JP2021103770A - 有機エレクトロルミネセント化合物、同化合物を含む有機エレクトロルミネセント材料、及び有機エレクトロルミネセントデバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】トリアジン骨格とカルバゾール骨格を含む特定の有機エレクトロルミネセント化合物、同化合物を含む有機エレクトロルミネセント材料、及び有機エレクトロルミネセントデバイスを提供する。【解決手段】トリアジン骨格とカルバゾール骨格を含む特定の有機エレクトロルミネセント化合物、同化合物を含む有機エレクトロルミネセント材料、及び有機エレクトロルミネセントデバイスに関する。トリアジン骨格とカルバゾール骨格を含む特定の有機エレクトロルミネセント化合物を含めることにより、従来の有機エレクトロルミネセント化合物を含む有機エレクトロルミネセントデバイスと比較して駆動電圧及び/又は発光効率及び/又は寿命特性が改善された有機エレクトロルミネセントデバイスを提供することができる。【選択図】なし
Description
本開示は、有機エレクトロルミネセント化合物、同化合物を含む有機エレクトロルミネセント材料、及び有機エレクトロルミネセントデバイスに関する。
エレクトロルミネセントデバイス(ELデバイス)は、より広い視野角、より大きいコントラスト比、及びより速い応答時間を提供するという利点を有する自発光ディスプレイデバイスである。1987年にEastman Kodakによって、発光層を形成するための材料として小さい芳香族ジアミン分子とアルミニウム錯体とを使用することによって、最初の有機ELデバイスが開発された(非特許文献1)。
有機エレクトロルミネセントデバイスにおける発光効率を決定する際の最も重要な要素は発光材料である。今まで、蛍光材料が発光材料として広く使用されてきた。しかしながら、エレクトロルミネセント機構から見て、リン光性発光材料が蛍光性発光材料と比較して理論的に4倍だけ発光効率を高めるので、リン光性発光材料が広く研究されている。イリジウム(III)錯体は、それぞれ、赤色、緑色、及び青色発光材料としてのビス(2−(2’−ベンゾチエニル)−ピリジナト−N,C−3’)イリジウム(アセチルアセトネート)[(acac)Ir(btp)2]、トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム[Ir(ppy)3]及びビス(4,6−ジフルオロフェニルピリジナト−N,C2)ピコリナトイリジウム(Firpic)等の、リン光性発光材料として広く知られている。
先行技術において、4,4’−N,N’−ジカルバゾール−ビフェニル(CBP)が、最も広く知られているリン光性ホスト材料である。近年、Pioneer(日本)らは、ホスト材料として、バソクプロイン(BCP)及びアルミニウム(III)ビス(2−メチル−8−キノリナート)(4−フェニルフェノラート)(BAlq)等を使用する高性能有機エレクトロルミネセントデバイスを開発し、これは、正孔阻止材料として知られていた。
しかしながら、従来の材料は優れた発光特性を提供するものの、以下の欠点を有している:(1)低いガラス転移温度及び不十分な熱安定性のために、それらの劣化が真空での高温蒸着プロセス中に起こり得、デバイスの寿命は減少し得る。(2)有機エレクトロルミネセントデバイスの電力効率は、[(π/電圧)×電流効率]により決定され、電力効率は電圧に反比例する。リン光性ホスト材料を含む有機エレクトロルミネセントデバイスは、蛍光材料を含むものよりも高い電流効率(cd/A)をもたらすが、著しく高い駆動電圧が必要である。したがって、電力効率(lm/W)の面でメリットはない。(3)また、有機エレクトロルミネセントデバイスの動作寿命は短く、発光効率を改善することが更に必要である。
発光効率、駆動電圧及び/又は寿命を改善するために、有機エレクトロルミネセントデバイスの有機層に対して様々な材料又はコンセプトが提案されてきたが、それらは、実用において満足できるものではなかった。
Appl.Phys.Lett.51,913,1987
本開示の目的は、第1に、低い駆動電圧、及び/又は高い発光効率、及び/又は長い寿命を有する有機エレクトロルミネセントデバイスを製造するために有効な有機エレクトロルミネセント化合物及びそれを含む有機エレクトロルミネセント材料を提供することであり、第2に、本有機エレクトロルミネセント化合物を含む有機エレクトロルミネセントデバイスを提供することである。
具体的には、本発明者らは、以下の式1で表される有機エレクトロルミネセント化合物により前述した目的を達成できることを発見し、本発明を完成させた。
(式中、
XはO又はSを表し;
Ar1及びAr2は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換フェニル、置換若しくは無置換ビフェニル、置換若しくは無置換ナフチル、置換若しくは無置換テルフェニル、置換若しくは無置換9,9−ジメチルフルオレニル、置換若しくは無置換9,9−ジフェニルフルオレニル、置換若しくは無置換9,9’−スピロビフルオレニル、置換若しくは無置換ジベンゾフラニル、置換若しくは無置換ジベンゾチオフェニル、置換若しくは無置換9−フェニル−カルバゾリル、置換若しくは無置換2−フェニルベンゾオキサゾリル、又は置換若しくは無置換2−フェニルベンゾチアゾリルを表し;
L1及びL2は、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは無置換フェニレン、置換若しくは無置換ビフェニレン、置換若しくは無置換ナフチレン、置換若しくは無置換テルフェニレン、置換若しくは無置換ジベンゾフラニレン、置換若しくは無置換ジベンゾチオフェニレン、置換若しくは無置換9−フェニル−カルバゾリレン、置換若しくは無置換9,9−ジメチルフルオレニレン、置換若しくは無置換9,9−ジフェニルフルオレニレン、又は置換若しくは無置換9,9’−スピロビフルオレニレンを表し;
R1〜R4、R’、及びR”は、それぞれ独立して水素又は重水素を表し;
a及びdはそれぞれ独立して1〜4の整数を表し、bは1〜3の整数を表し、cは1の整数を表し;
a、b、及びdが2以上の整数である場合、R1、R2、及びR4はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい)。
XはO又はSを表し;
Ar1及びAr2は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換フェニル、置換若しくは無置換ビフェニル、置換若しくは無置換ナフチル、置換若しくは無置換テルフェニル、置換若しくは無置換9,9−ジメチルフルオレニル、置換若しくは無置換9,9−ジフェニルフルオレニル、置換若しくは無置換9,9’−スピロビフルオレニル、置換若しくは無置換ジベンゾフラニル、置換若しくは無置換ジベンゾチオフェニル、置換若しくは無置換9−フェニル−カルバゾリル、置換若しくは無置換2−フェニルベンゾオキサゾリル、又は置換若しくは無置換2−フェニルベンゾチアゾリルを表し;
L1及びL2は、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは無置換フェニレン、置換若しくは無置換ビフェニレン、置換若しくは無置換ナフチレン、置換若しくは無置換テルフェニレン、置換若しくは無置換ジベンゾフラニレン、置換若しくは無置換ジベンゾチオフェニレン、置換若しくは無置換9−フェニル−カルバゾリレン、置換若しくは無置換9,9−ジメチルフルオレニレン、置換若しくは無置換9,9−ジフェニルフルオレニレン、又は置換若しくは無置換9,9’−スピロビフルオレニレンを表し;
R1〜R4、R’、及びR”は、それぞれ独立して水素又は重水素を表し;
a及びdはそれぞれ独立して1〜4の整数を表し、bは1〜3の整数を表し、cは1の整数を表し;
a、b、及びdが2以上の整数である場合、R1、R2、及びR4はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい)。
発明の有利な効果
本開示による有機エレクトロルミネセント化合物及びそれを含む有機エレクトロルミネセント材料を含めることにより、低い駆動電圧及び/又は高い発光効率及び/又は長い寿命を有する有機エレクトロルミネセントデバイスを製造することができる。
本開示による有機エレクトロルミネセント化合物及びそれを含む有機エレクトロルミネセント材料を含めることにより、低い駆動電圧及び/又は高い発光効率及び/又は長い寿命を有する有機エレクトロルミネセントデバイスを製造することができる。
以下では、本開示を詳細に説明する。しかしながら、以下の説明は、本発明を説明することを意図し、決して本発明の範囲を限定することを意味しない。
本開示における用語「有機エレクトロルミネセント化合物」は、有機エレクトロルミネセントデバイスに使用され得る、必要に応じて、有機エレクトロルミネセントデバイスを構成する任意の層に含まれ得る化合物を意味する。
本明細書において、「有機エレクトロルミネセント材料」は、有機エレクトロルミネセントデバイスに使用され得、且つ少なくとも1つの化合物を含み得る材料を意味する。有機エレクトロルミネセント材料は、必要に応じて有機エレクトロルミネセントデバイスを構成する任意の層に含まれ得る。例えば、有機エレクトロルミネセント材料は、正孔注入材料、正孔輸送材料、正孔補助材料、発光補助材料、電子阻止材料、発光材料、電子緩衝材料、正孔阻止材料、電子輸送材料、又は電子注入材料等であり得る。
本明細書において、「複数のホスト材料」は、少なくとも2種のホスト材料の組み合わせを含む有機エレクトロルミネセント材料を意味する。これは、有機エレクトロルミネセントデバイス中に含まれる前(例えば蒸着前)の材料と、有機エレクトロルミネセントデバイス中に含まれた後(例えば蒸着後)の材料との両方を意味し得る。本開示の複数のホスト材料は、有機エレクトロルミネセントデバイスを構成する任意の発光層に含まれ得る。本開示の複数のホスト材料に含まれる2種以上の化合物は、1つの発光層に含まれ得るか、又は異なる発光層にそれぞれ含まれ得る。少なくとも2種のホスト材料が1つの層の中に含まれる場合、少なくとも2種のホスト材料は、混合蒸発されて層を形成していてもよく、又は同時に個別に共蒸発されて層を形成していてもよい。
本開示における「電子輸送帯」という用語は、電子がカソードと発光層との間を移動する帯域を意味する。例えば、電子輸送帯は、電子緩衝層、正孔阻止層、電子輸送層、及び電子注入層のうちの少なくとも1つ、好ましくは、正孔阻止層、電子輸送層、及び電子注入層のうちの少なくとも1つを含み得る。正孔阻止層は、有機エレクトロルミネセントデバイスの駆動において正孔が発光層を通ってカソードに入ることを防止する機能を有する。
本明細書において、「(C1〜C30)アルキル」は、鎖を構成する1〜30個の炭素原子を有する直鎖状又は分岐状アルキルであることを意味し、ここで、炭素原子の数は、好ましくは、1〜20、より好ましくは1〜10である。上記のアルキルとしては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、sec−ブチル等を挙げることができる。本明細書において、用語「(C2〜C30)アルケニル」は、鎖を構成する2〜30個の炭素原子を有する直鎖状又は分岐状アルケニルであることを意味し、ここで、炭素原子の数は、好ましくは2〜20個、より好ましくは2〜10個である。上記アルケニルとしては、ビニル、1−プロペニル、2−プロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、2−メチルブタ−2−エニル等が挙げられ得る。本明細書において、用語「(C2〜C30)アルキニル」は、鎖を構成する2〜30個の炭素原子を有する直鎖状若しくは分岐状アルキニルであることを意味し、ここで、炭素原子の数は、好ましくは2〜20、より好ましくは2〜10である。上記のアルキニルとしては、エチニル、1−プロピニル、2−プロピニル、1−ブチニル、2−ブチニル、3−ブチニル、1−メチルペンタ−2−イニル等が挙げられ得る。本明細書において、用語「(C3〜C30)シクロアルキル」は、3〜30個の環骨格炭素原子を有する単環式又は多環式の炭化水素であることを意味し、ここで、炭素原子の数は、好ましくは3〜20個、より好ましくは3〜7個である。上記のシクロアルキルとしては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロペンチルメチル、シクロヘキシルメチル等が挙げられ得る。本明細書において、「(C6〜C30)アリール(エン)」は、6〜30個の環骨格炭素原子(環骨格炭素原子の数は、好ましくは、6〜25、より好ましくは6〜18である)を有する芳香族炭化水素に由来する単環式又は縮合環ラジカルであり、部分的に飽和であってもよい。