JP6547840B2 - スピロ型化合物及びこれを含む有機発光素子{spiro compound and organic light−emitting element comprising same} - Google Patents

スピロ型化合物及びこれを含む有機発光素子{spiro compound and organic light−emitting element comprising same} Download PDF

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Description

本明細書は2015年11月17日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第10−2015−0161415号に基づいた優先権の利益を主張し、該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
本明細書はスピロ型化合物及びこれを含む有機発光素子に関する。
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転換させる現象をいう。有機発光現象を用いる有機発光素子は、通常、陽極と陰極及びその間に有機物層を含む構造を有する。ここで、有機物層は有機発光素子の効率と安全性を高めるために各々異なる物質からなる多層の構造である場合が多く、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等からなることができる。このような有機発光素子の構造において、二つの電極の間に電圧を印加すれば、陽極からは正孔が、陰極からは電子が有機物層に注入され、注入された正孔と電子が結合した時にエキシトン(exciton)が形成され、該エキシトンが再び基底状態に落ちる時に光が出ることになる。
前記のような有機発光素子のための新しい材料の開発が要求され続けている。
韓国特許公開公報第2000−0051826号
本明細書にはスピロ型化合物及びこれを含む有機発光素子が記載される。
本明細書の一実施態様は下記化学式1で表される化合物を提供する:
(化学式1)
Figure 0006547840
前記化学式1において、
YはO、SまたはSiR1112であり、
XはNAr、OまたはSであり、
〜R及びArは互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボニル基;エステル基;イミド基;アミノ基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリールオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のアラルキル基;置換もしくは非置換のアラルケニル基;置換もしくは非置換のアルキルアリール基;置換もしくは非置換のアルキルアミノ基;置換もしくは非置換のアラルキルアミノ基;置換もしくは非置換のヘテロアリールアミノ基;置換もしくは非置換のアリールアミノ基;置換もしくは非置換のアリールヘテロアリールアミノ基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換の複素環基であるか、隣接した基と互いに結合して環を形成することができ、R11及びR12は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して水素;重水素;置換もしくは非置換のアルキル基;または置換もしくは非置換のアリール基であり、p、s、r及びuは各々0〜4の整数であり、qは0〜3の整数であり、tは0〜2の整数であり、p、q、r、s、t及びuが各々2以上である場合、括弧内の基は互いに同一であるかまたは異なる。
また、本明細書の一実施態様は、第1電極、前記第1電極と対向して備えられた第2電極、及び前記第1電極と前記第2電極との間に備えられた1層以上の有機物層を含む有機発光素子であって、前記有機物層のうち1層以上は前記化学式1の化合物を含む有機発光素子を提供する。
本明細書に記載された化合物は有機発光素子の有機物層の材料として用いられることができる。本明細書の少なくとも一つの実施態様による化合物は、有機発光素子において、効率の向上、低い駆動電圧及び/又は寿命特性を向上させることができる。特に、本明細書に記載された化合物は、正孔注入、正孔輸送、正孔注入と正孔輸送、発光、電子輸送、電子抑制または電子注入材料として用いられることができる。また、有機発光素子の他にも有機太陽電池または有機トランジスタの材料として用いられることができる。
基板1、陽極2、発光層3、陰極4からなる有機発光素子の例を示すものである。 基板1、陽極2、正孔注入層5、正孔輸送層6、発光層3、電子輸送層7及び陰極4からなる有機発光素子の例を示すものである。
以下、本明細書についてより詳細に説明する。
前記置換基の例示は下記で説明するが、それらに限定されるものではない。
本明細書において、「置換もしくは非置換」という用語は、重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボニル基;エステル基;イミド基;アミノ基;ホスフィンオキシド基;アルコキシ基;アリールオキシ基;アルキルチオキシ基;アリールチオキシ基;アルキルスルホキシ基;アリールスルホキシ基;シリル基;ホウ素基;アルキル基;シクロアルキル基;アルケニル基;アリール基;アラルキル基;アラルケニル基;アルキルアリール基;アルキルアミノ基;アラルキルアミノ基;ヘテロアリールアミノ基;アリールアミノ基;アリールホスフィン基;及び複素環基からなる群より選択された1以上の置換基で置換もしくは非置換されるか、前記例示された置換基のうち2以上の置換基が連結された置換基で置換もしくは非置換されることを意味する。例えば、「2以上の置換基が連結された置換基」はヘテロアリール基で置換されたアリール基であってもよい。
本明細書において、カルボニル基の炭素数は特に限定されないが、炭素数1〜40であることが好ましい。具体的には下記のような構造の化合物であってもよいが、これらに限定されるものではない。
Figure 0006547840
本明細書において、エステル基はエステル基の酸素が炭素数1〜25の直鎖、分岐鎖もしくは環状鎖のアルキル基または炭素数6〜25のアリール基で置換されてもよい。具体的には下記構造式の化合物であってもよいが、これらに限定されるものではない。
Figure 0006547840
本明細書において、イミド基の炭素数は特に限定されないが、炭素数1〜25であることが好ましい。具体的には下記のような構造の化合物であってもよいが、これらに限定されるものではない。
Figure 0006547840
Figure 0006547840
本明細書において、シリル基は−SiRR'R''の化学式で表されることができ、前記R、R'及びR''は各々水素;置換もしくは非置換のアルキル基;または置換もしくは非置換のアリール基であってもよい。前記シリル基は、具体的にはトリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、ジフェニルシリル基、フェニルシリル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、ホウ素基は−BRR'の化学式で表されることができ、前記R及びR'は各々水素;置換もしくは非置換のアルキル基;または置換もしくは非置換のアリール基であってもよい。前記ホウ素基は、具体的にはトリメチルホウ素基、トリエチルホウ素基、t−ブチルジメチルホウ素基、トリフェニルホウ素基、フェニルホウ素基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、ハロゲン基の例としてはフッ素、塩素、臭素またはヨウ素が挙げられる。
本明細書において、前記アルキル基は直鎖もしくは分岐鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、1〜40であることが好ましい。一実施態様によれば、前記アルキル基の炭素数は1〜20である。また一つの実施態様によれば、前記アルキル基の炭素数は1〜10である。また一つの実施態様によれば、前記アルキル基の炭素数は1〜6である。アルキル基の具体的な例としてはメチル、エチル、プロピル、n−プロピル、イソプロピル、ブチル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、sec−ブチル、1−メチル−ブチル、1−エチル−ブチル、ペンチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert−ペンチル、ヘキシル、n−ヘキシル、1−メチルペンチル、2−メチルペンチル、4−メチル−2−ペンチル、3,3−ジメチルブチル、2−エチルブチル、ヘプチル、n−ヘプチル、1−メチルヘキシル、シクロペンチルメチル、シクロヘキシルメチル、オクチル、n−オクチル、tert−オクチル、1−メチルヘプチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、n−ノニル、2,2−ジメチルヘプチル、1−エチル−プロピル、1,1−ジメチル−プロピル、イソヘキシル、4−メチルヘキシル、5−メチルヘキシル等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、前記アルケニル基は直鎖もしくは分岐鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、2〜40であることが好ましい。一実施態様によれば、前記アルケニル基の炭素数は2〜20である。また一つの実施態様によれば、前記アルケニル基の炭素数は2〜10である。また一つの実施態様によれば、前記アルケニル基の炭素数は2〜6である。具体的な例としてはビニル、1−プロペニル、イソプロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、1−ペンテニル、2−ペンテニル、3−ペンテニル、3−メチル−1−ブテニル、1,3−ブダジエニル、アリル、1−フェニルビニル−1−イル、2−フェニルビニル−1−イル、2,2−ジフェニルビニル−1−イル、2−フェニル−2−(ナフチル−1−イル)ビニル−1−イル、2,2−ビス(ジフェニル−1−イル)ビニル−1−イル、スチルベニル基、スチレニル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、シクロアルキル基は特に限定されないが、炭素数3〜60であることが好ましく、一実施態様によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は3〜30である。また一つの実施態様によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は3〜20である。また一つの実施態様によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は3〜6である。具体的にはシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、3−メチルシクロペンチル、2,3−ジメチルシクロペンチル、シクロヘキシル、3−メチルシクロヘキシル、4−メチルシクロヘキシル、2,3−ジメチルシクロヘキシル、3,4,5−トリメチルシクロヘキシル、4−tert−ブチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル等があるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、アルコキシ基は特に限定されないが、炭素数1〜40であることが好ましい。一実施態様によれば、前記アルコキシ基の炭素数は1〜10である。また一つの実施態様によれば、前記アルコキシ基の炭素数は1〜6である。前記アルコキシ基の具体的な例としてはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソブチルオキシ基、sec−ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、iso−アミルオキシ基、ヘキシルオキシ基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、アミノ基の炭素数は特に限定されないが、1〜30であることが好ましい。アミノ基の具体的な例としてメチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、フェニルアミノ基、ナフチルアミノ基、ビフェニルアミノ基、アントラセニルアミノ基、9−メチル−アントラセニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、フェニルナフチルアミノ基、ジトリルアミノ基、フェニルトリルアミノ基、トリフェニルアミノ基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、アリールアミノ基の例としては、置換もしくは非置換のモノアリールアミノ基、置換もしくは非置換のジアリールアミノ基、または置換もしくは非置換のトリアリールアミノ基が挙げられる。前記アリールアミノ基中のアリール基は単環式アリール基であってもよく、多環式アリール基であってもよい。前記2以上のアリール基を含むアリールアミノ基は、単環式アリール基、多環式アリール基、または単環式アリール基と多環式アリール基を同時に含むことができる。アリールアミノ基の具体的な例としてはフェニルアミン、ナフチルアミン、ビフェニルアミン、アントラセニルアミン、3−メチル−フェニルアミン、4−メチル−ナフチルアミン、2−メチル−ビフェニルアミン、9−メチル−アントラセニルアミン、ジフェニルアミノ基、フェニルナフチルアミノ基、ジトリルアミノ基、フェニルトリルアミノ基、カルバゾール及びトリフェニルアミノ基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、ヘテロアリールアミノ基の例としては、置換もしくは非置換のモノヘテロアリールアミノ基、置換もしくは非置換のジヘテロアリールアミノ基、または置換もしくは非置換のトリヘテロアリールアミノ基が挙げられる。前記ヘテロアリールアミノ基中のヘテロアリール基は単環式複素環基であってもよく、多環式複素環基であってもよい。前記2以上の複素環基を含むヘテロアリールアミノ基は、単環式複素環基、多環式複素環基、または単環式複素環基と多環式複素環基を同時に含むことができる。
