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電界発光材料として用いる有機電界発光素子の提供。
【解決手段】下記化学式の化合物であることを特徴とする。
(上記化学式において、A環及びB環は、互いに独立して、飽和された5員又は6員のヘテロ環アミノ基であるか、または下記構造から選択される置換基であり、
a及びbは、互いに独立して、0乃至4の整数であるが、但し、a+bは1〜4の整数である。)
【解決手段】下記化学式の化合物であることを特徴とする。
(上記化学式において、A環及びB環は、互いに独立して、飽和された5員又は6員のヘテロ環アミノ基であるか、または下記構造から選択される置換基であり、
a及びbは、互いに独立して、0乃至4の整数であるが、但し、a+bは1〜4の整数である。)
【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)及びこれを電界発光層に採用する有機電界発光素子(organic electroluminescent device)に関する。より具体的には、本発明は、緑色電界発光材料として使用される新規な有機電界発光化合物及び該化合物をドーパントとして採用している有機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【0002】
高効率、長寿命有機電界発光素子の開発において最も重要な要素は、高性能の電界発光材料の開発といえる。現在、電界発光材料の開発の側面からみて、緑色電界発光材料は、赤色、青色電界発光材料に比べ、著しく優れた電界発光特性を示している。しかしながら、従来の緑色電界発光材料は、低消費電力で大型のパネルの製造を達成するにはまだ数々の問題点を抱えている。実際、効率及び寿命の観点から、今まで多様な種類の緑色のための電界発光材料が報告されている。これらは、赤色や青色電界発光材料に比べ、2〜5倍の電界発光特性を示してはいるものの、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。
【0003】
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。
【0004】
【化1】
【0005】
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。
【0006】
【化2】
【0007】
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、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ことが分かる。
【0008】
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。
【0009】
【化3】
【0010】
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】
【0011】
【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】
【0012】
したがって、本発明者らは、上記の従来の問題点を解決するために鋭意研究した結果、発光効率に優れ、寿命が画期的に改善された有機電界発光素子を実現することができる新規の電界発光化合物を開発した。
【0013】
本発明の目的は、従来のドーパント材料と比較して優れた発光効率及び素子寿命を提供する骨格を有する有機電界発光化合物を提供することであり、および前記有機電界発光化合物を採用する高効率及び長寿命の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】
【0014】
本発明は、下記化学式1で表される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し、本発明による有機電界発光化合物は、高い電界発光効率、材料の優れた色純度及び寿命特性を示し、それにより、非常に良好な駆動寿命有するOLED素子を製造することができるという有利な点を有する。
【0015】
【化4】
【0016】
(上記化学式1において、
R1及びR2は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、下記構造から選択される置換基であり、
【0017】
【化5】
【0018】
R3乃至R15は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシを表すか、またはR3乃至R15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、
X及びYは、互いに独立して、化学結合であるか、−(CR21R22)n−、−(NR23)−、−S−、−O−、−Si(R24)(R25)−、−P(R26)−、−C(=O)−、−(BR27)−、−In(R28)−、−Se−、−Ge(R29)(R30)−、−Sn(R31)(R32)−、−Ga(R33)−または−(R34)C=C(R35)−を表し、
R21乃至R35は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR21とR22、R24とR25、R29とR30、R31とR32若しくはR34とR35は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結され、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、
A環及びB環は、互いに独立して、飽和された5員又は6員のヘテロ環式アミノ基であるか、または下記構造から選択される置換基であり、前記飽和された5員又は6員のヘテロ環式アミノ基は、NR36、OまたはSから選択される一以上のヘテロ原子をさらに含むことができ、
【0019】
【化6】
【0020】
R36は、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、(C3−C60)シクロアルキル、アダマンチル、(C7−C60)ビシクロアルキルまたは(C6−C60)アル(C1−C60)アルキルであり、
R41乃至R48は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR41乃至R48は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンによって隣接した置換基に連結され、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、
Zは、化学結合であるか、−C(R51R52)m−、−N(R53)−、−S−、−O−、−Si(R54)(R55)−、−P(R56)−、−C(=O)−、−B(R57)−、−In(R58)−、−Se−、−Ge(R59)(R60)−、−Sn(R61)(R62)−、−Ga(R63)−または−(R64)C=C(R65)−であり、
ここで、R51乃至R65は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR51とR52、R54とR55、R59とR60、R61とR62、またはR64とR65は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結され、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、
R1、R2、R3乃至R15、R21乃至R36、R41乃至R48、及びR51乃至R65のアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクロアルキル、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、アダマンチル、ビシクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアミノ、及びアリールアミノは、ハロゲン;ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(C1−C60)アルキル;(C6−C60)アリール;(C6−C60)アリール置換基を有する若しくは有さない(C3−C60)ヘテロアリール;N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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;(C1−C60)アルキルチオ;シアノ;(C1−C60)アルキルアミノ;(C6−C60)アリールアミノ;(C6−C60)アル(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;ニトロまたはヒドロキシから選択される一以上の置換基によってさらに置換されていてもよく、
m及びnは、互いに独立して、1乃至4の整数であり、
a及びbは、互いに独立して、0乃至4の整数であり、但し、a+bは1〜4の整数である。)
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】図1は、有機発光素子(OLED)の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
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陰極8を含むOLEDの断面図を示している。
【0023】
本発明に記載の「アルキル」、「アルコキシ」及びその他の「アルキル」部分を含む置換基は、直鎖種または分岐鎖種の両方を含む。
【0024】
本発明に記載された「アリール」は、一つの水素除去により芳香族炭化水素から誘導された有機基である。好ましくは、各環は、4〜7個、好ましくは5〜6個の環原子を含む単環式系または縮合環式系を含む。具体的な例としては、フェニル、ナフチル、ビフェニル、アントリル、インダニル、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、フルオランテニルが挙げられるが、これらに限定されない。
【0025】
本発明に記載の「ヘテロアリール」は、芳香族環の骨格原子としてN、O及びSから選択される1〜4個のヘテロ原子を含み、その他の芳香族環骨格原子が炭素であるアリール基を意味する。ヘテロアリールは、5〜6員単環へテロアリールであるか、または一以上のベンゼン環と縮合された多環式へテロアリールであってもよく、および部分的に飽和されてもよい。前記へテロアリール基には、ヘテロ原子が酸化されるか4元化されて、N−オキシドまたは4級塩などを形成する2価アリール基を包含し得る。具体的な例として、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、ピリダジニルなどの単環式へテロアリール基;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、キノリジニル、キノキサリニル、カルバゾリル、フェナントリジニル、ベンゾジオキソリルなどの多環式へテロアリール基及びこれらの相応する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)、およびこれらの4次塩などを含むが、これらに限定されるものではない。
【0026】
本発明に記載の「飽和された5員または6員のヘテロ環式アミノ」は、飽和結合を含む5員または6員の環に窒素を含む化合物を意味し、かかる化合物は、N、OまたはSから選択される一以上のヘテロ原子をさらに含むことができる。
【0027】
また、本発明に記載されている「(C1−C60)アルキル」部分が含まれている置換基は、1〜60個の炭素原子を有してもよく、1〜20個の炭素原子を有してもよく、1〜10個の炭素原子を有してもよい。「(C6−C60)アリール」部分が含まれている置換基は、6〜60個の炭素原子を有してもよく、6〜20個の炭素原子を有してもよく、または6〜12個の炭素原子を有してもよい。「(C3−C60)ヘテロアリール」部分が含まれている置換基は、3〜60個の炭素原子を有してもよく、4〜20個の炭素原子を有してもよく、4〜12個の炭素原子を有してもよい。「(C3−C60)シクロアルキル」部分が含まれている置換基は、3〜60個の炭素原子を有してもよく、3〜20個の炭素原子を有してもよく、3〜7個の炭素原子を有してもよい。「(C2−C60)アルケニルまたはアルキニル」部分が含まれている置換基は、2〜60個の炭素原子を有してもよく、2〜20個の炭素原子を有してもよく、2〜10個の炭素原子を有してもよい。
【0028】
本発明による有機電界発光化合物は、下記化学式2乃至化学式5の1つによって表わされる化合物から選択することができる。
【0029】
【化7】
【0030】
(上記化学式2乃至化学式5において、R1及びR2は、前記化学式1における定義と同一であり、
A環、A’環、B環及びB’環は、互いに独立して、飽和された5員又は6員のヘテロ環式アミノ基であるか、下記構造から選択される置換基であり、前記飽和された5員又は6員のヘテロ環式アミノ基は、NR36、OまたはSから選択される一以上のヘテロ原子をさらに含むことができ、
【0031】
【化8】
【0032】
R36は、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、(C3−C60)シクロアルキル、アダマンチル、(C7−C60)ビシクロアルキルまたは(C6−C60)アル(C1−C60)アルキルであり、
R41乃至R48は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはそれぞれR41乃至R48は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンによって隣接した置換基に連結され、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成することができて、
Zは、化学結合であるか、−C(R51R52)m−、−N(R53)−、−S−、−O−、−Si(R54)(R55)−、−P(R56)−、−C(=O)−、−B(R57)−、−In(R58)−、−Se−、−Ge(R59)(R60)−、−Sn(R61)(R62)−、−Ga(R63)−または−(R64)C=C(R65)−であり、
R51乃至R65は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR51とR52、R54とR55、R59とR60、R61とR62、またはR64とR65は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結され、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成っしてもよく、
R36、R41乃至R48、及びR51乃至R65のアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクロアルキル、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、アダマンチル、ビシクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアミノ、及びアリールアミノは、ハロゲン;ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(C1−C60)アルキル;(C6−C60)アリール;(C6−C60)アリール置換基を有する若しくは有さない(C3−C60)ヘテロアリール;N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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;(C1−C60)アルキルチオ;シアノ;(C1−C60)アルキルアミノ;(C6−C60)アリールアミノ;(C6−C60)アル(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から選択される一以上の置換基によりさらに置換されていてもよく、
mは、0乃至4の整数である。)
【0033】
前記A環、A’環、B環及びB’環は、互いに独立して、下記構造から選択されるが、これらに限定されるものではない。
【0034】
【化9】
【0035】
また、前記R1及びR2は、互いに独立して、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、ベンジル、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、n−プロポキシ、i−プロポキシ、n−ブトキシ、i−ブトキシ、t−ブトキシ、n−ペントキシ、i−ペントキシ、n−ヘキシルオキシ、n−ペプトキシ、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、シクロプロピル、シクロブチル、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、シクロノニル、シクロデシル、モルフォリノ、チオモルフォリノ、アダマンチル、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル、ビシクロ[2.2.2]オクチル、ビシクロ[3.2.1]オクチル、ビシクロ[5.2.0]ノニル、ビシクロ[4.2.2]デシル、ビシクロ[2.2.2]オクチル、4−ペンチルビシクロ[2.2.2]オクチル、エテニル、フェニルエテニル、エチニル、フェニルエチニル、シアノ、ジメチルアミノ、ジフェニルアミノ、モノメチルアミノ、モノフェニルアミノ、フェニルオキシ、フェニルチオ、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、t−ブトキシカルボニル、カルボキシル、ニトロ、クロロ、フルオルまたはヒドロキシであるか、下記構造から選択されるが、これらに限定されるものではない。
【0036】
【化10】
【0037】
(式中、R71乃至R86は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであり、前記R71乃至R86のアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクロアルキル、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、アダマンチル、ビシクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアミノ又はアリールアミノは、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシによってさらに置換されていてもよく、
