JP5514627B2

JP5514627B2 - 有機発光素子

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Publication number: JP5514627B2
Application number: JP2010115114A
Authority: JP
Inventors: 榮國金; 皙煥 ▲黄▼; 允鉉郭; 惠珍 ▲鄭▼; 鍾赫李; 珍 ▲娯▼ 林; 煕周高
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Description

本発明は、ヘテロ環化合物及びこれを含む有機発光素子に関する。

有機発光素子（organic light emitting device）は自発光型表示素子であって、視野角が広く、コントラストにすぐれるだけではなく、応答時間が速いという長所を有しているために、大きな注目を集めている。

かような有機電界発光素子の種類は、大きく分けて、発光層（emitting layer）に無機化合物を使用する無機電界発光素子と、有機化合物を使用する有機ＥＬ（electroluminescent）素子とがあって、そのうち、特に有機ＥＬ素子は、無機電界発光素子に比べ、輝度、駆動電圧及び応答速度特性にすぐれ、多色化が可能であるという点で、多くの研究がなされている。

有機電界発光素子は、一般的に、アノード／有機発光層／カソードの積層構造を有し、前記アノードと発光層との間に正孔注入層及び／または正孔輸送層、あるいは発光層とカソードとの間に電子輸送層をさらに積層し、アノード／正孔輸送層／有機発光層／カソード、アノード／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／カソードなどの構造を有する。
このうち、有機発光層材料として、フェナントレン誘導体などが使われうるが、これまで知られた有機発光材料を含んだ有機発光素子は、寿命、効率及び消費電力特性面において、満足すべき水準に達しておらず、改善の余地が多い。また、ヘテロ環化合物も提案されているが（特許文献１）、改善の余地がある。

特開２００７−５２０４７０号公報

本発明は、改善された電気的特性、電荷輸送能及び発光能を有するヘテロ環化合物を提供するものである。
本発明はまた、前記ヘテロ環化合物を含む有機発光素子を提供するものである。
本発明はまた、前記有機発光素子を具備した平板表示装置を提供するものである。
本発明はまた、前記有機発光素子の１層以上の層が前記ヘテロ環化合物を使用し、湿式工程で形成される有機発光素子を提供するものである。

本発明の一側面によって、下記化学式（１）で表示されるヘテロ環化合物が提供される：

本発明の上記ヘテロ環化合物のＲ_１ないしＲ_１１はそれぞれ独立して、水素原子、重水素原子、Ｃ_１−Ｃ_５０の置換または非置換のアルキル基、Ｃ_３−Ｃ_５０の置換または非置換のシクロアルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５０の置換または非置換のアルコキシ基、Ｃ_５−Ｃ_５０の置換または非置換のアリールオキシ基、Ｃ_５−Ｃ_５０の置換または非置換のアリールチオ基、Ｃ_５−Ｃ_６０の置換または非置換のアリール基、Ｃ_５−Ｃ_６０のアリールアミノ基、Ｃ_４−Ｃ_６０の置換または非置換のヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基またはカルボキシル基を示し、Ｒ_１ないしＲ_１１は、隣接する置換基の一組が互いに結合し、芳香環を形成していてもよい。
本発明の一態様によれば、前記ヘテロ環化合物のＲ_９は、非置換のフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基、フルオレニル基、及びピレニル基から選択される一環ないし四環のアリール基；Ｃ_４−Ｃ_６０の非置換のヘテロアリール基；Ｃ_５−Ｃ_５０アリールアミノ基；Ｃ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミノ基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン基で置換されたフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基、フルオレニル基、及びピレニル基から選択される一環ないし四環のアリール基；Ｃ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミノ基、フェノキシ基、フェニル基、ハロゲン基またはＣ_５−Ｃ_１０ヘテロアリール基で置換されたＣ_４−Ｃ_６０ヘテロアリール基；またはＣ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミノ基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン基で置換されたＣ_５−Ｃ_５０アリールアミノ基でありうる。
本発明の一態様によれば、前記ヘテロ環化合物のＲ_１は、非置換のフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基、フルオレニル基、及びピレニル基から選択される一環ないし四環のアリール基；Ｃ_４−Ｃ_６０の非置換のヘテロアリール基；Ｃ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミノ基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン基で置換されたフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基、フルオレニル基、及びピレニル基から選択される一環ないし四環のアリール基；Ｃ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミノ基、フェノキシ基、フェニル基、ハロゲン基またはＣ_５−Ｃ_１０ヘテロアリール基で置換されたＣ_４−Ｃ_６０ヘテロアリール基でありうる。
本発明の一態様によれば、前記ヘテロ環化合物のＲ_２及びＲ_３はそれぞれ独立して、メチル基またはフェニル基でありうる。
本発明の一態様によれば、前記化学式（１）の化合物は、下記化合物のうちの一つでありうる：

本発明の他の側面によって、第１電極と、第２電極と、前記第１電極及び第２電極間に介在する有機膜を具備した有機発光素子であって、前記有機膜が前記ヘテロ環化合物を含む有機発光素子が提供される。
本発明の一態様によれば、前記有機発光素子の有機膜は、電子注入層または電子輸送層でありうる。
本発明の一態様によれば、前記有機発光素子の有機膜は、電子注入機能及び電子輸送機能を同時に有する単一膜でありうる。
本発明の一態様によれば、前記有機発光素子の有機膜は、発光層でありうる。
本発明の一態様によれば、前記有機発光素子の有機膜は、発光層であり、前記ヘテロ環化合物は、蛍光またはリン光ホストとして使われうる。
本発明の一態様によれば、前記有機発光素子の有機膜は、発光層であり、前記ヘテロ環化合物は、蛍光ドーパントとして使われうる。
本発明の一態様によれば、前記有機発光素子の発光層、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み、前記発光層は、アントラセンもしくはその誘導体を含むことができる。
本発明の一態様によれば、前記有機発光素子の発光層、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み、前記発光層は、アリールアミンもしくはその誘導体を含むことができる。
本発明の一態様によれば、前記有機発光素子の発光層、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み、前記発光層は、スチリルアレーンもしくはその誘導体を含むことができる。
本発明の一態様によれば、前記有機発光素子の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み、前記有機発光阻止は、リン光化合物を含むところの、赤色発光層、緑色発光層、青色発光層または白色発光層をさらに含むことができる。
本発明の一態様によれば、前記有機発光素子の有機膜は、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、及び正孔阻止層、からなる群から選択された１層以上の層をさらに含むことができる。
本発明の一態様によれば、前記有機発光素子は、第１電極／正孔注入層／発光層／第２電極、第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／第２電極、または第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／第２電極の構造を有することができる。
本発明のさらに他の側面によって、前記有機発光素子を具備し、前記有機発光素子の第１電極が薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に連結された平板表示装置が提供される。
本発明のさらに他の側面によって、前記有機発光素子を具備し、前記有機膜が、湿式工程で形成された有機発光素子が提供される。

