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JP7588211B2 - 多環芳香族誘導体化合物及びこれを用いた有機発光素子 - Google Patents

多環芳香族誘導体化合物及びこれを用いた有機発光素子 Download PDF

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JP7588211B2 JP2023504052A JP2023504052A JP7588211B2 JP 7588211 B2 JP7588211 B2 JP 7588211B2 JP 2023504052 A JP2023504052 A JP 2023504052A JP 2023504052 A JP2023504052 A JP 2023504052A JP 7588211 B2 JP7588211 B2 JP 7588211B2
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Description

本発明は、多環芳香族誘導体化合物及びこれを用いて発光効率を顕著に向上させた高効率、長寿命の有機発光素子に関する。
有機発光素子は、電子注入電極（カソード電極）から注入された電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）と正孔注入電極（アノード電極）から注入された正孔（ｈｏｌｅ）とが発光層で結合してエキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）を形成し、該エキシトンがエネルギーを放出しながら発光する自発光型素子であり、このような有機発光素子は、低い駆動電圧、高い輝度、広い視野角及び速い応答速度を有し、フルカラー平板発光ディスプレイに適用可能であるという利点から、次世代光源として脚光を浴びている。
このような有機発光素子が上記のような特徴を発揮するためには、素子内の有機層の構造を最適化し、各有機層を構成する物質である正孔注入物質、正孔輸送物質、発光物質、電子輸送物質、電子注入物質、電子阻止物質などが、安定且つ効率的な材料をベースにすることが先行される必要があるが、依然として、安定且つ効率的な有機発光素子用有機層の構造及び各材料の開発が望まれている現状である。
また、最近では、各有機物層材料の性能を変化させて有機発光素子の特性を向上させる研究の他にも、アノード（ａｎｏｄｅ）とカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）との間で最適化された光学厚さによる色純度向上及び発光効率増大の技術が素子性能の向上に重要な要素の一つとして着眼されており、このような方法の一例として電極にキャッピング層（ｃａｐｐｉｎｇ ｌａｙｅｒ）を用いて所望の光効率及び優れた色純度を得ている。
このように有機発光素子の発光特性を改善できる素子の構造とこれをサポートする新しい材料に対する開発が依然として要求されている実情である。
したがって、本発明は、素子の有機層に採用されて高効率及び長寿命の有機発光素子を具現可能にする有機発光化合物及びこれを含む有機発光素子を提供しようとする。
本発明は、上記の課題を解決するために、下記［化学式Ａ］又は［化学式Ｂ］で表示される有機発光化合物を提供する。
［化学式Ａ］ ［化学式Ｂ］
上記［化学式Ａ］及び［化学式Ｂ］のより具体的な構造、Ｑ１及びＱ２、Ｙ１～Ｙ６、Ｘ、及びＹに対する定義、並びに［化学式Ａ］及び［化学式Ｂ］によって具現される本発明に係る具体的な多環芳香族化合物については後述する。
また、本発明は、第１電極、前記第１電極に対向している第２電極、及び前記第１電極と第２電極との間に介在された有機層を含み、前記有機層が前記［化学式Ａ］及び［化学式Ｂ］によって具現される具体的な多環芳香族化合物を１種以上含む有機発光素子を提供する。
本発明に係る多環芳香族誘導体化合物は、素子内の有機層に採用されて高効率、長寿命の有機発光素子を具現することができる。
本発明に係る芳香族誘導体化合物の構造を示す代表図である。
以下、本発明をより詳細に説明する。
本発明は、有機発光素子に含まれ、下記［化学式Ａ］又は［化学式Ｂ］で表示される多環芳香族誘導体化合物に関するものであり、高効率及び長寿命の有機発光素子を具現できることを特徴とする。
［化学式Ａ］ ［化学式Ｂ］
上記［化学式Ａ］及び［化学式Ｂ］において、
Ｑ１及びＱ２は互いに同一である又は異なり、それぞれ独立に、置換又は非置換された炭素数６～５０の芳香族炭化水素環であるか、或いは置換又は非置換された炭素数２～５０の芳香族ヘテロ環である。
Ｙ、Ｙ１～Ｙ６はそれぞれ独立に、Ｎ－Ｒ１、ＣＲ２Ｒ３、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ及びＳｉＲ４Ｒ５から選ばれるいずれか一つであり、前記複数のＹ及びＹ１～Ｙ６は互いに同一である又は異なり、前記点線は、Ｙ１～Ｙ６の定義によって単一結合又は二重結合を表す。
Ｘは、Ｂ、Ｐ及びＰ＝Ｏから選ばれるいずれか一つであり、本発明の好ましい実施例によればＢであってよく、構造的にボロン（Ｂ）を含む多環芳香族誘導体化合物によって高効率及び長寿命の有機発光素子を具現できることを特徴とする。
前記Ｒ１～Ｒ５は互いに同一である又は異なり、それぞれ独立に、水素、重水素、置換又は非置換された炭素数１～３０のアルキル基、置換又は非置換された炭素数６～５０のアリール基、置換又は非置換された炭素数３～３０のシクロアルキル基、置換又は非置換された炭素数２～５０のヘテロアリール基、置換又は非置換された炭素数１～３０のアルコキシ基、置換又は非置換された炭素数６～３０のアリールオキシ基、置換又は非置換された炭素数１～３０のアルキルチオキシ基、置換又は非置換された炭素数５～３０のアリールチオキシ基、置換又は非置換された炭素数１～３０のアルキルアミン基、置換又は非置換された炭素数５～３０のアリールアミン基、置換又は非置換された炭素数１～３０のアルキルシリル基、置換又は非置換された炭素数５～３０のアリールシリル基、ニトロ基、シアノ基及びハロゲン基から選ばれるいずれか一つである。
また、前記Ｒ１～Ｒ５はそれぞれ互いに又は隣接した置換基と連結されて脂環族又は芳香族の単環又は多環をさらに形成でき、前記Ｑ１及びＱ２の環と結合して脂環族又は芳香族の単環又は多環をさらに形成できる。
また、前記Ｑ１及びＱ２の置換基はそれぞれ、隣接した前記Ｙと結合して脂環族又は芳香族の単環又は多環をさらに形成することができる。
その具体的な構造に対する例示は、後述する本発明に係る具体的な化合物から確認できる。
本発明の一実施例によれば、下記［化学式Ａ－１］及び［化学式Ｂ－１］などのような骨格構造を形成でき、様々な多環芳香族骨格構造を形成でき、これを用いて、有機発光素子の様々な有機物層に要求される条件を満たすことにより、高効率及び長寿命の有機発光素子を具現することができる。
