JP2019501118A - 新規な化合物およびこれを含む有機発光素子 - Google Patents

Abstract

本発明は、新規なヘテロフ環化合物およびこれを含む有機発光素子を提供する。

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１６年６月８日付韓国特許出願第１０−２０１６−００７１２２２号、および２０１７年３月３０日付韓国特許出願第１０−２０１７−００４０５５０号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として組み含まれる。

本発明は、新規なトリアジン系化合物およびこれを含む有機発光素子に関する。

一般に有機発光現象とは、有機物質を利用して電気エネルギーを光エネルギーに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、広い視野角、優れたコントラスト、速い応答時間を有し、輝度、駆動電圧および応答速度特性に優れて多くの研究が進められている。

有機発光素子は、一般に陽極と陰極および前記陽極と陰極との間に有機物層を含む構造を有する。前記有機物層は、有機発光素子の効率と安全性を高めるために、それぞれ異なる物質から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、電子注入層などからなることができる。このような有機発光素子の構造において、二つの電極の間に電圧をかけると、陽極では正孔が、陰極では電子が有機物層に注入されるようになり、注入された正孔と電子が会った時にエキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）が形成され、このエキシトンが再び基底状態へ落ちる時に光が出るようになる。

前記のような有機発光素子に用いられる有機物に対して新たな材料の開発が持続的に求められている。

大韓民国公開特許公報第１０−２０００−００５１８２６号

本発明は、新規なトリアジン系化合物およびこれを含む有機発光素子に関する。

本発明は、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で、
Ｌ_１およびＬ_２は、ナフタレンの１番および２番位置に結合するか、ナフタレンの２番および１番位置に結合し、
Ｌ_１は、置換もしくは非置換のＣ_６−６０アリーレン；または置換もしくは非置換のＯ、Ｎ、ＳｉおよびＳのうちの１個以上を含むＣ_２−６０ヘテロアリーレンであり、
Ｌ_２は、結合；置換もしくは非置換のＣ_６−６０アリーレン；または置換もしくは非置換のＯ、Ｎ、ＳｉおよびＳのうちの１個以上を含むＣ_２−６０ヘテロアリーレンであり、
Ａｒ_１およびＡｒ_２は、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のＣ_６−６０アリール；または置換もしくは非置換のＯ、Ｎ、ＳｉおよびＳのうちの１個以上を含むＣ_２−６０ヘテロアリールであり、
Ａｒ_３は、置換もしくは非置換のＣ_６−６０アリール；または置換もしくは非置換のＯ、Ｎ、ＳｉおよびＳのうちの１個以上を含むＣ_２−６０ヘテロアリールであり、
ただし、Ａｒ_３は、ピリジン、キノリン、イソキノリン、フェナントリジン、ベンゾ［ｆ］キノリン、ベンゾ［ｆ］イソキノリン、ベンゾ［ｈ］キノリン、またはベンゾ［ｈ］イソキノリン構造を有さない。

また、本発明は、第１電極；前記第１電極と対向して備えられた第２電極；および前記第１電極と前記第２電極との間に備えられた１層以上の有機物層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で表される化合物を含む、有機発光素子を提供する。

前述の化学式１で表される化合物は、有機発光素子の有機物層の材料として用いられてもよく、有機発光素子で効率の向上、低い駆動電圧および／または寿命特性を向上させることができる。特に、前述の化学式１で表される化合物は、正孔注入、正孔輸送、正孔注入および輸送、発光、電子輸送、または電子注入材料として用いられてもよい。

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したものである。 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したものである。

以下、本発明の理解のためにより詳しく説明する。

本発明は、前記化学式１で表される化合物を提供する。

本明細書で、
は、他の置換基に連結される結合を意味する。

本明細書で「置換または非置換された」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；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；アルアルキル基；アルアルケニル基；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Ｎ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含む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または非置換されたり、前記例示した置換基のうちの２以上の置換基が連結された置換または非置換されたことを意味する。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。つまり、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に解釈されてもよい。

本明細書でカルボニル基の炭素数は、特に限定されないが、炭素数１から４０であることが好ましい。具体的に下記のような構造の化合物になることができるが、これに限定されるのではない。

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から２５の直鎖、分枝鎖または環状アルキル基または炭素数６から２５のアリール基で置換されてもよい。具体的に、下記構造式の化合物になることができるが、これに限定されるのではない。

