JP2019506399A - ヘテロ環化合物およびこれを含む有機電界発光素子 - Google Patents

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Abstract

本明細書は、ヘテロ環化合物およびこれを含む有機電界発光素子を提供する。

Description

本明細書は、２０１６年２月１１日付で韓国特許庁に出願された韓国特許出願第１０−２０１６−００１５８３８号の出願日の利益を主張し、その内容はすべて本明細書に組み込まれる。
本明細書は、ヘテロ環化合物およびこれを含む有機電界発光素子に関する。
有機電界発光素子は、自発光型表示素子の一種であって、視野角が広く、コントラストに優れているだけでなく、応答速度が速いという利点がある。
有機発光素子は、２つの電極の間に有機薄膜を配置させた構造を有している。このような構造の有機発光素子に電圧が印加されると、２つの電極から注入された電子と正孔が有機薄膜で結合して対をなした後、消滅しながら光を発する。前記有機薄膜は、必要に応じて単層または多層から構成される。
有機薄膜の材料は、必要に応じて発光機能を有することができる。例えば、有機薄膜材料としては、それ自体が単独で発光層を構成する化合物が用いられてもよく、またはホスト−ドーパント系発光層のホストまたはドーパントの役割を果たす化合物が用いられてもよい。その他にも、有機薄膜の材料として、正孔注入、正孔輸送、電子ブロッキング、正孔ブロッキング、電子輸送または電子注入などの役割を果たす化合物が用いられてもよい。
有機発光素子の性能、寿命または効率を向上させるために、有機薄膜の材料の開発が求められ続けている。
本明細書は、ヘテロ環化合物およびこれを含む有機電界発光素子を提供する。
本明細書の一実施態様は、下記化学式１で表されるヘテロ環化合物を提供する。
［化学式１］
Figure 2019506399
 前記化学式１において、Ａｒは、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ヘテロ環基；または置換もしくは非置換のアリールアミン基であり、
Ｌは、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２価のヘテロ環基であり、
Ｒ１〜Ｒ１５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；シアノ基；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、
Ｒ１〜Ｒ４のうち隣接する２以上の基が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、本出願は、第１電極と、前記第１電極に対向して備えられた第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に備えられた１層以上の有機物層とを含む有機電界発光素子であって、前記有機物層のうちの１層以上は、前述のヘテロ環化合物を含むものである有機電界発光素子を提供する。
本出願の一実施態様に係る化合物は、有機電界発光素子に用いられることで、有機電界発光素子の駆動電圧を低下させ、光効率を向上させ、化合物の熱的安定性によって素子の寿命特性を向上させることができる。
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界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３、電子輸送層７、および陰極４が順次に積層された有機電界発光素子の例を示すものである。 合成例２による化合物１−１７のＭＳスペクトルである。 合成例３による化合物１−１８のＭＳスペクトルである。 合成例５による化合物１−４５のＭＳスペクトルである。 合成例９による化合物４−４５のＭＳスペクトルである。
以下、本明細書についてより詳細に説明する。
本明細書は、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を提供する。
本明細書において、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。
前記「置換」という用語は、化合物の炭素原子に結合した水素原子が他の置換基に変わることを意味し、置換される位置は、水素原子の置換される位置すなわち、置換基が置換可能な位置であれば限定せず、２以上置換される場合、２以上の置換基は、互いに同一でも異なっていてもよい。
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；シアノ基；ニトロ基；ヒドロキシ基；アルキル基；シクロアルキル基；アルケニル基；アルコキシ基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；アリール基；およびヘテロ環基からなる群より選択された１または２以上の置換基で置換されているか、前記例示された置換基のうち２以上の置換基が連結された置換基で置換されるか、もしくはいずれの置換基も有しないことを意味する。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、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、１〜５０のものが好ましい。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、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のものが好ましく、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のものが好ましい。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、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のものが好ましい。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、ホスフィンオキシド基は、具体的には、ジフェニルホスフィンオキシド基、ジナフチルホスフィンオキシドなどがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、前記アリール基が単環式アリール基の場合、炭素数は特に限定されないが、炭素数６〜２５のものが好ましい。具体的には、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。
