JP2021132207A - 有機電界発光素子及び有機電界発光素子用多環化合物 - Google Patents

有機電界発光素子及び有機電界発光素子用多環化合物 Download PDF

Info

Publication number
JP2021132207A
JP2021132207A JP2021021218A JP2021021218A JP2021132207A JP 2021132207 A JP2021132207 A JP 2021132207A JP 2021021218 A JP2021021218 A JP 2021021218A JP 2021021218 A JP2021021218 A JP 2021021218A JP 2021132207 A JP2021132207 A JP 2021132207A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
chemical formula
substituted
unsubstituted
carbon atoms
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021021218A
Other languages
English (en)
Inventor
ハンキュ パク
Hankyu Pak
ハンキュ パク
ムンキ シム
Munki Sim
ムンキ シム
ソクファン ファン
Seokhwan Hwang
ソクファン ファン
ジュナ パク
Junha Park
ジュナ パク
チャンヨル ベク
Jang Yeol Baek
チャンヨル ベク
圭吾 保志
Keigo Hoshi
圭吾 保志
祐樹 宮崎
Yuki Miyazaki
祐樹 宮崎
ヒョヨン イ
Hyoyoung Lee
ヒョヨン イ
ミンジュン チョン
Minjung Jung
ミンジュン チョン
スンヨン パク
Sun Yong Park
スンヨン パク
チャンソク オ
Chanseok Oh
チャンソク オ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Display Co Ltd
Original Assignee
Samsung Display Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Display Co Ltd filed Critical Samsung Display Co Ltd
Publication of JP2021132207A publication Critical patent/JP2021132207A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/12—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
    • C07F5/02—Boron compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
    • C07F5/02—Boron compounds
    • C07F5/027—Organoboranes and organoborohydrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/125—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/636—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising heteroaromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/658—Organoboranes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1007—Non-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1014—Carbocyclic compounds bridged by heteroatoms, e.g. N, P, Si or B
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1044—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms
    • C09K2211/1055—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms with other heteroatoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1059—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing three nitrogen atoms as heteroatoms
    • C09K2211/107—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing three nitrogen atoms as heteroatoms with other heteroatoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1074—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing more than three nitrogen atoms as heteroatoms
    • C09K2211/1085—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing more than three nitrogen atoms as heteroatoms with other heteroatoms
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/10—Triplet emission
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • H10K50/171—Electron injection layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6574—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

【課題】高効率の有機電界発光素子及びそれに使用される多環化合物を提供する。【解決手段】第１電極ＥＬ１と、有機層ＯＬと、第２電極ＥＬ２と、を含み、有機層ＯＬは化学式１で表される多環化合物を含む。（化学式１）【選択図】図１

Description

本発明は、有機電界発光素子及び有機電界発光素子用多環化合物に関する。
最近、映像表示装置として、有機電界発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）の開発が盛んに行われている。有機電界発光表示装置は液晶表示装置などとは異なって、第１電極及び第２電極から注入された正孔及び電子を発光層において再結合させることで、発光層において有機化合物を含む発光材料を発光させて表示を実現するいわゆる自発光型表示装置である。
有機電界発光素子を表示装置に応用するに当たっては、有機電界発光素子の低駆動電圧化、高発光効率化が要求されており、これを安定的に実現し得る有機電界発光素子用材料の開発が持続的に要求されている。
特に、最近は高効率の有機電界発光素子を実現するために三重項状態のエネルギーを利用するりん光発光や、三重項励起子の衝突によって一重項例励起子が生成される現象（Ｔｒｉｐｌｅｔ−ｔｒｉｐｌｅｔ ａｎｎｉＨＩＬａｔｉｏｎ、ＴＴＡ）を利用した遅延蛍光発光に関する技術が開発されており、遅延蛍光現象を利用した熱活性遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ａｃｔｉｖａｔｅｄ Ｄｅｌａｙｅｄ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ、ＴＡＤＦ）材料に関する開発が進められている。
本発明の目的は、高効率の有機電界発光素子及びそれに使用される多環化合物を提供することである。
本発明の他の目的は、熱活性遅延蛍光発光材料を含む有機電界発光素子及び熱活性遅延蛍光発光材料として使用される多環化合物を提供することである。
一実施形態において、第１電極と、前記第１電極の上に配置される有機層と、前記有機層の上に配置される第２電極と、を含み、前記の有機層は下記化学式１で表される多環化合物を含む有機電界発光素子を提供する。
Figure 2021132207
 ・・・（化学式１）

前記化学式１において、Ｘ１〜Ｘ４はそれぞれ独立してＮＲ９、Ｏ、またはＳであり、Ｒ１〜Ｒ８はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換若しくは無置換のホウ素基、置換若しくは無置換のシリル基、置換若しくは無置換のアミノ基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、Ｒ９は水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と結合して環を形成し、ａ〜ｆはそれぞれ独立して０以上４以下の整数であり、ｍ及びｎはそれぞれ独立して０または１であり、点線は結合または非結合を意味し、環Ａは下記化学式２−１〜２−３のうちいずれか一つで表される。
Figure 2021132207
 （化学式２−１）
Figure 2021132207
（化学式２−２）
Figure 2021132207
（化学式２−３）
前記化学式２−１〜化学式２−３において、「＊」印は縮合される位置を示し、Ｘ５及びＸ６はそれぞれ独立してＣＲ３０Ｒ３１、ＮＲ３２、Ｏ、またはＳであり、Ｒ３０〜Ｒ３２はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、Ｒ２０〜Ｒ２９はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換若しくは無置換のホウ素基、置換若しくは無置換のシリル基、置換若しくは無置換のアミノ基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるが、但し、前記環Ａが前記化学式２−１または２−２で表される際、前記ｍ及びｎのうち少なくとも一つは１である。
前記有機層は、前記第１電極の上に配置される正孔輸送領域と、前記正孔輸送領域の上に配置される発光層と、前記発光層の上に配置される電子輸送領域と、を含む。
前記発光層は前記多環化合物を含み、遅延蛍光を放出する。
前記発光層はホスト及びドーパントを含む遅延蛍光発光層であり、前記ドーパントは前記多環化合物である。
前記発光層は、青色光を放出する熱活性遅延蛍光発光層である。
前記電子輸送領域は、前記発光層の上に配置される電子輸送層と、前記電子輸送層の上に配置される電子注入層と、を含み、前記電子輸送層または前記電子注入層は前記多環化合物を含む。
前記化学式２−２は、下記化学式３−１〜化学式３−４のうちいずれか一つで表される。
Figure 2021132207
 （化学式３−１）
Figure 2021132207
（化学式３−２）
Figure 2021132207
（化学式３−３）
Figure 2021132207
（化学式３−４）
前記化学式３−１〜化学式３−４において、「＊」印は縮合される位置を示し、Ｒ３０、Ｒ３１、及びＲ３３はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、または置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基であり、ｊは０以上５以下の整数である。
前記化学式２−３は、下記化学式４−１〜化学式４−３のうちいずれか一つで表される。
Figure 2021132207
 （化学式４−１）
Figure 2021132207
（化学式４−２）
Figure 2021132207
（化学式４−３）
前記化学式４−１〜化学式４−３において、「＊」印は縮合される位置を示し、Ｒ３４は水素原子、重水素原子、または置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基であり、ｋは０以上５以下の整数である。
前記化学式１は、下記化学式５−１または化学式５−２で表される。
Figure 2021132207
・・・（化学式５−１）
Figure 2021132207

・・・（化学式５−２）
前記化学式５−１及び化学式５−２において、Ｘ１〜Ｘ４、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ２０、Ｒ２１、ａ〜ｆは、化学式１及び化学式２−１で定義した通りである。
前記化学式１は、下記化学式６−１または化学式６−２で表される。
Figure 2021132207
・・・（化学式６−１）
Figure 2021132207

・・・（化学式６−２）
前記化学式６−１及び化学式６−２において、Ｘ１〜Ｘ５、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ２２〜Ｒ２５、ａ〜ｆは、化学式１及び化学式２−２で定義した通りである。
前記化学式１は、下記化学式７−１〜化学式７−３のうちいずれか一つで表される。

