JP2024058639A - 有機エレクトロルミネセント化合物、複数のホスト材料、及びそれらを含む有機エレクトロルミネセントデバイス - Google Patents

有機エレクトロルミネセント化合物、複数のホスト材料、及びそれらを含む有機エレクトロルミネセントデバイス 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セントデバイスを提供する。【解決手段】式1で表される少なくとも1種の化合物を含む第1のホスト材料と、特定の式2で表される化合物を含む第2のホスト材料とを含む複数のホスト材料であって、前記第1のホスト材料及び前記第2のホスト材料の少なくとも1つが重水素を含む:JPEG2024058639000175.jpg48170従来の有機エレクトロルミネセントデバイスと比較して改善された発光効率、及び/又は寿命特性を有する有機エレクトロルミネセントデバイスを製造することが可能である。【選択図】なし

Description

本開示は、有機エレクトロルミネセント化合物、複数のホスト材料、及びそれらを含む有機エレクトロルミネセントデバイスに関する。
小分子緑色有機エレクトロルミネセントデバイス(OLED)は、発光層と電荷輸送層とからなるTPD/ALq3二層を使用することにより、1987年にEastman KodakのTangらによって最初に開発された。その後、OLEDの開発が急速に達成され、OLEDは商業化されてきた。現在のところ、OLEDは、主に、パネル実装において優れた発光効率を有するリン光性物質を使用している。しかしながら、TV及び照明などの多くの用途において、OLEDの寿命は不十分であり、OLEDのより高い効率が依然として必要とされる。典型的には、OLEDの輝度が高くなればなるほど、OLEDが有する寿命はより短くなる。それ故に、高い発光効率及び/又は長い寿命特性を有するOLEDが、ディスプレイの長時間使用及び高い解像度のために必要とされる。
発光効率、駆動電圧及び/又は寿命を高めるために、OLEDの有機層のための様々な材料又はコンセプトが提案されている。しかしながら、それらは、実用的用途において満足できるものではなかった。加えて、以前に開示された特定の化合物の組合せと比較して、より改善された性能、例えば、改善された駆動電圧、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セント材料を開発する必要性が存在していた。
その一方で、(特許文献1)は、フェナントロオキサゾール化合物及びフェナントロチアゾール化合物をホストとして使用する有機エレクトロルミネセントデバイスを開示している。しかしながら、前述の参考文献は、本明細書で特許請求される特定の化合物又は複数のホスト材料の特定の組合せを使用する有機エレクトロルミネセントデバイスを具体的に開示していない。
韓国特許出願公開第2017-0022865号明細書 韓国特許出願公開第2018-0099487号明細書 韓国特許出願公開第2021-0098316号明細書 韓国特許出願公開第2022-0051794号明細書 韓国特許出願公開第2021-0109436号明細書 韓国特許出願公開第2022-0051794号明細書 韓国特許出願公開第2021-0124018号明細書 韓国特許出願公開第2021-0109436号明細書 韓国特許第10-2283849号明細書 韓国特許第10-1427457号明細書
本開示の目的は、有機エレクトロルミネセントデバイスに適用するのに好適な新しい構造を有する有機エレクトロルミネセント化合物を提供することである。本開示の別の目的は、化合物の特定の組合せを含む複数のホスト材料を含むことにより、高い発光効率及び/又は改善された寿命特性を有する有機エレクトロルミネセントデバイスを提供することである。
本願発明者らは、フェナントロオキサゾール、フェナントロチアゾール等などのコアを有する化合物が、典型的な正孔タイプホスト、及び化合物との適切なエネルギーギャップを形成できる研究された正孔タイプホストと比較して、より低いLUMO(最低空分子軌道)エネルギーレベルを独特に有することに気付いた。結果として、以下の式1で表される化合物と、以下の式2で表される化合物との組合せが発光層に使用される場合に、正孔及び電子特性が、適切なHOMO及びLUMOエネルギーレベルによってバランスを保たれ、従来の有機エレクトロルミネセントデバイスと比較して、より高い発光効率及び/又はより長い寿命を有する有機エレクトロルミネセントデバイスを提供することが可能である。
具体的には、本願発明者らは、以下の式1’で表される及び少なくとも1種の重水素を含む化合物によって、上記の目的を達成できることを見出した。加えて、技術的課題を解決するための精力的な研究の結果、本願発明者らは、以下の式1で表される少なくとも1種の化合物を含む第1のホスト材料と、以下の式2で表される少なくとも1種の化合物を含む第2のホスト材料とを含む複数のホスト材料であって、第1のホスト材料及び第2のホスト材料の少なくとも1つが重水素を含むホスト材料によって、上記の目的を達成できることを見出した。
更に、複数のホスト材料において、本願発明者らは、第3のホスト材料を更に含む複数のホスト材料によって上記の目的を達成できることを見出した。
例えば、第3のホスト材料を更に含む複数のホスト材料において、本願発明者らは、第3のホスト材料が以下の式3の少なくとも1つで表される化合物を含む、複数のホスト材料によって上記の目的が達成できることを見出した。
式1’において、
及びYは、それぞれ独立して、-N=、-NR-、-O-又は-S-を表し、但し、X及びYのうち一方は-N=を表し、X及びYの他方は、-NR-、-O-又は-S-を表すことを条件とし;
は、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリールを表し;
~Rは、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換(C3~C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換(C1~C30)アルコキシ、置換若しくは非置換トリ(C1~C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換ジ(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換(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トリ(C6~C30)アリールシリル、(C3~C30)脂肪族環と(C6~C30)芳香環との置換若しくは非置換縮合環基、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(C1~C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(C2~C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル(C2~C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(C6~C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(3~30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル(3~30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C2~C30)アルケニル(C6~C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C2~C30)アルケニル(3~30員)ヘテロアリールアミノ、又は置換若しくは非置換(C6~C30)アリール(3~30員)ヘテロアリールアミノを表すか、或いは隣接する置換基と結合して環を形成してもよく;
、U、及びUは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換(C6~C30)アリーレン、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリーレンを表し;
b及びcは、それぞれ独立して、1又は2の整数を表し、dは、1~4の整数を表し、ここで、b~dが2以上の整数を表す場合、Rのそれぞれ~Rのそれぞれは、互いに同じものであっても異なっていてもよく;
式1’において、少なくとも1個の重水素が含まれる。

式1において、
及びYは、それぞれ独立して、-N=、-NR-、-O-又は-S-を表し、但し、X及びYのうち一方は-N=を表し、X及びYの他方は、-NR-、-O-又は-S-を表すことを条件とし;
は、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリールを表し;
~Rは、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換(C3~C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換(C1~C30)アルコキシ、置換若しくは非置換トリ(C1~C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換ジ(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換(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トリ(C6~C30)アリールシリル、(C3~C30)脂肪族環と(C6~C30)芳香環との置換若しくは非置換縮合環基、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(C1~C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(C2~C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル(C2~C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(C6~C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(3~30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル(3~30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C2~C30)アルケニル(C6~C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C2~C30)アルケニル(3~30員)ヘテロアリールアミノ、又は置換若しくは非置換(C6~C30)アリール(3~30員)ヘテロアリールアミノを表すか、或いは隣接する置換基と結合して環を形成してもよく;
、U、及びUは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換(C6~C30)アリーレン、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリーレンを表し;
b及びcは、それぞれ独立して、1又は2の整数を表し、dは、1~4の整数を表し、ここで、b~dが2以上の整数を表す場合、Rのそれぞれ~Rのそれぞれは、互いに同じものであっても異なっていてもよい。

式2において、
Xは、O又はSを表し;
HArは、少なくとも1個の窒素原子を含む、置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリールを表し;
Lは、単結合、置換若しくは非置換(C6~C30)アリーレン、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリーレンを表し:
及びRは、それぞれ独立して、水素、重水素、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリール、又は-SiR212223を表し;
21~R23は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリールを表し;
eは、1~4の整数を表し、fは、1~3の整数を表し、ここで、e及びfが2以上の整数を表す場合、Rのそれぞれ及びRのそれぞれは、互いに同じであっても異なっていてもよい。

式3において、
Xは、O、S、CR3132、NR33、又はSeを表し;
31~R33は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリールを表すか、或いは隣接する置換基と結合して環を形成してもよく;
Aは、以下の式3-1で表される置換若しくは非置換フェナントレン環を表し;

