JP6535671B2 - 有機電界発光化合物及びそれを含む有機電界発光デバイス - Google Patents
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Description
L1及びL2は、それぞれ独立して、単結合、置換もしくは非置換(C6−C30)アリーレン、または置換もしくは非置換(3〜30員)ヘテロアリーレンを表し、
Ar1〜Ar4は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換(C1−C30)アルキル、置換もしくは非置換(C3−C30)シクロアルキル、置換もしくは非置換(3〜7員)ヘテロシクロアルキル、置換もしくは非置換(C6−C30)アリール、または置換もしくは非置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し、
R1及びR2は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換(C1−C30)アルキル、置換もしくは非置換(C3−C30)シクロアルキル、置換もしくは非置換(3〜7員)ヘテロシクロアルキル、置換もしくは非置換(C6−C30)アリール、または置換もしくは非置換(3〜30員)ヘテロアリールを表すか、あるいは互いに連結して単環式または多環式の(C3−C30)脂環式または芳香族環を形成し、
R3は、水素、重水素、ハロゲン、置換もしくは非置換(C1−C30)アルキル、置換もしくは非置換(C6−C30)アリール、置換もしくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換もしくは非置換(C3−C30)シクロアルキル、置換もしくは非置換(3〜7員)ヘテロシクロアルキル、置換もしくは非置換(C6−C30)アリール(C1−C30)アルキル、−NR4R5、−SiR6R7R8、シアノ、ニトロ、またはヒドロキシルを表すか、あるいは隣接する置換基(複数可)に連結して単環式または多環式の(C3−C30)脂環式または芳香族環を形成し、
R4及びR5は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換もしくは非置換(C1−C30)アルキル、置換もしくは非置換(C6−C30)アリール、または置換もしくは非置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し、
R6〜R8は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換もしくは非置換(C1−C30)アルキル、置換もしくは非置換(C6−C30)アリール、置換もしくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換もしくは非置換(3〜7員)ヘテロシクロアルキル、または置換もしくは非置換(C3−C30)シクロアルキルを表すか、あるいは隣接する置換基(複数可)に連結して単環式または多環式の(C3−C30)脂環式または芳香族環を形成し、その炭素原子(複数可)は窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも1つのヘテロ原子と置き換えられてもよく、
aは1〜4の整数を表し、aが2以上の整数である場合、R3のそれぞれは、同じかまたは異なってもよく、
ヘテロアリール(エン)及びヘテロシクロアルキルは、それぞれ独立して、B、N、O、S、P(=O)、Si、及びPから選択される少なくとも1つのヘテロ原子を含有する。
H−(Cz−L4)h−M−−−−−−−−−−(11)
H−(Cz)i−L4−M−−−−−−−−−−(12)
R25〜R27は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換(C1−C30)アルキル、または置換もしくは非置換(C6−C30)アリールを表し、
L4は、単結合、置換もしくは非置換(C6−C30)アリーレン、または置換もしくは非置換(5〜30員)ヘテロアリーレンを表し、
Mは、置換もしくは非置換(C6−C30)アリール、または置換もしくは非置換(5〜30員)ヘテロアリールを表し、
Y1及びY2は、それぞれ独立して、−O−、−S−、−N(R31)−、または−C(R32)(R33)−を表すが、但し、Y1及びY2が同時には存在しないことを条件とし、
R31〜R33は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換(C1−C30)アルキル、置換もしくは非置換(C6−C30)アリール、または置換もしくは非置換(5〜30員)ヘテロアリールを表し、R32及びR33は、同じかまたは異なってもよく、
h及びiは、それぞれ独立して、1〜3の整数を表し、
j、k、b、及びcは、それぞれ独立して、0〜4の整数を表し、
