JP2023534166A - 有機発光素子 - Google Patents

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ホワン、スンヒュン
フーン リー、ドン
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Abstract

本発明は、駆動電圧、効率および寿命が改善された有機発光素子を提供する。

Description

[関連出願の相互参照]
本出願は、2020年7月15日付の韓国特許出願第10-2020-0087740号および2021年7月15日付の韓国特許出願第10-2021-0092665号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明は、駆動電圧、効率および寿命が改善された有機発光素子に関する。
一般的に、有機発光現象とは、有機物質を利用して電気エネルギーを光エネルギーに転換させる現象をいう。有機発光現象を利用する有機発光素子は、広い視野角、優れたコントラスト、速い応答時間を有し、輝度、駆動電圧および応答速度特性に優れて多くの研究が進められている。
有機発光素子は、一般的に正極と負極および前記正極と負極との間に有機物層を含む構造を有する。前記有機物層は、有機発光素子の効率と安全性を高めるために、それぞれ異なる物質から構成された多層の構造からなる場合が多く、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などからなる。このような有機発光素子の構造において、2つの電極の間に電圧をかけると、正極からは正孔が、負極からは電子が有機物層に注入され、注入された正孔と電子が接した時、エキシトン(exciton)が形成され、このエキシトンが再び基底状態に落ちる時、光が出るようになる。
このような有機発光素子において駆動電圧、効率および寿命が改善された有機発光素子の開発が要求され続けている。
韓国公開特許第10-2000-0051826号
本発明は、駆動電圧、効率および寿命が改善された有機発光素子を提供する。
本発明は、以下の有機発光素子を提供する:
正極と、
負極と、
前記正極と負極との間の発光層と、
前記正極と発光層との間の電子抑制層と、
前記電子抑制層と正極との間に正孔輸送層と、を含む、有機発光素子において、
前記発光層は、下記化学式1で表される化合物、下記化学式2で表される化合物、および下記化学式3で表される化合物を含む、有機発光素子:
[化学式1]
Figure 2023534166000002
前記化学式1中、
は、OまたはSであり、
はそれぞれ独立して、CHまたはNであり、但し、Xのうちの少なくとも1つはNであり、
は直接結合、置換または非置換の炭素数6~60のアリーレン、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~60のヘテロアリーレンであり、
ArおよびArはそれぞれ独立して、置換または非置換の炭素数6~60のアリール、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~60のヘテロアリールであり、
は水素、重水素、置換または非置換の炭素数6~60のアルキル、置換または非置換の炭素数6~60のアリール、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~60のヘテロアリールであり、
aは1~7の整数であり、
[化学式2]
Figure 2023534166000003
前記化学式2中、
ArおよびArはそれぞれ独立して、置換または非置換の炭素数6~60のアリール、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~60のヘテロアリールであり、
およびRはそれぞれ独立して、水素、重水素、置換または非置換の炭素数6~60のアリール、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~60のヘテロアリールであり、
bおよびcはそれぞれ独立して、1~7の整数であり、
[化学式3]
Figure 2023534166000004
前記化学式3中、
Bは、隣接した2つの5員環に縮合したベンゼン環であり、
はそれぞれ独立して、CHまたはNであり、但し、Xのうちの少なくとも1つはNであり、
は直接結合、置換または非置換の炭素数6~60のアリーレン、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~60のヘテロアリーレンであり、
ArおよびArはそれぞれ独立して、置換または非置換の炭素数6~60のアリール、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~60のヘテロアリールであり、
Cは、下記化学式4-1または4-2であり、
[化学式4-1]
Figure 2023534166000005
[化学式4-2]
Figure 2023534166000006
前記化学式4-1および4-2中、
点線は、前記Bに縮合する結合であり、
はCRR'、O、S、またはN(Ar)であり、
ここで、RおよびR'はそれぞれ独立して、置換または非置換の炭素数6~60のアルキル、または置換または非置換の炭素数6~60のアリールであり、
Arは置換または非置換の炭素数6~60のアリール、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~60のヘテロアリールであり、
は水素、重水素、置換または非置換の炭素数6~60のアリール、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~60のヘテロアリールであり、
dは、1~10の整数である。
上述した有機発光素子は、駆動電圧、効率および寿命に優れている。
基板1、正極2、電子抑制層3、発光層4、および負極5からなる有機発光素子の例を示す図である。 基板1、正極2、正孔輸送層6、電子抑制層3、発光層4、電子輸送層7および負極5からなる有機発光素子の例を示す図である。
以下、本発明の理解を助けるためにより詳しく説明する。
本明細書において、
Figure 2023534166000007
または
Figure 2023534166000008
は、他の置換基に連結される結合を意味する。
本明細書において、「置換または非置換の」という用語は、重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボニル基;エステル基;イミド基;アミノ基;ホスフィンオキシド基;アルコキシ基;アリールオキシ基;アルキルチオキシ基;アリールチオキシ基;アルキルスルホキシ基;アリールスルホキシ基;シリル基;ホウ素基;アルキル基;シクロアルキル基;アルケニル基;アリール基;アラルキル基;アラルケニル基;アルキルアリール基;アルキルアミン基;アラルキルアミン基;ヘテロアリールアミン基;アリールアミン基;アリールホスフィン基;またはN、OおよびS原子のうちの1個以上を含むヘテロ環基からなる群より選択される1個以上の置換基で置換または非置換されるか、前記例示された置換基のうちの2以上の置換基が連結された置換または非置換されることを意味する。例えば、「2以上の置換基が連結された置換基」は、ビフェニル基であってもよい。すなわち、ビフェニル基は、アリール基であってもよく、2個のフェニル基が連結された置換基と解釈されてもよい。
本明細書において、カルボニル基の炭素数は特に限定されないが、炭素数1~40であることが好ましい。具体的には、下記のような構造の化合物であってもよいが、これらに限定されるものではない。
Figure 2023534166000009
本明細書において、エステル基は、エステル基の酸素が炭素数1~25の直鎖、分枝鎖もしくは環鎖アルキル基、または炭素数6~25のアリール基で置換されていてもよい。具体的には、下記構造式の化合物であってもよいが、これらに限定されるものではない。
Figure 2023534166000010
本明細書において、イミド基の炭素数は特に限定されないが、炭素数1~25であることが好ましい。具体的には、下記のような構造の化合物であってもよいが、これらに限定されるものではない。
Figure 2023534166000011
本明細書において、シリル基は、具体的には、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、ジフェニルシリル基、フェニルシリル基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、ホウ素基は、具体的には、トリメチルホウ素基、トリエチルホウ素基、t-ブチルジメチルホウ素基、トリフェニルホウ素基、フェニルホウ素基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、ハロゲン基の例としては、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素がある。
本明細書において、前記アルキル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、1~40であることが好ましい。一実施形態によれば、前記アルキル基の炭素数は1~20である。また一つの実施形態によれば、前記アルキル基の炭素数は1~10である。また一つの実施形態によれば、前記アルキル基の炭素数は1~6である。アルキル基の具体的な例としては、メチル、エチル、プロピル、n-プロピル、イソプロピル、ブチル、n-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、sec-ブチル、1-メチル-ブチル、1-エチル-ブチル、ペンチル、n-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert-ペンチル、ヘキシル、n-ヘキシル、1-メチルペンチル、2-メチルペンチル、4-メチル-2-ペンチル、3,3-ジメチルブチル、2-エチルブチル、ヘプチル、n-ヘプチル、1-メチルヘキシル、シクロペンチルメチル、シクロヘキシルメチル、オクチル、n-オクチル、tert-オクチル、1-メチルヘプチル、2-エチルヘキシル、2-プロピルペンチル、n-ノニル、2,2-ジメチルヘプチル、1-エチル-プロピル、1,1-ジメチル-プロピル、イソヘキシル、2-メチルペンチル、4-メチルヘキシル、5-メチルヘキシルなどがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、前記アルケニル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、2~40であることが好ましい。一実施形態によれば、前記アルケニル基の炭素数は2~20である。また一つの実施形態によれば、前記アルケニル基の炭素数は2~10である。また一つの実施形態によれば、前記アルケニル基の炭素数は2~6である。