JP2022032988A - 有機エレクトロルミネッセント化合物、複数のホスト材料及びそれを含む有機エレクトロルミネッセントデバイス - Google Patents

有機エレクトロルミネッセント化合物、複数のホスト材料及びそれを含む有機エレクトロルミネッセントデバイス Download PDF

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Abstract

【課題】有機エレクトロルミネッセント化合物、複数のホスト材料及びそれを含む有機エレクトロルミネッセントデバイスを提供する。【解決手段】本開示は、式1によって表される有機エレクトロルミネッセント化合物、特定の化合物の組合せを含む複数のホスト材料及びそれを含む有機エレクトロルミネッセントデバイスに関する。改良された駆動電圧、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ッセントデバイスは、ホスト材料として、本開示による有機エレクトロルミネッセント化合物又は化合物の特定の組合せを含めることによって提供され得る。【選択図】なし

Description

本開示は、有機エレクトロルミネッセント化合物、特定の化合物の組合せを含むホスト材料及びそれを含む有機エレクトロルミネッセントデバイスに関する。
1987年に初めて、Eastman KodakのTangらは、発光層及び電荷輸送層からなるTPD/Alqの二層の小分子の緑色有機エレクトロルミネッセントデバイス(OLED)を開発した。続けて、OLEDの開発が急速に進み、OLEDが商品化されてきた。現在、有機エレクトロルミネッセントデバイスでは、主に優れた発光効率を有する蛍光体が使用され、パネルを実現している。ディスプレイの長期間の使用及び高解像度のために、高い発光効率及び/又は長い寿命を有するOLEDが必要とされる。
発光効率、駆動電圧及び/又は寿命を改良するために、有機エレクトロルミネッセントデバイスの有機層について、各種の材料又はコンセプトがこれまで提案されてきたが、実用面で満足のいくものではなかった。したがって、これまで公知の有機エレクトロルミネッセントデバイスと比較して改良された性能、例えば改良された駆動電圧、発光効率、電力効率及び/又は寿命特性を有する有機エレクトロルミネッセントデバイスを開発する必要性が常に存在していた。
(特許文献1)は、溶融させたジヒドロフェナントレン誘導体を開示しているが、置換されたジヒドロフェナントレンを含む化合物を特に開示していない。OLED性能を改良するための有機エレクトロルミネッセント材料の開発が依然として必要とされている。
韓国特許第10-1577104号明細書 韓国特許出願公開第2017-0022865号明細書 韓国特許出願公開第2017-0051198号明細書 韓国特許出願公開第2018-0094572号明細書 韓国特許出願公開第2020-0026079号明細書
本開示の目的は、有機エレクトロルミネッセントデバイスに適用するのに適した新規な構造を有する有機エレクトロルミネッ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、低減された駆動電圧、改良された発光効率及び/又は長い寿命といった特性を有する有機エレクトロルミネッセントデバイスを提供することが可能である、改良された有機エレクトロルミネッセント材料を提供することである。本開示の別の目的は、ホスト材料として化合物の特定の組合せを含めることにより、改良された駆動電圧、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ッセントデバイスを提供することである。
本発明者らは、以下の式1によって表される化合物が上述の目的を達成することを発見することにより、本開示を完成させた。本開示の式1によって表される化合物は、式2、式3又は式4によって表される化合物と組み合わせて、複数のホスト材料として有機エレクトロルミネッセントデバイスに適用することができる。
Figure 2022032988000001
式1において、
11~R14は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリールを表すか、又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得、ただし、R11~R14の少なくとも1つは、水素でもジュウテリウムでもなく;
~Rは、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム又は-L-Arを表すか、又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得、ただし、R及びR、R及びR、R及びR、R及びR、R及びR並びにR及びRの対の少なくとも1つは、互いに結合されて、以下の式a:
Figure 2022032988000002
として融合され、式中、
Xは、NR31、O、S、CR3233又は-CR34=CR35-を表し;
31は、-L-Arを表し;
32及びR33は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリールを表すか、又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得;
34及びR35は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム又は-L-Arを表し;
21~R24は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム又は-L-Arを表すか、又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得;
L、L、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキレン、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリーレン、置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリーレン又は置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキレンを表し;
Ar、Ar、Ar及びArは、それぞれ独立して、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキル又は置換若しくは非置換の(C1~C30)アルコキシを表すか、又は以下の式b又はc:
Figure 2022032988000003
によって表され、式中、
a1、Ra2、Rb1、Rb2及びRb3は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリール又は置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキルを表し;
式aにおける
Figure 2022032988000004
は、R~Rとの結合サイトを表し;及び
式b及びcにおける
Figure 2022032988000005
は、それぞれL、L、L又はLとの結合サイトを表す。
Figure 2022032988000006
式2において、
及びYは、それぞれ独立して、-N=、-NR67-、-O-又は-S-を表し、ただし、X及びYのいずれか一方は、-N=を表し、且つX及びYの他の一方は、-NR67-、-O-又は-S-を表し;
61は、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリールを表し;
62~R64及びR67は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルコキシ、置換若しくは非置換のトリ(C1~C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換のジ(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキルジ(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換のトリ(C6~C30)アリールシリル、(C3~C30)脂肪族環及び(C6~C30)芳香族環の置換若しくは非置換の縮合環又は-L’’-N(Ar’’)(Ar’’)を表すか、又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得;
’’は、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリーレン又は置換若しくは非置換の(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、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C2~C30)アルケニル、(C3~C30)脂肪族環及び(C6~C30)芳香族環の置換若しくは非置換の縮合環、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリールを表し;
65及びR66は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリールを表し;
は、単結合、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリーレン又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリーレンを表し;及び
aは、1を表し、b及びcは、それぞれ独立して、1又は2を表し、dは、1~4の整数を表し、及びb~dが2以上の整数である場合、R62のそれぞれ~R64のそれぞれは、互いに同じであるか又は異なり得る。
Figure 2022032988000007
式3において、
及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリーレン又は置換若しくは非置換の(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、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリールを表し;
301~R304は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルコキシ、置換若しくは非置換のトリ(C1~C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換のジ(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキルジ(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換のトリ(C6~C30)アリールシリル、(C3~C30)脂肪族環及び(C6~C30)芳香族環の置換若しくは非置換の縮合環又は-L’’’-N(Ar’’’)(Ar’’’)を表すか、又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得;
’’’は、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリーレン又は置換若しくは非置換の(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、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C2~C30)アルケニル、(C3~C30)脂肪族環及び(C6~C30)芳香族環の置換若しくは非置換の縮合環、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリールを表し;及び
f及びiは、それぞれ独立して、1~4の整数を表し、g及びhは、それぞれ独立して、1~3の整数を表し、及びf~iが2以上の整数である場合、R301のそれぞれ~R304のそれぞれは、互いに同じであるか又は異なり得る。
Figure 2022032988000008
式4において、
Tは、-O-又は-S-を表し;
HArは、置換又は非置換の窒素含有(3~30員)ヘテロアリールを表し;
51は、単結合、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリーレン又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリーレンを表し;
71及びR72は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルコキシ、置換若しくは非置換のトリ(C1~C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換のジ(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキルジ(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換のトリ(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換のモノ-若しくはジ-(C1~C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換のモノ-若しくはジ-(C6~C30)アリールアミノ又は置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールアミノを表すか、又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得;及び
11は、1~4の整数を表し、b12は、1~3の整数を表し、及びa11及びb12がそれぞれ2以上の整数を表す場合、R71のそれぞれ及びR72のそれぞれは、互いに同じであるか又は異なり得る。
発明の有利な効果
本開示による有機エレクトロルミネッセント化合物は、有機エレクトロルミネッセントデバイスにおいて使用するのに好適な性能を示す。加えて、ホスト材料として、本開示による化合物の特定の組合せを含めることにより、従来の有機エレクトロルミネッ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ッセントデバイスが提供される。例えば、本開示の化合物を含めることにより、低い駆動電圧、高い発光効率及び/又は長い寿命特性を有する赤色発光有機エレクトロルミネッセントデバイスが提供され得る。
以下では、本開示を詳細に説明する。しかしながら、以下の記述は、本発明を説明することを意図したものであり、本発明の範囲を限定することを意味しない。
