説明

新規な電子材料用化合物及びこれを使用する有機電子素子

【課題】改善された発光効率、電力消費及び素子寿命の新規な電子材料用化合物及びこれを含む有機電界発光素子または有機太陽電池を提供する。
【解決手段】本発明は、新規な電子材料用化合物及びこれを含む有機電界発光素子または有機太陽電池に関する。詳細には、本発明による電子材料用化合物は、下記化学式1により表されることを特徴とする。
【化1】


本発明による電子材料用化合物は、有機電界発光素子に適用される場合、発光効率がよくて、材料の寿命特性に優れるので、非常に良好な駆動寿命を有するOLEDを製造することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、新規な電子材料用化合物及びこれを含む有機電界発光素子に関する。詳細には、本発明は、青色電界発光特性と電子輸送特性を有して、三重項のエネルギーが高い新規な電子材料用化合物、及びこれを青色電界発光材料、電子輸送物質、またはりん光ホスト材料として含む有機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【0002】
表示素子の中で、電界発光素子(electroluminescence device: EL device)は、自己発光型表示素子であって、視野角が広くてコントラストに優れるだけではなく、応答速度が速いという長所を有している。1987年にEastman Kodak社は、EL層形成用材料として、低分子量の芳香族ジアミンとアルミニウム錯体を利用している有機EL素子を最初に開発した[Appl.Phys.Lett.51,913,1987]。
【0003】
有機EL素子において、発光効率、寿命などを決定する最も重要な要因は、電界発光材料である。このような電界発光材料に必要とされるいくつかの特性は、その物質が固体状態で蛍光量子収率が大きく、電子と正孔の移動度が高くあるべきで、真空蒸着時に分解され難く、均一で安定な薄膜を形成することである。
【0004】
有機電界発光材料は、概して、高分子材料と低分子材料とに分けられうる。低分子の材料には、分子構造面で、金属錯体と、金属を含まない完全に有機の電界発光材料とが挙げられる。このような電界発光材料には、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム錯体などのキレート錯体、クマリン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ビス(スチリルアリーレン)誘導体、オキサジアゾール誘導体が挙げられる。これらの材料からは、青色から赤色までの可視領域発光が得られうると報告されており、それによりフルカラー表示素子の実現が期待されている。
【0005】
フルカラーOLEDディスプレイの具現のためには、3つのEL材料(赤色、緑色、および青色)が使用され、高効率かつ長寿命を有するこれらEL材料の開発が、有機電界発光全体の特性を向上させるための重要な課題である。EL材料は、機能的に、ホスト材料とドーパント材料とに分けられうる。一般に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ことが知られている。最近、高効率、長寿命の有機EL素子の開発が緊急の課題として注目されており、特に緊急なのが、中〜大型のOLEDパネルで要求されているEL特性を考慮して、既存のEL材料よりも非常に優れたEL特性を有する材料の開発である。
【0006】
一方、既存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)の開発以来、数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、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は、さらなる研究開発がなされるべきである。今までで最も効率がよいと知られている出光興産のディストリル(distryl)化合物系は、6(lm/W)の電力効率および30,000時間を超える有利な素子寿命を有する。しかし、それが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、寿命はわずか数千時間に過ぎない。青色電界発光の場合は、電界発光波長が長波長側に少しだけ移動するならば、発光効率の側面では有利になる。しかし、青色の色純度を満足させないので、高品質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における問題のために、このような材料の研究開発は急を要する。
【0007】
【化1】

【0008】
一方、日本国の三井化学の特許出願(米国特許第7,166,240号)によると、下記の化合物が390乃至430nmの吸収スペクトルを有し、4.6cd/Aの発光効率を示した。しかしながら、当該特許公報の対称的構造では、純青色の具現が不可能であり、このような純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に実際に適用されるには不適切である。
【0009】
【化2】

【0010】
また、既存の電子輸送材料の代表例としては、1987年Kodak社によって発表された多層薄膜OLED以前から使用されていたトリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム(III)(Alq)のようなアルミニウム錯体;および1990年代中盤、日本国で発表[T.Sato et al.、J.Mater.Chem.10(2000)1151]されたビス(10−ヒドロキシベンゾ−[h]キノリナト)ベリリウム(Bebq)のようなベリリウム錯体(Bebq)が挙げられる。しかし、2002年以後OLEDが実際に使用されるにつれて、これらの材料の限界が現れ始めた。以後、その実際の使用にアプローチするために、高性能の電子輸送材料が数多く研究発表されてきた。
【0011】
【化3】

【0012】
一方、現在まで発表されてきた良好な特性の非金属錯体電子輸送材料には、スピロ−PBD[N.Johansson et al.、Adv.Mater.10(1998)1136]、PyPySPyPy[M.Uchida et al.、Chem.Mater.13(2001)2680]及びKodakのTPBI[Y.−T.Tao et al.、Appl.Phys.Lett.77(2000)1575]が挙げられる。しかし、電界発光特性及び寿命の側面で、改善の必要性が数多く残っている。
【0013】
【化4】

【0014】
特に注目すべきことは、従来の電子輸送材料は、発表されていたものに比べ、わずかに改善された駆動電圧だけを有するか、または素子駆動寿命の著しい低下の問題を示す。さらに、それぞれの色についての素子寿命の偏差及び熱的安定性の低下などの悪影響を示す。現在まで、これらの悪影響は、大型OLEDパネルの製造における問題である妥当な電力消費および輝度の増大などの目標を達成する妨げとなっている。
りん光発光材料のホスト材料として、現在まで、4,4’−N,N’−ジカルバゾール−ビフェニル(CBP)が最も広く知られており、BCP及びBAlqなどの正孔ブロッキング層を適用した高効率のOLEDが開発されている。日本国のパイオニアなどは、ビス(2−メチル−8−キノリナト)(p−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)(BAlq)誘導体をホストとして使用することにより開発された高性能のOLEDを報告した。
【0015】
【化5】

