JP2021106258A - 複数のホスト材料及びこれを含む有機エレクトロルミネセントデバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】より低い駆動電圧、より高い発光効率、より高い電力効率、及び/又はより良好な寿命特性を有する有機エレクトロルミネセントデバイスを提供する。【解決手段】ホスト材料として、式(1)で表される化合物、及び特定の式で表される化合物の組合せを含む、有機エレクトロルミネセントデバイス。【選択図】なし
Description
本開示は、複数のホスト材料及びこ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。
小分子緑色有機エレクトロルミネセントデバイス(OLED)は、発光層と電荷輸送層とからなるTPD/ALq3二層を使用することによって1987年にEastman KodakのTangらによって最初に開発された。その後、OLEDの開発は急速に行われ、OLEDは商業化されている。現在のところ、OLEDは主に、パネル実装において優れた発光効率を有するリン光性物質を使用する。高い発光効率及び/又は長い寿命特性を有するOLEDが、ディスプレイの長時間使用及び高い解像度のために必要である。
発光効率、駆動電圧、及び/又は寿命特性を高めるために、有機エレクトロルミネセントデバイスの有機層のための様々な材料又はコンセプトが提案されている。しかしながら、それらは、実用化には十分ではなかった。
(特許文献1)は、カルバゾール誘導体の化合物を使用する複数のホスト材料を開示しており、(特許文献2)及び(特許文献3)は、基本構造としてフェナントロオキサゾール型及び/又はフェナントロチアゾール型化合物を有するホスト化合物を開示している。しかしながら、これらの参考文献は、本開示の複数のホスト材料を具体的に開示していない。加えて、低い駆動電圧、高い発光効率、高い電力効率、及び/又は優れた寿命特性などの改善された性能を有する発光材料を開発することが継続して必要とされている。
本開示の目的は、化合物の特定の組合せを含む複数のホスト材料を含むことによって低い駆動電圧、高い発光効率、高い電力効率及び/又は優れた寿命特性を有する有機エレクトロルミネセントデバイスを提供することである。
本発明者らは、上記の目的が、以下の式1で表される化合物を含む第1ホスト材料、及び以下の式2で表される化合物を含む第2ホスト材料:
[式中、
X1及びY1は、それぞれ独立して、−N=、−NR15−、−O−、又は−S−を表し、但し、X1及びY1の1つは−N=であり、X1及びY1の他は、−NR15−、−O−、又は−S−であり;
L1は、単結合、又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリーレンを表し;
Ar1は、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表し;
R11は、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、又は置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
R12〜R15は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは非置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、又は置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノを表すか、或いは隣接置換基と結合して環を形成し得;
a及びbは、それぞれ独立して、1又は2を表し、cは、1〜3の整数であり、ここで、a〜cが2以上の整数である場合、R12のそれぞれ〜R14のそれぞれは、同じものであっても異なるものであってもよい];
[式中、
HArは、窒素原子を含有する置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
L2は、単結合、又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリーレンを表し、
R1〜R8は、それぞれ独立して、水素、重水素、又は非置換の若しくは重水素で置換された(C6〜C30)アリールを表す]
を含む複数のホスト材料によって達成することができることを見出した。
X1及びY1は、それぞれ独立して、−N=、−NR15−、−O−、又は−S−を表し、但し、X1及びY1の1つは−N=であり、X1及びY1の他は、−NR15−、−O−、又は−S−であり;
L1は、単結合、又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリーレンを表し;
Ar1は、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表し;
R11は、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、又は置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
R12〜R15は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは非置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、又は置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノを表すか、或いは隣接置換基と結合して環を形成し得;
a及びbは、それぞれ独立して、1又は2を表し、cは、1〜3の整数であり、ここで、a〜cが2以上の整数である場合、R12のそれぞれ〜R14のそれぞれは、同じものであっても異なるものであってもよい];
HArは、窒素原子を含有する置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
L2は、単結合、又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリーレンを表し、
R1〜R8は、それぞれ独立して、水素、重水素、又は非置換の若しくは重水素で置換された(C6〜C30)アリールを表す]
を含む複数のホスト材料によって達成することができることを見出した。
発明の有利な効果
本開示による複数のホスト材料を含むことによって、従来の有機エレクトロルミネセントデバイスと比較して、より低い駆動電圧、より高い発光効率、より高い電力効率及び/又はより良好な寿命特性を有する有機エレクトロルミネセントデバイスを提供することができ、これを使用して表示デバイス又は照明デバイスを製造することが可能である。
本開示による複数のホスト材料を含むことによって、従来の有機エレクトロルミネセントデバイスと比較して、より低い駆動電圧、より高い発光効率、より高い電力効率及び/又はより良好な寿命特性を有する有機エレクトロルミネセントデバイスを提供することができ、これを使用して表示デバイス又は照明デバイスを製造することが可能である。
本明細書では以下、本開示が詳細に説明される。しかしながら、以下の説明は、本発明を説明することを意図し、決して本開示の範囲を限定することを意味しない。
本開示における用語「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に使用され得る、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。有機エレクトロルミネセント材料は、必要に応じて、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(ホスト材料及びドーパント材料を含む)、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。
本開示における用語「複数の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、少なくとも2つの化合物の組合せの有機エレクトロルミネセント材料を意味する。それは、有機エレクトロルミネセントデバイスに含まれる前の(例えば、蒸着前の)材料及び有機エレクトロルミネセントデバイスに含まれた後の(例えば、蒸着後の)材料の両方を意味し得る。例えば、複数の有機エレクトロルミネセント材料は、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、電子緩衝層、正孔阻止層、電子輸送層、及び電子注入層の少なくとも1つの層に含まれ得る、少なくとも2つの化合物の組合せであり得る。そのような少なくとも2つの化合物は、同じ層又は異なる層に含まれ得、混合蒸発若しくは同時蒸発させられ得るか、又は個別に蒸発させられ得る。
本開示における用語「複数のホスト材料」は、2つ以上のホスト材料の組合せの有機エレクトロルミネセント材料を意味する。それは、有機エレクトロルミネセントデバイスに含まれる前の(例えば、蒸着前の)材料及び有機エレクトロルミネセントデバイスに含まれた後の(例えば、蒸着後の)材料の両方を意味し得る。本開示の複数のホスト材料は、有機エレクトロルミネセントデバイスを構成する発光層のいずれかに含まれ得る。複数のホスト材料に含まれる少なくとも2つの化合物は、1つの発光層に一緒に含まれ得るし、又は異なる発光層にそれぞれ含まれ得る。少なくとも2つのホスト材料が1つの層に含まれる場合、これらは、例えば、層を形成するために混合蒸発させられ得るか、又は層を形成するために同時に別々に同時蒸発させられ得る。
