JP6387366B2 - 融合環を形成するために関与する置換基を持つ、トリフェニレン−ベンゾフラン／ベンゾチオフェン／ベンゾセレノフェン化合物 - Google Patents

Description

本明細書は、それらすべての開示物が参照により本明細書で明確に組み込まれている、２０１０年４月２８日に出願された、米国特許出願第６１／３４３，４０２号明細書の優先権を主張する、２０１１年１月１１日に出願された、米国特許出願第１３／００４，５２３号明細書の優先権を主張する。

請求された発明は、大学協業研究契約に参加した、１つまたはそれ以上の以下の組織により達成され、代理し、および／または関連する。ミシガン大学理事会、プリンストン大学、南カリフォルニア大学およびユニバーサル・ディスプレイ・コーポレーション（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）。契約は本請求された特許が達成された日、およびそれ以前に効力があり、請求された発明は、契約の範囲内で実施された活動の結果として達成された。

本発明は、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）に関する。よりとりわけ、本発明はトリフェニレン部位およびベンゾフラン、ジベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェンまたはジベンゾセレノフェン部位を含む、リン光物質に関する。これらの物質は、性能が改善されたデバイスを提供しうる。

多くの理由から、有機物質を利用する光電子デバイスがより望ましくなってきた。そのようなデバイスを作製するために使用される多くの物質は、比較的安価であり、したがって有機光電子デバイスは、無機デバイスに対して、コストの面で有利である可能性がある。さらに、それらの弾力性のような、有機物質の特有の特性により、弾力性ある基質上の加工のような、特定の適用のために非常に好適となりうる。有機光電子デバイスの例には、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）、有機フォトトランジスタ、有機太陽電池セルおよび有機光検知器が含まれる。ＯＬＥＤに関して、有機物質は、従来の物質に対して有利な性能をもちうる。たとえば、有機発光層が光を発する波長を、一般的に適切なドーパントにて簡単に調整しうる。

ＯＬＥＤは、電圧をデバイス上に適用した時に光を放射する薄有機フィルムを利用する。ＯＬＥＤは、平面パネルディスプレイ、イルミネーションおよび背面照明のような適用での利用に対して、ますます興味深い技術となってきている。種々のＯＬＥＤ物質および配置が、それらすべてが参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第５，８４４，３６３号明細書、第６，３０３，２３８号明細書および第５，７０７，７４５号明細書にて記述されている。

リン光発光性分子に関する１つの適用は、全色ディスプレイである。そのようなディスプレイに対する業界基準は、「飽和」色と呼ばれる特定の色を放射するために適合したピクセルを求める。特に、これらの標準は、飽和赤色、緑色および青色ピクセルを必要とする。色は、本技術分野でよく知られている、ＣＩＥ座標を用いて測定してよい。

緑色発光性分子の１つの例は、

の構造を持つ、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３と示される、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウムである。

本図、および本明細書の以下の図で、本発明者らは、窒素から金属（本明細書Ｉｒ）へ供与結合を直線として表現する。

本明細書で使用するところの、語句「有機」には、有機光電子デバイスを加工するために使用してよい、重合体物質ならびに低分子有機物質が含まれる。「低分子」は、重合体ではない任意の有機物質を意味し、「低分子」は実際に非常に大きくてよい。低分子には、いくつかの環境において、繰り返しユニットが含まれてよい。たとえば、置換基として長鎖アルキル基を用いることは、「低分子」分類から分子を除去しない。低分子をまた、たとえばポリマー骨格上の張り出し基または骨格の一部分として、ポリマー内に組み込んでよい。低分子はまた、コア部分上に構築された一連の化学シェルからなるデンドリマーのコア部分として機能出来る。デンドリマーのコア部分は、蛍光またはリン光低分子発光体であってよい。デンドリマーは、「低分子」であってよく、ＯＬＥＤの領域で現在使用されるすべてのデンドリマーが低分子であると信じられている。

本明細書で使用するところの、「頂上」は、基質から最も遠い位置を意味し、「底」は基質に最も近くを意味する。第一層が、第二層「上に位置する」と記述される場合、第一層は、基質からさらに遠い位置で配置される。第一層が、第二層に「接触して」いると特定されない限り、第一および第二層間に他の層が存在してよい。その間に種々の有機層が存在するにしても、たとえば、陰極は、陽極「上に位置する」と記述されてよい。

本明細書で使用するところの、「溶液処理可能」は、溶液または懸濁液形態いずれかでの、液体培地中に溶解、分散または運搬される、および／または溶液培地より沈着する可能性を意味する。

リガンドが、発光性物質の光活性特性に直接寄与することが理解される時に、リガンドが「光活性」であると呼ばれてよい。リガンドは、発光性物質の光活性特性にリガンドが寄与しないと信じられる場合に、「補助」であると呼ばれてよいが、補助リガンドが、光活性リガンドの特性を変更してよい。

本明細書で使用するところの、そして当業者によって一般的に理解されうるように、第一「最高被占分子軌道」（ＨＯＭＯ）または「最低空分子軌道」（ＬＵＭＯ）エネルギーレベルは、第一エネルギーレベルが、真空エネルギーレベルに近い場合に、第二ＨＯＭＯまたはＬＵＭＯエネルギーレベルよりも「大きい」または「高い」。イオン化ポテンシャル（ＩＰ）は、真空レベルに対する負のエネルギーとして測定されるので、より高いＨＯＭＯエネルギーレベルは、より小さな絶対値を持つＩＰに相当する（より負のＩＰ）。同様に、より高いＬＵＭＯエネルギーレベルは、より小さな絶対値を持つ電子親和力（ＥＡ）に相当する（より負のＥＡ）。従来のエネルギーレベルダイアグラムにおいて、真空レベルが頂上にあり、物質のＬＵＭＯエネルギーレベルは、同一の物質のＨＯＭＯエネルギーレベルよりも高い。「より高い」ＨＯＭＯまたはＬＵＭＯエネルギーレベルは、「より低い」ＨＯＭＯまたはＬＵＭＯエネルギーレベルよりも，そのようなダイアグラムの頂上により近く現れる。

本明細書で使用するところの、そして当業者によって一般的に理解されうるように、第一仕事関数がより高い絶対値を持つ場合に、当該第一仕事関数が、第二仕事関数よりも「より大きい」または「より高い」。仕事関数は一般的に、真空レベルに対する負の数字として測定されるために、これは「より高い」仕事関数がより負であることを意味する。従来のエネルギーレベルダイアグラム上、真空レベルが頂上にあり、「より高い」仕事関数は、下方向で、真空レベルよりもさらに離れていると図解される。したがって、ＨＯＭＯおよびＬＵＭＯエネルギーレベルの定義は、仕事関数とは異なる慣例に従う。

ＯＬＥＤにおけるさらなる詳細、以上で記述した定義は、そのすべてが参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第７，２７９，７０４号明細書で見ることが出来る。

米国特許第５，８４４，３６３号明細書 米国特許第６，３０３，２３８号明細書 米国特許第５，７０７，７４５号明細書 米国特許第７，２７９，７０４号明細書

Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．， Ｎａｔｕｒｅ， ｖｏｌ． ３９５， １５１−１５４， １９９８ Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．， Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．， ｖｏｌ． ７５， Ｎｏ． ３， ４−６ （１９９９）

融合置換基を持つトリフェニレン部位およびベンゾ−またはジベンゾ−フラン、ベンゾ−またはジベンゾ−チオフェン、またはベンゾ−またはジベンゾ−セレノフェン部位を含む化合物が提供される。本化合物は、式

を含む。

Ｒ’_１、Ｒ’_２およびＲ’_３は、水素、重水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリールキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群より独立して選択される。各Ｒ’_１、Ｒ’_２およびＲ’_３は、モノ、ジ、トリまたはテトラ置換基を表してよい。化合物にはさらに、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、またはジベンゾセレノフェン部位のベンゾ環に融合したさらなる芳香族またはヘテロ芳香族環をさらに含む、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、またはジベンゾセレノフェン部位を含む。