本発明のヘテロ環化合物は、電気的特性、電荷輸送能にすぐれ、かつ優秀な発光能を有し、ガラス転移温度が高く結晶化し難い材料であり、赤色、緑色、青色、白色などのほぼあらゆるカラーの蛍光とリン光との素子に適した電子輸送材料、または緑色、青色、白色の発光材料として有用であり、これを利用して、高効率、低電圧、高輝度、長寿命の有機電界発光素子を製作できる。

本発明の有機発光素子の構造の一例を示した図面である。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のヘテロ環化合物は、下記化学式（１）で表示される：

前記式中、Ｒ_１ないしＲ_１１は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、Ｃ_１−Ｃ_５０の置換または非置換のアルキル基、Ｃ_３−Ｃ_５０の置換または非置換のシクロアルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５０の置換または非置換のアルコキシ基、Ｃ_５−Ｃ_５０の置換または非置換のアリールオキシ基、Ｃ_５−Ｃ_５０の置換または非置換のアリールチオ基、Ｃ_５−Ｃ_６０の置換または非置換のアリール基、Ｃ_５−Ｃ_６０のアリールアミノ基、Ｃ_４−Ｃ_６０の置換または非置換のヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基またはカルボキシル基を示し、Ｒ_１ないしＲ_１１は、隣接する置換基の一組が互いに結合し、芳香環を形成していてもよい。

有機発光素子を構成する発光層や電子輸送層の材料として、公知物質であるトリス（８−キノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、２，２’，２”−（１，３，５−フェニレン）トリス−[１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール]（ＴＰＢＩ）、２−ビフェニル−４−イル−５−（４−tert−ブチル−フェニル−［１，３，４］オキサジアゾール（ＰＢＤ）、ＰＦ−６Ｐ（perfluorionated chemical）、２，５−ビス（６’−（２’，２”−ビピリジル））−１，１−ジメチル−３，４−ジフェニルシロール（ＰｙＰｙＳＰｙＰｙ）などが公知であるが、これまで知られた材料からなる有機発光素子は、寿命、効率及び消費電力特性において、満足すべきレベルに至ることができず、改善の余地が多い。

これに対して、フェナントレン骨格及びインドール骨格が化学式（１）のように融合された骨格を有する化合物を利用して製造された有機発光素子は、保存時及び駆動時の耐久性が高い。また、フルオレン基、ナフチル基などの置換基の導入によって、フィルム状態の分子膜状態が改善され、有機電界発光素子の特性を向上させる長所がある。

該化学式（１）の化合物は、下記化合物のうちの一つでありうる：

前記化学式（１）の化合物の置換基について、さらに詳細に叙述する。
前記式中、Ｒ_９は、非置換のフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基、フルオレニル基、及びピレニル基から選択される一環ないし四環のアリール基；Ｃ_４−Ｃ_６０の非置換のヘテロアリール基；Ｃ_５−Ｃ_５０アリールアミノ基；Ｃ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミノ基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン基で置換されたフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基、フルオレニル基、及びピレニル基から選択される一環ないし四環のアリール基；Ｃ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミノ基、フェノキシ基、フェニル基、ハロゲン基またはＣ_５−Ｃ_１０ヘテロアリール基で置換されたＣ_４−Ｃ_６０ヘテロアリール基；またはＣ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミノ基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン基で置換されたＣ_５−Ｃ_５０アリールアミノ基でありうる。

前記式中、Ｒ_１は、非置換のフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基、フルオレニル基、及びピレニル基から選択される一環ないし四環のアリール基；Ｃ_４−Ｃ_６０の非置換のヘテロアリール基；Ｃ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミノ基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン基で置換されたフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基、フルオレニル基、及びピレニル基から選択される一環ないし四環のアリール基；またはＣ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミノ基、フェノキシ基、フェニル基、ハロゲン基またはＣ_５−Ｃ_１０ヘテロアリール基で置換されたＣ_４−Ｃ_６０ヘテロアリール基でありうる。

前記式中、Ｒ_２及びＲ_３はそれぞれ独立して、メチル基またはフェニル基でありうる。
以下、本発明の化学式（１）で使われた基のうち、代表的なものについての定義について述べれば、次の通りである。

前記化学式（１）で、非置換のＣ_１−Ｃ_５０アルキル基は、線状型又は分枝型であって、その非制限的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ペンチル基、iso−アミル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノナニル基、ドデシル基などを挙げることができ、前記アルキル基のうち一つ以上の水素原子は、重水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボキシル基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸やその塩、Ｃ_１−Ｃ_１０アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_１０アルコキシ基、Ｃ_２−Ｃ_１０アルケニル基、Ｃ_２−Ｃ_１０アルキニル基、Ｃ_６−Ｃ_１６アリール基、またはＣ_４−Ｃ_１６ヘテロアリール基で置換されうる。

前記化学式（１）で、非置換のＣ_３−Ｃ_５０シクロアルキル基は、Ｃ_３−Ｃ_５０の環状アルキル基を意味し、前記シクロアルキル基のうち一つ以上の水素原子は、前述のＣ_１−Ｃ_５０アルキル基の置換基と同じ置換基で置換可能である。

前記化学式（１）で、Ｃ_１−Ｃ_５０の非置換のアルコキシ基とは、−ＯＡ（ここで、Ａは、前述のような非置換Ｃ_１−Ｃ_５０アルキル基である）の構造を有する基であり、その非制限的な例として、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基などを挙げることができる。それらアルコキシ基のうち、少なくとも一つ以上の水素原子は、前述のアルキル基の場合と同じ置換基で置換可能である。

前記化学式（１）で、非置換のＣ_５−Ｃ_６０アリール基は、単環式もしくは多環式芳香族基を意味し、多環式記である場合、互いに融合されたり、単結合などを介して連結されていてよい。アリールという用語は、フェニル、ナフチル、アントラセニル、ビフェニルのような芳香族システムを含む。また、前記アリール基のうち一つ以上の水素原子は、前述のＣ_１−Ｃ_５０アルキル基の置換基と同じ置換基で置換可能である。アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアミノ基等におけるアリール基においても同様である。

置換または非置換のＣ_５−Ｃ_６０アリール基の例としては、フェニル基、Ｃ_１−Ｃ_１０アルキルフェニル基（例えば、エチルフェニル基）、ハロフェニル基（例えば、ｏ−，ｍ−及びｐ−フルオロフェニル基、ジクロロフェニル基）、シアノフェニル基、ジシアノフェニル基、トリフルオロメトキシフェニル基、ビフェニル基、ハロビフェニル基、シアノビフェニル基、Ｃ_１−Ｃ_１０アルキルビフェニル基、Ｃ_１−Ｃ_１０アルコキシビフェニル基、ｏ−，ｍ−及びｐ−トリル基、ｏ−，ｍ−及びｐ−クメニル基、メシチル基、フェノキシフェニル基、（α，α−ジメチルベンゼン）フェニル基、（Ｎ，Ｎ’−ジメチル）アミノフェニル基、（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル）アミノフェニル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、ハロナフチル基（例えば、フルオロナフチル基）、Ｃ_１−Ｃ_１０アルキルナフチル基（例えば、メチルナフチル基）、Ｃ_１−Ｃ_１０アルコキシナフチル基（例えば、メトキシナフチル基）、シアノナフチル基、アントラセニル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、アセナフチレニル基、ペンタレニル基、フルオレニル基、アントラキノリル基、メチルアントリル基、フェナントリル基、トリフェニレン基、ピレニル基、クリセニル基、エチル−クリセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、クロロペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基などを挙げることができる。

