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JP7298947B2 - ヘテロ環化合物およびこれを含む有機発光素子 - Google Patents

ヘテロ環化合物およびこれを含む有機発光素子 Download PDF

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Description

本明細書は、ヘテロ環化合物およびこれを含む有機発光素子に関する。
本出願は、２０１９年９月２７日付で韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０－２０１９－０１１９６７０号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に組み込まれる。
電界発光素子は、自発光型表示素子の一種であって、視野角が広く、コントラストに優れているだけでなく、応答速度が速いというメリットがある。
有機発光素子は、２つの電極の間に有機薄膜を配置させた構造を有している。このような構造の有機発光素子に電圧が印加されると、２つの電極から注入された電子と正孔が有機薄膜で結合して対をなした後、消滅しながら光を発する。前記有機薄膜は、必要に応じて単層または多層から構成される。
有機薄膜の材料は、必要に応じて発光機能を有することができる。例えば、有機薄膜材料としては、それ自体が単独で発光層を構成できる化合物が使用されてもよく、またはホスト－ドーパント系発光層のホストまたはドーパントの役割を果たす化合物が使用されてもよい。その他にも、有機薄膜の材料として、正孔注入、正孔輸送、電子ブロック、正孔ブロック、電子輸送、電子注入などの役割を果たす化合物が使用されてもよい。
有機発光素子の性能、寿命または効率を向上させるために、有機薄膜の材料の開発が求められ続けている。
本明細書は、ヘテロ環化合物およびこれを含む有機発光素子を提供しようとする。
本明細書の一実施態様において、下記化学式１で表されるヘテロ環化合物を提供する。
Figure 0007298947000001
前記化学式１において、
Ｌ１およびＬ２は、それぞれ独立して、直接結合；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリーレン基；または置換もしくは非置換の２価のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基であり、
Ａｒ１は、Ｎを含む置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基であり、
Ａｒ２は、－Ｎ（Ｒ１０６）（Ｒ１０７）；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基であり、
Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ６０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基であり、
Ｒ１０６およびＲ１０７は、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；アルキル基；アルケニル基；アルコキシ基；シクロアルキル基；アリール基；またはヘテロ環基であり、
ｒ１およびｒ２は、それぞれ１～４の整数であり、
ｒ１およびｒ２がそれぞれ２以上の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なる。
また、本出願の一実施態様によれば、第１電極と、前記第１電極に対向して備えられた第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に備えられた有機物層とを含む有機発光素子であって、前記有機物層は、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を１種以上含む有機発光素子を提供する。
本明細書に記載の化合物は、有機発光素子の有機物層材料として使用することができる。前記化合物は、有機発光素子において正孔注入材料、正孔輸送材料、発光材料、電子輸送材料、電子注入材料などの役割を果たすことができる。特に、前記化合物が有機発光素子の発光層材料として使用可能である。例えば、前記化合物は、単独で発光材料として使用されてもよく、発光層のホスト材料として使用されてもよい。
前記化学式１は、ナフトベンゾフランにアミン基または窒素を含むヘテロ環基が２置換された構造を有することにより、ＨＯＭＯ ｌｅｖｅｌをｄｅｌｏｃａｌｉｚｅｄさせて電子および正孔輸送に役立つ。したがって、ホストとして使用が容易であり、ナフトベンゾフランに置換された位置によって効率、寿命が増加する効果を有する。
前記化学式１のナフトベンゾフランに多様な置換基を導入することにより、中心構造の正孔輸送能力を増加させ、拡張された共役構造はＨＯＭＯエネルギーを安定化させることができる。これはホスト物質として適正なエネルギーレベルとバンドギャップを形成させ、結果として、発光領域内のエキシトンの増加により素子の駆動電圧と効率を増加させる効果を有する。
具体的には、前記化学式１で表される化合物を有機物層に用いる場合、素子の駆動電圧を低下させ、光効率を向上させ、素子の寿命特性を向上させることができる。
本明細書の一実施態様に係る有機発光素子の積層構造を例示的に示す図である。 本明細書の一実施態様に係る有機発光素子の積層構造を例示的に示す図である。 本明細書の一実施態様に係る有機発光素子の積層構造を例示的に示す図である。
以下、本明細書についてより詳細に説明する。
本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。
前記「置換」という用語は、化合物の炭素原子に結合した水素原子が他の置換基に変わることを意味し、置換される位置は水素原子の置換される位置、すなわち置換基が置換可能な位置であれば限定せず、２以上置換される場合、２以上の置換基は、互いに同一または異なっていてもよい。
本明細書において、
Figure 0007298947000002
は、置換される位置を意味する。
本明細書において、「置換もしくは非置換」とは、Ｃ１～Ｃ６０の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基；Ｃ２～Ｃ６０の直鎖もしくは分枝鎖のアルケニル基；Ｃ２～Ｃ６０の直鎖もしくは分枝鎖のアルキニル基；Ｃ３～Ｃ６０の単環もしくは多環のシクロアルキル基；Ｃ２～Ｃ６０の単環もしくは多環のヘテロシクロアルキル基；Ｃ６～Ｃ６０の単環もしくは多環のアリール基；Ｃ２～Ｃ６０の単環もしくは多環のヘテロ環基；シリル基；ホスフィンオキシド基；およびアミン基からなる群より選択された１以上の置換基で置換もしくは非置換であるか、前記例示された置換基の中から選択された２以上の置換基が連結された置換基で置換もしくは非置換であることを意味する。
本明細書において、「化学式または化合物構造に置換基が表示されていない場合」は、炭素原子に水素原子が結合したことを意味する。ただし、重水素（２Ｈ、Ｄｅｕｔｅｒｉｕｍ）は水素の同位元素であるので、一部の水素原子は重水素であってもよい。
本出願の一実施態様において、「化学式または化合物構造に置換基が表示されていない場合」は、置換基としてくることのできる位置がすべて水素または重水素であることを意味することができる。すなわち、重水素の場合、水素の同位元素で、一部の水素原子は同位元素である重水素であってもよいし、この時、重水素の含有量は、０％～１００％であってもよい。
本出願の一実施態様において、「化学式または化合物構造に置換基が表示されていない場合」において、重水素の含有量が０％、水素の含有量が１００％、置換基はすべて水素など、重水素を明示的に排除しない場合には、水素と重水素は、化合物において混在して使用可能である。
本出願の一実施態様において、重水素は、水素の同位元素（ｉｓｏｔｏｐｅ）の１つで、陽子（ｐｒｏｔｏｎ）１個と中性子（ｎｅｕｔｒｏｎ）１個とからなる重陽子（ｄｅｕｔｅｒｏｎ）を原子核（ｎｕｃｌｅｕｓ）として有する元素であって、水素－２で表現されてもよいし、元素記号はＤまたは２Ｈで表すこともできる。
本出願の一実施態様において、同位元素は原子番号（ａｔｏｍｉｃ ｎｕｍｂｅｒ、Ｚ）は同じであるが、質量数（ｍａｓｓ ｎｕｍｂｅｒ、Ａ）が異なる原子を意味する同位元素は同じ数の陽子（ｐｒｏｔｏｎ）を有するが、中性子（ｎｅｕｔｒｏｎ）の数が異なる元素としても解釈することができる。
本出願の一実施態様において、特定の置換基の含有量Ｔ％の意味は、基本となる化合物が有し得る置換基の総数をＴ１と定義し、そのうち特定の置換基の個数をＴ２と定義する場合、Ｔ２／Ｔ１×１００＝Ｔ％で定義することができる。
すなわち、一例において、
Figure 0007298947000003
で表されるフェニル基において重水素の含有量２０％というのは、フェニル基が有し得る置換基の総数は５（式中、Ｔ１）個であり、そのうち重水素の個数が１（式中、Ｔ２）の場合に２０％で表される。すなわち、フェニル基において重水素の含有量２０％というのは、下記構造式で表されてもよい。
Figure 0007298947000004
また、本出願の一実施態様において、「重水素の含有量が０％であるフェニル基」の場合、重水素原子が含まれない、すなわち水素原子５個を有するフェニル基を意味することができる。
本明細書において、前記ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素であってもよい。
本明細書において、前記アルキル基は、炭素数１～６０の直鎖もしくは分枝鎖を含み、他の置換基によって追加的に置換されていてもよい。前記アルキル基の炭素数は１～６０、具体的には１～４０、さらに具体的には１～２０であってもよい。具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、１－メチル－ブチル基、１－エチル－ブチル基、ペンチル基、ｎ－ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ－ペンチル基、ヘキシル基、ｎ－ヘキシル基、１－メチルペンチル基、２－メチルペンチル基、４－メチル－２－ペンチル基、３，３－ジメチルブチル基、２－エチルブチル基、ヘプチル基、ｎ－ヘプチル基、１－メチルヘキシル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、オクチル基、ｎ－オクチル基、ｔｅｒｔ－オクチル基、１－メチルヘプチル基、２－エチルヘキシル基、２－プロピルペンチル基、ｎ－ノニル基、２，２－ジメチルヘプチル基、１－エチル－プロピル基、１，１－ジメチル－プロピル基、イソヘキシル基、２－メチルペンチル基、４－メチルヘキシル基、５－メチルヘキシル基などがあるが、これらのみに限定されるものではない。
本明細書において、前記アルケニル基は、炭素数２～６０の直鎖もしくは分枝鎖を含み、他の置換基によって追加的に置換されていてもよい。前記アルケニル基の炭素数は２～６０、具体的には２～４０、さらに具体的には２～２０であってもよい。具体例としては、ビニル基、１－プロペニル基、イソプロペニル基、１－ブテニル基、２－ブテニル基、３－ブテニル基、１－ペンテニル基、２－ペンテニル基、３－ペンテニル基、３－メチル－１－ブテニル基、１，３－ブタジエニル基、アリル基、１－フェニルビニル－１－イル基、２－フェニルビニル－１－イル基、２，２－ジフェニルビニル－１－イル基、２－フェニル－２－（ナフチル－１－イル）ビニル－１－イル基、２，２－ビス（ジフェニル－１－イル）ビニル－１－イル基、スチルベニル基、スチレニル基などがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、前記アルキニル基は、炭素数２～６０の直鎖もしくは分枝鎖を含み、他の置換基によって追加的に置換されていてもよい。前記アルキニル基の炭素数は２～６０、具体的には２～４０、さらに具体的には２～２０であってもよい。
本明細書において、前記シクロアルキル基は、炭素数３～６０の単環もしくは多環を含み、他の置換基によって追加的に置換されていてもよい。ここで、多環とは、シクロアルキル基が他の環基と直接連結または縮合された基を意味する。ここで、他の環基とは、シクロアルキル基であってもよいが、他の種類の環基、例えば、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基などであってもよい。前記シクロアルキル基の炭素数は３～６０、具体的には３～４０、さらに具体的には５～２０であってもよい。具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、３－メチルシクロペンチル基、２，３－ジメチルシクロペンチル基、シクロヘキシル基、３－メチルシクロヘキシル基、４－メチルシクロヘキシル基、２，３－ジメチルシクロヘキシル基、３，４，５－トリメチルシクロヘキシル基、４－ｔｅｒｔ－ブチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、前記ヘテロシクロアルキル基は、ヘテロ原子としてＯ、Ｓ、Ｓｅ、Ｎ、またはＳｉを含み、炭素数２～６０の単環もしくは多環を含み、他の置換基によって追加的に置換されていてもよい。ここで、多環とは、ヘテロシクロアルキル基が他の環基と直接連結または縮合された基を意味する。ここで、他の環基とは、ヘテロシクロアルキル基であってもよいが、他の種類の環基、例えば、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロ環基などであってもよい。前記ヘテロシクロアルキル基の炭素数は２～６０、具体的には２～４０、さらに具体的には３～２０であってもよい。
