JP2021528379A - ヘテロ環化合物、これを含む有機発光素子、有機発光素子の有機物層用組成物および有機発光素子の製造方法 - Google Patents

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Abstract

本明細書は、化学式１で表されるヘテロ環化合物、これを含む有機発光素子、有機発光素子の有機物層用組成物および有機発光素子の製造方法に関する。

Description

本出願は、２０１８年６月２２日付で韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１８−００７２０２９号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に組み込まれる。
本明細書は、ヘテロ環化合物、これを含む有機発光素子、有機発光素子の有機物層用組成物および有機発光素子の製造方法に関する。
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できる化合物が使用されてもよく、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使用されてもよい。その他にも、有機薄膜の材料として、正孔注入、正孔輸送、電子ブロック、正孔ブロック、電子輸送、電子注入などの役割を果たす化合物が使用されてもよい。
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。
本出願は、ヘテロ環化合物、これを含む有機発光素子、有機発光素子の有機物層用組成物および有機発光素子の製造方法を提供しようとする。
本出願の一実施態様において、下記化学式１で表されるヘテロ環化合物を提供する。
Figure 2021528379
前記化学式１において、
Ｎ−Ｈｅｔは、置換もしくは非置換であり、Ｎを１個以上含む単環または多環のヘテロ環基であり、
Ｘは、Ｏ；またはＳであり、
Ｌ１およびＬ２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、直接結合；置換もしくは非置換の６員環が１個〜３個からなるアリーレン基；または置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、ｐおよびｍは、１〜３の整数であり、ｐが２以上の場合、Ｌ１は、互いに同一または異なり、ｍが２以上の場合、Ｌ２は、互いに同一または異なり、
Ｚは、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６員環が１個〜３個からなるアリール基；トリフェニレン基；Ｐ（＝Ｏ）ＲＲ’；ＳｉＲＲ’Ｒ”；置換もしくは非置換のアミン基；Ｎを２以上含む置換もしくは非置換のヘテロアリール基；または下記化学式２で表され、ｎは、１〜５の整数であり、ｎが２以上の場合、Ｚは、互いに同一または異なり、
Figure 2021528379
前記化学式２において、
Ｒ１１〜Ｒ１８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であるか；または互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のヘテロ環を形成し、
Ｒ１〜Ｒ４は、水素であり、
Ｒ５、Ｒ、Ｒ’およびＲ”は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン；−ＣＮ；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のアルキニル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のヘテロシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のヘテロアリール基；および置換もしくは非置換のアミン基からなる群より選択されるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のヘテロ環を形成し、ａは、０〜２の整数であり、ａが２以上の場合、Ｒ５は、互いに同一または異なる。
また、本出願の一実施態様によれば、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で表されるヘテロ環化合物を含む有機発光素子を提供する。
もう一つの実施態様において、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含む有機物層は、下記化学式３で表されるヘテロ環化合物をさらに含む有機発光素子を提供する。
Figure 2021528379
前記化学式３において、
ＲｃおよびＲｄは、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；−ＣＮ；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のアルキニル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のヘテロシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のヘテロアリール基；−ＳｉＲ３１Ｒ３２Ｒ３３；−Ｐ（＝Ｏ）Ｒ３１Ｒ３２；および置換もしくは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアリール基または置換もしくは非置換のヘテロアリール基で置換もしくは非置換のアミン基からなる群より選択されるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換の脂肪族または芳香族炭化水素環を形成し、
Ｒ３１、Ｒ３２およびＲ３３は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；重水素；−ＣＮ；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アリール基であり、
Ｒ２１およびＲ２２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
ｒおよびｓは、０〜７の整数であり、ｒおよびｓが２以上の整数の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なる。
また、本出願の他の実施態様は、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物、および前記化学式３で表されるヘテロ環化合物を含む有機発光素子の有機物層用組成物を提供する。
最後に、本出願の一実施態様は、基板を用意するステップと、前記基板上に第１電極を形成するステップと、前記第１電極上に１層以上の有機物層を形成するステップと、前記有機物層上に第２電極を形成するステップとを含み、前記有機物層を形成するステップは、前述した有機物層用組成物を用いて１層以上の有機物層を形成するステップを含む有機発光素子の製造方法を提供する。
本明細書に記載の化合物は、有機発光素子の有機物層材料として使用することができる。前記化合物は、有機発光素子において正孔注入材料、正孔輸送材料、発光材料、電子輸送材料、電子注入材料などの役割を果たすことができる。特に、前記化合物が有機発光素子の発光層材料として使用可能である。例えば、前記化合物は、単独で発光材料として使用されてもよく、発光層のホスト材料として使用されてもよい。
特に、化学式１は、ジベンゾフランまたはジベンゾチオフェン構造の一方のベンゼン環の位置にＮ含有環が置換されると同時に、もう１つの置換基で置換されることにより、ｐタイプおよびｎタイプの置換基を一方のベンゼン環に同時に有して、電子安定性の構造を有し、これによって素子の寿命を向上させることができる。
本出願の一実施態様に係る有機発光素子の積層構造を概略的に示す図である。 本出願の一実施態様に係る有機発光素子の積層構造を概略的に示す図である。 本出願の一実施態様に係る有機発光素子の積層構造を概略的に示す図である。
以下、本出願について詳しく説明する。
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、互いに同一または異なっていてもよい。
本明細書において、前記ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素であってもよい。
本明細書において、前記アルキル基は、炭素数１〜６０の直鎖もしくは分枝鎖を含み、他の置換基によって追加的に置換されていてもよい。前記アルキル基の炭素数は１〜６０、具体的には１〜４０、さらに具体的には１〜２０であってもよい。具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、１−メチル−ブチル基、１−エチル−ブチル基、ペンチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ヘキシル基、ｎ−ヘキシル基、１−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、４−メチル−２−ペンチル基、３，３−ジメチルブチル基、２−エチルブチル基、ヘプチル基、ｎ−ヘプチル基、１−メチルヘキシル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、オクチル基、ｎ−オクチル基、ｔｅｒｔ−オクチル基、１−メチルヘプチル基、２−エチルヘキシル基、２−プロピルペンチル基、ｎ−ノニル基、２，２−ジメチルヘプチル基、１−エチル−プロピル基、１，１−ジメチル−プロピル基、イソヘキシル基、２−メチルペンチル基、４−メチルヘキシル基、５−メチルヘキシル基などがあるが、これらのみ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、炭素数２〜６０の直鎖もしくは分枝鎖を含み、他の置換基によって追加的に置換されていてもよい。前記アルケニル基の炭素数は２〜６０、具体的には２〜４０、さらに具体的には２〜２０であってもよい。具体例としては、ビニル基、１−プロペニル基、イソプロペニル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基、１−ペンテニル基、２−ペンテニル基、３−ペンテニル基、３−メチル−１−ブテニル基、１，３−ブタジエニル基、アリル基、１−フェニルビニル−１−イル基、２−フェニルビニル−１−イル基、２，２−ジフェニルビニル−１−イル基、２−フェニル−２−（ナフチル−１−イル）ビニル−１−イル基、２，２−ビス（ジフェニル−１−イル）ビニル−１−イル基、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、前記アルキニル基は、炭素数２〜６０の直鎖もしくは分枝鎖を含み、他の置換基によって追加的に置換されていてもよい。前記アルキニル基の炭素数は２〜６０、具体的には２〜４０、さらに具体的には２〜２０であってもよい。
本明細書において、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、ｉ−プロピルオキシ、ｎ−ブトキシ、イソブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｎ−ペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、ｎ−ヘキシルオキシ、３，３−ジメチルブチルオキシ、２−エチルブチルオキシ、ｎ−オクチルオキシ、ｎ−ノニルオキシ、ｎ−デシルオキシ、ベンジルオキシ、ｐ−メチルベンジルオキシなどになってもよいが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、前記シクロアルキル基は、炭素数３〜６０の単環または多環を含み、他の置換基によって追加的に置換されていてもよい。ここで、多環とは、シクロアルキル基が他の環基と直接連結または縮合された基を意味する。ここで、他の環基とは、シクロアルキル基であってもよいが、他の種類の環基、例えば、ヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基などであってもよい。前記シクロアルキル基の炭素数は３〜６０、具体的には３〜４０、さらに具体的には５〜２０であってもよい。具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、３−メチルシクロペンチル基、２，３−ジメチルシクロペンチル基、シクロヘキシル基、３−メチルシクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、２，３−ジメチルシクロヘキシル基、３，４，５−トリメチルシクロヘキシル基、４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、前記ヘテロシクロアルキル基は、ヘテロ原子としてＯ、Ｓ、Ｓｅ、Ｎ、またはＳｉを含み、炭素数２〜６０の単環または多環を含み、他の置換基によって追加的に置換されていてもよい。ここで、多環とは、ヘテロシクロアルキル基が他の環基と直接連結または縮合された基を意味する。ここで、他の環基とは、ヘテロシクロアルキル基であってもよいが、他の種類の環基、例えば、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基などであってもよい。前記ヘテロシクロアルキル基の炭素数は２〜６０、具体的には２〜４０、さらに具体的には３〜２０であってもよい。
本明細書において、前記アリール基は、炭素数６〜６０の単環または多環を含み、他の置換基によって追加的に置換されていてもよい。ここで、多環とは、アリール基が他の環基と直接連結または縮合された基を意味する。ここで、他の環基とは、アリール基であってもよいが、他の種類の環基、例えば、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、ヘテロアリール基などであってもよい。前記アリール基は、スピロ基を含む。前記アリール基の炭素数は６〜６０、具体的には６〜４０、さらに具体的には６〜２５であってもよい。前記アリール基の具体例としては、フェニル基、ビフェニル基、トリフェニル基、ナフチル基、アントリル基、クリセニル基、フェナントレニル基、ペリレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、フェナレニル基、ピレニル基、テトラセニル基、ペンタセニル基、フルオレニル基、インデニル基、アセナフチレニル基、ベンゾフルオレニル基、スピロビフルオレニル基、２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデニル基、これらの縮合環基などが挙げられるが、これらのみ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 2021528379