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から２５であることが好ましい。具体的に下記のような構造の化合物になることができるが、これに限定されるのではない。

本明細書において、シリル基は、具体的に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、これに限定されるのではない。

本明細書において、ホウ素基は、具体的に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、これに限定されるのではない。

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、前記アルキル基は、直鎖また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から４０であることが好ましい。一実施状態によれば、前記アルキル基の炭素数は、１から２０である。また一つの実施状態によれば、前記アルキル基の炭素数は、１から１０である。また一つの実施状態によれば、前記アルキル基の炭素数は、１から６である。アルキル基の具体的な例としては、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、２−メチルペンチル、４−メチルヘキシル、５−メチルヘキシルなどがあるが、これらに限定されるのではない。

本明細書において、前記アルケニル基は、直鎖また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から４０であることが好ましい。一実施状態によれば、前記アルケニル基の炭素数は、２から２０である。また一つの実施状態によれば、前記アルケニル基の炭素数は、２から１０である。また一つの実施状態によれば、前記アルケニル基の炭素数は、２から６である。具体的な例としては、ビニル、１−プロフェニル、イソプロフェニル、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、これらに限定されるのではない。

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から６０であることが好ましく、一実施状態によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は、３から３０である。また一つの実施状態によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は、３から２０である。また一つの実施状態によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は、３から６である。具体的にシクロプロピル、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、シクロロヘプチル、シクロオクチルなどがあるが、これに限定されるのではない。

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から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。一実施状態によれば、前記アリール基の炭素数は、６から３０である。一実施状態によれば、前記アリール基の炭素数は、６から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ることができるが、これに限定されるのではない。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ることができるが、これに限定されるのではない。

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、
などになることができる。ただし、これに限定されるのではない。

本明細書において、ヘテロ環基は、異種元素としてＯ、Ｎ、ＳｉおよびＳ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２から６０であることが好ましい。ヘテロ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、ピリミジル基、トリアジン基、トリアゾール基、アクリジル基、ピリダジン基、ピラジニル基、キノリニル基、キナゾリン基、キノキサリニル基、フタラジニル基、ピリドピリミジニル基、ピリドピラジニル基、ピラジノピラジニル基、イソキノリン基、インドール基、カルバゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾイミダゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾカルバゾール基、ベンゾチオフェン基、ジベンゾチオフェン基、ベンゾフラニル基、フェナントロリン基（ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、フェノチアジニル基およびジベンゾフラニル基などがあるが、これらだけに限定されるのではない。

本明細書において、アルアルキル基、アルアルケニル基、アルキルアリール基、アリールアミン基のうちのアリール基は、前述したアリール基の例示のとおりである。本明細書において、アルアルキル基、アルキルアリール基、アルキルアミン基のうちのアルキル基は、前述したアルキル基の例示のとおりである。本明細書において、ヘテロアリールアミンのうちのヘテロアリールは、前述した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、アルアルケニル基のうちのアルケニル基は、前述したアルケニル基の例示のとおりである。本明細書において、アリーレンは２価基であることを除いては前述した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価基であることを除いては前述した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、炭化水素環は１価基でなく、２個の置換基が結合して形成したことを除いては前述したアリール基またはシクロ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、ヘテロ環は１価基ではなく、２個の置換基が結合して形成したことを除いては前述したヘテロ環基に関する説明が適用可能である。

前記化学式１で、Ｌ_１およびＬ_２は、それぞれナフタレンの１番および２番位置に結合するか、ナフタレンの２番および１番位置に結合し、これによって、下記化学式１−１または１−２で表されてもよい：
［化学式１−１］
［化学式１−２］

好ましくは、Ｌ_１は、フェニレンである。より好ましくは、Ｌ_１は、１，３−フェニレン、または１，４−フェニレンである。

好ましくは、Ｌ_２は、結合、またはフェニレンである。より好ましくは、Ｌ_２は、結合、１，３−フェニレン、または１，４−フェニレンである。

好ましくは、Ａｒ_１は、フェニルである。

好ましくは、Ａｒ_２は、フェニル、またはビフェニルである。

好ましくは、Ａｒ_３は、下記から構成される群より選択されるいずれか一つである：
前記で、
Ｘは、ＮＲ_１、ＣＲ_２Ｒ_３、ＳｉＲ_４Ｒ_５、Ｓ、またはＯであり、
Ｒ_１からＲ_８は、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン；ニトリル；ニトロ；アミノ；置換もしくは非置換のＣ_１−６０アルキル；置換もしくは非置換のＣ_３−６０シクロアルキル；置換もしくは非置換のＣ_２−６０アルケニル基；置換もしくは非置換のＣ_６−６０アリール；または置換もしくは非置換のＯ、Ｎ、ＳｉおよびＳのうちの１個以上を含むＣ_２−６０ヘテロ環基であり、
ｎ、ｍおよびｌは、それぞれ独立に、０から４の整数である。

