JP6340096B2 - 有機電子素子用化合物、これを用いた有機電子素子及びその電子装置 - Google Patents

有機電子素子用化合物、これを用いた有機電子素子及びその電子装置 Download PDF

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Description

本発明は、有機電子素子用化合物、これを用いた有機電子素子及びその電子装置に関する。
一般に、有機発光現象とは、有機物質を用いて電気エネルギーを光エネルギーに変換させる現象をいう。有機発光現象を利用する有機電子素子は通常、正極と負極及びこの間に有機物層を含む構造を有する。ここで、有機物層は、有機電子素子の効率と安定性を高めるために、それぞれ他の物質で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、電子輸送層及び電子注入層などからなり得る。
有機電子素子において有機物層として用いられる材料は、機能によって発光材料と電荷輸送材料、例えば、正孔注入材料、正孔輸送材料、電子輸送材料、電子注入材料などに分類されることができる。
有機電子発光素子において最も問題視されているのは寿命と効率であり、ディスプレイが大面積化され、このような効率や寿命の問題は必ず解決しなければならない状況である。
効率と寿命、駆動電圧などは互いに関連性があり、効率が増加すれば、相対的に駆動電圧が低下し、駆動電圧が低下しながら、駆動時に発生するジュール熱(Joule heating)による有機物質の結晶化が少なくなり、結果として寿命が長くなる傾向を示す。
しかしながら、前記有機物層を単純に改善するとして効率を最大化させることはできない。なぜなら、各有機物層間のエネルギー準位(energy level)及びT1値、物質の固有特性(移動度、界面特性など)などが最適の組み合わせとなったとき、長寿命と高効率を同時に達成できるためである。
また、最近有機電子発光素子において正孔輸送層における発光問題を解決するためには、必ず正孔輸送層と発光層との間に発光補助層が存在すべきであり、それぞれの発光層(R、G、B)による異なる発光補助層の開発が必要な時点である。
一般的に、電子輸送層から発光層に電子(electron)が伝達され、正孔(hole)が正孔輸送層から発光層に伝達され、再組換(recombination)によりエキシトン(exciton)が生成される。
しかしながら、正孔輸送層に用いられる物質の場合、低いHOMO値を有すべきであるため、大方低いT1値を有し、これによる発光層で生成されたエキシトン(exciton)が正孔輸送層に移されるようになり、結果的に発光層内の電荷不均衡(charge unbalance)を齎し、正孔輸送層内又は正孔輸送層の界面において発光するようになり、有機電子素子の色純度の低下、効率及び寿命減少現状が表れるようになる。
また、正孔移動度(hole mobility)が速い物質を用い、駆動電圧を下げることができるが、正孔移動度(hole mobility)が電子移動度(electron mobility)より速いため、発光層内の電荷不均衡(charge unbalance)を齎し、有機電子素子の色純度及び効率が低下され、寿命が短くなる問題点が発生するようになる。
従い、高いT1値を有し、正孔輸送層HOMOエネルギー準位と発光層のHOMOエネルギー準位との間のHOMO準位を有する発光補助層の開発が切実に要求される。
一方、有機電子素子の寿命短縮原因のうち1つである正極電極(ITO)から金属酸化物が有機層に浸透拡散されることを遅延させつつ、素子駆動時に発生するジュール熱(Joule heating)に対しても安定された特性、即ち高いガラス転移温度を有する正孔注入層材料に対する開発が必要である。正孔輸送層材料の低いガラス転移温度は素子駆動時、薄膜表面の均一度を低下させる特性があるため、これは素子の寿命に大きな影響を及ぼすことと報告されている。また、OLED素子は主に蒸着方法により形成されるが、蒸着時に長く耐えられる材料、即ち耐熱特性が強い材料開発が必要な実情である。
即ち、有機電子素子が有する優れた特徴を十分に発揮するためには、素子内の有機物層をなす物質、例えば、正孔注入物質、正孔輸送物質、発光物質、電子輸送物質、電子注入物質、発光補助層物質などが安定的、且つ効率的な材料によって後押されることが前提とならなければならないが、未だに安定的、且つ効率的な有機電子素子用有機物層材料の開発が十分に行われていない状態である。従い、新しい材料の開発が求め続けられており、特に発光補助層と正孔輸送層材料に対する開発が切実に要求されている。
本発明は、OLED正孔輸送物質として広く用いられているカルバゾールコアに非線形(non−linear)の連結基(アミン基と結合時、折れた構造)を用い、またカルバゾールの窒素(N)に嵩高い(bulky)置換基を導入し、高いT1値と広いバンドギャップ(wide band gab)を有し、電荷均衡(charge balance)が優れ、素子の高い発光効率、低い駆動電圧、高耐熱性、色純度及び寿命を向上させることができる化合物、これを用いた有機電子素子及びその電子装置を提供することを目的とする。
一側面において、本発明は、下記式で表される化合物を提供する。

他の側面において、本発明は、前記式で表される化合物を用いた有機電子素子及びその電子装置を提供する。
本発明に係る化合物を用いることで、素子の発光効率、低い駆動電圧、高耐熱性を達成することができ、素子の色純度及び寿命を大きく向上させることができる。
本発明に係る有機電子発光素子の例示図を示す。
以下、本発明の実施例を添付の図面を参照して詳細に説明する。
各図面の構成要素に参照符号を付すにおいて、同一の構成要素に対しては、たとえ他の図面上に表示されていても可能な限り同一の符号を有するようにしていることに留意すべきである。また、本発明を説明するにおいて、関連する公知の構成又は機能に関する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にするおそれがあると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。
本発明の構成要素を説明するにおいて、第1、第2、A、B、(a)、(b)などの用語を用いることができる。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものに過ぎず、その用語により該当構成要素の本質や順番又は順序などが限定されないわけではない。ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」又は「接続」されると記載された場合、その構成要素は、その他の構成要素に直接的に連結又は接続され得るが、各構成要素の間に他の構成要素が「連結」、「結合」又は「接続」され得ることも理解されるべきである。
本明細書及び添付の請求の範囲で用いられたように、特に言及しない限り、下記の用語の意味は、以下の通りである。
本明細書で用いられた用語「ハロ」又は「ハロゲン」は、他の説明がない限り、フッ素(F)、ブローム(Br)、塩素(Cl)又はヨード(I)である。
本発明で用いられた用語「アルキル」又は「アルキル基」は、他の説明がない限り、1ないし60の炭素数の単一結合を有し、直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、シクロアルキル(脂環族)基、アルキル-置換されたシクロアルキル基、シクロアルキル-置換されたアルキル基をはじめとする飽和脂肪族作用基のラジカルを意味する。
本発明で用いられた用語「ハロアルキル基」又は「ハロゲンアルキル基」は、他の説明がない限り、ハロゲンで置換されたアルキル基を意味する。
本発明で用いられた用語「ヘテロアルキル基」は、アルキル基を構成する炭素原子のうち、1つ以上がヘテロ原子に代替されたことを意味する。
本発明で用いられた用語「アルケニル基」又は「アルキニル基」は、他の説明がない限り、それぞれ2ないし60の炭素数の二重結合又は三重結合を有し、直鎖型又は側鎖型鎖基を含み、これに制限されるものではない。
本発明で用いられた用語「シクロアルキル」は、他の説明がない限り、3ないし60の炭素数を有する環を形成するアルキルを意味し、これに制限されるものではない。
本発明で用いられた用語「アルコキシル基」、「アルコキシ基」、又は「アルキルオキシ基」は、酸素ラジカルが付着されたアルキル基を意味し、他の説明がない限り、1ないし60の炭素数を有し、これに制限されるものではない。
本発明で用いられた用語「アルケンオキシル基」、「アルケンオキシ基」、「アルケニルオキシル基」、又は「アルケニルオキシ基」は、酸素ラジカルが付着されたアルケニル基を意味し、他の説明がない限り、2ないし60の炭素数を有し、これに制限されるものではない。
本発明で用いられた用語「アリールオキシル基」又は「アリールオキシ基」は、酸素ラジカルが付着されたアリール基を意味し、他の説明がない限り、6ないし60の炭素数を有し、これに制限されるものではない。
本発明で用いられた用語「アリール基」及び「アリーレン基」は、他の説明がない限り、それぞれ6ないし60の炭素数を有し、これに制限されるものではない。本発明でアリール基又はアリーレン基は、一環又は多環の芳香族を意味し、隣り合う置換基が結合又は反応に加わって形成された芳香族環を含む。例えば、アリール基はフェニル基、ビフェニル基、フルオレン基、スピロフルオレン基、スピロビフルオレン基であり得る。
接頭辞「アリール」又は「アル」は、アリール基で置換されたラジカルを意味する。例えば、アリールアルキル基はアリール基で置換されたアルキル基であり、アリールアルケニル基はアリール基で置換されたアルケニル基であり、アリール基で置換されたラジカルは、本明細書で説明した炭素数を有する。
また、接頭辞が連続して命名される場合、先に記載された順に置換基が羅列されることを意味する。例えば、アリールアルコキシ基の場合、アリール基で置換されたアルコキシ基を意味し、アルコキシルカルボニル基の場合、アルコキシル基で置換されたカルボニル基を意味し、またアリールカルボニルアルケニル基の場合、アリールカルボニル基で置換されたアルケニル基を意味し、ここでアリールカルボニル基は、アリール基で置換されたカルボニル基である。
本明細書で用いられた用語「ヘテロアルキル」は、他の説明がない限り、1つ以上のヘテロ原子を含むアルキルを意味する。 本発明で用いられた用語「ヘテロアリール基」又は「ヘテロアリーレン基」は、他の説明がない限り、それぞれ1つ以上のヘテロ原子を含む炭素数2ないし60のアリール基又はアリーレン基を意味し、ここに制限されるものではなく、一環及び多環のうちの少なくとも1つを含み、隣り合う作用基が結合して形成されることもできる。
本発明で用いられた用語「ヘテロ環基」は、他の説明がない限り、1つ以上のヘテロ原子を含み、2ないし60の炭素数を有し、一環及び多環のうちの少なくとも1つを含み、ヘテロ脂肪族環及びヘテロ芳香族環を含む。隣り合う作用基が結合して形成されることもできる。
本明細書で用いられた用語「ヘテロ原子」は、他の説明がない限り、N、O、S、P又はSiを示す。
また、「ヘテロ環基」は、環を形成する炭素の代わりにSOを含む環も含むことができる。例えば、「ヘテロ環基」は以下の化合物を含む。

他の説明がない限り、本発明で用いられた用語「脂肪族」は、炭素数1ないし60の脂肪族炭化水素を意味し、「脂環族環」は炭素数3ないし60の脂肪族炭化水素環を意味する。
他の説明がない限り、本発明で用いられた用語「環」は、炭素数3ないし60の脂肪族環又は炭素数6ないし60の芳香族環又は炭素数2ないし60のヘテロ環又はこれらの組み合わせからなる縮合環を意味し、飽和又は不飽和環を含む。
前述したヘテロ化合物以外のその他のヘテロ化合物又はヘテロラジカルは、1つ以上のヘテロ原子を含み、これに制限されるものではない。
他の説明がない限り、本発明で用いられた用語「カルボニル」とは、−COR’で表されるものであり、ここでR’は水素、炭素数1ないし20のアルキル基、炭素数6ないし30のアリール基、炭素数3ないし30のシクロアルキル基、炭素数2ないし20のアルケニル基、炭素数2ないし20のアルキニル基、又はこれらの組み合わせである。
他の説明がない限り、本発明で用いられた用語「エーテル」とは、−R−O−R’で表されるものであり、ここでR又はR’は互いに独立して水素、炭素数1ないし20のアルキル基、炭素数6ないし30のアリール基、炭素数3ないし30のシクロアルキル基、炭素数2ないし20のアルケニル基、炭素数2ないし20のアルキニル基、又はこれらの組み合わせである。
また、明示的な説明がない限り、本発明で用いられた用語「置換又は非置換の」における「置換」は、重水素、ハロゲン、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、C-C20のアルキル基、C-C20のアルコキシル基、C-C20のアルキルアミン基、C-C20のアルキルチオフェン基、C-C20のアリールチオフェン基、C-C20のアルケニル基、C-C20のアルキニル基、C-C20のシクロアルキル基、C-C20のアリール基、重水素で置換されたC-C20のアリール基、C-C20のアリールアルケニル基、シラン基、ホウ素基、ゲルマニウム基、及びO、N、S、Si及びPからなる群より選択された少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基からなる群より選択される1つ以上の置換基で置換されることを意味し、これらの置換基に制限されるものではない。
また、明示的な説明がない限り、本発明で用いられる式は、下記式の指数定義による置換基の定義と同一に適用される。

