JP2023551739A - 有機エレクトロルミネッセンスデバイス及び電子装置 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンスデバイス及び電子装置 Download PDF

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Abstract

本出願は、有機エレクトロルミネッセンスデバイス及び電子装置を提供し、該有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、陰極、陽極及び有機層を含む。前記有機層は、有機発光層を含み、前記有機発光層は、第1の化合物と第2の化合物を含み、前記第1の化合物は、式1に示す化合物から選択され、前記第2の化合物は、式2に示す化合物から選択される。【化70】TIFF2023551739000212.tif60170

Description

本出願は、2021年11月18日に提出された出願番号202111367390.2の中国特許出願、及び2021年12月07日に提出された出願番号202111486171.6の中国特許出願の優先権を主張しており、上記中国特許出願の全内容は本出願の一部として引用されている。
本出願は、有機エレクトロルミネッセンス分野に属し、具体的に有機エレクトロルミネッセンスデバイス及び電子装置を提供する。
近年、有機エレクトロルミネッセンスデバイス(OLED)は、中国内外で非常に人気のある新興平面ディスプレイ製品となっている。これは、OLEDディスプレイは、自己発光で、視野角が広く、反応時間が短く、効率が高く、色域が広いなどの特性があるからである。
有機エレクトロルミネッセンスデバイス(OLED)は、一般的に、陽極と、陰極と、2つの電極の間に設けられる有機層とを含む。該有機層は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔補助層、電子バリア層、発光層(ホスト材料とドーパント材料を含む)、正孔バリア層、電子輸送層、電子注入層などを含んでもよい。有機エレクトロルミネッセンスデバイスに電圧を印加すると、陽極と陰極は、それぞれ正孔と電子を発光層に注入し、発光層に注入した正孔と電子は、結合して励起状態での励起子を形成し、励起子は、外へエネルギーを放出し、さらに発光層を外に発光させるようにする。
現在、有機エレクトロルミネッセンスデバイスの使用過程には、依然として性能が低い問題があり、例えば駆動電圧が高すぎるか、発光効率が低すぎるか又は寿命が短いかなどの問題があり、これらは、いずれも、有機エレクトロルミネッセンスデバイスの使用分野に影響を与えるので、有機エレクトロルミネッセンスデバイスの性能を改善するために、該分野をさらに研究する必要がある。
本出願は、従来技術における有機エレクトロルミネッセンスデバイスの発光効率が低く、寿命が短いという課題を解決するための有機エレクトロルミネッセンスデバイス及び電子装置を提供する。
上記発明の目的を実現するために、本出願は、下記技術案を採用する。
本出願の第1の態様によれば、本出願は、陰極、陽極及び有機層を含む有機エレクトロルミネッセンスデバイスを提供し、
前記陰極と前記陽極とは、対向して設けられ、
前記有機層は、前記陰極と前記陽極との間に位置し、
前記有機層は、有機発光層を含み、
前記有機発光層は、第1の化合物と第2の化合物を含み、
前記第1の化合物は、式1に示す化合物から選択され、
Figure 2023551739000002

(X、X及びXは、それぞれ独立して、C(H)又はNから選択され、少なくとも1つは、Nから選択され、
各基Aは、それぞれ独立して、水素又は式1-Aから選択され、eは、Dの個数であり、0、1、2、3、4、5から選択され、少なくとも1つの基Aは、式1-Aから選択され、
aは、基Aの個数であり、1、2、3、4、5、6又は7から選択され、
各R、R、R、R、Rは、それぞれ独立して、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数1~10のアルキルから選択され、
は、Rの個数を示し、nは、0、1、2、3又は4から選択され、nが1よりも大きい場合、いずれか2つのRは、同じであるか又は異なり、
は、Rの個数を示し、nは、0、1又は2から選択され、nが1よりも大きい場合、いずれか2つのRは、同じであるか又は異なり、
は、Rの個数を示し、nは、0、1、2、3又は4から選択され、nが1よりも大きい場合、いずれか2つのRは、同じであるか又は異なり、
は、Rの個数を示し、nは、0、1、2、3又は4から選択され、nが1よりも大きい場合、いずれか2つのRは、同じであるか又は異なり、
は、Rの個数を示し、nは、0、1、2、3又は4から選択され、nが1よりも大きい場合、いずれか2つのRは、同じであるか又は異なり、
各L、L、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、炭素数6~30の置換又は非置換のアリーレン、炭素数3~30の置換又は非置換のヘテロアリーレンから選択され、
Ar及びArは、それぞれ独立して、炭素数6~30の置換又は非置換のアリール、炭素数3~30の置換又は非置換のヘテロアリールから選択され、
Xは、O又はSから選択され、
mは、0又は1から選択される)
前記第2の化合物は、式2に示す化合物から選択される。
Figure 2023551739000003

(式では、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、炭素数6~30の置換又は非置換のアリーレン、炭素数3~30の置換又は非置換のヘテロアリーレンから選択され、
は、単結合、炭素数6~30の置換又は非置換のアリーレンから選択され、
Ar及びArは、それぞれ独立して、炭素数6~30の置換又は非置換のアリール、炭素数3~30の置換又は非置換のヘテロアリールから選択され、
Arは、炭素数6~30の置換又は非置換のアリールであり、
、R、R、R、R10、R11、R12、R13、R14及びR15は、それぞれ独立して、水素又は重水素から選択され、R、R12、R13及びR14のうちの少なくとも2つは、重水素であり、
各R16は、それぞれ独立して、水素又は重水素から選択され、
16は、R16の個数であり、1、2又は3から選択され、n16が1よりも大きい場合、いずれか2つのR16は、同じであるか又は異なり、
前記各L、L、L、L、L、L、L、Ar、Ar、Ar、Ar及びArにおける置換基は、それぞれ独立して、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数3~12のヘテロアリール、炭素数6~12のアリール、炭素数3~12のトリアルキルシリル、炭素数18~24のトリアリールシリル(triarylsilyl)、炭素数1~10のアルキル、炭素数1~10のハロアルキル、炭素数3~10のシクロアルキル、炭素数2~10のヘテシクロアルキル又は炭素数1~10のアルコキシから選択され、
任意選択的に、Ar、Ar、Arにおいて、いずれか2つの隣接する置換基は、環を形成する。)
本出願は、特定の発光層のホスト材料で構成される有機エレクトロルミネッセンスデバイスを提供することを目的としている。電荷バランスを調節し、有機エレクトロルミネッセンスデバイスが、優れた特性を有するように、該発光層のホスト材料は、電子特性が強い第1の化合物と、正孔特性が相対的に強い第2の化合物からなる。
ここでの図面は、本明細書に組み込まれ且つ明細書の一部を構成し、本出願を満たす実施例を示し、且つ明細書とともに本出願の原理を解釈するために用いられる。
本出願の一実施形態の有機エレクトロルミネッセンスデバイスの構造概略図である。 本出願の一実施形態の電子装置の構造概略図である。
上記図面により、本出願の明確な実施例が示されており、以下、より詳細な記述がある。これらの図面と文字の記述は、いかなる形態で本出願の構想の範囲を限制するものではなく、特定の実施例を参照することによって、当業者に本出願の概念を説明するものである。
以下、図面を参照して例示的な実施例をより包括的に説明する。しかしながら、例示的な実施例は様々な形態で実施でき、且つここで説明される例に制限されると理解してはいけなく、それどころか、これらの実施例を提供することにより本出願はより包括的且つ完全になるようにし、かつ例示的な実施例の構想を全般的に当業者に伝える。説明される特徴、構造又は特性は、任意の適切な方式で1つ又は2つ以上の実施例に組み合わせられることができる。以下の説明では、本出願の実施例を十分に理解できるように多くの詳細を提供する。
図面において、明瞭さのために、領域や層の厚さを拡大する可能性がある。図面において同一の符号は同一又は類似の構造を示すため、これらについての詳細な説明を省略する。
記述される特徴、構造又は特性は、任意の適切な形態で1つまたは複数の実施例に組み込まれることができる。以下の記述では、本願の実施例の十分な理解を提供するために、多くの具体的な詳細が提供される。しかしながら、当業者は、特定の詳細のうちの1つまたは複数なしに、本願の技術案を実施することができ、または他の方法、コンポーネント、材料などを採用することができることを認識するであろう。他の場合には、本願の主要な技術的アイデアが不明瞭になることを避けるために、公知の構造、材料、または動作を詳細に図示または説明しない。
本出願は、陰極、陽極及び有機層を含む有機エレクトロルミネッセンスデバイスを提供し、
前記陰極と前記陽極とは、対向して設けられ、
前記有機層は、前記陰極と前記陽極との間に位置し、
前記有機層は、有機発光層を含み、
前記有機発光層は、第1の化合物と第2の化合物を含み、
前記第1の化合物は、式1に示す化合物から選択され、
Figure 2023551739000004

(X、X及びXは、それぞれ独立して、C(H)又はNから選択され、少なくとも1つは、Nから選択され、
各基Aは、それぞれ独立して、水素又は式1-Aから選択され、eは、Dの個数であり、0、1、2、3、4、5から選択され、少なくとも1つの基Aは、式1-Aから選択され、
aは、基Aの個数であり、1、2、3、4、5、6又は7から選択され、
各R、R、R、R及びRは、それぞれ独立して、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数1~10のアルキルから選択され、
は、Rの個数を示し、nは、0、1、2、3又は4から選択され、nが1よりも大きい場合、いずれか2つのRは、同じであるか又は異なり、
は、Rの個数を示し、nは、0、1又は2から選択され、nが1よりも大きい場合、いずれか2つのRは、同じであるか又は異なり、
は、Rの個数を示し、nは、0、1、2、3又は4から選択され、nが1よりも大きい場合、いずれか2つのRは、同じであるか又は異なり、
は、Rの個数を示し、nは、0、1、2、3又は4から選択され、nが1よりも大きい場合、いずれか2つのRは、同じであるか又は異なり、
は、Rの個数を示し、nは、0、1、2、3又は4から選択され、nが1よりも大きい場合、いずれか2つのRは、同じであるか又は異なり、
各L、L、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、炭素数6~30の置換又は非置換のアリーレン、炭素数3~30の置換又は非置換のヘテロアリーレンから選択され、
Ar及びArは、それぞれ独立して、炭素数6~30の置換又は非置換のアリール、炭素数3~30の置換又は非置換のヘテロアリールから選択され、
Xは、O又はSから選択され、
mは、0又は1から選択される)
前記第2の化合物は、式2に示す化合物から選択される。
Figure 2023551739000005