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、前記ヘテロアリール基は、ヘテロ原子としてＳ、Ｏ、Ｓｅ、Ｎ、またはＳｉを含み、炭素数２〜６０の単環または多環を含み、他の置換基によって追加的に置換されていてもよい。ここで、前記多環とは、ヘテロアリール基が他の環基と直接連結または縮合された基を意味する。ここで、他の環基とは、ヘテロアリール基であってもよいが、他の種類の環基、例えば、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基などであってもよい。前記ヘテロアリール基の炭素数は２〜６０、具体的には２〜４０、さらに具体的には３〜２５であってもよい。前記ヘテロアリール基の具体例としては、ピリジル基、ピロリル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、フラニル基、チオフェン基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、イソキサゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、トリアゾリル基、フラザニル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、ジチアゾリル基、テトラゾリル基、ピラニル基、チオピラニル基、ジアジニル基、オキサジニル基、チアジニル基、ジオキシニル基、トリアジニル基、テトラジニル基、キノリル基、イソキノリル基、キナゾリニル基、イソキナゾリニル基、キノゾリリル基、ナフチリジル基、アクリジニル基、フェナントリジニル基、イミダゾピリジニル基、ジアザナフタレニル基、トリアザインデン基、インドリル基、インドリジニル基、ベンゾチアゾリル基、ベンズオキサゾリル基、ベンズイミダゾリル基、ベンゾチオフェン基、ベンゾフラン基、ジベンゾチオフェン基、ジベンゾフラン基、カルバゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、フェナジニル基、ジベンゾシロール基、スピロビ（ジベンゾシロール）、ジヒドロフェナジニル基、フェノキサジニル基、フェナントリジル基、イミダゾピリジニル基、チエニル基、インドロ［２，３−ａ］カルバゾリル基、インドロ［２，３−ｂ］カルバゾリル基、インドリニル基、１０，１１−ジヒドロ−ジベンゾ［ｂ，ｆ］アゼピン基、９，１０−ジヒドロアクリジニル基、フェナントラジニル基、フェノチアチアジニル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、フェナントロリニル基、ベンゾ［ｃ］［１，２，５］チアジアゾリル基、５，１０−ジヒドロジベンゾ［ｂ，ｅ］［１，４］アザシリニル、ピラゾロ［１，５−ｃ］キナゾリニル基、ピリド［１，２−ｂ］インダゾリル基、ピリド［１，２−ａ］イミダゾ［１，２−ｅ］インドリニル基、５，１１−ジヒドロインデノ［１，２−ｂ］カルバゾリル基などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
本明細書において、前記アミン基は、モノアルキルアミン基；モノアリールアミン基；モノヘテロアリールアミン基；−ＮＨ２；ジアルキルアミン基；ジアリールアミン基；ジヘテロアリールアミン基；アルキルアリールアミン基；アルキルヘテロアリールアミン基；およびアリールヘテロアリールアミン基からなる群より選択されてもよいし、炭素数は特に限定されないが、１〜３０のものが好ましい。前記アミン基の具体例としては、メチルアミン基、ジメチルアミン基、エチルアミン基、ジエチルアミン基、フェニルアミン基、ナフチルアミン基、ビフェニルアミン基、ジビフェニルアミン基、アントラセニルアミン基、９−メチル−アントラセニルアミン基、ジフェニルアミン基、フェニルナフチルアミン基、ジトリルアミン基、フェニルトリルアミン基、トリフェニルアミン基、ビフェニルナフチルアミン基、フェニルビフェニルアミン基、ビフェニルフルオレニルアミン基、フェニルトリフェニレニルアミン基、ビフェニルトリフェニレニルアミン基などがあるが、これらのみに限定されるものではない。
本明細書において、アリーレン基は、アリール基に結合位置が２つあるもの、すなわち２価の基を意味する。これらは、それぞれ２価の基であることを除けば、前述したアリール基の説明が適用可能である。また、ヘテロアリーレン基は、ヘテロアリール基に結合位置が２つあるもの、すなわち２価の基を意味する。これらは、それぞれ２価の基であることを除けば、前述したヘテロアリール基の説明が適用可能である。
本明細書において、ホスフィンオキシド基は、具体的には、アリール基で置換されていてもよいし、前記アリール基は、前述した例示が適用可能である。例えば、ホスフィンオキシド基は、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、シリル基は、Ｓｉを含み、前記Ｓｉ原子がラジカルとして直接連結される置換基であり、−ＳｉＲ１０４Ｒ１０５Ｒ１０６で表され、Ｒ１０４〜Ｒ１０６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；アルキル基；アルケニル基；アルコキシ基；シクロアルキル基；アリール基；およびヘテロ環基のうちの少なくとも１つからなる置換基であってもよい。シリル基の具体例としては、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、「隣接した」基は、当該置換基が置換された原子と直接連結された原子に置換された置換基、当該置換基と立体構造的に最も近く位置した置換基、または当該置換基が置換された原子に置換された他の置換基を意味することができる。例えば、ベンゼン環におけるオルト（ｏｒｔｈｏ）位に置換された２個の置換基、および脂肪族環における同一炭素に置換された２個の置換基は、互いに「隣接した」基と解釈される。
隣接した基が形成可能な脂肪族または芳香族炭化水素環またはヘテロ環は、１価の基でないことを除けば、前述したシクロアルキル基、シクロヘテロアルキル基、アリール基、およびヘテロアリール基として例示された構造が適用可能である。
本明細書において、「置換もしくは非置換」とは、Ｃ１〜Ｃ６０の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル；Ｃ２〜Ｃ６０の直鎖もしくは分枝鎖のアルケニル；Ｃ２〜Ｃ６０の直鎖もしくは分枝鎖のアルキニル；Ｃ３〜Ｃ６０の単環または多環のシクロアルキル；Ｃ２〜Ｃ６０の単環または多環のヘテロシクロアルキル；Ｃ６〜Ｃ６０の単環または多環のアリール；Ｃ２〜Ｃ６０の単環または多環のヘテロアリール；−ＳｉＲＲ’Ｒ”；−Ｐ（＝Ｏ）ＲＲ’；Ｃ１〜Ｃ２０のアルキルアミン；Ｃ６〜Ｃ６０の単環または多環のアリールアミン；およびＣ２〜Ｃ６０の単環または多環のヘテロアリールアミンからなる群より選択された１以上の置換基で置換もしくは非置換であるか、前記例示された置換基の中から選択された２以上の置換基が連結された置換基で置換もしくは非置換であることを意味する。
本出願の一実施態様において、前記化学式１で表される化合物を提供する。
本出願の一実施態様において、前記化学式１は、下記化学式４または５で表されてもよい。
Figure 2021528379
Figure 2021528379
前記化学式４および５において、Ｒ１〜Ｒ５、Ｘ、Ｌ１、Ｌ２、Ｎ−Ｈｅｔ、Ｚ、ｍ、ｎ、ｐおよびａの定義は、前記化学式１で定義した通りである。
特に、本願の化学式１が前記のように化学式４および５のように表される場合、発光層内に注入された電子をＮ−Ｈｅｔが電子を引き寄せて安定化させ、電子を与えるジベンゾフランの酸素またはジベンゾチオフェンの硫黄の干渉効果が起こらず、Ｎ−Ｈｅｔに注入された電子が安定化する効果が発生し、素子の寿命が増加する特徴を有する。
本出願の一実施態様において、Ｎ−Ｈｅｔは、置換もしくは非置換であり、Ｎを１個以上含む単環または多環のヘテロ環である。
他の実施態様において、Ｎ−Ｈｅｔは、アリール基およびヘテロアリール基からなる群より選択される１以上の置換基で置換もしくは非置換であり、Ｎを１個以上含む単環または多環のヘテロ環である。
さらに他の実施態様において、Ｎ−Ｈｅｔは、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、ジメチルフルオレン基、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る１以上の置換基で置換もしくは非置換であり、Ｎを１個以上含む単環または多環のヘテロ環である。
さらに他の実施態様において、Ｎ−Ｈｅｔは、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、ジメチルフルオレン基、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る１以上の置換基で置換もしくは非置換であり、Ｎを１個以上３個以下で含む単環または多環のヘテロ環である。
本出願の一実施態様において、Ｎ−Ｈｅｔは、置換もしくは非置換であり、Ｎを１個以上含む単環ヘテロ環である。
本出願の一実施態様において、Ｎ−Ｈｅｔは、置換もしくは非置換であり、Ｎを１個以上含む２環以上のヘテロ環である。
本出願の一実施態様において、Ｎ−Ｈｅｔは、置換もしくは非置換であり、Ｎを２個以上含む単環または多環のヘテロ環である。
本出願の一実施態様において、Ｎ−Ｈｅｔは、Ｎを２個以上含む２環以上の多環ヘテロ環である。
本出願の一実施態様において、Ｎ−Ｈｅｔは、フェニル基で置換もしくは非置換のピリジン基；フェニル基で置換もしくは非置換のピリミジン基；フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、ジメチルフルオレン基、ジフェニルフルオレン基、スピロビフルオレン基、トリフェニレン基、ピリジン基、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る１以上の置換基で置換もしくは非置換のトリアジン基；フェニル基で置換もしくは非置換のベンゾ［４，５］チエノ［３，２−ｄ］ピリミジン基；フェニル基で置換もしくは非置換のベンゾイミダゾール基；ベンゾチアゾル基；フェニル基で置換もしくは非置換のキノリン基；フェニル基およびビフェニル基からなる群より選択される１以上の置換基で置換もしくは非置換のキナゾリン基；またはフェニル基で置換もしくは非置換のフェナントロリン基であってもよい。
本出願の一実施態様において、前記Ｎ−Ｈｅｔはさらに、フェニル基；−ＣＮ；ＳｉＲＲ’Ｒ”；またはＰ（＝Ｏ）ＲＲ’で置換されていてもよい。
本出願の一実施態様において、前記Ｎ−Ｈｅｔは、下記化学式６または７で表されてもよい。
Figure 2021528379
Figure 2021528379
前記化学式６および７において、
Ｘ１は、ＣＲ４１またはＮであり、Ｘ２は、ＣＲ４２またはＮであり、Ｘ３は、ＣＲ４３またはＮであり、Ｘ４は、ＣＲ４４またはＮであり、Ｘ５は、ＣＲ４５またはＮであり、
Ｘ１〜Ｘ５のうちの少なくとも１つは、Ｎであり、
Ｙは、ＮＲ５１またはＳであり、
Ｒ４１〜Ｒ４５およびＲ５１〜Ｒ５５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；−ＣＮ；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のヘテロアリール基；Ｐ（＝Ｏ）ＲＲ’；ＳｉＲＲ’Ｒ”；および置換もしくは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアリール基、または置換もしくは非置換のヘテロアリール基で置換もしくは非置換のアミン基からなる群より選択されるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のヘテロ環を形成し、
Ｒ、Ｒ’およびＲ”の定義は、前記化学式１における定義と同じである。
本出願の一実施態様において、前記化学式６は、下記化学式８〜１２のいずれか１つで表されてもよい。
Figure 2021528379
Figure 2021528379
Figure 2021528379
Figure 2021528379
Figure 2021528379
前記化学式８〜１２において、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ５、Ｒ４２およびＲ４４の定義は、前記化学式６における定義と同じであり、
化学式８において、Ｘ１、Ｘ３およびＸ５のうちの１つ以上は、Ｎであり、
化学式９および１０において、Ｘ１、Ｘ２およびＸ５のうちの１つ以上は、Ｎであり、
化学式１１において、Ｘ１〜Ｘ３のうちの１つ以上は、Ｎであり、
Ｒ６１〜Ｒ６５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；−ＣＮ；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のヘテロアリール基；Ｐ（＝Ｏ）ＲＲ’；ＳｉＲＲ’Ｒ”；および置換もしくは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアリール基、または置換もしくは非置換のヘテロアリール基で置換もしくは非置換のアミン基からなる群より選択されるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換の脂肪族または芳香族炭化水素環を形成し、
ｅは、０〜７の整数であり、ｅが２以上の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なる。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ１〜Ｒ５は、水素であってもよい。
本出願の一実施態様において、前記Ｘは、Ｏであってもよい。
本出願の一実施態様において、前記Ｘは、Ｓであってもよい。
本出願の一実施態様において、前記Ｌ１およびＬ２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、直接結合；置換もしくは非置換の６員環が１個〜３個からなるアリーレン基；または置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であってもよい。
