JP2011051985A

JP2011051985A - ヘテロ環化合物及び有機発光素子

Info

Publication number: JP2011051985A
Application number: JP2010193061A
Authority: JP
Inventors: Yoon-Hyun Kwak; 允鉉郭; ▲晢▼ 煥 ▲黄▼; Seck-Hwan Hwang; Young-Kook Kim; 榮國金; 惠珍 ▲鄭▼; Hye-Jin Jung; Jong-Hyuk Lee; 鍾赫李; Jin-O Lim; 珍 ▲娯▼ 林
Original assignee: Samsung Mobile Display Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2011-03-17
Anticipated expiration: 2030-08-31
Also published as: JP5216823B2; KR101193182B1; EP2301920B1; CN102001988B; CN102001988A; EP2301920A1; US8431241B2; US20110049486A1; KR20110024532A

Abstract

【課題】ヘテロ環化合物及び有機発光素子の提供。
【解決手段】下記化学式１で表示されるヘテロ環化合物及びこれを含む有機膜を備える有機発光素子：

上記化学式１で、Ｒ_１ないしＲ_１１はそれぞれ独立して、水素原子、重水素原子、Ｃ_１−Ｃ_５０アルキル基、Ｃ_３−Ｃ_５０シクロアルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５０アルコキシ基、Ｃ_５−Ｃ_５０アリールオキシ基、Ｃ_５−Ｃ_５０アリールチオ基、Ｃ_５−Ｃ_６０アリール基、Ｃ_５−Ｃ_５０アリール基で置換されたアミノ基、Ｃ_４−Ｃ_６０ヘテロアリール基、Ｃ_６−Ｃ_６０縮合多環基、ハロゲン原子、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を示し、Ｒ_１ないしＲ_１１は、隣接する置換基の１組が互いに結合し、芳香環を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヘテロ環化合物及びこれを含む有機膜を備える有機発光素子に関する。

有機発光素子は、自発光型表示素子であり、視野角が広く、コントラストにすぐれるだけではなく、応答時間が速いという長所を有しているために、大きな注目を集めている。

このような有機発光素子の種類は、発光層に無機化合物を使用する無機発光素子と、有機化合物を使用する有機電界発光（ＥＬ）素子とに大別される。このうち、特に有機電界発光素子は、無機発光素子に比べて、輝度、駆動電圧及び応答速度特性にすぐれ、かつ多色化が可能であるという点で、多くの研究がなされている。

有機発光素子は、一般的に、アノード／有機発光層／カソードの積層構造を有する。アノードと発光層との間に正孔注入層及び／または正孔輸送層をさらに積層してもよく、及び／または発光層とカソードとの間に電子注入層をさらに積層してもよい。例えば、アノード／正孔輸送層／有機発光層／カソードの構造、アノード／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／カソードの構造などを有する。

このうち、有機発光層の材料として、アントラセン誘導体などが使われうるが、従来の有機発光材料を含む有機発光素子は、寿命、効率及び消費電力特性で満足すべきレベルに至っておらず、改善の余地が多い。

特開平０４−２５１３６号公報

本発明は、改善された電気的特性、電荷輸送能及び発光能を有するヘテロ環化合物を提供することを目的とする。

本発明はまた、上記ヘテロ環化合物を含む有機膜を備える有機発光素子を提供することを目的とする。

本発明はまた、上記有機発光素子を備える平板表示装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面によって、下記化学式１で表示されるヘテロ環化合物が提供される：

前記化学式１で、Ｒ_１ないしＲ_１１はそれぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換または非置換のＣ_１−Ｃ_５０アルキル基、置換または非置換のＣ_３−Ｃ_５０シクロアルキル基、置換または非置換のＣ_１−Ｃ_５０アルコキシ基、置換または非置換のＣ_５−Ｃ_５０アリールオキシ基、置換または非置換のＣ_５−Ｃ_５０アリールチオ基、置換または非置換のＣ_５−Ｃ_６０アリール基、Ｃ_５−Ｃ_５０アリール基で置換されたアミノ基、置換または非置換のＣ_４−Ｃ_６０ヘテロアリール基、置換または非置換のＣ_６−Ｃ_６０縮合多環基、ハロゲン原子、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を示し、
Ｒ_１ないしＲ_１１は、隣接する置換基の１組が互いに結合し、芳香環を形成する。

本発明の一構成によれば、前記Ｒ_１は、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基及びフルオレニル基から選択される非置換の一環ないし三環のアリール基またはカルバゾリル基；またはＣ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミン基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン原子で置換された、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基及びフルオレニル基から選択される一環ないし三環のアリール基またはカルバゾリル基でありうる。

本発明の一構成によれば、前記Ｒ_７は、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基及びフルオレニル基から選択される非置換の一環ないし三環のアリール基またはカルバゾリル基；非置換のＣ_１２−Ｃ_５０アリールアミン基；Ｃ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミン基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン原子で置換された、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基及びフルオレニル基から選択される一環ないし三環のアリール基またはカルバゾリル基；またはＣ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミン基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン原子で置換された、Ｃ_１２−Ｃ_５０アリールアミン基でありうる。

本発明の一構成によれば、前記Ｒ_２またはＲ_３はそれぞれ独立して、メチル基またはフェニル基でありうる。

本発明の一構成によれば、前記Ｒ_５またはＲ_１０はそれぞれ独立して、ｔ−ブチル基、フェニル基、ナフチル基またはフルオレニル基でありうる。

本発明の一構成によれば、前記化学式１で表示されるヘテロ環化合物は、下記化合物のうちから選択される一つでありうる：

本発明の他の側面によって、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に介在された有機膜とを備える有機発光素子であって、前記有機膜が上記ヘテロ環化合物を含む、有機発光素子を提供する。

本発明の一構成によれば、前記有機膜が電子注入層または電子輸送層を含むことができる。

本発明の一構成によれば、前記有機膜が電子注入機能及び電子輸送機能を共に有する単一膜を含むことができる。

本発明の一構成によれば、前記有機膜が発光層を含むことができる。

本発明の一構成によれば、前記有機膜が発光層を含み、前記発光層が前記ヘテロ環化合物を蛍光またはリン光のホストとして使うことができる。

本発明の一構成によれば、前記有機膜が発光層を含み、前記発光層が前記ヘテロ環化合物をドーパントとして使うことができる。

本発明の一構成によれば、前記有機膜が、発光層、電子注入層または電子輸送層を含み、前記発光層は、アントラセン化合物を含むことができる。

本発明の一構成によれば、前記有機膜が、発光層、電子注入層または電子輸送層を含み、前記発光層は、アリールアミン化合物を含むことができる。

本発明の一構成によれば、前記有機膜が、発光層、電子注入層または電子輸送層を含み、前記発光層は、スチリル化合物を含むことができる。

本発明の一構成によれば、前記有機膜が、発光層、電子注入層または電子輸送層を含み、前記発光層は、リン光化合物を含む赤色発光層、緑色発光層、青色発光層または白色発光層を含むことができる。

本発明の一構成によれば、前記有機膜が、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層ならなる群から選択される１層以上の層を含むことができる。

