説明

新規の有機電界発光化合物およびこれを使用する有機電界発光素子

【課題】新規の有機電界発光化合物の提供。
【解決手段】下記化学式1で表される有機電界発光化合物。


(Arは、C6〜60のアリーレン、N、O及びSから選択される1以上のヘテロ原子を含むC3〜60のヘテロアリーレン、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、C3〜60シクロアルキレン等である。R〜Rは、H、ハロゲン、C1〜60のアルキル、C6〜60のアリール等である。)

【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(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、青色発光の電界発光物質として使用される新規の有機電界発光化合物及びこれをドーパントとして使用している有機電界発光素子(organic electroluminescent device)に関する。
【背景技術】
【0002】
表示素子の中で、電界発光(EL)素子は、自己電界発光型表示素子であって、視野角が広く、コントラストに優れ、応答速度が速いという長所を有する。1987年に、Eastman Kodak社は、電界発光物質として、低分子量の芳香族ジアミンとアルミニウム錯体を使用している有機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、寿命特性などの性能に影響を及ぼす最も重要な要因は電界発光物質である。この電界発光物質に求められるいくつかの要件には、固体状態での高い蛍光量子収率、電子と正孔の高い移動度、真空蒸着時の分解に対する耐性、均一な薄膜を形成する能力、および良好な安定性が挙げられる。
【0004】
有機電界発光物質は、おおまかに、高分子量物質と低分子量物質とに分けられる。低分子量物質は分子構造に応じて、金属錯化合物と金属を含まない純粋有機電界発光物質とに分類されうる。トリス(8−キノラト)アルミニウム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などが知られている。これらの物質を用いて、青色から赤色までの領域の電界発光が得られることができ、フルカラー表示素子の実現が期待されていると報告されている。
【0005】
青色蛍光物質の場合、出光興産のDPVBi(化合物a)以後、多くの物質が商業化されてきた。出光興産の青色物質系、およびKodak社のジナフチルアントラセン(化合物b)、およびテトラ(t−ブチル)ペリレン(化合物c)が知られているが、さらなる研究開発が必要である。今までで、出光興産のジスチリル(distyryl)化合物系が最良の効率を有することが知られている。それは、6 lm/Wの電力効率および30,000時間以上の駆動寿命を示す。しかし、色純度は時間と共に悪化し、フルカラーディスプレイに適用した場合、駆動寿命はわずか数千時間に過ぎない。
【0006】
一般に、青色電界発光は、電界発光波長が長波長側に少しだけ移動すると、発光効率の側面では有利である。しかし、純粋な青色が達成されないので、高品位のディスプレイには適用可能ではない。よって、色純度、効率及び熱安定性を向上させるための研究開発が切実に必要とされている。
【0007】
【化1】

【先行技術文献】
【非特許文献】
【0008】
【非特許文献1】Appl.Phys.Lett.51,913,1987
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明者らは、優れた発光効率および画期的に改善された駆動寿命を有する電界発光素子を実現するための新規の電界発光化合物を発明した。
【0010】
一態様においては、上記の課題を解決するために、本発明は、既存のドーパント物質より優れた発光効率及び駆動寿命、並びに適切な色度座標を有する優れた骨格構造の有機電界発光化合物を提供する。他の態様においては、本発明は、前記有機電界発光化合物を電界発光物質として含む、高効率及び長い駆動寿命の有機電界発光素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0011】
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、良好な発光効率、並びに優れた色純度及び寿命特性を有する。よって、それは非常に優れた駆動寿命を有するOLED素子を製造するために使用されうる。
【0012】
【化2】

【0013】
(化学式1において、
Arは、(C6−C60)アリーレン、(C3−C60)ヘテロアリーレン、N、Oおよび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、アダマンチレン、(C7−C60)ビシクロアルキレン、(C2−C60)アルケニレン、(C2−C60)アルキニレン、(C1−C60)アルキレンチオ、(C1−C60)アルキレンオキシ、(C6−C60)アリーレンオキシ、(C6−C60)アリーレンチオ、または
【化3】

