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JP2016092412A - 有機光電子素子および表示装置 - Google Patents

有機光電子素子および表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】高効率の有機光電子素子および表示装置を提供する。
【解決手段】互いに向き合うアノード10およびカソード20と、アノードとカソードとの間に位置する発光層32と、アノードと発光層との間に位置する正孔輸送層31と、正孔輸送層と発光層との間に位置する正孔輸送補助層33と、カソードと発光層との間に位置する電子輸送層34と、電子輸送層と発光層との間に位置する電子輸送補助層35とを含み、電子輸送補助層は、少なくとも1種の第1化合物を含み、正孔輸送補助層は、少なくとも1種の第2化合物を含む、有機光電子素子および有機光電子素子を含む表示装置。
【選択図】図1

Description

本発明は、有機光電子素子および表示装置に関するものである。
有機光電子素子(organic optoelectric diode)は、電気エネルギーと光エネルギーを相互転換可能な素子である。
有機光電子素子は、動作原理によって、大きく2つに分けられる。一つは、光エネルギーによって形成されたエキシトン(exciton)が電子と正孔に分離され、前記電子および正孔がそれぞれ異なる電極に伝達されながら電気エネルギーを発生する光電素子であり、もう一つは、電極に電圧または電流を供給して、電気エネルギーから光エネルギーを発生する発光素子である。
有機光電子素子の例としては、有機光電素子、有機発光素子、有機太陽電池、および有機感光体ドラム(organic photo conductor drum)などが挙げられる。
このうち、有機発光素子(organic light emitting diode、OLED)は、近年、平板表示装置(flat panel display device)の需要増加に伴って大きく注目されている。前記有機発光素子は、有機発光材料に電流を加えて電気エネルギーを光に転換させる素子であって、通常、陽極(anode)と陰極(cathode)との間に有機層が挿入された構造からなる。
長寿命フルカラーディスプレイの最も大きな問題とされている要素の一つは、青色有機発光素子の寿命である。したがって、長寿命青色有機発光素子の開発のために多くの研究が行われている最中である。本発明では、このような問題を解決するために、長寿命青色有機発光素子を提供する。
本発明は上記点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、高効率の特性を実現することができる有機光電子素子を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記有機光電子素子を含む表示装置を提供するにある。
上記課題を解決するために、本発明の一実施形態によれば、互いに向き合うアノードおよびカソードと、前記アノードと前記カソードとの間に位置する発光層と、前記アノードと前記発光層との間に位置する正孔輸送層と、前記正孔輸送層と前記発光層との間に位置する正孔輸送補助層と、前記カソードと前記発光層との間に位置する電子輸送層と、前記電子輸送層と前記発光層との間に位置する電子輸送補助層とを含み、前記電子輸送補助層は、下記化学式1で表される少なくとも1種の第1化合物を含み、前記正孔輸送補助層は、下記化学式2で表される少なくとも1種の第2化合物を含む、有機光電子素子を提供する。
前記化学式1において、
Zはそれぞれ独立して、NまたはCRであり、
Zのうちの少なくとも1つはNであり、
〜R10およびRはそれぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C10のアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C12のアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
は置換もしくは非置換のフェニレン基、置換もしくは非置換のビフェニレン基、または置換もしくは非置換のターフェニレン基であり、
n1〜n3はそれぞれ独立して、0または1であり、
n1+n2+n3≧1であり、
前記化学式2において、
は置換もしくは非置換のC6〜C30のアリーレン基、または置換もしくは非置換のC2〜C30のヘテロアリーレン基であり、
n4は1〜5の整数のうちの1つであり、
11〜R22はそれぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C50のアリール基、置換もしくは非置換のC2〜C50のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
11〜R20はそれぞれ独立して存在するか、融合して環を形成し、
前記化学式1および2の「置換」とは、少なくとも1つの水素が、重水素、ハロゲン基、ヒドロキシ基、アミノ基、置換もしくは非置換のC1〜C30のアミン基、ニトロ基、置換もしくは非置換のC1〜C40のシリル基、C1〜C30のアルキル基、C3〜C30のシクロアルキル基、C2〜C30のヘテロシクロアルキル基、C6〜C30のアリール基、C2〜C30のヘテロアリール基、C1〜C20のアルコキシ基、フルオロ基、C1〜C10のトリフルオロアルキル基、またはシアノ基で置換されたことを意味する。
他の実施形態によれば、前記有機光電子素子を含む表示装置を提供する。
本発明によれば、高効率の有機光電子素子を実現することができる。
一実施形態に係る有機光電子素子を概略的に示す断面図である。 一実施形態に係る有機光電子素子を概略的に示す断面図である。
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。ただし、これは例として提示されるもので、これによって本発明が制限されず、本発明は後述する請求範囲の範疇によってのみ定義される。
本明細書において、「置換」とは、別途の定義がない限り、置換基または化合物中の少なくとも1つの水素が、重水素、ハロゲン基、ヒドロキシ基、アミノ基、置換もしくは非置換のC1〜C30のアミン基、ニトロ基、置換もしくは非置換のC1〜C40のシリル基、C1〜C30のアルキル基、C1〜C10のアルキルシリル基、C3〜C30のシクロアルキル基、C2〜C30のヘテロシクロアルキル基、C6〜C30のアリール基、C2〜C30のヘテロアリール基、C1〜C20のアルコキシ基、フルオロ基、トリフルオロメチル基などのC1〜C10のトリフルオロアルキル基、またはシアノ基で置換されたことを意味する。
また、前記置換されたハロゲン基、ヒドロキシ基、アミノ基、置換もしくは非置換のC1〜C20のアミン基、ニトロ基、置換もしくは非置換のC3〜C40のシリル基、C1〜C30のアルキル基、C1〜C10のアルキルシリル基、C3〜C30のシクロアルキル基、C2〜C30のヘテロシクロアルキル基、C6〜C30のアリール基、C2〜C30のヘテロアリール基、C1〜C20のアルコキシ基、フルオロ基、トリフルオロメチル基などのC1〜C10のトリフルオロアルキル基、またはシアノ基のうちの隣接した2つの置換基が融合して環を形成してもよい。例えば、前記置換されたC6〜C30のアリール基は、隣接した他の置換されたC6〜C30のアリール基と融合して置換もしくは非置換のフルオレン環を形成することができる。
本明細書において、「ヘテロ」とは、別途の定義がない限り、1つの官能基内にN、O、S、P、およびSiからなる群より選択されるヘテロ原子を1〜3個含有し、残りは炭素であることを意味する。
本明細書において、「アルキル(alkyl)基」とは、別途の定義がない限り、脂肪族炭化水素基を意味する。アルキル基は、いかなる二重結合や三重結合を含まない「飽和アルキル(saturated alkyl)基」であってよい。
前記アルキル基は、C1〜C30のアルキル基であってよい。より具体的には、アルキル基は、C1〜C20のアルキル基、またはC1〜C10のアルキル基であってもよい。例えば、C1〜C4のアルキル基は、アルキル鎖に1〜4個の炭素原子が含まれるものを意味し、メチル、エチル、プロピル、イソ−プロピル、n−ブチル、イソ−ブチル、sec−ブチル、およびt−ブチルからなる群より選択されるものを表す。
前記アルキル基は、具体例を挙げて、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを意味する。
本明細書において、「アリール(aryl)基」は、環状の置換基のすべての元素がp−オービタルを有しており、これらp−オービタルが共役(conjugation)を形成している置換基を意味し、モノサイクリック、ポリサイクリック、または融合環ポリサイクリック(つまり、炭素原子の隣接した対を分け合う環)官能基を含む。
本明細書において、「ヘテロアリール(heteroaryl)基」は、アリール基内にN、O、S、P、およびSiからなる群より選択されるヘテロ原子を1〜3個含有し、残りは炭素であることを意味する。前記ヘテロアリール基が融合環の場合、それぞれの環ごとに前記ヘテロ原子を1〜3個含むことができる。
より具体的には、置換もしくは非置換のC6〜C30のアリール基、および/または置換もしくは非置換のC2〜C30のヘテロアリール基は、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のナフチル基、置換もしくは非置換のアントラセニル基、置換もしくは非置換のフェナントリレン基、置換もしくは非置換のナフタセニル基、置換もしくは非置換のピレニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基、置換もしくは非置換のp−ターフェニル基、置換もしくは非置換のm−ターフェニル基、置換もしくは非置換のクリセニル基、置換もしくは非置換のトリフェニレニル基、置換もしくは非置換のペリレニル基、置換もしくは非置換のインデニル基、置換もしくは非置換のフラニル基、置換もしくは非置換のチオフェニル基、置換もしくは非置換のピロリル基、置換もしくは非置換のピラゾリル基、置換もしくは非置換のイミダゾリル基、置換もしくは非置換のトリアゾリル基、置換もしくは非置換のオキサゾリル基、置換もしくは非置換のチアゾリル基、置換もしくは非置換のオキサジアゾリル基、置換もしくは非置換のチアジアゾリル基、置換もしくは非置換のピリジニル基、置換もしくは非置換のピリミジニル基、置換もしくは非置換のピラジニル基、置換もしくは非置換のトリアジニル基、置換もしくは非置換のベンゾフラニル基、置換もしくは非置換のベンゾチオフェニル基、置換もしくは非置換のベンズイミダゾリル基、置換もしくは非置換のインドリル基、置換もしくは非置換のキノリニル基、置換もしくは非置換のイソキノリニル基、置換もしくは非置換のキナゾリニル基、置換もしくは非置換のキノキサリニル基、置換もしくは非置換のナフチリジニル基、置換もしくは非置換のベンズオキサジニル基、置換もしくは非置換のベンズチアジニル基、置換もしくは非置換のアクリジニル基、置換もしくは非置換のフェナジニル基、置換もしくは非置換のフェノチアジニル基、置換もしくは非置換のフェノキサジニル基、置換もしくは非置換のフルオレニル基、置換もしくは非置換のカルバゾリル基、置換もしくは非置換のジベンゾフラニル基、置換もしくは非置換のジベンゾチオフェニル基、これらの組み合わせ、またはこれらの組み合わせが融合した形態であってもよいが、これらに制限されない。