より好ましくは、Ａｒ_３は、下記から構成される群より選択されるいずれか一つである：

より好ましくは、Ａｒ_３は、前記（ａ）、（ｂ）、または（ｃ）であり、Ｌ_２は、結合であるか；Ａｒ_３は、前記（ｄ）、（ｆ）、（ｇ）、または（ｈ）であり、Ｌ_２は、１，４−フェニレンであるか；またはＡｒ_３は、前記（ｅ）であり、Ｌ_２は、結合、１，３−フェニレン、または１，４−フェニレンである。

前記化学式１で表される化合物は、下記化合物から構成される群より選択されてもよい。

前記化学式１で表される化合物は、下記反応式１のような製造方法で製造してもよい。
［反応式１］

前記反応式１で、Ｌ_１、Ｌ_２、Ａｒ_１、Ａｒ_２およびＡｒ_３は、前記で定義したとおりであり、Ｘ'およびＸ"は、鈴木カップリング反応に用いられる置換基を意味する。また、前記段階１または前記段階１'は、鈴木カップリング反応を意味し、前記製造方法は後述する製造例でより具体化され得る。

また、本発明は、前記化学式１で表される化合物を含む有機発光素子を提供する。一例として、本発明は、第１電極；前記第１電極と対向して備えられた第２電極；および前記第１電極と前記第２電極との間に備えられた１層以上の有機物層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で表される化合物を含む、有機発光素子を提供する。

本発明の有機発光素子の有機物層は、断層構造からなることもできるが、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してもよい。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層を含んでもよい。

また、前記有機物層は、正孔注入層、正孔輸送層、または正孔注入と輸送を同時に行う層を含んでもよく、前記正孔注入層、正孔輸送層、または正孔注入と輸送を同時に行う層は、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、発光層を含んでもよく、前記発光層は、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、電子輸送層、または電子注入層を含んでもよく、前記電子輸送層、または電子注入層は、前記化学式１で表される化合物を含む。

また、前記電子輸送層、電子注入層、または電子輸送および電子注入を同時に行う層は、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、発光層および電子輸送層を含み、前記電子輸送層は、前記化学式１で表される化合物を含んでもよい。

また、本発明による有機発光素子は、基板上に陽極、１層以上の有機物層および陰極が順次に積層された構造（ｎｏｒｍａｌ ｔｙｐｅ）の有機発光素子であってもよい。また、本発明による有機発光素子は、基板上に陰極、１層以上の有機物層および陽極が順次に積層された逆方向構造（ｉｎｖｅｒｔｅｄ ｔｙｐｅ）の有機発光素子であってもよい。例えば、本発明の一実施例による有機発光素子の構造は、図１および２に例示されている。

図１は、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したものである。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からなる有機発光素子の例を示したものである。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、正孔輸送層、発光層および電子輸送層のうちの１層以上に含まれてもよい。

本発明による有機発光素子は、前記有機物層のうちの１層以上が前記化学式１で表される化合物を含むことを除いては、当該技術分野に知られている材料と方法で製造されてもよい。また、前記有機発光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。

例えば、本発明による有機発光素子は、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て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伝導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、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て製造することができる。このような方法以外にも、基板上に陰極物質から有機物層、陽極物質を順次に蒸着させて有機発光素子を作ることができる。

また、前記化学式１で表される化合物は、有機発光素子の製造時、真空蒸着法だけでなく、溶液塗布法により有機物層として形成されてもよい。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、これらだけで限定されるのではない。

このような方法以外にも、基板上に陰極物質から有機物層、陽極物質を順次に蒸着させて有機発光素子を製造することができる（ＷＯ２００３／０１２８９０）。ただし、製造方法がこれに限定されるのではない。