［化学式Ａ－１］ ［化学式Ｂ－１］
上記［化学式Ａ－１］及び［化学式Ｂ－１］において、
Ｚは、ＣＲ又はＮであり、前記Ｒは、水素、重水素、置換又は非置換された炭素数１～３０のアルキル基、置換又は非置換された炭素数６～５０のアリール基、置換又は非置換された炭素数３～３０のシクロアルキル基、置換又は非置換された炭素数２～５０のヘテロアリール基、置換又は非置換された炭素数１～３０のアルコキシ基、置換又は非置換された炭素数６～３０のアリールオキシ基、置換又は非置換された炭素数１～３０のアルキルチオキシ基、置換又は非置換された炭素数５～３０のアリールチオキシ基、置換又は非置換された炭素数１～３０のアルキルアミン基、置換又は非置換された炭素数５～３０のアリールアミン基、置換又は非置換された炭素数２～３０のアリールヘテロアリールアミン基、置換又は非置換された炭素数１～３０のアルキルシリル基、置換又は非置換された炭素数５～３０のアリールシリル基、ニトロ基、シアノ基及びハロゲン基から選ばれるいずれか一つである（複数のＺ及びＲは、互いに同一である又は異なる。）。
本発明の一実施例によれば、複数のＺはいずれもＣＲであってよく、有機発光素子の様々な有機物層に要求される条件を満たすために、複数のＺのいずれか一つ以上がＮであってよい。
前記複数のＲは、互いに結合するか、或いは隣接した置換基と連結されて、脂環族又は芳香族の単環又は多環を形成でき、前記形成された脂環族又は芳香族環の単環又は多環の炭素原子は、Ｎ、Ｓ及びＯから選ばれるいずれか一つ以上のヘテロ原子で置換されてよい。
前記複数のＲはＹと結合して脂環族又は芳香族の単環又は多環をさらに形成できる。
Ｘ、Ｙ及びＹ１～Ｙ６はそれぞれ、上記［化学式Ａ］及び［化学式Ｂ］における定義と同一である。
一方、本発明において「置換もしくは非置換の」という用語は、Ｑ1～Ｑ2、Ｒ及びＲ１～Ｒ9などが、それぞれ、重水素、シアノ基、ハロゲン基、ヒドロキシ基、ニトロ基、炭素数１～２４のアルキル基、炭素数３～２４のシクロアルキル基、炭素数１～２４のハロゲン化されたアルキル基、炭素数１～２４のアルケニル基、炭素数１～２４のアルキニル基、炭素数１～２４のヘテロアルキル基、炭素数１～２４のヘテロシクロアルキル基、炭素数６～２４のアリール基、炭素数６～２４のアリールアルキル基、炭素数２～２４のヘテロアリール基、炭素数２～２４のヘテロアリールアルキル基、炭素数１～２４のアルコキシ基、炭素数１～２４のアルキルアミノ基、炭素数１～２４のアリールアミノ基、炭素数１～２４のヘテロアリールアミノ基、炭素数１～２４のアルキルシリル基、炭素数１～２４のアリールシリル基、及び炭素数１～２４のアリールオキシ基からなる群から選択された１又は２以上の置換基で置換されるか、前記置換基のうちの２以上の置換基が連結された置換基で置換されるか、またはいかなる置換基も有しないことを意味する。
また、前記「置換もしくは非置換の炭素数１～１０のアルキル基」、「置換もしくは非置換の炭素数６～３０のアリール基」などでの前記アルキル基またはアリール基の炭素数の範囲は、前記置換基が置換された部分を考慮せずに非置換のものと見なしたときのアルキル部分またはアリール部分を構成する全炭素数を意味する。例えば、パラ位にブチル基が置換されたフェニル基は、炭素数４のブチル基で置換された炭素数６のアリール基に該当することを意味する。
また、本発明において、隣接する基と互いに結合して環を形成するという意味は、隣接する基と互いに結合して置換もしくは非置換の脂環族または芳香族環を形成できることを意味し、「隣接する置換基」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、ベンゼン環においてオルト（ｏｒｔｈｏ）位に置換された２個の置換基、及び脂肪族環において同一炭素に置換された２個の置換基は、互いに「隣接する置換基」として解釈され得る。
本発明において、アルキル基は、直鎖または分岐鎖であってもよく、炭素数は、特に限定されないが、１～２０であることが好ましい。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、これらに限定されない。
本発明において、アルケニル基は、直鎖または分岐鎖を含み、他の置換基によってさらに置換されてもよく、具体的には、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。
本発明において、アルキニル基もまた、直鎖または分岐鎖を含み、他の置換基によってさらに置換されてもよく、エチニル（ｅｔｈｙｎｙｌ）、２－プロピニル（２－ｐｒｏｐｙｎｙｌ）などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
本発明において、シクロアルキル基は、単環または多環を含み、他の置換基によってさらに置換されてもよく、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ものであって、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。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、これに限定されない。
本発明において、ヘテロシクロアルキル基は、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、ＮまたはＳｉなどの異種原子を含むものであって、これもまた単環または多環を含み、他の置換基によってさらに置換されてもよく、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ものであって、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、ヘテロアリール基などであってもよい。
本発明において、アリール基は、単環式または多環式であってもよく、単環式アリール基の例としては、フェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基、スチルベン基などがあり、多環式アリール基の例としては、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、ペリレニル基、テトラセニル基、クリセニル基、フルオレニル基、アセナフタセニル基、トリフェニレン基、フルオランテン基などがあるが、本発明の範囲がこれらの例のみに限定されるものではない。
