JP2015526393A - 多環式化合物およびそれを含む有機電子素子 - Google Patents

多環式化合物およびそれを含む有機電子素子 Download PDF

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Abstract

本出願の一実施形態は新規な化合物およびそれを用いた有機電子素子を提供する。本出願の一実施形態による有機電子素子は効率、駆動電圧および寿命の面に優れた特性を示す。

Description

本出願は2012年7月19日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第10−2012−0078820号の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本明細書に含まれる。
本出願は新しい多環式化合物およびそれを含む有機電子素子に関する。
有機電子素子とは、正孔および/または電子を用いた電極と有機物との間での電荷交流を必要とする素子を意味する。有機電子素子は、動作原理に応じて下記のように大きく2つに分けられる。第1に、外部の光源から素子に流入された光子によって有機物層からエキシトン(exiton)が形成され、該エキシトンが電子と正孔に分離し、この電子と正孔が各々異なる電極に伝達されて電流源(電圧源)として用いられる形態の電気素子である。第2に、2つ以上の電極に電圧または電流を加えて電極と界面をなす有機物半導体に正孔および/または電子を注入し、注入された電子と正孔によって動作する形態の電子素子である。
有機電子素子が前述した優れた特徴を十分に発揮するためには、素子内の有機物層をなす物質が安定で効率的な材料で構成されることが先行しなければならないが、未だに安定で効率的な有機電子素子用の有機物層材料の開発が十分でない現状である。したがって、新しい材料の開発が求め続けられている。
国際特許出願公開第2003/012890号
本出願が解決しようとする課題は、有機電子素子の有機物層に含まれ、素子の効率上昇、駆動電圧の下降および安定性の上昇などの効果を示すことができる新しい構造を有する化合物およびそれを含む有機電子素子を提供することにある。
本出願の一実施形態は下記化学式1で表される化合物を提供する。
Figure 2015526393
前記化学式1において、
およびRは互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のフルオレニル基;またはN、OおよびS原子のうち1つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、
〜R10は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のフルオレニル基;またはN、OおよびS原子のうち1つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、
〜Rのうち少なくとも1つは下記化学式2の基であり、
Figure 2015526393
XはO、SまたはCRであり、
、R、R11およびR12は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のフルオレニル基;またはN、OおよびS原子のうち1つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、R、R、R11およびR12のうち互いに隣接する2以上の基は互いに結合して単環式または多環式の環を形成することができ、
Lは直接連結;置換もしくは非置換のアリーレン基;置換もしくは非置換のアルケニレン基;置換もしくは非置換のフルオレニレン基;またはN、OおよびS原子のうち1つ以上を含む置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
nおよびmは各々独立して0〜3の整数である。
本出願の一実施形態は、第1電極、第2電極、および前記第1電極と第2電極との間に配置された1層以上の有機物層を含む有機電子素子であって、前記有機物層のうち1層以上は前記化合物を含む有機電子素子を提供する。
本出願の一実施形態による新しい化合物は有機電子素子の有機物層の材料として用いられることができ、これを用いる有機電子素子は効率、駆動電圧、寿命などに優れた特性を示す。
本出願の一実施形態による新しい化合物は有機発光素子をはじめとする有機電子素子において純粋に用いるかまたは不純物を混ぜて用いることもでき、特に深いHOMO準位および正孔安定性を有する優れた特性を示すので光効率を向上させるという長所がある。
本出願の一実施形態による新しい化合物は熱的安定性に優れるので素子の安定性を向上させることができる。
本出願の一実施形態による有機電子素子の構造を例示した断面図である。 本出願の一実施形態による有機電子素子の構造を例示した断面図である。 本出願の一実施形態による有機電子素子の構造を例示した断面図である。 本出願の一実施形態による有機電子素子の構造を例示した断面図である。 本出願の一実施形態による有機電子素子の構造を例示した断面図である。
以下、本出願をより具体的に説明する。
本出願の一実施形態は下記化学式1で表される化合物を提供する。
Figure 2015526393
前記化学式1において、
およびRは互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のフルオレニル基;またはN、OおよびS原子のうち1つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、
〜R10は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のフルオレニル基;またはN、OおよびS原子のうち1つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、
〜Rのうち少なくとも1つは下記化学式2の基であり、
Figure 2015526393
XはO、SまたはCRであり、
、R、R11およびR12は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のフルオレニル基;またはN、OおよびS原子のうち1つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、R、R、R11およびR12のうち互いに隣接する2以上の基は互いに結合して単環式または多環式の環を形成することができ、
Lは直接連結;置換もしくは非置換のアリーレン基;置換もしくは非置換のアルケニレン基;置換もしくは非置換のフルオレニレン基;またはN、OおよびS原子のうち1つ以上を含む置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
nおよびmは各々独立して0〜3の整数である。
本出願の一実施形態において、前記化学式1で表される化合物は下記化学式3〜8のうちいずれか1つで表される化合物であってもよい。
Figure 2015526393
Figure 2015526393
Figure 2015526393
前記化学式3〜8において、
〜Xは各々独立してO、SまたはCRであり、
〜R12、R、R、nおよびmは前記請求項1で定義したものと同様であり、
13〜R16は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のフルオレニル基;またはN、OおよびS原子のうち1つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、R〜R16、RおよびRのうち隣接する2以上の基は互いに結合して単環式または多環式の環を形成することができ、
〜Lは各々独立して直接連結;置換もしくは非置換のアリーレン基;置換もしくは非置換のアルケニレン基;置換もしくは非置換のフルオレニレン基;またはN、OおよびS原子のうち1つ以上を含む置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
o、p、qおよびrは各々独立して0〜3の整数である。
前記置換基の例示は以下で説明するが、これらに限定されるものではない。
本出願の一実施形態において、前記アルキル基は直鎖または分枝鎖であってもよい。アルキル基の炭素数は特に限定されないが、炭素数1〜30の立体阻害を与えないものが好ましい。具体的な例としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、iso−ペンチル基、neo−ペンチル基、n−ヘキシ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。
本出願の一実施形態において、アルコキシ基は直鎖、分枝鎖または環状鎖であってもよい。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、立体阻害を与えない範囲である1〜30が好ましい。例えば、アルコキシ基の炭素数の個数は化合物の共役長には影響を及ぼさず、但し、化合物の有機電子素子への適用方法、例えば真空蒸着法または溶液塗布法の適用に影響を及ぼすだけであるため、アルコキシ基の炭素数の個数は特に限定されない。具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロピルオキシ基、iso−プロピルオキシ基、n−ブチルオキシ基、シクロペンチルオキシ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。
本出願の一実施形態において、アルケニル基としては直鎖または分枝鎖であってもよく、炭素数2〜40のアルケニル基が好ましく、具体的にはスチルベニル(stylbenyl)基、スチレニル(styrenyl)基などのアリール基が置換されたアルケニル基が好ましいが、これらのみに限定されるものではない。
本出願の一実施形態において、アリール基は単環式または多環式であってもよく、炭素数は特に限定されないが、6〜60が好ましい。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挙げられ、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、フルオラントレン(fluoranthrene)基などが挙げられるが、本出願の範囲がこれらのみに限定されるものではない。