本明細書において、アリールヘテロアリールアミノ基はアリール基及び複素環基で置換されたアミノ基を意味する。
本明細書において、アリールホスフィン基の例としては、置換もしくは非置換のモノアリールホスフィン基、置換もしくは非置換のジアリールホスフィン基、または置換もしくは非置換のトリアリールホスフィン基が挙げられる。前記アリールホスフィン基中のアリール基は単環式アリールであってもよく、多環式アリール基であってもよい。前記2以上のアリール基を含むアリールホスフィン基は、単環式アリール基、多環式アリール基、または単環式アリール基と多環式アリール基を同時に含むことができる。
本明細書において、アリール基は特に限定されないが、炭素数6〜60であることが好ましく、単環式アリール基または多環式アリール基であってもよい。一実施態様によれば、前記アリール基の炭素数は6〜30である。一実施態様によれば、前記アリール基の炭素数は6〜20である。前記単環式アリール基としてはフェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。前記多環式アリール基としてはナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基、フルオレニル基、トリフェニレン基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、フルオレニル基は置換されてもよく、2個の置換基が互いに結合してスピロ構造を形成してもよい。
前記フルオレニル基が置換される場合、
Figure 0006547840

Figure 0006547840

Figure 0006547840

Figure 0006547840

Figure 0006547840

Figure 0006547840

Figure 0006547840
及び
Figure 0006547840
等であってもよい。但し、これらに限定されるものではない。
本明細書において、複素環基はヘテロ原子としてN、O、S、Si及びSeのうち1個以上を含む複素環基であって、炭素数は特に限定されないが、炭素数2〜60であることが好ましい。複素環基の例としてはチオフェン基、フラン基、ピロール基、イミダゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、オキサジアゾール基、トリアゾール基、ピリジル基、ビピリジル基、ピリミジル基、トリアジン基、トリアゾール基、アクリジル基、ピリダジン基、ピラジニル基、キノリニル基、キナゾリン基、キノキサリニル基、フタラジニル基、ピリドピリミジニル基、ピリドピラジニル基、ピラジノピラジニル基、イソキノリン基、インドール基、カルバゾール基、ベンズオキサゾール基、ベンズイミダゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾカルバゾール基、ベンゾチオフェン基、ジベンゾチオフェン基、ベンゾフラニル基、フェナントロリン(phenanthroline)基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、フェノチアジニル基及びジベンゾフラニル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、ヘテロアリール基は芳香族であることを除いては、前述した複素環基に関する説明が適用されることができる。
本明細書において、アリールオキシ基、アリールチオキシ基、アリールスルホキシ基、アリールホスフィン基、アラルキル基、アラルキルアミノ基、アラルケニル基、アルキルアリール基、アリールアミノ基、アリールヘテロアリールアミノ基中のアリール基は、前述したアリール基に関する説明が適用されることができる。
本明細書において、アルキルチオキシ基、アルキルスルホキシ基、アラルキル基、アラルキルアミノ基、アルキルアリール基、アルキルアミノ基中のアルキル基は、前述したアルキル基に関する説明が適用されることができる。
本明細書において、ヘテロアリール基、ヘテロアリールアミノ基、アリールヘテロアリールアミノ基中のヘテロアリール基は、前述した複素環基に関する説明が適用されることができる。
本明細書において、アラルケニル基中のアルケニル基は、前述したアルケニル基に関する説明が適用されることができる。
本明細書において、アリーレンは2価基であることを除いては、前述したアリール基に関する説明が適用されることができる。
本明細書において、ヘテロアリーレンは2価基であることを除いては、前述した複素環基に関する説明が適用されることができる。
本明細書において、隣接した基と互いに結合して環を形成するということは、隣接した基と互いに結合して置換もしくは非置換の脂肪族炭化水素環;置換もしくは非置換の芳香族炭化水素環;置換もしくは非置換の脂肪族複素環;置換もしくは非置換の芳香族複素環;またはこれらの縮合環を形成することを意味する。前記脂肪族炭化水素環は芳香族でない環であって、炭素と水素原子のみからなる環である。前記芳香族炭化水素環の例としてはベンゼン、ナフタレン、アントラセン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。前記脂肪族複素環はヘテロ原子のうち1個以上を含む脂肪族環である。前記芳香族複素環はヘテロ原子のうち1個以上を含む芳香族環である。前記複素環はヘテロ原子としてO、S、Se、NまたはSiを含むことができる。前記脂肪族炭化水素環、芳香族炭化水素環、脂肪族複素環及び芳香族複素環は単環もしくは多環であってもよい。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1は下記化学式2または3で表されることができる。
(化学式2)
Figure 0006547840
前記化学式2において、Y、X、R〜R、r、s、t及びuは化学式1で定義したとおりであり、R及びR10は互いに同一であるかまたは異なり、化学式1のR〜Rの定義のとおりであり、vは0〜5の整数であり、wは0〜4の整数であり、v及びwが各々2以上である場合、括弧内の基は互いに同一であるかまたは異なる。
(化学式3)
Figure 0006547840
前記化学式3において、Y、X、R〜R、p、q、r、s、t及びuは化学式1で定義したとおりである。本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1は下記化学式4〜7のうちの一つで表されることができる。
(化学式4)
Figure 0006547840
(化学式5)
Figure 0006547840
(化学式6)
Figure 0006547840
(化学式7)
Figure 0006547840
前記化学式4〜7において、置換基の定義は化学式2のとおりである。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1は下記化学式8〜11のうちの一つで表されることができる。

(化学式8)
Figure 0006547840
(化学式9)
Figure 0006547840
(化学式10)
Figure 0006547840
(化学式11)
Figure 0006547840
前記化学式8〜11において、置換基の定義は化学式1のとおりである。
本発明の一実施態様によれば、XはNArであり、Arは−(L−Arで表され、Lは直接結合;置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換のヘテロアリーレンであり、nは0〜2の整数であり、nが2の場合、Lは互いに同一であるかまたは異なり、Arは水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボニル基;エステル基;イミド基;アミノ基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリールオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のアラルキル基;置換もしくは非置換のアラルケニル基;置換もしくは非置換のアルキルアリール基;置換もしくは非置換のアルキルアミノ基;置換もしくは非置換のアラルキルアミノ基;置換もしくは非置換のヘテロアリールアミノ基;置換もしくは非置換のアリールアミノ基;置換もしくは非置換のアリールヘテロアリールアミノ基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換の複素環基である。
本発明の一実施態様によれば、前記Arは置換もしくは非置換のアラルキル基;置換もしくは非置換のアラルケニル基;置換もしくは非置換のアルキルアリール基;置換もしくは非置換のアルキルアミノ基;置換もしくは非置換のアラルキルアミノ基;置換もしくは非置換のヘテロアリールアミノ基;置換もしくは非置換のアリールアミノ基;置換もしくは非置換のアリールヘテロアリールアミノ基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換の複素環基であるか、隣接した基と互いに結合して環を形成し、残りは水素または重水素である。
本発明の一実施態様によれば、Arは置換もしくは非置換のアラルキル基;置換もしくは非置換のアラルケニル基;置換もしくは非置換のアルキルアリール基;置換もしくは非置換のアルキルアミノ基;置換もしくは非置換のアラルキルアミノ基;置換もしくは非置換のヘテロアリールアミノ基;置換もしくは非置換のアリールアミノ基;置換もしくは非置換のアリールヘテロアリールアミノ基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換の複素環基であるか、隣接した基と互いに結合して環を形成し、これらが置換される場合、置換基は重水素、ハロゲン基、ニトリル基、シリル基、アルキル基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ヘテロアリールアミノ基、アリールアミノ基、アリールヘテロアリールアミノ基、アリールホスフィン基、ホスフィンオキシド基、アリール基または複素環基である。
本発明の一実施態様によれば、Arは置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換の複素環基;置換もしくは非置換のアリールアミノ基;または置換もしくは非置換のアリールホスフィンである。
本発明の一実施態様によれば、Arはハロゲン基、ニトリル基、アルキル基、シリル基、アリールアミノ基、アリールホスフィン基、アリール基及びヘテロアリール基のうち1または2以上の基が結合された基で置換もしくは非置換されたアリール基;ハロゲン基、ニトリル基、アルキル基、シリル基、アリールアミノ基、アリールホスフィン基、アリール基及びヘテロアリール基のうち1または2以上の基が結合された基で置換もしくは非置換された複素環基;ハロゲン基、ニトリル基、アルキル基、シリル基、アリールアミノ基、アリールホスフィン基、アリール基及びヘテロアリール基のうち1または2以上の基が結合された基で置換もしくは非置換されたアリールアミノ基;またはハロゲン基、ニトリル基、アルキル基、シリル基、アリールアミノ基、アリールホスフィン基、アリール基及びヘテロアリール基のうち1または2以上の基が結合された基で置換もしくは非置換されたアリールホスフィン基である。前記2以上の基が結合された基は、前記例示された置換基の2個以上が結合された基、例えば、アリール基で置換されたヘテロアリール基、ヘテロアリール基で置換されたアリール基、アリールアミノ基で置換されたアリール基、アリールホスフィン基で置換されたアリール基等が挙げられるが、これらの例のみに限定されるものではない。