本明細書において、用語「(C1〜C30)アルキル」は、鎖を構成する1〜30個の炭素原子を有する線状若しくは分岐状アルキルであることを意味し、ここで、炭素原子の数は、好ましくは1〜20個、より好ましくは1〜10個である。上記のアルキルには、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−ブチル等が含まれ得る。用語「(C2〜C30)アルケニル」は、鎖を構成する2〜30個の炭素原子を有する線状若しくは分岐状アルケニルであることを意味し、ここで、炭素原子の数は、好ましくは2〜20個、より好ましくは2〜10個である。上記のアルケニルには、ビニル、1−プロペニル、2−プロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、2−メチルブタ−2−エニル等が含まれ得る。用語「(C2〜C30)アルキニル」は、鎖を構成する2〜30個の炭素原子を有する線状若しくは分岐状アルキニルであることを意味し、ここで、炭素原子の数は、好ましくは2〜20個、より好ましくは2〜10個である。上記のアルキニルには、エチニル、1−プロピニル、2−プロピニル、1−ブチニル、2−ブチニル、3−ブチニル、1−メチルペンタ−2−イニル等が含まれ得る。用語「(C3〜C30)シクロアルキル」は、3〜30個の環骨格炭素原子を有する単環式若しくは多環式炭化水素であることを意味し、ここで、炭素原子の数は、好ましくは3〜20個、より好ましくは3〜7個である。上記のシクロアルキルには、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル等が含まれ得る。用語「(3〜7員)ヘテロシクロアルキル」は、3〜7、好ましくは5〜7の環骨格原子を有し、且つ、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には、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が含まれ得る。用語「(C6〜C30)アリール(エン)」は、6〜30個の環骨格炭素原子を有する芳香族炭化水素に由来する単環式環若しく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個、より好ましくは6〜18個である。上記のアリール(エン)は、部分的に飽和されていてもよいし、スピロ構造を含んでもよい。上記のアリールには、フェニル、ビフェニル、テルフェニル、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、フェニルテルフェニル、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、アズレニル等が含まれ得る。より具体的には、上記のアリールには、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、1−アントリル、2−アントリル、9−アントリル、ベンズアントリル、1−フェナントリル、2−フェナントリル、3−フェナントリル、4−フェナントリル、9−フェナントリル、ナフタセニル、ピレニル、1−クリセニル、2−クリセニル、3−クリセニル、4−クリセニル、5−クリセニル、6−クリセニル、ベンゾ[c]フェナントリル、ベンゾ[g]クリセニル、1−トリフェニレニル、2−トリフェニレニル、3−トリフェニレニル、4−トリフェニレニル、1−フルオレニル、2−フルオレニル、3−フルオレニル、4−フルオレニル、9−フルオレニル、ベンゾ[a]フルオレニル、ベンゾ[b]フルオレニル、ベンゾ[c]フルオレニル、ジベンゾフルオレニル、2−ビフェニリル、3−ビフェニリル、4−ビフェニリル、o−テルフェニル、m−テルフェニル−4−イル、m−テルフェニル−3−イル、m−テルフェニル−2−イル、p−テルフェニル−4−イル、p−テルフェニル−3−イル、p−テルフェニル−2−イル、m−クアテルフェニル、3−フルオランテニル、4−フルオランテニル、8−フルオランテニル、9−フルオランテニル、ベンゾフルオランテニル、o−トリル、m−トリル、p−トリル、2,3−キシリル、3,4−キシリル、2,5−キシリル、メシチル、o−クメニル、m−クメニル、p−クメニル、p−t−ブチルフェニル、p−(2−フェニルプロピル)フェニル、4’−メチルビフェニリル、4’’−t−ブチル−p−テルフェニル−4−イル、9,9−ジメチル−1−フルオレニル、9,9−ジメチル−2−フルオレニル、9,9−ジメチル−3−フルオレニル、9,9−ジメチル−4−フルオレニル、9,9−ジフェニル−1−フルオレニル、9,9−ジフェニル−2−フルオレニル、9,9−ジフェニル−3−フルオレニル、9,9−ジフェニル−4−フルオレニル、11,11−ジメチル−1−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−2−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−3−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−4−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−5−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−6−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−7−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−8−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−9−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−10−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−1−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−2−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−3−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−4−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−5−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−6−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−7−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−8−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−9−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−10−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−1−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−2−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−3−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−4−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−5−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−6−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−7−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−8−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−9−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−10−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−1−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−2−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−3−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−4−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−5−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−6−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−7−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−8−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−9−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−10−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−1−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−2−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−3−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−4−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−5−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−6−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−7−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−8−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−9−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−10−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−1−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−2−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−3−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−4−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−5−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−6−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−7−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−8−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−9−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−10−ベンゾ[c]フルオレニル等が含まれ得る。
