JP2020513685A - 有機エレクトロルミネセント材料及びそれを含む有機エレクトロルミネセントデバイス - Google Patents

Abstract

本開示は、少なくとも２種類の化合物を含む有機エレクトロルミネセント材料及びそれを含む有機エレクトロルミネセントデバイスに関する。本開示の化合物の特定の組み合わせを含むことにより、従来の有機エレクトロルミネセントデバイスのものよりも優れた色純度を有する有機エレクトロルミネセントデバイスが提供され得る。【選択図】図１

Description

本開示は、少なくとも２種類の化合物を含む有機エレクトロルミネセント材料及びそれを含む有機エレクトロルミネセントデバイスに関する。

エレクトロルミネセントデバイス（ＥＬデバイス）は、より広い視野角、より大きいコントラスト比及びより速い応答時間を提供するという利点を有する自発光ディスプレイデバイスである。１９８７年に、Ｅａｓｔｍａｎ Ｋｏｄａｋにより、発光層を形成するための材料として小さい芳香族ジアミン分子及びアルミニウム錯体を用いて最初の有機ＥＬデバイスが開発された（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１，９１３，１９８７を参照されたい）。

有機エレクトロルミネセントデバイス（ＯＬＥＤ）は、有機エレクトロルミネセント材料に電気を印加することによって電気エネルギーを光に変換し、通常、アノード、カソード及び２つの電極間に形成された有機層を含む。ＯＬＥＤの有機層は、必要に応じて、正孔注入層、正孔輸送層、正孔補助層、発光補助層、電子阻止層、発光層（ホスト材料及びドーパント材料を含有する）、電子緩衝層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等を含むことができる。有機層に用いられる材料は、機能に応じて、正孔注入材料、正孔輸送材料、正孔補助材料、発光補助材料、電子阻止材料、発光材料、電子緩衝材料、正孔阻止材料、電子輸送材料、電子注入材料等に分類することができる。ＯＬＥＤでは、電圧の印加により、アノードからの正孔とカソードからの電子とが発光層に注入され、正孔と電子との再結合により、高エネルギーを有する励起子が生成される。有機発光化合物は、有機発光化合物が励起状態から基底状態に戻るとき、エネルギーによって励起状態に移行し、エネルギーから光を発する。

ＯＬＥＤにおける発光効率を決定する最も重要な要因は、発光材料である。発光材料には、高い量子効率、電子及び正孔の高い移動性並びに形成された発光材料層の均一性及び安定性の特徴が要求される。発光材料は、発光色によって青色、緑色及び赤色の発光材料に分類され、黄色又は橙色の発光材料を更に含む。更に、発光材料は、機能面でホスト材料とドーパント材料とに分類される。

一般的に、優れたＥＬ特性を有するデバイスは、ホストにドーパントをドープして形成される発光層を含む構造を有する。発光材料として単一の材料のみを用いると、最大発光波長が長波長側に移動し、分子間力により色純度が低下するという問題が生じる。

（ＩＩＩ）錯体は、それぞれ赤色、緑色及び青色の発光材料としてのビス（２−（２’−ベンゾチエニル）−ピリジナト−Ｎ、Ｃ−３’）イリジウム（アセチルアセトネート）［（ａｃａｃ）Ｉｒ（ｂｔｐ）_２］、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム［Ｉｒ（ｐｐｙ）_３］及びビス（４，６−ジフルオロフェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２）ピコリナトイリジウム（Ｆｉｒｐｉｃ）などの燐光発光材料として広く知られている。

また、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）が最も広く知られている燐光ホスト材料となっている。近年、Ｐｉｏｎｅｅｒ（Ｊａｐａｎ）らは、バソクプロイン（ＢＣＰ）及びアルミニウム（ＩＩＩ）ビス（２−メチル−８−キノリナート）（４−フェニルフェノレート）（ＢＡｌｑ）等を用いた高性能有機エレクトロルミネセントデバイスを開発し、これは、ホスト材料としての正孔阻止材料として知られていた。

しかしながら、これらの従来の燐光ホスト材料は、良好な発光特性をもたらすが、これらは、ガラス転移温度が低く、熱安定性が低いため、真空下で高温堆積プロセスが行われると材料が変化するという欠点を有する。従って、デバイスの色純度は、依然として不十分であった。

一方、現在のＦＨＤ（フルＨＤ）、先進的なＵＨＤ（ウルトラＨＤ）及びより先進的なディスプレイの市場でより鮮やかなディスプレイを実現するには、様々な色を表現することが可能でなければならない。色空間が代表的である、定義され得るいくつかの基準が存在する。色空間は、光の３原色である赤色、緑色及び青色の各頂点と組み合わせることができる色の領域を指す。近年、多くの電子パネル企業は、青色、緑色及び赤色の３色を使用することによって有機エレクトロルミネセントデバイスを製造しており、これらの３色を組み合わせて、現在使用されている様々な色のディスプレイを実現する。ディスプレイは、青色、緑色及び赤色の３つの頂点で互いに組み合わせることができる色のみを実現することができる。従って、よりカラフルに実現するには、これらの３色の頂点ができるだけそれぞれの色の波長に達する必要がある。