R87乃至R89は、互いに独立して、水素;ハロゲン;ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(C1−C60)アルキル;(C6−C60)アリール;(C6−C60)アリール置換基を有する若しくは有さない(C3−C60)ヘテロアリール;N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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;(C1−C60)アルキルチオ;シアノ;(C1−C60)アルキルアミノ;(C6−C60)アリールアミノ;(C6−C60)アル(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;ニトロまたはヒドロキシであり、
L1及びL2は、互いに独立して、化学結合であるか、(C6−C60)アリーレンまたは(C3−C60)ヘテロアリーレンであり、前記L1及びL2のアリーレンまたはヘテロアリーレンは、(C1−C60)アルキル、ハロゲン、シアノ、(C1−C60)アルコキシ、(C1−C60)アルキルチオ、(C3−C60)シクロアルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、アダマンチル、(C7−C60)ビシクロアルキル、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、ヒドロキシ、トリ(C1−C30)アルキルシリル、ジ(C1−C30)アルキル(C6−C30)アリールシリルおよびトリ(C6−C30)アリールシリルから選択される一以上の置換基によって置換されていてもよく、
E及びFは、互いに独立して、−C(R91)(R92)−、−N(R93)−、−S−、−O−、−Si(R94)(R95)−、−P(R96)−、−C(=O)−、−B(R97)−、−In(R98)−、−Se−、−Ge(R99)(R100)−、−Sn(R101)(R102)−または−Ga(R103)−であり、
R91乃至R103は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR91とR92、R94とR95、R99とR100、及びR101とR102は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンによって連結され、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、
xは、1〜5の整数であり、並びに、
yは、1〜4の整数である。)
【0038】
より具体的に、前記R1及びR2は、互いに独立して、下記構造から選択されるが、これらに限定されるものではない。
【0039】
【化11】
【0040】
【化12】
【0041】
【化13】
【0042】
【化14】
【0043】
本発明による有機電界発光化合物は、より具体的に、下記の化合物で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15】
【0045】
【化16】
【0046】
【化17】
【0047】
【化18】
【0048】
【化19】
【0049】
【化20】
【0050】
【化21】
【0051】
【化22】
【0052】
【化23】
【0053】
【化24】
【0054】
【化25】
【0055】
【化26】
【0056】
【化27】
【0057】
【化28】
【0058】
【化29】
【0059】
【化30】
【0060】
【化31】
【0061】
【化32】
【0062】
【化33】
【0063】
【化34】
【0064】
【化35】
【0065】
【化36】
【0066】
【化37】
【0067】
【化38】
【0068】
【化39】
【0069】
【化40】
【0070】
【化41】
【0071】
【化42】
【0072】
【化43】
【0073】
【化44】
【0074】
【化45】
【0075】
【化46】
【0076】
【化47】
【0077】
【化48】
【0078】
【化49】
【0079】
【化50】
【0080】
【化51】
【0081】
【化52】
【0082】
【化53】
【0083】
【化54】
【0084】
【化55】
【0085】
【化56】
【0086】
【化57】
【0087】
【化58】
【0088】
【化59】
【0089】
【化60】
【0090】
【化61】
【0091】
【化62】
【0092】
【化63】
【0093】
【化64】
【0094】
【化65】
【0095】
【化66】
【0096】
【化67】
【0097】
【化68】
【0098】
【化69】
【0099】
【化70】
【0100】
【化71】
【0101】
【化72】
【0102】
【化73】
【0103】
【化74】
【0104】
【化75】
【0105】
【化76】
【0106】
【化77】
【0107】
【化78】
【0108】
【化79】
【0109】
【化80】
【0110】
【化81】
【0111】
【化82】
【0112】
【化83】
【0113】
【化84】
【0114】
【化85】
【0115】
【化86】
【0116】
【化87】
【0117】
【化88】
【0118】
【化89】
【0119】
【化90】
【0120】
【化91】
【0121】
【化92】
【0122】
【化93】
【0123】
【化94】
【0124】
【化95】
【0125】
【化96】
【0126】
【化97】
【0127】
【化98】
【0128】
【化99】
【0129】
【化100】
【0130】
【化101】
【0131】
【化102】
【0132】
【化103】
【0133】
【化104】
【0134】
【化105】
【0135】
【化106】
【0136】
【化107】
【0137】
【化108】
【0138】
【化109】
【0139】
【化110】
【0140】
【化111】
【0141】
【化112】
【0142】
【化113】
【0143】
【化114】
【0144】
【化115】
【0145】
【化116】
【0146】
【化117】
【0147】
【化118】
【0148】
【化119】
【0149】
【化120】
【0150】
【化121】
【0151】
【化122】
【0152】
【化123】
【0153】
【化124】
【0154】
【化125】
【0155】
本発明による有機電界発光化合物は、下記反応図式1に例示したように製造できる。
【0156】
【化126】
【0157】
(前記反応図式1において、A環、B環、R1、R2、a及びbは、化学式1における定義と同一である。)
【0158】
また、本発明は、前記化学式1によって表される1以上の有機電界発光化合物を含む有機太陽電池を提供する。
【0159】
また本発明は、第1の電極と;第2の電極と;前記第1の電極と第2の電極との間に挿入された少なくとも1層の有機物層とを含む有機電界発光素子であって、前記有機物層が、前記化学式1によって表される一以上の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。
【0160】
本発明による有機電界発光素子は、前記有機物層が電界発光層を含み、該電界発光層が、化学式1によって表される1以上の有機電界発光化合物を電界発光ドーパントとして含み、かつ一以上のホストを含むことを特徴とする。
【0161】
本発明の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、下記化学式6または7で表される化合物から選択されることが好ましい。
【0162】
【化127】
【0163】
(前記化学式6及び7において、
L11は、(C6−C60)アリーレンまたは(C4−C60)ヘテロアリーレンであり、
L12は、アントラセニレンであり、
Ar1乃至Ar4は、互いに独立して、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)アリールから選択され、前記Ar1乃至Ar4のシクロアルキル、アリール、またはヘテロアリールは、ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(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)アリールシリルおよびトリ(C6−C60)アリールシリルからなる群から選択される一以上が置換基を有する若しくは有さない(C6−C60)アリール若しくは(C4−C60)ヘテロアリール;ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(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なる群から選択される一以上の置換基によってさらに置換されていてもよく、並びに、
c、d、e及びfは、互いに独立して、0〜4の整数である。)
【0164】
前記化学式6及び化学式7のホストは、化学式8乃至10で表されるアントラセン誘導体またはベンズ[a]アントラセン誘導体で例示できる。
【0165】
【化128】
【0166】
(前記化学式8乃至10において、R201及びR202は、互いに独立して、(C6−C60)アリール、(C4−C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された一以上を含む5員または6員のヘテロシクロアルキル、または(C3−C60)シクロアルキルであり、前記R201及びR202のアリールまたはヘテロアリールは、(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)アリールシリルおよびトリ(C6−C60)アリールシリルからなる群から選択される一以上の置換基によってさらに置換されていてもよく、
R203乃至R206は、互いに独立して、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)シクロアルキルまたは(C6−C60)アリールであり、前記R203乃至R206のヘテロアリール、シクロアルキルまたはアリールは、ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(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なる群から選択される一以上の置換基によってさらに置換されていてもよく、
L21及びL22は、互いに独立して、化学結合であるか、(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る一以上の置換基を有する若しくは有さない(C6−C60)アリーレンであり、
Ar11及びAr13は、互いに独立して、下記構造から選択されるアリールか、または(C4−C60)ヘテロアリールであり、
【0167】
【化129】
【0168】
前記Ar11及びAr13のアリールまたはハテロアリールは、(C1−C60)アルキル、(C1−C60)アルコキシ、(C6−C60)アリール、および(C4−C60)ヘテロアリールから選択された置換基によって置換されていてもよく、
Ar12は、(C6−C60)アリーレン、(C4−C60)ヘテロアリーレン、または下記構造を有する化合物であり、
【0169】
【化130】
【0170】
前記Ar12のアリーレンまたはヘテロアリーレンは、(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る一以上の置換基により置換されていてもよく、
R211、R212、R213及びR214は、互いに独立して、水素、(C1−C60)アルキルまたは(C6−C60)アリールであるか、または縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンによって隣接した置換基と連結され、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
R221、R222、R223及びR224は、互いに独立して、水素、(C1−C60)アルキル、(C1−C60)アルコキシ、(C6−C60)アリール、(C4−C60)ヘテロアリールまたはハロゲンであるか、またはそれらは、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンによって隣接した置換基と連結され、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いてもよい。)
【0171】
前記電界発光層は、電界発光がなされる層を意味し、それは単層でも、二つ以上の層が積層された複数の層でもよい。本発明の構成によりホスト−ドーパントを混合して使用すると、本発明の電界発光ホストによる発光効率の著しい向上を確認することができた。これは、0.5〜10重量%のドーピング濃度で構成することができる。、本発明によるホストは、従来の他のホスト材料に比べ、正孔、電子に対する伝導性が非常に高く、物質安定性に非常に優れており、電界発光効率だけではなく、素子の寿命も著しく改善させる特性を示している。
【0172】
したがって、前記化学式8乃至10の1つによって表される化合物を電界発光ホストとして使用すると、本発明の化学式1の有機電界発光化合物の電気的短所を著しく補完すると説明できる。
【0173】
上記化学式8乃至化学式10によって表されるホスト化合物は、下記構造の化合物で例示することができるが、これに限定されるわけではない。
【0174】
【化131】
【0175】
【化132】
【0176】
【化133】
【0177】
【化134】
【0178】
【化135】
【0179】
【化136】
【0180】
【化137】
【0181】
【化138】
【0182】
【化139】
【0183】
【化140】
【0184】
【化141】
【0185】
【化142】
【0186】
本発明の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の他に、アリールアミン系化合物及びスチリルアリールアミン系化合物からなる群から選択される一以上の化合物を含むことができる。アリールアミン系化合物またはスチリルアリールアミン系化合物の例として下記の化学式11によって表される化合物が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【0187】
【化143】
【0188】
(式中、Ar21及びAr22は、互いに独立して、(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、モルフォリノまたはチオモルフォリノ、N、O及びSから選択された一以上を含む5員または6員のヘテロシクロアルキル、または(C3−C60)シクロアルキルであるか、またはAr21及びAr22は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結され、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、前記Ar21及びAr22のアリール、ヘテロアリール、アリールアミノまたはヘテロシクロアルキルは、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C2−C60)アルケニル、(C2−C60)アルキニル、(C6−C60)アリール、(C4−C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された一以上を含む5員または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、(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から選択される一以上の置換基によりさらに置換されていてもよく、
Ar23は、(C6−C60)アリール、(C5−C60)ヘテロアリールまたは(C6−C60)アリールアミノであり、前記Ar23のアリール、ヘテロアリール、またはアリールアミノは、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から選択された一以上を含む5員または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から選択される一以上の置換基によりさらに置換されていてもよく、並びに、
gは、1〜4の整数である。)。
【0189】
上記アリールアミン系化合物またはスチリルアリールアミン系化合物は、より具体的に下記の化合物で例示することができるが、これらに限定されるものではない。
【0190】
【化144】
【0191】
【化145】
【0192】
本発明による有機電界発光素子において、有機物層は、化学式1によって表される有機電界発光化合物の他に、元素周期表における、第1族、第2族、第4周期、第5周期遷移金属、ランタン系列金属、およびd−遷移元素の有機金属からなる群から選択される1以上の金属をさらに含むこともできる。前記有機物層は、電界発光層に加えて、電荷生成層を含むことができる。
【0193】
本発明の化学式1の有機電界発光化合物を含む有機電界発光素子をサブピクセルとして、Ir、Pt、Pd、Rh、Re、Os、Tl、Pb、Bi、In、Sn、Sb、Te、Au及びAgからなる群から選択される一以上の金属化合物を含むサブピクセルの一以上を同時に並列にパターニングした独立電界発光方式のピクセル構造を有した有機電気電界発光素子を実現することもできる。
【0194】
更に、有機電界発光素子は、有機物層が、前記化学式1によって表される有機電界発光化合物に加えて、500nm以下の波長の電界発光ピークを有する化合物または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る1種以上の化合物を同時に含む、有機電界発光ディスプレーであり得る。500nm以下の波長の電界発光ピークを有する化合物または560nm以上の波長の電界発光ピークを有する化合物は、下記化学式12乃至18の1つによって表される化合物により例示することができるが、これらに限定されるものではない。
【0195】
【化146】
【0196】
化学式12において、M1は、周期表の第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族の金属からなる群から選択され、リガンドL31、L32及びL33は、互いに独立して、下記構造から選択される。
【0197】
【化147】
【0198】
(R301乃至R303は、互いに独立して、水素;ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(C1−C60)アルキル;(C1−C60)アルキル置換基を有する若しくは有さない(C6−C60)アリール;またはハロゲンであり、