【0016】
既存の材料は、発光特性の観点からは有利であるが、それらはガラス転移温度が低くて、熱的安定性が非常に悪いため、その材料は真空下での高温蒸着の間に変化する傾向がある。有機電界発光素子(OLED)において、電力効率=(π/電圧)×電流効率と定義される。よって、電力効率は電圧に反比例し、OLEDの電力消費をより低くするためには、電力効率が高くなければならない。実際、りん光電界発光(EL)材料を使用したOLEDは、蛍光EL材料を使用したOLEDよりも有意に高い電流効率(cd/A)を示す。しかし、りん光EL材料のホスト材料としてBAlqおよびCBPなどの従来の材料が使用される場合には、蛍光材料を使用したOLEDに比べ駆動電圧が高いので、電力効率(lm/w)の観点で有意な利点が得られなかった。
【0017】
さらに、OLEDの寿命の観点において満足いく結果はなく、よって、よりよい安定性およびより高い性能をもたらすホスト材料の開発が依然として必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0018】
【特許文献1】米国特許第7,166,240号明細書
【非特許文献】
【0019】
【非特許文献1】Appl.Phys.Lett.51,913,1987
【非特許文献2】T.Sato et al.、J.Mater.Chem.10(2000)1151
【非特許文献3】N.Johansson et al.、Adv.Mater.10(1998)1136
【非特許文献4】M.Uchida et al.、Chem.Mater.13(2001)2680
【非特許文献5】Y.−T.Tao et al.、Appl.Phys.Lett.77(2000)1575
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0020】
本発明の目的は、上述のような従来の青色電界発光材料、電子輸送材料およびりん光ホスト材料の欠点を克服するように、改善された発光効率、電力消費及び素子寿命の新規な電子材料用化合物を提供することである。
本発明の別の目的は、前記新規な電子材料用化合物を含む高効率かつ長寿命の有機電界発光素子を提供することである。
本発明のまた別の目的は、前記新規な電子材料用化合物を含む有機太陽電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0021】
本発明は、下記化学式1で表される電子材料用化合物及びこれを含む有機電子素子に関する。本発明による電子材料用化合物は、良好な発光効率、並びに材料の優れた色純度及び寿命特性を示すので、非常に良好な駆動寿命を有するOLEDをそれから製造することができる。
本発明による電子材料用化合物は、有機電界発光素子のりん光体(phosphor)のホストまたは電子輸送層として使用される場合、駆動電圧を低下させて、電力消費を著しく低減させる。
【0022】
【化6】

【0023】
化学式1において、
ANはアントラセン環であり;
A及びGは、互いに独立して、化学結合を表すか、またはそれらは、(C6−C60)アリーレン、(C3−C60)ヘテロアリーレン、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レン、(C3−C60)シクロアルキレン、(C2−C60)アルケニレン、(C2−C60)アルキニレン、(C1−C60)アルキレンオキシ、(C6−C60)アリーレンオキシ、および(C6−C60)アリーレンチオから選択され;
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)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロおよびヒドロキシルを表すか;または、R乃至R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式もしくは多環式の芳香族環を形成することができ;R乃至Rのそれぞれは下記化合物(A)〜(C)のいずれかにより表されることができ;
【0024】
【化7】

【0025】
式中、R15乃至R27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ルから選択され;
X及びYは、互いに独立して、CR2829、NR30、S、O、SiR3031、PR32、CO、BR33、InR34、Se、GeR3536、SnR3738、GaR39、およびR40C=CR41から選択され;
28乃至R41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、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)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロもしくはヒドロキシルを表すか、またはR乃至R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式もしくは多環式の芳香族環を形成することができ;nは0〜4の整数であり;
前記A及びGのアリーレン、ヘテロアリーレン、ヘテロシクロアルキレン、シクロアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アルキレンオキシ、アリーレンオキシ、アリーレンチオ;並びに前記R乃至RおよびR15乃至R41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、アルキルアミノおよびアリールアミノ基は、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)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロおよびヒドロキシル;または、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形成された脂環式環または単環式もしくは多環式の芳香族環でさらに置換されうる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】図1は有機発光ダイオード(OLED)の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
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及びAl陰極8を含有する、本発明のOLEDの断面図を示す。
本明細書に記載の用語「アルキル」、「アルコキシ」及び「アルキル」部分を含む他の置換基は、直鎖または分岐鎖の種類の双方を含む。
【0028】
本明細書に記載された用語「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。各環は適切に、4〜7個、好ましくは5〜6個の環原子を含む単環もしくは縮合環系を含む。具体的な例には、フェニル、ナフチル、ビフェニル、アントリル、フェニルナフチル、テトラヒドロナフチル、インデニル、フルオレニル、フェナントリル、トリフェニレニル、ピレニル、ペリレニル、クリセニル、ナフタセニルおよび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。
【0029】
本明細書に記載の用語「ヘテロアリール」は、芳香族環骨格原子としてのN、O及びSから選択される1〜4個のヘテロ原子、および残りの芳香族環骨格原子としての炭素原子を含むアリール基を意味する。ヘテロアリールは、5−もしくは6−員の単環式へテロアリール、または1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よく、部分的に飽和されていてもよい。へテロアリール基は、環内のヘテロ原子が酸化されるかまたは第4級化されて、N−オキシドまたは第4級塩を形成する2価アリール基を含む。具体的な例としては、フリル、チオフェニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、チアゾリル、チアジアゾリル、イソチアゾリル、イソオキサゾリル、オキサゾリル、オキサジアゾリル、トリアジニル、テトラジニル、トリアゾリル、テトラゾリル、フラザニル、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル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;及びその対応する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)、もしくはその第4級塩が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0030】
化学式1の化合物は、下記化学式2乃至19のものにより表される化合物から選択されうる:
【0031】
【化8】

【0032】
【化9】

【0033】
【化10】

【0034】
【化11】

【0035】
【化12】

【0036】
化学式2乃至19において、A、G及びR乃至Rは、化学式1における様に定義される。
【0037】
化学式1乃至19において、A及びGは化学結合を表すか、または、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:
【0038】
【化13】

