹拌する。希塩酸を使用して反応を終結させ、MCで抽出する。カラム分離を介し、中間体C(1)化合物1gを得た(収率:40%)。
中間体C(2)の合成:
化合物C(1)−2の代わりに、3−ブロモ−6−クロロジベンゾ[b、d]フランを使用することを除けば、中間体C(1)の合成方法と同一方法で、中間体C(2)化合物を合成した。
中間体C(3)の合成:
化合物C(1)−2の代わりに、4−ブロモ−6−クロロジベンゾ[b、d]フランを使用することを除けば、中間体C(1)の合成方法と同一方法で、中間体C(3)化合物を合成した。
中間体C(4)の合成:
化合物C(1)−2の代わりに、1−ブロモ−7−クロロジベンゾ[b、d]フランを使用することを除けば、中間体C(1)の合成方法と同一方法で、中間体C(4)化合物を合成した。
中間体C(5)の合成:
化合物C(1)−2の代わりに、3−ブロモ−7−クロロジベンゾ[b、d]フランを使用することを除けば、中間体C(1)の合成方法と同一方法で、中間体C(5)化合物を合成した。
中間体C(6)の合成:
化合物C(1)−2の代わりに、6−ブロモ−3−クロロジベンゾ[b、d]フランを使用することを除けば、中間体C(1)の合成方法と同一方法で、中間体C(6)化合物を合成した。
中間体C(7)の合成:
化合物C(1)−2の代わりに、1−ブロモ−8−クロロジベンゾ[b、d]フランを使用することを除けば、中間体C(1)の合成方法と同一方法で、中間体C(7)化合物を合成した。
中間体C(8)の合成:
化合物C(1)−2の代わりに、7−ブロモ−2−クロロジベンゾ[b、d]フランを使用することを除けば、中間体C(1)の合成方法と同一方法で、中間体C(8)化合物を合成した。
中間体C(9)の合成:
化合物C(1)−2の代わりに、6−ブロモ−2−クロロジベンゾ[b、d]フランを使用することを除けば、中間体C(1)の合成方法と同一方法で、中間体C(9)化合物を合成した。
合成例1:化合物1の合成
Figure 2021048394

C(1)(1g、1eq)、ジフェニルアミン(0.42g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップ(workup)を行い、カラム分離を介して化合物1 0.96gを得た(収率:74%)。
合成例2:化合物2合成
Figure 2021048394

C(1)(1g、1eq)、N−フェニルナフタレン−1−アミン(0.54g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−Bu3P(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物2 0.99gを得た(収率:70%)。
合成例3:化合物6合成
Figure 2021048394

C(1)(1g、1eq)、9、9−ジメチル−N−フェニル−9H−フルオレン−4−アミン(0.71g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物6 1.06gを得た(収率:68%)。
合成例4:化合物13合成
Figure 2021048394

C(2)(1g、1eq)、ジフェニルアミン(0.42g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物13 0.99gを得た(収率:77%)。
合成例5:化合物14合成
Figure 2021048394

C(2)(1g、1eq)、N−フェニルナフタレン−1−アミン(0.54g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物14 0.93gを得た(収率:66%)。
合成例6:化合物18合成
Figure 2021048394

C(2)(1g、1eq)、9、9−ジメチル−N−フェニル−9H−フルオレン−4−アミン(0.71g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物18 1.1gを得た(収率:71%)。
合成例7:化合物25合成
Figure 2021048394
C(3)(1g、1eq)、ジフェニルアミン(0.42g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物25 0.99gを得た(収率:77%)。
合成例8:化合物26合成
Figure 2021048394

C(3)(1g、1eq)、N−フェニルナフタレン−1−アミン(0.54g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物26 0.83gを得た(収率:59%)。
合成例9:化合物30合成
Figure 2021048394

C(3)(1g、1eq)、9、9−ジメチル−N−フェニル−9H−フルオレン−4−アミン(0.71g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物30 1.13gを得た(収率:73%)。
合成例10:化合物37合成
Figure 2021048394
C(4)(1g、1eq)、ジフェニルアミン(0.42g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物37 1.03gを得た(収率:80%)。
合成例11:化合物38合成
Figure 2021048394

C(4)(1g、1eq)、N−フェニルナフタレン−1−アミン(0.54g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物38 0.99gを得た(収率:70%)。
合成例12:化合物42合成
Figure 2021048394