一例として、前記第１電極は陽極であり、前記第２電極は陰極であるか、または前記第１電極は陰極であり、前記第２電極は陽極である。

前記陽極物質としては、通常、有機物層に正孔注入が円滑になるように仕事関数が大きい物質が好ましい。前記陽極物質の具体的な例としては、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、インジウム錫酸化物（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_２：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伝導性高分子などがあるが、これらだけに限定されるのではない。

前記陰極物質としては、通常、有機物層に電子注入が容易になるように仕事関数が小さい物質であることが好ましい。前記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、錫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_２／Ａｌのような多層構造物質などがあるが、これらだけに限定されるのではない。

前記正孔注入層は 、電極から正孔を注入する層であり、正孔注入物質としては正孔を輸送する能力を有して陽極での正孔注入効果、発光層または発光材料に対して優れた正孔注入効果を有し、発光層で生成された励起子の電子注入層または電子注入材料への移動を防止し、また、薄膜形成能力に優れた化合物が好ましい。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的な例としては、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伝導性高分子などがあるが、これらだけに限定されるのではない。

前記正孔輸送層は、正孔注入層から正孔を受け取って発光層まで正孔を輸送する層であり、正孔輸送物質として陽極や正孔注入層から正孔を輸送されて発光層に移すことができる物質で、正孔に対する移動性が大きい物質が適切である。具体的な例としては、アリールアミン系の有機物、伝導性高分子、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、これらだけに限定されるのではない。

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輸送されて結合させることによって可視光線領域の光を出すことができる物質であって、蛍光や燐光に対する量子効率が良い物質が好ましい。具体的な例として８−ヒドロキシ−キノリンアルミニウム錯物（Ａｌｑ３）；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、ルブレンなどがあるが、これらだけに限定されるのではない。

前記発光層は、ホスト材料およびドーパント材料を含んでもよい。ホスト材料は、縮合芳香族環誘導体またはヘテロ環含有化合物などがある。具体的に縮合芳香族環誘導体としては、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、ナフタレン誘導体、ペンタセン誘導体、フェナントレン化合物、フルオランテン化合物などがあり、ヘテロ環含有化合物としては、カルバゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ラダー型フラン化合物、ピリミジン誘導体などがあるが、これに限定されるのではない。

ドーパント材料としては、芳香族アミン誘導体、スチリルアミン化合物、ホウ素錯体、フルオランテン化合物、金属錯体などがある。具体的に芳香族アミン誘導体としては、置換もしくは非置換のアリールアミノ基を有する縮合芳香族環誘導体であって、アリールアミノ基を有するピレン、アントラセン、クリセン、ペリフランテンなどがあり、スチリルアミン化合物としては、置換もしくは非置換のアリールアミンに少なくとも１個のアリールビニル基が置換されている化合物であって、アリール基、シリル基、アルキル基、シクロアルキル基およびアリールアミノ基からなる群より１または２以上選択される置換基が置換または非置換される。具体的にスチリルアミン、スチリルジアミン、スチリルトリアミン、スチリルテトラアミンなどがあるが、これに限定されるのではない。また、金属錯体としては、イリジウム錯体、白金錯体などがあるが、これに限定されるのではない。

前記電子輸送層は、電子注入層から電子を受け取って発光層まで電子を輸送する層であり、電子輸送物質としては、陰極から電子を良好に注入されて発光層に移すことができる物質であって、電子に対する移動性が大きい物質が適切である。具体的な例としては、８−ヒドロキシキノリンのＡｌ錯物；Ａｌｑ_３を含む錯物；有機ラジカル化合物；ヒドロキシフラボン−金属錯物などがあるが、これらだけに限定されるのではない。特に、前述の化学式１で表される化合物を電子輸送物質として用いることが好ましい。電子輸送層は、従来の技術により用いられたとおり、任意の所望するカソード物質と共に用いることができる。特に、適切なカソード物質の例は、低い仕事関数を有してアルミニウム層またはシルバー層が後に続く通常の物質である。具体的にセシウム、バリウム、カルシウム、イッテルビウムおよびサマリウムであり、各場合、アルミニウム層またはシルバー層が後に続く。

前記電子注入層は、電極から電子を注入する層であり、電子を輸送する能力を有し、陰極からの電子注入効果、発光層または発光材料に対して優れた電子注入効果を有し、発光層で生成された励起子の正孔注入層への移動を防止し、また、薄膜形成能力に優れた化合物が好ましい。具体的にはフルオレノン、アトラキノンジメタン、ジフェノキノン、チオピランジオキシド、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ペリレンテトラカルボン酸、フルオレニリデンメタン、アントロンなどとこれらの誘導体、金属錯体化合物および窒素含有５員環誘導体などがあるが、これに限定されるのではない。