ここで、aが0の整数である場合、置換基Rは不在であり、aが1の整数である場合、1つの置換基Rはベンゼン環を形成する炭素のうちの何れか1つの炭素に結合し、aが2又は3の整数である場合、それぞれ次のように結合し、このとき、Rは互いに同一又は異なり得、aが4ないし6の整数である場合、これと類似する方式でベンゼン環の炭素に結合し、一方、ベンゼン環を形成する炭素に結合されている水素の表示は省略する。

図1は、本発明の一実施例に係る有機電子素子に対する例示図である。
図1を参照すれば、本発明の一実施例に係る有機電子素子100は、基板110上に形成された第1電極120、第2電極180及び第1電極120と第2電極180との間に本発明に係る化合物を含む有機物層を備える。このとき、第1電極120はアノード(正極)であり、第2電極180はカソード(負極)であり得、インバート型の場合には、第1電極がカソードであり、第2電極がアノードであり得る。
有機物層は、第1電極120上に順次、正孔注入層130、正孔輸送層140、発光層150、電子輸送層160及び電子注入層170を含むことができる。このとき、発光層150を除いた残りの層が形成されないこともあり得る。正孔阻止層、電子阻止層、発光補助層151、バッファ層141などを更に含んでもよく、電子輸送層160などが正孔阻止層の機能を行ってもよい。
また、図示していないが、本発明の一実施例に係る有機電子素子は、第1電極と第2電極のうちの少なくとも一面のうち前記有機物層と反対の一面に形成された保護層又は光効率改善層(Capping layer)を更に含むことができる。
前記有機物層に適用される本発明の一実施例に係る化合物は、正孔注入層130、正孔輸送層140、電子輸送層160、電子注入層170、発光層150のホスト又はドーパント又は光効率改善層の材料として使用され得る。 好ましくは、本発明の化合物は発光層150、正孔輸送層140及び/又は発光補助層151に用いられることができる。
一方、同一のコアであっても、ある位置に、ある置換基を結合させるかによってバンドギャップ(band gap)、電気的特性、界面特性などが異なることがあるため、コアの選択及びこれに結合されたサブ(sub)−置換体の組み合わせも非常に重要であり、特に各有機物層間のエネルギー準位(energylevel)及びT1値、物質の固有特性(移動度、界面特性など)などが最適の組み合わせとなったとき、長寿命と高効率を同時に達成することができる。
既に説明したように、最近有機電子発光素子において正孔輸送層における発光問題を解決するためには、正孔輸送層と発光層との間に発光補助層が形成されることが好ましく、それぞれの発光層(R、G、B)による異なる発光補助層の開発が必要な時点である。一方、発光補助層の場合、正孔輸送層及び発光層(ホスト)との相互関係を把握しなければならないため、類似するコアを用いても、用いられる有機物層が異なったら、その特徴を類推することは非常に困難である。
従い、本発明においては式1で表される化合物を用いて発光層又は発光補助層を形成することにより、各有機物層間のエネルギー準位(energylevel)及びT1値、物質の固有特性(移動度、界面特性など)などを最適化し、有機電子素子の寿命及び効率を同時に向上させることができる。
本発明の一実施例に係る有機電子発光素子は、PVD(physical vapor deposition)方法を利用して製造され得る。例えば、基板上に金属又は伝導性を有する金属酸化物又はこれらの合金を蒸着させて正極120を形成し、その上に正孔注入層130、正孔輸送層140、発光層150、電子輸送層160及び電子注入層170を含む有機物層を形成した後、その上に負極180として使用できる物質を蒸着させることによって製造され得る。
また、有機物層は、多様な高分子素材を用いて蒸着法ではない溶液工程又はソルベントプロセス(solvent process)、例えば、スピンコーティング工程、ノズルプリンティング工程、インクジェットプリンティング工程、スロットコーティング工程、ディップコーティング工程、ロールツーロール工程、ドクターブレーディング工程、スクリーンプリンティング工程、又は熱転写法などの方法によってより少ない数の層で製造できる。本発明に係る有機物層は、多様な方法で形成され得るので、その形成方法によって本発明の権利範囲が制限されるものではない。
本発明の一実施例に係る有機電子素子は、用いられる材料によって前面発光型、後面発光型又は両面発光型であり得る。
WOLED(White Organic Light Emitting Device)は、高解像度の実現が容易であり、工程性に優れた一方、既存のLCDのカラーフィルタ技術を用いて製造され得るという利点がある。主に、バックライト装置として用いられる白色有機発光素子に対する多様な構造が提案され特許化されている。代表として、R(Red)、G(Green)、B(Blue)発光部を相互平面的に並列配置(side-by-side)方式、R、G、B発光層が上下に積層される積層(stacking)方式があり、青色(B)有機発光層による電界発光とこれからの光を利用して無機蛍光体の自発光(photo-luminescence)を利用する色変換物質(color conversion material、CCM)方式などがあるが、本発明はこのようなWOLEDにも適用され得る。
また、本発明の一実施例に係る有機電子素子は、有機電子発光素子、有機太陽電池、有機感光体、有機トランジスタ、単色又は白色照明用素子のうちの1つであり得る。
本発明の他の実施例は、前述した本発明の有機電子素子を含むディスプレイ装置と、このディスプレイ装置を制御する制御部を含む電子装置を含むことができる。このとき、電子装置は、現在又は将来の有無線通信端末であってもよく、携帯電話などの移動通信端末、PDA、電子辞書、PMP、リモコン、ナビゲーション、ゲーム機、各種テレビ、各種コンピュータなどあらゆる電子装置を含む。
以下、本発明の一側面に係る化合物について説明する。
本発明の一側面に係る化合物は、下記式1で表される。

前記式1において、mは1ないし4の整数であり、nは1ないし3の整数であり、
前記式1において、R及びRは互いに独立して水素;重水素;三重水素;ハロゲン;C−C60のアリール基;フルオレニル基;O、N、S、Si及びPのうち少なくとも1つのヘテロ原子を含むC−C60のヘテロ環基;C−C50のアルキル基;C−C20のアルケニル基;−L−N(Ar)(Ar);C−C30のアルコキシル基;及びC−C30のアリールオキシル基;からなる群より選択される。例えば、R及びRは互いに独立して水素、フェニル、ナフチルなどであり得る。
前記式1において、Arはフルオレニル基;C−C60のアリール基;C−C20のアルケニル基;O、N、S、Si及びPのうち少なくとも1つのヘテロ原子を含むC−C60のヘテロ環基;C−C50のアルキル基;−L−N(Ar)(Ar);及びC−C60の芳香族環とC−C60の脂肪族環の融合環基;からなる群より選択される。例示的に、Arはエチル、フェニル、ビフェニル、ナフチル、ターフェニル、9,9−ジメチル−9H−フルオレン、9,9−ジフェニル−9H−フルオレン、9,9−スピロ−ビフルオレン、ピリジン、イソキノリン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフランなどであり得る。
前記式1において、L及びLは互いに独立して単一結合;C−C60のアリーレン基;フルオレニレン基;O、N、S、Si及びPのうち少なくとも1つのヘテロ原子を含むC−C60の2価ヘテロ環基;C−C60の脂肪族環とC−C60の芳香族環の2価融合環基;及び2価の脂肪族炭化水素基;からなる群より選択される。 例示的に、L及びLは互いに独立して単一結合、フェニル、ビフェニル、ナフチル、9,9−ジメチル−9H−フルオレン、9,9−ジフェニル−9H−フルオレン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフランなどであり得る。
前記式1において、Ar及びArは互いに独立してC−C60のアリール基;フルオレニル基;O、N、S、Si及びPのうち少なくとも1つのヘテロ原子を含むC−C60のヘテロ環基;C−C50のアルキル基;C−C60の芳香族環とC−C60の脂肪族環の融合環基;及びC−C20のアルケニル基;からなる群より選択される。 例示的に、Ar及びArは互いに独立してフェニル、ビフェニル、ターフェニル、ナフチル、フェナントレン、9,9−ジメチル−9H−フルオレン、9,9−ジフェニル−9H−フルオレン、9,9−スピロ−ビフルオレン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、フルオロフェニル、プロフェニル−フェニル、ピリジン、イソキノリン、キノリン、メチルフェニル、重水素で置換されたフェニル、ベンゾチオフェン、チオフェン、インドール、ベンゾキノリンなどであり得る。
ここで、前記アリール基、ヘテロ環基、フルオレニル基、アルキル基、アルケニル基、融合環基、アルコキシル基、アリールオキシル基、アリーレン基、フルオレニレン基、脂肪族炭化水素基はそれぞれ重水素;ハロゲン;シラン基;シロキサン基;ホウ素基;ゲルマニウム基;シアノ基;ニトロ基;−L’−N(R’)(R”)(ここで前記L’は単一結合;C−C60のアリーレン基;フルオレニレン基;O、N、S、Si及びPのうち少なくとも1つのヘテロ原子を含むC−C60のヘテロ環基;C−C60の脂肪族環とC−C60の芳香族環の融合環基;及び2価のC−C60の脂肪族炭化水素基;からなる群より選択され、前記R’及びR”は互いに独立してC−C60のアリール基;フルオレニル基;O、N、S、Si及びPのうち少なくとも1つのヘテロ原子を含むC−C60のヘテロ環基;C−C50のアルキル基及びC−C20のアルケニル基;からなる群より選択される);C−C20のアルキルチオ基;C−C20のアルコキシル基;C−C20のアルキル基;C−C20のアルケニル基;C−C20のアルキニル基;C−C20のアリール基;重水素で置換されたC−C20のアリール基;フルオレニル基;C−C20のヘテロ環基;C−C20のシクロアルキル基;C−C20のアリールアルキル基;及びC−C20のアリールアルケニル基;からなる群より選択された1つ以上の置換基で更に置換され得る。
前記式1において、前記Lは下記群より選択される。

前記式1において、前記ArとArは互いに独立して下記群より選択される。

前記群において、QはC(R)又はNであり、QはC(R)(R)、N(R)、S又はOであり、kは1ないし4の整数であり、前記R及びRはi)互いに独立して水素;重水素;C−C60のアリール基;O、N、S、Si及びPのうち少なくとも1つのヘテロ原子を含むC−C60のヘテロ環基;C−C50のアルキル基;C−C20のアルケニル基;C−C30のアルコキシ基;及びフルオレニル基;からなる群より選択されるか、又はii)複数のRは隣り合う基同士でそれぞれ結合し、これらと結合した炭素と共に芳香族環を形成することができる。
また、前記RないしRはi)互いに独立してC−C60のアリール基;O、N、S、Si及びPのうち少なくとも1つのヘテロ原子を含むC−C60のヘテロ環基;C−C50のアルキル基;C−C20のアルケニル基;C−C30のアルコキシル基;からなる群より選択されるか、又はii)RとRは互いに結合してこれらが結合されたフルオレンと共にスピロ(Spiro)化合物を形成することができる。
具体的には、前記式1は下記式2又は式3で表示されることができる。