１つの様態において、芳香族またはヘテロ芳香族環は、６−員炭素環状またはヘテロ環状である。他の様態において、芳香環はベンゼン環である。

１つの様態において、化合物は、

からなる群より選択される。

ＸはＯ、ＳまたはＳｅである。１つの様態において、ＸはＳである。他の様態において、ＸはＯである。Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_ａは、水素、重水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリールキル、アリールおよびヘテロアリールから独立して選択される。各Ｒ_１およびＲ_２は、モノ、ジ、トリまたはテトラ置換基を表してよい。Ｒ_１およびＲ_２のすくなくとも２つの置換基は、一緒に融合環を形成する。Ｒ_ａは、ベンゾ環を形成するために融合不可能である、モノまたはジ置換基を表す。Ｌはスペーサー、またはさらなる融合環を持つ、ベンゾフラン、ジベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、またはジベンゾセレノフェン部位への直接結合を表す。

好ましくは、化合物は式

を持つ。

１つの様態において、Ｌは直接結合である。他の様態において、Ｌは式

を持つスペーサーである。

Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは、

からなる群より独立して選択される。

Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは任意に、さらにＲ_ａにて置換される。各ｐ、ｑ、ｒおよびｓは、０、１、２、３または４である。ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓは少なくとも１である。好ましくはＬはフェニルである。

１つの様態において、さらなる融合環を持つベンゾフラン、ジベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、またはジベンゾセレノフェン部位は

からなる群より選択される。

化合物の例が提供され、式４−１〜式４−２８からなる群より選択される化合物が含まれる。

ＸはＯ、ＳまたはＳｅである。Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ’_１、Ｒ’_２およびＲ’_３は、水素、重水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリールキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群より独立して選択される。各Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ’_１、Ｒ’_２およびＲ’_３は、モノ、ジ、トリまたはテトラ置換基を表してよい。Ｌはスペーサーまたは直接結合である。

化合物の特定の例が提供され、化合物１〜化合物６９からなる群より選択される化合物が含まれる。

ＸはＯ、ＳまたはＳｅである。

さらに、有機発光デバイスを含む第一デバイスが提供される。有機発光デバイスはさらに、陽極、陰極、および陽極と陰極の間に配置される有機層を含む。有機層は、式

を含む化合物を含む。

Ｒ’_１、Ｒ’_２およびＲ’_３は、水素、重水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリールキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群より独立して選択される。各Ｒ’_１、Ｒ’_２およびＲ’_３は、モノ、ジ、トリまたはテトラ置換基を表してよい。化合物にはさらに、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、またはジベンゾセレノフェン部位のベンゾ環に融合した、さらなる芳香族またはヘテロ芳香族環をさらに含む、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、またはジベンゾセレノフェン部位が含まれる。

１つの様態において、化合物は、

からなる群より選択される。

ＸはＯ、ＳまたはＳｅである。Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_ａは、水素、重水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリールキル、アリールおよびヘテロアリールから独立して選択される。各Ｒ_１およびＲ_２は、モノ、ジ、トリまたはテトラ置換基を表してよい。Ｒ_１およびＲ_２のすくなくとも２つの置換基は、一緒に融合環を形成する。Ｒ_ａは、ベンゾ環を形成するために融合不可能である、モノまたはジ置換基を表す。Ｌはスペーサー、またはさらなる融合環を持つ、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、またはベンゾセレノフェン部位への直接結合を表す。

１つの様態において、有機層は発光層であり、式Ｉを持つ化合物がホストである。他の様態において、有機層はさらに、発光性化合物を含む。また他の様態において、発光性化合物は、

からなる群より選択される少なくとも１つのリガンドを持つ、遷移金属錯体である。

各Ｒ’_ａ、Ｒ’_ｂおよびＲ’_ｃは、モノ、ジ、トリまたはテトラ置換基を表してよい。各Ｒ’_ａ、Ｒ’_ｂおよびＲ’_ｃは、水素、重水素、アルキル、ヘテロアルキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群より独立して選択される。２つの隣接置換基が、環を形成してよい。

他の様態において、デバイスは非発光性である第二有機層を含み、式Ｉを含む化合物は、第二有機層における非発光性物質である。

１つの様態において、第一デバイスは、有機発光デバイスである。他の様態において、第一デバイスは、民生製品である。

有機発光デバイスを示す図である。 分離電子輸送層を持たない、逆位有機発光デバイスを示す図である。 さらに融合置換基で置換されたトリフェニレン部位およびベンゾ−またはジベンゾ−部位を含む化合物を示している。

一般的に、ＯＬＥＤは、陽極および陰極の間に位置し、そして電子的に連結する、少なくとも１つの有機層を含む。電流が適用された時に、陽極が空孔を注入し、陰極が有機層内に電子を注入する。注入された空孔および電子はそれぞれ、反対に帯電した電極に向かって移動する。電子と空孔が同一の分子上に局在化する場合、励起エネルギー状態を持つ、局在か電子−空孔対である、「励起子」が形成される。励起子が、光放射性機構を介して緩和する時に、光が放射される。いくつかの場合で、励起子は、エキシマーまたはエキシプレックス上に局在してよい。熱緩和のような非発光機構がまた発生してよいが、一般的には望ましくないと考えられる。

初期ＯＬＥＤは、たとえば、そのすべてが参照により組み込まれている、米国特許第４，７６９，２９２号明細書にて開示されたような、その一重項状態から光を放射した（「蛍光」）発光分子を利用した。蛍光発光は一般的に、１０ナノ秒未満のタイムフレームにて発生する。

より最近、三重項状態から光を放射する（「リン光」）発光物質を持つＯＬＥＤが論証されてきた。そのすべてが参照により組み込まれている、Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，“Ｈｉｇｈｌｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｆｒｏｍ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｅｖｉｃｅｓ，” Ｎａｔｕｒｅ， ｖｏｌ． ３９５， １５１−１５４， １９９８；（“Ｂａｌｄｏ−Ｉ”）およびＢａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．， “Ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｇｒｅｅｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ，” Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．， ｖｏｌ． ７５， Ｎｏ． ３， ４−６ （１９９９）（“Ｂａｌｄｏ−ＩＩ”）。リン光は、参照により組み込まれている、米国特許第７，２７９，７０４号明細書、ｃｏｌｓ．５〜６にてより詳細に記述されている。

図１は、有機発光デバイス１００を示している。この図は、必ずしも縮尺通りに描かれてはいない。デバイス１００は、基質１１０、陽極１１５、空孔注入層１２０、空孔輸送層１２５、電子ブロッキング層１３０、発光性層１３５、空孔ブロッキング層１４０、電子輸送層１４５、電子注入層１５０、保護層１５５および陰極１６０を含んでよい。陽極１６０は、第一伝導層１６２と第二伝導層１６４を持つ複合陰極である。デバイス１００は、順番に、記述された層を堆積させることによって加工してよい。これらの種々の層、ならびに例示的物質の特性および機能は、参照により組み込まれている、米国特許第７，２７９，７０４号明細書、ｃｏｌｓ．６〜１０にてより詳細に記述されている。