本明細書において、前記アリール基は、炭素数６～６０の単環もしくは多環を含み、他の置換基によって追加的に置換されていてもよい。ここで、多環とは、アリール基が他の環基と直接連結または縮合された基を意味する。ここで、他の環基とは、アリール基であってもよいが、他の種類の環基、例えば、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、ヘテロアリール基などであってもよい。前記アリール基は、スピロ基を含む。前記アリール基の炭素数は６～６０、具体的には６～４０、さらに具体的には６～２５であってもよい。前記アリール基の具体例としては、フェニル基、ビフェニル基、トリフェニル基、ナフチル基、アントリル基、クリセニル基、フェナントレニル基、ペリレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、フェナレニル基、ピレニル基、テトラセニル基、ペンタセニル基、フルオレニル基、インデニル基、アセナフチレニル基、ベンゾフルオレニル基、スピロビフルオレニル基、２，３－ジヒドロ－１Ｈ－インデニル基、これらの縮合環基などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
本明細書において、アリーレン基は、１価の基でないものを除き、前述したアリール基として例示された構造が適用可能である。
本明細書において、シリル基は、Ｓｉを含み、前記Ｓｉ原子がラジカルとして直接連結される置換基であり、－Ｓｉ（Ｒ１０１）（Ｒ１０２）（Ｒ１０３）で表され、Ｒ１０１～Ｒ１０３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；ハロゲン基；アルキル基；アルケニル基；アルコキシ基；シクロアルキル基；アリール基；およびヘテロ環基のうちの少なくとも１つからなる置換基であってもよい。シリル基の具体例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔ－ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、ジフェニルシリル基、フェニルシリル基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、前記フルオレニル基は置換されていてもよいし、隣接した置換基が互いに結合して環を形成してもよい。
前記フルオレニル基が置換される場合、
Figure 0007298947000005
などになってもよいが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、前記ヘテロ環基は、ヘテロ原子としてＳ、Ｏ、Ｓｅ、Ｎ、またはＳｉを含み、炭素数２～６０の単環もしくは多環を含み、他の置換基によって追加的に置換されていてもよい。ここで、前記多環とは、ヘテロ環基が他の環基と直接連結または縮合された基を意味する。ここで、他の環基とは、ヘテロ環基であってもよいが、他の種類の環基、例えば、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基などであってもよい。前記ヘテロ環基の炭素数は２～６０、具体的には２～４０、さらに具体的には３～２５であってもよい。前記ヘテロ環基の具体例としては、ピリジル基、ピロリル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、フラニル基、チオフェン基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、イソキサゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、トリアゾリル基、フラザニル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、ジチアゾリル基、テトラゾリル基、ピラニル基、チオピラニル基、ジアジニル基、オキサジニル基、チアジニル基、ジオキシニル基、トリアジニル基、テトラジニル基、キノリル基、イソキノリル基、キナゾリニル基、イソキナゾリニル基、キノゾリリル基、ナフチリジル基、アクリジニル基、フェナントリジニル基、イミダゾピリジニル基、ジアザナフタレニル基、トリアザインデン基、インドリル基、インドリジニル基、ベンゾチアゾリル基、ベンズオキサゾリル基、ベンズイミダゾリル基、ベンゾチオフェン基、ベンゾフラン基、ジベンゾチオフェン基、ジベンゾフラン基、カルバゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、フェナジニル基、ジベンゾシロール基、スピロビ（ジベンゾシロール）、ジヒドロフェナジニル基、フェノキサジニル基、フェナントリジル基、イミダゾピリジニル基、チエニル基、インドロ［２，３－ａ］カルバゾリル基、インドロ［２，３－ｂ］カルバゾリル基、インドリニル基、１０，１１－ジヒドロ－ジベンゾ［ｂ，ｆ］アゼピン基、９，１０－ジヒドロアクリジニル基、フェナントラジニル基、フェノチアチアジニル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、フェナントロリニル基、ベンゾ［ｃ］［１，２，５］チアジアゾリル基、５，１０－ジヒドロジベンゾ［ｂ，ｅ］［１，４］アザシリニル、ピラゾロ［１，５－ｃ］キナゾリニル基、ピリド［１，２－ｂ］インダゾリル基、ピリド［１，２－ａ］イミダゾ［１，２－ｅ］インドリニル基、５，１１－ジヒドロインデノ［１，２－ｂ］カルバゾリル基などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
本明細書において、ヘテロアリール基は、芳香族であることを除き、前述したヘテロ環基の例示が適用可能である。
本明細書において、ホスフィンオキシド基は、－Ｐ（＝Ｏ）（Ｒ１０４）（Ｒ１０５）で表され、Ｒ１０４およびＲ１０５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；ハロゲン基；アルキル基；アルケニル基；アルコキシ基；シクロアルキル基；アリール基；およびヘテロ環基のうちの少なくとも１つからなる置換基であってもよい。具体的には、ホスフィンオキシド基は、アリール基で置換されていてもよいし、前記アリール基は、前述した例示が適用可能である。例えば、ホスフィンオキシド基は、ジフェニルホスフィンオキシド基、ジナフチルホスフィンオキシドなどがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、前記アミン基は、－Ｎ（Ｒ１０６）（Ｒ１０７）で表され、Ｒ１０６およびＲ１０７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；ハロゲン基；アルキル基；アルケニル基；アルコキシ基；シクロアルキル基；アリール基；およびヘテロ環基のうちの少なくとも１つからなる置換基であってもよい。前記アミン基は、－ＮＨ２；モノアルキルアミン基；モノアリールアミン基；モノヘテロアリールアミン基；ジアルキルアミン基；ジアリールアミン基；ジヘテロアリールアミン基；アルキルアリールアミン基；アルキルヘテロアリールアミン基；およびアリールヘテロアリールアミン基からなる群より選択されてもよいし、炭素数は特に限定されないが、１～３０のものが好ましい。前記アミン基の具体例としては、メチルアミン基、ジメチルアミン基、エチルアミン基、ジエチルアミン基、フェニルアミン基、ナフチルアミン基、ビフェニルアミン基、ジビフェニルアミン基、アントラセニルアミン基、９－メチル－アントラセニルアミン基、ジフェニルアミン基、フェニルナフチルアミン基、ジトリルアミン基、フェニルトリルアミン基、トリフェニルアミン基、ビフェニルナフチルアミン基、フェニルビフェニルアミン基、ビフェニルフルオレニルアミン基、フェニルトリフェニレニルアミン基、ビフェニルトリフェニレニルアミン基などがあるが、これらのみに限定されるものではない。
本明細書において、「隣接した」基は、当該置換基が置換された原子と直接連結された原子に置換された置換基、当該置換基と立体構造的に最も近く位置した置換基、または当該置換基が置換された原子に置換された他の置換基を意味することができる。例えば、ベンゼン環におけるオルト（ｏｒｔｈｏ）位に置換された２個の置換基、および脂肪族環における同一炭素に置換された２個の置換基は、互いに「隣接した」基と解釈される。
隣接した基が形成可能な脂肪族炭化水素環、脂肪族ヘテロ環、芳香族炭化水素環、または芳香族ヘテロ環は、１価の基でないことを除けば、前述したシクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、およびヘテロ環基として例示された構造が適用可能である。
本明細書の一実施態様において、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を提供する。
前記化学式１のナフトベンゾフランに多様な置換基を導入することにより、中心構造の正孔輸送能力を増加させ、拡張された共役構造はＨＯＭＯエネルギーを安定化させることができる。これはホスト物質として適正なエネルギーレベルとバンドギャップを形成させ、結果として、発光領域内のエキシトンの増加により素子の駆動電圧と効率を増加させる効果を有する。
本明細書の一実施態様において、前記化学式１は、下記化学式１－１または１－２で表されてもよい。
Figure 0007298947000006
Figure 0007298947000007
前記化学式１－１および１－２において、
Ｒ１、Ｒ２、Ａｒ１、Ａｒ２、Ｌ１、Ｌ２およびｒ１の定義は、前記化学式１における定義と同じであり、
ｒ２は、１～３の整数であり、
ｒ２が２以上の場合、複数のＲ２は、互いに同一または異なる。
本明細書の一実施態様において、前記化学式１は、下記化学式１－１－１～１－１－８および１－２－１～１－２－８のいずれか１つで表されてもよい。
Figure 0007298947000008
Figure 0007298947000009
Figure 0007298947000010
Figure 0007298947000011
Figure 0007298947000012
Figure 0007298947000013
Figure 0007298947000014
Figure 0007298947000015
Figure 0007298947000016
Figure 0007298947000017
Figure 0007298947000018
Figure 0007298947000019
Figure 0007298947000020
Figure 0007298947000021
Figure 0007298947000022
Figure 0007298947000023
前記化学式１－１－１～１－１－８および１－２－１～１－２－８において、
Ｒ１、Ｒ２、Ａｒ１、Ａｒ２、Ｌ１、Ｌ２およびｒ１の定義は、前記化学式１における定義と同じであり、
ｒ２は、１～３の整数であり、
ｒ２が２以上の場合、複数のＲ２は、互いに同一または異なる。
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ１およびＬ２は、それぞれ独立して、直接結合；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリーレン基；または置換もしくは非置換の２価のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ１およびＬ２は、それぞれ独立して、直接結合；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ４０のアリーレン基；または置換もしくは非置換の２価のＣ２～Ｃ４０のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ１およびＬ２は、それぞれ独立して、直接結合；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０のアリーレン基；または置換もしくは非置換の２価のＣ２～Ｃ２０のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ１およびＬ２は、それぞれ独立して、直接結合；または置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０のアリーレン基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ１およびＬ２は、それぞれ独立して、直接結合；または置換もしくは非置換のフェニレン基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ１およびＬ２は、それぞれ独立して、直接結合；またはフェニレン基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ１は、Ｎを含む置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ１は、下記化学式２または３で表される。
Figure 0007298947000024
Figure 0007298947000025
前記化学式２および３において、
Ｚ１～Ｚ５は、それぞれＣＲまたはＮであり、少なくとも１つは、Ｎであり、
ＲおよびＲ３は、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ６０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基であるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ６０の脂肪族炭化水素環；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成し、