Figure 2021132207
・・・（化学式７−１）
Figure 2021132207

・・・（化学式７−２）

Figure 2021132207

・・・（化学式７−３）

前記化学式７−１及び化学７−３において、Ｘ１〜Ｘ４、X６、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ２６〜Ｒ２９、ａ〜ｆは、化学式１及び化学式２−３で定義した通りである。
前記Ｘ１〜Ｘ４はそれぞれ独立してＮＲ１１、またはＯであり、前記Ｒ１１は置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０アリール基である。
前記Ｘ１及びＸ４は互いに同じであり、前記Ｘ２及びＸ３は互いに同じである。
前記化学式１で表される化合物は、下記第１化合物群〜第３化合物群に示した化合物のうちいずれか一つである。
他の実施形態において、化学式１で表される多環化合物を提供する。
本発明の一実施形態による有機電界発光素子は、高効率を得ることができる。
本発明の一実施形態による多環化合物は、有機電界発光素子の効率を改善することができる。
本発明の一実施形態による有機電界発光素子を概略的に示す断面図である。 本発明の一実施形態による有機電界発光素子を概略的に示す断面図である。 本発明の一実施形態による有機電界発光素子を概略的に示す断面図である。 本発明の一実施形態による有機電界発光素子を概略的に示す断面図である。 本発明の一実施形態による有機電界発光素子を概略的に示す断面図である。
本発明は、多様な変更を加えることができ、多様な形態を有することができるゆえ、特定実施形態を図面に例示し、本文に詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定な開示形態に対して限定しようとするのではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物〜代替物を含むと理解すべきである。
本明細書において、ある構成要素（または領域、層、部分など）が他の構成要素の「上にある」、または「結合される」と言及されれば、それは他の構成要素の上に直接配置・連結・結合され得るか、またはそれらの間に第３の構成要素が配置され得ることを意味する。
同じ図面符号は同じ構成要素を指す。また、図面において、構成要素の厚さ、割合、及び寸法は技術的内容の効果的な説明のために誇張されている。
「及び／または」は、関連する構成が定義する一つ以上の組み合わせを全て含む。
第１、第２などの用語は多様な構成要素を説明するのに使用されるが、前記構成要素は前記用語に限らない。前記用語は一つの構造要素を他の構成要素から区別する目的にのみ使用される。例えば、本発明の権利範囲を逸脱しないながらも第１構成要素は第２構成要素と命名されてもよく、類似して第２構成要素も第１構成要素と命名されてもよい。単数の表現は、文脈上明白に異なるように意味しない限り、複数の表現を含む。
また、「下に」、「下側に」、「上に」、「上側に」などの用語は、図面に示した構成の連関関係を説明するために使用される。前記用語は相対的な概念であって、図面に示した方向を基準に説明される。
異なるように定義されない限り、本明細書で使用された全ての用語（技術的及び科学的用語を含む）は、本発明の属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるようなものと同じ意味を有する。また、一般的に使用される辞書に定義されている用語のような用語は、関連技術の脈絡での意味と一致する意味を有すると解釈すべきであり、理想的な、または過度に形式的な意味に解釈されない限り、明示的にここで定義される。
「含む」または「有する」などの用語は明細書の上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないと理解すべきである。
一方、本明細書において、「置換若しくは無置換」とは、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、シリル基、オキシ基、チオ基、スルフィニル基、スルホニル基、カルボニル基、ホウ素基、ホスフィンオキシド基、ホスフィンスルフィド基、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、炭化水素環基、アリール基、及びヘテロ環基からなる群より選択される一つ以上の置換基に置換されるまたは置換されないことを意味する。また、前記例示した置換基それぞれは、置換されるまたは非置換されなくてもよい。例えば、ビフェニル基はアリール基と解釈されてもよく、フェニル基に置換されたフェニル基と解釈されてもよい。
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」するとは、隣接する基と互いに結合して置換若しくは無置換炭化水素環、または置換若しくは無置換ヘテロ環を形成することを意味する。炭化水素環は、脂肪族炭化水素環及び芳香族炭化水素環を含む。ヘテロ環基は、脂肪族ヘテロ環基、及び芳香族ヘテロ環基を含む。隣接する基と互いに結合して形成される環は、単環または多環である。また、互いに結合して形成される環は、他の環と連結されてスピロ構造を形成してもよい。
本明細書において、「隣接する基」とは該当する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、該当する置換基が置換された原子に置換された他の置換基または該当置換基と立体構造的に最も隣接した置換基を意味する。例えば、１，２−ジメチルベンゼンにおける２つのメチル基は互いに「隣接する基」と解釈され、１，１−ジエチルシクロペンタンにおける２つのエチル基は互いに「隣接する基」と解釈される。
本明細書において、ハロゲン原子の例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、またはヨウ素原子が挙げられる。
本明細書において、ホウ素基はアルキルホウ素基及びアリールホウ素基を含む。ホウ素基は、前記定義されたアルキル基またはアリール基にホウ素原子が結合されているものを意味する。ホウ素基の例としては、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、ジフェニルホウ素基、フェニルホウ素基などが挙げられるが、これらに限らない。
本明細書において、アルキル基は直鎖、分枝鎖、または環状である。アルキル基の炭素数は、１以上５０以下、１以上３０以下、１以上２０以下、１以上１０以下、または１以上６以下である。アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｉ−ブチル基、２−エチルブチル基、３、３−ジメチルブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｔ−ペンチル基、シクロペンチル基、１−メチルペンチル基、３−メチルペンチル基、２−エチルペンチル基、４−メチル−２−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、１−メチルヘキシル基、２−エチルヘキシル基、２−ブチルヘキシル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、４−ｔ−ブチルシクロヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、１−メチルペプチル基、２、２−ジメチルヘプチル基、２−エチルヘプチル基、２−ブチルヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｔーオクチル基、２−エチルオクチル基、２−ブチルオクチル基、２−ヘキシルオクチル基、３、７−ジメチルオクチル基、シクロオクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、アダマンチル基、２−エチルデシル基、２−ブチルデシル基、２−ヘキシルデシル基、２−オクチルデシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、２−エチルドデシル基、２−ブチルドデシル基、２−ヘキシルドデシル基、２−オクチルデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、２−エチルヘキサデシル基、２−ブチルヘキサデシル基、２−ヘキシルヘキサデシル基、２−オクチルヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−イコシル基、２−エチルイコシル基、２−ブチルイコシル基、２−ヘキシルイコシル基、２−オクチルイコシル基、ｎ−ヘンイコシル基、ｎ−ドコシル基、ｎ−トリコシル基、ｎ−テトラコシル基、ｎ−ペンタコシル基、ｎ−ヘキサコシル基、ｎ−ヘプタコシル基、ｎ−オクタコシル基、ｎ−ノナコシル基、及びｎ−トリアコンチル基などが挙げられるが、これに限らない。
本明細書において、アルケニル基は、炭素数２以上のアルキル基の中間または末端に一つ以上の炭素二重結合を含む炭化水素基を意味する。アルケニル基は直鎖または分枝鎖である。炭素数は特に限らないが、２以上３０以下、２以上２０以下、または２以上１０以下である。アルケニル基の例としては、ビニル基、１−ブテニル基、１−ペンテニル基、１，３−ブタジエニルアリール基、スチレニル基、スチリルビニル基などが挙げられるが、これに限らない。
本明細書において、アルキニル基は、炭素数２以上のアルキル基の中間または末端に一つ以上の炭素三重結合を含む炭化水素基を意味する。アルキニル基は直鎖または分枝鎖である。炭素数は特に限らないが、２以上３０以下、２以上２０以下、または２以上１０以下である。アルキニル基の具たち的な例としては、エチニル基、プロピニル基などが挙げられるが、これに限らない。
本明細書において、炭化水素環基は、脂肪族炭化水素環から誘導される任意の作用基または置換基、または芳香族炭化水素環から誘導される任意の作用基または置換基である。炭化水素環基の環形成炭素数は、５以上６０以下、５以上３０以下、または５以上２０以下である。
本明細書において、アリール基は芳香族炭化水素環から誘導される任意の作用基または置換基を意味する。アリール基は、単環式アリール基または多環式アリール基である。アリール基の環形成炭素数は、６以上３０以下、６以上２０以下、または６以上１５以下である。アリール基の例としては、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ビフェニリル基、テルフェニリル基、クォーターフェニリル基、クインクフェニリル基、セクシフェニリル基、トリフェニルエニル基、ピレニル基、ベンゾフルオランテニル基、クリセニル基などが挙げられるが、これに限らない。
本明細書において、フルオレニル基は置換されてもよく、２つの置換基が互いに結合してスピロ構造を形成してもよい。フルオレニル基が置換される場合の例示は以下のようである。但し、これに限らない。
Figure 2021132207
Figure 2021132207

Figure 2021132207

Figure 2021132207
本明細書において、ヘテロ環基はヘテロ原子としてＢ、Ｏ、Ｎ、Ｐ、Ｓｉ、及びＳのうち一つ以上を含む環から誘導される任意の作用基または置換基を意味する。ヘテロ環基は、脂肪族ヘテロ環基及び芳香族ヘテロ環基を含む。芳香族ヘテロ環基はヘテロアリール基である。脂肪族ヘテロ環及び芳香族ヘテロ環は単環または多環である。
本明細書において、ヘテロ環基は、ヘテロ原子としてＢ、Ｏ、Ｎ、Ｐ、Ｓｉ、及びＳのうち一つ以上を含む。ヘテロ環基がヘテロ原子を２つ以上含めば、２つ以上のヘテロ原子は互いに同じであってもよく、異なってもよい。ヘテロ環基は単環式ヘテロ環基または多環式ヘテロ環基であってもよく、ヘテロアリール基を含む概念である。ヘテロ環基の環形成炭素数は、２以上３０以下、２以上２０以下、または２以上１０以下である。
本明細書において、脂肪族ヘテロ環基はヘテロ原子としてＢ、Ｏ、Ｎ、Ｐ、Ｓｉ、及びＳのうち一つ以上を含む。脂肪族ヘテロ環基の環形成炭素数は、２以上３０以下、２以上２０以下、または２以上１０以下である。脂肪族ヘテロ環基の例としては、オキシラン基、チイラン基、ピロリジン基、ピペリジン基、テトラヒドロフラン基、テトラヒドロチオフェン基、チアン基、テトラヒドロピラン基、１，４−ジオキサン基などが挙げられるが、これに限らない。
本明細書において、ヘテロアリール基はヘテロ原子としてＢ、Ｏ、Ｎ、Ｐ、Ｓｉ、及びＳのうち一つ以上を含む。ヘテロアリール基がヘテロ原子を２つ以上含めば、２つ以上のヘテロ原子は互いに同じであってもよく、異なってもよい。ヘテロアリール基は、単環式ヘテロ環基または多環式ヘテロ環基であってもよい。ヘテロアリール基の環形成炭素数は、２以上３０以下、２以上２０以下、または２以上１０以下である。ヘテロアリル基の例としては、チオフェニル基、フラニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、トリアゾリル基、ピリジニル基、ビピリジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、トリアゾリル基、アクリジル基、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、フェノキサニル基、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、インドリル基、カルバゾリル基、Ｎ−アリールカルバゾリル基、Ｎ−ヘテロアリールカルバゾリル基、Ｎ−アルキルカルバゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾチオフェニル基、チエノチオフェニル基、ベンゾフラニル基、フェナントロリニル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、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、ジベンゾシロリル基、及びジベンゾフラン基などが挙げられるが、これに限らない。
本明細書において、シリル基はアルキルシリル基及びアリールシリル基を含む。シリル基の例としては、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挙げられるが、これらに限らない。
本明細書において、アミノ基の炭素数は特に限らないが、１以上３０以下である。アミノ基は、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、またはへテロアリールアミノ基を含む。アミノ基の例としては、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ナフチルアミノ基、９−メチル−アントラセニルアミノ基、トリフェニルアミノ基などが挙げられるが、これに限らない。
本明細書において、チオール基はアルキルチオ基及びアリールチオ基を含む。
本明細書において、アルコキシ基は直鎖、分枝鎖、または環状である。アルコキシ基の炭素数は特に限らないが、例えば、１以上２０以下、または１以上１０以下であってもよい。オキシ基の例としては、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ベンジルオキシなどが挙げられるが、これに限らない。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態による有機電界発光素子及びそれに含まれる一実施形態の化合物について説明する。
図１〜図５は、本発明の一実施形態による有機電界発光素子を概略的に示す断面図である。図１〜図５を参照すると、一実施形態の有機電界発光素子１０において、第１電極ＥＬ１及び第２電極ＥＬ２は互いに向かい合って配置され、第１電極ＥＬ１と第２電極ＥＬ２との間には有機層ＯＬが配置される。
一方、図２〜図５を参照すると、一実施形態の有機層ＯＬは複数の機能層を含む。複数の機能層は、正孔輸送領域ＨＴＲ、発光層ＥＭＬ、及び電子輸送領域ＥＴＲを含む。つまり、本発明の一実施形態による有機電界発光素子１０は、順次に積層される第１電極ＥＬ１、正孔輸送領域ＨＴＲ、発光層ＥＭＬ、電子輸送領域ＥＴＲ、及び第２電極ＥＬ２を含む。また、一実施形態の有機電界発光素子１０は、第２電極ＥＬ２の上に配置されるキャッピング層ＣＰＬを更に含む。
一実施形態の有機発光素子１０は、第１電極ＥＬ１と第２電極ＥＬ２との間に配置された有機層ＯＬに後述する本発明の一実施形態による多環化合物を含む。有機層ＯＬが発光層ＥＭＬを含めば、発光層ＥＭＬは一実施形態の多環化合物を含む。しかし、実施形態はこれに限らず、一実施形態の有機発光素子１０は、発光層ＥＭＬ以外に、第１電極ＥＬ１と第２電極ＥＬ２との間に配置される複数の機能層である正孔輸送領域ＨＴＲまたは電子輸送領域ＥＴＲに後述する一実施形態の多環化合物を含むか、または第２電極ＥＬ２の上に配置されるキャッピング層ＣＰＬに後述する一実施形態の多環化合物を含んでもよい。
一方、図３は図２に比べ、正孔輸送領域ＨＴＲが正孔注入層ＨＩＬ及び正孔輸送層ＨＴＬを含み、電子輸送領域ＥＴＲが電子注入層ＥＩＬ及び電子輸送層ＥＴＬを含む一実施形態の有機電界発光素子１０の断面図を示している。また、図４は図２に比べ、正孔輸送領域ＨＴＲが正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、及び電子阻止層ＥＢＬを含み、電子輸送領域ＥＴＲが電子注入層ＥＩＬ、電子輸送層ＥＴＬ、及び正孔阻止層ＨＢＬを含む一実施形態の有機電界発光素子１０の断面図を示す。図５は図３に比べ、第２電極ＥＬ２の上に配置されるキャッピング層ＣＰＬを含む一実施形態の有機電界発光素子１０の断面図を示す。
第１電極ＥＬ１は導電性を有する。第１電極ＥＬ１は、金属合金または導電性化合物からなる。第１電極ＥＬ１は画素電極または正極である。第１電極ＥＬ１は、透過型電極、半透過型電極、または反射型電極である。第１電極ＥＬ１が透過型電極であれば、第１電極ＥＬ１は透明金属酸化物、例えば、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）などを含む。第１電極ＥＬ１が半透過型電極または反射型電極であれば、第１電極ＥＬ１はＡｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、またはこれらの化合物や混合物（例えば、ＡｇとＭｇの混合物）を含む。または、前記物質からなる反射膜や半透過膜、及びＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、ＩＴＺＯなどからなる透明導電膜を含む複数の層構造である。例えば、第１電極ＥＬ１はＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯの３槽構造を有してもよいが、これに限らない。第１電極ＥＬ１の厚さは、約１００ｎｍ〜約１０００ｎｍ、例えば、約１００ｎｍ〜約３００ｎｍであってもよい。
有機層ＯＬは第１電極ＥＬ１の上に配置される。有機層ＯＬは、単一物質からなる単一層、複数の互いに異なる物質からなる単一層、または複数の互いに異なる物質からなる複数の層を有する多層構造を有する。例えば、有機層ＯＬは発光層ＥＭＬの単一層の構造を有してもよく、正孔輸送領域ＨＴＲ、発光層ＥＭＬ、及び電子輸送領域ＥＴＲからなる多層の構造を有してもよいが、実施形態はこれに限らない。
一実施形態の有機電界発光素子１０の有機層ＯＬは、本発明の一実施形態による多環化合物を含む。有機層ＯＬが複数の層を有する多層構造であれば、複数の層のうちいずれか一層が一実施形態による多環化合物を含む。例えば、有機層ＯＬが第１電極ＥＬ１の上に配置される正孔輸送領域ＨＴＲ、正孔輸送領域ＨＴＲの上に配置される発光層ＥＭＬ、及び発光層ＥＭＬの上に配置される電子輸送領域ＥＴＲを含んでもよく、発光層ＥＭＬまたは電子輸送領域ＥＴＲは本発明の一実施形態による多環化合物を含んでもよい。
本発明の一実施例による多環化合物は、下記化学式１で表される。
Figure 2021132207
 ・・・（化学式１）