前記アリール基が多環式アリール基の場合、炭素数は特に限定されないが、炭素数１０〜２４のものが好ましい。具体的には、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、前記フルオレニル基は置換されていてもよいし、隣接した置換基が互いに結合して環を形成してもよい。
前記フルオレニル基が置換される場合、
Figure 2019506399
 、
Figure 2019506399
 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、ヘテロ環基は、炭素でない原子、異種原子を１以上含むものであって、具体的には、前記異種原子は、Ｏ、Ｎ、Ｓｅ、Ｓｉ、およびＳなどからなる群より選択される原子を１以上含むことができる。ヘテロ環基の炭素数は特に限定されないが、炭素数２〜６０のものが好ましい。ヘテロ環基の例としては、チオフェニル基、フラニル基、ピロール基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、トリアゾリル基、ピリジル基、ビピリジル基、ピリミジル基、トリアジニル基、アクリジル基、ヒドロアクリジル基（例えば、
Figure 2019506399
 ）、
ピリダジニル基、ピラジニル基、キノリニル基、キナゾリニル基、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、イソキノリニル基、インドール基、カルバゾリル基、ベンズオキサゾリル基、ベンズイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ベンゾシロール基、ジベンゾシロール基、フェナントロリニル基（ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｙｌ ｇｒｏｕｐ）、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、フェノチアジニル基、フェノオキサジニル基、およびこれらの縮合構造などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。その他にも、ヘテロ環基の例として、スルホニル基を含むヘテロ環構造、例えば、
Figure 2019506399
 などがある。
本明細書において、前記縮合構造は、当該置換基に芳香族炭化水素環が縮合した構造であってもよい。例えば、ベンズイミダゾールの縮合環として、
Figure 2019506399
 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。
本明細書の一実施態様において、前記化学式１は、下記化学式２〜４のうちのいずれか１つで表される。
［化学式２］
Figure 2019506399
 ［化学式３］
Figure 2019506399
 ［化学式４］
Figure 2019506399
 前記化学式２〜４において、前記Ａｒ、Ｌ、およびＲ１〜Ｒ１５の定義は、化学式１の通りであり、
Ｒａ〜Ｒｌ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；シアノ基；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。
本明細書の一実施態様において、Ｒａ〜Ｒｌは、水素または重水素である。
本明細書の一実施態様において、Ｒａ〜Ｒｌは、水素である。
本明細書の一実施態様において、Ｒ１〜Ｒ４は、水素または重水素であるか、隣接する２以上の基は互いに結合してベンゼン環を形成する。
本明細書の一実施態様において、Ｒ１〜Ｒ４は、水素であるか、隣接する２以上の基は互いに結合してベンゼン環を形成する。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ５〜Ｒ１５は、水素または重水素である。
本明細書の一実施態様において、Ｒ５〜Ｒ１５は、水素である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｌは、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ナフタレン基；置換もしくは非置換の２価のトリアジン基；置換もしくは非置換の２価のピリミジン基；置換もしくは非置換の２価のピリジン基；置換もしくは非置換の２価のキノリン基；置換もしくは非置換の２価のキナゾリン基；置換もしくは非置換の２価のベンゾキナゾリン基；置換もしくは非置換の２価のキノサリン基；置換もしくは非置換の２価のピリドピリミジン基；置換もしくは非置換の２価のピリドピラジン基；置換もしくは非置換の２価のプテリジン基；置換もしくは非置換の２価のピラジノピラジン基；置換もしくは非置換の２価のベンゾフロピリミジン基；置換もしくは非置換の２価のベンゾチエノピリミジン基；または置換もしくは非置換の２価のジメチルインデノピリミジン基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｌは、直接結合；フェニレン基；ナフタレン基；２価のピリジン基；２価のキノリン基；２価のキナゾリン基；２価のベンゾキナゾリン基；２価のキノサリン基；２価のピリドピリミジン基；２価のピリドピラジン基；２価のプテリジン基；２価のピラジノピラジン基；２価のベンゾフロピリミジン基；２価のベンゾチエノピリミジン基；または２価のジメチルインデノピリミジン基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｌは、直接結合；フェニレン基；ナフタレン基；２価のピリジン基；２価のキノリン基；２価のキナゾリン基；２価のベンゾ［ｈ］キナゾリン基；２価のベンゾ［ｆ］キナゾリン基；２価のキノサリン基；２価のピリド［３，２−ｄ］ピリミジン基；２価のピリド［２，３−ｄ］ピリミジン基；２価のピリド［２，３−ｂ］ピラジン基；２価のピリド［３，２−ｂ］ピラジン基；２価のプテリジン基；２価のピラジノ［２，３−ｂ］ピラジン基；２価のベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン基；２価のベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン基；または２価のジメチルインデノ［１，２−ｄ］ピリミジン基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ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ナフチル基；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ジベンゾフラン基；置換