特許 5809246 ＰＨＯＬＥＤのためのホスト材料およびドーパントとしてのアザボリン化合物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5809246

(24)【登録日】2015年9月18日

(45)【発行日】2015年11月10日

(54)【発明の名称】ＰＨＯＬＥＤのためのホスト材料およびドーパントとしてのアザボリン化合物

(51)【国際特許分類】

   C07F 5/02 20060101AFI20151021BHJP

   C09K 11/06 20060101ALI20151021BHJP

   H01L 51/50 20060101ALI20151021BHJP

【ＦＩ】

   C07F5/02 ACSP

   C09K11/06 660

   C09K11/06 690

   H05B33/14 B

   H05B33/22 B

【請求項の数】18

【全頁数】59

(21)【出願番号】特願2013-510340(P2013-510340)

(86)(22)【出願日】2011年5月13日

(65)【公表番号】特表2013-526548(P2013-526548A)

(43)【公表日】2013年6月24日

(86)【国際出願番号】US2011036445

(87)【国際公開番号】WO2011143563

(87)【国際公開日】20111117

【審査請求日】2013年11月13日

(31)【優先権主張番号】13/092,722

(32)【優先日】2011年4月22日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】12/780,599

(32)【優先日】2010年5月14日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】503055897

【氏名又は名称】ユニバーサル ディスプレイ コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】グレッグ・コッタス

(72)【発明者】

【氏名】レイモンド・シー・クウォン

【審査官】 天野 皓己

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−０９３６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２３４１９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０７Ｆ ５／０２

Ｃ０９Ｋ １１／０６

Ｈ０１Ｌ ５１／５０

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下記式：

【化1】

（式中、Ｒ’_３は１、２、または３置換を表し；
Ｒ’_４は、１、２、３、４、または５置換を表し；
Ｒ’_５、およびＲ’_６は、独立に、１、２、３、または４置換を表し；
Ｒ’_１およびＲ’_２は、アリールおよびヘテロアリールから独立して選択され；
Ｒ’_３、Ｒ’_４、Ｒ’_５およびＲ’_６は、水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリール、およびヘテロアリールから独立して選択され；
前記アリールまたはヘテロアリール基は、縮合しているか又は縮合していないアリールまたはヘテロアリール環である。）
で表される化合物。

【請求項2】

Ｒ’_３、Ｒ’_４、Ｒ’_５、およびＲ’_６が、独立して、アリールまたはヘテロアリールである、請求項１に記載の化合物。

【請求項3】

Ｒ’_４が、ジベンゾ−１，４−アザボリン環の窒素原子に結合したフェニル基において前記窒素原子に結合した炭素原子に対してオルト位に位置するアリールまたはヘテロアリール置換を含む、請求項１又は２に記載の化合物。

【請求項4】

以下のものからなる群から選択される、請求項１に記載の化合物。

【化2】

【化3】

【化4】

【化5】

【化6】

【請求項5】

以下のものからなる群から選択される、請求項１に記載の化合物。

【化7】

【請求項6】

アノードと；
カソードと；
アノードとカソードとの間に配置された有機層と
を含み、前記有機層が、式：

【化8】

（式中、Ｒ’_３は１、２、または３置換を表し；
Ｒ’_４は、１、２、３、４、または５置換を表し；
Ｒ’_５、およびＲ’_６は、独立に、１、２、３、または４置換を表し；
Ｒ’_１およびＲ’_２は、アリールおよびヘテロアリールから独立して選択され；
Ｒ’_３、Ｒ’_４、Ｒ’_５およびＲ’_６は、水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリール、およびヘテロアリールから独立して選択され；
前記アリールまたはヘテロアリール基は、縮合しているか又は縮合していないアリールまたはヘテロアリール環である。）
で表される化合物を含む、有機発光デバイス。

【請求項7】

Ｒ’_３、Ｒ’_４、Ｒ’_５およびＲ’_６が、独立して、アリールまたはヘテロアリールである、請求項６に記載の有機発光デバイス。

【請求項8】

Ｒ’_４が、ジベンゾ−１，４−アザボリン環の窒素原子に結合したフェニル基において前記窒素原子に結合した炭素原子に対してオルトに位置するアリールまたはヘテロアリール置換を表す、請求項７に記載の有機発光デバイス。

【請求項9】

アノードと；
カソードと；
アノードとカソードとの間に配置された有機層と
を含み、前記有機層が、以下のものからなる群から選択される化合物を含む、有機発光デバイス。

【化9】

【化10】

【化11】

【請求項10】

前記化合物が、以下のものからなる群から選択される、請求項６に記載の有機発光デバイス。

【化12】

【請求項11】

前記有機層がブロッキング層であり、式ＩＩで表される化合物がブロッキング材料である、請求項６に記載の有機発光デバイス。

【請求項12】

前記有機層がブロッキング層であり、前記化合物がブロッキング材料である、請求項９に記載の有機発光デバイス。

【請求項13】

前記有機層が発光層であり、式ＩＩで表される化合物がホストである、請求項６に記載の有機発光デバイス。

【請求項14】

前記有機層が発光層であり、前記化合物がホストである、請求項９に記載の有機発光デバイス。

【請求項15】

前記有機層が、発光ドーパントをさらに含む、請求項１３又は１４に記載の有機発光デバイス。

【請求項16】

前記有機層が発光層であり、式ＩＩで表される化合物が蛍光発光体である、請求項６に記載の有機発光デバイス。

【請求項17】

前記有機層が発光層であり、前記化合物が蛍光発光体である、請求項９に記載の有機発光デバイス。

【請求項18】

請求項６〜１７のいずれか一項に記載の有機発光デバイスを含む消費者製品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０１０年５月１４日に提出された米国特許出願第１２／７８０，５９９号の一部継続出願である、２０１１年４月２２日に提出された米国特許出願第１３／０９２，７２２号に対する優先権を主張し、これらの全開示内容が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

特許請求の範囲に記載した発明は、共同の大学・企業研究契約（ｊｏｉｎｔ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｇｒｅｅｍｅｎｔ）に関わる以下の団体：ミシガン大学、プリンストン大学、南カリフォルニア大学、およびＵｎｉｖｅｒｓａｌ ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの評議員；の１つ又は１つ以上により、又はそのために、および／または１つ以上と関連して行われた。上記契約は、特許請求の範囲に記載の発明がなされる日及びその以前に発効しており、特許請求の範囲に記載の発明は、この契約の範囲内で行われた活動の結果としてなされた。

【0003】

本発明は、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）において有利に用いられ得る新規有機化合物に関する。より詳細には、本発明は、アリールまたはヘテロアリール置換基を含有するジベンゾ−１，４−アザボリン化合物およびこれのＰＨＯＬＥＤにおける使用に関する。

【背景技術】

【0004】

有機材料を利用する光電子デバイスは、多くの理由のためにますます望ましいものとなってきている。かかるデバイスを作るために用いられる材料の多くは、比較的安価であり、そのため有機光電子デバイスは、無機デバイスに対してコスト面で有利である可能性を有する。加えて、有機材料の固有の特性、例えばその可撓性は、有機材料を、可撓性基板上における作製などの特定の応用によく適したものにし得る。有機光電子デバイスの例として、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）、有機光トランジスタ、有機光電池、および有機光検出器が挙げられる。ＯＬＥＤについては、有機材料は、従来の材料よりも性能的利点を有し得る。例えば、有機発光層が光を発する波長は、一般に、適切なドーパントで容易に調整され得る。

【0005】

ＯＬＥＤは、デバイスを横切って電圧を印加したときに光を発する薄い有機膜を利用する。ＯＬＥＤは、フラットパネルディスプレイ、照明、およびバックライトなどの応用での使用のためにますます興味深い技術となってきている。いくつかのＯＬＥＤ材料および構成は、米国特許第５，８４４，３６３号、同第６，３０３，２３８号、および同第５，７０７，７４５号に記載されており、これらは、全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0006】

