JP6910696B2 - 化合物、これを含むコーティング組成物、これを用いた有機発光素子およびその製造方法 - Google Patents

化合物、これを含むコーティング組成物、これを用いた有機発光素子およびその製造方法 Download PDF

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Description

本明細書は、2017年9月29日付で韓国特許庁に出願された韓国特許出願第10−2017−0127207号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に組み込まれる。
本明細書は、化合物、前記化合物を含むコーティング組成物、前記コーティング組成物を用いて形成された有機発光素子およびその製造方法に関する。
有機発光現象は、特定の有機分子の内部プロセスによって電流が可視光に変換される例の一つである。有機発光現象の原理は次の通りである。アノードとカソードとの間に有機物層を位置させた時、2つの電極の間に電流をかけると、カソードとアノードからそれぞれ電子と正孔が有機物層に注入される。有機物層に注入された電子と正孔は、再結合してエキシトン(exciton)を形成し、このエキシトンが再び基底状態に落ちながら光を発する。このような原理を利用する有機発光素子は、一般的に、カソードおよびアノードと、その間に位置した有機物層、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層を含む有機物層から構成される。
従来は、有機発光素子を製造するために蒸着工程を主に使用してきた。しかし、蒸着工程による有機発光素子の製造時、材料の損失が多く発生するという問題点があり、これを解決するために、材料の損失が少なくて生産効率を増大させられる溶液工程により素子を製造する技術が開発されており、溶液工程時に使用可能な物質の開発が求められている。
溶液工程用有機発光素子で使用される物質は、次のような性質を有しなければならない。
第一に、保存可能な均質な溶液を形成できなければならない。商用化された蒸着工程用物質の場合、結晶性が良くて溶液にうまく溶けなかったり溶液を形成しても結晶が生じやすいため、保存期間によって溶液の濃度勾配が異なったり、不良素子を形成する可能性が大きい。
第二に、溶液工程に使用される物質は、薄膜形成時、穴やかたまり現象が発生せず均一な厚さの薄膜を形成できるようにコーティング性に優れていなければならない。
第三に、溶液工程が行われる層は、他の層を形成する工程で使用される溶媒および物質に対する耐性がなければならない。このために、硬化基を導入することにより、溶液塗布後、熱処理あるいはUV照射により基板上で自主的に架橋結合した高分子を形成して、次の工程に使用される溶媒および物質に対して十分な耐性を有するか、自主的に溶媒に対して耐性を有し得る物質が使用されなければならない。一般的に、有機発光素子で使用されるアリールアミン系単分子の場合、自主的に次の工程の溶媒に耐性を有することがないので、溶液工程用有機発光素子に使用できるように硬化基が導入されたアリールアミン系単分子化合物の開発が求められる。
本明細書は、溶液工程用有機発光素子で使用可能な化合物およびこれを含む有機発光素子を提供することを目的とする。
下記化学式1で表される化合物を提供する。
Figure 0006910696
前記化学式1において、
R1〜R3およびR5〜R7は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;シリル基;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ルケニル基;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環基であり、
R4およびR8は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、熱または光によって架橋可能な官能基であり、
Ar1およびAr2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;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シクロアルキル基;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環基であり、
L1およびL2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;置換もしくは非置換の2価のアルキル基;置換もしくは非置換の2価のアリール基;または置換もしくは非置換の2価のヘテロアリール基であり、
L11およびL12は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;または置換もしくは非置換の2価のアリール基であり、
Lは、置換もしくは非置換の2価または3価のアリール基;置換もしくは非置換の2価または3価のヘテロアリール基;または置換もしくは非置換の2価または3価のアリールアミン基であり、
m1およびm2は、それぞれ0〜12の整数であり、
n1およびn5は、それぞれ0〜5の整数であり、
n2およびn6は、それぞれ0〜4の整数であり、
n3およびn7は、それぞれ0〜3の整数であり、
p1およびp2は、それぞれ1〜4の整数であり、
qは、1または2であり、
n1〜n3、n5〜n7、p1およびp2がそれぞれ2以上の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なり、
qが2の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なる。
本明細書は、前記化合物を含むコーティング組成物を提供する。
本明細書はまた、第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に備えられる1層以上の有機物層とを含み、前記有機物層のうちの1層以上は、前記コーティング組成物の硬化物を含み、前記コーティング組成物の硬化物は、前記コーティング組成物が熱処理または光処理によって硬化した状態である有機発光素子を提供する。
最後に、本明細書は、基板を用意するステップと、前記基板上に第1電極を形成するステップと、前記第1電極上に1層以上の有機物層を形成するステップと、前記有機物層上に第2電極を形成するステップとを含み、前記有機物層を形成するステップは、前記コーティング組成物を用いて1層以上の有機物層を形成するステップを含むものである有機発光素子の製造方法を提供する。
本発明の一実施態様に係る化合物は、溶液工程が可能で、素子の大面積化が可能であり、有機発光素子の有機物層の材料に使用可能であり、低い駆動電圧、高い発光効率および高い寿命特性を提供するだけでなく、前記化合物を含む有機物層は、他の層を形成する工程で使用される溶媒および物質に対する耐性を有する有機発光素子を提供することができる。
また、本発明の一実施態様に係る化合物は、フルオレン構造およびフルオレンの9番目の炭素に直接結合したアリール基および硬化性基とフルオレンとの間にリンカーのアルキル基が分子間の相互作用を妨げてガラス転移温度および融点を調節することができ、直鎖形態のアルキル基によって、硬化性基の運動性を増加させたり硬化性基の周囲の立体障害を減少させることにより、硬化温度を低下させられるという利点がある。
本明細書の一実施態様に係る有機発光素子の例を示すものである。 化合物1のMSグラフを示す図である。 化合物1のDSC測定グラフを示す図である。 実施例1−1の膜保持率テストの結果を示す図である。 比較例1−1の膜保持率テストの結果を示す図である。 比較例1−2の膜保持率テストの結果を示す図である。
以下、本明細書を詳細に説明する。
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。
Figure 0006910696
前記化学式1において、
R1〜R3およびR5〜R7は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;シリル基;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ルケニル基;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環基であり、
R4およびR8は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、熱または光によって架橋可能な官能基であり、
Ar1およびAr2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;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シクロアルキル基;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環基であり、
L1およびL2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;置換もしくは非置換の2価のアルキル基;置換もしくは非置換の2価のアリール基;または置換もしくは非置換の2価のヘテロアリール基であり、
L11およびL12は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;または置換もしくは非置換の2価のアリール基であり、
Lは、置換もしくは非置換の2価または3価のアリール基;置換もしくは非置換の2価または3価のヘテロアリール基;または置換もしくは非置換の2価または3価のアリールアミン基であり、
m1およびm2は、それぞれ0〜12の整数であり、
n1およびn5は、それぞれ0〜5の整数であり、
n2およびn6は、それぞれ0〜4の整数であり、
n3およびn7は、それぞれ0〜3の整数であり、
p1およびp2は、それぞれ1〜4の整数であり、
qは、1または2であり、
n1〜n3、n5〜n7、p1およびp2がそれぞれ2以上の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なり、
qが2の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なる。
本発明の一実施態様に係る化合物は、フルオレンの9番目の炭素に直接結合したアリール基およびアルキル基によって優れた溶解度を有し、フルオレンと硬化性基との間にリンカー(linker)による適切な距離が維持されることで、硬化性基の運動性を増加させたり硬化性基の周囲の立体障害を減少させることにより、硬化反応に役立つので、溶媒に対する耐性に優れ、効率および素子の特性に優れた有機発光素子を提供する。
本明細書において、ある部材が他の部材の「上に」位置しているとする時、これは、ある部材が他の部材に接している場合のみならず、2つの部材の間にさらに他の部材が存在する場合も含む。
本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。
本明細書の一実施態様は、前記化学式1の化合物は、適当な有機溶媒に対して溶解性を有する化合物が好ましい。
また、本明細書の一実施態様に係る化合物の場合、溶液塗布法によって有機発光素子を製造できて素子の大面積化が可能である。
本明細書において、「熱または光によって架橋可能な官能基」とは、熱およびまたは光に曝露させることにより、化合物の間に架橋をさせる反応性置換基を意味することができる。架橋は、熱処理または光照射によって、炭素−炭素多重結合、環状構造が分解しながら生成されたラジカルが連結されて生成される。
以下、本明細書の置換基を詳細に説明する。
本明細書において、
Figure 0006910696
は、他の置換基または結合部に結合する部位を意味する。
本明細書において、前記「置換」という用語は、化合物の炭素原子に結合した水素原子が他の置換基に変わることを意味し、置換される位置は、水素原子の置換される位置すなわち、置換基が置換可能な位置であれば限定せず、2以上置換される場合、2以上の置換基は、互いに同一または異なっていてもよい。
本明細書において、「置換もしくは非置換の」という用語は、重水素;ハロゲン基;ニトリル基;シリル基;ホウ素基;アルキル基;シクロアルキル基;アルコキシ基;アルケニル基;アリール基;およびヘテロ環基からなる群より選択された1個以上の置換基で置換もしくは非置換であるか、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もしくは非置換であることを意味する。例えば、「2以上の置換基が連結された置換基」は、ビフェニル基であってもよい。すなわち、ビフェニル基は、アリール基であってもよく、2個のフェニル基が連結された置換基と解釈されてもよい。
本明細書において、ハロゲン基は、フッ素(F)、塩素(Cl)、臭素(Br)、またはヨウ素(I)である。