本出願の一実施形態において、複素環基は異種原子としてO、NおよびSのうち1つ以上を含む複素環基であり、炭素数は特に限定されないが、炭素数2〜60が好ましい。複素環基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、トリアジン基、アクリジル基、ピリダジン基、キノリニル基、イソキノリン基、インドール基、カルバゾール基、ベンズオキサゾール基、ベンズイミダゾール基、ベンズチアゾール基、ベンズカルバゾール基、ベンズチオフェン基、ジベンゾチオフェン基、ベンズフラニル基、ジベンゾフラニ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。
本出願の一実施形態において、シクロアルキル基は特に限定されないが、炭素数3〜60が好ましく、特にシクロペンチル基、シクロヘキシル基が好ましい。
本出願の一実施形態において、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挙げられる。
本出願の一実施形態において、フルオレニル基は2個の環状有機化合物が1個の原子を介して連結された構造であり、その例としては
Figure 2015526393
などが挙げられる。
本出願の一実施形態において、フルオレニル基は開かれたフルオレニル基の構造を含み、ここで、開かれたフルオレニル基は2個の環状有機化合物が1個の原子を介して連結された構造において片方の環状化合物の連結が切れた状態の構造であり、その例としては
Figure 2015526393
などが挙げられる。
本出願の一実施形態において、アリーレン基、アルケニレン基、フルオレニレン基、およびヘテロアリーレン基は、各々、アリール基、アルケニル基、フルオレニル基、およびヘテロアリール基の2価基である。これらは各々2価基であることを除いては、前述したアリール基、アルケニル基、フルオレニル基、ヘテロアリール基の説明が適用されることができる。
本出願の一実施形態において、置換されたアリーレン基とは、フェニル基、ビフェニル基、ナフタレン基、フルオレン基、ピレン基、フェナントレン基、ペリレン基、テトラセン基、アントラセン基などが他の置換基で置換されたものを意味する。
本出願の一実施形態において、置換されたヘテロアリーレン基とは、ピリジル基、チオフェン基、トリアジン基、キノリン基、フェナントロリン基、イミダゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、カルバゾール基およびこれらの縮合複素環基、例えば、ベンズキノリン基、ベンズイミダゾール基、ベンズオキサゾール基、ベンズチアゾール基、ベンズカルバゾール基、ジベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラン基などが他の置換基で置換されたものを意味する。
また、本明細書において、「置換もしくは非置換の」という用語は、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;シリル基;アリールアルケニル基;アリール基;アリールオキシ基;アルキルチオキシ基;アルキルスルホキシ基;アリールスルホキシ基;ホウ素基;アルキルアミン基;アラルキルアミン基;アリールアミン基;ヘテロアリール基;カルバゾール基;アリールアミン基;アリール基;フルオレニル基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;シアノ基およびN、O、SおよびP原子のうち1つ以上を含む複素環基からなる群から選択される1つ以上の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ものを意味する。
本明細書において、
Figure 2015526393
は他の置換基または結合部に結合(連結)される部分を意味する。
本出願の一実施形態において、前記化学式1〜8中、RおよびRのうち少なくとも1つは各々独立して置換もしくは非置換のアリール基、または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であってもよい。具体的には、RおよびRのうち少なくとも1つは各々独立して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テルフェニル基、置換もしくは非置換のピリジル基、置換もしくは非置換のキノリン基、置換もしくは非置換のフェナントレニル基、置換もしくは非置換のナフチル基、または置換もしくは非置換のフェナントリジン基であってもよい。
前記RおよびRの置換基は各々独立して水素;重水素;ハロゲン基;重水素で置換もしくは非置換されたアリール基;およびN、O、SおよびP原子のうち1つ以上を含む複素環基からなる群から選択される1つ以上の置換基であってもよい。より具体的には、前記RおよびRの置換基は各々独立して水素、重水素、フルオロ、フェニル基、重水素で置換されたフェニル基、ナフチル基またはピリジル基であってもよい。
より具体的には、前記RおよびRのうち少なくとも1つは各々独立して重水素、フルオロ、フェニル基、重水素で置換されたフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、ピリジル基で置換もしくは非置換されたフェニル基;ビフェニル基;テルフェニル基;ピリジル基;キノリン基;フェナントレニル基;フェニル基またはナフチル基で置換もしくは非置換されたナフチル基;またはフェナントリジン基であってもよい。
本出願の一実施形態において、前記化学式3、4および6中、Rは置換もしくは非置換のアリール基、または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であってもよい。具体的には、Rは置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基、置換もしくは非置換のテルフェニル基、置換もしくは非置換のピリジル基、置換もしくは非置換のキノリン基、置換もしくは非置換のフェナントレニル基、置換もしくは非置換のナフチル基、または置換もしくは非置換のフェナントリジン基であってもよい。
前記Rの置換基は水素;重水素;ハロゲン基;重水素で置換もしくは非置換されたアリール基;およびN、O、SおよびP原子のうち1つ以上を含む複素環基からなる群から選択される1つ以上の置換基であってもよい。より具体的には、前記Rの置換基は水素、重水素、フルオロ、フェニル基、重水素で置換されたフェニル基、ナフチル基またはピリジル基であってもよい。
より具体的には、Rは重水素、フルオロ、フェニル基、重水素で置換されたフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、ピリジル基で置換もしくは非置換されたフェニル基;ビフェニル基;テルフェニル基;ピリジル基;キノリン基;フェナントレニル基;フェニル基またはナフチル基で置換もしくは非置換されたナフチル基;またはフェナントリジン基であってもよい。
本出願の一実施形態において、前記化学式4および7中、Rは置換もしくは非置換のアリール基、または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であってもよい。具体的には、Rは置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基、置換もしくは非置換のテルフェニル基、置換もしくは非置換のピリジル基、置換もしくは非置換のキノリン基、置換もしくは非置換のフェナントレニル基、置換もしくは非置換のナフチル基、または置換もしくは非置換のフェナントリジン基であってもよい。
前記Rの置換基は水素;重水素;ハロゲン基;重水素で置換もしくは非置換されたアリール基;およびN、O、SおよびP原子のうち1つ以上を含む複素環基からなる群から選択される1つ以上の置換基であってもよい。より具体的には、前記Rの置換基は水素、重水素、フルオロ、フェニル基、重水素で置換されたフェニル基、ナフチルまたはピリジル基であってもよい。
より具体的には、Rは重水素、フルオロ、フェニル基、重水素で置換されたフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、ピリジル基で置換もしくは非置換されたフェニル基;ビフェニル基;テルフェニル基;ピリジル基;キノリン基;フェナントレニル基;フェニル基またはナフチル基で置換もしくは非置換されたナフチル基;またはフェナントリジン基であってもよい。
本出願の一実施形態において、前記化学式4中、RおよびRは各々独立して置換もしくは非置換のアリール基、または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であってもよい。具体的には、RおよびRは各々独立して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テルフェニル基、置換もしくは非置換のピリジル基、置換もしくは非置換のキノリン基、置換もしくは非置換のフェナントレニル基、置換もしくは非置換のナフチル基、または置換もしくは非置換のフェナントリジン基であってもよい。
前記RおよびRの置換基は、各々独立して水素;重水素;ハロゲン基;重水素で置換もしくは非置換されたアリール基;およびN、O、SおよびP原子のうち1つ以上を含む複素環基からなる群から選択される1つ以上の置換基であってもよい。より具体的には、前記RおよびRの置換基は各々独立して重水素、フルオロ、フェニル基、重水素で置換されたフェニル基、ナフチル基またはピリジル基であってもよい。
より具体的には、前記RおよびRは各々独立して重水素、フルオロ、フェニル基、重水素で置換されたフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、ピリジル基で置換もしくは非置換されたフェニル基;ビフェニル基;テルフェニル基;ピリジル基;キノリン基;フェナントレニル基;フェニル基またはナフチル基で置換もしくは非置換されたナフチル基;またはフェナントリジン基であってもよい。
本出願の一実施形態による前記化学式1、化学式3、化学式4、化学式6および化学式7中、RおよびRのうち少なくとも1つは各々独立して置換もしくは非置換の下記構造式からなる群から選択されるものであってもよい。下記構造式は最小限の置換基であり、これらのみに限定されるものではない。
Figure 2015526393
Figure 2015526393
本出願の一実施形態において、前記化学式1、化学式3および化学式5中、R〜R10は各々独立して水素、重水素、ハロゲン基またはニトリル基であってもよい。
