(57)【要約】【課題】縮合芳香族環系を有するホウ素−窒素多環芳香族化合物を提供すること。【解決手段】縮合芳香族環系を有するホウ素−窒素多環芳香族化合物は、１つ以上の芳香族環又は縮合芳香族環と縮合していてもよい［１，２］アザボリノ［１，２−ａ］［１，２］アザボリンを含み；ここで、該縮合芳香族環系は、重水素、ハロゲン化物、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びそれらの組合せからなる群から選択される、該芳香族環系と縮合していない１個以上の置換基Ｒによって置換されており；且つ、任意の２個の隣接する置換基Ｒは、結合して１つ以上の非芳香族環を形成してもよい。発光材料を含む有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）等のデバイスも提供される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の芳香族環又は縮合芳香族環と縮合していてもよい、下式［１，２］アザボリノ［１，２−ａ］［１，２］アザボリン
【化１】
2014024845.tif 000092
を含む縮合芳香族環系を含み、
前記縮合芳香族環系は、重水素、ハロゲン化物、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びそれらの組合せからなる群から選択される、前記芳香族環系と縮合していない１個以上の置換基Ｒによって置換されており、且つ
任意の２個の隣接する置換基Ｒは、結合して１つ以上の非芳香族環を形成してもよいことを特徴とする化合物。
【請求項２】
縮合芳香族環系が、
【化２】
2014024845.tif 000093
【化３】
2014024845.tif 000094
【化４】
2014024845.tif 000095
【化５】
2014024845.tif 000096
【化６】
2014024845.tif 000097
【化７】
2014024845.tif 000098
【化８】
2014024845.tif 000099
【化９】
2014024845.tif 000100
【化１０】
2014024845.tif 000101
からなる群から選択され、
前記縮合芳香族環系は、重水素、ハロゲン化物、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びそれらの組合せからなる群から選択され、前記芳香族環系と縮合していない１個以上の置換基Ｒによって置換されており；且つ
任意の２個の隣接する置換基Ｒは、結合して１つ以上の非芳香族環を形成してもよい請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
式（ＩＩ）、式（ＩＩＩ）又は式（ＩＶ）の化合物；
【化１１】
2014024845.tif 000102
［式中、Ｒ１からＲ２２は、水素、重水素、ハロゲン化物、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びそれらの組合せからなる群からそれぞれ独立に選択され、任意の２個の隣接する置換基は、結合して環を形成してもよい］
である請求項１に記載の化合物。
【請求項４】
【化１２】
2014024845.tif 000103
【化１３】
2014024845.tif 000104
【化１４】
2014024845.tif 000105
からなる群から選択される請求項１に記載の化合物。
【請求項５】
有機発光デバイスを含み、
アノードと、
カソードと、
前記アノード及び前記カソードの間に配置された有機層であって、
１つ以上の芳香族環又は縮合芳香族環と縮合していてもよい、下式［１，２］アザボリノ［１，２−ａ］［１，２］アザボリン
【化１５】
2014024845.tif 000106
を含む縮合芳香族環系を含み、
前記縮合芳香族環系は、重水素、ハロゲン化物、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びそれらの組合せからなる群から選択される、前記芳香族環系と縮合していない１個以上の置換基Ｒによって置換されており、且つ
任意の２個の隣接する置換基Ｒは、結合して１つ以上の非芳香族環を形成してもよい化合物
を含む有機層と
を更に含むことを特徴とする第一のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照によりその内容全体が本明細書に組み込まれる、２０１２年７月３０日に出願された米国仮出願第６１／６７７、３１０号の優先権を主張する。
【０００２】
共同研究契約
特許請求されている発明は、大学・企業の共同研究契約の下記の当事者：Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｍｉｃｈｉｇａｎ、Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ、Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｏｕｔｈｅｒｎ  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ、及びＵｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの理事らの１又は複数によって、その利益になるように、且つ／又は関連して為されたものである。該契約は、特許請求されている発明が為された日付以前に発効したものであり、特許請求されている発明は、該契約の範囲内で行われる活動の結果として為されたものである。
【０００３】
本発明は、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）に関する。より具体的には、本発明は、改良されたフォトルミネッセンス及びエレクトロルミネッセンスの安定性を有し得る発光材料に関する。
【背景技術】
【０００４】
有機材料を利用する光電子デバイスは、いくつもの理由から、次第に望ましいものとなりつつある。そのようなデバイスを作製するために使用される材料の多くは比較的安価であるため、有機光電子デバイスは無機デバイスを上回るコスト優位性の可能性を有する。加えて、柔軟性等の有機材料の固有の特性により、該材料は、フレキシブル基板上での製作等の特定用途によく適したものとなり得る。有機光電子デバイスの例は、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）、有機光トランジスタ、有機光電池及び有機光検出器を含む。ＯＬＥＤについて、有機材料は従来の材料を上回る性能の利点を有し得る。例えば、有機放出層が光を放出する波長は、概して、適切なドーパントで容易に調整され得る。
【０００５】
ＯＬＥＤはデバイス全体に電圧が印加されると光を放出する薄い有機膜を利用する。ＯＬＥＤは、フラットパネルディスプレイ、照明及びバックライティング等の用途において使用するためのますます興味深い技術となりつつある。数種のＯＬＥＤ材料及び構成は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、特許文献１、特許文献２及び特許文献３において記述されている。
【０００６】
リン光性放出分子の１つの用途は、フルカラーディスプレイである。そのようなディスプレイの業界標準は、「飽和」色と称される特定の色を放出するように適合された画素を必要とする。特に、これらの標準は、飽和した赤色、緑色及び青色画素を必要とする。色は、当技術分野において周知のＣＩＥ座標を使用して測定することができる。
【０００７】
緑色放出分子の一例は、下記の構造：
【化１】
2014024845.tif 000002
を有する、Ｉｒ（ｐｐｙ）３と表示されるトリス（２−フェニルピリジン）イリジウムである。
【０００８】
この図面及び本明細書における後出の図面中で、本発明者らは、窒素から金属（ここではＩｒ）への配位結合を直線として描写する。
【０００９】
本明細書において使用される場合、用語「有機」は、有機光電子デバイスを製作するために使用され得るポリマー材料及び小分子有機材料を含む。「小分子」は、ポリマーでない任意の有機材料を指し、且つ「小分子」は実際にはかなり大型であってよい。小分子は、いくつかの状況において繰り返し単位を含み得る。例えば、長鎖アルキル基を置換基として使用することは、「小分子」クラスから分子を除去しない。小分子は、例えばポリマー骨格上のペンダント基として、又は該骨格の一部として、ポリマーに組み込まれてもよい。小分子は、コア部分上に構築された一連の化学的シェルからなるデンドリマーのコア部分として役立つこともできる。デンドリマーのコア部分は、蛍光性又はリン光性小分子エミッターであってよい。デンドリマーは「小分子」であってよく、ＯＬＥＤの分野において現在使用されているデンドリマーはすべて小分子であると考えられている。