であり;
A及びBは、互いに独立して、化学結合、−(CR11)(R12−、−N(R13)−、−S−、−O−、−Si(R14)(R15)−、−P(R16)−、−C(=O)−、−B(R17)−、−In(R18)−、−Se−、−Ge(R19)(R20)−、−Sn(R21)(R22)−、−Ga(R23)−または−(R24)C=C(R25)−であり、但し、A及びBが同時に化学結合である場合を除く;
乃至Rは、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、N、OおよびSから選択される1以上のヘテロ原子を含む(C3−C60)ヘテロアリール、モルホリノ、チオモルホリノ、N、Oおよび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、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、(C1−C60)アルキルオキシ、(C1−C60)アルキルチオ、(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、(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、RとR、RとR、及びRとR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芳香族環を形成することができ;
11乃至R25は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、N、OおよびSから選択される1以上のヘテロ原子を含む(C3−C60)ヘテロアリール、モルホリノ、チオモルホリノ、N、Oおよび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、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、(C1−C60)アルキルオキシ、(C1−C60)アルキルチオ、(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、(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R11とR12、R14とR15、R19とR20、R21とR22、及びR24とR25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芳香族環を形成することができ;
前記Ar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、アダマンチレン、ビシクロアルキレン、アルケニレン、アルキレンチオ、アルキレンオキシ、アリーレンオキシまたはアリーレンチオ、並びに前記R乃至R、およびR11乃至R25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、アルアルキル、アルキルオキシ、アルキルチオ、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、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルもしくはアリールカルボニルには、重水素、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N、OおよびSから選択される1以上のヘテロ原子を含む(C3−C60)ヘテロアリール、モルホリノ、チオモルホリノ、N、Oおよび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、シアノ、カルバゾリル、(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、(C1−C60)アルキル(C6−C60)アリール、(C1−C60)アルキルオキシ、(C1−C60)アルキルチオ、(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、(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以上の置換基がさらに置換可能であり;
mは、1〜3の整数である)。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】図1はOLED素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
開示された例示的な実施形態の上記および他の態様、特徴および利点は伴われる図面と共に、次の詳細な記載からより明らかになるであろう。
ここで、代表的な実施形態が、以降、代表的な実施形態が示されている添付の図面を参照して、より充分に説明されるであろう。しかし、この開示は、多くの異なる形態に具体化されることができるが、そこで説明される代表的な実施形態に限定されるように解釈されるべきではない。むしろ、この開示が詳細かつ完全であり、かつ当業者にこの開示の範囲を充分に伝達するであろうように、これらの代表的な実施形態が提供される。本記載においては、提示される実施形態を不必要に曖昧にするのを回避するために、周知の特徴および技術の詳細は省略されうる。
ここで使用される用語は特定の実施形態を記載する目的のためであり、この開示が限定されるのを意図しない。用語「第1」、「第2」などの使用は特定の順序を意味せず、それらは個々の要素を特定するために含まれる。さらに、第1、第2などの用語の使用は、順序または重要性を示さず、むしろその第1、第2などの用語はある要素を他の要素から区別するために使用される。用語「含む」は、この明細書において使用される場合に、示される特徴、領域、整数、工程、操作、元素および/または成分の存在を特定するが、1以上の他の特徴、領域、整数、工程、操作、元素、成分および/またはそれらのグループの存在または追加を除外しない。
他に特定されない限りは、ここで使用される全ての用語(技術的および科学的用語を含む)は当業者に一般に理解されるのと同じ意味を有する。一般に使用される辞書で定義される用語のような用語は、関連する技術および本開示の文脈におけるその意味と一致する意味を有するとして解釈されるべきであり、ここで明確にそのように定義されない限りは理想的なまたは非常にフォーマルな感覚で解釈されないであろうことがさらに理解される。
【0016】
本発明において、「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、直鎖または分岐鎖であり得る。
本発明において、「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を意味し、4〜7員、特に5〜6員の単一環または縮合環が挙げられうる。具体的な例には、フェニル、ナフチル、ビフェニル、アントリル、インデニル、フルオレニル、フェナントリル、トリフェニレニル、ピレニル、ペリレニル、クリセニル、ナフタセニル、フルオランテニルなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【0017】
本発明において、「ヘテロアリール」は、芳香族環骨格原子としてN、O及びSから選択される1〜4個のヘテロ原子を含み、他の残り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員もしくは6員単環式へテロアリール、またはベンゼン環との縮合から得られる多環式へテロアリールであることができ、部分的に飽和されてもよい。へテロアリールには、環内のヘテロ原子が酸化されるか第4級化されて、例えば、N−オキシドまたは第4級塩を形成できる2価アリール基が挙げられる。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、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、イソベンゾフラニル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾイソチアゾリル、ベンゾイソオキサゾリル、ベンゾオキサゾリル、イソインドリル、インドリル、インダゾリル、ベンゾチアジアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリニル、キナゾリニル、キノキサリニル、カルバゾリル、フェナントリジニル、ベンゾジオキソリルなどの多環式へテロアリール、これらのN−オキシド(例えば、ピリジルN−オキシド、キノリルN−オキシドなど)、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。
【0018】
また、本発明において、「(C1−C60)アルキル」部分を含む置換基は、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、または1〜10個の炭素原子を有してもよい。「(C6−C60)アリール」部分を含む置換基は、6〜60個の炭素原子を有してもよく、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」部分を含む置換基は、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、または4〜12個の炭素原子を有してもよい。「(C3−C60)シクロアルキル」部分を含む置換基は、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、または3〜7個の炭素原子を有してもよい。「(C2−C60)アルケニルもしくはアルキニル」部分を含む置換基は、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、または2〜10個の炭素原子を有してもよい。
【0019】
Ar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:
【化4】

【0020】
(式中、R31乃至R42は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、N、OおよびSから選択される1以上のヘテロ原子を含む(C3−C60)ヘテロアリール、モルホリノ、チオモルホリノ、N、Oおよび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、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、(C1−C60)アルキルオキシ、(C1−C60)アルキルチオ、(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、(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、R33とR34、R35とR36、R38とR39、R43とR44及びR45とR46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芳香族環を形成することができ;
前記R31乃至R42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、アルアルキル、アルキルオキシ、アルキルチオ、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、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルまたはアリールカルボニルには、重水素、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N、OおよびSから選択される1以上のヘテロ原子を含む(C3−C60)ヘテロアリール、モルホリノ、チオモルホリノ、N、Oおよび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、シアノ、カルバゾリル、(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、(C1−C60)アルキル(C6−C60)アリール、(C1−C60)アルキルオキシ、(C1−C60)アルキルチオ、(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、(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以上の置換基がさらに置換可能である)。
【0021】
より具体的に、Arは下記構造で例示されうるが、これらに限定されるものではない:
【0022】
【化5】

【化6】

【0023】
(式中、R31、R32、R33、R34、R35、R36、R38、R39、R40、R41、R42、R43、R44及びR47は、互いに独立して、水素、重水素、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、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、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、モルホリノ、チオモルホリノ、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、フルオロまたはヒドロキシルである)。
【0024】
より具体的には、R乃至Rは、互いに独立して、水素、重水素、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、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、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、モルホリノ、チオモルホリノ、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、フルオロおよびヒドロキシルから選択されて;
とRまたはRとR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芳香族環を形成することができる。
【0025】
【化7】

のRとRまたはRとRが縮合環を含むかもしくは含まないアルキレンもしくは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芳香族環は下記構造
【0026】
【化8】