本出願の一実施形態において、前記化学式1、化学式3および化学式5中、R〜R10は各々独立して置換もしくは非置換のアリール基またはヘテロアリール基であってもよい。具体的には、R〜R10は各々独立して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テルフェニル基、置換もしくは非置換のピリジル基、置換もしくは非置換のキノリン基、置換もしくは非置換のフェナントレニル基、または置換もしくは非置換のナフチル基であってもよい。
本出願の一実施形態において、前記化学式4および化学式6〜化学式8中、R〜R10は各々独立して水素、重水素、ハロゲン基またはニトリル基であってもよい。
本出願の一実施形態において、前記化学式4および化学式6〜化学式8中、R〜R10は各々独立して置換もしくは非置換のアリール基またはヘテロアリール基であってもよい。具体的には、R〜R10は各々独立して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テルフェニル基、置換もしくは非置換のピリジル基、置換もしくは非置換のキノリン基、置換もしくは非置換のフェナントレニル基、または置換もしくは非置換のナフチル基であってもよい。
本出願の一実施形態において、L〜Lは各々独立して直接連結、置換もしくは非置換のアリーレン基、置換もしくは非置換のアルケニレン基、置換もしくは非置換のフルオレニレン基、または異種元素としてO、N、SおよびPのうち1つ以上を有する置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であってもよい。具体的には、L〜Lは各々独立して直接連結、置換もしくは非置換のフェニレン基、置換もしくは非置換のナフチレン基、置換もしくは非置換のフルオレニレン基、置換もしくは非置換のピリジレン基、または置換もしくは非置換のビフェニレン基であってもよい。より具体的には、L〜Lは各々独立して直接連結、フェニレン基、ナフチレン基、またはピリジレン基であってもよい。
本出願の一実施形態において、前記化学式2〜化学式8のXまたはX〜XがCRである場合、前記RおよびRは各々独立して置換もしくは非置換のアルキル基であってもよい。具体的には、RおよびRは各々独立して置換もしくは非置換のメチル基、または置換もしくは非置換のエチル基であってもよい。より具体的には、前記RおよびRは各々独立してメチル基、またはエチル基であってもよい。
本出願の一実施形態において、前記化学式2〜化学式8のXまたはX〜XがCRである場合、前記RおよびRは各々独立して置換もしくは非置換のアリール基、または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であってもよい。具体的には、前記RおよびRは各々独立して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テルフェニル基、置換もしくは非置換のピリジル基、置換もしくは非置換のキノリン基、置換もしくは非置換のフェナントレニル基、置換もしくは非置換のナフチル基であってもよい。より具体的には、前記RおよびRは各々独立してフェニル基、またはピリジル基であってもよい。
本出願の一実施形態において、前記化学式2〜化学式8のXまたはX〜XがCRである場合、前記RおよびRは互いに連結されて単環式または多環式の環を形成することができる。
本出願の一実施形態において、前記化学式2〜化学式4中、R11〜R12は各々独立して水素、重水素、ハロゲン基またはニトリル基であってもよい。
本出願の一実施形態において、前記化学式2〜化学式4中、R11〜R12は各々独立して置換もしくは非置換のアリール基、または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であってもよい。具体的には、R11〜R12は各々独立して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テルフェニル基、置換もしくは非置換のピリジル基、置換もしくは非置換のキノリン基、置換もしくは非置換のフェナントレニル基、置換もしくは非置換のナフチル基であってもよい。
本出願の一実施形態において、前記化学式5〜化学式7中、R11〜R14は各々独立して水素、重水素、ハロゲン基またはニトリル基であってもよい。
本出願の一実施形態において、前記化学式5〜化学式7中、R11〜R14は各々独立して置換もしくは非置換のアリール基、または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であってもよい。具体的には、R11〜R14は各々独立して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テルフェニル基、置換もしくは非置換のピリジル基、置換もしくは非置換のキノリン基、置換もしくは非置換のフェナントレニル基、置換もしくは非置換のナフチル基であってもよい。
本出願の一実施形態において、前記化学式8のR11〜R16は各々独立して水素、重水素、ハロゲン基またはニトリル基であってもよい。
本出願の一実施形態において、前記化学式8のR11〜R16は各々独立して置換もしくは非置換のアリール基、または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であってもよい。具体的には、R11〜R16は各々独立して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テルフェニル基、置換もしくは非置換のピリジル基、置換もしくは非置換のキノリン基、置換もしくは非置換のフェナントレニル基、または置換もしくは非置換のナフチル基であってもよい。
本出願の一実施形態による化学式3において、Rは重水素、フルオロ、フェニル基、重水素で置換されたフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、ピリジル基で置換もしくは非置換されたフェニル基;ビフェニル基;テルフェニル基;ピリジル基;キノリン基;フェナントレニル基;フェニル基またはナフチル基で置換もしくは非置換されたナフチル基;またはフェナントリジン基であり、
〜R12は水素であり、
はO、SまたはCRであり、
およびRは各々独立してメチル基、エチル基、フェニル基またはピリジル基であるか、互いに連結されて単環式または多環式の環を形成し、
は直接連結、フェニレン基、ナフチレン基、またはピリジレン基であってもよい。
本出願の一実施形態による化学式4において、RおよびRは各々独立して重水素、フルオロ、フェニル基、重水素で置換されたフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、ピリジル基で置換もしくは非置換されたフェニル基;ビフェニル基;テルフェニル基;ピリジル基;キノリン基;フェナントレニル基;フェニル基またはナフチル基で置換もしくは非置換されたナフチル基;またはフェナントリジン基であり、
〜R12は水素であり、
はO、SまたはCRであり、
およびRは各々独立してメチル基、エチル基、フェニル基またはピリジル基であるか、互いに連結されて単環式または多環式の環を形成し、
は直接連結、フェニレン基、ナフチレン基、またはピリジレン基であってもよい。
本出願の一実施形態による化学式5において、Rは重水素、フルオロ、フェニル基、重水素で置換されたフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、ピリジル基で置換もしくは非置換されたフェニル基;ビフェニル基;テルフェニル基;ピリジル基;キノリン基;フェナントレニル基;フェニル基またはナフチル基で置換もしくは非置換されたナフチル基;またはフェナントリジン基であり、
〜R14は水素であり、
およびXは各々独立してO、SまたはCRであり、
およびRは各々独立してメチル基、エチル基、フェニル基またはピリジル基であるか、互いに連結されて単環式または多環式の環を形成し、
およびLは各々独立して直接連結、フェニレン基、ナフチレン基、またはピリジレン基であってもよい。
本出願の一実施形態による化学式6において、Rは重水素、フルオロ、フェニル基、重水素で置換されたフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、ピリジル基で置換もしくは非置換されたフェニル基;ビフェニル基;テルフェニル基;ピリジル基;キノリン基;フェナントレニル基;フェニル基またはナフチル基で置換もしくは非置換されたナフチル基;またはフェナントリジン基であり、
〜R14は水素であり、
およびXは各々独立してO、SまたはCRであり、
およびRは各々独立してメチル基、エチル基、フェニル基またはピリジル基であるか、互いに連結されて単環式または多環式の環を形成し、
およびLは各々独立して直接連結、フェニレン基、ナフチレン基、またはピリジレン基であってもよい。
本出願の一実施形態による化学式7において、Rは重水素、フルオロ、フェニル基、重水素で置換されたフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、ピリジル基で置換もしくは非置換されたフェニル基;ビフェニル基;テルフェニル基;ピリジル基;キノリン基;フェナントレニル基;フェニル基またはナフチル基で置換もしくは非置換されたナフチル基;またはフェナントリジン基であり、
〜R14は水素であり、
およびXは各々独立してO、SまたはCRであり、
およびRは各々独立してメチル基、エチル基、フェニル基またはピリジル基であるか、互いに連結されて単環式または多環式の環を形成し、
およびLは各々独立して直接連結、フェニレン基、ナフチレン基、またはピリジレン基であってもよい。
本出願の一実施形態による化学式8において、R〜R16は水素であり、
〜Xは各々独立してO、SまたはCRであり、
およびRは各々独立してメチル基、エチル基、フェニル基またはピリジル基であるか、R11とR12、R15とR16およびR19とR20は各々独立して互いに連結されて単環式または多環式の環を形成し、
、LおよびLは各々独立して直接連結、フェニレン基、ナフチレン基、またはピリジレン基であってもよい。
本出願の一実施形態において、前記化学式2を下記化学式9で表すことができる。
Figure 2015526393
前記化学式9において、L、RおよびRは化学式2の定義と同様であり、
〜Zのうちいずれか1つは−CNであり、
残りは互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して水素;重水素;ハロゲン基;ニトロ基;ヒドロキシ基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のフルオレニル基;またはN、OおよびS原子のうち1つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基である。