ｒ３は、１～８の整数であり、
ｒ３が２以上の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なる。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ１は、下記構造式から選択されてもよい。
Figure 0007298947000026
前記構造式において、
Ｘは、Ｏ；Ｓ；またはＮＲであり、
Ｚ１１～Ｚ１３は、それぞれ独立して、ＣＲ’またはＮであり、少なくとも２個は、Ｎであり、
Ｒ、Ｒ’およびＲ１１～Ｒ１３は、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ６０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基であり、
Ｒ１４は、水素；重水素；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ６０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基であるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環を形成し、
ｒ１１は、１または２であり、
ｒ１２およびｒ１３は、それぞれ独立して、１～５の整数であり、
ｒ１４は、１～８の整数であり、
ｒ１１が２であり、ｒ１２～ｒ１４がそれぞれ２以上の整数である場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なる。
本明細書の一実施態様において、前記Ｘは、Ｏ；Ｓ；またはＮＲである。
本明細書の一実施態様において、前記Ｘは、Ｏである。
もう一つの実施態様において、前記Ｘは、Ｓである。
もう一つの実施態様において、前記Ｘは、ＮＲであり、Ｒは、置換もしくは非置換のアリール基である。
もう一つの実施態様において、前記Ｘは、ＮＲであり、Ｒは、置換もしくは非置換のフェニル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｚ１１およびＺ１２は、Ｎであり、前記Ｚ１３は、ＣＲ’であり、Ｒ’は、水素である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｚ１１およびＺ１３は、Ｎであり、前記Ｚ１２は、ＣＲ’であり、Ｒ’は、水素である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｚ１１～Ｚ１３は、Ｎである。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１１～Ｒ１３は、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ６０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１１～Ｒ１３は、それぞれ独立して、水素；重水素；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１１～Ｒ１３は、それぞれ独立して、水素；重水素；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ４０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ４０のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１１～Ｒ１３は、それぞれ独立して、水素；重水素；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ２０のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１１は、水素；重水素；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ２０のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１１は、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ナフチル基；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ジベンゾフラン基；または置換もしくは非置換のジベンゾチオフェン基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１１は、水素；重水素；アリール基で置換されたフェニル基；ビフェニル基；ナフチル基；アルキル基で置換されたフルオレニル基；ジベンゾフラン基；またはジベンゾチオフェン基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１２およびＲ１３は、それぞれ独立して、水素；重水素；または置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０のアリール基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１２およびＲ１３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；または置換もしくは非置換のナフチル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１２およびＲ１３は、それぞれ独立して、水素；重水素；フェニル基；ビフェニル基；またはナフチル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１４は、水素；重水素；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ６０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基であるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環を形成する。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１４は、水素；重水素；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基であるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環を形成する。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１４は、水素；重水素；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基であるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合してＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環を形成する。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１４は、水素；重水素；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基であるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合してベンゼン環を形成する。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ２は、－Ｎ（Ｒ１０６）（Ｒ１０７）；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ２は、－Ｎ（Ｒ１０６）（Ｒ１０７）；またはＮを含む置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ２は、－Ｎ（Ｒ１０６）（Ｒ１０７）；またはＮを含む３環以上の置換もしくは非置換のＣ１２～Ｃ６０のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ２は、－Ｎ（Ｒ１０６）（Ｒ１０７）；または下記化学式４で表される。
Figure 0007298947000027
前記化学式４において、
Ｒ４は、水素；重水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ６０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基であるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ６０の脂肪族炭化水素環；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環；またはＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成し、
ｒ４は、１～８の整数であり、
ｒ４が２以上の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なる。
本明細書の一実施態様において、前記化学式４は、下記化学式４－１～４－５のいずれか１つで表されてもよい。
Figure 0007298947000028
Figure 0007298947000029
Figure 0007298947000030
Figure 0007298947000031
Figure 0007298947000032
前記化学式４－１～４－５において、
Ｙは、Ｏ；Ｓ；ＮＲ’またはＣＲ’Ｒ”であり、
Ｒ’、Ｒ”およびＲ４１～Ｒ４５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～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基であり、
ｒ４１は、１～８の整数であり、
ｒ４２およびｒ４３は、それぞれ１～６の整数であり、
ｒ４４は、１～５の整数であり、
ｒ４５は、１～４の整数であり、
ｒ４１～ｒ４５がそれぞれ２以上の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なる。
本明細書の一実施態様において、前記Ｙは、Ｏ；Ｓ；ＮＲ’またはＣＲ’Ｒ”である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｙは、Ｏである。
もう一つの実施態様において、前記Ｙは、Ｓである。
もう一つの実施態様において、前記Ｙは、ＮＲ’であり、Ｒ’は、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基である。
もう一つの実施態様において、前記Ｙは、ＮＲ’であり、Ｒ’は、Ｃ６～Ｃ６０のアリール基である。
もう一つの実施態様において、前記Ｙは、ＮＲ’であり、Ｒ’は、フェニル基である。
もう一つの実施態様において、前記Ｙは、ＣＲ’Ｒ”であり、Ｒ’およびＲ”は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基である。
もう一つの実施態様において、前記Ｙは、ＣＲ’Ｒ”であり、Ｒ’およびＲ”は、それぞれ独立して、Ｃ１～Ｃ２０のアルキル基である。
もう一つの実施態様において、前記Ｙは、ＣＲ’Ｒ”であり、Ｒ’およびＲ”は、それぞれ独立して、メチル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ４１～Ｒ４５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～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ４１～Ｒ４５は、それぞれ独立して、水素；重水素；または置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ４１～Ｒ４５は、それぞれ独立して、水素；重水素；または置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ３０のアリール基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ４１～Ｒ４５は、それぞれ独立して、水素；重水素；または置換もしくは非置換のフェニル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ４１～Ｒ４５は、それぞれ独立して、水素；重水素；またはフェニル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ２は、－Ｎ（Ｒ１０６）（Ｒ１０７）であり、Ｒ１０６およびＲ１０７は、それぞれ独立して、アリール基またはヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ２は、－Ｎ（Ｒ１０６）（Ｒ１０７）であり、Ｒ１０６およびＲ１０７は、それぞれ独立して、ヘテロ環基で置換されたフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、ジメチルフルオレニル基、ジベンゾフラン基、またはジベンゾチオフェン基である。
本明細書の一実施態様において、前記化学式１は、下記の化合物のいずれか１つで表されてもよいが、これのみに限定されるものではない。
Figure 0007298947000033
Figure 0007298947000034