から選択される。
【0027】
具体的に、R乃至Rは、互いに独立して下記構造で例示されうるが、これらに限定されるものではない:
【0028】
【化9】

【化10】

【化11】

【0029】
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できるが、これらに限定されるものではない:
【0030】
【化12】

【化13】

【化14】

【化15】

【化16】

【0031】
【化17】

【化18】

【化19】

【化20】

【化21】

【0032】
【化22】

【化23】

【化24】

【化25】

【化26】

【0033】
【化27】

【化28】

【化29】

【化30】

【化31】

【0034】
【化32】

【化33】

【化34】

【化35】

【化36】

【0035】
【化37】

【化38】

【化39】

【化40】

【化41】

【0036】
【化42】

【化43】

【化44】

【化45】

【化46】

【0037】
【化47】

【化48】

【化49】

【化50】

【化51】

【0038】
【化52】

【化53】

【化54】

【化55】

【化56】

【0039】
【化57】

【化58】

【化59】

【化60】

【化61】

【0040】
【化62】

【化63】

【化64】

【化65】

【化66】

【0041】
【化67】

【化68】

【化69】

【化70】

【化71】

【0042】
【化72】

【化73】

【化74】

【化75】

【化76】

【0043】
【化77】

【化78】

【化79】

【化80】

【化81】

【0044】
【化82】

【化83】

【化84】

【化85】

【化86】

【0045】
【化87】

【化88】

【化89】

【化90】

【化91】

【0046】
【化92】

【化93】

【化94】

【化95】

【化96】

【0047】
【化97】

【化98】

【化99】

【化100】

【化101】

【0048】
【化102】

【化103】

【化104】

【化105】

【化106】

【0049】
【化107】

【化108】

【化109】

【化110】

【化111】

【化112】

【0050】
本発明による有機電界発光化合物は、例えば、下記スキーム1に示されるように製造できるが、これに限定されるものではない:
【化113】

【0051】
本発明は有機太陽電池も提供する。本発明による有機太陽電池は、化学式1で表される有機電界発光化合物を1種以上含む。
【0052】
さらに、本発明は有機電界発光素子を提供する。本発明による有機電界発光素子は、第1の電極;第2の電極;および前記第1の電極と第2の電極との間に設けられる1以上の有機層を含み、当該有機層は化学式1で表される有機電界発光化合物を1種以上含む。
【0053】
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む。電界発光層は、電界発光ドーパントとして、化学式1で表される1種以上の有機電界発光化合物と、1種以上のホストとを含む。本発明の有機電界発光素子に使用されるホストは、特に限定されないが、下記化学式2および3の化合物から選択されうる:
【0054】
【化114】

【0055】
(化学式2及び化学式3において、
Xは(C6−C60)アリーレンまたは(C4−C60)ヘテロアリーレンであり;
Yはアントラセニレンであり;
Ar11乃至Ar14は、互いに独立して、水素、重水素、(C1−C60)アルキル、(C1−C60)アルコキシ、ハロゲン、(C4−C60)ヘテロアリール、(C5−C60)シクロアルキルまたは(C6−C60)アリールであり、前記Ar11乃至Ar14のシクロアルキル、アリールまたはヘテロアリールには、重水素、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以上の置換基を有するもしくは有しない(C6−C60)アリールもしくは(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、重水素、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以上の置換基がさらに置換可能であり;
a、b、c及びdは、互いに独立して、0〜4の整数である)。
【0056】
化学式2または3で表されるホストは、化学式4乃至7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:
【0057】
【化115】

【0058】
(化学式4乃至6において、
101及びR102は、互いに独立して、水素、重水素、(C1−C60)アルキル、ハロゲン、(C6−C60)アリール、(C4−C60)ヘテロアリール、N、Oおよび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り、前記R101及びR102のアリールまたはヘテロアリールには、重水素、(C1−C60)アルキル、ハロ(C1−C60)アルキル、(C1−C60)アルコキシ、(C3−C60)シクロアルキル、(C6−C60)アリール、(C4−C60)ヘテロアリール、ハロゲン、シアノ、トリ(C1−C60)アルキルシリル、ジ(C1−C60)アルキル(C6−C60)アリールシリルおよびトリ(C6−C60)アリールシリルからなる群から選択される1以上の置換基がさらに置換可能であり;
103乃至R106は、互いに独立して、水素、重水素、(C1−C60)アルキル、(C1−C60)アルコキシ、ハロゲン、(C4−C60)ヘテロアリール、(C5−C60)シクロアルキルまたは(C6−C60)アリールであり、前記R103乃至R106のヘテロアリール、シクロアルキルまたはアリールには、重水素、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以上の置換基がさらに置換可能であり;
及びZは、互いに独立して、化学結合であるか、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)アリーレンであり;
Ar21及びAr22は、下記構造
【化116】

から選択されるアリールまたは(C4−C60)ヘテロアリールであり;
前記Ar21及びAr22のアリールまたはヘテロアリールには、(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以上の置換基が置換可能であり;
11は、(C6−C60)アリーレン、(C4−C60)ヘテロアリーレン、または下記式
【化117】

の化合物であり;
前記L11のアリーレンまたはヘテロアリーレンには、(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以上の置換基が置換可能であり;
111、R112、R113及びR114は、互いに独立して、水素、重水素、(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、または単環式もしくは多環式芳香族環を形成することができ;
121、R122、R123及びR124は、互いに独立して、水素、重水素、(C1−C60)アルキル、(C1−C60)アルコキシ、(C6−C60)アリール、(C4−C60)ヘテロアリールもしくはハロゲンであるか、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、または単環式もしくは多環式芳香族環を形成することができる);
【0059】
【化118】

