JP2022500481A - 新規な化合物およびこれを利用した有機発光素子 - Google Patents

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Abstract

本発明は、新規な化合物およびこれを利用した有機発光素子を提供する。

Description

[関連出願の相互参照]
本出願は、２０１８年１１月２７日付の韓国特許出願第１０−２０１８−０１４８５６３号および２０１９年１１月２１日付の韓国特許出願第１０−２０１９−０１５０７０２号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明は、新規な化合物およびこれを含む有機発光素子に関する。
一般的に、有機発光現象とは、有機物質を利用して電気エネルギーを光エネルギーに転換させる現象をいう。有機発光現象を利用する有機発光素子は、広い視野角、優れたコントラスト、速い応答時間を有し、輝度、駆動電圧および応答速度特性に優れて多くの研究が進められている。
有機発光素子は、一般的に正極と負極および前記正極と負極との間に有機物層を含む構造を有する。前記有機物層は、有機発光素子の効率と安全性を高めるために、それぞれ異なる物質から構成された多層の構造からなる場合が多く、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などからなる。このような有機発光素子の構造において、２つの電極の間に電圧をかけると、正極からは正孔が、負極からは電子が有機物層に注入され、注入された正孔と電子が接した時、エキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）が形成され、このエキシトンが再び底状態に落ちる時、光が出るようになる。
このような有機発光素子に使用される有機物に対して新たな材料の開発が要求され続けている。
韓国特許公開第１０−２０００−００５１８２６号
本発明は、新規な化合物およびこれを含む有機発光素子を提供することである。
本発明は、下記化学式１で表される化合物を提供する：
［化学式１］
Figure 2022500481
上記化学式１中、
Ｘ１はそれぞれ独立して、ＮまたはＣＨであり、但し、これらのうちの１以上はＮであり、
Ｘ２はそれぞれ独立して、ＮまたはＣＨであり、但し、これらのうちの１以上はＮであり、
Ａｒ１〜Ａｒ４はそれぞれ独立して、置換または非置換の炭素数６〜６０のアリール；またはＮ、Ｏ、およびＳで構成される群から選択されるいずれか一つ以上のヘテロ原子を含む置換または非置換の炭素数５〜６０のヘテロアリールであり、
Ａｒ５は、置換または非置換の炭素数６〜６０のアリール；またはＮ、Ｏ、およびＳで構成される群から選択されるいずれか一つ以上のヘテロ原子を含む置換または非置換の炭素数５〜６０のヘテロアリールであり、
Ｒ１はそれぞれ独立して、水素；重水素；置換または非置換の炭素数１〜６０のアルキル；置換または非置換の炭素数３〜６０のシクロアルキル；置換または非置換の炭素数６〜６０のアリール；またはＮ、Ｏ、およびＳで構成される群から選択されるヘテロ原子を１個以上含む置換または非置換の炭素数５〜６０のヘテロアリールであり、
ｎは０〜４の整数である。
また、本発明は、第１電極と、前記第１電極に対向して備えられた第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に備えられた１層以上の有機物層と、を含む有機発光素子であって、前記有機物層のうちの１層以上は、前記化学式１で表される化合物を含む、有機発光素子を提供する。
上述した化学式１で表される化合物は、有機発光素子の有機物層の材料として用いられ、有機発光素子において効率の向上、低い駆動電圧および／または寿命特性を向上させることができる。特に、上述した化学式１で表される化合物は、正孔注入、正孔輸送、正孔注入および輸送、発光、電子輸送、または電子注入材料として使用することができる。
基板１、正極２、発光層３、および負極４からなる有機発光素子の例を示す図である。 基板１、正極２、正孔注入層５、正孔輸送層６、発光層７、電子輸送層８、および負極４からなる有機発光素子の例を示す図である。 基板１、正極２、正孔注入層５、正孔輸送層６、電子遮断層９、発光層７、電子輸送層８、電子注入層１０、および負極４からなる有機発光素子の例を示す図である。
以下、本発明の理解を助けるためにより詳しく説明する。
本発明は、前記化学式１で表される化合物を提供する。
本明細書において、
Figure 2022500481
 は、他の置換基に連結される結合を意味する。
本明細書において、「置換または非置換の」という用語は、重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；カルボニル基；エステル基；イミド基；アミノ基；ホスフィンオキシド基；アルコキシ基；アリールオキシ基；アルキルチオキシ基；アリールチオキシ基；アルキルスルホキシ基；アリールスルホキシ基；シリル基；ホウ素基；アルキル基；シクロアルキル基；アルケニル基；アリール基；アラルキル基；アラルケニル基；アルキルアリール基；アルキルアミン基；アラルキルアミン基；ヘテロアリールアミン基；アリールアミン基；アリールホスフィン基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうちの１個以上を含むヘテロ環基からなる群から選択される１個以上の置換基で置換または非置換されるか、前記例示された置換基のうちの２以上の置換基が連結された置換または非置換されることを意味する。例えば、「２以上の置換基が連結された置換基」は、ビフェニル基であってもよい。すなわち、ビフェニル基は、アリール基であってもよく、２個のフェニル基が連結された置換基と解釈されてもよい。
本明細書において、カルボニル基の炭素数は特に限定されないが、炭素数１〜４０であることが好ましい。具体的には、下記のような構造の化合物であってもよいが、これらに限定されるものではない。
Figure 2022500481
本明細書において、エステル基は、エステル基の酸素が炭素数１〜２５の直鎖、分枝鎖もしくは環鎖アルキル基、または炭素数６〜２５のアリール基で置換されていてもよい。具体的には、下記構造式の化合物であってもよいが、これらに限定されるものではない。
Figure 2022500481
本明細書において、イミド基の炭素数は特に限定されないが、炭素数１〜２５であることが好ましい。具体的には、下記のような構造の化合物であってもよいが、これらに限定されるものではない。
Figure 2022500481
本明細書において、シリル基は、具体的には、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、ジフェニルシリル基、フェニルシリル基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、ホウ素基は、具体的には、トリメチルホウ素基、トリエチルホウ素基、ｔ−ブチルジメチルホウ素基、トリフェニルホウ素基、フェニルホウ素基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、ハロゲン基の例としては、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素がある。
