(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】
(24)【登録日】2023-05-11
(45)【発行日】2023-05-19
(54)【発明の名称】エレクトロルミネセント材料および素子
(51)【国際特許分類】
C07D 487/06 20060101AFI20230512BHJP
C09K 11/06 20060101ALI20230512BHJP
H10K 50/00 20230101ALI20230512BHJP
H05B 33/10 20060101ALI20230512BHJP
【FI】
C07D487/06 CSP
C09K11/06 690
C09K11/06 660
H05B33/14 B
H05B33/10
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2021093959
(22)【出願日】2021-06-04
【審査請求日】2021-09-28
(31)【優先権主張番号】202010505906.4
(32)【優先日】2020-06-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】202110464197.4
(32)【優先日】2021-04-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】519333413
【氏名又は名称】北京夏禾科技有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】110001818
【氏名又は名称】弁理士法人R&C
(72)【発明者】
【氏名】王 強
(72)【発明者】
【氏名】王 楽
(72)【発明者】
【氏名】王 俊飛
(72)【発明者】
【氏名】張 ▲カン▼
(72)【発明者】
【氏名】▲クアン▼ 志遠
(72)【発明者】
【氏名】夏 伝軍
【審査官】▲高▼岡 裕美
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2017/095156(WO,A1)
【文献】韓国公開特許第10-2015-0077220(KR,A)
【文献】国際公開第2016/158540(WO,A1)
【文献】韓国登録特許第10-1926771(KR,B1)
【文献】国際公開第2019/194599(WO,A1)
【文献】国際公開第2019/177407(WO,A1)
【文献】特開2021-176839(JP,A)
【文献】中国特許出願公開第111269239(CN,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C07D
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
H-L-Eの構造を有する化合物であって、Hは、式1で表される構造を有する、化合物。
【化1】
(式1中、A
1、A
2およびA
3は、出現毎に同一または異なってNまたはCRから選ばれ、環A、環Bおよび環Cは、出現毎に同一または異なって炭素原子数5~18の炭素環、または炭素原子数3~18のヘテロ
芳香環から選ばれ、
R
xは、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換、または無置換を表し、
Eは、式2で表される構造を有し、
【化2】
式2中、Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、或いは置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基から選ばれ、
Z
1~Z
3は、それぞれ独立してNまたはCR
zから選ばれ、且つZ
1~Z
3のうちの少なくとも1つは、Nであり、
Lは、式3で表される構造を有し、
【化3】
式3中、環Dは、出現毎に同一または異なって炭素原子数5~18の炭素環、または炭素原子数3~18のヘテロ
芳香環から選ばれ、
前記ヘテロ芳香環は1つのみのヘテロ原子を有し、
R
nは、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換、または無置換を表し、
L
1は、単結合、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリレン基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、且つL
1が置換の炭素原子数6~30のアリレン基または置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基から選ばれる場合、前記L
1は、置換基R
mを有し、R
mは、出現毎に同一または異なって一置換または複数置換を表し、
R、R
x、R
z、R
n、R
mは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R
xは、結合して環を形成していてもよく、
隣り合う置換基R
n、R
mは、結合して環を形成していてもよい。)
【請求項2】
前記環A、環Bおよび環Cは、出現毎に同一または異なって5員炭素環、炭素原子数6~18の芳香環、または炭素原子数3~18のヘテロ芳香環から選ばれ
る、請求項1に記載の化合物。
【請求項3】
前記環A、環Bおよび環Cは、出現毎に同一または異なって5員炭素環、ベンゼン環、5員ヘテロ芳香環、または6員ヘテロ芳香環から選ばれる、請求項1に記載の化合物。
【請求項4】
前記Hは、式1-aで表される構造を有する、請求項1または2に記載の化合物。
【化4】
(A
1~A
3は、出現毎に同一または異なってNまたはCRから選ばれ、X
1~X
10は、出現毎に同一または異なってNまたはCR
xから選ばれ、
R、R
xは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R
xは、結合して環を形成していてもよい。)
【請求項5】
R、R
xは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R
xは、結合して環を形成していてもよい、請求項
4に記載の化合物。
【請求項6】
RおよびR
xのうちの少なくとも1つは、重水素、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、または置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基から選ばれ
る、請求項
4または5に記載の化合物。
【請求項7】
RおよびR
x
のうちの少なくとも1つは、重水素、フェニル基、ビフェニル基、またはピリジル基から選ばれる、請求項4または5に記載の化合物。
【請求項8】
A
1~A
3のうちの隣り合う置換基R、X
1~X
3のうちの隣り合う置換基R
x、X
4~X
6のうちの隣り合う置換基R
x、およびX
7~X
10のうちの隣り合う置換基R
xに対して、それらの隣り合う置換基グループのうちの少なくとも1つは、結合して環を形成する、請求項
4~6のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項9】
前記Hは、以下の構造からなる群から選ばれる、請求項1~
8のいずれか一項に記載の化合物。
【化5-1】
【化5-2】
【化5-3】
【化5-4】
【化5-5】
【化5-6】
(前記構造H-1~H-139における水素は、重水素で一部または全部置換されてもよい。)
【請求項10】
前記Eは、式2で表される構造を有する、請求項1~
9のいずれか一項に記載の化合物。
【化6】
(Z
1~Z
3は、それぞれ独立してNまたはCR
zから選ばれ、且つZ
1~Z
3のうちの少なくとも2つは、Nであ
り、
R
zは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~18のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~18のヘテロアリール基から選ばれ
る。)
【請求項11】
Z
1
~Z
3
は、いずれもNである、請求項10に記載の化合物。
【請求項12】
Arは、出現毎に同一または異なってフェニル基、重水素化フェニル基、メチルフェニル基、フッ素化フェニル基、t-ブチルフェニル基、三重水素化メチルフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、重水素化ナフチル基、ジベンゾフラン基、ジベンゾチエニル基、9,9-ジメチルフルオレニル基、カルバゾール基、ピリジル基、ピリミジニル基、4-シアノフェニル基、3-シアノフェニル基、トリフェニレン基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる、請求項10に記載の化合物。
【請求項13】
前記Eは、以下の構造からなる群から選ばれる、請求項
10に記載の化合物。
【化7-1】
【化7-2】
【化7-3】
【化7-4】
【請求項14】
前記Lは、式3で表される構造を有する、請求項1~
13のいずれか一項に記載の化合物。
【化8】
(環Dは、出現毎に同一または異なって炭素原子数6~18の芳香環から選ばれ、R
n、R
mは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、隣り合う置換基R
n、R
mは、結合して環を形成していてもよ
い。)
【請求項15】
前記Lは、式3で表される構造を有する、請求項1~13のいずれか一項に記載の化合物。
【化9】
(環Dは、出現毎に同一または異なってベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、フルオレン環、トリフェニレン環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ピリジン環、およびこれらの組合せから選ばれ、
前記L
1
は、単結合、置換または非置換のフェニレン基、または置換または非置換のナフチレン基から選ばれ、
R
n
、R
m
は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、シアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。)
【請求項16】
前記L
1
は、単結合から選ばれる、請求項1~13のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項17】
前記Lは、以下の構造からなる群から選ばれる、請求項1~
16のいずれか一項に記載の化合物。
【化10】
(前記L-1~L-37の構造中、「*」は、前記構造と式1で表されるH構造との結合の位置を表し、
【化11】
は、前記構造と式2で表されるE構造との結合の位置を表し、
前記L-1~L-37の構造における水素は、重水素で一部または全部置換されてもよい。)
【請求項18】
前記化合物は、H-L-Eの構造を有する化合物1~化合物1000からなる群から選ばれ、
H、LおよびEは、それぞれ対応して以下の表における構造から選ばれる、請求項1~
17のいずれか1項に記載の化合物。
(化合物1~化合物1000における水素は、重水素で一部または全部置換されてもよい。)
【請求項19】
陽極と、
陰極と、
前記陽極と陰極との間に設けられた有機層と、を含むエレクトロルミネセント素子であって、
前記有機層には、請求項1~
18のいずれか1項に記載の化合物が含まれる、エレクトロルミネセント素子。
【請求項20】
前記有機層は、発光層であり、前記化合物は、ホスト材料である、請求項
19に記載の素子。
【請求項21】
前記発光層は、少なくとも1種のりん光発光材料をさらに含む、請求項
20に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項22】
前記りん光発光材料は、M(L
a)
m(L
b)
n(L
c)
qの一般式を有する金属錯体であり、
Mは、相対原子質量が40超の金属から選ばれ、
L
a、L
b、L
cは、それぞれ前記Mと配位する第1配位子、第2配位子および第3配位子であり、L
a、L
b、L
cは、結合して多座配位子を形成していてもよく、
L
a、L
b、L
cは、同一または異なってもよく、mは、1、2または3であり、nは、0、1または2であり、qは、0または1であり、m、nおよびqの和は、前記Mの酸化状態に等しく、mが2以上である場合、複数のL
aは、同一または異なってもよく、nが2である場合、2つのL
bは、同一または異なってもよく、
L
aは、式4で表される構造を有し、
【化12】
環Eは、5員ヘテロ芳香環または6員ヘテロ芳香環から選ばれ、
環Fは、5員不飽和炭素環、ベンゼン環、5員ヘテロ芳香環または6員ヘテロ芳香環から選ばれ、
環Eおよび環Fは、Y
aおよびY
bにより縮合され、
Y
aおよびY
bは、出現毎に同一または異なってCまたはNから選ばれ、
R
d1、R
e1は、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換、または無置換を表し、
X
1~X
4は、出現毎に同一または異なってCR
xxまたはNから選ばれ、
R
d1、R
e1、R
xxは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R
d1、R
e1、R
xxは、結合して環を形成していてもよく、
L
b、L
cは、それぞれ独立して以下の構造のうちのいずれか1種から選ばれ、
【化13】
R
a、R
bおよびR
cは、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換、または無置換を表し、
X
bは、出現毎に同一または異なってO、S、Se、NR
N1およびCR
C1R
C2からなる群から選ばれ、
X
cおよびX
dは、出現毎に同一または異なってO、S、SeおよびNR
N2からなる群から選ばれ、
R
a、R
b、R
c、R
N1、R
N2、R
C1およびR
C2は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
前記配位子L
b、L
cの構造中、隣り合う置換基R
a、R
b、R
c、R
N1、R
N2、R
C1およびR
C2は、結合して環を形成していてもよい、請求項
21に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項23】
前記配位子L
bは、以下の構造を有する、請求項
22に記載のエレクトロルミネセント素子。
【化14】
(R
1~R