【００１０】
本明細書において使用される場合、「頂部」は基板から最遠部を意味するのに対し、「底部」は基板の最近部を意味する。第一層が第二層「の上に配置されている」と記述される場合、第一層のほうが基板から遠くに配置されている。第一層が第二層「と接触している」ことが指定されているのでない限り、第一層と第二層との間に他の層があってもよい。例えば、間に種々の有機層があるとしても、カソードはアノード「の上に配置されている」と記述され得る。
【００１１】
本明細書において使用される場合、「溶液プロセス可能な」は、溶液又は懸濁液形態のいずれかの液体媒質に溶解、分散若しくは輸送することができ、且つ／又は該媒質から堆積することができるという意味である。
【００１２】
配位子は、該配位子が放出材料の光活性特性に直接寄与していると考えられる場合、「光活性」と称され得る。配位子は、該配位子が放出材料の光活性特性に寄与していないと考えられる場合には「補助」と称され得るが、補助配位子は、光活性配位子の特性を変化させることができる。
【００１３】
本明細書において使用される場合、当業者には概して理解されるであろう通り、第一の「最高被占分子軌道」（ＨＯＭＯ）又は「最低空分子軌道」（ＬＵＭＯ）エネルギー準位は、第一のエネルギー準位が真空エネルギー準位に近ければ、第二のＨＯＭＯ又はＬＵＭＯエネルギー準位「よりも大きい」又は「よりも高い」。イオン化ポテンシャル（ＩＰ）は、真空準位と比べて負のエネルギーとして測定されるため、より高いＨＯＭＯエネルギー準位は、より小さい絶対値を有するＩＰ（あまり負でないＩＰ）に相当する。同様に、より高いＬＵＭＯエネルギー準位は、より小さい絶対値を有する電子親和力（ＥＡ）（あまり負でないＥＡ）に相当する。頂部に真空準位がある従来のエネルギー準位図において、材料のＬＵＭＯエネルギー準位は、同じ材料のＨＯＭＯエネルギー準位よりも高い。「より高い」ＨＯＭＯ又はＬＵＭＯエネルギー準位は、「より低い」ＨＯＭＯ又はＬＵＭＯエネルギー準位よりもそのような図の頂部に近いように思われる。
【００１４】
本明細書において使用される場合、当業者には概して理解されるであろう通り、第一の仕事関数がより高い絶対値を有するならば、第一の仕事関数は第二の仕事関数「よりも大きい」又は「よりも高い」。仕事関数は概して真空準位と比べて負数として測定されるため、これは「より高い」仕事関数が更に負であることを意味する。頂部に真空準位がある従来のエネルギー準位図において、「より高い」仕事関数は、真空準位から下向きの方向に遠く離れているものとして例証される。故に、ＨＯＭＯ及びＬＵＭＯエネルギー準位の定義は、仕事関数とは異なる慣例に準ずる。
【００１５】
ＯＬＥＤについての更なる詳細及び上述した定義は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる特許文献４において見ることができる。
【発明の概要】
【００１６】
１つ以上の芳香族環又は縮合芳香族環と縮合していてもよい、下式［１，２］アザボリノ［１，２−ａ］−［１，２］アザボリン
【化２】
2014024845.tif 000003
を含む縮合芳香族環系を有し、該縮合芳香族環系は、重水素、ハロゲン化物、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びそれらの組合せからなる群から選択される、該芳香族環系と縮合していない１個以上の置換基Ｒによって置換されており；且つ、任意の２個の隣接する置換基Ｒは、結合して１つ以上の非芳香族環を形成してもよいホウ素−窒素多環芳香族化合物を含む新たな種類の材料が提供される。
【００１７】
いくつかのそのような実施形態において、縮合芳香族環系は、
【化３】
2014024845.tif 000004
【化４】
2014024845.tif 000005
【化５】
2014024845.tif 000006
【化６】
2014024845.tif 000007
【化７】
2014024845.tif 000008
【化８】
2014024845.tif 000009
【化９】
2014024845.tif 000010
【化１０】
2014024845.tif 000011
【化１１】
2014024845.tif 000012
からなる群から選択され、
該縮合芳香族環系は、重水素、ハロゲン化物、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びそれらの組合せからなる群から選択され、該芳香族環系と縮合していない１個以上の置換基Ｒによって置換されており；且つ、任意の２個の隣接する置換基Ｒは、結合して１つ以上の非芳香族環を形成してもより。
【００１８】
いくつかの更なるそのような実施形態において、縮合芳香族環系は、
【化１２】
2014024845.tif 000013
からなる群から選択され、
そのそれぞれは、重水素、ハロゲン化物、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びそれらの組合せからなる群から選択される、該芳香族環系と縮合していない１個以上の置換基Ｒによって置換されており；且つ、任意の２個の隣接する置換基Ｒは、結合して１つ以上の非芳香族環を形成してもよい。
【００１９】
いくつかの実施形態において、縮合芳香族環系は、
【化１３】
2014024845.tif 000014
であり、該化合物は、重水素、ハロゲン化物、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びそれらの組合せからなる群から選択される、該芳香族環系と縮合していない１個以上の置換基Ｒによって置換されており；且つ、任意の２個の隣接する置換基Ｒは、結合して１つ以上の非芳香族環を形成してもよい。
【００２０】
いくつかの実施形態において、縮合芳香族環系は、
【化１４】
2014024845.tif 000015
であり、該化合物は、重水素、ハロゲン化物、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びそれらの組合せからなる群から選択される、該芳香族環系と縮合していない１個以上の置換基Ｒによって置換されており；且つ、任意の２個の隣接する置換基Ｒは、結合して１つ以上の非芳香族環を形成してもよい。
【００２１】
本発明のいくつかの実施形態において、置換基Ｒは、アルキル、シクロアルキル、アミノ、シリル、アリール、ヘテロアリール、及びそれらの組合せからなる群から選択される。
【００２２】
いくつかのそのような実施形態において、ホウ素−窒素多環芳香族化合物は、式（ＩＩ）、式（ＩＩＩ）又は式（ＩＶ）の化合物：
【化１５】
2014024845.tif 000016
［式中、Ｒ１からＲ２２は、水素、重水素、ハロゲン化物、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びそれらの組合せからなる群からそれぞれ独立に選択され、任意の２個の隣接する置換基は、結合して環を形成してもよい］である。いくつかのそのような実施形態において、ホウ素−窒素多環芳香族化合物は式（ＩＩ）の化合物である。他のそのような実施形態において、ホウ素−窒素多環芳香族化合物は式（ＩＩＩ）の化合物である。他のそのような実施形態において、ホウ素−窒素多環芳香族化合物は式（ＩＶ）の化合物である。いくつかの実施形態において、置換基Ｒ１からＲ２２は、アリール、ヘテロアリール及びＮＲａＲｂからなる群から独立に選択され、ここで、Ｒａ及びＲｂは、更に置換されていてよいアリール又はヘテロアリールである。
【００２３】
いくつかの実施形態において、ホウ素−窒素多環芳香族化合物は式（ＩＩ）の化合物であり、Ｒ５、Ｒ８、Ｒ１３及びＲ１６の少なくとも１つは水素でも重水素でもない。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒ５、Ｒ８、Ｒ１３及びＲ１６の少なくとも１つは、アリール、ヘテロアリール又はＮＲａＲｂであり、ここで、Ｒａ及びＲｂは、更に置換されていてよいアリール又はヘテロアリールである。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒ５及びＲ１３はフェニル又はＮＲａＲｂである。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒａ及びＲｂはフェニルである。
【００２４】