本出願の一実施形態による前記化学式1の化合物はガラス転移温度Tgが高いので熱的安定性に優れる。このような熱的安定性の増加は素子に駆動安定性を提供する重要な要因となる。
また、化学式1の化合物に化学式2が導入される場合、化学式2が適切な強さで電子を非偏在化させ、効率、駆動電圧、安定性などに優れた性能を発揮すると見られる。特に、前記化合物は、熱的安定性に優れ、深いHOMO準位および正孔安定性を有して優れた特性を示す。
本出願の一実施形態による前記化学式1の化合物は、構造的特異性によって有機電子素子において有機物層として用いられることができる。
本出願の一実施形態による化合物の具体例としては下記表1の化合物が挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
Figure 2015526393
Figure 2015526393
Figure 2015526393
Figure 2015526393
Figure 2015526393
本出願の一実施形態は、第1電極、第2電極、および前記第1電極と第2電極との間に配置された1層以上の有機物層を含む有機電子素子であって、前記有機物層のうち1層以上は前記化合物を含む有機電子素子を提供する。
本出願の一実施形態において、有機電子素子は第1電極と第2電極およびこの間に配置された有機物層を含む構造からなり、前記化学式1の化合物を有機電子素子の有機物層に用いることを除いては通常の有機電子素子の製造方法および材料を用いて製造することができる。
本出願の一実施形態において、前記有機電子素子は有機発光素子、有機太陽電池、有機感光体(OPC)ドラムおよび有機トランジスタからなる群から選択されるものであってもよく、より具体的には有機発光素子であってもよい。
これらはいずれも素子駆動のために正孔の注入または輸送物質、電子の注入または輸送物質、または発光物質を必要とする。前記有機電子素子においては、正孔の注入または輸送物質、電子の注入または輸送物質、または発光物質が類似する原理で作用する。
本出願の一実施形態による有機電子素子において、前記有機電子素子の有機物層は電荷発生層(charge generating layer)を含み、前記電荷発生層が前記化学式1の化合物を含んでもよい。前記電荷発生層はさらに金属または金属錯化合物を含んでもよい。金属の例は前述した通りである。前記電荷発生層は、前記有機物層が2以上の発光ユニットを含む場合、発光ユニットの間に備えられることができる。前記発光ユニットは少なくとも1層の発光層を含み、必要に応じて電荷輸送層のような追加の有機物層をさらに含んでもよい。また、前記電荷発生層は発光層といずれか1つの電極の間に備えられることもできる。具体的には、前記電荷発生層は陽極と発光層との間に備えられることができる。前記電荷発生層は、陰極に近い面にヘキサアザトリフェニレンのようなn型有機物層と、NPBのようなp型有機物層が順次備えられることができる。具体的には、陰極側からp型有機物層、n型有機物層および電荷発生層が順次積層して備えられることができる。また1つの実施態様において、前記有機電子素子の有機物層は、前記含窒素複素環化合物を含む有機物層以外に、アリールアミノ基、カルバゾール基、またはベンズカルバゾール基を含む化合物を含む正孔注入層または正孔輸送層を含むことができる。
以下では有機発光素子について例示する。
有機発光現象とは、有機物質を用いて電気エネルギーを光エネルギーに転換させる現象をいう。有機発光現象を用いる有機発光素子は、通常、陽極と陰極およびこの間に有機物層を含む構造を有する。
本出願の一実施形態において、前記有機発光素子の有機物層は単層構造であってもよいが、2層以上の有機物層が積層された多層構造であってもよい。例えば、前記有機発光素子は、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、電荷発生層、電子輸送と電子注入を同時にする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、より少ない数の有機物層を含んでもよい。
前記有機発光素子の構造において、2つの電極の間に電圧を印加すれば、陽極からは正孔が、陰極からは電子が有機物層に注入され、注入された正孔と電子が結合した時にエキシトン(exciton)が形成され、このエキシトンが再び基底状態に落ちる時に光が出る。このような有機発光素子は、自発光、高輝度、高効率、低駆動電圧、広視野角、高コントラスト、高速応答性などの特性を有する。有機発光素子において有機物層として用いられる物質は、機能に応じて、発光物質と電荷輸送物質、例えば、正孔注入物質、正孔輸送物質、電子輸送物質、電子注入物質などに分類される。また、発光物質は、発光色に応じて、青色、緑色、赤色の発光物質とより良い天然色を実現するために必要な黄色および橙色の発光物質に区分される。一方、発光物質として1つの物質のみを用いる場合、分子間の相互作用によって最大発光波長が長波長に移動し、色純度が落ちるか、発光減衰効果によって素子の効率が減少するという問題が発生するため、色純度の増加とエネルギー転移を通じた発光効率を増加させるために発光物質としてホスト/ドーパント系を用いることができる。
本出願の一実施形態による有機発光素子において、前記有機物層は正孔注入層、正孔輸送層、および正孔注入および正孔輸送を同時にする層のうち1層以上を含むことができ、前記層のうち1層以上が前記化学式1で表される化合物を含むことができる。
また、本出願の一実施形態による有機発光素子において、前記有機物層は発光層、電子輸送層、電子注入層、および電子輸送および電子注入を同時にする層のうち1層以上を含むことができ、前記層のうち1層以上が前記化学式1で表される化合物を含むことができる。ここで、前記化学式1で表される化合物を含む層は、n−型のドーパントであるアルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属またはアルカリ土類金属化合物またはこれらの組み合わせをさらに含むことができる。本出願の一実施形態において、有機電子素子に適用されるn−型のドーパントは特に制限されないが、Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Nd、Sm、Eu、Tb、Yb、LiF、LiO、CsFまたは下記の化合物から選択されることが好ましい。
Figure 2015526393
前記n−型のドーパントと前記化学式1で表される化合物を用いて電子輸送層、電子注入層、および電子輸送および電子注入を同時にする層などを形成する場合に、電子注入特性が向上し、素子の効率上昇、駆動電圧の下降および安定性の上昇という効果がある。前記n−型のドーパントは、前記化合物を含む層の組成の総重量を基準に1〜70重量%で存在することが好ましい。
このような多層構造の有機物層において、前記化学式1で表される化合物は、発光層、正孔注入/正孔輸送と発光を同時にする層、正孔輸送と発光を同時にする層、または電子輸送と発光を同時にする層などに含まれることができる。
本出願の一実施形態による有機発光素子の発光層は赤色、緑色または青色に発光することができる。この時、前記有機発光素子において、電子輸送層および電子輸送および電子注入を同時にする層のうち1層以上は前記化学式1で表される化合物を含むことができる。
例えば、本出願の一実施形態による有機発光素子の構造は図1〜5に例示されている。
図1には、基板1上に陽極2、正孔注入層3、正孔輸送層4、発光層5、電子輸送層6および陰極7が順次積層された有機電子素子の構造が例示されている。このような構造において、前記化学式1で表される化合物は前記正孔注入層3、正孔輸送層4、発光層5または電子輸送層6に含まれることができる。
図2には、基板1上に陽極2、正孔注入層3、正孔輸送層4、発光層5および陰極7が順次積層された有機電子素子の構造が例示されている。このような構造において、前記化学式1で表される化合物は前記正孔注入層3、正孔輸送層4または電子輸送層6に含まれることができる。
図3には、基板1上に陽極2、正孔輸送層4、発光層5、電子輸送層6および陰極7が順次積層された有機電子素子の構造が例示されている。このような構造において、前記化学式1で表される化合物は前記正孔輸送層4、発光層5または電子輸送層6に含まれることができる。
図4には、基板1上に陽極2、発光層5、電子輸送層6および陰極7が順次積層された有機電子素子の構造が例示されている。このような構造において、前記化学式1で表される化合物は前記発光層5または電子輸送層6に含まれることができる。
図5には、基板1上に陽極2、発光層5および陰極7が順次積層された有機電子素子の構造が例示されている。このような構造において、前記化学式1で表される化合物は前記発光層5に含まれることができる。
例えば、本出願の一実施形態による有機発光素子は、スパッタリング(sputtering)や電子ビーム蒸発(e−beam evaporation)のようなPVD(physical vapor deposition)方法を利用し、基板上に金属または導電性を有する金属酸化物またはこれらの合金を蒸着して陽極を形成し、その上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層を含む有機物層を形成した後、その上に陰極として用いることができる物質を蒸着することによって製造される。
このような正方向構造の有機発光素子を作る方法の他にも、基板上に陰極物質から有機物層、陽極物質を順に蒸着して逆方向構造の有機発光素子を作ることもできる(国際特許出願公開第2003/012890号)。前記有機物層は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層および電子輸送層などを含む多層構造であってもよいが、これに限定されず、単層構造であってもよい。また、前記有機物層は、様々な高分子素材を用いて、蒸着法でない溶媒プロセス(solvent process)、例えば、スピンコーティング、ディップコーティング、ドクターブレード、スクリーン印刷、インクジェット印刷または熱転写法などの方法によってさらに少ない数の層に製造することができる。
