JP2018518471A - 二重スピロ型有機化合物およびこれを含む有機電子素子 - Google Patents

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Abstract

本明細書は、有機電子素子の寿命、効率、電気化学的安定性および熱的安定性を大きく向上させることができる新規化合物および前記化合物が有機化合物層に含有されている有機電子素子を提供する。

Description

本明細書は、2015年6月5日付で韓国特許庁に提出された韓国特許出願第10−2015−0080194号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に組み込まれる。
本明細書は、二重スピロ型有機化合物およびこれを含む有機電子素子に関する。
本明細書において、有機電子素子とは、有機半導体物質を用いた電子素子であって、電極と有機半導体物質との間における正孔および/または電子の交流を必要とする。有機電子素子は、動作原理によって、下記のように大きく2つに分けられる。第一は、外部の光源から素子に流入した光子によって有機物層でエキシトン(exiton)が形成され、このエキシトンが電子と正孔に分離され、これら電子と正孔がそれぞれ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子素子である。第二は、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半導体物質層に正孔および/または電子を注入し、注入された電子と正孔によって作動する形態の電子素子である。
有機電子素子の例としては、有機発光素子、有機太陽電池、有機感光体(OPC)ドラム、有機トランジスタなどがあり、これらはいずれも、素子の駆動のために、電子/正孔注入物質、電子/正孔抽出物質、電子/正孔輸送物質、または発光物質を必要とする。以下では、主に有機発光素子について具体的に説明するが、前記有機電子素子では、電子/正孔注入物質、電子/正孔抽出物質、電子/正孔輸送物質、または発光物質がすべて類似の原理で作用する。
一般的に、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。有機発光現象を利用する有機発光素子は、通常、陽極および陰極と、これらの間に有機物層とを含む構造を有する。ここで、有機物層は、有機発光素子の効率と安定性を高めるために、それぞれ異なる物質で構成された多層の構造からなる場合が多く、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などを含むことができる。このような有機発光素子の構造において、2つの電極の間に電圧をかけると、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接した時、エキシトン(exciton)が形成され、このエキシトンが基底の状態に落ちる時に光を発する。このような有機発光素子は、自発光、高輝度、高効率、低い駆動電圧、広い視野角、高いコントラスト、高速応答性などの特性を有することが知られている。
有機発光素子において、有機物層として用いられる材料は、機能によって、発光材料と電荷輸送材料、例えば、正孔注入材料、正孔輸送材料、電子輸送材料、電子注入材料などに分類できる。発光材料は、発光色によって、青色、緑色、赤色発光材料とより良い天然色を具現するために必要な黄色および橙色発光材料がある。
また、色純度の増加とエネルギー転移による発光効率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することができる。その原理は、発光層を主に構成するホストよりエネルギー帯域の間隙が小さく、発光効率に優れたドーパントを発光層に少量混合すると、ホストで発生したエキシトンがドーパントに輸送されて効率の高い光を発するのである。この時、ホストの波長がドーパントの波長帯に移動するので、使用するドーパントの種類によって所望の波長の光を得ることができる。
前述の有機発光素子が有する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、例えば、正孔注入物質、正孔輸送物質、発光物質、電子輸送物質、電子注入物質などが安定かつ効率的な材料によって後押しされることが先行されなければならないが、これまで安定かつ効率的な有機発光素子用有機物層材料の開発が十分になされていない状態であり、したがって、新たな材料の開発が求められ続けている。
本明細書には、二重スピロ型有機化合物およびこれを含む有機電子素子が記載される。
本明細書の一実施態様は、下記化学式1で表される化合物を提供する:
[化学式1]
前記化学式1において、
〜R16のうちの少なくとも1つは、隣接した基と互いに結合して化学式1−1の環構造を形成し、
〜R16中の環を形成しない基は、それぞれ独立に、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;カルボニル基;エステル基;イミド基;アミノ基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;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アルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;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ラルキル基;置換もしくは非置換のアラルケニル基;置換もしくは非置換のアルキルアリール基;置換もしくは非置換のアルキルアミン基;置換もしくは非置換のアラルキルアミン基;置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基;置換もしくは非置換のアリールアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;置換もしくは非置換のアリール基;および置換もしくは非置換のヘテロ環基からなる群より選択され、
[化学式1−1]
前記化学式1−1において、
mは、0〜5の整数であり、
mが2以上の場合に、Lは、互いに同一または異なり、
Lは、直接結合であるか;置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
Arは、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;カルボニル基;エステル基;イミド基;アミノ基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;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アルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;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ラルキル基;置換もしくは非置換のアラルケニル基;置換もしくは非置換のアルキルアリール基;置換もしくは非置換のアルキルアミン基;置換もしくは非置換のアラルキルアミン基;置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基;置換もしくは非置換のアリールアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;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環基であり、
前記(L)−Arが非置換のフェニル基の場合には、前記R〜R16中の化学式1−1の環を形成しない基は、水素であり、
1a〜R4aは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、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;カルボニル基;エステル基;イミド基;アミノ基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;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リールオキシ基;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キルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;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ラルキル基;置換もしくは非置換のアラルケニル基;置換もしくは非置換のアルキルアリール基;置換もしくは非置換のアルキルアミン基;置換もしくは非置換のアラルキルアミン基;置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基;置換もしくは非置換のアリールアミン基;置換もしくは非置換のアリールヘテロアリールアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;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環基であるか、隣接する基と互いに結合して置換もしくは非置換の環を形成してもよい。
また、本明細書は、第1電極と、第2電極と、前記第1電極と第2電極との間に配置された1層以上の有機物層とを含む有機電子素子であって、前記有機物層のうちの1層以上は、前記化学式1の二重スピロ型有機化合物を含むものである有機電子素子を提供する。
本明細書に係る新たな化合物は、有機発光素子をはじめとする有機電子素子の有機物層の材料として使用可能であり、これを用いることにより、有機発光素子をはじめとする有機電子素子において効率の向上、低い駆動電圧および/または寿命特性の向上が可能である。
基板(1)、陽極(2)、発光層(3)、陰極(4)からなる有機発光素子の例を示すものである。
基板(1)、陽極(2)、正孔注入層(5)、正孔輸送層(6)、発光層(7)、電子輸送層(8)、および陰極(4)からなる有機発光素子の例を示すものである。
以下、本明細書についてより詳細に説明する。
本明細書の一実施態様は、前記化学式1で表される化合物を提供する。
前記置換基の例示は以下に説明するが、これに限定されるものではない。
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;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;ゲルマニウム基;カルボニル基;エステル基;イミド基;アミノ基;ホスフィンオキシド基;アルコキシ基;アリールオキシ基;アルキルチオキシ基;アリールチオキシ基;アルキルスルホキシ基;アリールスルホキシ基;シリル基;ホウ素基;アルキル基;シクロアルキル基;アルケニル基;アリール基;アラルキル基;アラルケニル基;アルキルアリール基;アルキルアミン基;アラルキルアミン基;ヘテロアリールアミン基;アリールアミン基;アリールホスフィン基;またはヘテロ環基からなる群より選択された1個以上の置換基で置換もしくは非置換であるか、前記例示された置換基のうちの2以上の置換基が連結された置換もしくは非置換であることを意味する。例えば、「2以上の置換基が連結された置換基」は、ビフェニル基であってもよい。すなわち、ビフェニル基は、アリール基であってもよく、2個のフェニル基が連結された置換基と解釈されてもよい。
本明細書において、「隣接した」基は、当該置換基が置換された原子と直接連結された原子に置換された置換基、当該置換基と立体構造的に最も近く位置した置換基、または当該置換基が置換された原子に置換された他の置換基を意味することができる。例えば、ベンゼン環におけるオルト(ortho)位に置換された2個の置換基、および脂肪族環における同一炭素に置換された2個の置換基は、互いに「隣接した」基と解釈されてもよい。
本明細書において、
は、他の置換基または結合部に結合される部位を意味する。
本明細書において、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。
本明細書において、カルボニル基の炭素数は特に限定されないが、炭素数1〜40であることが好ましい。具体的には、下記のような構造の化合物になってもよいが、これに限定されるものではない。
本明細書において、エステル基は、エステル基の酸素が炭素数1〜25の直鎖、分枝鎖もしくは環鎖アルキル基、または炭素数6〜25のアリール基で置換されていてもよい。具体的には、下記構造式の化合物になってもよいが、これに限定されるものではない。
本明細書において、イミド基の炭素数は特に限定されないが、炭素数1〜25であることが好ましい。具体的には、下記のような構造の化合物になってもよいが、これに限定されるものではない。
本明細書において、シリル基は、−SiRR'R''の化学式で表されてもよく、前記R、R'およびR''はそれぞれ、水素;置換もしくは非置換のアルキル基;または置換もしくは非置換のアリール基であってもよい。前記シリル基は、具体的には、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、ジフェニルシリル基、フェニルシリル基などがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、ホウ素基は、−BRR'R''の化学式で表されてもよく、前記R、R'およびR''はそれぞれ、水素;置換もしくは非置換のアルキル基;または置換もしくは非置換のアリール基であってもよい。前記ホウ素基は、具体的には、トリメチルホウ素基、トリエチルホウ素基、t−ブチルジメチルホウ素基、トリフェニルホウ素基、フェニルホウ素基などがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、前記アルキル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、1〜40であることが好ましい。一実施態様によれば、前記アルキル基の炭素数は1〜20である。もう一つの実施態様によれば、前記アルキル基の炭素数は1〜10である。もう一つの実施態様によれば、前記アルキル基の炭素数は1〜6である。アルキル基の具体例としては、メチル、エチル、プロピル、n−プロピル、イソプロピル、ブチル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、sec−ブチル、1−メチルブチル、1−エチルブチル、ペンチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert−ペンチル、ヘキシル、n−ヘキシル、1−メチルペンチル、2−メチルペンチル、4−メチル−2−ペンチル、3,3−ジメチルブチル、2−エチルブチル、ヘプチル、n−ヘプチル、1−メチルヘキシル、シクロペンチルメチル、シクロヘキシルメチル、オクチル、n−オクチル、tert−オクチル、1−メチルヘプチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、n−ノニル、2,2−ジメチルヘプチル、1−エチルプロピル、1,1−ジメチルプロピル、イソヘキシル、4−メチルヘキシル、5−メチルヘキシルなどがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、シクロアルキル基は特に限定されないが、炭素数3〜60であることが好ましく、一実施態様によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は3〜40である。もう一つの実施態様によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は3〜20である。もう一つの実施態様によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は3〜6である。具体的には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、3−メチルシクロペンチル、2,3−ジメチルシクロペンチル、シクロヘキシル、3−メチルシクロヘキシル、4−メチルシクロヘキシル、2,3−ジメチルシクロヘキシル、3,4,5−トリメチルシクロヘキシル、4−tert−ブチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルなどがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、前記アルコキシ基は、直鎖、分枝鎖もしくは環鎖であってもよい。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、炭素数1〜20であることが好ましい。具体的には、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、i−プロピルオキシ、n−ブトキシ、イソブトキシ、tert−ブトキシ、sec−ブトキシ、n−ペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、n−ヘキシルオキシ、3,3−ジメチルブチルオキシ、2−エチルブチルオキシ、n−オクチルオキシ、n−ノニルオキシ、n−デシルオキシ、ベンジルオキシ、p−メチルベンジルオキシなどになってもよいが、これらに限定されるものではない。
本明細書に記載されたアルキル基、アルコキシ基、およびその他のアルキル基部分を含む置換体は、直鎖もしくは分鎖の形態をすべて含む。
本明細書において、前記アルケニル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、2〜40であることが好ましい。一実施態様によれば、前記アルケニル基の炭素数は2〜20である。もう一つの実施態様によれば、前記アルケニル基の炭素数は2〜10である。もう一つの実施態様によれば、前記アルケニル基の炭素数は2〜6である。具体例としては、ビニル、1−プロペニル、イソプロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、1−ペンテニル、2−ペンテニル、3−ペンテニル、3−メチル−1−ブテニル、1,3−ブタジエニル、アリル、1−フェニルビニル−1−イル、2−フェニルビニル−1−イル、2,2−ジフェニルビニル−1−イル、2−フェニル−2−(ナフチル−1−イル)ビニル−1−イル、2,2−ビス(ジフェニル−1−イル)ビニル−1−イル、スチルベニル基、スチレニル基などがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、アラルケニル基中のアルケニル基は、前述のアルケニル基に関する説明が適用可能である。
本明細書において、ヘテロ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ヘテロアリールアミン基、置換もしくは非置換のジヘテロアリールアミン基、または置換もしくは非置換のトリヘテロアリールアミン基がある。前記ヘテロアリールアミン基中のヘテロアリール基は、単環式ヘテロ環基であってもよく、多環式ヘテロ環基であってもよい。前記2以上のヘテロ環基を含むヘテロアリールアミン基は、単環式ヘテロ環基、多環式ヘテロ環基、または単環式ヘテロ環基と多環式ヘテロ環基を同時に含んでもよい。
本明細書において、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る。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、多環式アリール基であってもよい。前記2以上のアリール基を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んでもよい。
