JP5823731B2

JP5823731B2 - 有機発光素子

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Publication number: JP5823731B2
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Authority: JP
Inventors: 允鉉郭; ▲ソク▼煥 ▲黄▼; 榮國金; 惠珍鄭; 鍾赫李; 熙周高
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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、かつコントラストにすぐれるだけではなく、応答時間が早いという長所を有しているために、大きな注目を受けている。

このような有機電界発光素子の種類は、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）素子とに大別され、このうち、特に有機ＥＬ素子は、無機電界発光素子に比べて、輝度、駆動電圧及び応答速度特性にすぐれ、かつ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、または発光層とカソードとの間に、正孔注入層及び／または正孔輸送層、または電子注入層をさらに積層させ、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／カソードのような構造を有する。

このうち、有機発光層の材料として、フェナントレン誘導体などが使われるが、これまで公知の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において、満足すべきレベルに至っておらず、改善の余地が多い。

本発明の一側面は、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ことである。

本発明の他の側面は、前記ヘテロ環化合物を含む有機発光素子を提供することである。

本発明のさらに他の側面は、前記有機発光素子を具備した平板表示装置を提供することである。

本発明のさらに他の側面は、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ことである。

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：

本発明の一つの実施態様によれば、前記ヘテロ環化合物のＲ_１ないしＲ_９はそれぞれ独立して、水素原子、重水素原子、Ｃ_１−Ｃ_５０置換または非置換のアルキル基、Ｃ_３−Ｃ_５０置換または非置換のシクロアルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５０置換または非置換のアルコキシ基、Ｃ_５−Ｃ_５０置換または非置換のアリールオキシ基、Ｃ_５−Ｃ_５０置換または非置換のアリールチオ基、Ｃ_５−Ｃ_６０置換または非置換のアリール基、Ｃ_５−Ｃ_６０アリール基で置換されたアミノ基、Ｃ_３−Ｃ_６０置換または非置換のヘテロアリール基、Ｃ_６−Ｃ_６０置換または非置換の縮合多環基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基またはカルボン酸基を示し、Ｒ_１ないしＲ_９は、隣接する置換基の一組が互いに結合して芳香環を形成できる。

本発明の一つの実施態様によれば、前記ヘテロ環化合物のＲ_１，Ｒ_２，Ｒ_３またはＲ_６は、アリール基でありうる。

本発明の一つの実施態様によれば、前記ヘテロ環化合物のＲ_６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、カルバゾリルＫＩ及びピレニル基から選択される１環ないし４環のアリール基；Ｃ_３−Ｃ_６０非置換のヘテロアリール基、またはＣ_５−Ｃ_５０アリールアミン基；Ｃ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミン基、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、カルバゾリル基及びピレニル基から選択される１環ないし４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、アミン基、フェノキシ基、フェニル基、ハロゲン基またはＣ_３−Ｃ_１０ヘテロアリール基で置換されたＣ_３−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、アミン基、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アリールアミン基でありうる。

本発明の一つの実施態様によれば、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、カルバゾリル基及びピレニル基から選択される１環ないし４環のアリール基；Ｃ_３−Ｃ_６０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、アミン基、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、カルバゾリル基及びピレニル基から選択される１環ないし４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、アミン基、フェノキシ基、フェニル基、ハロゲン基またはＣ_３−Ｃ_１０ヘテロアリール基で置換されたＣ_３−Ｃ_６０ヘテロアリール基でありうる。

本発明の一つの実施態様によれば、前記ヘテロ環化合物のＲ_２または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。

本発明の一つの実施態様によれば、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電極間に介在された有機膜と、を具備した有機発光素子であり、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。

本発明の一つの実施態様によれば、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。

本発明の一つの実施態様によれば、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。

本発明の一つの実施態様によれば、前記有機発光素子の有機膜は、発光層でありうる。

本発明の一つの実施態様によれば、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、蛍光ホストまたはリン光ホストとして使われうる。

本発明の一つの実施態様によれば、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。

本発明の一つの実施態様によれば、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、アントラセン化合物を含むことができる。

本発明の一つの実施態様によれば、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、アリールアミン化合物を含むことができる。

本発明の一つの実施態様によれば、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、スチリル化合物を含むことができる。

本発明の一つの実施態様によれば、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、赤色発光層、緑色発光層、青色発光層または白色発光層は、リン光化合物を含むことができる。

本発明の一つの実施態様によれば、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、発光層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入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。

