JP7449376B2 - 有機化合物及びこれを含む有機電界発光素子 - Google Patents
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Description
複数のXは、互いに同一又は異なり、それぞれ独立に、C(R1)又はNであり、但し、複数のXのうちの少なくとも2つは、Nであり、
R1及びR2は、互いに同一又は異なり、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、C1~C40のアルキル基、C2~C40のアルケニル基、C2~C40のアルキニル基、C3~C40のシクロアルキル基、核原子数3~40個のヘテロシクロアルキル基、C6~C60のアリール基、核原子数5~60個のヘテロアリール基、C1~C40のアルキルオキシ基、C6~C60のアリールオキシ基、C3~C40のアルキルシリル基、C6~C60のアリールシリル基、C1~C40のアルキルボロン基、C6~C60のアリールボロン基、C6~C60のアリールホスファニル基、C6~C60のモノアリールホスフィニル基、C6~C60のジアリールホスフィニル基、C6~C60のアリールアミン基、C5~C60のアリールヘテロアリールアミン基、及び核原子数5~60個のヘテロアリールアミン基からなる群から選択され、
mは、0~2の整数であり、nは、0~4の整数であり、
Lは、単結合であるか、又はC6~C18のアリーレン基及び核原子数5~18個のヘテロアリーレン基からなる群から選択され、
oは、0~3の整数であり、
Ar1及びAr2は、互いに同一又は異なり、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、C1~C40のアルキル基、C2~C40のアルケニル基、C2~C40のアルキニル基、C3~C40のシクロアルキル基、核原子数3~40個のヘテロシクロアルキル基、C6~C60のアリール基、核原子数5~60個のヘテロアリール基、C1~C40のアルキルオキシ基、C6~C60のアリールオキシ基、C3~C40のアルキルシリル基、C6~C60のアリールシリル基、C1~C40のアルキルボロン基、C6~C60のアリールボロン基、C6~C60のアリールホスファニル基、C6~C60のモノアリールホスフィニル基、C6~C60のジアリールホスフィニル基、C6~C60のアリールアミン基、C5~C60のアリールヘテロアリールアミン基、及び核原子数5~60個のヘテロアリールアミン基からなる群から選択され、
上記Lのアリーレン基、ヘテロアリーレン基、並びにAr1~Ar2及びR1~R2のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルシリル基、アリールシリル基、アルキルボロン基、アリールボロン基、アリールホスフィン基、アリールホスフィンオキサイド基、及びアリールアミン基は、それぞれ独立に、水素、重水素(D)、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、C1~C40のアルキル基、C2~C40のアルケニル基、C2~C40のアルキニル基、C3~C40のシクロアルキル基、核原子数3~40個のヘテロシクロアルキル基、C6~C60のアリール基、核原子数5~60個のヘテロアリール基、C1~C40のアルキルオキシ基、C6~C60のアリールオキシ基、C1~C40のアルキルシリル基、C6~C60のアリールシリル基、C1~C40のアルキルボロン基、C6~C60のアリールボロン基、C6~C60のアリールホスフィン基、C6~C60のアリールホスフィンオキサイド基、C6~C60のアリールアミン基、C5~C60のアリールヘテロアリールアミン基、及び核原子数5~60個のヘテロアリールアミン基からなる群から選択される1種以上の置換基で置換可能であり、このとき、上記置換基が複数である場合、これらは、互いに同一又は異なることができ、
但し、上記mは、1以上であるか、又はAr1の置換基及びAr2の置換基のうちの少なくとも1つは、シアノ基(-CN)を有する。
本発明は、電子の注入及び輸送能が改善され、かつ熱安定性及び発光能に優れた新規な有機化合物を提供する。
波線部は、上記化学式1においてリンカー(L)との結合部位を意味する。また、上記構造式において具体的に示されていないが、上記R2が少なくとも1つ以上導入されることができ、このようなフルオレンとR2が縮合された多環構造も、本発明の範疇に属する。
*は、上記化学式1との結合部位を意味し、
Yは、C(R3)2、NR3、O、S、及びSeからなる群から選択され、
