新規な有機電界発光化合物及びこれを使用する有機電界発光素子
【課題】新規な有機電界発光化合物及びこれを使用する有機電界発光素子の提供。
【解決手段】有機電界発光化合物は、化学式1によって表される。
(式中、R1−R4はアルキル基等を表し、Ar1-Ar4はアリール基、あるいはシクロアルキル基等を表す。
中の炭素の合計数は21〜60個である。)電界発光化合物は、その発光効率及び素子寿命が最大化された緑色電界発光化合物である。
【解決手段】有機電界発光化合物は、化学式1によって表される。
(式中、R1−R4はアルキル基等を表し、Ar1-Ar4はアリール基、あるいはシクロアルキル基等を表す。
中の炭素の合計数は21〜60個である。)電界発光化合物は、その発光効率及び素子寿命が最大化された緑色電界発光化合物である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、新規な有機電界発光化合物(organic electroluminescent compound)及び電界発光層中にこれを使用する有機電界発光素子(organic electroluminescent device)に関する。詳細には、本発明による有機電界発光化合物は、これらが、下記化学式1によって表される化合物であることで特徴付けられる。
【0002】
【化1】
【0003】
(式中、
【0004】
【化2】
【0005】
中の炭素の合計数は21〜60個である。)
【背景技術】
【0006】
高い効率及び長い寿命を有するOLEDを開発する際の最も重要な事は、高性能の電界発光材料の開発である。電界発光材料の現在の開発の側面からみて、緑色電界発光材料は、赤色又は青色電界発光材料より優れた電界発光特性を示す。しかしながら、従来の緑色電界発光材料は、まだ、低電力消費で大サイズのパネルを製造することを達成するために、多くの問題点を有している。実際的な効率及び寿命を考慮して、現在まで、緑色のための種々の種類の材料が報告されている。これらは、赤色又は青色電界発光材料と比較して2〜5倍の電界発光特性を示すが、緑色電界発光材料の開発は、赤色又は青色電界発光材料の特性の向上との競合に見舞われている。一方、緑色材料の素子寿命の向上は、なお不十分であるため、長寿命をもたらす緑色電界発光材料が、切実に求められている。
【0007】
緑色蛍光材料として、クマリン誘導体(化合物D)、キナクリドン誘導体(化合物E)、DPT(化合物F)などが知られている。化合物Dは、現在まで最も広く使用されているクマリン誘導体であるC545Tの構造である。一般的に、これらの材料は、電界発光素子を形成するために、数%〜約数十%の濃度で、ホスト(host)としてAlqを使用することによってドーピングされている。
【0008】
【化3】
【0009】
特開2001−131541号公報には、下記に示される化合物Gによって表されるビス(2,6−ジアリールアミノ)−9,10−ジフェニルアントラセン誘導体(ここで、ジアリールアミノ基が、それぞれ、アントラセンの2位及び6位で直接的に置換されている)が開示されている。
【0010】
【化4】
【0011】
特開2003−146951号公報(これには、正孔輸送層のための化合物が開示されている)には、ジアリールアミノ基が、それぞれ、2位及び6位で直接的に置換されている化合物は記載されておらず、アントラセンの9位及び10位にフェニル置換基を有する化合物のみが記載されている。特開2003−146951号公報が、低下した発光効率を有する化合物(H)(ジアリールアミノ基が、それぞれ、アントラセン環の2位及び6位で直接的に置換されている)の問題点を指摘していることを考慮すれば、特開2003−146951号公報記載の発明は、アントラセンの9位及び10位にフェニル置換基を有するもの以外の化合物を認識していなかった。
【0012】
一方、特開2004−91334号公報では、ジアリールアミノ基がアントラセン基上に直接的に置換されているが、ジアリールアミノ基のアリール基をジアリールアミノ基により更に置換することによって、従来の化合物の劣った発光効率を克服するが、低いイオン化電位及び優れた正孔輸送を示す、化合物(J)によって表される有機電界発光化合物が示唆された。
【0013】
【化5】
【0014】
しかしながら、特開2004−91334号公報によって示唆された化合物(正孔輸送層として適用された)は、多くのアミン官能基に起因して低下したイオン化電位を示し、正孔輸送特性における増加の問題点を克服したものの、多すぎるアミン官能基のために、正孔輸送層としての動作寿命を短縮する問題点を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0015】
【特許文献1】特開2001−131541号公報
【特許文献2】特開2003−146951号公報
【特許文献3】特開2004−91334号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
本発明によれば、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アルキルシリル、アリールシリル、アダマンチル、ビシクロアルキル、ヘテロアリール又はアリール(例えば、水素、メチル、t−ブチル、フェニルエテニル、フェニルエチニル、シクロヘキシル、トリメチルシリル、トリフェニルシリル、アダマンチル、4−ペンチルビシクロ[2.2.2]オクチル、ベンゾチアゾリル、フェニル、ナフチル、フルオレニル、フェナントリル及びビフェニルなど)が、2位及び6位でのジアリールアミノ基の直接的置換と同時に、アントラセンの9位及び10位に導入される。該アミノ基に置換した2つのアリールの1つは、アリーレンとアリーレンへの置換基から成り、かつ炭素の合計数は21〜60個である。本発明者らは、上記のような化合物が、発光特性を著しく向上させたことを確認し、本発明を完成した。
【0017】
本発明者らは、驚くべきことに、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アルキルシリル、アリールシリル、アダマンチル、ビシクロアルキル、ヘテロアリール又はアリール(例えば、水素、メチル、t−ブチル、フェニルエテニル、フェニルエチニル、シクロヘキシル、トリメチルシリル、トリフェニルシリル、アダマンチル、4−ペンチルビシクロ[2.2.2]オクチル、ベンゾチアゾリル、フェニル、ナフチル、フルオレニル、フェナントリル及びビフェニルなど)が、2位及び6位でのジアリールアミノ基の直接的置換と同時に、アントラセンの9位及び10位に同時に導入されており、及び該アミノ基に置換した2つのアリールの1つが、アリーレンとアリーレンへの置換基から成り、かつ炭素の合計数が21〜60個である化合物が、劣った発光効率、短い動作寿命及び高いイオン化電位を含む従来の正孔輸送材料の問題点を克服できることを見出した。このように本発明者らは、EL材料として適用される構造を盛り込み、本発明を完成した。また、本発明者らは、本発明による1種以上の有機電界発光化合物と一緒に、或る種のアントラセン誘導体及びベンズ[a]アントラセン誘導体から選択された1種以上の化合物を、EL領域における発光ホストとして使用する場合、向上された色純度に起因して色再現性が高められ、かつ発光効率及び素子寿命が著しく向上することも見出した。
【0018】
本発明の目的は、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アルキルシリル、アリールシリル、アダマンチル、ビシクロアルキル、ヘテロアリール又はアリールが、2位及び6位でのジアリールアミノ基の直接的置換と同時に、アントラセンの9位及び10位に導入されており、及び該アミノ基に置換した2つのアリールの1つが、アリーレンとアリーレンへの置換基から成り、かつ炭素の合計数が21〜60個である、新規な有機電界発光化合物を提供することである。
【0019】
本発明の他の目的は、1種以上の上記のような有機電界発光化合物と、電界発光ホストとしての或る種のアントラセン誘導体及びベンズ[a]アントラセン誘導体から選択された1種以上の化合物とを使用する電界発光領域を含有する有機電界発光素子を提供することである。本発明の更に他の目的は、優れた色純度、高い発光効率及び非常に向上された素子寿命を示す有機電界発光化合物を提供すること、並びに上記のような新規な有機電界発光化合物を含む有機電界発光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0020】
本発明は、新規な有機電界発光化合物及びこれを含む有機電界発光素子に関する。詳細には、本発明による有機電界発光化合物は、これらが、下記化学式1によって表される化合物であることで特徴付けられる。
【0021】
【化6】
【0022】
(式中、R1及びR2は、独立に、水素、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C2〜C20)アルケニル、(C2〜C20)アルキニル、(C3〜C15)シクロアルキル、トリ(C1〜C20)アルキルシリル、ジ(C1〜C20)アルキル(C6〜C20)アリールシリル、トリ(C6〜C20)アリールシリル、(C7〜C15)トリシクロアルキル、(C4〜C15)ビシクロアルキル、(C6〜C60)アリール又は(C3〜C60)ヘテロアリールを表し、およびR1及びR2のアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、トリアルキルシリル、ジアルキルアリールシリル、トリアリールシリル、トリシクロアルキル、ビシクロアルキル、アリール又はヘテロアリールは、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C20)アルケニル、(C1〜C20)アルキニル、ハロゲン、シアノ、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、並びに
Ar1及びAr2は、独立に、(C6〜C60)アリール、(C3〜C60)ヘテロアリール、モルホリノ又はチオモルホリノを表し、およびAr1及びAr2のアリール又はヘテロアリールは、重水素、ハロゲン置換基を有する又は有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C20)アルコキシ、(C3〜C15)シクロアルキル、ハロゲン、シアノ、トリ(C1〜C20)アルキルシリル、ジ(C1〜C20)アルキル(C6〜C20)アリールシリル、トリ(C6〜C20)アリールシリル、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
Ar3及びAr4は、独立に、(C1〜C20)アルキル置換基を有する又は有しない(C6〜C20)アリーレンを表し、
R3及びR4は、独立に、(C1〜C20)アルキル又は(C6〜C20)アリールを表し、およびR3及びR4のアリールは、重水素又は(C1〜C20)アルキルによって更に置換されていてもよく、
但し、
【0023】
【化7】
【0024】
中の炭素の合計数は21〜60個である。)
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】図1は、OLEDの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
ここで図面に言及すると、図1は、ガラス1、透明電極2、正孔注入層3、正孔輸送層4、電界発光層5、電子輸送層6、電子注入層7及びAlカソード8を含む、OLEDの断面図を示す。
【0027】
本明細書中に記載される用語「アルキル」、「アルコキシ」及び「アルキル」部分を含有する全ての置換基は、線形種及び分枝種の両方を包含する。
【0028】
本明細書中に記載される用語「アリール」は、1個の水素原子の除去によって、芳香族炭化水素から誘導される有機基を意味する。それぞれの環は、4〜7個、好ましくは5〜6個の環式原子を含有する単環式又は縮合環系を含む。具体的な例には、フェニル、ナフチル、ビフェニル、アントリル、インデニル、フルオレニル、フェナントリル、トリフェニレニル、ピレニル、ペリレニル、クリセニル、ナフタセニル及びフルオランテニルが含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【0029】
本明細書中に記載される用語「ヘテロアリール」は、芳香族環式骨格原子としてのN、O及びSから選択された1〜4個のヘテロ原子並びに残りの芳香族環式骨格原子のための炭素原子を含有するアリール基を意味する。ヘテロアリールは、5員又は6員の、単環式ヘテロアリール、又は1つ以上のベンゼン環と縮合された多環式ヘテロアリールであってもよく、部分的に飽和されていてもよい。ヘテロアリール基は、そのヘテロ原子が酸化されるか又は四級化されて、N−オキシド及び第四級塩を形成することができる、二価のアリール基を含み得る。具体的な例には、単環式ヘテロアリール基、例えば、フリル、チオフェニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、チアゾリル、チアジアゾリル、イソチアゾリル、イソオキサゾリル、オキサゾリル、オキサジアゾリル、トリアジニル、テトラジニル、トリアゾリル、テトラゾリル、フラザニル、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル;多環式ヘテロアリール基、例えば、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、イソベンゾフラニル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾイソチアゾリル、ベンゾイソオキサゾリル、ベンゾオキサゾリル、イソインドリル、インドリル、インダゾリル、ベンゾチアジアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリニル、キナゾリニル、キノキサリニル、カルバゾリル、フェナントリジニル及びベンゾジオキソリル、並びにこれらの対応するN−オキシド(例えば、ピリジルN−オキシド、キノリルN−オキシド)及び第四級塩が含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【0030】
本明細書中に記載される用語「飽和された5員又は6員の複素環式アミノ」は、飽和結合を含む5員又は6員環の環式原子として窒素を含有する化合物を指し、これは、更に、N、O及びSから選択された1種以上のヘテロ原子を含んでいてもよい。
【0031】
化学式1の化合物は、従来の発明によって予測されない、化学式1の化合物からもたらされる緑色電界発光素子の発光効率及びそれらの素子寿命を最大にする新規な概念のそれらの構造によって特徴付けられる。
【0032】
本発明による化学式1の有機電界発光化合物は、電子密度分布における改良に基づいて確実に高い効率で電界発光特性を実現することができる、ホストとドーパントとの間の効率のよいエネルギー移送機構を示す構造を採用している。本発明による新規な化合物の構造は、緑色電界発光のためのみでなく、青色から赤色までの範囲における高い効率で電界発光特性を調整することもできる骨格を提供し得る。Alqのような高い電子伝導性を有するホスト材料を使用する概念から脱却し、本発明は、正孔伝導性と電子伝導性との適切なバランスを有するホストを適用し、それによって、低い初期効率及び短い寿命を含む従来の材料の問題点を克服し、かつそれぞれの色について高い効率及び長い寿命を有する高性能の電界発光特性を確かなものとする。
【0033】
化学式1のナフチルは、1−ナフチル又は2−ナフチルであってもよく、アントリルは、1−アントリル、2−アントリル又は9−アントリルであってもよく、フルオレニルは、1−フルオレニル、2−フルオレニル、3−フルオレニル、4−フルオレニル又は9−フルオレニルであってもよい。
【0034】
本明細書中に記載される「(C1〜C60)アルキル」部分を含む置換基は、1〜60個の炭素原子、1〜20個の炭素原子又は1〜10個の炭素原子を含有してもよい。「(C6〜C60)アリール」部分を含む置換基は、6〜60個の炭素原子、6〜20個の炭素原子又は6〜12個の炭素原子を含有してもよい。「(C3〜C60)ヘテロアリール」部分を含む置換基は、3〜60個の炭素原子、4〜20個の炭素原子又は4〜12個の炭素原子を含有してもよい。
【0035】
化学式1において、R1及びR2は、独立に、水素、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、i−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、トリフルオロメチル、ペルフルオロエチル、トリフルオロエチル、ペルフルオロプロピル、ペルフルオロブチル、ベンジル、トリチル、エテニル、フェニルエテニル、エチニル、フェニルエチニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、トリ(t−ブチル)シリル、t−ブチルジメチルシリル、ジメチルフェニルシリル、トリフェニルシリル、ビシクロ[1.1.0]ブチル、ビシクロ[1.1.1]ペンチル、ビシクロ[2.1.0]ペンチル、ビシクロ[2.1.1]ヘキシル、ビシクロ[3.2.0]ヘキシル、ビシクロ[3.2.0]ヘプチル、ビシクロ[3.1.1]ヘプチル、ビシクロ[4.1.0]ヘプチル、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル、オクタヒドロペンタレニル、ビシクロ[2.2.2]オクチル、ビシクロ[4.2.0]オクチル、ビシクロ[4.1.1]オクチル、ビシクロ[3.2.1]オクチル、オクタヒドロ−1H−インデニル、ビシクロ[5.2.0]ノニル、ビシクロ[4.2.1]ノニル、ビシクロ[3.3.1]ノニル、ビシクロ[3.3.2]デシル、ビシクロ[4.3.1]デシル、ビシクロ[4.2.2]デシル、デカヒドロナフタレニル、ビシクロ[3.3.3]ウンデシル、ビシクロ[4.3.2]ウンデシル、ビシクロ[4.3.3]ドデシル、4−ペンチルビシクロ[2.2.2]オクチル、トリシクロ[2.2.1.0]ヘプチル、トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル、トリシクロ[5.3.1.1]ドデシル、トリシクロ[5.4.0.02,9]ウンデシル、アダマンチル、トリシクロ[5.3.2.04,9]ドデシル、トリシクロ[4.4.1.11,5]ドデシル、トリシクロ[5.5.1.03,11]トリデシル、フェニル、ナフチル、ビフェニル、フルオレニル、フェナントリル、アントリル、フルオランテニル、トリフェニレニル、ピレニル、クリセニル、ナフタセニル、ペリレニル、ピリジル、ピロリル、フラニル、チオフェニル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ピラジニル、ピリミジル、キノリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、ピラゾリル、インドリル、カルバゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、ベンゾチアゾリル又はベンゾオキサゾリルから選択され、並びに、
これらのフェニル、ナフチル、ビフェニル、フルオレニル、フェナントリル、アントリル、フルオランテニル、トリフェニレニル、ピレニル、クリセニル、ナフタセニル、ペリレニル、ピリジル、ピロリル、フラニル、チオフェニル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ピラジニル、ピリミジル、キノリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、ピラゾリル、インドリル、カルバゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、ベンゾチアゾリル又はベンゾオキサゾリルは、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、i−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、トリフルオロメチル、ペルフルオロエチル、トリフルオロエチル、ペルフルオロプロピル、ペルフルオロブチル、メトキシ、エトキシ、ブトキシ、ヘキシルオキシ、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フルオロ、シアノ、フェニル、ナフチル、アントリル、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、トリ(t−ブチル)シリル、t−ブチルジメチルシリル、ジメチルフェニルシリル及びトリフェニルシリルから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよい。
【0036】
化学式1において、Ar1及びAr2は、独立に、フェニル、ナフチル、フルオレニル、アントリル、フェナントリル、ピレニル、ペリレニル、フルオランテニル、ピリジル、ピロリル、フラニル、チオフェニル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ピラジニル、ピリミジニル、キノリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、ピラゾリル、インドリル、カルバゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾオキサゾリル、モルホリノ又はチオモルホリノを表し、並びに、
これらのフェニル、ナフチル、フルオレニル、アントリル、フェナントリル、ピレニル、ペリレニル、フルオランテニル、ピリジル、ピロリル、フラニル、チオフェニル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ピラジニル、ピリミジル、キノリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、ピラゾリル、インドリル、カルバゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾオキサゾリル、モルホリノ又はチオモルホリノは、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、i−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、トリフルオロメチル、ペルフルオロエチル、トリフルオロエチル、ペルフルオロプロピル、ペルフルオロブチル、メトキシ、エトキシ、ブトキシ、ヘキシルオキシ、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、フルオロ、シアノ、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、トリ(t−ブチル)シリル、t−ブチルジメチルシリル、ジメチルフェニルシリル、トリフェニルシリル、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよい。
【0037】
その炭素の合計数が21〜60個である基
【0038】
【化8】
【0039】
は、下記の構造から独立に選択することができるが、これらに限定されるわけではない。
【0040】
【化9】
【0041】
【化10】
【0042】
(式中、R11〜R16は、独立に、(C1〜C20)アルキル又は(C6〜C20)アリールを表し、
R21〜R26は、独立に、水素、(C1〜C20)アルキル又は(C6〜C20)アリールを表し、R11〜R16及びR21〜R26のアリールは、重水素又は(C1〜C20)アルキルによって更に置換されていてもよく、
mは、0〜4の整数であり、
nは、0〜3の整数であり、
xは、1〜5の整数であり、並びに
yは、0〜5の整数である。)
【0043】
本発明による有機電界発光化合物は、下記の化合物によって具体的に例示することができるが、これらに限定されるわけではない。
【0044】
【化11】
【0045】
【化12】
【0046】
【化13】
【0047】
【化14】
【0048】
【化15】
【0049】
【化16】
【0050】
【化17】
【0051】
【化18】
【0052】
(式中、R1及びR2は、独立に、水素、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、i−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、トリフルオロメチル、ペルフルオロエチル、トリフルオロエチル、ペルフルオロプロピル、ペルフルオロブチル、ベンジル、トリチル、エテニル、フェニルエテニル、エチニル、フェニルエチニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、トリ(t−ブチル)シリル、t−ブチルジメチルシリル、ジメチルフェニルシリル、トリフェニルシリル、ビシクロ[1.1.0]ブチル、ビシクロ[1.1.1]ペンチル、ビシクロ[2.1.0]ペンチル、ビシクロ[2.1.1]ヘキシル、ビシクロ[3.2.0]ヘキシル、ビシクロ[3.2.0]ヘプチル、ビシクロ[3.1.1]ヘプチル、ビシクロ[4.1.0]ヘプチル、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル、オクタヒドロペンタレニル、ビシクロ[2.2.2]オクチル、ビシクロ[4.2.0]オクチル、ビシクロ[4.1.1]オクチル、ビシクロ[3.2.1]オクチル、オクタヒドロ−1H−インデニル、ビシクロ[5.2.0]ノニル、ビシクロ[4.2.1]ノニル、ビシクロ[3.3.1]ノニル、ビシクロ[3.3.2]デシル、ビシクロ[4.3.1]デシル、ビシクロ[4.2.2]デシル、デカヒドロナフタレニル、ビシクロ[3.3.3]ウンデシル、ビシクロ[4.3.2]ウンデシル、ビシクロ[4.3.3]ドデシル、4−ペンチルビシクロ[2.2.2]オクチル、トリシクロ[2.2.1.0]ヘプチル、トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル、トリシクロ[5.3.1.1]ドデシル、トリシクロ[5.4.0.02,9]ウンデシル、アダマンチル、トリシクロ[5.3.2.04,9]ドデシル、トリシクロ[4.4.1.11,5]ドデシル、トリシクロ[5.5.1.03,11]トリデシル、フェニル、ナフチル、ビフェニル、フルオレニル、フェナントリル、アントリル、フルオランテニル、トリフェニレニル、ピレニル、クリセニル、ナフタセニル、ペリレニル、ピリジル、ピロリル、フラニル、チオフェニル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ピラジニル、ピリミジル、キノリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、ピラゾリル、インドリル、カルバゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、ベンゾチアゾリル又はベンゾオキサゾリルを表し、並びに