韓国特許出願公開第２０１０−００１４６３３号明細書、同２０１１−００７４５３８号明細書及び同２０１５−０００３６７０号明細書では、ドーパントとしてフェニルキノリンの配位子を有するイリジウム錯体を含む有機エレクトロルミネセントデバイスを開示している。また、韓国特許第１０８２１４４号明細書及び韓国特許出願公開第２０１６−００３９５６１号明細書では、インドロカルバゾール誘導体をホストとして含む有機エレクトロルミネセントデバイスを開示している。しかしながら、上記の文献では、ドーパントとしてフェニルキノリンの配位子を有するイリジウム錯体と、ホストとしてのベンゾインドロカルバゾール誘導体とを含む有機エレクトロルミネセントデバイスを具体的に開示していない。

本開示の目的は、従来の有機エレクトロルミネセントデバイスのものよりも優れた色純度を有する有機エレクトロルミネセントデバイスを製造することができる有機エレクトロルミネセント材料を提供することである。

本発明者らは、上記の技術的課題を解決するための徹底した研究の結果、より長波長の暗赤色発光デバイスに着目した。その後、赤色発光の波長帯域をできるだけ長波長化することにより、色再現範囲を広げることができる方向に本発明を完成させた。ホストのドーパント材料及びドーパント材料の特性は、波長帯域に大きい影響を及ぼすが、ドーパント材料に適したホスト材料を使用することにより、発光特性を更に最適化することが可能である。より長い波長を表すために、特定の光を放射するドーパントは、ＨＯＭＯ−ＬＵＭＯバンドギャップにおいてより小さくなければならない。本開示では、特定のドーパントによるエネルギー移動を可能にする小さいエネルギーバンドギャップを有するホストが、より良好な色空間特性を与えるために探索される。具体的には、ベンゾインドロカルバゾールのホストと、イソキノリン構造を含むドーパントとの組み合わせは、上記の目的を達成することができる。より具体的には、下記の式１によって表される化合物と、下記の式２によって表される化合物とを含む有機エレクトロルミネセント材料により、上記の目的を達成することができる。式１によって表される化合物は、ドーパントとして含まれ得、及び式２によって表される化合物は、ホストとして含まれ得る。

（式中、
Ｒ_１及びＲ_２は、それぞれ独立して、水素、重水素、置換若しくは非置換の（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル、置換若しくは非置換の（Ｃ２−Ｃ１０）アルケニル又は置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ３０）アリールを表し、但し、Ｒ_１及びＲ_２の両方が水素であることはなく、
Ｒ_３〜Ｒ_５は、それぞれ独立して、水素、重水素、置換若しくは非置換の（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル又は置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ３０）アリールを表し、及び
ａは、１〜６の整数を表し、且つｂは、１〜４の整数を表し、ここで、ａ及びｂがそれぞれ独立して２以上の整数である場合、Ｒ_１及びＲ_２のそれぞれは、同一であるか又は異なり得る。）

（式中、
Ａ環及びＢ環は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換のベンゼン環又は置換若しくは非置換のナフタレン環を表し、但し、Ａ環及びＢ環の少なくとも１つは、置換又は非置換のナフタレン環であり、
Ａｒ_１及びＡｒ_２は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ３０）アリール又は置換若しくは非置換の窒素含有（８〜３０員）ヘテロアリールを表し、
Ｌ_１及びＬ_２は、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレン又は置換若しくは非置換の（３〜３０員）ヘテロアリーレンを表し、及び
ヘテロアリール（ヘテロアリーレン）は、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ及びＰから選択される少なくとも１つのヘテロ原子を含有する。）

本発明の効果
本開示により、優れた色純度を有する有機エレクトロルミネセントデバイスが提供され得る。

本開示の表１のＮＴＳＣ色空間をＣＩＥ１９３１色度図として示す。

以下では、本開示を詳細に説明する。しかしながら、以下の説明は、本開示を説明することを意図しており、決して本開示の範囲を限定することを意味しない。

本開示における「有機エレクトロルミネセント材料」という用語は、有機エレクトロルミネセントデバイスに使用され得、且つ少なくとも１つの化合物を含み得る材料を意味する。必要に応じて、有機エレクトロルミネセント材料は、有機エレクトロルミネセントデバイスを構成する任意の層に含まれ得る。例えば、有機エレクトロルミネセント材料は、正孔注入材料、正孔輸送材料、正孔補助材料、発光補助材料、電子阻止材料、発光材料、電子緩衝材料、正孔阻止材料、電子輸送材料、電子注入材料等であり得る。

本開示の有機エレクトロルミネセント材料は、式１によって表される少なくとも１つの化合物及び式２によって表される少なくとも１つの化合物を含むことができる。式１の化合物及び式２の化合物は、発光層に含まれ得るが、これに限定されるものではない。この場合、式１の化合物は、ドーパントとして含まれ得、及び式２の化合物は、ホストとして含まれ得る。