本発明において、ヘテロアリール基は、異種原子を含むヘテロ環基であって、その例としては、チオフェン基、フラン基、ピロール基、イミダゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、オキサジアゾール基、トリアゾール基、ピリジル基、ビピリジル基、ピリミジル基、トリアジン基、トリアゾール基、アクリジル基、ピリダジン基、ピラジニル基、キノリニル基、キナゾリン基、キノキサリニル基、フタラジニル基、ピリドピリミジニル基、ピリドピラジニル基、ピラジノピラジニル基、イソキノリン基、インドール基、カルバゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾイミダゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾカルバゾール基、ベンゾチオフェン基、ジベンゾチオフェン基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、フェナントロリン基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、フェノチアジニル基などがあるが、これらのみに限定されるものではない。
本発明において、脂肪族芳香族混合環は、２以上の環が互いに連結、縮合されており、脂肪族環と芳香族環が縮合されて全体的に非芳香族性（ｎｏｎ－ａｒｏｍａｃｉｔｙ）を有する環を意味し、また、多環の脂肪族芳香族混合環において、Ｃ以外に、Ｎ、Ｏ、Ｐ及びＳから選択されたヘテロ原子を含むことができる。
本発明において、アルコキシ基は、具体的には、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソブチルオキシ、ｓｅｃ－ブチルオキシ、ペンチルオキシ、ｉｓｏ－アミルオキシ、ヘキシルオキシなどであってもよいが、これらのみに限定されるものではない。
本発明において、シリル基は、アルキルで置換されたシリル基、またはアリールで置換されたシリル基を意味するものであって、シリル基の具体的な例としては、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリフェニルシリル、トリメトキシシリル、ジメトキシフェニルシリル、ジフェニルメチルシリル、ジフェニルビニルシリル、メチルシクロブチルシリル、ジメチルフリルシリルなどが挙げられる。
本発明において、アミン基は、－ＮＨ２、アルキルアミン基、アリールアミン基などであってもよく、アリールアミン基は、アリールで置換されたアミンを意味し、アルキルアミン基は、アルキルで置換されたアミンを意味するものであり、アリールアミン基の例としては、置換もしくは非置換のモノアリールアミン基、置換もしくは非置換のジアリールアミン基、または置換もしくは非置換のトリアリールアミン基があり、前記アリールアミン基中のアリール基は、単環式アリール基であってもよく、または多環式アリール基であってもよく、前記アリール基を２以上含むアリールアミン基は、単環式アリール基、多環式アリール基、または単環式アリール基と多環式アリール基を同時に含むことができる。また、前記アリールアミン基中のアリール基は、前述したアリール基の例示から選択されてもよい。
本発明において、アリールオキシ基及びアリールチオキシ基におけるアリール基は、前述したアリール基の例示と同一であり、具体的には、アリールオキシ基としては、フェノキシ基、ｐ－トリルオキシ基、ｍ－トリルオキシ基、３，５－ジメチル－フェノキシ基、２，４，６－トリメチルフェノキシ基、ｐ－ｔｅｒｔ－ブチルフェノキシ基、３－ビフェニルオキシ基、４－ビフェニルオキシ基、１－ナフチルオキシ基、２－ナフチルオキシ基、４－メチル－１－ナフチルオキシ基、５－メチル－２－ナフチルオキシ基、１－アントリルオキシ基、２－アントリルオキシ基、９－アントリルオキシ基、１－フェナントリルオキシ基、３－フェナントリルオキシ基、９－フェナントリルオキシ基などがあり、アリールチオキシ基としては、フェニルチオキシ基、２－メチルフェニルチオキシ基、４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニルチオキシ基などがあるが、これに限定されるものではない。
本発明において、ハロゲン基の例としては、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素がある。
より具体的には、本発明に係る［化学式Ａ］又は［化学式Ｂ］で表示される多環芳香族誘導体化合物は、下記［化合物１］～［化合物１１７］から選ばれるいずれか一つであってよく、それから、具体的な置換基を明確に確認することができ、ただし、これによって本発明に係る［化学式Ａ］又は［化学式Ｂ］の範囲が限定されるものではない。
前記具体的な化合物から確認できるように、Ｂ、Ｐ、Ｐ＝Ｏを含みながら多環芳香族構造を形成し、ここに置換基を導入して、その置換基の固有特性を有する有機発光材料を合成することができ、例えば、有機発光素子の製造時に用いられる正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、電子阻止層、正孔阻止層の物質などに用いられる置換基を前記構造に導入することにより、各有機層に要求される条件を満たす物質を製造でき、これによって高効率の有機発光素子を具現することができる。また、本発明に係る化合物は単独で又は他の化合物と共に様々な有機物層の材料として有用に活用可能であり、又はキャッピング層（ＣＰＬ： ｃａｐｐｉｎｇ ｌａｙｅｒ）にも使用可能である。
また、本発明の他の側面は、第１電極、第２電極、及び前記第１電極と第２電極との間に介在される１層以上の有機層からなる有機発光素子に関し、前記有機層に、上記［化学式Ａ］又は［化学式Ｂ］で表示される本発明に係る有機発光化合物を少なくとも一つ含むことができる。
すなわち、本発明の一実施例に係る有機発光素子は、第１電極、第２電極及びそれらの間に配置された有機物層を含む構造を有してよく、本発明に係る［化学式Ａ］又は［化学式Ｂ］の有機発光化合物を素子の有機物層に使用する以外は、通常の素子の製造方法及び材料を用いて製造することができる。
本発明に係る有機発光素子の有機層は、単層構造であってもよいが、２層以上の有機層が積層された多層構造であってもよい。例えば、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、発光層、電子阻止層、電子輸送層、電子注入層などを含む構造を有してよい。ただし、これに限定されず、より少ない数又はより多い数の有機層を含んでもよく、本発明に係る好ましい有機発光素子の有機物層構造などについては、後述する実施例でより詳細に説明する。
また、本発明の一実施例に係る有機発光素子は、基板、第１電極（正極）、有機物層、第２電極（負極）及びキャッピング層を含み、前記キャッピング層は、第２電極の上部に形成されてよい（Ｔｏｐ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）。