本発明の一構成によれば、第１電極／正孔注入層／発光層／第２電極の構造、第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／第２電極の構造、または第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／第２電極の構造を有することができる。

本発明の一構成によれば、１層以上の層が前記ヘテロ環化合物を使用して湿式工程で形成される有機発光素子を提供することができる。

本発明の他の側面によって、上記した有機発光素子を備え、前記有機発光素子の第１電極が薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に連結された、平板表示装置が提供される。

本発明の一実施形態によるヘテロ環化合物は、電気的特性及び電荷輸送能にすぐれ、発光能を有し、かつガラス転移温度が高くて結晶化を防止できる材料であって、赤色、緑色、青色、白色などのほぼあらゆるカラーの蛍光とリン光との素子に適した電子輸送材料として有用であり、さらに緑色、青色、白色の発光材料としても有用である。また、これを利用して、高効率、低電圧、高輝度、長寿命の有機発光素子を製作できる。

本発明の一実施形態による有機発光素子の構造を示した図である。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態にのみ限定されない。

本発明の一実施形態によるヘテロ環化合物は、下記化学式１で表示されることができる：

上記化学式１で、Ｒ_１ないしＲ_１１はそれぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換または非置換のＣ_１−Ｃ_５０アルキル基、置換または非置換のＣ_３−Ｃ_５０シクロアルキル基、置換または非置換のＣ_１−Ｃ_５０アルコキシ基、置換または非置換のＣ_５−Ｃ_５０アリールオキシ基、置換または非置換のＣ_５−Ｃ_５０アリールチオ基、置換または非置換のＣ_５−Ｃ_６０アリール基、Ｃ_５−Ｃ_５０アリール基で置換されたアミノ基、置換または非置換のＣ_４−Ｃ_６０ヘテロアリール基、置換または非置換のＣ_６−Ｃ_６０縮合多環基、ハロゲン原子、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を示し、
Ｒ_１ないしＲ_１１は、隣接する置換基の１組が互いに結合し、芳香環を形成する。

有機発光層の材料として、アントラセン誘導体がよく知られている。例えば、既知のフェニルアントラセンの二量体または三量体の化合物を使用した有機発光素子が知られているが、このような化合物を利用した素子は、共役系を介して連結されたアントラセンを２個または３個含んでいるために、エネルギーギャップが小さくなり、青色発光の色純度が落ちるという問題点がある。また、このような化合物は、酸化されやすいという弱点があり、不純物が生じやすく、精製面で困難であるという点がある。

このような問題点を克服するために、アントラセン部分の１，９−位置がナフタレンに置換されたアントラセン化合物や、フェニル基のｍ−位置にアリール基が置換されたジフェニルアントラセン化合物を利用した有機発光素子が知られているが、発光効率が低いという短所がある。

他の既知の化合物として、ナフタレン置換されたモノアントラセン誘導体を使用した有機発光素子が知られているが、発光効率が１ｃｄ／Ａほどと低く、実用的でない。

さらに他の既知の化合物として、フェニルアントラセン構造を有し、ｍ−位置がアリール基で置換された化合物を使用した有機発光素子が知られているが、このような化合物は、耐熱性はすぐれているが、発光効率特性が２ｃｄ／Ａほどと低く、満足すべきレベルに至っておらず、改善の余地が多い。

本発明の一実施形態による上記化学式１のヘテロ環化合物は、有機発光素子用の発光材料、電子輸送層の材料、及び／または電子注入層の材料としての機能を有する。また、化学式１のヘテロ環化合物は、分子内へのヘテロ環の導入により、ガラス転移温度（Ｔｇ）や融点が高い。従って、発光時における有機膜内、有機膜間、ないしは有機膜と金属電極との間で発生するジュール熱に対する耐熱性を有し、高温環境下での耐性が向上する。

アントラセン基及びインドール基が化学式１のように結合された化合物を利用して製造された有機発光素子は、保存時及び駆動時の耐久性が強い。また、フルオレン基などの置換基の導入によって、フィルム状の分子膜の状態が改善され、有機発光素子の特性を向上させるという長所がある。

上記化学式１のヘテロ環化合物の置換基について、さらに詳細に説明する。

上記化学式１で、Ｒ_１は、例えばフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基及びフルオレニル基から選択される非置換の一環ないし三環のアリール基またはカルバゾリル基；またはＣ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミン基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン原子で置換された、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基及びフルオレニル基から選択される一環ないし三環のアリール基またはカルバゾリル基でありうる。

上記化学式１で、Ｒ_７は、例えばフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基及びフルオレニル基から選択される非置換の一環ないし三環のアリール基またはカルバゾリル基；非置換のＣ_１２−Ｃ_５０アリールアミン基；Ｃ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミン基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン原子で置換された、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基及びフルオレニル基から選択される一環ないし三環のアリール基またはカルバゾリル基；またはＣ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミン基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン原子で置換された、Ｃ_１２−Ｃ_５０アリールアミン基でありうる。

上記化学式１で、Ｒ_２またはＲ_３は、例えばそれぞれ独立的に、メチル基またはフェニル基でありうる。

上記化学式１で、Ｒ_５またはＲ_１０は、例えばそれぞれ独立的に、ｔ−ブチル基、フェニル基、ナフチル基またはフルオレニル基でありうる。

以下、本発明の化学式１で使われた基について説明する。

上記化学式１で、非置換のＣ_１−Ｃ_５０アルキル基は、直鎖型及び分枝型であって、その非制限的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ペンチル基、ｉｓｏ−アミル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノナニル基、ドデシル基などを挙げることができ、上記アルキル基のうち一つ以上の水素原子は、重水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸、Ｃ_１−Ｃ_１０アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_１０アルコキシ基、Ｃ_２−Ｃ_１０アルケニル基、Ｃ_２−Ｃ_１０アルキニル基、Ｃ_６−Ｃ_１６アリール基、またはＣ_４−Ｃ_１６ヘテロアリール基で置換されうる。

上記化学式１で、非置換のＣ_３−Ｃ_５０シクロアルキル基は、Ｃ_３−Ｃ_５０環状アルキル基を意味し、上記シクロアルキル基のうち一つ以上の水素原子は、前述のＣ_１−Ｃ_５０アルキル基の置換基と同一の置換基で置換可能である。

上記化学式１で、非置換のＣ_１−Ｃ_５０アルコキシ基は、−ＯＡ（ここでＡは、上記した非置換のＣ_１−Ｃ_５０アルキル基である）の構造を有する基であり、その非制限的な例として、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基などを挙げることができる。それらアルコキシ基のうち、少なくとも一つ以上の水素原子は、前述のアルキル基の場合と同様な置換基で置換可能である。

上記化学式１で、非置換のＣ_６−Ｃ_６０アリール基は、一つ以上の環を含む炭素環芳香族系を意味し、２以上の環を有する場合、互いに結合されてもよく、または単一結合などを介して連結されてもよい。アリールという用語は、フェニル、ナフチル、アントラセニルのような芳香族系を含む。また、上記アリール基のうち一つ以上の水素原子は、前述のＣ_１−Ｃ_５０アルキル基の置換基と同一の置換基で置換可能である。