R3は、互いに同一又は異なり、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、C1~C40のアルキル基、C2~C40のアルケニル基、C2~C40のアルキニル基、C3~C40のシクロアルキル基、核原子数3~40個のヘテロシクロアルキル基、C6~C60のアリール基、核原子数5~60個のヘテロアリール基、C1~C40のアルキルオキシ基、C6~C60のアリールオキシ基、C3~C40のアルキルシリル基、C6~C60のアリールシリル基、C1~C40のアルキルボロン基、C6~C60のアリールボロン基、C6~C60のアリールホスファニル基、C6~C60のモノアリールホスフィニル基、C6~C60のジアリールホスフィニル基、C6~C60のアリールアミン基、C5~C60のアリールヘテロアリールアミン基、及び核原子数5~60個のヘテロアリールアミン基からなる群から選択され、
nは、1~3の整数である。
*は、上記化学式1との結合部位を意味する。
R1、Ar1、及びAr2は、それぞれ化学式1で定義した通りである。上記A-1~A-3の他に、これらが縮合した多環構造も、発明の範疇に属する。
X、L、Ar1、Ar2、L、R2、n、及びoは、それぞれ化学式1で定義した通りである。
X、L、Ar1、Ar2、L、R2、m、n、及びoは、それぞれ化学式1で定義した通りである。
X、Y、Ar1、Ar2、R2、m、及びnは、それぞれ化学式1で定義した通りである。
X、Y、Ar1、Ar2、及びnは、それぞれ化学式1で定義した通りである。
X、Y、Ar1、及びnは、それぞれ化学式1で定義した通りである。
本発明は、上記化学式1で示される化合物を含む電子輸送層を提供する。
また、本発明は、上記化学式1で示される化合物を含む電子輸送補助層を提供する。
本発明の他の側面は、上述のような本発明に係る化学式1で示される化合物を含む有機電界発光素子(有機EL素子)に関するものである。
[準備例1]2-クロロ-4-(ジベンゾ[b,d]フラン-3-イル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジンの合成
1H-NMR: δ 7.50(t, 3H), 8.36(d, 2H), 7.31(s, 1H), 7.39(s, 1H), 7.82(s, 1H), 7.98(s, 1H), 8.03(s, 1H), 7.54(s, 1H), 7.76(s, 1H)
[LCMS]:357
1H-NMR: δ 7.76(s, 1H), 7.54(s, 1H), 8.03(s, 1H), 7.98(s, 1H), 7.82(s, 1H), 7.39(s, 1H), 7.31(s, 1H), 7.96(s, 1H), 7.25(d, 2H), 7.75(d, 2H), 7.96(s, 1H), 7.49(d, 2H), 7.41(s, 1H)
[LCMS]:433
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[合成例1]化合物A-1の合成
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[LCMS]:767
[LCMS]:692
[LCMS]:767
[LCMS]:781
合成例で合成された化合物A-1、A-5、A-17、B-2、B-17、B-35を、常法で高純度昇華精製を行った後、以下の過程に従って緑色の有機EL素子を製作した。
発光層の形成時に、発光ホスト物質として、化合物A-1の代わりにCBPを使用した以外は、上記実施例1と同様にして比較例1の緑色の有機EL素子を製作した。
発光層の形成時に、発光ホスト物質として、化合物A-1の代わりに化合物Aを使用した以外は、上記実施例1と同様にして比較例2の緑色の有機EL素子を製作した。
発光層の形成時に、発光ホスト物質として、化合物A-1の代わりに化合物Bを使用した以外は、上記実施例1と同様にして比較例3の緑色の有機EL素子を製作した。
発光層の形成時に、発光ホスト物質として、化合物A-1の代わりに化合物Cを使用した以外は、上記実施例1と同様にして比較例4の緑色の有機EL素子を製作した。
発光層の形成時に、発光ホスト物質として、化合物A-1の代わりに化合物Dを使用した以外は、上記実施例1と同様にして比較例5の緑色の有機EL素子を製作した。
実施例1~6及び比較例1~5で製作されたそれぞれの緑色の有機EL素子について、電流密度10mA/cm2での駆動電圧、電流効率、及び発光ピークを測定し、その結果を下記表1に示す。
合成例で合成された化合物A-3~A-57、B-50~B370、C97~117を、常法で高純度昇華精製を行った後、以下のように青色の有機電界発光素子を製作した。
