JP2023500759A - 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

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 Download PDF

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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を提供する。

Description

本出願は、２０１９年１１月２１日付で韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０－２０１９－０１５０７１４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。
有機電界発光素子は、自発光型表示素子の一種であって、視野角が広く、コントラストに優れているだけでなく、応答速度が速いというメリットがある。
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。
有機発光素子において使用可能な物質に要求される条件、例えば、適切なエネルギー準位、電気化学的安定性および熱的安定性などを満たすことができ、置換基に応じて有機発光素子で要求される多様な役割を果たす化学構造を有する化合物を含む有機発光素子に関する研究が必要である。
米国特許第４，３５６，４２９号
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に関する。
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 2023500759000002
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Ｃ２～Ｃ６０の単環もしくは多環のヘテロ環基であり、
Ｌは、直接結合；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリーレン基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリーレン基であり、ａは、１～３の整数であり、ａが２以上の場合、Ｌは、互いに同一または異なり、
Ａは、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール環；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール環であり、
Ｒａは、水素；重水素；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；および置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール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Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成し、ｄは、０～２の整数であり、ｄが２の場合、２個のＲａは、互いに同一または異なり、
Ｒ１～Ｒ６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；シアノ基；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のアルケニル基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のアルキニル基；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルコキシ基；置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ６０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；置換もしくは非置換のシリル基；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Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成し、ｂは、０～２の整数であり、ｃは、０～４の整数であり、ｂが２の場合、Ｒ５は、互いに同一または異なり、ｃが２以上の場合、Ｒ６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１つ以上含む有機発光素子を提供する。
さらに、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および下記化学式２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。
Figure 2023500759000003
前記化学式２において、
Ａｒ１は、水素；重水素；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基であり、
Ｒ５１～Ｒ５８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；シアノ基；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のアルケニル基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のアルキニル基；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルコキシ基；置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ６０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；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Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成する。
最後に、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と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できる。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、前記化合物は、２つの化合物が共に発光材料として使用可能であり、発光層のホスト材料として使用可能である。
特に、化学式１の化合物は、コア構造の中央に電気陰性度の高いＯ原子を有するため、電子伝達能力に優れ、エキシトンブロッキング（Ｂｌｏｃｋｉｎｇ）においても適した特徴を有する。また、ジベンゾフラン構造の一方のベンゼン環に縮合されたカルバゾール構造が１番および３番位置に置換される時は、ｓｔｅｒｉｃによるＨＯＭＯオービタルとＬＵＭＯオービタルとが分離可能であり、電子伝達が容易になる特徴を有する。
一方、縮合されたカルバゾール構造がジベンゾフランの一方のベンゼン環の１番および４番位置に置換される時は、分子間のπ－π積み重ねが効果的に起こって分子間の電子伝達が効果的であり、素子に適した熱的安定性を有することができる。これにより、前記化学式１のヘテロ環化合物を用いて寿命および駆動安定、効率が改善された有機発光素子を製造することができる。
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。 エキサイプレックス現象に関する説明を示す図である。 本出願の実施例７１による第１ホストおよび第２ホスト単独のＰＬ（ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）測定資料である。 本出願の実施例７１による第１ホストおよび第２ホストを共に含む場合のＰＬ（ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）測定資料である。
以下、本出願について詳細に説明する。
本明細書において、「化学式または化合物構造に置換基が表されていない場合」は、炭素原子に水素原子が結合していることを意味する。ただし、重水素（２Ｈ、Ｄｅｕｔｅｒｉｕｍ）は水素の同位元素であるので、一部の水素原子は、重水素であってもよい。
本出願の一実施態様において、「化学式または化合物構造に置換基が表されていない場合」は、置換基として来る位置がすべて水素または重水素であることを意味することができる。すなわち、重水素の場合、水素の同位元素であり、一部の水素原子は、同位元素である重水素であってもよいし、この時、重水素の含有量は、０％～１００％であってもよい。
本出願の一実施態様において、「化学式または化合物構造に置換基が表されていない場合」において、重水素の含有量が０％、水素の含有量が１００％など重水素を明示的に排除しない場合には、水素と重水素は化合物において混在して使用できる。すなわち、「置換基Ｘは、水素である」と表現した場合には、水素の含有量が１００％、重水素の含有量が０％など重水素を排除しないもので、水素と重水素が混在している状態を意味することができる。
本出願の一実施態様において、重水素は、水素の同位元素（ｉｓｏｔｏｐｅ）の一つであり、陽子（ｐｒｏｔｏｎ）１個と中性子（ｎｅｕｔｒｏｎ）１個とからなる重陽子（ｄｅｕｔｅｒｏｎ）を原子核（ｎｕｃｌｅｕｓ）として有する元素であって、水素－２で表現されてもよいし、元素記号はＤまたは２Ｈと書くこともできる。
本出願の一実施態様において、同位元素は、原子番号（ａｔｏｍｉｃ ｎｕｍｂｅｒ、Ｚ）は同じであるが質量数（ｍａｓｓ ｎｕｍｂｅｒ、Ａ）が異なる原子を意味する同位元素は、同じ数の陽子（ｐｒｏｔｏｎ）を有するが中性子（ｎｅｕｔｒｏｎ）の数が異なる元素としても解釈することができる。
本出願の一実施態様において、特定の置換基の含有量Ｔ％の意味は、基本になる化合物が有し得る置換基の総数をＴ１と定義し、そのうち特定の置換基の個数をＴ２と定義する場合、Ｔ２／Ｔ１×１００＝Ｔ％で定義することができる。
すなわち、一例において、
Figure 2023500759000004
で表されるフェニル基において重水素の含有量２０％というのは、フェニル基が有し得る置換基の総数は５（式中のＴ１）個であり、そのうち重水素の個数が１（式中のＴ２）個である場合、２０％で表される。すなわち、フェニル基において重水素の含有量２０％というのは、下記構造式で表されてもよい。
Figure 2023500759000005
また、本出願の一実施態様において、「重水素の含有量が０％であるフェニル基」の場合、重水素原子が含まれていない、すなわち水素原子５個を有するフェニル基を意味することができる。
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、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の単環もしくは多環を含み、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の単環もしくは多環を含み、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の単環もしくは多環を含み、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、これらのみに限定されるものではない。
本明細書において、前記フルオレニル基は置換されていてもよいし、隣接した置換基が互いに結合して環を形成してもよい。
前記フルオレニル基が置換される場合、下記の構造になってもよいが、これに限定されない。
Figure 2023500759000006
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の単環もしくは多環を含み、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、－Ｐ（＝Ｏ）Ｒ１０１Ｒ１０２で表され、Ｒ１０１ およびＲ１０２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少なくとも１つからなる置換基であってもよい。前記ホスフィンオキシド基は、具体的には、ジフェニルホスフィンオキシド基、ジナフチルホスフィンオキシドなどがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、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、前記「置換」という用語は、化合物の炭素原子に結合した水素原子が他の置換基に変わることを意味し、置換される位置は水素原子の置換される位置すなわち、置換基が置換可能な位置であれば限定せず、２以上置換される場合、２以上の置換基は、互いに同一でも異なっていてもよい。
本明細書において、「置換もしくは非置換」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の単環もしくは多環のシクロアルキル；Ｃ２～Ｃ６０の単環もしくは多環のヘテロシクロアルキル；Ｃ６～Ｃ６０の単環もしくは多環のアリール；Ｃ２～Ｃ６０の単環もしく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の単環もしくは多環のアリールアミン；およびＣ２～Ｃ６０の単環もしく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、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基である。
他の実施態様において、前記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、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ４０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ４０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ４０のヘテロアリール基である。