アリールの例としては、具体的には、フェニル、ビフェニル、テルフェニル、クアテルフェニル、ナフチル、ビナフチル、フェニルナフチル、ナフチルフェニル、フルオレニル、フェニルフルオレニル、ジメチルフルオレニル、ジフェニルフルオレニル、ベンゾフルオレニル、ジフェニルベンゾフルオレニル、ジベンゾフルオレニル、フェナントレニル、ベンゾフェナントレニル、フェニルフェナントレニル、アントラセニル、ベンズアントラセニル、インデニル、トリフェニレニル、ピレニル、テトラセニル、ペリレニル、クリセニル、ベンゾクリセニル、ナフタセニル、フルオランテニル、ベンゾフルオランテニル、トリル、キシリル、メシチル、クメニル、スピロ[フルオレン−フルオレン]イル、スピロ[フルオレン−ベンゾフルオレン]イル、アズレニル、テトラメチル−ジヒドロフェナントレニル等が挙げられる。より具体的には、アリールは、o−トリル、m−トリル、p−トリル、2,3−キシリル、3,4−キシリル、2,5−キシリル、メシチル、o−クメニル、m−クメニル、p−クメニル、p−t−ブチルフェニル、p−(2−フェニルプロピル)フェニル、4’−メチルビフェニル、4”−t−ブチル−p−テルフェニル−4−イル、o−ビフェニル、m−ビフェニル、p−ビフェニル、o−テルフェニル、m−テルフェニル−4−イル、m−テルフェニル−3−イル、m−テルフェニル−2−イル、p−テルフェニル−4−イル、p−テルフェニル−3−イル、p−テルフェニル−2−イル、m−クアテルフェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、1−フルオレニル、2−フルオレニル、3−フルオレニル、4−フルオレニル、9−フルオレニル、9,9−ジメチル−1−フルオレニル、9,9−ジメチル−2−フルオレニル、9,9−ジメチル−3−フルオレニル、9,9−ジメチル−4−フルオレニル、9,9−ジフェニル−1−フルオレニル、9,9−ジフェニル−2−フルオレニル、9,9−ジフェニル−3−フルオレニル、9,9−ジフェニル−4−フルオレニル、1−アントリル、2−アントリル、9−アントリル、1−フェナントリル、2−フェナントリル、3−フェナントリル、4−フェナントリル、9−フェナントリル、1−クリセニル、2−クリセニル、3−クリセニル、4−クリセニル、5−クリセニル、6−クリセニル、ベンゾ[c]フェナントリル、ベンゾ[g]クリセニル、1−トリフェニレニル、2−トリフェニレニル、3−トリフェニレニル、4−トリフェニレニル、3−フルオランテニル、4−フルオランテニル、8−フルオランテニル、9−フルオランテニル、ベンゾフルオランテニル、11,11−ジメチル−1−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−2−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−3−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−4−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−5−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−6−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−7−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−8−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−9−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−10−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−1−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−2−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−3−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−4−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−5−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−6−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−7−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−8−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−9−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−10−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−1−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−2−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−3−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−4−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−5−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−6−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−7−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−8−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−9−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−10−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−1−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−2−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−3−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−4−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−5−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−6−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−7−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−8−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−9−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−10−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−1−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−2−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−3−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−4−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−5−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−6−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−7−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−8−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−9−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−10−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−1−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−2−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−3−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−4−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−5−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−6−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−7−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−8−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−9−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−10−ベンゾ[c]フルオレニル、9,9,10,10−テトラメチル−9,10−ジヒドロ−1−フェナントレニル、9,9,10,10−テトラメチル−9,10−ジヒドロ−2−フェナントレニル、9,9,10,10−テトラメチル−9,10−ジヒドロ−3−フェナントレニル、9,9,10,10−テトラメチル−9,10−ジヒドロ−4−フェナントレニル等であってもよい。本明細書において、「(3〜30員)ヘテロアリール」は、B、N、O、S、Si、P、Se、及びGeからなる群から選択される少なくとも1個、好ましくは1〜4個のヘテロ原子を含む3〜30個の環骨格原子を有するアリールである。上記のヘテロアリールは、単環であってもよく、或いは少なくとも1つのベンゼン環と縮合した縮合環であってもよく、また部分的に飽和であってもよい。更に、本明細書の上記ヘテロアリールは、単結合を介してヘテロアリール基に少なくとも1つのヘテロアリール又はアリール基を結合することにより形成されるものであってもよく、スピロ構造を含んでいてもよい。ヘテロアリールの例としては、具体的には、フリル、チオフェニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、チアゾリル、チアジアゾリル、イソチアゾリル、イソキサゾリル、オキサゾリル、オキサジアゾリル、トリアジニル、テトラジニル、トリアゾリル、テトラゾリル、フラザニル、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル等の単環型ヘテロアリール;並びにベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、ジベンゾセレノフェニル、ベンゾフロキノリニル、ベンゾフロキナゾリニル、ベンゾフロナフチリジニル、ベンゾフロピリミジニル、ナフトフロピリミジニル、ベンゾチエノキノリル、ベンゾチエノキナゾリニル、ベンゾチエノナフチリジニル、ベンゾチエノピリミジニル、ナフトチエノピリミジニル、ピリミドインドリル、ベンゾピリミドインドリル、ベンゾフロピラジニル、ナフトフロピラジニル、ベンゾチエノピラジニル、ナフトチエノピラジニル、ピラジノインドリル、ベンゾピラジノインドリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾイソチアゾリル、ベンゾイソキサゾリル、ベンゾオキサゾリル、イミダゾピリジニル、イソインドリル、インドリル、ベンゾインドリル、インダゾリル、ベンゾチアジアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリニル、キナゾリニル、キノキサリニル、カルバゾリル、アザカルバゾリル、ベンゾカルバゾリル、ジベンゾカルバゾリル、フェノキサジニル、フェナントリジニル、ベンゾジオキソリル、インドリニル、アクリジニル、シラフルオレニル、ゲルマフルオレニル、ベンゾトリアゾリル、フェナジニル、イミダゾピリジニル、クロメノキナゾリニル、チオクロメノキナゾリニル、ジメチルベンゾピリミジニル、インドロカルバゾリル、インデノカルバゾリル等の縮合環型ヘテロアリールを挙げることができる。より具体的には、ヘテロアリールは、1−ピロリル、2−ピロリル、3−ピロリル、2−ピリジニル、3−ピリジニル、4−ピリジニル、2−ピリミジニル、4−ピリミジニル、5−ピリミジニル、6−ピリミジニル、1,2,3−トリアジン−4−イル、1,2,4−トリアジン−3−イル、1,3,5−トリアジン−2−イル、1−イミダゾリル、2−イミダゾリル、1−ピラゾリル、1−インドリニル、2−インドリニル、3−インドリニル、5−インドリニル、6−インドリニル、7−インドリニル、8−インドリニル、2−イミダゾピリジニル、3−イミダゾピリジニル、5−イミダゾピリジニル、6−イミダゾピリジニル、7−イミダゾピリジニル、8−イミダゾピリジニル、1−インドリル、2−インドリル、3−イン