前記式2及び式3において、Ar、Ar、R、R、m及びnは前記式1において定義されたように定義され得る。
前記式2において、前記XはC(R)(R)、S又はOであり、前記R及びRはi)互いに独立してC−C60のアリール基;O、N、S、Si及びPのうち少なくとも1つのヘテロ原子を含むC−C60のヘテロ環基;C−C50のアルキル基;C−C20のアルケニル基;及びC−C30のアルコキシル基;からなる群より選択されるか、又はii)RとRは互いに結合してこれらが結合されたフルオレンと共にスピロ(Spiro)化合物を形成することができる。
前記式2及び式3において、前記oは1ないし4の整数であり、前記pは1ないし3の整数であり、前記q及びrは互いに独立して1ないし5の整数である。
前記式2及び式3において、前記RないしRはi)互いに独立して水素;重水素;三重水素;ハロゲン;C−C60のアリール基;O、N、S、Si及びPのうち少なくとも1つのヘテロ原子を含むC−C60のヘテロ環基;C−C50のアルキル基;C−C20のアルケニル基;C−C30のアルコキシル基;及びC−C30のアリールオキシル基からなる群より選択されるか、又はii)隣り合う基同士が互いに結合してこれらと結合した炭素と共に芳香族環を形成することができる。
具体的には、前記式1は下記式4又は式5で表示されることができる。


前記式4及び5において、ArないしAr、R、R、m及びnは前記式1において定義されたように定義され得る。
前記式5において、前記QはC(R)(R)、N(R)、S又はOであり、前記RないしRはi)互いに独立してC−C60のアリール基;O、N、S、Si及びPのうち少なくとも1つのヘテロ原子を含むC−C60のヘテロ環基;C−C50のアルキル基;C−C20のアルケニル基;C−C30のアルコキシル基;からなる群より選択されるか、又はii)RとRは互いに結合してこれらが結合されたフルオレンと共にスピロ(Spiro)化合物を形成することができる。
更に具体的に、前記式1ないし式5は、下記化合物のうち1つであり得る。












他の実施形態として、本発明は、前記式1で表される有機電子素子用化合物を提供する。
更に他の実施形態において、本発明は、前記式1で表される化合物を含有する有機電子素子を提供する。
このとき、有機電子素子は、第1電極、第2電極、及び前記第1電極と第2電極との間に位置する有機物層;を含むことができ、有機物層は、式1で表される化合物を含むことができ、式1は有機物層の正孔注入層、正孔輸送層、発光補助層又は発光層のうちの少なくとも1つの層に含有されることができる。即ち、式1で表される化合物は、正孔注入層、正孔輸送層、発光補助層又は発光層の材料として使用され得る。 具体的に、有機物層に前記式2ないし式5で表される化合物のうち1つを含む有機電子素子を提供し、より具体的に、本発明は前記有機物層に前記個別の式で表される化合物を含む有機電子素子を提供する。
本発明の更に他の実施形態において、本発明は、前記第1電極の一側面のうち前記有機物層と反対の一側又は前記第2電極の一側面のうち前記有機物層と反対の一側のうちの少なくとも1つに形成される光効率改善層を更に含む有機電子素子を提供する。
以下、本発明に係る式1で表される化合物の合成例及び有機電子素子の製造例について実施形態を挙げて具体的に説明するが、本発明が下記の実施形態に限定されるものではない。
合成例
本発明に係る式1で表される化合物(Final Product)は、下記反応式1のようにSub1とSub2を反応させて製造されるが、これに限定されるものではない。
反応式1

(ArないしAr、L、R、R、m及びnは前記式1において定義されたものと同一であり、Lが単一結合の場合、Brは連結基であるフェニル基に直接結合される。)
I.Sub1の合成
前記反応式1のSub1は、下記反応式2の反応経路により合成され得るが、これに限定されるものではない。
反応式2

Sub1に属する具体的な化合物の合成例は、以下の通りである。
1.Sub1−B1の合成
反応式3

(1)Sub1−I−B1の合成
出発物質であるphenylboronic acid(448.56g、3678.8mmol)を丸底フラスコにTHFに溶かした後、4−bromo−1−iodo−2−nitrobenzene(1809.43g、5518.2mmol)、Pd(PPh(212.56g、183.9mmol)、KCO(1525.35g、11036.5mmol)、水を添加し、80℃で攪拌した。反応が終了すれば、CHClと水で抽出した後、有機層をMgSOで乾燥させ、濃縮した後、生成された化合物をsilicagel column及び再結晶して生成物705.93g(収率:69%)を得た。
(2)Sub1−II−B1の合成
前記合成で得られたSub1−I−B1(705.93g、2538.4mmol)を丸底フラスコにo−dichlorobenzeneに溶かした後、triphenylphosphine(1664.49g、6346mmol)を添加し、200℃で攪拌した。反応が終了すれば、蒸留を通じてo−dichlorobenzeneを除去し、CHClと水で抽出した。有機層をMgSOで乾燥させ、濃縮した後、生成された化合物をsilicagel column及び再結晶して生成物449.78g(収率:72%)を得た。
(3)Sub1−III−B1の合成
前記合成で得られたSub1−II−B1(37.19g、151.1mmol)を丸底フラスコにnitrobenzeneに溶かした後、iodobenzene(46.24g、226.7mmol)、NaSO(21.46g、151.1mmol)、KCO(20.89g、151.1mmol)、Cu(2.88g、45.3mmol)を添加し、200℃で攪拌した。反応が終了すれば、蒸留を通じてnitrobenzeneを除去し、CHClと水で抽出した。有機層をMgSOで乾燥させ、濃縮した後、生成された化合物をsilicagel column及び再結晶して生成物38.47g(収率:79%)を得た。
(4)Sub1−IV−B1の合成
前記合成で得られたSub1−III−B1(38.47g、119.4mmol)を丸底フラスコにDMFに溶かした後、Bis(pinacolato)diboron(33.35g、131.3mmol)、Pd(dppf)Cl(2.93g、3.6mmol)、KOAc(35.15g、358.2mmol)を添加し、90℃で攪拌した。反応が終了すれば、蒸留を通じてDMFを除去し、CHClと水で抽出した。有機層をMgSOで乾燥させ、濃縮した後、生成された化合物をsilicagel column及び再結晶して生成物37.48g(収率:85%)を得た。
(5)Sub1−V−B1(Sub1−C1)の合成
前記合成で得られたSub1−IV−B1(37.48g、101.5mmol)を丸底フラスコにTHFに溶かした後、1,3−dibromobenzene(35.92g、152.3mmol)、Pd(PPh(5.86g、5.1mmol)、KCO(42.09g、304.5mmol)、水を添加し、80℃で攪拌した。反応が終了すれば、CHClと水で抽出した後、有機層をMgSOで乾燥させ、濃縮した後、生成された化合物をsilicagel column及び再結晶して生成物30.32g(収率:75%)を得た。
(6)Sub1−VI−B1の合成
前記合成で得られたSub1−V−B1(30.32g、76.1mmol)を丸底フラスコにDMFに溶かした後、Bis(pinacolato)diboron(21.26g、83.7mmol)、Pd(dppf)Cl(1.87g、2.3 mmol)、KOAc(22.41g、228.4mmol)を添加し、90℃で攪拌した。反応が終了すれば、蒸留を通じてDMFを除去し、CHClと水で抽出した。有機層をMgSOで乾燥させ、濃縮した後、生成された化合物をsilicagel column及び再結晶して生成物28.48g(収率:84%)を得た。
(7)Sub1−B1の合成
前記合成で得られたSub1−VI−B1(7.16g、16.1mmol)を丸底フラスコにTHFに溶かした後、1−bromo−4−iodobenzene(6.82g、24.1mmol)、Pd(PPh(0.93g、0.8mmol)、KCO(6.67g、48.2mmol)、水を添加し、80℃で攪拌した。反応が終了すれば、CHClと水で抽出した後、有機層をMgSOで乾燥させ、濃縮した後、生成された化合物をsilicagel column及び再結晶して生成物6.33g(収率:83%)を得た。
2.Sub1−B2の合成
反応式4

(1)Sub1−III−B2の合成
前記合成で得られたSub1−II−B1(30.72g、124.8mmol)に4−iodo−1,1’−biphenyl(52.45g、187.2mmol)、NaSO(17.73g、124.8mmol)、KCO(17.25g、124.8mmol)、Cu(2.38g、37.4mmol)、nitrobenzeneを前記Sub1−III−B1の合成法を使用して生成物36.29g(収率:73%)を得た。
(2)Sub1−IV−B2の合成
前記合成で得られたSub1−III−B2(36.29g、91.1mmol)にBis(pinacolato)diboron(25.45g、100.2mmol)、Pd(dppf)Cl(2.23g、2.7mmol)、KOAc(26.83g、273.3mmol)、DMFを前記Sub1−IV−B1の合成法を使用して生成物33.68g(収率:83%)を得た。
(3)Sub1−V−B2(Sub 1−C2)の合成
前記合成で得られたSub1−IV−B2(33.68g、75.6mmol)に1,3−dibromobenzene(26.76g、113.4mmol)、Pd(PPh(4.37g、3.8mmol)、KCO(31.36g、226.9mmol)、THF、水を前記Sub1−V−B1の合成法を使用して生成物26.91g(収率:75%)を得た。
(4)Sub1−VI−B2の合成
前記合成で得られたSub1−V−B2(26.91g、56.7mmol)にBis(pinacolato)diboron(15.85g、62.4mmol)、Pd(dppf)Cl(1.39g、1.7mmol)、KOAc(16.7g、170.2mmol)、DMFを前記Sub1−VI−B1の合成法を使用して生成物24.55g(収率:83%)を得た。
(5)Sub1−B2の合成
前記合成で得られたSub1−VI−B2(12.93g、24.8mmol)に1−bromo−4−iodobenzene(10.52g、37.2mmol)、Pd(PPh(1.43g、1.2mmol)、KCO(10.28g、74.4mmol)、THF、水を前記Sub1−B1の合成法を使用して生成物10.78g(収率:79%)を得た。
3.Sub1−B14の合成
反応式5

前記合成で得られたSub1−VI−B1(7.65g、17.2mmol)に2−bromo−6−iodonaphthalene(8.58g、25.8mmol)、Pd(PPh(0.99g、0.9mmol)、KCO(7.12g、51.5mmol)、THF、水を前記Sub1−B1の合成法を使用して生成物6.85g(収率:76%)を得た。
4.Sub1−B23の合成
反応式6

(1)Sub1−III−B23の合成
前記合成で得られたSub1−II−B1(59.34g、241.1mmol)に5’−bromo−1,1’:3’,1’’−terphenyl(111.83g、361.7mmol)、NaSO(34.25g、241.1mmol)、KCO(33.33g、241.1mmol)、Cu(4.6g、72.3mmol)、nitrobenzeneを前記Sub1−III−B1の合成法を使用して生成物75.49g(収率:66%)を得た。
(2)Sub1−IV−B23の合成
前記合成で得られたSub1−III−B23(75.49g、159.1mmol)にBis(pinacolato)diboron(44.45g、175mmol)、Pd(dppf)Cl(3.9g、4.8mmol)、KOAc(46.85g、477.4mmol)、DMFを前記Sub1−IV−B1の合成法を使用して生成物64.72g(収率:78%)を得た。
(3)Sub1−V−B23の合成
前記合成で得られたSub1−IV−B23(64.72g、124.1mmol)に1,3−dibromobenzene(43.92g、186.2mmol)、Pd(PPh(7.17g、6.2mmol)、KCO(51.46g、372.3mmol)、THF、水を前記Sub1−V−B1の合成法を使用して生成物49.19g(収率:72%)を得た。
(4)Sub1−VI−B23の合成
前記合成で得られたSub1−V−B23(49.19g、89.4mmol)にBis(pinacolato)diboron(24.96g、98.3mmol)、Pd(dppf)Cl(2.19g、2.7mmol)、KOAc(26.31g、268.1mmol)、DMFを前記Sub1−VI−B1の合成法を使用して生成物42.72g(収率:80%)を得た。
(5)Sub1−B23の合成
前記合成で得られたSub1−VI−B23(12.61g、21.1mmol)に1−bromo−4−iodobenzene(8.95g、31.7mmol)、Pd(PPh(1.22g、1.1mmol)、KCO(8.75g、63.3mmol)、THF、水を前記Sub1−B1の合成法を使用して生成物8.46g(収率:64%)を得た。
5.Sub1−B26の合成
反応式7