置換または非置換のＣ_６−Ｃ_３０アリール基の例としては、フェニル基、Ｃ_１−Ｃ_１０アルキルフェニル基（例えば、エチルフェニル基）、ハロフェニル基（例えば、ｏ−，ｍ−及びｐ−フルオロフェニル基、ジクロロフェニル基）、シアノフェニル基、ジシアノフェニル基、トリフルオロメトキシフェニル基、ビフェニル基、ハロビフェニル基、シアノビフェニル基、Ｃ_１−Ｃ_１０アルキルビフェニル基、Ｃ_１−Ｃ_１０アルコキシビフェニル基、ｏ−，ｍ−及びｐ−トリル基、ｏ−，ｍ−及びｐ−クメニル基、メシチル基、フェノキシフェニル基、（α，α−ジメチルベンゼン）フェニル基、（Ｎ，Ｎ’−ジメチル）アミノフェニル基、（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル）アミノフェニル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、ハロナフチル基（例えば、フルオロナフチル基）、Ｃ_１−Ｃ_１０アルキルナフチル基（例えば、メチルナフチル基）、Ｃ_１−Ｃ_１０アルコキシナフチル基（例えば、メトキシナフチル基）、シアノナフチル基、アントラセニル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、アセナフチレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントラキノリル基、メチルアントリル基、フェナントリル基、トリフェニレン基、ピレニル基、クリセニル基、エチル−クリセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、クロロペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネリル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピレントレニル基、オバレニル基などを挙げることができるが、これに限定されない。

上記化学式１で、非置換のＣ_４−Ｃ_６０ヘテロアリール基は、Ｎ、Ｏ、Ｐ及びＳのうちから選択される１、２または３個のヘテロ原子を含み、２以上の環を有する場合、それらは互いに結合されてもよく、単一結合などを介して連結されてもよい。非置換のＣ_４−Ｃ_６０ヘテロアリール基の例としては、ピラゾリル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、オキサジアゾリル基、ピリジニル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、カルバゾリル基、インドリル基、キノリニル基、イソキノリニル基などを挙げることができるが、これに限定されない。また、上記ヘテロアリール基のうち一つ以上の水素原子は、前述のＣ_１−Ｃ_５０アルキル基の置換基と同一の置換基で置換可能である。

上記化学式１で、非置換のＣ_５−Ｃ_５０アリールオキシ基は、−ＯＡ_１で表示される基であり、このときＡ_１は、上記したＣ_５−Ｃ_６０アリール基でありうる。上記アリールオキシ基の例としては、フェノキシ基などを挙げることができる。上記アリールオキシ基のうち一つ以上の水素原子は、前述のＣ_１−Ｃ_５０アルキル基の置換基と同一の置換基で置換可能である。

上記化学式１で、非置換のＣ_５−Ｃ_５０アリールチオ基は、−ＳＡ_１で表示される基であり、このときＡ_１は、上記したＣ_５−Ｃ_６０アリール基でありうる。上記アリールチオ基の例としては、フェニルチオ基、ナフチルチオ基、あるいはフルオレニルチオ基などを挙げることができる。上記アリールチオ基のうち一つ以上の水素原子は、前述のＣ_１−Ｃ_５０アルキル基の置換基と同一の置換基で置換可能である。

上記化学式１で、非置換のＣ_６−Ｃ_６０縮合多環基は、一つ以上の芳香環及び／または一つ以上の非芳香環が互いに結合された２以上の環を含む置換基を指すものであり、上記したアリール基またはヘテロアリール基の例のうちいくつかは、上記縮合多環基に含まれうる。

以下、本発明の化学式１で表示される化合物の具体的な例として、下記化合物１ないし９５を挙げることができる。しかし、本発明の化学式１で表示される化合物は、それら化合物のみに限定されない。

本発明の一実施形態をよる有機発光素子は、第１電極と、第２電極と、第１電極と第２電極との間に介在された有機膜とを備え、有機膜が上記した化学式１で表示されるヘテロ環化合物を含む。

上記化学式１で表示されるヘテロ環化合物を含む有機膜は、電子注入層、電子輸送層、または電子注入機能及び電子輸送機能を共に有する単一膜でありうる。または、上記化学式１で表示されるヘテロ環化合物を含む有機膜は、発光層でもありうる。上記有機膜が発光層である場合、上記化学式１で表示されるヘテロ環化合物は、蛍光またはリン光のホストとして使用されてもよく、またはドーパントとして使用されてもよい。

本発明の一実施形態による上記有機発光素子の発光層、電子注入層または電子輸送層が、上記ヘテロ環化合物を含む場合、上記発光層は、既知のアントラセン化合物、アリールアミン化合物またはスチリル化合物を含むことができ、上記アントラセン化合物、アリールアミン化合物またはスチリル化合物は、非置換であってもよく、または前述のＣ_１−Ｃ_５０アルキル基の置換基と同一の置換基で置換可能である。

本発明の一実施形態による有機発光素子の電子注入層または電子輸送層が、上記ヘテロ環化合物を含む場合、発光層が赤色発光層、緑色発光層、青色発光層または白色発光層を含み、これらの赤色発光層、緑色発光層、青色発光層及び白色発光層のうち少なくとも１つが既知のリン光化合物を含むことができる。

一方、上記第１電極をアノードとし、第２電極をカソードとしてもよいが、これと反対の場合ももちろん可能である。

上記した有機発光素子は、必要によって、上記有機膜は、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層のうち、１層以上の層をさらに備えることができ、必要によっては、上記有機膜の各層を２層で形成することも可能である。

例えば、本発明の一実施形態による有機発光素子は、第１電極／正孔注入層／発光層／第２電極の構造、第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／第２電極の構造、または第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／第２電極の構造を有することができる。または、上記有機発光素子は、第１電極／正孔注入機能及び正孔輸送機能を共に有する単一膜／発光層／電子輸送層／第２電極の構造、または第１電極／正孔注入機能及び正孔輸送機能を共に有する単一膜／発光層／電子輸送層／電子注入層／第２電極の構造を有することができる。

本発明の一実施形態による有機発光素子は、前面発光型、背面発光型など、多様な構造に適用可能である。

以下、本発明による有機発光素子の製造方法について、図１に示された有機発光素子を参照して説明する。図１の有機発光素子は、基板（不図示）、第１電極（例えば、アノード）、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層及び第２電極（例えば、カソード）を備える。

まず、基板上部に、大きい仕事関数を有する第１電極用物質を、蒸着法またはスパッタリング法などによって形成し、第１電極を形成する。上記第１電極は、アノードであってもよいが、カソードでもよい。ここで、基板としては、一般的な有機発光素子で使われる基板を使用することができ、例えば、機械的強度、熱的安定性、透明性、表面平滑性、取扱容易性及び防水性にすぐれるガラス基板または透明プラスチック基板が望ましい。第１電極用物質としては、伝導性にすぐれる酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、マグネシウム（Ｍｇ）などを利用でき、透明電極または反射電極として形成されうる。