R304乃至R319は、互いに独立して、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、モノまたはジ(C1−C30)アルキルアミノ、モノまたはジ(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、シアノまたはハロゲンであり、前記R304乃至R319のアルキル、シクロアルキル、アルケニルまたはアリールは、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリールおよびハロゲンから選択される一以上の置換基でさらに置換されていてもよく、
R320乃至R323は、互いに独立して、水素;ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(C1−C60)アルキル;または(C1−C60)アルキル置換基を有する若しくは有さない(C6−C60)アリールであり、
R324及びR325は、互いに独立して、水素、直鎖または分岐鎖の(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリールまたはハロゲンであるか、またはR324とR325は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C12)アルキレンまたは(C3−C12)アルケニレンにより連結され、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、前記R324及びR325のアルキル若しくはアリール、または縮合環を有する若しくは有しない(C3−C12)アルキレンまたは(C3−C12)アルケニレンにより連結されてそれらより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さない直鎖または分岐鎖の(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る一以上の置換基でさらに置換されていてもよく、
R326は、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C5−C60)ヘテロアリールまたはハロゲンであり、
R327乃至R329は、互いに独立して、水素、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリールまたはハロゲンであり、前記R326乃至R329のアルキル及びアリールは、ハロゲンまたは(C1−C60)アルキルでさらに置換されていてもよく、
Qは、下記構造であり、
【0199】
【化148】
【0200】
R331乃至R342は、互いに独立して、水素、ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(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)シクロアルキルであるか、それぞれのR331乃至R342は、隣接した置換基とアルキレンまたはアルケニレンによって連結され、(C5−C7)スピロ環または(C5−C9)縮合環を形成してもよく、あるいはR307またはR308とアルキレンまたはアルケニレンにより連結され、(C5−C7)縮合環を形成してもよい。)
【0201】
【化149】
【0202】
(化学式3において、R401〜R404は、互いに独立して、(C1−C60)アルキルまたは(C6−C60)アリールであるか、それらの各々は、隣接した置換基と、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンによって連結され、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、
前記R401〜R404のアルキル若しくはアリール、または縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結されてそれらより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さない(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る一以上の置換基でさらに置換されていてもよい。)
【0203】
【化150】
【0204】
(前記化学式16において、リガンドL34及びL35は、互いに独立して下記構造から選ばれ、
【0205】
【化151】
【0206】
M2は、2価または3価金属であり、
M2が2価金属である場合、hは0であり、M2が3価金属である場合、hは、1であり、
Tは、(C6−C60)アリールオキシまたはトリ(C6−C60)アリールシリルであり、前記Tのアリールオキシ及びトリアリールシリルは、(C1−C60)アルキルまたは(C6−C60)アリールによってさらに置換されていてもよく、
Gは、O、SまたはSeであり、
C環は、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、またはキノリンであり、
D環は、ピリジンまたはキノリンであって、前記D環は、(C1−C60)アルキル、または(C1−C60)アルキル置換基を有する若しくは有さないフェニル若しくはナフチルによってさらに置換されていてもよく、
R501乃至R504は、互いに独立して、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)アリールシリルまたは(C6−C60)アリールであるか、またはそれらの各々は、(C3−C60)アルキレン若しくは(C3−C60)アルケニレンにより隣接した置換基と結合されて縮合環を形成してもよく、前記ピリジン及びキノリンは、R501と化学結合を形成して縮合環を形成してもよく、
前記C環とR501乃至R504のアリール基は、(C1−C60)アルキル、ハロゲン、ハロゲン置換の(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)アリールシリルまたはアミノ基でさらに置換されていてもよい。)
【0207】
【化152】
【0208】
(化学式17において、Ar41及びAr42は、互いに独立して、(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から選択された一以上を含む5員または6員のヘテロシクロアルキルまたは(C3−C60)シクロアルキルであるか、またはAr41及びAr42は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結され、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、前記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、シクロアルキルまたはヘテロシクロアルキルは、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から選択された一以上を含む5員または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から選択された一以上の置換基によりさらに置換されていてもよく、
Ar43は、(C6−C60)アリーレン、(C4−C60)ヘテロアリーレンまたは下記構造のアリーレンであり、
【0209】
【化153】
【0210】
式中Ar51は、(C6−C60)アリーレンまたは(C4−C60)ヘテロアリーレンであり、
前記Ar43及びAr51のアリーレン及びヘテロアリーレンは、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から選択された一以上を含む5員または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、ヒドロキシからなる群から選択される一以上の置換基によってさらに置換されていてもよく、
iは、1〜4の整数であり、
jは、1〜4の整数であり、並びに、
kは、0または1の整数である。)
【0211】
【化154】
【0212】
(化学式18において、R601乃至R604は、互いに独立して、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から選択された一以上を含む5員または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、またはヒドロキシであるか、またはそれぞれのR601乃至R604は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより隣接した置換基と連結され、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成すしてもよく、
前記R601乃至R604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、または縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより隣接した置換基と連結されてそれらより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、(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から選択された一以上を含む5員又は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、またはヒドロキシから選択される一以上の置換基によりさらに置換されていてもよい。)
【0213】
500nm以下の波長を電界発光ピークとして有する化合物または560nm以上の波長を電界発光ピークとして有する化合物は、下記化合物で例示できるが、これらに限定されるものではない。
【0214】
【化155】
【0215】
【化156】
【0216】
【化157】
【0217】
【化158】
【0218】
【化159】
【0219】
【化160】
【0220】
【化161】
【0221】
【化162】
【0222】
【化163】
【0223】
【化164】
【0224】
【化165】
【0225】
本発明の有機電気電界発光素子において、一対の電極の少なくとも一方の内側表面に、カルコゲナイド(chalcogenide)層、ハロゲン化金属層、及び金属酸化物層から選択される一以上の層(以下、これらを「表面層」という)を配置することが好ましい。具体的に、電界発光媒体層の陽極表面に珪素及びアルミニウム金属(酸化物を含む)のカルコゲナイド層を、および電界発光媒体層の陰極表面にハロゲン化金属層または金属酸化物層を配置することが好ましい。これにより、駆動の安定化が得られる。
【0226】
カルコゲナイドの例としては、好ましくは、SiOX(1≦X≦2)、AlOX(1≦X≦1.5)、SiON、SiAlONなどが挙げられる。ハロゲン化金属の例としては、好ましくは、LiF、MgF2、CaF2、フッ化希土類金属などが挙げられる。金属酸化物の例としては、好ましくは、Cs2O、Li2O、MgO、SrO、BaO、CaOなどが挙げられる。
【0227】
本発明の有機電気電界発光素子において、このように制作された一対の電極の少なくとも一方の表面に、電子輸送化合物と還元性ドーパント(dopant)との混合領域、または正孔輸送化合物と酸化性ドーパントとの混合領域を配置することも好ましい。このような方式により、電子輸送化合物がアニオンに還元されるため、混合領域から電界発光媒体に電子を注入及び輸送しやすくなる。また、正孔輸送化合物は、酸化されてカチオンになるため、混合領域から電界発光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としては、各種ルイス酸及びアクセプター化合物が挙げられる。好ましい還元性ドーパントとしては、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挙げられる。
【0228】
本発明による有機電界発光化合物は、高い発光効率を有し、材料の寿命特性に優れており、素子の駆動寿命が非常に良好な有機発光素子を製造するために用いることができるという利点がある。
【実施例】
【0229】
本発明による有機電界発光化合物、およびその調製、およびそれらから製造された素子の発光特性に関し、代表的な化合物に言及することによって本発明をさらに説明するが、これらの実施例は、実施態様を説明するためのみに提供されるのであって、如何なる意味においても本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【0230】
調製例
(調製例1)化合物1の調製
【0231】
【化166】
【0232】
化合物Aの調製
2−ブロモナフタレン44.1g(270.7mmol)を、乾燥されたテトラヒドロフラン(THF)500mlに溶かし、そこに−78℃で2.5M n−ブチルリチウム溶液(n−ヘキサン中)130.0mL(324.9mmol)を徐々に滴加した。1時間攪拌した後、そこに2,6−ジブロモアントラセン−9,10−ジオン30.0g(108.3mmol)を添加して、得られた混合物を徐々に室温に上げながら攪拌した。17時間後、水を加えて、その混合物を30分間攪拌し、その後エチルアセテート500mLで抽出した。抽出物を水500mLで洗浄した後、硫酸マグネシウムを入れて水分を除去した。その有機層を減圧蒸留して乾燥し、化合物A(21.3g、47.8mmol)を得た。
【0233】
化合物Bの調製
化合物A7.0g(14.51mmol)、ヨウ化カリウム(KI)9.64g(58.06mmol)、リン酸ナトリウム一水和物(NaH2PO2・H2O)9.24g(87.12mmol)を酢酸150mLに溶かし、その溶液を14時間還流しながら攪拌した。その後、その反応混合物を25℃に冷却し、そこに水酸化ナトリウム溶液200mLを入れて混合物を中和した。その混合物を水400mLで洗浄し、ジクロロメタン溶媒300mLで抽出した。その抽出物を硫酸マグネシウムで乾燥させ、フィルターによりろ過した。その溶媒を減圧除去した後、得られた残留物をメチレンクロライド/ヘキサン=1/100条件下で精製して、化合物B(4.49g、10.0mmol)を得た。
【0234】
化合物(1477)の調製
反応容器中に、化合物B 4.0g(6.79mmol)、イミノジベンジル3.3g(16.99mmol)、Pd(OAc)2 0.07g(0.33mmol)、P(t−Bu)3(トルエン中50%)0.3ml(0.67mmol)、Cs2CO3 6.6g(20.38mmol)、トルエン50mlを入れて、110℃で5時間攪拌した。そこにメタノールを50ml入れて生成された固体を減圧ろ過し、蒸留水、メタノール、ヘキサンで洗浄した。固体をエチレンアセテート100mLと混ぜて、2時間還流攪拌した。減圧ろ過後、固体をカラムクロマトグラフィーにより精製した。得られた固体をTHFに溶かして、その混合物にメタノールを入れた。減圧ろ過により、化合物1477(1.6g、1.95mmol)を得た。
【0235】
有機電界発光化合物(化合物1〜1736)は、調製例1におけるのと同じ手順に従って調製され、その1H NMR及びMS/FABデータを表1に列挙する。
【0236】
【表1】
【0237】
【表2】
【0238】
【表3】
【0239】
【表4】
【0240】
【表5】
【0241】
【表6】
【0242】
【表7】
【0243】
【表8】
【0244】
【表9】
【0245】
【表10】
【0246】
【表11】
【0247】
【表12】
【0248】
【表13】
【0249】
【表14】
【0250】
【表15】
【0251】
【表16】
【0252】
【表17】
【0253】
【表18】
【0254】
【表19】
【0255】
【表20】
【0256】
実施例1
本発明による有機電界発光化合物を用いることによるOLEDの製造
【0257】
本発明の電界発光材料を用いることによりOLED素子を製造した。
まず、OLED用ガラス1Samsung−Corning社製)から調製された透明電極ITO薄膜2(15Ω/□)を、トリクロロエチレン、アセトン、エタノール、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に入れて保管した。
【0258】
次に、真空蒸着装備の基板フォルダにITO基板を取り付け、真空蒸着装備内のセルに下記構造の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)を入れて、チャンバー内の真空度が10−6torrに至るまで排気した。電流をセルに印加して2−TNATAを蒸発させて、ITO基板上に60nm厚の正孔注入層3を蒸着した。
【0259】
次いで、真空蒸着装備内の他のセルに、下記構造のN,N’−ビス(α−ナフチル)−N,N’−ジフェニル−4,4’−ジアミン(NPB)を入れて、セルに電流を印加しNPBを蒸発させて、正孔注入層上に20nm厚の正孔輸送層4を蒸着した。
【0260】
【化167】
【0261】
正孔注入層および正孔輸送層を形成した後、電界発光層を次のように蒸着した。真空蒸着装備内の一方のセルに、ホストとして下記構造のH−78を入れて、また他のセルには、ドーパントとして本発明による化合物513を入れた後、二つの物質を異なる速度で蒸発させて、ホストを基準に2〜5mol%としてドーピングすることにより、前記正孔輸送層上に30nm厚の電界発光層5を蒸着した。
【0262】
【化168】
【0263】
次いで、電子輸送層6として、下記構造のトリス(8−ヒドロキシキノリン)−アルミニウム(III)(Alq)を20nm厚で蒸着し、電子注入層7として下記構造の化合物リチウムキノレート(Liq)を1〜2nm厚で蒸着した。その後、別の真空蒸着装備を利用して、Al陰極8を150nm厚で蒸着してOLEDを製造した。
【0264】
【化169】
【0265】
OLED製造のために用いられた各物質は、10−6torr下で真空昇華により精製した後に、電界発光材料として使用された。
【0266】
比較例1
従来の電界発光材料の使用によるOLED素子の製造
実施例1と同じ手順に従って、正孔注入層、正孔輸送層を形成した後、前記真空蒸着装備内の他のセルに、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)を入れて、また他のセルには、下記構造のクマリン545T(C545T)を入れた。二つの物質を異なる速度で蒸発させてドーピングすることにより、前記正孔輸送層上に30nm厚の電界発光層を蒸着した。この時のドーピング濃度は、Alq基準で1〜3mol%が好ましい。
【0267】
【化170】
【0268】
次いで、実施例1と同じ手順に従って電子輸送層と電子注入層を蒸着した後、別の真空蒸着装備を利用して、Al陰極を150nm厚で蒸着してOLEDを制作した。
