説明

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、並びにこれを使用する有機電界発光素子および有機太陽電池を提供する。
【解決手段】特に、本発明の有機電界発光化合物は下記の化学式1により表されることで特徴づけられる:
【化1】


化学式1において、A、B、CおよびDは、それぞれ独立して、CRまたはNであるが、ただしA、B、CおよびDは同時に全てがCRであることはできない。本発明の有機電界発光化合物は良好な発光効率、並びに物質の優れた色純度および寿命を有するので、非常に良好な駆動寿命を有するOLEDが本発明の有機電界発光化合物から製造されうる。

【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(organic electroluminescent)化合物及びこれを電界発光層に使用する有機電界発光素子に関する。より具体的には、本発明は、緑色または青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これをホストとして使用している有機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【0002】
フルカラーOLEDディスプレイを実現するためには、(赤、緑、および青のための)3種の電界発光材料が使用される。有機電界発光(EL)素子の全体的特性を向上させるために、重要な課題は、高効率かつ長寿命の赤色、緑色および青色電界発光材料を開発することである。EL材料は、その機能の観点から、ホスト材料とドーパント材料とに分類される。EL特性に最も優れた素子構造は、ホストにドーパントをドーピングして製造されたEL層を用いて製造されうるということが一般的に知られている。最近、高効率かつ長寿命の有機EL素子の開発が切実に求められており、特に、中〜大型のOLEDパネルに要求されているEL特性を考慮すると、既存のEL材料より非常に優れたEL特性の材料の開発が強く求められている。この観点から、ホスト材料の開発が、解決されるべき最も重要な課題の一つである。ホスト材料(固体状態で溶媒及びエネルギー伝達子としての役割をする)に望まれる特性は、純度が高くて、真空で蒸着ができるような適切な分子量である。また、ガラス転移温度と熱分解温度は熱安定性を確保するのに充分高くあるべきである。さらに、ホスト材料は、長寿命化のために、高い電気化学的安定性を有するべきである。隣接する層の他の材料に対して高い接着性を有するが、層間移動がない、非晶質薄膜を形成することが容易である。
【0003】
一方、従来の青色材料については、出光興産によるジフェニルビニル−ビフェニル(DPVBi、化合物a)の開発以後、多くの材料が開発されて商業化されてきた。出光興産の青色材料系に加えて、コダック(Kodac)のジナフチルアントラセン(DNA、化合物b)、テトラ(t−ブチル)ペリレン(化合物c)系などが知られている。しかし、これらの材料に関して、多くの研究開発が行われるべきである。今まで最も効率がよいと知られた出光興産のジストリル(distryl)化合物系は出力効率6 lm/W、および30,000時間を超える有利な素子寿命を有する。しかし、フルカラーディスプレイに適用される場合、駆動時間による色純度の低下により、寿命がわずか数千時間に過ぎない。青色電界発光の場合には、電界発光波長が長波長側に少しだけ移動しても、発光効率の観点では有利になる。しかし、青色の不充分な色純度のため、高品位のディスプレイにその材料を適用するのは容易ではない。さらに、色純度、効率および熱安定性の問題のために、そのような材料の研究開発は急を要している。
【0004】
【化1】

【0005】
高効率かつ長寿命のホスト材料を開発するために、多様な骨格に基づく化合物、例えば、ジスピロ−フルオレン−アントラセン(TBSA)、ター−スピロフルオレン(TSF)、ビトリフェニレン(BTP)などが開発されてきた。しかし、これらの化合物は、色純度及び発光効率について満足する水準ではなかった。
【0006】
【化2】

【0007】
キョンサン大学校(韓国)と三星SDIにより報告された化合物TBSA(Kwon,S.K.et al.Advanced Materials,2001,13,1690;特開2002−121547号)は、7.7Vで3cd/Aの発光効率と(0.15,0.11)の比較的良好な色度座標を示したが、それは単層の材料として適用されたのであって、実用には不適切である。国立台湾大により報告された化合物TSF(Wu,C.−C.,et al.、Advanced Materials,2004,16,61;米国特許出願公開第2005040392号)は、比較的優れた5.3%の外部量子効率を示したが、実用には依然として不適切であった。台湾の清華国立大により報告された化合物BTP(Cheng,C.−H,et al.、Advanced Materials,2002,14,1409;米国特許出願公開第2004076852号)は、2.76cd/Aの発光効率と(0.16,0.14)の比較的よい色度座標を示したが、実用には依然として不適切であった。
【0008】
このように、従来の材料は単層で構成されており、ホスト−ドーパント薄層を形成しておらず、かつ色純度及び効率の観点から実際に使用されるのが困難である。その長寿命に関する信頼性ある充分なデータはない。
【0009】
一方、日本の三井化学の特許出願(米国特許第7,166,240号)によると、下記の化合物は390乃至430nmの吸収スペクトルを有して、4.6cd/Aの発光効率を有している。しかしながら、このデータに基づくと、上記の吸収波長範囲の化合物の場合、緑青色の電界発光が予想され、特許公報もその色を青緑色(bluish green color)と明示している。
特に、その特許公報の対称的構造では純粋な青色の実現が不可能であり、このような純粋な青色の発光を提供できない材料は、フルカラーディスプレイへの実際の適用には不適切である。
【0010】
【化3】

【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】特開2002−121547号
【特許文献2】米国特許出願公開第2005/040392号明細書
【特許文献3】米国特許出願公開第2004/076852号明細書
【特許文献4】米国特許第7,166,240号明細書
【非特許文献】
【0012】
【非特許文献1】Kwon,S.K.et al.Advanced Materials,2001,13,1690
【非特許文献2】Wu,C.−C.,et al.、Advanced Materials,2004,16,61
【非特許文献3】Cheng,C.−H,et al.、Advanced Materials,2002,14,1409
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明者らは、上記の従来技術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ための新しい電界発光化合物を発明した。
本発明の目的は、既存のホスト材料の欠点を克服するように、これと比較して、より優れた電界発光特性、より長い素子寿命、およびより適切な色度座標をもたらす骨格を有する有機電界発光化合物を提供することである。
本発明の他の目的は、前記有機電界発光化合物を電界発光材料として使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】
よって、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する。本発明による有機電界発光化合物は、発光効率がよく、材料の色純度及び寿命特性に優れるので、駆動寿命が非常に良好なOLEDがその化合物から製造されうる。
【0015】
【化4】