Figure 0007298947000035

Figure 0007298947000036

Figure 0007298947000037

Figure 0007298947000038

Figure 0007298947000039
また、前記化学式１の構造に多様な置換基を導入することにより、導入された置換基の固有の特性を有する化合物を合成することができる。例えば、有機発光素子の製造時に使用される正孔注入層物質、正孔輸送層物質、発光層物質、電子輸送層物質、および電荷生成層物質に主に使用される置換基を前記コア構造に導入することにより、各有機物層で要求する条件を満たす物質を合成することができる。
さらに、前記化学式１の構造に多様な置換基を導入することにより、エネルギーバンドギャップを微細調節可能にし、一方で、有機物間の界面での特性を向上させ、物質の用途を多様化することができる。
本明細書の一実施態様において、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に備えられた有機物層とを含む有機発光素子であって、前記有機物層は、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を１種以上含む有機発光素子を提供する。
本明細書の一実施態様において、前記第１電極は、陽極であってもよく、前記第２電極は、陰極であってもよい。
本明細書のもう一つの実施態様において、前記第１電極は、陰極であってもよく、前記第２電極は、陽極であってもよい。
本明細書の一実施態様において、前記有機発光素子は、青色有機発光素子であってもよいし、前記化学式１によるヘテロ環化合物は、前記青色有機発光素子の材料として使用できる。例えば、前記化学式１によるヘテロ環化合物は、青色有機発光素子の発光層のホスト物質に含まれる。
本明細書のもう一つの実施態様において、前記有機発光素子は、緑色有機発光素子であってもよいし、前記化学式１によるヘテロ環化合物は、前記緑色有機発光素子の材料として使用できる。例えば、前記化学式１によるヘテロ環化合物は、緑色有機発光素子の発光層のホスト物質に含まれる。
本明細書のもう一つの実施態様において、前記有機発光素子は、赤色有機発光素子であってもよいし、前記化学式１によるヘテロ環化合物は、前記赤色有機発光素子の材料として使用できる。例えば、前記化学式１によるヘテロ環化合物は、赤色有機発光素子の発光層のホスト物質に含まれる。
前記化学式１で表されるヘテロ環化合物に関する具体的な内容は、前述したものと同じである。
本明細書の有機発光素子は、前述したヘテロ環化合物を用いて１層以上の有機物層を形成することを除けば、通常の有機発光素子の製造方法および材料によって製造できる。
前記ヘテロ環化合物は、有機発光素子の製造時、真空蒸着法のみならず、溶液塗布法によって有機物層に形成される。ここで、溶液塗布法とは、スピンコーティング、ディップコーティング、インクジェットプリンティング、スクリーンプリンティング、スプレー法、ロールコーティングなどを意味するが、これらのみに限定されるものではない。
本明細書の有機発光素子の有機物層は、単層構造からなってもよいが、２層以上の有機物層が積層された多層構造からなってもよい。例えば、本発明の有機発光素子は、有機物層として、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などを含む構造を有することができる。しかし、有機発光素子の構造はこれに限定されず、より少数の有機物層を含むことができる。
本明細書の有機発光素子において、前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、前記化学式１のヘテロ環化合物を１種以上含むことができる。
本明細書の有機発光素子において、前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、ホストを含み、前記ホストは、前記化学式１のヘテロ環化合物を１種以上含むことができる。
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、ホストを含み、前記ホストは、前記化学式１のヘテロ環化合物を１種含むことができる。
本明細書のもう一つの実施態様において、前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、ホストを含み、前記ホストは、前記化学式１のヘテロ環化合物を２種含むことができる。
本明細書のもう一つの実施態様において、前記ホストは、前記化学式１のヘテロ環化合物を２種含み、前記ヘテロ環化合物２種は、１：５～５：１、好ましくは１：３～３：１、より好ましくは１：１の含有量比で含まれる。
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、ホストを含み、前記ホストは、前記化学式１のヘテロ環化合物と共に、下記化学式５の化合物を含むことができる。
Figure 0007298947000040
前記化学式５において、
Ｒ２１およびＲ２２は、それぞれ置換もしくは非置換のアリール基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ２１およびＲ２２は、それぞれ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；または置換もしくは非置換のナフチル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ２１およびＲ２２は、それぞれアリール基で置換もしくは非置換のフェニル基；ビフェニル基；またはナフチル基である。
本明細書の一実施態様において、前記ホストは、前記化学式１のヘテロ環化合物および前記化学式５の化合物を含み、前記化学式１のヘテロ環化合物と前記化学式５の化合物との含有量比（重量比）は、１：１または１：３～３：１であり、好ましくは２：１～３：１、より好ましくは３：１である。
さらに他の有機発光素子において、前記ホストは、赤色ホストであってもよい。
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を１種以上含み、燐光ドーパントと共に使用可能である。
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を１種以上含み、イリジウム系ドーパントと共に使用可能である。
前記燐光ドーパント材料としては、当技術分野にて知られているものを使用することができる。
例えば、ＬＬ’ＭＸ’、ＬＬ’Ｌ”Ｍ、ＬＭＸ’Ｘ”、Ｌ２ＭＸ’およびＬ３Ｍで表される燐光ドーパント材料を使用することができるが、これらの例によって本発明の範囲が限定されるものではない。
ここで、Ｌ、Ｌ’、Ｌ”、Ｘ’およびＸ”は、互いに異なる二座配位子であり、Ｍは、八面体錯体を形成する金属である。
Ｍは、イリジウム、白金、オスミウムなどになってもよい。
Ｌは、Ｓｐ２炭素およびヘテロ原子によって前記イリジウム系ドーパントとしてＭに配位される陰イオン性二座配位子であり、Ｘは、電子または正孔をトラップする機能を果たすことができる。Ｌの非限定的な例としては、（１－フェニルイソキノリン）、２－（１－ナフチル）ベンゾオキサゾール、（２－フェニルベンゾオキサゾール）、（２－フェニルベンゾチアゾール）、（２－フェニルベンゾチアゾール）、（７，８－ベンゾキノリン）、（チオフェン基ピリジン）、フェニルピリジン、ベンゾチオフェン基ピリジン、３－メトキシ－２－フェニルピリジン、チオフェン基ピリジン、トリルピリジンなどがある。Ｘ’およびＸ”の非限定的な例としては、アセチルアセトネート（ａｃａｃ）、ヘキサフルオロアセチルアセトネート、サリチリデン、ピコリネート、８－ヒドロキシキノリネートなどがある。
本明細書の一実施態様において、前記イリジウム系ドーパントとしては、赤色燐光ドーパントとして（ｐｉｑ）２（Ｉｒ）（ａｃａｃ）が使用できる。
本明細書の一実施態様において、前記ドーパントの含有量は、発光層全体を基準として１％～１５％、好ましくは１％～１０％であってもよい。
本発明の有機発光素子は、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、電子阻止層、および正孔阻止層からなる群より選択される１層または２層以上をさらに含むことができる。
図１～３に本明細書の一実施態様に係る有機発光素子の電極と有機物層の積層順序を例示した。しかし、これらの図によって本出願の範囲が限定されることを意図したわけではなく、当技術分野にて知られている有機発光素子の構造が本出願にも適用可能である。
図１によれば、基板１００上に、陽極２００、有機物層３００、および陰極４００が順次に積層された有機発光素子が示される。しかし、このような構造のみに限定されるものではなく、図２のように、基板上に、陰極、有機物層、および陽極が順次に積層された有機発光素子が実現されてもよい。
