JP7119270B2 - 有機電気素子用化合物、これを用いた有機電気素子及びその電子装置 - Google Patents

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Description

本発明は有機電気素子用化合物、これを用いた有機電気素子及びその電子装置に関する。
一般に、有機発光現象とは、有機物質を用いて電気エネルギーを光エネルギーに変換させる現象をいう。有機発光現象を利用する有機電気素子は通常、正極と負極及びこの間に有機物層を含む構造を有する。ここで、有機物層は、有機電気素子の効率と安定性を高めるために、それぞれ他の物質で構成された多層の構造からなる場合が多く、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層などからなり得る。
有機電気素子において有機物層として用いられる材料は、機能によって発光材料と電荷輸送材料、例えば、正孔注入材料、正孔輸送材料、電子輸送材料、電子注入材料などに分類されることができる。そして、前記発光材料は、分子量によって高分子型と低分子型に分類することができ、発光メカニズムによって電子の一重項励起状態に由来する蛍光材料と電子の三重項励起状態に由来する燐光材料に分類することができる。また、発光材料は発光色によって青色、緑色、赤色発光材料と、より好ましい天然色を具現するために必要な黄色及びオレンジ色発光材料に区分することができる。
一方、発光材料として1つの物質のみ用いる場合、分子間の相互作用によって最大発光波長が長波長に移動し、色純度が低下したり、発光減殺効果により素子の効率が減少するという問題が発生するので、色純度の増加とエネルギーの遷移による発光効率を増加させるために、発光材料としてホスト/ドーパント系を用いることができる。その原理は、発光層を形成するホストよりもエネルギー帯域の間隙が小さなドーパントを発光層に少量混合すれば、発光層で発生したエキシトンがドーパントに輸送され、効率の高い光を発する。このとき、ホストの波長がドーパントの波長帯に移動するので、利用するドーパントの種類によって所望の波長の光が得られる。
現在、携帯用ディスプレイ市場は、大面積ディスプレイへと大きさが増大している傾向にあり、これにより既存の携帯用ディスプレイで要求されていた消費電力よりも更に大きな消費電力が要求されている。従って、バッテリという制限的な電力供給源を有している携帯用ディスプレイ立場では消費電力が非常に重要な要素となったうえ、効率と寿命の問題も必ず解決しなければならない状況である。
効率と寿命、駆動電圧などは互いに関連性があり、効率が増加すれば、相対的に駆動電圧が低下し、駆動電圧が低下しつつ、駆動時に発生するジュール熱(Joule heating)による有機物質の結晶化が少なくなり、結果として寿命が長くなる傾向を示す。しかし、前記有機物層を単純に改善することで、効率を最大化させることはできない。なぜなら、各有機物層間のエネルギー準位(energy level)及びT1値、物質の固有特性(移動度、界面特性など)などが最適の組み合わせとなったとき、長寿命と高効率を同時に達成することができるためである。
従って、高い熱的安定性を有し、発光層内で効率的に荷電平衡(chargebalance)が維持できる発光材料の開発が必要であるのが現状である。即ち、有機電気素子が有する優れた特徴を十分に発揮するためには、素子内の有機物層をなす物質、例えば、正孔注入物質、正孔輸送物質、発光物質、電子輸送物質、電子注入物質などが安定的、且つ効率的な材料によって裏付けされたことが先行しなければならず、その中でも、発光層のホスト材料の開発が必要である。
本発明は、素子の駆動電圧を下げ、素子の発光効率及び寿命を向上させることができる化合物、これを用いた有機電気素子及びその電子装置を提供することを目的とする。
一側面において、本発明は下記式1で表される化合物と下記式2で表される化合物を含む有機電気素子及び電子装置を提供する。
Figure 0007119270000001

他の側面において、本発明は下記式3で表される化合物、これを含む有機電気素子及び電子装置を提供する。
Figure 0007119270000002

また、他の側面において、本発明は前記式3及び下記式4で表される化合物を含む有機電気素子及び電子装置を提供する。
Figure 0007119270000003

本発明の化学式1で表される化合物と式2で表される化合物を混合した混合物、又は式1に含まれる化学式3で表される化合物を発光層のホスト材料として使用することにより、素子の駆動電圧を下げることができ、素子の発光効率と寿命を向上させることができる。
図1は、本発明に係る有機電気発光素子の例示図を示す。 図2は、本発明に係る有機電気発光素子の例示図を示す。 図3は、本発明に係る有機電気発光素子の例示図を示す。
本発明に用いられた用語「アリール基」及び「アリーレン基」は、他の説明がない限り、それぞれ6から60の炭素数を有し、これに制限されるものではない。本発明でアリール基又はアリーレン基は単環系、環集合体、縮合多環系、スピロ化合物等を含む。また、本明細書の他の記載がない限り、アリール基はフルオレニル基を含んでいてもよく、アリーレン基はフルオレニレン基を含んでいてもよい。
本発明に用いられた用語「フルオレニル基」又は「フルオレニレン基」は、他の説明がない限り、置換または非置換された「フルオレニル基」又は「フルオレニレン基」であり、「非置換されたフルオレニル基」又は「非置換されたフルオレニレン基」は、それぞれ、下記構造においてR、R’及びR”がすべて水素である1価又は2価の作用基を意味し、「置換されたフルオレニル基」又は「置換されたフルオレニレン基」は置換基R、R’、R”のうち、少なくとも1つが水素以外の置換基であることを意味する。また、本発明に用いられた用語「フルオレニル基」又は「フルオレニレン基」は、下記構造においてRとR’が互いに結合され、これらが結合された炭素と共にスピロ化合物を形成した場合を含む。
Figure 0007119270000004

本発明に用いられた用語「スピロ化合物」は「スピロ連結(spirounion)」を有し、スピロ連結は2つの環が専ら1つの原子を共有することで行われる連結を意味する。このとき、2つの環に共有された原子を「スピロ原子」と称し、1つの化合物に入っているスピロ原子の数により、これらをそれぞれ「モノスピロー」、「ジスピロー」、「トリスピロー」化合物と称する。
本発明に用いられた用語「ヘテロ環基」は「ヘテロアリール基」又は「ヘテロアリーレン基」のような芳香族環のみならず、非芳香族環も含み、他の説明がない限り、それぞれ1つ以上のヘテロ原子を含む炭素数2から60の環を意味するが、ここに制限されるものではない。本明細書に用いられた用語「ヘテロ原子」は他の説明がない限り、N、O、S、P又はSiを示し、ヘテロ環基はヘテロ原子を含む単環系、環集合体、縮合多環系、スピロ化合物等を意味する。
また、「ヘテロ環基」は、下記式2のように、環を形成する炭素の代わりにSO、P=Oなどのヘテロ原子団を含む化合物を含んでいてもよい。
Figure 0007119270000005

本発明で使用される用語「脂肪族基」は、芳香族炭化水素を除く環状炭化水素を意味し、単環系、環集合体、縮合多環系、スピロ化合物等を含み、他の説明がない限り、炭素数3~60の環を意味するか、ここで制限されるものではない。
本明細書において、各記号及びその置換基の例として示されるアリール基、アリーレン基、ヘテロ環基などに該当する「基の名称」は、「価数を反映させた基の名称」で表すこともあり、「母体化合物の名称」で表すこともある。例えば、アリール基の一種である「フェナントレン」の場合、1価の「基」は「フェナントリル」、2価の基は「フェナントリレン」などのように価数を区分して基の名称を記載することもあるし、価数と関係なく母体化合物の名称である「フェナントレン」のように記載することもある。同様に、ピリミジンの場合にも、価数と関係なく「ピリミジン」と記載することもあるし、1価の場合には「ピリミジニル」、2価の場合には「ピリミジニレン」などのように該当価数の「基の名称」で記載することもある。
また、本明細書では、化合物の名称や置換基の名称を記載するにあたり、位置を表す数字やアルファベットなどは省略する場合もある。例えば、ピリド[4、3-d]ピリミジンをピリドピリミジンと記載することもあり、ベンゾフロ[2、3-d]ピリミジンをベンゾフロピリミジンと記載することもあり、9、9-ジメチル-9H-フルオレンをジメチルフルオレンと記載することもある。したがって、ベンゾ[g]キノキサリンやベンゾ[f]キノキサリンはすべてベンゾキノキサリンと記載されうる。
また、明示的な説明がない限り、本明細書において下記式と同様の構造が記載される場合、当該構造には下記式の説明に記載された置換基の定義が同様に適用される。
Figure 0007119270000006

ここで、aが0であるとき、置換基Rは不在であり、即ち、ベンゼン環を形成する全炭素原子に水素原子が結合していることを意味する。このように、本明細書においては、化学式や化合物を、炭素原子に結合した水素原子を省略して記載する場合がある。また、aが1であるとき、1つの置換基Rがベンゼン環を形成する炭素原子のうちいずれか1つに結合する。aが2又は3であるとき、それぞれの置換基Rが結合するベンゼン環炭素の位置の組み合わせは特に限定されないが、例えば下記化学式に示すようにベンゼン環の炭素原子に結合していてもよい。また、aが4から6の整数であるとき、同様に、それぞれの置換基Rが結合するベンゼン環炭素の位置の組み合わせは特に限定されず、それぞれの置換基Rはベンゼン環の任意の炭素原子に結合することができる。また、aが2以上の整数である場合、Rは互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
Figure 0007119270000007