これらの層それぞれのさらなる例が入手可能である。たとえば、弾力性があり、透明な基質−陽極の組み合わせが、そのすべてが参照により組み込まれている、米国特許第５，８４４，３６３号明細書にて開示されている。ｐ−ド−プ空孔輸送層の例は、そのすべてが参照により組み込まれている、米国特許出願第２００３／０２３０９８０号明細書にて開示されたように、５０：１のモル比にて、Ｆ．ｓｕｂ．４−ＴＣＮＱによってドープされたｍ−ＭＴＤＡＴＡである。発光性およびホスト物質の例は、そのすべてが参照により組み込まれている、Ｔｈｏｍｐｓｏｎ ｅｔ ａｌ．，に付与された米国特許第６，３０３，２３８号明細書にて開示されている。ｎ−ドープ電子輸送層の例は、そのすべてが参照により組み込まれている、米国特許出願第２００３／０２３０９８０号明細書にて開示されたような、モル比１：１にて、ＬｉにてドープされたＢＰｈｅｎである。そのすべてが参照により組み込まれた、米国特許第５，７０３，４３６号明細書および第５，７０７，７４５号明細書は、オーバーレイ透明、導電性、スパッタ堆積ＩＴＯ層を含む、Ｍｇ：Ａｇのような、金属の薄層を持つ複合陰極を含む陰極の例を開示している。ブロッキング層の理論と利用が、そのすべてが参照により組み込まれている、米国特許第６，０９７，１４７号明細書および米国特許出願第２００３／０２３０９８０号明細書にてより詳細に記述されている。注入層の例は、そのすべてが参照により組み込まれている、米国特許出願第２００４／０１７４１１６号明細書中で提供されている。保護層の記述がそのすべてが参照により組み込まれている、米国特許第２００４／０１７４１１６号明細書にて見ることが出来る。

図２は、逆位ＯＬＥＤ２００を示している。本デバイスは、基質２１０、陰極２１５、発光層２２０、空孔輸送層２２５および陽極２３０を含む。デバイス２００は、順番に、記述した層を堆積することによって加工してよい。最も一般的なＯＬＥＤ配置が、陽極上に堆積した陰極を持つので、デバイス２００は、陽極２３０下に堆積した陰極２１５を持ち、デバイス２００は、「逆位」ＯＬＥＤと呼ばれてよい。デバイス１００に関して記述されたものと同様の物質を、デバイス２００の相当する層で使用してよい。図２は、デバイス１００の構造から、どのようにしていくつかの層を除外してよいかどうかの１つの例を提供する。

図１および２で図解している単純な層化構造が、非限定例として提供されており、本発明の実施形態が、広く種々の他の構造に関連して使用してよいことが理解される。記述された特定の物質および構造は、本質的に例であり、他の物質および構造を使用してよい。機能的ＯＬＥＤは、異なる方法によって記述された種々の層を組み合わせることによって達成してよく、または層を、デザイン、性能およびコスト因子に基づいて、完全に除外してよい。特に記述されていない他の層が含まれてよい。特に記述されたもの以外の物質を使用してよい。本明細書で提供された例の多くが、単一の物質を含むように種々の層を記述しているけれども、ホストとドーパントの混合物、またはより一般的に混合物のような、物質の組み合わせを使用してよいことが理解される。また、層は種々の亜層をもってよい。本明細書で種々の層に対して与えられた名前は、厳密に制限している意図はない。たとえば、デバイス２００中、空孔輸送層２２５は、空孔を輸送し、空孔を発光層２２０内に注入し、空孔輸送層または空孔注入層として記述されてよい。１つの実施形態において、ＯＬＥＤは、陰極と陽極の間に堆積する「有機層」をもつように記述されてよい。この有機層は、単一層を含んでよく、またはさらに、たとえば図１および２に関して記述されたような、異なる有機物質の多数の層を含んでよい。

そのすべてが参照により組み込まれている、Ｆｒｉｅｎｄ ｅｔ ａｌ．に付与された米国特許第５，２４７，１９０号明細書にて開示されたような、重合体物質からなるＯＬＥＤ（ＰＬＥＤ）のように、特に記述されない構造および物質をまた使用してもよい。さらなる例として、単一有機層を持つＯＬＥＤを使用してよい。ＯＬＥＤは、たとえば、そのすべてが参照により組み込まれている、Ｆｏｒｒｅｓｔ ｅｔ ａｌ．に付与された、米国特許第５，７０７，７４５号明細書にて開示されたように、積層であってよい。ＯＬＥＤ構造は、図１および２にて図解された、単純な層化構造から逸脱してよい。たとえば、基質は、そのすべてが参照により組み込まれている、Ｆｏｒｒｅｓｔ ｅｔ ａｌ．に付与された米国特許第６，０９１，１９５号明細書にて記述されたようなメサ構造、および／またはＢｕｌｏｖｉｃ ｅｔ ａｌ．に付与された米国特許第５，８３４，８９３号明細書にて記述されたピット構造のような、アウト−カップリングを改善するために角度ある反射表面を含んでよい。

他に特定しない限り、種々の実施形態の任意の層が、任意の好適な方法によって堆積されてよい。有機層に関して、好ましい方法には、そのすべてが参照により組み込まれている、米国特許第６，０１３，９８２号明細書および第６，０８７，１９６号明細書にて記述されたような、熱蒸発、インクジェット、そのすべてが参照により組み込まれている、Ｆｏｒｒｅｓｔ ｅｔ ａｌ．に付与された米国特許第６，３３７，１０２号明細書にて記述されているような、有機蒸気層堆積（ＯＶＰＤ）、およびそのすべてが参照により組み込まれている、米国特許出願第１０／２３３，４７０号明細書に記述されたような、有機蒸気ジェット印刷（ＯＶＪＰ）による堆積が含まれる。他の好適な堆積方法には、スピンコーティングおよび他の溶液に基づく工程が含まれる。溶液に基づく工程は、窒素または不活性雰囲気中で好ましく実施される。他の層に関して、好ましい方法には、熱蒸着が含まれる。好ましいパターン化方法には、マスクを介した堆積、そのすべてが参照により組み込まれている、米国特許第６，２９４，３９８号明細書および第６，４６８，８１９号明細書にて記述されたような冷間圧接、およびインクジェットならびにＯＶＪＤのようないくつかの堆積方法に関連したパターン化が含まれる。他の方法もまた使用してよい。堆積すべき物質は、特定の堆積方法に適合可能にするように改変してよい。たとえば、分岐または未分岐の、そして好ましくは少なくとも３つの炭素を含むアルキルおよびアリール基のような置換基を、低分子中で、その溶液加工を受ける能力を増強させるために使用してよい。２０またはそれ以上の炭素を持つ置換基を使用してよく、３〜２０炭素が好ましい範囲である。非対称物質は、再結晶化する性質が低いので、非対称構造を持つ物質が、対象構造を持つものよりも、より溶液加工しやすくてよい。デンドリマー置換基を使用して、低分子の、溶液加工をうける能力を増強してよい。

本発明の実施形態にしたがって加工したデバイスを、フラットパネルディスプレイ、コンピュータモニタ、テレビ、ビルボード、インテリアまたはエクステリアイルミネーションおよび／またはシグナリングのための光、ヘッドアップディスプレイ、完全透明ディスプレイ、フレキシブルディスプレイ、レーザープリンタ、電話、携帯電話、携帯端末（ＰＤＡｓ）、ラップトップコンピュータ、デジタルカメラ、カムコーダー、ビューファインダー、マイクロディスプレイ、乗り物、大面積壁、映画館またはスタジアムスクリーン、またはネオンサインを含む、広く種々の民生製品内に組み込んでよい。受動マトリックスおよび能動マトリックスを含む、種々の制御機構を使用して、本発明にしたがって加工したデバイスを制御してよい。多くのデバイスは、１８℃〜３０℃のような、人間に心地よい温度範囲、より好ましくは室温（２０〜２５℃）での使用が意図されている。

本明細書で記述した物質および構造は、ＯＬＥＤ以外のデバイスでの適用を持ってよい。たとえば、有機ソーラーセルおよび有機光検出器のような他の光電子デバイスが、物質および構造を利用してよい。より一般的に、有機トランジスタのような有機デバイスが、物質および構造を利用してよい。

語句ハロ、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールキル、ヘテロ環状基、アリール、芳香族基およびヘテロアリールは、当業者に公知であり、参照により本明細書にて組み込まれている、米国特許第７，２７９，７０４号明細書、ｃｏｌｓ．３１〜３２にて定義されている。