(式では、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、炭素数6~30の置換又は非置換のアリーレン、炭素数3~30の置換又は非置換のヘテロアリーレンから選択され、
は、単結合、炭素数6~30の置換又は非置換のアリーレンから選択され、
Ar及びArは、それぞれ独立して、炭素数6~30の置換又は非置換のアリール、炭素数3~30の置換又は非置換のヘテロアリールから選択され、
Arは、炭素数6~30の置換又は非置換のアリールであり、
、R、R、R、R10、R11、R12、R13、R14及びR15は、それぞれ独立して、水素又は重水素から選択され、R、R12、R13及びR14のうちの少なくとも2つは、重水素であり、
各R16は、それぞれ独立して、水素又は重水素から選択され、
16は、R16の個数であり、1、2又は3から選択され、n16が1よりも大きい場合、いずれか2つのR16は、同じであるか又は異なり、
前記各L、L、L、各L、L、L、L、Ar、Ar、Ar、Ar及びArにおける置換基は、それぞれ独立して、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数3~12のヘテロアリール、炭素数6~12のアリール、炭素数3~12のトリアルキルシリル、炭素数18~24のトリアリールシリル、炭素数1~10のアルキル、炭素数1~10のハロアルキル、炭素数3~10のシクロアルキル、炭素数2~10のヘテシクロアルキル又は炭素数1~10のアルコキシから選択され、
任意選択的に、Ar、Ar、Arにおいて、いずれか2つの隣接する置換基は、環を形成する。)
本出願では、各基Aのうち、少なくとも1つの基Aは、式1-Aから選択され、例えば各基Aのうちの1つの基Aは、式1-Aであり、又はそのうちの2つの基Aは、式1-Aから選択され、又はそのうちの3つの基Aは、式1-Aから選択される。各基Aのうち、2つ以上の基Aが式1-Aである場合、各式1-Aは、同じであってもよく、異なってもよい。
本出願では、式1における
Figure 2023551739000006

(単に「構造1-B」と称する)については、mが0に等しい場合、Xが存在しないことを示し、即ち構造1-Bは、
Figure 2023551739000007

であり、mが1に等しい場合、構造1-Bは、
Figure 2023551739000008

であり、Xは、O又はSである。
本出願では、構造1-Bは、下記構造からなる群から選択される。
Figure 2023551739000009
本出願では、使用される表現の「…のそれぞれが…独立して、…から選択される」及び「…それぞれ独立して、…から選択される」は交換可能であり、いずれも広義に理解すべきであり、それらは、異なる基において、同じ符号で表される具体的なオプションが互いに影響を与えないことを示してもよいし、同一の基において、同じ符号で表される具体的なオプションが互いに影響を与えないことを示してもよい。例えば、
Figure 2023551739000010

式では、qは、それぞれ独立して、0、1、2又は3であり、各R’’は、それぞれ独立して、水素、重水素、フッ素、塩素から選択される」の意味は、以下のとおりである。式Q-1は、ベンゼン環上にq個の置換基R’’を有し、各R’’は、同じであってもよいし、異なってもよく、各R’’のオプションが互いに影響を与えないことを示す。式Q-2は、ビフェニルの各ベンゼン環上にq個の置換基R’’を有し、2つのベンゼン環上のR’’置換基の個数qは、同じであってもよいし、異なってもよく、各R’’は、同じであってもよいし、異なってもよく、各R’’のオプションが互いに影響を与えないことを示す。
本出願では、「置換又は非置換の」という用語は、該用語の後に記載の官能基が置換基を有しても有しなくてもよいことを指す(以下、説明の便宜上、置換基をRcと呼ぶ)。例えば、「置換又は非置換のアリール」とは、置換基Rcを有するアリール若しくは非置換のアリールを指す。ここで、上記の置換基であるRcは、例えば重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数3~12のヘテロアリール、炭素数6~12のアリール、炭素数3~12のトリアルキルシリル、炭素数18~24のトリアリールシリル、炭素数1~10のアルキル、炭素数1~10のハロアルキル、炭素数3~10のシクロアルキル、炭素数2~10のヘテロシクロアルキル、炭素数1~10のアルコキシであってもよい。
本出願では、「置換の」官能基は、上記Rcのうちの1つ又は2つ以上の置換基によって置換されてもよく、同一の原子上に2つの置換基Rcが連結されている場合、この2つの置換基Rcは、独立して存在するか、又は相互に連結されて前記原子とスピロ環を形成することができる。官能基における2つの隣接する炭素原子の各々に1つの置換基Rcが存在する場合、隣接する2つの置換基Rcは独立して存在するか、又はそれに連結された官能基と縮合して環を形成することができる。
本出願では、化合物におけるDは、重水素である。
本出願では、用語「任意選択的な」、「任意選択的に」は、以降で説明するイベントが発生し得るが、必ずしも発生するとは限らいないことを意味し、この説明には、該事情が発生した場合、又は、発生しない場合が含まれる。例えば、「任意選択的に、2つの隣接する置換基××は、環を形成する」とは、この2つの置換基が環を形成し得るが、必ずしも環を形成するとは限らないことを意味し、2つの隣接する置換基が環を形成するケースと、2つの隣接する置換基が環を形成しないケースとを含む。
本出願では、「いずれか2つの隣接する置換基は、環を形成する」において、「いずれか2つの隣接する」とは、同一の原子上に2つの置換基を有する場合や、2つの隣接する原子上にそれぞれ1つの置換基を有する場合を含む。このうち、同一の原子上に2つの置換基を有する場合、2つの置換基は両方ともに連結された原子と飽和又は不飽和の環を形成することができ、2つの隣接する原子上にそれぞれ1つの置換基を有する場合、この2つの置換基は縮合して環を形成することができる。
本出願では、「任意選択的に、Ar、Ar、Arにおいて、いずれか2つの隣接する置換基は、環を形成する」とは、Ar、Ar又はArにおいて、いずれか2つの隣接する置換基は、環を形成しても、環を形成しなくてもよいことを意味する。一例として、Arにおける隣接する2つの置換基が環を形成する場合、該環の炭素数は、5~13であってもよく、且つ該環は飽和のものでも、不飽和のものでもよい。該環は、例えば、シクロヘキサン、シクロペンタン、アダマンタン、ベンゼン環、ナフタレン環、フルオレン環などであるが、これらに限定されない。
本出願では、置換又は非置換の官能基の炭素数とは、全ての炭素数である。一例として、Lが炭素数12の置換のアリーレンから選択される場合、アリーレン及びそれにける置換基の全ての炭素数は、12である。例えば、Ar
Figure 2023551739000011

である場合、その炭素数は、7である。Lが
Figure 2023551739000012

である場合、その炭素数は、12である。
本出願では、「アルキル」は、直鎖状アルキル又は分岐状アルキルを含んでもよい。アルキルは1~10個の炭素原子を有してもよく、本出願では、例えば「1~10」のような数値の範囲は所定の範囲内の各整数を意味し、例えば、「1~10個の炭素原子のアルキル」とは、1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10個の炭素原子を含みうるものである。なお、アルキルは、置換のもの又は非置換のものであってもよい。
選択的に、アルキルは、炭素数1~5のアルキルから選択され、具体例は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル及びペンチルを含むが、それらに限らない。
本出願では、シクロアルキルとは、脂環構造を含有する飽和炭化水素を意味し、単環と縮合環の構造を含む。シクロアルキルは3~10個の炭素原子を有してもよく、例えば「3~10」のような数値の範囲は所定の範囲内の各整数を意味し、例えば、「3~10個の炭素原子のシクロアルキル」とは、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ又は10個の炭素原子を含みうるものである。シクロアルキルは置換又は非置換のものであってもよい。シクロアルキルの例は、例えばシクロペンタニル、シクロヘキサニル、アダマンチルである。
本出願では、アリールとは、芳香炭素環から誘導する任意の官能基又は置換基である。アリールは、単環アリール(例えばフェニル)又は多環アリールであってもよく、言い換えれば、アリールは、単環アリール、縮合環アリール、炭素炭素結合を介して共役連結される2つ以上の単環アリール、炭素炭素結合を介して共役連結される単環アリールと縮合環アリール、炭素炭素結合を介して共役連結される2つ以上の縮合環アリールであってもよい。即ち、特に断らない限り、炭素炭素結合を介して共役連結される2つ以上の芳香基は本出願のアリールとみなされてもよい。ここで、縮合環アリールは、例えば二環縮合アリール(例えばナフチル)、三環縮合アリール(例えばフェナントレニル、フルオレニル、アントラニル)などを含んでもよい。アリールにはB、N、O、S、P、SeやSiなどのヘテロ原子が含まれていない。アリールの例は、フェニル、ナフチル、フルオレン、アントラニル、フェナントリル、ビフェニル、ターフェニル、クオーターフェニル、トリフェニレン、ピレニル、ベンゾフルオランテニル、クリセニルなどを含むが、それらに限らない。
本出願では、「置換又は非置換のアリール」は、6~30個の炭素原子を含んでもよく、いくつかの実施形態において、置換又は非置換のアリールにおける炭素数は6~25であってもよい。いくつかの実施形態において、置換又は非置換のアリールにおける炭素数は6~20であり、別のいくかの実施形態において、置換又は非置換のアリールにおける炭素数は6~18であり、また別のいくつかの実施例では、置換又は非置換のアリールにおける炭素数は6~12である。一例として、本出願では、置換又は非置換のアリールの炭素数は6、12、13、14、15、18、20、24、25、28、29、30であってもよいが、もちろん、他の数であってもよく、ここでは一々挙げない。本出願では、ビフェニルはフェニル置換アリールとしても、非置換のアリールとしても理解できる。
本出願では、係るアリーレンとは、アリールが1つの水素原子をさらに失って形成する2価の基である。
本出願では、置換のアリールは、アリール中の1つ若しくは2つ以上の水素原子が、例えば重水素原子、ハロゲン基、シアノ、アリール、ヘテロアリール、トリアルキルシリル、トリアリールシリル、アルキル、ハロアルキル、シクロアルキル、ヘテシクロアルキル、アルコキシなどの基で置換されたものであってもよい。理解すべきこととして、置換のアリールの炭素数は、アリールとアリール上の置換基の炭素原子の総数であり、例えば炭素数18の置換のアリールは、アリールとその置換基の総炭素数が18であることを意味する。
本出願では、L、L、L、各L、L、L、L、Ar、Ar、Ar、Ar、Arにおける置換基であるアリールの具体例として、フェニル、ナフチル、アントラニル、フェナントリル、ジメチルフルオレン、ビフェニルなどを含むが、それらに限らない。
本出願では、ヘテロアリールとは、環中に1、2、3、4、5又は6個のヘテロ原子を含む1価の芳香環又はその誘導体を指し、ヘテロ原子はB、O、N、P、Si、Se及びSのうちの少なくとも1種であってもよい。ヘテロアリールは単環ヘテロアリール又は多環ヘテロアリールであってもよく、言い換えれば、ヘテロアリールは単一の芳香環系であってもよいし、炭素炭素結合を介して共役連結される複数の芳香環系であってもよく、且つ任意の芳香環系は1つの芳香単環若しくは1つの芳香縮合環である。例示的には、ヘテロアリールは、チエニル、フラニル、ピロリル、イミダゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、オキサジアゾリル、トリアゾリル、ピリジル、ビピリジル、ピリミジニル、トリアジニル(triazinyl)、アクリジニル(acridinyl)、ピリダジニル、ピラジニル、キノリニル、キナゾリーニル(quinazolinyl)、キノキサリニル、フェノチアジニル(phenothiazinyl)、フタラジニル、ピリドピリミジニル、ピリドピラジニル、ピラジノピラジニルル、イソキノリニル、インドリル(indolyl)、カルバゾリル、ベンゾクサゾリル(benzoxazolyl)、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾカルバゾール(benzocarbazolyl)、ベンゾチエニル、ジベンゾチエニル、チエノチエニル、ベンゾフラニル、フェナントロリニル、イソキサゾリル(isoxazolyl)、チアジアゾリル、ベンゾチアゾリル、フェノチアジニル、シリルフルオレニル、ジベンゾフラニル及びN-アリールカルバゾリル(例えばN-フェニルカルバゾリル)、N-ヘテロアリールカルバゾリル(例えばN-ピリジルカルバゾリル)、N-アルキルカルバゾリル(例えばN-メチルカルバゾリル)などを含んでもよいが、これらに限定されない。ただし、チエニル、フラニル、フェナントロリニルなどは、単一の芳香環系タイプのヘテロアリールであり、N-フェニルカルバゾリル、N-ピリジルカルバゾリルは、炭素炭素結合を介して共役連結される多環系タイプのヘテロアリールである。一例として、本出願では、置換又は非置換のヘテロアリールの炭素数は、3、4、5、6、10、12、18、20、24、25、28、29、30であってもよい。無論、炭素数は、他の数であってもよく、ここでは一々挙げない。
本出願では、係るヘテロアリーレンとは、ヘテロアリールが1つの水素原子をさらに失って形成する2価の基である。
本出願では、置換のヘテロアリールは、ヘテロアリールにおける1つ又は2つ以上水素原子が例えば重水素原子、ハロゲン基、シアノ、アリール、ヘテロアリール、トリアルキルシリル、トリアリールシリル、アルキル、ハロアルキル、シクロアルキル、ヘテシクロアルキル、アルコキシなどの基によって置換されたものであってもよい。理解すべきこととして、置換のヘテロアリールの炭素数は、ヘテロアリール及びヘテロアリール上の置換基の炭素原子の総数を指す。
本出願では、各L、L、L、L、L、L、L、Ar、Ar、Ar、Ar及びArにおける置換基であるヘテロアリールの具体例として、ピリジル、カルバゾリル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチエニルを含むが、これらに限定されない。
本出願では、ハロゲン基は、フッ素、ヨウ素、臭素、塩素などを含んでもよい。
本出願では、炭素数3~12のトリアルキルシリルの具体例は、トリメチルシリル、トリエチルシリルなどを含むが、それらに限らない。
本出願では、炭素数18~24のトリアリールシリルの具体例は、トリフェニルシリルを含むが、それらに限らない。
本出願では、炭素数1~10のハロアルキルの具体例は、トリフルオロメチルを含むが、それらに限らない。
本出願では、位置非固定結合手とは、環系から張り出した単結合
Figure 2023551739000013