次に、上記第１電極の上部に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ（ラングミュア−ブロジェット）法のような多様な方法を利用し、正孔注入層（ＨＩＬ）を形成できる。

真空蒸着法によって正孔注入層を形成する場合、その蒸着条件は、正孔注入層の材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層の構造及び熱的特性などによって異なるが、一般的に、蒸着温度１００ないし５００℃、真空度１０^−８ないし１０^−３ｔｏｒｒ、蒸着速度０．０１ないし１００Å／ｓｅｃの範囲で適切に選択することが望ましい。

スピンコーティング法によって正孔注入層を形成する場合、そのコーティング条件は、正孔注入層の材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層の構造及び熱的特性によって異なるが、約２，０００ｒｐｍないし５，０００ｒｐｍのコーティング速度で、コーティング後の溶媒除去のための熱処理温度を約８０℃ないし２００℃の温度範囲で適切に選択することが望ましい。

上記正孔注入層物質としては、上記した化学式１で表示されるヘテロ環化合物を利用できる。または、既知の正孔注入材料を使用することもでき、例えば、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、４，４’，４”−トリス｛Ｎ，Ｎジフェニルアミノ｝トリフェニルアミン（ＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（２−ＴＮＡＴＡ）、ポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸（Ｐａｎｉ／ＤＢＳＡ）、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）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／カンファースルホン酸（Ｐａｎｉ／ＣＳＡ）またはポリアニリン／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＡＮＩ／ＰＳＳ）などを使用できるが、これらに限定されない。

上記正孔注入層の厚みは、約１００Åないし１０，０００Å、望ましくは、１００Åないし１，０００Åでありうる。上記正孔注入層の厚みがこの範囲を満足する場合、駆動電圧の上昇なしに、優秀な正孔注入特性を得ることができる。

次に、上記正孔注入層の上部に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような多様な方法を利用し、正孔輸送層（ＨＴＬ）を形成できる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって正孔輸送層を形成する場合、その蒸着条件及びコーティング条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲で選択される。

上記正孔輸送層物質は、上記した化学式１で表示されるヘテロ環化合物でありうる。または、既知の正孔輸送層物質を利用することもでき、例えば、Ｎ−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾールなどのカルバゾール誘導体、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、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）などの芳香族縮合環を有するアミン誘導体などを使用できるが、これに限定されない。

上記正孔輸送層の厚みは、約５０Åないし１，０００Å、望ましくは、１００Åないし６００Åでありうる。上記正孔輸送層の厚みがこの範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優秀な正孔輸送特性を得ることができる。

次に、上記正孔輸送層の上部に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような方法を利用し、発光層（ＥＭＬ）を形成できる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって発光層を形成する場合、その蒸着条件及びコーティング条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲で選択される。

上記発光層は、上記した化学式１で表示されるヘテロ環化合物を含むことができる。例えば、化学式１で表示されるヘテロ環化合物は、ホストまたはドーパントとして使用することができる。上記化学式１で表示されるヘテロ環化合物以外に、発光層は、既知の多様な発光物質を利用して形成できるが、既知のホスト及び既知のドーパントを利用して形成することもできる。既知のドーパントの場合、既知の蛍光ドーパント及び既知のリン光ドーパントをいずれも使用できる。

例えば、ホストとしてはトリス（８−キノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ）、またはジスチリルアリーレン（ＤＳＡ）などを使用できるが、これらに限定されない。

一方、既知の赤色ドーパントとして、ＰｔＯＥＰ、Ｉｒ（ｐｉｑ）_３、Ｂｔｐ_２Ｉｒ（ａｃａｃ）、４−（ジシアノメチレン）−２−ｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＪＴＢ）などを利用できるが、これらに限定されない。

また、既知の緑色ドーパントとして、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３（ｐｐｙ＝フェニルピリジン）、Ｉｒ（ｐｐｙ）_２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（ｍｐｙｐ）_３、Ｃ５４５Ｔ（イーストマン・コダック社製）などを利用できるが、これらに限定されない。

一方、既知の青色ドーパントとして、Ｆ_２Ｉｒｐｉｃ、（Ｆ_２ｐｐｙ）_２Ｉｒ（ｔｍｄ）、Ｉｒ（ｄｆｐｐｚ）_３、ｔｅｒ−フルオレン、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−ｔ−ブチルペリレン（ＴＢＰ）などを利用できるが、これらに限定されない。

上記ドーパントの含有量は、発光層の形成材料１００質量部（すなわち、ホストとドーパントとの総質量は、１００質量部である）を基準として、０．１ないし２０質量部、特に０．５〜１２質量部であることが望ましい。ドーパントの含有量がこの範囲を満足するならば、濃度消光現象を実質的に防止することができる。

上記発光層の厚みは、約１００Åないし１，０００Å、望ましくは、２００Åないし６００Åでありうる。上記発光層の厚みがこの範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優秀な発光特性を得ることができる。

発光層がリン光ドーパントを含む場合、三重項励起子または正孔が電子輸送層に拡散する現象を防止するために、正孔阻止層（ＨＢＬ）を発光層の上部に形成できる（図１には図示せず）。このとき、使用できる正孔阻止層物質は、特別に制限されるものではなく、既知の正孔阻止層物質のうちから任意に選択して利用できる。例えば、オキサジアゾール誘導体やトリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ビス（２−メチル−８−キノリラート）−（ｐ−フェニルフェノラート）−アルミニウム（ＢＡｌｑ）、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）などを利用できるが、これに限定されない。

上記正孔阻止層の厚みは、約５０Åないし１，０００Å、望ましくは、１００Åないし３００Åでありうる。上記正孔阻止層の厚みが５０Å未満である場合、正孔阻止特性が低下し、上記正孔阻止層の厚みが１，０００Åを超える場合、駆動電圧が上昇しうるためである。

次に、電子輸送層（ＥＴＬ）を真空蒸着法、またはスピンコーティング法、キャスト法などの多様な方法を利用して形成する。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって電子輸送層を形成する場合、その条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲で選択される。

上記電子輸送層物質は、上記した化学式１で表示されるヘテロ環化合物でありうる。または、既知の電子輸送層の形成材料のうちから任意に選択されうる。例えば、その例としては、Ａｌｑ３、ＢＡｌｑのようなキノリン誘導体、１，２，４−トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）のような既知の材料を使用することができるが、これらに限定されない。

上記電子輸送層の厚みは、約１００Åないし１，０００Å、望ましくは、１００Åないし５００Åでありうる。上記電子輸送層の厚みがこの範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優秀な電子輸送特性を得ることができる。

また、電子輸送層の上部に、カソードから電子の注入を容易にする機能を有する物質である電子注入層（ＥＩＬ）が積層されうる。

電子注入層としては、上記した化学式１で表示されるヘテロ環化合物でありうる。または、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ_２Ｏ、ＢａＯのような電子注入層の形成材料として既知の任意の物質を利用できる。上記電子注入層の蒸着条件及びコーティング条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲で選択される。

