JP2023531932A - 有機エレクトロルミネッセンス材料、電子素子及び電子装置 - Google Patents

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Abstract

本出願は、有機材料の技術分野に関し、有機エレクトロルミネッセンス材料、電子デバイス及び電子装置を提供する。前記有機エレクトロルミネッセンス材料は、式Iで示される構造を有する。本出願の有機エレクトロルミネッセンス材料を有機エレクトロルミネッセンスデバイスに用いると、デバイスの性能を効果的に向上させることができる。【化51】TIFF2023531932000125.tif51170【選択図】図1

Description

本出願は、2021年4月2日に提出された出願番号202110363862.0の中国特許出願及び2021年7月7日に提出された出願番号202110770912.7の中国特許出願の優先権を主張しており、ここで上記中国特許出願の全内容は本出願の一部として引用されている。
本出願は、有機材料の技術分野に属し、特に有機エレクトロルミネッセンス材料、電子素子及び電子装置に関する。
有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、有機発光ダイオードとも呼ばれ、有機発光材料が電界の作用下で電流によって励起されて発光するデバイスである。有機エレクトロルミネッセンスデバイスOLEDは、無機発光材料に比べて、自発的に発光し、光路範囲が大きく、駆動電圧が低く、輝度が高く、効率が高く、エネルギー消費が少なく、製作工程が簡単であるなどの利点を有する。これらの利点によって、有機エレクトロルミネッセンス材料とデバイスは、科学及び産業界で最も人気のある研究課題の1つになっている。
有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、一般的に、順に積層された陽極、正孔輸送層、エネルギー変換層としての有機エレクトロルミネッセンス層、電子輸送層及び陰極を含む。陰極と陽極に電圧を印加すると、2つの電極によって電界が発生し、電界の作用により、陰極側の電子がエレクトロルミネッセンス層に移動し、陽極側の正孔も発光層に移動し、電子と正孔がエレクトロルミネッセンス層で結合して励起子を形成し、励起子が励起状態になって外部にエネルギーを放出することで、さらにエレクトロルミネッセンス層が外部に発光するようにする。
従来技術では、有機エレクトロルミネッセンスデバイスにおける正孔輸送層用の有機エレクトロルミネッセンス材料が開示されている。しかしながら、電子デバイスの性能をさらに向上させるためには、新しい材料の開発を続ける必要がある。
本出願の目的は、有機エレクトロルミネッセンス材料、電子デバイス及び電子装置を提供することであり、前記有機エレクトロルミネッセンス材料を有機エレクトロルミネッセンスデバイスに用いると、有機エレクトロルミネッセンスデバイスの性能を高めることができる。
本出願の第1の側面によれば、式Iで示される構造を有する有機エレクトロルミネッセンス材料が提供される。
Figure 2023531932000002
式中、ArとArは、同じであるか又は異なり、それぞれ、炭素数6~40の置換又は非置換のアリール、炭素数3~30の置換又は非置換のヘテロアリールから独立して選ばれ、
とLは、同じであるか又は異なり、それぞれ、単結合、炭素数6~30の置換又は非置換のアリーレン、炭素数6~30の置換又は非置換のヘテロアリーレンから独立して選ばれ、
ArとArは、同じであるか又は異なり、それぞれ、炭素数6~30の置換又は非置換のアリール、炭素数3~30の置換又は非置換のヘテロアリールから独立して選ばれ、Ar及びArの少なくとも1つは、
Figure 2023531932000003
から選ばれ、式中、Xは、C(R)、O、Sから選ばれ、
とRは、同じであるか又は異なり、それぞれ、炭素数1~5のアルキル、炭素数6~12のアリール、炭素数3~12のヘテロアリールから独立して選ばれ、又は、RとRは、飽和又は不飽和の5~13員環を形成し、
とRは、同じであるか又は異なり、それぞれ、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数1~5のアルキル、炭素数3~12のトリアルキルシリル、炭素数6~12のアリール、炭素数3~12のヘテロアリールから独立して選ばれ、
、Rは、Rで示され、nとnは、nで示されると、nは、Rの数を示し、iは、変数であり、1と2を示し、iが1と2の場合、nは、0、1、2、3又は4から選ばれ、nが1よりも大きい場合、いずれか2つのRは、同じであるか又は異なり、任意選択的に、いずれか2つの隣接するRが互いに連結されて、不飽和の6~10員環を形成し、
Ar、Ar、L、L、Ar及びArにおける置換基は、同じであるか又は異なり、それぞれ、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数3~12のトリアルキルシリル、トリフェニルシリル、炭素数1~10のアルキル、炭素数6~20のアリール、炭素数3~20のヘテロアリール、炭素数3~10のシクロアルキルから独立して選ばれ、任意選択的に、ArとArにおけるいずれか2つの隣接する置換基は、置換又は非置換の3~15員環を形成し、前記3~15員環における置換基は、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数3~6のトリアルキルシリル、トリフェニルシリル、炭素数1~5のアルキルから独立して選ばれる。
本出願の第2の側面によれば、対向して設けられた陽極と陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられた機能層を含み、前記機能層は、上記有機エレクトロルミネッセンス材料を含む電子素子が提供される。
本出願の第3の側面によれば、上記電子素子を含む電子装置が提供される。
本出願の有機エレクトロルミネッセンス材料の分子構造では、ベンゼンの連続して隣接する3つの置換位置に、順に芳香族アミン、第1の芳香族基(Ar)、第2の芳香族基(Ar)が連結され、第1の芳香族基と第2の芳香族基のうちの少なくとも1つは、特定のジベンゾ五員環を含み、このように、分子の立体配置能が強化され、材料のガラス化温度が高まり、そして、分子間の共役性が強化され、深いHOMOを形成するとともに、高いLUMOを形成する。また、ベンゼンに連結される芳香族アミンにおけるNが分子共役性を向上させることができ、それによって、デバイスの高効率を実現し、分子量が比較的に小さい分子でも、高いTgを有するため、デバイスを駆動する時、再結晶化を防ぐことができる。本出願の有機エレクトロルミネッセンス材料は、比較的に高い安定性を有し、より長い寿命を有する電子デバイスの製造に寄与する。
本出願の他の特徴と利点は、その後の具体的な実施形態部分において詳細に説明される。
添付図面は、本出願についてのさらなる理解を提供するためのものであり、明細書の一部を構成し、以下の具体的な実施形態とともに本出願を解釈するためのものであるが、本出願に対する制限を構成するものではない。
本出願の一実施形態の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの構造概略図である。 本出願の一実施形態の第1の電子装置の構造概略図である。 本出願の一実施形態の光電変換デバイスの構造概略図である。 本出願の一実施形態の第2の電子装置の構造概略図である。
今から、添付の図面を参照して例示的な実施形態をより全般的に説明する。しかしながら、例示的な実施例は、様々な形態で実施することができ、ここに記載の例に限定されると理解されるべきではない。むしろ、これらの実施形態を提供することによって、本出願がより全般的かつ完全になり、例示的な実施形態の構想を当業者に全般的に伝える。記述されている特徴、構造又は特性は、1つ又は複数の実施形態に任意の適切な方法で組み合わせることができる。以下の記述では、本出願の実施形態を完全に理解するために、多くの特定の詳細が提供される。
本出願の第1の側面によれば、有機エレクトロルミネッセンス材料が提供され、式Iで示される構造を有する。
Figure 2023531932000004
式中、ArとArは、同じであるか又は異なり、それぞれ、炭素数6~40の置換又は非置換のアリール、炭素数3~30の置換又は非置換のヘテロアリールから独立して選ばれ、
とLは、同じであるか又は異なり、それぞれ、単結合、炭素数6~30の置換又は非置換のアリーレン、炭素数6~30の置換又は非置換のヘテロアリーレンから独立して選ばれ、