さらに他の実施態様において、前記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、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ４０のアルキル基；または置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ４０のアリール基である。
さらに他の実施態様において、前記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、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ２０のアルキル基；または置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０のアリール基である。
さらに他の実施態様において、前記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、Ｃ１～Ｃ２０のアルキル基；またはＣ６～Ｃ２０のアリール基である。
さらに他の実施態様において、前記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、Ｃ１～Ｃ１０のアルキル基；またはＣ６～Ｃ１０のアリール基である。
さらに他の実施態様において、前記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、直鎖のＣ１～Ｃ１０のアルキル基；または単環のＣ６～Ｃ１０のアリール基である。
さらに他の実施態様において、前記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、メチル基；またはフェニル基である。
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３～６のうちの１つで表されてもよい。
Figure 2023500759000007
Figure 2023500759000008
Figure 2023500759000009
Figure 2023500759000010
前記化学式３～６において、Ｎ－Ｈｅｔ、Ｌ、Ａ、Ｒａ、Ｒ１～Ｒ６、ａ、ｂ、ｃおよびｄの定義は、前記化学式１における定義と同じである。
特に、前記化学式５のように、ジベンゾフランの１番および３番位置に上記の置換基が置換される場合、寿命特性に優れ、素子の効率および駆動にも優れた特徴を有する。
本出願の一実施態様において、前記
Figure 2023500759000011
は、下記化学式１－１～１－６のいずれか１つで表されてもよい。
Figure 2023500759000012
Figure 2023500759000013
Figure 2023500759000014
Figure 2023500759000015
Figure 2023500759000016
Figure 2023500759000017
前記化学式１－１～１－６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；重水素；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；および置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール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Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成し、
Ｒ１５～Ｒ１８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；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基であり、
Ｒｂは、水素；重水素；または置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基であり、ｍは、０～４の整数であり、ｍが２以上の場合、前記Ｒｂは、互いに同一または異なる。
前記化学式１－１～１－６において、
Figure 2023500759000018
は、前記化学式１と連結される位置を意味する。
本出願の前記化学式１－１および化学式１－３において、Ｒ１２およびＲ１３が互いに結合して非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成する場合、前記化学式１－１および化学式１－３のＲ１１、Ｒ１４、Ｒ１５～Ｒ１８およびＲｂの少なくとも１つは、重水素；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；および置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基からなる群より選択されてもよい。
本出願の前記化学式１－１および化学式１－３において、Ｒ１２およびＲ１３が互いに結合して非置換のＣ６～Ｃ４０の芳香族炭化水素環を形成する場合、前記化学式１－１および化学式１－３のＲ１１、Ｒ１４、Ｒ１５～Ｒ１８およびＲｂの少なくとも１つは、重水素；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；および置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基からなる群より選択されてもよい。
本出願の前記化学式１－１および化学式１－３において、Ｒ１２およびＲ１３が互いに結合して非置換のベンゼン環を形成する場合、前記化学式１－１および化学式１－３のＲ１１、Ｒ１４、Ｒ１５～Ｒ１８およびＲｂの少なくとも１つは、重水素；フェニル基；ビフェニル基；およびナフチル基からなる群より選択されてもよい。
本出願の一実施態様において、前記化学式１－１および化学式１－３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；重水素；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；および置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基からなる群より選択されるか、Ｒ１１およびＲ１２；またはＲ１３およびＲ１４は、互いに結合して置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成してもよい。
他の実施態様において、前記化学式１－１および化学式１－３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；重水素；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；および置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基からなる群より選択されるか、Ｒ１１およびＲ１２；またはＲ１３およびＲ１４は、互いに結合して置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環を形成してもよい。
さらに他の実施態様において、前記化学式１－１および化学式１－３において、Ｒ１１～Ｒ１４は、それぞれ独立して、水素；重水素；フェニル基；ビフェニル基およびナフチル基からなる群より選択されるか、Ｒ１１およびＲ１２；またはＲ１３およびＲ１４は、互いに結合してベンゼン環を形成してもよい。
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Ｃ２～Ｃ６０の単環もしくは多環のヘテロ環である。
他の実施態様において、Ｎ－Ｈｅｔは、Ｃ６～Ｃ６０のアリール基およびＣ２～Ｃ６０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１個以上含むＣ２～Ｃ６０の単環もしく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、Ｃ６～Ｃ４０のアリール基およびＣ２～Ｃ４０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１個以上含むＣ２～Ｃ４０の単環もしく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、Ｃ６～Ｃ３０のアリール基およびＣ２～Ｃ３０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１個以上含むＣ２～Ｃ３０の単環もしく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、ジベンゾフラン基、ジベンゾチオフェン基、およびジメチルフルオレ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であり、Ｎを１個以上含むＣ２～Ｃ３０の単環もしく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、ジベンゾフラン基、ジベンゾチオフェン基、およびジメチルフルオレ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であり、Ｎを１個以上３個以下含むＣ２～Ｃ３０の単環もしく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、ジベンゾフラン基、ジベンゾチオフェン基、およびジメチルフルオレ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トリアジン基であってもよい。
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、ジベンゾフラン基、ジベンゾチオフェン基、およびジメチルフルオレ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トリアジン基；フェニル基およびナフチ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ピリミジン基；フェニル基、ビフェニル基、またはナフチル基で置換もしくは非置換のキナゾリン基；フェニル基、ビフェニル基、またはナフチル基で置換もしくは非置換のキノリン基；フェニル基またはナフチル基で置換もしくは非置換のキノキサリン基；フェニル基、ビフェニル基、またはナフチル基で置換もしくは非置換のベンゾフロ［３，２－ｄ］ピリミジン基；フェニル基、ビフェニル基、またはナフチル基で置換もしくは非置換のベンゾフロ［２，３－ｄ］ピリミジン基；フェニル基、ビフェニル基、またはナフチ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；またはフェニル基、ビフェニル基、またはナフチル基で置換もしくは非置換のベンゾ［４，５］チエノ［２，３－ｄ］ピリミジン基；であってもよい。
本出願の一実施態様において、ベンゾフロ［３，２－ｄ］ピリミジン基は、下記の構造であってもよい。
Figure 2023500759000019
本出願の一実施態様において、ベンゾフロ［２，３－ｄ］ピリミジン基は、下記の構造であってもよい。
Figure 2023500759000020
本出願の一実施態様において、ベンゾ［４，５］チエノ［３，２－ｄ］ピリミジン基は、下記の構造であってもよい。
Figure 2023500759000021
本出願の一実施態様において、ベンゾ［４，５］チエノ［２，３－ｄ］ピリミジン基は、下記の構造であってもよい。
Figure 2023500759000022
本出願の一実施態様において、前記Ｎ－Ｈｅｔは、Ｃ６～Ｃ２０のアリール基；または重水素；でさらに置換されていてもよい。
他の実施態様において、前記Ｎ－Ｈｅｔは、重水素；フェニル基；またはナフチル基でさらに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２－１で表されてもよい。
Figure 2023500759000023
前記化学式２－１において、
Ｘ１は、ＮまたはＣＲ２１であり、Ｘ３は、ＮまたはＣＲ２３であり、Ｘ５は、ＮまたはＣＲ２５であり、
Ｘ１、Ｘ３およびＸ５の少なくとも１つは、Ｎであり、
Ｒ２１～Ｒ２５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；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基である。
前記化学式２－１において、
Figure 2023500759000024
は、前記化学式１のＬと連結される位置を意味する。
本出願の一実施態様において、前記化学式２－１は、下記構造式から選択されてもよい。
Figure 2023500759000025
前記構造式において、
Ｒ２１～Ｒ２５の定義は、前記化学式２－１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、Ｌは、直接結合；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリーレン基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリーレン基であってもよい。
他の実施態様において、Ｌは、直接結合；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ４０のアリーレン基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ４０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、Ｌは、直接結合；Ｃ６～Ｃ４０のアリーレン基；またはＣ２～Ｃ４０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、Ｌは、直接結合；Ｃ６～Ｃ４０の単環のアリーレン基；またはＣ２～Ｃ４０の単環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、Ｌは、直接結合；またはフェニレン基であってもよい。