アリールアミン基の具体例としては、フェニルアミン、ナフチルアミン、ビフェニルアミン、アントラセニルアミン、3−メチルフェニルアミン、4−メチルナフチルアミン、2−メチルビフェニルアミン、9−メチルアントラセニルアミン、ジフェニルアミン基、フェニルナフチルアミン基、ジトリルアミン基、フェニルトリルアミン基、カルバゾール、およびトリフェニルアミン基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、アリールヘテロアリールアミン基は、アリール基およびヘテロ環基で置換されたアミン基を意味する。
本明細書において、アミン基の炭素数は特に限定されないが、1〜30であることが好ましい。アミン基は、N原子に、アリール基、アルキル基、アリールアルキル基、およびヘテロ環基などで置換されていてもよいし、アミン基の具体例としては、メチルアミン基、ジメチルアミン基、エチルアミン基、ジエチルアミン基、フェニルアミン基、ナフチルアミン基、ビフェニルアミン基、アントラセニルアミン基、9−メチル−アントラセニルアミン基、ジフェニルアミン基、フェニルナフチルアミン基、ジトリルアミン基、フェニルトリルアミン基、トリフェニルアミン基などがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、アリールホスフィン基の例としては、置換もしくは非置換のモノアリールホスフィン基、置換もしくは非置換のジアリールホスフィン基、または置換もしくは非置換のトリアリールホスフィン基がある。前記アリールホスフィ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、多環式アリール基であってもよい。前記アリール基を2以上含むアリールホスフィン基は、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んでもよい。
本明細書において、アリール基は特に限定されないが、炭素数6〜60であることが好ましく、単環式アリール基または多環式アリール基であってもよい。一実施態様によれば、前記アリール基の炭素数は6〜40である。一実施態様によれば、前記アリール基の炭素数は6〜20である。前記アリール基が、単環式アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基などになってもよいが、これらに限定されるものではない。前記多環式アリール基としては、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基、フルオレニル基などになってもよいが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、フルオレニル基は置換されていてもよく、置換基2個が互いに結合してスピロ構造を形成してもよい。
前記フルオレニル基が置換される場合、


、および
などになってもよい。ただし、これらに限定されるものではない。
本明細書において、ヘテロ環基は、異種原子としてN、O、P、S、Si、およびSeのうちの1個以上を含むヘテロ環基であって、炭素数は特に限定されないが、炭素数1〜60であることが好ましい。一実施態様によれば、前記ヘテロ環基の炭素数は1〜40である。一実施態様によれば、前記ヘテロ環基の炭素数は1〜20である。一実施態様によれば、前記ヘテロ環基の環を形成する原子数は5〜60である。一実施態様によれば、前記ヘテロ環基の環を形成する原子数は5〜30である。一実施態様によれば、前記ヘテロ環基の環を形成する原子数は5〜14である。一実施態様によれば、前記ヘテロ環基の環を形成する原子数は15〜60である。ヘテロ環基の例としては、ピリジル基、ピロール基、ピリミジル基、ピリダジニル基、フラニル基、チオフェニル基、イミダゾール基、ピラゾール基、オキサゾール基、イソオキサゾール基、チアゾール基、イソチアゾール基、トリアゾール基、オキサジアゾール基、チアジアゾール基、ジチアゾール基、テトラゾール基、ピラニル基、チオピラニル基、ピラジニル基、オキサジニル基、チアジニル基、ジオキシニル基、トリアジニル基、テトラジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キノリル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ナフチリジニル基、アクリジル基、キサンテニル基、フェナントリジニル基、ジアザナフタレニル基、トリアザインデニル基、インドール基、インドリニル基、インドリジニル基、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、ベンゾチアゾール基、ベンズオキサゾール基、ベンズイミダゾール基、ベンゾチオフェン基、ベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、カルバゾール基、ベンゾカルバゾール基、ジベンゾカルバゾール基、インドロカルバゾール基、インデノカルバゾール基、フェナジニル基、イミダゾピリジン基、フェノキサジニル基、フェナントリジン基、フェナントロリン(phenanthroline)基、フェノチアジン(phenothiazine)基などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。また、ヘテロ環基の例としては、イミダゾピリジン基、ベンゾフルオレニル基、ベンゾフェナントレニル基、イミダゾフェナントレニル基、ベンゾフェナントリジニル基、イミダゾフェナントリジニル基、ベンゾカルバゾール基、ジベンゾカルバゾール基、インドロカルバゾール基、ベンゾアクリジニル基、およびインドロアクリジニル基、ベンゾイミダゾキナゾリン基、またはベンゾイミダゾフェナントリジン基などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
本明細書において、ゲルマニウム基は、−GeRの化学式で表されてもよく、前記R、RおよびRはそれぞれ、水素;置換もしくは非置換のアルキル基;または置換もしくは非置換のアリール基であってもよい。前記ゲルマニウム基は、具体的には、トリメチルゲルマニウム基、トリエチルゲルマニウム基、t−ブチルジメチルゲルマニウム基などがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールチオキシ基、アリールスルホキシ基、アリールホスフィン基、アラルキル基、アラルキルアミン基、アラルケニル基、アルキルアリール基、アリールアミン基、アリールヘテロアリールアミン基中のアリール基は、前述のアリール基に関する説明が適用可能である。
本明細書において、アルコキシカルボニル基中のアルコキシ基は、前述のアルコキシ基に関する説明が適用され、アルコキシカルボニル基中のカルボニル基は、前述のカルボニル基に関する説明が適用可能である。
本明細書において、アルキルチオキシ基、アルキルスルホキシ基、アラルキル基、アラルキルアミン基、アルキルアリール基、アルキルアミン基中のアルキル基は、前述のアルキル基に関する説明が適用可能である。
本明細書において、ヘテロアリール基、ヘテロアリールアミン基、アリールヘテロアリールアミン基中のヘテロアリール基は、前述のヘテロ環基に関する説明が適用可能である。
本明細書において、ヘテロアリール基は、芳香族であることを除けば、前述のヘテロ環基に関する説明が適用可能である。
本明細書において、アリーレンは、2価の基であることを除けば、前述のアリール基に関する説明が適用可能である。
本明細書において、ヘテロアリーレンは、2価の基であることを除けば、前述のヘテロ環基に関する説明が適用可能である。
本明細書において、隣接する基と互いに結合して環を形成するとの意味は、隣接する基と互いに結合して置換もしくは非置換の脂肪族炭化水素環;置換もしくは非置換の芳香族炭化水素環;置換もしくは非置換の脂肪族ヘテロ環;置換もしくは非置換の芳香族ヘテロ環;またはこれらの縮合環を形成することを意味する。
本明細書において、脂肪族炭化水素環とは、芳香族でない環であって、炭素と水素原子のみからなる環を意味する。具体的には、脂肪族炭化水素環の例としては、シクロプロパン、シクロブタン、シクロブテン、シクロペンタン、シクロペンテン、シクロヘキサン、シクロヘキセン、1,4−シクロヘキサジエン、シクロヘプタン、シクロヘプテン、シクロオクタン、シクロオクテンなどがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
本明細書において、芳香族炭化水素環とは、炭素と水素原子のみからなる芳香族の環を意味する。具体的には、芳香族炭化水素環の例としては、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ペリレン、フルオランテン、トリフェニレン、フェナレン、ピレン、テトラセン、クリセン、ペンタセン、フルオレン、インデン、アセナフチレン、ベンゾフルオレン、スピロフルオレンなどがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
本明細書において、脂肪族ヘテロ環とは、ヘテロ原子のうちの1個以上を含む脂肪族環を意味する。具体的には、脂肪族ヘテロ環の例としては、オキシラン(oxirane)、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン(1,4−dioxane)、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン(morpholine)、オキセパン、アゾカン、チオカンなどがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
本明細書において、芳香族ヘテロ環とは、ヘテロ原子のうちの1個以上を含む芳香族環を意味する。具体的には、芳香族ヘテロ環の例としては、ピリジン、ピロール、ピリミジン、ピリダジン、フラン、チオフェン、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、トリアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、ジチアゾール、テトラゾール、ピラン、チオピラン、ジアジン、オキサジン、チアジン、ジオキシン、トリアジン、テトラジン、イソキノリン、キノリン、キノール、キナゾリン、キノキサリン、ナフチリジン、アクリジン、フェナントリジン、ジアザナフタレン、トリアザインデン、インドール、インドリジン、ベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、カルバゾール、ベンゾカルバゾール、ジベンゾカルバゾール、フェナジン、イミダゾピリジン、フェノキサジン、フェナントリジン、インドロカルバゾール、インデノカルバゾールなどがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
本明細書において、前記脂肪族炭化水素環、芳香族炭化水素環、脂肪族ヘテロ環、および芳香族ヘテロ環は、単環もしくは多環であってもよい。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式1の二重スピロ型有機化合物は、下記化学式2〜化学式7のうちのいずれか1つで表される二重スピロ型有機化合物である。
[化学式2]
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
[化学式6]
[化学式7]
前記化学式2〜化学式7において、
〜R16は、それぞれ独立に、前記化学式1における定義と同じであり、
pおよびqは、それぞれ独立に、0〜5の整数であり、
pが2以上の場合、Lは、互いに同一または異なり、
qが2以上の場合、Lは、互いに同一または異なり、
およびLは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、前記化学式1−1のLの定義と同じであり、
ArおよびArは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、前記化学式1−1のArの定義と同じであり、
1a〜R4aおよびR1b〜R4bは、それぞれ独立に、前記化学式1−1におけるR1a〜R4aの定義と同じである。
本発明の一実施態様によれば、前記二重スピロ型有機化合物は、下記化学式8〜化学式17のうちのいずれか1つで表される。
[化学式8]
[化学式9]
[化学式10]
[化学式11]
[化学式12]
[化学式13]
[化学式14]
[化学式15]
[化学式16]
[化学式17]
前記化学式8〜化学式17において、
〜R16は、それぞれ独立に、前記化学式1における定義と同じであり、
pは、0〜5の整数であり、
pが2以上の場合、Lは、互いに同一または異なり、
は、前記化学式1−1のLの定義と同じであり、
Arは、前記化学式1−1における定義と同じであり、
1a〜R6aは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、前記化学式1−1におけるR1a〜R4aの定義と同じである。
本発明の一実施態様において、前記L、LおよびLは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基である。
本発明の一実施態様において、前記L、LおよびLは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;炭素数6〜30の置換もしくは非置換のアリーレン基;または炭素数1〜30の置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基である。
また、本発明の一実施態様において、前記L、LおよびLは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;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ビフェニレン基;置換もしくは非置換のターフェニレン基;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ピレニレン基;置換もしくは非置換のフェナントレニレン基;置換もしくは非置換のペリレニレン基;置換もしくは非置換のテトラセニレン基;置換もしくは非置換のトリフェニレン基;置換もしくは非置換のフルオランテニレン基;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ロリレン基;置換もしくは非置換のフラニレン基;置換もしくは非置換のチオフェニレン基;置換もしくは非置換のピリジニレン基;置換もしくは非置換のピラゾリレン基;置換もしくは非置換のイミダゾリレン基;置換もしくは非置換のオキサゾリレン基;置換もしくは非置換のイソオキサゾリレン基;置換もしくは非置換のチアゾリレン基;置換もしくは非置換のイソチアゾリレン基;置換もしくは非置換のピリダジニレン基;置換もしくは非置換のピリミジニレン基;置換もしくは非置換のインドリレン基;置換もしくは非置換のイソインドリレン基;置換もしくは非置換のインドリジニレン基;置換もしくは非置換のキノリニレン基;置換もしくは非置換のイソキノリニレン基;置換もしくは非置換のフラニレン基;置換もしくは非置換のジベンゾフラニレン基;置換もしくは非置換のジベンゾチオフェニレン基;置換もしくは非置換のキサンテニレン基;および置換もしくは非置換のカルバゾリレン基からなる群より選択された1個以上の置換基で置換もしくは非置換であるか、前記例示された置換基のうちの2以上の置換基が連結された置換基で置換もしくは非置換である。
本発明の一実施態様において、前記L、LおよびLは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;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ビフェニレン基;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ニレン基;置換もしくは非置換のピリミジニレン基;置換もしくは非置換のトリアジニレン基;置換もしくは非置換のキノリレン基;置換もしくは非置換のキナゾリレン基;置換もしくは非置換のジベンゾチオフェニレン基;置換もしくは非置換のジベンゾフラニレン基;または置換もしくは非置換のカルバゾリレン基である。
また、本発明の一実施態様において、前記L、LおよびLは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合、または以下の群から選択されるいずれか1つの置換基であることが好ましいが、これに限定されない。
前記構造は、重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボニル基;エステル基;イミド基;アミン基;ホスフィンオキシド基;アルコキシ基;アリールオキシ基;アルキルチオキシ基;アリールチオキシ基;アルキルスルホキシ基;アリールスルホキシ基;シリル基;ホウ素基;アルキル基;シクロアルキル基;アルケニル基;アリール基;アラルキル基;アラルケニル基;アルキルアリール基;アルキルアミン基;アラルキルアミン基;ヘテロアリールアミン基;アリールアミン基;アリールヘテロアリールアミン基;アリールホスフィン基;またはヘテロ環基からなる群より選択された1個以上の置換基で置換もしくは非置換であってもよい。
本発明の一実施態様において、前記L、LおよびLは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;フェニレン;ビフェニレン;ナフチレン;ジメチルフルオレニレン;フェニル基で置換もしくは非置換のピリジニレン;フェニル基で置換もしくは非置換のピリミジニレン;フェニル基で置換もしくは非置換のトリアジニレン;フェニル基で置換もしくは非置換のキノリレン;フェニル基で置換もしくは非置換のキナゾリレン;ジベンゾチオフェニレン;ジベンゾフラニレン;またはフェニル基で置換もしくは非置換のカルバゾリレンである。
本発明の一実施態様において、前記ArおよびArは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、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;カルボニル基;エステル基;イミド基;アミノ基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;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アルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;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ラルキル基;置換もしくは非置換のアラルケニル基;置換もしくは非置換のアルキルアリール基;置換もしくは非置換のアルキルアミン基;置換もしくは非置換のアラルキルアミン基;置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基;置換もしくは非置換のアリールアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;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環基である。
本発明の一実施態様において、前記ArおよびArは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;炭素数6〜60の単環もしくは多環の置換もしくは非置換のアリール基;炭素数6〜60の単環もしくは多環の置換もしくは非置換のアリールアミン基;および炭素数1〜60の単環もしくは多環の置換もしくは非置換のヘテロ環からなる群より選択される。
本発明の一実施態様において、前記ArおよびArは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;炭素数6〜30の単環もしくは多環の置換もしくは非置換のアリール基;炭素数6〜30の1級、2級または3級の置換もしくは非置換のアリールアミン基;または炭素数1〜30の置換もしくは非置換のヘテロ環基である。