本明細書において、正孔特性とは、電場(electric field)を加えた時、電子を供与して正孔を形成できる特性を指すもので、HOMO準位によって伝導特性を有し、陽極で形成された正孔の発光層への注入、発光層で形成された正孔の陽極への移動、および発光層での移動を容易にする特性を意味する。
また、電子特性とは、電場を加えた時、電子を受けられる特性を指すもので、LUMO準位によって伝導特性を有し、陰極で形成された電子の発光層への注入、発光層で形成された電子の陰極への移動、および発光層での移動を容易にする特性を意味する。
以下、一実施形態に係る有機光電子素子について説明する。
前記有機光電子素子は、電気エネルギーと光エネルギーを相互転換可能な素子であれば特に限定されず、例えば、有機光電素子、有機発光素子、有機太陽電池、および有機感光体ドラムなどが挙げられる。
ここでは、有機光電子素子の一例である有機発光素子を例として説明するが、これに限定されず、他の有機光電子素子にも同様に適用可能である。
図面において、様々な層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって、類似の部分については同一の図面符号を付した。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるとする時、これは、他の部分の「直上」にある場合のみならず、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「直上」にあるとする時には、中間に他の部分がないことを意味する。
図1は、一実施形態に係る有機光電子素子を概略的に示す断面図である。
図1を参照すれば、一実施形態に係る有機光電子素子は、互いに向き合うアノード10およびカソード20と、アノード10とカソード20との間に位置する有機層30とを含む。
アノード10は、例えば、正孔注入が円滑となるように仕事関数の高い導電体で作られてもよく、例えば、金属、金属酸化物、および/または導電性高分子で作られてもよい。アノード10は、例えば、ニッケル、白金、バナジウム、クロム、銅、亜鉛、金のような金属、またはこれらの合金;亜鉛酸化物、インジウム酸化物、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)のような金属酸化物;ZnOとAlまたはSnOとSbのような金属と金属酸化物との組み合わせ;ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリ(3,4−(エチレン−1,2−ジオキシ)チオフェン)(polyehtylenedioxythiophene:PEDT)、ポリピロールおよびポリアニリンのような導電性高分子などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
カソード20は、例えば、電子注入が円滑となるように仕事関数の低い導電体で作られてもよく、例えば、金属、金属酸化物、および/または導電性高分子で作られてもよい。カソード20は、例えば、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタン、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズ、鉛、セシウム、バリウムなどのような金属、またはこれらの合金;LiF/Al、LiO/Al、LiF/Ca、LiF/Al、およびBaF/Caのような多層構造の物質が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
有機層30は、正孔輸送層31と、発光層32と、正孔輸送層31と発光層32との間に位置する正孔輸送補助層33とを含む。
また、電子輸送層34と、電子輸送層34と発光層32との間に位置する電子輸送補助層35とを含む。
図2を参照すれば、前記有機層30は、正孔輸送層31とアノード10との間に正孔注入層37をさらに含むことができ、電子輸送層34とカソード20との間に電子注入層36を追加的にさらに含むことができる。
正孔輸送層31とアノード10との間に積層される正孔注入層37は、アノードとして使用されるITOと、正孔輸送層31に使用される有機物質との間の界面特性を改善するだけでなく、その表面が平坦でないITOの上部に塗布され、ITOの表面を滑らかにする機能をする。例えば、正孔注入層37は、アノードとして使用可能なITOの仕事関数レベルと正孔輸送層31のHOMOレベルとの差を調整するために、ITOの仕事関数レベルと正孔輸送層31のHOMOレベルとの中間値を有する物質であって、特に適切な伝導性を有する物質を選択する。本発明に関連して、正孔注入層37を構成する物質として、N4,N4’−ジフェニル−N4,N4’−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)ビフェニル−4,4’−ジアミン(N4,N4’−diphenyl−N4,N4’−bis(9−phenyl−9H−carbazol−3−yl)biphenyl−4,4’−diamine)が使用できるが、これに制限されるわけではない。その他にも、正孔注入層37を構成する従来の物質と共に使用できるが、例えば、copper phthalalocyanine(CuPc)、N,N’−dinaphthyl−N,N’−phenyl−(1,1’−biphenyl)−4,4’−diamine、NPD)、4,4’,4”−tris[methylphenyl(phenyl)amino]triphenyl amine(m−MTDATA)、4,4’,4”−tris[1−naphthyl(phenyl)amino]triphenyl amine(1−TNATA)、4,4’,4”−tris[2−naphthyl(phenyl)amino]triphenyl amine(2−TNATA)、1,3,5−tris[N−(4−diphenylaminophenyl)phenylamino]benzene(p−DPA−TDAB)などのような芳香族アミン類はもちろんであり、4,4’−bis[N−[4−{N,N−bis(3−methylphenyl)amino}phenyl]−N−phenylamino]biphenyl(DNTPD)、hexaazatriphenylene−hexacarbonitirile(HAT−CN)などの化合物、伝導性高分子としてのポリチオフェン誘導体のpoly(3,4−ethylenedioxythiophene)−poly(styrenesulfonate)(PEDOT)を使用することができる。正孔注入層37は、例えば、10〜300Åの厚さに、アノードとして使用されるITOの上部にコーティングされてもよい。
電子注入層36は、電子輸送層の上部に積層され、カソードからの電子注入を容易にして、窮極的に電力効率を改善させる機能を行う層で、当技術分野で通常使用されるものであれば特別な制限なく使用可能であり、例えば、LiF、Liq、NaCl、CsF、LiO、BaOなどの物質を用いることができる。
正孔輸送層31は、アノード10から発光層32に正孔伝達を容易にするための層で、例えば、アミン化合物であってもよいが、これに限定されるものではない。
前記アミン化合物は、例えば、少なくとも1つのアリール基および/またはヘテロアリール基を含むことができる。前記アミン化合物は、例えば、下記化学式aまたは化学式bで表されてもよいが、これに限定されるものではない。
前記化学式aまたは化学式bにおいて、
Ar〜Arはそれぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C30のアリール基、置換もしくは非置換のC2〜C30のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
Ar〜Arのうちの少なくとも1つおよびAr〜Arのうちの少なくとも1つは、置換もしくは非置換のC6〜C30のアリール基、置換もしくは非置換のC2〜C30のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
Arは単一結合、置換もしくは非置換のC1〜C20のアルキレン基、置換もしくは非置換のC6〜C30のアリーレン基、置換もしくは非置換のC2〜C30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組み合わせである。
電子輸送層34は、カソード20から発光層32に電子伝達を容易にするための層で、電子吸引官能基(electron withdrawing group)を保有している有機化合物、電子をよく受容可能な金属化合物、またはこれらの混合物が使用できる。例えば、電子輸送層材料として、アルミニウムトリヒドロキシキノリン(aluminum trihydroxyquinoline、Alq)、1,3,4−オキサジアゾール誘導体の2−(4−ビフェニリル−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール(2−(4−biphenylyl)−5−phenyl−1,3,4−oxadiazole、PBD)、キノキサリン誘導体の1,3,4−トリス[(3−フェニル−6−トリフルオロメチル)キノキサリン−2−イル]ベンゼン(1,3,4−tris[(3−penyl−6−trifluoromethyl)quinoxaline−2−yl]benzene、TPQ)、トリアゾール誘導体およびトリアジン誘導体の8−(4−(4−(ナフタレン−2−イル)−6−(ナフタレン−3−イル)−1,3,5−トリアジン−2−イル)フェニル)キノリン(8−(4−(4−(naphthalen−2−yl)−6−(naphthalen−3−yl)−1,3,5−triazin−2−yl)phenyl)quinoline)などが使用できるが、これらに限定されるものではない。