さらに他の実施態様において、Ｌは、直接結合であってもよい。
さらに他の実施態様において、Ｌは、フェニレン基であってもよい。
本出願の一実施態様において、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１５、Ｒ１８およびＲｂがすべて水素であるか、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１４のうち隣接する２個の基が互いに結合して非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成する場合、前記化学式１のＮ－Ｈｅｔは、置換もしくは非置換であり、Ｎを１個以上２個以下含むＣ２～Ｃ６０の単環もしくは多環のヘテロ環であってもよい。
他の実施態様において、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１５、Ｒ１８およびＲｂがすべて水素であるか、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１４のうち隣接する２個の基が互いに結合して非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成する場合、前記化学式１のＮ－Ｈｅｔは、置換もしくは非置換であり、Ｎを１個以上２個以下含むＣ２～Ｃ４０の単環もしくは多環のヘテロ環であってもよい。
さらに他の実施態様において、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１５、Ｒ１８およびＲｂがすべて水素であるか、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１４のうち隣接する２個の基が互いに結合して非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成する場合、前記化学式１のＮ－Ｈｅｔは、置換もしくは非置換であり、Ｎを１個以上２個以下含むＣ２～Ｃ２０の単環もしくは多環のヘテロ環であってもよい。
さらに他の実施態様において、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１５、Ｒ１８およびＲｂがすべて水素であるか、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１４のうち隣接する２個の基が互いに結合して非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成する場合、前記化学式１のＮ－Ｈｅｔは、Ｃ６～Ｃ２０のアリール基で置換もしくは非置換であり、Ｎを１個以上２個以下含むＣ２～Ｃ２０の単環もしくは多環のヘテロ環であってもよい。
さらに他の実施態様において、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１５、Ｒ１８およびＲｂがすべて水素であるか、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１４のうち隣接する２個の基が互いに結合して非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成する場合、前記化学式１のＮ－Ｈｅｔは、フェニル基およびナフチ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ピリミジン基；フェニル基、ビフェニル基、またはナフチル基で置換もしくは非置換のキナゾリン基；フェニル基、ビフェニル基、またはナフチル基で置換もしくは非置換のキノリン基；フェニル基またはナフチル基で置換もしくは非置換のキノキサリン基；フェニル基、ビフェニル基、またはナフチル基で置換もしくは非置換のベンゾフロ［３，２－ｄ］ピリミジン基；フェニル基、ビフェニル基、またはナフチル基で置換もしくは非置換のベンゾフロ［２，３－ｄ］ピリミジン基；フェニル基、ビフェニル基、またはナフチ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；またはフェニル基、ビフェニル基、またはナフチル基で置換もしくは非置換のベンゾ［４，５］チエノ［２，３－ｄ］ピリミジン基；であってもよい。
本出願の一実施態様において、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１５、Ｒ１８およびＲｂがすべて水素であるか、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１４のうち隣接する２個の基が互いに結合して非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成する場合、前記化学式１の重水素の含有量は、１０％以上１００％以下であってもよい。
他の実施態様において、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１５、Ｒ１８およびＲｂがすべて水素であるか、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１４のうち隣接する２個の基が互いに結合して非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成する場合、前記化学式１の重水素の含有量は、１５％以上９０％以下であってもよい。
さらに他の実施態様において、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１５、Ｒ１８およびＲｂがすべて水素であるか、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１４のうち隣接する２個の基が互いに結合して非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成する場合、前記化学式１の重水素の含有量は、２０％以上８０％以下であってもよい。
さらに他の実施態様において、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１５、Ｒ１８およびＲｂがすべて水素であるか、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１４のうち隣接する２個の基が互いに結合して非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成する場合、前記化学式１の重水素の含有量は、２０％以上４０％以下であってもよい。
本出願において、前記化学式１の重水素の含有量とは、前記化学式１の置換基として来る位置のうち重水素が置換された比率を意味することができる。すなわち、前記化学式１において、置換基が置換されていてもよい位置が全体４０個であり、そのうち２０個が重水素で置換されたならば、前記化学式１の重水素の含有量は５０％で表すことができる。
本出願の一実施態様において、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１５、Ｒ１８およびＲｂがすべて水素であるか、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１４のうち隣接する２個の基が互いに結合して非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成する場合、前記化学式１のＬは、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリーレン基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリーレン基であってもよい。
他の実施態様において、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１５、Ｒ１８およびＲｂがすべて水素であるか、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１４のうち隣接する２個の基が互いに結合して非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成する場合、前記化学式１のＬは、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ４０のアリーレン基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ４０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、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１５、Ｒ１８およびＲｂがすべて水素であるか、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１４のうち隣接する２個の基が互いに結合して非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成する場合、前記化学式１のＬは、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０のアリーレン基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ２０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、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１５、Ｒ１８およびＲｂがすべて水素であるか、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１４のうち隣接する２個の基が互いに結合して非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成する場合、前記化学式１のＬは、Ｃ６～Ｃ２０のアリーレン基；またはＣ２～Ｃ２０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、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１５、Ｒ１８およびＲｂがすべて水素であるか、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１４のうち隣接する２個の基が互いに結合して非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成する場合、前記化学式１のＬは、Ｃ６～Ｃ２０の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、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１５、Ｒ１８およびＲｂがすべて水素であるか、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１４のうち隣接する２個の基が互いに結合して非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成する場合、前記化学式１のＬは、フェニレン基であってもよい。
本出願の一実施態様において、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１５、Ｒ１８およびＲｂがすべて水素であるか、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１４のうち隣接する２個の基が互いに結合して非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成する場合、前記化学式１のＮ－Ｈｅｔは、置換もしくは非置換であり、Ｎを１個以上２個以下含むＣ２～Ｃ６０の単環もしくは多環のヘテロ環であるか、前記化学式１の重水素の含有量は、１０％以上１００％以下であるか、または前記化学式１のＬは、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリーレン基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリーレン基であってもよい。
本出願の一実施態様において、Ａは、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール環；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール環であってもよい。
他の実施態様において、Ａは、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ４０のアリール環；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ４０のヘテロアリール環であってもよい。
さらに他の実施態様において、Ａは、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ４０のアリール環であってもよい。
さらに他の実施態様において、Ａは、置換もしくは非置換のベンゼン環または置換もしくは非置換のナフチル環であってもよい。
さらに他の実施態様において、Ａは、Ｃ６～Ｃ３０のアリール基で置換もしくは非置換のベンゼン環、またはＣ６～Ｃ３０のアリール基で置換もしくは非置換のナフチル環であってもよい。
さらに他の実施態様において、Ａは、フェニル基で置換もしくは非置換のベンゼン環またはナフチル環であってもよい。
本出願の一実施態様において、Ａは、重水素でさらに置換されていてもよい。