本発明の一実施態様において、前記ArおよびArは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;フェニル、ビフェニル、ターフェニル、クォーターフェニル、ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、フルオレニルのようなアリール;ジフェニルアミン、フェニルビフェニルアミン、ジビフェニルアミン、フェニルナフチルアミン、フェニルフェナントレンアミン、トリフェニルアミン、ジナフチルアミン、ビフェニルナフチルアミン、N−フェニルフルオレンアミン、N−ビフェニルフルオレンアミンのようなアリールアミン;またはピリジル、ピロール、ピリジル、ピリダジニル、フラニル、チオフェン、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、トリアゾール、ピラジニル、トリアジン、キノリニル基、イソキノリニル、キナゾリニル、キノキサリニル、ナフチリジニル、アクリジル基、キサンテニル基、フェナントリジニル、ジアザナフタレニル、トリアザインデニル、インドール、インドリニル、インドリジニル、フタラジニル、ピリドピリミジニル、ピリドピラジニル、ピラジノピラジニル、カルバゾール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラニル、ベンズイミダゾール、ベンゾチアゾール、ベンズオキサゾール、ベンゾカルバゾール、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラニル、ジベンゾカルバゾール、インドロカルバゾール、インデノカルバゾール、フェナントロリン(phenanthroline)、フェナジニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、イミダゾピリジニル、イミダゾフェナントリジン、ベンゾイミダゾキナゾリニル、ベンゾイミダゾフェナントリジニルのようなヘテロ環であってもよいし、これらは、重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボニル基;エステル基;イミド基;アミン基;ホスフィンオキシド基;アルコキシ基;アリールオキシ基;アルキルチオキシ基;アリールチオキシ基;アルキルスルホキシ基;アリールスルホキシ基;シリル基;ホウ素基;アルキル基;シクロアルキル基;アルケニル基;アリール基;アラルキル基;アラルケニル基;アルキルアリール基;アルキルアミン基;アラルキルアミン基;ヘテロアリールアミン基;アリールアミン基;アリールヘテロアリールアミン基;アリールホスフィン基;およびヘテロ環基からなる群より選択された1個以上の置換基で置換もしくは非置換であってもよい。
本明細書の一実施態様によれば、前記ArおよびArは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、重水素、または下記の構造から選択されたいずれか1つであってもよい。
前記構造は、重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボニル基;エステル基;イミド基;アミン基;ホスフィンオキシド基;アルコキシ基;アリールオキシ基;アルキルチオキシ基;アリールチオキシ基;アルキルスルホキシ基;アリールスルホキシ基;シリル基;ホウ素基;アルキル基;シクロアルキル基;アルケニル基;アリール基;アラルキル基;アラルケニル基;アルキルアリール基;アルキルアミン基;アラルキルアミン基;ヘテロアリールアミン基;アリールアミン基;アリールヘテロアリールアミン基;アリールホスフィン基;またはヘテロ環基からなる群より選択された1個以上の置換基で置換もしくは非置換であってもよい。
より具体的には、ArおよびArは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;置換もしくは非置換のフェニル基;置換もしくは非置換のビフェニル基;置換もしくは非置換のターフェニル基;置換もしくは非置換のナフチル基;置換もしくは非置換のフェナントレニル基;置換もしくは非置換のフルオレニル基;置換もしくは非置換のジフェニルアミン基;置換もしくは非置換のトリフェニルアミン基;置換もしくは非置換のカルバゾール基;置換もしくは非置換のベンゾカルバゾール基;置換もしくは非置換のジベンゾチオフェン基;置換もしくは非置換のジベンゾフラン基;置換もしくは非置換のジベンゾカルバゾール基;置換もしくは非置換のインドロカルバゾール基;置換もしくは非置換のインデノカルバゾール基;置換もしくは非置換のイミダゾピリジニル基、置換もしくは非置換のイミダゾフェナントリジン基;置換もしくは非置換のベンゾイミダゾキナゾリニル基;または置換もしくは非置換のベンゾイミダゾフェナントリジニルである。
もう一つの実施態様において、ArおよびArは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;置換もしくは非置換のフェニル基;置換もしくは非置換のビフェニル基;置換もしくは非置換のナフチル基;置換もしくは非置換のフルオレニル基;置換もしくは非置換のジフェニルアミン基;置換もしくは非置換のトリフェニルアミン基;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ピリミジニル基;置換もしくは非置換のトリアジニル基;置換もしくは非置換のキナゾリン基;置換もしくは非置換のジベンゾチオフェン基;置換もしくは非置換のジベンゾフラニル基;または置換もしくは非置換のカルバゾール基である。
本発明の一実施態様において、ArおよびArは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基、ニトロ基、メチル基、およびフェニル基からなる群より選択された1種以上の置換基で置換もしくは非置換のフェニル基;ビフェニル基;ナフチル基;ジメチルフルオレニル基;ジフェニルアミン基;トリフェニルアミン基;フェニル基で置換もしくは非置換のピリジニル基;フェニル基で置換もしくは非置換のピリミジニル基;フェニル基で置換もしくは非置換のトリアジニル基;フェニル基で置換もしくは非置換のキナゾリン基;ジベンゾチオフェン基;ジベンゾフラニル基;またはフェニル基で置換もしくは非置換のカルバゾール基である。
本発明の一実施態様によれば、R1a〜R6aおよびR1b〜R4bは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、炭素数1〜60の直鎖もしくは分枝鎖の置換もしくは非置換のアルキル、炭素数2〜60の直鎖もしくは分枝鎖の置換もしくは非置換のアルケニル、炭素数2〜60の直鎖もしくは分枝鎖の置換もしくは非置換のアルキニル、炭素数3〜60の単環もしくは多環の置換もしくは非置換のシクロアルキル、炭素数1〜60の単環もしくは多環の置換もしくは非置換のヘテロシクロアルキル、炭素数6〜60の単環もしくは多環の置換もしくは非置換のアリール、および炭素数1〜60の単環もしくは多環の置換もしくは非置換のヘテロ環からなる群より選択される。
本発明の一実施態様によれば、前記R1a〜R6aおよびR1b〜R4bは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、重水素、炭素数6〜30の単環もしくは多環の置換もしくは非置換のアリール、および炭素数1〜30の単環もしくは多環の置換もしくは非置換のヘテロ環からなる群より選択される。
本発明の一実施態様によれば、前記R1a〜R6aおよびR1b〜R4bは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基、フルオレニル基のようなアリール基;またはピリジル基、ピロール基、ピリミジル基、ピリダジニル基、フラニル基、チオフェニル基、イミダゾール基、ピラゾール基、オキサゾール基、イソオキサゾール基、チアゾール基、イソチアゾール基、トリアゾール基、オキサジアゾール基、チアジアゾール基、ジチアゾール基、テトラゾール基、ピラニル基、チオピラニル基、ピラジニル基、オキサジニル基、チアジニル基、ジオキシニル基、トリアジニル基、テトラジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キノリル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ナフチリジニル基、アクリジル基、キサンテニル基、フェナントリジニル基、ジアザナフタレニル基、トリアザインデニル基、インドール基、インドリニル基、インドリジニル基、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、ベンゾチアゾール基、ベンズオキサゾール基、ベンズイミダゾール基、ベンゾチオフェン基、ベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、カルバゾール基、ベンゾカルバゾール基、ジベンゾカルバゾール基、インドロカルバゾール基、インデノカルバゾール基、フェナジニル基、イミダゾピリジン基、フェノキサジニル基、フェナントリジン基、フェナントロリン(phenanthroline)基、フェノチアジン(phenothiazine)基、イミダゾピリジン基、イミダゾフェナントリジン基、ベンゾイミダゾキナゾリン基、またはベンゾイミダゾフェナントリジン基のようなヘテロ環基であってもよいし、これらは追加的に置換されていてもよい。
本発明の一実施態様によれば、前記R1a〜R6aおよびR1b〜R4bは、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記R1a〜R6aおよびR1b〜R4bは、隣接する基と互いに結合して置換もしくは非置換の環を形成してもよい。
本発明の一実施態様によれば、前記R1a〜R6aおよびR1b〜R4b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肪族または芳香族の炭化水素環;または置換もしくは非置換の脂肪族または芳香族のヘテロ環を形成してもよい。
本発明の一実施態様によれば、前記R1a〜R6aおよびR1b〜R4bが隣接する基と互いに結合して形成する環は、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ペリレン、フルオランテン、トリフェニレン、フェナレン、ピレン、テトラセン、クリセン、ペンタセン、フルオレン、インデン、アセナフチレン、ベンゾフルオレン、スピロフルオレンのような芳香族炭化水素環;またはピリジン、ピロール、ピリミジン、ピリダジン、フラン、チオフェン、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、トリアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、ジチアゾール、テトラゾール、ピラン、チオピラン、ジアジン、オキサジン、チアジン、ジオキシン、トリアジン、テトラジン、イソキノリン、キノリン、キノール、キナゾリン、キノキサリン、ナフチリジン、アクリジン、フェナントリジン、ジアザナフタレン、トリアザインデン、インドール、インドリジン、ベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、カルバゾール、ベンゾカルバゾール、ジベンゾカルバゾール、フェナジン、イミダゾピリジン、フェノキサジン、フェナントリジン、インドロカルバゾール、インデノカルバゾールのようなヘテロ環であってもよいし、これらは追加的に置換されていてもよい。
より具体的には、前記R1a〜R6aおよびR1b〜R4bが隣接する基と互いに結合して形成する環は、置換もしくは非置換のベンゼン、置換もしくは非置換のナフタレン、置換もしくは非置換のアントラセン、置換もしくは非置換のフェナントレン、置換もしくは非置換のフルオレン、置換もしくは非置換のピリジン、置換もしくは非置換のピリミジン;置換もしくは非置換のトリアジン;置換もしくは非置換のキノリン;置換もしくは非置換のキノキサリン;置換もしくは非置換のキナゾリン;置換もしくは非置換のフェナントリジン;置換もしくは非置換のジベンゾチオフェン;置換もしくは非置換のジベンゾフラン;または置換もしくは非置換のカルバゾールであってもよい。
本発明の一実施態様によれば、前記R1a〜R6aおよびR1b〜R4bが隣接する基と互いに結合してベンゼン環を形成してもよく、前記ベンゼン環は、重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボニル基;エステル基;イミド基;アミン基;ホスフィンオキシド基;アルコキシ基;アリールオキシ基;アルキルチオキシ基;アリールチオキシ基;アルキルスルホキシ基;アリールスルホキシ基;シリル基;ホウ素基;アルキル基;シクロアルキル基;アルケニル基;アリール基;アラルキル基;アラルケニル基;アルキルアリール基;アルキルアミン基;アラルキルアミン基;ヘテロアリールアミン基;アリールアミン基;アリールヘテロアリールアミン基;アリールホスフィン基;およびヘテロ環基からなる群より選択された1個以上の置換基で置換もしくは非置換であってもよい。
本発明の一実施態様によれば、前記R1a〜R6aおよびR1b〜R4bが隣接する基と互いに結合してベンゼン環を形成する。
本発明の一実施態様によれば、前記R〜R16のうちの少なくとも1つは、隣接した基と互いに結合して化学式1−1の環構造を形成する。
本発明の一実施態様によれば、前記RとRが互いに結合して化学式1−1の環構造を形成する。
本発明の一実施態様によれば、前記RとRが互いに結合して化学式1−1の環構造を形成する。
本発明の一実施態様によれば、前記RとRが互いに結合して化学式1−1の環構造を形成する。
本発明の一実施態様によれば、前記RとRが互いに結合して化学式1−1の環構造を形成する。
本発明の一実施態様によれば、前記RとRが互いに結合して化学式1−1の環構造を形成する。
本発明の一実施態様によれば、前記RとR10が互いに結合して化学式1−1の環構造を形成する。
本発明の一実施態様によれば、前記R10とR11が互いに結合して化学式1−1の環構造を形成する。
本発明の一実施態様によれば、前記R12とR13が互いに結合して化学式1−1の環構造を形成する。
本発明の一実施態様によれば、前記R14とR15が互いに結合して化学式1−1の環構造を形成する。
本発明の一実施態様によれば、前記R15とR16が互いに結合して化学式1−1の環構造を形成する。
本発明の一実施態様によれば、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、それぞれ独立に、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;カルボニル基;エステル基;イミド基;アミノ基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;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アルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;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ラルキル基;置換もしくは非置換のアラルケニル基;置換もしくは非置換のアルキルアリール基;置換もしくは非置換のアルキルアミン基;置換もしくは非置換のアラルキルアミン基;置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基;置換もしくは非置換のアリールアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;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環基からなる群より選択される。
本発明の一実施態様によれば、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、それぞれ独立に、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シリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;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アルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;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ラルキル基;置換もしくは非置換のアラルケニル基;置換もしくは非置換のアルキルアリール基;置換もしくは非置換のアルキルアミン基;置換もしくは非置換のアラルキルアミン基;置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基;置換もしくは非置換のアリールアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のアリール基;または環員15〜60の置換もしくは非置換のヘテロ環基からなる群より選択される。
本発明の一実施態様によれば、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、炭素数1〜60の直鎖もしくは分枝鎖の置換もしくは非置換のアルキル、炭素数2〜60の直鎖もしくは分枝鎖の置換もしくは非置換のアルケニル、炭素数2〜60の直鎖もしくは分枝鎖の置換もしくは非置換のアルキニル、炭素数3〜60の単環もしくは多環の置換もしくは非置換のシクロアルキル、炭素数1〜60の単環もしくは多環の置換もしくは非置換のヘテロシクロアルキル、炭素数6〜60の単環もしくは多環の置換もしくは非置換のアリール、および炭素数1〜60の単環もしくは多環の置換もしくは非置換のヘテロ環からなる群より選択される。
本発明の一実施態様によれば、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、重水素、炭素数6〜60の単環もしくは多環の置換もしくは非置換のアリール、および炭素数1〜60の単環もしくは多環の置換もしくは非置換のヘテロ環からなる群より選択される。
本発明の一実施態様によれば、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;フェニル、ビフェニル、ターフェニル、クォーターフェニル、ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、フルオレニル、ピリジニル、フェナントリジニル、ジベンゾチオフェン、カルバゾリル、フェナントロリニルのようなアリール基;またはピリジル、ピロール、ピリジル、ピリダジニル、フラニル、チオフェン、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、トリアゾール、ピラジニル、トリアジン、キノリニル基、イソキノリニル、キナゾリニル、キノキサリニル、ナフチリジニル、アクリジル基、キサンテニル基、フェナントリジニル、ジアザナフタレニル、トリアザインデニル、インドール、インドリニル、インドリジニル、フタラジニル、ピリドピリミジニル、ピリドピラジニル、ピラジノピラジニル、カルバゾール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラニル、ベンズイミダゾール、ベンゾチアゾール、ベンズオキサゾール、ベンゾカルバゾール、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラニル、ジベンゾカルバゾール、インドロカルバゾール、インデノカルバゾール、フェナントロリン(phenanthroline)、フェナジニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、イミダゾピリジニル、イミダゾフェナントリジン、ベンゾイミダゾキナゾリニル、ベンゾイミダゾフェナントリジニルのようなヘテロ環基であってもよいし、これらは追加的に置換されていてもよい。