(1)Sub1−III−B26の合成
前記合成で得られたSub1−II−B1(41.89g、170.2mmol)に3−bromo−9,9−dimethyl−9H−fluorene(69.75g、255.3mmol)、NaSO(24.18g、170.2mmol)、KCO(23.53g、170.2mmol)、Cu(3.25g、51.1mmol)、nitrobenzeneを前記Sub1−III−B1の合成法を使用して生成物55.96g(収率:75%)を得た。
(2)Sub1−IV−B26の合成
前記合成で得られたSub1−III−B26(55.96g、127.7mmol)にBis(pinacolato)diboron(35.66g、140.4mmol)、Pd(dppf)Cl(3.13g、3.8mmol)、KOAc(37.58g、383mmol)、DMFを前記Sub1−IV−B1の合成法を使用して生成物52.05g(収率:84%)を得た。
(3)Sub1−V−B26(Sub1−C8)の合成
前記合成で得られたSub1−IV−B26(52.05g、107.2mmol)に1,3−dibromobenzene(37.94g、160.8mmol)、Pd(PPh(6.2g、5.4mmol)、KCO(44.46g、321.7mmol)、THF、水を前記Sub1−V−B1の合成法を使用して生成物39.72g(収率:72%)を得た。
(4)Sub1−VI−B26合成
前記合成で得られたSub1−V−B26(39.72g、77.2mmol)にBis(pinacolato)diboron(21.57g、84.9mmol)、Pd(dppf)Cl(1.89g、2.3mmol)、KOAc(22.73g、231.6mmol)、DMFを前記Sub1−VI−B1の合成法を使用して生成物36.85g(収率:85%)を得た。
(5)Sub1−B26の合成
前記合成で得られたSub1−VI−B26(9.87g、17.6mmol)に1−bromo−4−iodobenzene(7.46g、26.4mmol)、Pd(PPh(1.02g、0.9mmol)、KCO(7.29g、52.7mmol)、THF、水を前記Sub1−B1の合成法を使用して生成物8.41g(収率:81%)を得た。
6.Sub1−B32の合成
反応式8

(1)Sub1−III−B32の合成
前記合成で得られたSub1−II−B1(72.54g、294.8mmol)に2−bromo−9,9−diphenyl−9H−fluorene(175.67g、442.1mmol)、NaSO(41.87g、294.8mmol)、KCO(40.74g、294.8mmol)、Cu(5.62g、88.4mmol)、nitrobenzeneを前記Sub1−III−B1の合成法を使用して生成物97.82g(収率:59%)を得た。
(2)Sub1−IV−B32の合成
前記合成で得られたSub1−III−B32(97.82g、173.9mmol)にBis(pinacolato)diboron(48.58g、191.3mmol)、Pd(dppf)Cl(4.26g、5.2mmol)、KOAc(51.2g、521.7mmol)、DMFを前記Sub1−IV−B1の合成法を使用して生成物83.74g(収率:79%)を得た。
(3)Sub1−V−B32(Sub1−C12)の合成
前記合成で得られたSub1−IV−B32(83.74g、137.4mmol)に1,3−dibromobenzene(48.61g、206.1mmol)、Pd(PPh(7.94g、6.9mmol)、KCO(56.96g、412.1mmol)、THF、水を前記Sub1−V−B1の合成法を使用して生成物64.04g(収率:73%)を得た。
(4)Sub1−VI−B32の合成
前記合成で得られたSub1−V−B32(64.04g、100.3mmol)にBis(pinacolato)diboron(28.01g、110.3mmol)、Pd(dppf)Cl(2.46g、3mmol)、KOAc(29.53g、300.9mmol)、DMFを前記Sub1−VI−B1の合成法を使用して生成物52.26g(収率:76%)を得た。
(5)Sub1−B32の合成
前記合成で得られたSub1−VI−B32(17.43g、25.4mmol)に1−bromo−4−iodobenzene(10.79g、38.1mmol)、Pd(PPh(1.47g、1.3mmol)、KCO(10.54g、76.3mmol)、THF、水を前記Sub1−B1の合成法を使用して生成物11.08g(収率:61%)を得た。
7.Sub1−B33の合成
反応式9

(1)Sub1−III−B33の合成
前記合成で得られたSub1−II−B1(67.82g、275.6mmol)に3−bromo−9,9−diphenyl−9H−fluorene(164.24g、413.4mmol)、NaSO(39.14g、275.6mmol)、KCO(38.09g、275.6mmol)、Cu(5.25g、82.7mmol)、nitrobenzeneを前記Sub1−III−B1の合成法を使用して生成物96.11g(収率:62%)を得た。
(2)Sub1−IV−B33の合成
前記合成で得られたSub1−III−B33(96.11g、170.9mmol)にBis(pinacolato)diboron(47.73g、187.9mmol)、Pd(dppf)Cl(4.19g、5.1mmol)、KOAc(50.31g、512.6mmol)、DMFを前記Sub1−IV−B1の合成法を使用して生成物79.15g(収率:76%)を得た。
(3)Sub1−V−B33(Sub 1−C13)の合成
前記合成で得られたSub1−IV−B33(79.15g、129.8mmol)に1,3−dibromobenzene(45.95g、194.8mmol)、Pd(PPh(7.5g、6.5mmol)、KCO(53.84g、389.5mmol)、THF、水を前記Sub1−V−B1の合成法を使用して生成物58.87g(収率:71%)を得た。
(4)Sub1−VI−B33の合成
前記合成で得られたSub1−V−B33(58.87g、92.2mmol)にBis(pinacolato)diboron(25.75g、101.4mmol)、Pd(dppf)Cl(2.26g、2.8mmol)、KOAc(27.14g、276.6mmol)、DMFを前記Sub1−VI−B1の合成法を使用して生成物48.67g(収率:77%)を得た。
(5)Sub1−B33の合成
前記合成で得られたSub1−VI−B33(14.61g、21.3mmol)に1−bromo−4−iodobenzene(9.04g、32mmol)、Pd(PPh(1.23g、1.1mmol)、KCO(8.83g、63.9mmol)、THF、水を前記Sub1−B1の合成法を使用して生成物9.75g(収率:64%)を得た。
8.Sub1−B40の合成
反応式10

(1)Sub1−III−B40の合成
前記合成で得られたSub1−II−B1(53.61g、217.8mmol)に2−bromodibenzo[b,d]thiophene(85.99g、326.8mmol)、NaSO(30.94g、217.8mmol)、KCO(30.11g、217.8mmol)、Cu(4.15g、65.4mmol)、nitrobenzeneを前記Sub1−III−B1の合成法を使用して生成物66.25g(収率:71%)を得た。
(2)Sub1−IV−B40の合成
前記合成で得られたSub1−III−B40(66.25g、154.7mmol)にBis(pinacolato)diboron(43.2g、170.1mmol)、Pd(dppf)Cl(3.79g、4.6mmol)、KOAc(45.54g、464mmol)、DMFを前記Sub1−IV−B1の合成法を使用して生成物58.82g(収率:80%)を得た。
(3)Sub1−V−B40の合成
前記合成で得られたSub1−IV−B40(58.82g、123.7mmol)に1,3−dibromobenzene(43.78g、185.6mmol)、Pd(PPh(7.15g、6.2mmol)、KCO(51.3g、371.2mmol)、THF、水を前記Sub1−V−B1の合成法を使用して生成物47.43g(収率:76%)を得た。
(4)Sub1−VI−B40の合成
前記合成で得られたSub1−V−B40(47.43g、94mmol)にBis(pinacolato)diboron(26.26g、103.4mmol)、Pd(dppf)Cl(2.3g、2.8mmol)、KOAc(27.68g、282.1mmol)、DMFを前記Sub1−VI−B1の合成法を使用して生成物42.52g(収率:82%)を得た。
(5)Sub1−B40の合成
前記合成で得られたSub1−VI−B40(9.54g、17.3mmol)に1−bromo−4−iodobenzene(7.34g、25.9mmol)、Pd(PPh(1g、0.9mmol)、KCO(7.17g、51.9mmol)、THF、水を前記Sub1−B1の合成法を使用して生成物7.73g(収率:77%)を得た。
9.Sub1−B43の合成
反応式11

(1)Sub1−III−B43の合成
前記合成で得られたSub1−II−B1(50.34g、204.6mmol)に3−bromodibenzo[b,d]furan(75.81g、306.8mmol)、NaSO(29.05g、204.6mmol)、KCO(28.27g、204.6mmol)、Cu(3.9g、61.4mmol)、nitrobenzeneを前記Sub1−III−B1の合成法を使用して生成物64.94g(収率:77%)を得た。
(2)Sub1−IV−B43の合成
前記合成で得られたSub1−III−B43(64.94g、157.5mmol)にBis(pinacolato)diboron(44g、173.3mmol)、Pd(dppf)Cl(3.86g、4.7mmol)、KOAc(46.38g、472.5mmol)、DMFを前記Sub1−IV−B1の合成法を使用して生成物62.22g(収率:86%)を得た。
(3)Sub1−V−B43(Sub 1−C19)の合成
前記合成で得られたSub1−IV−B43(62.22g、135.5mmol)に1,3−dibromobenzene(47.93g、203.2mmol)、Pd(PPh(7.83g、6.8mmol)、KCO(56.16g、406.4mmol)、THF、水を前記Sub1−V−B1の合成法を使用して生成物46.97g(収率:71%)を得た。
(4)Sub1−VI−B43の合成
前記合成で得られたSub1−V−B43(46.97g、96.2mmol)にBis(pinacolato)diboron(26.87g、105.8mmol)、Pd(dppf)Cl(2.36g、2.9mmol)、KOAc(28.32g、288.5mmol)、DMFを前記Sub1−VI−B1の合成法を使用して生成物40.68g(収率:79%)を得た。
(5)Sub1−B43の合成
前記合成で得られたSub1−VI−B43(11.05g、20.6mmol)に1−bromo−4−iodobenzene(8.76g、31mmol)、Pd(PPh(1.19g、1mmol)、KCO(8.56g、61.9mmol)、THF、水を前記Sub1−B1の合成法を使用して生成物9.2g(収率:79%)を得た。
10.Sub 1−B48の合成
反応式12

前記合成で得られたSub1−VI−B2(9.86g、18.9mmol)に1−bromo−3−iodobenzene(8.02g、28.4mmol)、Pd(PPh(1.09g、0.9mmol)、KCO(7.84g、56.7mmol)、THF、水を前記Sub1−B1の合成法を使用して生成物7.91g(収率:76%)を得た。
11.Sub1−B54の合成
反応式13

前記合成で得られたSub1−VI−B23(12.68g、21.2mmol)に1−bromo−3−iodobenzene(9g、31.8mmol)、Pd(PPh(1.23g、1.1mmol)、KCO(8.8g、63.7mmol)、THF、水を前記Sub1−B1の合成法を使用して生成物8.24g(収率:62%)を得た。
12.Sub1−B58の合成
反応式14

前記合成で得られたSub1−VI−B26(12.17g、21.7mmol)に1−bromo−3−iodobenzene(9.2g、32.5mmol)、Pd(PPh(1.25g、1.1mmol)、KCO(8.99g、65mmol)、THF、水を前記Sub1−B1の合成法を使用して生成物9.34g(収率:73%)を得た。
13.Sub1−B61の合成
反応式15