本明細書において、シリル基は、−SiRの化学式で表されてもよく、前記R、RおよびRは、それぞれ水素;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、フェニルシリル基などがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、ホウ素基は、−BRの化学式で表されてもよく、前記RおよびRは、それぞれ水素;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、フェニルホウ素基などがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、前記アルキル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、1〜60であってもよく、一実施態様によれば、前記アルキル基の炭素数は1〜30であってもよい。もう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。前記アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、sec−ブチル基、1−メチル−ブチル基、1−エチル−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、4−メチル−2−ペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、4−メチルヘキシル基、5−メチルヘキシル基、ヘプチル基などがあるが、これらに限定されない。
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であってもよく、一実施態様によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は3〜40である。もう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。前記シクロアルキル基の具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、3−メチルシクロペンチル基、2,3−ジメチルシクロペンチル基、シクロヘキシル基、3−メチルシクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基、2,3−ジメチルシクロヘキシル基、3,4,5−トリメチルシクロヘキシル基、4−tert−ブチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、前記アルコキシ基は、直鎖、分枝鎖もしくは環鎖であってもよい。前記アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、炭素数1〜20であってもよい。前記アルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、i−プロピルオキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、3,3−ジメチルブチルオキシ基、2−エチルブチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基、ベンジルオキシ基、p−メチルベンジルオキシ基などになってもよいが、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、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、2〜30であってもよく、一実施態様によれば、前記アルケニル基の炭素数は2〜20であってもよい。前記アルケニル基の具体例としては、ビニル基、1−プロペニル基、イソプロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、3−ペンテニル基、3−メチル−1−ブテニル基、1,3−ブタジエニル基、アリル基、1−フェニルビニル−1−イル基、2−フェニルビニル−1−イル基、2,2−ジフェニルビニル−1−イル基、2−フェニル−2−(ナフチル−1−イル)ビニル−1−イル基、2,2−ビス(ジフェニル−1−イル)ビニル−1−イル基、スチルベニル基、スチレニル基などがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、アリールアミン基の例としては、置換もしくは非置換のモノアリールアミン基、置換もしくは非置換のジアリールアミン基、または置換もしくは非置換のトリアリールアミン基がある。前記アリールアミン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。前記アリール基が2以上を含むアリールアミン基は、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んでもよい。例えば、前記アリールアミン基中のアリール基は、前述したアリール基の例示の中から選択されてもよい。アリールアミン基の具体例としては、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、ジフェニルアミン基、フェニルナフチルアミン基、ジトリルアミン基、フェニルトリルアミン基、カルバゾール、およびトリフェニルアミン基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、前記アリール基は特に限定されないが、炭素数6〜60であってもよいし、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。前記アリール基が、単環式アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基などになってもよいが、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、フェナントレニル基、ピレニル基、ペリレニル基、トリフェニル基、クリセニル基、フルオレニル基などになってもよいが、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いてもよいし、置換基2個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 0006910696
などのスピロフルオレニル基、
Figure 0006910696
(9,9−ジメチルフルオレニル基)、および
Figure 0006910696
(9,9−ジフェニルフルオレニル基)などの置換されたフルオレニル基になってもよい。ただし、これに限定されるものではない。
本明細書において、ヘテロ環基は、異種原子としてN、O、P、S、Si、およびSeのうちの1個以上を含むヘテロ環基であって、炭素数は特に限定されないが、炭素数2〜60であってもよい。一実施態様によれば、前記ヘテロ環基の炭素数は2〜30である。もう一つの実施態様によれば、前記ヘテロ環基の炭素数は2〜20である。ヘテロ環基の例としては、ピリジル基、ピロール基、ピリミジル基、ピリダジニル基、フラニル基、チオフェニル基、イミダゾール基、ピラゾール基、オキサゾール基、イソオキサゾール基、チアゾール基、イソチアゾール基、トリアゾール基、オキサジアゾール基、チアジアゾール基、ジチアゾール基、テトラゾール基、ピラニル基、チオピラニル基、ピラジニル基、オキサジニル基、チアジニル基、ジオキシニル基、トリアジニル基、テトラジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キノリル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ナフチリジニル基、アクリジル基、キサンテニル基、フェナントリジニル基、ジアザナフタレニル基、トリアザインデニル基、インドール基、インドリニル基、インドリジニル基、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、ベンゾチアゾール基、ベンズオキサゾール基、ベンズイミダゾール基、ベンゾチオフェン基、ベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、カルバゾール基、ベンゾカルバゾール基、ジベンゾカルバゾール基、インドロカルバゾール基、インデノカルバゾール基、フェナジニル基、イミダゾピリジン基、フェノキサジニル基、フェナントリジン基、フェナントロリン(phenanthroline)基、フェノチアジン(phenothiazine)基、イミダゾピリジン基、イミダゾフェナントリジン基、ベンゾイミダゾキナゾリン基、またはベンゾイミダゾフェナントリジン基などがあるが、これらにのみ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けば、前述したヘテロ環基に関する説明が適用可能である。
本明細書において、前記アリーレン基は、2価の基であることを除けば、前述したアリール基に関する説明が適用される。
本明細書において、前記ヘテロアリーレン基は、2価の基であることを除けば、前述したヘテロアリール基に関する説明が適用される。
本発明の一実施態様において、前記L11およびL12は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;または置換もしくは非置換の炭素数6〜60の2価のアリール基である。
もう一つの実施態様によれば、前記L11およびL12は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;または置換もしくは非置換の炭素数6〜30の2価のアリール基である。
もう一つの実施態様において、前記L11およびL12は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;置換もしくは非置換の2価のフェニル基;または置換もしくは非置換の2価のビフェニル基である。
もう一つの実施態様において、前記L11およびL12は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;または2価のフェニル基である。
本発明の一実施態様によれば、前記L11およびL12は、直接結合である。
本発明の一実施態様によれば、前記L11およびL12は、2価のフェニル基である。
本発明の一実施態様によれば、前記L1およびL2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;置換もしくは非置換の炭素数1〜60の2価のアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数6〜60の2価のアリール基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜60の2価のヘテロアリール基である。
もう一つの実施態様において、前記L1およびL2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;置換もしくは非置換の炭素数1〜30の2価のアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数6〜30の2価のアリール基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜30の2価のヘテロアリール基である。
もう一つの実施態様によれば、前記L1およびL2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;置換もしくは非置換の2価のメチル基;置換もしくは非置換の2価のエチル基;置換もしくは非置換の2価のフェニル基;置換もしくは非置換の2価のビフェニル基;置換もしくは非置換の2価のターフェニル基;置換もしくは非置換の2価のナフチル基;置換もしくは非置換の2価のフルオレニル基;置換もしくは非置換の2価のジベンゾフラン基;置換もしくは非置換の2価のジベンゾチオフェン基;または置換もしくは非置換の2価のカルバゾール基である。
もう一つの実施態様によれば、前記L1およびL2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;置換もしくは非置換の2価のメチル基;置換もしくは非置換の2価のフェニル基;または置換もしくは非置換の2価のカルバゾール基である。
もう一つの実施態様において、前記L1およびL2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;2価のメチル基;2価のフェニル基;または2価のカルバゾール基である。
本発明の一実施態様によれば、前記p1およびp2は、それぞれ1〜4の整数である。
もう一つの実施態様によれば、前記p1およびp2は、3または4である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式1は、下記化学式2で表されてもよい。
Figure 0006910696
前記化学式2において、
R1〜R8、n1〜n3、n5〜n7、Ar1、Ar2、L、L11、L12、q、m1およびm2は、前記化学式1で定義した通りであり、
L3〜L10は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;置換もしくは非置換の2価のアルキル基;置換もしくは非置換の2価のアリール基;または置換もしくは非置換の2価のヘテロアリール基である。
本発明の一実施態様によれば、前記L3〜L10は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;置換もしくは非置換の炭素数1〜60の2価のアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数6〜60の2価のアリール基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜60の2価のヘテロアリール基である。
