JP6746642B2

JP6746642B2 - Ｐｈｏｌｅｄ用の新規ホスト材料

Info

Publication number: JP6746642B2
Application number: JP2018148092A
Authority: JP
Inventors: ピエール−ルク・ティー．・ブードロー; アレクセイ・ボリソビッチ・ジヤトキン; チュアンジュン・シャ; 山本　均; 均山本
Original assignee: ユニバーサルディスプレイコーポレイション
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2018-08-07
Publication date: 2020-08-26
Anticipated expiration: 2034-06-18
Also published as: KR20200088792A; EP2818468A2; JP2015010092A; EP3309155A1; US9673401B2; JP2018193392A; CN110003182B; KR102398799B1; KR20150002466A; US20150001471A1; CN104250244B; CN104250244A; EP2818468B1; CN110003182A; EP3309155B1; EP2818468A3; JP6385152B2

Description

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：ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｃｈｉｇａｎ、ＰｒｉｎｃｅｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ、ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｏｕｔｈｅｒｎＣａｌｉｆｏｒｎｉａ、及びＵｎｉｖｅｒｓａｌＤｉｓｐｌａｙＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ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。
本開示は、一般に、カルバゾール及びトリアジンを含み、様々な数のフェニルユニットがそのコアに結合した新規化合物に関する。特に、本開示は、ＰＨＯＬＥＤ用のホストとして、これらの化合物を含む組成物及び／又はデバイスに関する。

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、有機発光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。

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。

リン光性発光分子の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（ｓａｔｕｒａｔｅｄ）」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。

緑色発光分子の一例は、下記の構造：
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。

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。

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」クラスから分子を排除しない。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発光体であってよい。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。

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。

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。

配位子は、該配位子が発光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、該配位子が発光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。

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。

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。

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。

本開示の態様によれば、式Ｉの構造を有する化合物が提供される。
式中、Ｒ^１、Ｒ^４及びＲ^５は、独立して、非縮合アリール、非縮合ヘテロアリール、及びそれらの組合せからなる群から選択され；Ｌは、結合（例えば、単結合など）、非縮合アリール、非縮合ヘテロアリール、及びそれらの組合せからなる群から選択され；Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、Ｘ^４、Ｘ^５、Ｘ^６、Ｘ^７、Ｙ^１、Ｙ^２及びＹ^３は、それぞれ独立して、ＣＲ及びＮからなる群から選択され；Ｙ^１、Ｙ^２及びＹ^３の少なくとも２つは、Ｎであり；各Ｒは、同一であっても異なっていてもよく、独立して、水素、重水素、非縮合アリール、非縮合ヘテロアリール、及びそれらの組合せからなる群から選択される。

１つの実施形態においては、Ｒ^１は、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、ペンタフェニル、ピリジン、フェニルピリジン及びピリジルフェニルからなる群から選択される。１つの実施形態においては、請求項１の化合物において、Ｌは、フェニル、ピリジル、ビフェニル、ターフェニル及び結合からなる群から選択される。１つの実施形態においては、Ｒ^４は、フェニル、ピリジル、ビフェニル及びターフェニルからなる群から選択される。１つの実施形態においては、Ｒ^５は、フェニル、ピリジル、ビフェニル及びターフェニルからなる群から選択される。

１つの態様においては、前記化合物は、式ＩＩの構造を有する化合物からなる。
式中、Ｒ^２及びＲ^３は、同一であっても異なっていてもよく、独立して、水素、重水素、非縮合アリール、非縮合ヘテロアリール、及びそれらの組合せからなる群から選択される。

１つの実施形態においては、式ＩＩの構造を有する化合物は、下記の表に記載される化合物１〜化合物６０２からなる群から選択され、表中、Ｙ^１、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＬは、定義した通りであり、Ｃは炭素、Ｎは窒素、Ｈは水素、
Ａ^１は次の基：
Ａ^２は次の基：
Ａ^３は次の基：
Ａ^４は次の基：
Ａ^５は次の基：
Ａ^６は次の基：
Ａ^７は次の基：
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である。

１つの実施形態においては、前記化合物は、次の式を有する化合物からなる。
前記化合物は、下記の表に記載される化合物６０３〜化合物６８６からなる群から選択され、表中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５は、定義した通りであり、Ｈは水素、
Ａ^１は次の基：
Ａ^２は次の基：
Ａ^３は次の基：
Ａ^４は次の基：
Ａ^５は次の基：
Ａ^６は次の基：
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である。

１つの実施形態においては、前記化合物は、次の式を有する化合物からなる。
前記化合物は、下記の表に記載される化合物６８７〜化合物７７０からなる群から選択され、表中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５は、定義した通りであり、Ｈは水素、
Ａ^１は次の基：
Ａ^２は次の基：
Ａ^３は次の基：
Ａ^４は次の基：
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Ａ^７は次の基：
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である。

１つの実施形態においては、前記化合物は、次の式を有する化合物からなる。
前記化合物は、下記の表に記載される化合物７７１〜化合物８５４からなる群から選択され、表中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５は、定義した通りであり、Ｈは水素、
Ａ^１は次の基：
Ａ^２は次の基：
Ａ^３は次の基：
Ａ^４は次の基：
Ａ^５は次の基：
Ａ^６は次の基：
Ａ^７は次の基：
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である。