リン光発光分子に関する１つの応用は、フルカラーディスプレイである。かかるディスプレイに関する業界標準は、画素が「飽和」色と称される特定の色を発するように適合されることを要求する。特に、これらの標準は、飽和した赤色、緑色、および青色の画素を要求する。色は、ＣＩＥ座標を用いて測定されてよく、該座標は当該分野に周知である。

【0007】

緑色発光分子の一例は、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３と表されるトリス（２−フェニルピリジン）イリジウムであり、以下の構造を有する：

【化1】

【0008】

ここにおいて、およびこれより後の図において、本発明者らは、窒素から金属（ここではＩｒ）までの供与結合を直線で示す。

【0009】

本明細書において用いられるとき、用語「有機」は、有機光電子デバイスを作製するのに用いられ得るポリマー材料および小分子有機材料を含む。「小分子」は、ポリマーではないあらゆる有機材料を称し、「小分子」は、実際にはかなり大きくてよい。小分子は、いくつかの状況において繰り返し単位を含んでよい。例えば、長鎖アルキル基を置換基として用いることは、分子を「小分子」分類から除去しない。小分子はまた、ポリマー内に、例えば、ペンダント基としてポリマー骨格上に、またはポリマー骨格の一部として組み込まれていてもよい。小分子は、デンドリマーのコア部分として機能することもでき、これは、コア部分に構築された一連の化学シェルからなる。デンドリマーのコア部分は、蛍光またはリン光小分子発光体であってよい。デンドリマーは、「小分子」であってよく、ＯＬＥＤの分野で現在用いられている全てのデンドリマーが小分子であると考えられる。

【0010】

本明細書において用いられるとき、「トップ（ｔｏｐ）」は、基板から最も離れていることを意味し、一方で、「ボトム（ｂｏｔｔｏｍ）」は基板に最も近いことを意味する。第１層が第２層の「上に配置される」として記載されている場合、第１層は基板からより離れて配置される。第１層が第２層と「接触している」と特定されていない限り、第１層と第２層との間に他の層があってよい。例えば、カソードとアノードとの間に種々の有機層があったとしても、カソードはアノードの「上に配置される」と記載され得る。

【0011】

本明細書において用いられるとき、「溶液処理可能」とは、溶液または懸濁液形態のいずれかで、液体媒体中に溶解、分散、または輸送でき、および／または液体媒体から堆積され得ることを意味する。

【0012】

配位子は、それが発光材料の光活性特性に直接寄与すると考えられるとき、「光活性」と称され得る。配位子は、それが発光材料の光活性特性に寄与しないと考えられるとき、「補助」と称され得るが、補助配位子は光活性配位子の特性を変更し得る。

【0013】

本明細書において用いられるとき、および当業者により一般的に理解されているように、第１「最高被占分子軌道」（ＨＯＭＯ）または「最低空分子軌道」（ＬＵＭＯ）エネルギー準位は、第１エネルギー準位が真空エネルギー準位により近いとき、第２のＨＯＭＯまたはＬＵＭＯエネルギー準位よりも「大きい」か、または「高い」。イオン化ポテンシャル（ＩＰ）は、真空準位に対する負のエネルギーとして測定されるため、より高いＨＯＭＯエネルギー準位は、より小さな絶対値を有するＩＰ（より負の程度が小さいＩＰ）に相当する。同様に、より高いＬＵＭＯエネルギー準位は、より小さな絶対値を有する電子親和力（ＥＡ）（より負の程度が小さいＥＡ）に相当する。真空準位がトップにある従来のエネルギー準位ダイアグラムでは、材料のＬＵＭＯエネルギー準位は、同じ材料のＨＯＭＯエネルギー準位よりよりも高い。「より高い」ＨＯＭＯまたはＬＵＭＯエネルギー準位は、「より低い」ＨＯＭＯまたはＬＵＭＯエネルギー準位よりも、かかるダイアグラムのトップ近くに現れる。

【0014】

本明細書において用いられるとき、および当業者により一般的に理解されているように、第１仕事関数は、第１仕事関数がより高い絶対値を有するとき、第２仕事関数よりも「大きい」か、または「高い」。仕事関数は、真空準位に対する負の数として一般には測定されるため、これにより、「より高い」仕事関数はより負の程度が大きいことを意味する。真空準位がトップにある従来のエネルギー準位ダイアグラムでは、「より高い」仕事関数は、真空レベルから下の方向に、より離れて図示される。したがって、ＨＯＭＯおよびＬＵＭＯエネルギー準位の定義は、仕事関数とは異なる規則に従う。

【0015】

ＯＬＥＤについてのさらなる詳細および上記の定義は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，２７９，７０４号に見出され得る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0016】

【特許文献1】米国特許第５，８４４，３６３号明細書

【特許文献2】米国特許第６，３０３，２３８号明細書

【特許文献3】米国特許第５，７０７，７４５号明細書

【特許文献4】米国特許第７，２７９，７０４号明細書

【非特許文献】

【0017】

【非特許文献1】Ｂａｌｄｏら、「Ｈｉｇｈｌｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｆｒｏｍ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｅｖｉｃｅｓ」、Ｎａｔｕｒｅ，ｖｏｌ．３９５，１５１−１５４，１９９８

【非特許文献2】Ｂａｌｄｏら、「Ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｇｒｅｅｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏ ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ」、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．７５，Ｎｏ．３，４−６（１９９９）

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0018】

アザボリン化合物が提供され、該化合物は、式：

【化2】

を含む。

【0019】

Ｒ_１は、２個以上のアリールまたはヘテロアリール基を含有する基であり、アリールまたはヘテロアリール基は、共役または縮合されている。Ｒ_３およびＲ_４は、１、２、３、４、または５置換を表してよい。Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４は、水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリール、およびヘテロアリールから独立して選択される。好ましくは、Ｒ_２は、アリールまたはヘテロアリールを含む。

【0020】

一態様において、化合物は、式：

【化3】

を含む。

【0021】

Ｒ’_３、Ｒ’_４、Ｒ’_５、およびＲ’_６は、１、２、３、４、または５置換を表してよい。Ｒ’_１、Ｒ’_２、Ｒ’_３、Ｒ’_４、Ｒ’_５およびＲ’_６は、水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリール、およびヘテロアリールから独立して選択される。Ｒ’_１およびＲ’_２の少なくとも一方は、アリールまたはヘテロアリールであり、アリールまたはヘテロアリール基は、共役または縮合されている。

【0022】

一態様において、Ｒ’_３、Ｒ’_４、Ｒ’_５、およびＲ’_６は、独立して、アリールまたはヘテロアリールである。

【0023】

別の態様において、Ｒ’_４は、窒素原子に接続されたアリールまたはヘテロアリール基中の炭素原子に対してオルトに位置するアリールまたはヘテロアリール置換を含む。

【0024】

アザボリン化合物の具体例が提供され、以下：

【0025】

【化4】

【0026】

【化5】

【0027】

【化6】

【0028】

【化7】

【0029】

【化8】

からなる群から選択される化合物を含む。

【0030】

別の態様において、化合物は、以下：

【0031】

【化9】

【0032】

【化10】

からなる群から選択される。

【0033】

さらに、有機発光デバイスを含む第１デバイスが提供される。有機発光デバイスは、アノードと、カソードと、アノードとカソードとの間に配置された有機層とを含み、有機層は、上記のように式Ｉを含む化合物をさらに含む。

【0034】

Ｒ_１は、２個以上のアリールまたはヘテロアリール基を含有する基であり、アリールまたはヘテロアリール基は、共役または縮合されている。Ｒ_３およびＲ_４は、１、２、３、４、または５置換を表してよい。Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４は、水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリール、およびヘテロアリールから独立して選択される。好ましくは、Ｒ_２は、アリールまたはヘテロアリールを含む。