具体的な例としては、ビニル、1-プロペニル、イソプロペニル、1-ブテニル、2-ブテニル、3-ブテニル、1-ペンテニル、2-ペンテニル、3-ペンテニル、3-メチル-1-ブテニル、1,3-ブタジエニル、アリル、1-フェニルビニル-1-イル、2-フェニルビニル-1-イル、2,2-ジフェニルビニル-1-イル、2-フェニル-2-(ナフチル-1-イル)ビニル-1-イル、2,2-ビス(ジフェニル-1-イル)ビニル-1-イル、スチルベニル基、スチレニル基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、シクロアルキル基は特に限定されないが、炭素数3~60であることが好ましく、一実施形態によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は3~30である。また一つの実施形態によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は3~20である。また一つの実施形態によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は3~6である。具体的には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、3-メチルシクロペンチル、2,3-ジメチルシクロペンチル、シクロヘキシル、3-メチルシクロヘキシル、4-メチルシクロヘキシル、2,3-ジメチルシクロヘキシル、3,4,5-トリメチルシクロヘキシル、4-tert-ブチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルなどがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、アリール基は特に限定されないが、炭素数6~60であることが好ましく、単環式アリール基または多環式アリール基であってもよい。一実施形態によれば、前記アリール基の炭素数は6~30である。一実施形態によれば、前記アリール基の炭素数は6~20である。前記単環式アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基などであってもよいが、これらに限定されるものではない。前記多環式アリール基としては、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基、フルオレニル基などであってもよいが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、フルオレニル基は置換されていてもよく、置換基2個が互いに結合してスピロ構造を形成してもよい。前記フルオレニル基が置換される場合、
Figure 2023534166000012
などであってもよい。但し、これらに限定されるものではない。
本明細書において、ヘテロ環基は、異種元素としてO、N、SiおよびSのうちの1個以上を含むヘテロ環基であって、炭素数は特に限定されないが、炭素数2~60であることが好ましい。ヘテロ環基の例としては、チオフェン基、フラニル基、ピロール基、イミダゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、オキサジアゾール基、トリアゾル基、ピリジル基、ビピリジル基、ピリミジル基、トリアジニル基、トリアゾール基、アクリジニル基、ピリダジニル基、ピラジニル基、キノリニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、フタラジニル基、ピリドピリミジニル基、ピリドピラジニル基、ピラジノピラジニル基、イソキノリル基、インドール基、カルバゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾイミダゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾカルバゾール基、ベンゾチオフェン基、ジベンゾチオフェン基、ベンゾフラニル基、フェナントロリン基(phenanthroline)、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、フェノチアジニル基、およびジベンゾフラニル基などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
本明細書において、アラルキル基、アラルケニル基、アルキルアリール基、アリールアミン基中のアリール基は、上述したアリール基に関する説明が適用可能である。本明細書において、アラルキル基、アルキルアリール基、アルキルアミン基中のアルキル基は、上述したアルキル基に関する説明が適用可能である。本明細書において、ヘテロアリールアミン中のヘテロアリールは、上述したヘテロ環基に関する説明が適用可能である。本明細書において、アラルケニル基中のアルケニル基は、上述したアルケニル基に関する説明が適用可能である。本明細書において、アリーレンは、2価の基であることを除けば、上述したアリール基に関する説明が適用可能である。本明細書において、ヘテロアリーレンは、2価の基であることを除けば、上述したヘテロ環基に関する説明が適用可能である。本明細書において、炭化水素環は1価の基ではなく、2個の置換基が結合して形成したことを除けば、上述したアリール基またはシクロアルキル基に関する説明が適用可能である。本明細書において、ヘテロ環は1価の基ではなく、2個の置換基が結合して形成したことを除けば、上述したヘテロ環基に関する説明が適用可能である。
以下、各構成別に本発明を詳しく説明する。
正極および負極
本発明で使用される正極および負極は、有機発光素子において使用される電極を意味する。
前記正極物質としては、通常有機物層への正孔注入が円滑となるように仕事関数の大きい物質が好ましい。前記正極物質の具体的な例としては、バナジウム、クロム、銅、亜鉛、金などの金属またはこれらの合金;亜鉛酸化物、インジウム酸化物、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)などの金属酸化物;ZnO:AlまたはSNO:Sbなどの金属と酸化物との組み合わせ;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](PEDOT)、ポリピロールおよびポリアニリンなどの導電性高分子などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記負極物質としては、通常有機物層への電子注入が容易となるように仕事関数の小さい物質であることが好ましい。前記負極物質の具体的な例としては、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタニウム、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、スズおよび鉛などの金属、またはこれらの合金;LiF/AlまたはLiO/Alなどの多層構造物質などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
発光層
本発明で使用される発光層は、正極と負極から伝達された正孔と電子を結合させることにより可視光線領域の光を発し得る層を意味する。一般に、発光層は、ホスト材料およびドーパント材料を含む。
前記ホスト材料は、縮合芳香環誘導体またはヘテロ環含有化合物などをさらに含むことができる。本発明においては、前記ホスト材料として下記化学式1で表される化合物、下記化学式2で表される化合物、および下記化学式3で表される化合物を混合して使用する。
具体的には、ピリジン、ピリミジン、またはトリアジンがリンカーを介してジベンゾフランまたはジベンゾチオフェンと結合した化学式1;ビスカルバゾール系化学式2;および、インドロカルバゾール系化学式3を含むホスト材料は、発光層のGreen Hostとして適用可能である。
さらに、前記3種の化合物を発光層のホスト材料として適用した有機発光素子は、前記3種とは全く異なる3種の化合物を混合してホスト材料として使用する場合(ホスト3種適用)はもちろん、前記3種の化合物のうちのいずれか1つまたは2つの化合物を他の化合物に変更した場合(ホスト3種適用)、前記3種の化合物のうちのいずれか1つまたは2つの化合物のみを発光層のホスト材料として使用する場合(ホスト1種または2種適用)などに比べて、駆動電圧が改善され(低電圧)、高効率および長寿命の特性を発現することができる。
以下、前記3種の化合物を詳しく説明する。
前記化学式1は、下記化学式1-1~1-4のうちのいずれか1つであり得る:
[化学式1-1]
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[化学式1-2]
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[化学式1-3]
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[化学式1-4]
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前記化学式1-1~1-4中、Y、X、L、Ar、Ar、R、およびaの定義は上述した通りである。
は、OまたはSである。
はそれぞれ独立して、CHまたはNであり、但し、Xのうちの少なくとも1つはNである。例えば、Xのうちの2つがNであり、残りはCHであるか;Xが全てNであり得る。
前記Lは直接結合、置換または非置換の炭素数6~30のアリーレン、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~30のヘテロアリーレンであり得る。例えば、Lは直接結合であり得る。
ArおよびArはそれぞれ独立して、置換または非置換の炭素数6~30のアリール、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~30のヘテロアリールであり得る。例えば、ArおよびArはそれぞれ独立して、フェニル、ビフェニリル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、カルバゾール-9-イル、または(フェニル)カルバゾール-9-イルであり;前記ArおよびArはそれぞれ独立して、非置換であるか、少なくとも1つ以上の重水素で置換されたものであり得る。
は水素、重水素、置換または非置換の炭素数6~30のアルキル、置換または非置換の炭素数6~30のアリール、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~30のヘテロアリールであり得る。例えば、Rはフェニル、ビフェニリル、(フェニル)ビフェニリル、ターフェニリル、ナフチル、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、スピロビフルオレニル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、カルバゾール-9-イル、(フェニル)カルバゾール-9-イル、(ジフェニル)カルバゾール-9-イル、9-フェニル-9H-カルバゾリル、12-フェニル-11,12-ジヒドロインドロ[2,3-a]カルバゾール-11-イル、または1,1-ジメチル-1,3-ジヒドロインデノ[2,1-b]カルバゾール-3-イルであり;前記Rは非置換であるか、少なくとも1つ以上の重水素で置換されたものであり得る。
aは1~7の整数であり、例えば1である。
前記化学式1で表される化合物の代表的な例は以下の通りである:
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Figure 2023534166000311