もしくは非置換のジメチルフルオレニル基；置換もしくは非置換のビスビフェニルアミン基；置換もしくは非置換のトリアジン基；置換もしくは非置換のピリミジン基；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ベンゾキナゾリン基；置換もしくは非置換のフタラジン基；置換もしくは非置換のイソキノリン基；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ピリドインドール基；置換もしくは非置換のベンゾフロピリミジン基；置換もしくは非置換のベンゾチエノピリミジン基；置換もしくは非置換のフルオランテン基；置換もしくは非置換のアセナフトピラジン基；または置換もしくは非置換のアセナフトキノキサリン基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ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ナフチル基；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ジベンゾフラン基；置換もしくは非置換のジメチルフルオレニル基；置換もしくは非置換のビスビフェニルアミン基；置換もしくは非置換のトリアジン基；置換もしくは非置換のピリミジン基；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ベンゾ［ｆ］キナゾリン基；置換もしくは非置換のフタラジン基；置換もしくは非置換のイソキノリン基；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ピリド［２，３−ｂ］インドール基；置換もしくは非置換のピリド［３，４−ｂ］インドール基；置換もしくは非置換のベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン基；置換もしくは非置換のベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン基；置換もしくは非置換のフルオランテン基；置換もしくは非置換のアセナフト［１．２−ｂ］ピラジン基；または置換もしくは非置換のアセナフト［１，２−ｂ］キノキサリン基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒ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ナフチル基；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ジベンゾフラン基；置換もしくは非置換のジメチルフルオレニル基；置換もしくは非置換のビスビフェニルアミン基；置換もしくは非置換のトリアジン基；置換もしくは非置換のピリミジン基；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ベンゾ［ｆ］キナゾリン基；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ピリド［２，３−ｂ］インドール基；置換もしくは非置換のピリド［３，４−ｂ］インドール基；置換もしくは非置換のベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン基；または置換もしくは非置換のベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒの「置換もしくは非置換の」は、重水素；ハロゲン基；シアノ基；ニトロ基；ヒドロキシ基；アルキル基；シクロアルキル基；アルケニル基；アルコキシ基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；アリール基；およびヘテロ環基からなる群より選択された１または２以上の置換基で置換されているか、前記置換基のうち２以上の置換基が連結された置換基で置換されるか、もしくはいずれの置換基も有しないことを意味する。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒの「置換もしくは非置換の」は、重水素；シアノ基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；アリール基；およびヘテロ環基からなる群より選択された１または２以上の置換基で置換されているか、前記置換基のうち２以上の置換基が連結された置換基で置換されるか、もしくはいずれの置換基も有しないことを意味する。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒの「置換もしくは非置換の」は、重水素；シアノ基；ジフェニルホスフィンオキシド基；フェニル基；ビフェニル基；ナフチル基；ジベンゾフラン基；およびジベンゾチオフェン基からなる群より選択された１または２以上の置換基で置換されているか、前記置換基のうち２以上の置換基が連結された置換基で置換されるか、もしくはいずれの置換基も有しないことを意味する。
本明細書の一実施態様において、前記Ａｒの「置換もしくは非置換の」は、重水素；フェニル基；ビフェニル基；ナフチル基；ジベンゾフラン基；およびジベンゾチオフェン基からなる群より選択された１または２以上の置換基で置換されているか、前記置換基のうち２以上の置換基が連結された置換基で置換されるか、もしくはいずれの置換基も有しないことを意味する。
本明細書の一実施態様において、前記化学式１で表される化合物は、下記構造式の中から選択されるいずれか１つである。
Figure 2019506399
Figure 2019506399
Figure 2019506399
Figure 2019506399
Figure 2019506399
Figure 2019506399
Figure 2019506399
Figure 2019506399
Figure 2019506399
Figure 2019506399
Figure 2019506399
Figure 2019506399
本明細書の一実施態様に係る化合物は、後述する製造方法で製造される。
＜製造例１＞化学式１Ａの製造
Figure 2019506399
１）化学式１−ａの製造