第２電極の上部に形成される方式（Ｔｏｐ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）は、発光層で形成された光がカソード側に放出されるが、カソード側に放出される光が、相対的に屈折率の高い本発明に係る化合物で形成されたキャッピング層（ＣＰＬ）を通過しながら光の波長が増幅し、よって光効率が上昇する。
以下では、本発明に係る有機発光素子の一実施例についてより詳細に説明する。
本発明に係る有機発光素子は、アノード、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及びカソードを含み、必要によっては、アノードと正孔輸送層との間に正孔注入層をさらに含んでよく、また、電子輸送層とカソードとの間に電子注入層をさらに含んでよく、その他にも、１層又は２層の中間層をさらに形成することも可能であり、正孔阻止層又は電子阻止層がさらに形成されてもよく、上述したように、キャッピング層などのように、素子の特性によって様々な機能を有する有機層をさらに含んでよい。
本発明のより好ましい一実施例として、前記第１電極と第２電極との間に介在された有機層が発光層を含み、前記発光層はホスト及びドーパントからなり、本発明に係る上記［化学式Ａ］又は［化学式Ｂ］で表示される化合物を発光層中のドーパントとして含んでよい。
まず、本発明に係る有機発光素子は、発光層内に、下記化学式Ｃで表されるアントラセン誘導体をホスト化合物として含むことを特徴とする。
前記化学式Ｃにおいて、
Ｒ２１～Ｒ２８は、それぞれ、同一又は異なっており、前記化学式Ａ－１または化学式Ａ－２のＲ１～Ｒ１３で定義されたものと同一である。
Ａｒ９及びＡｒ１０は、それぞれ、互いに同一又は異なっており、互いに独立して、水素、重水素、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６～５０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、置換もしくは非置換の炭素数２～５０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２～３０のヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６～３０のアリールオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルチオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６～３０のアリールチオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルアミン基、置換もしくは非置換の炭素数６～３０のアリールアミン基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルシリル基、及び置換もしくは非置換の炭素数６～３０のアリールシリル基から選択されるいずれか１つであってもよい。
Ｌ１３は、単結合であるか、または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリーレン基、及び置換もしくは非置換の炭素数２～２０のヘテロアリーレン基から選択されるいずれか１つであり、好ましくは、単結合であるか、または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリーレン基であってもよく、ｋは、１～３の整数であり、前記ｋが２以上である場合に、それぞれのＬ１３は互いに同一又は異なっている。
また、前記化学式ＣのＡｒ９は、下記化学式Ｃ－１で表される置換基であることを特徴とする。
前記化学式Ｃ－１において、
Ｒ３１～Ｒ３５は、それぞれ、同一又は異なっており、前記化学式Ａ－１または化学式Ａ－２のＲ１～Ｒ１３で定義されたものと同一であり、互いに隣接する置換基と結合して飽和あるいは不飽和環を形成することができる。
本発明に係る有機発光素子に採用される前記化学式Ｃは、具体的に下記化学式Ｃ１～化学式Ｃ４８から選択されるいずれか１つであってもよい。
また、本発明に係る有機発光素子は、正孔輸送層、電子阻止層などをそれぞれさらに含むことができ、下記化学式Ｄで表される化合物を正孔輸送層、電子阻止層などにそれぞれ含むことを特徴とする。
前記化学式Ｄにおいて、
Ｒ４１～Ｒ４３は、互いに同一又は異なっており、それぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数６～５０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数７～５０のアリールアルキル基、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１～３０のアルキルシリル基、置換もしくは非置換の炭素数６～３０のアリールシリル基、及びハロゲン基から選択されるいずれか１つである。
Ｌ３１～Ｌ３４は、互いに同一又は異なっており、それぞれ独立して、単結合、置換もしくは非置換の炭素数６～５０のアリーレン基、及び置換もしくは非置換の炭素数２～５０のヘテロアリーレン基から選択されるいずれか１つである。
Ａｒ３１～Ａｒ３４は、互いに同一又は異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６～５０のアリール基、及び置換もしくは非置換の炭素数２～５０のヘテロアリール基から選択されるいずれか１つである。
ｎは、０～４の整数であり、ｎが２以上である場合に、Ｒ４３を含むそれぞれの芳香族環は、互いに同一又は異なっており、ｍ１～ｍ３は、０～４の整数であり、これらがそれぞれ２以上である場合に、それぞれのＲ４１、Ｒ４２、及びＲ４３は、互いに同一又は異なっている。
Ｒ４１～Ｒ４３が結合されていない芳香族環の炭素原子は、水素または重水素と結合する。
また、前記Ａｒ３１～Ａｒ３４のうちの少なくとも１つは、下記化学式Ｅで表される置換基であることを特徴とする。
前記化学式Ｅにおいて、
Ｒ５１～Ｒ５４は、互いに同一又は異なっており、それぞれ独立して、水素、重水素、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６～５０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、置換もしくは非置換の炭素数２～５０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２～３０のヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６～３０のアリールオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルチオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数５～３０のアリールチオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルアミン基、置換もしくは非置換の炭素数５～３０のアリールアミン基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルシリル基、置換もしくは非置換の炭素数５～３０のアリールシリル基、ニトロ基、シアノ基及びハロゲン基から選択されるいずれか１つであり、これらは、それぞれ互いに連結されて環を形成することができる。