Figure 2023534166000312
Figure 2023534166000313
また、本発明は、下記反応式1のような前記化学式1で表される化合物の製造方法を提供する。
[反応式1]
Figure 2023534166000314
前記反応式1中、X'を除いた残りの定義は先に定義した通りであり、X'はハロゲンであり、より好ましくは、フッ素、塩素、または臭素である。
前記反応は鈴木カップリング反応であって、パラジウム触媒と塩基の存在下で行うことが好ましく、鈴木カップリング反応のための反応基は当業界で公知のものによって変更可能である。前記製造方法は、後述する製造例でさらに具体化される。
また、前記化学式2は、下記化学式2-1であり得る。
[化学式2-1]
Figure 2023534166000315
前記化学式2-1中、Ar、Ar、R、R、bおよびcは請求項1で定義した通りである。
ArおよびArはそれぞれ独立して、置換または非置換の炭素数6~30のアリール、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~30のヘテロアリールであり得る。具体的には、ArおよびArはそれぞれ独立して、フェニル、ビフェニリル、ターフェニリル、ナフチル、ジメチルフルオレニル、ジベンゾフラニル、またはジベンゾチオフェニルであり得る。
およびRはそれぞれ独立して、水素、重水素、置換または非置換の炭素数6~30のアリール、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~30のヘテロアリールであり得る。具体的には、RおよびRはそれぞれ独立して、水素またはフェニルであり得る。例えば、RおよびRのうちのいずれか1つはフェニルであり、残りの1つは水素であるか、RおよびRが全て水素であり得る。
bおよびcはそれぞれ独立して、1~7の整数であり、例えば、それぞれ1である。
前記化学式2で表される化合物の代表的な例は以下の通りである:
Figure 2023534166000316
Figure 2023534166000317
Figure 2023534166000318
Figure 2023534166000319
Figure 2023534166000320
Figure 2023534166000321
Figure 2023534166000322
Figure 2023534166000323
Figure 2023534166000324
Figure 2023534166000325
Figure 2023534166000326
また、本発明は、下記反応式2のような前記化学式2で表される化合物の製造方法を提供する。
[反応式2]
Figure 2023534166000327
前記反応式2中、X'を除いた残りの定義は先に定義した通りであり、X'はハロゲンであり、より好ましくは、フッ素、塩素、または臭素である。
前記反応は鈴木カップリング反応であって、パラジウム触媒と塩基の存在下で行うことが好ましく、鈴木カップリング反応のための反応基は当業界で公知のものによって変更可能である。前記製造方法は、後述する製造例でさらに具体化される。
前記化学式3中、Bは隣接した2つの5員環に縮合したベンゼン環であり、Cは下記化学式4-1または4-2である:
[化学式4-1]
Figure 2023534166000328
[化学式4-2]
Figure 2023534166000329
前記化学式4-1および4-2中、点線は、前記Bと縮合したものである。
BおよびCの縮合形態に応じて、前記化学式3は、下記化学式3-1~3-6のうちのいずれか1つの構造であり得る:
[化学式3-1]
Figure 2023534166000330
[化学式3-2]
Figure 2023534166000331
[化学式3-3]
Figure 2023534166000332
[化学式3-4]
Figure 2023534166000333
[化学式3-5]
Figure 2023534166000334
[化学式3-6]
Figure 2023534166000335
前記化学式3-1~3-6中、X、L、Ar、Ar、R、Y、およびdの定義は上述した通りである。
~Xはそれぞれ独立して、CHまたはNであり、但し、X~Xのうちの少なくとも1つはNである。
は直接結合、置換または非置換の炭素数6~30のアリーレン、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~30のヘテロアリーレンであり得る。具体的には、Lは直接結合またはフェニレンであり;前記Lがフェニレンの場合、非置換であるか、1つ以上の重水素で置換されたものであり得る。
ArおよびArはそれぞれ独立して、置換または非置換の炭素数6~30のアリール、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~30のヘテロアリールであり得る。具体的には、ArおよびArはそれぞれ独立して、フェニル、ビフェニリル、(フェニル)ビフェニリル、トリフェニレニル、ジメチルフルオレニル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、カルバゾール-9-イル、または9-フェニル-9H-カルバゾリルであり;前記ArおよびArはそれぞれ独立して、非置換であるか、少なくとも1つ以上の重水素で置換されたものであり得る。
はC(CH、C(C、O、S、またはN(Ar)であり、ここで、Arは、置換または非置換の炭素数6~30のアリール、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~30のヘテロアリールであり得る。具体的には、Arはジベンゾフラニル、またはジベンゾチオフェニルであり;前記Arは非置換であるか、少なくとも1つ以上の重水素で置換されたものであり得る。
は水素、重水素、置換または非置換の炭素数6~30のアリール、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~30のヘテロアリールであり得る。具体的には、Rは水素または重水素であり得る。
dは1~10の整数である。
前記化学式3で表される化合物の代表的な例は以下の通りである:
Figure 2023534166000336
Figure 2023534166000337
Figure 2023534166000338
Figure 2023534166000339
Figure 2023534166000340
Figure 2023534166000341
Figure 2023534166000342
Figure 2023534166000343
Figure 2023534166000344
Figure 2023534166000345
Figure 2023534166000346
Figure 2023534166000347
Figure 2023534166000348
Figure 2023534166000349
Figure 2023534166000350
Figure 2023534166000351
Figure 2023534166000352
Figure 2023534166000353
Figure 2023534166000354
Figure 2023534166000355
Figure 2023534166000356
Figure 2023534166000357
Figure 2023534166000358
Figure 2023534166000359
Figure 2023534166000360
Figure 2023534166000361
Figure 2023534166000362
Figure 2023534166000363
Figure 2023534166000364
Figure 2023534166000365
Figure 2023534166000366
Figure 2023534166000367
Figure 2023534166000368
Figure 2023534166000369
Figure 2023534166000370
Figure 2023534166000371
Figure 2023534166000372
Figure 2023534166000373
Figure 2023534166000374
Figure 2023534166000375
Figure 2023534166000376
Figure 2023534166000377
Figure 2023534166000378
また、本発明は、下記反応式3のような前記化学式3で表される化合物の製造方法を提供する。
[反応式3]
Figure 2023534166000379
前記反応式3中、X'を除いた残りの定義は先に定義した通りであり、X'はハロゲンであり、より好ましくは、フッ素、塩素、または臭素である。
前記反応はアミン置換反応であって、パラジウム触媒と塩基の存在下で行うことが好ましく、アミン置換反応のための反応基は当業界で公知のものによって変更可能である。前記製造方法は、後述する製造例でさらに具体化される。
一方、前記ドーパント材料としては、有機発光素子に使用される物質であれば特に限定されない。一例として、芳香族アミン誘導体、スチリルアミン化合物、ホウ素錯体、フルオランテン化合物、金属錯体などがある。具体的には、芳香族アミン誘導体としては、置換または非置換のアリールアミノ基を有する縮合芳香族環誘導体であって、アリールアミノ基を有するピレン、アントラセン、クリセン、ペリフランテンなどがあり、スチリルアミン化合物としては、置換または非置換のアリールアミンに少なくとも1個のアリールビニル基が置換されている化合物で、アリール基、シリル基、アルキル基、シクロアルキル基、およびアリールアミノ基からなる群より1または2以上選択される置換基が置換または非置換される。具体的には、スチリルアミン、スチリルジアミン、スチリルトリアミン、スチリルテトラアミンなどがあるが、これらに限定されない。また、金属錯体としては、イリジウム錯体、白金錯体などがあるが、これらに限定されない。
正孔輸送層
本発明に係る有機発光素子は、前記電子抑制層と正極との間に正孔輸送層を含む。
前記正孔輸送層は、正孔注入層から正孔を受け取って発光層まで正孔を輸送する層で、正孔輸送物質としては、正極や正孔注入層から正孔輸送を受けて発光層に移し得る物質で、正孔に対する移動性の大きい物質が好適である。
前記正孔輸送物質としては、アリールアミン系の有機物、導電性高分子、および共役部分と非共役部分が共に存在するブロック共重合体などが用いられるが、これらにのみ限定されるものではない。
電子抑制層
本発明に係る有機発光素子は、前記正極と発光層との間に電子抑制層を含む。好ましくは、前記電子抑制層は、前記発光層の正極側に接して含まれる。
前記電子抑制層は、負極から注入された電子が発光層で再結合せず正極側に伝達されることを抑制して有機発光素子の効率を向上させる役割を果たす。
前記電子抑制層は電子阻止物質を含み、このような電子阻止物質の例としてアリールアミン系の有機物などを使用することができるが、これに限定されるものではない。
正孔注入層
本発明に係る有機発光素子は、必要に応じて前記正極と正孔輸送層との間に正孔注入層をさらに含む。