前記化学式（１）で、Ｃ_４−Ｃ_６０の非置換ヘテロアリール基は、Ｎ，Ｏ，ＰまたはＳのうち選択された１，２または３個のヘテロ原子を含む、単環式もしくは多環式基を意味し、多環式である場合、それらは、互いに融合されたり、単結合などを介して連結されていてよい。非置換のＣ_４−Ｃ_６０ヘテロアリール基の例としては、ピラゾリル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、オキサジアゾリル基、ピリジニル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、カルバゾリル基、インドリル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ビピリジル基などを挙げることができる。また、前記ヘテロアリール基のうち一つ以上の水素原子は、前述のＣ_１−Ｃ_５０アルキル基の置換基と同じ置換基で置換可能である。

前記化学式（１）で、Ｃ_５−Ｃ_５０の非置換アリールオキシ基とは、−ＯＡ_１で表示される基であって、このとき、Ａ_１は、前記Ｃ_５−Ｃ_６０アリール基と炭素数だけ異なるのみ、同種の作用基である。前記アリールオキシ基の例としては、フェノキシ基などを挙げることができる。前記アリールオキシ基のうち一つ以上の水素原子は、前述のＣ_１−Ｃ_５０アルキル基の置換基と同じ置換基で置換可能である。

前記化学式（１）で、Ｃ_５−Ｃ_５０の非置換アリールチオ基は、−ＳＡ_１で表示される基であって、このとき、Ａ_１は、前記Ｃ_５−Ｃ_６０アリール基と炭素数だけ異なるのみ、同種の作用基である。前記アリールチオ基の例としては、ベンゼンチオ基、ナフチルチオ基などを挙げることができる。前記アリールチオ基のうち一つ以上の水素原子は、前述のＣ_１−Ｃ_５０アルキル基の置換基と同じ置換基で置換可能である。

前記化学式（１）で、Ｃ_５−Ｃ_５０アリールアミノ基は、−ＮＡ_１Ａ_２で表示される基であり、このとき、Ａ_１及びＡ_２は、前記Ｃ_５−Ｃ_５０アリール基でありうる。前記アリールアミノ基の例としては、ジフェニルアミノ基、ジナフチルアミノ基、あるいはジフルオレニルアミノ基などを挙げることができる。前記アリールアミノ基のうち、一つ以上の水素原子は、前述のＣ_１−Ｃ_５０アルキル基の置換基と同じ置換基で置換可能である。

以下、本発明の前記化学式（１）で表現される化合物の具体的な例として、下記化合物１ないし３６を挙げることができる。しかし、本発明の化学式（１）で表現される化合物が、それら化合物に限定されるものではない。

本発明の一態様による有機発光素子は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極及び第２電極間に前述のような化学式（１）で表示されるヘテロ環化合物を含んだ有機膜を具備する。

本発明の前記化学式（１）で表示されるヘテロ環化合物を含んだ有機膜は、電子注入層または電子輸送層であって、電子注入機能及び電子輸送機能を同時に有する単一膜でもありうる。または、前記化学式（１）で表示されるヘテロ環化合物を含んだ有機膜は、発光層でもありうる。前記有機膜が発光層である場合、前記化学式（１）で表示されるヘテロ環化合物は、蛍光またはリン光のホストとして使われたり、または蛍光ドーパントとして使われることもある。

本発明の一態様による前記有機発光素子の発光層、電子注入層または電子輸送層が前記化合物を含む場合、前記発光層は、公知のアントラセンもしくはその誘導体、アリールアミンもしくはその誘導体またはスチリルアレーンもしくはその誘導体を含むことができ、前記アントラセンもしくはその誘導体、アリールアミンもしくはその誘導体またはスチリルアレーンもしくはその誘導体は、非置換であったり、または前述のＣ_１−Ｃ_５０アルキル基の置換基と同じ置換基で置換可能である。

本発明の一態様による有機発光素子の電子注入層または電子輸送層が前記ヘテロ環化合物を含む場合、赤色発光層、緑色発光層、青色発光層または白色発光層は、公知のリン光化合物を含むことができる。

一方、前記第１電極はアノードであり、前記第２電極はカソードであるが、これと反対の場合も、もちろん可能である。

前述のような有機発光素子は、必要に応じて、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、正孔阻止層、のうち、１層以上の層をさらに具備できる。

例えば、本発明の一態様による有機発光素子は、第１電極／正孔注入層／発光層／第２電極、第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／第２電極、または第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／第２電極の構造を有しうる。または前記有機発光素子は、第１電極／正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に有する単一膜／発光層／電子輸送層／第２電極、または第１電極／正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に有する単一膜／発光層／電子輸送層／電子注入層／第２電極の構造を有することができる。

本発明の一態様による有機発光素子は、前面発光型、背面発光型など、多様な構造で適用可能である。

以下、本発明による有機発光素子の製造方法について、図１に図示された有機発光素子を参照しつつ、説明する。図１の有機発光素子は、基板（図示せず）、第１電極（アノード）、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層及び第２電極（カソード）を具備している。

まず、基板上部に、大きい仕事関数を有する第１電極用物質を、蒸着法またはスパッタリング法などによって堆積させ、第１電極を形成する。前記第１電極は、アノードまたはカソードでありうる。ここで、基板としては、一般的な有機発光素子で使われるものを使用するが、機械的強度、熱的安定性、透明性、表面平滑性、取扱容易性及び防水性にすぐれるガラス基板または透明プラスチック基板が望ましい。第１電極用物質としては、伝導性にすぐれる酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇなどを利用でき、透明電極または反射電極として形成されうる。

次に、前記第１電極の上部に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ（Langmuir-Blodgett）法のような多様な方法を利用し、正孔注入層（ＨＩＬ）を形成できる。
真空蒸着法によって正孔注入層を形成する場合、その蒸着条件は、正孔注入層の材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層の構造及び熱的特性などによって異なるが、一般的に、蒸着温度１００ないし５００℃、真空度１０^−８ないし１０^−３ｔｏｒｒ、蒸着速度０．０１ないし１００Å／ｓｅｃの範囲で適切に選択することが望ましい。

スピンコーティング法によって正孔注入層を形成する場合、そのコーティング条件は、正孔注入層の材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層の構造及び熱的特性によって異なるが、約２，０００ｒｐｍないし５，０００ｒｐｍのコーティング速度、コーティング後の溶媒除去のための熱処理温度は、約８０℃ないし２００℃の温度範囲で適切に選択することが望ましい。

前記正孔注入層物質としては、公知の正孔注入材料を使用できるが、例えば、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物、（ＴＣＴＡ）、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、４，４’，４”−トリス｛Ｎ，Ｎジフェニルアミノ｝トリフェニルアミン（ＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（２−ＴＮＡＴＡ）、ポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸（Ｐａｎｉ／ＤＢＳＡ）、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）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／カンファースルホン酸（Ｐａｎｉ／ＣＳＡ）またはポリアニリン／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＡＮＩ／ＰＳＳ）などを使用できるが、これらに限定されるものではない。