前記６員環が１個〜３個からなるという意味は、６員環が縮合されて形成されるか、または６員環が互いに連結されて形成されることをすべて含む。
他の実施態様において、前記Ｌ１およびＬ２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、直接結合；置換もしくは非置換の６員環が１個〜３個からなる炭素数６〜６０のアリーレン基；または置換もしくは非置換の炭素数２〜６０のヘテロアリーレン基であってもよい。
さらに他の実施態様において、前記Ｌ１およびＬ２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、直接結合；置換もしくは非置換の６員環が１個〜３個からなる炭素数６〜４０のアリーレン基；または置換もしくは非置換の炭素数２〜４０のヘテロアリーレン基であってもよい。
さらに他の実施態様において、前記Ｌ１およびＬ２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、直接結合；６員環が１個〜３個からなる炭素数６〜４０のアリーレン基；または炭素数２〜４０のヘテロアリーレン基であってもよい。
さらに他の実施態様において、前記Ｌ１およびＬ２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、直接結合；フェニレン基；ナフタレン基；ビフェニレン基；または２価のピリジン基であってもよい。
本出願の一実施態様において、前記Ｚは、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６員環が１個〜３個からなるアリール基；トリフェニレン基；Ｐ（＝Ｏ）ＲＲ’；ＳｉＲＲ’Ｒ”；置換もしくは非置換のアミン基；Ｎを２以上含む置換もしくは非置換のヘテロアリール基；または下記化学式２で表されてもよい。
Figure 2021528379
前記化学式２において、Ｒ１１〜Ｒ１８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であるか；または互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のヘテロ環を形成する。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ１１〜Ｒ１８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；または置換もしくは非置換の炭素数２〜６０のヘテロアリール基であるか；または互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換の炭素数６〜６０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換の炭素数２〜６０のヘテロ環を形成する。
他の実施態様において、前記Ｒ１１〜Ｒ１８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；または置換もしくは非置換の炭素数２〜４０のヘテロアリール基であるか；または互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換の炭素数６〜４０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換の炭素数２〜４０のヘテロ環を形成する。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ１１〜Ｒ１８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；または炭素数６〜４０のアリール基で置換もしくは非置換の炭素数２〜４０のヘテロアリール基であるか；または互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して炭素数１〜４０のアルキル基または炭素数６〜４０のアリール基で置換もしくは非置換の炭素数６〜４０の芳香族炭化水素環、または炭素数１〜４０のアルキル基または炭素数６〜４０のアリール基で置換もしくは非置換の炭素数２〜４０のヘテロ環を形成する。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ１１〜Ｒ１８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；ジベンゾフラン基；ジベンゾチオフェン基；フェニル基で置換もしくは非置換のカルバゾール基；または互いに隣接する２以上の基は、互いに結合してメチル基またはフェニル基で置換もしくは非置換のインドール環、ベンゾチオフェン環、ベンゾフラン環、またはメチル基で置換もしくは非置換のインデン環を形成してもよい。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ１１〜Ｒ１８のうちの少なくとも１つは、置換もしくは非置換のヘテロアリール基であるか；または互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のヘテロ環を形成する。
他の実施態様において、前記Ｚは、置換もしくは非置換の炭素数１〜６０のアルキル基；置換もしくは非置換の６員環が１個〜３個からなる炭素数６〜６０のアリール基；トリフェニレン基；Ｐ（＝Ｏ）ＲＲ’；ＳｉＲＲ’Ｒ”；Ｎを２以上含む置換もしくは非置換の炭素数２〜６０のヘテロアリール基；または置換もしくは非置換のアミン基であってもよい。
さらに他の実施態様において、前記Ｚは、置換もしくは非置換の炭素数１〜４０のアルキル基；置換もしくは非置換の６員環が１個〜３個からなる炭素数６〜４０のアリール基；トリフェニレン基；Ｐ（＝Ｏ）ＲＲ’；ＳｉＲＲ’Ｒ”；Ｎを２以上含む置換もしくは非置換の炭素数２〜４０のヘテロアリール基；または置換もしくは非置換のアミン基であってもよい。
さらに他の実施態様において、前記Ｚは、炭素数６〜４０のアリール基で置換もしくは非置換の炭素数１〜４０のアルキル基；６員環が１個〜３個で形成される炭素数６〜４０のアリール基；トリフェニレン基；炭素数６〜４０のアリール基および炭素数２〜４０のヘテロアリール基からなる群より選択される１以上の置換基で置換もしくは非置換であり、Ｎを２以上含む炭素数２〜４０のヘテロアリール基；Ｐ（＝Ｏ）ＲＲ’；またはＳｉＲＲ’Ｒ”であってもよい。
さらに他の実施態様において、前記Ｚは、フェニル基；ビフェニル基；ナフチル基；フェナントレン基；トリフェニレン基；フェニル基で置換もしくは非置換のメチル基；フェニル基およびジベンゾフラン基からなる群より選択される１以上の置換基で置換もしくは非置換のトリアジン基；フェニル基で置換もしくは非置換のピリミジン基；フェニル基で置換もしくは非置換のイミダゾール基；フェニル基で置換もしくは非置換のキノリン基；Ｐ（＝Ｏ）ＲＲ’；またはＳｉＲＲ’Ｒ”であってもよい。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ、Ｒ’、Ｒ”は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアリール基であってもよい。
他の実施態様において、前記Ｒ、Ｒ’、Ｒ”は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６〜６０のアリール基であってもよい。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ、Ｒ’、Ｒ”は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６〜４０のアリール基であってもよい。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ、Ｒ’、Ｒ”は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、炭素数６〜４０のアリール基であってもよい。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ、Ｒ’、Ｒ”は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、フェニル基であってもよい。
本出願の一実施態様において、前記化学式２のＲ１５およびＲ１６；Ｒ１６およびＲ１７；またはＲ１７およびＲ１８が互いに結合して置換もしくは非置換の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のヘテロ環を形成する場合、下記化学式１３で表してもよい。
Figure 2021528379
前記化学式１３において、
Ｒ１１〜Ｒ１４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；置換もしくは非置換のヘテロアリール基；または互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のヘテロ環を形成し、
Ｙ１は、Ｏ；Ｓ；ＮＲ８１；またはＣＲ８２Ｒ８３であり、
Ｒ７１およびＲ８１〜Ｒ８３は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
ｆは、０〜４の整数であり、ｆが２以上の整数の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なる。
本出願の一実施態様において、Ｒ４１〜Ｒ４５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のヘテロ環を形成してもよい。
他の実施態様において、Ｒ４１〜Ｒ４５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；置換もしくは非置換の炭素数６〜６０のアリール基；または置換もしくは非置換の炭素数２〜６０のヘテロアリール基であるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換の炭素数６〜６０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換の炭素数２〜６０のヘテロ環を形成してもよい。
さらに他の実施態様において、Ｒ４１〜Ｒ４５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；置換もしくは非置換の炭素数６〜４０のアリール基；または置換もしくは非置換の炭素数２〜４０のヘテロアリール基であるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換の炭素数６〜４０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換の炭素数２〜４０のヘテロ環を形成してもよい。
さらに他の実施態様において、Ｒ４１〜Ｒ４５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；ＣＮ、炭素数１〜４０のアルキル基、炭素数６〜４０のアリール基、ＳｉＲＲ’Ｒ”およびＰ（＝Ｏ）ＲＲ’からなる群より選択される１以上の置換基で置換もしくは非置換の炭素数６〜４０のアリール基；または炭素数２〜４０のヘテロアリール基であるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して炭素数６〜４０の芳香族炭化水素環、または炭素数２〜４０のヘテロ環を形成してもよい。
さらに他の実施態様において、Ｒ４１〜Ｒ４５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；ＣＮ、ビフェニル基、トリフェニレン基、ＳｉＲＲ’Ｒ”、およびＰ（＝Ｏ）ＲＲ’からなる群より選択される１以上の置換基で置換もしくは非置換のフェニル基；ビフェニル基；ナフチル基；トリフェニレン基；ジメチルフルオレン基；ジフェニルフルオレン基；スピロビフルオレン基；ピリジン基；ジベンゾチオフェン基；またはジベンゾフラン基であるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合してベンゼン環、キノリン環、またはベンゾチオフェン環を形成してもよい。
本出願の一実施態様において、Ｒ５１〜Ｒ５５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のヘテロ環を形成してもよい。
他の実施態様において、Ｒ５１〜Ｒ５５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；または置換もしくは非置換の炭素数６〜６０のアリール基であってもよい。
さらに他の実施態様において、Ｒ５１〜Ｒ５５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；または炭素数６〜４０のアリール基であってもよい。
さらに他の実施態様において、Ｒ５１〜Ｒ５５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；またはフェニル基であってもよい。
本出願の一実施態様において、Ｒ６１〜Ｒ６５は、水素であってもよい。
本出願の一実施態様において、Ｒ７１は、水素であってもよい。
本出願の一実施態様において、Ｙ１は、Ｏ；Ｓ；ＮＲ８１；またはＣＲ８２Ｒ８３であってもよい。
本出願の一実施態様において、Ｒ８１は、水素；または置換もしくは非置換のアリール基であってもよい。
他の実施態様において、Ｒ８１は、水素；または炭素数６〜４０のアリール基であってもよい。
さらに他の実施態様において、Ｒ８１は、水素；またはフェニル基であってもよい。
本出願の一実施態様において、Ｒ８２およびＲ８３は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；または置換もしくは非置換のアルキル基であってもよい。
他の実施態様において、Ｒ８２およびＲ８３は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数１〜４０のアルキル基であってもよい。
さらに他の実施態様において、Ｒ８２およびＲ８３は、メチル基であってもよい。
本出願の一実施態様において、前記
Figure 2021528379
は、置換基に連結される部位を意味し、具体的には、前記化学式２の
Figure 2021528379
は、Ｌ２と連結される部位を意味し、前記化学式６〜１３の
Figure 2021528379
は、それぞれＬ１と連結される部位を意味する。
本出願の一実施態様によれば、前記化学式１は、下記の化合物のいずれか１つで表されてもよいが、これのみに限定されるものではない。
Figure 2021528379
Figure 2021528379