h、i、j、k、b、またはcが2以上の整数である場合、(Cz−L4)のそれぞれ、(Cz)のそれぞれ、R21のそれぞれ、R22のそれぞれ、R23のそれぞれ、またはR24のそれぞれは、同じかまたは異なってもよい。
R101〜R109及びR111〜R123は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、非置換もしくはハロゲン(複数可)で置換された(C1−C30)アルキル、シアノ、置換もしくは非置換(C1−C30)アルコキシ、置換もしくは非置換(C6−C30)アリール、または置換もしくは非置換(C3−C30)シクロアルキルを表し、R106〜R109は、隣接する置換基(複数可)に連結して置換もしくは非置換縮合環、例えば非置換もしくはアルキルで置換されたフルオレン、非置換もしくはアルキルで置換されたジベンゾチオフェン、または非置換もしくはアルキルで置換されたジベンゾフランを形成し得、R120〜R123は、隣接する置換基(複数可)に連結して置換もしくは非置換縮合環、例えば非置換またはハロゲン、アルキル、もしくはアリールで置換されたキノリンを形成し得、
R124〜R127は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換もしくは非置換(C1−C30)アルキル、または置換もしくは非置換(C6−C30)アリールを表し、R124〜R127は、隣接する置換基(複数可)に連結して置換もしくは非置換縮合環、例えば非置換もしくはアルキルで置換されたフルオレン、非置換もしくはアルキルで置換されたジベンゾチオフェン、または非置換もしくはアルキルで置換されたジベンゾフランを形成し得、
R201〜R211は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、非置換もしくはハロゲン(複数可)で置換された(C1−C30)アルキル、置換もしくは非置換(C3−C30)シクロアルキル、または置換もしくは非置換(C6−C30)アリールを表し、R208〜R211は、隣接する置換基(複数可)に連結して置換もしくは非置換縮合環、例えば非置換もしくはアルキルで置換されたフルオレン、非置換もしくはアルキルで置換されたジベンゾチオフェン、または非置換もしくはアルキルで置換されたジベンゾフランを形成し得、
f及びgは、それぞれ独立して、1〜3の整数を表し、fまたはgが2以上の整数である場合、R100のそれぞれは、同じかまたは異なってもよく、
nは1〜3の整数を表す。
2,4−ジクロロフェニルボロン酸(化合物1−1)(64g、335mmol)、2−ブロモ安息香酸メチル(60g、279mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(9.5g、8.4mmol)、炭酸カリウム(96g、698mmol)、トルエン600mL、及びエタノール300mLを反応容器に導入した後、蒸留水300mLを混合物に添加し、混合物を120℃で3時間攪拌した。反応後、混合物を蒸留水で洗浄し、有機層を酢酸エチルで抽出した。抽出した有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、回転式蒸発器を用いて溶媒を除去した。次いで、残った物質をカラムクロマトグラフィーで精製して、化合物1−2(79g、99%)を得た。
化合物1−2(79g、279mmol)、イートン試薬110mL、及びクロロベンゼン1Lを反応容器に導入した後、混合物を還流させながら夜通し攪拌した。反応溶液を室温まで冷ました後、反応を水で完結させ、有機層を塩化メチレンで抽出した。抽出した有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、回転式蒸発器を用いて溶媒を除去した。次いで、残った物質をカラムクロマトグラフィーで精製して、化合物1−3(49g、71%)を得た。
ヨウ素(18g、71mmol)、次亜リン酸(35mL、315mmol、50%水溶液)、及び酢酸1Lを反応容器に導入した後、混合物を100℃で30分間攪拌した。その後、化合物1−3を反応容器に緩徐に滴加し、混合物を還流させながら夜通し攪拌した。反応溶液を室温まで冷ました後、沈殿した固体を濾過し、大量のヘキサンで洗浄した。濾液を酢酸エチルで希釈し、水で洗浄した。抽出した有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、回転式蒸発器を用いて溶媒を除去した。次いで、残った物質をカラムクロマトグラフィーで精製して、化合物1−4(35.7g、77%)を得た。
