JP2021136441A - 有機エレクトロルミネセント化合物、複数のホスト材料、及びこれらを含む有機エレクトロルミネセントデバイス - Google Patents

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Abstract

【課題】有機エレクトロルミネセント化合物、複数のホスト材料、及びこれら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。【解決手段】以下の式1によって表される化合物を含む第1ホスト材料と、以下の式2によって表される化合物を含む第2ホスト材料とを含む複数のホスト材料。HAr−((L2)e−Ar2)d−−−−−(2)【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、複数のホスト材料、及びこれらを含む有機エレクトロルミネセントデバイスに関する。
小分子緑色有機エレクトロルミネセントデバイス(OLED)は、発光層と電荷輸送層とからなるTPD/ALq3二層を使用することによって1987年にEastman KodakのTangらによって最初に開発された。その後、OLEDの開発は急速に行われ、OLEDは商業化されている。現在のところ、OLEDは主に、パネル実装において優れた発光効率を有するリン光性物質を使用する。しかしながら、TV及び照明などの多くの用途において、OLED寿命は不十分であり、OLEDのより高い効率が依然として必要とされる。典型的には、OLEDの輝度が高くなればなるほど、OLEDが有する寿命はより短くなる。それ故、高い発光効率及び/又は長い寿命特性を有するOLEDが、ディスプレイの長時間使用及び高い解像度のために必要とされる。
発光効率、駆動電圧及び/又は寿命を高めるために、OLEDの有機層のための様々な材料又はコンセプトが提案されている。しかしながら、それらは、実用化には十分ではなかった。
(特許文献1)には、フェナントロオキサゾール化合物及びフェナントロチアゾール化合物をホストとして使用するOLEDが開示されている。しかしながら、前記参考文献は、本開示の複数のホスト材料の特定の組み合わせを具体的に開示していない。加えて、OLEDの性能を改善するためのホスト材料の開発が依然として必要されている。
韓国特許出願公開第2017−0022865号明細書
本開示の目的は、有機エレクトロルミネセントデバイスに適用するのに適切な新しい構造を有する有機エレクトロルミネセント化合物を提供することである。本開示の別の目的は、改善された駆動電圧、発光効率、及び/又は寿命特性を有する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改善された有機エレクトロルミネセント材料を提供することである。本開示の更なる目的は、単一のホスト材料としての本開示による化合物、又は複数のホスト材料としての本開示による化合物の特定の組み合わせを含めることによって、より低い駆動電圧、より高い発光効率、及び/又は改善された寿命特性を有する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。
技術的課題を解決するために集中的に研究した結果、本発明者らは、上の目的が以下の式2−1:
Figure 2021136441
(式中、
はO又はSを表し;
Ar及びArは、それぞれ独立して置換若しくは無置換(C6〜C18)アリールを表すが、ただし、ArとArのうちの少なくとも1つは置換若しくは無置換ナフチルを表すことを条件としており;
〜Rは、それぞれ独立して、水素、重水素、置換若しくは無置換フェニル、置換若しくは無置換ナフチル、又はこれらの組み合わせを表す)
で表される有機エレクトロルミネセント化合物によって達成できることを見出した。
加えて、本発明者らは、フェナントロオキサゾール又はフェナントロチアゾールなどのコアを有する化合物が、典型的な正孔型ホストよりも異常に低いレベルの最低非占有分子軌道(LUMO)エネルギーを有することに気付き、上の化合物を用いて適切なエネルギーギャップを形成することができる正孔型ホストを研究した。その結果、本発明者らは、以下の式1で表される化合物と以下の式2で表される化合物との組み合わせを発光層の中で使用すると、正孔と電子の特性が適切なHOMOとLUMOのエネルギーレベルによって釣り合い、それによって従来の有機エレクトロルミネセントデバイスと比較してより低い駆動電圧、より高い発光効率、及び/又はより長い寿命特性を有する有機エレクトロルミネセントデバイスが得られることを見出した。
具体的には、本発明者らは、上記の目的が、以下の式1で表される化合物を含む第1ホスト材料と、以下の式2で表される化合物とを含む第2ホスト材料とを含む複数のホスト材料によって達成できることを見出した。
Figure 2021136441
式1において、
及びYは、それぞれ独立して、−N=、−NR−、−O−、又は−S−を表すが、ただし、X及びYのうちの1つが−N=を表し、且つX及びYの他方が−NR−、−O−、又は−S−を表すことを条件としており;
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;
31及びR32は、それぞれ独立して置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
は、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
〜R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(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環基、又は−L−N(Ar)(Ar)を表し、或いは隣接する置換基と連結して環を形成していてもよく;
は、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレン、又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリーレンを表し;
Ar及びArは、それぞれ独立して、水素、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、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環基、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
a及びbは、それぞれ独立して1又は2の整数を表し、cは1〜3の整数を表し、ここで、a〜cが2以上の整数である場合には、Rのそれぞれ、Rのそれぞれ、及びRのそれぞれは、同じであっても又は異なっていてもよい。
HAr−((L−Ar −−−−− (2)
式2において、
HArは、窒素原子を含有する置換若しくは無置換(3〜20員)ヘテロアリールを表し;
は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレンを表し;
Arは、それぞれ独立して、置換若しくは無置換の(C6〜C30)アリール、又は以下の式3若しくは4を表し;
Figure 2021136441
Yは、O、S、N−*、又はNR21を表し;
21は、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリールを表し;
11〜R18は、それぞれ独立して、Lに連結している位置を表すか、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環基、又は−L−N(Ar)(Ar)を表し、或いは隣接する置換基と連結して環を形成していてもよく;
31〜X42は、それぞれ独立してN又はCRを表し;
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(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環基、又は−L−N(Ar)(Ar)を表し、或いは隣接する置換基と連結して環を形成していてもよく;
及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレン、又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリーレンを表し;
Ar〜Arは、それぞれ独立して、水素、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、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環基、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
dは1〜3の整数を表し、dが2以上の整数である場合には、((L−Ar)のそれぞれは同じであっても又は異なっていてもよく;
eは0〜2の整数を表し、eが2の整数である場合には、Lのそれぞれは同じであっても又は異なっていてもよく;
*はLへの連結位置を表す。
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は、有機エレクトロルミネセントデバイスで使用するのに適切な性能を示す。加えて、単一のホスト材料としての本開示による化合物、又は複数のホスト材料としての本開示による化合物の特定の組み合わせを含めることによって、従来の有機エレクトロルミネセントデバイスと比較してより低い駆動電圧、より高い発光効率、及び/又は改善された寿命特性を有する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、またこれを使用する表示デバイス又は照明デバイスを製造することができる。