【0269】
実施例2
製造されたOLEDの電界発光特性
本発明による有機電界発光化合物(実施例1)、または従来の電界発光化合物(比較例1)を含むOLEDの発光効率を、それぞれ5,000cd/m2で測定し、その結果を表2に示す。
【0270】
【表21】
【0271】
前記表2から分かるように、本発明の材料を緑色電界発光素子に適用すると、従来のAlq:C545T(比較例1)を用いた素子に比べ、2倍以上の発光効率を示した。
【0272】
以上のように本発明の有機電界発光化合物は、高効率の緑色電界発光材料として使用することができる。しかも、色純度の側面では、本発明のドーパント材料を適用する素子は、明らかな改善が観察された。このように色純度及び電界発光効率の両方が改善されたことは、本発明の材料が優れた特性を有していることを実証している。
【符号の説明】
【0273】
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陰極
【技術分野】
【0001】
本発明は、新規な有機電界発光化合物(organic electroluminescent compound)及びこれを電界発光層に採用する有機電界発光素子(organic electroluminescent device)に関する。より具体的には、本発明は、緑色電界発光材料として使用される新規な有機電界発光化合物及び該化合物をドーパントとして採用している有機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【0002】
高効率、長寿命有機電界発光素子の開発において最も重要な要素は、高性能の電界発光材料の開発といえる。現在、電界発光材料の開発の側面からみて、緑色電界発光材料は、赤色、青色電界発光材料に比べ、著しく優れた電界発光特性を示している。しかしながら、従来の緑色電界発光材料は、低消費電力で大型のパネルの製造を達成するにはまだ数々の問題点を抱えている。実際、効率及び寿命の観点から、今まで多様な種類の緑色のための電界発光材料が報告されている。これらは、赤色や青色電界発光材料に比べ、2〜5倍の電界発光特性を示してはいるものの、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。
【0003】
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。
【0004】
【化1】
【0005】
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。
【0006】
【化2】
【0007】
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、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ことが分かる。
【0008】
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。
【0009】
【化3】
【0010】
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】
【0011】
【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】
【0012】
したがって、本発明者らは、上記の従来の問題点を解決するために鋭意研究した結果、発光効率に優れ、寿命が画期的に改善された有機電界発光素子を実現することができる新規の電界発光化合物を開発した。
【0013】
本発明の目的は、従来のドーパント材料と比較して優れた発光効率及び素子寿命を提供する骨格を有する有機電界発光化合物を提供することであり、および前記有機電界発光化合物を採用する高効率及び長寿命の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】
【0014】
本発明は、下記化学式1で表される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し、本発明による有機電界発光化合物は、高い電界発光効率、材料の優れた色純度及び寿命特性を示し、それにより、非常に良好な駆動寿命有するOLED素子を製造することができるという有利な点を有する。
【0015】
【化4】
【0016】
(上記化学式1において、
R1及びR2は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、下記構造から選択される置換基であり、
【0017】
【化5】
【0018】
R3乃至R15は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシを表すか、またはR3乃至R15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、
X及びYは、互いに独立して、化学結合であるか、−(CR21R22)n−、−(NR23)−、−S−、−O−、−Si(R24)(R25)−、−P(R26)−、−C(=O)−、−(BR27)−、−In(R28)−、−Se−、−Ge(R29)(R30)−、−Sn(R31)(R32)−、−Ga(R33)−または−(R34)C=C(R35)−を表し、
R21乃至R35は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR21とR22、R24とR25、R29とR30、R31とR32若しくはR34とR35は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結され、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、
A環及びB環は、互いに独立して、飽和された5員又は6員のヘテロ環式アミノ基であるか、または下記構造から選択される置換基であり、前記飽和された5員又は6員のヘテロ環式アミノ基は、NR36、OまたはSから選択される一以上のヘテロ原子をさらに含むことができ、
【0019】
【化6】
【0020】
R36は、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、(C3−C60)シクロアルキル、アダマンチル、(C7−C60)ビシクロアルキルまたは(C6−C60)アル(C1−C60)アルキルであり、
R41乃至R48は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR41乃至R48は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンによって隣接した置換基に連結され、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、
Zは、化学結合であるか、−C(R51R52)m−、−N(R53)−、−S−、−O−、−Si(R54)(R55)−、−P(R56)−、−C(=O)−、−B(R57)−、−In(R58)−、−Se−、−Ge(R59)(R60)−、−Sn(R61)(R62)−、−Ga(R63)−または−(R64)C=C(R65)−であり、
ここで、R51乃至R65は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR51とR52、R54とR55、R59とR60、R61とR62、またはR64とR65は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結され、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、
R1、R2、R3乃至R15、R21乃至R36、R41乃至R48、及びR51乃至R65のアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクロアルキル、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、アダマンチル、ビシクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアミノ、及びアリールアミノは、ハロゲン;ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(C1−C60)アルキル;(C6−C60)アリール;(C6−C60)アリール置換基を有する若しくは有さない(C3−C60)ヘテロアリール;N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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;(C1−C60)アルキルチオ;シアノ;(C1−C60)アルキルアミノ;(C6−C60)アリールアミノ;(C6−C60)アル(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;ニトロまたはヒドロキシから選択される一以上の置換基によってさらに置換されていてもよく、
m及びnは、互いに独立して、1乃至4の整数であり、
a及びbは、互いに独立して、0乃至4の整数であり、但し、a+bは1〜4の整数である。)
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】図1は、有機発光素子(OLED)の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
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陰極8を含むOLEDの断面図を示している。
【0023】
本発明に記載の「アルキル」、「アルコキシ」及びその他の「アルキル」部分を含む置換基は、直鎖種または分岐鎖種の両方を含む。
【0024】
本発明に記載された「アリール」は、一つの水素除去により芳香族炭化水素から誘導された有機基である。好ましくは、各環は、4〜7個、好ましくは5〜6個の環原子を含む単環式系または縮合環式系を含む。具体的な例としては、フェニル、ナフチル、ビフェニル、アントリル、インダニル、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、フルオランテニルが挙げられるが、これらに限定されない。
【0025】
本発明に記載の「ヘテロアリール」は、芳香族環の骨格原子としてN、O及びSから選択される1〜4個のヘテロ原子を含み、その他の芳香族環骨格原子が炭素であるアリール基を意味する。ヘテロアリールは、5〜6員単環へテロアリールであるか、または一以上のベンゼン環と縮合された多環式へテロアリールであってもよく、および部分的に飽和されてもよい。前記へテロアリール基には、ヘテロ原子が酸化されるか4元化されて、N−オキシドまたは4級塩などを形成する2価アリール基を包含し得る。具体的な例として、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、ピリダジニルなどの単環式へテロアリール基;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、キノリジニル、キノキサリニル、カルバゾリル、フェナントリジニル、ベンゾジオキソリルなどの多環式へテロアリール基及びこれらの相応する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)、およびこれらの4次塩などを含むが、これらに限定されるものではない。
【0026】
本発明に記載の「飽和された5員または6員のヘテロ環式アミノ」は、飽和結合を含む5員または6員の環に窒素を含む化合物を意味し、かかる化合物は、N、OまたはSから選択される一以上のヘテロ原子をさらに含むことができる。
【0027】
また、本発明に記載されている「(C1−C60)アルキル」部分が含まれている置換基は、1〜60個の炭素原子を有してもよく、1〜20個の炭素原子を有してもよく、1〜10個の炭素原子を有してもよい。「(C6−C60)アリール」部分が含まれている置換基は、6〜60個の炭素原子を有してもよく、6〜20個の炭素原子を有してもよく、または6〜12個の炭素原子を有してもよい。「(C3−C60)ヘテロアリール」部分が含まれている置換基は、3〜60個の炭素原子を有してもよく、4〜20個の炭素原子を有してもよく、4〜12個の炭素原子を有してもよい。「(C3−C60)シクロアルキル」部分が含まれている置換基は、3〜60個の炭素原子を有してもよく、3〜20個の炭素原子を有してもよく、3〜7個の炭素原子を有してもよい。「(C2−C60)アルケニルまたはアルキニル」部分が含まれている置換基は、2〜60個の炭素原子を有してもよく、2〜20個の炭素原子を有してもよく、2〜10個の炭素原子を有してもよい。
【0028】
本発明による有機電界発光化合物は、下記化学式2乃至化学式5の1つによって表わされる化合物から選択することができる。
【0029】
【化7】
【0030】
(上記化学式2乃至化学式5において、R1及びR2は、前記化学式1における定義と同一であり、
A環、A’環、B環及びB’環は、互いに独立して、飽和された5員又は6員のヘテロ環式アミノ基であるか、下記構造から選択される置換基であり、前記飽和された5員又は6員のヘテロ環式アミノ基は、NR36、OまたはSから選択される一以上のヘテロ原子をさらに含むことができ、
【0031】
【化8】
【0032】
R36は、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、(C3−C60)シクロアルキル、アダマンチル、(C7−C60)ビシクロアルキルまたは(C6−C60)アル(C1−C60)アルキルであり、
R41乃至R48は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはそれぞれR41乃至R48は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンによって隣接した置換基に連結され、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成することができて、
Zは、化学結合であるか、−C(R51R52)m−、−N(R53)−、−S−、−O−、−Si(R54)(R55)−、−P(R56)−、−C(=O)−、−B(R57)−、−In(R58)−、−Se−、−Ge(R59)(R60)−、−Sn(R61)(R62)−、−Ga(R63)−または−(R64)C=C(R65)−であり、
R51乃至R65は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR51とR52、R54とR55、R59とR60、R61とR62、またはR64とR65は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結され、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成っしてもよく、
R36、R41乃至R48、及びR51乃至R65のアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクロアルキル、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、アダマンチル、ビシクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアミノ、及びアリールアミノは、ハロゲン;ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(C1−C60)アルキル;(C6−C60)アリール;(C6−C60)アリール置換基を有する若しくは有さない(C3−C60)ヘテロアリール;N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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;(C1−C60)アルキルチオ;シアノ;(C1−C60)アルキルアミノ;(C6−C60)アリールアミノ;(C6−C60)アル(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から選択される一以上の置換基によりさらに置換されていてもよく、
mは、0乃至4の整数である。)
【0033】
前記A環、A’環、B環及びB’環は、互いに独立して、下記構造から選択されるが、これらに限定されるものではない。
【0034】
【化9】
【0035】
また、前記R1及びR2は、互いに独立して、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、ベンジル、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、n−プロポキシ、i−プロポキシ、n−ブトキシ、i−ブトキシ、t−ブトキシ、n−ペントキシ、i−ペントキシ、n−ヘキシルオキシ、n−ペプトキシ、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、シクロプロピル、シクロブチル、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、シクロノニル、シクロデシル、モルフォリノ、チオモルフォリノ、アダマンチル、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル、ビシクロ[2.2.2]オクチル、ビシクロ[3.2.1]オクチル、ビシクロ[5.2.0]ノニル、ビシクロ[4.2.2]デシル、ビシクロ[2.2.2]オクチル、4−ペンチルビシクロ[2.2.2]オクチル、エテニル、フェニルエテニル、エチニル、フェニルエチニル、シアノ、ジメチルアミノ、ジフェニルアミノ、モノメチルアミノ、モノフェニルアミノ、フェニルオキシ、フェニルチオ、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、t−ブトキシカルボニル、カルボキシル、ニトロ、クロロ、フルオルまたはヒドロキシであるか、下記構造から選択されるが、これらに限定されるものではない。
【0036】
【化10】
【0037】
(式中、R71乃至R86は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであり、前記R71乃至R86のアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクロアルキル、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、アダマンチル、ビシクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアミノ又はアリールアミノは、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシによってさらに置換されていてもよく、
