JP6924784B2 - 有機電界発光化合物およびそれを含む有機電界発光デバイス - Google Patents

Description

本開示は、有機電界発光化合物およびそれを含む有機電界発光デバイスに関する。

表示デバイスのうち、電界発光デバイス（ＥＬデバイス）は、より広い視角、より高いコントラスト比、およびより速い応答時間を提供するという利点を有する、自己発光デバイスである。最初の有機ＥＬデバイスは、発光層を形成するための材料として芳香族ジアミン小分子およびアルミニウム錯体を使用することにより、Ｅａｓｔｍａｎ Ｋｏｄａｋによって１９８７年に開発された［Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１，９１３，１９８７］。

有機電界発光デバイスの発光効率を決定する最も重要な因子は、発光材料である。これまでは、発光材料として蛍光性材料が広く用いられてきた。しかしながら、電界発光のメカニズムの観点から、リン光性発光材料は、理論的に蛍光性発光材料に比べて発光効率を４倍向上させるため、リン光性発光材料の開発が広く研究されている。これまでは、それぞれ赤色、緑色、および青色の材料として、ビス（２−（２’−ベンゾチエニル）−ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’）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）、およびビス（４，６−ジフルオロフェニルピリジナト−Ｎ、Ｃ２）ピコリナートイリジウム（Ｆｉｒｐｉｃ）を含むイリジウム（ＩＩＩ）錯体が、リン光性材料として広く知られている。

現在、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リン光性ホスト材料である。近年、Ｐｉｏｎｅｅｒ（日本）らは、正孔阻止層材料として用いられるバソクプロイン（ＢＣＰ）およびアルミニウム（ＩＩＩ）ビス（２−メチル−８−キノリネート）（４−フェニルフェノレート）（ＢＡｌｑ）などをホスト材料として用いて、高性能有機電界発光デバイスを開発した。

これらの材料は、良好な発光特性を提供するが、以下の欠点を有する。（１）それらの低いガラス転移温度および乏しい熱安定性のため、真空中での高温蒸着プロセス中にそれらに劣化が生じる可能性があり、デバイスの寿命が減少する。（２）有機電界発光デバイスの電力効率は、［（π／電圧）×電流効率］で得られ、電力効率が電圧に反比例する。リン光性ホスト材料を含む有機電界発光デバイスは、蛍光性材料を含むものよりも高い電流効率（ｃｄ／Ａ）を提供するが、非常に高い駆動電圧が必要とされる。したがって、電力効率（ｌｍ／Ｗ）の点で、メリットはない。（３）さらに、これらの材料が有機電界発光デバイス内に用いられる場合、有機電界発光デバイスの作動寿命は短く、発光効率をさらに改善する必要がある。

発光効率、駆動電圧、および／または寿命を向上させるために、有機電界発光デバイスの有機層のための様々な材料または概念が提案されている。しかしながら、それらは実際に使用するには満足のいくものではなかった。

韓国特許出願公開第ＫＲ２０１５−００７７２２０号は、有機電界発光デバイス用の化合物として、カルバゾールおよびアゼピンを含む縮合構造の化合物を開示する。しかしながら、該特許出願は、インドロカルバゾールおよびアゼピンを含む縮合構造の化合物を具体的に開示していない。

本開示の目的は、ｉ）低い駆動電圧、高い発光効率、および／または優れた寿命特性を有する有機電界発光デバイスを生成できる有機電界発光化合物、ならびにｉｉ）この化合物を含む有機電界発光デバイスを提供することである。

上記課題を解決するために鋭意研究した結果、本発明者らは、上記の目的が以下の式１で表される有機電界発光化合物によって達成され得ることを見出した。

式中、
Ｘ_１〜Ｘ_１３は、それぞれ独立して、ＮまたはＣＲ_１を表し、
Ｌが、単結合、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキレン、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレン、置換もしくは非置換３〜３０員ヘテロアリーレン、または置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキレンを表し、
ＡｒおよびＲ_１が、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、置換もしくは非置換３〜３０員ヘテロアリール、置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ、置換もしくは非置換トリ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルシリル、置換もしくは非置換ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換トリ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、または置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノを表すか、あるいは隣接する置換基に連結されて、置換もしくは非置換の単環もしくは多環式（Ｃ３−Ｃ３０）脂環式もしくは芳香環を形成し、それらの炭素原子が、窒素、酸素、および硫黄から選択される少なくとも１個のヘテロ原子で置き換えられてもよく、
ヘテロアリール（ヘテロアリーレン）が、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、およびＰから選択される少なくとも１個のヘテロ原子を含有し、
ａおよびｂが、それぞれ独立して、１〜２の整数を表す。

本開示に従う有機電界発光化合物を使用することによって、低い駆動電圧、高い発光効率、および／または優れた寿命特性を有する有機電界発光デバイスを生成することができる。

本開示に従う化合物が、従来の化合物と比較して低減した立体障害を有することを示す。

以下、本開示が詳細に記載される。しかしながら、以下の記述は、本開示を説明することを意図しており、本開示の範囲をいかようにも制限することは意図されていない。

本開示は、式１で表される有機電界発光化合物、その化合物を含む有機電界発光材料、およびその材料を含む有機電界発光デバイスに関する。

本開示における「有機電界発光化合物」という用語は、有機電界発光デバイス内に使用され得る化合物を意味し、必要に応じて有機電界発光デバイスを構成するいかなる層内にも含まれ得る。

本開示における「有機電界発光材料」という用語は、有機電界発光デバイス内に使用され得、少なくとも１つの化合物を含み得る材料を意味する。有機電界発光材料は、必要に応じて、有機電界発光デバイスを構成するいずれの層に含まれていてもよい。例えば、有機電界発光材料は、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、または電子注入材料であり得る。

本開示の有機電界発光材料は、式１で表される少なくとも１つの化合物を含み得る。式１で表される化合物は、有機電界発光デバイスを構成する少なくとも１つの層内に含まれ得、発光層に含まれ得るが、それらに限定されない。発光層に含まれる場合は、リン光性ホスト材料として含まれ得る。

以下、式１で表される有機電界発光化合物が、詳細に記載される。

式１の化合物は、以下の式２〜７のうちのいずれか１つで表すことができ、

式中、
Ｘは、ＮまたはＣＲ_１を表し、
Ｒが、置換もしくは非置換のモノまたはジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノを表し、
ｃが、１〜２の整数を表し、
Ｌ、Ａｒ、Ｒ_１、ａ、およびｂが、式１で定義した通りである。