式１において、Ｒ_１及びＲ_２は、それぞれ独立して、水素、重水素、置換若しくは非置換の（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル、置換若しくは非置換の（Ｃ２−Ｃ１０）アルケニル又は置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ３０）アリールを表し、本開示の一実施形態では水素又は置換若しくは非置換の（Ｃ１−Ｃ６）アルキルを表し、但し、Ｒ_１及びＲ_２の両方が水素であることはない。本開示の別の実施形態では、Ｒ_１は、水素又は置換若しくは非置換の（Ｃ１−Ｃ６）アルキルを表し、及びＲ_２は、置換又は非置換の（Ｃ１−Ｃ６）アルキルを表す。例えば、Ｒ_１は、水素、メチル、イソ−プロピル、ｎ−ブチル、イソ−ブチル又はｓｅｃ−ブチルを表し得、及びＲ_２は、メチル、イソ−ブチル又はｔｅｒｔ−ブチルを表し得る。

式１において、Ｒ_３〜Ｒ_５は、それぞれ独立して、水素、重水素、置換若しくは非置換の（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル又は置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ３０）アリールを表し、本開示の一実施形態では水素、置換若しくは非置換の（Ｃ１−Ｃ６）アルキル又は置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ２５）アリールを表す。本開示の別の実施形態では、Ｒ_３及びＲ_５は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の（Ｃ１−Ｃ６）アルキル又は置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１８）アリールを表し、及びＲ_４は、水素、置換若しくは非置換の（Ｃ１−Ｃ６）アルキル又は置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１８）アリールを表す。更に、Ｒ_３及びＲ_５は、互いに同一であり得る。例えば、Ｒ_３及びＲ_５は、それぞれ独立して、メチル、イソ−プロピル、イソ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、３−ペンチル又はフェニルを表し得、及びＲ_４は、水素、メチル又はフェニルを表し得る。

式１では、ａは、１〜６の整数を表し、且つｂは、１〜４の整数を表し、ここで、ａ及びｂがそれぞれ独立して２以上の整数である場合、Ｒ_１及びＲ_２のそれぞれは、同一であるか又は異なり得る。本開示の一実施形態では、ａ及びｂは、それぞれ独立して、１又は２を表し、ここで、ａ及びｂがそれぞれ独立して２である場合、Ｒ_１及びＲ_２のそれぞれは、同一であるか又は異なり得る。

式２では、Ａ環及びＢ環は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換のベンゼン環又は置換若しくは非置換のナフタレン環を表し、但し、Ａ環及びＢ環の少なくとも１つは、置換又は非置換のナフタレン環である。本開示の一実施形態では、Ａ環及びＢ環のいずれか一方は、置換又は非置換のベンゼン環を表し得、且つ他方は、置換又は非置換のナフタレン環を表し得る。Ａ環及びＢ環は、それぞれ独立して、非置換のベンゼン環又は非置換の若しくはフェニルで置換されたナフタレン環を表し得る。

式２において、Ａｒ_１及びＡｒ_２は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ３０）アリール又は置換若しくは非置換の窒素含有（８〜３０員）ヘテロアリールを表す。Ａｒ_１及びＡｒ_２のいずれか一方は、置換又は非置換の（Ｃ６−Ｃ３０）アリールを表し、且つ他方は、置換又は非置換の窒素含有（８〜３０員）ヘテロアリールを表し得る。本開示の一実施形態では、Ａｒ_１及びＡｒ_２は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ２５）アリール又は置換若しくは非置換の窒素含有（８〜２５員）ヘテロアリールを表し、本開示の別の実施形態では置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１８）アリール又は置換若しくは非置換の窒素含有（８〜１８員）ヘテロアリールを表す。例えば、Ａｒ_１及びＡｒ_２は、それぞれ独立して、非置換のフェニル、非置換のナフチル、フェニルで置換されたキナゾリニル、或いは非置換の又はフェニル、ビフェニル、ナフチル、ナフチルフェニル及び／若しくはジメチルフルオレニルで置換されたキノキサリニルを表す。

式２では、Ｌ_１及びＬ_２は、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレン又は置換若しくは非置換の（３〜３０員）ヘテロアリーレンを表し、本開示の一実施形態では単結合、置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ２５）アリーレン又は置換若しくは非置換の（５〜２５員）ヘテロアリーレンを表し、本開示の別の実施形態では単結合、置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１８）アリーレン又は置換若しくは非置換の（５〜１８員）ヘテロアリーレン、例えば単結合、フェニレン、ナフチレン又はピリジニレンを表す。

式１及び２では、ヘテロアリール（ヘテロアリーレン）は、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ及びＰから選択される少なくとも１つのヘテロ原子を含有し、本開示の一実施形態では、Ｎ、Ｏ及びＳから選択される少なくとも１つのヘテロ原子を含有することができ、本開示の別の実施形態では窒素原子を含有することができる。

本開示の一実施形態では、式２は、以下の式３によって表され得る。

式３では、Ａ環及びＢ環のいずれか一方は、置換又は非置換のナフタレン環を表し、且つ他方は、置換又は非置換のベンゼン環を表す。本開示の一実施形態では、Ａ環及びＢ環のいずれか一方は、非置換の又はフェニルで置換されたナフタレン環を表し、且つ他方は、非置換のベンゼン環を表す。