また、電子輸送層は、下記化学式cで表される有機金属化合物が単独または前記電子輸送層材料と混合で使用できる。
前記化学式cにおいて、
YはC、N、O、およびSから選択されるいずれか1つが前記Mに直接結合されて単一結合をなす部分と、C、N、O、およびSから選択されるいずれか1つが前記Mに配位結合をなす部分とを含み、前記単一結合と配位結合によってキレートされたリガンドであり、
前記Mはアルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム(Al)またはホウ素(B)原子であり、前記OAは前記Mと単一結合または配位結合可能な1価のリガンドであって、
前記Oは酸素であり、
Aは置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数5〜50のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜20のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数3〜30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数5〜30のシクロアルケニル基、および置換もしくは非置換の異種原子としてO、NまたはSを有する炭素数2〜50のヘテロアリール基の中から選択されるいずれか1つであり、
前記Mがアルカリ金属から選択される1つの金属の場合には、m=1、n=0であり、
前記Mがアルカリ土類金属から選択される1つの金属の場合には、m=1、n=1であるか、またはm=2、n=0であり、
前記Mがホウ素またはアルミニウムの場合には、m=1〜3のうちのいずれか1つであり、nは0〜2のうちのいずれか1つであって、m+n=3を満足し;
前記「置換もしくは非置換の」における「置換」とは、重水素、シアノ基、ハロゲン基、ヒドロキシ基、ニトロ基、アルキル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヘテロアリールアミノ基、アルキルシリル基、アリールシリル基、アリールオキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、ゲルマニウム、リン、およびボロンからなる群より選択された1個以上の置換基で置換されることを意味する。
本発明において、Yはそれぞれ同一または異なり、互いに独立して、下記化学式c1〜化学式c39から選択されるいずれか1つであってもよいが、これに限定されたものではない。
前記化学式c1〜化学式c39において、
Rは互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、置換もしくは非置換のC1〜C30のアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C30のアリール基、置換もしくは非置換のC3〜C30のヘテロアリール基、置換もしくは非置換のC1〜C30のアルコキシ基、置換もしくは非置換のC3〜C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC2〜C30のアルケニル基、置換もしくは非置換のC1〜C30のアルキルアミノ基、置換もしくは非置換のC1〜C30のアルキルシリル基、置換もしくは非置換のC6〜C30のアリールアミノ基、および置換もしくは非置換のC6〜C30のアリールシリル基の中から選択され、隣接した置換体とアルキレンまたはアルケニレンで連結されてスピロ環または融合環を形成することができる。
発光層32は、発光機能を有する有機層であって、ドーピングシステムを採用する場合、ホストとドーパントを含んでいる。この時、ホストは、主に電子と正孔の再結合を促進し、励起子を発光層内に閉じ込める機能を有し、ドーパントは、再結合で得られた励起子を効率的に発光させる機能を有する。
発光層は、公知のホストおよびドーパントを含むことができる。
公知のホストとしては、例えば、Alq、CBP(4,4’−N,N’−ジカルバゾール−ビフェニル)、PVK(ポリ(n−ビニルカルバゾール))、9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン(ADN)、TCTA、TPBI(1,3,5−トリス(N−フェニルベンズイミダゾール−2−イル)ベンゼン(1,3,5−tris(N−phenylbenzimidazole−2−yl)benzene))、TBADN(3−tert−ブチル−9,10−ジ(ナフト−2−イル)アントラセン)、mCP、OXD−7、SFC市販のBH113などを使用することができるが、これらに限定されるものではない。
前記ドーパントは、蛍光ドーパントおよび燐光ドーパントのうちの少なくとも1つであってよい。前記燐光ドーパントは、Ir、Pt、Os、Re、Ti、Zr、Hf、またはこれらのうちの2以上の組み合わせを含む有機金属錯体であってもよいが、これに限定されるものではない。
公知の青色ドーパントの例としては、FIrpic、(Fppy)Ir(tmd)、Ir(dfppz)、ter−フルオレン(fluorene)、4,4’−ビス(4−ジフェニルアミノスチリル)ビフェニル(DPAVBi)、2,5,8,11−テトラ−tert−ブチルペリレン(TBPe)、DPVBi、ピレン誘導体(KR0525408、エルジー電子株式会社)、BD01、SFC市販のBD370などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、SFC市販のBD370は蛍光ドーパントである。
公知の赤色ドーパントの例としては、PtOEP、Ir(piq)、BtpIrなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
公知の緑色ドーパントの例としては、Ir(ppy)(ppy=フェニルピリジン)、Ir(ppy)(acac)、Ir(mpyp)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
前記発光層がホストおよびドーパントを含む場合、ドーパントの含有量は、通常、発光層100重量%あたり約0.01〜約15重量%の範囲で選択されてもよいが、これに限定されるものではない。
前記発光層の厚さは約200Å〜約700Åである。
電子輸送補助層35は、電子特性が相対的に強い特性を有する第1化合物を単独で含むか、前記第1化合物を含む混合物を含むことができる。
前記第1化合物は、下記化学式1で表されてよい。
前記化学式1において、
Zはそれぞれ独立して、NまたはCRであり、
Zのうちの少なくとも1つはNであり、
〜R10およびRはそれぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C10のアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C12のアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
は置換もしくは非置換のフェニレン基、置換もしくは非置換のビフェニレン基、または置換もしくは非置換のターフェニレン基であり、
n1〜n3はそれぞれ独立して、0または1であり、n1+n2+n3≧1である。
前記第1化合物は、トリフェニレン基の結合位置によって、例えば、下記化学式1−Iまたは化学式1−IIで表されてよい。
前記化学式1−Iまたは1−IIにおいて、Z、R〜R10、Lおよびn1〜n3は上述した通りである。
前記第1化合物は、トリフェニレン基と、少なくとも1つの窒素原子を含有するヘテロアリール基とを含む。前記第1化合物は、少なくとも1つの窒素原子を含有する環を含むことにより、電場印加時、電子を受けやすい構造になって電子注入量が増加可能であり、これによって前記第1化合物を適用した有機光電子素子の駆動電圧を低下させることができ、効率を改善することができる。
前記化学式1で表される第1化合物は、アリーレン基および/またはヘテロアリーレン基を中心として、少なくとも1つの折れ(kink)構造を有する。
前記折れ構造とは、アリーレン基および/またはヘテロアリーレン基の2つの連結部分が直線構造をなさない構造をいう。例えば、フェニレンの場合、連結部分が直線構造をなさないオルトフェニレン(o−phenylene)とメタフェニレン(m−phenylene)が前記折れ構造を有し、連結部分が直線構造をなすパラフェニレン(p−phenylene)は前記折れ構造を有しない。
前記化学式1において、前記折れ構造は、連結基(L)および/またはアリーレン基/ヘテロアリーレン基を中心に形成されてもよい。
例えば、前記化学式1のn1が0の場合、つまり、連結基(L)のない構造では、アリーレン基/ヘテロアリーレン基を中心に折れ構造を形成することができ、例えば、 下記化学式1aまたは1bで表される化合物であってよい。
前記化学式1aまたは1bにおいて、Z、R〜R10は上述した通りである。
例えば、前記化学式1のn1が1の場合には、連結基(L)を中心に折れ構造を形成することができ、例えば、Lは折れ構造の置換もしくは非置換のフェニレン基、折れ構造の置換もしくは非置換のビフェニレン基、または折れ構造の置換もしくは非置換のターフェニレン基であってよい。
前記Lは、例えば、下記グループ1に挙げられた置換もしくは非置換の基から選択された1つであってよい。
前記グループ1において、
*は連結地点であり、
ここで、「置換」とは、少なくとも1つの水素が、重水素、ハロゲン、C1〜C20のアルキル基、C3〜C20のシクロアルキル基、C1〜C20のアルコキシ基、C3〜C20のシクロアルコキシ基、C1〜C20のアルキルチオ基、C6〜C30のアラルキル基、C6〜C30のアリール基、C6〜C30のアリールオキシ基、C6〜C30のアリールチオ基、C2〜C30のヘテロアリール基、C2〜C30のアミノ基、C3〜C30のシリル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、またはカルボキシル基で置換されたことを意味する。
前記第1化合物は、好ましくは、少なくとも2つの折れ構造を有することができ、例えば、2つ〜4つの折れ構造を有することができる。
前記第1化合物は、前述した折れ構造を有することにより、電荷を適切に区域化(localization)し、共役系の流れを効果的に制御することにより、前記化合物を適用した有機光電子素子の効率を改善することができる。
前記第1化合物は、例えば、下記化学式1c〜1tのうちのいずれか1つで表されてよい。
前記化学式1c〜1tにおいて、
ZおよびR〜R10はそれぞれ上述した通りであり、