【0016】
化学式1において、A、B、C及びDは、互いに独立して、CRまたはNであるが、但し、A、B、C及びDが同時に全てCRであることはできず;
乃至R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員もしくは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、ニトロもしくはヒドロキシルであるか、またはRとRもしくはRとRは、互いに独立して、縮合環を含むかもしくは含まない(C3−C60)アルキレンもしくは(C3−C60)アルケニレンで連結されて、脂環式環、または単環もしくは多環式芳香族環を形成することができ;前記アルキレンもしくはアルケニレンにおいては、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員もしくは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、(C1−C60)アルキルチオ、(C6−C60)アリールチオ、(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、ニトロ並びにヒドロキシルから選択される1種以上の置換基がさらに置換可能であり;
Ar及びArは、互いに独立して、(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員もしくは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、ヒドロキシル、
【化5】

または、下記構造式:
【化6】

のいずれかにより表される置換基であり;
Ar及びArは、互いに独立して、(C1−C60)アルキレンオキシ、(C1−C60)アルキレンチオ、(C6−C60)アリーレンオキシ、(C6−C60)アリーレンチオ、(C6−C60)アリーレン、または(C3−C60)ヘテロアリーレンであり;
及びRは、互いに独立して、(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員もしくは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、ニトロまたはヒドロキシルであり;
11乃至R23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員もしくは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、ニトロまたはヒドロキシルであるか;または、R11乃至R23のそれぞれは、隣接した置換基と縮合環を含むかもしくは含まない(C3−C60)アルキレンもしくは(C3−C60)アルケニレンで連結されて、脂環式環、または単環もしくは多環式芳香族環を形成することができ;
D及びEは、互いに独立して、化学結合、−(CR3132−、−N(R33)−、−S−、−O−、−Si(R34)(R35)−、−P(R36)−、−C(=O)−、−B(R37)−、−In(R38)−、−Se−、−Ge(R39)(R40)−、−Sn(R41)(R42)−、−Ga(R43)−もしくは−(R44)C=C(R45)−であり;
31乃至R45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員もしくは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、ニトロもしくはヒドロキシルであるか;または、R31とR32、R34とR35、R39とR40、R41とR42、もしくはR44とR45は、縮合環を含むかもしくは含まない(C3−C60)アルキレンもしくは(C3−C60)アルケニレンで連結されて、脂環式環、または単環もしくは多環式芳香族環を形成することができ;
乃至R、Ar、Ar、R11乃至R23およびR31乃至R45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、アリールアミノ、アルキルチオ、アリールオキシ、アリールチオ;並びに、ArおよびArのアルキレンオキシ、アルキレンチオ、アリーレンオキシ、アリーレンチオ、アリーレンもしくはヘテロアリーレンにおいては、ハロゲン、ハロゲン置換基を有するもしくは有しない(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もしくは有しない(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員もしくは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、ニトロおよびヒドロキシルから選択される1種以上の置換基がさらに置換可能であり;並びに
aは0〜4の整数である。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【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】
【0018】
図面を参照すると、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およびAl陰極8を含む、本発明のOLEDの断面図を示す。
本発明に記載の「アルキル」、「アルコキシ」もしくはその他の「アルキル」部分を含む置換基は、直鎖または分岐鎖の種類のものでありうる。
【0019】
本明細書に記載される用語「アリール」は、一つの水素原子の除去により芳香族炭化水素から誘導された有機基を意味する。それぞれの環は、4〜7個、好ましくは5〜6個の環原子を含む単環または縮合環系を好適に含む。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、テトラヒドロナフチル、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、ナフタセニルおよびフルオランテニルが挙げられるが、これに限定されない。
【0020】
本明細書に記載される用語「ヘテロアリール」は、芳香族環骨格原子としてN、O、S及びSiから選択される1〜4個のヘテロ原子と、残りの芳香族環骨格原子としての炭素とを含むアリール基を意味する。ヘテロアリールは、5員もしくは6員の単環式へテロアリール、または一つ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ることができ、かつ部分的に飽和されていてもよい。へテロアリール基は、そのヘテロ原子が酸化されるかもしくは第4級化されて、N−オキシド、第4級塩などを形成する2価アリール基を含むことができる。具体的な例としては、フリル、チオフェニル、ピロリル、ピラニル、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およびベンゾジオキソリルなどの多環式へテロアリール基;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)、およびこれらの第4級塩などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0021】
化学式1のナフチルは1−ナフチルもしくは2−ナフチルであることができ;アントリルは1−アントリル、2−アントリルもしくは9−アントリルであることができ;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−フルオレニルもしくは9−フルオレニルであることができる。
【0022】
本明細書に記載されている「(C1−C60)アルキル」部分を含む置換基は、1〜60個の炭素原子を含むことができ、1〜20個の炭素原子を含むことができ、または1〜10個の炭素原子を含むことができる。「(C6−C60)アリール」部分を含む置換基は、6〜60個の炭素原子を含むことができ、6〜20個の炭素原子を含むことができ、または6〜12個の炭素原子を含むことができる。「(C3−C60)ヘテロアリール」部分を含む置換基は、3〜60個の炭素原子を含むことができ、4〜20個の炭素原子を含むことができ、4〜12個の炭素原子を含むことができる。「(C3−C60)シクロアルキル」部分を含む置換基は、3〜60個の炭素原子を含むことができ、3〜20個の炭素原子を含むことができ、3〜7個の炭素原子を含むことができる。「(C2−C60)アルケニルまたはアルキニル」部分を含む置換基は、2〜60個の炭素原子を含むことができ、2〜20個の炭素原子を含むことができ、または2〜10個の炭素原子を含むことができる。
【0023】
本発明による有機電界発光化合物は、下記化学式2乃至7のいずれかにより表される化合物から選択されうる:
【0024】
【化7】

【化8】

【0025】
化学式2乃至7において、Ar、Ar及びR乃至Rは、化学式1におけるように定義され;
51乃至R54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員もしくは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、(C1−C60)アルキルチオ、(C6−C60)アリールチオ、(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、ニトロもしくはヒドロキシルであるか、または、R52とR53は、縮合環を含むかもしくは含まない(C3−C60)アルキレンもしくは(C3−C60)アルケニレンで連結されて、脂環式環、または単環もしくは多環式芳香族環を形成することができる;
乃至Rは、互いに独立して、水素、クロロ、フルオロ、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、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、モルホリノ、チオモルホリノ、フェニル、ナフチル、ビフェニル、9,9−ジメチルフルオレニル、9,9−ジ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、スピロビフルオレニル、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、ピリミジニル、ピリダジニル、キノリル、トリアジニル、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、フェナントロリニル、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、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、メチルカルボニル、エチルカルボニル、ベンジルカルボニル、フェニルカルボニル、カルボキシル、ニトロまたはヒドロキシルである;
【0026】
Ar及びAr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、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、および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:
【0027】
【化9】