１，４−ジブロモナフタレン１００．００ｇ（１．００ｅｑ）、（２−ニトロフェニル）ボロン酸（（２−ｎｉｔｒｏｐｈｅｎｙｌ）ｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）１２９．４５ｇ（１．１ｅｑ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４ ８．１４ｇ（０．０１ｅｑ）を１，４−ジオキサン１．５Ｌに溶かして撹拌した後、Ｋ２ＣＯ３ １９４．７３ｇ（２．０ｅｑ）を水６００ｍｌに溶かして添加、これを還流して撹拌した。２時間後に反応が終了すると、有機層を分離した後、減圧して溶媒を除去した。生成物をＣＨＣｌ３に完全に溶かした後、水で洗い、溶液を５０％程度減圧濃縮し、エタノールを入れて、結晶を落として濾過した。この後、カラムクロマトグラフィーを用いて精製した。化学式１−ａ２３７．２７ｇ（収率９１％）を得た。［Ｍ＋Ｈ］＝３７１
２）化学式１−ｂの製造
化学式１−ａ２３７．２７ｇ（１．０ｅｑ）をトリエチルホスファイト（Ｐ（ＯＥｔ）３）１Ｌに溶かして、還流して撹拌した。３時間後に反応が終了すると、真空減圧して５０％程度の溶媒を除去し冷やして、結晶を滴下した。濾過後、エチルアセテートに完全に溶かした後、水で洗い、溶液を７０％程度減圧濃縮し冷やして、結晶を落として濾過した。化学式１−ｂ１６６．６２ｇ（収率８５％）を得た。［Ｍ＋Ｈ］＝３０７
３）化学式１−ｃの製造
化学式１−ｂ１６６．６２ｇ（１．０ｅｑ）、１−ブロモ−２−クロロベンゼン１２４．０４ｇ（１．２ｅｑ）、銅パウダー（Ｃｏｐｐｅｒ ｐｏｗｄｅｒ）６７３１８ｇ（２．０ｅｑ）、Ｋ２ＣＯ３ １５０．４４ｇ（２．０ｅｑ）をＤＭＡＣ（ジメチルアセトアミド、Ｄｉｍｅｔｈｙｌａｃｅｔａｍｉｄｅ）１Ｌに入れて、還流して撹拌した。反応が終了すると、常温に冷やした後、銅パウダーを先に濾過して除去した。生成物の溶けている溶液を減圧して溶媒をすべて除去した後、ＣＨＣｌ３に完全に溶かして水で洗い、再度減圧して溶媒を除去し、これをカラムクロマトグラフィーを用いて精製した。化学式１−ｃ１７６．６６ｇ（収率７８％）を得た。［Ｍ＋Ｈ］＝４１７
４）化学式１Ａの製造
化学式１−ｃ１７６．６６（１．０ｅｑ）にＰｄ（ｄｂａ）２ ２．４４ｇ（０．０１ｅｑ）、ＰＣｙ３ ３．５７ｇ（０．０３ｅｑ）、Ｋ３ＰＯ４ １８０．２３ｇ（２．００ｅｑ）をジエチルアセトアミド（Ｄｉｍｅｔｈｙｌａｃｅｔａｍｉｄｅ）１Ｌに入れて、還流して撹拌した。３時間後、反応物を水に注いで、結晶を落として濾過した。濾過した固体をエチルアセテートに完全に溶かした後、水で洗い、生成物の溶けている溶液を減圧濃縮し、カラムクロマトグラフィーを用いて精製した。化学式１Ａ１１７．８１ｇ（収率７３％）を得た。［Ｍ］＝３８０
＜製造例２＞化学式２Ａの製造
［化学式２Ａ］
Figure 2019506399
 前記製造例１の化学式１Ａの製造方法において、１−ブロモ−２−クロロベンゼンの代わりに１−ブロモ−２−クロロナフタレンを用いたことを除けば、同様の方法で化学式２Ａを製造した。
＜製造例３＞化学式３Ａの製造
［化学式３Ａ］
Figure 2019506399
 前記製造例１の化学式１Ａの製造方法において、１−ブロモ−２−クロロベンゼンの代わりに２−ブロモ−３−クロロナフタレンを用いたことを除けば、同様の方法で化学式３Ａを製造した。
＜製造例４＞化学式４Ａの製造
［化学式４Ａ］
Figure 2019506399
 前記製造例１の化学式１Ａの製造方法において、１−ブロモ−２−クロロベンゼンの代わりに２−ブロモ−１−クロロナフタレンを用いたことを除けば、同様の方法で化学式４Ａを製造した。
また、本明細書は、上述した化合物を含む有機電界発光素子を提供する。
本出願の一実施態様において、第１電極と、前記第１電極に対向して備えられた第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に備えられた１層以上の有機物層とを含む有機電界発光素子であって、前記有機物層のうちの１層以上は、前記化合物を含むものである有機電界発光素子を提供する。
本明細書において、ある部材が他の部材の「上に」位置しているとする時、これは、ある部材が他の部材に接している場合のみならず、２つの部材の間にさらに他の部材が存在する場合も含む。
本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。
本出願の有機電界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、本発明の有機電界発光素子の代表例として、有機電界発光素子は、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することができる。しかし、有機電界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。
本出願の一実施態様において、前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、前記ヘテロ環化合物を含む。
本出願の一実施態様において、前記有機物層の厚さは、１Å〜１０００Åである。
本出願の一実施態様において、前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、前記ヘテロ環化合物をホスト物質として含む。
本出願の一実施態様において、前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、前記ヘテロ環化合物を含み、ドーパント化合物をさらに含む。
本出願の一実施態様において、前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、前記ヘテロ環化合物とドーパント化合物を１００：１〜５：５の比率で含む。
本出願の一実施態様において、前記ドーパント化合物は、下記構造式の中から選択されてもよい。
Figure 2019506399
Figure 2019506399
Figure 2019506399
本出願の一実施態様において、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は、前記ヘテロ環化合物を含む。
本出願の一実施態様において、前記有機物層は、電子輸送層または電子注入層を含み、前記電子輸送層または電子注入層は、前記ヘテロ環化合物を含む。
本出願の一実施態様において、前記有機物層は、電子阻止層または正孔阻止層を含み、前記電子阻止層または正孔阻止層は、前記ヘテロ環化合物を含む。
本出願の一実施態様において、前記有機電界発光素子は、第１電極と、前記第１電極に対向して備えられた第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に備えられた発光層と、前記発光層と前記第１電極との間、または前記発光層と前記第２電極との間に備えられた２層以上の有機物層とを含み、前記２層以上の有機物層のうちの少なくとも１つは、前記ヘテロ環化合物を含む。
本出願の一実施態様において、前記２層以上の有機物層は、電子輸送層、電子注入層、電子輸送および電子注入を同時に行う層、並びに正孔阻止層からなる群より２以上が選択されてもよい。