60〜R77はそれぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C10のアルキル基、置換もしくは非置換のC3〜C30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC2〜C30のヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C30のアリール基、置換もしくは非置換のC2〜C30のヘテロアリール基、置換もしくは非置換のアミン基、置換もしくは非置換のC6〜C30のアリールアミン基、置換もしくは非置換のC6〜C30のヘテロアリールアミン基、置換もしくは非置換のC1〜C30のアルコキシ基、ハロゲン基、ハロゲン含有基、シアノ基、ヒドロキシル基、アミノ基、ニトロ基、カルボキシル基、フェロセニル基、またはこれらの組み合わせである。
前記第1化合物は、例えば、下記グループ2に挙げられた化合物であってもよいが、これに限定されるものではない。
前記電子輸送補助層は、前記第1化合物を1種または2種以上含むことができ、または前記第1化合物と共に正孔特性が相対的に強い特性を有する第3化合物をさらに含むことができる。
前記第3化合物は、例えば、下記化学式3で表されてよい。
前記化学式3において、
およびYはそれぞれ独立して、単一結合、置換もしくは非置換のC6〜C30のアリーレン基、置換もしくは非置換のC2〜C30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組み合わせであり、
Ar1aおよびAr1bは置換もしくは非置換のC6〜C30のアリール基、置換もしくは非置換のC2〜C30のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
23〜R28はそれぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C50のアリール基、置換もしくは非置換のC2〜C50のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせである。
前記化学式3で表される化合物は、正孔特性が相対的に強い特性を有する化合物で、前記第1化合物と共に電子輸送補助層に含まれて、電子輸送補助層内で前記第1化合物の電子注入量を調整することができ、発光層と電子輸送補助層との界面に正孔が蓄積されるのを防止することにより、素子の安定性を高めて、有機光電子素子の発光効率および寿命特性を顕著に改善させることができる。
前記第3化合物は、ビカルバゾールの結合位置によって、例えば、下記化学式3−I〜化学式3−VIIIのうちの少なくとも1つで表されてよい。
前記化学式3−I〜3−VIIIにおいて、
およびY、Ar1aおよびAr1b、R23〜R28はそれぞれ上述した通りである。
前記第3化合物は、置換基を有する2個のカルバゾリル基が連結されている構造である。
前記第3化合物のAr1aおよびAr1bは、正孔または電子特性を有する置換基で、それぞれ独立して、例えば、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基、置換もしくは非置換のターフェニル基、置換もしくは非置換のナフチル基、置換もしくは非置換のアントラセニル基、置換もしくは非置換のカルバゾリル基、置換もしくは非置換のベンゾフラニル基、置換もしくは非置換のベンゾチオフェニル基、置換もしくは非置換のフルオレニル基、置換もしくは非置換のピリジル基、置換もしくは非置換のピリミジニル基、置換もしくは非置換のピラジニル基、置換もしくは非置換のトリアジニル基、置換もしくは非置換のトリフェニレン基、置換もしくは非置換のジベンゾフラニル基、置換もしくは非置換のジベンゾチオフェニル基、またはこれらの組み合わせであってよい。
前記第3化合物は、Ar1aおよびAr1bの特性によって、例えば、下記化学式3−IX〜化学式3−XIのうちの少なくとも1つで表されてよい。
前記化学式3−IX〜3−XIにおいて、
およびY、そしてR23〜R28は上述した通りであり、
ET、ET1、およびET2はそれぞれ独立して、電子特性を有する置換基であり、HT、HT1およびHT2はそれぞれ独立して、正孔特性を有する置換基である。
前記第3化合物のAr1aおよびAr1bのうち、電子特性を有する置換基「ET」、「ET1」および「ET2」は、例えば、下記化学式Aで表される置換基であってよい。
前記化学式Aにおいて、
Zはそれぞれ独立して、NまたはCRであり、
A1およびA2、およびRはそれぞれ独立して、置換もしくは非置換のC6〜C30のアリール基、置換もしくは非置換のC2〜C30のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
前記Z、A1およびA2のうちの少なくとも1つはNを含み、
aおよびbはそれぞれ独立して、0または1であり、
*は連結地点である。
前記化学式Aで表される置換基は、例えば、下記グループ3に挙げられた官能基のうちの1つであってよい。
また、前記第3化合物のAr1aおよびAr1bのうち、正孔特性を有する置換基「HT」、「HT1」および「HT2」は、例えば、下記グループ4に挙げられた官能基のうちの1つであってよい。なお、下記グループ4において、*は連結地点である。
前記第3化合物は、例えば、下記グループ5に挙げられた化合物から選択されてもよいが、これに限定されるものではない。
具体的には、下記グループ5−1に挙げられた化合物から選択されてもよいが、これに限定されるものではない。
前記第3化合物は、1種または2種以上が使用できる。
電子輸送補助層35において、前記第1化合物と前記第3化合物は、例えば、約1:99〜99:1の重量比で含まれてもよい。具体的には10:90〜90:10、20:80〜80:20、30:70〜70:30、そして40:60〜60:40、最も具体的には50:50の重量比で含まれてもよい。
前記範囲に含まれることにより、前記2つの化合物の比率に応じて電子注入能力を調整することができて、発光層の電子輸送能力と均衡を合わせることにより、発光層の界面に電子が蓄積されるのを防止することができる。また、発光層から越えてきた正孔および/またはエキシトンが、電子輸送補助層によって発光層のエキシトンのエネルギーよりも低いエネルギーのエキシトンに変換されることにより、正孔および/または発光層のエキシトンが電子輸送層に及ぼす影響を最少化することができる。したがって、電子特性が強い前記第1化合物と正孔特性が強い前記第3化合物を電子輸送補助層に共に使用することにより、前記のような役割を果たすことができて、素子の効率、および寿命を改善させることができる。
正孔輸送補助層33は、正孔輸送特性が良い第2化合物を含み、正孔輸送層31と発光層32との間のHOMOエネルギーのレベル差を減少させることにより、正孔の注入特性を調整して、正孔輸送補助層33と発光層32との界面に正孔が蓄積されることを減少させ、界面でポーラロン(polaron)によるエキシトンが消滅する消光現象(quenching)を低減することができる。これによって素子の劣化現象が減少し、素子が安定化されて、効率および寿命を改善することができる。
前記第2化合物は、下記化学式2で表されてよい。
前記化学式2において、
は置換もしくは非置換のC6〜C30のアリーレン基、または置換もしくは非置換のC2〜C30のヘテロアリーレン基であり、
n4は1〜5の整数のうちの1つであり、
11〜R22はそれぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C50のアリール基、置換もしくは非置換のC2〜C50のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
11〜R20はそれぞれ独立して存在するか、融合して環を形成する。
前記化学式2のR11〜R20は具体的には、それぞれ水素、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基、置換もしくは非置換のo−ターフェニル基、置換もしくは非置換のm−ターフェニル基、置換もしくは非置換のp−ターフェニル基、置換もしくは非置換のクォーターフェニル基、置換もしくは非置換のナフチル基、置換もしくは非置換のアントラセニル基、置換もしくは非置換のフェナントレニル基、置換もしくは非置換のピレニル基(pyrenyl)、置換もしくは非置換のトリフェニレン基、置換もしくは非置換のフルオレニル基、置換もしくは非置換のジベンゾフラニル基、置換もしくは非置換のジベンゾチオフェニル基、またはこれらの組み合わせであり、
より具体的には、水素、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基、置換もしくは非置換のo−ターフェニル基、置換もしくは非置換のm−ターフェニル基、置換もしくは非置換のp−ターフェニル基、置換もしくは非置換のクォーターフェニル基、置換もしくは非置換のフルオレニル基、またはこれらの組み合わせであり、前記R11〜R20はそれぞれ独立して存在するか、隣接したいずれか2つの基が融合してフルオレニル基を形成することができる。
例えば、前記第2化合物は、前記R11〜R20の融合の可否および置換基の種類によって、下記化学式2−I〜化学式2−IVのうちの少なくとも1つで表されてよい。
前記化学式2−I〜2−IVにおいて、
、n、R21およびR22は上述した通りであり、
n5〜n8はそれぞれ独立して、0〜3の整数のうちの1つであり、
、Rb’、R、およびRc’はそれぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜20のアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C50のアリール基、置換もしくは非置換のC2〜C50のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせである。
前記化学式2のLは具体的には、置換もしくは非置換のフェニレン基、置換もしくは非置換のビフェニレン基、置換もしくは非置換のターフェニレン基、置換もしくは非置換のクォーターフェニレン基、置換もしくは非置換のフルオレニレン基、またはこれらの組み合わせであってよい。
例えば、前記第2化合物は、連結基Lの種類によって、下記化学式2a〜2hのうちの少なくとも1つで表されてよい。
前記化学式2a〜2hにおいて、
11〜R22は上述した通りである。
前記第2化合物は、例えば、下記グループ6に挙げられた化合物から選択されてもよいが、これに限定されるものではない。
本発明の一実施形態に係る有機光電子素子は、電子特性が強い第1化合物を含む電子輸送補助層と、