本発明の一実施態様によれば、Arはハロゲン基、ニトリル基、アルキル基、シリル基、アリールアミノ基、アリールホスフィン基、アリール基及びヘテロアリール基のうち1または2以上の基が結合された基で置換もしくは非置換されたアリール基;ハロゲン基、ニトリル基、アルキル基、シリル基、アリールアミノ基、アリールホスフィン基、アリール基及びヘテロアリール基のうち1または2以上の基が結合された基で置換もしくは非置換された複素環基;ハロゲン基、ニトリル基、アルキル基、シリル基、アリールアミノ基、アリールホスフィン基、アリール基及びヘテロアリール基のうち1または2以上の基が結合された基で置換もしくは非置換されたアリールアミノ基;またはハロゲン基、ニトリル基、アルキル基、シリル基、アリールアミノ基、アリールホスフィン基、アリール基及びヘテロアリール基のうち1または2以上の基が結合された基で置換もしくは非置換されたアリールホスフィン基であり、ここで、前記ハロゲン基はフッ素基であり、前記アルキル基は炭素数1〜20、例えば、炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基であり、前記シリル基はトリアルキルシリル、例えば、トリメチルシリル基またはトリフェニルシリルであり、前記アリール基及びアリールはフェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル、フェナントレニル、トリフェニレン基、フルオレニル、スピロビフルオレン基であり、前記ヘテロアリール基はピリジル、ピリミジル、トリアジニル、カルバゾリル、ベンゾカルバゾリル、キナゾリル、キノリル、イソキノリル、チエニル、ベンゾキノリル、フェナントロリニル、ベンズイミダゾリル、ベンズオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、ジベンゾフラン基、ジベンゾチオフェン基、ベンゾナフトフラン基、ベンゾナフトチオフェン基、フェノキサジン基、フェノチアジン基またはグループAの置換基である。
Figure 0006547840
前記構造式において、いずれか一つの炭素は1価基を形成するための連結部位であり、残りの炭素は水素または置換基、例えば、ハロゲン基、ニトリル基、アルキル基、シリル基、アリールアミノ基、アリールホスフィン基、アリール基及びヘテロアリール基のうち1または2以上の基が結合された基である。
本発明の一実施態様によれば、Arは下記構造式の中から選択される。
Figure 0006547840
Figure 0006547840
Figure 0006547840
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Figure 0006547840
Figure 0006547840
Figure 0006547840
本発明の一実施態様によれば、前記Lは直接結合または置換もしくは非置換のアリーレンである。
本発明の一実施態様によれば、前記Lは直接結合、置換もしくは非置換のフェニレン、置換もしくは非置換のビフェニリレン、置換もしくは非置換のターフェニリレン、置換もしくは非置換のクォーターフェニリレン、置換もしくは非置換のナフチレン、置換もしくは非置換のアントリレン、置換もしくは非置換のフルオレン、置換もしくは非置換のフェナントレン、置換もしくは非置換のピレンまたは置換もしくは非置換のトリフェニレンである。
本発明の一実施態様によれば、前記Lは直接結合、フェニレン、ビフェニリレン、ターフェニリレン、クォーターフェニリレン、ナフチレン、アントリレン、フルオレン、フェナントレン、ピレンまたはトリフェニレンである。
本発明の一実施態様によれば、前記Lは直接結合または下記構造式から選択されることができる。
Figure 0006547840
Figure 0006547840
本発明の一実施態様によれば、前記Lは直接結合またはフェニレンである。
本発明の一実施態様によれば、nは0または1である。
本発明の一実施態様によれば、R〜Rは水素または重水素である。
本発明の一実施態様によれば、R11及びR12は各々独立して水素;重水素;置換もしくは非置換のアルキル基;または置換もしくは非置換のアリール基である。
本発明の一実施態様によれば、R11及びR12は各々独立して置換もしくは非置換のアルキル基である。
本発明の一実施態様によれば、R11またはR12は各々独立して炭素数1〜6のアルキル基である。
11及びR12は各々独立してメチル基である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式1の化合物は下記化合物の中から選択されたいずれか一つであってもよい。
Figure 0006547840
Figure 0006547840
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Figure 0006547840
Figure 0006547840
Figure 0006547840
前記化学式1で表される化合物は後述する製造例に基づいて製造されることができる。
一例として、下記反応式1及び2のように中間体を製造する。
[反応式1]
Figure 0006547840
[反応式2]
Figure 0006547840
次に、下記反応式3〜6のような方法により化学式1のコア構造を製造することができる。
[反応式3]
Figure 0006547840
[反応式4]
Figure 0006547840
[反応式5]
Figure 0006547840
[反応式6]
Figure 0006547840
また他の例として、下記反応式7及び8のように中間体を製造する。
[反応式7]
Figure 0006547840
[反応式8]
Figure 0006547840
次に、下記反応式9〜12のような方法により化学式1のコア構造を製造することができる。
[反応式9]
Figure 0006547840
[反応式10]
Figure 0006547840
[反応式11]
Figure 0006547840
[反応式12]
Figure 0006547840
次に、当技術分野で周知の技術を利用して置換基をさらに導入することができる。前記反応式はXがNArである化合物を製造する方法に関するものであるが、当業者は、当技術分野で周知の技術を利用して、XがOまたはSである化合物を製造するか、必要により、置換基を導入することができ、また、置換基の種類や個数を変更して様々な化合物を製造することができる。また、当業者は、当技術分野で周知の技術を利用して、前記反応式の試料、反応条件や出発物質を変更して実施することができる。
また、本明細書は前記化学式1で表される化合物を含む有機発光素子を提供する。
本明細書の一実施態様において、第1電極、前記第1電極と対向して備えられた第2電極、及び前記第1電極と前記第2電極との間に備えられた1層以上の有機物層を含む有機発光素子であって、前記有機物層のうち1層以上は前記化学式1の化合物を含む有機発光素子を提供する。
本明細書の有機発光素子の有機物層は単層構造からなってもよいが、2層以上の有機物層が積層された多層構造からなってもよい。例えば、本発明の有機発光素子は、有機物層として正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等を含む構造を有することができる。しかし、有機発光素子の構造はこれに限定されず、さらに少ない数の有機層を含むことができる。
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は正孔注入層、正孔輸送層、または正孔注入と輸送を同時にする層を含み、前記正孔注入層、正孔輸送層、または正孔注入と輸送を同時にする層は前記化学式1の化合物を含む。
また一つの実施態様において、前記有機物層は発光層を含み、前記発光層は前記化学式1の化合物を含む。
本明細書の一実施態様において、前記発光層は化学式1の化合物を含み、発光ドーパントをさらに含む。
また一つの実施態様において、前記発光ドーパントは蛍光ドーパントまたは燐光ドーパントを含む。
また一つの実施態様において、前記燐光ドーパントはイリジウム系燐光ドーパントを含む。
また一つの実施態様において、前記燐光ドーパント物質はIr(ppy)または(piq)Ir(acac)を含む。
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は電子輸送層または電子注入層を含み、前記電子輸送層または電子注入層は前記化学式1の化合物を含む。
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は電子抑制層を含み、前記電子抑制層は前記化学式1の化合物を含む。
本明細書の一実施態様において、前記電子輸送層、電子注入層、または電子輸送及び電子注入を同時にする層は前記化学式1の化合物を含む。
また一つの実施態様において、前記有機物層は発光層及び電子輸送層を含み、前記電子輸送層は前記化学式1の化合物を含む。
本明細書の一つの実施態様において、第1電極、前記第1電極と対向して備えられた第2電極、及び前記第1電極と前記第2電極との間に備えられた発光層、前記発光層と前記第1電極との間、または前記発光層と前記第2電極との間に備えられた2層以上の有機物層を含む有機発光素子であって、前記2層以上の有機物層のうち少なくとも一つは前記複素環化合物を含む。一実施態様において、前記2層以上の有機物層は、電子輸送層、電子注入層、電子輸送と電子注入を同時にする層及び正孔阻止層からなる群より2以上が選択されることができる。
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は2層以上の電子輸送層を含み、前記2層以上の電子輸送層のうち少なくとも一つは前記複素環化合物を含む。具体的には、本明細書の一実施態様において、前記複素環化合物は前記2層以上の電子輸送層のうち1層に含まれてもよく、各々の2層以上の電子輸送層に含まれてもよい。
また、本明細書の一実施態様において、前記複素環化合物が前記各々の2層以上の電子輸送層に含まれる場合、前記複素環化合物を除いた他の材料は互いに同一であるかまたは異なってもよい。
また一つの実施態様において、有機発光素子は、基板上に陽極、1層以上の有機物層及び陰極が順次積層されたノーマル構造(normal type)の有機発光素子であってもよい。
また一つの実施態様において、有機発光素子は、基板上に陰極、1層以上の有機物層及び陽極が順次積層された逆構造(inverted type)の有機発光素子であってもよい。
例えば、本明細書の一実施態様による有機発光素子の構造は図1及び2に例示されている。
図1は、基板1、陽極2、発光層3、陰極4からなる有機発光素子の例を示すものである。この構造において、前記化合物は前記発光層に含まれることができる。
図2は、基板1、陽極2、正孔注入層5、正孔輸送層6、発光層3、電子輸送層7及び陰極4からなる有機発光素子の例を示すものである。この構造において、前記化合物は前記正孔注入層、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層のうち1層以上に含まれることができる。
本明細書の一実施態様によれば、前記有機物層は前記発光層を含み、前記有機物層は下記化学式1−Aで表される化合物を含む。
(化学式1−A)
Figure 0006547840
前記化学式1−Aにおいて、
n1は1以上の整数であり、
Ar7は置換もしくは非置換の1価以上のベンゾフルオレン基;置換もしくは非置換の1価以上のフルオランテン基;置換もしくは非置換の1価以上のピレン基;または置換もしくは非置換の1価以上のクリセン基であり、
L4は直接結合;置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
Ar8及びAr9は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のゲルマニウム基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリールアルキル基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であるか、互いに結合して置換もしくは非置換の環を形成することができ、
n1が2以上である場合、2以上の括弧内の構造は互いに同一であるかまたは異なる。
本明細書の一実施態様によれば、前記有機物層は発光層を含み、前記有機物層は前記化学式1−Aで表される化合物を発光層のドーパントとして含む。
本明細書の一実施態様によれば、前記L4は直接結合である。
本明細書の一実施態様によれば、前記n1は2である。
本明細書の一実施態様において、前記Ar7は重水素、メチル基、エチル基またはtert−ブチル基で置換もしくは非置換された2価のピレン基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記Ar8及びAr9は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記Ar8及びAr9は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立してアルキル基で置換されたゲルマニウム基で置換もしくは非置換されたアリール基である。