化学式１において、Ｘ１〜Ｘ４はそれぞれ独立してNR９、ＯまたはＳである。
化学式１において、Ｒ１〜Ｒ８はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換若しくは無置換のホウ素基、置換若しくは無置換のシリル基、置換若しくは無置換のアミノ基、置換若しくは無置換の炭数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換若しくは無置換の輪形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基である。
化学式１において、Ｒ９はて水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と結合して環を形成する。
化学式１において、ａは０以上４以下の整数であり、一方、ａが２以上であれば、複数のＲ２は互いに同じであるか異なる。
化学式１において、ｂは０以上４以下の整数であり、一方、ｂが２以上であれば、複数のＲ３は互いに同じであるか異なる。
化学式１において、ｃは０以上４以下の整数であり、一方、ｃが２以上であれば、複数のＲ４は互いに同じであるか異なる。
化学式１において、ｄは０以上４以下の整数であり、一方、ｄが２以上であれば、複数のＲ５は互いに同じであるか異なる。
化学式１において、ｅは０以上４以下の整数であり、一方、ｅが２以上であれば、複数のＲ６は互いに同じであるか異なる。
化学式１において、ｆは０以上４以下の整数であり、一方、ｆが２以上であれば、複数のＲ７は互いに同じであるか異なる。
化学式１において、ｍ及びｎはそれぞれ独立して０または１であり、点線は結合または非結合を意味する。例えば、ｍが０であれば、（Ｂ）ｍ周辺の点線は非結合を意味し、ｍが１であれば、（Ｂ）ｍ周辺の点線は結合を意味する。ｎが０であれば、（Ｂ）ｎ周辺の点線は非結合を意味し、ｎが１であれば、（Ｂ）ｎ周辺の点線は結合を意味する。結合とは、下記１−１のようにＢと点線で連結される炭素との間に単一結合が形成されている状態を意味し、非結合とは、下記１−２のようにＢがなくて炭素が水素と単一結合を形成している状態を意味する。
Figure 2021132207
 ・・・（１−１）

Figure 2021132207
・・・（１−２）

化学式１において、環Ａは芳香族性を満足するアリール基またはヘテロアリール基である。詳しくは、化学式１において、環Ａは下記化学式２−１〜式２−３のうちいずれか一つで表される。
Figure 2021132207
 ・・・（化学式２−１）
Figure 2021132207
・・・（化学式２−２）
Figure 2021132207
・・・（化学式２−３）
化学式２−１〜化学式２−３において、「＊」印は化学式１で縮合される位置を示す。
化学式２−１〜化学式２−３において、化学式Ｘ５及びＸ６はそれぞれ独立してＣＲ３０Ｒ３１、ＮＲ３２、Ｏ、またはＳである。
化学式２−１〜化学式２−３において、Ｒ３０〜Ｒ３２はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基である。
化学式２−１〜化学式２−３において、Ｒ２０〜Ｒ２９はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換若しくは無置換のホウ素基、置換若しくは無置換のシリル基、置換若しくは無置換のアミノ基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基である。
但し、前記環Ａが前記化学式２−１または２−２で表される際、前記ｍ及びｎのうち少なくとも一つは１である。一実施形態において、化学式１の環Ａが化学式２−１または２−２で表される際、化学式１のｍは１、ｎは０であってもよく、または化学式１のｍは０、ｎは１であってもよい。
一実施形態において、化学式１の環Ａが化学式２−１または２−２で表される際、化学式１のｍまたはｎはそれぞれ１であってもよい。
一実施形態において、化学式１の環Ａが化学式２−３で表される際、ｍ及びｎはそれぞれ０であってもよく、またはｍ及びｎのうち少なくとも一つは１であってもよい。一実施形態において、化学式１の環Ａが化学式２−３で表される際、化学式１のｍ及びｎはそれぞれ１であってもよい。
一実施形態において、化学式１の前記Ｘ１〜Ｘ４はそれぞれ独立してＮＲ１１、またはＯであり、Ｒ１１は置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０アリール基である。
一実施形態において、化学式１のＸ１及びＸ４は互いに同じであり、化学式１のＸ２及びＸ３は互いに同じである。
一実施形態において、化学式２−２は、下記化学式３−１〜化学式３−４のうちいずれか一つで表される。
Figure 2021132207
 ・・・（化学式３−１）
Figure 2021132207
・・・（化学式３−２）
Figure 2021132207
・・・（化学式３−３）
Figure 2021132207
・・・（化学式３−４）
化学式３−１〜化学式３−４において、「＊」印は縮合される位置を示す。
化学式３−１において、Ｒ３０及びＲ３１はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、または置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基である。
化学式３−２において、Ｒ３３はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、または置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基であり、ｊは０以上５以下の整数である。一方、ｊが２以上であれば、複数のＲ３３は互いに同じであるか異なる。
一実施形態において、化学式２−３は、下記化学式４−１〜化学式４−３のうちいずれか一つで表される。
Figure 2021132207
 ・・・（化学式４−１）
Figure 2021132207
・・・（化学式４−２）
Figure 2021132207
・・・（化学式４−３）
化学式４−１〜化学式４−３において、「＊」印は縮合される位置を示す。
化学４−３において、Ｒ３４は水素原子、重水素原子、または置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基である。
化学式４−３において、ｋは０以上５以下の整数であり、一方、ｋが２以上であれば、複数のＲ３４は互いに同じであるか異なる。
一実施形態において、化学式１の環Ａは化学式２−１で表される。この場合、化学式１は化学式５−１または化学式５−２で表される。
Figure 2021132207
 ・・・（化学式５−１）
Figure 2021132207
・・・（化学式５−２）
化学式５−１及び化学式５−２において、Ｘ１〜Ｘ４、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ２０、Ｒ２１、ａ〜ｆは、化学式１及び化学式２−１で定義した通りである。
一実施形態において、化学式１の環Ａは化学式２−２で表される。この場合、化学式１は化学式６−１または化学式６−２で表される。
Figure 2021132207
 ・・・（化学式６−１）
Figure 2021132207
・・・（化学式６−２）
化学式６−１及び化学式６−２において、Ｘ１〜Ｘ５、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ２２〜Ｒ２５、ａ〜ｆは、化学式１及び化学式２−２で定義した通りである。
一実施形態において、化学式１の環Ａは化学式２−３で表される。この場合、一実施形態において、化学式１は下記化学式７−１〜化学式７−３のうちいずれか一つで表される。
Figure 2021132207
 ・・・（化学式７−１）
Figure 2021132207
・・・（化学式７−２）
Figure 2021132207
・・・（化学式７−３）
化学式７−１及び化学７−３において、Ｘ１〜Ｘ４、X６、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ２６〜Ｒ２９、ａ〜ｆは、化学式１及び化学式２−３で定義した通りである。
一実施形態において、化学式１で表される多環化合物は、下記第１化合物群に示した化合物のうちから選択されるいずれか一つである。但し、これに限らない。
［第１化合物群］
Figure 2021132207

Figure 2021132207

Figure 2021132207
一実施形態において、化学式１で表される多環化合物は、下記第２化合物群に示した化合物のうちから選択されるいずれか一つである。但し、これに限らない。
［第２化合物群］
Figure 2021132207
Figure 2021132207