また、本発明に他の説明がない限り、隣接する基同士が互いに結合して形成された環は、C-C60の芳香族環基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選択された少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C60のヘテロ環基、C-C60の脂肪族環とC-C60の芳香族環との縮合環基、及びこれらの組み合わせからなる群より選択してもよい。
以下、本発明の化合物が含まれている有機電気素子の積層構造について、図1~図3を参照して説明する。
各図面の構成要素に参照符号を付すにおいて、同一の構成要素に対しては、たとえ他の図面上に表示されても、可能な限り同一の符号を有するようにしていることに留意すべきである。また、本発明を説明するにおいて、関連する公知の構成又は機能に関する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にするおそれがあると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。
本発明の構成要素を説明するにおいて、第1、第2、A、B、(a)、(b)などの用語を用いることができる。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものに過ぎず、その用語により該当構成要素の本質や順番又は順序などが限定されるわけではない。ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」又は「接続」されると記載された場合、その構成要素は、その他の構成要素に直接的に連結又は接続していてもよいが、各構成要素の間に他の構成要素が「連結」、「結合」又は「接続」されることもある理解されるべきである。
また、層、膜、領域、板などの構成要素が他の構成要素「の上(うえ)に」又は「上(じょう)に」あるとする場合、これは他の構成要素の「真上に」ある場合のみならず、その中間に他の構成要素がある場合も含みうると理解されるべきである。反対に、ある構成要素が他の部分の「真上に」あるとする場合には、中間に他の部分がないことを意味すると理解されるべきである。
図1~図3は、本発明の一実施例に係る有機電気素子に対する例示図である。
図1を参照すれば、本発明の一実施例に係る有機電気素子100は、基板上に形成された第1電極110、第2電極170及び第1電極110と第2電極170との間に形成された有機物層を含んでいる。
前記第1電極110はアノード(正極)であり、第2電極170はカソード(負極)であり得、インバート型の場合には、第1電極がカソードであり、第2電極がアノードであり得る。
前記有機物層は、正孔注入層120、正孔輸送層130、発光層140、電子輸送層160及び電子注入層170を含んでいてもよい。具体的には、第1電極110上に、正孔注入層120、正孔輸送層130、発光層140、電子輸送層150、と、電子注入層160を順次形成してもよい。
好ましくは、前記第1電極110または第2電極170の両面のうち有機物層と接していない一面に光効率改善層180が形成され、発光効率の改善層180が形成される場合、有機電気素子の光効率を向上させることができる。例えば、第2電極170上に光効率改善層180が形成されていてもよい。このとき、前面発光(top emission)有機発光素子の場合には、発光効率改善層180が形成されること、第2電極170でのSPPs(surface plasmon polaritons)による光学エネルギー損失を減らすことができ、背面発光(bottom emission)有機発光素子の場合には、発光効率改善層180が、第2電極170の緩衝の役割を実行することができる。
一方、正孔輸送層130と発光層140との間にバッファ層210や発光補助層220がさらに形成されていてもよい。
これに対して、図2を参照して説明する。図2を参照すると、本発明の他の実施形態に係る有機電気素子200は、第1電極110上に順次形成された正孔注入層120、正孔輸送層130、バッファ層210、発光補助層220、発光層140、電子輸送層150、電子注入層160、第2電極170を含んでいてもよく、第2電極170上に光効率改善層180が形成されていてもよい。
図2に図示されていないが、発光層140と電子輸送層150との間に電子輸送補助層がさらに形成されていてもよい。
また、本発明の他の実施例によれば、有機物層は正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層を含むスタック(stack)が複数個形成された形態であることもある。これに対して、図3を参照して説明する。
図3を参照すると、本発明の他の実施形態に係る有機電気素子300は、第1電極110と第2電極170との間に多層からなる有機物層のスタック(ST1、ST2)が二つのセット以上形成されることがあり、有機物層のスタックの間に電荷生成層(CGL)が形成されることもある。
具体的には、本発明に一実施形態に係る有機電気素子は、第1電極110、第1スタック(ST1)、電荷生成層(CGL:Charge Generation Layer)、第2スタック(ST2)、第2電極170と光効率改善層180を含んでいてもよい。
第1スタック(ST1)は、第1電極110上に形成された有機物層であって、これは、第1正孔注入層320、第1正孔輸送層330、第1発光層340と、第1電子輸送層350を含んでいてもよく、第2のスタック(ST2)は、第2正孔注入層420、第2正孔輸送層430、第2発光層440及び第2電子輸送層450を含んでいてもよい。このように、第1のスタックと第2のスタックは、同じ積層構造を有する有機物層であることもあるが、相異なる積層構造の有機物層であってもよい。
第1スタック(ST1)と第2のスタック(ST2)との間には、電荷生成層(CGL)が形成されていてもよい。電荷生成層(CGL)は、第1電荷生成層360と第2電荷生成層361を含んでいてもよい。これらの電荷生成層(CGL)は、第1発光層340と第2発光層440との間に形成され、それぞれの発光層から発生する電流効率を増加させ、電荷をスムーズに分配する役割をする。
第1発光層340には、青色ホストに青色蛍光ドーパントを含む発光材料を含むことがあり、第2発光層440には、緑のホストにグリーニシュイエロー(greenish yellow)ドーパントと赤色ドーパントが一緒にドープされた材料が含まれていてもよいが、本発明の実施形態に係る第1発光層340及び第2発光層440の材料が、これに限定されるものではない。
図3において、nは1~5の整数ができ、nが2である場合には、第2スタック(ST2)上に電荷生成層(CGL)と第3スタックがさらにより積層することができる。
図3のように多層のスタック構造方式により発光層が複数個形成される場合には、それぞれの発光層から発光された光の混合効果により白色光が発光される有機電気発光素子を製造することができるだけでなく、様々な色の光を発光する有機電気発光素子を製造することもできる。
本発明の式1で表示される化合物と式2によって表される化合物の混合物を、または式1に含まれる式3で表示される化合物は、正孔注入層120、320、420、正孔輸送層130、330、430、バッファ層210、発光補助層220、電子輸送層150、350、450、電子注入層160、発光層140、340、440、または光効率改善層180の材料として使用してもよいが、好ましくは発光補助層220、発光層140、340、440、または光効率改善層180の材料として使用され、最も好ましくは、発光層140、340、440のホストとして使用される。
同一のコアであっても、ある位置に、ある置換基を結合させるかによってバンドギャップ(band gap)、電気的特性、界面特性などが異なることがあるため、コアの選択及びこれに結合されたサブ(sub)-置換体の組み合わせも非常に重要であり、特に各有機物層間のエネルギー準位(energy level)及びT1値、物質の固有特性(移動度、界面特性など)などが最適の組み合わせとなったとき、長寿命と高効率を同時に達成することができる。
したがって、本発明では、式1と式2で表される化合物の混合物を、または式1に含まれる式3で表示される化合物を発光層140、340、440、および/または発光補助層220の材料として使用することにより、各有機物層間のエネルギー準位(energy level)及びT1値、物質の固有特性(移動度、界面特性などを最適化して、有機電気素子の寿命と効率を同時に向上させることができる。
本発明の一実施例に係る有機電気発光素子は、多様な蒸着法(deposition)を用いて製造することができる。PVDやCVDなどの蒸着方法を用いて製造してもよいが、例えば、基板上に金属又は伝導性を有する金属酸化物又はこれらの合金を蒸着させて正極110を形成し、その上に正孔注入層120、正孔輸送層130、発光層140、電子輸送層150及び電子注入層160を含む有機物層を形成した後、その上に負極170として使用できる物質を蒸着させることによって製造してもよい。また、正孔輸送層130と発光層140の間に発光補助層220が、発光層140と電子輸送層150の間に電子輸送補助層が追加で更に形成されることもあり、上述したように、スタック(stack)構造で形成されていてもよい。
また、有機物層は多様な高分子素材を用いて蒸着法ではない溶液工程又はソルベントプロセス(solvent process)、例えば、スピンコーティング工程、ノズルプリンティング工程、インクジェットプリンティング工程、スロットコーティング工程、ディップコーティング工程、ロールツーロール工程、ドクターブレーディング工程、スクリーンプリンティング工程、又は熱転写法などの方法によってより少ない数の層で製造することができる。本発明に係る有機物層は、多様な方法で形成することができるので、その形成方法によって本発明の権利範囲が制限されるものではない。
本発明の一実施例に係る有機電気素子は、用いられる材料によって前面発光型、後面発光型又は両面発光型であり得る。
また、本発明の一実施例に係る有機電気素子は、有機電気発光素子、有機太陽電池、有機感光体、有機トランジスタ、単色白色照明用素子、及び量子ドット(quantum dot)ディスプレイ用素子からなる群より選択されてもよい。
本発明の他の実施例は、前述した本発明の有機電気素子を含むディスプレイ装置と、このディスプレイ装置を制御する制御部を含む電子装置を含んでいてもよい。このとき、電子装置は現在又は将来の有無線通信端末であり得、携帯電話などの移動通信端末、PDA、電子辞書、PMP、リモコン、ナビゲーション、ゲーム機、各種テレビ、各種コンピュータなど、あらゆる電子装置を含む。
以下、本発明の一側面による有機電気素子および化学式について説明する。
本発明の一側面による有機電気素子は、第1電極、第2電極及び前記第1電極と前記第2電極との間に形成された有機物層を含み、上記有機物層は燐光性発光層を含み、前記燐光性発光層のホストは、下記式1で表示される第1化合物と、下記式2で表される第2化合物を含んでいる。
Figure 0007119270000008

まず、式1について説明する。
前記式1において、各記号は下記と同様に定義することができる。
XはO又はSである。
Ar及びArは、互いに独立して、C-C60のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPから選ばれる少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C60のヘテロ環基、C-C60の脂肪族環基、C-C30のアルキル基、C-C30のアルケニル基、C-C30のアルキニル基、C-C30のアルコキシ基、及びC-C30のアリールオキシル基からなる群より選択してもよい。
Ar及びArのうち少なくとも一方がアリール基である場合は、該アリール基は、好ましくは、C-C30のアリール基であり、更に好ましくは、C-C18のアリール基であり、例えば、フェニル、ビフェニル、ナフチル、ターフェニル、フェナントレン、ピレン、トリフェニレン、アントラセン等であってもよい。
Ar及びArのうち少なくとも一方がヘテロ環基である場合には、該ヘテロ環基は、好ましくは、C-C30のヘテロ環基であり、更に好ましくは、C-C18のヘテロ環基であり、例えば、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、カルバゾール、フェニルカルバゾール、ベンゾナフトフラン、ベンゾナフトチオフェン等であってもよい。
Ar及びArのうち少なくとも一方がフルオレニル基である場合には、該フルオレニル基は、9,9-ジメチル-9H-フルオレン、9,9-ジフェニル-9H-フルオレン、9,9'-スピロビフルオレン等であってもよい。
Ar及びArのうち少なくとも一方が脂肪族環基である場合には、該脂肪族環基は、好ましくは、C-C30の脂肪族環基であり、更に好ましくは、C-C12の脂肪族環基であり、例えば、シクロヘキサン、シクロヘキシルシクロヘキサン等であってもよい。
Ar及びArのうち少なくとも一方がアルキル基である場合には、該アルキル基は、好ましくは、C-C10のアルキル基であり、例えば、メチル、t-ブチル等であってもよい。Ar及びArのうち少なくとも一方がアルケニル基である場合には、該アルケニル基は、好ましくは、C-C10のアルケニル基であり、例えば、エテン、プロペン等であってもよい。
L~Lは、互いに独立して、単結合、C-C60のアリーレン基、フルオレニレン基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれる少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C60のヘテロ環基、C-C60の脂肪族環基、及びこれらの組み合わせからなる群より選択してもよい。
L~Lのうち少なくとも1つがアリーレン基である場合は、該アリーレン基は、好ましくは、C-C30のアリーレン基であり、更に好ましくは、C-C18のアリーレン基であり、例えば、フェニル、ビフェニル、ナフチル、ターフェニル等であってもよい。L~Lのうち少なくとも1つがヘテロ環基である場合には、該ヘテロ環基は、好ましくは、C-C30のヘテロ環基であり、更に好ましくは、C-C18のヘテロ環基であり、例えば、カルバゾール、フェニルカルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン等であってもよい。
Rは水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、C-C60のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPから選ばれる少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C60のヘテロ環基、C-C60の脂肪族環基、C-C50のアルキル基、C-C20のアルケニル基、C-C20のアルキニル基、C-C30のアルコキシ基、C-C30のアリールオキシル基、及び-L’-N(R)(R)からなる群より選択してもよく、隣接する基同士が互いに結合して環を形成していてもよい。
aは0~9の整数であり、aが2以上の整数である場合には、複数のRは互いに同じでも異なっていてもよい。
隣接するR同士が互いに結合して形成された環は、C-C60の芳香族環基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選択された少なくとも1種のヘテロ原子を含むC-C60のヘテロ環基、又はC-C60の脂肪族環等であってもよい。隣接するR同士が互いに結合して芳香環を形成する場合には、当該芳香環は、好ましくはC~C30の芳香族環であり、より好ましくは、C~C14の芳香族環であり、例えばベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環などであってもよい。
Rがアリール基である場合は、好ましくは、C-C30のアリール基、更に好ましくは、C-C18のアリール基であり、例えば、フェニル、ナフチル、ビフェニル、ターフェニル、フェナントレン等であってもよい。
前記L’は単結合、C-C60のアリーレン基、フルオレニレン基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C60のヘテロ環基、C-C60の脂肪族環基、及びこれらの組み合わせからなる群より選択してもよい。
前記R及びRは、互いに独立に、C-C60のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C60のヘテロ環基、C-C60の脂肪族環基、及びこれらの組み合わせからなる群より選択してもよい。
前記Ar、Ar、L~L、R、L'、Ra、Rb、及び隣接する基同士が互いに結合して形成された環は、それぞれ、重水素、ハロゲン、C-C20のアルキル基又はC-C20のアリール基で置換又は非置換されたシラン基、シロキサン基、ホウ素基、ゲルマニウム基、シアノ基、ニトロ基、C-C20のアルキルチオ基、C-C20のアルコキシ基、C-C20のアリールオキシル基、C-C20のアルキル基、C-C20のアルケニル基、C-C20のアルキニル基、C-C20のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基、C-C20の脂肪族環基、C-C20のアリールアルキル基、及びC-C20のアリールアルケニル基からなる群より選択された1つ以上の置換基で更に置換されていてもよい。
前記式1は下記式1-A~式1-Gのうちのいずれか1つで表されるものであってもよい。
Figure 0007119270000009

Figure 0007119270000010

Figure 0007119270000011

Figure 0007119270000012

前記式1-A~式1-Gにおいて、各記号は下記と同様に定義することができる。
Ar、Ar、L~L、X、R及びaは、前記式1において定義したものと同一である。好ましくは、前記化学式1-F、1-Gにおいて、ArとArは互いに異なり、また、好ましくは、ArとArは互いに独立にアリール基であり、更に好ましくは、互いに独立にナフチルである。
X及びXは、互いに独立に、O又はSである。
R及びRは、互いに独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、C-C20のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基、C-C20の脂肪族環基、C-C20のアルキル基、C-C20のアルケニル基、C-C20のアルキニル基、C-C20のアルコキシ基、及びC-C30のアリールオキシル基からなる群より選択してもよく、隣接する基同士は互いに結合して環を形成していてもよい。
‘隣接する基同士が互いに結合して形成された環’は、C-C60の芳香族環基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選択された少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C60のヘテロ環基、又はC-C60の脂肪族環等であってもよい。隣接するR同士がまたは隣接したR同士が互いに結合して芳香環を形成する場合には、好ましくはC~C30の芳香族環、より好ましくはC~C14の芳香族環、例えばベンゼン、ナフタレン、フェナントレンなどの芳香族環を形成していてもよい。
d’は0~7の整数であり、e’は0~6の整数であり、これらのそれぞれが2以上の整数である場合には、複数のRそれぞれ、複数のRそれぞれは、互いに同じでも異なっていてもよい。
好ましくは、前記式1-A~式1-Gにおいて、Ar、Ar、L~L、R、R、R、及び隣接する基同士が互いに結合して形成された環は、それぞれ、重水素、ハロゲン、C-C20のアルキル基又はC-C20のアリール基で置換又は非置換されたシラン基、シロキサン基、ホウ素基、ゲルマニウム基、シアノ基、ニトロ基、C-C20のアルキルチオ基、C-C20のアルコキシ基、C-C20のアリールオキシル基、C-C20のアルキル基、C-C20のアルケニル基、C-C20のアルキニル基、C-C20のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基、C-C20の脂肪族環基、C-C20のアリールアルキル基、及びC-C20のアリールアルケニル基からなる群より選択された1つ以上の置換基で更に置換されていてもよい。
また、好ましくは、前記式1は、下記式3で表される。
Figure 0007119270000013