式３では、Ｘ_１〜Ｘ_３は、それぞれ独立して、ＣＲ_６又はＮを表し、但し、Ｘ_１〜Ｘ_３の少なくとも１つは、Ｎを表し、本開示の一実施形態では、Ｘ_１〜Ｘ_３の少なくとも２つは、Ｎを表し得、本開示の別の実施形態では、Ｘ_１〜Ｘ_３の２つは、Ｎを表し得る。例えば、Ｘ_１は、Ｎを表し得、Ｘ_２及びＸ_３のいずれか一方は、Ｎを表し得、且つＸ_２及びＸ_３の他方は、ＣＲ_６を表し得る。

本明細書において、Ｒ_６は、水素又は置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ３０）アリールを表し、本開示の一実施形態では置換又は非置換の（Ｃ６−Ｃ２５）アリールを表し、本開示の別の実施形態では置換又は非置換の（Ｃ６−Ｃ１８）アリール、例えばフェニル、ナフチル、ビフェニル又はナフチルフェニルを表す。

式３において、Ａｒ_３は、水素、置換若しくは非置換の（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ３０）アリール又は置換若しくは非置換の（３〜３０員）ヘテロアリールを表し、本開示の一実施形態では水素、置換若しくは非置換の（Ｃ１−Ｃ２０）アルキル、置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ２５）アリール又は置換若しくは非置換の（３〜２５員）ヘテロアリールを表し、本開示の別の実施形態では水素又は置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１８）アリール、例えば水素、フェニル、ナフチル、ビフェニル、ナフチルフェニル又はジメチルフルオレニルを表す。

式３では、ｃは、１〜４の整数を表し、本開示の一実施形態では１又は２を表し得、本開示の別の実施形態では１を表し得る。ｃが２以上の整数である場合、Ａｒ_３のそれぞれは、同一であるか又は異なり得る。

式３では、Ａｒ_１、Ｌ_１及びＬ_２は、式２で定義された通りである。

本明細書において、「（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル」という用語は、鎖を構成する１〜３０の炭素原子を有する直鎖状又は分岐状アルキルであることを意味し、その炭素原子数は、１〜２０であることが好ましく、１〜１０であることがより好ましい。上記のアルキルは、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソ−プロピル、ｎ−ブチル、イソ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル等を含むことができる。「（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル」という用語は、３〜３０の環骨格炭素原子を有する単環式又は多環式炭化水素を意味し、ここで、炭素原子数は、３〜２０であることが好ましく、３〜７であることがより好ましい。上記のシクロアルキルは、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル等を含むことができる。「（３〜７員）ヘテロシクロアルキル」という用語は、３〜７、好ましくは５〜７の環骨格原子を有し、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ及びＰからなる群、好ましくはＯ、Ｓ及びＮからなる群から選択される少なくとも１つのヘテロ原子を含むシクロアルキルであることを意味する。上記のヘテロシクロアルキルとしては、テトラヒドロフラン、ピロリジン、チオラン、テトラヒドロピラン等を挙げることができる。「（Ｃ６−Ｃ３０）アリール（アリーレン）」という用語は、６〜３０の環骨格炭素原子を有する芳香族炭化水素から誘導される単環式又は縮合環ラジカルであることを意味し、ここで、環骨格炭素原子の数は、好ましくは６〜２５、より好ましくは６〜１８である。上記のアリール（アリーレン）は、部分的に飽和され得、且つスピロ構造を含み得る。上記のアリールとしては、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、ナフチル、ビナフチル、フェニルナフチル、ナフチルフェニル、フルオレニル、フェニルフルオレニル、ベンゾフルオレニル、ジベンゾフルオレニル、フェナントレニル、フェニルフェナントレニル、アントラセニル、インデニル、トリフェニルエチレニル、ピレニル、テトラセニル、ペリレニル、クリセニル、ナフタセニル、フルオランテニル、スピロビフルオレニル等を挙げることができる。「（３〜３０員）ヘテロアリール（ヘテロアリーレン）」という用語は、３〜３０の環骨格原子を有し、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ及びＰからなる群から選択される少なくとも１つ、好ましくは１〜４つのヘテロ原子を含むアリールである。上記のヘテロアリール（ヘテロアリーレン）は、単環式環又は少なくとも１つのベンゼン環と縮合した縮合環であり得、部分的に飽和され得、単結合を介してヘテロアリール基に少なくとも１つのヘテロアリール又はアリール基を結合することにより形成されるものであり得、且つスピロ構造を含み得る。上記のヘテロアリールとしては、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、ピリミジニルなどの単環型ヘテロアリール並びにベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、ベンズイミダゾリル、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、ベンゾインドリル、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、ナフチリジニル、カルバゾリル、ベンゾカルバゾリル、ジベンゾカルバゾリル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナントリジニル、ベンゾジオキソリル及びジヒドロアクリジニルなどの縮合環型ヘテロアリールを挙げることができる。更に、「ハロゲン」としては、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩが挙げられる。