Figure 2021132207

Figure 2021132207
一実施形態において、化学式１で表される多環化合物は、下記第３化合物群に示した化合物のうちから選択されるいずれか一つである。但し、これに限らない。
［第３化合物群］
Figure 2021132207
Figure 2021132207
上述した多環化合物は、一実施形態の有機電界発光素子１０に使用されて有機電界発光素子の効率を改善させる。詳しくは、上述した多環化合物は、一実施形態の有機電界発光素子１０の有機層ＯＬに使用されて有機電界発光素子の発光効率、電子輸送性を改善させる。
有機層ＯＬは、化学式１で表される多環化合物を１種または２種以上含む。例えば、有機層ＯＬは、上述した第１化合物群〜第３化合物群に示した化合物のうちから選択される少なくとも一つを含んでもよい。
更に図２〜図５を参照すると、有機層ＯＬは、正孔輸送領域ＨＴＲ、発光層ＥＭＬ、及び電子輸送領域ＥＴＲを含む。
正孔輸送領域ＨＴＲは第１電極ＥＬ１の上に配置される。正孔輸送領域ＨＴＲは、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、正孔バッファ層（図示せず）、及び電子阻止層ＥＢＬのうち少なくとも一つを含む。
正孔輸送領域ＨＴＲは、単一物質からなる単一層、複数の互いに異なる物質からなる単一層、または複数の互いに異なる物質からなる複数の層を有する多層構造を有する。
例えば、正孔輸送領域ＨＴＲは正孔注入層ＨＩＬまたは正孔輸送層ＨＴＬの単一層の構造を有してもよく、正孔注入物質及び正孔輸送物質からなる単一層の構造を有してもよい。また、正孔輸送領域ＨＴＲは、複数の互いに異なる物質からなる単一層の構造を有するか、第１電極ＥＬ１から順番に積層される正孔注入層ＨＩＬ／正孔輸送層ＨＴＬ、正孔注入層ＨＩＬ／正孔輸送層ＨＴＬ／正孔バッファ層（図示せず）、正孔注入層ＨＩＬ／正孔バッファ層（図示せず）、正孔輸送層ＨＴＬ／正孔バッファ層、または正孔注入層ＨＩＬ／正孔輸送層ＨＴＬ／電子阻止層ＥＢＬの構造を有してもよいが、実施形態はこれに限らない。
正孔輸送領域ＨＴＲは、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）、インクジェットプリント法、レーザプリント法、レーザ熱転写法（Ｌａｓｅｒ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ、ＬＩＴＩ）などのような多様な方法を利用して形成される。
正孔注入層ＨＴＬは、例えば、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物、ＤＮＴＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−［４−フェニル−ｍ−トリルーアミノ）−フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミン）、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４”−［トリス（３−メチルフェニル）フェニルアミノ）トリフェニルアミノ］、ＴＤＡＴＡ（４，４’，４”−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン）、２−ＴＮＡＴＡ（４，４’，４”−トリス｛Ｎ，−（２−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ｝−トリフェニルアミン）、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルフォナート）、ＰＡＮＩ／ＤＢＳＡ（ポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸）、ＰＡＮＩ／ＣＳＡ（ポリアニリン／カンファースルホン酸）、ＰＡＮＩ／ＰＳＳ（（ポリアニリン）／ポリ（４−スチレンスルフォナート））、ＮＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン）、トリフェニルアミンを含むポリエテールケトン（ＴＰＡＰＥＫ）、４−イソプロピル−４’−メチルジフェニルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボラート、ＨＡＴ−ＣＮ（ジピラジノ［２，３−ｆ：２’，３’−ｈ］キノキサリン−２，３，６，７，１０，１１−ヘキサカルボニトリル）などを含んでもよい。
正孔輸送層ＨＴＬは、該当技術分野で知られている一般的な材料を含む。例えば、Ｎ−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾールなどのカルバゾール系誘導体、フルオレン系誘導体、ＴＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’−ジアミン）、ＴＣＴＡ（４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン）などのようなトリフェニルアミン系誘導体、ＮＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン）、ＴＡＰＣ（４，４’−シクロへキシリデンビス［Ｎ，Ｎ−ビス（４−メチルフェニル）ベンゼンアミン］）、ＨＭＴＰＤ（４，４’−ビス［Ｎ，Ｎ’−（３−トリル）アミノ］−３，３’−ジメチルビフェニル）、ｍＣＰ（１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン）などを含んでもよい。
電子阻止層ＥＢＬは、例えば、Ｎ−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾールなどのカルバゾール系誘導体、フルオレン系誘導体、ＴＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１、１−ビフェニル］−４，４’−ジアミン）、ＴＣＴＡ（４，４’、４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン）などのようなトリフェニルアミン系誘導体、ＮＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン）、ＴＡＰＣ（４，４’−シクロへキシリデンビス［Ｎ，Ｎ−ビス（４−メチルフェニル）ベンゼンアミン］）、ＨＭＴＰＤ（４，４’−ビス［Ｎ，Ｎ’−（３−トリル）アミノ］−３、３’−ジメチルビフェニル）、またはｍＣＰなどを含んでもよい。
正孔輸送領域ＨＴＲの厚さは、約５ｎｍ〜約１，５００ｎｍ、例えば約１０ｎｍ〜約５００ｎｍであってもよい。正孔注入層ＨＩＬの厚さは、例えば約３ｎｍ〜約１００ｎｍであり、正孔輸送層ＨＴＬの厚さは、約３ｎｍ〜約１００ｎｍであってもよい。例えば、電子阻止層ＥＢＬの厚さは、約１ｎｍ〜約１００ｎｍであってもよい。正孔輸送領域ＨＴＲ、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、及び電子阻止層ＥＢＬの厚さが上述したような範囲を満足すれば、実質的な駆動電圧の上昇なしに満足できる程度の正孔輸送特性が得られる。
正孔輸送領域ＨＴＲは、上述した物質以外に、導電性を向上するために電荷生成物質を更に含む。電荷発生物質は、正孔輸送領域ＨＴＲ内に均一にまたは不均一に分散されている。電荷発生物質は、例えば、ｐ−ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）である。ｐ−ドーパントはキノン誘導体、金属酸化物、及びシアノ基含有化合物のうち一つであってもよいが、これに限らない。例えば、ｐ−ドーパントの非制限的な例としては、ＴＣＮＱ（テトラシアノキノジメタン）及びＦ４−ＴＣＮＱ（２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン）などのようなキノン誘導体、タングステン酸化物及びモリブデン酸化物のような金属酸化物などが挙げられるが、これに限らない。
上述したように、正孔輸送領域ＨＴＲは、正孔輸送層ＨＴＬ及び正孔注入層ＨＩＬ以外に、正孔バッファ層（図示せず）及び電子阻止層ＥＢＬのうち少なくとも一つを更に含む。正孔バッファ層（図示せず）は、発光層ＥＭＬから放出される光の波長による共振距離を補償して光放出効率を増加させる。正孔バッファ層（図示せず）に含まれる物質としては、正孔輸送領域ＨＴＲに含まれ得る物質を使用する。電子阻止層ＥＢＬは、電子輸送領域ＥＴＲから正孔輸送領域ＨＴＲへの電子の注入を防止する役割をする層である。
発光層ＥＭＬは正孔輸送領域ＨＴＲの上に配置される。発光層ＥＭＬは、例えば、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍ、または約１０ｎｍ〜約３０ｎｍの厚さを有する。発光層ＥＭＬは、単一物質からなる単一層、複数の互いに異なる物質からなる単一層、または複数の互いに異なる物質からなる複数の層を有する多層構造を有する。
発光層ＥＭＬは、赤色光、緑色光、青色光、白色光、黄色光、シアン光のうち一つを発光する。発光層ＥＭＬは、蛍光発光物質またはりん光発光物質を含む。
一実施形態において、発光層ＥＭＬは蛍光発光層である。例えば、発光層ＥＭＬから放出された光のうち一部は熱活性遅延蛍光発光（ＴＡＤＦ）によるものであってもよい。詳しくは、発光層ＥＭＬは熱活性遅延蛍光発光する発光成分を含み、一実施形態において、発光層ＥＭＬは青色光を放出する熱活性遅延蛍光発光する発光層であってもよい。
一実施形態の有機電界発光素子１０の発光層ＥＭＬは、本発明の一実施形態による多環化合物を含む。詳しくは、上述した多環化合物は、一実施形態の有機電界発光素子１０の発光層ＥＭＬに使用されて有機電界発光素子の発光効率を改善させる。
発光層ＥＭＬは、化学式１で表される多環化合物を１種または２種以上含んでもよい。例えば、発光層ＥＭＬは、上述した第１化合物群〜第３化合物群に示した化合物のうちから選択される少なくとも一つを含んでもよい。
一実施形態において、発光層ＥＭＬはホスト及びドーパントを含み、ホストは遅延蛍光発光用ホストであり、ドーパントは遅延蛍光発光用ドーパントである。一方、化学式１で表される一実施形態の多環化合物は、発光層ＥＭＬのドーパント材料として含まれる。例えば、化学式１で表される一実施形態の多環化合物は、ＴＡＤＦドーパントとして使用されてもよい。
一方、図示していないが、一実施形態の有機電界発光素子１０は複数の発光層を含んでもよい。複数の発光層は順次に積層されて提供されるが、例えば、複数の発光層を含む有機電界発光素子１０は白色光を放出してもよい。複数の発光層を含む有機電界発光素子１０は、タンデム（Ｔａｎｄｅｍ）構造の有機電界発光素子である。有機電界発光素子１０が複数の発光層を含めば、少なくとも一つの発光層ＥＭＬは、上述したように本発明による多環化合物を含む。
発光層ＥＭＬはドーパントを更に含んでもよいが、ドーパントとしては公知の材料を使用する。例えば、スチリル誘導体（例えば、１、４−ビス［２−（３−Ｎ−エチルカルバゾリル）ビニル」ベンゼン（ＢＣｚＶＢ）、４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４”−［（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］スチルベン（ＤＰＡＶＢ）、Ｎ−（４−（（Ｅ）−２−（６−（（Ｅ）−４−（ジフェニルアミノ）スチリル）ナフタレン−２−イル）ビニル）フェニル）−Ｎ−フェニルベンゼンアミン（Ｎ−ＢＤＡＶＢｉ）、ぺリレン及びその誘導体（例えば、２，５，８，8,１１−テトラ−ｔ−ブチルぺリレン（ＴＢＰｅ））、ピレン及びその誘導体（例えば、１，１−ジピレン、１，４−ジピレニルベンゼン、１−４−ビス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）ピレン、１，６−ビス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）ピレン）、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルぺリレン（ＴＢＰ）、及びＴＰＢｉ（１，３，５−トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール−２−イル）ベンゼン）のうち少なくともいずれか一つをドーパントして使用してもよいが、これに限らない。
発光層ＥＭＬは、ホスト物質として該当技術分野で知られている一般的な材料を更に含んでもよい。例えば、発光層ＥＭＬはホスト物質としてＡｌｑ３（トリス（８−ヒドロキシキノリノ）アルミニウム）、ＤＰＥＰＯ（ビス−［２−（ジフェニルホスフィノ）フェニル］エーテルオキシド）、ＣＢＰ（４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル）、ｍＣＰ（１，３−ビス（カルバゾール−９−イル）ベンゼン）、ＰＰＦ（２，８−ビス（ジフェニルホスホリル）ジベンゾ［ｂ，ｄ］フラン）、ＴＣＴＡ（４，４’，４”−トリス（カルバゾール−９−イル）−トリフェニルアミン）、ＰＶＫ（ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ＡＤＮ（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン）、ＴＢＡＤＮ（３−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（ナフト−２−イル）アントラセン）、ＤＳＡ（ジスチリルアリレン）、ＣＤＢＰ（４，４’−ビス（９−カルバゾリル）−２，２’−ジメチル−ビフェニル）、ＭＡＤＮ（２−メチル−９，１０−ビス（ナフタレン−２−イル）アントラセン）、ＣＰ１（ヘキサフェニルシクロトリホスファゼン）、ＵＧＨ−２（１，４−ビス（トリフェニルシリル）ベンゼン）、ＤＰＳｉＯ３（ヘキサフェニルシクロトリシロキサン）、ＤＰＳｉＯ４（オクタフェニルシクロテトラシロキサン）、ＰＰＦ（２，８−ビス（ジフェニルホスホリル）ジゼンゾフラン）、及びＴＰＢｉ（１，３，５−トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール−２−イル）ベンゼン）のうち少なくとも一つを含んでもよいが、これに限らない。
発光層ＥＭＬが赤色光を発光する場合、発光層ＥＭＬは、例えば、ＰＢＤ：Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ）（トリス（ジベンゾイルメタナト）フェナントロリンユウロピウム）またはペリレンを含む蛍光物質を更に含む。発光層ＥＭＬが赤色を発光する場合、発光層ＥＭＬに含まれるドーパントは、例えば、ＰＩＱＩｒ（ａｃａｃ）（ビス（１−フェニルイソキノリン）アセチルアセトネートイリジウム）、ＰＱＩｒ（ａｃａｃ）（ビス（１−フェニルキノリン）アセチルアセトネートイリジウム）、ＰＱＩｒ（トリス（１−フェニルキノリン）イリジウム）、及びＰｔＯＥＰ（オクタエチルポリフィリンプラチナ）のような金属錯化合物（ｍｅｔａｌ ｃｏｍｐｌｅｘ)、または有機金属錯体（ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｉｃ ｃｏｍｐｌｅｘ）、ルブレン及びその誘導体、及び４−ジシアノメチレン−２−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−６−メチル−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）及びその誘導体から選択される。
発光層ＥＭＬが緑色光を発光する場合、発光層ＥＭＬは、例えば、Ａｌｑ３（トリス（８−ヒドロキシキノリノ）アルミニウム）を含む蛍光物質を更に含む。発光層が緑色を発光する場合、発光層ＥＭＬに含まれたドーパントは、例えば、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（ｆａｃ−トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム）のような金属錯化合物、または有機金属錯体、及びクマリン及びその誘導体から選択される。
発光層ＥＭＬが青色光を発光する場合、発光層ＥＭＬは、例えば、スピロ−ＤＰＶＢｉ、スピロ−６Ｐ、ＤＳＢ（ジスチリル−ベンゼン）、ＤＳＡ（ジスチリル−アリーレン）、ＰＦＯ（ポリフルオレン）系高分子、及びＰＰＶ（ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）系高分子からなる群から選択されるいずれか一つを含む蛍光物質を更に含む。発光層ＥＭＬが青色を発光する場合、発光層ＥＭＬに含まれるドーパントは、例えば、（４，６−Ｆ２ｐｐｙ）２Ｉｒｐｉｃのような金属錯化合物、または有機金属錯体、及びぺリレン及びその誘導体から選択される。
電子輸送領域ＥＴＲは、発光層ＥＭＬの上に配置される。電子輸送領域ＥＴＲは、正孔阻止層ＨＢＬ、電子輸送層ＥＴＬ、及び電子注入層ＥＩＬのうち少なくとも一つを含むが、実施形態はこれに限らない。
電子輸送領域ＥＴＲは、単一物質からなる単一層、複数の互いに異なる物質からなる単一層、または複数の互いに異なる物質からなる複数の層を有する多層構造を有する。
例えば、電子輸送領域ＥＴＲは電子注入層のＥＩＬまたは電子輸送層ＥＴＬの単一層構造を有してもよく、電子注入物質と電子輸送物質からなる単一層構造を有してもよい。また、電子輸送領域ＥＴＲは、複数の互いに異なる物質からなる単一層の構造を有するか、発光層ＥＭＬから順番に積層された電子輸送層ＥＴＬ／電子注入層ＥＩＬ、正孔阻止層ＨＢＬ／電子輸送層ＥＴＬ／電子注入層ＥＩＬの構造を有してもよいが、これに限らない。電子輸送領域ＥＴＲの厚さは、例えば、約１００ｎｍ〜約１５０ｎｍであってもよい。
一実施形態の有機電界発光素子１０の電子輸送領域ＥＴＲは、本発明の一実施形態による多環化合物を含む。例えば、電子輸送領域ＥＴＲは化学式１で表される多環化合物を含んでもよい。
電子輸送領域ＥＴＲが複数の層を有する多層構造であれば、複数の層のうちいずれか一つの層が化学式１で表される多環化合物を含む。例えば、電子輸送領域ＥＴＲが発光層ＥＭＬの上に配置される電子輸送層ＥＴＬ、及び電子輸送層ＥＴＬの上に配置される電子注入層ＥＩＬを含み、電子輸送層ＥＴＬまたは電子注入層ＥＩＬが本発明の一実施形態による多環化合物を含んでもよい。
電子輸送領域ＥＴＲは、化学式１で表される多環化合物を１種または２種以上含む。例えば、電子輸送領域ＥＴＲは、上述した第１化合物群〜第３化合物群に示した化合物のうちから選択される少なくとも一つを含んでもよい。
電子輸送領域ＥＴＲは、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェットプリント法、レーザプリント法、レーザ熱転写法（ＬＩＴＩ）などのような多様な方法を利用して形成される。
電子輸送領域ＥＴＲは、多環化合物以外の公知の物質を更に含む。電子輸送領域ＥＴＲが電子輸送層ＥＴＬを含めば、電子輸送領域ＥＴＲはアントラセン系化合物を含む。但し、これに限らず、電子輸送領域は、例えば、Ａｌｑ３（トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム）、１，３，５−トリ［（３−ピリジル）−フェン−３−イル］ベンゼン、２，４，６−トリス（３’−ピリジン−３−イル）ビフェニル−３−イル）−１，３，５−トリアジン、ＤＰＥＰＯ（ビス［２−（ジフェニルホスフィノ）フェニル］フェニルエーテルオキシド）、２−（４−（Ｎ−フェニルベンゾイミダゾリル−１−イルフェニル）−９，１０−ジナフチルアントラセン、ＴＰＢｉ（１，３，５−トリ（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール−２−イル）フェニル）、ＢＣＰ（２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）、Ｂｐｈｅｎ（４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）、ＴＡＺ（３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニル−５−テルト−ブチルフェニル−１，２，４−トリアゾール）、ＮＴＡＺ（４−（ナフタレン−１−イル）−３，５−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール）、ｔＢｕ−ＰＢＤ（２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−テルトーブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール）、ＢＡｌｑ（ビス（２−メチル−８−キノリノラト−Ｎ１，Ｏ８）−（１，１’−ビフェニル−４−オラト）アルミニウム）、Ｂｅｂｑ２（ベリリウムビス（ベンゾキノリン−１０−オラト）、ＡＤＮ（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン）、またはこれらの混合物を含んでもよい。電子輸送層ＥＴＬの厚さは、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍ、例えば、約１５ｎｍ〜約５０ｎｍである。電子輸送層ＨＴＬの厚さが上述したような範囲を満足すれば、実質的な駆動電圧の上昇なしに満足できる程度の電子輸送特性が得られる。