前記金属錯体化合物としては、８−ヒドロキシキノリナトリチウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナト）亜鉛、ビス（８−ヒドロキシキノリナト）銅、ビス（８−ヒドロキシキノリナト）マンガン、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）ガリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリナト）クロロガリウム、ビス（２−メチル−８−キノリナト）（ｏ−クレゾラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−キノリナト）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリナト）（２−ナフトラート）ガリウムなどがあるが、これに限定されるのではない。

本発明による有機発光素子は、用いられる材料により前面発光型、後面発光型または両面発光型であってもよい。

また、前記化学式１で表される化合物は、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ーに含まれてもよい。

前述した本発明の有機発光素子の製造を以下の実施例で具体的に説明する。しかし、下記の実施例は本発明を例示するためのものであり、本発明の範囲がこれらによって限定されるのではない。

［製造例］

製造例１：化合物１の製造

（段階１）

１−ブロモナフタレン−２−オール（２０．０ｇ、８９．７ｍｍｏｌ）、２，４−ジフェニル−６−（４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロレン−２−イル）フェニル）−１，３，５−トリアジン（５０．０ｇ、９４．１ｍｍｏｌ）および炭酸カリウム（２４．８ｇ、１７９．３ｍｍｏｌ）を入れて加熱攪拌した。還流後、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（１．２ｇ、１．０ｍｍｏｌ）を入れて追加的に５時間加熱攪拌した。反応終了後、常温に温度を低めた後、一次に濾過して不純物を除去した。濾過物を水に入れてクロロホルムで抽出して有機層を得た後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧蒸留後、エタノールで洗浄して化合物１−Ａ（３９ｇ、収率９６％）を製造した。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝４５２

（段階２）

化合物１−Ａ（３９ｇ、８６．４ｍｍｏｌ）と炭酸カリウム（２３．９ｇ、１７２．７ｍｍｏｌ）をアセトニトリル溶媒３００ｍＬに入れて５０℃で加熱した。３０分攪拌後、１，１，２，２，３，３，４，４，４−ノナフルオロブタン−１−スルホニルフルオリド（３９．１ｇ、１２９．６ｍｍｏｌ）を添加した後、常温に温度を低め、さらに１時間攪拌した。反応終了後、一次に濾過して不純物を除去した。その後、エタノールスラリーを通じて化合物１−Ｂ（６０ｇ、収率９５％）を製造した。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝７３４

（段階３）

化合物１−Ｂ（５０ｇ、６８．２ｍｍｏｌ）、（９，９−ジフェニル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ボロン酸（２５．９ｇ、７１．６ｍｍｏｌ）および炭酸カリウム（１８．８ｇ、１３６．３ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン溶媒４００ｍＬに入れて加熱攪拌した。還流後、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（２．４ｇ、２．０ｍｍｏｌ）を入れて６時間加熱攪拌した。反応溶液を冷ました後に濾過後、ＥｔＯＨスラリー精製を通じて化合物１（４７ｇ、収率９１．７％）を得た。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝７５２

製造例２：化合物３の製造

（９，９−ジフェニル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ボロン酸の代わりに９，９'−スピロビ［フルオレン］−２−イルボロン酸を用いたことを除き、化合物１の製造方法と同様な方法で化合物３を製造した。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝７５０

製造例３：化合物５の製造

（９，９−ジフェニル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ボロン酸の代わりにスピロ［フルオレン−９，８'−インドロ［３，２，１−ｄｅ］アクリジン］−２−イルボロン酸を用いたことを除き、化合物１の製造方法と同様な方法で化合物５を製造した。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝８３９

製造例４：化合物７の製造

（９，９−ジフェニル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ボロン酸の代わりにトリフェニレン−２−イルボロン酸を用いたことを除き、化合物１の製造方法と同様な方法で化合物７を製造した。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝６６２