【化14】

【0039】
式中、R51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ルを表し;
52乃至R56は、互いに独立して、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)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロもしくはヒドロキシルを表すか;または、R52乃至R56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式もしくは多環式の芳香族環を形成することができる。
【0040】
化学式1乃至19において、R乃至Rは、互いに独立して、水素、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、i−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、トリフルオロメチル、ペルフルオロエチル、トリフルオロエチル、ペルフルオロプロピル、ペルフルオロブチル、メトキシ、エトキシ、ブトキシ、ヘキシルオキシ、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、フルオロ、シアノ、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、トリ(t−ブチル)シリル、t−ブチルジメチルシリル、ジメチルフェニルシリル、トリフェニルシリル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。
【0041】
【化15】

【0042】
【化16】

【0043】
【化17】

【0044】
【化18】

【0045】
本発明による電子材料用化合物は、より具体的に下記の化合物で例示されうるが、これらに限定されるものではない。
【0046】
【化19】

【0047】
【化20】

【0048】
【化21】

【0049】
【化22】

【0050】
【化23】

【0051】
【化24】

【0052】
【化25】

【0053】
【化26】

【0054】
【化27】

【0055】
【化28】

【0056】
【化29】

【0057】
【化30】

【0058】
【化31】

【0059】
【化32】

【0060】
【化33】

【0061】
【化34】

【0062】
【化35】

【0063】
【化36】

【0064】
【化37】

【0065】
【化38】

【0066】
【化39】

【0067】
【化40】

【0068】
【化41】

【0069】
【化42】

【0070】
【化43】

【0071】
【化44】

【0072】
【化45】

【0073】
【化46】

【0074】
【化47】

【0075】
【化48】

【0076】
本発明による電子材料用化合物は、下記反応式1よって示されるように、アントラセンハライド系化合物とピロール系化合物とを反応させることにより製造されうる。製造方法は下記の反応式に限定されるものではなく、多様な公知の有機合成方法を使用することができる。出発物質であるアントラセンハライド系化合物への置換基の導入も、多様な有機合成方法により行われうる。
【0077】
【化49】

【0078】
反応式1において、AN、A、G、R乃至R、及びnは、化学式1における様に定義され、X及びXはハロゲンから選択される。
【0079】
また、本発明は、化学式1により表される電子材料用有機化合物を1種以上含む有機太陽電池を提供する。
【0080】
本発明は、第1の電極;第2の電極;及び前記第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により表される電子材料用化合物の1種以上を含む、有機電界発光素子を提供する。
【0081】
本発明による有機電界発光素子は、前記有機層が電界発光層を含み、当該電界発光層が、化学式1により表される電子材料用有機化合物の1種以上を電界発光ドーパントとして、および1種以上のホストを含むことを特徴とする。電界発光層が本発明による電子材料用化合物を青色ドーパントとして含む場合には、正孔および電子伝導性、並びに物質の安定性に優れるので、発光効率だけではなく、素子寿命も著しく改善される。
【0082】
本発明による化学式1により表される電子材料用化合物が青色ドーパントとして使用される場合には、ホストは特に制限されないが、下記化学式20または21により表される化合物から選択されるのが好ましい:
【0083】
【化50】

【0084】
式中、Xは(C6−C60)アリーレンまたは(C4−C60)ヘテロアリーレンを表し;
Yは、アントラセニレンを表し;
Ar10乃至Ar40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)シクロアルキルおよび(C6−C60)アリールから選択され;前記Ar10乃至Ar40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もしくは有しない(C1−C60)アルキル、(C1−C60)アルコキシ、(C3−C60)シクロアルキル、ハロゲン、シアノ、トリ(C1−C60)アルキルシリル、ジ(C1−C60)アルキル(C6−C60)アリールシリルおよびトリ(C6−C60)アリールシリルからなる群から選択される1種以上の置換基を有するもしくは有しない(C6−C60)アリールまたは(C4−C60)ヘテロアリール;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、(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1種以上の置換基によってさらに置換されてよく;
a、b、c及びdは、互いに独立して、0〜4の整数をあらわす。
【0085】
化学式20のホストは、下記化学式22乃至24のいずれかにより表されるアントラセン誘導体およびベンズ[a]アントラセン誘導体で例示されうる:
【0086】
【化51】

【0087】
式中、R301及びR302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)シクロアルキルを表し;前記R301及びR302の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もしくは有しない(C1−C60)アルキル、(C1−C60)アルコキシ、(C3−C60)シクロアルキル、ハロゲン、シアノ、トリ(C1−C60)アルキルシリル、ジ(C1−C60)アルキル(C6−C60)アリールシリルおよびトリ(C6−C60)アリールシリルからなる群から選択される1種以上の置換基を有するもしくは有しない(C6−C60)アリールまたは(C4−C60)ヘテロアリール;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、(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1種以上の置換基によってさらに置換されてよく;
303乃至R306は、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)アリールを表し;前記R303乃至R306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もしくは有しない(C1−C60)アルキル、(C1−C60)アルコキシ、(C3−C60)シクロアルキル、ハロゲン、シアノ、トリ(C1−C60)アルキルシリル、ジ(C1−C60)アルキル(C6−C60)アリールシリルおよびトリ(C6−C60)アリールシリルからなる群から選択される1種以上の置換基によってさらに置換されてよく;
B及びDは、互いに独立して、化学結合を表すか、または(C1−C60)アルキル、(C1−C60)アルコキシ、(C6−C60)アリール、(C4−C60)ヘテロアリールおよびハロゲンから選択される1種以上の置換基を有するもしくは有しない(C6−C60)アリーレンを表し;
Ar50及びAr70は、下記構造
【化52】

から選択されるアリールまたは(C4−C60)ヘテロアリールを表し;前記Ar50及びAr70のアリールまたはヘテロアリールは、(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る1種以上の置換基によって置換されてよく;
Ar60は、(C6−C60)アリーレンまたは(C4−C60)ヘテロアリーレンを表し、好ましくは、フェニレン、ナフチレン、アントリレン、フルオレニレン、フェナントリレン、テトラセニレン、ナフタセニレン、クリセニレン、ペンタセニレン、ピレニレン、ヘテロアリーレンまたは下記構造式
【化53】