電子輸送領域ＥＴＲが電子注入層ＥＩＬを含めば、電子輸送領域ＥＴＲは、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、ＲｂＣｌ、ＲｂＩのようなハロゲン化金属、Ｙｂのようなランタン族金属、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＯのような金属酸化物、またはＬｉＱ（リチウムキノラート）などが使用されてもよいが、これに限らない。電子注入層ＥＩＬはまた、電子輸送物質と絶縁性の有機金属塩（ｏｒｇａｎｏ ｍｅｔａｌ ｓａｌｔ)が混合された物質からなる。有機金属塩は、エネルギーバンドギャップ（ｅｎｅｒｇｙ ｂａｎｄ ｇａｐ)が約４ｅＶ以上の物質である。詳しくは、例えば、有機金属塩は、酢酸金属塩（ｍｅｔａｌ ａｃｅｔａｔｅ)、安息香酸金属塩（ｍｅｔａｌ ｂｅｎｚｏａｔｅ)、アセト酢酸金属塩（ｍｅｔａｌ ａｃｅｔｏａｃｅｔａｔｅ）、金属アセチルアセトネート（ｍｅｔａｌ ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎａｔｅ）、またはステアリン酸金属塩（ｓｔｅａｒａｔｅ）を含む。電子注入層ＥＩＬの厚さは、約０．１ｎｍ〜約１０ｎｍ、約０．３ｎｍ〜約９ｎｍである。電子注入層ＥＩＬの厚さが上述したような範囲を満足すれば、実質的な駆動電圧の上昇なしに満足できる程度の電子注入特性が得られる。
電子輸送領域ＥＴＲは、上述したように、正孔阻止層ＨＢＬを含む。正孔阻止層ＨＢＬは、例えば、ＢＣＰ（２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）、ＤＰＥＰＯ（ビス［２−（ジフェニルホスフィノ）フェニル］フェニルエーテルオキシド）、及びＢｐｈｅｎ（４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）のうち少なくとも一つを含んでもよいが、これに限らない。
第２電極ＥＬ２は電子輸送領域ＥＴＲの上に配置される。第２電極ＥＬ２は、共通電極または負極である。第２電極ＥＬ２は、透過型電極、半透過型電極、または反射型電極である。第２電極ＥＬ２が透過型電極であれば、第２電極ＥＬ２は透明金属酸化物、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、ＩＴＺＯなどからなる。
第２電極ＥＬ２が半透過型電極または反射型電極であれば、第２電極ＥＬ２はＡｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、またはこれらを含む化合物や混合物（例えば、ＡｇとＭｇの混合物）を含む。または、前記物質からなる反射膜や半透過膜、及びＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、ＩＴＺＯなどからなる透明導電膜を含む複数の層構造である。
図示していないが、第２電極ＥＬ２は補助電極と連結される。第２電極ＥＬ２が補助電極と連結されれば、第２電極ＥＬ２の抵抗を減少させることができる。
一方、図４を参照すると、一実施形態の有機電界発光素子１０は、第２電極ＥＬ２の上にキャッピング層ＣＰＬを更に含む。キャッピング層ＣＰＬは、例えば、α−ＮＰＤ、ＮＰＢ、ＴＰＤ、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、Ａｌｑ３、ＣｕＰｃ、ＴＰＤ１５（Ｎ４，Ｎ４，Ｎ４’，Ｎ４’−テトラ（ビフェニル−４−イル）ビフェニル−４，４’−ジアミン）、ＴＣＴＡ（４，４’，４”−トリス（カルバゾール ソル−９−イル）トリフェニルアミン）などを含んでもよい。
本発明一実施形態による有機電界発光素子１０は、上述したように、化学式１で表される多環化合物を含むことで優秀な発光効率特性を示す。また、一実施形態の有機電界発光素子１０は、青色波長領域で高効率特性を示す。
以下では実施形態及び比較例を参照し、本発明の一実施形態による化合物及び一実施形態の有機電界発光素子について詳しく説明する。また、以下に示す実施形態は本発明の理解を助けるための一例示であって、本発明の範囲はこれに限らない。
(多環化合物の合成)
以下で説明する多環化合物の合成法は一実施例であって、本発明の実施形態による多環化合物の合成法は下記実施例に限らない。
１．化合物１−９の合成
Figure 2021132207
（１）中間体１−９ａの合成
３，５−ビス（ジフェニルアミノ）フェノール（１ｅｑ．）、１−ブロモ−３−フルオロベンゼン（１．１ｅｑ．）、炭酸カリウム（２ｅｑ．）をＤＭＦに添加した後、窒素雰囲気下、摂氏１６０度で２４時間撹拌した。冷却後、酢酸エチルと水で３回洗浄し、得られた有機層をＭｇＳＯ４で乾燥した後、減圧乾燥した。カラムクロマトグラフィで中間体１−９ａを得た。（収率：８０％）
（２）中間体１−９ｂの合成
中間体１−９ａ（１ｅｑ．）、Ｎ１，Ｎ１，Ｎ３，Ｎ３，Ｎ５−ペンタフェニルベンゼン−１，３，５−トリアミン（１．１ｅｑ．）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）（０．０５ｅｑ．）、トリーｔｅｒｔ−ブチルホスフィン（０．１ｅｑ．）、ナトリウムｔ−ブトキシド（３ｅｑ．）をトルエンに溶かした後、窒素雰囲気下、摂氏１００度で１２時間攪拌した。冷却後、酢酸エチルと水で３回洗浄し、得られた有機層をＭｇＳＯ４で乾燥した後、減圧乾燥した。カラムクロマトグラフィで中間体１−９ｂを得た。（収率：７５％）
（３）中間体１−９ｃの合成
中間体１−９ｃ（１ｅｑ．）をオルトジクロロベンゼンに溶かした後、フラスコを窒素雰囲気下、摂氏０度に冷却し、ＢＢｒ３（４ｅｑ．）を徐々に注入した。滴下終了後、温度を摂氏１６０度に上げ、２４時間攪拌した。冷却後、フラスコにトリエチルアミンを発熱が止まるまで徐々に滴下し、反応を終結させた後、ヘキサンを加え析出させて、固形分をろ過して得た。得られた固形分をカラムクロマトグラフィで精製した後、更にＭＣ／Ｈｅｘ再結晶で精製して中間体１−９ｃを得た。（収率：１５％）
（４）化合物１−９の合成
中間体１−９ｃ（１ｅｑ）をオルトジクロロベンゼンに溶かした後、フラスコを窒素雰囲気下、摂氏０度に冷却し、ＢI３（２．５ｅｑ）を徐々に注入した。滴下終了後、温度を摂氏１６０度に上げ、６時間攪拌した。冷却後、フラスコにトリエチルアミンを発熱が止まるまで徐々に滴下し、反応を終結させた後、ヘキサンを加え析出させて、固形分をろ過して得た。得られた固形分をシリカろ過で精製した後、更にＭＣ／Ｈｅｘ再結晶で精製して化合物１−９を得た。（収率：１０％）
２．化合物１−１０の合成
Figure 2021132207
（１）中間体１−１０ａの合成
Ｎ１，Ｎ１，Ｎ３，Ｎ３，Ｎ５−ペンタフェニルベンゼン−１，３，５−トリアミン（２．２ｅｑ．）、１，３−ジブロモベンゼン（１ｅｑ．）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）（０．０５ｅｑ．）、トリーｔｅｒｔ−ブチルホスフィン（０．１ｅｑ．）、ナトリウムｔ−ブトキシド（３ｅｑ．）をトルエンに溶かした後、窒素雰囲気下、摂氏１００度で１２時間攪拌した。冷却後、酢酸エチルと水で３回洗浄し、得られた有機層をＭｇＳＯ４で乾燥した後、減圧乾燥した。カラムクロマトグラフィで中間体１−１０ａを得た。（収率：６５％）
（２）中間体１−１０ｂの合成
中間体１−１０ａ（１ｅｑ．）をオルトジクロロベンゼンに溶かした後、フラスコを窒素雰囲気下、摂氏０度に冷却し、ＢＢｒ３（４ｅｑ．）を徐々に注入した。滴下終了後、温度を摂氏１６０度に上げ、２４時間攪拌した。冷却後、フラスコにトリエチルアミンを発熱が止まるまで徐々に滴下し、反応を終結させた後、ヘキサンを加え析出させて、固形分をろ過して得た。得られた固形分をカラムクロマトグラフィで精製した後、更にＭＣ／Ｈｅｘ再結晶で精製して中間体１−１０ｂを得た。（収率：１５％）
（３）化合物１−１０の合成
中間体１−１０ｂ（１ｅｑ）をオルトジクロロベンゼンに溶かした後、フラスコを窒素雰囲気下、摂氏０度に冷却し、ＢI３（２．５ｅｑ）を徐々に注入した。滴下終了後、温度を摂氏１６０度に上げ、６時間攪拌した。冷却後、フラスコにトリエチルアミンを発熱が止まるまで徐々に滴下し、反応を終結させた後、ヘキサンを加え析出させて、固形分をろ過して得た。得られた固形分をシリカろ過で精製した後、更にＭＣ／Ｈｅｘ再結晶で精製して化合物１−１０を得た。（収率：１０％）
３．化合物２−２の合成
Figure 2021132207
（１）中間体２−２ａの合成
２，７−ジブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（１ｅｑ．）、３，５−ビス（ジフェニルアミノ）フェノール（２．５ｅｑ．）、炭酸カリウム（５ｅｑ．）をＤＳＭＯに添加した後、窒素雰囲気下、摂氏１８０度で２４時間撹拌した。冷却後、酢酸エチルと水で５回洗浄し、得られた有機層をＭｇＳＯ４で乾燥した後、減圧乾燥した。カラムクロマトグラフィで中間体２−２ａを得た。（収率：５０％）
（２）中間体２−２ｂの合成
中間体２−２ａ（１ｅｑ．）をオルトジクロロベンゼンに溶かした後、フラスコを窒素雰囲気下、摂氏０度に冷却し、ＢＢｒ３（４ｅｑ．）を徐々に注入した。滴下終了後、温度を摂氏１６０度に上げ、２４時間攪拌した。冷却後、フラスコにトリエチルアミンを発熱が止まるまで徐々に滴下し、反応を終結させた後、ヘキサンを加え析出させて、固形分をろ過して得た。得られた固形分をカラムクロマトグラフィで精製した後、更にＭＣ／Ｈｅｘ再結晶で精製して化合物２−２ｂを得た。（収率：１５％）
（３）化合物２−２の合成
中間体２−２ｂ（１ｅｑ）をオルトジクロロベンゼンに溶かした後、フラスコを窒素雰囲気下、摂氏０度に冷却し、ＢI３（２．５ｅｑ）を徐々に注入した。滴下終了後、温度を摂氏１６０度に上げ、６時間攪拌した。冷却後、フラスコにトリエチルアミンを発熱が止まるまで徐々に滴下し、反応を終結させた後、ヘキサンを加え析出させて、固形分をろ過して得た。得られた固形分をシリカろ過で精製した後、更にＭＣ／Ｈｅｘ再結晶で精製して化合物２−２を得た。（収率：１０％）
４．化合物２−３の合成
Figure 2021132207
（１）中間体２−３ａの合成
１，３−ジブロモ−５−フェノキシベンゼン（１ｅｑ．）、ジフェニルアミン（１ｅｑ．）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）（０．０１ｅｑ．）、トリーｔｅｒｔ−ブチルホスフィン（０．０５ｅｑ．）、ナトリウムｔ−ブトキシド（３ｅｑ．）をトルエンに溶かした後、窒素雰囲気下、摂氏９０度で２時間攪拌した。冷却後、酢酸エチルと水で３回洗浄し、得られた有機層をＭｇＳＯ４で乾燥した後、減圧乾燥した。カラムクロマトグラフィで中間体２−３ａを得た。（収率：６５％）
（２）中間体２−３ｂの合成
中間体２−３ａ（１ｅｑ．）、アニリン（１．１ｅｑ．）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）（０．０１ｅｑ．）、トリーｔｅｒｔ−ブチルホスフィン（０．０５ｅｑ．）、ナトリウムｔ−ブトキシド（３ｅｑ．）をトルエンに溶かした後、窒素雰囲気下、摂氏９０度で２時間攪拌した。冷却後、酢酸エチルと水で３回洗浄し、得られた有機層をＭｇＳＯ４で乾燥した後、減圧乾燥した。カラムクロマトグラフィで中間体２−３ｂを得た。（収率：７５％）
（３）中間体２−３ｃの合成
中間体２−３ｂ（２．１ｅｑ．）、２，７−ジブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（１ｅｑ．）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）（０．０５ｅｑ．）、トリーｔｅｒｔ−ブチルホスフィン（０．１ｅｑ．）、ナトリウムｔ−ブトキシド（３ｅｑ．）をトルエンに溶かした後、窒素雰囲気下、摂氏１００度で２４時間攪拌した。冷却後、酢酸エチルと水で３回洗浄し、得られた有機層をＭｇＳＯ４で乾燥した後、減圧乾燥した。カラムクロマトグラフィで中間体２−３ｃを得た。（収率：６５％）
（４）中間体２−３ｄの合成
中間体２−３ｃ（１ｅｑ．）をオルトジクロロベンゼンに溶かした後、フラスコを窒素雰囲気下、摂氏０度に冷却し、ＢＢｒ３（４ｅｑ．）を徐々に注入した。滴下終了後、温度を摂氏１６０度に上げ、２４時間攪拌した。冷却後、フラスコにトリエチルアミンを発熱が止まるまで徐々に滴下し、反応を終結させた後、ヘキサンを加え析出させて、固形分をろ過して得た。得られた固形分をカラムクロマトグラフィで精製した後、更にＭＣ／Ｈｅｘ再結晶で精製して中間体２−３ｂを得た。（収率：１５％）
（５）化合物２−３の合成
中間体２−３ｂ（１ｅｑ）をオルトジクロロベンゼンに溶かした後、フラスコを窒素雰囲気下、摂氏０度に冷却し、ＢI３（２．５ｅｑ）を徐々に注入した。滴下終了後、温度を摂氏１６０度に上げ、６時間攪拌した。冷却後、フラスコにトリエチルアミンを発熱が止まるまで徐々に滴下し、反応を終結させた後、ヘキサンを加え析出させて、固形分をろ過して得た。得られた固形分をシリカろ過で精製した後、更にＭＣ／Ｈｅｘ再結晶で精製して化合物２−３を得た。（収率：１０％）
５．化合物２−１３の合成
Figure 2021132207
（１）中間体２−１３ａの合成
Ｎ１，Ｎ１，Ｎ３，Ｎ３，Ｎ５−ペンタフェニルベンゼン−１，３，５−トリアミン（２．２ｅｑ．）、３，３−ジブロモジベンゾ［ｂ，ｄ］フラン（１ｅｑ．）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）（０．０５ｅｑ．）、トリーｔｅｒｔ−ブチルホスフィン（０．１ｅｑ．）、ナトリウムｔ−ブトキシド（３ｅｑ．）をトルエンに溶かした後、窒素雰囲気下、摂氏１００度で１２時間攪拌した。冷却後、酢酸エチルと水で３回洗浄し、得られた有機層をＭｇＳＯ４で乾燥した後、減圧乾燥した。カラムクロマトグラフィで中間体２−１３ａを得た。（収率：６５％）
（２）中間体２−１３ｂの合成
中間体２−１３ａ（１ｅｑ．）をオルトジクロロベンゼンに溶かした後、フラスコを窒素雰囲気下、摂氏０度に冷却し、ＢＢｒ３（４ｅｑ．）を徐々に注入した。滴下終了後、温度を摂氏１６０度に上げ、２４時間攪拌した。冷却後、フラスコにトリエチルアミンを発熱が止まるまで徐々に滴下し、反応を終結させた後、ヘキサンを加え析出させて、固形分をろ過して得た。得られた固形分をカラムクロマトグラフィで精製した後、更にＭＣ／Ｈｅｘ再結晶で精製して中間体２−１３ｂを得た。（収率：１５％）
（３）化合物２−１３の合成
中間体２−１３ｂ（１ｅｑ）をオルトジクロロベンゼンに溶かした後、フラスコを窒素雰囲気下、摂氏０度に冷却し、ＢI３（２．５ｅｑ）を徐々に注入した。滴下終了後、温度を摂氏１６０度に上げ、６時間攪拌した。冷却後、フラスコにトリエチルアミンを発熱が止まるまで徐々に滴下し、反応を終結させた後、ヘキサンを加え析出させて、固形分をろ過して得た。得られた固形分をシリカろ過で精製した後、更にＭＣ／Ｈｅｘ再結晶で精製して化合物２−１３を得た。（収率：１０％）
６．化合物３−１の合成
Figure 2021132207
（１）中間体３−１ａの合成
４−フルオロ−２−（（３−フルオロフェニル）アミノ）安息香酸（１ｅｑ．）をＣＨ３ＣＮに０．４４Ｍの濃度で添加し、摂氏９０度に加熱した後、オキシ塩化リン（Ｖ）（２．２ｅｑ．）を１時間の間徐々に添加した。添加が完了した後、摂氏９０度で２時間撹拌した。冷却後、Ｈ２Ｏ（７０ｅｑ．）を添加し、摂氏１００度で３時間攪拌した。冷却後、酢酸エチルと水で３回洗浄し、得られた有機層をＭｇＳＯ４で乾燥した後、減圧乾燥した。カラムクロマトグラフィで中間体３−１ａを得た。(収率：３０％）
（２）中間体３−１ｂの合成
中間体３−１ａ（１ｅｑ．）、ブロモベンゼン（１．１ｅｑ．）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）（０．０１ｅｑ．）、トリーｔｅｒｔ−ブチルホスフィン（０．０５ｅｑ．）、ナトリウムｔ−ブトキシド（３ｅｑ．）をトルエンに溶かした後、窒素雰囲気下、摂氏９０度で２時間攪拌した。冷却後、酢酸エチルと水で３回洗浄し、得られた有機層をＭｇＳＯ４で乾燥した後、減圧乾燥した。カラムクロマトグラフィで中間体３−１ｂを得た。（収率：６５％）
（３）中間体３−１ｃの合成
５−ヨードベンゼン１，３−ジオール（１ｅｑ．）、フルオロベンゼン（１．１ｅｑ．）、炭酸カリウム（２ｅｑ．）をＤＭＳＯに溶かした後、窒素雰囲気下、摂氏１６０度で１２時間撹拌した。冷却後、酢酸エチルと水で５回洗浄し、得られた有機層をＭｇＳＯ４で乾燥した後、減圧乾燥した。カラムクロマトグラフィで中間体３−１ｃを得た。（収率：５０％）
（４）中間体３−１ｄの合成
中間体３−１ｃ（１ｅｑ．）、ビス（２−（トリメチルシリル）フェニル）アミン（２．２ｅｑ．）、ヨウ化銅（０．０５ｅｑ．）、水酸化カリウム（５ｅｑ．）、１，１０−フェナントロリン（０．０５ｅｑ．）をキシレンに添加した後、窒素雰囲気下、摂氏１１０度で２４時間撹拌した。冷却後、酢酸エチルと水で５回洗浄し、得られた有機層をＭｇＳＯ４で乾燥した後、減圧乾燥した。カラムクロマトグラフィで中間体３−１ｄを得た。（収率：５０％）
（５）中間体３−１ｅの合成
中間体３−１ｂ（１ｅｑ．）、中間体３−１ｄ（２．２ｅｑ．）、炭酸セシウム（５ｅｑ．）をＤＭＳＯに溶かした後、窒素雰囲気下、摂氏１６０度で２4時間撹拌した。冷却後、酢酸エチルと水で５回洗浄し、得られた有機層をＭｇＳＯ４で乾燥した後、減圧乾燥した。カラムクロマトグラフィで中間体３−１ｅを得た。（収率：３５％）
（６）化合物３−１の合成
ＢＢｒ３（５ｅｑ．）をオルトジクロロベンゼンに溶かした後、フラスコを窒素雰囲気下、摂氏０度に冷却して、オルトジクロロベンゼンに溶解されている中間体３−１ｅ（１ｅｑ．）を１時間の間徐々に添加した。添加後、常温で２時間撹拌して摂氏０度に冷却し、ジイソプロピルエチルアミン（１５ｅｑ．）を添加した。添加後、摂氏１６０に温度を上げ、２４時間攪拌した。反応終結後、ヘキサンを加え析出させて、固形分をろ過して得た。得られた固形分をカラムクロマトグラフィで精製した後、更にＭＣ／Ｈｅｘ再結晶で精製して化合物３−１を得た。（収率：１５％）
７．化合物３−２の合成
Figure 2021132207
（１）中間体３−２ａの合成
２，２’，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノンを砂浴を利用して摂氏２２０度で６時間加熱した後、カラムクロマトグラフィで中間体３−２ａを得た。（収率：８５％）
（２）中間体３−２ｂの合成
中間体３−２ａ（１ｅｑ．）、１−フルオロ−３−ヨード−５−フェノキシベンゼン（２．２ｅｑ．）、炭酸セシウム（５ｅｑ．）をＤＭＳＯに溶かした後、窒素雰囲気下、摂氏１６０度で２４時間撹拌した。冷却後、酢酸エチルと水で５回洗浄し、得られた有機層をＭｇＳＯ４で乾燥した後、減圧乾燥した。カラムクロマトグラフィで中間体３−２ｂを得た。（収率：３５％）
（３）中間体３−２ｃの合成
中間体３−２ｂ（１ｅｑ．）、ビス（２−（トリメチルシリル）フェニル）アミン（２．２ｅｑ．）、ヨウ化銅（０．０５ｅｑ．）、水酸化カリウム（５ｅｑ．）、１，１０−フェナントロリン（０．０５ｅｑ．）をキシレンに添加した後、窒素雰囲気下、摂氏１１０度で２４時間撹拌した。冷却後、酢酸エチルと水で５回洗浄し、得られた有機層をＭｇＳＯ４で乾燥した後、減圧乾燥した。カラムクロマトグラフィで中間体３−２ｃを得た。（収率：５５％）
（４）化合物３−２の合成
ＢＢｒ３（５ｅｑ．）をオルトジクロロベンゼンに溶かした後、フラスコを窒素雰囲気下、摂氏０度に冷却して、オルトジクロロベンゼンに溶解されている中間体３−２ｃ（１ｅｑ．）を１時間の間徐々に添加した。添加後、常温で２時間撹拌して摂氏０度に冷却し、ジイソプロピルエチルアミン（１５ｅｑ．）を滴加した。滴加後、摂氏１６０に温度を上げ、２４時間攪拌した。反応終結後、ヘキサンを加え析出させて、固形分をろ過して得た。得られた固形分をカラムクロマトグラフィで精製した後、更にＭＣ／Ｈｅｘ再結晶で精製して化合物３−２を得た。（収率：１５％）
８．化合物３−４の合成
Figure 2021132207
（１）中間体３−４ａの合成
３−ブロモ−５−（ジフェニルアミノ）フェノール（１ｅｑ．）、ビス（２−（トリメチルシリル）フェニル）アミン（１．１ｅｑ．）、ヨウ化銅（０．０５ｅｑ．）、水酸化カリウム（５ｅｑ．）、１，１０−フェナントロリン（０．０５ｅｑ．）をキシレンに添加した後、窒素雰囲気下、摂氏１１０度で２４時間撹拌した。冷却後、酢酸エチルと水で５回洗浄し、得られた有機層をＭｇＳＯ４で乾燥した後、減圧乾燥した。カラムクロマトグラフィで中間体３−４ａを得た。（収率：５５％）
（２）中間体３−４ｂの合成
中間体３−４ａ（２．２ｅｑ．）、３，６−ジフルオロ−１０−フェニルアクリジン−９（１０Ｈ)−オン（１ｅｑ．）、炭酸セシウム（５ｅｑ．）をＤＭＳＯに溶かした後、窒素雰囲気下、摂氏１６０度で２４時間撹拌した。冷却後、酢酸エチルと水で５回洗浄し、得られた有機層をＭｇＳＯ４で乾燥した後、減圧乾燥した。カラムクロマトグラフィで中間体３−４ｂを得た。（収率：３５％）
（３）化合物３−４の合成
ＢＢｒ３（５ｅｑ．）をオルトジクロロベンゼンに溶かした後、フラスコを窒素雰囲気下、摂氏０度に冷却して、オルトジクロロベンゼンに溶解されている中間体３−４ｂ（１ｅｑ．）を１時間の間徐々に添加した。添加後、常温で２時間撹拌して摂氏０度に冷却し、ジイソプロピルエチルアミン（１５ｅｑ．）を滴加した。滴加後、摂氏１６０に温度を上げ、２４時間攪拌した。反応終結後、ヘキサンを加え析出させて、固形分をろ過して得た。得られた固形分をカラムクロマトグラフィで精製した後、更にＭＣ／Ｈｅｘ再結晶で精製して化合物３−４を得た。（収率：１５％）
［実施例化合物］
Figure 2021132207
Figure 2021132207