正孔輸送層31と発光層32との間のHOMOエネルギーのレベル差を減少させることにより、正孔の注入特性を調整可能な、正孔輸送特性が良い第2化合物を含む正孔輸送補助層とを同時に含むことができる。
これらを共に使用することにより、正孔輸送補助層の正孔注入調整能力と電子輸送補助層の電子注入調整能力によって電荷バランスを調整して効率を改善させることができ、正孔輸送補助層と電子輸送補助層を適用して有機層の各界面で電荷が蓄積されるのを防止して、素子の劣化現象が減少し、素子が安定化されて、寿命を改善させることができる。
具体的には、前記電子輸送補助層は、前記化学式1−Iで表される第1化合物を含み、前記正孔輸送補助層は、前記化学式2−Iで表される第2化合物を含むことができる。
また、前記電子輸送補助層は、前記化学式1−Iで表される第1化合物を含み、前記正孔輸送補助層は、前記化学式2d、2e、2g、および2hで表される第2化合物のうちの少なくとも1つを含むことができる。より具体的には、前記第2化合物は、前記化学式2dで表されてよい。
前記電子輸送補助層は、正孔特性が強い第3化合物をさらに含むことができる。
具体的には、前記化学式3−I〜化学式3−XIで表される第3化合物のうちの少なくとも1種をさらに含むことができ、具体的には、前記化学式3−IX〜化学式3−XIで表される第3化合物のうちの少なくとも1つ、より具体的には、前記化学式3−XIで表される第3化合物を含むことができる。
一方、前記第1化合物と第3化合物は、約1:10〜10:1の重量比で含まれてもよく、具体的には2:8〜8:2、3:7〜7:3、4:6〜6:4、そして5:5の重量比で含まれてもよい。前記範囲に含まれることにより、バイポーラ特性がより効果的に実現されて、効率と寿命を同時に改善することができる。
例えば、本発明の一実施形態に係る有機光電子素子は、前記1−Iで表される第1化合物と前記化学式3−XIで表される第3化合物とを含む電子輸送補助層と、前記2dで表される第2化合物を含む正孔輸送補助層とを共に含むことができる。
正孔輸送補助層33および電子輸送補助層35は、蒸着またはインクジェット工程により、0.1nm〜20.0nmの厚さに正孔輸送層上に塗布可能であり、例えば、0.2nm〜10.0nm、0.3nm〜5nm、0.3nm〜2nm、0.4nm〜1.0nmの厚さなどに塗布可能である。
有機層30は、電子輸送層34をさらに含むことができる。電子輸送層34は、カソード20から発光層32に電子伝達を容易にするための層で、場合によって省略可能である。
有機層30は、選択的に、アノード10と正孔輸送層31との間に位置する正孔注入層37、および/またはカソード20と電子輸送層34との間に位置する電子注入層36をさらに含むことができる。
上述した有機発光素子は、有機発光表示装置に適用可能である。
本発明において、有機光電子素子とは、有機光電素子、有機発光素子、有機太陽電池、有機トランジスタ、有機感光体ドラム、有機メモリ素子などを意味する。特に、有機太陽電池の場合には、本発明の一実施形態に係る有機光電子素子用化合物が電極や電極バッファ層に含まれて量子効率を増加させ、有機トランジスタの場合には、ゲート、ソース−ドレイン電極などにおいて電極物質として使用可能である。
以下、本発明の具体的な実施例を提示する。ただし、下記に記載の実施例は本発明を具体的に例示または説明するためのものに過ぎず、これによって本発明が制限されてはならない。
<第1化合物の合成>
(合成例1:中間体I−1の合成)
窒素環境で、2−ブロモトリフェニレン(2−bromotriphenylene、TCI)100g(326mmol)をジメチルホルムアミド(dimethylformamide、DMF)1Lに溶かした後、これに、ビス(ピナコラト)ジボロン(bis(pinacolato)diboron、Aldrich)99.2g(391mmol)と、(1,1’−ビス(ジフェニルホスフィン)ジクロロパラジウム(II)((1,1’−bis(diphenylphosphine)ferrocene)dichloropalladium(II))2.66g(3.26mmol)、そして酢酸カリウム(potassium acetate)80g(815mmol)を入れて、150℃で5時間加熱して還流させた。反応完了後、反応液に水を入れて混合物をフィルタした後、真空オーブンで乾燥した。このように得られた残渣をカラムクロマトグラフィー(flash column chromatography)で分離精製して、化合物I−1 113g(98%)を得た。
HRMS(70eV,EI+):m/z calcd for C24H23BO2:354.1791,found:354
Elemental Analysis:C,81%;H,7% 。
(合成例2:中間体I−2の合成)
窒素環境で、2−ブロモトリフェニレン(2−bromotriphenylene、TCI)32.7g(107mmol)をテトラヒドロフラン(tetrahydrofuran、THF)0.3Lに溶かした後、これに、3−クロロフェニルボロン酸(3−chlorophenyl boronic acid、TCI)(20g、128mmol)と、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(tetrakis(triphenylphosphine)palladium)1.23g(1.07mmol)を入れて撹拌した。水に飽和した炭酸カリウム36.8g(267mmol)を入れて、80℃で24時間加熱して還流させた。反応完了後、反応液に水を入れてジクロロメタン(dichloromethane、DCM)で抽出した後、無水MgSOで水分を除去した後、フィルタし、減圧濃縮した。このように得られた残渣をカラムクロマトグラフィーで分離精製して、化合物I−2 22.6g(63%)を得た。
HRMS(70eV,EI+):m/z calcd for C24H15Cl:338.0862,found:338
Elemental Analysis:C,85%;H,5% 。
(合成例3:中間体I−3の合成)
中間体I−1の合成方法と同様の方法で合成、精製して、化合物I−3 18.6g(65%)を得た。
HRMS(70eV,EI+):m/z calcd for C30H27BO2:430.2104,found:430
Elemental Analysis:C,84%;H,6% 。
(合成例4:中間体I−4の合成)
窒素環境で、前記化合物I−1 100g(282mmol)をテトラヒドロフラン(THF)1Lに溶かした後、これに、1−ブロモ−2−ヨードベンゼン(1−bromo−2−iodobenzene、Aldrich)95.9g(339mmol)と、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(tetrakis(triphenylphosphine)palladium)3.26g(2.82mmol)を入れて撹拌した。水に飽和した炭酸カリウム97.4g(705mmol)を入れて、80℃で53時間加熱して還流させた。反応完了後、反応液に水を入れてジクロロメタン(DCM)で抽出した後、無水MgSOで水分を除去した後、フィルタし、減圧濃縮した。このように得られた残渣をカラムクロマトグラフィーで分離精製して、化合物I−4 95.1g(88%)を得た。
HRMS(70eV,EI+):m/z calcd for C24H15Br:382.0357,found:382
Elemental Analysis:C,75%;H,4% 。
(合成例5:中間体I−5の合成)
中間体I−1の合成方法と同様の方法で合成、精製して、化合物I−5 74.8g(74%)を得た。
HRMS(70eV,EI+):m/z calcd for C30H27BO2:430.2104,found:430
Elemental Analysis:C,84%;H,6% 。
(合成例6:中間体I−6の合成)
中間体I−4の合成方法と同様の方法で合成、精製して、化合物I−6 42.6g(80%)を得た。
HRMS(70eV,EI+):m/z calcd for C30H19Br:458.0670,found:458
Elemental Analysis:C,78%;H,4% 。
(合成例7:中間体I−7の合成)
中間体I−1の合成方法と同様の方法で合成、精製して、化合物I−7 34g(77%)を得た。
HRMS(70eV,EI+):m/z calcd for C36H31BO2:506.2417,found:506
Elemental Analysis:C,85%;H,6% 。
(合成例8:中間体I−8の合成)
窒素環境で、前記化合物I−5(70g、163mmol)をtetrahydrofuran(THF)0.6Lに溶かした後、これに、1−bromo−2−iodobenzene(55.2g、195mmol)と、tetrakis(triphenylphosphine)palladium(1.88g、1.63mmol)を入れて撹拌した。水に飽和したpotassium carbonate(56.3g、408mmol)を入れて、80度で12時間加熱して還流させた。反応完了後、反応液に水を入れてdichloromethane(DCM)で抽出した後、無水MgSOで水分を除去した後、フィルタし、減圧濃縮した。このように得られた残渣をflash column chromatographyで分離精製して、前記化合物I−8(68.1g、91%)を得た。
HRMS(70eV,EI+):m/z calcd for C30H19Br:458.0670,found:458
Elemental Analysis:C,78%;H,4% 。
(合成例9:中間体I−9の合成)
窒素環境で、前記化合物I−8(40g、87.1mmol)をdimethylformamide(DMF)0.3Lに溶かした後、これに、bis(pinacolato)diboron(26.5g、104mmol)と、(1,1’−bis(diphenylphosphine)ferrocene)dichloropalladium(II)(0.71g、0.87mmol)、そしてpotassium acetate(21.4g、218mmol)を入れて、150℃で23時間加熱して還流させた。反応完了後、反応液に水を入れて混合物をフィルタした後、真空オーブンで乾燥した。このように得られた残渣をflash column chromatographyで分離精製して、前記化合物I−9(30.4g、69%)を得た。
HRMS(70eV,EI+):m/z calcd for C36H31BO2:506.2417,found:506
Elemental Analysis:C,85%;H,6% 。