【0060】
(化学式7において、
21及びL22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L21及びL22のアリーレンまたはヘテロアリーレンには、(C1−C60)アルキル、重水素、ハロゲン、シアノ、(C1−C60)アルコキシ、(C3−C60)シクロアルキル、(C6−C60)アリール、(C3−C60)ヘテロアリール、トリ(C1−C30)アルキルシリル、ジ(C1−C30)アルキル(C6−C30)アリールシリルおよびトリ(C6−C30)アリールシリルから選択される1以上の置換基がさらに置換可能であり;
201乃至R219は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C4−C60)ヘテロアリール、N、Oおよび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であるか、またはR201乃至R219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芳香族環を形成することができ;
Ar31は、(C6−C60)アリール、(C4−C60)ヘテロアリール、N、Oおよび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、アダマンチル、(C7−C60)ビシクロアルキルであるか、または下記構造
【化119】

から選択される置換基であり;
式中、R220乃至R232は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C4−C60)ヘテロアリール、N、Oおよび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であり;
E及びFは、互いに独立して、化学結合、−(CR233234−、−N(R235)−、−S−、−O−、−Si(R236)(R237)−、−P(R238)−、−C(=O)−、−B(R239)−、−In(R240)−、−Se−、−Ge(R241)(R242)−、−Sn(R243)(R244)−、−Ga(R245)−、または−(R246)C=C(R247)−であり;
233乃至R247は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C4−C60)ヘテロアリール、N、Oおよび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であるか、またはR233乃至R247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芳香族環を形成することができ;
前記Ar31のアリール、ヘテロアリール、ヘテロシクロアルキル、アダマンチルもしくはビシクロアルキル、または前記R201乃至R232のアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールシリル、アルキルシリル、アルキルアミノもしくはアリールアミノには、重水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C4−C60)ヘテロアリール、N、Oおよび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以上の置換基がさらに置換可能であり;
eは1〜4の整数であり;
nは1〜4の整数である)。
【0061】
電界発光層は電界発光が起こる層を意味する。電界発光層は単層でもよく、二つ以上の層を含んでいてもよい。本発明に従って、ドーパントおよびホストが一緒に使用される場合には、発光効率の著しい改善が達成されうる。ドーピング濃度は0.5〜10重量%でありうる。既存の他のホスト物質と比べると、当該ホストは、優れた電子および正孔伝導性、優れた安定性、良好な発光効率、および顕著に向上された寿命特性を提供する。
【0062】
よって、化学式4乃至7で表される化合物を電界発光ホストとして使用する場合には、それらは化学式1で表される有機電界発光化合物の電気的欠点を補完しうる。
【0063】
化学式4乃至7で表されるホスト化合物は、下記化合物で例示できるが、これに限定されるものではない:
【0064】
【化120】

【化121】

【化122】

【化123】

【0065】
【化124】

【化125】

【化126】

【化127】

【0066】
【化128】

【化129】

【化130】

【化131】

【化132】

【0067】
本発明の電界発光素子は、化学式1で表される有機電界発光化合物を含み、同時に、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。例えば、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、下記化学式8で表される化合物でありうるが、これに限定されるものではない:
【0068】
【化133】

【0069】
(化学式8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および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り、Ar41とAr42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芳香族環を形成することができ;
eが1である場合には、Ar43は(C6−C60)アリール、(C4−C60)ヘテロアリールまたは下記構造
【化134】

を有するアリールであり;
eが2である場合には、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
【化135】

を有するアリーレンであり;
Ar44及びAr45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;
251、R252及びR253は、互いに独立して、水素、重水素、(C1−C60)アルキルまたは(C6−C60)アリールであり;
fは1〜4の整数であり;
gは0または1の整数であり;
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、シクロアルキルもしくはヘテロシクロアルキル、前記Ar43のアリール、ヘテロアリール、アリーレンもしくはヘテロアリーレン、前記Ar44及びAr45のアリーレンもしくはヘテロアリーレン、または前記R251乃至R253のアルキルもしくはアリールには、重水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C4−C60)ヘテロアリール、N、Oおよび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、シアノ、(C1−C60)アルキルアミノ、(C6−C60)アリールアミノ、(C6−C60)アリール(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリールオキシ、(C1−C60)アルキルオキシ、(C6−C60)アリールチオ、(C1−C60)アルキルチオ、(C1−C60)アルコキシカルボニル、(C1−C60)アルキルカルボニル、(C6−C60)アリールカルボニル、カルボキシル、ニトロおよびヒドロキシルからなる群から選択される1以上の置換基がさらに置換可能である)。
【0070】
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:
【0071】
【化136】

【化137】

【0072】
本発明の電界発光素子において、有機層は、化学式1で表される電界発光化合物の他に、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。また、有機層は、電界発光層および電荷生成層を同時に含むことができる。
【0073】
化学式1で表される電界発光化合物を含む本発明の電界発光素子がサブピクセルとして使用され、かつ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が並列にパターニングされているピクセル構造を有する独立電界発光型の電界発光素子が製造されうる。
【0074】
有機層は500〜560nmの波長の電界発光ピークを有する化合物と、560nm以上の波長の電界発光ピークを有する化合物とを同時に含むことができる。500〜560nm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、下記化学式9乃至15で表される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:
【0075】
【化138】

【0076】
(化学式9において、Mは、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る金属であり;
リガンドL101、L102及びL103は、互いに独立して、下記構造
【0077】
【化139】

【化140】

【0078】
から選択され;
式中、R301乃至R303は、互いに独立して、水素、重水素、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;
304乃至R319は、互いに独立して、水素、重水素、(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には、重水素、(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以上の置換基がさらに置換可能であり;
320乃至R323は、互いに独立して、水素、重水素、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;
324及びR325は、互いに独立して、水素、重水素、(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R324とR325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芳香族環を形成することができ、前記R324及びR325のアルキルもしくはアリール、またはそれらが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形成された脂環式環、または単環式もしくは多環式芳香族環には、重水素、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、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以上の置換基がさらに置換可能であり;
326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;
327乃至R329は、互いに独立して、水素、重水素、(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のアルキルもしくはアリールには、ハロゲンまたは(C1−C60)アルキルがさらに置換可能であり;
【0079】
Qは
【化141】