１つの実施形態においては、前記化合物は、次の式を有する化合物からなる。
前記化合物は、下記の表に記載される化合物８５５〜化合物９３８からなる群から選択され、表中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５は、定義した通りであり、Ｈは水素、
Ａ^１は次の基：
Ａ^２は次の基：
Ａ^３は次の基：
Ａ^４は次の基：
Ａ^５は次の基：
Ａ^６は次の基：
Ａ^７は次の基：
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である。

１つの実施形態においては、前記化合物は、下記からなる群から選択される。

１つの態様においては、式Ｉの化合物を含む組成物が提供される。

１つの態様においては、第１の有機発光デバイスを含む第１のデバイスであって、前記第１の有機発光デバイスが、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間に配置された有機層とを含み、前記有機層は、式Ｉの構造を有する化合物を更に含む第１のデバイスが提供される。
式中、Ｒ^１、Ｒ^４及びＲ^５は、独立して、非縮合アリール、非縮合ヘテロアリール、及びそれらの組合せからなる群から選択され；Ｌは、結合、非縮合アリール、非縮合ヘテロアリール、及びそれらの組合せからなる群から選択され；Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、Ｘ^４、Ｘ^５、Ｘ^６、Ｘ^７、Ｙ^１、Ｙ^２及びＹ^３は、それぞれ独立して、ＣＲ及びＮからなる群から選択され；Ｙ^１、Ｙ^２及びＹ^３の少なくとも２つは、Ｎであり；各Ｒは、同一であっても異なっていてもよく、独立して、水素、重水素、非縮合アリール、非縮合ヘテロアリール、及びそれらの組合せからなる群から選択される。

１つの実施形態においては、Ｒ^１は、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、ペンタフェニル、ピリジン、フェニルピリジン及びピリジルフェニルからなる群から選択される。１つの実施形態においては、請求項１の化合物において、Ｌは、フェニル、ピリジル、ビフェニル、ターフェニル及び結合からなる群から選択される。１つの実施形態においては、Ｒ^４は、フェニル、ピリジル、ビフェニル及びターフェニルからなる群から選択される。１つの実施形態においては、Ｒ^５は、フェニル、ピリジル、ビフェニル及びターフェニルからなる群から選択される。１つの実施形態においては、前記化合物は、式ＩＩの構造を有する化合物からなる。
式中、Ｒ^２及びＲ^３は、同一であっても異なっていてもよく、独立して、水素、重水素、非縮合アリール、非縮合ヘテロアリール、及びそれらの組合せからなる群から選択される。

１つの実施形態においては、前記第１のデバイスは、有機発光デバイスである。１つの実施形態においては、前記第１のデバイスは、照明パネルを含む。１つの実施形態においては、前記化合物は、下記からなる群から選択される。

１つの実施形態においては、前記化合物は、化合物１〜化合物６０２から選択される。１つの実施形態においては、前記化合物は、化合物６０３〜化合物６８６から選択される。１つの実施形態においては、前記化合物は、化合物６８７〜化合物７７０から選択される。１つの実施形態においては、前記化合物は、化合物７７１〜化合物８５４から選択される。１つの実施形態においては、前記化合物は、化合物８５５〜化合物９３８から選択される。

１つの実施形態においては、前記第１のデバイスは、消費者製品である。１つの実施形態においては、前記有機層は、発光層であり、式Ｉの化合物は、ホストである。１つの実施形態においては、前記有機層は、ブロッキング層であり、式Ｉの化合物は、前記有機層中のブロッキング材料である。１つの実施形態においては、前記有機層は、電子輸送層であり、式Ｉの化合物は、前記有機層中の電子輸送材料である。更なる実施形態においては、下記からなる群から選択される少なくとも１つの配位子を有する又は前記配位子が２座配位以上である場合には前記配位子の一部を有する遷移金属錯体を含む発光ドーパントである第１のドーパント材料を含む。
式中Ｒ_ａ、Ｒ_ｂ、Ｒ_ｃ及びＲ_ｄは、モノ、ジ、トリ、又はテトラ置換を表し；Ｒ_ａ、Ｒ_ｂ、Ｒ_ｃ及びＲ_ｄは、独立して、水素、重水素、ハライド、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、スルフォニル、ホスフィノ及びこれらの組み合わせからなる群から選択され；Ｒ_ａ、Ｒ_ｂ、Ｒ_ｃ及びＲ_ｄのうちの２つの隣接する置換基は、結合して縮合環又は多座配位子を形成してもよい。

図１は、有機発光デバイスを示す。

図２は、別の電子輸送層を有さない、反転された有機発光デバイスを示す。

図３は、本明細書に開示される式Ｉと式ＩＩ示す。

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サイプレックス上に局在し得る。熱緩和等の無輻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。

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発光分子（「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。

