(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
【化１】
0006338633.tif 000020
である、
有機エレクトロルミネセントデバイス用化合物。
【請求項２】
陰極、
陽極、および
前記陰極と前記陽極の間に形成され、請求項１に記載の化合物を含有する有機層
を含む、有機エレクトロルミネセントデバイス。
【請求項３】
前記有機層の重量を１００ｗｔ％とした時、前記化合物の含有量は２５ｗｔ％〜１００ｗｔ％であり、前記有機層の厚さは１ｎｍ〜５００ｎｍである、請求項２に記載の有機エレクトロルミネセントデバイス。
【請求項４】
前記有機層は、電子輸送層、電子注入層、発光層、正孔ブロック層または電子ブロック層である、請求項２に記載の有機エレクトロルミネセントデバイス。
【請求項５】
前記有機層は、ｎ型の電気伝導ドーパントを含む電子輸送層であり、
前記有機層の重量を１００ｗｔ％とした時、前記ｎ型の電気伝導ドーパントの含有量は２０ｗｔ％〜７５ｗｔ％である、請求項４に記載の有機エレクトロルミネセントデバイス。
【請求項６】
前記有機層は、ｎ型の電気伝導ドーパントを含む電子注入層であり、
前記有機層の重量を１００ｗｔ％とした時、前記ｎ型の電気伝導ドーパントの含有量は２０ｗｔ％〜７５ｗｔ％である、請求項４に記載の有機エレクトロルミネセントデバイス。
【請求項７】
前記有機層は発光層であり、
前記発光層は、蛍光発光体または燐光発光体を含有する、請求項２に記載の有機エレクトロルミネセントデバイス。
【請求項８】
前記陰極と前記陽極の間に形成され、蛍光発光体または燐光発光体を含有する発光層をさらに含む、請求項２に記載の有機エレクトロルミネセントデバイス。
【請求項９】
白光を発射する、請求項２に記載の有機エレクトロルミネセントデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネセントデバイス用化合物およびその化合物を用いた有機エレクトロルミネセントデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネセントデバイス（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｄｅｖｉｃｅ。以下、ＯＬＥＤとも称す）の応用を満足させるために、新規な有機材料の開発がさらに重視されている。このようなデバイスは、高発光率の高密度画素ディスプレーの製造においてはコスト優位性を提供し、さらに、長い寿命、高い効率、低い駆動電圧および広い色域を有するため、商業的な魅力を有する。
【０００３】
典型的なＯＬＥＤは、陽極と陰極との間に挟まれた有機発光（ｏｒｇａｎｉｃ  ｅｍｉｓｓｉｖｅ）層を少なくとも含む。電流を印加したとき、一層または複数層の有機発光層には、陽極から正孔を、陰極から電子を注入し、注入された正孔および電子は、それぞれ逆の電荷を帯びた電極に移動する（ｍｉｇｒａｔｅ）。電子および正孔が同じ分子に局在されたとき、“エキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）”を形成し、前記エキシトンは、励起状態の局在化された電子−正孔ペアを有し、エキシトンが発光メカニズムを通じて緩和して光の発射もたらされる。これらのデバイスの電荷輸送能力および発光効率を向上させるために、発光層の傍らに、一層または複数層の追加層、例えば、電子輸送層および／または正孔輸送層、あるいは電子ブロック層および／または正孔ブロック層を積層する。例えば、米国特許第５７０７７４５号公報（特許文献１）および米国特許第９１５３７８７号公報（特許文献２）には、デバイス性能の向上および色度の調整のために、ホスト材料にもう一つの材料（ゲスト）をドープすることが開示されている
【０００４】
多層フィルム構造を有するＯＬＥＤを製造する要因には、これらの電極および有機層の間の界面を安定させることが含まれる。有機材料において、電子および正孔の移動度（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）は明らかに異なるため、対応する正孔輸送層および電子輸送層を使用すると、正孔および電子を発光層に効率的に輸送でき、また、前記発光層の正孔および電子の密度が平衡したとき、発光効率を増幅できる。よって、前記有機層を適宜に積層すると、デバイスの効率および寿命を増進できる。
【０００５】
米国特許第５６４５９４８号公報（特許文献３）および米国特許第５７６６７７９号公報（特許文献４）には、１，３，５−トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）ベンゼン（ＴＰＢＩ）という代表的な材料が開示されている。ＴＰＢＩは、ベンゼンの１、３、５の置換位置において三つのＮ−フェニルベンゾイミダゾリル基を有するため、電子輸送材料および青光を発射する材料とすることができる。しかしながら、ＴＰＢＩの取扱い安定性が低い。そのため、実際にディスプレーに応用する際の要求を全て満足させる有機材料とすることは困難である。
【０００６】
また、いく雷光電科技株式会社の米国特許第９１５３７８７号公報（特許文献２）と米国特許公開２０１４０２８４５８０号公報（特許文献５）には、二種類の化合物が開示され、フルオランテン（ｆｌｕｏｒａｎｔｈｅｎｅ）を含む誘導体とイミダゾールまたはジベンゾチオフェンとが結合した構造が開示されている。しかしながら、フルオランテンとイミダゾールとが結合した構造を電子輸送材料とする場合は、現在の観点から見ると、デバイスの使用寿命は長いが、駆動電圧が高く、また、フルオランテンとジベンゾチオフェンとが結合した構造の場合も、駆動電圧が高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５７０７７４５号公報
【特許文献２】米国特許第９１５３７８７号公報
【特許文献３】米国特許第５６４５９４８号公報
【特許文献４】米国特許第５７６６７７９号公報