C(4)(1g、1eq)、9、9−ジメチル−N−フェニル−9H−フルオレン−4−アミン(0.71g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物42 1.01gを得た(収率:65%)。
合成例13:化合物49合成
Figure 2021048394

C(5)(1g、1eq)、ジフェニルアミン(0.42g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−Bu3P(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物49 0.95gを得た(収率:74%)。
合成例14:化合物50合成
Figure 2021048394
C(5)(1g、1eq)、N−フェニルナフタレン−1−アミン(0.54g、1.1eq)、Pd(dba)3(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物50 0.97gを得た(収率:70%)。
合成例15:化合物54合成
Figure 2021048394
C(5)(1g、1eq)、9、9−ジメチル−N−フェニル−9H−フルオレン−4−アミン(0.71g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物54 1.1gを得た(収率:71%)。
合成例16:化合物61合成
Figure 2021048394

C(6)(1g、1eq)、ジフェニルアミン(0.42g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物61 0.92gを得た(収率:72%)。
合成例17:化合物62合成
Figure 2021048394

C(6)(1g、1eq)、N−フェニルナフタレン−1−アミン(0.54g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物62 0.88gを得た(収率:64%)。
合成例18:化合物66合成
Figure 2021048394
C(6)(1g、1eq)、9、9−ジメチル−N−フェニル−9H−フルオレン−4−アミン(0.71g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物66 1.07gを得た(収率:69%)。
合成例19:化合物73合成
Figure 2021048394

C(7)(1g、1eq)、ジフェニルアミン(0.42g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物73 1.03gを得た(収率:80%)。
合成例20:化合物74合成
Figure 2021048394

C(7)(1g、1eq)、N−フェニルナフタレン−1−アミン(0.54g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物74 1.02gを得た(収率:72%)。
合成例21:化合物78合成
Figure 2021048394

C(7)(1g、1eq)、9、9−ジメチル−N−フェニル−9H−フルオレン−4−アミン(0.71g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物78 1.08gを得た(収率:70%)。
合成例22:化合物85合成
Figure 2021048394

C(8)(1g、1eq)、ジフェニルアミン(0.42g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物85 1.01gを得た(収率:79%)。
合成例23:化合物86合成
Figure 2021048394

C(8)(1g、1eq)、N−フェニルナフタレン−1−アミン(0.54g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物86 0.97gを得た(収率:69%)。
合成例24:化合物87合成
Figure 2021048394

C(8)(1g、1eq)、9、9−ジメチル−N−フェニル−9H−フルオレン−4−アミン(0.71g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物87 1.1gを得た(収率:71%)。
合成例25:化合物97合成
Figure 2021048394

C(9)(1g、1eq)、ジフェニルアミン(0.42g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物97 0.99gを得た(収率:77%)。
合成例26:化合物98合成
Figure 2021048394

C(9)(1g、1eq)、N−フェニルナフタレン−1−アミン(0.54g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物98 0.83gを得た(収率:59%)。
合成例27:化合物102合成
Figure 2021048394

C(9)(1g、1eq)、9、9−ジメチル−N−フェニル−9H−フルオレン−4−アミン(0.71g、1.1eq)、Pd(dba)(0.1g、0.05eq)、t−BuONa(0.65g、3eq)、t−BuP(0.08ml)、トルエン(50ml)を一口丸底フラスコに添加し、90℃で3時間撹拌した。MC/HOでワークアップし、カラム分離を介し、化合物102 1.13gを得た(収率:73%)。
合成例1〜27で合成された化合物のH NMR及びMS/FABを、下記表1に示した。
表1に示した化合物以外の他の化合物も上の合成経路及び原料物質を参照して技術分野に熟練された人々がその合成方法を容易に認識することができる。
Figure 2021048394
(実施例1)
アノードは、コーニング(Corning)15Ω/cm(120nm)ITOガラス基板を、50mm×50mm×0.7mmサイズに切り、イソプロピルアルコールと純水とを利用し、それぞれ5分間超音波洗浄した後、30分間紫外線を照射し、オゾンに露出させて洗浄し、真空蒸着装置に該ガラス基板を設けた。
基板上部に、まず正孔注入層として、公知の物質である2−TNATAを真空蒸着し、60nm厚に形成した後、次に、正孔輸送性化合物として、化合物1を30nm厚に真空蒸着し、正孔輸送層を形成した。
正孔輸送層上部に、9、10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン(DNA)と4、4’−ビス[2−(4−(N、N’−ジフェニルアミノ−)フェニル)ビニル]ビフェニル(DPAVBi)とを、重量比98:2で共蒸着し、30nm厚に発光層を形成した。
次に、発光層上部に、電子輸送層として、Alq3を30nm厚に蒸着した後、該電子輸送層上部に、ハロゲン化アルカリ金属であるLiFを、電子注入層として、1nm厚に蒸着し、Alを3、00nm厚に真空蒸着し、LiF/Al電極を形成することにより、有機発光素子を製造した。
Figure 2021048394