いくつかの実施形態において、ホウ素−窒素多環芳香族化合物は式（ＩＩ）の化合物であり、Ｒ１、Ｒ４、Ｒ９及びＲ１２の少なくとも１つは水素でも重水素でもない。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒ１、Ｒ４、Ｒ９及びＲ１２の少なくとも１つは、アリール、ヘテロアリール又はＮＲａＲｂであり、ここで、Ｒａ及びＲｂは、更に置換されていてよいアリール又はヘテロアリールである。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒ１及びＲ９はフェニル又はＮＲａＲｂである。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒａ及びＲｂはフェニルである。
【００２５】
いくつかの実施形態において、ホウ素−窒素多環芳香族化合物は式（ＩＩＩ）又は式（ＩＶ）の化合物であり、Ｒ８、Ｒ１１、Ｒ１９及びＲ２２の少なくとも１つは水素でも重水素でもない。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒ８、Ｒ１１、Ｒ１９及びＲ２２の少なくとも１つは、アリール、ヘテロアリール又はＮＲａＲｂであり、ここで、Ｒａ及びＲｂは、更に置換されていてよいアリール又はヘテロアリールである。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒ８及びＲ１９はフェニル又はＮＲａＲｂである。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒａ及びＲｂはフェニルである。
【００２６】
いくつかの実施形態において、ホウ素−窒素多環芳香族化合物は式（ＩＩ）の化合物であり、Ｒ１、Ｒ４、Ｒ７、Ｒ１２、Ｒ１５及びＲ１８の少なくとも１つは水素でも重水素でもない。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒ１、Ｒ４、Ｒ７、Ｒ１２、Ｒ１５及びＲ１８の少なくとも１つは、アリール、ヘテロアリール又はＮＲａＲｂであり、ここで、Ｒａ及びＲｂは、更に置換されていてよいアリール又はヘテロアリールである。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒ１及びＲ１２はフェニル又はＮＲａＲｂである。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒａ及びＲｂはフェニルである。
【００２７】
ホウ素−窒素多環芳香族化合物が提供され、該化合物は、
【化１６】
2014024845.tif 000017
【化１７】
2014024845.tif 000018
【化１８】
2014024845.tif 000019
からなる群から選択される。
【００２８】
ホウ素−窒素多環芳香族化合物が提供され、該化合物は式（ＩＩ）の化合物であり、
【化１９】
2014024845.tif 000020
からなる群から選択される。
【００２９】
ホウ素−窒素多環芳香族化合物が提供され、該化合物は式（ＩＩＩ）の化合物であり、
【化２０】
2014024845.tif 000021
【化２１】
2014024845.tif 000022
からなる群から選択される。
【００３０】
ホウ素−窒素多環芳香族化合物が提供され、該化合物は式（ＩＶ）の化合物であり、
【化２２】
2014024845.tif 000023
【化２３】
2014024845.tif 000024
からなる群から選択される。
【００３１】
デバイスも提供される。デバイスは、アノードと、カソードと、アノード及びカソードの間に配置された有機層とを含み得、ここで、該有機層は、先の実施形態のいずれかのホウ素−窒素多環芳香族化合物を含む。
【００３２】
本発明は、任意の特定の種類のデバイスに限定されない。いくつかの実施形態において、デバイスは消費者製品である。いくつかの実施形態において、デバイスは有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）である。いくつかの実施形態において、デバイスは遅延蛍光デバイスである。他の実施形態において、デバイスはライティングパネルを含む。
【００３３】
いくつかの実施形態において、デバイスの有機層は放出層である。いくつかのそのような実施形態において、ホウ素−窒素多環芳香族化合物は放出ドーパントである。いくつかの他の実施形態において、ホウ素−窒素多環芳香族化合物はホストである。
【００３４】
いくつかの実施形態において、デバイスの有機層は正孔注入層又は正孔輸送層である。いくつかの他の実施形態において、デバイスの有機層は電子注入層又は電子輸送層である。いくつかの実施形態において、デバイスの有機層は励起子ブロッキング層である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】有機発光デバイスを示す図である。
【００３６】
【図２】別個の電子輸送層を有さない反転させた有機発光デバイスを示す図である。
【００３７】
【図３】本明細書において開示されている通りのホウ素−窒素多環芳香族化合物の少なくともいくつかの実施形態を表す化学構造を示す図である。
【００３８】
【図４】化合物４−１のフォトルミネッセンス（ＰＬ）を示す図である。溶液ＰＬは、２−ＭｅＴＨＦ溶液中で取得した。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
概して、ＯＬＥＤは、アノード及びカソードの間に配置され、それらと電気的に接続された少なくとも１つの有機層を含む。電流が印加されると、アノードが正孔を注入し、カソードが電子を有機層（複数可）に注入する。注入された正孔及び電子は、逆帯電した電極にそれぞれ移動する。電子及び正孔が同じ分子上に局在する場合、励起エネルギー状態を有する局在電子正孔対である「励起子」が形成される。光は、励起子が緩和した際に、光電子放出機構を介して放出される。いくつかの事例において、励起子はエキシマー又はエキシプレックス上に局在し得る。熱緩和等の非放射機構が発生する場合もあるが、概して望ましくないとみなされている。
【００４０】
初期のＯＬＥＤは、例えば、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第４、７６９、２９２号において開示されている通り、その一重項状態から光を放出する放出分子（「蛍光」）を使用していた。蛍光発光は、概して、１０ナノ秒未満の時間枠で発生する。
【００４１】
ごく最近では、三重項状態から光を放出する放出材料（「リン光」）を有するＯＬＥＤが実証されている。参照によりその全体が組み込まれる、Ｂａｌｄｏら、「Ｈｉｇｈｌｙ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｆｒｏｍ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」、３９５巻、１５１〜１５４、１９９８；（「Ｂａｌｄｏ−Ｉ」）及びＢａｌｄｏら、「Ｖｅｒｙ  ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｇｒｅｅｎ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅｓ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ」、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、７５巻、３号、４〜６（１９９９）（「Ｂａｌｄｏ−ＩＩ」）。リン光については、参照により組み込まれる米国特許第７、２７９、７０４号５〜６段において更に詳細に記述されている。
【００４２】
図１は、有機発光デバイス１００を示す。図は必ずしも一定の縮尺ではない。デバイス１００は、基板１１０、アノード１１５、正孔注入層１２０、正孔輸送層１２５、電子ブロッキング層１３０、放出層１３５、正孔ブロッキング層１４０、電子輸送層１４５、電子注入層１５０、保護層１５５、カソード１６０、及び障壁層１７０を含み得る。カソード１６０は、第一の導電層１６２及び第二の導電層１６４を有する化合物カソードである。デバイス１００は、記述されている層を順に堆積させることによって製作され得る。これらの種々の層の特性及び機能並びに材料例は、参照により組み込まれるＵＳ７、２７９、７０４、６〜１０段において更に詳細に記述されている。
【００４３】