上記電子注入層の厚みは、約１Åないし１００Å、望ましくは、５Åないし９０Åでありうる。上記電子注入層の厚みがこの範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優秀な電子注入特性を得ることができる。

最後に、電子注入層の上部に、真空蒸着法やスパッタリング法などの方法を利用し、第２電極を形成できる。上記第２電極は、カソードであってもよいが、アノードでもよい。上記第２電極形成用物質としては、小さい仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物及びそれらの混合物を使用できる。具体的な例としては、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）などを挙げることができる。また、前面発光素子を得るために、ＩＴＯ、ＩＺＯを使用した透明カソードを使用することもできる。

本発明による有機発光素子は、多様な形態の平板表示装置、例えばパッシブマトリックス有機発光表示装置及びアクティブマトリックス有機発光表示装置に使用することができる。特に、アクティブマトリックス有機発光表示装置に使用する場合、基板側に備わった第１電極は画素電極であって、薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に連結されうる。また、上記有機発光素子は、両面に画面を表示できる平板表示装置に使用することができる。

また、本発明の一実施形態による有機発光素子の１層以上の層は、上記化学式１のヘテロ環化合物を使用して蒸着方法で形成されてもよく、または化学式１のヘテロ環化合物の溶液をコーティングする湿式方法で形成されてもよい。

以下、本発明について、上記した化合物１１、２９、４３、５６、７４及び８２の望ましい合成例及び実施例を挙げて具体的に例示するが、本発明は、下記の実施例にのみ限定されない。

（合成例：化合物１１の合成）

２−ブロモ−９，９−ジメチルフルオレンを２７．３ｇ（１００．０ｍｍｏｌ）、アニリンを１１．２ｇ（１２０．０ｍｍｏｌ）、ＮａＯｔ−Ｂｕを１４．４ｇ（１５０．０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３を４．５ｇ（５．０ｍｍｏｌ）、Ｐｔ−Ｂｕ_３を１．０ｇ（５．０ｍｍｏｌ）の混合物に、トルエン３００ｍＬを加え、窒素雰囲気下、９０℃で５時間加熱した。反応混合物を室温に冷やした後、水１００ｍＬを加えて塩化メチレン３００ｍＬで二回抽出した。有機膜を乾燥、濾過、濃縮させ、カラム・クロマトグラフィを利用し、中間体１をクリーム色固体で得た（２０．１ｇ、収率７８％）。

このように得られた中間体１（１４．３ｇ、５０．０ｍｍｏｌ）、４−ブロモヨードベンゼン（２８．３ｇ、１００．０ｍｍｏｌ）、ＮａＯｔ−Ｂｕ（７．２ｇ、７５．０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３（２．３ｇ、２．５ｍｍｏｌ）、Ｐｔ−Ｂｕ_３（０．５ｇ、２．５ｍｍｏｌ）の混合物に、トルエン１５０ｍＬを加え、窒素雰囲気下、９０℃で５時間加熱した。反応混合物を室温に冷やした後、水５０ｍＬを加えて塩化メチレン２００ｍＬで二回抽出した。有機膜を乾燥、濾過、濃縮させ、カラム・クロマトグラフィを利用し、中間体２をクリーム色固体で得た（１３．６ｇ、収率６２％）。化合物の構造は、ＨＲ−ＭＳ（高分解能質量分析法）を利用して確認した。
計算値；４３９．０９３６、実測値；４３９．０９２３

２−ブロモ−９，９’−ジ−ｔ−ブチルアントラセン（３７．０ｇ、１００．０ｍｍｏｌ）、ベンゾフェノンヒドラゾン（２０．３ｇ、１２０ｍｍｏｌ）、ＮａＯｔ−Ｂｕ（１４．４ｇ、１５０．０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＯＡｃ）_２（１．１ｇ、５．０ｍｍｏｌ）、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（２．４ｇ、５．０ｍｍｏｌ）の混合物に、トルエン３００ｍＬを加え、窒素雰囲気下、９０℃で３時間加熱した。反応混合物を室温に冷やした後、水１００ｍＬを加えて塩化メチレン３００ｍＬで二回抽出した。有機膜を乾燥、濾過、濃縮させ、カラム・クロマトグラフィを利用し、中間体３を黄緑色固体で得た（３９．７ｇ、収率８２％）

このように得られた中間体３（３８．８ｇ、８０．０ｍｍｏｌ）、ｐ−トルエンスルホン酸（３０．４ｇ、１６０．０ｍｍｏｌ）の混合物に、メチルエチルケトン３００ｍＬを加え、窒素雰囲気下、８０℃で１２時間加熱した。反応混合物を室温に冷やした後、反応溶媒を減圧下で濃縮させて水１００ｍＬを加えた後、塩化メチレン２００ｍＬで二回抽出した。有機膜を乾燥、濾過、濃縮させ、カラム・クロマトグラフィを利用し、中間体４を黄褐色固体で得た（１６．９ｇ、収率５８％）。

中間体４（１０．７ｇ、３０．０ｍｍｏｌ）、中間体２（１５．５ｇ、３６ｍｍｏｌ）、ＮａＯｔ−Ｂｕ４．３ｇ（４５．０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３（１．４ｇ、１．５ｍｍｏｌ）、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（０．７２ｇ、１．５ｍｍｏｌ）の混合物に、トルエン１００ｍＬを加え、窒素雰囲気下、９０℃で６時間加熱した。反応混合物を室温に冷やした後、水３０ｍＬを加えて塩化メチレン２００ｍＬで二回抽出した。有機膜を乾燥、濾過、濃縮させ、カラム・クロマトグラフィを利用して化合物１１を薄緑色固体で得た（１３．３ｇ、収率６２％）。化合物の構造は、ＨＲ−ＭＳとＮＭＲ（核磁気共鳴分析法）とを利用して確認した。

計算値；７１６．４１３０、実測値；７１６．４１２３
^１Ｈ−ＮＭＲ、４００ＭＨｚ、ＣＤ_２Ｃｌ_２：δ７．８８−６．８９（ｍ、２２Ｈ）、δ２．４３（ｓ、３Ｈ）、δ２．３３（ｓ、３Ｈ）、δ１．７３（ｓ、６Ｈ）、δ１．３４（ｓ、９Ｈ）
^１３Ｃ−ＮＭＲ：１４１．３、１４０．３、１３９．２、１３８．８、１３６．９、１３６．０、１３５．７、１３５．１、１３３．４、１３３．１、１３２．６、１３１．２、１３１．０、１３０．６、１３０．２、１２９．６、１２９．１、１２８．６、１２８．４、１２８．０、１２７．６、１２５．３、１２５．５、１２５．１、１２４．８、１２４．５、１２４．３、１２３．９、１２３．３、１２１．９、１２１．１、１２０．６、１１６．５、１１５、４、３８．５、３４．４、３１．３、３０．２、１２．８、１１．５

（合成例：化合物４３の合成）

中間体３の合成方法において、２−ブロモ−９，９’−ジフェニルアントラセン４０．９ｇ（１００．０ｍｍｏｌ）を使用した他は同様の方法で、中間体５を４４．６ｇ（収率８５％）得た。