Figure 2021528379

Figure 2021528379

Figure 2021528379

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Figure 2021528379

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Figure 2021528379

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Figure 2021528379

Figure 2021528379

Figure 2021528379

Figure 2021528379

Figure 2021528379

Figure 2021528379
また、前記化学式１の構造に多様な置換基を導入することにより、導入された置換基固有の特性を有する化合物を合成することができる。例えば、有機発光素子の製造時、使用される正孔注入層物質、正孔輸送層物質、発光層物質、電子輸送層物質、および電荷生成層物質に主に使用される置換基を前記コア構造に導入することにより、各有機物層で要求する条件を満たす物質を合成することができる。
さらに、前記化学式１の構造に多様な置換基を導入することにより、エネルギーバンドギャップを微細調節可能にし、一方で、有機物の間における界面での特性を向上させ、物質の用途を多様化することができる。
一方、前記化合物は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高くて熱的安定性に優れている。このような熱的安定性の増加は、素子に駆動安定性を提供する重要な要因になる。
また、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によるヘテロ環化合物を含む有機発光素子を提供する。
前記化学式１で表されるヘテロ環化合物に関する具体的な内容は、前述したものと同じである。
本出願の一実施態様において、前記第１電極は、陽極であってもよく、前記第２電極は、陰極であってもよい。
他の実施態様において、前記第１電極は、陰極であってもよく、前記第２電極は、陽極であってもよい。
本出願の一実施態様において、前記有機発光素子は、青色有機発光素子であってもよいし、前記化学式１によるヘテロ環化合物は、前記青色有機発光素子の材料として使用できる。例えば、前記化学式１によるヘテロ環化合物は、青色有機発光素子の青色発光層のホスト物質に含まれる。
本出願の一実施態様において、前記有機発光素子は、緑色有機発光素子であってもよいし、前記化学式１によるヘテロ環化合物は、前記緑色有機発光素子の材料として使用できる。例えば、前記化学式１によるヘテロ環化合物は、緑色有機発光素子の青色発光層のホスト物質に含まれる。
本出願の一実施態様において、前記有機発光素子は、赤色有機発光素子であってもよいし、前記化学式１によるヘテロ環化合物は、前記赤色有機発光素子の材料として使用できる。例えば、前記化学式１によるヘテロ環化合物は、赤色有機発光素子の青色発光層のホスト物質に含まれる。
本発明の有機発光素子は、前述したヘテロ環化合物を用いて１層以上の有機物層を形成することを除けば、通常の有機発光素子の製造方法および材料によって製造できる。
前記ヘテロ環化合物は、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、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、これらのみに限定されるものではない。
本発明の有機発光素子の有機物層は、単層構造からなってもよいが、２層以上の有機物層が積層された多層構造からなってもよい。例えば、本発明の有機発光素子は、有機物層として、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などを含む構造を有することができる。しかし、有機発光素子の構造はこれに限定されず、より少数の有機物層を含んでもよい。
本発明の有機発光素子において、前記有機物層は、発光層を含むことができ、前記発光層は、前記ヘテロ環化合物を含むことができる。
他の有機発光素子において、前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、ホスト物質を含み、前記ホスト物質は、前記ヘテロ環化合物を含むことができる。
もう一つの例として、前記ヘテロ環化合物を含む有機物層は、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物をホストとして含み、イリジウム系ドーパントと共に使用可能である。
本発明の有機発光素子において、前記有機物層は、電子注入層または電子輸送層を含み、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ことができる。
他の有機発光素子において、前記有機物層は、電子ブロック層または正孔ブロック層を含み、前記電子ブロック層または正孔ブロック層は、前記ヘテロ環化合物を含むことができる。
本発明の有機発光素子は、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、電子ブロック層、および正孔ブロック層からなる群より選択される１層または２層以上をさらに含むことができる。
本出願の一実施態様において、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含む有機物層は、下記化学式３で表されるヘテロ環化合物をさらに含む有機発光素子を提供する。
Figure 2021528379
前記化学式３において、
ＲｃおよびＲｄは、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；−ＣＮ；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のアルキニル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のヘテロシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のヘテロアリール基；−ＳｉＲ３１Ｒ３２Ｒ３３；−Ｐ（＝Ｏ）Ｒ３１Ｒ３２；および置換もしくは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアリール基または置換もしくは非置換のヘテロアリール基で置換もしくは非置換のアミン基からなる群より選択されるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換の脂肪族または芳香族炭化水素環を形成し、
Ｒ３１、Ｒ３２およびＲ３３は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；重水素；−ＣＮ；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アリール基であり、
Ｒ２１およびＲ２２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
ｒおよびｓは、０〜７の整数であり、ｒおよびｓが２以上の整数の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なる。
本出願の一実施態様において、前記ＲｃおよびＲｄは、水素であってもよい。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ２１およびＲ２２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６〜６０のアリール基であってもよい。
他の実施態様において、前記Ｒ２１およびＲ２２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６〜４０のアリール基であってもよい。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ２１およびＲ２２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、炭素数１〜４０のアルキル基、炭素数６〜４０のアリール基、ＣＮ、およびＳｉＲＲ’Ｒ”からなる群より選択される１以上の置換基で置換もしくは非置換の炭素数６〜４０のアリール基であってもよい。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ２１およびＲ２２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、ＣＮ、ＳｉＲＲ’Ｒ”およびフェニル基からなる群より選択される１以上の置換基で置換もしくは非置換のフェニル基；フェニル基で置換もしくは非置換のビフェニル基；ナフチル基；トリフェニレン基；ジメチルフルオレン基；ジフェニルフルオレン基；またはスピロビフルオレン基であってもよい。
前記化学式１のヘテロ環化合物および前記化学式３のヘテロ環化合物を同時に有機発光素子の有機物層に含む場合、より優れた効率および寿命効果を奏する。この結果は、２つの化合物を同時に含む場合、エキサイプレックス（ｅｘｃｉｐｌｅｘ）現象が起こることを予想することができる。
前記エキサイプレックス（ｅｘｃｉｐｌｅｘ）現象は、２分子間の電子交換によりｄｏｎｏｒ（ｐ−ｈｏｓｔ）のＨＯＭＯ ｌｅｖｅｌ、ａｃｃｅｐｔｏｒ（ｎ−ｈｏｓｔ）のＬＵＭＯ ｌｅｖｅｌの大きさのエネルギーを放出する現象である。２分子間のエキサイプレックス（ｅｘｃｉｐｌｅｘ）現象が起こると、Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｉｎｔｅｒｓｙｓｔｅｍ Ｃｒｏｓｓｉｎｇ（ＲＩＳＣ）が起こり、これによって蛍光の内部量子効率が１００％まで上昇できる。正孔輸送能力が良いｄｏｎｏｒ（ｐ−ｈｏｓｔ）と電子輸送能力が良いａｃｃｅｐｔｏｒ（ｎ−ｈｏｓｔ）が発光層のホストとして使用される場合、正孔はｐ−ｈｏｓｔに注入され、電子はｎ−ｈｏｓｔに注入されるため、駆動電圧を低下させることができ、それによって寿命の向上に役立つことができる。本願発明では、ｄｏｎｏｒの役割は前記化学式３のヘテロ環化合物、ａｃｃｅｐｔｏｒの役割は前記化学式１のヘテロ環化合物が発光層ホストとして使用された場合に、優れた素子特性を示すことを確認することができた。
本出願の一実施態様に係る有機発光素子において、前記化学式３は、下記のヘテロ環化合物のいずれか１つで表されてもよい。
Figure 2021528379
Figure 2021528379