Ｙは、炭素原子または窒素原子であり、Ｚは、炭素原子、酸素原子、硫黄原子または窒素原子である。
Ａｒ３５～Ａｒ３７は、互いに同一又は異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数５～５０のアリール基、及び置換もしくは非置換の炭素数３～５０のヘテロアリール基から選択されるいずれか１つである。
Ｚが酸素原子または硫黄原子である場合、Ａｒ３７は存在せず、Ｙ及びＺが窒素原子である場合、Ａｒ３５、Ａｒ３６及びＡｒ３７のいずれか１つのみが存在し、Ｙが窒素原子及びＺが炭素原子である場合、Ａｒ３６は存在しない。
但し、Ｒ５１～Ｒ５４及びＡｒ３５～Ａｒ３７のうち１つは、前記化学式Ｄでの連結基Ｌ３１～Ｌ３４のうちの１つと連結される単結合である。
本発明に係る有機発光素子に採用される前記化学式Ｄは、具体的に下記化学式Ｄ１～化学式Ｄ７９から選択されるいずれか１つであってもよい。
また、本発明に係る有機発光素子に採用される前記化学式Ｄは、具体的に下記化学式Ｄ１０１～化学式Ｄ１４５から選択されるいずれか１つであってもよい。
また、本発明に係る有機発光素子は、正孔輸送層、電子阻止層などをそれぞれさらに含むことができ、下記化学式Ｆで表される化合物を正孔輸送層、電子阻止層などにそれぞれ含むことを特徴とする。
前記化学式Ｆにおいて、
Ｒ６１～Ｒ６３は、互いに同一又は異なっており、それぞれ独立して、水素、重水素、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６～５０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、置換もしくは非置換の炭素数２～５０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２～３０のヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６～３０のアリールオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルチオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６～３０のアリールチオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルアミン基、置換もしくは非置換の炭素数６～３０のアリールアミン基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルシリル基、置換もしくは非置換の炭素数６～３０のアリールシリル基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルゲルマニウム基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアリールゲルマニウム基、シアノ基、ニトロ基及びハロゲン基から選択されるいずれか１つである。
Ａｒ５１～Ａｒ５４は、互いに同一又は異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６～４０のアリール基、または置換もしくは非置換の炭素数２～３０のヘテロアリール基である。
本発明に係る有機発光素子に採用される前記化学式Ｆは、具体的に下記化学式Ｆ１～化学式Ｆ３３から選択されるいずれか１つであってもよい。
一方、本発明の一実施例に係る有機発光素子の具体的な構造、その製造方法及び各有機層の材料について説明すると、次の通りである。
まず、基板の上部にアノード電極用物質をコーティングしてアノードを形成する。ここで、基板としては、通常の有機発光素子で使用される基板を使用するが、透明性、表面平滑性、取り扱いの容易性及び防水性に優れた有機基板又は透明プラスチック基板が好ましい。そして、アノード電極用物質としては、透明でかつ伝導性に優れた酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などを使用する。
前記アノード電極の上部に正孔注入層物質を真空熱蒸着又はスピンコートして正孔注入層を形成し、その次に、前記正孔注入層の上部に正孔輸送層物質を真空熱蒸着又はスピンコートして正孔輸送層を形成する。
前記正孔注入層の材料は、当技術分野で通常使用されるものであれば、特に制限されずに使用することができ、具体的な例示として、２－ＴＮＡＴＡ［４，４’，４’’－ｔｒｉｓ（２－ｎａｐｈｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ－ｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）－ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ］（４，４’，４’’－トリス（２－ナフチルフェニル－フェニルアミノ）－トリフェニルアミン）、ＮＰＤ［Ｎ，Ｎ’－ｄｉ（１－ｎａｐｈｔｈｙｌ）－Ｎ，Ｎ’－ｄｉｐｈｅｎｙｌｂｅｎｚｉｄｉｎｅ）］（Ｎ，Ｎ’－ジ（１－ナフチル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルベンジジン）、ＴＰＤ［Ｎ，Ｎ’－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－Ｎ，Ｎ’－ｂｉｓ（３－ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）－１，１’－ｂｉｐｈｅｎｙｌ－４，４’－ｄｉａｍｉｎｅ］（Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－１，１’－ビフェニル－４，４’－ジアミン）、ＤＮＴＰＤ［Ｎ，Ｎ’－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－Ｎ，Ｎ’－ｂｉｓ－［４－（ｐｈｅｎｙｌ－ｍ－ｔｏｌｙｌ－ａｍｉｎｏ）－ｐｈｅｎｙｌ］－ｂｉｐｈｅｎｙｌ－４，４’－ｄｉａｍｉｎｅ］（Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ビス－［４－（フェニル－ｍ－トリル－アミノ）－フェニル］－ビフェニル－４，４’－ジアミン）などを使用することができる。