このように得られた中間体５（４１．９ｇ、８０．０ｍｍｏｌ）、ｐ−トルエンスルホン酸（３０．４ｇ、１６０．０ｍｍｏｌ）、ベンジルフェニルケトン（４０．２ｇ、１６０ｍｍｏｌ）の混合物に、トルエン２００ｍＬとエチルアルコール５０ｍＬとを加え、窒素雰囲気下、１００℃で１２時間加熱した。反応混合物を室温に冷やした後、反応溶媒を減圧下で濃縮させて水１００ｍＬを加えた後、塩化メチレン２００ｍＬで二回抽出した。有機膜を乾燥、濾過、濃縮させ、カラム・クロマトグラフィを利用した後で再結晶させ、中間体６を黄褐色固体で得た（２５．０ｇ、収率６０％）。

化合物１１の合成方法において、中間体６（１５．７ｇ、３０．０ｍｍｏｌ）と３−ヨード−Ｎ−フェニルカルバゾールを使用した他は同様の方法で、化合物４３を得た（１４．２ｇ、収率６２％）。化合物の構造は、ＨＲ−ＭＳとＮＭＲとを利用して確認した。

計算値；７６２．９３５７、実測値；７６２．９３４４
^１Ｈ−ＮＭＲ、４００ＭＨｚ、ＣＤ_２Ｃｌ_２：δ８．１０−７．８４（ｍ、２Ｈ）、δ７．６８−６．８９（ｍ、３６Ｈ）
^１３Ｃ−ＮＭＲ：１４０．３、１４０．０、１３９．１、１３８．８、１３７．９、１３６．８、１３５．７、１３５．１、１３４．４、１３３．８、１３２．６、１３１．０、１３０．６、１３０．０、１２９．６、１２９．０、１２８．２、１２８．０、１２７．２、１２７．０、１２６．３、１２５．５、１２５．１、１２４．８、１２４．５、１２４．３、１２３．９、１２３．３、１２１．９、１２１．１、１２０．６、１２０．１、１１９．６、１１８．５、１１８．３、１１６．５、１１５．４

（合成例：化合物５６の合成）

２，６−ジブロモ−９，９’−ジフェニルアントラセン（４８．８ｇ、１００．０ｍｍｏｌ）、中間体１（８．６ｇ、３０．０ｍｍｏｌ）、ＮａＯｔ−Ｂｕ（４．３ｇ、４５．０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３（１．４ｇ、１．５ｍｍｏｌ）、Ｐｔ−Ｂｕ_３（０．３０ｇ、１．５ｍｍｏｌ）の混合物に、トルエン２００ｍＬを加え、窒素雰囲気下、９０℃で３時間加熱した。反応混合物を室温に冷やした後、水１００ｍＬを加えて塩化メチレン３００ｍＬで二回抽出した。有機膜を乾燥、濾過、濃縮させ、反応せずに残っている２，６−ジブロモ−９，９’−ジフェニルアントラセン２０．５ｇ（４２．０ｍｍｏｌ）を濾過して回収し、カラム・クロマトグラフィを利用し、中間体７を薄黄色固体で得た（９．４ｇ、収率４５％）。

このように得られた中間体７（１３．８ｇ、２０．０ｍｍｏｌ）、ベンゾフェノンヒドラゾン（５．１ｇ、３０ｍｍｏｌ）、ＮａＯｔ−Ｂｕ（２．９ｇ、３０．０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＯＡｃ）_２（１．４ｇ、１．５ｍｍｏｌ）、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（２．４ｇ、１．５ｍｍｏｌ）の混合物に、トルエン８０ｍＬを加え、窒素雰囲気下、９０℃で３時間加熱した。反応混合物を室温に冷やした後、水１００ｍＬを加えて塩化メチレン３００ｍＬで二回抽出した。有機膜を乾燥、濾過、濃縮させ、カラム・クロマトグラフィを利用し、中間体８を黄色固体で得た（１３．７ｇ、収率８５％）。

中間体６の合成方法において、中間体８（１２．１ｇ、０．０１５ｍｍｏｌ）を使用した他は同様の方法で、中間体９を合成した（６．２ｇ、収率５１％）

化合物１１の合成方法において、中間体９（８．１ｇ、１０．０ｍｍｏｌ）と２−ブロモナフタレン（３．１ｇ、１５．０ｍｍｏｌ）とを使用した他は同様の方法で、化合物５６を合成した（６．８ｇ、収率７３％）。化合物の構造は、ＨＲ−ＭＳとＮＭＲとを利用して確認した。

計算値；９３０．３９７４、実測値；９３０．３９７９
^１Ｈ−ＮＭＲ、４００ＭＨｚ、ＣＤ_２Ｃｌ_２：δ７．９８−６．６９（ｍ、４４Ｈ）
^１３Ｃ−ＮＭＲ：１４０．１、１４０．０、１３９．１、１３８．９、１３８．５、１３７．４、１３７．１、１３６．３、１３５．２、１３５．１、１３４．７、１３４．４、１３３．８、１３３．４、１３２．９、１３２．６、１３１．８、１３１．０、１３０．６、１３０．０、１２９．６、１２９．０、１２８．６、１２８．４、１２８．２、１２８．０、１２７．２、１２７．０、１２６．３、１２５．５、１２５．１、１２４．８、１２４．５、１２４．３、１２３．９、１２３．３、１２２．８、１２２．２、１２１．９、１２１．１、１２０．６、１２０．１、１１９．６、１１８．５、１１８．３、１１６．５、１１５．４

（合成例：化合物７４の合成）

中間体３の合成方法において、２−ブロモ−９，９’−ジ−２−ナフチルアントラセン５１．０ｇ（１００．０ｍｍｏｌ）を使用した他は同様の方法で、中間体１０を合成した（４６．９ｇ、収率７５％）。

中間体６の合成方法において、中間体１０（３１．２ｇ、５０．０ｍｍｏｌ）を使用した他は同様の方法で、中間体１１を合成した（１６．５ｇ、収率５４％）。

化合物１１の合成方法において、中間体１１（１２．４ｇ、２０．０ｍｍｏｌ）と２−ブロモナフタレン（６．２ｇ、３０．０ｍｍｏｌ）とを使用した他は同様の方法で、化合物７４を合成した（９．０ｇ、収率６０％）。化合物の構造は、ＨＲ−ＭＳとＮＭＲとを利用して確認した。

計算値；７４７．２９２６、実測値；７４７．２９１５
^１Ｈ−ＮＭＲ、４００ＭＨｚ、ＣＤ_２Ｃｌ_２：δ７．９０−７．０２（ｍ、３７Ｈ）
^１３Ｃ−ＮＭＲ：１４０．４、１４０．２、１３９．７、１３８．９、１３８．３、１３７．６、１３７．５、１３７．３、１３５．２、１３５．１、１３４．７、１３４．４、１３３．７、１３３．３、１３２．９、１３２．３、１３１．８、１３１．５、１３０．７、１３０．０、１２９．３、１２９．０、１２８．６、１２８．４、１２８．２、１２８．０、１２７．６、１２７．０、１２６．３、１２５．５、１２５．１、１２４．８、１２４．５、１２４．３、１２３．９、１２２．８、１２２．２、１２１．９、１２０．６、１１９．６、１１８．５、１１８．３