本明細書において、「置換又は非置換」という表現における「置換」は、特定の官能基中の水素原子が別の原子又は別の官能基、即ち置換基で置き換えられていることを意味する。Ｒ_１〜Ｒ_６、Ａｒ_１〜Ａｒ_３、Ｌ_１、Ｌ_２、式１〜３のＡ環及びＢ環における置換アルキル、置換アルケニル、置換アリール（アリーレン）、置換ヘテロアリール（ヘテロアリーレン）、置換ベンゼン環及び置換ナフタレン環の置換基は、それぞれ独立して、重水素、ハロゲン、シアノ、カルボキシル、ニトロ、ヒドロキシル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、（Ｃ２−Ｃ３０）アルケニル、（Ｃ２−Ｃ３０）アルキニル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルチオ、（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルケニル、（３〜７員）ヘテロシクロアルキル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリールオキシ、（Ｃ６−Ｃ３０）アリールチオ、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、（５〜３０員）ヘテロアリール、トリ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルシリル、トリ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、アミノ、モノ−又はジ−（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ、モノ−又はジ−（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルカルボニル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシカルボニル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリールカルボニル、ジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールボロニル、ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルボロニル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールボロニル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル及び（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールからなる群から選択される少なくとも１つであり得、本開示の一実施形態では少なくとも１つの（Ｃ６−Ｃ２５）アリールであり得、本開示の別の実施形態では少なくとも１つの（Ｃ６−Ｃ１８）アリールであり得、例えばフェニル、ビフェニル、ナフチル、ナフチルフェニル及びジメチルフルオレニルからなる群から選択される少なくとも１つであり得る。

式１によって表される化合物としては、下記の化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

式２によって表される化合物としては、下記の化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

本開示の式１及び２によって表される有機エレクトロルミネセント化合物は、当業者に知られている合成方法によって製造することができる。例えば、下記の反応スキーム１に示されるように、式１によって表される化合物を合成することができ、下記の反応スキーム２又は３の方法を参照して式２の化合物を合成することができるが、これに限定されるものではない。

［反応スキーム１］

反応スキーム１において、Ｒ_１〜Ｒ_５、ａ及びｂは、式１で定義されたた通りである。

［反応スキーム２］

［反応スキーム３］

反応スキーム２及び３において、Ａｒ_１、Ａｒ_２、Ｌ_１及びＬ_２は、式２で定義された通りである。

一方、本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスは、第１電極、第２電極及び第１電極と第２電極との間の少なくとも１つの有機層を含むことができる。第１及び第２電極の一方は、アノードであり得、且つ他方は、カソードであり得る。有機層は、少なくとも１つの発光層を含み、正孔注入層、正孔輸送層、正孔補助層、発光補助層、電子輸送層、電子緩衝層、電子注入層、中間層、正孔阻止層及び電子阻止層から選択される少なくとも１つの層を更に含むことができる。発光層は、光を放出する層であり、単層であり得、又は２つ以上の層が積層される複数の層であり得る。発光層において、ホスト化合物に基づくドーパント化合物のドーピング濃度は、２０重量％未満であることが好ましい。

発光補助層は、アノードと発光層との間又はカソードと発光層との間に配置することができる。発光補助層をアノードと発光層との間に配置する場合、それは、正孔注入及び／若しくは正孔輸送を促進するために、又は電子のオーバーフローを防止するために用いられ得る。発光補助層をカソードと発光層との間に配置する場合、それは、電子注入及び／若しくは電子輸送を促進するために、又は正孔のオーバーフローを防止するために用いられ得る。また、正孔補助層は、正孔輸送層（又は正孔注入層）と発光層との間に配置され得、正孔輸送速度（又は正孔注入速度）を促進又は阻止するのに有効であり得、それにより電荷のバランスを制御する。更に、電子阻止層は、正孔輸送層（又は正孔注入層）と発光層との間に配置され得、発光層からのオーバーフローしている電子を阻止し、発光層内に励起子を閉じ込めて光漏れを防止することができる。有機エレクトロルミネセントデバイスが２つ以上の正孔輸送層を含む場合、更に含まれる正孔輸送層は、正孔補助層又は電子阻止層として使用することができる。発光補助層、正孔補助層又は電子阻止層は、有機エレクトロルミネセントデバイスの効率及び／又は寿命を向上させる効果を有し得る。

本開示の一態様によれば、式１によって表される少なくとも１つの化合物と、式２によって表される少なくとも１つの化合物との組み合わせを含む有機層を提供することができる。有機層は、複数の層を含むことができ、式１によって表される化合物と、式２によって表される化合物とは、それぞれ同一の層又は異なる層に含まれ得る。また、本開示は、有機層を含む有機エレクトロルミネセントデバイスを提供する。

本開示の別の態様によれば、式１によって表される少なくとも１つのドーパント化合物と、式２によって表される少なくとも１つのホスト化合物との組み合わせである、ドーパントとホストとの組み合わせが提供され得る。また、本開示は、ドーパントとホストとの組み合わせを含む有機エレクトロルミネセントデバイスを提供する。

本開示の更なる態様によれば、式１によって表される少なくとも１つの化合物と、式２によって表される少なくとも１つの化合物との組み合わせを含む有機エレクトロルミネセント材料及びこの材料を含む有機エレクトロルミネセントデバイスが提供され得る。この材料は、式１の化合物と式２の化合物との組み合わせのみからなることができ、且つ有機エレクトロルミネセント材料に含まれる従来の材料を更に含むことができる。