ごく最近では、三重項状態から光を放出する発光材料（「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、「ＨｉｇｈｌｙＥｆｆｉｃｉｅｎｔＰｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔＥｍｉｓｓｉｏｎｆｒｏｍＯｒｇａｎｉｃＥｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔＤｅｖｉｃｅｓ」、３９５巻、１５１〜１５４、１９９８；（「Ｂａｌｄｏ−Ｉ」）及びＢａｌｄｏら、「Ｖｅｒｙｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｇｒｅｅｎｏｒｇａｎｉｃｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓｂａｓｅｄｏｎｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ」、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。

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、発光層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、及びバリア層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を有する複合カソードである。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。

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にＦ_４−ＴＣＮＱをドープしたものである。発光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複合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。

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、発光層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。

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、正孔を発光層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。

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。

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着、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第７，４３１，９６８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着を含む。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。

本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、バリア層を更に含んでいてよい。バリア層の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。バリア層は、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。バリア層は、単層又は多層を含んでいてよい。バリア層は、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バリア層に使用してよい。バリア層は、無機若しくは有機化合物又は両方を組み込み得る。好ましいバリア層は、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、バリア層を構成する前記のポリマー及び非ポリマー材料は、同じ反応条件下で及び／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。

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、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）で用いることもできる。

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。

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、複素環式基、アリール、芳香族基及びヘテロアリールの用語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の３１〜３２段において定義されている。

本開示の態様によれば、式Ｉの構造を有する化合物が提供される。
式中、Ｒ^１、Ｒ^４及びＲ^５は、独立して、非縮合アリール、非縮合ヘテロアリール、及びそれらの組合せからなる群から選択され；Ｌは、結合、非縮合アリール、非縮合ヘテロアリール、及びそれらの組合せからなる群から選択され；Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、Ｘ^４、Ｘ^５、Ｘ^６、Ｘ^７、Ｙ^１、Ｙ^２及びＹ^３は、それぞれ独立して、ＣＲ及びＮからなる群から選択され；Ｙ^１、Ｙ^２及びＹ^３の少なくとも２つは、Ｎであり；各Ｒは、同一であっても異なっていてもよく、独立して、水素、重水素、非縮合アリール、非縮合ヘテロアリール、及びそれらの組合せからなる群から選択される。

１つの実施形態においては、式ＩＩの構造を有する化合物は、下記の表（表１）に記載される化合物１〜化合物６０２からなる群から選択され、表中、Ｙ^１、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＬは、定義した通りであり、Ｃは炭素、Ｎは窒素、Ｈは水素、
Ａ^１は次の基：
Ａ^２は次の基：
Ａ^３は次の基：
Ａ^４は次の基：
Ａ^５は次の基：
Ａ^６は次の基：
Ａ^７は次の基：
Ａ^８は次の基：
である。

１つの実施形態においては、前記化合物は、次の式を有する化合物からなる。
前記化合物は、下記の表（表２）に記載される化合物６０３〜化合物６８６からなる群から選択され、表中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５は、定義した通りであり、Ｈは水素、Ａ^１は次の基：
Ａ^２は次の基：
Ａ^３は次の基：
Ａ^４は次の基：
Ａ^５は次の基：
Ａ^６は次の基：
Ａ^７は次の基：
Ａ^８は次の基：
である。

１つの実施形態においては、前記化合物は、次の式を有する化合物からなる。
前記化合物は、下記の表（表３）に記載される化合物６８７〜化合物７７０からなる群から選択され、表中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５は、定義した通りであり、Ｈは水素、
Ａ^１は次の基：
Ａ^２は次の基：
Ａ^３は次の基：
Ａ^４は次の基：
Ａ^５は次の基：
Ａ^６は次の基：
Ａ^７は次の基：
Ａ^８は次の基：
である。

１つの実施形態においては、前記化合物は、次の式を有する化合物からなる。
前記化合物は、下記の表（表４）に記載される化合物７７１〜化合物８５４からなる群から選択され、表中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５は、定義した通りであり、Ｈは水素、
Ａ^１は次の基：
Ａ^２は次の基：
Ａ^３は次の基：
Ａ^４は次の基：
Ａ^５は次の基：
Ａ^６は次の基：
Ａ^７は次の基：
Ａ^８は次の基：
である。

１つの実施形態においては、前記化合物は、次の式を有する化合物からなる。
前記化合物は、下記の表（表５）に記載される化合物８５５〜化合物９３８からなる群から選択され、表中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５は、定義した通りであり、Ｈは水素、
Ａ^１は次の基：
Ａ^２は次の基：
Ａ^３は次の基：
Ａ^４は次の基：
Ａ^５は次の基：
Ａ^６は次の基：
Ａ^７は次の基：
Ａ^８は次の基：
である。