【特許文献５】米国特許公開２０１４０２８４５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記問題があるため、デバイスの寿命を延長し、発光効率を向上させ、低い駆動電圧を維持できる電子輸送材料の開発が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、高い発光効率、低い駆動電圧および長い寿命を有するＯＬＥＤ用の材料を提供することを一つの目的とする。
【００１０】
本発明は、ＯＬＥＤ用の式（Ｉ）で表される化合物を提供する。
【化１】
0006338633.tif 000002
［式（Ｉ）中、
Ｘは、置換されているか又は置換されていない（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル基、置換されているか又は置換されていない（Ｃ６−Ｃ３０）アリール基、または置換されているか又は置換されていない（５員〜３０員）ヘテロアリール基を表し、
Ａｒ１は、式（Ｉ）で表される化合物におけるナフタレンと縮合（ｆｕｓｅ）する置換されているか又は置換されていない（Ｃ６−Ｃ３０）芳香族炭化水素、または式（Ｉ）で表される化合物におけるナフタレンと縮合する置換されているか又は置換されていない（５員〜３０員）複素環芳香族炭化水素を表し、
ｎは、１または２の整数を表し、
ｍは、０〜２の整数を表し、
ｐは、０〜２の整数を表す。］
【００１１】
さらに、本発明は、
陰極、
陽極、および
前記陰極と前記陽極との間に形成され、前記式（Ｉ）の化合物を含有する有機層
を含む、有機エレクトロルミネセントデバイスを提供する。
【００１２】
本発明の有機エレクトロルミネセントデバイスにおける有機層は、電子輸送層、電子注入層、発光層、正孔ブロック層または電子ブロック層であってもよく、前記有機エレクトロルミネセントデバイスは、前記有機層のほかに、前記有機層と異なる電子輸送層、電子注入層、発光層、正孔ブロック層および電子ブロック層からなる群から選ばれる少なくとも一つの層をさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、本発明で提供された式（Ｉ）化合物により、デバイスの安定性および寿命を改善し、操作電圧を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の有機エレクトロルミネセントデバイスの一つの実施態様の断面模式図である。
【図２】本発明の有機エレクトロルミネセントデバイスのもう一つの実施態様の断面模式図である。
【図３】本発明の有機エレクトロルミネセントデバイスのさらにもう一つの実施態様の断面模式図である。
【図４】有機エレクトロルミネセントデバイスのエレクトロルミネセントスペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、好ましい実施態様によって本発明を詳細に説明し、当業者に、本発明の明細書に開示されている利点および効果を容易に理解させる。
【００１６】
本明細書に記載された範囲と開示された数値は、いずれも含有して併合することができる。例を挙げれば、任意の数値、例えば、一つの整数またはポイントが本明細書に記載された範囲に入ると、そのポイントまたは数値を下限値または上限値として副範囲を導出できる。また、本明細書に例示された基、例えば、Ｘ１とＡｒ１に属する基または置換基は、いずれも他の基と共に式（Ｉ）に併合できる。
【００１７】
本発明によれば、ＯＬＥＤに適用できる化合物は、例えば、式（Ｉ）で表される化合物である。
【化２】
0006338633.tif 000003
式（Ｉ）中、
Ｘは、置換されているか又は置換されていない（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル基、置換されているか又は置換されていない（Ｃ６−Ｃ３０）アリール基、または置換されているか又は置換されていない（５員〜３０員）ヘテロアリール基を表し、
Ａｒ１は、式（Ｉ）で表される化合物におけるナフタレンと縮合する置換されているか又は置換されていない（Ｃ６−Ｃ３０）芳香族炭化水素、または式（Ｉ）で表される化合物におけるナフタレンと縮合する置換されているか又は置換されていない（５員〜３０員）複素環芳香族炭化水素を表し、
ｎは、１または２の整数を表し、
ｍは、０〜２の整数を表し、
ｐは、０〜２の整数を表す。
【００１８】
一つの具体的な実施態様において、Ｘは、置換されていない（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル基、置換されていない（Ｃ６−Ｃ３０）アリール基、または（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル基で置換された（Ｃ６−Ｃ３０）アリール基を表す。
【００１９】
一つの具体的な実施態様において、Ａｒ１は、式（Ｉ）で表される化合物におけるナフタレンと縮合する置換されていない（Ｃ６−Ｃ３０）芳香族炭化水素、式（Ｉ）で表される化合物におけるナフタレンと縮合する置換されていない（５員〜３０員）複素環芳香族炭化水素、または式（Ｉ）で表される化合物におけるナフタレンと縮合する（Ｃ６−Ｃ３０）アリール基で置換された（５員〜３０員）複素環芳香族炭化水素を表す。
【００２０】
一つの具体的な実施態様において、前記（５員〜３０員）複素環芳香族炭化水素または前記（５員〜３０員）ヘテロアリール基は、Ｎ、ＯおよびＳからなる群から選ばれる少なくとも一つのヘテロ原子を含む。
【００２１】
前記の説明に基づいて、一つの具体的な実施態様において、Ｘは、置換されていない（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル基、置換されていない（Ｃ６−Ｃ３０）アリール基、または（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル基で置換された（Ｃ６−Ｃ３０）アリール基を表し、Ａｒ１は、置換されていない（Ｃ６−Ｃ３０）芳香族炭化水素、置換されていない（５員〜３０員）複素環芳香族炭化水素、または（Ｃ６−Ｃ３０）アリール基で置換された（５員〜３０員）複素環芳香族炭化水素を表し、前記（５員〜３０員）複素環芳香族炭化水素は、Ｎ、ＯおよびＳからなる群から選ばれる少なくとも一つのヘテロ原子を含み、Ａｒ１は、式（Ｉ）で表される化合物におけるナフタレンと縮合する。