7は、それぞれ独立して水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。)
【請求項24】
前記りん光発光材料は、Ir、PtまたはOs錯体であ
る、請求項
22または23に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項25】
前記りん光発光材料は、Ir錯体であり、Ir(L
a
)(L
b
)(L
c
)、Ir(L
a
)
2
(L
b
)、Ir(L
a
)
2
(L
c
)またはIr(L
a
)(L
c
)
2
のいずれか1種で表される構造を有する、請求項22または23に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項26】
請求項1~
18のいずれか一項に記載の化合物を含む、化合物の
組成物。
【請求項27】
請求項
19~25のいずれか一項に記載のエレクトロルミネセント素子を含む、表示アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機発光素子などの有機電子素子に用いられる化合物に関する。より特に、インドールおよびピロールにより縮合されたアザマクロ環、ならびにトリアジンおよびその類似する構造が特定の位置で結合してなる化合物、該化合物を含む有機エレクトロルミネセント素子および化合物の処方に関する。
【背景技術】
【0002】
有機電子素子は、有機発光ダイオード(OLEDs)、有機電界効果トランジスタ(O-FETs)、有機発光トランジスタ(OLETs)、有機起電セル(OPVs)、色素-増感太陽電池(DSSCs)、有機光検出器、有機感光装置、有機電界効果素子(OFQDs)、発光電気化学セル(LECs)、有機レーザダイオードおよび有機プラズマ発光素子を含むが、それに限定されない。
【0003】
1987年、イーストマンコダック(Eastman Kodak)のTangおよびVan Slykeにより、電子輸送層および発光層として、アリールアミン正孔輸送層とトリス-8-ヒドロキシキノリン-アルミニウム層とを含む二層有機エレクトロルミネセント素子が報道されている(Applied Physics Letters、1987、51(12):913~915(非特許文献1))。素子に対してバイアスが一旦印加されると、緑色光が素子から発射される。この発明は、現代の有機発光ダイオード(OLEDs)の発展に対する基礎を築き上げている。最も先進的なOLEDsは、電荷注入・輸送層、電荷・励起子ブロッキング層、および陰極と陽極との間の1つまたは複数の発光層などの複数の層を含んでもよい。OLEDsは、自発光性ソリッドステート素子であるので、表示および照明の適用に対して極めて大きな潜在力を提供している。また、有機材料の固有な特性、例えばそれらの可撓性は、可撓性基板で行った製造などの特殊な適用に非常に適合するようになっている。
【0004】
OLEDは、その発光メカニズムに応じて、3種の異なるタイプに分けられている。Tangおよびvan Slykeにより発明されたOLEDは、蛍光OLEDであり、一重項発光のみを使用する。素子において生成した三重項が非輻射減衰通路により浪費され、蛍光OLEDの内部量子効率(IQE)が25%に過ぎないため、この制限はOLEDの商業化を妨害している。1997年、ForrestおよびThompsonにより、錯体含有重金属からの三重項発光を発光体として用いるりん光OLEDが報道されている。そのため、一重項および三重項を収穫し、100%のIQEを実現することができる。その効率が高いため、りん光OLEDの発見および発展は、直接的にアクティブマトリクスOLED(AMOLED)の商業化に貢献する。最近、Adachiは、有機化合物の熱活性化遅延蛍光(TADF)によって高効率を実現している。これらの発光体は、小さい一重項-三重項ギャップを有するため、励起子が三重項から一重項に戻るトランジションが可能となる。TADF素子において、三重項励起子がリバースシステム間で貫通すること(逆項間交差)によって一重項励起子を生成することに起因してIQEが高くなっている。
【0005】
OLEDsは、さらに、所用材料の形態に応じて、小分子とポリマーOLEDに分けられてもよい。小分子とは、ポリマーではない、有機または有機金属のいずれかの材料を指し、精確な構造を有すれば、小分子の分子量が大きくてもよい。明確な構造を有するデンドリマーは、小分子と認められている。ポリマーOLEDは、共役ポリマーと、側鎖の発光基を有する非共役ポリマーとを含む。製造過程において後重合を発生すると、小分子OLEDがポリマーOLEDになり得る。
【0006】
様々なOLEDの製造方法が公知されている。小分子OLEDは、一般的に、真空熱蒸発により製造されるものである。ポリマーOLEDは、例えばスピンコート、インクジェット印刷およびノズル印刷などの溶液法により製造されるものである。材料が溶剤に溶解または分散することが可能であれば、小分子OLEDも溶液法により製造されることができる。
【0007】
OLEDの発光色は、発光材料の構造設計により実現することができる。OLEDは、所望のスペクトルを実現するように、1つまたは複数の発光層を含んでもよい。緑色、黄色、赤色OLEDにおいて、りん光材料は、既に商業化の実現に成功したが、青色のりん光素子には、依然として、青色が飽和せず、寿命が短く、作業電圧が高いなどの問題が存在する。市販のフルカラーOLEDディスプレイは、一般的に混合策略を用い、青色の蛍光、および黄色、赤色または緑色のりん光を用いる。現在、りん光OLEDの効率が高輝度の場合に急速に低下するという問題が存在する。また、より飽和した発光スペクトル、より高い効率、およびより長いデバイス寿命を有することが望まれている。
【0008】
KR1020150077220A(特許文献1)では、以下の構造を有する有機光学化合物である有機エレクトロルミネセント化合物が開示されている。
【化1】
開示された一般式化合物におけるX
1は、N(Ar
1)であってもよいが、インドールおよびピロールにより縮合されたアザマクロ環、ならびにトリアジンおよびその類似する構造が特定の結合構造によって結合する使用が開示または示唆されていない。
【0009】
US20180337340A1(特許文献2)では、有機エレクトロルミネセント化合物およびそれを含む有機エレクトロルミネセント装置が開示されている。それは、1種または複数種のホストを含む有機層を含み、その第1ホストが以下の構造を有する有機光学化合物である。
【化2】
しかし、開示された化合物は、キナゾリンまたはキノキサリンの構造単位を有し、且つキナゾリンまたはキノキサリンの2-位に結合しなければならず、インドールにより縮合されたアザマクロ環の構造単位、ならびにトリアジンおよびその類似する構造の構造単位が特定の結合構造によって結合してなる有機化合物が開示または示唆されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【文献】韓国特許公開第1020150077220号
【文献】米国特許公開第20180337340号
【非特許文献】
【0011】
【文献】Applied Physics Letters、1987、51(12):913~915
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
しかしながら、現在報告されている多くのホスト材料には、依然として改善の余地がある。業界では、日増しに向上するニーズ、特に、より高い素子の効率、より長い素子の耐用年数およびより低い駆動電圧などの性能に対するニーズを満たすために、依然として新規な材料をさらに研究・開発する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
(発明の概要)
本発明は、少なくとも一部の上述した問題を解決するために、インドールおよびピロールにより縮合されたアザマクロ環、ならびにトリアジンおよびその類似する構造が特定の位置で結合してなる一連の化合物を提供することを目的とする。前記化合物は、有機エレクトロルミネセント素子におけるホスト材料として用いられることができる。それらの新規な化合物は、顕著に低下した蒸着温度を有し、より良好な熱安定性を有するとともに、エネルギー消費を効果的に低下することができ、素子の製造過程により有利であり、また、素子の効率を効果的に向上させ、素子の駆動電圧を低下させ、より良好な素子の性能を提供することができる。
【0014】
本発明の一実施例によれば、H-L-Eの構造を有する化合物であって、
Hは、式1で表される構造を有する化合物が開示される。
【化3】
(式1中、A
1、A
2およびA
3は、出現毎に同一または異なってNまたはCRから選ばれ、環A、環Bおよび環Cは、出現毎に同一または異なって炭素原子数5~18の炭素環、または炭素原子数3~18のヘテロ環から選ばれ、
R
xは、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換、または無置換を表し、
Eは、式2で表される構造を有し、
【化4】
式2中、Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、或いは置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基から選ばれ、
Z
1~Z
3は、それぞれ独立してNまたはCR
zから選ばれ、且つZ
1~Z
3のうちの少なくとも1つは、Nであり、
Lは、式3で表される構造を有し、
【化5】
式3中、環Dは、出現毎に同一または異なって炭素原子数5~18の炭素環、または炭素原子数3~18のヘテロ環から選ばれ、
R
nは、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換、または無置換を表し、
L
1は、単結合、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリレン基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、L
1が置換の炭素原子数6~30のアリレン基または置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基から選ばれる場合、前記L
1は、置換基R
mを有し、R
mは、出現毎に同一または異なって一置換または複数置換を表し、
R、R
x、R
z、R
n、R
mは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R
xは、結合して環を形成していてもよく、
隣り合う置換基R
n、R
mは、結合して環を形成していてもよい。)
【0015】
本発明の他の実施例によれば、陽極と、陰極と、前記陽極と陰極との間に設けられた有機層とを含むエレクトロルミネセント素子であって、前記有機層には、H-L-Eの構造を有する化合物が含まれ、Hは、式1で表される構造を有する、エレクトロルミネセント素子がさらに開示される。
【化6】
(式1中、A
1、A
2およびA
3は、出現毎に同一または異なってNまたはCRから選ばれ、環A、環Bおよび環Cは、出現毎に同一または異なって炭素原子数5~18の炭素環、または炭素原子数3~18のヘテロ環から選ばれ、
R
xは、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換、または無置換を表し、
Eは、式2で表される構造を有し、
【化7】
式2中、Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、或いは置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基から選ばれ、
Z
1~Z
3は、それぞれ独立してNまたはCR
zから選ばれ、且つZ
1~Z
3のうちの少なくとも1つは、Nであり、
Lは、式3で表される構造を有し、
【化8】
式3中、環Dは、出現毎に同一または異なって炭素原子数5~18の炭素環、または炭素原子数3~18のヘテロ環から選ばれ、
R
nは、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換、または無置換を表し、
L
1は、単結合、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリレン基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、L
1が置換の炭素原子数6~30のアリレン基または置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基から選ばれる場合、前記L
1は、置換基R
mを有し、R
mは、出現毎に同一または異なって一置換または複数置換を表し、
R、R
x、R
z、R
n、R
mは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R
xは、結合して環を形成していてもよく、
隣り合う置換基R
n、R
mは、結合して環を形成していてもよい。)
【0016】
本発明の他の実施例によれば、H-L-Eの構造を有する前記化合物を含む、化合物の処方がさらに開示される。
【0017】
本発明の他の実施例によれば、前記有機層にH-L-Eの構造を有する前記化合物が含まれるエレクトロルミネセント素子を含む、表示アセンブリがさらに開示される。
【0018】
本発明に係るインドールおよびピロールにより縮合されたアザマクロ環、ならびにトリアジンおよびその類似する構造が特定の位置で結合してなる新規な化合物は、エレクトロルミネセント素子におけるホスト材料として用いられることができる。それらの新規な化合物は、トリアジンおよびその類似する構造の電子輸送単位、および電子輸送単位と特定の位置で結合する、インドールおよびピロールにより縮合されたアザマクロ環構造を有する正孔輸送単位を有する。このような正孔輸送単位と電子輸送単位とが特定の位置で結合する分子構造設計により、それらの化合物分子が特殊な空間構造を有して、予想外な効果をもたらすことで、それらの新規な化合物は、顕著に低下した蒸着温度を有し、より良好な熱安定性を有するとともに、エネルギー消費を効果的に低下することができ、素子の製造過程により有利であり、また、素子の効率を効果的に向上させ、より良好な素子の性能を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【
図1】本発明に係る化合物および化合物の処方を含んでもよい有機発光装置の模式図である。
【