「有機エレクトロルミネッセント化合物」という用語は、本開示において、有機エレクトロルミネッセントデバイスで使用することが可能な化合物を意味し、且つ必要に応じて、有機エレクトロルミネッセントデバイスを構成するいかなる層中にも含まれ得る。
「有機エレクトロルミネッセント材料」という用語は、本開示において、有機エレクトロルミネッセントデバイスにおいて使用することが可能であり、且つ少なくとも1種の化合物を含み得る材料を意味している。その有機エレクトロルミネッセント材料は、必要に応じて、有機エレクトロルミネッセントデバイスを構成するいかなる層中に含まれ得る。例えば、その有機エレクトロルミネッセント材料は、以下であり得る:正孔注入材料、正孔輸送材料、正孔補助材料、発光補助材料、電子ブロッキング材料、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、正孔ブロッキング材料、電子輸送材料又は電子注入材料。
「複数の有機エレクトロルミネッセント材料」という用語は、本開示において、少なくとも2種の化合物の組合せを含む有機エレクトロルミネッセント材料を意味しているが、それらは、有機エレクトロルミネッセントデバイスを構成するいかなる有機層に含まれ得る。それは、有機エレクトロルミネッセントデバイスに含まれる前(例えば、蒸着前)の材料と、有機エレクトロルミネッセントデバイスに含まれた後(例えば、蒸着後)に含まれた材料との両方を意味することができる。例えば、複数の有機エレクトロルミネッセント材料は、2種以上の化合物の組合せであり得、それらは、正孔注入層、正孔輸送層、正孔補助層、発光補助層、電子障壁層、発光層、電子緩衝層、正孔障壁層、電子輸送層及び電子注入層の少なくとも1つに含まれ得る。そのような2種以上の化合物は、当業界で使用されている方法により、同じ層に含まれるか又は異なる層に含まれ得、混合物蒸発されるか、共蒸発されるか又は代わりに個々に蒸着され得る。
「複数のホスト材料」という用語は、本開示において、少なくとも2種の化合物の組合せを含むホスト材料を意味していて、それらは、有機エレクトロルミネッセントデバイスを構成するいかなる発光層中にも含まれ得る。それは、有機エレクトロルミネッセントデバイスに含まれる前(例えば、蒸着前)の材料と、有機エレクトロルミネッセントデバイスに含まれた後(例えば、蒸着後)に含まれた材料との両方を意味することができる。例えば、本開示の複数のホスト材料は、2種以上のホスト材料の組合せであり得、且つ任意選択的に有機エレクトロルミネッセント材料中に通常含まれる材料をさらに含み得る。本開示の複数のホスト材料に含まれるそれら2種以上のホスト材料は、1つの発光層中に含まれ得るか、又は異なる発光層中にそれぞれ含まれ得る。例えば、その2種以上のホスト材料は、混合物蒸発されるか、共蒸発されるか又は個々に蒸着され得る。
本開示の有機エレクトロルミネッセント材料には、式1によって表される化合物の1種又は複数のタイプが含まれ得る。式1の化合物は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔補助層、発光補助層、電子障壁層、発光層、電子緩衝層、正孔障壁層、電子輸送層及び/又は電子注入層に含まれ得るが、これらに限定されない。式1の化合物を発光層に含まれ得るが、これに限定されない。式1の化合物を発光層に含まれる場合、ホスト材料としてそれを含む。その場合、そのホスト材料は、青色、緑色又は赤色発光の有機エレクトロルミネッセントデバイスのホスト材料となることができる。
次いで、式1によって表される化合物についてさらに詳細に説明する。
本明細書において、「(C1~C30)アルキル(レン)」という用語は、本開示において、1~30の鎖を構成する炭素原子を有する直鎖状若しくは分岐状のアルキル(レン)であることを意味しているが、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。上述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-ブチルなどが挙げられる。「(C2~C30)アルケニル」という用語は、2~30の炭素原子で構成された鎖を有する直鎖状若しくは分岐状のアルケニルを意味しているが、ここで、その炭素原子の数は、好ましくは、2~20、より好ましくは2~10である。上述の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-メチルブテ-2-エニルなどが挙げられる。「(C2~C30)アルキニル」という用語は、2~30の炭素原子で構成された鎖を有する直鎖状若しくは分岐状のアルキニルを意味しているが、ここで、その炭素原子の数は、好ましくは、2~20、より好ましくは2~10である。上述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-メチルペンチ-2-ニルなどが挙げられる。「(C3~C30)シクロアルキル(レン)」という用語は、3~30の環主鎖炭素原子を有するモノ-若しくはポリ-環状炭化水素であることを意味しているが、ここで、その炭素原子の数は、好ましくは、3~20、より好ましくは3~7である。上述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などが挙げられる。「(3~7員)ヘテロシクロアルキル」という用語は、3~7つ、好ましくは5~7つの環主鎖原子を有し、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つのヘテロ原子、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つのヘテロ原子を含むシクロアルキルを意味している。上述の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などが挙げられる。「(C6~C30)アリール(レン)」という用語は、6~30の環主鎖炭素原子を有する芳香族炭化水素から誘導される単環又は縮合環の基を意味し、それらは、部分的に飽和であり得る。その環主鎖炭素原子の数は、好ましくは、6~25、より好ましくは6~18である。上述のアリールには、スピロ構造を有するものも含まれる。上述のアリールとしては、以下が含まれる: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、ジ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、ナフサセニル、フルオランテニル、スピロビフルオレニル、アズレニル、テトラメチルジヒドロフェナントレニルなど。より具体的には、アリールとしては、以下が挙げられる: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、ナフサセニル、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-クミニル、m-クミニル、p-クミニル、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-フェナントレニルなど。
「(3~30員)ヘテロアリール(レン)」という用語は、3~30の環主鎖原子を有し、且つ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つのヘテロ原子を含む、アリール基又はアリーレン基を意味している。ヘテロ原子の数は、好ましくは、1~4である。上述のヘテロアリール(レン)は、単環又は少なくとも1つのベンゼン環と縮合された縮合環であり得、且つ部分的に飽和され得る。加えて、上述のヘテロアリール(レン)には、その中で、少なくとも1つのヘテロアリール基又はアリール基が、単結合を介して、ヘテロアリール基に結合されている形も含まれ、且つさらには、スピロ構造を有するものも含まれる。上述のヘテロアリールとしては、以下が挙げられる:単環のタイプのヘテロアリール、例えばフリル、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、イソオキサゾリル、オキサゾリル、オキサジアゾリル、トリアジニル、テトラジニル、トリアゾリル、テトラゾリル、フラザニル、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニルなど、及び縮合環タイプのヘテロアリール、例えばベンゾフラニル、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、ナフトベンゾフラニル、ナフトベンゾチオフェニル、ベンゾフロキノリル、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、ベンズイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾイソチアゾリル、ベンゾイソオキサゾリル、ベンゾオキサアゾリル、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、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、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、ベンゾトリアゾロフェナジニル、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など。より具体的には、ヘテロアリールとしては、以下が挙げられる: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-メチルピロル-1-イル、2-メチルピロル-3-イル、2-メチルピロル-4-イル、2-メチルピロル-5-イル、3-メチルピロル-1-イル、3-メチルピロル-2-イル、3-メチルピロル-4-イル、3-メチルピロル-5-イル、2-tert-ブチルピロル-4-イル、3-(2-フェニルプロピル)ピロル-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-ベンゾチエノ[3,2-d]ピリミジニル、6-ベンゾチエノ[3,2-d]ピリミジニル、7-ベンゾチエノ[3,2-d]ピリミジニル、8-ベンゾチエノ[3,2-d]ピリミジニル、9-ベンゾチエノ[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-ベンゾチエノ[3,2-d]ピラジニル、6-ベンゾチエノ[3,2-d]ピラジニル、7-ベンゾチエノ[3,2-d]ピラジニル、8-ベンゾチエノ[3,2-d]ピラジニル、9-ベンゾチエノ[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など。本開示において、「ハロゲン」には、F、Cl、Br及びIが含まれる。
加えて、「オルト(o-)」、「メタ(m-)」及び「パラ(p-)」は、それぞれ置換基の相対的な位置を表す接頭語である。「オルト」は、2つの置換基が互いに隣接していることを示し、例えばベンゼン誘導体中の2つの置換基が、1位と2位を占めている場合、それをオルト位と呼ぶ。「メタ」は、2つの置換基が、1位と3位にあることを示し、例えばベンゼン誘導体中の2つの置換基が、1位と3位を占めている場合、それをメタ位と呼ぶ。「パラ」は、2つの置換基が、1位と4位にあることを示し、例えばベンゼン誘導体中の2つの置換基が、1位と4位を占めている場合、それをパラ位と呼ぶ。
加えて、「置換又は非置換」という表現における「置換された」という言葉は、ある種の官能基中の水素原子が、他の原子又は他の官能基(すなわち置換基)で置き換えられていることを意味し、さらには、その中で2つ以上の置換基が結合されている基で置換されたものも含まれる。例えば、「2つ以上の置換基が結合されている置換基」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解釈することができるか、又はその中でヘテロアリール置換基が結合されている置換基と解釈することができる。本開示の式において、置換されたアルキル、置換されたアルキレン、置換されたシクロアルキル、置換されたシクロアルキレン、置換されたアルコキシ、置換されたアリール、置換されたアリーレン、置換されたヘテロアリール及び置換されたヘテロアリーレンの置換基は、それぞれ独立して、以下からなる群から選択される少なくとも1つである:ジュウテリウム;ハロゲン;シアノ;カルボキシル;ニトロ;ヒドロキシル;(C1~C30)アルキル;ハロ(C1~C30)アルキル;(C2~C30)アルケニル;(C2~C30)アルキニル;(C1~C30)アルコキシ;(C1~C30)アルキルチオ;(C3~C30)シクロアルキル;(C3~C30)シクロアルケニル;(3~7員)ヘテロシクロアルキル;(C6~C30)アリールオキシ;(C6~C30)アリールチオ;非置換であるか、若しくは(C6~C30)アリールの少なくとも1つで置換された(3~30員)ヘテロアリール;非置換であるか、若しくは(C1~C30)アルキル及び(3~30員)ヘテロアリールの少なくとも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;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;非置換であるか、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;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(C2~C30)アルケニルアミノ;(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールアミノ;(C1~C30)アルキル(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;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。本開示の1つの実施形態において、その置換基が、それぞれ独立して、以下からなる群から選択される少なくとも1つである:(C1~C6)アルキル;(5~15員)ヘテロアリール;非置換であるか、若しくは(C1~C6)アルキルの少なくとも1つで置換された(C6~C15)アリール。具体的には、それらの置換基は、それぞれ独立して、メチル、フェニル、ナフチル、ビフェニル、ジメチルフルオレニル、テトラメチルジヒドロフェナントレニル、ピリジル、ジベンゾチオフェニル、ジベンゾフラニル及びカルバゾリルの少なくとも1つであり得る。
本開示の式において、1つの置換基が、隣接する置換基に結合されて環を形成するような場合、その環は、少なくとも2つの隣接する置換基が結合されることにより形成される、置換若しくは非置換の、モノ-若しくはポリ-環状(3~30員)脂環族若しくは芳香族環又はそれらの組合せであり得る。加えて、そのようにして形成された環には、B、N、O、S、Si、ぉよび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み得る。本開示の1つの実施形態において、その環主鎖原子の数が5~20であるが、本開示の別の実施形態において、その環主鎖原子の数が5~15である。