前記合成で得られたSub1−VI−B32(16.92g、24.7mmol)に1−bromo−3−iodobenzene(10.47g、37mmol)、Pd(PPh(1.43g、1.2mmol)、KCO(10.23g、74mmol)、THF、水を前記Sub1−B1の合成法を使用して生成物10.05g(収率:57%)を得た。
14.Sub1−B62の合成
反応式16

前記合成で得られたSub1−VI−B33(16.64g、24.3mmol)に1−bromo−3−iodobenzene(10.3g、36.4mmol)、Pd(PPh(1.4g、1.2mmol)、KCO(10.06g、72.8mmol)、THF、水を前記Sub1−B1の合成法を使用して生成物10.41g(収率:60%)を得た。
15.Sub1−B64の合成
反応式17

(1)Sub1−III−B64の合成
前記合成で得られたSub1−II−B1(30.46g、123.8mmol)に4−(4−bromophenyl)−9,9−diphenyl−9H−fluorene(87.89g、185.7mmol)、NaSO(17.58g、123.8mmol)、KCO(17.11g、123.8mmol)、Cu(2.36g、37.1mmol)、nitrobenzeneを前記Sub1−III−B1の合成法を使用して生成物41.89g(収率:53%)を得た。
(2)Sub1−IV−B64の合成
前記合成で得られたSub1−III−B64(41.89g、65.6mmol)にBis(pinacolato)diboron(18.32g、72.2mmol)、Pd(dppf)Cl(1.61g、2mmol)、KOAc(19.31g、196.8mmol)、DMFを前記Sub1−IV−B1の合成法を使用して生成物36.88g(収率:82%)を得た。
(3)Sub1−V−B64の合成
前記合成で得られたSub1−IV−B64(36.88g、53.8mmol)に1,3−dibromobenzene(19.03g、80.7mmol)、Pd(PPh(3.11g、2.7mmol)、KCO(22.3g、161.4 mmol)、THF、水を前記Sub1−V−B1の合成法を使用して生成物24.99g(収率:65%)を得た。
(4)Sub1−VI−B64の合成
前記合成で得られたSub1−V−B64(24.99g、35mmol)にBis(pinacolato)diboron(9.77g、38.5mmol)、Pd(dppf)Cl(0.86g、1mmol)、KOAc(10.29g、104.9mmol)、DMFを前記Sub1−VI−B1の合成法を使用して生成物21.31g(収率:80%)を得た。
(5)Sub1−B64の合成
前記合成で得られたSub1−VI−B64(19.88g、26.1mmol)に1−bromo−4−iodobenzene(11.07g、39.1mmol)、Pd(PPh(1.51g、1.3mmol)、KCO(10.82g、78.3mmol)、THF、水を前記Sub1−B1の合成法を使用して生成物10.73g(収率:52%)を得た。
16.Sub1−B69の合成
反応式18

前記合成で得られたSub1−VI−B40(14.29g、25.9mmol)に1−bromo−3−iodobenzene(11g、38.9mmol)、Pd(PPh(1.5g、1.3mmol)、KCO(10.74g、77.7mmol)、THF、水を前記Sub1−B1の合成法を使用して生成物11.88g(収率:79%)を得た。
17.Sub1−B72の合成反応式19

前記合成で得られたSub1−VI−B43(14.17g、26.5mmol)に1−bromo−3−iodobenzene(11.23g、39.7mmol)、Pd(PPh(1.53g、1.3mmol)、KCO(10.97g、79.4mmol)、THF、水を前記Sub1−B1の合成法を使用して生成物10.61g(収率:71%)を得た。
18.Sub1−B76の合成
反応式20

前記合成で得られたSub1−VI−B1(11.32g、25.4mmol)に1−bromo−2−iodobenzene(10.79g、38.1mmol)、Pd(PPh(1.47g、1.3mmol)、KCO(10.54g、76.3mmol)、THF、水を前記Sub1−B1の合成法を使用して生成物7.11g(収率:59%)を得た。
19.Sub1−B84の合成
反応式21

前記合成で得られたSub1−VI−B23(16.14g、27mmol)に1−bromo−2−iodobenzene(11.46g、40.5mmol)、Pd(PPh(1.56g、1.4mmol)、KCO(11.2g、81mmol)、THF、水を前記Sub1−B1の合成法を使用して生成物8.97g(収率:53%)を得た。
20.Sub1−B87の合成
反応式22

前記合成で得られたSub1−VI−B26(12.67g、22.6mmol)に1−bromo−2−iodobenzene(9.57g、33.8mmol)、Pd(PPh(1.3g、1.1mmol)、KCO(9.36g、67.7mmol)、THF、水を前記Sub1−B1の合成法を使用して生成物8.13g(収率:61%)を得た。
21.Sub1−B90の合成
反応式23

前記合成で得られたSub1−VI−B32(17.39g、25.4mmol)に1−bromo−2−iodobenzene(10.76g、38mmol)、Pd(PPh(1.47g、1.3mmol)、KCO(10.52g、76.1mmol)、THF、水を前記Sub1−B1の合成法を使用して生成物10.15g(収率:56%)を得た。
22.Sub1−B91の合成
反応式24

前記合成で得られたSub1−VI−B33(15.63g、22.8mmol)に1−bromo−2−iodobenzene(9.67g、34.2mmol)、Pd(PPh(1.32g、1.1mmol)、KCO(9.45g、68.4mmol)、THF、水を前記Sub1−B1の合成法を使用して生成物9.78g(収率:60%)を得た。
23.Sub1−B99の合成
反応式25

前記合成で得られたSub1−VI−B40(17.08g、31mmol)に1−bromo−2−iodobenzene(13.14g、46.5mmol)、Pd(PPh(1.79g、1.5mmol)、KCO(12.84g、92.9mmol)、THF、水を前記Sub1−B1の合成法を使用して生成物10.25g(収率:57%)を得た。
24.Sub1−B102の合成
反応式26

前記合成で得られたSub1−VI−B43(13.96g、26.1mmol)に1−bromo−2−iodobenzene(11.06g、39.1mmol)、Pd(PPh(1.51g、1.3mmol)、KCO(10.81g、78.2mmol)、THF、水を前記Sub1−B1の合成法を使用して生成物9.12g(収率:62%)を得た。
一方、Sub1の例示は、以下の通りであるが、これに限定されるものではなく、これらのFD−MSは、下記表1の通りである。







II.Sub2の合成
前記反応式1のSub2は、下記反応式27の反応経路により合成され得るが、これに限定されるものではない。
反応式27

Sub2に属する具体的な化合物の合成例は、以下の通りである。
1.Sub2−6の合成
反応式28

出発物質である2−bromo−9,9−diphenyl−9H−fluorene(35.27g、88.8mmol)を丸底フラスコにtolueneに溶かした後、aniline(16.53g、177.5mmol)、Pd(dba)(2.44g、2.7mmol)、50%P( t−Bu )(3.5ml、7.1mmol)、NaO t−Bu (25.6g、266.3mmol)を添加し、40℃で攪拌した。反応が終了すれば、CHClと水で抽出した後、有機層をMgSOで乾燥させ、濃縮した後、生成された化合物をsilicagel column及び再結晶して生成物27.27g(収率:75%)を得た。
2.Sub2−7の合成
反応式29

出発物質である2−bromo−9,9−diphenyl−9H−fluorene(11.89g、29.9mmol)に[1,1’−biphenyl]−4−amine(10.13g、59.9mmol)、Pd(dba)(0.82g、0.9mmol)、50%P( t−Bu )(1.2ml、2.4mmol)、NaO t−Bu (8.63g、89.8mmol)、tolueneを前記Sub2−6の合成法を使用して生成物11.04g(収率:76%)を得た。
3.Sub2−13の合成
反応式30

出発物質であるbromobenzene(11.16g、71.1mmol)にaniline(13.24g、142.2mmol)、Pd(dba)(1.95g、2.1mmol)、50%P( t−Bu )(2.8ml、5.7mmol)、NaOt−Bu (20.49g、213.2mmol)、tolueneを前記Sub2−6の合成法を使用して生成物9.62g(収率:80%)を得た。
4.Sub2−16の合成
反応式31

出発物質であるbromobenzene(7.61g、48.5mmol)に[1,1’−biphenyl]−4−amine(16.4g、96.9mmol)、Pd(dba)(1.33g、1.5mmol)、50%P(t−Bu)(1.9ml、3.9mmol)、NaOt−Bu(13.97g、145.4mmol)、tolueneを前記Sub2−6の合成法を使用して生成物9.87g(収率:83%)を得た。
5.Sub2−17の合成
反応式32

出発物質である4−bromo−1,1’−biphenyl(9.74g、41.8mmol)に[1,1’−biphenyl]−4−amine(14.14g、83.6mmol)、Pd(dba)(1.15g、1.3mmol)、50%P(t−Bu)(1.6ml、3.3mmol)、NaOt−Bu(12.05g、125.4mmol)、tolueneを前記Sub2−6の合成法を使用して生成物10.61g(収率:79%)を得た。
6.Sub2−39の合成
反応式33

出発物質である2−bromobenzo[b]thiophene(8.92g、41.9mmol)にaniline(7.8g、83.7mmol)、Pd(dba)(1.15g、1.3mmol)、50%P( t−Bu )(1.6ml、3.3mmol)、NaOt−Bu(12.07g、125.6mmol)、tolueneを前記Sub2−6の合成法を使用して生成物6.51g(収率:69%)を得た。
7.Sub2−67の合成
反応式34

出発物質である3−bromo−9,9−dimethyl−9H−fluorene(16.33g、59.8mmol)にaniline(11.13g、119.6mmol)、Pd(dba)(1.64g、1.8mmol)、50%P(t−Bu)(2.3ml、4.8mmol)、NaOt−Bu(17.24g、179.3mmol)、tolueneを前記Sub2−6の合成法を使用して生成物14.33g(収率:84%)を得た。
8.Sub2−68の合成
反応式35

出発物質である3−bromo−9,9−dimethyl−9H−fluorene(8.09g、29.6mmol)に[1,1’−biphenyl]−4−amine(10.02g、59.2mmol)、Pd(dba)(0.81g、0.9mmol)、50%P(t−Bu)(1.2ml、2.4mmol)、NaOt−Bu(8.54g、88.8mmol)、tolueneを前記Sub2−6の合成法を使用して生成物8.78g(収率:82%)を得た。
9.Sub2−72の合成
反応式36

出発物質である3−bromo−9,9−diphenyl−9H−fluorene(11.67g、29.4mmol)にaniline(5.47g、58.7mmol)、Pd(dba)(0.81g、0.9mmol)、50%P(t−Bu)(1.1ml、2.3mmol)、NaOt−Bu(8.47g、88.1mmol)、tolueneを前記Sub2−6の合成法を使用して生成物9.02g(収率:75%)を得た。
10.Sub2−77の合成
反応式37

出発物質である3−bromopyridine(10.41g、65.9mmol)にaniline(12.27g、131.8mmol)、Pd(dba)(1.81g、2mmol)、50%P(t−Bu )(2.6ml、5.3mmol)、NaOt−Bu(19g、197.7mmol)、tolueneを前記Sub2−6の合成法を使用して生成物7.51g(収率:67%)を得た。
11.Sub2−78の合成
反応式38

出発物質である3−(4−bromophenyl)pyridine(10.98g、46.9mmol)にaniline(8.74g、93.8mmol)、Pd(dba)(1.29g、1.4mmol)、50%P(t−Bu)(1.8ml、3.8mmol)、NaOt−Bu(13.52g、140.7mmol)、tolueneを前記Sub2−6の合成法を使用して生成物7.97g(収率:69%)を得た。
12.Sub2−82の合成
反応式39