Figure 2021528379

Figure 2021528379
本発明の有機発光素子において、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物：前記化学式３で表されるヘテロ環化合物の重量比は、１：１０〜１０：１であってもよく、１：８〜８：１であってもよく、１：５〜５：１であってもよいし、１：２〜２：１であってもよいが、これのみに限定されるものではない。
本発明の有機発光素子において、前記有機物層は、発光層を含むことができ、前記発光層は、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含むことができる。
他の有機発光素子において、前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、ホスト物質を含み、前記ホスト物質は、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含むことができる。
もう一つの例として、前記ヘテロ環化合物を含む有機物層は、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物をホストとして含み、燐光ドーパントと共に使用可能である。
もう一つの例として、前記ヘテロ環化合物を含む有機物層は、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物をホストとして含み、イリジウム系ドーパントと共に使用可能である。
本発明の有機発光素子において、前記有機物層は、発光層を含むことができ、前記発光層は、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物、および前記化学式３で表されるヘテロ環化合物を同時に含むことができる。
他の有機発光素子において、前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、ホスト物質を含み、前記ホスト物質は、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物、および前記化学式３で表されるヘテロ環化合物を同時に含むことができる。
もう一つの例として、前記ヘテロ環化合物を含む有機物層は、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物、および前記化学式３で表されるヘテロ環化合物を同時に含み、燐光ドーパントと共に使用可能である。
もう一つの例として、前記ヘテロ環化合物を含む有機物層は、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物、および前記化学式３で表されるヘテロ環化合物を同時に含み、イリジウム系ドーパントと共に使用可能である。
前記燐光ドーパント材料としては、当技術分野で知られているものを使用することができる。
例えば、ＬＬ’ＭＸ’、ＬＬ’Ｌ”Ｍ、ＬＭＸ’Ｘ”、Ｌ２ＭＸ’およびＬ３Ｍで表される燐光ドーパント材料を使用することができるが、これらの例によって本発明の範囲が限定されるものではない。
ここで、Ｌ、Ｌ’、Ｌ”、Ｘ’およびＸ”は、互いに異なる二座配位子であり、Ｍは、八面体錯体を形成する金属である。
Ｍは、イリジウム、白金、オスミウムなどになってもよい。
Ｌは、ｓｐ２炭素およびヘテロ原子によって前記イリジウム系ドーパントとしてＭに配位される陰イオン性二座配位子であり、Ｘは、電子または正孔をトラップする機能を果たすことができる。Ｌの非限定的な例としては、２−（１−ナフチル）ベンゾオキサゾール、（２−フェニルベンゾオキサゾール）、（２−フェニルベンゾチアゾール）、（２−フェニルベンゾチアゾール）、（７，８−ベンゾキノリン）、（チオフェン基ピリジン）、フェニルピリジン、ベンゾチオフェン基ピリジン、３−メトキシ−２−フェニルピリジン、チオフェン基ピリジン、トリルピリジンなどがある。Ｘ’およびＸ”の非限定的な例としては、アセチルアセトネート（ａｃａｃ）、ヘキサフルオロアセチルアセトネート、サリチリデン、ピコリネート、８−ヒドロキシキノリネートなどがある。
さらなる具体例を下記に表すが、これらの例のみに限定されるものではない。
Figure 2021528379
本出願の一実施態様において、前記イリジウム系ドーパントとしては、緑色燐光ドーパントとしてＩｒ（ｐｐｙ）３が使用できる。
本出願の一実施態様において、前記ドーパントの含有量は、発光層全体を基準として、１％〜１５％、好ましくは３％〜１０％、さらに好ましくは５％〜１０％の含有量を有することができる。
図１〜図３に本出願の一実施態様に係る有機発光素子の電極と有機物層の積層順序を例示した。しかし、これらの図によって本出願の範囲が限定されることを意図したわけではなく、当技術分野で知られている有機発光素子の構造が本出願にも適用可能である。
図１によれば、基板１００上に、陽極２００、有機物層３００、および陰極４００が順次に積層された有機発光素子が示される。しかし、このような構造のみに限定されるものではなく、図２のように、基板上に、陰極、有機物層、および陽極が順次に積層された有機発光素子が実現されてもよい。
図３は、有機物層が多層の場合を例示する図である。図３による有機発光素子は、正孔注入層３０１、正孔輸送層３０２、発光層３０３、正孔阻止層３０４、電子輸送層３０５、および電子注入層３０６を含む。しかし、このような積層構造によって本出願の範囲が限定されるものではなく、必要に応じて発光層を除いた残りの層は省略されてもよく、必要な他の機能層がさらに追加されてもよい。
本出願の一実施態様は、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物、および前記化学式３で表されるヘテロ環化合物を含む有機発光素子の有機物層用組成物を提供する。
前記化学式１で表されるヘテロ環化合物、および前記化学式３で表されるヘテロ環化合物に関する具体的な内容は、前述したものと同じである。
前記組成物内の前記化学式１で表されるヘテロ環化合物：前記化学式３で表されるヘテロ環化合物の重量比は、１：１０〜１０：１であってもよく、１：８〜８：１であってもよく、１：５〜５：１であってもよいし、１：２〜２：１であってもよいが、これのみに限定されるものではない。
前記組成物はさらに、溶媒、添加剤など当技術分野で公知の材料が追加的に含まれてもよい。
前記組成物は、有機発光素子の有機物の形成時に用いることができ、特に、発光層のホストの形成時により好ましく用いることができる。
前記組成物は、２つ以上の化合物が単純混合されている形態であり、有機発光素子の有機物層の形成前に、パウダー状態の材料を混合してもよく、適正温度以上で液相状態になっている化合物を混合してもよい。前記組成物は、各材料の融点以下では固体状態であり、温度を調整すれば液状に維持することができる。
前記組成物はさらに、溶媒、添加剤など当技術分野で公知の材料が追加的に含まれてもよい。
本出願の一実施態様において、基板を用意するステップと、前記基板上に第１電極を形成するステップと、前記第１電極上に１層以上の有機物層を形成するステップと、前記有機物層上に第２電極を形成するステップとを含み、前記有機物層を形成するステップは、本出願の一実施態様に係る有機物層用組成物を用いて１層以上の有機物層を形成するステップを含む有機発光素子の製造方法を提供する。
本出願の一実施態様において、前記有機物層を形成するステップは、前記化学式１のヘテロ環化合物、および前記化学式３のヘテロ環化合物を予備混合（ｐｒｅ−ｍｉｘｅｄ）して、熱真空蒸着方法を利用して形成する有機発光素子の製造方法を提供する。
前記予備混合（ｐｒｅ−ｍｉｘｅｄ）は、前記化学式１のヘテロ環化合物、および前記化学式３のヘテロ環化合物を有機物層に蒸着する前に、まず材料を混ぜて１つの供源に入れて混合することを意味する。
予備混合された材料は、本出願の一実施態様に係る有機物層用組成物と言及される。
前記化学式１を含む有機物層は、必要に応じて他の物質を追加的に含んでもよい。
前記化学式１および前記化学式３を同時に含む有機物層は、必要に応じて他の物質を追加的に含んでもよい。
本出願の一実施態様に係る有機発光素子において、前記化学式１または前記化学式３のヘテロ環化合物以外の材料を下記に例示するが、これらは例示のためのものに過ぎず、本出願の範囲を限定するためのものではなく、当技術分野で公知の材料に代替可能である。
陽極材料としては、比較的仕事関数の大きい材料を用いることができ、透明導電性酸化物、金属、または導電性高分子などを使用することができる。前記陽極材料の具体例としては、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、これらのみに限定されるものではない。
陰極材料としては、比較的仕事関数の低い材料を用いることができ、金属、金属酸化物、または導電性高分子などを使用することができる。前記陰極材料の具体例としては、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタン、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズおよび鉛のような金属、またはこれらの合金；ＬｉＦ／ＡｌまたはＬｉＯ２／Ａｌのような多層構造の物質などがあるが、これらのみに限定されるものではない。
正孔注入材料としては、公知の正孔注入材料を用いることもできるが、例えば、米国特許第４，３５６，４２９号に開示された銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物、または文献［Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ，６，ｐ．６７７（１９９４）］に記載されているスターバースト型アミン誘導体類、例えば、トリス（４−カルバゾイル−９−イルフェニル）アミン（ＴＣＴＡ）、４，４’，４”−トリ［フェニル（ｍ−トリル）アミノ］トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、１，３，５−トリス［４−（３−メチルフェニルフェニルアミノ）フェニル］ベンゼン（ｍ−ＭＴＤＡＰＢ）、溶解性のある導電性高分子であるポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸（Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ／Ｄｏｄｅｃｙｌｂｅｎｚｅｎｅｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ）、またはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルホネート）（Ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）／Ｐｏｌｙ（４−ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ））、ポリアニリン／カンファースルホン酸（Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ／Ｃａｍｐｈｏｒ ｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ）、またはポリアニリン／ポリ（４−スチレンスルホネート）（Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ／Ｐｏｌｙ（４−ｓｔｙｒｅｎｅ−ｓｕｌｆｏｎａｔｅ））などを使用することができる。
正孔輸送材料としては、ピラゾリン誘導体、アリールアミン系誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体などが使用可能であり、低分子または高分子材料が使用されてもよい。
電子輸送材料としては、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタンおよびその誘導体、ベンゾキノンおよびその誘導体、ナフトキノンおよびその誘導体、アントラキノンおよびその誘導体、テトラシアノアントラキノジメタンおよびその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレンおよびその誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキシキノリンおよびその誘導体の金属錯体などが使用可能であり、低分子物質のみならず、高分子物質が使用されてもよい。
電子注入材料としては、例えば、ＬｉＦが当業界代表として使用されるが、本出願がこれに限定されるものではない。
発光材料としては、赤色、緑色、または青色発光材料が使用可能であり、必要な場合、２以上の発光材料を混合して使用することができる。この時、２以上の発光材料を個別的な供給源として蒸着して使用するか、ｐｒｅ−ｍｉｘｅｄして予備混合後、１つの供給源として蒸着して使用することができる。また、発光材料として蛍光材料を使用してもよいが、燐光材料として使用してもよい。発光材料としては、単独として陽極と陰極からそれぞれ注入された正孔と電子を結合して発光させる材料が使用されてもよいが、ホスト材料とドーパント材料が共に発光に関与する材料が使用されてもよい。
発光材料のホストを混合して使用する場合には、同一系のホストを混合して使用してもよく、異なる系のホストを混合して使用してもよい。例えば、ｎタイプのホスト材料またはｐタイプのホスト材料のいずれか２種類以上の材料を選択して発光層のホスト材料として使用可能である。
本出願の一実施態様に係る有機発光素子は、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。
本出願の一実施態様に係るヘテロ環化合物は、有機太陽電池、有機感光体、有機トランジスタなどをはじめとする有機電子素子においても有機発光素子に適用されるのと類似の原理で作用できる。
以下、実施例を通じて本明細書をより詳しく説明するが、これらは本出願を例示するためのものに過ぎず、本出願の範囲を限定するためのものではない。
Figure 2021528379
１）化合物１−５−５の製造
１−ブロモ−５−クロロ−３−フルオロ−２−ヨードベンゼン（１−ｂｒｏｍｏ−５−ｃｈｌｏｒｏ−３−ｆｌｕｏｒｏ−２−ｉｏｄｏｂｅｎｚｅｎｅ）２００．０ｇ（５９６．４ｍＭ）、（２−メトキシフェニル）ボロン酸（（２−ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）８２．４ｇ（５４２．２ｍＭ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４ ３１．３ｇ（２７．１ｍＭ）、Ｋ２ＣＯ３ １５０．０ｇ（１０８４．４ｍＭ）を１，４−ｄｉｏｘａｎｅ／Ｈ２Ｏ１Ｌ／２００ｍＬに溶かした後、２４時間還流した。反応が完了した後、室温で蒸留水とＤＣＭを入れて抽出し、有機層はＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した。反応物はカラムクロマトグラフィー（ＤＣＭ：Ｈｅｘ＝１：１０）で精製して、目的化合物１−５−５ １３７ｇ（８０％）を得た。
２）化合物１−５−４の製造
化合物１−５−５ ８２ｇ（２５９．８ｍＭ）、ＢＢｒ３ ４９ｍＬ（５１９．７ｍＭ）をＤＣＭ８００ｍＬに溶かした後、１時間還流した。反応が完了した後、室温で蒸留水とＤＣＭを入れて抽出し、有機層はＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した。反応物はカラムクロマトグラフィー（ＤＣＭ：Ｈｅｘ＝１：１）で精製して、目的化合物１−５−４ ６５．３ｇ（８３％）を得た。
３）化合物１−５−３の製造
化合物１−５−４ ６５．３ｇ（２１６．５ｍＭ）、Ｋ２ＣＯ３ ５９．９ｇ（４３３．１ｍＭ）をＤＭＦ３００ｍＬに溶かした後、４時間還流した。反応が完了した後、室温で蒸留水とＤＣＭを入れて抽出し、有機層はＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した。反応物はカラムクロマトグラフィー（ＤＣＭ：Ｈｅｘ＝１：５）で精製し、メタノールで再結晶して、目的化合物１−５−３ ５４．８ｇ（９０％）を得た。
４）化合物１−５−２の製造
化合物１−５−３ ５４ｇ（１９１ｍＭ）、ビス（ピナコラト）ジボロン（ｂｉｓ（ｐｉｎａｃｏｌａｔｏ）ｄｉｂｏｒｏｎ）７３．０ｇ（２８７．７ｍＭ）、ＰｄＣｌ２（ｄｐｐｆ）７．０ｇ（９．５ｍＭ）、ＫＯＡｃ５６．２ｇ（５７３．０ｍＭ）を１，４−ジオキサン（１，４−ｄｉｏｘａｎｅ）５００ｍＬに溶かした後、２４時間還流した。反応が完了した後、室温で蒸留水とＤＣＭを入れて抽出し、有機層はＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した。反応物はカラムクロマトグラフィー（ＤＣＭ：Ｈｅｘ＝１：３）で精製し、メタノールで再結晶して、目的化合物１−５−２ ５３ｇ（８５％）を得た。
５）化合物１−５−１の製造
化合物１−５−２ ５３ｇ（１６１．３ｍＭ）、２−クロロ−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（２−ｃｈｌｏｒｏ−４，６−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，３，５−ｔｒｉａｚｉｎｅ）４７．５ｇ（１７７．４ｍＭ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４ ９．３ｇ（８．１ｍＭ）、Ｋ２ＣＯ３ ４４．６ｇ（３２２．６ｍＭ）を１，４−ｄｉｏｘａｎｅ／Ｈ２Ｏ３００／６０ｍＬに溶かした後、２４時間還流した。反応が完了した後、室温で蒸留水とＤＣＭを入れて抽出し、有機層はＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した。反応物はカラムクロマトグラフィー（ＤＣＭ：Ｈｅｘ＝１：３）で精製し、メタノールで再結晶して、目的化合物１−５−１ ５７．３ｇ（８２％）を得た。
６）化合物１−５の製造
化合物１−５−１ ５７ｇ（１３１．３ｍＭ）、トリフェニレン−２−イルボロン酸（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｅｎ−２−ｙｌｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）４２．９ｇ（１５７．６ｍＭ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４ ７．６ｇ（６．６ｍＭ）、Ｋ２ＣＯ３ ３６．３ｇ（２６２．６ｍＭ）を１，４−ｄｉｏｘａｎｅ／Ｈ２Ｏ３００／６０ｍＬに溶かした後、２４時間還流した。反応が完了した後、室温で蒸留水とＤＣＭを入れて抽出し、有機層はＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した。反応物はカラムクロマトグラフィー（ＤＣＭ：Ｈｅｘ＝１：３）で精製し、メタノールで再結晶して、目的化合物１−５ ７０．６ｇ（８６％）を得た。
前記製造例１において、２−クロロ−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（２−ｃｈｌｏｒｏ−４，６−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，３，５−ｔｒｉａｚｉｎｅ）の代わりに下記表１の中間体Ａを用い、トリフェニレン−２−イルボロン酸（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｅｎ−２−ｙｌｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）の代わりに下記表１の中間体Ｂを用いたことを除き、製造例１の製造と同様の方法で製造して、目的化合物Ａを合成した。
Figure 2021528379
Figure 2021528379