R1及びR2のフェニル、ナフチル、ビフェニル、フルオレニル、フェナントリル、アントリル、フルオランテニル、トリフェニレニル、ピレニル、クリセニル、ナフタセニル、ペリレニル、ピリジル、ピロリル、フラニル、チオフェニル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ピラジニル、ピリミジル、キノリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、ピラゾリル、インドリル、カルバゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、ベンゾチアゾリル又はベンゾオキサゾリルは、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、i−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、トリフルオロメチル、ペルフルオロエチル、トリフルオロエチル、ペルフルオロプロピル、ペルフルオロブチル、メトキシ、エトキシ、ブトキシ、ヘキシルオキシ、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フルオロ、シアノ、フェニル、ナフチル、アントリル、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、トリ(t−ブチル)シリル、t−ブチルジメチルシリル、ジメチルフェニルシリル及びトリフェニルシリルから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
Ar1及びAr2は、独立に、フェニル、ナフチル、フルオレニル、アントリル、フェナントリル、ピレニル、ペリレニル、フルオランテニル、ピリジル、ピロリル、フラニル、チオフェニル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ピラジニル、ピリミジル、キノリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、ピラゾリル、インドリル、カルバゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾオキサゾリル、モルホリノ又はチオモルホリノを表し、並びに
Ar1及びAr2のフェニル、ナフチル、フルオレニル、アントリル、フェナントリル、ピレニル、ペリレニル、フルオランテニル、ピリジル、ピロリル、フラニル、チオフェニル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ピラジニル、ピリミジル、キノリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、ピラゾリル、インドリル、カルバゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾオキサゾリル、モルホリノ又はチオモルホリノは、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、i−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、トリフルオロメチル、ペルフルオロエチル、トリフルオロエチル、ペルフルオロプロピル、ペルフルオロブチル、メトキシ、エトキシ、ブトキシ、ヘキシルオキシ、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、フルオロ、シアノ、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、トリ(t−ブチル)シリル、t−ブチルジメチルシリル、ジメチルフェニルシリル、トリフェニルシリル、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
R11〜R16は、独立に、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、i−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、フェニル、ナフチル、ビフェニル、フルオレニル、フェナントリル、アントリル、フルオランテニル、トリフェニレニル、ピレニル、クリセニル、ナフタセニル又はペリレニルを表し、
R21〜R26は、独立に、水素、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、i−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、フェニル、ナフチル、ビフェニル、フルオレニル、フェナントリル、アントリル、フルオランテニル、トリフェニレニル、ピレニル、クリセニル、ナフタセニル又はペリレニルを表し、
R11〜R16及びR21〜R26のフェニル、ナフチル、ビフェニル、フルオレニル、フェナントリル、アントリル、フルオランテニル、トリフェニレニル、ピレニル、クリセニル、ナフタセニル又はペリレニルは、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、i−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ドデシル及びヘキサデシルから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
mは、0〜4の整数であり、
nは、0〜3の整数であり、
xは、1〜5の整数であり、並びに
yは、0〜5の整数である。)
【0053】
本発明による有機電界発光化合物は、下記に示す反応図式1によって示される方法に従って調製することができる。
【0054】
【化19】
【0055】
(式中、R1、R2、R3、R4、Ar1、Ar2、Ar3及びAr4は、化学式1における定義ど同一である。)
【0056】
また、本発明は、1種以上の、化学式1によって表される有機電界発光化合物を含む有機太陽電池を提供する。
【0057】
また、本発明は、第一電極、第二電極及び第一電極と第二電極との間に介在させられた少なくとも1つの有機物層を含む有機電界発光素子であって、この有機物層が、化学式1によって表される1種以上の電界発光化合物を含む有機電界発光素子も提供する。
【0058】
本発明による有機電界発光素子は、有機物層が、電界発光ドーパントとしての化学式1によって表される1種以上の有機電界発光化合物と1種以上のホストとを含む電界発光層を含有することで特徴付けられる。本発明による有機電界発光素子に適用されるホストは、特に制限されないが、好ましくは、化学式2及び3の一つによる化合物から選択される。
の一つによる化合物から選択される。
【0059】
【化20】
【0060】
(式中、L1は、(C6〜C60)アリーレン又は(C4〜C60)ヘテロアリーレンを表し、
L2は、アントラセニレンを表し、
Ar11〜Ar14は、独立に、水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、ハロゲン、(C4〜C60)ヘテロアリール、(C5〜C60)シクロアルキル及び(C6〜C60)から選択され、Ar11〜Ar14のシクロアルキル、アリール又はヘテロアリールは、重水素、ハロゲン置換基を有する又は有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、(C3〜C60)シクロアルキル、ハロゲン、シアノ、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル及びトリ(C6〜C60)アリールシリルから成る群から選択された1種以上の置換基を有する又は有しない(C6〜C60)アリール又は(C4〜C60)ヘテロアリール;ハロゲン置換基を有する又は有しない(C1〜C60)アルキル;(C1〜C60)アルコキシ;(C3〜C60)シクロアルキル;ハロゲン;シアノ;トリ(C1〜C60)アルキルシリル;ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル;並びにトリ(C6〜C60)アリールシリル;から成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、並びに
b、c、d及びeは、独立に、0〜4の整数を表す。)
【0061】
化学式2又は3によって表されるホストは、化学式4〜7の一つによって表されるアントラセン誘導体及びベンゾ[a]アントラセン誘導体によって例示することができる。
【0062】
【化21】
【0063】
化学式4〜6において、
R101及びR102は、独立に、水素、重水素、(C1〜C60)アルキル、ハロゲン、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、又は(C3〜C60)シクロアルキルを表し、R101及びR102のアリール又はヘテロアリールは、重水素、(C1〜C60)アルキル、ハロ(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、(C3〜C60)シクロアルキル、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール、ハロゲン、シアノ、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル及びトリ(C6〜C60)アリールシリルから成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
R103〜R106は、独立に、水素、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、ハロゲン、(C4〜C60)ヘテロアリール、(C5〜C60)シクロアルキル又は(C6〜C60)アリールを表し、およびR103〜R106のヘテロアリール、シクロアルキル又はアリールは、重水素、ハロゲン置換基を有する又は有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、(C3〜C60)シクロアルキル、ハロゲン、シアノ、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル及びトリ(C6〜C60)アリールシリルから成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
Z1及びZ2は、独立に、化学結合を表すか、又は(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール及びハロゲンから選択された1種以上の置換基を有する若しくは有しない(C6〜C60)アリーレンを表し、
Ar21及びAr22は、下記の構造から選択されたアリールを表すか、又は(C4〜C60)ヘテロアリールを表し、
【0064】
【化22】
【0065】
Ar21及びAr22のアリール又はヘテロアリールは、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、(C6〜C60)アリール及び(C4〜C60)ヘテロアリールから選択された1種以上の置換基によって置換されていてもよく、
L11は、(C6〜C60)アリーレン、(C4〜C60)ヘテロアリーレン又は下記の構造によって表される化合物を表し、
【0066】
【化23】
【0067】
L11のアリーレン又はヘテロアリーレンは、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール及びハロゲンから選択された1種以上の置換基によって置換されていてもよく、
R111、R112、R113及びR114は、独立に、水素、(C1〜C60)アルキル若しくは(C6〜C60)アリールを表し、又はこれらのそれぞれは、縮合環を有する若しくは有しない、(C3〜C60)アルキレン若しくは(C3〜C60)アルケニレンによって、隣接する置換基に連結されて、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成してもよく、
R121、R122、R123及びR124は、独立に、水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール若しくはハロゲンを表し、又はこれらのそれぞれは、縮合環を有する若しくは有しない、(C3〜C60)アルキレン若しくは(C3〜C60)アルケニレンによって、隣接する置換基に連結されて、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成してもよい。
【0068】
【化24】
【0069】
化学式7において、
L21及びL22は、独立に、化学結合、(C6〜C60)アリーレン又は(C3〜C60)ヘテロアリーレンを表し、およびL21及びL22のアリーレン又はヘテロアリーレンは、重水素、(C1〜C60)アルキル、ハロゲン、シアノ、(C1〜C60)アルコキシ、(C3〜C60)シクロアルキル、(C6〜C60)アリール、(C3〜C60)ヘテロアリール、トリ(C1〜C30)アルキルシリル、ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル及びトリ(C6〜C30)アリールシリルから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
R201〜R219は、独立に、水素、重水素、ハロゲン、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、(C3〜C60)シクロアルキル、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル、トリ(C6〜C60)アリールシリル、アダマンチル、(C7〜C60)ビシクロアルキル、(C2〜C60)アルケニル、(C2〜C60)アルキニル、(C1〜C60)アルコキシ、シアノ、(C1〜C60)アルキルアミノ、(C6〜C60)アリールアミノ、(C6〜C60)アリール(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリールオキシ、(C6〜C60)アリールチオ、(C1〜C60)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロ若しくはヒドロキシルを表し、又はR201〜R219のそれぞれは、縮合環を有する若しくは有しない、(C3〜C60)アルキレン若しくは(C3〜C60)アルケニレンによって、隣接する置換基に連結されて、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成してもよく、
Ar31は、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、(C3〜C60)シクロアルキル、アダマンチル、(C7〜C60)ビシクロアルキル又は下記の構造から選択された置換基を表し、
【0070】
【化25】
【0071】
(式中、R220〜R232は、独立に、水素、重水素、ハロゲン、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、(C3〜C60)シクロアルキル、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル、トリ(C6〜C60)アリールシリル、アダマンチル、(C7〜C60)ビシクロアルキル、(C2〜C60)アルケニル、(C2〜C60)アルキニル、(C1〜C60)アルコキシ、シアノ、(C1〜C60)アルキルアミノ、(C6〜C60)アリールアミノ、(C6〜C60)アリール(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリールオキシ、(C6〜C60)アリールチオ、(C1〜C60)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロ又はヒドロキシルを表し、
E1及びE2は、独立に、化学結合、−(CR233R234)g−、−N(R235)−、−S−、−O−、−Si(R236)(R237)−、−P(R238)−、−C(=O)−、−B(R239)−、−In(R240)−、−Se−、−Ge(R241)(R242)−、−Sn(R243)(R244)−、−Ga(R245)−又は−C(R246)C=C(R247)−を表し、
R233〜R247は、独立に、水素、重水素、ハロゲン、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、(C3〜C60)シクロアルキル、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル、トリ(C6〜C60)アリールシリル、アダマンチル、(C7〜C60)ビシクロアルキル、(C2〜C60)アルケニル、(C2〜C60)アルキニル、(C1〜C60)アルコキシ、シアノ、(C1〜C60)アルキルアミノ、(C6〜C60)アリールアミノ、(C6〜C60)アリール(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリールオキシ、(C6〜C60)アリールチオ、(C1〜C60)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロ若しくはヒドロキシルを表し、又はR233〜R247のそれぞれは、縮合環を有する若しくは有しない、(C3〜C60)アルキレン若しくは(C3〜C60)アルケニレンによって、隣接する置換基に連結されて、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成してもよい。)
Ar31のアリール、ヘテロアリール、ヘテロシクロアルキル、アダマンチル若しくはビシクロアルキル、又はR201〜R232のアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールシリル、アルキルシリル、アルキルアミノ若しくはアリールアミノは、重水素、ハロゲン、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、(C3〜C60)シクロアルキル、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル、トリ(C6〜C60)アリールシリル、アダマンチル、(C7〜C60)ビシクロアルキル、(C2〜C60)アルケニル、(C2〜C60)アルキニル、(C1〜C60)アルコキシ、シアノ、(C1〜C60)アルキルアミノ、(C6〜C60)アリールアミノ、(C6〜C60)アリール(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリールオキシ、(C6〜C60)アリールチオ、(C1〜C60)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロ及びヒドロキシルから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
fは、1〜4の整数であり、並びに
gは、0〜4の整数である。
【0072】
電界発光層は、電界発光が生じる層を意味し、これは、単一層又は積層化された2以上の層から成る複数層であってもよい。ホスト−ドーパントの混合物が、本発明の構成に従って使用される場合、発光効率の顕著な向上を確認することができた。これは、0.5〜10重量%のドーピング濃度によって達成することができる。本発明によるホストは、他の従来のホスト材料と比較した場合、より高い正孔及び電子伝導性並びに材料の優れた安定性を示し、改善された素子寿命及び発光効率をもたらす。
【0073】
従って、電界発光ホストとしての化学式4〜7の一つによって表される化合物の使用は、本発明による化学式1の有機電界発光化合物の電子的欠点を補うと説明することができる。
【0074】
化学式4〜7の一つによって表されるホスト化合物は、下記の化合物によって例示することができるが、これらに限定されるわけではない。
【0075】
【化26】
【0076】
【化27】
【0077】
【化28】
【0078】
【化29】
【0079】
【化30】
【0080】
【化31】
【0081】
【化32】
【0082】
【化33】
【0083】
【化34】
【0084】
【化35】
【0085】
【化36】
【0086】
【化37】
【0087】
本発明による有機電界発光素子は、化学式1によって表される有機電界発光化合物と、アリールアミン化合物及びスチリルアリールアミン化合物から選択された1種以上の化合物を更に含むことができる。アリールアミン又はスチリルアリールアミン化合物の例には、化学式8によって表される化合物が含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【0088】
【化38】
【0089】
(式中、Ar41及びAr42は、独立に、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール、(C6〜C60)アリールアミノ、(C1〜C60)アルキルアミノ、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、若しくは(C3〜C60)シクロアルキルを表し、又はAr41及びAr42は、縮合環を有する若しくは有しない、(C3〜C60)アルキレン若しくは(C3〜C60)アルケニレンによって連結されて、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成してもよく、
hが1であるとき、Ar43は、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール又は下記の構造式の一つによって表される置換基を表し、
【0090】
【化39】
【0091】
hが2であるとき、Ar43は、(C6〜C60)アリーレン、(C4〜C60)ヘテロアリーレン又は下記の構造式の一つによって表されるアリーレンを表し、
【0092】
【化40】
【0093】
(式中、Ar44及びAr45は、独立に、(C6〜C60)アリーレン又は(C4〜C60)ヘテロアリーレンを表し、
R301、R302及びR303は、独立に、水素、(C1〜C60)アルキル又は(C6〜C60)アリールを表し、
iは、1〜4の整数であり、jは、0又は1の整数である。)
並びに
Ar41及びAr42のアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールアミノ、アルキルアミノ、シクロアルキル若しくはヘテロシクロアルキル、又はAr43のアリール、ヘテロアリール、アリーレン若しくはヘテロアリーレン、又はAr44及びAr45のアリーレン若しくはヘテロアリーレン、又はR301〜R303のアルキル若しくはアリールは、重水素、ハロゲン、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、(C3〜C60)シクロアルキル、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル、トリ(C6〜C60)アリールシリル、アダマンチル、(C7〜C60)ビシクロアルキル、(C2〜C60)アルケニル、(C2〜C60)アルキニル、シアノ、(C1〜C60)アルキルアミノ、(C6〜C60)アリールアミノ、(C6〜C60)アリール(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリールオキシ、(C1〜C60)アルキルオキシ、(C6〜C60)アリールチオ、(C1〜C60)アルキルチオ、(C1〜C60)アルコキシカルボニル、(C1〜C60)アルキルカルボニル、(C6〜C60)アリールカルボニル、カルボキシル、ニトロ及びヒドロキシルから成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよい。)
【0094】
アリールアミン化合物及びスチリルアリールアミン化合物は、下記の化合物によって更に具体的に例示できるが、これらに限定されるわけではない。
【0095】
【化41】
【0096】
本発明による有機電界発光素子において、有機物層は、更に、第1族、第2族、第4周期及び第5周期遷移金属、ランタニド金属並びにd−遷移元素の有機金属から成る群から選択された1種以上の金属並びに化学式1によって表される有機電界発光化合物を含み得る。この有機物層は、電界発光層に加えて、電荷発生層を含んでみてもよい。
【0097】
本発明は、独立発光方式のピクセル構造を有する電界発光素子であって、サブピクセルとして化学式1の化合物と;同時に平行にパターン形成された、Ir、Pt、Pd、Rh、Re、Os、Tl、Pb、Bi、In、Sn、Sb、Te、Au及びAgから成る群から選択された1種以上の金属化合物を含む1つ以上のサブピクセルとを含有する有機電界発光素子を含む電界発光素子を実現することができる。
【0098】
更に、この有機電界発光素子は、有機物層が、本発明による有機電界発光化合物に加えて、同時に、500nm以下の波長の電界発光ピークを有する化合物及び560nm以上の波長の電界発光ピークを有する化合物から選択された1種以上の化合物を含む、有機ディスプレイである。500nm以下の波長の電界発光ピークを有する化合物又は560nm以上の波長の電界発光ピークを有する化合物は、化学式9〜15の一つによって表される化合物によって例示することができるが、これらに限定されるわけではない。
【0099】
【化42】
【0100】
化学式9において、M1は、周期表中の第7族、第8族、第9族、第10族、第11族、第13族、第14族、第15族及び第16族金属から選択され、および配位子L101、L102及びL103は、独立に、下記の構造から選択される。