前記陽極物質としては、通常、有機物層への正孔注入が円滑になるように仕事関数の大きい物質が好ましい。本出願に用いることができる陽極物質の具体的な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SnO:Sbのような金属と酸化物の組み合わせ;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](PEDT)、ポリピロールおよびポリアニリンのような導電性高分子などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記陰極物質としては、通常、有機物層への電子注入が容易になるように仕事関数の小さい物質が好ましい。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、スズおよび鉛のような金属またはこれらの合金;LiF/AlまたはLiO/Alのような多層構造の物質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。
正孔注入物質としては、低い電圧において陽極からの正孔の注入を円滑に受けることができる物質として、正孔注入物質のHOMO(highest occupied molecular orbital)が陽極物質の仕事関数と周辺の有機物層のHOMOとの間であることが好ましい。正孔注入物質の具体的な例としては金属ポルフィリン(porphyrine)、オリゴチオフェン、アリールアミン系の有機物、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン、キナクリドン(quinacridone)系の有機物、ペリレン(perylene)系の有機物、アントラキノンおよびポリアニリンとポリチオフェン系の導電性高分子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。
正孔輸送物質としては、陽極や正孔注入層から正孔の輸送を受けて発光層に移せる物質として、正孔に対する移動性の大きい物質が好適である。具体的な例としてはアリールアミン系の有機物、導電性高分子、および共役部分と非共役部分が共に存在するブロック共重合体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。
発光物質としては、正孔輸送層と電子輸送層から正孔と電子の輸送を各々受けて結合させることによって可視光線領域の光を出せる物質として、蛍光や燐光に対する量子効率の良い物質が好ましい。具体的な例としては8−ヒドロキシ−キノリンアルミニウム錯体(Alq);カルバゾール系化合物;二量体化スチリル(dimerized styryl)化合物;BAlq;10−ヒドロキシベンゾキノリン−金属化合物;ベンゾオキサゾール、ベンズチアゾールおよびベンズイミダゾール系の化合物;ポリ(p−フェニレンビニレン)(PPV)系の高分子;スピロ(spiro)化合物;ポリフルオレン、ルブレン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。
電子輸送物質としては、陰極から電子の注入を円滑に受けて発光層に移せる物質として、電子に対する移動性の大きい物質が好適である。具体的な例としては8−ヒドロキシキノリンのAl錯体;Alqを含む錯体;有機ラジカル化合物;ヒドロキシフラボン−金属錯体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。
本出願の一実施形態による有機発光素子は、用いられる材料に応じて、前面発光型、背面発光型または両面発光型であってもよい。
本出願の一実施形態による化合物は、有機太陽電池、有機感光体、有機トランジスタなどをはじめとする有機電子素子においても有機発光素子に適用されるのと類似する原理で作用することができる。
有機太陽電池は第1電極と第2電極およびこの間に配置された有機物層を含む構造からなり、有機物層として正孔輸送層、光活性層、電子輸送層を含むことができる。本出願の一実施形態による化合物は有機太陽電池の有機物層に用いられることができ、より具体的には電子輸送層に用いられることができる。
有機感光体は導電性基材、電子輸送物質を含む電荷輸送層、電荷生成層を含むことができる。本出願の一実施形態による化合物は有機感光体の電荷輸送層または電荷生成層に用いられることができる。
有機トランジスタは第1電極、第2電極、正孔注入層、有機薄膜層、電子注入層などを含むことができる。本出願の一実施形態による化合物は有機トランジスタの正孔注入層または電子輸送層に用いられることができ、より具体的には電子輸送層に用いられることができる。
以下、本出願の理解を助けるために好ましい実施例を提示する。但し、下記の実施例は本出願を例示するためのものであって、これによって本出願の範囲が限定されるものではない。
<実施例>
<製造例1−1>下記化合物A−2の製造
Figure 2015526393
化合物A−1(14.3g、40.6mmol)とシアン化銅(CuCN)(3.64g、40.6mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)(100mL)に分散させ、20時間攪拌還流した。常温に温度を下げ、反応混合物を酸性化したFeCl溶液(acidified aqueous FeCl solution)(水80mLと濃い塩酸20mLに50.0gのFeClを溶かした溶液)に徐々に注ぎ、90℃で0.5時間攪拌した。有機層を分離し、水層をクロロホルム(CHCl)(3×300mL)で抽出した。水層を除去し、有機層を集めて5N HCl(800mL)で洗浄した。有機層を水(3×200mL)と10% NaOH水溶液(500mL)で洗浄した後、水(3×200mL)で洗浄した。水層を除去し、有機層を無水硫酸マグネシウム(MgSO)で乾燥した後に濾過した。濾過液を減圧濃縮し、クロロホルム/ヘキサン(hexane)(1:1、v/v)でカラム精製して前記化合物A−2(4.72g、39%)を製造した。
MS:[M+H]=299
<製造例1−2>下記化合物A−4の製造
Figure 2015526393
前記製造例1−1において、化合物A−1の代わりに化合物A−3(15.4g、40.6mmol)を用いたことを除いては、前記製造例1−1と同様の方法によって化合物A−4(4.64g、35%)を製造した。
MS:[M+H]=327
<製造例1−3>下記化合物A−6の製造
Figure 2015526393
前記製造例1−1において、化合物A−1の代わりに化合物A−5(19.3g、40.6mmol)を用いたことを除いては、前記製造例1−1と同様の方法によって化合物A−6(5.32g、31%)を製造した。
MS:[M+H]=423
<製造例1−4>下記化合物A−8の製造
Figure 2015526393
前記製造例1−1において、化合物A−1の代わりに化合物A−7(19.3g、40.6mmol)を用いたことを除いては、前記製造例1−1と同様の方法によって化合物A−8(5.80g、34%)を製造した。
MS:[M+H]=421
<製造例1−5>下記化合物A−10の製造
Figure 2015526393
化合物A−2(5.0g、16.8mmol)と化合物A−9(2.63g、16.8mmol)をテトラヒドロフラン(100mL)に分散させた後、2M 炭酸カリウム水溶液(aq.KCO)(34mL)を添加し、テトラキストリフェニルホスフィノパラジウム[Pd(PPh](0.388g、2mol%)を入れた後、5時間攪拌還流した。常温に温度を下げ、有機層を抽出して濃縮した後、エタノールで再結晶して、化合物A−10(4.84g、89%)を製造した。
MS:[M+H]=330
<製造例1−6>下記化合物A−12の製造
Figure 2015526393
前記製造例1−5において、化合物A−9の代わりに化合物A−11(2.63g、16.8mmol)を用いたことを除いては、前記製造例1−5と同様の方法によって化合物A−12(4.57g、84%)を製造した。
MS:[M+H]=330
<製造例1−7>下記化合物A−13の製造
Figure 2015526393
化合物A−2(8.6g、29.0mmol)、ビス(ピナコラト)ジボロン(Bis(pinacolato)diboron)(7.36g、29.0mmol)をテトラヒドロフラン(100ml)に分散させた後、酢酸カリウム(KOAC)(8.54g、87mmol)、1,1’−ビスジフェニルホスフィノフェロセンジクロロパラジウム(Pd(dppf)ClCHCl)(0.71g、3mol%)を入れた後、6時間攪拌還流した。常温に温度を下げ、生成された固体を濾過した。濾過された固体をクロロホルムとエタノールで再結晶し濾過した後に乾燥して、化合物A−13(8.91g、89%)を製造した。
MS:[M+H]=346
<製造例1−8>下記化合物A−15の製造
Figure 2015526393
前記製造例1−1において、化合物A−1の代わりに化合物A−14(13.2g、40.6mmol)を用いたことを除いては、前記製造例1−1と同様の方法によって化合物A−15(4.64g、42%)を製造した。
MS:[M+H]=271
<製造例1−9>下記化合物A−17の製造
Figure 2015526393
前記製造例1−1において、化合物A−1の代わりに化合物A−16(13.2g、40.6mmol)を用いたことを除いては、前記製造例1−1と同様の方法によって化合物A−17(5.52g、50%)を製造した。
MS:[M+H]=271
<製造例1−10>下記化合物A−19の製造
Figure 2015526393
前記製造例1−1において、化合物A−1の代わりに化合物A−18(13.9g、40.6mmol)を用いたことを除いては、前記製造例1−1と同様の方法によって化合物A−19(4.45g、38%)を製造した。
<製造例1−11>下記化合物A−21の製造
Figure 2015526393
前記製造例1−1において、化合物A−1の代わりに化合物A−20(13.9g、40.6mmol)を用いたことを除いては、前記製造例1−1と同様の方法によって化合物A−21(5.39g、46%)を製造した。
<製造例2−1>下記化合物B−2の製造
Figure 2015526393
化合物B−1(5.96g、17.9mmol)をテトラヒドロフラン(100mL)に溶かした後、−78℃に温度を下げ、1.7M t−ブチルリチウム(t−BuLi)(10.6mL、17.9mmol)を徐々に加えた。同一温度で一時間攪拌した後、トリメチルボレート(B(OCH)(3.72g、35.8mmol)を加え、常温に温度を徐々に上げながら3時間攪拌した。反応混合物に2N 塩酸水溶液(30mL)を加え、1.5時間常温で攪拌した。生成された沈殿物を濾過し、水とエチルエーテル(ethyl ether)で順に洗浄した後に真空乾燥した。乾燥後、エチルエーテルに分散させ、2時間攪拌した後に濾過し乾燥して、化合物B−2(3.79g、71%)を製造した。