以下では、本開示が詳細に説明される。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、決して本開示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。
本開示における用語「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る、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(ホスト材料及びドーパント材料を含む)、電子緩衝材料、正孔阻止材料、電子輸送材料、電子注入材料等であり得る。
本開示における用語「複数の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を構成する任意の層に含まれ得る、少なくとも2つの化合物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。それは、有機エレクトロルミネセントデバイスに含まれる前の(例えば、蒸着前の)材料及び有機エレクトロルミネセントデバイスに含まれた後の(例えば、蒸着後の)材料の両方を意味し得る。例えば、本開示の複数の有機エレクトロルミネセント材料は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔補助層、発光補助層、電子阻止層、発光層、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つの層に含まれ得る、少なくとも2つの化合物の組み合わせであり得る。この少なくとも2つの化合物は、当該技術分野で使用される方法によって同じ層に含まれていても又は異なる層に含まれていてもよい。例えば、少なくとも2つの化合物は、混合蒸発若しくは共蒸発させられ得るか、又は別々に蒸発させられ得る。
本開示における用語「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、少なくとも2つの化合物の組み合わせを含むホスト材料を意味する。それは、有機エレクトロルミネセントデバイスに含まれる前の(例えば、蒸着前の)材料及び有機エレクトロルミネセントデバイスに含まれた後の(例えば、蒸着後の)材料の両方を意味し得る。例えば、本開示の複数のホスト材料は、少なくとも2つのホスト材料の組み合わせであり得、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選択的に更に含み得る。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少なくとも2つの化合物は、1つの発光層中に一緒に含まれ得るか、又は当該技術分野において用いられる方法によって、異なる発光層中にそれぞれ含まれ得る。例えば、少なくとも2つの化合物は、混合蒸発若しくは共蒸発させられ得るか、又は別々に蒸発させられ得る。
本明細書において、用語「(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若しく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個、より好ましくは1〜10個である。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、sec−ブチル、tert−ブチル等を挙げることができる。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。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個、より好ましくは2〜10個である。上記のアルキニルには、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−イニル等が含まれ得る。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若しくは多環式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。用語「(3〜7員)ヘテロシクロアルキル」は、3〜7個、好ましくは5〜7個の環骨格原子を有し、且つB、N、O、S、Si及びPからなる群、好ましくはO、S及びNからなる群から選択される少なくとも1つのヘテロ原子を有するシクロアルキルであることを意味する。上記ヘテロシクロアルキルとしては、テトラヒドロフラン、ピロリジン、チオラン、テトラヒドロピラン等が挙げられ得る。用語「(C6〜C30)アリール(エン)」は、6〜30個の環骨格炭素原子を有する芳香族炭化水素から誘導される単環式環又は縮合環ラジカルであることを意味し、ここで、環骨格炭素原子の数は、好ましくは6〜20個である。上記アリール(エン)は、部分的に飽和されていてもよく、またスピロ構造を含んでいてもよい。上記のアリールとしては、フェニル、ビフェニル、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、フェニルテルフェニル、フルオレニル、フェニルフルオレニル、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、フェニルフェナントレニル、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、ナフタセニル、フルオランテニル、スピロビフルオレニル等が挙げられ得る。より具体的には、上記アリールとしては、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、1−アントリル、2−アントリル、9−アントリル、ベンズアントリル、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、ナフタセニル、ピレニル、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、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、ベンゾ[a]フルオレニル、ベンゾ[b]フルオレニル、ベンゾ[c]フルオレニル、ジベンゾフルオレニル、2−ビフェニリル、3−ビフェニリル、4−ビフェニリル、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、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、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−tert−ブチルフェニル、p−(2−フェニルプロピル)フェニル、4’−メチルビフェニリル、4’’−tert−ブチル−p−テルフェニル−4−イル、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、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が挙げられ得る。
用語「(3〜30員)ヘテロアリール(エン)」は、3〜30の環骨格原子を有し、そしてB、N、O、S、Si、及びPからなる群から選択される少なくとも1つ、好ましくは1〜4つのヘテロ原子を含むアリール(エン)であることを意味する。上記ヘテロアリール(エン)は、単環式環、又は少なくとも1つのベンゼン環と縮合した縮合環であり得;部分的に飽和され得;少なくとも1つのヘテロアリール又はアリール基をヘテロアリール基に単結合を介して連結することによって形成されるものであり得;スピロ構造を含み得る。上記のヘテロアリールには、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式環型ヘテロアリール、及びベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、ベンゾナフトフラニル、ベンゾナフトチオフェニル、ジアザジベンゾフラニル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾイソチアゾリル、ベンゾイソキサゾリル、ベンゾオキサゾリル、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、ベンゾイソキノリル、シンノリニル、キナゾリニル、ベンゾキナゾリニル、キノキサリニル、ベンゾキノキサリニル、ナフチリジニル、トリアザナフチル、ベンゾチエノピリミジニル、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、フェノチアジニル、フェナントリジニル、ベンゾジオキソリル、ジヒドロアクリジニル、ピリドピラジニル、ベンゾフロピリジル、ベンゾフロピリミジニル、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、ナフトフロピリミジニル、ベンゾチエノキノリニル、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、ベンゾトリアゾールフェナジニル、イミダゾピリジル、クロメノキナゾリニル、チオクロメノキナゾリニル、ジメチルベンゾペリミジニル、インドロカルバゾリル、インデノカルバゾリルなどの縮合環型ヘテロアリールが含まれ得る。