電子輸送層物質として、化合物A-3の代わりにAlq3を使用した以外は、上記実施例7と同様にして比較例6の青色の有機電界発光素子を製作した。
電子輸送層物質として、化合物A-3の代わりに化合物Aを使用した以外は、上記実施例7と同様にして比較例7の青色の有機電界発光素子を製作した。
電子輸送層物質として、化合物A-3の代わりに化合物Bを使用した以外は、上記実施例7と同様にして比較例8の青色の有機電界発光素子を製作した。
電子輸送層物質として、化合物A-3の代わりに化合物Cを使用した以外は、上記実施例7と同様にして比較例9の青色の有機電界発光素子を製作した。
電子輸送層物質として、化合物A-3の代わりに化合物Dを使用した以外は、上記実施例7と同様にして比較例10の青色の有機電界発光素子を製作した。
電子輸送層物質として、化合物A-3を含まない以外は、上記実施例7と同様にして比較例11の青色の有機電界発光素子を製作した。
実施例7~21及び比較例6~11で製作されたそれぞれの青色の有機電界発光素子について、電流密度10mA/cm2での駆動電圧、電流効率、及び発光ピークを測定し、その結果を下記表2に示す。
合成例A-2~A-51及びB-1~B-89で合成された化合物を、常法で高純度昇華精製を行った後、以下の過程に従って青色の有機電界発光素子を製作した。
実施例22において電子輸送補助層物質として使用された化合物A-2を使用せず、電子輸送層物質であるAlq3を25nmでなく30nmで蒸着した以外は、上記実施例22と同様にして比較例12の青色の有機電界発光素子を製作した。
実施例22において電子輸送補助層物質として使用された化合物A-2の代わりに化合物Aを使用した以外は、上記実施例17と同様にして比較例13の青色の有機電界発光素子を製作した。
実施例22において電子輸送補助層物質として使用された化合物A-2の代わりに化合物Bを使用した以外は、上記実施例17と同様にして比較例14の青色の有機電界発光素子を製作した。
実施例22において電子輸送補助層物質として使用された化合物A-2の代わりに化合物Cを使用した以外は、上記実施例17と同様にして比較例15の青色の有機電界発光素子を製作した。
実施例22において電子輸送補助層物質として使用された化合物A-2の代わりに化合物Dを使用した以外は、上記実施例17と同様にして比較例16の青色の有機電界発光素子を製作した。
実施例22~37及び比較例12~16でそれぞれ製造された有機電界発光素子について、電流密度10mA/cm2での駆動電圧、発光波長、電流効率、及び発光波長を測定し、その結果を下記表3に示す。
Claims (16)
- 下記化学式1で示される化合物:
複数のXは、互いに同一又は異なり、それぞれ独立に、C(R1)又はNであり、但し、複数のXのうちの少なくとも2つは、Nであり、
R1及びR2は、互いに同一又は異なり、それぞれ独立に、水素、重水素、C1~C40のアルキル基、C6~C60のアリール基、及び核原子数5~60個のヘテロアリール基からなる群から選択され、
mは、1であり、nは、0~4の整数であり、
Lは、単結合であるか、又はC6~C18のアリーレン基及び核原子数5~18個のヘテロアリーレン基からなる群から選択され、
oは、0~3の整数であり、
Ar1及びAr2は、互いに同一又は異なり、それぞれ独立に、C6~C60のアリール基、及び核原子数5~60個のヘテロアリール基からなる群から選択され、
上記Lのアリーレン基、ヘテロアリーレン基、並びにAr1~Ar2及びR1~R2のアルキル基、アリール基、及びヘテロアリール基は、それぞれ独立に、水素、重水素(D)、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、C1~C40のアルキル基、C6~C60のアリール基、及び核原子数5~60個のヘテロアリール基からなる群から選択される1種以上の置換基で置換可能であり、このとき、上記置換基が複数である場合、これらは、互いに同一又は異なることができる。 - R 2は、水素、C6~C60のアリール基及び核原子数5~60個のヘテロアリール基からなる群から選択されるものである、請求項1に記載の化合物。
- 上記Lは、単結合であるか、又は下記化学式2及び化学式3のうちのいずれか1つで示されるものである、請求項1に記載の化合物。
*は、上記化学式1との結合部位を意味し、
Yは、C(R3)2、NR3、O、S、及びSeからなる群から選択され、