であり、
【0080】
式中、R331乃至R342は、互いに独立して、水素、重水素、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R331乃至R342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)縮合環を形成できるか、またはR307もしくはR308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):
【0081】
【化142】

【0082】
(化学式10において、R401乃至R404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、または単環式もしくは多環式芳香族環を形成することができ;
前記R401乃至R404のアルキルもしくはアリール、またはそれらが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芳香族環には、重水素、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以上の置換基がさらに置換可能である):
【0083】
【化143】

【0084】
(化学式13において、リガンドL201及びL202は、互いに独立して下記構造
【化144】

から選択され;
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のアリールオキシまたはトリアリールシリルには、(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;
Gは、O、SまたはSeであり;
環Cは、オキサゾール、チアゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール、ピリジン、またはキノリンであり;
環Dは、ピリジンまたはキノリンであって、前記環Dには、(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フェニル、またはナフチルがさらに置換可能であり;
501乃至R504は、互いに独立して、水素、重水素、(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)アルケニレンで結合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、R501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C並びにR401乃至R404のアリールには、重水素、(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がさらに置換可能である):
【0085】
【化145】

【0086】
(化学式15において、L301は、重水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C4−C60)ヘテロアリール、N、Oおよび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なる群から選択される1以上の置換基を有するもしくは有しない(C6−C60)アリーレンであり、前記アリーレンに置換されるアルキル、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置換基には、重水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C4−C60)ヘテロアリール、N、Oおよび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以上の置換基がさらに置換可能であり;
601乃至R604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および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)シクロアルキルであるか、またはR601乃至R604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芳香族環を形成することができ;
前記R601乃至R604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には、重水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、(C4−C60)ヘテロアリール、N、Oおよび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以上の置換基がさらに置換可能である)。
【0087】
500〜560nm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:
【0088】
【化146】

【化147】

【化148】

【化149】

【化150】

【0089】
【化151】

【化152】

【化153】

【化154】

【化155】

【0090】
【化156】

【化157】

【化158】

【化159】

【化160】

【0091】
【化161】

【化162】

【化163】

【化164】

【化165】

【化166】

【0092】
本発明の電界発光素子において、電極の対のうちの一方または両方の電極の内側表面に、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層(以下、「表面層」という)が配置されうる。より具体的には、電界発光層の陽極表面に珪素またはアルミニウムのカルコゲナイド(酸化物を含む)層を配置することができ、および電界発光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できる。これにより、駆動の安定性が達成されうる。
【0093】
カルコゲナイドとしては、例えば、SiO(1≦X≦2)、AlO(1≦X≦1.5)、SiON、SiAlONなどが挙げられうる。ハロゲン化金属としては、例えば、LiF、MgF、CaF、フッ化希土類金属などが挙げられうる。金属酸化物としては、例えば、CsO、LiO、MgO、SrO、BaO、CaOなどが挙げられうる。
【0094】
また、本発明の電界発光素子において、電極の対のうちの一方または両方の電極の内側表面に、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ができる。このような方式により、電子輸送化合物がアニオンまで還元されるため、混合領域から電界発光層への電子の輸送がより容易になる。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層への正孔の輸送がより容易になる。酸化性ドーパントの好ましい例としては、各種ルイス酸及びアクセプター(acceptor)化合物が挙げられる。還元性ドーパントの好ましい例としては、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。
【0095】
本発明による有機電界発光化合物は、優れた発光効率並びに優れた寿命特性を有するので、それは非常に良好な駆動寿命を有するOLED素子を製造するために使用されうる。
【実施例】
【0096】
以下、本発明の理解のために、本発明による有機電界発光化合物、その製造方法、及び素子の電界発光特性が説明される。しかし、次の実施例は例示目的だけのためであり、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【0097】
[製造例]
[製造例1]化合物1の製造
【化167】

