JP2013514348A - 有機光電素子用化合物およびこれを含む有機光電素子 - Google Patents

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Abstract

本発明は、有機光電素子用化合物およびこれを含む有機光電素子に関し、前記有機光電素子用化合物は、化学式１または２で表されるものを提供する。
前記化学式１および２の定義は、明細書に記載されたとおりである。前記有機光電素子用化合物を利用すると、熱的／電気化学的安定性および寿命、効率に優れた有機光電素子を提供することができる。
【解決手段】
【選択図】図１

Description

本発明は、寿命、効率、電気化学的安定性および熱的安定性に優れた有機光電素子を提供することができる有機光電素子用化合物およびこれを含む有機光電素子に関する。
有機光電素子（ｏｒｇａｎｉｃ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）は、正孔または電子を利用した電極と有機材料との間での電荷交換を必要とする素子である。
有機光電素子は動作原理に応じて次のように分けることができる。第一の有機光電素子は、外部の光源からの光子により有機材料層でエキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）が生成し、このエキシトンが電子と正孔に分離され、そしてこの電子と正孔が互いに異なる電極に電流源（電圧源）として移動することによって駆動される電子素子である。
第二の有機光電素子は、少なくとも２つの電極に電圧または電流を加えて前記電極の界面に位置する有機材料半導体に正孔または電子を注入し、そして注入された電子および正孔により素子が駆動される電子素子である。
有機光電素子の例としては、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、有機太陽電池、有機感光体ドラム（ｏｒｇａｎｉｃ ｐｈｏｔｏ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｄｒｕｍ）、有機トランジスタ、有機メモリ素子などがあり、これらは正孔注入材料もしくは正孔輸送材料、電子注入材料もしくは電子輸送材料、または発光材料を必要とする。
特に、有機発光ダイオード（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ、ＯＬＥＤ）は、近年、平板ディスプレイ（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ）の需要が増加することに伴って注目されている。一般に有機発光とは、有機物質を利用して電気エネルギーを光エネルギーに変換させることをいう。
このような有機発光ダイオードは、有機発光材料に電流を加えて電気エネルギーを光に変換させる素子であって、陽極（ａｎｏｄｅ）と陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）との間に機能性有機材料層が挿入された構造を有する。前記有機材料層は、有機発光ダイオードの効率および安全性を高めるために、それぞれ異なる材料を含む多層、例えば、正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、発光層、電子輸送層（ＥＴＬ）、電子注入層（ＥＩＬ）などを含む。
このような有機発光ダイオードにおいて、陽極と陰極との間に電圧をかけると、陽極からは正孔（ｈｏｌｅ）が、陰極からは電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）が有機材料層に注入される。生成した励起子が基底状態（ｇｒｏｕｎｄ ｓｔａｔｅ）に移動しながら特定の波長を有する光を生成する。
１９８７年にイーストマンコダック（Ｅａｓｔｍａｎ Ｋｏｄａｋ）社では、発光層形成用材料として低分子の芳香族ジアミンとアルミニウム錯体とを含む有機発光ダイオードを最初に開発した（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，５１，９１３，１９８７）。１９８７年にＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらが最初に有機発光ダイオードとして実用的な素子を報告した（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，５１ １２，９１３〜９１５，１９８７）。
前記文献によれば有機層はジアミン誘導体の薄膜（正孔輸送層（ＨＴＬ））とトリス（８−ヒドロキシ−キノレート）アルミニウム（ｔｒｉｓ（８−ｈｙｄｒｏｘｙ−ｑｕｉｎｏｌａｔｅ）ａｌｕｍｉｎｕｍ、Ａｌｑ３）の薄膜とが積層された構造を有する。
最近は、蛍光発光材料のみならず、燐光発光材料も有機発光ダイオードの発光材料として使用され得ることが知られるようになった（Ｄ．Ｆ．Ｏ’Ｂｒｉｅｎら、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，７４ ３，４４２−４４４，１９９９；Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏら、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ｌｅｔｔｅｒｓ，７５ １，４−６，１９９９）。このような燐光材料は基底状態（ｇｒｏｕｎｄ ｓｔａｔｅ）から励起状態（ｅｘｃｉｔｅｄ ｓｔａｔｅ）に電子が遷移した後、項間交差（ｉｎｔｅｒｓｙｓｔｅｍ ｃｒｏｓｓｉｎｇ）を通じて一重項励起子が三重項励起子に無輻射遷移した後、三重項励起子が基底状態に遷移して発光するメカニズムによって発光する。
前記のように有機発光ダイオードにおいて有機材料層は、発光材料および電荷輸送材料、例えば正孔注入材料、正孔輸送材料、電子輸送材料、電子注入材料などを含む。
また、発光材料は、発光色に応じて青色、緑色、および赤色発光材料とさらに改善された天然色に近い色を発光させるための黄色および橙色発光材料とに分類される。
一方、発光材料として一つの材料のみを使用する場合、分子間相互作用により最大発光波長が長波長側に移動したり、色純度が落ちる、または発光クエンチング効果により素子の効率が低下する。したがって、色純度を改善し、エネルギー移動を通じて発光効率および安定性を増加させるために、発光材料としてホスト／ドーパント系を使用しても良い。
有機発光ダイオードが前述した優れた特徴を十分に発揮するためには、有機材料層を構成する材料、例えば正孔注入材料、正孔輸送材料、発光材料、電子輸送材料、電子注入材料、ホストおよび／またはドーパントなどの発光材料が安定であり且つ良好な効率を有する必要がある。しかしながら、現在まで有機発光ダイオード用の有機材料層を形成する材料の開発がまだ十分ではなく、したがって新たな材料が要求されている。このような材料開発は前述した他の有機光電素子でも同様に要求されている。
本発明の例示的な実施形態は、発光、または電子注入および／または輸送の役割を果たすことができ、適切なドーパントと共に発光ホストとしての役割を果たすことができる有機光電素子用化合物を提供する。
また、本発明の他の実施形態は、寿命、効率、駆動電圧、電気化学的安定性および熱的安定性に優れた有機光電素子を提供する。
本発明の一実施形態によれば、下記化学式１または２で表される有機光電素子用化合物が提供される。