により表される化合物から選択され;前記Ar20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)ヘテロアリールまたはハロゲンから選択される1種以上の置換基によって置換されてよく;
311乃至R314は、互いに独立して、水素、(C1−C60)アルキルもしくは(C6−C60)アリールを表すか、またはそれら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式もしくは多環式の芳香族環を形成することができ;
321乃至R324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)ヘテロアリールもしくはハロゲンを表すか、またはそれら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式もしくは多環式の芳香族環を形成することができる。
【0088】
化学式22乃至24のいずれかにより表されるホスト化合物は、下記化合物で例示されうるが、これに限定されるものではない。
【0089】
【化54】

【化55】

【化56】

【0090】
【化57】

【化58】

【化59】

【0091】
【化60】

【化61】

【化62】

【0092】
本発明による有機電界発光素子は、有機層が電子輸送層として使用されることを特徴とする。本発明による化学式1により表される化合物が電子輸送層に使用される場合、駆動電圧が低減され、その結果、優れた発光効率を有しつつ、OLEDの電力消費を著しく低減させる。
【0093】
本発明による有機電界発光素子においては、有機層が電界発光層を含み、当該電界発光層は、化学式1により表される電子材料用有機化合物の1種以上をりん光ホストとして、および1種以上のドーパントを含む。本発明の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、下記化学式25で表される化合物から好ましくは選択される:
【0094】
【化63】

【0095】
式中、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、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:
【0096】
【化64】

【0097】
式中、R61及びR62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−C20)アルキル、(C1−C20)アルキル置換基を有するもしくは有しないフェニル、またはハロゲンを表し;
64乃至R79、R82及びR83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−C20)アルキル、(C1−C20)アルコキシ、(C1−C20)アルキル置換基を有するもしくは有しないフェニル、SF、トリ(C1−C20)アルキルシリルまたはハロゲンを表し;
80、R81、R84及びR85は、互いに独立して、水素、(C1−C20)アルキル、(C1−C20)アルキル置換基を有するもしくは有しないフェニルを表し;
86は、(C1−C20)アルキル、(C1−C20)アルキル置換基を有するもしくは有しないフェニル、またはハロゲンを表し;
87及びR88は、水素、ハロゲンを有するもしくは有しない(C1−C20)アルキル、(C1−C20)アルキル置換を有するもしくは有しないフェニル、またはハロゲンを表し;
Zは
【化65】

を表し、R501乃至R512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−C20)アルキル、アルコキシ、ハロゲン、フェニル、ケトン、シアノ、もしくは(C5−C7)シクロアルキルを表すか、またはR501乃至R512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、またはそれらのそれぞれはR67もしくはR68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。
【0098】
化学式25において、Mは、Ir、Pt、Pd、Rh、Re、Os、Tl、Pb、Bi、In、Sn、Sb、Te、Au及びAgから選択されることができ、化学式25の化合物は、具体的に下記構造式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、これらに限定されるものではない。
【0099】
【化66】

【化67】

【化68】

【0100】
本発明による電子材料用化合物がりん光体の電界発光層に含まれる場合には、既存のりん光ホストを使用する素子と比較して、同等以上の発光効率と共に、駆動電圧の低下による電力消費の著しい低減が獲得されうる。
【0101】
電界発光層は電界発光が起こる層を意味し、これは単層でも、二以上の層が積層されて構成される複数層でもよい。ホスト−ドーパントの混合物を本発明の構成に従って使用する場合、ドーパントのドーピング濃度は0.5〜20重量%でありうる。
【0102】
本発明の有機電界発光素子は、化学式1により表される電子材料用化合物を含み、且つ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、下記化学式26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:
【0103】
【化69】

【0104】
式中、Ar100及びAr200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、もしくは(C3−C60)シクロアルキルを表すか、またはAr100及びAr200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式もしくは多環式の芳香族環を形成することができ;前記Ar100及びAr200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)アルキルオキシ、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アリール(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリールオキシ、(C6−C60)アリールチオ、(C1−C60)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロ及びヒドロキシルから選択される1種以上の置換基によりさらに置換されてよく;
Ar300は、(C6−C60)アリール、(C5−C60)ヘテロアリールまたは(C6−C60)アリールアミノを表し;前記Y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)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロ及びヒドロキシルから選択される1種以上の置換基によってさらに置換されてよく;
gは1〜4の整数である。
【0105】
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できるが、これらに限定されるものではない。
【0106】
【化70】

【化71】

【0107】
本発明の有機電界発光素子において、有機層は、化学式1により表される電子材料用化合物の他に、元素の周期表の第1族、第2族、第4周期および第5周期遷移金属、ランタン系列金属、並びに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。
【0108】
本発明は、化学式1により表される電子材料用化合物を含む有機電界発光素子をサブピクセルとして、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。
【0109】
また、有機層は、480〜560nm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同時に含むことができる。これらの化合物は下記化学式27乃至33のいずれかにより表される化合物により例示できるが、これらに限定されるものではない。
【0110】
【化72】

【0111】
化学式28において、
11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)アルコキシカルボニル、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種以上の置換基を有するもしくは有しない(C6−C60)アリーレンを表し;前記アリーレン上の置換基としてのアルキル、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)アルコキシカルボニル、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種以上の置換基によってさらに置換されてよく;
121乃至R124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、もしくは(C3−C60)シクロアルキルを表すか、または、R121乃至R124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式もしくは多環式の芳香族環を形成することができ;
前記R121乃至R124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)アルコキシカルボニル、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種以上の置換基によって置換されてよい。
【0112】
【化73】

【0113】
化学式29において、
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、リガンドL、L及びLは、互いに独立して、下記構造から選択される:
【0114】
【化74】

【0115】
式中、R101乃至R103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、またはハロゲンを表し;
104乃至R119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を表し;
110及びR116は隣接した置換基と(C2−C12)アルキレンまたは(C2−C12)アルケニレンで連結されて、縮合環または多重縮合(multi−fused)環を形成することができ;前記R104乃至R119のアルキル、シクロアルキル、アルケニルもしくはアリール、またはR110及びR116がアルキレンまたはアルケニレンを介して形成した前記縮合環または前記多重縮合環は、(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種以上の置換基によってさらに置換されてよく;
120乃至R123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)アリールを表し;
124及びR125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)アリールもしくはハロゲンを表すか、またはR124とR125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式もしくは多環式の芳香族環を形成することができ;前記R124及びR125のアルキルもしくはアリール、また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そこから形成された前記脂環式環または前記単環式もしくは多環式の芳香族環は、ハロゲン置換基を有するもしくは有し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1種以上の置換基でさらに置換されてよく;
126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を表し;
127乃至R129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を表し、前記R126乃至R129のアルキルもしくはアリールは、ハロゲンまたは(C1−C60)アルキルでさらに置換されてよく;