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には、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み得る。さらに、そのヘテロ原子が、以下からなる群から選択される少なくとも1つと結合され得る:水素、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換の(5~30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルコキシ、置換若しくは非置換のトリ(C1~C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換のジ(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキルジ(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換のトリ(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換のモノ-若しくはジ-(C1~C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換のモノ-若しくはジ-(C6~C30)アリールアミノ及び置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールアミノ。
式1において、R11~R14は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリールを表すか、又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得、ただし、R11~R14の少なくとも1つは、水素でもジュウテリウムでもない。本開示の1つの実施形態において、R11~R14は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の(C1~C6)アルキルを表す。本開示の別の実施形態において、R11~R14は、それぞれ独立して、非置換の(C1~C6)アルキルを表す。例えば、R11~R14のすべてがメチルであり得る。
式1において、R~Rは、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム若しくは-L-Arを表すか、又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得、ただし、R及びR、R及びR、R及びR、R及びR、R及びR並びにR及びRの対の少なくとも1つは、互いに結合されて、融合されて、以下の式a:
Figure 2022032988000009
を形成し、式中、Xは、NR31、O、S、CR3233又は-CR34=CR35-を表し、及びR31は、-L-Arを表す。
ここで、R32及びR33は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリールを表すか、又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得る。本開示の1つの実施形態において、R32及びR33は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の(C1~C6)アルキルを表す。本開示の別の実施形態において、R32及びR33は、それぞれ独立して、非置換の(C1~C6)アルキルを表す。例えば、R32とR33の全部がメチルであり得る。
34及びR35は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム又は-L-Arを表す。本開示の1つの実施形態において、R34及びR35は、それぞれ独立して、水素又は-L-Arを表す。例えば、R34及びR35は、それぞれ独立して、水素、-L-Arなどであり得る。
式aにおいて、R21~R24は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム又は-L-Arを表すか、又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得る。本開示の1つの実施形態において、R21~R24は、それぞれ独立して、水素又は-L-Arを表すか、又はは隣接する置換基と結合して置換若しくは非置換の芳香族環を形成し得る。本開示の別の実施形態において、R21~R24は、それぞれ独立して、水素又は-L-Arを表すか、又は隣接する置換基と結合して非置換の芳香族環を形成し得る。例えば、R21~R24は、それぞれ独立して、水素又は-L-Arであり得るか、又は隣接する置換基と結合してベンゼン環を形成し得る。
式1及び式aにおいて、L、L、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキレン、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリーレン、置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリーレン又は置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキレンを表す。本開示の1つの実施形態において、L、L、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換の(C6~C15)アリーレン又は置換若しくは非置換の(5~15員)ヘテロアリーレンを表す。本開示の別の実施形態において、L、L、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、非置換であるか、若しくは(C6~C12)アリールの少なくとも1つで置換された(C6~C15)アリーレン又は非置換の(5~15員)ヘテロアリーレンを表す。例えば、Lは、単結合、フェニレン、キナゾリニレン、キノキサリニレンなどであり得、Lは、単結合、フェニレン、ナフチレン、ビフェニレン、フェニル、ピリジレン、キナゾリニレン、キノキサリニレン、カルバゾリレンなどで置換されたフェニレンなどであり得、Lは、単結合、フェニレン、キナゾリニレン、キノキサリニレン、カルバゾリレンなどであり得、及びLは、単結合、キナゾリニレンなどであり得。
式1及び式aにおいて、Ar、Ar、Ar及びArは、それぞれ独立して、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキル又は置換若しくは非置換の(C1~C30)アルコキシを表すか、又は以下の式b又はc:
Figure 2022032988000010
によって表され、式中、Ra1、Ra2、Rb1、Rb2及びRb3は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリール又は置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキルを表す。
本開示の1つの実施形態において、Ar、Ar、Ar及びArは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の(C6~C20)アリール又は置換若しくは非置換の(5~15員)ヘテロアリールを表すか、又は式bによって表される。本開示の別の実施形態において、Ar、Ar、Ar及びArは、それぞれ独立して、非置換であるか、若しくは(5~15員)ヘテロアリールの少なくとも1つで置換された(C6~C20)アリール又は非置換であるか、若しくは(5~15員)ヘテロアリールの少なくとも1つで置換された(5~15員)ヘテロアリール及び非置換であるか、若しくは(C1~C6)アルキルで置換された(C6~C15)アリールを表すか、又は式bによって表される。例えば、Arは、以下であり得る:フェニル、カルバゾリルで置換されたフェニル、ジフェニルトリアジニル、フェニル及びジベンゾフラニルで置換されたトリアジニル、少なくとも1つのフェニルで置換されたキナゾリニル、少なくとも1つのフェニルを用いた置換されたキノキサリニル、カルバゾリル、ジフェニルアミノ、ナフチルビフェニルアミノ、フェニルジメチルフルオレニルアミノ、フェニルジベンゾフラニルアミノ、フェニルジベンゾチオフェニルアミノなど。Arは、以下であり得る:フェニル、ビフェニル、テルフェニル、カルバゾリルで置換されたフェニル、ジフェニルトリアジニル、フェニル及びナフチルで置換されたトリアジニル、フェニル及びビフェニルで置換されたトリアジニル、フェニル及びジメチルフルオレニルで置換されたトリアジニル、フェニル及びテトラメチルジヒドロフェナントレニルで置換されたトリアジニル、フェニル及びピリジルで置換されたトリアジニル、フェニル及びジベンゾフラニルで置換されたトリアジニル、フェニル及びジベンゾチオフェニルで置換されたトリアジニル、少なくとも1つのフェニルで置換されたキナゾリニル、少なくとも1つのフェニルで置換されたキノキサリニル、カルバゾリル、フェニルで置換されたカルバゾリル、ジフェニルアミノなど。Arは、以下であり得る:フェニル、ジフェニルトリアジニル、フェニル及びジベンゾフラニルで置換されたトリアジニル、少なくとも1つのフェニルで置換されたキナゾリニル、少なくとも1つのフェニルで置換されたキノキサリニル、カルバゾリル、フェニルで置換されたカルバゾリル、ジフェニルアミノ、フェニルビフェニルアミノ、フェニルジメチルフルオレニルアミノ、フェニルジベンゾフラニルアミノ、フェニルジベンゾチオフェニルアミノなど。Arは、以下であり得る:ビフェニル、ジフェニルトリアジニル、フェニル及びナフチルで置換されたトリアジニル、フェニル及びジベンゾフラニルで置換されたトリアジニル、フェニル及びテトラメチルジヒドロフェナントレニルで置換されたトリアジニル、フェニルジベンゾフラニルアミノ、フェニルジメチルフルオレニルアミノなど。
式aにおいて、
Figure 2022032988000011
は、R~Rとの結合サイトを表す。
式b及びcにおいて、
Figure 2022032988000012
は、それぞれL、L、L又はLとの結合サイトを表す。
本開示の1つの実施形態において、式1は、以下の式1-1~1-6の少なくとも1つによって表すことができる。
Figure 2022032988000013
Figure 2022032988000014
式中、R~R、R11~R14、R21~R24及びXは、式1で定義された通りである。
本開示の1つの実施形態において、式1は、以下の式1-11~1-13の少なくとも1つによって表すことができる。
Figure 2022032988000015
式中、R~R及びR11~R14は、式1で定義された通りであり;
41~R44は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルコキシ、置換若しくは非置換のトリ(C1~C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換のジ(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキルジ(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換のトリ(C6~C30)アリールシリル、(C3~C30)脂肪族環及び(C6~C30)芳香族環の置換若しくは非置換の縮合環又は-L-N(Ar)(Ar)を表し;
は、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリーレン又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリーレンを表し;及び
Ar及びArは、それぞれ独立して、水素、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C2~C30)アルケニル、(C3~C30)脂肪族環及び(C6~C30)芳香族環の置換若しくは非置換の縮合環、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリールを表す。
本開示の1つの実施形態において、R41~R44は、それぞれ独立して、水素であり得る。
本開示の1つの実施形態において、式aは、以下の式a-1~a-3の少なくとも1つによって表すことができる。
Figure 2022032988000016
式中、
21~R24及びXは、式1で定義された通りであり;
51~R54は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルコキシ、置換若しくは非置換のトリ(C1~C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換のジ(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキルジ(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換のトリ(C6~C30)アリールシリル、(C3~C30)脂肪族環及び(C6~C30)芳香族環の置換若しくは非置換の縮合環又は-L’-N(Ar’)(Ar’)を表し;
’は、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリーレン又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリーレンを表し;及び
Ar’及びAr’は、それぞれ独立して、水素、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C2~C30)アルケニル、(C3~C30)脂肪族環及び(C6~C30)芳香族環の置換若しくは非置換の縮合環、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリールを表す。
本開示の1つの実施形態において、R51~R54は、それぞれ独立して、水素であり得る。
式1によって表される化合物は、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、それらに限定されない。
Figure 2022032988000017
Figure 2022032988000018
Figure 2022032988000019
Figure 2022032988000020
Figure 2022032988000021
Figure 2022032988000022