前記化学式１および２において、Ｘ１〜Ｘ９は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、ヘテロ原子またはＣＲであり、但し、Ｒは、水素、炭素数１〜３０のアルキル基および炭素数６〜３０のアリール基からなる群より選択され、Ｘ１〜Ｘ３のうちの少なくとも二つ、Ｘ４〜Ｘ６のうちの少なくとも一つ、およびＸ７〜Ｘ９のうちの少なくとも一つは、ヘテロ原子であり、前記化学式１において、Ａｒ１〜Ａｒ６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリーレン基、置換または非置換の炭素数３〜３０のヘテロアリーレン基、置換または非置換の炭素数６〜３０アリールアミニレン基、置換または非置換のカルバゾリレン基、および置換または非置換のフルオレニレン基からなる群より選択され、Ａｒ７〜Ａｒ１２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、または置換もしくは非置換の炭素数３〜３０のヘテロアリール基であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆは、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、１または２の整数であり、前記化学式２において、Ａｒ１３〜Ａｒ１８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換または非置換の炭素数３〜３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリールアミン基、置換または非置換のカルバゾリル基、および置換または非置換のフルオレニル基からなる群より選択される。
本発明の一実施形態によれば、前記Ｘ４〜Ｘ６のヘテロ原子の数は、２であってもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記化学式１または２で表される有機光電素子用化合物は、前記Ｘ２、Ｘ３、Ｘ５、Ｘ６およびＸ７がヘテロ原子である化合物、または前記Ｘ２、Ｘ３、Ｘ５、Ｘ６およびＸ９がヘテロ原子である化合物であってもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記化学式１または２で表される有機光電素子用化合物は、前記Ｘ２、Ｘ３、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７およびＸ９がヘテロ原子である化合物；前記Ｘ２、Ｘ３、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ８およびＸ９がヘテロ原子である化合物；前記Ｘ１、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ８およびＸ９がヘテロ原子である化合物；および前記Ｘ１、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ７およびＸ９がヘテロ原子である化合物からなる群より選択される化合物であってもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記化学式１または２で表される有機光電素子用化合物は、前記Ｘ２、Ｘ６、Ｘ７およびＸ９がヘテロ原子である化合物、または前記Ｘ３、Ｘ５、Ｘ７およびＸ９がヘテロ原子である化合物であってもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記化学式１または２で表される有機光電素子用化合物は、前記Ｘ２、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ８およびＸ９がヘテロ原子である化合物、または前記Ｘ３、Ｘ５、Ｘ７、Ｘ８およびＸ９がヘテロ原子である化合物であってもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記化学式１または２で表される有機光電素子用化合物は、前記Ｘ２、Ｘ３、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ８およびＸ９がヘテロ原子である化合物、または前記Ｘ１、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ７、Ｘ８およびＸ９がヘテロ原子である化合物であってもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記化学式１において、Ａｒ７〜Ａｒ１２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、フェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基、スチルベニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基およびペリレニル基からなる群より選択され、Ａｒ１〜Ａｒ６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、フェニレン基、ビフェニレン基、テルフェニレン基、スチルベニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基、フェナントレニレン基、ピレニレン基およびペリレニレン基からなる群より選択され、前記化学式２において、Ａｒ１３〜Ａｒ１８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、フェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基、スチルベニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基およびペリレニル基からなる群より選択されてもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記化学式１において、Ａｒ７〜Ａｒ１２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、チオフェニル基、フラニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアゾリル基、ピリジニル基、ピラダジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、アクリジニル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、ベンゾキノリニル基およびフェナントロリジニル基からなる群より選択され、前記化学式２において、Ａｒ１３〜Ａｒ１８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、チオフェニル基、フラニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアゾリル基、ピリジニル基、ピラダジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、アクリジニル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、ベンゾキノリニル基およびフェナントロリジニル基からなる群より選択されてもよい。
本発明の他の実施形態によれば、下記化学式３〜３３のうちのいずれか一つで表される有機光電素子用化合物が提供される。
本発明のさらに他の実施形態によれば、陽極、陰極、および前記陽極と陰極との間に配置される少なくとも一層の有機薄膜層を含む有機光電素子が提供され、前記有機薄膜層のうちの少なくとも一層が前述した有機光電素子用化合物を含む有機光電素子が提供される。
前記有機薄膜層は、発光層、正孔輸送層（ＨＴＬ）、正孔注入層（ＨＩＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）、電子注入層（ＥＩＬ）、正孔阻止層およびこれらの組み合わせからなる群より選択されてもよい。
前記有機光電素子用化合物は、電子輸送層（ＥＴＬ）または電子注入層（ＥＩＬ）内に含まれてもよい。
前記有機光電素子用化合物は、発光層内に含まれてもよい。
前記有機光電素子用化合物は、発光層内に燐光または蛍光ホスト材料として使用されてもよい。
前記有機光電素子用化合物は、発光層内に蛍光青色ドーパント材料として使用されてもよい。
前記有機光電素子は、有機発光素子、有機太陽電池、有機トランジスタ、有機感光体ドラムおよび有機メモリ素子からなる群より選択されてもよい。
本発明のさらに他の実施形態によれば、前述した有機光電素子を含む表示装置が提供される。
本発明によれば、優れた電気化学的および熱的安定性により寿命特性に優れ、低い駆動電圧でも高い発光効率を有する有機光電素子を提供することができる。