より具体的には、上記ヘテロアリールには、1−ピロリル、2−ピロリル、3−ピロリル、ピラジニル、2−ピリジル、2−ピリミジニル、4−ピリミジニル、5−ピリミジニル、6−ピリミジニル、1,2,3−トリアジン−4−イル、1,2,4−トリアジン−3−イル、1,3,5−トリアジン−2−イル、1−イミダゾリル、2−イミダゾリル、1−ピラゾリル、1−インドリジニル、2−インドリジニル、3−インドリジニル、5−インドリジニル、6−インドリジニル、7−インドリジニル、8−インドリジニル、2−イミダゾピリジル、3−イミダゾピリジル、5−イミダゾピリジル、6−イミダゾピリジル、7−イミダゾピリジル、8−イミダゾピリジル、3−ピリジル、4−ピリジル、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、アザカルバゾリル−1−イル、アザカルバゾリル−2−イル、アザカルバゾリル−3−イル、アザカルバゾリル−4−イル、アザカルバゾリル−5−イル、アザカルバゾリル−6−イル、アザカルバゾリル−7−イル、アザカルバゾリル−8−イル、アザカルバゾリル−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−tert−ブチル−1−インドリル、4−tert−ブチル−1−インドリル、2−tert−ブチル−3−インドリル、4−tert−ブチル−3−インドリル、1−ジベンゾフラニル、2−ジベンゾフラニル、3−ジベンゾフラニル、4−ジベンゾフラニル、1−ジベンゾチオフェニル、2−ジベンゾチオフェニル、3−ジベンゾチオフェニル、4−ジベンゾチオフェニル、1−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−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が含まれ得る。更に、「ハロゲン」には、F、Cl、Br及びIが含まれる。
「(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との縮合環基」という用語は、3〜30個の環骨格炭素原子、好ましくは3〜25個の環骨格炭素原子、より好ましくは3〜18個の環骨格炭素原子を有する少なくとも1つの脂肪族環と、6〜30個の環骨格炭素原子、好ましくは6〜25個の環骨格炭素原子、より好ましくは、6〜18個の環骨格炭素原子を有する少なくとも1つの芳香族環とが縮合している環官能基であることを意味する。上記の縮合環基としては、少なくとも1つのベンゼンと少なくとも1つのシクロヘキサンとの縮合環基、少なくとも1つのナフタレンと少なくとも1つのシクロペンタンとの縮合環基などを挙げることができる。(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との縮合環基の炭素原子は、B、N、O、S、Si、及びPからなる群から、好ましくはN、O、及びSからなる群から選択される少なくとも1つのヘテロ原子で置き換えられていてもよい。
本明細書において、表現「置換若しくは無置換」における「置換」は、特定の官能基中の水素原子が別の原子又は別の官能基、すなわち、置換基で置き換えられていることを意味し、また、水素原子が2つ以上の置換基の結合によって形成される基で置き換えられることも包含する。例えば、「2つ以上の置換基の結合によって形成される基」は、ピリジン−トリアジンであり得る。すなわち、ピリジン−トリアジンは、1つのヘテロアリール置換基として又は2つのヘテロアリール置換基が結合している置換基として解釈され得る。本開示の式における置換アルキル、置換アルケニル、置換アリール、置換アリーレン、置換ヘテロアリール、置換ヘテロアリーレン、窒素原子を含む置換ヘテロアリール、置換シクロアルキル、置換アルコキシ、置換トリアルキルシリル、置換ジアルキルアリールシリル、置換アルキルジアリールシリル、置換トリアリールシリル、及び脂肪族環と芳香族環との置換縮合環基の置換基は、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;ヒドロキシル;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;無置換であるか又は(C6〜C30)アリールで置換された(3〜30員)ヘテロアリール;無置換であるか又は(C1〜C30)アルキルと(3〜30員)ヘテロアリールのうちの少なくとも1つで置換された(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;(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との縮合環基;アミノ;モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ;モノ−若しくはジ−(C2〜C30)アルケニルアミノ;(C1〜C30)アルキル(C2〜C30)アルケニルアミノ;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;モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ;(C1〜C30)アルキル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ;(C2〜C30)アルケニル(C6〜C30)アリールアミノ;(C2〜C30)アルケニル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ;(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノ;(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)アリールホスフィン;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。本開示の別の実施形態によれば、置換基は、それぞれ独立して、(C1〜C10)アルキル;(C6〜C20)アリール;無置換であるか又は(C6〜C20)アリールで置換された(3〜20員)ヘテロアリール;及びジ(C6〜C20)アリールアミノからなる群から選択される少なくとも1つである。本開示の別の実施形態によれば、置換基は、それぞれ独立して、(C1〜C6)アルキル;(C6〜C12)アリール;無置換であるか又は(C6〜C12)アリールで置換された(5〜15員)ヘテロアリール;及びジ(C6〜C12)アリールアミノからなる群から選択される少なくとも1つである。例えば、置換基は、それぞれ独立して、メチル、フェニル、ナフチル、ピリジル、カルバゾリル、フェニルキノキサリニル、及びジフェニルアミノ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。
本開示の式において、隣接する置換基の結合によって形成される環は、置換若しくは無置換の単環式若しくは多環式の(3〜30員)脂環式又は芳香族環、又はこれらの組み合わせであってもよい。更に、形成された環は、B、N、O、S、Si、及びPから選択される少なくとも1つのヘテロ原子、好ましくはN、O、及びSから選択される少なくとも1つのヘテロ原子を含んでいてもよい。本開示の一実施形態によれば、環骨格原子の数は5〜20である。本開示の別の実施形態によれば、環骨格原子の数は5〜15である。例えば、縮合環は、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、又は置換若しくは無置換カルバゾール環であり得る。
本開示の式において、ヘテロアリール、ヘテロアリーレン、及びヘテロシクロアルキルは、それぞれ独立して、B、N、O、S、Si、及びPから選択される少なくとも1つのヘテロ原子を含有し得る。加えて、ヘテロ原子は、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(5〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは無置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、及び置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノからなる群から選択される少なくとも1つと結合していてもよい。
以下に、式1及び2で表される化合物を詳細に記載する。
式1において、X及びYは、それぞれ独立して、−N=、−NR−、−O−、又は−S−を表すが、X及びYのうちの1つが−N=を表し、且つX及びYの他方が−NR−、−O−、又は−S−を表すことを条件とする。本開示の一実施形態によれば、XとYのうちの1つが−N==を表し、XとYのうちの他方が−O−又は−S−を表す。例えば、Xは−N=であってもよく、Yは−O−又は−S−であってもよい。
式1において、Lは、単結合、又は置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレンを表す。本開示の一実施形態によれば、Lは、単結合、又は置換若しくは無置換(C6〜C25)アリーレンを表す。本開示の別の実施形態によれば、Lは、単結合、又は無置換(C6〜C18)アリーレンを表す。例えば、Lは、単結合又は置換若しくは無置換フェニレン又は置換若しくは無置換ナフチレンであり得る。
式1において、R31及びR32は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表す。本開示の一実施形態によれば、R31及びR32は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換(5〜25員)ヘテロアリールを表す。本開示の別の実施形態によれば、R31及びR32は、それぞれ独立して、無置換であるか又は(C6〜C18)アリール及び(5〜18員)ヘテロアリールのうちの少なくとも1つで置換された(5〜18員)ヘテロアリールを表す。具体的には、R31及びR32は、それぞれ独立して、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ベンゾフロピリジル、置換若しくは無置換ベンゾナフトフラニル、又は置換若しくは無置換ベンゾナフトチオフェニルであってもよい。例えば、R31及びR32は、それぞれ独立して、フェニル及びピリジルのうちの少なくとも1つで置換されているか又は無置換のジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、ベンゾフロピリジル、ベンゾナフトフラニル、又はベンゾナフトチオフェニルであってもよい。