ドリル、4−インドリル、5−インドリル、6−インドリル、7−インドリル、1−イソインドリル、2−イソインドリル、3−イソインドリル、4−イソインドリル、5−イソインドリル、6−イソインドリル、7−イソインドリル、2−フリル、3−フリル、2−ベンゾフラニル、3−ベンゾフラニル、4−ベンゾフラニル、5−ベンゾフラニル、6−ベンゾフラニル、7−ベンゾフラニル、1−イソベンゾフラニル、3−イソベンゾフラニル、4−イソベンゾフラニル、5−イソベンゾフラニル、6−イソベンゾフラニル、7−イソベンゾフラニル、2−キノリル、3−キノリル、4−キノリル、5−キノリル、6−キノリル、7−キノリル、8−キノリル、1−イソキノリル、3−イソキノリル、4−イソキノリル、5−イソキノリル、6−イソキノリル、7−イソキノリル、8−イソキノリル、2−キノキサリニル、5−キノキサリニル、6−キノキサリニル、1−カルバゾリル、2−カルバゾリル、3−カルバゾリル、4−カルバゾリル、9−カルバゾリル、アザカルバゾール−1−イル、アザカルバゾール−2−イル、アザカルバゾール−3−イル、アザカルバゾール−4−イル、アザカルバゾール−5−イル、アザカルバゾール−6−イル、アザカルバゾール−7−イル、アザカルバゾール−8−イル、アザカルバゾール−9−イル、1−フェナントリジニル、2−フェナントリジニル、3−フェナントリジニル、4−フェナントリジニル、6−フェナントリジニル、7−フェナントリジニル、8−フェナントリジニル、9−フェナントリジニル、10−フェナントリジニル、1−アクリジニル、2−アクリジニル、3−アクリジニル、4−アクリジニル、9−アクリジニル、2−オキサゾリル、4−オキサゾリル、5−オキサゾリル、2−オキサジアゾリル、5−オキサジアゾリル、3−フラザニル、2−チエニル、3−チエニル、2−メチルピロール−1−イル、2−メチルピロール−3−イル、2−メチルピロール−4−イル、2−メチルピロール−5−イル、3−メチルピロール−1−イル、3−メチルピロール−2−イル、3−メチルピロール−4−イル、3−メチルピロール−5−イル、2−t−ブチルピロール−4−イル、3−(2−フェニルプロピル)ピロール−1−イル、2−メチル−1−インドリル、4−メチル−1−インドリル、2−メチル−3−インドリル、4−メチル−3−インドリル、2−t−ブチル−1−インドリル、4−t−ブチル−1−インドリル、2−t−ブチル−3−インドリル、4−t−ブチル−3−インドリル、1−ジベンゾフラニル、2−ジベンゾフラニル、3−ジベンゾフラニル、4−ジベンゾフラニル、1−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、2−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、3−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、4−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、5−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、6−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、7−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、8−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、9−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、10−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、1−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、2−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、3−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、4−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、5−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、6−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、7−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、8−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、9−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、10−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、1−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、2−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、3−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、4−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、5−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、6−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、7−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、8−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、9−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、10−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、1−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、2−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、3−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、4−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、5−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、6−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、7−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、8−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、9−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、10−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、1−ナフト−[2,3−b]−ベンゾチオフェニル、2−ナフト−[2,3−b]−ベンゾチオフェニル、3−ナフト−[2,3−b]−ベンゾチオフェニル、4−ナフト−[2,3−b]−ベンゾチオフェニル、5−ナフト−[2,3−b]−ベンゾチオフェニル、1−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、2−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、3−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、4−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、5−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、6−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、7−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、8−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、9−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、10−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、2−ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジニル、6−ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジニル、7−ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジニル、8−ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジニル、9−ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジニル、2−ベンゾチオ[3,2−d]ピリミジニル、6−ベンゾチオ[3,2−d]ピリミジニル、7−ベンゾチオ[3,2−d]ピリミジニル、8−ベンゾチオ[3,2−d]ピリミジニル、9−ベンゾチオ[3,2−d]ピリミジニル、2−ベンゾフロ[3,2−d]ピラジニル、6−ベンゾフロ[3,2−d]ピラジニル、7−ベンゾフロ[3,2−d]ピラジニル、8−ベンゾフロ[3,2−d]ピラジニル、9−ベンゾフロ[3,2−d]ピラジニル、2−ベンゾチオ[3,2−d]ピラジニル、6−ベンゾチオ[3,2−d]ピラジニル、7−ベンゾチオ[3,2−d]ピラジニル、8−ベンゾチオ[3,2−d]ピラジニル、9−ベンゾチオ[3,2−d]ピラジニル、1−ジベンゾチオフェニル、2−ジベンゾチオフェニル、3−ジベンゾチオフェニル、4−ジベンゾチオフェニル、1−シラフルオレニル、2−シラフルオレニル、3−シラフルオレニル、4−シラフルオレニル、1−ゲルマフルオレニル、2−ゲルマフルオレニル、3−ゲルマフルオレニル、4−ゲルマフルオレニル、1−ジベンゾセレノフェニル、2−ジベンゾセレノフェニル、3−ジベンゾセレノフェニル、4−ジベンゾセレノフェニル等であってもよい。本明細書では、「ハロゲン」には、F、Cl、Br、及びIが含まれる。