本明細書の一実施態様によれば、Ar8及びAr9は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立してトリメチルゲルマニウム基で置換もしくは非置換されたアリール基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記Ar8及びAr9は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して置換もしくは非置換のフェニル基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記Ar8及びAr9はトリメチルゲルマニウム基で置換もしくは非置換されたフェニル基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1−Aは下記化合物で表される。
Figure 0006547840
本明細書の一実施態様によれば、前記有機物層は発光層を含み、前記有機物層は下記化学式2−Aで表される化合物を含む。
(化学式2−A)
Figure 0006547840
前記化学式2−Aにおいて、
G11は1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−ナフタセニル基、2−ナフタセニル基、9−ナフタセニル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、3−メチル−2−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基または下記化学式
Figure 0006547840
であり、
G12はフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−ナフタセニル基、2−ナフタセニル基、9−ナフタセニル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、2−ビフェニリル基、3−ビフェニリル基、4−ビフェニリル基、p−テルフェニル−4−イル基、p−テルフェニル−3−イル基、p−テルフェニル−2−イル基、m−テルフェニル−4−イル基、m−テルフェニル−3−イル基、m−テルフェニル−2−イル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、p−t−ブチルフェニル基、p−(2−フェニルプロピル)フェニル基、3−メチル−2−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、4−メチル−1−アントリル基、4'−メチルビフェニリル基、4''−t−ブチル−p−テルフェニル−4−イル基または3−フルオランテニル基であり、
G13及びG14は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して水素;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
g12は1〜5の整数であり、
g13及びg14は各々1〜4の整数であり、
前記g12〜g14が各々2以上である場合、2以上の括弧内の構造は互いに同一であるかまたは異なる。
本明細書の一実施態様によれば、前記有機物層は発光層を含み、前記発光層は前記化学式2−Aで表される化合物を発光層のホストとして含む。
本明細書の一実施態様によれば、前記G11は1−ナフチル基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記G12は2−ナフチル基である。
本明細書の一実施態様によれば、前記G13及びG14は水素である。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式2−Aは下記化合物で表される。
Figure 0006547840
本明細書の有機発光素子は、有機物層のうち1層以上が本明細書の化合物、すなわち、前記化学式1の化合物を含むことを除いては、当技術分野で周知の材料と方法により製造されることができる。
前記有機発光素子が複数の有機物層を含む場合、前記有機物層は同一の物質または異なる物質からなってもよい。
本明細書の有機発光素子は、有機物層のうち1層以上が前記化学式1の化合物、すなわち、前記化学式1で表される化合物を含むことを除いては、当技術分野で周知の材料と方法により製造されることができる。
例えば、本明細書の有機発光素子は、基板上に第1電極、有機物層及び第2電極を順次積層させることによって製造することができる。この時、スパッタリング法(sputtering)や電子ビーム蒸着法(e−beam evaporation)のようなPVD(physical Vapor Deposition)方法を利用して、基板上に金属または導電性を有する金属酸化物またはこれらの合金を蒸着して陽極を形成し、その上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を含む有機物層を形成した後、その上に陰極として使用できる物質を蒸着することによって製造されることができる。このような方法の他にも、基板上に陰極物質から有機物層、陽極物質を順に蒸着して有機発光素子を作ることもできる。
また、前記化学式1の化合物は、有機発光素子の製造時、真空蒸着法だけでなく、溶液塗布法によって有機物層として形成されることができる。ここで、溶液塗布法とはスピンコーティング、ディップコーティング、ドクターブレード、インクジェット印刷、スクリーン印刷、スプレー法、ロールコーティング等を意味するが、これらのみに限定されるものではない。
このような方法の他にも、基板上に陰極物質から有機物層、陽極物質を順に蒸着して有機発光素子を作ることもできる(国際特許出願公開第2003/012890号)。但し、製造方法がこれらに限定されるものではない。
本明細書の一実施態様において、前記第1電極は陽極であり、前記第2電極は陰極である。
また一つの実施態様において、前記第1電極は陰極であり、前記第2電極は陽極である。
前記陽極物質としては、通常、有機物層への正孔注入が円滑になるように仕事関数の大きい物質が好ましい。本発明で使用できる陽極物質の具体的な例としてはバナジウム、クロム、銅、亜鉛、金のような金属またはこれらの合金;亜鉛酸化物、インジウム酸化物、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)のような金属酸化物;ZnO:AlまたはSNO:Sbのような金属と酸化物の組み合わせ;ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリ[3,4−(エチレン−1,2−ジオキシ)チオフェン](PEDOT)、ポリピロール及びポリアニリンのような導電性高分子等が挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記陰極物質としては、通常、有機物層への電子注入が容易となるように仕事関数の小さい物質が好ましい。陰極物質の具体的な例としてはマグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタニウム、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズ及び鉛のような金属またはこれらの合金;LiF/AlまたはLiO/Alのような多層構造の物質等が挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記正孔注入層は電極から正孔を注入する層であり、正孔注入物質としては、正孔を輸送する能力を有して陽極での正孔注入効果、発光層または発光材料に対して優れた正孔注入効果を有し、発光層から生成された励起子の電子注入層または電子注入材料への移動を防止し、また、薄膜形成能力に優れた化合物が好ましい。正孔注入物質のHOMO(highest occupied molecular orbital)が陽極物質の仕事関数と周辺有機物層のHOMOとの間であることが好ましい。正孔注入物質の具体的な例としては金属ポルフィリン(porphyrin)、オリゴチオフェン、アリールアミン系の有機物、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン系の有機物、キナクリドン(quinacridone)系の有機物、ペリレン(perylene)系の有機物、アントラキノン及びポリアニリンとポリチオフェン系の導電性高分子等が挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記正孔輸送層は正孔注入層から正孔を受け取って発光層にまで正孔を輸送する層であり、正孔輸送物質としては、陽極や正孔注入層から正孔の輸送を受けて発光層に移せる物質であって、正孔に対する移動性の大きい物質が好ましい。具体的な例としてはアリールアミン系の有機物、導電性高分子、及び共役部分と非共役部分が共に存在するブロック共重合体等が挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記発光物質としては、正孔輸送層と電子輸送層から正孔と電子の輸送を各々受けて結合させることによって可視光線領域の光を出せる物質であって、蛍光や燐光に対する量子効率の良い物質が好ましい。具体的な例としては8−ヒドロキシ−キノリンアルミニウム錯体(Alq);カルバゾール系化合物;二量体化スチリル(dimerized styryl)化合物;BAlq;10−ヒドロキシベンゾキノリン−金属化合物;ベンゾオキサゾール、ベンズチアゾール及びベンズイミダゾール系の化合物;ポリ(p−フェニレンビニレン)(PPV)系の高分子;スピロ(spiro)化合物;ポリフルオレン、ルブレン等が挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記発光層はホスト材料及びドーパント材料を含むことができる。ホスト材料は縮合芳香族環誘導体または複素環含有化合物等が挙げられる。具体的に、縮合芳香族環誘導体としてはアントラセン誘導体、ピレン誘導体、ナフタレン誘導体、ペンタセン誘導体、フェナントレン化合物、フルオランテン化合物等が挙げられ、複素環含有化合物としてはカルバゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ラダー型フラン化合物、ピリミジン誘導体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
ドーパント材料としては芳香族アミン誘導体、スチリルアミン化合物、ホウ素錯体、フルオランテン化合物、金属錯体等が挙げられる。具体的に、芳香族アミン誘導体としては、置換もしくは非置換のアリールアミノ基を有する縮合芳香族環誘導体であって、アリールアミノ基を有するピレン、アントラセン、クリセン、ペリフランテン等が挙げられ、スチリルアミン化合物としては、置換もしくは非置換のアリールアミンに少なくとも1個のアリールビニル基が置換されている化合物であって、アリール基、シリル基、アルキル基、シクロアルキル基及びアリールアミノ基からなる群より1または2以上選択される置換基が置換もしくは非置換される。具体的には、スチリルアミン、スチリルジアミン、スチリルトリアミン、スチリルテトラアミン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、金属錯体としてはイリジウム錯体、白金錯体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
前記電子輸送層は電子注入層から電子を受け取って発光層にまで電子を輸送する層であり、電子輸送物質としては、陰極から注入された電子を発光層に円滑に移せる物質であって、電子に対する移動性の大きい物質が好ましい。具体的な例としては8−ヒドロキシキノリンのAl錯体;Alqを含む錯体;有機ラジカル化合物;ヒドロキシフラボン−金属錯体等が挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。電子輸送層は、従来技術により用いられたように、任意の所望のカソード物質と共に用いることができる。特に、好適なカソード物質の例は、低い仕事関数を有し、アルミニウム層またはシルバー層が付随する通常の物質である。具体的にはセシウム、バリウム、カルシウム、イッテルビウム及びサマリウムであり、それぞれの場合、アルミニウム層またはシルバー層が付随する。
前記電子注入層は電極から電子を注入する層であり、電子を輸送する能力を有し、陰極からの電子注入効果、発光層または発光材料に対して優れた電子注入効果を有し、発光層から生成された励起子の正孔注入層への移動を防止し、また、薄膜形成能力に優れた化合物が好ましい。具体的にはフルオレノン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、チオピランジオキシド、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ペリレンテトラカルボン酸、フルオレニリデンメタン、アントロン等とそれらの誘導体、金属錯体化合物及び含窒素5員環誘導体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