Figure 2022032988000023
Figure 2022032988000024
Figure 2022032988000025
Figure 2022032988000026
Figure 2022032988000027
Figure 2022032988000028
Figure 2022032988000029
Figure 2022032988000030
Figure 2022032988000031
Figure 2022032988000032
Figure 2022032988000033
Figure 2022032988000034
Figure 2022032988000035
Figure 2022032988000036
Figure 2022032988000037
Figure 2022032988000038
Figure 2022032988000039
Figure 2022032988000040
Figure 2022032988000041
Figure 2022032988000042
Figure 2022032988000043
Figure 2022032988000044
Figure 2022032988000045
Figure 2022032988000046
本開示において、式1によって表される有機エレクトロルミネッセント化合物を含む第一のホスト材料及びその第一のホスト材料と異なる第二のホスト材料を含む複数のホスト材料が提供される。この場合、その第二のホスト材料には、以下の式2~4のいずれか1つによって表される化合物が含まれ得るが、それらに限定されない。
以下では、式2によって表される化合物についてさらに詳細に説明する。
式2において、X及びYは、それぞれ独立して、-N=、-NR67-、-O-又は-S-を表し、ただし、X及びYのいずれか一方が、-N=を表し、及びX及びYの他の一方が、-NR67-、-O-又は-S-を表す。本開示の1つの実施形態において、X及びYのいずれか一方が、-N=を表し、及びX及びYの他方が、-O-又は-S-を表す。すなわち、Xが-N=であり、及びYが-O-であるか;Xが-N=であり、及びYが-S-であるか;Xが-O-であり、及びYが-N=であるか;又はXが-S-であり、及びYが-N=であり得る。
式2において、R61は、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリールを表す。本開示の1つの実施形態において、R61が、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(5~25員)ヘテロアリールを表す。本開示の別の実施形態において、R61が、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換された(5~20員)ヘテロアリールを表す。例えば、R61が、非置換のフェニル、非置換のビフェニル、非置換のナフチル、メチルで置換されたフルオレニル、メチルで置換されたベンゾフルオレニル、非置換のジベンゾフラニル、非置換のジベンゾチオフェニル、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、非置換のピリジルなどであり得る。
式2において、R62~R64及びR67は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルコキシ、置換若しくは非置換のトリ(C1~C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換のジ(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキルジ(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換のトリ(C6~C30)アリールシリル、(C3~C30)脂肪族環及び(C6~C30)芳香族環の置換若しくは非置換の縮合環又は-L’’-N(Ar’’)(Ar’’)を表すか、又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得る。この場合、L’’は、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリーレン又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリーレンを表し;及びAr’’及びAr’’は、それぞれ独立して、水素、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C2~C30)アルケニル、(C3~C30)脂肪族環及び(C6~C30)芳香族環の置換若しくは非置換の縮合環、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリールを表す。
本開示の1つの実施形態において、R62~R64及びR67は、それぞれ独立して、水素又は置換若しくは非置換の(C6~C12)アリールを表す。本開示の別の実施形態において、R62~R64及びR67は、それぞれ独立して、水素又は非置換の(C6~C12)アリールを表す。例えば、R62及びR63は、水素であり得、及びR67は、水素、フェニルなどであり得る。
式2において、Lは、単結合、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリーレン又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリーレンを表す。本開示の1つの実施形態において、Lが、単結合又は置換若しくは非置換の(C6~C18)アリーレンを表す。本開示の別の実施形態において、Lが、単結合又は非置換の(C6~C12)アリーレンを表す。例えば、Lが、単結合、非置換のフェニレン、非置換のナフチレンなどであり得る。
式2において、R65及びR66は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリールを表す。本開示の1つの実施形態において、R65及びR66は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の(C6~C25)アリール又は置換若しくは非置換の(3~20員)ヘテロアリールを表す。本開示の別の実施形態において、R65及びR66は、それぞれ独立して、非置換であるか、若しくは少なくとも1つのジュウテリウムで置換された(C6~C25)アリール、(C1~C6)アルキル、(C6~C25)アリール、(3~20員)ヘテロアリール、(C3~C7)シクロアルキル及び(C1~C6)アルキル(C6~C12)アリールであるか;又は非置換であるか、若しくは(C6~C12)アリール及び(5~15員)ヘテロアリールの少なくとも1つで置換された(3~20員)ヘテロアリールである。例えば、R65及びR66は、それぞれ独立して、以下の少なくとも1つであり得る:置換されたフェニル、ナフチル、ビフェニル、フェナントレニル、ジメチルフルオレニル、ジフェニルフルオレニル、ナフチルフェニル、フェニルナフチル、ジメチルベンゾフルオレニル、テルフェニル、スピロビフルオレニル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、非置換であるか、若しくはフェニルで置換されたジベンゾチオフェニル、非置換であるか、若しくはフェニル若しくはピリジルで置換されたジベンゾフラニル、フェニルで置換されたカルバゾリル、ベンゾナフトフラニル、ベンゾナフトチオフェニル、ベンゾフロピリジルなど;ここで、置換されたフェニルの置換基は、ジュウテリウム、メチル及びtert-ブチルの少なくとも1つで置換されたフェニル;アントラセニル;フルオランテニル;フェニルフルオレニル;シクロヘキシル;フェニルで置換されたピリジル;フェノキサジニル;及びフェニルで置換されたベンズイミダゾリルの少なくとも1つであり得る。
式2において、aは1を表し;b及びcは、それぞれ独立して、1又は2、好ましくは1を表し;dは、1~4の整数、好ましくは1又は2を表し;及びb~dが2以上の整数である場合、R62のそれぞれ~R64のそれぞれは、互いに同じであるか又は異なり得る。
式2によって表される化合物は、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、それらに限定されない。
Figure 2022032988000047
Figure 2022032988000048
Figure 2022032988000049
Figure 2022032988000050
Figure 2022032988000051
Figure 2022032988000052
式3によって表される化合物は、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、それらに限定されない。
Figure 2022032988000053
Figure 2022032988000054
Figure 2022032988000055
式4によって表される化合物は、以下の化合物から選択される少なくとも1つであい得るが、それらに限定されない。
Figure 2022032988000056
Figure 2022032988000057
Figure 2022032988000058
Figure 2022032988000059
化合物C-1~C-695の少なくとも1種と、化合物H1-1~H1-136、化合物H2-1~H2-35及び化合物H4-1~H4-65の少なくとも1種とを組み合わせて有機エレクトロルミネッセントデバイスで使用し得る。
本開示による式1の化合物は、当業者に公知の合成方法、例えば以下の反応スキーム1~4に従って調製することができるが、これらに限定されない。
Figure 2022032988000060
反応スキーム1~4において、R~R、R11~R14、R21~R24、L、L、Ar及びArは、式1において定義された通りであり、及びHalは、ハロゲン原子である。
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、例えば以下の特許文献を参照して調製することができるが、これらに限定されない:(特許文献2)(公開日:2017年3月2日)、(特許文献3)(公開日:2017年5月11日)、(特許文献4)(公開日:2018年8月24日)など。
本開示の式3によって表される化合物は、当業者には公知の合成方法によって調製することができる。
本開示の式4によって表される化合物は、(特許文献5)(公開日:2020年3月10日)を参照して調製することができるが、これに限定されない。
式1によって表される化合物の例示的な合成例を上に挙げたが、当業者であれば、以下を容易に理解できるであろう。それらはすべて、ブッフヴァルト-ハートヴィヒ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、分子内酸誘導環化反応、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、SN1置換反応、SN2置換反応、ホスフィン-媒介還元的環化反応などをベースとしたものであり、及び上述の反応は、式1で定義された通りであり、特定の合成例で特定されていない置換基が結合されている場合でも進行する。
本開示の有機エレクトロルミネッセントデバイスには、式1の化合物を含むことができる。この場合、式1の化合物は、発光層中に含まれ得る。
加えて、本開示の有機エレクトロルミネッセントデバイスには、アノード、カソード及びそのアノードとそのカソードとの間の少なくとも1つの有機層が含まれるが、ここで、その有機層には、第一の有機エレクトロルミネッセント材料としての、式1によって表される化合物、並びに第二の有機エレクトロルミネッセント材料としての、式2~4のいずれか1つによって表される化合物を含む、複数の有機エレクトロルミネッセント材料が含まれ得る。本開示の1つの実施形態において、本開示の有機エレクトロルミネッセントデバイスには、アノード、カソード及びそのアノードとそのカソードとの間の少なくとも1つの発光層が含まれるが、その少なくとも1つの発光層には、第一のホスト材料としての式1によって表される化合物及び第二のホスト材料としての式2~4のいずれかによって表される化合物を含む、複数のホスト材料が含まれ得る。
電極は、半透過型電極又は反射型電極であり得、且つ材料に応じて上面発光タイプ、底面発光タイプ又は両面発光タイプであり得る。加えて、正孔注入層を、p-ドーパントを用いてさらにドープし得、且つ電子注入層を、n-ドーパントを用いてさらにドープし得る。
発光層には、ホスト及びドーパントが含まれ、そのホストには複数のホスト材料が含まれるが、式1によって表される化合物は、その複数のホスト材料中の第一のホスト化合物として含まれ得、及び式2~4のいずれかによって表される化合物は、その複数のホスト材料中の第二のホスト化合物として含まれ得る。この場合、第一のホスト化合物の第二のホスト化合物に対する重量比は、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、より好ましくは約40:60~60:40、さらにより好ましくは約50:50である。1つの層中に2種以上の材料が含まれる場合、別途に混合物蒸発されるか又は同時に共蒸発されて層を形成する。
本開示において、その発光層は、光を発する層であり、それは、単一の層又は2層以上の層を重ねた複数の層であり得る。本開示の複数のホスト材料において、第一及び第二の両方のホスト材料が1つの層中に含まれ得るか、又はそれぞれ別の発光層中に含まれ得る。本開示の1つの実施形態において、その発光層のホスト化合物に対するドーパント化合物のドープ濃度が20重量%未満であり得る。
本開示の有機エレクトロルミネッセントデバイスでは、アノードと発光層との間に、正孔輸送ゾーンが含まれ得る。その正孔輸送ゾーンには、正孔注入層、正孔輸送層、正孔補助層、発光補助層及び電子障壁層の少なくとも1つが含まれ得る。それらの正孔注入層、正孔輸送層、正孔補助層、発光補助層及び電子障壁層は、それぞれ単一の層であり得るか、又は2種以上の層が重ねられた複数の層であり得る。その正孔注入層は、アノードから正孔輸送層又は電子障壁層への正孔注入障壁(すなわち正孔注入電圧)を低下させる目的で多層であり得、その場合、その多層のそれぞれで2種の化合物を同時に使用し得る。電子障壁層を正孔輸送層(又は正孔注入層)と発光層との間に配置して、発光層からの電子のオーバーフローを阻止し、発光層の内部にエキシトンを閉じ込めて、発光のリークを防止することができる。
加えて、正孔輸送ゾーンには、p-ドープした正孔注入層、正孔輸送層及び発光補助層が含まれ得る。p-ドープした正孔注入層とは、p-ドーパントを用いてドープした正孔注入層を意味している。p-ドーパントは、p-半導体性に貢献する物質である。p-半導体性とは、正孔を注入又は輸送して、HOMOエネルギーレベルとする性質、すなわち高い正孔導電性を有する物質の性質を指している。