用語「(3〜30員)ヘテロアリール又は(3〜50員)ヘテロアリール」は、3〜30又は3〜50の環骨格原子を有し、且つ、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ことを意味する。上記のヘテロアリールは、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;少なくとも1つのヘテロアリール又はアリール基をヘテロアリール基に単結合によって連結することによって形成され得;スピロ構造を含み得る。上記のヘテロアリールには、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、及びピリダジニルなどの単環式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、ナフトベンゾフラニル、ナフト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、ベンゾキナゾリニル、キノキサリニル、ベンゾキノキサリニル、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が含まれ得る。より具体的には、上記のヘテロアリールには、1−ピロリル、2−ピロリル、3−ピロリル、ピラジニル、2−ピリジニル、2−ピリミジニル、4−ピリミジニル、5−ピリミジニル、6−ピリミジニル、1,2,3−トリアジン−4−イル、1,2,4−トリアジン−3−イル、1,3,5−トリアジン−2−イル、1−イミダゾリル、2−イミダゾリル、1−ピラゾリル、1−インドリジニル、2−インドリジニル、3−インドリジニル、5−インドリジニル、6−インドリジニル、7−インドリジニル、8−インドリジニル、2−イミダゾピリジニル、3−イミダゾピリジニル、5−イミダゾピリジニル、6−イミダゾピリジニル、7−イミダゾピリジニル、8−イミダゾピリジニル、3−ピリジニル、4−ピリジニル、1−インドリル、2−インドリル、3−インドリル、4−インドリル、5−インドリル、6−インドリル、7−インドリル、1−イソインドリル、2−イソインドリル、3−イソインドリル、4−イソインドリル、5−イソインドリル、6−イソインドリル、7−イソインドリル、2−フリル、3−フリル、2−ベンゾフラニル、3−ベンゾフラニル、4−ベンゾフラニル、5−ベンゾフラニル、6−ベンゾフラニル、7−ベンゾフラニル、1−イソベンゾフラニル、3−イソベンゾフラニル、4−イソベンゾフラニル、5−イソベンゾフラニル、6−イソベンゾフラニル、7−イソベンゾフラニル、2−キノリル、3−キノリル、4−キノリル、5−キノリル、6−キノリル、7−キノリル、8−キノリル、1−イソキノリル、3−イソキノリル、4−イソキノリル、5−イソキノリル、6−イソキノリル、7−イソキノリル、8−イソキノリル、2−キノキサリニル、5−キノキサリニル、6−キノキサリニル、1−カルバゾリル、2−カルバゾリル、3−カルバゾリル、4−カルバゾリル、9−カルバゾリル、アザカルバゾリル−1−イル、アザカルバゾリル−2−イル、アザカルバゾリル−3−イル、アザカルバゾリル−4−イル、アザカルバゾリル−5−イル、アザカルバゾリル−6−イル、アザカルバゾリル−7−イル、アザカルバゾリル−8−イル、アザカルバゾリル−9−イル、1−フェナントリジニル、2−フェナントリジニル、3−フェナントリジニル、4−フェナントリジニル、6−フェナントリジニル、7−フェナントリジニル、8−フェナントリジニル、9−フェナントリジニル、10−フェナントリジニル、1−アクリジニル、2−アクリジニル、3−アクリジニル、4−アクリジニル、9−アクリジニル、2−オキサゾリル、4−オキサゾリル、5−オキサゾリル、2−オキサジアゾリル、5−オキサジアゾリル、3−フラザニル、2−チエニル、3−チエニル、2−メチルピロール−1−イル、2−メチルピロール−3−イル、2−メチルピロール−4−イル、2−メチルピロール−5−イル、3−メチルピロール−1−イル、3−メチルピロール−2−イル、3−メチルピロール−4−イル、3−メチルピロール−5−イル、2−t−ブチルピロール−4−イル、3−(2−フェニルプロピル)ピロール−1−イル、2−メチル−1−インドリル、4−メチル−1−インドリル、2−メチル−3−インドリル、4−メチル−3−インドリル、2−t−ブチル−1−インドリル、4−t−ブチル−1−インドリル、2−t−ブチル−3−インドリル、4−t−ブチル−3−インドリル、1−ジベンゾフラニル、2−ジベンゾフラニル、3−ジベンゾフラニル、4−ジベンゾフラニル、1−ジベンゾチオフェニル、2−ジベンゾチオフェニル、3−ジベンゾチオフェニル、4−ジベンゾチオフェニル、1−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、2−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、3−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、4−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、5−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、6−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、7−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、8−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、9−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、10−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、1−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、2−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、3−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、4−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、5−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、6−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、7−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、8−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、9−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、10−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、1−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、2−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、3−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、4−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、5−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、6−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、7−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、8−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、9−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、10−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、1−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、2−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、3−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、4−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、5−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、6−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、7−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、8−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、9−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、10−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、1−ナフト−[2,3−b]−ベンゾチオフェニル、2−ナフト−[2,3−b]−ベンゾチオフェニル、3−ナフト−[2,3−b]−ベンゾチオフェニル、4−ナフト−[2,3−b]−ベンゾチオフェニル、5−ナフト−[2,3−b]−ベンゾチオフェニル、1−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、2−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、3−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、4−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、5−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、6−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、7−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、8−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、9−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、10−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、1−シラフルオレニル、2−シラフルオレニル、3−シラフルオレニル、4−シラフルオレニル、1−ゲルマフルオレニル、2−ゲルマフルオレニル、3−ゲルマフルオレニル、4−ゲルマフルオレニル等が含まれ得る。更に、「ハロゲン」には、F、Cl、Br、及びIが含まれる。