化合物1−4(35.5g、151mmol)、水酸化カリウム(42g、760mmol)、ヨウ化カリウム(2.5g、15mmol)、塩化ベンジルトリエチルアンモニウム(1.7g、7.8mmol)、蒸留水700mL、及びジメチルスルホキシド700mLを反応容器に導入した後、混合物を室温で15分間攪拌した。その後、ヨウ化メチル(25mL、378mmol)をそこに添加し、混合物を室温で夜通し攪拌した。反応溶液を酢酸エチルで希釈し、蒸留水で洗浄した。抽出した有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、回転式蒸発器を用いて溶媒を除去した。次いで、残った物質をカラムクロマトグラフィーで精製して、化合物1−5(32g、81%)を得た。
化合物1−5(7g、26.6mmol)、ジビフェニル−4−イルアミン(17g、52.9mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(1.9g、2.1mmol)、s−phos(1.1g、2.7mmol)、ナトリウムt−ブトキシド(6.4g、67mmol)、及びo−キシレン150mLを反応容器に導入した後、混合物を還流させながら1時間攪拌した。その後、室温まで冷ました反応溶液を酢酸エチルで希釈し、水で数回洗浄した。次いで、抽出した有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下で蒸留し、カラムクロマトグラフィーで精製して、化合物C−1(9.6g、55%)を得た。
化合物3−1(20.5g、82.3mol)及びテトラヒドロフラン400mLを反応容器に導入した後、反応溶液を0℃に冷却し、そこにフェニルマグネシウムブロミド(40mL、123mmol)及び3Mのジエチルエーテル溶液を緩徐に滴下した。反応溶液を室温で1時間攪拌した。その後、反応を塩化アンモニウム水溶液で完結させ、反応溶液を酢酸エチルで希釈し、水で洗浄した。次いで、抽出した有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下で蒸留し、カラムクロマトグラフィーで精製して、化合物2−1(28g、99%)を得た。
化合物2−1(15.8g、48.3mmol)、9−フェニルカルバゾール(17.6g、72.5mmol)、及び塩化メチレン(MC)250mLを反応容器に導入した後、混合物を窒素雰囲気中に供した。次いで、イートン試薬1.5mLを反応容器に緩徐に滴加し、混合物を室温で2時間攪拌した。その後、反応を蒸留水で完結させ、混合物を塩化メチレンで抽出した。抽出した有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、回転式蒸発器を用いて溶媒を除去した。次いで、残った物質をカラムクロマトグラフィーで精製して、化合物2−2(13.2g、49%)を得た。
化合物2−2(13g、26.6mmol)、ジビフェニルアミン(8g、47mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(1.7g、1.9mmol)、s−phos(0.96g、2.35mmol)、ナトリウムt−ブトキシド(5.6g、58.8mmol)、及びo−キシレン120mLを反応容器に導入した後、混合物を還流させながら夜通し攪拌した。その後、室温まで冷ました反応溶液を酢酸エチルで希釈し、水で数回洗浄した。次いで、抽出した有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下で蒸留し、カラムクロマトグラフィーで精製して、化合物C−9(10g、52%)を得た。
OLEDデバイスを、本発明による有機電界発光化合物を用いて製造した。有機発光ダイオード(OLED)デバイス用のガラス基板上の透明電極インジウムスズ酸化物(ITO)薄膜(10Ω/sq)(Geomatec,Japan)を、アセトン及びイソプロパノールによる超音波洗浄に供した後、イソプロパノール中で保管した。次いで、ITO基板を真空蒸着装置の基板ホルダに載置した。N4,N4′−ビフェニル−N4,N4′−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−[1,1′−ビフェニル]−4,4′−ジアミンを、該真空蒸着装置のセルに導入し、次いで、該装置のチャンバ内の圧力を10−6トルに制御した。その後、電流をセルに印加して上述の導入材料を蒸発させ、それによってITO基板上に80nmの厚さを有する第1の正孔注入層を形成した。次いで、1,4,5,8,9,11−ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル(HAT−CN)を該真空蒸着装置の別のセルに導入し、電流をセルに印加することによって蒸発させ、それによって、第1の正孔注入層上に5nmの厚さを有する第2の正孔注入層を形成した。次いで、下の化合物T−1を該真空蒸着装置の別のセルに導入し、電流をセルに印加することによって蒸発させ、それによって、第2の正孔注入層上に10nm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C−1を該真空蒸着装置の別のセルに導入し、電流をセルに印加することによって蒸発させ、それによって、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。