(合成例10:化合物A−69の合成)
窒素環境で、前記化合物I−9 20g(39.5mmol)をテトラヒドロフラン(THF)0.2Lに溶かした後、これに、2−クロロ−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(2−chloro−4,6−diphenyl−1,3,5−triazine)10.6g(39.5mmol)と、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(tetrakis(triphenylphosphine)palladium)0.46g(0.4mmol)を入れて撹拌した。水に飽和した炭酸カリウム13.6g(98.8mmol)を入れて、80℃で32時間加熱して還流させた。反応完了後、反応液に水を入れてジクロロメタン(DCM)で抽出した後、無水MgSOで水分を除去した後、フィルタし、減圧濃縮した。このように得られた残渣をカラムクロマトグラフィーで分離精製して、前記化合物A−69 15.2g(63%)を得た。
HRMS(70eV,EI+):m/z calcd for C45H29N3:611.2361,found:611
Elemental Analysis:C,88%;H,5% 。
(合成例11:化合物A−33の合成)
窒素環境で、前記化合物I−7 20g(39.5mmol)をテトラヒドロフラン(THF)0.2Lに溶かした後、これに、2−クロロ−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(2−chloro−4,6−diphenyl−1,3,5−triazine)10.6g(39.5mmol)と、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(tetrakis(triphenylphosphine)palladium)0.46g(0.4mmol)を入れて撹拌した。水に飽和した炭酸カリウム13.6g(98.8mmol)を入れて、80℃で23時間加熱して還流させた。反応完了後、反応液に水を入れてジクロロメタン(DCM)で抽出した後、無水MgSOで水分を除去した後、フィルタし、減圧濃縮した。このように得られた残渣をカラムクロマトグラフィーで分離精製して、前記化合物A−33 17.9g(74%)を得た。
HRMS(70eV,EI+):m/z calcd for C45H29N3:611.2361,found:611
Elemental Analysis:C,88%;H,5% 。
(合成例12:化合物A−32の合成)
窒素環境で、前記化合物I−5 20g(31.6mmol)をテトラヒドロフラン(THF)0.2Lに溶かした後、これに、2−クロロ−4,6−ジフェニルピリミジン(2−chloro−4,6−diphenylpyrimidine)8.4g(31.6mmol)と、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(tetrakis(triphenylphosphine)palladium)0.46g(0.4mmol)を入れて撹拌した。水に飽和した炭酸カリウム13.6g(98.8mmol)を入れて、80℃で15時間加熱して還流させた。反応完了後、反応液に水を入れてジクロロメタン(DCM)で抽出した後、無水MgSOで水分を除去した後、フィルタし、減圧濃縮した。このように得られた残渣をカラムクロマトグラフィーで分離精製して、前記化合物A−32 15.8g(82%)を得た。
HRMS(70eV,EI+):m/z calcd for C46H30N2:610.2461,found:610
Elemental Analysis:C,90%;H,5% 。
<第2化合物の合成>
(合成例13:中間体PI−1の合成)
出発物質の9H−carbazole(60.00g、358.83mmol、Aldrich)を、丸底フラスコでnitrobenzeneに溶かした後、4−bromo−4’−iodo−1,1’−biphenyl(154.58g、430.60mmol、TCI)、NaSO(50.95g、358.83mmol)、KCO(49.52g、358.83mmol)、Cu(6.84g、107.65mmol)を添加し、200℃で撹拌した。反応が完了したことをTLCで確認後、減圧蒸留によりnitrobenzeneを除去し、CHClと水で抽出した。有機層をMgSOで乾燥して濃縮した後、生成された化合物をsilica gel columnおよび再結晶して、PI−1 104.33g(261.95mmol、収率73%)を得た。
HRMS(70eV,EI+):m/z calcd for C24H16BrN:397.05,found:397
Elemental Analysis:C,72%;H,4%
(合成例14:中間体PI−2の合成)
出発物質の4−bromo−1−1’−biphenyl(50.00g、214.49mmol、Aldrich)を、丸底フラスコでtolueneに溶かした後、[1,1’−biphenyl]−4−amine(72.60g、428.98mmol、Aldrich)、Pd(dba)(4.59g、5.0mmol)、50%P(t−Bu)(4.92ml、10.0mmol)、NaOt−Bu(61.84g、643.47mmol)を添加し、40℃で撹拌した。反応が完了したことをTLCで確認後、CHClと水で抽出した後、有機層をMgSOで乾燥および濃縮した後、生成された化合物をsilica−gel columnおよび再結晶して、生成物のPI−2 51.71g(160.87mmol、収率75%)を得た。
HRMS(70eV,EI+):m/z calcd for C24H19N:321.15,found:321
Elemental Analysis:C,90%;H,6% 。
(合成例15:化合物P−17の合成)
前記合成で得られたPI−1(53.59g、134.06mmol)を、丸底フラスコでtolueneに溶かした後、PI−2(51.71g、160.87mmol)、Pd(dba)(4.59g、5.0mmol)、50%P(t−Bu)(4.92ml、10.0mmol)、NaOt−Bu(61.84g、643.47mmol)を添加し、100℃で撹拌した。反応が完了したことをTLCで確認後、CHClと水で抽出した後、有機層をMgSOで乾燥して濃縮した後、生成された化合物をsilica−gel columnおよび再結晶して、生成物のP−17 71.08g(111.27mmol、収率:83%)を得た。
HRMS(70eV,EI+):m/z calcd for C48H34N2:638.27,found:638
Elemental Analysis:C,90%;H,5% 。
<第3化合物の合成>
(合成例16:化合物B−10の合成)
〔第1段階:化合物Aの合成〕
2−Benzalacetophenone140.4g(674mmol)、ピリジン塩化合物199.04g(808.77mmol)、酢酸アンモニウム415.6g(5391mmol)を、メタノール(1720ml)に懸濁させた後、110℃で2時間還流撹拌した。反応後、生成物を蒸留水で沈殿させて固体を形成させ、生成された固体をフィルタして、化合物Aを106g(64%)得た。
〔第2段階:化合物Bの合成〕
化合物(A)100g(405.67mmol)とP172.74g(1217mmol)、Tetra−n−butylammonium bromide TBAB196.17g(608.5mmol)をすべて入れて、クロロベンゼンに懸濁させた後、140℃で14時間還流撹拌した。反応後、溶媒を除去し、ジクロロメタンと蒸留水で抽出した有機層をシリカゲルフィルタし、得られた有機層を150mlまで除去した後、メタノールを注いで沈殿物を形成し、生成された固形物をフィルタして、化合物Bを89g(71%)得た。
〔第3段階:化合物Jの合成〕
9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イルボロン酸(9−phenyl−9H−carbazol−3−yl boronic acid、TCI)10g(34.83mmol)、3−ブロモカルバゾール(3−bromocarbazole、Aldrich)11.77g(38.31mmol)、および炭酸カリウム14.44g(104.49mmol)、テトラキス−(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.80g(0.7mmol)を、トルエン140ml、蒸留水50mlに懸濁させた後、12時間還流撹拌した。次に、ジクロロメタンと蒸留水で抽出し、有機層をシリカゲルフィルタする。次に、反応終了後、反応物にメタノールに注いで生じる固形物をフィルタした後、固形物を再びクロロベンゼンに溶かして、活性炭と無水硫酸マグネシウムを入れて撹拌する。溶液をフィルタした後、クロロベンゼンとメタノールを用いて再結晶して、化合物J22.6g(68%)を得た。
HRMS(70eV,EI+):m/z calcd for C30H20N2:408.16,found:408
Elemental Analysis:C,88%;H,5%
〔第4段階:化合物B−10の合成〕
化合物Jで表される化合物22.42g(54.88mmol)、2−ブロモ−4,6−ジフェニルピリジン(2−bromo−4,6−diphenylpyridine)、化合物B20.43g(65.85mmol)、およびターシャリーブトキシナトリウム7.92g(82.32mmol)を、トルエン400mlに溶かした後、パラジウムジベンジリデンアミン1.65g(1.65mmol)とトリターシャリーブチルホスフィン1.78g(4.39mmol)を滴加する。反応溶液を、窒素気流下、12時間、110℃で加熱して撹拌した。反応終了後、反応物にメタノールを注いで生じる固形物をフィルタした後、固形物を再びクロロベンゼンに溶かして、活性炭と無水硫酸マグネシウムを入れて撹拌する。溶液をフィルタした後、クロロベンゼンとメタノールを用いて再結晶して、化合物B−10、28.10g(80%)を得た。
HRMS(70eV,EI+):m/z calcd for C47H31N3:637.25,found:637
Elemental Analysis:C,89%;H,5% 。
(合成例17:化合物B−31の合成)