【0035】

一態様において、化合物は式ＩＩを含む。

【0036】

Ｒ’_３、Ｒ’_４、Ｒ’_５、およびＲ’_６は、１、２、３、４、または５置換を表してよい。Ｒ’_１、Ｒ’_２、Ｒ’_３、Ｒ’_４、Ｒ’_５およびＲ’_６は、水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリール、およびヘテロアリールから独立して選択される。Ｒ’_１およびＲ’_２の少なくとも一方は、アリールまたはヘテロアリールであり、アリールまたはヘテロアリール基は、共役または縮合されている。

【0037】

一態様において、Ｒ’_３、Ｒ’_４、Ｒ’_５、およびＲ’_６は、独立して、アリールまたはヘテロアリールである。

【0038】

別の態様において、Ｒ’_４は、窒素原子に接続されたアリールまたはヘテロアリール基中の炭素原子に対してオルトに位置するアリールまたはヘテロアリール置換を含む。

【0039】

デバイスにおいて用いられ得るアザボリン化合物の具体例が提供され、化合物１〜４８からなる群から選択される化合物を含む。

【0040】

一態様において、有機層はブロッキング層であり、式Ｉを有する化合物はブロッキング材料である。

【0041】

別の態様において、有機層は発光層であり、式Ｉを含む化合物はホストである。有機層は、発光ドーパントをさらに含んでよい。なお別の態様において、有機層は発光層であり、式Ｉを含む化合物は蛍光発光体である。

【0042】

一態様において、第１デバイスは消費者製品である。別の態様において、第１デバイスは有機発光デバイスである。

【図面の簡単な説明】

【0043】

【図1】図１は、有機発光デバイスを示す。

【図2】図２は、別個の電子輸送層を有さない反転有機発光デバイスを示す。

【図3】図３は、アザボリン化合物を示す。

【図4】図４は、化合物２のフォトルミネセンススペクトルを示す。

【図5】図５は、化合物Ｘのフォトルミネセンススペクトルを示す。

【図6】図６は、化合物Ｙのフォトルミネセンススペクトルを示す。

【発明を実施するための形態】

【0044】

一般に、ＯＬＥＤは、アノードとカソードとの間に配置され、これらと電気的に接続された少なくとも１の有機層を含む。電流が印加されたとき、アノードは正孔を有機層に注入し、カソードは電子を有機層に注入する。注入された正孔および電子は、それぞれ、逆に帯電した電極に向かって移動する。電子および正孔が同じ分子に局在するとき、励起されたエネルギー状態を有する局在した電子−正孔対である「励起子」が形成される。光は、励起子が光電子放出メカニズムを介して緩和するときに発せられる。いくつかの場合において、励起子は、エキシマーまたはエキシプレックスに局在していてよい。熱緩和などの非放射メカニズムが生じてもよいが、一般には望ましくないと考えられる。

【0045】

一重項状態から光（蛍光）を放出する発光分子を用いた初期のＯＬＥＤは、例えば、米国特許第４，７６９，２９２号に開示されており、これはその全体が参照により本明細書に組み込まれる。蛍光発光は、１０ナノ秒未満の時間枠で一般に生じる。

【0046】

より最近では、三重項状態から光（燐光）を放出する発光材料を有するＯＬＥＤが実証されている。Ｂａｌｄｏら、「Ｈｉｇｈｌｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｆｒｏｍ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｅｖｉｃｅｓ」、Ｎａｔｕｒｅ，ｖｏｌ．３９５，１５１−１５４，１９９８；（「Ｂａｌｄｏ−Ｉ」）およびＢａｌｄｏら、「Ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｇｒｅｅｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏ ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ」、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．７５，Ｎｏ．３，４−６（１９９９）（「Ｂａｌｄｏ−ＩＩ」）（これらの全体が、参照により本明細書に組み込まれる）。リン光については、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，２７９，７０４号の第５〜６段落にさらに詳細に記載されている。

【0047】

図１は、有機発光デバイス１００を示す。図は、必ずしも原寸に比例して描かれていない。デバイス１００は、基板１１０、アノード１１５、正孔注入層１２０、正孔輸送層１２５、電子ブロッキング層１３０、発光層１３５、正孔ブロッキング層１４０、電子輸送層１４５、電子注入層１５０、保護層１５５、およびカソード１６０を含んでいてよい。カソード１６０は、第１導電層１６２および第２導電層１６４を有する複合カソードである。デバイス１００は、記載した層を順に堆積することにより作製されてよい。これらの種々の層の特性および機能、ならびに例示的な材料は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，２７9，７０４号の第６〜１０段落に、さらに詳細に記載されている。

【0048】

これらの各層に対するさらなる例が利用可能である。例えば、可撓性かつ透明な基板−アノードの組み合わせは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，８４４，３６３号に開示されている。ｐ−ドープ正孔輸送層の例は、５０：１のモル比でＦ_４−ＴＣＮＱがドープされたｍ−ＭＴＤＡＴＡであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００３／０２３０９８０号に開示されている。発光材料およびホスト材料の例は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、Ｔｈｏｍｐｓｏｎらの米国特許第６，３０３，２３８号に開示されている。ｎ−ドープ電子輸送層は、１：１のモル比でＬｉがドープされたＢＰｈｅｎであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００３／０２３０９８０号に開示されている。その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，７０３，４３６号および同第５，７０７，７４５号は、上部の、透明かつ電気伝導性の、スパッタ−堆積したＩＴＯ層と共に、Ｍｇ：Ａｇなどの金属の薄層を有する複合カソードを含むカソードの例を開示している。ブロッキング層の理論および使用は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，０９７，１４７号および米国特許出願公開第２００３／０２３０９８０号に、より詳細に記載されている。注入層の例は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００４／０１７４１１６号に開示されている。保護層の記載は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００４／０１７４１１６号に見出され得る。

【0049】

図２は、反転ＯＬＥＤ２００を示す。該デバイスは、基板２１０、カソード２１５、発光層２２０、正孔輸送層２２５、およびアノード２３０を含む。デバイス２００は、記載した層を順に堆積することにより作製されてよい。最も一般的なＯＬＥＤ構成は、アノードの上に配置されたカソードを有するが、デバイス２００はアノード２３０の下にカソード２１５を有するため、デバイス２００が「反転」ＯＬＥＤと称され得る。デバイス１００に関して記載したものと同様の材料が、デバイス２００の対応する層に用いられてよい。図２は、デバイス１００の構造からどのようにいくつかの層が省略され得るかの一例を提供する。

【0050】

図１および２に示されている簡単な層状構造は、非限定的な例として提供されており、本発明の実施形態は、広範な他の構造と関連して用いられ得ると理解される。記載されている特定の材料および構造は、本質的に例示なものであり、他の材料および構造が用いられてよい。機能的なＯＬＥＤは、設計、性能、およびコスト要因に基づいて、様々な様式で、記載の種々の層を組み合わせることにより達成され得、あるいは層が完全に省略され得る。具体的に記載していない他の層が含まれていてもよい。具体的に記載した材料以外の材料が用いられてよい。本明細書において提供される例の多くは、単一の材料を含むものとして種々の層を記載しているが、ホストおよびドーパントの混合物などの材料の組み合わせ、またはより一般には混合物が用いられてよい。また、層は、種々の副層を有してよい。本明細書における種々の層に付与されている名称は、正確には限定的であることを意図していない。例えば、デバイス２００において、正孔輸送層２２５は、正孔を輸送し、正孔を発光層２２０に注入して、正孔輸送層または正孔注入層と記載され得る。一実施形態において、ＯＬＥＤは、カソードとアノードとの間に配置された「有機層」を有すると記載され得る。この有機層は、単一の層を含んでいてもよく、または例えば図１および２に関連して記載されているような異なる有機材料の複数の層をさらに含んでもよい。