【0028】
上記式中、R61乃至R76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員もしくは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、ニトロもしくはヒドロキシルであり;前記R61乃至R76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、アリールアミノ、アルキルチオ、アルコキシ、アリールオキシもしくはアリールチオにおいては、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員もしくは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、ニトロまたはヒドロキシルがさらに置換可能であり;
77乃至R80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もしくは有しない(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もしくは有しない(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員もしくは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、ニトロまたはヒドロキシルであり;
及びLは、互いに独立して、化学結合、(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LもしくはLのアリーレンもしくはヘテロアリーレンにおいては、(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、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、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1種以上の置換基がさらに置換可能であり;
F及びGは、互いに独立して、化学結合、−C(R81)(R82)−、−N(R83)−、−S−、−O−、−Si(R84)(R85)−、−P(R86)−、−C(=O)−、−B(R87)−、−In(R88)−、−Se−、−Ge(R89)(R90)−、−Sn(R91)(R92)−、または−Ga(R93)−であり;
81乃至R93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員もしくは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、ニトロもしくはヒドロキシルであるか;または、R81とR82、R84とR85、R89とR90、もしくはR91とR92は、縮合環を含むかもしくは含まない(C3−C60)アルキレンもしくは(C3−C60)アルケニレンで連結されて、脂環式環、または単環もしくは多環式芳香族環を形成することができ;
bは、1〜5の整数であり;並びに
cは、0〜4の整数である。
【0029】
より具体的に、Ar及びAr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:
【0030】
【化10】

【化11】

【化12】

【0031】
本発明による有機電界発光化合物は、限定されないが、より具体的に下記の化合物で例示できる:
【0032】
【化13】

【化14】

【化15】

【化16】

【化17】

【0033】
【化18】

【化19】

【化20】

【化21】

【化22】

【0034】
【化23】

【化24】

【化25】

【化26】

【化27】

【0035】
【化28】

【化29】

【化30】

【化31】

【化32】

【0036】
【化33】

【化34】

【化35】

【化36】

【化37】

【0037】
【化38】

【化39】

【化40】

【化41】

【化42】

【0038】
【化43】

【化44】

【化45】

【化46】

【化47】

【0039】
【化48】

【化49】

【化50】

【化51】

【化52】

【0040】
【化53】

【化54】

【0041】
本発明の有機電界発光化合物は、下記反応式1に例示される手順に従って製造されうる:
【0042】
【化55】

【0043】
前記反応式1において、A、B、C、D、Ar、Ar及びR乃至Rは、化学式1におけるように定義され、Xはハロゲンである。
【0044】
また、本発明は、化学式1により表される1種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。
【0045】
また、本発明は、第1の電極;第2の電極;並びに、前記第1の電極と第2の電極との間に設けられる少なくとも1つの有機層を含んでなる有機電界発光素子であって、前記有機層が化学式1により表される1種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。
【0046】
本発明による有機電界発光素子は、有機層が電界発光層を含み、当該電界発光層が化学式1により表される1種以上の有機電界発光化合物を電界発光ホストとして、および1種以上のドーパントを含むことを特徴とする。本発明の有機電界発光素子に適用されるドーパントは、特に制限されないが、好ましくは、下記化学式8乃至10のいずれかにより表される化合物から選択される。
【0047】
【化56】

【0048】
化学式8において、R101乃至R104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から選択される1以上のヘテロ原子を含む5員もしくは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、(C1−C60)アルキルチオ、(C6−C60)アリールチオ、(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、ニトロもしくはヒドロキシルであるか;または、R101乃至R104のそれぞれは、隣接した置換基と縮合環を含むかもしくは含まない(C3−C60)アルキレンもしくは(C3−C60)アルケニレンで連結されて、脂環式環、または単環もしくは多環式芳香族環を形成することができ;
前記R101乃至R104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、アルコキシ、アリールオキシ、アリールチオ、アルキルアミノ、アリールアミノ、または前記隣接した置換基と縮合環を含むかもしくは含まない(C3−C60)アルキレンもしくは(C3−C60)アルケニレンで連結されてそこから形成された脂環式環、または単環もしくは多環式芳香族環においては、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から選択される1以上のヘテロ原子を含む5員もしくは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、(C1−C60)アルキルチオ、(C6−C60)アリールチオ、(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、ニトロおよびヒドロキシルから選択される1種以上の置換基がさらに置換可能である。
【0049】
【化57】

【0050】
化学式10において、Ar11及びAr12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から選択される1以上のヘテロ原子を含む5員もしくは6員のヘテロシクロアルキル、(C3−C60)シクロアルキルまたは下記構造:
【化58】

のいずれかを有するアリーレンであるか;または、
Ar11及びAr12は、縮合環を含むかもしくは含まない(C3−C60)アルキレンもしくは(C3−C60)アルケニレンで連結されて、脂環式環、または単環もしくは多環式芳香族環を形成することができ;
Ar13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:
【化59】

のいずれかを有するアリーレンであり;
Ar21及びAr22は、互いに独立して、(C6−C60)アリーレンまたは(C4−C60)ヘテロアリーレンであり;
dは1〜4の整数であり、eは1〜4の整数であり、fは0または1の整数であって;並びに
前記Ar11及びAr12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、シクロアルキルもしくはヘテロシクロアルキル;または前記Ar13、Ar21及びAr22のアリーレンもしくはヘテロアリーレンにおいては、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から選択される1以上のヘテロ原子を含む5員もしくは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、ニトロおよびヒドロキシルからなる群から選択される1種以上の置換基がさらに置換可能である。
【0051】
電界発光層は電界発光が起こる層を意味し、それは単層でも、二つ以上の層が積層されてなる複数の層でもよい。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には、本発明の電界発光ホストによる発光効率の著しい改善を確認することができた。この結果は、0.5〜20重量%のドーピング濃度で達成されうる。本発明に従ったホストは、既存の他のホスト材料に比べ、より高い正孔および電子伝導性、並びに優れた物質安定性を示し、並びに発光効率だけではなく向上した素子寿命をもたらす。
【0052】
したがって、化学式8乃至10のいずれかにより表される化合物を電界発光ドーパントとして使用することは、本発明の化学式1の有機電界発光化合物の電子的欠点を有意に補完するといえる。
【0053】
化学式8乃至10のいずれかにより表されるドーパント化合物は、下記の化合物で例示できるが、これに限定されるものではない。
【0054】
【化60】