9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イルボロン酸(9−phenyl−9H−carbazol−3−yl boronic acid、TCI)10g(34.83mmol)、3−ブロモ−9−フェニルカルバゾール(3−bromo−9−phenylcarbazole、Aldrich)11.77g(38.31mmol)、および炭酸カリウム14.44g(104.49mmol)、テトラキス−(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.80g(0.7mmol)を、トルエン140ml、蒸留水50mlに懸濁させた後、12時間還流撹拌した。次に、ジクロロメタンと蒸留水で抽出し、有機層をシリカゲルフィルタする。次に、有機溶液を除去し、ヘキサン:ジクロロメタン=7:3(v/v)でシリカゲルカラムして、生成物固体をジクロロメタンとn−ヘキサンで再結晶して、化合物B−31 13.8g(92%)を得た。
HRMS(70eV,EI+):m/z calcd for C36H24N2:484.19,found:484
Elemental Analysis:C,89%;H,5% 。
(合成例18:化合物B−43の合成)
〔第1段階:化合物Kの合成〕
化合物B−10の合成方法と同様の方法で精製して、化合物K20g(90%)を得た。
〔第2段階:化合物Lの合成〕
化合物K20g(62.6mmol)をDMF(200ml)に懸濁させた後、NBS12.93g(72.67mmol)を少しずつ添加し、12時間還流撹拌した。蒸留水を入れて反応終了させた後、ジクロロメタンで抽出して得られた有機層をシリカゲルフィルタする。次に、有機溶液を除去し、ヘキサン:ジクロロメタン=7:3(v/v)でシリカゲルカラムして、生成物固体をジクロロメタンとn−ヘキサンで再結晶して、化合物L22.4g(90%)を得た。
〔第3段階:化合物Nの合成〕
中間体I−1の合成方法と同様の方法で精製して、化合物N22.5g(90%)を得た。
〔第4段階:化合物B−43の合成〕
化合物N10g(34.83mmol)、9−[1,1’−ビフェニル−4−イル]−3−ブロモ−9H−カルバゾール(9−[1,1’−Biphenyl−4−yl]−3−bromo−9H−carbazole、TCI)、11.77g(38.31mmol)、および炭酸カリウム14.44g(104.49mmol)、テトラキス−(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.80g(0.7mmol)を、トルエン140ml、蒸留水50mlに懸濁させた後、12時間還流撹拌した。次に、ジクロロメタンとn−ヘキサンで再結晶して、化合物B−43 18.7g(92%)を得た。
HRMS(70eV,EI+):m/z calcd for C48H32N2:636.26,found:636
Elemental Analysis:C,91%;H,5% 。
<有機発光素子の作製>
(実施例1)
ITO(Indium tin oxide)が1500Åの厚さに薄膜コーティングされたガラス基板を蒸留水超音波で洗浄した。蒸留水洗浄が終わると、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノールなどの溶剤で超音波洗浄をして乾燥させた後、プラズマ洗浄機に移送させてから、酸素プラズマを用いて前記基板を10分間洗浄した後、真空蒸着器に基板を移送した。このように用意されたITO透明電極を陽極として用いて、ITO基板の上部に、N4,N4’−ジフェニル−N4,N4’−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)ビフェニル−4,4’−ジアミン(N4,N4’−diphenyl−N4,N4’−bis(9−phenyl−9H−carbazol−3−yl)biphenyl−4,4’−diamine)(化合物A)を真空蒸着して、700Åの厚さの正孔注入層を形成し、前記正孔注入層の上部に、1,4,5,8,9,11−ヘキサアザトリフェニレン−ヘキサカルボニトリル(1,4,5,8,9,11−hexaazatriphenylene−hexacarbonitrile、HAT−CN)(化合物B)を50Åの厚さに蒸着した後、N−(ビフェニル−4−イル)−9,9−ジメチル−N−(4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミン(N−(biphenyl−4−yl)−9,9−dimethyl−N−(4−(9−phenyl−9H−carbazol−3−yl)phenyl)−9H−fluoren−2−amine)(化合物C)を700Åの厚さに蒸着して、正孔輸送層を形成した。正孔輸送層の上部に、合成例15で得られた化合物P−17を真空蒸着で50Åの厚さの正孔輸送補助層を形成した。次に、前記正孔輸送補助層の上部に、青色蛍光発光ホストおよびドーパントとしてSFC社販売のBH113とBD370を5wt%でドーピングして200Åの厚さに蒸着して、発光層を形成した。次に、前記発光層の上部に、合成例11で得られた化合物A−33を真空蒸着して、50Åの厚さの電子輸送補助層を形成した。
次に、前記電子輸送補助層の上部に、8−(4−(4−(ナフタレン−2−イル)−6−(ナフタレン−3−イル)−1,3,5−トリアジン−2−イル)フェニル)キノリン(8−(4−(4−(naphthalen−2−yl)−6−(naphthalen−3−yl)−1,3,5−triazin−2−yl)phenyl)quinoline)(化合物E)とLiqを同時に1:1の比率で真空蒸着して、310Åの厚さの電子輸送層を形成し、前記電子輸送層の上部に、Liq15ÅとAl1200Åを順次に真空蒸着して陰極を形成することにより、有機発光素子を作製した。
前記有機発光素子は、6層の有機薄膜層を有する構造からなっており、具体的には、
ITO/A(700Å)/B(50Å)/C(700Å)/正孔輸送補助層[P−17(50Å)]/EML[BH113:BD370=95:5(wt%)](200Å)/電子輸送補助層[A−33(50Å)/E:Liq=1:1(310Å)/Liq(15Å)/Al(1200Å)の構造で作製した。
(実施例2)
電子輸送補助層に、化合物A−33の代わりに合成例10で得られた化合物A−69を使用したことを除いては、実施例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
(実施例3)
電子輸送補助層に、化合物A−33の代わりに合成例11で得られた化合物A−33および合成例18で得られたB−43を1:1の比率、各25Åの厚さに順次に蒸着して使用したことを除いては、実施例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
(参考例1)
正孔輸送補助層を形成せず、化合物Cを750Åの厚さに蒸着して正孔輸送層を形成したことを除いては、実施例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
(参考例2)
正孔輸送補助層を形成せず、化合物Cを750Åの厚さに蒸着して正孔輸送層を形成したことを除いては、実施例3と同様の方法で有機発光素子を作製した。
(参考例3)
正孔輸送補助層を形成せず、化合物Cを750Åの厚さに蒸着して正孔輸送層を形成したことを除いては、実施例2と同様の方法で有機発光素子を作製した。
(比較例1)
正孔輸送補助層を形成せず、化合物Cを750Åの厚さに蒸着して正孔輸送層を形成し、電子輸送補助層を形成せず、電子輸送層に、化合物E:Liq=1:1(310Å)の代わりに化合物E:Liq=1:1(360Å)を蒸着したことを除いては、実施例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
(比較例2)
電子輸送補助層を形成せず、電子輸送層に、化合物E:Liq=1:1(310Å)の代わりに化合物E:Liq=1:1(360Å)を蒸着したことを除いては、実施例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<評価>
実施例1〜実施例3、参考例1〜3、比較例1および比較例2による有機発光素子の発光効率およびロールオフ特性を評価した。
具体的な測定方法は下記の通りであり、その結果は表1の通りである。
(1)電圧の変化に応じた電流密度の変化の測定
製造された有機発光素子に対して、電圧を0Vから10Vまで上昇させながら、電流−電圧計(Keithley2400)を用いて単位素子に流れる電流値を測定し、測定された電流値を面積で割って結果を得た。
(2)電圧の変化に応じた輝度変化の測定
製造された有機発光素子に対して、電圧を0Vから10Vまで上昇させながら、輝度計(Minolta Cs−1000A)を用いてその時の輝度を測定して、結果を得た。
(3)発光効率の測定
前記(1)および(2)から測定された輝度と電流密度および電圧を用いて、同一の電流密度(10mA/cm)の電流効率(cd/A)を計算した。
(4)Roll−offの測定
前記(3)の特性数値のうち、(Max数値−6000cd/mの時の数値/Max数値)で計算して、効率の下落幅を%で計算した。
表1を参照すれば、実施例1〜実施例3による有機発光素子は、参考例1〜3による有機発光素子とそれぞれ比較して、発光効率が顕著に改善され、比較例1および2による有機発光素子とそれぞれ比較して、駆動電圧および発光効率が同時に顕著に改善されたことを確認することができる。
本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で製造可能であり、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明の技術的な思想や必須の特徴を変更することなく他の具体的な形態で実施可能であることを理解することができる。したがって、以上に述べた実施例はすべての面で例示的なものであり、限定的ではないと理解しなければならない。
10:アノード
20:カソード
30:有機層
31:正孔輸送層
32:発光層
33:正孔輸送補助層
34:電子輸送層
35:電子輸送補助層
36:電子注入層
37:正孔注入層。

Claims (16)

  1. 互いに向き合うアノードおよびカソードと、
    前記アノードと前記カソードとの間に位置する発光層と、
    前記アノードと前記発光層との間に位置する正孔輸送層と、
    前記正孔輸送層と前記発光層との間に位置する正孔輸送補助層と、
    前記カソードと前記発光層との間に位置する電子輸送層と、
    前記電子輸送層と前記発光層との間に位置する電子輸送補助層とを含み、
    前記電子輸送補助層は、下記化学式1で表される少なくとも1種の第1化合物を含み、
    前記正孔輸送補助層は、下記化学式2で表される少なくとも1種の第2化合物を含む、有機光電子素子:
    前記化学式1において、
    Zはそれぞれ独立して、NまたはCRであり、