もう一つの実施態様によれば、前記L3〜L10は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;置換もしくは非置換の炭素数1〜30の2価のアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数6〜30の2価のアリール基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜30の2価のヘテロアリール基である。
もう一つの実施態様において、前記L3〜L10は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;置換もしくは非置換の2価のメチル基;置換もしくは非置換の2価のエチル基;置換もしくは非置換の2価のフェニル基;置換もしくは非置換の2価のビフェニル基;置換もしくは非置換の2価のターフェニル基;置換もしくは非置換の2価のナフチル基;置換もしくは非置換の2価のフルオレニル基;置換もしくは非置換の2価のジベンゾフラン基;置換もしくは非置換の2価のジベンゾチオフェン基;または置換もしくは非置換の2価のカルバゾール基である。
もう一つの実施態様によれば、前記L3〜L10は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;置換もしくは非置換の2価のメチル基;置換もしくは非置換の2価のフェニル基;または置換もしくは非置換の2価のカルバゾール基である。
もう一つの実施態様において、前記L3〜L10は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;2価のメチル基;2価のフェニル基;または2価のカルバゾール基である。
本発明の一実施態様において、前記L3およびL10は、直接結合であり、L4およびL9は、2価のカルバゾール基であり、L5およびL8は、2価のフェニル基であり、L6およびL7は、2価のメチル基である。
本発明の一実施態様によれば、前記L3、L5、L8およびL10は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換の2価のフェニル基であり、L4およびL9は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換の2価のカルバゾール基であり、L6およびL7は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換の2価のメチル基である。
もう一つの実施態様によれば、前記L3、L5、L8およびL10は、2価のフェニル基であり、L4およびL9は、2価のカルバゾール基であり、L6およびL7は、2価のメチル基である。
本発明の一実施態様において、前記Ar1およびAr2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;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環基である。
もう一つの実施態様によれば、前記Ar1およびAr2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;置換もしくは非置換の炭素数6〜60のアリール基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜60のヘテロ環基である。
もう一つの実施態様において、前記Ar1およびAr2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;置換もしくは非置換の炭素数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のヘテロ環基である。
もう一つの実施態様によれば、前記Ar1およびAr2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;炭素数1〜20のアルキル基および炭素数6〜30のアリール基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基;または炭素数1〜20のアルキル基および炭素数6〜30のアリール基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロ環基である。
もう一つの実施態様において、前記Ar1およびAr2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、およびフェニル基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基;またはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、およびフェニル基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロ環基である。
もう一つの実施態様によれば、前記Ar1およびAr2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、1〜20のアルキル基および炭素数6〜30のアリール基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換のフェニル基;1〜20のアルキル基および炭素数6〜30のアリール基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換のビフェニル基;1〜20のアルキル基および炭素数6〜30のアリール基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換のナフチル基;1〜20のアルキル基および炭素数6〜30のアリール基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換のフルオレニル基;または1〜20のアルキル基および炭素数6〜30のアリール基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換のカルバゾール基である。
もう一つの実施態様によれば、前記Ar1およびAr2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、およびフェニル基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換のフェニル基;メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、およびフェニル基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換のビフェニル基;メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、およびフェニル基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換のナフチル基;メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、およびフェニル基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換のフルオレニル基;またはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、およびフェニル基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換のカルバゾール基である。
本発明の一実施態様によれば、前記qは、1または2である。
本発明の一実施態様によれば、前記Lは、置換もしくは非置換の2価または3価のアリール基;置換もしくは非置換の2価または3価のヘテロアリール基;または置換もしくは非置換の2価または3価のアリールアミン基である。
本発明の一実施態様において、前記qが1の場合、前記Lは、置換もしくは非置換の2価のアリール基;置換もしくは非置換の2価のヘテロアリール基;または置換もしくは非置換の2価のアリールアミン基である。
もう一つの実施態様によれば、前記qが1の場合、前記Lは、置換もしくは非置換の炭素数6〜60の2価のアリール基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜60の2価のヘテロアリール基である。
もう一つの実施態様において、前記qが1の場合、前記Lは、置換もしくは非置換の炭素数6〜30の2価のアリール基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜30の2価のヘテロアリール基である。
もう一つの実施態様によれば、前記qが1の場合、前記Lは、置換もしくは非置換の炭素数6〜30の2価のアリール基である。
もう一つの実施態様によれば、前記qが1の場合、前記Lは、置換もしくは非置換の2価のフェニル基;置換もしくは非置換の2価のビフェニル基;または置換もしくは非置換の2価のフルオレニル基である。
もう一つの実施態様において、前記qが1の場合、前記Lは、炭素数1〜10のアルキル基で置換もしくは非置換の2価のフェニル基;炭素数1〜10のアルキル基で置換もしくは非置換の2価のビフェニル基;または炭素数1〜10のアルキル基で置換もしくは非置換の2価のフルオレニル基である。
もう一つの実施態様によれば、前記qが1の場合、前記Lは、メチル基またはヘキシル基で置換もしくは非置換の2価のフェニル基;メチル基またはヘキシル基で置換もしくは非置換の2価のビフェニル基;またはメチル基またはヘキシル基で置換もしくは非置換の2価のフルオレニル基である。
もう一つの実施態様において、前記qが1の場合、前記Lは、2価のフェニル基;2価の9,9−ジメチルフルオレニル基;または2価の9,9−ジヘキシルフルオレニル基である。
本発明の一実施態様において、前記qが2の場合、前記Lは、置換もしくは非置換の3価のアリール基;置換もしくは非置換の3価のヘテロアリール基;または置換もしくは非置換の3価のアリールアミン基である。
もう一つの実施態様によれば、前記qが2の場合、前記Lは、置換もしくは非置換の炭素数6〜60の3価のアリール基;または置換もしくは非置換の3価のアリールアミン基である。
もう一つの実施態様によれば、前記qが2の場合、前記Lは、置換もしくは非置換の3価のフェニル基;または置換もしくは非置換の3価のトリフェニルアミン基である。
本発明の一実施態様によれば、前記Lは、下記構造のうちのいずれか1つであってもよい。
Figure 0006910696
前記構造において、
W1およびW2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;または置換もしくは非置換のアルキル基であり、
前記構造は、追加的に置換されていてもよい。
本発明の一実施態様によれば、前記W1およびW2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;または置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基である。
もう一つの実施態様によれば、前記W1およびW2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;または置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルキル基である。
もう一つの実施態様において、前記W1およびW2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のメチル基;置換もしくは非置換のエチル基;置換もしくは非置換のプロピル基;置換もしくは非置換のブチル基;置換もしくは非置換のペンチル基;または置換もしくは非置換のヘキシル基である。
もう一つの実施態様によれば、前記W1およびW2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、メチル基;エチル基;プロピル基;ブチル基;ペンチル基;またはヘキシル基である。
もう一つの実施態様において、前記W1およびW2は、メチル基である。
もう一つの実施態様によれば、前記W1およびW2は、ヘキシル基である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式1は、下記化学式3〜化学式6のうちのいずれか1つで表されてもよい。
Figure 0006910696
Figure 0006910696
Figure 0006910696
前記化学式3〜6において、
R1〜R8、m1、m2、n1〜n3、n5〜n7、L1、L2、L11、L12、p1、p2、Ar1およびAr2は、前記化学式1で定義した通りであり、
L13は、直接結合;または置換もしくは非置換の2価のアリール基であり、
L21は、直接結合;置換もしくは非置換の2価のアルキル基;置換もしくは非置換の2価のアリール基;または置換もしくは非置換の2価のヘテロアリール基であり、
Ar21は、水素;重水素;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シクロアルキル基;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環基であり、