本発明の多様な実施形態による有機光電素子用化合物を用いて製造され得る有機光電素子を示す断面図である。 本発明の多様な実施形態による有機光電素子用化合物を用いて製造され得る有機光電素子を示す断面図である。 本発明の多様な実施形態による有機光電素子用化合物を用いて製造され得る有機光電素子を示す断面図である。 本発明の多様な実施形態による有機光電素子用化合物を用いて製造され得る有機光電素子を示す断面図である。 本発明の多様な実施形態による有機光電素子用化合物を用いて製造され得る有機光電素子を示す断面図である。
以下、本発明の例示的な実施形態を詳しく説明する。但し、これらの実施形態は単なる例示であり、これらによって本発明が制限されず、後述する特許請求の範囲の範疇のみによって定義される。
本明細書でいう「置換」の用語は、別途の定義がない限り、炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルキルシリル基、炭素数３〜３０のシクロアルキル基、炭素数６〜３０のアリール基、炭素数１〜１０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炭素数１〜１０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ものを意味する。
本明細書でいう「ヘテロ」の用語は、別途の定義がない限り、一つの環基内にＮ、Ｏ、ＳおよびＰからなる群より選択されるヘテロ原子を１〜３個含有し、残りは炭素であるものを意味する。
本明細書でいう「これらの組み合わせ」の用語は、別途の定義がない限り、二つ以上の置換基が連結基で結合されたもの、または二つ以上の置換基が縮合したものを意味する。
本明細書でいう「アルキル（ａｌｋｙｌ）」の用語は、別途の定義がない限り、脂肪族炭化水素グループを意味する。アルキル部位は、いかなるアルケンやアルキン部位を含んでいないものを意味する「飽和アルキル（ｓａｔｕｒａｔｅｄ ａｌｋｙｌ）」グループであってもよい。アルキル部位は、少なくとも一つのアルケンまたはアルキン部位を含んでいるものを意味する「不飽和アルキル（ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ ａｌｋｙｌ）」部位であってもよい。「アルケン（ａｌｋｅｎｅ）」部位は、少なくとも二つの炭素原子が少なくとも一つの炭素−炭素二重結合からなるグループを意味し、「アルキン（ａｌｋｙｎｅ）」部位は、少なくとも二つの炭素原子が少なくとも一つの炭素−炭素三重結合からなるグループを意味する。飽和や不飽和に関係なくアルキル部位は分枝型、直鎖型または環状であってもよい。
前記アルキル基は、１〜２０個の炭素原子を有してもよく、１〜１０個の炭素原子を有する中級アルキル基であってもよく、１〜６個の炭素原子を有する低級アルキル基であってもよい。
例えば、炭素数１〜４のアルキル基は、アルキル鎖に１〜４個の炭素原子が存在し、すなわち、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意味する。
典型的なアルキル基は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、エテニル、プロペニル、ブテニル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどから個別的且つ独立的に選択された一つ以上の基で置換されてもよいものを意味する。
用語「アリール（ａｒｙｌ）」は、共役π電子系を有している少なくとも一つの環を有する炭素環式アリール（例えば、フェニル）を含むアリール基を意味する。この用語は、単環または融合した多員環（つまり、炭素原子の隣接した対を分けて有する環）基を含む。また、この用語は一つの炭素を接点で有しているスピロ（ｓｐｉｒｏ）化合物を含む。
用語「ヘテロアリール（ｈｅｔｅｒｏａｒｙｌ）」は、共役π電子系を有している少なくとも一つの環を有している複素環アリール（例えば、ピリジン）を含むアリール基を意味する。この用語は、単環または融合した多員環（つまり、炭素原子の隣接した対を分けて有する環）基を含む。また、この用語は、一つの炭素を接点で有しているスピロ（ｓｐｉｒｏ）化合物を含む。
本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物は、ベンゼンコア構造にヘテロアリール基が３個結合された構造を有していてもよい。前記３個の置換基の結合部位は、コアベンゼンの１、３および５位であってもよい。
また、前記有機光電素子用化合物は、コア部分と前記二つの置換基に多様な置換基を導入することによって、多様なエネルギーバンドギャップを有する化合物を合成することができるため、電子注入層（ＥＩＬ）および輸送層のみならず、発光層で要求される条件を満たす化合物になり得る。
前記化合物の置換基により適切なエネルギー準位を有する化合物を有機光電素子に使用することによって、電子伝達能力が強化されて効率および駆動電圧の面で優れた効果を有し、電気化学的および熱的安定性に優れて有機光電素子の駆動時に寿命特性を向上させることができる。
本発明の一実施形態によれば、下記化学式１または２で表される有機光電素子用化合物が提供される。
前記化学式１および２において、Ｘ１〜Ｘ９は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、ヘテロ原子またはＣＲであり、但し、Ｒは、水素、炭素数１〜３０のアルキル基および炭素数６〜３０のアリール基からなる群より選択され、Ｘ１〜Ｘ３のうちの少なくとも二つ、Ｘ４〜Ｘ６のうちの少なくとも一つ、およびＸ７〜Ｘ９のうちの少なくとも一つは、ヘテロ原子であってもよい。
前記コアベンゼンの置換基であるヘテロアリール基は、合計３個であってもよく、このうちの一つは、ヘテロ原子が少なくとも二つ含まれてもよい。
各ヘテロアリール基に含まれたヘテロ原子の数により、多様な組み合わせが可能である。各組み合わせにより化合物の特性が異なり、要求される特性に従い、各組み合わせを選択することができる。
その一例として、前記Ｘ４〜Ｘ６のヘテロ原子の数は２であってもよい。これによって、３個のヘテロアリール基の中で２個のヘテロアリール基がヘテロ原子を２以上含むことができる。
多様な組み合わせの例は次のとおりである。
前記Ｘ２、Ｘ３、Ｘ５、Ｘ６およびＸ７がヘテロ原子である化合物、または前記Ｘ２、Ｘ３、Ｘ５、Ｘ６およびＸ９がヘテロ原子である化合物が挙げられる。
前記Ｘ２、Ｘ３、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７およびＸ９がヘテロ原子である化合物、前記Ｘ２、Ｘ３、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ８およびＸ９がヘテロ原子である化合物、前記Ｘ１、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ８およびＸ９がヘテロ原子である化合物、および前記Ｘ１、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ７およびＸ９がヘテロ原子である化合物からなる群より選択される化合物が挙げられる。
前記Ｘ２、Ｘ６、Ｘ７およびＸ９がヘテロ原子である化合物、または前記Ｘ３、Ｘ５、Ｘ７およびＸ９がヘテロ原子である化合物が挙げられる。
前記Ｘ２、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ８およびＸ９がヘテロ原子である化合物、または前記Ｘ３、Ｘ５、Ｘ７、Ｘ８およびＸ９がヘテロ原子である化合物が挙げられる。
前記Ｘ２、Ｘ３、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ８およびＸ９がヘテロ原子である化合物、または前記Ｘ１、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ７、Ｘ８およびＸ９がヘテロ原子である化合物が挙げられる。
好ましくは、ヘテロ原子はＮである。但し、これに限定されない。