本開示の有機エレクトロルミネッセントデバイスでは、発光層とカソードとの間に、電子輸送ゾーンが含まれ得る。その電子輸送ゾーンには、正孔障壁層、電子輸送層、電子緩衝層及び電子注入層の少なくとも1つが含まれ得る。それらの、正孔障壁層、電子輸送層、電子緩衝層及び電子注入層は、それぞれ単一の層であり得るか、又は2種以上の層が重ねられた複数の層であり得る。電子注入層を、n-ドーパントを用いてさらにドープし得る。その電子緩衝層は、電子注入を制御し、発光層と電子注入層との間の界面的性質を改良する目的で、多層であり得、その場合、2種の化合物をそれぞれの多層において同時に使用し得る。正孔障壁層又は電子輸送層が多層であり得、その場合、複数の化合物をそれぞれの多層において使用し得る。本開示の1つの実施形態において、電子輸送ゾーンの少なくとも1つ、好ましくは電子緩衝層に、式1によって表される化合物が含まれ得る。
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る層である。アノードと発光層との間に発光補助層を配置した場合、それは、正孔の注入及び/又は輸送を容易とするため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。カソードと発光層との間に発光補助層を配置した場合、それは、電子の注入及び/又は輸送を容易とするため又は正孔のオーバーフローを防止するために使用することができる。加えて、正孔の輸送速度(又は注入速度)を容易化又はブロックする効果を示すために、正孔輸送層(又は正孔注入層)と発光層との間に発光補助層を配置することも可能であり、それにより、電荷のバランスを制御することを可能とする。その有機エレクトロルミネッセントデバイスが2層以上の正孔輸送層を含んでいる場合、その追加で含ませた正孔輸送層は、正孔補助層として又は電子障壁層として使用することもできる。発光補助層、正孔補助層又は電子障壁層が、その有機エレクトロルミネッセントデバイスの効率及び/又は寿命を改良する効果を有する可能性がある。
本開示の有機エレクトロルミネッセントデバイスに含ませることが可能なドーパントは、少なくとも1種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。本開示による有機エレクトロルミネッセントデバイスに適用されるリン光性ドーパント材料に特段の制限はないが、イリジウム(Ir)、オスミウム(Os)、銅(Cu)及び白金(Pt)の金属化錯化合物から選択され得、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-金属化錯化合物から選択され、より好ましくはオルト-金属化イリジウム錯化合物から選択され得る。
本開示の有機エレクトロルミネッセントデバイスに含まれるドーパントには、以下の式101によって表される化合物であり得るが、これらに限定されない。
Figure 2022032988000061
式101において、
L’は、以下の構造1~3:
Figure 2022032988000062
から選択され、
100~R103は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、非置換又はジュウテリウム及び/又はハロゲンで置換された(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール、シアノ、置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリール又は置換若しくは非置換の(C1~C30)アルコキシを表すか;又はピリジンと共に、隣接する置換基、例えば置換若しくは非置換の、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、イデノピリジン、ベンゾフロキノリン、ベンゾチエノキノリン又はインデノキノリン環と結合して環を形成し得;
104~R107は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、非置換又はジュウテリウム及び/又はハロゲンで置換された(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリール、シアノ又は置換若しくは非置換の(C1~C30)アルコキシを表すか;又はベンゼンと共に、隣接する置換基、例えば置換若しくは非置換、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と結合して環を形成し得;
201~R220は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、非置換であるか、若しくはジュウテリウム及び/又はハロゲンで置換された(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキル又は置換若しくは非置換の(C6~C30)アリールを表すか;又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得;及び
sは、整数の1~3を表す。
ドーパント化合物の具体例としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない。
Figure 2022032988000063
Figure 2022032988000064
Figure 2022032988000065
Figure 2022032988000066
Figure 2022032988000067
Figure 2022032988000068
本開示の有機エレクトロルミネッセントデバイスのそれぞれの層は、乾式膜形成法、例えば真空蒸発法、スパッタリング法、プラズマ法、イオンプレーティング法など、又は湿式膜形成法、例えばインクジェット印刷法、ノズル印刷法、スロットコーティング法、スピンコーティング法、ディップコーティング法、フローコーティング法など、のいずれか1つにより形成させることができる。
湿式膜形成法を使用する場合、それぞれの層を形成する物質を、各種好適な溶媒、例えばエタノール、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどに溶解させるか又は拡散させることにより、薄膜を形成させることができる。溶媒については、それぞれの層を形成する物質が、その溶媒中に可溶性又は分散性を有し、膜の形成に何の問題も起こさない限りにおいて、特段の制限はない。
加えて、式1によって表される化合物及び式2~4のいずれか1つによって表される化合物は、先に列記した方法、一般的には、共蒸発プロセス又は混合物-蒸発プロセスによって形成させることができる。共蒸発法は、2種以上の物質を、それぞれ個別のるつぼソースに入れ、その両方のセルに同時に電流を印加して、それらの物質を蒸発させる混合蒸着方法である。混合物蒸発法は、蒸着前に1つのるつぼソース内で2種以上の物質を混合し、次いで1つのセルに電流を印加して、複数の物質を蒸発させる、混合蒸着である。加えて、第一及び第二のホスト化合物が有機エレクトロルミネッセントデバイスにおいて同一の層又は異なる層に存在する場合、その2種のホスト化合物は、それぞれ独立して形成され得る。例えば、第一のホスト化合物を蒸着させた後、第二のホスト化合物を蒸着させ得る。
加えて、本開示による有機エレクトロルミネッセント材料は、白色有機発光素子のための発光材料として使用することができる。白色有機発光素子について、例えば、R(赤色)、G(緑色)又はYG(黄緑色)及びB(青色)発光部品の配置に応じて、例えば平行並列構造又は積層構造又は色変換材料(CCM)方法などのような各種の構造が提案されている。本開示は、そのような白色有機発光素子に適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ッセント材料は、QD(量子ドット)を含む有機エレクトロルミネッセントデバイスに使用することも可能である。
本開示は、式1によって表される化合物と、式2~4によって表される化合物のいずれか1つとを含む複数のホスト材料を使用することによるディスプレイ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ッ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、ディスプレイ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、本開示の複数のホスト材料を使用することにより、ディスプレイシステム、例えば白色有機発光素子、スマートフォン、タブレット、ノートパソコン、PC、TV若しくは自動車のためのディスプレイシステム又は照明システム、例えば屋内及び屋外用照明システムを製造することが可能である。
以後において、本開示の化合物の調製方法、それらの性質及び本開示による有機エレクトロルミネッ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ッセントデバイスの性質について、本開示の代表的化合物を参照しながら詳細に説明する。以下の実施例は、本開示による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ッセントデバイスの性質を説明するためのみのものであり、本開示は、以下の実施例に限定されない。
実施例1:化合物C-26の調製
Figure 2022032988000069
化合物1-1の合成
3-ブロモ-9,9,10,10-テトラメチル-9,10-ジヒドロフェナントレン(30g、95.2mmol)、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)(29.0g、114mmol)、PdCl(PPh(3.34g、4.76mmol)、KOAc(23.3g、238mmol)及び500mLの1,4-ジオキサンを、フラスコに加えて溶解させ、それに続けてリフラックス下、140℃で3時間撹拌した。その反応が完了したら、その混合物を冷却して室温とし、シリカフィルターを通過させて分離させると、化合物1-1が得られた(31.0g、収率:90%)。
化合物1-2の合成
化合物1-1(14.0g、38.6mmol)、1-ブロモ-2-ニトロベンゼン(8.20g、40.6mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(4.47g、3.86mmol)及びNaOH(4.64g、116mmol)を、フラスコ中の130mLのTHFと70mLのHOとの混合物中に溶解させ、その混合物を、リフラックス下、110℃で3時間撹拌した。その反応が完了したら、酢酸エチル及び水を添加して、有機層を分離させ、シリカフィルターを使用すると、化合物1-2が得られた(17.0g、収率:116%)。
化合物1-3の合成
化合物1-2(16.0g、44.8mmol)及びPPh(29.4g、112mmol)を、フラスコ中の220mLのo-DCB中に溶解させ、その混合物を、リフラックス下、230℃で1日撹拌した。その反応が完了したら、蒸留によりその溶媒を除去し、カラムクロマトグラフィーにより分離させると、化合物1-3が得られた(6.50g、収率:45%)。
化合物C-26の合成
化合物1-3(2.50g、7.68mmol)、2-(4-ブロモフェニル)-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン(3.13g、8.07mmol)、Pd(dba)(0.350g、0.384mmol)、2-ジシクロヘキシルホスフィノ-2’,6’-ジメトキシビフェニル(S-Phos)(0.315g、0.768mmol)及びNaOt-Bu(1.85g、19.2mmol)を、フラスコ中の70mLのo-キシレン中に溶解させ、リフラックス下、180℃で1時間撹拌した。その反応が完了したら、その溶媒を、減圧下、濾過により除去し、カラムクロマトグラフィーにより分離すると、化合物C-26が得られた(1.10g、収率:22.6%)。
Figure 2022032988000070
実施例2:化合物C-582の調製
Figure 2022032988000071
化合物2-1の合成
9,9,10,10-テトラメチル-9,10-ジヒドロフェナントレン(34.0g、144mmol)、I2(18.3g、71.9mmol)、ヨウ素酸(12.7g、71.9mmol)、280mLのAcOH、36mLのHSO、36mLのHO及び15mLのCHClを、フラスコに加え、65℃で撹拌した。その反応が完了したら、その溶媒を除去し、その混合物を、カラムクロマトグラフィーにより分離し、次いでそれにMeOHを添加した。そのようにして得られた固形物を、減圧下に濾過すると、化合物2-1が得られた(56.0g、収率:107%)。
化合物2-2の合成
化合物2-1(35.0g、96.6mmol)、(5-クロロ-2-ホルミル-フェニル)ボロン酸(21.4g、116mmol)、Pd(PPh(5.58g、4.83mmol)、KCO(33.4g、242mmol)、300mLのトルエン、100mLのEtOH及び100mLのHOをフラスコに加え、140℃で撹拌した。その反応が完了したら、酢酸エチル及び水を添加して層分離させ、次いでその有機層のみを分離させた。減圧下での濾過により、その溶媒を除去してから、カラムクロマトグラフィーによって分離した。それにMeOHを添加し、そのようにして得られた固形物を減圧下で濾過すると、化合物2-2が得られた(36.0g、収率:99.4%)。
化合物2-3の合成
化合物2-2(30.0g、80.0mmol)及びPPhClCHOMe(38.4g、112mmol)を、フラスコ中、370mLのTHF中に溶解させ、KOt-BuのTHF中1M溶液の112mLを滴下により添加し、撹拌した。その反応が完了したら、酢酸エチル及び水を添加して層分離させ、次いでその有機層のみを分離させた。減圧下での濾過によって溶媒を除去し、その残渣を、カラムクロマトグラフィーにより分離した。それにMeOHを添加し、そのようにして得られた固形物を減圧下で濾過すると、化合物2-3が得られた(20.0g、収率:62.0%)。
化合物2-4の合成
化合物2-3(19.0g、47.2mmol)を、フラスコ中で、250mLの塩化メチレン(MC)中に溶解させ、17.8mLのBF・EtOEt溶液を滴下により添加し、0℃で撹拌した。その反応が完了したら、MC及びNaHCO(水溶液)を添加して層分離させ、次いでその有機層のみを分離させた。減圧下での濾過によって溶媒を除去し、その残渣を、カラムクロマトグラフィーにより分離した。それにMeOHを添加し、そのようにして得られた固形物を減圧下で濾過すると、化合物2-4が得られた(16.0g、収率:91.5%)。
化合物C-582の合成