図2】本発明に係る化合物および化合物の処方を含んでもよい他の有機発光装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
OLEDは、ガラス、プラスチック、および金属などの様々な基板で製造することができる。
図1は、有機発光装置100を例示的に制限せずに示している。図面に対して、必ずしも縮尺どおりに製作するわけではなく、図において、必要に応じて一部の層構造を省略してもよい。装置100には、基板101、陽極110、正孔注入層120、正孔輸送層130、電子ブロッキング層140、発光層150、正孔ブロッキング層160、電子輸送層170、電子注入層180および陰極190が含まれてもよい。装置100は、記載される層を順に堆積することにより製造されてもよい。各層の性質、機能および例示的な材料については、米国特許US7279704B2の第6~10欄においてより詳細に記載されており、そのすべての内容を本明細書に援用する。
【0021】
これらの層のそれぞれには、より多くの実例がある。例示的には、全文を援用するように組み込まれた米国特許第5844363号において、可撓性で透明な基板-陽極の組合せが開示されている。例えば、全文を援用するように組み込まれた米国特許出願公開第2003/0230980号において、p型ドープの正孔輸送層の実例は50:1のモル比でF4-TCNQがドーピングされたm-MTDATAであることが開示されている。全文を援用するように組み込まれた、トンプソン(Thompson)らによる米国特許第6303238号において、ホスト材料の実例が開示されている。例えば、全文を援用するように組み込まれた米国特許出願公開第2003/0230980号において、n型ドープの電子輸送層の実例は1:1のモル比でLiがドーピングされたBPhenであることが開示されている。全文を援用するように組み込まれた米国特許第5703436号および第5707745号において、例えばMg:Agなどの金属薄層と、その上に被覆された、スパッタ堆積された透明な導電ITO層とを有する複合陰極を含む陰極の実例が開示されている。全文を援用するように組み込まれた米国特許第6097147号および米国特許出願公開第2003/0230980号において、より詳細に、ブロッキング層の原理と使用が記載されている。全文を援用するように組み込まれた米国特許出願公開第2004/0174116号において注入層の実例が提供されている。全文を援用するように組み込まれた米国特許出願公開第2004/0174116号において、保護層が記載されている。
【0022】
非限定的な実施例により上述した分層構造が提供される。上述した各種の層を組み合わせることによってOLEDの機能が実現することができ、或いは、一部の層を完全に省略することができる。それは、明確に記載されていない他の層を含んでもよい。それぞれの層内に、最適な性能を実現するように、単一の材料または多種の材料の混合物を使用することができる。機能層はいずれも、複数なサブ層を含んでもよく、例えば、発光層は、所望の発光スペクトルを実現するように、2層の異なる発光材料を有してもよい。
【0023】
一実施例において、OLEDは、陰極と陽極との間に設けられた「有機層」を有すると記載されてもよい。当該有機層は、1つまたは複数の層を含んでもよい。
【0024】
OLEDにもカプセル化層が必要であり、
図2に示すように、有機発光装置200が例示的に制限せずに示されている。
図1との相違点は、水分および酸素などの外界からの有害物質を防止するように、陰極190上にカプセル化層102を含んでもよい。ガラス、または有機-無機混合層などのカプセル化機能を提供可能ないかなる材料も、カプセル化層として用いられてもよい。カプセル化層は、OLED素子の外部に、直接または間接的に配置されるべきである。多層薄膜カプセル化については、米国特許US7968146B2において記載されており、そのすべての内容を本明細書に援用する。
【0025】
本発明の実施例により製造される素子は、当該素子の1つまたは複数の電子部材モジュール(或いは、ユニット)を有する各種の消費製品に組み込まれてもよい。これらの消費製品は、例えば、フラットパネルディスプレイ、モニタ、医療用モニタ、テレビ、ビルボード、室内または室外用照明ランプおよび/または信号ランプ、ヘッドアップディスプレイ、全部または一部透明のディスプレイ、可撓性ディスプレイ、スマートフォン、フラットパネルコンピューター、フラットパネル携帯電話、ウェアラブル素子、スマートウォッチ、ラップトップコンピューター、デジタルカメラ、携帯型ビデオカメラ、ファインダー、マイクロディスプレイ、3-Dディスプレイ、車載ディスプレイおよびテールライトを含む。
【0026】
本明細書に記載される材料および構造は、上述にて列挙されている他の有機電子素子にも用いられてもよい。
【0027】
「頂部」とは、基板から最も遠く、「底部」とは、基板から最も近いことを意味する。第1層が第2層「上」に設けられていると記載されている場合、第1層が基板から相対的に遠いように設けられている。第1層が第2層「と」「接触する」ことを規定していない限り、第1層と第2層との間に他の層が存在してもよい。例示的には、陰極と陽極との間に各種の有機層が存在しても、依然として、陰極が陽極「上」に設けられていると記載されることができる。
【0028】
「溶液が処理可能である」とは、溶液または懸濁液の形態で液体媒体に溶解、分散または輸送可能であり、および/または液体媒体から堆積可能であることを意味する。
【0029】
配位子は、直接的に発射材料の感光性質を促成すると、「感光性」と呼ばれてもよいことが信じられている。配位子は、発射材料の感光性質を促成しないと、「補助性」と呼ばれてもよい。しかし、補助性の配位子は、感光性配位子の性質を変更することができることが信じられている。
【0030】
蛍光OLEDの内部量子効率(IQE)は、遅延蛍光の存在によって25%のスピン統計による制限を超えてもよいことが信じられている。遅延蛍光は、一般的に2つのタイプ、すなわちP型遅延蛍光およびE型遅延蛍光に分けられてもよい。P型遅延蛍光は、三重項-三重項消滅(TTA)により生成される。
【0031】
一方、E型遅延蛍光は、2つの三重項の衝突ではなく、三重項と一重項との励起状態の変換に依存する。E型遅延蛍光を生成可能な化合物は、エネルギー状態の変換を行うように、極めて小さい一重項-三重項ギャップを有することが必要である。熱エネルギーは、三重項から一重項までの遷移を活性化することができる。このようなタイプの遅延蛍光は、熱活性化遅延蛍光(TADF)とも呼ばれる。TADFの顕著な特徴は、遅延成分が温度の上昇と伴って向上することにある。リバースシステム(RISC)間の貫通(逆項間交差)の速度が十分に速いと、三重項からの非輻射減衰を最小化させ、バックフィルした一重項の励起状態の割合は75%に達することができる。一重項の合計割合は100%であってもよく、エレクトロによる励起子のスピン統計の25%をはるかに超えている。
【0032】
E型遅延蛍光の特徴は、励起複合物系または単一の化合物から見える。理論に限定されず、E型遅延蛍光は、発光材料が小さい一重項-三重項エネルギーギャップ(ΔES-T)を有する必要がある。有機非金属含有の供与体・受容体発光材料は、この点を実現する可能性がある。これらの材料の発射は、通常、供与体・受容体電荷遷移(CT)型発射であると特徴付けられる。これらの供与体・受容体型化合物において、HOMOとLUMOとの空間分離は、一般的に小さいΔES-Tを生成することになる。これらの状態は、CT状態を含んでもよい。通常、供与体・受容体発光材料は、電子供与体部分(例えば、アミン基またはカルバゾール誘導体)と電子受容体部分(例えば、N含有の六員芳香族環)を結合することにより構築される。
【0033】
置換基の専門用語の定義について
【0034】
ハロゲンまたはハロゲン化物とは、本明細書に用いられるように、フッ素、クロロ、臭素およびヨウ素を含む。
【0035】
アルキル基とは、本明細書に用いられるように、直鎖および分岐鎖のアルキル基を含む。アルキル基は、炭素原子数1~20のアルキル基であってもよく、炭素原子数1~12のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数1~6のアルキル基であることがより好ましい。アルキル基の例は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、sec-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、n-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、n-ノニル、n-デシル、n-ウンデシル、n-ドデシル、n-トリデシル、n-テトラデシル、n-ペンタデシル、n-ヘキサデシル、n-ヘプタデシル、n-オクタデシル、ネオペンチル、1-メチルペンチル、2-メチルペンチル、1-ペンチルヘキシル、1-ブチルペンチル、1-ヘプチルオクチル、および3-メチルペンチルを含む。また、アルキル基は、置換されていてもよい。アルキル基鎖における炭素は、他のヘテロ原子で置換されてもよい。そのうち、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、sec-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、ネオペンチルおよびn-ヘキシルであることが好ましい。また、アルキル基は、置換されていてもよい。
【0036】
シクロアルキル基とは、本明細書に用いられるように、環状アルキル基を含む。シクロアルキル基は、環炭素原子数3~20のシクロアルキル基であってもよく、炭素原子数4~10のシクロアルキル基であることが好ましい。シクロアルキル基の例は、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、4-メチルシクロヘキシル、4,4-ジメチルシクロヘキシル、1-アダマンチル、2-アダマンチル、1-ノルボルニル基、2-ノルボルニル基などを含む。そのうち、シクロペンチル、シクロヘキシル、4-メチルシクロヘキシル、4,4-ジメチルシクロヘキシルを含むことが好ましい。また、シクロアルキル基は、置換されていてもよい。
【0037】
ヘテロアルキル基とは、本明細書に用いられるように、アルキル鎖における1つまたは複数の炭素が窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、リン原子、ケイ素原子、ゲルマニウム原子、ホウ素原子からなる群から選ばれるヘテロ原子で置換されたものを含む。ヘテロアルキル基は、炭素原子数1~20のヘテロアルキル基であってもよく、炭素原子数1~10のヘテロアルキル基であることが好ましく、炭素原子数1~6のヘテロアルキル基であることがより好ましい。ヘテロアルキル基の例は、メトキシメチル、エトキシメチル、エトキシエチル、メチルチオメチル、エチルチオメチル、エチルチオエチル、メトキシメトキシメチル、エトキシメトキシメチル基、エトキシエトキシエチル、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、ヒドロキシプロピル、スルファニルメチル、スルファニルエチル、スルファニルプロピル、アミノメチル、アミノエチル、アミノプロピル、ジメチルアミノメチル、トリメチルシリル、ジメチルエチルシリル、ジメチルイソプロピルシリル、tert-ブチルトリエチルシリル、トリイソプロピルシリル、トリメチルシリルメチル、トリメチルシリルエチル、トリメチルシリルイソプロピルを含む。また、ヘテロアルキル基は、置換されていてもよい。
【0038】
アルケニル基とは、本明細書に用いられるように、直鎖、分岐鎖および環状オレフィン基を含む。鎖状アルケニル基は、炭素原子数2~20のアルケニル基であってもよく、炭素原子数2~10のアルケニル基であることが好ましい。アルケニル基の例は、ビニル、プロペニル、1-ブテニル、2-ブテニル、3-ブテニル、1,3-ブタジエニル、1-メチルビニル、スチリル、2,2-ジフェニルビニル、1,2-ジフェニルビニル、1-メチルアリル、1,1-ジメチルアリル、2-メチルアリル、1-フェニルアリル、2-フェニルアリル、3-フェニルアリル、3,3-ジフェニルアリル、1,2-ジメチルアリル、1-フェニル-1-ブテニル、3-フェニル-1-ブテニル、シクロペンテニル、シクロペンタジエニル、シクロヘキセニル、シクロヘプテニル、シクロヘプタトリエニル、シクロオクテニル、シクロオクタテトラエニルおよびノルボルネニルを含む。また、アルケニル基は、置換されていてもよい。
【0039】
アルキニル基とは、本明細書に用いられるように、直鎖アルキニル基を含む。アルキニル基は、炭素原子数2~20のアルキニル基であってもよく、炭素原子数2~10のアルキニル基であることが好ましい。アルキニル基の例は、エチニル、プロピニル、プロパルギル、1-ブチニル、2-ブチニル、3-ブチニル、1-ペンチニル、2-ペンチニル、3,3-ジメチル-1-ブチニル、3-エチル-3-メチル-1-ペンチニル、3,3-ジイソプロピル1-ペンチニル、フェニルエチニル、フェニルプロピニルなどを含む。上述したように、エチニル、プロピニル、プロパルギル、1-ブチニル、2-ブチニル、3-ブチニル、1-ペンチニル、フェニルエチニルを含むことが好ましい。また、アルキニル基は、置換されていてもよい。
【0040】
アリール基または芳香族基とは、本明細書に用いられるように、非縮合および縮合系を考慮する。アリール基は、炭素原子数6~30のアリール基であってもよく、炭素原子数6~20のアリール基であることが好ましく、炭素原子数6~12のアリール基であることがより好ましい。アリール基の例は、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、トリフェニレン、テトラフェニレン、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、およびアズレンを含み、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、トリフェニレン、フルオレニルおよびナフタレンを含むことが好ましい。また、アリール基は、置換されていてもよい。非縮合アリール基の例は、フェニル、ビフェニル-2-イル、ビフェニル-3-イル、ビフェニル-4-イル、p-ターフェニル-4-イル、p-ターフェニル-3-イル、p-トリビフェニル-2-イル、m-ターフェニル-4-イル、m-ターフェニル-3-イル、m-ターフェニル-2-イル、o-トリル、m-トリル、p-トリル、p-(2-フェニルプロピル)フェニル、4’-メチルビフェニル、4’’-tert-ブチル-p-ターフェニル-4-イル、o-クミル、m-クミル、p-クミル、2,3-キシリル、3,4-キシリル、2,5-ジメチルフェニル、メシチレンおよびm-テトラフェニルを含む。また、アリール基は、置換されていてもよい。