【００２２】
一つの具体的な実施態様において、Ｘは、メチル基、フェニル基またはメチルフェニル基を表す。
【００２３】
また、前記置換されているか又は置換されていない（５員〜３０員）複素環芳香族炭化水素は、置換されているか又は置換されていない（５員〜２０員）複素環芳香族炭化水素であってもよく、置換されているか又は置換されていない（５員〜１５員）複素環芳香族炭化水素であってもよい。一つの具体的な実施態様において、Ａｒ１は、キノリン、アセナフテン、フラン、ジフェニルフラン、チオフェン、ピリジンまたはベンゼンを表し、かつ、Ａｒ１は、式（Ｉ）で表される化合物におけるナフタレンと縮合する。
【００２４】
本明細書において、「置換されているか又は置換されていない」における「置換された」とは、ある官能基における水素原子が別の一つの原子または基（すなわち、置換基）で置換されていることを示す。これらの置換基は、それぞれ独立に、下記基からなる群から選ばれる少なくとも一つである：重水素；ハロゲン；（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル基；（Ｃ１−Ｃ３０）アルコキシ基；（Ｃ６−Ｃ３０）アリール基；（Ｃ６−Ｃ３０）アリール基で置換されてもよい（５員〜３０員）ヘテロアリール基；（Ｃ６−Ｃ３０）アリール基で置換された（５員〜３０員）ヘテロアリール基；（Ｃ３−Ｃ３０）シクロアルキル基；（５員〜７員）ヘテロシクロアルキル基；トリ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルシリル基；トリ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル基；ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル基；（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールシリル基；（Ｃ２−Ｃ３０）アルケニル基；（Ｃ２−Ｃ３０）アルキニル基；シアノ基；ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルアミノ基；ジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ基；（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールアミノ基；ジ（Ｃ６−Ｃ３０）アリールボリル基；ジ（Ｃ１−Ｃ３０）アルキルボリル基；（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリールボリル基；（Ｃ６−Ｃ３０）アリール基（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル基；（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル（Ｃ６−Ｃ３０）アリール基；カルボキシル基；ニトロ基；およびヒドロキシ基。
【００２５】
本明細書において、「アルキル基」は、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等を含む。
【００２６】
一つの具体的な実施態様において、前記（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル基は、（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル基、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール基および（５員〜３０員）ヘテロアリール基からなる群から選ばれる少なくとも一つの置換基で置換される。
【００２７】
本明細書において、「アリール基」とは、芳香族炭化水素から誘導された単環系環または縮合環であり、フェニル基、ビフェニリル基、テルフェニル基（ｔｅｒｐｈｅｎｙｌ）、ナフチル基、ビナフチリル基、フェニルナフチル基、ナフチルフェニル基、フルオレニル基（ｆｌｕｏｒｅｎｙｌ）、フェニルフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナントリル基、フェニルフェナントリル基、アントリル基、インデニル基、トリフェニレニル基（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｅｎｙｌ）、ピレニル基、ナフタセニル基、ペリレニル基、クリセニル基（ｃｈｒｙｓｅｎｙｌ）、ナフトナフチル基、フルオランテニル基（ｆｌｕｏｒａｎｔｈｅｎｙｌ）、アセナフテン基等を含む。
【００２８】
本明細書において、「（５員〜３０員）複素環芳香族炭化水素」とは、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｐ（＝Ｏ）、Ｓｉ、およびＰからなる群から選ばれる少なくとも一つのヘテロ原子を含有する、５〜３０個の環主鎖原子を有する芳香族炭化水素であり、また、単環系環、または少なくとも一つのベンゼン環と縮合した縮合環であり、また、部分飽和であり、また、一個または複数個の単結合を介して少なくとも一つの複素環芳香族炭化水素または芳香族炭化水素を複素環芳香族炭化水素に結合させて形成したものであり、また、単環系環型の複素環芳香族炭化水素、例えば、フラン、チオフェン、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、チアゾール、チアジアゾール、イソチアゾール、イソオキサゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアジン、テトラジン、トリアゾール、テトラゾール、フラザン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、および稠合環型の複素環芳香族炭化水素、例えば、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、イソベンゾフラン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾイソチアゾール、ベンゾイソオキサゾール、ベンゾオキサゾール、イソインドール、インドール、インダゾール、ベンゾチアジアゾール、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、カルバゾール、フェノキサジン、フェナントリジン、ベンゾベンゾジオキソール（ｂｅｎｚｏｄｉｏｘｏｌｅ）、ジヒドロアクリジン等を含む。