    Zのうちの少なくとも1つはNであり、
    〜R10およびRはそれぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C10のアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C12のアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
    は置換もしくは非置換のフェニレン基、置換もしくは非置換のビフェニレン基、または置換もしくは非置換のターフェニレン基であり、
    n1〜n3はそれぞれ独立して、0または1であり、
    n1+n2+n3≧1である;
    前記化学式2において、
    は置換もしくは非置換のC6〜C30のアリーレン基、または置換もしくは非置換のC6〜C30のヘテロアリーレン基であり、
    n4は1〜5の整数のうちの1つであり、
    11〜R22はそれぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C50のアリール基、置換もしくは非置換のC2〜C50のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
    11〜R20はそれぞれ独立して存在するか、融合して環を形成し、
    前記化学式1および2の「置換」とは、少なくとも1つの水素が、重水素、ハロゲン基、ヒドロキシ基、アミノ基、置換もしくは非置換のC1〜C30のアミン基、ニトロ基、置換もしくは非置換のC1〜C40のシリル基、C1〜C30のアルキル基、C3〜C30のシクロアルキル基、C2〜C30のヘテロシクロアルキル基、C6〜C30のアリール基、C2〜C30のヘテロアリール基、C1〜C20のアルコキシ基、フルオロ基、C1〜C10のトリフルオロアルキル基、またはシアノ基で置換されたことを意味する。
  2. 前記第1化合物は、下記化学式1−Iまたは化学式1−IIで表される、請求項1に記載の有機光電子素子:
    前記化学式1−Iおよび1−IIにおいて、
    Zはそれぞれ独立して、NまたはCRであり、
    Zのうちの少なくとも1つはNであり、
    〜R10およびRはそれぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C10のアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C12のアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
    は置換もしくは非置換のフェニレン基、置換もしくは非置換のビフェニレン基、または置換もしくは非置換のターフェニレン基であり、
    n1〜n3はそれぞれ独立して、0または1であり、
    n1+n2+n3≧1であり、
    ここで、「置換」とは、少なくとも1つの水素が、重水素、ハロゲン基、ヒドロキシ基、アミノ基、置換もしくは非置換のC1〜C30のアミン基、ニトロ基、置換もしくは非置換のC1〜C40のシリル基、C1〜C30のアルキル基、C3〜C30のシクロアルキル基、C2〜C30のヘテロシクロアルキル基、C6〜C30のアリール基、C2〜C30のヘテロアリール基、C1〜C20のアルコキシ基、フルオロ基、C1〜C10のトリフルオロアルキル基、またはシアノ基で置換されたことを意味する。
  3. 前記第1化合物は、前記化学式1−Iで表される、請求項2に記載の有機光電子素子。
  4. 前記第1化合物は、下記グループ2に挙げられた化合物のうちの少なくとも1つである、請求項1に記載の有機光電子素子。
  5. 前記電子輸送補助層は、下記化学式3で表される少なくとも1種の第3化合物をさらに含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機光電子素子:
    前記化学式3において、
    およびYはそれぞれ独立して、単一結合、置換もしくは非置換のC6〜C30のアリーレン基、置換もしくは非置換のC2〜C30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組み合わせであり、
    Ar1aおよびAr1bは置換もしくは非置換のC6〜C30のアリール基、置換もしくは非置換のC2〜C30のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
    23〜R28はそれぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C50のアリール基、置換もしくは非置換のC2〜C50のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
    ここで、「置換」とは、少なくとも1つの水素が、重水素、ハロゲン基、ヒドロキシ基、アミノ基、置換もしくは非置換のC1〜C30のアミン基、ニトロ基、置換もしくは非置換のC1〜C40のシリル基、C1〜C30のアルキル基、C3〜C30のシクロアルキル基、C2〜C30のヘテロシクロアルキル基、C6〜C30のアリール基、C2〜C30のヘテロアリール基、C1〜C20のアルコキシ基、フルオロ基、C1〜C10のトリフルオロアルキル基、またはシアノ基で置換されたことを意味する。
  6. 前記第3化合物は、下記化学式3−IX〜化学式3−XIのうちの少なくとも1つで表される、請求項5に記載の有機光電子素子:
    前記化学式3−IX〜化学式3−XIにおいて、
    およびYはそれぞれ独立して、単一結合、置換もしくは非置換のC6〜C30のアリーレン基、置換もしくは非置換のC2〜C30のヘテロアリーレン基、またはこれらの組み合わせであり、
    23〜R28はそれぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C20のアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C50のアリール基、置換もしくは非置換のC2〜C50のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
    前記ET、ET1、およびET2はそれぞれ独立して、下記グループ3に挙げられた置換もしくは非置換の基から選択され、
    前記HT、HT1およびHT2はそれぞれ独立して、下記グループ4に挙げられた置換もしくは非置換の基から選択され、
    前記グループ3および4において、*は連結地点であり、
    ここで、「置換」とは、少なくとも1つの水素が、重水素、ハロゲン基、ヒドロキシ基、アミノ基、置換もしくは非置換のC1〜C30のアミン基、ニトロ基、置換もしくは非置換のC1〜C40のシリル基、C1〜C30のアルキル基、C3〜C30のシクロアルキル基、C2〜C30のヘテロシクロアルキル基、C6〜C30のアリール基、C2〜C30のヘテロアリール基、C1〜C20のアルコキシ基、フルオロ基、C1〜C10のトリフルオロアルキル基、またはシアノ基で置換されたことを意味する。
  7. 前記第3化合物は、前記化学式3−XIで表される、請求項6に記載の有機光電子素子。
  8. 前記第3化合物は、下記グループ5−1に挙げられた化合物から選択される、請求項5に記載の有機光電子素子。
  9. 前記化学式2のR11〜R20はそれぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基、置換もしくは非置換のo−ターフェニル基、置換もしくは非置換のm−ターフェニル基、置換もしくは非置換のp−ターフェニル基、置換もしくは非置換のクォーターフェニル基、置換もしくは非置換のフルオレニル基、またはこれらの組み合わせであり、
    前記R11〜R20はそれぞれ独立して存在するか、隣接したいずれか2つの基が融合してフルオレニル基を形成する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の有機光電子素子。
  10. 前記第2化合物は、
    下記化学式2−I〜化学式2−IVのうちの少なくとも1つで表される、請求項1〜9のいずれか1項に記載の有機光電子素子:
    前記化学式2−I〜2−IVにおいて、
    は置換もしくは非置換のC6〜C30のアリーレン基であり、
    n4は1〜5の整数のうちの1つであり、
    n5〜n8はそれぞれ独立して、0〜3の整数のうちの1つであり、
    、Rb’、R、Rc’、R21およびR22はそれぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜20のアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C50のアリール基、置換もしくは非置換のC2〜C50のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
    前記化学式2−I〜2−IVの「置換」とは、少なくとも1つの水素が、重水素、ハロゲン基、ヒドロキシ基、アミノ基、置換もしくは非置換のC1〜C30のアミン基、ニトロ基、置換もしくは非置換のC1〜C40のシリル基、C1〜C30のアルキル基、C3〜C30のシクロアルキル基、C2〜C30のヘテロシクロアルキル基、C6〜C30のアリール基、C2〜C30のヘテロアリール基、C1〜C20のアルコキシ基、フルオロ基、C1〜C10のトリフルオロアルキル基、またはシアノ基で置換されたことを意味する。
  11. 前記第2化合物は、前記化学式2−Iで表される、請求項10に記載の有機光電子素子。
  12. 前記化学式2−IのLは置換もしくは非置換のビフェニレン基であり、n4は1である、請求項11に記載の有機光電子素子。
  13. 前記正孔輸送補助層は、前記正孔輸送層と前記発光層にそれぞれ接しており、
    前記電子輸送補助層は、前記電子輸送層と前記発光層にそれぞれ接している、請求項1〜12のいずれか1項に記載の有機光電子素子。
  14. 前記発光層は、蛍光ドーパントをさらに含む、請求項1〜13のいずれか1項に記載の有機光電子素子。
  15. 前記有機光電子素子は、有機発光素子、有機光電素子、有機太陽電池、有機トランジスタ、有機感光体ドラム、および有機メモリ素子からなる群より選択されたものである、請求項1〜14のいずれか1項に記載の有機光電子素子。
  16. 請求項1〜15のいずれか1項に記載の有機光電子素子を含む表示装置。
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