出発物質である4−bromoisoquinoline(9.83g、47.2mmol)にaniline(8.8g、94.5mmol)、Pd(dba)(1.3g、1.4mmol)、50%P(t−Bu )(1.8ml、3.8mmol)、NaOt−Bu(13.62g、141.7mmol)、tolueneを前記Sub2−6の合成法を使用して生成物6.24g(収率:60%)を得た。
一方、Sub2の例示は、以下の通りであるが、これに限定されるものではなく、これらのFD−MSは、下記表2の通りである。





III.最終生成物(Final Product)の合成
Sub2(1当量)を丸底フラスコにtolueneに溶かした後、Sub1(1.2当量)、Pd(dba)(0.03当量)、P(t−Bu)(0.08当量)、NaOt−Bu(3当量)を添加し、100℃で攪拌した。反応が終了すれば、CHClと水で抽出した後、有機層をMgSOで乾燥させ、濃縮した後、生成された化合物をsilicagel column及び再結晶して最終生成物(Final Product)を得た。
1.ProductB17の合成
反応式40

前記合成で得られたSub2−6(6.39g、15.6mmol)を丸底フラスコにtolueneに溶かした後、Sub1−B2(10.31g、18.7mmol)、Pd(dba)(0.43g、0.5mmol)、50%P(t−Bu)(0.6ml、1.2mmol)、NaOt−Bu(4.5g、46.8mmol)を添加し、100℃で攪拌した。反応が終了すれば、CHClと水で抽出した後、有機層をMgSOで乾燥させ、濃縮した後、生成された化合物をsilicagel column及び再結晶して生成物9.46g(収率:69%)を得た。
2.ProductB21の合成
反応式41

前記合成で得られたSub2−7(5.18g、10.7mmol)にSub1−B1(6.07g、12.8mmol)、Pd(dba)(0.29g、0.3mmol)、50%P(t−Bu)(0.4ml、0.9mmol)、NaOt−Bu (3.08g、32mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物7.22g(収率:77%)を得た。
3.ProductB145の合成
反応式42

前記合成で得られたSub2−7(4.96g、10.2mmol)にSub1−B14(6.43g、12.3mmol)、Pd(dba)(0.28g、0.3mmol)、50%P(t−Bu)(0.4ml、0.8mmol)、NaOt−Bu(2.94g、30.6mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物6.83g(収率:72%)を得た。
4.ProductB179の合成
反応式43

前記合成で得られたSub2−68(3.91g、10.8mmol)にSub1−B23(8.13g、13mmol)、Pd(dba)(0.3g、0.3mmol)、50%P(t−Bu)(0.4ml、0.9mmol)、NaOt−Bu(3.12g、32.4mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物6.18g(収率:63%)を得た。
5.ProductB187の合成
反応式44

前記合成で得られたSub2−17(3.64g、11.3mmol)にSub1−B26(8.03g、13.6mmol)、Pd(dba)(0.31g、0.3mmol)、50%P(t−Bu)(0.4ml、0.9mmol)、NaOt−Bu(3.27g、34mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物7.06g(収率:75%)を得た。
6.ProductB200の合成
反応式45

前記合成で得られたSub2−82(2.76g、12.5mmol)にSub1−B32(10.75g、15mmol)、Pd(dba)(0.34g、0.4mmol)、50%P(t−Bu)(0.5ml、1mmol)、NaOt−Bu(3.61g、37.6mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物6.21g(収率:58%)を得た。
7.ProductB204の合成
反応式46

前記合成で得られたSub2−67(3.07g、10.8mmol)にSub1−B33(9.23g、12.9mmol)、Pd(dba)(0.3g、0.3mmol)、50%P(t−Bu)(0.4ml、0.9mmol)、NaOt−Bu(3.1g、32.3mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物6.62g(収率:67%)を得た。
8.ProductB210の合成
反応式47

前記合成で得られたSub2−6(4.28g、10.5mmol)にSub1−B40(7.28g、12.5mmol)、Pd(dba)(0.29g、0.3mmol)、50%P(t−Bu)(0.4ml、0.8mmol)、NaOt−Bu(3.01g、31.4mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物6.75g(収率:71%)を得た。
9.ProductB213の合成
反応式48

前記合成で得られたSub2−16(3.15g、12.8mmol)にSub1−B43(8.7g、15.4mmol)、Pd(dba)(0.35g、0.4mmol)、50%P(t−Bu)(0.5ml、1mmol)、NaOt−Bu(3.7g、38.5mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物6.93g(収率:74%)を得た。
10.ProductB223の合成
反応式49

前記合成で得られたSub2−6(4.47g、10.9mmol)にSub1−B48(7.21g、13.1mmol)、Pd(dba)(0.3g、0.3mmol)、50%P(t−Bu)(0.4ml、0.9mmol)、NaOt−Bu(3.15g、32.7mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物7.2g(収率:75%)を得た。
11.ProductB245の合成
反応式50

前記合成で得られたSub2−72(4.32g、10.5mmol)にSub1−B54(7.93g、12.7mmol)、Pd(dba)(0.29g、0.3mmol)、50%P(t−Bu)(0.4ml、0.8mmol)、NaOt−Bu(3.04g、31.6mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物6.35g(収率:63%)を得た。
12.ProductB253の合成
反応式51

前記合成で得られたSub2−67(3.56g、12.5mmol)にSub1−B58(8.84g、15mmol)、Pd(dba)(0.34g、0.4mmol)、50%P(t−Bu)(0.5ml、1mmol)、NaOt−Bu(3.6g、37.4mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物7.44g(収率:75%)を得た。
13.ProductB259の合成
反応式52

前記合成で得られたSub2−13(1.88g、11.1mmol)にSub1−B61(9.53g、13.3mmol)、Pd(dba)(0.31g、0.3mmol)、50%P(t−Bu)(0.4ml、0.9mmol)、NaOt−Bu(3.2g、33.3mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物6.96g(収率:78%)を得た。
14.ProductB266の合成
反応式53

前記合成で得られたSub2−39(2.56g、11.4mmol)にSub1−B62(9.74g、13.6mmol)、Pd(dba)(0.31g、0.3mmol)、50%P(t−Bu)(0.4ml、0.9mmol)、NaOt−Bu(3.28g、34.1mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物6.54g(収率:67%)を得た。
15.ProductB273の合成
反応式54

前記合成で得られたSub2−77(2.83g、16.6mmol)にSub1−B69(11.58g、20mmol)、Pd(dba)(0.46g、0.5mmol)、50%P(t−Bu)(0.6ml、1.3mmol)、NaOt−Bu(4.79g、49.9mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物6.79g(収率:61%)を得た。
16.ProductB278の合成
反応式55

前記合成で得られたSub2−78(3.71g、15.1mmol)にSub1−B72(10.2g、18.1mmol)、Pd(dba)(0.41g、0.5mmol)、50%P(t−Bu)(0.6ml、1.2mmol)、NaOt−Bu(4.34g、45.2mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物6.93g(収率:63%)を得た。
17.ProductB287の合成
反応式56

前記合成で得られたSub2−6(4.97g、12.1mmol)にSub1−B76(6.91g、14.6mmol)、Pd(dba)(0.33g、0.4mmol)、50%P(t−Bu)(0.5ml、1mmol)、NaOt−Bu(3.5g、36.4mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物6.33g(収率:65%)を得た。
18.ProductB322の合成
反応式57

前記合成で得られたSub2−6(4.72g、11.5mmol)にSub1−B84(8.67g、13.8mmol)、Pd(dba)(0.32g、0.3mmol)、50%P(t−Bu)(0.4ml、0.9mmol)、NaOt−Bu(3.32g、34.6mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物6.61g(収率:60%)を得た。
19.ProductB331の合成
反応式58

前記合成で得られたSub2−17(3.59g、11.2mmol)にSub1−B87(7.92g、13.4mmol)、Pd(dba)(0.31g、0.3mmol)、50%P(t−Bu)(0.4ml、0.9mmol)、NaOt−Bu(3.22g、33.5mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物6.31g(収率:68%)を得た。
20.ProductB340の合成
反応式59

前記合成で得られたSub2−16(2.82g、11.5mmol)にSub1−B90(9.86g、13.8mmol)、Pd(dba)(0.32g、0.3mmol)、50%P(t−Bu)(0.4ml、0.9mmol)、NaOt−Bu(3.31g、34.5mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物6.37g(収率:63%)を得た。
21.ProductB343の合成
反応式60

前記合成で得られたSub2−13(1.86g、11mmol)にSub1−B91(9.43g、13.2mmol)、Pd2(dba)(0.3g、0.3mmol)、50%P(t−Bu)(0.4ml、0.9mmol)、NaOt−Bu(3.17g、33mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物6.27g(収率:71%)を得た。
22.ProductB351の合成
反応式61

前記合成で得られたSub2−13(2.41g、14.2mmol)にSub1−B99(9.92g、17.1mmol)、Pd(dba)(0.39g、0.4mmol)、50%P(t−Bu)(0.6ml、1.1mmol)、NaOt−Bu(4.11g、42.7mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物6.48g(収率:68%)を得た。
23.ProductB358の合成
反応式62

前記合成で得られたSub2−67(3.78g、13.2mmol)にSub1−B102(8.97g、15.9mmol)、Pd(dba)(0.36g、0.4mmol)、50%P(t−Bu)(0.5ml、1.1mmol)、NaOt−Bu(3.82g、39.7mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物6.31g(収率:62%)を得た。
24.ProductB375の合成
反応式63

前記合成で得られたSub2−67(3.11g、10.9mmol)にSub1−B64(10.34g、13.1mmol)、Pd(dba)(0.3g、0.3mmol)、50%P(t−Bu)(0.4ml、0.9mmol)、NaOt−Bu(3.14g、32.7mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物6.18g(収率:57%)を得た。
25.ProductC2の合成
反応式64

前記合成で得られたSub2−3(6g、16.6mmol)にSub1−C1(7.93g、19.9mmol)、Pd(dba)(1.21g、1.3mmol)、50%P(t−Bu)(0.7ml、1.66mmol)、NaOt−Bu(73.03g、49.8mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物7.54g(収率:67%)を得た。
26.ProductC8の合成
反応式65

前記合成で得られたSub2−7(5.18g、10.7mmol)にSub1−C1(5.1g、12.8mmol)、Pd(dba)(0.29g、0.3mmol)、50%P(t−Bu)(0.4ml、0.9mmol)、NaOt−Bu(3.08g、32mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物6.34g(収率:74%)を得た。
27.ProductC21の合成例
反応式66

前記合成で得られたSub2−17(3.59g、11.2mmol)にSub1−C7(6.9g、13.4mmol)、Pd(dba)(0.31g、0.3mmol)、50%P(t−Bu)(0.4ml、0.9mmol)、NaOt−Bu(3.22g、33.5mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物6g(収率:71%)を得た。
28.ProductC23の合成
反応式67

前記合成で得られたSub2−67(3.56g、12.5mmol)にSub1−C8(7.7g、15mmol)、Pd(dba)(0.34g、0.4mmol)、50%P(t−Bu)(0.5ml、1mmol)、NaOt−Bu(3.6g、37.4mmol)、tolueneを前記ProductB17の合成法を使用して生成物6.82g(収率:76%)を得た。
一方、前記のような合成例により製造された本発明の化合物B1−B386、C1−C40のFD−MS値は、下記表3の通りである。