【0101】
【化43】
【0102】
(式中、R401〜R403は、独立に、水素、ハロゲン置換基を有する若しくは有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルキル置換基を有する若しくは有しない(C6〜C60)アリール又はハロゲンを表し、
R404〜R419は、独立に、水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C30)アルコキシ、(C3〜C60)シクロアルキル、(C2〜C30)アルケニル、(C6〜C60)アリール、モノ若しくはジ(C1〜C30)アルキルアミノ、モノ若しくはジ(C6〜C30)アリールアミノ、SF5、トリ(C1〜C30)アルキルシリル、ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、トリ(C6〜C30)アリールシリル、シアノ又はハロゲンを表し、およびR404〜R419のアルキル、シクロアルキル、アルケニル又はアリールは、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール及びハロゲンから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
R420〜R423は、独立に、水素、ハロゲン置換基を有する若しくは有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルキル置換基を有する若しくは有しない(C6〜C60)アリールを表し、
R424及びR425は、独立に、水素、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール若しくはハロゲンを表し、又はR424及びR425は、縮合環を有する若しくは有しない、(C3〜C12)アルキレン若しくは(C3〜C12)アルケニレンによって連結されて、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成してもよく、R424及びR425のアルキル若しくはアリール、又は縮合環を有する若しくは有しない(C3〜C12)アルキレン若しくは(C3〜C12)アルケニレンによりそれらから形成された脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環は、ハロゲン置換基を有する若しくは有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C30)アルコキシ、ハロゲン、トリ(C1〜C30)アルキルシリル、トリ(C6〜C30)アリールシリル及び(C6〜C60)アリールから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
R426は、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール、又はN、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する(C5〜C60)ヘテロアリール、又はハロゲンを表し、
R427〜R429は、独立に、水素、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール又はハロゲンを表し、およびR427〜R429のアルキル又はアリールは、ハロゲン又は(C1〜C60)アルキルによって更に置換されていてもよく、
Qは、下記構造を表し、
【0103】
【化44】
【0104】
及びR431〜R442は、独立に、水素、ハロゲン置換基を有する若しくは有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C30)アルコキシ、ハロゲン、(C6〜C60)アリール、シアノ、(C5〜C60)シクロアルキルを表し、又はR431〜R442のそれぞれは、アルキレン若しくはアルケニレンによって隣接する置換基に連結されて、(C5〜C7)スピロ環若しくは(C5〜C9)縮合環を形成してもよく、又はこれらのそれぞれは、R407若しくはR408に連結されて、(C5〜C7)縮合環を形成してもよい。)
【0105】
【化45】
【0106】
化学式10において、R501〜R504は、独立に、(C1〜C60)アルキル若しくは(C6〜C60)アリールを表し、又はこれらのそれぞれは、縮合環を有する若しくは有しない、(C3〜C60)アルキレン若しくは(C3〜C60)アルケニレンによって隣接する置換基に連結されて、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成してもよく、およびR501〜R504のアルキル若しくはアリール、又は縮合環を有する若しくは有しない、(C3〜C60)アルキレン若しくは(C3〜C60)アルケニレンによる隣接する置換基への連結によってそれらから形成された脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環は、ハロゲン置換基を有する若しくは有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、ハロゲン、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、トリ(C6〜C60)アリールシリル及び(C6〜C60)アリールから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよい。
【0107】
【化46】
【0108】
化学式13において、配位子L201及びL202は、独立に、下記の構造から選択され、
【0109】
【化47】
【0110】
M2は、2価又は3価金属であり、
kは、M2が2価金属であるとき0であり、M2が3価金属であるとき1であり、
Tは、(C6〜C60)アリールオキシ又はトリ(C6〜C60)アリールシリルを表し、Tのアリールオキシ及びトリアリールシリルは、(C1〜C60)アルキル又は(C6〜C60)アリールによって更に置換されていてもよく、
Gは、O、S又はSeを表し、
環Cは、オキサゾール、チアゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール、ピリジン又はキノリンを表し、
環Dは、ピリジン又はキノリンを表し、および環Dは、(C1〜C60)アルキル;又は、(C1〜C60)アルキル置換基を有する若しくは有しないフェニル若しくはナフチル;によって更に置換されていてもよく、
R601〜R604は、独立に、水素、(C1〜C60)アルキル、ハロゲン、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、トリ(C6〜C60)アリールシリル若しくは(C6〜C60)アリールを表し、又はこれらのそれぞれは、(C3〜C60)アルキレン若しくは(C3〜C60)アルケニレンによって隣接する置換基に連結されて、縮合環を形成してもよく、およびピリジン又はキノリンは、R601と共に化学結合を形成して、縮合環を形成してもよく、
環C及びR601〜R604のアリールは、(C1〜C60)アルキル、ハロゲン、ハロゲン置換基を有する(C1〜C60)アルキル、フェニル、ナフチル、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、トリ(C6〜C60)アリールシリル又はアミノ基によって更に置換されていてもよい。
【0111】
【化48】
【0112】
化学式14において、Ar51及びAr52は、独立に、水素、重水素、ハロゲン、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール、(C6〜C60)アリールアミノ、(C1〜C60)アルキルアミノ、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、若しくは(C3〜C60)シクロアルキルを表し、又はAr51及びAr52は、縮合環を有する若しくは有しない、(C3〜C60)アルキレン若しくは(C3〜C60)アルケニレンによって連結されて、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成してもよく、
pが1であるとき、Ar53は、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール又は下記の構造式の一つによって表される置換基を表し、
【0113】
【化49】
【0114】
pが2であるとき、Ar53は、(C6〜C60)アリーレン、(C4〜C60)ヘテロアリーレン又は下記の構造式の一つによって表される置換基を表し、
【0115】
【化50】
【0116】
(式中、Ar54及びAr55は、独立に、(C6〜C60)アリーレン又は(C4〜C60)ヘテロアリーレンを表し、
R611〜R613は、独立に、水素、重水素、(C1〜C60)アルキル又は(C6〜C60)アリールを表し、
qは、1〜4の整数であり、rは、0又は1の整数である。)
並びに
Ar51及びAr52のアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールアミノ、アルキルアミノ、シクロアルキル若しくはヘテロシクロアルキル、又はAr53のアリール、ヘテロアリール、アリーレン若しくはヘテロアリーレン、又はAr54及びAr55のアリーレン若しくはヘテロアリーレン、又はR611〜R613のアルキル若しくはアリールは、ハロゲン、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、(C3〜C60)シクロアルキル、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル、トリ(C6〜C60)アリールシリル、アダマンチル、(C7〜C60)ビシクロアルキル、(C2〜C60)アルケニル、(C2〜C60)アルキニル、シアノ、(C1〜C60)アルキルアミノ、(C6〜C60)アリールアミノ、(C6〜C60)アリール(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリールオキシ、(C1〜C60)アルキルオキシ、(C6〜C60)アリールチオ、(C1〜C60)アルキルチオ、(C1〜C60)アルコキシカルボニル、(C1〜C60)アルキルカルボニル、(C6〜C60)アリールカルボニル、カルボキシル、ニトロ及びヒドロキシルから成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよい。
【0117】
【化51】
【0118】
化学式15において、R701〜R704は、独立に、水素、重水素、ハロゲン、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する(C4〜C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、(C3〜C60)シクロアルキル、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル、トリ(C6〜C60)アリールシリル、アダマンチル、(C7〜C60)ビシクロアルキル、(C2〜C60)アルケニル、(C2〜C60)アルキニル、(C1〜C60)アルコキシ、シアノ、(C1〜C60)アルキルアミノ、(C6〜C60)アリールアミノ、(C6〜C60)アリール(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリールオキシ、(C6〜C60)アリールチオ、(C1〜C60)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロ若しくはヒドロキシルを表し、又はR701〜R704のそれぞれは、縮合環を有する若しくは有しない、(C3〜C60)アルキレン若しくは(C3〜C60)アルケニレンによって、隣接する置換基に連結されて、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成してもよく、
R701〜R704のアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールシリル、アルキルシリル、アルキルアミノ若しくはアリールアミノ、又は縮合環を有する若しくは有しない、(C3〜C60)アルキレン若しくは(C3〜C60)アルケニレンによる隣接する置換基への連結によってそれらから形成された脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環は、重水素、ハロゲン、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する(C4〜C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、(C3〜C60)シクロアルキル、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル、トリ(C6〜C60)アリールシリル、アダマンチル、(C7〜C60)ビシクロアルキル、(C2〜C60)アルケニル、(C2〜C60)アルキニル、(C1〜C60)アルコキシ、シアノ、(C1〜C60)アルキルアミノ、(C6〜C60)アリールアミノ、(C6〜C60)アリール(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリールオキシ、(C6〜C60)アリールチオ、(C1〜C60)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロ及びヒドロキシルから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよい。
【0119】
500nm以下の波長の電界発光ピークを有する、又は560nm以上の波長の電界発光ピークを有する、電界発光層のための化合物は、下記の化合物によって例示することができるが、これらに限定されるわけではない。
【0120】
【化52】
【0121】
【化53】
【0122】
【化54】
【0123】
【化55】
【0124】
【化56】
【0125】
【化57】
【0126】
【化58】
【0127】
【化59】
【0128】
【化60】
【0129】
【化61】
【0130】
【化62】
【0131】
本発明による有機電界発光素子において、カルコゲニド(chalcogenide)層、金属ハロゲン化物層及び金属酸化物層から選択された1つ以上の層(以下、「表面層」と言う)を、電極の対の少なくとも一方側の内表面上に置くことが好ましい。特に、EL媒体層(EL medium layer)側のアノード表面上に珪素及びアルミニウム金属(酸化物を含む)のカルコゲニド層を配置し、電界発光(EL)媒体層側のカソード表面上に金属ハロゲン化物層又は金属酸化物層を配置することが好ましい。その結果、動作における安定性を得ることができる。
【0132】
カルコゲニドの例には、好ましくは、SiOx(1≦x≦2)、AlOx(1≦x≦1.5)、SiON、SiAlONなどが含まれる。金属ハロゲン化物の例には、好ましくは、LiF、MgF2、CaF2、希土類金属のフッ化物などが含まれる。金属酸化物の例には、好ましくは、Cs2O、Li2O、MgO、SrO、BaO、CaOなどが含まれる。
【0133】
本発明による有機電界発光素子において、このようにして製造された電極の対の少なくとも1つの表面上に、電子輸送化合物と還元性ドーパントの混合領域、又は酸化性ドーパントと正孔輸送化合物の混合領域を配置することも好ましい。これにより、電子輸送化合物がアニオンにまで還元されるため、混合領域からEL媒体に電子を注入及び輸送しやすくなる。更に、正孔輸送化合物が酸化されてカチオンを形成するので、混合領域からEL媒体に正孔を注入及び輸送しやすくなる。好ましい酸化性ドーパントには、種々のルイス酸及びアクセプター化合物が含まれる。好ましい還元性ドーパントには、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、希土類金属及びこれらの混合物が含まれる。
【0134】
本発明による有機電界発光化合物は、高い発光効率を示し、そしてそれから製造された素子の優れた寿命特性を提供するので、非常に良好な動作寿命を有するOLEDを製造することができる。
【0135】
本発明を、更に、本発明による化合物、その調製方法及びそれから製造された素子の電界発光特性に関し、本発明の代表的な化合物を参照することによって説明するが、これは、実施形態の例示のみのために示されるのであって、決して本発明の範囲を限定するように意図するものではない。
【実施例】
【0136】
調製実施例
調製実施例1 化合物(32)の調製
【0137】
【化63】
【0138】
化合物(A)の調製
窒素雰囲気下で、十分に精製したエチルエーテル(300mL)中に、2,6−ジブロモアントラセン−9,10−ジオン(10.0g、27.3mmol)を溶解させた。この溶液に、t−ブチルリチウム(ペンタン中の1.7M溶液)(80.35mL、136.6mmol)を、0℃でゆっくり滴加した。温度を室温にまでゆっくり上昇させ、この反応混合物を同じ温度で1日間攪拌した。反応を、蒸留水(200mL)を添加することによって停止し、この混合物を、酢酸エチル(300mL)で抽出し、抽出物を減圧下で乾燥した。酢酸エチル(50mL)及びn−ヘキサン(150mL)からの再結晶によって、化合物(A)(7.0g、14.51mmol)を得た。
【0139】
化合物(B)の調製
化合物A(7.0g、14.51mmol)、ヨウ化カリウム(KI)(9.64g、58.06mmol)及びリン酸ナトリウム一水和物(NaH2PO2・H2O)(9.24g、87.12mmol)を、酢酸(150mL)中に溶解させ、この溶液を還流下で14時間攪拌した。次いで、この反応混合物を25℃まで冷却し、水酸化ナトリウム溶液(200mL)を添加することによって中和し、水(400mL)で洗浄した。次いで、この混合物をジクロロメタン溶媒(300mL)で抽出し、抽出物を硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過した。減圧下で溶媒を除去した後、得られた化合物を、カラムクロマトグラフィー(塩化メチレン/ヘキサン=1/100)によって精製して、化合物(B)(4.49g、10.0mmol)を得た。
【0140】
化合物(C)の調製
トルエン(2L)、エタノール(1L)及びアリクァット(Aliquat)336(14mL)中に、2−ブロモ−9,9−ジメチル−9H−フルオレン(100.0g、366.0mmol)、フェニルボロン酸(49.0g、402.6mmol)及びジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)(Pd(PPh3)2Cl2)(15.0g、21.96mmol)を、窒素雰囲気下で溶解させた。次いで、これに、2M炭酸ナトリウム水溶液(730mL)を添加し、得られた混合物を還流下で120℃で5時間攪拌した。25℃まで冷却した後、反応を、蒸留水(1L)を添加することによって停止した。この反応混合物を酢酸エチル(600mL)で抽出し、抽出物を硫酸マグネシウムで乾燥し、シリカ及びセライトフィルターに通して濾過した。減圧下で乾燥し、酢酸エチル(300mL)及びメタノール(600mL)からの再結晶によって、化合物(C)(70.0g、258.90mmol)を得た。
【0141】
化合物(D)の調製
化合物(C)(70.0g、258.90mmol)及びN−ブロモスクシンイミド(50.69g、284.79mmol)を、窒素雰囲気下でジクロロメタン(2L)中に溶解させ、この溶液を25℃で10時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、蒸留水(700mL)で十分に洗浄して、反応を停止し、ジクロロメタン(500mL)で抽出した。抽出物を減圧下で乾燥し、残渣をテトラヒドロフラン(200mL)及びメタノール(400mL)から再結晶して、化合物(D)(67.8g、75%、194.17mmol)を得た。
【0142】
化合物(E)の調製
アニリン(20.0g、93.85mmol)、化合物(D)(42.83g、122.62mmol)、酢酸パラジウム(Pd(OAc)2)(1.05g、4.69mmol)、トリシクロヘキシルホスフィン(P(Cy)3)(2.63g、9.39mmol)及び炭酸セシウム(Cs2CO3)(45.87g、140.78mmol)を、反応容器に入れ、これにトルエン(500mL)を添加した。この混合物を、還流下で110℃で6時間攪拌した。反応が完結したとき、反応混合物を室温(25℃)にまで冷却し、水(300mL)で洗浄し、ジクロロメタン(600mL)で抽出した。抽出物を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で乾燥した。得られた固体混合物を、酢酸エチル(200mL)及びメタノール(500mL)から再結晶して、化合物(E)(22.73g、62.88mmol)を得た。
【0143】
化合物(32)の調製
化合物(B)(5.0g、11.15mmol)、化合物(E)(12.09g、33.46mmol)、酢酸パラジウム(Pd(OAc))(0.25g、1.12mmol)及び炭酸セシウム(Cs2CO3)(16.35g、33.45mmol)を、窒素雰囲気下でトルエン溶媒(100mL)に添加し、この混合物を攪拌した。直ちに、トリ(t−ブチル)ホスフィン(P(t−Bu)3)(0.5mL、2.23mmol)を添加し、得られた混合物を、還流下で120℃で6時間攪拌した。冷却した後、これにメタノール(200mL)を添加し、この混合物を1時間攪拌した。反応容器内の生成した固体を濾過した。得られた固体を、クロロホルム溶媒(2L)中に溶解し、シリカゲル及びセライトに通して濾過した。溶媒を減圧下で蒸発させ、得られた固体を、メタノール(300mL)、酢酸エチル(100mL)及びテトラヒドロフラン(50mL)によって順次洗浄して、標題の化合物(32)(5.18g、47%、5.13mmol)を緑色を帯びた固体として得た。
【0144】
調製実施例1と同じ手順に従って、表1中の有機電界発光化合物(化合物1〜化合物4960)を調製した。それらの1H NMR及びMS/FABデータを、表2中に記載する。
【0145】
【表1】
【0146】
【表2】
【0147】
【表3】
【0148】
【表4】
【0149】
【表5】
【0150】
【表6】
【0151】
【表7】
【0152】
【表8】
【0153】
【表9】
【0154】
【表10】
【0155】
【表11】
【0156】
【表12】
【0157】
【表13】
【0158】
【表14】
【0159】
【表15】
【0160】
【表16】
【0161】
【表17】
【0162】
【表18】
【0163】
【表19】
【0164】
【表20】
【0165】
【表21】
【0166】
【表22】
【0167】
【表23】
【0168】
【表24】
【0169】
【表25】
【0170】
【表26】
【0171】
【表27】
【0172】
【表28】
【0173】
【表29】
【0174】
【表30】
【0175】
【表31】
【0176】
【表32】
【0177】
【表33】
【0178】
【表34】
【0179】
【表35】
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【表40】
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【0260】
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【0261】
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【表125】
【0270】
【表126】
【0271】
【表127】
【0272】
【表128】
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【表130】
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【0286】
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【0287】
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【0289】
【表145】
【0290】
【表146】
【0291】
【表147】
【0292】
【表148】
【0293】
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【0294】
【表150】
【0295】
【表151】
【0296】
【表152】
【0297】
【表153】
【0298】
【表154】
【0299】
【表155】
【0300】
【表156】
【0301】
【表157】
【0302】
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【0307】
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【0311】
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【表170】
【0315】
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【0319】
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【0320】
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【0321】
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【0323】
【表179】
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【0325】
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【表185】
【0330】
【表186】
【0331】
【表187】
【0332】
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【0334】