前記式3において、X11はO又はSであり、L11及びL12は、互いに独立して単結合又はC-C30のアリーレン基であり、Ar11及びAr12は、互いに独立してC-C30のアリール基である。
L11及びL12のうち少なくとも一方がアリーレン基である場合は、該アリーレン基は、好ましくは、C-C20、C-C19、C-C18、C-C17、C-C16、C-C15、C-C14、C-C13、C-C12、C-C11、C-C10、C、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16又はC18のアリーレン基である。
Ar11及びAr12のうち少なくとも一方がアリール基である場合は、該アリール基は、好ましくは、C-C20、C-C19、C-C18、C-C17、C-C16、C-C15、C-C14、C-C13、C-C12、C-C11、C-C10、C、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16又はC18のアリール基である。
前記式3は、C17のアリール基であるジメチルシクロペンタフェナントレン(dimethylcyclopentaphenanthrene)ではないことが好ましい。
前記式3において、L11、L12、Ar11、及びAr12は、それぞれ、重水素、ハロゲン、C-C20のアルキル基又はC-C20のアリール基で置換又は非置換されたシラン基、シロキサン基、ホウ素基、ゲルマニウム基、シアノ基、ニトロ基、C-C20のアルキルチオ基、C-C20のアルコキシ基、C-C20のアリールオキシル基、C-C20のアルキル基、C-C20のアルケニル基、C-C20のアルキニル基、C-C20のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基、C-C20の脂肪族環基、C-C20のアリールアルキル基、及びC-C20のアリールアルケニル基からなる群より選択された1つ以上の置換基で更に置換されていてもよい。
前記式3において、X11がOである場合、前記式3は、下記式3-1で表されることができる。
Figure 0007119270000014

前記式3-1において、各記号は前記式3と同様に定義することができる。
前記式3-1は、下記式3-A又は下記式3-Bで表示されることができる。
Figure 0007119270000015

前記式3-A及び式3-Bにおいて、各記号は前記式3において定義されたものと同一であり、Roは前記式3のAr11と同一である。zは0~5の整数であり、zが2以上の整数である場合には、Roそれぞれは、互いに同じでも異なっていてもよく、隣り合う基同士で互いに結合して環を形成していてもよい。好ましくは、上記Roは、水素またはC-C20のアリール基、又は隣接する基同士が互いに結合してベンゼンまたはナフタレン環を形成していてもよい。
具体的には、前記式1で表示される化合物は、下記の化合物のいずれかであることがあるが、これに限定されるものではない。
Figure 0007119270000016

Figure 0007119270000017

Figure 0007119270000018

Figure 0007119270000019

Figure 0007119270000020

Figure 0007119270000021

Figure 0007119270000022

Figure 0007119270000023

Figure 0007119270000024

Figure 0007119270000025

Figure 0007119270000026

次に、下記式2について説明する。
Figure 0007119270000027

前記式2において、各記号は下記と同様に定義することができる。
Ar~Arは、互いに独立して、C-C60のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPから選ばれる少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C60のヘテロ環基、C-C60の脂肪族環基、C-C30のアルキル基、C-C30のアルケニル基、C-C30のアルキニル基、C-C30のアルコキシ基、及びC-C30のアリールオキシル基からなる群より選択してもよい。
Ar~Arのうち少なくとも1つがアリール基である場合は、該アリール基は、好ましくは、C-C30のアリール基であり、更に好ましくは、C-C18のアリール基であり、例えば、フェニル、ビフェニル、ナフチル、ターフェニル、フェナントレン等であってもよい。
Ar~Arのうち少なくとも1つがヘテロ環基である場合には、該ヘテロ環基は、好ましくは、C-C30のヘテロ環基であり、更に好ましくは、C-C20のヘテロ環基であり、例えば、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ベンゾチエノピリミジン、カルバゾール、フェニル-カルバゾール、ベンゾナフトチオフェン(benzonaphthothiophene)、ベンゾフロチオフェン(benzofurothiophene)、ジナフトチオフェン(dinaphthothiophene)、ジナフトフラン(dinaphthofuran)等であってもよい。
Ar~Arのうち少なくとも1つがフルオレニル基である場合には、該フルオレニル基は9、9-ジメチル-9H-フルオレン、9、9-ジフェニル-9H-フルオレン、9、9'-スピロビフルオレン等であってもよい。
L~Lは、互いに独立して、単結合、C-C60のアリーレン基、フルオレニレン基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれる少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C60のヘテロ環基、C-C60の脂肪族環基、及びこれらの組み合わせからなる群より選択してもよい。
L~Lのうち少なくとも1つがアリーレン基である場合は、該アリーレン基は、好ましくは、C-C30のアリーレン基、更に好ましくは、C-C18のアリーレン基であり、例えば、フェニレン(phenylene)、ビフェニル、ナフチル、ターフェニル等であってもよい。
L~Lのうち少なくとも1つがフルオレニル基である場合には、該フルオレニル基は、9、9-ジメチル-9H-フルオレン、9、9-ジフェニル-9H-フルオレン、9、9'-スピロビフルオレン等であってもよい。
前記Ar~Arは、それぞれ、重水素、ハロゲン、C-C20のアルキル基又はC-C20のアリール基で置換又は非置換されたシラン基、シロキサン基、ホウ素基、ゲルマニウム基、シアノ基、ニトロ基、C-C20のアルキルチオ基、C-C20のアルコキシ基、C-C20のアリールオキシル基、C-C20のアルキル基、C-C20のアルケニル基、C-C20のアルキニル基、C-C20のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基、C-C20の脂肪族環基、C-C20のアリールアルキル基、C-C20のアリールアルケニル基、及び-L’-N(R)(R)からなる群より選択された1つ以上の置換基で更に置換されていてもよい。
前記L’は単結合、C-C60のアリーレン基、フルオレニレン基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C60のヘテロ環基、C-C60の脂肪族環基、及びこれらの組み合わせからなる群より選択してもよい。
前記R及びRは、互いに独立に、C-C60のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C60のヘテロ環基、C-C60の脂肪族環基、及びこれらの組み合わせからなる群より選択してもよい。
前記L~L、L’、Ra、及びRbは、それぞれ、重水素、ハロゲン、C-C20のアルキル基又はC-C20のアリール基で置換又は非置換されたシラン基、シロキサン基、ホウ素基、ゲルマニウム基、シアノ基、ニトロ基、C-C20のアルキルチオ基、C-C20のアルコキシ基、C-C20のアリールオキシル基、C-C20のアルキル基、C-C20のアルケニル基、C-C20のアルキニル基、C-C20のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基、C-C20の脂肪族環基、C-C20のアリールアルキル基、及びC-C20のアリールアルケニル基からなる群より選択された1つ以上の置換基で更に置換されていてもよい。
前記式2は下記式2-A~式2-Lのうちのいずれか1つで表されることができる。
Figure 0007119270000028

Figure 0007119270000029

Figure 0007119270000030

Figure 0007119270000031

前記式2-A~式2-Lにおいて、Ar、Ar、及びL~Lは、前記式2において定義したものと同一であり、Y~Yは、互いに独立に、O、S又はC(R’)(R”)である。
R11~R16、R’、及びR”は、互いに独立に、水素、重水素、ハロゲン、C-C20のアルキル基又はC-C20のアリール基で置換又は非置換されたシラン基、シアノ基、ニトロ基、C-C20のアルコキシ基、C-C20のアリールオキシル基、C-C20のアルキル基、C-C20のアルケニル基、C-C20のアルキニル基、C-C20のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基、C-C20の脂肪族環基、及び-L’-N(R)(R)からなる群より選択され、隣接する基同士は互いに結合して環を形成していてもよい。ここで、L’、Ra及びRbは、前記式2で定義されたものと同じである。
隣接する基同士が互いに結合して形成された環は、C-C60の芳香族環基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選択された少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C60のヘテロ環基、又はC-C60の脂肪族環等であってもよい。例えば、隣接するR11同士が、隣接するR12同士が、隣接するR13同士が、隣接するR14同士が、隣接するR15同士が、隣接するR16同士が、及び/又はR’とR”同士が互いに結合して芳香環を形成する場合には、好ましくはC~C30の芳香族環、より好ましくはC~C14の芳香族環、例えばベンゼン、ナフタレン、フェナントレンなどの芳香族環を形成していてもよい。
bは0~4の整数であり、bが2以上の整数である場合には、複数のR11それぞれ、複数のR13それぞれ、複数のR15それぞれは、互いに同じでも異なっていてもよく、cは0~3の整数であり、cが2以上の整数である場合には、複数のR12それぞれ、複数のR14それぞれ、複数のR16それぞれは、互いに同じでも異なっていてもよい。
また、好ましくは、前記式2は、下記式4で表される。
下記の式4は、前記式2-Aにおいて、R11の1つが-L’-N(Ra)(Rb)である場合に該当し得るものであり、上記式2において、ArがYを含む3員縮合環であり且つこの3員縮合環が-L'-N(Ra)(Rb)でさらに置換された場合に該当し得るものである。
したがって、下記式4において、Y、R11、R12、L、L、L、Ar、Ar、cなどは、前記式2-Aで定義したものと同じであり、L21は式2又は式2-AのL’と同様な定義であり、R21とR22は、それぞれ式2又は式2-Aにおいて、Ra、Rbと同様な定義であり、dは0~3の整数である。dが2以上の整数である場合には、R11は互いに同じであっても異なっていてもよく、隣接する基同士が互いに結合して環を形成していてもよい。
Figure 0007119270000032

R11及びR12のうち少なくとも一方がアリール基である場合は、該アリール基は好ましくは、C-C18のアリール基であり、例えば、フェニル、ナフチル、ビフェニル、ターフェニル、フェナントレン等であってもよい。
R11及びR12のうち少なくとも一方がヘテロ環基である場合には、該ヘテロ環基は、好ましくは、C-C20のヘテロ環基であり、更に好ましくは、C-C12のヘテロ環基であり、例えば、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、キナゾリン、キノリン、イソキノリン(isoquinoline)などのようにNを含むヘテロ環基であってもよく、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン等であってもよい。
R11及びR12のうち少なくとも一方がアルキル基である場合には、該アルキル基は、好ましくは、C-C10のアルキル基であり、例えば、メチル、t-ブチル等であってもよい。
隣接するR11同士及び/又はR12同士で互いに結合して形成された環は、C-C20の芳香族環基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選択された少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基、又はC-C20の脂肪族環等であってもよい。隣接する基同士が互いに結合して芳香環を形成する場合には、好ましくはC~C14の芳香族環、例えばベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレンなどの芳香族環を形成する。
L21がアリーレン基である場合は、L21は、好ましくは、C-C30のアリーレン基であり、更に好ましくは、C-C18のアリーレン基であり、例えば、フェニレン(phenylene)、ナフチレン、ビフェニル、ターフェニル等であってもよい。
R21及びR22のうち少なくとも一方がアリール基である場合は、該アリール基は、好ましくは、C-C18のアリール基であり、例えば、フェニル、ナフチル、ビフェニル、ターフェニル、フェナントレン、トリフェニレン等であってもよい。
R21及びR22のうち少なくとも一方がヘテロ環基である場合には、該ヘテロ環基は、好ましくは、C-C18のヘテロ環基であり、例えば、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ベンゾナフトチオフェン、ベンゾナフトフラン、カルバゾール、フェニル-カルバゾール等であってもよい。
R21及びR22のうち少なくとも一方がフルオレニル基である場合には、該フルオレニル基は9、9-ジメチル-9H-フルオレン、9、9-ジフェニル-9H-フルオレン、9、9'-スピロビフルオレン等であってもよい。
好ましくは、前記式4は下記式4-1~式4-9のうちのいずれか1つで表される。
Figure 0007119270000033

Figure 0007119270000034

Figure 0007119270000035

Figure 0007119270000036

Figure 0007119270000037

前記式4-1~4-9において、Y、L、L、L、Ar、Ar、R11、R12、L21、R21、R22、c及びdは、前記式4において定義されたものと同一であり、YはO又はSであり、R23はR11と同じように定義することができる。
具体的には、前記式2で表される化合物は、下記の化合物のいずれかであることがあるが、これに限定されるものではない。
Figure 0007119270000038