本出願の一実施態様において、前記有機物層は、２層以上の電子輸送層を含み、前記２層以上の電子輸送層のうちの少なくとも１つは、前記ヘテロ環化合物を含む。具体的には、本明細書の一実施態様において、前記化合物は、前記２層以上の電子輸送層のうちの１層に含まれてもよいし、それぞれの２層以上の電子輸送層に含まれてもよい。
また、本出願の一実施態様において、前記化合物が前記それぞれの２層以上の電子輸送層に含まれる場合、前記ヘテロ環化合物を除いた他の材料は、互いに同一でも異なっていてもよい。
本出願の一実施態様において、前記有機物層は、前記ヘテロ環化合物を含む有機物層のほか、アリールアミノ基、カルバゾリル基、またはベンゾカルバゾリ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さらに含む。
もう一つの実施態様において、有機電界発光素子は、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）の有機電界発光素子であってもよい。
もう一つの実施態様において、有機電界発光素子は、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）の有機電界発光素子であってもよい。
例えば、本出願の一実施態様に係る有機電界発光素子の構造は、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が順次に積層された有機電界発光素子の構造が例示されている。この構造において、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３、電子輸送層７、および陰極４が順次に積層された有機電界発光素子の構造が例示されている。この構造において、前記化合物は、前記正孔注入層５、正孔輸送層６、発光層３、および電子輸送層７のうちの１層以上に含まれてもよい。
この構造において、前記化合物は、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。
本出願の有機電界発光素子は、有機物層のうちの１層以上が本出願の化合物、すなわち前記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および方法で製造される。
前記有機電界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る。
本出願の有機電界発光素子は、有機物層のうちの１層以上が前記化合物、すなわち前記化学式１で表される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および方法で製造される。
例えば、本出願の有機電界発光素子は、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、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される。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、陽極物質を順に蒸着させて有機電界発光素子を作ることができる。
また、前記化学式１の化合物は、有機電界発光素子の製造時、真空蒸着法のみならず、溶液塗布法によって有機物層に形成される。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、陽極物質を順に蒸着させて有機電界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）。ただし、製造方法がこれに限定されるものではない。
本出願の一実施態様において、前記第１電極は、陽極であり、前記第２電極は、陰極である。
もう一つの実施態様において、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、有機物層への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ＳｎＯ２：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、有機物層への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ＬｉＯ２／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。
前記正孔注入層は、電極から正孔を注入する層で、正孔注入物質としては、正孔を輸送する能力を有し、陽極からの正孔注入効果、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、薄膜形成能力の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、正孔輸送物質としては、陽極や正孔注入層から正孔輸送を受けて発光層に移しうる物質で、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および電子輸送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うる物質であって、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（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。
前記発光層は、ホスト材料およびドーパント材料を含むことができる。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。具体的には、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、化合物、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、これらに限定されない。