ドリル、4−インドリル、5−インドリル、6−インドリル、7−インドリル、1−イソインドリル、2−イソインドリル、3−イソインドリル、4−イソインドリル、5−イソインドリル、6−イソインドリル、7−イソインドリル、2−フリル、3−フリル、2−ベンゾフラニル、3−ベンゾフラニル、4−ベンゾフラニル、5−ベンゾフラニル、6−ベンゾフラニル、7−ベンゾフラニル、1−イソベンゾフラニル、3−イソベンゾフラニル、4−イソベンゾフラニル、5−イソベンゾフラニル、6−イソベンゾフラニル、7−イソベンゾフラニル、2−キノリル、3−キノリル、4−キノリル、5−キノリル、6−キノリル、7−キノリル、8−キノリル、1−イソキノリル、3−イソキノリル、4−イソキノリル、5−イソキノリル、6−イソキノリル、7−イソキノリル、8−イソキノリル、2−キノキサリニル、5−キノキサリニル、6−キノキサリニル、1−カルバゾリル、2−カルバゾリル、3−カルバゾリル、4−カルバゾリル、9−カルバゾリル、アザカルバゾール−1−イル、アザカルバゾール−2−イル、アザカルバゾール−3−イル、アザカルバゾール−4−イル、アザカルバゾール−5−イル、アザカルバゾール−6−イル、アザカルバゾール−7−イル、アザカルバゾール−8−イル、アザカルバゾール−9−イル、1−フェナントリジニル、2−フェナントリジニル、3−フェナントリジニル、4−フェナントリジニル、6−フェナントリジニル、7−フェナントリジニル、8−フェナントリジニル、9−フェナントリジニル、10−フェナントリジニル、1−アクリジニル、2−アクリジニル、3−アクリジニル、4−アクリジニル、9−アクリジニル、2−オキサゾリル、4−オキサゾリル、5−オキサゾリル、2−オキサジアゾリル、5−オキサジアゾリル、3−フラザニル、2−チエニル、3−チエニル、2−メチルピロール−1−イル、2−メチルピロール−3−イル、2−メチルピロール−4−イル、2−メチルピロール−5−イル、3−メチルピロール−1−イル、3−メチルピロール−2−イル、3−メチルピロール−4−イル、3−メチルピロール−5−イル、2−t−ブチルピロール−4−イル、3−(2−フェニルプロピル)ピロール−1−イル、2−メチル−1−インドリル、4−メチル−1−インドリル、2−メチル−3−インドリル、4−メチル−3−インドリル、2−t−ブチル−1−インドリル、4−t−ブチル−1−インドリル、2−t−ブチル−3−インドリル、4−t−ブチル−3−インドリル、1−ジベンゾフラニル、2−ジベンゾフラニル、3−ジベンゾフラニル、4−ジベンゾフラニル、1−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、2−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、3−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、4−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、5−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、6−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、7−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、8−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、9−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、10−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、1−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、2−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、3−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、4−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、5−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、6−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、7−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、8−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、9−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、10−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、1−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、2−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、3−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、4−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、5−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、6−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、7−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、8−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、9−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、10−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、1−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、2−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、3−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、4−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、5−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、6−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、7−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、8−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、9−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、10−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、1−ナフト−[2,3−b]−ベンゾチオフェニル、2−ナフト−[2,3−b]−ベンゾチオフェニル、3−ナフト−[2,3−b]−ベンゾチオフェニル、4−ナフト−[2,3−b]−ベンゾチオフェニル、5−ナフト−[2,3−b]−ベンゾチオフェニル、1−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、2−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、3−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、4−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、5−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、6−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、7−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、8−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、9−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、10−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、2−ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジニル、6−ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジニル、7−ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジニル、8−ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジニル、9−ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジニル、2−ベンゾチオ[3,2−d]ピリミジニル、6−ベンゾチオ[3,2−d]ピリミジニル、7−ベンゾチオ[3,2−d]ピリミジニル、8−ベンゾチオ[3,2−d]ピリミジニル、9−ベンゾチオ[3,2−d]ピリミジニル、2−ベンゾフロ[3,2−d]ピラジニル、6−ベンゾフロ[3,2−d]ピラジニル、7−ベンゾフロ[3,2−d]ピラジニル、8−ベンゾフロ[3,2−d]ピラジニル、9−ベンゾフロ[3,2−d]ピラジニル、2−ベンゾチオ[3,2−d]ピラジニル、6−ベンゾチオ[3,2−d]ピラジニル、7−ベンゾチオ[3,2−d]ピラジニル、8−ベンゾチオ[3,2−d]ピラジニル、9−ベンゾチオ[3,2−d]ピラジニル、1−ジベンゾチオフェニル、2−ジベンゾチオフェニル、3−ジベンゾチオフェニル、4−ジベンゾチオフェニル、1−シラフルオレニル、2−シラフルオレニル、3−シラフルオレニル、4−シラフルオレニル、1−ゲルマフルオレニル、2−ゲルマフルオレニル、3−ゲルマフルオレニル、4−ゲルマフルオレニル、1−ジベンゾセレノフェニル、2−ジベンゾセレノフェニル、3−ジベンゾセレノフェニル、4−ジベンゾセレノフェニル等であってもよい。本明細書では、「ハロゲン」には、F、Cl、Br、及びIが含まれる。
更に、「オルト(o)」、「メタ(m)」、及び「パラ(p)」は、すべての置換基の置換位置を示すことを意味する。オルト位は、例えば、ベンゼンの1位及び2位で互いに隣接している置換基を有する化合物である。メタ位は、直接隣接する置換位置の次の置換位置であり、例えばベンゼンの1位及び3位に置換基を有する化合物である。パラ位は、メタ位の次の置換位置であり、例えばベンゼンの1位及び4位に置換基を有する化合物である。
本明細書において、「隣接する置換基に結合して形成される環」とは、置換若しくは無置換(3〜30員)の単環式又は多環式の脂環式、芳香族環、或いはこれらの組み合わせを意味し、2つ以上の隣接する置換基を連結又は融合することにより形成され、好ましくは、置換若しくは無置換(3〜26員)の単環式又は多環式の脂環式、芳香族環、或いはこれらの組み合わせであり得る。更に、形成された環は、B、N、O、S、Si及びP、好ましくはN、O及びSからなる群から選択される少なくとも1つのヘテロ原子を含み得る。本開示の一実施形態によれば、環骨格中の原子の数は5〜20であり、本開示の別の実施形態によれば、環骨格中の原子の数は5〜15である。一実施形態では、縮合環は、例えば、置換若しくは無置換ジベンゾチオフェン環、置換若しくは無置換ジベンゾフラン環、置換若しくは無置換ナフタレン環、置換若しくは無置換フェナントレン環、置換若しくは無置換フルオレン環、置換若しくは無置換ベンゾチオフェン環、置換若しくは無置換ベンゾフラン環、置換若しくは無置換インドール環、置換若しくは無置換インデン環、置換若しくは無置換ベンゼン環、置換若しくは無置換カルバゾール環、置換若しくは無置換ベンゾカルバゾール環等であり得る。
更に、「置換若しくは無置換」という表現における「置換」とは、ある官能基中の水素原子が別の原子又は官能基すなわち置換基で置き換えられており、2つ以上の置換基が置換基間で結合している基で置換されていることを意味する。例えば、「2つ以上の置換基が結合している置換基」は、ピリジン−トリアジンであってもよい。すなわち、ピリジン−トリアジンは、ヘテロアリールであってもよく、或いは2つのヘテロアリールが結合している1つの置換基として解釈されてもよい。好ましくは、本開示の式において、置換(C1〜C30)アルキル、置換(C2〜C30)アルケニル、置換(C2〜C30)アルキニル、置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換(C6〜C30)アリール(エン)、置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、及び置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノの置換基は、それぞれ独立して、重水素、ハロゲン、シアノ、カルボキシル、ニトロ、ヒドロキシ、ホスフィンオキシド、(C1〜C30)アルキル、ハロ(C1〜C30)アルキル、(C2〜C30)アルケニル、(C2〜C30)アルキニル、(C1〜C30)アルコキシ、(C1〜C30)アルキルチオ、(C3〜C30)シクロアルキル、(C3〜C30)シクロアルケニル、(3〜7員)ヘテロシクロアルキル、(C6〜C30)アリールオキシ、(C6〜C30)アリールチオ、無置換の若しくは(C6〜C30)アリールで置換された(5〜30員)ヘテロアリール、無置換の若しくは(5〜30員)ヘテロアリールで置換された(C6〜C30)アリール、トリ(C1〜C30)アルキルシリル、トリ(C6〜C30)アリールシリル、ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、アミノ、モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、無置換の若しくは(C1〜C30)アルキルで置換されたモノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、(C1〜C30)アルキルカルボニル、(C1〜C30)アルコキシカルボニル、(C6〜C30)アリールカルボニル、(C6〜C30)アリールホスフィニル、ジ(C6〜C30)アリールボロニル、ジ(C1〜C30)アルキルボロニル、(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールボロニル、(C6〜C30)アリール(C1〜C30)アルキル、及び(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールからなる群から選択される少なくとも1つである。より好ましくは、置換基は、重水素、シアノ、(C1〜C5)アルキル、(C6〜C12)アリール、(5〜15員)ヘテロアリール、及びトリ(C6〜C12)アリールシリルからなる群から選択される少なくとも1つであってもよい。例えば、置換基は、重水素、シアノ、メチル、tert−ブチル、フェニル、ビフェニル、ナフチル、無置換若しくはフェニルで置換されたピリジル、カルバゾリル、又はトリフェニルシリル等であってもよい。