製造例５：化合物９の製造

（段階１）

１−ブロモナフタレン−２−オール（２０．０ｇ、８９．７ｍｍｏｌ）、（４−（トリフェニレン−２−イル）フェニル）ボロン酸（３１．２ｇ、８９．７ｍｍｏｌ）および炭酸カリウム（２４．８ｇ、１７９．３ｍｍｏｌ）を入れて加熱攪拌した。還流後、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（３．１ｇ、２．６ｍｍｏｌ）を入れて追加的に３時間加熱攪拌した。反応終了後、常温に温度を低めた後、一次に濾過して不純物を除去した。濾過物を水に入れてクロロホルムで抽出して有機層を得た後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧蒸留後、エタノールで洗浄して化合物９−Ａ（３８ｇ、収率９５％）を製造した。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝４４７

（段階２）

化合物１−Ａの代わりに化合物９−Ａを用いたことを除き、化合物１−Ｂの製造方法と同様な方法で化合物９−Ｂを製造した。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝７２９

（段階３）

化合物１−Ｂの代わりに化合物９−Ｂを用い、（９，９−ジフェニル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ボロン酸の代わりに２，４−ジフェニル−６−（４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロレン−２−イル）フェニル）−１，３，５−トリアジンを用いたことを除き、化合物１の製造方法と同様な方法で化合物９を製造した。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝７３８

製造例６：化合物１１の製造

（段階１）

１−ブロモナフタレン−２−オール（２０．０ｇ、８９．７ｍｍｏｌ）、トリフェニレン−２−イルボロン酸（２４．４ｇ、８９．７ｍｍｏｌ）および炭酸カリウム（２４．８ｇ、１７９．３ｍｍｏｌ）を入れて加熱攪拌した。還流後、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（３．１ｇ、２．６ｍｍｏｌ）を入れて追加的に３時間加熱攪拌した。反応終了後、常温に温度を低めた後、一次に濾過して不純物を除去した。濾過物を水に入れてクロロホルムで抽出して有機層を得た後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧蒸留後、エタノールで洗浄して化合物１１−Ａ（３０ｇ、収率９１％）を製造した。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝３７１

（段階２）

化合物１−Ａの代わりに化合物１１−Ａを用いたことを除き、化合物１−Ｂのような方法で化合物１１−Ｂを製造した。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝６５３

（段階３）

化合物１１−Ｂ（５０ｇ、７６．６ｍｍｏｌ）、２，４−ジフェニル−６−（４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロレン−２−イル）フェニル）−１，３，５−トリアジン（３３．４ｇ、７６．６ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム（２０．３ｇ、１５３．２ｍｍｏｌ）およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（２．７ｇ、２．３ｍｍｏｌ）を入れて４時間加熱攪拌した。反応終了後、反応溶液を冷まして濾過した後、ＥｔＯＨスラリー精製を通じて化合物１１（４７ｇ、収率９３％）を得た。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝６６２

製造例７：化合物１３の製造

（段階１）

２，４−ジフェニル−６−（４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロレン−２−イル）フェニル）−１，３，５−トリアジンの代わりに２，４−ジフェニル−６−（３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロレン−２−イル）フェニル）−１，３，５−トリアジンを用いたことを除き、化合物１−Ａのような方法で化合物１３−Ａを製造した。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝４５２

（段階２）

化合物１−Ａの代わりに化合物１３−Ａを用いたことを除き、化合物１−Ｂのような方法で化合物１３−Ｂを製造した。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝７３４

（段階３）

化合物１−Ｂの代わりに化合物１３−Ｂを用い、（９，９−ジフェニル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ボロン酸の代わりに（９，９−ジフェニル−９Ｈ−フルオレン−４−イル）ボロン酸を用いたことを除き、化合物１のような方法で化合物１３を製造した。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝７５２

製造例８：化合物１４の製造

（９，９−ジフェニル−９Ｈ−フルオレン−４−イル）ボロン酸の代わりに９，９'−スピロビ［フルオレン］−２−イルボロン酸を用いたことを除き、化合物１３のような方法で化合物１４を製造した。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝７５０

製造例９：化合物１８の製造

（９，９−ジフェニル−９Ｈ−フルオレン−４−イル）ボロン酸の代わりに［１，１'−ビフェニル］−４−イルボロン酸を用いたことを除き、化合物１３のような方法で化合物１８を製造した。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝５８８

製造例１０：化合物１９の製造

化合物１−Ｂの代わりに化合物１３−Ｂを用いたことを除き、化合物７のような方法で化合物１９を製造した。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝６６２