１つの態様においては、第１の有機発光デバイスを含む第１のデバイスであって、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間に配置された有機層とを更に含み、前記有機層は、式Ｉの構造を有する化合物を更に含む第１のデバイスが提供される。
式中、Ｒ^１、Ｒ^４及びＲ^５は、独立して、非縮合アリール、非縮合ヘテロアリール、及びそれらの組合せからなる群から選択され；Ｌは、結合、非縮合アリール、非縮合ヘテロアリール、及びそれらの組合せからなる群から選択され；Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、Ｘ^４、Ｘ^５、Ｘ^６、Ｘ^７、Ｙ^１、Ｙ^２及びＹ^３は、それぞれ独立して、ＣＲ及びＮからなる群から選択され；Ｙ^１、Ｙ^２及びＹ^３の少なくとも２つは、Ｎであり；各Ｒは、同一であっても異なっていてもよく、独立して、水素、重水素、非縮合アリール、非縮合ヘテロアリール、及びそれらの組合せからなる群から選択される。

本明細書に記載される例示化合物は、カルバゾール又はアザカルバゾールのいずれかの中心ユニットを含む。これらの化合物においては、９位に直接トリアジン又はピリミジンユニットが直接置換することができ、１位に芳香族非縮合環が置換することができる。カルバゾールの９位に結合したトリアジンは、２つの類似した芳香族環又は２つの異なる置換基によって更に置換されていてもよい。

本開示に記載の化合物は、有機発光デバイスの発光層中の電子輸送ホストとして用いたときに、驚くべき予想外の性質を有することが分かった。

本開示は、その少なくとも一部において、１−アリール化カルバゾールと、該カルバゾールの９位（窒素）に結合したピリミジン又はトリアジンとの組合せが２つの重要な部分、即ち、電子リッチな部分（カルバゾール）及び電子不足の部分（トリアジン）を含むという驚くべき予想外の発見に基づいている。カルバゾールの１位の置換は、トリアジンフラグメントに対するカルバゾールのねじれの原因となる立体障害を提供するために、驚くべき予想外の性質をもたらした。この置換はまた、本明細書に記載の化合物を完全なアモルファスとなることを可能にし、そのため、これらの化合物は、基板上に高品質の膜を形成する。

実施例に示すように、これらの特徴的な置換を有さない比較化合物は、本開示に記載されるそれらの１位置換と比較して性能特性と寿命が劣る。カルバゾールとトリアジン上の置換基の種類は、性質の改善にとって非常に重要である。小さいペンダント基が、良好な性能特性を提供するのに非常に有効であることが分かった。置換基の数は、安定なデバイスを得るのに非常に重要な因子であるガラス転移温度（Ｔ_Ｇ）及び堆積温度（Ｔ_Ｄ）に基づいて最適化及び／又は選択した。

一般に、材料の剛性を上昇させない非縮合ペンダント基を用いた。例えば、トリアジン基たけでなくカルバゾールも、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、及びピリジンユニットで置換されることができる。トリアジンで置換されたカルバゾールを含む公知化合物は、通常、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、又はカルバゾールのような他の縮合ヘテロ環を含み、これらの化合物は、いずれも小さい非縮合ペンダント基で置換されたカルバゾール及びトリアジンの組合せを含む本開示の化合物とは異なる。このような化合物の他の二量体様構造体は、合成が複雑だがデバイスの改善をもたらさない。フェニル又はピリジンなどの簡単なアリールユニットを使用すると、市販の中間体を幾つか利用できるので、合成が非常に直接的且つ容易なものとなる。更に、例示のアリールユニットを用いた場合、Ｔ_Ｇ及びＴ_Ｄを遥かに調整し易く、これは、より大きな縮合ユニットと比較して、その分子量が遥かに小さく、これらの温度を少しだけ上昇させるためである。

本開示のある実施形態においては、トリアジン部分上の３つのペンダント基が異なっていてもよい。例示的な官能基化としては、トリアジンの一端により大きな基を有し、且つ通常同一（フェニル）である他の２つのユニットを有することである。本明細書に示されるように、本明細書に記載の例示化合物は、非常に効率的な材料（緑色及び赤色発光層のためのホスト及びブロッキング層ＯＬＥＤ）となり得、トリアジン上に３つの異なる官能基を有することにより得ることができる。これは、化学の観点でより大きな自由度と、新しい材料の合成の可能性をもたらす。ある態様においては、本開示は、それら全ての場合を除き、トリアジン上のペンダント基の３つうちの１つを変えることに限定されない。

一般に、異なるトリアジン又はピリミジンユニットが窒素上に置換しており、小さいペンダント基による置換が組み合わされたカルバゾールユニットは、電子輸送ホストとして大きな利点を有する。まず第１に、カルバゾール部分にトリアジン部分を有することにより、デバイスにおける非常に良好な外部量子効率（ＥＱＥ）と電力効率（ＰＥ）とを与える助けとなる。更に、カルバゾールの１位にペンダント基を付加することにより、実行可能なホストシステム及び商業の発展を達成するために当業界において解決すべき重要な問題である駆動電圧の低下とデバイス寿命の改善をもたらす。

有機発光デバイスもまた提供される。該デバイスは、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間に配置された有機発光層とを含む。前記有機発光層は、ホストとリン光ドーパントとを含んでもよい。
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発光性ドーパントは、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。
ＨＩＬ／ＨＴＬ：

本発明の実施形態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；ＭｏＯ_ｘ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。