を指し、この結合手の一端が該結合により貫通される環系の任意の位置に連結でき、他端が化合物分子の残りの部分に連結できることを意味する。
一例として、下記式(f)に示すように、式(f)で示されるナフチルは、二環を貫通する2つの位置非固定結合手を介して分子の残りの位置に連結され、それは、式(f-1)~式(f-10)で示されるいずれかの可能な連結方式を含むことを意味する。
Figure 2023551739000014
さらなる一例として、下記式(X’)に示すように、式(X’)で示されるジベンゾフラニルは、一側のベンゼン環の中間から張り出した位置非固定結合手を介して分子の残りの位置に連結されたものであり、それは、式(X’-1)~式(X’-4)で示されるいずれかの可能な連結方式を含むことを意味する。
Figure 2023551739000015
以下、位置非固定連結又は位置非固定置換の意味は同じであるため、以下、詳細な説明を省略する。
本出願のいくつかの実施形態において、第1の化合物は、下記化学式に示す化合物から選択される。
Figure 2023551739000016
本出願のいくつかの実施形態において、第1の化合物は、下記化学式に示す化合物から選択される。
Figure 2023551739000017
本出願のいくつかの実施形態において、前記第1の化合物では、X、Xは、いずれもC(H)であり、Xは、Nである。
本出願のいくつかの実施形態において、前記第1の化合物では、X、Xは、いずれもC(H)であり、Xは、Nである。
本出願のいくつかの実施形態において、前記第1の化合物では、X、Xは、いずれもC(H)であり、Xは、Nである。
本出願のいくつかの実施形態において、前記第1の化合物では、X、Xは、いずれもNであり、Xは、C(H)である。
本出願のいくつかの実施形態において、前記第1の化合物では、X、Xは、いずれもNであり、Xは、C(H)である。
本出願のいくつかの実施形態において、前記第1の化合物では、X、Xは、いずれもNであり、Xは、C(H)である。
本出願のいくつかの実施形態において、前記第1の化合物では、X、X、Xは、いずれもNである。
本出願のいくつかの実施形態において、前記第1の化合物では、
Figure 2023551739000018

に少なくとも1つの重水素が含まれる。
本出願のいくつかの実施形態において、aは、1又は2から選択される。
本出願のいくつかの実施形態において、n、n、nは、いずれも0である。
本出願のいくつかの実施形態において、前記第1の化合物では、Lは、単結合又はフェニレンから選択される。
本出願の別の実施形態において、前記第1の化合物では、Lは、単結合又は
Figure 2023551739000019

から選択される。
選択的に、前記第1の化合物では、Lは、単結合又は下記基からなる群から選択される。
Figure 2023551739000020
本出願のいくつかの実施形態において、前記第1の化合物では、各L、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、炭素数6~20の置換又は非置換のアリーレン、炭素数12~20の置換又は非置換のヘテロアリーレンから選択される。
選択的に、前記各L、L及びLにおける置換基は、それぞれ独立して、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数1~5のアルキル、フェニルから選択される。
選択的に、L、Lは、それぞれ独立して、単結合、炭素数6~12の置換又は非置換のアリーレン、炭素数12~18の置換又は非置換のヘテロアリーレンから選択される。
選択的に、各Lは、単結合、炭素数6~12の置換又は非置換のアリーレンから選択される。
本出願の別の実施形態において、前記第1の化合物では、各L、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換又は非置換のフェニレン、置換又は非置換のナフチレン、置換又は非置換のビフェニレン、置換又は非置換のカルバゾリレン、置換又は非置換のジベンゾチエニレン、置換又は非置換のジベンゾフラニレンから選択される。
選択的に、前記各L、L及びLにおける置換基は、それぞれ独立して、重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、t-ブチル、フェニルから選択される。
選択的に、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換又は非置換のフェニレン、置換又は非置換のナフチレン、置換又は非置換のビフェニレン、置換又は非置換カルバゾリレン、置換又は非置換のジベンゾチエニレン、置換又は非置換のジベンゾフラニレンから選択される。
選択的に、各Lは、それぞれ独立して、単結合、置換又は非置換のフェニレン、置換又は非置換のナフチレン、置換又は非置換のビフェニレンから選択される。
本出願のいくつかの実施形態において、各Lは、独立して単結合又は下記基からなる群から選択される。
Figure 2023551739000021
本出願のいくつかの実施形態において、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換又は非置換の基Gから選択され、そのうち非置換の基Gは、下記基からなる群から選択される。
Figure 2023551739000022

(式では、
Figure 2023551739000023

は化学結合を示し、置換の基Gは、1つ又は複数の置換基を含み、前記置換基は、それぞれ独立して、重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、t-ブチル又はフェニルから選択され、前記置換の基Gが複数の置換基を含む場合、前記置換基は、同じであるか又は異なる。)
選択的に、L及びLは、それぞれ独立して、単結合又は以下の基からなる群から選択される。
Figure 2023551739000024
本出願のいくつかの実施形態において、前記第1の化合物では、Ar及びArは、それぞれ独立して、炭素数6~25のアリール、炭素数5~20の置換又は非置換のヘテロアリールから選択される。
選択的に、前記Ar及びArにおける置換基は、それぞれ独立して、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数1~5のアルキル、炭素数5~10のシクロアルキル、炭素数6~12のアリール又は炭素数18のトリアリールシリルから選択される。
本出願の別の実施形態において、前記第1の化合物では、Ar及びArは、それぞれ独立して置換又は非置換のフェニル、置換又は非置換のナフチル、置換又は非置換のフェナントリル、置換又は非置換のビフェニル、置換又は非置換のフルオレン、置換又は非置換のターフェニル、置換又は非置換のピリジル、置換又は非置換のカルバゾリル、置換又は非置換のジベンゾフラニル、置換又は非置換のジベンゾチエニル、から選択される。
選択的に、前記Ar及びArにおける置換基は、それぞれ独立して、重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、t-ブチル、フェニル、ナフチル、ビフェニル、トリフェニルシリル、シクロヘキサン又はアダマンチルから選択される。
本出願のいくつかの実施形態において、前記第1の化合物では、Ar及びArは、それぞれ独立して、置換の基G又は非置換の基Gから選択され、非置換の基Gは下記基からなる群から選択される。
Figure 2023551739000025

(式では、
Figure 2023551739000026

は化学結合を示し、置換の基Gは、1つ又は複数の置換基を含み、前記置換基は、それぞれ独立して、重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、t-ブチル、フェニル、ナフチル、ビフェニル、トリフェニルシリル、シクロヘキサン又はアダマンチルから選択され、前記置換の基Gが複数の置換基を含む場合、前記置換基は、同じであるか又は異なる。)
選択的に、Ar及びArは、それぞれ独立して、下記基からなる群から選択される。
Figure 2023551739000027
本出願のいくつかの実施形態において、前記第1の化合物は、下記化合物からなる群から選択される。
Figure 2023551739000028
Figure 2023551739000029
Figure 2023551739000030
Figure 2023551739000031
Figure 2023551739000032
Figure 2023551739000033
Figure 2023551739000034
Figure 2023551739000035
Figure 2023551739000036
Figure 2023551739000037
Figure 2023551739000038
Figure 2023551739000039
Figure 2023551739000040
Figure 2023551739000041
本出願のいくつかの実施形態において、前記第2の化合物は、式3に示す化合物から選択される。
Figure 2023551739000042