前記金属錯体化合物としては8−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)亜鉛、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)銅、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)マンガン、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)ガリウム、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)ベリリウム、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)亜鉛、ビス(2−メチル−8−キノリナート)クロロガリウム、ビス(2−メチル−8−キノリナート)(o−クレゾラート)ガリウム、ビス(2−メチル−8−キノリナート)(1−ナフトラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリナート)(2−ナフトラート)ガリウム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本明細書に係る有機発光素子は、用いられる材料に応じて前面発光型、背面発光型または両面発光型であってもよい。
本明細書の一実施態様において、前記化学式1の化合物は、有機発光素子の他にも有機太陽電池または有機トランジスタに含まれることができる。
前記化学式1で表される化合物及びこれを含む有機発光素子の製造は以下の実施例において具体的に説明する。但し、下記の実施例は本明細書を例示するためのものであって、本明細書の範囲がこれらによって限定されるものではない。
<合成例1>
Figure 0006547840
<製造例1>下記化合物1の化合物の合成
Figure 0006547840
窒素雰囲気下、500ml丸底フラスコに化合物A(10.0g、19.61mmol)、3−ブロモ−9−フェニル−9H−カルバゾール(3−bromo−9−phenyl−9H−carbazole)(6.92g、21.57mmol)をキシレン(Xylene)240mlに完全に溶かした後、ナトリウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(2.26g、23.53mol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium)(0)(0.10g、0.20mmol)を入れた後に3時間加熱攪拌した。常温に温度を下げ、濾過(filter)して塩(base)を除去した後にキシレン(Xylene)を減圧濃縮させ、エチルアセテート300mlで再結晶して前記化合物1(12.45g、収率:85%)を製造した。
MS[M+H]=752
<製造例2>下記化合物2の化合物の合成
Figure 0006547840
窒素雰囲気下、500ml丸底フラスコに化合物A(10.0g、19.61mmol)、4−ブロモ−N,N−ジフェニルアニリン(4−bromo−N,N−diphenylaniline)(6.97g、21.57mmol)をキシレン(Xylene)210mlに完全に溶かした後、ナトリウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(2.26g、23.53mol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium)(0)(0.10g、0.20mmol)を入れた後に2時間加熱攪拌した。常温に温度を下げ、濾過(filter)して塩(base)を除去した後にキシレン(Xylene)を減圧濃縮させ、エチルアセテート210mlで再結晶して前記化合物2(9.95g、収率:67%)を製造した。
MS[M+H]=754
<製造例3>下記化合物3の化合物の合成
Figure 0006547840
窒素雰囲気下、500ml丸底フラスコに化合物A(10.0g、19.61mmol)、N−(4−ブロモフェニル)−9,9−ジメチル−N−フェニル−9H−フルオレン−2−アミン(N−(4−bromophenyl)−9,9−dimethyl−N−phenyl−9H−fluoren−2−amine)(9.49g、21.57mmol)をキシレン(Xylene)260mlに完全に溶かした後、ナトリウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(2.26g、23.53mol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium)(0)(0.10g、0.20mmol)を入れた後に6時間加熱攪拌した。常温に温度を下げ、濾過(filter)して塩(base)を除去した後にキシレン(Xylene)を減圧濃縮させ、エチルアセテート310mlで再結晶して前記化合物3(14.33g、収率:84%)を製造した。
MS[M+H]=871
<製造例4>下記化合物4の化合物の合成
Figure 0006547840
窒素雰囲気下、500ml丸底フラスコに化合物A(10.0g、27.25mmol)、2−クロロ−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(2−chloro−4,6−diphenyl−1,3,5−triazine)(5.76g、29.97mmol)をキシレン(Xylene)320mlに完全に溶かした後、ナトリウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(3.41g、35.43mol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium)(0)(0.14g、0.27mmol)を入れた後に5時間加熱攪拌した。常温に温度を下げ、濾過(filter)して塩(base)を除去した後にキシレン(Xylene)を減圧濃縮させ、エチルアセテート450mlで再結晶して前記化合物4(12.98g、収率:89%)を製造した。
MS[M+H]=742
<製造例5>下記化合物5の化合物の合成
Figure 0006547840
窒素雰囲気下、500ml丸底フラスコに化合物A(10.0g、27.25mmol)、2−クロロ−4,6−ジフェニルピリミジン(2−chloro−4,6−diphenylpyrimidine)(5.71g、29.97mmol)をキシレン(Xylene)320mlに完全に溶かした後、ナトリウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(3.41g、35.43mol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium)(0)(0.14g、0.27mmol)を入れた後に3時間加熱攪拌した。常温に温度を下げ、濾過(filter)して塩(base)を除去した後にキシレン(Xylene)を減圧濃縮させ、エチルアセテート380mlで再結晶して前記化合物5(10.44g、収率:72%)を製造した。
MS[M+H]=741
<製造例6>下記化合物6の化合物の合成
Figure 0006547840
窒素雰囲気下、500ml丸底フラスコに化合物A(10.0g、27.25mmol)、4−クロロ−2,6−ジフェニルピリミジン(4−chloro−2,6−diphenylpyrimidine)(5.71g、29.97mmol)をキシレン(Xylene)280mlに完全に溶かした後、ナトリウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(3.41g、35.43mol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium)(0)(0.14g、0.27mmol)を入れた後に4時間加熱攪拌した。常温に温度を下げ、濾過(filter)して塩(base)を除去した後にキシレン(Xylene)を減圧濃縮させ、エチルアセテート380mlで再結晶して前記化合物6(9.66g、収率:66%)を製造した。
MS[M+H]=741
<製造例7>下記化合物7の化合物の合成
Figure 0006547840
窒素雰囲気下、500ml丸底フラスコに化合物A(10.0g、27.25mmol)、2−クロロ−4,6−ジフェニルピリジン(2−chloro−4,6−diphenylpyridine)(5.66g、29.97mmol)をキシレン(Xylene)280mlに完全に溶かした後、ナトリウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(3.41g、35.43mol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium)(0)(0.14g、0.27mmol)を入れた後に8時間加熱攪拌した。常温に温度を下げ、濾過(filter)して塩(base)を除去した後にキシレン(Xylene)を減圧濃縮させ、エチルアセテート310mlで再結晶して前記化合物7(11.35g、収率:78%)を製造した。
MS[M+H]=740
<製造例8>下記化合物8の化合物の合成
Figure 0006547840
窒素雰囲気下、500ml丸底フラスコに化合物A(10.0g、27.25mmol)、2−クロロ−4−フェニルキナゾリン(2−chloro−4−phenylquinazoline)(5.18g、29.97mmol)をキシレン(Xylene)250mlに完全に溶かした後、ナトリウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(3.41g、35.43mol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium)(0)(0.14g、0.27mmol)を入れた後に2時間加熱攪拌した。常温に温度を下げ、濾過(filter)して塩(base)を除去した後にキシレン(Xylene)を減圧濃縮させ、エチルアセテート310mlで再結晶して前記化合物8(11.35g、収率:78%)を製造した。
MS[M+H]=715
<製造例9>下記化合物9の化合物の合成
Figure 0006547840
窒素雰囲気下、500ml丸底フラスコに化合物A(10.0g、27.25mmol)、2−(4−クロロフェニル)−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(2−(4−chlorophenyl)−4,6−diphenyl−1,3,5−triazine)(8.37g、29.97mmol)をキシレン(Xylene)420mlに完全に溶かした後、ナトリウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(3.41g、35.43mol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium)(0)(0.14g、0.27mmol)を入れた後に4時間加熱攪拌した。常温に温度を下げ、濾過(filter)して塩(base)を除去した後にキシレン(Xylene)を減圧濃縮させ、テトラヒドロフラン250mlで再結晶して前記化合物9(14.88g、収率:92%)を製造した。
MS[M+H]=818
<製造例10>下記化合物10の化合物の合成
Figure 0006547840
窒素雰囲気下、500ml丸底フラスコに化合物A(10.0g、27.25mmol)、2−(3−クロロフェニル)−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(2−(3−chlorophenyl)−4,6−diphenyl−1,3,5−triazine)(8.37g、29.97mmol)をキシレン(Xylene)420mlに完全に溶かした後、ナトリウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(3.41g、35.43mol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium)(0)(0.14g、0.27mmol)を入れた後に5時間加熱攪拌した。常温に温度を下げ、濾過(filter)して塩(base)を除去した後にキシレン(Xylene)を減圧濃縮させ、テトラヒドロフラン210mlで再結晶して前記化合物10(13.11g、収率:82%)を製造した。
MS[M+H]=818
<製造例11>下記化合物11の化合物の合成
Figure 0006547840
窒素雰囲気下、500ml丸底フラスコに化合物A(10.0g、19.61mmol)、(4−ブロモフェニル)ジフェニルホスフィンオキシド((4−bromophenyl)diphenylphosphine oxide)(7.70g、21.57mmol)をキシレン(Xylene)230mlに完全に溶かした後、ナトリウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(2.26g、23.53mol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium)(0)(0.10g、0.20mmol)を入れた後に3時間加熱攪拌した。常温に温度を下げ、濾過(filter)して塩(base)を除去した後にキシレン(Xylene)を減圧濃縮させ、エチルアセテート210mlで再結晶して前記化合物11(12.85g、収率:83%)を製造した。