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：
を含むがこれらに限定されない。

Ａｒ^１からＡｒ^９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、ハライド、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、スルフォニル、ホスフィノ及びこれらの組み合わ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。

一態様において、Ａｒ^１からＡｒ^９は、
からなる群から独立に選択される。

ｋは１から２０までの整数であり；Ｘ^１０１からＸ^１０８はＣ（ＣＨを含む）又はＮであり；Ｚ^１０１はＮＡｒ^１、Ｏ、又はＳであり；Ａｒ^１は、上記で定義したものと同じ基を有する。

ＨＩＬ又はＨＴＬ中に使用される金属錯体の例は、下記の一般式を含むがこれに限定されない。
式中、Ｍｅｔは、金属であり；（Ｙ^１０１−Ｙ^１０２）は二座配位子であり、Ｙ^１０１及びＹ^１０２は、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｐ及びＳから独立に選択され；Ｌ^１０１は補助配位子であり；ｋ’は、１から金属に結合し得る配位子の最大数までの整数値であり；且つ、ｋ’＋ｋ’’は、金属に結合し得る配位子の最大数である。

一態様において、（Ｙ^１０１−Ｙ^１０２）は２−フェニルピリジン誘導体である。別の態様において、（Ｙ^１０１−Ｙ^１０２）はカルベン配位子である。別の態様において、Ｍｅｔは、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｏｓ及びＺｎから選択される。更なる態様において、金属錯体は、Ｆｃ^＋／Ｆｃカップルに対して、溶液中で約０．６Ｖ未満の最小酸化電位を有する。
ホスト：

本発明の有機ＥＬデバイスの発光層は、発光材料として少なくとも金属錯体を含むことが好ましく、前記金属錯体をドーパント材料として用いるホスト材料を含んでいてもよい。前記ホスト材料の例は、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。下記の表において、各色を発光するデバイスに好ましいホスト材料が分類されているが、三重項の基準が満たされれば、いずれのホスト材料もいずれのドーパントと共に用いてもよい。

ホスト材料として使用される金属錯体の例は、下記の一般式を有することが好ましい。
式中、Ｍｅｔは金属であり；（Ｙ^１０３−Ｙ^１０４）は二座配位子であり、Ｙ^１０３及びＹ^１０４は、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｐ及びＳから独立に選択され；Ｌ^１０１は他の配位子であり；ｋ’は、１から金属に結合し得る配位子の最大数までの整数値であり；且つ、ｋ’＋ｋ’’は、金属に結合し得る配位子の最大数である。

一態様において、金属錯体は、下記の錯体である。
式中、（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。

別の態様において、Ｍｅｔは、Ｉｒ及びＰｔから選択される。更なる態様において、（Ｙ^１０３−Ｙ^１０４）はカルベン配位子である。

ホスト材料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り、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２から１０個の環式構造単位からなる群から選択される。各基は、水素、重水素、ハライド、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、スルフォニル、ホスフィノ及びこれらの組み合わ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。

一態様において、ホスト化合物は、分子中に下記の群の少なくとも１つを含有する。
式中、Ｒ^１０１からＲ^１０７は、独立して、水素、重水素、ハライド、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、スルフォニル、ホスフィノ及びこれらの組み合わ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する。ｋは１から２０までの整数であり；ｋ’’’は、０から２０までの整数である。Ｘ^１０１からＸ^１０８はＣ（ＣＨを含む）又はＮから選択される。Ｚ^１０１及びＺ^１０２はＮＲ^１０１、Ｏ、又はＳである。
ＨＢＬ：

正孔ブロッキング層（ＨＢＬ）を使用して、発光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、発光をＯＬＥＤの所望の領域に制限することもできる。

一態様において、前記ＨＢＬ中に使用される前記化合物は、上述したホストとして使用されるものと同じ分子を含有する。

別の態様において、前記ＨＢＬ中に使用される前記化合物は、分子中に下記の群の少なくとも１つを含有する。

ｋは１から２０までの整数であり；Ｌ^１０１は他の配位子であり、ｋ’は１から３までの整数である。
ＥＴＬ：

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。

一態様において、前記ＥＴＬ中に使用される前記化合物は、分子中に下記の群の少なくとも１つを含有する。
式中、Ｒ^１０１は、水素、重水素、ハライド、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、スルフォニル、ホスフィノ及びこれらの組み合わ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する。Ａｒ^１からＡｒ^３は、上記で言及したＡｒのものと同様の定義を有する。ｋは１から２０までの整数である。Ｘ^１０１からＸ^１０８はＣ（ＣＨを含む）又はＮから選択される。

別の態様において、前記ＥＴＬ中に使用される金属錯体は、下記の一般式を含有するがこれらに限定されない。

（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^１０１は他の配位子であり；ｋ’は、１から金属に結合し得る配位子の最大数までの整数値である。

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。

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６に収載する。表６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。