ArとArは、同じであるか又は異なり、それぞれ、炭素数6~30の置換又は非置換のアリール、炭素数3~30の置換又は非置換のヘテロアリールから独立して選ばれ、Ar及びArのうちの少なくとも1つは、
Figure 2023531932000005
から選ばれ、式中、Xは、C(R)、O、Sから選ばれ、
とRは、同じであるか又は異なり、それぞれ、炭素数1~5のアルキル、炭素数6~12のアリール、炭素数3~12のヘテロアリールから独立して選ばれ、又は、RとRは、飽和又は不飽和の5~13員環を形成し、
とRは、同じであるか又は異なり、それぞれ、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数1~5のアルキル、炭素数3~12のトリアルキルシリル、炭素数6~12のアリール、炭素数3~12のヘテロアリールから独立して選ばれ、
、Rは、Rで示され、nとnは、nで示されると、nは、Rの数を示し、iは、変数であり、1と2を示し、iが1と2の場合、nは、0、1、2、3又は4から選ばれ、nが1よりも大きい場合、いずれか2つのRは、同じであるか又は異なり、任意選択的に、いずれか2つの隣接するRが互いに連結されて、不飽和の6~10員環を形成し、
Ar、Ar、L、L、Ar及びArにおける置換基は、同じであるか又は異なり、それぞれ、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数3~12のトリアルキルシリル、トリフェニルシリル、炭素数1~10のアルキル、炭素数6~20のアリール、炭素数3~20のヘテロアリール、炭素数3~10のシクロアルキルから独立して選ばれ、任意選択的に、ArとArにおけるいずれか2つの隣接する置換基は、置換又は非置換の3~15員環を形成し、前記3~15員環における置換基は、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数3~6のトリアルキルシリル、トリフェニルシリル、炭素数1~5のアルキルから独立して選ばれる。
本出願では、用語の「任意選択的な」、「任意選択的に」は、以降で記述されているイベント若しくは環境が発生し得るが、必ずしも発生することではないことを意味し、この説明には、このイベント若しくは環境が発生した場合、又は、発生しない場合を含む。例えば、「任意選択的に、2つの隣接する置換基××は環を形成する」とは、この2つの置換基が環を形成し得るが、必ずしも環を形成することではないことを意味し、2つの隣接する置換基が環を形成するケースと、2つの隣接する置換基が環を形成しないケースとを含む。また例えば「任意選択的に、ArとArにおけるいずれか2つの隣接する置換基は、置換又は非置換の3~15員環を形成する」とは、ArとArにおけるいずれか2つの隣接する置換基が置換又は非置換の3~15員環を形成してもよく、それぞれ独立して存在してもよいことを意味する。
本出願では、「いずれか2つの隣接する置換基は環を形成する」において、「いずれか2つの隣接する…」は、同一の原子上に2つの置換基を有する場合を含んでもよく、2つの隣接する原子上にそれぞれ1つの置換基を有する場合を含んでもよいことを意味する。このうち、同一の原子上に2つの置換基を有する場合、2つの置換基は両方ともに連結されたこの原子と飽和又は不飽和の環を形成することができ、2つの隣接する原子上にそれぞれ1つの置換基を有する場合、この2つの置換基は縮合して環を形成することができる。例えば「いずれか2つの隣接するRは、互いに連結されて、不飽和の6~10員環を形成する」ことは、いずれか2つの隣接するRが互いに連結されて、両方ともに連結された原子と不飽和の6~10員環を形成する場合、又はいずれか2つの隣接するRが互いに連結されて、両方ともに連結された原子と不飽和の6~10員環を形成する場合を含む。この環は、例えば、芳香環であってもよく、この芳香環の具体例は、ベンゼン環
Figure 2023531932000006
ナフタレン環
Figure 2023531932000007
フェナントレン環
Figure 2023531932000008
などを含む。
選択的に、Ar及びArのうちの1つは、
Figure 2023531932000009
から選ばれる。Arは、
Figure 2023531932000010
であり、Arは、
Figure 2023531932000011
ではないか、又はArは、
Figure 2023531932000012
であり、Arは、
Figure 2023531932000013
ではない。
選択的に、Ar及びArは、いずれも
Figure 2023531932000014
から選ばれる。
本出願では、
Figure 2023531932000015
とは、他の置換基又は結合位置に結合された位置である。
本出願では、使用される表現の「…は、それぞれ独立して、…から選択される」と「…のそれぞれは、独立して、…から選択される」は、交換可能であり、いずれも広義に理解すべきであり、異なる基において、同じ符号で表される具体的なオプションが互いに影響を与えないことを示してもよいし、同一の基において、同じ符号で表される具体的なオプションが互いに影響を与えないことを示してもよい。例えば、「
Figure 2023531932000016
式中、qは、それぞれ独立して、0、1、2又は3であり、R’’は、それぞれ独立して、水素、重水素、フッ素、塩素から選択される」ことの意味は、以下のとおりである。式Q-1は、ベンゼン環上にq個の置換基R’’を有し、各R’’が同じであってもよいし、異なってもよく、各R’’のオプションが互いに影響を与えないことを示し、式Q-2は、ビフェニルの各ベンゼン環上にq個の置換基R’’を有し、2つのベンゼン環上のR’’置換基の数qが同じであるか又は異なり、各R’’が同じであってもよいし、異なってもよく、各R’’のオプションが互いに影響を与えないことを示す。
本出願では、「置換又は非置換の」という用語は、該用語の後に記載の官能基が置換基を有しても有しなくてもよいことを指す(以下、説明の便宜上、置換基をRcと総括的に呼ぶ)。例えば、「置換又は非置換のアリール」とは、置換基Rcを有するアリール若しくは非置換のアリールを指す。ここで、上記の置換基であるRcは、例えば重水素、ハロゲン基、シアノ、トリアルキルシリル、トリフェニルシリル、アルキル、アリール、ヘテロアリール、シクロアルキルであってもよい。
本出願では、置換又は非置換の官能基の炭素数とは、全ての炭素数である。例を挙げると、Lが炭素数12の置換のアリーレンから選ばれる場合、アリーレン及びその上の置換基の全ての炭素数は12である。例えば、Arが
Figure 2023531932000017
である場合、その炭素数は、10であり、Lは、
Figure 2023531932000018
であれば、その炭素数は12である。
本出願では、アリールとは、芳香炭素環から誘導される任意の官能基又は置換基である。アリールは、単環アリール(例えばフェニル)又は多環アリールであってもよく、言い換えれば、アリールは、単環アリール、縮合環アリール、炭素炭素結合を介して共役連結される2つ以上の単環アリール、炭素炭素結合を介して共役連結される単環アリールと縮合環アリール、炭素炭素結合を介して共役連結される2つ以上の縮合環アリールであってもよい。即ち、特に説明しない限り、炭素炭素結合を介して共役連結される2つ以上の芳香族基は、本出願のアリールとみなしてもよい。ここで、縮合環アリールは、例えば二環縮合アリール(例えばナフチル)、三環縮合アリール(例えばフェナントレニル、フルオレニル、アントラニル)などを含んでもよい。アリールにはB、N、O、S、P、SeやSiなどのヘテロ原子が含まれていない。例を挙げると、本出願では、ビフェニル、ターフェニルなどは、アリールである。アリールの例として、フェニル、ナフチル、フルオレン、アントラニル、フェナントリル、ビフェニル、ターフェニル、ベンゾ[9,10]フェナントリル、ピレニル、ベンゾフルオランテニル、クリセニルなどを含んでもよいが、それらに限られない。本出願では、係るアリーレンとは、アリールが1つの水素原子をさらに失って形成する2価の基である。
本出願では、置換のアリールは、アリール上の1つ若しくは2つ以上の水素原子が、例えば重水素原子、ハロゲン基、-CN、アリール、ヘテロアリール、トリアルキルシリル、アルキル、シクロアルキル、アルコキシなどの基で置換されたものであってもよい。ヘテロアリール置換のアリールの具体例は、ジベンゾフラニル置換のフェニル、ジベンゾチエニル置換のフェニル、ピリジン置換のフェニルなどを含むが、それらに限らない。置換のアリールの炭素数は、アリールとアリール上の置換基の炭素原子の総数であり、例えば炭素数18の置換のアリールは、アリール及びその置換基の総炭素数が18であることを意味することを理解すべきである。