製造例１１：化合物５０の製造

（段階１）

２，４−ジフェニル−６−（４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロレン−２−イル）フェニル）−１，３，５−トリアジンの代わりに２−（［１，１'−ビフェニル］−３−イル）−４−フェニル−６−（４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロレン−２−イル）フェニル）−１，３，５−トリアジンを用いたことを除き、化合物１−Ａのような方法で化合物５０−Ａを製造した。

ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝５２８

（段階２）

化合物１−Ａの代わりに化合物５０−Ａを用いたことを除き、化合物１−Ｂのような方法で化合物５０−Ｂを製造した。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝８１０

（段階３）

（９，９−ジフェニル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ボロン酸の代わりに（４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル）ボロン酸を用いたことを除き、化合物１のような方法で化合物５０を製造した。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝７５３

製造例１２：化合物６６の製造

（９，９−ジフェニル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ボロン酸の代わりに４，４，５，５−テトラメチル−２−（４−（７−フェニル−７Ｈ−ベンゾ［ｃ］フルオレン−７−イル）フェニル）−１，３，２−ジオキサボロレンを用いたことを除き、化合物１のような方法で化合物６６を製造した。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝８０２

製造例１３：化合物８２の製造

（９，９−ジフェニル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ボロン酸の代わりに（４−（フェナントレン−２−イル）フェニル）ボロン酸を用いたことを除き、化合物１のような方法で化合物８２を製造した。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝６８８

［実施例］

実施例１

ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）が１０００Åの厚さに薄膜コーティングされたガラス基板（ｃｏｒｎｉｎｇ ７０５９ ｇｌａｓｓ）を、分散剤を溶かした蒸溜水に入れて超音波で洗浄した。洗剤はＦｉｓｃｈｅｒ Ｃｏ．の製品を用い、蒸溜水はＭｉｌｌｉｐｏｒｅ Ｃｏ．製品のフィルター（Ｆｉｌｔｅｒ）で２次濾過された蒸溜水を用いた。ＩＴＯを３０分間洗浄した後、蒸溜水で２回繰り返して超音波洗浄を１０分間進行した。蒸溜水洗浄が終わった後、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノール溶剤の順に超音波洗浄して乾燥させた。このように準備されたＩＴＯ透明電極上にヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン（ｈｅｘａｎｉｔｒｉｌｅ ｈｅｘａａｚａｔｒｉｐｈｅｎｙｌｅｎｅ）を５００Åの厚さに熱真空蒸着して正孔注入層を形成した。その上に正孔を輸送する物質であるＨＴ１（４００Å）を真空蒸着した後、発光層としてホストＨ１とドーパントＤ１化合物を３００Åの厚さに真空蒸着した。前記発光層上に製造例１で製造した化合物１とＬｉＱ（Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｑｕｉｎｏｌａｔｅ）を１：１の重量比で真空蒸着して３５０Å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リド（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て、有機発光素子を製造した。

前記の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リドは０．３Å／ｓｅｃ、アルミニウムは２Å／ｓｅｃの蒸着速度を維持し、蒸着時に真空度は２×１０^−７〜５×１０^−６ｔｏｒｒを維持して、有機発光素子を製作した。

また、前記で用いた化合物の構造は次のとおりである。

実施例２から１３

前記実施例１で電子輸送層として化合物１の代わりに下記表１に記載された化合物を用いたことを除き、同様な方法で有機発光素子を製造した。

比較例１から５

前記実施例１で電子輸送層として化合物１の代わりにそれぞれ下記化合物ＥＴ１、ＥＴ２、ＥＴ３、ＥＴ４およびＥＴ５を用いたことを除き、同様な方法で有機発光素子を製造した。

［実験例］

前記実施例１から１３および比較例１から５の有機発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度で駆動電圧と発光効率を測定し、２０ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度で初期輝度に対して９８％になる時間（ＬＴ９８）を測定した。その結果を下記表１に示した。

前記表１の結果から、本明細書の一実施状態による化学式１で表される化合物は、有機発光素子の電子注入および電子輸送を同時に行うことができる有機物層に使用可能であることを確認することができる。

また、前記実施例と比較例を通じて、本明細書の一実施状態のようにナフタレンの１番／２番、または２番／１番位置にトリアジンおよびリンカー−アリール、またはリンカーヘテロアリール置換基が位置する場合に低い駆動電圧、高い効率および長寿命の有機発光素子を提供可能であることを確認することができる。