トリフェニレン−含有ベンゾ−融合フラン、チオフェンまたはセレノフェンを含む化合物が提供される。トリフェニレンは、高三重項エネルギー、また高いπ−共役、および第一一重項および第一三重項レベルの間に比較的小さなエネルギー差を持つ、ポリ芳香族炭化水素である。このことは、トリフェニレンが、同様の三重項エネルギーを持つ他の芳香族化合物（たとえば、ビフェニル）と比較して、比較的簡単に到達可能なＨＯＭＯおよびＬＵＭＯレベルを持つことを示唆している。トリフェニレンおよびその誘導体をホストとして使用する利点は、エネルギー消失なしに、高い効率を与えるために、赤色、緑色および青色リン光ドーパントさえ供給可能であることである。トリフェニレンホストを、高効率および安定性ＰＨＯＬＥＤを提供するために使用してよい。そのすべてが参照により本明細書に組み込まれている、ＫｗｏｎｇおよびＡｌｌｅｙｅｎｅ， Ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｈｏｓｔｓ ｉｎ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ、米国特許第２００６／０２８０９６５号明細書を参照のこと。

ベンゾ−融合チオフェン類を、空孔輸送有機コンダクターとして使用してよい。さらに、ベンゾチオフェン類、すなわちジベンゾ［ｂ、ｄ］チオフェン（本明細書では、「ジベンゾチオフェン」と呼ぶ）、ベンゾ［ｂ］チオフェンおよびベンゾ［ｃ］チオフェンの三重項エネルギーは比較的高い。

ベンゾ−融合チオフェン類およびトリフェニレンの組み合わせを持つ化合物が、ＰＨＯＬＥＤ中のホストとして有益に利用されうる。よりとりわけ、ベンゾ−融合チオフェン類は典型的に、電子輸送よりも、より空孔輸送であり、一方トリフェニレンは、空孔輸送よりもより電子輸送である。したがって、１つの分子内でこれらの２つの部位を組み合わせることにより、電荷バランスの改善がもたらされ、寿命、効率および低電圧に関して、デバイスの性能を改善しうる。

得られる化合物の特性を、特定のリン光発光体、デバイスアーキテクチャ、および／または加工工程に対してもっとも適切になるように調整するために、２つの部位の異なる化学結合を使用可能である。たとえば、ｍ−フェニレン結合は、結果としてより高い三重項エネルギーとより高い溶解度となることが予想され、一方で、ｐ−フェニレン結合は、より低い三重項エネルギーならびにより低い溶解度となることが予想される。

ベンゾ−融合チオフェン類の特性と同様に、ベンゾ−融合フラン類がまた典型的に、比較的高い三重項エネルギーを持つ空孔輸送物質である。ベンゾ−融合フラン類の例には、ベンゾフランおよびジベンゾフランが含まれる。したがって、トリフェニレンおよびベンゾフラン両方を含む物質は、ＰＨＯＬＥＤ内で、ホストまたは空孔ブロッキング物質として都合よく使用されてよい。これら２つの基を含む化合物が、電圧を低めることによって、デバイスの安定性および効率を改善しうる、改善された電子安定性を提供しうる。トリフェニレンおよびベンゾフランを連結するために、異なる化学結合を用いることによって、トリフェニレン含有ベンゾフラン化合物の特徴を必要に応じて調整してよい。

トリフェニレン部位およびベンゾフラン、ベンゾチオフェンまたはベンゾセレノフェン部位を持つ化合物を含む有機発光デバイスが、良好な性能および安定性を提供することが報告されてきた。たとえば、国際公開第２００９０２１１２６号パンフレットおよび第２０１００３６７６５号パンフレットを参照のこと。さらなる融合環とともに、トリフェニレン−ベンゾフラン／ベンゾチオフェン／ベンゾセレノフェンを組み込むデバイスがまた、芳香族融合環が、化合物の共役を増加させ、分子の酸化または還元状態における、より伸長したπ−電子非局在化と、電荷の安定性を導くので、特に融合環が芳香族またはヘテロ芳香族環である場合に、良好な性能および安定性を示しうる。

融合置換基を持つ、トリフェニレン部位およびベンゾ−またはジベンゾ−フラン、ベンゾ−またはジベンゾ−チオフェン、またはベンゾ−またはジベンゾ−セレノフェン部位を含む化合物が提供される（図３にて図解される）。化合物は、式

を含む。

Ｒ’_１、Ｒ’_２およびＲ’_３は、水素、重水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリールキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群より独立して選択される。各Ｒ’_１、Ｒ’_２およびＲ’_３は、モノ、ジ、トリまたはテトラ置換基を表してよい。化合物にはさらに、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、またはジベンゾセレノフェン部位のベンゾ環に融合した、さらなる芳香族またはヘテロ芳香族環をさらに含む、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、またはジベンゾセレノフェン部位を含む。

１つの様態において、芳香族またはヘテロ芳香族環は、６−員炭素環状またはヘテロ環状である。他の様態において、芳香環はベンゼン環である。

１つの様態において、化合物は、

からなる群より選択される。

ＸはＯ、ＳまたはＳｅである。１つの様態において、ＸはＳである。他の様態において、ＸはＯである。Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_ａは、水素、重水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリールキル、アリールおよびヘテロアリールから独立して選択される。各Ｒ_１およびＲ_２は、モノ、ジ、トリまたはテトラ置換基を表してよい。Ｒ_１およびＲ_２のすくなくとも２つの置換基は、一緒に融合環を形成する。Ｒ_ａは、ベンゾ環を形成するために融合不可能である、モノまたはジ置換基を表す。Ｌはスペーサー、またはさらなる融合環を持つ、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、またはベンゾセレノフェン部位への直接結合を表す。

好ましくは、化合物は式

を持つ。

１つの様態において、Ｌは直接結合である。他の様態において、Ｌは式

を持つスペーサーである。

Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは、

からなる群より独立して選択される。

Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは任意に、さらにＲ_ａにて置換される。各ｐ、ｑ、ｒおよびｓは、０、１、２、３または４である。ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓは少なくとも１である。好ましくはＬはフェニルである。

１つの様態において、さらなる融合環を持つベンゾフラン、ベンゾチオフェン、またはベンゾセレノフェン部位は

からなる群より選択される。

化合物の例が提供され、

からなる群より選択される化合物が含まれる。

ＸはＯ、ＳまたはＳｅである。Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ’_１、Ｒ’_２およびＲ’_３は、水素、重水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリールキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群より独立して選択される。各Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ’_１、Ｒ’_２およびＲ’_３は、モノ、ジ、トリまたはテトラ置換基を表してよい。Ｌはスペーサーまたは直接結合である。

化合物の特定の例が提供され、

からなる群より選択される化合物が含まれる。

ＸはＯ、ＳまたはＳｅである。

さらに、有機発光デバイスを含む第一デバイスが提供される。有機発光デバイスはさらに、陽極、陰極、および陽極と陰極の間に配置される有機層を含む。有機層は、式

を含む化合物を含む。

Ｒ’_１、Ｒ’_２およびＲ’_３は、水素、重水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリールキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群より独立して選択される。各Ｒ’_１、Ｒ’_２およびＲ’_３は、モノ、ジ、トリまたはテトラ置換基を表してよい。化合物にはさらに、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、またはジベンゾセレノフェン部位のベンゾ環に融合した、さらなる芳香族またはヘテロ芳香族環をさらに含む、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、またはジベンゾセレノフェン部位が含まれる。

１つの様態において、化合物は、

からなる群より選択される。

ＸはＯ、ＳまたはＳｅである。Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_ａは、水素、重水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリールキル、アリールおよびヘテロアリールから独立して選択される。各Ｒ_１およびＲ_２は、モノ、ジ、トリまたはテトラ置換基を表してよい。Ｒ_１およびＲ_２のすくなくとも２つの置換基は、一緒に融合環を形成する。Ｒ_ａは、ベンゾ環を形成するために融合不可能である、モノまたはジ置換基を表す。Ｌはスペーサー、またはさらなる融合環を持つ、ベンゾフラン、ジベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、またはジベンゾセレノフェン部位への直接結合を表す。