以下、「（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（アルキレン）」は、１〜３０個の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖アルキル（アルキレン）であることを意味し、炭素原子の数は、好ましくは１〜１０個、さらに好ましくは１〜６個であり、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−ブチルなどを含む。「（Ｃ２−Ｃ３０）アルケニル」は、２〜３０個の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖アルケニルであることを意味し、炭素原子の数は、好ましくは２〜２０個、さらに好ましくは２〜１０個であり、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−エニルなどを含む。「（Ｃ２−Ｃ３０）アルキニル」は、２〜３０個の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖アルキニルであることを意味し、炭素原子の数は、好ましくは２〜２０個、さらに好ましくは２〜１０個であり、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−メチルペント−２−イニルなどを含む。「（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル（シクロアルキレン）」は、３〜３０個の炭素原子を有する単環式または多環式炭化水素であることを意味し、炭素原子の数は、好ましくは３〜２０個、さらに好ましくは３〜７個であり、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどを含む。「３〜７員のヘテロシクロアルキル」は、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、およびＰ、好ましくはＯ、Ｓ、およびＮから成る群から選択される少なくとも１個のヘテロ原子、３〜７個の環骨格原子を有するシクロアルキルであることを意味し、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などを含む。「（Ｃ６−Ｃ３０）アリール（アリーレン）」は、６〜３０個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または縮合環式ラジカルであることを意味し、環骨格炭素原子の数は、好ましくは、６〜２０個、さらに好ましくは、６〜１５個であり、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、フルオランテニルなどを含む。「３〜３０員ヘテロアリール（ヘテロアリーレン）」は、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、およびＰから成る群から選択される少なくとも１個、好ましくは１〜４個のヘテロ原子と、３〜３０個の環骨格原子とを有するアリール基であることを意味し、単環式環、または少なくとも１つのベンゼン環と縮合した縮合環であり、部分的に飽和していてもよく、少なくとも１つのヘテロアリール基またはアリール基を単結合によってヘテロアリール基に連結することにより形成されたものであってもよく、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、ピリダジニルなどを含む単環式環型ヘテロアリールと、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、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾイソチアゾリル、ベンゾイソオキサゾリル、ベンゾオキサゾリル、イソインドリル、インドリル、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、カルバゾリル、ベンゾカルバゾリル、フェノキサジニル、フェナントリジニル、ベンゾジオキソリルなどを含む縮合環型ヘテロアリールとを含む。「ハロゲン」は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、およびＩを含む。

本明細書において、「置換もしくは非置換」という表現における「置換」とは、ある特定の官能基中の水素原子が、別の原子または官能基、すなわち置換基で置き換えられることを意味する。Ａｒ、Ｌ、およびＲ_１中の、置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（アルキレン）、置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール（アリーレン）、置換３〜３０員ヘテロアリール（ヘテロアリーレン）、置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル（シクロアルキレン）、置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ、置換トリ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルシリル、置換ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換トリ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換モノもしくはジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ、置換モノもしくはジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、および置換された単環式もしくは多環式（Ｃ３−Ｃ３０）脂環式もしくは芳香環の置換基は、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、非置換もしくは（Ｃ６−Ｃ３０）アリールで置換された５〜３０員ヘテロアリール、非置換もしくは５〜３０員ヘテロアリールで置換された（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、もしくはジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ、非置換もしくは（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルで置換されたモノもしくはジ（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、および（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールから成る群から選択される少なくとも１つであり、好ましくは、それぞれ独立して、（Ｃ１−Ｃ６）アルキル、非置換または（Ｃ１−Ｃ６）アルキルもしくは（Ｃ６−Ｃ１２）アリールで置換された（Ｃ６−Ｃ２５）アリール、非置換もしくは（Ｃ６−Ｃ１２）アリールで置換された５〜２０員ヘテロアリール、および（Ｃ１−Ｃ６）アルキル（Ｃ６−Ｃ１２）アリールから成る群から選択される少なくとも１つである。

上記の式１中、Ｘ_１〜Ｘ_１３は、それぞれ独立して、ＮまたはＣＲ_１を表す。

Ｌは、単結合、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキレン、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレン、置換もしくは非置換３〜３０員ヘテロアリーレン、または置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキレンを表し、好ましくは、単結合、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ１５）アリーレン、または置換もしくは非置換５〜１５員ヘテロアリーレンを表し、さらに好ましくは、単結合、非置換（Ｃ６−Ｃ１５）アリーレン、または非置換５〜１５員ヘテロアリーレンを表す。

ＡｒおよびＲ_１は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、置換もしくは非置換３〜３０員ヘテロアリール、置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ、置換もしくは非置換トリ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルシリル、置換もしくは非置換ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換トリ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、または置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノを表すか、あるいは隣接する置換基に連結されて、置換もしくは非置換の単環式もしくは多環式（Ｃ３−Ｃ３０）脂環式もしくは芳香環を形成し、それらの炭素原子が、窒素、酸素、および硫黄から選択される少なくとも１個のヘテロ原子で置き換えられてもよい。Ａｒは、好ましくは、水素、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリール、置換もしくは非置換５〜２０員ヘテロアリール、または置換もしくは非置換ジ（Ｃ６−Ｃ１５）アリールアミノを表し、さらに好ましくは水素、非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリール、非置換もしくは（Ｃ１−Ｃ６）アルキル、（Ｃ６−Ｃ２５）アリール、５〜２０員ヘテロアリール、または（Ｃ１−Ｃ６）アルキル（Ｃ６−Ｃ１５）アリールで置換された５〜２０員ヘテロアリール、あるいは非置換ジ（Ｃ６−Ｃ１５）アリールアミノを表す。Ｒ_１は、好ましくは水素、または置換もしくは非置換ジ（Ｃ６−Ｃ１５）アリールアミノを表すか、あるいは隣接する置換基に連結されて、置換もしくは非置換の単環式もしくは多環式（Ｃ３−Ｃ１５）脂環式もしくは芳香環を形成し、それらの炭素原子が、窒素、酸素、および硫黄から選択される少なくとも１個のヘテロ原子で置き換えられてもよく、さらに好ましくは水素、または非置換もしくは（Ｃ１−Ｃ６）アルキルで置換されたジ（Ｃ６−Ｃ１５）アリールアミノを表すか、あるいは隣接する置換基に連結されて、非置換の単環式（Ｃ３−Ｃ１５）芳香環、例えば、ベンゼン環を形成する。