式1において、Rは、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表す。本開示の一実施形態によれば、Rは、置換若しくは無置換(C6〜C15)アリール、又は置換若しくは無置換(5〜15員)ヘテロアリールを表す。本開示の別の実施形態によれば、Rは、無置換(C6〜C15)アリール、又は無置換(5〜15員)ヘテロアリールを表す。例えば、Rは、フェニル、ビフェニル、ピリジル、キノリル、又はイソキノリルであってもよい。
式1において、R〜R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(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環基、又は−L−N(Ar)(Ar)を表し、或いは隣接する置換基と連結して環を形成していてもよい。例えば2つのR、2つのR、2つのR、RとR、RとR、RとR、及び/又はRとRは、互いに連結して環を形成していてもよい。一実施形態によれば、R〜Rは、それぞれ独立して水素を表す。
式1において、Lは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレン、又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリーレンを表す。
Ar及びArは、それぞれ独立して、水素、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、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環基、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表す。
式1において、a及びbは、それぞれ独立して1又は2の整数を表し、cは1〜3の整数を表し、ここで、a〜cが以上の整数である場合には、Rのそれぞれ、Rのそれぞれ、及びRのそれぞれは、同じであっても又は異なっていてもよい。
本開示の一実施形態によれば、式1は、以下の式1−1及び1−2のうちの少なくとも1つによって表され得る。
Figure 2021136441
式1−1及び1−2において、X、Y、L、R31、R32、R〜R、及びa〜cは式1で定義した通りである。
式2において、HArは、窒素原子を含有する置換若しくは無置換(3〜20員)ヘテロアリールを表す。本開示の一実施形態によれば、HArは、窒素原子を含有する置換若しくは無置換(3〜15員)ヘテロアリールを表す。本開示の一実施形態によれば、HArは、窒素原子を含有する無置換(5〜15員)ヘテロアリールを表す。具体的には、HArは、ピリジル、ピリミジニル、トリアジニル、キノリル、キナゾリニル、キノキサリニル、ナフチリジニル、ピリドピラジニル、ベンゾキナゾリニル、ベンゾキノキサリニル、ベンゾフロピリミジニルなどであってもよい。
式2において、Lは、それぞれ独立して、単結合又は置換若しくは無置換の(C6〜C30)アリーレンを表す。本開示の一実施形態によれば、Lは、それぞれ独立して、置換若しくは無置換(C6〜C20)アリーレンを表す。別の実施形態によれば、Lは、それぞれ独立して、無置換であるか又は(C6〜C20)アリーレンで置換された(C6〜C20)アリーレンを表す。具体的には、Lは、それぞれ独立して、無置換であるか又はナフチルで置換されたフェニレン、ナフチレン、ビフェニレン、フェニルナフチレン、ナフチルフェニレンであってもよい。
式2において、Arは、それぞれ独立して、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、又は式3若しくは4を表す。本開示の別の実施形態によれば、Arは、それぞれ独立して、(C1〜C6)アルキルで置換された(C6〜C30)アリール;(C6〜C12)アリールで置換された(5〜15員)ヘテロアリールで置換された(C6〜C30)アリール;ジ(C6〜C12)アリールアミノで置換された(C6〜C30)アリール;無置換(C6〜C30)アリール;又は式3若しくは4を表す。具体的には、Arは、それぞれ独立して、フェニル、ナフチル、フェニルナフチル、ナフチルフェニル、ビフェニル、テルフェニル、フェナントレニル、トリフェニレニル、ジメチルフルオレニル、ジフェニルフルオレニル、ジメチルベンゾフルオレニル、ジフェニルベンゾフルオレニル、フェニルキノキサリニルで置換されたフェニル、ジフェニルアミノで置換されたフェニル、ナフチルで置換されたフェニル、式3又は4などであってもよい。
式3において、YはO、S、N−*、又はNR21を表し;*はLに連結された部位を表す。
式3において、R21は、置換若しくは無置換の(C6〜C30)アリールを表す。本開示の一実施形態によれば、R21は、置換若しくは無置換(C6〜C18)アリールを表す。本開示の別の実施形態によれば、R21は、無置換(C6〜C12)アリールを表す。具体的には、R21はフェニルなどであってもよい。
式3において、R11〜R18は、それぞれ独立して、Lに連結している位置を表すか、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環基、又は−L−N(Ar)(Ar)を表し、或いは隣接する置換基と連結して環を形成していてもよい。本開示の一実施形態によると、R11〜R18は、それぞれ独立して、Lに連結している位置を表すか、水素、置換若しくは無置換(C1〜C20)アルキル、置換若しくは無置換(C6〜C25)アリール、又は置換若しくは無置換(5〜25員)ヘテロアリールを表す。本開示の別の実施形態によれば、R11〜R18は、それぞれ独立して、Lに連結している位置を表すか、水素又は無置換(C6〜C18)アリールを表す。例えば、R11〜R18は、それぞれ独立して、Lに連結している位置を表すか、水素、フェニル、ナフチル、ナフチルフェニル、フェニルナフチルなどであってもよい。
式4において、X31〜X42は、それぞれ独立して、N又はCRを表す。例えば、X31〜X42は、それぞれ独立してCRであってもよい。
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(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環基、又は−L−N(Ar)(Ar)を表し、或いは隣接する置換基と連結して環を形成していてもよい。本開示の一実施形態によれば、Rは、それぞれ独立して、水素、又は置換若しくは無置換(C6〜C12)アリールを表し、或いは隣接する置換基が互いに結合して環を形成することができる。本開示の別の実施形態によれば、Rは、それぞれ独立して、水素、又は無置換(C6〜C12)アリールを表すか;或いは隣接置換基と連結して無置換ベンゼン環を形成することができる。具体的には、Rは、それぞれ独立して、水素やフェニルなどであってもよく;或いは隣接する置換基が連結してベンゼン環などを形成していてもよい。
及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレン、又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリーレンを表す。
Ar〜Arは、それぞれ独立して、水素、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、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環基、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表す。
式2において、dは1〜3の整数を表し、dが2以上の整数である場合には、それぞれの((L−Ar)は同じであっても又は異なっていてもよい。例えば、dは2又は3の整数であってもよく、((L−Ar)のそれぞれは、同じであっても又は異なっていてもよい。
式2において、eは0〜2の整数を表し、eが2の整数である場合には、それぞれのLは同じであっても又は異なっていてもよい。
式4において、*はLに連結している位置を表す。
本開示の一実施形態によれば、式2は、以下の式2−1〜2−3の少なくとも1つによって表され得る。
Figure 2021136441
式2−1〜2−3において、A〜A24は、それぞれ独立して、CR10又はNを表し、A〜Aのうちの少なくとも1つはNを表し、A〜A14のうちの少なくとも1つはNを表し、A15〜A24のうちの少なくとも1つはNを表す。本開示の一実施形態によれば、A〜Aのうちの1〜3個はNを表し、A〜Aのうちの残りはCR10を表す。本開示の別の実施形態によれば、A〜A14のうちの1〜3個はNを表し、A〜A14のうちの残りはCR10を表す。本開示の更なる実施形態によれば、A15〜A24のうちの2つはNを表し、A15〜A24のうちの残りはCR10を表す。
10は、それぞれ独立して、水素又は−L−Arを表し;或いは複数のR10が存在する場合には2つの隣接するR10が互いに連結して環を形成していてもよく、各R10は同じであっても又は異なっていてもよい。本開示の一実施形態によれば、R10は、それぞれ独立して、水素又は−L−Arを表し、複数のR10が存在する場合には、各R10は同じであっても又は異なっていてもよい。例えば、R10は、それぞれ独立して、水素又は−L−Arを表し;或いは2つの隣接するR10が互いに連結してベンゾフラン環を形成していてもよい。