加えて、「オルト(o−)」、「メタ(m−)」、及び「パラ(p−)」は、それぞれ置換基の相対位置を表す、接頭辞である。オルトは、2つの置換基が互いに隣接していることを示し、例えば、ベンゼン誘導体における2つの置換基が1位及び2位を占めるとき、それはオルト位と呼ばれる。メタは、2つの置換基が1位及び3位にあることを示し、例えば、ベンゼン誘導体における2つの置換基が1位及び3位を占めるとき、それはメタ位と呼ばれる。パラは、2つの置換基が1位及び4位にあることを示し、例えば、ベンゼン誘導体における2つの置換基が1位及び4位を占めるとき、それはパラ位と呼ばれる。
本明細書において、表現「置換若しくは非置換」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、すなわち、置換基で置き換えられていることを意味する。本開示の式における置換アルキル、置換アリール、置換アリーレン、置換ヘテロアリール、置換シクロアルキル、置換アルコキシ、置換トリアルキルシリル、置換ジアルキルアリールシリル、置換アルキルジアリールシリル、置換トリアリールシリル、置換モノ−若しくはジ−アルキルアミノ、置換モノ−若しくはジ−アリールアミノ、置換アルキルアリールアミノ、及び置換アリールヘテロアリールアミノの置換基は、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;非置換の若しくは(C1〜C30)アルキル、(C6〜C30)アリール、及びジ(C6〜C30)アリールアミノの少なくとも1つで置換された(3〜50員)ヘテロアリール;非置換の若しくは重水素、シアノ、(C1〜C30)アルキル、(3〜50員)ヘテロアリール、ジ(C6〜C30)アリールアミノ、及びトリ(C6〜C30)アリールシリルの少なくとも1つで置換された(C6〜C30)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−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ;モノ−若しくはジ−(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、置換基は、任意選択の位置において水素の代わりに重水素で置換されていてもよい。本開示の一実施形態によれば、置換基は、それぞれ独立して、重水素、(C1〜C6)アルキル、非置換の若しくは重水素で置換された(C6〜C25)アリール、(5〜15員)ヘテロアリール、及びジ(C6〜C12)アリールアミノからなる群から選択される少なくとも1つである。具体的には、置換基は、それぞれ独立して、重水素、メチル、フェニル、ナフチル、ビフェニル、テルフェニル、フルオレニル、スピロビフルオレニル、フェナントレニル、重水素で置換されたフェニル、ナフチルフェニル、重水素で置換されたナフチル、フェニルナフチル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、カルバゾリル、及びジフェニルアミノからなる群から選択される少なくとも1つであり得る。
本開示の式において、置換基が隣接置換基と結合して環を形成する場合、環は、2つ以上の隣接置換基が結合して形成する、置換若しくは非置換の、単環式若しくは多環式の、(3〜30員)脂環式環若しくは芳香環、又はそれらの組合せであり得る。加えて、形成された環は、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、好ましくは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し得る。本開示の一実施形態によれば、環骨格原子の数は5〜20である。本開示の別の実施形態によれば、環骨格原子の数は5〜15である。
本開示の式において、ヘテロアリールは、それぞれ独立して、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得る。加えて、ヘテロ原子は、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(5〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは非置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、及び置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノからなる群から選択される少なくとも1つと結合し得る。
本開示の一実施形態による複数のホスト材料は、式1で表される化合物を含む第1ホスト材料及び式2で表される化合物を含む第2ホスト材料を含み、本開示の一実施形態による有機エレクトロルミネセントデバイスの発光層に含まれ得る。
本明細書では以下、式1で表される化合物がより詳細に説明される。
式1において、L1は、母核のあらゆる位置で、フェナントレン環である、母核に結合し得る。好ましくは、L1は、R14が結合しているベンゼン環に結合し得、より好ましくは、L1は、2位又は3位でR14が結合しているベンゼン環に結合し得る。
本開示の一実施形態によれば、式1で表される化合物は、以下の式1−1及び1−2:
(式中、X1、Y1、Ar1、L1、R11〜R14、及びa〜cは、式1において定義された通りである)
の少なくとも1つで表され得る。
の少なくとも1つで表され得る。
式1において、X1及びY1は、それぞれ独立して、−N=、−NR15−、−O−、又は−S−を表す、但し、X1及びY1の1つは−N=であり、X1及びY1の他は、−NR15−、−O−、又は−S−である。本開示の一実施形態によれば、X1が−N=である場合、Y1は、−NR15−、−O−、又は−S−であり、Y1が−N=である場合、X1は、−NR15−、−O−、又は−S−である。本開示の別の実施形態によれば、X1が−N=である場合、Y1は、−O−又は−S−であり、Y1が−N=である場合、X1は、−NR15−、−O−、又は−S−である。本明細書において、R15は、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは非置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、又は置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノを表すか;或いは隣接置換基と結合して環を形成し得る。本開示の一実施形態によれば、R15は、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、又は置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し得る。本開示の別の実施形態によれば、R15は、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1〜C10)アルキル、又は置換若しくは非置換(C6〜C25)アリールを表し得る。本開示の更に別の実施形態によれば、R15は、水素又は置換若しくは非置換(C6〜C18)アリールを表し得る。
式1において、L1は、単結合、又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリーレンを表す。本開示の一実施形態によれば、L1は、単結合、又は置換若しくは非置換(C6〜C25)アリーレンを表す。本開示の別の実施形態によれば、L1は、単結合、又は置換若しくは非置換(C6〜C18)アリーレンを表す。具体的には、L1は、単結合、置換若しくは非置換フェニレン、置換若しくは非置換ナフチレン、置換若しくは非置換ビフェニレン等を表し得る。
式1において、Ar1は、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表す。本開示の一実施形態によれば、Ar1は、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(5〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換ジ(C6〜C25)アリールアミノ、又は置換若しくは非置換(C6〜C25)アリール(5〜25員)ヘテロアリールアミノを表す。本開示の別の実施形態によれば、Ar1は、置換若しくは非置換(C6〜C25)アリール、少なくとも1個の窒素原子を含有する置換若しくは非置換(5〜25員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換ジ(C6〜C18)アリールアミノ、又は置換若しくは非置換(C6〜C18)アリール(5〜18員)ヘテロアリールアミノを表す。具体的には、Ar1は、置換若しくは非置換フェニル、置換若しくは非置換ナフチル、置換若しくは非置換ビフェニル、置換若しくは非置換テルフェニル、置換若しくは非置換フェナントレニル、置換若しくは非置換ベンゾフェナントレニル、置換若しくは非置換フルオランテニル、置換若しくは非置換フルオレニル、置換若しくは非置換ベンゾフルオレニル、置換若しくは非置換トリフェニレニル、置換若しくは非置換スピロビフルオレニル、置換若しくは非置換スピロ[シクロペンタン−フルオレン]イル、置換若しくは非置換スピロ[ジヒドロインデン−フルオレン]イル、置換若しくは非置換スピロ[フルオレン−ベンゾフルオレン]イル、置換若しくは非置換ピリミジニル、置換若しくは非置換トリアジニル、置換若しくは非置換キナゾリニル、置換若しくは非置換キノキサリニル、置換若しくは非置換のフェニル、ナフチル、ビフェニル、テルフェニル、フェナントレニルの少なくとも1つで置換されたアミノ、置換若しくは非置換フルオレニル、置換若しくは非置換のカルバゾリル、ジベンゾフラニル、及びジベンゾチオフェニル等を表し得る。
式1において、R11は、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、又は置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリールを表す。本開示の一実施形態によれば、R11は、置換若しくは非置換(C6〜C25)アリール、又は置換若しくは非置換(5〜25員)ヘテロアリールを表す。本開示の別の実施形態によれば、R11は、置換若しくは非置換(C6〜C18)アリール、又は置換若しくは非置換(5〜18員)ヘテロアリールを表す。具体的には、R11は、置換若しくは非置換フェニル、置換若しくは非置換ナフチル、置換若しくは非置換ビフェニル、置換若しくは非置換フルオレニル、置換若しくは非置換ジベンゾチオフェニル、置換若しくは非置換キノリニル、置換若しくは非置換イソキノリニル等を表し得る。
式1において、R12〜R14は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは非置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、又は置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノを表すか;或いは隣接置換基と結合して環を形成し得る。本開示の一実施形態によれば、R12〜R14は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1〜C10)アルキル、置換若しくは非置換(C6〜C25)アリール、又は置換若しくは非置換(5〜25員)ヘテロアリールを表す。本開示の別の実施形態によれば、R12〜R14は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、又は置換若しくは非置換(C1〜C10)アルキルを表す。