具体的には、Ａｒは、置換もしくは非置換フェニル、置換もしくは非置換ナフチル、置換もしくは非置換ビフェニル、置換もしくは非置換テルフェニル、置換もしくは非置換トリアジニル、置換もしくは非置換ピリミジニル、置換もしくは非置換キナゾリニル、置換もしくは非置換ベンゾキナゾリニル、置換もしくは非置換キノキサリニル、置換もしくは非置換ベンゾキノキサリニル、置換もしくは非置換キノリル、置換もしくは非置換ベンゾキノリル、置換もしくは非置換イソキノリル、置換もしくは非置換ベンゾイソキノリル、置換もしくは非置換トリアゾリル、置換もしくは非置換ピラゾリル、置換もしくは非置換ジベンゾチオフェニル、置換もしくは非置換ベンゾチオフェニル、置換もしくは非置換ジベンゾフラニル、または置換もしくは非置換ベンゾフラニルであり得る。さらに具体的には、Ａｒは、アリールまたはヘテロアリールで置換されたトリアジニル、ピリミジニル、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、キノリル、ベンゾキノリル、イソキノリル、ベンゾイソキノリル、トリアゾリル、ピラゾリル、ジベンゾチオフェニル、ベンゾチオフェニル、ジベンゾフラニル、またはベンゾフラニルであり得る。

本開示の一実施形態に従って、上記の式１中、Ｘ_１〜Ｘ_１３が、それぞれ独立して、ＮまたはＣＲ_１を表し、Ｌが、単結合、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ１５）アリーレン、または置換もしくは非置換５〜１５員ヘテロアリーレンを表し、Ａｒが、水素、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリール、置換もしくは非置換５〜２０員ヘテロアリール、または置換もしくは非置換ジ（Ｃ６−Ｃ１５）アリールアミノを表し、Ｒ_１が、水素、または置換もしくは非置換ジ（Ｃ６−Ｃ１５）アリールアミノを表すか、あるいは隣接する置換基に連結されて、置換もしくは非置換の単環式もしくは多環式（Ｃ３−Ｃ１５）脂環式もしくは芳香環を形成し、それらの炭素原子が、窒素、酸素、および硫黄から選択される少なくとも１個のヘテロ原子で置き換えられてもよい。

本開示の別の実施形態に従って、上記の式１中、Ｘ_１〜Ｘ_１３が、それぞれ独立して、ＮまたはＣＲ_１を表し、Ｌが、単結合、非置換（Ｃ６−Ｃ１５）アリーレン、または非置換５〜１５員ヘテロアリーレンを表し、Ａｒが、水素；非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリール；非置換または（Ｃ１−Ｃ６）アルキル、（Ｃ６−Ｃ２５）アルキル、５〜２０員ヘテロアリール、もしくは（Ｃ１−Ｃ６）アルキル（Ｃ６−Ｃ１５）アリールで置換された５〜２０員ヘテロアリール；あるいは非置換ジ（Ｃ６−Ｃ１５）アリールアミノを表し、Ｒ_１が、水素、または非置換もしくは（Ｃ１−Ｃ６）アルキルで置換されたジ（Ｃ６−Ｃ１５）アリールアミノを表すか、あるいは隣接する置換基に連結されて、非置換の単環式（Ｃ３−Ｃ１５）芳香環を形成する。

式１で表される有機電界発光化合物は、以下の化合物を含むが、それらに限定されない。

本開示に従う有機電界発光化合物は、当業者に既知の合成方法によって調製され得る。例えば、以下の反応スキームに従って調製することができる。

式中、Ｘ_１〜Ｘ_１３、Ｌ、Ａｒ、Ｒ_１、ａ、およびｂは、式１で定義した通りであり、Ｈａｌがハロゲンを表す。

本開示は、式１の有機電界発光化合物を含む有機電界発光材料およびその材料を含む有機電界発光デバイスを提供する。

上記の材料は、本開示のみに従う有機電界発光化合物から構成され得るか、または有機電界発光材料中で概して使用される従来の材料をさらに含み得る。

本開示に従う有機電界発光デバイスは、第１の電極、第２の電極、および第１の電極と第２の電極との間の少なくとも１つの有機層を含む。有機層は、式１の少なくとも１つの有機電界発光化合物を含み得る。

第１の電極および第２の電極のうちの一方が陽極であり得、他方が陰極であり得る。有機層は、発光層を含むことができ、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、および電子阻止層から選択される少なくとも１つの層をさらに含むことができる。

本開示の式１の有機電界発光化合物は、発光層内に含まれ得る。発光層内で使用される場合、本開示の式１の有機電界発光化合物は、ホスト材料として含まれ得る。好ましくは、発光層は、１つ以上のドーパントをさらに含み得る。必要であれば、本開示の有機電界発光化合物は、共同ホスト材料として使用できる。すなわち、発光層は、本開示の式１の有機電界発光化合物（第１のホスト材料）以外の化合物を、第２のホスト材料として追加で含むことができる。ここでは、第１のホスト材料の第２のホスト材料に対する重量比は、１：９９〜９９：１の範囲である。

第２のホスト材料は、既知のホストのうちのいずれであってもよい。下記の式１１〜１６の化合物から成る群から選択されるホストは、発光効率の点で好ましい場合がある。
Ｈ−（Ｃｚ−Ｌ_４）_ｈ−Ｍ -----------（１１）
Ｈ−（Ｃｚ）_ｉ−Ｌ_４−Ｍ -----------（１２）

式中、
Ｃｚは以下の構造を表す。

Ａは、−Ｏ−または−Ｓ−を表し、
Ｒ_２１〜Ｒ_２４が、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、置換もしくは非置換５〜３０員ヘテロアリール、または−ＳｉＲ_２５Ｒ_２６Ｒ_２７を表し、Ｒ_２５〜Ｒ_２７が、それぞれ独立して、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、または置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリールを表し、Ｌ_４が、単結合、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレン、または置換もしくは非置換５〜３０員ヘテロアリーレンを表し、Ｍが、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、または置換もしくは非置換５〜３０員ヘテロアリールを表し、Ｙ_１およびＹ_２が、それぞれ独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｎ（Ｒ_３１）−、または−Ｃ（Ｒ_３２）（Ｒ_３３）−を表すが、但し、Ｙ_１およびＹ_２は同時に存在せず、Ｒ_３１〜Ｒ_３３が、それぞれ独立して、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、または置換もしくは非置換５〜３０員ヘテロアリールを表し、Ｒ_３２およびＲ_３３は同じであっても異なってもよく、ｈおよびｉが、それぞれ独立して、１〜３の整数を表し、ｊ、ｋ、ｌ、およびｍが、それぞれ独立して、０〜４の整数を表し、ｑが０〜３の整数を表し、ｈ、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、またはｑが、２以上の整数である場合、各（Ｃｚ−Ｌ_４）、各（Ｃｚ）、各Ｒ_２１、各Ｒ_２２、各Ｒ_２３、または各Ｒ_２４は、同じであっても異なってもよく、