本出願の一実施態様において、Ｒａは、水素；重水素；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；および置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール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Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成してもよい。
他の実施態様において、Ｒａは、水素；重水素；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ４０のアリール基；および置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ４０のヘテロアリール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Ｃ６～Ｃ４０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ４０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、Ｒａは、水素；重水素；およびＣ６～Ｃ４０のアリール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Ｃ６～Ｃ４０の芳香族炭化水素環を形成してもよい。
さらに他の実施態様において、Ｒａは、水素；重水素；およびＣ６～Ｃ４０の単環もしくは多環のアリール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Ｃ６～Ｃ４０の単環もしくは多環の芳香族炭化水素環を形成してもよい。
さらに他の実施態様において、Ｒａは、水素；重水素；およびフェニル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、互いに結合してベンゼン環を形成してもよい。
本出願の一実施態様において、Ｒ１～Ｒ４は、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン；シアノ基；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のアルケニル基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のアルキニル基；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルコキシ基；置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ６０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；置換もしくは非置換のシリル基；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Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０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、Ｒ１～Ｒ４は、それぞれ独立して、水素；重水素；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；および置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール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Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０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、Ｒ１～Ｒ４は、それぞれ独立して、水素；重水素；および置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ４０のアリール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Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環を形成してもよい。
さらに他の実施態様において、Ｒ１～Ｒ４は、それぞれ独立して、水素；重水素；および単環もしくは多環のＣ６～Ｃ４０のアリール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、互いに結合して単環もしくは多環のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環を形成してもよい。
さらに他の実施態様において、Ｒ１～Ｒ４は、それぞれ独立して、水素；重水素；および単環もしくは多環のＣ６～Ｃ２０のアリール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、互いに結合して単環もしくは多環のＣ６～Ｃ３０の芳香族炭化水素環を形成してもよい。
さらに他の実施態様において、Ｒ１～Ｒ４は、それぞれ独立して、水素；重水素；フェニル基；ビフェニル基およびナフチル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、互いに結合してベンゼン環を形成してもよい。
本出願の一実施態様において、Ｒ５およびＲ６は、水素であってもよい。
本出願の一実施態様において、Ｒ５およびＲ６は、重水素であってもよい。
本出願の一実施態様において、Ｒ５およびＲ６は、水素；または重水素であってもよい。
本出願の一実施態様において、Ｒ５およびＲ６は、すべて水素であってもよい。
本出願の一実施態様において、Ｒ５およびＲ６は、すべて重水素であってもよい。
本出願の一実施態様において、前記化学式１のヘテロ環化合物は、重水素でさらに置換されていてもよい。この時、前記化学式１のヘテロ環化合物は、重水素で１０％以上１００％以下置換されていてもよい。
本出願の一実施態様において、Ｒ１１～Ｒ１４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；重水素；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；および置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール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Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成してもよい。
他の実施態様において、Ｒ１１～Ｒ１４は、それぞれ独立して、水素；重水素；および置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ４０のアリール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Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環を形成してもよい。
さらに他の実施態様において、Ｒ１１～Ｒ１４は、それぞれ独立して、水素；重水素；および単環もしくは多環のＣ６～Ｃ４０のアリール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、互いに結合して単環もしくは多環のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環を形成してもよい。
さらに他の実施態様において、Ｒ１１～Ｒ１４は、それぞれ独立して、水素；重水素；および単環もしくは多環のＣ６～Ｃ２０のアリール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、互いに結合して単環もしくは多環のＣ６～Ｃ３０の芳香族炭化水素環を形成してもよい。
さらに他の実施態様において、Ｒ１１～Ｒ１４は、それぞれ独立して、水素；重水素；フェニル基；ビフェニル基およびナフチル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、互いに結合してベンゼン環を形成してもよい。
本出願の一実施態様において、Ｒ１５～Ｒ１８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；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基であってもよい。
他の実施態様において、Ｒ１５～Ｒ１８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；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ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、Ｒ１５～Ｒ１８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；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ４０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ４０のヘテロ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、Ｒ１５～Ｒ１８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；Ｃ６～Ｃ４０のアリール基；またはＣ２～Ｃ４０のヘテロ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、Ｒ１５～Ｒ１８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；または単環もしくは多環のＣ６～Ｃ４０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、Ｒ１５～Ｒ１８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；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、Ｒｂは、水素；重水素；または置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基であってもよい。
他の実施態様において、Ｒｂは、水素；重水素；または置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ４０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、Ｒｂは、水素；重水素；または置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０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、Ｒｂは、水素；重水素；またはＣ６～Ｃ２０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、Ｒｂは、水素；重水素；またはＣ６～Ｃ２０の単環もしくは多環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、Ｒｂは、水素；重水素；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、Ｒ２１～Ｒ２５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；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基であってもよい。
他の実施態様において、Ｒ２１～Ｒ２５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；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ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、Ｒ２１～Ｒ２５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；重水素、Ｃ１～Ｃ６０のアルキル基またはＣ６～Ｃ６０のアリール基で置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；またはＣ２～Ｃ６０のヘテロ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、Ｒ２１～Ｒ２５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；重水素、Ｃ１～Ｃ１０のアルキル基、またはＣ６～Ｃ２０のアリール基で置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ４０のアリール基；またはＣ２～Ｃ４０のヘテロ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、Ｒ２１～Ｒ２５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；重水素またはナフチル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ナフチル基；ビフェニル基；ジベンゾフラン基；ジベンゾチオフェン基；またはジメチルフルオレ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Ｘ１、Ｘ３およびＸ５は、Ｎであってもよい。
本出願の一実施態様において、前記Ｘ１、Ｘ３およびＸ５の少なくとも２個は、Ｎであってもよい。
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、これらのみに限定されるものではない。
Figure 2023500759000026
Figure 2023500759000027