１つの様態において、有機層は発光層であり、式Ｉを持つ化合物がホストである。他の様態において、有機層はさらに、発光性化合物を含む。また他の様態において、発光性化合物は、

からなる群より選択される少なくとも１つのリガンドを持つ、遷移金属錯体である。

Ｒ’_ａ、Ｒ’_ｂおよびＲ’_ｃのそれぞれは、モノ、ジ、トリまたはテトラ置換基を表してよい。各Ｒ’_ａ、Ｒ’_ｂおよびＲ’_ｃは、水素、重水素、アルキル、ヘテロアルキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群より独立して選択される。２つの隣接置換基が、環を形成してよい。

他の様態において、デバイスには、非発光性である第二有機層が含まれ、式Ｉを含む化合物は、第二有機層中、非発光性物質である。

１つの様態において、第一デバイスは、有機発光デバイスである。他の様態において、第一デバイスは、民生用製品である。

他の物質との組み合わせ
有機発光デバイス中の特定の層のために有用であるとして本明細書で記述される物質は、デバイス中に存在する広く種々の他の物質との組み合わせで使用してよい。たとえば、本明細書で開示された発光性ドーパントは、広く種々のホスト、輸送層、ブロッキング層、注入層、電極および存在しうる他の層と連結して使用してよい。以下で記述するか、または言及する物質は、本明細書で開示された化合物との組み合わせで有用でありうる物質の非限定例であり、当業者は簡単に、組み合わせで有用でありえる他の物質を同定するために、文献を参考にすることが可能である。

ＨＩＬ／ＨＴＬ：
本発明の実施形態中で使用されるべき空孔注入／輸送物質は特に限定はされず、その化合物が典型的に、空孔注入／輸送物質として使用される限り、任意の化合物を使用してよい。物質の例には、フタロシアニンまたはポリフィリン誘導体、芳香族アミン誘導体、インドロカルバゾール誘導体、フッ化炭化水素を含むポリマー、伝導性ドーパントを添加したポリマー、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳのような伝導ポリマー、リン酸およびシラン誘導体のような化合物から由来する自己アセンブリモノマー、ＭｏＯ_ｘのような酸化金属誘導体、１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリルのようなｐ型半導体有機化合物、金属錯体および架橋可能化合物が含まれるが、これらに限定はされない。

ＨＩＬまたはＨＴＬ中で使用される芳香族アミン誘導体の例には、以下の一般式

が含まれるが、これらに限定はされない。

Ａｒ^１〜Ａｒ^９のそれぞれが、ベンゼン、ビフェニル、トリフェニル、トリフェニレン、ナフタレン、アントラセン、フェナレン、フェナントレン、フルオレン、ピレン、クリセン、ペリレン、アズレンのような芳香族炭化水素環状化合物からなる群、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、フラン、チオフェン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、カルバゾール、インドロカルバゾール、ピリジリンドール、ピロロジピリジン、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、オキサトリアゾール、ジオキサゾール、チアジアゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、オキサジン、オキサチアジン、オキサジアジン、インドール、ベンズイミダゾール、インダゾール、インドキサジン、ベンゾキサゾール、ベンジソキサゾール、ベンゾチアゾール、キノリン、イソキノリン、シノリン、キナゾリン、キナザリン、ナフチリジン、フタラジン、プテリジン、キサンテン、アクリジン、フェナジン、フェノチアジン、フェノキサジン、ベンゾフロピリジン、フロジピリジン、ベンゾチエノピリジン、チエノジピリジン、ベンゾセレノフェノピリジンおよびセレノフェノジピリジンのような、芳香族ヘテロ環状化合物からなる群、および芳香族炭化水素環状基、および芳香族ヘテロ環状基から選択される、同一の型、または異なる型の群であり、互いに直接、または酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、ホウ素原子、鎖構造ユニットおよび脂肪族環状基の少なくとも１つを介して結合する、２〜１０環状構造ユニットを含む基から選択される。ここで各Ａｒはさらに、水素、重水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、ヘテロアルキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群より選択される置換基によって置換される。

１つの様態において、Ａｒ^１〜Ａｒ^９は、

からなる群より独立して選択される。

ｋは１〜２０の整数であり、Ｘ^１〜Ｘ^８はＣＨまたはＮであり、Ａｒ^１は以上で定義した同一の基である。

ＨＩＬまたはＨＴＬにて使用する金属錯体の例には、以下の一般式

が含まれるが、限定はされない。

Ｍは金属であり、４０以上の原子量を持ち、（Ｙ^１−Ｙ^２）は二座リガンドであり、Ｙ１およびＹ^２は、Ｃ、Ｎ、Ｏ、ＰおよびＳから独立して選択され、Ｌは補助リガンドであり、ｍは１からその金属に結合しうるリガンドの最大数の整数であり、ｍ＋ｎは、金属に結合しうるリガンドの最大数である。

１つの様態において、（Ｙ^１−Ｙ^２）は２−フェニルピリジン誘導体である。

他の様態において、（Ｙ^１−Ｙ^２）はカルベンリガンドである。

他の様態において、ＭはＩｒ、Ｐｔ、ＯｓおよびＺｎから選択される。

さらなる様態において、金属錯体は、約０．６Ｖ未満の、溶液対Ｆｃ^＋／Ｆｃ中、最も小さな酸化潜在力を持つ。

ホスト：
本発明のいくつかの実施形態における有機ＥＬデバイスの光発光層は好ましくは、光発光物質として、少なくとも１つの金属錯体を持ち、ドーパント物質として、金属錯体を用いるホスト物質を含んでよい。ホスト物質の例は、とくに限定はされず、ホストの三重項エネルギーが、ドーパントのものよりも大きい限り、任意の金属錯体または有機化合物を使用してよい。

ホストとして使用される金属錯体の例は、好ましくは以下の一般式

を持つ。

Ｍは金属であり、（Ｙ^３−Ｙ^４）は二座リガンドであり、Ｙ^３およびＹ^４はＣ、Ｎ、Ｏ、ＰおよびＳから独立して選択され、Ｌは補助リガンドであり、ｍは１からその金属に結合しうるリガンドの最大数の整数であり、ｍ＋ｎは、金属に結合しうるリガンドの最大数である。

１つの様態において、金属錯体は、

である。

（Ｏ−Ｎ）は二座リガンドであり、原子ＯおよびＮに連携する金属を持つ。

他の様態において、ＭはＩｒおよびＰｔから選択される。

さらなる様態において、（Ｙ^３−Ｙ^４）はカルベンリガンドである。

ホストとして使用される有機化合物の例は、ベンゼン、ビフェニル、トリフェニル、トリフェニレン、ナフタレン、アントラセン、フェナレン、フェナントレン、フルオレン、ピレン、クリセン、ペリレン、アズレンのような芳香族炭化水素環状化合物からなる群、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、フラン、チオフェン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、カルバゾール、インドロカルバゾール、ピリジリンドール、ピロロジピリジン、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、オキサトリアゾール、ジオキサゾール、チアジアゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、オキサジン、オキサチアジン、オキサジアジン、インドール、ベンズイミダゾール、インダゾール、インドキサジン、ベンゾキサゾール、ベンジソキサゾール、ベンゾチアゾール、キノリン、イソキノリン、シノリン、キナゾリン、キナザリン、ナフチリジン、フタラジン、プテリジン、キサンテン、アクリジン、フェナジン、フェノチアジン、フェノキサジン、ベンゾフロピリジン、フロジピリジン、ベンゾチエノピリジン、チエノジピリジン、ベンゾセレノフェノピリジンおよびセレノフェノジピリジンのような、芳香族ヘテロ環状化合物からなる群、および芳香族炭化水素環状基、および芳香族ヘテロ環状基から選択される、同一の型、または異なる型の群であり、互いに直接、または酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、ホウ素原子、鎖構造ユニットおよび脂肪族環状基の少なくとも１つを介して結合する、２〜１０環状構造ユニットを含む基から選択される。ここで各基はさらに、水素、重水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、ヘテロアルキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群より選択される置換基によって置換される。