前記電子輸送物質としては、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、電子輸送物質としては、陰極から電子注入を円滑に受けて発光層に移しうる物質であって、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；Ａｌｑ３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。電子輸送層は、従来技術により用いられているような、任意の所望するカソード物質と共に使用することができる。特に、適切なカソード物質の例は、低い仕事関数を有し、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。具体的には、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、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、薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。具体的には、フルオレノン、アントラキノジメタン、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、アントロンなどとそれらの誘導体、金属錯体化合物、および含窒素５員環誘導体などがあるが、これらに限定されない。
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、これらに限定されない。
前記正孔阻止層は、正孔の陰極到達を阻止する層で、一般的に正孔注入層と同一の条件で形成される。具体的には、オキサジアゾール誘導体やトリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ＢＣＰ、アルミニウム錯体（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｃｏｍｐｌｅｘ）などがあるが、これらに限定されない。
本明細書に係る有機電界発光素子は、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。
以下、本明細書を具体的に説明するために実施例を挙げて詳細に説明する。しかし、本明細書に係る実施例は種々の異なる形態に変形可能であり、本出願の範囲が以下に詳述する実施例に限定されると解釈されない。本出願の実施例は、当業界における平均的な知識を有する者に本明細書をより完全に説明するために提供されるものである。
合成例
＜合成例１＞化合物１−９
Figure 2019506399
 化学式１Ａ１０．０ｇ（１．０ｅｑ）、２−（４−ブロモフェニル）−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン１１．１９ｇ（１．１ｅｑ）、Ｋ３ＰＯ４ １１．１５ｇ（２．０ｅｑ）、Ｐｄ（ｔ−Ｂｕ３Ｐ）２ ０．０７ｇ（０．００５ｅｑ）をキシレン（Ｘｙｌｅｎｅ）６０ｍｌに溶かして、還流して撹拌した。１時間後に反応が終了すると、減圧して溶媒を除去した。この後、ＣＨＣｌ３に完全に溶かして水で洗い、再度減圧して溶媒を５０％程度除去した。再度還流状態でエチルアセテートを入れて、結晶を落として冷やした後、濾過した。これをカラムクロマトグラフィーによって、化合物１−９ １５．５４ｇ（収率８５％）を得た。［Ｍ］＝６８７
＜合成例２＞化合物１−１７
Figure 2019506399
 化学式１Ａ１０．０ｇ（１．０ｅｑ）、２−クロロ−４−フェニルキナゾリン６．９４ｇ（１．１ｅｑ）、Ｋ３ＰＯ４ １１．１５ｇ（２．０ｅｑ）、Ｐｄ（ｔ−Ｂｕ３Ｐ）２ ０．０７ｇ（０．００５ｅｑ）をキシレン（Ｘｙｌｅｎｅ）６０ｍｌに溶かして、還流して撹拌した。１時間後に反応が終了すると、減圧して溶媒を除去した。この後、ＣＨＣｌ３に完全に溶かして水で洗い、再度減圧して溶媒を５０％程度除去した。再度還流状態でエチルアセテートを入れて、結晶を落として冷やした後、濾過した。これをカラムクロマトグラフィーによって、化合物１−１７ １２．６０ｇ（収率８２％）を得た。［Ｍ＋Ｈ］＝５８５
＜合成例３＞化合物１−１８
Figure 2019506399
 化学式１Ａ１０．０ｇ（１．０ｅｑ）、２４−（［１，１'−ビフェニル］−４−イル）−２−クロロキナゾリン９．１４ｇ（１．１ｅｑ）、Ｋ３ＰＯ４ １１．１６ｇ（２．０ｅｑ）、Ｐｄ（ｔ−Ｂｕ３Ｐ）２ ０．０７ｇ（０．００５ｅｑ）をキシレン（Ｘｙｌｅｎｅ）６０ｍｌに溶かして、還流して撹拌した。３時間後に反応が終了すると、減圧して溶媒を除去した。この後、ＣＨＣｌ３に完全に溶かして水で洗い、再度減圧して溶媒を５０％程度除去した。再度還流状態でエチルアセテートを入れて、結晶を落として冷やした後、濾過した。これをカラムクロマトグラフィーによって、化合物１−１８ １５．１１ｇ（収率８７％）を得た。［Ｍ＋Ｈ］＝６６１
＜合成例４＞化合物１−１９
Figure 2019506399
 化学式１Ａ１０．０ｇ（１．０ｅｑ）、２−クロロ−４−（ナフタレン−２−イル）キナゾリン８．３９ｇ（１．１ｅｑ）、Ｋ３ＰＯ４ １１．１５ｇ（２．０ｅｑ）、Ｐｄ（ｔ−Ｂｕ３Ｐ）２ ０．０７ｇ（０．００５ｅｑ）をキシレン（Ｘｙｌｅｎｅ）６０ｍｌに溶かして、還流して撹拌した。１時間後に反応が終了すると、減圧して溶媒を除去した。この後、ＣＨＣｌ３に完全に溶かして水で洗い、再度減圧して溶媒を５０％程度除去した。再度還流状態でエチルアセテートを入れて、結晶を落として冷やした後、濾過した。これをカラムクロマトグラフィーによって、化合物１−１９ １４．３４ｇ（収率８６％）を得た。［Ｍ］＝６３４
＜合成例５＞化合物１−４５
Figure 2019506399
 化学式１Ａ１０．０ｇ（１．０ｅｑ）、２−クロロ−４−フェニルベンゾ［４，５］チエノ［３，２−ｄ］ピリミジン８．３９ｇ（１．１ｅｑ）、Ｋ３ＰＯ４ １１．１５ｇ（２．０ｅｑ）、Ｐｄ（ｔ−Ｂｕ３Ｐ）２ ０．０７ｇ（０．００５ｅｑ）をキシレン（Ｘｙｌｅｎｅ）６０ｍｌに溶かして、還流して撹拌した。１時間後に反応が終了すると、減圧して溶媒を除去した。この後、ＣＨＣｌ３に完全に溶かして水で洗い、再度減圧して溶媒を５０％程度除去した。再度還流状態でエチルアセテートを入れて、結晶を落として冷やした後、濾過した。これをカラムクロマトグラフィーによって、化合物１−４５ １４．４８ｇ（収率８６％）を得た。［Ｍ］＝６４０
＜合成例６＞化合物４−９
Figure 2019506399
 化学式４Ａ１０．０ｇ（１．０ｅｑ）、２−（４−ブロモフェニル）−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン９．８９ｇ（１．１ｅｑ）、Ｋ３ＰＯ４ １１．１５ｇ（２．０ｅｑ）、Ｐｄ（ｔ−Ｂｕ３Ｐ）２ ０．０７ｇ（０．００５ｅｑ）をキシレン（Ｘｙｌｅｎｅ）６０ｍｌに溶かして、還流して撹拌した。１時間後に反応が終了すると、減圧して溶媒を除去した。この後、ＣＨＣｌ３に完全に溶かして水で洗い、再度減圧して溶媒を５０％程度除去した。再度還流状態でエチルアセテートを入れて、結晶を落として冷やした後、濾過した。これをカラムクロマトグラフィーによって、化合物４−９ １３．８３ｇ（収率８１％）を得た。［Ｍ］＝７３７
＜合成例７＞化合物４−１７
Figure 2019506399