a及びbは、それぞれ独立して、1又は2を表し、cは、1〜3の整数であり、ここで、a〜cが2以上の整数である場合、R12のそれぞれ〜R14のそれぞれは、同じものであっても異なるものであってもよい。
本明細書では以下、式2で表される化合物がより詳細に説明される。
式2において、HArは、窒素原子を含有する置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリールを表す。本開示の一実施形態によれば、HArは、窒素原子を含有する置換若しくは非置換(5〜15員)ヘテロアリールを表す。本開示の別の実施形態によれば、HArは、窒素原子を含有する及び非置換の若しくは(C6〜C20)アリールで置換された(5〜15員)ヘテロアリールを表し、ここで、(C6〜C20)アリールは、非置換であっても重水素で置換されていてもよい。具体的には、HArは、置換若しくは非置換トリアジニル、置換若しくは非置換ピリジル、置換若しくは非置換ピリミジニル、置換若しくは非置換キナゾリニル、置換若しくは非置換ベンゾキナゾリニル、置換若しくは非置換キノキサリニル、置換若しくは非置換ベンゾキノキサリニル、置換若しくは非置換キノリル、置換若しくは非置換ベンゾキノリル、置換若しくは非置換イソキノリル、置換若しくは非置換ベンゾイソキノリル、置換若しくは非置換トリアゾリル、置換若しくは非置換ピラゾリル、置換若しくは非置換ナフチリジニル、置換若しくは非置換ベンゾチエノピリミジニル等であり得る。例えば、HArは、置換トリアジニルであり得、ここで、置換トリアジニルの置換基は、フェニル、ナフチル、ビフェニル、テルフェニル、重水素で置換されたフェニル、ナフチルフェニル、重水素で置換されたナフチル、フェニルナフチル等の少なくとも1つ、好ましくは少なくとも2つであり得る。
式2において、L2は、単結合、又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリーレンを表す。本開示の一実施形態によれば、L2は、単結合、又は非置換の若しくは重水素及び/又は(C1〜C6)アルキルで置換された(C6〜C18)アリーレンを表す。具体的には、L2は、単結合、非置換の若しくは重水素で置換されフェニレン、非置換の若しくは重水素で置換されたナフチレン、非置換の若しくは重水素で置換されたビフェニレン、非置換の若しくは重水素で置換されたテルフェニレン、非置換の若しくは重水素で置換されたフェニレン−ナフチレン等であり得る。
式2において、R1〜R8は、それぞれ独立して、水素、重水素、又は非置換の若しくは重水素で置換された(C6〜C30)アリールを表す。本開示の一実施形態によれば、R1〜R8は、それぞれ独立して、水素、重水素、又は非置換の若しくは重水素で置換された(C6〜C18)アリールを表す。具体的には、R1〜R8は、それぞれ独立して、水素、重水素、フェニル、ナフチル、ビフェニル、重水素で置換されたフェニル等であり得る。
化合物H1−1〜H1−160の少なくとも1つ、及び化合物H2−1〜H2−139の少なくとも1つは、組み合わせられ、有機エレクトロルミネセントデバイスに使用され得る。
本開示の式1で表される化合物は、当業者に公知の合成方法によって、例えば、(特許文献2)に開示されている方法等に従って製造され得るが、これらに限定されない。
この反応スキームにおいて、R1〜R8、L2、及びHArは、式2において定義された通りであり、Halはハロゲンを表す。
加えて、式2で表される化合物の非重水素化誘導体は、公知のカップリング反応又は置換反応によって調製され得る。重水素化誘導体は、重水素化された前駆体物質を使用する類似の方法によって、又はより一般的には、非重水素化化合物を、三塩化アルミニウム若しくはエチルアルミニウムクロリドなどのルイス酸、トリフルオロメタンスルホン酸若しくはトリフルオロメタンスルホン酸−DなどのH/D交換触媒等の存在下で重水素化溶媒、D6−ベンゼンで処理することによって調製され得る。更に、重水素化度は、反応温度などの反応条件を変えることによって制御され得る。例えば、反応温度及び時間、酸当量等を制御することによって、式2における重水素化度は制御され得る。
本開示による有機エレクトロルミネセントデバイスは、アノードと、カソードと、アノードとカソードとの間の少なくとも1つの有機層とを含み得、ここで、有機層は、第1有機エレクトロルミネセント材料として式1で表される化合物、及び第2有機エレクトロルミネセント材料として式2で表される化合物を含む、複数の有機エレクトロルミネセント材料を含み得る。本開示の一実施形態によれば、本開示による有機エレクトロルミネセントデバイスは、アノードと、カソードと、アノードとカソードとの間の少なくとも1つの発光層とを含み得、ここで、発光層は、式1で表される化合物及び式2で表される化合物を含み得る。
発光層は、ホストとドーパントとを含み、ここで、ホストは、複数のホスト材料を含み、式1で表される化合物は、複数のホスト材料の第1ホスト化合物として含まれ得、式2で表される化合物は、複数のホスト材料の第2ホスト化合物として含まれ得る。第1ホスト化合物と第2ホスト化合物との重量比は、約1:99〜約99:1、好ましくは約10:90〜約90:10、より好ましくは約30:70〜約70:30、更により好ましくは約40:60〜約60:40、より一層好ましくは約50:50である。
本明細書において、発光層は、光を放つ層であり、単層又は2つ以上の層が積層されている多層であり得る。第1ホスト材料及び第2ホスト材料の全てが1つの層に含まれ得るか、又は第1ホスト材料及び第2ホスト材料がそれぞれの異なる発光層に含まれ得る。本開示の一実施形態によれば、発光層中のホスト化合物に対するドーパント化合物のドーピング濃度は20重量%未満であり得る。
本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスは、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、電子注入層、中間層、電子緩衝層、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つの層を更に含み得る。本開示の一実施形態によれば、本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスは、正孔注入材料、正孔輸送材料、正孔補助材料、発光材料、発光補助材料、及び電子阻止材料の少なくとも1つとして本開示の複数のホスト材料に加えてアミン系化合物を更に含み得る。更に、本開示の一実施形態によれば、本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスは、電子輸送材料、電子注入材料、電子緩衝材料、及び正孔阻止材料の少なくとも1つとして本開示の複数のホスト材料に加えてアジン系化合物を更に含み得る。
本開示による複数のホスト材料は、白色有機発光デバイス用の発光材料として使用され得る。白色有機発光デバイスは、R(赤)、G(緑)、YG(黄緑)、又はB(青)発光ユニットの配置に応じて、平行配置(サイドバイサイド)方法、積層方法、又は色変換材料(CCM)方法等などの様々な構造を有するよう提案されている。加えて、本開示の実施形態による複数のホスト材料はまた、量子ドット(QD)を含む有機エレクトロルミネセントデバイスにも使用され得る。
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、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、又はそれらの組合せを、アノードと発光層との間に使用することができる。正孔注入層は、アノードから正孔輸送層又は電子阻止層への正孔注入障壁(又は正孔注入電圧)を下げるために多層であり得、ここで、多層のそれぞれは、2つの化合物を同時に使用し得る。更に、正孔注入層は、p型ドーパントでドープされ得る。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イング電子を阻止し、及び発光層中に励起子を閉じ込めて光漏れを防止し得る。正孔輸送層又は電子阻止層もまた、多層であり得、ここで、多層のそれぞれは、複数の化合物を使用し得る。
電子緩衝層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、又はこれらの組合せは、発光層とカソードとの間に使用することができる。電子緩衝層は、電子注入を制御し、及び発光層と電子注入層との間の界面特性を改善するために多層であり得、ここで、多層のそれぞれは、2つの化合物を同時に使用し得る。正孔阻止層又は電子輸送層もまた、多層であり得、ここで、多層のそれぞれは、複数の化合物を使用し得る。加えて、電子注入層は、n型ドーパントでドープされ得る。
本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスに含まれるドーパントは、少なくとも1つのリン光性又は蛍光性ドーパントであり得、好ましくは少なくとも1つのリン光性ドーパントである。本開示の有機エレクトロルミネセントデバイスに適用されるリン光性ドーパント材料は、特に限定されないが、好ましくは、イリジウム(Ir)、オスミウム(Os)、銅(Cu)、及び白金(Pt)の金属化錯体化合物から選択され得、より好ましくは、イリジウム(Ir)、オスミウム(Os)、銅(Cu)、及び白金(Pt)のオルト金属化錯体化合物から選択され得、更により好ましくはオルト金属化イリジウム錯体化合物であり得る。
R100〜R103は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、非置換の又は重水素及び/若しくはハロゲンで置換された(C1〜C30)アルキル、置換若しくは非置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、シアノ、置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、又は置換若しくは非置換(C1〜C30)アルコキシを表すか;或いは隣接置換基と結合して環、例えば、ピリジンと共に、置換若しくは非置換の、キノリン、ベンゾフロピリジン、ベンゾチエノピリジン、インデノピリジン、ベンゾフロキノリン、ベンゾチエノキノリン、又はインデノキノリン環を形成し得;
R104〜R107は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、非置換の又は重水素及び/若しくはハロゲンで置換された(C1〜C30)アルキル、置換若しくは非置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、シアノ、又は置換若しくは非置換(C1〜C30)アルコキシを表すか;或いは隣接置換基と結合して環、例えば、ベンゼンと共に、置換若しくは非置換の、ナフチル、フルオレン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、インデノピリジン、ベンゾフロピリジン、又はベンゾチエノピリジン環を形成し得;