本発明の一実施態様によれば、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、重水素、ベンゾフルオレニル、ベンゾフェナントレニル、イミダゾフェナントレニル、ベンゾフェナントリジニル、イミダゾフェナントリジニル、ベンゾカルバゾール、ジベンゾカルバゾール、インドロカルバゾール、ベンゾアクリジニル、インドロアクリジニル、ベンゾイミダゾキナゾリニル、ベンゾイミダゾフェナントリジニルのような環員15〜60のヘテロ環基であってもよいし、これらは追加的に置換されていてもよい。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式1において、Lが置換もしくは非置換の単環のアリーレン基であるか、前記Arが置換もしくは非置換の単環のアリール基である場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式1において、Lが置換もしくは非置換のフェニレン基であるか、前記Arが置換もしくは非置換のフェニル基である場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式1において、Lがフェニレン基であるか、前記Arがフェニル基である場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式1において、Lがフェニレン基の場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式2、8または9において、Lが置換もしくは非置換の単環のアリーレン基であるか、前記Arが置換もしくは非置換の単環のアリール基である場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式2、8または9において、Lが置換もしくは非置換のフェニレン基であるか、前記Arが置換もしくは非置換のフェニル基である場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式2、8または9において、Lがフェニレン基であるか、前記Arがフェニル基である場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式4、10または11において、Lが置換もしくは非置換の単環のアリーレン基であるか、前記Arが置換もしくは非置換の単環のアリール基である場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式4、10または11において、Lが置換もしくは非置換のフェニレン基であるか、前記Arが置換もしくは非置換のフェニル基である場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式4、10または11において、Lがフェニレン基であるか、前記Arがフェニル基である場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式5、12または13において、Lが置換もしくは非置換の単環のアリーレン基であるか、前記Arが置換もしくは非置換の単環のアリール基である場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式5、12または13において、Lが置換もしくは非置換のフェニレン基であるか、前記Arが置換もしくは非置換のフェニル基である場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式5、12または13において、Lがフェニレン基であるか、前記Arがフェニル基である場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式6、14または15において、Lが置換もしくは非置換の単環のアリーレン基であるか、前記Arが置換もしくは非置換の単環のアリール基である場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式6、14または15において、Lが置換もしくは非置換のフェニレン基であるか、前記Arが置換もしくは非置換のフェニル基である場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式6、14または15において、Lがフェニレン基であるか、前記Arがフェニル基である場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式7、16または17において、Lが置換もしくは非置換の単環のアリーレン基であるか、前記Arが置換もしくは非置換の単環のアリール基である場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式7、16または17において、Lが置換もしくは非置換のフェニレン基であるか、前記Arが置換もしくは非置換のフェニル基である場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式7、16または17において、Lがフェニレン基であるか、前記Arがフェニル基である場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式3において、LとLは、互いに異なり、LまたはLのうちの少なくとも1つが置換もしくは非置換の単環のアリーレン基の場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式3において、LとLは、互いに異なり、LまたはLのうちの少なくとも1つが置換もしくは非置換のフェニレン基の場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式3において、LとLは、互いに異なり、LまたはLのうちの少なくとも1つがフェニレン基の場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式3において、LとLは、互いに同一であり、前記LおよびLが置換もしくは非置換の単環のアリーレン基の場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式3において、LとLは、互いに同一であり、前記LおよびLが置換もしくは非置換のフェニレン基の場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式3において、LとLは、互いに同一であり、前記LおよびLがフェニレン基の場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式3において、ArとArが互いに異なり、ArまたはArのうちの少なくとも1つが置換もしくは非置換の単環のアリール基の場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式3において、ArとArが互いに異なり、ArまたはArのうちの少なくとも1つが置換もしくは非置換のフェニル基の場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式3において、ArとArが互いに異なり、ArまたはArのうちの少なくとも1つがフェニル基の場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式3において、ArとArが互いに同一であり、ArおよびArが置換もしくは非置換の単環のアリール基の場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式3において、ArとArが互いに同一であり、ArおよびArが置換もしくは非置換のフェニル基の場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式3において、ArとArが互いに同一であり、ArおよびArがフェニル基の場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、R1a〜R6a、R1b〜R4bおよび前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式1の化合物は、下記の化合物の中から選択されたいずれか1つであってもよい。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式1の化合物は、下記の化合物の中から選択されたいずれか1つであってもよい。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式1の化合物は、下記の化合物の中から選択されたいずれか1つであってもよい。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式1の化合物は、下記の化合物の中から選択されたいずれか1つであってもよい。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式1の化合物は、下記の化合物の中から選択されたいずれか1つであってもよい。
本発明の一実施態様によれば、前記化学式1の化合物は、下記の化合物の中から選択されたいずれか1つであってもよい。
また、本明細書は、前記化学式1で表される有機化合物を含む有機電子素子を提供する。
本明細書の一実施態様において、有機電子素子は、第1電極と、第2電極と、これらの間に配置された1層以上の有機物層とを含む構造からなってもよい。
本明細書の一実施態様は、前記有機物層のうちの1層以上は、前記化学式1で表される二重スピロ型有機化合物を含み、下記化学式18の化合物を含む発光層を含むものである有機電子素子である。
[化学式18]
前記化学式18において、
Arは、ベンゾフルオレン骨格、フルオランテン骨格、ピレン骨格、またはクリセン骨格であり、
は、単一結合、C〜C30のアリーレン基、またはC〜C30の2価のヘテロ環基であり、
およびXは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のC〜C30のアリール基、置換もしくは非置換のC〜C30のヘテロ環基、置換もしくは非置換のC〜C30のアルキル基、および置換もしくは非置換のC〜C30のアラルキル基からなる群より選択され、XおよびXは、互いに結合して飽和または不飽和環を形成してもよく、
rは、1以上の整数であり、
前記rが2以上の場合、Xは、互いに同一または異なり、Xは、互いに同一または異なる。
本明細書の一実施態様において、前記Lは、単一結合、またはC〜C30のアリーレン基である。
もう一つの実施態様において、前記Lは、単一結合である。
本明細書の一実施態様において、前記Arは、ベンゾフルオレン骨格、フルオランテン骨格、またはピレン骨格である。
もう一つの実施態様において、前記Arは、ピレン骨格である。
本明細書の一実施態様において、前記XおよびXは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のC〜C30のアリール基、置換もしくは非置換のC〜C30のヘテロ環基、または置換もしくは非置換のC〜C30のアルキル基である。
もう一つの実施態様において、前記XおよびXは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のC〜C30のアリール基である。
もう一つの実施態様において、前記XおよびXは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ゲルマニウム基で置換もしくは非置換のフェニル基である。
もう一つの実施態様において、前記XおよびXは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、トリメチルゲルマニウム基で置換もしくは非置換のフェニル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Arは、ピレン骨格であり、Lは、単一結合であり、XおよびXは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ゲルマニウム基で置換もしくは非置換のアリール基であり、rが2である有機電子素子である。
もう一つの実施態様において、前記Arは、ピレン骨格であり、Lは、単一結合であり、Xは、フェニル基であり、Xは、トリメチルゲルマニウム基で置換されたフェニル基であり、rは、2である有機電子素子である。
本明細書の一実施態様において、前記化学式18の化合物は、発光層のドーパントとして含まれてもよい。
本明細書の一実施態様は、前記有機物層のうちの1層以上は、前記化学式1で表される二重スピロ型有機化合物を含み、下記化学式19の化合物を前記有機物層のうちの発光層に含むものである有機電子素子である。
[化学式19]
前記化学式19において、
は、置換もしくは非置換の1−ナフチル基、置換もしくは非置換の2−ナフチル基、置換もしくは非置換の1−アントリル基、置換もしくは非置換の2−アントリル基、置換もしくは非置換の1−フェナントリル基、置換もしくは非置換の2−フェナントリル基、置換もしくは非置換の3−フェナントリル基、置換もしくは非置換の4−フェナントリル基、置換もしくは非置換の9−フェナントリル基、置換もしくは非置換の1−ナフタセニル基、置換もしくは非置換の2−ナフタセニル基、置換もしくは非置換の9−ナフタセニル基、置換もしくは非置換の1−ピレニル基、置換もしくは非置換の2−ピレニル基、置換もしくは非置換の4−ピレニル基、置換もしくは非置換の3−メチル−2−ナフチル基、置換もしくは非置換の4−メチル−1−ナフチル基、または下記構造式
であり、
は、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−ナフタセニル基、2−ナフタセニル基、9−ナフタセニル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、2−ビフェニリル基、3−ビフェニリル基、4−ビフェニリル基、p−ターフェニル−4−イル基、p−ターフェニル−3−イル基、p−ターフェニル−2−イル基、m−ターフェニル−4−イル基、m−ターフェニル−3−イル基、m−ターフェニル−2−イル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、p−t−ブチルフェニル基、p−(2−フェニルプロピル)フェニル基、3−メチル−2−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、4−メチル−1−アントリル基、4'−メチルビフェニリル基、4"−t−ブチル−p−ターフェニル−4−イル基、および3−フルオランテニル基からなる群より選択される基であり、
およびXは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、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核原子数5〜50のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数1〜50のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜50のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数6〜50のアラルキル基、置換もしくは非置換の核原子数5〜50のアリールオキシ基、置換もしくは非置換の核原子数5〜50のアリールチオ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜50のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、またはヒドロキシル基であり、
s1およびs2はそれぞれ、0〜4の整数である。
本明細書の一実施態様において、前記Xは、置換もしくは非置換の1−ナフチル基、または置換もしくは非置換の2−ナフチル基である。
もう一つの実施態様において、前記Xは、置換もしくは非置換の1−ナフチル基である。
もう一つの実施態様において、前記Xは、1−ナフチル基である。
本明細書の一実施態様において、前記Xは、フェニル基、1−ナフチル基、または2−ナフチル基である。
もう一つの実施態様において、前記Xは、2−ナフチル基である。
本明細書の一実施態様において、前記XおよびXは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のC〜C50のアリール基、または置換もしくは非置換のC〜C50のヘテロアリール基である。
本明細書の一実施態様において、前記s1およびs2はそれぞれ、0〜2の整数である。
もう一つの実施態様において、前記s1およびs2は、0である。
本明細書の一実施態様において、前記XおよびXは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、1−ナフチル基または2−ナフチル基であり、s1およびs2は、0である有機電子素子である。
本明細書の一実施態様において、前記化学式19の化合物は、発光層のホストとして含まれてもよい。
本明細書の一実施態様において、前記有機物層のうちの1層以上は、前記化学式1で表される二重スピロ型有機化合物を含み、前記化学式18の化合物および前記化学式19の化合物を前記有機物層のうちの発光層に含む有機電子素子である。
もう一つの実施態様において、前記有機物層のうちの1層以上は、前記化学式1で表される二重スピロ型有機化合物を含み、前記化学式18のArは、ピレン骨格であり、Lは、単一結合であり、XおよびXは、ゲルマニウム基で置換もしくは非置換のアリール基であり、rは、2である化合物、および前記化学式19のXおよびXは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、1−ナフチル基または2−ナフチル基であり、s1およびs2は、0である有機電子素子である。
前記有機電子素子は、有機発光素子、有機太陽電池、および有機トランジスタからなる群より選択される。
本明細書の一実施態様において、前記有機電子素子は、有機発光素子であってもよい。
本明細書の一つの実施態様において、第1電極と、第2電極と、前記第1電極と第2電極との間に配置された1層以上の有機物層とを含む有機発光素子であって、前記有機物層のうちの1層以上は、前記化学式1で表される二重スピロ型有機化合物を含むものである有機発光素子を提供する。
本明細書の有機発光素子の有機物層は、単層構造からなってもよいが、2層以上の有機物層が積層された多層構造からなってもよい。例えば、本発明の有機発光素子は、有機物層として、電子抑制層、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などを含む構造を有することができる。しかし、有機発光素子の構造はこれに限定されず、より少数の有機層を含んでもよい。
したがって、本明細書のもう一つの実施態様において、前記有機発光素子の有機物層は、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行う層のうちの1層以上を含むことができ、前記層のうちの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。
具体的には、前記有機発光素子の有機物層は、正孔注入層を含むことができ、前記正孔注入層は、前記化学式1で表される化合物を含むことができる。
もう一つの例において、前記有機発光素子の有機物層は、正孔輸送層を含むことができ、前記正孔輸送層は、前記化学式1で表される化合物を含むことができる。
もう一つの例において、前記有機発光素子の有機物層は、正孔輸送層および正孔注入層を含むことができ、前記正孔輸送層および正孔注入層は、前記化学式1で表される化合物を含むことができる。
本発明の一実施態様において、前記有機物層は、電子抑制層を含み、前記電子抑制層が前記化学式1で表される化合物を含む。
また、前記有機物層は、発光層を含むことができ、前記発光層が前記化学式1で表される化合物を含むことができる。一つの例として、前記化学式1で表される化合物は、発光層のホストとして含まれてもよい。