本発明の一つの実施態様によれば、前記有機発光素子は第１電極／正孔注入層／発光層／第２電極の構造、第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／第２電極の構造、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、かような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、かような有機発光素子を具備し、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が提供される。

本発明の一つの実施態様によるヘテロ環化合物は、電気的特性、電荷輸送能にすぐれ、発光能を有し、ガラス転移温度が高くて結晶化を防止できる材料として、赤色、緑色、青色、白色のようなほぼあらゆるカラーの蛍光素子とリン光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。

本発明の一つの実施態様による有機発光素子の構造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。

本発明の一つの実施態様によるヘテロ環化合物は、下記化学式１で表示されうる：

前記式で、Ｒ_１ないしＲ_９はそれぞれ独立して、水素原子、重水素原子、Ｃ_１−Ｃ_５０置換または非置換のアルキル基、Ｃ_３−Ｃ_５０置換または非置換のシクロアルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５０置換または非置換のアルコキシ基、Ｃ_５−Ｃ_５０置換または非置換のアリールオキシ基、Ｃ_５−Ｃ_５０置換または非置換のアリールチオ基、Ｃ_５−Ｃ_６０置換または非置換のアリール基、Ｃ_５−Ｃ_６０アリール基で置換されたアミノ基、Ｃ_３−Ｃ_６０置換または非置換のヘテロアリール基、Ｃ_６−Ｃ_６０置換または非置換の縮合多環基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基またはカルボン酸基を示し、Ｒ_１ないしＲ_９は、隣接する置換基の一組が互いに結合して芳香環を形成できる。

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、公知の物質であるトリス（８−キノリノラト）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−ベンズイミダゾール）（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（perfluorinated chemical）、２，５−ビス（６’−（２’，２”−ジピリジル））−１，１−ジメチル−３，４−ジフェニルシロル（ＰｙＰｙＳＰｙＰｙ）などが周知されているが、これまで公知の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達しておらず、改善の余地が多い。

フェナントレン基及びインドール基が化学式１のように融合されたこのような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という長所がある。

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。

前記式で、Ｒ_１，Ｒ_２，Ｒ_３またはＲ_６は、アリール基でありうる。前記アリール基は、後述するＣ_１−Ｃ_５０アルキル基の置換基と同じ置換基で置換されたアリール基でありうる。

前記式で、Ｒ_６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、カルバゾリル基及びピレニル基から選択される１環ないし４環のアリール基；Ｃ_３−Ｃ_６０非置換のヘテロアリール基、またはＣ_５−Ｃ_５０アリールアミン基；Ｃ_１−Ｃ_５アルキル基、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ基、シアノ基、アミン基、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、カルバゾリル基及びピレニル基から選択される１環ないし４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、アミン基、フェノキシ基、フェニル基、ハロゲン基またはＣ_３−Ｃ_１０ヘテロアリール基で置換されたＣ_３−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、アミン基、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アリールアミン基でありうる。

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、カルバゾリル基及びピレニル基から選択される１環ないし４環のアリール基；Ｃ_３−Ｃ_６０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、アミン基、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、カルバゾリル基及びピレニル基から選択される１環ないし４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、アミン基、フェノキシ基、フェニル基、ハロゲン基またはＣ_３−Ｃ_１０ヘテロアリール基で置換されたＣ_３−Ｃ_６０ヘテロアリール基でありうる。

前記式で、Ｒ_２または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、本発明の化学式で使われた基のうち代表的な基の定義について述べれば、次の通りである（置換基を限定する炭素数は、非制限的なものであり、置換基の特性を限定するものではない）。

前記化学式で、非置換のＣ_１−Ｃ_５０アルキル基は、直鎖状及び分枝状であって、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、ヒロドキシ基、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、カルボン酸基やその塩、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_３−Ｃ_１６ヘテロアリール基で置換されうる。

前記化学式で、非置換のＣ_３−Ｃ_５０シクロアルキル基は、Ｃ_３−Ｃ_５０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。

前記化学式で、Ｃ_１−Ｃ_５０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のＣ_１−Ｃ_５０アルキル基である）の構造を有する基として、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様な置換基で置換可能である。

前記化学式で、非置換のＣ_５−Ｃ_６０アリール基は、一つ以上の環を含む炭素環芳香族系を意味し、２以上の環を有する場合、互いに融合され（fused）、または単一結合などを介して連結されうる。アリール基という用語は、フェニル、ナフチル、アントラセニルのような芳香族系を含む。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。