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Figure 2021528379

Figure 2021528379
Figure 2021528379
１）化合物１−３０の製造
化合物１−５−１ １０ｇ（２３．０ｍＭ）、９Ｈ−カルバゾール（９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ）４２．９ｇ（４．２ｍＭ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３ １．１ｇ（１．２ｍＭ）、Ｐ（ｔ−Ｂｕ）３ １．５ｍＬ（２．３ｍＭ）、ＮａＯｔ−Ｂｕ４．４ｇ（４６ｍＭ）を１，４−ジオキサン（１，４−ｄｉｏｘａｎｅ）２００ｍＬに溶かした後、２４時間還流した。反応が完了した後、室温で蒸留水とＤＣＭを入れて抽出し、有機層はＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した。反応物はカラムクロマトグラフィー（ＤＣＭ：Ｈｅｘ＝１：３）で精製し、メタノールで再結晶して、目的化合物１−３０ １１．２ｇ（８６％）を得た。
前記製造例２において、２−クロロ−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（２−ｃｈｌｏｒｏ−４，６−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，３，５−ｔｒｉａｚｉｎｅ）の代わりに下記表２の中間体Ａを用い、９Ｈ−カルバゾール（９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ）の代わりに下記表２の中間体Ｂを用いたことを除き、製造例２の製造と同様の方法で製造して、目的化合物Ａを合成した。
Figure 2021528379
Figure 2021528379
Figure 2021528379
１）化合物２−５−２の製造
化合物１−５−３ １０ｇ（３５．５ｍＭ）、トリフェニレン−２−イルボロン酸（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｅｎ−２−ｙｌｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）１０．６ｇ（３９．１ｍＭ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３ １．６ｇ（１．８ｍＭ）、ＳＰｈｏｓ１．５ｇ（３．５５ｍＭ）、Ｋ３ＰＯ４ １５．１ｇ（７１．０ｍＭ）を１，４−ｄｉｏｘａｎｅ／Ｈ２Ｏ２００／４０ｍＬに溶かした後、２４時間還流した。反応が完了した後、室温で蒸留水とＤＣＭを入れて抽出し、有機層はＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した。反応物はカラムクロマトグラフィー（ＤＣＭ：Ｈｅｘ＝１：３）で精製し、メタノールで再結晶して、目的化合物２−５−２ １３．１ｇ（８６％）を得た。
２）化合物２−５−１の製造
化合物２−５−２ １３ｇ（３０．３ｍＭ）、ビス（ピナコラト）ジボロン（ｂｉｓ（ｐｉｎａｃｏｌａｔｏ）ｄｉｂｏｒｏｎ）７３．０ｇ（１１．５ｍＭ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３ ２．８ｇ（３．０ｍＭ）、ＰＣｙ３ １．７ｇ（６．１ｍＭ）、ＫＯＡｃ８．９ｇ（９０．９ｍＭ）を１，４−ｄｉｏｘａｎｅ１００ｍＬに溶かした後、２４時間還流した。反応が完了した後、室温で蒸留水とＤＣＭを入れて抽出し、有機層はＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した。反応物はカラムクロマトグラフィー（ＤＣＭ：Ｈｅｘ＝１：３）で精製し、メタノールで再結晶して、目的化合物２−５−１ １４ｇ（８９％）を得た。
３）化合物２−５の製造
化合物２−５−１ １４ｇ（２６．９ｍＭ）、２−クロロ−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（２−ｃｈｌｏｒｏ−４，６−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，３，５−ｔｒｉａｚｉｎｅ）７．９ｇ（２９．６ｍＭ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４ １．５ｇ（１．３ｍＭ）、Ｋ２ＣＯ３ ７．４ｇ（５３．８ｍＭ）を１，４−ｄｉｏｘａｎｅ／Ｈ２Ｏ２００／４０ｍＬに溶かした後、２４時間還流した。反応が完了した後、室温で蒸留水とＤＣＭを入れて抽出し、有機層はＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した。反応物はカラムクロマトグラフィー（ＤＣＭ：Ｈｅｘ＝１：３）で精製し、メタノールで再結晶して、目的化合物２−５ １３．８ｇ（８２％）を得た。
前記製造例３において、トリフェニレン−２−イルボロン酸（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｅｎ−２−ｙｌｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）の代わりに下記表３の中間体Ａを用い、２−クロロ−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（２−ｃｈｌｏｒｏ−４，６−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，３，５−ｔｒｉａｚｉｎｅ）の代わりに下記表３の中間体Ｂを用いたことを除き、製造例３の製造と同様の方法で製造して、目的化合物Ａを合成した。
Figure 2021528379
Figure 2021528379
１）化合物２−３３−２の製造
化合物１−５−３ １０ｇ（３５．５ｍＭ）、３−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（３−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ）７．２ｇ（２９．６ｍＭ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３ １．４ｇ（１．５ｍＭ）、Ｐ（ｔ−Ｂｕ）３ ２．０ｍＬ（３．０ｍＭ）、ＮａＯｔ−Ｂｕ５．７ｇ（５９．２ｍＭ）を１，４−ジオキサン（１，４−ｄｉｏｘａｎｅ）２００ｍＬに溶かした後、２４時間還流した。反応が完了した後、室温で蒸留水とＤＣＭを入れて抽出し、有機層はＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した。反応物はカラムクロマトグラフィー（ＤＣＭ：Ｈｅｘ＝１：３）で精製し、メタノールで再結晶して、目的化合物２−３３−２ １１．３ｇ（８６％）を得た。
２）化合物２−３３−１の製造
化合物２−３３−２ １０ｇ（２２．５ｍＭ）、ビス（ピナコラト）ジボロン（ｂｉｓ（ｐｉｎａｃｏｌａｔｏ）ｄｉｂｏｒｏｎ）８．６ｇ（３３．７ｍＭ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３ ２．１ｇ（２．３ｍＭ）、ＰＣｙ３ １．３ｇ（４．５ｍＭ）、ＫＯＡｃ６．６ｇ（６７．５ｍＭ）を１，４−ｄｉｏｘａｎｅ２００ｍＬに溶かした後、２４時間還流した。反応が完了した後、室温で蒸留水とＤＣＭを入れて抽出し、有機層はＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した。反応物はカラムクロマトグラフィー（ＤＣＭ：Ｈｅｘ＝１：３）で精製し、メタノールで再結晶して、目的化合物２−３３−１ １０．７ｇ（８９％）を得た。
２）化合物２−３３の製造
化合物２−３３−１ １０ｇ（１８．７ｍＭ）、２−クロロ−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（２−ｃｈｌｏｒｏ−４，６−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，３，５−ｔｒｉａｚｉｎｅ）５．５ｇ（２０．５ｍＭ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４ １．１ｇ（０．９ｍＭ）、Ｋ２ＣＯ３ ５．２ｇ（３７．４ｍＭ）を１，４−ｄｉｏｘａｎｅ／Ｈ２Ｏ２００／４０ｍＬに溶かした後、２４時間還流した。反応が完了した後、室温で蒸留水とＤＣＭを入れて抽出し、有機層はＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した。反応物はカラムクロマトグラフィー（ＤＣＭ：Ｈｅｘ＝１：３）で精製し、メタノールで再結晶して、目的化合物２−３３ ９．８ｇ（８２％）を得た。
前記製造例４において、３−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（３−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ）の代わりに下記表４の中間体Ａを用い、２−クロロ−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（２−ｃｈｌｏｒｏ−４，６−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，３，５−ｔｒｉａｚｉｎｅ）の代わりに下記表４の中間体Ｂを用いたことを除き、製造例４の製造と同様の方法で製造して、目的化合物Ａを合成した。
Figure 2021528379
Figure 2021528379
１）化合物３−５−４の製造
１−ブロモ−５−クロロ−３フルオロ−２−ヨードベンゼン（１−ｂｒｏｍｏ−５−ｃｈｌｏｒｏ−３−ｆｌｕｏｒｏ−２−ｉｏｄｏｂｅｎｚｅｎｅ）２０．０ｇ（５９．６ｍＭ）、２−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ベンゼンチオール（２−（４，４，５，５−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ−１，３，２−ｄｉｏｘａｂｏｒｏｌａｎ−２−ｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅｔｈｉｏｌ）１２．８ｇ（５４．２ｍＭ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４ ３．１ｇ（２．７ｍＭ）、Ｋ２ＣＯ３ １５．０ｇ（１０８．４ｍＭ）を１，４−ｄｉｏｘａｎｅ／Ｈ２Ｏ２００／４０ｍＬに溶かした後、２４時間還流した。反応が完了した後、室温で蒸留水とＤＣＭを入れて抽出し、有機層はＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した。反応物はカラムクロマトグラフィー（ＤＣＭ：Ｈｅｘ＝１：１０）に精製して、目的化合物３−５−４ １３．８ｇ（８０％）を得た。
２）化合物３−５−３の製造
化合物３−５−４ ６．９ｇ（２１．６ｍＭ）、Ｋ２ＣＯ３ ５９．９ｇ（４３．３ｍＭ）をＤＭＦ６０ｍＬに溶かした後、４時間還流した。反応が完了した後、室温で蒸留水とＤＣＭを入れて抽出し、有機層はＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した。反応物はカラムクロマトグラフィー（ＤＣＭ：Ｈｅｘ＝１：５）で精製し、メタノールで再結晶して、目的化合物３−５−３ ５．８ｇ（９０％）を得た。
前記製造例１の化合物１−５−２〜１−５の製造において、２−クロロ−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（２−ｃｈｌｏｒｏ−４，６−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，３，５−ｔｒｉａｚｉｎｅ）の代わりに下記表５の中間体Ａを用い、トリフェニレン−２−イルボロン酸（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｅｎ−２−ｙｌｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）の代わりに下記表５の中間体Ｂを用いたことを除き、製造例１の製造と同様の方法で製造して、目的化合物Ａを合成した。
Figure 2021528379
前記製造例２において、１−５−３化合物の代わりに３−５−３の化合物を用い、２−クロロ−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（２−ｃｈｌｏｒｏ−４，６−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，３，５−ｔｒｉａｚｉｎｅ）の代わりに下記表６の中間体Ａを用い、９Ｈ−カルバゾール（９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ）の代わりに下記表６の中間体Ｂを用いたことを除き、製造例２の製造と同様の方法で製造して、目的化合物Ａを合成した。