実験

例示材料の合成

特に断りのない限り、反応はいずれも窒素雰囲気下で行った。反応のための溶媒はいずれも、無水溶媒で市販品を使用した。

化合物２の合成（Ｃ−２）

１−ブロモ−９−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−９Ｈ−カルバゾールの合成
１−ブロモ−９Ｈ−カルバゾール（１．０ｇ、４．０６ｍｍｏｌ）をＤＭＦ（２０ｍＬ）に溶解した。その後、水素化ナトリウム（０．１４６ｇ、６．１０ｍｍｏｌ、６０％鉱油中分散物）を溶液に添加したところ、バブルを伴い直ちに黄色になった。室温で１時間撹拌した後、その一部に、２−クロロ−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（１．６３ｇ、６．１０ｍｍｏｌ）を添加した。得られた反応物を室温で２日間還流した後、水１００ｍＬを添加して反応をクエンチした。濾過により沈殿物を回収し、ＤＣＭで可溶化し、セライトに塗布し、ヘプタン中２５％のジクロロメタン（ＤＣＭ）で溶離するシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。溶解度に関する問題のため、分離は能率的ではなかった。溶媒を蒸発させた後、固体をエタノール中で２回粉砕し、１−ブロモ−９−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−９Ｈ−カルバゾール（１．５ｇ、収率７７％）を白色粉末として得た。

化合物２の合成
［１，１’−ビフェニル］−４−イルボロン酸（３．１１ｇ、１５．７１ｍｍｏｌ）、１−ブロモ−９−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−９Ｈ−カルバゾール（３．７５ｇ、７．８６ｍｍｏｌ）及び無水リン酸カリウム（４．１７ｇ、１９．６４ｍｍｏｌ）を５０ｍＬのトルエンと５ｍＬの水で混合した。得られた混合物は、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）（Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３）（０．７１９ｇ、０．７８６ｍｍｏｌ）とジシクロヘキシル（２’，６’−ジメトキシ−［１，１’−ビフェニル］−２−イル）ホスフィン（ＳＰｈＯＳ）（１．２９０ｇ、３．１４ｍｍｏｌ）の添加後、３０分間窒素をバブリングして脱気した。得られた反応物は加熱して２４時間還流した。薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）は反応が完了したことを示した。酢酸エチルと水を混合物に添加し、有機層と水層をデカントした。水層を酢酸エチルで２回洗浄した。合わせた有機層を食塩水と水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した。粗生成物をセライトに塗布し、ヘプタン中ＤＭＣの１５−３０％グラジエント混合物によるカラムクロマトグラフィーで精製した。溶媒を蒸発した後、固体をエタノールで粉砕し、回収した固体をヘプタンとトルエンで再結晶した。目的物である化合物２、１−（［１，１’−ビフェニル］−４−イル）−９−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−９Ｈ−カルバゾール（２．７ｇ、収率６２％）を高い純度（９９．９％）の白色結晶として得た。

化合物３０の合成（Ｃ−３０）

９−（４−（［１，１’−ビフェニル］−４−イル）−６−フェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−１−ブロモ−９Ｈ−カルバゾールの合成
１−ブロモ−９Ｈ−カルバゾール（２．９ｇ、１１．７８ｍｍｏｌ）をＤＭＦ（体積：５８．９ｍｌ）に溶解し、水素化ナトリウム（０．７０７ｇ、１７．６８ｍｍｏｌ、６０％鉱油中分散物）をその溶液に添加し、直ちに黄色になった。反応物からのバブリングが止まってから（約２時間）、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（５．０６ｇ、１４．７３ｍｍｏｌ）をその一部に添加した。得られた反応物を２日間室温で還流した。反応完了後、反応物を水中２５％メタノール混合物へ注いだ。生成物をＤＣＭで抽出し、食塩水と水で洗浄した。白色固体をメタノールで一度粉砕し、ヘプタンで再度粉砕した。更なる精製をせずに、約９０％の純度の生成物（５．７９ｇ、収率８９％）を次の段階で使用した。

化合物３０の合成
［１，１’−ビフェニル］−４−イルボロン酸（２．８６ｇ、１４．４５ｍｍｏｌ）、９−（４−（［１，１’−ビフェニル］−４−イル）−６−フェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−１−ブロモ−９Ｈ−カルバゾール（４．００ｇ、７．２３ｍｍｏｌ）、及びリン酸カリウム（３．８４ｇ、１８．０７ｍｍｏｌ）を５０ｍＬのトルエンと５ｍＬの水で混合した。混合物を窒素でバブリングして脱気し、次いで、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３（０．６６２ｇ、０．７２３ｍｍｏｌ）とジシクロヘキシル（２’，６’−ジメトキシ−［１，１’−ビフェニル］−２−イル）ホスフィン（ＳＰｈＯＳ）（１．１８７ｇ、２．８９ｍｍｏｌ）を添加した。得られた反応生成物を加熱し、１８時間還流した。室温まで冷却すると、混合物は酢酸エチルで抽出した。合わせた画分を食塩水と水で洗浄した。粗生成物をセライトに塗布し、ヘプタン中ＤＭＣ１５％〜３０％グラジエント混合物で溶離したカラムクロマトグラフィーで精製した。粉末をＤＣＭで可溶化し、ｉ−プロパノールを添加した。ＤＣＭを緩やかに混合物から蒸発させ、目的の沈殿物をより高い純度（９９．６％）で得た。その後、目的生成物である化合物３０はカラムクロマトグラフィー（ヘプタン中３０％ＤＣＭ）により精製し、１．２ｇ（収率２６％）を得た。