R51、R61およびR71は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;シリル基;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ルケニル基;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環基であり、
R81は、熱または光によって架橋可能な官能基であり、
m21は、0〜12の整数であり、
p21は、1〜4の整数であり、
n51は、0〜5の整数であり、
n61は、0〜4の整数であり、
n71は、0〜3の整数であり、
p21、n51、n61およびn71がそれぞれ2以上の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なる。
本発明の一実施態様によれば、前記W’およびW”は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;または置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基である。
もう一つの実施態様によれば、前記W’およびW”は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;または置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルキル基である。
もう一つの実施態様において、前記W’およびW”は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のメチル基;置換もしくは非置換のエチル基;置換もしくは非置換のプロピル基;置換もしくは非置換のブチル基;置換もしくは非置換のペンチル基;または置換もしくは非置換のヘキシル基である。
もう一つの実施態様によれば、前記W’およびW”は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、メチル基;エチル基;プロピル基;ブチル基;ペンチル基;またはヘキシル基である。
もう一つの実施態様において、前記W’およびW”は、メチル基である。
もう一つの実施態様によれば、前記W’およびW”は、ヘキシル基である。
本発明の一実施態様において、前記L13は、直接結合;または置換もしくは非置換の炭素数6〜60の2価のアリール基である。
もう一つの実施態様によれば、前記L13は、直接結合;または置換もしくは非置換の炭素数6〜30の2価のアリール基である。
もう一つの実施態様において、前記L13は、直接結合;置換もしくは非置換の2価のフェニル基;または置換もしくは非置換の2価のビフェニル基である。
もう一つの実施態様において、前記L13は、直接結合;または2価のフェニル基である。
本発明の一実施態様によれば、前記L21は、直接結合;置換もしくは非置換の炭素数1〜20の2価のアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数6〜60の2価のアリール基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜60の2価のヘテロアリール基である。
もう一つの実施態様によれば、前記L21は、直接結合;置換もしくは非置換の炭素数1〜10の2価のアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数6〜30の2価のアリール基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜30の2価のヘテロアリール基である。
もう一つの実施態様によれば、前記L21は、直接結合;置換もしくは非置換の2価のメチル基;置換もしくは非置換の2価のエチル基;置換もしくは非置換の2価のフェニル基;置換もしくは非置換の2価のビフェニル基;置換もしくは非置換の2価のターフェニル基;置換もしくは非置換の2価のナフチル基;置換もしくは非置換の2価のフルオレニル基;置換もしくは非置換の2価のジベンゾフラン基;置換もしくは非置換の2価のジベンゾチオフェン基;または置換もしくは非置換の2価のカルバゾール基である。
もう一つの実施態様によれば、前記L21は、直接結合;置換もしくは非置換の2価のメチル基;置換もしくは非置換の2価のフェニル基;または置換もしくは非置換の2価のカルバゾール基である。
もう一つの実施態様において、前記L21は、直接結合;2価のメチル基;2価のフェニル基;または2価のカルバゾール基である。
本発明の一実施態様によれば、前記p21は、1〜4の整数である。
もう一つの実施態様によれば、前記p21は、3または4である。
本発明の一実施態様において、前記Ar21は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;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環基である。
もう一つの実施態様によれば、前記Ar21は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;置換もしくは非置換の炭素数6〜60のアリール基;または置換もしくは非置換の炭素数2〜60のヘテロ環基である。
もう一つの実施態様において、前記Ar21は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;置換もしくは非置換の炭素数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のヘテロ環基である。
もう一つの実施態様によれば、前記Ar21は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;炭素数1〜20のアルキル基および炭素数6〜30のアリール基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基;または炭素数1〜20のアルキル基および炭素数6〜30のアリール基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロ環基である。
もう一つの実施態様において、前記Ar21は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、およびフェニル基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基;またはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、およびフェニル基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロ環基である。
もう一つの実施態様によれば、前記Ar21は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、1〜20のアルキル基および炭素数6〜30のアリール基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換のフェニル基;1〜20のアルキル基および炭素数6〜30のアリール基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換のビフェニル基;1〜20のアルキル基および炭素数6〜30のアリール基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換のナフチル基;1〜20のアルキル基および炭素数6〜30のアリール基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換のフルオレニル基;または1〜20のアルキル基および炭素数6〜30のアリール基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換のカルバゾール基である。
もう一つの実施態様によれば、前記Ar21は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、およびフェニル基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換のフェニル基;メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、およびフェニル基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換のビフェニル基;メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、およびフェニル基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換のナフチル基;メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、およびフェニル基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換のフルオレニル基;またはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、およびフェニル基からなる群より選択された1以上で置換もしくは非置換のカルバゾール基である。
本明細書の一実施態様において、前記m1およびm2は、それぞれ0〜12の整数である。
もう一つの実施態様によれば、前記m1およびm2は、それぞれ0〜6の整数である。
もう一つの実施態様において、前記m1およびm2は、それぞれ1〜6の整数であり、前記m1およびm2がそれぞれ1〜6の整数であることから、フルオレンと硬化基との間に適切な距離を維持することにより、硬化基の周辺の立体障害を減少させて硬化点を低下させる。
本発明の一実施態様によれば、前記m1およびm2は、2または6である。
本発明の一実施態様において、前記m21は、0〜12の整数である。
もう一つの実施態様によれば、前記m21は、0〜6の整数である。
本発明の一実施態様によれば、前記m21は、2または6である。
本発明の一実施態様において、前記R1〜R3およびR5〜R7は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、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ルコキシ基である。
もう一つの実施態様によれば、前記R1〜R3およびR5〜R7は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基;または置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルコキシ基である。
もう一つの実施態様において、前記R1〜R3およびR5〜R7は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;または置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基である。
もう一つの実施態様によれば、前記R1〜R3およびR5〜R7は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;置換もしくは非置換のメチル基;置換もしくは非置換のエチル基;置換もしくは非置換のプロピル基;置換もしくは非置換のイソプロピル基;置換もしくは非置換のブチル基;または置換もしくは非置換のtert−ブチル基である。
もう一つの実施態様において、前記R1〜R3およびR5〜R7は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;メチル基;エチル基;プロピル基;イソプロピル基;ブチル基;またはtert−ブチル基である。
もう一つの実施態様において、前記R1〜R3およびR5〜R7は、水素である。
本発明の一実施態様において、前記R51、R61およびR71は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、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ルコキシ基である。
もう一つの実施態様によれば、前記R51、R61およびR71は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基;または置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルコキシ基である。
もう一つの実施態様において、前記R51、R61およびR71は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;または置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基である。
もう一つの実施態様によれば、前記R51、R61およびR71は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;置換もしくは非置換のメチル基;置換もしくは非置換のエチル基;置換もしくは非置換のプロピル基;置換もしくは非置換のイソプロピル基;置換もしくは非置換のブチル基;または置換もしくは非置換のtert−ブチル基である。