【0051】

例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、Ｆｒｉｅｎｄらの米国特許第５，２４７，１９０号に開示されている、ポリマー材料（ＰＬＥＤ）で構成されるＯＬＥＤなどの、具体的に記載されていない構造および材料が用いられてもよい。さらなる例として、単一の有機層を有するＯＬＥＤが用いられてよい。ＯＬＥＤは、例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれるＦｏｒｒｅｓｔらの米国特許第５，７０７，７４５号に記載されているように、積み重ねられていてよい。ＯＬＥＤ構造は、図１および２に示されている簡単な層状構造から逸脱してよい。例えば、基板は、アウトカップリングを改善するために、例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれるＦｏｒｒｅｓｔらの米国特許第６，０９１，１９５号に記載されているメサ構造、および／または、その全体が参照により本明細書に組み込まれるＢｕｌｏｖｉｃらの米国特許第５，８３４，８９３号に記載されているピット構造などの角度のついた反射面を含んでいてよい。

【0052】

特に断らない限り、種々の実施形態の層のいずれもが、任意の好適な方法により堆積されてよい。有機層については、好ましい方法として、熱蒸発、インクジェット（例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，０１３，９８２号および第６，０８７，１９６号に記載されている）、有機気相成長（ＯＶＰＤ）（例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれるＦｏｒｒｅｓｔらの米国特許第６，３３７，１０２号に記載されている）、および有機蒸気ジェット印刷（ＯＶＪＰ）による堆積（例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第１０／２３３，４７０号に記載されている）が挙げられる。他の好適な堆積方法として、スピンコーティングおよび他の溶液系の方法が挙げられる。溶液系の方法は、好ましくは、窒素または不活性雰囲気中で行われる。他の層については、好ましい方法として熱蒸発が挙げられる。好ましいパターン化方法として、マスクを通しての堆積、冷間圧接（例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，２９４，３９８号および第６，４６８，８１９号に記載されている）、ならびにインクジェットおよびＯＶＪＤなどの堆積方法のいくつかと関連させたパターン化が挙げられる。他の方法が用いられてもよい。堆積される材料は、該材料が特定の堆積方法と適合可能となるように改変されてよい。例えば、分岐した、または分岐していない、好ましくは少なくとも３個の炭素を含むアルキルおよびアリール基などの置換基は、溶液処理を経る能力を向上させるために小分子において用いられてよい。２０個以上の炭素を有する置換基が用いられてよく、３〜２０個の炭素が好ましい範囲である。非対称構造を有する材料は、対称構造を有するものよりも良好な溶液処理性を有し得る、なぜなら、非対称材料が、より低い再結晶化傾向を有し得るからである。デンドリマー置換基は、小分子が溶液処理を受ける能力を向上させるために用いられてよい。

【0053】

本発明の実施形態に従って作製されるデバイスは、フラットパネルディスプレイ、コンピュータモニタ、テレビ、広告板、室内または屋外の照明灯および／または信号灯、ヘッドアップディスプレイ、完全に透明なディスプレイ、可撓性ディスプレイ、レーザプリンタ、電話機、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、デジタルカメラ、カムコーダ、ビューファインダ、マイクロディスプレイ、乗物、大面積壁面、映画館またはスタジアムのスクリーン、あるいは標識を含めた広範な消費者製品に組み込まれ得る。パッシブマトリックスおよびアクティブマトリックスを含めた、本発明により作製されたデバイスを制御するために、種々の制御メカニズムが用いられ得る。デバイスの多くは、１８℃〜３０℃、より好ましくは室温（２０〜２５℃）などの人にとって快適な温度範囲での使用が意図されている。

【0054】

本明細書に記載されている材料および構造は、ＯＬＥＤ以外のデバイスにも応用を有し得る。例えば、有機太陽電池および有機光検出器などの他の光電子デバイスは、これらの材料および構造を使用することができる。より一般には、有機トランジスタなどの有機デバイスが、これらの材料および構造を使用することができる。

【0055】

用語ハロ、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルキニル、複素環式基、アリール、芳香族基、およびヘテロアリールは、当該分野に公知であり、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，２７９，７０４号の第３１〜３２段落に定義されている。

【0056】

（図３に示される）有機発光デバイスにおけるホスト材料または蛍光発光ドーパント材料として用いられ得る新規アザボリン化合物が提供される。１，４−アザボリン化合物は、化合物のコア内のホウ素および窒素のヘテロ原子のために、特に興味深いヘテロ芳香族分子である。これらの１，４−アザボリン化合物は、全ての炭素同族体と比較して共役が欠如するため、高い一重項および三重項エネルギーを表示することができ、明るい青色蛍光発光体である。

【0057】

これらの化合物を含有するアントラセン誘導体および有機デバイスは、文献において報告されているが、公知の化合物は、ＯＬＥＤにおける使用を限定し得るいくつかの問題を有する。アントラセンは、高度に共役したポリ芳香族炭化水素である。９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセンなどのホスト材料としてのアントラセン誘導体を含むＯＬＥＤは、長いデバイス寿命を有することができる。（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、第８０巻、３２０１頁、２００２を参照）。しかし、アントラセンの三重項エネルギーは、高い共役に起因して非常に低く（６８０ｎｍ）、このことは、可視領域にリン光性発光体を含むＯＬＥＤのためのホスト材料として好適でないものにする。ジベンゾ−１，４−アザボリンは、アントラセンと等電子である。中心のアザボリン環は、半芳香族であるため、アントラセンと比較して、共役の程度が低減され得、三重項エネルギーがより高くなり得る。したがって、アザボリン化合物は、ホストの三重項エネルギーを上昇させるのに有利に用いられ得る。

【0058】

１，４−アザボリン化合物は、文献（米国特許出願公開第２００３／０１５７３６６号を参照）に報告されている。しかし、これらの三価ホウ素化合物は、化学的に不安定であり得る、なぜなら、ホウ素原子の電子欠損によって、求核攻撃の影響を受けやすくなるからである。理論によって拘束されないが、ホウ素原子は、ジベンゾ−１，４−アザボリンにおける中心環の半芳香族特性にも関わらず、化学的な不安定度を最小にするように依然として保護される必要があることが考えられる。いくつかのジベンゾ−１，４−アザボリン化合物の、ＤＦＴ（Ｇａｕｓｓｉａｎ／Ｂ３ｌｙｐ／ｃｅｐ−３１ｇ）によって計算されるＨＯＭＯ、ＬＵＭＯおよび最低三重項エネルギー（Ｔ_１）を表１に示す。

【表1】

【表2】

【表3】

【0059】

さらに、１，４−アザボリン化合物についての計算された三重項エネルギーは、９，１０−ジフェニルアントラセン（化合物Ｚ）について測定された値よりもはるかに高い。ジベンゾ−１，４−アザボリン化合物およびＩｒ（ｐｐｙ）_３のＨＯＭＯ、ＬＵＭＯおよびＴ_１を比較すると、本明細書に記載されているジベンゾ−１，４−アザボリン化合物は、リン光ＯＬＥＤにおけるＩｒ（ｐｐｙ）_３のためのホストとして作用することができると考えられる。