Figure 2021528379
前記製造例３において、１−５−３化合物の代わりに３−５−３の化合物を用い、トリフェニレン−２−イルボロン酸（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｅｎ−２−ｙｌｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）の代わりに下記表７の中間体Ａを用い、２−クロロ−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（２−ｃｈｌｏｒｏ−４，６−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，３，５−ｔｒｉａｚｉｎｅ）の代わりに下記表７の中間体Ｂを用いたことを除き、製造例３の製造と同様の方法で製造して、目的化合物Ａを合成した。
Figure 2021528379
前記製造例４において、１−５−３化合物の代わりに３−５−３の化合物を用い、３−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（３−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ）の代わりに下記表８の中間体Ａを用い、２−クロロ−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（２−ｃｈｌｏｒｏ−４，６−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，３，５−ｔｒｉａｚｉｎｅ）の代わりに下記表８の中間体Ｂを用いたことを除き、製造例３の製造と同様の方法で製造して、目的化合物Ａを合成した。
Figure 2021528379
Figure 2021528379
１）化合物５−３の製造
３−ブロモ−１，１’−ビフェニル３．７ｇ（１５．８ｍＭ）、９−フェニル−９Ｈ，９’Ｈ−３，３’−ビカルバゾール６．５ｇ（１５．８ｍＭ）、ＣｕＩ３．０ｇ（１５．８ｍＭ）、トランス−１，２−ジアミノシクロヘキサン１．９ｍＬ（１５．８ｍＭ）、Ｋ３ＰＯ４ ３．３ｇ（３１．６ｍＭ）を１，４−オキサン１００ｍＬに溶かした後、２４時間還流した。反応が完了した後、室温で蒸留水とＤＣＭを入れて抽出し、有機層はＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した。反応物はカラムクロマトグラフィー（ＤＣＭ：Ｈｅｘ＝１：３）で精製し、メタノールで再結晶して、目的化合物５−３ ７．５ｇ（８５％）を得た。
前記製造例６において、３−ブロモ−１，１’−ビフェニルの代わりに下記表９の中間体Ａを用い、前記９−フェニル−９Ｈ，９’Ｈ−３，３’−ビカルバゾールの代わりに下記表９の中間体Ｂを用いたことを除き、製造例６の製造と同様の方法で製造して、目的化合物Ａを合成した。
Figure 2021528379
前記表１〜表９に記載の化合物以外の残りの化合物も、前述した製造例に記載の方法と同様に製造した。
下記表１０および表１１は、合成された化合物の１Ｈ ＮＭＲ資料およびＦＤ−ＭＳ資料であり、下記の資料により、目的の化合物が合成されたことを確認することができる。
Figure 2021528379
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Figure 2021528379
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＜実験例１＞−有機発光素子の作製
１，５００Åの厚さにＩＴＯが薄膜コーティングされたガラス基板を蒸留水超音波洗浄した。蒸留水洗浄が終わると、アセトン、メタノール、イソプロピルアルコールなどの溶剤で超音波洗浄をし乾燥させた後、ＵＶ洗浄機でＵＶを用いて５分間ＵＶＯ処理した。以後、基板をプラズマ洗浄機（ＰＴ）に搬送させた後、真空状態でＩＴＯの仕事関数および残膜除去のためにプラズマ処理をして、有機蒸着用熱蒸着装置に搬送した。
前記ＩＴＯ透明電極（陽極）上に、共通層である正孔注入層２−ＴＮＡＴＡ（４，４’，４’’−Ｔｒｉｓ［２−ｎａｐｈｔｈｙｌ（ｐｈｅｎｙｌ）ａｍｉｎｏ］ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）および正孔輸送層ＮＰＢ（Ｎ，Ｎ’−Ｄｉ（１−ｎａｐｈｔｈｙｌ）−Ｎ，Ｎ’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−（１，１’−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）−４，４’−ｄｉａｍｉｎｅ）を形成させた。
その上に発光層を次のように熱真空蒸着させた。発光層は、ホストとして化学式１に記載の化合物を４００Å蒸着し、緑色燐光ドーパントはＩｒ（ｐｐｙ）３を発光層の蒸着厚さの７％ドーピングして蒸着した。以後、正孔阻止層としてＢＣＰを６０Å蒸着し、その上に電子輸送層としてＡｌｑ３を２００Å蒸着した。最後に、電子輸送層上にリチウムフルオライド（ｌｉｔｈｉｕｍ ｆｌｕｏｒｉｄｅ：ＬｉＦ）を１０Åの厚さに蒸着して電子注入層を形成した後、電子注入層上にアルミニウム（Ａｌ）陰極を１，２００Åの厚さに蒸着して陰極を形成することにより、有機電界発光素子を製造した。
一方、ＯＬＥＤ素子の作製に必要なすべての有機化合物は、材料ごとにそれぞれ１０−６〜１０−８ｔｏｒｒ下で真空昇華精製してＯＬＥＤの作製に使用した。
前記のように作製された有機電界発光素子に対して、マックサイエンス社のＭ７０００で電界発光（ＥＬ）特性を測定し、その測定結果をもって、マックサイエンス社製の寿命測定装置（Ｍ６０００）により、基準輝度が６，０００ｃｄ／ｍ２の時の、Ｔ９０を測定した。
本発明により製造された有機発光素子の駆動電圧、発光効率、色座標（ＣＩＥ）、寿命を測定した結果は、下記表１２の通りであった。
Figure 2021528379
Figure 2021528379
Figure 2021528379
＜実験例２＞−有機発光素子の作製
１，５００Åの厚さにＩＴＯが薄膜コーティングされたガラス基板を蒸留水超音波洗浄した。蒸留水洗浄が終わると、アセトン、メタノール、イソプロピルアルコールなどの溶剤で超音波洗浄をし乾燥させた後、ＵＶ洗浄機でＵＶを用いて５分間ＵＶＯ処理した。以後、基板をプラズマ洗浄機（ＰＴ）に搬送させた後、真空状態でＩＴＯの仕事関数および残膜除去のためにプラズマ処理をして、有機蒸着用熱蒸着装置に搬送した。
前記ＩＴＯ透明電極（陽極）上に、共通層である正孔注入層２−ＴＮＡＴＡ（４，４’，４’’−Ｔｒｉｓ［２−ｎａｐｈｔｈｙｌ（ｐｈｅｎｙｌ）ａｍｉｎｏ］ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）および正孔輸送層ＮＰＢ（Ｎ，Ｎ’−Ｄｉ（１−ｎａｐｈｔｈｙｌ）−Ｎ，Ｎ’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−（１，１’−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）−４，４’−ｄｉａｍｉｎｅ）を形成させた。
その上に発光層を次のように熱真空蒸着させた。発光層は、ホストとして化学式１に記載の化合物１種と、化学式２に記載の化合物１種とをｐｒｅ−ｍｉｘｅｄして予備混合後、１つの供源で４００Å蒸着し、緑色燐光ドーパントはＩｒ（ｐｐｙ）３を発光層の蒸着厚さの７％ドーピングして蒸着した。以後、正孔阻止層としてＢＣＰを６０Å蒸着し、その上に電子輸送層としてＡｌｑ３を２００Å蒸着した。最後に、電子輸送層上にリチウムフルオライド（ｌｉｔｈｉｕｍ ｆｌｕｏｒｉｄｅ：ＬｉＦ）を１０Åの厚さに蒸着して電子注入層を形成した後、電子注入層上にアルミニウム（Ａｌ）陰極を１，２００Åの厚さに蒸着して陰極を形成することにより、有機電界発光素子を製造した。
一方、ＯＬＥＤ素子の作製に必要なすべての有機化合物は、材料ごとにそれぞれ１０−６〜１０−８ｔｏｒｒ下で真空昇華精製してＯＬＥＤの作製に使用した。
前記のように作製された有機電界発光素子に対して、マックサイエンス社のＭ７０００で電界発光（ＥＬ）特性を測定し、その測定結果をもって、マックサイエンス社製の寿命測定装置（Ｍ６０００）により、基準輝度が６，０００ｃｄ／ｍ２の時の、Ｔ９０を測定した。
本発明により製造された有機発光素子の駆動電圧、発光効率、色座標（ＣＩＥ）、寿命を測定した結果は、下記表１３の通りであった。
Figure 2021528379
前記表１２の結果から分かるように、本発明の有機電界発光素子の発光層材料を用いた有機電界発光素子は、比較例１〜６に比べて、駆動電圧が低く、発光効率が向上しただけでなく、寿命も著しく改善された。
表１２および１３の結果をみると、化学式１の化合物および化学式３の化合物を同時に含む場合、より優れた効率および寿命効果を奏する。この結果は、２つの化合物を同時に含む場合、エキサイプレックス（ｅｘｃｉｐｌｅｘ）現象が起こることを予想することができる。
前記エキサイプレックス（ｅｘｃｉｐｌｅｘ）現象は、２分子間の電子交換によりｄｏｎｏｒ（ｐ−ｈｏｓｔ）のＨＯＭＯ ｌｅｖｅｌ、ａｃｃｅｐｔｏｒ（ｎ−ｈｏｓｔ）のＬＵＭＯ ｌｅｖｅｌの大きさのエネルギーを放出する現象である。２分子間のエキサイプレックス（ｅｘｃｉｐｌｅｘ）現象が起こると、Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｉｎｔｅｒｓｙｓｔｅｍ Ｃｒｏｓｓｉｎｇ（ＲＩＳＣ）が起こり、これによって蛍光の内部量子効率が１００％まで上昇できる。正孔輸送能力が良いｄｏｎｏｒ（ｐ−ｈｏｓｔ）と電子輸送能力が良いａｃｃｅｐｔｏｒ（ｎ−ｈｏｓｔ）が発光層のホストとして用いられる場合、正孔はｐ−ｈｏｓｔに注入され、電子はｎ−ｈｏｓｔに注入されるため、駆動電圧を低下させることができ、それによって寿命の向上に役立つことができる。本願発明では、ｄｏｎｏｒの役割は前記化学式３の化合物、ａｃｃｅｐｔｏｒの役割は前記化学式１の化合物が発光層のホストとして用いられた場合に、優れた素子特性を示すことを確認することができた。
特に、前記表１２の比較例１０〜１４は、本願の化学式３に相当する化合物を単独で有機発光素子に用いた場合で、本願の化学式１および本願の化学式２に相当する化合物を同時に有機発光素子に用いた場合より、効率が良くなく、特に寿命が良くないことを確認することができた。
比較例１および３の化合物のように本願の化学式１の−（Ｌ２）ｍ−（Ｚ）ｎの置換基がない場合には、ジベンゾフランとジベンゾチオフェンにＨＯＭＯが偏在化して正孔を効果的に安定化させることができず、寿命が低下することを確認することができる。また、ＬＵＭＯオービタルは本願の化学式１の−（Ｌ１）ｐ−Ｎ−Ｈｅｔとジベンゾフランで非偏在化してジベンゾフランがない場合、ＬＵＭＯオービタルがトリアジンに偏在化して電子を効果的に安定化させることができず、これによって寿命を低下させることを確認することができる。
比較例２および４の化合物のように本願の化学式１の−（Ｌ１）ｐ−Ｎ−Ｈｅｔの置換基がない場合には、電子移動度が下がり、発光層で正孔と電子とのバランスが崩れて寿命が低下することを確認することができた。
比較例５の化合物のようにピレンを有する場合には、約２．０ｅＶの低いＴ１ ｅｎｅｒｇｙ ｌｅｖｅｌを有するため、ホストからドーパントへのｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓｆｅｒが容易でなく、発光効率が低下することを確認することができた。
比較例６の化合物は、本発明の化合物と置換位置が同じであるものの、カルバゾールのＮではない、カルバゾールの３番位置に結合している。また、比較例８および９の化合物は、本発明の化合物と置換位置が異なる。比較例６、８および９の化合物は、ジベンゾフランからカルバゾールまでＨＯＭＯオービタルが非偏在化しており、これは、本願の化合物１−５のように、ＨＯＭＯオービタルがジベンゾフランからトリフェニレンまで非偏在化している方より、ホール移動度が増加して発光層で正孔と電子とのバランスが崩れ、寿命が低下することを確認することができた。
比較例７の化合物は、本発明の化合物と置換位置が同じであるものの、置換基としてフルオレン基を含んでいる。フルオレン基のメチル基は熱的に不安定でホストの変形が発生し、これによって素子の寿命が低下することを確認することができた。
１００：基板
２００：陽極
３００：有機物層
３０１：正孔注入層
３０２：正孔輸送層
３０３：発光層
３０４：正孔阻止層
３０５：電子輸送層
３０６：電子注入層
４００：陰極