また、本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスは、式１及び式２の化合物を含むことができ、且つアリールアミン系化合物及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少なくとも１つの化合物を更に含む。

更に、本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスにおいて、有機層は、１族の金属、２族の金属、４族の遷移金属、５族の遷移金属、周期律表のｄ−遷移元素のランタニド及び有機金属、又は式１及び２の化合物の他に前記金属を含む少なくとも１つの錯体化合物からなる群から選択される少なくとも１つの金属を更に含むことができる。更に、有機層は、発光層と電荷発生層とを更に含むことができる。

更に、本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスは、当技術分野で知られている青色、赤色又は緑色の発光化合物を含有する少なくとも１つの発光層を更に含むことによって白色光を放出することができる。また、それは、必要に応じて、黄色又は橙色の発光層を更に含むことができる。

本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスにおいて、カルコゲナイド層、金属ハロゲン化物層及び金属酸化物層から選択される少なくとも１つの層（以下、「表面層」）は、好ましくは、片方又は両方の電極のその内面に配置され得る。具体的には、エレクトロルミネセント媒体層のアノード面にシリコン又はアルミニウムのカルコゲナイド（酸化物を含む）層を配置し、エレクトロルミネセント媒体層のカソード面に金属ハロゲン化物層又は金属酸化物層を配置することが好ましい。このような表面層は、有機エレクトロルミネセントデバイスに動作安定性をもたらすことができる。好ましくは、カルコゲナイドとしては、ＳｉＯ_Ｘ（１≦Ｘ≦２）、ＡｌＯ_Ｘ（１≦Ｘ≦１．５）、ＳｉＯＮ、ＳｉＡｌＯＮ等が挙げられ、ハロゲン化金属としては、ＬｉＦ、ＭｇＦ_２、ＣａＦ_２、フッ化希土類金属等が挙げられ、金属酸化物としては、Ｃｓ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＣａＯ等が挙げられる。

本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスにおいて、電子輸送化合物と還元性ドーパントとの混合領域又は正孔輸送化合物と酸化性ドーパントとの混合領域は、電極の対の少なくとも一方の表面に配置されていることが好ましい。この場合、電子輸送化合物は、アニオンに還元されるため、混合領域からエレクトロルミネセント媒体への電子の注入及び輸送がより容易になる。更に、正孔輸送化合物は、カチオンに酸化されるため、混合領域からエレクトロルミネセント媒体への正孔の注入及び輸送がより容易になる。好ましくは、酸化性ドーパントは、種々のルイス酸及びアクセプター化合物を含み、還元性ドーパントは、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、希土類金属及びそれらの混合物を含む。還元性ドーパント層を電荷発生層として使用して、２つ以上の発光層を有し且つ白色光を放出する有機エレクトロルミネセントデバイスを調製することができる。

本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスの各層を形成するために、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ及びイオンプレーティング方法などの乾式成膜方法又はインクジェット印刷、ノズル印刷、スロットコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング及びフローコーティング方法などの湿式成膜方法を使用することができる。本開示のドーパント及びホスト化合物は、同時蒸発又は混合蒸発であり得る。

湿式製膜法を用いる場合、各層を形成する材料をエタノール、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサン等などの任意の適切な溶媒に溶解又は拡散させることによって薄膜を形成することができる。各層を形成する材料を溶解又は拡散させることができ、製膜能力に問題がない場合、溶媒は、任意の溶媒であり得る。

共蒸発は、２つ以上の異性体材料をそれぞれの個々のるつぼ源に入れ、材料を蒸発させるために同時に両方のセルに電流を流す混合堆積法である。混合蒸発は、２つ以上の異性体材料を、それらを蒸発させる前に１つのるつぼ源中で混合し、電流をセルに印加して材料を蒸発させる混合堆積法である。

本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスを用いて表示システム又は照明システムを作製することができる。

以下では、本開示のドーパント化合物とホスト化合物とを含む有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスの発光特性について、従来のＯＬＥＤデバイスと比較して詳細に説明する。しかしながら、本開示は、以下の実施例によって限定されない。