【0041】
ヘテロ環基または複素環とは、本明細書に用いられるように、非芳香族環状基を考慮する。非芳香族ヘテロ環基は、環原子数3~20の飽和ヘテロ環基および環原子数3~20の不飽和非芳香族ヘテロ環基を含み、そのうちの少なくとも1つの環原子は、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、ケイ素原子、リン原子、ゲルマニウム原子およびホウ素原子からなる群から選ばれ、好ましくは、非芳香族ヘテロ環基は、環原子数が3~7であり、窒素、酸素、ケイ素または硫黄などの少なくとも1つのヘテロ原子を含む。非芳香族ヘテロ環基の例は、オキシラニル、オキセタイル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロピラニル、ジオキサニル、ジオキソラニル、アジリジニル、ジヒドロピロール、テトラヒドロピロール、ピペリジニル、オキサゾリジニル、モルホリニル、ピペラジニル、オキサシクロヘプタトリエニル、チオシクロヘプタトリエニル、アザシクロヘプタトリエニルおよびテトラヒドロシロールを含む。また、ヘテロ環基は、置換されていてもよい。
【0042】
ヘテロアリール基とは、本明細書に用いられるように、ヘテロ原子数1~5の非縮合および縮合へテロ芳香族基を含んでもよい。そのうちの少なくとも1つのヘテロ原子は、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、シリコン原子、リン原子、ゲルマニウム原子、ホウ素原子からなる群から選ばれる。イソアリール基は、ヘテロアリール基も指す。ヘテロアリール基は、炭素原子数3~30のヘテロアリール基であってもよく、炭素原子数3~20のヘテロアリール基であることが好ましく、炭素原子数3~12のヘテロアリール基であることがより好ましい。好適なヘテロアリール基は、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、ピリドインドール、ピロロピリジン、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、インデノアジン、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、ベンゾフランピリジン、フロジピリジン、ベンゾチエノピリジン、チエノビピリジン、ベンゾセレノピリジン、およびセレンベンゾピリジンを含み、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、カルバゾール、インドロカルバゾール、イミダゾール、ピリジン、トリアジン、ベンズイミダゾール、1,2-アザボラン、1,3-アザボラン、1,4-アザボラン、ボラゾールおよびそのアザ類似物を含むことが好ましい。また、ヘテロアリール基は、置換されていてもよい。
【0043】
アルコキシ基とは、本明細書に用いられるように、-O-アルキル基、-O-シクロアルキル基、-O-ヘテロアルキル基または-O-ヘテロ環基で表される。アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロアルキル基およびヘテロ環基の例および好適な例は、上述した例と同様である。アルコキシ基は、炭素原子数1~20のアルコキシ基であってもよく、炭素原子数1~6のアルコキシ基であることが好ましい。アルコキシ基の例は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペントキシ、ヘキサオキシ、シクロプロピルオキシ、シクロブチルオキシ、シクロペンチルオキシ、シクロヘキシルオキシ、テトラヒドロフラニルオキシ、テトラヒドロピラニルオキシ、メトキシプロピルオキシ、エトキシエチルオキシ、メトキシメチルオキシおよびエトキシメチルオキシを含む。また、アルコキシ基は、置換されていてもよい。
【0044】
アリールオキシ基とは、本明細書に用いられるように、-O-アリール基または-O-ヘテロアリール基で表される。アリール基およびヘテロアリール基の例および好適な例は、上述した例と同様である。アリールオキシ基は、炭素原子数6~30のアリールオキシ基であってもよく、炭素原子数6~20のアリールオキシ基であることが好ましい。アリールオキシ基の例は、フェノキシ基およびビフェノキシ基を含む。また、アリールオキシ基は、置換されていてもよい。
【0045】
アラルキル基とは、本明細書に用いられるように、アリール基で置換されたアルキル基を含む。アラルキル基は、炭素原子数7~30のアラルキル基であってもよく、炭素原子数7~20のアラルキル基であることが好ましく、炭素原子数7~13のアラルキル基であることがより好ましい。アラルキル基の例は、ベンジル、1-フェニルエチル、2-フェニルエチル、1-フェニルイソプロピル、2-フェニルイソプロピル、フェニル-tert-ブチル、α-ナフチルメチル、1-α-ナフチルエチル、2-α-ナフチルエチル、1-α-ナフチルイソプロピル、2-α-ナフチルイソプロピル、β-ナフチルメチル、1-β-ナフチル-エチル、2-β-ナフチル-エチル、1-β-ナフチルイソプロピル、2-β-ナフチルイソプロピル、p-メチルベンジル、m-メチルベンジル、o-メチルベンジル、p-クロロベンジル、m-クロロベンジル、o-クロロベンジル、p-ブロモベンジル、m-ブロモベンジル、o-ブロモベンジル、p-ヨードベンジル、m-ヨードベンジル、o-ヨードベンジル、p-ヒドロキシベンジル、m-ヒドロキシベンジル、o-ヒドロキシベンジル、p-アミノベンジル、m-アミノベンジル、o-アミノベンジル、p-ニトロベンジル、m-ニトロベンジル、o-ニトロベンジル、p-シアノベンジル、m-シアノベンジル、o-シアノベンジル、1-ヒドロキシ-2-フェニルイソプロピルおよび1-クロロ-2-フェニルイソプロピルを含む。そのうち、ベンジル、p-シアノベンジル、m-シアノベンジル、o-シアノベンジル、1-フェニルエチル、2-フェニルエチル、1-フェニルイソプロピルおよび2-フェニルイソプロピルであることが好ましい。また、アラルキル基は、置換されていてもよい。
【0046】
アルキルシリル基とは、本明細書に用いられるように、アルキル基で置換されたシリル基を含む。アルキルシリル基は、炭素原子数3~20のアルキルシリル基であってもよく、炭素原子数3~10のアルキルシリル基であることが好ましい。アルキルシリル基の例は、トリメチルシリル、トリエチルシリル、メチルジエチルシリル、エチルジメチルシリル、トリプロピルシリル、トリブチルシリル、トリイソプロピルシリル、メチルジイソプロピルシリル、ジメチルイソプロピルシリル、トリ-tert-ブチルシリコン、トリイソブチルシリル、ジメチル-tert-ブチルシリル、およびメチルジ-tert-ブチルシリルを含む。また、アルキルシリル基は、置換されていてもよい。
【0047】
アリールシリル基とは、本明細書に用いられるように、少なくとも1つのアリール基で置換されたシリル基を含む。アリールシリル基は、炭素原子数6~30のアリールシリル基であってもよく、炭素原子数8~20のアリールシリル基であることが好ましい。アリールシリル基の例は、トリフェニルシリル、フェニルジフェニルシリル、ジフェニルビフェニルシリル、フェニルジエチルシリル、ジフェニルエチルシリル、フェニルジメチルシリル、ジフェニルメチルシリル、フェニルジイソプロピルシリル、ジフェニルイソプロピルシリル、ジフェニルブチルシリル、ジフェニルイソブチルシリル、ジフェニル-tert-ブチルシリル、トリ-tert-ブチルシリル、ジメチル-tert-ブチルシリル、およびメチルジ-tert-ブチルシリルを含む。また、アリールシリル基は、置換されていてもよい。
【0048】
アザジベンゾフラン、アザ-ジベンゾチオフェンなどにおける「アザ」とは、対応する芳香族フラグメントにおける1つまたは複数のC-H基が窒素原子に置換されることを指す。例えば、アザトリフェニレンは、ジベンゾ[f,h]キノキサリン、ジベンゾ[f,h]キノリン、および環系において2つ以上の窒素を有する他の類似物を含む。当業者であれば、上述したアザ誘導体の他の窒素類似物を容易に想到することができ、且つこれらの類似物は、すべて本明細書に記載される専門用語に含まれるものとして確定される。
【0049】
本発明において、特に断りのない限り、置換のアルキル基、置換のシクロアルキル基、置換のヘテロアルキル基、置換のヘテロ環基、置換のアラルキル基、置換のアルコキシ基、置換のアリールオキシ基、置換のアルケニル基、置換のアルキニル基、置換のアリール基、置換のヘテロアリール基、置換のアルキルシリル基、置換のアリールシリル基、置換のアミン基、置換のアシル基、置換のカルボニル基、置換のカルボキシル基、置換のエステル基、置換のスルフィニル基、置換のスルホニル基、置換のホスフィノ基からなる群のうちのいずれかの用語を使用すると、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロアルキル基、アラルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルシリル基、アリールシリル基、アミン基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、スルフィニル基、スルホニル基、およびホスフィノ基のうちのいずれかの基が、重水素、ハロゲン、無置換の炭素原子数1~20のアルキル基、無置換の環炭素原子数3~20シクロアルキル基、無置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、無置換の環原子数3~20のヘテロ環基、無置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、無置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、無置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、無置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、無置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、無置換の炭素原子数6~30のアリール基、無置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、無置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、無置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、無置換の炭素原子数0~20のアミン基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびその組合せから選ばれる1つまたは複数により置換され得ることを意味する。
【0050】
分子フラグメントについて、置換基または他の形態で他の部分に結合させると記載する場合、フラグメント(例えば、フェニル基、フェニレン基、ナフチル基、ジベンゾフラニル基)であるか否か、或いは、分子全体(例えば、ベンゼン、ナフタレン、ジベンゾフラン)であるか否かにより、その名称を確定することができることを理解すべきである。本明細書に用いられるように、置換基の指定、或いはフラグメントの結合の異なる形態は、均等であると認められている。
【0051】
本明細書で言及される化合物において、水素原子が重水素で一部または全部置換されてもよい。他の原子、例えば炭素および窒素も、それらの他の安定した同位体で置換されてもよい。素子の効率および安定性を向上させるために、化合物において他の安定した同位体の置換が好ましい可能性がある。
【0052】
本明細書で言及される化合物において、複数置換とは、二重置換を含む、最も多くの使用可能な置換に達するまでの範囲を指す。本明細書で言及される化合物中のある置換基は、複数置換(二重置換、三重置換、四重置換などを含む)を意味すると、その置換基はその結合構造上の複数の利用可能な置換位置に存在してもよいことを意味し、複数の利用可能な置換位置にいずれも存在する当該置換基は、同じ構造であってもよいし、異なる構造であってもよい。
【0053】
本明細書で言及される化合物において、隣接する置換基が結合して環を形成していてもよいように特に限定されない限り、前記化合物における隣接する置換基は結合して環を形成することができない。本明細書で言及される化合物において、隣接する置換基が結合して環を形成していてもよいことは、隣接する置換基が結合して環を形成する場合を含むとともに、隣接する置換基が結合せずに環を形成しない場合も含む。隣接する置換基が結合して環を形成していてもよい場合、形成される環は、単環または多環、および脂環、ヘテロ脂環、アリール環、またはヘテロアリール環であってもよい。このような記述において、隣接する置換基は、同一の原子に結合された置換基、互いに直接結合する炭素原子に結合された置換基、または更に離れた炭素原子に結合された置換基を指してもよい。好ましくは、隣接する置換基は、同一の炭素原子に結合された置換基および互いに直接結合する炭素原子に結合された置換基を指す。
【0054】
隣接する置換基が結合して環を形成していてもよいという記述も、同一の炭素原子に結合された2つの置換基が化学結合により互いに結合して環を形成することを意味すると認められ、下記式で例示することができる。
【0055】
【0056】
隣接する置換基が結合して環を形成していてもよいという記述も、互いに直接結合する炭素原子に結合された2つ置換基が化学結合により互いに結合して環を形成することを意味すると認められ、下記式で例示することができる。
【0057】
【0058】
また、隣接する置換基が結合して環を形成していてもよいという記述も、互いに直接結合する炭素原子に結合された2つ置換基の一方が水素を表す場合に、第2置換基は水素原子が結合された位置に結合されて環を形成することを意味すると認められている。下記式で例示する。
【0059】
【0060】
本発明の一実施例によれば、H-L-Eの構造を有する化合物であって、Hは、式1で表される構造を有する化合物が開示される。
【化12】
(式1中、A
1、A
2およびA
3は、出現毎に同一または異なってNまたはCRから選ばれ、環A、環Bおよび環Cは、出現毎に同一または異なって炭素原子数5~18の炭素環、または炭素原子数3~18のヘテロ環から選ばれ、