【化75】

を表し、
201乃至R212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)シクロアルキルを表すか、またはR201乃至R212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、またはそれらのそれぞれはR107もしくはR108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。
【0116】
【化76】

【0117】
化学式30において、R301乃至R304は、互いに独立して、(C1−C60)アルキルまたは(C6−C60)アリールを表すか、またはそれら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式もしくは多環式の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前記脂環式環または前記単環式もしくは多環式の芳香族環は、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種以上の置換基によってさらに置換されてよい。
【0118】
【化77】

【0119】
化学式33において、リガンドL及びLは、互いに独立して下記構造
【化78】

から選択され、式中、
は2価または3価金属を表し;
が2価金属である場合、dは0であり、Mが3価金属である場合、dは1であり;
Qは、(C6−C60)アリールオキシまたはトリ(C6−C60)アリールシリルを表し、Q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よく;
EはO、SまたはSeを表し;
環J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を表し;
環Kは、ピリジンまたはキノリンを表し、環Kは、(C1−C60)アルキル、によって、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またはナフチルによってさらに置換されてよく;
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)アリールを表すか、またはそれら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、前記ピリジンまたはキノリンは、R401と化学結合をなして縮合環を形成することができ;
前記環J、またはR401乃至R404の前記アリール基は、(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によってさらに置換されてよい。
【0120】
480〜560nm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、下記化合物で例示されうるが、これらに限定されるものではない。
【0121】
【化79】

【0122】
【化80】

【0123】
【化81】

【0124】
【化82】

【0125】
【化83】

【0126】
【化84】

【0127】
【化85】

【0128】
【化86】

【0129】
【化87】

【0130】
【化88】

【0131】
【化89】

【0132】
【化90】

【0133】
【化91】

【0134】
【化92】

【0135】
【化93】

【0136】
【化94】

【0137】
【化95】

【0138】
【化96】

【0139】
【化97】

【0140】
【化98】

【0141】
【化99】

【0142】
【化100】

【0143】
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、金属ハロゲン化物層、及び金属酸化物層から選択される1以上の層(以下、「表面層」とも称する)を配置することが好ましい。特に、EL媒体層(EL medium layer)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、およびEL媒体層の陰極表面に金属ハロゲン化物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。
カルコゲナイドの例には、好ましくは、SiO(1≦X≦2)、AlO(1≦X≦1.5)、SiON、SiAlONなどが挙げられる。金属ハロゲン化物の例としては、好ましくは、LiF、MgF、CaF、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、CsO、LiO、MgO、SrO、BaO、CaOなどが挙げられる。
【0144】
本発明の電界発光素子において、このように製造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(reductive dopant)との混合領域、または正孔輸送化合物と酸化性(oxidative)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媒体への電子の注入及び輸送が容易になる。また、正孔輸送化合物は酸化されてカチオンを形成するため、混合領域からEL媒体への正孔の注入及び輸送が容易になる。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。
【0145】
本発明による新規な電子材料用化合物は、有機電界発光素子の電界発光層に含まれる場合、高い発光効率、および材料の優れた寿命特性を示すので、非常に良好な駆動寿命を有するOLEDをそれから製造することができる。
また、本発明による新規な電子材料用化合物が有機電界発光素子における電子輸送層またはりん光体のホストとして使用される場合には、駆動電圧を低下させ、その結果、同等以上の発光効率を示しつつ、電力消費を著しく減少させる。
【0146】
最良の形態
本発明の電子材料用化合物、その製造およびそれから製造された素子の発光特性に関して代表的な化合物を参照することにより、本発明がさらに説明されるが、これらの実施例は、実施形態の例示のためだけに提供されるのであり、何らかの手段によって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】
【0147】
[製造例1]化合物6の製造
【化101】

【0148】
化合物Aの製造
反応容器内で、2−ブロモナフタレン(819g、3.956mol)をテトラヒドロフラン(5L、0.33M)中に、室温で、10分間撹拌しながら溶解させ、完全に溶解させた。溶液を−78℃に冷却した後、それに、1.6Mブチルリチウム(2.68L、4.285mol)を徐々に滴下添加した。1時間後、それに2−クロロアントラキノン(400g、1.648mol)を加え、得られた混合物を、徐々に温度を室温に上げながら26時間攪拌した。それに飽和塩化アンモニウム溶液を添加し、得られた混合物を1時間撹拌し、次いで減圧下でろ過した。混合物は酢酸エチルで抽出され、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。ろ過後、有機層を減圧下で蒸発させた。得られた固体をジクロロメタン(1L)およびn−ヘキサン(2L)から再結晶させ、ろ過し、乾燥させて、化合物A(551g、67%)を得た。
【0149】
化合物Bの製造
反応容器内で、化合物A(551g、1.104mol)、ヨウ化カリウム(733g、4.417mol)、リン酸ナトリウム一水和物(937g、8.834mol)および酢酸(3.35L、0.33M)を還流下撹拌した。21時間後、反応混合物は室温まで冷却され、減圧下でろ過された。得られた固体に少量の炭酸カリウムと蒸留水を加えて混合物を中和した。2時間攪拌後、混合物はジクロロメタン溶媒で抽出され、その抽出物を硫酸マグネシウムで乾燥させた。有機層を分離した後、化合物はジクロロメタン(1L)およびメタノール(2L)から再結晶された。ろ過により得られた固体を乾燥して、化合物B(318g、62%)を得た。
【0150】
化合物6の製造
窒素雰囲気下で、化合物B(10.0g、21.5mmol)、2,5−ジフェニルピロール(5.66g、25.8mmol)、酢酸パラジウム(0.096g、0.43mmol)、トリ−tert−ブチルホスフィン(0.17g、0.86mmol)、および炭酸セシウム(10.5g、32.25mmol)反応容器に入れた。それにトルエン溶媒(200mL)を加え、混合物が18時間還流下で撹拌された。室温に冷却した後、メタノール(300mL)を反応混合物に注いで固体を形成させた。この混合物を減圧下でろ過した後、このようにして得られた暗褐色固体は、ジクロロメタンおよびヘキサンを用いたカラムクロマトグラフィーで精製され、化合物6(8.49g、61%)を得た。
【0151】
[製造例2]化合物203の製造
【化102】