MS:[M+H]=299
<製造例2−2>下記化合物B−4の製造
Figure 2015526393
前記製造例2−1において、化合物B−1の代わりに化合物B−3(7.33g、17.9mmol)を用いたことを除いては、前記製造例2−1と同様の方法によって化合物B−4(5.02g、75%)を製造した。
MS:[M+H]=375
<製造例2−3>下記化合物B−6の製造
Figure 2015526393
前記製造例2−1において、化合物B−1の代わりに化合物B−5(6.05g、17.9mmol)を用いたことを除いては、前記製造例2−1と同様の方法によって化合物B−6(3.74g、69%)を製造した。
MS:[M+H]=304
<製造例2−4>下記化合物B−8の製造
Figure 2015526393
前記製造例2−1において、化合物B−1の代わりに化合物B−7(6.86g、17.9mmol)を用いたことを除いては、前記製造例2−1と同様の方法によって化合物B−8(3.86g、62%)を製造した。
MS:[M+H]=349
<製造例2−5>下記化合物B−10の製造
Figure 2015526393
前記製造例2−1において、化合物B−1の代わりに化合物B−9(8.22g、17.9mmol)を用いたことを除いては、前記製造例2−1と同様の方法によって化合物B−10(5.54g、73%)を製造した。
MS:[M+H]=425
<製造例2−6>下記化合物B−12の製造
Figure 2015526393
前記製造例2−1において、化合物B−1の代わりに化合物B−11(6.88g、17.9mmol)を用いたことを除いては、前記製造例2−1と同様の方法によって化合物B−12(2.63g、42%)を製造した。
MS:[M+H]=350
<製造例2−7>下記化合物B−14の製造
Figure 2015526393
化合物B−13(16.7g、40.8mmol)とビス(ピナコラト)ジボロン(Bis(pinacolato)diboron)(11.4g、44.9mmol)および酢酸カリウム(KOAc)(12.0g、122mmol)をジオキサン(1,4−dioxane)(250mL)に懸濁した。前記懸濁液にPd(dba)(0.70g、3mol%)とPCy(0.69g、6mol%)を加えた。混合物を約8時間攪拌還流し、常温に冷却した。前記混合物を水(250mL)で希釈し、クロロホルム(3×150mL)で抽出した。有機抽出物を硫酸マグネシウム上で乾燥した後に濾過した。濾過液を減圧濃縮し、エチルエーテルとヘキサンで再結晶して、前記化合物B−14(14.9g、80%)を製造した。
MS:[M+H]=457
<製造例2−8>下記化合物B−16の製造
Figure 2015526393
前記製造例2−1において、化合物B−1の代わりに化合物B−15(7.33g、17.9mmol)を用いたことを除いては、前記製造例2−1と同様の方法によって化合物B−16(4.62g、69%)を製造した。
MS:[M+H]=375
<製造例2−9>下記化合物B−18の製造
Figure 2015526393
前記製造例2−1において、化合物B−1の代わりに化合物B−17(7.76g、17.9mmol)を用いたことを除いては、前記製造例2−1と同様の方法によって化合物B−18(4.21g、59%)を製造した。
MS:[M+H]=399
<製造例2−10>下記化合物B−20の製造
Figure 2015526393
前記製造例2−1において、化合物B−1の代わりに化合物B−19(6.01g、17.9mmol)、1.7M t−ブチルリチウム(t−BuLi)(21.2mL、35.8mmol)とトリメチルボレート(B(OCH)(7.44g、71.6mmol)を用いたことを除いては、前記製造例2−1と同様の方法によって化合物B−20(2.57g、54%)を製造した。
MS:[M+H]=266
<製造例2−11>下記化合物B−23の製造
Figure 2015526393
化合物B−21(10g、34.3mmol)、フェニルボロン酸(4.18g、34.3mmol)をテトラヒドロフラン(100mL)に分散させた後、2M 炭酸カリウム水溶液(aq.KCO)(70mL)を添加し、テトラキストリフェニルホスフィノパラジウム[Pd(PPh](0.793g、2mol%)を入れた後、5時間攪拌還流した。常温に温度を下げ、生成された固体を濾過して、化合物B−22(9.01g、91%)を製造した。このように製造されたB−22(9.01g、31.2mmol)を塩化メチレン(100ml)に溶かした後、N−ブロモコハク酸イミド(N−bromosuccinimide)(6.11g、34.3mmol)、臭化水素(HBr)(3滴)を入れた後、1時間攪拌した。反応が終了した後、有機層を亜硫酸水素ナトリウム(NaHSO)水溶液で洗浄した後、減圧して得られた固体をクロロホルムとエタノールで再結晶し濾過した後に乾燥して、化合物B−23(8.14g、71%)を製造した。
MS:[M+H]=368
<製造例2−12>下記化合物B−26の製造
Figure 2015526393
前記製造例2−11において、化合物B−21の代わりに化合物B−24(10g、34.3mmol)を用いたことを除いては、前記製造例2−1と同様の方法によって化合物B−26(7.26g、58%)を製造した。
MS:[M+H]=368
<実施例1>化学式1−1の化合物の製造
Figure 2015526393
化合物A−2(5.96g、20.0mmol)と化合物B−2(5.96g、20.0mmol)をテトラヒドロフラン(100mL)に分散させた後、2M 炭酸カリウム水溶液(aq.KCO)(40mL)を添加し、テトラキストリフェニルホスフィノパラジウム[Pd(PPh](0.462g、2mol%)を入れた後、5時間攪拌還流した。常温に温度を下げ、生成された固体を濾過した。濾過された固体をクロロホルムとエタノールで再結晶し濾過した後に乾燥して、化学式1−1の化合物(6.13g、65%)を製造した。
MS:[M+H]=472
<実施例2>化学式1−3の化合物の製造
Figure 2015526393
前記実施例1において、化合物B−2の代わりに化合物B−8(6.96g、20.0mmol)を用いたことを除いては、前記実施例1と同様の方法によって化学式1−3の化合物(6.47g、62%)を製造した。
MS:[M+H]=522
<実施例3>化学式1−7の化合物の製造
Figure 2015526393
前記実施例1において、化合物B−2の代わりに化合物B−4(7.49g、20.0mmol)を用いたことを除いては、前記実施例1と同様の方法によって化学式1−7の化合物(7.34g、67%)を製造した。
MS:[M+H]=548
<実施例4>化学式1−12の化合物の製造
Figure 2015526393
前記実施例1において、化合物B−2の代わりに化合物B−10(8.49g、20.0mmol)を用いたことを除いては、前記実施例1と同様の方法によって化学式1−12の化合物(7.77g、65%)を製造した。
MS:[M+H]=598
<実施例5>化学式1−18の化合物の製造
Figure 2015526393
前記実施例1において、化合物B−2の代わりに化合物B−6(6.06g、20.0mmol)を用いたことを除いては、前記実施例1と同様の方法によって化学式1−18の化合物(5.82g、61%)を製造した。
MS:[M+H]=477
<実施例6>化学式1−25の化合物の製造
Figure 2015526393
化合物A−4(6.52g、20.0mmol)と化合物B−16(7.49g、20.0mmol)をテトラヒドロフラン(100mL)に分散させた後、2M 炭酸カリウム水溶液(aq.KCO)(40mL)を添加し、テトラキストリフェニルホスフィノパラジウム[Pd(PPh](0.462g、2mol%)を入れた後、5時間攪拌還流した。常温に温度を下げ、生成された固体を濾過した。濾過された固体をクロロホルムとエタノールで再結晶し濾過した後に乾燥して、化学式1−25の化合物(6.79g、59%)を製造した。
MS:[M+H]=576
<実施例7>化学式1−27の化合物の製造
Figure 2015526393
前記実施例1において、化合物A−2の代わりに化合物A−6(8.45g、20.0mmol)を用いたことを除いては、前記実施例1と同様の方法によって化学式1−27の化合物(7.51g、63%)を製造した。
MS:[M+H]=596
<実施例8>化学式1−38の化合物の製造
Figure 2015526393
化合物A−8(8.67g、20.0mmol)と化合物B−18(7.97g、20.0mmol)をテトラヒドロフラン(100mL)に分散させた後、2M 炭酸カリウム水溶液(aq.KCO)(40mL)を添加し、テトラキストリフェニルホスフィノパラジウム[Pd(PPh](0.462g、2mol%)を入れた後、5時間攪拌還流した。常温に温度を下げ、生成された固体を濾過した。濾過された固体をクロロホルムとエタノールで再結晶し濾過した後に乾燥して、化学式1−38の化合物(9.16g、66%)を製造した。
MS:[M+H]=694
<実施例9>化学式2−1の化合物の製造
Figure 2015526393
前記実施例1において、化合物B−2の代わりに化合物B−14(9.12g、20.0mmol)を用いたことを除いては、前記実施例1と同様の方法によって化学式2−1の化合物(6.79g、62%)を製造した。
MS:[M+H]=548
<実施例10>化学式2−5の化合物の製造
Figure 2015526393
前記実施例9において、化合物A−2の代わりに化合物A−10(6.60g、20.0mmol)を用いたことを除いては、前記実施例9と同様の方法によって化学式2−5の化合物(6.86g、55%)を製造した。
MS:[M+H]=624
<実施例11>化学式1−33の化合物の製造
Figure 2015526393
化合物A−10(6.60g、20.0mmol)と化合物B−2(5.96g、20.0mmol)をテトラヒドロフラン(100mL)に分散させた後、2M 炭酸カリウム水溶液(aq.KCO)(40mL)を添加し、テトラキストリフェニルホスフィノパラジウム[Pd(PPh](0.462g、2mol%)を入れた後、48時間攪拌還流した。常温に温度を下げ、生成された固体を濾過した。濾過された固体をクロロホルムとエチルアセテートで再結晶し濾過した後に乾燥して、化学式1−33の化合物(6.79g、62%)を製造した。
MS:[M+H]=548
<実施例12>化学式1−34の化合物の製造
Figure 2015526393