Figure 2023500759000028

Figure 2023500759000029

Figure 2023500759000030

Figure 2023500759000031

Figure 2023500759000032

Figure 2023500759000033

Figure 2023500759000034

Figure 2023500759000035

Figure 2023500759000036

Figure 2023500759000037

Figure 2023500759000038

Figure 2023500759000039

Figure 2023500759000040

Figure 2023500759000041

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、導入された置換基の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に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。
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１つ以上含む有機発光素子を提供する。
他の実施態様において、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１つ含む有機発光素子を提供する。
さらに他の実施態様において、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２つ含む有機発光素子を提供する。
前記有機発光素子において、２以上のヘテロ環化合物が含まれる場合、前記ヘテロ環化合物の種類は、同一でも異なっていてもよい。
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緑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赤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、真空蒸着法のみならず、溶液塗布法によって有機物層に形成される。ここで、溶液塗布法とは、スピンコーティング、ディップコーティング、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むことができる。
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ことができる。
図１～３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、当技術分野にて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したものである。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。
前記化学式１の化合物を含む有機物層は、必要に応じて他の物質を追加的に含むことができる。
本出願の一実施態様に係る有機発光素子において、前記有機物層は、下記化学式２のヘテロ環化合物をさらに含むことができる。
Figure 2023500759000042
前記化学式２において、
Ａｒ１は、水素；重水素；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基であり、
Ｒ５１～Ｒ５８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；シアノ基；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のアルケニル基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のアルキニル基；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルコキシ基；置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ６０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；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Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成する。
特に、前記化学式２のヘテロ環化合物をさらに含む場合、エキサイプレックス現象が発生する。前記エキサイプレックス（ｅｘｃｉｐｌｅｘ）現象は、強いｄｏｎｏｒ特性を有する分子と強いａｃｃｅｐｔｏｒ特性を有する分子との間の電子交換により励起した状態の異複合体を形成することをいう。
図４は、エキサイプレックス現象を説明する図である。図４のようにエキサイプレックス（ｅｘｃｉｐｌｅｘ）現象が生じると、新たなＳ１エネルギー準位とＴ１エネルギー準位が形成され、それぞれの分子よりｒｅｄ ｓｈｉｆｔされたＰＬの変化を確認することができる。
すなわち、ｄｏｎｏｒとａｃｃｅｐｔｏｒ分子の間で励起した状態の異複合体形態であるエキサイプレックス（ｅｘｃｉｐｌｅｘ）が形成されると、ｄｏｎｏｒとａｃｃｅｐｔｏｒのエネルギー準位と異なる新たなエネルギー準位を有し、この時、このエネルギー準位で発光する光がｄｏｎｏｒとａｃｃｅｐｔｅｒそれぞれが発光する光よりｒｅｄ ｓｈｉｆｔｅされた光が発光し、これを確認するためにＰＬを測定する。したがって、前記ＰＬデータから単一ホストの発光波長とｍｉｘｅｄされたホストの発光波長を比較して、この分子がエキサイプレックス（ｅｘｃｉｐｌｅｘ）が生じたかを確認することができる。
このように２分子間のエキサイプレックス（ｅｘｃｉｐｌｅｘ）現象が生じると、Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｉｎｔｅｒｓｙｓｔｅｒｍ Ｃｒｏｓｓｉｎｇ（ＲＩＳＣ）が起こり、これによって内部量子効率が１００％まで上昇できる。
特に、前記化学式１の化合物の場合、ｂｉｐｏｌａｒ化合物で強いａｃｃｅｐｔｏｒ能力を有するが、正孔輸送能力が良い前記化学式２のヘテロ環化合物であるｄｏｎｏｒ（ｐ－Ｈｏｓｔ）を注入することによりｒｅｄ ｓｈｉｆｔされたＰＬの変化を示すことから、エキサイプレックス（ｅｃｘｉｐｌｅｘ）を形成することができ、これによって発光特性の向上に役立つことができる。また、正孔輸送能力が良い本願の化学式２に相当する化合物（ｄｏｎｏｒ（ｐ－ｈｏｓｔ））が注入されることによる、発光層内の発光ゾーンの適切な移動により寿命が著しく改善できる。
本出願の一実施態様において、前記化学式２は、下記化学式１０～１２のいずれか１つで表されてもよい。
Figure 2023500759000043
Figure 2023500759000044
Figure 2023500759000045
前記化学式１０～１２において、
Ｒ６１～Ｒ７０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；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；および置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基からなる群より選択され、
Ｒ７１～Ｒ７４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；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；および置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール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Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成し、
Ａｒ２およびＡｒ３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；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基であり、
Ａ１は、Ｏ；Ｓ；ＮＡｒ４；またはＣＲｄＲｅであり、
前記ＲｄおよびＲｅ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Ｃ１～Ｃ６０のアルキル基；または置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基であり、
前記Ａｒ４は、水素；重水素；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基であり、
ｈおよびｉは、０～３の整数であり、
ｊは、０～２の整数である。
本出願の一実施態様において、前記化学式１０は、下記化学式１０－１または１０－２で表してもよい。
Figure 2023500759000046
Figure 2023500759000047
前記化学式１０－１および１０－２において、
各置換基の定義は、前記化学式１０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１１は、下記化学式１１－１または１１－２で表してもよい。
Figure 2023500759000048
Figure 2023500759000049
前記化学式１１－１および１１－２において、
各置換基の定義は、前記化学式１１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１２は、下記化学式１２－１～１２－４のいずれか１つで表してもよい。
Figure 2023500759000050
Figure 2023500759000051
Figure 2023500759000052
Figure 2023500759000053
前記化学式１２－１～１２－４において、
Ａｒ２およびＡ１の定義は、前記化学式１２におけるのと同じであり、
Ｒ８１およびＲ８２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Ｃ１０以上のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基であり、
Ｒ８３は、置換もしくは非置換のＣ１０未満のアリール基である。
本出願の一実施態様において、前記Ａｒ２～Ａｒ４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；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基であってもよい。
他の実施態様において、前記Ａｒ２～Ａｒ４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；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ４０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ４０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ４０のヘテロ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Ａｒ２～Ａｒ４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、Ｃ１～Ｃ２０のアルキル基、Ｃ６～Ｃ４０のアリール基、およびＣ２～Ｃ４０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のＣ６～Ｃ４０のアリール基；または重水素、Ｃ６～Ｃ４０のアリール基、およびＣ２～Ｃ４０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のＣ２～Ｃ４０のヘテロアリール基であってもよい。
本出願の一実施態様において、Ｒ６１～Ｒ７０は、水素；または重水素；であってもよい。
本出願の一実施態様において、Ｒ７１～Ｒ７４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；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；および置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール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Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成してもよい。
他の実施態様において、Ｒ７１～Ｒ７４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；または重水素；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Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０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、Ｒ７１～Ｒ７４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；または重水素；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Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環を形成してもよい。
さらに他の実施態様において、Ｒ７１～Ｒ７４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；または重水素；であるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合してＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環を形成してもよい。
さらに他の実施態様において、Ｒ７１～Ｒ７４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；または重水素；であるか、互いに隣接する２以上の基は、互いに結合してＣ６～Ｃ４０の芳香族炭化水素環を形成してもよい。
さらに他の実施態様において、Ｒ７１～Ｒ７４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；または重水素；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を形成してもよい。
本出願の一実施態様において、前記ＲｄおよびＲｅ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Ｃ１～Ｃ６０のアルキル基；または置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０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ＲｄおよびＲｅ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Ｃ１～Ｃ６０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、前記ＲｄおよびＲｅは、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、Ｃ１～Ｃ４０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、前記ＲｄおよびＲｅ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Ｒ８１およびＲ８２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Ｃ１０以上のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基であってもよい。
他の実施態様において、前記Ｒ８１およびＲ８２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Ｃ１０以上Ｃ６０以下のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ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Ｒ８１およびＲ８２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Ｃ１０以上Ｃ４０以下のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ４０のヘテロ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Ｒ８１およびＲ８２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、Ｃ１～Ｃ２０のアルキル基で置換もしくは非置換のＣ１０以上Ｃ４０以下のアリール基；またはＣ６～Ｃ４０のアリール基およびＣ２～Ｃ４０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のＣ２～Ｃ４０のヘテロ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Ｒ８１およびＲ８２は、下記化学式１３で表されてもよい。
Figure 2023500759000054
前記化学式１３において、
Ａ２は、ＮＲ９６；Ｏ；Ｓ；またはＣＲ９７Ｒ９８であり、
Ｒ９１～Ｒ９５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；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０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Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成し、
前記Ｒ９６～Ｒ９８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；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基であり、
ｋは、０～３の整数である。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ８３は、置換もしくは非置換のＣ１０未満のアリール基である。
他の実施態様において、前記Ｒ８３は、Ｃ６～Ｃ１０のアリール基またはＣ２～Ｃ２０のヘテロアリール基で置換もしくは非置換のＣ１０未満のアリール基である。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ８３は、フェニル基またはジベンゾフラン基で置換もしくは非置換のフェニル基；ビフェニル基；またはナフ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Ｒ９１～Ｒ９５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；または置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０の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Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環を形成してもよい。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ９１～Ｒ９５は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；または重水素；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を形成してもよい。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ９６～Ｒ９８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；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基であってもよい。
他の実施態様において、前記Ｒ９６～Ｒ９８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；Ｃ１～Ｃ２０のアルキル基；Ｃ１～Ｃ２０のアルキル基、Ｃ６～Ｃ４０のアリール基、およびＣ２～Ｃ４０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のＣ６～Ｃ４０のアリー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で表されるヘテロ環化合物は、下記の化合物のいずれか１つであってもよい。
Figure 2023500759000055
Figure 2023500759000056