これらの層のそれぞれについて、更なる例が利用可能である。例えば、フレキシブル及び透明基板−アノードの組合せは、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第５、８４４、３６３号において開示されている。ｐ−ドープされた正孔輸送層の例は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許出願公開第２００３／０２３０９８０号において開示されている通りの、５０：１のモル比でｍ−ＭＴＤＡＴＡをＦ４−ＴＣＮＱにドープしたものである。放出材料及びホスト材料の例は、参照によりその全体が組み込まれるＴｈｏｍｐｓｏｎらの米国特許第６、３０３、２３８号において開示されている。ｎ−ドープされた電子輸送層の例は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許出願公開第２００３／０２３０９８０号において開示されている通りの、１：１のモル比でＢＰｈｅｎにＬｉをドープしたものである。参照によりその全体が組み込まれる米国特許第５、７０３、４３６号及び同第５、７０７、７４５号は、上を覆う透明の、導電性の、スパッタリング蒸着したＩＴＯ層を持つＭｇ：Ａｇ等の金属の薄層を有する化合物カソードを含むカソードの例を開示している。ブロッキング層の理論及び使用は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第６、０９７、１４７号及び米国特許出願公開第２００３／０２３０９８０号において更に詳細に記述されている。注入層の例は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許出願公開第２００４／０１７４１１６号において提供されている。保護層についての記述は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許出願公開第２００４／０１７４１１６号において見ることができる。
【００４４】
図２は、反転させたＯＬＥＤ２００を示す。デバイスは、基板２１０、カソード２１５、放出層２２０、正孔輸送層２２５、及びアノード２３０を含む。デバイス２００は、記述されている層を順に堆積させることによって製作され得る。最も一般的なＯＬＥＤ構成はアノードの上に配置されたカソードを有し、デバイス２００はアノード２３０の下に配置されたカソード２１５を有するため、デバイス２００は「反転させた」ＯＬＥＤと称されることがある。デバイス１００に関して記述されたものと同様の材料を、デバイス２００の対応する層において使用してよい。図２は、いくつかの層が如何にしてデバイス１００の構造から省略され得るかの一例を提供するものである。
【００４５】
図１及び２において例証されている単純な層構造は、非限定的な例として提供されるものであり、本発明の実施形態は多種多様な他の構造に関連して使用され得ることが理解される。記述されている特定の材料及び構造は、事実上例示的なものであり、他の材料及び構造を使用してよい。機能的なＯＬＥＤは、記述されている種々の層を様々な手法で組み合わせることによって実現され得るか、又は層は、設計、性能及びコスト要因に基づき、全面的に省略され得る。具体的には記述されていない他の層も含まれ得る。具体的に記述されているもの以外の材料を使用してよい。本明細書において提供されている例の多くは、単一材料を含むものとして種々の層を記述しているが、ホスト及びドーパントの混合物等の材料の組合せ、又はより一般的には混合物を使用してよいことが理解される。また、層は種々の副層を有してもよい。本明細書における種々の層に与えられている名称は、厳しく限定することを意図するものではない。例えば、デバイス２００において、正孔輸送層２２５は正孔を輸送し、正孔を放出層２２０に注入し、正孔輸送層又は正孔注入層として記述され得る。一実施形態において、ＯＬＥＤは、カソード及びアノードの間に配置された「有機層」を有するものとして記述され得る。有機層は単層を含んでいてよく、又は、例えば図１及び２に関して記述されている通りの異なる有機材料の多層を更に含んでいてよい。
【００４６】
参照によりその全体が組み込まれるＦｒｉｅｎｄらの米国特許第５、２４７、１９０号において開示されているもののようなポリマー材料で構成されるＯＬＥＤ（ＰＬＥＤ）等、具体的には記述されていない構造及び材料を使用してもよい。更なる例として、単一の有機層を有するＯＬＥＤが使用され得る。ＯＬＥＤは、例えば、参照によりその全体が組み込まれるＦｏｒｒｅｓｔらの米国特許第５、７０７、７４５号において記述されている通り、積み重ねられてよい。ＯＬＥＤ構造は、図１及び２において例証されている単純な層構造から逸脱してよい。例えば、基板は、参照によりその全体が組み込まれる、Ｆｏｒｒｅｓｔらの米国特許第６、０９１、１９５号において記述されている通りのメサ構造及び／又はＢｕｌｏｖｉｃらの米国特許第５、８３４、８９３号において記述されている通りのくぼみ構造等、アウトカップリングを改良するための角度のついた反射面を含み得る。
【００４７】
別段の規定がない限り、種々の実施形態の層のいずれも、任意の適切な方法によって堆積され得る。有機層について、好ましい方法は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第６、０１３、９８２号及び同第６、０８７、１９６号において記述されているもの等の熱蒸発、インクジェット、参照によりその全体が組み込まれるＦｏｒｒｅｓｔらの米国特許第６、３３７、１０２号において記述されているもの等の有機気相堆積（ＯＶＰＤ）、並びに参照によりその全体が組み込まれる米国特許出願第１０／２３３、４７０号において記述されているもの等の有機気相ジェットプリンティング（ＯＶＪＰ）による堆積を含む。他の適切な堆積法は、スピンコーティング及び他の溶液ベースのプロセスを含む。溶液ベースのプロセスは、好ましくは、窒素又は不活性雰囲気中で行われる。他の層について、好ましい方法は熱蒸発を含む。好ましいパターニング法は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第６、２９４、３９８号及び同第６、４６８、８１９号において記述されているもの等のマスク、冷間圧接を経由する堆積、並びにインクジェット及びＯＶＪＤ等の堆積法のいくつかに関連するパターニングを含む。他の方法を使用してもよい。堆積する材料は、特定の堆積法と適合するように修正され得る。例えば、分枝鎖状又は非分枝鎖状であり、且つ好ましくは少なくとも３個の炭素を含有するアルキル及びアリール基等の置換基は、溶液プロセシングを受ける能力を増強するために、小分子において使用され得る。２０個以上の炭素を有する置換基を使用してよく、３〜２０個の炭素が好ましい範囲である。非対称構造を持つ材料は、対称構造を有するものよりも良好な溶液プロセス性を有し得、これは、非対称材料のほうが再結晶する傾向が低くなり得るからである。溶液プロセシングを受ける小分子の能力を増強するために、デンドリマー置換基が使用され得る。
【００４８】
本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、障壁層を更に含んでいてもよい。障壁層の１つの目的は、電極及び有機層を、水分、蒸気及び／又はガス等を含む環境における有害な種への損傷性暴露から保護することである。障壁層は、基板、電極の上、下若しくは隣に、又はエッジを含むデバイスの任意の他の部分の上に堆積し得る。障壁層は、単層又は多層を含んでよい。障壁層は、種々の公知の化学気相堆積技術によって形成され得、単相を有する組成物及び多相を有する組成物を含み得る。任意の適切な材料又は材料の組合せを障壁層に使用してよい。障壁層は、無機若しくは有機化合物又は両方を組み込み得る。好ましい障壁層は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第７、９６８、１４６号、ＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０２３０９８号及び同第ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４２８２９号において記述されている通りの、ポリマー材料及び非ポリマー材料の混合物を含む。「混合物」とみなされるためには、障壁層を構成する前記のポリマー及び非ポリマー材料は、同じ反応条件下で且つ／又は同時に堆積されるべきである。ポリマー材料対非ポリマー材料の重量比は、９５：５から５：９５の範囲内となり得る。ポリマー材料及び非ポリマー材料は、同じ前駆体材料から作成され得る。一例において、ポリマー材料及び非ポリマー材料の混合物は、ポリマーケイ素及び無機ケイ素から本質的になる。
【００４９】