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、フェナレニル基、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、コロネリル基、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。

前記化学式で、Ｃ_３−Ｃ_６０非置換の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み、２以上の環を有する場合、それらは互いに融合され、または単一結合などを介して連結されうる。非置換のＣ_３−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。

前記化学式で、Ｃ_５−Ｃ_５０非置換のアリールオキシ基とは、−ＯＡ_１で表示される基であり、このとき、Ａ_１は、前記Ｃ_５−Ｃ_６０アリール基と炭素数が異なるだけであり、同じ種類の官能基である。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。

前記化学式で、Ｃ_５−Ｃ_５０非置換のアリールチオ基は、−ＳＡ_１で表示される基であり、このとき、Ａ_１は、前記Ｃ_５−Ｃ_６０アリール基と炭素数が異なるだけであり、同じ種類の官能基である。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。

前記化学式で、非置換のＣ_６−Ｃ_６０縮合多環基とは、一つ以上の芳香族環及び／または一つ以上の非芳香族環が互いに融合された２以上の環を含んだ置換基を指すものである。

前記化学式で、Ｃ_５−Ｃ_５０アリールアミン基は、Ｃ_５−Ｃ_５０アリール基で置換されたアミノ基を意味する。

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５５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のみ限定されるものではない。

本発明の一つの実施態様を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と、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、蛍光ホストまたはリン光ホストとして使われ、または蛍光ドーパントとして使われても良い。

本発明の一つの実施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化合物、アリールアミン化合物またはスチリル化合物を含むことができ、前記アントラセン化合物、アリールアミン化合物またはスチリル化合物は、非置換であるか、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。

本発明の一つの実施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。

本発明の一実施形態に係る有機発光素子の前記有機層は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入層及び正孔輸送機能を同時に持つ機能層、発光層、正孔阻止層, 電子輸送層、電子注入層またはこれらのうち２以上の組み合わせをさらに含みうるが、これに限られない。前記正孔注入層、前記正孔輸送層または前記正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に持つ機能層のうち少なくとも一つは、本発明の一実施形態に係るヘテロ環化合物、公知の正孔注入材料及び公知の正孔輸送材料のほか、膜の伝導率などを向上させるために電荷-生成物質をさらに含みうる。

前記電荷-生成物質は、例えばｐ-ドーパントでありうる。前記ｐ-ドーパントの非制限的な例としては、テトラシアノキノンジメタン(TCNQ)及び2,3,5,6-テトラフルオロ-テトラシアノ-1,4-ベンゾキノンジメタン(F4TCNQ)などのようなキノン誘導体、タングステン化合物及びモリブデン酸化物などのような金属酸化物、及び下記の化合物１００などのようなシアノ基-含有化合物などが挙げられるが、これに限定されるものではない。

前記正孔注入層, 前記正孔輸送層または前記正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に持つ機能層が前記電荷-生成物質をさらに含む場合、前記電荷-生成物質は前記層中に均一に分散されたり、または不均一に分布されているなど多様な変形が可能である。

本発明の一実施形態に係る有機発光素子の電子輸送層は、電子輸送性有機化合物及び金属-含有物質を含みうる。前記電子輸送性有機化合物の非制限的な例としては、ADN(9,10-ジ(ナフタレン-2-イル)アントラセン)、及び下記化合物１０１及び１０２のようなアントラセン系化合物などが挙げられるが、これに限定されるものではない。

前記金属-含有物質は、Li錯体を含みうる。前記Li錯体の非制限的な例としては、リチウムキノレート(LiQ)または下記の化合物１０３などが挙げられる。

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可能であることは言うまでもない。

前述のような有機発光素子は、必要によって、前記有機膜は、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層のうち１層以上の層をさらに具備でき、必要によっては、前記有機膜の各層を２層によって形成することも可能である。

例えば、本発明の一つの実施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電極の構造、第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／第２電極の構造、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。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機能層／発光層／電子輸送層／第２電極の構造、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機能層／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。

本発明の一つの実施態様による有機発光素子は、前面発光型、背面発光型などの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、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、大きな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形成し、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基板を使用するが、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電極上に、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することができるが、例えば、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物、［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、駆動電圧の上昇なしに、優れた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て、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で選択される。

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などのカルバゾール誘導体；Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（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）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。ここで、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遂行することができる。