図３は、有機物層が多層の場合を例示したものである。図３による有機発光素子は、正孔注入層３０１、正孔輸送層３０２、発光層３０３、正孔阻止層３０４、電子輸送層３０５、および電子注入層３０６を含む。しかし、このような積層構造によって本出願の範囲が限定されるものではなく、必要に応じて、発光層を除いた残りの層は省略されてもよよく、必要な他の機能層がさらに追加されてもよい。
前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含む有機物層は、必要に応じて他の物質を追加的に含むことができる。
本明細書の一実施態様に係る有機発光素子において、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物以外の材料を下記に例示するが、これらは例示のためのものに過ぎず、本出願の範囲を限定するためのものではなく、当技術分野にて公知の材料に代替可能である。
陽極材料としては、比較的仕事関数の大きい材料を用いることができ、透明導電性酸化物、金属、または導電性高分子などを使用することができる。前記陽極材料の具体例としては、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：ＡｌまたはＳｎＯ２：Ｓｂのような金属と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］（ＰＥＤＯＴ）、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あるが、これらのみに限定されるものではない。
陰極材料としては、比較的仕事関数の低い材料を用いることができ、金属、金属酸化物、または導電性高分子などを使用することができる。前記陰極材料の具体例としては、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、スズおよび鉛のような金属、またはこれらの合金；ＬｉＦ／ＡｌまたはＬｉＯ２／Ａｌのような多層構造の物質などがあるが、これらのみに限定されるものではない。
正孔注入材料としては、公知の正孔注入材料を用いることもできるが、例えば、米国特許第４，３５６，４２９号に開示された銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物、または文献［Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ，６，ｐ．６７７（１９９４）］に記載されているスターバースト型アミン誘導体類、例えば、トリス（４－カルバゾイル－９－イルフェニル）アミン（ＴＣＴＡ）、４，４’，４”－トリ［フェニル（ｍ－トリル）アミノ］トリフェニルアミン（ｍ－ＭＴＤＡＴＡ）、１，３，５－トリス［４－（３－メチルフェニルフェニルアミノ）フェニル］ベンゼン（ｍ－ＭＴＤＡＰＢ）、溶解性のある導電性高分子であるポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸（Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ／Ｄｏｄｅｃｙｌｂｅｎｚｅｎｅｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ）、またはポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４－スチレンスルホネート）（Ｐｏｌｙ（３，４－ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）／Ｐｏｌｙ（４－ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ））、ポリアニリン／カンファースルホン酸（Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ／Ｃａｍｐｈｏｒ ｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ）、またはポリアニリン／ポリ（４－スチレンスルホネート）（Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ／Ｐｏｌｙ（４－ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ））などを使用することができる。
正孔輸送材料としては、ピラゾリン誘導体、アリールアミン系誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体などが使用可能であり、低分子または高分子材料が使用されてもよい。
電子輸送材料としては、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタンおよびその誘導体、ベンゾキノンおよびその誘導体、ナフトキノンおよびその誘導体、アントラキノンおよびその誘導体、テトラシアノアントラキノジメタンおよびその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレンおよびその誘導体、ジフェノキノン誘導体、８－ヒドロキシキノリンおよびその誘導体の金属錯体などが使用可能であり、低分子物質のみならず、高分子物質が使用されてもよい。
電子注入材料としては、例えば、ＬｉＦが当業界にて代表的に使用されるが、本出願がこれに限定されるものではない。
発光材料としては、赤色、緑色、または青色発光材料が使用可能であり、必要な場合、２以上の発光材料を混合して使用することができる。この時、２以上の発光材料を個別的な供給源として蒸着して使用するか、予備混合して１つの供給源として蒸着して使用することができる。また、発光材料として蛍光材料を使用してもよいが、燐光材料として使用してもよい。発光材料としては、単独として陽極と陰極からそれぞれ注入された正孔と電子を結合して発光させる材料が使用されてもよいが、ホスト材料とドーパント材料が共に発光に関与する材料が使用されてもよい。
発光材料のホストを混合して使用する場合には、同一系のホストを混合して使用してもよく、異なる系のホストを混合して使用してもよい。例えば、ｎタイプのホスト材料またはｐタイプのホスト材料のうちいずれか２種類以上の材料を選択して発光層のホスト材料として使用することができる。
本明細書の一実施態様において、ｎタイプのホスト材料として前記化学式１のヘテロ環化合物が使用できる。
本明細書の一実施態様において、ｐタイプのホスト材料として前記化学式５の化合物が使用できる。
本明細書の一実施態様に係る有機発光素子は、使用される材料によって、前面発光型、後面発光型、または両面発光型であってもよい。
本明細書の一実施態様に係るヘテロ環化合物は、有機太陽電池、有機感光体、有機トランジスタなどを含めた有機電子素子においても、有機発光素子に適用されるものと類似の原理で作用できる。
以下、実施例を通じて本明細書をより詳細に説明するが、これらは本出願を例示するためのものに過ぎず、本出願の範囲を限定するためのものではない。
合成に使用された試薬および構造Ａ、ＢおよびＣは、商業的に利用可能な試薬を使用した。
［製造例１］中間体Ｆの製造（１）
Figure 0007298947000041
１）中間体Ｄの製造
中間体Ａ（１０ｇ、４４．８４ｍｍｏｌ）、中間体Ｂ（７．８ｇ、４４．８４ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ｄｂａ）２（ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０））（１．３ｇ、２．２４ｍｍｏｌ）、Ｘｐｈｏｓ（２－Ｄｉｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｏ－２’，４’，６’－ｔｒｉｉｓｏｐｒｏｐｙｌｂｉｐｈｅｎｙｌ）（４．２ｇ、８．９６ｍｍｏｌ）、およびＮａＯＨ（３．６ｇ、８９．６８ｍｍｏｌ）をジオキサン（Ｄｉｏｘａｎｅ）（１００ｍＬ）に溶かした後、１００℃で８時間撹拌した。反応完了した混合液をメチレンクロライド（Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＭＣ）に溶解させて水で抽出し、有機層を無水ＭｇＳＯ４で乾燥後、シリカゲルフィルタした。フィルタされた濾液を回転蒸発器で溶媒を除去して、黄色オイルである中間体Ｄ５．９ｇを４８％の収率で得た。
２）中間体Ｅの製造
中間体Ｄ（５．９ｇ、２１．５２ｍｍｏｌ）をＣＨＣｌ３（５０ｍＬ）に溶かした後、０℃でＢｒ２（１．１ｍＬ、２１．５２ｍｍｏｌ）をｄｒｏｐｗｉｓｅし、常温で２時間撹拌した。反応完了した混合液にメタノールを入れて３０分間撹拌後、フィルタして、白色固体である中間体Ｅを９３％の収率で得た。