【0060】

本明細書に記載されているジベンゾ−１，４−アザボリン化合物は、いくつかの理由から、公知のアザボリン化合物よりも有利に用いられ得ると考えられる。第１に、理論によって拘束されないが、ホウ素原子に結合したフェニルの２および６位の置換基は、ホウ素原子に立体的保護を付与すると考えられる。特に、化合物Ｙは、ホウ素に結合した非置換フェニルを有し、溶液中のＰＬ測定の際に分解の兆候を示す一方で、化合物２は、ホウ素に結合した２，４，６−トリフェニルフェニルを有し、分解の兆候を示さない。第２に、ホウ素における置換基Ｒ_１は、１，４−アザボリン系に最小の共役を有し得る。この特徴は、共役または縮合された２個以上のアリールまたはヘテロアリール基を好ましくは有する独立した電子的および／または光物理的活性基を、電子的および／または光物理的特性を調整する１，４−アザボリン系に接続させることができる。例えば、Ｒ_１が２−キノリンであるとき、２−キノリン基は、負の電荷の電子輸送および安定化を促進し得る比較的低いＬＵＭＯを付与し得る。いくつかの基は、ホウ素原子に対する立体的保護ならびに電子的および／または光物理的調整を同時に付与することが可能であり得る。例えば、Ｒ_１がフェニルであり、その２，６位がアリールまたはヘテロアリール基によってさらに置換されているとき、ホウ素原子は立体的に保護されており、２，６−ジフェニルフェニル部分は、ビフェニル共役を付与する。Ｒ_１が１−ナフチルであるとき、ホウ素原子は、部分的に立体的に保護されており、ナフチル基は、必要以上の共役を付与する。電荷のさらなる共役および安定化に加えて、共役または縮合された２個以上のアリールまたはヘテロアリール基を好ましくは有するアリールまたはヘテロアリール置換基は、高いガラス転移温度および好適な蒸発温度を付与することができる。例えば、先に報告されている化合物Ｘは、ホウ素に結合した２，４，６−トリメチルフェニルを有し、化合物２と比較して、低いガラス転移温度、および真空プロセスによるデバイス作製には低すぎる蒸発温度を付与し得る、なぜなら、化合物Ｘの２，６−メチル置換基は、十分に高い分子量を付与しないからである。より高い分子量のアルキル基が用いられるとき、該化合物は、過度に容易に溶融し得；多すぎる非電子的に活性なアルキル基に起因して、劣った電子的特性を有し得る。したがって、本明細書に記載されているジベンゾ−１，４−アザボリン化合物は特に望ましいものであり、改善された安定性を有するデバイスを提供するのに有利に用いられ得る。

【0061】

また、提供されているアザボリン化合物は、蛍光発光材料として用いられてよい。本明細書において提供されるジベンゾ−１，４，−アザボリン化合物は、アントラセンに関して測定された蛍光と同様に、高いエネルギー発光、すなわち、４００〜４５０ｎｍを実証する。例えば、化合物２、化合物Ｘおよび化合物Ｙのフォトルミネセンススペクトルを図４〜６に示す。７７Ｋでは、低いエネルギー発光（＞７００ｎｍ）が化合物２および化合物Ｙにおいて観察されるが、化合物Ｘでは観察されない。低いエネルギー発光は、化合物２および化合物Ｙのリン光であり得るが、該値は、ＤＦＴ計算から大幅に逸脱している。高いエネルギーからのリン光発光は、クエンチされることが予測されるが、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３タイプの化合物のリン光は、薄膜ＰＬ実験を用いるとき、化合物２によってクエンチされない。デバイスにおいて、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３タイプの化合物である化合物Ａをドーパントとして含む、ホストとして化合物Ｂを用いたデバイスの効率は、ＣＢＰをホストとして用いた標準的なデバイスに匹敵する。

【0062】

さらに、提供されるアザボリン化合物は、強い深青色蛍光（約４１０ｎｍ）を示す。特に、化合物２の薄膜は、６４％のＰＬＱＹを示す。したがって、提供される化合物は、ＯＬＥＤにおける蛍光発光体としての使用に望ましくあり得る。

【0063】

アザボリン化合物が提供され、化合物は、式：

【化11】

を含む。

【0064】

Ｒ_１は、２個以上のアリールまたはヘテロアリール基を含有する基であり、アリールまたはヘテロアリール基は、共役または縮合されている。Ｒ_３およびＲ_４は、１、２、３、４、または５置換を表してよい。Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４は、水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリール、およびヘテロアリールから独立して選択される。好ましくは、Ｒ_２は、アリールまたはヘテロアリールを含む。

【0065】

一態様において、化合物は式：

【化12】

を含む。

【0066】

Ｒ’_３、Ｒ’_４、Ｒ’_５、およびＲ’_６は、１、２、３、４、または５置換を表してよい。Ｒ’_１、Ｒ’_２、Ｒ’_３、Ｒ’_４、Ｒ’_５およびＲ’_６は、水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリール、およびヘテロアリールから独立して選択される。Ｒ’_１およびＲ’_２の少なくとも一方は、アリールまたはヘテロアリール、アリールまたはヘテロアリール基は、共役または縮合されている。

【0067】

一態様において、Ｒ’_３、Ｒ’_４、Ｒ’_５、およびＲ’_６は、独立して、アリールまたはヘテロアリールである。

【0068】

別の態様において、Ｒ’_４は、窒素原子に接続されたアリールまたはヘテロアリール基中の炭素原子に対してオルトに位置するアリールまたはヘテロアリール置換を含む。

【0069】

アザボリン化合物の具体例が提供され、以下：

【0070】

【化13】

【0071】

【化14】

【0072】

【化15】

【0073】

【化16】

【0074】

【化17】

からなる群から選択される化合物を含む。

【0075】

別の態様において、アザボリン化合物の例が提供され、以下：

【0076】

【化18】

【0077】

【化19】

からなる群から選択される化合物を含む。

【0078】

さらに、有機発光デバイスを含む第１デバイスが提供される。有機発光デバイスは、アノードと、カソードと、アノードとカソードとの間に配置された有機層とを含み、有機層は、式：

【化20】

を含む化合物をさらに含む。

【0079】

Ｒ_１は、２個以上のアリールまたはヘテロアリール基を含有する基であり、アリールまたはヘテロアリール基は、共役または縮合されている。Ｒ_３およびＲ_４は、１、２、３、４、または５置換を表してよい。Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４は、水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリール、およびヘテロアリールから独立して選択される。好ましくは、Ｒ_２は、アリールまたはヘテロアリールを含む。

【0080】

一態様において、化合物は、式：

【化21】

を含む。

【0081】

Ｒ’_３、Ｒ’_４、Ｒ’_５、およびＲ’_６は、１、２、３、４、または５置換を表してよい。Ｒ’_１、Ｒ’_２、Ｒ’_３、Ｒ’_４、Ｒ’_５およびＲ’_６は、水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリール、およびヘテロアリールから独立して選択される。Ｒ’_１およびＲ’_２の少なくとも一方は、アリールまたはヘテロアリールであり、アリールまたはヘテロアリール基は、共役または縮合されている。

【0082】

一態様において、Ｒ’_３、Ｒ’_４、Ｒ’_５、およびＲ’_６は、独立して、アリールまたはヘテロアリールである。

【0083】

別の態様において、Ｒ’_４は、窒素原子に接続されたアリールまたはヘテロアリール基中の炭素原子に対してオルトに位置するアリールまたはヘテロアリール置換を含む。

【0084】

デバイスにおいて用いられ得るアザボリン化合物の具体例が提供され、以下：

【0085】

【化22】

【0086】

【化23】

【0087】

【化24】

【0088】

【化25】

【0089】

【化26】

からなる群から選択される化合物を含む。

【0090】

別の態様において、デバイスにおいて用いられ得るアザボリン化合物の具体例が提供され、以下：

【0091】

【化27】

【0092】

【化28】

からなる群から選択される化合物を含む。

【0093】

一態様において、有機層はブロッキング層であり、式Ｉを有する化合物はブロッキング材料である。

【0094】

別の態様において、有機層は発光層であり、式Ｉを含む化合物はホストである。有機層は、発光ドーパントをさらに含んでよい。なお別の態様において、有機層は発光層であり、式Ｉを含む化合物は蛍光発光体である。

【0095】

一態様において、第１デバイスは消費者製品である。別の態様において、第１デバイスは有機発光デバイスである。

【0096】

有機発光デバイスにおける特定の層に有用であるとして本明細書に記載されている材料は、デバイスに存在する広範な他の材料と組み合わせて用いられてよい。例えば、本明細書に開示されている発光ドーパントは、広範なホスト、輸送層、ブロッキング層、注入層、電極および存在し得る他の層と併せて用いられてよい。以下に記載または称される材料は、本明細書に開示されている化合物と組み合わせて有用であり得る材料の非限定例であり、当業者は、文献を容易に閲覧して、組み合わせて有用であり得る他の材料を特定することができる。
ＨＩＬ／ＨＴＬ：