【表190】
【0335】
【表191】
【0336】
【表192】
【0337】
【表193】
【0338】
【表194】
【0339】
【表195】
【0340】
【表196】
【0341】
【表197】
【0342】
【表198】
【0343】
【表199】
【0344】
【表200】
【0345】
【表201】
【0346】
【表202】
【0347】
【表203】
【0348】
【表204】
【0349】
【表205】
【0350】
【表206】
【0351】
【表207】
【0352】
【表208】
【0353】
【表209】
【0354】
【表210】
【0355】
【表211】
【0356】
【表212】
【0357】
【表213】
【0358】
【表214】
【0359】
【表215】
【0360】
【表216】
【0361】
【表217】
【0362】
【表218】
【0363】
【表219】
【0364】
【表220】
【0365】
【表221】
【0366】
【表222】
【0367】
【表223】
【0368】
【表224】
【0369】
【表225】
【0370】
【表226】
【0371】
【表227】
【0372】
【表228】
【0373】
【表229】
【0374】
【表230】
【0375】
【表231】
【0376】
【表232】
【0377】
【表233】
【0378】
【表234】
【0379】
【表235】
【0380】
【表236】
【0381】
【表237】
【0382】
【表238】
【0383】
【表239】
【0384】
【表240】
【0385】
【表241】
【0386】
【表242】
【0387】
【表243】
【0388】
【表244】
【0389】
【表245】
【0390】
【表246】
【0391】
【表247】
【0392】
【表248】
【0393】
【表249】
【0394】
【表250】
【0395】
【表251】
【0396】
【表252】
【0397】
【表253】
【0398】
【表254】
【0399】
【表255】
【0400】
【表256】
【0401】
【表257】
【0402】
【表258】
【0403】
【表259】
【0404】
【表260】
【0405】
【表261】
【0406】
【表262】
【0407】
【表263】
【0408】
【表264】
【0409】
【表265】
【0410】
【表266】
【0411】
【表267】
【0412】
【表268】
【0413】
【表269】
【0414】
【表270】
【0415】
【表271】
【0416】
【表272】
【0417】
【表273】
【0418】
【表274】
【0419】
【表275】
【0420】
【表276】
【0421】
【表277】
【0422】
【表278】
【0423】
【表279】
【0424】
【表280】
【0425】
【表281】
【0426】
【表282】
【0427】
【表283】
【0428】
【表284】
【0429】
【表285】
【0430】
【表286】
【0431】
【表287】
【0432】
【表288】
【0433】
【表289】
【0434】
【表290】
【0435】
【表291】
【0436】
【表292】
【0437】
【表293】
【0438】
【表294】
【0439】
【表295】
【0440】
【表296】
【0441】
【表297】
【0442】
【表298】
【0443】
【表299】
【0444】
【表300】
【0445】
【表301】
【0446】
【表302】
【0447】
【表303】
【0448】
【表304】
【0449】
【表305】
【0450】
【表306】
【0451】
【表307】
【0452】
【表308】
【0453】
【表309】
【0454】
【表310】
【0455】
【表311】
【0456】
【表312】
【0457】
【表313】
【0458】
【表314】
【0459】
【表315】
【0460】
【表316】
【0461】
【表317】
【0462】
【表318】
【0463】
【表319】
【0464】
【表320】
【0465】
【表321】
【0466】
【表322】
【0467】
【表323】
【0468】
【表324】
【0469】
【表325】
【0470】
【表326】
【0471】
【表327】
【0472】
【表328】
【0473】
【表329】
【0474】
【表330】
【0475】
【表331】
【0476】
【表332】
【0477】
【表333】
【0478】
【表334】
【0479】
【表335】
【0480】
【表336】
【0481】
【表337】
【0482】
【表338】
【0483】
【表339】
【0484】
【表340】
【0485】
【表341】
【0486】
【表342】
【0487】
【表343】
【0488】
【表344】
【0489】
【表345】
【0490】
【表346】
【0491】
【表347】
【0492】
【表348】
【0493】
【表349】
【0494】
【表350】
【0495】
【表351】
【0496】
【表352】
【0497】
【表353】
【0498】
【表354】
【0499】
【表355】
【0500】
【表356】
【0501】
【表357】
【0502】
【表358】
【0503】
【表359】
【0504】
【表360】
【0505】
【表361】
【0506】
【表362】
【0507】
【表363】
【0508】
【表364】
【0509】
【表365】
【0510】
【表366】
【0511】
【表367】
【0512】
【表368】
【0513】
【表369】
【0514】
【表370】
【0515】
【表371】
【0516】
【表372】
【0517】
【表373】
【0518】
【表374】
【0519】
【表375】
【0520】
【表376】
【0521】
【表377】
【0522】
【表378】
【0523】
【表379】
【0524】
【表380】
【0525】
【表381】
【0526】
【表382】
【0527】
【表383】
【0528】
【表384】
【0529】
【表385】
【0530】
実施例1
本発明による有機EL化合物を使用することによるOLEDの製造
本発明によるEL材料を使用することによって、OLED素子を製造した。
【0531】
最初に、OLED用のガラス(1)(Samsung Corningによって製造された)から製造された透明電極ITO薄膜(2)(15Ω/□)を、トリクロロエチレン、アセトン、エタノール及び蒸留水を順に使用して超音波洗浄を行った後、使用までイソプロパノール中に貯蔵した。
【0532】
次いで、ITO基体を、真空蒸着装置の基体ホルダー内に装着し、4,4’,4”−トリス(N,N−(2−ナフチル)−フェニルアミノ)トリフェニルアミン(2−TNATA)を、真空蒸着装置のセル内に置き、次いで、この装置を、チャンバー内の真空度が10−6トールに至るまで排気した。電流をセルに適用して、2−TNATAを蒸発させ、それによって、ITO基体の上に、60nmの厚さを有する正孔注入層(3)の蒸着物を得た。
【0533】
【化64】
【0534】
次いで、真空蒸着装置の他のセルに、N,N’−ビス(α−ナフチル)−N,N’−ジフェニル−4,4’−ジアミン(NPB)を入れ、電流をこのセルに適用して、NPBを蒸発させ、それによって、正孔注入層の上に、20nmの厚さの正孔輸送層(4)の蒸着物を得た。
【0535】
【化65】
【0536】
正孔注入層及び正孔輸送層を形成した後、その上にEL層を、下記のようにして蒸着した。前記真空蒸着装置の1つのセルに、ホスト(H−6)(下記に示すような化学構造を有する)を入れ、本発明による化合物(1025)を、ドーパントとして他のセルに入れた。この2種の材料を、異なった速度で蒸発させて、ホスト基準で2〜5モル%の濃度でドーピングを実施して、正孔輸送層の上に30nmの厚さを有する電界発光層(5)を蒸着した。
【0537】
【化66】
【0538】
次いで、トリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム(III)(Alq)(その構造は下記に示される)を、20nmの厚さで電子輸送層(6)として蒸着し、リチウムキノラート(Liq)(その構造は下記に示される)を、1〜2nmの厚さで電子注入層(7)として蒸着した。その後、Alカソード(8)を、他の真空蒸着装置を使用することによって、150nmの厚さで蒸着して、OLEDを製造した。
【0539】
【化67】
【0540】
それぞれの化合物は、10−6トール下での真空昇華により精製した後、OLEDのためのEL材料として使用した。
【0541】
比較例1
従来のEL材料を使用することによるOLEDの製造
実施例1に記載したようにして、正孔注入層及び正孔輸送層を形成した後、真空蒸着装置の他のセルに、電界発光ホスト材料としてトリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム(III)(Alq)を入れ、更に他のセルに、下に示される構造を有するクマリン545T(C545T)を入れた。2種の物質を、異なった速度での蒸発によってドーピングして、正孔輸送層の上に30nmの厚さを有する電界発光層を蒸着した。好ましいドーピング濃度は、Alq基準で1〜3モル%である。
【0542】
【化68】
【0543】
次いで、電子輸送層及び電子注入層を、実施例1に記載したのと同じ手順に従って蒸着し、Alカソードを、他の真空蒸着装置を使用することによって、150nmの厚さで蒸着して、OLEDを製造した。
【0544】
比較例2
従来のEL材料を使用することによるOLEDの製造
実施例1に記載したようにして、正孔注入層及び正孔輸送層を形成した後、真空蒸着装置の他のセルに、電界発光ホスト材料としてH−5を入れ、更に他のセルに、化合物D−1を入れた。2種の物質を、異なった速度での蒸発によってドーピングして(H−5基準で2〜5%のドーピング濃度で)、正孔輸送層の上に30nmの厚さを有する電界発光層を蒸着した。
【0545】
【化69】
【0546】
次いで、電子輸送層及び電子注入層を、実施例1に記載したのと同じ手順に従って蒸着し、Alカソードを、他の真空蒸着装置を使用することによって、150nmの厚さで蒸着して、OLEDを製造した。
【0547】
実施例2
製造されたOLEDのEL特性
それぞれ、本発明による有機EL化合物及び従来の電界発光化合物を含む、実施例1及び比較例1〜2から製造したOLEDの発光効率を、個々に、5,000cd/m2及び20,000cd/m2で測定し、それらの結果を表3に示す。緑色電界発光材料の場合に特に、高輝度領域における電界発光特性が非常に重要であるので、高い輝度(約20,000cd/m2)でのデータを、この特性を反映させるために付記する。
【0548】
【表386】
【0549】
【表387】
【0550】
【表388】
【0551】
【表389】
【0552】
【表390】
【0553】
【表391】
【0554】
【表392】
【0555】
【表393】
【0556】
表3からわかるように、本発明による有機EL化合物を緑色電界発光素子において使用する場合、この素子は、比較例1に比較して、少なくとも匹敵する色純度を維持しながら、著しく向上された発光効率を示した。
【0557】
特に、本発明による高性能の電界発光材料の効率における低下が、高い輝度(約20,000cd/m2)においても1〜2cd/Aの範囲内であるという事実は、低い輝度においてのみならず、高い輝度においても維持されるEL材料としての優れた特性を暗示している。このことは、この化合物を、受動及び能動有機OLEDの両方において有利に使用できることを示している。
【0558】
この特徴は、優れた電子伝導性を有する従来のEL材料のものとは逆であり、この結果は、本発明によるEL材料の最も注目すべき利点を示す。
【符号の説明】
【0559】
1 ガラス
2 透明電極
3 正孔注入層
4 正孔輸送層
5 電界発光層
6 電子輸送層
7 電子注入層
8 Alカソード
【技術分野】
【0001】
本発明は、新規な有機電界発光化合物(organic electroluminescent compound)及び電界発光層中にこれを使用する有機電界発光素子(organic electroluminescent device)に関する。詳細には、本発明による有機電界発光化合物は、これらが、下記化学式1によって表される化合物であることで特徴付けられる。
【0002】
【化1】
【0003】
(式中、
【0004】
【化2】
【0005】
中の炭素の合計数は21〜60個である。)
【背景技術】
【0006】
高い効率及び長い寿命を有するOLEDを開発する際の最も重要な事は、高性能の電界発光材料の開発である。電界発光材料の現在の開発の側面からみて、緑色電界発光材料は、赤色又は青色電界発光材料より優れた電界発光特性を示す。しかしながら、従来の緑色電界発光材料は、まだ、低電力消費で大サイズのパネルを製造することを達成するために、多くの問題点を有している。実際的な効率及び寿命を考慮して、現在まで、緑色のための種々の種類の材料が報告されている。これらは、赤色又は青色電界発光材料と比較して2〜5倍の電界発光特性を示すが、緑色電界発光材料の開発は、赤色又は青色電界発光材料の特性の向上との競合に見舞われている。一方、緑色材料の素子寿命の向上は、なお不十分であるため、長寿命をもたらす緑色電界発光材料が、切実に求められている。
【0007】
緑色蛍光材料として、クマリン誘導体(化合物D)、キナクリドン誘導体(化合物E)、DPT(化合物F)などが知られている。化合物Dは、現在まで最も広く使用されているクマリン誘導体であるC545Tの構造である。一般的に、これらの材料は、電界発光素子を形成するために、数%〜約数十%の濃度で、ホスト(host)としてAlqを使用することによってドーピングされている。
【0008】
【化3】
【0009】
特開2001−131541号公報には、下記に示される化合物Gによって表されるビス(2,6−ジアリールアミノ)−9,10−ジフェニルアントラセン誘導体(ここで、ジアリールアミノ基が、それぞれ、アントラセンの2位及び6位で直接的に置換されている)が開示されている。
【0010】
【化4】
【0011】
特開2003−146951号公報(これには、正孔輸送層のための化合物が開示されている)には、ジアリールアミノ基が、それぞれ、2位及び6位で直接的に置換されている化合物は記載されておらず、アントラセンの9位及び10位にフェニル置換基を有する化合物のみが記載されている。特開2003−146951号公報が、低下した発光効率を有する化合物(H)(ジアリールアミノ基が、それぞれ、アントラセン環の2位及び6位で直接的に置換されている)の問題点を指摘していることを考慮すれば、特開2003−146951号公報記載の発明は、アントラセンの9位及び10位にフェニル置換基を有するもの以外の化合物を認識していなかった。
【0012】
一方、特開2004−91334号公報では、ジアリールアミノ基がアントラセン基上に直接的に置換されているが、ジアリールアミノ基のアリール基をジアリールアミノ基により更に置換することによって、従来の化合物の劣った発光効率を克服するが、低いイオン化電位及び優れた正孔輸送を示す、化合物(J)によって表される有機電界発光化合物が示唆された。
【0013】
【化5】
【0014】
しかしながら、特開2004−91334号公報によって示唆された化合物(正孔輸送層として適用された)は、多くのアミン官能基に起因して低下したイオン化電位を示し、正孔輸送特性における増加の問題点を克服したものの、多すぎるアミン官能基のために、正孔輸送層としての動作寿命を短縮する問題点を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0015】
【特許文献1】特開2001−131541号公報
【特許文献2】特開2003−146951号公報
【特許文献3】特開2004−91334号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
本発明によれば、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アルキルシリル、アリールシリル、アダマンチル、ビシクロアルキル、ヘテロアリール又はアリール(例えば、水素、メチル、t−ブチル、フェニルエテニル、フェニルエチニル、シクロヘキシル、トリメチルシリル、トリフェニルシリル、アダマンチル、4−ペンチルビシクロ[2.2.2]オクチル、ベンゾチアゾリル、フェニル、ナフチル、フルオレニル、フェナントリル及びビフェニルなど)が、2位及び6位でのジアリールアミノ基の直接的置換と同時に、アントラセンの9位及び10位に導入される。該アミノ基に置換した2つのアリールの1つは、アリーレンとアリーレンへの置換基から成り、かつ炭素の合計数は21〜60個である。本発明者らは、上記のような化合物が、発光特性を著しく向上させたことを確認し、本発明を完成した。
【0017】
本発明者らは、驚くべきことに、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アルキルシリル、アリールシリル、アダマンチル、ビシクロアルキル、ヘテロアリール又はアリール(例えば、水素、メチル、t−ブチル、フェニルエテニル、フェニルエチニル、シクロヘキシル、トリメチルシリル、トリフェニルシリル、アダマンチル、4−ペンチルビシクロ[2.2.2]オクチル、ベンゾチアゾリル、フェニル、ナフチル、フルオレニル、フェナントリル及びビフェニルなど)が、2位及び6位でのジアリールアミノ基の直接的置換と同時に、アントラセンの9位及び10位に同時に導入されており、及び該アミノ基に置換した2つのアリールの1つが、アリーレンとアリーレンへの置換基から成り、かつ炭素の合計数が21〜60個である化合物が、劣った発光効率、短い動作寿命及び高いイオン化電位を含む従来の正孔輸送材料の問題点を克服できることを見出した。このように本発明者らは、EL材料として適用される構造を盛り込み、本発明を完成した。また、本発明者らは、本発明による1種以上の有機電界発光化合物と一緒に、或る種のアントラセン誘導体及びベンズ[a]アントラセン誘導体から選択された1種以上の化合物を、EL領域における発光ホストとして使用する場合、向上された色純度に起因して色再現性が高められ、かつ発光効率及び素子寿命が著しく向上することも見出した。
【0018】
本発明の目的は、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アルキルシリル、アリールシリル、アダマンチル、ビシクロアルキル、ヘテロアリール又はアリールが、2位及び6位でのジアリールアミノ基の直接的置換と同時に、アントラセンの9位及び10位に導入されており、及び該アミノ基に置換した2つのアリールの1つが、アリーレンとアリーレンへの置換基から成り、かつ炭素の合計数が21〜60個である、新規な有機電界発光化合物を提供することである。
【0019】
本発明の他の目的は、1種以上の上記のような有機電界発光化合物と、電界発光ホストとしての或る種のアントラセン誘導体及びベンズ[a]アントラセン誘導体から選択された1種以上の化合物とを使用する電界発光領域を含有する有機電界発光素子を提供することである。本発明の更に他の目的は、優れた色純度、高い発光効率及び非常に向上された素子寿命を示す有機電界発光化合物を提供すること、並びに上記のような新規な有機電界発光化合物を含む有機電界発光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0020】
本発明は、新規な有機電界発光化合物及びこれを含む有機電界発光素子に関する。詳細には、本発明による有機電界発光化合物は、これらが、下記化学式1によって表される化合物であることで特徴付けられる。
【0021】
【化6】
【0022】
(式中、R1及びR2は、独立に、水素、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C2〜C20)アルケニル、(C2〜C20)アルキニル、(C3〜C15)シクロアルキル、トリ(C1〜C20)アルキルシリル、ジ(C1〜C20)アルキル(C6〜C20)アリールシリル、トリ(C6〜C20)アリールシリル、(C7〜C15)トリシクロアルキル、(C4〜C15)ビシクロアルキル、(C6〜C60)アリール又は(C3〜C60)ヘテロアリールを表し、およびR1及びR2のアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、トリアルキルシリル、ジアルキルアリールシリル、トリアリールシリル、トリシクロアルキル、ビシクロアルキル、アリール又はヘテロアリールは、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C20)アルケニル、(C1〜C20)アルキニル、ハロゲン、シアノ、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、並びに
Ar1及びAr2は、独立に、(C6〜C60)アリール、(C3〜C60)ヘテロアリール、モルホリノ又はチオモルホリノを表し、およびAr1及びAr2のアリール又はヘテロアリールは、重水素、ハロゲン置換基を有する又は有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C20)アルコキシ、(C3〜C15)シクロアルキル、ハロゲン、シアノ、トリ(C1〜C20)アルキルシリル、ジ(C1〜C20)アルキル(C6〜C20)アリールシリル、トリ(C6〜C20)アリールシリル、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
Ar3及びAr4は、独立に、(C1〜C20)アルキル置換基を有する又は有しない(C6〜C20)アリーレンを表し、
R3及びR4は、独立に、(C1〜C20)アルキル又は(C6〜C20)アリールを表し、およびR3及びR4のアリールは、重水素又は(C1〜C20)アルキルによって更に置換されていてもよく、
但し、
【0023】
【化7】
【0024】
中の炭素の合計数は21〜60個である。)
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】図1は、OLEDの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
ここで図面に言及すると、図1は、ガラス1、透明電極2、正孔注入層3、正孔輸送層4、電界発光層5、電子輸送層6、電子注入層7及びAlカソード8を含む、OLEDの断面図を示す。
【0027】
本明細書中に記載される用語「アルキル」、「アルコキシ」及び「アルキル」部分を含有する全ての置換基は、線形種及び分枝種の両方を包含する。
【0028】
本明細書中に記載される用語「アリール」は、1個の水素原子の除去によって、芳香族炭化水素から誘導される有機基を意味する。それぞれの環は、4〜7個、好ましくは5〜6個の環式原子を含有する単環式又は縮合環系を含む。具体的な例には、フェニル、ナフチル、ビフェニル、アントリル、インデニル、フルオレニル、フェナントリル、トリフェニレニル、ピレニル、ペリレニル、クリセニル、ナフタセニル及びフルオランテニルが含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【0029】
本明細書中に記載される用語「ヘテロアリール」は、芳香族環式骨格原子としてのN、O及びSから選択された1〜4個のヘテロ原子並びに残りの芳香族環式骨格原子のための炭素原子を含有するアリール基を意味する。ヘテロアリールは、5員又は6員の、単環式ヘテロアリール、又は1つ以上のベンゼン環と縮合された多環式ヘテロアリールであってもよく、部分的に飽和されていてもよい。ヘテロアリール基は、そのヘテロ原子が酸化されるか又は四級化されて、N−オキシド及び第四級塩を形成することができる、二価のアリール基を含み得る。具体的な例には、単環式ヘテロアリール基、例えば、フリル、チオフェニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、チアゾリル、チアジアゾリル、イソチアゾリル、イソオキサゾリル、オキサゾリル、オキサジアゾリル、トリアジニル、テトラジニル、トリアゾリル、テトラゾリル、フラザニル、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル;多環式ヘテロアリール基、例えば、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、イソベンゾフラニル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾイソチアゾリル、ベンゾイソオキサゾリル、ベンゾオキサゾリル、イソインドリル、インドリル、インダゾリル、ベンゾチアジアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリニル、キナゾリニル、キノキサリニル、カルバゾリル、フェナントリジニル及びベンゾジオキソリル、並びにこれらの対応するN−オキシド(例えば、ピリジルN−オキシド、キノリルN−オキシド)及び第四級塩が含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【0030】
本明細書中に記載される用語「飽和された5員又は6員の複素環式アミノ」は、飽和結合を含む5員又は6員環の環式原子として窒素を含有する化合物を指し、これは、更に、N、O及びSから選択された1種以上のヘテロ原子を含んでいてもよい。
【0031】
化学式1の化合物は、従来の発明によって予測されない、化学式1の化合物からもたらされる緑色電界発光素子の発光効率及びそれらの素子寿命を最大にする新規な概念のそれらの構造によって特徴付けられる。
【0032】
本発明による化学式1の有機電界発光化合物は、電子密度分布における改良に基づいて確実に高い効率で電界発光特性を実現することができる、ホストとドーパントとの間の効率のよいエネルギー移送機構を示す構造を採用している。本発明による新規な化合物の構造は、緑色電界発光のためのみでなく、青色から赤色までの範囲における高い効率で電界発光特性を調整することもできる骨格を提供し得る。Alqのような高い電子伝導性を有するホスト材料を使用する概念から脱却し、本発明は、正孔伝導性と電子伝導性との適切なバランスを有するホストを適用し、それによって、低い初期効率及び短い寿命を含む従来の材料の問題点を克服し、かつそれぞれの色について高い効率及び長い寿命を有する高性能の電界発光特性を確かなものとする。