【0055】
本発明の有機電界発光素子は、化学式1により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およ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1種以上の化合物をさらに含むことができる。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により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:
【0056】
【化61】

【0057】
化学式11において、Ar31及びAr32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、モルホリノ、チオモルホリノ、N、O及びSから選択される1以上のヘテロ原子を含む5員もしくは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Ar31とAr32は、縮合環を含むかもしくは含まない(C3−C60)アルキレンもしくは(C3−C60)アルケニレンで連結されて、脂環式環、または単環もしくは多環式芳香族環を形成することができ;前記Ar31及びAr32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においては、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から選択される1以上のヘテロ原子を含む5員もしくは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、(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、(C1−C60)アルキルチオ、(C6−C60)アリールチオ、(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、ニトロおよびヒドロキシルから選択される1種以上の置換基がさらに置換可能であり;
Ar33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Ar33のアリール、ヘテロアリールまたはアリールアミノにおいては、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から選択される1以上のヘテロ原子を含む5員もしくは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、(C1−C60)アルキルチオ、(C6−C60)アリールチオ、(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、ニトロおよびヒドロキシルから選択される1種以上の置換基がさらに置換可能であり;並びに
gは1〜4の整数である。
【0058】
アリールアミン系化合物および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できるが、これらに限定されるものではない。
【0059】
【化62】

【0060】
本発明の有機電界発光素子において、有機層は、化学式1により表される有機電界発光化合物の他に、元素の周期表の第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、及びd−遷移元素の有機金属からなる群から選択される1種以上の金属をさらに含むことができる。有機層は電界発光層と共に電荷発生層を含むことができる。
【0061】
本発明は、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含み、並びに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1種以上の金属化合物を含むサブピクセルの一つ以上を同時に並列にパターニングして含む、独立発光方式のピクセル構造を有する有機電界発光素子を実現することができる。
【0062】
さらに、有機電界発光素子は有機ディスプレイであり、当該有機ディスプレイにおいては有機層が、化学式1により表される有機電界発光化合物に加えて、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。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16のいずれかにより表される化合物によって例示されうるが、これらに限定されない。
【0063】
【化63】

【0064】
化学式12において、Mは、元素の周期表の第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族の金属から選択され、並びにリガンドL11、L12及びL13は、互いに独立して、下記構造から選択される:
【0065】
【化64】

【化65】

【0066】
201乃至R203は、互いに独立して、水素、ハロゲン置換基を有するもしくは有しない(C1−C60)アルキル、(C1−C60)アルキル置換基を有するもしくは有しない(C6−C60)アリール、またはハロゲンであり;
204乃至R219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、モノもしくはジ(C1−C30)アルキルアミノ、モノもしくはジ(C6−C30)アリールアミノ、SF、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R204乃至R219のアルキル、シクロアルキル、アルケニルまたはアリールにおいては、(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1種以上の置換基がさらに置換可能であり;
220乃至R223は、互いに独立して、水素、ハロゲン置換基を有するもしくは有しない(C1−C60)アルキル、または(C1−C60)アルキル置換基を有するもしくは有しない(C6−C60)アリールであり;
224及びR225は、互いに独立して、水素、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリールもしくはハロゲンであるか、またはR224とR225は、縮合環を含むかもしくは含まない(C3−C12)アルキレンもしくは(C3−C12)アルケニレンで連結されて、脂環式環、または単環もしくは多環式芳香族環を形成することができ;前記R224及びR225のアルキルもしくはアリール、または前記縮合環を含むかもしくは含まない(C3−C12)アルキレンもしくは(C3−C12)アルケニレンで連結されてそこから形成された脂環式環、または単環もしくは多環式芳香族環においては、ハロゲン置換基を有するもしくは有しない(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る1種以上の置換基がさらに置換可能であり;
226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;
227乃至R229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R226乃至R229のアルキルもしくはアリールにおいては、ハロゲンまたは(C1−C60)アルキルがさらに置換可能であり;
【0067】
Qは
【化66】

であり、R231乃至R242は、互いに独立して、水素、ハロゲン置換基を有するもしくは有しない(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、もしくは(C5−C60)シクロアルキルであるか、またはR231乃至R242のそれぞれは、隣接した置換基とアルキレンもしくはアルケニレンで連結されて、(C5−C7)スピロ環もしくは(C5−C9)縮合環を形成することができるか、またはそのそれぞれはR207もしくはR208とアルキレンもしくはアルケニレンで連結されて、(C5−C7)縮合環を形成することができる。
【0068】
【化67】

【0069】
化学式13において、R301乃至R304は、互いに独立して、(C1−C60)アルキルもしくは(C6−C60)アリールであるか、またはそのそれぞれは隣接した置換基と縮合環を含むかもしくは含まない(C3−C60)アルキレンもしくは(C3−C60)アルケニレンで連結されて、脂環式環、または単環もしくは多環式芳香族環を形成することができ;前記R301乃至R304のアルキルもしくはアリール、または前記縮合環を含むかもしくは含まない(C3−C60)アルキレンもしくは(C3−C60)アルケニレンで連結されてそこから形成された脂環式環、または単環もしくは多環式芳香族環においては、ハロゲン置換基を有するもしくは有しない(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る1種以上の置換基がさらに置換可能である。
【0070】
【化68】

【0071】
化学式16においては、リガンドL24及びL25は、互いに独立して下記構造:
【化69】

から選択され、
【0072】
は2価または3価金属であり;
が2価金属である場合にはhは0であり、Mが3価金属である場合には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においては、(C1−C60)アルキルまたは(C6−C60)アリールがさらに置換可能であり;
Kは、O、SまたはSeであり;
環I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;
環Jは、ピリジンまたはキノリンであって、かつ環Jにおいては、(C1−C60)アルキル、または(C1−C60)アルキル置換基を有するもしくは有しないフェニルもしくはナフチルがさらに置換可能であり;
401乃至R404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)アリールシリルもしくは(C6−C60)アリールであるか、またはそのそれぞれは隣接した置換基と(C3−C60)アルキレンもしくは(C3−C60)アルケニレンで連結されて縮合環を形成することができ;前記ピリジンもしくはキノリンは、R401と化学結合をなして縮合環を形成することができ;
環IまたはR401乃至R404のアリール基においては、(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)アリールシリルまたはアミノ基がさらに置換可能である。
【0073】
560nm以上の波長の電界発光ピークを有する化合物は、下記化合物で例示できるが、これらに限定されるものではない。
【0074】
【化70】