Figure 0007119270000039

Figure 0007119270000040

Figure 0007119270000041

Figure 0007119270000042

Figure 0007119270000043

Figure 0007119270000044

Figure 0007119270000045

Figure 0007119270000046

Figure 0007119270000047

Figure 0007119270000048

Figure 0007119270000049

好ましくは、前記式1及び2において、L~Lは、互いに独立して、下記式b-1~式b-13のいずれかである。
Figure 0007119270000050

Figure 0007119270000051

Figure 0007119270000052

Figure 0007119270000053

前記式b-1~式b-13において、各記号は下記と同様に定義することができる。
R~Rは、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、C-C20のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基、C-C20の脂肪族環基、C-C20のアルキル基、C-C20のアルケニル基、C-C20のアルキニル基、C-C20のアルコキシ基、及びC-C30のアリールオキシル基からなる群より選択され、隣接する基同士は互いに結合して環を形成していてもよい。
‘隣接する基同士が互いに結合して形成された環は’は、C-C60の芳香族環基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選択された少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C60のヘテロ環基、又はC-C60の脂肪族環等であってもよい。隣接するR同士が又は隣接したR同士が互いに結合して芳香環を形成する場合には、好ましくはC~C30の芳香族環、より好ましくはC~C14の芳香族環、例えばベンゼン、ナフタレン、フェナントレンなどの芳香族環を形成していてもよい。
YはN-(La-Ara)、O、S又はC(R’)(R”)である。
Z~Zは、互いに独立して、C、C(R’)又はNであり、Z~Zの中で少なくとも1つはNである。
fは0~6の整数であり、e、g、h、及びiは、それぞれ、0~4の整数であり、j及びkは、それぞれ、0~3の整数であり、lは0~2の整数であり、mは0~3の整数であり、これらのそれぞれが2以上の整数である場合には、複数のRそれぞれ、複数のRそれぞれ、複数のRそれぞれは、互いに同じでも異なっていてもよい。
前記R’及びR”は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、C-C20のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基、C-C20の脂肪族環基、C-C20のアルキル基、C-C20のアルケニル基、C-C20のアルキニル基、C-C20のアルコキシ基、C-C30のアリールオキシル基、及び-L-N(R)(R)からなる群より選択してもよい。
C(R’)(R”)で、R’とR”同士が互いに結合して環を形成していてもよくし、C(R’)で、隣り合うR’同士が互いに結合して環を形成していてもよい。
前記Araは、C-C20のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基、C-C20の脂肪族環基、及びこれらの組み合わせからなる群より選択してもよい。
前記Laは単結合、C-C20のアリーレン基、フルオレニレン基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれる少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基、C-C20の脂肪族環基、及びこれらの組み合わせからなる群より選択してもよい。
前記Ra及びRbは、互いに独立して、C-C20のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基、C-C20の脂肪族環基、及びこれらの組み合わせからなる群より選択してもよい。
前記R~R、La、Ara、R’、R”、Ra、Rb、及び隣接する基同士が互いに結合して形成された環は、それぞれ、重水素、ハロゲン、C-C20のアルキル基又はC-C20のアリール基で置換又は非置換されたシラン基、シロキサン基、ホウ素基、ゲルマニウム基、シアノ基、ニトロ基、C-C20のアルキルチオ基、C-C20のアルコキシ基、C-C20のアリールオキシル基、C-C20のアルキル基、C-C20のアルケニル基、C-C20のアルキニル基、C-C20のアリール基、重水素で置換されたC-C20のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1つのヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基、C-C20の脂肪族環基、C-C20のアリールアルキル基、及びC-C20のアリールアルケニル基からなる群より選択された1つ以上の置換基で更に置換されていてもよい。
本発明のある実施形態では、式1で表される化合物と式2で表される化合物の重量比が2:8~8:2である混合物を、ホスト材料として使用することが好ましい。
本発明の他の実施例で、本発明の式3で表示される化合物は、発光層および/または発光補助層に含まれていてもよく、好ましくは、発光層のホストまたは発光補助層の材料として使用される。
本発明の別の実施例で、本発明の式3で表示される化合物と式4に表示される化合物の混合物は、発光層のホスト材料として使用されてもよい。
以下、本発明に係る式1及び式2で表される化合物の合成例及び有機電気素子の製造例に対して実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものではない。
[合成例1]式1
本発明に係る式1で表される化合物(final products)は、下記反応式1のようにSub1とSub2を反応させて製造されるが、これに限定されるものではない。
<反応式1>
Figure 0007119270000054

1.Sub1の例示化合物及び合成例
反応式1のSub1に属する化合物は、下記のような化合物であってもよいが、これに限定されるものではない。
Figure 0007119270000055

Figure 0007119270000056

Figure 0007119270000057

Figure 0007119270000058

Sub1に属する前記化合物のFD-MS(Field Desorption-Mass Spectrometry)の値は、下記表1の通りである。
[表1]
Figure 0007119270000059

前記反応式1のSub1は、下記反応式2の反応経路により合成してもよいが、これに限定されるものではない。
<反応式2>
Figure 0007119270000060

Sub1-3の合成例
Figure 0007119270000061

2-ブロモナフト[2、3-b]ベンゾフラン(35.4g、119.13mmolにビス(ピナコレート)ジボラン(CAS登録番号:73183-34-3)(33.28g、131.04mmol)、PdCl(dppf)(2.92g、3.57mmol)、KOAc(35.07g、357.40mmol)、DMF(596ml)を添加し、還流しながら撹拌した。反応が終了すれば、CHClと水で有機層を抽出した後、有機層をMgSOで乾燥させ、濃縮した。以来、生成された有機物をシリカゲルカラムで分離した後再結晶して生成物34.86g(収率:85%)を得た。
Sub1-21の合成例
Figure 0007119270000062

8-ブロモベンゾ[b]ナフト[2、3-d]チオフェン(35.40g、113.02mmol)にビス(ピナコレート)ジボラン(CAS登録番号:73183-34-3)(31.57g、124.33mmol)、PdCl(dppf)(2.77g、3.39mmol)、KOAc(33.28g、339.07mmol)、DMF(565ml)を添加し、前記1-3の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物33.39g(収率:82%)を得た。
Sub1-37の合成例
Figure 0007119270000063

(1)Sub1-37aの合成
4、4、5、5-テトラメチル-2-(ナフト[2、3-b]ベンゾフラン-2-イル)-1、3、2-ジオキサボロラン(60g、174.31mmol)に1-ブロモ-4-ヨードナフタレン(69.65g、209.17mmol)、Pd(PPh)(8.06g、6.97mmol)、KCO(72.27g、522.92mmol)、THF(639ml)、水(320ml)を添加し、還流しながら撹拌した。反応が終了すれば、エーテル(ether)と水で抽出した後、有機層を濃縮した。以来、MgSOで乾燥させ、濃縮した後、生成された有機物をシリカゲルカラムで分離した後再結晶して生成物45.01g(収率:61%)を得た。
(2)Sub1-37の合成
Sub1-37a(45.01g、106.33mmol)にビス(ピナコレート)ジボラン(CAS登録番号:73183-34-3)(29.70g、116.96mmol)、PdCl(dppf)(2.60g、3.19mmol)、KOAc(31.31g、318.99mmol)、DMF(532ml)を添加し、前記1-3の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物39.01g(収率:78%)を得た。
Sub1-68の合成例
Figure 0007119270000064

(1)Sub1-68aの合成
4、4、5、5-テトラメチル-2-(ナフト[2、3-b]ベンゾフラン-2-イル)-1、3、2-ジオキサボロラン(60g、174.31mmol)にKCO(72.27g、522.92mmol)、THF(639ml)、水(320ml)を添加し、前記Sub1-37aの合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物56.82g(収率:68%)を得た。
(2)Sub1-68の合成
Sub1-68a(56.82g、118.53mmol)にビス(ピナコレート)ジボラン(CAS登録番号:73183-34-3)(33.11g、130.38mmol)、PdCl(dppf)(2.90g、3.56mmol)、KOAc(34.90g、355.58mmol)、DMF(593ml)を添加し、前記1-3の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物46.80g(収率:75%)を得た。
Sub1-98の合成例
Figure 0007119270000065

(1)Sub1-98aの合成
2-(ベンゾ[b]ナフト[2、3-d]チオフェン-2-イル)-4、4、5、5-テトラメチル-1、3、2-ジオキサボロラン(60g、166.54mmol)に1-ブロモ-5-ヨードナフタレン(66.54g、199.84mmol)、Pd(PPh)(7.70g、6.66mmol)、KCO(69.05g、499.61mmol)、THF(611ml)、水(305ml)を添加し、前記Sub1-37aの合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物46.83g(収率:64%)を得た。
(2)Sub1-98の合成
1-98a(46.83g、106.58mmol)にビス(ピナコレート)ジボラン(CAS登録番号:73183-34-3)(29.77g、117.24mmol)、PdCl(dppf)(2.61g、3.20mmol)、KOAc(31.38g、319.75mmol)、DMF(533ml)を添加し、前記1-3の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物37.33g(収率:72%)を得た。
6.Sub1-111の合成例
Figure 0007119270000066

(1)Sub1-111aの合成
2-(ベンゾ[b]ナフト[2、3-d]チオフェン-11-イル)-4、4、5、5-テトラメチル-1、3、2-ジオキサボロラン(60g、166.54mmol)に1-ブロモ-8-ヨードジベンゾ[b、d]チオフェン(77.75g、199.84mmol)、Pd(PPh)(7.70g、6.66mmol)、KCO(69.05g、499.61mmol)、THF(611ml)、水(305ml)を添加し、前記Sub1-37aの合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物54.46g(収率:66%)を得た。
(2)Sub1-111の合成
Sub1-111a(54.46g、109.92mmol)にビス(ピナコレート)ジボラン(CAS登録番号:73183-34-3)(30.70g、120.91mmol)、PdCl(dppf)(2.69g、3.30mmol)、KOAc(32.36g、329.76mmol)、DMF(550ml)を添加し、前記1-3の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物41.15g(収率:69%)を得た。
2.Sub2の例示化合物及び合成例
反応式1のSub2に属する化合物は、下記のような化合物であってもよいが、これに限定されるものではない。
Figure 0007119270000067

Figure 0007119270000068

Figure 0007119270000069

Figure 0007119270000070

Sub2に属する前記化合物のFD-MSの値は、下記表2の通りである。
[表2]
Figure 0007119270000071

反応式1のSub2は、下記反応式3の反応経路により合成してもよいが、これに限定されるものではない。
<反応式3>
Figure 0007119270000072

Sub2-2の合成例
Figure 0007119270000073

2、4-ジクロロ-6-フェニル-1、3、5-トリアジン(35.4g、156.60mmol)に([1、1'-ビフェニル]-3-イル)ボロン酸(31.01g、156.60mmol)、Pd(PPh)(7.24g、6.26mmol)、KCO(64.93g、469.79mmol)、THF(522ml)、水(261ml)を添加し、還流しながら撹拌した。反応が終了すれば、エーテル(ether)と水で抽出した後、有機層を濃縮した。以来、有機層をMgSOで乾燥させ、濃縮した。以来、濃縮物をシリカゲルカラムで分離した後再結晶して生成物43.07g(収率:80%)を得た。
Sub2-6の合成例
Figure 0007119270000074

2、4-ジクロロ-6-フェニル-1、3、5-トリアジン(35.4g、156.60mmol)にナフタレン-1-イル)ボロン酸(26.93g、156.60mmol)、Pd(PPh)(7.24g、6.26mmol)、KCO(64.93g、469.79mmol)、THF(522ml)、水(261ml)を添加し、前記Sub2-2の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物36.82g(収率:74%)を得た。
Sub2-22の合成例
Figure 0007119270000075

2-([1、1'-ビフェニル]-4-イル)-4、6-ジクロロ-1、3、5-トリアジン(35.4g、117.16mmol)に(ジベンゾ[b、d]チオフェン-4-イル)ボロン酸(26.72g、117.16mmol)、Pd(PPh)(5.42g、4.69mmol)、KCO(48.58g、351.47mmol)、THF(391ml)、水(195ml)を添加し、前記Sub2-2の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物40.06g(収率:76%)を得た。
Sub2-24の合成例
Figure 0007119270000076

2、4-ジクロロ-6-フェニル-1、3、5-トリアジン(35.4g、156.60mmol)に(ジベンゾ[b、d]フラン-1-イル)ボロン酸(33.20g、156.60mmol)、Pd(PPh)(7.24g、6.26mmol)、KCO(64.93g、469.79mmol)、THF(522ml)、水(261ml)を添加し、前記Sub2-2の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物38.66g(収率:69%)を得た。
Sub2-47の合成例
Figure 0007119270000077

2、4-ジクロロ-6-フェニル-1、3、5-トリアジン(35.4g、156.60mmol)にベンゾ[b]ナフト[2、1-d]チオフェン-5-イル)ボロン酸(43.55g、156.60mmol)、Pd(PPh)(7.24g、6.26mmol)、KCO(64.93g、469.79mmol)、THF(522ml)、水(261ml)を添加し、前記Sub2-2の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物19.58g(収率:45%)を得た。
3.最終化合物の合成例
1-6の合成例
Figure 0007119270000078

Sub1-6(56.7g、164.72mmol)を丸底フラスコにTHF(604mL)で溶かした後、Sub2-3(67.96g、197.66mmol)、Pd(PPh)(7.61g、6.59mmol)、KCO(68.30g、494.16mmol)、水(302mL)を添加し、還流しながら撹拌した。反応が終了すれば、エーテル(ether)と水で抽出した。有機層をMgSOで乾燥させ、濃縮した後、生成された化合物をシリカゲルカラムで分離した後再結晶して生成物64.93g(収率:75%)を得た。
1-46の合成例
Figure 0007119270000079


Sub1-9(56.7g、164.72mmol)にTHF(604mL)、Sub2-22(88.94g、197.66mmol)、Pd(PPh)(7.61g、6.59mmol)、KCO(68.30g、494.16mmol)、水(302mL)を添加し、前記1-6の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物81.17g(収率:73%)を得た。
1-81の合成例
Figure 0007119270000080

Sub1-29(56.7g、134.90mmolにTHF(495mL)、Sub2-65(70.24g、161.88mmol)、Pd(PPh)(6.24g、5.40mmol)、KCO(55.93g、404.69mmol)、水(247mL)を添加し、前記1-6の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物59.73g(収率:64%)を得た。
1-92の合成例
Figure 0007119270000081

Sub1-38(56.7g、120.54mmol)にTHF(442mL)、Sub2-6(45.97g、144.65mmol)、Pd(PPh)(5.57g、4.82mmol)、KCO(49.98g、361.62mmol)、水(221mL)を添加し、前記1-6の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物65.62g(収率:87%)を得た。
1-122の合成例
Figure 0007119270000082