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、優れた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て、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で選択される。

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することができる。

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、１０−（２−ベンゾチアゾリル）−２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ−（１）ベンゾピロピラノ（６，７−８−ｉ，ｊ）キノリジン−１１−オン（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−ブチルペリレン（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、発光層の形成材料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ものであるならば、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、優れた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、使用できる正孔阻止層物質は、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、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−（ｐ−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）のようなフェナントロリン誘導体などを利用できる。

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、優れた正孔阻止特性を得ることができる。

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で選択される。

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、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−（ｐ−フェニルフェノラート）−アルミニウム（ＢＡｌｑ）のようなキノリン誘導体、１，２，４−トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）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、優れた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で選択される。

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、優れた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て、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、小さな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わりうる。特に、能動マトリックス有機発光表示装置に備わる場合、基板側に備わった第１電極は画素電極であり、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わりうる。

また、本発明の一つの実施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の化合物を使用して、蒸着方法で形成され、または溶液で製造された化学式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１６，２５，２７及び４０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］

中間体Ｃ−１の合成
１，５−ジブロモナフタレン（２８．６ｇ、１００ミリモル）、ベンゾフェノンヒドラゾン（１１．７ｇ、６０ミリモル）、Ｐｄ（ＯＡｃ）_２（３３０ｍｇ、３ｍｏｌ％）、ＫＯｔＢｕ（７．３ｇ、７５．０ミリモル）の混合物に、トルエン３００ｍＬを加え、窒素雰囲気、９０℃で４時間加熱した。反応混合物を室温に冷やした後で水１００ｍＬを加え、塩化メチレン５００ｍＬで２回抽出した。有機層を乾燥、濾過、濃縮させ、カラムクロマトグラフィを利用して化合物Ｃ−１を黄色固体で得た（１６．８ｇ、８４％）。化合物の構造は、ＨＲ−ＭＳ（high resolution mass spectrometry）を利用して確認した（ｃａｌｃ．：４００．０５７５、found：４００．０５６１）。

中間体Ｃ−２の合成
化合物Ｃ−１（２０．１ｇ、５０ミリモル）、p−トルエンスルホン酸・一水和物（ｐＴＳＡ．Ｈ_２Ｏ）（３８．０ｇ、２００ミリモル）、メチルエチルケトン５０ｍＬの混合物に、トルエン１００ｍＬ、エタノール５０ｍＬを加えて９０℃で３６時間加熱した。反応混合物を室温に冷やした後で水１００ｍＬを加え、塩化メチレン２００ｍＬで２回抽出した。有機層を乾燥、濾過、濃縮させ、カラムクロマトグラフィを利用して化合物Ｃ−２を薄緑色固体で得た（９．３ｇ、６８％）。化合物の構造は、ＨＲＭＳを利用して確認した（ｃａｌｃ．：２７３．０１５３、found：２７３．０１４８）。

中間体Ｃ−３の合成
化合物Ｃ−２（８．３ｇ、３０ミリモル）、ジピリジルボロン酸（６．６ｇ、３３ミリモル）、Ｐｄ（ＰＰｈ_３）_４（１．７ｇ、５ｍｏｌ％）、ＮａＯＨ（４．８ｇ、１２０ミリモル）に、水３０ｍＬ、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１００ｍＬを加えて、窒素雰囲気、７０℃で１２時間加熱した。反応混合物を室温に冷やした後で水５０ｍＬを加え、塩化メチレン３００ｍＬで２回抽出した。有機層を乾燥、濾過、濃縮させ、カラムクロマトグラフィを利用して、化合物Ｃ−３をクリーム色固体で得た（６．０７ｇ、５８％）。化合物の構造は、ＨＲＭＳを利用して確認した（ｃａｌｃ．：３４９．１５７９、found：３４９．１５６８）。

化合物１６の合成
化合物Ｃ−３（１３．３ｇ、３０．０ミリモル）、２−ジブロモナフタレン（８．０７ｇ、３９．０ミリモル）、ＮａＯｔＢｕ４．３ｇ（４５．０ミリモル）、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３１．４ｇ（１．５ミリモル）、ＰｔＢｕ_３（０．３０ｇ、１．５ミリモル）の混合物に、トルエン１００ｍＬを加え、窒素雰囲気、９０℃で６時間加熱した。反応混合物を室温に冷やした後で水３０ｍＬを加え、塩化メチレン２００ｍＬで２回抽出した。有機層を乾燥、濾過、濃縮させ、カラムクロマトグラフィを利用して、化合物１６を年黄色固体で得た（９．２ｇ、６５％）。化合物の構造はＮＭＲ（nuclear magnetic resonance）及びＨＲＭＳを利用して確認した。