R
xは、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換、または無置換を表し、
Eは、式2で表される構造を有し、
【化13】
式2中、Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、或いは置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基から選ばれ、
Z
1~Z
3は、それぞれ独立してNまたはCR
zから選ばれ、且つZ
1~Z
3のうちの少なくとも1つは、Nであり、
Lは、式3で表される構造を有し、
【化14】
式3中、環Dは、出現毎に同一または異なって炭素原子数5~18の炭素環、または炭素原子数3~18のヘテロ環から選ばれ、
R
nは、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換、または無置換を表し、
L
1は、単結合、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリレン基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、L
1が置換の炭素原子数6~30のアリレン基または置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基から選ばれる場合、前記L
1は、置換基R
mを有し、R
mは、出現毎に同一または異なって一置換または複数置換を表し、
R、R
x、R
z、R
n、R
mは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R
xは、結合して環を形成していてもよく、
隣り合う置換基R
n、R
mは、結合して環を形成していてもよい。)
【0061】
本実施例において、式3中、「*」は、式3で表されるL構造と式1で表されるH構造との結合の位置を表し、
【化15】
は、式3で表されるL構造と式2で表されるE構造との結合の位置を表す。
【0062】
本実施例において、隣り合う置換基R、Rxが結合して環を形成していてもよいとは、隣り合う置換基Rが結合して環を形成していてもよいことを意味したり、環Aに複数のRxが存在する場合、隣り合う置換基Rxが結合して環を形成していてもよいことを意味したり、環Bに複数のRxが存在する場合、隣り合う置換基Rxが結合して環を形成していてもよいことを意味したり、環Cに複数のRxが存在する場合、隣り合う置換基Rxが結合して環を形成していてもよいことを意味したり、隣り合う置換基RおよびRxが結合して環を形成していてもよいことを意味したりする。明らかには、当業者にとって、隣り合う置換基R、Rxが結合して環を形成しなくてもよい。この際に、隣り合う置換基Rが結合して環を形成せず、および/または隣り合う置換基Rxも結合して環を形成せず、および/または隣り合う置換基RおよびRxも結合して環を形成しない。
【0063】
本明細書において、隣り合う置換基Rn、Rmが結合して環を形成していてもよいとは、置換基Rn、Rmが存在する場合、隣り合う置換基グループ、たとえば隣り合う置換基Rn同士、隣り合う置換基Rm同士、置換基RnおよびRm同士に対して、それらの置換基グループのうちのいずれか1つまたは複数が結合して環を形成していてもよいことを意味する。明らかには、置換基Rn、Rmが存在する場合、隣り合う置換基グループがいずれも結合して環を形成しなくてもよい。
【0064】
本発明の一実施例によれば、式1中、前記環A、環Bおよび環Cは、出現毎に同一または異なって5員炭素環、炭素原子数6~18の芳香環、または炭素原子数3~18のヘテロ芳香環から選ばれる。
【0065】
本発明の一実施例によれば、式1中、前記環A、環Bおよび環Cは、出現毎に同一または異なって5員炭素環、ベンゼン環、5員ヘテロ芳香環、または6員ヘテロ芳香環から選ばれる。
【0066】
本発明の一実施例によれば、前記Hは、式1-aで表される構造を有する。
【化16】
(A
1~A
3は、出現毎に同一または異なってNまたはCRから選ばれ、X
1~X
10は、出現毎に同一または異なってNまたはCR
xから選ばれ、
R、R
xは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R
xは、結合して環を形成していてもよい。)
【0067】
本明細書において、隣り合う置換基R、Rxが結合して環を形成していてもよいとは、隣り合う置換基Rが結合して環を形成していてもよいことを意味したり、X1~X3のうちの隣り合う置換基Rxが結合して環を形成していてもよいことを意味したり、X4~X6のうちの隣り合う置換基Rxが結合して環を形成していてもよいことを意味したり、X7~X10のうちの隣り合う置換基Rxが結合して環を形成していてもよいことを意味たり、隣り合う置換基RおよびRxが結合して環を形成していてもよいことを意味たりする。たとえば、A1およびX3同士、および/またはA3およびX10同士、および/またはX6およびX7同士がいずれも結合して環を形成していてもよい。明らかには、当業者にとって、隣り合う置換基R、Rxが結合して環を形成しなくてもよい。この際に、隣り合う置換基Rが結合して環を形成せず、および/または隣り合う置換基Rxも結合して環を形成せず、および/または隣り合う置換基RおよびRxも結合して環を形成しない。
【0068】
本発明の一実施例によれば、式1-a中、R、Rxは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、Rxは、結合して環を形成していてもよい。
【0069】
本発明の一実施例によれば、前記式1-a中、RおよびRxのうちの少なくとも1つは、重水素、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、または置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基から選ばれる。
【0070】
本発明の一実施例によれば、前記式1-a中、RおよびRxのうちの少なくとも1つは、重水素、フェニル基、ビフェニル基、またはピリジル基から選ばれる。
【0071】
本発明の一実施例によれば、前記式1-a中、A1~A3のうちのの隣り合う置換基R、X1~X3のうちの隣り合う置換基Rx、X4~X6のうちの隣り合う置換基Rx、およびX7~X10のうちの隣り合う置換基Rxに対して、それらの隣り合う置換基グループのうちの少なくとも1つは、結合して環を形成する。
【0072】
本実施例において、前記隣り合う置換基グループのうちの少なくとも1つが結合して環を形成するとは、式1-aに存在する隣り合う置換基グループ、たとえば、A1およびA2のうちの2つの隣り合う置換基R、A2およびA3のうちの2つの隣り合う置換基R、X1およびX2のうちの2つの隣り合う置換基Rx、X2およびX3のうちの2つの隣り合う置換基Rx、X4およびX5のうちの2つの隣り合う置換基Rx、X5およびX6のうちの2つの隣り合う置換基Rx、X7およびX8のうちの2つの隣り合う置換基Rx、X8およびX9のうちの2つの隣り合う置換基Rx、およびX9およびX10のうちの2つの隣り合う置換基Rxに対して、それらの置換基グループのうちのすくなくとも1つが結合して環を形成することを意味する。
【0073】
本発明の一実施例によれば、前記Hは、以下の構造からなる群から選ばれる。
【化17-1】
【化17-2】
【化17-3】
【化17-4】
【化17-5】
【化17-6】
【0074】
本発明の一実施例によれば、前記H-1~H-139の構造における水素は、重水素で一部または全部置換されてもよい。
【0075】
本発明の一実施例によれば、Eは、式2で表される構造を有する。
【化18】
(Z
1~Z
3は、それぞれ独立してNまたはCR
zから選ばれ、且つZ
1~Z
3のうちの少なくとも2つは、Nであり、たとえばZ
1、Z
3は、Nであり、またはZ
1、Z
2は、Nであり、
R
zは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~18のアリール基、或いは置換または非置換の炭素原子数3~18のヘテロアリール基から選ばれる。)
【0076】
本発明の一実施例によれば、前記式2中、Z1~Z3は、いずれもNである。
【0077】
本発明の一実施例によれば、前記式2中、Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のジベンゾフラン基、置換または非置換のジベンゾチエニル基、置換または非置換のフルオレニル基、置換または非置換のカルバゾール基、置換または非置換のピリジル基、置換または非置換のピリミジニル基、置換または非置換のトリフェニレン基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0078】
本発明の一実施例によれば、前記式2中、Arは、出現毎に同一または異なってフェニル基、重水素化フェニル基、メチルフェニル基、フッ素化フェニル基、t-ブチルフェニル基、三重水素化メチルフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、重水素化ナフチル基、ジベンゾフラン基、ジベンゾチエニル基、9,9-ジメチルフルオレニル基、カルバゾール基、ピリジル基、ピリミジニル基、4-シアノフェニル基、3-シアノフェニル基、トリフェニレン基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0079】
本発明の一実施例によれば、前記Eは、以下の構造からなる群から選ばれる。
【化19-1】
【化19-2】
【化19-3】
【0080】
本発明の一実施例によれば、前記Lは、式3で表される構造を有する。
【化20】
(環Dは、出現毎に同一または異なって炭素原子数6~18の芳香環、または炭素原子数3~18のヘテロ芳香環から選ばれ、L
1は、単結合、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリレン基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、L
1が置換の炭素原子数6~30のアリレン基または置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基から選ばれる場合、前記L
1は、置換基R
mを有し、R
mは、出現毎に同一または異なって一置換または複数置換を表し、
R
n、R
mは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R
n、R
mは、結合して環を形成していてもよい。)
【0081】
本発明の一実施例によれば、前記式3中、環Dは、出現毎に同一または異なって炭素原子数6~12の芳香環、または炭素原子数3~12のヘテロ芳香環から選ばれる。
【0082】
本発明の一実施例によれば、前記式3中、L1は、単結合、置換または非置換の炭素原子数6~12のアリレン基、置換または非置換の炭素原子数3~12のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれる。
【0083】
本発明の一実施例によれば、前記式3中、前記環Dは、出現毎に同一または異なってベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、フルオレン環、トリフェニレン環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ピリジン環、およびこれらの組合せから選ばれ、
前記L1は、単結合、置換または非置換のフェニレン基または置換または非置換のナフチレン基から選ばれ、
Rn、Rmは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、シアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0084】
本発明の一実施例によれば、前記式3中、前記L1は、単結合から選ばれる。
【0085】
本発明の一実施例によれば、前記Lは、以下の構造からなる群から選ばれる。
【化21】
(前記L-1~L-37の構造中、「*」は、前記構造と式1で表されるH構造との結合の位置を表し、
【化22】
は、前記構造と式2で表されるE構造との結合の位置を表す。)
【0086】
本発明の一実施例によれば、前記L-1~L-37の構造における水素は、重水素で一部または全部置換されてもよい。
【0087】
本発明の一実施例によれば、前記化合物は、化合物1~化合物1000からなる群から選ばれる。前記化合物1~化合物1000の具体的な構造は、請求項12をご参照ください。
【0088】
本発明の一実施例によれば、前記化合物1~化合物1000における水素は、重水素で一部または全部置換されてもよい。
【0089】
本発明の一実施例によれば、
陽極と、
陰極と、
前記陽極と陰極との間に設けられた有機層とを含むエレクトロルミネセント素子であって、前記有機層には、H-L-E構造を有する化合物が含まれ、Hは、式1で表される構造を有する、エレクトロルミネセント素子が開示される。
【化23】
(式1中、A
1、A
2およびA
3は、出現毎に同一または異なってNまたはCRから選ばれ、環A、環Bおよび環Cは、出現毎に同一または異なって炭素原子数5~18の炭素環、または炭素原子数3~18のヘテロ環から選ばれ、
R
xは、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換、または無置換を表し、
Eは、式2で表される構造を有し、
【化24】
Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基から選ばれ、
Z
1~Z
3は、それぞれ独立してNまたはCR
zから選ばれ、且つZ
1~Z
3のうちの少なくとも1つは、Nであり、
Lは、式3で表される構造を有し、
【化25】
環Dは、出現毎に同一または異なって炭素原子数5~18の炭素環、または炭素原子数3~18のヘテロ環から選ばれ、
R
nは、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換、または無置換を表し、
L
1は、単結合、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリレン基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、L
1が置換の炭素原子数6~30のアリレン基または置換の炭素原子数3~30のヘテロアリーレン基から選ばれる場合、前記L