比較化合物１（ＣＣ−１）の合成

３，６−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾールの合成
三つ口フラスコ中で、３，６−ジブロモ−９Ｈ−カルバゾール（１０．０ｇ、３０．８ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸（８．２５ｇ、６７．７ｍｍｏｌ）、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３（０．５６４ｇ、０．６１５ｍｍｏｌ）、ジクロヘキシル（２’，６’−ジメトキシ−［１，１’−ビフェニル］−２−イル）ホスフィン（ＳＰｈＯＳ）（１．０１１ｇ、２．４６２ｍｍｏｌ）及びリン酸カリウム水和物（２８．３ｇ、１２３ｍｍｏｌ）をトルエン（３５０ｍＬ）と水（４０ｍＬ）の混合物に溶解した。混合物を窒素のバブリングで脱気し、加熱し、一晩還流した。反応終了後、混合物を酢酸エチルと水との間で分離した。水層を３回酢酸エチルで洗浄し、合わせた有機層を食塩水と水で洗浄した。粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、ヘキサン／ＤＣＭ１／１（ｖ／ｖ）混合物で溶離した。目的生成物を白色固体（７．４ｇ、収率７５％）として得た。

比較化合物１の合成
３，６−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール（４．００ｇ、１２．５２ｍｍｏｌ）を無水ＤＭＦ（１７０ｍＬ）中で溶解し、ＮａＨ（０．７５１ｇ、１８．７９ｍｍｏｌ、６０％鉱油中分散物）で処理し、室温で強く攪拌し黄色の溶液を得た。水素の発生が止まったら、１時間溶液を攪拌し、２−クロロ−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（５．０３ｇ、１８．７９ｍｍｏｌ）で処理し、一晩室温で攪拌状態を維持した。約３０分間攪拌した後、反応溶液は、渦巻く多量の白色沈殿物を生じた。粗生成物を水でクエンチし、濾過した。白色沈殿物を水、メタノール及びエタノールで洗浄した。生成物をトルエン（４００ｍＬ）から再結晶し、目的物の比較化合物１を９９．８６％の純度で得た。もう一度トルエンから再結晶し、１００％の純度を得て、６．０ｇ（収率８７％）を得た。

デバイス実施例

デバイスで使用される材料：

デバイス実施例はいずれも高真空下（＜１０^−７Ｔｏｒｒ）における熱蒸着で作製した。アノード電極は、約１２００Åの酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）である。カソードは、１０ÅのＬｉＦと、１０００ÅのＡｌとからなった。デバイスはいずれも、作製後直ちに、窒素グローブボックス（Ｈ_２Ｏ及びＯ_２は、＜１ｐｐｍ）中で、エポキシ樹脂で封止したガラス製の蓋で封入し、水分ゲッターをパッケージに入れた。

ＯＬＤＥデバイスの有機積層体は、ＩＴＯ表面から順に、ホール注入層（ＨＩＬ）として１００ÅのＨＡＴ−ＣＮ、ホール輸送層（ＨＴＬ）として４００ÅのＮＰＤ、式１の化合物、化合物ＳＤ及び化合物Ｄを含む３００Åの発光層（ＥＭＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）として５５０ÅのＡｌＱ_３、及び電子注入層（ＥＩＬ）として１０ÅのＬｉＦからなる。デバイスの構造を図２に示した。

発明した化合物と比較化合物のデバイス構造

ＶＴＥデバイスの結果^１
^１この表における値はいずれも、ＣＩＥ座標以外は相対的な数値（任意単位−ａ．ｕ．）である。
^２加速ファクターを２．０と仮定して算出。

表８はデバイスデータのまとめである。発光効率（ＬＥ）、外部量子効率（ＥＱＥ）及び電力効率（ＰＥ）を１０００ニトで測定し、寿命（ＬＴ_９５％）は、一定の電流密度４０ｍＡ／ｃｍ^２下でのデバイスの初期輝度がその９５％まで低下するのに要する時間と定義した。カルバゾールの１位に置換を有さない比較化合物１のような化合物は、カルバゾールの窒素上へのトリアジン置換とカルバゾールの１位の置換とを組み合わせた化合物２のような良好な性能を示さない。表８に示されているように、デバイスが発光層に化合物２を含む場合、その駆動電圧はより低い。更に、発光効率（ＬＥ）外部量子効率（ＥＱＥ）、電力効率（ＰＥ）、及び動作寿命（ＬＴ_９５％）はいずれも、ホストとして比較化合物１を含むデバイスに比べ改善している。ブロッキング層（ＢＬ）が化合物２の場合は、ＢＡＩＱの場合に比べて性能は改善している。本実験において、化合物２を用いて得られた最も良いデバイスは、０．６６１のＣＩＥのｘ値、０．７８の駆動電圧、１．２のＬＥ、１．２のＥＱＥ、１．６のＰＥを示し、寿命ＬＴ_９５％（１０００ニトで測定）に至っては、比較例の寿命の４倍を超える寿命を示した（値は、比較化合物１と比べた相対値）。しかしながら、化合物３０を用いて得られた性能は、化合物２で得られた性能よりも、優れた結果を示さなかった（表８）。本実験において、化合物３０を用いて得られたデバイスは、０．６６０のＣＩＥのｘ値、１．１の駆動電圧、１．１のＬＥ、１．１のＥＱＥ、１．０のＰＥを示し、寿命ＬＴ_９５％（１０００ニトで測定）に至っては、比較例の寿命のほぼ３倍の寿命を示した。