３）中間体Ｆの製造
中間体Ｅ（７ｇ、２０．０１ｍｍｏｌ）をジメチルアセトアミド（Ｄｉｍｅｔｈｙｌａｃｅｔａｍｉｄｅ、ＤＭＡ）（５０ｍＬ）に溶かした後、Ｃｓ２ＣＯ３（１３．０３ｇ、４０．０２ｍｍｏｌ）を入れて、１時間１６０℃で撹拌した。反応完了した混合液をフィルタし、濾液を回転蒸発器で溶媒を除去して、白色固体である中間体Ｆを９３％の収率で得た。
前記製造例１の中間体ＡおよびＢの代わりに下記表１の中間体ＡおよびＢを用いたことを除き、前記製造例１と同様の方法で製造して、下記表１の中間体Ｆを合成した。
Figure 0007298947000042
［製造例２］中間体Ｆの製造（２）
Figure 0007298947000043
１）中間体Ｆの製造
中間体Ｃ（１０ｇ、３９．５７ｍｍｏｌ）をＣＨＣｌ３（１００ｍＬ）に溶かした後、０℃でＢｒ２（２．０４ｍＬ、３９．５７ｍｍｏｌ）をｄｒｏｐｗｉｓｅし、常温で２時間撹拌した。反応完了した混合液にメタノールを入れて３０分間撹拌後、フィルタして、白色固体である中間体Ｆを９０％の収率で得た。
前記製造例２の中間体Ｃの代わりに下記表２の中間体Ｃを用いたことを除き、前記製造例２と同様の方法で製造して、下記表２の中間体Ｆを合成した。
Figure 0007298947000044
［製造例３］目的化合物の製造（１）
Figure 0007298947000045
１）中間体Ｇの製造
中間体Ｆ（１０ｇ、３０．１５ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコラト）ジボロン（Ｂｉｓ（ｐｉｎａｃｏｌａｔｏ）ｄｉｂｏｒｏｎ）（１１．５ｇ、４５．２３ｍｍｏｌ）、ＰｄＣｌ２ｄｐｐｆ（［１，１’－ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン］パラジウム（ＩＩ）ジクロライド）（１．１ｇ、１．５ｍｍｏｌ）、およびＫＯＡｃ（ポタシウムアセテート）（７．４ｇ、７５．３７ｍｍｏｌ）を１，４－ジオキサン（１００ｍＬ）に溶かした後、１００℃で３時間撹拌した。反応完了した混合液を濃縮後、ＭＣに溶解させて水で抽出し、有機層を無水ＭｇＳＯ４で乾燥後、シリカゲルフィルタした。フィルタされた濾液を回転蒸発器で溶媒を除去し、別途の精製なしに褐色固体である中間体ＧをＣｒｕｄｅ状態で得た。
２）中間体Ｉの製造
中間体Ｇ（９．７ｇ、２５．６２ｍｍｏｌ）、中間体Ｈ（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））（６．８５ｇ、２５．６２ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（Ｔｅｔｒａｋｉｓ（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ）ｐａｌｌａｄｉｕｍ（０））（１．４８ｇ、１．２８ｍｍｏｌ）、およびＫ２ＣＯ３（７．０８ｇ、５１．２４ｍｍｏｌ）をジオキサン（８０ｍＬ）とＨ２Ｏ（２０ｍＬ）に溶かした後、１００℃で６時間撹拌した。反応完了後、析出した固体を濾過してＨ２Ｏ、メタノール、およびアセトンで洗って、白色固体である中間体Ｉ６．７ｇを５４％の収率で得た。
３）化合物１の製造
中間体Ｉ（６．７ｇ、１３．８３ｍｍｏｌ）、中間体Ｊ（ジフェニルアミン（Ｄｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ））（２．３４ｇ、１３．８３ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３（Ｔｒｉｓ（ｄｉｂｅｎｚｙｌｉｄｅｎｅａｃｅｔｏｎｅ）ｄｉｐａｌｌａｄｉｕｍ（０））（０．６３ｇ、０．７ｍｍｏｌ）、ＸＰｈｏｓ（１．３３ｇ、２．８ｍｍｏｌ）、およびＮａｔＯｂｕ（Ｓｏｄｉｕｍ ｔｅｒｔ－ｂｕｔｏｘｉｄｅ）（２．６６ｇ、２７．６６ｍｍｏｌ）をトルエン（５０ｍＬ）に溶かした後、１００℃で３時間撹拌した。反応完了後、析出した固体を濾過してＨ２Ｏとメタノールで洗った。濾過した固体を乾燥した後、過剰な熱い１，２－ジクロロベンゼン（１，２－Ｄｉｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ）溶媒に溶かしてシリカゲルフィルタした。フィルタされた濾液を回転蒸発器で溶媒を除去し、アセトンでｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎした後、沈殿物を濾過して、黄色固体である化合物１ ５．５４ｇを６５％の収率で得た。
前記製造例３の中間体Ｆ、ＨおよびＪの代わりに下記表３の中間体Ｆ、ＨおよびＪを用いたことを除き、前記製造例３と同様の方法で製造して、下記表３の目的化合物を合成した。
Figure 0007298947000046
［製造例４］目的化合物の製造（２）
Figure 0007298947000047
１）中間体Ｋの製造
中間体Ｆ（１０ｇ、３０．１５ｍｍｏｌ）、中間体Ｊ（５Ｈ－ベンゾ［ｂ］カルバゾール（５Ｈ－ｂｅｎｚｏ［ｂ］ｃａｒｂａｚｏｌｅ））（６．５ｇ、３０．１５ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３（１．３８ｇ、１．５ｍｍｏｌ）、ＸＰｈｏｓ（２－ジシクロヘキシルホスフィノ－２’，４’，６’－トリイソプロピルビフェニル）（２．８６ｇ、６ｍｍｏｌ）、およびＮａｔＯＢｕ（５．８ｇ、６０．３ｍｍｏｌ）をトルエン（１００ｍＬ）に溶かした後、１００℃で３時間撹拌した。反応完了後、析出した固体を濾過してＨ２Ｏとメタノールで洗った。濾過した固体を乾燥した後、過剰な熱い１，２－ジクロロベンゼン（１，２－Ｄｉｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ）溶媒に溶かしてシリカゲルフィルタした。フィルタされた濾液を回転蒸発器で溶媒を除去し、アセトンでｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎした後、沈殿物を濾過して、白色固体である中間体Ｋ１１．１４ｇを７９％の収率で得た。
２）中間体Ｌの製造
中間体Ｋ（１１．１４ｇ、２３．８１ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコラト）ジボロン（Ｂｉｓ（ｐｉｎａｃｏｌａｔｏ）ｄｉｂｏｒｏｎ）（９．０８ｇ、３５．７１ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３（１．１ｇ、１．２ｍｍｏｌ）、ｓＰｈｏｓ（２－Ｄｉｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｏ－２’，６’－ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｂｉｐｈｅｎｙｌ）（２ｇ、４．８ｍｍｏｌ）、およびＫＯＡｃ（７ｇ、７１．４３ｍｍｏｌ）を１，４－ジオキサン（１００ｍＬ）に溶かした後、１００℃で３時間撹拌した。反応完了した混合液を濃縮後、ＭＣに溶解させて水で抽出し、有機層を無水ＭｇＳＯ４で乾燥後、シリカゲルフィルタした。フィルタされた濾液を回転蒸発器で溶媒を除去し、別途の精製なしに褐色固体である中間体ＬをＣｒｕｄｅ状態で得た。
３）化合物８５の製造
中間体Ｌ（１０．６５ｇ、１９．０４ｍｍｏｌ）、中間体Ｈ（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））（５．１ｇ、１９．０４ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（１．１ｇ、０．９５ｍｍｏｌ）、およびＫ２ＣＯ３（５．３ｇ、３８．０８ｍｍｏｌ）をジオキサン（８０ｍＬ）とＨ２Ｏ（２０ｍＬ）に溶かした後、１００℃で６時間撹拌した。反応完了後、析出した固体を濾過してＨ２Ｏ、メタノール、およびアセトンで洗って、白色固体である化合物８５ ８．１ｇを６４％の収率で得た。
前記製造例４の中間体Ｆ、ＨおよびＪの代わりに下記表３の中間体Ｆ、ＨおよびＪを用いたことを除き、前記製造例４と同様の方法で製造して、下記表４の目的化合物を合成した。
Figure 0007298947000048
前記表に記載の化合物のほかに、中間体ＨおよびＪとして使用可能な化合物は、下記の通りである。
Figure 0007298947000049
合成に使用された試薬および構造は、下記の通りである。
Figure 0007298947000050
前記製造例１～４に記載の化合物以外の化合物も、前記製造例１～４に記載の化合物と同様の方法で化合物を製造し、その合成確認結果を下記表５および表６に示した。
Figure 0007298947000051
Figure 0007298947000052