下記比較例化合物を発光層材料として使用し、比較例の有機電界発光素子を製作した。
［比較例化合物］
Figure 2021132207
実施例及び比較例の有機電界発光素子は、以下の方法で製造した。
ガラス基板の上に１２０ｎｍの厚さでＩＴＯをパターニングした後、超純水で洗浄し、ＵＶオゾン処理を３０分間実施した。その後、正孔注入層として厚さ３０ｎｍでＮＰＤを真空蒸着し、正孔輸送層としてＴＡＴＡを厚さ２０ｎｍで真空蒸着した。正孔輸送層の上部に化合物ＣｚＳｉを厚さ１０ｎｍで真空蒸着した。
次に、発光層を形成する際、一実施例の多環化合物または比較例化合物とｍＣＰを１：９９の割合で共蒸着し、厚さ２０ｎｍの層を形成した。
発光層の上にＴＳＰ０１を厚さ２０ｎｍで形成した後、電子注入層化合物としてＴＰＢＩを厚さ３０ｎｍで蒸着した。電子輸送層の上部にハロゲン化アルカリ金属であるＬｉＦを電子注入層として厚さ１ｎｍで蒸着し、Ａｌを厚さ３００ｎｍで真空蒸着してＬｉＦ／Ａｌ電極を形成することで、有機電界発光素子を製造した。
（有機電界発光素子の特性評価）
実施例及び比較例による有機電界発光素子の特性を評価するために、最大発光波長（ｎｍ）、及び輝度１０００ｃｄ／ｍ２である際の外部量子効率（％）を測定した。
Figure 2021132207