本出願では、ヘテロアリールとは、環に少なくとも1つのヘテロ原子が含まれる1価の芳香環又はその誘導体を指し、ヘテロ原子はB、O、N、P、Si、Se及びSのうちの少なくとも1種であってもよい。ヘテロアリールは単環ヘテロアリール又は多環ヘテロアリールであってもよく、言い換えれば、ヘテロアリールは単一の芳香環系であってもよいし、炭素炭素結合を介して共役連結される複数の芳香環系であってもよく、且つ任意の芳香環系は1つの芳香単環若しくは1つの芳香縮合環である。例示的には、ヘテロアリールは、チエニル、フラニル、ピロリル、イミダゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、オキサジアゾリル、トリアゾリル、ピリジル、ビピリジル、ピリミジニル、トリアジニル、アクリジニル、ピリダジニル、ピラジニル、キノリル、キノキサリン、キナゾリニル、フェノキサジニル、フタラジニル、ピリドピリミジニル、ピリドピラジニル、ピラジノピラジニルル、イソキノリル、インドリル、カルバゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾカルバゾリル、ベンゾチエニル、ジベンゾチエニル、チエノチエニル、ベンゾフラニル、フェナントロリニル、イソキサゾリル、チアジアゾリル、ベンゾチアゾリル、フェノチアジニル、シリルフルオレニル、ジベンゾフラニル及びN-フェニルカルバゾリル、N-ピリジルカルバゾリル、N-メチルカルバゾリルなどを含んでもよいが、これらに限定されない。これらのうち、チエニル、フラニル、フェナントロリニルなどは、単一の芳香環系タイプのヘテロアリールであり、N-フェニルカルバゾリル、N-ピリジルカルバゾリルは、炭素炭素結合を介して共役連結される多環系タイプのヘテロアリールである。本出願では、係るヘテロアリーレンとは、ヘテロアリールが1つの水素原子をさらに失って形成する2価の基である。
本出願では、置換のヘテロアリールは、ヘテロアリールにおける1つ若しくは2つ以上の水素原子が、例えば重水素原子、ハロゲン基、-CN、アリール、ヘテロアリール、トリアルキルシリル、アルキル、シクロアルキル、アルコキシなどの基によって置換されたものであってもよい。アリール置換のヘテロアリールの具体例は、フェニル置換のジベンゾフラニル、フェニル置換のジベンゾチエニル、フェニル置換のピリジンなどを含むが、それらに限らない。置換のヘテロアリールの炭素数は、ヘテロアリール及びヘテロアリール上の置換基の炭素原子の総数を指すことを理解すべきである。
本出願では、置換基としてのアリールの炭素数は、6~20であってもよく、例えば炭素数は、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20であってもよい。置換基としてのアリールの具体例は、フェニル、ビフェニル、ナフチル、アントラニル、フェナントリル、
1671001197482_0
を含むが、それらに限らない。
本出願では、置換基としてのヘテロアリールの炭素数は、3~20であってもよく、例えば炭素数は、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20であってもよい。置換基としてのヘテロアリールの具体例は、ピリジン、ピリミジン、カルバゾリル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチエニル、キノリル、キノキサリン、キナゾリニル、イソキノリルを含むが、それらに限らない。
本出願では、位置非固定結合手は、環系から張り出した単結合
Figure 2023531932000019
に関し、この結合手の一端が該結合によって貫通される環系の任意の位置に連結され、他端が化合物分子の残りの部分に連結できることを意味する。
例を挙げると、下記式(f)に示すように、式(f)で示されるナフチルは、二環を貫通する2つの位置非固定結合手を介して分子の残りの位置に連結され、それは、式(f-1)~式(f-10)で示されるいずれかの可能な連結方式を含むことを意味する。
Figure 2023531932000020
また例を挙げると、下記式(X')に示すように、式(X')で示されるジベンゾフラニルは、一側のベンゼン環の中間から張り出した位置非固定結合手を介して分子の残りの位置に連結されたものであり、それは、式(X'-1)~式(X'-4)で示されるいずれかの可能な連結方式を含むことを意味する。
Figure 2023531932000021
本出願では、炭素数1~10のアルキルは、炭素数1~10の直鎖状アルキルと炭素数3~10の分岐状アルキルを含んでもよい。アルキルの炭素数は、例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10であってもよく、アルキルの具体例は、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、t-ブチル、n-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、n-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、2-エチルヘキシル、ノニル、デシル、3,7-ジメチルオクチルなどを含むが、それらに限らない。
本出願では、シクロアルキルの具体例は、シクロペンチル、シクロへキシル、アダマンチルを含むが、それらに限らない。
本出願では、ハロゲン基は、例えばフッ素、塩素、臭素、ヨウ素であってもよい。
本出願では、トリアルキルシリルの具体例は、トリメチルシリル、トリエチルシリルなどを含むが、それらに限らない。
いくつかの実施形態では、ArとArは、それぞれ炭素数6~33の置換又は非置換のアリール、炭素数5~18の置換又は非置換のヘテロアリールから独立して選ばれる。例えば、ArとArは、それぞれ炭素数6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33の置換又は非置換のアリール、炭素数5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18の置換又は非置換のヘテロアリールから独立して選ばれる。
好ましくは、ArとArにおける置換基は、それぞれ重水素、フッ素、シアノ、トリメチルシリル、トリフェニルシリル、炭素数1~5のアルキル、炭素数6~12のアリール、炭素数5~12のヘテロアリール、炭素数5~10シクロアルキルから独立して選ばれ、任意選択的に、ArとArにおけるいずれか2つの隣接する置換基は、置換又は非置換の5~13員環を形成し、前記5~13員環における置換基は、それぞれ重水素、フッ素、シアノ、トリメチルシリル、トリフェニルシリル、メチル、エチル、イソプロピル、t-ブチルから独立して選ばれる。
選択的に、ArとArは、それぞれ置換又は非置換のフェニル、置換又は非置換のナフチル、置換又は非置換のビフェニル、置換又は非置換のフルオレン、置換又は非置換のジベンゾフラニル、置換又は非置換のジベンゾチエニル、置換又は非置換のカルバゾリル、置換又は非置換のフェナントリル、置換又は非置換のトリフェニレン、置換又は非置換のピレニル、置換又は非置換のアントラニルから独立して選ばれる。
好ましくは、ArとArにおける置換基は、それぞれ重水素、フッ素、シアノ、トリメチルシリル、トリフェニルシリル、メチル、エチル、イソプロピル、t-ブチル、シクロペンチル、シクロへキシル、アダマンチル、ピリジン、フェニル、ナフチル、ビフェニルから独立して選ばれ、任意選択的に、ArとArにおけるいずれか2つの隣接する置換基は、アダマンタン
Figure 2023531932000022
シクロペンタン
Figure 2023531932000023
シクロヘキサン
Figure 2023531932000024
フルオレン環
Figure 2023531932000025
又はt-ブチルによって置換されたフルオレン環
Figure 2023531932000026
を形成する。
選択的に、ArとArは、それぞれ置換又は非置換の基Wから独立して選ばれ、非置換の基Wは、以下の基から選ばれる。
Figure 2023531932000027
式中、置換の基Wには、1つ又は2つ以上の置換基があり、前記置換基は、それぞれ重水素、フッ素、シアノ、トリメチルシリル、トリフェニルシリル、メチル、エチル、イソプロピル、t-ブチル、シクロペンチル、シクロへキシル、アダマンチル、ピリジン、フェニル、ナフチル、ビフェニルから独立して選ばれ、置換基の数が1よりも大きい場合、各置換基は、同じであるか又は異なる。