式3及び3-1において、
21~R24は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、

を表し;但し、R21~R24の少なくとも1つは、

を表すことを条件とし;
及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換(C6~C30)アリーレン、置換若しくは非置換(C3~C30)シクロアルキレン、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリーレンを表し;
Ar~Arは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリールを表し;
g及びjは、1~4の整数を表し、h及びiは、1~2の整数を表し、ここで、g~hが2以上の整数を表す場合、R21のそれぞれ~R24のそれぞれは、互いに同じものであっても異なっていてもよく;
式3-1における*は、式3に結合している位置を表し;
21~R24における*は、式3又は3-1に結合している位置を表す。
発明の有利な効果
本開示による有機エレクトロルミネセント化合物は、有機エレクトロルミネセントデバイスでの使用に好適な性能を示す。加えて、単一のホスト材料としての本開示による化合物を含むことにより、又は本開示による複数のホスト材料を含むことにより、従来の有機エレクトロルミネセントデバイスと比較してより高い発光効率及び/又は改善された寿命特性を有する有機エレクトロルミネセントデバイスが提供され、それを使用して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。
本明細書では以下、本開示が詳細に説明される。しかしながら、以下の説明は、本開示を説明することを意図し、本開示の範囲を限定することを決して意味しない。
本開示における用語「有機エレクトロルミネセント化合物」は、有機エレクトロルミネセントデバイスに使用され得る、及び、必要に応じて、有機エレクトロルミネセントデバイスを構成する任意の層に含まれ得る化合物を意味する。
本開示における用語「有機エレクトロルミネセント材料」は、有機エレクトロルミネセントデバイスに使用され得る、及び少なくとも1種の化合物を含み得る材料を意味する。有機エレクトロルミネセント材料は、必要に応じて、有機エレクトロルミネセントデバイスを構成する任意の層に含まれ得る。例えば、有機エレクトロルミネセント材料は、正孔注入材料、正孔輸送材料、正孔補助材料、発光補助材料、電子阻止材料、発光材料(ホスト材料及びドーパント材料を含む)、電子緩衝材料、正孔阻止材料、電子輸送材料、電子注入材料等であり得る。
本開示における用語「複数のホスト材料」は、有機エレクトロルミネセントデバイスを構成する任意の発光層に含まれ得る、少なくとも2種の化合物の組合せを含むホスト材料を意味する。それは、有機エレクトロルミネセントデバイスに含まれる前の(例えば、蒸着前の)材料及び有機エレクトロルミネセントデバイスに含まれた後の(例えば、蒸着後の)材料の両方を意味し得る。例えば、本開示の複数のホスト材料は、少なくとも2種のホスト材料の組合せであり、有機エレクトロルミネセント材料に含まれる従来の材料を選択的に更に含み得る。本開示の複数のホスト材料に含まれる少なくとも2種の化合物は、1つの発光層に一緒に含まれ得るか、又は異なる発光層にそれぞれ含まれ得る。例えば、少なくとも2種のホスト材料は、混合蒸発若しくは共蒸発させられ得るか、又は個別に蒸発させられ得る。
本明細書において、用語「(C1~C30)アルキル」は、鎖を構成する1~30個の炭素原子を有する線状又は分岐アルキルであることを意味し、ここで、炭素原子の数は、好ましくは1~10個、より好ましくは1~6個である。上記のアルキルには、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、sec-ブチル等が含まれ得る。用語「(C3~C30)シクロアルキル」は、3~30個の環骨格炭素原子を有する単環式又は多環式炭化水素であることを意味し、ここで、炭素原子の数は、好ましくは3~20個、より好ましくは3~7個である。上記のシクロアルキルには、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロペンチルメチル、シクロヘキシルメチル等が含まれ得る。用語「(3~7員)ヘテロシクロアルキル」は、3~7個の環骨格原子を有し、B、N、O、S、Si、及びPからなる群、好ましくはO、S及びNからなる群から選択される少なくとも1個のヘテロ原子を含むシクロアルキルであることを意味する。上記のヘテロシクロアルキルには、テトラヒドロフラン、ピロリジン、チオラン、テトラヒドロピラン等が含まれ得る。用語「(C6~C30)アリール」又は「(C6~C30)アリーレン」は、6~30個の環骨格炭素原子を有する芳香族炭化水素から誘導される単環式又は縮合環基であることを意味する。上記のアリールは、部分的に飽和され得、スピロ構造を含み得る。上記のアリールには、フェニル、ビフェニル、テルフェニル、キンクフェニル、ナフチル、ビナフチル、フェニルナフチル、ナフチルフェニル、フルオレニル、フェニルフルオレニル、ジ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、ベンゾフェナントレニル、アントラセニル、インデニル、トリフェニレニル、ピレニル、テトラセニル、ペリレニル、クリセニル、ナフタセニル、フルオランテニル、スピロビフルオレニル、スピロ[フルオレン-ベンゾフルオレン]イル、スピロ[シクロペンテン-フルオレン]イル、スピロ[ジヒドロインデン-フルオレン]イル、アズレニル、テトラメチルジヒドロフェナントレニル等が含まれ得る。具体的には、上記のアリールには、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、1-アントリル、2-アントリル、9-アントリル、ベンズアントリル、1-フェナントリル、2-フェナントリル、3-フェナントリル、4-フェナントリル、9-フェナントリル、ナフタセニル、ピレニル、1-クリセニル、2-クリセニル、3-クリセニル、4-クリセニル、5-クリセニル、6-クリセニル、ベンゾ[c]フェナントリル、ベンゾ[g]クリセニル、1-トリフェニレニル、2-トリフェニレニル、3-トリフェニレニル、4-トリフェニレニル、1-フルオレニル、2-フルオレニル、3-フルオレニル、4-フルオレニル、9-フルオレニル、ベンゾ[a]フルオレニル、ベンゾ[b]フルオレニル、ベンゾ[c]フルオレニル、ジベンゾフルオレニル、2-ビフェニル、3-ビフェニル、4-ビフェニル、o-テルフェニル、m-テルフェニル-4-イル、m-テルフェニル-3-イル、m-テルフェニル-2-イル、p-テルフェニル-4-イル、p-テルフェニル-3-イル、p-テルフェニル-2-イル、m-クアテルフェニル、3-フルオランテニル、4-フルオランテニル、8-フルオランテニル、9-フルオランテニル、ベンゾフルオランテニル、o-トリル、m-トリル、p-トリル、2,3-キシリル、3,4-キシリル、2,5-キシリル、メシチル、o-クメニル、m-クメニル、p-クメニル、p-tert-ブチルフェニル、p-(2-フェニルプロピル)フェニル、4’-メチルビフェニル、4”-tert-ブチル-p-テルフェニル-4-イル、9,9-ジメチル-1-フルオレニル、9,9-ジメチル-2-フルオレニル、9,9-ジメチル-3-フルオレニル、9,9-ジメチル-4-フルオレニル、9,9-ジフェニル-1-フルオレニル、9,9-ジフェニル-2-フルオレニル、9,9-ジフェニル-3-フルオレニル、9,9-ジフェニル-4-フルオレニル、11,11-ジメチル-1-ベンゾ[a]フルオレニル、11,11-ジメチル-2-ベンゾ[a]フルオレニル、11,11-ジメチル-3-ベンゾ[a]フルオレニル、11,11-ジメチル-4-ベンゾ[a]フルオレニル、11,11-ジメチル-5-ベンゾ[a]フルオレニル、11,11-ジメチル-6-ベンゾ[a]フルオレニル、11,11-ジメチル-7-ベンゾ[a]フルオレニル、11,11-ジメチル-8-ベンゾ[a]フルオレニル、11,11-ジメチル-9-ベンゾ[a]フルオレニル、11,11-ジメチル-10-ベンゾ[a]フルオレニル、11,11-ジメチル-1-ベンゾ[b]フルオレニル、11,11-ジメチル-2-ベンゾ[b]フルオレニル、11,11-ジメチル-3-ベンゾ[b]フルオレニル、11,11-ジメチル-4-ベンゾ[b]フルオレニル、11,11-ジメチル-5-ベンゾ[b]フルオレニル、11,11-ジメチル-6-ベンゾ[b]フルオレニル、11,11-ジメチル-7-ベンゾ[b]フルオレニル、11,11-ジメチル-8-ベンゾ[b]フルオレニル、11,11-ジメチル-9-ベンゾ[b]フルオレニル、11,11-ジメチル-10-ベンゾ[b]フルオレニル、11,11-ジメチル-1-ベンゾ[c]フルオレニル、11,11-ジメチル-2-ベンゾ[c]フルオレニル、11,11-ジメチル-3-ベンゾ[c]フルオレニル、11,11-ジメチル-4-ベンゾ[c]フルオレニル、11,11-ジメチル-5-ベンゾ[c]フルオレニル、11,11-ジメチル-6-ベンゾ[c]フルオレニル、11,11-ジメチル-7-ベンゾ[c]フルオレニル、11,11-ジメチル-8-ベンゾ[c]フルオレニル、11,11-ジメチル-9-ベンゾ[c]フルオレニル、11,11-ジメチル-10-ベンゾ[c]フルオレニル、11,11-ジフェニル-1-ベンゾ[a]フルオレニル、11,11-ジフェニル-2-ベンゾ[a]フルオレニル、11,11-ジフェニル-3-ベンゾ[a]フルオレニル、11,11-ジフェニル-4-ベンゾ[a]フルオレニル、11,11-ジフェニル-5-ベンゾ[a]フルオレニル、11,11-ジフェニル-6-ベンゾ[a]フルオレニル、11,11-ジフェニル-7-ベンゾ[a]フルオレニル、11,11-ジフェニル-8-ベンゾ[a]フルオレニル、11,11-ジフェニル-9-ベンゾ[a]フルオレニル、11,11-ジフェニル-10-ベンゾ[a]フルオレニル、11,11-ジフェニル-1-ベンゾ[b]フルオレニル、11,11-ジフェニル-2-ベンゾ[b]フルオレニル、11,11-ジフェニル-3-ベンゾ[b]フルオレニル、11,11-ジフェニル-4-ベンゾ[b]フルオレニル、11,11-ジフェニル-5-ベンゾ[b]フルオレニル、11,11-ジフェニル-6-ベンゾ[b]フルオレニル、11,11-ジフェニル-7-ベンゾ[b]フルオレニル、11,11-ジフェニル-8-ベンゾ[b]フルオレニル、11,11-ジフェニル-9-ベンゾ[b]フルオレニル、11,11-ジフェニル-10-ベンゾ[b]フルオレニル、11,11-ジフェニル-1-ベンゾ[c]フルオレニル、11,11-ジフェニル-2-ベンゾ[c]フルオレニル、11,11-ジフェニル-3-ベンゾ[c]フルオレニル、11,11-ジフェニル-4-ベンゾ[c]フルオレニル、11,11-ジフェニル-5-ベンゾ[c]フルオレニル、11,11-ジフェニル-6-ベンゾ[c]フルオレニル、11,11-ジフェニル-7-ベンゾ[c]フルオレニル、11,11-ジフェニル-8-ベンゾ[c]フルオレニル、11,11-ジフェニル-9-ベンゾ[c]フルオレニル、11,11-ジフェニル-10-ベンゾ[c]フルオレニル、9,9,10,10-テトラメチル-9,10-ジヒドロ-1-フェナントレニル、9,9,10,10-テトラメチル-9,10-ジヒドロ-2-フェナントレニル、9,9,10,10-テトラメチル-9,10-ジヒドロ-3-フェナントレニル、9,9,10,10-テトラメチル-9,10-ジヒドロ-4-フェナントレニル等が含まれ得る。
用語「(3~30員)ヘテロアリール」又は「(3~30員)ヘテロアリーレン」は、3~30個の環骨格原子を有する、及び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個、好ましくは1~4個のヘテロ原子を含むアリール基であることを意味する。上記ヘテロアリールは、単環式環、又は少なくとも1つのベンゼン環と縮合した縮合環であり得;部分的に飽和され得;少なくとも1つのヘテロアリール又はアリール基をヘテロアリール基に単結合を介して結合することによって形成されるものであり得;スピロ構造を含み得る。上記のヘテロアリールには、フリル、チオフェニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、チアゾリル、チアジアゾリル、イソチアゾリル、イソオキサゾリル、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、及びピダジニルなどの単環式環型ヘテロアリール、並びにベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、ジベンゾセレノフェニル、ナフトベンゾフラニル、ナフトベンゾチオフェニル、ナフトオキサゾリル、ベンゾフロキノリニル、ベンゾフロキナゾリニル、ベンゾフロナフチリジニル、ベンゾフロピリミジニル、ナフトフロピリミジニル、ベンゾチエノキノリル、ベンゾチエノキナゾリニル、ナフチリジニル、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、ベンゾオキサゾリル、イソインドリル、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、カルバゾリル、ベンゾカルバゾリル、ジベンゾカルバゾリル、フェノキサジニル、フェナントリジニル、ベンゾジオキソリル、ジヒドロアクリジニル、ベンゾトリアゾリル、フェナジニル、イミダゾピリジル、クロメノキナゾリニル、チオクロメノキナゾリニル、ジメチルベンゾペリミジニル(dimethylbenzoperimidinyl)、インドロカルバゾリル、インデノカルバゾリル等などの縮合環型ヘテロアリールが含まれ得る。より具体的には、上記のヘテロアリールには、1-ピロリル、2-ピロリル、3-ピロリル、ピラジニル、2-ピリジル、2-ピリミジニル、4-ピリミジニル、5-ピリミジニル、6-ピリミジニル、1,2,3-トリアジン-4-イル、1,2,4-トリアジン-3-イル、1,3,5-トリアジン-2-イル、1-イミダゾリル、2-イミダゾリル、1-ピラゾリル、1-インドリジニル、2-インドリジニル、3-インドリジニル、5-インドリジニル、6-インドリジニル、7-インドリジニル、8-インドリジニル、2-イミダゾピリジル、3-イミダゾピリジル、5-イミダゾピリジル、6-イミダゾピリジル、7-イミダゾピリジル、8-イミダゾピリジル、3-ピリジル、4-ピリジル、1-インドリル、2-インドリル、3-インドリル、4-インドリル、5-インドリル、6-インドリル、7-インドリル、1-イソインドリル、2-イソインドリル、3-イソインドリル、4-イソインドリル、5-イソインドリル、6-イソインドリル、7-イソインドリル、2-フリル、3-フリル、2-ベンゾフラニル、3-ベンゾフラニル、4-ベンゾフラニル、5-ベンゾフラニル、6-ベンゾフラニル、7-ベンゾフラニル、1-イソベンゾフラニル、3-イソベンゾフラニル、4-イソベンゾフラニル、5-イソベンゾフラニル、6-イソベンゾフラニル、7-イソベンゾフラニル、2-キノリル、3-キノリル、4-キノリル、5-キノリル、6-キノリル、7-キノリル、8-キノリル、1-イソキノリル、3-イソキノリル、4-イソキノリル、5-イソキノリル、6-イソキノリル、7-イソキノリル、8-イソキノリル、2-キノキサリニル、5-キノキサリニル、6-キノキサリニル、1-カルバゾリル、2-カルバゾリル、3-カルバゾリル、4-カルバゾリル、9-カルバゾリル、アザカルバゾリル-1-イル、アザカルバゾリル-2-イル、アザカルバゾリル-3-イル、アザカルバゾリル-4-イル、アザカルバゾリル-5-イル、アザカルバゾリル-6-イル、アザカルバゾリル-7-イル、アザカルバゾリル-8-イル、アザカルバゾリル-9-イル、1-フェナントリジニル、2-フェナントリジニル、3-フェナントリジニル、4-フェナントリジニル、6-フェナントリジニル、7-フェナントリジニル、8-フェナントリジニル、9-フェナントリジニル、10-フェナントリジニル、1-アクリジニル、2-アクリジニル、3-アクリジニル、4-アクリジニル、9-アクリジニル、2-オキサゾリル、4-オキサゾリル、5-オキサゾリル、2-オキサジアゾリル、5-オキサジアゾリル、3-フラザニル、2-チエニル、3-チエニル、2-メチルピロール-1-イル、2-メチルピロール-3-イル、2-メチルピロール-4-イル、2-メチルピロール-5-イル、3-メチルピロール-1-イル、3-メチルピロール-2-イル、3-メチルピロール-4-イル、3-メチルピロール-5-イル、2-tert-ブチルピロール-4-イル、3-(2-フェニルプロピル)ピロール-1-イル、2-メチル-1-インドリル、4-メチル-1-インドリル、2-メチル-3-インドリル、4-メチル-3-インドリル、2-tert-ブチル-1-インドリル、4-tert-ブチル-1-インドリル、2-tert-ブチル-3-インドリル、4-tert-ブチル-3-インドリル、1-ジベンゾフラニル、2-ジベンゾフラニル、3-ジベンゾフラニル、4-ジベンゾフラニル、1-ジベンゾチオフェニル、2-ジベンゾチオフェニル、3-ジベンゾチオフェニル、4-ジベンゾチオフェニル、1-ナフト-[1,2-b]-ベンゾフラニル、2-ナフト-[1,2-b]-ベンゾフラニル、3-ナフト-[1,2-b]-ベンゾフラニル、4-ナフト-[1,2-b]-ベンゾフラニル、5-ナフト-[1,2-b]-ベンゾフラニル、6-ナフト-[1,2-b]-ベンゾフラニル、7-ナフト-[1,2-b]-ベンゾフラニル、8-ナフト-[1,2-b]-ベンゾフラニル、9-ナフト-[1,2-b]-ベンゾフラニル、10-ナフト-[1,2-b]-ベンゾフラニル、1-ナフト-[2,3-b]-ベンゾフラニル、2-ナフト-[2,3-b]-ベンゾフラニル、3-ナフト-[2,3-b]-ベンゾフラニル、4-ナフト-[2,3-b]-ベンゾフラニル、5-ナフト-[2,3-b]-ベンゾフラニル、6-ナフト-[2,3-b]-ベンゾフラニル、7-ナフト-[2,3-b]-ベンゾフラニル、8-ナフト-[2,3-b]-ベンゾフラニル、9-ナフト-[2,3-b]-ベンゾフラニル、10-ナフト-[2,3-b]-ベンゾフラニル、1-ナフト-[2,1-b]-ベンゾフラニル、2-ナフト-[2,1-b]-ベンゾフラニル、3-ナフト-[2,1-b]-ベンゾフラニル、4-ナフト-[2,1-b]-ベンゾフラニル、5-ナフト-[2,1-b]-ベンゾフラニル、6-ナフト-[2,1-b]-ベンゾフラニル、7-ナフト-[2,1-b]-ベンゾフラニル、8-ナフト-[2,1-b]-ベンゾフラニル、9-ナフト-[2,1-b]-ベンゾフラニル、10-ナフト-[2,1-b]-ベンゾフラニル、1-ナフト-[1,2-b]-ベンゾチオフェニル、2-ナフト-[1,2-b]-ベンゾチオフェニル、3-ナフト-[1,2-b]-ベンゾチオフェニル、4-ナフト-[1,2-b]-ベンゾチオフェニル、5-ナフト-[1,2-b]-ベンゾチオフェニル、6-ナフト-[1,2-b]-ベンゾチオフェニル、7-ナフト-[1,2-b]-ベンゾチオフェニル、8-ナフト-[1,2-b]-ベンゾチオフェニル、9-ナフト-[1,2-b]-ベンゾチオフェニル、10-ナフト-[1,2-b]-ベンゾチオフェニル、1-ナフト-[2,3-b]-ベンゾチオフェニル、2-ナフト-[2,3-b]-ベンゾチオフェニル、3-ナフト-[2,3-b]-ベンゾチオフェニル、4-ナフト-[2,3-b]-ベンゾチオフェニル、5-ナフト-[2,3-b]-ベンゾチオフェニル、1-ナフト-[2,1-b]-ベンゾチオフェニル、2-ナフト-[2,1-b]-ベンゾチオフェニル、3-ナフト-[2,1-b]-ベンゾチオフェニル、4-ナフト-[2,1-b]-ベンゾチオフェニル、5-ナフト-[2,1-b]-ベンゾチオフェニル、6-ナフト-[2,1-b]-ベンゾチオフェニル、7-ナフト-[2,1-b]-ベンゾチオフェニル、8-ナフト-[2,1-b]-ベンゾチオフェニル、9-ナフト-[2,1-b]-ベンゾチオフェニル、10-ナフト-[2,1-b]-ベンゾチオフェニル、2-ベンゾフロ[3,2-d]ピリミジニル、6-ベンゾフロ[3,2-d]ピリミジニル、7-ベンゾフロ[3,2-d]ピリミジニル、8-ベンゾフロ[3,2-d]ピリミジニル、9-ベンゾフロ[3,2-d]ピリミジニル、2-ベンゾチオ[3,2-d]ピリミジニル、6-ベンゾチオ[3,2-d]ピリミジニル、7-ベンゾチオ[3,2-d]ピリミジニル、8-ベンゾチオ[3,2-d]ピリミジニル、9-ベンゾチオ[3,2-d]ピリミジニル、2-ベンゾフロ[3,2-d]ピラジニル、6-ベンゾフロ[3,2-d]ピラジニル、7-ベンゾフロ[3,2-d]ピラジニル、8-ベンゾフロ[3,2-d]ピラジニル、9-ベンゾフロ[3,2-d]ピラジニル、2-ベンゾチオ[3,2-d]ピラジニル、6-ベンゾチオ[3,2-d]ピラジニル、7-ベンゾチオ[3,2-d]ピラジニル、8-ベンゾチオ[3,2-d]ピラジニル、9-ベンゾチオ[3,2-d]ピラジニル、1-シラフルオレニル、2-シラフルオレニル、3-シラフルオレニル、4-シラフルオレニル、1-ゲルマフルオレニル、2-ゲルマフルオレニル、3-ゲルマフルオレニル、4-ゲルマフルオレニル、1-ジベンゾセレノフェニル、2-ジベンゾセレノフェニル、3-ジベンゾセレノフェニル、4-ジベンゾセレノフェニル等が含まれ得る。「ヘテロアリール(エン)」は、電子特性を持ったヘテロアリール(エン)及び正孔特性を持ったヘテロアリール(エン)へ分類することができる。電子特性を持ったヘテロアリール(エン)は、親核に比較的電子に富む置換基、例えば、置換若しくは非置換ピリジニル、置換若しくは非置換ピリミジニル、置換若しくは非置換トリアジニル、置換若しくは非置換キナゾリニル、置換若しくは非置換キノキサリニル、又は置換若しくは非置換キノリル等である。正孔特性を持ったヘテロアリール(エン)は、親核に比較的電子に乏しい置換基、例えば、置換若しくは非置換カルバゾリル、置換若しくは非置換ジベンゾフラニル、置換若しくは非置換ジベンゾチオフェニル等である。更に「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位置を表す接頭辞である。オルトは、2つの置換基が互いに隣接することを示し、例えば、ベンゼン誘導体の2つの置換基が位置1及び2又は位置2及び3を占めるとき、それは、オルト位と呼ばれる。メタは、2つの置換基が位置1及び3にあることを示し、例えば、ベンゼン誘導体の2つの置換基が位置1及び3を占めるとき、それは、メタ位と呼ばれる。パラは、2つの置換基が位置1及び4にあることを示し、例えば、ベンゼン誘導体の2つの置換基が位置1及び4を占めるとき、それは、パラ位と呼ばれる。
特に明記しない限り、置換基は、置換基が限定なしに置換することができる場所で水素と置き換わり得、ある種の官能基における2個以上の水素原子が置換基でそれぞれ置き換わっている場合、各置換基は、互いに同じものであっても異なっていてもよい。ある種の官能基に関して置換することができる置換基の最大数は、官能基を形成する各原子に関して置換できる原子価の総数であり得る。本明細書において、置換アリール、置換アレーン、置換アリーレン、置換ヘテロアリール、置換ヘテロアリーレン、置換アルキル、置換シクロアルキル、置換アルコキシ、置換トリアルキルシリル、置換ジアルキルアリールシリル、置換アルキルジアリールシリル、置換トリアリールシリル、脂肪族環と芳香環との置換縮合環基、置換モノ-又はジ-アルキルアミノ、置換モノ-又はジ-アルケニルアミノ、置換アルキルアルケニルアミノ、置換モノ-又はジ-アリールアミノ、置換アルキルアリールアミノ、置換モノ-又はジ-ヘテロアリールアミノ、置換アルキルヘテロアリールアミノ、置換アルケニルアリールアミノ、置換アルケニルヘテロアリールアミノ、及び置換アリールヘテロアリールアミノは、それぞれ独立して、重水素;ハロゲン;シアノ;カルボキシル;ニトロ;ヒドロキシル;ホスフィンオキシド;(C1~C30)アルキル;ハロ(C1~C30)アルキル;(C2~C30)アルケニル;(C2~C30)アルキニル;(C1~C30)アルコキシ;(C1~C30)アルキルチオ;(C3~C30)シクロアルキル;(C3~C30)シクロアルケニル;(3~7員)ヘテロシクロアルキル;(C6~C30)アリールオキシ;(C6~C30)アリールチオ;非置換の若しくは重水素及び(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;非置換の若しくは重水素及び(C6~C30)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;(C3~C30)脂肪族環と(C6~C30)芳香環との縮合環基;アミノ;モノ-若しくはジ-(C1~C30)アルキルアミノ;モノ-若しくはジ-(C2~C30)アルケニルアミノ;(C1~C30)アルキル(C2~C30)アルケニルアミノ;モノ-若しくはジ-(C6~C30)アリールアミノ;(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールアミノ;モノ-若しくはジ-(3~30員)ヘテロアリールアミノ;(C1~C30)アルキル(3~30員)ヘテロアリールアミノ;(C2~C30)アルケニル(C6~C30)アリールアミノ;(C2~C30)アルケニル(3~30員)ヘテロアリールアミノ;(C6~C30)アリール(3~30員)ヘテロアリールアミノ;(C1~C30)アルキルカルボニル;(C1~C30)アルコキシカルボニル;(C6~C30)アリールカルボニル;(C6~C30)アリールホスフィン;ジ(C6~C30)アリールボロニル;ジ(C1~C30)アルキルボロニル;(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールボロニル;(C6~C30)アリール(C1~C30)アルキル;及び(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールからなる群から選択される少なくとも1つで置換されている。本開示の一実施形態によれば、置換アルキル等は、それぞれ独立して、重水素;非置換の若しくは重水素で置換された(C1~C10)アルキル;非置換の若しくは重水素及び(C6~C18)アリールの少なくとも1つで置換された(C6~C22)アリール;非置換の若しくは重水素で置換された(6~20員)ヘテロアリール;並びに非置換の若しくは重水素で置換されたトリ(C6~C15)アリールシリルからなる群から選択される少なくとも1つで置換されている。本開示の別の実施形態によれば、置換アルキル等は、それぞれ独立して、重水素;非置換の若しくは重水素で置換された(C1~C6)アルキル;非置換の若しくは重水素及び(C6~C18)アリールの少なくとも1つで置換された(C6~C18)アリール;非置換の若しくは重水素で置換された(6~15員)ヘテロアリール;並びに非置換の若しくは重水素で置換されたトリ(C6~C10)アリールシリルからなる群から選択される少なくとも1つで置換されている。例えば、置換アルキル等は、重水素、又はメチル、テトラメチル、フェニル、ビフェニル、ナフチル、フェニルナフチル、ナフチルフェニル、テルフェニル、ビフェニルで置換されたナフチル、フェナントレニル、ベンゾ[c]フェナントレニル、クリセニル、ピリジニル、ジベンゾフラニル、トリフェニルシリル、カルバゾリル、フェニルカルバゾリル、ニトリルフェニル、ニトリル、フルオレニル、アダマンチル、及びメチルで置換されたフルオレニルからなる群から選択される少なくとも1つで置換されていてもよく、ここで、それらの置換基は、重水素で更に置換されていてもよい。
置換基が本明細書での化学式又は化合物構造において示されていない場合、それは、置換基のための置換できる全ての場所が、水素又は重水素であることを意味し得る。すなわち、重水素の場合には、それは、水素の同位元素であり、いくつかの水素原子は、同位元素の重水素であり得、この場合に、重水素の含有量は、0%~100%であり得る。置換基が本明細書での化学式又は化合物構造において示されていない場合に、重水素が明白に排除されない、例えば重水素の含有量が0%である場合、水素の含有量は100%であり、全ての置換基は水素であり、水素及び重水素は、化合物中に一緒に使用することができる。重水素は、水素の同位元素の1つであり、その原子核として、1つのプロトンと1つの中性子とからなる、重陽子を有する元素である。それは、水素-2として表すことができ、その元素記号は、D又は2Hとして表すことができる。同位元素は、同じ原子番号(Z)、しかし異なる質量数(A)の原子を指し、また、同じ数のプロトン、しかし異なる数の中性子の元素として解釈することができる。
本開示における用語「それらの組合せ」は、対応するリストから当業者によって想定できる公知の若しくは化学的に安定した配置を形成するための対応するリストからの1つ以上の要素の組合せを指す。例えば、アルキルと重水素とは、部分的に若しくは完全に重水素化されたアルキル基を形成するために組み合わせることができ;ハロゲンとアルキルとは、ハロゲン化アルキル置換基を形成するために組み合わせることができ;ハロゲンと、アルキルと、アリールとは、ハロゲン化アリールアルキルを形成するために組み合わせることができる。例えば、置換基の好ましい組合せには、水素若しくは重水素である50原子まで、又は水素若しくは重水素ではない40原子まで、又は水素若しくは重水素ではない30原子までが含まれる。或いはまた、多くの場合に、置換基の好ましい組合せには、水素若しくは重水素ではない20原子までが含まれ得る。
本開示の式において、隣接する置換基の結合によって環が形成される場合、環は、少なくとも2つの隣接する置換基の結合によって形成される、置換若しくは非置換の、単環式若しくは多環式の、(3~30員)脂環式環若しくは芳香環、又はそれらの組合せであり得る。加えて、形成された環は、B、N、O、S、Si、及びPから選択される少なくとも1個のヘテロ原子、好ましくはN、O、及びSから選択される少なくとも1個のヘテロ原子を含有し得る。本開示の一実施形態によれば、環骨格原子の数は5~20個であり、本開示の別の実施形態によれば、環骨格原子の数は5~15個である。
本開示の式において、ヘテロアリール又はヘテロアリーレンは、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個のヘテロ原子を含有し得る。加えて、ヘテロ原子は、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換(5~30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換(C3~C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換(C1~C30)アルコキシ、置換若しくは非置換トリ(C1~C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換ジ(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換(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トリ(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換モノ-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(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールアミノからなる群から選択される少なくとも1つに結合し得る。
本明細書では以下、本開示の一実施形態による有機エレクトロルミネセント化合物が説明される。
本開示の一実施形態による有機エレクトロルミネセント化合物は、以下の式1’で表され、1個以上の重水素を含有する。