前記正孔注入層の厚みは、約１００Åないし１０，０００Å、望ましくは、１００Åないし１，０００Åでありうる。前記正孔注入層の厚みが前記範囲を満足する場合、駆動電圧上昇のなしに、優秀な正孔注入特性を得ることができる。

次に、前記正孔注入層の上部に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような多様な方法を利用し、正孔輸送層（ＨＴＬ）を形成できる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって正孔輸送層を形成する場合、その蒸着条件及びコーティング条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲のうち選択される。

前記正孔輸送層物質は、公知の正孔輸送層物質を利用できるが、例えば、Ｎ−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾールのようなカルバゾール誘導体、ＮＰＢ、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）などの芳香族縮合環を有するアミン誘導体などを使用できる。このうち、例えば、（４，４−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン）（ＴＣＴＡ）の場合、正孔輸送の役割以外にも、発光層からの励起子拡散を防止する役割も果たすことができる。

前記正孔輸送層の厚みは、約５０Åないし１，０００Å、望ましくは、１００Åないし６００Åでありうる。前記正孔輸送層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優秀な正孔輸送特性を得ることができる。

次に、前記正孔輸送層の上部に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような方法を利用し、発光層（ＥＭＬ）を形成できる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって発光層を形成する場合、その蒸着条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲のうち選択される。

前記発光層は、前述のような化学式（１）で表示されるヘテロ環化合物を含むことができる。例えば、化学式（１）で表示されるヘテロ環化合物は、ホストまたはドーパントとして使われうる。前記化学式（１）で表示されるヘテロ環化合物以外に、発光層は、公知の多様な発光物質を利用して形成できるが、公知のホスト及びドーパントを利用して形成することもできる。前記ドーパントの場合、公知の蛍光ドーパント及び公知のリン光ドーパントをいずれも使用できる。

例えば、ホストとしてはＡｌｑ３、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ）、またはジスチリルアリーレン（ＤＳＡ）などを使用できるが、これらに限定されるものではない。
一方、公知の赤色ドーパントとして、ＰｔＯＥＰ、Ｉｒ（ｐｉｑ）_３、Ｂｔｐ_２Ｉｒ（ａｃａｃ）、４−（ジシアノメチレン）−２−ｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＪＴＢ）などを利用できるが、これらに限定されるものではない。

また、公知の緑色ドーパントとして、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３（ｐｐｙ＝フェニルピリジン）、Ｉｒ（ｐｐｙ）_２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（ｍｐｙｐ）_３、Ｃ５４５Ｔなどを利用できるが、これらに限定されるものではない。

一方、公知の青色ドーパントとして、Ｆ_２Ｉｒｐｉｃ、（Ｆ_２ｐｐｙ）_２Ｉｒ（ｔｍｄ）、Ｉｒ（ｄｆｐｐｚ）_３、ｔｅｒ−フルオレン、４，４’−ビス（４−ジフェニルアミノスチリル）ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルフェニレン（ＴＢＰ）などを利用できるが、これらに限定されるものではない。

前記ドーパントの含有量は、発光層形成材料１００重量部（すなわち、ホストとドーパントとの総重量は、１００重量部である）を基準として、０．１ないし２０重量部、特に０．５〜１２重量部であることが望ましい。ドーパントの含有量が前記範囲を満足するならば、濃度消光現象が実質的に防止されうる。

前記発光層の厚みは、約１００Åないし１，０００Å、望ましくは、２００Åないし６００Åでありうる。前記発光層の厚みが前記範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優秀な発光特性を得ることができる。

発光層がリン光ドーパントを含む場合、三重項励起子または正孔が電子輸送層に拡散する現象を防止するために、正孔阻止層（ＨＢＬ）を発光層の上部に形成できる（図１には図示せず）。このときに使用できる正孔阻止層の物質は、特別に制限されるものではなく、公知の正孔阻止層物質のうち任意に選択して利用できる。例えば、オキサジアゾール誘導体やトリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ビス−（２−メチル−８−キノリノラト）−４−（フェニルフェノラート）アルミニウム（ＢＡｌｑ）、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）などを利用できる。

前記正孔阻止層の厚みは、約５０Åないし１，０００Å、望ましくは、１００Åないし３００Åでありうる。前記正孔阻止層の厚みが５０Å未満である場合、正孔阻止特性が低下し、前記正孔阻止層の厚みが１，０００Åを超える場合、駆動電圧が上昇しうるためである。

次に、電子輸送層（ＥＴＬ）を真空蒸着法、またはスピンコーティング法、キャスト法などの多様な方法を利用して形成する。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって電子輸送層を形成する場合、その条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲のうち選択される。

前記電子輸送層物質は、前述のような化学式（１）で表示されるヘテロ環化合物でありうる。または、公知の電子輸送層の形成材料のうち任意に選択されうる。例えば、その例としては、キノリン誘導体、特にＡｌｑ３、１，２，４−トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）、Ｂａｌｑのような公知の材料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。

前記電子輸送層の厚みは、約１００Åないし１，０００Å、望ましくは、１００Åないし５００Åでありうる。前記電子輸送層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優秀な電子輸送特性を得ることができる。

また、電子輸送層の上部に、カソードから電子の注入を容易にする機能を有する物質である電子注入層（ＥＩＬ）が積層されうる。

電子注入層としては、前述のような化学式（１）で表示されるヘテロ環化合物でありうる。または、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ_２Ｏ、ＢａＯのような電子注入層の形成材料として公知の任意の物質を利用できる。前記電子注入層の蒸着条件及びコーティング条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲のうち選択される。

前記電子注入層の厚みは、約１Åないし１００Å、望ましくは、５Åないし９０Åでありうる。前記電子注入層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優秀な電子注入特性を得ることができる。

最後に、電子注入層の上部に、真空蒸着法やスパッタリング法などの方法を利用し、第２電極を形成できる。前記第２電極は、カソードまたはアノードとして使われうる。前記第２電極形成用の物質としては、小さい仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物及びそれらの混合物を使用できる。具体的な例としては、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−リチウム（Ａｌ−Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム−インジウム（Ｍｇ−Ｉｎ）、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）などを挙げることができる。また、前面発光素子を得るために、ＩＴＯ、ＩＺＯを使用した透明カソードを使用することもできる。

本発明による有機発光素子は、多様な形態の平板表示装置、例えば、受動マトリックス有機発光表示装置及び能動マトリックス有機発光表示装置に備えられ得る。特に、能動マトリックス有機発光表示装置に備えられる場合、基板側に備えられた第１電極は、画素電極であって、薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に連結されうる。また、前記有機発光素子は、両面に画面を表示できる平板表示装置に備えられてもよい。

また、本発明の一態様による有機発光素子の１層以上の層は、前記化学式（１）の化合物を使用し、蒸着方法で形成されたり、または溶液に製造された化学式（１）の化合物をコーティングする湿式方法でも形成されうる。