【0152】
化合物Aの製造
反応容器内で、2−ブロモナフタレン(27.16g、0.131mol)をテトラヒドロフラン(1.2L)中で、室温で10分間攪拌しながら完全に溶解させた。その溶液を−78℃に冷却した後、これに2.5Mブチルリチウム(68.2mL、0.17mol)を徐々に滴下添加した。1時間後、2,6−ジブロモアントラキノン(20g、0.055mol)を添加し、得られた混合物を20時間撹拌しながらゆっくりと室温まで暖めた。その反応混合物に10%HCl溶液(0.3L)を加え、得られた混合物を2時間撹拌し、減圧下でろ過した。分離した有機層を蒸発させ、残留物を酢酸エチル(100mL)およびn−ヘキサン(500mL)から再結晶させた。ろ過後、得られた固体化合物を乾燥して、化合物A(22.44g、66%)を得た。
【0153】
化合物Bの製造
反応容器内で、化合物A(20g、32.14mmol)、ヨウ化カリウム(16.0g、96.42mmol)、リン酸ナトリウム一水和物(20.43g、192.8mmol)、および酢酸(0.1L、0.3M)が還流下18時間撹拌された。室温に冷却後、混合物は減圧下でろ過された。得られた固体に少量の炭酸カリウムと蒸留水を加えて、その混合物を中和した。1時間撹拌後、有機層が分離され、蒸発させられ、暗褐色固体を得て、次いでこの固体はカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル:ヘキサン=1:10)で精製されて、化合物B(9.83g、52%)を得た。
【0154】
化合物203の製造
窒素雰囲気下で、化合物B(10.0g、0.017mol)、2,5−ジフェニルピロール(11.18g、0.051mol)、酢酸パラジウム(0.15g、0.68mmol)、トリ−tert−ブチルホスフィン(0.27g、1.36mmol)、および炭酸セシウム(16.62g、51.0mmol)を反応容器に入れた。これにトルエン溶媒(200mL)を入れて、混合物を還流下18時間撹拌した。室温に冷却した後、これにメタノール(300mL)を注ぎ、固体を形成させた。その反応混合物を減圧下でろ過し、得られた暗褐色固体が、ジクロロメタンおよびヘキサンを用いたカラムクロマトグラフィーで精製され、化合物203(8.23g、56%)を得た。
【0155】
製造例1または2に記載された手順に従って、有機電界発光化合物(化合物1〜453)が製造された。このように製造された有機電界発光化合物のH NMR及びMS/FABデータが表1に示される。
【0156】
【表1】

【0157】
【表2】

【0158】
【表3】

【0159】
【表4】

【0160】
【表5】

【0161】
【表6】

【0162】
[実施例1]本発明の電子材料用有機化合物を使用したOLEDの製造
本発明の電子材料用化合物を使用してOLED素子を製造した。
まず、OLED用ガラス(三星−コーニング社製造)(1)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、蒸留水を順に使用して超音波洗浄を行い、使用するまでイソプロパノール中で保管した。
次に、真空蒸着装置の基体フォルダにITO基体を備え付け、真空蒸着装置のセル内に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)(この構造は下に示される)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。セルに電流を適用して2−TNATAを蒸発させ、それによりITO基体上に60nm厚の正孔注入層(3)を蒸着した。
【0163】
【化103】

【0164】
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)(この構造は下に示される)を入れて、セルに電流を適用してNPBを蒸発させ、それにより正孔注入層上に20nm厚の正孔輸送層(4)を蒸着した。
【0165】
【化104】

【0166】
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して蒸着した。真空蒸着装置の一方のセルに、ホストとしてアントラセン系ホスト化合物(H−29)(この構造は下に示される)を入れて、他方のセルには、ドーパントとして本発明による化合物(化合物2)を入れた。二つの物質を異なる速度で蒸発させ、ホストを基準に3重量%で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(5)を蒸着した。
【0167】
【化105】

【0168】
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)(この構造は下に示される)を20nmの厚さで蒸着し、電子注入層(7)としてリチウムキノラート(Liq)(この構造は下に示される)を1〜2nmの厚さで蒸着した。その後、別の真空蒸着装置を用いてAl陰極(8)を150nmの厚さで蒸着してOLEDを製造した。
【0169】
【化106】

【0170】
OLEDの製造に使用されたそれぞれの材料は、10−6torrでの真空昇華で精製した後に、電界発光材料として使用された。
【0171】
[比較例1]従来の電子材料用化合物を使用したOLEDの製造
実施例1に記載されるのと同様の手順に従って、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、電界発光ホスト材料であるジナフチルアントラセン(DNA)を入れて、一方、さらに他のセルには、ペリレンを入れた。二つの物質を異なる速度で蒸発させて、ホストを基準に3重量%の濃度でドーピングを行って、前記正孔輸送層上に30nm厚の電界発光層を蒸着した。
【0172】
【化107】

【0173】
次いで、実施例1におけるのと同様の手順に従って、電子輸送層と電子注入層を蒸着し、別の真空蒸着装置を使用することにより、Al陰極を150nm厚で蒸着してOLEDを製造した。
【0174】
【表7】

【0175】
表2から認められうるように、3重量%の化合物(197)でドーピングした化合物(H−66)は最も高い発光効率を示した。
【0176】
[実施例2]本発明による電子材料用化合物を使用したOLEDの製造
実施例1に記載されるのと同様の手順に従って、正孔注入層および正孔輸送層を形成した後、その上に電界発光層を次のように蒸着した。装置の一方のセルに、電界発光ホスト材料であるトリス(8−ヒドロキシキノリン)−アルミニウム(III)(Alq)を入れて、一方で、さらに他のセルには、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(5)を蒸着した。ドーピング濃度は、Alqを基準にして2重量%が好ましい。
【0177】
【化108】