以下では、一実施形態による有機エレクトロルミネセント化合物が説明される。
式1において、
XはO又はSを表し;
Ar1及びAr2は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換フェニル、置換若しくは無置換ビフェニル、置換若しくは無置換ナフチル、置換若しくは無置換テルフェニル、置換若しくは無置換9,9−ジメチルフルオレニル、置換若しくは無置換9,9−ジフェニルフルオレニル、置換若しくは無置換9,9’−スピロビフルオレニル、置換若しくは無置換ジベンゾフラニル、置換若しくは無置換ジベンゾチオフェニル、置換若しくは無置換9−フェニル−カルバゾリル、置換若しくは無置換2−フェニルベンゾオキサゾリル、又は置換若しくは無置換2−フェニルベンゾチアゾリルを表し;
L1及びL2は、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは無置換フェニレン、置換若しくは無置換ビフェニレン、置換若しくは無置換ナフチレン、置換若しくは無置換テルフェニレン、置換若しくは無置換ジベンゾフラニレン、置換若しくは無置換ジベンゾチオフェニレン、置換若しくは無置換9−フェニル−カルバゾリレン、置換若しくは無置換9,9−ジメチルフルオレニレン、置換若しくは無置換9,9−ジフェニルフルオレニレン、又は置換若しくは無置換9,9’−スピロビフルオレニレンを表し;
R1〜R4、R’、及びR”は、それぞれ独立して水素又は重水素を表し;
a及びdはそれぞれ独立して1〜4の整数を表し、bは1〜3の整数を表し、cは1の整数を表し;
a、b、及びdが2以上の整数である場合、R1、R2、及びR4はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
XはO又はSを表し;
Ar1及びAr2は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換フェニル、置換若しくは無置換ビフェニル、置換若しくは無置換ナフチル、置換若しくは無置換テルフェニル、置換若しくは無置換9,9−ジメチルフルオレニル、置換若しくは無置換9,9−ジフェニルフルオレニル、置換若しくは無置換9,9’−スピロビフルオレニル、置換若しくは無置換ジベンゾフラニル、置換若しくは無置換ジベンゾチオフェニル、置換若しくは無置換9−フェニル−カルバゾリル、置換若しくは無置換2−フェニルベンゾオキサゾリル、又は置換若しくは無置換2−フェニルベンゾチアゾリルを表し;
L1及びL2は、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは無置換フェニレン、置換若しくは無置換ビフェニレン、置換若しくは無置換ナフチレン、置換若しくは無置換テルフェニレン、置換若しくは無置換ジベンゾフラニレン、置換若しくは無置換ジベンゾチオフェニレン、置換若しくは無置換9−フェニル−カルバゾリレン、置換若しくは無置換9,9−ジメチルフルオレニレン、置換若しくは無置換9,9−ジフェニルフルオレニレン、又は置換若しくは無置換9,9’−スピロビフルオレニレンを表し;
R1〜R4、R’、及びR”は、それぞれ独立して水素又は重水素を表し;
a及びdはそれぞれ独立して1〜4の整数を表し、bは1〜3の整数を表し、cは1の整数を表し;
a、b、及びdが2以上の整数である場合、R1、R2、及びR4はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
式1−1〜1−2において、
X、Ar1、Ar2、L1、L2、R1〜R4、R’、R”、a、b、及びdは、式1で定義した通りである。
X、Ar1、Ar2、L1、L2、R1〜R4、R’、R”、a、b、及びdは、式1で定義した通りである。
一実施形態では、Ar1及びAr2は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換フェニル、置換若しくは無置換ビフェニル、置換若しくは無置換ナフチル、置換若しくは無置換テルフェニル、置換若しくは無置換9,9−ジメチルフルオレニル、置換若しくは無置換9,9−ジフェニルフルオレニル、置換若しくは無置換9,9’−スピロビフルオレニル、置換若しくは無置換ジベンゾフラニル、置換若しくは無置換ジベンゾチオフェニル、置換若しくは無置換9−フェニル−カルバゾリル、置換若しくは無置換2−フェニルベンゾオキサゾリル、又は置換若しくは無置換2−フェニルベンゾチアゾリルを表し、好ましくは、置換若しくは無置換フェニル、置換若しくは無置換p−ビフェニル、置換若しくは無置換m−ビフェニル、置換若しくは無置換ナフチル、置換若しくは無置換m−テルフェニル、置換若しくは無置換9,9−ジメチルフルオレニル、置換若しくは無置換9,9’−スピロビフルオレニル、置換若しくは無置換ジベンゾフラニル、置換若しくは無置換ジベンゾチオフェニル、又は置換若しくは無置換9−フェニル−カルバゾリルを表し、より好ましくは、無置換であるか重水素、シアノ、(C1〜C5)アルキル、(C6〜C12)アリール、及び(5〜15員)ヘテロアリールからなる群から選択される1つ以上で置換されたフェニル、置換若しくは無置換p−ビフェニル、無置換であるか(C6〜C12)アリールで置換されたm−ビフェニル、置換若しくは無置換ナフチル、置換若しくは無置換m−テルフェニル、置換若しくは無置換9,9−ジメチルフルオレニル、置換若しくは無置換9,9’−スピロビフルオレニル、置換若しくは無置換ジベンゾフラニル、置換若しくは無置換ジベンゾチオフェニル、又は置換若しくは無置換9−フェニル−カルバゾリルを表す。例えば、Ar1及びAr2は、それぞれ独立して、無置換であるかシアノ、tert−ブチル、フェニル、ナフチル、及びカルバゾリルからなる群から選択される1つ以上で置換されたフェニル、無置換p−ビフェニル、無置換であるかフェニルで置換されたm−ビフェニル、無置換ナフチル、無置換m−テルフェニル、無置換9,9−ジメチルフルオレニル、無置換9,9’−スピロビフルオレニル、無置換ジベンゾフラニル、無置換ジベンゾチオフェニル、又は無置換9−フェニル−カルバゾリルであってもよい。
一実施形態では、L1及びL2は、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは無置換フェニレン、置換若しくは無置換ビフェニレン、置換若しくは無置換ナフチレン、置換若しくは無置換テルフェニレン、置換若しくは無置換ジベンゾフラニレン、置換若しくは無置換ジベンゾチオフェニレン、置換若しくは無置換9−フェニル−カルバゾリレン、置換若しくは無置換9,9−ジメチルフルオレニレン、置換若しくは無置換9,9−ジフェニルフルオレニレン、又は置換若しくは無置換9,9’−スピロビフルオレニレンを表し、好ましくは、L1及びL2は、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは無置換フェニレン、置換若しくは無置換p−ビフェニレン、置換若しくは無置換m−ビフェニレン、置換若しくは無置換o−ビフェニレン、置換若しくは無置換ナフチレン、又は置換若しくは無置換ジベンゾフラニレンであってもよく、より好ましくは、単結合、無置換であるか重水素、シアノ、(C1〜C5)アルキル、(C6〜C12)アリール、及び(5〜15員)ヘテロアリールからなる群から選択される1つ以上で置換されたフェニレン、置換若しくは無置換p−ビフェニレン、置換若しくは無置換m−ビフェニレン、置換若しくは無置換o−ビフェニレン、置換若しくは無置換ナフチレン、又は置換若しくは無置換ジベンゾフラニレンであってもよい。例えば、L1及びL2は、それぞれ独立して、単結合、又は無置換であるかフェニルで置換されたフェニレン、無置換p−ビフェニレン、無置換m−ビフェニレン、無置換o−ビフェニレン、無置換ナフチレン、又は無置換ジベンゾフラニレンであってもよい。
本開示による式1の化合物は、当業者に公知の合成方法によって製造することができる。例えば、これは以下の反応スキーム1又は2によって表される通りに調製することができる。
上述の反応スキーム1及び2において、それぞれの置換基の定義は式1で定義した通りである。
上述のように、本開示による式1によって表される化合物の例示的な合成例が説明されるが、それらは、ウルマン反応、宮浦ホウ素化反応、鈴木クロスカップリング反応、バックワルド−ハートウィグクロスカップリング反応、N−アリール化反応、H−mont媒介エーテル化反応、分子内酸誘起環化反応、Pd(II)触媒酸化環化反応、グリニャール反応、ヘック反応、環状脱水反応、SN1置換反応、SN2置換反応、及びホスフィン媒介還元環化反応等に基づいている。上記の反応は具体的な合成例に記載された置換基以外の式1において定義された他の置換基が結合している場合でも進行することが当業者によって理解されるであろう。
一実施形態によれば、本開示は、式1の有機エレクトロルミネセント化合物を含む有機エレクトロルミネセント材料、及び有機エレクトロルミネセント材料を含む有機エレクトロルミネセントデバイスを提供する。
本開示の一実施形態によれば、本開示の有機エレクトロルミネセント材料は、式1の有機エレクトロルミネセント化合物のみを含んでいてもよく、或いは有機エレクトロルミネセント材料に含まれる従来の材料を更に含んでいてもよい。具体的には、本開示の有機エレクトロルミネセント材料は、上の式1で表される少なくとも1つの化合物を含み得る。例えば、式1の化合物は、発光層に含まれていてもよく、式1の化合物が発光層に含まれる場合、式1の化合物は、ホストとして、より具体的にはリン光性緑色ホストとして含まれていてもよい。
本開示の別の実施形態によれば、本開示の有機エレクトロルミネセント材料は、式1の有機エレクトロルミネセント化合物(第1のホスト材料)とは異なる有機エレクトロルミネセント化合物を第2のホスト材料として更に含んでいてもよい。すなわち、本開示の一実施形態による有機エレクトロルミネセント材料は、複数のホスト材料を含み得る。具体的には、一実施形態による複数のホスト材料は、第1のホスト材料として式1の少なくとも1つの化合物を含んでいてもよく、第1のホスト材料と異なる少なくとも1つの第2のホスト材料を含んでいてもよい。第1ホスト材料と第2ホスト材料との間の重量比は、1:99〜99:1の割合、好ましくは10:90〜90:10の割合、より好ましくは30:70〜70:30の割合である。
式11において、
A1及びA2は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリールを表し;
L11は、単結合又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレンを表し;
X’、X”、X11〜X14、及びX23〜X26は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C2〜C30)アルケニル、置換若しくは無置換(C2〜C30)アルキニル、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、或いは置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノを表すか、隣接する置換基が互いに連結して環を形成していてもよく;
m及びnはそれぞれ独立して1〜3の整数を表し;
m及びnが2以上の整数である場合、X’とX”のそれぞれは同じであっても異なっていてもよい。
A1及びA2は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリールを表し;
L11は、単結合又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレンを表し;
X’、X”、X11〜X14、及びX23〜X26は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C2〜C30)アルケニル、置換若しくは無置換(C2〜C30)アルキニル、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、或いは置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノを表すか、隣接する置換基が互いに連結して環を形成していてもよく;