【００２９】
本明細書において、「（５員〜３０員）ヘテロアリール基」とは、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｐ（＝Ｏ）、Ｓｉ、およびＰからなる群から選ばれる少なくとも一つのヘテロ原子を含有する、５〜３０個の環主鎖原子を有するアリール基であり、また、単環系環、または少なくとも一つのベンゼン環と縮合した縮合環であり、また、部分飽和であり、また、一個または複数個の単結合を介して少なくとも一つのヘテロアリール基またはアリール基をヘテロアリール基に結合させて形成したものであり、また、単環系環型のヘテロアリール基、例えば、フリル基、チエニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、イソチアゾリル基、イソオキサゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアジニル基、テトラジニル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、フラザニル基（ｆｕｒａｚａｎｙｌ）、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基等、および縮合環型のヘテロアリール基、例えば、ベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、イソベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ジベンゾチエニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、ベンゾイソオキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、イソインドリル基、インドリル基、インダゾリル基、ベンゾチアジアゾリル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、カルバゾリル基、フェノキサジニル基、フェナントリジニル基、ベンゾジオキソリル基（ｂｅｎｚｏｄｉｏｘｏｌｙｌ）、ジヒドロアクリジニル基等を含む。
【００３０】
一つの具体的な実施態様において、前記（Ｃ６−Ｃ３０）アリール基または（Ｃ６−Ｃ３０）芳香族炭化水素は、（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル基、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール基および（５員〜３０員）ヘテロアリール基からなる群から選ばれる少なくとも一つの置換基で置換される。
【００３１】
一つの具体的な実施態様において、前記（５員〜３０員）ヘテロアリール基または（５員〜３０員）複素環芳香族炭化水素は、（Ｃ１−Ｃ１０）アルキル基、（Ｃ６−Ｃ３０）アリール基および（５員〜３０員）ヘテロアリール基からなる群から選ばれる少なくとも一つの置換基で置換される。
【００３２】
一つの具体的な実施態様において、ｎが１であり、ｍが０であり、ｐが１である場合、Ａｒ１は、キノリン、アセナフテン、フラン、ジフェニルフランまたはチオフェンを表し、例えば、前記式（Ｉ）で表される化合物は、下記化合物である。
【化３】
0006338633.tif 000004
【００３３】
一つの具体的な実施態様において、ｎが１であり、ｍが０であり、ｐが２である場合、Ａｒ１は、ピリジンを表し、前記式（Ｉ）で表される化合物は、下記化合物である。
【化４】
0006338633.tif 000005
【００３４】
一つの具体的な実施態様において、ｎが１であり、ｍが１であり、ｐが０である場合、Ｘは、フェニル基またはメチルフェニル基を表し、前記式（Ｉ）で表される化合物は、下記化合物である。
【化５】
0006338633.tif 000006
【００３５】
一つの具体的な実施態様において、ｎが１であり、ｍが２であり、ｐが０である場合、Ｘは、フェニル基を表し、前記式（Ｉ）で表される化合物は、下記化合物である。
【化６】
0006338633.tif 000007
【００３６】
一つの具体的な実施態様において、ｎが１であり、ｍが２であり、ｐが１である場合、Ｘは、フェニル基を表し、Ａｒ１は、ベンゼンを表し、例えば、前記式（Ｉ）で表される化合物は、下記化合物である。
【化７】
0006338633.tif 000008
【００３７】
一つの具体的な実施態様において、ｎが２であり、ｍが０であり、ｐが０である場合、前記式（Ｉ）で表される化合物は、下記化合物である。
【化８】
0006338633.tif 000009
【００３８】
一つの具体的な実施態様において、ｎが２であり、ｍが１であり、ｐが０である場合、Ｘは、メチル基を表し、前記式（Ｉ）で表される化合物は、下記化合物である。
【化９】
0006338633.tif 000010
【００３９】
一つの具体的な実施態様において、ｎが２であり、ｍが２であり、ｐが０である場合、Ｘは、メチル基を表し、前記式（Ｉ）で表される化合物は、下記化合物である。
【化１０】
0006338633.tif 000011
【００４０】
さらに、本発明は、陰極、陽極、および前記陰極と前記陽極との間に形成され、前記式（Ｉ）化合物を含有する有機層を含む、有機エレクトロルミネセントデバイスを提供する。
【００４１】
下記のような合成ルート１（［化１１］）および合成ルート２（［化１２］）に示す反応により、式（Ｉ）で表される化合物を合成できるが、これに限定されない。
【化１１】