1は、置換基R
mを有し、R
mは、出現毎に同一または異なって一置換または複数置換を表し、
R、R
x、R
z、R
n、R
mは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R
xは、結合して環を形成していてもよく、
隣り合う置換基R
n、R
mは、結合して環を形成していてもよい。)
【0090】
本発明の一実施例によれば、前記エレクトロルミネセント素子において、前記有機層は、発光層であり、前記化合物は、ホスト材料である。
【0091】
本発明の一実施例によれば、前記エレクトロルミネセント素子において、前記発光層は、少なくとも1種のりん光発光材料をさらに含む。
【0092】
本発明の一実施例によれば、前記エレクトロルミネセント素子において、前記りん光発光材料は、M(L
a)
m(L
b)
n(L
c)
qの一般式を有する金属錯体であり、
Mは、相対原子質量が40超の金属から選ばれ、
L
a、L
b、L
cは、それぞれ前記Mと配位する第1配位子、第2配位子および第3配位子でありL
a、L
b、L
cは、結合して多座配位子を形成していてもよく、たとえば、L
a、L
bおよびL
cのうちのいずれか2つのは結合して四座配位子を形成していてもよく、さらにたとえば、L
a、L
bおよびL
cは、互いに結合して六座配位子を形成していてもよく、または、さらにたとえば、L
a、L
b、L
cは、いずれも結合して多座配位子を形成せず、
L
a、L
b、L
cは、同一または異なってもよく、mは、1、2または3であり、nは、0、1または2であり、qは、0または1であり、m、nおよびqの和は、前記Mの酸化状態に等しく、mが2以上である場合、複数のL
aは、同一または異なってもよく、nが2である場合、2つのL
bは、同一または異なってもよく、
L
aは、式4で表される構造を有し、
【化26】
環Eは、5員ヘテロ芳香環または6員ヘテロ芳香環から選ばれ、
環Fは、5員不飽和炭素環、ベンゼン環、5員ヘテロ芳香環または6員ヘテロ芳香環から選ばれ、
環Eおよび環Fは、Y
aおよびY
bにより縮合され、
Y
aおよびY
bは、出現毎に同一または異なってCまたはNから選ばれ、
R
d1、R
e1は、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換、または無置換を表し、
X
1~X
4は、出現毎に同一または異なってCR
xxまたはNから選ばれ、
R
d1、R
e1、R
xxは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R
d1、R
e1、R
xxは、結合して環を形成していてもよく、
L
b、L
cは、それぞれ独立して以下の構造から選ばれるいずれか1種であり、
【化27】
R
a、R
bおよびR
cは、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換、または無置換を表し、
X
bは、出現毎に同一または異なってO、S、Se、NR
N1およびCR
C1R
C2からなる群から選ばれ、
X
cおよびX
dは、出現毎に同一または異なってO、S、SeおよびNR
N2からなる群から選ばれ、
R
a、R
b、R
c、R
N1、R
N2、R
C1およびR
C2は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
前記配位子L
b、L
cの構造中、隣り合う置換基R
a、R
b、R
c、R
N1、R
N2、R
C1およびR
C2は、結合して環を形成していてもよい。
【0093】
本明細書において、隣り合う置換基Rd1、Re1、Rxxが結合して環を形成していてもよいとは、置換基Rd1、置換基Re1、置換基Rxxが存在する場合、隣り合う置換基グループ、たとえば隣り合う置換基Rd1同士、隣り合う置換基Re1同士、隣り合う置換基Rxx同士、隣り合う置換基Rd1およびRe1同士、隣り合う置換基Rd1およびRxx同士、ならびに隣り合う置換基Re1およびRxx同士に対して、それらの隣り合う置換基グループのうちのいずれか1つまたは複数が結合して環を形成してもよいことを意味する。明らかには、置換基Rd1、置換基Re1、置換基Rxxが存在する場合、それらの置換基グループがいずれも結合して環を形成しなくてもよい。
【0094】
本実施例において、隣り合う置換基Ra、Rb、Rc、RN1、RN2、RC1およびRC2が結合して環を形成していてもよいとは、隣り合う置換基グループ、たとえば、2つの置換基Ra同士、2つの置換基Rb同士、2つの置換基Rc同士、置換基RaおよびRb同士、置換基RaおよびRc同士、置換基RbおよびRc同士、置換基RaおよびRN1同士、置換基RbおよびRN1同士、置換基RaおよびRC1同士、置換基RaおよびRC2同士、置換基RbおよびRC1同士、置換基RbおよびRC2同士、置換基RaおよびRN2同士、置換基RbおよびRN2同士、ならびにRC1およびRC2同士に対して、それらの置換基グループのうちのいずれか1つまたは複数が結合して環を形成してもよいことを意味する。明らかには、それらの置換基同士がいずれも結合して環を形成しなくてもよい。
【0095】
本発明の一実施例によれば、前記素子において、前記L
aは、式4-1~式4-5のうちのいずれか1つで表される構造を有する。
【化28】
(環Fは、環原子数5~10の不飽和環から選ばれ、好ましくは、環Fは、5員不飽和炭素環、ベンゼン環または5~6員ヘテロ芳香環から選ばれ、
R
e1は、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換、または無置換を表し、
X
11~X
14は、出現毎に同一または異なってCR
x1またはNから選ばれ、X
21~X
24は、出現毎に同一または異なってCR
x2またはNから選ばれ、X
31~X
34は、出現毎に同一または異なってCR
x3またはNから選ばれ、X
41~X
44は、出現毎に同一または異なってCR
x4またはNから選ばれ、X
51~X
54は、出現毎に同一または異なってCR
x5またはNから選ばれ、
Y
1およびY
2は、出現毎に同一または異なってCR
d1またはNから選ばれ、
Yは、出現毎に同一または異なってO、S、Se、NR
d、CR
dR
dまたはSiR
dR
dから選ばれ、2つのR
dが同時に存在する場合、2つのR
dは、同一または異なってもよく、好ましくは、Yは、出現毎に同一または異なってOまたはSから選ばれ、
R
x1、R
x2、R
x3、R
x4、R
x5、R
d、R
d1およびR
e1は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R
x1、R
x2、R
x4、R
x5、R
d、R
d1およびR
e1は、結合して環を形成していてもよく、
R
x3が置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基または置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基から選ばれる場合、隣り合う置換基R
x3は、結合して環を形成していてもよい。)
【0096】
本明細書において、隣り合う置換基Rx1、Rx2、Rx4、Rx5、Rd、Rd1およびRe1が結合して環を形成していてもよいとは、置換基Rx1、置換基Rx2、置換基Rx4、置換基Rx5、置換基Rd、置換基Rd1、置換基Re1が存在する場合、隣り合う置換基グループ、たとえば、隣り合う置換基Rx1同士、隣り合う置換基Rx2同士、隣り合う置換基Rx4同士、隣り合う置換基Rx5同士、隣り合う置換基Rd同士、置換基Rx1およびRe1同士、置換基Rx2およびRd1同士、置換基Rx2およびRe1同士、置換基Rx4およびRe1同士、置換基Rx5およびRd同士、ならびに置換基Rd1およびRe1同士に対して、それらの置換基グループのうちのいずれか1つまたは複数が結合して環状を形成してもよいことを意味する。明らかには、それらの置換基同士がいずれも結合して環を形成しなくてもよい。
【0097】
本明細書において、Rx3が前記置換基グループから選ばれる場合、隣り合う置換基Rx3が結合して環を形成していてもよいとは、複数の置換基Rx3が存在するとともに、前記複数の置換基Rx3がいずれもアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルシリル基、アリールシリル基およびアミノ基からなる置換基グループから選ばれる場合、隣り合う置換基Rx3が結合して環を形成することができ、置換基Rx3が上述した置換基グループ以外の置換基から選ばれる場合、隣り合う置換基Rx3が結合して環形成することができないことを意味する。明らかには、置換基Rx3が上述した置換基グループから選ばれる場合、隣り合う置換基Rx3がいずれも結合して環を形成しなくてもよい。
【0098】
本発明の一実施例によれば、前記素子において、前記L
aは、式4-6~式4-13のいずれか1種で表される構造を有する。
【化29】
(X
11~X
14は、出現毎に同一または異なってCR
x1またはNから選ばれ、X
21~X
24は、出現毎に同一または異なってCR
x2またはNから選ばれ、X
31~X
34は、出現毎に同一または異なってCR
x3またはNから選ばれ、X
41~X
44は、出現毎に同一または異なってCR
x4またはNから選ばれ、X
51~X
54は、出現毎に同一または異なってCR
x5またはNから選ばれ、
Y
1およびY
2は、出現毎に同一または異なってCR
d1またはNから選ばれ、
Y
3、Y
4、Y
5およびY
6は、出現毎に同一または異なってCR
e1またはNから選ばれ、
Yは、出現毎に同一または異なってO、S、Se、NR
d、CR
dR
dまたはSiR
dR
dから選ばれ、2つのR
dが同時に存在する場合、2つのR
dは、同一または異なってもよく、たとえば、YがCR
dR
dから選ばれる場合、2つのR
dは、同一または異なってもよく、さらにたとえば、YがSiR
dR
dから選ばれる場合、2つのR
dは、同一または異なってもよく、
好ましくは、Yは、出現毎に同一または異なってOまたはSから選ばれ、
R
x1、R
x2、R
x3、R
x4、R
x5、R
d、R
d1およびR
e1は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R
x1、R
x2、R
x4、R
x5、R
d、R
d1およびR
e1は、結合して環を形成していてもよく、
R
x3が置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基または置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基から選ばれる場合、隣り合う置換基R
x3は、結合して環を形成していてもよい。)
【0099】
本発明の一実施例によれば、前記素子において、式4-6~式4-13中、Y1および/またはY2は、CRd1から選ばれ、Y3~Y6のうちの少なくとも1つまたは2つは、CRe1から選ばれ、前記Rd1、Re1は、出現毎に同一または異なって重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0100】
本発明の一実施例によれば、前記素子において、式4-6~式4-13中、Y4および/またはY5は、それぞれ独立してCRe1から選ばれ、前記Re1は、出現毎に同一または異なって重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0101】
本発明の一実施例によれば、前記素子において、式4-6~式4-13中、X11~X14のうちの少なくとも1つまたは2つは、CRx1から選ばれ、X21~X24のうちの少なくとも1つまたは2つは、CRx2から選ばれ、X31~X34のうちの少なくとも1つまたは2つは、CRx3から選ばれ、X41~X44のうちの少なくとも1つまたは2つは、CRx4から選ばれ、X51~X54のうちの少なくとも1つまたは2つは、CRx5から選ばれ、前記Rx1、Rx2、Rx3、Rx4、Rx5は、出現毎に同一または異なって重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0102】
本発明の一実施例によれば、前記素子において、式4-6~式4-13中、X12および/またはX14は、CRx1から選ばれ、X22および/またはX24は、CRx2から選ばれ、X32および/またはX34は、CRx3から選ばれ、X42および/またはX44は、CRx4から選ばれ、X52および/またはX54は、CRx5から選ばれ、前記Rx1、Rx2、Rx3、Rx4、Rx5は、出現毎に同一または異なって重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0103】
本発明の一実施例によれば、前記素子において、式4-6~式4-13中、X12および/またはX14は、CRx1から選ばれ、X22および/またはX24は、CRx2から選ばれ、X32および/またはX34は、CRx3から選ばれ、X42および/またはX44は、CRx4から選ばれ、X52および/またはX54は、CRx5から選ばれ、前記Rx1、Rx2、Rx3、Rx4、Rx5は、出現毎に同一または異なって重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0104】
本発明の一実施例によれば、前記素子において、式4-6~式4-13中、X11~X14は、出現毎に同一または異なってCRx1から選ばれ、X21~X24は、出現毎に同一または異なってCRx2から選ばれ、X31~X34は、出現毎に同一または異なってCRx3から選ばれ、X41~X44は、出現毎に同一または異なってCRx4から選ばれ、X51~X54は、出現毎に同一または異なってCRx5から選ばれ、Y1およびY2は、出現毎に同一または異なってCRd1から選ばれ、Y3、Y4、Y5およびY6は、出現毎に同一または異なってCRe1から選ばれ、Rx1、Rx2、Rx3、Rx4、Rx5、Rd1およびRe1は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0105】