【0098】
化合物Aの製造
1,4−ジブロモベンゼン(20.0g、56.81mmol)をテトラヒドロフラン(1000mL)に溶かした。温度を−78℃に下げた後、2.5Mブチルリチウム(n−BuLi)(56.81mL、142.02mmol)を徐々に滴下添加した。30分間攪拌後、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)(13.19mL、170.43mmol)を加えた。徐々に加熱した後、2時間攪拌し、NHCl水溶液(800mL)と蒸留水(800mL)を加えて反応を終了させた。有機層を分離して、減圧下で溶媒を除去した。メタノールおよびヘキサンから再結晶させて、化合物A(11.09g、44.31mmol)を得た。
【0099】
化合物Bの製造
化合物A(11.09g、44.31mmol)とNaBH(2.5g、66.47mmol)を反応器に入れた。減圧下で空気を除去した後、それに窒素ガスを満たした。テトラヒドロフラン(600mL)を添加した後、混合物を撹拌しながらメタノール(350mL)を徐々に滴下添加した。反応終了後、生成物を水(1000mL)で洗浄し、酢酸エチルで抽出した。ジクロロメタンとヘキサンを使用するカラムクロマトグラフィーによって、化合物B(8.45g、33.12mmol)を得た。
【0100】
化合物Cの製造
化合物B(5.0g、19.66mmol)を反応器に入れた。減圧下で空気を除去した後、その中を窒素ガスで満たし、トリエチルホスファイト(10.15mL、58.98mmol)のうち5mLを添加し、化合物Bを溶解させた。他の反応器にトリエチルホスファイトの残りの5.15mLを入れた。蓋を開けてヨード(I)(9.98g、39.32mmol)を少しずつ入れながら、混合物を0℃で30分間攪拌した。ヨードとトリエチルホスファイトとの混合物を、化合物Bの入っている反応器に入れた。150℃まで加熱した後、混合物を4時間攪拌した。反応が終了すると、生成物を水(50mL)で洗浄し、酢酸エチル(50mL)で抽出した。メタノールを用いて再結晶させて、化合物C(13.59g、27.48mmol)を得た。
【0101】
化合物Dの製造
窒素雰囲気下で、2,7−ジブロモフルオレン(50g、154.26mmol)、および水酸化カリウム(KOH)(69.2g、1234mmol)をDMSO(700mL)に溶かした。0℃に冷却後、蒸留水(113mL)を徐々に滴下添加し、混合物を1時間攪拌した。次いで、ヨードメタン(CHI)(38.49mL、617.04mmol)を徐々に滴下添加した後、室温までゆっくりと加熱し、混合物を室温で15時間攪拌した。過剰量の水を添加して反応を終了させ、ジクロロメタンを用いて抽出を行った。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥して、ろ過し、減圧下で濃縮した。カラム分離によって化合物D(53.0g、150.50mmol)を得た。
【0102】
化合物Eの製造
化合物D(53.0g、150.50mmol)をテトラヒドロフラン(350mL)に溶かした。温度を−78℃まで下げた後、1.6Mのn−BuLi(63.2mL、158.04mmol)を徐々に滴下添加した。30分間攪拌後、N,N−ジメチルホルムアミド(16.32mL、210.7mmol)を添加した。徐々に加熱しながら2時間攪拌した後、NHCl水溶液(80mL)と蒸留水(80mL)を加えて反応を終了させた。有機層を分離して、減圧下で溶媒を除去した。カラム分離によって化合物E(20.9g、69.40mmol)を得た。
【0103】
化合物Fの製造
化合物E(20.9g、69.40mmol)、ジフェニルアミン(12.5g、104.10mmol)、炭酸セシウム(24.1g、104.10mmol)、およびPd(OAc)(332mg、2.08mmol)をトルエン(800mL)に懸濁した。P(t−Bu)(599mg、4.16mmol)を加えて、120℃で4時間混合物を攪拌した。飽和NHCl水溶液(500mL)を添加した後、酢酸エチル(500mL)で抽出し、乾燥し、ろ過し、減圧下で濃縮して、メタノール/n−ヘキサン(300mL(v/v=1/1))を用いて再結晶させて、化合物F(15.2g、39.00mmol)を得た。
【0104】
化合物1の製造
化合物C(5.1g、9.72mmol)および化合物F(5.8g、21.37mmol)を反応器に入れ、減圧下で乾燥させた。窒素雰囲気下でテトラヒドロフラン(200mL)をそれに添加して、混合物を攪拌した。テトラヒドロフラン(30mL)中に溶解されたカリウムtert−ブトキシド(t−BuOK)(4.14g、37.17mmol)を0℃以下で徐々に滴下添加し混合物を室温までゆっくりと加熱した。4時間攪拌後、反応終了時に水(500mL)を添加した。生成された固体をろ過し、メタノール(1L)で洗浄した。この手順を3回繰り返した。テトラヒドロフランおよびメタノールを用いる再結晶、続いてヘキサンでの洗浄によって、化合物1(5.00g、6.6mmol)を得た。
【0105】
製造例1の方法に従って、電界発光化合物(化合物1〜719)が製造された。表1は製造された電界発光化合物のH NMR及びMS/FABを示す。
【0106】
【表1】

【表2】

【表3】

【0107】
【表4】

【表5】

【表6】

【0108】
【表7】

【表8】

【表9】

【0109】
【表10】

【表11】

【表12】

【表13】

【0110】
[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素子の製造
本発明の有機電界発光化合物を使用してOLED素子を製造した。
まず、OLED用ガラス基体1(三星−コーニング社製造)から得られた透明電極ITO薄膜2(15Ω/□)を、トリクロロエチレン、アセトン、エタノールおよび蒸留水を順に使用して超音波洗浄にかけ、イソプロパノールに入れて保管した後使用した。
次に、真空蒸着装置の基体ホルダにITO基体を取り付けて、真空蒸着装置のセル内に下記構造の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)を入れたあと、チャンバー内側の圧力を10−6torrに至るまで低下させた。次いで、セルに電流を適用することにより2−TNATAを蒸発させた。ITO基体上に60nm厚の正孔注入層3を形成させた。
【0111】
【化168】

【0112】
次いで、真空蒸着装置の他のセル内に、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)を入れた後、電流を適用してNPBを蒸発させた。正孔注入層上に20nm厚の正孔輸送層4を形成させた。
【0113】
【化169】

【0114】
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形成した。真空蒸着装置の一方のセルに、ホストとして、下記構造の化合物H−32を入れて、他のセルにはドーパントとして化合物1を入れた。二つの物質を異なる速度で蒸発させて、ホスト基準に2〜5重量%で、前記正孔輸送層上に30nm厚の電界発光層5を形成させた。
【0115】
【化170】

【0116】
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厚で堆積させた。次いで、電子注入層7として、下記構造の化合物リチウムキノラート(Liq)を1〜2nm厚で堆積させた。次いで、別の真空蒸着装置を使用して、Al陰極8を150nm厚で形成して、OLEDを製造した。
【0117】
【化171】