選択的に、ArとArは、それぞれ以下の基から独立して選ばれる。
Figure 2023531932000028
さらに選択的に、ArとArは、それぞれ以下の基から独立して選ばれる。
Figure 2023531932000029
いくつかの実施形態では、LとLは、それぞれ単結合、炭素数6~20の置換又は非置換のアリーレンから独立して選ばれる。例えば、LとLは、それぞれ単結合、炭素数6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20の置換又は非置換のアリーレンから独立して選ばれる。
好ましくは、LとLにおける置換基は、それぞれ重水素、フッ素、シアノ、炭素数1~5のアルキル、炭素数6~12のアリール、トリメチルシリルから独立して選ばれる。
選択的に、LとLは、それぞれ単結合、炭素数6~12の置換又は非置換のアリーレンから独立して選ばれる。
好ましくは、LとLにおける置換基は、それぞれ重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、イソプロピル、t-ブチル、フェニル、トリメチルシリルから独立して選ばれる。
選択的に、LとLは、それぞれ単結合、置換又は非置換のフェニレン、置換又は非置換のナフチレン、置換又は非置換のビフェニレンから独立して選ばれる。
好ましくは、LとLにおける置換基は、それぞれ重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、イソプロピル、t-ブチル、フェニル、トリメチルシリルから独立して選ばれる。
いくつかの実施形態では、LとLは、それぞれ単結合、置換又は非置換の基Vから独立して選ばれ、非置換の基Vは、以下の基から選ばれる。
Figure 2023531932000030
式中、置換の基Vには、1つ又は2つ以上の置換基があり、前記置換基は、それぞれ重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、イソプロピル、t-ブチル、フェニル、ナフチル、トリメチルシリルから独立して選ばれ、置換基の数が1よりも大きい場合、各置換基は、同じであるか又は異なる。
選択的に、LとLは、それぞれ単結合又は以下の基から独立して選ばれる。
Figure 2023531932000031
選択的に、LとLは、それぞれ単結合又は以下の基から独立して選ばれる。
Figure 2023531932000032
本出願の一実施形態では、ArとArは、それぞれ炭素数6~20の置換又は非置換のアリール、炭素数12~16の置換又は非置換のヘテロアリールから独立して選ばれ、Ar及びArのうちの少なくとも1つは、
Figure 2023531932000033
から選ばれる。例えば、ArとArは、それぞれ炭素数6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20の置換又は非置換のアリール、炭素数12、13、14、15、16の置換又は非置換のヘテロアリールから独立して選ばれる。
好ましくは、Ar及びArにおける置換基は、それぞれ重水素、フッ素、シアノ、トリメチルシリル、トリフェニルシリル、炭素数1~5のアルキル、炭素数6~12のアリール、炭素数3~12のヘテロアリールから独立して選ばれる。
選択的に、ArとArは、それぞれ置換又は非置換の基Qから独立して選ばれ、非置換の基Qは、以下の基から選ばれる。
Figure 2023531932000034
式中、置換の基Qには、1つ又は2つ以上の置換基があり、前記置換基は、それぞれ重水素、フッ素、シアノ、トリメチルシリル、トリフェニルシリル、メチル、エチル、イソプロピル、t-ブチル、フェニル、ナフチル、ビフェニルから独立して選ばれ、置換基の数が1よりも大きい場合、各置換基は、同じであるか又は異なる。
さらに選択的に、ArとArは、それぞれ以下の基から独立して選ばれる。
Figure 2023531932000035
さらに選択的に、ArとArは、それぞれ以下の基から独立して選ばれる。
Figure 2023531932000036
好ましくは、Arは、
Figure 2023531932000037
から選ばれる。
いくつかの実施形態では、RとRは、それぞれメチル、エチル、イソプロピル、t-ブチル、フェニル、ナフチル、ビフェニル、ピリジン、ピリミジン、キノリル、イソキノリル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチエニル、カルバゾリルから独立して選ばれ、又は、RとRは、シクロペンタン、シクロヘキサン、フルオレン環を形成する。
いくつかの実施形態では、RとRは、それぞれ重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、イソプロピル、t-ブチル、トリメチルシリル、フェニル、ナフチル、ビフェニル、ピリジン、ピリミジン、キノリル、イソキノリル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチエニル、カルバゾリルから独立して選ばれる。
選択的に、前記有機エレクトロルミネッセンス材料は、以下の化合物からなる群から選ばれる。
Figure 2023531932000038
Figure 2023531932000039
Figure 2023531932000040
Figure 2023531932000041
Figure 2023531932000042
Figure 2023531932000043
Figure 2023531932000044
Figure 2023531932000045
Figure 2023531932000046
Figure 2023531932000047
Figure 2023531932000048
Figure 2023531932000049
Figure 2023531932000050
Figure 2023531932000051
Figure 2023531932000052
Figure 2023531932000053
Figure 2023531932000054
Figure 2023531932000055
Figure 2023531932000056
Figure 2023531932000057
Figure 2023531932000058
Figure 2023531932000059
Figure 2023531932000060
Figure 2023531932000061
本出願の第2の側面によれば、対向して設けられた陽極と陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられた機能層とを含み、前記機能層は、本出願の有機エレクトロルミネッセンス材料を含む電子素子が提供される。
選択的に、前記機能層は、正孔輸送層を含み、前記正孔輸送層は、本出願の有機エレクトロルミネッセンス材料を含む。
選択的に、前記電子素子は、有機エレクトロルミネッセンスデバイス又は光電変換デバイスである。
好ましくは、前記電子素子は、有機エレクトロルミネッセンスデバイスである。
さらに好ましくは、前記正孔輸送層は、第1の正孔輸送層と第2の正孔輸送層とを含み、前記第1の正孔輸送層は、前記第2の正孔輸送層よりも前記陽極に近く、前記第2の正孔輸送層は、本出願の有機エレクトロルミネッセンス材料を含む。
一実施形態では、電子素子は、有機エレクトロルミネッセンスデバイスであってもよい。図1に示すように、有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、順に積層された陽極100、第1の正孔輸送層321、第2の正孔輸送層322、有機発光層330、電子輸送層340及び陰極200を含んでもよい。
選択的に、陽極100は、以下の陽極材料を含み、好ましくは機能層への正孔注入に有利となる、大きな仕事関数(work function)を有する材料である。陽極材料の具体例として、ニッケル、白金、バナジウム、クロム、銅、亜鉛や金などの金属又はそれらの合金;酸化亜鉛、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物(ITO)やインジウム亜鉛酸化物(IZO)などの金属酸化物;ZnO:Al又はSnO:Sbのような金属と酸化物の組み合わせ;又は、ポリ(3-メチルチオフェン)、ポリ[3,4-(エチレン-1,2-ジオキシ)チオフェン](PEDT)、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマーを含むが、これらに限定されない。酸化インジウムスズ(インジウムスズ酸化物、indium tin oxide)(ITO)を陽極とする透明電極を含むことが好ましい。