R201〜R211は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、非置換の又は重水素及び/若しくはハロゲンで置換された(C1〜C30)アルキル、置換若しくは非置換(C3〜C30)シクロアルキル、又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリールを表すか;或いは隣接置換基と結合して環を形成し得;
sは、1〜3の整数を表す。
R104〜R107は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、非置換の又は重水素及び/若しくはハロゲンで置換された(C1〜C30)アルキル、置換若しくは非置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、シアノ、又は置換若しくは非置換(C1〜C30)アルコキシを表すか;或いは隣接置換基と結合して環、例えば、ベンゼンと共に、置換若しくは非置換の、ナフチル、フルオレン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、インデノピリジン、ベンゾフロピリジン、又はベンゾチエノピリジン環を形成し得;
R201〜R211は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、非置換の又は重水素及び/若しくはハロゲンで置換された(C1〜C30)アルキル、置換若しくは非置換(C3〜C30)シクロアルキル、又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリールを表すか;或いは隣接置換基と結合して環を形成し得;
sは、1〜3の整数を表す。
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、真空蒸発、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング方法等などの乾式膜形成方法、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、フローコーティング方法等などの湿式膜形成方法を用いることができる。
湿式膜形成方法を用いる場合、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好適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。溶媒は、各層を形成する材料を溶解又は拡散させることができ、且つ、膜形成能力に問題がない場合、任意の溶媒であることができる。
本開示の第1及び第2ホスト化合物は、一般的に同時蒸発プロセス又は混合蒸発プロセスにより、上にリストアップされた方法によって膜形成され得る。同時蒸発法は、2つ以上の材料をそれぞれの個々のるつぼ源に入れ、同時に両方のセルに電流を流して材料を蒸発させる混合蒸着法である。混合蒸発法は、2つ以上の材料を、それらを蒸発させる前に1つのるつぼ源中で混合し、セルに電流を流して材料を蒸発させる混合蒸着法である。更に、第1及び第2ホスト化合物が有機エレクトロルミネセントデバイスにおける同じ層又は異なる層に存在している場合、2つのホスト化合物は別々にフィルムを形成し得る。例えば、第2ホスト化合物は、第1ホスト化合物を蒸着させた後に蒸着させられ得る。
本開示は、式1で表される化合物及び式2で表される化合物を含む複数のホスト材料を使用することによって表示システムを提供し得る。すなわち、本開示の複数のホスト材料を使用することによって、表示システム又は照明システムを製造することが可能である。具体的には、本開示の複数のホスト材料を使用することによって、例えば、白色有機発光デバイス、スマートフォン、タブレット、ノートブック、PC、TV、若しくは自動車用の表示システム;又は照明システム、例えば屋外若しくは屋内照明システムを製造することができる。
本明細書では以下、本開示による化合物の調製方法及びこれらの特性、並びに本開示の複数のホスト材料を含む有機エレクトロルミネセントデバイスの特性が、本開示の代表的な化合物に関して詳細に説明される。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。
合成実施例1:化合物H1−147の調製
化合物A(CAS:2085325−18−2、4.0g、9.5mmol)、2−クロロ−3−フェニルキノキサリン(2.8g、11.4mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(Pd(PPh3)4)(0.5g、0.5mmol)、炭酸カリウム(K2CO3)(2.0g、19mmol)、トルエン(30mL)、EtOH(7mL)、及び水(10mL)を反応容器中へ加え、1日間還流下に撹拌した。反応の終了、引き続き室温への冷却後に、反応混合物を、塩化メチレン(MC)を使ってセライトフィルターで濾過し、次いで減圧下に蒸留した。残留物を、塩化メチレン/ヘキサン(MC/Hex)を使ったカラムクロマトグラフィーによって分離して化合物H1−147を得た(2.7g、収率:57%)。
合成実施例2:化合物H1−146の調製
化合物A(23.8g、56.6mmol)、2−クロロ−4−(ナフタレン−1−yl)−6−フェニル−1,3,5−トリアジン(15.0g、47.2mmol)、Pd(PPh3)4(2.72g、2.36mmol)、K2CO3(16.3g、118mmol)、トルエン(240mL)、EtOH(60mL)、及び精製水(60mL)を反応容器中へ加え、2時間還流下に撹拌した。反応の終了後に、反応混合物を室温に冷却し、有機層をシリカフィルターによって分離した。有機層を減圧下に蒸留し、トルエンで再結晶して化合物H1−146を得た(13.8g、収率:51%)。
合成実施例3:化合物H1−157の調製
化合物A(4.0g、9.5mmol)、2−([1,1’−ビフェニル]−3−イル)−4−クロロ−6−フェニル−1,3,5−トリアジン(3.9g、11.4mmol)、Pd(PPh3)4(0.5g、0.5mmol)、K2CO3(2.6g、19mmol)、トルエン(30mL)、EtOH(7mL)、及び精製水(10mL)を反応容器中へ加え、6時間還流下に撹拌した。反応の終了、引き続き室温への冷却後に、反応混合物を室温で撹拌し、次いでそれにメタノール(MeOH)を添加した。結果として生じた固体を減圧下で濾過し、MCを使ったカラムクロマトグラフィーによって分離して化合物H1−157を得た(4.6g、収率:80%)。
合成実施例4:化合物H1−145の調製
化合物A(3.0g、7.1mmol)、2−クロロ−4−(ジベンゾ[b,d]フラン−1−イル)−6−フェニル−1,3,5−トリアジン(3.4g、9.26mmol)、Pd(PPh3)4(0.4g、0.36mmol)、K2CO3(2.0g、14mmol)、トルエン(36mL)、EtOH(8mL)、及び精製水(12mL)を反応容器中へ加え、6時間還流下に撹拌した。反応の終了、引き続き室温への冷却後に、反応混合物を室温で撹拌し、次いでそれにメタノール(MeOH)を添加した。結果として生じた固体を減圧下で濾過し、MCを使ったカラムクロマトグラフィーによって分離して化合物H1−145を得た(3.3g、収率:75%)。
合成実施例5:化合物H1−156の調製
化合物A(4.0g、9.5mmol)、2−クロロ−4−(ナフタレン−2−イル)−6−フェニル−1,3,5−トリアジン(3.6g、11.4mmol)、Pd(PPh3)4(0.5g、0.5mmol)、K2CO3(2.6g、19mmol)、トルエン(30mL)、EtOH(7mL)、及び精製水(10mL)を反応容器中へ加え、4時間還流下に撹拌した。反応の終了、引き続き室温への冷却後に、反応混合物を室温で撹拌し、次いでそれにメタノール(MeOH)を添加した。結果として生じた固体を減圧下で濾過し、MCを使ったカラムクロマトグラフィーによって分離して化合物H1−156を得た(3.45g、収率:63%)。
合成実施例6:化合物H1−51の調製
化合物1−1(4g、12mmol)、ビス(ビフェニル−4−イル)[4−(4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]アミン(6.8g、13mmol)、酢酸パラジウム(II)(Pd(OAc)2)(0.3g、1mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(s−Phos)(0.9g、2mmol)、炭酸セシウム(Cs2CO3)(11.5g、35mmol)、o−キシレン(60mL)、エタノール(EtOH)(15mL)、及び蒸留水(15mL)を反応容器中へ加え、150℃で3時間還流下に撹拌した。反応の終了後に、反応混合物を蒸留水で洗浄し、次いで有機層を酢酸エチルで抽出した。抽出した有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒をロータリーエバポレーターで除去し、次いで残留物をカラムクロマトグラフィーで精製して化合物H1−51を得た(2.2g、収率:27%)。
合成実施例7:化合物H1−80の調製
化合物2−1(4.8g、11.34mmol)、N−(4−ブロモフェニル)−N−フェニル−[1,1’−ビフェニル]−4−アミン(5g、12.47mmol)、Pd(PPh3)4(0.4g、0.34mmol)、炭酸ナトリウム(Na2CO3)(3.0g、28.35mmol)、トルエン(57mL)、EtOH(14mL)、及び蒸留水(14mL)を反応容器中へ加え、120℃で4時間撹拌した。反応の終了後に、混合物をメタノールに滴加し、次いで結果として生じた固体を濾過した。結果として生じた固体を、カラムクロマトグラフィーを使って再結晶によって精製して化合物H1−80を得た(1.4g、収率:20.0%)。
合成実施例8:化合物H1−158の調製
化合物2−1(10g、23.7mmol)、2−クロロ−4,6−ジフェニルトリアジン(CAS:3842−55−5、5.8g、21.6mmol)、Pd(PPh3)4(1.2g、1.0mmol)、炭酸カリウム(K2CO3)(7.5g、59mmol)、トルエン(90mL)、エタノール(30mL)、及び蒸留水(30mL)を反応容器中へ加え、120℃で4時間撹拌した。反応の終了後に、混合物をメタノールに滴加し、次いで結果として生じた固体を濾過した。結果として生じた固体をカラムクロマトグラフィーによる再結晶によって精製して化合物H1−158を得た(5.7g、収率:50%)。
合成実施例9:化合物H1−102の調製