m及びnはそれぞれ独立して1〜3の整数を表し;
m及びnが2以上の整数である場合、X’とX”のそれぞれは同じであっても異なっていてもよい。
式12〜14において、
A1、A2、X11〜X14、及びX23〜X26は、式11で定義した通りであり;
X15〜X22は、それぞれ独立して、式11のX’で定義したものと同じである。
A1、A2、X11〜X14、及びX23〜X26は、式11で定義した通りであり;
X15〜X22は、それぞれ独立して、式11のX’で定義したものと同じである。
一実施形態では、A1及びA2は、好ましくは、それぞれ独立して、置換若しくは無置換(C6〜C18)アリールを表し、より好ましくは、それぞれ独立して、無置換であるか(C1〜C6)アルキル、(C6〜C18)アリール、(5〜20員)ヘテロアリール、及びトリ(C6〜C12)アリールシリルからなる群から選択される1つ以上で置換された(C6〜C18)アリールを表す。具体的には、A1及びA2は、それぞれ独立して、無置換であるか、メチル、フェニル、ナフチル、トリフェニルシリル、及び無置換若しくはフェニル置換ピリジルからなる群から選択される1つ以上で置換されたフェニル、置換若しくは無置換p−ビフェニル、置換若しくは無置換m−ビフェニル、置換若しくは無置換テルフェニル、置換若しくは無置換ナフチル、無置換であるかメチル及びフェニルのうちの少なくとも1つで置換されたフルオレニル、無置換であるかメチル及びフェニルのうちの少なくとも1つで置換されたベンゾフルオレニル、置換若しくは無置換フェナントレニル、置換若しくは無置換アントラセニル、置換若しくは無置換インデニル、置換若しくは無置換トリフェニレニル、置換若しくは無置換ピレニル、置換若しくは無置換テトラセニル、置換若しくは無置換ペリレニル、置換若しくは無置換クリセニル、置換若しくは無置換フェニルナフチル、置換若しくは無置換ナフチルフェニル、又は置換若しくは無置換フルオランテニルであってもよい。
一実施形態では、L11は、好ましくは、単結合、又は置換若しくは無置換(C6〜C18)アリーレン、より好ましくは、単結合、又は無置換(C6〜C18)アリーレンを表す。具体的には、L11は、単結合、置換若しくは無置換フェニレン、置換若しくは無置換ナフチレン、又は置換若しくは無置換ビフェニレンであってもよい。
一実施形態では、X11〜X26は、好ましくは、それぞれ独立して、水素又は置換若しくは無置換(5〜20員)ヘテロアリールを表すか、隣接する置換基が互いに連結して置換若しくは無置換の(C6〜C12)単環式若しくは多環式の脂肪族若しくは芳香族の環を形成していてもよく、より好ましくは、それぞれ独立して水素又は無置換(5〜20員)ヘテロアリールを表すか、隣接する置換基が互いに連結して無置換の(C6〜C12)単環式若しくは多環式の芳香族環を形成していてもよい。具体的には、X11〜X26は、それぞれ独立して、水素、置換若しくは無置換ジベンゾチオフェニル、又は置換若しくは無置換ジベンゾフラニルを表すか、X11〜X14のうちの隣接するもの又はX23〜X26のうちの隣接するものが互いに連結してベンゼン環を形成していてもよい。
本開示による式11の化合物は、当業者に公知の合成方法によって調製され得る。
以降で、前述した有機エレクトロルミネセント化合物及び/又は複数のホスト材料を含む有機エレクトロルミネセント材料が適用される有機エレクトロルミネセントデバイスについて説明する。
一実施形態による有機エレクトロルミネセントデバイスは、第1電極と、第2電極と、第1電極及び第2電極間の少なくとも1つの有機層とを含み得る。有機層は発光層を含む。発光層は、式1で表される少なくとも1つの第1のホスト材料と式11で表される少なくとも1つの第2のホスト材料とを含む複数のホスト材料を含み得る。
一実施形態によれば、本開示の有機エレクトロルミネセント材料は、式1で表される第1のホスト材料としての化合物H1−1〜H1−144のうちの少なくとも1つと、式11で表される第2のホスト材料としての化合物H2−1〜H2−34のうちの少なくとも1つを含む。複数のホスト材料は、例えば発光層等の同じ有機層の中に含まれていてもよく、或いはそれぞれ異なる発光層の中に含まれていてもよい。有機層は、発光層に加えて、正孔注入層、正孔輸送層、正孔補助層、発光補助層、電子輸送層、電子注入層、中間層、正孔阻止層、電子阻止層、及び電子緩衝層から選択される少なくとも1つの層を更に含み得る。
別の実施形態によれば、式1で表される有機エレクトロルミネセント化合物H1−1〜H1−144のうちの少なくとも1つは、電子輸送帯の中に含まれていてもよい。例えば、本開示による式1で表される有機エレクトロルミネセント化合物は、正孔阻止層に含まれていてもよい。
有機層は、本開示の発光材料に加えてアミン系化合物及び/又はアジン系化合物を更に含み得る。具体的には、正孔注入層、正孔輸送層、正孔補助層、発光層、発光補助層、又は電子阻止層は、正孔注入材料、正孔輸送材料、正孔補助材料、発光材料、発光補助材料、又は電子阻止材料としてのアミン系化合物、例えばアリールアミン系化合物及びスチリルアリールアミン系化合物等を含んでいてもよい。加えて、電子輸送層、電子注入層、電子緩衝層、及び正孔阻止層は、電子輸送材料、電子注入材料、電子緩衝材料、及び正孔阻止材料としてアジン系化合物を含み得る。
また、有機層は、周期表の1族の金属、2族の金属、第4周期の遷移金属、第5周期の遷移金属、ランタニド、及びd−遷移元素の有機金属からなる群から選択される少なくとも1種の金属、又はそのような金属を含む少なくとも1種の錯体化合物を更に含む。
一実施形態による有機エレクトロルミネセント材料は、白色有機発光デバイスのための発光材料として使用され得る。白色有機発光デバイスは、R(赤)、G(緑)、YG(黄緑)又はB(青)発光ユニットの配置に応じて、平行サイドバイサイド配置方法、積層配置方法、又は色変換材料(CCM)方法等の様々な構造を提案してきた。加えて、一実施形態による有機エレクトロルミネセント材料は、QD(量子ドット)を含む有機エレクトロルミネセントデバイスにも適用され得る。
第1電極及び第2電極の一方は、アノードであり得、他方は、カソードであり得る。ここで、第1電極及び第2電極は、それぞれ透過性導電材料、半透過性導電材料又は反射性導電材料として形成され得る。有機エレクトロルミネセントデバイスは、第1電極及び第2電極を形成する材料の種類に従ってトップエミッション型、ボトムエミッション型又は両面エミッション型であり得る。
正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層又はそれらの組み合わせをアノードと発光層との間に使用することができる。正孔注入層は、アノードから正孔輸送層又は電子阻止層への正孔注入障壁(又は正孔注入電圧)を下げるために多層であり得、ここで、多層のそれぞれは、2つの化合物を同時に使用し得る。また、正孔注入層は、p−ドーパントとしてドープされ得る。また、電子阻止層は、正孔輸送層(又は正孔注入層)と発光層との間に配置され得、発光層からの電子のオーバーフローを阻止することによって励起子を発光層内に閉じ込めて発光漏れを防ぐことができる。正孔輸送層又は電子阻止層は、多層であり得、ここで、各層は、複数の化合物を使用し得る。
電子緩衝層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層又はそれらの組み合わせは、発光層とカソードとの間に使用することができる。電子緩衝層は、電子の注入を制御し、且つ発光層と電子注入層との間の界面特性を改善するために多層であり得、ここで、多層のそれぞれは、2つの化合物を同時に使用し得る。正孔阻止層は、電子輸送層(又は電子注入層)と発光層との間に配置することができ、これはカソードへの正孔の到着を阻止し、それによって発光層における電子と正孔との再結合の確率を改善する。正孔阻止層又は電子輸送層はまた、多層であり得、ここで、各層は、複数の化合物を使用し得る。また、電子注入層は、n型ドーパントとしてドープされ得る。
発光補助層は、アノードと発光層との間又はカソードと発光層との間に配置され得る。発光補助層がアノードと発光層との間に配置される場合、それは、正孔注入及び/若しくは正孔輸送を促進するために、又は電子のオーバーフローを防止するために使用することができる。発光補助層がカソードと発光層との間に配置される場合、それは、電子注入及び/若しくは電子輸送を促進するか又は正孔のオーバーフローを防ぐために使用することができる。加えて、正孔補助層は、正孔輸送層(又は正孔注入層)と発光層との間に配置され得、正孔輸送速度(又は正孔注入速度)を促進又は阻止するのに有効であり得、それによって電荷バランスが制御されることを可能にする。有機エレクトロルミネセントデバイスが2つ以上の正孔輸送層を含む場合、更に含まれる正孔輸送層は、正孔補助層又は電子阻止層として使用され得る。発光補助層、正孔補助層又は電子阻止層は、有機エレクトロルミネセントデバイスの効率及び/又は寿命を改善する効果を有し得る。
本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスにおいて、好ましくはカルコゲナイド層、金属ハロゲン化物層及び金属酸化物層から選択される少なくとも1つの層(以下では「表面層」)が1つ又は両方の電極の内部表面に配置され得る。具体的には、シリコン及びアルミニウムのカルコゲナイド(酸化物を含む)層がエレクトロルミネセント媒体層のアノード面上に好ましくは配置され、金属ハロゲン化物層又は金属酸化物層がエレクトロルミネセント媒体層のカソード面上に好ましくは配置される。有機エレクトロルミネセントデバイスについての動作安定性は、表面層によって得られ得る。好ましくは、カルコゲナイドとしては、SiOX(1≦X≦2)、AlOX(1≦X≦1.5)、SiON、SiAlON等が挙げられ;金属ハロゲン化物としては、LiF、MgF2、CaF2、希土類金属フッ化物等が挙げられ、金属酸化物としては、Cs2O、Li2O、MgO、SrO、BaO、CaO等が挙げられる。
更に、本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスにおいて、好ましくは、電子輸送化合物と還元性ドーパントとの混合領域又は正孔輸送化合物と酸化性ドーパントとの混合領域は、電極の対の少なくとも1つの表面上に配置され得る。この場合、電子輸送化合物は、アニオンに還元され、こうして混合領域からエレクトロルミネセント媒体に電子を注入及び輸送することがより容易になる。更に、正孔輸送化合物はカチオンに酸化され、こうして混合領域からエレクトロルミネセント媒体へ正孔を注入する及び輸送することがより容易になる。好ましくは、酸化性ドーパントは、種々のルイス酸及びアクセプター化合物を含み、還元性ドーパントは、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、希土類金属、及びそれらの混合物を含む。還元性ドーパント層を電荷発生層として使用して、2つ以上の発光層を有し且つ白色光を放出する有機エレクトロルミネセントデバイスを調製することができる。
一実施形態による有機エレクトロルミネセントデバイスは、発光層の中に少なくとも1つのドーパントを更に含んでいてもよい。
本開示による有機エレクトロルミネセントデバイスに含まれるドーパントは、少なくとも1つのリン光性又は蛍光性ドーパント、好ましくはリン光性ドーパントであり得る。本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスに適用されるリン光性ドーパント材料は、特に限定されないが、好ましくは、必要に応じてイリジウム(Ir)、オスミウム(Os)、銅(Cu)、及び白金(Pt)から選択される金属原子の金属化錯体化合物、より好ましくは、必要に応じてイリジウム(Ir)、オスミウム(Os)、銅(Cu)、及び白金(Pt)から選択される金属原子のオルト金属化錯体化合物、更により好ましくは、必要に応じてオルト金属化イリジウム錯体化合物であり得る。
式101において、
Lは、以下の構造1〜3:
から選択され;
構造1〜3において、
R100〜R103は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、無置換の又は重水素及び/若しくはハロゲンで置換された(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換の(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換の(C6〜C30)アリール、シアノ、置換若しくは無置換の(3〜30員)ヘテロアリール、或いは置換若しくは無置換の(C1〜C30)アルコキシを表すか;或いは隣接する置換基が互いに結合して、ピリジンと共に環、例えば置換若しくは無置換のキノリン、置換若しくは無置換のイソキノリン、置換若しくは無置換のベンゾフロピリジン、置換若しくは無置換のベンゾチエノピリジン、置換若しくは無置換のインデノピリジン、置換若しくは無置換のベンゾフロキノリン、置換若しくは無置換のベンゾチエノキノリン、或いは置換若しくは無置換のインデノキノリン環を形成することができ;