Figure 2021048394
実施例2〜27、及び比較例1〜5
正孔輸送層の形成時、化合物1の代わりに、下記表2に記載された化合物を利用したことを除いては、実施例1と同一方法で、有機発光素子を作製した。
評価例1
前述の実施例1〜27、及び比較例1〜5で作製した有機発光素子に対し、電流密度50mA/cmでの駆動時の素子性能(駆動電圧、輝度、効率及び色座標)、及び電流密度100mA/cmでの初期輝度が50%低減するまでの時間(半減寿命)を測定し、下記表2に示した。
−輝度:電流・電圧計(Kethley SMU 236)から電源を供給し、輝度計PR650を利用して測定した
−効率:電流・電圧計(Kethley SMU 236)から電源を供給し、輝度計PR650を利用して測定した
Figure 2021048394

Figure 2021048394
[化合物A]


Figure 2021048394
[化合物B]


Figure 2021048394
[化合物C]


Figure 2021048394
[化合物D]

表2から、本発明の化合物を正孔輸送層材料として使用した場合、比較例1〜5の化合物を使用した場合に対比させ、低駆動電圧、高発光効率、高輝度及び長寿命の特性を有するということが分かる。
本発明について、前述の合成例及び実施例を参照して説明したが、それらは、例示的なものに過ぎず、本発明に属する技術分野の当業者であるならば、それらから多様な変形、及び均等な他の実施例が可能であるという点を理解するであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって定められるものである。
10、20、30、40・・・有機発光素子
110・・・第1電極
150・・・有機層
190・・・第2電極
210・・・第1キャッピング層
220・・・第2キャッピング層

Claims (20)

  1. 第1電極と、
    前記第1電極に対向した第2電極と、
    前記第1電極と前記第2電極との間に介在されて発光層を含む有機層と、を含み、
    下記化学式1で表示されたヘテロ環化合物を1種以上含む有機発光素子:
    Figure 2021048394
    (化学式1)

    Figure 2021048394
    (化学式2−1)

    Figure 2021048394
    (化学式2−2)