１つの様態において、ホスト化合物は、分子中少なくとも１つの以下の基

を含む。

Ｒ^１〜Ｒ^７は、水素、重水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、ヘテロアルキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群より独立して選択され、アリールまたはヘテロアリールである場合、以上で言及したＡｒと同様の定義を持つ。

ｋは０〜２０の整数である。

Ｘ^１〜Ｘ^８はＣＨまたはＮから選択される。

ＨＢＬ：
空孔ブロッキング層（ＨＢＬ）を、発光層を離れる空孔および／またはエキシトンの数を減少させるために使用してよい。デバイス中のそのようなブロッキング層の存在により、結果として、ブロッキング層を欠く同様のデバイスと比較して、本質的により効率が高くなる。また、ブロッキング層を、ＯＬＥＤの望む領域に発光を限定するために使用してよい。

１つの様態において、ＨＢＬ中で使用される化合物には、以上で記述したホストとして使用されるものと同一の分子が含まれる。

他の様態において、ＨＢＬ中で使用される化合物には、分子中少なくとも１つの以下の基

が含まれる。

ｋは０〜２０の整数であり、Ｌは補助リガンドであり、ｍは１〜３の整数である。

ＥＴＬ：
電子輸送層（ＥＴＬ）には、電子を輸送可能な物質が含まれうる。電子輸送層は、内因性（ドープされていない）か、またはドープされていてよい。ドープ化を、伝導性を増強するために使用してよい。ＥＴＬ物質の例は特に限定はされないが、電子を輸送するために典型的に使用される限り、任意の金属錯体または有機化合物が使用されてよい。

１つの様態において、ＥＴＬ中で使用する化合物には、分子中少なくとも１つの以下の基

が含まれる。

Ｒ^１は、水素、重水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、ヘテロアルキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群より選択され、アリールまたはヘテロアリールである場合、以上で言及したＡｒと同様の定義を持つ。

Ａｒ^１〜Ａｒ^３は、以上で言及したＡｒと同様の定義を持つ。

ｋは０〜２０の整数である。

Ｘ^１〜Ｘ^８はＣＨまたはＮから選択される。

他の様態において、ＥＴＬ中で使用される金属錯体には、以下の一般式

が含まれるが、限定はされない。

（Ｏ−Ｎ）または（Ｎ−Ｎ）は二座リガンドであり、原子Ｏ、ＮまたはＮ、Ｎと連携する金属を持ち、Ｌは補助リガンドであり、ｍは、１からその金属に連結しうるリガンドの最大数の整数である。

ＯＬＥＤデバイスの各層にて使用される任意の上記化合物中、水素原子は、部分的に、または完全に重水素化されている。

本明細書で開示された物質に加えて、および／または組み合わせて、多くの空孔注入物質、空孔輸送物質、ホスト物質、ドーパント物質、エキシトン／空孔ブロッキング層物質、電子輸送および電子注入物質をＯＬＥＤで使用してよい。本明細書で開示した物質との組み合わせで、ＯＬＥＤにて使用してよい物質の非限定例を以下表１にて列記する。表１は、物質の非限定クラス、各クラスに対する化合物の非限定例、および物質を開示している参考文献を列記している。

実験
化合物実施例
実施例１
５−（３−（トリフェニレン−２−イル）フェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［２，１−ｄ］チオフェン（または化合物６９Ｓ）の合成

３−スチリルベンゾ［ｂ］チオフェンの合成 本合成は、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１８（５），９６７−７２，１９８１に基づいている。ＮａＨ（１．３ｇ、２８ｍｍｏｌ）を、０℃にてＮ_２下、５０ｍＬの１，２−ジメトキシエタン中の３−カルボアルデヒドベンゾ［ｂ］チオフェン（４．２７ｇ、２５ｍｍｏｌ）、ジエチルベンジルホスフォネート（５．７６ｇ、２５ｍｍｏｌ）の混合液に加え、０℃にて１５分間および室温にて３時間攪拌した。ついで反応混合液を氷水中に注ぎ、濾過した。濾過からの固体を、エタノールより再結晶して、収量４．５ｇで望む産物を、黄色固体として得た。

ベンゾ［ｂ］ナフタ［２，１−ｄ］チオフェンの合成 ３−スチリルベンゾ［ｂ］チオフェン（１３．８ｇ、５８ｍｍｏｌ）、Ｉ_２（０．１３ｇ、３ｍｍｏｌ）および１．１Ｌのトルエンを、光反応フラスコ中に加えた。混合液を、６時間攪拌しながら、中間圧水銀ランプで照射した。ついで混合液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフイー（ヘキサン中１５％ＥｔＯＡｃ）によって精製した。さらに産物を、メタノール中２０％ＥｔＯＡｃより再結晶して、１２．９ｇの純粋な産物を得た。

５−ブロモベンゾ［ｂ］ナフト［２，１−ｄ］チオフェンの合成 〜５０ｍＬのＣＨＣｌ_３中のＢｒ_２（１．５３ｇ、９．４ｍｍｏｌ）を、室温にて、３００ｍＬのＣＨＣｌ_３中のベンゾ［ｂ］ナフタ［２，１−ｄ］チオフェン（２．２ｇ、９．４ｍｍｏｌ）の溶液に滴下して加えた。混合液を２２時間攪拌した。反応を水性Ｎａ_２ＳＯ_３によってクエンチした。処理、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン中５０％ＣＨ_２Ｃｌ_２）および最小量のメタノールおよびヘキサンでの洗浄の後、２．８ｇの産物を得た。

化合物６９Ｓの合成 ５−ブロモベンゾ［ｂ］ナフト［２，１−ｄ］チオフェン（１．４５ｇ、４．６ｍｍｏｌ）、４，４，５，５−テトラメチル−２−（３−（トリフェニレン−２−イル）フェニル）−１，３，２−ジオキサボロラン（２．４ｇ、５．５８ｍｍｏｌ）、Ｋ_３ＰＯ_４（５．８５ｇ、２７．６ｍｍｏｌ）、１００ｍＬのトルエンおよび１０ｍＬの水の混合液を、１５分間、Ｎ_２で泡立てた。ついでＰｄ_２（ｄｂａ）_３（２１２ｍｇ、０．２３ｍｍｏｌ）および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（３７８ｍｇ、０．９２ｍｍｏｌ）を加えた。混合液を、さらに２０分間、Ｎ_２で泡立て、ついで一晩還流まで持っていった。処理、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン中４０％ ＣＨ_２Ｃｌ_２）の後、２．２ｇの産物を白色固体として得た。化合物４Ｓは、２−メチルＴＨＦ中７７Ｋにて４９１ｎｍの三重項エネルギーを示した。

実施例２
７−（３−（トリフェニレン−２−イル）フェニル）トリフェニレノ［１，１２−ｂｃｄ］チオフェン（または化合物６７Ｓ）の合成

トリフェニレノ［１，１２−ｂｃｄ］チオフェンの合成 コンデンサーと２つのゴム隔膜を備えるオーブン乾燥三首２５０ｍＬ丸底フラスコに、１００ｍＬの乾燥ヘキサンをカニューレを介して加えた。フラスコを、アセトン／乾燥氷浴を用いて−５０℃まで冷却した。ＴＭＥＤＡ（３．３ｍＬ、２１．０ｍｍｏｌ）を、シリンジを介して加え、続いて、ｎ−ＢｕＬｉ（１．６Ｍ、１３．７ｍＬ、２１．９ｍｍｏｌ）をシリンジを介して加えた。溶液を室温まで温めた。３０分間の攪拌の後、トリフェニレン（１．０ｇ、４．３８ｍｍｏｌ）を加え、Ｎ_２下還流まで熱した。混合液が暗赤色になり、３時間還流した。Ｓ_２Ｃｌ_２（０．９ｍＬ、１０．９５ｍｍｏｌ）を冷却した溶液に加えた。激しい反応が起こり、続いて固体の沈殿が発生した。ついで水を加え、混合液をＣＨ_２Ｃｌ_２にて２回抽出した。有機溶出液をＭｇＳＯ_４上で乾燥させ、濾過し、蒸発させて、残余物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン中０〜２．５％ ＣＨ_２Ｃｌ_２）によって精製した。０．５ｇのトリフェニレノ［１，１２−ｂｃｄ］チオフェンを回収した。