以下、本発明について、化合物３、１３、１９及び２９の望ましい合成例及び実施例を具体的に例示するが、本発明が下記の実施例に限定されることを意味するものではない。

＜合成例１：中間体１の合成＞

窒素下で、１、８−ジブロモフェナントレン１６．８ｇ（５０ｍｍｏｌ）を２５０ｍＬテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶かし、−７８℃に温度を下げた。この温度で、Ｎ−ブチルリチウム２０ｍＬ（ヘキサン中で２．５Ｍ）を徐々に滴加した後、１時間撹拌した。そして、Ｂ（ＯｉＰｒ）_３１１．５ｍＬ（１００ｍｍｏｌ）を入れた後、常温に温度を上げて３時間撹拌した。反応が終結した後、１０％ＨＣｌ水溶液を入れた。反応液を酢酸エチル５００ｍＬで３回抽出した。集められた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を蒸発させて得られた残留物を、ジクロロメタンとノルマルヘキサンとで再結晶させ、中間体１を１５．３ｇ（収率６５％）合成した。生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳ（high resolution mass spectrometry）を用いて確認した。Ｃ_１４Ｈ_１０ＢＢｒＯ_２計算値：２９９．９９５７；実測値：２９９．９９６０

＜合成例２：中間体２の合成＞

２−ブロモナフタレン１０．８ｇ（５２ｍｍｏｌ）、中間体１を１５．３ｇ（４０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ_３）_４２．３１ｇ（２．０ｍｍｏｌ）そしてＫ_２ＣＯ_３１６．６ｇ（１２０ｍｍｏｌ）を、２００ｍＬのＴＨＦ／Ｈ_２Ｏ（２：１）混合溶液に溶かし、８０℃で５時間撹拌した。反応液をジエチルエーテル６００ｍｌで三回抽出した。集められた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を蒸発させて得られた残留物をジクロロメタンとノルマルヘキサンとで再結晶させ、中間体２を１１．０ｇ（収率７２％）合成した。生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを用いて確認した。Ｃ_２４Ｈ_１５Ｂｒ計算値：３８２．０３５７；実測値：３８２．０３６０

＜合成例３：中間体３の合成＞
中間体２を１３．５ｇ（３０ｍｍｏｌ）、ベンゾフェノンヒドラゾン７．０７ｇ（３６ｍｍｏｌ）、ｔ−ＢｕＯＮａ４．３２ｇ（４５ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＯＡｃ）_２０．１６ｇ（０．７２ｍｍｏｌ）そして２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’,４’,６’−トリイソプロピルビフェニル０．３０ｇ（０．７２ｍｍｏｌ）をトルエン６０ｍＬに溶かした後、９０℃で３時間撹拌した。常温に冷やした反応物に蒸溜水を加え、ジエチルエーテル２００ｍＬで二回、ジクロロメタン２００ｍＬで一回抽出した。集められた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させて濾過した後、溶媒を蒸発させて得られた残留物をシリカゲル・カラムクロマトグラフィで分離精製し、中間体３を１３．８ｇ（収率９２％）得た。生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを用いて確認した。Ｃ_３７Ｈ_２６Ｎ_２計算値：４９８．２０９６；実測値：４９８．２０９９

＜合成例４：中間体４の合成＞
中間体３を１３．８ｇ（２７．７ｍｍｏｌ）とｐ−トルエンスルホン酸一水和物１０．５ｇ（５５．４ｍｍｏｌ）とにメチルエチルケトン６０ｍＬを加えた後、１１０℃で２４時間撹拌した。常温に冷やした反応物に蒸溜水を加え、ジエチルエーテル１００ｍＬで二回、ジクロロメタン１００ｍＬで二回抽出した。集められた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させて濾過した後、溶媒を蒸発させて得られた残留物をシリカゲル・カラムクロマトグラフィで分離精製し、中間体４を７．７ｇ（収率７５％）得た。生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを用いて確認した。Ｃ_２８Ｈ_２１Ｎ計算値：３７１．１６７４；実測値：３７１．１６７７

＜合成例５：中間体５の合成＞

９，９’−ジメチルフルオレニル−２−ボロン酸４．７６ｇ（２０ｍｍｏｌ）、１−ブロモ−４−ヨードベンゼン６．２２ｇ（２２ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ_３）_４１．１６ｇ（１．０ｍｍｏｌ）そしてＫ_２ＣＯ_３１１．０ｇ（８０ｍｍｏｌ）を１００ｍＬのＴＨＦ／Ｈ_２Ｏ（２：１）混合溶液に溶かして８０℃で５時間撹拌した。反応液をジエチルエーテル３００ｍｌで三回抽出した。集められた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を蒸発させて得られた残留物をジクロロメタンとノルマルヘキサンとで再結晶させ、中間体５を５．１ｇ（収率７３％）合成した。生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを用いて確認した。Ｃ_２１Ｈ_１７Ｂｒ計算値：３４８．０５１４；実測値：３４８．０５１７

＜合成例６：化合物３の合成＞

窒素下で、中間体４を３．７１ｇ（１０ｍｍｏｌ）、中間体５を４．１９ｇ（１２ｍｍｏｌ）、ｔ−ＢｕＯＮａ２．９ｇ（３０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３３６６ｍｇ（０．４ｍｍｏｌ）そしてＰ（ｔ−Ｂｕ）_３８０ｍｇ（０．４ｍｍｏｌ）をトルエン６０ｍＬに溶かした後、９０℃で３時間撹拌した。前記反応が完結した後、常温に冷やし、これを蒸溜水とジエチルエーテル５０ｍＬとで三回抽出した。集められた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を蒸発させて得られた残留物をシリカゲル・カラムクロマトグラフィで分離精製し、化合物３を４．６ｇ（収率７２％）得た。生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳとＮＭＲ（nuclear magnetic resonance）とを用いて確認した。Ｃ_４９Ｈ_３７Ｎ計算値：６３９．２９２６；実測値：６３９．２９２９；^１ＨＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）９．００（ｄ、１Ｈ）、８．７４（ｄ、１Ｈ）、８．３７（ｄｄ、２Ｈ）、７．９９（ｄ、１Ｈ）、７．９１（ｍ、４Ｈ）、７．７７（ｍ、２Ｈ）、７．６３−７．４８（ｍ、５Ｈ）、７．２４−７．１８（ｍ、３Ｈ）、７．０３−６．８６（ｍ、４Ｈ）、６．２３（ｍ、２Ｈ）、２．２９（ｓ、３Ｈ）、２．２２（ｓ、３Ｈ）、１．８５（ｓ、６Ｈ）

＜合成例７：中間体６の合成＞

窒素下で、フェニルアミン１．２１ｇ（１３ｍｍｏｌ）、９，９’−ジメチル−２−ブロモフルオレン２．７３ｇ（１０ｍｍｏｌ）、ｔ−ＢｕＯＮａ１．４４ｇ（１５ｍｍｏｌ）、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３１８３ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）そしてＰ（ｔ−Ｂｕ）_３４０ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）をトルエン８０ｍＬに溶かした後、９０℃で３時間撹拌した。前記反応が完結した後、常温に冷やし、これを蒸溜水とジエチルエーテル６０ｍＬとで三回抽出した。集められた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を蒸発させて得られた残留物をシリカゲル・カラムクロマトグラフィで分離精製し、中間体６を２．２３ｇ（収率７８％）得た。生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを用いて確認した。Ｃ_２１Ｈ_１９Ｎ計算値：２８５．１５１７；実測値：２８５．１５２０