式2−1〜2−3において、L、Ar、d、及びeは、式2で定義されている通りである。
式1で表される化合物は、以下の化合物から選択される少なくとも1つであり得るが、これらに限定されない。
Figure 2021136441
Figure 2021136441
式2で表される化合物は、以下の化合物から選択される少なくとも1つであり得るが、これらに限定されない。
Figure 2021136441
Figure 2021136441
Figure 2021136441
Figure 2021136441
Figure 2021136441
Figure 2021136441
Figure 2021136441
Figure 2021136441
Figure 2021136441
Figure 2021136441
Figure 2021136441
Figure 2021136441
Figure 2021136441
化合物H1〜H−28のうちの少なくとも1つと化合物C−1〜C−325のうちの少なくとも1つとの組み合わせは、有機エレクトロルミネセントデバイスで使用され得る。
本開示の一実施形態によれば、本開示は、式1によって表される化合物又は式2によって表される化合物を提供し得る。具体的には、本開示は、化合物H−1〜H−28及び化合物C−1〜C−325のうちの少なくとも1つの化合物を提供することができる。
本開示の有機エレクトロルミネセント化合物は、以下の式2−1で表すことができる。
Figure 2021136441
式2−1において、
はO又はSを表し;
Ar及びArは、それぞれ独立して、置換若しくは無置換(C6〜C18)アリールを表すが、ただし、Arのうちの少なくとも1つは置換若しくは無置換ナフチルを表すことを条件としており;
〜Rは、それぞれ独立して、水素、重水素、置換若しくは無置換フェニル、置換若しくは無置換ナフチル、又はこれらの組み合わせを表す。
例えば、Ar及びArは、それぞれ独立して、無置換フェニル、無置換ビフェニル、無置換ナフチル、又はフェニルで置換されたナフチルであってもよいが、ただし、ArとArのうちの少なくとも1つは無置換ナフチルであるか又はフェニルで置換されたナフチルであってもよいことを条件とする。
例えば、R〜Rは、それぞれ独立して、水素、ナフチル、ナフチルフェニル、又はフェニルナフチルであってもよいが、ただし、R〜Rの少なくとも1つは、ナフチル、ナフチルフェニル、又はフェニルナフチルであってもよいことを条件とする。
具体的には、式2−1で表される化合物は、以下の化合物に例示され得るが、これらに限定されない。
Figure 2021136441
本開示による式1で表される化合物は、当業者に公知の合成方法によって、例えば(特許文献1)(2017年3月2日に公開)を参照することによって製造することができるが、これに限定されない。
本開示の式2によって表される化合物は、当業者に公知の合成方法によって調製することができる。例えば、式2−1〜2−3のいずれか1つで表される化合物は、以下の反応スキーム1から3を参照することによって製造することができるが、これらに限定されない:
[反応スキーム1]
Figure 2021136441
[反応スキーム2]
Figure 2021136441
[反応スキーム3]
Figure 2021136441
反応スキームにおいて、L、Ar、d、及びeは式2で定義されている通りであり、A〜A24は式2−1〜2−3で定義されている通りである。
本開示の式2によって表される化合物の例示的な合成例が上で説明されているが、当業者は、それらの全てがブックワルド−ハートウィッ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、宮浦ホウ素化反応、鈴木クロスカップリング反応、分子内酸誘発環化反応、Pd(II)触媒酸化的環化反応、グリニャール反応、ヘック反応、環状脱水反応、SN置換反応、SN置換反応、ホスフィン媒介還元的環化反応等に基づくこと、及び上記式2において定義されているが、具体的な合成例に明記されていない置換基が結合している場合でも上記の反応が進行することを容易に理解することができるであろう。
本開示による有機エレクトロルミネセントデバイスは、第1の電極と、第2の電極と、第1の電極と第2の電極の間に挟まれた少なくとも1つの有機層とを含む。
第1及び第2電極のうちの1つはアノードであり得、他方はカソードであり得る。有機層は、発光層を含み得、正孔注入層、正孔輸送層、正孔補助層、発光補助層、電子輸送層、電子緩衝層、電子注入層、中間層、正孔阻止層、及び電子阻止層から選択される少なくとも1つの層を更に含み得る。第2電極は、半透過型電極又は反射型電極であり得、材料に応じて、上面発光型、底面発光型、又は両面発光型であり得る。加えて、正孔注入層は、p型ドーパントで更にドープされ得、電子注入層は、n型ドーパントで更にドープされ得る。
本開示による有機エレクトロルミネセントデバイスは、アノードと、カソードと、アノードとカソードとの間の少なくとも1つの有機層とを含み得、ここで、有機層は、第1の有機エレクトロルミネセント材料として式1で表される化合物、及び第2の有機エレクトロルミネセント材料として式2で表される化合物を含む、複数の有機エレクトロルミネセント材料を含み得る。本開示の一実施形態によれば、本開示による有機エレクトロルミネセントデバイスは、アノードと、カソードと、アノードとカソードの間の少なくとも1つの発光層とを含み得、ここで、発光層は、式1で表される化合物と式2で表される化合物、好ましくは本開示の複数のホスト材料を含み得る。
発光層は、ホストとドーパントとを含み、ここで、ホストは、複数のホスト材料を含み、式1で表される化合物は、複数のホスト材料の第1ホスト化合物として含まれ得、式2で表される化合物は、複数のホスト材料の第2ホスト化合物として含まれ得る。第1ホスト化合物と第2ホスト化合物との重量比は、約1:99〜約99:1、好ましくは約10:90〜約90:10、より好ましくは約30:70〜約70:30、更により好ましくは約40:60〜約60:40、より一層好ましくは約50:50である。
本明細書では、発光層は、光を放出する層であり、単層であり得、又は2つ以上の層が積層される複数の層であり得る。第1ホスト材料及び第2ホスト材料の全てが1つの層に含まされ得るか、又は第1ホスト材料及び第2ホスト材料がそれぞれの異なる発光層に含まれ得る。本開示の一実施形態によれば、発光層中のホスト化合物に対するドーパント化合物のドーピング濃度は20重量%未満であり得る。
本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスは、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、電子緩衝層、正孔阻止層、及び電子阻止層から選択される少なくとも1つの層を更に含み得る。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デバイスは、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、及び電子阻止材料のうちの少なくとも1つとして本開示の複数のホスト材料の他にアミン系化合物を更に含み得る。更に、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デバイスは、電子輸送材料、電子注入材料、電子緩衝材料、及び正孔阻止材料の少なくとも1つとして本開示の複数のホスト材料の他にアジン系化合物を更に含み得る。
本開示の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であり得、好ましくは少なくとも1つのリン光性ドーパントである。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、イリジウム(Ir)、オスミウム(Os)、銅(Cu)、及び白金(Pt)の金属化錯体化合物から選択され得、より好ましくは、イリジウム(Ir)、オスミウム(Os)、銅(Cu)、及び白金(Pt)のオルト金属化錯体化合物から選択され得、更により好ましくはオルト金属化イリジウム錯体化合物であり得る。
本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスに含まれるドーパントは、以下の式101で表される化合物を含み得るが、これに限定されない。
Figure 2021136441
式101において、Lは、以下の構造1〜3:
Figure 2021136441
から選択され、式中、R100〜R103は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、無置換であるか又は重水素及び/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、シアノ、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、又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に結合して、ピリジンと一緒に環、例えば、置換若しくは無置換のキノリン、イソキノリン、ベンゾフロピリジン、ベンゾチエノピリジン、ベンゾチエノキノリン、又はインデノキノリン環を形成し得、