0006338633.tif 000012
【化１２】
0006338633.tif 000013
【００４２】
さらに、本発明は、陰極、陽極、および前記陰極と前記陽極との間に形成され、本発明の式（Ｉ）化合物を含有する有機層を含む、有機エレクトロルミネセントデバイスを提供する。
【００４３】
式（Ｉ）で表される化合物は、ＯＬＥＤの有機層に適用できる。そのため、本発明のＯＬＥＤは、基板上の陰極と陽極との間に設けられた少なくとも一層の有機層を有し、この有機層は、前記の式（Ｉ）で表される化合物を含む。前記有機層は、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層または正孔輸送層であってもよく、また、有機エレクトロルミネセントデバイスは、前記有機層のほかに、前記有機層と異なる電子輸送層、電子注入層、発光層、正孔ブロック層および電子ブロック層からなる群から選ばれる少なくとも一つの層をさらに含んでもよい。式（Ｉ）で表される化合物を含有する前記有機層は、好ましくは電子輸送・注入層であり、式（Ｉ）で表される化合物を単一材料として前記有機層を形成してもよく、ｎ／ｐ型の電気伝導ドーパント（ｎ／ｐ  ｔｙｐｅ  ｄｏｐａｎｔｓ）と組み合わせて前記有機層を形成してもよい。
【００４４】
電子輸送層用の電気伝導ドーパントは、好ましくは有機アルカリ金属・アルカリ土類金属の錯体（ｏｒｇａｎｉｃ  ａｌｋａｌｉ／ａｌｋａｌｉｎｅ  ｍｅｔａｌ  ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ）、酸化物（ｏｘｉｄｅｓ）、ハロゲン化物（ｈａｌｉｄｅｓ）、炭酸塩（ｃａｒｂｏｎａｔｅｓ）、並びにリチウムおよびセシウムから選ばれる少なくとも１種類の金属を含むアルカリ金属・アルカリ土類金属リン酸塩（ｐｈｏｓｐｈａｔｅｓ  ｏｆ  ａｌｋａｌｉ／ａｌｋａｌｉｎｅ  ｇｒｏｕｐ  ｍｅｔａｌｓ  ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ  ｍｅｔａｌ  ｓｅｌｅｃｔｅｄ  ｆｒｏｍ  ｌｉｔｈｉｕｍ  ａｎｄ  ｃｅｓｉｕｍ）である。この有機金属錯体は、前記特許文献または他の文献では公知であり、適宜の有機金属錯体を選んで本発明に使用できる。
【００４５】
一つの具体的な実施態様において、前記有機層の重量を１００ｗｔ％とした時、式（Ｉ）化合物の含有量は２５ｗｔ％〜１００ｗｔ％である。また、前記有機層の厚さは１ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００４６】
式（Ｉ）で表される化合物を単一材料として前記有機層を形成し、またはｎ／ｐ型の電気伝導ドーパント（ｎ／ｐ  ｔｙｐｅ  ｄｏｐａｎｔｓ）と組み合わせて前記有機層を形成する。通常、前記有機層の重量を１００ｗｔ％とした時、前記電気伝導ドーパントの含有量は０ｗｔ％〜７５ｗｔ％である。式（Ｉ）で表される化合物をｎ／ｐ型の電気伝導ドーパント（ｎ／ｐ  ｔｙｐｅ  ｄｏｐａｎｔｓ）と組み合わせて前記有機層を形成する場合、前記有機層が電子輸送層または電子注入層である例を挙げると、前記有機層の重量を１００ｗｔ％とした時、電子輸送層／電子注入層における前記電気伝導ドーパントの含有量は、１０ｗｔ％、２０ｗｔ％または２５ｗｔ％から、５０ｗｔ％、６０ｗｔ％または７５ｗｔ％までであってもよい。
【００４７】
一つの具体的な実施態様において、前記有機層は発光層であり、前記発光層は蛍光発光体または燐光発光体を含有する。有機層が発光層ではない場合、前記有機エレクトロルミネセントデバイスは、前記陰極と前記陽極の間に形成され、蛍光発光体または燐光発光体を含有する発光層をさらに含む。そのため、前記有機エレクトロルミネセントデバイスは蛍光または燐光を発射する。
【００４８】
一つの具体的な実施態様において、前記陽極から前記有機層までの間は、さらに正孔注入層、正孔輸送層、発光層を含み、前記有機層から前記陰極までの間は、さらに電子注入層を含み、前記有機層は電子輸送層である。
【００４９】
一つの具体的な実施態様において、前記有機エレクトロルミネセントデバイスは、白光を発射する。
【００５０】
本発明の有機エレクトロルミネセントデバイスの構造を、図面に合せて説明する。
【００５１】
図１は、本発明の有機エレクトロルミネセントデバイスの一つの具体的な実施態様の断面模式図である。有機エレクトロルミネセントデバイス１００は、基板１１０、陽極１２０、正孔注入層１３０、正孔輸送層１４０、発光層１５０、電子輸送層１６０、電子注入層１７０および陰極１８０を含む。有機エレクトロルミネセントデバイス１００は、上記の各層を順次に沈積することにより作製できる。図２は、本発明の有機エレクトロルミネセントデバイスのもう一つの具体的な実施態様の断面模式図である。図２に示す有機エレクトロルミネセントデバイスは、図１のものと似ていて、基板２１０、陽極２２０、正孔注入層２３０、正孔輸送層２４０、発光層２５０、電子輸送層２６０、電子注入層２７０および陰極２８０を含んでいるが、図１との違いは、エキシトンブロック層２４５が正孔輸送層２４０と発光層２５０との間に設けられていることである。図３は、本発明の有機エレクトロルミネセントデバイスのまたもう一つの具体的な実施態様の断面模式図である。図３に示す有機エレクトロルミネセントデバイスは、図１のものと似ていて、基板３１０、陽極３２０、正孔注入層３３０、正孔輸送層３４０、発光層３５０、電子輸送層３６０、電子注入層３７０および陰極３８０を含んでいるが、図１との違いは、エキシトンブロック層３５５が発光層３５０と電子輸送層３６０との間に設けられていることである。
【００５２】
また、図１〜図３に示すデバイスの逆構造（ｒｅｖｅｒｓｅ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）で有機エレクトロルミネセントデバイスを製造できる。これらの逆構造において、必要に応じて一層または複数層を増減してもよい。
【００５３】