R87乃至R89は、互いに独立して、水素;ハロゲン;ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(C1−C60)アルキル;(C6−C60)アリール;(C6−C60)アリール置換基を有する若しくは有さない(C3−C60)ヘテロアリール;N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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;(C1−C60)アルキルチオ;シアノ;(C1−C60)アルキルアミノ;(C6−C60)アリールアミノ;(C6−C60)アル(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;ニトロまたはヒドロキシであり、
L1及びL2は、互いに独立して、化学結合であるか、(C6−C60)アリーレンまたは(C3−C60)ヘテロアリーレンであり、前記L1及びL2のアリーレンまたはヘテロアリーレンは、(C1−C60)アルキル、ハロゲン、シアノ、(C1−C60)アルコキシ、(C1−C60)アルキルチオ、(C3−C60)シクロアルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、アダマンチル、(C7−C60)ビシクロアルキル、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、ヒドロキシ、トリ(C1−C30)アルキルシリル、ジ(C1−C30)アルキル(C6−C30)アリールシリルおよびトリ(C6−C30)アリールシリルから選択される一以上の置換基によって置換されていてもよく、
E及びFは、互いに独立して、−C(R91)(R92)−、−N(R93)−、−S−、−O−、−Si(R94)(R95)−、−P(R96)−、−C(=O)−、−B(R97)−、−In(R98)−、−Se−、−Ge(R99)(R100)−、−Sn(R101)(R102)−または−Ga(R103)−であり、
R91乃至R103は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR91とR92、R94とR95、R99とR100、及びR101とR102は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンによって連結され、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、
xは、1〜5の整数であり、並びに、
yは、1〜4の整数である。)
【0038】
より具体的に、前記R1及びR2は、互いに独立して、下記構造から選択されるが、これらに限定されるものではない。
【0039】
【化11】
【0040】
【化12】
【0041】
【化13】
【0042】
【化14】
【0043】
本発明による有機電界発光化合物は、より具体的に、下記の化合物で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15】
【0045】
【化16】
【0046】
【化17】
【0047】
【化18】
【0048】
【化19】
【0049】
【化20】
【0050】
【化21】
【0051】
【化22】
【0052】
【化23】
【0053】
【化24】
【0054】
【化25】
【0055】
【化26】
【0056】
【化27】
【0057】
【化28】
【0058】
【化29】
【0059】
【化30】
【0060】
【化31】
【0061】
【化32】
【0062】
【化33】
【0063】
【化34】
【0064】
【化35】
【0065】
【化36】
【0066】
【化37】
【0067】
【化38】
【0068】
【化39】
【0069】
【化40】
【0070】
【化41】
【0071】
【化42】
【0072】
【化43】
【0073】
【化44】
【0074】
【化45】
【0075】
【化46】
【0076】
【化47】
【0077】
【化48】
【0078】
【化49】
【0079】
【化50】
【0080】
【化51】
【0081】
【化52】
【0082】
【化53】
【0083】
【化54】
【0084】
【化55】
【0085】
【化56】
【0086】
【化57】
【0087】
【化58】
【0088】
【化59】
【0089】
【化60】
【0090】
【化61】
【0091】
【化62】
【0092】
【化63】
【0093】
【化64】
【0094】
【化65】
【0095】
【化66】
【0096】
【化67】
【0097】
【化68】
【0098】
【化69】
【0099】
【化70】
【0100】
【化71】
【0101】
【化72】
【0102】
【化73】
【0103】
【化74】
【0104】
【化75】
【0105】
【化76】
【0106】
【化77】
【0107】
【化78】
【0108】
【化79】
【0109】
【化80】
【0110】
【化81】
【0111】
【化82】
【0112】
【化83】
【0113】
【化84】
【0114】
【化85】
【0115】
【化86】
【0116】
【化87】
【0117】
【化88】
【0118】
【化89】
【0119】
【化90】
【0120】
【化91】
【0121】
【化92】
【0122】
【化93】
【0123】
【化94】
【0124】
【化95】
【0125】
【化96】
【0126】
【化97】
【0127】
【化98】
【0128】
【化99】
【0129】
【化100】
【0130】
【化101】
【0131】
【化102】
【0132】
【化103】
【0133】
【化104】
【0134】
【化105】
【0135】
【化106】
【0136】
【化107】
【0137】
【化108】
【0138】
【化109】
【0139】
【化110】
【0140】
【化111】
【0141】
【化112】
【0142】
【化113】
【0143】
【化114】
【0144】
【化115】
【0145】
【化116】
【0146】
【化117】
【0147】
【化118】
【0148】
【化119】
【0149】
【化120】
【0150】
【化121】
【0151】
【化122】
【0152】
【化123】
【0153】
【化124】
【0154】
【化125】
【0155】
本発明による有機電界発光化合物は、下記反応図式1に例示したように製造できる。
【0156】
【化126】
【0157】
(前記反応図式1において、A環、B環、R1、R2、a及びbは、化学式1における定義と同一である。)
【0158】
また、本発明は、前記化学式1によって表される1以上の有機電界発光化合物を含む有機太陽電池を提供する。
【0159】
また本発明は、第1の電極と;第2の電極と;前記第1の電極と第2の電極との間に挿入された少なくとも1層の有機物層とを含む有機電界発光素子であって、前記有機物層が、前記化学式1によって表される一以上の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。
【0160】
本発明による有機電界発光素子は、前記有機物層が電界発光層を含み、該電界発光層が、化学式1によって表される1以上の有機電界発光化合物を電界発光ドーパントとして含み、かつ一以上のホストを含むことを特徴とする。
【0161】
本発明の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、下記化学式6または7で表される化合物から選択されることが好ましい。
【0162】
【化127】
【0163】
(前記化学式6及び7において、
L11は、(C6−C60)アリーレンまたは(C4−C60)ヘテロアリーレンであり、
L12は、アントラセニレンであり、
Ar1乃至Ar4は、互いに独立して、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)アリールから選択され、前記Ar1乃至Ar4のシクロアルキル、アリール、またはヘテロアリールは、ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(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)アリールシリルおよびトリ(C6−C60)アリールシリルからなる群から選択される一以上が置換基を有する若しくは有さない(C6−C60)アリール若しくは(C4−C60)ヘテロアリール;ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(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なる群から選択される一以上の置換基によってさらに置換されていてもよく、並びに、
c、d、e及びfは、互いに独立して、0〜4の整数である。)
【0164】
前記化学式6及び化学式7のホストは、化学式8乃至10で表されるアントラセン誘導体またはベンズ[a]アントラセン誘導体で例示できる。
【0165】
【化128】
【0166】
(前記化学式8乃至10において、R201及びR202は、互いに独立して、(C6−C60)アリール、(C4−C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された一以上を含む5員または6員のヘテロシクロアルキル、または(C3−C60)シクロアルキルであり、前記R201及びR202のアリールまたはヘテロアリールは、(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)アリールシリルおよびトリ(C6−C60)アリールシリルからなる群から選択される一以上の置換基によってさらに置換されていてもよく、
R203乃至R206は、互いに独立して、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)シクロアルキルまたは(C6−C60)アリールであり、前記R203乃至R206のヘテロアリール、シクロアルキルまたはアリールは、ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(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なる群から選択される一以上の置換基によってさらに置換されていてもよく、
L21及びL22は、互いに独立して、化学結合であるか、(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る一以上の置換基を有する若しくは有さない(C6−C60)アリーレンであり、
Ar11及びAr13は、互いに独立して、下記構造から選択されるアリールか、または(C4−C60)ヘテロアリールであり、
【0167】
【化129】
【0168】
前記Ar11及びAr13のアリールまたはハテロアリールは、(C1−C60)アルキル、(C1−C60)アルコキシ、(C6−C60)アリール、および(C4−C60)ヘテロアリールから選択された置換基によって置換されていてもよく、
Ar12は、(C6−C60)アリーレン、(C4−C60)ヘテロアリーレン、または下記構造を有する化合物であり、
【0169】
【化130】
【0170】
前記Ar12のアリーレンまたはヘテロアリーレンは、(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る一以上の置換基により置換されていてもよく、
R211、R212、R213及びR214は、互いに独立して、水素、(C1−C60)アルキルまたは(C6−C60)アリールであるか、または縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンによって隣接した置換基と連結され、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
R221、R222、R223及びR224は、互いに独立して、水素、(C1−C60)アルキル、(C1−C60)アルコキシ、(C6−C60)アリール、(C4−C60)ヘテロアリールまたはハロゲンであるか、またはそれらは、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンによって隣接した置換基と連結され、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いてもよい。)
【0171】
前記電界発光層は、電界発光がなされる層を意味し、それは単層でも、二つ以上の層が積層された複数の層でもよい。本発明の構成によりホスト−ドーパントを混合して使用すると、本発明の電界発光ホストによる発光効率の著しい向上を確認することができた。これは、0.5〜10重量%のドーピング濃度で構成することができる。、本発明によるホストは、従来の他のホスト材料に比べ、正孔、電子に対する伝導性が非常に高く、物質安定性に非常に優れており、電界発光効率だけではなく、素子の寿命も著しく改善させる特性を示している。
【0172】
したがって、前記化学式8乃至10の1つによって表される化合物を電界発光ホストとして使用すると、本発明の化学式1の有機電界発光化合物の電気的短所を著しく補完すると説明できる。
【0173】
上記化学式8乃至化学式10によって表されるホスト化合物は、下記構造の化合物で例示することができるが、これに限定されるわけではない。
【0174】
【化131】
【0175】
【化132】
【0176】
【化133】
【0177】
【化134】
【0178】
【化135】
【0179】
【化136】
【0180】
【化137】
【0181】
【化138】
【0182】
【化139】
【0183】
【化140】
【0184】
【化141】
【0185】
【化142】
【0186】
本発明の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の他に、アリールアミン系化合物及びスチリルアリールアミン系化合物からなる群から選択される一以上の化合物を含むことができる。アリールアミン系化合物またはスチリルアリールアミン系化合物の例として下記の化学式11によって表される化合物が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【0187】
【化143】
【0188】
(式中、Ar21及びAr22は、互いに独立して、(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、モルフォリノまたはチオモルフォリノ、N、O及びSから選択された一以上を含む5員または6員のヘテロシクロアルキル、または(C3−C60)シクロアルキルであるか、またはAr21及びAr22は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結され、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、前記Ar21及びAr22のアリール、ヘテロアリール、アリールアミノまたはヘテロシクロアルキルは、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C2−C60)アルケニル、(C2−C60)アルキニル、(C6−C60)アリール、(C4−C60)ヘテロアリール、N、O及びSから選択された一以上を含む5員または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、(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から選択される一以上の置換基によりさらに置換されていてもよく、
Ar23は、(C6−C60)アリール、(C5−C60)ヘテロアリールまたは(C6−C60)アリールアミノであり、前記Ar23のアリール、ヘテロアリール、またはアリールアミノは、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から選択された一以上を含む5員または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から選択される一以上の置換基によりさらに置換されていてもよく、並びに、
gは、1〜4の整数である。)。
【0189】
上記アリールアミン系化合物またはスチリルアリールアミン系化合物は、より具体的に下記の化合物で例示することができるが、これらに限定されるものではない。
【0190】
【化144】
【0191】
【化145】
【0192】
本発明による有機電界発光素子において、有機物層は、化学式1によって表される有機電界発光化合物の他に、元素周期表における、第1族、第2族、第4周期、第5周期遷移金属、ランタン系列金属、およびd−遷移元素の有機金属からなる群から選択される1以上の金属をさらに含むこともできる。前記有機物層は、電界発光層に加えて、電荷生成層を含むことができる。
【0193】
本発明の化学式1の有機電界発光化合物を含む有機電界発光素子をサブピクセルとして、Ir、Pt、Pd、Rh、Re、Os、Tl、Pb、Bi、In、Sn、Sb、Te、Au及びAgからなる群から選択される一以上の金属化合物を含むサブピクセルの一以上を同時に並列にパターニングした独立電界発光方式のピクセル構造を有した有機電気電界発光素子を実現することもできる。
【0194】
更に、有機電界発光素子は、有機物層が、前記化学式1によって表される有機電界発光化合物に加えて、500nm以下の波長の電界発光ピークを有する化合物または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る1種以上の化合物を同時に含む、有機電界発光ディスプレーであり得る。500nm以下の波長の電界発光ピークを有する化合物または560nm以上の波長の電界発光ピークを有する化合物は、下記化学式12乃至18の1つによって表される化合物により例示することができるが、これらに限定されるものではない。
【0195】
【化146】
【0196】
化学式12において、M1は、周期表の第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族の金属からなる群から選択され、リガンドL31、L32及びL33は、互いに独立して、下記構造から選択される。
【0197】
【化147】
【0198】