本明細書において、前記アルキル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、１〜４０であることが好ましい。一実施形態によれば、前記アルキル基の炭素数は１〜２０である。また一つの実施形態によれば、前記アルキル基の炭素数は１〜１０である。また一つの実施形態によれば、前記アルキル基の炭素数は１〜６である。アルキル基の具体的な例としては、メチル、エチル、プロピル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ブチル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、１−メチル−ブチル、１−エチル−ブチル、ペンチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔｅｒｔ−ペンチル、ヘキシル、ｎ−ヘキシル、１−メチルペンチル、２−メチルペンチル、４−メチル−２−ペンチル、３，３−ジメチルブチル、２−エチルブチル、ヘプチル、ｎ−ヘプチル、１−メチルヘキシル、シクロペンチルメチル、シクロヘキシルメチル、オクチル、ｎ−オクチル、ｔｅｒｔ−オクチル、１−メチルヘプチル、２−エチルヘキシル、２−プロピルペンチル、ｎ−ノニル、２，２−ジメチルヘプチル、１−エチル−プロピル、１，１−ジメチル−プロピル、イソヘキシル、２−メチルペンチル、４−メチルヘキシル、５−メチルヘキシルなどがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、前記アルケニル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、２〜４０であることが好ましい。一実施形態によれば、前記アルケニル基の炭素数は２〜２０である。また一つの実施形態によれば、前記アルケニル基の炭素数は２〜１０である。また一つの実施形態によれば、前記アルケニル基の炭素数は２〜６である。具体的な例としては、ビニル、１−プロペニル、イソプロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、３−ブテニル、１−ペンテニル、２−ペンテニル、３−ペンテニル、３−メチル−１−ブテニル、１，３−ブタジエニル、アリル、１−フェニルビニル−１−イル、２−フェニルビニル−１−イル、２，２−ジフェニルビニル−１−イル、２−フェニル−２−（ナフチル−１−イル）ビニル−１−イル、２，２−ビス（ジフェニル−１−イル）ビニル−１−イル、スチルベニル基、スチレニル基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、シクロアルキル基は特に限定されないが、炭素数３〜６０であることが好ましく、一実施形態によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は３〜３０である。また一つの実施形態によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は３〜２０である。また一つの実施形態によれば、前記シクロアルキル基の炭素数は３〜６である。具体的には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、３−メチルシクロペンチル、２，３−ジメチルシクロペンチル、シクロヘキシル、３−メチルシクロヘキシル、４−メチルシクロヘキシル、２，３−ジメチルシクロヘキシル、３，４，５−トリメチルシクロヘキシル、４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルなどがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、アリール基は特に限定されないが、炭素数６〜６０であることが好ましく、単環式アリール基または多環式アリール基であってもよい。一実施形態によれば、前記アリール基の炭素数は６〜３０である。一実施形態によれば、前記アリール基の炭素数は６〜２０である。前記単環式アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基などであってもよいが、これらに限定されるものではない。前記多環式アリール基としては、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基、フルオレニル基などであってもよいが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、フルオレニル基は置換されていてもよく、置換基２個が互いに結合してスピロ構造を形成してもよい。前記フルオレニル基が置換される場合、
Figure 2022500481
 などであってもよい。但し、これらに限定されるものではない。
本明細書において、ヘテロ環基は、異種元素としてＯ、Ｎ、ＳｉおよびＳのうちの１個以上を含むヘテロ環基であって、炭素数は特に限定されないが、炭素数２〜６０であることが好ましい。ヘテロ環基の例としては、チオフェン基、フラニル基、ピロール基、イミダゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、オキサジアゾール基、トリアゾール基、ピリジル基、ビピリジル基、ピリミジル基、トリアジニル基、アクリジニル基、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、イソキノリル基、インドール基、カルバゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾイミダゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾカルバゾール基、ベンゾチオフェン基、ジベンゾチオフェン基、ベンゾフラニル基、フェナントロリン基（ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、フェノチアジニル基、およびジベンゾフラニル基などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
本明細書において、アラルキル基、アラルケニル基、アルキルアリール基、アリールアミン基中のアリール基は、上述したアリール基に関する説明が適用可能である。本明細書において、アラルキル基、アルキルアリール基、アルキルアミン基中のアルキル基は、上述したアルキル基に関する説明が適用可能である。本明細書において、ヘテロアリールアミン中のヘテロアリールは、上述したヘテロ環基に関する説明が適用可能である。本明細書において、アラルケニル基中のアルケニル基は、上述したアルケニル基に関する説明が適用可能である。本明細書において、アリーレンは、２価の基であることを除けば、上述したアリール基に関する説明が適用可能である。本明細書において、ヘテロアリーレンは、２価の基であることを除けば、上述したヘテロ環基に関する説明が適用可能である。本明細書において、炭化水素環は１価の基ではなく、２個の置換基が結合して形成したことを除けば、上述したアリール基またはシクロアルキル基に関する説明が適用可能である。本明細書において、ヘテロ環は１価の基ではなく、２個の置換基が結合して形成したことを除けば、上述したヘテロ環基に関する説明が適用可能である。
好ましくは、Ａｒ１〜Ａｒ４はそれぞれ独立して、フェニル；ビフェニル；またはナフチルであり得る。
好ましくは、Ａｒ１〜Ａｒ４は全てフェニルであり得る。
好ましくは、Ａｒ５はフェニル；ビフェニル；ナフチル；ジベンゾフラニル；またはジベンゾチオフェニルであり得る。
好ましくは、Ａｒ５はフェニルであり得る。
好ましくは、Ｘ１は全てＮであり得る。
好ましくは、Ｘ２は全てＮであり得る。
好ましくは、ｎは０である。
例えば、前記化学式１で表される化合物は、下記化合物で構成される群から選択される：
Figure 2022500481
Figure 2022500481
一方、前記化学式１で表される化合物は、下記反応式１のような製造方法で製造することができる。
［反応式１］
Figure 2022500481
上記反応式１中、置換基に対する定義は先に説明した通りであり、前記製造方法は、後述する合成例でさらに具体化される。
また、本発明は、前記化学式１で表される化合物を含む有機発光素子を提供する。一例として、本発明は、第１電極と、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で表される化合物を含む、有機発光素子を提供する。