一方、前記においては式1で表される本発明の例示的な合成例を説明したが、これらは全てSuzuki cross−coupling反応、Ullmann反応、Miyaura boration反応及びBuchwald−Hartwig cross coupling反応などに基づくものであり、具体的な合成例に明示された置換基以外に式1において定義された他の置換基(R、R、L、Ar、Ar、Arなどの置換基)が結合されても前記反応が進行されるということを、当業者であれば容易に理解されるべきである。
例えば、反応式2において出発物質−>Sub1−I、Sub1−IV−>Sub1−V、Sub1−VI−>Sub1への反応などは、全てSuzuki cross−coupling反応に基づくものであり、反応式2においてSub1−II−>Sub1−IIIの反応はUllmann反応に基づくものであり、反応式2においてSub1−III−>Sub1−IV、Sub1−V−>Sub1−VIなどはMiyaura boration反応に基づくものであり、反応式27において出発物質−>Sub2、Product合成反応式(反応式40ないし式67)はBuchwald−Hartwig cross coupling反応に基づくものであり、これらに具体的に明示されない置換基が結合されても前記反応が進むべきである。
有機電子素子の製造評価
[実施例I−1]グリーン有機電子発光素子(正孔輸送層)
本発明の化合物を正孔輸送層物質に用いて通常の方法によって有機電子発光素子を製作した。まず、ガラス基板に形成されたITO層(正極)上に4,4’,4”−Tris[2−naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine(以下、「2−TNATA」と略す)を60nmの厚さで真空蒸着して正孔輸送層を形成した後、前記正孔注入層上に本発明の化合物B1を60nmの厚さで真空蒸着して正孔輸送層を形成した。次いで、前記正孔注入層上に4,4’−N,N’−dicarbazole−biphenyl(以下、「CBP」と略す)をホスト物質として、tris(2−phenylpyridine)−iridium(以下、「Ir(ppy) 」と略す)をドーパントとして90:10の重量比でドーピングして30nmの厚さで真空蒸着して発光層を形成した。
次に、前記発光層上に((1,1’-ビスフェニル)-4-オレート)ビス(2-メチル-8-キノリンオレート) アルミニウム(以下「BAlq」と略す)を10nmの厚さで真空蒸着して正孔阻止層を形成し、前記正孔阻止層上にトリス(8-キノリノール)アルミニウム(以下「Alq」と略す)を40nmの厚さで真空蒸着して電子輸送層を形成した。その後、ハロゲン化アルカリ金属であるLiFを0.2nmの厚さで蒸着して電子注入層を形成し、次いでAlを150nmの厚さで蒸着して負極を形成することで、有機電子発光素子を製造した。
[実施例I−2]ないし[実施例I−300]グリーン有機電子発光素子(正孔輸送層)
正孔輸送層物質として本発明の化合物B1の代わりに、下記表4に記載された本発明の化合物B6ないしC40を用いた点を除いては、実施例I−1と同様の方法で有機電子発光素子を作製した。
[比較例1]
正孔輸送層物質として本発明の化合物B1の代わりに、下記比較化合物1を用いた点を除いては、前記実施例I−1と同様の方法で有機電子発光素子を作製した。
比較化合物1

[比較例2]
正孔輸送層物質として本発明の化合物B1の代わりに、下記比較化合物2を用いた点を除いては、前記実施例I−1と同様の方法で有機電子発光素子を作製した。
比較化合物2

[比較例3]
正孔輸送層物質として本発明の化合物B1の代わりに、下記比較化合物3を用いた点を除いては、前記実施例I−1と同様の方法で有機電子発光素子を作製した。
比較化合物3

[比較例4]
正孔輸送層物質として本発明の化合物B1の代わりに、下記比較化合物4を用いた点を除いては、前記実施例I−1と同様の方法で有機電子発光素子を作製した。
比較化合物4

[比較例5]
正孔輸送層物質として本発明の化合物B1の代わりに、下記比較化合物5を用いた点を除いては、前記実施例I−1と同様の方法で有機電子発光素子を作製した。
比較化合物5

[比較例6]
正孔輸送層物質として本発明の化合物B1の代わりに、下記比較化合物6を用いた点を除いては、前記実施例I−1と同様の方法で有機電子発光素子を作製した。
比較化合物6

本発明の実施例I−1ないし実施例I−300、比較例1ないし比較例6により製造された有機電子発光素子に順バイアス直流電圧を加えてフォトリサーチ(photoresearch)社のPR−650で電気発光(EL)特性を測定し、5000cd/mの基準輝度でマックサイエンス社で製造された寿命測定装置によってT95寿命を測定し、その測定結果は下記表4の通りである。



















前記表4の結果から分かるように、本発明の化合物を正孔輸送層の材料として用いた有機電子発光素子は、比較化合物1ないし比較化合物6を正孔輸送層の材料として用いた有機電子発光素子に比べて比較的に駆動電圧が低く、発光効率が向上されただけでなく、寿命などが顕著に改善された。
このような結果は特に、本発明の化合物(連結基が非線形形態;non−linear type)と比較化合物(連結基が線形形態;linear type)の比較を通じ、連結基の結合類型(線形形態又は非線形形態)により結果が異なって表されることを示す。
カルバゾールとアミン(−NArAr)を連結してくれる連結基の位置がpara(線形形態;linear type)の位置である場合より、meta(非線形形態;non−linear type)の位置に来た時、深いHOMOエネルギー順位と高いT1値と高い熱安定性を示し、これは本発明の化合物が比較化合物2及び比較化合物3に比べて駆動電圧、効率及び寿命において改善された結果として示された。
metaで折れた類型(非線形形態;non−linear type)の連結基は、para類型(線形形態;linear type)の連結基より共役長(conjugation length)が短くなり、これによりバンドギャップ(band gap)が広がり、高いT1値を有するようになる。
従い、metaで折れた類型(非線形形態;non−linear type)の連結基は、高いT1値で電子をブロッキングする能力を向上させると共に、深いHOMOエネルギー順位により正孔が発光層に円滑に輸送され、結果的にエキシトンが発光層内に、より容易く生成されて効率が向上されると判断される。また、高い熱安定性を有するようになり、これにより寿命が長くなることを確認することができる。
また、カルバゾールバックボーン(backbone)に直接連結される連結基の位置が2番で置換された本発明の化合物が、3番で置換された比較化合物4ないし比較化合物6に比べて短い共役長(conjugation length)を示し、効率と寿命の側面において前記説明したように、より改善された結果を示す。
前述の特性(深いHOMOエネルギー順位、高いT1値、高い熱安定性)を総合してみるとカルバゾールとアミン(−NArAr)との間にある連結基の結合位置によってバンドギャップ及び電気的特性、界面特性などが大きく変化され得ることを示し、これは素子の性能向上に主要因子として作用するとのことを確認することができる。
また、正孔輸送層の場合には、発光層(ホスト)との相互関係を把握すべきであるため、類似するコアを用いても本発明に係る化合物が用いられた正孔輸送層において表される特徴を推論することは、通常の技術者であっても非常に困難である。
[実施例II−1]ブルー有機電子発光素子(発光補助層)
本発明の化合物を発光補助層物質として用いて通常の方法によって有機電子発光素子を製作した。まず、ガラス基板に形成されたITO層(正極)上に2−TNATAを60nmの厚さで真空蒸着して正孔輸送層を形成した後、前記正孔注入層上にN,N’−Bis(1−naphthalenyl)−N,N’−bis−phenyl−(1,1’−biphenyl)−4,4’−diamine(以下、「NPB」と略す)を60nmの厚さで真空蒸着して正孔輸送層を形成した。次いで、前記正孔注入層上に本発明の化合物B6を20nmの厚さで真空蒸着して正孔輸送層を形成した後、前記発光補助層上に9,10−Di(2−naphthyl)anthracene(以下、「ADN」と略す)をホストとして、BD−052X(Idemitsu kosan製造)をドーパントとして93:7の重量比でドーピングして30nmの厚さで真空蒸着して発光層を形成した。次に、前記発光層上にBAlqを10nmの厚さで真空蒸着して正孔阻止層を形成し、前記正孔阻止層上にAlqを40nmの厚さで真空蒸着して電子輸送層を形成した。その後、ハロゲン化アルカリ金属であるLiFを0.2nmの厚さで蒸着して電子注入層を形成し、次いでAlを150nmの厚さで蒸着して負極を形成することで、有機電子発光素子を製造した。
[実施例II−2]ないし[実施例II−86]ブルー有機電子発光素子(発光補助層)
発光補助層物質として本発明の化合物B6の代わりに、下記表5に記載された本発明の化合物B7ないしB386を用いた点を除いては、実施例II−1と同様の方法で有機電子発光素子を作製した。
[比較例7]
発光補助層物質として本発明の化合物B6の代わりに、前記比較化合物2を用いた点を除いては、前記実施例II−1と同様の方法で有機電子発光素子を作製した。
[比較例8]
発光補助層物質として本発明の化合物B6の代わりに、前記比較化合物4を用いた点を除いては、前記実施例II−1と同様の方法で有機電子発光素子を作製した。
[比較例9]
発光補助層物質として本発明の化合物B6の代わりに、前記比較化合物5を用いた点を除いては、前記実施例II−1と同様の方法で有機電子発光素子を作製した。
[比較例10]
発光補助層物質として本発明の化合物B6の代わりに、前記比較化合物6を用いた点を除いては、前記実施例II−1と同様の方法で有機電子発光素子を作製した。
[比較例11]
発光補助層物質として本発明の化合物B6の代わりに、前記比較化合物7を用いた点を除いては、前記実施例II−1と同様の方法で有機電子発光素子を作製した。
比較化合物7

[比較例12]
発光補助層を形成しない点を除いては、前記実施例II−1と同様の方法で有機電子発光素子を作製した。
本発明の実施例II−1ないし実施例II−86、比較例7ないし比較例12により製造された有機電子発光素子に順バイアス直流電圧を加えてフォトリサーチ(photoresearch)社のPR−650で電気発光(EL)特性を測定し、500cd/mの基準輝度でマックサイエンス社で製造された寿命測定装置によってT95寿命を測定し、その測定結果は、下記表5の通りである。





[実施例III−1]グリーン有機電子発光素子(発光補助層)
本発明の化合物を発光補助層物質として用いて通常の方法によって有機電子発光素子を製作した。まず、ガラス基板に形成されたITO層(正極)上に2−TNATAを60nmの厚さで真空蒸着して正孔輸送層を形成した後、前記正孔注入層上にNPBを60nmの厚さで真空蒸着して正孔輸送層を形成した。次いで、前記正孔注入層上に本発明の化合物B6を20nmの厚さで真空蒸着して正孔輸送層を形成した後、前記発光補助層上にCBPをホストとして、Ir(ppy)をドーパントとして90:10の重量比でドーピングして30nmの厚さで真空蒸着して発光層を形成した。次に、前記発光層上にBAlqを10nmの厚さで真空蒸着して正孔阻止層を形成し、前記正孔阻止層上にAlqを40nmの厚さで真空蒸着して電子輸送層を形成した。その後、ハロゲン化アルカリ金属であるLiFを0.2nmの厚さで蒸着して電子注入層を形成し、次いでAlを150nmの厚さで蒸着して負極を形成することで、有機電子発光素子を製造した。
[実施例III−2]ないし[実施例III−136]グリーン有機電子発光素子(発光補助層)
発光補助層物質として本発明の化合物B6の代わりに、下記表6に記載された本発明の化合物B7ないしC16を用いた点を除いては、実施例III−1と同様方法で有機電子発光素子を作製した。
[比較例13]
発光補助層物質として本発明の化合物B6の代わりに、前記比較化合物2を用いた点を除いては、前記実施例III−1と同様方法で有機電子発光素子を作製した。
[比較例14]
発光補助層物質として本発明の化合物B6の代わりに、前記比較化合物3を用いた点を除いては、前記実施例III−1と同様方法で有機電子発光素子を作製した。
[比較例15]
発光補助層物質として本発明の化合物B6の代わりに、前記比較化合物4を用いた点を除いては、前記実施例III−1と同様方法で有機電子発光素子を作製した。
[比較例16]
発光補助層物質として本発明の化合物B6の代わりに、前記比較化合物5を用いた点を除いては、前記実施例III−1と同様方法で有機電子発光素子を作製した。
[比較例17]
発光補助層物質として本発明の化合物B6の代わりに、前記比較化合物6を用いた点を除いては、前記実施例III−1と同様方法で有機電子発光素子を作製した。
[比較例18]
発光補助層物質として本発明の化合物B6の代わりに、前記比較化合物7を用いた点を除いては、前記実施例III−1と同様方法で有機電子発光素子を作製した。
[比較例19]
発光補助層を形成しない点を除いては、前記実施例III−1と同様方法で有機電子発光素子を作製した。
本発明の実施例III−1ないし実施例III−136、比較例13ないし比較例19により製造された有機電子発光素子に順バイアス直流電圧を加えてフォトリサーチ(photoresearch)社のPR−650で電気発光(EL)特性を測定し、5000cd/mの基準輝度でマックサイエンス社で製造された寿命測定装置によってT95寿命を測定し、その測定結果は、下記表6の通りである。