化合物2−1(3.48g、8.3mmol)、2−([1,1’−ビフェニル]−4−イル)−4−クロロ−6−フェニル−1,3,5−トリアジン(CAS:1472062−94−4、3.53g、9.1mmol)、Pd(PPh3)4(0.48g、0.41mmol)、炭酸ナトリウム(2.2g、20.7mmol)、トルエン(28mL)、エタノール(7mL)、及び蒸留水(7mL)を反応容器中へ加え、120℃で5時間撹拌した。反応の終了後に、混合物をメタノールに滴加し、次いで結果として生じた固体を濾過した。結果として生じた固体をカラムクロマトグラフィーによる再結晶によって精製して化合物H1−102を得た(3.7g、収率:74%)。
合成実施例10:化合物H2−22の調製
化合物3−1の合成
2−クロロ−4,6−ジ(ナフタレン−2−イル)−1,3,5−トリアジン(20g、79.7mmol)、(4−ブロモナフタレン−1−イル)ボロン酸(32.2g、87.7mmol)、Pd(PPh3)4(4.6g、3.985mmol)、及びCs2CO3(65g、199.25mmol)をフラスコ中で400mLのトルエンに溶解させ、混合物を4時間還流下に撹拌した。反応の終了後に、反応混合物を室温に冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出し、硫酸マグネシウムを使用して残留水分を除去した。残留物を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物3−1を得た(30g、収率:74%)。
2−クロロ−4,6−ジ(ナフタレン−2−イル)−1,3,5−トリアジン(20g、79.7mmol)、(4−ブロモナフタレン−1−イル)ボロン酸(32.2g、87.7mmol)、Pd(PPh3)4(4.6g、3.985mmol)、及びCs2CO3(65g、199.25mmol)をフラスコ中で400mLのトルエンに溶解させ、混合物を4時間還流下に撹拌した。反応の終了後に、反応混合物を室温に冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出し、硫酸マグネシウムを使用して残留水分を除去した。残留物を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物3−1を得た(30g、収率:74%)。
化合物H2−22の合成
化合物3−1(10g、19.7mmol)、9H−カルバゾール(3.0g、17.9mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.8g、0.9mmol)、ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(s−phos)(0.73g、1.79mmol)、及びナトリウムtert−ブトキシド(4.3g、44.75mmol)をフラスコ中で90mLのキシレンに溶解させ、混合物を4時間還流下に撹拌した。反応の終了後に、反応混合物を酢酸エチルで抽出し、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物H2−22を得た(1.5g、収率:13%)。
化合物3−1(10g、19.7mmol)、9H−カルバゾール(3.0g、17.9mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.8g、0.9mmol)、ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(s−phos)(0.73g、1.79mmol)、及びナトリウムtert−ブトキシド(4.3g、44.75mmol)をフラスコ中で90mLのキシレンに溶解させ、混合物を4時間還流下に撹拌した。反応の終了後に、反応混合物を酢酸エチルで抽出し、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物H2−22を得た(1.5g、収率:13%)。
合成実施例11:化合物H2−115の調製
化合物3−2の合成
4−ブロモ−9H−カルバゾール(10g、40.6mmol)、フェニルボロン酸(6.2g、48.7mmol)、Pd(PPh3)4(2.3g、2.03mmol)、及びNa2CO3(13g、121.8mmol)をフラスコ中で200mLのトルエン、100mLのエタノール、及び100mLの水に溶解させ、混合物を3時間還流下に撹拌した。反応の終了後に、反応混合物を室温に冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出し、硫酸マグネシウムを使用して残留水分を除去した。残留物を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物3−2を得た(9g、収率:91%)。
4−ブロモ−9H−カルバゾール(10g、40.6mmol)、フェニルボロン酸(6.2g、48.7mmol)、Pd(PPh3)4(2.3g、2.03mmol)、及びNa2CO3(13g、121.8mmol)をフラスコ中で200mLのトルエン、100mLのエタノール、及び100mLの水に溶解させ、混合物を3時間還流下に撹拌した。反応の終了後に、反応混合物を室温に冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出し、硫酸マグネシウムを使用して残留水分を除去した。残留物を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物3−2を得た(9g、収率:91%)。
化合物H2−115の合成
化合物3−1(8.5g、13.5mmol)、化合物3−2(3.0g、12.3mmol)、Pd2(dba)3(0.56g、0.615mmol)、s−phos(0.51g、1.23mmol)、及びNaOtBu(2.9g、30.75mmol)をフラスコ中で60mLのo−キシレンに溶解させ、混合物を4時間還流下に撹拌した。反応の終了後に、反応混合物を酢酸エチルで抽出し、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物H2−115を得た(2.8g、収率:32.5%)。
化合物3−1(8.5g、13.5mmol)、化合物3−2(3.0g、12.3mmol)、Pd2(dba)3(0.56g、0.615mmol)、s−phos(0.51g、1.23mmol)、及びNaOtBu(2.9g、30.75mmol)をフラスコ中で60mLのo−キシレンに溶解させ、混合物を4時間還流下に撹拌した。反応の終了後に、反応混合物を酢酸エチルで抽出し、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物H2−115を得た(2.8g、収率:32.5%)。
合成実施例12:化合物H2−14の調製
4−フェニル−9H−カルバゾール(3.0g、12.3mmol)、2−(4−ブロモナフタレン−1−イル)−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(5.4g、12.3mmol)、Pd2(dba)3(0.56g、0.62mmol)、s−phos(0.51g、1.23mmol)、及びNaOtBu(2.4g、24.7mmol)をフラスコ中で62mLのo−キシレンに溶解させ、混合物を6時間還流下に撹拌した。反応の終了後に、反応混合物を室温に冷却し、それを室温で撹拌しながら、これにMeOHを添加して固体を生じさせた。固体を減圧下に濾過し、MC/Hexで抽出し、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物H2−14を得た(3.3g、収率:45%)。
合成実施例13:化合物H2−16の調製
化合物B(8.0g、16.4mmol)、9H−カルバゾール(3.0g、18.0mmol)、Pd2(dba)3(0.8g、0.8mmol)、s−phos(0.7g、1.64mmol)、及びNaOtBu(2.4g、24.6mmol)をフラスコ中で82mLのo−キシレンに溶解させ、混合物を4時間還流下に撹拌した。反応の終了後に、反応混合物を酢酸エチルで抽出し、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物H2−16を得た(6.0g、収率:69%)。
合成実施例14:化合物H2−116の調製
化合物3−3の合成
1−ブロモ−9H−カルバゾール(10g、40.6mmol)、フェニルボロン酸(6.2g、48.7mmol)、Pd(PPh3)4(2.3g、2.03mmol)、及びNa2CO3(13g、121.8mmol)をフラスコ中で200mLのトルエン、100mLのエタノール、及び100mLの水に溶解させ、混合物を3時間還流下に撹拌した。反応の終了後に、反応混合物を室温に冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出し、硫酸マグネシウムを使用して残留水分を除去した。残留物を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物3−3を得た(9g、収率:96%)。
1−ブロモ−9H−カルバゾール(10g、40.6mmol)、フェニルボロン酸(6.2g、48.7mmol)、Pd(PPh3)4(2.3g、2.03mmol)、及びNa2CO3(13g、121.8mmol)をフラスコ中で200mLのトルエン、100mLのエタノール、及び100mLの水に溶解させ、混合物を3時間還流下に撹拌した。反応の終了後に、反応混合物を室温に冷却し、有機層を酢酸エチルで抽出し、硫酸マグネシウムを使用して残留水分を除去した。残留物を乾燥させ、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物3−3を得た(9g、収率:96%)。
化合物H2−116の合成
化合物3−3(3.0g、12.3mmol)、化合物B(8g、18.5mmol)、Cu粉(0.39g、6.15mmol)、及びK2CO3(3.4g、24.6mmol)をフラスコ中で60mLのジクロロベンゼン(DCB)に溶解させ、混合物を24時間還流下に撹拌した。反応の終了後に、反応混合物を室温に冷却し、それを室温で撹拌しながら、これにMeOHを添加して固体を生じさせた。固体を減圧下に濾過し、MC/Hexで抽出し、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物H2−116を得た(1.1g、収率:14.8%)。
化合物3−3(3.0g、12.3mmol)、化合物B(8g、18.5mmol)、Cu粉(0.39g、6.15mmol)、及びK2CO3(3.4g、24.6mmol)をフラスコ中で60mLのジクロロベンゼン(DCB)に溶解させ、混合物を24時間還流下に撹拌した。反応の終了後に、反応混合物を室温に冷却し、それを室温で撹拌しながら、これにMeOHを添加して固体を生じさせた。固体を減圧下に濾過し、MC/Hexで抽出し、カラムクロマトグラフィーによって分離して化合物H2−116を得た(1.1g、収率:14.8%)。
デバイス実施例1及び2:ホストとして本開示による複数のホスト材料で蒸着されたOLEDの製造