本発明の有機発光素子の有機物層は、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る多層構造からなってもよい。例えば、本発明の有機発光素子は、有機物層として正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などを含む構造を有し得る。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。
また、前記有機物層は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入と輸送を同時に行う層または電子遮断層を含むことができ、前記正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入と輸送を同時に行う層または電子遮断層は前記化学式１で表される化合物を含む。
また、前記有機物層は発光層を含み、前記発光層は、前記化学式１で表される化合物を含む。この時、前記化学式１で表される化合物は、発光層においてホスト物質に使用することができ、より具体的には、前記化学式１で表される化合物は、緑色有機発光素子の発光層に使用されるホストとして使用することができる。
また、前記発光層は２種以上のホストを含み、前記発光層が２種以上のホストを含む場合、前記ホスト中の１種以上は前記化学式１で表される化合物であり得る。
また、前記有機物層は正孔遮断層、電子輸送層、電子注入層、または電子輸送および電子注入を同時に行う層を含むことができ、前記正孔遮断層、電子輸送層、電子注入層、または電子輸送および電子注入を同時に行う層は前記化学式１で表される化合物を含み得る。
また、本発明に係る有機発光素子は、基板上に、正極、１層以上の有機物層、および負極が順次積層された構造（ｎｏｒｍａｌ ｔｙｐｅ）の有機発光素子であり得る。また、本発明に係る有機発光素子は、基板上に、負極、１層以上の有機物層、および正極が順次積層された逆方向構造（ｉｎｖｅｒｔｅｄ ｔｙｐｅ）の有機発光素子であり得る。例えば、本発明の一実施形態による有機発光素子の構造は、図１〜図３に例示されている。
図１は、基板１、正極２、発光層３、および負極４からなる有機発光素子の例を示す図である。この構造において、前記化学式１で表される化合物は、前記発光層に含まれ得る。
図２は、基板１、正極２、正孔注入層５、正孔輸送層６、発光層７、電子輸送層８および負極４からなる有機発光素子の例を示す図である。この構造において、前記化学式１で表される化合物は、前記正孔注入層、正孔輸送層、発光層、および電子輸送層のうちの１層以上に含まれ得る。
図３は、基板１、正極２、正孔注入層５、正孔輸送層６、電子遮断層９、発光層７、電子輸送層８、電子注入層１０、および負極４からなる有機発光素子の例を示す図である。この構造において、前記化学式１で表される化合物は、前記正孔注入層、正孔輸送層、電子遮断層、発光層、電子輸送層、電子注入層のうちの１層以上に含まれ得る。
本発明に係る有機発光素子は、前記有機物層のうちの１層以上が前記化学式１で表される化合物を含むことを除けば、当該技術分野で知られている材料および方法で製造され得る。また、前記有機発光素子が複数の有機物層を含む場合、前記有機物層は、同一の物質または異なる物質で形成され得る。
例えば、本発明に係る有機発光素子は、基板上に、第１電極、有機物層、および第２電極を順次積層させて製造することができる。この時、スパッタリング法（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）や電子ビーム蒸発法（ｅ−ｂｅａｍ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）などのＰＶＤ（ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方法を用いて、基板上に金属または導電性を有する金属酸化物またはこれらの合金を蒸着させて正極を形成し、その上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層、および電子輸送層を含む有機物層を形成した後、その上に負極として用いられる物質を蒸着させて製造することができる。この方法以外にも、基板上に、負極物質から有機物層、正極物質を順に蒸着させて有機発光素子を作ることができる。
また、前記化学式１で表される化合物は、有機発光素子の製造時に真空蒸着法のみならず、溶液塗布法によって有機物層に形成され得る。ここで、溶液塗布法とは、スピンコーティング、ディップコーティング、ドクターブレーディング、インクジェットプリンティング、スクリーンプリンティング、スプレー法、ロールコーティングなどを意味するが、これらにのみ限定されるものではない。
この方法以外にも、基板上に、負極物質から有機物層、正極物質を順に蒸着させて有機発光素子を製造することができる（ＷＯ２００３／０１２８９０）。但し、製造方法はこれに限定されるものではない。
一例として、前記第１電極は正極であり、前記第２電極は負極であるか、または、前記第１電極は負極であり、前記第２電極は正極である。
前記正極物質としては、通常有機物層への正孔注入が円滑となるように仕事関数の大きい物質が好ましい。前記正極物質の具体的な例としては、バナジウム、クロム、銅、亜鉛、金などの金属、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）などの金属酸化物；ＺｎＯ：ＡｌまたはＳＮＯ２：Ｓｂなどの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などの導電性高分子などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記負極物質としては、通常有機物層への電子注入が容易となるように仕事関数の小さい物質であることが好ましい。前記負極物質の具体的な例としては、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタニウム、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズおよび鉛などの金属、またはこれらの合金；ＬｉＦ／ＡｌまたはＬｉＯ２／Ａｌなどの多層構造物質などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記正孔注入層は電極から正孔を注入する層で、正孔注入物質としては、正孔を輸送する能力を有し、正極からの正孔注入効果、発光層または発光材料に対して優れた正孔注入効果を有し、発光層で生成された励起子の電子注入層または電子注入材料への移動を防止し、また、薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。正孔注入物質のＨＯＭＯ（ｈｉｇｈｅｓｔ ｏｃｃｕｐｉｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）が正極物質の仕事関数と周辺有機物層のＨＯＭＯとの間であることが好ましい。正孔注入物質の具体的な例としては、金属ポルフィリン（ｐｏｒｐｈｙｒｉｎ）、オリゴチオフェン、アリールアミン系の有機物、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン系の有機物、キナクリドン（ｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ）系の有機物、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）系の有機物、アントラキノンおよびポリアニリンとポリチオフェン系の導電性高分子などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記正孔輸送層は、正孔注入層から正孔を受け取って発光層まで正孔を輸送する層で、正孔輸送物質としては、正極や正孔注入層から正孔輸送を受けて発光層に移し得る物質で、正孔に対する移動性の大きい物質が好適である。具体的な例としては、アリールアミン系の有機物、導電性高分子、および共役部分と非共役部分が共に存在するブロック共重合体などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記電子遮断層は、前記正孔輸送層上に形成され、好ましくは発光層に接して設けられ、正孔移動度を調節し、電子の過剰な移動を防止して正孔−電子間の結合確率を高めることによって有機発光素子の効率を改善する役割を果たす。前記電子遮断層は、電子遮断物質を含み、このような電子遮断物質としては発光層で電子が流れ出していない安定した構造を有する物質が好適である。具体的な例としてはアリールアミン系の有機物などを使用することができるが、これに限定されるものではない。