Sub1-67(56.7g、111.09mmol)にTHF(407mL)、Sub2-6(42.36g、133.31mmol)、Pd(PPh)(5.13g、4.44mmol)、KCO(46.06g、333.27mmol)、水(204mL)を添加し、前記1-6の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物59.17g(収率:80%)を得た。
1-148の合成例
Figure 0007119270000083

Sub1-97(56.7g、116.56mmol)にTHF(427mL)、Sub2-6(44.45g、139.87mmol)、Pd(PPh)(5.39g、4.66mmol)、KCO(48.33g、349.68mmol)、水(214mL)を添加し、前記1-6の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物62.84g(収率:84%)を得た。
1-157の合成例
Figure 0007119270000084

Sub1-106(56.7g、107.70mmol)にTHF(395mL)、Sub2-6(41.07g、129.24mmol)、Pd(PPh)(4.98g、4.31mmol)、KCO(44.66g、323.10mmol)、水(197mL)を添加し、前記1-6の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物59.48g(収率:81%)を得た。
2-109の合成例
Figure 0007119270000085

Sub1-2(37.1g、107.7mmol)にTHF(395mL)、Sub2-104(54.3g、129.24mmol)、Pd(PPh)(4.98g、4.31mmol)、KCO(44.66g、323.10mmol)、水(197mL)を添加し、前記1-6の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物(55.5g、81%)を得た。
2-111の合成例
Figure 0007119270000086

Sub1-2(37.1g、107.7mmol)にTHF(395mL)、Sub2-16(50.9g、129.24mmol)、Pd(PPh)(4.98g、4.31mmol)、KCO(44.66g、323.10mmol)、水(197mL)を添加し、前記1-6の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物(50.8g、82%)を得た。
前記のような合成例により合成された本発明の化合物1-1~化合物1-176、化合物2-101~化合物2-124のFD-MS値は、下記表3の通りである。
[表3]
Figure 0007119270000087

Figure 0007119270000088

Figure 0007119270000089

Figure 0007119270000090

[合成例2]式2
本発明に係る式2で表される化合物(final product 2)は、下記反応式4のようにSub3とSub4を反応させて製造されるが、これに限定されるものではない。
<反応式4>
Figure 0007119270000091

1.Sub3の例示化合物
前記反応式4のSub3は、下記反応式5の反応経路により合成してもよいが、これに限定されるものではない。
<反応式5>
Figure 0007119270000092

反応式4のSub3に属する化合物は、下記のような化合物であってもよいが、これに限定されるものではない。
Figure 0007119270000093

Figure 0007119270000094

Sub3に属する前記化合物のFD-MSの値は、下記表4の通りである。
[表4]
Figure 0007119270000095

2.Sub4の例示化合物及び合成例
Figure 0007119270000096

Figure 0007119270000097

Sub4に属する前記化合物のFD-MSの値は、下記表5の通りである。
[表5]
Figure 0007119270000098

前記反応式2のSub4は、下記反応式6の反応経路により合成してもよいが、これに限定されるものではない。
<反応式6>
Figure 0007119270000099

Sub4-1の合成例
Figure 0007119270000100

丸底フラスコ(round bottom flask)にアニリン(15g、161.1mmol)、1-ブロモナフタレン(36.7g、177.2mmol)、Pd(dba)(7.37g、8.05mmol)、P(t-Bu)(3.26g、16.1mmol)、NaOt-Bu(51.08g、531.5mmol)、トルエン(1690mL)を入れた後、100℃で反応を進行させた。反応が終了すれば、CHClと水で抽出した後、有機層をMgSOで乾燥させ、濃縮した。以来、生成された有機物をシリカゲルカラムで分離した後再結晶してSub4-1(25.4g、収率:72%)を得た。
Sub4-30の合成例
Figure 0007119270000101

丸底フラスコに[1、1'-ビフェニル]-4-アミン(15g、88.6mmol)、2-(4-ブロモフェニル)-9、9-ジフェニル-9H-フルオレン(46.2g、97.5mmol)、Pd(dba)(4.06g、4.43mmol)、P(t-Bu)(1.8g、8.86mmol)、NaOt-Bu(28.1g、292.5mmol)、トルエン(931mL)を入れた後、前記Sub4-1の合成法と同様の方法で反応を進行させてSub4-30(34.9g、収率:70%)を得た。
Sub4-46の例示
Figure 0007119270000102

丸底フラスコにナフタレン-1-アミン(15g、104.8mmol)、2-ブロモジベンゾ[b、d]チオフェン(30.3g、115.2mmol)、Pd(dba)(4.8g、5.24mmol)、P(t-Bu)(2.12g、10.48mmol)、NaOt-Bu(33.22g、345.7mmol)、トルエン(1100mL)を入れた後、前記Sub4-1の合成法と同様の方法で反応を進行させてSub4-46(24.9g、収率:73%)を得た。
Sub4-49の例示
Figure 0007119270000103

丸底フラスコに[1、1’-ビフェニル]-4-アミン(15g、88.64mmol)、2-ブロモジベンゾ[b、d]チオフェン(23.32g、88.64mmol)、Pd(dba)(2.4g、2.66mmol)、P(t-Bu)(17.93g、88.64mmol)、NaOt-Bu(17.04g、177.27mmol)、トルエン(886mL)を入れた後、前記Sub4-1の合成法と同様の方法で反応を進行させてSub4-49(24.61、収率:79%)を得た。
Sub4-56の例示
Figure 0007119270000104

丸底フラスコに4-(ジベンゾ[b、d]フラン-2-イル)アニリン(15g、57.85mmol)、2-ブロモジベンゾ[b、d]フラン(15.7g、63.63mmol)、Pd(dba)(2.65g、2.89mmol)、P(t-Bu)(1.17g、5.78mmol)、NaOt-Bu(18.35g、190.9mmol)、トルエン(607mL)を入れた後、前記Sub4-1の合成法と同様の方法で反応を進行させてSub4-56(17.2g、収率:70%)を得た。
3.最終化合物の合成例
2-1の合成
Figure 0007119270000105

丸底フラスコにsub3-1(10g、42.9mmol)、Sub4-21(13.79g、42.9mmol)、Pd(dba)(1.18g、1.29mmol)、P(t-Bu)(8.68g、42.9mmol)、NaOt-Bu(8.25g、85.80mmol)、トルエン(429mL)を入れた後、100℃で反応を進行させた。反応が終了すれば、CHClと水で抽出した後、有機層をMgSOで乾燥させ、濃縮した。以来、生成された有機物をシリカゲルカラムで分離した後再結晶して生成物2-1(15.6g、収率:77%)を得た。
2-4の合成
Figure 0007119270000106

丸底フラスコにSub3-2(10g、35.3mmol)、Sub4-27(14.8g、35.31mmol)、Pd(dba)(0.97g、1.06mmol)、P(t-Bu)(7.14g、35.31mmol)、NaOt-Bu(6.79g、70.63mmol)、トルエン(353mL)を入れた後、前記2-1の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物2-4(16.9g、収率:78%)を得た。
2-9の合成例
Figure 0007119270000107

Sub1-2(37.1g、107.7mmol)にTHF(395mL)、Sub2-104(54.3g、129.24mmol)、Pd(PPh)(4.98g、4.31mmol)、KCO(44.66g、323.10mmol)、水(197mL)を添加し、前記1-6の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物(55.5g、81%)を得た。
2-10の合成
Figure 0007119270000108

丸底フラスコにSub3-6(10g、32.34mmol)、Sub4-12(12.86g、32.34mmol)、Pd(dba)(0.89g、0.97mmol)、P(t-Bu)(6.54g、32.34mmol)、NaOt-Bu(6.22g、64.68mmol)、トルエン(323mL)を入れた後、前記2-1の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物2-10(15.1g、収率:75%)を得た。
2-11の合成例
Figure 0007119270000109

Sub1-2(37.1g、107.7mmol)にTHF(395mL)、Sub2-16(50.9g、129.24mmol)、Pd(PPh)(4.98g、4.31mmol)、KCO(44.66g、323.10mmol)、水(197mL))を添加し、前記1-6の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物(50.8g、82%)を得た。
2-19の合成
Figure 0007119270000110

丸底フラスコにSub3-10(10g、38mmol)、Sub4-16(11.23g、38mmol)、Pd(dba)(1.04g、1.14mmol)、P(t-Bu)(7.69g、38mmol)、NaOt-Bu(7.3g、76mmol)、トルエン(380mL)を入れた後、前記2-1の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物2-19(13.7g、収率:76%)を得た。
2-68の合成
Figure 0007119270000111

丸底フラスコにSub3-38(10g、33.65mmol)、Sub4-49(11.83g、33.65mmol)、Pd(dba)(0.92g、1.01mmol)、P(t-Bu)(6.81g、33.65mmol)、NaOt-Bu(6.47g、67.31mmol)、トルエン(337mL)を入れた後、前記2-1の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物2-68(15.28g、収率:80%)を得た。
2-24の合成
Figure 0007119270000112

丸底フラスコにSub3-10(10g、38mmol)、Sub4-33(18.38g、38mmol)、Pd(dba)(1.04g、1.14mmol)、P(t-Bu)(7.69g、38mmol)、NaOt-Bu(7.3g、76mmol)、トルエン(380mL)を入れた後、前記2-1の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物(18.72g、収率:74%)を得た。
2-29の合成
Figure 0007119270000113

丸底フラスコにSub3-11(10g、29.48mmol)、Sub4-46(9.59g、29.48mmol)、Pd(dba)(0.81g、0.88mmol)、P(t-Bu)(5.96g、29.48mmol)、NaOt-Bu(5.67g、58.95mmol)、トルエン(295mL)を入れた後、前記2-1の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物2-29(12.39g、収率:72%)を得た。
2-30の合成
Figure 0007119270000114

丸底フラスコにSub3-14(10g、29.48mmol)、Sub4-20(9.47g、29.48mmol)、Pd(dba)(0.81g、0.88mmol)、P(t-Bu)(5.96g、29.48mmol)、NaOt-Bu(5.67g、58.95mmol)、トルエン(295mL)を入れた後、前記2-1の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物2-30(12.13g、収率:71%)を得た。
2-36の合成
Figure 0007119270000115

丸底フラスコにSub3-10(10g、38mmol)、Sub4-51(14.5g、38mmol)、Pd(dba)(1.04g、1.14mmol)、P(t-Bu)(7.69g、38mmol)、NaOt-Bu(7.30g、76mmol)、トルエン(380mL)を入れた後、前記2-1の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物2-36(16.5g、収率:77%)を得た。
2-50の合成
Figure 0007119270000116

丸底フラスコにSub3-40(10g、30.94mmol)、Sub4-21(9.95g、30.94mmol)、Pd(dba)(0.85g、0.93mmol)、P(t-Bu)(6.26g、30.94mmol)、NaOt-Bu(5.95g、61.88mmol)、トルエン(309mL)を入れた後、前記2-1の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物2-50(13.26g、収率:76%)を得た。
2-52の合成
Figure 0007119270000117

丸底フラスコにSub3-33(10g、22.76mmol)、Sub4-9(7.86g、22.76mmol)、Pd(dba)(0.63g、0.68mmol)、P(t-Bu)(4.60g、22.76mmol)、NaOt-Bu(4.38g、45.52mmol)、トルエン(228mL)を入れた後、前記2-1の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物2-52(11.38g、収率:71%)を得た。
2-60の合成
Figure 0007119270000118

丸底フラスコにSub3-35(10g、30.94mmol)、Sub4-59(10.94g、30.94mmol)、Pd(dba)(0.85g、0.93mmol)、P(t-Bu)(6.26g、30.94mmol)、NaOt-Bu(5.95g、61.88mmol)、トルエン(309mL)を入れた後、前記2-1の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物2-60(13.46g、収率:73%)を得た。
2-85の合成
Figure 0007119270000119

丸底フラスコにSub3-49(10g、21.21mmol)、Sub4-21(6.82g、21.21mmol)、Pd(dba)(0.58g、0.64mmol)、P(t-Bu)(4.29g、21.21mmol)、NaOt-Bu(4.08g、42.43mmol)、トルエン(212mL)を入れた後、前記2-1の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物2-85(10.57g、収率:70%)を得た。
2-89の合成
Figure 0007119270000120

丸底フラスコにSub3-50(10g、25.17mmol)、Sub4-30(14.14g、25.17mmol)、Pd(dba)(0.69g、0.76mmol)、P(t-Bu)(5.09g、25.17mmol)、NaOt-Bu(4.84g、50.34mmol)、トルエン(252mL)を入れた後、前記2-1の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物2-89(15.91g、収率:72%)を得た。
3-1の合成
Figure 0007119270000121

Sub3-3-1(5.97g、13.87mmol)をトルエン(140ml)で溶かした後Sub4-17(3.74g、13.87mmol)、Pd(dba)(0.38g、0.42mmol)、P(t-Bu)(0.28g、1.39mmol)、NaOt-Bu(2.67g、27.74mmol)を添加し、100℃で撹拌した。反応が終了すれば、CHClと水で抽出した後、有機層をMgSOで乾燥させ、濃縮した。以来、濃縮物をシリカゲルカラムで分離した後再結晶して生成物6.09g(収率:71%)を得た。
3-2の合成
Figure 0007119270000122