式1’において、
及びYは、それぞれ独立して、-N=、-NR-、-O-又は-S-を表し、但し、X及びYのうち一方は-N=を表し、X及びYの他方は、-NR-、-O-又は-S-を表すことを条件とし;
は、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリールを表し;
~Rは、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換(C3~C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換(C1~C30)アルコキシ、置換若しくは非置換トリ(C1~C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換ジ(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換(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トリ(C6~C30)アリールシリル、(C3~C30)脂肪族環と(C6~C30)芳香環との置換若しくは非置換縮合環基、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(C1~C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(C2~C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル(C2~C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(C6~C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(3~30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル(3~30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C2~C30)アルケニル(C6~C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C2~C30)アルケニル(3~30員)ヘテロアリールアミノ、又は置換若しくは非置換(C6~C30)アリール(3~30員)ヘテロアリールアミノを表すか、或いは隣接する置換基と結合して環を形成してもよく;
、U、及びUは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換(C6~C30)アリーレン、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリーレンを表し;
b及びcは、それぞれ独立して、1又は2の整数を表し、dは、1~4の整数を表し、ここで、b~dが2以上の整数を表す場合、Rのそれぞれ~Rのそれぞれは、互いに同じものであっても異なっていてもよく;
式1’において、少なくとも1個の重水素が含まれる。
式1’で表される化合物は、以下の化合物からなる群から選択され得るが、それらに限定されない。