(式では、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、炭素数6~30の置換又は非置換のアリーレン、炭素数3~30の置換又は非置換のヘテロアリーレンから選択され、
は、単結合、炭素数6~30の置換又は非置換のアリーレンから選択され、
Ar及びArは、それぞれ独立して、炭素数6~30の置換又は非置換のアリール、炭素数3~30の置換又は非置換のヘテロアリールから選択され、
Arは、炭素数6~30の置換又は非置換のアリールであり、
、R、R、R、R10、R11、R12、R13、R14及びR15は、それぞれ独立して、水素又は重水素から選択され、R、R12、R13及びR14のうちの少なくとも2つは、重水素であり、
前記L、L、L、Ar、Ar、Ar、Ar及びArにおける置換基は、それぞれ独立して、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数3~12のヘテロアリール、炭素数6~12のアリール、炭素数3~12のトリアルキルシリル、炭素数18~24のトリアリールシリル、炭素数1~10のアルキル、炭素数1~10のハロアルキル、炭素数3~10のシクロアルキル、炭素数2~10のヘテシクロアルキル又は炭素数1~10のアルコキシから選択され、
任意選択的に、Ar、Ar、Arにおいて、いずれか2つの隣接する置換基は、環を形成する。)
本出願のいくつかの実施形態において、第2の化合物は、下記化学式に示す化合物から選択される。
Figure 2023551739000043
ただし、式2-4~2-6では、R16は、重水素であり、n16は、1、2又は3から選択される。
好ましくは、式2-4~2-6では、R16は、重水素であり、n16は、3から選択される。
本出願のいくつかの実施形態において、前記第2の化合物では、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、炭素数6~12の置換又は非置換のアリーレン、炭素数の12~18の置換又は非置換のヘテロアリーレンから選択される。
選択的に、L及びLにおける置換基は、同じであるか又は異なり、それぞれ独立して、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数1~5のアルキル又はフェニルから選択される。
本出願の別の実施形態において、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換又は非置換のフェニレン、置換又は非置換のナフチレン、置換又は非置換のビフェニレン、置換又は非置換のカルバゾリレン、置換又は非置換のジベンゾフラニレン、置換又は非置換のジベンゾチエニレンから選択される。
選択的に、L及びLにおける置換基は、同じであるか又は異なり、それぞれ独立して、重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、t-ブチル又はフェニルから選択される。
本出願の別の実施形態において、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換又は非置換の基Vから選択され、ただし、非置換の基Vは、下記基からなる群から選択される。
Figure 2023551739000044

(式では、
Figure 2023551739000045

は化学結合を示し、置換の基Vは、1つ又は複数の置換基を含み、前記置換基は、それぞれ独立して、重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、t-ブチル又はフェニルから選択され、前記置換の基Vが複数の置換基を含む場合、前記置換基は、同じであるか又は異なる。)
選択的に、L及びLは、それぞれ独立して、単結合又は下記基からなる群から選択される。
Figure 2023551739000046
本出願のいくつかの実施形態において、Lは、単結合又はフェニレンから選択される。
本出願のいくつかの実施形態において、Lは、単結合又は下記基からなる群から選択される。
Figure 2023551739000047
本出願のいくつかの実施形態において、Ar及びArは、それぞれ独立して、炭素数6~25の置換又は非置換のアリール、炭素数12~20の置換又は非置換のヘテロアリーレンから選択される。
選択的に、Ar及びArにおける置換基は、同じであるか又は異なり、それぞれ独立して、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数1~5のアルキル又は炭素数6~12のアリールから選択される。
任意選択的に、Ar及びArにおいて、いずれか2つの隣接する置換基は、炭素数5~13の飽和又は不飽和環を形成する。
選択的に、Ar及びArにおいて、いずれか2つの隣接する置換基は、シクロヘキサン
Figure 2023551739000048

シクロペンタン
Figure 2023551739000049

ベンゼン環、ナフタレン環、又はフルオレン環
Figure 2023551739000050

を形成することができる。
具体的には、Ar、Arにおける具体例は、重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、t-ブチル、フェニル、ナフチル又はビフェニルを含むが、それらに限らない。
本出願の別の実施形態において、Ar及びArは、それぞれ独立して、置換又は非置換のフェニル、置換又は非置換のナフチル、置換又は非置換のビフェニル置換又は非置換のターフェニル、置換又は非置換のフェナントリル、置換又は非置換のフルオレン、置換又は非置換のジベンゾフラニル、置換又は非置換のカルバゾリル、置換又は非置換のジベンゾチエニルから選択される。
選択的に、Ar及びArにおける置換基は、同じであるか又は異なり、それぞれ独立して、重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、t-ブチル、フェニル又はナフチルから選択される。
任意選択的に、Ar及びArにおいて、いずれか2つの隣接する置換基は、フルオレン環を形成する。
本出願のいくつかの実施形態において、Ar及びArは、それぞれ独立して、置換の基W又は非置換の基Wから選択され、非置換の基Wは、以下の基からなる群から選択される。
Figure 2023551739000051