選択的に、正孔輸送層は、カルバゾール多量体、カルバゾール連結トリアリールアミン系化合物又は他のタイプの化合物から選択される1種又は複数種の正孔輸送材料を含み、本出願はこれについて特に限定をしない。例えば、正孔輸送層は、第1の正孔輸送層321と第2の正孔輸送層322を含む。
選択的に、第1の正孔輸送層321は、限定されず、例えば化合物NPBで構成されてもよい。
選択的に、第2の正孔輸送層322は、本出願の有機エレクトロルミネッセンス材料を含む。
選択的に、有機発光層330は、単一の発光層材料から構成されてもよく、ホスト材料とドープ材料を含んでもよい。選択的に、有機発光層330は、ホスト材料とドープ材料から構成され、有機発光層330に注入する正孔と有機発光層330に注入する電子は、有機エレクトロルミネッセンス層330で結合して励起子を形成し、励起子は、ホスト材料にエネルギーを伝達し、ホスト材料は、ドープ材料にエネルギーを伝達し、ドープ材料を発光させることができる。
有機発光層330のホスト材料は、金属キレート化合物、ビススチリル誘導体、芳香族アミン誘導体、ジベンゾフラン誘導体又は他のタイプの材料であってもよく、本出願では、これについて特に限定しない。本出願の一実施形態では、有機発光層330のホスト材料は、RH-1又はGH-1であってもよい。
有機発光層330のドープ材料は、縮合アリール環を有する化合物若しくはその誘導体、ヘテロアリール環を有する化合物若しくはその誘導体、芳香族アミン誘導体、又は他の材料であってもよく、本出願ではこれについて特に限定しない。本出願の一実施形態では、有機発光層330のドープ材料は、Ir(dmpq)(acac)又はIr(ppy)であってもよい。
電子輸送層340は、単層構造であってもよく、多層構造であってもよく、1種又は複数種の電子輸送材料を含んでいてもよく、電子輸送材料は、ET-1、ET-2、TPBi、LiQ、ベンズイミダゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、キノキサリニル誘導体又は他の電子輸送材料から選択されてもよいが、これらに限定されない。
任意選択的に、有機発光層と電子輸送層との間にさらに正孔遮断層(HBL)が設けられてもよい。正孔遮断層の材料として、従来技術を参照して選択すればよく、本出願は、限定されず、例えば、HB-1であってもよい。
本出願では、陰極200は、機能層への電子注入材料に寄与する仕事関数の小さい材料である以下の陰極材料を含んでもよい。陰極材料の具体例は、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタン、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、錫、鉛などの金属又はそれらの合金;又は、LiF/Al、Liq/Al、LiO/Al、LiF/Ca、LiF/Al、BaF/Caなどの多層材料を含むが、これらに限定されない。マグネシウムと銀とを含む金属電極を、陰極として含むことが好ましい。
選択的に、図1に示すように、第1の正孔輸送層321への正孔注入能力を高めるために、陽極100と第1の正孔輸送層321との間に、正孔注入層310を設けてもよい。正孔注入層310は、ベンジジン誘導体、スターバースト状アリールアミン系化合物、フタロシアニン誘導体又は他の材料を選択することができ、本出願ではこれについて特に限定をしない。例えば、正孔注入層310は、HAT-CN又はF4-TCNQからなってもよい。
選択的に、図1に示すように、電子輸送層340への電子注入能力を高めるために、陰極200と電子輸送層340との間に、電子注入層350を設けてもよい。電子注入層350は、アルカリ金属硫化物、アルカリ金属ハロゲン化物などの無機材料を含んでいてもよいし、アルカリ金属と有機物との錯体を含んでいてもよい。例えば、電子注入層350は、Ybを含んでもよい。
別の実施形態によれば、電子素子は、光電変換デバイスであってもよい。図3に示すように、この光電変換デバイスは、対向して設けられた陽極100と陰極200と、陽極100と陰極200との間に設けられた機能層300とを含んでもよく、機能層300は、本出願による有機エレクトロルミネッセンス材料を含む。
1つの具体的な実施形態によれば、図3に示すように、光電変換デバイスは、順に積層されて設置された、陽極100、正孔輸送層320、光電変換層360、電子輸送層340及び陰極200を含んでもよい。
選択的に、光電変換デバイスは、太陽電池であってもよく、特に、有機薄膜太陽電池であってもよい。例を挙げると、本出願の一実施形態では、太陽電池は、順に積層されて設置された、陽極、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層及び陰極を含んでもよく、前記正孔輸送層は、本出願の有機エレクトロルミネッセンス材料を含む。
本出願の第3の側面によれば、本出願の第2の側面による電子素子を含む電子装置が提供される。
一実施形態によれば、図2に示すように、前記電子装置は、第1の電子装置400であり、上記有機エレクトロルミネッセンスデバイスを含む。第1の電子装置400は、例えば表示装置、照明装置、光通信装置又は他のタイプの電子装置であってもよく、例えば、コンピュータ画面、携帯電話画面、テレビ、電子ペーパー、非常照明灯、光モジュールなどを含んでもよいが、それらに限られない。
別の実施形態によれば、図4に示すように、前記電子装置は、第2の電子装置500であり、上記光電変換デバイスを含む。第2の電子装置500は、例えば太陽光発電機器、光検出器、指紋識別デバイス、光モジュール、CCDカメラ又は他のタイプの電子装置であってもよい。
以下、合成実施例を結び付けながら本出願の有機エレクトロルミネッセンス材料の合成方法について具体的に説明するが、本公開は、これに限定されない。
本出願で言及されていない合成方法の化合物は、いずれも商業的に入手される原料製品である。
合成実施例
1、中間体の合成
(1)中間体IM a-1の合成:
Figure 2023531932000062
メカニカルスターラー、温度計、球形コンデンサーチューブを装備した3つ口フラスコに窒素ガス(0.100L/min)を導入して15min置換し、順に1-ブロモ-2-クロロ-3-クロロベンゼン(80.0g、252mmol)、フェニルボロン酸(31.04g、254.52mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(6.9g、1.3mmol)、炭酸カリウム(86.97g、630.22mmol)、テトラブチルアンモニウムブロミド(8.1g、25.2mmol)を加え、トルエン(800mL)と、エタノール(150mL)と、水(150mL)との混合溶媒を加えた。メカニカルスターラーを起動し、78~80℃まで昇温して72h反応させ、反応が終了した後、室温に冷却させた。反応液を水洗した後、有機相を分離させ、無水硫酸マグネシウムを用いて有機相を乾燥させ、ろ過後、ろ液を減圧して蒸留して溶媒を除去し、ジクロロメタン/n-ヘプタン系を用いて粗体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、白色固体のIM a-1(37.78g、収率56%)を得た。
IM a-1の方法を参照して表1に示されたIM x-1wpを合成し、相違点は、フェニルボロン酸の代わりに原料1を用い、用いられる主要原料、合成される中間体及びその収率を表1に示すことであった。
Figure 2023531932000063
Figure 2023531932000064
(2)中間体IM a-2の合成
Figure 2023531932000065
メカニカルスターラー、温度計、定圧滴下漏斗を装備した3つ口フラスコに窒素ガス(0.100L/min)を導入して15min置換し、順にIM a-1(20.0g、74.75mmol)、ジベンゾフラン-3-ホウ酸(15.85g、74.75mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0.44g、0.37mmol)、炭酸カリウム(25.79g、186.9mmol)、テトラブチルアンモニウムブロミド(2.4g、7.5mmol)を加え、トルエン(200mL)と、エタノール(40mL)と、水(40mL)との混合溶媒を加えた。メカニカルスターラーを起動し、78~80℃まで昇温して63h反応させ、反応が終了した後、室温に冷却させた。反応液を水洗した後、有機相を分離し、無水硫酸マグネシウムを用いて有機相を乾燥させ、ろ過後、ろ液を減圧して蒸留して溶媒を除去し、ジクロロメタン/n-ヘプタン系を用いて粗体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、白色固体のIM a-2(15.91g、収率60%)を得た。