デバイスの実施例１：本開示の化合物を含むＯＬＥＤデバイスの作製
本開示による有機エレクトロルミネセント化合物を用いてＯＬＥＤデバイスを作製した。ＯＬＥＤデバイス（ジオマテック株式会社、日本）のためのガラス基板上の透明電極酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）薄膜（１０Ω／ｓｑ）をアセトン、エタノール及び蒸留水で超音波洗浄し、その後、イソプロパノール中に保存した。次いで、ＩＴＯ基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに取り付けた。化合物ＨＩ−１を真空蒸着装置のセルに導入した後、装置のチャンバー内の圧力を１０^−６トールに制御した。その後、セルに電流を流して、上記で導入した材料を蒸発させて、それによりＩＴＯ基板上に厚さ８０ｎｍの第１の正孔注入層を形成した。次に、化合物ＨＩ−２を真空蒸着装置の別のセルに導入し、セルに電流を流して蒸着させ、それにより第１の正孔注入層上に厚さ５ｎｍの第２の正孔注入層を形成した。次いで、化合物ＨＴ−１を真空蒸着装置の別のセルに導入し、セルに電流を流して蒸着させ、それにより第２の正孔注入層上に厚さ１０ｎｍの第１の正孔輸送層を形成した。次いで、化合物ＨＴ−２を真空蒸着装置の別のセルに導入し、セルに電流を流して蒸発させ、それにより第１の正孔輸送層上に厚さ６０ｎｍの第２の正孔輸送層を形成した。正孔注入層及び正孔輸送層を形成した後、以下のようにしてそれらの上に発光層を形成した。化合物Ｈ−２をホストとして真空蒸着装置の一方のセルに導入し、化合物Ｄ−１９をドーパントとして他方のセルに導入した。ドーパントは、ホストとドーパントとの総量に基づいて３重量％のドーピング量で蒸着し、第２の正孔輸送層上に４０ｎｍの厚さの発光層を形成した。次いで、化合物ＥＴ−１と化合物ＥＩ−１とを他の２つのセルに導入し、１：１の割合で蒸着し、発光層上に厚さ３５ｎｍの電子輸送層を形成した。電子輸送層上に厚さ２ｎｍの電子注入層として化合物ＥＩ−１を蒸着した後、電子注入層上に別の真空蒸着装置によって厚さ８０ｎｍのＡｌカソードを蒸着した。このようにしてＯＬＥＤデバイスを作製した。

デバイスの実施例２：本開示の化合物を含むＯＬＥＤデバイスの作製
化合物ＨＴ−２の代わりに第２の正孔輸送層として化合物ＨＴ−３を使用し、ドーパントとして化合物Ｄ−７を使用したことを除いて、デバイスの実施例１と同じ方法でＯＬＥＤデバイスを作製した。

デバイスの実施例３：本開示の化合物を含むＯＬＥＤデバイスの作製
化合物ＨＩ−１を厚さ９０ｎｍの第１の正孔注入層として堆積させ、化合物ＨＴ−２の代わりに第２の正孔輸送層として化合物ＨＴ−３を用い、ドーパントとして化合物Ｄ−９を用い、ドーパントをホストとドーパントとの総量に基づいて２重量％のドーピング量で蒸着したことを除いて、デバイスの実施例１と同じ方法でＯＬＥＤデバイスを作製した。

比較例１：従来の化合物を含むＯＬＥＤデバイスの作製
ドーパントとして下記化合物Ａを使用したことを除いて、デバイスの実施例１と同じ方法でＯＬＥＤデバイスを作製した。

比較例２：従来の化合物を含むＯＬＥＤデバイスの作製
ドーパントとして下記化合物Ｂを使用したことを除いて、デバイスの実施例１と同じ方法でＯＬＥＤデバイスを作製した。

比較例３：従来の化合物を含むＯＬＥＤデバイスの作製
ドーパントとして上記化合物Ｂを使用し、化合物ＨＴ−２の代わりに化合物ＨＴ−３を第２の正孔輸送層として使用したことを除いて、デバイスの実施例１と同じ方法でＯＬＥＤデバイスを作製した。

色再現範囲の比較
色再現範囲は、Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ（ＮＴＳＣ）によって作成された色空間の規格に基づいて算出され、これは、国際照明委員会（ＣＩＥ）によって定義された色座標系に基づいている。図１を参照して、ＮＴＳＣによって定義される赤色（０．６７、０．３３）、緑色（０．２１、０．７１）及び青色（０．１４、０．０８）の３点で形成される三角形の面積が算出される（以下、「ＮＴＳＣ面積」）。また、青色及び緑色についてＮＴＳＣ定義値を、赤色について、作製したデバイスでの測定値を用いて三角形の面積を算出し、次いでＮＴＳＣ面積に対する三角形の面積の比を算出する。数字が高いほど、より鮮やかな色が再現される。

ＮＴＳＣ面積に対する比較例及びデバイスの実施例の面積のパーセント（％）、即ちＮＴＳＣ色空間は、以下の表１に示すように算出される。

表１において、Ｒ（ｘ）は、赤色発光のＣＩＥ Ｘ座標を表し、Ｒ（ｙ）は、赤色発光のＣＩＥ Ｙ座標を表し、Ｇ（ｘ）は、緑色発光のＣＩＥ Ｘ座標を表し、Ｇ（ｙ）は、緑色発光のＣＩＥ Ｙ座標を表し、Ｂ（ｘ）は、青色発光のＣＩＥ Ｘ座標を表し、Ｂ（ｙ）は、青色発光のＣＩＥ Ｙ座標を表す。

デバイスの実施例及び比較例の有機エレクトロルミネセントデバイスのＣＩＥ色座標及びＮＴＳＣ面積に対する面積のパーセントを以下の表２に示す。

上記の表２から、本開示の化合物を含む有機エレクトロルミネセントデバイス（デバイスの実施例１〜３）は、従来の化合物を含む有機エレクトロルミネセントデバイス（比較例１〜３）より色再現範囲（色域）が優れていることが確認できる。

Claims (8)