もう一つの例として、前記化学式1で表される化合物を含む有機物層は、前記化学式1で表される化合物をホストとして含み、他の有機化合物、金属または金属化合物をドーパントとして含むことができる。
また、前記有機物層は、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行う層のうちの1層以上を含むことができ、前記層のうちの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。
もう一つの実施態様において、前記有機物層は、正孔輸送層と電子抑制層を含み、前記正孔輸送層および電子抑制層のうちの少なくとも1層が前記化学式1で表される化合物を含む。
具体的には、前記有機発光素子の有機物層は、電子注入層を含むことができ、前記電子注入層は、前記化学式1で表される化合物を含むことができる。もう一つの実施態様において、前記有機発光素子の有機物層は、電子輸送層を含むことができ、前記電子輸送層は、前記化学式1で表される化合物を含むことができる。もう一つの実施態様において、前記有機発光素子の有機物層は、電子輸送層および電子注入層を含むことができ、前記電子輸送層および電子注入層は、前記化学式1で表される化合物を含むことができる。
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行う層、正孔輸送と発光を同時に行う層、または電子輸送と発光を同時に行う層などに含まれてもよい。
もう一つの実施態様において、前記有機発光素子の有機物層は、前記化学式1で表される二重スピロ型有機化合物を含む有機物層のほか、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。
本発明の一実施態様において、前記有機発光素子は、前記発光層が前記化学式1で表される化合物をホストとして含む緑色有機発光素子である。
本発明の一実施態様において、前記有機発光素子は、前記発光層が前記化学式1で表される化合物をホストとして含む赤色有機発光素子である。
本明細書の一実施態様において、前記有機電子素子は、有機太陽電池であってもよい。
本明細書の一実施態様において、第1電極と、第2電極と、前記第1電極と第2電極との間に配置された光活性層を含む1層以上の有機物層とを含み、前記有機物層のうちの1層以上は、化学式1で表される二重スピロ型有機化合物を含むものである有機太陽電池が提供される。
本明細書の一実施態様において、前記有機太陽電池は、電子輸送層を含むことができ、前記電子輸送層は、前記化学式1で表される化合物を含むことができる。
もう一つの実施態様において、前記光活性層は、前記化学式1で表される化合物を含むことができる。
もう一つの実施態様において、前記有機太陽電池は、光活性層と、電子供与体(electron donor)および電子受容体(electron acceptor)とを含み、前記光活性層と電子供与体または電子受容体は、前記化学式1で表される化合物を含むことができる。
本明細書の一実施態様において、前記有機太陽電池が外部光源から光子を受けると、電子供与体と電子受容体との間で電子と正孔が発生する。発生した正孔は、電子ドナー層を介して陽極に輸送される。
本明細書の一実施態様において、前記有機太陽電池は、付加的な有機物層をさらに含んでもよい。前記有機太陽電池は、複数の機能を同時に有する有機物を用いて有機物層の数を減少させることができる。
本明細書の一実施態様において、前記有機電子素子は、有機トランジスタであってもよい。
本明細書の一実施態様において、ソースと、ドレインと、ゲートと、1層以上の有機物層とを含む有機トランジスタが提供される。本明細書の一つの実施態様において、前記有機トランジスタは、電荷発生層を含み、前記電荷発生層は、前記化学式1で表される化合物を含むことができる。
もう一つの実施態様において、前記有機トランジスタは、絶縁層を含むことができ、前記絶縁層は、基板とゲートの上に位置できる。
前記有機電子素子が複数の有機物層を含む場合、前記有機物層は、同一の物質または異なる物質で形成されてもよい。
本明細書の有機電子素子の一実施態様において、図1および図2に示されているような構造を有してもよいが、これにのみ限定されるものではない。
図1は、基板(1)、陽極(2)、発光層(3)、陰極(4)が順次に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、前記化合物は、前記発光層3に含まれてもよい。
図2は、基板(1)、陽極(2)、正孔注入層(5)、正孔輸送層(6)、発光層(7)、電子輸送層(8)、および陰極(4)が順次に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、前記化合物は、前記正孔注入層(5)、正孔輸送層(6)、発光層(7)、および電子輸送層(8)のうちの1層以上に含まれてもよい。
また、前記構造において、電子抑制層が追加的に含まれてもよいし、一実施態様によれば、正孔輸送層上に電子抑制層が積層され、その上に発光層が積層される構造であってもよい。
本明細書の有機電子素子は、有機物層のうちの1層以上が本発明の化合物、すなわち前記化学式1の化合物を含むことを除けば、当技術分野で知られている材料と方法で製造できる。
例えば、本明細書の有機電子素子は、基板上に、第1電極、有機物層、および第2電極を順次に積層させることにより製造することができる。この時、スパッタリング法(sputtering)や電子ビーム蒸発法(e−beam evaporation)のようなPVD(Physical Vapor Deposition)方法を利用して、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させて陽極を形成し、その上に、正孔注入層、正孔輸送層、電子抑制層、発光層、および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使用可能な物質を蒸着させることにより製造できる。この方法以外にも、基板上に、陰極物質から有機物層、陽極物質を順に蒸着させて有機電子素子を作ることができる。
また、前記化学式1の化合物は、有機電子素子の製造時、真空蒸着法だけでなく、溶液塗布法によって有機物層に形成されてもよい。ここで、溶液塗布法とは、スピンコーティング、ディップコーティング、ドクターブレーディング、インクジェットプリンティング、スクリーンプリンティング、スプレー法、ロールコーティングなどを意味するが、これらにのみ限定されるものではない。
この方法以外にも、基板上に、陰極物質から有機物層、陽極物質を順に蒸着させて有機電子素子を作ってもよい(国際特許出願公開第2003/012890号)。ただし、製造方法がこれに限定されるものではない。
前記陽極物質としては、通常、有機物層に正孔注入が円滑となるように仕事関数の大きい物質が好ましい。本発明で使用可能な陽極物質の具体例としては、バナジウム、クロム、銅、亜鉛、金のような金属またはこれらの合金;亜鉛酸化物、インジウム酸化物、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)のような金属酸化物;ZnO:AlまたはSNO:Sbのような金属と酸化物との組み合わせ;ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリ[3,4−(エチレン−1,2−ジオキシ)チオフェン](PEDOT)、ポリピロール、およびポリアニリンのような導電性高分子などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記陰極物質としては、通常、有機物層に電子注入が容易となるように仕事関数の小さい物質であることが好ましい。陰極物質の具体例としては、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタン、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズおよび鉛のような金属またはこれらの合金;LiF/AlまたはLiO/Alのような多層構造の物質などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記正孔注入物質としては、低い電圧で陽極から正孔をよく受けられる物質であって、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例としては、金属ポルフィリン(porphyrin)、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系の有機物、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あるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記正孔輸送物質としては、陽極や正孔注入層から正孔を受けて発光層に移し得る物質で、正孔に対する移動性の大きい物質が好適である。具体例としては、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あるブロック共重合体などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記発光物質としては、正孔輸送層と電子輸送層から正孔と電子をそれぞれ受けて結合させることにより可視光線領域の光を発し得る物質であって、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、ルブレンなどがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記化学式1で表される化合物を含む有機物層は、前記化学式1で表される化合物をホストとして含み、イリジウム系(Ir)ドーパントと共に使用してもよい。
ドーパントとして使用されるイリジウム系錯体は、下記の通りである。
[Ir(piq)][BtpIr(acac)]
[Ir(piq)][BtpIr(acac)]
[Ir(mpyp)][FIrpic]
[(Fppy)Ir(tmd)][Ir(dfppz)
前記電子輸送物質としては、陰極から電子をきちんと受けて発光層に移し得る物質であって、電子に対する移動性の大きい物質が好適である。具体例としては、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−金属錯体などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
本明細書に係る有機電子素子は、使用される材料によって、前面発光型、後面発光型、または両面発光型であってもよい。
本明細書の一実施態様において、前記化学式1の化合物は、有機発光素子以外にも、有機太陽電池または有機トランジスタに含まれてもよい。
上記の化学式1で表される化合物およびこれを含む有機発光素子の製造は、以下の実施例で具体的に説明する。しかし、下記の実施例は本明細書を例示するためのものであり、本明細書の範囲がこれらによって限定されるものではない。
<製造例>
<製造例1>化学式2−1の化合物の製造
下記反応式のように実施して、化学式2−1の化合物を製造した。
<製造例1−1>化学式2−2の化合物の製造
窒素雰囲気下、500mlの丸底フラスコに、化学式2−1(10g、17.57mmol)、ヨードベンゼン(Iodobenzene)(3.94g、19.33mmol)をキシレン(xylene)120mlに完全に溶かした後、ソジウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(2.19g、22.84mmol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(0)(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium(0))(0.09g、0.18mmol)を入れた後、3時間加熱撹拌した。常温に温度を下げて濾過して塩を除去した後に、キシレン(xylene)を減圧濃縮させ、テトラヒドロフラン:ヘキサン=1:10でカラムして、前記化合物1(9.41g、収率:83%)を製造した。
MS[M+H]=646
<製造例1−2>化学式2−13の化合物の製造
窒素雰囲気下、500mlの丸底フラスコに、化学式2−1(10g、17.57mmol)、2−クロロ−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(2−chloro−4,6−diphenyl−1,3,5−triazine)(5.16g、19.33mmol)をキシレン(xylene)250mlに完全に溶かした後、ソジウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(2.19g、22.84mmol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(0)(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium(0))(0.09g、0.18mmol)を入れた後、5時間加熱撹拌した。常温に温度を下げて濾過して塩を除去した後に、キシレン(xylene)を減圧濃縮させ、エチルアセテート350mlで再結晶して、前記化合物2(12.86g、収率:91%)を製造した。
MS[M+H]=801
<製造例1−3>化学式2−14の化合物の製造
窒素雰囲気下、500mlの丸底フラスコに、化学式2−1(10g、17.57mmol)、2−クロロ−4,6−ジフェニルピリミジン(2−chloro−4,6−diphenylpyrimidine)(5.16g、19.33mmol)をキシレン(xylene)180mlに完全に溶かした後、ソジウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(2.19g、22.84mmol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(0)(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium(0))(0.09g、0.18mmol)を入れた後、6時間加熱撹拌した。常温に温度を下げて濾過して塩を除去した後に、キシレン(xylene)を減圧濃縮させ、テトラヒドロフラン:ヘキサン=1:7でカラムして、前記化合物3(11.58g、収率:83%)を製造した。
MS[M+H]=800
<製造例1−4>化学式2−12の化合物の製造
窒素雰囲気下、500mlの丸底フラスコに、化学式2−1(10g、17.57mmol)、4−クロロ−2,6−ジフェニルピリミジン(4−chloro−2,6−diphenylpyrimidine)(5.16g、19.33mmol)をキシレン(xylene)180mlに完全に溶かした後、ソジウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(2.19g、22.84mmol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(0)(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium(0))(0.09g、0.18mmol)を入れた後、7時間加熱撹拌した。常温に温度を下げて濾過して塩を除去した後に、キシレン(xylene)を減圧濃縮させ、テトラヒドロフラン:ヘキサン=1:8でカラムして、前記化合物4(10.46g、収率:74%)を製造した。
MS[M+H]=800
<製造例1−5>化学式2−15の化合物の製造
窒素雰囲気下、500mlの丸底フラスコに、化学式2−1(10g、17.57mmol)、2−クロロ−4,6−ジフェニルピリジン(2−chloro−4,6−diphenylpyridine)(5.15g、19.33mmol)をキシレン(xylene)180mlに完全に溶かした後、ソジウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(2.19g、22.84mmol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(0)(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium(0))(0.09g、0.18mmol)を入れた後、3時間加熱撹拌した。常温に温度を下げて濾過して塩を除去した後に、キシレン(xylene)を減圧濃縮させ、テトラヒドロフラン:ヘキサン=1:12でカラムして、前記化合物5(8.96g、収率:64%)を製造した。
MS[M+H]=799
<製造例1−6>化学式2−17の化合物の製造
窒素雰囲気下、500mlの丸底フラスコに、化学式2−1(10g、17.57mmol)、2−クロロ−4−フェニルキナゾリン(2−chloro−4−phenylquinazoline)(4.64g、19.33mmol)をキシレン(xylene)200mlに完全に溶かした後、ソジウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(2.19g、22.84mmol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(0)(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium(0))(0.09g、0.18mmol)を入れた後、1時間加熱撹拌した。常温に温度を下げて濾過して塩を除去した後に、キシレン(xylene)を減圧濃縮させ、エチルアセテート300mlで再結晶して、前記化合物6(11.87g、収率:87%)を製造した。
MS[M+H]=774
<製造例1−7>化学式2−16の化合物の製造
窒素雰囲気下、500mlの丸底フラスコに、化学式2−1(10g、17.57mmol)、2−クロロ−4−(ナフタレン−2−イル)キナゾリン(2−chloro−4−(naphthalen−2−yl)quinazoline)(5.61g、19.33mmol)をキシレン(xylene)200mlに完全に溶かした後、ソジウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(2.19g、22.84mmol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(0)(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium(0))(0.09g、0.18mmol)を入れた後、2時間加熱撹拌した。常温に温度を下げて濾過して塩を除去した後に、キシレン(xylene)を減圧濃縮させ、エチルアセテート200mlで再結晶して、前記化合物7(12.11g、収率:83%)を製造した。
MS[M+H]=824
<製造例1−8>化学式2−19の化合物の製造
窒素雰囲気下、500mlの丸底フラスコに、化学式2−1(10g、17.57mmol)、2−ブロモジベンゾ[b,d]フラン(2−bromodibenzo[b,d]furan)(4.76g、19.33mmol)をキシレン(xylene)200mlに完全に溶かした後、ソジウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(2.19g、22.84mmol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(0)(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium(0))(0.09g、0.18mmol)を入れた後、10時間加熱撹拌した。常温に温度を下げて濾過して塩を除去した後に、キシレン(xylene)を減圧濃縮させ、エチルアセテート280mlで再結晶して、前記化合物8(10.36g、収率:80%)を製造した。
MS[M+H]=736
<製造例1−9>化学式2−21の化合物の製造