本発明の一実施例によれば、前記素子において、式4-6~式4-13中、X11~X14は、出現毎に同一または異なってCRx1から選ばれ、X21~X24は、出現毎に同一または異なってCRx2から選ばれ、X31~X34は、出現毎に同一または異なってCRx3から選ばれ、X41~X44は、出現毎に同一または異なってCRx4から選ばれ、X51~X54は、出現毎に同一または異なってCRx5から選ばれ、Y1は、出現毎に同一または異なってCRd1から選ばれ、Y2は、出現毎に同一または異なってNから選ばれ、Y3、Y4、Y5およびY6は、出現毎に同一または異なってCRe1から選ばれ、Rx1、Rx2、Rx3、Rx4、Rx5、Rd1およびRe1は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0106】
本発明の一実施例によれば、前記素子において、前記配位子L
bは、以下の構造を有する。
【化30】
(R
1~R
7は、それぞれ独立して水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。)
【0107】
本発明の一実施例によれば、前記素子において、前記配位子L
bは、以下の構造を有する。
【化31】
(R
1~R
3のうちの少なくとも1つは、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、またはこれらの組合せから選ばれ、および/またはR
4~R
6のうちの少なくとも1つは、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、またはこれらの組合せから選ばれる。)
【0108】
本発明の一実施例によれば、前記素子において、前記配位子L
bは、以下の構造を有する。
【化32】
(R
1~R
3のうちの少なくとも2つは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、またはこれらの組合せから選ばれ、および/またはR
4~R
6のうちの少なくとも2つは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、またはこれらの組合せから選ばれる。)
【0109】
本発明の一実施例によれば、前記素子において、前記配位子L
bは、以下の構造を有する。
【化33】
(R
1~R
3のうちの少なくとも2つは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のヘテロアルキル基、またはこれらの組合せから選ばれ、および/またはR
4~R
6のうちの少なくとも2つは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のヘテロアルキル基、またはこれらの組合せから選ばれる。)
【0110】
本発明の一実施例によれば、前記素子において、前記りん光発光材料は、Ir、PtまたはOs錯体である。
【0111】
本発明の一実施例によれば、前記素子において、前記りん光発光材料は、Ir錯体であり、Ir(La)(Lb)(Lc)、Ir(La)2(Lb)、Ir(La)2(Lc)またはIr(La)(Lc)2のいずれか1種で表される構造を有する。
【0112】
本発明の他の実施例によれば、H-L-E構造を有する化合物を含む化合物の処方がさらに開示される。前記化合物の具体的な構造は、上述したいずれか1つの実施例に示される。
【0113】
本発明の他の実施例によれば、前記有機層にH-L-Eの構造を有する前記化合物が含まれるエレクトロルミネセント素子を含む表示アセンブリがさらに開示される。
【0114】
他の材料との組合せ
【0115】
本発明に記載される有機発光素子に用いられる特定層の材料は、素子に存在する各種の他の材料と組み合わせて使用することができる。これらの材料の組合せについて、米国特許出願US2016/0359122A1の第0132~0161段落において詳細に記載されており、その内容を全て本明細書に援用する。記載または言及された材料は、本明細書に開示される化合物と組み合わせて使用可能な材料の非限定的な実例であり、且つ当業者にとっては、文献を容易に参照して組み合わせて使用可能な他の材料を識別することができる。
【0116】
本明細書において、有機発光素子に用いられる具体的な層の材料は、前記素子に存在する多種の他の材料と組み合わせて使用することができると記載されている。例示的には、本明細書に開示される化合物は、多種のホスト、輸送層、ブロッキング層、注入層、電極および他の存在可能な層と組み合わせて使用することができる。これらの材料の組合せは、特許出願US2015/0349273A1の第0080~0101段落において詳細に記載されており、その内容を全て本明細書に援用する。記載または言及された材料は、本明細書に開示される化合物と組み合わせて使用可能な材料の非限定的な実例であり、且つ当業者にとっては、文献を容易に参照して組み合わせて使用可能な他の材料を識別することができる。
【0117】
材料合成の実施例において、説明しない限り、すべての反応が窒素の保護で行われる。すべての反応溶剤は、無水であり、且つ市販品由来のまま使用される。合成される生成物に対して、本分野通常の1種または多種の機器(Bruker製の核磁気共鳴装置、Shimadzu製の液体クロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー/質量分析計、気体クロマトグラフィー/質量分析計、示差熱走査熱量装置、上海稜光技術製の蛍光分光光度計、武漢科思特製の電気化学作業ステーション、安徽貝意克製の昇華装置などを含むがそれに限定されず)を用いて、当業者にとって熟知の方法で構造確認と特性テストを行った。素子の実施例において、素子の特性に対しても、本分野通常の機器(Angstrom Engineering製の蒸着機、蘇州弗士達製の光学テストシステム、寿命テストシステム、北京量拓製のエリプソメーターなどを含むがそれに限定されず)を用いて、当業者にとって熟知の方法でテストを行った。当業者は上述した機器の使用、テスト方法などの関連内容を知っているので、サンプルの固有データを確実に、影響を受けずに取得することができるため、上記関連内容を本明細書において繰り返し説明はしない。
【0118】
材料合成の実施例:
【0119】
本発明に係る化合物の調製方法は限定されない。典型的であるが非限定的に以下の化合物を例として、その合成経路および調製方法は、以下のとおりである。
【0120】
合成の実施例1:化合物1の合成
【0121】
ステップ1:中間体1の合成
【化34】
窒素ガスの保護下で、2-ブロモ-3-クロロニトロベンゼン(100g、425.5mmol)、2-アミノフェニルボロン酸ピナコールエステル(102g、468.1mmol)、テトラトリフェニルホスフィンパラジウム(4.9g、4.25mmol)、炭酸カリウム(115g、852mmol)、トルエン(1000mL)、水(200mL)およびエタノール(200mL)を三口フラスコに添加して、100℃で48時間反応させた。反応が完了した後、室温までに冷却させ、濃縮させて溶剤を除去し、蒸留水を添加した。酢酸エチルで混合物を抽出し、水で有機相を洗浄し、無水硫酸マグネシウムで有機相を乾燥させ、濃縮させて溶剤を除去した。カラムクロマトグラフィーで精製して(PE/EA=4:1)黄色の油状の中間体1(90g、収率:85%)を得た。
【0122】
ステップ2:中間体2の合成
【化35】
中間体1(90g、363mmol)、アセトニトリル(1000mL)をそれぞれ三口フラスコに入れ、0℃でp-トルエンスルホン酸(193.2g、1088mmol)を数回分けて添加して30min撹拌した。この温度で、亜硝酸ナトリウム(69g、726mmol)とヨウ化カリウム(150.6g、907mmol)の混合物の水溶液を徐々に滴下した。滴下が完了した後、室温までに徐々に昇温し、12時間反応させた。反応が完了した後、飽和チオ硫酸ナトリウムの水溶液を滴下し、反応をクエンチした。反応溶液を濃縮させ、水を添加して希釈させた。酢酸エチルで混合溶液を3回抽出し、有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濃縮させて溶剤を除去した。カラムクロマトグラフィーで混合物を分離して(PE/DCM=10/1)黄色の固体である中間体2(85g、収率:65%)を得た。
【0123】
ステップ3:中間体4の合成
【化36】
窒素ガスの保護下で、中間体2(20g、55.7mmol)、中間体3(24.5g、83.6mmol)、テトラトリフェニルホスフィンパラジウム(1.9g、1.67mmol)、炭酸カリウム(15.4g、111.4mmol)、テトラヒドロフラン(500mL)、水(100mL)、およびエタノール(100mL)を三口フラスコに添加して、70℃で48時間反応させた。反応が完了した後、室温までに冷却させ、濃縮させて溶剤を除去し、蒸留水を添加した。酢酸エチルで混合物を抽出し、水で有機相を洗浄し、無水硫酸マグネシウムで有機相を乾燥させ、濃縮させて溶剤を除去した。カラムクロマトグラフィーで精製して(PE/EA=4:1)黄色の固体である中間体4(12g、収率:55%)を得た。
【0124】
ステップ4:中間体5の合成
【化37】
窒素ガスの保護下で、中間体4(12g、30.15mmol)、酢酸パラジウム(338mg、1.5mmol)、トリ-tert-ブチルホスフィン(606mg、3.0mmol)、炭酸セシウム(20g、60.3mmol)およびキシレン(230mL)を三口フラスコに添加して、140℃で10時間反応させた。反応が完了した後、室温までに冷却させ、濃縮させて溶剤を除去し、蒸留水を添加した。酢酸エチルで混合物を抽出し、水で有機相を洗浄し、無水硫酸マグネシウムで有機相を乾燥させ、濃縮させて溶剤を除去した。カラムクロマトグラフィーで精製して(PE/EA=6:1)黄色の固体である中間体5(9g、収率:80%)を得た。
【0125】
ステップ5:中間体6の合成
【化38】
窒素ガスの保護下で、中間体5(9g、24.9mmol)、トリフェニルホスフィン(19.6g、74.7mmol)、o-ジクロロベンゼン(o-DCB)(100mL)を三口フラスコに添加して、200℃で12時間反応させた。反応が完了した後、濃縮させて溶剤を除去した。粗品をカラムクロマトグラフィーで分離して、黄色の固体である中間体6(7g、収率:85%)を得た。
【0126】
ステップ6:中間体7の合成
【化39】
窒素ガスの保護下で、中間体6(4g、12.12mmol)、o-ブロモフルオロベンゼン(2.5g、14.5mmol)、水酸化カリウム(1.3g、24.24mmol)、DMF(100ml)を三口フラスコに添加して、140℃で24時間反応させた。反応が完了した後、室温までに冷却させ、蒸留水を添加した。酢酸エチルで混合物を抽出し、水で有機相を洗浄し、濃縮させて溶剤を除去した。粗品を(PE/DCM=4/1)カラムクロマトグラフィーで精製して黄色の固体である中間体7(4.3g、収率:72%)を得た。
【0127】
ステップ7:中間体8の合成
【化40】
窒素ガスの保護下で、中間体7(4g、8mmol)を無水THFに入れ、-78℃でn-ブチルリチウム(4mL、10mmol、2.5M in THF)を徐々に滴下し、この温度で1時間反応させた後、反応系にホウ酸トリイソプロピル(1.8g、10mmol)を徐々に滴下し、継続して1時間反応させた後、室温までに徐々に昇温した。反応が完了した後、希塩酸でクエンチし、濃縮させて溶剤を除去した。粗品をDCMで3回抽出し、水で有機相を洗浄し、濃縮させて溶剤を除去した。粗品をPEで再結晶させた後、黄色の固体である中間体8(3g、収率:83%)を得た。
【0128】
ステップ8:化合物1の合成
【化41】
窒素ガスの保護下で、中間体8(3g、6.6mmol)、2-クロロ-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン(2.1g、8mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(30mg、0.03mmol)、3-(tert-ブチル)-4-(2,6-ジメトキシフェニル)-2,3-ジヒドロベンゾ[d][1,3]オキサホスホレン(3-(t-Butyl)-4-(2,6-dimethoxyphenyl)-2,3-dihydrobenzo[d][1,3]oxaphosphole、BI-DIME、27mg、0.06mmol)、リン酸カリウム(2.6g、13.2mmol)、およびトルエン(150ml)を三口フラスコに添加した、100℃で10時間反応させた。反応が完了した後、室温までに冷却させ、濃縮させて溶剤を除去し、蒸留水を添加した。酢酸エチルで混合物を抽出し、水で有機相を洗浄し、濃縮させて溶剤を除去した。粗品を(PE/DCM=3/1)カラムクロマトグラフィーで精製して、黄色の固体である化合物1(2.8g、収率:70%)を得た。生成物は、分子量が637.2の目標生成物として確認された。
【0129】
合成の実施例2:化合物9の合成
【0130】
ステップ1:中間体9の合成
【化42】
窒素ガスの保護下で、2-クロロ-4-(ビフェニル-4-イル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジン(3g、8.7mmol)、2-フルオロフェニルボロン酸(1.23g、8.7mmol)、テトラトリフェニルホスフィンパラジウム(200mg、0.17mmol)、炭酸カリウム(2.42g、17.5mmol)、テトラヒドロフラン(140mL)および水(10mL)を三口フラスコに添加して、85℃で一晩反応させた。反応が完了した後、室温までに冷却させ、濃縮させて溶剤を除去し、蒸留水を添加した。酢酸エチルで混合物を抽出し、水で有機相を洗浄し、無水硫酸マグネシウムで有機相を乾燥させ、濃縮させて溶剤を除去した。エタノールで洗浄して白色の中間体9(3g、収率:85%)を得た。
【0131】
ステップ2:化合物9の合成
【化43】
窒素ガスの保護下で中間体9(610mg、1.5mmol)、中間体6(500mg、1.5mmol)、炭酸セシウム(987mg、3mmol)およびDMF(15mL)を三口フラスコに添加して、140℃で6時間反応させた。反応が完了した後、室温までに冷却させ、蒸留水を添加した。酢酸エチルで混合物を抽出し、水で有機相を洗浄し、無水硫酸マグネシウムで有機相を乾燥させ、濃縮させて溶剤を除去した。粗品を(PE/DCM=4/1)カラムクロマトグラフィーで精製して黄色の固体である化合物9(500mg、収率:46%)を得た。生成物は、分子量が713.3の目標生成物として確認された。
【0132】
合成の実施例3:化合物373の合成
【0133】
ステップ1:中間体10の合成
【化44】
窒素ガスの保護下で、2-フルオロ-5-クロロブロモベンゼン(5.0g、23.9mmol)、ビス(ピナコラト)ジボロン(6.1g、23.9mmol)、[[1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]二塩化パラジウム(Pd(dppf)Cl