IM a-2の方法を参照して表2に示された中間体を合成し、相違点は、IM a-1の代わりに表1におけるIM x-1を用い、ジベンゾフラン-3-ホウ酸の代わりに原料2を用い、用いられる主要原料、合成される中間体及びその収率を表2に示すことであった。
Figure 2023531932000066
Figure 2023531932000067
Figure 2023531932000068
Figure 2023531932000069
Figure 2023531932000070
2、化合物の合成
(1)中間体IM 1-1の合成
Figure 2023531932000071
メカニカルスターラー、温度計、球形コンデンサーチューブを装備した3つ口フラスコに窒素ガス(0.200L/min)を導入して15min置換し、順にIM m-2(15g、39.37mmol)、4-アミノビフェニル(6.66g、39.37mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0.18g、0.2mmol)、2-ジシクロへキシルホスフィン-2’,4’,6’-トリイソプロピルビフェニル0.2g、0.4mmol)、ナトリウムtert-ブトキシド(5.64g、58.76mmol)及びトルエン(110mL)を加え、105~110℃下で、4h還流して反応させ、反応終了後、室温に冷却させた。有機相を水洗した後、無水硫酸マグネシウムを加えて有機相を乾燥させ、ろ過後、ろ液を減圧して蒸留して溶媒を除去し、ジクロロメタン/n-ヘプタン系を用いて粗体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、白色固体のIM 1-1(15.17g、収率75%)を得た。
(2)化合物1の合成
Figure 2023531932000072
メカニカルスターラー、温度計、球形コンデンサーチューブを装備した3つ口フラスコに窒素ガス(0.100L/min)を導入して15min置換し、順にIM 1-1(10g、19.47mmol)、4-ブロモビフェニル(4.54g、19.47mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0.36g、0.39mmol)、2-ジシクロへキシルホスフィン-2’,4’,6’-トリイソプロピルビフェニル(0.32g、0.78mmol)、ナトリウムtert-ブトキシド(4.11g、42.83mmol)及びトルエン(100mL)を加え、105~110℃下で、30h還流して反応させ、反応終了後、室温に冷却させた。有機相を水洗した後、分液し、無水硫酸マグネシウムを加えて有機相を乾燥させ、ろ過後、ろ液を減圧して蒸留して溶媒を除去し、ジクロロメタン/n-ヘプタン系を用いて粗体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、白色固体の化合物1(4.54g、収率35%)を得た。マススペクトル(m/z)は、=666.3[M+H]であった。
化合物1の方法を参照して表3に示された化合物を合成し、相違点は、IM m-2の代わりに原料3を用い、4-アミノビフェニルの代わりに原料4を用い、4-ブロモビフェニルの代わりに原料5を用いた。ここで、用いられる主要原料、合成される化合物及びその最終ステップの収率及びマススペクトルを表3に示すことであった。
Figure 2023531932000073
Figure 2023531932000074
Figure 2023531932000075
Figure 2023531932000076
Figure 2023531932000077
Figure 2023531932000078
Figure 2023531932000079
Figure 2023531932000080
Figure 2023531932000081
Figure 2023531932000082
Figure 2023531932000083
Figure 2023531932000084
Figure 2023531932000085
化合物259の核磁気(NMR)
H-NMR(CDCl, 400MHz): 7.82(d, 1H), 7.67(d, 2H), 7.59-7.07(m, 22H), 7.07-6.71(m, 7H), 6.71-6.58(m, 4H), 6.57-5.6.01(m, 3H)。
化合物17の核磁気(NMR)
H-NMR(CDCl, 400MHz): 7.83(d, 1H), 7.78-7.41(m, 10H), 7.41-7.16(m, 9H), 7.15-6.77(m, 9H), 1.35-1.15(m, 12H)。
有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造及び評価
実施例1
赤色有機エレクトロルミネッセンスデバイス
以下の過程によって陽極を製造した。厚さが1300オングストロームのITO基板を40mm(長さ)×40mm(幅)×0.7mm(厚さ)のサイズにカットし、フォトリソグラフィー工程を用い、陰極、陽極及び絶縁層パターンを有する実験基板に製造し、紫外線、オゾン及びO:Nプラズマを用いて表面処理を行って、陽極(実験基板)の仕事関数を増加させ、有機溶媒を用いて基板表面を洗浄して、基板表面の不純物及び油汚れを除去した。
実験基板(陽極)にHAT-CNを真空蒸着して厚さが100オングストロームの正孔注入層(HIL)を形成し、そして正孔注入層にNPBを真空蒸着して、厚さが1050オングストロームの第1の正孔輸送層を形成した。
第1の正孔輸送層に化合物1を真空蒸着して、厚さが810オングストロームの第2の正孔輸送層を形成した。
第2の正孔輸送層に、化合物RH-1:Ir(dmpq)(acac)を95%:5%の重量比で共に蒸着し、厚さが320オングストロームの赤色発光層(EML)を形成した。
赤色発光層に化合物HB-1を真空蒸着して、厚さが50オングストロームの正孔遮断層を形成した。そして正孔遮断層に、化合物ET-1とLiQを1:1の重量比で混合して蒸着して300オングストローム厚さの電子輸送層(ETL)を形成し、Ybを電子輸送層に蒸着して厚さが15オングストロームの電子注入層(EIL)を形成し、そしてマグネシウム(Mg)と銀(Ag)を1:9の蒸着速度で混合し、電子注入層に真空蒸着し、厚さが130オングストロームの陰極を形成した。
なお、上記陰極に厚さが680オングストロームのCP-1を真空蒸着し、有機キャップ層(CPL)を形成することで、有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製作を完了する。
実施例2~52
第2の正孔輸送層を形成する時、実施例1で用いられた化合物1の代わりに表5における化合物をそれぞれ用いる以外、実施例1と同様な方法を用いて有機エレクトロルミネッセンスデバイスを製造した。
比較例1~3
第2の正孔輸送層を形成する時、実施例1で用いられた化合物1の代わりに化合物A、化合物B、化合物Cをそれぞれ用いる以外、実施例1と同様な方法を用いて有機エレクトロルミネッセンスデバイスを製造した。
実施例と比較例では、採用される主要材料の構造式は、表4に示した。
Figure 2023531932000086
実施例1~52と比較例1~3で製造された赤色有機エレクトロルミネッセンスデバイスに対して性能テストを行い、具体的に10mA/cmの条件でデバイスのIVL性能をテストし、T95デバイス寿命を20mA/cmの条件でテストし、テスト結果は、表5に示した。
Figure 2023531932000087
Figure 2023531932000088
Figure 2023531932000089
表5を参照すれば、実施例1~52では、本発明に記載の化合物を第2の正孔輸送層材料とし、製造された赤色有機エレクトロルミネッセンスデバイスが高効率と長寿命の特徴を有することが分かった。具体的に、実施例1~52を比較例1~3と比較すると、発光効率が少なくとも13.7%高まり、外部量子効率が少なくとも12.2%高まり、寿命が少なくとも12.3%伸びた。