本明細書では以下、本開示による複数のホスト材料が説明される。
本開示による複数のホスト材料は、上の式1で表される少なくとも1種の化合物を含む第1のホスト材料と、上の式2で表される少なくとも1種の化合物を含む第2のホスト材料とを含み、ここで、第1のホスト材料及び第2のホスト材料の少なくとも1つは、重水素を含む。加えて、複数のホスト材料は、第3のホスト材料を更に含み、ここで、例として、第3のホスト材料は、以下の式3を含む複数のホスト材料を含む。
本明細書では以下、式1で表される化合物がより詳細に説明される。
式1において、X及びYは、それぞれ独立して、-N=、-NR-、-O-又は-S-を表し、但し、X及びYのうち一方は-N=を表し、X及びYの他方は、-NR-、-O-又は-S-を表すことを条件とする。本開示の一実施形態によれば、X及びYのうち一方は-N=を表し、X及びYの他方は、-O-又は-S-を表す。
式1において、Rは、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリールを表す。本開示の一実施形態によれば、Rは、非置換の若しくは重水素で置換された(C6~C15)アリール、又は非置換の若しくは重水素で置換された(5~15員)ヘテロアリールを表す。本開示の別の実施形態によれば、Rは、非置換の若しくは重水素で置換された(C6~C15)アリール、又は非置換の若しくは重水素で置換された(6~13員)ヘテロアリールを表す。具体的には、Rは、フェニル、ビフェニル、ナフチル、又はピリジル等であり得、それらは、重水素で更に置換されていてもよい。
式1において、R~Rは、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換(C3~C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換(C1~C30)アルコキシ、置換若しくは非置換トリ(C1~C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換ジ(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換(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トリ(C6~C30)アリールシリル、(C3~C30)脂肪族環と(C6~C30)芳香環との置換若しくは非置換縮合環基、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(C1~C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(C2~C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル(C2~C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(C6~C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(3~30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル(3~30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C2~C30)アルケニル(C6~C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C2~C30)アルケニル(3~30員)ヘテロアリールアミノ、又は置換若しくは非置換(C6~C30)アリール(3~30員)ヘテロアリールアミノを表すか、或いは隣接する置換基と結合して環を形成してもよい。
本開示の一実施形態によれば、R5及びR6は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換(C6~C28)アリール、置換若しくは非置換(6~25員)ヘテロアリール。本開示の別の実施形態によれば、R5及びR6は、それぞれ独立して、重水素、非置換の若しくは重水素、(C1~C10)アルキル、(C6~C12)アリール及びトリ(C6~C10)アリールシリルの少なくとも1つで置換された(C6~C28)アリール、又は非置換の若しくは重水素、(C6~C10)アリール及び(6~10員)ヘテロアリールの少なくとも1つで置換された(6~20員)ヘテロアリール。具体的には、R~Rは、それぞれ独立して、水素又は重水素であり得;R及びRは、それぞれ独立して、非置換の若しくはナフチル及びトリフェニルシリルの少なくとも1つで置換されたフェニル、ビフェニル、テルフェニル、クアテルフェニル、非置換の若しくはトリフェニルシリルで置換されたナフチル、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、ジフェニルフルオレニル、非置換の若しくはフェニルで置換されたピリジル、非置換の若しくはフェニル及びピリジルの少なくとも1つで置換されたジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、フェニルで置換されたカルバゾリル、ベンゾフロピリジニル、ベンゾナフトフラニル、ベンゾナフトチオフェニル、又はトリフェニルシリルであり得、それらは、重水素で更に置換されていてもよい。
本開示の別の実施形態によれば、R及びRは、独立して、置換若しくは非置換フェニル、置換若しくは非置換ナフチル、置換若しくは非置換ビフェニル、置換若しくは非置換テルフェニル、置換若しくは非置換フェナントレニル、置換若しくは非置換フルオレニル、置換若しくは非置換ベンゾフルオレニル、置換若しくは非置換トリフェニレニル、置換若しくは非置換スピロビフルオレニル、置換若しくは非置換ピリジル、置換若しくは非置換トリアジニル、置換若しくは非置換ピリミジニル、置換若しくは非置換キノリル、置換若しくは非置換キナゾリニル、置換若しくは非置換キノキサリニル、置換若しくは非置換ベンゾキナゾリニル、置換若しくは非置換ベンゾキノキサリニル、置換若しくは非置換ベンゾフロピリジニル、置換若しくは非置換ベンゾフロピリミジニル、置換若しくは非置換カルバゾリル、置換若しくは非置換ジベンゾチオフェニル、置換若しくは非置換ベンゾチオフェニル、置換若しくは非置換ジベンゾフラニル、置換若しくは非置換ベンゾフラニル、置換若しくは非置換ナフチリジニル、置換若しくは非置換ベンゾナフトフラニル、置換若しくは非置換ベンゾナフトチオフェニル、又はトリフェニルシリルであり得る。
、U、及びUは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換(C6~C30)アリーレン、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリーレンを表す。本開示の一実施形態によれば、L、U、及びUは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換(C6~C25)アリーレン、又は置換若しくは非置換(3~25員)ヘテロアリーレンを表す。本開示の別の実施形態によれば、L、U、及びUは、それぞれ独立して、単結合、非置換の若しくは重水素で置換された(C6~C15)アリーレン、又は非置換の若しくは重水素で置換された(3~25員)ヘテロアリーレンを表す。具体的には、L、U、及びUは、それぞれ独立して、単結合、フェニレン、ビフェニレン、テルフェニレン、ナフチレン、ジベンゾフラニレン、ピリジレン、カルバゾリレン等を表し、それらは、重水素で更に置換されていてもよい。
式1において、b及びcは、それぞれ独立して、1又は2の整数を表し、dは、1~4の整数を表し;ここで、b~dが2以上の整数を表す場合、Rのそれぞれ~Rのそれぞれは、互いに同じものであっても異なっていてもよい。
本開示の一実施形態によれば、式1は、以下の式1-1~1-4の少なくとも1つで表され得る。
式1-1~1-4において、R~R、L、U、U、及びb~dは、式1において定義された通りである。
本開示の一実施形態によれば、重水素置換率は、式1で表される化合物が重水素を含有する場合、約0.1%~100%、一実施形態によれば約10%~約95%、別の実施形態によれば約20%~約90%、別の実施形態によれば約30%~約85%、別の実施形態によれば約40%~約80%、別の実施形態によれば約50%~約75%であり得る。この重水素置換率で置換された式1の化合物は、重水素化による結合解離エネルギーの増加によって、化合物の安定性を高め得、この化合物デバイスを含む有機エレクトロルミネセントデバイスは、改善された寿命特性を示し得る。
本明細書では以下、式2で表される化合物がより詳細に説明される。
式2において、Xは、O又はSを表す。
式2において、HArは、少なくとも1個の窒素原子を含む、置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリールを表す。本開示の一実施形態によれば、HArは、少なくとも2個の窒素原子を含む、置換若しくは非置換(6~15員)ヘテロアリールを表す。本開示の別の実施形態によれば、HArは、少なくとも2個の窒素原子を含む、置換若しくは非置換(6員)ヘテロアリールを表し、ヘテロアリールの置換基は、重水素;非置換の若しくは重水素及び(C6~C12)アリールの少なくとも1つで置換された(C6~C20)アリール;又は非置換の若しくは重水素で置換された(6~15員)ヘテロアリールである。具体的には、HArは、置換トリアジニルであり、トリアジニルの置換基は、フェニル、ビフェニル、テルフェニル、フェニルナフチル、ナフチルフェニル、ビフェニルで置換されたナフチル、フェナントレニル、ベンゾ[c]フェナントレニル、クリセニル及びジベンゾフラニルの少なくとも1つであり、それらは、重水素で更に置換されていてもよい。
式2において、Lは、単結合、置換若しくは非置換(C6~C30)アリーレン、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリーレンを表す。具体的には、Lは、単結合であり得る。
式2において、R及びRは、それぞれ独立して、水素、重水素、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリール、又は-SiR212223を表す。本開示の一実施形態によれば、R及びRは、それぞれ独立して、水素、重水素、又は置換若しくは非置換(C6~C20)アリールを表す。本開示の別の実施形態によれば、R及びRは、それぞれ独立して、水素、重水素、又は非置換の若しくは重水素及び(C6~C12)アリールの少なくとも1つで置換された(C6~C15)アリールを表す。具体的には、R及びRは、それぞれ独立して、水素、重水素、フェニル、ビフェニル、ナフチル、フェニルナフチル、ナフチルフェニル、又はフェナントレニルであり得、それらは、重水素で更に置換されていてもよい。
21~R23は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリールを表す。
式2において、eは、1~4の整数を表し、fは、1~3の整数を表し、ここで、e及びfが2以上の整数を表す場合、Rのそれぞれ及びRのそれぞれは、互いに同じものであっても異なっていてもよい。
本開示の一実施形態によれば、式2は、以下の式2-1で表され得る。
式2-1において、X’~X’は、それぞれ独立して、CR’又はNを表し、但し、X’~X’の少なくとも2つは、Nを表すことを条件とする。特に、X’~X’の全てがNであり得る。
R’は、水素又は重水素を表す。
式2-1において、R10及びR11は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリールを表す。本開示の一実施形態によれば、R10及びR11は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換(C6~C25)アリール、又は置換若しくは非置換(6~20員)ヘテロアリールを表す。本開示の別の実施形態によれば、R10及びR11は、それぞれ独立して、非置換の若しくは重水素及び(C6~C18)アリールの少なくとも1つで置換された(C6~C20)アリール;又は非置換の若しくは重水素及び(C6~C18)アリールの少なくとも1つで置換された(6~15員)ヘテロアリールを表す。具体的には、R10及びR11は、それぞれ独立して、非置換の又はフェニル若しくはフェナントレニルで置換されたナフチルで置換されたフェニル、ビフェニル、テルフェニル、クアテルフェニル、フェニルナフチル、ナフチルフェニル、非置換の又はビフェニル若しくはナフチルで置換されたナフチル、非置換の又はフェニル若しくはナフチルで置換されたフェナントレニル、ベンゾ[c]フェナントレニル、クリセニル、トリフェニレン、フルオランテニル、或いは非置換の若しくはフェニルで置換されたジベンゾフラニルであり得、それらは、重水素で更に置換されていてもよい。
式2-1において、X、L、R、R、e及びfは、式2において定義された通りである。
本開示の一実施形態によれば、式2は、以下の式2-1-1~2-1-4の少なくとも1つで表され得る。
式2-1-1~2-1-4において、
X、X’~X’、R~R11、L、e及びfは、式2-1において定義された通りである。
本開示の一実施形態によれば、重水素置換率は、式2で表される化合物が重水素を含有する場合、約0.1%~100%、一実施形態によれば約10%~約95%、別の実施形態によれば約20%~約90%、別の実施形態によれば約30%~約85%、別の実施形態によれば約40%~約80%、別の実施形態によれば約50%~約75%であり得る。この重水素置換率で置換された式2の化合物は、重水素化による結合解離エネルギーの増加によって、化合物の安定性を高め得、この化合物デバイスを含む有機エレクトロルミネセントデバイスは、改善された寿命特性を示し得る。
本明細書では以下、式3で表される化合物が、より詳細に説明される。
式3において、
Xは、O、S、CR3132、NR33、又はSeを表す。本開示の一実施形態によれば、Xは、O、S、CR3132、又はNR33を表す。特に、Xは、O又はSであり得る。
31~R33は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリールを表すか;或いは隣接する置換基と結合して環を形成してもよい。本開示の一実施形態によれば、R31~R33は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換若しくは非置換(C3~C12)アルキル、又は置換若しくは非置換(C6~C15)アリールを表す。本開示の別の実施形態によれば、R31~R33は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換若しくは非置換(C3~C12)アルキル、又は置換若しくは非置換(C6~C15)アリールを表す。特に、R31~R33は、それぞれ独立して、水素又は重水素であり得る。
Aは、以下の式3-1で表される置換若しくは非置換フェナントレン環を表す。
式3及び3-1において、
21~R24は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、