式中、
Ｙ_３〜Ｙ_５は、それぞれ独立して、ＣＲ_３４またはＮを表し、
Ｒ_３４が、水素、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、または置換もしくは非置換５〜３０員ヘテロアリールを表し、
Ｂ_１およびＢ_２が、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、または置換もしくは非置換５〜３０員ヘテロアリールを表し、
Ｂ_３が、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、または置換もしくは非置換５〜３０員ヘテロアリールを表し、
Ｌ_５が、単結合、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレン、または置換もしくは非置換５〜３０員ヘテロアリーレンを表す。

具体的には、第２のホスト材料の例は、以下の通りであるが、それらに限定されない。

［式中、ＴＰＳはトリフェニルシリル基を表す］
本開示に従う有機電界発光デバイス内に含まれるドーパントは、好ましくは少なくとも１つのリン光性ドーパントであり得る。本開示に従う有機電界発光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）、および白金（Ｐｔ）の金属化錯体化合物から選択され得、さらに好ましくはイリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）、銅（Ｃｕ）、および白金（Ｐｔ）のオルト金属化錯体化合物から選択され得、なおさらに好ましくはオルト金属化イリジウム錯体化合物から選択され得る。

本開示の有機電界発光デバイス内に含まれるドーパントは、以下の式１０１〜１０４で表される化合物から成る群から選択され得るが、それらに限定されない。

式中、Ｌは、以下の構造から選択され、

Ｒ_１００、Ｒ_１３４、およびＲ_１３５は、それぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、または置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキルを表し、
Ｒ_１０１〜Ｒ_１０９およびＲ_１１１〜Ｒ_１２３が、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、非置換または重水素もしくはハロゲンで置換された（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、シアノ、または置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシを表し、Ｒ_１０６〜Ｒ_１０９の隣接する置換基が、互いに連結されて、置換もしくは非置換縮合環を、例えば、非置換もしくはアルキルで置換されたフルオレン、非置換もしくはアルキルで置換されたジベンゾチオフェン、または非置換もしくはアルキルで置換されたジベンゾフランを形成することができ、Ｒ_１２０〜Ｒ_１２３の隣接する置換基が、互いに連結されて、置換もしくは非置換縮合環、例えば、非置換もしくはアルキル、アリール、アラルキル、およびアルキルアリールのうちの少なくとも１つで置換されたキノリンを形成することができ、
Ｒ_１２４〜Ｒ_１３３およびＲ_１３６〜Ｒ_１３９が、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、または置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリールを表し、Ｒ_１２４〜Ｒ_１２７の隣接する置換基は、互いに連結されて、置換もしくは非置換縮合環、例えば、非置換もしくはアルキルで置換されたフルオレン、非置換もしくはアルキルで置換されたジベンゾチオフェン、または非置換もしくはアルキルで置換されたジベンゾフランを形成することができ、
Ｘが、ＣＲ_２１Ｒ_２２、Ｏ、またはＳを表し、
Ｒ_２１およびＲ_２２が、それぞれ独立して、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル、または置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリールを表し、
Ｒ_２０１〜Ｒ_２１１が、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、非置換または重水素もしくはハロゲンで置換された（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、または非置換またはアルキルもしくは重水素で置換された（Ｃ６−Ｃ３０）アリールを表し、Ｒ_２０８〜Ｒ_２１１の隣接する置換基は、互いに連結されて、置換もしくは非置換縮合環、例えば、非置換もしくはアルキルで置換されたフルオレン、非置換もしくはアルキルで置換されたジベンゾチオフェン、または非置換もしくはアルキルで置換されたジベンゾフランを形成することができ、
ｆおよびｇが、それぞれ独立して、１〜３の整数を表し、ｆまたはｇが、２以上の整数であり、各Ｒ_１００は、同じであっても異なってもよく、
ｓが、１〜３の整数を表す。

ドーパント化合物の具体的な例は、以下の通りである。

本開示の別の実施形態において、有機電界発光デバイスを調製するための組成物が提供される。組成物は、ホスト材料、正孔輸送層材料、正孔補助層材料、発光補助層材料、電子緩衝層材料、または電子輸送層材料として本開示に従う化合物を含む。

加えて、本開示に従う有機電界発光デバイスは、第１の電極、第２の電極、および第１の電極と第２の電極との間の少なくとも１つの有機層を含む。有機層は発光層を含み、発光層は本開示に従う有機電界発光デバイスを調製するための組成物を含み得る。

本開示に従う有機電界発光デバイスは、式１の有機電界発光化合物に加えて、アリールアミン系化合物およびスチリルアリールアミン系化合物から成る群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含み得る。

本開示に従う有機電界発光デバイス中、有機層は、式１の有機電界発光化合物に加えて、周期表の第１族金属、第２族金属、第４周期遷移金属、第５周期遷移金属、ランタニド、およびｄ軌道遷移元素有機金属から成る群から選択される少なくとも１つの金属、または該金属を含む少なくとも１つの錯体化合物をさらに含み得る。有機層は、発光層および電荷発生層をさらに含み得る。

加えて、本開示に従う有機電界発光デバイスは、本開示に従う化合物に加えて、当技術分野で既知の青色電界発光化合物、赤色電界発光化合物、または緑色電界発光化合物を含む少なくとも１つの発光層をさらに含むことにより、白色光を放射することができる。また、必要に応じて、黄色または橙色の発光層もデバイス内にさらに含むことができる。

本開示に従う有機電界発光デバイス中、少なくとも１つの層（以下、「表面層」）が、好ましくは一方の電極の内面または両方の電極の内面に設置され、カルコゲニド層、金属ハロゲン化物層、および金属酸化物層から選択される。具体的には、シリコンまたはアルミニウムのカルコゲニド（酸化物を含む）層が、好ましくは、電界発光媒体層の陽極表面に配設され、金属ハロゲン化物層または金属酸化物層が、好ましくは、電界発光媒体層の陰極表面に配設される。そのような表面層は、有機電界発光デバイスに作動安定性を提供する。好ましくは、該カルコゲニドは、ＳｉＯ_Ｘ（１≦Ｘ≦２）、ＡｌＯ_Ｘ（１≦Ｘ≦１．５）、ＳｉＯＮ、ＳｉＡｌＯＮなどを含み、該金属ハロゲン化物は、ＬｉＦ、ＭｇＦ_２、ＣａＦ_２、希土類金属フッ化物などを含み、該金属酸化物は、Ｃｓ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＣａＯなどを含む。