【0097】

本発明において用いられる正孔注入／輸送材料は、特に限定されず、化合物が正孔注入／輸送材料として典型的に用いられる限りにおいていずれの化合物が用いられてもよい。材料の例として、限定されないが：フタロシアニンまたはポルフィリン誘導体；芳香族アミン誘導体；インドロカルバゾール誘導体；フッ化炭化水素を含有するポリマー；導電ドーパントを有するポリマー；導電性ポリマー、例えばＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ；ホスホン酸およびシラン誘導体などの化合物から誘導される自己集合モノマー；金属酸化物誘導体、例えばＭｏＯ_ｘ；ｐ型半導体有機化合物、例えば、１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル；金属錯体、ならびに架橋性化合物が挙げられる。

【0098】

ＨＩＬまたはＨＴＬにおいて用いられる芳香族アミン誘導体の例として、限定されないが以下の一般構造：

【化29】

が挙げられる。

【0099】

Ａｒ^１〜Ａｒ^９のそれぞれは、芳香族炭化水素環式化合物、例えば、ベンゼン、ビフェニル、トリフェニル、トリフェニレン、ナフタレン、アントラセン、フェナレン、フェナントレン、フルオレン、ピレン、クリセン、ペリレン、アズレンからなる群；芳香族複素環式化合物、例えば、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、フラン、チオフェン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、カルバゾール、インドロカルバゾール、ピリジルインドール、ピロロジピリジン、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、オキサトリアゾール、ジオキサゾール、チアジアゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、オキサジン、オキサチアジン、オキサジアジン、インドール、ベンズイミダゾール、インダゾール、インドキサジン、ベンゾオキサゾール、ベンズイソオキサゾール、ベンゾチアゾール、キノリン、イソキノリン、シンノリン、キナゾリン、キノキサリン、ナフチリジン、フタラジン、プテリジン、キサンテン、アクリジン、フェナジン、フェノチアジン、フェノキサジン、ベンゾフロピリジン、フロジピリジン、ベンゾチエノピリジン、チエノジピリジン、ベンゾセレノフェノピリジン、およびセレノフェノジピリジンからなる群；ならびに芳香族炭化水素環式基および芳香族複素環式基から選択される同じタイプまたは異なるタイプの基であって、直接、または酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、ホウ素原子、鎖構造単位および脂肪族環式基のうちの少なくとも１つを介して互いに結合している２〜１０個の環式構造単位からなる群から選択される。ここで、各Ａｒは、水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、ヘテロアルキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群から選択される置換基によってさらに置換されている。

【0100】

一態様において、Ａｒ^１〜Ａｒ^９は、以下：

【化30】

からなる群から独立して選択される。

【0101】

ｋは、１〜２０の整数であり；Ｘ^１〜Ｘ^８は、ＣＨまたはＮであり；Ａｒ^１は、上記と同じ基である。

【0102】

ＨＩＬまたはＨＴＬにおいて用いられる金属錯体の例として、限定されないが以下の一般式：

【化31】

が挙げられる。

【0103】

Ｍは、４０より大きい原子量を有する金属であり；（Ｙ^１−Ｙ^２）は、二座配位子であり、Ｙ１およびＹ^２は、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、およびＳから独立して選択され；Ｌは、補助配位子であり；ｍは、１から、金属に結合され得る配位子の最大数までの整数値であり；ｍ＋ｎは、金属に結合され得る配位子の最大数である。

【0104】

一態様において、（Ｙ^１−Ｙ^２）は、２−フェニルピリジン誘導体である。

【0105】

別の態様において、（Ｙ^１−Ｙ^２）は、カルベン配位子である。

【0106】

別の態様において、Ｍは、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｏｓ、およびＺｎから選択される。

【0107】

さらなる態様において、金属錯体は、溶液対．Ｆｃ^＋／Ｆｃ対において約０．６Ｖ未満の最小の酸化電位を有する。
ホスト：

【0108】

本発明の有機ＥＬデバイスの発光層は、発光材料として少なくとも金属錯体を好ましくは含有し、ドーパント材料として金属錯体を用いたホスト材料を含有してよい。ホスト材料の例は特に限定されず、ホストの三重項エネルギーがドーパントの三重項エネルギーよりも大きい限りにおいて、いずれの金属錯体または有機化合物が用いられてもよい。

【0109】

ホストとして用いられる金属錯体の例は、好ましくは以下の一般式：

【化32】

を有する。

【0110】

Ｍは金属であり；（Ｙ^３−Ｙ^４）は二座配位子であり、Ｙ^３およびＹ^４は、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、およびＳから独立して選択され；Ｌは補助配位子であり；ｍは、１から、金属に結合され得る配位子の最大数までの整数値であり；ｍ＋ｎは、金属に結合され得る配位子の最大数である。

【0111】

一態様において、金属錯体は：

【化33】

である。

【0112】

（Ｏ−Ｎ）は、原子ＯおよびＮに配位された金属を有する二座配位子である。

【0113】

別の態様において、Ｍは、ＩｒおよびＰｔから選択される。

【0114】

さらなる態様において、（Ｙ^３−Ｙ^４）は、カルベン配位子である。

【0115】

ホストとして用いられる有機化合物の例は、芳香族炭化水素環式化合物、例えば、ベンゼン、ビフェニル、トリフェニル、トリフェニレン、ナフタレン、アントラセン、フェナレン、フェナントレン、フルオレン、ピレン、クリセン、ペリレン、アズレンからなる群；芳香族複素環式化合物、例えば、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、フラン、チオフェン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、カルバゾール、インドロカルバゾール、ピリジルインドール、ピロロジピリジン、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、オキサトリアゾール、ジオキサゾール、チアジアゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、オキサジン、オキサチアジン、オキサジアジン、インドール、ベンズイミダゾール、インダゾール、インドキサジン、ベンゾオキサゾール、ベンズイソオキサゾール、ベンゾチアゾール、キノリン、イソキノリン、シンノリン、キナゾリン、キノキサリン、ナフチリジン、フタラジン、プテリジン、キサンテン、アクリジン、フェナジン、フェノチアジン、フェノキサジン、ベンゾフロピリジン、フロジピリジン、ベンゾチエノピリジン、チエノジピリジン、ベンゾセレノフェノピリジン、およびセレノフェノジピリジンからなる群；ならびに芳香族炭化水素環式基および芳香族複素環式基から選択される同じタイプまたは異なるタイプの基であって、直接、または酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、ホウ素原子、鎖構造単位および脂肪族環式基のうちの少なくとも１つを介して互いに結合している２〜１０個の環式構造単位からなる群から選択される。ここで、各基は、水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、ヘテロアルキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群から選択される置換基によってさらに置換されている。

【0116】

一態様において、ホスト化合物は、分子内に以下の基：

【化34】

のうちの少なくとも１つを含有する。

【0117】

Ｒ^１〜Ｒ^７は、水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、ヘテロアルキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群から独立して選択され、アリールまたはヘテロアリールであるとき、先に言及したＡｒと同様の定義を有する。

【0118】

ｋは、０〜２０の整数である。

【0119】

Ｘ^１〜Ｘ^８は、ＣＨまたはＮから選択される。
ＨＢＬ：

【0120】

正孔ブロッキング層（ＨＢＬ）は、発光層を離れる正孔および／または励起子の数を低減するのに用いられ得る。デバイスにかかるブロッキング層が存在することで、ブロッキング層を欠く同様のデバイスと比較して実質的により高い効率をもたらし得る。また、ブロッキング層は、発光をＯＬＥＤの所望の領域に制限するのに用いられ得る。