前記化学式１において、Ａｒ１〜Ａｒ６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリーレン基、置換または非置換の炭素数３〜３０のヘテロアリーレン基、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリールアミニレン基、置換または非置換のカルバゾリレン基、および置換または非置換のフルオレニレン基からなる群より選択されてもよい。
前記Ａｒ１〜Ａｒ６のπ共役長（πｃｏｎｊｕｇａｔｉｏｎ ｌｅｎｇｔｈ）を調節して可視領域で発光調節を可能にすることができる。これによって、前記化合物が有機光電素子の発光層に非常に有用に適用され得る。但し、炭素数が前記範囲を越えるようになると素子としての十分な効果が得られないこともある。
具体的なＡｒ１〜Ａｒ６の例としては、フェニレン基、ビフェニレン基、テルフェニレン基、スチルベニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基、フェナントレニレン基、ピレニレン基、またはペリレニレン基などが挙げられる。
前記化学式１において、Ａｒ７〜Ａｒ１２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基または置換または非置換の炭素数３〜３０のヘテロアリール基であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆは、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、１または２の整数であってもよい。
このような置換基が結合された構造を有する化合物は、熱的安定性または酸化に対する抵抗性に優れ、これによって、有機光電素子の寿命特性を向上させることができる。
前記置換基の種類によって、化合物の電子輸送能力を調節することができる。また、化合物の構造をバルクに製造することができ、結晶化度を低めることができる。化合物の結晶化度が低くなると素子の寿命が延長され得る。
Ａｒ７〜Ａｒ１２の例としては、フェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基、スチルベニル基、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、またはペリレニル基などが挙げられる。
また、Ａｒ７〜Ａｒ１２の他の例としては、チオフェニル基、フラニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアゾリル基、ピリジニル基、ピラダジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、アクリジニル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、ベンゾキノリニル基、またはフェナントロリジニル基などが挙げられる。
前記化学式２において、Ａｒ１３〜Ａｒ１８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換または非置換の炭素数３〜３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリールアミン基、置換または非置換のカルバゾリル基、および置換または非置換のフルオレニル基からなる群より選択されてもよい。
このような置換基が結合された構造を有する化合物は、熱的安定性または酸化に対する抵抗性に優れ、これによって、有機光電素子の寿命特性を向上させることができる。
前記置換基の種類によって、化合物の電子輸送能力を調節することができる。また、化合物の構造をバルクに製造することができ、結晶化度を低めることができる。化合物の結晶化度が低くなると素子の寿命が延長され得る。
Ａｒ１３〜Ａｒ１８の例としては、フェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基、スチルベニル基、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、またはペリレニル基などが挙げられる。
また、Ａｒ１３〜Ａｒ１８の他の例としては、チオフェニル基、フラニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアゾリル基、ピリジニル基、ピラダジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、アクリジニル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、ベンゾキノリニル基、またはフェナントロリジニル基などが挙げられる。
前記有機光電素子用化合物は、下記化学式３〜化学式３３で表されるものを使用することができる。しかし、本発明は下記化合物に限定されない。
前記のような化合物を含む有機光電素子用化合物は、ガラス転移温度が１２０℃以上であり、熱分解温度が４００℃以上であり、熱的安定性に優れている。これによって、高効率の有機光電素子が実現可能である。
前記のような化合物を含む有機光電素子用化合物は、発光、または電子注入および／または輸送の役割を果たすことができ、適切なドーパントと共に発光ホストとしての役割も果たすことができる。つまり、前記有機光電素子用化合物は、燐光または蛍光のホスト材料、青色の発光ドーパント材料、または電子輸送材料として使用され得る。
本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物は、有機薄膜層に使用されて有機光電素子の寿命特性、効率特性、電気化学的安定性および熱的安定性を向上させ、駆動電圧を低めることができる。
これによって、本発明の一実施形態は、前記有機光電素子用化合物を含む有機光電素子を提供する。この際、前記有機光電素子としては、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、有機メモリ素子などが挙げられる。特に、有機太陽電池の場合には、本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物は、電極や電極バッファー層に含まれ、これによって量子効率を増加することができる。有機トランジスタの場合には、ゲート、ソース−ドレイン電極などで電極物質として使用されてもよい。
以下、有機光電素子についてより詳細に説明する。
本発明の他の実施形態は、陽極、陰極、および前記陽極と陰極との間に配置される少なくとも一層の有機薄膜層を含む有機光電素子を提供する。前記有機薄膜層のうちの少なくとも一層は、本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物を含む。
前記有機光電素子用化合物を含むことができる有機薄膜層としては、発光層、正孔輸送層（ＨＴＬ）、正孔注入層（ＨＩＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）、電子注入層（ＥＩＬ）、正孔阻止層およびこれらの組み合わせからなる群より選択される層を含むことができ、このうち少なくとも一層は、本発明による有機光電素子用化合物を含む。特に、電子輸送層（ＥＴＬ）または電子注入層（ＥＩＬ）に本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物を含むことができる。また、前記有機光電素子用化合物が発光層内に含まれる場合、前記有機光電素子用化合物は燐光または蛍光ホストとして含んでもよく、特に、蛍光青色ドーパント材料として含んでもよい。
図１〜図５は、本発明の多様な実施形態による有機光電素子用化合物を含む有機光電素子の断面図である。
図１〜図５を参照すれば、本発明の多様な実施形態による有機光電素子１００、２００、３００、４００、５００は、陽極１２０、陰極１１０、および前記陽極と前記陰極との間に配置された少なくとも一層の有機薄膜層１０５を含む構造を有する。