本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、フラットパネルディスプレイ、コンピュータモニター、医療モニター、テレビ、掲示板、屋内若しくは屋外照明及び／又は信号送信用のライト、ヘッドアップディスプレイ、完全透明ディスプレイ、フレキシブルディスプレイ、レーザープリンター、電話、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、デジタルカメラ、カムコーダー、ファインダー、マイクロディスプレイ、車、大面積壁、劇場又はスタジアムのスクリーン、或いは看板を含む多種多様な消費者製品に組み込まれ得る。パッシブマトリックス及びアクティブマトリックスを含む種々の制御機構を使用して、本発明に従って製作されたデバイスを制御することができる。デバイスの多くは、摂氏１８度から摂氏３０度、より好ましくは室温（摂氏２０〜２５度）等、ヒトに快適な温度範囲内での使用が意図されている。
【００５０】
本明細書において記述されている材料及び構造は、ＯＬＥＤ以外のデバイスにおける用途を有し得る。例えば、有機太陽電池及び有機光検出器等の他の光電子デバイスが、該材料及び構造を用い得る。より一般的には、有機トランジスタ等の有機デバイスが、該材料及び構造を用い得る。
【００５１】
用語ハロ、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アリルキル（ａｒｙｌｋｙｌ）、複素環式基、アリール、芳香族基及びヘテロアリールは当技術分野において公知であり、参照により本明細書に組み込まれるＵＳ７、２７９、７０４、３１〜３２段において定義されている。
【００５２】
ホウ素−窒素多環芳香族化合物が提供される。そのような材料は、遅延蛍光性デバイス等の蛍光性デバイスにおいてエミッターとして使用され得る。単色及び多色両方のデバイスを含むリン光性又は蛍光性デバイスにおいて、ホスト材料又は電荷輸送材料として使用することもできる。そのような材料は、気相蒸発させるか又は溶液プロセスすることができる。ＯＬＥＤ製作における更に困難な問題の１つは、青色ＯＬＥＤの効率及び安定性を実現することに関連するものであった。安定な青色ＯＬＥＤを実現するために、多くの場合、アントラセン、クリセン、ピレン、及びそれらの誘導体等の多環芳香族化合物が使用され、これは、これらの多環芳香族が、その高いπ共役にもかかわらず青色領域において放出し得るからである。高いπ共役を使用して、材料が酸化又は還元される際の電荷を安定させることができる。そのような特性により、これらの化合物はＯＬＥＤ使用に適したものとなる。しかしながら、これらの材料は純粋に蛍光性材料であり、これは、最大デバイス効率が、一重項励起比、すなわち約２５％に限定されることを意味する。三重項−三重項消滅によって生じるｐ型遅延蛍光は、これらの材料を用いるいくつかのデバイスにおいて存在し得、純粋に蛍光性のＯＬＥＤの理論的限界よりも高い効率につながり得る。それにもかかわらず、三重項−三重項消滅は、２つの三重項励起子から最大でも１つの一重項励起子しか生成できない。故に、デバイス効率は依然として限定されている。その一方で、例えば三重項から一重項への熱変換を介してＥ型遅延蛍光が用いられ得るならば、三重項励起子の喪失はないと思われ、これがエレクトロルミネッセント効率の改良につながり得る。三重項から一重項への熱変換を実現するために、概して小さいＳ１−Ｔ１ギャップが必要とされる。いくつかの高度に偏極した化合物は小さいＳ１−Ｔ１ギャップを呈し得るが、これらの化合物は、その極性が安定性及び量子効率を低減させ得るため、ＯＬＥＤにおける使用に適さない場合がある。ホウ素−窒素多環芳香族化合物は、環（複数可）の中心において芳香族性の低減による小さいＳ１−Ｔ１ギャップを有し得、これが外側のπ系をいくらか単離することができ、共鳴を増強する。これは、エネルギー、特に三重項エネルギーにおける増大につながり得る。しかしながら、全般的な多環芳香族π共役は、依然として電荷を安定させることができ、高い安定性につながり得る。
【００５３】
１つ以上の芳香族環又は縮合芳香族環と縮合していてもよい、下式［１，２］アザボリノ［１，２−ａ］−［１，２］アザボリン
【化２４】
2014024845.tif 000025
を含む縮合芳香族環系を有し、ここで、該縮合芳香族環系は、重水素、ハロゲン化物、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びそれらの組合せからなる群から選択される、該芳香族環系と縮合していない１個以上の置換基Ｒによって置換されており；且つ、任意の２個の隣接する置換基Ｒは、結合して１つ以上の非芳香族環を形成してもよいホウ素−窒素多環芳香族化合物を含む新たな種類の材料が提供される。
【００５４】
化合物における置換（複数可）は、吸収、放出、ＨＯＭＯ／ＬＵＭＯ準位等の電子特性、及び融点、蒸発温度等の熱的特性を調整することができる。例えば、図４において示される通り、化合物４−１の放出は、大部分がＵＶ領域におけるものである。系におけるπ共役の増大を提供するフェニル、ビフェニル、ジフェニルアミノ及び／又はＮ−カルバゾリル基で置換することによる赤色シフトは、可視領域における放出につながり得、これにより、化合物はＯＬＥＤにおけるエミッターとして有用となる。置換は、化合物を溶液プロセスしたデバイスにおいて有用なものにし得る溶解度の増大をもたらすこともできる。
【００５５】
いくつかのそのような実施形態において、縮合芳香族環系は、
【化２５】
2014024845.tif 000026
【化２６】
2014024845.tif 000027
【化２７】
2014024845.tif 000028
【化２８】
2014024845.tif 000029
【化２９】
2014024845.tif 000030
【化３０】
2014024845.tif 000031
【化３１】
2014024845.tif 000032
【化３２】
2014024845.tif 000033
【化３３】
2014024845.tif 000034
からなる群から選択され、
ここで、該縮合芳香族環系は、重水素、ハロゲン化物、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びそれらの組合せからなる群から選択され、該芳香族環系と縮合していない１個以上の置換基Ｒによって置換されており；且つ、任意の２個の隣接する置換基Ｒは、結合して１つ以上の非芳香族環を形成してもよい。
【００５６】
いくつかの更なるそのような実施形態において、縮合芳香族環系は、
【化３４】
2014024845.tif 000035
からなる群から選択され、
そのそれぞれは、重水素、ハロゲン化物、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びそれらの組合せからなる群から選択される、該芳香族環系と縮合していない１個以上の置換基Ｒによって置換されており；且つ、任意の２個の隣接する置換基Ｒは、結合して１つ以上の非芳香族環を形成してもよい。
【００５７】
いくつかの実施形態において、縮合芳香族環系は、
【化３５】
2014024845.tif 000036
であり、該化合物は、重水素、ハロゲン化物、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びそれらの組合せからなる群から選択される、該芳香族環系と縮合していない１個以上の置換基Ｒによって置換されており；且つ、任意の２個の隣接する置換基Ｒは、結合して１つ以上の非芳香族環を形成してもよい。
【００５８】
いくつかの実施形態において、縮合芳香族環系は、
【化３６】
2014024845.tif 000037
であり、該化合物は、重水素、ハロゲン化物、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びそれらの組合せからなる群から選択される、該芳香族環系と縮合していない１個以上の置換基Ｒによって置換されており；且つ、任意の２個の隣接する置換基Ｒは、結合して１つ以上の非芳香族環を形成してもよい。
【００５９】
本発明のいくつかの実施形態において、置換基Ｒは、アルキル、シクロアルキル、アミノ、シリル、アリール、ヘテロアリール、及びそれらの組合せからなる群から選択される。
【００６０】
本発明のいくつかの実施形態において、置換基Ｒは、
【化３７】
2014024845.tif 000038
【化３８】
2014024845.tif 000039
【化３９】
2014024845.tif 000040
【化４０】
2014024845.tif 000041
【化４１】
2014024845.tif 000042