前記正孔注入層は電極から正孔を注入する層で、正孔注入物質としては、正孔を輸送する能力を有し、正極からの正孔注入効果、発光層または発光材料に対して優れた正孔注入効果を有し、発光層で生成された励起子の電子注入層または電子注入材料への移動を防止し、また、薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。また、正孔注入物質のHOMO(highest occupied molecular orbital)が正極物質の仕事関数と周辺有機物層のHOMOとの間であることが好ましい。
正孔注入物質の具体的な例としては、金属ポルフィリン(porphyrin)、オリゴチオフェン、アリールアミン系の有機物、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン系の有機物、キナクリドン(quinacridone)系の有機物、ペリレン(perylene)系の有機物、アントラキノンおよびポリアニリンとポリチオフェン系の導電性高分子などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
電子輸送層
本発明に係る有機発光素子は、前記発光層と負極との間に電子輸送層を含む。
前記電子輸送層は、負極または負極上に形成された電子注入層から電子を受け取って発光層まで電子を輸送し、また、発光層で正孔が伝達されることを抑制するする層で、電子輸送物質としては、負極から電子注入をよく受けて発光層に移し得る物質であって、電子に対する移動性の大きい物質が好適である。
前記電子輸送物質の具体的な例としては、8-ヒドロキシキノリンのAl錯体;Alqを含む錯体;有機ラジカル化合物;ヒドロキシフラボン-金属錯体などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。電子輸送層は、従来技術により使用されているような、任意の所望するカソード物質と共に使用可能である。特に、適切なカソード物質の例は、低い仕事関数を有し、アルミニウム層またはシルバー層が後に続く通常の物質である。具体的には、セシウム、バリウム、カルシウム、イッテルビウム、およびサマリウムであり、各場合、アルミニウム層またはシルバー層が後に続く。
電子注入層
本発明に係る有機発光素子は、必要に応じて、前記電子輸送層と負極との間に電子注入層をさらに含む。
前記電子注入層は電極から電子を注入する層で、電子を輸送する能力を有し、負極からの電子注入効果、発光層または発光材料に対して優れた電子注入効果を有し、発光層で生成された励起子の正孔注入層への移動を防止し、また、薄膜形成能力の優れた化合物を使用することが好ましい。
前記電子注入層に用いられる物質の具体的な例としては、フルオレノン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、チオピランジオキシド、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ペリレンテトラカルボン酸、フルオレニリデンメタン、アントロンなどとそれらの誘導体、金属錯体化合物、および含窒素5員環誘導体などがあるが、これらに限定されない。
前記金属錯体化合物としては、8-ヒドロキシキノリナトリチウム、ビス(8-ヒドロキシキノリナト)亜鉛、ビス(8-ヒドロキシキノリナト)銅、ビス(8-ヒドロキシキノリナト)マンガン、トリス(8-ヒドロキシキノリナト)アルミニウム、トリス(2-メチル-8-ヒドロキシキノリナト)アルミニウム、トリス(8-ヒドロキシキノリナト)ガリウム、ビス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム、ビス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)亜鉛、ビス(2-メチル-8-キノリナト)クロロガリウム、ビス(2-メチル-8-キノリナト)(o-クレゾラート)ガリウム、ビス(2-メチル-8-キノリナト)(1-ナフトラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリナト)(2-ナフトラート)ガリウムなどがあるが、これらに限定されない。
有機発光素子
本発明に係る有機発光素子の構造を図1に示す。図1は、基板1、正極2、電子抑制層3、発光層4、および負極5からなる有機発光素子の例を示す図である。また、正孔輸送層6および電子輸送層7を含む場合の有機発光素子の構造を図2に示す。
本発明に係る有機発光素子は、上述した構成を順次積層させて製造することができる。この時、スパッタリング法(sputtering)や電子ビーム蒸発法(e-beam evaporation)などのPVD(physical Vapor Deposition)方法を用いて、基板上に金属または導電性を有する金属酸化物またはこれらの合金を蒸着させて正極を形成し、その上に上述した各層を形成した後、その上に負極として用いられる物質を蒸着させて製造することができる。この方法以外にも、基板上に、負極物質から上述した構成の逆順で正極物質まで順次蒸着させて有機発光素子を作ることができる(国際公開第2003/012890号)。また、発光層は、ホストおよびドーパントを真空蒸着法のみならず、溶液塗布法によって形成され得る。ここで、溶液塗布法とは、スピンコーティング、ディップコーティング、ドクターブレーディング、インクジェットプリンティング、スクリーンプリンティング、スプレー法、ロールコーティングなどを意味するが、これらにのみ限定されるものではない。
一方、本発明に係る有機発光素子は、使用される材料によって、前面発光型、後面発光型、または両面発光型であり得る。
以下、本発明に係る有機発光素子の製造を実施例により具体的に説明する。但し、下記の実施例は本発明を例示したものに過ぎず、本発明の範囲がこれらによって限定されるものではない。
[製造例1]
製造例1-1:化合物1-1の製造
Figure 2023534166000380
段階1)化合物1-1-Aの製造
窒素雰囲気で2-ブロモ-7-クロロジベンゾ[b,d]フラン(20g、71mmol)と9H-カルバゾール(11.9g、71mmol)をキシレン(400ml)に入れて攪拌および還流した。その後、KPO(20.5g、213.1mmol)を投入して十分に攪拌した後、ビス(トリ-tert-ブチルホスフィン)パラジウム(0)(1.1g、2.1mmol)を投入した。3時間反応後、常温に冷却した後、有機層をろ過して塩を除去した後、ろ過された有機層を蒸留した。これを再びクロロホルム(261ml)に投入して溶かし、水で2回洗浄後に有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムとエタノールを用いた再結晶によってベージュ色の固体化合物1-1-A(17.8g、収率68%)を製造した。
MS:[M+H]=368.8
段階2)化合物1-1-Bの製造
窒素雰囲気で化合物1-1-A(30g、81.6mmol)とビス(ピナコラート)ジボロン(20.7g、81.6mmol)をジオキサン(600ml)に入れて攪拌および還流した。その後、酢酸カリウム(24g、244.7mmol)を投入して十分に攪拌した後、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)(1.4g、2.4mmol)およびトリシクロヘキシルホスフィン(1.4g、4.9mmol)を投入した。5時間反応後、常温に冷却した後、有機層をろ過して塩を除去した後、ろ過された有機層を蒸留した。これを再びクロロホルム(375ml)に投入して溶かし、水で2回洗浄後に有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムとエタノールを用いた再結晶によって白色の固体化合物1-1-B(19.5g、収率52%)を製造した。
MS:[M+H]=460.4
段階3)化合物1-1の製造
窒素雰囲気で化合物1-1-B(20g、43.5mmol)と2-クロロ-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン(11.7g、43.5mmol)をTHF(400ml)に入れて攪拌および還流した。その後、炭酸カリウム(18.1g、130.6mmol)を水(54ml)に溶かして投入して十分に攪拌した後、ビス(トリ-tert-ブチルホスフィン)パラジウム(0)(0.7g、1.3mmol)を投入した。5時間反応後、常温に冷却した後、有機層と水層を分離後有機層を蒸留した。これを再びクロロホルム(1229ml)に投入して溶かし、水で2回洗浄後に有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルを用いた再結晶過程で蛍光色の固体化合物1-1(17.5g、収率71%)を製造した。
MS:[M+H]=565.7
製造例1-2:化合物1-2の製造
Figure 2023534166000381
2-ブロモ-7-クロロジベンゾ[b,d]フランの代わりに3-ブロモ-7-クロロジベンゾ[b,d]フランを使用したことを除いて、化合物1-1の製造方法と同様の方法で化合物1-2(16.7g、収率68%)を製造した。
MS:[M+H]=565.7
製造例1-3:化合物1-3の製造
Figure 2023534166000382
2-ブロモ-7-クロロジベンゾ[b,d]フランの代わりに1-ブロモ-7-クロロジベンゾ[b,d]フランを使用したことを除いて、化合物1-1の製造方法と同様の方法で化合物1-3(12.8g、収率52%)を製造した。
MS:[M+H]=565.7
製造例1-4:化合物1-4の製造
Figure 2023534166000383
2-ブロモ-7-クロロジベンゾ[b,d]フランの代わりに1-ブロモ-6-クロロジベンゾ[b,d]フランを使用したことを除いて、化合物1-1の製造方法と同様の方法で化合物1-4(17.9g、収率73%)を製造した。
MS:[M+H]=565.7
製造例1-5:化合物1-5の製造
Figure 2023534166000384
2-ブロモ-7-クロロジベンゾ[b,d]フランの代わりに3-ブロモ-6-クロロジベンゾ[b,d]フランを使用したことを除いて、化合物1-1の製造方法と同様の方法で化合物1-5(13.8g、収率56%)を製造した。
MS:[M+H]=565.7
製造例1-6:化合物1-6の製造
Figure 2023534166000385
2-ブロモ-7-クロロジベンゾ[b,d]フランの代わりに6-ブロモ-3-クロロジベンゾ[b,d]フランを使用したことを除いて、化合物1-1の製造方法と同様の方法で化合物1-6(15.7g、収率64%)を製造した。
MS:[M+H]=565.7
製造例1-7:化合物1-7の製造
Figure 2023534166000386
9H-カルバゾールの代わりに9H-カルバゾール-1,3,4,5,6,8-d6を使用したことを除いて、化合物1-1の製造方法と同様の方法で化合物1-7(16.4g、収率66%)を製造した。
MS:[M+H]=571.7
製造例1-8:化合物1-8の製造
Figure 2023534166000387
化合物1-1の製造過程の段階1で2-ブロモ-7-クロロジベンゾ[b,d]フランの代わりに2-ブロモ-6-クロロジベンゾ[b,d]フラン-1,3,4,8,9-d5を使用し、段階3で2-クロロ-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジンの代わりに2-([1,1'-ビフェニル]-3-イル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジンを使用したことを除いて、化合物1-1の製造方法と同様の方法で化合物1-8(16.9g、収率60%)を製造した。