窒素雰囲気下、500mlの丸底フラスコに、化学式2−1(10g、17.57mmol)、2−ブロモジベンゾ[b,d]チオフェン(2−bromodibenzo[b,d]thiophene)(5.06g、19.33mmol)をキシレン(xylene)200mlに完全に溶かした後、ソジウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(2.19g、22.84mmol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(0)(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium(0))(0.09g、0.18mmol)を入れた後、8時間加熱撹拌した。常温に温度を下げて濾過して塩を除去した後に、キシレン(xylene)を減圧濃縮させ、エチルアセテート220mlで再結晶して、前記化合物9(11.77g、収率:89%)を製造した。
MS[M+H]=752
<製造例1−10>化学式2−20の化合物の製造
窒素雰囲気下、500mlの丸底フラスコに、化学式2−1(10g、17.57mmol)、3−ブロモ−9−フェニル−9H−カルバゾール(3−bromo−9−phenyl−9H−carbazole)(6.21g、19.33mmol)をキシレン(xylene)250mlに完全に溶かした後、ソジウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(2.19g、22.84mmol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(0)(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium(0))(0.09g、0.18mmol)を入れた後、2時間加熱撹拌した。常温に温度を下げて濾過して塩を除去した後に、キシレン(xylene)を減圧濃縮させ、エチルアセテート200mlで再結晶して、前記化合物10(12.66g、収率:90%)を製造した。
MS[M+H]=811
<製造例1−11>化学式2−23の化合物の製造
窒素雰囲気下、500mlの丸底フラスコに、化学式2−1(10g、17.57mmol)、4−ブロモ−N,N−ジフェニルアニリン(4−bromo−N,N−diphenylaniline)(6.19g、19.33mmol)をキシレン(xylene)250mlに完全に溶かした後、ソジウムtert−ブトキシド(sodium tert−butoxide)(2.19g、22.84mmol)を添加し、ビス(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(0)(Bis(tri−tert−butylphosphine)palladium(0))(0.09g、0.18mmol)を入れた後、3時間加熱撹拌した。常温に温度を下げて濾過して塩を除去した後に、キシレン(xylene)を減圧濃縮させ、エチルアセテート150mlで再結晶して、前記化合物11(11.41g、収率:81%)を製造した。
MS[M+H]=813
<製造例2>化学式2−25の化合物の製造
下記反応式のように実施して、化学式2−25の化合物を製造した。
<製造例2−1>
化合物12〜22(化学式8−1〜8−11の化合物)の合成
製造例1−1〜1−11における出発物質を、化学式2−1の代わりに化学式2−25の物質を用いたことを除き、前記化合物1〜11を製造する方法と同様の方法で前記化合物12〜22を製造した。
<製造例3>化学式2−26の化合物の製造
下記反応式のように実施して、化学式2−26の化合物を製造した。
<製造例3−1>
化合物23〜33(化学式9−1〜9−11の化合物)の合成
製造例1−1〜1−11における出発物質を、化学式2−1の代わりに化学式2−26の物質を用いたことを除き、前記化合物1〜11を製造する方法と同様の方法で前記化合物23〜33を製造した。
<製造例4>化学式3−1の化合物の製造
下記反応式のように実施して、化学式3−1の化合物を製造した。
<製造例5>化学式4の化合物の製造
下記反応式のように実施して、化学式4の化合物を製造した。
<製造例5−1>
化合物34〜44(化学式4−2、4−13、4−14、4−12、4−15、4−17、4−16、4−19、4−24、4−20および4−23の化合物)の合成
製造例5におけるArを、フェニル、2−クロロ−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(2−chloro−4,6−diphenyl−1,3,5−triazine)、2−クロロ−4,6−ジフェニルピリミジン(2−chloro−4,6−diphenylpyrimidine)、4−クロロ−2,6−ジフェニルピリミジン(4−chloro−2,6−diphenylpyrimidine)、2−クロロ−4,6−ジフェニルピリジン(2−chloro−4,6−diphenylpyridine)、2−クロロ−4−フェニルキナゾリン(2−chloro−4−phenylquinazoline)、2−クロロ−4−(ナフタレン−2−イル)キナゾリン(2−chloro−4−(naphthalen−2−yl)quinazoline)、2−ブロモジベンゾ[b,d]フラン(2−bromodibenzo[b,d]furan)、2−ブロモジベンゾ[b,d]チオフェン(2−bromodibenzo[b,d]thiophene)、3−ブロモ−9−フェニル−9H−カルバゾール(3−bromo−9−phenyl−9H−carbazole)、4−ブロモ−N,N−ジフェニルアニリン(4−bromo−N,N−diphenylaniline)の物質を用いて前記化合物34〜44を製造した。
<製造例6>化学式5−1の化合物の製造
下記反応式のように実施して、化学式3−1の化合物を製造した。
<製造例6−1>
化合物45〜55の化合物(化学式5−2、5−13、5−14、5−12、5−15、5−17、5−16、5−19、5−21、5−20および5−23の化合物)の合成
製造例1−1〜1−11における出発物質を、化学式2−1の代わりに化学式5−1の物質を用いたことを除き、前記化合物1〜11を製造する方法と同様の方法で前記化合物45〜55を製造した。
<製造例7>化学式5−25の化合物の製造
下記反応式のように実施して、化学式5−25の化合物を製造した。
<製造例7−1>化合物56〜66(化学式12−1〜12−11の化合物)の合成
製造例1−1〜1−11における出発物質を、化学式2−1の代わりに化学式5−25の物質を用いたことを除き、前記化合物1〜11を製造する方法と同様の方法で前記化合物56〜66を製造した。
<製造例8>化学式5−26の化合物の製造
下記反応式のように実施して、化学式5−26の化合物を製造した。
<製造例8−1>
化合物67〜77(化学式13−1〜13−11の化合物)の合成
製造例1−1〜1−11における出発物質を、化学式2−1の代わりに化学式5−26の物質を用いたことを除き、前記化合物1〜11を製造する方法と同様の方法で前記化合物67〜77を製造した。
<製造例9>化学式6−1の化合物の製造
下記反応式のように実施して、化学式6−1の化合物を製造した。
<製造例9−1>
化合物78〜88(化学式6−2、6−13、6−14、6−12、6−15、6−17、6−16、6−19、6−21、6−20および6−23の化合物)の合成
製造例1−1〜1−11における出発物質を、化学式2−1の代わりに化学式6−1の物質を用いたことを除き、前記化合物1〜11を製造する方法と同様の方法で前記化合物78〜88を製造した。
<製造例10>化学式6−25の化合物の製造
下記反応式のように実施して、化学式6−25の化合物を製造した。
製造例1−1〜1−11における出発物質を、化学式2−1の代わりに化学式6−25の物質を用いたことを除き、前記化合物1〜11を製造する方法と同様の方法で前記化合物89〜99を製造した。
<製造例11>化学式6−26の化合物の製造
下記反応式のように実施して、化学式6−26の化合物を製造した。
<製造例11−1>
化合物100〜110(化学式15−1〜15−11の化合物)の合成
製造例1−1〜1−11における出発物質を、化学式2−1の代わりに化学式6−25の物質を用いたことを除き、前記化合物1〜11を製造する方法と同様の方法で前記化合物100〜110を製造した。
<製造例12>化学式7の化合物の製造
下記反応式のように実施して、化学式7の化合物を製造した。
<製造例12−1>
化合物111〜121(化学式7−2、7−13、7−14、7−12、7−15、7−17、7−16、7−19、7−21、7−20および7−23の化合物)の合成
製造例12におけるArを、フェニル、2−クロロ−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(2−chloro−4,6−diphenyl−1,3,5−triazine)、2−クロロ−4,6−ジフェニルピリミジン(2−chloro−4,6−diphenylpyrimidine)、4−クロロ−2,6−ジフェニルピリミジン(4−chloro−2,6−diphenylpyrimidine)、2−クロロ−4,6−ジフェニルピリジン(2−chloro−4,6−diphenylpyridine)、2−クロロ−4−フェニルキナゾリン(2−chloro−4−phenylquinazoline)、2−クロロ−4−(ナフタレン−2−イル)キナゾリン(2−chloro−4−(naphthalen−2−yl)quinazoline)、2−ブロモジベンゾ[b,d]フラン(2−bromodibenzo[b,d]furan)、2−ブロモジベンゾ[b,d]チオフェン(2−bromodibenzo[b,d]thiophene)、3−ブロモ−9−フェニル−9H−カルバゾール(3−bromo−9−phenyl−9H−carbazole)、4−ブロモ−N,N−ジフェニルアニリン(4−bromo−N,N−diphenylaniline)の物質を用いて前記化合物111〜121を製造した。
<製造例13>化学式10の化合物の製造
下記反応式のように実施して、化学式10の化合物を製造した。
<製造例14>化学式11の化合物の製造
下記反応式のように実施して、化学式11の化合物を製造した。
<製造例15>化学式16の化合物の製造
下記反応式のように実施して、化学式16の化合物を製造した。
<製造例16>化学式17の化合物の製造
下記反応式のように実施して、化学式17の化合物を製造した。
<実験例1−1>
ITO(indium tin oxide)が1,000Åの厚さに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洗浄した。この時、洗剤としてはフィッシャー社(Fischer Co.)製品を使用し、蒸留水としてはミリポア社(Millipore Co.)製品のフィルタ(Filter)で2次濾過した蒸留水を使用した。ITOを30分間洗浄した後、蒸留水で2回繰り返し超音波洗浄を10分間進行させた。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し、乾燥させた後、プラズマ洗浄機に輸送させた。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させた。
このように用意された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(hexaazatriphenylene;HAT)を500Åの厚さに熱真空蒸着して、正孔注入層を形成した。
[HAT]
前記正孔注入層上に、正孔を輸送する物質である下記の化合物4−4'−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(NPB)(300Å)を真空蒸着して、正孔輸送層を形成した。
[NPB]
次に、前記正孔輸送層上に、膜厚さ100Åとして下記の化合物1を真空蒸着して、電子抑制層を形成した。
[化合物1]
次に、前記電子抑制層上に、膜厚さ300Åとして下記の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。
[BH]
[BD]
[ET1]
[LiQ]
前記発光層上に、前記化合物ET1と前記化合物LiQ(Lithium Quinolate)を1:1の重量比で真空蒸着して、300Åの厚さに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、順次に、12Åの厚さにリチウムフルオライド(LiF)と2,000Åの厚さにアルミニウムを蒸着して、陰極を形成した。
前記過程で、有機物の蒸着速度は0.4〜0.7Å/secを維持し、陰極のリチウムフルオライドは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2×10−7〜5×10−6torrを維持して、有機発光素子を作製した。
<実験例1−2>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物8を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−3>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物9を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−4>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物10を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−5>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物11を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−6>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物12を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−7>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物19を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−8>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物20を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−9>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物21を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−10>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物22を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−11>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物23を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−12>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物30を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−13>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物31を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−14>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物32を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−15>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物33を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−16>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物34を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−17>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物41を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−18>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物42を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−19>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物43を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−20>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物44を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−21>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物45を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−22>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物52を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−23>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物53を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−24>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物54を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−25>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物55を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−26>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物56を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−27>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物63を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−28>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物64を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−29>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物65を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−30>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物66を