応用例1:
緑色有機エレクトロルミネッセンスデバイス
以下の過程によって陽極を製造した。厚さが1200オングストロームのITO基板を40mm(長さ)×40mm(幅)×0.7mm(厚さ)のサイズにカットし、フォトリソグラフィー工程を用い、陰極、陽極及び絶縁層パターンを有する実験基板に製造し、紫外線、オゾン及びO:Nプラズマを用いて表面処理を行って、陽極(実験基板)の仕事関数を向上させ、有機溶媒を用いて基板表面を洗浄して、基板表面の不純物及び油汚れを除去した。
実験基板(陽極)にHAT-CNを真空蒸着して厚さが100オングストロームの正孔注入層(HIL)を形成し、そして正孔注入層にNPBを真空蒸着して、厚さが1000オングストロームの第1の正孔輸送層を形成した。
第1の正孔輸送層に化合物251を真空蒸着して、厚さが360オングストロームの第2の正孔輸送層を形成した。
第2の正孔輸送層に、化合物GH-1:Ir(ppy)を95%:5%の重量比で共に蒸着し、厚さが400オングストロームの緑光発光層(EML)を形成した。
発光層で化合物ET-2とLiQを1:1の重量比で混合して蒸着して320オングストローム厚さの電子輸送層(ETL)を形成し、Ybを電子輸送層に蒸着して厚さが15オングストロームの電子注入層(EIL)を形成し、そしてマグネシウム(Mg)と銀(Ag)を1:9の蒸着速度で混合し、電子注入層に真空蒸着し、厚さが130オングストロームの陰極を形成した。
なお、上記陰極に厚さが600オングストロームのCP-1を真空蒸着して、有機キャップ層(CPL)を形成することで、有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製作を完了した。
応用例2~17
第2の正孔輸送層を形成する時、応用例1で用いられた化合物251の代わりに表7における化合物をそれぞれ用い、応用例1と同様な方法を用いて有機エレクトロルミネッセンスデバイスを製造した。
比較例4~7
第2の正孔輸送層を形成する時、応用例1で用いられた化合物251の代わりに、化合物A、化合物B、化合物D、化合物Eをそれぞれ用いる以外、応用例1と同様な方法を用いて有機エレクトロルミネッセンスデバイスを製造した。
応用例と比較例では、採用された各材料の構造式は、表6に示した。
Figure 2023531932000090
応用例1~17と比較例4~7で製造された緑色有機エレクトロルミネッセンスデバイスに対して性能テストを行い、具体的に10mA/cmの条件でデバイスの性能をテストし、テスト結果を表7に示した。
Figure 2023531932000091
表7を参照すれば、応用例1~17では、本発明に記載の化合物を第2の正孔輸送層材料として製造された緑色有機エレクトロルミネッセンスデバイスが高効率と長寿命の特徴を有することが分かった。具体的に、応用例1~17を比較例4~7と比較すると、発光効率が少なくとも12.5%高まり、外部量子効率が少なくとも17.6%高まり、寿命が少なくとも11.7%伸びた。
当業者は、上記の実施形態が本発明を実現するための特定の例であることを理解することができ、実際の用途では、本発明の構想及び範囲から逸脱することなく、形態及び細部について様々な変更を行うことができる。
100、陽極;200、陰極;300、機能層;310、正孔注入層;321、第1の正孔輸送層;322、第2の正孔輸送層;330、有機発光層;320、正孔輸送層;340、電子輸送層;350、電子注入層;360、光電変換層;400、第1の電子装置;500、第2の電子装置
化合物259の核磁気(NMR)
H-NMR(CDCl, 400MHz): 7.82(d, 1H), 7.67(d, 2H), 7.59-7.07(m, 22H), 7.07-6.71(m, 7H), 6.71-6.58(m, 4H), 6.57-6.51(m, 3H)。
Figure 2023531932000130

Claims (18)

  1. 式Iで示される構造を有する、有機エレクトロルミネッセンス材料。
    Figure 2023531932000092
    (式中、ArとArは、同じであるか又は異なり、それぞれ、炭素数6~40の置換又は非置換のアリール、炭素数3~30の置換又は非置換のヘテロアリールから独立して選ばれ、
    とLは、同じであるか又は異なり、それぞれ、単結合、炭素数6~30の置換又は非置換のアリーレン、炭素数6~30の置換又は非置換のヘテロアリーレンから独立して選ばれ、
    ArとArは、同じであるか又は異なり、それぞれ、炭素数6~30の置換又は非置換のアリール、炭素数3~30の置換又は非置換のヘテロアリールから独立して選ばれ、Ar及びArのうちの少なくとも1つは、
    Figure 2023531932000093
    から選ばれ、式中、Xは、C(R)、O、Sから選ばれ、
    とRは、同じであるか又は異なり、それぞれ、炭素数1~5のアルキル、炭素数6~12のアリール、炭素数3~12のヘテロアリールから独立して選ばれ、又は、RとRは、飽和又は不飽和の5~13員環を形成し、
    とRは、同じであるか又は異なり、それぞれ、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数1~5のアルキル、炭素数3~12のトリアルキルシリル、炭素数6~12のアリール、炭素数3~12のヘテロアリールから独立して選ばれ、
    、Rは、Rで示され、nとnは、nで示されると、nは、Rの数を示し、iは、変数であり、1と2を示し、iが1と2の場合、nは、0、1、2、3又は4から選ばれ、nが1よりも大きい場合、いずれか2つのRは、同じであるか又は異なり、任意選択的に、いずれか2つの隣接するRが互いに連結されて、不飽和の6~10員環を形成し、
    Ar、Ar、L、L、Ar及びArにおける置換基は、同じであるか又は異なり、それぞれ、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数3~12のトリアルキルシリル、トリフェニルシリル、炭素数1~10のアルキル、炭素数6~20のアリール、炭素数3~20のヘテロアリール、炭素数3~10のシクロアルキルから独立して選ばれ、任意選択的に、ArとArにおけるいずれか2つの隣接する置換基は、置換又は非置換の3~15員環を形成し、前記3~15員環における置換基は、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数3~6のトリアルキルシリル、トリフェニルシリル、炭素数1~5のアルキルから独立して選ばれる。)
  2. ArとArは、それぞれ炭素数6~33の置換又は非置換のアリール、炭素数5~18の置換又は非置換のヘテロアリールから独立して選ばれ、
    好ましくは、ArとArにおける置換基は、それぞれ重水素、フッ素、シアノ、トリメチルシリル、トリフェニルシリル、炭素数1~5のアルキル、炭素数6~12のアリール、炭素数5~12のヘテロアリール、炭素数5~10のシクロアルキルから独立して選ばれ、任意選択的に、ArとArにおけるいずれか2つの隣接する置換基は、置換又は非置換の5~13員環を形成し、前記5~13員環における置換基は、それぞれ重水素、フッ素、シアノ、トリメチルシリル、トリフェニルシリル、メチル、エチル、イソプロピル、t-ブチルから独立して選ばれる、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス材料。
  3. ArとArは、それぞれ置換又は非置換のフェニル、置換又は非置換のナフチル、置換又は非置換のビフェニル、置換又は非置換のフルオレン、置換又は非置換のジベンゾフラニル、置換又は非置換のジベンゾチエニル、置換又は非置換のカルバゾリル、置換又は非置換のフェナントリル、置換又は非置換のトリフェニレン、置換又は非置換のピレニル、置換又は非置換のアントラニルから独立して選ばれ、
    好ましくは、ArとArにおける置換基は、それぞれ重水素、フッ素、シアノ、トリメチルシリル、トリフェニルシリル、メチル、エチル、イソプロピル、t-ブチル、シクロペンチル、シクロへキシル、アダマンチル、ピリジン、フェニル、ナフチル、ビフェニルから独立して選ばれ、任意選択的に、ArとArにおけるいずれか2つの隣接する置換基は、アダマンタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、フルオレン環又はt-ブチルによって置換されたフルオレン環を形成する、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス材料。