(式では、
Figure 2023551739000052

は化学結合を示し、置換の基Wは、1つ又は複数の置換基を含み、前記置換基は、それぞれ独立して、重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、t-ブチル、フェニル又はナフチルから選択され、前記置換の基Wが複数の置換基を含む場合、前記置換基は、同じであるか又は異なる。)
選択的に、Ar及びArは、それぞれ独立して、下記基からなる群から選択される。
Figure 2023551739000053
本出願のいくつかの実施形態において、Arは、炭素数6~20の置換又は非置換のアリールである。
選択的に、Arは、炭素数6~15の置換又は非置換のアリールである。
選択的に、Arは、炭素数6~12の置換又は非置換のアリールである。
選択的に、Arにおける置換基は、同じであるか又は異なり、それぞれ独立して、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数1~5のアルキル又はフェニルから選択される。
具体的には、Arにおける置換基の具体例は、重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、t-ブチル又はフェニルを含むが、それらに限らない。
本出願の別の実施形態において、Arは、置換又は非置換のフェニル、置換又は非置換のナフチル、置換又は非置換のビフェニルから選択される。
選択的に、Arにおける置換基は、同じであるか又は異なり、それぞれ独立して、重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、t-ブチル又はフェニルから選択される。
本出願のいくつかの実施形態において、Arは、下記基からなる群から選択される。
Figure 2023551739000054
本出願のいくつかの実施形態において、前記第2の化合物では、R13、R14、R15は、いずれも重水素であるか、又は、R、R11、R12は、いずれも重水素である。
本出願の前記第2の化合物R13、R14、R15がいずれも重水素であるか、又はR、R11、R12がいずれも重水素である場合、第2の化合物は、有機エレクトロルミネッセンスデバイスのホスト材料に用いられると、デバイス性能が顕著に改善される。
本出願のいくつかの実施形態において、前記第2の化合物では、R、R、R、R、R10、R11及びR12は、いずれも重水素である。
本出願のいくつかの具体的には実施形態において、本出願の前記第2の化合物では、R、R、R、R、R10、R11及びR12がいずれも重水素である場合、デバイスは、より低い作動電圧、より高い発光効率及びより長い使用寿命を有する。
選択的に、前記第2の化合物は、下記化合物からなる群から選択される。
Figure 2023551739000055
Figure 2023551739000056
Figure 2023551739000057
Figure 2023551739000058
Figure 2023551739000059
Figure 2023551739000060
Figure 2023551739000061
Figure 2023551739000062
Figure 2023551739000063
Figure 2023551739000064
Figure 2023551739000065
Figure 2023551739000066
Figure 2023551739000067
Figure 2023551739000068
Figure 2023551739000069
Figure 2023551739000070
Figure 2023551739000071
Figure 2023551739000072
Figure 2023551739000073
Figure 2023551739000074
Figure 2023551739000075
Figure 2023551739000076
Figure 2023551739000077
Figure 2023551739000078
Figure 2023551739000079
Figure 2023551739000080
Figure 2023551739000081
Figure 2023551739000082
Figure 2023551739000083
Figure 2023551739000084
Figure 2023551739000085
本出願は、対向して設けられる陰極、陽極及び有機層を含む有機エレクトロルミネッセンスデバイスを提供する。前記有機層は、有機発光層を含み、前記有機発光層は、第1の化合物と第2の化合物を含む。
本出願のいくつかの実施形態において、第1の化合物と第2の化合物を混合することで、有機発光層のホスト材料として用いる。
本出願のいくつかの実施形態において、本出願では、有機発光層における2種類の化合物の相対含有量を特に限定せず、有機エレクトロルミネッセンスデバイスの具体的な応用に応じて選択することができる。一般的には、2種類の化合物の総重量を基準として、前記第1の化合物の質量百分率は、1%~99%であってもよく、前記第2の化合物の質量百分率は、1%~99%であってもよい。例えば、前記第1の化合物と第2の化合物の質量比は、1:99、20:80、30:70、40:60、45:65、50:50、55:45、60:40、70:30、80:20、99:1などであってもよい。
本出願のいくつかの形態では、2種類の化合物の総重量を基準として、前記第1の化合物の質量百分率は、20%~80%で、前記第2の化合物の質量百分率は、20%~80%である。
いくつかの好適な実施形態において、2種類の化合物の総重量を基準として、前記第1の化合物の質量百分率は、30%~60%で、前記第2の化合物の質量百分率は、40%~70%である。好ましくは、前記第1の化合物の質量百分率は、40%~60%で、前記第2の化合物の質量百分率は、40%~60%である。より好ましくは、前記第1の化合物の質量百分率は、40%~50%で、前記第2の化合物の質量百分率は、50%~60%である。
本出願のいくつかの実施形態において、前記有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、リン光デバイスである。
本出願のいくつかの発明を実施するための形態では、前記有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、緑色有機エレクトロルミネッセンスデバイスである。
本出願のいくつかの方式(形態)では、有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、順に、陽極(ITO/Ag/ITO)、正孔輸送層、正孔補助層、有機発光層、電子輸送層、電子注入層、陰極(Mg-Ag混合物)と有機被覆層を含む。
本出願の1つの特定の実施形態において、図1に示すように、本出願の有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、陽極100と、陽極100と対向して設けられる陰極200と、陽極層と陰極層との間に介在する少なくとも1層の有機層300とを含み、該有機層300は、順に積層して設けられる正孔注入層310、正孔輸送層321、正孔補助層322、有機発光層330、電子輸送層350及び電子注入層360を含む。
選択的に、有機発光層330と電子輸送層350との間に正孔バリア層340を設けてもよい。有機発光層330は、本出願の第1の態様に記載の有機化合物を含んでもよい。
選択的に、陽極100は以下の陽極材料を含み、それは有機層への正孔の注入に有利となる、大きな仕事関数(work function)を有する材料であることが好ましい。陽極材料の具体例として、ニッケル、白金、バナジウム、クロム、銅、亜鉛や金などの金属又はそれらの合金;酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)や酸化インジウム亜鉛(IZO)などの金属酸化物;ZnO:Al又はSnO:Sbのような金属と酸化物の組み合わせ、又は、ポリ(3-メチルチオフェン)、ポリ[3,4-(エチレン-1,2-ジオキシ)チオフェン](PEDT)、ポリピロール及びポリアニリンなどの導電性ポリマーを含むが、これらに限定されない。本出願の1つの特定の実施形態において、陽極としてITO/Ag/ITOが用いられる。
選択的に、正孔輸送層321は1種又は複数種の正孔輸送材料を含んでもよく、正孔輸送材料は、カルバゾール多量体、カルバゾール連結トリアリールアミン系化合物又は他のタイプの化合物から選択されてもよいが、本出願はこれについて特に限定しない。一例として、本出願のいくつかの実施形態において、正孔輸送層321は、NPBから構成される。
Figure 2023551739000086
選択的に、正孔補助層322は1種又は複数種の正孔輸送材料を含んでもよく、カルバゾール多量体、カルバゾール連結トリアリールアミン系化合物又は他のタイプの化合物から選択されてもよいが、本出願はこれについて特に限定をしない。一例として、本出願のいくつかの実施形態において、正孔補助層322は、HT-7から構成される。
選択的に、第1の正孔輸送層321に正孔を注入する能力を強めるために、陽極100と正孔輸送層321との間にさらに正孔注入層310が設けられてもよい。正孔注入層310として、ビフェニルアミン誘導体、スターバースト状アリールアミン系化合物、フタロシアニン誘導体又は他の材料を選択してもよいが、本出願はこれについて特に限定をしない。前記正孔注入層310の材料は、例えば下記化合物又はそれら任意の組み合わせから選択されてもよい。
Figure 2023551739000087
本出願の一実施形態において、正孔注入層310は、HAT-CNからなる。
選択的に、有機発光層330は、単一の発光材料から構成されてもよく、ホスト材料及びゲスト材料を含んでいてもよい。選択的に、有機発光層330は、ホスト材料とゲスト材料とから構成され、有機エレクトロルミネッセンス層330に注入された正孔と有機発光層330に注入された電子は有機エレクトロルミネッセンス層330で再結合して励起子を形成し、励起子はホスト材料にエネルギーを伝達し、ホスト材料はゲスト材料にエネルギーを伝達し、さらに、ゲスト材料を発光させることができる。
有機発光層330のホスト材料は、金属キレート系化合物、ジスチリル誘導体、芳香族アミン誘導体、ジベンゾフラン誘導体又は他のタイプの材料であってもよく、本出願はこれについて特に限定をしない。
有機発光層330のゲスト材料は、縮合アリール環を有する化合物又はその誘導体、ヘテロアリール環を有する化合物又はその誘導体、芳香族アミン誘導体又は他の材料であってもよく、本出願はこれについて特に限定をしない。ゲスト材料は、ドープ材料又はドーパントとも呼ばれる。発光タイプに応じて、蛍光ドーパントとリン光ドーパントに分けることができる。例えば、前記緑光リン光ドーパントの具体例は、以下を含むが、それらに限らない。
Figure 2023551739000088
本出願の一実施形態において、前記有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、緑色有機エレクトロルミネッセンスデバイスであり、有機発光層330のホスト材料は、第1の化合物と第2の化合物であり、ゲスト材料は、Ir(ppy)2acacである。
電子輸送層350は、単層構造であってもよく、多層構造であってもよく、1種又は複数種の電子輸送材料を含んでいてもよい。電子輸送材料は、ベンズイミダゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、キノキサリン誘導体又はその他の電子輸送材料から選択されてもよいが、本出願ではこれについて特に限定をしない。一例として、本出願のいくつかの実施形態において、電子輸送層350は、ET-01及びLiQからなるものであってもよい。前記電子輸送層340の材料は、以下の化合物を含むが、これらに限らない。
Figure 2023551739000089
本出願の一実施形態において、電子輸送層350は、ET-1(構造が以下に示す)とLiQからなるものであってもよい。
選択的に、有機発光層330と電子輸送層350に正孔バリア層340が設けられる。正孔バリア層340は、1種又は複数種の正孔バリア材料を含んでもよい。本出願はこれについて特に限定しない。
選択的に、陰極200は、有機層への電子注入に寄与する仕事関数の小さい材料である以下の陰極材料を含む。陰極材料の具体例は、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタン、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、錫及び鉛などの金属又はそれらの合金、又は、LiF/Al、Liq/Al、LiO/Al、LiF/Ca、LiF/Al、BaF/Caなどの多層材料を含むが、これらに限定されない。銀とマグネシウムとが含まれる金属電極を陰極として含むことが好ましい。
選択的に、陰極200と電子輸送層350との間に、電子輸送層350への電子注入能力を高めるために、電子注入層360を設けてもよい。電子注入層360は、アルカリ金属硫化物、アルカリ金属ハロゲン化物などの無機材料を含んでいてもよいし、アルカリ金属と有機物との錯体を含んでいてもよい。本出願のいくつかの実施形態において、電子注入層360は、イッテルビウム(Yb)を含んでもよい。
本出願は、本出願に記載の有機エレクトロルミネッセンスデバイスを含む電子装置をさらに提供する。
一例として、図2に示すように、本出願による電子装置は、上記実施形態に記述されたいずれかの有機エレクトロルミネッセンスデバイスを含む第1の電子装置400である。この電子装置は、表示装置、照明装置、光通信装置、又は他のタイプの電子装置であってもよく、例えば、コンピュータスクリーン、携帯電話スクリーン、テレビ、電子ペーパー、非常用照明灯、光モジュールなどを含んでもよいが、これらに限定されない。第1の電子装置400は、上述した有機エレクトロルミネッセンスデバイスを有するため、同様の有益な効果を有し、本出願では再度言及しない。
本出願は、実施例を参照して以下で詳細に説明されるが、以下の説明は、本出願を解釈するためのものであって、本出願の範囲をいずれかの方式で限定するものではない。
合成実施例
当業者が理解できるように、本出願に記載された化学反応は、本出願の多くの有機化合物を適切に調製するために使用することができ、本出願の化合物を調製するための他の方法は、すべて本出願の範囲内であるとみなされる。例えば、本出願に基づく例示されない化合物の合成は、阻害基を適切に保護するか、本出願に記述されたもの以外のその他の既知の試薬を用いるか、又は反応条件に従来の何らかの修正を加えるか、などの修飾方法で当業者によって正常に達成され得る。本出願で言及されていない合成方法の化合物は、いずれも商業的な方法で取得された原料製品である。
中間体sub 1-A1の合成:
Figure 2023551739000090

1,3-ジブロモ-5-クロロベンゼン(50.0g、184.9mmol)、フェニル-D5-ボロン酸(51.6g、406.8mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(4.2g、3.6mmol)、炭酸カリウム(76.6g、554.8mmol)、テトラブチルアンモニウムブロミド(1.1g、3.6mmol)、トルエン(400mL)、エタノール(200mL)と脱イオン水(100mL)を丸底フラスコに加え、窒素ガス保護条件下で攪拌しながら78℃に昇温し、18時間反応させ、反応混合物を室温まで降温し、水洗し、有機相を分離し、無水硫酸マグネシウムを使用して乾燥した後、減圧して溶媒を除去した。n-ヘプタンを溶離剤として用いて、粗体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー精製し、白色の固体中間体sub 1-A1(39.6g、収率78%)を得た。
中間体sub 1-A2の合成:
Figure 2023551739000091

B-(5-クロロ[1,1’-ビフェニル]-3-イル)ボロン酸(30.0g、129.0mmol)、ブロモベンゼン-d5(23.0g、141.9mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(2.9g、2.5mmol)、炭酸カリウム(53.5g、387.2mmol)、テトラブチルアンモニウムブロミド(0.8g、2.5mmol)、トルエン(240mL)、エタノール(120mL)と脱イオン水(60mL)を丸底フラスコに加え、窒素ガス保護条件下で攪拌しながら78℃に昇温し、16時間反応させ、反応混合物を室温まで降温し、水洗し、有機相を分離し、無水硫酸マグネシウムを使用して乾燥した後、減圧して溶媒を除去した。n-ヘプタンを溶離剤として用いて、粗体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー精製し、白色の固体中間体sub 1-A2(21.5g、収率62%)を得た。
中間体sub 1-A3の合成:
Figure 2023551739000092

2-クロロ-4-ヨードジベンゾフラン(35.0g、106.5mmol)、フェニル-D5-ボロン酸(14.8g、117.1mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(2.4g、2.1mmol)、炭酸カリウム(32.3g、234.3mmol)、テトラブチルアンモニウムブロミド(0.6g、2.1mmol)、トルエン(280mL)、水(140mL)、エタノール(70mL)を丸底フラスコに加え、窒素ガスの保護下において、78℃で4時間攪拌しながら反応させ、室温まで降温し、反応液をトルエンと水で3回分液抽出し、有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧して溶媒を除去して粗体を得、ジクロロメタン/n-ヘプタンを溶離剤として、粗体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー法で精製し、白色の固体化合物中間体sub 1-A3(22.6g、収率75%)を得た。
中間体sub 1-I-A4の合成:
Figure 2023551739000093