MS:[M+H]=646.8
製造例1-9:化合物1-9の製造
Figure 2023534166000388
化合物1-1の製造過程の段階1で2-ブロモ-7-クロロジベンゾ[b,d]フランの代わりに1-ブロモ-6-クロロジベンゾ[b,d]フランを使用し、9H-カルバゾールの代わりに9H-カルバゾール-1,3,6,8-d4を使用したことを除いて、化合物1-1の製造方法と同様の方法で化合物1-9(19.3g、収率78%)を製造した。
MS:[M+H]=569.7
製造例1-10:化合物1-10の製造
Figure 2023534166000389
化合物1-1の製造過程の段階1で2-ブロモ-7-クロロジベンゾ[b,d]フランの代わりに3-ブロモ-6-クロロジベンゾ[b,d]フランを使用し、段階3で2-クロロ-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジンの代わりに2-クロロ-4-フェニル-6-(フェニル-d5)-1,3,5-トリアジンを使用したことを除いて、化合物1-1の製造方法と同様の方法で化合物1-10(18.6g、収率75%)を製造した。
MS:[M+H]=570.7
製造例1-11:化合物1-11の製造
Figure 2023534166000390
段階1)化合物1-11-Aの製造
窒素雰囲気で2-ブロモ-7-クロロジベンゾ[b,d]フラン(20g、71mmol)とジベンゾ[b,d]フラン-4-イルボロン酸(15.1g、71mmol)をTHF(400ml)に入れて攪拌および還流した。その後、炭酸カリウム(29.5g、213.1mmol)を水(88ml)に溶かして投入して十分に攪拌した後、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(1.1g、2.1mmol)を投入した。4時間反応後、常温に冷却した後、有機層と水層を分離後有機層を蒸留した。これを再びクロロホルム(1310ml)に投入して溶かし、水で2回洗浄後に有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムとエタノールを用いた再結晶によって白色の固体化合物1-11-A(14.1g、収率54%)を製造した。
MS:[M+H]=369.8
段階2)化合物1-11-Bの製造
窒素雰囲気で化合物1-11-A(30g、81.3mmol)とビス(ピナコラート)ジボロン(20.7g、81.3mmol)をジオキサン(600ml)に入れて攪拌および還流した。その後、酢酸カリウム(24g、244mmol)を投入して十分に攪拌した後、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)(1.4g、2.4mmol)およびトリシクロヘキシルホスフィン(1.4g、4.9mmol)を投入した。8時間反応後、常温に冷却した後、有機層をろ過して塩を除去した後、ろ過された有機層を蒸留した。これを再びクロロホルム(374ml)に投入して溶かし、水で2回洗浄後に有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムとエタノールを用いた再結晶によってベージュ色の固体化合物1-11-B(26.6g、収率71%)を製造した。
MS:[M+H]=461.3
段階3)化合物1-11の製造
窒素雰囲気で化合物1-11-B(20g、43.4mmol)と2-クロロ-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン(11.6g、43.4mmol)をTHF(400ml)に入れて攪拌および還流した。その後、炭酸カリウム(18g、130.3mmol)を水(54ml)に溶かして投入して十分に攪拌した後、ビス(トリ-tert-ブチルホスフィン)パラジウム(0)(0.7g、1.3mmol)を投入した。5時間反応後、常温に冷却した後、有機層と水層を分離後有機層を蒸留した。これを再びクロロホルム(1229ml)に投入して溶かし、水で2回洗浄後に有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルを用いた再結晶過程で白色の固体化合物1-11(17g、収率69%)を製造した。
MS:[M+H]=566.6
製造例1-12:化合物1-12の製造
Figure 2023534166000391
化合物1-11の製造過程の段階1で2-ブロモ-7-クロロジベンゾ[b,d]フランの代わりに8-ブロモ-1-クロロジベンゾ[b,d]チオフェンを使用したことを除いて、化合物1-11の製造方法と同様の方法で化合物1-12(16.9g、収率67%)を製造した。
MS:[M+H]=582.7
製造例1-13:化合物1-13の製造
Figure 2023534166000392
化合物1-11の製造過程の段階1で2-ブロモ-7-クロロジベンゾ[b,d]フランの代わりに8-ブロモ-1-クロロジベンゾ[b,d]チオフェンを使用し、ジベンゾ[b,d]フラン-4-イルボロン酸の代わりに[1,1'-ビフェニル]-4-イルボロン酸を使用したことを除いて、化合物1-11の製造方法と同様の方法で化合物1-13(12.9g、収率54%)を製造した。
MS:[M+H]=552.7
[製造例2]
製造例2-1:化合物2-1の製造
Figure 2023534166000393
窒素雰囲気で(9-([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-9H-カルバゾール-3-イル)ボロン酸(15g、41.3mmol)と3-ブロモ-9-フェニル-9H-カルバゾール(13.3g、41.3mmol)をTHF(300ml)に入れて攪拌および還流した。その後、炭酸カリウム(17.1g、123.9mmol)を水(51ml)に溶かして投入して十分に攪拌した後、ビス(トリ-tert-ブチルホスフィン)パラジウム(0.6g、1.2mmol)を投入した。3時間反応後、常温に冷却した後、有機層と水層を分離後有機層を蒸留した。これを再びクロロホルム(1158ml)に投入して溶かし、水で2回洗浄後に有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルを用いた再結晶過程で白色の固体化合物2-1(16.2g、収率70%)を製造した。
MS:[M+H]=561.7
製造例2-2:化合物2-2の製造
Figure 2023534166000394
窒素雰囲気で(9-([1,1'-ビフェニル]-3-イル)-9H-カルバゾール-3-イル)ボロン酸(15g、41.3mmol)と3-ブロモ-9-フェニル-9H-カルバゾール(13.3g、41.3mmol)をTHF(300ml)に入れて攪拌および還流した。その後、炭酸カリウム(17.1g、123.9mmol)を水(51ml)に溶かして投入して十分に攪拌した後、ビス(トリ-tert-ブチルホスフィン)パラジウム(0.6g、1.2mmol)を投入した。3時間反応後、常温に冷却した後、有機層と水層を分離後有機層を蒸留した。これを再びクロロホルム(1158ml)に投入して溶かし、水で2回洗浄後に有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルを用いた再結晶過程で白色の固体化合物2-2(18.1g、収率78%)を製造した。
MS:[M+H]=561.7
製造例2-3:化合物2-3の製造
Figure 2023534166000395
窒素雰囲気で(9-([1,1'-ビフェニル]-2-イル)-9H-カルバゾール-3-イル)ボロン酸(15g、41.3mmol)と9-([1,1'-ビフェニル]-2-イル)-3-ブロモ-9H-カルバゾール(16.4g、41.3mmol)をTHF(300ml)に入れて攪拌および還流した。その後、炭酸カリウム(17.1g、123.9mmol)を水(51ml)に溶かして投入して十分に攪拌した後、ビス(トリ-tert-ブチルホスフィン)パラジウム(0.6g、1.2mmol)を投入した。4時間反応後、常温に冷却した後、有機層と水層を分離後有機層を蒸留した。これを再びクロロホルム(1315ml)に投入して溶かし、水で2回洗浄後に有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルを用いた再結晶過程で白色の固体化合物2-3(15.3g、収率58%)を製造した。
MS:[M+H]=637.8
製造例2-4:化合物2-4の製造
Figure 2023534166000396
(9-([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-9H-カルバゾール-3-イル)ボロン酸の代わりに(9-([1,1'-ビフェニル]-3-イル)-9H-カルバゾール-3-イル)ボロン酸を使用し、3-ブロモ-9-フェニル-9H-カルバゾールの代わりに9-([1,1'-ビフェニル]-2-イル)-3-ブロモ-9H-カルバゾールを使用したことを除いて、化合物2-1の製造方法と同様の方法で白色の固体化合物2-4(17.1g、収率65%)を製造した。
MS:[M+H]=637.8
製造例2-5:化合物2-5の製造
Figure 2023534166000397
3-ブロモ-9-フェニル-9H-カルバゾールの代わりに9-([1,1'-ビフェニル]-2-イル)-3-ブロモ-9H-カルバゾールを使用したことを除いて、化合物2-1の製造方法と同様の方法で白色の固体化合物2-5(16g、収率61%)を製造した。
MS:[M+H]=637.8
製造例2-6:化合物2-6の製造
Figure 2023534166000398
(9-([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-9H-カルバゾール-3-イル)ボロン酸の代わりに(9-([1,1'-ビフェニル]-3-イル)-9H-カルバゾール-3-イル)ボロン酸を使用し、3-ブロモ-9-フェニル-9H-カルバゾールの代わりに9-([1,1'-ビフェニル]-3-イル)-3-ブロモ-9H-カルバゾールを使用したことを除いて、化合物2-1の製造方法と同様の方法で白色の固体化合物2-6(15.3g、収率58%)を製造した。
MS:[M+H]=637.8
製造例2-7:化合物2-7の製造
Figure 2023534166000399
3-ブロモ-9-フェニル-9H-カルバゾールの代わりに9-([1,1'-ビフェニル]-3-イル)-3-ブロモ-9H-カルバゾールを使用したことを除いて、化合物2-1の製造方法と同様の方法で白色の固体化合物2-7(17.5g、収率50%)を製造した。
MS:[M+H]=637.8
製造例2-8:化合物2-8の製造
Figure 2023534166000400
3-ブロモ-9-フェニル-9H-カルバゾールの代わりに9-([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-3-ブロモ-9H-カルバゾールを使用したことを除いて、化合物2-1の製造方法と同様の方法で白色の固体化合物2-8(24.2g、収率69%)を製造した。
MS:[M+H]=637.8
製造例2-9:化合物2-9の製造
Figure 2023534166000401