  4. ArとArは、それぞれ置換又は非置換の基Wから独立して選ばれ、非置換の基Wは、以下の基から選ばれる、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス材料。
    Figure 2023531932000094
    (式中、置換の基Wには、1つ又は2つ以上の置換基があり、前記置換基は、それぞれ重水素、フッ素、シアノ、トリメチルシリル、トリフェニルシリル、メチル、エチル、イソプロピル、t-ブチル、シクロペンチル、シクロへキシル、アダマンチル、ピリジン、フェニル、ナフチル、ビフェニルから独立して選ばれ、置換基の数が1よりも大きい場合、各置換基は、同じであるか又は異なる。)
  5. ArとArは、それぞれ以下の基から独立して選ばれる、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス材料。
    Figure 2023531932000095
  6. とLは、それぞれ単結合、炭素数6~20の置換又は非置換のアリーレンから独立して選ばれ、
    好ましくは、LとLにおける置換基は、それぞれ重水素、フッ素、シアノ、炭素数1~5のアルキル、炭素数6~12のアリール、トリメチルシリルから独立して選ばれる、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス材料。
  7. とLは、それぞれ単結合、炭素数6~12の置換又は非置換のアリーレンから独立して選ばれ、
    好ましくは、LとLにおける置換基は、それぞれ重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、イソプロピル、t-ブチル、フェニル、トリメチルシリルから独立して選ばれる、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス材料。
  8. とLは、それぞれ単結合、置換又は非置換のフェニレン、置換又は非置換のナフチレン、置換又は非置換のビフェニレンから独立して選ばれ、
    好ましくは、LとLにおける置換基は、それぞれ重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、イソプロピル、t-ブチル、フェニル、トリメチルシリルから独立して選ばれる、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス材料。
  9. とLは、それぞれ単結合又は以下の基から独立して選ばれる、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス材料。
    Figure 2023531932000096
  10. ArとArは、それぞれ炭素数6~20の置換又は非置換のアリール、炭素数12~16の置換又は非置換のヘテロアリールから独立して選ばれ、Ar及びArのうちの少なくとも1つは、
    Figure 2023531932000097
    から選ばれ、
    好ましくは、Ar及びArにおける置換基は、それぞれ重水素、フッ素、シアノ、トリメチルシリル、トリフェニルシリル、炭素数1~5のアルキル、炭素数6~12のアリール、炭素数3~12のヘテロアリールから独立して選ばれる、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス材料。
  11. ArとArは、それぞれ置換又は非置換の基Qから独立して選ばれ、非置換の基Qは、以下の基から選ばれる、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス材料。
    Figure 2023531932000098
    (式中、置換の基Qには、1つ又は2つ以上の置換基があり、前記置換基は、それぞれ重水素、フッ素、シアノ、トリメチルシリル、トリフェニルシリル、メチル、エチル、イソプロピル、t-ブチル、フェニル、ナフチル、ビフェニルから独立して選ばれ、置換基の数が1よりも大きい場合、各置換基は、同じであるか又は異なる。)
  12. ArとArは、それぞれ以下の基から独立して選ばれる、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス材料。
    Figure 2023531932000099
  13. とRは、それぞれメチル、エチル、イソプロピル、t-ブチル、フェニル、ナフチル、ビフェニル、ピリジン、ピリミジン、キノリル、イソキノリル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチエニル、カルバゾリルから独立して選ばれ、又は、RとRは、シクロペンタン、シクロヘキサン、フルオレン環を形成する、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス材料。
  14. とRは、それぞれ重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、イソプロピル、t-ブチル、トリメチルシリル、フェニル、ナフチル、ビフェニル、ピリジン、ピリミジン、キノリル、イソキノリル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチエニル、カルバゾリルから独立して選ばれる、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス材料。
  15. 前記有機エレクトロルミネッセンス材料は、以下の化合物からなる群から選ばれる、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス材料。
    Figure 2023531932000100
    Figure 2023531932000101
    Figure 2023531932000102
    Figure 2023531932000103
    Figure 2023531932000104
    Figure 2023531932000105
    Figure 2023531932000106
    Figure 2023531932000107
    Figure 2023531932000108
    Figure 2023531932000109
    Figure 2023531932000110
    Figure 2023531932000111
    Figure 2023531932000112
    Figure 2023531932000113
    Figure 2023531932000114
    Figure 2023531932000115
    Figure 2023531932000116
    Figure 2023531932000117
    Figure 2023531932000118
    Figure 2023531932000119
    Figure 2023531932000120
    Figure 2023531932000121
    Figure 2023531932000122
    Figure 2023531932000123
    Figure 2023531932000124
  16. 電子素子であって、対向して設けられた陽極と陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられた機能層とを含み、
    前記機能層は、請求項1~15いずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス材料を含む、電子素子。
  17. 前記機能層は、正孔輸送層を含み、前記正孔輸送層は、前記有機エレクトロルミネッセンス材料を含み、
    好ましくは、前記電子素子は、有機エレクトロルミネッセンスデバイス又は光電変換デバイスであり、
    さらに好ましくは、前記電子素子は、有機エレクトロルミネッセンスデバイスであり、前記正孔輸送層は、第1の正孔輸送層と第2の正孔輸送層を含み、前記第1の正孔輸送層は、前記第2の正孔輸送層よりも前記陽極に近く、前記第2の正孔輸送層は、前記有機エレクトロルミネッセンス材料を含む、請求項16に記載の電子素子。
  18. 請求項16又は17に記載の電子素子を含む、電子装置。
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