Sub3-3-1(5.29g、12.29mmol)にSub4-37(4.32g、12.29mmol)、Pd(dba)(0.34g、0.37mmol)、P(t-Bu)(0.25g、1.23mmol)、NaOt-Bu(2.36g、24.58mmol)、トルエン(125ml)を添加し、前記3-1の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物6.81g(収率:79%)を得た。
3-4の合成
Figure 0007119270000123

Sub3-3-3(6.13g、13.20mmol)にSub4-41(4.08g、13.20mmol)、Pd(dba)(0.36g、0.40mmol)、P(t-Bu)(0.27g、1.32mmol)、NaOt-Bu(2.54g、26.40mmol)、トルエン(130ml)を添加し、前記3-1の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物7.32g(収率:80%)を得た。
3-10の合成
Figure 0007119270000124

Sub3-3-5(5.56g、12.75mmol)にSub4-43(4.28g、12.75mmol)、Pd(dba)(0.35g、0.38mmol)、P(t-Bu)(0.26g、1.28mmol)、NaOt-Bu(2.45g、25.51mmol)、トルエン(130ml)を添加し、前記3-1の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物8.06g(収率:86%)を得た。
3-24の合成
Figure 0007119270000125

Sub3-3-17(6.18g、9.85mmol)にSub4-1(1.67g、9.85mmol)、Pd(dba)(0.27g、0.30mmol)、P(t-Bu)(0.20g、0.99mmol)、NaOt-Bu(1.89g、19.71mmol)、トルエン(100ml)を添加し、前記3-1の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物5.62g(収率:75%)を得た。
3-122の合成
Figure 0007119270000126

Sub3-3-82(5.05g、11.73mmol)にSub4-49(4.12g、11.73mmol)、Pd(dba)(0.32g、0.35mmol)、P(t-Bu)(0.24g、1.17mmol)、NaOt-Bu(2.26g、23.47mmol)、トルエン(120ml)を添加し、前記3-1の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物7.65g(収率:93%)を得た。
3-125の合成
Figure 0007119270000127

Sub3-3-82(5.20g、12.08mmol)にSub4-40(3.13g、12.08mmol)、Pd(dba)(0.33g、0.36mmol)、P(t-Bu)(0.24g、1.21mmol)、NaOt-Bu(2.32g、24.17mmol)、トルエン(120ml)を添加し、前記3-1の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物6.69g(収率:91%)を得た。
3-141の合成
Figure 0007119270000128

Sub3-3-102(6.26g、13.15mmol)にSub4-1(2.23g、13.15mmol)、Pd(dba)(0.36g、0.39mmol)、P(t-Bu)(0.27g、1.32mmol)、NaOt-Bu(2.53g、26.30mmol)、トルエン(130ml)を添加し、前記3-1の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物6.57g(収率:82%)を得た。
3-146の合成
Figure 0007119270000129

Sub3-3-104(6.12g、14.22mmol)にSub4-83(5.84g、14.22mmol)、Pd(dba)(0.39g、0.43mmol)、P(t-Bu)(0.29g、1.42mmol)、NaOt-Bu(2.73g、28.43mmol)、トルエン(140ml)を添加し、前記3-1の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物8.00g(収率:74%)を得た。
3-158の合成
Figure 0007119270000130

Sub3-3-112(5.75g、14.90mmol)にSub4-29(4.10g、14.90mmol)、Pd(dba)(0.41g、0.45mmol)、P(t-Bu)(0.30g、1.49mmol)、NaOt-Bu(2.86g、29.80mmol)、トルエン(150ml)を添加し、前記3-1の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物6.24g(収率:67%)を得た。
3-175の合成
Figure 0007119270000131

Sub3-3-175(5.75g、14.90mmol)にSub4-61(5.74g、14.90mmol)、Pd(dba)(0.41g、0.45mmol)、P(t-Bu)(0.30g、1.49mmol)、NaOt-Bu(2.86g、29.80mmol)、トルエン(150ml)を添加し、前記3-1の合成法と同様の方法で反応を進行させて生成物7.67g(収率:67%)を得た。
前記のような合成例により合成された本発明の化合物2-1~化合物2-96のFD-MS値は、下記表6の通りであり、化合物3-1~化合物3-175のFD-MS値は、下記表7の通りである。
[表6]
Figure 0007119270000132

Figure 0007119270000133

[表7]
Figure 0007119270000134

Figure 0007119270000135

Figure 0007119270000136

有機電気素子の製造評価
[実施例1]~[実施例102]赤色有機発光素子(発光層の混合燐光ホスト)
ガラス基板に形成されたITO層(正極)上に4、4'、4"-トリス[2-ナフチル(フェニル)アミノ]トリフェニルアミン(以下、「2-TNATA」と略す)膜を真空蒸着して、60nmの厚さの正孔注入層を形成した後、4、4'-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル(以下、「NPD」と略す)膜55nmの厚さで真空蒸着して正孔輸送層を形成した。
次に、前記正孔輸送層上に30nmの厚さの発光層を形成した。この時、下記表8に示すように、本発明の式1で表示される化合物(第1のホスト)と、本発明の式2で表される化合物(第2のホスト)を3:7の重量比で混合した混合物をホストとしビス-(1-フェニルイソキノリル)イリジウム(III)アセチルアセトナート(以下、「(piq)Ir(acac)」と略す)をドーパントとして使用し、ホストとドーパントを95:5の重量比になるように使用した。
次に、前記発光層上にビス(2-メチル-8-キノリノレート)-4-(フェニルフェノラト)アルミニウム((1,1'-biphenyl-4-olato)bis(2-methyl-8-quinolinolato)aluminum)(以下、「BAlq」と略す)を10nmの厚さで真空蒸着して正孔阻止層を形成した。
続いて、前記正孔阻止層上にトリス-(8-ヒドロキシキノリン)アルミニウム(以下、「Alq」と略す)とビス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリネート)ベリリウム(以下、「BeBq」と略す)を1:1で混合して45nmの厚さに成膜して電子輸送層を形成した。その後、前記電子輸送層上にLiFを0.2nmの厚さで蒸着し、次いでAlを150nmの厚さで蒸着して陰極を形成することにより、有機電気発光素子を製造した。
[比較例1]~[比較例4]
発光層のホスト材料として下記表8に記載されたように、本発明の式1で表される化合物を単独で使用した点を除いては、前記実施例1と同様の方法で有機電気発光素子を作製した。
[比較例5]と[比較例6]
発光層のホスト材料として下記表8に記載されたように比較化合物1と比較化合物2の混合物、比較化合物1と比較化合物3の混合物を使用した点を除いては、前記実施例1と同様の方法で有機電気発光素子を製作した。
Figure 0007119270000137

本発明の実施例1~実施例102および比較例1~比較例6により製造された有機電気発光素子に順バイアス直流電圧を加えてフォトリサーチ(photo research)社のPR-650で電気発光(EL)特性を測定し、2500cd/mの基準輝度でマックサイエンス社寿命測定装置によってT95寿命を測定し、その測定結果は、下記表8のとおりである。
[表8]
Figure 0007119270000138


Figure 0007119270000139

Figure 0007119270000140

Figure 0007119270000141

上記表8の結果から分かるように、本発明の式1及び式2で表される化合物の混合物を燐光ホストとして使用した場合(実施例1~90)、式1で表される化合物を単独で使用した場合(比較例1~4)及び比較化合物の混合物を使用した場合(比較例5~6)に比べて、素子の駆動電圧、効率、および寿命が著しく改善された。
比較例1~6を比較すると、本発明の化合物を単独で使用した場合(比較例1~4)に比べて、比較化合物を二種類混合して使用した場合(比較例5~6)のほうが素子の特性がより向上した。
また、比較例5~6と、本発明の実施例を比較すると、比較化合物を二種類の混合した場合に比べて、本発明の式1で表される化合物と式2で表される化合物の混合物をホストとして使用した場合、駆動電圧が低くなり、効率と寿命が大幅に向上した。
本発明の発明者らは、これらの結果から、式1で表される化合物と式2で表される化合物の混合物は、これらの各化合物の特性以外の新規な特性を有すると判断し、これらの各化合物とその混合物を使用してPL寿命を測定した。その結果、本発明の式1で表される化合物及び式2で表される化合物の混合物の場合には、各化合物単独の場合とは異なり、新しいPL波長が形成されることを確認できた。
これは、本発明の化合物の混合物を使用する場合には、それぞれの物質のエネルギー準位に従って電子と正孔が移動するだけでなく、混合により形成された新たなエネルギー準位を有するエキシプレックス(exciplex)によって電子と正孔が移動したり、エネルギーが伝達されるため、効率と寿命が増加したと判断される。これは、本発明の混合物を使用する場合の混合薄膜がエキシプレックス(exciplex)エネルギー伝達と発光プロセスを示す重要な例である。
また、電子だけでなく正孔に対する安定性が高く、高いT1値を有する式1で表される多環化合物と、強い正孔(hole)特性を有する式2で表される化合物を混合すると、高いT1と高いLUMOエネルギーの値のため電子ブロッキング(blocking)能力が向上し、発光層に、より多くの正孔が迅速かつ容易に移動することになる。その結果、発光層内で電荷バランスが向上するので、発光層内の正孔輸送層との界面側で十分に発光するだけでなく、HTL界面の劣化も抑制され、これにより、素子の駆動電圧、効率および寿命が最大化される。したがって、式1及び式2で表される化合物を混合して、ホストとして使用した場合、電気化学的相乗作用によって素子の全体の性能が大幅に改善された。
[実施例103]~[実施例106]
下記表8に記載されたように、第1ホストと第2ホストを一定の比率で混合して使用した点を除いては、前記実施例1と同様の方法で有機電気発光素子を作製した。
本発明の実施例103~実施例106により製造された有機電気発光素子に順バイアス直流電圧を加えてフォトリサーチ(photo research)社のPR-650で電気発光(EL)特性を測定し、2500cd/mの基準輝度でマックサイエンス社寿命測定装置によってT95寿命を測定し、その測定結果は、下記表9のとおりである。実施例3及び実施例80は、表8と同じように、第1ホストと第2ホストを3:7で混合して使用した場合の素子特性測定結果である。
[表9]
Figure 0007119270000142

上記表9によれば、第1ホストと第2ホストを3:7で混合した場合、駆動電圧、効率、および寿命が最も優れており、第1ホストの割合が多くなるほど、素子特性が低下することがわかる。これは式1で表される化合物よりも相対的に正孔(hole)特性が強い式2で表される化合物の量が多くなるにつれて、発光層内の電荷バランスが最大化されるためと考えられる。
[実施例107]~[実施例118]赤色有機発光素子
ガラス基板に形成されたITO層(陽極)上に2-TNATA膜を真空蒸着して、60nmの厚さの正孔注入層を形成した後、NPD膜を60nmの厚さで真空蒸着して正孔輸送層を形成した。
次に、前記正孔輸送層上に30nmの厚さの発光層を形成形成した。このとき、本発明の式3で表示される表10の化合物をホストとして(piq)Ir(acac)をドーパントとして使用し、これらの重量比が95:5になるようにドーパントをドーピングした。
次に、前記発光層上にBAlqを10nmの厚さで真空蒸着して正孔阻止層を形成し、続いてAlqを40nmの厚さに成膜して電子輸送層を形成した。以後、電子輸送層上にLiFを0.2nmの厚さで蒸着し、次いでAlを150nmの厚さに蒸着して陰極を形成することで、有機電気発光素子を製造した。
[比較例7]
発光層のホスト材料として、本発明の化合物の代わりに比較化合物4を使用した点を除いては、前記実施例107と同様の方法で有機電気発光素子を作製した。
<比較化合物4>
Figure 0007119270000143

本発明の実施例107~実施例118、比較例7により製造された有機電気発光素子に順バイアス直流電圧を加えてフォトリサーチ(photo research)社のPR-650で電気発光(EL)特性を測定し、2500cd/mの基準輝度でマックサイエンス社寿命測定装置によってT95寿命を測定し、その測定結果は、下記表10のとおりである。
[表10]
Figure 0007119270000144

上記表10から分かるように、本発明の化合物を燐光ホストとして使用した有機電気発光素子は、比較化合物4を使用した場合に比べて駆動電圧、効率および寿命が向上した。
比較化合物4と本発明の化合物は、ナフトベンゾフランに結合するトリアジン置換基の結合位置が異なる。
上記表10をの素子データを総合して判断してみると、トリアジン(triazine)置換基がナフトベンゾフラン(naphthobenzofuran)の4位に結合する比較化合物4よりも、1位に結合する本発明の化合物をホスト材料として使用した場合には、素子の駆動電圧、効率、および寿命などが大幅に向上したことがわかる。特に、トリアジン置換基部分にナフチルを含む置換基が含まれている本発明の化合物をホスト材料として使用した場合には、駆動電圧と効率が大幅に向上し、ビフェニルを置換基として有する化合物は、寿命が大幅に向上した。
上記のような結果は、ねじれ角(torsion angle)に起因するものであることがわかる。下記の表11に、比較化合物4ような4-ナフトベンゾフランと本発明の化合物2-109のような1-ナフトベンゾフラン誘導体のねじれ角を種々の方向から確認した結果を示す。
[表11]
Figure 0007119270000145