Figure 0007298947000053

Figure 0007298947000054
Figure 0007298947000055
Figure 0007298947000056

Figure 0007298947000057

Figure 0007298947000058

Figure 0007298947000059

Figure 0007298947000060

Figure 0007298947000061

Figure 0007298947000062
＜実験例１＞有機発光素子の作製
１）有機発光素子の作製
１，５００Åの厚さにインジウムチンオキシド（ＩＴＯ、Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎｏｘｉｄｅ）が薄膜コーティングされたガラス基板を、蒸留水超音波洗浄した。蒸留水洗浄が終わると、アセトン、メタノール、イソプロピルアルコールなどの溶剤で超音波洗浄をし乾燥させた後、ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）洗浄機でＵＶを利用して５分間ＵＶＯ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ Ｏｚｏｎｅ）処理した。以後、基板をプラズマ洗浄機（ＰＴ）に搬送させた後、真空状態でＩＴＯの仕事関数および残膜除去のためにプラズマ処理をして、有機蒸着用熱蒸着装置に搬送した。
前記ＩＴＯ透明電極（陽極）上に、共通層である正孔注入層２－ＴＮＡＴＡ（４，４’，４’’－Ｔｒｉｓ［２－ｎａｐｈｔｈｙｌ（ｐｈｅｎｙｌ）ａｍｉｎｏ］ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）および正孔輸送層ＮＰＢ（Ｎ，Ｎ’－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－（１，１’－ｂｉｐｈｅｎｙｌ）－４，４’－ｄｉａｍｉｎｅ）を形成させた。
Figure 0007298947000063
その上に、発光層を次のように熱真空蒸着させた。発光層は、赤色ホストとして下記表７に記載の化合物、赤色燐光ドーパントとして（ｐｉｑ）２（Ｉｒ）（ａｃａｃ）（Ｂｉｓ（１－ｐｈｅｎｙｌｉｓｏｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）（ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎａｔｅ）ｉｒｉｄｉｕｍ（ＩＩＩ））を用いて、ホストに（ｐｉｑ）２（Ｉｒ）（ａｃａｃ）を３％ドーピングして５００Å蒸着した。以後、正孔阻止層としてＢＣＰ（２，９－ｄｉｍｅｔｈｙｌ－４，７－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－１，１０－ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）を６０Å蒸着し、その上に、電子輸送層としてＡｌｑ３を２００Å蒸着した。最後に、電子輸送層上にリチウムフルオライド（ｌｉｔｈｉｕｍ ｆｌｕｏｒｉｄｅ：ＬｉＦ）を１０Åの厚さに蒸着して電子注入層を形成した後、電子注入層上にアルミニウム（Ａｌ）陰極を１，２００Åの厚さに蒸着して陰極を形成することにより、有機電界発光素子を製造した。
一方、ＯＬＥＤ素子の作製に必要なすべての有機化合物は、材料ごとに、それぞれ１０－８～１０－６ｔｏｒｒ下で真空昇華精製してＯＬＥＤの作製に使用した。
前記のように作製された有機電界発光素子に対してマックサイエンス社のＭ７０００で電界発光（ＥＬ）特性を測定し、その測定結果をもって、マックサイエンス社製の寿命測定装置（Ｍ６０００）により、基準輝度が６，０００ｃｄ／ｍ２の時の、Ｔ９０を測定した。本発明の有機電界発光素子の特性は、下記表７の通りである。
Figure 0007298947000064
Figure 0007298947000065
Figure 0007298947000066
前記表７から分かるように、前記化学式１に相当する化合物を有機発光素子の発光層に使用する場合、そうでない場合に比べて、寿命、効率、および駆動電圧の特性で優れた効果を示すことを確認することができた。ジベンゾフランは、リンカーにd－ｃｏｎｊｕｇａｔｉｏｎを増加させたナフトベンゾフランを導入することにより、赤色ホストへの好適な使用とより良い寿命効率および駆動電圧の向上に役立つことができる。
＜実験例２＞有機発光素子の作製（Ｒｅｄ Ｎ＋Ｎ ｍｉｘｅｄ ｈｏｓｔ）
１，５００Åの厚さにＩＴＯが薄膜コーティングされたガラス基板を、蒸留水超音波洗浄した。蒸留水洗浄が終わると、アセトン、メタノール、イソプロピルアルコールなどの溶剤で超音波洗浄をし乾燥させた後、ＵＶ洗浄機でＵＶを利用して５分間ＵＶＯ処理した。以後、基板をプラズマ洗浄機（ＰＴ）に搬送させた後、真空状態でＩＴＯの仕事関数および残膜除去のためにプラズマ処理をして、有機蒸着用熱蒸着装置に搬送した。
前記ＩＴＯ透明電極（陽極）上に、共通層である正孔注入層２－ＴＮＡＴＡ（４，４’，４’’－Ｔｒｉｓ［２－ｎａｐｈｔｈｙｌ（ｐｈｅｎｙｌ）ａｍｉｎｏ］ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）および正孔輸送層ＮＰＢ（Ｎ，Ｎ’－Ｄｉ（１－ｎａｐｈｔｈｙｌ）－Ｎ，Ｎ’－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－（１，１’－ｂｉｐｈｅｎｙｌ）－４，４’－ｄｉａｍｉｎｅ）を形成させた。
その上に、発光層を次のように熱真空蒸着させた。発光層は、赤色ホストとして下記表８に記載したように化合物２種を予備混合後、１つの供給源で４００Å蒸着し、赤色燐光ドーパントは（ｐｉｑ）２（Ｉｒ）（ａｃａｃ）を３％ドーピングして蒸着した。以後、正孔阻止層としてＢＣＰを６０Å蒸着し、その上に、電子輸送層としてＡｌｑ３を２００Å蒸着した。最後に、電子輸送層上にリチウムフルオライド（Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｆｌｕｏｒｉｄｅ：ＬｉＦ）を１０Åの厚さに蒸着して電子注入層を形成した後、電子注入層上にアルミニウム（Ａｌ）陰極を１，２００Åの厚さに蒸着して陰極を形成することにより、有機電界発光素子を製造した。
一方、ＯＬＥＤ素子の作製に必要なすべての有機化合物は、材料ごとに、それぞれ１０－８～１０－６ｔｏｒｒ下で真空昇華精製してＯＬＥＤの作製に使用した。
前記のように作製された有機電界発光素子に対してマックサイエンス社のＭ７０００で電界発光（ＥＬ）特性を測定し、その測定結果をもって、マックサイエンス社製の寿命測定装置（Ｍ６０００）により、基準輝度が６，０００ｃｄ／ｍ２の時の、Ｔ９０を測定した。本発明の有機電界発光素子の特性は、下記表８の通りである。
Figure 0007298947000067
＜実験例３＞有機発光素子の作製（Ｒｅｄ Ｎ＋Ｐ ｍｉｘｅｄ ｈｏｓｔ）
１，５００Åの厚さにＩＴＯが薄膜コーティングされたガラス基板を、蒸留水超音波洗浄した。蒸留水洗浄が終わると、アセトン、メタノール、イソプロピルアルコールなどの溶剤で超音波洗浄をし乾燥させた後、ＵＶ洗浄機でＵＶを利用して５分間ＵＶＯ処理した。以後、基板をプラズマ洗浄機（ＰＴ）に搬送させた後、真空状態でＩＴＯの仕事関数および残膜除去のためにプラズマ処理をして、有機蒸着用熱蒸着装置に搬送した。
前記ＩＴＯ透明電極（陽極）上に、共通層である正孔注入層２－ＴＮＡＴＡ（４，４’，４’’－Ｔｒｉｓ［２－ｎａｐｈｔｈｙｌ（ｐｈｅｎｙｌ）ａｍｉｎｏ］ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）および正孔輸送層ＮＰＢ（Ｎ，Ｎ’－Ｄｉ（１－ｎａｐｈｔｈｙｌ）－Ｎ，Ｎ’－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－（１，１’－ｂｉｐｈｅｎｙｌ）－４，４’－ｄｉａｍｉｎｅ）を形成させた。
その上に、発光層を次のように熱真空蒸着させた。発光層は、赤色ホストとして下記表９に記載したように化合物２種を予備混合後、１つの供給源で４００Å蒸着し、赤色燐光ドーパントは（ｐｉｑ）２（Ｉｒ）（ａｃａｃ）を３％ドーピングして蒸着した。以後、正孔阻止層としてＢＣＰを６０Å蒸着し、その上に、電子輸送層としてＡｌｑ３を２００Å蒸着した。最後に、電子輸送層上にリチウムフルオライド（ｌｉｔｈｉｕｍ ｆｌｕｏｒｉｄｅ：ＬｉＦ）を１０Åの厚さに蒸着して電子注入層を形成した後、電子注入層上にアルミニウム（Ａｌ）陰極を１，２００Åの厚さに蒸着して陰極を形成することにより、有機電界発光素子を製造した。
一方、ＯＬＥＤ素子の作製に必要なすべての有機化合物は、材料ごとに、それぞれ１０－８～１０－６ｔｏｒｒ下で真空昇華精製してＯＬＥＤの作製に使用した。
前記のように作製された有機電界発光素子に対してマックサイエンス社のＭ７０００で電界発光（ＥＬ）特性を測定し、その測定結果をもって、マックサイエンス社製の寿命測定装置（Ｍ６０００）により、基準輝度が６，０００ｃｄ／ｍ２の時の、Ｔ９０を測定した。本発明の有機電界発光素子の特性は、下記表９の通りである。
Figure 0007298947000068
Figure 0007298947000069
前記表８および９から分かるように、Ｎ＋ＮまたはＮ＋Ｐ化合物を同時に有機発光素子の有機物層に含む場合、より優れた効率および寿命効果を示す。この結果は、２つの化合物を同時に含む場合、エキサイプレックス（ｅｘｃｉｐｌｅｘ）現象が起こることを予想することができる。特に、Ｎ＋Ｐ化合物のエキサイプレックス（ｅｘｃｉｐｌｅｘ）現象は、２つの分子間の電子交換によりｄｏｎｏｒ（ｐ－ｈｏｓｔ）のＨＯＭＯ ｌｅｖｅｌ、ａｃｃｅｐｔｏｒ（ｎ－ｈｏｓｔ）のＬＵＭＯ ｌｅｖｅｌの大きさのエネルギーを放出する現象である。正孔輸送能力が良いｄｏｎｏｒ（ｐ－ｈｏｓｔ）と電子輸送能力が良いａｃｃｅｐｔｏｒ（ｎ－ｈｏｓｔ）が発光層のホストに使用される場合、正孔はｐ－ｈｏｓｔとして注入され、電子はｎ－ｈｏｓｔとして注入されるため、駆動電圧を低下させることができ、それによって寿命の向上に役立つことができる。
１００：基板
２００：陽極
３００：有機物層
３０１：正孔注入層
３０２：正孔輸送層
３０３：発光層
３０４：正孔阻止層
３０５：電子輸送層
３０６：電子注入層
４００：陰極