【化71】

【化72】

【化73】

【化74】

【0075】
【化75】

【化76】

【化77】

【化78】

【0076】
本発明の有機電界発光素子において、電極の対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1層以上(以下、「表面層」と称する)を配置することが好ましい。具体的に、EL媒体層の陽極表面に珪素及びアルミニウム金属のカルコゲナイド(酸化物を含む)層を配置し、かつEL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うる。
【0077】
カルコゲナイドの例としては、好ましくは、SiO(1≦X≦2)、AlO(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、MgF、CaF、希土類金属のフッ化物などが挙げられる。金属酸化物の例としては、好ましくは、CsO、LiO、MgO、SrO、BaO、CaOなどが挙げられる。
【0078】
本発明の有機電界発光素子において、このように作成された電極の対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EL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としては、各種ルイス酸及びアクセプター(acceptor)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。
【0079】
本発明による有機電界発光化合物は、高い発光効率、並びに材料の優れた色純度及び寿命特性を有し、駆動寿命が非常に良好なOLEDを製造するために有利に使用されうる。
【0080】
最良の形態
本発明の代表的な化合物に関して、有機電界発光化合物、これを製造する方法、およびそれから製造される素子の発光特性を説明することによって、本発明がさらに説明されるが、これは実施形態の例示のためだけに提供されるのであり、如何なる手段によっ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。
【実施例】
【0081】
製造例
[製造例1]化合物8の製造
【化79】

【0082】
化合物Aの製造
窒素雰囲気下で、50mLの丸底フラスコに3−ブロモピリジン(96μL、1mmol)およびジエチルエーテル(10mL)を入れて、混合物を攪拌した。混合物を−78℃まで冷却した後、それにブチルリチウム(2.5mL、1mmol、ヘキサン中2.5M)をゆっくりと添加した。−78℃で1時間攪拌した後、同じ温度でフタル酸ジメチル(0.17mL、1mmol)をゆっくりと添加した。−78℃で2時間攪拌した後、温度を室温までゆっくりと上げて、これに水(5mL)を添加して加水分解を行った。エーテルでの抽出によりこれから得られた有機層を集めて乾燥させた。溶媒を除去した後、残留物をカラムクロマトグラフィーで精製して、固体生成物として化合物A(0.14g、56%)を得た。
【0083】
化合物Bの製造
窒素雰囲気下で、50mLの丸底フラスコに化合物A(0.11g、0.44mmol)およびTHF(5mL)を入れて、混合物を攪拌した。これにLTMP溶液(10mL)を0℃で添加し、得られた混合物を同じ温度で2時間撹拌した。次いで、温度を室温までゆっくりと上げて、これに水(5mL)を添加して加水分解を行った。混合物は酢酸エチルで抽出され、集められた有機層を乾燥させ、蒸発させて溶媒を除去した。残留物をカラムクロマトグラフィーで精製して、固体生成物として化合物B(41mg、44%)を得た。
【0084】
化合物Cの製造
窒素雰囲気下で、250mLの丸底フラスコに2−ブロモナフタレン(3g、14.5mmol)およびTHF(80mL)を入れて、混合物を攪拌した。混合物を−78℃まで冷却した後、これにn−ブチルリチウム(30mL、12mmol、ヘキサン中2.5M)をゆっくりと添加した。得られた混合物を−78℃で1時間攪拌し、これに同じ温度で化合物B(1g、4.83mmol)をゆっくりと添加した。温度を室温までゆっくりと上げながら、混合物を12時間攪拌した。酢酸エチルで抽出することによりそれから得られ、集められた有機層を乾燥させ、蒸発させて溶媒を除去した。残留物をカラムクロマトグラフィーで精製し、固体生成物として化合物C(1.4g、63%)を得た。
【0085】
化合物8の製造
窒素雰囲気下、100mLの丸底フラスコに化合物C(1g、2.15mmol)、ヨウ化カリウム(1.4g、8.59mmol)、リン酸二水素ナトリウム(1.37g、12.89mmol)および酢酸(40mL)を入れた。混合物を24時間還流下で攪拌し、生じた固体をろ過して、酢酸、水、ヘキサンで順に洗浄した。固体を乾燥して、酢酸エチルから再結晶させて、固体生成物として化合物8(0.53g、57%)を得た。
【0086】
[製造例2]化合物383の製造
【化80】

【0087】
化合物Dの製造
窒素雰囲気下、50mLの丸底フラスコに2−ブロモピリジン(96μL、1mmol)およびジエチルエーテル(10mL)を入れて、混合物を攪拌した。混合物を−78℃に冷却した後、ブチルリチウム(2.5mL、1mmol、ヘキサン中2.5M)をそれにゆっくりと添加した。−78℃で1時間攪拌した後、同じ温度でフタル酸ジメチル(0.17mL、1mmol)をゆっくりと添加した。−78℃で2時間撹拌した後、温度を室温までゆっくりと上げて、これに水(5mL)を添加して加水分解を行った。エーテルで抽出することによりそれから得られ、集められた有機層を乾燥させた。溶媒を除去した後、残留物をカラムクロマトグラフィーで精製し、固体生成物として化合物D(0.14g、56%)を得た。
【0088】
化合物Eの製造
窒素雰囲気下、50mLの丸底フラスコに化合物D(0.11g、0.44mmol)およびTHF(5mL)を入れて、混合物を撹拌した。これにLTMP溶液(10mL)を0℃で添加し、得られた混合物を同じ温度で2時間攪拌した。その後、温度を室温までゆっくりと上げて、これに水(5mL)を添加して、加水分解を行った。混合物を酢酸エチルで抽出し、集められた有機層を乾燥させ、蒸発させて溶媒を除去した。残留物をカラムクロマトグラフィーで精製して固体生成物として化合物E(41mg、44%)を得た。
【0089】
化合物Fの製造
窒素雰囲気下、250mLの丸底フラスコに2−ブロモナフタレン(3g、14.5mmol)およびTHF(80mL)を入れて、混合物を攪拌した。混合物を−78℃まで冷却した後、それにブチルリチウム(30mL、12mmol、ヘキサン中2.5M)をゆっくりと添加した。得られた混合物を−78℃で1時間攪拌し、同じ温度でそれに化合物E(1g、4.83mmol)をゆっくりと添加した。温度を室温までゆっくりと上げながら、混合物を12時間攪拌した。酢酸エチルで抽出することによりそれから得られ、集められた有機層を乾燥させ、蒸発させて溶媒を除去した。残留物をカラムクロマトグラフィーで精製して固体生成物として化合物F(1.4g、63%)を得た。
【0090】
化合物383の製造
窒素雰囲気下、100mLの丸底フラスコに化合物F(1g、2.15mmol)、ヨウ化カリウム(1.4g、8.59mmol)、リン酸二水素ナトリウム(1.37g、12.89mmol)および酢酸(40mL)を入れた。混合物を還流下で24時間攪拌し、生じた固体をろ過して、酢酸、水、ヘキサンで順に洗浄した。固体を乾燥させ、酢酸エチルから再結晶させて、固体生成物として化合物383(0.53g、57%)を得た。
【0091】
[製造例3]化合物758の製造
【化81】