【0033】
化学式1のナフチルは、1−ナフチル又は2−ナフチルであってもよく、アントリルは、1−アントリル、2−アントリル又は9−アントリルであってもよく、フルオレニルは、1−フルオレニル、2−フルオレニル、3−フルオレニル、4−フルオレニル又は9−フルオレニルであってもよい。
【0034】
本明細書中に記載される「(C1〜C60)アルキル」部分を含む置換基は、1〜60個の炭素原子、1〜20個の炭素原子又は1〜10個の炭素原子を含有してもよい。「(C6〜C60)アリール」部分を含む置換基は、6〜60個の炭素原子、6〜20個の炭素原子又は6〜12個の炭素原子を含有してもよい。「(C3〜C60)ヘテロアリール」部分を含む置換基は、3〜60個の炭素原子、4〜20個の炭素原子又は4〜12個の炭素原子を含有してもよい。
【0035】
化学式1において、R1及びR2は、独立に、水素、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、i−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、トリフルオロメチル、ペルフルオロエチル、トリフルオロエチル、ペルフルオロプロピル、ペルフルオロブチル、ベンジル、トリチル、エテニル、フェニルエテニル、エチニル、フェニルエチニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、トリ(t−ブチル)シリル、t−ブチルジメチルシリル、ジメチルフェニルシリル、トリフェニルシリル、ビシクロ[1.1.0]ブチル、ビシクロ[1.1.1]ペンチル、ビシクロ[2.1.0]ペンチル、ビシクロ[2.1.1]ヘキシル、ビシクロ[3.2.0]ヘキシル、ビシクロ[3.2.0]ヘプチル、ビシクロ[3.1.1]ヘプチル、ビシクロ[4.1.0]ヘプチル、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル、オクタヒドロペンタレニル、ビシクロ[2.2.2]オクチル、ビシクロ[4.2.0]オクチル、ビシクロ[4.1.1]オクチル、ビシクロ[3.2.1]オクチル、オクタヒドロ−1H−インデニル、ビシクロ[5.2.0]ノニル、ビシクロ[4.2.1]ノニル、ビシクロ[3.3.1]ノニル、ビシクロ[3.3.2]デシル、ビシクロ[4.3.1]デシル、ビシクロ[4.2.2]デシル、デカヒドロナフタレニル、ビシクロ[3.3.3]ウンデシル、ビシクロ[4.3.2]ウンデシル、ビシクロ[4.3.3]ドデシル、4−ペンチルビシクロ[2.2.2]オクチル、トリシクロ[2.2.1.0]ヘプチル、トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル、トリシクロ[5.3.1.1]ドデシル、トリシクロ[5.4.0.02,9]ウンデシル、アダマンチル、トリシクロ[5.3.2.04,9]ドデシル、トリシクロ[4.4.1.11,5]ドデシル、トリシクロ[5.5.1.03,11]トリデシル、フェニル、ナフチル、ビフェニル、フルオレニル、フェナントリル、アントリル、フルオランテニル、トリフェニレニル、ピレニル、クリセニル、ナフタセニル、ペリレニル、ピリジル、ピロリル、フラニル、チオフェニル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ピラジニル、ピリミジル、キノリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、ピラゾリル、インドリル、カルバゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、ベンゾチアゾリル又はベンゾオキサゾリルから選択され、並びに、
これらのフェニル、ナフチル、ビフェニル、フルオレニル、フェナントリル、アントリル、フルオランテニル、トリフェニレニル、ピレニル、クリセニル、ナフタセニル、ペリレニル、ピリジル、ピロリル、フラニル、チオフェニル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ピラジニル、ピリミジル、キノリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、ピラゾリル、インドリル、カルバゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、ベンゾチアゾリル又はベンゾオキサゾリルは、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、i−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、トリフルオロメチル、ペルフルオロエチル、トリフルオロエチル、ペルフルオロプロピル、ペルフルオロブチル、メトキシ、エトキシ、ブトキシ、ヘキシルオキシ、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フルオロ、シアノ、フェニル、ナフチル、アントリル、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、トリ(t−ブチル)シリル、t−ブチルジメチルシリル、ジメチルフェニルシリル及びトリフェニルシリルから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよい。
【0036】
化学式1において、Ar1及びAr2は、独立に、フェニル、ナフチル、フルオレニル、アントリル、フェナントリル、ピレニル、ペリレニル、フルオランテニル、ピリジル、ピロリル、フラニル、チオフェニル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ピラジニル、ピリミジニル、キノリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、ピラゾリル、インドリル、カルバゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾオキサゾリル、モルホリノ又はチオモルホリノを表し、並びに、
これらのフェニル、ナフチル、フルオレニル、アントリル、フェナントリル、ピレニル、ペリレニル、フルオランテニル、ピリジル、ピロリル、フラニル、チオフェニル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ピラジニル、ピリミジル、キノリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、ピラゾリル、インドリル、カルバゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾオキサゾリル、モルホリノ又はチオモルホリノは、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、i−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、トリフルオロメチル、ペルフルオロエチル、トリフルオロエチル、ペルフルオロプロピル、ペルフルオロブチル、メトキシ、エトキシ、ブトキシ、ヘキシルオキシ、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、フルオロ、シアノ、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、トリ(t−ブチル)シリル、t−ブチルジメチルシリル、ジメチルフェニルシリル、トリフェニルシリル、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよい。
【0037】
その炭素の合計数が21〜60個である基
【0038】
【化8】
【0039】
は、下記の構造から独立に選択することができるが、これらに限定されるわけではない。
【0040】
【化9】
【0041】
【化10】
【0042】
(式中、R11〜R16は、独立に、(C1〜C20)アルキル又は(C6〜C20)アリールを表し、
R21〜R26は、独立に、水素、(C1〜C20)アルキル又は(C6〜C20)アリールを表し、R11〜R16及びR21〜R26のアリールは、重水素又は(C1〜C20)アルキルによって更に置換されていてもよく、
mは、0〜4の整数であり、
nは、0〜3の整数であり、
xは、1〜5の整数であり、並びに
yは、0〜5の整数である。)
【0043】
本発明による有機電界発光化合物は、下記の化合物によって具体的に例示することができるが、これらに限定されるわけではない。
【0044】
【化11】
【0045】
【化12】
【0046】
【化13】
【0047】
【化14】
【0048】
【化15】
【0049】
【化16】
【0050】
【化17】
【0051】
【化18】
【0052】
(式中、R1及びR2は、独立に、水素、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、i−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、トリフルオロメチル、ペルフルオロエチル、トリフルオロエチル、ペルフルオロプロピル、ペルフルオロブチル、ベンジル、トリチル、エテニル、フェニルエテニル、エチニル、フェニルエチニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、トリ(t−ブチル)シリル、t−ブチルジメチルシリル、ジメチルフェニルシリル、トリフェニルシリル、ビシクロ[1.1.0]ブチル、ビシクロ[1.1.1]ペンチル、ビシクロ[2.1.0]ペンチル、ビシクロ[2.1.1]ヘキシル、ビシクロ[3.2.0]ヘキシル、ビシクロ[3.2.0]ヘプチル、ビシクロ[3.1.1]ヘプチル、ビシクロ[4.1.0]ヘプチル、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル、オクタヒドロペンタレニル、ビシクロ[2.2.2]オクチル、ビシクロ[4.2.0]オクチル、ビシクロ[4.1.1]オクチル、ビシクロ[3.2.1]オクチル、オクタヒドロ−1H−インデニル、ビシクロ[5.2.0]ノニル、ビシクロ[4.2.1]ノニル、ビシクロ[3.3.1]ノニル、ビシクロ[3.3.2]デシル、ビシクロ[4.3.1]デシル、ビシクロ[4.2.2]デシル、デカヒドロナフタレニル、ビシクロ[3.3.3]ウンデシル、ビシクロ[4.3.2]ウンデシル、ビシクロ[4.3.3]ドデシル、4−ペンチルビシクロ[2.2.2]オクチル、トリシクロ[2.2.1.0]ヘプチル、トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル、トリシクロ[5.3.1.1]ドデシル、トリシクロ[5.4.0.02,9]ウンデシル、アダマンチル、トリシクロ[5.3.2.04,9]ドデシル、トリシクロ[4.4.1.11,5]ドデシル、トリシクロ[5.5.1.03,11]トリデシル、フェニル、ナフチル、ビフェニル、フルオレニル、フェナントリル、アントリル、フルオランテニル、トリフェニレニル、ピレニル、クリセニル、ナフタセニル、ペリレニル、ピリジル、ピロリル、フラニル、チオフェニル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ピラジニル、ピリミジル、キノリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、ピラゾリル、インドリル、カルバゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、ベンゾチアゾリル又はベンゾオキサゾリルを表し、並びに
R1及びR2のフェニル、ナフチル、ビフェニル、フルオレニル、フェナントリル、アントリル、フルオランテニル、トリフェニレニル、ピレニル、クリセニル、ナフタセニル、ペリレニル、ピリジル、ピロリル、フラニル、チオフェニル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ピラジニル、ピリミジル、キノリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、ピラゾリル、インドリル、カルバゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、ベンゾチアゾリル又はベンゾオキサゾリルは、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、i−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、トリフルオロメチル、ペルフルオロエチル、トリフルオロエチル、ペルフルオロプロピル、ペルフルオロブチル、メトキシ、エトキシ、ブトキシ、ヘキシルオキシ、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フルオロ、シアノ、フェニル、ナフチル、アントリル、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、トリ(t−ブチル)シリル、t−ブチルジメチルシリル、ジメチルフェニルシリル及びトリフェニルシリルから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
Ar1及びAr2は、独立に、フェニル、ナフチル、フルオレニル、アントリル、フェナントリル、ピレニル、ペリレニル、フルオランテニル、ピリジル、ピロリル、フラニル、チオフェニル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ピラジニル、ピリミジル、キノリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、ピラゾリル、インドリル、カルバゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾオキサゾリル、モルホリノ又はチオモルホリノを表し、並びに
Ar1及びAr2のフェニル、ナフチル、フルオレニル、アントリル、フェナントリル、ピレニル、ペリレニル、フルオランテニル、ピリジル、ピロリル、フラニル、チオフェニル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ピラジニル、ピリミジル、キノリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、ピラゾリル、インドリル、カルバゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾオキサゾリル、モルホリノ又はチオモルホリノは、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、i−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、トリフルオロメチル、ペルフルオロエチル、トリフルオロエチル、ペルフルオロプロピル、ペルフルオロブチル、メトキシ、エトキシ、ブトキシ、ヘキシルオキシ、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、フルオロ、シアノ、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、トリ(t−ブチル)シリル、t−ブチルジメチルシリル、ジメチルフェニルシリル、トリフェニルシリル、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
R11〜R16は、独立に、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、i−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、フェニル、ナフチル、ビフェニル、フルオレニル、フェナントリル、アントリル、フルオランテニル、トリフェニレニル、ピレニル、クリセニル、ナフタセニル又はペリレニルを表し、
R21〜R26は、独立に、水素、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、i−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、フェニル、ナフチル、ビフェニル、フルオレニル、フェナントリル、アントリル、フルオランテニル、トリフェニレニル、ピレニル、クリセニル、ナフタセニル又はペリレニルを表し、
R11〜R16及びR21〜R26のフェニル、ナフチル、ビフェニル、フルオレニル、フェナントリル、アントリル、フルオランテニル、トリフェニレニル、ピレニル、クリセニル、ナフタセニル又はペリレニルは、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、i−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ドデシル及びヘキサデシルから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
mは、0〜4の整数であり、
nは、0〜3の整数であり、
xは、1〜5の整数であり、並びに
yは、0〜5の整数である。)
【0053】
本発明による有機電界発光化合物は、下記に示す反応図式1によって示される方法に従って調製することができる。
【0054】
【化19】
【0055】
(式中、R1、R2、R3、R4、Ar1、Ar2、Ar3及びAr4は、化学式1における定義ど同一である。)
【0056】
また、本発明は、1種以上の、化学式1によって表される有機電界発光化合物を含む有機太陽電池を提供する。
【0057】
また、本発明は、第一電極、第二電極及び第一電極と第二電極との間に介在させられた少なくとも1つの有機物層を含む有機電界発光素子であって、この有機物層が、化学式1によって表される1種以上の電界発光化合物を含む有機電界発光素子も提供する。
【0058】
本発明による有機電界発光素子は、有機物層が、電界発光ドーパントとしての化学式1によって表される1種以上の有機電界発光化合物と1種以上のホストとを含む電界発光層を含有することで特徴付けられる。本発明による有機電界発光素子に適用されるホストは、特に制限されないが、好ましくは、化学式2及び3の一つによる化合物から選択される。
の一つによる化合物から選択される。
【0059】
【化20】
【0060】
(式中、L1は、(C6〜C60)アリーレン又は(C4〜C60)ヘテロアリーレンを表し、
L2は、アントラセニレンを表し、
Ar11〜Ar14は、独立に、水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、ハロゲン、(C4〜C60)ヘテロアリール、(C5〜C60)シクロアルキル及び(C6〜C60)から選択され、Ar11〜Ar14のシクロアルキル、アリール又はヘテロアリールは、重水素、ハロゲン置換基を有する又は有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、(C3〜C60)シクロアルキル、ハロゲン、シアノ、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル及びトリ(C6〜C60)アリールシリルから成る群から選択された1種以上の置換基を有する又は有しない(C6〜C60)アリール又は(C4〜C60)ヘテロアリール;ハロゲン置換基を有する又は有しない(C1〜C60)アルキル;(C1〜C60)アルコキシ;(C3〜C60)シクロアルキル;ハロゲン;シアノ;トリ(C1〜C60)アルキルシリル;ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル;並びにトリ(C6〜C60)アリールシリル;から成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、並びに
b、c、d及びeは、独立に、0〜4の整数を表す。)
【0061】
化学式2又は3によって表されるホストは、化学式4〜7の一つによって表されるアントラセン誘導体及びベンゾ[a]アントラセン誘導体によって例示することができる。
【0062】
【化21】
【0063】
化学式4〜6において、
R101及びR102は、独立に、水素、重水素、(C1〜C60)アルキル、ハロゲン、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、又は(C3〜C60)シクロアルキルを表し、R101及びR102のアリール又はヘテロアリールは、重水素、(C1〜C60)アルキル、ハロ(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、(C3〜C60)シクロアルキル、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール、ハロゲン、シアノ、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル及びトリ(C6〜C60)アリールシリルから成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
R103〜R106は、独立に、水素、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、ハロゲン、(C4〜C60)ヘテロアリール、(C5〜C60)シクロアルキル又は(C6〜C60)アリールを表し、およびR103〜R106のヘテロアリール、シクロアルキル又はアリールは、重水素、ハロゲン置換基を有する又は有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、(C3〜C60)シクロアルキル、ハロゲン、シアノ、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル及びトリ(C6〜C60)アリールシリルから成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
Z1及びZ2は、独立に、化学結合を表すか、又は(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール及びハロゲンから選択された1種以上の置換基を有する若しくは有しない(C6〜C60)アリーレンを表し、
Ar21及びAr22は、下記の構造から選択されたアリールを表すか、又は(C4〜C60)ヘテロアリールを表し、
【0064】
【化22】
【0065】
Ar21及びAr22のアリール又はヘテロアリールは、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、(C6〜C60)アリール及び(C4〜C60)ヘテロアリールから選択された1種以上の置換基によって置換されていてもよく、
L11は、(C6〜C60)アリーレン、(C4〜C60)ヘテロアリーレン又は下記の構造によって表される化合物を表し、
【0066】
【化23】
【0067】
L11のアリーレン又はヘテロアリーレンは、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール及びハロゲンから選択された1種以上の置換基によって置換されていてもよく、
R111、R112、R113及びR114は、独立に、水素、(C1〜C60)アルキル若しくは(C6〜C60)アリールを表し、又はこれらのそれぞれは、縮合環を有する若しくは有しない、(C3〜C60)アルキレン若しくは(C3〜C60)アルケニレンによって、隣接する置換基に連結されて、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成してもよく、
R121、R122、R123及びR124は、独立に、水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール若しくはハロゲンを表し、又はこれらのそれぞれは、縮合環を有する若しくは有しない、(C3〜C60)アルキレン若しくは(C3〜C60)アルケニレンによって、隣接する置換基に連結されて、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成してもよい。
【0068】
【化24】
【0069】
化学式7において、
L21及びL22は、独立に、化学結合、(C6〜C60)アリーレン又は(C3〜C60)ヘテロアリーレンを表し、およびL21及びL22のアリーレン又はヘテロアリーレンは、重水素、(C1〜C60)アルキル、ハロゲン、シアノ、(C1〜C60)アルコキシ、(C3〜C60)シクロアルキル、(C6〜C60)アリール、(C3〜C60)ヘテロアリール、トリ(C1〜C30)アルキルシリル、ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル及びトリ(C6〜C30)アリールシリルから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
R201〜R219は、独立に、水素、重水素、ハロゲン、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、(C3〜C60)シクロアルキル、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル、トリ(C6〜C60)アリールシリル、アダマンチル、(C7〜C60)ビシクロアルキル、(C2〜C60)アルケニル、(C2〜C60)アルキニル、(C1〜C60)アルコキシ、シアノ、(C1〜C60)アルキルアミノ、(C6〜C60)アリールアミノ、(C6〜C60)アリール(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリールオキシ、(C6〜C60)アリールチオ、(C1〜C60)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロ若しくはヒドロキシルを表し、又はR201〜R219のそれぞれは、縮合環を有する若しくは有しない、(C3〜C60)アルキレン若しくは(C3〜C60)アルケニレンによって、隣接する置換基に連結されて、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成してもよく、