前記陽極１２０は、陽極物質を含み、この陽極物質としては、通常有機薄膜層へ正孔注入が円滑に行われるように仕事関数が大きい物質が好ましい。前記陽極物質の具体的な例としては、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が挙げられ、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が挙げられ、ＺｎＯとＡｌまたはＳｎＯ２とＳｂのような金属と酸化物の組み合わせが挙げられ、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伝導性高分子などが挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、前記陽極としてＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）を含む透明電極を使用してもよい。
前記陰極１１０は、陰極物質を含み、この陰極物質としては、通常有機薄膜層へ電子注入が容易に行われるように仕事関数が小さい物質であることが好ましい。陰極物質の具体的な例としては、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタニウム、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が挙げられ、ＬｉＦ／Ａｌ、ＬｉＯ２／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／ＡｌおよびＢａＦ２／Ｃａのような多層構造物質などが挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、前記陰極としてアルミニウムなどのような金属電極を使用してもよい。
まず、図１を参照すれば、図１は、有機薄膜層１０５として発光層１３０のみが存在する有機光電素子１００を示した図面であり、前記有機薄膜層１０５は、発光層１３０のみで存在してもよい。
図２を参照すれば、図２は、有機薄膜層１０５として電子輸送層（ＥＴＬ）を含む発光層２３０と正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０が存在する２層型有機光電素子２００を示した図面であり、図２に示されているように、有機薄膜層１０５は、発光層２３０および正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０を含む２層型であってもよい。この場合、発光層１３０は電子輸送層（ＥＴＬ）の機能を果たし、正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０はＩＴＯのような透明電極との接合性および正孔輸送性を向上させる機能を果たす。
図３を参照すれば、図３は、有機薄膜層１０５として電子輸送層（ＥＴＬ）１５０、発光層１３０および正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０が存在する３層型有機光電素子３００を示した図面であり、前記有機薄膜層１５で発光層１３０は独立した形態からなっており、電子輸送性や正孔輸送性に優れた膜（電子輸送層（ＥＴＬ）１５０および正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０）を別途の層で積んだ形態を示している。
図４を参照すれば、図４は、有機薄膜層１０５として電子注入層（ＥＩＬ）１６０、発光層１３０、正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０および正孔注入層（ＨＩＬ）１７０が存在する４層型有機光電素子４００を示した図面であり、前記正孔注入層（ＨＩＬ）１７０は陽極として使用されるＩＴＯとの接合性を向上させることができる。
図５を参照すれば、図５は、有機薄膜層１０５として電子注入層（ＥＩＬ）１６０、電子輸送層（ＥＴＬ）１５０、発光層１３０、正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０および正孔注入層（ＨＩＬ）１７０のようなそれぞれ異なる機能を果たす５層が存在する５層型有機光電素子５００を示した図面であり、前記有機光電素子５００は、電子注入層（ＥＩＬ）１６０を別途に形成して低電圧化に効果的である。
前記図１〜図５において前記有機薄膜層１０５をなす電子輸送層（ＥＴＬ）１５０、電子注入層（ＥＩＬ）１６０、発光層１３０、２３０、正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０、正孔注入層（ＨＩＬ）１７０およびこれらの組み合わせからなる群より選択されるいずれか一つは、前記有機光電素子用化合物を含む。この時、前記有機光電素子用化合物は、前記電子輸送層（ＥＴＬ）１５０または電子注入層（ＥＩＬ）１６０を含む電子輸送層（ＥＴＬ）１５０に使用され得、その中でも電子輸送層（ＥＴＬ）に含まれる場合、正孔阻止層（図示せず）を別途に形成する必要がないため、より単純化された構造の有機光電素子を提供することができて好ましい。
また、前記有機光電素子用化合物が発光層１３０、２３０内に含まれる場合、前記有機光電素子用化合物は燐光または蛍光ホストとして含まれ得、または蛍光青色ドーパントとして含まれ得る。
上述した有機光電素子は、基板に陽極を形成した後、真空蒸着法（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、プラズマメッキおよびイオンメッキのような乾式成膜法、またはスピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）、浸漬法（ｄｉｐｐｉｎｇ）、流動コーティング法（ｆｌｏｗ ｃｏａｔｉｎｇ）のような湿式成膜法などで有機薄膜層を形成した後、その上に陰極を形成して製造することができる。
本発明のさらに他の実施形態によれば、前記有機光電素子を含む表示装置が提供される。
以下の実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。但し、これらの実施例は、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、これらによって本発明が制限されてはならないことが理解されるであろう。
（有機光電素子用化合物の製造）
〔実施例１〕：化学式３で表される化合物の合成
本発明のより具体的な例として提示された前記化学式３で表される化合物を、下記反応式１の経路に従って合成した。
＜第１段階：中間体生成物（Ｄ）の合成＞
窒素雰囲気下で、温度計、還流コンデンサ、および撹拌機付きｍＬの丸底フラスコに、化合物（Ａ）８．０ｇ（１４．３ｍｍｏｌ）、化合物（Ｃ）８．０４ｇ（３５．７ｍｍｏｌ）、およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．８ｇ（０．６９ｍｍｏｌ）を３００ｍＬのテトラヒドロフランと混合した後、前記混合溶液に２Ｍの炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）１００ｍＬを加え７０℃で１２時間撹拌した。
室温で冷却して前記反応物の反応を終結させた後、生成された固体をろ過した後、メタノールで数回洗浄する。最終残留物はクロロホルムを使ってシリカゲルクロマトグラフィーで精製して、中間体生成物（Ｄ）をｇ（収率：６７．４％）得た。
＜第２段階：化学式３で表される化合物の合成＞
窒素雰囲気下で、温度計、還流コンデンサ、および撹拌機付きｍＬの丸底フラスコに、前記第２段階で合成された中間体生成物（Ｄ）６．６ｇ（９．６４ｍｍｏｌ）、フェニルボロニックアシッド４．４２ｇ（２４．１ｍｍｏｌ）およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．７ｇ（０．６ｍｍｏｌ）を３００ｍＬのテトラヒドロフランと混合した後、前記混合溶液に２Ｍの炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）１００ｍＬを加え８０℃で１２時間撹拌して白色の固体を得た。
室温で冷却して前記反応物の反応を終結させた後、炭酸カリウム溶液を除去して前記白色の固体をろ過した。ろ過された白色の固体をテトラヒドロフランで３回洗浄し、水で３回洗浄し、メタノールで３回洗浄した後、乾燥させた。この固体をモノクロロベンゼンに溶かした後、活性炭を入れて３０分間撹拌し、この溶液をシリカゲルを通しフィルターした。モノクロロベンゼンを少量だけ残して除去し、白色の固体が生成され、この固体をろ過して化学式３で表される化合物を５．８ｇ（収率：７８．３％）得た。