（合成例：化合物８２の合成）

中間体３の合成方法において、２−ブロモ−９，９’−ジ−９，９−ジメチルフルオレニルアントラセン（６４．１ｇ、１００．０ｍｍｏｌ）を使用した他は同様の方法で、中間体１２を合成した（５９．０ｇ、収率７８％）。

中間体４の合成方法において、中間体１２（５３．０ｇ、７０．０ｍｍｏｌ）を使用した他は同様の方法で、中間体１３を合成した（２６．５ｇ、収率６０％）。

化合物７４の合成方法において、中間体１３（１２．６ｇ、２０．０ｍｍｏｌ）を使用した他は同様の方法で、化合物８２（９．９ｇ、収率６６％）を合成した。化合物の構造は、ＨＲ−ＭＳとＮＭＲとを利用して確認した。

計算値；７５５．３５５２、実測値；７５５．３５４５
^１Ｈ−ＮＭＲ、４００ＭＨｚ、ＣＤ_２Ｃｌ_２：δ７．９０−７．０２（ｍ、３７Ｈ）、δ２．４３（ｓ、３Ｈ）、δ２．３２（ｓ、３Ｈ）、δ１．３２（ｓ、６Ｈ）、δ１．２８（ｓ、６Ｈ）
^１３Ｃ−ＮＭＲ：１４１．４、１４１．２、１４０．５、１４０．０、１３９．７、１３８．６、１３８．３、１３７．６、１３７．３、１３６．５、１３６．１、１３５．２、１３５．１、１３４．７、１３４．４、１３３．７、１３３．３、１３２．９、１３２．３、１３１．８、１３１．５、１３０．７、１３０．０、１２９．３、１２９．０、１２８．６、１２８．４、１２８．２、１２８．０、１２７．６、１２７．０、１２６．６、１２５．５、１２５．２、１２４．８、１２４．６、１２４．４、１２３．２、１２２．２、１２０．６、１１９．６、１１８．５、２６．５、２６．３、１８．４、１８．２、１３．２、１３．１

（合成例：化合物２９の合成）

２−ブロモ−９，９−ジメチルフルオレン２７．３ｇ（１００．０ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ、以下同じ）２００ｍＬに溶かし、−７８℃に冷却させた後、ブチルリチウム（ヘキサン中で２．５Ｍ、４４ｍＬ、１１０ｍｍｏｌ）を、窒素雰囲気下で徐々に滴加した。３０分間−７８℃を維持した後、−３０℃まで反応温度を引き上げ、再び−７８℃まで冷却させた後、ホウ酸トリメチル（１６．８ｍＬ、１５０ｍｍｏｌ）を徐々に滴加した。滴加後、室温まで温度を引き上げ、２時間維持した。反応混合物に、１ＮのＨＣｌ水溶液（５０ｍＬ）を徐々に加えて３０分間維持した。さらに水１００ｍＬを加え、酢酸エチル２００ｍＬで二回抽出した。有機膜を乾燥、濾過、濃縮させ、カラム・クロマトグラフィを利用し、中間体１４を白色固体で得た（１６．４ｇ、収率６９％）。

このように得られた中間体１４（１１．９ｇ、５０．０ｍｍｏｌ）、ブロモヨードベンゼン（２８．３ｇ、１００．０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ_３）_４（３．５ｇ、３．０ｍｍｏｌ）、ＮａＯＨ（８．０ｇ、２００ｍｍｏｌ）の混合物に、ＴＨＦを１５０ｍＬと水を５０ｍＬとを加え、７０℃で１２時間加熱した。反応混合物を室温に冷やし、水１００ｍＬを加えて塩化メチレン２００ｍＬで二回抽出した。有機膜を乾燥、濾過、濃縮させ、カラム・クロマトグラフィを利用し、中間体１５を白色固体で得た（１１．４ｇ、収率６４％）。

２，６−ジブロモ−９，９’−ジ−ｔ−ブチルアントラセン（４４．８ｇ、１００．０ｍｍｏｌ）、２−ナフチルボロン酸（３．４ｇ、２０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ_３）_４（１．２ｇ、１．０ｍｍｏｌ）、ＮａＯＨ（３．２ｇ、８０ｍｍｏｌ）の混合物に、ＴＨＦを１５０ｍＬと水を５０ｍＬとを加え、７０℃で１２時間加熱した。反応混合物を室温に冷やし、水１００ｍＬを加えて塩化メチレン２００ｍＬで二回抽出した。有機膜を乾燥、濾過、濃縮させ、カラム・クロマトグラフィ及び再結晶を利用し、反応していない出発物質２，６−ジブロモ−９，９’−ジ−ｔ−ブチルアントラセン（２２．４ｇ、５０．０ｍｍｏｌ）を回収し、中間体１６を薄黄色固体で得た（６．１ｇ、収率６１％）。

中間体３の合成方法において、中間体１６（５．９ｇ、１２．０ｍｍｏｌ）を使用した他は同様の方法で、中間体１７を得た（６．２ｇ、収率８４％）。

中間体４の合成方法において、中間体１７（５．５ｇ、９．０ｍｍｏｌ）を使用した他は同様の方法で、中間体１８を合成した（２．９ｇ、収率６７％）。

化合物１１の合成方法において、中間体１８（２．９ｇ、６．０ｍｍｏｌ）と中間体１５（３．１ｇ、９．０ｍｍｏｌ）とを使用した他は同様の方法で、化合物２９を得た（３．２ｇ、収率７０％）。化合物の構造は、ＨＲ−ＭＳとＮＭＲとを利用して確認した。

計算値；７５１．４１７８、実測値；７５１．４１６９
^１Ｈ−ＮＭＲ、４００ＭＨｚ、ＣＤ_２Ｃｌ_２：δ８．０２−７．０２（ｍ、２３Ｈ）、δ２．４３（ｓ、３Ｈ）、δ２．３２（ｓ、３Ｈ）、δ１．６２（ｓ、６Ｈ）、δ１．４７（ｓ、９Ｈ）、δ１．４５（ｓ、９Ｈ）
^１３Ｃ−ＮＭＲ：１４０．５、１４０．１、１３９．４、１３８．６、１３８．４、１３７．６、１３７．０、１３６．７、１３６．２、１３５．２、１３５．１、１３４．８、１３４．４、１３３．７、１３３．３、１３２．９、１３２．３、１３１．８、１３１．５、１３０．３、１３０．０、１２９．３、１２９．０、１２８．６、１２８．４、１２８．２、１２８．０、１２７．６、１２７．０、１２６．８、１２５．６、１２５．２、１２４．９、１２４．６、１２４．４、１２２．２、１２０．６、１１９．６、１１８．５、２６．６、２６．３、１８．４、１８．２、１３．２、１３．１