正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、またはそれらの組み合わせは、陽極と発光層との間で使用することができる。正孔注入層は、陽極から正孔輸送層または電子阻止層への正孔注入バリア（または正孔注入電圧）を低下させるために多層であってもよく、多層の各々は、同時に２つの化合物を使用してもよい。正孔輸送層または電子阻止層もまた、多層であってもよい。

電子緩衝層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、またはそれらの組み合わせは、発光層と陰極との間で使用することができる。電子緩衝層は、電子の注入を制御し、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、多層であってもよく、多層の各々は、同時に２つの化合物を使用してもよい。正孔阻止層または電子輸送層はまた、多層であってもよく、多層の各々は、複数の化合物を使用してもよい。

発光補助層は、陽極と発光層との間、または陰極と発光層との間に配設され得る。発光補助層が、陽極と発光層との間に配設される場合、正孔注入および／もしくは正孔輸送を促進するために、または電子のオーバーフローを防止するために使用することができる。発光補助層が、陰極と発光層との間に配設される場合、電子注入および／もしくは電子輸送を促進するために、または正孔のオーバーフローを防止するために使用することができる。また、正孔補助層は、正孔輸送層（または正孔注入層）と発光層との間に配設され得、正孔の輸送速度（または正孔の注入速度）を促進または遮断するのに有効であり得、それによって電荷平衡を制御することができる。さらに、電子阻止層は、正孔輸送層（または正孔注入層）と発光層との間に配設され得、発光層からの電子のオーバーフローを遮断することにより発光層内の励起子を制限し、発光漏れを防ぐことができる。有機電界発光デバイスが、２つ以上の正孔輸送層を含む場合、さらに含まれる正孔輸送層は、正孔補助層または電子阻止層として使用され得る。正孔補助層および電子阻止層は、有機電界発光デバイスの効率および／または寿命を改善する効果を有し得る。

好ましくは、本開示の有機電界発光デバイス中、電子輸送化合物および還元性ドーパントの混合領域、または正孔輸送化合物および酸化性ドーパントの混合領域は、一対の電極の少なくとも１つの表面上に設置され得る。この場合、電子輸送化合物が還元されてアニオンになり、したがって電子を注入し、混合領域から発光媒体まで電子を輸送することが容易になる。さらに、正孔輸送化合物が酸化されてカチオンになり、したがって正孔を注入し、混合領域から発光媒体まで正孔を輸送することが容易になる。好ましくは、酸化性ドーパントは、様々なルイス酸および受容体化合物を含み、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、およ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用いて、白色光を放出する２つ以上の発光層を有する有機ＥＬデバイスを調製することができる。

本開示の有機電界発光デバイスを構成する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、イオンめっき法などの乾式膜形成法、またはスピンコーティング法、ディップコーティング法、フローコーティング法などの湿式膜形成法を用いることができる。本開示の第１および第２のホスト化合物の膜を形成する際、共蒸発法または混合蒸発法が用いられる。

湿式膜形成法を使用する場合、薄膜は、各層を構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、ジオキサンなどの適切な溶媒中で溶解または拡散させることによって形成される。溶媒は、各層を構成する材料が溶媒中に溶解可能または分散可能であり、膜を形成するのにいかなる問題も引き起こさない限り、特に限定されない。

本開示の有機電界発光デバイスを使用することにより、表示デバイス、例えば、スマートフォン、タブレット、ノートブック、ＰＣ、ＴＶ、または車両、あるいは照明デバイス、例えば、屋内または屋外照明デバイスを生成することができる。

以下、本開示の有機電界発光化合物の調製方法、その化合物の物理学的特性、およびその化合物を含む有機電界発光デバイスの発光特性が、本開示の代表的な化合物を参照して詳細に説明される。

実施例１：化合物Ｃ−５０の調製

化合物１−１の調整
３６ｇの化合物Ａ（１２５．３８ｍｍｏｌ）、２７ｇの３−ブロモ−２−クロロ−ニトロベンゼン（１１３．９８ｍｍｏｌ）、４ｇのテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（３．４２ｍｍｏｌ）、３０ｇの炭酸ナトリウム（２８４．９５ｍｍｏｌ）、５７０ｍＬのトルエン、１４０ｍＬのエタノール、および１４０ｍＬの蒸留水を反応槽に導入し、混合物を１２０℃で３時間撹拌した。反応の完了後、混合物を室温まで冷却し、酢酸エチルで抽出した。次いで、抽出された有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を回転蒸発器で除去した。その後、得られた生成物をカラムクロマトグラフィーにより精製し、３０ｇの化合物１−１を得た（収率６６％）。

化合物１−２の調整
２７ｇの化合物１−１（６８．２０ｍｍｏｌ）、１．５ｇのパラジウム（ＩＩ）アセテート（６．８２ｍｍｏｌ）、５．０ｇのトリシクロヘキシルホスホニウムテトラフルオロボレート（１３．６４ｍｍｏｌ）、６６ｇの炭酸セシウム（２０４．６０ｍｍｏｌ）、および３４０ｍＬのｏ−キシレンを反応槽に導入し、混合物を還流下で２時間撹拌した。反応の完了後、混合物を蒸留水で洗浄し、酢酸エチルで抽出し、抽出された有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶媒を回転蒸発器で除去し、得られた生成物をカラムクロマトグラフィーによって精製して、２６ｇの化合物１−２を得た。

化合物１−３の調整
化合物１−２（６８．２０ｍｍｏｌ）および１７６ｍＬのトリエチルホスファイト（０．４Ｍ）を反応槽に導入し、混合物を１５０℃で４時間撹拌した。反応の完了後、トリエチルホスファイトを減圧下で蒸留により除去した。混合物を蒸留水で洗浄し、酢酸エチルで抽出し、抽出された有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶媒を回転蒸発器で除去し、得られた生成物を、カラムクロマトグラフィーによって精製して、１６．４ｇの化合物１−３を得た（収率７０％）。

化合物Ｃ−５０の調製
７ｇの化合物１−３（２１．１９ｍｍｏｌ）、９．９ｇの２−（３−ブロモフェニル）−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（２５．４３ｍｍｏｌ）、０．５ｇのパラジウム（ＩＩ）アセテート（２．１２ｍｍｏｌ）、１．８ｇの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−ホス）（４．２４ｍｍｏｌ）、３．１ｇのｔｅｒｔ−ブトキシドナトリウム（３１．７９ｍｍｏｌ）、および１１０ｍＬのｏ−キシレンを反応槽に導入し、混合物を還流下で３時間撹拌した。反応の完了後、混合物を蒸留水で洗浄し、酢酸エチルで抽出し、抽出された有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶媒を回転蒸発器で除去し、得られた生成物を、カラムクロマトグラフィーによって精製して、５ｇの化合物Ｃ−５０（収率３７％）を得た。