Claims (17)

  1. 下記化学式１で表されるヘテロ環化合物：
    Figure 2021528379
    前記化学式１において、
    Ｎ−Ｈｅｔは、置換もしくは非置換であり、Ｎを１個以上含む単環または多環のヘテロ環基であり、
    Ｘは、Ｏ；またはＳであり、
    Ｌ１およびＬ２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、直接結合；置換もしくは非置換の６員環が１個〜３個からなるアリーレン基；または置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、ｐおよびｍは、１〜３の整数であり、ｐが２以上の場合、Ｌ１は、互いに同一または異なり、ｍが２以上の場合、Ｌ２は、互いに同一または異なり、
    Ｚは、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６員環が１個〜３個からなるアリール基；トリフェニレン基；Ｐ（＝Ｏ）ＲＲ’；ＳｉＲＲ’Ｒ”；置換もしくは非置換のアミン基；Ｎを２以上含む置換もしくは非置換のヘテロアリール基；または下記化学式２で表され、ｎは、１〜５の整数であり、ｎが２以上の場合、Ｚは、互いに同一または異なり、
    Figure 2021528379
    前記化学式２において、
    Ｒ１１〜Ｒ１８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であるか；または互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のヘテロ環を形成し、
    Ｒ１〜Ｒ４は、水素であり、
    Ｒ５、Ｒ、Ｒ’およびＲ”は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン；−ＣＮ；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のアルキニル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のヘテロシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のヘテロアリール基；および置換もしくは非置換のアミン基からなる群より選択されるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のヘテロ環を形成し、ａは、０〜２の整数であり、ａが２以上の場合、Ｒ５は、互いに同一または異なる。
  2. 前記化学式１は、下記化学式４または５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：
    Figure 2021528379
    Figure 2021528379
    前記化学式４および５において、Ｒ１〜Ｒ５、Ｘ、Ｌ１、Ｌ２、Ｎ−Ｈｅｔ、Ｚ、ｍ、ｎ、ｐおよびａの定義は、前記化学式１で定義した通りである。
  3. 前記Ｎ−Ｈｅｔは、下記化学式６または７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：
    Figure 2021528379
    Figure 2021528379
    前記化学式６および７において、
    Ｘ１は、ＣＲ４１またはＮであり、Ｘ２は、ＣＲ４２またはＮであり、Ｘ３は、ＣＲ４３またはＮであり、Ｘ４は、ＣＲ４４またはＮであり、Ｘ５は、ＣＲ４５またはＮであり、
    Ｘ１〜Ｘ５のうちの少なくとも１つは、Ｎであり、
    Ｙは、ＮＲ５１またはＳであり、
    Ｒ４１〜Ｒ４５およびＲ５１〜Ｒ５５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；−ＣＮ；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のヘテロアリール基；Ｐ（＝Ｏ）ＲＲ’；ＳｉＲＲ’Ｒ”；および置換もしくは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアリール基または置換もしくは非置換のヘテロアリール基で置換もしくは非置換のアミン基からなる群より選択されるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のヘテロ環を形成し、
    Ｒ、Ｒ’およびＲ”の定義は、前記化学式１における定義と同じである。
  4. 前記化学式６は、下記化学式８〜１２のいずれか１つで表されるものである、請求項３に記載のヘテロ環化合物：
    Figure 2021528379
    Figure 2021528379
    Figure 2021528379
    Figure 2021528379
    Figure 2021528379
    前記化学式８〜１２において、
    Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ５、Ｒ４２およびＲ４４の定義は、前記化学式６における定義と同じであり、
    化学式８において、Ｘ１、Ｘ３およびＸ５のうちの１つ以上は、Ｎであり、
    化学式９および１０において、Ｘ１、Ｘ２およびＸ５のうちの１つ以上は、Ｎであり、
    化学式１１において、Ｘ１〜Ｘ３のうちの１つ以上は、Ｎであり、
    Ｒ６１〜Ｒ６５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；−ＣＮ；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のヘテロアリール基；Ｐ（＝Ｏ）ＲＲ’；ＳｉＲＲ’Ｒ”；および置換もしくは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアリール基または置換もしくは非置換のヘテロアリール基で置換もしくは非置換のアミン基からなる群より選択されるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換の脂肪族または芳香族炭化水素環を形成し、
    ｅは、０〜７の整数であり、ｅが２以上の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なる。
  5. 前記化学式１は、下記の化合物のいずれか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：
    Figure 2021528379
    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379
  6. 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１〜５のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物を含む有機発光素子。
  7. 前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含む有機物層は、下記化学式３で表されるヘテロ環化合物をさらに含むものである、請求項６に記載の有機発光素子：
    Figure 2021528379
    前記化学式３において、
    ＲｃおよびＲｄは、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；−ＣＮ；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のアルキニル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のヘテロシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のヘテロアリール基；−ＳｉＲ３１Ｒ３２Ｒ３３；−Ｐ（＝Ｏ）Ｒ３１Ｒ３２；および置換もしくは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアリール基または置換もしくは非置換のヘテロアリール基で置換もしくは非置換のアミン基からなる群より選択されるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換の脂肪族または芳香族炭化水素環を形成し、
    Ｒ３１、Ｒ３２およびＲ３３は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；重水素；−ＣＮ；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アリール基であり、
    Ｒ２１およびＲ２２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
    ｒおよびｓは、０〜７の整数であり、ｒおよびｓが２以上の整数の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なる。
  8. 前記化学式３は、下記のヘテロ環化合物のいずれか１つで表されるものである、請求項７に記載の有機発光素子：
    Figure 2021528379
    Figure 2021528379

    Figure 2021528379

    Figure 2021528379
  9. 前記Ｒ２１およびＲ２２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ４０のアリール基である、請求項７に記載の有機発光素子。
  10. 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、請求項６に記載の有機発光素子。
  11. 前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、ホスト物質を含み、前記ホスト物質は、前記ヘテロ環化合物を含む、請求項６に記載の有機発光素子。
  12. 前記有機物層は、電子注入層または電子輸送層を含み、前記電子注入層または電子輸送層は、前記ヘテロ環化合物を含む、請求項６に記載の有機発光素子。
  13. 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、請求項６に記載の有機発光素子。
  14. 前記有機発光素子は、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、電子阻止層、および正孔阻止層からなる群より選択される１層または２層以上をさらに含む、請求項６に記載の有機発光素子。
  15. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物、および下記化学式３で表されるヘテロ環化合物を含む有機発光素子の有機物層用組成物：
    Figure 2021528379
    前記化学式３において、
    ＲｃおよびＲｄは、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；−ＣＮ；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のアルキニル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のヘテロシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のヘテロアリール基；−ＳｉＲ３１Ｒ３２Ｒ３３；−Ｐ（＝Ｏ）Ｒ３１Ｒ３２；および置換もしくは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアリール基または置換もしくは非置換のヘテロアリール基で置換もしくは非置換のアミン基からなる群より選択されるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合して置換もしくは非置換の脂肪族または芳香族炭化水素環を形成し、
    Ｒ３１、Ｒ３２およびＲ３３は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；重水素；−ＣＮ；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アリール基であり、
    Ｒ２１およびＲ２２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
    ｒおよびｓは、０〜７の整数であり、ｒおよびｓが２以上の整数の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なる。
  16. 基板を用意するステップと、
    前記基板上に第１電極を形成するステップと、
    前記第１電極上に１層以上の有機物層を形成するステップと、
    前記有機物層上に第２電極を形成するステップとを含み、
    前記有機物層を形成するステップは、請求項１５に記載の有機物層用組成物を用いて１層以上の有機物層を形成するステップを含む有機発光素子の製造方法。
  17. 前記有機物層を形成するステップは、前記化学式１のヘテロ環化合物、および前記化学式３のヘテロ環化合物を予備混合（ｐｒｅ−ｍｉｘｅｄ）して、熱真空蒸着方法を利用して形成する、請求項１６に記載の有機発光素子の製造方法。
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