前記発光物質としては、正孔輸送層と電子輸送層から正孔および電子の輸送をそれぞれ受けて結合させることにより可視光線領域の光を発し得る物質であって、蛍光や燐光に対する量子効率の良い物質が好ましい。具体的な例としては、８−ヒドロキシ−キノリンアルミニウム錯体（Ａｌｑ３）；カルバゾール系化合物；二量体化スチリル（ｄｉｍｅｒｉｚｅｄ ｓｔｙｒｙｌ）化合物；ＢＡｌｑ；１０−ヒドロキシベンゾキノリン−金属化合物；ベンゾキサゾール、ベンズチアゾールおよびベンズイミダゾール系の化合物；ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）系の高分子；スピロ（ｓｐｉｒｏ）化合物；ポリフルオレン、ルブレンなどがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記発光層は、ホスト材料およびドーパント材料を含むことができる。ホスト材料は、縮合芳香族環誘導体またはヘテロ環含有化合物などがある。具体的には、縮合芳香族環誘導体としては、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、ナフタレン誘導体、ペンタセン誘導体、フェナントレン化合物、フルオランテン化合物などがあり、ヘテロ環含有化合物としては、カルバゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ラダー型フラン化合物、ピリミジン誘導体などがあるが、これらに限定されない。
ドーパント材料としては、芳香族アミン誘導体、スチリルアミン化合物、ホウ素錯体、フルオランテン化合物、金属錯体などがある。具体的には、芳香族アミン誘導体としては、置換または非置換のアリールアミノ基を有する縮合芳香族環誘導体であって、アリールアミノ基を有するピレン、アントラセン、クリセン、ペリフランテンなどがあり、スチリルアミン化合物としては、置換または非置換のアリールアミンに少なくとも１個のアリールビニル基が置換されている化合物で、アリール基、シリル基、アルキル基、シクロアルキル基、およびアリールアミノ基からなる群より１または２以上選択される置換基が置換または非置換される。具体的には、スチリルアミン、スチリルジアミン、スチリルトリアミン、スチリルテトラアミンなどがあるが、これらに限定されない。また、金属錯体としては、イリジウム錯体、白金錯体などがあるが、これらに限定されない。
前記正孔遮断層は、前記発光層上に形成され、具体的には、前記正孔遮断層は発光層に接して設けられ、正孔の過剰な移動を防止して正孔−電子間の結合確率を高めることによって有機発光素子の効率を改善する役割を果たす。前記正孔遮断層は正孔遮断物質を含み、このような正孔遮断物質としては、発光層で正孔が流れ出していない安定した構造を有する物質が好適である。前記正孔遮断物質としては、トリアジンを含むアジン類誘導体；トリアゾール誘導体；オキサジアゾール誘導体；フェナントロリン誘導体；ホスフィンオキシド誘導体などの電子求引基が導入された化合物を使用することができるが、これらに限定されるものではない。
前記電子輸送層は、電子注入層から電子を受け取って発光層まで電子を輸送する層で、電子輸送物質としては、負極から電子注入をよく受けて発光層に移し得る物質であって、電子に対する移動性の大きい物質が好適である。具体的な例としては、８−ヒドロキシキノリンのＡｌ錯体；Ａｌｑ３を含む錯体；有機ラジカル化合物；ヒドロキシフラボン−金属錯体などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。電子輸送層は、従来技術により使用されているような、任意の所望するカソード物質と共に使用可能である。特に、適切なカソード物質の例は、低い仕事関数を有し、アルミニウム層またはシルバー層が後に続く通常の物質である。具体的には、セシウム、バリウム、カルシウム、イッテルビウム、およびサマリウムであり、各場合、アルミニウム層またはシルバー層が後に続く。
前記電子注入層は電極から電子を注入する層で、電子を輸送する能力を有し、負極からの電子注入効果、発光層または発光材料に対して優れた電子注入効果を有し、発光層で生成された励起子の正孔注入層への移動を防止し、また、薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。具体的には、フルオレノン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、チオピランジオキシド、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ペリレンテトラカルボン酸、フルオレニリデンメタン、アントロンなどとそれらの誘導体、金属錯体化合物、および含窒素５員環誘導体などがあるが、これらに限定されない。
前記金属錯体化合物としては、８−ヒドロキシキノリナトリチウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナト）亜鉛、ビス（８−ヒドロキシキノリナト）銅、ビス（８−ヒドロキシキノリナト）マンガン、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）ガリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ[ｈ]キノリナト）ベリリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ[ｈ]キノリナト）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリナト）クロロガリウム、ビス（２−メチル−８−キノリナト）（ｏ−クレゾラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−キノリナト）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリナト）（２−ナフトラート）ガリウムなどがあるが、これらに限定されない。
本発明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り得る。
また、前記化学式１で表される化合物は、有機発光素子以外にも、有機太陽電池または有機トランジスターに含まれ得る。
以下、前記化学式１で表される化合物およびこれを含む有機発光素子の製造を実施例により具体的に説明する。但し、下記の実施例は本発明を例示したものに過ぎず、本発明の範囲がこれらによって限定されるものではない。
［合成例］
合成例１：化合物１の製造
Figure 2022500481
１）化合物１−１の製造
窒素雰囲気下で２−ｃｈｌｏｒｏ−４，６−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，３，５−ｔｒｉａｚｉｎｅ（３０ｇ、１０７．２ｍｍｏｌ）と（３−ｃｈｌｏｒｏ−４−ｆｌｕｏｒｏｐｈｅｎｙｌ）ｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ（１８．６ｇ、１０７．２ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン６００ｍｌに入れて、攪拌および還流した。その後、炭酸カリウム（４４．４ｇ、３２１．５ｍｍｏｌ）を水４４ｍｌに溶かして投入し、十分に攪拌した後、テトラキストリフェニル−ホスフィノパラジウム（３．７ｇ、３．２ｍｍｏｌ）を投入した。１時間反応後、常温に冷却した後、有機層と水層を分離した後、有機層を蒸留した。これを再びクロロホルム２０倍（９７１ｍＬ）に投入して溶かし、水で２回洗浄した後、有機層を分離して無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルで再結晶して、白色の固体化合物１−１（２７．５ｇ、７１％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝３６２．１）を製造した。