【0118】
それぞれのOLED電界発光物質は10−6torrでの真空昇華によって精製された。
【0119】
[比較例1]従来の電界発光物質を使用したOLED素子の製造
実施例1におけるように、正孔注入層および正孔輸送層を形成した。真空蒸着装置の一方のセルに、電界発光ホスト物質としてジナフチルアントラセン(DNA)を入れて、また他のセルには、青色発光の電界発光物質として下記構造の化合物Aを入れた。蒸着速度を100:1に設定することにより、正孔輸送層上に30nm厚の電界発光層を形成させた。
【0120】
【化172】

【0121】
次いで、実施例1におけるように、電子輸送層および電子注入層を形成し、別の真空蒸着装置を使用して、150nm厚のAl陰極を形成して、OLEDを製造した。
【0122】
[実施例2]製造されたOLED素子の電界発光特性
本発明による有機電界発光化合物を含む実施例1で製造されたOLED素子、および従来の電界発光化合物を含む比較例1で製造されたOLED素子の発光効率を、1,000cd/mで測定した。結果が表2に示される。
【0123】
【表14】

【0124】
表2に示されるように、本発明の化合物が使用されて青色発光の電界発光素子を製造した場合、発光効率が同等以上に維持されつつ、色純度が、翡翠色と比較して、ライトブルー乃至青色に有意に向上された。
代表的な実施形態が示され説明されたが、それに対して、特許請求の範囲で特定されるような本開示の意図および範囲から逸脱することなく、形態および詳細における様々な変更がなされうることが当業者に理解される。
さらに、その本質的な範囲から逸脱することなく、本開示の教示について、特定の状況または物質に適合させるために、多くの改変がなされうる。よって、本開示は、本開示の実施のために意図されるベストモードとして開示される特定の例示的な実施形態に限定されず、本開示は特許請求の範囲内に該当する全ての実施形態を包含するであろうことが意図される。
【符号の説明】
【0125】
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】

(化学式1において、
Arは、(C6−C60)アリーレン、(C3−C60)ヘテロアリーレン、N、Oおよび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、アダマンチレン、(C7−C60)ビシクロアルキレン、(C2−C60)アルケニレン、(C2−C60)アルキニレン、(C1−C60)アルキレンチオ、(C1−C60)アルキレンオキシ、(C6−C60)アリーレンオキシ、(C6−C60)アリーレンチオ、または
【化2】

であり;
A及びBは、互いに独立して、化学結合、−(CR11)(R12−、−N(R13)−、−S−、−O−、−Si(R14)(R15)−、−P(R16)−、−C(=O)−、−B(R17)−、−In(R18)−、−Se−、−Ge(R19)(R20)−、−Sn(R21)(R22)−、−Ga(R23)−または−(R24)C=C(R25)−であり、但し、A及びBが同時に化学結合である場合を除く;
乃至Rは、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、N、OおよびSから選択される1以上のヘテロ原子を含む(C3−C60)ヘテロアリール、モルホリノ、チオモルホリノ、N、Oおよび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、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、(C1−C60)アルキルオキシ、(C1−C60)アルキルチオ、(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、(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、RとR、RとR、及びRとR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芳香族環を形成することができ;
11乃至R25は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、N、OおよびSから選択される1以上のヘテロ原子を含む(C3−C60)ヘテロアリール、モルホリノ、チオモルホリノ、N、Oおよび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、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、(C1−C60)アルキルオキシ、(C1−C60)アルキルチオ、(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、(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R11とR12、R14とR15、R19とR20、R21とR22、及びR24とR25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芳香族環を形成することができ;
前記Ar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、アダマンチレン、ビシクロアルキレン、アルケニレン、アルキレンチオ、アルキレンオキシ、アリーレンオキシまたはアリーレンチオ、並びに前記R乃至R、およびR11乃至R25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、アルアルキル、アルキルオキシ、アルキルチオ、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、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルもしくはアリールカルボニルには、重水素、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N、OおよびSから選択される1以上のヘテロ原子を含む(C3−C60)ヘテロアリール、モルホリノ、チオモルホリノ、N、Oおよび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、シアノ、カルバゾリル、(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、(C1−C60)アルキル(C6−C60)アリール、(C1−C60)アルキルオキシ、(C1−C60)アルキルチオ、(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、(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以上の置換基がさらに置換可能であり;
mは、1〜3の整数である)。
【請求項2】
Arが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3】

(式中、R31乃至R42は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、N、OおよびSから選択される1以上のヘテロ原子を含む(C3−C60)ヘテロアリール、モルホリノ、チオモルホリノ、N、Oおよび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、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、(C1−C60)アルキルオキシ、(C1−C60)アルキルチオ、(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、(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、R33とR34、R35とR36、R38とR39、R43とR44及びR45とR46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芳香族環を形成することができ;
前記R31乃至R42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、アルアルキル、アルキルオキシ、アルキルチオ、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、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルまたはアリールカルボニルには、重水素、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N、OおよびSから選択される1以上のヘテロ原子を含む(C3−C60)ヘテロアリール、モルホリノ、チオモルホリノ、N、Oおよび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、シアノ、カルバゾリル、(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、(C1−C60)アルキル(C6−C60)アリール、(C1−C60)アルキルオキシ、(C1−C60)アルキルチオ、(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、(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以上の置換基がさらに置換可能である)。
【請求項3】
第1の電極;第2の電極;および前記第1の電極と第2の電極との間に設けられる1以上の有機層を含む有機電界発光素子であって、当該有機層が下記化学式1で表される有機電界発光化合物と、化学式2または3で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4】

(化学式1において、
Arは、(C6−C60)アリーレン、(C3−C60)ヘテロアリーレン、N、Oおよび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、アダマンチレン、(C7−C60)ビシクロアルキレン、(C2−C60)アルケニレン、(C2−C60)アルキニレン、(C1−C60)アルキレンチオ、(C1−C60)アルキレンオキシ、(C6−C60)アリーレンオキシ、(C6−C60)アリーレンチオ、または
【化5】