［表］

実施例２：化合物Ｃ−５１の調製

５ｇの化合物１−３（１５ｍｍｏｌ）、８．６ｇの２−（４−ブロモナフチレン−１−イル）−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（２０ｍｍｏｌ）、０．４ｇのパラジウム（ＩＩ）アセテート（２ｍｍｏｌ）、１．２ｇのｓ−ホス（３ｍｍｏｌ）、２．２ｇのｔｅｒｔ−ブトキシドナトリウム（２３ｍｍｏｌ）、および７６ｍＬのｏ−キシレンを反応槽に導入し、混合物を還流下で３時間撹拌した。反応の完了後、混合物を蒸留水で洗浄し、酢酸エチルで抽出し、抽出された有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶媒を回転蒸発器で除去し、得られた生成物を、カラムクロマトグラフィーによって精製して、３．３ｇの化合物Ｃ−５１を得た（収率３２％）。

［表］

実施例３：化合物Ｃ−４９の調製

６ｇの化合物１−３（１８ｍｍｏｌ）、８．５ｇの２−（４−ブロモフェニル）−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（２２ｍｍｏｌ）、０．４ｇのパラジウム（ＩＩ）アセテート（２ｍｍｏｌ）、１．５ｇのｓ−ホス（４ｍｍｏｌ）、２．６ｇのｔｅｒｔ−ブトキシドナトリウム（２７ｍｍｏｌ）、および９１ｍＬのｏ−キシレンを反応槽に導入し、混合物を還流下で２時間撹拌した。反応の完了後、混合物を蒸留水で洗浄し、酢酸エチルで抽出し、抽出された有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶媒を回転蒸発器で除去し、得られた生成物をカラムクロマトグラフィーによって精製して、１０ｇの化合物Ｃ−４９を得た（収率８６％）。

［表］

実施例４：化合物Ｃ−１７の調製

６ｇの化合物１−３（１８ｍｍｏｌ）、７．５ｇの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（２１ｍｍｏｌ）、５．９ｇの炭酸セシウム（１８ｍｍｏｌ）、１．１ｇの４−ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）（９ｍｍｏｌ）、および９０ｍＬのジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）を反応槽に導入し、混合物を１００℃で３時間撹拌した。反応の完了後、混合物を蒸留水で洗浄し、酢酸エチルで抽出し、抽出された有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶媒を回転蒸発器で除去し、得られた生成物を、カラムクロマトグラフィーによって精製して、１０．５ｇの化合物Ｃ−１７を得た（収率９１％）。

［表］

実施例５：化合物Ｃ−２１の調製

６ｇの化合物１−３（１８ｍｍｏｌ）、６．９ｇの２−クロロ−４−（ナフチレン−２−イル）−６−フェニル−１，３，５−トリアジン（２１ｍｍｏｌ）、５．９ｇの炭酸セシウム（１８ｍｍｏｌ）、１．１ｇのＤＭＡＰ（９ｍｍｏｌ）、および９０ｍＬのＤＭＳＯを反応槽に導入し、混合物を１００℃で３時間撹拌した。反応の完了後、混合物を蒸留水で洗浄し、酢酸エチルで抽出し、抽出された有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶媒を回転蒸発器で除去し、得られた生成物をカラムクロマトグラフィーによって精製して、１０ｇの化合物Ｃ−２１を得た（収率９０％）。

［表］

実施例６：化合物Ｃ−１１の調製

５ｇの化合物１−３（１５ｍｍｏｌ）、４．４ｇの２−クロロ−３−フェニルキノキサリン（１８ｍｍｏｌ）、４．９ｇの炭酸セシウム（１５ｍｍｏｌ）、０．９ｇのＤＭＡＰ（８ｍｍｏｌ）、および７６ｍＬのＤＭＳＯを反応槽に導入し、混合物を１００℃で３時間撹拌した。反応の完了後、混合物を蒸留水で洗浄し、酢酸エチルで抽出し、抽出された有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶媒を回転蒸発器で除去し、得られた生成物を、カラムクロマトグラフィーによって精製して、１．８ｇの化合物Ｃ−１１を得た（収率２２％）。

［表］

実施例７：化合物Ｃ−１２の調製

５ｇの化合物１−３（１５ｍｍｏｌ）、５．２ｇの２−クロロ−３−ナフチルキノキサリン（１８ｍｍｏｌ）、４．９ｇの炭酸セシウム（１５ｍｍｏｌ）、０．９ｇのＤＭＡＰ（８ｍｍｏｌ）、および７６ｍＬのＤＭＳＯを反応槽に導入し、混合物を１００℃で３時間撹拌した。反応の完了後、混合物を蒸留水で洗浄し、酢酸エチルで抽出し、抽出された有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶媒を回転蒸発器で除去し、得られた生成物を、カラムクロマトグラフィーによって精製して、４．２ｇの化合物Ｃ−１２を得た（収率４８％）。

［表］

実施例８：化合物Ｃ−６７の調製

２．７ｇの化合物１−３（７ｍｍｏｌ）、１．０ｇの２−クロロ−３−フェニルキノキサリン（４ｍｍｏｌ）、２．３ｇの炭酸セシウム（７ｍｍｏｌ）、０．５ｇのＤＭＡＰ（４ｍｍｏｌ）、および３６ｍＬのＤＭＳＯを反応槽に導入し、混合物を１００℃で５時間撹拌した。反応の完了後、混合物を蒸留水で洗浄し、酢酸エチルで抽出し、抽出された有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶媒を回転蒸発器で除去し、得られた生成物を、カラムクロマトグラフィーによって精製して、１ｇの化合物Ｃ−６７（収率４０％）を得た。

［表］

実施例９：化合物Ｃ−１の調製

４ｇの化合物１−３（１２ｍｍｏｌ）、３．８ｇの２−クロロ−４−フェニルキナゾリン（１６ｍｍｏｌ）、３．９ｇの炭酸セシウム（１２ｍｍｏｌ）、０．７ｇのＤＭＡＰ（６ｍｍｏｌ）、および６０ｍＬのＤＭＳＯを反応槽に導入し、混合物を１００℃で３時間撹拌した。反応の完了後、混合物を蒸留水で洗浄し、酢酸エチルで抽出し、抽出された有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶媒を回転蒸発器で除去し、得られた生成物を、カラムクロマトグラフィーによって精製して、５．４ｇの化合物Ｃ−１を得た（収率８３％）。