また、前記正孔輸送層の材料も、当技術分野で通常使用されるものであれば、特に制限されず、例えば、Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－［１，１－ビフェニル］－４，４’－ジアミン（ＴＰＤ）、またはＮ，Ｎ’－ジ（ナフタレン－１－イル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルベンジジン（α－ＮＰＤ）などを使用することができる。
次いで、前記正孔輸送層の上部に正孔補助層及び発光層を続いて積層し、前記発光層の上部に選択的に、正孔阻止層を真空蒸着方法又はスピンコーティング方法で薄膜として形成することができる。前記正孔阻止層は、正孔が有機発光層を通過してカソードに流入する場合には、素子の寿命及び効率が減少するため、ＨＯＭＯ（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）レベルが非常に低い物質を使用することによって、このような問題を防止する役割を果たす。このとき、使用される正孔阻止物質は、特に制限されないが、電子輸送能力を有し、かつ発光化合物よりも高いイオン化ポテンシャルを有しなければならず、代表的にＢＡｌｑ、ＢＣＰ、ＴＰＢＩなどが使用され得る。
前記正孔阻止層に使用される物質として、ＢＡｌｑ、ＢＣＰ、Ｂｐｈｅｎ、ＴＰＢＩ、ＮＴＡＺ、ＢｅＢｑ２、ＯＸＤ－７、Ｌｉｑなどがあり、これに限定されるものではない。
このような正孔阻止層上に電子輸送層を真空蒸着方法又はスピンコーティング方法を通じて蒸着した後に電子注入層を形成し、前記電子注入層の上部にカソード形成用金属を真空熱蒸着してカソード電極を形成することによって、本発明の一実施例に係る有機発光素子が完成する。
ここで、カソード形成用金属としては、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム－リチウム（Ａｌ－Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム－インジウム（Ｍｇ－Ｉｎ）、マグネシウム－銀（Ｍｇ－Ａｇ）などを使用することができ、前面発光素子を得るためには、ＩＴＯ、ＩＺＯを用いた透過型カソードを使用することができる。
前記電子輸送層の材料としては、カソードから注入された電子を安定に輸送する機能を行う公知の電子輸送物質を用いることができる。公知の電子輸送物質の例としては、キノリン誘導体、特に、トリス（８－キノリノレート）アルミニウム（Ａｌｑ３）、ＴＡＺ、Ｂａｌｑ、ベリリウムビス（ベンゾキノリン－１０－オラート）（ｂｅｒｙｌｌｉｕｍ ｂｉｓ（ｂｅｎｚｏｑｕｉｎｏｌｉｎ－１０－ｏｌａｔｅ：Ｂｅｂｑ２）、ＡＤＮ、オキサジアゾール誘導体であるＰＢＤ、ＢＭＤ、ＢＮＤなどのような材料を使用してもよい。
また、前記有機層のそれぞれは、単分子蒸着方式又は溶液工程によって形成されてもよい。ここで、前記蒸着方式は、前記それぞれの層を形成するための材料として使用される物質を真空又は低圧状態で加熱などを通じて蒸発させて薄膜を形成する方法を意味し、前記溶液工程は、前記それぞれの層を形成するための材料として使用される物質を溶媒と混合し、これをインクジェット印刷、ロールツーロールコーティング、スクリーン印刷、スプレーコーティング、ディップコーティング、スピンコーティングなどのような方法を通じて薄膜を形成する方法を意味する。
また、本発明に係る有機発光素子は、平板ディスプレイ装置、フレキシブルディスプレイ装置、単色又は白色の平板照明用装置、及び単色又は白色のフレキシブル照明用装置から選択される装置に使用することができる。
以下、好ましい実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。ただし、これらの実施例は本発明をより具体的に説明するためのもので、本発明の範囲を制限するためのものでないことが、当業界における通常の知識を有する者にとって自明であろう。
合成例１．化合物１の合成
合成例１－１．＜中間体１－ａ＞の合成
＜１－ａ＞
５００ｍＬ反応器に２，３－ジブロモチオフェン２５ｇ（１０３ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸３０．２ｇ（２４８ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム４２．８ｇ（３１０ｍｍｏｌ）、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム４．８ｇ（４ｍｍｏｌ）、水６０ｍＬ、トルエン１３０ｍＬ及び１，４－ジオキサン１３０ｍＬを入れて１２時間還流撹拌する。反応終結後に反応物を層分離して有機層を減圧濃縮する。クロマトグラフィーで分離して＜中間体１－ａ＞２２．４ｇを得た。（収率８５．１％）
合成例１－２．＜中間体１－ｂ＞の合成
＜１－ｂ＞
５００ｍＬ反応器に＜中間体１－ａ＞２４ｇ（１０２ｍｍｏｌ）、クロロホルム２４０ｍＬを入れて撹拌する。０℃に冷却した後、ブロミン１５．５ｇ（１０２ｍｍｏｌ）をクロロホルム５０ｍＬに希釈して滴加した後、常温で４時間撹拌する。反応終了後にチオ硫酸ナトリウム水溶液を入れて撹拌後に酢酸エチル及びＨ２Ｏで抽出する。有機層を減圧濃縮した後、カラムクロマトグラフィーで分離して＜中間体１－ｂ＞３０ｇを得た。（収率８８％）
合成例１－３．＜中間体１－ｃ＞の合成
＜１－ｃ＞
１００ｍＬ反応器に１－ブロモ－２，３－ジクロロベンゼン４．５ｇ（１６ｍｍｏｌ）、アニリン５．８ｇ（１６ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム０．１ｇ（１ｍｍｏｌ）、ナトリウム－ｔｅｒｔ－ブトキシド３ｇ（３２ｍｍｏｌ）、ビス（ジフェニルホスフィノ）－１，１’－ビナフチル０．２ｇ（１ｍｍｏｌ）、トルエン４５ｍＬを入れて２４時間還流撹拌する。反応終了後に濾過して濾液を濃縮し、カラムクロマトグラフィーで分離して＜中間体１－ｃ＞５．２ｇを得た。（収率８２％）
合成例１－４．＜中間体１－ｄ＞の合成
＜１－ｄ＞
５００ｍＬ反応器に＜中間体１－ｂ＞２０ｇ（９８ｍｍｏｌ）、＜中間体１－ｃ＞１８．４ｇ（９８ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム０．５ｇ（２ｍｍｏｌ）、ナトリウム－ｔｅｒｔ－ブトキシド１８．９ｇ（１９６ｍｍｏｌ）、トリ－ｔｅｒｔ－ブチルホスフィン０．８ｇ（４ｍｍｏｌ）、トルエン２００ｍＬを入れて５時間還流撹拌する。反応終了後に濾過し、濾液を濃縮してカラムクロマトグラフィーで分離して＜中間体１－ｄ＞２２ｇを得た。（収率７５％）
合成例１－５．＜中間体１－ｅ＞の合成
＜１－ｅ＞