窒素雰囲気で化合物2-1(20g、31.41mmol)をベンゼン-D6(200ml)に入れて攪拌した。その後、トリフリック酸(3.4g、22.65mmol)を入れて加温および攪拌した。4時間反応後、常温に冷却した後、エタノールを入れて生成された固体をろ過した。固体をクロロホルム(886ml)に投入して溶かし、水で2回洗浄後に有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルを用いてシリカカラムで精製して白色の固体化合物2-9(13.2g、収率64%)を製造した。
MS:[M+H]=578.8
製造例2-10:化合物2-10の製造
Figure 2023534166000402
化合物2-1の代わりに化合物2-6を使用したことを除いては、化合物2-9の製造方法と同様の方法で化合物2-10(12.6g、収率61%)を製造した。
MS:[M+H]=655.9
製造例2-11:化合物2-11の製造
Figure 2023534166000403
窒素雰囲気で9-([1,1'-ビフェニル]-3-イル)-9'-(4-クロロフェニル)-9H、9'H-3,3'-ビカルバゾール(15g、25.2mmol)と(フェニル-d5)ボロン酸(3.2g、25.2mmol)をジオキサン(300ml)に入れて攪拌および還流した。その後、KPO(16.1g、75.6mmol)を水(16ml)に溶かして投入して十分に攪拌した後、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)(0.4g、0.8mmol)およびトリシクロヘキシルホスフィン(0.4g、1.5mmol)を投入した。9時間反応後、常温に冷却した後、生成された固体をろ過した。固体をジクロロベンゼン(485ml)に投入して溶かし、水で2回洗浄後に有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をジクロロベンゼンと酢酸エチルを用いた再結晶によって白色の固体化合物2-11(9.9g、収率61%)を製造した。
MS:[M+H]=642.8
[製造例3]
製造例3-1:化合物3-1の製造
Figure 2023534166000404
窒素雰囲気で11-フェニル-11,12-ジヒドロインドロ[2,3-a]カルバゾール(20g、60.2mmol)と2-([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジン(20.7g、60.2mmol)をDMF(400ml)に入れて攪拌および還流した。その後、ナトリウムtert-ブトキシド(17.4g、180.5mmol)を投入し、加温および攪拌した。3時間反応後、常温に冷却した後、生成された固体をろ過した。固体をクロロホルム(1155ml)に投入して溶かし、水で2回洗浄後に有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルを用いてシリカカラムで精製して黄色の固体化合物3-1(23.1g、収率60%)を製造した。
MS:[M+H]=640.8
製造例3-2:化合物3-2の製造
Figure 2023534166000405
11-フェニル-11,12-ジヒドロインドロ[2,3-a]カルバゾールの代わりに11-([1,1'-ビフェニル]-3-イル)-11,12-ジヒドロインドロ[2,3-a]カルバゾールを使用し、2-([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジンの代わりに2-([1,1'-ビフェニル]-3-イル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジンを使用したことを除いて、化合物3-1の製造方法と同様の方法で化合物3-2(19.3g、収率55%)を製造した。
MS:[M+H]=716.9
製造例3-3:化合物3-3の製造
Figure 2023534166000406
2-([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジンの代わりに2,4-ジ([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-6-クロロ-1,3,5-トリアジンを使用したことを除いて、化合物3-1の製造方法と同様の方法で化合物3-3(22.4g、収率52%)を製造した。
MS:[M+H]=716.9
製造例3-4:化合物3-4の製造
Figure 2023534166000407
2-([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジンの代わりに2-([1,1':3',1''-テルフェニル]-5'-イル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジンを使用したことを除いて、化合物3-1の製造方法と同様の方法で化合物3-4(28.4g、収率66%)を製造した。
MS:[M+H]=716.9
製造例3-5:化合物3-5の製造
Figure 2023534166000408
2-([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジンの代わりに2-クロロ-4-(ジベンゾ[b,d]フラン-3-イル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジンを使用したことを除いて、化合物3-1の製造方法と同様の方法で化合物3-5(24.4g、収率62%)を製造した。
MS:[M+H]=654.8
製造例3-6:化合物3-6の製造
Figure 2023534166000409
2-([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジンの代わりに2-クロロ-4-(ジベンゾ[b,d]フラン-3-イル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジンを使用したことを除いて、化合物3-1の製造方法と同様の方法で化合物3-6(23.2g、収率59%)を製造した。
MS:[M+H]=654.8
製造例3-7:化合物3-7の製造
Figure 2023534166000410
2-([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジンの代わりに2-クロロ-4-(ジベンゾ[b,d]チオフェン-2-イル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジンを使用したことを除いて、化合物3-1の製造方法と同様の方法で化合物3-7(25g、収率62%)を製造した。
MS:[M+H]=670.8
製造例3-8:化合物3-8の製造
Figure 2023534166000411
2-([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジンの代わりに2-クロロ-4-(ジベンゾ[b,d]チオフェン-4-イル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジンを使用したことを除いて、化合物3-1の製造方法と同様の方法で化合物3-8(22.6g、収率56%)を製造した。
MS:[M+H]=670.8
製造例3-9:化合物3-9の製造
Figure 2023534166000412
11-フェニル-11,12-ジヒドロインドロ[2,3-a]カルバゾールの代わりに5-フェニル-5,8-ジヒドロインドロ[2,3-c]カルバゾールを使用し、2-([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジンの代わりに2-([1,1'-ビフェニル]-3-イル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジンを使用したことを除いて、化合物3-1の製造方法と同様の方法で化合物3-9(28.5g、収率74%)を製造した。
MS:[M+H]=640.8
製造例3-10:化合物3-10の製造
Figure 2023534166000413
11-フェニル-11,12-ジヒドロインドロ[2,3-a]カルバゾールの代わりに5-フェニル-5,7-ジヒドロインドロ[2,3-b]カルバゾールを使用し、2-([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジンの代わりに2-クロロ-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジンを使用したことを除いて、化合物3-1の製造方法と同様の方法で化合物3-10(20g、収率59%)を製造した。
MS:[M+H]=564.7
製造例3-11:化合物3-11の製造
Figure 2023534166000414
11-フェニル-11,12-ジヒドロインドロ[2,3-a]カルバゾールの代わりに5-([1,1'-ビフェニル]-3-イル)-5,11-ジヒドロインドロ[3,2-b]カルバゾールを使用し、2-([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジンの代わりに2-クロロ-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジンを使用したことを除いて、化合物3-1の製造方法と同様の方法で化合物3-11(23.5g、収率61%)を製造した。
MS:[M+H]=640.8
製造例3-12:化合物3-12の製造
Figure 2023534166000415
段階1)化合物3-12-Aの製造
窒素雰囲気で11-フェニル-11,12-ジヒドロインドロ[2,3-a]カルバゾール(20g、60.2mmol)と2-クロロ-4-(3-クロロフェニル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジン(18.2g、60.2mmol)をジメチルアセトアミド(200ml)に入れて攪拌および還流した。その後、KPO(38.3g、180.5mmol)を投入し、加温および攪拌した。3時間反応後、常温に冷却した後、生成された固体をろ過した。固体をクロロホルム(1080ml)に投入して溶かし、水で2回洗浄後に有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルを用いてシリカカラムで精製して黄色の固体化合物3-12-A(21.2g、収率59%)を製造した。
MS:[M+H]=599.1
段階2)化合物3-12の製造
窒素雰囲気で化合物20-A(15g、25.1mmol)と(フェニル-d5)ボロン酸(3.2g、25.1mmol)をジオキサン(300ml)に入れて攪拌および還流した。その後、KPO(16g、75.2mmol)を水(16ml)に溶かして投入して十分に攪拌した後、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)(0.4g、0.8mmol)およびトリシクロヘキシルホスフィン(0.4g、1.5mmol)を投入した。6時間反応後、常温に冷却した後、生成された固体をろ過した。固体をジクロロベンゼン(485ml)に投入して溶かし、水で2回洗浄後に有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をジクロロベンゼンと酢酸エチルを用いて再結晶して黄色の固体化合物3-12(10.5g、収率65%)を製造した。