を表し;但し、R21~R24の少なくとも1つは、

を表すことを条件とする。本開示の一実施形態によれば、R21~R24は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換若しくは非置換(C1~C15)アルキル、置換若しくは非置換(C6~C15)アリール、

を表す。本開示の別の実施形態によれば、R21~R24は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、非置換(C1~C15)アルキル、非置換(C6~C15)アリール、

を表す。具体的には、R21~R24は、それぞれ独立して、水素、重水素、フェニル、ビフェニル、ナフチル、

であり得る。
及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換(C6~C30)アリーレン、置換若しくは非置換(C3~C30)シクロアルキレン、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリーレンを表す。本開示の一実施形態によれば、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(C6~C12)アリーレン、又は置換若しくは非置換(C6~C25)シクロアルキレンを表す。具体的には、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、フェニレン、ジフェニルアミノで置換されたフェニレン、ナフチルで置換されたフェニレン、又はフェニルで置換されたナフチレンであり得る。
Ar~Arは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリールを表す。本開示の一実施形態によれば、Ar~Arは、それぞれ独立して、非置換の若しくは重水素、(C5~C15)アリール、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~C12)アリール;非置換の又は(C6~C18)アリール、(5~15員)ヘテロアリール、若しくは(C1~C6)アリーレンで置換された(C6~C25)アリール;非置換の又は重水素若しくは(C6-C18)アリールで置換された(5~25員)ヘテロアリール、テルフェニル、又はクアテルフェニルを表す。具体的には、Ar~Arは、それぞれ独立して、非置換の若しくは重水素、ナフチル、カルバゾリル、フェニルカルバゾリル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、フェナントレニルの少なくとも1つで置換されたフェニル、メチル、ピリジニル、及びアダマンチルで置換されたフルオレニル;非置換の若しくは重水素で置換されたビフェニル;テトラメチルで置換されたフェナントレニル、プロペンジイルベンゼン、非置換の若しくはフェニルで置換されたカルバゾリル、クリセニル、非置換の又は重水素若しくはフェニルで置換されたジベンゾフラニル、ジベンゾセレノフェニル、ジメチルフルオレニル、ベンゾナフトセレノフェニル、ジェニルフルオレニル、非置換の又はフェニル、ビフェニル若しくはピリジンで置換されたフェナントレニル;非置換の又はフェニル若しくはナフチルで置換されたピリジル;トリフェニルシリル、非置換の若しくはフェニルで置換されたジベンゾチオフェニル、非置換の若しくはシアノで置換されたテルフェニル、クアテルフェニル、並びにフェニルで置換されたフェナントロリニルであり得る。
g及びjは、1~4の整数を表し、h及びiは、1又は2の整数を表し、ここで、g~hが2以上の整数を表す場合、R21のそれぞれ及びR24のそれぞれは、互いに同じものであっても異なっていてもよい。
式3-1における*は、式3に結合している位置を表し、R21~R24における*は、式3又は3-1に結合している位置を表す。
本開示の一実施形態によれば、式3は、以下の式3-2又は3-3で表され得る。
式3-2及び3-3において、X、R21~R24、及びg~jは、式3において定義された通りである。
式1で表される化合物は、以下の化合物からなる群から選択され得るが、それらに限定されない。









式2で表される化合物は、以下の化合物からなる群から選択され得るが、それらに限定されない。










式3で表される化合物は、以下の化合物からなる群から選択され得るが、それらに限定されない。

























化合物H1-1~H1-315の少なくとも1つと、化合物H2-1~H2-276の少なくとも1つとの組合せが、有機エレクトロルミネセントデバイスにおいて使用され得る。
加えて、化合物H1-1~H1-315の少なくとも1つと、化合物H2-1~H2-276の少なくとも1つと、化合物H3-1~H3-771の少なくとも1つとの組合せが、有機エレクトロルミネセントデバイスにおいて使用され得る。
本開示による式1で表される化合物は、当業者に公知の合成法によって、特に多数の特許文献に開示されている合成法を用いることによって、例えば、(特許文献2)(2018年9月5日公開)、(特許文献3)(2021年8月10日公開)、(特許文献4)(2022年4月26日公開)、及び(特許文献5)(2021年9月6日公開)等に開示されている、しかしそれらに限定されない方法を参照することによって製造され得る。
本開示による式2で表される化合物は、当業者に公知の合成法によって、特に多数の特許文献に開示されている合成法を用いることによって、例えば、(特許文献6)(2022年4月26日公開)、(特許文献7)(2021年10月14日公開)、及び(特許文献8)(2021年9月6日公開)等に開示されている、しかしそれらに限定されない方法を参照することによって製造され得る。
本開示による式3で表される化合物は、以下の反応スキーム1を参照することによって製造され得るが、それらに限定されず、当業者に公知の合成法によって製造され得る。
[反応スキーム1]
本開示の式1~3で表される化合物の例示的な合成例は上に記載されているが、当業者は、それらの全てが、ブックワルド-ハートウィッグクロスカップリング反応、N-アリール化反応、H-mont媒介エーテル化反応、宮浦ホウ素化反応、鈴木クロスカップリング反応、分子内酸誘起環化反応、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、及びホスフィン媒介還元的環化反応等に基づくこと、並びに上の式1~3において定義されているが、具体的な合成例において明記されていない置換基が結合している場合であっても上記の反応が進行することを容易に理解することができるであろう。
加えて、式1~3の重水素化化合物は、重水素化前駆体材料を使用することによって同様の方法で調製され得るか、或いはより一般的には、ルイス酸、例えば、三塩化アルミニウム又は塩化エチルアルミニウムなどのH/D交換触媒の存在下に非重水素化化合物を重水素化溶媒つまりD6-ベンゼンで処理することによって調製され得る。加えて、重水素化度は、反応温度などの反応条件を変化させることによって制御することができる。例えば、式1~3における重水素の数は、反応温度及び時間、酸の当量等を調節することによって制御することができる。
本開示は、特定の式1’の本開示による有機エレクトロルミネセント化合物を含む有機エレクトロルミネセントデバイスを提供する。
本開示は、アノード、カソード、及びアノードと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セントデバイスであって、少なくとも1つの発光層が本開示による複数のホスト材料を含むデバイスを提供する。本開示による第1のホスト材料及び第2のホスト材料又は第1のホスト材料~第3のホスト材料は、1つの発光層中に含まれていてもよいし、又は異なる発光層中にそれぞれ含まれていてもよい。本開示の複数のホスト材料において、例えば、式1で表される化合物と、式2で表される化合物との比は、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である。加えて、所望の比率での式1で表される化合物及び式2で表される化合物、又は式1~3で表される化合物は、振盪機中でそれらを混合することによって、ガラス管中で熱によりそれらを溶融させることによって、又は溶媒にそれらを溶解させることによって等で組み合わせられ得る。
本明細書において、本開示の複数のホスト材料の中に第1のホスト材料は、約5~約90重量%、好ましくは約10~約90重量%、より好ましくは約10~約80重量%、更にいっそう好ましくは約15~約70重量%、更により好ましくは約30~約70重量%、更により好ましくは約30~約60重量%であり得る。本開示の複数のホスト材料の中に、第2のホスト材料は、約5~約90重量%、好ましくは約10~約90重量%、より好ましくは約10~約80重量%、更にいっそう好ましくは約15~約70重量%、更により好ましくは約30~約70重量%、更により好ましくは約30~約60重量%であり得る。本開示の複数のホスト材料の中に、第3のホスト材料は、約5~約90重量%、好ましくは約10~約90重量%、より好ましくは約10~約80重量%、更にいっそう好ましくは約15~約70重量%、更により好ましくは約30~約70重量%、更により好ましくは約30~約60重量%であり得る。例えば、複数のホスト材料は、約5~約70重量%の第1のホスト材料、約5~約70重量%の第2のホスト材料、及び約10~約90重量%の第3のホスト材料を含む。
本開示の一実施形態によれば、発光層中のホスト化合物に関してドーパント化合物のドーピング濃度は、20重量%未満であり得る。本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスに含まれるドーパントは、少なくとも1種のリン光性又は蛍光性ドーパントであり得、好ましくはリン光性ドーパントである。本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスに適用されるリン光性ドーパント材料は、特に限定されないが、好ましくはイリジウム(Ir)、オスミウム(Os)、銅(Cu)、及び白金(Pt)の金属化錯体化合物からなる群から選択され得、より好ましくはイリジウム(Ir)、オスミウム(Os)、銅(Cu)、及び白金(Pt)のオルト金属化錯体化合物からなる群から選択され得、更にいっそう好ましくはオルト金属化イリジウム錯体化合物であり得る。
本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスに含まれるドーパントは、以下の式101で表される化合物であり得るが、それに限定されない。
式101において、
L’は、以下の構造1~3:

から選択され、
100~R103は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、非置換の又は重水素及び/若しくはハロゲンで置換された(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換(C3~C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、シアノ、置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリール、又は置換若しくは非置換(C1~C30)アルコキシを表すか、或いは隣接する置換基と結合して環、例えば、ピリジンと一緒に、置換若しくは非置換の、キノリン、ベンゾフロピリジン、ベンゾチエノピリジン、インデノピリジン、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を形成してもよく;
104~R107は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、非置換の又は重水素及び/若しくはハロゲンで置換された(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換(C3~C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリール、シアノ、又は置換若しくは非置換(C1~C30)アルコキシを表すか;或いは隣接する置換基と結合して置換若しくは非置換環、例えば、ベンゼンと一緒に、置換若しくは非置換の、ナフタレン、フルオレン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、インデノピリジン、ベンゾフロピリジン、又はベンゾチエノピリジンを形成してもよく;
201~R220は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、非置換の又は重水素及び/若しくはハロゲンで置換された(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換(C3~C30)シクロアルキル、又は置換若しくは非置換(C6~C30)アリールを表すか;或いは隣接する置換基と結合して置換若しくは非置換環を形成してもよく;
sは、1~3の整数を表す。
ドーパント化合物の具体的な例は、以下の通りであるが、それらに限定されない。