（実施例１）
アノードは、コーニング１５Ωｃｍ^２（１，２００Å）ＩＴＯガラス基板を５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｍｍサイズに切り、イソプロピルアルコールと純水とを利用し、それぞれ５分間超音波洗浄した後、３０分間紫外線を照射してオゾンに露出させて洗浄して作製し、真空蒸着装置にこのガラス基板を設置した。

上記ガラス基板上部に、まず正孔注入層として、既知の物質である２−ＴＮＡＴＡを真空蒸着して６００Å厚に形成した後、正孔輸送性化合物として既知の物質である４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）を３００Å厚に真空蒸着して正孔輸送層を形成した。

上記正孔輸送層の上部に、既知の青色蛍光ホストである９，１０−ジ−ナフタレン−２−イル−アントラセン（ＤＮＡ）と、青色ドーパントとしての本実施例の化合物１１を質量比９８：２で同時蒸着し、３００Å厚に発光層を形成した。

次に、上記発光層の上部に、電子輸送層としてＡｌｑ３を３００Å厚に蒸着した後、この電子輸送層の上部に、ハロゲン化アルカリ金属であるＬｉＦを電子注入層として１０Å厚に蒸着した。次いで、Ａｌを３，０００Å厚に真空蒸着し、ＬｉＦ／Ａｌ電極（カソード電極）を形成することによって、有機発光素子を製造した。

（実施例２）
発光層の形成時に、上記化合物１１の代わりに、化合物２９を利用したことを除いては、実施例１と同様に、有機発光素子を製作した。

（実施例３）
発光層の形成時に、上記化合物１１の代わりに、化合物４３を利用したことを除いては、実施例１と同様に、有機発光素子を製作した。

（実施例４）
発光層の形成時に、上記化合物１１の代わりに、化合物５６を利用したことを除いては、実施例１と同様に、有機発光素子を製作した。

（実施例５）
発光層の形成時に、上記化合物１１の代わりに、化合物７４を利用したことを除いては、実施例１と同様に、有機発光素子を製作した。

（実施例６）
発光層の形成時に、上記化合物１１の代わりに、化合物８２を利用したことを除いては、実施例１と同様に、有機発光素子を製作した。

（実施例７）
電子輸送層の形成時に、Ａｌｑ３の代わりに、本実施例の化合物８２を利用したことを除いては、実施例１と同様に、有機発光素子を製作した。

（比較例１）
発光層の形成時に、上記化合物１１の代わりに、既知の青色ドーパントである１，４−ビス−（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を利用したことを除いては、実施例１と同様に、有機発光素子を製作した。

本実施例１ないし７による化学式１の構造を有する化合物を、発光層または電子輸送層の材料として有機発光素子に使用したものは、いずれも既知の物質であるＤＰＶＢｉと比較し、駆動電圧が１Ｖ以上低くなり、効率が大幅に向上した優秀なＩ−Ｖ−Ｌ特性を示した。特に、寿命改善効果にすぐれ、実施例１ないし７の場合、比較例１に比べて、寿命が１００％以上向上するという結果を示した。結果を下記表１に示す。

本発明について、上記合成例及び実施例を参考にして説明したが、それらは例示的なものに過ぎず、本発明に属する技術分野の当業者であるならば、それらから多様な変形及び均等な他実施例が可能であるという点を理解することが可能であろう。よって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決まる。

Claims

下記化学式１で表示されるヘテロ環化合物：

前記化学式１で、Ｒ_１ないしＲ_１１はそれぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換または非置換のＣ_１−Ｃ_５０アルキル基、置換または非置換のＣ_３−Ｃ_５０シクロアルキル基、置換または非置換のＣ_１−Ｃ_５０アルコキシ基、置換または非置換のＣ_５−Ｃ_５０アリールオキシ基、置換または非置換のＣ_５−Ｃ_５０アリールチオ基、置換または非置換のＣ_５−Ｃ_６０アリール基、Ｃ_５−Ｃ_５０アリール基で置換されたアミノ基、置換または非置換のＣ_４−Ｃ_６０ヘテロアリール基、置換または非置換のＣ_６−Ｃ_６０縮合多環基、ハロゲン原子、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を示し、
Ｒ_１ないしＲ_１１は、隣接する置換基の１組が互いに結合し、芳香環を形成する。
前記Ｒ_１は、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基及びフルオレニル基から選択される非置換の一環ないし三環のアリール基またはカルバゾリル基；またはＣ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミン基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン原子で置換された、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基及びフルオレニル基から選択される一環ないし三環のアリール基またはカルバゾリル基である、請求項１に記載のヘテロ環化合物。
前記Ｒ_７は、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基及びフルオレニル基から選択される非置換の一環ないし三環のアリール基またはカルバゾリル基；非置換のＣ_１２−Ｃ_５０アリールアミン基；Ｃ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミン基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン原子で置換された、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基及びフルオレニル基から選択される一環ないし三環のアリール基またはカルバゾリル基；またはＣ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミン基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン原子で置換された、Ｃ_１２−Ｃ_５０アリールアミン基である、請求項１または２に記載のヘテロ環化合物。
前記Ｒ_２またはＲ_３はそれぞれ独立して、メチル基またはフェニル基である、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物。
前記Ｒ_５またはＲ_１０はそれぞれ独立して、ｔ−ブチル基、フェニル基、ナフチル基またはフルオレニル基である、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物。
前記化学式１で表示されるヘテロ環化合物が、下記化合物のうちから選択される一つである、請求項１に記載のヘテロ環化合物：
第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に介在された有機膜とを備える有機発光素子であって、前記有機膜が請求項１ないし６のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物を含む、有機発光素子。
前記有機膜が、電子注入層または電子輸送層を含む、請求項７に記載の化合物を含む有機発光素子。
前記有機膜が、電子注入機能及び電子輸送機能を共に有する単一膜を含む、請求項７に記載の有機発光素子。
前記有機膜が、発光層を含む、請求項７に記載の有機発光素子。
前記有機膜が発光層を含み、前記発光層が前記ヘテロ環化合物を蛍光またはリン光のホストとして使う、請求項７に記載の有機発光素子。
前記有機膜が発光層を含み、前記発光層が前記ヘテロ環化合物をドーパントとして使う、請求項７に記載の有機発光素子。
前記有機膜が、発光層、電子注入層または電子輸送層を含み、前記発光層は、アントラセン化合物、アリールアミン化合物、またはスチリル化合物を含む、請求項７に記載の有機発光素子。
前記有機膜が、発光層、電子注入層または電子輸送層を含み、前記発光層は、リン光化合物を含む赤色発光層、緑色発光層、青色発光層または白色発光層を含む、請求項７に記載の有機発光素子。
前記有機膜が、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層ならなる群から選択される１層以上の層をさらに含む、請求項７に記載の有機発光素子。
第１電極／正孔注入層／発光層／第２電極、第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／第２電極、または第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／第２電極の構造を有する、請求項１５に記載の有機発光素子。
１層以上の層が前記ヘテロ環化合物を使用して湿式工程で形成される、請求項７ないし１６のいずれか１項に記載の有機発光素子。
請求項７ないし１７のいずれか１項に記載の有機発光素子を備え、前記有機発光素子の第１電極が、薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に連結された、平板表示装置。