７−ブロモトリフェニレノ［１，１２−ｂｃｄ］チオフェンの合成 トリフェニレノ［１，１２−ｂｃｄ］チオフェン（１．５ｇ、５．８ｍｍｏｌ）を、１００ｍＬのクロロホルム中に溶解した。Ｂｒ_２を反応溶液中にゆっくり加えた。反応液を室温にて３日間攪拌した後、混合液をセライトプラグを通して濾過し、ＣＨ_２Ｃｌ_２によって洗浄した。濾液を集めて濃縮し、２．２ｇの７−ブロモトリフェニレノ［１，１２−ｂｃｄ］チオフェンを得、さらなる精製なしに、次の段階のために使用した。

４，４，５，５−テトラメチル−２−（トリフェニレノ［１，１２−ｂｃｄ］チオフェン−３−イル）−１，３，２−ジオキサボロランの合成 ７−ブロモトリフェニレノ［１，１２−ｂｃｄ］チオフェン（２．２ｇ、６．５ｍｍｏｌ）、ＫＯＡｃ（１．６ｇ、２０ｍｍｏｌ）および３００ｍＬのジオキサンの混合液を、２５分間Ｎ_２にて泡立てた。ついで、Ｐｄ（ｄｐｐｆ）Ｃｌ_２（０．１６ｇ、０．２ｍｍｏｌ）を加え、混合液をさらに２５分間、Ｎ_２で泡立てた。反応液を９０℃まで一晩熱した。混合液をついで室温まで冷却し、セライトプラグを通して濾過し、ＣＨ_２Ｃｌ_２によって洗浄した。濾液をあわせて濃縮した。未精製産物を、（ヘキサン中３％ＥｔＯＡｃ）を溶出液として、シリカゲルシリカカラムクロマトグラフィーによって精製して０．２５ｇの産物を得た。

化合物６７Ｓの合成 ４，４，５，５−テトラメチル−２−（トリフェニレノ［１，１２−ｂｃｄ］チオフェン−７−イル）−１，３，２−ジオキサボロラン（０．２４ｇ、０．６２ｍｍｏｌ）、３−（トリフェニレン−２−イル）フェニルトリフルオロメタンスルホン酸塩（０．２６ｇ、０．５７ｍｍｏｌ）、Ｋ_３ＰＯ_４（０．３６ｇ、１．７ｍｍｏｌ）、ジオキサン（３０ｍＬ）および水（３ｍＬ）の混合液を、Ｎ_２によって１時間泡立てた。ついで、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３（５．２ｍｇ、０．００５７ｍｍｏｌ）および（ビフェニル−２−イル）ジシクロヘキシルホスフィン（８ｍｇ、０．０２３ｍｍｏｌ）を加え、混合液をさらに１５分間Ｎ_２で泡立てた。室温にて一晩の攪拌の後、さらなるＰｄ_２（ｄｂａ）_３（５．２ｍｇ、０．００５７ｍｍｏｌ）と（ビフェニル−２−イル）ジシクロヘキシルホスフィン（８ｍｇ、０．０２３ｍｍｏｌ）を加えた。反応液を室温にて３日間攪拌した。沈殿物を濾過して回収し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン中０〜４０％のＣＨ_２Ｃｌ_２）によって精製して、２−メチルＴＨＦ中７７Ｋにて、４９０ｎｍの三重項エネルギーを示した、白色固体として、５０ｍｇの産物を得た。

実施例３
フェナンスロ［４，５−ｂｃｄ］チオフェンの合成

本合成は、Ｈｅｔｅｒｏａｔｏｍ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，５（２），１１３−１９，１９９４に基づいている。コンデンサーと滴下漏斗を備える、オーブン乾燥三首１Ｌ丸底フラスコに、フェナンスレン（５．７ｇ、３２ｍｍｏｌ）と２２０ｍＬの乾燥ヘキサンを加えた。ＴＭＥＤＡ（２４ｍＬ、１６０ｍｍｏｌ）を加え、続いてｎ−ＢｕＬｉ（１．６Ｍ、１００ｍＬ、１６０ｍｍｏｌ）を、滴下漏斗を介して滴下して加えた。溶液をＮ_２下３時間、還流まで熱した。反応混合液を氷浴中で冷却し、Ｓ_２Ｃｌ_２（６．４ｍＬ、８０．０ｍｍｏｌ）をゆっくりと加えた。反応混合液を、室温にて一晩攪拌し続けた。水およびＣＨ_２Ｃｌ_２を加え、層を分離した。水層をＣＨ_２Ｃｌ_２で抽出した。有機抽出液をＭｇＳＯ_４上で乾燥させ、濾過し、蒸発させた。物質を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン中、０〜１０％ＣＨ_２Ｃｌ_２）によって精製し、硫黄が共雑した２．３ｇのオフホワイト色固体を得た。ヘキサンで溶出する他のカラムクロマトグラフィーによって０．４２ｇの純粋な物質が得られた。フェナンスロ［４，５−ｂｃｄ］チオフェンは、２−メチルＴＨＦ中７７Ｋにて、５０８ｎｍの三重項エネルギーを示した。

実施例４
ベンゾ［ｂ］フェナンスロ［９，１０−ｄ］チオフェンの合成

本合成は、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ，３７（１），７５−８１，１９８１に基づいた。５００ｍＬ三首丸底フラスコに、２，３−ジブロモベンゾ［ｂ］チオフェン（５．０ｇ、１７．１２ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸（５．２ｇ、４２．８１ｍｍｏｌ）、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（２８１ｍｇ、０．６８ｍｍｏｌ）、Ｋ_３ＰＯ_４（１１．８ｇ、５１．３６ｍｍｏｌ）、１５０ｍＬのトルエンおよび５ｍＬの水を加えた。Ｎ_２を、フラスコ内に直接２０分間泡立てた。Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３（１５７ｍｇ、０．１７１ｍｍｏｌ）を反応混合液に加え、ついで５時間還流まで熱した。水を、冷却した反応混合液に加え、層を分離した。水層をＣＨ_２Ｃｌ_２にて２回抽出し、有機溶出液をＭｇＳＯ_４上で乾燥させ、濾過し、蒸発させ、赤色油を得、これを乾燥させて、５．７１ｇの赤色固体を得た。固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン中１０〜２０％ ＣＨ_２Ｃｌ_２）によって精製して、４．８１ｇの産物を白色固体として得た。

光反応器に、２，３−ジフェニルベンゾ［ｂ］チオフェン（４．８１ｇ、１６．８ｍｍｏｌ）と８００ｍＬのトルエンをロードした。溶液を、中間圧水銀ランプを用いて１２時間照射した。溶媒を蒸発させ、残余物をシリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン中０〜２０％ＥｔＯＡｃ）によって精製した。産物を回収し、（最初に物質を溶解させるために少量のＥｔＯＡｃとともに）ヘキサンから再結晶化し、１．６１ｇの産物をオフホワイト固体として得た。ベンゾ［ｂ］フェナンスロ［９，１０−ｄ］チオフェンは、２−メチルＴＨＦ中７７Ｋにて、４８８ｎｍの三重項エネルギーを示した。