＜合成例８：中間体７の合成＞

窒素下で、中間体６を２．２３ｇ（７．８ｍｍｏｌ）、１、８−ジブロモフェナントレン５．２４ｇ（１６ｍｍｏｌ）、ｔ−ＢｕＯＮａ１．１２ｇ（１２ｍｍｏｌ）、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３１４２ｍｇ（０．１６ｍｍｏｌ）そしてＰ（ｔ−Ｂｕ）_３３２ｍｇ（０．１６ｍｍｏｌ）をトルエン５０ｍＬに溶かした後、９０℃で３時間撹拌した。前記反応が完結した後、常温に冷やし、これを蒸溜水とジエチルエーテル５０ｍＬとで三回抽出した。集められた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を蒸発させて得られた残留物をシリカゲル・カラムクロマトグラフィで分離精製し、中間体７を１．９０ｇ（収率４５％）得た。生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを用いて確認した。Ｃ_３５Ｈ_２６ＢｒＮ計算値：５３９．１２４９；実測値：５３９．１２５３

＜合成例９：中間体８の合成＞

中間体７を１．９０ｇ（３．５ｍｍｏｌ）、ベンゾフェノンヒドラゾン０．８２ｇ（４．２ｍｍｏｌ）、ｔ−ＢｕＯＮａ０．５０ｇ（５．３ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＯＡｃ）_２２４ｍｇ（０．１１ｍｍｏｌ）、そして２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，４’，６’−トリイソプロピルビフェニル４５ｍｇ（０．１１ｍｍｏｌ）をトルエン２０ｍＬに溶かした後、９０℃で３時間撹拌した。常温に冷やした反応物に蒸溜水を加え、ジエチルエーテル５０ｍＬで二回、ジクロロメタン５０ｍＬで一回抽出した。集められた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させて濾過した後、溶媒を蒸発させて得られた残留物をシリカゲル・カラムクロマトグラフィで分離精製し、中間体８を２．０ｇ（収率８７％）得た。生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを用いて確認した。Ｃ_４８Ｈ_３７Ｎ_３計算値：６５５．２９８７；実測値：６５５．２９９０

＜合成例１０：中間体９の合成＞

中間体８を２．０ｇ（３．０ｍｍｏｌ）、ｐ−トルエンスルホン酸一水和物１．１４ｇ（６．０ｍｍｏｌ）そしてベンジルフェニルケトン１．２ｇ（６．０ｍｍｏｌ）の混合物に、エタノール１６ｍＬとトルエン４ｍＬとを加えた後、１１０℃で２４時間撹拌した。常温に冷やした反応物に蒸溜水を加え、ジエチルエーテル２５ｍＬで二回、ジクロロメタン２５ｍＬで二回抽出した。集められた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させて濾過した後、溶媒を蒸発させて得られた残留物をシリカゲル・カラムクロマトグラフィで分離精製し、中間体９を１．４ｇ（収率７１％）得た。生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを用いて確認した。Ｃ_４９Ｈ_３６Ｎ_２計算値：６５２．２８７８；実測値：６５２．２８８１

＜合成例１１：化合物１３の合成＞

前記の化合物３の合成と同じ方法で、中間体４の代わりに中間体９を、中間体５の代わりに２−ブロモナフタレンで反応させて化合物１３を７２％の収率で合成し、生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳとＮＭＲとを用いて確認した。Ｃ_５９Ｈ_４２Ｎ_２計算値：７７８．３３４８；実測値：７７８．３３５１；^１ＨＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）８．９５（ｄ、１Ｈ）、８．６４（ｄ、１Ｈ）、８．３０（ｄｄ、２Ｈ）、８．０５（ｄ、１Ｈ）、７．９８（ｄ、１Ｈ）、７．８１（ｄ、１Ｈ）、７．７３（ｍ、１Ｈ）、７．７０−７．４５（ｍ、１０Ｈ）、７．４３−７．２０（ｍ、１１Ｈ）、７．１２（ｄ、１Ｈ）、６．９４（ｔ、１Ｈ）、６．６２（ｔ、１Ｈ）、６．３１（ｄ、１Ｈ）、６．０８（ｄ、１Ｈ）、５．６６（ｄ、２Ｈ）、１．８５（ｓ、６Ｈ）

＜合成例１２：中間体１０の合成＞

ブロモアセトフェノン１．９９ｇ（１０ｍｍｏｌ）をジメトキシエタン５０ｍＬに溶かし、２−アミノピリジン１．０ｇ（１０ｍｍｏｌ）を入れた。常温で５時間撹拌した後、１２０℃で１２時間撹拌した。前記反応が完結した後、常温に冷やし、溶媒を除去した後でジクロロメタン６０ｍＬを入れた。１０％重炭酸ナトリウム水溶液を入れてｐＨ１０に合わせた後、ジクロロメタン５０ｍＬを利用して抽出した。集められた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を蒸発させて得られた残留物をシリカゲル・カラムクロマトグラフィで分離精製し、中間体１０を１．２ｇ（収率６５％）得て、生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを用いて確認した。Ｃ_１３Ｈ_１０Ｎ_２計算値：１９４．０８４４；実測値：１９４．０８４７

＜合成例１３：中間体１１の合成＞
中間体１０４００ｍｇ（２ｍｍｏｌ）をピリジン１０ｍＬに溶かし、一塩化ヨウ素７６０ｍｇ（３ｍｍｏｌ）を入れた。５０℃で５時間撹拌した後、シュウ酸水溶液を入れて反応を終結した。ジクロロメタン１０ｍＬを利用して抽出した後、集められた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を蒸発させて得られた残留物をシリカゲル・カラムクロマトグラフィで分離精製し、中間体１１を４６２ｍｇ（収率７２％）得て、生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを用いて確認した。Ｃ_１３Ｈ_９ＩＮ_２計算値：３１９．９８１０；実測値：３１９．９８１３

＜合成例１４：中間体１２の合成＞
４−ブロモフェニルボロン酸２．０１ｇ（１０ｍｍｏｌ）、中間体１１４．１６ｇ（１３ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ_３）_４０．５８ｇ（０．５ｍｍｏｌ）そしてＫ_２ＣＯ_３５．５３ｇ（４０ｍｍｏｌ）を５０ｍＬのＴＨＦ／Ｈ_２Ｏ（２：１）混合溶液に溶かし、８０℃で５時間撹拌した。反応液をジエチルエーテル１００ｍｌで三回抽出した。集められた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を蒸発させて得られた残留物をジクロロメタンとノルマルヘキサンとで再結晶させ、中間体１２を２．８ｇ（収率７９％）合成し、生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを用いて確認した。Ｃ_１９Ｈ_１３ＢｒＮ_２計算値：３４８．０２６２；実測値：３４８．０２６５