【0121】

一態様において、ＨＢＬにおいて用いられる化合物は、上記のホストとして用いられるものと同じ分子を含有する。

【0122】

別の態様において、ＨＢＬにおいて用いられる化合物は、分子内に以下の基：

【化35】

のうちの少なくとも１つを含有する。

【0123】

ｋは、０〜２０の整数であり；Ｌは補助配位子であり、ｍは１〜３の整数である。
ＥＴＬ：

【0124】

電子輸送層（ＥＴＬ）は、電子を輸送することができる材料を含んでいてよい。電子輸送層は、固有のもの（非ドープ）であっても、ドープされていてもよい。ドーピングは、導電率を向上させるのに用いられ得る。ＥＴＬ材料の例は特に限定されず、電子を輸送するのに典型的に用いられる限りにおいて、いずれの金属錯体または有機化合物が用いられてもよい。

【0125】

一態様において、ＥＴＬにおいて用いられる化合物は、分子内に以下の基：

【化36】

のうちの少なくとも１つを含有する。

【0126】

Ｒ^１は、水素、アルキル、アルコキシ、アミノ、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、ヘテロアルキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群から選択され、アリールまたはヘテロアリールであるとき、先に言及したＡｒと同様の定義を有する。

【0127】

Ａｒ^１〜Ａｒ^３は、先に言及したＡｒと同様の定義を有する。

【0128】

ｋは、０〜２０の整数である。

【0129】

Ｘ^１〜Ｘ^８は、ＣＨまたはＮから選択される。

【0130】

別の態様において、ＥＴＬにおいて用いられる金属錯体は、限定されないが以下の一般式：

【化37】

を含有する。

【0131】

（Ｏ−Ｎ）または（Ｎ−Ｎ）は、原子Ｏ、ＮまたはＮ，Ｎに配位された金属を有する二座配位子であり；Ｌは補助配位子であり；ｍは、１から、金属に結合され得る配位子の最大数までの整数値である。

【0132】

実験

【0133】

化合物例
実施例１．化合物２の合成

【化38】

【0134】

２’−ブロモ−５’−フェニル−１，１’：３’，１’−ターフェニルを文献手順（Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．２００３、４２、６８２４）に従って調製した。２’−ブロモ−５’−フェニル−１，１’：３’，１’−ターフェニル（１０ｇ、２６ｍｍｏｌ）を１０ｍＬのＴＨＦに溶解し、削り状マグネシウム（０．７ｇ、２８．５ｍｍｏｌ）を用いて１６時間還流した。反応混合物を１０℃まで冷却し、ホウ酸トリメチルを添加して、反応物を１６時間加熱還流した。冷却の際、メタノールおよび酢酸エチルを添加し、反応物を、Ｃｅｌｉｔｅのプラグを通して濾過した。溶媒の除去の際に、９ｇ（９２％）のジメチル（５’−フェニル−［１，１’：３’，１’’−ターフェニル］−２’−イル）ボロン酸エステルを単離し、さらに精製することなく用いた。

【化39】

【0135】

２−ブロモ−Ｎ−（２−ブロモフェニル）−Ｎ−フェニルアニリン（１．０ｇ、２．５ｍｍｏｌ）を５０ｍＬのジエチルエーテルに溶解し、溶液を−７８℃まで冷却した。ｔｅｒｔ−ブチルリチウム（１０．９ｍｌ、１．７モルのペンタン溶液、１８．６ｍｍｏｌ）を滴加し、反応混合物を０℃まで加温させた。０℃で３０分間撹拌後、次いで反応混合物を−７８℃まで再冷却した。ジメチル（５’−フェニル−［１，１’：３’，１’’−ターフェニル］−２’−イル）ボロン酸エステル（１．２ｇ、３．２ｍｍｏｌ）を１０ｍＬのジエチルエーテルに溶解し、反応混合物に滴加した。室温まで加温した後、反応物を一晩中還流し、冷却し、ジクロロメタンを用いてＣｅｌｉｔｅのプラグを通して濾過した。粗生成物を、７／３のヘキサン／ジクロロメタンを用いたシリカゲル上でのクロマトグラフィに付し、ヘキサン／ジクロロメタンからさらに結晶化して、１．１ｇ（７９％）の化合物２を得た。
実施例２．化合物Ｘの合成

【化40】

【0136】

化合物Ｘを文献手順（Ｏｒｇ．Ｌｅｔｔ．２００６、８、２２４１）に従って調製した。２−ブロモ−Ｎ−（２−ブロモフェニル）−Ｎ−メチルアニリン（０．５ｇ、１．５ｍｍｏｌ）を５０ｍＬのジエチルエーテルに溶解し、溶液を−７８℃まで冷却した。ｔｅｒｔ−ブチルリチウム（４．３ｍＬの、１．７モルのペンタン溶液、７．３ｍｍｏｌ）を滴加し、反応混合物を０℃まで加温させ、３０分間撹拌した。ジメチルメシチル二ボロン酸エステル（０．３７ｇ、１．９ｍｍｏｌ）を１０ｍＬのエーテルに溶解し、反応混合物に滴加した。反応混合物を室温まで加温させ、２時間還流し、冷却し、ジクロロメタンを用いてＣｅｌｉｔｅを通して濾過し、濃縮した。粗生成物を、９／１のヘキサン／酢酸エチルを用いたシリカゲル上でのクロマトグラフィに付し、ヘキサンからさらに結晶化し、０．１３ｇ（５５％）の化合物Ｘを得た。
実施例３．化合物Ｙの合成

【化41】

【0137】

２−ブロモ−Ｎ−（２−ブロモフェニル）−Ｎ−フェニルアニリンを文献手順（Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９６１、２０１３）に従って調製した。２−ブロモ−Ｎ−（２−ブロモフェニル）−Ｎ−フェニルアニリン（１．５ｇ、３．７ｍｍｏｌ）を５０ｍＬのジエチルエーテルに溶解し、溶液を−７８℃まで冷却した。ｔｅｒｔ−ブチルリチウム（１０．９ｍＬ、１．７モルのペンタン溶液、１８．６ｍｍｏｌ）を滴加し、反応混合物を０℃まで加温させた。０℃で３０分間撹拌後、次いで反応混合物を−７８℃まで再冷却した。ジクロロフェニルボラン（０．６３ｍｌ、４．８ｍｍｏｌ）を１０ｍＬのジエチルエーテルに溶解し、反応混合物に滴加した。室温まで加温した後、反応物を一晩中還流し、冷却し、ジクロロメタンを用いてＣｅｌｉｔｅのプラグを通して濾過した。粗生成物を、８／２のヘキサン／酢酸エチルを用いたシリカゲル上でのクロマトグラフィに付し、ヘキサンからさらに結晶化し、０．５６ｇ（４５％）の化合物Ｙを得た。
実施例４．化合物４９の合成

【化42】

【0138】

ビス（２−ブロモフェニル）アミン（１０．０ｇ、３０．６ｍｍｏｌ）、１−フルオロ−４−ニトロベンゼン（５．６ｇ、３９．８ｍｍｏｌ）、および炭酸カリウム（５．４９ｇ、３９．８ｍｍｏｌ）に２０ｍｌのＤＭＳＯを添加した。反応混合物を油浴中１４５℃で４８時間加熱した。室温まで冷却した後、１００ｍｌの水を添加し、３×５０ｍｌのＣＨ_２Ｃｌ_２で抽出した。合わせた抽出物を２×５０ｍｌの水で洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥し、蒸発させ、暗褐色固体を得た。粗生成物を、７５：２５のヘキサン／ＣＨ_２Ｃｌ_２を用いたシリカゲル上でのクロマトグラフィに付し、続いて５０：５０のヘキサン／ＣＨ_２Ｃｌ_２によって溶出し、５．０ｇの生成物を黄色固体として得た。ＮＭＲおよびＧＣ／ＭＳによって生成物を確認した。