化合物2-4(6.0g、16.2mmol)、N-フェニルジベンゾフラン-3-アミン(4.40g、17.0mmol)、Pd(dba)(0.741g、0.809mmol)、S-Phos(0.664g、1.62mmol)、NaOt-Bu(3.11g、32.4mmol)及び80mLのo-キシレンをフラスコに加え、リフラックス下、180℃で撹拌した。その反応が完了したら、減圧下での濾過によって溶媒を除去し、その残渣を、カラムクロマトグラフィーにより分離した。それにMeOHを添加し、そのようにして得られた固形物を減圧下で濾過すると、化合物C-582が得られた(2.3g、収率:23.9%)。
Figure 2022032988000072
実施例3:化合物H1-27の調製
Figure 2022032988000073
化合物1の合成
ジベンゾフラン-2-アミン(20g、144.7mmol)、2-ブロモジベンゾフラン(23.8g、96.47mmol)、Pd(OAc)(1.1g、4.82mmol)、2-ジシクロヘキシルホスフィノ-2’,6’-ジメトキシビフェニル(S-Phos)(3.9g、9.65mmol)、NaOt-Bu(13.9g、144.7mmol)及び485mLのo-キシレンをフラスコに加え、160℃で3時間撹拌した。その反応が完了したら、その混合物を冷却して室温とした。酢酸エチルを用いてその有機層を抽出し、硫酸マグネシウムを使用して、残存する湿分を除去した。その残渣を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーにより分離すると、化合物1が得られた(4.9g、収率:10%)。
化合物H1-27の合成
化合物1(4.9g、12.76mmol)、化合物2(4.2g、14.0mmol)、Pd(dba(0.584g、0.638mmol)、S-Phos(0.523g、1.276mmol)、NaOt-Bu(1.8g、19.14mmol)及び65mLのo-キシレンを、フラスコに加え、160℃で2時間撹拌した。その反応が完了したら、その混合物を冷却して室温とした。酢酸エチルを用いてその有機層を抽出し、硫酸マグネシウムを使用して、残存する湿分を除去した。その残渣を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーにより分離すると、化合物H1-27が得られた(5.6g、収率:68.3%)。
Figure 2022032988000074
実施例4:化合物H1-46の調製
Figure 2022032988000075
化合物3(25g、74.48mmol)、化合物2(42.58g、81.93mmol)、Pd(OAc)(0.16g、7.5mmol)、P(t-Bu)(0.28g、7.5mmol)、NaOt-Bu(14.31g、150mmol)及び284.09mLのo-キシレンを、フラスコに加え、160℃で2時間撹拌した。その反応が完了したら、その混合物を冷却して室温とした。酢酸エチルを用いてその有機層を抽出し、硫酸マグネシウムを使用して、残存する湿分を除去した。その残渣を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーにより分離すると、化合物H1-46が得られた(23.4g、収率:50%)。
Figure 2022032988000076
実施例5:化合物H1-43の調製
Figure 2022032988000077
化合物4(20g、56.96mmol)、化合物2(18.8g、57.13mmol)、Pd(OAc)(0.13g、5.7mmol)、P(t-Bu)(0.22g、5.7mmol)、NaOt-Bu(11g、113.92mmol)及び227.27mLのo-キシレンを、フラスコに加え、160℃で2時間撹拌した。その反応が完了したら、その反応液を冷却して室温とした。酢酸エチルを用いてその有機層を抽出し、硫酸マグネシウムを使用して、残存する湿分を除去した。その残渣を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーにより分離すると、化合物H1-43が得られた(12.5g、収率:34%)。
Figure 2022032988000078
実施例6:化合物H1-123の調製
Figure 2022032988000079
化合物5の合成
3-アミノビフェニル(54g、319mmol)、3-ブロモビフェニル(70g、301mmol)、Pd(OAc)(0.33g、1.47mmol)、トリシクロヘキシルホスフィン(0.84g、2.8mmol)、NaOt-Bu(57g、593mmol)及び280mLのトルエンをフラスコに加え、95℃で8時間撹拌した。その反応が完了したら、その混合物を冷却して室温とした。酢酸エチルを用いてその有機層を抽出し、硫酸マグネシウムを使用して、残存する湿分を除去した。その残渣を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーにより分離すると、化合物5が得られた(60.23g、収率:85%)。
化合物H1-123の合成
化合物5(60.23g、187.5mmol)、化合物2(60g、182.33mmol)、Pd(OAc)(0.41g、1.83mmol)、S-Phos(1.74g、4.23mmol)、NaOt-Bu(26.23g、272mmol)及び300mLのキシレンをフラスコに加え、110℃で10時間撹拌した。その反応が完了したら、その混合物を冷却して室温とした。酢酸エチルを用いてその有機層を抽出し、硫酸マグネシウムを使用して、残存する湿分を除去した。その残渣を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーにより分離すると、化合物H1-123が得られた(36.9g、収率:33%)。
Figure 2022032988000080
実施例7:化合物H1-136の調製
Figure 2022032988000081
化合物6の合成
ジベンゾフラン-2-アミン(29.24g、159.7mmol)、2-ブロモジベンゾチオフェン(40g、152.7mmol)、Pd(OAc)(0.17g、0.75mmol)、トリシクロヘキシルホスフィン(0.43g、1.45mmol)、NaOt-Bu(29.22g、304mmol)及び250mLのトルエンをフラスコに加え、95℃で8時間撹拌した。その反応が完了したら、その混合物を冷却して室温とした。酢酸エチルを用いてその有機層を抽出し、硫酸マグネシウムを使用して、残存する湿分を除去した。その残渣を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーにより分離すると、化合物6が得られた(17.12g、収率:86%)。
化合物H1-136の合成
化合物6(17.12g、46.89mmol)、化合物2(15g、45.58mmol)、Pd(OAc)(0.05g、0.22mmol)、S-Phos(0.22g、0.535mmol)、NaOt-Bu(6.56g、68.2mmol)及び75mLのキシレンをフラスコに加え、110℃で10時間撹拌した。その反応が完了したら、その混合物を冷却して室温とした。酢酸エチルを用いてその有機層を抽出し、硫酸マグネシウムを使用して、残存する湿分を除去した。その残渣を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーにより分離すると、化合物H1-136が得られた(10.2g、収率:34%)。
Figure 2022032988000082
実施例8:化合物H1-85の調製
Figure 2022032988000083
化合物2(5.0g、15.2mmol)、ジ([1,1’-ビフェニル]-4-イル)アミン(4.9g、15.2mmol)、Pd(OAc)(0.2g、0.8mmol)、P(t-Bu)(0.8mL、1.5mmol)、NaOt-Bu(2.9g、30.4mmol)及び76mLのキシレンをフラスコに加え、160℃で5時間撹拌した。その反応が完了したら、その混合物を冷却して室温とした。そのようにして沈殿した固形物を、蒸留水及びメタノールを用いて洗浄し、カラムクロマトグラフィーにより分離すると、化合物H1-85が得られた(5.5g、収率:59%)。
実施例9:化合物H1-51の調製
Figure 2022032988000084
化合物2(4g、12mmol)、ビス(ビフェニル-4-イル)[4-(4,4,5,5-テトラメチル-[1,3,2]-ジオキサボロラン-2-イル)フェニル]アミン(6.8g、13mmol)、Pd(OAc)(0.3g、1mmol)、S-Phos(0.9g、2mmol)、Cs(11.5g、35mmol)、60mLのo-キシレン、15mLのEtOH及び15mLの蒸留水をフラスコに加え、リフラックス下、150℃で3時間撹拌した。その反応が完了したら、その混合物を冷却して室温とし、蒸留水を用いて洗浄した。酢酸エチルを用いてその有機層を抽出し、硫酸マグネシウムを使用して、残存する湿分を除去した。その残渣を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーにより分離すると、化合物H1-51が得られた(2.2g、収率:27%)。
実施例10:化合物H1-68の調製
Figure 2022032988000085
化合物7(4.8g、11.34mmol)、N-(4-ブロモフェニル)-N-フェニル-[1,1’-ビフェニル]-4-アミン(5g、12.47mmol)、Pd(PPh)4(0.4g、0.34mmol)、NaCO(3.0g、28.35mmol)、57mLのトルエン、14mLのエタノール及び14mLの蒸留水をフラスコに加え、120℃で4時間撹拌した。その反応が完了したら、その混合物を滴下によりメタノールに添加し、そのようにして得られた固形物を濾過した。カラムクロマトグラフィーにより、そのようにして得られた固形物を精製すると、化合物H1-68が得られた(1.4g、収率:20.0%)。
実施例11:化合物H1-15の調製
Figure 2022032988000086
化合物8の合成
化合物2(10.0g、30.3mmol)、[1,1’-ビフェニル]-3-アミン(6.7g、39.4mmol)、Pd(OAc)(0.34g、1.5mmol)、P(t-Bu)(1.5mL、3.03mmol)、NaOt-Bu(5.8g、60.6mmol)及び150mLのキシレンをフラスコに加え、160℃で6時間撹拌した。その反応が完了したら、蒸留水を用いて、その混合物を洗浄した。酢酸エチルを用いてその有機層を抽出し、硫酸マグネシウムを使用して乾燥させた。ロータリーエバポレーターを使用して、溶媒を除去した。その残渣を、カラムクロマトグラフィーにより分離すると、化合物8が得られた(10.8g、収率:36%)。
化合物H1-15の合成
化合物8(5.0g、10.8mmol)、3-ブロモジベンゾフラン(3.2g、12.9mmol)、Pd(dba)(0.5g、0.54mmol)、S-Phos(0.45g、1.08mmol)、NaOt-Bu(2.0g、21.6mmol)及び60mLのo-キシレンをフラスコに加え、160℃で6時間撹拌した。その反応が完了したら、その混合物を冷却して室温とした。酢酸エチルを用いてその有機層を抽出し、硫酸マグネシウムを使用して、残存する湿分を除去した。その残渣を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーにより分離すると、化合物H1-15が得られた(1.45g、収率:21%)。
Figure 2022032988000087
デバイス実施例1:本開示による化合物を含む、緑色発光OLEDの製造
本開示による有機エレクトロルミネッセント化合物を含むOLEDを製造した。最初に、OLEDのためのガラス基板(ジオマテック(株)、日本)の上の透明電極のインジウムスズ酸化物(ITO)薄膜(10Ω/sq)を、アセトン及びイソプロピルアルコールの順に用いて、超音波洗浄にかけ、次いでイソプロパノール中で保存した後、使用した。そのITO基板を、真空蒸着装置の基板ホルダーの上に装着した。化合物HI-1を真空蒸着装置のセル内に導入し、化合物HT-1を、別のセル内に導入した。それらの2つの物質を異なる速度で蒸発させて、化合物HI-1及び化合物HT-1の合計量を基準にして3重量%の量で、化合物HI-1をドーピングさせることにより、10nmの厚みを有する正孔注入層を蒸着させた。次いで、化合物HT-1を、真空蒸着装置のセル内に導入し、そのセルに電流を印加することによって蒸発させ、それにより、その正孔注入層の上に、80nmの厚みを有する、第一の正孔輸送層を蒸着させた。次いで、化合物HT-2を、その真空蒸着装置の別のセル内に導入し、そのセルに電流を印加させることによって蒸発させ、それによって第一の正孔輸送層の上に、30nmの厚みを有する第二の正孔輸送層を蒸着させた。正孔注入層及び正孔輸送層を形成させた後、その上に、以下のようにして、発光層を蒸着させた:化合物C-26をホストとして、真空蒸着装置のセル内に導入し、化合物D-50をドーパントとして別のセル内に導入し、それに続けて、ホスト及びドーパントの合計量を基準にして、10重量%の量でドーパントをドーピングさせて、第二の正孔輸送層の上に、40nmの厚みを有する発光層を蒸着させた。次いで、化合物ETL-1:化合物EIL-1を40:60の重量比で蒸発させて、その発光層の上に、35nmの厚みを有する電子輸送層を蒸着させた。化合物EIL-1を2nmの厚みを有する電子注入層として蒸着させた後、80nmの厚みを有するAlカソードを、その電子注入層の上に、別の真空蒸着装置により蒸着させて、OLEDを製造した。それぞれの原料化合物は、10-6torrで真空昇華させることにより精製してから、使用した。
比較例1:慣用される化合物をホストとして含む緑色発光OLEDの製造
デバイス実施例1と同様にしてOLEDを製造したが、ただし、化合物CBP(4,4’-N,N’-ジカルバゾール-ビフェニル)を発光層のホスト材料として使用し、Balq(アルミニウム(III)ビス(2-メチル-8-キノリナト)4-フェニルフェノレート)を正孔障壁層として5nmの厚みで蒸着させ、その正孔障壁層の上に、化合物ETL-1対化合物EIL-1を40:60の重量比で蒸発させて、30nmの厚みを有する電子輸送層を蒸着させた。
上記のようにして調製したデバイス実施例1及び比較例1について、その有機エレクトロルミネッセントデバイスの駆動電圧、発光効率及び1,000ニトの輝度をベースとする光源色を下の表1に示す。
Figure 2022032988000088
本開示によるホスト材料を使用した有機エレクトロルミネッセントデバイスは、比較例1のホスト材料を使用した有機エレクトロルミネッセントデバイスと比較してより低い駆動電圧及びより高い発光効率を示した。加えて、本開示によるホスト材料を使用した有機エレクトロルミネッセントデバイスは、優れた寿命性能を有している可能性がある。
デバイス実施例2及び3:本開示による複数のホスト材料を含む、赤色発光OLEDの製造