 化学式４Ａ１０．０ｇ（１．０ｅｑ）、２−クロロ−４−フェニルキナゾリン６．１３ｇ（１．１ｅｑ）、Ｋ３ＰＯ４ １１．１５ｇ（２．０ｅｑ）、Ｐｄ（ｔ−Ｂｕ３Ｐ）２ ０．０７ｇ（０．００５ｅｑ）をキシレン（Ｘｙｌｅｎｅ）６０ｍｌに溶かして、還流して撹拌した。１時間後に反応が終了すると、減圧して溶媒を除去した。この後、ＣＨＣｌ３に完全に溶かして水で洗い、再度減圧して溶媒を５０％程度除去した。再度還流状態でエチルアセテートを入れて、結晶を落として冷やした後、濾過した。これをカラムクロマトグラフィーによって、化合物４−１７ １１．５０ｇ（収率７８％）を得た。［Ｍ＋Ｈ］＝６３５
＜合成例８＞化合物４−１９
Figure 2019506399
 化学式４Ａ１０．０ｇ（１．０ｅｑ）、２−クロロ−４−（ナフタレン−２−イル）キナゾリン７．４１ｇ（１．１ｅｑ）、Ｋ３ＰＯ４ １１．１５ｇ（２．０ｅｑ）、Ｐｄ（ｔ−Ｂｕ３Ｐ）２ ０．０７ｇ（０．００５ｅｑ）をキシレン（Ｘｙｌｅｎｅ）６０ｍｌに溶かして、還流して撹拌した。１時間後に反応が終了すると、減圧して溶媒を除去した。この後、ＣＨＣｌ３に完全に溶かして水で洗い、再度減圧して溶媒を５０％程度除去した。再度還流状態でエチルアセテートを入れて、結晶を落として冷やした後、濾過した。これをカラムクロマトグラフィーによって、化合物４−１９ １２．８８ｇ（収率８１％）を得た。［Ｍ＋Ｈ］＝６８５
＜合成例９＞化合物４−４５
Figure 2019506399
 化学式４Ａ１０．０ｇ（１．０ｅｑ）、２−クロロ−４−フェニルベンゾ［４，５］チエノ［３，２−ｄ］ピリミジン８．３９ｇ（１．１ｅｑ）、Ｋ３ＰＯ４ １１．１５ｇ（２．０ｅｑ）、Ｐｄ（ｔ−Ｂｕ３Ｐ）２ ０．０７ｇ（０．００５ｅｑ）をキシレン（Ｘｙｌｅｎｅ）６０ｍｌに溶かして、還流して撹拌した。１時間後に反応が終了すると、減圧して溶媒を除去した。この後、ＣＨＣｌ３に完全に溶かして水で洗い、再度減圧して溶媒を５０％程度除去した。再度還流状態でエチルアセテートを入れて、結晶を落として冷やした後、濾過した。これをカラムクロマトグラフィーによって、化合物４−４５ １２．９９ｇ（収率８１％）を得た。［Ｍ］＝６９０
＜実施例１＞
ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）が１，０００Å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留水に入れて超音波洗浄した。洗剤はＦｉｓｃｈｅｒ Ｃｏ．の製品を用い、蒸留水はＭｉｌｌｉｐｏｒｅ Ｃｏ．製品のフィルタ（Ｆｉｌｔｅｒ）で２次濾過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、メタノール溶剤の順に超音波洗浄をし乾燥させた。
Figure 2019506399
このように用意された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、ＨＡＴ−ＣＮ）を５０Å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ＨＴ１（７００Å）を真空蒸着し、続いて、ＨＴ２（２００Å）を蒸着した。発光層には、ホストとして化合物１−９とドーパントＤｐ−７化合物を３００Åの厚さに真空蒸着した。ホストとドーパントの合計量に対して、ドーパントは３重量％の量を使用した。次に、Ｅ１化合物（３００Å）を電子注入および輸送層として順次に熱真空蒸着した。前記電子輸送層上に、順次に、１２Åの厚さのリチウムフルオライド（ＬｉＦ）と２，０００Åの厚さのアルミニウムを蒸着して陰極を形成し、有機電界発光素子を製造した。前記過程で、有機物の蒸着速度は１Å／ｓｅｃを維持し、ＬｉＦは０．２Å／ｓｅｃ、アルミニウムは３Å／ｓｅｃ〜７Å／ｓｅｃの蒸着速度を維持した。
＜実施例２＞
前記実施例１における化合物１−９の代わりに化合物１−１７を用いたことを除けば、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製した。
＜実施例３＞
前記実施例１における化合物１−９の代わりに化合物１−１８を用いたことを除けば、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製した。
＜実施例４＞
前記実施例１における化合物１−９の代わりに化合物１−１９を用いたことを除けば、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製した。
＜実施例５＞
前記実施例１における化合物１−９の代わりに化合物１−４５を用いたことを除けば、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製した。
＜実施例６＞
前記実施例１における化合物１−９の代わりに化合物４−９を用いたことを除けば、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製した。
＜実施例７＞
前記実施例１における化合物１−９の代わりに化合物４−１７を用いたことを除けば、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製した。
＜実施例８＞
前記実施例１における化合物１−９の代わりに化合物４−１９を用いたことを除けば、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製した。
＜実施例９＞
前記実施例１における化合物１−９の代わりに化合物４−４５を用いたことを除けば、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製した。
＜比較例１＞
前記実施例１における化合物１−９の代わりにＨ−１を用いたことを除けば、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製した。
＜比較例２＞
前記実施例１における化合物１−９の代わりにＨ−２を用いたことを除けば、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製した。
＜比較例３＞
前記実施例１における化合物１−９の代わりにＨ−３を用いたことを除けば、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製した。
前記実施例１〜９と比較例１〜３により作製された有機電界発光素子の結果を表１に示した。電圧、効率、発光色は５０００ｎｉｔの輝度におけるデータである。寿命は最初の光電流値を１００％とみて、これに対する９８％の際の時間を表示した。
Figure 2019506399