合成例１－４において＜中間体１－ｂ＞と＜中間体１－ｃ＞の代わりに＜中間体１－ｄ＞とジフェニルアミンを使用した以外は同一の方法で合成して＜中間体１－ｅ＞１８．５ｇを得た。（収率７４．１％）
合成例１－６．＜化合物１＞の合成
＜１＞
３００ｍＬ反応器に＜中間体１－ｅ＞１８．５ｇ（２３ｍｍｏｌ）、ｔｅｒｔ－ブチルベンゼン１９０ｍＬを入れる。－７８℃でｔｅｒｔ－ブチルリチウム４２．５ｍＬ（１１５ｍｍｏｌ）を滴加する。滴加後に６０℃で３時間撹拌する。その後、６０℃で窒素を吹き付けてペンタンを除去する。－７８℃で三臭化ボロン１１．３ｇ（４６ｍｍｏｌ）を滴加する。滴加後に常温で２時間撹拌し、０℃でＮ，Ｎ－ジイソプロピルエチルアミン５．９ｇ（４６ｍｍｏｌ）を滴加する。滴加後に１２０℃で２時間撹拌する。反応終了後に常温で酢酸ナトリウム水溶液を入れて撹拌する。酢酸エチルで抽出して有機層を濃縮し、カラムクロマトグラフィーで分離して＜化合物１＞３．４ｇを得た。（収率１５．７％）
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合成例２．化合物１９の合成
合成例２－１．＜中間体２－ａ＞の合成
＜２－ａ＞
１Ｌ反応器に１－ブロモ－３－ヨードベンゼン５０ｇ（１７７ｍｍｏｌ）、アニリン３６．２ｇ（３８９ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム１．６ｇ（７ｍｍｏｌ）、ナトリウム－ｔｅｒｔ－ブトキシド５１ｇ（５３０ｍｍｏｌ）、ビス（ジフェニルホスフィノ）－１，１’－ビナフチル４．４ｇ（７ｍｍｏｌ）、トルエン５００ｍＬを入れて２４時間還流撹拌する。反応終了後に濾過して濾液を濃縮する。カラムクロマトグラフィーで分離して＜中間体２－ａ＞４２．５ｇを得た。（収率５０％）
合成例２－２．＜中間体２－ｂ＞の合成
＜２－ｂ＞
２５０ｍＬ反応器に＜中間体２－ａ＞１１ｇ（４２ｍｍｏｌ）、＜中間体１－ｂ＞２０ｇ（１０１ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム１ｇ（２ｍｍｏｌ）、ナトリウム－ｔｅｒｔ－ブトキシド１２．２ｇ（１２７ｍｍｏｌ）、トリ－ｔｅｒｔ－ブチルホスフィン０．７ｇ（３ｍｍｏｌ）、トルエン１５０ｍＬを入れて５時間還流撹拌する。反応終了後に濾過して濾液を濃縮する。カラムクロマトグラフィーで分離して＜中間体２－ｂ＞１１ｇを得た。（収率６５％）
合成例２－３．＜化合物１９＞の合成
＜１９＞
合成例１－６において＜中間体１－ｅ＞の代わりに＜中間体２－ｂ＞を使用した以外は同一の方法で合成して＜化合物１９＞２．７ｇを得た。（収率１４．７％）
MS (MALDI-TOF) : m/z 736.22 [M+]
合成例３．化学式９７の合成
合成例３－１．＜中間体３－ａ＞の合成
＜３－ａ＞
合成例１－３において１－ブロモ－４－ヨードベンゼンとアニリンの代わりに１－ブロモ－２，３－ジクロロ－５－メチルベンゼンと４－ｔｅｒｔブチルアニリンを使用した以外は同一の方法で合成して＜中間体３－ａ＞３５．６ｇを得た。（収率７１．２％）
合成例３－２．＜中間体３－ｂ＞の合成
＜３－ｂ＞
２Ｌ反応器にジフェニルアミン６０．０ｇ（３５５ｍｍｏｌ）、１－ブロモ－３－ヨードベンゼン１００．３ｇ（３５５ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム０．８ｇ（４ｍｍｏｌ）、ザントフォス２ｇ（４ｍｍｏｌ）、ナトリウム－ｔｅｒｔ－ブトキシド６８．２ｇ（７０９ｍｍｏｌ）、トルエン７００ｍＬを入れて２時間還流撹拌する。反応終了後に常温で濾過後に減圧濃縮し、カラムクロマトグラフィーで分離して＜中間体３－ｂ＞９７ｇを得た。（収率９１．２％）
合成例３－３．＜中間体３－ｃ＞の合成
＜３－ｃ＞
合成例１－４において＜中間体１－ｃ＞と＜中間体１－ｂ＞の代わりに＜中間体３－ａ＞と＜中間体３－ｂ＞を使用した以外は同一の方法で合成して＜中間体３－ｃ＞３１ｇを得た。（収率７７．７％）
合成例３－４．＜中間体３－ｄ＞の合成
＜３－ｄ＞
合成例１－３において１－ブロモ－４－ヨードベンゼンとアニリンの代わりに＜中間体１－ｂ＞と４－ｔｅｒｔブチルアニリンを使用した以外は同一の方法で合成して＜中間体３－ｄ＞３１．６ｇを得た。（収率６８．２％）
合成例３－５．＜中間体３－ｅ＞の合成
＜３－ｅ＞
合成例１－４において＜中間体１－ｃ＞と＜中間体１－ｂ＞の代わりに＜中間体３－ｃ＞と＜中間体３－ｄ＞を使用した以外は同一の方法で合成して＜中間体３－ｅ＞２１ｇを得た。（収率６７．７％）
合成例３－６．＜化合物９７＞の合成
＜９７＞
合成例１－６において＜中間体１－ｅ＞の代わりに＜中間体３－ｅ＞を使用した以外は同一の方法で合成して＜化合物９７＞２．４ｇを得た。（収率１５．４％）
MS (MALDI-TOF) : m/z 871.41 [M+]
実施例１～１０：有機発光素子の製造
ＩＴＯガラスの発光面積が２ｍｍ×２ｍｍサイズとなるようにパターニングした後に洗浄した。前記ＩＴＯガラスを真空チャンバーに装着した後、ベース圧力が１×１０-7ｔｏｒｒとなるようにした後、前記ＩＴＯ上にＤＮＴＰＤ（７００Å）、［化学式Ｈ］（２５０Å）の順に成膜した。発光層は、下記に記載のホスト［ＢＨ１］と本発明の化合物（３ｗｔ％）を混合して成膜（２５０Å）し、その後、電子輸送層として［化学式Ｅ－１］及び［化学式Ｅ－２］を１：１の比に３００Å、電子注入層として［化学式Ｅ－１］を５Å、Ａｌ（１０００Å）の順に成膜して有機発光素子を製造した。前記有機発光素子の発光特性は０．４ｍＡで測定した。
［ＤＮＴＰＤ］
［化学式Ｈ］
［化学式Ｅ－１］
［化学式Ｅ－２］
［ＢＨ１］
比較例１～３
上記の実施例１で使用された化合物の代わりに［ＢＤ１］～［ＢＤ３］を使用した以外は同一にして有機発光素子を作製した。前記有機発光素子の発光特性は０．４ｍＡで測定した。前記［ＢＤ１］～［ＢＤ３］の構造は次の通りである。
［ＢＤ１］
［ＢＤ２］
［ＢＤ３］

上記の実施例１～１０及び比較例１～３によって製造された有機発光素子に対して、電圧、輝度、色座標及び寿命を測定し、その結果を下記［表１］に示した。
上記の実施例１～１０から確認できるように、本発明に係るボロン化合物を採用した有機発光素子は、比較例１～３を採用した素子に比べて高い量子効率を示し、特に、顕著に向上した長寿命を有する。
実施例１１～１８：有機発光素子の製造
ＩＴＯガラスの発光面積が２ｍｍ×２ｍｍサイズとなるようにパターニングした後に洗浄した。前記ＩＴＯガラスを真空チャンバーに装着した後、ベース圧力が１×１０-7ｔｏｒｒとなるようにした後、前記ＩＴＯ上に２－ＴＮＡＴＡ（４，４’，４’’－Ｔｒｉｓ［２－ｎａｐｈｔｈｙｌ（ｐｈｅｎｙｌ）ａｍｉｎｏ］ｔｒｉｐｈｅｎｙｌ ａｍｉｎｅ）（７００Å）、正孔輸送層（６００Å）の順に成膜した。発光層は、下記［表２］に記載のホストと本発明の化合物（３ｗｔ％）とを混合して成膜（２００Å）し、その後、電子輸送層として［化学式Ｅ－２］（３００Å）、電子注入層として［化学式Ｅ－１］（１０Å）、ＭｇＡｇ（１２０Å）の順に成膜し、最後にキャッピング層を６００Åの厚さに成膜して有機発光素子を製造した。前記有機発光素子の発光特性は０．４ｍＡで測定した。