実施例５
ベンゾ［ｂ］」トリフェニレノ［２，１−ｄ］チオフェンの合成

本合成は、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， ２１（６），１７７５−９，１９８４に基づく。

９−メチルフェナンスレンの合成 ９−ブロモフェナンスレン（２７ｇ、１０２ｍｍｏｌ）を、４００ｍＬの乾燥エーテル中に溶解し、−７８℃まで冷却した。１７０ｍＬのＢｕＬｉ（ヘキサン中１．６Ｍ）を４５分間で、本溶液にゆっくりと加えた。反応混合液を室温まで温めた。ついで混合液を、室温にて２時間攪拌し、その後−７８℃まで再び冷却し、エーテル中のＭｅ_２ＳＯ_４（１７．６ｇ、１３３ｍｍｏｌ）をゆっくりと加えた。混合液を室温にて１０時間攪拌した。混合液を、１５％ＨＣｌ水溶液中に注ぎ、ＣＨ_２Ｃｌ_２で抽出し、ＭｇＳＯ_４上で乾燥させた．溶媒を蒸発させて、残余物を得、ヘキサンより再結晶化して、１４．２ｇの産物を、白色固体として得た。

９−（ブロモメチル）フェナンスレンの合成 ２１０ｍＬのベンゼン中の９−メチルナフタレン（１４．２ｇ、７４ｍｍｏｌ）、ベンゾイルペルオキシド（４０ｍｇ、０．１６ｍｍｏｌ）およびＮＢＳ（１３．３ｇ、７４．６ｍｍｏｌ）の混合液を５時間還流した。反応混合液を０℃まで冷却し、沈殿したスクシンイミドを濾過によって除去した。濾液を１５％ ＮａＯＨによって洗浄し、ＭｇＳＯ_４上で乾燥させ、濃縮して１８ｇの産物を得、さらなる精製なしに次のステップのために使用した。

ジエチル（フェナンスレン−９−イルメチル）ホスホネートの合成 ９−（ブロモメチル）フェナンスレン（１８ｇ、６６．４ｍｍｏｌ）とトリエチルホスファイト（１０．７ｇ）を混合し、Ｎ_２下４時間１５０℃まで熱した．反応混合液を濃縮し、残余物をシリカゲルクロマトグラフィーによって精製して、１２ｇの産物を得た。

３−（２−（フェナンスレン−９−イル）ビニル）ベンゾ［ｂ］チオフェンの合成 ジエチル（フェナンスレン−９−イルメチル）ホスホネート（１１ｇ、３３．５ｍｍｏｌ）と３−カルボアルデヒドベンゾ［ｂ］チオフェン（５．５ｇ、３３．５ｍｍｏｌ）を２５０ｍＬの１，２−ジメトキシエタン中に溶解した。混合液を０℃まで冷却し、ＮａＨ（６ｇ、１５０ｍｍｏｌ）を分割して加えた。反応混合液を室温まで温め、２．５時間還流まで熱した。反応混合液を濃縮し、残余物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン中３０％ＣＨ_２Ｃｌ_２）によって精製して、６ｇの産物を得た。

ベンゾ［ｂ］トリフェレノ［２，１−ｄ］チオフェンの合成 ３−（２−フェナンスレン−９−イル）ビニル）ベンゾ［ｂ］チオフェン（０．５ｇ、１．５ｍｍｏｌ）、Ｉ_２（３８ｍｇ、０．１５ｍｍｏｌ）および２５０ｍＬのトルエンを、光反応器中にチャージした。反応混合液を、３．５時間、中間圧水銀ランプで照射した。反応混合液を濃縮して、残余物を得、シリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン中１０％ＣＨ_２Ｃｌ_２）によって精製し、０．３ｇの産物を得た。ベンゾ［ｂ］トリフェレノ［２，１−ｄ］チオフェンは、２−メチルＴＨＦ中７７Ｋにて、４６３ｎｍの三重項エネルギーを示した。

デバイス実施例
すべてのデバイス実施例を、高吸引（＜１０^−７Ｔｏｒｒ）温度蒸発によって加工した。陽極電極は、１２００Åの酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）である。陰極は、１０ÅのＬｉＦとそれに続く１，０００ÅのＡｌからなる。すべてのデバイスを、加工の直後、窒素グローブボックス（＜１ｐｐｍのＨ_２ＯとＯ_２）中エポキシ樹脂で密封したガラス蓋でカプセル封入し、湿気吸収物をパッケージ内に組み込んだ。

表１中のデバイス実施例１〜４の有機スタックは、連続して、ＩＴＯ表面、空孔注入層（ＨＩＬ）として１００Åの化合物Ａ、空孔輸送層（ＨＴＬ）としての３００Åの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、発光層（ＥＭＬ）としての、３００Åの１０％または１５ｗｔ％の化合物Ａでドープした化合物４Ｓ、ＥＴＬ２としての１００Åまたは５０Åの化合物６９Ｓまたは化合物Ｂ、およびＥＴＬ１としての４００Åまたは４５０ÅのＡｌｑ_３（トリス−８−ヒドロキシキノリン アルミニウム）からなる。

比較デバイス実施例１を、ＣＢＰをホストとして使用したことを除いて、デバイス実施例３と同様に加工した。

デバイス実施例および比較デバイス実施例に対するデバイスデータを表２に示す。Ｅｘ．は実施例の略語である。Ｃｏｍｐ．は比較の略語である。Ｃｍｐｄ．は化合物の略語である。

本明細書において、以下の化合物は以下の構造を持つ。

デバイス実施例は、ホストとして化合物６９Ｓを使用する。外部量子効率は８．８〜１２．９％であり、これは、ＣＢＰをホストとして使用する比較デバイス実施例の効率より低い。理由は、同様の三重項エネルギー（化合物６９Ｓ Ｔ_１＝４９１ｎｍ、化合物Ａ Ｔ_１＝５２５ｎｍ）のために、化合物６９Ｓによる化合物Ａのリン光が、ある程度蛍光クエンチされるためでありうる。しかしながら、デバイス実施例の運用寿命は、比較デバイス実施例のものと比較して匹敵する。デバイス実施例２は、１４１時間のＬＴ_８０（初期輝度Ｌ_０から８０％まで落ちるために必要な時間）を持ち、一方で比較デバイス実施例１は、８２時間のＬＴ_８０を持つ。この結果は、融合環を持つトリフェニレン−ベンゾ−／ジベンゾ−部位化合物の安定性を示唆している。ベンゾ融合環を持つトリフェニレン−ベンゾ−／ジベンゾ−部位化合物の三重項エネルギーが４９０ｎｍ未満であり得るため、これらは黄色、オレンジ色、赤色またはＩＲリン光発光体に対するホスト物質として特に好適であり得る。

本明細書で記述した種々の実施形態が、例示の目的のためだけであり、本発明の範囲を制限する意図がないことが理解される。たとえば、本明細書で記述した多くの物質および構造が、本発明の目的を逸脱することなしに、他の物質および構造で置換されてよい。請求されたような本発明はしたがって、当業者に明らかなように、本明細書で記述された特定の実施例および好ましい実施形態からの変化を含んでよい。なぜ本発明が働くのかについての種々の原理が、制限されることを意図していないことが理解される。

Claims (6)

1. 下記のいずれかの式で表される化合物：
   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   （上記式中、ＸはＳ又はＳｅである）。
2. 式中ＸがＳである、請求項１に記載の化合物。
3. 下記式
   

   

   （式中、ＸはＳ又はＳｅである）
   のいずれかで表される、請求項１に記載の化合物。
4. ＸがＳである、請求項３に記載の化合物。
5. 陽極
   陰極および
   陽極と陰極の間に配置される有機層を含み、
   前記有機層が、請求項１〜４のいずれか一項に記載の化合物を含む、有機発光デバイス。
6. 前記有機層が請求項４に記載の化合物を含む、請求項５に記載の有機発光デバイス。

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