[実施例IV−1]レッド有機電子発光素子(発光補助層)
本発明の化合物を発光補助層物質として用いて通常の方法によって有機電子発光素子を製作した。まず、ガラス基板に形成されたITO層(正極)上に2−TNATAを60nmの厚さで真空蒸着して正孔輸送層を形成した後、前記正孔注入層上にNPBを60nmの厚さで真空蒸着して正孔輸送層を形成した。次いで、前記正孔注入層上に本発明の化合物B1を20nmの厚さで真空蒸着して正孔輸送層を形成した後、 前記発光補助層上にCBPをホストとして、bis−(1−phenylisoquinolyl)iridium(III)acetylacetonate(以下、「(piq)Ir(acac)」と略す)をドーパントとして95:5の重量比でドーピングして30nmの厚さで真空蒸着して発光層を形成した。次に、前記発光層上にBAlqを10nmの厚さで真空蒸着して正孔阻止層を形成し、前記正孔阻止層上にAlqを40nmの厚さで真空蒸着して電子輸送層を形成した。その後、ハロゲン化アルカリ金属であるLiFを0.2nmの厚さで蒸着して電子注入層を形成し、次いでAlを150nmの厚さで蒸着して負極を形成することで、有機電子発光素子を製造した。
[実施例IV−2]ないし[実施例IV−135]レッド有機電子発光素子(発光補助層)
発光補助層物質として本発明の化合物B1の代わりに、表7に記載された本発明の化合物B6ないしB386を用いた点を除いては、実施例IV−1と同様の方法で有機電子発光素子を作製した。
[比較例20]
発光補助層物質として本発明の化合物B1の代わりに、前記比較化合物2を用いた点を除いては、前記実施例IV−1と同様の方法で有機電子発光素子を作製した。
[比較例21]
発光補助層物質として本発明の化合物B1の代わりに、前記比較化合物4を用いた点を除いては、前記実施例IV−1と同様の方法で有機電子発光素子を作製した。
[比較例22]
発光補助層物質として本発明の化合物B1の代わりに、前記比較化合物5を用いた点を除いては、前記実施例IV−1と同様の方法で有機電子発光素子を作製した。
[比較例23]
発光補助層物質として本発明の化合物B1の代わりに、前記比較化合物6を用いた点を除いては、前記実施例IV−1と同様の方法で有機電子発光素子を作製した。
[比較例24]
発光補助層物質として本発明の化合物B1の代わりに、前記比較化合物7を用いた点を除いては、前記実施例IV−1と同様の方法で有機電子発光素子を作製した。
[比較例25]
発光補助層を形成しない点を除いては、前記実施例IV−1と同様の方法で有機電子発光素子を作製した。
本発明の実施例IV−1ないし実施例IV−135、比較例20ないし比較例25により製造された有機電子発光素子に順バイアス直流電圧を加えてフォトリサーチ(photoresearch)社のPR−650で電気発光(EL)特性を測定し、2500cd/mの基準輝度でマックサイエンス社で製造された寿命測定装置によってT95寿命を測定し、その測定結果は、下記表7の通りである。









前記表5ないし表7の結果から分かるように、本発明の化合物を発光補助層の材料として用いた有機電子発光素子は、比較例7ないし比較例25の有機電子発光素子に比べて発光効率が向上されて寿命が顕著に改善された。
連結基が線形(linear)形態である比較化合物2を発光補助層として用いた場合にも、非線形(non−linear)形態の本発明の化合物より低い効率と低い寿命を示すことを確認することができる。また、連結基が本発明の化合物と同一に非線形(non−linear)形態の構造であり、メイン置換基がアミン基(−NArAr)ではないヘテロ環基である比較化合物7の場合、やはり低い効率及び低い寿命を示す。これはアミン基(−NArAr)の代わりにヘテロ環基を導入した場合、低いT1値を有し、これにより素子駆動時、発光層内部において発光が行われることではなく、発光層と発光補助層の界面において発光が行われるためであると判断される。
前記表4においてmeta位置で折れた連結基をカルバゾールバックボーン(backbone)に2番の位置で置換させるものは正孔輸送層だけでなく、発光補助層(青色蛍光、緑色燐光、赤色燐光)において素子の性能向上に主要因子として作用 し、類似する傾向性を示す。
これは、カルバゾールバックボーン(backbone)に直接連結される連結基の位置が2番で置換された本発明の化合物が、3番で置換された比較化合物4ないし比較化合物6に比べて発光効率及び寿命の側面において改善された結果を示すことから確認することができる。
本発明の化合物のその他の特徴としては、連結基Lがアミン(−NArAr)と連結される結合角が小さいほど、より広いバンドギャップと高いT1値を示すものであり、このような結果はmeta及びpara位置に結合されている化合物よりortho位置に結合されている化合物が、より高い発光効率を示すことで確認することができる。また、ortho位置に結合されている化合物は、比較的に低い蒸着温度を有するため、発光効率の向上だけでなく、工程時間の短縮と同時に熱的損傷を減少させ、寿命を改善させる効果も期待することができる。
最後に、発光補助層として用いた本発明の化合物は、カルバゾールの窒素(N)に嵩高い(bulky)置換基を導入時、構造的により歪んだ(twisted)構造形態を作りつつ発光補助層内の物質間のパッキン密度(packing density)を下げ、正孔移動度(hole mobility)を調節し、発光層内に電荷均衡(charge balance)をなすことを容易にし、結果的に高い発光効率を示すことを確認することができる。
以上の説明は、本発明を例示的に説明したものに過ぎず、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な変形が可能である。従って、本明細書に開示された実施形態は、本発明を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、このような実施形態によって本発明の思想と範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は、下記の請求範囲によって解釈されるべきであり、それと同等な範囲内にあるあらゆる技術は、本発明の権利範囲に含むものとして解釈されるべきである。
関連出願の相互参照
本特許出願は、2012年12月06日に韓国に出願した特許出願番号第10−2012−0141364号及び2013年11月06日に韓国に出願した特許出願番号第10−2013−0133883号に対して米国特許法119(a)条(35 U.S.C§119(a))によって優先権を主張し、そのあらゆる内容は参考文献として本特許出願に併合される。なお、本特許出願は米国以外に国に対しても上記のような理由で優先権を主張すれば、その全内容は参考文献として本特許出願に組み込まれる。
100 有機電子素子
110 基板
120 第1電極
130 正孔注入層
140 正孔輸送層
141 バッファ層
150 発光層
151 発光補助層
160 電子輸送層
170 電子注入層
180 第2電極

Claims (12)

  1. 下記式4で表される化合物:

    前記式4において、
    Arは、フルオレニル基、C−C60のアリール基、並びにO、N及びSから選ばれる少なくとも1つのヘテロ原子を含むC−C60のヘテロ芳香族環からなる群より選択され、該フルオレニル基、アリール基、及びヘテロ芳香族環は、C−C20のアルキル基、C−C12のアリール基、及びフルオレニル基からなる群から選択される少なくとも1つの置換基で更に置換されていてもよく、
    mは1〜4の整数であり、
    nは1〜3の整数であり、
    Ar及びArは互いに独立して、C−C60のアリール基;フルオレニル基;O及びSのうち少なくとも1つのヘテロ原子を含むC10−C60のヘテロ芳香族環並びに−C60の芳香族環とC−C60の脂肪族環縮合環基からなる群より選択され、該アリール基、フルオレニル基、ヘテロ芳香族環、及び縮合環基は、重水素、ハロゲン、C−C20のアリール基、重水素で置換されたC−C20のアリール基、並びにO、N、及びSのうち少なくとも1つのヘテロ原子を含む−C20のヘテロ芳香族環からなる群より選択される少なくとも1つの置換基で更に置換されていてもよく、
    及びRは、互いに独立して、水素、重水素、三重水素及びC−C60のアリール基からなる群より選択される。
  2. 前記式4において、Ar及びArは互いに独立してC−C60のアリール基であり、該アリール基は、重水素、ハロゲン、C−C20のアリール基、重水素で置換されたC−C20のアリール基、並びにO、N、及びSのうち少なくとも1つのヘテロ原子を含む−C20のヘテロ芳香族環からなる群より選択される少なくとも1つの置換基で更に置換されていてもよい、請求項1に記載の化合物。
  3. 前記式4において、
    前記C −C 60 のヘテロ芳香族環は、C 12 −C 60 のヘテロ芳香族環であり、
    前記C −C 20 のヘテロ芳香族環は、C −C 20 のヘテロ芳香族環である、
    請求項1又は請求項2に記載の化合物。
  4. 下記式5で表される、請求項1に記載の化合物。

    前記式5において、
    Arは、フルオレニル基、C−C60のアリール基、並びにO、N及びSから選ばれる少なくとも1つのヘテロ原子を含むC−C60のヘテロ芳香族環からなる群より選択され、該フルオレニル基、アリール基、及びヘテロ芳香族環は、C−C20のアルキル基、C−C12のアリール基、及びフルオレニル基からなる群から選択された1つ以上の置換基で更に置換されていてもよく、
    mは1〜4の整数であり、
    nは1〜3の整数であり、
    Arは、C−C20のアリール基であり、該アリール基は、重水素、ハロゲン、C−C20のアリール基、重水素で置換されたC−C20のアリール基、並びにO、N、及びSのうち少なくとも1つのヘテロ原子を含む−C20のヘテロ芳香族環で更に置換されていてもよく、
    及びRは、互いに独立して、水素、重水素、三重水素及びC−C60のアリール基からなる群より選択され、
    はC(R)(R)、N(R)、S又はOであり、
    前記R〜Rは互いに独立して、水素、重水素、C−C20のアルキル基、C−C20のアリール基及びフルオレニル基からなる群より選択され、RとRは互いに結合してこれらが結合してこれらが結合されたフルオレニルの炭素と共にスピロ(Spiro)化合物を形成することができる。
  5. 前記式5において、
    前記C −C 60 のヘテロ芳香族環は、C 12 −C 60 のヘテロ芳香族環であり、
    前記C −C 20 のヘテロ芳香族環は、C −C 20 のヘテロ芳香族環である、
    請求項4に記載の化合物。
  6. 下記化合物のうち1つであることを特徴とする請求項1に記載の化合物。


  7. 請求項1〜請求項のいずれか一項に記載の化合物を含む有機電子素子。
  8. 第1電極;第2電極;及び前記第1電極と第2電極との間に位置する有機物層;を含み、前記化合物が前記有機物層に含有されることを特徴とする請求項に記載の有機電子素子。
  9. 前記化合物は前記有機物層の正孔注入層、正孔輸送層、発光補助層又は発光層のうち少なくとも1つの層に含有されることを特徴とする請求項に記載の有機電子素子。
  10. 前記第1電極と第2電極の一面のうちの前記有機物層と反対となる少なくとも一面に形成される光効率改善層を更に含むことを特徴とする請求項又は請求項に記載の有機電子素子。
  11. 請求項〜請求項10のいずれか一項に記載の有機電子素子を含むディスプレイ装置;及び
    前記ディスプレイ装置を駆動する制御部;と、を含む電子装置。
  12. 前記有機電子素子は、有機電子発光素子(OLED)、有機太陽電池、有機感光体(OPC)、有機トランジスタ(有機TFT)、及び単色又は白色照明用素子のうちの少なくとも1つであることを特徴とする請求項11に記載の電子装置。
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