比較例４及び５
上記の実施例１１～１８で使用されたキャッピング層としてＡｌｑ３を使用した以外は同一にして有機発光素子を作製した。前記有機発光素子の発光特性は１０ｍＡ／ｃｍ2で測定した。前記［Ａｌｑ３］の構造は次の通りである。
［Ａｌｑ３］
上記の実施例１１～１８から確認できるように、本発明に係る化合物を採用した有機発光素子、特に、本発明に係る有機発光素子は、キャッピング層として［Ａｌｑ３］化合物を使用した素子に比べてより改善された量子効率を示しており、有機発光素子としての利用可能性が高いことが分かる。
本発明に係る多環芳香族誘導体化合物は、素子内の有機層に採用されて高効率及び長寿命の有機発光素子を実現できるので、平板ディスプレイ装置、フレキシブルディスプレイ装置、単色又は白色の平板照明用装置、及び単色又は白色のフレキシブル照明用装置など、様々なディスプレイ及び照明素子に産業的に有用に活用することができる。

Claims (7)

  1. 下記［化学式Ａ－１］で表示される有機発光化合物。
    ［化学式Ａ－１］
    （上記［化学式Ａ－１］において、
    Ｘは、Ｂであり、
    Ｙは、Ｎ－Ｒ１であり、
    Ｙ ３ は、Ｓであり、
    Ｙ１～Ｙ ２ はそれぞれ独立に、ＣＲ２Ｒ ３ であり（複数のＹ及びＹ１～Ｙ ２ は、互いに同一である又は異なる。）、
    前記点線は、Ｙ１～Ｙ ３ の定義によって単一結合又は二重結合を表し、
    Ｚは、ＣＲであり、
    前記Ｒは、水素、重水素、置換又は非置換された炭素数１～３０のアルキル基、置換又は非置換された炭素数６～５０のアリール基、置換又は非置換された炭素数３～３０のシクロアルキル基、置換又は非置換された炭素数２～５０のヘテロアリール基、置換又は非置換された炭素数１～３０のアルコキシ基、置換又は非置換された炭素数６～３０のアリールオキシ基、置換又は非置換された炭素数１～３０のアルキルチオキシ基、置換又は非置換された炭素数５～３０のアリールチオキシ基、置換又は非置換された炭素数１～３０のアルキルアミン基、置換又は非置換された炭素数５～３０のアリールアミン基、置換又は非置換された炭素数１～３０のアルキルシリル基、置換又は非置換された炭素数５～３０のアリールシリル基、ニトロ基、シアノ基及びハロゲン基から選ばれるいずれか一つであり（複数のＺ及びＲは、互いに同一である又は異なる。）、
    複数の前記Ｒは、互いに結合するか、或いは隣接した置換基と連結されて、脂環族又は芳香族の単環又は多環を形成可能であり、前記形成された脂環族又は芳香族環の単環又は多環の炭素原子は、Ｎ、Ｓ及びＯから選ばれるいずれか一つ以上のヘテロ原子で置換可能であり、
    前記Ｒ１、前記Ｒ２及び前記Ｒ３のうち前記Ｒ１のみが、隣接した置換基と連結されて脂環族又は芳香族の単環又は多環をさらに形成可能であり、複数の前記Ｒと結合して脂環族又は芳香族の単環又は多環をさらに形成可能である。）
  2. 上記［化学式Ａ－１］は、下記化合物から選ばれるいずれか一つであることを特徴とする、請求項１に記載の有機発光化合物。


  3. 第１電極、前記第１電極に対向している第２電極、及び前記第１電極と前記第２電極との間に介在された有機層を含み、
    前記有機層が、請求項１に記載の上記［化学式Ａ－１］で表示される化合物を１種以上含む、有機発光素子。
  4. 前記有機層は、電子注入層、電子輸送層、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、正孔阻止層及び発光層のいずれか１層以上を含み、
    前記いずれか１層以上が、上記［化学式Ａ－１］で表示される有機発光化合物を含むことを特徴とする、請求項３に記載の有機発光素子。
  5. 前記第１電極と前記第２電極との間に介在された前記有機層が発光層を含み、前記発光層はホスト及びドーパントからなり、上記［化学式Ａ－１］で表示される前記化合物がドーパントとして用いられることを特徴とする、請求項３に記載の有機発光素子。
  6. 前記発光層は、下記化学式Ｃで表されるアントラセン誘導体をホスト化合物として含むことを特徴とする、請求項５に記載の有機発光素子。
    (前記化学式Ｃにおいて、
    Ｒ２１～Ｒ２８は、それぞれ、同一又は異なっており、前記請求項１に記載の上記[化学式Ａ－１]のＲ１～Ｒ３で定義されたものと同一であり、
    Ａｒ９及びＡｒ１０は、それぞれ、互いに同一又は異なっており、互いに独立して、水素、重水素、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６～５０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、置換もしくは非置換の炭素数２～５０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２～３０のヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６～３０のアリールオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルチオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６～３０のアリールチオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルアミン基、置換もしくは非置換の炭素数６～３０のアリールアミン基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルシリル基、及び置換もしくは非置換の炭素数６～３０のアリールシリル基から選択されるいずれか１つであり、
    Ｌ１３は、単結合であるか、または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリーレン基、及び置換もしくは非置換の炭素数２～２０のヘテロアリーレン基から選択されるいずれか１つであり、
    ｋは、１～３の整数であり、前記ｋが２以上である場合に、それぞれのＬ１３は互いに同一又は異なっている。）
  7. 前記有機発光素子は、平板ディスプレイ装置、フレキシブルディスプレイ装置、単色又は白色の平板照明用装置、及び単色又は白色のフレキシブル照明用装置から選択されるいずれか１つに使用されることを特徴とする、請求項３に記載の有機発光素子。
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