    前記化学式1、2−1及び2−2で、
    前記Xは、OまたはSであり、
    前記R〜Rは、互いに独立して、前記化学式2−1で表される基、前記化学式2−2で表される基、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルキニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルコキシ基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC1−C10ヘテロシクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリール基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールオキシ基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールチオ基、置換されたもしくは置換されないC1−C60ヘテロアリール基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族縮合多環基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−Si(Q)(Q)(Q)、−N(Q)(Q)、−B(Q)(Q)、−C(=O)(Q)、−S(=O)(Q)、及び−P(=O)(Q)(Q)のうちから選択され、
    前記R〜Rにおいて、いずれか一つは、化学式2−1で表される基であり、他の一つは、化学式2−2で表される基であるものの、前記XがOである場合、前記R、R、R、R、R及びRのうちいずれか一つが、前記化学式2−1で表される基であり、
    前記R11〜R18は、互いに独立して、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルキニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルコキシ基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC1−C10ヘテロシクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリール基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールオキシ基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールチオ基、置換されたもしくは置換されないC1−C60ヘテロアリール基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族縮合多環基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−Si(Q)(Q)(Q)、−N(Q)(Q)、−B(Q)(Q)、−C(=O)(Q)、−S(=O)(Q)、及び−P(=O)(Q)(Q)のうちから選択され、
    前記R〜R、及びR11〜R18において、互いに隣接した2個の基は、選択的に、互いに結合して環を形成することができ、
    Ar〜Arは、互いに独立して、置換されたもしくは置換されないC−C60炭素環基、または置換されたもしくは置換されないC−C60ヘテロ環基であり、
    前記Ar及びArは、選択的に、互いに、単結合、−C(Q)(Q)−、−Si(Q)(Q)−、−O−、−S−、−N(Q)−、−B(Q)−、C(=O)−、−S(=O)−、−S(=O)(Q)(Q)−及びP(=O)(Q)−に結合され、縮合されたヘテロ環を形成することができ、
    11〜L13は、互いに独立して、置換されたもしくは置換されないC−C60炭素環基、または置換されたもしくは置換されないC−C60ヘテロ環基であり、
    前記a11〜a13は、互いに独立して、0〜3のうちから選択された整数であり、
    前記a11が0である場合、*−(L11a11−*’は、単結合を示し、a12が0である場合、*−(L12a12−*’は、単結合を示し、a13が0である場合、*−(L13a13−*’は、単結合を示し、
    前記置換されたC−C60炭素環基、置換されたC−C60ヘテロ環基、置換されたC−C60アルキル基、置換されたC−C60アルケニル基、置換されたC−C60アルキニル基、置換されたC−C60アルコキシ基、置換されたC−C10シクロアルキル基、置換されたC1−C10ヘテロシクロアルキル基、置換されたC−C10シクロアルケニル基、置換されたC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換されたC−C60アリール基、置換されたC−C60アリールオキシ基、置換されたC−C60アリールチオ基、置換されたC1−C60ヘテロアリール基、置換された一価非芳香族縮合多環基、及び置換された一価非芳香族ヘテロ縮合多環基の置換基のうち少なくとも一つは、
    重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基及びC−C60アルコキシ基からなる群;
    重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−Si(Q11)(Q12)(Q13)、−N(Q11)(Q12)、−B(Q11)(Q12)、−C(=O)(Q11)、−S(=O)(Q11)及び−P(=O)(Q11)(Q12)のうちから選択された少なくとも一つで置換された、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基及びC−C60アルコキシ基からなる群;
    −C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、ビフェニリル基及びターフェニリル基からなる群;
    重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基、C−C60アルコキシ基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、−Si(Q21)(Q22)(Q23)、−N(Q21)(Q22)、−B(Q21)(Q22)、−C(=O)(Q21)、−S(=O)(Q21)及び−P(=O)(Q21)(Q22)のうちから選択された少なくとも一つで置換された、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、ビフェニリル基及びターフェニリル基からなる群;または
    −Si(Q31)(Q32)(Q33)、−N(Q31)(Q32)、−B(Q31)(Q32)、−C(=O)(Q31)、−S(=O)(Q31)及び−P(=O)(Q31)(Q32)からなる群;のうちから選択され、
    前記Q〜Q、Q11〜Q13、Q21〜Q23、及びQ31〜Q33は、互いに独立して、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基、C−C60アルコキシ基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アルキル基で置換されたC−C60アリール基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、ビフェニリル基、及びターフェニリル基のうちから選択され、
    *は、一の原子との結合サイトであり、L11に対する*は化学式1で表される基との結合サイトである。
  2. 前記第1電極がアノードであり、
    前記第2電極がカソードであり、
    前記有機層は、前記ヘテロ環化合物を1種以上含み、
    前記有機層は、前記第1電極と前記発光層との間に介在された正孔輸送領域、及び前記発光層と前記第2電極との間に介在された電子輸送領域をさらに含み、
    前記正孔輸送領域は、正孔注入層、正孔輸送層、発光補助層、電子阻止層、または当該の任意組み合わせを含み、
    前記電子輸送領域は、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、または当該の任意組み合わせを含むことを特徴とする請求項1に記載の有機発光素子。
  3. 前記正孔輸送領域が前記ヘテロ環化合物を含むことを特徴とする請求項2に記載の有機発光素子。
  4. 前記正孔輸送領域が正孔輸送層を含み、前記正孔輸送層が前記ヘテロ環化合物を1種以上含むことを特徴とする請求項2に記載の有機発光素子。
  5. 前記正孔輸送領域がp−ドーパントを含み、
    前記p−ドーパントのLUMOは、−3.5eV以下であることを特徴とする請求項2に記載の有機発光素子。