［表］

実施例１０：化合物Ｃ−１０１の調製

５ｇの化合物１−３（１５ｍｍｏｌ）、５．７ｇの２−（［１，１’−ビフェニル］−４−イル）−３−クロロキノキサリン（１８ｍｍｏｌ）、４．９ｇの炭酸セシウム（１５ｍｍｏｌ）、０．９ｇのＤＭＡＰ（８ｍｍｏｌ）、および７６ｍＬのＤＭＳＯを反応槽に導入し、混合物を１００℃で３時間撹拌した。反応の完了後、混合物を蒸留水で洗浄し、酢酸エチルで抽出し、抽出された有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶媒を回転蒸発器で除去し、得られた生成物を、カラムクロマトグラフィーによって精製して、５．０ｇの化合物Ｃ−１０１を得た（収率５５％）。

［表］

実施例１１：化合物Ｃ−１０２の調製

３ｇの化合物１−３（９ｍｍｏｌ）、４．０ｇの２−クロロ−３−（４−（ナフタレン−２−イル）フェニル）キノキサリン（１１ｍｍｏｌ）、２．９ｇの炭酸セシウム（９ｍｍｏｌ）、０．４ｇのＤＭＡＰ（４ｍｍｏｌ）、および４５ｍＬのＤＭＳＯを反応槽に導入し、混合物を１００℃で５時間撹拌した。反応の完了後、混合物を蒸留水で洗浄し、酢酸エチルで抽出し、抽出された有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶媒を回転蒸発器で除去し、得られた生成物を、カラムクロマトグラフィーによって精製して、１．８ｇの化合物Ｃ−１０２を得た（収率３１％）。

［表］

デバイス実施例１：本開示に従う有機電界発光化合物を用いたＯＬＥＤデバイスの生成
本開示の有機電界発光化合物を用いてＯＬＥＤデバイスを生成した。有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイス（Ｇｅｏｍａｔｅｃ，Ｊａｐａｎ）用のガラス基板上の透明電極インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）薄膜（１０Ω／ｓｑ）を、アセトン、エタノール、および蒸留水での超音波洗浄に順次供し、次いでイソプロパノール中で保管した。次に、ＩＴＯ基板を真空蒸着装置の基板ホルダ上に載置した。化合物ＨＩ−１を該真空蒸着装置のセル内に導入し、次いで、該装置のチャンバ内の圧力を１０^−６トールに制御した。その後、電流をセルに印加して上記の導入された材料を蒸発させ、それにより８０ｎｍの厚さを有する第１の正孔注入層をＩＴＯ基板上に形成した。次いで、化合物ＨＩ−２を、該真空蒸着装置の別のセルに導入し、電流をそのセルに印加することによって蒸発させ、それにより５ｎｍの厚さを有する第２の正孔注入層を第１の正孔注入層上に形成した。化合物ＨＴ−１を、該真空蒸着装置の別のセルに導入し、電流をそのセルに印加することによって蒸発させ、それにより１０ｎｍの厚さを有する第１の正孔輸送層を第２の正孔注入層上に形成した。化合物ＨＴ−３を、該真空蒸着装置の別のセルに導入し、電流をそのセルに印加することによって蒸発させ、それにより６０ｎｍの厚さを有する第２の正孔輸送層を第１の正孔輸送層上に形成した。正孔注入層および正孔輸送層を形成した後、次いで、発光層を以下のように蒸着させた。化合物Ｃ−５０を、ホストとして真空蒸着装置の１つのセルに導入し、化合物Ｄ−７１を、ドーパントとして別のセルに導入した。この２種の材料を蒸発させ、ホストおよびドーパントの合計量に対して３重量％のドーピング量で蒸着し、第２の正孔輸送層上に厚さ４０ｎｍの発光層を形成した。次いで、化合物ＥＴ−１および化合物ＥＩ−１を、別の２つのセルに導入し、１：１の比率で蒸発させ、蒸着させて３０ｎｍの厚さを有する電子輸送層を発光層上に形成した。次に、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、８０ｎｍの厚さを有するＡｌ陰極を、別の真空蒸着装置によって電子注入層上に蒸着させた。このようにしてＯＬＥＤデバイスを生成した。

その結果、３．５Ｖで２８．６ｃｄ／Ａの効率を示し、１０００ｃｄ／ｍ^２の赤色光が放出され、５，０００ニトの輝度が１００％から９５％に減少するのにかかった最短時間は９５時間だった。

比較実施例１：従来の有機電界発光化合物を用いたＯＬＥＤデバイスの生成
ＯＬＥＤデバイスを、化合物Ｃ−５０の代わりに化合物Ｂを用いたこと以外、デバイス実施例１と同じ様式で生成した。

その結果、１０Ｖで１４．３ｃｄ／Ａの効率を示し、１０００ｃｄ／ｍ^２の赤色光が放出され、５，０００ニトの輝度が１００％から９５％に減少するのにかかった最短時間は０．１時間だった。

比較実施例２：従来の有機電界発光化合物を用いたＯＬＥＤデバイスの生成
ＯＬＥＤデバイスを、化合物Ｃ−５０の代わりに化合物Ｙを用いたこと以外、デバイス実施例１と同じ様式で生成した。

その結果、４．０Ｖで２６．２ｃｄ／Ａの効率を示し、１０００ｃｄ／ｍ^２の赤色光が放出され、５，０００ニトの輝度が１００％から９５％に減少するのにかかった最短時間は３４時間だった。

比較実施例３：本開示および赤色光の放出に従わないＯＬＥＤデバイスの生成
化合物Ｃ−５０の代わりに４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）をホスト材料として用いたこと、化合物ＨＴ−３の代わりに化合物ＨＴ−４を第２の正孔輸送層材料として用いたこと、かつ電子輸送層の厚さを３５ｎｍに変更したこと以外、ＯＬＥＤデバイスをデバイス実施例１と同じ様式で生成した。

デバイス実施例２〜１１：本開示および赤色光の放出に従うＯＬＥＤデバイスの生成
ホストを以下の表１で示される化合物に変更したこと以外は、比較実施例３と同じ様式でＯＬＥＤデバイスを製造した。

１，０００ニトの駆動電圧、発光効率、およびＣＩＥ色座標、ならびに比較実施例３およびデバイス実施例２〜１１で生成されたＯＬＥＤデバイスの５，０００ニトの輝度が１００％から９５％に減少するのにかかった時間として測定される寿命（Ｔ９５）を以下の表１に提供する。

有機電界発光デバイスを生成する際、本開示に従う有機電界発光化合物は、従来の有機電界発光化合物に比べて、デバイスの低い駆動電圧、電流効率などの高い発光効率、および長い作動寿命を提供する。