本開示による有機エレクトロルミネセントデバイスは、アノード、カソード、及びアノードとカソードとの間の少なくとも1つの有機層を有する。有機層は、発光層を含み、正孔注入層、正孔輸送層、正孔補助層、発光補助層、電子輸送層、電子緩衝層、電子注入層、中間層、正孔阻止層、及び電子阻止層からなる群から選択される少なくとも1つの層を更に含み得る。層のそれぞれは、複数の層として更に構成され得る。
アノード及びカソードは、それぞれ、透明な導電性材料、又は半透過性若しくは反射性の導電性材料で形成され得る。有機エレクトロルミネセントデバイスは、アノード及びカソードを形成する材料に応じて、上面発光型、底面発光型、又は両面発光型であり得る。加えて、正孔注入層は、p型ドーパントで更にドープされていてもよいし、電子注入層は、n型ドーパントで更にドープされていてもよい。
有機層は、アリールアミン系化合物及びスチリルアリールアミン系化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物を更に含み得る。更に、有機層は、周期表の1族の金属、2族の金属、第4周期の遷移金属、第5周期の遷移金属、ランタニド、及びd-遷移元素の有機金属からなる群から選択される少なくとも1種の金属、又はその金属を含む少なくとも1種の錯体化合物を更に含み得る。
加えて、本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスは、本開示の化合物に加えて、当技術分野において公知の青色、赤色、又は緑色エレクトロルミネセント化合物を含む、少なくとも1つの発光層を更に含むことによって白色光を発し得る。必要に応じて、それは、黄色又はオレンジ色発光層を更に含み得る。
本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスにおいて、好ましくは、カルコゲナイド層、金属ハロゲン化物層、及び金属酸化物層からなる群から選択される少なくとも1つの層(本明細書では以下、「表面層」)が、一方又は両方の電極の内面上に配置され得る。具体的には、ケイ素又はアルミニウムのカルコゲナイド(酸化物を含む)層は、好ましくは、エレクトロルミネセント媒体層のアノード表面上に配置され、金属ハロゲン化物層又は金属酸化物層は、好ましくは、エレクトロルミネセント媒体層のカソード表面上に配置される。そのような表面層は、有機エレクトロルミネセントデバイスに運転安定性を提供する。好ましくは、カルコゲナイドには、SiO(1≦X≦2)、AlO(1≦X≦1.5)、SiON、SiAlON等が含まれ;金属ハロゲン化物には、LiF、MgF、CaF、希土類金属フッ化物等が含まれ、金属酸化物には、CsO、LiO、MgO、SrO、BaO、CaO等が含まれる。
正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、又はそれらの組合せを、アノードと発光層との間に使用することができる。正孔注入層は、アノードから正孔輸送層又は電子阻止層への正孔注入障壁(又は正孔注入電圧)を下げるために多層であり得、ここで、多層のそれぞれは、2種の化合物を同時に使用し得る。正孔輸送層又は電子阻止層も多層であり得る。
電子緩衝層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、又はそれらの組合せを、発光層とカソードとの間に使用することができる。電子緩衝層は、電子の注入を制御し、且つ発光層と電子注入層との間の界面特性を改善するために多層であり得、ここで、多層のそれぞれは、2種の化合物を同時に使用し得る。正孔阻止層又は電子輸送層も多層であり得、ここで、多層のそれぞれは、複数の化合物を使用し得る。
発光補助層は、アノードと発光層との間、又はカソードと発光層との間に配置され得る。発光補助層がアノードと発光層との間に配置される場合、それは、正孔注入及び/又は正孔輸送を促進するために、又は電子のオーバーフローを防止するために使用することができる。発光補助層がカソードと発光層との間に配置される場合、それは、電子注入及び/又は電子輸送を促進するために、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。また、正孔補助層は、正孔輸送層(又は正孔注入層)と発光層との間に配置され得、正孔輸送速度(又は正孔注入速度)を促進する又は阻止するのに有効であり得、それによって電荷バランスを制御されるのを可能にする。更に、電子阻止層は、正孔輸送層(又は正孔注入層)と発光層との間に配置され得、発光層からの電子のオーバーフローを阻止することによって励起子を発光層内に閉じ込めて発光漏れを防止することができる。有機エレクトロルミネセントデバイスが2つ以上の正孔輸送層を含む場合、更に含まれる正孔輸送層は、正孔補助層又は電子阻止層として使用され得る。発光補助層、正孔補助層又は電子阻止層は、有機エレクトロルミネセントデバイスの効率及び/又は寿命を改善する効果を有し得る。
加えて、本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスにおいて、電子輸送化合物と還元性ドーパントとの混合領域、又は正孔輸送化合物と酸化性ドーパントとの混合領域は、電極の対の少なくとも1つの表面上に配置され得る。この場合に、電子輸送化合物は、アニオンに還元され、こうして混合領域から発光媒体に電子を注入する及び輸送することがより容易になる。更に、正孔輸送化合物は、カチオンに酸化され、こうして混合領域から発光媒体に正孔を注入する及び輸送することがより容易になる。好ましくは、酸化性ドーパントは、様々なルイス酸及びアクセプター化合物を含み、還元性ドーパントは、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、希土類金属、及びそれらの混合物を含む。還元性ドーパント層は、2つ以上の発光層を有し、白色光を発する有機エレクトロルミネセントデバイスを製造するために電荷生成層として用いられ得る。
本開示による有機エレクトロルミネセント材料は、白色有機発光デバイスのための発光材料として使用され得る。白色有機発光デバイスは、R(赤)、G(緑)若しくはYG(黄緑)、及びB(青)発光パーツの配置、又は色変換材料(CCM)方法等に応じて、サイドバイサイド構造又は積み重ね構造などの様々な構造を有するように提案されてきた。本開示による有機エレクトロルミネセント材料は、量子ドット(QD)を含む有機エレクトロルミネセントデバイスにも使用され得る。
本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスの各層を形成するために、真空蒸発、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング法等などの乾式膜形成法、又はインクジェット印刷、ノズル印刷、スロットコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング、フローコーティング法等などの湿式膜形成法を用いることができる。本開示の第1~第3のホスト化合物が膜を形成するために使用される場合、共蒸発プロセス又は混合蒸発プロセスが実施される。
湿式膜形成法を用いる場合、各層を形成する材料をエタノール、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサン等などの任意の好適な溶媒に溶解させる又は拡散させることによって、薄膜を形成することができる。溶媒は、各層を形成する材料を溶解させる又は拡散させることができ、且つ膜形成能力に問題がない任意のものであることができる。
本開示の一実施形態による有機エレクトロルミネセントデバイスは、タンデム構造を有する有機エレクトロルミネセントデバイスであり得る。タンデム有機エレクトロルミネセントデバイスの一実施形態によれば、シングル発光ユニット(発光ユニット)は、2つ以上の発光ユニットが電荷生成層によって連結されている構造で形成され得る。有機エレクトロルミネセントデバイスは、基板上で互いに向かいあっている第1の電極及び第2の電極を有する2つ以上の複数の発光ユニットと、第1の電極と第2の電極との間に積み重ねられている、そして特定の波長範囲で発光する発光層とを含み得、例えば、それは、3つ以上の複数の発光ユニットを含み得る。それは、複数の発光ユニットを含み得、各発光ユニットは、正孔輸送ゾーン、発光層、及び電子輸送バンドを含み得、正孔輸送ゾーンは、正孔注入層及び正孔輸送層を含み得る。移動バンドは、電子移動層及び電子注入層を含み得、一例によれば、発光ユニットは、3つ以上の発光層を含み得る。一実施形態によれば、発光ユニットを含む発光層は、3つ以上であり得る。複数の発光ユニットは、同じ色又は異なる色を発し得る。その上、1つの発光ユニットは、1つ以上の発光層を含み得、複数の発光層は、同じ又は異なる色のものであり得る。それは、各発光ユニットの間に配置された1つ以上の電荷生成層を含み得る。電荷生成層は、電圧が印加されたときに正孔及び電子が生成する層を指す。発光ユニットが3つ以上である場合、電荷生成層は、各発光ユニットの間に配置され得る。このとき、複数の電荷生成層は、互いに同じものであっても異なっていてもよい。電荷生成層を発光ユニットの間に配置することによって、電流効率は、各発光ユニットにおいて高められ、電荷をスムーズに分配することができる。具体的には、電荷生成層は、2つの隣接するスタックの間に提供され、スタックの間に配置された分離内部電極なしにアノードとカソードとの対だけを使用してタンデム有機エレクトロルミネセントデバイスを駆動させるのに役立つことができる。
電荷生成層は、N型電荷生成層とP型電荷生成層とから構成され得、N型電荷生成層は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はアルカリ金属及びアルカリ土類金属の化合物でドープされ得る。アルカリ金属には、Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Yb、及びそれらの組合せからなる群から選択されるものが含まれ得、アルカリ土類金属には、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、及びそれらの組合せからなる群から選択されるものが含まれ得る。P型電荷生成層は、P型ドーパントでドープされた金属又は有機材料から構成され得る。例えば、金属は、Al、Cu、Fe、Pb、Zn、Au、Pt、W、In、Mo、Ni、及びTiからなる群から選択される1種以上の合金製であり得る。その上、一般に使用される材料は、P型ドーパント及びP型ドープ有機材料に使用されるホスト材料として使用され得る。
本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスの製造法は限定されず、以下のデバイス実施例の製造法は、例にすぎず、それに限定されない。当業者は、既存の技術に頼ることによって以下のデバイス実施例の製造法を合理的に説明することができる。
例えば、第1の化合物と第2の化合物との混合比に対する特定の制限はなく、当業者は、既存の技術に応じて一定の範囲内でそれを選択することができる。例えば、発光層材料の総重量を基準として、第1の化合物及び第2の化合物の総重量は、発光層の総重量の99.5%~80.0%を占め、第1の化合物と第2の化合物との重量比は、1:99~99:1であり、第1の化合物と第2の化合物との重量比は、20:80~99:1であり得るか、或いは第1の化合物と第2の化合物との重量比は、50:50~90:10であり得る。デバイスの製造において、2種以上のホスト材料と発光材料とを共蒸着させることによって発光層を形成する場合、2つ以上のタイプのホスト材料及び発光材料が、異なる蒸発源に入れられ、共蒸着させられて発光層を形成し得、2種以上のホスト材料の予混合混合物が同じ蒸発源上に置かれ、次いで別の蒸発源上に置かれた発光材料と共蒸着させられて発光層を形成し得る。この予混合法は、蒸発源を更に節約することができる。一実施形態によれば、本開示の第1の化合物、第2の化合物、及び発光材料が異なる蒸発源に入れられ、共蒸着させられて発光層を形成することができるか、或いは第1の化合物と第2の化合物との予混合混合物が同じ蒸発源に入れられ、次いで、別の蒸発源に入れられた発光材料と共蒸着させられて発光層を形成し得る。
加えて、本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスを使用することによって、表示システム、例えば、スマートフォン、タブレット、ノートブック、PC、TV、若しくは自動車用の表示システム、又は照明システム、例えば屋外若しくは屋内照明システムを製造することが可能である。
本明細書では以下、本開示による化合物の調製方法及びそれらの特性、並びに本開示による複数のホスト材料を含む有機エレクトロルミネセントデバイス(OLED)の駆動電圧及び発光効率が、本開示の代表的な化合物に関して詳細に説明される。しかしながら、以下の実施例は、本開示による化合物及びそれを含むOLEDの特性について説明するにすぎず、本開示は、以下の実施例に限定されるものではない。
実施例1:化合物H1-27-D14の調製

化合物H1-152(35.0g、55.6mmol)、ベンゼン-D6、及び1.4Lのジクロロベンゼンをフラスコに添加し、70mLのトリフル酸を40℃で添加した。3時間後に、混合物を室温に冷却し、35mLの重水を添加し、10分間撹拌した。混合物を水性KPO溶液で中和し、有機層をジクロロメタンで抽出した。硫酸マグネシウムを使用して残存水分を除去した後、濾液を減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物H1-27-D14(ここで、nは14である)(32.3g、収率:92.2%)を得た。
実施例2:化合物H1-121-D18の調製

化合物H1-246(35.0g、49.7mmol)、ベンゼン-D6、及び1.4Lのジクロロベンゼンをフラスコに添加し、70mLのトリフル酸を40℃で添加した。3時間後に、混合物を室温に冷却し、35mLの重水を添加し、10分間撹拌した。混合物を水性KPO溶液で中和し、有機層をジクロロメタンで抽出した。硫酸マグネシウムを使用して残存水分を除去した後、濾液を減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物H1-121-D18(ここで、nは18である)(31g、収率:88.5%)を得た。
実施例3:化合物H1-33-D15の調製

化合物H1-158(35.0g、54.2mmol)、ベンゼン-D6、及び1.4Lのジクロロベンゼンをフラスコに添加し、70mLのトリフル酸を40℃で添加した。3時間後に、混合物を室温に冷却し、35mLの重水を添加し、10分間撹拌した。混合物を水性KPO溶液で中和し、有機層をジクロロメタンで抽出した。硫酸マグネシウムを使用して残存水分を除去した後、濾液を減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物H1-33-D15(ここで、nは15である)(31g、収率:88.5%)を得た。
実施例4:化合物H2-1-D11の調製

化合物H2-51(35.0g、54.2mmol)、ベンゼン-D6、及び1.4Lのジクロロベンゼンをフラスコに添加し、60mLのトリフル酸を40℃で添加した。3時間後に、混合物を室温に冷却し、30mLの重水を添加し、10分間撹拌した。混合物を水性KPO溶液で中和し、有機層をジクロロメタンで抽出した。硫酸マグネシウムを使用して残存水分を除去した後、濾液を減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物H2-1-D11(ここで、nは11である)(15g、収率:49%)を得た。
実施例5:化合物H2-1の調製

1)化合物5-1の合成
2-クロロ-6-フェニルナフタレン(44.5g、186.3mmol)、ベンゼン-D6、及び0.9Lのジクロロベンゼンをフラスコに添加し、60mLのトリフル酸を60℃で添加した。12時間後に、混合物を室温に冷却し、45mLの重水を添加し、10分間撹拌した。混合物を水性KPO溶液で中和し、有機層をジクロロメタンで抽出した。硫酸マグネシウムを使用して残存水分を除去した後、濾液を減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物5-1(32.6g、収率:73%)を得た。
2)化合物5-2の合成
化合物5-1(30g、122mmol)、ビス(ピナコラート)ジボロン(46.5g、183mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(5.6g、6.1mmol)、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)(5.0g、12.2mmol)、酢酸カリウム(36.0g、366mmol)及び610mLの1,4-ジオキサンを反応容器に添加し、150℃で3時間撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温に冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒をロータリーエバポレーターによって除去した。残留物をカラムクロマトグラフィーによって精製して化合物5-2(34g、収率:82%)を得た。
3)化合物H2-1の合成
化合物5-2(34g、103mmol)、2-クロロ-4-(ジベンゾ[b,d]フラン-1-イル)-6-(ナフタレン-2-イル)-1,3,5-トリアジン(42g、103mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(5.9g、5.2mmol)、炭酸カルシウム(28.4g、206mmol)、515mLのトルエン、129mLのエタノール、129mLの蒸留水を反応容器に添加し、120℃で8時間撹拌した。反応が完了した後、混合物をメタノールに滴加し、得られた固体を濾過した。その後、生成物をカラムクロマトグラフィーによって精製して化合物H2-1(42g、収率:70%)を得た。
実施例6:化合物H2-38の調製