正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、正孔ブロック層、発光層および電子注入層に適用される材料は、公知の材料を選択してもよい。例えば、電子輸送層を形成する電子輸送材料は、発光層を形成する材料と異なり、正孔を輸送する性質を持つため、電子輸送層において正孔を移動させ、発光層と電子輸送層の解離エネルギーの差によるキャリア蓄積を防止する。
【００５４】
また、米国特許第５８４４３６３号公報には、陽極が結合されたフレキシブル透明基板が開示されており、その全ての内容は本発明に引用される。例えば、米国特許公開２００３０２３０９８０号公報に例示されたｐ型ドープの正孔輸送層は、モル比５０：１で、ｍ−ＭＴＤＡＴＡにＦ４−ＴＣＮＱをドープし、その全ての内容は本発明に引用される。例えば、米国特許公開２００３０２３０９８０号公報に例示されたｎ型ドープの電子輸送層は、モル比１：１で、Ｂｐｈｅｎにリチウムをドープし、その全ての内容は本発明に引用される。例えば、米国特許第５７０３４３６号公報および米国特許第５７０７７４５号公報に例示された陰極の全ての内容は本発明に引用され、この陰極は、金属薄層（例えば、マグネシウム／銀（Ｍｇ：Ａｇ））、およびスパッタリングで沈積して金属薄層を覆う透明導電層（ＩＴＯ  Ｌａｙｅｒ）を有する。米国特許第６０９７１４７号公報および米国特許公開２００３０２３０９８０号公報に開示された各ブロック層の応用および原理は、その全ての内容が本発明に引用される。米国特許公開２００４０１７４１１６号公報に例示された注入層および同出願に説明された保護層は、その全ての内容が本発明に引用される。
【００５５】
特に説明されていない構造および材料も本発明に適用でき、例えば、米国特許第５２４７１９０号公報に開示されたポリマー材料（ＰＬＥＤｓ）を含む有機エレクトロルミネセントデバイスの全ての内容は本発明に引用される。また、単一の有機層を有する有機エレクトロルミネセントデバイス、または、例えば、米国特許第５７０７７４５号公報に開示された堆積して形成された有機エレクトロルミネセントデバイスは、その全内容が本発明に引用される。
【００５６】
特に明記しない限り、異なる実施態様における任意の層は、任意の適宜の方法により沈積して形成できる。有機層に関して、好ましい方法としては、例えば、米国特許第６０１３９８２号公報および米国特許第６０８７１９６号公報に開示された熱蒸着法およびインクジェット印刷法（その全ての内容は本発明に引用される）、米国特許第６３３７１０２号公報に開示された有機気相沈積法（ｏｒｇａｎｉｃ  ｖａｐｏｒ  ｐｈａｓｅ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、すなわち、ＯＶＰＤ）（その全内容は本発明に引用される）、米国特許公開２００８０２３３２８７号公報に開示された有機気相インクジェット印刷沈積法（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｂｙ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｖａｐｏｒ  ｊｅｔ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ、すなわち、ＯＶＪＰ）（その全内容は本発明に引用される）を含む。他の適宜の方法は、スピンコーティング、および溶液に基づいたプロセスを含む。溶液に基づいたプロセスは、好ましくは窒素ガスまたは不活性ガス雰囲気で行う。他の層に関して、好ましい方法としては、熱蒸着法を含む。好ましいパターニング方法は、例えば、米国特許第６２９４３９８号公報および米国特許第６４６８８１９号公報に開示されたマスクを介して沈積して冷間圧接するプロセス、およびインクジェット印刷または有機気相インクジェット印刷沈積とパターニングとを組み合わせたプロセスを含み、その全内容は本発明に引用される。当然ながら、他の方法も使用できる。沈積用の材料は、使用する沈積方法に対応するように調整することができる。
【００５７】
本発明の式（Ｉ）で表される化合物は、真空沈積またはスピンコーティング法により、有機エレクトロルミネセントデバイス用の非晶性フィルムを製作できる。前記化合物をいずれか一つの前記有機層に使用すると、高い発光効率および低い駆動電圧で、長い使用寿命および好ましい熱安定性を示す。
【００５８】
本発明の有機エレクトロルミネセントデバイスは、単一のデバイスに適用でき、その構造は、アレイ配置またはアレイＸ−Ｙ座標に陰極と陽極の両極が設けられたデバイスである。公知のデバイスと比べて、本発明は、有機エレクトロルミネセントデバイスの発光効率および駆動安定性を有意に向上させることができる。また、発光層における燐光ドーパントと結合し、本発明の有機エレクトロルミネセントデバイスをフルカラーまたはマルチカラー表示パネルに適用すると、好ましい性能を実現でき、白光を発射できる。
【実施例】
【００５９】
以下、実施例によって本発明の多くの性質および効果を詳細に説明する。これらの実施例は、本発明の性質を説明するためのものだけであって、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６０】
合成例１
１，４−ジブロモナフタレン（１，４−Ｄｉｂｒｏｍｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）（１０ｇ、３４．６９ｍｍｏｌ）、４−（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）フェニルボロン酸（４−（１−Ｐｈｅｎｙｌ−１Ｈ−ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌ−２−ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌｂｏｒｏｎｉｃ  ａｃｉｄ）（２３．１７ｇ、７６．９１ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム（２４．１６ｇ、１５７．９６ｍｍｏｌ）およびＰｄ（ＰＰｈ３）４（４．０４ｇ）を反応フラスコに入れ、さらにトルエン１５０ｍｌ、エタノール３０ｍｌおよび脱イオン水６０ｍｌを加え、撹拌しながら８０℃で１６時間還流反応させた。反応終了後、１００ｍｌ脱イオン水を加えて室温まで撹拌し、固体をろ過し、さらにテトラヒドロフラン２５０ｍｌを加えて前記固体が全部溶解されるまで加熱撹拌し、シリカゲルカラムに通して、蒸留濃縮した後、酢酸エチルを加えて洗浄し、固体をろ過し、乾燥して、白色固体として化合物Ａ１（１１ｇ、収率４７．３３％）を得た。