表１の結果を参照すると、一実施例による多環化合物を発光層に含む場合、比較例に比べ外部量子効率が改善されることが分かる。
一実施例による多環化合物は、広い板状の骨格を有することで多重共鳴効果が更に活性化され、発光層のホストマトリックス内でドーパントの遷移双極子モーメントの高い水平配向率を有するようになる。よって、ΔＥＳＴをより下げることができるため、発光効率が向上される。
１０：有機電界発光素子 ＥＬ１：第１電極
ＥＬ２：第２電極 ＯＬ：有機相
ＨＴＲ：正孔輸送領域 ＥＭＬ：発光層
ＥＴＲ：電子輸送領域

Claims (15)

  1. 第１電極と、
    前記第１電極の上に配置される有機層と、
    前記有機層の上に配置される第２電極と、を含み、
    前記の有機層は下記化学式１で表される多環化合物を含む有機電界発光素子：
    Figure 2021132207
     ・・・（化学式１）
    前記化学式１において、
    Ｘ１〜Ｘ４はそれぞれ独立してＮＲ９、Ｏ、またはＳであり、
    Ｒ１〜Ｒ８はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換若しくは無置換のホウ素基、置換若しくは無置換のシリル基、置換若しくは無置換のアミノ基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、
    Ｒ９は水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と結合して環を形成し、
    ａ〜ｆはそれぞれ独立して０以上４以下の整数であり、
    ｍ及びｎはそれぞれ独立して０または１であり、
    点線は結合または非結合を意味し、
    環Ａは下記化学式２−１〜２−３のうちいずれか一つで表される：
    Figure 2021132207
     ・・・（化学式２−１）