【化４２】
2014024845.tif 000043
【化４３】
2014024845.tif 000044
【化４４】
2014024845.tif 000045
【化４５】
2014024845.tif 000046
【化４６】
2014024845.tif 000047
からなる群から選択される。
いくつかの実施形態において、先の置換基のいずれかは、重水素、ハロゲン化物、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びそれらの組合せからなる群から独立に選択される１個以上の置換基で更に置換されていてもよい。
【００６１】
いくつかのそのような実施形態において、ホウ素−窒素多環芳香族化合物は、式（ＩＩ）、式（ＩＩＩ）又は式（ＩＶ）の化合物：
【化４７】
2014024845.tif 000048
［式中、Ｒ１からＲ２２は、水素、重水素、ハロゲン化物、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びそれらの組合せからなる群からそれぞれ独立に選択され、ここで、任意の２個の隣接する置換基は、結合して環を形成してもよい］である。いくつかのそのような実施形態において、ホウ素−窒素多環芳香族化合物は式（ＩＩ）の化合物である。他のそのような実施形態において、ホウ素−窒素多環芳香族化合物は式（ＩＩＩ）の化合物である。他のそのような実施形態において、ホウ素−窒素多環芳香族化合物は式（ＩＶ）の化合物である。いくつかの実施形態において、置換基Ｒ１からＲ２２は、アリール、ヘテロアリール及びＮＲａＲｂからなる群から独立に選択され、ここで、Ｒａ及びＲｂは、更に置換されていてよいアリール又はヘテロアリールである。
【００６２】
いくつかの実施形態において、ホウ素−窒素多環芳香族化合物は式（ＩＩ）の化合物であり、Ｒ５、Ｒ８、Ｒ１３及びＲ１６の少なくとも１つは水素でも重水素でもない。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒ５、Ｒ８、Ｒ１３及びＲ１６の少なくとも１つは、アリール、ヘテロアリール又はＮＲａＲｂであり、ここで、Ｒａ及びＲｂは、更に置換されていてよいアリール又はヘテロアリールである。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒ５及びＲ１３はフェニル又はＮＲａＲｂである。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒａ及びＲｂはフェニルである。
【００６３】
いくつかの実施形態において、ホウ素−窒素多環芳香族化合物は式（ＩＩ）の化合物であり、Ｒ１、Ｒ４、Ｒ９及びＲ１２の少なくとも１つは水素でも重水素でもない。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒ１、Ｒ４、Ｒ９及びＲ１２の少なくとも１つは、アリール、ヘテロアリール又はＮＲａＲｂであり、ここで、Ｒａ及びＲｂは、更に置換されていてよいアリール又はヘテロアリールである。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒ１及びＲ９はフェニル又はＮＲａＲｂである。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒａ及びＲｂはフェニルである。
【００６４】
いくつかの実施形態において、ホウ素−窒素多環芳香族化合物は式（ＩＩＩ）又は式（ＩＶ）の化合物であり、Ｒ８、Ｒ１１、Ｒ１９及びＲ２２の少なくとも１つは水素でも重水素でもない。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒ８、Ｒ１１、Ｒ１９及びＲ２２の少なくとも１つは、アリール、ヘテロアリール又はＮＲａＲｂであり、ここで、Ｒａ及びＲｂは、更に置換されていてよいアリール又はヘテロアリールである。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒ８及びＲ１９はフェニル又はＮＲａＲｂである。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒａ及びＲｂはフェニルである。
【００６５】
いくつかの実施形態において、ホウ素−窒素多環芳香族化合物は式（ＩＩ）の化合物であり、Ｒ１、Ｒ４、Ｒ７、Ｒ１２、Ｒ１５及びＲ１８の少なくとも１つは水素でも重水素でもない。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒ１、Ｒ４、Ｒ７、Ｒ１２、Ｒ１５及びＲ１８の少なくとも１つは、アリール、ヘテロアリール又はＮＲａＲｂであり、ここで、Ｒａ及びＲｂは、更に置換されていてよいアリール又はヘテロアリールである。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒ１及びＲ１２はフェニル又はＮＲａＲｂである。いくつかの更なるそのような実施形態において、Ｒａ及びＲｂはフェニルである。
【００６６】
ホウ素−窒素多環芳香族化合物が提供され、該化合物は、
【化４８】
2014024845.tif 000049
【化４９】
2014024845.tif 000050
【化５０】
2014024845.tif 000051
からなる群から選択される。
【００６７】
ホウ素−窒素多環芳香族化合物が提供され、該化合物は式（ＩＩ）の化合物であり、
【化５１】
2014024845.tif 000052
からなる群から選択される。
【００６８】
ホウ素−窒素多環芳香族化合物が提供され、該化合物は式（ＩＩ）の化合物であり、Ｒ１からＲ１６は、以下の図表において示される値を有する。Ｓ１、Ｓ２等への言及は、段落［００５９］において上記で同定されている置換基を指す。
【表１−１】
2014024845.tif 000053
【表１−２】
2014024845.tif 000054
【表１−３】
2014024845.tif 000055
【００６９】
ホウ素−窒素多環芳香族化合物が提供され、該化合物は式（ＩＩＩ）の化合物であり、
【化５２】
2014024845.tif 000056
【化５３】
2014024845.tif 000057
からなる群から選択される。
【００７０】
ホウ素−窒素多環芳香族化合物が提供され、該化合物は式（ＩＶ）の化合物であり、
【化５４】
2014024845.tif 000058
【化５５】
2014024845.tif 000059
からなる群から選択される。
【００７１】
デバイスも提供される。デバイスは、アノードと、カソードと、アノード及びカソードの間に配置された有機層とを含み得、ここで、該有機層は、先の実施形態のいずれかのホウ素−窒素多環芳香族化合物を含む。
【００７２】
本発明は、任意の特定の種類のデバイスに限定されない。いくつかの実施形態において、デバイスは消費者製品である。いくつかの実施形態において、デバイスは有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）である。いくつかの実施形態において、デバイスは遅延蛍光デバイスである。他の実施形態において、デバイスはライティングパネルを含む。
【００７３】
いくつかの実施形態において、デバイスの有機層は放出層である。いくつかのそのような実施形態において、ホウ素−窒素多環芳香族化合物は放出ドーパントである。いくつかの他の実施形態において、ホウ素−窒素多環芳香族化合物はホストである。
【００７４】
いくつかの実施形態において、デバイスの有機層は正孔注入層又は正孔輸送層である。いくつかの他の実施形態において、デバイスの有機層は電子注入層又は電子輸送層である。いくつかの実施形態において、デバイスの有機層は励起子ブロッキング層である。
【００７５】
他の材料との組合せ
有機発光デバイス中の特定の層に有用として本明細書において記述されている材料は、デバイス中に存在する多種多様な他の材料と組み合わせて使用され得る。例えば、本明細書において開示されている化合物は、多種多様なホスト、輸送層、ブロッキング層、注入層、電極、及び存在し得る他の層と併せて使用され得る。以下で記述又は参照される材料は、本明細書において開示されている化合物と組み合わせて有用となり得る材料の非限定的な例であり、当業者であれば、組み合わせて有用となり得る他の材料を特定するための文献を容易に閲覧することができる。
【００７６】