  6. 前記発光層がスチリル系化合物、アントラセン系化合物、ピレン系化合物、スピロ−ビフルオレン系化合物、カルバゾール系化合物、ベンズイミダゾール系化合物、ホスフィンオキシド系化合物、ジベンゾフラン系化合物、シリコン系化合物及びトリアジン系化合物のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1に記載の有機発光素子。
  7. 前記発光層は、第1色光放出発光層であり、
    前記第1電極と第2電極との間に、i)少なくとも1層の第2色光放出発光層が追加して含まれているか、あるいはii)少なくとも1層の第2色光放出発光層、及び少なくとも1層の第3色光放出発光層が追加して含まれており、
    前記第1色光の最大発光波長、前記第2色光の最大発光波長、及び前記第3色光の最大発光波長は、互いに同一であるか、あるいは異なっており、
    前記第1色光と前記第2色光とが互いに混合された混色光、あるいは前記第1色光、前記第2色光及び前記第3色光が互いに混合された混色光が放出されることを特徴とする請求項1に記載の有機発光素子。
  8. 下記化学式1で表示されたヘテロ環化合物:
    Figure 2021048394
    (化学式1)
    Figure 2021048394
    (化学式2−1)
    Figure 2021048394
    (化学式2−2)
    前記化学式1、2−1及び2−2で、
    前記Xは、OまたはSであり、
    前記R〜Rは、互いに独立して、前記化学式2−1で表される基、前記化学式2−2で表される基、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルキニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルコキシ基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリール基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールオキシ基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールチオ基、置換されたもしくは置換されないC1−C60ヘテロアリール基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族縮合多環基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−Si(Q)(Q)(Q)、−N(Q)(Q)、−B(Q)(Q)、−C(=O)(Q)、−S(=O)(Q)、及び−P(=O)(Q)(Q)のうちから選択され、
    前記R〜Rにおいて、いずれか一つは、化学式2−1で表される基であり、他の一つは、化学式2−2で表される基であるものの、前記XがOである場合、前記R、R、R、R、R及びRのうちいずれか一つが、前記化学式2−1で表される基であり、
    前記R11〜R18は、互いに独立して、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルキニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アルコキシ基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC1−C10ヘテロシクロアルキル基、置換されたもしくは置換されないC−C10シクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリール基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールオキシ基、置換されたもしくは置換されないC−C60アリールチオ基、置換されたもしくは置換されないC1−C60ヘテロアリール基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族縮合多環基、置換されたもしくは置換されない一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−Si(Q)(Q)(Q)、−N(Q)(Q)、−B(Q)(Q)、−C(=O)(Q)、−S(=O)(Q)、及び−P(=O)(Q)(Q)のうちから選択され、
    前記R〜R、及びR11〜R18において、互いに隣接した2個の基は、選択的に、互いに結合して環を形成することができ、
    Ar〜Arは、互いに独立して、置換されたもしくは置換されないC−C60炭素環基、または置換されたもしくは置換されないC−C60ヘテロ環基であり、
    前記Ar及びArは、選択的に、互いに、単結合、−C(Q)(Q)−、−Si(Q)(Q)−、−O−、−S−、−N(Q)−、−B(Q)−、C(=O)−、−S(=O)−、−S(=O)(Q)(Q)−及びP(=O)(Q)−に結合され、縮合されたヘテロ環を形成することができ、
    11〜L13は、互いに独立して、置換されたもしくは置換されないC−C60炭素環基、または置換されたもしくは置換されないC−C60ヘテロ環基であり、
    前記a11〜a13は、互いに独立して、0〜3のうちから選択された整数であり、
    前記a11が0である場合、*−(L11a11−*’は、単結合を示し、a12が0である場合、*−(L12a12−*’は、単結合を示し、a13が0である場合、*−(L13a13−*’は、単結合を示し、
    前記置換されたC−C60炭素環基、置換されたC−C60ヘテロ環基、置換されたC−C60アルキル基、置換されたC−C60アルケニル基、置換されたC−C60アルキニル基、置換されたC−C60アルコキシ基、置換されたC−C10シクロアルキル基、置換されたC1−C10ヘテロシクロアルキル基、置換されたC−C10シクロアルケニル基、置換されたC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換されたC−C60アリール基、置換されたC−C60アリールオキシ基、置換されたC−C60アリールチオ基、置換されたC1−C60ヘテロアリール基、置換された一価非芳香族縮合多環基、及び置換された一価非芳香族ヘテロ縮合多環基の置換基のうち少なくとも一つは、
    重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基及びC−C60アルコキシ基からなる群;
    重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−Si(Q11)(Q12)(Q13)、−N(Q11)(Q12)、−B(Q11)(Q12)、−C(=O)(Q11)、−S(=O)(Q11)及び−P(=O)(Q11)(Q12)のうちから選択された少なくとも一つで置換された、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基及びC−C60アルコキシ基からなる群;
    −C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、ビフェニリル基及びターフェニリル基からなる群;
    重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基、C−C60アルコキシ基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、−Si(Q21)(Q22)(Q23)、−N(Q21)(Q22)、−B(Q21)(Q22)、−C(=O)(Q21)、−S(=O)(Q21)及び−P(=O)(Q21)(Q22)のうちから選択された少なくとも一つで置換された、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、ビフェニリル基及びターフェニリル基からなる群;または
    −Si(Q31)(Q32)(Q33)、−N(Q31)(Q32)、−B(Q31)(Q32)、−C(=O)(Q31)、−S(=O)(Q31)及び−P(=O)(Q31)(Q32)からなる群;のうちから選択され、
    前記Q〜Q、Q11〜Q13、Q21〜Q23、及びQ31〜Q33は、互いに独立して、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基、C−C60アルコキシ基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アルキル基で置換されたC−C60アリール基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、ビフェニリル基、及びターフェニリル基のうちから選択され、