1)化合物6-1の合成
3-クロロクリセン(30g、114mmol)、ベンゼン-D6、及び0.7Lのジクロロベンゼンをフラスコに添加し、9mLのトリフル酸を50℃で添加した。12時間後に、混合物を室温に冷却し、30mLの重水を添加し、10分間撹拌した。混合物を水性KPO溶液で中和し、有機層をジクロロメタンで抽出した。硫酸マグネシウムを使用して残存水分を除去した後、濾液を減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物6-1(24g、収率:80%)を得た。
2)化合物6-2の合成
化合物6-1(24g、93mmol)、ビス(ピナコラート)ジボロン(35.7g、140mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(4.3g、4.6mmol)、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)(3.8g、9.4mmol)、酢酸カリウム(27.5g、280mmol)及び460mLの1,4-ジオキサンを反応容器に添加し、150℃で3時間撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温に冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒をロータリーエバポレーターによって除去した。残留物をカラムクロマトグラフィーによって精製して化合物6-2(25g、収率:73%)を得た。
3)化合物H2-38の合成
化合物6-2(10g、28mmol)、2-クロロ-4-(ジベンゾ[b,d]フラン-1-イル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジン(12g、34mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(1.6g、1.4mmol)、炭酸カルシウム(7.8g、56mmol)、141mLのトルエン、20mLのエタノール、30mLの蒸留水を反応容器に添加し、120℃で8時間撹拌した。反応が完了した後、混合物をメタノールに滴加し、得られた固体を濾過した。その後、生成物をカラムクロマトグラフィーによって精製して化合物H2-38(12g、収率:70%)を得た。
実施例7:化合物H2-36の調製

1)化合物7-1の合成
1-クロロクリセン(28g、107mmol)、ベンゼン-D6、及び2.1Lのジクロロベンゼンをフラスコに添加し、9mLのトリフル酸を50℃で添加した。12時間後に、混合物を室温に冷却し、30mLの重水を添加し、10分間撹拌した。混合物を水性KPO溶液で中和し、有機層をジクロロメタンで抽出した。硫酸マグネシウムを使用して残存水分を除去した後、濾液を減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物7-1(24g、収率:85%)を得た。
2)化合物7-2の合成
化合物7-1(22.5g、86mmol)、ビス(ピナコラート)ジボロン(32.6g、128mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(3.9g、4.3mmol)、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)(3.5g、8.6mmol)、酢酸カリウム(25.2g、257mmol)及び430mLの1,4-ジオキサンを反応容器に添加し、150℃で3時間撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温に冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒をロータリーエバポレーターによって除去した。残留物をカラムクロマトグラフィーによって精製して化合物7-2(23.5g、収率:78%)を得た。
3)化合物H2-36の合成
化合物7-2(10g、28mmol)、2-クロロ-4-(ジベンゾ[b,d]フラン-1-イル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジン(12g、34mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(1.6g、1.4mmol)、炭酸カルシウム(7.8g、56mmol)、141mLのトルエン、20mLのエタノール、30mLの蒸留水を反応容器に添加し、120℃で8時間撹拌した。反応が完了した後、混合物をメタノールに滴加し、得られた固体を濾過した。その後、生成物をカラムクロマトグラフィーによって精製して化合物H2-36(12g、収率:70%)を得た。
実施例8:化合物H1-35の調製

(特許文献9)、(特許文献10)等に開示されている重水素化方法の1つを選択することによって化合物H1-160を合成して化合物H1-35(1.9g、収率:18%)を得た。
実施例9:化合物H3-88の調製

化合物9-1(5.7g、18.95mmol)、化合物9-2(6g、14.58mmol)、Pd(dba)(0.66g、0.729mmol)、NaOt-Bu(2.1g、21.87mmol)、P(t-bu)(50%)(0.7mL、1.458mmol)、及び75mLのトルエンを反応容器に添加し、還流下に1時間撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温に冷却し、セライトを通して濾過し、次いで濾液を減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物H3-88(4g、収率:40%)を得た。
実施例10:化合物H3-744の調製

(特許文献9)、(特許文献10)等に開示されている重水素化方法の1つを選択することによって化合物H3-88を合成して化合物H3-744(4.0g、収率:35%;MS:[M+H]=694.2)を得た。
実施例11:化合物H3-66の調製

化合物9-1(5.9g、19.8mmol)、化合物11-1(7g、21.7mmol)、Pd(dba)(906mg、0.99mmol)、S-Phos(650mg、1.58mmol)、及びNaOtBu(2.85g、29.7mmol)を、100mLのキシレンに溶解させ、160℃で30分間還流下に撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温に冷却し、セライトを通して濾過して固体を得、カラムクロマトグラフィーによって精製して化合物H3-66(2.4g、収率:20.6%)を得た。
実施例12:化合物H3-746の調製

化合物9-1(6.3g、21mmol)、化合物12-1(8g、23.1mmol)、Pd(dba)(956mg、1.05mmol)、S-Phos(689mg、1.68mmol)、及びNaOtBu(3.03g、31.5mmol)を、105mLのキシレンに溶解させ、160℃で30分間還流下に撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温に冷却し、セライトを通して濾過して固体を得、カラムクロマトグラフィーによって精製して化合物H3-746(3.5g、収率:27%)を得た。
実施例13:化合物H3-42の調製

化合物9-1(5.08g、16.77mmol)、化合物13-1(7.0g、17.66mmol)、Pd(dba)(0.77g、0.84mmol)、S-phos(0.7g、1.68mmol)、及びNaOtBu(2.42g、25.15mmol)を、84mLのo-キシレンに溶解させ、160℃で4時間還流下に撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温に冷却し、層を分離し(EA/HO)、セライトを通して濾過し、次いでシリカを通して濾過して固体を得た。次いで、固体を濾過して化合物H3-42(4.7g、収率:40%)を得た。
実施例14:化合物H3-700の調製

化合物14-1(7.4g、14.48mmol)、化合物14-2(1.68mL、12.07mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.55g、0.603mmol)、NaOtBu(1.74g、18.10mmol)、s-phos(0.5g、1.207mmol)を、60mLのo-キシレンに溶解させ、160℃で3時間還流下に撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温に冷却し、セライトを通して濾過し、濾液を減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物H3-700(4.5g、収率:58%)を得た。
実施例15:化合物H3-724の調製

化合物15-1(5g、13.91mmol)、化合物15-2(6.65mL、16.69mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.63g、0.695mmol)、NaOt-Bu(2g、20.86mmol)、及びs-phos(0.57g、1.391mmol)を、70mLのo-キシレンに溶解させ、160℃で24時間還流下に撹拌した。反応が完了した後、混合物を室温に冷却し、セライトを通して濾過し、濾液を減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物H3-724(4g、収率:42%)を得た。
デバイス実施例1及び2:本開示による複数のホスト材料を含むOLEDの製造
本開示によるOLEDを製造した。OLED用のガラス基板上の透明電極酸化インジウムスズ(ITO)薄膜(10Ω/sq)(ジオマテック株式会社、日本)を、順次、アセトン及びイソプロピルアルコールでの超音波洗浄にかけ、次いで、イソプロピルアルコール中に保存した。次いで、ITO基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着した。下の表6に示される化合物HI-1を真空蒸着装置のセルに導入し、化合物HT-1を真空蒸着装置の別のセルに導入した。2つの材料を異なる速度で蒸発させ、化合物HI-1を、化合物HI-1及び化合物HT-1の総量を基準として3重量%のドーピング量で蒸着させてITO基板上に10nmの厚さを有する正孔注入層を形成した。次に、化合物HT-1を正孔注入層上に蒸着させて80nmの厚さを有する第1の正孔輸送層を形成した。次いで、化合物HT-2を真空蒸着装置の別のセルに導入し、セルに電流を流すことにより蒸発させ、それにより第1の正孔輸送層上に60nmの厚さを有する第2の正孔輸送層を形成した。正孔注入層及び正孔輸送層を形成した後、発光層を以下の通りその上に形成した:下の表1に開示される第1のホスト化合物及び第2のホスト化合物のそれぞれを、ホストとして真空蒸着装置の2つのセルに導入し、化合物D-150をドーパントとして別のセルに導入した。2つのホスト材料を1:1の異なる比率で蒸発させ、ドーパント材料を異なる速度で同時に蒸発させ、ドーパントを、ホスト及びドーパントの総量を基準として3重量%のドーピング量で蒸着させて第2の正孔輸送層上に40nmの厚さを有する発光層を形成した。化合物ET-1及び化合物EI-1を50:50の重量比で蒸発させて発光層上に35nmの厚さを有する電子輸送層を形成した。2nmの厚さを有する電子注入層として化合物EI-1を電子輸送層上に蒸着させた後、80nmの厚さを有するAlカソードを、別の真空蒸着装置によって電子注入層上に蒸着させた。このようにして、OLEDを製造した。OLEDを製造するために使用された材料は、全て10-6トールでの真空昇華によって精製した。
比較例1:比較化合物をホストとして含むOLEDの製造
下の表1の第2のホスト化合物を発光層のホストとして使用したことを除いては、デバイス実施例1と同じようにOLEDを製造した。
デバイス実施例1及び2並びに比較例1において製造されたOLEDの発光色、及び15,000ニットの輝度で輝度が100%から90%に低下するのに要した時間(寿命;T90)を下の表1に示す。
上の表1から、本開示による化合物の特定の組合せを含む複数のホスト材料を含む有機エレクトロルミネセントデバイスの寿命が、重水素を含有しないホスト材料を含む従来の有機エレクトロルミネセントデバイスと比較してかなり改善されることを確認することができる。
デバイス実施例3:本開示による複数のホスト材料を含むOLEDの製造
下の表7の化合物HT-3を第2の正孔輸送層として45nmの厚さに形成した後に、その上に下の表7の化合物HT-4を第3の正孔輸送層として15nmの厚さに蒸着させ、電子輸送層の厚さを30nmに減らし、表7の化合物BF-1を、発光層と電子輸送層との間に5nmの厚さに蒸着させて電子緩衝層を形成し、化合物ET-2を電子輸送層に使用したことを除いては、デバイス実施例2と同じようにOLEDを製造した。
比較例2:比較化合物をホストとして含むOLEDの製造
下の表2の第1のホスト及び第2のホストを発光層のホストとして使用したことを除いては、デバイス実施例3と同じようにOLEDを製造した。
デバイス実施例3及び比較例2において製造されたOLEDの発光色、及び10,000ニットの輝度で輝度が100%から95%に低下するのに要した時間(寿命:T95)を下の表2に示す。
上の表2から、本開示による複数のホスト材料を含む有機エレクトロルミネセントデバイスの寿命が、重水素を含有しないホスト材料を含む従来の有機エレクトロルミネセントデバイスと比較してより長い寿命特性を示すことを確認することができる。
デバイス実施例4~6:本開示による複数のホスト材料を含むOLEDの製造
下の表7の化合物HT-5を第2の正孔輸送層として使用し、化合物D-39をドーパントとして使用したことを除いては、デバイス実施例1と同じようにOLEDを製造した。
比較例3~5:ホストとして比較化合物を含むOLEDの製造
下の表3の第1のホスト及び第2のホストを発光層のホストとして使用したことを除いては、デバイス実施例4と同じようにOLEDを製造した。
デバイス実施例4~6及び比較例3~5において製造されたOLEDの発光色、及び10,000ニットの輝度で輝度が100%から95%に低下するのに要した時間(寿命:T95)を下の表3に示す。
上の表3から、本開示による複数のホスト材料を含む有機エレクトロルミネセントデバイスの寿命が、重水素を含有しないホスト材料を含む従来の有機エレクトロルミネセントデバイスと比較してより長い寿命特性を示すことを確認することができる。
デバイス実施例7及び8:本開示による複数のホスト材料を含むOLEDの製造
発光層ホスト材料の第1のホスト及び第2のホストの比が4:6の比で蒸着され、下の表7の化合物D-39がドーパントとして使用されたことを除いては、デバイス実施例1と同じようにOLEDを製造した。
比較例6:比較化合物をホストとして含むOLEDの製造
下の表4の第1のホスト及び第2のホストを発光層のホストとして使用したことを除いては、デバイス実施例7と同じようにOLEDを製造した。
デバイス実施例7及び8並びに比較例6において製造されたOLEDの発光色、及び10,000ニットの輝度で輝度が100%から95%に低下するのに要した時間(寿命:T95)を下の表4に示す。
上の表4から、本開示による複数のホスト材料を含む有機エレクトロルミネセントデバイスの寿命が、重水素を含有しないホスト材料を含む従来の有機エレクトロルミネセントデバイスと比較してより長い寿命特性を示すことを確認することができる。
デバイス実施例9~11:本開示による複数のホスト材料を含むOLEDの製造
発光層ホスト材料の第1のホスト、第2のホスト、及び第3のホストの比が2:6:2の比で蒸着されたことを除いては、デバイス実施例7と同じようにOLEDを製造した。
比較例7:比較化合物をホストとして含むOLEDの製造
下の表5の第1のホスト、第2のホスト、及び第3のホストを発光層のホストとして使用したことを除いては、デバイス実施例9と同じようにOLEDを製造した。
デバイス実施例9~11及び比較例7において製造されたOLEDの発光色、及び10,000ニットの輝度で輝度が100%から95%に低下するのに要した時間(寿命:T95)を下の表5に示す。
上の表5から、本開示による複数のホスト材料を含む有機エレクトロルミネセントデバイスの寿命が、重水素を含有しないホスト材料を含む従来の有機エレクトロルミネセントデバイスと比較してより長い寿命特性を示すことを確認することができる。
デバイス実施例12及び13:本開示による複数のホスト材料を含むOLEDの製造
下の表7の化合物D-151をドーパントとして使用したことを除いては、デバイス実施例7と同じようにOLEDを製造した。
比較例8及び9:ホストとして比較化合物を含むOLEDの製造
下の表6の第1のホスト及び第2のホストを発光層のホストとして使用したことを除いては、デバイス実施例7と同じようにOLEDを製造した。
デバイス実施例12及び13、並びに比較例8及び9において製造されたOLEDの発光色、及び10,000ニットの輝度で輝度が100%から95%に低下するのに要した時間(寿命:T95)を下の表6に示す。
上の表6から、本開示による複数のホスト材料を含む有機エレクトロルミネセントデバイスの寿命が、重水素を含有しないホスト材料を含む従来の有機エレクトロルミネセントデバイスと比較してより長い寿命特性を示すことを確認することができる。
デバイス実施例及び比較例に使用された化合物を下の表7に示す。