前記得られた有機光電素子用化合物を元素分析で分析した結果は、次のとおりである。
計算値：Ｃ，８６．０２；Ｈ，４．８６；Ｎ，９．１２
実測値：Ｃ，８６．０３；Ｈ，４．８５；Ｎ，９．１２
〔実施例２〕：化学式７で表される化合物の合成
本発明のより具体的な例として提示された前記化学式７で表される化合物を、下記反応式２の経路に従って合成した。
＜第１段階：中間体生成物（Ｉ）の合成＞
窒素雰囲気下で、温度計、還流コンデンサ、および撹拌機付きｍＬの丸底フラスコに、化合物（Ｈ）８．０ｇ（１４．３ｍｍｏｌ）、化合物（Ｃ）８．０４ｇ（３５．７ｍｍｏｌ）、およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．８ｇ（０．６９ｍｍｏｌ）を３００ｍＬのテトラヒドロフランと混合した後、前記混合溶液と２Ｍの炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）１００ｍＬを混合して７０℃で１２時間撹拌した。
室温で冷却して前記反応物の反応を終結させた後、生成された固体をろ過した後、メタノールで数回洗浄する。最終残留物はクロロホルムを使ってシリカゲルクロマトグラフィーで精製して中間体生成物（Ｉ）をｇ（収率：６２．３％）得た。
＜第２段階：化学式７で表される化合物の合成＞
窒素雰囲気下で、温度計、還流コンデンサ、および撹拌機付きｍＬの丸底フラスコに、前記第２段階で合成された中間体生成物（Ｉ）６．１ｇ（８．９１ｍｍｏｌ）、フェニルボロニックアシッド４．３ｇ（２３．４ｍｍｏｌ）およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．７ｇ（０．６ｍｍｏｌ）を３００ｍＬのテトラヒドロフランと混合した後、前記混合溶液に２Ｍの炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）１００ｍＬを加え８０℃で１２時間撹拌して白色の固体を得た。
室温で冷却して前記反応物の反応を終結させた後、炭酸カリウム溶液を除去して前記白色の固体をろ過した。ろ過された白色の固体をテトラヒドロフランで３回洗浄し、水で３回洗浄し、メタノールで３回洗浄した後、乾燥させた。この固体をモノクロロベンゼンに溶かした後、活性炭を入れて３０分間撹拌し、この溶液をシリカゲルを通しフィルターした。モノクロロベンゼンを少量だけ残して除去し、白色の固体が生成され、この固体をろ過して化学式７で表される化合物を５．１ｇ（収率：７４．５％）得た。
前記得られた有機光電素子用化合物を元素分析で分析した結果は、次のとおりである。
計算値：Ｃ，８６．０２；Ｈ，４．８６；Ｎ，９．１２
実測値：Ｃ，８６．０６；Ｈ，４．８４；Ｎ，９．１０
〔実施例３〕：化学式１１で表される化合物の合成
本発明のより具体的な例として提示された前記化学式１１で表される化合物を、下記反応式３の経路に従って合成した。
＜第１段階：化学式１１で表される化合物の合成＞
窒素雰囲気下で、温度計、還流コンデンサ、および撹拌機付きｍＬの丸底フラスコに、化合物Ａ６．０ｇ（１０．７２ｍｍｏｌ）、化合物Ｂ６．５８ｇ（２４．６７ｍｍｏｌ）およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．８ｇ（０．６９ｍｍｏｌ）を３００ｍＬのテトラヒドロフランと混合した後、前記混合溶液に２Ｍの炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）１００ｍＬを加え８０℃で１２時間撹拌して白色の固体を得た。
室温で冷却して前記反応物の反応を終結させた後、炭酸カリウム溶液を除去して前記白色の固体をろ過した。ろ過された白色の固体をテトラヒドロフランで３回洗浄し、水で３回洗浄し、メタノールで３回洗浄した後、乾燥させた。この固体をモノクロロベンゼンに溶かした後、活性炭を入れて３０分間撹拌し、この溶液をシリカゲルを通しフィルターした。モノクロロベンゼンを少量だけ残して除去し、白色の固体が生成され、この固体をろ過して化学式１１で表される化合物を７．１ｇ（収率：８６．２％）得た。
前記得られた有機光電素子用化合物を元素分析で分析した結果は、次のとおりである。
計算値：Ｃ，８６．０２；Ｈ，４．８６；Ｎ，９．１２
実測値：Ｃ，８６．０１；Ｈ，４．８７；Ｎ，９．１２
〔実施例４〕：化学式１４で表される化合物の合成
本発明のより具体的な例として提示された前記化学式１４で表される化合物を、下記反応式４の経路に従って合成した。
＜第１段階：化学式１４で表される化合物の合成＞
窒素雰囲気で温度計、還流コンデンサ、および撹拌機付きｍＬの丸底フラスコに、化合物Ｈ６．０ｇ（１０．７２ｍｍｏｌ）、化合物Ｂ６．５８ｇ（２４．６７ｍｍｏｌ）およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．８ｇ（０．６９ｍｍｏｌ）を３００ｍＬのテトラヒドロフランと混合した後、前記混合溶液に２Ｍの炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）１００ｍＬを加え８０℃で１２時間撹拌して白色の固体を得た。
室温で冷却して前記反応物の反応を終結させた後、炭酸カリウム溶液を除去して前記白色の固体をろ過した。ろ過された白色の固体をテトラヒドロフランで３回洗浄し、水で３回洗浄し、メタノールで３回洗浄した後、乾燥させた。この固体をモノクロロベンゼンに溶かした後、活性炭を入れて３０分間撹拌し、この溶液をシリカゲルを通しフィルターした。モノクロロベンゼンを少量だけ残して除去し、白色の固体が生成され、この固体をろ過して化学式１４で表される化合物を６．９ｇ（収率：８３．８％）得た。
前記得られた有機光電素子用化合物を元素分析で分析した結果は、次のとおりである。
計算値：Ｃ，８６．０２；Ｈ，４．８６；Ｎ，９．１２
実測値：Ｃ，８６．０３；Ｈ，４．８７；Ｎ，９．１０
〔実施例５〕：化学式１９で表される化合物の合成
本発明のより具体的な例として提示された前記化学式１９で表される化合物を、下記反応式５の経路に従って合成した。
＜第１段階：化学式１９で表される化合物の合成＞
窒素雰囲気下で、温度計、還流コンデンサ、および撹拌機付きｍＬの丸底フラスコに、化合物Ｅ６．０ｇ（１０．７ｍｍｏｌ）、化合物Ｇ７．６３ｇ（２４．６ｍｍｏｌ）およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．８ｇ（０．６９ｍｍｏｌ）を３００ｍＬのテトラヒドロフランと混合した後、前記混合溶液に２Ｍの炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）１００ｍＬを加え８０℃で１２時間撹拌して白色の固体を得た。
室温で冷却して前記反応物の反応を終結させた後、炭酸カリウム溶液を除去して前記白色の固体をろ過した。ろ過された白色の固体をテトラヒドロフランで３回洗浄し、水で３回洗浄し、メタノールで３回洗浄した後、乾燥させた。この固体をモノクロロベンゼンに溶かした後、活性炭を入れて３０分間撹拌し、この溶液をシリカゲルを通しフィルターした。モノクロロベンゼンを少量だけ残して除去し、白色の固体が生成され、この固体をろ過して化学式１９で表される化合物を７．３ｇ（収率：８８．９％）得た。
前記得られた有機光電素子用化合物を元素分析で分析した結果は、次のとおりである。
計算値：Ｃ，８７．７０；Ｈ，４．９９；Ｎ，７．３１
実測値：Ｃ，８７．７２；Ｈ，４．９７；Ｎ，７．３１
〔実施例６〕：化学式２１で表される化合物の合成
本発明のより具体的な例として提示された前記化学式２１で表される化合物を、下記反応式６の経路に従って合成した。
＜第１段階：中間体生成物（Ｆ）の合成＞
窒素雰囲気下で、温度計、還流コンデンサ、および撹拌機付きｍＬの丸底フラスコに、化合物（Ｅ）８．０ｇ（１４．２ｍｍｏｌ）、化合物（Ｃ）８．０３ｇ（３５．６ｍｍｏｌ）、およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．８ｇ（０．６９ｍｍｏｌ）を３００ｍＬのテトラヒドロフランと混合した後、前記混合溶液に２Ｍの炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）１００ｍＬを加え７０℃で１２時間撹拌した。