    *は、化学式1で表される基との結合サイトである。
  9. 前記Xは、Oであり、R、R及びRのうちいずれか一つが、前記化学式2−1で表される基であり、R〜Rのうちいずれか一つが、前記化学式2−2で表される基であるか、あるいは
    前記Xは、Sであり、R〜Rのうちいずれか一つが、前記化学式2−1で表される基であり、R〜Rのうち一つが、前記化学式2−2で表される基であることを特徴とする請求項8に記載のヘテロ環化合物。
  10. 前記Xは、Oであり、R、R及びRのうちいずれか一つが、前記化学式2−1で表される基であり、化学式2−1で表される基ではないR〜Rのうちいずれか一つが、化学式2−2で表される基であるか、あるいは
    Xは、Sであり、R〜Rのうちいずれか一つが、化学式2−1で表される基であり、他の一つが化学式2−2で表される基であることを特徴とする請求項8に記載のヘテロ環化合物。
  11. 前記R〜Rは、互いに独立して、
    前記化学式2−1で表される基、前記化学式2−2で表される基、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、tert−ペンチル基、neo−ペンチル基、iso−ペンチル基、sec−ペンチル基、3−ペンチル基、sec−イソペンチル基、n−ヘキシル基、iso−ヘキシル基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、n−ヘプチル基、iso−ヘプチル基、sec−ヘプチル基、tert−ヘプチル基、n−オクチル基、iso−オクチル基、sec−オクチル基、tert−オクチル基、n−ノニル基、iso−ノニル基、sec−ノニル基、tert−ノニル基、n−デシル基、iso−デシル基、sec−デシル基、tert−デシル基からなる群;または
    重水素、−F、−Cl、−Br、−Iのうち少なくとも一つで置換された、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、tert−ペンチル基、neo−ペンチル基、iso−ペンチル基、sec−ペンチル基、3−ペンチル基、sec−イソペンチル基、n−ヘキシル基、iso−ヘキシル基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、n−ヘプチル基、iso−ヘプチル基、sec−ヘプチル基、tert−ヘプチル基、n−オクチル基、iso−オクチル基、sec−オクチル基、tert−オクチル基、n−ノニル基、iso−ノニル基、sec−ノニル基、tert−ノニル基、n−デシル基、iso−デシル基、sec−デシル基及びtert−デシル基からなる群;のうちから選択されたことを特徴とする請求項8に記載のヘテロ環化合物。
  12. 前記R〜Rにおいて、前記化学式2−1及び2−2で表される基を除いた残りは、水素であることを特徴とする請求項8に記載のヘテロ環化合物。
  13. 前記R11〜R18は、互いに独立して、
    水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、tert−ペンチル基、neo−ペンチル基、iso−ペンチル基、sec−ペンチル基、3−ペンチル基、sec−イソペンチル基、n−ヘキシル基、iso−ヘキシル基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、n−ヘプチル基、iso−ヘプチル基、sec−ヘプチル基、tert−ヘプチル基、n−オクチル基、iso−オクチル基、sec−オクチル基、tert−オクチル基、n−ノニル基、iso−ノニル基、sec−ノニル基、tert−ノニル基、n−デシル基、iso−デシル基、sec−デシル基、tert−デシル基からなる群;または
    重水素、−F、−Cl、−Br、−Iのうち少なくとも一つで置換された、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、tert−ペンチル基、neo−ペンチル基、iso−ペンチル基、sec−ペンチル基、3−ペンチル基、sec−イソペンチル基、n−ヘキシル基、iso−ヘキシル基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、n−ヘプチル基、iso−ヘプチル基、sec−ヘプチル基、tert−ヘプチル基、n−オクチル基、iso−オクチル基、sec−オクチル基、tert−オクチル基、n−ノニル基、iso−ノニル基、sec−ノニル基、tert−ノニル基、n−デシル基、iso−デシル基、sec−デシル基及びtert−デシル基からなる群;のうちから選択されたことを特徴とする請求項8に記載のヘテロ環化合物。
  14. 前記L11〜L13は、互いに独立して、
    フェニレン基、ペンタレニレン基、インデニレン基、ナフタレニレン基、アズレニレン基、ヘプタレニレン基、インダセニレン基、アセナフタレニレン基、フルオレニレン基、スピロ−ビフルオレニレン基、ベンゾフルオレニレン基、ジベンゾフルオレニレン基、フェナレニレン基、フェナントレニレン基、アントラセニレン基、フルオランテニレン基、ピレニレン基、クリセニレン基、ナフタセニレン基、ピセニレン基、ペリレニレン基、ピローレン基、チオフェニレン基、フラニレン基、シロール基、イミダゾール基、ピラゾリレン基、チアゾリレン基、イソチアゾリレン基、オキサゾリレン基、イソオキサゾリレン基、ピリジニレン基、ピラジニレン基、ピリミジニレン基、ピリダジニレン基、トリアジニレン基、ベンゾフラニレン基、ベンゾチオフェニレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、カルバゾリレン基、ベンゾシロリレン基、ジベンゾシロリレン基、キノリニレン基、イソキノリニレン基、ベンゾイミダゾリレン基、イミダゾピリジニレン基及びイミダゾピリミジニレン基からなる群;または
    重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、インダセニル基、アセナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ピロリル基、チオフェニル基、フラニル基、シロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、ベンゾシロリル基、ジベンゾシロリル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾイミダゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、−Si(Q31)(Q32)(Q33)、−N(Q31)(Q32)、−B(Q31)(Q32)、−C(=O)(Q31)、−S(=O)(Q31)及び−P(=O)(Q31)(Q32)のうちから選択された少なくとも一つで置換された、フェニレン基、ペンタレニレン基、インデニレン基、ナフタレニレン基、アズレニレン基、ヘプタレニレン基、インダセニレン基、アセナフタレニレン基、フルオレニレン基、スピロ−ビフルオレニレン基、ベンゾフルオレニレン基、ジベンゾフルオレニレン基、フェナレニレン基、フェナントレニレン基、アントラセニレン基、フルオランテニレン基、ピレニレン基、クリセニレン基、ナフタセニレン基、ピセニレン基、ペリレニレン基、ピロリレン基、チオフェニレン基、フラニレン基、シロリレン基、イミダゾリレン基、ピラゾリレン基、チアゾリレン基、イソチアゾリレン基、オキサゾリレン基、イソオキサゾリレン基、ピリジニレン基、ピラジニレン基、ピリミジニレン基、ピリダジニレン基、トリアジニレン基、ベンゾフラニレン基、ベンゾチオフェニレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、カルバゾリレン基、ベンゾシロリレン基、ジベンゾシロリレン基、キノリニレン基、イソキノリニレン基、ベンゾイミダゾリレン基、イミダゾピリジニレン基及びイミダゾピリミジニレン基からなる群;のうちから選択され、
    前記Q31〜Q33は、互いに独立して、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基及びピリジニル基のうちから選択されたことを特徴とする請求項8に記載のヘテロ環化合物。
  15. 前記L11〜L13は、互いに独立して、下記化学式3−1〜3−39のうちいずれか一つで表示された基であることを特徴とする請求項8に記載のヘテロ環化合物:
    Figure 2021048394
    Figure 2021048394
    Figure 2021048394
    Figure 2021048394