MS[M+H]=787
<製造例12>下記化合物12の化合物の合成
Figure 0006547840
窒素雰囲気下、500ml丸底フラスコに化合物A(10.0g、19.61mmol)、2−ブロモジベンゾ[b,d]フラン(2−bromodibenzo[b,d]furan)(5.33g、21.57mmol)をキシレン(Xylene)240mlに完全に溶かした後、ナトリウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(2.26g、23.53mol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium)(0)(0.10g、0.20mmol)を入れた後に3時間加熱攪拌した。常温に温度を下げ、濾過(filter)して塩(base)を除去した後にキシレン(Xylene)を減圧濃縮させ、エチルアセテート300mlで再結晶して前記化合物12(8.76g、収率:66%)を製造した。
MS[M+H]=677
<製造例13>下記化合物13の化合物の合成
Figure 0006547840
窒素雰囲気下、500ml丸底フラスコに化合物A(10.0g、19.61mmol)、2−ブロモジベンゾ[b,d]チオフェン(2−bromodibenzo[b,d]thiophene)(5.67g、21.57mmol)をキシレン(Xylene)220mlに完全に溶かした後、ナトリウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(2.26g、23.53mol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium)(0)(0.10g、0.20mmol)を入れた後に5時間加熱攪拌した。常温に温度を下げ、濾過(filter)して塩(base)を除去した後にキシレン(Xylene)を減圧濃縮させ、エチルアセテート300mlで再結晶して前記化合物13(9.06g、収率:67%)を製造した。
MS[M+H]=693
<製造例14>下記化合物14の化合物の合成
Figure 0006547840
窒素雰囲気下、500ml丸底フラスコに化合物A(10.0g、19.61mmol)、2−(4−ブロモフェニル)−1−フェニル−1H−ベンゾ[d]イミダゾール(2−(4−bromophenyl)−1−phenyl−1H−benzo[d]imidazole)(7.53g、21.57mmol)をキシレン(Xylene)290mlに完全に溶かした後、ナトリウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(2.26g、23.53mol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium)(0)(0.10g、0.20mmol)を入れた後に4時間加熱攪拌した。常温に温度を下げ、濾過(filter)して塩(base)を除去した後にキシレン(Xylene)を減圧濃縮させ、エチルアセテート280mlで再結晶して前記化合物14(12.23g、収率:80%)を製造した。
<製造例15>下記化合物15〜28の化合物の合成
Figure 0006547840
製造例1〜14において出発物質として化合物Aの代わりに化合物Bの物質を用いたことを除いては、前記化合物1〜14を製造する方法と同様の方法により前記化合物15〜28を製造した。前記化合物15〜28のMS[M+H]値を下記の表1に示す。
Figure 0006547840
<製造例16>下記化合物29〜42の化合物の合成
Figure 0006547840
製造例1〜16において出発物質として化合物Aの代わりに化合物Cの物質を用いたことを除いては、前記化合物1〜16を製造する方法と同様の方法により前記化合物29〜42を製造した。前記化合物29〜42のMS[M+H]値を下記の表2に示す。
Figure 0006547840
<製造例17>下記化合物43〜56の化合物の合成
Figure 0006547840
製造例1〜16において出発物質として化合物Aの代わりに化合物Dの物質を用いたことを除いては、前記化合物1〜16を製造する方法と同様の方法により前記化合物43〜56を製造した。前記化合物43〜56のMS[M+H]値を下記の表3に示す。
Figure 0006547840
<製造例18>下記化合物57〜70の化合物の合成
Figure 0006547840
製造例1〜16において出発物質として化合物Aの代わりに化合物Eの物質を用いたことを除いては、前記化合物1〜16を製造する方法と同様の方法により前記化合物57〜70を製造した。前記化合物57〜70のMS[M+H]値を下記の表4に示す。
Figure 0006547840
<製造例19>下記化合物71〜84の化合物の合成
Figure 0006547840
製造例1〜16において出発物質として化合物Aの代わりに化合物Fの物質を用いたことを除いては、前記化合物1〜16を製造する方法と同様の方法により前記化合物71〜84を製造した。前記化合物71〜84のMS[M+H]値を下記の表5に示す。
Figure 0006547840
<製造例20>下記化合物85〜98の化合物の合成
Figure 0006547840
製造例1〜16において出発物質として化合物Aの代わりに化合物Gの物質を用いたことを除いては、前記化合物1〜16を製造する方法と同様の方法により前記化合物85〜98を製造した。前記化合物85〜98のMS[M+H]値を下記の表6に示す。
Figure 0006547840
<製造例21>下記化合物99〜112の化合物の合成
Figure 0006547840
製造例1〜16において出発物質として化合物Aの代わりに化合物Hの物質を用いたことを除いては、前記化合物1〜16を製造する方法と同様の方法により前記化合物99〜112を製造した。前記化合物99〜112のMS[M+H]値を下記の表7に示す。
Figure 0006547840
<製造例22>下記化合物113〜224の化合物の合成
Figure 0006547840
Figure 0006547840
Figure 0006547840
Figure 0006547840
Figure 0006547840
Figure 0006547840
Figure 0006547840
Figure 0006547840
製造例1〜21において出発物質として化合物A〜Hの代わりに化合物I〜Pの物質を用いたことを除いては、前記化合物1〜112を製造する方法と同様の方法により前記化合物113〜224を製造した。前記化合物113〜224のMS[M+H]値を下記の表8〜10に示す。
Figure 0006547840
Figure 0006547840
Figure 0006547840
<実験例1−1>
ITO(indium tin oxide)が1,000Å厚さで薄膜コーティングされたガラス基板を洗剤を溶かした蒸留水に入れて超音波で洗浄した。この時、洗剤としてはFischer社製のものを用い、蒸留水としてはMillipore社製のフィルタ(Filter)で2次濾過された蒸留水を用いた。ITOを30分間洗浄した後、蒸留水で2回繰り返して超音波洗浄を10分間行った。蒸留水洗浄が終わった後、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノールの溶剤で超音波洗浄をして乾燥させた後にプラズマ洗浄機に輸送した。また、酸素プラズマを用いて前記基板を5分間洗浄した後に真空蒸着機に基板を輸送した。
このように準備したITO透明電極上に下記化学式のヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン(HAT)を500Å厚さで熱真空蒸着して正孔注入層を形成した。
Figure 0006547840
前記正孔注入層上に正孔を輸送する物質として下記化合物4−4'−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(NPB)(300Å)を真空蒸着して正孔輸送層を形成した。
Figure 0006547840
次に、前記正孔輸送層上に膜厚さ100Åで下記化合物1を真空蒸着して電子抑制層を形成した。
Figure 0006547840
次に、前記電子抑制層上に膜厚さ300Åで以下のようなBHとBDを25:1の重量比で真空蒸着して発光層を形成した。
Figure 0006547840
前記発光層上に前記化合物ET1と前記化合物LiQ(Lithium Quinolate)を1:1の重量比で真空蒸着して300Å厚さで電子注入及び輸送層を形成した。前記電子注入及び輸送層上に12Å厚さでフッ化リチウム(LiF)と2,000Å厚さでアルミニウムを順次蒸着して陰極を形成した。
前記過程で有機物の蒸着速度は0.4〜0.7Å/secを維持し、陰極のフッ化リチウムは0.3Å/sec、アルミニウムは2Å/secの蒸着速度を維持し、蒸着時の真空度は2×10−7〜5×10−6torrを維持して有機発光素子を製作した。
<実験例1−2>
前記実験例1−1において化合物1の代わりに前記化合物2を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例1−3>
前記実験例1−1において化合物1の代わりに前記化合物3を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例1−4>
前記実験例1−1において化合物1の代わりに前記化合物15を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例1−5>
前記実験例1−1において化合物1の代わりに前記化合物16を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例1−6>
前記実験例1−1において化合物1の代わりに前記化合物17を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例1−7>
前記実験例1−1において化合物1の代わりに前記化合物29を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例1−8>
前記実験例1−1において化合物1の代わりに前記化合物30を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例1−9>
前記実験例1−1において化合物1の代わりに前記化合物31を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例1−10>
前記実験例1−1において化合物1の代わりに前記化合物43を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例1−11>
前記実験例1−1において化合物1の代わりに前記化合物58を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例1−12>
前記実験例1−1において化合物1の代わりに前記化合物73を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例1−13>
前記実験例1−1において化合物1の代わりに前記化合物85を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例1−14>
前記実験例1−1において化合物1の代わりに前記化合物100を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例1−15>
前記実験例1−1において化合物1の代わりに前記化合物115を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例1−16>
前記実験例1−1において化合物1の代わりに前記化合物127を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例1−17>
前記実験例1−1において化合物1の代わりに前記化合物142を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例1−18>
前記実験例1−1において化合物1の代わりに前記化合物157を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例1−19>
前記実験例1−1において化合物1の代わりに前記化合物169を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例1−20>
前記実験例1−1において化合物1の代わりに前記化合物184を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例1−21>
前記実験例1−1において化合物1の代わりに前記化合物199を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例1−22>