Ar31は、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、(C3〜C60)シクロアルキル、アダマンチル、(C7〜C60)ビシクロアルキル又は下記の構造から選択された置換基を表し、
【0070】
【化25】
【0071】
(式中、R220〜R232は、独立に、水素、重水素、ハロゲン、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、(C3〜C60)シクロアルキル、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル、トリ(C6〜C60)アリールシリル、アダマンチル、(C7〜C60)ビシクロアルキル、(C2〜C60)アルケニル、(C2〜C60)アルキニル、(C1〜C60)アルコキシ、シアノ、(C1〜C60)アルキルアミノ、(C6〜C60)アリールアミノ、(C6〜C60)アリール(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリールオキシ、(C6〜C60)アリールチオ、(C1〜C60)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロ又はヒドロキシルを表し、
E1及びE2は、独立に、化学結合、−(CR233R234)g−、−N(R235)−、−S−、−O−、−Si(R236)(R237)−、−P(R238)−、−C(=O)−、−B(R239)−、−In(R240)−、−Se−、−Ge(R241)(R242)−、−Sn(R243)(R244)−、−Ga(R245)−又は−C(R246)C=C(R247)−を表し、
R233〜R247は、独立に、水素、重水素、ハロゲン、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、(C3〜C60)シクロアルキル、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル、トリ(C6〜C60)アリールシリル、アダマンチル、(C7〜C60)ビシクロアルキル、(C2〜C60)アルケニル、(C2〜C60)アルキニル、(C1〜C60)アルコキシ、シアノ、(C1〜C60)アルキルアミノ、(C6〜C60)アリールアミノ、(C6〜C60)アリール(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリールオキシ、(C6〜C60)アリールチオ、(C1〜C60)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロ若しくはヒドロキシルを表し、又はR233〜R247のそれぞれは、縮合環を有する若しくは有しない、(C3〜C60)アルキレン若しくは(C3〜C60)アルケニレンによって、隣接する置換基に連結されて、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成してもよい。)
Ar31のアリール、ヘテロアリール、ヘテロシクロアルキル、アダマンチル若しくはビシクロアルキル、又はR201〜R232のアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールシリル、アルキルシリル、アルキルアミノ若しくはアリールアミノは、重水素、ハロゲン、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、(C3〜C60)シクロアルキル、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル、トリ(C6〜C60)アリールシリル、アダマンチル、(C7〜C60)ビシクロアルキル、(C2〜C60)アルケニル、(C2〜C60)アルキニル、(C1〜C60)アルコキシ、シアノ、(C1〜C60)アルキルアミノ、(C6〜C60)アリールアミノ、(C6〜C60)アリール(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリールオキシ、(C6〜C60)アリールチオ、(C1〜C60)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロ及びヒドロキシルから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
fは、1〜4の整数であり、並びに
gは、0〜4の整数である。
【0072】
電界発光層は、電界発光が生じる層を意味し、これは、単一層又は積層化された2以上の層から成る複数層であってもよい。ホスト−ドーパントの混合物が、本発明の構成に従って使用される場合、発光効率の顕著な向上を確認することができた。これは、0.5〜10重量%のドーピング濃度によって達成することができる。本発明によるホストは、他の従来のホスト材料と比較した場合、より高い正孔及び電子伝導性並びに材料の優れた安定性を示し、改善された素子寿命及び発光効率をもたらす。
【0073】
従って、電界発光ホストとしての化学式4〜7の一つによって表される化合物の使用は、本発明による化学式1の有機電界発光化合物の電子的欠点を補うと説明することができる。
【0074】
化学式4〜7の一つによって表されるホスト化合物は、下記の化合物によって例示することができるが、これらに限定されるわけではない。
【0075】
【化26】
【0076】
【化27】
【0077】
【化28】
【0078】
【化29】
【0079】
【化30】
【0080】
【化31】
【0081】
【化32】
【0082】
【化33】
【0083】
【化34】
【0084】
【化35】
【0085】
【化36】
【0086】
【化37】
【0087】
本発明による有機電界発光素子は、化学式1によって表される有機電界発光化合物と、アリールアミン化合物及びスチリルアリールアミン化合物から選択された1種以上の化合物を更に含むことができる。アリールアミン又はスチリルアリールアミン化合物の例には、化学式8によって表される化合物が含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【0088】
【化38】
【0089】
(式中、Ar41及びAr42は、独立に、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール、(C6〜C60)アリールアミノ、(C1〜C60)アルキルアミノ、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、若しくは(C3〜C60)シクロアルキルを表し、又はAr41及びAr42は、縮合環を有する若しくは有しない、(C3〜C60)アルキレン若しくは(C3〜C60)アルケニレンによって連結されて、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成してもよく、
hが1であるとき、Ar43は、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール又は下記の構造式の一つによって表される置換基を表し、
【0090】
【化39】
【0091】
hが2であるとき、Ar43は、(C6〜C60)アリーレン、(C4〜C60)ヘテロアリーレン又は下記の構造式の一つによって表されるアリーレンを表し、
【0092】
【化40】
【0093】
(式中、Ar44及びAr45は、独立に、(C6〜C60)アリーレン又は(C4〜C60)ヘテロアリーレンを表し、
R301、R302及びR303は、独立に、水素、(C1〜C60)アルキル又は(C6〜C60)アリールを表し、
iは、1〜4の整数であり、jは、0又は1の整数である。)
並びに
Ar41及びAr42のアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールアミノ、アルキルアミノ、シクロアルキル若しくはヘテロシクロアルキル、又はAr43のアリール、ヘテロアリール、アリーレン若しくはヘテロアリーレン、又はAr44及びAr45のアリーレン若しくはヘテロアリーレン、又はR301〜R303のアルキル若しくはアリールは、重水素、ハロゲン、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、(C3〜C60)シクロアルキル、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル、トリ(C6〜C60)アリールシリル、アダマンチル、(C7〜C60)ビシクロアルキル、(C2〜C60)アルケニル、(C2〜C60)アルキニル、シアノ、(C1〜C60)アルキルアミノ、(C6〜C60)アリールアミノ、(C6〜C60)アリール(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリールオキシ、(C1〜C60)アルキルオキシ、(C6〜C60)アリールチオ、(C1〜C60)アルキルチオ、(C1〜C60)アルコキシカルボニル、(C1〜C60)アルキルカルボニル、(C6〜C60)アリールカルボニル、カルボキシル、ニトロ及びヒドロキシルから成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよい。)
【0094】
アリールアミン化合物及びスチリルアリールアミン化合物は、下記の化合物によって更に具体的に例示できるが、これらに限定されるわけではない。
【0095】
【化41】
【0096】
本発明による有機電界発光素子において、有機物層は、更に、第1族、第2族、第4周期及び第5周期遷移金属、ランタニド金属並びにd−遷移元素の有機金属から成る群から選択された1種以上の金属並びに化学式1によって表される有機電界発光化合物を含み得る。この有機物層は、電界発光層に加えて、電荷発生層を含んでみてもよい。
【0097】
本発明は、独立発光方式のピクセル構造を有する電界発光素子であって、サブピクセルとして化学式1の化合物と;同時に平行にパターン形成された、Ir、Pt、Pd、Rh、Re、Os、Tl、Pb、Bi、In、Sn、Sb、Te、Au及びAgから成る群から選択された1種以上の金属化合物を含む1つ以上のサブピクセルとを含有する有機電界発光素子を含む電界発光素子を実現することができる。
【0098】
更に、この有機電界発光素子は、有機物層が、本発明による有機電界発光化合物に加えて、同時に、500nm以下の波長の電界発光ピークを有する化合物及び560nm以上の波長の電界発光ピークを有する化合物から選択された1種以上の化合物を含む、有機ディスプレイである。500nm以下の波長の電界発光ピークを有する化合物又は560nm以上の波長の電界発光ピークを有する化合物は、化学式9〜15の一つによって表される化合物によって例示することができるが、これらに限定されるわけではない。
【0099】
【化42】
【0100】
化学式9において、M1は、周期表中の第7族、第8族、第9族、第10族、第11族、第13族、第14族、第15族及び第16族金属から選択され、および配位子L101、L102及びL103は、独立に、下記の構造から選択される。
【0101】
【化43】
【0102】
(式中、R401〜R403は、独立に、水素、ハロゲン置換基を有する若しくは有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルキル置換基を有する若しくは有しない(C6〜C60)アリール又はハロゲンを表し、
R404〜R419は、独立に、水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C30)アルコキシ、(C3〜C60)シクロアルキル、(C2〜C30)アルケニル、(C6〜C60)アリール、モノ若しくはジ(C1〜C30)アルキルアミノ、モノ若しくはジ(C6〜C30)アリールアミノ、SF5、トリ(C1〜C30)アルキルシリル、ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、トリ(C6〜C30)アリールシリル、シアノ又はハロゲンを表し、およびR404〜R419のアルキル、シクロアルキル、アルケニル又はアリールは、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール及びハロゲンから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
R420〜R423は、独立に、水素、ハロゲン置換基を有する若しくは有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルキル置換基を有する若しくは有しない(C6〜C60)アリールを表し、
R424及びR425は、独立に、水素、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール若しくはハロゲンを表し、又はR424及びR425は、縮合環を有する若しくは有しない、(C3〜C12)アルキレン若しくは(C3〜C12)アルケニレンによって連結されて、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成してもよく、R424及びR425のアルキル若しくはアリール、又は縮合環を有する若しくは有しない(C3〜C12)アルキレン若しくは(C3〜C12)アルケニレンによりそれらから形成された脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環は、ハロゲン置換基を有する若しくは有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C30)アルコキシ、ハロゲン、トリ(C1〜C30)アルキルシリル、トリ(C6〜C30)アリールシリル及び(C6〜C60)アリールから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
R426は、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール、又はN、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する(C5〜C60)ヘテロアリール、又はハロゲンを表し、
R427〜R429は、独立に、水素、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール又はハロゲンを表し、およびR427〜R429のアルキル又はアリールは、ハロゲン又は(C1〜C60)アルキルによって更に置換されていてもよく、
Qは、下記構造を表し、
【0103】
【化44】
【0104】
及びR431〜R442は、独立に、水素、ハロゲン置換基を有する若しくは有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C30)アルコキシ、ハロゲン、(C6〜C60)アリール、シアノ、(C5〜C60)シクロアルキルを表し、又はR431〜R442のそれぞれは、アルキレン若しくはアルケニレンによって隣接する置換基に連結されて、(C5〜C7)スピロ環若しくは(C5〜C9)縮合環を形成してもよく、又はこれらのそれぞれは、R407若しくはR408に連結されて、(C5〜C7)縮合環を形成してもよい。)
【0105】
【化45】
【0106】
化学式10において、R501〜R504は、独立に、(C1〜C60)アルキル若しくは(C6〜C60)アリールを表し、又はこれらのそれぞれは、縮合環を有する若しくは有しない、(C3〜C60)アルキレン若しくは(C3〜C60)アルケニレンによって隣接する置換基に連結されて、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成してもよく、およびR501〜R504のアルキル若しくはアリール、又は縮合環を有する若しくは有しない、(C3〜C60)アルキレン若しくは(C3〜C60)アルケニレンによる隣接する置換基への連結によってそれらから形成された脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環は、ハロゲン置換基を有する若しくは有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、ハロゲン、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、トリ(C6〜C60)アリールシリル及び(C6〜C60)アリールから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよい。
【0107】
【化46】
【0108】
化学式13において、配位子L201及びL202は、独立に、下記の構造から選択され、
【0109】
【化47】
【0110】
M2は、2価又は3価金属であり、
kは、M2が2価金属であるとき0であり、M2が3価金属であるとき1であり、
Tは、(C6〜C60)アリールオキシ又はトリ(C6〜C60)アリールシリルを表し、Tのアリールオキシ及びトリアリールシリルは、(C1〜C60)アルキル又は(C6〜C60)アリールによって更に置換されていてもよく、
Gは、O、S又はSeを表し、
環Cは、オキサゾール、チアゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール、ピリジン又はキノリンを表し、
環Dは、ピリジン又はキノリンを表し、および環Dは、(C1〜C60)アルキル;又は、(C1〜C60)アルキル置換基を有する若しくは有しないフェニル若しくはナフチル;によって更に置換されていてもよく、
R601〜R604は、独立に、水素、(C1〜C60)アルキル、ハロゲン、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、トリ(C6〜C60)アリールシリル若しくは(C6〜C60)アリールを表し、又はこれらのそれぞれは、(C3〜C60)アルキレン若しくは(C3〜C60)アルケニレンによって隣接する置換基に連結されて、縮合環を形成してもよく、およびピリジン又はキノリンは、R601と共に化学結合を形成して、縮合環を形成してもよく、
環C及びR601〜R604のアリールは、(C1〜C60)アルキル、ハロゲン、ハロゲン置換基を有する(C1〜C60)アルキル、フェニル、ナフチル、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、トリ(C6〜C60)アリールシリル又はアミノ基によって更に置換されていてもよい。
【0111】
【化48】
【0112】
化学式14において、Ar51及びAr52は、独立に、水素、重水素、ハロゲン、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール、(C6〜C60)アリールアミノ、(C1〜C60)アルキルアミノ、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、若しくは(C3〜C60)シクロアルキルを表し、又はAr51及びAr52は、縮合環を有する若しくは有しない、(C3〜C60)アルキレン若しくは(C3〜C60)アルケニレンによって連結されて、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成してもよく、
pが1であるとき、Ar53は、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール又は下記の構造式の一つによって表される置換基を表し、
【0113】
【化49】
【0114】
pが2であるとき、Ar53は、(C6〜C60)アリーレン、(C4〜C60)ヘテロアリーレン又は下記の構造式の一つによって表される置換基を表し、
【0115】
【化50】
【0116】
(式中、Ar54及びAr55は、独立に、(C6〜C60)アリーレン又は(C4〜C60)ヘテロアリーレンを表し、
R611〜R613は、独立に、水素、重水素、(C1〜C60)アルキル又は(C6〜C60)アリールを表し、
qは、1〜4の整数であり、rは、0又は1の整数である。)
並びに
Ar51及びAr52のアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールアミノ、アルキルアミノ、シクロアルキル若しくはヘテロシクロアルキル、又はAr53のアリール、ヘテロアリール、アリーレン若しくはヘテロアリーレン、又はAr54及びAr55のアリーレン若しくはヘテロアリーレン、又はR611〜R613のアルキル若しくはアリールは、ハロゲン、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール、(C4〜C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、(C3〜C60)シクロアルキル、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル、トリ(C6〜C60)アリールシリル、アダマンチル、(C7〜C60)ビシクロアルキル、(C2〜C60)アルケニル、(C2〜C60)アルキニル、シアノ、(C1〜C60)アルキルアミノ、(C6〜C60)アリールアミノ、(C6〜C60)アリール(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリールオキシ、(C1〜C60)アルキルオキシ、(C6〜C60)アリールチオ、(C1〜C60)アルキルチオ、(C1〜C60)アルコキシカルボニル、(C1〜C60)アルキルカルボニル、(C6〜C60)アリールカルボニル、カルボキシル、ニトロ及びヒドロキシルから成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよい。
【0117】
【化51】
【0118】
化学式15において、R701〜R704は、独立に、水素、重水素、ハロゲン、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する(C4〜C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、(C3〜C60)シクロアルキル、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル、トリ(C6〜C60)アリールシリル、アダマンチル、(C7〜C60)ビシクロアルキル、(C2〜C60)アルケニル、(C2〜C60)アルキニル、(C1〜C60)アルコキシ、シアノ、(C1〜C60)アルキルアミノ、(C6〜C60)アリールアミノ、(C6〜C60)アリール(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリールオキシ、(C6〜C60)アリールチオ、(C1〜C60)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロ若しくはヒドロキシルを表し、又はR701〜R704のそれぞれは、縮合環を有する若しくは有しない、(C3〜C60)アルキレン若しくは(C3〜C60)アルケニレンによって、隣接する置換基に連結されて、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成してもよく、
R701〜R704のアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールシリル、アルキルシリル、アルキルアミノ若しくはアリールアミノ、又は縮合環を有する若しくは有しない、(C3〜C60)アルキレン若しくは(C3〜C60)アルケニレンによる隣接する置換基への連結によってそれらから形成された脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環は、重水素、ハロゲン、(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する(C4〜C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された1個以上のヘテロ原子を含有する5員若しくは6員のヘテロシクロアルキル、(C3〜C60)シクロアルキル、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル、トリ(C6〜C60)アリールシリル、アダマンチル、(C7〜C60)ビシクロアルキル、(C2〜C60)アルケニル、(C2〜C60)アルキニル、(C1〜C60)アルコキシ、シアノ、(C1〜C60)アルキルアミノ、(C6〜C60)アリールアミノ、(C6〜C60)アリール(C1〜C60)アルキル、(C6〜C60)アリールオキシ、(C6〜C60)アリールチオ、(C1〜C60)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロ及びヒドロキシルから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよい。
【0119】
500nm以下の波長の電界発光ピークを有する、又は560nm以上の波長の電界発光ピークを有する、電界発光層のための化合物は、下記の化合物によって例示することができるが、これらに限定されるわけではない。
【0120】
【化52】
【0121】
【化53】
【0122】
【化54】
【0123】
【化55】
【0124】
【化56】
【0125】
【化57】
【0126】
【化58】
【0127】
【化59】
【0128】
【化60】
【0129】
【化61】
【0130】
【化62】
【0131】
本発明による有機電界発光素子において、カルコゲニド(chalcogenide)層、金属ハロゲン化物層及び金属酸化物層から選択された1つ以上の層(以下、「表面層」と言う)を、電極の対の少なくとも一方側の内表面上に置くことが好ましい。特に、EL媒体層(EL medium layer)側のアノード表面上に珪素及びアルミニウム金属(酸化物を含む)のカルコゲニド層を配置し、電界発光(EL)媒体層側のカソード表面上に金属ハロゲン化物層又は金属酸化物層を配置することが好ましい。その結果、動作における安定性を得ることができる。
【0132】