R104〜R107は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、無置換の又は重水素及び/若しくはハロゲンで置換された(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、シアノ、或いは置換若しくは無置換(C1〜C30)アルコキシを表すか;或いは隣接する置換基が互いに結合して、ベンゼンと共に環を形成する、例えば置換若しくは無置換ナフタレン、置換若しくは無置換フルオレン、置換若しくは無置換ジベンゾチオフェン、置換若しくは無置換ジベンゾフラン、置換若しくは無置換インデノピリジン、置換若しくは無置換ベンゾフロピリジン、或いは置換若しくは無置換ベンゾチエノピリジン環を形成することができ;
R201〜R220は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、無置換の又は重水素及び/若しくはハロゲンで置換された(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリールを表すか;或いは隣接する置換基が互いに連結して置換若しくは無置換の環を形成することができ;
sは1〜3の整数を表す。
Lは、以下の構造1〜3:
構造1〜3において、
R100〜R103は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、無置換の又は重水素及び/若しくはハロゲンで置換された(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換の(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換の(C6〜C30)アリール、シアノ、置換若しくは無置換の(3〜30員)ヘテロアリール、或いは置換若しくは無置換の(C1〜C30)アルコキシを表すか;或いは隣接する置換基が互いに結合して、ピリジンと共に環、例えば置換若しくは無置換のキノリン、置換若しくは無置換のイソキノリン、置換若しくは無置換のベンゾフロピリジン、置換若しくは無置換のベンゾチエノピリジン、置換若しくは無置換のインデノピリジン、置換若しくは無置換のベンゾフロキノリン、置換若しくは無置換のベンゾチエノキノリン、或いは置換若しくは無置換のインデノキノリン環を形成することができ;
R104〜R107は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、無置換の又は重水素及び/若しくはハロゲンで置換された(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、シアノ、或いは置換若しくは無置換(C1〜C30)アルコキシを表すか;或いは隣接する置換基が互いに結合して、ベンゼンと共に環を形成する、例えば置換若しくは無置換ナフタレン、置換若しくは無置換フルオレン、置換若しくは無置換ジベンゾチオフェン、置換若しくは無置換ジベンゾフラン、置換若しくは無置換インデノピリジン、置換若しくは無置換ベンゾフロピリジン、或いは置換若しくは無置換ベンゾチエノピリジン環を形成することができ;
R201〜R220は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、無置換の又は重水素及び/若しくはハロゲンで置換された(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリールを表すか;或いは隣接する置換基が互いに連結して置換若しくは無置換の環を形成することができ;
sは1〜3の整数を表す。
本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスのそれぞれの層を形成するために、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング法等の乾式成膜法、或いはスピンコーティング、ディップコーティング、フローコーティング法等の湿式成膜法を使用することができる。湿式成膜法を用いる場合、各層を形成する材料をエタノール、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の任意の適切な溶媒に溶解又は拡散させることによって薄膜を形成することができる。各層を形成する材料を溶解又は拡散させることができ、成膜能力に問題がない場合、溶媒は、任意の溶媒であり得る。
一実施形態による第1のホスト材料と第2のホスト材料によって層が形成される場合、層は、上述した方法によって形成することができ、多くの場合、共蒸着又は混合蒸着によって形成することができる。共蒸着は、2つ以上の異性体材料をそれぞれの個別のるつぼソースに入れ、両方のセルに電流を同時に流して材料を蒸発させ、混合蒸着を行う混合蒸着法であり;混合蒸着は、蒸着前に2つ以上の異性体材料を1つのるつぼソースにおいて混合し、次いで1つのセルに電流を流して材料を蒸発させる混合蒸着法である。
一実施形態によれば、第1のホスト材料と第2のホスト材料とが有機エレクトロルミネセントデバイスの同じ層又は異なる層に存在する場合、2つのホスト化合物による層は別々に形成されてもよい。例えば、第1のホスト材料が蒸着された後に第2のホスト材料が蒸着されてもよい。
一実施形態によれば、本開示は、式1で表される第1のホスト材料及び式11で表される第2のホスト材料を含む複数のホスト材料を含むディスプレイデバイスを提供することができる。また、本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスを使用することにより、これをスマートフォン、タブレット、ノートブック、PC、TV等のディスプレイデバイス、或いは車用のディスプレイデバイス、或いは屋外又は屋内照明等の照明デバイスの製造のために使用することができる。
以下では、本開示を詳細に理解するために、代表的な化合物の合成方法を参照しながら、本開示による化合物の調製方法及びその特性について説明する。
[実施例1]化合物H1−1の調製
化合物H1−1−1(4.0g、11.99mmol)、化合物H1−1−2(6.05g、15.59mmol)、Pd(OAc)2(0.13g、0.59mmol)、S−Phos(0.49g、1.19mmol)、NaOt−Bu(2.88g、29.99mmol)、及び150mLのo−キシレンをフラスコの中に入れ、160℃で3時間撹拌した。反応が完了した後、反応混合物を室温まで冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出し、残留水分を除去した後に硫酸マグネシウムで乾燥し、その後カラムクロマトグラフィーにより分離することで、化合物H1−1を得た(5.2g、収率:67.70%)。
[実施例2]化合物H1−16の調製
化合物H1−1−1(4.0g、11.99mmol)、化合物H1−16−1(5.6g、14.39mmol)、Pd(OAc)2(0.13g、0.59mmol)、S−Phos(0.49g、1.19mmol)、NaOt−Bu(2.88g、29.99mmol)、及び150mLのo−キシレンをフラスコの中に入れ、160℃で4時間撹拌した。反応が完了した後、反応混合物を室温まで冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出し、残留水分を除去した後に硫酸マグネシウムで乾燥し、その後カラムクロマトグラフィーにより分離することで、化合物H1−16を得た(3.5g、収率:45.57%)。
[実施例3]化合物H1−81の調製
化合物H1−81−1(3.0g、9.0mmol)、化合物H1−1−2(4.2g、10.8mmol)、Pd(OAc)2(0.1g、0.45mmol)、S−Phos(0.37g、0.9mmol)、NaOt−Bu(1.73g、18.0mmol)、及び45mLのo−キシレンをフラスコの中に入れ、180℃で4.5時間撹拌した。反応が完了した後、反応混合物を室温まで冷却し、次いでメタノールを添加することにより生成した固体を減圧濾過した。固体をクロロホルムに溶解した後、混合物をカラムクロマトグラフィーにより分離することで、化合物H1−81を得た(2.3g、収率:40.35%)。
[デバイス実施例1及び2]ホストとして本開示による化合物を含むOLEDの製造
OLED用のガラス基板上の透明電極である酸化インジウムスズ(ITO)薄膜(10Ω/sq)(ジオマテック株式会社、日本)を、順次、アセトン及びイソプロピルアルコールでの超音波洗浄にかけ、次いでイソプロパノール中に保存し、その後使用した。次に、ITO基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着した。その後、第1の正孔注入化合物としての化合物HI−1を真空蒸着装置のセルに導入し、第1の正孔輸送化合物としての化合物HT−1を真空蒸着装置の別のセルに導入した。2つの材料を異なる速度で蒸発させ、第1の正孔注入化合物を、第1の正孔注入化合物と第1の正孔輸送化合物の総量を基準として3重量%のドーピング量で蒸着して10nmの厚さを有する第1の正孔注入層を形成した。次に、化合物HT−1を、第1正孔注入層上に80nmの厚さを有する第1の正孔輸送層として蒸着した。次いで、化合物HT−2を真空蒸着装置の別のセルに導入し、セルに電流を流すことによって蒸発させ、それによって第1の正孔輸送層上に30nmの厚さを有する第2の正孔輸送層を形成した。正孔注入層及び正孔輸送層を形成した後、発光層をその上に以下の通り形成した:下の表1に示されるそれぞれのホストをホストとして真空蒸着装置の2つのセルに導入し、化合物D−50をドーパントとして別のセルに導入した。2つのホスト材料を2:1の異なる比で蒸発させ、ドーパント材料を異なる比で同時に蒸発させ、ドーパントをホストとドーパントの総量に基づいて10重量%のドープ量で蒸着して、正孔輸送層上に40nmの厚さを有する発光層を形成した。次に、電子輸送材料として化合物ET−1及び化合物EI−1を40:60の重量比で蒸着し、発光層上に厚さ35nmの電子輸送層を形成した。電子輸送層上に厚さ2nmの電子注入層として化合物EI−1を蒸着した後、電子注入層上に別の真空蒸着装置によって厚さ80nmのAlカソードを蒸着した。このようにして、OLEDを製造した。すべての材料に使用した各化合物は、10−6トールで真空昇華することにより精製した。
OLED用のガラス基板上の透明電極である酸化インジウムスズ(ITO)薄膜(10Ω/sq)(ジオマテック株式会社、日本)を、順次、アセトン及びイソプロピルアルコールでの超音波洗浄にかけ、次いでイソプロパノール中に保存し、その後使用した。次に、ITO基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着した。その後、第1の正孔注入化合物としての化合物HI−1を真空蒸着装置のセルに導入し、第1の正孔輸送化合物としての化合物HT−1を真空蒸着装置の別のセルに導入した。2つの材料を異なる速度で蒸発させ、第1の正孔注入化合物を、第1の正孔注入化合物と第1の正孔輸送化合物の総量を基準として3重量%のドーピング量で蒸着して10nmの厚さを有する第1の正孔注入層を形成した。次に、化合物HT−1を、第1正孔注入層上に80nmの厚さを有する第1の正孔輸送層として蒸着した。次いで、化合物HT−2を真空蒸着装置の別のセルに導入し、セルに電流を流すことによって蒸発させ、それによって第1の正孔輸送層上に30nmの厚さを有する第2の正孔輸送層を形成した。正孔注入層及び正孔輸送層を形成した後、発光層をその上に以下の通り形成した:下の表1に示されるそれぞれのホストをホストとして真空蒸着装置の2つのセルに導入し、化合物D−50をドーパントとして別のセルに導入した。2つのホスト材料を2:1の異なる比で蒸発させ、ドーパント材料を異なる比で同時に蒸発させ、ドーパントをホストとドーパントの総量に基づいて10重量%のドープ量で蒸着して、正孔輸送層上に40nmの厚さを有する発光層を形成した。次に、電子輸送材料として化合物ET−1及び化合物EI−1を40:60の重量比で蒸着し、発光層上に厚さ35nmの電子輸送層を形成した。電子輸送層上に厚さ2nmの電子注入層として化合物EI−1を蒸着した後、電子注入層上に別の真空蒸着装置によって厚さ80nmのAlカソードを蒸着した。このようにして、OLEDを製造した。すべての材料に使用した各化合物は、10−6トールで真空昇華することにより精製した。
[デバイス実施例3]ホストとして本開示による化合物を含むOLEDの製造
化合物HT−3を第2の正孔輸送材料として使用し、化合物H1−2を発光層の第1のホストとして使用したことを除いては、デバイス実施例1と同じ方法でOLEDを製造した。
化合物HT−3を第2の正孔輸送材料として使用し、化合物H1−2を発光層の第1のホストとして使用したことを除いては、デバイス実施例1と同じ方法でOLEDを製造した。
[デバイス実施例4]ホストとして本開示による化合物を含むOLEDの製造