R3は、互いに同一又は異なり、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、C1~C40のアルキル基、C2~C40のアルケニル基、C2~C40のアルキニル基、C3~C40のシクロアルキル基、核原子数3~40個のヘテロシクロアルキル基、C6~C60のアリール基、核原子数5~60個のヘテロアリール基、C1~C40のアルキルオキシ基、C6~C60のアリールオキシ基、C3~C40のアルキルシリル基、C6~C60のアリールシリル基、C1~C40のアルキルボロン基、C6~C60のアリールボロン基、C6~C60のアリールホスファニル基、C6~C60のモノアリールホスフィニル基、C6~C60のジアリールホスフィニル基、C6~C60のアリールアミン基、C5~C60のアリールヘテロアリールアミン基、及び核原子数5~60個のヘテロアリールアミン基からなる群から選択され、
nは、1~3の整数である。 - 上記化学式1において、Lは下記構造式から選択されるリンカーである、請求項1に記載の化合物。
*は、上記化学式1との結合部位を意味する。 - 上記化学式3は、下記構造式から選択されるリンカーである、請求項3に記載の化合物。
*は、上記化学式1との結合部位を意味する。
R3は、互いに同一又は異なり、それぞれ独立に、水素、C1~C40のアルキル基、C6~C60のアリール基、及び核原子数5~60個のヘテロアリール基からなる群から選択される。 - 上記
R1、Ar1、及びAr2は、それぞれ、請求項1で定義した通りである。 - Ar1及びAr2は、互いに同一又は異なり、それぞれ独立に、C6~C60のアリール基、及び核原子数5~60個のヘテロアリール基からなる群から選択され、
上記Ar1及びAr2のアリール基及びヘテロアリール基は、それぞれ独立に、水素、重水素(D)、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、C1~C40のアルキル基、C2~C40のアルケニル基、C2~C40のアルキニル基、C3~C40のシクロアルキル基、核原子数3~40個のヘテロシクロアルキル基、C6~C60のアリール基、核原子数5~60個のヘテロアリール基、C1~C40のアルキルオキシ基、C6~C60のアリールオキシ基、C1~C40のアルキルシリル基、C6~C60のアリールシリル基、C1~C40のアルキルボロン基、C6~C60のアリールボロン基、C6~C60のアリールホスフィン基、C6~C60のアリールホスフィンオキサイド基、C6~C60のアリールアミン基、C5~C60のアリールヘテロアリールアミン基、及び核原子数5~60個のヘテロアリールアミン基からなる群から選択される1種以上の置換基で置換可能であり、このとき、上記置換基が複数である場合、これらは、互いに同一又は異なることができるものである、請求項1に記載の化合物。 - 上記Ar1及びAr2のうちの少なくとも1つは、C6~C18のアリール基であり、
上記アリール基は、少なくとも1つの窒素を含む含窒素ヘテロ芳香族環で置換されるものである、請求項1に記載の化合物。 - 上記化学式1で示される化合物は、下記化学式4~化学式7のうちのいずれか1つで示されるものである、請求項1に記載の化合物:
X、L、Ar1、Ar2、R2、n、及びoは、それぞれ、請求項1で定義した通りである。 - 上記化学式1で示される化合物は、下記化学式8~化学式11のうちのいずれか1つで示されるものである、請求項1に記載の化合物。
X、L、Ar1、Ar2、R2、m、n、及びoは、それぞれ、請求項1で定義した通りである。 - 上記化学式1で示される化合物は、下記化学式12~化学式15のうちのいずれか1つで示されるものである、請求項1に記載の化合物:
X、Y、Ar1、Ar2、R2、m、及びnは、それぞれ、請求項1で定義した通りであり、フェニレンに係るnは1~3の整数である。 - 上記化学式1で示される化合物は、下記化学式12A~化学式15Aのうちのいずれか1つで示されるものである、請求項1に記載の化合物:
X、Y、Ar1、及びAr2は、それぞれ、請求項1で定義した通りであり、フェニレンに係るnは1~3の整数である。 - 上記化学式1で示される化合物は、発光層、電子輸送層、又は電子輸送補助層の材料である、請求項1に記載の化合物。
- 陽極、陰極、及び上記陽極と陰極との間に介在した1層以上の有機物層を含み、上記1層以上の有機物層のうちの少なくとも1つ以上は、請求項1~請求項13のうちのいずれか1項に記載の化合物を含む、有機電界発光素子。
- 上記化合物を含む有機物層は、発光層、発光補助層、電子輸送層、及び電子輸送補助層からなる群から選択される、請求項14に記載の有機電界発光素子。
- 上記発光層は、ホスト及びドーパントを含み、
上記ホストは、上記化学式1の化合物を含む、請求項15に記載の有機電界発光素子。
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