本開示によるOLEDを製造した。最初に、OLEDのためのガラス基板(ジオマテック(株)、日本)の上の透明電極のインジウムスズ酸化物(ITO)薄膜(10Ω/sq)を、アセトン及びイソプロピルアルコールの順に用いて、超音波洗浄にかけ、次いでイソプロパノール中で保存した後、使用した。そのITO基板を、真空蒸着装置の基板ホルダーの上に装着した。化合物HI-1を真空蒸着装置のセル内に導入し、化合物HT-1を、別のセル内に導入した。それらの2つの物質を異なる速度で蒸発させて、化合物HI-1及び化合物HT-1の合計量を基準にして3重量%の量で、化合物HI-1をドーピングさせることにより、10nmの厚みを有する正孔注入層を蒸着させた。次いで、化合物HT-1を、真空蒸着装置のセル内に導入し、そのセルに電流を印加することによって蒸発させ、それにより、その正孔注入層の上に、80nmの厚みを有する、第一の正孔輸送層を蒸着させた。次いで、化合物HT-3を、その真空蒸着装置の別のセル内に導入し、そのセルに電流を印加させることによって蒸発させ、それによって第一の正孔輸送層の上に、60nmの厚みを有する第二の正孔輸送層を蒸着させた。正孔注入層及び正孔輸送層を形成させた後、その上に、以下のようにして発光層を蒸着させた:下の表2に示した第一のホスト化合物及び第二のホスト化合物をホストとして、真空蒸着装置の2つのセル内に導入し、化合物D-39をドーパントとして、別のセルに導入した。それら2つのホスト材料を1:1の比率で蒸発させ、同時にドーパントを別の速度で蒸発させ、それにより、ホストとドーパントとの合計量を基準にして3重量%の量でドーパントをドーピングさせて、第二の正孔輸送層の上に、40nmの厚みを有する発光層を蒸着させた。次いで、化合物ETL-1:化合物EIL-1を50:50の重量比で蒸発させて、その発光層の上に、35nmの厚みを有する電子輸送層を蒸着させた。その電子輸送層の上に、化合物EIL-1を2nmの厚みを有する電子注入層として蒸着させた後、80nmの厚みを有するAlカソードを、その電子注入層の上に、別の真空蒸着装置により蒸着させて、OLEDを製造した。それぞれの原料化合物は、10-6torrで真空昇華させることにより精製してから、使用した。
比較例2及び3:慣用される化合物をホストとして含む赤色発光OLEDの製造
デバイス実施例2及び3と同様にして、OLEDを製造したが、ただし、発光層の単一のホスト材料として、化合物CBP又は化合物H1-9を使用した。
上に記述したようにして調製したデバイス実施例2及び3並びに比較例2及び3の有機エレクトロルミネッセントデバイスの、駆動電圧、発光効率及び1,000ニトの輝度をベースとする光源色並びに5,000ニトの輝度をベースとする輝度が、100%から95%にまで低下するのにかかる時間(寿命:T95)を下の表2に示す。
Figure 2022032988000089
本開示による複数のホスト材料を使用した有機エレクトロルミネッセントデバイスは、比較例2及び3のホスト材料を使用した有機エレクトロルミネッ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優れた寿命性能を示した。
デバイス実施例4:本開示による複数のホスト材料を含む緑色発光OLEDの製造
本開示によるOLEDを製造した。最初に、OLEDのためのガラス基板(ジオマテック(株)、日本)の上の透明電極のインジウムスズ酸化物(ITO)薄膜(10Ω/sq)を、アセトン及びイソプロピルアルコールの順に用いて、超音波洗浄にかけ、次いでイソプロパノール中で保存した後、使用した。そのITO基板を、真空蒸着装置の基板ホルダーの上に装着した。化合物HI-1を真空蒸着装置のセル内に導入し、化合物HT-1を、別のセル内に導入した。それらの2つの物質を異なる速度で蒸発させて、化合物HI-1及び化合物HT-1の合計量を基準にして3重量%の量で、化合物HI-1をドーピングさせることにより、10nmの厚みを有する正孔注入層を蒸着させた。次いで、化合物HT-1を、真空蒸着装置のセル内に導入し、そのセルに電流を印加することによって蒸発させ、それにより、その正孔注入層の上に、80nmの厚みを有する、第一の正孔輸送層を蒸着させた。次いで、化合物HT-2を、その真空蒸着装置の別のセル内に導入し、そのセルに電流を印加させることによって蒸発させ、それによって第一の正孔輸送層の上に、30nmの厚みを有する第二の正孔輸送層を蒸着させた。正孔注入層及び正孔輸送層を形成させた後、その上に、以下のようにして、発光層を蒸着させた:化合物C-26及び化合物H2-2を、ホストとして、真空蒸着装置のセル内に導入し、化合物D-130を、ドーパントとして、別のセル内に導入した。それら2つのホスト材料を2:1の異なる比率で蒸発させ、同時にドーパントを別の速度で蒸発させ、それにより、ホストとドーパントとの合計量を基準にして10重量%の量でドーパントをドーピングさせて、第二の正孔輸送層の上に、40nmの厚みを有する発光層を蒸着させた。次いで、化合物ETL-1:化合物EIL-1を40:60の重量比で蒸発させて、その発光層の上に、35nmの厚みを有する電子輸送層を蒸着させた。その電子輸送層の上に、化合物EIL-1を2nmの厚みを有する電子注入層として蒸着させた後、80nmの厚みを有するAlカソードを、その電子注入層の上に、別の真空蒸着装置により蒸着させて、OLEDを製造した。それぞれの原料化合物は、10-6torrで真空昇華させることにより精製してから、使用した。
比較例4:慣用される化合物をホストとして含む緑色発光OLEDの製造
デバイス実施例4と同様にしてOLEDを製造したが、但し、発光層の単一のホスト材料として、化合物H2-2を使用した。
上記のようにして調製したデバイス実施例4及び比較例4について、その有機エレクトロルミネッセントデバイスの駆動電圧、発光効率及び1,000ニトの輝度をベースとする光源色を下の表3に示す。
Figure 2022032988000090
本開示による複数のホスト材料を使用した有機エレクトロルミネッセントデバイスは、比較例4のホスト材料を使用した有機エレクトロルミネッセントデバイスと比較してより低い駆動電圧及びより高い発光効率を示した。加えて、本開示による複数のホスト材料を使用した有機エレクトロルミネッセントデバイスは、優れた寿命性能を有している可能性がある。
理論に拘束されることなく言えば、式1のジヒドロフェナントレン主鎖中のR11~R14全部が水素であるような化合物の場合、光の照射により、フェナントレン主鎖を有する(例えば、フェナントロインドール構造)化合物に容易に転化する。フェナントレン主鎖を有する化合物(例えば、フェナントロインドール)は、不純物のような作用をする可能性があるが、その理由は、フェナントレンは、ジヒドロフェナントレンよりも低い三重項エネルギーギャップを有しているからである。この場合、そのOLEDの特性が、劣化する可能性がある。本開示では、R11~R14に対してメチル基のような保護基を導入することにより、そのような問題を解決しようと試みた。具体的には、メチルを導入したときでも、HOMOエネルギー及びLUMOエネルギーには影響しない。
Figure 2022032988000091

Claims (16)

  1. 以下の式1:
    Figure 2022032988000092
    (式中、
    11~R14は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリールを表すか、又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得、ただし、R11~R14の少なくとも1つは、水素でもジュウテリウムでもなく;
    ~Rは、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム又は-L-Arを表すか、又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得、ただし、R及びR、R及びR、R及びR、R及びR、R及びR並びにR及びRの対の少なくとも1つは、互いに結合されて、以下の式a:
    Figure 2022032988000093
    として融合され、式中、
    Xは、NR31、O、S、CR3233又は-CR34=CR35-を表し;
    31は、-L-Arを表し;
    32及びR33は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリールを表すか、又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得;
    34及びR35は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム又は-L-Arを表し;
    21~R24は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム又は-L-Arを表すか、又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得;
    L、L、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキレン、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリーレン、置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリーレン又は置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキレンを表し;
    Ar、Ar、Ar及びArは、それぞれ独立して、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキル又は置換若しくは非置換の(C1~C30)アルコキシを表すか、又は以下の式b又はc:
    Figure 2022032988000094
    によって表され、式中、
    a1、Ra2、Rb1、Rb2及びRb3は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリール又は置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキルを表し;
    式aにおける
    Figure 2022032988000095
    は、R~Rとの結合サイトを表し;及び
    式b及びcにおける
    Figure 2022032988000096
    は、それぞれL、L、L又はLとの結合サイトを表す)
    によって表される有機エレクトロルミネッセント化合物。
  2. 式1は、以下の式1-1~1-6:
    Figure 2022032988000097
    Figure 2022032988000098
    (式中、R~R、R11~R14、R21~R24及びXは、請求項1で定義された通りである)
    の少なくとも1つによって表される、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセント化合物。
  3. 式1は、以下の式1-11~1-13:
    Figure 2022032988000099
    (式中、
    ~R及びR11~R14は、請求項1で定義された通りであり;
    41~R44は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルコキシ、置換若しくは非置換のトリ(C1~C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換のジ(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキルジ(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換のトリ(C6~C30)アリールシリル、(C3~C30)脂肪族環及び(C6~C30)芳香族環の置換若しくは非置換の縮合環又は-L-N(Ar)(Ar)を表し;
    は、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリーレン又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリーレンを表し;及び
    Ar及びArは、それぞれ独立して、水素、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C2~C30)アルケニル、(C3~C30)脂肪族環及び(C6~C30)芳香族環の置換若しくは非置換の縮合環、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリールを表す)
    の少なくとも1つによって表される、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセント化合物。
  4. 式aは、以下の式a-1~a-3:
    Figure 2022032988000100
    (式中、
    21~R24及びXは、請求項1で定義された通りであり;
    51~R54は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルコキシ、置換若しくは非置換のトリ(C1~C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換のジ(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキルジ(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換のトリ(C6~C30)アリールシリル、(C3~C30)脂肪族環及び(C6~C30)芳香族環の置換若しくは非置換の縮合環又は-L’-N(Ar’)(Ar’)を表し;
    ’は、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリーレン又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリーレンを表し;及び
    Ar’及びAr’は、それぞれ独立して、水素、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C2~C30)アルケニル、(C3~C30)脂肪族環及び(C6~C30)芳香族環の置換若しくは非置換の縮合環、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリールを表す)
    の少なくとも1つによって表される、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセント化合物。