3-クロロフェニルボロン酸(42.4g、271.5mmol)、ブロモベンゼン-D5(40.0g、246.8mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(2.8g、2.4mmol)、炭酸カリウム(68.2g、493.7mmol)、テトラブチルアンモニウムブロミド(1.5g、4.9mmol)、トルエン(320mL)、水(160mL)、エタノール(80mL)を丸底フラスコに加え、窒素ガスの保護下において、78℃で12時間攪拌しながら反応させ、室温まで降温し、反応液をトルエンと水で3回分液抽出し、有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧して溶媒を除去して粗体を得、n-ヘプタンを溶離剤として粗体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー法で精製し、白色の固体化合物中間体sub 1-I-A4(37.2g、収率78%)を得た。
中間体sub 1-II-A4の合成:
Figure 2023551739000094

sub1-I-A4(35.0g、180.7mmol)、ビス(ピナコラート)ジボロン(55.0g、216.8mmol)、Pd(dppf)Cl(1.3g、1.8mmol)、KOAc(35.4g、361.4mmol)に1,4-ジオキサン(350mL)を加えて100℃の温度条件下で12h還流反応させた。反応終了時、ジクロロメタンと水で抽出した。MgSOを利用して有機層を乾燥させて濃縮させ、ジクロロメタンとn-ヘプタンを溶離剤として粗体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー法で精製し、白色の固体化合物を得てジクロロメタンとn-ヘプタンで再結晶して精製し、化合物sub 1-II-A4(39.6g、収率77%)を取得した。
中間体sub 1-A4の合成:
Figure 2023551739000095

sub A-II-A4(19.1g、66.9mmol)、2-クロロ-4-ヨードジベンゾフラン(20.0g、60.8mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0.7g、0.6mmol)、炭酸カリウム(16.8g、121.7mmol)、テトラブチルアンモニウムブロミド(0.2g、0.6mmol)、トルエン(160mL)、水(80mL)、エタノール(40mL)を丸底フラスコに加え、窒素ガスの保護下において、78℃で6時間攪拌しながら反応させ、室温まで降温し、反応液をトルエンと水で3回分液抽出し、有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧して溶媒を除去して粗体を得、以ジクロロメタン/n-ヘプタンを溶離剤として粗体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー法で精製し、白色の固体化合物中間体sub 1-A4(15.7g、収率72%)を得た。
中間体sub 1-A4の合成方法を参照し、3-クロロフェニルボロン酸の代わりに以下の表1における反応物Aを用い、2-クロロ-4-ヨードジベンゾフランの代わりに反応物Bを用い、以下の表1に示す中間体sub 1-AXを合成した。
Figure 2023551739000096
Figure 2023551739000097
中間体sub A-1の合成:
Figure 2023551739000098

sub 1-A1(35.0g、127.3mmol)、ロインドロ[2,3-a]カルバゾール(39.1g、152.8mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(2.3g、2.5mmol)、X-Phos(2.4g、5.0mmol)、ナトリウムtert-ブトキシド(30.5g、318.4mmol)とジメチルベンゼン(800mL)を丸底フラスコに加え、窒素ガスの保護下において、140℃で5時間攪拌しながら反応させ、室温まで降温し、反応液をトルエンと水で3回分液抽出し、有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧して溶媒を除去し、粗体を得た。ジクロロメタン/n-ヘプタンを溶離剤として粗体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー法で精製し、黄色の固体生成物sub A-1(47.2g、収率75%)を得た。
中間体sub A-1の合成方法を参照し、中間体sub 1-A1の代わりに以下の表2における中間体sub 1-AXを用い、インドロ[2,3-a]カルバゾールの代わりに反応物Cを用い、以下の表に示す中間体sub A-X構造を合成した。
Figure 2023551739000099
Figure 2023551739000100
化合物A38の合成:
Figure 2023551739000101

中間体sub A-1(6.0g、12.1mmol)、反応物2-(4-ビフェニル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5トリアジン(6.2g、18.1mmol)とN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)(90mL)を丸底フラスコに加え、窒素ガスの保護下において、系の温度を-5℃に下げ、その後、60%の水素化ナトリウム(0.6g、14.5mmol)を加え、室温下で12h反応を継続させ、反応終了後、黄色の固体が析出し、生成物を十分に水洗し、少量のエタノールでリンスして水を除去して粗体を得、ジクロロメタン/n-ヘプタンで再結晶して精製し、化合物A38(6.5g、収率67%)を得た。
化合物1の合成方法を参照し、中間体sub A-1の代わりに以下の表3における反応物Dを用い、2-(4-ビフェニル)-4-クロロ-6-フェニル-1,3,5トリアジンの代わりに反応物Eを用い、以下の表3に示す化合物を合成した。
Figure 2023551739000102
Figure 2023551739000103
Figure 2023551739000104
Figure 2023551739000105
Figure 2023551739000106
以上の化合物のマススペクトルデータは、下記表4に示す。
Figure 2023551739000107
中間体K-1の合成:
Figure 2023551739000108
1,3-ジクロロベンゼン-D4(30.0g、198.65mmol)を4つ口のフラスコに入れ、温度を25℃に制御し、発煙硝酸(13.77g、218.51mmol)と濃硫酸(19.48g、198.65mmol)を順に滴下し、滴下完了後、静置して分層し、有機相を分離し、無水硫酸マグネシウムを加えて乾燥させた後、減圧して溶媒を除去し、中間体K-1(30.99g、収率80%)を得た。
中間体S-1の合成:
Figure 2023551739000109

乾燥し且つ窒素ガスで置換された500mLの丸底フラスコにS-A(30g、146.41mmol)、S-B(18.59g、146.41mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(8.45g、7.32mmol)、テトラブチルアンモニウムブロミド(2.36g、7.32mmol)、炭酸カリウム(30.35g、219.62mmol)、トルエン(240mL)、エタノール(120mL)、脱イオン水(60mL)を加え、攪拌条件下で75~80℃に昇温し、8h保持し、その後、反応混合物を室温まで降温し、脱イオン水(200mL)を加え、15分攪拌し、有機相を分離し、無水硫酸マグネシウムを加えて乾燥させた後、減圧して溶媒を除去した。ジクロロメタン/n-ヘプタンを移動相として用いて、得られた粗製品をシリカゲルカラムクロマトグラフィー精製し、中間体S-1(9.1g、収率30%)を得た。
中間体A-1の合成:
Figure 2023551739000110

乾燥し且つ窒素ガスで置換された500mLの丸底フラスコに2,4-ジクロロニトロベンゼン(30g、156.26mmol)、2-ビフェニルボロン酸(34.04g、171.88mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(3.6g、3.12mmol)、テトラブチルアンモニウムブロミド(1.00g、3.13mmol)、炭酸カリウム(64.79g、468.77mmol)、トルエン(240mL)、エタノール(120mL)、脱イオン水(60mL)を加え、攪拌条件下で75~80℃に昇温し、8h保持し、その後、反応混合物を室温まで降温し、脱イオン水(200mL)を加え、15分攪拌し、有機相を分離し、無水硫酸マグネシウムを加えて乾燥させた後、減圧して溶媒を除去した。1:6のジクロロメタン/n-ヘプタンを移動相として用いて、得られた粗製品をシリカゲルカラムクロマトグラフィー精製し、中間体A-1(33.87g、収率70%)を得た。
中間体A-1の合成方法を参照し、2,4-ジクロロニトロベンゼンの代わりに以下の表5における原料1を用い、2-ビフェニルボロン酸の代わりにSM-Xを用い、以下の表5における中間体A-Xを合成した。
Figure 2023551739000111
Figure 2023551739000112
Figure 2023551739000113
中間体B-1の合成:
Figure 2023551739000114

乾燥し且つ窒素ガスで置換された丸底フラスコに中間体A-1(30g、96.85mmol)、トリフェニルホスフィン(63.51g、242.14mmol)、o-ジクロロベンゼン(300mL)を加え、攪拌条件下で170℃に昇温し、18h保持し、その後、反応混合物を室温まで降温し、常圧で蒸留してo-ジクロロベンゼンを除去し、トルエン(200mL)を加え、15分攪拌し、その後、減圧して溶媒を除去した。ジクロロメタン/n-ヘプタンを移動相として用いて、得られた粗製品をシリカゲルカラムクロマトグラフィー精製し、中間体B-1(13.45g、収率50%)を得た。
中間体B-1の合成方法を参照し、中間体A-1の代わりに中間体A-Xを用いて以下の表6における中間体B-Xを合成した。
Figure 2023551739000115
Figure 2023551739000116
Figure 2023551739000117
中間体C-1の合成:
Figure 2023551739000118

乾燥し且つ窒素ガスで置換された丸底フラスコに中間体B-1(15g、54.0mmol)、ヨードベンゼン(16.53g、81.0mmol)、ヨウ化第一銅(1.03g、5.4mmol)、炭酸カリウム(18.63g、135.01mmol)、1,10-フェナントロリン一水和物(0.54g、2.7mmol)、18-クラウン-6(1.43g、5.4mmol)、DMF(150mL)を加え、攪拌条件下で150℃に昇温し、16h保持し、その後、反応混合物を室温まで降温し、酢酸エチル(200mL)と脱イオン水(200mL)を加え、15分攪拌し、有機相を分離し、無水硫酸マグネシウムを加えて乾燥させた後、減圧して溶媒を除去した。ジクロロメタン/n-ヘプタンを移動相として用いて、得られた粗製品をシリカゲルカラムクロマトグラフィー精製し、中間体C-1(12.4g、収率65%)を得た。
中間体C-1の合成方法を参照し、中間体B-1の代わりに以下の表7における中間体B-Xを用い、ヨードベンゼンの代わりに原料2を用い、以下の表7における中間体C-Xを合成した。
Figure 2023551739000119
Figure 2023551739000120
Figure 2023551739000121
Figure 2023551739000122
Figure 2023551739000123
Figure 2023551739000124
Figure 2023551739000125
Figure 2023551739000126
中間体CM-1の合成:
Figure 2023551739000127

乾燥し且つ窒素ガスで置換された丸底フラスコに中間体C-24(20g、56.04mmol)、ビス(ピナコラート)ジボロン(21.35g、84.06mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(1.54g、1.68mmol)、酢酸カリウム(11.00g、112.09mmol)、2-ジシクロヘキシルホスフィノ-2’,4’,6’-トリイソプロピルビフェニル(1.60g、3.36mmol)、1,4-ジオキサン(200mL)を加え、攪拌条件下で100℃に昇温し、16h保持し、その後、反応混合物を室温まで降温し、酢酸エチル(200mL)と脱イオン水(200mL)を加え、15分攪拌し、有機相を分離し、無水硫酸マグネシウムを加えて乾燥させた後、減圧して溶媒を除去した。ジクロロメタン/n-ヘプタンを移動相として用いて、得られた粗製品をシリカゲルカラムクロマトグラフィー精製し、CM-1(17.6g、収率70%)を得た。
CM-1の合成方法を参照し、中間体C-24の代わりに以下の表8における中間体C-25を用い、以下の表8における中間体CM-2を合成した。
Figure 2023551739000128
中間体D-1の合成:
Figure 2023551739000129

乾燥し且つ窒素ガスで置換された丸底フラスコにカルバゾール-D8(20g、114.12mmol)、N-ブロモスクシニミド(NBS)(50.78g、285.29mmol)、DMF(200mL)を加え、攪拌条件下で室温下攪拌し、16h保持し、その後、反応混合物に酢酸エチル(200mL)と脱イオン水(200mL)を加え、有機相を分離し、無水硫酸マグネシウムを加えて乾燥させた後、減圧して溶媒を除去し、中間体D-1(12.42g、収率43%)を得た。
中間体E-1の合成:
Figure 2023551739000130

乾燥し且つ窒素ガスで置換された丸底フラスコに中間体D-1(10g、39.50mmol)、ヨードベンゼン(12.08g、59.25mmol)、ヨウ化第一銅(0.75g、3.95mmol)、炭酸カリウム(13.65g、98.76mmol)、1,10-フェナントロリン一水和物(0.39g、1.98mmol)、18-クラウン-6(1.04g、3.95mmol)、DMF(100mL)を加え、攪拌条件下で150℃に昇温し、16h保持し、その後、反応混合物を室温まで降温し、酢酸エチル(200mL)と脱イオン水(200mL)を加え、15分攪拌し、有機相を分離し、無水硫酸マグネシウムを加えて乾燥させた後、減圧して溶媒を除去した。ジクロロメタン/n-ヘプタンを移動相として用いて、得られた粗製品をシリカゲルカラムクロマトグラフィー精製し、中間体E-1(6.89g、収率53%)を得た。
中間体E-1の合成方法を参照し、ヨードベンゼンの代わりに以下の表9における原料3を用い、以下の表9における中間体E-Xを合成した。
Figure 2023551739000131
Figure 2023551739000132
Figure 2023551739000133
中間体F-1の合成:
Figure 2023551739000134