もう一つの実施態様において、前記R51、R61およびR71は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;メチル基;エチル基;プロピル基;イソプロピル基;ブチル基;またはtert−ブチル基である。
もう一つの実施態様において、前記R51、R61およびR71は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記n1〜n3、n5〜n7、n51、n61およびn71は、それぞれ0または1である。
本発明の一実施態様によれば、前記R4およびR8は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、熱または光によって架橋可能な官能基である。
もう一つの実施態様によれば、前記R81は、熱または光によって架橋可能な官能基である。
本発明の一実施態様において、前記熱または光によって架橋可能な官能基は、下記構造のうちのいずれか1つであってもよい。
Figure 0006910696
前記構造において、
X1は、水素;または置換もしくは非置換の炭素数1〜6のアルキル基である。
本発明の一実施態様によれば、前記X1は、水素;置換もしくは非置換のメチル基;置換もしくは非置換のエチル基;置換もしくは非置換のプロピル基;置換もしくは非置換のイソプロピル基;置換もしくは非置換のブチル基;置換もしくは非置換のtert−ブチル基;置換もしくは非置換のペンチル基;または置換もしくは非置換のヘキシル基である。
もう一つの実施態様によれば、前記X1は、水素;メチル基;エチル基;プロピル基;イソプロピル基;ブチル基;tert−ブチル基;ペンチル基;またはヘキシル基である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式1は、下記の化合物1〜126のうちのいずれか1つで表されてもよい。
Figure 0006910696
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本発明の一実施態様に係る化合物は、後述する製造方法で製造される。
例えば、前記化学式1の化合物は、下記化学式1の一般的な製造方法に記載の方法で製造される。置換基は、当技術分野で知られている方法により結合可能であり、置換基の種類、位置または個数は、当技術分野で知られている技術により変更可能である。
<化学式1の一般的な製造方法>
Figure 0006910696
本発明の一実施態様において、前述した化学式1の化合物を含むコーティング組成物を提供する。
本発明の一実施態様において、前記コーティング組成物は、前記化学式1の化合物および溶媒を含む。
本発明の一実施態様において、前記コーティング組成物は、分子内に熱または光によって架橋可能な官能基が導入された化合物および高分子化合物からなる群より選択される1種または2種の化合物をさらに含んでもよい。
本発明の一実施態様において、前記コーティング組成物は、分子内に熱または光によって架橋可能な官能基が導入された化合物をさらに含んでもよい。前記コーティング組成物が分子内に熱または光によって架橋可能な官能基が導入された化合物をさらに含む場合には、コーティング組成物の硬化度をさらに高めることができる。
本発明の一実施態様において、分子内に熱または光によって架橋可能な官能基が導入された化合物の分子量は、100g/mol〜3,000g/molである。
本発明の一実施態様において、前記コーティング組成物は、高分子化合物をさらに含んでもよい。前記コーティング組成物が高分子化合物をさらに含む場合には、コーティング組成物のインク特性を高めることができる。すなわち、前記高分子化合物をさらに含むコーティング組成物は、コーティングまたはインクジェットするのに適当な粘度を提供することができる。
本発明の一実施態様において、前記高分子化合物の分子量は、10,000g/mol〜200,000g/molである。
本発明の一実施態様において、前記コーティング組成物は、液状であってもよい。前記「液状」は、常温および常圧で液体状態であることを意味する。
本発明の一実施態様において、前記溶媒は、例えば、クロロホルム、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼンなどの塩素系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル系溶媒;トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、メシチレンなどの芳香族炭化水素系溶媒;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカンなどの脂肪族炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン(Isophorone)、テトラロン(Tetralone)、デカロン(Decalone)、アセチルアセトン(Acetylacetone)などのケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセロソルブアセテートなどのエステル系溶媒;エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジメトキシエタン、プロピレングリコール、ジエトキシメタン、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、グリセリン、1,2−ヘキサンジオールなどの多価アルコールおよびその誘導体;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、シクロヘキサノールなどのアルコール系溶媒;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶媒;およびN−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶媒;テトラリンなどの溶媒が例示されるが、本発明の一実施態様に係る化学式1の化合物を溶解または分散させられる溶媒であれば十分であり、これらを限定しない。
もう一つの実施態様において、前記溶媒は、1種単独で使用するか、または2種以上の溶媒を混合して使用することができる。
本発明の一実施態様において、前記コーティング組成物は、pドーピング物質をさらに含まない。
本発明の一実施態様において、前記コーティング組成物は、pドーピング物質をさらに含む。
本明細書において、前記pドーピング物質とは、ホスト物質をp半導体特性をもたせる物質を意味する。
p半導体特性とは、HOMO(highest occupied molecular orbital)エネルギー準位で正孔の注入を受けたり輸送をする特性すなわち、正孔の伝導度が大きい物質の特性を意味する。
本発明の一実施態様において、前記pドーピング物質は、下記化学式AまたはBで表されてもよいが、これを限定しない。
Figure 0006910696
本明細書において、前記pドーピング物質は、p半導体特性をもたせる物質であれば十分であり、1種または2種以上を使用することができ、その種類を限定しない。
本発明の一実施態様において、前記pドーピング物質の含有量は、前記化学式1の化合物を基準として0重量%〜50重量%である。
本発明の一実施態様において、前記pドーピング物質の含有量は、前記コーティング組成物の全体固形分含有量を基準として0〜30重量%を含む。本明細書の一実施態様において、前記pドーピング物質の含有量は、前記コーティング組成物の全体固形分含有量を基準として1〜30重量%を含むことが好ましく、もう一つの実施態様において、前記pドーピング物質の含有量は、前記コーティング組成物の全体固形分含有量を基準として10〜30重量%を含むことがさらに好ましい。
もう一つの実施態様において、前記コーティング組成物の粘度は、2cP〜15cPである。
前記粘度を満足する場合、素子の製造に容易である。
本明細書はまた、前記コーティング組成物を用いて形成された有機発光素子を提供する。
本発明の一実施態様において、第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に備えられる1層以上の有機物層とを含み、前記有機物層のうちの1層以上は、前記コーティング組成物の硬化物を含み、前記コーティング組成物の硬化物は、前記コーティング組成物が熱処理または光処理によって硬化した状態である。
本発明の一実施態様において、前記コーティング組成物の硬化物を含む有機物層は、正孔輸送層または正孔注入層である。
本発明の一実施態様において、前記コーティング組成物の硬化物を含む有機物層は、電子輸送層または電子注入層である。
さらに他の実施態様において、前記コーティング組成物の硬化物を含む有機物層は、発光層である。
もう一つの実施態様において、前記コーティング組成物の硬化物を含む有機物層は、発光層であり、前記発光層は、前記化学式1の化合物を発光層のホストとして含む。
もう一つの実施態様において、前記コーティング組成物を含む有機物層は、発光層であり、前記発光層は、前記化学式1の化合物を発光層のドーパントとして含む。
本発明の一実施態様において、前記有機発光素子は、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電子阻止層、および正孔阻止層からなる群より選択される1層または2層以上をさらに含む。
本発明の一実施態様において、前記第1電極は、アノードであり、第2電極は、カソードである。
もう一つの実施態様によれば、前記第1電極は、カソードであり、第2電極は、アノードである。
もう一つの実施態様において、有機発光素子は、基板上に、アノード、1層以上の有機物層、およびカソードが順次に積層された構造(normal type)の有機発光素子であってもよい。
もう一つの実施態様において、有機発光素子は、基板上に、カソード、1層以上の有機物層、およびアノードが順次に積層された逆方向構造(inverted type)の有機発光素子であってもよい。
本発明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、電子注入層など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、より少数の有機層を含んでもよい。
例えば、本発明の一実施態様に係る有機発光素子の構造は、図1に例示されている。
図1には、基板101上に、アノード201、正孔注入層301、正孔輸送層401、発光層501、電子輸送層601、およびカソード701が順次に積層された有機発光素子の構造が例示されている。
前記図1は、有機発光素子を例示したものであり、これに限定されない。
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で形成される。
本発明の有機発光素子は、有機物層のうちの1層以上が前記化学式1の化合物を含むコーティング組成物を用いて形成することを除けば、当技術分野で知られている材料および方法で製造される。
例えば、本発明の有機発光素子は、基板上に、アノード、有機物層、およびカソードを順次積層させることにより製造することができる。この時、スパッタリング法(sputtering)や電子ビーム蒸発法(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させてアノードを形成し、その上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層、および電子輸送層を含む有機物層を蒸着または溶液工程により形成した後、その上にカソードとして使用可能な物質を蒸着させることにより製造される。このような方法以外にも、基板上に、カソード物質から有機物層、アノード物質を順に蒸着させて有機発光素子を作ることができる。
本明細書はまた、前記コーティング組成物を用いて形成された有機発光素子の製造方法を提供する。
具体的には、本発明の一実施態様において、製造方法は、基板を用意するステップと、前記基板上に第1電極を形成するステップと、前記第1電極上に1層以上の有機物層を形成するステップと、前記有機物層上に第2電極を形成するステップとを含み、前記有機物層を形成するステップは、前記コーティング組成物を用いて1層以上の有機物層を形成するステップを含む。
本発明の一実施態様において、前記コーティング組成物を用いて1層以上の有機物層を形成するステップは、スピンコーティング方法を利用する。
さらに他の実施態様において、前記コーティング組成物を用いて1層以上の有機物層を形成するステップは、印刷法を利用する。
本発明の態様において、前記印刷法は、例えば、インクジェットプリンティング、ノズルプリンティング、オフセットプリンティング、転写プリンティング、またはスクリーンプリンティングなどがあるが、これらに限定されない。
本発明の一実施態様に係るコーティング組成物は、構造的な特性から溶液工程が適合して印刷法によって形成できるので、素子の製造時に時間および費用的に経済的な効果がある。
本発明の一実施態様において、前記熱処理するステップは、熱処理により行われ、熱処理するステップにおける熱処理温度は、80℃〜250℃であり、一実施態様によれば、前記熱処理するステップは、2つのステップを経て行われ、第1のステップとして80℃〜250℃で熱処理を行った後、第2のステップとして100℃〜250℃で熱処理が行われる。もう一つの実施態様によれば、前記第1のステップは、80℃〜150℃で熱処理が行われ、第2のステップは、120℃〜200℃で熱処理が行われてもよい。