であり;
A及びBは、互いに独立して、化学結合、−(CR11)(R12−、−N(R13)−、−S−、−O−、−Si(R14)(R15)−、−P(R16)−、−C(=O)−、−B(R17)−、−In(R18)−、−Se−、−Ge(R19)(R20)−、−Sn(R21)(R22)−、−Ga(R23)−または−(R24)C=C(R25)−であり、但し、A及びBが同時に化学結合である場合を除く;
乃至Rは、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、N、OおよびSから選択される1以上のヘテロ原子を含む(C3−C60)ヘテロアリール、モルホリノ、チオモルホリノ、N、Oおよび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、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、(C1−C60)アルキルオキシ、(C1−C60)アルキルチオ、(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、(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、RとR、RとR、及びRとR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芳香族環を形成することができ;
11乃至R25は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、N、OおよびSから選択される1以上のヘテロ原子を含む(C3−C60)ヘテロアリール、モルホリノ、チオモルホリノ、N、Oおよび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、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、(C1−C60)アルキルオキシ、(C1−C60)アルキルチオ、(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、(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R11とR12、R14とR15、R19とR20、R21とR22、及びR24とR25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芳香族環を形成することができ;
前記Ar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、アダマンチレン、ビシクロアルキレン、アルケニレン、アルキレンチオ、アルキレンオキシ、アリーレンオキシまたはアリーレンチオ、並びに前記R乃至R、およびR11乃至R25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、アルアルキル、アルキルオキシ、アルキルチオ、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、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルもしくはアリールカルボニルには、重水素、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N、OおよびSから選択される1以上のヘテロ原子を含む(C3−C60)ヘテロアリール、モルホリノ、チオモルホリノ、N、Oおよび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、シアノ、カルバゾリル、(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、(C1−C60)アルキル(C6−C60)アリール、(C1−C60)アルキルオキシ、(C1−C60)アルキルチオ、(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、(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以上の置換基がさらに置換可能であり;
mは、1〜3の整数である):
【化6】

(化学式2及び化学式3において、
Xは(C6−C60)アリーレンまたは(C4−C60)ヘテロアリーレンであり;
Yはアントラセニレンであり;
Ar11乃至Ar14は、互いに独立して、水素、重水素、(C1−C60)アルキル、(C1−C60)アルコキシ、ハロゲン、N、OおよびSから選択される1以上のヘテロ原子を含む(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Ar11乃至Ar14のシクロアルキル、アリールまたはヘテロアリールには、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、重水素、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以上の置換基を有するもしくは有しない(C6−C60)アリール、N、OおよびSから選択される1以上のヘテロ原子を含む(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、重水素、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以上の置換基がさらに置換可能であり;
a、b、c及びdは、互いに独立して、0〜4の整数である)。
【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、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、請求項3に記載の有機電界発光素子。
【請求項6】
有機層が電界発光層およ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7】
電極の対のうちの一方または両方の電極の内側表面に、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を配置している、請求項3に記載の有機電界発光素子。
【請求項8】
下記化学式1で表される有機電界発光化合物を含む有機太陽電池:
【化7】

(化学式1において、
Arは、(C6−C60)アリーレン、(C3−C60)ヘテロアリーレン、N、Oおよび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、アダマンチレン、(C7−C60)ビシクロアルキレン、(C2−C60)アルケニレン、(C2−C60)アルキニレン、(C1−C60)アルキレンチオ、(C1−C60)アルキレンオキシ、(C6−C60)アリーレンオキシ、(C6−C60)アリーレンチオ、または
【化8】

であり;
A及びBは、互いに独立して、化学結合、−(CR11)(R12−、−N(R13)−、−S−、−O−、−Si(R14)(R15)−、−P(R16)−、−C(=O)−、−B(R17)−、−In(R18)−、−Se−、−Ge(R19)(R20)−、−Sn(R21)(R22)−、−Ga(R23)−または−(R24)C=C(R25)−であり、但し、A及びBが同時に化学結合である場合を除く;
乃至Rは、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、N、OおよびSから選択される1以上のヘテロ原子を含む(C3−C60)ヘテロアリール、モルホリノ、チオモルホリノ、N、Oおよび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、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、(C1−C60)アルキルオキシ、(C1−C60)アルキルチオ、(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、(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、RとR、RとR、及びRとR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芳香族環を形成することができ;
11乃至R25は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、(C1−C60)アルキル、(C6−C60)アリール、N、OおよびSから選択される1以上のヘテロ原子を含む(C3−C60)ヘテロアリール、モルホリノ、チオモルホリノ、N、Oおよび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、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、(C1−C60)アルキルオキシ、(C1−C60)アルキルチオ、(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、(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R11とR12、R14とR15、R19とR20、R21とR22、及びR24とR25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芳香族環を形成することができ;
前記Ar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、アダマンチレン、ビシクロアルキレン、アルケニレン、アルキレンチオ、アルキレンオキシ、アリーレンオキシまたはアリーレンチオ、並びに前記R乃至R、およびR11乃至R25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、アルアルキル、アルキルオキシ、アルキルチオ、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、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルもしくはアリールカルボニルには、重水素、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N、OおよびSから選択される1以上のヘテロ原子を含む(C3−C60)ヘテロアリール、モルホリノ、チオモルホリノ、N、Oおよび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、シアノ、カルバゾリル、(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、(C1−C60)アルキル(C6−C60)アリール、(C1−C60)アルキルオキシ、(C1−C60)アルキルチオ、(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、(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以上の置換基がさらに置換可能であり;
mは、1〜3の整数である)。

【図1】
image rotate


【公開番号】特開2010−65033(P2010−65033A)
【公開日】平成22年3月25日(2010.3.25)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2009−201671(P2009−201671)
【出願日】平成21年9月1日(2009.9.1)
【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)】