前記実験例1−1において化合物1の代わりに前記化合物211を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<比較例1−1>
前記実験例1−1において化合物1の代わりにEB1を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
Figure 0006547840
<比較例1−2>
前記実験例1−1において化合物1の代わりにEB2を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
Figure 0006547840
実験例1−1〜22、比較例1−1及び1−2によって製作された有機発光素子に電流を印加した時に表11のような結果が得られた。
Figure 0006547840
前記表11に示すように、実験例1−1〜1−22の化合物は、有機発光素子における電子抑制層として、本願発明の化学式1のコアにおいて縮合されたカルバゾール環がない比較例1−1〜1−2より低電圧、高効率の特性を示すことが分かる。
本発明に係る化学式の化合物誘導体は電子抑制能力に優れて低電圧及び高効率の特性を示しており、有機発光素子に適用可能であることを確認することができた。
<実験例2−1>
合成例で合成された化合物を通常に知られた方法で高純度の昇華精製をした後、下記のような方法により緑色有機発光素子を製造した。
ITO(indium tin oxide)が1,000Å厚さで薄膜コーティングされたガラス基板を洗剤を溶かした蒸留水に入れて超音波で洗浄した。この時、洗剤としてはFischer社製のものを用い、蒸留水としてはMillipore社製のフィルタ(Filter)で2次濾過された蒸留水を用いた。ITOを30分間洗浄した後、蒸留水で2回繰り返して超音波洗浄を10分間行った。蒸留水洗浄が終わった後、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノールの溶剤で超音波洗浄をして乾燥させた後にプラズマ洗浄機に輸送した。また、酸素プラズマを用いて前記基板を5分間洗浄した後に真空蒸着機に基板を輸送した。
このように準備したITO透明電極上に、化合物4をホストとして用いて、m−MTDATA(60nm)/TCTA(80nm)/化合物4+10%Ir(ppy)(300nm)/BCP(10nm)/Alq(30nm)/LiF(1nm)/Al(200nm)順に発光素子を構成して有機発光素子を製造した。
m−MTDATA、TCTA、Ir(ppy)及びBCPの各々の構造は次のとおりである。
Figure 0006547840
<実験例2−2>
前記実験例2−1において化合物4の代わりに前記化合物5を用いたことを除いては、実験例2−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例2−3>
前記実験例2−1において化合物4の代わりに前記化合物6を用いたことを除いては、実験例2−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例2−4>
前記実験例2−1において化合物4の代わりに前記化合物7を用いたことを除いては、実験例2−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例2−5>
前記実験例2−1において化合物4の代わりに前記化合物9を用いたことを除いては、実験例2−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例2−6>
前記実験例2−1において化合物4の代わりに前記化合物10を用いたことを除いては、実験例2−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例2−7>
前記実験例2−1において化合物4の代わりに前記化合物18を用いたことを除いては、実験例2−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例2−8>
前記実験例2−1において化合物4の代わりに前記化合物19を用いたことを除いては、実験例2−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例2−9>
前記実験例2−1において化合物4の代わりに前記化合物20を用いたことを除いては、実験例2−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例2−10>
前記実験例2−1において化合物4の代わりに前記化合物21を用いたことを除いては、実験例2−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例2−11>
前記実験例2−1において化合物4の代わりに前記化合物23を用いたことを除いては、実験例2−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例2−12>
前記実験例2−1において化合物4の代わりに前記化合物24を用いたことを除いては、実験例2−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例2−13>
前記実験例2−1において化合物4の代わりに前記化合物32を用いたことを除いては、実験例2−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<比較例2−1>
前記実験例2−1において化合物4の代わりにGH1を用いたことを除いては、実験例2−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
Figure 0006547840
<比較例2−2>
前記実験例2−1において化合物4の代わりにGH2を用いたことを除いては、実験例2−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
Figure 0006547840
実験例2−1〜2−13、比較例2−1〜2−2によって製作された有機発光素子に電流を印加した時に表12のような結果が得られた。
Figure 0006547840
実験の結果、本発明に係る前記化学式1で表される化合物を緑色発光層のホスト物質として用いる実験例2−1〜13の緑色有機発光素子は、本願発明の化学式1のコアにおいて縮合されたカルバゾール環がない物質を用いる比較例2−1及び2−2の緑色有機発光素子より電流効率及び駆動電圧の側面に優れた性能を示すことを確認することができた。
<実験例3−1>
合成例で合成された化合物を通常に知られた方法で高純度の昇華精製をした後、下記のような方法により赤色有機発光素子を製造した。
ITOガラスの発光面積が2mm×2mm大きさになるようにパターニングした後に洗浄した。基板を真空チャンバに取り付けた後、ベース圧力が1×10−6torrになるようにした後、前記ITO上にDNTPD(700Å)及びα−NPB(300Å)を用いて層を順次形成した。次に、化合物8をホストとして(90wt%)用い、ドーパントとして下記(piq)Ir(acac)(10wt%)を共蒸着(300Å)して発光層を形成し、さらにAlq(350Å)、LiF(5Å)、Al(1,000Å)の順に成膜した後、0.4mAで測定をした。
前記DNTPD、α−NPB、(piq)Ir(acac)及びAlqの構造は次のとおりである。
Figure 0006547840
<実験例3−2>
前記実験例3−1において化合物8の代わりに前記化合物22を用いたことを除いては、実験例3−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例3−3>
前記実験例3−1において化合物8の代わりに前記化合物36を用いたことを除いては、実験例3−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例3−4>
前記実験例3−1において化合物8の代わりに前記化合物50を用いたことを除いては、実験例3−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例3−5>
前記実験例3−1において化合物8の代わりに前記化合物64を用いたことを除いては、実験例3−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例3−6>
前記実験例3−1において化合物8の代わりに前記化合物78を用いたことを除いては、実験例3−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例3−7>
前記実験例3−1において化合物8の代わりに前記化合物92を用いたことを除いては、実験例3−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例3−8>
前記実験例3−1において化合物8の代わりに前記化合物106を用いたことを除いては、実験例3−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例3−9>
前記実験例3−1において化合物8の代わりに前記化合物120を用いたことを除いては、実験例3−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例3−10>
前記実験例3−1において化合物8の代わりに前記化合物134を用いたことを除いては、実験例3−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例3−11>
前記実験例3−1において化合物8の代わりに前記化合物148を用いたことを除いては、実験例3−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例3−12>
前記実験例3−1において化合物8の代わりに前記化合物162を用いたことを除いては、実験例3−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例3−13>
前記実験例3−1において化合物8の代わりに前記化合物176を用いたことを除いては、実験例3−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例3−14>
前記実験例3−1において化合物8の代わりに前記化合物190を用いたことを除いては、実験例3−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<実験例3−15>
前記実験例3−1において化合物8の代わりに前記化合物204を用いたことを除いては、実験例3−1と同様の方法により有機発光素子を製作した。
<比較例3−1>
比較例3−1のための有機発光素子は、前記実施例の素子構造において、発光層のホストとして、本発明により製造された有機発光化合物の代わりに、一般の燐光ホスト物質として多く用いられている下記化合物CBPを用いたことを除いては同様に製作した。
Figure 0006547840
下記実験例3−1〜15、比較例3−1により製造された有機発光素子に対し、電圧、電流密度、輝度、色座標及び寿命を測定し、その結果を下記の表13に示す。T95は輝度が初期輝度(5000nit)から95%に減少するのにかかる時間を意味する。
Figure 0006547840
実験の結果、本発明により製造された8、22、36、50、64、78、92、106、120、134、148、162、176、190、204で表される化合物を発光層のホスト物質として用いる実験例3−1〜15の赤色有機発光素子は、従来のCBPを用いる比較例3−1の赤色有機発光素子より電流効率、駆動電圧及び寿命の側面に優れた性能を示すことを確認することができた。キナゾリンを置換基として有する前記化合物は赤色発光有機素子として好適であることが分かる。
以上、本発明の好ましい実施例(電子抑制層、緑色発光層、赤色発光層)について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明の範囲内で様々に変形して実施することができ、また、それも発明の範疇に属すると言える。
1 ・・・基板
2 ・・・陽極
3 ・・・発光層
4 ・・・陰極
5 ・・・正孔注入層
6 ・・・正孔輸送層
7 ・・・電子輸送層

Claims (20)

  1. 下記化学式1で表される化合物:
    (化学式1)
    Figure 0006547840
    前記化学式1において、
    YはO、SまたはSiR1112であり、
    XはNArであり、