室温で冷却して前記反応物の反応を終結させた後、生成された固体をろ過した後、メタノールで数回洗浄する。最終残留物はクロロホルムを使ってシリカゲルクロマトグラフィーで精製して中間体生成物（Ｆ）をｇ（収率：６９．８％）得た。
＜第２段階：化学式２１で表される化合物の合成＞
窒素雰囲気下で、温度計、還流コンデンサ、および撹拌機付きｍＬの丸底フラスコに、前記第２段階で合成された中間体生成物（Ｆ）６．８ｇ（９．９１ｍｍｏｌ）、フェニルボロニックアシッド４．５４ｇ（２４．７ｍｍｏｌ）およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．７ｇ（０．６ｍｍｏｌ）を３００ｍＬのテトラヒドロフランと混合した後、前記混合溶液に２Ｍの炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）１００ｍＬを加え８０℃で１２時間撹拌して白色の固体を得た。
室温で冷却して前記反応物の反応を終結させた後、炭酸カリウム溶液を除去して前記白色の固体をろ過した。ろ過された白色の固体をテトラヒドロフランで３回洗浄し、水で３回洗浄し、メタノールで３回洗浄した後、乾燥させた。この固体をモノクロロベンゼンに溶かした後、活性炭を入れて３０分間撹拌し、この溶液をシリカゲルを通しフィルターした。モノクロロベンゼンを少量だけ残して除去し、白色の固体が生成され、この固体をろ過して化学式２１で表される化合物を５．３ｇ（収率：６９．５％）得た。
前記得られた有機光電素子用化合物を元素分析で分析した結果は、次のとおりである。
計算値：Ｃ，８４．３５；Ｈ，４．７２；Ｎ，１０．９３
実測値：Ｃ，８４．３７；Ｈ，４．７０；Ｎ，１０．９３
前記合成された材料らのガラス転移温度と熱分解温度は、ＤＳＣとＴＧＡで測定した。
（有機光電素子の製造）
〔実施例７〕
陽極は、１５Ω／ｃｍ２の面抵抗値を有するＩＴＯ（１２０ｎｍ）ガラス基板を５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｍｍの大きさで切断し、イソプロピルアルコールと純水の中において、それぞれ５分間超音波洗浄した、その後３０分間ＵＶオゾン洗浄し、作製した。
次いで、前記基板上部に真空度６５０×１０７、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓの条件下で、ＤＮＴＰＤ（４０ｎｍ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）（１０ｎｍ）、ＥＢ４６：ＥＢ５１２ ４％（４０ｎｍ）を順次に熱真空蒸着して、それぞれ正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、発光層を順次に形成した。
この時、前記ドーパントの蒸着速度を調節し、発光層の全体量を１００重量％とした時、ドーパントの配合量が４重量％になるように蒸着した。
前記発光層上部に同一な熱真空蒸着条件を利用し、実施例１で合成された化合物およびＬｉＱ（１：１重量比）を使用して、厚さ３０ｎｍの電子輸送層（ＥＴＬ）を形成した。
前記電子輸送層（ＥＴＬ）上部に同一な熱真空蒸着条件を利用して、陰極としてＬｉＱ（０．５ｎｍ）とＡｌ（１００ｎｍ）とを順次に蒸着して、有機発光素子を製作した。
〔比較例１〕
前記実施例１で合成された化合物およびＬｉＱ（１：１重量比）を使用して電子輸送層（ＥＴＬ）を形成した代わりに、下記化学式３４で表される化合物およびＬｉＱ（１：１重量比）を使用したことを除いては、前記実施例７と同様な方法で有機発光素子を製作した。
（有機光電素子の性能測定）
〔実験例〕
＜測定方法＞
上記のように製造されたそれぞれの有機光電素子に対して、電圧による電流密度変化、輝度変化、および発光効率を測定した。具体的な測定方法は、次のとおりである。
１）電圧変化による電流密度の変化測定
製造された有機光電素子に対し、電圧を上昇させながら、電流電圧計（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ ２４００）を用いて単位素子に流れる電流値を測定した。測定された電流値を面積で割って、電流密度を得た。
２）電圧変化による輝度の変化測定
製造された有機光電素子に対し、電圧を上昇させながら輝度計（Ｍｉｎｏｌｔａ Ｃｓ１０００Ａ）を用いてその時の輝度を測定した。
３）発光効率測定
前記１）および２）から測定された輝度および電流密度ならびに電圧を利用し、同じ輝度（１０００ｃｄ／ｍ２）の電流効率（ｃｄ／Ａ）および電力効率（ｌｍ／Ｗ）を計算した。その結果を下記表１に示した。
４）色座標は、輝度計（Ｍｉｎｏｌｔａ Ｃｓ１００Ａ）を利用して測定され、その結果を下記表１に示した。
＜測定結果＞
表１は、前記実施例７および比較例１により製造された有機光電素子の特性評価結果を示す。
表１を参照すれば、有機発光素子の特性評価結果において、実施例７で製造された有機発光素子は、比較例１の有機発光素子と比較して駆動電圧が低く、電流効率および電力効率が非常に改善された素子性能を示すことが確認された。前記実施例で合成された化合物は、有機発光素子の駆動電圧を低め、輝度と効率を向上させることが確認された。
本発明で提示した材料を利用して製造された有機光電素子の特性評価結果において、本発明の一実施形態による有機光電素子は、低い駆動電圧および高い発光効率を示し、これによって、素子寿命も増加することが確認された。
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、当業者によって特許請求の範囲の精神および技術的範囲に含まれる多様な変形および等価の形態で製造され得る。したがって、上記の実施例は例示的なものであり、本発明をいかようにも限定するものではないことを理解しなければならない。
＜図中の主要な要素を示す符号の説明＞
１００：有機光電素子
１１０：陰極
１２０：陽極
１０５：有機薄膜層
１３０：発光層
１４０：正孔輸送層（ＨＴＬ）
１５０：電子輸送層（ＥＴＬ）
１６０：電子注入層（ＥＩＬ）
１７０：正孔注入層（ＨＩＬ）
２３０：発光層＋電子輸送層（ＥＴＬ）
室温で冷却して前記反応物の反応を終結させた後、生成された固体をろ過した後、メタノールで数回洗浄する。最終残留物はクロロホルムを使ってシリカゲルクロマトグラフィーで精製して、中間体生成物（Ｄ）を６．６ｇ（収率：６７．４％）得た。
室温で冷却して前記反応物の反応を終結させた後、生成された固体をろ過した後、メタノールで数回洗浄する。最終残留物はクロロホルムを使ってシリカゲルクロマトグラフィーで精製して中間体生成物（Ｉ）を６．１ｇ（収率：６２．３％）得た。
室温で冷却して前記反応物の反応を終結させた後、生成された固体をろ過した後、メタノールで数回洗浄する。最終残留物はクロロホルムを使ってシリカゲルクロマトグラフィーで精製して中間体生成物（Ｆ）を６．８ｇ（収率：６９．８％）得た。

Claims (18)

  1. 下記化学式１または２で表される有機光電素子用化合物：
    前記化学式１および２において、
    Ｘ１〜Ｘ９は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、ヘテロ原子またはＣＲであるが、但し、前記Ｒは、水素、炭素数１〜３０のアルキル基および炭素数６〜３０のアリール基からなる群より選択され、
    Ｘ１〜Ｘ３のうちの少なくとも二つ、前記Ｘ４〜Ｘ６のうちの少なくとも一つ、および前記Ｘ７〜Ｘ９のうちの少なくとも一つは、ヘテロ原子であり、
    前記化学式１において、
    Ａｒ１〜Ａｒ６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリーレン基、置換または非置換の炭素数３〜３０のヘテロアリーレン基、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリールアミニレン基、置換または非置換のカルバゾリレン基、および置換または非置換のフルオレニレン基からなる群より選択され、