【0178】
次いで、本発明による化合物(例えば、化合物2)を電子輸送層(6)として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)(この構造は下に示される)を1〜2nm厚で蒸着した。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。
【0179】
【化109】

【0180】
[比較例2]従来の電子材料用化合物を使用したOLEDの製造
実施例2に記載されるのと同様の手順に従って、正孔注入層(3)、正孔輸送層(4)および電界発光層(5)を形成した後、電子輸送層(6)としてAlq(トリス(8−ヒドロキシキノリン)−アルミニウム(III))(この構造は下に示される)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厚で蒸着した。その後、別の真空蒸着装置を用いて、Al陰極(8)を150nm厚で蒸着してOLEDを製造した。
【0181】
【化110】

【0182】
【表8】

【0183】
本発明によって開発された化合物が、従来の材料に比べて、性能の点で向上された特性を示すことが認められる。
【0184】
[実施例3]本発明による電子材料用化合物を使用したOLEDの製造
実施例1に記載されるのと同様の手順に従って、正孔注入層および正孔輸送層を形成した後、10−6torrで真空昇華により精製された本発明に従った化合物(例えば、化合物2)は、ホスト材料として、真空蒸着装置の一方のセルに入れられ、その一方で、他のセルには、電界発光ドーパント(例えば、化合物(piq)Ir(acac))を入れた。二つの物質を異なる速度で蒸発させて、8重量%でドーピングすることにより、前記正孔輸送層上に30nm厚で電界発光層(5)を蒸着した。
【0185】
【化111】

【0186】
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)を20nm厚で蒸着し、電子注入層(7)としてリチウムキノラート(Liq)を1〜2nm厚で蒸着させた。その後、別の真空蒸着装置を使用して、Al陰極(8)を150nm厚で蒸着してOLEDを製造した。
【0187】
【化112】

【0188】
[比較例3]従来の電子材料用化合物を使用したOLEDの製造
実施例3に記載されるのと同様の手順に従って、正孔注入層および正孔輸送層を形成した後、電界発光層が次のように蒸着された。真空蒸着装置の他のセルに、電界発光ホスト材料である4,4’−N,N’−ジカルバゾール−ビフェニル(CBP)を入れて、一方で、他のセルには、電界発光ドーパント(例えば、化合物(piq)Ir(acac))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(5)を蒸着した。ドーピング濃度は、CBP基準に8重量%が適する。
【0189】
【化113】

【0190】
電界発光層上に、正孔ブロッキング層としてビス(2−メチル−8−キノリナト)(p−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)(BAlq)を蒸着し、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)を20nm厚で蒸着した。次に、電子注入層(7)として、リチウムキノラート(Liq)を1〜2nm厚で蒸着した。別の真空蒸着装置を用いて、Al陰極(8)を150nm厚で蒸着してOLEDを製造した。
【0191】
【化114】

【0192】
【表9】

【0193】
正孔ブロッキング層を使用せずに本発明のホストを使用する場合、その素子は、既存のりん光ホストであるCBPと比較して同等以上の発光効率、および0.8〜1.2Vの駆動電圧低下を示し、結果としてOLEDの電力消費を著しく低減させた。
【符号の説明】
【0194】
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で表される電子材料用化合物:
【化1】

化学式1において、
ANはアントラセン環であり;
A及びGは、互いに独立して、化学結合を表すか、またはそれらは、(C6−C60)アリーレン、(C3−C60)ヘテロアリーレン、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レン、(C3−C60)シクロアルキレン、(C2−C60)アルケニレン、(C2−C60)アルキニレン、(C1−C60)アルキレンオキシ、(C6−C60)アリーレンオキシ、及び(C6−C60)アリーレンチオから選択され;
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)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロおよびヒドロキシルを表すか;または、R乃至R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式もしくは多環式の芳香族環を形成することができ;R乃至Rのそれぞれは下記化合物(A)〜(C)
【化2】

のいずれかによって表されることができ;
式中、R15乃至R27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ルから選択され;
X及びYは、互いに独立して、CR2829、NR30、S、O、SiR3031、PR32、CO、BR33、InR34、Se、GeR3536、SnR3738、GaR39およびR40C=CR41から選択され;
28乃至R41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、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)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロもしくはヒドロキシルを表すか、または、R乃至R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式もしくは多環式の芳香族環を形成することができ;nは0〜4の整数であり;
前記A及びGのアリーレン、ヘテロアリーレン、ヘテロシクロアルキレン、シクロアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アルキレンオキシ、アリーレンオキシ、アリーレンチオ;並びに前記R乃至R、およびR15乃至R41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、アルキルアミノおよびアリールアミノ基は、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)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロおよびヒドロキシル;また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形成された脂環式環または単環式もしくは多環式の芳香族環でさらに置換されてよい。
【請求項2】
下記化学式2乃至19のいずれかによって表される、請求項1に記載の電子材料用化合物:
【化3】

【化4】

【化5】

【化6】

【化7】

(式中、A、G及びR乃至Rは、請求項1におけるように定義される)。
【請求項3】
化学式2乃至19において、A及びGが化学結合を表すか、またはそれらが下記構造から選択される、請求項2に記載の電子材料用化合物:
【化8】

【化9】

(式中、R51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ルを表し;
52乃至R56は、互いに独立して、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)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロもしくはヒドロキシルを表すか;または、R52乃至R56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式もしくは多環式の芳香族環を形成することができる)。
【請求項4】
第1の電極;第2の電極;及び前記第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、前記有機層が電界発光層を含み、当該電界発光層が、下記化学式1により表される電子材料と、下記化学式20乃至21によって表される化合物から選択される1種以上のホストとを含む、有機電界発光素子:
【化10】