本開示によるOLEDを製造した。OLED用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)(ジオマテック株式会社、日本)を、順次、アセトン及びイソプロピルアルコールでの超音波洗浄にかけ、その後イソプロピルアルコール中に保存した。次いで、ITO基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着した。下の表2に示される化合物HI−1を真空蒸着装置のセルに導入し、下の表2に示される化合物HT−1を真空蒸着装置の別のセルに導入した。2つの材料を異なる速度で蒸発させ、化合物HI−1を、化合物HI−1及び化合物HT−1の総量を基準として3重量%のドーピング量で蒸着させてITO基材上に10nmの厚さを有する第1正孔注入層を形成した。次に、化合物HT−1を第1正孔注入層上に蒸着させて80nmの厚さを有する第1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、セルに電流を流すことによって蒸発させ、これによって第1正孔輸送層上に60nmの厚さを有する第2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、以下の通り発光層をこれの上に形成した:下の表1に示される第1ホスト化合物及び第2ホスト化合物をホストとして真空蒸着装置の2つのセルに導入し、化合物D−39をドーパントとして別のセルに導入した。2つのホスト材料を1:1の比で蒸発させ、ドーパント材料を異なる比で同時に蒸発させ、ドーパントを、ホスト及びドーパントの総量を基準として3重量%のドーピング量で蒸着させて、第2正孔輸送層上に40nmの厚さを有する発光層を形成した。化合物ET−1及び化合物EI−1を50:50の重量比で蒸発させて発光層上に35nmの厚さを有する電子輸送層を形成した。電子輸送層上に2nmの厚さを有する電子注入層として化合物EI−1を蒸着させた後、電子注入層上に別の真空蒸着装置によって80nmの厚さを有するAlカソードを蒸着させた。このようにして、OLEDを製造した。OLEDを製造するために使用された材料は全て、10−6トールでの真空昇華によって精製した。
本開示によるOLEDを製造した。OLED用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)(ジオマテック株式会社、日本)を、順次、アセトン及びイソプロピルアルコールでの超音波洗浄にかけ、その後イソプロピルアルコール中に保存した。次いで、ITO基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着した。下の表2に示される化合物HI−1を真空蒸着装置のセルに導入し、下の表2に示される化合物HT−1を真空蒸着装置の別のセルに導入した。2つの材料を異なる速度で蒸発させ、化合物HI−1を、化合物HI−1及び化合物HT−1の総量を基準として3重量%のドーピング量で蒸着させてITO基材上に10nmの厚さを有する第1正孔注入層を形成した。次に、化合物HT−1を第1正孔注入層上に蒸着させて80nmの厚さを有する第1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、セルに電流を流すことによって蒸発させ、これによって第1正孔輸送層上に60nmの厚さを有する第2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、以下の通り発光層をこれの上に形成した:下の表1に示される第1ホスト化合物及び第2ホスト化合物をホストとして真空蒸着装置の2つのセルに導入し、化合物D−39をドーパントとして別のセルに導入した。2つのホスト材料を1:1の比で蒸発させ、ドーパント材料を異なる比で同時に蒸発させ、ドーパントを、ホスト及びドーパントの総量を基準として3重量%のドーピング量で蒸着させて、第2正孔輸送層上に40nmの厚さを有する発光層を形成した。化合物ET−1及び化合物EI−1を50:50の重量比で蒸発させて発光層上に35nmの厚さを有する電子輸送層を形成した。電子輸送層上に2nmの厚さを有する電子注入層として化合物EI−1を蒸着させた後、電子注入層上に別の真空蒸着装置によって80nmの厚さを有するAlカソードを蒸着させた。このようにして、OLEDを製造した。OLEDを製造するために使用された材料は全て、10−6トールでの真空昇華によって精製した。
比較例:ホストとして比較化合物を含むOLEDの製造
下の表1に示される第2ホスト化合物を発光層のホストとして単独で使用したことを除いて、デバイス実施例1及び2と同様にOLEDを製造した。
下の表1に示される第2ホスト化合物を発光層のホストとして単独で使用したことを除いて、デバイス実施例1及び2と同様にOLEDを製造した。
デバイス実施例1及び2、並びに比較例において製造されたOLEDの、1,000ニットの輝度における駆動電圧、発光効率、及び発光色、並びに5,500ニットの輝度において輝度が100%から95%に減少するのに要した時間(寿命;T95)を下の表1に提供する。
上の表1から、ホスト材料として本開示による化合物の特定の組合せを含むOLEDが、単一ホスト材料を使用する従来型OLED(比較例)と比較して、駆動電圧を大いに低下させ、且つ、際立って向上した発光効率及び寿命特性を有することができることを理解することができる。
Claims (8)
- 以下の式1で表される化合物を含む第1ホスト材料、及び以下の式2で表される化合物を含む第2ホスト材料:
X1及びY1は、それぞれ独立して、−N=、−NR15−、−O−、又は−S−を表し、但し、X1及びY1の1つは−N=であり、X1及びY1の他は、−NR15−、−O−、又は−S−であり;
L1は、単結合、又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリーレンを表し;
Ar1は、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表し;
R11は、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、又は置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
R12〜R15は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは非置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、又は置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノを表すか;或いは隣接置換基と結合して環を形成し得;
a及びbは、それぞれ独立して、1又は2を表し、cは、1〜3の整数であり、ここで、a〜cが2以上の整数である場合、R12のそれぞれ〜R14のそれぞれは、同じものであっても異なるものであってもよい];
HArは、窒素原子を含有する置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
L2は、単結合、又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリーレンを表し;
R1〜R8は、それぞれ独立して、水素、重水素、又は非置換の若しくは重水素で置換された(C6〜C30)アリールを表す]
を含む複数のホスト材料。 - Ar1、L1、L2、HAr、及びR11〜R15における前記置換アルキル、前記置換アリール、前記置換アリーレン、前記置換ヘテロアリール、前記置換シクロアルキル、前記置換アルコキシ、前記置換トリアルキルシリル、前記置換ジアルキルアリールシリル、前記置換アルキルジアリールシリル、前記置換トリアリールシリル、前記置換モノ−若しくはジ−アルキルアミノ、前記置換モノ−若しくはジ−アリールアミノ、前記置換アルキルアリールアミノ、及び前記置換アリールヘテロアリールアミノの置換基が、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;非置換の若しくは(C1〜C30)アルキル、(C6〜C30)アリール、及びジ(C6〜C30)アリールアミノの少なくとも1つで置換された(3〜50員)ヘテロアリール;非置換の若しくは重水素、シアノ、(C1〜C30)アルキル、(3〜50員)ヘテロアリール、ジ(C6〜C30)アリールアミノ、及びトリ(C6〜C30)アリールシリルの少なくとも1つで置換された(C6〜C30)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−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ;モノ−若しくはジ−(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に記載の複数のホスト材料。
- 式1において、
Ar1が、置換若しくは非置換フェニル、置換若しくは非置換ナフチル、置換若しくは非置換ビフェニル、置換若しくは非置換テルフェニル、置換若しくは非置換フェナントレニル、置換若しくは非置換ベンゾフェナントレニル、置換若しくは非置換フルオランテニル、置換若しくは非置換フルオレニル、置換若しくは非置換ベンゾフルオレニル、置換若しくは非置換トリフェニレニル、置換若しくは非置換スピロビフルオレニル、置換若しくは非置換スピロ[シクロペンタン−フルオレン]イル、置換若しくは非置換スピロ[ジヒドロインデン−フルオレン]イル、置換若しくは非置換スピロ[フルオレン−ベンゾフルオレン]イル、置換若しくは非置換ピリミジニル、置換若しくは非置換トリアジニル、置換若しくは非置換キナゾリニル、置換若しくは非置換キノキサリニル、又は置換若しくは非置換のフェニル、ナフチル、ビフェニル、テルフェニル、フェナントレニル、置換若しくは非置換フルオレニル、置換若しくは非置換のカルバゾリル、ジベンゾフラニル、及びジベンゾチオフェニルの少なくとも1つで置換されたアミノを表す、
請求項1に記載の複数のホスト材料。 - 式2において、
HArが、置換若しくは非置換トリアジニル、置換若しくは非置換ピリジル、置換若しくは非置換ピリミジニル、置換若しくは非置換キナゾリニル、置換若しくは非置換ベンゾキナゾリニル、置換若しくは非置換キノキサリニル、置換若しくは非置換ベンゾキノキサリニル、置換若しくは非置換キノリル、置換若しくは非置換ベンゾキノリル、置換若しくは非置換イソキノリル、置換若しくは非置換ベンゾイソキノリル、置換若しくは非置換トリアゾリル、置換若しくは非置換ピラゾリル、置換若しくは非置換ナフチリジニル、又は置換若しくは非置換ベンゾチエノピリミジニルを表し;
L2が、単結合、非置換の若しくは重水素で置換されたフェニレン、非置換の若しくは重水素で置換されたナフチレン、非置換の若しくは重水素で置換されたビフェニレン、非置換の若しくは重水素で置換されたテルフェニレン、又は非置換の若しくは重水素で置換されたフェニレン−ナフチレンを表す、
請求項1に記載の複数のホスト材料。 - アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間の少なくとも1つの発光層とを含む有機エレクトロルミネセントデバイスであって、前記発光層の少なくとも1つが請求項1に記載の複数のホスト材料を含む、有機エレクトロルミネセントデバイス。
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