前記表１の結果から分かるように、本発明の化合物を用いた有機電界発光素子は、駆動電圧を低下させながら発光効率が改善し、すべて赤色の発光を示した。比較例の物質であるＨ−１より、効率の面で最高８０％以上の改善効果を示し、全体的に駆動電圧の利点があった。比較例２、比較例３は、駆動電圧の利点があるようにも見えたものの、寿命が実施例５対比半分以下の水準であり、比較例１は、寿命が類似性を示したものの、駆動電圧、効率の面で大きな利点があるようには見えなかった。そのため、本発明の化合物は、有機電界発光素子において高い効率、低い駆動電圧、そして長寿命の利点があると判断することができる。
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：電子輸送層

Claims (11)

  1. 下記化学式１で表されるヘテロ環化合物：
    ［化学式１］
    Figure 2019506399
     前記化学式１において、
    Ａｒは、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ヘテロ環基；または置換もしくは非置換のアリールアミン基であり、
    Ｌは、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２価のヘテロ環基であり、
    Ｒ１〜Ｒ１５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；シアノ基；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、
    Ｒ１〜Ｒ４のうち隣接する２以上の基が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。
  2. 前記化学式１は、下記化学式２〜４のうちのいずれか１つで表されるものである、請求項１に記載のヘテロ環化合物：
    ［化学式２］
    Figure 2019506399
     ［化学式３］
    Figure 2019506399
     ［化学式４］
    Figure 2019506399
     前記化学式２〜４において、前記Ａｒ、ＬおよびＲ１〜Ｒ１５の定義は、化学式１の通りであり、
    Ｒａ〜Ｒｌ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；シアノ基；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。
  3. 前記Ｌは、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ナフタレン基；置換もしくは非置換の２価のトリアジン基；置換もしくは非置換の２価のピリミジン基；置換もしくは非置換の２価のピリジン基；置換もしくは非置換の２価のキノリン基；置換もしくは非置換の２価のキナゾリン基；置換もしくは非置換の２価のベンゾキナゾリン基；置換もしくは非置換の２価のキノサリン基；置換もしくは非置換の２価のピリドピリミジン基；置換もしくは非置換の２価のピリドピラジン基；置換もしくは非置換の２価のプテリジン基；置換もしくは非置換の２価のピラジノピラジン基；置換もしくは非置換の２価のベンゾフロピリミジン基；置換もしくは非置換の２価のベンゾチエノピリミジン基；または置換もしくは非置換の２価のジメチルインデノピリミジン基である、請求項１に記載のヘテロ環化合物。
  4. 前記Ａｒ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ナフチル基；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ジベンゾフラン基；置換もしくは非置換のジメチルフルオレニル基；置換もしくは非置換のビスビフェニルアミン基；置換もしくは非置換のトリアジン基；置換もしくは非置換のピリミジン基；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ベンゾキナゾリン基；置換もしくは非置換のフタラジン基；置換もしくは非置換のイソキノリン基；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ピリドインドール基；置換もしくは非置換のベンゾフロピリミジン基；置換もしくは非置換のベンゾチエノピリミジン基；置換もしくは非置換のフルオランテン基；置換もしくは非置換のアセナフトピラジン基；または置換もしくは非置換のアセナフトキノキサリン基である、請求項１に記載のヘテロ環化合物。
  5. 前記Ｒ５〜Ｒ１５は、水素または重水素である、請求項１に記載のヘテロ環化合物。
  6. 前記化学式１は、下記構造式の中から選択されるものである、請求項１に記載のヘテロ環化合物：
    Figure 2019506399
    Figure 2019506399
    Figure 2019506399
    Figure 2019506399
    Figure 2019506399
    Figure 2019506399
    Figure 2019506399
    Figure 2019506399
    Figure 2019506399
    Figure 2019506399
    Figure 2019506399
    Figure 2019506399
  7. 第１電極と、前記第１電極に対向して備えられた第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に備えられた１層以上の有機物層とを含む有機電界発光素子であって、前記有機物層のうちの少なくとも１つは、請求項１〜６のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物を含むものである有機電界発光素子。
  8. 前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、前記ヘテロ環化合物を含むものである、請求項７に記載の有機電界発光素子。
  9. 前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、前記ヘテロ環化合物をホスト物質として含むものである、請求項７に記載の有機電界発光素子。
  10. 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は、前記ヘテロ環化合物を含むものである、請求項７に記載の有機電界発光素子。
  11. 前記有機物層は、電子輸送層または電子注入層を含み、前記電子輸送層または電子注入層は、前記ヘテロ環化合物を含むものである、請求項７に記載の有機電界発光素子。
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