化合物HT−3を第2の正孔輸送材料として使用し、化合物H1−31を発光層の第1のホストとして使用したことを除いては、デバイス実施例1と同じ方法でOLEDを製造した。
化合物HT−3を第2の正孔輸送材料として使用し、化合物H1−31を発光層の第1のホストとして使用したことを除いては、デバイス実施例1と同じ方法でOLEDを製造した。
[比較例1]ホストとして従来の化合物を含むOLEDの製造
発光層の第1のホストとして化合物C−1を使用したことを除いては、デバイス実施例1と同じ方法でOLEDを製造した。
発光層の第1のホストとして化合物C−1を使用したことを除いては、デバイス実施例1と同じ方法でOLEDを製造した。
[比較例2]ホストとして従来の化合物を含むOLEDの製造
第2の正孔輸送材料として化合物HT−3を使用したことを除いては、比較例1と同じ方法でOLEDを製造した。
第2の正孔輸送材料として化合物HT−3を使用したことを除いては、比較例1と同じ方法でOLEDを製造した。
上記の通り製造したデバイス実施例1〜4並びに比較例1及び2による有機エレクトロルミネセントデバイスの、1,000ニットの輝度における駆動電圧、発光効率、及び発光色、並びに20,000ニットの輝度において発光が100%から95%に減少するのに要した時間(寿命;T95)を測定し、その結果を以下の表1に示す。
上記の表1から、本開示の有機エレクトロルミネセント化合物をホスト材料として含む有機エレクトロルミネセントデバイスが、優れた発光効率を有するだけでなく、特に、従来のホスト材料を含む有機エレクトロルミネセントデバイスと比較して寿命特性を大幅に改善することが確認できる。
上のデバイス実施例1〜4並びに比較例1及び2で使用した化合物を以下の表2に示す。
[デバイス実施例5]本開示による有機エレクトロルミネセント化合物を含むOLEDの製造
本開示による有機エレクトロルミネセント化合物を使用することによってOLEDを製造した。最初に、OLEDのためのガラス基板上の透明電極酸化インジウムスズ(ITO)薄膜(10Ω/sq)(ジオマテック株式会社、日本)を順次アセトン、エタノール及び蒸留水での超音波洗浄にかけ、その後、イソプロパノール中に保存し、次いで使用した。次に、ITO基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着した。化合物HT−1を真空蒸着装置のセル内に導入し、化合物HI−1を真空蒸着装置の別のセル内に導入した。次に、装置のチャンバ内の圧力を10−6トールに制御した。その後、2つの材料を蒸発させ、化合物HI−1を化合物HT−1及び化合物HI−1の総量に基づいて3重量%のドープ量で蒸着して、ITO基板上に10nmの厚さの正孔注入層を形成した。次に、化合物HT−1を真空蒸着装置のセルに導入し、電流をセルに流して、導入された材料を蒸発させ、それによって厚さ75nmの第1の正孔輸送層を正孔注入層の上に形成した。次に、化合物HT−4を真空蒸着装置の別のセル中に導入した。その後、セルに電流を流して導入された材料を蒸発させて、これにより第1の正孔輸送層に厚さ5nmの第2の正孔輸送層を形成した。正孔注入層及び正孔輸送層を形成した後、発光層を以下の通りその上に蒸着した。化合物BH−1をホストとして真空蒸着装置の一方のセルに導入し、化合物BD−1をドーパントとして他方のセルに導入した。同時に、ドーパント材料を異なる速度で蒸発させた。ドーパントをホスト及びドーパントの総量に対して2重量%のドーピング量でドープして、第2の正孔輸送層上に20nmの厚さを有する発光層を形成した。次に、正孔阻止層としての化合物H1−1を5nmの厚さで蒸着した。化合物ET−1及びEI−1を別の2つのセルに導入し、それぞれ4:6の割合で蒸発させ、蒸着して、正孔阻止層上に30nmの厚さを有する電子輸送層を形成した。その後、2nmの厚さを有する化合物EI−1を電子注入層として蒸着し、80nmの厚さを有するAlカソードを別の真空蒸着装置によって蒸着した。このようにして、OLEDを製造した。
本開示による有機エレクトロルミネセント化合物を使用することによってOLEDを製造した。最初に、OLEDのためのガラス基板上の透明電極酸化インジウムスズ(ITO)薄膜(10Ω/sq)(ジオマテック株式会社、日本)を順次アセトン、エタノール及び蒸留水での超音波洗浄にかけ、その後、イソプロパノール中に保存し、次いで使用した。次に、ITO基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着した。化合物HT−1を真空蒸着装置のセル内に導入し、化合物HI−1を真空蒸着装置の別のセル内に導入した。次に、装置のチャンバ内の圧力を10−6トールに制御した。その後、2つの材料を蒸発させ、化合物HI−1を化合物HT−1及び化合物HI−1の総量に基づいて3重量%のドープ量で蒸着して、ITO基板上に10nmの厚さの正孔注入層を形成した。次に、化合物HT−1を真空蒸着装置のセルに導入し、電流をセルに流して、導入された材料を蒸発させ、それによって厚さ75nmの第1の正孔輸送層を正孔注入層の上に形成した。次に、化合物HT−4を真空蒸着装置の別のセル中に導入した。その後、セルに電流を流して導入された材料を蒸発させて、これにより第1の正孔輸送層に厚さ5nmの第2の正孔輸送層を形成した。正孔注入層及び正孔輸送層を形成した後、発光層を以下の通りその上に蒸着した。化合物BH−1をホストとして真空蒸着装置の一方のセルに導入し、化合物BD−1をドーパントとして他方のセルに導入した。同時に、ドーパント材料を異なる速度で蒸発させた。ドーパントをホスト及びドーパントの総量に対して2重量%のドーピング量でドープして、第2の正孔輸送層上に20nmの厚さを有する発光層を形成した。次に、正孔阻止層としての化合物H1−1を5nmの厚さで蒸着した。化合物ET−1及びEI−1を別の2つのセルに導入し、それぞれ4:6の割合で蒸発させ、蒸着して、正孔阻止層上に30nmの厚さを有する電子輸送層を形成した。その後、2nmの厚さを有する化合物EI−1を電子注入層として蒸着し、80nmの厚さを有するAlカソードを別の真空蒸着装置によって蒸着した。このようにして、OLEDを製造した。
[デバイス実施例6]本開示による有機エレクトロルミネセント化合物を含むOLEDの製造
化合物H1−16を正孔阻止材料として使用したことを除いては、デバイス実施例5と同じ方法でOLEDを製造した。
化合物H1−16を正孔阻止材料として使用したことを除いては、デバイス実施例5と同じ方法でOLEDを製造した。
[デバイス実施例7]本開示による有機エレクトロルミネセント化合物を含むOLEDの製造
化合物H1−81を正孔阻止材料として使用したことを除いては、デバイス実施例5と同じ方法でOLEDを製造した。
化合物H1−81を正孔阻止材料として使用したことを除いては、デバイス実施例5と同じ方法でOLEDを製造した。
[比較例3]従来の有機エレクトロルミネセント化合物を含むOLEDの製造
化合物C−1を正孔阻止材料として使用したことを除いては、デバイス実施例5と同じ方法でOLEDを製造した。
化合物C−1を正孔阻止材料として使用したことを除いては、デバイス実施例5と同じ方法でOLEDを製造した。
上記の通り製造したデバイス実施例5〜7並びに比較例3による有機エレクトロルミネセントデバイスの、1,000ニットの輝度における駆動電圧、発光効率、及び発光色を測定し、更にデバイス実施例7及び比較例3による有機エレクトロルミネセントデバイスの2,500ニットの輝度において発光が100%から95%に減少するのに要した時間(寿命;T95)を測定する。結果をそれぞれ下の表3及び表4に示す。
上の表3から、本開示の有機エレクトロルミネセント化合物を正孔阻止材料として含む有機エレクトロルミネセントデバイスが、従来の正孔阻止材料を含む有機エレクトロルミネセントデバイスと比較して低い駆動電圧と高い発光効率を有していることを確認することができる。
上の表4から、本開示の有機エレクトロルミネセント化合物を正孔阻止材料として含む有機エレクトロルミネセントデバイスが、従来の正孔阻止材料を含む有機エレクトロルミネセントデバイスと同等かそれよりも高い発光効率を示し、特に、従来の正孔阻止材料を含む有機エレクトロルミネセントデバイスと比較して、寿命特性を大幅に改善することを確認することができる。更に、本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスは、長寿命の青色有機エレクトロルミネセントデバイスを製造することができ、したがって、本開示による有機エレクトロルミネセントデバイスと赤色又は緑色の有機エレクトロルミネセントデバイスとの間の寿命バランスを維持することができる。
上のデバイス実施例5〜7及び比較例3で使用した化合物を以下の表5に示す。
Claims (12)
- 以下の式1:
XはO又はSを表し;
Ar1及びAr2は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換フェニル、置換若しくは無置換ビフェニル、置換若しくは無置換ナフチル、置換若しくは無置換テルフェニル、置換若しくは無置換9,9−ジメチルフルオレニル、置換若しくは無置換9,9−ジフェニルフルオレニル、置換若しくは無置換9,9’−スピロビフルオレニル、置換若しくは無置換ジベンゾフラニル、置換若しくは無置換ジベンゾチオフェニル、置換若しくは無置換9−フェニル−カルバゾリル、置換若しくは無置換2−フェニルベンゾオキサゾリル、又は置換若しくは無置換2−フェニルベンゾチアゾリルを表し;
L1及びL2は、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは無置換フェニレン、置換若しくは無置換ビフェニレン、置換若しくは無置換ナフチレン、置換若しくは無置換テルフェニレン、置換若しくは無置換ジベンゾフラニレン、置換若しくは無置換ジベンゾチオフェニレン、置換若しくは無置換9−フェニル−カルバゾリレン、置換若しくは無置換9,9−ジメチルフルオレニレン、置換若しくは無置換9,9−ジフェニルフルオレニレン、又は置換若しくは無置換9,9’−スピロビフルオレニレンを表し;
R1〜R4、R’、及びR”は、それぞれ独立して水素又は重水素を表し;
a及びdはそれぞれ独立して1〜4の整数を表し、bは1〜3の整数を表し、cは1の整数を表し;
a、b、及びdが2以上の整数である場合、R1、R2、及びR4はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい)
で表される、有機エレクトロルミネセント化合物。 - 前記Ar1、Ar2、L1、及びL2における置換された置換基中の前記置換基が、それぞれ独立して、重水素、シアノ、(C1〜C5)アルキル、(C6〜C12)アリール、及び(5〜15員)ヘテロアリールからなる群から選択される少なくとも1つを表す、請求項1に記載の有機エレクトロルミネセント化合物。
- 請求項1に記載の有機エレクトロルミネセント化合物を含む、有機エレクトロルミネセント材料。
- 第1のホスト材料としての請求項6に記載の有機エレクトロルミネセント材料のうちの少なくとも1つと、前記第1のホスト材料とは異なる第2のホスト材料のうちの少なくとも1つとを含む、複数のホスト材料。
- 前記第2のホスト材料が以下の式11:
A1及びA2は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリールを表し;
L11は、単結合又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレンを表し;
X’、X”、X11〜X14、及びX23〜X26は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C2〜C30)アルケニル、置換若しくは無置換(C2〜C30)アルキニル、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C6〜C60)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、或いは置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノを表すか、又は隣接する置換基が互いに連結して環を形成していてもよく;
m及びnはそれぞれ独立して1〜3の整数を表し;
m及びnが2以上の整数である場合、X’とX”のそれぞれは同じであっても異なっていてもよい)
で表される化合物を含む、請求項7に記載の複数のホスト材料。 - 請求項1に記載の有機エレクトロルミネセント化合物を含む、有機エレクトロルミネセントデバイス。
- 前記有機エレクトロルミネセント化合物が発光層及び/又は電子輸送帯に含まれる、請求項10に記載の有機エレクトロルミネセントデバイス。
- アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間の少なくとも1つの発光層とを含む有機エレクトロルミネセントデバイスであって、前記少なくとも1つの発光層が請求項7に記載の複数のホスト材料を含む、有機エレクトロルミネセントデバイス。
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