(R301乃至R303は、互いに独立して、水素;ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(C1−C60)アルキル;(C1−C60)アルキル置換基を有する若しくは有さない(C6−C60)アリール;またはハロゲンであり、
R304乃至R319は、互いに独立して、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、モノまたはジ(C1−C30)アルキルアミノ、モノまたはジ(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、シアノまたはハロゲンであり、前記R304乃至R319のアルキル、シクロアルキル、アルケニルまたはアリールは、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリールおよびハロゲンから選択される一以上の置換基でさらに置換されていてもよく、
R320乃至R323は、互いに独立して、水素;ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(C1−C60)アルキル;または(C1−C60)アルキル置換基を有する若しくは有さない(C6−C60)アリールであり、
R324及びR325は、互いに独立して、水素、直鎖または分岐鎖の(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリールまたはハロゲンであるか、またはR324とR325は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C12)アルキレンまたは(C3−C12)アルケニレンにより連結され、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、前記R324及びR325のアルキル若しくはアリール、または縮合環を有する若しくは有しない(C3−C12)アルキレンまたは(C3−C12)アルケニレンにより連結されてそれらより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さない直鎖または分岐鎖の(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る一以上の置換基でさらに置換されていてもよく、
R326は、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C5−C60)ヘテロアリールまたはハロゲンであり、
R327乃至R329は、互いに独立して、水素、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリールまたはハロゲンであり、前記R326乃至R329のアルキル及びアリールは、ハロゲンまたは(C1−C60)アルキルでさらに置換されていてもよく、
Qは、下記構造であり、
【0199】
【化148】
【0200】
R331乃至R342は、互いに独立して、水素、ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(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)シクロアルキルであるか、それぞれのR331乃至R342は、隣接した置換基とアルキレンまたはアルケニレンによって連結され、(C5−C7)スピロ環または(C5−C9)縮合環を形成してもよく、あるいはR307またはR308とアルキレンまたはアルケニレンにより連結され、(C5−C7)縮合環を形成してもよい。)
【0201】
【化149】
【0202】
(化学式3において、R401〜R404は、互いに独立して、(C1−C60)アルキルまたは(C6−C60)アリールであるか、それらの各々は、隣接した置換基と、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンによって連結され、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、
前記R401〜R404のアルキル若しくはアリール、または縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結されてそれらより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さない(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る一以上の置換基でさらに置換されていてもよい。)
【0203】
【化150】
【0204】
(前記化学式16において、リガンドL34及びL35は、互いに独立して下記構造から選ばれ、
【0205】
【化151】
【0206】
M2は、2価または3価金属であり、
M2が2価金属である場合、hは0であり、M2が3価金属である場合、hは、1であり、
Tは、(C6−C60)アリールオキシまたはトリ(C6−C60)アリールシリルであり、前記Tのアリールオキシ及びトリアリールシリルは、(C1−C60)アルキルまたは(C6−C60)アリールによってさらに置換されていてもよく、
Gは、O、SまたはSeであり、
C環は、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、またはキノリンであり、
D環は、ピリジンまたはキノリンであって、前記D環は、(C1−C60)アルキル、または(C1−C60)アルキル置換基を有する若しくは有さないフェニル若しくはナフチルによってさらに置換されていてもよく、
R501乃至R504は、互いに独立して、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)アリールシリルまたは(C6−C60)アリールであるか、またはそれらの各々は、(C3−C60)アルキレン若しくは(C3−C60)アルケニレンにより隣接した置換基と結合されて縮合環を形成してもよく、前記ピリジン及びキノリンは、R501と化学結合を形成して縮合環を形成してもよく、
前記C環とR501乃至R504のアリール基は、(C1−C60)アルキル、ハロゲン、ハロゲン置換の(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)アリールシリルまたはアミノ基でさらに置換されていてもよい。)
【0207】
【化152】
【0208】
(化学式17において、Ar41及びAr42は、互いに独立して、(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から選択された一以上を含む5員または6員のヘテロシクロアルキルまたは(C3−C60)シクロアルキルであるか、またはAr41及びAr42は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結され、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、前記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、シクロアルキルまたはヘテロシクロアルキルは、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から選択された一以上を含む5員または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から選択された一以上の置換基によりさらに置換されていてもよく、
Ar43は、(C6−C60)アリーレン、(C4−C60)ヘテロアリーレンまたは下記構造のアリーレンであり、
【0209】
【化153】
【0210】
式中Ar51は、(C6−C60)アリーレンまたは(C4−C60)ヘテロアリーレンであり、
前記Ar43及びAr51のアリーレン及びヘテロアリーレンは、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から選択された一以上を含む5員または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、ヒドロキシからなる群から選択される一以上の置換基によってさらに置換されていてもよく、
iは、1〜4の整数であり、
jは、1〜4の整数であり、並びに、
kは、0または1の整数である。)
【0211】
【化154】
【0212】
(化学式18において、R601乃至R604は、互いに独立して、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から選択された一以上を含む5員または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、またはヒドロキシであるか、またはそれぞれのR601乃至R604は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより隣接した置換基と連結され、脂環式環又は単環式若しくは多環式芳香族環を形成すしてもよく、
前記R601乃至R604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、または縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより隣接した置換基と連結されてそれらより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、(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から選択された一以上を含む5員又は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、またはヒドロキシから選択される一以上の置換基によりさらに置換されていてもよい。)
【0213】
500nm以下の波長を電界発光ピークとして有する化合物または560nm以上の波長を電界発光ピークとして有する化合物は、下記化合物で例示できるが、これらに限定されるものではない。
【0214】
【化155】
【0215】
【化156】
【0216】
【化157】
【0217】
【化158】
【0218】
【化159】
【0219】
【化160】
【0220】
【化161】
【0221】
【化162】
【0222】
【化163】
【0223】
【化164】
【0224】
【化165】
【0225】
本発明の有機電気電界発光素子において、一対の電極の少なくとも一方の内側表面に、カルコゲナイド(chalcogenide)層、ハロゲン化金属層、及び金属酸化物層から選択される一以上の層(以下、これらを「表面層」という)を配置することが好ましい。具体的に、電界発光媒体層の陽極表面に珪素及びアルミニウム金属(酸化物を含む)のカルコゲナイド層を、および電界発光媒体層の陰極表面にハロゲン化金属層または金属酸化物層を配置することが好ましい。これにより、駆動の安定化が得られる。
【0226】
カルコゲナイドの例としては、好ましくは、SiOX(1≦X≦2)、AlOX(1≦X≦1.5)、SiON、SiAlONなどが挙げられる。ハロゲン化金属の例としては、好ましくは、LiF、MgF2、CaF2、フッ化希土類金属などが挙げられる。金属酸化物の例としては、好ましくは、Cs2O、Li2O、MgO、SrO、BaO、CaOなどが挙げられる。
【0227】
本発明の有機電気電界発光素子において、このように制作された一対の電極の少なくとも一方の表面に、電子輸送化合物と還元性ドーパント(dopant)との混合領域、または正孔輸送化合物と酸化性ドーパントとの混合領域を配置することも好ましい。このような方式により、電子輸送化合物がアニオンに還元されるため、混合領域から電界発光媒体に電子を注入及び輸送しやすくなる。また、正孔輸送化合物は、酸化されてカチオンになるため、混合領域から電界発光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としては、各種ルイス酸及びアクセプター化合物が挙げられる。好ましい還元性ドーパントとしては、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挙げられる。
【0228】
本発明による有機電界発光化合物は、高い発光効率を有し、材料の寿命特性に優れており、素子の駆動寿命が非常に良好な有機発光素子を製造するために用いることができるという利点がある。
【実施例】
【0229】
本発明による有機電界発光化合物、およびその調製、およびそれらから製造された素子の発光特性に関し、代表的な化合物に言及することによって本発明をさらに説明するが、これらの実施例は、実施態様を説明するためのみに提供されるのであって、如何なる意味においても本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【0230】
調製例
(調製例1)化合物1の調製
【0231】
【化166】
【0232】
化合物Aの調製
2−ブロモナフタレン44.1g(270.7mmol)を、乾燥されたテトラヒドロフラン(THF)500mlに溶かし、そこに−78℃で2.5M n−ブチルリチウム溶液(n−ヘキサン中)130.0mL(324.9mmol)を徐々に滴加した。1時間攪拌した後、そこに2,6−ジブロモアントラセン−9,10−ジオン30.0g(108.3mmol)を添加して、得られた混合物を徐々に室温に上げながら攪拌した。17時間後、水を加えて、その混合物を30分間攪拌し、その後エチルアセテート500mLで抽出した。抽出物を水500mLで洗浄した後、硫酸マグネシウムを入れて水分を除去した。その有機層を減圧蒸留して乾燥し、化合物A(21.3g、47.8mmol)を得た。
【0233】
化合物Bの調製
化合物A7.0g(14.51mmol)、ヨウ化カリウム(KI)9.64g(58.06mmol)、リン酸ナトリウム一水和物(NaH2PO2・H2O)9.24g(87.12mmol)を酢酸150mLに溶かし、その溶液を14時間還流しながら攪拌した。その後、その反応混合物を25℃に冷却し、そこに水酸化ナトリウム溶液200mLを入れて混合物を中和した。その混合物を水400mLで洗浄し、ジクロロメタン溶媒300mLで抽出した。その抽出物を硫酸マグネシウムで乾燥させ、フィルターによりろ過した。その溶媒を減圧除去した後、得られた残留物をメチレンクロライド/ヘキサン=1/100条件下で精製して、化合物B(4.49g、10.0mmol)を得た。
【0234】
化合物(1477)の調製
反応容器中に、化合物B 4.0g(6.79mmol)、イミノジベンジル3.3g(16.99mmol)、Pd(OAc)2 0.07g(0.33mmol)、P(t−Bu)3(トルエン中50%)0.3ml(0.67mmol)、Cs2CO3 6.6g(20.38mmol)、トルエン50mlを入れて、110℃で5時間攪拌した。そこにメタノールを50ml入れて生成された固体を減圧ろ過し、蒸留水、メタノール、ヘキサンで洗浄した。固体をエチレンアセテート100mLと混ぜて、2時間還流攪拌した。減圧ろ過後、固体をカラムクロマトグラフィーにより精製した。得られた固体をTHFに溶かして、その混合物にメタノールを入れた。減圧ろ過により、化合物1477(1.6g、1.95mmol)を得た。
【0235】
有機電界発光化合物(化合物1〜1736)は、調製例1におけるのと同じ手順に従って調製され、その1H NMR及びMS/FABデータを表1に列挙する。
【0236】
【表1】
【0237】
【表2】
【0238】
【表3】
【0239】
【表4】
【0240】
【表5】
【0241】
【表6】
【0242】
【表7】
【0243】
【表8】
【0244】
【表9】
【0245】
【表10】
【0246】
【表11】
【0247】
【表12】
【0248】
【表13】
【0249】
【表14】
【0250】
【表15】
【0251】
【表16】
【0252】
【表17】
【0253】
【表18】
【0254】
【表19】
【0255】
【表20】
【0256】
実施例1
本発明による有機電界発光化合物を用いることによるOLEDの製造
【0257】
本発明の電界発光材料を用いることによりOLED素子を製造した。
まず、OLED用ガラス1Samsung−Corning社製)から調製された透明電極ITO薄膜2(15Ω/□)を、トリクロロエチレン、アセトン、エタノール、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に入れて保管した。
【0258】
次に、真空蒸着装備の基板フォルダにITO基板を取り付け、真空蒸着装備内のセルに下記構造の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)を入れて、チャンバー内の真空度が10−6torrに至るまで排気した。電流をセルに印加して2−TNATAを蒸発させて、ITO基板上に60nm厚の正孔注入層3を蒸着した。
【0259】
次いで、真空蒸着装備内の他のセルに、下記構造のN,N’−ビス(α−ナフチル)−N,N’−ジフェニル−4,4’−ジアミン(NPB)を入れて、セルに電流を印加しNPBを蒸発させて、正孔注入層上に20nm厚の正孔輸送層4を蒸着した。
【0260】
【化167】
【0261】
正孔注入層および正孔輸送層を形成した後、電界発光層を次のように蒸着した。真空蒸着装備内の一方のセルに、ホストとして下記構造のH−78を入れて、また他のセルには、ドーパントとして本発明による化合物513を入れた後、二つの物質を異なる速度で蒸発させて、ホストを基準に2〜5mol%としてドーピングすることにより、前記正孔輸送層上に30nm厚の電界発光層5を蒸着した。
【0262】
【化168】
【0263】
次いで、電子輸送層6として、下記構造のトリス(8−ヒドロキシキノリン)−アルミニウム(III)(Alq)を20nm厚で蒸着し、電子注入層7として下記構造の化合物リチウムキノレート(Liq)を1〜2nm厚で蒸着した。その後、別の真空蒸着装備を利用して、Al陰極8を150nm厚で蒸着してOLEDを製造した。
【0264】
【化169】
【0265】
OLED製造のために用いられた各物質は、10−6torr下で真空昇華により精製した後に、電界発光材料として使用された。
【0266】
比較例1
従来の電界発光材料の使用によるOLED素子の製造
実施例1と同じ手順に従って、正孔注入層、正孔輸送層を形成した後、前記真空蒸着装備内の他のセルに、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)を入れて、また他のセルには、下記構造のクマリン545T(C545T)を入れた。二つの物質を異なる速度で蒸発させてドーピングすることにより、前記正孔輸送層上に30nm厚の電界発光層を蒸着した。この時のドーピング濃度は、Alq基準で1〜3mol%が好ましい。
【0267】
【化170】
【0268】