カルコゲニドの例には、好ましくは、SiOx(1≦x≦2)、AlOx(1≦x≦1.5)、SiON、SiAlONなどが含まれる。金属ハロゲン化物の例には、好ましくは、LiF、MgF2、CaF2、希土類金属のフッ化物などが含まれる。金属酸化物の例には、好ましくは、Cs2O、Li2O、MgO、SrO、BaO、CaOなどが含まれる。
【0133】
本発明による有機電界発光素子において、このようにして製造された電極の対の少なくとも1つの表面上に、電子輸送化合物と還元性ドーパントの混合領域、又は酸化性ドーパントと正孔輸送化合物の混合領域を配置することも好ましい。これにより、電子輸送化合物がアニオンにまで還元されるため、混合領域からEL媒体に電子を注入及び輸送しやすくなる。更に、正孔輸送化合物が酸化されてカチオンを形成するので、混合領域からEL媒体に正孔を注入及び輸送しやすくなる。好ましい酸化性ドーパントには、種々のルイス酸及びアクセプター化合物が含まれる。好ましい還元性ドーパントには、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、希土類金属及びこれらの混合物が含まれる。
【0134】
本発明による有機電界発光化合物は、高い発光効率を示し、そしてそれから製造された素子の優れた寿命特性を提供するので、非常に良好な動作寿命を有するOLEDを製造することができる。
【0135】
本発明を、更に、本発明による化合物、その調製方法及びそれから製造された素子の電界発光特性に関し、本発明の代表的な化合物を参照することによって説明するが、これは、実施形態の例示のみのために示されるのであって、決して本発明の範囲を限定するように意図するものではない。
【実施例】
【0136】
調製実施例
調製実施例1 化合物(32)の調製
【0137】
【化63】
【0138】
化合物(A)の調製
窒素雰囲気下で、十分に精製したエチルエーテル(300mL)中に、2,6−ジブロモアントラセン−9,10−ジオン(10.0g、27.3mmol)を溶解させた。この溶液に、t−ブチルリチウム(ペンタン中の1.7M溶液)(80.35mL、136.6mmol)を、0℃でゆっくり滴加した。温度を室温にまでゆっくり上昇させ、この反応混合物を同じ温度で1日間攪拌した。反応を、蒸留水(200mL)を添加することによって停止し、この混合物を、酢酸エチル(300mL)で抽出し、抽出物を減圧下で乾燥した。酢酸エチル(50mL)及びn−ヘキサン(150mL)からの再結晶によって、化合物(A)(7.0g、14.51mmol)を得た。
【0139】
化合物(B)の調製
化合物A(7.0g、14.51mmol)、ヨウ化カリウム(KI)(9.64g、58.06mmol)及びリン酸ナトリウム一水和物(NaH2PO2・H2O)(9.24g、87.12mmol)を、酢酸(150mL)中に溶解させ、この溶液を還流下で14時間攪拌した。次いで、この反応混合物を25℃まで冷却し、水酸化ナトリウム溶液(200mL)を添加することによって中和し、水(400mL)で洗浄した。次いで、この混合物をジクロロメタン溶媒(300mL)で抽出し、抽出物を硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過した。減圧下で溶媒を除去した後、得られた化合物を、カラムクロマトグラフィー(塩化メチレン/ヘキサン=1/100)によって精製して、化合物(B)(4.49g、10.0mmol)を得た。
【0140】
化合物(C)の調製
トルエン(2L)、エタノール(1L)及びアリクァット(Aliquat)336(14mL)中に、2−ブロモ−9,9−ジメチル−9H−フルオレン(100.0g、366.0mmol)、フェニルボロン酸(49.0g、402.6mmol)及びジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)(Pd(PPh3)2Cl2)(15.0g、21.96mmol)を、窒素雰囲気下で溶解させた。次いで、これに、2M炭酸ナトリウム水溶液(730mL)を添加し、得られた混合物を還流下で120℃で5時間攪拌した。25℃まで冷却した後、反応を、蒸留水(1L)を添加することによって停止した。この反応混合物を酢酸エチル(600mL)で抽出し、抽出物を硫酸マグネシウムで乾燥し、シリカ及びセライトフィルターに通して濾過した。減圧下で乾燥し、酢酸エチル(300mL)及びメタノール(600mL)からの再結晶によって、化合物(C)(70.0g、258.90mmol)を得た。
【0141】
化合物(D)の調製
化合物(C)(70.0g、258.90mmol)及びN−ブロモスクシンイミド(50.69g、284.79mmol)を、窒素雰囲気下でジクロロメタン(2L)中に溶解させ、この溶液を25℃で10時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、蒸留水(700mL)で十分に洗浄して、反応を停止し、ジクロロメタン(500mL)で抽出した。抽出物を減圧下で乾燥し、残渣をテトラヒドロフラン(200mL)及びメタノール(400mL)から再結晶して、化合物(D)(67.8g、75%、194.17mmol)を得た。
【0142】
化合物(E)の調製
アニリン(20.0g、93.85mmol)、化合物(D)(42.83g、122.62mmol)、酢酸パラジウム(Pd(OAc)2)(1.05g、4.69mmol)、トリシクロヘキシルホスフィン(P(Cy)3)(2.63g、9.39mmol)及び炭酸セシウム(Cs2CO3)(45.87g、140.78mmol)を、反応容器に入れ、これにトルエン(500mL)を添加した。この混合物を、還流下で110℃で6時間攪拌した。反応が完結したとき、反応混合物を室温(25℃)にまで冷却し、水(300mL)で洗浄し、ジクロロメタン(600mL)で抽出した。抽出物を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で乾燥した。得られた固体混合物を、酢酸エチル(200mL)及びメタノール(500mL)から再結晶して、化合物(E)(22.73g、62.88mmol)を得た。
【0143】
化合物(32)の調製
化合物(B)(5.0g、11.15mmol)、化合物(E)(12.09g、33.46mmol)、酢酸パラジウム(Pd(OAc))(0.25g、1.12mmol)及び炭酸セシウム(Cs2CO3)(16.35g、33.45mmol)を、窒素雰囲気下でトルエン溶媒(100mL)に添加し、この混合物を攪拌した。直ちに、トリ(t−ブチル)ホスフィン(P(t−Bu)3)(0.5mL、2.23mmol)を添加し、得られた混合物を、還流下で120℃で6時間攪拌した。冷却した後、これにメタノール(200mL)を添加し、この混合物を1時間攪拌した。反応容器内の生成した固体を濾過した。得られた固体を、クロロホルム溶媒(2L)中に溶解し、シリカゲル及びセライトに通して濾過した。溶媒を減圧下で蒸発させ、得られた固体を、メタノール(300mL)、酢酸エチル(100mL)及びテトラヒドロフラン(50mL)によって順次洗浄して、標題の化合物(32)(5.18g、47%、5.13mmol)を緑色を帯びた固体として得た。
【0144】
調製実施例1と同じ手順に従って、表1中の有機電界発光化合物(化合物1〜化合物4960)を調製した。それらの1H NMR及びMS/FABデータを、表2中に記載する。
【0145】
【表1】
【0146】
【表2】
【0147】
【表3】
【0148】
【表4】
【0149】
【表5】
【0150】
【表6】
【0151】
【表7】
【0152】
【表8】
【0153】
【表9】
【0154】
【表10】
【0155】
【表11】
【0156】
【表12】
【0157】
【表13】
【0158】
【表14】
【0159】
【表15】
【0160】
【表16】
【0161】
【表17】
【0162】
【表18】
【0163】
【表19】
【0164】
【表20】
【0165】
【表21】
【0166】
【表22】
【0167】
【表23】
【0168】
【表24】
【0169】
【表25】
【0170】
【表26】
【0171】
【表27】
【0172】
【表28】
【0173】
【表29】
【0174】
【表30】
【0175】
【表31】
【0176】
【表32】
【0177】
【表33】
【0178】
【表34】
【0179】
【表35】
【0180】
【表36】
【0181】
【表37】
【0182】
【表38】
【0183】
【表39】
【0184】
【表40】
【0185】
【表41】
【0186】
【表42】
【0187】
【表43】
【0188】
【表44】
【0189】
【表45】
【0190】
【表46】
【0191】
【表47】
【0192】
【表48】
【0193】
【表49】
【0194】
【表50】
【0195】
【表51】
【0196】
【表52】
【0197】
【表53】
【0198】
【表54】
【0199】
【表55】
【0200】
【表56】
【0201】
【表57】
【0202】
【表58】
【0203】
【表59】
【0204】
【表60】
【0205】
【表61】
【0206】
【表62】
【0207】
【表63】
【0208】
【表64】
【0209】
【表65】
【0210】
【表66】
【0211】
【表67】
【0212】
【表68】
【0213】
【表69】
【0214】
【表70】
【0215】
【表71】
【0216】
【表72】
【0217】
【表73】
【0218】
【表74】
【0219】
【表75】
【0220】
【表76】
【0221】
【表77】
【0222】
【表78】
【0223】
【表79】
【0224】
【表80】
【0225】
【表81】
【0226】
【表82】
【0227】
【表83】
【0228】
【表84】
【0229】
【表85】
【0230】
【表86】
【0231】
【表87】
【0232】
【表88】
【0233】
【表89】
【0234】
【表90】
【0235】
【表91】
【0236】
【表92】
【0237】
【表93】
【0238】
【表94】
【0239】
【表95】
【0240】
【表96】
【0241】
【表97】
【0242】
【表98】
【0243】
【表99】
【0244】
【表100】
【0245】
【表101】
【0246】
【表102】
【0247】
【表103】
【0248】
【表104】
【0249】
【表105】
【0250】
【表106】
【0251】
【表107】
【0252】
【表108】
【0253】
【表109】
【0254】
【表110】
【0255】
【表111】
【0256】
【表112】
【0257】
【表113】
【0258】
【表114】
【0259】
【表115】
【0260】
【表116】
【0261】
【表117】
【0262】
【表118】
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【表119】
【0264】
【表120】
【0265】
【表121】
【0266】
【表122】
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【表123】
【0268】
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【0269】
【表125】
【0270】
【表126】
【0271】
【表127】
【0272】
【表128】
【0273】
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【0274】
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【0275】
【表131】
【0276】
【表132】
【0277】
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【0278】
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【0279】
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【0280】
【表136】
【0281】
【表137】
【0282】
【表138】
【0283】
【表139】
【0284】
【表140】
【0285】
【表141】
【0286】
【表142】
【0287】
【表143】
【0288】
【表144】
【0289】
【表145】
【0290】
【表146】
【0291】
【表147】
【0292】
【表148】
【0293】
【表149】
【0294】
【表150】
【0295】
【表151】
【0296】
【表152】
【0297】
【表153】
【0298】
【表154】
【0299】
【表155】
【0300】
【表156】
【0301】
【表157】
【0302】
【表158】
【0303】
【表159】
【0304】
【表160】
【0305】
【表161】
【0306】
【表162】
【0307】
【表163】
【0308】
【表164】
【0309】
【表165】
【0310】
【表166】
【0311】
【表167】
【0312】
【表168】
【0313】
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【0314】
【表170】
【0315】
【表171】
【0316】
【表172】
【0317】
【表173】
【0318】
【表174】
【0319】
【表175】
【0320】
【表176】
【0321】
【表177】
【0322】
【表178】
【0323】
【表179】
【0324】
【表180】
【0325】
【表181】
【0326】
【表182】
【0327】
【表183】
【0328】
【表184】
【0329】
【表185】
【0330】
【表186】
【0331】
【表187】
【0332】
【表188】
【0333】
【表189】
【0334】
【表190】
【0335】
【表191】
【0336】
【表192】
【0337】
【表193】
【0338】
【表194】
【0339】
【表195】
【0340】
【表196】
【0341】
【表197】
【0342】
【表198】
【0343】
【表199】
【0344】
【表200】
【0345】
【表201】
【0346】
【表202】
【0347】
【表203】
【0348】
【表204】
【0349】
【表205】
【0350】
【表206】
【0351】
【表207】
【0352】
【表208】
【0353】
【表209】
【0354】
【表210】
【0355】
【表211】
【0356】
【表212】
【0357】
【表213】
【0358】
【表214】
【0359】
【表215】
【0360】
【表216】
【0361】
【表217】
【0362】
【表218】
【0363】
【表219】
【0364】
【表220】
【0365】
【表221】
【0366】
【表222】
【0367】
【表223】
【0368】
【表224】
【0369】
【表225】
【0370】
【表226】
【0371】
【表227】
【0372】
【表228】
【0373】
【表229】
【0374】
【表230】
【0375】
【表231】
【0376】
【表232】
【0377】
【表233】
【0378】
【表234】
【0379】
【表235】
【0380】
【表236】
【0381】
【表237】
【0382】
【表238】
【0383】
【表239】
【0384】
【表240】
【0385】
【表241】
【0386】
【表242】
【0387】
【表243】
【0388】
【表244】
【0389】
【表245】
【0390】
【表246】
【0391】
【表247】
【0392】
【表248】
【0393】
【表249】
【0394】
【表250】
【0395】
【表251】
【0396】
【表252】
【0397】
【表253】
【0398】
【表254】
【0399】
【表255】
【0400】
【表256】
【0401】
【表257】
【0402】
【表258】
【0403】
【表259】
【0404】
【表260】
【0405】
【表261】
【0406】
【表262】
【0407】
【表263】
【0408】
【表264】
【0409】
【表265】
【0410】
【表266】
【0411】
【表267】
【0412】
【表268】
【0413】
【表269】
【0414】
【表270】
【0415】
【表271】
【0416】
【表272】
【0417】
【表273】
【0418】
【表274】
【0419】
【表275】
【0420】
【表276】
【0421】
【表277】
【0422】
【表278】
【0423】
【表279】
【0424】
【表280】
【0425】
【表281】
【0426】
【表282】
【0427】
【表283】
【0428】
【表284】
【0429】
【表285】
【0430】
【表286】
【0431】
【表287】
【0432】
【表288】
【0433】
【表289】
【0434】
【表290】
【0435】
【表291】
【0436】
【表292】
【0437】
【表293】
【0438】
【表294】
【0439】
【表295】
【0440】
【表296】
【0441】
【表297】
【0442】
【表298】
【0443】
【表299】
【0444】
【表300】
【0445】
【表301】
【0446】
【表302】
【0447】
【表303】
【0448】
【表304】
【0449】
【表305】
【0450】
【表306】
【0451】
【表307】
【0452】
【表308】
【0453】
【表309】
【0454】
【表310】
【0455】
【表311】
【0456】
【表312】
【0457】
【表313】
【0458】
【表314】
【0459】
【表315】
【0460】
【表316】
【0461】
【表317】
【0462】
【表318】
【0463】
【表319】
【0464】
【表320】
【0465】
【表321】
【0466】
【表322】
【0467】
【表323】
【0468】
【表324】
【0469】
【表325】
【0470】
【表326】
【0471】
【表327】
【0472】
【表328】
【0473】
【表329】
【0474】
【表330】
【0475】
【表331】
【0476】
【表332】
【0477】
【表333】
【0478】
【表334】
【0479】
【表335】
【0480】
【表336】
【0481】
【表337】
【0482】
【表338】
【0483】
【表339】
【0484】
【表340】
【0485】
【表341】
【0486】
【表342】
【0487】
【表343】
【0488】
【表344】
【0489】
【表345】
【0490】
【表346】
【0491】
【表347】
【0492】
【表348】
【0493】
【表349】
【0494】
【表350】
【0495】
【表351】
【0496】
【表352】
【0497】
【表353】
【0498】
【表354】
【0499】
【表355】
【0500】
【表356】
【0501】
【表357】
【0502】
【表358】
【0503】
【表359】
【0504】
【表360】
【0505】
【表361】
【0506】
【表362】
【0507】
【表363】
【0508】
【表364】
【0509】
【表365】
【0510】
【表366】
【0511】
【表367】
【0512】
【表368】
【0513】
【表369】
【0514】
【表370】
【0515】
【表371】
【0516】
【表372】
【0517】
【表373】
【0518】
【表374】
【0519】
【表375】
【0520】
【表376】
【0521】
【表377】
【0522】
【表378】
【0523】
【表379】
【0524】
【表380】
【0525】
【表381】
【0526】
【表382】
【0527】
【表383】
【0528】
【表384】
【0529】
【表385】
【0530】
実施例1
本発明による有機EL化合物を使用することによるOLEDの製造
本発明によるEL材料を使用することによって、OLED素子を製造した。
【0531】
最初に、OLED用のガラス(1)(Samsung Corningによって製造された)から製造された透明電極ITO薄膜(2)(15Ω/□)を、トリクロロエチレン、アセトン、エタノール及び蒸留水を順に使用して超音波洗浄を行った後、使用までイソプロパノール中に貯蔵した。
【0532】
次いで、ITO基体を、真空蒸着装置の基体ホルダー内に装着し、4,4’,4”−トリス(N,N−(2−ナフチル)−フェニルアミノ)トリフェニルアミン(2−TNATA)を、真空蒸着装置のセル内に置き、次いで、この装置を、チャンバー内の真空度が10−6トールに至るまで排気した。電流をセルに適用して、2−TNATAを蒸発させ、それによって、ITO基体の上に、60nmの厚さを有する正孔注入層(3)の蒸着物を得た。
【0533】
【化64】
【0534】
次いで、真空蒸着装置の他のセルに、N,N’−ビス(α−ナフチル)−N,N’−ジフェニル−4,4’−ジアミン(NPB)を入れ、電流をこのセルに適用して、NPBを蒸発させ、それによって、正孔注入層の上に、20nmの厚さの正孔輸送層(4)の蒸着物を得た。
【0535】
【化65】
【0536】
正孔注入層及び正孔輸送層を形成した後、その上にEL層を、下記のようにして蒸着した。前記真空蒸着装置の1つのセルに、ホスト(H−6)(下記に示すような化学構造を有する)を入れ、本発明による化合物(1025)を、ドーパントとして他のセルに入れた。この2種の材料を、異なった速度で蒸発させて、ホスト基準で2〜5モル%の濃度でドーピングを実施して、正孔輸送層の上に30nmの厚さを有する電界発光層(5)を蒸着した。
【0537】
【化66】
【0538】
次いで、トリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム(III)(Alq)(その構造は下記に示される)を、20nmの厚さで電子輸送層(6)として蒸着し、リチウムキノラート(Liq)(その構造は下記に示される)を、1〜2nmの厚さで電子注入層(7)として蒸着した。その後、Alカソード(8)を、他の真空蒸着装置を使用することによって、150nmの厚さで蒸着して、OLEDを製造した。
【0539】
【化67】
【0540】
それぞれの化合物は、10−6トール下での真空昇華により精製した後、OLEDのためのEL材料として使用した。
【0541】
比較例1
従来のEL材料を使用することによるOLEDの製造
実施例1に記載したようにして、正孔注入層及び正孔輸送層を形成した後、真空蒸着装置の他のセルに、電界発光ホスト材料としてトリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム(III)(Alq)を入れ、更に他のセルに、下に示される構造を有するクマリン545T(C545T)を入れた。2種の物質を、異なった速度での蒸発によってドーピングして、正孔輸送層の上に30nmの厚さを有する電界発光層を蒸着した。好ましいドーピング濃度は、Alq基準で1〜3モル%である。
【0542】
【化68】
【0543】
次いで、電子輸送層及び電子注入層を、実施例1に記載したのと同じ手順に従って蒸着し、Alカソードを、他の真空蒸着装置を使用することによって、150nmの厚さで蒸着して、OLEDを製造した。
【0544】
比較例2
従来のEL材料を使用することによるOLEDの製造
実施例1に記載したようにして、正孔注入層及び正孔輸送層を形成した後、真空蒸着装置の他のセルに、電界発光ホスト材料としてH−5を入れ、更に他のセルに、化合物D−1を入れた。2種の物質を、異なった速度での蒸発によってドーピングして(H−5基準で2〜5%のドーピング濃度で)、正孔輸送層の上に30nmの厚さを有する電界発光層を蒸着した。
【0545】
【化69】
【0546】
次いで、電子輸送層及び電子注入層を、実施例1に記載したのと同じ手順に従って蒸着し、Alカソードを、他の真空蒸着装置を使用することによって、150nmの厚さで蒸着して、OLEDを製造した。
【0547】
実施例2
製造されたOLEDのEL特性
それぞれ、本発明による有機EL化合物及び従来の電界発光化合物を含む、実施例1及び比較例1〜2から製造したOLEDの発光効率を、個々に、5,000cd/m2及び20,000cd/m2で測定し、それらの結果を表3に示す。緑色電界発光材料の場合に特に、高輝度領域における電界発光特性が非常に重要であるので、高い輝度(約20,000cd/m2)でのデータを、この特性を反映させるために付記する。
【0548】
【表386】
【0549】
【表387】
【0550】
【表388】
【0551】
【表389】
【0552】
【表390】
【0553】
【表391】
【0554】
【表392】
【0555】
【表393】
【0556】
表3からわかるように、本発明による有機EL化合物を緑色電界発光素子において使用する場合、この素子は、比較例1に比較して、少なくとも匹敵する色純度を維持しながら、著しく向上された発光効率を示した。
【0557】
特に、本発明による高性能の電界発光材料の効率における低下が、高い輝度(約20,000cd/m2)においても1〜2cd/Aの範囲内であるという事実は、低い輝度においてのみならず、高い輝度においても維持されるEL材料としての優れた特性を暗示している。このことは、この化合物を、受動及び能動有機OLEDの両方において有利に使用できることを示している。
【0558】
この特徴は、優れた電子伝導性を有する従来のEL材料のものとは逆であり、この結果は、本発明によるEL材料の最も注目すべき利点を示す。
【符号の説明】
【0559】
1 ガラス
2 透明電極
3 正孔注入層
4 正孔輸送層
5 電界発光層
6 電子輸送層
7 電子注入層
8 Alカソード
【特許請求の範囲】
【請求項1】
化学式1によって表される有機電界発光化合物:
【化1】