Claims (16)

  1. 以下の式1で表される少なくとも1種の化合物を含む第1のホスト材料と、以下の式2で表される少なくとも1種の化合物を含む第2のホスト材料とを含む複数のホスト材料であって、前記第1のホスト材料及び前記第2のホスト材料の少なくとも1つが重水素を含む:

    (式1において、
    及びYは、それぞれ独立して、-N=、-NR-、-O-又は-S-を表し、但し、X及びYのうち一方は-N=を表し、X及びYの他方は、-NR-、-O-又は-S-を表すことを条件とし;
    は、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリールを表し;
    ~Rは、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換(C3~C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換(C1~C30)アルコキシ、置換若しくは非置換トリ(C1~C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換ジ(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換(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トリ(C6~C30)アリールシリル、(C3~C30)脂肪族環と(C6~C30)芳香環との置換若しくは非置換縮合環基、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(C1~C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(C2~C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル(C2~C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(C6~C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(3~30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル(3~30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C2~C30)アルケニル(C6~C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C2~C30)アルケニル(3~30員)ヘテロアリールアミノ、又は置換若しくは非置換(C6~C30)アリール(3~30員)ヘテロアリールアミノを表すか、或いは隣接する置換基と結合して環を形成してもよく;
    、U、及びUは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換(C6~C30)アリーレン、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリーレンを表し;
    b及びcは、それぞれ独立して、1又は2の整数を表し、dは、1~4の整数を表し、ここで、b~dが2以上の整数を表す場合、Rのそれぞれ~Rのそれぞれは、互いに同じものであっても異なっていてもよい);

    (式2において、
    Xは、O又はSを表し;
    HArは、少なくとも1個の窒素原子を含む、置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリールを表し;
    Lは、単結合、置換若しくは非置換(C6~C30)アリーレン、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリーレンを表し:
    及びRは、それぞれ独立して、水素、重水素、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリール、又は-SiR212223を表し;
    21~R23は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリールを表し、
    eは、1~4の整数を表し、fは、1~3の整数を表し、ここで、e及びfが2以上の整数を表す場合、Rのそれおれ及びRのそれぞれは、互いに同じものであっても異なっていてもよい)
    複数のホスト材料。
  2. 式1は、以下の式1-1~1-4:

    (式1-1~1-4において、
    ~R、L、U、U、及びb~dは、請求項1において定義された通りである)
    の少なくとも1つで表される、請求項1に記載の複数のホスト材料。
  3. 式1のR及びRは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換フェニル、置換若しくは非置換ナフチル、置換若しくは非置換ビフェニル、置換若しくは非置換テルフェニル、置換若しくは非置換フェナントレニル、置換若しくは非置換フルオレニル、置換若しくは非置換ベンゾフルオレニル、置換若しくは非置換トリフェニレニル、置換若しくは非置換スピロビフルオレニル、置換若しくは非置換ピリジル、置換若しくは非置換トリアジニル、置換若しくは非置換ピリミジニル、置換若しくは非置換キノリル、置換若しくは非置換キナゾリニル、置換若しくは非置換キノキサリニル、置換若しくは非置換ベンゾキナゾリニル、置換若しくは非置換ベンゾキノキサリニル、置換若しくは非置換ベンゾプロピリジニル、置換若しくは非置換ベンゾプロピリミジニル、置換若しくは非置換カルバゾリル、置換若しくは非置換ジベンゾチオフェニル、置換若しくは非置換ベンゾチオフェニル、置換若しくは非置換ジベンゾフラニル、置換若しくは非置換ベンゾフラニル、置換若しくは非置換ナフチリジニル、置換若しくは非置換ベンゾナフトフラニル、置換若しくは非置換ベンゾナフトチオフェニル、又は置換若しくは非置換トリフェニルシリルを表す、請求項1に記載の複数のホスト材料。
  4. 式2は、以下の式2-1:

    (式2-1において、
    X’~X’は、それぞれ独立して、CR’又はNを表し、但し、X’~X’の少なくとも2つはNを表すことを条件とし;
    R’は、水素又は重水素を表し;
    10及びR11は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリールを表し;
    X、L、R、R、e及びfは、請求項1において定義された通りである)
    で表される、請求項1に記載の複数のホスト材料。
  5. 式2-1は、以下の式2-1-1~2-1-4:

    (式2-1-1~2-1-4において、
    X、X’~X’、R~R11、L、e及びfは、請求項4において定義された通りである)
    の少なくとも1つで表される、請求項4に記載の複数のホスト材料:
  6. 前記置換アリール、前記置換ヘテロアリール、前記置換アリーレン、前記置換ヘテロアリーレン、前記置換アルキル、前記置換シクロアルキル、前記置換アルコキシ、前記置換トリアルキルシリル、前記置換ジアルキルアリールシリル、前記置換アルキルジアリールシリル、前記置換トリアリールシリル、脂肪族環と芳香環との前記置換縮合環基、前記置換モノ-若しくはジ-アルキルアミノ、前記置換モノ-若しくはジ-アルケニルアミノ、前記置換アルキルアルケニルアミノ、前記置換モノ-若しくはジ-アリールアミノ、前記置換アルキルアリールアミノ、前記置換モノ-若しくはジ-ヘテロアリールアミノ、前記置換アルキルヘテロアリールアミノ、前記置換アルケニルアリールアミノ、前記置換アルケニルヘテロアリールアミノ、及び前記置換アリールヘテロアリールアミノは、重水素;ハロゲン;シアノ;カルボキシル;ニトロ;ヒドロキシ;ホスフィンオキシド;(C1~C30)アルキル;ハロ(C1~C30)アルキル;(C2~C30)アルケニル;(C2~C30)アルキニル;(C1~C30)アルコキシ;(C1~C30)アルキルチオ;(C3~C30)シクロアルキル;(C3~C30)シクロアルケニル;(3~7員)ヘテロシクロアルキル;(C6~C30)アリールオキシ;(C6~C30)アリールチオ;非置換の若しくは重水素及び(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;非置換の若しくは重水素及び(C6~C30)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;(C3~C30)脂肪族環と(C6~C30)芳香環との縮合環基;アミノ;モノ-若しくはジ-(C1~C30)アルキルアミノ;モノ-若しくはジ-(C2~C30)アルケニルアミノ;(C1~C30)アルキル(C2~C30)アルケニルアミノ;モノ-若しくはジ-(C6~C30)アリールアミノ;(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールアミノ;モノ-若しくはジ-(3~30員)ヘテロアリールアミノ;(C1~C30)アルキル(3~30員)ヘテロアリールアミノ;(C2~C30)アルケニル(C6~C30)アリールアミノ;(C2~C30)アルケニル(3~30員)ヘテロアリールアミノ;(C6~C30)アリール(3~30員)ヘテロアリールアミノ、(C1~C30)アルキルカルボニル;(C1~C30)アルコキシカルボニル;(C6~C30)アリールカルボニル;(C6~C30)アリールホスフィン;ジ(C6~C30)アリールボロニル;ジ(C1~C30)アルキルボロニル;(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールボロニル;(C6~C30)アリール(C1~C30)アルキル;並びに(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つで置換されている、請求項1に記載の複数のホスト材料。
  7. 式1で表される前記化合物は、以下の化合物:











    から選択される、請求項1に記載の複数のホスト材料。
  8. 式2で表される前記化合物は、以下の化合物:











    から選択される、請求項1に記載の複数のホスト材料。
  9. 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セントデバイスであって、前記発光層の少なくとも1つの層が、請求項1に記載の複数のホスト材料を含む、有機エレクトロルミネセントデバイス。
  10. 第3のホスト材料を更に含む、請求項1に記載の複数のホスト材料。
  11. 前記第3のホスト材料は、以下の式3:

    (式3において、
    Xは、O、S、CR3132、NR33、又はSeを表し;
    31~R33は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリールを表すか、或いは隣接する置換基と結合して環を形成してもよく;
    Aは、以下の式3-1で表される置換若しくは非置換フェナントレン環を表し;

    式3及び3-1において、
    21~R24は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、

    を表し;但し、R21~R24の少なくとも1つは、

    を表すことを条件とし;
    ~Lは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換(C6~C30)アリーレン、置換若しくは非置換(C3~C30)シクロアルキレン、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリーレンを表し;
    Ar~Arは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリールを表し;
    g及びjは、1~4の整数を表し、b及びiは、1又は2の整数を表し、ここで、g~hが2以上の整数を表す場合には、R21のそれそれ~R24のそれぞれは、互いに同じものであっても異なっていてもよく;
    式3-1における*は式3に結合している位置を表し、
    21~R24における*は、式3又は3-1に結合している位置を表す)
    の少なくとも1つで表される化合物を含む、請求項10に記載の複数のホスト材料。
  12. 式3は、以下の式3-2又は3-3:

    (式3-2及び3-3において、
    X、R21~R24、及びg~jは、請求項11において定義された通りである)
    で表される、請求項11に記載の複数のホスト材料。
  13. 式3で表される前記化合物は、以下の化合物:


























    から選択される、請求項10に記載の複数のホスト材料。
  14. 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10の発光層を含む有機エレクトロルミネセントデバイスであって、前記発光層の少なくとも1つが、請求項10に記載の複数のホスト材料を含む、有機エレクトロルミネセントデバイス。
  15. 以下の式1’:

    (式1’において、
    及びYは、それぞれ独立して、-N=、-NR-、-O-又は-S-を表し、但し、X及びYのうち一方は-N=を表し、X及びYの他方は、-NR-、-O-又は-S-を表すことを条件とし;
    は、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリールを表し;
    ~Rは、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6~C30)アリール、置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換(C3~C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換(C1~C30)アルコキシ、置換若しくは非置換トリ(C1~C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換ジ(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールシリル、置換若しくは非置換(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トリ(C6~C30)アリールシリル、(C3~C30)脂肪族環と(C6~C30)芳香環との置換若しくは非置換縮合環基、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(C1~C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(C2~C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル(C2~C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(C6~C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル(C6~C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換モノ-若しくはジ-(3~30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C1~C30)アルキル(3~30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C2~C30)アルケニル(C6~C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C2~C30)アルケニル(3~30員)ヘテロアリールアミノ、又は置換若しくは非置換(C6~C30)アリール(3~30員)ヘテロアリールアミノを表すが、或いは隣接する置換基と結合して環を形成してもよく;
    、U、及びUは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換(C6~C30)アリーレン、又は置換若しくは非置換(3~30員)ヘテロアリーレンを表し;
    b及びcは、それぞれ独立して、1又は2の整数を表し、dは、1~4の整数を表し、ここで、b~dが2以上の整数を表す場合、Rのそれぞれ~Rのそれぞれは、互いに同じものであっても異なっていてもよく;
    式1’において、少なくとも1個の重水素が含まれる)
    で表される有機エレクトロルミネセント化合物。
  16. 式1’で表される前記有機ルミネセント化合物は、以下の化合物:




    から選択される、請求項15に記載の有機エレクトロルミネセント化合物。
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