【化43】

【0139】

２−ブロモ−Ｎ−（２−ブロモフェニル）−Ｎ−（４−ニトロフェニル）アニリン（４．８ｇ、１０．７１ｍｍｏｌ）および塩化スズ（ＩＩ）二水和物（１０．２ｇ、５３．６ｍｍｏｌ）をエタノール（５０ｍｌ）およびテトラヒドロフラン（５０ｍｌ）に溶解し、溶液を加熱還流した。３時間後、追加として２．０ｇの塩化スズ（ＩＩ）を添加し、反応混合物をさらに２時間加熱還流した。冷却後、反応物を１００ｍｌの氷に注ぎ、５０％水酸化ナトリウム水溶液をｐＨ１４に達するまで添加した。得られた苛性溶液を３×７５ｍｌのＣＨ_２Ｃｌ_２で抽出した。合わせた有機物を７５ｍｌの水で洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥し、蒸発させ、橙色固体を得た。粗生成物を、シリカゲル上でのクロマトグラフィに付し、５０：５０のヘキサン／ＣＨ_２Ｃｌ_２で溶出し、３．８ｇの生成物を黄色固体として得た。ＮＭＲにより生成物を確認した。

【化44】

【0140】

フラスコにおいて、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ブロモフェニル）ベンゼン−１，４−ジアミン（０．５ｇ、１．２ｍｍｏｌ）、ヨードベンゼン（２．４４ｇ、１１．９６ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム（０．６２８ｇ、４．５４ｍｍｏｌ）および銅粉末（０．０３８ｇ、０．６０ｍｍｏｌ）を合わせ、油浴中２００℃で２０時間加熱した。室温まで冷却した後、２５ｍｌの水を添加し、３×１５ｍｌのＣＨ_２Ｃｌ_２で抽出した。合わせた抽出物を２×２０ｍｌの水で洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥し、蒸発させ、暗褐色の液体を残した。粗生成物を、シリカゲル上でのクロマトグラフィに付し、９０：１０のヘキサン／ＣＨ_２Ｃｌ_２、続いて７５：２５のヘキサン／ＣＨ_２Ｃｌ_２で溶出し、０．３５ｇの生成物を白色固体として得た。ＮＭＲおよびＧＣ／ＭＳによって生成物を確認した。

【化45】

【0141】

Ｎ，Ｎ−ビス（２−ブロモフェニル）−Ｎ’，Ｎ’−ジフェニルベンゼン−１，４−ジアミン（１．５ｇ、２．５ｍｍｏｌ）のエーテル（５０ｍｌ）溶液に−７８℃でｔｅｒｔ−ブチルリチウム（７．５ｍｌ、ペンタン中１．７Ｍ、１２．７ｍｍｏｌ）を滴加した。反応物を０℃に３０分間加温した後、−７８℃まで再冷却した。ジメチル（５’−フェニル−［１，１’，３’，１’’−ターフェニル］−４’−イル）ボロン酸塩（１．３ｇ、３．４ｍｍｏｌ）の２５ｍｌのエーテル溶液を滴加し、浴を除去し、反応混合物を室温まで加温させ、その後、一晩中加熱還流した。室温まで冷却した後、ヘキサンおよびＥｔＯＡｃを添加し、混合物を、ｃｅｌｉｔｅを通して濾過し、濾液を蒸発させて、黄色固体を得た。粗生成物を、９８：２のヘキサン／ＣＨ_２Ｃｌ_２を用いたシリカゲル上でのクロマトグラフィに付し、０．５ｇの化合物４９を得た。ＮＭＲおよびＭＳによって生成物を確認した。
実施例５．化合物５３の合成

【化46】

【0142】

４，４，５，５−テトラメチル−２−（２−フェニルナフタレン−１−イル）［１，３，２］−ジオキサボロランをＳｐｉｖｅｙら、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．２００３、６８、７３７９の手順に従って調製した。ドライアイス／アセトン浴中で−７８℃まで冷却した、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ブロモフェニル）−Ｎ４，Ｎ４−ジフェニルベンゼン−１，４−ジアミン（０．５ｇ、０．８８ｍｍｏｌ）の２５ｍｌのエーテル溶液に、ｔｅｒｔ−ブチルリチウム（２．６ｍｌ、４．４ｍｍｏｌ、ペンタン中１．７Ｍ）を滴加した。氷浴を除去し、反応混合物を０℃まで加温させて、３０分間撹拌した。反応混合物を−７８℃まで再冷却し、４，４，５，５−テトラメチル−２−（２−フェニルナフタレン−１−イル）［１，３，２］−ジオキサボロラン（０．３８ｇ、１．１４ｍｍｏｌ）の１０ｍｌのエーテル溶液を滴加した。−７８℃で３０分間撹拌した後、浴を除去し、溶液を室温まで加温させ、続いて一晩中加熱還流した。冷却後、２ｍｌのＭｅＯＨを添加することによって反応をクエンチし、ｃｅｌｉｔｅを通して濾過し、ＣＨ_２Ｃｌ_２で洗浄した。固体の気化後、粗生成物を９０：１０のヘキサン：ＣＨ_２Ｃｌ_２、その後７５：２５のヘキサン：ＣＨ_２Ｃｌ_２を用いたシリカ上でのクロマトグラフィに付し、０．１５ｇの化合物５３を付与した。ＮＭＲおよびＬＣ／ＭＳによって生成物を確認した。
デバイス例

【0143】

全てのデバイス例を高真空（＜１０^−７Ｔｏｒｒ）熱蒸発によって作製した。アノード電極は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）である。カソードは、１０ÅのＬｉＦ、その後の１，０００ÅのＡｌからなった。窒素グローブボックス（＜１ｐｐｍのＨ_２ＯおよびＯ_２）において、エポキシ樹脂で封止したガラス製の蓋によって全てのデバイスをカプセル化し、水分ゲッタをパッケージ内に組み込んだ。

【0144】

表２中のデバイス実施例１の有機スタックは、ＩＴＯ表面、正孔注入層（ＨＩＬ）としての１００ÅのＥ１、正孔輸送層（ＨＴＬ）としての３００ÅのＮＰＤ、発光層（ＥＭＬ）としての、１５重量％の化合物Ａでドープした３００Åの化合物２、ＥＴＬ２としての５０Åの化合物２およびＥＴＬ１としての４００ÅのＢＡｌｑから実質的になる。化合物２は、約１０^−８Ｔｏｒｒにおいて約２３０℃で蒸発した。

【0145】

デバイス比較例１は、ＥＭＬが１０重量％のＥ１でドープした化合物Ｂであること、およびＥＴＬ２が化合物Ｃであることを除いて、デバイス実施例１と同様である。

【0146】

本明細書において用いられるとき、以下の化合物は以下の構造：

【化47】

を有する。

【0147】

ＯＬＥＤにおける使用のための特定の材料が提供される。特に、材料は、かかるデバイスの発光層中のホスト材料および／または発光ドーパントとして用いられ得る。材料はまた、非発光層、例えばブロッキング層において用いられてもよい。本明細書において提供される化合物は、デバイス寿命を改善することができる。

【表4】

【0148】

表２から、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３タイプの化合物である化合物Ａをドーパントとして含む、ホストとして化合物Ｂを用いたデバイスの効率は、ＣＢＰをホストとして用いた標準的なデバイスに匹敵することが分かる。

【0149】

本明細書に記載されている種々の実施形態は、例示のみを目的としており、本発明の範囲を限定することを意図していないと理解される。例えば、本明細書に記載されている材料および構造の多くは、本発明の精神から逸脱することなく、他の材料および構造で置き換えられ得る。したがって、特許請求される本発明は、当業者に明らかであるように、本明細書に記載されている特定の実施例および好ましい実施形態からの変形を含んでよい。本発明がなぜ機能するかについての種々の理論は、限定的であることを意図するものではないと理解される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】