MS:[M+H]=645.8
製造例3-13:化合物3-13の製造
Figure 2023534166000416
2-([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジンの代わりに2-([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-4-クロロ-6-(フェニル-d5)-1,3,5-トリアジンを使用したことを除いて、化合物3-1の製造方法と同様の方法で化合物3-13(9.5g、収率59%)を製造した。
MS:[M+H]=645.8
製造例3-14:化合物3-14の製造
Figure 2023534166000417
段階1)化合物3-14-Aの製造
窒素雰囲気で11,12-ジヒドロインドロ[2,3-a]カルバゾール(20g、78mmol)と3-ブロモ-1,1':3',1''-テルフェニル(24.1g、78mmol)をキシレン(400ml)に入れて攪拌および還流した。その後、KPO(22.5g、234.1mmol)を投入して十分に攪拌した後、ビス(トリ-tert-ブチルホスフィン)パラジウム(0)(1.2g、2.3mmol)を投入した。3時間反応後、常温に冷却した後、有機層をろ過して塩を除去した後、ろ過された有機層を蒸留した。これを再びクロロホルム(378ml)に投入して溶かし、水で2回洗浄後に有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムとエタノールを用いて結晶化してベージュ色の固体化合物3-14-A(25.3g、収率67%)を製造した。
MS:[M+H]=485.6
段階2)化合物3-14の製造
窒素雰囲気で化合物3-14-A(20g、41.3mmol)と2-クロロ-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン(11g、41.3mmol)をジメチルアセトアミド(200ml)に入れて攪拌および還流した。その後、KPO(26.3g、123.8mmol)を投入し、加温および攪拌した。1時間反応後、常温に冷却した後、生成された固体をろ過した。固体をクロロホルム(886ml)に投入して溶かし、水で2回洗浄後に有機層を分離して、無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルを用いてシリカカラムで精製して黄色の固体化合物3-14(15.1g、収率51%)を製造した。
MS:[M+H]=716.9
製造例3-15:化合物3-15の製造
Figure 2023534166000418
段階1)化合物3-15-Aの製造
11,12-ジヒドロインドロ[2,3-a]カルバゾールの代わりに11,12-ジヒドロインドロ[2,3-a]カルバゾール-1,3,5,6,8,10-d6を使用し、3-ブロモ-1,1':3',1''-テルフェニルの代わりに3-ブロモ-1,1'-ビフェニルを使用したことを除いて、化合物3-15の段階1の製造方法と同様の方法で化合物3-15-A(20.2g、収率64%)を製造した。
MS:[M+H]=415.5
段階2)化合物3-15の製造
11-フェニル-11,12-ジヒドロインドロ[2,3-a]カルバゾールの代わりに11-([1,1'-ビフェニル]-3-イル)-11,12-ジヒドロインドロ[2,3-a]カルバゾール-1,3,5,6,8,10-d6を使用し、2-([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジンの代わりに2-([1,1'-ビフェニル]-3-イル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジンを使用したことを除いて、化合物3-1の製造方法と同様の方法で化合物3-15(29.7g、収率54%)を製造した。
MS:[M+H]=722.9
製造例3-16:化合物3-16の製造
Figure 2023534166000419
段階1)化合物3-16-Aの製造
11,12-ジヒドロインドロ[2,3-a]カルバゾールの代わりに11,12-ジヒドロインドロ[2,3-a]カルバゾール-1,3,5,6,8,10-d6を使用し、3-ブロモ-1,1':3',1''-テルフェニルの代わりにブロモベンゼンを使用したことを除いて、化合物3-14の段階1と同様の方法で化合物3-16-A(14g、収率54%)を製造した。
MS:[M+H]=340.5
段階2)化合物3-16の製造
11-フェニル-11,12-ジヒドロインドロ[2,3-a]カルバゾールの代わりに11-フェニル-11,12-ジヒドロインドロ[2,3-a]カルバゾール-1,3,5,6,7,8,10-d7を使用し、2-([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5-トリアジンの代わりに2-クロロ-4-(ジベンゾ[b,d]フラン-3-イル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジンを使用したことを除いて、化合物3-1の製造方法と同様の方法で化合物3-16(14.9g、収率59%)を製造した。
MS:[M+H]=661.8
[実施例]
実施例1:有機発光素子の製造
ITO(Indium Tin Oxide)が1,400Åの厚さに薄膜コーティングされたガラス基板を洗剤を溶かした蒸留水に入れて超音波洗浄した。この時、洗剤としてはフィッシャー社(Fischer Co.)製品を使用し、蒸留水としてはミリポア社(Millipore Co.)製品のフィルタ(Filter)で2次ろ過した蒸留水を使用した。ITOを30分間洗浄した後、蒸留水で2回繰り返し超音波洗浄を10分間進行した。蒸留水洗浄が終わった後、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノールの溶剤で超音波洗浄をし、乾燥させた後、プラズマ洗浄機に輸送させた。また、酸素プラズマを用いて前記基板を5分間洗浄した後、真空蒸着機に基板を輸送させた。
こうして準備されたITO透明電極上に、下記化合物HT-Aと下記化合物PDを95:5の重量比で100Åの厚さに熱真空蒸着して正孔注入層を形成し、次いで、下記化合物HT-Aのみを1150Åの厚さに蒸着して正孔輸送層を形成した。前記正孔輸送層上に、下記HT-B化合物を450Åの厚さに熱真空蒸着して電子阻止層を形成した。前記電子阻止層上に、第1ホストとして上記で製造した化合物1-1、第2ホストとして上記で製造した化合物2-1、および第3ホストとして上記で製造した化合物3-1を30:35:35の重量比で混合した92重量%のホストと、8重量%の下記GD化合物を350Åの厚さに真空蒸着して発光層を形成した。前記発光層上に、下記ET-A化合物を50Åの厚さに真空蒸着して正孔阻止層を形成した。前記正孔阻止層上に、下記ET-B化合物と下記Liq化合物を1:1の重量比で300Åの厚さに熱真空蒸着して電子輸送層を形成し、前記電子輸送層上にYb(ytterbium)を10Åの厚さに真空蒸着して電子注入層を形成した。前記電子注入層上に、マグネシウムと銀を1:4の重量比で150Åの厚さに蒸着して負極を形成して有機発光素子を製造した。
Figure 2023534166000420
上記の過程で、有機物の蒸着速度は0.4~0.7Å/secを維持し、イッテルビウム、マグネシウム、および銀の蒸着速度は2Å/secを維持し、蒸着時の真空度は2×10-7~5×10-6torrを維持して、有機発光素子を製作した。
実施例2~18、および比較例1~10
ホスト物質を下記表1の通り変更したことを除いては、前記実施例1と同様の方法で有機発光素子を製造した。この時、比率は、第1ホスト、第2ホストおよび第3ホストの重量比を意味する。また、下記表1に記載されたCE1、CE2、CE3化合物は以下の通りである。
Figure 2023534166000421
前記実施例および比較例で製造した有機発光素子を120℃のオーブンで30分間熱処理した後取り出して、電流を印加して電圧、効率、寿命(T95)を測定し、その結果を下記表1に示す。この時、駆動電圧および発光効率は、10mA/cmの電流密度を印加して測定し、寿命(T95)は、電流密度20mA/cmで初期輝度が95%に低下するまでの時間(hr)を意味する。
上記表1に示すように、実施例1~18の有機発光素子は、比較例1~10の有機発光素子に比べて、駆動電圧が低く、効率および寿命が改善されることを確認することができた。
本発明に係る化学式2で表される化合物は正孔輸送能力に優れて、p型ホストの役割を果たし、本発明に係る化学式1で表される化合物および化学式3で表される化合物はn型ホストの役割を果たす。一般に、p型ホストとn型ホストを混合して発光層のホストとして適用すると、exciplexを形成するので、p型ホストとn型ホストのうちのいずれか1つのみを適用する場合に比べて、素子の特性が改善された。前記表1に示すように、p型ホストとn型ホストを混合して発光層のホストとして適用した実施例1~18は、p型ホストとn型ホストのうちのいずれか1つのみを適用した比較例1、2、3および6に比べて、素子の駆動電圧が顕著に低くなり、効率および寿命は顕著に改善された。
特に、本発明に係る化学式2のp型ホストを、本発明に係る化学式1および化学式3のn型ホストと混合して使用する場合(化学式1+化学式2+化学式3)、n型ホスト1種のみを混合して使用する場合(化学式2+化学式1;または化学式2+化学式3)に比べて、素子の特性が改善された。上記表1に示すように、実施例1~18の有機発光素子は、n型ホスト1種のみを混合して使用した比較例4、5、7、9および10に比べて、電圧、効率、および寿命特性が改善された。
1 基板
2 正極
3 電子抑制層
4 発光層
5 負極
6 正孔輸送層
7 電子輸送層

Claims (18)

  1. 正極と、
    負極と、
    前記正極と負極との間の発光層と、
    前記正極と発光層との間の電子抑制層と、
    前記電子抑制層と正極との間に正孔輸送層と、を含む、有機発光素子において、
    前記発光層は、下記化学式1で表される化合物、下記化学式2で表される化合物、および下記化学式3で表される化合物を含む、有機発光素子:
    [化学式1]
    Figure 2023534166000423
    前記化学式1中、
    は、OまたはSであり、
    はそれぞれ独立して、CHまたはNであり、但し、Xのうちの少なくとも1つはNであり、
    は直接結合、置換または非置換の炭素数6~60のアリーレン、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~60のヘテロアリーレンであり、
    ArおよびArはそれぞれ独立して、置換または非置換の炭素数6~60のアリール、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~60のヘテロアリールであり、
    は水素、重水素、置換または非置換の炭素数6~60のアルキル、置換または非置換の炭素数6~60のアリール、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~60のヘテロアリールであり、