前記実施例11において、化合物A−10のの代わりに化合物A−12(6.60g、20.0mmol)を用いたことを除いては、前記実施例11と同様の方法によって化学式1−34の化合物(6.24g、57%)を製造した。
MS:[M+H]=548
<実施例13>化学式3−1の化合物の製造
Figure 2015526393
前記実施例1において、化合物B−2の代わりに化合物B−20(2.66g、10.0mmol)を用いたことを除いては、前記実施例1と同様の方法によって化学式3−1の化合物(4.41g、72%)を製造した。
MS:[M+H]=613
<実施例14>化学式3−2の化合物の製造
Figure 2015526393
化合物A−13(13.8g、40.0mmol)と化合物B−23(5.96g、20.0mmol)をトルエン(120mL)に分散させた後、トリス(ジベンジリデンアセトン)2パラジウム(0)(0.69g、3mol%)、トリシクロヘキシルホスフィン(0.67g、6mol%)、リン酸3カリウム(KPO)を入れた後、4時間攪拌還流した。常温に温度を下げ、生成された固体を濾過した。濾過された固体をクロロホルムとエチルアセテートで再結晶し濾過した後に乾燥して、化学式3−2の化合物(7.30g、53%)を製造した。
MS:[M+H]=689
<実施例15>化学式3−3の化合物の製造
Figure 2015526393
前記実施例14において、化合物B−23の代わりに化合物B−26を用いたことを除いては、前記実施例13と同様の方法によって化学式3−3の化合物(5.92g、43%)を製造した。
MS:[M+H]=689
<実施例16>化学式3−4の化合物の製造
Figure 2015526393
前記実施例1において、化合物A−2の代わりに化合物A−13(20.7g、60.0mmol)、化合物B−2の代わりに化合物B−27(8.30g、20mmol)、2M 炭酸カリウム水溶液(aq.KCO)(120ml)、テトラキストリフェニルホスフィノパラジウム[Pd(PPh](1.386g、2mol%)を用いたことを除いては、前記実施例1と同様の方法によって化学式3−4の化合物(6.81g、41%)を製造した。
MS:[M+H]=831
<実施例17>化学式4−1の化合物の製造
Figure 2015526393
前記実施例1において、化合物A−2の代わりに化合物A−15(5.44g、20.0mmol)を用いたことを除いては、前記実施例1と同様の方法によって化学式4−1の化合物(6.33g、71%)を製造した。
MS:[M+H]=446
<実施例18>化学式4−2の化合物の製造
Figure 2015526393
前記実施例1において、化合物A−2の代わりに化合物A−17(5.44g、20.0mmol)を用いたことを除いては、前記実施例1と同様の方法によって化学式4−2の化合物(6.51g、73%)を製造した。
MS:[M+H]=446
<実施例19>化学式4−3の化合物の製造
Figure 2015526393
前記実施例1において、化合物A−2の代わりに化合物A−19(5.76g、20.0mmol)を用いたことを除いては、前記実施例1と同様の方法によって化学式4−3の化合物(7.29g、79%)を製造した。
MS:[M+H]=462
<実施例20>化学式4−4の化合物の製造
Figure 2015526393
前記実施例1において、化合物A−2の代わりに化合物A−21(5.76g、20.0mmol)を用いたことを除いては、前記実施例1と同様の方法によって化学式4−4の化合物(6.83g、74%)を製造した。
MS:[M+H]=462
<実験例>
<実験例1−1>
ITO(indium tin oxide)が500Å厚さで薄膜コーティングされたガラス基板を洗剤を溶かした蒸留水に入れて超音波で洗浄した。この時、洗剤としてはフィッシャー社(Fischer Co.)の製品を用い、蒸留水としてはミリポア社(Millipore Co.)の製品のフィルター(Filter)で2次でフィルタリングした蒸留水を用いた。ITOを30分間洗浄した後、蒸留水で2回繰り返して超音波洗浄を10分間行った。蒸留水洗浄が終わった後、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノールの溶剤で超音波洗浄を行い、乾燥した後にプラズマ洗浄機に輸送した。また、酸素プラズマを用いて前記基板を5分間洗浄した後、真空蒸着機に基板を輸送した。
このように準備したITO透明電極上に下記化学式のヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン(hexanitrile hexaazatriphenylene;HAT)を100Å厚さで熱真空蒸着して正孔注入層を形成した。
Figure 2015526393
前記正孔注入層上に前記化学式の4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(NPB)(1,000Å)を真空蒸着して正孔輸送層を形成した。
次に、前記正孔輸送層上に膜厚さ230Åで以下のようなBHとBDを10:1の重量比で真空蒸着して発光層を形成した。
Figure 2015526393
前記発光層上に化学式1−1の化合物を350Åの膜厚さで真空蒸着して電子注入および輸送層を形成した。
前記電子注入および輸送層上に15Å厚さでフッ化リチウム(LiF)と2,000Å厚さでアルミニウムを順次蒸着して陰極を形成した。
前記過程における有機物の蒸着速度は0.4〜0.7Å/secを維持し、陰極のフッ化リチウムは0.3Å/sec、アルミニウムは2Å/secの蒸着速度を維持し、蒸着時の真空度は2×10−7〜5×10−8torrを維持して、有機発光素子を製作した。
<比較例1>
前記実験例1−1において、化学式1−1の化合物の代わりに下記の化学式ET−Aの化合物を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法によって有機発光素子を製作した。
Figure 2015526393
<比較例2>
前記実験例1−1において、化学式1−1の化合物の代わりに下記の化学式ET−Bの化合物を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法によって有機発光素子を製作した。
Figure 2015526393
<実験例1−2〜1−13>
前記実験例1−1において、化学式1−1の化合物の代わりに表2に示す各々の化合物を用いたことを除いては、実験例1−1と同様の方法によって実験例1−2〜1−13の有機発光素子を製作した。
実験例1−1〜1−13および比較例1と2によって製作された有機発光素子に電流(10mA/cm)を印加した時、表2の結果を得た。
Figure 2015526393
前記表2の結果から、本出願の一実施形態による化合物は有機発光素子の有機物層の材料として用いられることができ、特に有機物層のうち電子注入および輸送層に用いられた時、有機発光素子は効率、駆動電圧、安定性などに優れた特性を示すことが分かる。特に、前記化合物は、熱的安定性に優れ、深いHOMO準位および正孔安定性を有して優れた特性を示すことを確認することができた。前記化合物は、効率を向上させるという長所があり、化合物の熱的安定性によって素子の安定性を向上させることができる。
<実験例2−1>
前記実験例1−1のように準備したITO透明電極上に前記化学式のヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン(hexanitrile hexaazatriphenylene;HAT)を100Å厚さで熱真空蒸着して正孔注入層を形成した。
前記正孔注入層上に前記化学式の4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(NPB)700Å、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン(HAT)50Åおよび4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(NPB)700Åを順次真空蒸着して正孔輸送層を形成した。
次に、前記正孔輸送層上に膜厚さ200Åで以下のようなBHとBDを25:1の重量比で真空蒸着して発光層を形成した。
Figure 2015526393
前記発光層上に化学式1−1の化合物と下記化学式LiQ(Lithium Quinalate)を1:1の重量比で真空蒸着して300Å厚さで電子注入および輸送層を形成した。
Figure 2015526393
前記電子注入および輸送層上に15Å厚さでフッ化リチウム(LiF)と2,000Å厚さでアルミニウムを順次蒸着して陰極を形成した。
前記過程における有機物の蒸着速度は0.4〜0.7Å/secを維持し、陰極のフッ化リチウムは0.3Å/sec、アルミニウムは2Å/secの蒸着速度を維持し、蒸着時の真空度は2×10−7〜5×10−8torrを維持して、有機発光素子を製作した。
<比較例3>
前記実験例2−1において、化学式1−1の化合物の代わりに下記の化学式ET−Cの化合物を用いたことを除いては、実験例2−1と同様の方法によって有機発光素子を製作した。
Figure 2015526393
<実験例2−2〜2−6>
前記実験例2−1において、化学式1−1の化合物の代わりに表3に示す各々の化合物を用いたことを除いては、実験例2−1と同様の方法によって実験例2−2〜2−6の有機発光素子を製作した。
実験例2−1〜2−6および比較例3によって製作された有機発光素子に電流(10mA/cm)を印加した時、表3の結果を得た。
Figure 2015526393
前記表3の結果から、本出願の一実施形態による化合物は有機発光素子の有機物層の材料として用いられることができ、特に有機物層のうち電子注入および輸送層に用いられた時、有機発光素子は効率、駆動電圧、安定性などに優れた特性を示すことが分かる。特に、前記化合物は、熱的安定性に優れ、深いHOMO準位および正孔安定性を有して優れた特性を示した。有機発光素子をはじめとする有機電子素子において純粋に用いるか、LiQのようなn−型ドーパントを混合して使用可能である。前記化合物は、有機発光素子の効率を向上させ、化合物の熱的安定性によって素子の安定性を向上させることができる。
1 ・・・基板
2 ・・・陽極
3 ・・・正孔注入層
4 ・・・正孔輸送層
5 ・・・発光層
6 ・・・電子輸送層
7 ・・・陰極