【0092】
化合物Gの製造
窒素雰囲気下、50mLの丸底フラスコに3−ブロモキノリン(96μL、1mmol)およびジエチルエーテル(10mL)を入れて、混合物を攪拌した。混合物を−78℃まで冷却した後、これにブチルリチウム(2.5mL、1mmol、ヘキサン中2.5M)をゆっくりと添加した。−78℃で1時間攪拌した後、同じ温度でフタル酸ジメチル(0.17mL、1mmol)をゆっくりと添加した。−78℃で2時間攪拌した後、温度を室温までゆっくりと上げて、これに水(5mL)を添加して加水分解を行った。エーテルで抽出することによりそれから得られ、集められた有機層乾燥させた。溶媒を除去した後、残留物をカラムクロマトグラフィーで精製し、固体生成物として化合物G(0.14g、56%)を得た。
【0093】
化合物Hの製造
窒素雰囲気下、50mLの丸底フラスコに化合物G(0.11g、0.44mmol)およびTHF(5mL)を入れて、混合物を攪拌した。これにLTMP溶液(10mL)を0℃で添加し、得られた混合物を同じ温度で2時間攪拌した。その後、温度を室温までゆっくりと上げて、これに水(5mL)を添加して加水分解を行った。混合物を酢酸エチルで抽出し、集められた有機層を乾燥させ、蒸発させて溶媒を除去した。残留物をカラムクロマトグラフィーで精製して、固体生成物として化合物H(41mg、44%)を得た。
【0094】
化合物Iの製造
窒素雰囲気下、250mLの丸底フラスコに2−ブロモナフタレン(3g、14.5mmol)およびTHF(80mL)を入れて、混合物を攪拌した。混合物を−78℃まで冷却した後、これにブチルリチウム(30mL、12mmol、ヘキサン中2.5M)をゆっくりと添加した。得られた混合物を−78℃で1時間攪拌し、同じ温度でこれに化合物H(1g、4.83mmol)をゆっくりと添加した。温度を室温までゆっくりと上げながら、混合物を12時間攪拌した。酢酸エチルで抽出することによりそれから得られ、集められた有機層を乾燥させ、蒸発させて溶媒を除去した。残留物をカラムクロマトグラフィーで精製して、固体生成物として化合物I(1.4g、63%)を得た。
【0095】
化合物758の製造
窒素雰囲気下、100mLの丸底フラスコに化合物I(1g、2.15mmol)、ヨウ化カリウム(1.4g、8.59mmol)、リン酸二水素ナトリウム(1.37g、12.89mmol)および酢酸(40mL)を入れた。混合物を還流下で24時間攪拌し、生じた固体をろ過し、酢酸、水、ヘキサンで順に洗浄した。固体を乾燥し、酢酸エチルから再結晶させ、固体生成物として化合物758(0.53g、57%)を得た。
【0096】
製造例1〜3の手順に従って、有機電界発光化合物(化合物1〜1215)を製造した。H NMR及びMS/FABデータが表1に示される。
【0097】
【表1】

【表2】

【表3】

【0098】
【表4】

【表5】

【表6】

【0099】
[実施例1]本発明による有機電界発光化合物を使用したOLEDの製造
本発明の電界発光材料を使用することによりOLED素子を製造した。
まず、OLED用ガラス(1)(三星−コーニング社製造)から調製された透明電極ITO薄膜(15Ω/□)(2)を、トリクロロエチレン、アセトン、エタノールおよび蒸留水を順に使用する超音波洗浄にかけ、イソプロパノール中で保管した後使用した。
次に、真空蒸着装置の基体ホルダーにITO基体を備え付け、真空蒸着装置のセルに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、構造は後に示される)を入れて、次いで、チャンバー内の真空度が10−6torrに至るまで排気した。セルに電流を加え2−TNATAを蒸発させて、それによりITO基体上に60nm厚の正孔注入層(3)の蒸着物を提供した。
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、構造は後に示される)を入れて、セルに電流を加えてNPBを蒸発させて、それにより正孔注入層上に20nm厚の正孔輸送層(4)の蒸着物を提供した。
【0100】
【化82】

【0101】
正孔注入層および正孔輸送層を形成した後、次の手順に従って電界発光層が形成された。真空蒸着装置の一方のセルに、電界発光材料として本発明による化合物(例えば、化合物10)を入れて、また他のセルには、DSA−Ph(この構造は後に示される)を入れた。二つのセルを同時に加熱し、DSA−Phの蒸着速度比率を2〜5重量%として蒸着することにより、前記正孔輸送層上に30nm厚の電界発光層(5)の蒸着物を形成した。
【0102】
【化83】

【0103】
次いで、電子輸送層(6)としてトリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム(III)(Alq)(この構造は後に示される)を20nm厚で蒸着し、次いで、電子注入層(7)としてリチウムキノラート(Liq)を1〜2nm厚に蒸着させた。その後、別の真空蒸着装置を用いて、Al陰極(8)を150nm厚で蒸着させてOLEDを製造した。
【0104】
【化84】

【0105】
各化合物は10−6torrでの真空昇華で精製した後で、OLEDのための電界発光材料として使用された。
【0106】
[比較例1]従来の電界発光材料を使用したOLEDの製造
実施例1に記載されるのと同じ手順に従って、正孔注入層(3)および正孔輸送層(4)を形成した後、前記真空蒸着装置の他のセルに、ジナフチルアントラセン(DNA)を入れて、また他のセルには、(実施例1におけるような)DSA−Phを入れた。次いで、100:3の蒸着速度で正孔輸送層上に30nm厚の電界発光層(5)を蒸着させた。
【0107】
【化85】