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２は、前記有機物層のうち発光層に含まれてもよい。
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２は、前記有機物層のうち発光層に含まれてもよいし、具体的には、発光層のホスト物質として使用可能である。
本出願の一実施態様において、前記有機発光素子の発光層のホスト物質は、前記化学式１のヘテロ環化合物および前記化学式２のヘテロ環化合物を同時に含むことができる。
本出願の一実施態様において、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および前記化学式２で表される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。
前記組成物中の、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物：前記化学式２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で表されるヘテロ環化合物および前記化学式２で表される化合物を混合（ｐｒｅ－ｍｉｘｅｄ）して、熱真空蒸着方法を用い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で表されるヘテロ環化合物および前記化学式２で表される化合物を有機物層に蒸着する前に、まず材料を混合して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。
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の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、当技術分野にて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が当業界にて代表的に使用されるが、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、予備混合して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することができる。
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含めた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細に説明するが、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。
＜製造例＞
＜製造例１＞化合物１の製造
Figure 2023500759000057
１）化合物１－５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（５９６．４ｍｍｏｌ）、（２－メトキシフェニル）ボロン酸（（２－ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）８２．４ｇ（５４２．２ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ）４ ３１．３ｇ（２７．１ｍｍｏｌ）、Ｋ２ＣＯ３ １５０．０ｇ（１０８４．４ｍｍｏｌ）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、室温で蒸留水とジクロロメタン（ＤＣＭ、Ｄｉｃｈｌｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ）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 １３７ｇ（８０％）を得た。
２）化合物１－４の製造
化合物１－５ ８２ｇ（２５９．８ｍｍｏｌ）、ＢＢｒ３ ４９ｍＬ（５１９．７ｍｏｌ）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１－４ ６５．３ｇ（８３％）を得た。
３）化合物１－３の製造
化合物１－４ ６５．３ｇ（２１６．５ｍＭ）、Ｋ２ＣＯ３ ５９．９ｇ（４３３．１ｍｍｏｌ）を、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ、ｄｉｍｅｔｈｙｌｆｏｒｍａｍｉｄｅ）３００ｍＬ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１－３ ５４．８ｇ（９０％）を得た。
４）化合物１－２の製造
化合物１－３ ２０．０ｇ（７０ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコラト）ジボロン（ｂｉｓ（ｐｉｎａｃｏｌａｔｏ）ｄｉｂｏｒｏｎ）２３ｇ（９２ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ｄｐｐｆ）Ｃｌ２ ２．６ｇ（３．５５ｍｍｏｌ）、ＫＯＡｃ２０．９ｇ（２１３ｍｍｏｌ）を、１，４－ｄｉｏｘａｎｅ３５０ｍＬに溶かした後、２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。反応物はシリカ精製し、ヘキサンで再結晶して、目的化合物１－２ ２０．７ｇ（８９％）を得た。
５）化合物１－１の製造
化合物１－２ １０．７ｇ（３２．６ｍｍｏｌ）、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）８．７ｇ（３２．６ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ）４、１．８８ｇ（１．６３ｍｍｏｌ）、Ｋ２ＣＯ３ １３．５ｇ（９８ｍｍｏｌ）を、１，４－ｄｉｏｘａｎｅ／Ｈ２Ｏ１６０／３０ｍＬに溶かした後、６時間還流した。反応が完了した後、生成された固体をフィルタして、Ｄｉｏｘａｎｅ／蒸留水／Ａｃｅｔｏｎｅで洗って、目的化合物１－１ １２．４ｇ（８８％）を得た。
６）化合物１の製造
化合物１－１ ６ｇ（１３．８ｍｍｏｌ）、５Ｈ－ベンゾ［ｂ］カルバゾール（５Ｈ－ｂｅｎｚｏ［ｂ］ｃａｒｂａｚｏｌｅ）３ｇ（１３．８ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３ １．２ｇ（１．３８ｍｍｏｌ）、Ｘｐｈｏｓ１．３ｇ（２．８ｍｍｏｌ）、ＮａＰｔＢｕ４ｇ（４１．４ｍｍｏｌ）を、ｘｙｌｅｎｅ７０ｍＬに溶かした後、１２時間還流した。反応が完了した後、生成された固体をフィルタし、蒸留水で洗って乾燥させた。乾燥した固体をＤＣＢに沸かして溶かしてシリカ精製した後、回転蒸発器で溶媒を除去した。アセトンで再結晶して、目的化合物１ ７．８ｇ（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、５Ｈ－ベンゾ［ｂ］カルバゾール（５Ｈ－ｂｅｎｚｏ［ｂ］ｃａｒｂａｚｏｌｅ）の代わりに下記表１の中間体Ｂを用いたことを除き、前記製造例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 2023500759000058
Figure 2023500759000059

Figure 2023500759000060

Figure 2023500759000061

Figure 2023500759000062

Figure 2023500759000063

Figure 2023500759000064

Figure 2023500759000065
＜製造例２＞化合物２１の製造
Figure 2023500759000066
１）化合物２１－２の製造
化合物２１－３ １１．０ｇ（３９．１ｍｍｏｌ）、５Ｈ－ベンゾ［ｂ］カルバゾール（５Ｈ－ｂｅｎｚｏ［ｂ］ｃａｒｂａｚｏｌｅ）８．４９ｇ（３９．１ｍｍｏｌ）、ＣｕＩ７．４４ｇ（３９．１ｍｍｏｌ）、ｔｒａｎｓ－１，２－ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅｄｉａｍｉｎｅ４．４６ｇ（３９．１ｍｍｏｌ）、Ｋ３ＰＯ４ １６．５９ｇ（７８．１４ｍＭ）を、ｘｙｌｅｎｅ２００ｍＬ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＝１：４）で精製し、メタノールで再結晶して、目的化合物２１－２ １２．４ｇ（７６％）を得た。
２）化合物２１－１の製造
化合物２１－２ １２．４ｇ（２９．７ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコラト）ジボロン（ｂｉｓ（ｐｉｎａｃｏｌａｔｏ）ｄｉｂｏｒｏｎ）８．２９ｇ（３２．６４ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３ １．３６ｇ（１．４８ｍｍｏｌ）、ＰＣｙ３ １．２５ｇ（４．４５ｍｍｏｌ）、ＫＯＡｃ５．８２ｇ（５９．３ｍＭ）を、１，４－ｄｉｏｘａｎｅ２００ｍＬ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＝１：３）で精製し、メタノールで再結晶して、目的化合物２１－１ １３．５ｇ（８９％）を得た。
３）化合物２１の製造
化合物２１－１ １３．５ｇ（２６．４ｍｍｏｌ）、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）７．８ｇ（２９．０ｍＭ）、Ｐｄ（ＰＰｈ）４ １．５３ｇ（１．３ｍｍｏｌｍＭ）、Ｋ２ＣＯ３ ７．３３ｇ（５３．０ｍＭ）を、１，４－ｄｉｏｘａｎｅ／Ｈ２Ｏ１５０／３０ｍＬに溶かした後、４時間還流した。反応が完了した後に生じた固体を蒸留水とアセトンで洗い、乾燥させた。乾燥した固体をＤＣＢに沸かして溶かしてシリカ精製した後、回転蒸発器で溶媒を除去した。メタノールで再結晶して、目的化合物２１ １３．４ｇ（８２％）を得た。
前記製造例２において、５Ｈ－ベンゾ［ｂ］カルバゾール（５Ｈ－ｂｅｎｚｏ［ｂ］ｃａｒｂａｚｏｌｅ）の代わりに下記表２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 2023500759000067
Figure 2023500759000068

Figure 2023500759000069
＜製造例３＞化合物５１の製造
Figure 2023500759000070
前記製造例１において、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）の代わりに１－ブロモ－４－クロロ－３－フルオロ－２－ヨードベンゼン（１－ｂｒｏｍｏ－４－ｃｈｌｏｒｏ－３－ｆｌｕｏｒｏ－２－ｉｏｄｏｂｅｎｚｅｎｅ）を用いたことを除き、製造例１の製造と同様の方法で合成した。
前記製造例３において、下記表３の中間体Ａおよび中間体Ｂ用いたことを除き、前記製造例３の製造と同様に製造して目的化合物を合成した。
Figure 2023500759000071
Figure 2023500759000072

Figure 2023500759000073

Figure 2023500759000074

Figure 2023500759000075

Figure 2023500759000076

Figure 2023500759000077
＜製造例４＞化合物７６の製造
Figure 2023500759000078
前記製造例２において、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）の代わりに１－ブロモ－４－クロロ－３－フルオロ－２－ヨードベンゼン（１－ｂｒｏｍｏ－４－ｃｈｌｏｒｏ－３－ｆｌｕｏｒｏ－２－ｉｏｄｏｂｅｎｚｅｎｅ）を用いたことを除き、製造例２の製造と同様の方法で合成した。
前記製造例４において、下記表４の中間体Ａおよび中間体Ｂを用いたことを除き、前記製造例４の製造と同様に製造して目的化合物を合成した。
Figure 2023500759000079
Figure 2023500759000080

Figure 2023500759000081

前記製造例１～４および表１～４に記載の化合物以外の化合物１～２２５および３０１～６２４も、前述した製造例に記載の方法と同様に製造した。
上記で製造された化合物の合成確認資料は、下記表５および表６に記載した通りである。
Figure 2023500759000082
Figure 2023500759000083