^１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）；８．１２−８．７５（ｍ、５Ｈ）、６．８９−７．７８（ｍ、１９Ｈ）、２．４４（ｓ、３Ｈ）、２．４１（ｓ、３Ｈ）
^１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３、１００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）；１６２．２、１６０．４、１５８．６、１３８．８、１３８．４、１３８．１，１３６．７、１３４．８、１３３．８、１３３．０、１３２．２、１３２．０、１３０．７、１２９．６、１２９．０、１２８、２、１２７．２、１２６．５、１２６．２、１２４．３、１２２．６、１２２．０１１９．６、１１９．２、１１８．５、１１８．０、１１６．７、１１６．４、１１６．０、１１４．２、１１２、１、１２．１、８．１
ＨＲＭＳ（ｃａｌｃ．：４７５．２０４８、found：４７５．２０４０）

化合物２５の合成
化合物１６の合成法と同じ方法で、化合物Ｃ−３（１３．３ｇ、３０．０ミリモル）と２−（４−ブロモ−フェニル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（１３．６ｇ、３９．０ミリモル）とを利用して、化合物２５を薄黄色固体（１０．０ｇ、５０％）で得た。化合物の構造は、ＮＭＲ及びＨＲＭＳを利用して確認した。

^１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）；８．２２−８．６５（ｍ、５Ｈ）、６．９９−７．６５（ｍ、２０Ｈ）、２．４０（ｓ、３Ｈ）、２．３１（ｓ、３Ｈ）
^１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３、１００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）；１６４．３、１６２．３、１５９．７、１４０．８、１４０．４、１３９．４、１３６．７、１３５．８、１３４．８、１３３．７、１３２．６、１３２．０、１３０．３、１２９．１、１２８．１、１２７．２、１２６．６、１２６．１，１２４．８、１２２．１、１１９．８、１１９．２、１１８．５、１１８．０、１１６．７、１１６．４、１１６．０、１１４．２、１１２、１、１５．１、１０．６
ＨＲＭＳ（ｃａｌｃ．：６１７．２５７９、found：６１７．２５７１）

化合物２７の合成
化合物１６の合成法と同じ方法で、化合物Ｃ−３（１３．３ｇ、３０．０ミリモル）と６−ブロモジピリジル（９．１２ｇ、３９．０ミリモル）とを利用して、化合物２７を薄黄色固体（７．９ｇ、４３％）で得た。化合物の構造は、ＮＭＲ及びＨＲＭＳを利用して確認した。

^１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）；８．０２−８．４３（ｍ、４Ｈ）、７．０２−７．８５（ｍ、１５Ｈ）、２．４２（ｓ、３Ｈ）、２．３２（ｓ、３Ｈ）
^１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３、１００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）；１６０．３、１５９．３、１５８．３、１５０．８、１４６．４、１３９．８、１３８．７、１３７．８、１３７．１，１３６．５、１３６．０、１３４．３、１３１．６、１３１．０、１３０．３、１２９．１，１２８．１，１２７．４、１２６．６、１２６．１、１２５．４、１２４．８、１２２．１，１１９．８、１１９．２、１１８．５、１１６．７、１１６．４、１１６．０、１１４．２、１４．１、９．５
ＨＲＭＳ（ｃａｌｃ．：５０３．２１１０、found：５０３．２１０１）

中間体Ｃ−４の合成
化合物Ｃ−２の合成法と同じ方法で、メチルエチルケトンの代わりに、ベンジルフェニルケトン（１９．６ｇ、１００ミリモル）を使用して、化合物Ｃ−４をクリーム色固体（１２．３ｇ、６２％）で得た。化合物の構造は、ＨＲＭＳを利用して確認した（ｃａｌｃ．：３９７．０４６６、found：３９７．０４５６）

中間体Ｃ−５の合成
化合物Ｃ−３の合成法と同じ方法で、化合物Ｃ−４（１１．９ｇ、３０ミリモル）とジピリジルボロン酸（６．６ｇ、３３ミリモル）とを利用して、化合物Ｃ−５をクリーム色固体（１０．６ｇ、７５％）で得た。化合物の構造は、ＨＲＭＳを利用して確認した（ｃａｌｃ．：４７３．１８９２、found：４７３．１８８３）。