また、本明細書において、「置換もしくは非置換の」という用語は、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;シリル基;アリールアルケニル基;アリール基;アリールオキシ基;アルキルチオキシ基;アルキルスルホキシ基;アリールスルホキシ基;ホウ素基;アルキルアミン基;アラルキルアミン基;アリールアミン基;ヘテロアリール基;カルバゾール基;フルオレニル基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基およびN、O、SおよびP原子のうち1つ以上を含む複素環基からなる群から選択される1つ以上の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ものを意味する。
前記Rの置換基は水素;重水素;ハロゲン基;重水素で置換もしくは非置換されたアリール基;およびN、O、SおよびP原子のうち1つ以上を含む複素環基からなる群から選択される1つ以上の置換基であってもよい。より具体的には、前記R の置換基は水素、重水素、フルオロ、フェニル基、重水素で置換されたフェニル基、ナフチルまたはピリジル基であってもよい。
本出願の一実施形態において、前記化学式2〜化学式8のXまたはX〜XがCRである場合、前記RおよびRは各々独立して置換もしくは非置換のアルキル基であってもよい。具体的には、R およびR は各々独立して置換もしくは非置換のメチル基、または置換もしくは非置換のエチル基であってもよい。より具体的には、前記RおよびRは各々独立してメチル基、またはエチル基であってもよい。
本出願の一実施形態による有機電子素子において、前記有機電子素子の有機物層は電荷発生層(charge generating layer)を含み、前記電荷発生層が前記化学式1の化合物を含んでもよい。前記電荷発生層はさらに金属または金属錯化合物を含んでもよい。前記電荷発生層は、前記有機物層が2以上の発光ユニットを含む場合、発光ユニットの間に備えられることができる。前記発光ユニットは少なくとも1層の発光層を含み、必要に応じて電荷輸送層のような追加の有機物層をさらに含んでもよい。また、前記電荷発生層は発光層といずれか1つの電極の間に備えられることもできる。具体的には、前記電荷発生層は陽極と発光層との間に備えられることができる。前記電荷発生層は、陰極に近い面にヘキサアザトリフェニレンのようなn型有機物層と、NPBのようなp型有機物層が順次備えられることができる。具体的には、陰極側からp型有機物層、n型有機物層および電荷発生層が順次積層して備えられることができる。また1つの実施態様において、前記有機電子素子の有機物層は、前記化学式1の化合物を含む有機物層以外に、アリールアミノ基、カルバゾール基、またはベンズカルバゾール基を含む化合物を含む正孔注入層または正孔輸送層を含むことができる。
また、本出願の一実施形態による有機発光素子において、前記有機物層は発光層、電子輸送層、電子注入層、および電子輸送および電子注入を同時にする層のうち1層以上を含むことができ、前記層のうち1層以上が前記化学式1で表される化合物を含むことができる。ここで、前記化学式1で表される化合物を含む層は、n−型のドーパントであるアルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属アルカリ土類金属化合物またはこれらの組み合わせをさらに含むことができる。本出願の一実施形態において、有機電子素子に適用されるn−型のドーパントは特に制限されないが、Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Nd、Sm、Eu、Tb、Yb、LiF、LiO、CsFまたは下記の化合物から選択されることが好ましい。
次に、前記正孔輸送層上に膜厚さ230Åで以下のようなHとDを10:1の重量比で真空蒸着して発光層を形成した。

Claims (13)

  1. 下記化学式1で表される化合物:
    Figure 2015526393
    前記化学式1において、
    およびRは互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のフルオレニル基;またはN、OおよびS原子のうち1つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、
    〜R10は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のフルオレニル基;またはN、OおよびS原子のうち1つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、
    〜Rのうち少なくとも1つは下記化学式2の基であり、
    Figure 2015526393
    XはO、SまたはCRであり、
    、R、R11およびR12は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のフルオレニル基;またはN、OおよびS原子のうち1つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、R、R、R11およびR12のうち互いに隣接する2以上の基は互いに結合して単環式または多環式の環を形成することができ、
    Lは直接連結;置換もしくは非置換のアリーレン基;置換もしくは非置換のアルケニレン基;置換もしくは非置換のフルオレニレン基;またはN、OおよびS原子のうち1つ以上を含む置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
    nおよびmは各々独立して0〜3の整数である。
  2. 前記化学式1で表される化合物は、下記化学式3〜8のうちいずれか1つで表される、請求項1に記載の化合物:
    Figure 2015526393
    Figure 2015526393
    Figure 2015526393
    前記化学式3〜8において、
    〜Xは各々独立してO、SまたはCRであり、
    〜R12、R、R、nおよびmは前記請求項1で定義したものと同じであり、
    13〜R16は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して水素;重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のシクロアルキル基;置換もしくは非置換のアルコキシ基;置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基;置換もしくは非置換のアリールチオキシ基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のフルオレニル基;またはN、OおよびS原子のうち1つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、R〜R16、RおよびRのうち隣接する2以上の基は互いに結合して単環式または多環式の環を形成することができ、
    〜Lは各々独立して直接連結;置換もしくは非置換のアリーレン基;置換もしくは非置換のアルケニレン基;置換もしくは非置換のフルオレニレン基;またはN、OおよびS原子のうち1つ以上を含む置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
    o、p、qおよびrは各々独立して0〜3の整数である。
  3. 前記Lは、直接連結であるか;置換もしくは非置換のフェニレン基;置換もしくは非置換のナフチレン基;置換もしくは非置換のフルオレニレン基;置換もしくは非置換のピリジレン基;または置換もしくは非置換のビフェニレン基である、請求項1に記載の化合物。
  4. 前記RおよびRのうち少なくとも1つは、各々独立して下記構造式からなる群から選択される、請求項1に記載の化合物:
    Figure 2015526393
    Figure 2015526393
  5. 前記RおよびRは互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して置換もしくは非置換のメチル基;置換もしくは非置換のエチル基;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テルフェニル基;置換もしくは非置換のピリジル基;置換もしくは非置換のキノリン基;置換もしくは非置換のフェナントレニル基;または置換もしくは非置換のナフチル基であり、
    前記RとRは互いに結合して単環式または多環式の環を形成することができる、請求項1に記載の化合物。
  6. 前記化学式1で表される化合物は、下記表1の化学式のうちいずれか1つである、請求項1に記載の化合物。
    Figure 2015526393
    Figure 2015526393
    Figure 2015526393
    Figure 2015526393
    Figure 2015526393
  7. 第1電極、第2電極、および前記第1電極と第2電極との間に配置された1層以上の有機物層を含む有機電子素子であって、
    前記有機物層のうち1層以上は、請求項1〜6のいずれか一項に記載の化合物を含む有機電子素子。
  8. 前記有機電子素子は、有機発光素子、有機太陽電池、有機感光体(OPC)ドラムおよび有機トランジスタからなる群から選択される、請求項7に記載の有機電子素子。
  9. 前記有機電子素子は有機発光素子であり、
    正方向構造または逆方向構造である、請求項7に記載の有機電子素子。
  10. 前記有機電子素子は有機発光素子であり、
    前記有機物層は正孔注入層、正孔輸送層、および正孔注入および正孔輸送を同時にする層のうち1層以上を含み、
    前記層のうち1層以上が前記化合物を含む、請求項7に記載の有機電子素子。
  11. 前記有機電子素子は有機発光素子であり、
    前記有機物層は発光層、電子輸送層、電子注入層、および電子輸送および電子注入を同時にする層のうち1層以上を含み、
    前記層のうち1層以上が前記化合物を含む、請求項7に記載の有機電子素子。
  12. 前記化合物を含む有機物層は、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属またはアルカリ土類金属化合物およびこれらの組み合わせからなる群から選択されるn−型ドーパントをさらに含む、請求項11に記載の有機電子素子。
  13. 前記n−型ドーパントは、前記化合物を含む有機物層の組成の総重量を基準に1〜70重量%で含まれる、請求項12に記載の有機電子素子。
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