本発明において使用される正孔注入／輸送材料は特に限定されず、その化合物が正孔注入／輸送材料として典型的に使用されるものである限り、任意の化合物を使用してよい。材料の例は、フタロシアニン又はポルフィリン誘導体；芳香族アミン誘導体；インドロカルバゾール誘導体；フッ化炭化水素を含有するポリマー；伝導性ドーパントを持つポリマー；ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の導電性ポリマー；ホスホン酸及びシラン誘導体等の化合物に由来する自己集合モノマー；ＭｏＯｘ等の金属酸化物誘導体；１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル等のｐ型半導体有機化合物；金属錯体、並びに架橋性化合物を含むがこれらに限定されない。
【００７７】
ＨＩＬ又はＨＴＬ中に使用される芳香族アミン誘導体の例は、下記の一般構造：
【化５６】
2014024845.tif 000060
を含むがこれらに限定されない。
【００７８】
Ａｒ１からＡｒ９のそれぞれは、ベンゼン、ビフェニル、トリフェニル、トリフェニレン、ナフタレン、アントラセン、フェナレン、フェナントレン、フルオレン、ピレン、クリセン、ペリレン、アズレン等の芳香族炭化水素環式化合物からなる群；ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、フラン、チオフェン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、カルバゾール、インドロカルバゾール、ピリジルインドール、ピロロジピリジン、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、オキサトリアゾール、ジオキサゾール、チアジアゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、オキサジン、オキサチアジン、オキサジアジン、インドール、ベンズイミダゾール、インダゾール、インドキサジン、ベンゾオキサゾール、ベンズイソオキサゾール、ベンゾチアゾール、キノリン、イソキノリン、シンノリン、キナゾリン、キノキサリン、ナフチリジン、フタラジン、プテリジン、キサンテン、アクリジン、フェナジン、フェノチアジン、フェノキサジン、ベンゾフロピリジン、フロジピリジン、ベンゾチエノピリジン、チエノジピリジン、ベンゾセレノフェノピリジン及びセレノフェノジピリジン等の芳香族複素環式化合物からなる群；並びに芳香族炭化水素環式基及び芳香族複素環式基から選択される同じ種類又は異なる種類の基である２から１０個の環式構造単位からなる群から選択され、且つ、直接的に、又は酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、ホウ素原子、鎖構造単位及び脂肪族環式基の少なくとも１つを介して、互いに結合している。ここで、各Ａｒは、水素、重水素、ハロゲン化物、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びそれらの組合せからなる群から選択される置換基によって更に置換されている。
【００７９】
一態様において、Ａｒ１からＡｒ９は、
【化５７】
2014024845.tif 000061
からなる群から独立に選択される。
【００８０】
ｋは１から２０までの整数であり；Ｘ１からＸ８はＣ（ＣＨを含む）又はＮであり；Ａｒ１は、上記で定義したものと同じ基を有する。
【００８１】
ＨＩＬ又はＨＴＬ中に使用される金属錯体の例は、下記の一般式：
【化５８】
2014024845.tif 000062
を含むがこれに限定されない。
【００８２】
Ｍは、４０より大きい原子量を有する金属であり；（Ｙ５−Ｙ６）は二座配位子であり、Ｙ５及びＹ６は、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｐ及びＳから独立に選択され；Ｌは補助配位子であり；ｍは、１から金属に付着し得る配位子の最大数までの整数値であり；且つ、ｍ＋ｎは、金属に付着し得る配位子の最大数である。
【００８３】
一態様において、（Ｙ５−Ｙ６）は２−フェニルピリジン誘導体である。
【００８４】
別の態様において、（Ｙ５−Ｙ６）はカルベン配位子である。
【００８５】
別の態様において、Ｍは、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｏｓ及びＺｎから選択される。
【００８６】
更なる態様において、金属錯体は、約０．６Ｖ未満のＦｃ＋／Ｆｃカップルに対して、溶液中で最小酸化電位を有する。
【００８７】
上述したホスト材料に加えて、デバイスは、他のホスト材料を更に含み得る。そのような他のホスト材料の例は特に限定されず、ホストの三重項エネルギーがドーパントのものより大きい限り、任意の金属錯体又は有機化合物を使用してよい。以下の表では、種々の色を放出するデバイスに好ましいものとしてホスト材料を分類しているが、三重項の基準が満たされている限り、任意のホスト材料を任意のドーパントとともに使用してよい。
【００８８】
ホストとして使用される金属錯体の例は、下記の一般式：
【化５９】
2014024845.tif 000063
を有することが好ましい。
【００８９】
Ｍは金属であり；（Ｙ３−Ｙ４）は二座配位子であり、Ｙ３及びＹ４は、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｐ及びＳから独立に選択され；Ｌは補助配位子であり；ｍは、１から金属に付着し得る配位子の最大数までの整数値であり；且つ、ｍ＋ｎは、金属に付着し得る配位子の最大数である。
【００９０】
一態様において、金属錯体は、
【化６０】
2014024845.tif 000064
である。
【００９１】
（Ｏ−Ｎ）は、原子Ｏ及びＮに配位された金属を有する二座配位子である。
【００９２】
別の態様において、Ｍは、Ｉｒ及びＰｔから選択される。
【００９３】
更なる態様において、（Ｙ３−Ｙ４）はカルベン配位子である。
【００９４】
ホストとして使用される有機化合物の例は、ベンゼン、ビフェニル、トリフェニル、トリフェニレン、ナフタレン、アントラセン、フェナレン、フェナントレン、フルオレン、ピレン、クリセン、ペリレン、アズレン等の芳香族炭化水素環式化合物からなる群；ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、フラン、チオフェン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、カルバゾール、インドロカルバゾール、ピリジルインドール、ピロロジピリジン、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、オキサトリアゾール、ジオキサゾール、チアジアゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、オキサジン、オキサチアジン、オキサジアジン、インドール、ベンズイミダゾール、インダゾール、インドキサジン、ベンゾオキサゾール、ベンズイソオキサゾール、ベンゾチアゾール、キノリン、イソキノリン、シンノリン、キナゾリン、キノキサリン、ナフチリジン、フタラジン、プテリジン、キサンテン、アクリジン、フェナジン、フェノチアジン、フェノキサジン、ベンゾフロピリジン、フロジピリジン、ベンゾチエノピリジン、チエノジピリジン、ベンゾセレノフェノピリジン及びセレノフェノジピリジン等の芳香族複素環式化合物からなる群；並びに芳香族炭化水素環式基及び芳香族複素環式基から選択される同じ種類又は異なる種類の基である２から１０個の環式構造単位からなる群から選択され、且つ、直接的に、又は酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、ホウ素原子、鎖構造単位及び脂肪族環式基の少なくとも１つを介して、互いに結合している。ここで、各基は、水素、重水素、ハロゲン化物、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びそれらの組合せからなる群から選択される置換基によって更に置換されている。
【００９５】
一態様において、ホスト化合物は、分子中に下記の群：
【化６１】
2014024845.tif 000065
の少なくとも１つを含有する。
【００９６】
Ｒ１からＲ７は、水素、重水素、ハロゲン化物、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びそれらの組合せからなる群から独立に選択され、それがアリール又はヘテロアリールである場合、上記で言及したＡｒのものと同様の定義を有し；ｋは０から２０までの整数であり；Ｘ１からＸ８はＣ（ＣＨを含む）又はＮから選択され；且つＺ１及びＺ２はＮＲ１、Ｏ又はＳから選択される。