次いで、実施例1と同じ手順に従って電子輸送層と電子注入層を蒸着した後、別の真空蒸着装備を利用して、Al陰極を150nm厚で蒸着してOLEDを制作した。
【0269】
実施例2
製造されたOLEDの電界発光特性
本発明による有機電界発光化合物(実施例1)、または従来の電界発光化合物(比較例1)を含むOLEDの発光効率を、それぞれ5,000cd/m2で測定し、その結果を表2に示す。
【0270】
【表21】
【0271】
前記表2から分かるように、本発明の材料を緑色電界発光素子に適用すると、従来のAlq:C545T(比較例1)を用いた素子に比べ、2倍以上の発光効率を示した。
【0272】
以上のように本発明の有機電界発光化合物は、高効率の緑色電界発光材料として使用することができる。しかも、色純度の側面では、本発明のドーパント材料を適用する素子は、明らかな改善が観察された。このように色純度及び電界発光効率の両方が改善されたことは、本発明の材料が優れた特性を有していることを実証している。
【符号の説明】
【0273】
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陰極
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記化学式1で表される有機電界発光化合物。
【化1】
(上記化学式1において、
R1及びR2は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、または下記構造から選択される置換基であり、
【化2】
式中R3乃至R15は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR3乃至R15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、
X及びYは、互いに独立して、化学結合であるか、または−(CR21R22)n−、−(NR23)−、−S−、−O−、−Si(R24)(R25)−、−P(R26)−、−C(=O)−、−(BR27)−、−In(R28)−、−Se−、−Ge(R29)(R30)−、−Sn(R31)(R32)−、−Ga(R33)−または−(R34)C=C(R35)−であり、
R21乃至R35は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR21とR22、R24とR25、R29とR30、R31とR32、またはR34とR35は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結され、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、
A環及びB環は、互いに独立して、飽和された5員又は6員のヘテロ環アミノ基、または下記構造から選択される置換基であり、前記飽和された5員又は6員のヘテロ環アミノ基は、NR36、OまたはSから選択される一以上のヘテロ原子をさらに含んでいてもよく、
【化3】
R36は、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、(C3−C60)シクロアルキル、アダマンチル、(C7−C60)ビシクロアルキルまたは(C6−C60)アル(C1−C60)アルキルであり、
R41乃至R48は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR41乃至R48は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより隣接した置換基と連結され、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いてもよく、
Zは、化学結合であるか、または−C(R51R52)m−、−N(R53)−、−S−、−O−、−Si(R54)(R55)−、−P(R56)−、−C(=O)−、−B(R57)−、−In(R58)−、−Se−、−Ge(R59)(R60)−、−Sn(R61)(R62)−、−Ga(R63)−または−(R64)C=C(R65)−であり、
R51乃至R65は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR51とR52、R54とR55、R59とR60、R61とR62、またはR64とR65は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結され、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いてもよく、
R1、R2、R3乃至R15、R21乃至R36、R41乃至R48、及びR51乃至R65のアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクロアルキル、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、アダマンチル、ビシクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアミノ、またはアリールアミノは、ハロゲン;ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(C1−C60)アルキル;(C6−C60)アリール;(C6−C60)アリール置換基を有する若しくは有さない(C3−C60)ヘテロアリール;N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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;(C1−C60)アルキルチオ;シアノ;(C1−C60)アルキルアミノ;(C6−C60)アリールアミノ;(C6−C60)アル(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;ニトロまたはヒドロキシから選択される一以上の置換基によりさらに置換されていてもよく、
m及びnは、互いに独立して、1乃至4の整数であり、
a及びbは、互いに独立して、0乃至4の整数であり、但し、a+bは1〜4の整数である。)
【請求項2】
前記A環及びB環が、互いに独立して、下記構造から選択される、請求項1に記載の有機電界発光化合物。
【化4】
【請求項3】
第1の電極と;第2の電極と;前記第1の電極と第2の電極との間に挿入された少なくとも1層の有機物層とを含む有機電界発光素子であって、前記有機物層が、下記化学式1によって表される有機電界発光化合物と、下記化学式6または7で表される化合物から選択される1以上のホストとを含む、有機電界発光素子。
【化5】
(上記化学式1において、
R1及びR2は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、または下記構造から選択される置換基であり、
【化6】
式中R3乃至R15は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR3乃至R15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、
X及びYは、互いに独立して、化学結合であるか、または−(CR21R22)n−、−(NR23)−、−S−、−O−、−Si(R24)(R25)−、−P(R26)−、−C(=O)−、−(BR27)−、−In(R28)−、−Se−、−Ge(R29)(R30)−、−Sn(R31)(R32)−、−Ga(R33)−または−(R34)C=C(R35)−であり、
R21乃至R35は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR21とR22、R24とR25、R29とR30、R31とR32、またはR34とR35は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結され、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、
A環及びB環は、互いに独立して、飽和された5員又は6員のヘテロ環アミノ基、または下記構造から選択される置換基であり、前記飽和された5員又は6員のヘテロ環アミノ基は、NR36、OまたはSから選択される一以上のヘテロ原子をさらに含んでいてもよく、
【化7】
R36は、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、(C3−C60)シクロアルキル、アダマンチル、(C7−C60)ビシクロアルキルまたは(C6−C60)アル(C1−C60)アルキルであり、
R41乃至R48は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR41乃至R48は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより隣接した置換基と連結され、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いてもよく、
Zは、化学結合であるか、または−C(R51R52)m−、−N(R53)−、−S−、−O−、−Si(R54)(R55)−、−P(R56)−、−C(=O)−、−B(R57)−、−In(R58)−、−Se−、−Ge(R59)(R60)−、−Sn(R61)(R62)−、−Ga(R63)−または−(R64)C=C(R65)−であり、
R51乃至R65は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR51とR52、R54とR55、R59とR60、R61とR62、またはR64とR65は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結され、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いてもよく、
R1、R2、R3乃至R15、R21乃至R36、R41乃至R48、及びR51乃至R65のアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクロアルキル、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、アダマンチル、ビシクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアミノ、またはアリールアミノは、ハロゲン;ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(C1−C60)アルキル;(C6−C60)アリール;(C6−C60)アリール置換基を有する若しくは有さない(C3−C60)ヘテロアリール;N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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;(C1−C60)アルキルチオ;シアノ;(C1−C60)アルキルアミノ;(C6−C60)アリールアミノ;(C6−C60)アル(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;ニトロまたはヒドロキシから選択される一以上の置換基によりさらに置換されていてもよく、
m及びnは、互いに独立して、1乃至4の整数であり、
a及びbは、互いに独立して、0乃至4の整数であり、但し、a+bは1〜4の整数である。)
【化8】
(前記化学式6及び7において、
L11は、(C6−C60)アリーレンまたは(C4−C60)ヘテロアリーレンであり、
L12は、アントラセニレンであり、
Ar1乃至Ar4は、互いに独立して、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)アリールから選択され、前記Ar1乃至Ar4のシクロアルキル、アリール、またはヘテロアリールは、ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(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)アリールシリルおよびトリ(C6−C60)アリールシリルからなる群から選択される一以上が置換基を有する若しくは有さない(C6−C60)アリール若しくは(C4−C60)ヘテロアリール;ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(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なる群から選択される一以上の置換基によりさらに置換されていてもよく、並びに、
c、d、e及びfは、互いに独立して、0〜4の整数である。)
【請求項4】
前記有機物層が、アリールアミン系化合物及びスチリルアリールアミン系化合物からなる群から選択された一以上の化合物を含む、請求項3に記載の有機電界発光素子。
【請求項5】
前記有機物層が、元素周期表における、第1族、第2族、第4周期、第5周期遷移金属、ランタン系列金属、およびd−遷移元素の有機金属からなる群から選択される1以上の金属を含む、請求項3に記載の有機電界発光素子。
【請求項6】
500nm以下の波長の電界発光ピークを有する化合物、または560nm以上の波長の電界発光ピークを有する化合物を含む有機電界発光ディスプレーである、請求項3に記載の有機電界発光素子。
【請求項7】
前記有機物層が、電界発光層及び電荷生成層を含む、請求項3に記載の有機電界発光素子。
【請求項8】
一対の電極の一方又は両方の内側表面に、還元性ドーパントと有機物との混合領域、または酸化性ドーパントと有機物との混合領域が配置される、請求項4に記載の有機電界発光素子。
【請求項9】
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太陽電池。
【化9】
(上記化学式1において、
R1及びR2は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、または下記構造から選択される置換基であり、
【化10】
式中R3乃至R15は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR3乃至R15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、
X及びYは、互いに独立して、化学結合であるか、または−(CR21R22)n−、−(NR23)−、−S−、−O−、−Si(R24)(R25)−、−P(R26)−、−C(=O)−、−(BR27)−、−In(R28)−、−Se−、−Ge(R29)(R30)−、−Sn(R31)(R32)−、−Ga(R33)−または−(R34)C=C(R35)−であり、
R21乃至R35は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR21とR22、R24とR25、R29とR30、R31とR32、またはR34とR35は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結され、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、
A環及びB環は、互いに独立して、飽和された5員又は6員のヘテロ環アミノ基、または下記構造から選択される置換基であり、前記飽和された5員又は6員のヘテロ環アミノ基は、NR36、OまたはSから選択される一以上のヘテロ原子をさらに含んでいてもよく、
【化11】
R36は、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、(C3−C60)シクロアルキル、アダマンチル、(C7−C60)ビシクロアルキルまたは(C6−C60)アル(C1−C60)アルキルであり、
R41乃至R48は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR41乃至R48は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより隣接した置換基と連結され、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いてもよく、
Zは、化学結合であるか、または−C(R51R52)m−、−N(R53)−、−S−、−O−、−Si(R54)(R55)−、−P(R56)−、−C(=O)−、−B(R57)−、−In(R58)−、−Se−、−Ge(R59)(R60)−、−Sn(R61)(R62)−、−Ga(R63)−または−(R64)C=C(R65)−であり、
R51乃至R65は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR51とR52、R54とR55、R59とR60、R61とR62、またはR64とR65は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結され、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いてもよく、
R1、R2、R3乃至R15、R21乃至R36、R41乃至R48、及びR51乃至R65のアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクロアルキル、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、アダマンチル、ビシクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアミノ、またはアリールアミノは、ハロゲン;ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(C1−C60)アルキル;(C6−C60)アリール;(C6−C60)アリール置換基を有する若しくは有さない(C3−C60)ヘテロアリール;N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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;(C1−C60)アルキルチオ;シアノ;(C1−C60)アルキルアミノ;(C6−C60)アリールアミノ;(C6−C60)アル(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;ニトロまたはヒドロキシから選択される一以上の置換基によりさらに置換されていてもよく、
m及びnは、互いに独立して、1乃至4の整数であり、
a及びbは、互いに独立して、0乃至4の整数であり、但し、a+bは1〜4の整数である。)
【請求項1】
下記化学式1で表される有機電界発光化合物。
【化1】
(上記化学式1において、