【0108】
次いで、実施例1におけるのと同じ手順に従って電子輸送層(6)と電子注入層(7)を蒸着し、その上に別の真空蒸着装置を使用して、Al陰極(8)を150nm厚で蒸着させてOLEDを製造した。
【0109】
[実施例2]本発明による有機電界発光化合物を使用したOLEDの製造
実施例1におけるのと同じ手順に従って、正孔注入層および正孔輸送層を形成した後、本発明による化合物(例えば、化合物10)を電界発光材料として前記真空蒸着装置の一方のセルに入れて、また他のセルには化合物E(その構造は後に示される)を入れた。二つの物質を異なる速度で蒸発させて、ホストを基準にして2〜5重量%でドーピングすることにより、正孔輸送層上に30nm厚で電界発光層を蒸着させた。
【0110】
【化86】

【0111】
実施例1におけるのと同じ手順に従って、電子輸送層と電子注入層を蒸着させた後、別の真空蒸着装置を用いることにより、Al陰極を150nm厚で蒸着させてOLEDを製造した。
【0112】
[比較例2]従来の電界発光材料を使用したOLEDの製造
実施例1に記載されるのと同じ手順に従って、正孔注入層および正孔輸送層を形成した後、前記真空蒸着装置の他のセルに、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、また他のセルにはクマリン545T(C545T、この構造は下に示される)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、正孔輸送層上に30nm厚の電界発光層を蒸着させた。ドーピング濃度は、Alq基準に1〜3重量%が好ましい。
【0113】
【化87】

【0114】
実施例1におけるの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、別の真空蒸着装置を用いて、Al陰極を150nm厚で蒸着してOLEDを製造した。
【0115】
[実施例3]製造されたOLEDの電界発光特性
本発明の有機電界発光化合物を含むOLED(実施例1および2)または従来のEL化合物を含むOLED(比較例1および2)の発光効率を、それぞれ5,000cd/mで測定した。結果は表2に示される。
【0116】
【表7】

【0117】
表2から認められうるように、本発明の有機電界発光化合物を青色電界発光素子に適用し、同じ種類のDSA−Phをドーピングした場合、その素子は比較例1のDNA(従来の電界発光材料)を使用する素子と比較して、ほぼ等しい発光効率を有しつつ、著しく良好な色純度を実現した。
また、本発明の材料を緑色電界発光素子に適用した。表2から認められうるように、化合物1024(本発明の有機電界発光化合物)を使用し、化合物Eを3.0%ドーピングした素子は、従来の材料としてのAlq:C545Tを使用した素子(比較例2)に比べ、2倍を超える発光効率を示した。
以上のように、本発明の有機電界発光化合物は、高効率の青色または緑色電界発光材料として使用できる。しかも、本発明のホスト材料が適用される素子は、色純度の点で著しい改良を示した。色純度及び発光効率の双方における改良は本発明の材料が優れた特性を有することを立証する。
【符号の説明】
【0118】
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により表される有機電界発光化合物:
【化1】

化学式1において、A、B、C及びDは、互いに独立して、CRまたはNであるが、但し、A、B、C及びDが同時に全てCRであることはできず;
乃至R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員もしくは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、ニトロもしくはヒドロキシルであるか、またはRとRもしくはRとRは、互いに独立して、縮合環を含むかもしくは含まない(C3−C60)アルキレンもしくは(C3−C60)アルケニレンで連結されて、脂環式環、または単環もしくは多環式芳香族環を形成することができ;前記アルキレンもしくはアルケニレンにおいては、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員もしくは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、(C1−C60)アルキルチオ、(C6−C60)アリールチオ、(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、ニトロ並びにヒドロキシルから選択される1種以上の置換基がさらに置換可能であり;
Ar及びArは、互いに独立して、(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員もしくは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、ヒドロキシル、
【化2】

または、下記構造式:
【化3】

のいずれかにより表される置換基であり;
Ar及びArは、互いに独立して、(C1−C60)アルキレンオキシ、(C1−C60)アルキレンチオ、(C6−C60)アリーレンオキシ、(C6−C60)アリーレンチオ、(C6−C60)アリーレン、または(C3−C60)ヘテロアリーレンであり;
及びRは、互いに独立して、(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員もしくは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、ニトロまたはヒドロキシルであり;
11乃至R23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員もしくは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、ニトロまたはヒドロキシルであるか;または、R11乃至R23のそれぞれは、隣接した置換基と縮合環を含むかもしくは含まない(C3−C60)アルキレンもしくは(C3−C60)アルケニレンで連結されて、脂環式環、または単環もしくは多環式芳香族環を形成することができ;
D及びEは、互いに独立して、化学結合、−(CR3132−、−N(R33)−、−S−、−O−、−Si(R34)(R35)−、−P(R36)−、−C(=O)−、−B(R37)−、−In(R38)−、−Se−、−Ge(R39)(R40)−、−Sn(R41)(R42)−、−Ga(R43)−もしくは−(R44)C=C(R45)−であり;
31乃至R45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員もしくは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、ニトロもしくはヒドロキシルであるか;または、R31とR32、R34とR35、R39とR40、R41とR42、もしくはR44とR45は、縮合環を含むかもしくは含まない(C3−C60)アルキレンもしくは(C3−C60)アルケニレンで連結されて、脂環式環、または単環もしくは多環式芳香族環を形成することができ;
乃至R、Ar、Ar、R11乃至R23およびR31乃至R45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、アリールアミノ、アルキルチオ、アリールオキシ、アリールチオ;並びに、ArおよびArのアルキレンオキシ、アルキレンチオ、アリーレンオキシ、アリーレンチオ、アリーレンもしくはヘテロアリーレンにおいては、ハロゲン、ハロゲン置換基を有するもしくは有しない(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もしくは有しない(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員もしくは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、ニトロおよびヒドロキシルから選択される1種以上の置換基がさらに置換可能であり;並びに
aは0〜4の整数である。
【請求項2】
下記化学式2乃至7のいずれかにより表される化合物から選択される、請求項1に記載の有機電界発光化合物:
【化4】

【化5】

化学式2乃至7において、Ar、Ar及びR乃至Rは、請求項1におけるように定義され;
51乃至R54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員もしくは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、(C1−C60)アルキルチオ、(C6−C60)アリールチオ、(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、ニトロもしくはヒドロキシルであるか、または、R52とR53は、縮合環を含むかもしくは含まない(C3−C60)アルキレンもしくは(C3−C60)アルケニレンで連結されて、脂環式環、または単環もしくは多環式芳香族環を形成することができる。
【請求項3】
第1の電極;第2の電極;並びに、前記第1の電極と第2の電極との間に設けられる少なくとも1つの有機層を含んでなる有機電界発光素子であって、前記有機層が請求項1または2に記載の有機電界発光化合物の1種以上と、下記化学式8乃至10のいずれかにより表される化合物から選択されるドーパントの1種以上とを含む有機電界発光素子:
【化6】