＜合成例１５：中間体１３の合成＞

前記の中間体２の合成と同じ方法で、２−ブロモナフタレンの代わりに中間体１２を反応させ、中間体１３を７５％の収率で合成し、生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを用いて確認した。Ｃ_３３Ｈ_２１ＢｒＮ２計算値：５２４．０８８８；実測値：５２４．０８９１

＜合成例１６：中間体１４の合成＞

前記の中間体８の合成と同じ方法で、中間体７の代わりに中間体１３を反応させ、中間体１４を６９％の収率で合成し、生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを用いて確認した。Ｃ_４６Ｈ_３２Ｎ_４計算値：６４０．２６２７；実測値：６４０．２６３０

＜合成例１７：中間体１５の合成＞

前記の中間体９の合成と同じ方法で、中間体８の代わりに中間体１４を反応させ、中間体１５を６８％の収率で合成し、生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを用いて確認した。Ｃ_４７Ｈ_３１Ｎ_３計算値：６３７．２５１８；実測値：６３７．２５２１

＜合成例１８：化合物１９の合成＞

前記の化合物３の合成と同じ方法で、中間体４の代わりに中間体１５を、中間体５の代わりに９，９’−ジメチル−２−ブロモフルオレンで反応させ、化合物１９を７６％の収率で合成し、生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳとＮＭＲとを用いて確認した。Ｃ_６２Ｈ_４３Ｎ_３計算値：８２９．３４５７；実測値：８２９．３４６０；^１ＨＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）９．２３（ｄ、１Ｈ）、８．７５（ｄ、１Ｈ）、８．３１（ｄ、１Ｈ）、８．１０（ｄｄ、２Ｈ）、７．８８（ｄ、１Ｈ）、７．８１（ｄ、２Ｈ）、７．６４−７．４５（ｍ、１１Ｈ）、７．３９−７．２２（ｍ、１３Ｈ）、７．０９（ｄ、１Ｈ）、６．９５（ｔ、１Ｈ）、６．８４（ｍ、２Ｈ）、６．４７（ｍ、１Ｈ）、１．８５（ｓ、６Ｈ）

＜合成例１９：中間体１６の合成＞

２，５−ジブロモピリジン３．０８ｇ（１３ｍｍｏｌ）、４−ピリジルボロン酸１．２３ｇ（１０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ_３）_４０．５８ｇ（０．５ｍｍｏｌ）そしてＫ_２ＣＯ_３５．５３ｇ（４０ｍｍｏｌ）を５０ｍＬのＴＨＦ／Ｈ_２Ｏ（２：１）混合溶液に溶かし、８０℃で５時間撹拌した。反応液をジエチルエーテル６０ｍｌで三回抽出した。集められた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を蒸発させて得られた残留物をジクロロメタンとノルマルヘキサンとで再結晶させ、中間体１６を１．７４ｇ（収率７４％）合成し、生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを用いて確認した。Ｃ_１０Ｈ_７ＢｒＮ_２計算値：２３３．９７９３；実測値：２３３．９７９６

＜合成例２０：中間体１７の合成＞

前記の中間体２の合成と同じ方法で、２−ブロモナフタレンの代わりに中間体１６を反応させ、中間体１７を７６％の収率で合成し、生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを用いて確認した。Ｃ_２４Ｈ_１５ＢｒＮ_２計算値：４１０．０４１９；実測値：４１０．０４２２

＜合成例２１：中間体１８の合成＞

前記の中間体８の合成と同じ方法で、中間体７の代わりに中間体１７を反応させ、中間体１８を７０％の収率で合成し、生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを用いて確認した。Ｃ_３７Ｈ_２６Ｎ_４計算値：５２６．２１５７；実測値：５２６．２１６０

＜合成例２２：中間体１９の合成＞

前記の中間体９の合成と同じ方法で、中間体８の代わりに中間体１８を反応させ、中間体１９を６２％の収率で合成し、生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを用いて確認した。Ｃ_３８Ｈ_２５Ｎ_３計算値：５２３．２０４８；実測値：５２３．２０５１

＜合成例１８：化合物２９の合成＞

前記の化合物３の合成と同じ方法で、中間体４の代わりに中間体１９を、中間体５の代わりに中間体１６で反応させ、化合物２９を７０％の収率で合成し、生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳとＮＭＲとを用いて確認した。Ｃ_４８Ｈ_３１Ｎ_５計算値：６７７．２５７９；実測値：６７７．２５８２；^１ＨＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）９．２３（ｄ、１Ｈ）、８．７５（ｄ、１Ｈ）、８．６１−８．５６（ｍ、４Ｈ）、８．３８（ｄ、１Ｈ）、８．２７（ｔ、１Ｈ）、８．０９（ｔ、２Ｈ）、７．９０−７．８１（ｍ、４Ｈ）、７．７３（ｍ、２Ｈ）、７．６２（ｍ、２Ｈ）、７．５４（ｍ、２Ｈ）、７．５０（ｍ、２Ｈ）、７．４１−７．２５（ｍ、９Ｈ）

アノードは、コーニング（Corning）１５Ωｃｍ^２（１，２００Å）ＩＴＯガラス基板を、５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｍｍサイズに切り、イソプロピルアルコールと純水とを利用し、それぞれ５分間超音波洗浄した後、３０分間紫外線を照射してオゾンに露出させて洗浄して調製し、真空蒸着装置にこのガラス基板を設置した。
前記基板上部に、まず正孔注入層として、公知物質である２−ＴＮＡＴＡを真空蒸着して６００Å厚に形成した後、次に、正孔輸送性化合物として、公知物質である４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）を３００Å厚に真空蒸着し、正孔輸送層を形成した。
前記正孔輸送層の上部に、公知の緑色蛍光ホストであるＡｌｑ３と、公知の緑色蛍光ドーパントであるＣ５４５Ｔとを、重量比９８：２で同時蒸着し、３００Å厚に発光層を形成した。
次に、前記発光層の上部に、電子輸送層として化合物３を３００Å厚に蒸着した後、前記電子輸送層の上部に、電子注入層として、ハロゲン化アルカリ金属であるＬｉＦを１０Å厚に蒸着し、Ａｌを３，０００Å（カソード電極）厚に真空蒸着し、ＬｉＦ／Ａｌ電極を形成することによって、有機発光素子を製造した。
前記素子は、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ^２での駆動電圧６．１５Ｖ、発光輝度７，１３０ｃｄ／ｍ^２の高輝度を示し、色座標は（０．３１１，０．６４２）であり、発光効率は１４．２６ｃｄ／Ａであった。

電子輸送層の形成時、前記化合物３の代わりに、化合物１３を利用したことを除いては、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を製作した。
前記素子は、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ^２での駆動電圧６．９８Ｖ、発光輝度６，２０５ｃｄ／ｍ^２の高輝度を示し、色座標は（０．３１０，０．６４２）であり、発光効率は１２．４１ｃｄ／Ａであった。