    前記化学式3−1〜3−39で、
    前記Yは、O、S、C(Z)(Z)、N(Z)またはSi(Z)(Z)であり、
    前記Z〜Zは、互いに独立して、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ピロリル基、チオフェニル基、フラニル基、シロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、ベンゾシロリル基、ジベンゾシロリル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾイミダゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、−Si(Q31)(Q32)(Q33)のうちから選択され、
    前記Q31〜Q33は、互いに独立して、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基及びピリジニル基のうちから選択され、
    前記Z及びZは、選択的に、互いに結合され、置換されたもしくは置換されないC−C10炭素環基、または置換されたもしくは置換されないC−C10ヘテロ環基を形成することができ、
    前記d2は、0〜2の整数のうちから選択され、
    前記d3は、0〜3の整数のうちから選択され、
    前記d4は、0〜4の整数のうちから選択され、
    前記d5は、0〜5の整数のうちから選択され、
    前記d6は、0〜6の整数のうちから選択され、
    前記d8は、0〜8の整数のうちから選択され、
    前記*及び*’は、隣接原子との結合サイトである。
  16. 前記a11は、0であることを特徴とする請求項8に記載のヘテロ環化合物。
  17. 前記Ar〜Arは、互いに独立して、
    フェニル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフタレニル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、インダセニル基、アセナフタレニル基、フルオレニル基、スピロ−シクロペンタン−フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ピロリル基、チオフェニル基、フラニル基、シロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、ベンゾシロリル基、ジベンゾシロリル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾイミダゾリル基、イミダゾピリジニル基及びイミダゾピリミジニル基からなる群;または
    重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、インダセニル基、アセナフチル基、フルオレニル基、スピロ−シクロペンタン−フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ピロリル基、チオフェニル基、フラニル基、シロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、ベンゾシロリル基、ジベンゾシロリル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾイミダゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、−Si(Q31)(Q32)(Q33)、−N(Q31)(Q32)、−B(Q31)(Q32)、−C(=O)(Q31)、−S(=O)(Q31)及び−P(=O)(Q31)(Q32)のうちから選択された少なくとも一つで置換された、フェニル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフタレニル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、インダセニル基、アセナフタレニル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ピロリル基、チオフェニル基、フラニル基、シロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、ベンゾシロリル基、ジベンゾシロリル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾイミダゾリル基、イミダゾピリジニル基及びイミダゾピリミジニル基からなる群;のうちから選択され、
    前記Q31〜Q33は、互いに独立して、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基及びピリジニル基のうちから選択されたことを特徴とする請求項8に記載のヘテロ環化合物。
  18. 前記Ar〜Arは、互いに独立して、下記化学式4−1〜4−24のうちいずれか一つで表示された基であることを特徴とする請求項8に記載のヘテロ環化合物:
    Figure 2021048394
    Figure 2021048394
    Figure 2021048394