もう一つの実施態様において、前記熱処理するステップにおける熱処理時間は、1分〜2時間であり、一実施態様によれば、1分〜1時間であってもよいし、もう一つの実施態様において、30分〜1時間であってもよい。
もう一つの実施態様によれば、前記熱処理するステップは、空気中または窒素雰囲気下で行われる。
前記コーティング組成物を用いて形成された有機物層を形成するステップにおいて、前記熱処理または光処理ステップを含む場合には、コーティング組成物に含まれた複数の前記化合物が架橋を形成して薄膜化された構造が含まれた有機物層を提供することができる。この場合、前記コーティング組成物を用いて形成された有機物層の表面上に他の層を積層する時、溶媒によって溶解したり、形態学的に影響を受けたり分解するのを防止することができる。
したがって、前記コーティング組成物を用いて形成された有機物層が熱処理または光処理ステップを含んで形成された場合には、溶媒に対する抵抗性が増加して溶液蒸着および架橋方法を繰り返し行って多層を形成することができ、安定性が増加して素子の寿命特性を増加させることができる。
前記アノード物質としては、通常、有機物層への正孔注入が円滑となるように仕事関数の大きい物質が好ましい。本発明で使用可能なアノード物質の具体例としては、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との組み合わせ;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)、ポリピロールおよびポリアニリンのような導電性高分子などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記カソード物質としては、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であることが好ましい。カソード物質の具体例としては、バリウム、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタン、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、スズおよび鉛のような金属、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などがあるが、これらにのみ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、正孔注入物質としては、正孔を輸送する能力を有し、アノードからの正孔注入効果、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、発光層で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、薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。正孔注入物質のHOMO(highest occupied molecular orbital)がアノード物質の仕事関数と周辺の有機物層の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、アントラキノンおよびポリアニリンとポリチオフェン系の導電性高分子などがあるが、これらにのみ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まで正孔を輸送する層で、正孔輸送物質としては、アノードや正孔注入層から正孔輸送を受けて発光層に移し得る物質で、正孔に対する移動性の大きい物質が好適である。具体例としては、アリールアミン系の有機物、導電性高分子、および共役部分と非共役部分が共にあるブロック共重合体などがあるが、これらにのみ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および電子の輸送をそれぞれ受けて結合させることにより可視光線領域の光を発し得る物質であって、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;ベンゾキサゾール、ベンズチアゾール、およ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、ルブレンなどがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記発光層は、ホスト材料およ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ヘテロ環含有化合物などがある。具体的には、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などがあり、ヘテロ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、ピリミジン誘導体などがあるが、これらに限定されない。
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、金属錯体などがある。具体的には、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、ペリフランテンなどがあり、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、アリール基、シリル基、アルキル基、シクロアルキル基、およ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である。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などがあるが、これらに限定されない。また、金属錯体としては、イリジウム錯体、白金錯体などがあるが、これらに限定されない。
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まで電子を輸送する層で、電子輸送物質としては、カソードから電子注入をきちんと受けて発光層に移し得る物質であって、電子に対する移動性の大きい物質が好適である。具体例としては、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−金属錯体などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。電子輸送層は、従来技術により使用されているような、任意の所望するカソード物質とともに使用可能である。特に、適切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後に続く通常の物質である。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、およびサマリウムであり、各場合、アルミニウム層またはシルバー層が後に続く。
前記電子注入層は、電極から電子を注入する層で、電子を輸送する能力を有し、カソード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、発光層で生成された励起子の正孔注入層への移動を防止し、また、薄膜形成能力の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、フレオレニリデンメタン、アントロンなどとそれらの誘導体、金属錯体化合物および含窒素5員環誘導体などがあるが、これらに限定されない。
前記金属錯体化合物としては、8−ヒドロキシキノリナトリチウム、ビス(8−ヒドロキシキノリナト)亜鉛、ビス(8−ヒドロキシキノリナト)銅、ビス(8−ヒドロキシキノリナト)マンガン、トリス(8−ヒドロキシキノリナト)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−ヒドロキシキノリナト)アルミニウム、トリス(8−ヒドロキシキノリナト)ガリウム、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)亜鉛、ビス(2−メチル−8−キノリナト)クロロガリウム、ビス(2−メチル−8−キノリナト)(o−クレゾラート)ガリウム、ビス(2−メチル−8−キノリナト)(1−ナフトラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリナト)(2−ナフトラート)ガリウムなどがあるが、これらに限定されない。
前記正孔阻止層は、正孔のカソード到達を阻止する層で、一般的に、正孔注入層と同一の条件で形成される。具体的には、オキサジアゾール誘導体やトリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、BCP、アルミニウム錯体(aluminum complex)などがあるが、これらに限定されない。
本発明に係る有機発光素子は、使用される材料によって、前面発光型、後面発光型、または両面発光型であってもよい。
以下、本発明を具体的に説明するために実施例を挙げて詳細に説明する。しかし、本発明に係る実施例は種々の異なる形態に変形可能であり、本発明の範囲が以下に述べる実施例に限定されると解釈されない。本発明の実施例は、当業界における平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
<製造例>
製造例1.化合物1の製造
1)中間体1の製造
Figure 0006910696
1−1(1eq.)をテトラヒドロフラン[THF]/エタノール混合物(mixture)(2:1)に溶かした後、0℃以下でNaBH(1eq.)を共に撹拌させる。0℃でNHClでクエンチング(quenching)させた後、ブライン(brine)/EA(エチルアセテート)でワークアップ(work−up)した。精製はエタノール(ethanol)を用いて温度差再結晶をし、白色パウダー(1−2)を得た。0℃で0.1Mのジクロロメタン(DCM)を入れて、TIPS−OTf(1.2eq.)を入れる。2,6−ルチジン(2,6−lutidine)(2eq.)を入れた後、1−2(1eq.)を入れて、0℃で15分程度撹拌させた後、常温に上げる。ジクロロメタン(DCM)/HOでワークアップ(work−up)する。精製はカラム(column)を用いて分離し、ヘキサン/DCM(20:1)混合溶液を用いて1−3を得た。1−3(1eq.)、KOAc(6eq.)、(BPin)(2eq.)を入れてジオキサン(dioxane)を入れる。80℃に維持させた後、PdCl(dppf)(0.06eq.)を入れて、N雰囲気で一晩還流(overnight reflux)させた。エチルアセテート(EA)/HOでワークアップ(work−up)し、酸性白土とMgSOを入れて30分程度撹拌させた後、セライト/シリカパッド(celite/silca pad)を通過させた。精製はカラム(column)を用いて分離し、この時、溶離液(eluent)はEA/ヘキサン(1:50)混合溶液を用いて、中間体1を4.2g得た。
2)中間体2の製造
Figure 0006910696
常温で2−1(1eq.)をジメチルホルムアミド(DMF)に溶かした後、N−ブロモスクシンイミド(NBS、1eq.)を入れて共に撹拌させる。2時間後に反応が完了すると、エタノールを注いで沈殿させて、中間体2を得る。(収率:90%)
3)中間体3の製造
Figure 0006910696
2−ブロモ−9−フェニル−9H−フルオレン−9−オール(3−2)[2−bromo−9−phenyl−9H−fluoren−9−ol(3−2)]の合成:2−ブロモ−9H−フルオレン−9−オン(1)[2−bromo−9H−fluoren−9−one(1)](5g、19.3mmol)を無水テトラヒドロフラン(THF)に溶かした溶液の入ったフラスコを氷水浴[bath]に入れた。フェニルマグネシウムブロミド(Phenylmagnesiumbromide)(3M in THF、9.65ml、29.0mmol)を入れて、0℃で20分間撹拌させた。NHCl(aq)で反応を中心させ、ジエチルエーテル[diethylether(EtO)]で抽出した。MgSOを用いて有機層を乾燥させ、真空回転濃縮機を用いて有機溶媒を除去した。残留物をカラム精製して、中間体3−2を6.5g(quantitive yield)得た。
2−ブロモ−9−フェニル−9H−フルオレン(3)[2−bromo−9−phenyl−9H−fluorene(3)]の合成:2(3.6g、10.6mmol)をジクロロメタン[DCM]に溶かした後、トリエチルシラン[triethylsilane](2.6ml、16.1mmol)とトリフルオロ酢酸[trifluoroacetic acid]1.3mlを入れて、室温で一晩撹拌した。薄層の確認により2が無くなることを確認し、シリカゲル[silica gel]を入れて、真空回転濃縮機で有機溶媒を除去した。生成物の吸着したシリカゲル[silica gel]をもってカラム精製して、中間体3を3.26g(収率95%)得た。
4)中間体4の合成
Figure 0006910696