本発明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とおりの本発明は当業者には明らかとなるように、本発明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。

米国特許第５，８４４，３６３号明細書米国特許第６，３０３，２３８号明細書米国特許第５，７０７，７４５号明細書米国特許第７，２７９，７０４号明細書

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発光層
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
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発光層
２２５正孔輸送層
２３０アノード

Claims

式Ｉの構造を有することを特徴とするＯＬＥＤに用いるホスト材料。
（式中、Ｒ^１、Ｒ^４及びＲ^５は、独立して、非縮合アリール、非縮合ヘテロアリール、及びそれらの組合せからなる群から選択され；
Ｌは、結合、非縮合アリール、非縮合ヘテロアリール、及びそれらの組合せからなる群から選択され；
Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、Ｘ^４、Ｘ^５、Ｘ^６、及びＸ^７は、ＣＲであり；
Ｙ^１、Ｙ^２、及びＹ^３は、Ｎであり；
各Ｒは、同一であっても異なっていてもよく、独立して、水素、重水素、非縮合アリール、非縮合ヘテロアリール、及びそれらの組合せからなる群から選択され；
ただし、前記ＯＬＥＤに用いるホスト材料が下記構造を有する化合物２４９、又は化合物２５０である場合を除く。）
Ｒ^１は、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、テトラフェニル、ペンタフェニル、ピリジン、フェニルピリジン、及びピリジルフェニルからなる群から選択される請求項１に記載のＯＬＥＤに用いるホスト材料。
Ｌは、フェニル、ピリジル、ビフェニル、ターフェニル、及び単結合からなる群から選択される請求項１に記載のＯＬＥＤに用いるホスト材料。
Ｒ^４は、フェニル、ピリジル、ビフェニル、及びターフェニルからなる群から選択される請求項１に記載のＯＬＥＤに用いるホスト材料。
Ｒ^５は、フェニル、ピリジル、ビフェニル、及びターフェニルからなる群から選択される請求項１に記載のＯＬＥＤに用いるホスト材料。
式ＩＩＩの構造を有することを特徴とするＯＬＥＤに用いるホスト材料。
式ＩＩＩ
前記ＯＬＥＤに用いるホスト材料は、下記の表に記載される化合物６０３〜化合物６８６からなる群から選択され、表中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５は、定義した通りであり、Ｈは水素、Ａ^１は次の基：
Ａ^２は次の基：
Ａ^３は次の基：
Ａ^４は次の基：
Ａ^５は次の基：
Ａ^６は次の基：
Ａ^７は次の基：
である。
式ＩＶの構造を有することを特徴とするＯＬＥＤに用いるホスト材料。
式ＩＶ
前記ＯＬＥＤに用いるホスト材料は、下記の表に記載される化合物６８７〜化合物７７０からなる群から選択され、表中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５は、定義した通りであり、Ｈは水素、
Ａ^１は次の基：
Ａ^２は次の基：
Ａ^３は次の基：
Ａ^４は次の基：
Ａ^５は次の基：
Ａ^６は次の基：
Ａ^７は次の基：
である。
式Ｖの構造を有することを特徴とするＯＬＥＤに用いるホスト材料。
式Ｖ
前記ＯＬＥＤに用いるホスト材料は、下記の表に記載される化合物７７１〜化合物８５４からなる群から選択され、表中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５は、定義した通りであり、Ｈは水素、
Ａ^１は次の基：
Ａ^２は次の基：
Ａ^３は次の基：
Ａ^４は次の基：
Ａ^５は次の基：
Ａ^６は次の基：
Ａ^７は次の基：
である。
式ＶＩの構造を有することを特徴とするＯＬＥＤに用いるホスト材料。
式ＶＩ
前記ＯＬＥＤに用いるホスト材料は、下記の表に記載される化合物８５５〜化合物９３８からなる群から選択され、表中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５は、定義した通りであり、Ｈは水素、
Ａ^１は次の基：
Ａ^２は次の基：
Ａ^３は次の基：
Ａ^４は次の基：
Ａ^５は次の基：
Ａ^６は次の基：
Ａ^７は次の基：
である。
第１の有機発光デバイスを含む第１のデバイスであって、前記第１の有機発光デバイスが、
アノードと；
カソードと；
前記アノードと前記カソードとの間に配置された発光層とを含み、
前記発光層は、請求項１から９のいずれかに記載のＯＬＥＤに用いるホスト材料を更に含むことを特徴とする第１のデバイス。
消費者製品である請求項１０に記載の第１のデバイス。