【００９７】
正孔ブロッキング層（ＨＢＬ）を使用して、放出層から出る正孔及び／又は励起子の数を低減させることができる。デバイスにおけるそのようなブロッキング層の存在は、ブロッキング層を欠く同様のデバイスと比較して大幅に高い効率をもたらし得る。また、ブロッキング層を使用して、放出をＯＬＥＤの所望の領域に制限することもできる。
【００９８】
一態様において、ＨＢＬ中に使用される化合物は、上述したホストとして使用されるものと同じ分子又は同じ官能基を含有する。
【００９９】
別の態様において、ＨＢＬ中に使用される化合物は、分子中に下記の群：
【化６２】
2014024845.tif 000066
の少なくとも１つを含有する。
【０１００】
ｋは０から２０までの整数であり；Ｌは補助配位子であり、ｍは１から３までの整数である。
【０１０１】
電子輸送層（ＥＴＬ）は、電子を輸送することができる材料を含み得る。電子輸送層は、真性である（ドープされていない）か、又はドープされていてよい。ドーピングを使用して、伝導性を増強することができる。ＥＴＬ材料の例は特に限定されず、電子を輸送するために典型的に使用されるものである限り、任意の金属錯体又は有機化合物を使用してよい。
【０１０２】
一態様において、ＥＴＬ中に使用される化合物は、分子中に下記の群：
【化６３】
2014024845.tif 000067
の少なくとも１つを含有する。
【０１０３】
Ｒ１は、水素、重水素、ハロゲン化物、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びそれらの組合せからなる群から選択され、それがアリール又はヘテロアリールである場合、上記で言及したＡｒのものと同様の定義を有し；Ａｒ１からＡｒ３は、上記で言及したＡｒのものと同様の定義を有し；ｋは０から２０までの整数であり；Ｘ１からＸ８はＣ（ＣＨを含む）又はＮから選択される。
【０１０４】
別の態様において、ＥＴＬ中に使用される金属錯体は、下記の一般式：
【化６４】
2014024845.tif 000068
を含有するがこれらに限定されない。
【０１０５】
（Ｏ−Ｎ）又は（Ｎ−Ｎ）は、原子Ｏ、Ｎ又はＮ、Ｎに配位された金属を有する二座配位子であり；Ｌは補助配位子であり；ｍは、１から金属に付着し得る配位子の最大数までの整数値である。
【０１０６】
ＯＬＥＤデバイスの各層中に使用される任意の上記で言及した化合物において、水素原子は、部分的に又は完全に重水素化されていてよい。故に、メチル、フェニル、ピリジル等であるがこれらに限定されない任意の具体的に挙げられている置換基は、それらの重水素化されていない、部分的に重水素化された、及び完全に重水素化されたバージョンを包含する。同様に、アルキル、アリール、シクロアルキル、ヘテロアリール等であるがこれらに限定されない置換基のクラスは、それらの重水素化されていない、部分的に重水素化された、及び完全に重水素化されたバージョンも包含する。
【０１０７】
本明細書において開示されている材料に加えて且つ／又はそれらと組み合わせて、多くの正孔注入材料、正孔輸送材料、ホスト材料、ドーパント材料、励起子／正孔ブロッキング層材料、電子輸送及び電子注入材料がＯＬＥＤにおいて使用され得る。ＯＬＥＤ中で本明細書において開示されている材料と組み合わせて使用され得る材料の非限定的な例を、以下の表２に収載する。表２は、材料の非限定的なクラス、各クラスについての化合物の非限定的な例、及び該材料を開示している参考文献を収載する。
【表２−１】
2014024845.tif 000069
【表２−２】
2014024845.tif 000070
【表２−３】
2014024845.tif 000071
【表２−４】
2014024845.tif 000072
【表２−５】
2014024845.tif 000073
【表２−６】
2014024845.tif 000074
【表２−７】
2014024845.tif 000075
【表２−８】
2014024845.tif 000076
【表２−９】
2014024845.tif 000077
【表２−１０】
2014024845.tif 000078
【表２−１１】
2014024845.tif 000079
【表２−１２】
2014024845.tif 000080
【表２−１３】
2014024845.tif 000081
【表２−１４】
2014024845.tif 000082
【表２−１５】
2014024845.tif 000083
【表２−１６】
2014024845.tif 000084
【表２−１７】
2014024845.tif 000085
【表２−１８】
2014024845.tif 000086
【表２−１９】
2014024845.tif 000087
【表２−２０】
2014024845.tif 000088
【表２−２１】
2014024845.tif 000089
【表２−２２】
2014024845.tif 000090
【０１０８】
実験
Ｓ１−Ｔ１ギャップの算出
【０１０９】
Ｂ３ＬＹＰ／ｃｅｐ−３１ｇ関数及び基底系でＧａｕｓｓｉａｎソフトウェアパッケージを用いるＤＦＴ算出を、５つのホウ素−窒素多環芳香族化合物について行った。以下の表２は、ＨＯＭＯ及びＬＵＭＯ、ＨＯＭＯ−ＬＵＭＯギャップ、Ｓ１及びＴ１エネルギー準位、並びにＳ１−Ｔ１ギャップについて算出された値を示す。ホウ素−窒素多環芳香族化合物のＳ１−Ｔ１ギャップは、概して、対応するベンゼノイド系のＳ１−Ｔ１ギャップ（約１．０ｅＶ）よりもはるかに低い、約０．４ｅＶから約０．６ｅＶまでの範囲であった。
【表３】
2014024845.tif 000091
【０１１０】
化合物１についてフォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトルを記録した（表３において示されている）。図４は、それぞれ１及び２としてラベル付けされた、室温（ＲＴ）及び７７Ｋにおける２−ＭｅＴＨＦ中の化合物１についてのＰＬスペクトルを示す。フォトルミネッセンスは、いずれの温度でも強い。７７Ｋにおけるピーク位置に基づき、Ｓ１−Ｔ１ギャップは０．２５ｅＶである。ＰＭＭＡ：化合物１薄膜（重量で１００：５）の室温におけるＰＬ効率は、１８％である。薄膜のＰＬスペクトルは、図４において３としてラベル付けされている。アリール、ヘテロアリール及び／又はアミノ類似体は、より高いＰＬ効率を示すことが期待されるであろう。
【０１１１】
合成例
【０１１２】
ホウ素−窒素多環芳香族化合物のいくつかは、次の通りに合成した。
【０１１３】
化合物１の合成
【０１１４】
化合物１は、Ｈａｔａｋｅｙａｍａら、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．、１３３巻、１８６１４〜１７頁（２０１１）において記述されているものに類似する方法を使用して合成することができる。
【０１１５】
本明細書において記述されている種々の実施形態は、単なる一例としてのものであり、本発明の範囲を限定することを意図するものではないことが理解される。例えば、本明細書において記述されている材料及び構造の多くは、本発明の趣旨から逸脱することなく、他の材料及び構造に置き換えることができる。したがって、特許請求されている通りの本発明は、当業者には明らかとなるように、本明細書において記述されている特定の例及び好ましい実施形態からの変形形態を含み得る。なぜ本発明が作用するのかについての種々の理論は限定を意図するものではないことが理解される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１６】
【特許文献１】米国特許第５，８４４，３６３号明細書
【特許文献２】米国特許第６，３０３，２３８号明細書
【特許文献３】米国特許第５，７０７，７４５号明細書
【特許文献４】米国特許第７，２７９，７０４号明細書
【符号の説明】
【０１１７】
１００  有機発光デバイス
１１０  基板
１１５  アノード
１２０  正孔注入層
１２５  正孔輸送層
１３０  電子ブロッキング層
１３５  放出層
１４０  正孔ブロッキング層
１４５  電子輸送層
１５０  電子注入層
１５５  保護層
１６０  カソード
１７０  障壁層
１６２  第一の導電層
１６４  第二の導電層
２００  反転させたＯＬＥＤ、デバイス
２１０  基板
２１５  カソード
２２０  放出層
２２５  正孔輸送層
２３０  アノード
【図１】
2014024845.tif 000107
【図２】
2014024845.tif 000108
【図３】
2014024845.tif 000109
【図４】
2014024845.tif 000110