    aは1~7の整数であり、
    [化学式2]
    Figure 2023534166000424
    前記化学式2中、
    ArおよびArはそれぞれ独立して、置換または非置換の炭素数6~60のアリール、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~60のヘテロアリールであり、
    およびRはそれぞれ独立して、水素、重水素、置換または非置換の炭素数6~60のアリール、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~60のヘテロアリールであり、
    bおよびcはそれぞれ独立して、1~7の整数であり、
    [化学式3]
    Figure 2023534166000425
    前記化学式3中、
    Bは、隣接した2つの5員環に縮合したベンゼン環であり、
    はそれぞれ独立して、CHまたはNであり、但し、Xのうちの少なくとも1つはNであり、
    は直接結合、置換または非置換の炭素数6~60のアリーレン、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~60のヘテロアリーレンであり、
    ArおよびArはそれぞれ独立して、置換または非置換の炭素数6~60のアリール、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~60のヘテロアリールであり、
    Cは、下記化学式4-1または4-2であり、
    [化学式4-1]
    Figure 2023534166000426
    [化学式4-2]
    Figure 2023534166000427
    前記化学式4-1および4-2中、
    点線は、前記Bに縮合する結合であり、
    はCRR'、O、S、またはN(Ar)であり、
    ここで、RおよびR'はそれぞれ独立して、置換または非置換の炭素数6~60のアルキル、または置換または非置換の炭素数6~60のアリールであり、
    Arは置換または非置換の炭素数6~60のアリール、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~60のヘテロアリールであり、
    は水素、重水素、置換または非置換の炭素数6~60のアリール、または置換または非置換のN、OおよびSで構成される群より選択されるいずれか1つ以上を含む炭素数2~60のヘテロアリールであり、
    dは、1~10の整数である。
  2. 前記化学式1は、下記化学式1-1~1-4のうちのいずれか1つで表される、請求項1に記載の有機発光素子:
    [化学式1-1]
    Figure 2023534166000428
    [化学式1-2]
    Figure 2023534166000429
    [化学式1-3]
    Figure 2023534166000430
    [化学式1-4]
    Figure 2023534166000431
    前記化学式1-1~1-4中、
    、X、L、Ar、Ar、Rおよびaは請求項1で定義した通りである。
  3. のうちの2つまたは3つはNである、請求項1に記載の有機発光素子。
  4. は直接結合である、請求項1に記載の有機発光素子。
  5. ArおよびArはそれぞれ独立して、フェニル、ビフェニリル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、カルバゾール-9-イル、または(フェニル)カルバゾール-9-イルであり、
    前記ArおよびArはそれぞれ独立して、非置換であるか、少なくとも1つ以上の重水素で置換される、請求項1に記載の有機発光素子。
  6. はフェニル、ビフェニリル、(フェニル)ビフェニリル、ターフェニリル、ナフチル、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、スピロビフルオレニル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、カルバゾール-9-イル、(フェニル)カルバゾール-9-イル、(ジフェニル)カルバゾール-9-イル、9-フェニル-9H-カルバゾリル、12-フェニル-11,12-ジヒドロインドロ[2,3-a]カルバゾール-11-イル、または1,1-ジメチル-1,3-ジヒドロインデノ[2,1-b]カルバゾール-3-イルであり、
    前記Rは、非置換であるか、少なくとも1つ以上の重水素で置換される、請求項1に記載の有機発光素子。
  7. 前記化学式1で表される化合物は、下記化合物で構成される群より選択されるいずれか1つである、請求項1に記載の有機発光素子:
    Figure 2023534166000432
    Figure 2023534166000433
    Figure 2023534166000434
    Figure 2023534166000435
    Figure 2023534166000436
    Figure 2023534166000437
    Figure 2023534166000438
    Figure 2023534166000439
    Figure 2023534166000440
    Figure 2023534166000441
    Figure 2023534166000442
    Figure 2023534166000443
    Figure 2023534166000444
    Figure 2023534166000445
    Figure 2023534166000446
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    Figure 2023534166000449
    Figure 2023534166000450
    Figure 2023534166000451
    Figure 2023534166000452
    Figure 2023534166000453
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    Figure 2023534166000456
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    Figure 2023534166000474
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    Figure 2023534166000477
    Figure 2023534166000478
    Figure 2023534166000479
    Figure 2023534166000480
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    Figure 2023534166000501
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    Figure 2023534166000727
    Figure 2023534166000728
  8. 前記化学式2は、下記化学式2-1で表される、請求項1に記載の有機発光素子:
    [化学式2-1]
    Figure 2023534166000729
    前記化学式2-1中、
    Ar、Ar、R、R、bおよびcは請求項1で定義した通りである。
  9. ArおよびArはそれぞれ独立して、フェニル、ビフェニリル、ターフェニリル、ナフチル、ジメチルフルオレニル、ジベンゾフラニル、またはジベンゾチオフェニルである、請求項1に記載の有機発光素子。
  10. およびRはそれぞれ独立して、水素またはフェニルである、請求項1に記載の有機発光素子。
  11. およびRのうちのいずれか1つはフェニルであり、残りの1つは水素であるか、またはRおよびRが全て水素である、請求項10に記載の有機発光素子。
  12. 前記化学式2で表される化合物は、下記化合物で構成される群より選択されるいずれか1つである、請求項1に記載の有機発光素子:
    Figure 2023534166000730
    Figure 2023534166000731
    Figure 2023534166000732
    Figure 2023534166000733
    Figure 2023534166000734
    Figure 2023534166000735
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    Figure 2023534166000737
    Figure 2023534166000738
    Figure 2023534166000739
    Figure 2023534166000740
  13. 前記化学式3は、下記化学式3-1~3-6のうちのいずれか1つで表される、請求項1に記載の有機発光素子:
    [化学式3-1]
    Figure 2023534166000741
    [化学式3-2]
    Figure 2023534166000742
    [化学式3-3]
    Figure 2023534166000743
    [化学式3-4]
    Figure 2023534166000744
    [化学式3-5]
    Figure 2023534166000745
    [化学式3-6]
    Figure 2023534166000746
    前記化学式3-1~3-6中、X、L、Ar、Ar、R、Y、およびdは請求項1で定義した通りである。
  14. は、直接結合またはフェニレンであり、
    前記Lがフェニレンである場合、非置換であるか、1つ以上の重水素で置換される、請求項1に記載の有機発光素子。
  15. ArおよびArはそれぞれ独立して、フェニル、ビフェニリル、(フェニル)ビフェニリル、トリフェニレニル、ジメチルフルオレニル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、カルバゾール-9-イル、または9-フェニル-9H-カルバゾリルであり、
    前記ArおよびArはそれぞれ独立して、非置換であるか、少なくとも1つ以上の重水素で置換される、請求項1に記載の有機発光素子。
  16. はC(CH、C(C、O、S、またはN(Ar)であり、
    ここで、Arはフェニル、ビフェニリル、ターフェニリル、ジベンゾフラニル、またはジベンゾチオフェニルであり、前記Arは非置換であるか、少なくとも1つ以上の重水素で置換される、請求項1に記載の有機発光素子。
  17. は、水素または重水素である、請求項1に記載の有機発光素子。
  18. 前記化学式3で表される化合物は、下記化合物で構成される群より選択されるいずれか1つである、請求項1に記載の有機発光素子:
    Figure 2023534166000747
    Figure 2023534166000748
    Figure 2023534166000749
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