  5. 11~R14、R32、R33、L、L、L、L、Ar、Ar、Ar、Ar、Ra1、Ra2及びRb1~Rb3における前記置換されたアルキル、前記置換されたアルキレン、前記置換されたシクロアルキル、前記置換されたシクロアルキレン、前記置換されたアルコキシ、前記置換されたアリール、前記置換されたアリーレン、前記置換されたヘテロアリール及び前記置換されたヘテロアリーレンの置換基は、それぞれ独立して、ジュウテリウム;ハロゲン;シアノ;カルボキシル;ニトロ;ヒドロキシル;(C1~C30)アルキル;ハロ(C1~C30)アルキル;(C2~C30)アルケニル;(C2~C30)アルキニル;(C1~C30)アルコキシ;(C1~C30)アルキルチオ;(C3~C30)シクロアルキル;(C3~C30)シクロアルケニル;(3~7員)ヘテロシクロアルキル;(C6~C30)アリールオキシ;(C6~C30)アリールチオ;非置換であるか、若しくは(C6~C30)アリールの少なくとも1つで置換された(3~30員)ヘテロアリール;非置換であるか、若しくは(C1~C30)アルキル及び(3~30員)ヘテロアリールの少なくとも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;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;非置換であるか、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;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(C2~C30)アルケニルアミノ;(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールアミノ;(C1~C30)アルキル(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;ジ(C6~C30)アリールボロニル;ジ(C1~C30)アルキルボロニル;(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールボロニル;(C6~C30)アリール(C1~C30)アルキル;及び(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールからなる群から選択される少なくとも1つである、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセント化合物。
  6. 以下の化合物:
    Figure 2022032988000101
    Figure 2022032988000102
    Figure 2022032988000103
    Figure 2022032988000104
    Figure 2022032988000105
    Figure 2022032988000106
    Figure 2022032988000107
    Figure 2022032988000108
    Figure 2022032988000109
    Figure 2022032988000110
    Figure 2022032988000111
    Figure 2022032988000112
    Figure 2022032988000113
    Figure 2022032988000114
    Figure 2022032988000115
    Figure 2022032988000116
    Figure 2022032988000117
    Figure 2022032988000118
    Figure 2022032988000119
    Figure 2022032988000120
    Figure 2022032988000121
    Figure 2022032988000122
    Figure 2022032988000123
    Figure 2022032988000124
    Figure 2022032988000125
    Figure 2022032988000126
    Figure 2022032988000127
    Figure 2022032988000128
    Figure 2022032988000129
    Figure 2022032988000130
    から選択される、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセント化合物。
  7. 請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセント化合物を含む第一のホスト材料及び前記第一のホスト材料と異なる第二のホスト材料を含む複数のホスト材料。
  8. 前記第二のホスト材料は、以下の式2:
    Figure 2022032988000131
    (式中、
    及びYは、それぞれ独立して、-N=、-NR67-、-O-又は-S-を表し、ただし、X及びYのいずれか一方は、-N=を表し、且つX及びYの他の一方は、-NR67-、-O-又は-S-を表し;
    61は、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリールを表し;
    62~R64及びR67は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルコキシ、置換若しくは非置換のトリ(C1~C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換のジ(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキルジ(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換のトリ(C6~C30)アリールシリル、(C3~C30)脂肪族環及び(C6~C30)芳香族環の置換若しくは非置換の縮合環又は-L’’-N(Ar’’)(Ar’’)を表すか、又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得;
    ’’は、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリーレン又は置換若しくは非置換の(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、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C2~C30)アルケニル、(C3~C30)脂肪族環及び(C6~C30)芳香族環の置換若しくは非置換の縮合環、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリールを表し;
    65及びR66は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリールを表し;
    は、単結合、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリーレン又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリーレンを表し;及び
    aは、1を表し、b及びcは、それぞれ独立して、1又は2を表し、dは、1~4の整数を表し、及びb~dが2以上の整数である場合、R62のそれぞれ~R64のそれぞれは、互いに同じであるか又は異なり得る)
    によって表される化合物を含む、請求項7に記載の複数のホスト材料。
  9. 式2によって表される前記化合物は、以下の化合物:
    Figure 2022032988000132
    Figure 2022032988000133
    Figure 2022032988000134
    Figure 2022032988000135
    Figure 2022032988000136
    Figure 2022032988000137
    から選択される少なくとも1つである、請求項8に記載の複数のホスト材料。
  10. 前記第二のホスト材料は、以下の式3:
    Figure 2022032988000138
    (式中、
    及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリーレン又は置換若しくは非置換の(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、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリールを表し;
    301~R304は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルコキシ、置換若しくは非置換のトリ(C1~C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換のジ(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキルジ(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換のトリ(C6~C30)アリールシリル、(C3~C30)脂肪族環及び(C6~C30)芳香族環の置換若しくは非置換の縮合環又は-L’’’-N(Ar’’’)(Ar’’’)を表すか、又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得;
    ’’’は、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリーレン又は置換若しくは非置換の(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、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C2~C30)アルケニル、(C3~C30)脂肪族環及び(C6~C30)芳香族環の置換若しくは非置換の縮合環、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリールを表し;及び
    f及びiは、それぞれ独立して、1~4の整数を表し、g及びhは、それぞれ独立して、1~3の整数を表し、及びf~iが2以上の整数である場合、R301のそれぞれ~R304のそれぞれは、互いに同じであるか又は異なり得る)
    によって表される化合物を含む、請求項7に記載の複数のホスト材料。
  11. 式3によって表される前記化合物は、以下の化合物:
    Figure 2022032988000139
    Figure 2022032988000140
    から選択される少なくとも1つである、請求項10に記載の複数のホスト材料。
  12. 前記第二のホスト材料は、以下の式4:
    Figure 2022032988000141
    (式中、
    Tは、-O-又は-S-を表し;
    HArは、置換又は非置換の窒素含有(3~30員)ヘテロアリールを表し;
    51は、単結合、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリーレン又は置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリーレンを表し;
    71及びR72は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換の(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換の(3~30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換の(C3~C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルコキシ、置換若しくは非置換のトリ(C1~C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換のジ(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキルジ(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換のトリ(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換のモノ-若しくはジ-(C1~C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換のモノ-若しくはジ-(C6~C30)アリールアミノ又は置換若しくは非置換の(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールアミノを表すか、又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得;及び
    11は、1~4の整数を表し、b12は、1~3の整数を表し、及びa11及びb12がそれぞれ2以上の整数を表す場合、R71のそれぞれ及びR72のそれぞれは、互いに同じであるか又は異なり得る)
    によって表される化合物を含む、請求項7に記載の複数のホスト材料。
  13. 式4によって表される前記化合物は、以下の化合物:
    Figure 2022032988000142
    Figure 2022032988000143
    Figure 2022032988000144
    Figure 2022032988000145
    から選択される少なくとも1つである、請求項12に記載の複数のホスト材料。
  14. 請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセント化合物を含む有機エレクトロルミネッセントデバイス。
  15. 前記有機エレクトロルミネッセント化合物は、発光層中に含まれる、請求項14に記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。
  16. アノード;カソード;及び前記アノードと前記カソードとの間の少なくとも1つの発光層を含む有機エレクトロルミネッセントデバイスであって、前記少なくとも1つの発光層は、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ッセントデバイス。
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