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−31>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物67を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−32>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物74を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−33>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物75を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−34>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物76を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−35>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物77を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−36>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物78を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−37>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物85を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−38>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物86を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−39>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物87を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−40>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物88を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−41>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物89を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−42>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物96を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−43>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物97を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−44>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物98を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−45>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物99を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−46>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物100を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−47>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物107を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−48>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物108を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−49>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物109を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−50>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物110を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−51>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物111を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−52>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物118を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−53>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物119を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−54>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物120を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−55>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに前記化合物121を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<比較例1−1>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに下記EB1の化合物を用いたことを除けば、前記実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
[EB1]
<比較例1−2>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに下記EB2の化合物を用いたことを除けば、前記実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
[EB2]
実験例1−1〜1−55、および比較例1−1、1−2により作製された有機発光素子に電流を印加した時、表1の結果を得た。
前記表1に示されるように、本願発明の化合物を電子阻止層として用いて製造された有機発光素子の場合に、TCTAを用いた従来の有機発光素子と比較した時、本願発明の化合物は電子阻止の役割を果たすため、有機発光素子の効率、駆動電圧および/または安定性の面で優れた特性を示す。
実験例1−1〜1−5、1−16〜1−20、1−31〜1−35、1−51〜1−55と他の実験例を比較すると、ヒューズドされた形態に環をもう一度形成する化合物より、低電圧、高効率の特性を示す。
前記表1の結果のように、本発明に係る化合物は、電子阻止能力に優れ、有機発光素子に適用可能であることを確認することができた。
<実験例2−1>〜<実験例2−55>
前記実験例1−1において、前記正孔輸送層として、NPBの代わりに、化合物1、8、9、10、11、12、19、20、21、22、23、30、31、32、33、34、41、42、43、44、45、52、53、54、55、56、63、64、65、66、67、74、75、76、77、78、85、86、87、88、89、96、97、98、99、100、107、108、109、110、111、118、119、120、121を用いたことを除けば同様に実験した。
<比較例2−1>
前記実験例2−1における化合物1−1の代わりに下記HT1(NPB)の化合物を用いたことを除けば、前記実験例2−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
[HT1]
<比較例2−2>
前記実験例2−1における化合物1−1の代わりに下記HT2(TCTA)の化合物を用いたことを除けば、前記実験例2−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
[HT2]
実験例2−1〜実験例2−20、比較例2−1および2−2により作製された有機発光素子に電流を印加した時、表2の結果を得た。
使用した比較例1、2より、本願発明の化合物は、有機発光素子の効率、駆動電圧および/または安定性の面で優れた特性を示す。
前記表1の結果のように、本発明に係る化合物は、正孔輸送能力に優れ、有機発光素子に適用可能であることを確認することができた。
前記表1、2の結果のように、本発明に係る化合物は、電子阻止能力だけでなく、正孔輸送能力に優れ、有機発光素子に適用可能であることを確認することができた。
<比較例3>
ITO(indium tin oxide)が1,000Åの厚さに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洗浄した。この時、洗剤としてはフィッシャー社(Fischer Co.)製品を使用し、蒸留水としてはミリポア社(Millipore Co.)製品のフィルタ(Filter)で2次濾過した蒸留水を使用した。ITOを30分間洗浄した後、蒸留水で2回繰り返し超音波洗浄を10分間進行させた。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し、乾燥させた後、プラズマ洗浄機に輸送させた。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させた。
このように用意されたITO透明電極上に、CBPをホストとして用いて、m−MTDATA(60nm)/TCTA(80nm)/CBP+10%Ir(ppy)(300nm)/BCP(10nm)/Alq(30nm)/LiF(1nm)/Al(200nm)の順に発光素子を構成して、緑色有機発光素子を製造した。
m−MTDATA、TCTA、Ir(ppy)、BCP、およびCBPの構造はそれぞれ、下記の通りである。
合成例で合成された化合物を、通常知られた方法で高純度昇華精製をした後、下記のような方法で緑色有機発光素子を製造した。
<実験例3−1>
前記比較例3におけるCBPの代わりに前記化合物2を用いたことを除けば、比較例3と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例3−2>
前記比較例3における化合物CBPの代わりに前記化合物3を用いたことを除けば、比較例3と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例3−3>
前記比較例3における化合物CBPの代わりに前記化合物4を用いたことを除けば、比較例3と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例3−4>
前記比較例3における化合物CBPの代わりに前記化合物5を用いたことを除けば、比較例3と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例3−5>
前記比較例3における化合物CBPの代わりに前記化合物8を用いたことを除けば、比較例3と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例3−6>
前記比較例3における化合物CBPの代わりに前記化合物10を用いたことを除けば、比較例3と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例3−7>
前記比較例3における化合物CBPの代わりに前記化合物13を用いたことを除けば、比較例3と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例3−8>
前記比較例3における化合物CBPの代わりに前記化合物24を用いたことを除けば、比較例3と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例3−9>
前記比較例3における化合物CBPの代わりに前記化合物35を用いたことを除けば、比較例3と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例3−10>
前記比較例3における化合物CBPの代わりに前記化合物41を用いたことを除けば、比較例3と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例3−11>
前記比較例3における化合物CBPの代わりに前記化合物43を用いたことを除けば、比較例3と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例3−12>
前記比較例3における化合物CBPの代わりに前記化合物57を用いたことを除けば、比較例3と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例3−13>
前記比較例3における化合物CBPの代わりに前記化合物68を用いたことを除けば、比較例3と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例3−14>
前記比較例3における化合物CBPの代わりに前記化合物79を用いたことを除けば、比較例3と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例3−15>
前記比較例3における化合物CBPの代わりに前記化合物85を用いたことを除けば、比較例3と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例3−16>
前記比較例3における化合物CBPの代わりに前記化合物87を用いたことを除けば、比較例3と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例3−17>
前記比較例3における化合物CBPの代わりに前記化合物90を用いたことを除けば、比較例3と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例3−18>
前記比較例3における化合物CBPの代わりに前記化合物101を用いたことを除けば、比較例3と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例3−19>
前記比較例3における化合物CBPの代わりに前記化合物112を用いたことを除けば、比較例3と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例3−20>
前記比較例3における化合物CBPの代わりに前記化合物118を用いたことを除けば、比較例3と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例3−21>
前記比較例3における化合物CBPの代わりに前記化合物120を用いたことを除けば、比較例3と同様の方法で有機発光素子を作製した。
比較例3、実験例3−1〜3−21により作製された有機発光素子に電流を印加した時、表3の結果を得た。
実験の結果、本発明に係る化合物2、3、4、5、8、10、13、24、35、41、43、57、68、79、85、87、90、101、112、118または120を発光層のホスト物質として用いる実験例3〜1〜21の緑色有機発光素子は、従来のCBPを用いる比較例3の緑色有機発光素子より、電流効率および駆動電圧の面で優れた性能を示すことを確認することができた。
<実験例4−1>〜<実験例4−38>
合成例で合成された化合物を、通常知られた方法で高純度昇華精製をした後、下記のような方法で赤色有機発光素子を製造した。
ITOガラスの発光面積が2mm×2mmの大きさとなるようにパターニングした後、洗浄した。基板を真空チャンバに装着した後、ベース圧力が1×10−6torrとなるようにした後、有機物を前記ITO上に、DNTPD(700Å)、α−NPB(300Å)、本発明により製造された2、3、4、5、6、7、8、10、13、17、18、24、28、29、35、39、40、46、50、51、57、61、62、68、72、73、79、83、84、90、94、95、101、105、106、112、116および117をホストとして(90wt%)使用し、ドーパントとして下記(piq)Ir(acac)(10wt%)を共蒸着(300Å)し、Alq(350Å)、LiF(5Å)、Al(1,000Å)の順に成膜し、0.4mAで測定をした。
前記DNTPD、α−NPB、(piq)Ir(acac)、およびAlqの構造は、次の通りである。
<比較例4>
比較例4のための有機発光素子は、前記実施例の素子構造において、発光層のホストとして、本発明により製造された有機発光化合物の代わりに、一般的な燐光ホスト物質として多く用いられているCBPを使用した点を除いて同様に作製した。
下記の実験例4−1〜4−38、比較例4により製造された有機電界発光素子に対して、電圧、電流密度、輝度、色座標および寿命を測定し、その結果を下記表4に示した。T95は輝度が初期輝度(5000nit)から95%に減少するのにかかる時間を意味する。
実験の結果、本発明により製造された2、3、4、5、6、7、8、10、13、17、18、24、28、29、35、39、40、46、50、51、57、61、62、68、72、73、79、83、84、90、94、95、101、105、106、112、116、117で表される化合物を発光層のホスト物質として用いる実験例4−1〜4−38の赤色有機発光素子は、従来のCBPを用いる比較例4の赤色有機発光素子より、電流効率、駆動電圧および寿命の面で優れた性能を示すことを確認することができた。
以上、本発明の好ましい実施例(電子抑制層、正孔輸送層、緑色発光層、赤色発光層)について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これも発明の範疇に属する。
1:基板
2:陽極
3:発光層
4:陰極
5:正孔注入層
6:正孔輸送層
7:発光層
8:電子輸送層

Claims (29)

  1. 下記化学式1で表され、
    [化学式1]
    前記化学式1において、
    〜R16のうちの少なくとも1つは、隣接した基と互いに結合して化学式1−1の環構造を形成し、
    〜R16中の環を形成しない基は、それぞれ独立に、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;カルボニル基;エステル基;イミド基;アミノ基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;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アルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;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ラルキル基;置換もしくは非置換のアラルケニル基;置換もしくは非置換のアルキルアリール基;置換もしくは非置換のアルキルアミン基;置換もしくは非置換のアラルキルアミン基;置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基;置換もしくは非置換のアリールアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;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環基からなる群より選択され、