具体的に、比較例１から３に示したようにナフタレン（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）の１番、２番位置に置換されている場合でも、置換されている作用基がアリールグループ（Ａｒｙｌ ｇｒｏｕｐ）である場合がヘテロアリール（Ｈｅｔｅｒｏ ａｒｙｌ）（ｐｙｒｉｄｉｎｅ、ｑｕｉｎｏｌｉｎｅ、ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）である場合よりも駆動電圧、効率および寿命において優れた特性を示すことを確認することができた。また、比較例４から５に示したようにトリアジン（ｔｒｉａｚｉｎｅ）および同じ作用基が存在してもナフタレン（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）の置換位置が１番、２番である場合が他の置換位置を有する場合よりも有機発光素子特性に優れたことを確認することができた。

本明細書の一実施状態による化学式１で表される化合物は、熱的安定性に優れ、６．０ｅＶ以上の深いＨＯＭＯ準位、高い三重項エネルギー（ＥＴ）、および正孔安定性を有するため、比較例に比べて駆動電圧、発光効率、および寿命において顕著に優れた特性を示した。

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 (9)

1. 下記化学式１で表される
   化合物：
   ［化学式１］
   前記化学式１で、
   Ｌ_１およびＬ_２は、それぞれナフタレンの１番および２番位置に結合するか、またはナフタレンの２番および１番位置に結合し、
   Ｌ_１は、置換もしくは非置換のＣ_６−６０アリーレン；または置換もしくは非置換のＯ、Ｎ、ＳｉおよびＳのうちの１個以上を含むＣ_２−６０ヘテロアリーレンであり、
   Ｌ_２は、結合；置換もしくは非置換のＣ_６−６０アリーレン；または置換もしくは非置換のＯ、Ｎ、ＳｉおよびＳのうちの１個以上を含むＣ_２−６０ヘテロアリーレンであり、
   Ａｒ_１およびＡｒ_２は、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のＣ_６−６０アリール；または置換もしくは非置換のＯ、Ｎ、ＳｉおよびＳのうちの１個以上を含むＣ_２−６０ヘテロアリールであり、
   Ａｒ_３は、置換もしくは非置換のＣ_６−６０アリール；または置換もしくは非置換のＯ、Ｎ、ＳｉおよびＳのうちの１個以上を含むＣ_２−６０ヘテロアリールであり、
   ただし、Ａｒ_３は、ピリジン、キノリン、イソキノリン、フェナントリジン、ベンゾ［ｆ］キノリン、ベンゾ［ｆ］イソキノリン、ベンゾ［ｈ］キノリン、またはベンゾ［ｈ］イソキノリン構造を有さない。
2. Ｌ_１は、フェニレンである、
   請求項１に記載の化合物。
3. Ｌ_２は、結合、またはフェニレンである、
   請求項１または２に記載の化合物。
4. Ａｒ_１は、フェニルである、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の化合物。
5. Ａｒ_２は、フェニル、またはビフェニルである、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の化合物。
6. Ａｒ_３は、下記から構成される群より選択されるいずれか一つである、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の化合物：
   前記で、
   Ｘは、ＮＲ_１、ＣＲ_２Ｒ_３、ＳｉＲ_４Ｒ_５、Ｓ、またはＯであり、
   Ｒ_１からＲ_８は、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン；ニトリル；ニトロ；アミノ；置換もしくは非置換のＣ_１−６０アルキル；置換もしくは非置換のＣ_３−６０シクロアルキル；置換もしくは非置換のＣ_２−６０アルケニル基；置換もしくは非置換のＣ_６−６０アリール；または置換もしくは非置換のＯ、Ｎ、ＳｉおよびＳのうちの１個以上を含むＣ_２−６０ヘテロ環基であり、
   ｎ、ｍおよびｌは、それぞれ独立に、０から４の整数である。
7. Ａｒ_３は、下記から構成される群より選択されるいずれか一つである、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の化合物：
   
8. 前記化合物は、下記化合物から構成される群より選択されるいずれか一つである、
   請求項１に記載の化合物：
   
9. 第１電極；
   前記第１電極と対向して備えられた第２電極；および
   前記第１電極と前記第２電極との間に備えられた１層以上の有機物層を含む
   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、請求項１から８のいずれか一項に記載の化合物を含むものである、
   有機発光素子。