２）化合物１−２の製造
窒素雰囲気下で１−１（３０ｇ、８３．１ｍｍｏｌ）とビス（ピナコラート）ジボロン（２１．１ｇ、８３．１ｍｍｏｌ）をＤｉｏｘ ６００ｍｌに入れて、攪拌および還流した。その後、酢酸カリウム（２４ｇ、２４９．３ｍｍｏｌ）を投入して十分に攪拌した後、ジベンジリデンアセトンパラジウム（１．４ｇ、２．５ｍｍｏｌ）およびトリシクロヘキシルホスフィン（１．４ｇ、５ｍｍｏｌ）を投入した。６時間反応後、常温に冷却した後、有機層をろ過処理して塩を除去した後、ろ過された有機層を蒸留した。これを再びクロロホルム１０倍（３７７ｍＬ）に投入して溶かし、水で２回洗浄した後、有機層を分離して無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムとエタノールで再結晶して、白色の固体化合物１−２（２０ｇ、５３％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝４５４．２）を製造した。
３）化合物１−３の製造
窒素雰囲気下で１−１（２０ｇ、４４．１ｍｍｏｌ）と２−ｃｈｌｏｒｏ−４，６−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，３，５−ｔｒｉａｚｉｎｅ（１１．８ｇ、４４．１ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン４００ｍｌに入れて、攪拌および還流した。その後、炭酸カリウム（１８．３ｇ、１３２．４ｍｍｏｌ）を水１８ｍｌに溶かして投入し、十分に攪拌した後、テトラキストリフェニル−ホスフィノパラジウム（１．５ｇ、１．３ｍｍｏｌ）を投入した。２時間反応後、常温に冷却した後、有機層と水層を分離した後、有機層を蒸留した。これを再びクロロホルム２０倍（４９３ｍＬ）に投入して溶かし、水で２回洗浄した後、有機層を分離して無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルで再結晶して、白色の固体化合物１−３（１５．５ｇ、６３％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝５５９．２）を製造した。
４）化合物１の製造
窒素雰囲気下で１−３（１０ｇ、１７．９ｍｍｏｌ）と４−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（４．４ｇ、１７．９ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド２００ｍｌに入れて、攪拌および還流した。その後、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（１１．４ｇ、５３．７ｍｍｏｌ）を投入して十分に攪拌した後、ビス（トリｔｅｒｔ−ブチルホスフィン）パラジウム（０．３ｇ、０．５ｍｍｏｌ）を投入した。５時間反応後、常温に冷却した後、有機層をろ過処理して塩を除去した後、ろ過された有機層を蒸留した。これを再びクロロホルム１０倍（１４０ｍＬ）に投入して溶かし、水で２回洗浄した後、有機層を分離して無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルを用いてシリカカラムを通して精製して、黄色の固体化合物Ｃｏｍｐｏｕｎｄ１（８．４ｇ、６０％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝７８２．３）を製造した。
合成例２：化合物２の製造
Figure 2022500481
１）化合物２−１の製造
窒素雰囲気下で２−（［１，１'−ｂｉｐｈｅｎｙｌ］−４−ｙｌ）−４−ｃｈｌｏｒｏ−６−ｐｈｅｎｙｌ−１，３，５−ｔｒｉａｚｉｎｅ（３０ｇ、８７．４ｍｍｏｌ）と（３−ｃｈｌｏｒｏ−４−ｆｌｕｏｒｏｐｈｅｎｙｌ）ｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ（１５．２ｇ、８７．４ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン６００ｍｌに入れて、攪拌および還流した。その後、炭酸カリウム（３６．３ｇ、２６２．３ｍｍｏｌ）を水３６ｍｌに溶かして投入し、十分に攪拌した後、テトラキストリフェニル−ホスフィノパラジウム（３ｇ、２．６ｍｍｏｌ）を投入した。２時間反応後、常温に冷却した後、生成された固体をろ過した。固体をクロロホルム２０倍（７６４ｍＬ）に投入して溶かし、水で２回洗浄した後、有機層を分離して無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルで再結晶して、白色の固体化合物２−１（３０．２ｇ、７９％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝４３８．１）を製造した。
２）化合物２−２の製造
窒素雰囲気下で２−１（３０ｇ、６８．６ｍｍｏｌ）とビス（ピナコラート）ジボロン（１７．４ｇ、６８．６ｍｍｏｌ）をＤｉｏｘ ６００ｍｌに入れて、攪拌および還流した。その後、酢酸カリウム（１９．８ｇ、２０５．９ｍｍｏｌ）を投入して十分に攪拌した後、ジベンジリデンアセトンパラジウム（１．２ｇ、２．１ｍｍｏｌ）およびトリシクロヘキシルホスフィン（１．２ｇ、４．１ｍｍｏｌ）を投入した。７時間反応後、常温に冷却した後、有機層をろ過処理して塩を除去した後、ろ過された有機層を蒸留した。これを再びクロロホルム１０倍（３６３ｍＬ）に投入して溶かし、水で２回洗浄した後、有機層を分離して無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムとエタノールで再結晶して、白色の固体化合物２−２（２９．１ｇ、８０％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝５３０．２）を製造した。
３）化合物２−３の製造
窒素雰囲気下で２−２（２０ｇ、３７．８ｍｍｏｌ）と２−ｃｈｌｏｒｏ−４，６−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，３，５−ｔｒｉａｚｉｎｅ（１０．１ｇ、３７．８ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン４００ｍｌに入れて、攪拌および還流した。その後、炭酸カリウム（１５．７ｇ、１１３．４ｍｍｏｌ）を水１６ｍｌに溶かして投入し、十分に攪拌した後、テトラキストリフェニル−ホスフィノパラジウム（１．３ｇ、１．１ｍｍｏｌ）を投入した。３時間反応後、常温に冷却した後、生成された固体をろ過した。固体をクロロホルム２０倍（４７９ｍＬ）に投入して溶かし、水で２回洗浄した後、有機層を分離して無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルで再結晶して、白色の固体化合物２−３（１７．３ｇ、７２％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝６３５．２）を製造した。
４）化合物２の製造