化学式8において、R101乃至R104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から選択される1以上のヘテロ原子を含む5員もしくは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、(C1−C60)アルキルチオ、(C6−C60)アリールチオ、(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、ニトロもしくはヒドロキシルであるか;または、R101乃至R104のそれぞれは、隣接した置換基と縮合環を含むかもしくは含まない(C3−C60)アルキレンもしくは(C3−C60)アルケニレンで連結されて、脂環式環、または単環もしくは多環式芳香族環を形成することができ;
前記R101乃至R104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、アルコキシ、アリールオキシ、アリールチオ、アルキルアミノ、アリールアミノ、または前記隣接した置換基と縮合環を含むかもしくは含まない(C3−C60)アルキレンもしくは(C3−C60)アルケニレンで連結されてそこから形成された脂環式環、または単環もしくは多環式芳香族環においては、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から選択される1以上のヘテロ原子を含む5員もしくは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、(C1−C60)アルキルチオ、(C6−C60)アリールチオ、(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、ニトロおよびヒドロキシルから選択される1種以上の置換基がさらに置換可能である:
【化7】

化学式10において、Ar11及びAr12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から選択される1以上のヘテロ原子を含む5員もしくは6員のヘテロシクロアルキル、(C3−C60)シクロアルキルまたは下記構造:
【化8】

のいずれかを有するアリーレンであるか;または、
Ar11及びAr12は、縮合環を含むかもしくは含まない(C3−C60)アルキレンもしくは(C3−C60)アルケニレンで連結されて、脂環式環、または単環もしくは多環式芳香族環を形成することができ;
Ar13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:
【化9】

のいずれかを有するアリーレンであり;
Ar21及びAr22は、互いに独立して、(C6−C60)アリーレンまたは(C4−C60)ヘテロアリーレンであり;
dは1〜4の整数であり、eは1〜4の整数であり、fは0または1の整数であって;並びに
前記Ar11及びAr12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、シクロアルキルもしくはヘテロシクロアルキル;または前記Ar13、Ar21及びAr22のアリーレンもしくはヘテロアリーレンにおいては、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から選択される1以上のヘテロ原子を含む5員もしくは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、ニトロおよびヒドロキシルからなる群から選択される1種以上の置換基がさらに置換可能である。
【請求項4】
有機層が、アリールアミン系化合物およ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1種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】
有機層が、元素の周期表の第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、及びd−遷移元素の有機金属からなる群から選択される1種以上の金属を含む、請求項3に記載の有機電界発光素子。
【請求項6】
有機電界発光素子が有機電界発光ディスプレイであり、当該有機電界発光ディスプレイが、請求項1または2に記載の有機電界発光化合物と、560nm以上の波長の電界発光ピークを有する化合物とを含む、請求項3に記載の有機電界発光素子。
【請求項7】
有機層が電解発光層と共に電荷発生層を含む、請求項3に記載の有機電界発光素子。
【請求項8】
還元性ドーパントと有機物質との混合領域、または酸化性ドーパントと有機物質との混合領域が電極の対のうちの一方または両方の電極の内側表面に配置される、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により表される有機電界発光化合物を含む有機太陽電池:
【化10】

化学式1において、A、B、C及びDは、互いに独立して、CRまたはNであるが、但し、A、B、C及びDが同時に全てCRであることはできず;
乃至R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員もしくは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、ニトロもしくはヒドロキシルであるか、またはRとRもしくはRとRは、互いに独立して、縮合環を含むかもしくは含まない(C3−C60)アルキレンもしくは(C3−C60)アルケニレンで連結されて、脂環式環、または単環もしくは多環式芳香族環を形成することができ;前記アルキレンもしくはアルケニレンにおいては、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員もしくは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、(C1−C60)アルキルチオ、(C6−C60)アリールチオ、(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、ニトロ並びにヒドロキシルから選択される1種以上の置換基がさらに置換可能であり;
Ar及びArは、互いに独立して、(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員もしくは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、ヒドロキシル、
【化11】

または、下記構造式:
【化12】

のいずれかにより表される置換基であり;
Ar及びArは、互いに独立して、(C1−C60)アルキレンオキシ、(C1−C60)アルキレンチオ、(C6−C60)アリーレンオキシ、(C6−C60)アリーレンチオ、(C6−C60)アリーレン、または(C3−C60)ヘテロアリーレンであり;
及びRは、互いに独立して、(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員もしくは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、ニトロまたはヒドロキシルであり;
11乃至R23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員もしくは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、ニトロまたはヒドロキシルであるか;または、R11乃至R23のそれぞれは、隣接した置換基と縮合環を含むかもしくは含まない(C3−C60)アルキレンもしくは(C3−C60)アルケニレンで連結されて、脂環式環、または単環もしくは多環式芳香族環を形成することができ;
D及びEは、互いに独立して、化学結合、−(CR3132−、−N(R33)−、−S−、−O−、−Si(R34)(R35)−、−P(R36)−、−C(=O)−、−B(R37)−、−In(R38)−、−Se−、−Ge(R39)(R40)−、−Sn(R41)(R42)−、−Ga(R43)−もしくは−(R44)C=C(R45)−であり;
31乃至R45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員もしくは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、ニトロもしくはヒドロキシルであるか;または、R31とR32、R34とR35、R39とR40、R41とR42、もしくはR44とR45は、縮合環を含むかもしくは含まない(C3−C60)アルキレンもしくは(C3−C60)アルケニレンで連結されて、脂環式環、または単環もしくは多環式芳香族環を形成することができ;
乃至R、Ar、Ar、R11乃至R23およびR31乃至R45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、アリールアミノ、アルキルチオ、アリールオキシ、アリールチオ;並びに、ArおよびArのアルキレンオキシ、アルキレンチオ、アリーレンオキシ、アリーレンチオ、アリーレンもしくはヘテロアリーレンにおいては、ハロゲン、ハロゲン置換基を有するもしくは有しない(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もしくは有しない(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員もしくは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、ニトロおよびヒドロキシルから選択される1種以上の置換基がさらに置換可能であり;並びに
aは0〜4の整数である。

【図1】
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【公開番号】特開2010−6811(P2010−6811A)
【公開日】平成22年1月14日(2010.1.14)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2009−149660(P2009−149660)
【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)】