(化学式1において、
ANはアントラセン環であり;
A及びGは、互いに独立して、化学結合を表すか、またはそれらは、(C6−C60)アリーレン、(C3−C60)ヘテロアリーレン、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レン、(C3−C60)シクロアルキレン、(C2−C60)アルケニレン、(C2−C60)アルキニレン、(C1−C60)アルキレンオキシ、(C6−C60)アリーレンオキシ、及び(C6−C60)アリーレンチオから選択され;
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)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロおよびヒドロキシルを表すか;または、R乃至R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式もしくは多環式の芳香族環を形成することができ;R乃至Rのそれぞれは下記化合物(A)〜(C)
【化11】

のいずれかによって表されることができ;
式中、R15乃至R27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ルから選択され;
X及びYは、互いに独立して、CR2829、NR30、S、O、SiR3031、PR32、CO、BR33、InR34、Se、GeR3536、SnR3738、GaR39およびR40C=CR41から選択され;
28乃至R41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、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)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロもしくはヒドロキシルを表すか、または、R乃至R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式もしくは多環式の芳香族環を形成することができ;nは0〜4の整数であり;
前記A及びGのアリーレン、ヘテロアリーレン、ヘテロシクロアルキレン、シクロアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アルキレンオキシ、アリーレンオキシ、アリーレンチオ;並びに前記R乃至R、およびR15乃至R41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、アルキルアミノおよびアリールアミノ基は、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)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロおよびヒドロキシル;また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形成された脂環式環または単環式もしくは多環式の芳香族環でさらに置換されてよい):
【化12】

(化学式20乃至21において、
Xは(C6−C60)アリーレンまたは(C4−C60)ヘテロアリーレンを表し;
Yはアントラセニレンを表し;
Ar10乃至Ar40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)シクロアルキルおよび(C6−C60)アリールから選択され;前記Ar10乃至Ar40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もしくは有しない(C1−C60)アルキル、(C1−C60)アルコキシ、(C3−C60)シクロアルキル、ハロゲン、シアノ、トリ(C1−C60)アルキルシリル、ジ(C1−C60)アルキル(C6−C60)アリールシリルおよびトリ(C6−C60)アリールシリルからなる群から選択される1種以上の置換基を有するもしくは有しない(C6−C60)アリールまたは(C4−C60)ヘテロアリール;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、(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1種以上の置換基によってさらに置換されてよく;
a、b、c及びdは、互いに独立して、0〜4の整数を表す)。
【請求項5】
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4に記載の有機電界発光素子。
【請求項6】
有機層が、元素の周期表の第1族、第2族、第4周期および第5周期遷移金属、ランタン系列金属、並びに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4に記載の有機電界発光素子。
【請求項7】
有機層が、電界発光層の他に、電荷発生層を含む、請求項4に記載の有機電界発光素子。
【請求項8】
下記化学式1により表される電子材料用化合物を含む白色電界発光素子:
【化13】

(化学式1において、
ANはアントラセン環であり;
A及びGは、互いに独立して、化学結合を表すか、またはそれらは、(C6−C60)アリーレン、(C3−C60)ヘテロアリーレン、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レン、(C3−C60)シクロアルキレン、(C2−C60)アルケニレン、(C2−C60)アルキニレン、(C1−C60)アルキレンオキシ、(C6−C60)アリーレンオキシ、及び(C6−C60)アリーレンチオから選択され;
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)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロおよびヒドロキシルを表すか;または、R乃至R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式もしくは多環式の芳香族環を形成することができ;R乃至Rのそれぞれは下記化合物(A)〜(C)
【化14】

のいずれかによって表されることができ;
式中、R15乃至R27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ルから選択され;
X及びYは、互いに独立して、CR2829、NR30、S、O、SiR3031、PR32、CO、BR33、InR34、Se、GeR3536、SnR3738、GaR39およびR40C=CR41から選択され;
28乃至R41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、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)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロもしくはヒドロキシルを表すか、または、R乃至R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式もしくは多環式の芳香族環を形成することができ;nは0〜4の整数であり;
前記A及びGのアリーレン、ヘテロアリーレン、ヘテロシクロアルキレン、シクロアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アルキレンオキシ、アリーレンオキシ、アリーレンチオ;並びに前記R乃至R、およびR15乃至R41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、アルキルアミノおよびアリールアミノ基は、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)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロおよびヒドロキシル;また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形成された脂環式環または単環式もしくは多環式の芳香族環でさらに置換されてよい)。
【請求項9】
下記化学式1により表される電子材料用化合物を含む有機太陽電池:
【化15】

(化学式1において、
ANはアントラセン環であり;
A及びGは、互いに独立して、化学結合を表すか、またはそれらは、(C6−C60)アリーレン、(C3−C60)ヘテロアリーレン、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レン、(C3−C60)シクロアルキレン、(C2−C60)アルケニレン、(C2−C60)アルキニレン、(C1−C60)アルキレンオキシ、(C6−C60)アリーレンオキシ、及び(C6−C60)アリーレンチオから選択され;
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)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロおよびヒドロキシルを表すか;または、R乃至R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式もしくは多環式の芳香族環を形成することができ;R乃至Rのそれぞれは下記化合物(A)〜(C)
【化16】

のいずれかによって表されることができ;
式中、R15乃至R27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ルから選択され;
X及びYは、互いに独立して、CR2829、NR30、S、O、SiR3031、PR32、CO、BR33、InR34、Se、GeR3536、SnR3738、GaR39およびR40C=CR41から選択され;
28乃至R41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、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)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロもしくはヒドロキシルを表すか、または、R乃至R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式もしくは多環式の芳香族環を形成することができ;nは0〜4の整数であり;
前記A及びGのアリーレン、ヘテロアリーレン、ヘテロシクロアルキレン、シクロアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アルキレンオキシ、アリーレンオキシ、アリーレンチオ;並びに前記R乃至R、およびR15乃至R41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、アルキルアミノおよびアリールアミノ基は、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)アルコキシカルボニル、カルボキシル、ニトロおよびヒドロキシル;また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形成された脂環式環または単環式もしくは多環式の芳香族環でさらに置換されてよい)。

【図1】
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【公開番号】特開2009−269909(P2009−269909A)
【公開日】平成21年11月19日(2009.11.19)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2009−69809(P2009−69809)
【出願日】平成21年3月23日(2009.3.23)
【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)】