電子輸送層の形成時、前記化合物３の代わりに、化合物１９を利用したことを除いては、実施例１と同様にして有機発光素子を製作する。
前記素子は、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ^２での駆動電圧５．６８Ｖ、発光輝度８，４３５ｃｄ／ｍ^２の高輝度を示し、色座標は（０．３０９，０．６４３）であり、発光効率は１６．８７ｃｄ／Ａであった。

電子輸送層の形成時、前記化合物３の代わりに、化合物２９を利用したことを除いては、実施例１と同様にして有機発光素子を製作した。
前記素子は、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ^２での駆動電圧５．９２Ｖ、発光輝度７，６２０ｃｄ／ｍ^２の高輝度を示し、色座標は（０．３０９，０．６４２）であり、発光効率は１５．２４ｃｄ／Ａであった。

[比較例１]
電子輸送層の形成時、前記化合物３の代わりに、公知物質であるＡｌｑ３を利用したことを除いては、実施例１と同様にして有機発光素子を製作した。

前記素子は、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ^２での駆動電圧７．４５Ｖ、発光輝度６，１０２ｃｄ／ｍ^２を示し、色座標は（０．３０９，０．６４２）とほぼ同一であり、発光効率は１２．２ｃｄ／Ａであった。

本発明の実施例によるヘテロ環化合物を電子輸送材料として有機発光装置に使用した結果、いずれも公知物質であるＡｌｑ３と比較し、駆動電圧が１Ｖ以上低く、効率が大幅に向上した優秀なＩ−Ｖ−Ｌ特性を示し、特に寿命改善効果が卓越しており、実施例１３、及び４の場合、比較例１に比べて、寿命が１００％以上向上するという結果を示した。代表的な寿命結果を要約し、下記表１に示した。

本発明について、前記合成例及び実施例を参考にして説明したが、、それらは例示的なものに過ぎず、本発明に属する技術分野の当業者ならば、それらから多様な変形及び均等な他実施例が可能であるという点を理解することができるであろう。よって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決まるものである。

Claims

下記化学式（１）で表示されるヘテロ環化合物：

前記式で、Ｒ_１は、非置換のフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基、フルオレニル基、及びピレニル基から選択される一環ないし四環のアリール基；Ｃ_４−Ｃ_６０の非置換のヘテロアリール基；４−（9,9−ジメチルフルオレニル）フェニル基；Ｃ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミノ基、フェノキシ基、Ｃ_６−Ｃ₁₆アリール基またはハロゲン基で置換されたフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基、フルオレニル基、及びピレニル基から選択される一環ないし四環のアリール基；またはＣ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミノ基、フェノキシ基、フェニル基、ハロゲン基またはＣ_５−Ｃ_１０ヘテロアリール基で置換されたＣ_４−Ｃ_６０ヘテロアリール基であり、
Ｒ_２及びＲ_３はそれぞれ独立して、メチル基またはフェニル基であり、
Ｒ_９は、非置換のフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基、フルオレニル基、及びピレニル基から選択される一環ないし四環のアリール基；Ｃ_４−Ｃ_６０の非置換のヘテロアリール基；Ｃ_５−Ｃ_５０アリールアミノ基；Ｃ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミノ基、フェノキシ基、フェニル基、ハロゲン基またはＣ_４−Ｃ_１６ヘテロアリール基で置換されたフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基、フルオレニル基、及びピレニル基から選択される一環ないし四環のアリール基；Ｃ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミノ基、フェノキシ基、フェニル基、ハロゲン基またはＣ_５−Ｃ_１０ヘテロアリール基で置換されたＣ_４−Ｃ_６０ヘテロアリール基；4−（２−フェニルイミダゾ［１，２−ａ］ピリジン−３−イル）−フェニル基；またはＣ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミノ基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン基で置換されたＣ_５−Ｃ_５０アリールアミノ基であり、
Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７、Ｒ_８、Ｒ_１０、及びＲ_１１、は水素原子、又は重水素原子である。
Ｒ_１が、非置換のフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基、フルオレニル基、及びピレニル基から選択される一環ないし四環のアリール基；４−（9,9−ジメチルフルオレニル）フェニル基またはＣ_４−Ｃ_６０の非置換のヘテロアリール基である、請求項１記載のヘテロ環化合物。
Ｒ_９が、非置換のフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基、フルオレニル基、及びピレニル基から選択される一環ないし四環のアリール基；Ｃ_４−Ｃ_６０の非置換のヘテロアリール基；4−（２−フェニルイミダゾ［１，２−ａ］ピリジン−３−イル）−フェニル基、またはＣ_５−Ｃ_５０アリールアミノ基である、請求項１又は２に記載のヘテロ環化合物。
前記化学式（１）の化合物が、下記化合物のうちの一つであることを特徴とする請求項１に記載のヘテロ環化合物：

。
第１電極と、
第２電極と、
前記第１電極及び第２電極間に介在する有機膜とを具備した有機発光素子であって、
前記有機膜の少なくとも一つの層が、請求項１ないし請求項４のうち、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。
前記有機発光素子の有機膜が、電子注入層または電子輸送層であることを特徴とする請求項５に記載の有機発光素子。
前記有機発光素子の有機膜が、電子注入機能及び電子輸送機能を同時に有する単一膜であることを特徴とする請求項５に記載の有機発光素子。
前記有機発光素子の有機膜が、発光層であることを特徴とする請求項５に記載の有機発光素子。
前記有機発光素子の有機膜が発光層であり、前記化合物が蛍光またはリン光のホストとして使われることを特徴とする請求項５に記載の有機発光素子。
前記有機発光素子の有機膜が発光層であり、前記化合物が蛍光ドーパントとして使われることを特徴とする請求項５に記載の有機発光素子。
前記有機発光素子の有機膜が、発光層、電子注入層または電子輸送層であり、前記発光層は、アントラセンもしくはその誘導体を含むことを特徴とする請求項５に記載の有機発光素子。
前記有機発光素子の有機膜が、発光層、電子注入層または電子輸送層であり、前記発光層は、アリールアミンもしくはその誘導体を含むことを特徴とする請求項５に記載の有機発光素子。
前記有機発光素子の有機膜が、発光層、電子注入層または電子輸送層であり、前記発光層は、スチリルアレーンもしくはその誘導体を含むことを特徴とする請求項５に記載の有機発光素子。
前記有機発光素子の有機膜が電子注入層または電子輸送層であり、前記有機発光素子が、リン光化合物を含むところの、赤色発光層、緑色発光層、青色発光層または白色発光層をさらに含む、ことを特徴とする請求項５に記載の有機発光素子。
前記有機発光素子の有機膜が、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、及び正孔阻止層、からなる群から選択された１層以上の層をさらに含むことを特徴とする請求項５〜１４のいずれか１項に記載の有機発光素子。
前記素子が第１電極／正孔注入層／発光層／第２電極、第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／第２電極または第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／第２電極の構造を有することを特徴とする請求項１５に記載の有機発光素子。
請求項５ないし請求項１６のうち、いずれか１項に記載の有機発光素子を具備し、前記有機発光素子の第１電極が、薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に連結された平板表示装置。
請求項５ないし請求項１６のうち、いずれか１項に記載の有機発光素子を具備し、前記有機膜が湿式工程で形成されたものである有機発光素子。