Figure 2023500759000084

Figure 2023500759000085

Figure 2023500759000086
Figure 2023500759000087

Figure 2023500759000088

Figure 2023500759000089

Figure 2023500759000090
＜実施例＞
１）有機発光素子の作製（赤色Ｈｏｓｔ）
１，５００Åの厚さにインジウムチンオキシド（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’－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、ホストとして下記表８に記載の化合物、赤色燐光ドーパントとして（ｐｉｑ）２（Ｉｒ）（ａｃａｃ）を用いてホストに（ｐｉｑ）２（Ｉｒ）（ａｃａｃ）を３％重量比でドーピングして５００Å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。
２）有機電界発光素子の駆動電圧および発光効率
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。本発明の有機化合物ＨＯＭＯ、ＬＵＭＯ、Ｂａｎｄ Ｇａｐは、下記表７の通りである。
Figure 2023500759000091
Figure 2023500759000092
前記表７から、比較化合物と実施化合物のＨＯＭＯ、ＬＵＭＯ、バンドギャップを確認することができる。この結果は、本出願による化学式１のヘテロ環化合物が、カルバゾールのベンゼン環が伸びる（縮合）につれてコンジュゲーション効果が大きくなり、比較化合物Ａ～Ｆよりバンドギャップが減少し、Ｔ１レベルが小くなって、有機発光素子のレッドホストとして適することが分かる。
下記表８は、単一ホスト物質を適用した例であり、表９は、第１ホストは電子輸送能力が良い本願の化学式１に相当する化合物（ａｃｃｅｐｔｏｒ（ｎ－Ｈｏｓｔ））、第２ホストは正孔輸送能力が良い本願の化学式２に相当する化合物（ｄｏｎｏｒ（ｐ－Ｈｏｓｔ））として、２つのホスト化合物を１つの供給源として蒸着した例である。
Figure 2023500759000093
Figure 2023500759000094

前記表８から分かるように、前記化学式１の化合物を有機発光素子の有機物層に含む場合、駆動電圧、効率および寿命を著しく改善させることを確認することができる。この結果は、正孔輸送能力が良いｄｏｎｏｒと電子輸送能力が良いａｃｃｅｐｔｏｒを１分子内に有しているｂｉｐｏｌａｒ性格により電子と正孔を効率的に伝達して発光特性の向上に役立つことができるからである。また、正孔輸送能力が良いｄｏｎｏｒにベンゼン環を延長させることにより、ＨＯＭＯ ｌｅｖｅｌを調節して接した界面で発生するトラップ現象を最小化し、発光層内の発光ゾーンが効果的に形成されて寿命が改善されることを確認することができた。
Figure 2023500759000095
Figure 2023500759000096

前記表９は、前記化学式１のヘテロ環化合物および前記化学式２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で、駆動電圧、効率および寿命を改善させることを確認することができる。この結果は、２つの化合物を同時に含んでエキサイプレックス（ｅｘｃｉｐｌｅｘ）現象が生じ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、強いｄｏｎｏｒ特性を有する分子と強いａｃｃｅｐｔｏｒ特性を有する分子との間の電子交換により励起した状態の異複合体を形成することをいう。
図４は、エキサイプレックス現象を説明する図である。図４のようにエキサイプレックス（ｅｘｃｉｐｌｅｘ）現象が生じると、新たなＳ１エネルギー準位とＴ１エネルギー準位が形成され、それぞれの分子よりｒｅｄ ｓｈｉｆｔされたＰＬの変化を確認することができる。
具体的には、図５は、本出願の実施例７１による第１ホストおよび第２ホスト単独のＰＬ（ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）測定資料であり、図６は、本出願の実施例７１による第１ホストおよび第２ホストを共に含む場合のＰＬ（ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）測定資料である。
図5および図6から確認できるように、本出願の化学式１に相当する化合物（第１ホスト）および本出願の化学式２に相当する化合物（第２ホスト）を同時に用いた場合、単独のホストを用いた場合に比べてｒｅｄ ｓｈｉｆｔされたことを確認することができる。
このように２分子間のエキサイプレックス（ｅｘｃｉｐｌｅｘ）現象が生じると、Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｉｎｔｅｒｓｙｓｔｅｒｍ Ｃｒｏｓｓｉｎｇ（ＲＩＳＣ）が起こり、これによって内部量子効率が１００％まで上昇できる。それによって、単一ホストの時より、ｍｉｘｅｄホストの場合、エキサイプレックスの形成により内部量子効率を高められるというメリットを有することを確認することができた。
特に、前記化学式１の化合物の場合、ｂｉｐｏｌａｒ化合物で強いａｃｃｅｐｔｏｒ能力を有しないが、正孔輸送能力が良い前記化学式２の化合物であるｄｏｎｏｒ（ｐ－Ｈｏｓｔ）を注入することによりｒｅｄ ｓｈｉｆｔされたＰＬの変化を示すことから、エキサイプレックス（ｅｃｘｉｐｌｅｘ）を形成することができ、これによって発光特性の向上に役立つことができる。また、正孔輸送能力が良い本願の化学式２に相当する化合物（ｄｏｎｏｒ（ｐ－ｈｏｓｔ））が注入されることによる、発光層内の発光ゾーンの適切な移動により寿命が著しく改善されたことを確認することができた。
＜実験例１－１＞－有機発光素子の作製
１）有機発光素子の製造
１，５００Åの厚さにインジウムチンオキシド（ＩＴＯ、Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎｏｘｉｄｅ）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（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）洗浄機でＵＶを用いて５分間ＵＶＯ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ Ｏｚｏｎｅ）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’－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。具体的には、発光層の赤色ホストとして下記表１０の実施例１～２６に記載のそれぞれの化合物を用い、赤色燐光ドーパントである（ｐｉｑ）２（Ｉｒ）（ａｃａｃ）を前記赤色ホストに３ｗｔ％ドーピングして厚さ５００Åの発光層を蒸着した。以後、正孔阻止層としてバソクプロイン（Ｂａｔｈｏｃｕｐｒｏｉｎｅ、以下、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。
２）有機発光素子の駆動電圧および発光効率
前記のように製造された実施例１～２６の有機発光素子に対して、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。前記Ｔ９０は、初期輝度対比９０％になる時間の寿命（単位：ｈ、時間）を意味する。
測定された有機発光素子の特性は、下記表１０の通りであった。
Figure 2023500759000097
前記表１０から分かるように、前記化学式１のヘテロ環化合物を有機発光素子の有機物層に含む場合で、駆動電圧、効率および寿命を改善させることを確認することができる。実施例１～１１のように電子輸送能力に関与するａｃｃｅｐｔｏｒを弱化させると、ＨＯＭＯ＆ＬＵＭＯ ｌｅｖｅｌを調節して適切な閾値電圧を形成するのに役立つことができる。また、実施例１～１１のようなＢｉｐｏｌａｒ ｈｏｓｔのａｃｃｅｐｔｏｒ性格の調節により素子内の電荷均衡（ｃｈａｒｇｅ ｂａｌａｎｃｅ）を効果的に合わせる役割をして効率と寿命がより増大することを確認することができた。
前記表１０の実施例１２～２２のように分子内のｃｏｎｊｕｇａｔｉｏｎを増大させる場合、それぞれ電子輸送能力と正孔輸送能力に影響を与える。また、ＨＯＭＯ＆ＬＵＭＯ ｌｅｖｅｌを調節して接合界面で発生するトラップ現象を最小化し、発光層内の発光領域を効果的に形成させて効率と寿命が改善されることを確認することができた。
前記表１０の実施例２３～２６のように分子内の水素を、重水素を置換させる場合、水素原子の分子量増加によって水素原子の運動エネルギーが減少し、分子安定性が増加して効率と寿命が増大することを確認することができた。
＜実験例２－１＞－有機発光素子の作製
１）有機発光素子の製造
１，５００Åの厚さにインジウムチンオキシド（ＩＴＯ、Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎｏｘｉｄｅ）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（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）洗浄機でＵＶを用いて５分間ＵＶＯ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ Ｏｚｏｎｅ）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’－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。具体的には、発光層の赤色ホストとして下記表１１の実施例１～２６に記載の化合物を用い、赤色燐光ドーパントである（ｐｉｑ）２（Ｉｒ）（ａｃａｃ）を前記赤色ホストに３ｗｔ％ドーピングして厚さ５００Åの発光層を蒸着した。以後、正孔阻止層としてバソクプロイン（Ｂａｔｈｏｃｕｐｒｏｉｎｅ、以下、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。
２）有機発光素子の駆動電圧および発光効率
前記のように製造された表１１の実施例１～２６の有機発光素子に対して、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。前記Ｔ９０は、初期輝度対比９０％になる時間の寿命（単位：ｈ、時間）を意味する。
測定された有機発光素子の特性は、下記表１１の通りであった。
Figure 2023500759000098
前記表１１は、前記化学式１のヘテロ環化合物および前記化学式２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で、先に言及したように、２つの化合物を同時に含んでエキサイプレックス（ｅｘｃｉｐｌｅｘ）現象が生じることを予想することができる。
また、前記化学式２のヘテロ環化合物は、高いＬＵＭＯ ｌｅｖｅｌに基づいたＥｌｅｃｔｒｏｎ ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｌａｙｅｒ（ＥＢＬ）の役割を果たして、励起された電子が発光層領域にとどまるように補助して効果的な発光領域を作る。これによって、効率と寿命が大きく改善され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 (21)