4−((6−ブロモヘキシル)オキシ)ベンズアルデヒド(4)[4−((6−bromohexyl)oxy)benzaldehyde(4)]の合成:4−ヒドロキシベンズアルデヒド[4−hydroxybenzaldehyde](6.1g、50mmol)、炭酸カリウム[potassium carbonate](10g、75mmol)、そして1,6−ジブロモヘキサン[1,6−dibromohexane](15ml、100mmol)をアセトン[acetone]に溶かした後、3時間還流[reflux]した。反応物をろ過[filter]した後、真空回転濃縮機で有機溶媒を除去した。カラム精製で中間体4を9.9g(収率69%)得た。
5)中間体5および6の合成
Figure 0006910696
4−((6−(2−ブロモ−9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)ヘキシル)オキシ)ベンズアルデヒド(5)[4−((6−(2−bromo−9−phenyl−9H−fluoren−9−yl)hexyl)oxy)benzaldehyde(5)]の合成:中間体3(3.7g、11.5mmol)と中間体4(3g、10.5mmol)を、ジメチルスルホキシド(DMSO)20mlに50℃のオイルバス[oil bath]で溶かした。50wt%NaOH(aq)0.5mlを入れて一晩撹拌した後、再度50wt%NaOH(aq)0.5mlを入れて2時間さらに撹拌した。水400mlに反応物を入れて沈殿させた後、ろ過[filter]した。ろ過[Filter]で得られた固体を再度エタノール100mlに入れて10分程度撹拌させた後、再度ろ過[filter]した。フィルタケーキ[Filter cake]を真空オーブンで乾燥させて、中間体5を4.48g(収率81%)得た。
2−ブロモ−9−フェニル−9−(6−(4−ビニルフェノキシ)ヘキシル)−9H−フルオレン(6)[2−bromo−9−phenyl−9−(6−(4−vinylphenoxy)hexyl)−9H−fluorene(6)]の合成:メチルホスホニウムブロミド[Methylphosphoniumbromide](5.1g、14.3mmol)の入ったフラスコを、氷水に浸漬した後、無水テトラヒドロフラン[THF]100mlを入れた。KOtBu(1.6g、14.3mmol)を入れて30分間撹拌した。4−((6−(2−ブロモ−9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)ヘキシル)オキシ)ベンズアルデヒド[4−((6−(2−bromo−9−phenyl−9H−fluoren−9−yl)hexyl)oxy)benzaldehyde](3g、5.7mmol)を無水THFに溶かして、反応フラスコに入れてさらに1時間撹拌させた。水を入れて反応を中止させ、ジクロロメタン[DCM]で抽出した。MgSOで有機溶媒を乾燥させてろ過した後、真空回転濃縮機で有機溶媒を除去した。残留物をカラム精製して、中間体6を2.63g(収率88%)得た。
6)化合物1の製造
(1)化合物1−1の製造
Figure 0006910696
中間体1(1.1eq.)、中間体2(1eq.)、KCO(3eq.)を丸いフラスコに入れて、脱ガス[degassing]したTHF/HOを入れる。80℃に維持させた後、Pd(PPh(0.1eq.)を入れて、N雰囲気で一晩還流[overnight reflux]させた。EA/HOでワークアップ(work−up)し、酸性白土とMgSOを入れて30分程度撹拌させた後、セライト/シリカパッド(celite/silca pad)を通過させた。精製はカラム[column]を用いて分離し、この時、溶離液[eluent]はエチルアセテート[EA]/Hexane(1:20)混合溶液を使用した。化合物1−1を1.05g得た。
(2)化合物1の製造
Figure 0006910696
化合物1−1(1eq.)、中間体6(1.1eq)、NaOBu(3eq.)を丸いフラスコに入れて、トルエンに溶かす。90℃に維持させた後、Pd(PtBu(0.2eq.)を入れて、N雰囲気で還流させた。5時間後、反応が終結し、DCM/HOでワークアップ(work−up)し、酸性白土とMgSOを入れて30分程度撹拌させた後、セライト/シリカパッド[celite/silca pad]を通過させて、化合物1−2を得る。化合物1−2をTHF5mLに溶かした後、テトラブチルアンモニウムフッ化物[TBAF]1mLをゆっくり滴下させる。EA/ヘキサン(Hexane)(1:3)混合溶液を用いてフラッシュ(flash)カラムで精製して、化合物1−3を得た。(2.3g)
化合物1−3を無水ジメチルホルムアミド[DMF]に溶かす。NaHを先に入れて撹拌させた後、1,4−ビス(クロロメチル)ベンゼン[1,4−bis(chloromethyl)benzene](1eq.)を入れた。常温で撹拌させ、薄膜クロマトグラフィーモニタリング(TLC monitoring)により単量体と二量体で反応が進行することを確認した。反応終結後、HOを注いだ後、沈殿物をフィルタした。水[HO]とエタノールで十分にウォッシング(washing)した後、追加的にカラム精製を進行させた。溶離液[Eluent]はDCM/Hex(1:1)混合溶液でメジャー(major)基準の上の地点[spots]を除去した後、DCMで流して化合物1を分離した。最終物質は分子量が2020.63で純度98%を得て、0.6gを得た。
前記化合物1のMSグラフを下記図2に示し、DSC(示差走査熱量計)測定グラフを下記図3に示した。
製造例2.比較化合物2
(1)化合物2−2の製造
Figure 0006910696
化合物1−1(1eq.)、中間体3(1.1eq)、NaOBu(3eq.)を丸いフラスコに入れて、トルエンに溶かす。90℃に維持させた後、Pd(PtBu(0.2eq.)を入れて、N雰囲気で還流[reflux]させた。5時間後、反応が終結し、DCM/HOでワークアップ(work−up)し、酸性白土とMgSOを入れて30分程度撹拌させた後、セライト/シリカパッド[celite/silca pad]を通過させて、化合物2−1を得る。化合物2−1をTHF5mLに溶かした後、TBAF(テトラブチルアンモニウムフッ化物)1mLをゆっくり滴下させる。EA/ヘキサン(Hexane)(1:3)混合溶液を用いてフラッシュ(flash)カラムで精製して、化合物2−2を得た。(2.6g)
(2)比較化合物2の製造
Figure 0006910696
化合物2−2を無水DMFに溶かす。NaHを先に入れて撹拌をさせた後、1,4−ビス(クロロメチル)ベンゼン[1,4−bis(chloromethyl)benzene](1eq.)を入れる。常温で撹拌をさせ、TLCモニタリングにより単量体と二量体で反応が進行することを確認した。反応終結後、HOを注いだ後、沈殿物をろ過した。HOとエタノールで十分に洗浄した後、追加的にカラム精製を進行させた。溶離液[Eluent]はDCM/Hex(1:1)混合溶液でメジャー(major)基準の上の地点(spots)を除去した後、DCMで流して比較化合物2を分離した(0.5g、定量的収率)
製造例3.比較化合物3
(1)中間体14の合成
Figure 0006910696
4−(2−ブロモ−9−ヒドロキシ−9H−フルオレン−9−イル)ベンズアルデヒド(12)[4−(2−ブロモ−9−ヒドロキシ−9H−フルオレン−9−イル)ベンズアルデヒド(12)]の合成:1−ブロモ−4−(ジエトキシメチル)ベンゼン(13.2ml、64.9mmol)をテトラヒドロフラン[tetrahydrofuran]に溶かして、−78℃に下げた。n−BuLi(2.5M in hexane、24ml、60mmol)を入れて、30分間、−78℃で撹拌した。2−ブロモ−9H−フルオレン−9−オン[2−Bromo−9H−fluoren−9−one](10g、38.6mmol)を一度に入れて一晩撹拌した。1N HCl(aq)で反応を終結させた後、エチルアセテート[ethyl acetate]で抽出した。集めた有機溶液をMgSO(magnesium sulfate)を用いて乾燥させ、ろ過した後、有機溶媒を真空回転濃縮機で除去した。残留物をカラム精製した後、再結晶(toluene/hexane)して、中間体12を13g(収率55%)得た。
4−(2−ブロモ−9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)ベンズアルデヒド(13)[4−(2−bromo−9−phenyl−9H−fluoren−9−yl)benzaldehyde(13)]の合成:12(4.5g、12.3mmol)に140mlのベンゼン[benzene]を入れて、メタンスルホン酸[methan sulfonic acid](400μl、6.16mmol)を入れた後、dean−stark装置を用いて還流した。飽和NaHCO(aq)で酸を中和させた後、カラム精製して、中間体13を2.73g(収率52%)得た。
2−ブロモ−9−フェニル−9−(4−ビニルフェニル)−9H−フルオレン(14)[2−bromo−9−phenyl−9−(4−vinylphenyl)−9H−fluorene(14)]の合成:(2.9g、6.82mmol)とCHBrPPh(4.89g、13.7mmol)をTHFに入れて、カリウムt−ブトキシド[potassium tert−butoxide](1.553g、13.7mmol)を、0℃で入れて1時間撹拌させた。水で反応を中断させ、エチルアセテート[EA]で抽出した。集めた有機溶液にMgSO(magnesium sulfate)を入れて乾燥させ、ろ過した後、有機溶媒を真空回転濃縮機で除去した。残留物をカラム精製して、中間体14を2.8g(収率97%)得た。
(2)比較化合物3の合成
Figure 0006910696
比較化合物3の合成:中間体14(1.58g、3.74mmol)、N4,N4’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン[N4,N4’−diphenyl−[1,1’−biphenyl]−4,4’−diamine](572mg、1.7mmol)、そしてナトリウムt−ブトキシド[sodium tert−butoxide](980mg、10.2mmol)の入ったフラスコに、トルエン[Toluene]を入れて、窒素でバブリング(bubbling)した。反応物の入ったフラスコを90℃のオイルバス[oil bath]に浸漬した後、Pd(PtBu(43mg、0.085mmol)を入れて24時間撹拌した。水を入れて反応を中止させ、ジクロロメタン[dichloromethane(DCM)]で抽出した後、MgSOで有機層を乾燥した。有機溶媒を真空回転濃縮機を用いて除去した後、残留物をカラム精製して、比較化合物3を950mg(収率55%)得た。
比較化合物3のNMR測定値:H NMR(500MHz,CDCl)δ7.71(d,2H),7.65(d,2H),7.42(d,4H),7.35(d,4H),7.27−7.20(m,18H),7.17−7.13(m,4H),7.11−7.06(m,14H),7.03(t,2H),6.70−6.64(dd,2H),5.69(d,2H),5.19(d,2H)
<実験例>
実験例1.膜保持率実験
(1)膜の製造
実施例1−1
前記化合物1 20mgをシクロヘキサノン(cyclohexanone)1mlに溶解させた。得られた溶液をガラス基板上に1200rpmで1分間スピンコーティングし、窒素雰囲気下、80℃で2分、200℃で30分間熱処理した後、常温で冷やして薄膜を製造した。
比較例1−1
前記実施例1−1における化合物1の代わりに下記の比較化合物2を用いたことを除けば、前記実施例1−1と同様に薄膜を製造した。
Figure 0006910696
比較例1−2
前記実施例1−1における化合物1の代わりに下記の比較化合物3を用いて、薄膜を製造した。
Figure 0006910696
(2)膜保持率の測定
前記実施例1−1および比較例1−1〜1−2で作製した薄膜の膜保持率を測定した。前記膜保持率は何らかの処理なしに薄膜のUVスペクトルを測定し、トルエン(toluene)に10分間浸漬した後、UVスペクトルを測定して、λmax値を比較して測定した。下記表1に実施例1−1および比較例1−1〜1−2の膜保持率の測定値を記載し、下記の図4は実施例1−1の、図5は比較例1−1、図6は比較例1−2のトルエンに浸漬する前/後のUVスペクトルの測定グラフを示した。図4〜6にて、縦軸はoptical density(OD)を意味する。膜保持率を下記の式で計算した。
膜保持率(%)=トルエンに浸漬した後のλmax値/トルエンに浸漬する前のλmax値×100
Figure 0006910696
溶液工程における正孔輸送層の材料は、発光素子の作製においてそれぞれ隣接する層の形成時に使用される溶媒に溶解する場合、前記溶媒に前記材料が溶解するのを回避するための設計が必要である。このためには、正孔輸送層の材料が架橋基を有することが好ましく、正孔輸送層の熱処理温度範囲(80〜220℃の工程温度)で架橋されて不溶化されることが好ましい。前記表1で、実施例1−1の場合、架橋基を有しない比較例1−1と比較して、200℃で十分に架橋されて膜を保持することが分かる。フルオレン(Fluorene)に直接付いた硬化基を有する比較化合物3の場合、薄膜保持がされなかったものの(図6、薄膜保持率12%(トルエン)、3%(シクロヘキサノン))、フルオレン単量体(フルオレン基)と硬化基との間に適切なスペースを置いた化合物1の場合、溶媒に優れた耐性を有した(図4、薄膜保持率99%(トルエン、シクロヘキサノン))。硬化基の周辺の立体障害を低減し、硬化基自体の運動性を増加させることが、硬化反応に役立つことが分かる。
実験例2.有機発光素子の製造
実施例2−1.