中間体E-1(10g、30.37mmol)をTHF(100ml)が入れられた三つ口のフラスコに加え、-80℃でn-ブチルリチウム(2.07g、31.89mmol)を滴下し、滴下完了後、1h保温した後、ホウ酸トリメチル(4.73g、45.56mmol)を滴下し、1h保温を継続した後、室温に昇温して一晩攪拌した。塩酸(2mol/L)を加えてpHを中性に調節し、その後、濾過して白色の粗体を得、n-ヘプタンで叩解して中間体F-1(5.36g、収率60%)を得た。
中間体F-1の合成方法を参照し、E-1の代わりに以下の表10における原料4を用い、以下の表10における中間体F-Xを合成した。
Figure 2023551739000135
Figure 2023551739000136
Figure 2023551739000137
化合物221の合成:
Figure 2023551739000138

乾燥し且つ窒素ガスで置換された丸底フラスコに中間体C-1(10g、28.26mmol)、中間体F-1(8.72g、29.67mmol)、酢酸パラジウム(0.06g、0.28mmol)、x-phos(0.27g、0.56mmol)、炭酸カリウム(7.81g、56.52mmol)、トルエン(80mL)、エタノール(40mL)、脱イオン水(20mL)を加え、攪拌条件下で75~80℃に昇温し、8h保持し、その後、反応混合物を室温まで降温し、脱イオン水(200mL)を加え、15分攪拌し、有機相を分離し、無水硫酸マグネシウムを加えて乾燥させた後、減圧して溶媒を除去した。ジクロロメタン/n-ヘプタンを移動相として用いて、得られた粗製品をシリカゲルカラムクロマトグラフィー精製し、化合物221(12.03g、収率75%)を得た。
化合物221の合成方法を参照し、中間体C-1の代わりに以下の表11における原料Cを用い、中間体F-1の代わりに原料Fを用い,以下の表11における化合物を合成した。
Figure 2023551739000139
Figure 2023551739000140
Figure 2023551739000141
Figure 2023551739000142
Figure 2023551739000143
Figure 2023551739000144
Figure 2023551739000145
Figure 2023551739000146
Figure 2023551739000147
Figure 2023551739000148
Figure 2023551739000149
Figure 2023551739000150
以上に合成した化合物に対してマススペクトル解析を行い、下記表12に示すデータを得た。
Figure 2023551739000151
一部の化合物の核磁気データは、下記表13に示す。
Figure 2023551739000152
有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造及び評価
実施例1:緑色有機エレクトロルミネッセンスデバイス
以下のプロセスにより陽極を製造した。ITO(100A)/Ag(1000A)/ITO(100A)の総厚さが1200AのITO基板を40mm(長さ)×40mm(幅)×0.7mm(厚さ)のサイズに切り、フォトリソグラフィ工程を採用し、それを陰極、陽極及び絶縁層パターンを有する実験基板に製造し、且つ紫外線オゾン及びO:Nプラズマを利用して表面処理を行うことで、陽極の仕事関数を高めてもよいし、有機溶媒を採用してITO基板の表面を洗浄することで、ITO基板の表面の不純物及び油汚れを除去してもよい。
実験基板(陽極)上にHAT-CNを真空蒸着して、厚さが100Aの正孔注入層(HIL)を形成し、そして正孔注入層上にNPBを真空蒸着して、厚さが1120Aの正孔輸送層を形成した。
正孔輸送層上にTAPCを真空蒸着して、厚さが380Aの正孔補助層を形成した。
そして、正孔補助層上に、化合物285(第2の化合物)と化合物A6(第1の化合物)を60%:40%の質量%で発光層のホスト材料として共蒸着するとともに、8%のドーピング比率でゲスト材料Ir(ppy)2acacを混合して共蒸着し、厚さが340Aの緑光発光層(EML)を形成した。
発光層上に、化合物ET-1とLiQを1:1の重量比で混合して蒸着し、厚さが320Aの電子輸送層(ETL)を形成し、Ybを電子輸送層上に蒸着して厚さが15Aの電子注入層(EIL)を形成し、そしてマグネシウム(Mg)と銀(Ag)を混合し、1:9の蒸着レートで電子注入層上に真空蒸着し、厚さが120Aの陰極を形成した。
なお、上記陰極上に厚さが600AのCP-1を真空蒸着することで、緑色有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造を完了させた。
実施例2~実施例56:
発光層を製造する時、実施例1における発光層のホスト化合物の組み合わせの代わりに表14における化合物の組み合わせを用いた以外、実施例1と同様の方法で有機エレクトロルミネッセンスデバイスを製造した。
比較例1~比較例4
発光層を製造する時、実施例1における発光層のホスト化合物の組み合わせの代わりに表15における化合物の組み合わせを用いた以外、実施例1と同様の方法で有機エレクトロルミネッセンスデバイスを製造した。
ただし、有機エレクトロルミネッセンスデバイスを製造する時、比較例と実施例で用いられる各材料の構造は、以下のとおりである。
Figure 2023551739000153
実施例1~56と比較例1~4で製造された緑色有機エレクトロルミネッセンスデバイスに対して性能テストを行い、具体的に10 mA/cmの条件下でデバイスのIVL性能をテストし、T95デバイスの寿命を20mA/cmの条件下でテストし、テスト結果は、以下の表14に示す。
Figure 2023551739000154
Figure 2023551739000155
Figure 2023551739000156
Figure 2023551739000157
Figure 2023551739000158
表14の結果から分かるように、本出願の実施例は、比較例1~4と比較すると、電流効率(Cd/A)が少なくとも16.2%高まり、寿命が少なくとも22.8%高まった。
上記結果から分かるように、本出願は、特定の発光層のホスト材料で構成される有機エレクトロルミネッセンスデバイスを提供し、比較例1~4と比較すると、デバイス性能が顕著に改善された。
実施例57~実施例58
発光層を製造する時、実施例1における発光層のホスト化合物の混合比率の代わりに表15における発光層のホスト化合物の混合比率(質量%)を用いた以外、実施例1と同様の方法で有機エレクトロルミネッセンスデバイスを製造した。
実施例59~実施例60
発光層を製造する時、実施例2における発光層のホスト化合物の混合比率の代わりに表15における発光層のホスト化合物の混合比率(質量%)を用いた以外、実施例2と同様の方法で有機エレクトロルミネッセンスデバイスを製造した。
Figure 2023551739000159
以上の表15を参照し、実施例1と実施例2と比較すると、実施例57~60における発光層のホスト化合物の混合比率は、異なり、デバイスの性能も変化した。具体的に、実施例1は、実施例57と実施例58と比較すると、電流効率が少なくとも7.5%高まり、同様に、実施例2は、実施例59と実施例60と比較すると、電流効率が少なくとも8.8%高まった。そのため、本出願の第2の化合物と第1の化合物との質量比が60%:40%である場合、デバイス性能が最適であった。
本出願の有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、電荷バランスが調節するために、電子特性が強い第1の化合物、及び、正孔の特性が比較的強い第2の化合物からなり、有機エレクトロルミネッセンスデバイスが優れた特性を有する。ただし、有機エレクトロルミネッセンスデバイス用の第2の化合物は、特定の3,3位で連結したビスカルバゾールを母核として使用し、ビスカルバゾール結合手の少なくとも2つのオルト位で重水素化され、且つそのうち1つのカルバゾール環にアリールが連結され、ビスカルバゾール上に電子供与基が連結される。このような特定の組み合わせにより、2つのカルバゾール環の間のねじれ角度が小さくなり、共役性が高まり、ホスト材料の正孔移動度及び電荷輸送バランスが高まる。
そして、本出願で用いられる2種類の材料において、重水素基が同時に導入されることで、化合物の分子体積を縮小し、2種類の化合物間の分子距離を低減させ、キャリアの輸送効率を高めることができ、それによって、材料の積層特性及び化学的安定性を顕著に高める。上記2種類の材料を緑色有機エレクトロルミネッセンスデバイスの混合ホスト材料として用いることで、有機エレクトロルミネッセンスデバイスの作動電圧を低減させ、デバイスの発光効率を高め、使用寿命を延ばすことができる。
100 陽極
200 陰極
300 有機層
310 正孔注入層
321 正孔輸送層
322 正孔補助層
330 有機発光層
340 正孔バリア層
350 電子輸送層
360 電子注入層
400 電子装置
電子輸送層350は、単層構造であってもよく、多層構造であってもよく、1種又は複数種の電子輸送材料を含んでいてもよい。電子輸送材料は、ベンズイミダゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、キノキサリン誘導体又はその他の電子輸送材料から選択されてもよいが、本出願ではこれについて特に限定をしない。一例として、本出願のいくつかの実施形態において、電子輸送層350は、ET-01及びLiQからなるものであってもよい。前記電子輸送層350の材料は、以下の化合物を含むが、これらに限らない。
Figure 2023551739000215
中間体sub 1-A4の合成:
Figure 2023551739000216

sub -II-A4(19.1g、66.9mmol)、2-クロロ-4-ヨードジベンゾフラン(20.0g、60.8mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0.7g、0.6mmol)、炭酸カリウム(16.8g、121.7mmol)、テトラブチルアンモニウムブロミド(0.2g、0.6mmol)、トルエン(160mL)、水(80mL)、エタノール(40mL)を丸底フラスコに加え、窒素ガスの保護下において、78℃で6時間攪拌しながら反応させ、室温まで降温し、反応液をトルエンと水で3回分液抽出し、有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧して溶媒を除去して粗体を得、以ジクロロメタン/n-ヘプタンを溶離剤として粗体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー法で精製し、白色の固体化合物中間体sub 1-A4(15.7g、収率72%)を得た。

Claims (19)

  1. 陰極、陽極及び有機層を含む有機エレクトロルミネッセンスデバイスであって、
    前記陰極と前記陽極とは、対向して設けられ、
    前記有機層は、前記陰極と前記陽極との間に位置し、
    前記有機層は、有機発光層を含み、
    前記有機発光層は、第1の化合物と第2の化合物を含み、
    前記第1の化合物は、式1に示す化合物から選択され、
    Figure 2023551739000160