１Ｈ  ＮＭＲ  （４００  ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，δ）：
７．９−７．９３（ｍ，４Ｈ）；  ７．７１−７．７３（ｄ，４Ｈ）；  ７．４２−７．５７（ｍ，１９Ｈ）；  ７．２８−７．３（ｔ，５Ｈ）。
【化１３】
0006338633.tif 000014
【００６１】
合成例２
１，４−ジブロモ−２−メチル−ナフタレン（１，４−Ｄｉｂｒｏｍｏ−２−ｍｅｔｈｙｌ−ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）（１０ｇ、３４．６９ｍｍｏｌ）、４−（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）フェニルボロン酸（４−（１−Ｐｈｅｎｙｌ−１Ｈ−ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌ−２−ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌｂｏｒｏｎｉｃ  ａｃｉｄ）（２３．１７ｇ、７６．９１ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム（２４．１６ｇ、１５７．９６ｍｍｏｌ）およびＰｄ（ＰＰｈ３）４（４．０４ｇ）を反応フラスコに入れ、さらにトルエン１５０ｍｌ、エタノール３０ｍｌおよび脱イオン水６０ｍｌを加え、撹拌しながら８０℃で１６時間還流反応させた。反応終了後、１００ｍｌ脱イオン水を加えて室温まで撹拌し、固体をろ過し、さらにテトラヒドロフラン２５０ｍｌを加えて前記固体が全部溶解されるまで加熱撹拌し、シリカゲルカラムに通して、蒸留濃縮した後、酢酸エチルを加えて洗浄し、固体をろ過し、乾燥して、白色固体として化合物Ａ２（８．５ｇ、収率３５．８％）を得た。
１Ｈ  ＮＭＲ  （４００  ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，δ）：
７．９１−７．９３（ｄ，２Ｈ）；  ７．７１−７．７３（ｍ，４Ｈ）；  ７．１５−７．５７（ｍ，７Ｈ）；  ７．４７−７．４９（ｔ，３Ｈ）；  ７．４２−７．４４（ｍ，５Ｈ）；  ７．３４−７．３７（ｍ，５Ｈ）；  ７．２８−７．３（ｍ，５Ｈ）；  ２．２２（ｓ，３Ｈ）。
【化１４】
0006338633.tif 000015
【００６２】
合成例３
１，４−ジブロモ−２，３−ジメチルナフタレン（１，４−Ｄｉｂｒｏｍｏ−２，３−ｄｉｍｅｔｈｙｌｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）（１０．０ｇ、３１．８５ｍｍｏｌ）および４−（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール−２−イル）フェニルボロン酸（４−（１−ｐｈｅｎｙｌ−１Ｈ−ｂｅｎｚｏ［ｄ］ｉｍｉｄａｚｏｌ−２−ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌｂｏｒｏｎｉｃ  ａｃｉｄ）（２２．０１ｇ、７０．０６ｍｍｏｌ）を反応フラスコに入れ、さらにトルエン１５０ｍｌを加え、Ｋ２ＣＯ３（２２．０１ｇ、１５９．２３ｍｍｏｌ）を９０ｍｌの脱イオン水に溶解して反応フラスコに加え、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（３．６８ｇ、３．１８ｍｍｏｌ）を加えた後、エタノール２５ｍｌを加え、撹拌しながら８０℃で１６時間還流反応させた。反応終了後、２００ｍｌ脱イオン水を加えて室温まで撹拌し、固体をろ過して脱イオン水とトルエンで洗浄し、固体に２００ｍｌ脱イオン水、５０ｍｌメタノールおよび１５０ｍｌトルエンの混合溶液を加えて３０分間撹拌し、再びろ過し、２回繰り返した。固体を乾燥して、白色固体として化合物Ａ３（１２．８４ｇ、収率５８．１９％）を得た。
１Ｈ  ＮＭＲ  （４００  ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，δ）：
７．９３７−７．９１６  （ｄ，２Ｈ）；  ７．７３３−７．７１４  （ｍ，４Ｈ）；  ７．５８７−７．５７０  （ｍ，６Ｈ）；  ７．５４９−７．５０８  （ｍ，６Ｈ）；  ７．４４６−７．３４５  （ｍ，５Ｈ）；  ７．３０７−７．２７８  （ｍ，５Ｈ）；  ７．２３８−７．２２４  （ｍ，２Ｈ）；  ２．２５６−２．２３６  （ｍ，６Ｈ）。
【化１５】
0006338633.tif 000016
【００６３】
合成例４
２−ブロモ−９，１０−ジフェニルアントラセン（２−Ｂｒｏｍｏ−９，１０−ｄｉｐｈｅｎｙｌａｎｔｈｒａｃｅｎｅ）（３２．７６ｇ、８０ｍｍｏｌ）、４−（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）フェニルボロン酸（４−（１−Ｐｈｅｎｙｌ−１Ｈ−ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌ−２−ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌｂｏｒｏｎｉｃ  ａｃｉｄ）（２６．４８ｇ、８８ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム（２７．６４ｇ、２００ｍｍｏｌ）およびＰｄ（ＰＰｈ３）４（４．６４ｇ）を反応フラスコに入れ、さらにトルエン５９７ｍｌ、エタノール９７ｍｌおよび脱イオン水１９４ｍｌを加え、撹拌しながら８０℃で１６時間還流反応させた。反応終了後、室温まで冷却し、水層を除去した後、粘稠になるまで濃縮した後、シリカゲル８０ｇを加え、さらにテトラヒドロフランを加え、シリカゲルカラムに通して、トルエンで生成物を洗い出し、ろ液を粘稠になるまで濃縮した後、ビーカーに入れて静置し、析出した固体をろ過し、乾燥して、３０ｇ灰色固体として化合物Ａ４（３０ｇ、収率６２．３３％）を得た。