    前記化学式4−1〜4−24で、
    前記Y31は、O、S、C(Z35)(Z36)、N(Z35)またはSi(Z35)(Z36)であり、
    前記Z31〜Z36は、互いに独立して、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−シクロペンタン−フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ピロリル基、チオフェニル基、フラニル基、シロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、ベンゾシロリル基、ジベンゾシロリル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾイミダゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、−Si(Q31)(Q32)(Q33)のうちから選択され、
    前記Q31〜Q33は、互いに独立して、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基及びピリジニル基のうちから選択され、
    前記e3は、0〜3の整数のうちから選択され、
    前記e4は、0〜4の整数のうちから選択され、
    前記e5は、0〜5の整数のうちから選択され、
    前記e6は、0〜6の整数のうちから選択され、
    前記e7は、0〜7の整数のうちから選択され、
    前記e8は、0〜8の整数のうちから選択され、
    前記e9は、0〜9の整数のうちから選択され、
    前記*は、隣接原子との結合サイトである。
  19. 前記Arは、フェニル基であり、
    前記Ar及びArは、互いに独立して、
    フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−シクロペンタン−フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基及びジベンゾシロール基からなる群;または
    重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、スピロ−シクロペンタン−フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、ジベンゾシロリル基、−Si(Q31)(Q32)(Q33)、−N(Q31)(Q32)、−B(Q31)(Q32)、−C(=O)(Q31)、−S(=O)(Q31)及び−P(=O)(Q31)(Q32)のうちから選択された少なくとも一つで置換された、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、スピロ−ビフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基及びジベンゾシロリル基からなる群;のうちから選択されたことを特徴とする請求項8に記載のヘテロ環化合物。
  20. 下記化合物1〜348のうちから選択されたことを特徴とする請求項8に記載のヘテロ環化合物:
    Figure 2021048394
    Figure 2021048394
    Figure 2021048394
    Figure 2021048394
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    Figure 2021048394
    Figure 2021048394
    Figure 2021048394

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    Figure 2021048394
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