ITOが1,500Åの厚さに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洗浄した。この時、洗剤としてはフィッシャー社(Fisher Co.)製品を使用し、蒸留水としてはミリポア社(Millipore Co.)製品のフィルタで2次濾過した蒸留水を使用した。ITOを30分間洗浄した後、蒸留水で2回繰り返し超音波洗浄を10分間進行させた。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乾燥させた後、プラズマ洗浄機に輸送させた。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、真空蒸着機に基板を輸送させた。
このように用意されたITO透明電極上に、VNPBとp−dopant(下記化学式6)との比率を重量比0.8:0.2で混合した組成物をスピンコーティングし、窒素雰囲気下、ホットプレートで220℃、30分の条件で硬化させて400Åの厚さの正孔注入層を形成した。
このように形成した正孔注入層上に、前記化合物1をトルエンに溶かした溶液をスピンコーティングし、ホットプレートで200℃、30分の条件で硬化させて200Åの厚さの正孔輸送層を形成した。
このように形成した正孔輸送層上に、下記の化合物Cをトルエン(toluene)に溶かしてスピンコーティングし、180℃で30分熱処理して550Åの厚さの発光層を形成した。
これを真空蒸着装置内に導入し、ベース圧力が2×10−5Pa以下になった時、LiF(10Å)、Al(1,000Å)を順次蒸着して、有機発光素子を製造した。前記過程で、LiFの蒸着速度は0.01〜0.05nm/s、LiF以外の物質の蒸着速度は0.1〜0.5nm/sを維持した。
Figure 0006910696
比較例2−1
前記実施例2−1における化合物1の代わりに下記の比較化合物2を用いたことを除けば、前記実施例2−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
Figure 0006910696
比較例2−2
前記実施例2−1における化合物2の代わりに下記の比較化合物3を用いたことを除いて、前記実施例2−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
Figure 0006910696
前記実施例2−1および比較例2−1、2−2で製造した有機発光素子を10mA/cmの電流密度で駆動電圧と発光効率を測定し、10mA/cmの電流密度で初期輝度対比95%になる時間T(95)を測定した。その結果を下記表2に示した。
Figure 0006910696
前記表2に記載されているように、本願の実施例2−1で製造された有機発光素子が、比較例2−1〜2−2で製造された有機発光素子に比べて駆動電圧が低く、効率、輝度に優れているだけでなく、前記表1から確認したように、比較例2−1および2−2は膜保持率が非常に低いので、初期輝度の測定後、T95を測定するまで膜が保持されないことを確認することができる。
101:基板
201:アノード
301:正孔注入層
401:正孔輸送層
501:発光層
601:電子輸送層
701:カソード

Claims (10)

  1. 下記化学式1で表される化合物:
    Figure 0006910696
    前記化学式1において、
    R1〜R3およびR5〜R7は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;シリル基;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ルケニル基;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環基であり、
    R4およびR8は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、熱または光によって架橋可能な官能基であり、
    Ar1およびAr2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;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シクロアルキル基;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環基であり、
    L1およびL2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に置換もしくは非置換の2価のアルキル基;置換もしくは非置換の2価のアリール基;または置換もしくは非置換の2価のヘテロアリール基であり、
    L11およびL12は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;または置換もしくは非置換の2価のアリール基であり、
    Lは、置換もしくは非置換の2価または3価のアリール基;置換もしくは非置換の2価または3価のヘテロアリール基;または置換もしくは非置換の2価または3価のアリールアミン基であり、
    m1およびm2は、それぞれ〜12の整数であり、
    n1およびn5は、それぞれ0〜5の整数であり、
    n2およびn6は、それぞれ0〜4の整数であり、
    n3およびn7は、それぞれ0〜3の整数であり、
    p1およびp2は、それぞれ1〜4の整数であり、
    qは、1または2であり、
    n1〜n3、n5〜n7、p1およびp2がそれぞれ2以上の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なり、
    qが2の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なり、
    前記熱または光によって架橋可能な官能基は、下記構造のうちのいずれか1つである:
    Figure 0006910696
    前記構造において、
    X1は、水素;または置換もしくは非置換の炭素数1〜6のアルキル基である。
  2. 前記化学式1は、下記化学式2で表されるものである、請求項1に記載の化合物:
    Figure 0006910696
    前記化学式2において、
    R1〜R8、n1〜n3、n5〜n7、Ar1、Ar2、L、L11、L12、q、m1およびm2は、前記化学式1で定義した通りであり、
    L3〜L10は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;置換もしくは非置換の2価のアルキル基;置換もしくは非置換の2価のアリール基;または置換もしくは非置換の2価のヘテロアリール基である(但し、L3〜L6のうち少なくとも1つは直接結合ではなく、L7〜L10のうち少なくとも1つは直接結合ではない)。
  3. 前記化学式1で表される化合物は、下記の化合物1〜126の中から選択されるいずれか1つである、請求項1に記載の化合物:
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  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物を含むコーティング組成物。
  5. 前記コーティング組成物は、pドーピング物質をさらに含むものである、請求項に記載のコーティング組成物。
  6. 第1電極と、
    第2電極と、
    前記第1電極と前記第2電極との間に備えられる1層以上の有機物層とを含み、
    前記有機物層のうちの1層以上は、請求項4又は5に記載のコーティング組成物の硬化物を含み、
    前記コーティング組成物の硬化物は、前記コーティング組成物が熱処理または光処理によって硬化した状態である有機発光素子。
  7. 前記コーティング組成物の硬化物を含む有機物層は、正孔輸送層または正孔注入層である、請求項に記載の有機発光素子。
  8. 基板を用意するステップと、
    前記基板上に第1電極を形成するステップと、
    前記第1電極上に1層以上の有機物層を形成するステップと、
    前記有機物層上に第2電極を形成するステップとを含み、
    前記有機物層を形成するステップは、請求項4又は5に記載のコーティング組成物を用いて1層以上の有機物層を形成するステップを含むものである有機発光素子の製造方法。
  9. 前記コーティング組成物を用いて1層以上の有機物層を形成するステップは、スピンコーティング方法を利用するものである、請求項に記載の有機発光素子の製造方法。
  10. 前記コーティング組成物を用いて1層以上の有機物層を形成するステップは、
    前記第1電極上に前記コーティング組成物をコーティングするステップと、
    前記コーティングされたコーティング組成物を熱処理または光処理するステップとを含むものである、請求項8又は9に記載の有機発光素子の製造方法。
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