    Ａｒ７〜Ａｒ１２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、または置換もしくは非置換の炭素数３〜３０のヘテロアリール基であり、
    ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆは、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、１または２の整数であり、
    前記化学式２において、
    Ａｒ１３〜Ａｒ１８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換または非置換の炭素数３〜３０ヘテロアリール基、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリールアミン基、置換または非置換のカルバゾリル基、および置換または非置換のフルオレニル基からなる群より選択される。
  2. 前記Ｘ４〜Ｘ６のヘテロ原子の数は、２である、請求項１に記載の有機光電素子用化合物。
  3. 前記化学式１または２で表される有機光電素子用化合物は、
    前記Ｘ２、Ｘ３、Ｘ５、Ｘ６およびＸ７がヘテロ原子である化合物、または
    前記Ｘ２、Ｘ３、Ｘ５、Ｘ６およびＸ９がヘテロ原子である化合物である、請求項１に記載の有機光電素子用化合物。
  4. 前記化学式１または２で表される有機光電素子用化合物は、
    前記Ｘ２、Ｘ３、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７およびＸ９がヘテロ原子である化合物；
    前記Ｘ２、Ｘ３、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ８およびＸ９がヘテロ原子である化合物；
    前記Ｘ１、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ８およびＸ９がヘテロ原子である化合物；および
    前記Ｘ１、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ７およびＸ９がヘテロ原子である化合物からなる群より選択される、請求項１記載の有機光電素子用化合物。
  5. 前記化学式１または２で表される有機光電素子用化合物は、
    前記Ｘ２、Ｘ６、Ｘ７およびＸ９がヘテロ原子である化合物、または
    前記Ｘ３、Ｘ５、Ｘ７およびＸ９がヘテロ原子である化合物である、請求項１に記載の有機光電素子用化合物。
  6. 前記化学式１または２で表される有機光電素子用化合物は、
    前記Ｘ２、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ８およびＸ９がヘテロ原子である化合物、または
    前記Ｘ３、Ｘ５、Ｘ７、Ｘ８およびＸ９がヘテロ原子である化合物である、請求項１に記載の有機光電素子用化合物。
  7. 前記化学式１または２で表される有機光電素子用化合物は、
    前記Ｘ２、Ｘ３、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ８およびＸ９がヘテロ原子である化合物、または
    前記Ｘ１、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ７、Ｘ８およびＸ９がヘテロ原子である化合物である、請求項１に記載の有機光電素子用化合物。
  8. 前記化学式１において、
    Ａｒ７〜Ａｒ１２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、フェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基、スチルベニル基、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、およびペリレニル基からなる群より選択され、
    Ａｒ１〜Ａｒ６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、フェニレン基、ビフェニレン基、テルフェニレン基、スチルベニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基、フェナントレニレン基、ピレニレン基、およびペリレニレン基からなる群より選択され、
    前記化学式２において、
    Ａｒ１３〜Ａｒ１８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、フェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基、スチルベニル基、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、およびペリレニル基からなる群より選択される、請求項１に記載の有機光電素子用化合物。
  9. 前記化学式１において、
    Ａｒ７〜Ａｒ１２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、チオフェニル基、フラニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアゾリル基、ピリジニル基、ピラダジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、アクリジニル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、ベンゾキノリニル基、およびフェナントロリジニル基からなる群より選択され、
    前記化学式２において、
    Ａｒ１３〜Ａｒ１８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、チオフェニル基、フラニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアゾリル基、ピリジニル基、ピラダジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、アクリジニル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、ベンゾキノリニル基、およびフェナントロリジニル基からなる群より選択される、請求項１に記載の有機光電素子用化合物。
  10. 下記化学式３〜３３のうちのいずれか一つで表される、請求項１に記載の有機光電素子用化合物。
  11. 陽極、陰極、および前記陽極と陰極との間に配置される少なくとも一層の有機薄膜層を含む有機光電素子において、
    前記有機薄膜層のうちの少なくとも一層は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機光電素子用化合物を含む、有機光電素子。
  12. 前記有機薄膜層は、発光層、正孔輸送層（ＨＴＬ）、正孔注入層（ＨＩＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）、電子注入層（ＥＩＬ）、正孔阻止層、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項１１に記載の有機光電素子。
  13. 前記有機光電素子用化合物は、電子輸送層（ＥＴＬ）または電子注入層（ＥＩＬ）内に含まれる、請求項１１に記載の有機光電素子。
  14. 前記有機光電素子用化合物は、発光層内に含まれる、請求項１１に記載の有機光電素子。
  15. 前記有機光電素子用化合物は、発光層内に燐光または蛍光ホスト材料として使用される、請求項１１に記載の有機光電素子。
  16. 前記有機光電素子用化合物は、発光層内に蛍光青色ドーパント材料として使用される、請求項１１に記載の有機光電素子。
  17. 前記有機光電素子は、有機発光素子、有機太陽電池、有機トランジスタ、有機感光体ドラムおよび有機メモリ素子からなる群より選択される、請求項１１に記載の有機光電素子。
  18. 請求項１１に記載の有機光電素子を含む、表示装置。
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