その後、化合物H−1をホストとして真空蒸着装置の1つのセルに導入し、化合物D−96をドーパントとして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、ホスト及びドーパントの総量に基づいて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。次いで、2−(4−(9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン−2−イル)フェニル)−1−フェニル−1H−ベンゾ[d]イミダゾールを1つのセルに導入し、キノリン酸リチウムを別のセルに導入した。2つの材料を同じ速度で蒸発させ、それぞれを50重量%のドーピング量で蒸着させて、発光層上に35nmの厚さを有する電子輸送層を形成した。次いで、キノリン酸リチウムを、2nmの厚さを有する電子注入層として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、OLEDデバイスを製造した。OLEDデバイスを製造するために使用した全ての材料は、使用前に10−6トルでの真空昇華によって精製した。
化合物C−9を蒸発させて60nmの厚さの第2の正孔輸送層を形成したことを除き、デバイス実施例1と同じ方式でOLEDデバイスを製造した。
化合物C−67を蒸発させて60nmの厚さの第2の正孔輸送層を形成したことを除き、デバイス実施例1と同じ方式でOLEDデバイスを製造した。
下の化合物を蒸発させて60nmの厚さの第2の正孔輸送層を形成したことを除き、デバイス実施例1と同じ方式でOLEDデバイスを製造した。
Claims (6)
- 有機電界発光デバイスに使用する以下の式2によって表される有機電界発光化合物であって、
L1及びL2は、それぞれ独立して、単結合、置換もしくは非置換(C6−C30)アリーレン、または置換もしくは非置換(3〜30員)ヘテロアリーレンを表し、
Ar1〜Ar4は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換(C1−C30)アルキル、置換もしくは非置換(C3−C30)シクロアルキル、置換もしくは非置換(3〜7員)ヘテロシクロアルキル、置換もしくは非置換(C6−C30)アリール、または置換もしくは非置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し、
R1及びR2は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換(C1−C30)アルキル、置換もしくは非置換(C3−C30)シクロアルキル、置換もしくは非置換(3〜7員)ヘテロシクロアルキル、置換もしくは非置換(C6−C30)アリール、または置換もしくは非置換(3〜30員)ヘテロアリールを表すか、あるいは互いに連結して単環式または多環式の(C3−C30)脂環式または芳香族環を形成し、
R3は、水素、重水素、ハロゲン、置換もしくは非置換(C1−C30)アルキル、置換もしくは非置換(C6−C30)アリール、置換もしくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換もしくは非置換(C3−C30)シクロアルキル、置換もしくは非置換(3〜7員)ヘテロシクロアルキル、置換もしくは非置換(C6−C30)アリール(C1−C30)アルキル、−NR4R5、−SiR6R7R8、シアノ、ニトロ、またはヒドロキシルを表すか、あるいは隣接する置換基(複数可)に連結して単環式または多環式の(C3−C30)脂環式または芳香族環を形成し、
R4及びR5は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換もしくは非置換(C1−C30)アルキル、置換もしくは非置換(C6−C30)アリール、または置換もしくは非置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し、
R6〜R8は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換もしくは非置換(C1−C30)アルキル、置換もしくは非置換(C6−C30)アリール、置換もしくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換もしくは非置換(3〜7員)ヘテロシクロアルキル、または置換もしくは非置換(C3−C30)シクロアルキルを表すか、あるいは隣接する置換基(複数可)に連結して単環式または多環式の(C3−C30)脂環式または芳香族環を形成し、その炭素原子(複数可)は窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも1つのヘテロ原子と置き換えられてもよく、