窒素雰囲気下で２−３（１０ｇ、１５．８ｍｍｏｌ）と４−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（３．８ｇ、１５．８ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド２００ｍｌに入れて、攪拌および還流した。その後、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（１０ｇ、４７．３ｍｍｏｌ）を投入して十分に攪拌した後、ビス（トリｔｅｒｔ−ブチルホスフィン）パラジウム（０．２ｇ、０．５ｍｍｏｌ）を投入した。５時間反応後、常温に冷却した後、有機層をろ過処理して塩を除去した後、ろ過された有機層を蒸留した。これを再びクロロホルム１０倍（１３５ｍＬ）に投入して溶かし、水で２回洗浄した後、有機層を分離して無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルを用いてシリカカラムを通して精製して、黄色の固体化合物Ｃｏｍｐｏｕｎｄ２（９．９ｇ、７３％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝８５８．３）を製造した。
合成例３：化合物３の製造
Figure 2022500481
１）化合物３−１の製造
窒素雰囲気下で２−（［１，１'−ｂｉｐｈｅｎｙｌ］−３−ｙｌ）−４−ｃｈｌｏｒｏ−６−ｐｈｅｎｙｌ−１，３，５−ｔｒｉａｚｉｎｅ（３０ｇ、８７．４ｍｍｏｌ）と（３−ｃｈｌｏｒｏ−４−ｆｌｕｏｒｏｐｈｅｎｙｌ）ｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ（１５．２ｇ、８７．４ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン６００ｍｌに入れて、攪拌および還流した。その後、炭酸カリウム（３６．３ｇ、２６２．３ｍｍｏｌ）を水３６ｍｌに溶かして投入し、十分に攪拌した後、テトラキストリフェニル−ホスフィノパラジウム（３ｇ、２．６ｍｍｏｌ）を投入した。２時間反応後、常温に冷却した後、生成された固体をろ過した。固体をクロロホルム２０倍（７６４ｍＬ）に投入して溶かし、水で２回洗浄した後、有機層を分離して無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルで再結晶して、白色の固体化合物３−１（２２．２ｇ、５８％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝４３８．１）を製造した。
２）化合物３−２の製造
窒素雰囲気下で３−１（３０ｇ、６８．６ｍｍｏｌ）とビス（ピナコラート）ジボロン（１７．４ｇ、６８．６ｍｍｏｌ）をＤｉｏｘ ６００ｍｌに入れて、攪拌および還流した。その後、酢酸カリウム（１９．８ｇ、２０５．９ｍｍｏｌ）を投入して十分に攪拌した後、ジベンジリデンアセトンパラジウム（１．２ｇ、２．１ｍｍｏｌ）およびトリシクロヘキシルホスフィン（１．２ｇ、４．１ｍｍｏｌ）を投入した。６時間反応後、常温に冷却した後、有機層をろ過処理して塩を除去した後、ろ過された有機層を蒸留した。これを再びクロロホルム１０倍（３６３ｍＬ）に投入して溶かし、水で２回洗浄した後、有機層を分離して無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムとエタノールで再結晶して、白色の固体化合物３−２（２１．１ｇ、５８％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝５３０．２）を製造した。
３）化合物３−３の製造
窒素雰囲気下で３−２（２０ｇ、３７．８ｍｍｏｌ）と２−ｃｈｌｏｒｏ−４，６−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，３，５−ｔｒｉａｚｉｎｅ（１０．１ｇ、３７．８ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン４００ｍｌに入れて、攪拌および還流した。その後、炭酸カリウム（１５．７ｇ、１１３．４ｍｍｏｌ）を水１６ｍｌに溶かして投入し、十分に攪拌した後、テトラキストリフェニル−ホスフィノパラジウム（１．３ｇ、１．１ｍｍｏｌ）を投入した。１時間反応後、常温に冷却した後、生成された固体をろ過した。固体をクロロホルム２０倍（４７９ｍＬ）に投入して溶かし、水で２回洗浄した後、有機層を分離して無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルで再結晶して、白色の固体化合物３−３（１５．８ｇ、６６％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝６３５．２）を製造した。
４）化合物３の製造
窒素雰囲気下で３−３（１０ｇ、１５．８ｍｍｏｌ）と４−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（３．８ｇ、１５．８ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド２００ｍｌに入れて、攪拌および還流した。その後、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（１０ｇ、４７．３ｍｍｏｌ）を投入して十分に攪拌した後、ビス（トリｔｅｒｔ−ブチルホスフィン）パラジウム（０．２ｇ、０．５ｍｍｏｌ）を投入した。３時間反応後、常温に冷却した後、有機層をろ過処理して塩を除去した後、ろ過された有機層を蒸留した。これを再びクロロホルム１０倍（１３５ｍＬ）に投入して溶かし、水で２回洗浄した後、有機層を分離して無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルを用いてシリカカラムを通して精製して、黄色の固体化合物Ｃｏｍｐｏｕｎｄ３（８．１ｇ、６０％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝８５８．３）を製造した。
合成例４：化合物４の製造
Figure 2022500481
１）化合物４−１の製造
窒素雰囲気下で１−２（２０ｇ、４４．１ｍｍｏｌ）と２−ｃｈｌｏｒｏ−４−（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎ−１−ｙｌ）−６−ｐｈｅｎｙｌ−１，３，５−ｔｒｉａｚｉｎｅ（１４ｇ、４４．１ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン４００ｍｌに入れて、攪拌および還流した。その後、炭酸カリウム（１８．３ｇ、１３２．４ｍｍｏｌ）を水１８ｍｌに溶かして投入し、十分に攪拌した後、テトラキストリフェニル−ホスフィノパラジウム（１．５ｇ、１．３ｍｍｏｌ）を投入した。３時間反応後、常温に冷却した後、生成された固体をろ過した。固体をクロロホルム２０倍（５３７ｍＬ）に投入して溶かし、水で２回洗浄した後、有機層を分離して無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルで再結晶して、白色の固体化合物４−１（１９．３ｇ、７２％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝６０９．２）を製造した。
２）化合物４の製造
窒素雰囲気下で４−１（１０ｇ、１６．４ｍｍｏｌ）と４−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（４ｇ、１６．４ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド２００ｍｌに入れて、攪拌および還流した。その後、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（１０．５ｇ、４９．３ｍｍｏｌ）を投入して十分に攪拌した後、ビス（トリｔｅｒｔ−ブチルホスフィン）パラジウム（０．３ｇ、０．５ｍｍｏｌ）を投入した。６時間反応後、常温に冷却した後、有機層をろ過処理して塩を除去した後、ろ過された有機層を蒸留した。これを再びクロロホルム１０倍（１４１ｍＬ）に投入して溶かし、水で２回洗浄した後、有機層を分離して無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルを用いてシリカカラムを通して精製して、黄色の固体化合物Ｃｏｍｐｏｕｎｄ４（１０ｇ、７１％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝８５８．３）を製造した。