Claims (9)

  1. 下記化学式１－１または１－２で表されるヘテロ環化合物：
    Figure 0007298947000070
    Figure 0007298947000071
    前記化学式１－１または１－２において、
    Ｌ１およびＬ２は、それぞれ独立して、直接結合；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリーレン基；または置換もしくは非置換の２価のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基であり、
    Ａｒ１は、以下の構造式から選択され、
    Figure 0007298947000072
    前記構造式において、
    Ｘは、Ｏ；Ｓ；またはＮＲであり、
    Ｚ１１～Ｚ１３は、それぞれ独立して、ＣＲ’またはＮであり、少なくとも２個は、Ｎであり、
    Ｒは、水素；重水素；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ６０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基であり、
    Ｒ’およびＲ１１～Ｒ１３は、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ６０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基であり、
    ｒ１１は、１または２であり、
    ｒ１２およびｒ１３は、それぞれ独立して、１～５の整数であり、
    ｒ１１が２であり、ｒ１２及びｒ１３がそれぞれ２以上の整数である場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なり、
    Ａｒ２は、－Ｎ（Ｒ１０６）（Ｒ１０７）；または下記化学式４で表され、
    Figure 0007298947000073
    前記化学式４において、
    Ｒ４は、水素；重水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ６０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基であるか、または互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ６０の脂肪族炭化水素環；またはＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成し、
    ｒ４は、１～８の整数であり、
    ｒ４が２以上の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なり、
    Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ６０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基であり、
    Ｒ１０６およびＲ１０７は、それぞれ独立して、水素；重水素；アルキル基；アルケニル基；シクロアルキル基；アリール基；またはヘテロ環基であり、
    ｒ１およびｒ２は、それぞれ１～４の整数であり、
    ｒ１およびｒ２がそれぞれ２以上の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なり、
    Ａｒ１が下記構造式であり、
    Figure 0007298947000074
    かつＡｒ２が上記化学式４で表される場合、Ｌ１は、直接結合または置換もしくは非置換の２価のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基である。
  2. 前記化学式４は、下記化学式４－１または４－３で表されるものである、請求項１に記載のヘテロ環化合物：
    Figure 0007298947000075
    Figure 0007298947000076
    前記化学式４－１および４－３において、
    Ｙは、Ｏ；Ｓ；ＮＲ’またはＣＲ’Ｒ”であり、
    Ｒ’、Ｒ”、Ｒ４１およびＲ４３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～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環基であり、
    ｒ４１は、１～８の整数であり、
    ｒ４３は、１～６の整数であり、
    ｒ４１およびｒ４３がそれぞれ２以上の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なる。
  3. 前記Ｌ１およびＬ２は、それぞれ独立して、直接結合；またはフェニレン基である、請求項１に記載のヘテロ環化合物。
  4. 下記の化合物のいずれか１つで表されるものである、ヘテロ環化合物：
    Figure 0007298947000077
    Figure 0007298947000078

    Figure 0007298947000079

    Figure 0007298947000080

    Figure 0007298947000081

    Figure 0007298947000082

    Figure 0007298947000083
  5. 第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に備えられた有機物層とを含む有機発光素子であって、
    前記有機物層は、請求項１～４のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物を１種以上含む有機発光素子。
  6. 前記有機物層は、発光層を含み、
    前記発光層は、前記ヘテロ環化合物を１種以上含むものである、請求項５に記載の有機発光素子。
  7. 前記発光層は、ホストを含み、
    前記ホストは、前記ヘテロ環化合物を１種以上含むものである、請求項６に記載の有機発光素子。
  8. 前記発光層は、ホストを含み、
    前記ホストは、下記化学式５の化合物をさらに含むものである、請求項６に記載の有機発光素子：
    Figure 0007298947000084
    前記化学式５において、
    Ｒ２１およびＲ２２は、それぞれ置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基である。
  9. 前記有機発光素子は、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、電子阻止層、および正孔阻止層からなる群より選択される１層をさらに含むものである、請求項５に記載の有機発光素子。
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