(式中、R1及びR2は、独立に、水素、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C2〜C20)アルケニル、(C2〜C20)アルキニル、(C3〜C15)シクロアルキル、トリ(C1〜C20)アルキルシリル、ジ(C1〜C20)アルキル(C6〜C20)アリールシリル、トリ(C6〜C20)アリールシリル、(C7〜C15)トリシクロアルキル、(C4〜C15)ビシクロアルキル、(C6〜C60)アリール又は(C3〜C60)ヘテロアリールを表し、R1及びR2のアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、トリアルキルシリル、ジアルキルアリールシリル、トリアリールシリル、トリシクロアルキル、ビシクロアルキル、アリール又はヘテロアリールは、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C20)アルケニル、(C1〜C20)アルキニル、ハロゲン、シアノ、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、並びに
Ar1及びAr2は、独立に、(C6〜C60)アリール、(C3〜C60)ヘテロアリール、モルホリノ又はチオモルホリノを表し、Ar1及びAr2のアリール又はヘテロアリールは、重水素、ハロゲン置換基を有する又は有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C20)アルコキシ、(C3〜C15)シクロアルキル、ハロゲン、シアノ、トリ(C1〜C20)アルキルシリル、ジ(C1〜C20)アルキル(C6〜C20)アリールシリル、トリ(C6〜C20)アリールシリル、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
Ar3及びAr4は、独立に、(C1〜C20)アルキル置換基を有する又は有しない(C6〜C20)アリーレンを表し、
R3及びR4は、独立に、(C1〜C20)アルキル又は(C6〜C20)アリールを表し、R3及びR4のアリールは、重水素又は(C1〜C20)アルキルによって更に置換されていてもよく、
但し、
【化2】
中の炭素の合計数は21〜60個である。)
【請求項2】
【化3】
が、独立に、下記の構造から選択される、請求項1記載の有機電界発光化合物:
【化4】
【化5】
(式中、R11〜R16は、独立に、(C1〜C20)アルキル又は(C6〜C20)アリールを表し、
R21〜R26は、独立に、水素、(C1〜C20)アルキル又は(C6〜C20)アリールを表し、R11〜R16及びR21〜R26のアリールは、重水素又は(C1〜C20)アルキルによって更に置換されていてもよく、
mは、0〜4の整数であり、
nは、0〜3の整数であり、
xは、1〜5の整数であり、並びに
yは、0〜5の整数である。)。
【請求項3】
下記化学式1によって表される有機電界発光化合物を含む有機電界発光素子であって、該有機電界発光化合物が、電界発光層のドーパント材料として使用される有機電界発光素子:
【化6】
(式中、R1及びR2は、独立に、水素、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C2〜C20)アルケニル、(C2〜C20)アルキニル、(C3〜C15)シクロアルキル、トリ(C1〜C20)アルキルシリル、ジ(C1〜C20)アルキル(C6〜C20)アリールシリル、トリ(C6〜C20)アリールシリル、(C7〜C15)トリシクロアルキル、(C4〜C15)ビシクロアルキル、(C6〜C60)アリール又は(C3〜C60)ヘテロアリールを表し、R1及びR2のアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、トリアルキルシリル、ジアルキルアリールシリル、トリアリールシリル、トリシクロアルキル、ビシクロアルキル、アリール又はヘテロアリールは、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C20)アルケニル、(C1〜C20)アルキニル、ハロゲン、シアノ、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、並びに
Ar1及びAr2は、独立に、(C6〜C60)アリール、(C3〜C60)ヘテロアリール、モルホリノ又はチオモルホリノを表し、Ar1及びAr2のアリール又はヘテロアリールは、重水素、ハロゲン置換基を有する又は有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C20)アルコキシ、(C3〜C15)シクロアルキル、ハロゲン、シアノ、トリ(C1〜C20)アルキルシリル、ジ(C1〜C20)アルキル(C6〜C20)アリールシリル、トリ(C6〜C20)アリールシリル、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
Ar3及びAr4は、独立に、(C1〜C20)アルキル置換基を有する又は有しない(C6〜C20)アリーレンを表し、
R3及びR4は、独立に、(C1〜C20)アルキル又は(C6〜C20)アリールを表し、R3及びR4のアリールは、重水素又は(C1〜C20)アルキルによって更に置換されていてもよく、
但し、
【化7】
中の炭素の合計数は21〜60個である。)。
【請求項4】
第一電極;第二電極;及び第一電極と第二電極との間に介在させられた少なくとも1つの有機物層;を含む有機電界発光素子であって、
前記有機物層が、
(i)化学式1によって表される有機電界発光化合物、
【化8】
(式中、R1及びR2は、独立に、水素、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C2〜C20)アルケニル、(C2〜C20)アルキニル、(C3〜C15)シクロアルキル、トリ(C1〜C20)アルキルシリル、ジ(C1〜C20)アルキル(C6〜C20)アリールシリル、トリ(C6〜C20)アリールシリル、(C7〜C15)トリシクロアルキル、(C4〜C15)ビシクロアルキル、(C6〜C60)アリール又は(C3〜C60)ヘテロアリールを表し、R1及びR2のアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、トリアルキルシリル、ジアルキルアリールシリル、トリアリールシリル、トリシクロアルキル、ビシクロアルキル、アリール又はヘテロアリールは、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C20)アルケニル、(C1〜C20)アルキニル、ハロゲン、シアノ、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、並びに
Ar1及びAr2は、独立に、(C6〜C60)アリール、(C3〜C60)ヘテロアリール、モルホリノ又はチオモルホリノを表し、Ar1及びAr2のアリール又はヘテロアリールは、重水素、ハロゲン置換基を有する又は有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C20)アルコキシ、(C3〜C15)シクロアルキル、ハロゲン、シアノ、トリ(C1〜C20)アルキルシリル、ジ(C1〜C20)アルキル(C6〜C20)アリールシリル、トリ(C6〜C20)アリールシリル、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
Ar3及びAr4は、独立に、(C1〜C20)アルキル置換基を有する又は有しない(C6〜C20)アリーレンを表し、
R3及びR4は、独立に、(C1〜C20)アルキル又は(C6〜C20)アリールを表し、R3及びR4のアリールは、重水素又は(C1〜C20)アルキルによって更に置換されていてもよく、
但し、
【化9】
中の炭素の合計数は21〜60個である。);
並びに
(ii)化学式2又は3によって表される化合物から選択された1種以上のホスト、
【化10】
(式中、L1は、(C6〜C60)アリーレン又は(C4〜C60)ヘテロアリーレンを表し、
L2は、アントラセニレンを表し、
Ar11〜Ar14は、独立に、水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、ハロゲン、(C4〜C60)ヘテロアリール、(C5〜C60)シクロアルキル及び(C6〜C60)から選択され、Ar11〜Ar14のシクロアルキル、アリール又はヘテロアリールは、重水素、ハロゲン置換基を有する又は有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、(C3〜C60)シクロアルキル、ハロゲン、シアノ、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル及びトリ(C6〜C60)アリールシリルから成る群から選択された1種以上の置換基を有する又は有しない(C6〜C60)アリール又は(C4〜C60)ヘテロアリール;ハロゲン置換基を有する又は有しない(C1〜C60)アルキル;(C1〜C60)アルコキシ;(C3〜C60)シクロアルキル;ハロゲン;シアノ;トリ(C1〜C60)アルキルシリル;ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル;並びにトリ(C6〜C60)アリールシリル;から成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
b、c、d及びeは、独立に、0〜4の整数を表す);
を含む、有機電界発光素子。
【請求項5】
前記有機物層が、アリールアミン化合物及びスチリルアリールアミン化合物から成る群から選択された1種以上の化合物を含む、請求項4記載の有機電界発光素子。
【請求項6】
前記有機物層が、第1族、第2族、第4周期及び第5周期遷移金属、ランタニド金属並びにd−遷移元素の有機金属から成る群から選択された1種以上の金属を含む、請求項4記載の有機電界発光素子。
【請求項7】
同時に、500nm以下の波長で電界発光ピークを有する有機電界発光化合物及び560nm以上の波長で電界発光ピークを有する有機電界発光化合物を含む有機ディスプレイである、請求項4記載の有機電界発光素子。
【請求項8】
前記有機物層が、電界発光層及び電荷発生層を含む、請求項4記載の有機電界発光素子。
【請求項9】
還元性ドーパントと有機物質の混合領域、又は酸化性ドーパントと有機物質の混合領域が、電極の対のうちの一方又は両方の電極の内側表面上に配置されている、請求項4記載の有機電界発光素子。
【請求項10】
化学式1によって表される有機電界発光化合物を含む有機太陽電池:
【化11】
(式中、R1及びR2は、独立に、水素、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C2〜C20)アルケニル、(C2〜C20)アルキニル、(C3〜C15)シクロアルキル、トリ(C1〜C20)アルキルシリル、ジ(C1〜C20)アルキル(C6〜C20)アリールシリル、トリ(C6〜C20)アリールシリル、(C7〜C15)トリシクロアルキル、(C4〜C15)ビシクロアルキル、(C6〜C60)アリール又は(C3〜C60)ヘテロアリールを表し、R1及びR2のアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、トリアルキルシリル、ジアルキルアリールシリル、トリアリールシリル、トリシクロアルキル、ビシクロアルキル、アリール又はヘテロアリールは、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C20)アルケニル、(C1〜C20)アルキニル、ハロゲン、シアノ、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、並びに
Ar1及びAr2は、独立に、(C6〜C60)アリール、(C3〜C60)ヘテロアリール、モルホリノ又はチオモルホリノを表し、Ar1及びAr2のアリール又はヘテロアリールは、重水素、ハロゲン置換基を有する又は有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C20)アルコキシ、(C3〜C15)シクロアルキル、ハロゲン、シアノ、トリ(C1〜C20)アルキルシリル、ジ(C1〜C20)アルキル(C6〜C20)アリールシリル、トリ(C6〜C20)アリールシリル、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
Ar3及びAr4は、独立に、(C1〜C20)アルキル置換基を有する又は有しない(C6〜C20)アリーレンを表し、
R3及びR4は、独立に、(C1〜C20)アルキル又は(C6〜C20)アリールを表し、R3及びR4のアリールは、重水素又は(C1〜C20)アルキルによって更に置換されていてもよく、
但し、
【化12】
中の炭素の合計数は21〜60個である。)。
【請求項1】
化学式1によって表される有機電界発光化合物:
【化1】
(式中、R1及びR2は、独立に、水素、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C2〜C20)アルケニル、(C2〜C20)アルキニル、(C3〜C15)シクロアルキル、トリ(C1〜C20)アルキルシリル、ジ(C1〜C20)アルキル(C6〜C20)アリールシリル、トリ(C6〜C20)アリールシリル、(C7〜C15)トリシクロアルキル、(C4〜C15)ビシクロアルキル、(C6〜C60)アリール又は(C3〜C60)ヘテロアリールを表し、R1及びR2のアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、トリアルキルシリル、ジアルキルアリールシリル、トリアリールシリル、トリシクロアルキル、ビシクロアルキル、アリール又はヘテロアリールは、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C20)アルケニル、(C1〜C20)アルキニル、ハロゲン、シアノ、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、並びに
Ar1及びAr2は、独立に、(C6〜C60)アリール、(C3〜C60)ヘテロアリール、モルホリノ又はチオモルホリノを表し、Ar1及びAr2のアリール又はヘテロアリールは、重水素、ハロゲン置換基を有する又は有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C20)アルコキシ、(C3〜C15)シクロアルキル、ハロゲン、シアノ、トリ(C1〜C20)アルキルシリル、ジ(C1〜C20)アルキル(C6〜C20)アリールシリル、トリ(C6〜C20)アリールシリル、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
Ar3及びAr4は、独立に、(C1〜C20)アルキル置換基を有する又は有しない(C6〜C20)アリーレンを表し、
R3及びR4は、独立に、(C1〜C20)アルキル又は(C6〜C20)アリールを表し、R3及びR4のアリールは、重水素又は(C1〜C20)アルキルによって更に置換されていてもよく、
但し、
【化2】
中の炭素の合計数は21〜60個である。)
【請求項2】
【化3】
が、独立に、下記の構造から選択される、請求項1記載の有機電界発光化合物:
【化4】
【化5】
(式中、R11〜R16は、独立に、(C1〜C20)アルキル又は(C6〜C20)アリールを表し、
R21〜R26は、独立に、水素、(C1〜C20)アルキル又は(C6〜C20)アリールを表し、R11〜R16及びR21〜R26のアリールは、重水素又は(C1〜C20)アルキルによって更に置換されていてもよく、
mは、0〜4の整数であり、
nは、0〜3の整数であり、
xは、1〜5の整数であり、並びに
yは、0〜5の整数である。)。
【請求項3】
下記化学式1によって表される有機電界発光化合物を含む有機電界発光素子であって、該有機電界発光化合物が、電界発光層のドーパント材料として使用される有機電界発光素子:
【化6】
(式中、R1及びR2は、独立に、水素、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C2〜C20)アルケニル、(C2〜C20)アルキニル、(C3〜C15)シクロアルキル、トリ(C1〜C20)アルキルシリル、ジ(C1〜C20)アルキル(C6〜C20)アリールシリル、トリ(C6〜C20)アリールシリル、(C7〜C15)トリシクロアルキル、(C4〜C15)ビシクロアルキル、(C6〜C60)アリール又は(C3〜C60)ヘテロアリールを表し、R1及びR2のアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、トリアルキルシリル、ジアルキルアリールシリル、トリアリールシリル、トリシクロアルキル、ビシクロアルキル、アリール又はヘテロアリールは、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C20)アルケニル、(C1〜C20)アルキニル、ハロゲン、シアノ、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、並びに
Ar1及びAr2は、独立に、(C6〜C60)アリール、(C3〜C60)ヘテロアリール、モルホリノ又はチオモルホリノを表し、Ar1及びAr2のアリール又はヘテロアリールは、重水素、ハロゲン置換基を有する又は有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C20)アルコキシ、(C3〜C15)シクロアルキル、ハロゲン、シアノ、トリ(C1〜C20)アルキルシリル、ジ(C1〜C20)アルキル(C6〜C20)アリールシリル、トリ(C6〜C20)アリールシリル、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
Ar3及びAr4は、独立に、(C1〜C20)アルキル置換基を有する又は有しない(C6〜C20)アリーレンを表し、
R3及びR4は、独立に、(C1〜C20)アルキル又は(C6〜C20)アリールを表し、R3及びR4のアリールは、重水素又は(C1〜C20)アルキルによって更に置換されていてもよく、
但し、
【化7】
中の炭素の合計数は21〜60個である。)。
【請求項4】
第一電極;第二電極;及び第一電極と第二電極との間に介在させられた少なくとも1つの有機物層;を含む有機電界発光素子であって、
前記有機物層が、
(i)化学式1によって表される有機電界発光化合物、
【化8】
(式中、R1及びR2は、独立に、水素、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C2〜C20)アルケニル、(C2〜C20)アルキニル、(C3〜C15)シクロアルキル、トリ(C1〜C20)アルキルシリル、ジ(C1〜C20)アルキル(C6〜C20)アリールシリル、トリ(C6〜C20)アリールシリル、(C7〜C15)トリシクロアルキル、(C4〜C15)ビシクロアルキル、(C6〜C60)アリール又は(C3〜C60)ヘテロアリールを表し、R1及びR2のアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、トリアルキルシリル、ジアルキルアリールシリル、トリアリールシリル、トリシクロアルキル、ビシクロアルキル、アリール又はヘテロアリールは、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C20)アルケニル、(C1〜C20)アルキニル、ハロゲン、シアノ、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、並びに
Ar1及びAr2は、独立に、(C6〜C60)アリール、(C3〜C60)ヘテロアリール、モルホリノ又はチオモルホリノを表し、Ar1及びAr2のアリール又はヘテロアリールは、重水素、ハロゲン置換基を有する又は有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C20)アルコキシ、(C3〜C15)シクロアルキル、ハロゲン、シアノ、トリ(C1〜C20)アルキルシリル、ジ(C1〜C20)アルキル(C6〜C20)アリールシリル、トリ(C6〜C20)アリールシリル、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
Ar3及びAr4は、独立に、(C1〜C20)アルキル置換基を有する又は有しない(C6〜C20)アリーレンを表し、
R3及びR4は、独立に、(C1〜C20)アルキル又は(C6〜C20)アリールを表し、R3及びR4のアリールは、重水素又は(C1〜C20)アルキルによって更に置換されていてもよく、
但し、
【化9】
中の炭素の合計数は21〜60個である。);
並びに
(ii)化学式2又は3によって表される化合物から選択された1種以上のホスト、
【化10】
(式中、L1は、(C6〜C60)アリーレン又は(C4〜C60)ヘテロアリーレンを表し、
L2は、アントラセニレンを表し、
Ar11〜Ar14は、独立に、水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、ハロゲン、(C4〜C60)ヘテロアリール、(C5〜C60)シクロアルキル及び(C6〜C60)から選択され、Ar11〜Ar14のシクロアルキル、アリール又はヘテロアリールは、重水素、ハロゲン置換基を有する又は有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C60)アルコキシ、(C3〜C60)シクロアルキル、ハロゲン、シアノ、トリ(C1〜C60)アルキルシリル、ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル及びトリ(C6〜C60)アリールシリルから成る群から選択された1種以上の置換基を有する又は有しない(C6〜C60)アリール又は(C4〜C60)ヘテロアリール;ハロゲン置換基を有する又は有しない(C1〜C60)アルキル;(C1〜C60)アルコキシ;(C3〜C60)シクロアルキル;ハロゲン;シアノ;トリ(C1〜C60)アルキルシリル;ジ(C1〜C60)アルキル(C6〜C60)アリールシリル;並びにトリ(C6〜C60)アリールシリル;から成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
b、c、d及びeは、独立に、0〜4の整数を表す);
を含む、有機電界発光素子。
【請求項5】
前記有機物層が、アリールアミン化合物及びスチリルアリールアミン化合物から成る群から選択された1種以上の化合物を含む、請求項4記載の有機電界発光素子。
【請求項6】
前記有機物層が、第1族、第2族、第4周期及び第5周期遷移金属、ランタニド金属並びにd−遷移元素の有機金属から成る群から選択された1種以上の金属を含む、請求項4記載の有機電界発光素子。
【請求項7】
同時に、500nm以下の波長で電界発光ピークを有する有機電界発光化合物及び560nm以上の波長で電界発光ピークを有する有機電界発光化合物を含む有機ディスプレイである、請求項4記載の有機電界発光素子。
【請求項8】
前記有機物層が、電界発光層及び電荷発生層を含む、請求項4記載の有機電界発光素子。
【請求項9】
還元性ドーパントと有機物質の混合領域、又は酸化性ドーパントと有機物質の混合領域が、電極の対のうちの一方又は両方の電極の内側表面上に配置されている、請求項4記載の有機電界発光素子。
【請求項10】
化学式1によって表される有機電界発光化合物を含む有機太陽電池:
【化11】
(式中、R1及びR2は、独立に、水素、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C2〜C20)アルケニル、(C2〜C20)アルキニル、(C3〜C15)シクロアルキル、トリ(C1〜C20)アルキルシリル、ジ(C1〜C20)アルキル(C6〜C20)アリールシリル、トリ(C6〜C20)アリールシリル、(C7〜C15)トリシクロアルキル、(C4〜C15)ビシクロアルキル、(C6〜C60)アリール又は(C3〜C60)ヘテロアリールを表し、R1及びR2のアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、トリアルキルシリル、ジアルキルアリールシリル、トリアリールシリル、トリシクロアルキル、ビシクロアルキル、アリール又はヘテロアリールは、重水素、(C1〜C60)アルキル、(C1〜C20)アルケニル、(C1〜C20)アルキニル、ハロゲン、シアノ、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、並びに
Ar1及びAr2は、独立に、(C6〜C60)アリール、(C3〜C60)ヘテロアリール、モルホリノ又はチオモルホリノを表し、Ar1及びAr2のアリール又はヘテロアリールは、重水素、ハロゲン置換基を有する又は有しない(C1〜C60)アルキル、(C1〜C20)アルコキシ、(C3〜C15)シクロアルキル、ハロゲン、シアノ、トリ(C1〜C20)アルキルシリル、ジ(C1〜C20)アルキル(C6〜C20)アリールシリル、トリ(C6〜C20)アリールシリル、フェニル、ビフェニル、フルオレニル、ナフチル及びアントリルから成る群から選択された1種以上の置換基によって更に置換されていてもよく、
Ar3及びAr4は、独立に、(C1〜C20)アルキル置換基を有する又は有しない(C6〜C20)アリーレンを表し、
R3及びR4は、独立に、(C1〜C20)アルキル又は(C6〜C20)アリールを表し、R3及びR4のアリールは、重水素又は(C1〜C20)アルキルによって更に置換されていてもよく、
但し、
【化12】
中の炭素の合計数は21〜60個である。)。
【図1】
【公開番号】特開2009−185024(P2009−185024A)
【公開日】平成21年8月20日(2009.8.20)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2008−335901(P2008−335901)
【出願日】平成20年12月2日(2008.12.2)
【出願人】(508223435)グラセル・ディスプレイ・インコーポレーテッド (53)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年8月20日(2009.8.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−335901(P2008−335901)
【出願日】平成20年12月2日(2008.12.2)
【出願人】(508223435)グラセル・ディスプレイ・インコーポレーテッド (53)
【Fターム(参考)】
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