合成例５：化合物５の製造
Figure 2022500481
１）化合物５−１の製造
窒素雰囲気下で１−２（２０ｇ、４４．１ｍｍｏｌ）と２−ｃｈｌｏｒｏ−４，６−ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎ−２−ｙｌ）−１，３，５−ｔｒｉａｚｉｎｅ（１６．２ｇ、４４．１ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン４００ｍｌに入れて、攪拌および還流した。その後、炭酸カリウム（１８．３ｇ、１３２．４ｍｍｏｌ）を水１８ｍｌに溶かして投入し、十分に攪拌した後、テトラキストリフェニル−ホスフィノパラジウム（１．５ｇ、１．３ｍｍｏｌ）を投入した。２時間反応後、常温に冷却した後、生成された固体をろ過した。固体をクロロホルム２０倍（５８１ｍＬ）に投入して溶かし、水で２回洗浄した後、有機層を分離して無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルで再結晶して、白色の固体化合物５−１（１８．９ｇ、６５％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝６５９．２）を製造した。
２）化合物５の製造
窒素雰囲気下で５−１（１０ｇ、１５．２ｍｍｏｌ）と４−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（３．７ｇ、１５．２ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド２００ｍｌに入れて、攪拌および還流した。その後、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（９．７ｇ、４５．６ｍｍｏｌ）を投入して十分に攪拌した後、ビス（トリｔｅｒｔ−ブチルホスフィン）パラジウム（０．２ｇ、０．５ｍｍｏｌ）を投入した。７時間反応後、常温に冷却した後、有機層をろ過処理して塩を除去した後、ろ過された有機層を蒸留した。これを再びクロロホルム１０倍（１３４ｍＬ）に投入して溶かし、水で２回洗浄した後、有機層を分離して無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルを用いてシリカカラムを通して精製して、黄色の固体化合物Ｃｏｍｐｏｕｎｄ５（７．６ｇ、５７％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝８８２．３）を製造した。
合成例６：化合物６の製造
Figure 2022500481
窒素雰囲気下で１−３（１０ｇ、１７．９ｍｍｏｌ）と４−（ｄｉｂｅｎｚｏ［ｂ，ｄ］ｆｕｒａｎ−４−ｙｌ）−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（６ｇ、１７．９ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド２００ｍｌに入れて、攪拌および還流した。その後、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（１１．４ｇ、５３．７ｍｍｏｌ）を投入して十分に攪拌した後、ビス（トリｔｅｒｔ−ブチルホスフィン）パラジウム（０．３ｇ、０．５ｍｍｏｌ）を投入した。６時間反応後、常温に冷却した後、有機層をろ過処理して塩を除去した後、ろ過された有機層を蒸留した。これを再びクロロホルム１０倍（１５６ｍＬ）に投入して溶かし、水で２回洗浄した後、有機層を分離して無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルを用いてシリカカラムを通して精製して、黄色の固体化合物Ｃｏｍｐｏｕｎｄ６（１０ｇ、６４％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝８７２．３）を製造した。
合成例７：化合物７の製造
Figure 2022500481
窒素雰囲気下で１−３（１０ｇ、１７．９ｍｍｏｌ）と４−（ｄｉｂｅｎｚｏ［ｂ，ｄ］ｔｈｉｏｐｈｅｎ−４−ｙｌ）−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（６．３ｇ、１７．９ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド２００ｍｌに入れて、攪拌および還流した。その後、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（１１．４ｇ、５３．７ｍｍｏｌ）を投入して十分に攪拌した後、ビス（トリｔｅｒｔ−ブチルホスフィン）パラジウム（０．３ｇ、０．５ｍｍｏｌ）を投入した。４時間反応後、常温に冷却した後、有機層をろ過処理して塩を除去した後、ろ過された有機層を蒸留した。これを再びクロロホルム１０倍（１５９ｍＬ）に投入して溶かし、水で２回洗浄した後、有機層を分離して無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルを用いてシリカカラムを通して精製して、黄色の固体化合物Ｃｏｍｐｏｕｎｄ７（１１．９ｇ、７５％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝８８８．３）を製造した。
合成例８：化合物８の製造
Figure 2022500481
窒素雰囲気下で１−３（１０ｇ、１７．９ｍｍｏｌ）と４−（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎ−２−ｙｌ）−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（５．３ｇ、１７．９ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド２００ｍｌに入れて、攪拌および還流した。その後、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（１１．４ｇ、５３．７ｍｍｏｌ）を投入して十分に攪拌した後、ビス（トリｔｅｒｔ−ブチルホスフィン）パラジウム（０．３ｇ、０．５ｍｍｏｌ）を投入した。７時間反応後、常温に冷却した後、有機層をろ過処理して塩を除去した後、ろ過された有機層を蒸留した。これを再びクロロホルム１０倍（１４９ｍＬ）に投入して溶かし、水で２回洗浄した後、有機層を分離して無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルを用いてシリカカラムを通して精製して、黄色の固体化合物Ｃｏｍｐｏｕｎｄ８（１０．４ｇ、７０％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝８３２．３）を製造した。
合成例９：比較例化合物２の製造
Figure 2022500481
窒素雰囲気下で１−３（１０ｇ、１７．９ｍｍｏｌ）と２−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（４．４ｇ、１７．９ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド２００ｍｌに入れて、攪拌および還流した。その後、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（１１．４ｇ、５３．７ｍｍｏｌ）を投入して十分に攪拌した後、ビス（トリｔｅｒｔ−ブチルホスフィン）パラジウム（０．３ｇ、０．５ｍｍｏｌ）を投入した。３時間反応後、常温に冷却した後、生成された固体をろ過した。固体をクロロホルム３０倍（４２０ｍＬ）に投入して溶かし、水で２回洗浄した後、有機層を分離して無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルを用いてシリカカラムを通して精製して、黄色の固体化合物ＣＥ２（８．４ｇ、６０％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝７８２．３）を製造した。