    [化学式1−1]
    前記化学式1−1において、
    mは、0〜5の整数であり、
    mが2以上の場合に、Lは、互いに同一または異なり、
    Lは、直接結合であるか;置換もしくは非置換のアリーレン基;または置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
    Arは、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;カルボニル基;エステル基;イミド基;アミノ基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;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アルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;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ラルキル基;置換もしくは非置換のアラルケニル基;置換もしくは非置換のアルキルアリール基;置換もしくは非置換のアルキルアミン基;置換もしくは非置換のアラルキルアミン基;置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基;置換もしくは非置換のアリールアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;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環基であり、
    前記(L)−Arが非置換のフェニル基の場合には、前記R〜R16中の化学式1−1の環を形成しない基は、水素であり、
    1a〜R4aは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、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;カルボニル基;エステル基;イミド基;アミノ基;置換もしくは非置換のシリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;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リールオキシ基;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キルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;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ラルキル基;置換もしくは非置換のアラルケニル基;置換もしくは非置換のアルキルアリール基;置換もしくは非置換のアルキルアミン基;置換もしくは非置換のアラルキルアミン基;置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基;置換もしくは非置換のアリールアミン基;置換もしくは非置換のアリールヘテロアリールアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;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環基であるか、隣接する基と互いに結合して置換もしくは非置換の環を形成してもよい、
    二重スピロ型有機化合物。
  2. 前記化学式1は、下記化学式2〜化学式7のうちのいずれか1つで表されるものであり、
    [化学式2]
    [化学式3]
    [化学式4]
    [化学式5]
    [化学式6]
    [化学式7]
    前記化学式2〜化学式7において、
    〜R16は、それぞれ独立に、前記化学式1における定義と同じであり、
    pおよびqは、それぞれ独立に、0〜5の整数であり、
    pが2以上の場合、Lは、互いに同一または異なり、
    qが2以上の場合、Lは、互いに同一または異なり、
    およびLは、それぞれ独立に、前記化学式1−1におけるLの定義と同じであり、
    ArおよびArは、それぞれ独立に、前記化学式1−1におけるArの定義と同じであり、
    1a〜R4aおよびR1b〜R4bは、それぞれ独立に、前記化学式1−1におけるR1a〜R4aの定義と同じである、請求項1に記載の二重スピロ型有機化合物。
  3. 前記化学式1は、下記化学式8〜化学式17のうちのいずれか1つで表されるものであり、
    [化学式8]
    [化学式9]
    [化学式10]
    [化学式11]
    [化学式12]
    [化学式13]
    [化学式14]
    [化学式15]
    [化学式16]
    [化学式17]
    前記化学式8〜化学式17において、
    〜R16は、それぞれ独立に、前記化学式1における定義と同じであり、
    pは、0〜5の整数であり、
    pが2以上の場合、Lは、互いに同一または異なり、
    は、前記化学式1−1におけるLの定義と同じであり、
    Arは、前記化学式1−1における定義と同じであり、
    1a〜R6aは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、前記化学式1−1における定義と同じである、請求項1または2に記載の二重スピロ型有機化合物。
  4. 前記R〜R16中の環を形成しない基は、それぞれ独立に、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シリル基;置換もしくは非置換のホウ素基;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アルキルスルホキシ基;置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基;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ラルキル基;置換もしくは非置換のアラルケニル基;置換もしくは非置換のアルキルアリール基;置換もしくは非置換のアルキルアミン基;置換もしくは非置換のアラルキルアミン基;置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基;置換もしくは非置換のアリールアミン基;置換もしくは非置換のアリールホスフィン基;置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基;置換もしくは非置換のアリール基;または環員15〜60の置換もしくは非置換のヘテロ環基からなる群より選択されるものである、請求項1から3のいずれか1項に記載の二重スピロ型有機化合物。
  5. Lがフェニレン基であるか、Arがフェニル基である場合、前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である、請求項4に記載の二重スピロ型有機化合物。
  6. 前記R〜R16中の前記化学式1−1の環を形成しない基は、水素である、請求項4または5に記載の二重スピロ型有機化合物。
  7. 前記化学式1は、下記の構造から選択されたいずれか1である、
    請求項1から6のいずれか1項に記載の二重スピロ型有機化合物。
  8. 前記化学式1は、下記の構造から選択されたいずれか1である、
    請求項1から7のいずれか1項に記載の二重スピロ型有機化合物。
  9. 前記化学式1は、下記の構造から選択されたいずれか1つである、
    請求項1から8のいずれか1項に記載の二重スピロ型有機化合物。
  10. 前記化学式1は、下記の構造から選択されたいずれか1つである、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の二重スピロ型有機化合物。
  11. 前記化学式1は、下記の構造から選択されたいずれか1つである、
    請求項1から10のいずれか1項に記載の二重スピロ型有機化合物。
  12. 前記化学式1は、下記の構造から選択されたいずれか1つである、
    請求項1から11のいずれか1項に記載の二重スピロ型有機化合物。
  13. 前記化学式1は、下記の構造から選択されたいずれか1つである、
    請求項1から12のいずれか1項に記載の二重スピロ型有機化合物。
  14. 第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に配置された1層以上の有機物層とを含む有機電子素子であって、前記有機物層のうちの1層以上は、請求項1〜13のいずれか1項の二重スピロ型有機化合物を含むものである有機電子素子。
  15. 前記有機電子素子は、有機発光素子、有機太陽電池、および有機トランジスタからなる群より選択されるものである、請求項14に記載の有機電子素子。
  16. 前記有機電子素子は、第1電極と、第2電極と、前記第1電極と第2電極との間に配置された1層以上の有機物層とを含む有機発光素子であって、前記有機物層のうちの1層以上は、前記二重スピロ型有機化合物を含むものである、請求項14または15に記載の有機電子素子。
  17. 前記有機物層は、正孔注入層または正孔輸送層を含み、前記正孔注入層または正孔輸送層が前記二重スピロ型有機化合物を含むものである、請求項16に記載の有機電子素子。
  18. 前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層が前記二重スピロ型有機化合物を発光層のホストとして含むものである、請求項16または17に記載の有機電子素子。
  19. 前記有機物層は、電子抑制層を含み、前記電子抑制層が前記化学式1の化合物を含む、請求項16から18のいずれか1項に記載の有機電子素子。
  20. 前記有機物層は、電子輸送層を含み、前記電子輸送層が前記二重スピロ型有機化合物を含むものである、請求項16から19のいずれか1項に記載の有機電子素子。
  21. 前記二重スピロ型有機化合物を含む有機物層は、前記二重スピロ型有機化合物をホストとして含み、他の有機化合物、金属または金属化合物をドーパントとして含むものである、請求項16から20のいずれか1項に記載の有機電子素子。
  22. 前記有機電子素子は、第1電極と、第2電極と、前記第1電極と第2電極との間に配置された光活性層を含む1層以上の有機物層とを含む有機太陽電池であって、前記有機物層のうちの1層以上は、前記二重スピロ型有機化合物を含むものである、請求項14から21のいずれか1項に記載の有機電子素子。
  23. 前記有機電子素子は、ソースと、ドレインと、ゲートと、1層以上の有機物層とを含む有機トランジスタであって、前記有機物層のうちの1層以上は、前記二重スピロ型有機化合物を含むものである、請求項14から22のいずれか1項に記載の有機電子素子。
  24. 前記有機物層は、下記化学式18の化合物を含む発光層を含むものであり、
    [化学式18]
    前記化学式18において、
    Arは、ベンゾフルオレン骨格、フルオランテン骨格、ピレン骨格、またはクリセン骨格であり、
    は、単一結合、C〜C30のアリーレン基、またはC〜C30の2価のヘテロ環基であり、
    およびXは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のC〜C30のアリール基、置換もしくは非置換のC〜C30のヘテロ環基、置換もしくは非置換のC〜C30のアルキル基、および置換もしくは非置換のC〜C30のアラルキル基からなる群より選択され、XおよびXは、互いに結合して飽和または不飽和環を形成してもよく、
    rは、1以上の整数であり、
    前記rが2以上の場合、Xは、互いに同一または異なり、Xは、互いに同一または異なる、請求項14から23のいずれか1項に記載の有機電子素子。
  25. 前記Arは、ピレン骨格であり、Lは、単一結合であり、XおよびXは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ゲルマニウム基で置換もしくは非置換のアリール基であり、rが2である、請求項24に記載の有機電子素子。
  26. 前記有機物層は、下記化学式19の化合物を含む発光層を含むものであり、
    [化学式19]
    前記化学式19において、
    は、置換もしくは非置換の1−ナフチル基、置換もしくは非置換の2−ナフチル基、置換もしくは非置換の1−アントリル基、置換もしくは非置換の2−アントリル基、置換もしくは非置換の1−フェナントリル基、置換もしくは非置換の2−フェナントリル基、置換もしくは非置換の3−フェナントリル基、置換もしくは非置換の4−フェナントリル基、置換もしくは非置換の9−フェナントリル基、置換もしくは非置換の1−ナフタセニル基、置換もしくは非置換の2−ナフタセニル基、置換もしくは非置換の9−ナフタセニル基、置換もしくは非置換の1−ピレニル基、置換もしくは非置換の2−ピレニル基、置換もしくは非置換の4−ピレニル基、置換もしくは非置換の3−メチル−2−ナフチル基、置換もしくは非置換の4−メチル−1−ナフチル基、または下記構造式
    であり、
    は、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−ナフタセニル基、2−ナフタセニル基、9−ナフタセニル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、2−ビフェニリル基、3−ビフェニリル基、4−ビフェニリル基、p−ターフェニル−4−イル基、p−ターフェニル−3−イル基、p−ターフェニル−2−イル基、m−ターフェニル−4−イル基、m−ターフェニル−3−イル基、m−ターフェニル−2−イル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、p−t−ブチルフェニル基、p−(2−フェニルプロピル)フェニル基、3−メチル−2−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、4−メチル−1−アントリル基、4'−メチルビフェニリル基、4"−t−ブチル−p−ターフェニル−4−イル基、および3−フルオランテニル基からなる群より選択される基であり、
    およびXは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、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核原子数5〜50のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数1〜50のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜50のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数6〜50のアラルキル基、置換もしくは非置換の核原子数5〜50のアリールオキシ基、置換もしくは非置換の核原子数5〜50のアリールチオ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜50のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、またはヒドロキシル基であり、
    s1およびs2はそれぞれ、0〜4の整数である、請求項14から25のいずれか1項に記載の有機電子素子。
  27. 前記XおよびXは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、1−ナフチル基または2−ナフチル基であり、s1およびs2は、0である、請求項26に記載の有機電子素子。
  28. 前記発光層は、下記化学式19の化合物をさらに含むものであり、
    [化学式19]
    前記化学式19において、
    は、置換もしくは非置換の1−ナフチル基、置換もしくは非置換の2−ナフチル基、置換もしくは非置換の1−アントリル基、置換もしくは非置換の2−アントリル基、置換もしくは非置換の1−フェナントリル基、置換もしくは非置換の2−フェナントリル基、置換もしくは非置換の3−フェナントリル基、置換もしくは非置換の4−フェナントリル基、置換もしくは非置換の9−フェナントリル基、置換もしくは非置換の1−ナフタセニル基、置換もしくは非置換の2−ナフタセニル基、置換もしくは非置換の9−ナフタセニル基、置換もしくは非置換の1−ピレニル基、置換もしくは非置換の2−ピレニル基、置換もしくは非置換の4−ピレニル基、置換もしくは非置換の3−メチル−2−ナフチル基、置換もしくは非置換の4−メチル−1−ナフチル基、または下記構造式
    であり、
    は、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−ナフタセニル基、2−ナフタセニル基、9−ナフタセニル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、2−ビフェニリル基、3−ビフェニリル基、4−ビフェニリル基、p−ターフェニル−4−イル基、p−ターフェニル−3−イル基、p−ターフェニル−2−イル基、m−ターフェニル−4−イル基、m−ターフェニル−3−イル基、m−ターフェニル−2−イル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、p−t−ブチルフェニル基、p−(2−フェニルプロピル)フェニル基、3−メチル−2−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、4−メチル−1−アントリル基、4'−メチルビフェニリル基、4"−t−ブチル−p−ターフェニル−4−イル基、および3−フルオランテニル基からなる群より選択される基であり、
    およびXは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、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核原子数5〜50のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数1〜50のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜50のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数6〜50のアラルキル基、置換もしくは非置換の核原子数5〜50のアリールオキシ基、置換もしくは非置換の核原子数5〜50のアリールチオ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜50のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、またはヒドロキシル基であり、
    s1およびs2はそれぞれ、0〜4の整数である、請求項24から27のいずれか1項に記載の有機電子素子。
  29. 前記化学式18のArは、ピレン骨格であり、Lは、単一結合であり、XおよびXは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ゲルマニウム基で置換もしくは非置換のアリール基であり、rが2であり、
    前記化学式19におけるXおよびXは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、1−ナフチル基または2−ナフチル基であり、s1およびs2は、0である、請求項28に記載の有機電子素子。
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