１Ｈ  ＮＭＲ  （４００  ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，δ）：
７．７８−７．９（ｄ，２Ｈ）；  ７．７５−７．７７（ｄ，１Ｈ）；  ７．６８−７．７１（ｍ，３Ｈ）；  ７．５７−７．６４（ｍ，９Ｈ）；  ７．４８−７．５２（ｍ，９Ｈ）；  ７．３４−８−７．３６（ｍ，５Ｈ）。
【化１６】
0006338633.tif 000017
【００６４】
実施例１（有機エレクトロルミネセントデバイスの製造）
基板を蒸着システムに供する前に、予め溶剤および紫外線オゾンで基板を洗浄し、脱脂を行った。その後、基板を真空沈積室に搬送し、基板の上部に全での層を沈積した。図２に示す各層は、加熱された蒸着ボート（ｂｏａｔ）により、約１０−６トルの真空度で、以下の順で沈積した。
ａ）正孔注入層、厚さ２０ｎｍ、ＨＡＴ−ＣＮ。
ｂ）正孔輸送層、厚さ６０ｎｍ、ＨＴ。
ｃ）発光層、厚さ３０ｎｍ、３％体積比でＢＤをドープしたＢＨを含む（ＢＨとＢＤは商品名、台湾いく雷光電科技株式会社製）。
ｄ）電子輸送層、厚さ２５ｎｍ、化合物Ａ４とドープしたキノリンリチウム（Ｌｉｑ）とを含む。
ｅ）電子注入層、厚さ１ｎｍ、フッ化リチウム（ＬｉＦ）。
ｆ）陰極、厚さは約１５０ｎｍ、Ａｌを含む。
実施例１のデバイスの構造は、ＩＴＯ／ＨＡＴ−ＣＮ（２０ｎｍ）／ＨＴ（６０ｎｍ）／ＢＨ−３％ＢＤ（３０ｎｍ）／５０％化合物Ａ４：５０％Ｌｉｑ（２５ｎｍ）／ＬｉＦ（１ｎｍ）／Ａｌ（１５０ｎｍ）で示されてもよい。
【化１７】
0006338633.tif 000018
【００６５】
上記各層を沈積して形成した後、前記デバイスを沈積室から乾燥箱に搬送し、直ちにＵＶ硬化性エポキシ樹脂と、吸湿剤を含むガラス蓋板とで封止した。前記有機エレクトロルミネセントデバイスは、３ｍｍ２の発光区域を有した。外部電源に接続した後、前記有機エレクトロルミネセントデバイスは、直流電圧で動作し、その発光性質を下記表１のように確認した。
【００６６】
全ての製造された有機エレクトロルミネセントデバイスのエレクトロルミネセント性質は、いずれも定電流源（ＫＥＩＴＨＬＥＹ  ２４００  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｍｅｔｅｒ，  ｍａｄｅ  ｂｙ  Ｋｅｉｔｈｌｅｙ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，  Ｉｎｃ．，  Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，  Ｏｈｉｏ）および光度計（ＰＨＯＴＯ  ＲＥＳＥＡＲＣＨ  ＳｐｅｃｔｒａＳｃａｎ  ＰＲ  ６５０，  ｍａｄｅ  ｂｙ  Ｐｈｏｔｏ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，  Ｉｎｃ．，  Ｃｈａｔｓｗｏｒｔｈ，  Ｃａｌｉｆ．）を使用し、室温で測定した。
【００６７】
デバイスの使用寿命（安定性とも称す）は、定電流駆動で発光層の光色を室温および異なる初期光度によって試験を行った。光色は、国際照明委員会が定めたＣＩＥ坐標で示した。
【００６８】
実施例２（有機エレクトロルミネセントデバイスの製造）
実施例１において、電子輸送層の５０％Ｌｉｑを２０％Ｌｉｑに替える以外、実施例１と同じ層構造を有した。
実施例２のデバイスの構造は、ＩＴＯ／ＨＡＴ−ＣＮ（２０ｎｍ）／ＨＴ（６０ｎｍ）／ＢＨ−３％ＢＤ（３０ｎｍ）／８０％化合物Ａ４：２０％Ｌｉｑ（２５ｎｍ）／ＬｉＦ（１ｎｍ）／Ａｌ（１５０ｎｍ）で示されてもよい。
【００６９】
比較例１（有機エレクトロルミネセントデバイスの製造）
実施例１において、電子輸送層の化合物Ａ４をＥＴに替える以外、比較例１の製造は、実施例１と似ている層構造を有した。比較例１のデバイスの構造は、ＩＴＯ／ＨＡＴ−ＣＮ（２０ｎｍ）／ＨＴ（６０ｎｍ）／ＢＨ−３％ＢＤ（３０ｎｍ）／５０％ＥＴ：５０％Ｌｉｑ（２５ｎｍ）／ＬｉＦ（１ｎｍ）／Ａｌ（１５０ｎｍ）で示されてもよい。
【００７０】
製造された有機エレクトロルミネセントデバイスの発光のピーク波長、最大発光効率、駆動電圧および安定性を表１に示した。図４は、実施例１、２および比較例１で製造された有機エレクトロルミネセントデバイスのエレクトロルミネセントスペクトルであった。
【００７１】
【表１】
0006338633.tif 000019
【００７２】
本発明は、上記実施例、方法および実例に限定されず、本発明の請求する範囲および精神における全ての実施例および方法に基づくものである。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
上記のように、有機エレクトロルミネセントデバイス用の材料を含む本発明の有機エレクトロルミネセントデバイスは、長い使用寿命の特性を実現でき、高い発光効率を有し、低い駆動電圧を維持できる。そのため、本発明の有機エレクトロルミネセントデバイスは、極めて高い技術的価値を有し、フラットパネルディスプレー、携帯通信デバイスのディスプレー、面発光体の特性を利用した光源、記号板に適用できる。
【符号の説明】
【００７４】
１００、２００、３００        有機エレクトロルミネセントデバイス
１１０、２１０、３１０        基板
１２０、２２０、３２０        陽極
１３０、２３０、３３０        正孔注入層
１４０、２４０、３４０        正孔輸送層
１５０、２５０、３５０        発光層
１６０、２６０、３６０        電子輸送層
１７０、２７０、３７０        電子注入層
１８０、２８０、３８０        陰極
２４５、３５５                エキシトンブロック層
【図１】
0006338633.tif 000021
【図２】
0006338633.tif 000022
【図３】
0006338633.tif 000023
【図４】
0006338633.tif 000024