  1. 下記化学式１で表されるヘテロ環化合物：
    Figure 2023500759000099
    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Ｃ２～Ｃ６０の単環もしくは多環のヘテロ環基であり、
    Ｌは、直接結合；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリーレン基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリーレン基であり、ａは、１～３の整数であり、ａが２以上の場合、Ｌは、互いに同一または異なり、
    Ａは、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール環；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール環であり、
    Ｒａは、水素；重水素；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；および置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール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Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成し、ｄは、０～２の整数であり、ｄが２の場合、２個のＲａは、互いに同一または異なり、
    Ｒ１～Ｒ６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；シアノ基；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のアルケニル基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のアルキニル基；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルコキシ基；置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ６０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；置換もしくは非置換のシリル基；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Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成し、ｂは、０～２の整数であり、ｃは、０～４の整数であり、ｂが２の場合、Ｒ５は、互いに同一または異なり、ｃが２以上の場合、Ｒ６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３～６のうちの１つで表される、請求項１に記載のヘテロ環化合物：
    Figure 2023500759000100
    Figure 2023500759000101
    Figure 2023500759000102
    Figure 2023500759000103
    前記化学式３～６において、Ｎ－Ｈｅｔ、Ｌ、Ａ、Ｒａ、Ｒ１～Ｒ６、ａ、ｂ、ｃおよびｄの定義は、前記化学式１における定義と同じである。
  3. 前記
    Figure 2023500759000104
    は、下記化学式１－１～１－６のいずれか１つで表される、請求項１に記載のヘテロ環化合物：
    Figure 2023500759000105
    Figure 2023500759000106
    Figure 2023500759000107
    Figure 2023500759000108
    Figure 2023500759000109
    Figure 2023500759000110
    前記化学式１－１～１－６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；重水素；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；および置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール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Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成し、
    Ｒ１５～Ｒ１８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；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基であり、
    Ｒｂは、水素；重水素；または置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基であり、ｍは、０～４の整数であり、ｍが２以上の場合、前記Ｒｂは、互いに同一または異なる。
  4. 前記化学式１－１および化学式１－３のＲ１２およびＲ１３が互いに結合して非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成する場合、前記化学式１－１および化学式１－３のＲ１１、Ｒ１４、Ｒ１５～Ｒ１８およびＲｂの少なくとも１つは、重水素；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；および置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基からなる群より選択される、請求項３に記載のヘテロ環化合物。
  5. 前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１５、Ｒ１８およびＲｂがすべて水素であるか、前記化学式１－２のＲ１１～Ｒ１４のうち隣接する２個の基が互いに結合して非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成する場合、前記化学式１のＮ－Ｈｅｔは、置換もしくは非置換であり、Ｎを１個以上２個以下含むＣ２～Ｃ６０の単環もしくは多環のヘテロ環基であるか、前記化学式１の重水素の含有量は、１０％以上１００％以下であるか、または前記化学式１のＬは、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリーレン基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリーレン基である、請求項３に記載のヘテロ環化合物。
  6. 前記Ｎ－Ｈｅｔは、下記化学式２－１で表される、請求項１に記載のヘテロ環化合物：
    Figure 2023500759000111
    前記化学式２－１において、
    Ｘ１は、ＮまたはＣＲ２１であり、Ｘ３は、ＮまたはＣＲ２３であり、Ｘ５は、ＮまたはＣＲ２５であり、
    Ｘ１、Ｘ３およびＸ５の少なくとも１つは、Ｎであり、
    Ｒ２１～Ｒ２５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；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基である。
  7. 前記化学式２－１は、下記構造式のいずれか１つである、請求項６に記載のヘテロ環化合物：
    Figure 2023500759000112
    前記構造式において、
    Ｒ２１～Ｒ２５の定義は、前記化学式２－１における定義と同じである。
  8. 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、請求項１に記載のヘテロ環化合物：
    Figure 2023500759000113
    Figure 2023500759000114

    Figure 2023500759000115

    Figure 2023500759000116

    Figure 2023500759000117

    Figure 2023500759000118

    Figure 2023500759000119

    Figure 2023500759000120

    Figure 2023500759000121

    Figure 2023500759000122

    Figure 2023500759000123

    Figure 2023500759000124

    Figure 2023500759000125

    Figure 2023500759000126

    Figure 2023500759000127

    Figure 2023500759000128
  9. 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１～８のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物を１つ以上含む有機発光素子。
  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９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９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９に記載の有機発光素子。
  13. 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、請求項９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、請求項９に記載の有機発光素子。
  15. 前記有機物層は、下記化学式２のヘテロ環化合物をさらに含む、請求項９に記載の有機発光素子：
    Figure 2023500759000129
    前記化学式２において、
    Ａｒ１は、水素；重水素；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基であり、
    Ｒ５１～Ｒ５８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；シアノ基；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のアルケニル基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のアルキニル基；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルコキシ基；置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ６０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；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Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成する。
  16. 前記化学式２は、下記化学式１０～１２のいずれか１つで表される、請求項１５に記載の有機発光素子：
    Figure 2023500759000130
    Figure 2023500759000131
    Figure 2023500759000132
    前記化学式１０～１２において、
    Ｒ６１～Ｒ７０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；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；および置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基からなる群より選択され、
    Ｒ７１～Ｒ７４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；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；および置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール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Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成し、
    Ａｒ２およびＡｒ３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Ｃ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基であり、
    Ａ１は、Ｏ；Ｓ；ＮＡｒ４；またはＣＲｄＲｅであり、
    前記ＲｄおよびＲｅ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Ｃ１～Ｃ６０のアルキル基；または置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基であり、
    前記Ａｒ４は、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基であり、
    ｈおよびｉは、０～３の整数であり、
    ｊは、０～２の整数である。
  17. 前記化学式２で表されるヘテロ環化合物は、下記の化合物のいずれか１つである、請求項１５に記載の有機発光素子：
    Figure 2023500759000133
    Figure 2023500759000134
  18. 請求項１～８のいずれか１項に記載の化学式１で表されるヘテロ環化合物および下記化学式２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 2023500759000135
    前記化学式２において、
    Ａｒ１は、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基であり、
    Ｒ５１～Ｒ５８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；シアノ基；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のアルケニル基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のアルキニル基；置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ６０のアルコキシ基；置換もしくは非置換のＣ３～Ｃ６０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０のアリール基；置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロアリール基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；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Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環、または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成する。
  19. 前記組成物中の、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物：前記化学式２で表されるヘテロ環化合物の重量比は、１：１０～１０：１である、請求項１８に記載の有機発光素子の有機物層用組成物。
  20. 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１８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。
  21. 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２のヘテロ環化合物を予備混合（ｐｒｅ－ｍｉｘｅｄ）して、熱真空蒸着方法を用いて形成する、請求項２０に記載の有機発光素子の製造方法。
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