本開示の式１の化合物は、インドロカルバゾール骨格内のＮ上で置換されたベンゼン環と、カルバゾールのベンゼン環との結合により形成されるアゼピン環を有する。本開示の化合物のそのような効果は、以下の理論により解釈することができる。

図１は、本開示の化合物が、従来の化合物と比較して低減した立体障害を有することを示す。立体障害は、分子間距離を大きくし、これにより電子ホッピングの電子移動度が低下する。したがって、電流ホッピングを可能にする電流を増加させることで、ホッピング距離を低減するべきである。その結果、有機電界発光デバイスの駆動電圧が増加する。図１では、化合物Ａ中のＨ−Ｈ距離が短すぎるため、Ｎ−フェニルは同一平面上に位置せず、垂直に位置する。したがって、上記の立体障害が予期される。このような現象を防止するために、本開示の化合物Ｂが、化合物Ａに比べて平面構造を有するように発明された。したがって、本開示の化合物は、デバイスに電圧を印加する際の駆動電圧を低減することができる。

Claims (10)

1. 以下の式１で表される有機電界発光化合物であって、
   

   

   式中、
   Ｘ_１〜Ｘ_１３が、それぞれ独立して、ＮまたはＣＲ_１を表し、
   Ｌが、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレン、または置換もしくは非置換３〜３０員ヘテロアリーレンを表し、
   Ａｒが、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、または置換もしくは非置換３〜３０員ヘテロアリールを表し、
   Ｒ _１が、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、置換もしくは非置換３〜３０員ヘテロアリール、置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ、置換もしくは非置換トリ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルシリル、置換もしくは非置換ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換トリ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ、置換もしくは非置換モノもしくはジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、または置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノを表すか、あるいは隣接する置換基に連結されて、置換もしくは非置換の単環式もしくは多環式（Ｃ３−Ｃ３０）芳香環を形成し、それらの炭素原子が、窒素、酸素、および硫黄から選択される少なくとも１個のヘテロ原子で置き換えられてもよく、
   前記ヘテロアリール（ヘテロアリーレン）が、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、およびＰから選択される少なくとも１個のヘテロ原子を含有し、
   ａおよびｂが、それぞれ独立して、１〜２の整数を表す、有機電界発光化合物。
2. Ａｒ、Ｌ、およびＲ_１中の、前記置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、前記置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール（アリーレン）、前記置換３〜３０員ヘテロアリール（ヘテロアリーレン）、前記置換（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル、前記置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ、前記置換トリ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルシリル、前記置換ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、前記置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、前記置換トリ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル、前記置換モノもしくはジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ、前記置換モノもしくはジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、前記置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ、および前記置換された単環式もしくは多環式（Ｃ３−Ｃ３０）芳香環の置換基が、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、非置換もしくは（Ｃ６−Ｃ３０）アリールで置換された５〜３０員ヘテロアリール、非置換もしくは５〜３０員ヘテロアリールで置換された（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、モノもしくはジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ、非置換もしくは（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルで置換されたモノもしくはジ（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、および（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールから成る群から選択される少なくとも１つである、請求項１に記載の有機電界発光化合物。
3. 式１が、以下の式２〜７のうちのいずれか１つで表され、
   

   

   式中、
   Ｘが、ＮまたはＣＲ_１を表し、
   Ｒが、置換もしくは非置換のモノまたはジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノを表し、
   ｃが、１〜２の整数を表し、
   Ｌ、Ａｒ、Ｒ_１、ａ、およびｂが、請求項１で定義した通りである、請求項１に記載の有機電界発光化合物。
4. Ｘ_１〜Ｘ_１３が、それぞれ独立して、ＮまたはＣＲ_１を表し、
   Ｌが、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ１５）アリーレン、または置換もしくは非置換５〜１５員ヘテロアリーレンを表し、
   Ａｒが、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリール、または置換もしくは非置換５〜２０員ヘテロアリールを表し、
   Ｒ_１が、水素、または置換もしくは非置換ジ（Ｃ６−Ｃ１５）アリールアミノを表すか、あるいは隣接する置換基に連結されて、置換もしくは非置換の単環式もしくは多環式（Ｃ３−Ｃ１５）芳香環を形成し、それらの炭素原子が、窒素、酸素、および硫黄から選択される少なくとも１個のヘテロ原子で置き換えられてもよい、請求項１に記載の有機電界発光化合物。
5. Ｘ_１〜Ｘ_１３が、それぞれ独立して、ＮまたはＣＲ_１を表し、
   Ｌが、非置換（Ｃ６−Ｃ１５）アリーレン、または非置換５〜１５員ヘテロアリーレンを表し、
   Ａｒが、非置換（Ｃ６−Ｃ２０）アリール；あるいは非置換または（Ｃ１−Ｃ６）アルキル、（Ｃ６−Ｃ２５）アリール、５〜２０員ヘテロアリール、もしくは（Ｃ１−Ｃ６）アルキル（Ｃ６−Ｃ１５）アリールで置換された５〜２０員ヘテロアリールを表し、
   Ｒ_１が、水素、または非置換もしくは（Ｃ１−Ｃ６）アルキルで置換されたジ（Ｃ６−Ｃ１５）アリールアミノを表すか、あるいは隣接する置換基に連結されて、非置換の単環式（Ｃ３−Ｃ１５）芳香環を形成する、請求項１に記載の有機電界発光化合物。
6. Ａｒが、置換もしくは非置換フェニル、置換もしくは非置換ナフチル、置換もしくは非置換ビフェニル、置換もしくは非置換テルフェニル、置換もしくは非置換トリアジニル、置換もしくは非置換ピリミジニル、置換もしくは非置換キナゾリニル、置換もしくは非置換ベンゾキナゾリニル、置換もしくは非置換キノキサリニル、置換もしくは非置換ベンゾキノキサリニル、置換もしくは非置換キノリル、置換もしくは非置換ベンゾキノリル、置換もしくは非置換イソキノリル、置換もしくは非置換ベンゾイソキノリル、置換もしくは非置換トリアゾリル、置換もしくは非置換ピラゾリル、置換もしくは非置換ジベンゾチオフェニル、置換もしくは非置換ベンゾチオフェニル、置換もしくは非置換ジベンゾフラニル、または置換もしくは非置換ベンゾフラニルである、請求項１に記載の有機電界発光化合物。
7. 以下から成る群から選択される、有機電界発光化合物。
   

   

   

   

   
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機電界発光化合物を含む、有機電界発光材料。
9. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機電界発光化合物を含む、有機電界発光デバイス。
10. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機電界発光化合物を含む、表示デバイス。

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