    Figure 2021132207
    ・・・（化学式２−２）

    Figure 2021132207
    ・・・（化学式２−３）

    前記化学式２−１〜化学式２−３において、
    「＊」印は縮合される位置を示し、
    Ｘ５及びＸ６はそれぞれ独立してＣＲ３０Ｒ３１、ＮＲ３２、Ｏ、またはＳであり、
    Ｒ３０〜Ｒ３２はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、
    Ｒ２０〜Ｒ２９はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換若しくは無置換のホウ素基、置換若しくは無置換のシリル基、置換若しくは無置換のアミノ基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるが、
    但し、前記環Ａが前記化学式２−１または２−２で表される際、前記ｍ及びｎのうち少なくとも一つは１である。
  2. 前記有機層は、
    前記第１電極の上に配置される正孔輸送領域と、
    前記正孔輸送領域の上に配置される発光層と、
    前記発光層の上に配置される電子輸送領域と、を含む、
    請求項１に記載の有機電界発光素子。
  3. 前記発光層は前記多環化合物を含み、遅延蛍光を放出する、
    請求項２に記載の有機電界発光素子。
  4. 前記発光層はホスト及びドーパントを含む遅延蛍光発光層であり、
    前記ドーパントは前記多環化合物である、
    請求項３に記載の有機電界発光素子。
  5. 前記発光層は、青色光を放出する熱活性遅延蛍光発光層である、
    請求項３に際の有機電界発光素子。
  6. 前記電子輸送領域は、
    前記発光層の上に配置される電子輸送層と、
    前記電子輸送層の上に配置される電子注入層と、を含み、
    前記電子輸送層または前記電子注入層は前記多環化合物を含む請求項２に記載の有機電界発光素子。
  7. 前記化学式２−２は、下記化学式３−１〜化学式３−４のうちいずれか一つで表される、
    請求項１に記載の有機電界発光素子：
    Figure 2021132207
     ・・・（化学式３−１）

    Figure 2021132207
    ・・・（化学式３−２）

    Figure 2021132207
    ・・・（化学式３−３）

    Figure 2021132207
    ・・・（化学式３−４）

    前記化学式３−１〜化学式３−４において、
    「＊」印は縮合される位置を示し、
    Ｒ３０、Ｒ３１、及びＲ３３はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、または置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基であり、
    ｊは０以上５以下の整数である。
  8. 前記化学式２−３は、下記化学式４−１〜化学式４−３のうちいずれか一つで表される請求項１に記載の有機電界発光素子：
    Figure 2021132207
     ・・・（化学式４−１）

    Figure 2021132207
    ・・・（化学式４−２）
    Figure 2021132207
    ・・・（化学式４−３）
    前記化学式４−１〜化学式４−３において、
    「＊」印は縮合される位置を示し、
    Ｒ３４は水素原子、重水素原子、または置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基であり、
    ｋは０以上５以下の整数である。
  9. 前記化学式１は、下記化学式５−１または下記化学式５−２で表される請求項１に記載の有機電界発光素子：
    Figure 2021132207
     ・・・（化学式５−１）
    Figure 2021132207
    ・・・（化学式５−２）
    前記化学式５−１及び化学式５−２において、
    Ｘ１〜Ｘ４、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ２０、Ｒ２１、ａ〜ｆは、化学式１及び化学式２−１で定義した通りである。
  10. 前記化学式１は、下記化学式６−１または下記化学式６−２で表される請求項１に記載の有機電界発光素子：
    Figure 2021132207
     ・・・（化学式６−１）
    Figure 2021132207
    ・・・（化学式６−２）
    前記化学式６−１及び化学式６−２において、
    Ｘ１〜Ｘ５、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ２２〜Ｒ２５、ａ〜ｆは、化学式１及び化学式２−２で定義した通りである。
  11. 前記化学式１は、下記化学式７−１〜化学式７−３のうちいずれか一つで表される請求項１に記載の有機電界発光素子：
    Figure 2021132207
     ・・・（化学式７−１）
    Figure 2021132207
    ・・・（化学式７−２）
    Figure 2021132207
    ・・・（化学式７−３）
    前記化学式７−１〜化学式７−３において、
    Ｘ１〜Ｘ４、X６、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ２６〜Ｒ２９、ａ〜ｆは、化学式１及び化学式２−３で定義した通りである。
  12. 前記Ｘ１〜Ｘ４はそれぞれ独立してＮＲ１１、または０であり、
    前記Ｒ１１は置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０アリール基である請求項１に記載の有機電界発光素子。
  13. 前記Ｘ１及びＸ４は互いに同じであり、
    前記Ｘ２及びＸ３は互いに同じである請求項１に記載の有機電界発光素子。
  14. 前記化学式１で表される化合物は、下記第１化合物群〜第３化合物群に示した化合物のうちいずれか一つである請求項１に記載の有機電界発光素子：
    ［第１化合物群］
    Figure 2021132207
    Figure 2021132207

    Figure 2021132207

    ［第２化合物群］
    Figure 2021132207
    Figure 2021132207

    Figure 2021132207

    Figure 2021132207

    ［第３化合物群］
    Figure 2021132207
    Figure 2021132207
    。
  15. 下記化学式１で表される多環化合物：
    Figure 2021132207
     ・・・（化学式１）
    前記化学式１において、
    Ｘ１〜Ｘ４はそれぞれ独立してＮＲ９、Ｏ、またはＳであり、
    Ｒ１〜Ｒ８はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換若しくは無置換のホウ素基、置換若しくは無置換のシリル基、置換若しくは無置換のアミノ基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、
    Ｒ９は水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と結合して環を形成し、
    ａ〜ｆはそれぞれ独立して０以上４以下の整数であり、
    ｍ及びｎはそれぞれ独立して０または１であり、
    点線は結合または非結合を意味し、
    環Ａは下記化学式２−１〜２−３のうちいずれか一つで表される：
    Figure 2021132207
    ・・・（化学式２−１）
    Figure 2021132207
    ・・・（化学式２−２）
    Figure 2021132207
    ・・・（化学式２−３）
    前記化学式２−１〜化学式２−３において、
    「＊」印は縮合される位置を示し、
    Ｘ５及びＸ６はそれぞれ独立してＣＲ３０Ｒ３１、ＮＲ３２、Ｏ、またはＳであり、
    Ｒ３０〜Ｒ３２はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、
    Ｒ２０〜Ｒ２９はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換若しくは無置換のホウ素基、置換若しくは無置換のシリル基、置換若しくは無置換のアミノ基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるが、
    但し、前記環Ａが前記化学式２−１または２−２で表される際、前記ｍ及びｎのうち少なくとも一つは１である。
JP2021021218A 2020-02-19 2021-02-12 有機電界発光素子及び有機電界発光素子用多環化合物 Pending JP2021132207A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200020252A KR20210106047A (ko) 2020-02-19 2020-02-19 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 다환 화합물
KR10-2020-0020252 2020-02-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021132207A true JP2021132207A (ja) 2021-09-09

Family

ID=77275779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021021218A Pending JP2021132207A (ja) 2020-02-19 2021-02-12 有機電界発光素子及び有機電界発光素子用多環化合物

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11800793B2 (ja)
JP (1) JP2021132207A (ja)
KR (1) KR20210106047A (ja)
CN (1) CN113285047A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11258017B2 (en) * 2016-04-27 2022-02-22 Wuhan Xinqu Chuangrou Optoelectronics Technology Co., Ltd Semiconducting compositions comprising semiconducting polymers

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5645948A (en) 1996-08-20 1997-07-08 Eastman Kodak Company Blue organic electroluminescent devices
JP4060669B2 (ja) 2002-08-28 2008-03-12 富士フイルム株式会社 １，３，６，８−四置換ピレン化合物、有機ｅｌ素子及び有機ｅｌディスプレイ
KR100525408B1 (ko) 2002-12-24 2005-11-02 엘지전자 주식회사 유기 전계 발광 소자
EP1437395B2 (en) 2002-12-24 2015-08-26 LG Display Co., Ltd. Organic electroluminescent device
TWI636056B (zh) 2014-02-18 2018-09-21 學校法人關西學院 多環芳香族化合物及其製造方法、有機元件用材料及其應用
US10374166B2 (en) 2014-02-18 2019-08-06 Kwansei Gakuin Educational Foundation Polycyclic aromatic compound
CN107735879B (zh) 2015-03-25 2020-03-13 学校法人关西学院 多环芳香族化合物、多环芳香族多聚体化合物及发光层形成用组合物与其用途
WO2017092508A1 (zh) 2015-12-04 2017-06-08 广州华睿光电材料有限公司 D-a型化合物及其应用
JP7012308B2 (ja) 2016-09-07 2022-01-28 学校法人関西学院 多環芳香族化合物
JP7038371B2 (ja) 2016-09-07 2022-03-18 学校法人関西学院 多環芳香族化合物
CN110612304A (zh) 2017-05-16 2019-12-24 学校法人关西学院 多环芳香族化合物
KR101876763B1 (ko) 2017-05-22 2018-07-11 머티어리얼사이언스 주식회사 유기화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
JP2021061262A (ja) * 2018-02-05 2021-04-15 学校法人関西学院 多環芳香族化合物の発光材料を用いた有機電界発光素子
CN112601753A (zh) * 2018-04-12 2021-04-02 学校法人关西学院 氟取代多环芳香族化合物
KR20210050537A (ko) * 2018-08-23 2021-05-07 가꼬우 호징 관세이 가쿠잉 유기전계 발광소자, 표시장치, 조명장치, 발광층형성용 조성물, 및 화합물
CN109411634B (zh) * 2018-08-31 2019-12-24 昆山国显光电有限公司 一种有机电致发光器件和显示装置
CN109192874B (zh) * 2018-08-31 2019-09-10 昆山国显光电有限公司 一种有机电致发光器件和显示装置
TW202030306A (zh) * 2018-11-15 2020-08-16 學校法人關西學院 有機電場發光元件、顯示裝置以及照明裝置
KR20210064496A (ko) * 2019-11-25 2021-06-03 삼성디스플레이 주식회사 축합환 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
WO2021230133A1 (ja) * 2020-05-13 2021-11-18 学校法人関西学院 多環芳香族化合物

Also Published As

Publication number Publication date
CN113285047A (zh) 2021-08-20
KR20210106047A (ko) 2021-08-30
US11800793B2 (en) 2023-10-24
US20210273175A1 (en) 2021-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7390105B2 (ja) 有機電界発光素子及び有機電界発光素子用モノアミン化合物
JP6965070B2 (ja) アミン化合物及びそれを含む有機電界発光素子
KR102550505B1 (ko) 모노아민 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
JP7264626B2 (ja) アミン化合物及び有機電界発光素子
JP7479134B2 (ja) 有機電界発光素子及び有機電界発光素子用多環化合物
JP2021002648A (ja) 有機電界発光素子及び有機電界発光素子用縮合多環化合物
JP2021057582A (ja) 有機電界発光素子及び有機電界発光素子用多環化合物
JP2021054809A (ja) 有機電界発光素子及び有機電界発光素子用化合物
JP2021054811A (ja) 有機電界発光素子及び有機電界発光素子用化合物
JP2019081756A (ja) 光吸収剤及びこれを含む有機電界発光素子
JP2023123511A (ja) 含窒素化合物及びそれを含む有機ｅｌ素子
JP2020172483A (ja) 有機電界発光素子及び有機電界発光素子用化合物
KR102488018B1 (ko) 다환 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR20200036959A (ko) 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 아민 화합물
CN113801655A (zh) 有机电致发光装置
CN113745416A (zh) 有机电致发光装置及用于有机电致发光装置的多环化合物
JP7456757B2 (ja) 有機電界発光素子及び有機電界発光素子用多環化合物
JP2021010004A (ja) 有機電界発光素子及び有機電界発光素子用多環化合物
KR20210118293A (ko) 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 축합환 화합물
CN112194671A (zh) 有机电致发光装置及用于有机电致发光装置的稠合多环化合物
KR20200139287A (ko) 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 축합 다환 화합물
JP2021132207A (ja) 有機電界発光素子及び有機電界発光素子用多環化合物
JP7446793B2 (ja) 有機電界発光素子及び有機電界発光素子用多環化合物
JP2021077892A (ja) 有機電界発光素子及び有機電界発光素子用多環化合物
CN109721482B (zh) 光吸收剂和包括该光吸收剂的有机电致发光器件

Legal Events

Date Code Title Description
A80 Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A80

Effective date: 20211002

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20231219