1. 下記の式１：
   （式中、
   Ｒ_１及びＲ_２は、それぞれ独立して、水素、重水素、置換若しくは非置換の（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル、置換若しくは非置換の（Ｃ２−Ｃ１０）アルケニル又は置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ３０）アリールを表し、但し、Ｒ_１及びＲ_２の両方が水素であることはなく、
   Ｒ_３〜Ｒ_５は、それぞれ独立して、水素、重水素、置換若しくは非置換の（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル又は置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ３０）アリールを表し、及び
   ａは、１〜６の整数を表し、且つｂは、１〜４の整数を表し、ここで、ａ及びｂがそれぞれ独立して２以上の整数である場合、Ｒ_１及びＲ_２のそれぞれは、同一であるか又は異なり得る）
   によって表される少なくとも１つの化合物と、
   下記の式２：
   （式中、
   Ａ環及びＢ環は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換のベンゼン環又は置換若しくは非置換のナフタレン環を表し、但し、Ａ環及びＢ環の少なくとも１つは、置換又は非置換のナフタレン環であり、
   Ａｒ_１及びＡｒ_２は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ３０）アリール又は置換若しくは非置換の窒素含有（８〜３０員）ヘテロアリールを表し、
   Ｌ_１及びＬ_２は、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレン又は置換若しくは非置換の（３〜３０員）ヘテロアリーレンを表し、及び
   前記ヘテロアリール（ヘテロアリーレン）は、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ及びＰから選択される少なくとも１つのヘテロ原子を含有する）
   によって表される少なくとも１つの化合物と
   を含む有機エレクトロルミネセント材料。
2. Ｒ_１は、水素原子又は置換若しくは非置換の（Ｃ１−Ｃ６）アルキルを表し、
   Ｒ_２は、置換又は非置換の（Ｃ１−Ｃ６）アルキルを表し、
   Ｒ_３及びＲ_５は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の（Ｃ１−Ｃ６）アルキル又は置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１８）アリールを表し、
   Ｒ_４は、水素、置換若しくは非置換の（Ｃ１−Ｃ６）アルキル又は置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ１８）アリールを表し、
   ａ及びｂは、それぞれ独立して、１又は２を表し、ここで、ａ及びｂがそれぞれ独立して２である場合、Ｒ_１及びＲ_２のそれぞれは、同一であるか又は異なり得る、請求項１に記載の有機エレクトロルミネセント材料。
3. 式２は、下記の式３：
   （式中、
   Ａ環及びＢ環のいずれか一方は、置換又は非置換のナフタレン環を表し、且つ他方は、置換又は非置換のベンゼン環を表し、
   Ｘ_１〜Ｘ_３は、それぞれ独立して、ＣＲ_６又はＮを表し、但し、Ｘ_１〜Ｘ_３の少なくとも１つは、Ｎを表し、
   Ｒ_６は、水素又は置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ３０）アリールを表し、
   Ａｒ_３は、水素、置換若しくは非置換の（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換若しくは非置換の（Ｃ６−Ｃ３０）アリール又は置換若しくは非置換の（３〜３０員）ヘテロアリールを表し、
   ｃは、１〜４の整数を表し、ここで、ｃが２以上の整数である場合、Ａｒ_３のそれぞれは、同一であるか又は異なり得、及び
   Ａｒ_１、Ｌ_１及びＬ_２は、請求項１に記載の通りである）
   によって表される、請求項１に記載の有機エレクトロルミネセント材料。
4. Ｒ_１〜Ｒ_５、Ａｒ_１、Ａｒ_２、Ｌ_１、Ｌ_２、Ａ環及びＢ環における前記置換アルキル、前記置換アルケニル、前記置換アリール（アリーレン）、前記置換ヘテロアリール（ヘテロアリーレン）、前記置換ベンゼン環及び前記置換ナフタレン環の置換基は、それぞれ独立して、重水素、ハロゲン、シアノ、カルボキシル、ニトロ、ヒドロキシル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、ハロ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、（Ｃ２−Ｃ３０）アルケニル、（Ｃ２−Ｃ３０）アルキニル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルチオ、（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルケニル、（３〜７員）ヘテロシクロアルキル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリールオキシ、（Ｃ６−Ｃ３０）アリールチオ、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、（５〜３０員）ヘテロアリール、トリ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルシリル、トリ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、アミノ、モノ−又はジ−（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ、モノ−又はジ−（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルカルボニル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシカルボニル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリールカルボニル、ジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールボロニル、ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルボロニル、（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールボロニル、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル及び（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールからなる群から選択される少なくとも１つである、請求項１に記載の有機エレクトロルミネセント材料。
5. 式１によって表される前記化合物は、
   からなる群から選択される、請求項１に記載の有機エレクトロルミネセント材料。
6. 式２によって表される前記化合物は、
   からなる群から選択される、請求項１に記載の有機エレクトロルミネセント材料。
7. 請求項１に記載の有機エレクトロルミネセント材料を含む有機エレクトロルミネセントデバイス。
8. ドーパントとしての前記式１によって表される前記化合物と、ホストとしての前記式２によって表される前記化合物とを含む、請求項７に記載の有機エレクトロルミネセントデバイス。