上記表11において、各イメージは、比較化合物4と本発明の化合物2-109のそれぞれを正面、横軸60°、横軸90°、縦軸90°でPerkinElmer社Chem3DプログラムMM2 minimize energy methodを用いて測定した3次元構造を示す。
上記表11から分かるように、比較化合物4のような4-ナフトベンゾフランの誘導体は、トリアジンのねじれ角(torsion angle)の値が0.9度であり、ねじれがほとんどない平面性が非常に高い化合物であるのに対し、本発明のような1-ナフトベンゾフランの誘導体は、triazineとのねじれ角の値が10.2度でありよりねじれているので、比較化合物4と平面性に明らかな違いがある。
したがって、比較的立体的(steric)な構造である本発明の化合物は、分子間ファンデルワールス力(vanderWaalsforce)を弱めることにより電気的極性を減らすことができ、分子間相互作用を弱めることにより薄膜の結晶性を下げることができる。さらに、発光層の材料として使用した場合、このような立体的(steric)特性により電気化学的に不安定なドーパントと一定の距離が生じ、これにより発光層の安定性を決定的に向上させることができる。
これらの総合的な特性が素子蒸着時素子の寿命と特性を向上させたものと思われる。
以上の説明は、本発明を例示的に説明したものに過ぎず、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な変形が可能である。従って、本明細書に開示された実施形態は、本発明を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、このような実施形態によって本発明の思想と範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は、下記の請求範囲によって解釈されるべきであり、それと同等な範囲内にあるあらゆる技術は、本発明の権利範囲に含むものとして解釈されるべきである。
[付記]
本開示は下記の態様<1>~<10>も含む。
<1>
第1電極、第2電極及び前記第1電極と前記第2電極との間に形成された有機物層を含む有機電気素子において、
前記有機物層が、燐光性発光層を含み、前記燐光性発光層のホストは、下記式1で表される第1化合物と下記式2で表される第2化合物を含む有機電気素子:
Figure 0007119270000146



前記式1と式2中、
X はO又はSであり、
Ar 、Ar 、Ar ~Ar は、それぞれ独立に、C -C 60 のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPから選ばれる少なくとも1種のヘテロ原子を含むC -C 60 のヘテロ環基、C -C 60 の脂肪族環基、C -C 30 のアルキル基、C -C 30 のアルケニル基、C -C 30 のアルキニル基、C -C 30 のアルコキシ基、並びにC -C 30 のアリールオキシル基からなる群より選択され、
L ~L は、それぞれ独立に、単結合、C -C 60 のアリーレン基、フルオレニレン基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれる少なくとも1種のヘテロ原子を含むC -C 60 のヘテロ環基、C -C 60 の脂肪族環基、並びにこれらの組み合わせからなる群より選択され、
R は水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、C -C 60 のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPから選ばれる少なくとも1種のヘテロ原子を含むC -C 60 のヘテロ環基、C -C 60 の脂肪族環基、C -C 50 のアルキル基、C -C 20 のアルケニル基、C -C 20 のアルキニル基、C -C 30 のアルコキシ基、C -C 30 のアリールオキシル基、並びに-L’-N(R )(R )からなる群より選択され、隣接する基同士は、互いに結合して環を形成していてもよく、
aは0~9の整数を表わし、aが2以上の整数である場合には、複数のR は互いに同じであっても異なっていてもよく、
前記L’は単結合、C -C 60 のアリーレン基、フルオレニレン基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC -C 60 のヘテロ環基、C -C 60 の脂肪族環基、並びにこれらの組み合わせからなる群より選択され、
及びR は、それぞれ独立に、C -C 60 のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC -C 60 のヘテロ環基、C -C 60 の脂肪族環基、並びにこれらの組み合わせからなる群より選択され、
前記Ar 、Ar 、L ~L 、R 、L'、R 、R 、及び隣接する基同士が互いに結合して形成された環は、それぞれ、重水素、ハロゲン、無置換の又はC -C 20 のアルキル基若しくはC -C 20 のアリール基で置換されたシラン基、シロキサン基、ホウ素基、ゲルマニウム基、シアノ基、ニトロ基、C -C 20 のアルキルチオ基、C -C 20 のアルコキシ基、C -C 20 のアリールオキシル基、C -C 20 のアルキル基、C -C 20 のアルケニル基、C -C 20 のアルキニル基、C -C 20 のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC -C 20 のヘテロ環基、C -C 20 の脂肪族環基、C -C 20 のアリールアルキル基、並びにC -C 20 のアリールアルケニル基からなる群より選択された1種以上の置換基で更に置換されていてもよく、
Ar ~Ar は、それぞれ、重水素、ハロゲン、無置換の又はC -C 20 のアルキル基若しくはC -C 20 のアリール基で置換されたシラン基、シロキサン基、ホウ素基、ゲルマニウム基、シアノ基、ニトロ基、C -C 20 のアルキルチオ基、C -C 20 のアルコキシ基、C -C 20 のアリールオキシル基、C -C 20 のアルキル基、C -C 20 のアルケニル基、C -C 20 のアルキニル基、C -C 20 のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC -C 20 のヘテロ環基、C -C 20 の脂肪族環基、C -C 20 のアリールアルキル基、C -C 20 のアリールアルケニル基、並びに-L’-N(R )(R )からなる群より選択された1種以上の置換基で更に置換されていてもよく、
但し、前記式2は下記式2-A~2-Lのうちのいずれで表される化合物でもない:
Figure 0007119270000147

Figure 0007119270000148

Figure 0007119270000149


Figure 0007119270000150



前記式2-A~2-Lにおいて、Ar 、Ar 、及びL ~L は、それぞれ式2におけるものと同様であり、
Y ~Y は、それぞれ独立に、O、S又はC(R’)(R”)であり、
R 11 ~R 16 、R’、及びR”は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、無置換の又はC -C 20 のアルキル基若しくはC -C 20 のアリール基で置換されたシラン基、シアノ基、ニトロ基、C -C 20 のアルコキシ基、C -C 20 のアリールオキシル基、C -C 20 のアルキル基、C -C 20 のアルケニル基、C -C 20 のアルキニル基、C -C 20 のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC -C 20 のヘテロ環基、C -C 20 の脂肪族環基、並びに-L’-N(R )(R )からなる群より選択され、隣接する基同士は、互いに結合して環を形成していてもよく、
bは0~4の整数を表わし、bが2以上の整数である場合には、複数のR 11 それぞれ、複数のR 13 それぞれ、複数のR 15 それぞれは、互いに同じであっても異なっていてもよく、
cは0~3の整数を表わし、cが2以上の整数である場合には、複数のR 12 それぞれ、複数のR 14 それぞれ、複数のR 16 それぞれは、互いに同じであっても異なっていてもよく、
前記L’、R 及びR は、式2におけるものと同様である。
<2>
前記L ~L のうちの少なくとも1つが、下記式b-1から式b-13のうちのいずれか1つで表される、<1>に記載の有機電気素子:
Figure 0007119270000151



Figure 0007119270000152



Figure 0007119270000153



Figure 0007119270000154



前記式b-1から式b-13において、
R ~R は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、C -C 20 のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC -C 20 のヘテロ環基、C -C 20 の脂肪族環基、C -C 20 のアルキル基、C -C 20 のアルケニル基、C -C 20 のアルキニル基、C -C 20 のアルコキシ基、並びにC -C 30 のアリールオキシル基からなる群より選択され、隣接する基同士は、互いに結合して環を形成していてもよく、
YはN-(L -Ar )、O、S又はC(R’)(R”)であり、
Z ~Z は、それぞれ独立に、C、C(R’)又はNであり、Z ~Z の中で少なくとも1つはNであり、
fは0~6の整数を表わし、e、g、h、及びiは、それぞれ、0~4の整数を表わし、j及びkは、それぞれ、0~3の整数を表わし、lは0~2の整数を表わし、mは0~3の整数を表わし、これらのそれぞれが2以上の整数である場合には、複数のR それぞれ、複数のR それぞれ、複数のR それぞれは、互いに同じであっても異なっていてもよく、
前記R’及びR”は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、C -C 20 のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC -C 20 のヘテロ環基、C -C 20 の脂肪族環基、C -C 20 のアルキル基、C -C 20 のアルケニル基、C -C 20 のアルキニル基、C -C 20 のアルコキシ基、C -C 30 のアリールオキシル基、並びに-L -N(R )(R )からなる群より選択され、
C(R’)(R”)で、R’とR”同士は、互いに結合して環を形成していてもよく、C(R’)で、隣接するR’同士は、互いに結合して環を形成していてもよく、
前記Ar は、C -C 20 のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC -C 20 のヘテロ環基、C -C 20 の脂肪族環基、並びにこれらの組み合わせからなる群より選択され、
前記L は単結合、C -C 20 のアリーレン基、フルオレニレン基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれる少なくとも1種のヘテロ原子を含むC -C 20 のヘテロ環基、C -C 20 の脂肪族環基、並びにこれらの組み合わせからなる群より選択され、
前記R 及びR は、それぞれ独立に、C -C 20 のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC -C 20 のヘテロ環基、C -C 20 の脂肪族環基、並びにこれらの組み合わせからなる群より選択される。
<3>
前記式1は下記式1-Aから式1-Gのうちのいずれか1つで表される、<1>に記載の有機電気素子:
Figure 0007119270000155



Figure 0007119270000156



Figure 0007119270000157



Figure 0007119270000158



前記式1-Aから式1-Gにおいて、Ar 、Ar 、L ~L 、X 、R 及びaは、それぞれ<1>におけるものと同様であり、
X 及びX は、それぞれ独立に、O又はSであり、
及びR は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、C -C 20 のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC -C 20 のヘテロ環基、C -C 20 の脂肪族環基、C -C 20 のアルキル基、C -C 20 のアルケニル基、C -C 20 のアルキニル基、C -C 20 のアルコキシ基、並びにC -C 30 のアリールオキシル基からなる群より選択され、隣接する基同士は、互いに結合して環を形成していてもよく、
d’は0~7の整数を表わし、e’は0~6の整数を表わし、これらのそれぞれが2以上の整数である場合には、複数のR それぞれ、複数のR それぞれは、互いに同じであっても異なっていてもよい。
<4>
前記式1で表される化合物は下記化合物のうちの1つであることを特徴とする<1>に記載の有機電気素子。
Figure 0007119270000159


Figure 0007119270000160

Figure 0007119270000161


Figure 0007119270000162


Figure 0007119270000163


Figure 0007119270000164


Figure 0007119270000165


Figure 0007119270000166


Figure 0007119270000167


Figure 0007119270000168


Figure 0007119270000169



<5>
前記式2で表される化合物は下記化合物のうちの1つであることを特徴とする、<1>に記載の有機電気素子。
Figure 0007119270000170


<6>
前記第1電極の両面のうち前記有機物層と接していない一面、又は前記第2電極の両面のうち上記有機物層と接していない一面に形成された光効率改善層を更に含む、<1>に記載の有機電子素子。
<7>
前記有機物層は、前記第1電極上に順次形成された正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層を含むスタック(stack)を複数含む、<1>に記載の有機電子素子。
<8>
前記有機物層は、前記複数のスタック(stack)の間に形成された電荷生成層をさらに含む、<7>に記載の有機電子素子。
<9>
<1>に記載の有機電気素子を含むディスプレイ装置;及び
前記ディスプレイ装置を駆動する制御部を含む電子装置。
<10>
前記有機電気素子は、有機電気発光素子、有機太陽電池、有機感光体、有機トランジスタ、単色白色照明用素子、及び量子ドット(quantum dot)ディスプレイ用素子からなる群より選択される、<9>に記載の電子装置。
100、200、300:有機電気素子
110:第1電極
120:正孔注入層
130:正孔輸送層
140:発光層
150:電子輸送層
160:電子注入層
170:第2電極
180:光効率改善層
210:バッファ層
220:発光補助層
320:第1正孔注入層
330:第1正孔輸送層
340:第1発光層
350:第1電子輸送層
360:第1電荷生成層
361:第2電荷生成層
420:第2正孔注入層
430:第2正孔注入層
440:第2発光層
450:第2電子輸送層
CGL:電荷生成層
ST1:第1スタック
ST2:第2スタック

Claims (10)

  1. 第1電極、第2電極及び前記第1電極と前記第2電極との間に形成された有機物層を含む有機電気素子において、
    前記有機物層が、燐光性発光層を含み、前記燐光性発光層のホストは、下記式1又は下記式1-Eで表される第1化合物と下記式2で表される第2化合物と、を含む有機電気素子:
    Figure 0007119270000171