aは1〜4の整数を表し、aが2以上の整数である場合、R3のそれぞれは、同じかまたは異なってもよく、
前記ヘテロアリール、前記ヘテロアリーレン、及び前記ヘテロシクロアルキルは、それぞれ独立して、B、N、O、S、P(=O)、Si、及びPから選択される少なくとも1つのヘテロ原子を含有する(ただし、前記有機電界発光化合物は、以下の化合物:
- L1、L2、Ar1〜Ar4、及びR1〜R8中の前記置換(C1−C30)アルキル、前記置換(C3−C30)シクロアルキル、前記置換(3〜7員)ヘテロシクロアルキル、前記置換(C6−C30)アリール、前記置換(C6−C30)アリーレン、前記置換(3〜30員)ヘテロアリール、前記置換(3〜30員)ヘテロアリーレン、及び前記置換(C6−C30)アリール(C1−C30)アルキルの置換基は、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、(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、非置換もしくは(C6−C30)アリールで置換された(3〜30員)ヘテロアリール、非置換もしくは(3〜30員)ヘテロアリールで置換された(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、アミノ、モノもしくはジ(C1−C30)アルキルアミノ、モノもしくはジ(C6−C30)アリールアミノ、(C1−C30)アルキル(C6−C30)アリールアミノ、(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、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つである、請求項1に記載の有機電界発光化合物。
- 式中、
L1及びL2は、それぞれ独立して、単結合、置換もしくは非置換(C6−C12)アリーレン、または置換もしくは非置換(5〜20員)ヘテロアリーレンを表し、
Ar1〜Ar4は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換(C6−C15)アリールを表し、
R1及びR2は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換(C1−C6)アルキル、置換もしくは非置換(C6−C20)アリール、または置換もしくは非置換(5〜20員)ヘテロアリールを表すか、あるいは互いに連結して単環式または多環式の(C6−C20)脂環式または芳香族環を形成し、
R3は、水素、置換もしくは非置換(C6−C12)アリール、置換もしくは非置換(C5−C12)シクロアルキル、−NR4R5、または−SiR6R7R8を表すか、あるいは隣接する置換基(複数可)に連結して単環式または多環式の(C6−C12)脂環式または芳香族環を形成し、
R4及びR5は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換(C6−C12)アリールを表し、
R6〜R8は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換(C1−C6)アルキルを表し、
aは1〜2の整数を表す、請求項1に記載の有機電界発光化合物。 - 式中、
L1及びL2は、それぞれ独立して、単結合、非置換(C6−C12)アリーレン、または非置換(5〜20員)ヘテロアリーレンを表し、
Ar1〜Ar4は、それぞれ独立して、非置換または(C1−C6)アルキル、(C6−C15)アリール、もしくは(5〜20員)ヘテロアリールで置換された(C6−C15)アリールを表し、
R1及びR2は、それぞれ独立して、非置換(C1−C6)アルキル;非置換または(C1−C6)アルキル、(C6−C25)アリール、もしくは(5〜20)員ヘテロアリールで置換された(C6−C20)アリール;あるいは非置換または(C6−C12)アリールで置換された(5〜20員)ヘテロアリールを表すか、あるいは互いに連結して単環式または多環式の(C6−C20)芳香族環を形成し、
R3は、水素、非置換(C6−C12)アリール、非置換(C5−C12)シクロアルキル、−NR4R5、または−SiR6R7R8を表すか、あるいは隣接する置換基(複数可)に連結して単環式(C6−C12)芳香族環を形成し、
R4及びR5は、それぞれ独立して、非置換(C6−C12)アリールを表し、
R6〜R8は、それぞれ独立して、非置換(C1−C6)アルキルを表し、
aは1〜2の整数を表す、請求項1に記載の有機電界発光化合物。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機電界発光化合物を含む、有機電界発光デバイス。
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