2、878mg、1.2mmol)、酢酸カリウム(4.7g、47.8mmol)を乾燥した500mLの三口フラスコに添加して、1,4-ジオキサンを100mL添加した。105℃で24時間反応させた。反応が完了した後、室温までに冷却させ、濃縮させて溶剤を除去し、蒸留水を添加した。酢酸エチルで混合物を抽出し、水で有機相を洗浄し、無水硫酸マグネシウムで有機相を乾燥させ、濃縮させて溶剤を除去した。カラムクロマトグラフィーで精製して(PE/EA=10:1)黄色の油状の中間体10(5.4g、収率:88%)を得た。
【0134】
ステップ2:中間体11の合成
【化45】
窒素ガスの保護下で、中間体10(5.4g、21.1mmol)、2-クロロ-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン(6.8g、25.3mmol)、テトラトリフェニルホスフィンパラジウム(1155mg、1.0mmol)、炭酸カリウム(5.8g、42.2mmol)を乾燥した500mLの三口フラスコに添加して、テトラヒドロフラン(70mL)および水(30mL)を添加した。70℃で18時間反応させた。反応が完了した後、室温までに冷却させ、濃縮させて溶剤を除去し、蒸留水を添加した。酢酸エチルで混合物を抽出し、水で有機相を洗浄し、無水硫酸マグネシウムで有機相を乾燥させ、濃縮させて溶剤を除去した。カラムクロマトグラフィーで精製して(PE/EA=5:1)白色の固体である中間体11(6.0g、収率:79%)を得た。
【0135】
ステップ3:中間体12の合成
【化46】
窒素ガスの保護下で、中間体11(6.0g、16.6mmol)、フェニルボロン酸(3.0g、24.9mmol)、テトラトリフェニルホスフィンパラジウム(950mg、0.8mmol)、炭酸カリウム(4.6g、38.2mmol)を乾燥した500mLの三口フラスコに添加して、トルエン(120mL)、水(30mL)、およびエタノール(30mL)の混合溶剤を添加し、100℃で18時間反応させた。反応が完了した後、室温までに冷却させ、濃縮させて溶剤を除去し、蒸留水を添加した。酢酸エチルで混合物を抽出し、水で有機相を洗浄し、無水硫酸マグネシウムで有機相を乾燥させ、濃縮させて溶剤を除去した。カラムクロマトグラフィーで精製して(PE/EA=4:1)白色の固体である中間体12(4.6g、収率:69%)を得た。
【0136】
ステップ4:化合物373の合成
【化47】
窒素ガスの保護下で、中間体6(2.0g、6.1mmol)、中間体12(2.9g、7.32mmol)、炭酸セシウム(4.0g、12.2mmol)を乾燥した250mLの三口フラスコにてんかして、ジメチルスルホキシド(50mL)を添加し、160℃で24時間反応させた。反応が完了した後、室温までに冷却させ、蒸留水を添加した。酢酸エチルで混合物を抽出し、水で有機相を洗浄し、濃縮させて溶剤を除去した。粗品を(PE/DCM=4/1)カラムクロマトグラフィーで精製して黄色の固体である化合物373(3.0g、収率:69%)を得た。生成物は、分子量が713.3の目標生成物として確認された。
【0137】
合成の実施例4:化合物8の合成
【化48】
窒素ガスの保護下で、中間体13(2.015g、5mmol)、中間体6(1.5g、4.54mmol)、炭酸セシウム(2.96g、9.1mmol)、およびDMAc(50mL)を100mLの三口フラスコに添加して、150℃で2時間反応させた。反応が完了した後、室温までに冷却させ、蒸留水を添加した。酢酸エチルで混合物を抽出し、水で有機相を洗浄し、濃縮させて溶剤を除去して、粗品を得た。粗品をカラムクロマトグラフィーで精製して(溶出剤:PE/EA=25/1、v/v)、黄色の固体である化合物8(2.7g、収率83.3%)を得た。生成物は、分子量が713.3の目標生成物として確認された。
【0138】
合成の実施例5:化合物15の合成
【化49】
窒素ガスの保護下で、中間体14(1.6g、3.7mmol)、中間体6(1.1g、3.33mmol)、炭酸セシウム(2.2g、6.66mmol)、DMAc(20mL)を三口フラスコに添加して、130℃で16時間反応させた。反応が完了した後、室温までに冷却させ、蒸留水を添加した。酢酸エチルで混合物を抽出し、水で有機相を洗浄し、濃縮させて溶剤を除去して、粗品を得た。粗品をカラムクロマトグラフィーで精製して(溶出剤:PE/DCM=4/1、v/v)黄色の固体である化合物15(1g、収率:45%)を得た。生成物は、分子量が727.2の目標生成物として確認された。
【0139】
合成の実施例6:化合物3の合成
【化50】
窒素ガスの保護下で、中間体15(3.4g、9.09mmol)、中間体6(2g、6.06mmol)、炭酸セシウム(4.0g、12.31mmol)、およびDMSO(30mL)を三口フラスコに添加して、130℃で16時間反応させた。反応が完了した後、室温までに冷却させ、蒸留水を添加した。酢酸エチルで混合物を抽出し、水で有機相を洗浄し、濃縮させて溶剤を除去して、粗品を得た。粗品をカラムクロマトグラフィーで精製して(溶出剤:PE/DCM=4/1、v/v)黄色の固体である化合物3(3.0g、収率:73%)を得た。生成物は、分子量が687.2の目標生成物として確認された。
【0140】
合成の実施例7:化合物2の合成
【化51】
窒素ガスの保護下で、中間体16(3.4g、9.09mmol)、中間体6(2g、6.06mmol)、炭酸セシウム(4.0g、12.31mmol)、およびDMSO(30mL)を三口フラスコに添加して、130℃で16時間反応させた。反応が完了した後、室温までに冷却させ、蒸留水を添加した。酢酸エチルで混合物を抽出し、水で有機相を洗浄し、濃縮させて溶剤を除去して、粗品を得た。粗品をカラムクロマトグラフィーで精製して(溶出剤:PE/DCM=4/1、v/v)黄色の固体である化合物2(2.4g、収率:58%)を得た。生成物は、分子量が687.2の目標生成物として確認された。
【0141】
合成の実施例8:化合物7の合成
【化52】
窒素ガスの保護下で、中間体17(2.015g、5mmol)、中間体6(1.5g、4.54mmol)、炭酸セシウム(2.96g、9.1mmol)、およびDMF(50mL)を100mLの三口フラスコに添加して、130℃で16時間反応させた。反応が完了した後、室温までに冷却させ、蒸留水を添加した。酢酸エチルで混合物を抽出し、水で有機相を洗浄し、濃縮させて溶剤を除去して、粗品を得た。粗品をカラムクロマトグラフィーで精製して(溶出剤:PE/DCM=4/1、v/v)黄色の固体である化合物7(2g、収率61.7%)を得た。生成物は、分子量が713.3の目標生成物として確認された。
【0142】
合成の実施例9:化合物23の合成
【化53】
窒素ガスの保護下で、中間体6(2g、6.06mmol)、中間体18(2.9g、6.66mmol)、炭酸セシウム(3.9g、12.12mmol)、およびDMAc(50mL)を三口フラスコに添加して、120℃で16時間反応させた。反応が完了した後、室温までに冷却させ、濃縮させて溶剤を除去し、蒸留水を添加した。酢酸エチルで混合物を抽出し、水で有機相を洗浄し、濃縮させて溶剤を除去して、粗品を得た。粗品をカラムクロマトグラフィーで精製して(溶出剤:PE/DCM=3/1、v/v)黄色の固体である化合物23(3g、収率:66%)を得た。生成物は、分子量が753.3の目標生成物として確認された。
【0143】
当業者であれば、上記調製方法は、例示的なものに過ぎず、それを改良することによって本発明の他の化合物の構造を取得することができることを知るべきである。
【0144】
素子の実施例1
【0145】
まず、厚みが120nmのインジウムスズ酸化物(ITO)陽極を有するガラス基板を洗浄した後、酸素プラズマとUVオゾンで処理した。処理した後、基板を窒素ガスを満たしたグローブボックスで乾燥させて水を除去した。その後、基板を基板ホルダ上に取り付けて真空室に置いた。以下、指定された有機層に対して、真空度が約10-8Torrの場合、0.01~5Å/sの速度でホット真空蒸着によって順にITO陽極上に蒸着を行った。化合物HIを正孔注入層(HIL)として用い、厚みが100Åである。化合物HTを正孔輸送層(HTL)として用い、厚みが400Åである。化合物EBを電子ブロッキング層(EBL)として用い、厚みが50Åである。その後、ホストである本発明における化合物1およびドーパントである化合物RDを発光層(EML)として共蒸着し、厚みが400Åである。化合物HBを正孔ブロッキング層(HBL)として用い、厚みが50Åである。正孔ブロッキング層上において、化合物ETおよび8-ヒドロキシキノリン-リチウム(Liq)を電子輸送層(ETL)として共蒸着し、厚みが350Åである。最後に、厚み10Åの8-ヒドロキシキノリン-リチウム(Liq)を電子注入層(EIL)として蒸着するとともに、1200Åのアルミニウムを陰極として蒸着した。そして、該素子をグローブボックスに遷移させ、ガラスカバーを用いてカプセル化して該素子を完成させた。
【0146】
素子の実施例2
【0147】
素子の実施例2の実施形態は、発光層(EML)において本発明に係る化合物9で本発明に係る化合物1を代替してホストとする以外、素子の実施例1と同様である。
【0148】
素子の実施例3
【0149】
素子の実施例3の実施形態は、発光層(EML)において本発明に係る化合物15で本発明に係る化合物1を代替してホストとする以外、素子の実施例1と同様である。
【0150】
素子の実施例4
【0151】
素子の実施例4の実施形態は、発光層(EML)において本発明に係る化合物3で本発明に係る化合物1を代替してホストとする以外、素子の実施例1と同様である。
【0152】
素子の実施例5
【0153】
素子の実施例5の実施形態は、発光層(EML)において本発明に係る化合物2で本発明に係る化合物1を代替してホストとする以外、素子の実施例1と同様である。
【0154】
素子の実施例6
【0155】
素子の実施例6の実施形態は、発光層(EML)において本発明に係る化合物8で本発明に係る化合物1を代替してホストとする以外、素子の実施例1と同様である。
【0156】
素子の実施例7
【0157】
素子の実施例7の実施形態は、発光層(EML)において本発明に係る化合物7で本発明に係る化合物1を代替してホストとする以外、素子の実施例1と同様である。
【0158】
素子の比較例1
【0159】
素子の比較例1の実施形態は、発光層(EML)において本発明に係る化合物Aで本発明に係る化合物1を代替してホストとする以外、素子の実施例1と同様である。
【0160】
素子の比較例2
【0161】
素子の比較例2の実施形態は、発光層(EML)において本発明に係る化合物Bで本発明に係る化合物1を代替してホストとする以外、素子の実施例1と同様である。
【0162】
詳細な素子の層構造および厚みを、下記表に示す。用いられる材料が1種超えの層は、前記重量比で異なる化合物をドーピングすることにより得られる。
【0163】
【0164】
素子に用いられる材料の構造は、以下のように表される。
【化54-1】
【化54-2】
【0165】
真空度が約10-8Torrの場合、1.96Å/sの速度で、化合物1、化合物9、化合物15、化合物3、化合物2、化合物8、化合物7、化合物A、および化合物Bを蒸着する時に必要となる温度(蒸着温度)を表2に示す。
【0166】
【0167】
表2に示すように、本発明に係る化合物1は、トリアジン構造単位の置換位置を変更するのみにより、予想外に化合物Aおよび化合物Bよりも遥かに低い蒸着温度を有した。化合物1の分子構造におけるオルト位で置換されたフェニレン基結合構造は、化合物1に対して予想外の蒸着温度が大幅に降下するという効果をもたらすことが示されている。そのため、本発明に係る化合物1は、より良好な熱安定性を有し、素子の製造過程で加工に便利であるとともに、より効果的にエネルギー消費を低下させることができる。本発明に係る化合物9は、トリアジンフラグメントにフェニル基が1つ増えたけれども、化合物15、化合物3、化合物2、化合物8、化合物7はいずれも化合物Aおよび化合物Bよりも高い分子量を有し、蒸着温度が化合物Aおよび化合物Bよりも依然として低い。
【0168】
15mA/cm2の条件下で測定された電流効率(CE)、最大波長(λmax)および外部量子効率(EQE)を表3に示す。データの比較結果をより良く示すために、比較例1におけるCEおよびEQEのデータをそれぞれ100%とし、実施例1、実施例2~実施例7および比較例2におけるCEおよびEQEのデータを、比較例1におけるデータに対して換算した。関連するデータ及び換算結果を表3に示す。
【0169】
【0170】
まとめ
表3に示すように、比較例および実施例における最大波長は、基本的に変更しなかった。15mA/cm2の電流密度で測定された実施例1、2におけるEQEは、比較例1および比較例2におけるEQEに対して、それぞれ7%および8%向上した。実施例1、2におけるCEは、比較例1および比較例2に対して、いずれも5%向上した。15mA/cm2の電流密度で測定された実施例3~7におけるEQEは、比較例1および比較例2におけるEQEに対して、7%~10%向上し、向上幅が明らかである。実施例3~7におけるCEは、比較例1および比較例2に対しても同様に7%~14%向上し、向上幅がより明らかである。それらのデータは以下のことを示した。実施例が比較例に対してより優れている発光効率を有し、すなわち、インドールおよびピロールにより縮合されたアザマクロ環構造を有する正孔輸送単位、ならびにトリアジンおよびその類似する構造を有する電子輸送単位が特定の位置で結合してなる本発明に係る化合物は、正孔輸送単位がトリアジンのメタ位およびパラ位に結合した化合物Aおよび化合物Bに対して、電子輸送単位および正孔輸送単位が特定の位置構造で結合することに起因してその分子の平面性が化合物Aおよび化合物Bの平面性と異なり、予想外に優れている素子の効果をもたらして、素子がより高い電流効率および外部量子効率を取得することができ、素子の性能が著しく向上した。本発明に係る化合物が有する独特な優勢が証明されている。
【0171】
ここで記載される各種の実施例は、例示的なものに過ぎず、本発明の範囲を限定するためのものではないことを理解すべきである。そのため、当業者にとって、保護しようとする本発明は、本明細書に記載される具体的な実施例および好ましい実施例の変形を含むことが自明である。本発明の構想を逸脱しない前提で、本明細書に記載される材料および構造の多くは、他の材料および構造で代替することができる。本発明がなぜ機能するかについての様々な理論は、限定的ではないことを理解すべきである。