    〜R及びArは互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボニル基;エステル基;イミド基;アミノ基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリールオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のアラルキル基;置換もしくは非置換のアラルケニル基;置換もしくは非置換のアルキルアリール基;置換もしくは非置換のアルキルアミノ基;置換もしくは非置換のアラルキルアミノ基;置換もしくは非置換のヘテロアリールアミノ基;置換もしくは非置換のアリールアミノ基;置換もしくは非置換のアリールヘテロアリールアミノ基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換の複素環基であるか、隣接した基と互いに結合して環を形成することができ、R11及びR12は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して水素;置換もしくは非置換のアルキル基;または置換もしくは非置換のアリール基であり、p、s、r及びuは各々0〜4の整数であり、qは0〜3の整数であり、tは0〜2の整数であり、p、q、r、s、t及びuが各々2以上である場合、括弧内の基は互いに同一であるかまたは異なる。
  2. 前記化学式1は下記化学式2または3で表される、請求項1に記載の化合物:
    (化学式2)
    Figure 0006547840
    前記化学式2において、Y、X、R〜R、r、s、t及びuは化学式1で定義したとおりであり、R及びR10は互いに同一であるかまたは異なり、化学式1のR〜Rの定義のとおりであり、vは0〜5の整数であり、wは0〜4の整数であり、v及びwが各々2以上である場合、括弧内の基は互いに同一であるかまたは異なる。
    (化学式3)
    Figure 0006547840
    前記化学式3において、Y、X、R〜R、p、q、r、s、t及びuは化学式1で定義したとおりである。
  3. 前記化学式1は下記化学式4〜7のうちの一つで表される、請求項2に記載の化合物:
    (化学式4)
    Figure 0006547840
    (化学式5)
    Figure 0006547840
    (化学式6)
    Figure 0006547840
    (化学式7)
    Figure 0006547840
    前記化学式4〜7において、置換基の定義は化学式2のとおりである。
  4. 前記化学式1は下記化学式8〜11のうちの一つで表される、請求項2に記載の化合物:
    (化学式8)
    Figure 0006547840
    (化学式9)
    Figure 0006547840
    (化学式10)
    Figure 0006547840
    (化学式11)
    Figure 0006547840
    前記化学式8〜11において、置換基の定義は化学式1のとおりである。
  5. XはNArであり、Arは−(L−Arで表され、
    は直接結合;置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換のヘテロアリーレンであり、nは0〜2の整数であり、nが2の場合、L1は互いに同一であるかまたは異なり、
    Arは水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボニル基;エステル基;イミド基;アミノ基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリールオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のアラルキル基;置換もしくは非置換のアラルケニル基;置換もしくは非置換のアルキルアリール基;置換もしくは非置換のアルキルアミノ基;置換もしくは非置換のアラルキルアミノ基;置換もしくは非置換のヘテロアリールアミノ基;置換もしくは非置換のアリールアミノ基;置換もしくは非置換のアリールヘテロアリールアミノ基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換の複素環基である、請求項1に記載の化合物。
  6. Arは置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換の複素環基;置換もしくは非置換のアリールアミノ基;または置換もしくは非置換のアリールホスフィンである、請求項5に記載の化合物。
  7. は直接結合または置換もしくは非置換のアリーレンである、請求項5に記載の化合物。
  8. は直接結合、フェニレン、ビフェニリレン、ターフェニリレン、クォーターフェニリレン、ナフチレン、アントリレン、フルオレン、フェナントレン、ピレンまたはトリフェニレンである、請求項5に記載の化合物。
  9. 前記化学式1の化合物は下記構造式の中から選択されたいずれか一つである、請求項1に記載の化合物:
    Figure 0006547840
    Figure 0006547840
    Figure 0006547840
    Figure 0006547840
    Figure 0006547840
    Figure 0006547840
    Figure 0006547840
    Figure 0006547840
    Figure 0006547840
    Figure 0006547840
    Figure 0006547840
    Figure 0006547840
    Figure 0006547840
    Figure 0006547840
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    Figure 0006547840
    Figure 0006547840
    Figure 0006547840
    Figure 0006547840
    Figure 0006547840
    Figure 0006547840
  10. 第1電極、前記第1電極と対向して備えられた第2電極、及び前記第1電極と前記第2電極との間に備えられた1層以上の有機物層を含む有機発光素子であって、前記有機物層のうち1層以上は請求項1〜9のいずれか1項に記載の化合物を含む有機発光素子。
  11. 前記有機物層は正孔輸送層を含み、前記正孔輸送層は前記化合物を含む、請求項10に記載の有機発光素子。
  12. 前記有機物層は正孔注入層を含み、前記正孔注入層は前記化合物を含む、請求項10に記載の有機発光素子。
  13. 前記有機物層は発光層を含み、前記発光層は前記化合物を含む、請求項10に記載の有機発光素子。
  14. 前記有機物層は電子抑制層を含み、前記電子抑制層は前記化合物を含む、請求項10に記載の有機発光素子。
  15. 前記有機物層は正孔注入と正孔輸送を同時にする層を含み、前記正孔注入と正孔輸送を同時にする層は前記化合物を含む、請求項10に記載の有機発光素子。
  16. 前記有機物層は下記化学式1−Aで表される化合物を含む、請求項10に記載の有機発光素子:
    (化学式1−A)
    Figure 0006547840
    前記化学式1−Aにおいて、
    n1は1以上の整数であり、
    Ar7は置換もしくは非置換の1価以上のベンゾフルオレン基;置換もしくは非置換の1価以上のフルオランテン基;置換もしくは非置換の1価以上のピレン基;または置換もしくは非置換の1価以上のクリセン基であり、
    L4は直接結合;置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
    Ar8及びAr9は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のゲルマニウム基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリールアルキル基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であるか、互いに結合して置換もしくは非置換の環を形成することができ、
    n1が2以上である場合、2以上の括弧内の構造は互いに同一であるかまたは異なる。
  17. 前記L4は直接結合であり、Ar7は2価のピレン基であり、Ar8及びAr9は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して炭素数1〜30のアルキル基で置換もしくは非置換された炭素数6〜30のアリール基、または置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基であり、n1は2である、請求項16に記載の有機発光素子。
  18. 前記有機物層は下記化学式2−Aで表される化合物を含む、請求項10に記載の有機発光素子:
    (化学式2−A)
    Figure 0006547840
    前記化学式2−Aにおいて、
    G11はフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−ナフタセニル基、2−ナフタセニル基、9−ナフタセニル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、3−メチル−2−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基または下記化学式
    Figure 0006547840
    であり、
    G12はフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−ナフタセニル基、2−ナフタセニル基、9−ナフタセニル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、2−ビフェニリル基、3−ビフェニリル基、4−ビフェニリル基、p−テルフェニル−4−イル基、p−テルフェニル−3−イル基、p−テルフェニル−2−イル基、m−テルフェニル−4−イル基、m−テルフェニル−3−イル基、m−テルフェニル−2−イル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、p−t−ブチルフェニル基、p−(2−フェニルプロピル)フェニル基、3−メチル−2−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、4−メチル−1−アントリル基、4'−メチルビフェニリル基、4''−t−ブチル−p−テルフェニル−4−イル基または3−フルオランテニル基であり、
    G13及びG14は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して水素;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
    g12は1〜5の整数であり、
    g13及びg14は各々1〜4の整数であり、
    前記g12〜g14が各々2以上である場合、2以上の括弧内の構造は互いに同一であるかまたは異なる。
  19. 前記G11は1−ナフチル基であり、G12は2−ナフチル基である、請求項18に記載の有機発光素子。
  20. 前記有機物層は下記化学式2−Aで表される化合物を含む、請求項16に記載の有機発光素子:
    (化学式2−A)
    Figure 0006547840
    前記化学式2−Aにおいて、
    G11はフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−ナフタセニル基、2−ナフタセニル基、9−ナフタセニル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、3−メチル−2−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基または下記化学式
    Figure 0006547840
    であり、
    G12はフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−ナフタセニル基、2−ナフタセニル基、9−ナフタセニル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、2−ビフェニリル基、3−ビフェニリル基、4−ビフェニリル基、p−テルフェニル−4−イル基、p−テルフェニル−3−イル基、p−テルフェニル−2−イル基、m−テルフェニル−4−イル基、m−テルフェニル−3−イル基、m−テルフェニル−2−イル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、p−t−ブチルフェニル基、p−(2−フェニルプロピル)フェニル基、3−メチル−2−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、4−メチル−1−アントリル基、4'−メチルビフェニリル基、4''−t−ブチル−p−テルフェニル−4−イル基または3−フルオランテニル基であり、
    G13及びG14は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して水素;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
    g12は1〜5の整数であり、
    g13及びg14は各々1〜4の整数であり、
    前記g12〜g14が各々2以上である場合、2以上の括弧内の構造は互いに同一であるかまたは異なる。
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