合成例１０：比較例化合物３の製造
Figure 2022500481
窒素雰囲気下で１−３（１０ｇ、１７．９ｍｍｏｌ）と３−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌｅ（６．３ｇ、１７．９ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド２００ｍｌに入れて、攪拌および還流した。その後、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（１１．４ｇ、５３．７ｍｍｏｌ）を投入して十分に攪拌した後、ビス（トリｔｅｒｔ−ブチルホスフィン）パラジウム（０．３ｇ、０．５ｍｍｏｌ）を投入した。６時間反応後、常温に冷却した後、生成された固体をろ過した。固体をクロロホルム３０倍（４２０ｍＬ）に投入して溶かし、水で２回洗浄した後、有機層を分離して無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌した後、ろ過して濾液を減圧蒸留した。濃縮した化合物をクロロホルムと酢酸エチルを用いてシリカカラムを通して精製して、黄色の固体化合物ＣＥ３（７ｇ、５０％、ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝７８２．３）を製造した。
［実験例］
＜実験例１＞
ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）が１，３００Åの厚さに薄膜コーティングされたガラス基板を洗剤を溶かした蒸留水に入れて超音波洗浄した。この時、洗剤としてはフィッシャー社（Ｆｉｓｃｈｅｒ Ｃｏ．）製品を使用し、蒸留水としてはミリポア社（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ Ｃｏ．）製品のフィルタ（Ｆｉｌｔｅｒ）で２次ろ過した蒸留水を使用した。ＩＴＯを３０分間洗浄した後、蒸留水で２回繰り返し超音波洗浄を１０分間進行した。蒸留水洗浄が終わった後、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノールの溶剤で超音波洗浄をし乾燥させた後、プラズマ洗浄機に輸送させた。また、酸素プラズマを用いて前記基板を５分間洗浄した後、真空蒸着機に基板を輸送させた。
こうして準備されたＩＴＯ透明電極上に、下記ＨＩ−１化合物を５０Åの厚さに熱真空蒸着して正孔注入層を形成した。前記正孔注入層上に、下記ＨＴ−１化合物を２５０Åの厚さに熱真空蒸着して正孔輸送層を形成し、ＨＴ−１蒸着膜上に、下記ＨＴ−２化合物を５０Åの厚さに真空蒸着して電子遮断層を形成した。前記ＨＴ−２蒸着膜上に、発光層として上記合成例１で製造した化合物１、下記ＹＧＨ−１化合物および燐光ドーパントＹＧＤ−１を４４：４４：１２の重量比で共蒸着して４００Åの厚さの発光層を形成した。前記発光層上に、下記ＥＴ−１化合物を２５０Åの厚さに真空蒸着して電子輸送層を形成し、前記電子輸送層上に、下記ＥＴ−２化合物およびＬｉを９８：２の重量比で真空蒸着して１００Åの厚さの電子注入層を形成した。前記電子注入層上に１，０００Åの厚さにアルミニウムを蒸着して負極を形成した。
Figure 2022500481
上記の過程で、有機物の蒸着速度は０．４〜０．７Å／ｓｅｃを維持し、アルミニウムは２Å／ｓｅｃの蒸着速度を維持し、蒸着時の真空度は１×１０−７〜５×１０−８ｔｏｒｒを維持した。
＜実験例２〜８＞
前記実験例１において合成例１の化合物１の代わりに下記表１に記載された化合物を使用したことを除いては、前記実験例１と同様の方法で有機発光素子を製造した。
＜比較実験例１〜３＞
前記実験例１において合成例１の化合物１の代わりに下記表１に記載された化合物を使用したことを除いては、前記実験例１と同様の方法で有機発光素子を製造した。下記表１のＣＥ１〜ＣＥ３の化合物は以下の通りである。
Figure 2022500481
上記実験例および比較実験例において有機発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電圧と効率を測定し、５０ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で寿命を測定してその結果を下記表１に示す。この時、ＬＴ９５は、初期輝度に対して９５％となる時間を意味する
Figure 2022500481
上記表１に示すように、本発明の化合物を発光層物質として使用する場合、比較実験例に比べて効率および寿命に優れた特性を示すことを確認することができた。これは、当該誘導体が分子内オービタル間で追加的な結合により電子安定性が増加するとみなされる。
また、カルバゾール置換基の置換位置のうちの４位に結合を形成するときに寿命特性が最も優れていることを確認できるが、これは、上述のような電子安定性増加現象がこのような構造で最も増加するとみなされる。
１：基板
２：正極
３：発光層
４：負極
５：正孔注入層
６：正孔輸送層
７：発光層
８：電子輸送層
９：電子遮断層
１０：電子注入層

Claims (10)

  1. 下記化学式１で表される、
    化合物：
    ［化学式１］
    Figure 2022500481
     上記化学式１中、
    Ｘ１はそれぞれ独立して、ＮまたはＣＨであり、但し、これらのうちの１以上はＮであり、
    Ｘ２はそれぞれ独立して、ＮまたはＣＨであり、但し、これらのうちの１以上はＮであり、
    Ａｒ１〜Ａｒ４はそれぞれ独立して、置換または非置換の炭素数６〜６０のアリール；またはＮ、Ｏ、およびＳで構成される群から選択されるいずれか一つ以上のヘテロ原子を含む置換または非置換の炭素数５〜６０のヘテロアリールであり、
    Ａｒ５は、置換または非置換の炭素数６〜６０のアリール；またはＮ、Ｏ、およびＳで構成される群から選択されるいずれか一つ以上のヘテロ原子を含む置換または非置換の炭素数５〜６０のヘテロアリールであり、
    Ｒ１はそれぞれ独立して、水素；重水素；置換または非置換の炭素数１〜６０のアルキル；置換または非置換の炭素数３〜６０のシクロアルキル；置換または非置換の炭素数６〜６０のアリール；またはＮ、Ｏ、およびＳで構成される群から選択されるヘテロ原子を１個以上含む置換または非置換の炭素数５〜６０のヘテロアリールであり、
    ｎは０〜４の整数である。
  2. Ａｒ１〜Ａｒ４はそれぞれ独立して、フェニル；ビフェニル；またはナフチルである、
    請求項１に記載の化合物。
  3. Ａｒ１〜Ａｒ４は全てフェニルである、
    請求項１に記載の化合物。
  4. Ａｒ５はフェニル；ビフェニル；ナフチル；ジベンゾフラニル；またはジベンゾチオフェニルである、
    請求項１から３のいずれか１項に記載の化合物。
  5. Ａｒ５はフェニルである、
    請求項１から３のいずれか１項に記載の化合物。
  6. Ｘ１は全てＮである、
    請求項１から５のいずれか１項に記載の化合物。
  7. Ｘ２は全てＮである、
    請求項１から６のいずれか１項に記載の化合物。
  8. ｎは０である、
    請求項１から７のいずれか１項に記載の化合物。
  9. 前記化学式１で表される化合物は、下記で構成される群から選択されるいずれか一つである、
    請求項１に記載の化合物：
    Figure 2022500481
    Figure 2022500481
  10. 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１〜９のいずれか一項に記載の化合物を含む、
    有機発光素子。
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