104〜R107は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、無置換であるか又は重水素及び/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、又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に結合して、ベンゼンと一緒に環、例えば、置換若しくは無置換のナフタレン、フルオレン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、インデノピリジン、ベンゾフロピリジン、又はベンゾチエノピリジン環を形成し得、
201〜R220は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、無置換或いは重水素及び/又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と結合して環を形成し得、
nは1〜3の整数を表す。
ドーパント化合物の具体例は、以下の通りであるが、これらに限定されない。
Figure 2021136441
Figure 2021136441
Figure 2021136441
Figure 2021136441
Figure 2021136441
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、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、正孔注入障壁(又は正孔注入電圧)をアノードから正孔輸送層又は電子阻止層まで下げるために複数層であり得、複数層のそれぞれは、2つの化合物を同時に使用できる。また、正孔輸送層又は電子阻止層は、複数層であり得る。
電子緩衝層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、又はこれらの組み合わせは、発光層とカソードの間に用いることができる。電子緩衝層は、電子注入を制御し、発光層と電子注入層との間の界面特性を改善するために複数層であってもよく、この場合、複数層のそれぞれは、2つの化合物を同時に使用することができる。また、正孔阻止層又は電子輸送層は、複数層であってもよく、複数層のそれぞれは、複数の化合物を使用することができる。
加えて、本開示による有機エレクトロルミネセント化合物又は複数のホスト材料は、量子ドット(QD)を含む有機エレクトロルミネセントデバイスにも使用され得る。
本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスの各層を形成するために、真空蒸発、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング方法等などの乾式成膜法、又はインクジェット印刷、ノズル印刷、スロットコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング、フローコーティング法等などの湿式成膜法を用いることができる。
湿式製膜法を用いる場合、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、ジオキサン等などの任意の適切な溶媒に溶解又は拡散させることによって薄膜を形成することができる。各層を形成する材料を溶解又は拡散させることができ、製膜能力に問題がない場合、溶媒は、任意の溶媒であり得る。
本開示の第1及び第2ホスト化合物は、一般的に同時蒸着プロセス又は混合蒸着プロセスにより、上にリストアップされた方法によって膜形成され得る。同時蒸発は、2つ以上の材料をそれぞれの個々のるつぼ源に入れ、材料を蒸発させるために同時に両方のセルに電流を流す混合蒸着法である。混合蒸発は、2つ以上の材料を、それらを蒸発させる前に1つのるつぼ源中で混合し、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。更に、第1及び第2ホスト化合物が有機エレクトロルミネセントデバイスにおける同じ層若しくは異なる層に存在する場合、2つのホスト化合物は別々にフィルムを形成し得る。例えば、第1ホスト化合物を蒸着した後に第2ホスト化合物が蒸着され得る。
本開示は、式2−1で表される化合物を含めることにより、又は式1で表される化合物と式2で表される化合物とを含む複数のホスト材料を使用することにより、表示システムを提供することができる。すなわち、本開示の有機エレクトロルミネセント化合物又は複数のホスト材料を使用することによって、表示システム又は照明システムを製造することが可能である。具体的には、本開示の有機エレクトロルミネセント化合物又は複数のホスト材料を使用することにより、表示システム、例えばスマートフォン、タブレット、ノートブック、PC、TV、若しくは自動車用の表示システム;又は照明システム、例えば屋外若しくは屋内の照明システムを製造することができる。
本明細書では以下、本開示の代表的な化合物を参照して、本開示による化合物の調製方法及びそれらの特性を詳細に説明する。しかしながら、本開示は、以下の実施例によって限定されない。
実施例1:化合物C−295の調製
Figure 2021136441
化合物1−1の合成
フラスコの中で、2−ブロモ−7−クロロジベンゾ[b,d]フラン(10g、35.17mmol)、(4,4,4’,4’,5,5,5’,5’−オクタメチル−2,2’−ビ(1,3,2−ジオキサボロラン)(14g、53.5mmol)、PdCl(PPh(2.5g、3.57mmol)、及びKOAc(8.78g、89.25mmol)を180mLの1,4−ジオキサンに溶解し、混合物を150℃で2時間還流した。反応終了後、有機層を酢酸エチルで抽出し、硫酸マグネシウムを用いて残留水分を除去した。残留物を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーによって分離して9gの化合物1−1を得た(収率:76.8%)。
化合物1−2の合成
フラスコの中で、化合物1−1(9g、27.4mmol)、2−クロロ−4(ナフタレン−2−イル)−6−フェニル−1,3,5−トリアジン(9.6g、30mmol)、KCO(9.46g、68.5mmol)、及びPd(PPh(1.58g、1.37mmol)を、137mLのトルエン、68.5mLのエタノール、及び68.5mLの水に溶解し、混合物を140℃で12時間還流した。反応終了後、有機層を酢酸エチルで抽出し、硫酸マグネシウムを用いて残留水分を除去した。残留物を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーによって分離して10gの化合物1−2を得た(収率:75.5%)。
化合物C−295の合成
フラスコの中で、化合物1−2(5g、10.3mmol)、(ナフタレン−2−イル)−ボロン酸(2.13g、12.4mmol)、Pd(dba)(417mg、0.515mmol)、S−Phos(423mg、1.03mmol)、及びNaOtBu(2.5g、25.75mmol)を50mLのキシレンに溶解し、混合物を160℃で1時間還流した。反応終了後、有機層を酢酸エチルで抽出し、硫酸マグネシウムを用いて残留水分を除去した。残留物を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーによって分離して3.8gの化合物C−295を得た(収率:64.1%)。
Figure 2021136441
実施例2:化合物C−304の調製
Figure 2021136441
フラスコの中で、化合物1−2(5g、10.3mmol)、(ナフタレン−2−イル)−ボロン酸(2.13g、12.4mmol)、Pd(dba)(417mg、0.515mmol)、S−Phos(423mg、1.03mmol)、及びNaOtBu(2.5g、25.75mmol)を50mLのキシレンに溶解し、混合物を160℃で2時間還流した。反応終了後、有機層を酢酸エチルで抽出し、硫酸マグネシウムを用いて残留水分を除去した。残留物を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーによって分離して1.1gの化合物C−304を得た(収率:18.6%)。
Figure 2021136441
実施例3:化合物C−296の調製
Figure 2021136441
化合物3−1の合成
フラスコの中で、8−ブロモ−1−クロロジベンゾ[b,d]フラン(10g、35.17mmol)、(4,4,4’,4’,5,5,5’,5’−オクタメチル−2,2’−ビ(1,3,2−ジオキサボロラン)(14g、53.5mmol)、PdCl(PPh(2.5g、3.57mmol)、及びKOAc(8.78g、89.25mmol)を、180mLの1,4−ジオキサンに溶解し、混合物を150℃で4時間還流した。反応終了後、有機層を酢酸エチルで抽出し、硫酸マグネシウムを用いて残留水分を除去した。残留物を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーによって分離して9.2gの化合物3−1を得た(収率:78.5%)。
化合物3−2の合成
フラスコの中で、化合物3−1(9.2g、28mmol)、2−クロロ−4(ナフタレン−2−イル)−6−フェニル−1,3,5−トリアジン(10.2g、32.2mmol)、KCO(9.67g、70mmol)、Pd(PPh(1.61g、1.4mmol)を、140mLのトルエン、70mLのエタノール、及び70mLの水に溶解し、混合物を140℃で4時間還流した。反応終了後、有機層を酢酸エチルで抽出し、硫酸マグネシウムを用いて残留水分を除去した。残留物を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーによって分離して10gの化合物3−2を得た(収率:73%)。
化合物C−296の合成