    前記式1と式2中、
    XはO又はSであり、
    Ar 及びAr~Arは、それぞれ独立に、C-C60のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPから選ばれる少なくとも1種のヘテロ原子を含むC-C60のヘテロ環基、C-C60の脂肪族環基、C-C30のアルキル基、C-C30のアルケニル基、C-C30のアルキニル基、C-C30のアルコキシ基、並びにC-C30のアリールオキシル基からなる群より選択され、
    Ar は、C -C 60 のアリール基、フルオレニル基、N、Si及びPから選ばれる少なくとも1種のヘテロ原子を含むC -C 60 のヘテロ環基、C -C 60 の脂肪族環基、C -C 30 のアルキル基、C -C 30 のアルケニル基、C -C 30 のアルキニル基、C -C 30 のアルコキシ基、並びにC -C 30 のアリールオキシル基からなる群より選択され、
    L~Lは、それぞれ独立に、単結合、C-C60のアリーレン基、フルオレニレン基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれる少なくとも1種のヘテロ原子を含むC-C60のヘテロ環基、C-C60の脂肪族環基、並びにこれらの組み合わせからなる群より選択され、
    Rは水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、C-C60のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPから選ばれる少なくとも1種のヘテロ原子を含むC-C60のヘテロ環基、C-C60の脂肪族環基、C-C50のアルキル基、C-C20のアルケニル基、C-C20のアルキニル基、C-C30のアルコキシ基、C-C30のアリールオキシル基、並びに-L’-N(R)(R)からなる群より選択され、隣接する基同士は、互いに結合して環を形成していてもよく、但し、X がSでありAr 及びAr がそれぞれC -C 60 のアリール基である場合、隣接するR 同士は互いに結合して環を形成せず、
    aは0~9の整数を表わし、aが2以上の整数である場合には、複数のRは互いに同じであっても異なっていてもよく、
    前記L’は単結合、C-C60のアリーレン基、フルオレニレン基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC-C60のヘテロ環基、C-C60の脂肪族環基、並びにこれらの組み合わせからなる群より選択され、
    及びRは、それぞれ独立に、C-C60のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC-C60のヘテロ環基、C-C60の脂肪族環基、並びにこれらの組み合わせからなる群より選択され、
    前記Ar、Ar、L~L、R、L'、R、R、及び隣接する基同士が互いに結合して形成された環は、それぞれ、重水素、ハロゲン、無置換の又はC-C20のアルキル基若しくはC-C20のアリール基で置換されたシラン基、シロキサン基、ホウ素基、ゲルマニウム基、シアノ基、ニトロ基、C-C20のアルキルチオ基、C-C20のアルコキシ基、C-C20のアリールオキシル基、C-C20のアルキル基、C-C20のアルケニル基、C-C20のアルキニル基、C-C20のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基、C-C20の脂肪族環基、C-C20のアリールアルキル基、並びにC-C20のアリールアルケニル基からなる群より選択された1種以上の置換基で更に置換されていてもよく、
    Ar~Arは、それぞれ、重水素、ハロゲン、無置換の又はC-C20のアルキル基若しくはC-C20のアリール基で置換されたシラン基、シロキサン基、ホウ素基、ゲルマニウム基、シアノ基、ニトロ基、C-C20のアルキルチオ基、C-C20のアルコキシ基、C-C20のアリールオキシル基、C-C20のアルキル基、C-C20のアルケニル基、C-C20のアルキニル基、C-C20のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基、C-C20の脂肪族環基、C-C20のアリールアルキル基、C-C20のアリールアルケニル基、並びに-L’-N(R)(R)からなる群より選択された1種以上の置換基で更に置換されていてもよく、
    Figure 0007119270000172

    前記式1-E中、
    Ar 、L ~L 、X 、R 及びaは、それぞれ式1におけるものと同様であり、
    X はO又はSであり、
    は水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、C -C 20 のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC -C 20 のヘテロ環基、C -C 20 の脂肪族環基、C -C 20 のアルキル基、C -C 20 のアルケニル基、C -C 20 のアルキニル基、C -C 20 のアルコキシ基、並びにC -C 30 のアリールオキシル基からなる群より選択され、隣接する基同士は、互いに結合して環を形成していてもよく、
    d’は0~7の整数を表わし、d’が2以上の整数である場合には、複数のR それぞれ互いに同じであっても異なっていてもよく、
    但し、L がC -C 60 のアリーレン基でありL が単結合である場合、X はSであり、L が単結合でありL がC -C 60 のアリーレン基である場合、X はSである、
    但し、前記式2は下記式2-A~2-Lのうちのいずれで表される化合物でもない:
    Figure 0007119270000173


    Figure 0007119270000174


    Figure 0007119270000175



    前記式2-A~2-Lにおいて、Ar、Ar、及びL~Lは、それぞれ式2におけるものと同様であり、
    Y~Yは、それぞれ独立に、O、S又はC(R’)(R”)であり、
    R11~R16、R’、及びR”は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、無置換の又はC-C20のアルキル基若しくはC-C20のアリール基で置換されたシラン基、シアノ基、ニトロ基、C-C20のアルコキシ基、C-C20のアリールオキシル基、C-C20のアルキル基、C-C20のアルケニル基、C-C20のアルキニル基、C-C20のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基、C-C20の脂肪族環基、並びに-L’-N(R)(R)からなる群より選択され、隣接する基同士は、互いに結合して環を形成していてもよく、
    bは0~4の整数を表わし、bが2以上の整数である場合には、複数のR11それぞれ、複数のR13それぞれ、複数のR15それぞれは、互いに同じであっても異なっていてもよく、
    cは0~3の整数を表わし、cが2以上の整数である場合には、複数のR12それぞれ、複数のR14それぞれ、複数のR16それぞれは、互いに同じであっても異なっていてもよく、
    前記L’、R及びRは、式2におけるものと同様である。
  2. 前記L~Lのうちの少なくとも1つが、下記式b-1から式b-13のうちのいずれか1つで表される、請求項1に記載の有機電気素子:
    Figure 0007119270000176



    Figure 0007119270000177



    Figure 0007119270000178


    Figure 0007119270000179



    前記式b-1から式b-13において、
    R~Rは、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、C-C20のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基、C-C20の脂肪族環基、C-C20のアルキル基、C-C20のアルケニル基、C-C20のアルキニル基、C-C20のアルコキシ基、並びにC-C30のアリールオキシル基からなる群より選択され、隣接する基同士は、互いに結合して環を形成していてもよく、
    YはN-(L-Ar)、O、S又はC(R’)(R”)であり、
    Z~Zは、それぞれ独立に、C、C(R’)又はNであり、Z~Zの中で少なくとも1つはNであり、
    fは0~6の整数を表わし、e、g、h、及びiは、それぞれ、0~4の整数を表わし、j及びkは、それぞれ、0~3の整数を表わし、lは0~2の整数を表わし、mは0~3の整数を表わし、これらのそれぞれが2以上の整数である場合には、複数のRそれぞれ、複数のRそれぞれ、複数のRそれぞれは、互いに同じであっても異なっていてもよく、
    前記R’及びR”は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、C-C20のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基、C-C20の脂肪族環基、C-C20のアルキル基、C-C20のアルケニル基、C-C20のアルキニル基、C-C20のアルコキシ基、C-C30のアリールオキシル基、並びに-L-N(R)(R)からなる群より選択され、
    C(R’)(R”)で、R’とR”同士は、互いに結合して環を形成していてもよく、C(R’)で、隣接するR’同士は、互いに結合して環を形成していてもよく、
    前記Arは、C-C20のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基、C-C20の脂肪族環基、並びにこれらの組み合わせからなる群より選択され、
    前記Lは単結合、C-C20のアリーレン基、フルオレニレン基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれる少なくとも1種のヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基、C-C20の脂肪族環基、並びにこれらの組み合わせからなる群より選択され、
    前記R及びRは、それぞれ独立に、C-C20のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基、C-C20の脂肪族環基、並びにこれらの組み合わせからなる群より選択される。
  3. 前記式1は下記式1-Aから式1-D、式1-F、及び式1-Gのうちのいずれか1つで表される、請求項1に記載の有機電気素子:
    Figure 0007119270000180



    Figure 0007119270000181



    Figure 0007119270000182



    Figure 0007119270000183



    前記式1-Aから式1-D、式1-F、及び式1-Gにおいて、Ar、Ar、L~L、X、R及びaは、それぞれ請求項1におけるものと同様であり
    X 、O又はSであり
    、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、C-C20のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC-C20のヘテロ環基、C-C20の脂肪族環基、C-C20のアルキル基、C-C20のアルケニル基、C-C20のアルキニル基、C-C20のアルコキシ基、並びにC-C30のアリールオキシル基からなる群より選択され、隣接する基同士は、互いに結合して環を形成していてもよく
    e’は0~6の整数を表わし、e’が2以上の整数である場合には、複数のRそれぞれは、互いに同じであっても異なっていてもよい。
  4. 第1電極、第2電極及び前記第1電極と前記第2電極との間に形成された有機物層を含む有機電気素子において、
    前記有機物層が、燐光性発光層を含み、前記燐光性発光層のホストは、下記化合物のうちの1つである第1化合物と、下記式2で表される第2化合物と、を含む有機電気素子。
    Figure 0007119270000184


    Figure 0007119270000185


    Figure 0007119270000186


    Figure 0007119270000187


    Figure 0007119270000188


    Figure 0007119270000189


    Figure 0007119270000190


    Figure 0007119270000191


    Figure 0007119270000192


    Figure 0007119270000193


    Figure 0007119270000194

    Figure 0007119270000195

    前記式2中、
    Ar ~Ar は、それぞれ独立に、C -C 60 のアリール基、フルオレニル基、O、N、Si及びPから選ばれる少なくとも1種のヘテロ原子を含むC -C 60 のヘテロ環基、C -C 60 の脂肪族環基、C -C 30 のアルキル基、C -C 30 のアルケニル基、C -C 30 のアルキニル基、C -C 30 のアルコキシ基、並びにC -C 30 のアリールオキシル基からなる群より選択され、
    L 4 ~L は、それぞれ独立に、単結合、C -C 60 のアリーレン基、フルオレニレン基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれる少なくとも1種のヘテロ原子を含むC -C 60 のヘテロ環基、C -C 60 の脂肪族環基、並びにこれらの組み合わせからなる群より選択され、
    前記L 4 ~L は、それぞれ、重水素、ハロゲン、無置換の又はC -C 20 のアルキル基若しくはC -C 20 のアリール基で置換されたシラン基、シロキサン基、ホウ素基、ゲルマニウム基、シアノ基、ニトロ基、C -C 20 のアルキルチオ基、C -C 20 のアルコキシ基、C -C 20 のアリールオキシル基、C -C 20 のアルキル基、C -C 20 のアルケニル基、C -C 20 のアルキニル基、C -C 20 のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC -C 20 のヘテロ環基、C -C 20 の脂肪族環基、C -C 20 のアリールアルキル基、並びにC -C 20 のアリールアルケニル基からなる群より選択された1種以上の置換基で更に置換されていてもよく、
    Ar ~Ar は、それぞれ、重水素、ハロゲン、無置換の又はC -C 20 のアルキル基若しくはC -C 20 のアリール基で置換されたシラン基、シロキサン基、ホウ素基、ゲルマニウム基、シアノ基、ニトロ基、C -C 20 のアルキルチオ基、C -C 20 のアルコキシ基、C -C 20 のアリールオキシル基、C -C 20 のアルキル基、C -C 20 のアルケニル基、C -C 20 のアルキニル基、C -C 20 のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC -C 20 のヘテロ環基、C -C 20 の脂肪族環基、C -C 20 のアリールアルキル基、C -C 20 のアリールアルケニル基、並びに-L’-N(R )(R )からなる群より選択された1種以上の置換基で更に置換されていてもよく、
    但し、前記式2は下記式2-A~2-Lのうちのいずれで表される化合物でもない:
    Figure 0007119270000196


    Figure 0007119270000197



    Figure 0007119270000198


    Figure 0007119270000199



    前記式2-A~2-Lにおいて、Ar 、Ar 、及びL ~L は、それぞれ式2におけるものと同様であり、
    Y ~Y は、それぞれ独立に、O、S又はC(R’)(R”)であり、
    R 11 ~R 16 、R’、及びR”は、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、無置換の又はC -C 20 のアルキル基若しくはC -C 20 のアリール基で置換されたシラン基、シアノ基、ニトロ基、C -C 20 のアルコキシ基、C -C 20 のアリールオキシル基、C -C 20 のアルキル基、C -C 20 のアルケニル基、C -C 20 のアルキニル基、C -C 20 のアリール基、フルオレニル基、O、N、S、Si及びPからなる群より選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を含むC -C 20 のヘテロ環基、C -C 20 の脂肪族環基、並びに-L’-N(R )(R )からなる群より選択され、隣接する基同士は、互いに結合して環を形成していてもよく、
    bは0~4の整数を表わし、bが2以上の整数である場合には、複数のR 11 それぞれ、複数のR 13 それぞれ、複数のR 15 それぞれは、互いに同じであっても異なっていてもよく、
    cは0~3の整数を表わし、cが2以上の整数である場合には、複数のR 12 それぞれ、複数のR 14 それぞれ、複数のR 16 それぞれは、互いに同じであっても異なっていてもよく、
    前記L’、R 及びR は、式2におけるものと同様である
  5. 前記式2で表される化合物は下記化合物のうちの1つであることを特徴とする、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の有機電気素子。
    Figure 0007119270000200

  6. 前記第1電極の両面のうち前記有機物層と接していない一面、又は前記第2電極の両面のうち上記有機物層と接していない一面に形成された光効率改善層を更に含む、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の有機電子素子。
  7. 前記有機物層は、前記第1電極上に順次形成された正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層を含むスタック(stack)を複数含む、請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の有機電子素子。
  8. 前記有機物層は、前記複数のスタック(stack)の間に形成された電荷生成層をさらに含む、請求項7に記載の有機電子素子。
  9. 請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の有機電気素子を含むディスプレイ装置;及び
    前記ディスプレイ装置を駆動する制御部を含む電子装置。
  10. 前記有機電気素子は、有機電気発光素子、有機太陽電池、有機感光体、有機トランジスタ、単色白色照明用素子、及び量子ドット(quantum dot)ディスプレイ用素子からなる群より選択される、請求項9に記載の電子装置。

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