    (X、X及びXは、それぞれ独立して、C(H)又はNから選択され、少なくとも1つは、Nから選択され、
    各基Aは、それぞれ独立して、水素又は式1-Aから選択され、eは、Dの個数であり、0、1、2、3、4、5から選択され、少なくとも1つの基Aは、式1-Aから選択され、
    aは、基Aの個数であり、1、2、3、4、5、6又は7から選択され、
    各R、R、R、R及びRは、それぞれ独立して、重水素、ハロゲン基、シアノ又は炭素数1~10のアルキルから選択され、
    は、Rの個数を示し、nは、0、1、2、3又は4から選択され、nが1よりも大きい場合、いずれか2つのRは、同じであるか又は異なり、
    は、Rの個数を示し、nは、0、1又は2から選択され、nが1よりも大きい場合、いずれか2つのRは、同じであるか又は異なり、
    は、Rの個数を示し、nは、0、1、2、3又は4から選択され、nが1よりも大きい場合、いずれか2つのRは、同じであるか又は異なり、
    は、Rの個数を示し、nは、0、1、2、3又は4から選択され、nが1よりも大きい場合、いずれか2つのRは、同じであるか又は異なり、
    は、Rの個数を示し、nは、0、1、2、3又は4から選択され、nが1よりも大きい場合、いずれか2つのRは、同じであるか又は異なり、
    各L、L、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、炭素数6~30の置換又は非置換のアリーレン、炭素数3~30の置換又は非置換のヘテロアリーレンから選択され、
    Ar及びArは、それぞれ独立して、炭素数6~30の置換又は非置換のアリール、炭素数3~30の置換又は非置換のヘテロアリールから選択され、
    Xは、O又はSから選択され、
    mは、0又は1から選択される)
    前記第2の化合物は、式2に示す化合物から選択される、有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
    Figure 2023551739000161

    (式では、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、炭素数6~30の置換又は非置換のアリーレン、炭素数3~30の置換又は非置換のヘテロアリーレンから選択され、
    は、単結合、炭素数6~30の置換又は非置換のアリーレンから選択され、
    Ar及びArは、それぞれ独立して、炭素数6~30の置換又は非置換のアリール、炭素数3~30の置換又は非置換のヘテロアリールから選択され、
    Arは、炭素数6~30の置換又は非置換のアリールであり、
    、R、R、R、R10、R11、R12、R13、R14及びR15は、それぞれ独立して、水素又は重水素から選択され、R、R12、R13及びR14のうちの少なくとも2つは、重水素であり、
    各R16は、それぞれ独立して、水素又は重水素から選択され、
    16は、R16の個数であり、1、2又は3から選択され、n16が1よりも大きい場合、いずれか2つのR16は、同じであるか又は異なり、
    前記各L、L、L、L、L、L、L、Ar、Ar、Ar、Ar及びArにおける置換基は、それぞれ独立して、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数3~12のヘテロアリール、炭素数6~12のアリール、炭素数3~12のトリアルキルシリル、炭素数18~24のトリアリールシリル、炭素数1~10のアルキル、炭素数1~10のハロアルキル、炭素数3~10のシクロアルキル、炭素数2~10のヘテシクロアルキル又は炭素数1~10のアルコキシから選択され、
    任意選択的に、Ar、Ar、Arにおいて、いずれか2つの隣接する置換基は、環を形成する。)
  2. 前記第1の化合物では、Lは、単結合又はフェニレンから選択される、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
  3. 前記第1の化合物では、各L、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、炭素数6~20の置換又は非置換のアリーレン、炭素数12~20の置換又は非置換のヘテロアリーレンから選択され、
    選択的に、前記各L、L及びLにおける置換基は、それぞれ独立して、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数1~5のアルキル又はフェニルから選択される、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
  4. 前記第1の化合物では、各L、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換又は非置換のフェニレン、置換又は非置換のナフチレン、置換又は非置換のビフェニレン、置換又は非置換カルバゾリレン、置換又は非置換のジベンゾチエニレン、置換又は非置換のジベンゾフラニレンから選択され、
    選択的に、前記各L、L及びLにおける置換基は、それぞれ独立して、重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、t-ブチル、フェニルから選択される、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
  5. 前記第1の化合物では、Ar及びArは、それぞれ独立して、炭素数6~25のアリール、炭素数5~20の置換又は非置換のヘテロアリールから選択され、
    選択的に、前記Ar及びArにおける置換基は、それぞれ独立して、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数1~5のアルキル、炭素数5~10のシクロアルキル、炭素数6~12のアリール又は炭素数18のトリアリールシリルから選択される、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
  6. 前記第1の化合物では、Ar及びArは、それぞれ独立して、置換又は非置換のフェニル、置換又は非置換のナフチル、置換又は非置換のフェナントリル、置換又は非置換のビフェニル、置換又は非置換のフルオレン、置換又は非置換のターフェニル、置換又は非置換のピリジル、置換又は非置換のカルバゾリル、置換又は非置換のジベンゾフラニル、置換又は非置換のジベンゾチエニルから選択され、
    選択的に、前記Ar及びArにおける置換基は、それぞれ独立して、重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、t-ブチル、フェニル、ナフチル、ビフェニル、トリフェニルシリル、シクロヘキサン又はアダマンチルから選択される、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
  7. 前記第1の化合物では、Ar及びArは、それぞれ独立して、置換又は非置換の基Gから選択され、ただし、非置換の基Gは、下記基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ッセンスデバイス。
    Figure 2023551739000162

    (式では、
    Figure 2023551739000163

    は化学結合を示し、置換の基Gは、1つ又は複数の置換基を含み、前記置換基は、それぞれ独立して、重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、t-ブチル、フェニル、ナフチル、ビフェニル、トリフェニルシリル、シクロヘキサン又はアダマンチルから選択され、前記置換の基Gが複数の置換基を含む場合、前記置換基は、同じであるか又は異なる。)
  8. 前記第1の化合物は、下記化合物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ッセンスデバイス。
    Figure 2023551739000164
    Figure 2023551739000165
    Figure 2023551739000166
    Figure 2023551739000167
    Figure 2023551739000168
    Figure 2023551739000169
    Figure 2023551739000170
    Figure 2023551739000171
    Figure 2023551739000172
    Figure 2023551739000173
    Figure 2023551739000174
    Figure 2023551739000175
    Figure 2023551739000176
    Figure 2023551739000177
  9. 前記第2の化合物では、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、炭素数6~12の置換又は非置換のアリーレン、炭素数の12~18の置換又は非置換のヘテロアリーレンから選択され、
    選択的に、L及びLにおける置換基は、同じであるか又は異なり、それぞれ独立して、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数1~5のアルキル又はフェニルから選択される、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
  10. 前記第2の化合物では、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換又は非置換のフェニレン、置換又は非置換のナフチレン、置換又は非置換のビフェニレン、置換又は非置換のカルバゾリレン、置換又は非置換のジベンゾフラニレン、置換又は非置換のジベンゾチエニレンから選択され、
    選択的に、L及びLにおける置換基は、同じであるか又は異なり、それぞれ独立して、重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、t-ブチル又はフェニルから選択される、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
  11. 前記第2の化合物では、Lは、単結合又はフェニレンから選択される、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
  12. 前記第2の化合物では、Ar及びArは、それぞれ独立して、炭素数6~25の置換又は非置換のアリール、炭素数12~20の置換又は非置換のヘテロアリールから選択され、
    選択的に、Ar及びArにおける置換基は、同じであるか又は異なり、それぞれ独立して、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数1~5のアルキル又は炭素数6~12のアリールから選択され、
    任意選択的に、Ar、Arにおいて、いずれか2つの隣接する置換基は、炭素数5~13の飽和又は不飽和環を形成する、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
  13. 前記第2の化合物では、Ar及びArは、それぞれ独立して、置換又は非置換のフェニル、置換又は非置換のナフチル、置換又は非置換のビフェニル、置換又は非置換のターフェニル、置換又は非置換のフェナントリル、置換又は非置換のフルオレン、置換又は非置換のジベンゾフラニル、置換又は非置換のカルバゾリル、置換又は非置換のジベンゾチエニルから選択され、
    選択的に、Ar及びArにおける置換基は、同じであるか又は異なり、それぞれ独立して、重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、t-ブチル、フェニル、ナフチルから選択され、
    任意選択的に、Ar、Arにおいて、いずれか2つの隣接する置換基は、フルオレン環を形成する、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
  14. 前記第2の化合物では、Ar及びArは、それぞれ独立して、置換の基W又は非置換の基Wから選択され、非置換の基Wは、以下の基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ッセンスデバイス。
    Figure 2023551739000178

    (式では、
    Figure 2023551739000179

    は化学結合を示し、置換の基Wは、1つ又は複数の置換基を含み、前記置換基は、重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、t-ブチル、フェニル又はナフチルから選択され、前記置換の基Wが複数の置換基を含む場合、前記置換基は、同じであるか又は異なる。)
  15. 前記第2の化合物では、Arは、炭素数6~20の置換又は非置換のアリールであり、
    選択的に、Arにおける置換基は、同じであるか又は異なり、それぞれ独立して、重水素、ハロゲン基、シアノ、炭素数1~5のアルキル又はフェニルから選択される、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
  16. 前記第2の化合物では、Arは、置換又は非置換のフェニル、置換又は非置換のナフチル、置換又は非置換のビフェニルから選択され、
    選択的に、Arにおける置換基は、同じであるか又は異なり、それぞれ独立して、重水素、フッ素、シアノ、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、t-ブチル又はフェニルから選択される、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
  17. 前記第2の化合物では、R13、R14及びR15は、いずれも重水素であるか、又は、R、R11及びR12は、いずれも重水素であり、
    又は、前記第2の化合物では、R、R、R、R、R10、R11及びR12は、いずれも重水素である、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
  18. 前記第2の化合物は、下記化合物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ッセンスデバイス。
    Figure 2023551739000180
    Figure 2023551739000181
    Figure 2023551739000182
    Figure 2023551739000183
    Figure 2023551739000184
    Figure 2023551739000185
    Figure 2023551739000186
    Figure 2023551739000187
    Figure 2023551739000188
    Figure 2023551739000189
    Figure 2023551739000190
    Figure 2023551739000191
    Figure 2023551739000192
    Figure 2023551739000193
    Figure 2023551739000194
    Figure 2023551739000195
    Figure 2023551739000196
    Figure 2023551739000197
    Figure 2023551739000198
    Figure 2023551739000199
    Figure 2023551739000200
    Figure 2023551739000201
    Figure 2023551739000202
    Figure 2023551739000203
    Figure 2023551739000204
    Figure 2023551739000205
    Figure 2023551739000206
    Figure 2023551739000207
    Figure 2023551739000208
    Figure 2023551739000209
    Figure 2023551739000210
    Figure 2023551739000211
  19. 請求項1~18のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンスデバイスを含む、ことを特徴とする電子装置。
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