フラスコの中で、化合物3−2(5g、10.3mmol)、(ナフタレン−2−イル)−ボロン酸(2.13g、12.4mmol)、Pd(dba)(417mg、0.515mmol)、S−Phos(423mg、1.03mmol)、及びKPO(5.47g、25.75mmol)を50mLのキシレンに溶解し、混合物を160℃で3時間還流した。反応終了後、有機層を酢酸エチルで抽出し、硫酸マグネシウムを用いて残留水分を除去した。残留物を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーによって分離して4.5gの化合物C−296を得た(収率:75.9%)。
Figure 2021136441
実施例4:化合物C−325の調製
Figure 2021136441
化合物4−1の合成
フラスコの中で、(1−クロロジベンゾ[b,d]フラン−2−イル)ボロン酸(10g、20.6mmol)、2−クロロ−4(ナフタレン−2−イル)−6−フェニル−1,3,5−トリアジン(14g、44.4mmol)、KCO(14g、101.5mmol)、及びPd(PPh(2.4g、2.03mmol)を、200mLのトルエン、100mLのエタノール、及び100mLの水に溶解し、混合物を140℃で1時間還流した。反応終了後、有機層を酢酸エチルで抽出し、硫酸マグネシウムを用いて残留水分を除去した。残留物を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーによって分離して10gの化合物4−1を得た(収率:87.9%)。
化合物C−325の合成
フラスコの中で、化合物4−1(7g、14.48mmol)、(ナフタレン−2−イル)−ボロン酸(3.74g、21.7mmol)、Pd(dba)(663mg、0.724mmol)、S−Phos(595mg、1.448mmol)、及びKPO(7.7g、36.2mmol)を、72mLのキシレンに溶解し、混合物を160℃で1時間還流した。反応終了後、有機層を酢酸エチルで抽出し、硫酸マグネシウムを用いて残留水分を除去した。残留物を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーによって分離して4.6gの化合物C−325を得た(収率:55.2%)。
Figure 2021136441
実施例5:化合物C−312の調製
Figure 2021136441
フラスコの中で、化合物4−1(4.2g、8.69mmol)、化合物5−1(3.1g、9.56mmol)、Pd(PPh(502mg、0.434mmol)、及びKCO(3g、21.75mmol)を、50mLのトルエン、25mLのエタノール、及び25mLの水に溶解し、混合物を130℃で8時間還流した。反応終了後、有機層を酢酸エチルで抽出し、硫酸マグネシウムを用いて残留水分を除去した。残留物を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーによって分離して1.8gの化合物C−312を得た(収率:31.8%)。
Figure 2021136441
以下、本開示による有機エレクトロルミネセント化合物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デバイス(OLED)の製造方法及びその特性について、本開示の代表的な化合物を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本開示は、以下の実施例によって限定されない。
デバイス実施例1〜6:ホストとして本開示による複数のホスト材料を用いて蒸着した赤色OLEDの製造
本開示によるOLEDを製造した。OLED用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、アセトン及びイソプロピルアルコールでの超音波洗浄にかけ、その後イソプロピルアルコール中に保存した。次に、ITO基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着した。表3に示される化合物HI−1を真空蒸着装置のセルに導入し、表3に示される化合物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、化合物HI−1を、化合物HI−1及び化合物HT−1の総量を基準として3重量%のドーピング量で蒸着させてITO基材上に10nmの厚さを有する正孔注入層を形成した。次に、化合物HT−1を正孔注入層上に蒸着させて80nmの厚さを有する第1正孔輸送層を形成した。次いで、化合物HT−2を真空蒸着装置の別のセルに導入し、セルに電流を流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60nm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、以下の通り発光層をこれに形成した。下記表1に示される第1のホスト化合物及び第2のホスト化合物を、ホストとして真空蒸着装置の2つのセルに導入し、ドーパントとして化合物D−39を別のセル内に導入した。2つのホスト材料を1:1の比で蒸発させ、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、ホスト及びドーパントの総量を基準として3重量%のドーピング量で蒸着させて、第2正孔輸送層上に40nmの厚さを有する発光層を形成した。化合物ET−1及び化合物EI−1を50:50の重量比で蒸発させて発光層上に35nmの厚さを有する電子輸送層を形成した。電子輸送層上に厚さ2nmの電子注入層として化合物EI−1を蒸着した後、電子注入層上に別の真空蒸着装置によって厚さ80nmのAlカソードを蒸着した。こうして、OLEDを作製した。OLEDを製造するために使用された材料は全て、10−6トールでの真空昇華によって精製した。
比較例1〜5:ホストとして比較用化合物を含むOLEDの製造
以下の表1に示されるホスト化合物を発光層の単一のホストとして使用したこと以外、OLEDをデバイス実施例1の場合と同じ方法で製造した。
デバイス実施例1〜6、及び比較例1〜5において製造されたOLED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5,000ニットの輝度において輝度が100%から95%に減少するのに要した時間(寿命;T95)を下の表1に示す。
Figure 2021136441
上の表1から、本開示による化合物の特定の組み合わせを含む複数のホスト材料を含むOLEDが、優れた駆動電圧、発光効率、及び/又は寿命特性を有することが分かる。このような結果は、第1のホスト及び第2のホストのそれぞれを単独で使用するOLEDと比較して、著しく改善された効果である。
比較例6:ホストとして比較化合物を含むOLEDの製造
下の表2に示されるホスト化合物を発光層のホストとして単独で使用したことを除いては、デバイス実施例1と同様にOLEDを製造した。
デバイス実施例7〜9:ホストとして本開示による複数のホスト材料を用いて蒸着された赤色OLEDの製造
以下の表2に示されるホスト化合物を発光層のホストとして単独で使用したこと以外、OLEDを比較例6と同じ方法で製造した。
比較例6及びデバイス実施例7〜9で製造したOLEDの1,000ニットの輝度における駆動電圧、電力効率、及び発光色を以下の表2に示す。
Figure 2021136441
上の表2から、本開示による化合物を含むOLEDが、比較化合物を含むOLEDと比較して、優れた駆動電圧及び電力効率特性を有することが分かる。
デバイス実施例及び比較例に使用された化合物を下記表3に示す。
Figure 2021136441
Figure 2021136441

Claims (12)

  1. 以下の式1によって表される化合物を含む第1ホスト材料と、以下の式2によって表される化合物を含む第2ホスト材料と:
    Figure 2021136441
    (式1において、
    及びYは、それぞれ独立して、−N=、−NR−、−O−、又は−S−を表すが、ただし、X及びYのうちの1つが−N=を表し、且つX及びYの他方が−NR−、−O−、又は−S−を表すことを条件としており;
    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;
    31及びR32は、それぞれ独立して置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
    は、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
    〜R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(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環基、又は−L−N(Ar)(Ar)を表し、或いは隣接する置換基と連結して環を形成していてもよく;
    は、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレン、又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリーレンを表し;
    Ar及びArは、それぞれ独立して、水素、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、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環基、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
    a及びbは、それぞれ独立して1又は2の整数を表し、cは1〜3の整数を表し、ここで、a〜cが2以上の整数である場合には、Rのそれぞれ、Rのそれぞれ、及びRのそれぞれは、同じであっても又は異なっていてもよい);
    HAr−((L−Ar −−−−− (2)
    (式2において、