R1及びR2は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、または下記構造から選択される置換基であり、
【化2】
式中R3乃至R15は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR3乃至R15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、
X及びYは、互いに独立して、化学結合であるか、または−(CR21R22)n−、−(NR23)−、−S−、−O−、−Si(R24)(R25)−、−P(R26)−、−C(=O)−、−(BR27)−、−In(R28)−、−Se−、−Ge(R29)(R30)−、−Sn(R31)(R32)−、−Ga(R33)−または−(R34)C=C(R35)−であり、
R21乃至R35は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR21とR22、R24とR25、R29とR30、R31とR32、またはR34とR35は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結され、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、
A環及びB環は、互いに独立して、飽和された5員又は6員のヘテロ環アミノ基、または下記構造から選択される置換基であり、前記飽和された5員又は6員のヘテロ環アミノ基は、NR36、OまたはSから選択される一以上のヘテロ原子をさらに含んでいてもよく、
【化3】
R36は、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、(C3−C60)シクロアルキル、アダマンチル、(C7−C60)ビシクロアルキルまたは(C6−C60)アル(C1−C60)アルキルであり、
R41乃至R48は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR41乃至R48は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより隣接した置換基と連結され、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いてもよく、
Zは、化学結合であるか、または−C(R51R52)m−、−N(R53)−、−S−、−O−、−Si(R54)(R55)−、−P(R56)−、−C(=O)−、−B(R57)−、−In(R58)−、−Se−、−Ge(R59)(R60)−、−Sn(R61)(R62)−、−Ga(R63)−または−(R64)C=C(R65)−であり、
R51乃至R65は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR51とR52、R54とR55、R59とR60、R61とR62、またはR64とR65は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結され、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いてもよく、
R1、R2、R3乃至R15、R21乃至R36、R41乃至R48、及びR51乃至R65のアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクロアルキル、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、アダマンチル、ビシクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアミノ、またはアリールアミノは、ハロゲン;ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(C1−C60)アルキル;(C6−C60)アリール;(C6−C60)アリール置換基を有する若しくは有さない(C3−C60)ヘテロアリール;N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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;(C1−C60)アルキルチオ;シアノ;(C1−C60)アルキルアミノ;(C6−C60)アリールアミノ;(C6−C60)アル(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;ニトロまたはヒドロキシから選択される一以上の置換基によりさらに置換されていてもよく、
m及びnは、互いに独立して、1乃至4の整数であり、
a及びbは、互いに独立して、0乃至4の整数であり、但し、a+bは1〜4の整数である。)
【請求項2】
前記A環及びB環が、互いに独立して、下記構造から選択される、請求項1に記載の有機電界発光化合物。
【化4】
【請求項3】
第1の電極と;第2の電極と;前記第1の電極と第2の電極との間に挿入された少なくとも1層の有機物層とを含む有機電界発光素子であって、前記有機物層が、下記化学式1によって表される有機電界発光化合物と、下記化学式6または7で表される化合物から選択される1以上のホストとを含む、有機電界発光素子。
【化5】
(上記化学式1において、
R1及びR2は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、または下記構造から選択される置換基であり、
【化6】
式中R3乃至R15は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR3乃至R15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、
X及びYは、互いに独立して、化学結合であるか、または−(CR21R22)n−、−(NR23)−、−S−、−O−、−Si(R24)(R25)−、−P(R26)−、−C(=O)−、−(BR27)−、−In(R28)−、−Se−、−Ge(R29)(R30)−、−Sn(R31)(R32)−、−Ga(R33)−または−(R34)C=C(R35)−であり、
R21乃至R35は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR21とR22、R24とR25、R29とR30、R31とR32、またはR34とR35は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結され、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、
A環及びB環は、互いに独立して、飽和された5員又は6員のヘテロ環アミノ基、または下記構造から選択される置換基であり、前記飽和された5員又は6員のヘテロ環アミノ基は、NR36、OまたはSから選択される一以上のヘテロ原子をさらに含んでいてもよく、
【化7】
R36は、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、(C3−C60)シクロアルキル、アダマンチル、(C7−C60)ビシクロアルキルまたは(C6−C60)アル(C1−C60)アルキルであり、
R41乃至R48は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR41乃至R48は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより隣接した置換基と連結され、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いてもよく、
Zは、化学結合であるか、または−C(R51R52)m−、−N(R53)−、−S−、−O−、−Si(R54)(R55)−、−P(R56)−、−C(=O)−、−B(R57)−、−In(R58)−、−Se−、−Ge(R59)(R60)−、−Sn(R61)(R62)−、−Ga(R63)−または−(R64)C=C(R65)−であり、
R51乃至R65は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR51とR52、R54とR55、R59とR60、R61とR62、またはR64とR65は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結され、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いてもよく、
R1、R2、R3乃至R15、R21乃至R36、R41乃至R48、及びR51乃至R65のアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクロアルキル、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、アダマンチル、ビシクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアミノ、またはアリールアミノは、ハロゲン;ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(C1−C60)アルキル;(C6−C60)アリール;(C6−C60)アリール置換基を有する若しくは有さない(C3−C60)ヘテロアリール;N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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;(C1−C60)アルキルチオ;シアノ;(C1−C60)アルキルアミノ;(C6−C60)アリールアミノ;(C6−C60)アル(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;ニトロまたはヒドロキシから選択される一以上の置換基によりさらに置換されていてもよく、
m及びnは、互いに独立して、1乃至4の整数であり、
a及びbは、互いに独立して、0乃至4の整数であり、但し、a+bは1〜4の整数である。)
【化8】
(前記化学式6及び7において、
L11は、(C6−C60)アリーレンまたは(C4−C60)ヘテロアリーレンであり、
L12は、アントラセニレンであり、
Ar1乃至Ar4は、互いに独立して、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)アリールから選択され、前記Ar1乃至Ar4のシクロアルキル、アリール、またはヘテロアリールは、ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(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)アリールシリルおよびトリ(C6−C60)アリールシリルからなる群から選択される一以上が置換基を有する若しくは有さない(C6−C60)アリール若しくは(C4−C60)ヘテロアリール;ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(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なる群から選択される一以上の置換基によりさらに置換されていてもよく、並びに、
c、d、e及びfは、互いに独立して、0〜4の整数である。)
【請求項4】
前記有機物層が、アリールアミン系化合物及びスチリルアリールアミン系化合物からなる群から選択された一以上の化合物を含む、請求項3に記載の有機電界発光素子。
【請求項5】
前記有機物層が、元素周期表における、第1族、第2族、第4周期、第5周期遷移金属、ランタン系列金属、およびd−遷移元素の有機金属からなる群から選択される1以上の金属を含む、請求項3に記載の有機電界発光素子。
【請求項6】
500nm以下の波長の電界発光ピークを有する化合物、または560nm以上の波長の電界発光ピークを有する化合物を含む有機電界発光ディスプレーである、請求項3に記載の有機電界発光素子。
【請求項7】
前記有機物層が、電界発光層及び電荷生成層を含む、請求項3に記載の有機電界発光素子。
【請求項8】
一対の電極の一方又は両方の内側表面に、還元性ドーパントと有機物との混合領域、または酸化性ドーパントと有機物との混合領域が配置される、請求項4に記載の有機電界発光素子。
【請求項9】
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太陽電池。
【化9】
(上記化学式1において、
R1及びR2は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、または下記構造から選択される置換基であり、
【化10】
式中R3乃至R15は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR3乃至R15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、
X及びYは、互いに独立して、化学結合であるか、または−(CR21R22)n−、−(NR23)−、−S−、−O−、−Si(R24)(R25)−、−P(R26)−、−C(=O)−、−(BR27)−、−In(R28)−、−Se−、−Ge(R29)(R30)−、−Sn(R31)(R32)−、−Ga(R33)−または−(R34)C=C(R35)−であり、
R21乃至R35は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR21とR22、R24とR25、R29とR30、R31とR32、またはR34とR35は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結され、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、
A環及びB環は、互いに独立して、飽和された5員又は6員のヘテロ環アミノ基、または下記構造から選択される置換基であり、前記飽和された5員又は6員のヘテロ環アミノ基は、NR36、OまたはSから選択される一以上のヘテロ原子をさらに含んでいてもよく、
【化11】
R36は、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、(C3−C60)シクロアルキル、アダマンチル、(C7−C60)ビシクロアルキルまたは(C6−C60)アル(C1−C60)アルキルであり、
R41乃至R48は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR41乃至R48は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより隣接した置換基と連結され、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いてもよく、
Zは、化学結合であるか、または−C(R51R52)m−、−N(R53)−、−S−、−O−、−Si(R54)(R55)−、−P(R56)−、−C(=O)−、−B(R57)−、−In(R58)−、−Se−、−Ge(R59)(R60)−、−Sn(R61)(R62)−、−Ga(R63)−または−(R64)C=C(R65)−であり、
R51乃至R65は、互いに独立して、水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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、(C1−C60)アルキルチオ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アル(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、ニトロまたはヒドロキシであるか、またはR51とR52、R54とR55、R59とR60、R61とR62、またはR64とR65は、縮合環を有する若しくは有しない(C3−C60)アルキレンまたは(C3−C60)アルケニレンにより連結され、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いてもよく、
R1、R2、R3乃至R15、R21乃至R36、R41乃至R48、及びR51乃至R65のアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクロアルキル、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、アダマンチル、ビシクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアミノ、またはアリールアミノは、ハロゲン;ハロゲン置換基を有する若しくは有さない(C1−C60)アルキル;(C6−C60)アリール;(C6−C60)アリール置換基を有する若しくは有さない(C3−C60)ヘテロアリール;N、O、S及びSiから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員または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;(C1−C60)アルキルチオ;シアノ;(C1−C60)アルキルアミノ;(C6−C60)アリールアミノ;(C6−C60)アル(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;ニトロまたはヒドロキシから選択される一以上の置換基によりさらに置換されていてもよく、
m及びnは、互いに独立して、1乃至4の整数であり、
a及びbは、互いに独立して、0乃至4の整数であり、但し、a+bは1〜4の整数である。)
【図1】
【公開番号】特開2010−59144(P2010−59144A)
【公開日】平成22年3月18日(2010.3.18)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2009−149869(P2009−149869)
【出願日】平成21年6月24日(2009.6.24)
【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22年3月18日(2010.3.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−149869(P2009−149869)
【出願日】平成21年6月24日(2009.6.24)
【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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