    HArは、窒素原子を含有する置換若しくは無置換(3〜20員)ヘテロアリールを表し;
    は、それぞれ独立して、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレンを表し;
    Arは、それぞれ独立して、置換若しくは無置換の(C6〜C30)アリール、又は以下の式3若しくは4を表し;
    Figure 2021136441
    Yは、O、S、N−*、又はNR21を表し;
    21は、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリールを表し;
    11〜R18は、それぞれ独立して、Lに連結している位置を表すか、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環基、又は−L−N(Ar)(Ar)を表し、或いは隣接する置換基と連結して環を形成していてもよく;
    31〜X42は、それぞれ独立してN又はCRを表し;
    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(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは無置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは無置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは無置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは無置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環基、又は−L−N(Ar)(Ar)を表し、或いは隣接する置換基と連結して環を形成していてもよく;
    及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリーレン、又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリーレンを表し;
    Ar〜Arは、それぞれ独立して、水素、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、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは無置換の縮合環基、置換若しくは無置換(C6〜C30)アリール、又は置換若しくは無置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
    dは1〜3の整数を表し、dが2以上の整数である場合には、((L−Ar)のそれぞれは同じであっても又は異なっていてもよく;
    eは0〜2の整数を表し、eが2の整数である場合には、Lのそれぞれは同じであっても又は異なっていてもよく;
    *はLへの連結位置を表す)
    を含む複数のホスト材料。
  2. 前記置換アルキル、前記置換アルケニル、前記置換アリール、前記置換アリーレン、前記置換ヘテロアリール、前記置換ヘテロアリーレン、窒素原子を含む前記置換ヘテロアリール、前記置換シクロアルキル、前記置換アルコキシ、前記置換トリアルキルシリル、前記置換ジアルキルアリールシリル、前記置換アルキルジアリールシリル、前記置換トリアリールシリル、及び脂肪族環と芳香族環との前記置換縮合環基の前記置換基が、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;ヒドロキシル;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;無置換であるか又は(C6〜C30)アリールで置換された(3〜30員)ヘテロアリール;無置換であるか又は(C6〜C30)アルキルと(3〜30員)ヘテロアリールうちの少なくとも1つで置換された(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;(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との縮合環基;アミノ;モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ;モノ−若しくはジ−(C2〜C30)アルケニルアミノ;(C1〜C30)アルキル(C2〜C30)アルケニルアミノ;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;モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ;(C1〜C30)アルキル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ;(C2〜C30)アルケニル(C6〜C30)アリールアミノ;(C2〜C30)アルケニル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ;(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノ;(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)アリールホスフィン;ジ(C6〜C30)アリールボロニル;ジ(C1〜C30)アルキルボロニル;(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールボロニル;(C6〜C30)アリール(C1〜C30)アルキル;及び(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールからなる群から選択される少なくとも1つである、請求項1に記載の複数のホスト材料。
  3. 前記式1が、以下の式1−1及び1−2:
    Figure 2021136441
    (式中、X、Y、L、R31、R32、R〜R、及びa〜cは請求項1において定義された通りである)
    のうちの少なくとも1つによって表される、請求項1に記載の複数のホスト材料。
  4. 前記式2が、以下の式2−1〜2−3:
    Figure 2021136441
    (式中、
    〜A24は、それぞれ独立して、CR10又はNを表し、A〜Aのうちの少なくとも1つはNを表し、A〜A14のうちの少なくとも1つはNを表し、A15〜A24のうちの少なくとも1つはNを表し;
    10は、それぞれ独立して、水素又は−L−Arを表し、複数のR10が存在する場合には、各R10は同じであっても又は異なっていてもよく;
    、Ar、d、及びeは、請求項1に定義される通りである)
    のうちの少なくとも1つによって表される、請求項1に記載の複数のホスト材料。
  5. 31及びR32が、それぞれ独立して、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ベンゾフロピリジル、置換若しくは無置換ベンゾナフトフラニル、又は置換若しくは無置換ベンゾナフトチオフェニルである、請求項1に記載の複数のホスト材料。
  6. 式1によって表される前記化合物が、以下の化合物:
    Figure 2021136441
    Figure 2021136441
    から選択される少なくとも1つである、請求項1に記載の複数のホスト材料。
  7. 式2によって表される前記化合物が、以下の化合物:
    Figure 2021136441
    Figure 2021136441
    Figure 2021136441
    Figure 2021136441
    Figure 2021136441
    Figure 2021136441
    Figure 2021136441
    Figure 2021136441
    Figure 2021136441
    Figure 2021136441
    Figure 2021136441
    Figure 2021136441
    Figure 2021136441
    Figure 2021136441
    から選択される少なくとも1つである、請求項1に記載の複数のホスト材料。
  8. 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、前記発光層の少なくとも1つが請求項1に記載の複数のホスト材料を含む、有機エレクトロルミネセントデバイス。
  9. 下記の式2−1:
    Figure 2021136441
    (式中、
    はO又はSを表し;
    Ar及びArは、それぞれ独立して置換若しくは無置換(C6〜C18)アリールを表すが、ただし、ArとArのうちの少なくとも1つは置換若しくは無置換ナフチルを表すことを条件としており;
    〜Rは、それぞれ独立して、水素、重水素、置換若しくは無置換フェニル、置換若しくは無置換ナフチル、又はこれらの組み合わせを表す)
    で表される有機エレクトロルミネセント化合物。
  10. 式2−1で表される前記化合物が、以下の化合物:
    Figure 2021136441
    から選択される、請求項9に記載の有機エレクトロルミネセント化合物。
  11. 請求項9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。
  12. 前記有機エレクトロルミネセント化合物が発光層に含まれる、請求項11に記載の有機エレクトロルミネセントデバイス。
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