化合物４０の合成
化合物１６の合成法と同じ方法で、化合物Ｃ−５（１３．０ｇ、３０ミリモル）とブロモナフタレン（６．８ｇ、３３ミリモル）とを利用して、化合物４０を薄黄色固体（８．８ｇ、６２％）で得た。化合物の構造は、ＮＭＲ及びＨＲＭＳを利用して確認した。

^１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３，４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）；８．２３−８．５３（ｍ、５Ｈ）、７．０６−７．８６（ｍ、２４Ｈ）
^１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３、１００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）；１５８．３、１５３．３、１５２．３、１３９．７、１３８．５、１３７．５、１３７．１，１３６．５、１３６．２、１３５．３、１３４．２、１３３．５、１３２．１，１３１．６、１３１．０、１３０．３、１２９．１，１２８．１、１２７．８、１２７．４、１２６．６、１２６．１、１２５．４、１２４．８、１２２．１、１２１．７、１２１．０、１１９．８、１１９．２、１１８．５、１１６．７、１１６．４、１１６．０、１１４．２
ＨＲＭＳ（ｃａｌｃ．：５９９．２３６１、found：５９９．２３５２）

実施例１
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、真空蒸着装置にこのガラス基板を設けた。

前記基板上部に、まず、正孔注入層として、公知の物質である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１６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で駆動電圧５．９７Ｖ、発光輝度８，４５４ｃｄ／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、１６．９１ｃｄ／Ａであった。

実施例２
電子輸送層の形成時、前記化合物１６の代わりに化合物２５を利用したことを除いては、実施例１と同一にして有機ＥＬ素子を製作した。

この素子は、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ^２で駆動電圧５．６３Ｖ、発光輝度８，８４８ｃｄ／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、１７．７０ｃｄ／Ａであった。

実施例３
電子輸送層の形成時、前記化合物１６の代わりに化合物２７を利用したことを除いては、実施例１と同一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で駆動電圧５．８２Ｖ、発光輝度８，３７６ｃｄ／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、１６．７５ｃｄ／Ａであった。

実施例４
電子輸送層の形成時、前記化合物１６の代わりに化合物４０を利用したことを除いては、実施例１と同一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で駆動電圧５．５８Ｖ、発光輝度８，６５１ｃｄ／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、１７．３０ｃｄ／Ａであった。

比較例１
電子輸送層の形成時、前記化合物１６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と同一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）とほぼ同一であったが、発光効率は、１２．２ｃｄ／Ａであった。

本発明の一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と比較して、駆動電圧が１Ｖ以上低くなり、効率が大幅に向上した優れたＩ−Ｖ−Ｌ特性を示し、特に、寿命改善効果にすぐれ、実施例１ないし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、下の表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であるならば、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可能であろう。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

下記化合物のうち一つであることを特徴とするヘテロ環化合物。
第１電極と、
第２電極と、
前記第１電極及び第２電極間に介在された有機膜と、を具備した有機発光素子であり、
前記有機膜の少なくとも一つの層が、請求項１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、電子輸送層、また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ることを特徴とする請求項２に記載の有機発光素子。
前記電子輸送層、または電子注入機能及び電子輸送機能を同時に持つ単一膜が電子輸送性有機物質及び金属含有物質を含む請求項３に記載の有機発光素子。
前記金属-含有物質がLi錯体を含む請求項４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２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、蛍光ホストまたはリン光ホストとして使われることを特徴とする請求項２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２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、アントラセン化合物、アリールアミン化合物あるいはスチリル化合物を含むことを特徴とする請求項２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、赤色発光層、緑色発光層、青色発光層または白色発光層が、リン光化合物を含むことを特徴とする請求項２に記載の有機発光素子。
前記有機発光素子の有機膜は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に有する機能層、電子阻止層, 発光層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層からなる群から選択された一つ以上の層をさらに含む請求項２に記載の有機発光素子。
前記正孔注入層, 前記正孔輸送層または前記正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に持つ機能層のうち少なくとも一つは、電荷-生成物質をさらに含む請求項１１に記載の有機発光素子。
前記電子輸送層は、電子輸送性有機物質及び金属-含有物質を含むことを特徴とする請求項１１に記載の有機発光素子。
前記金属-含有物質はLi錯体を含む請求項１３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電極の構造、第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／第２電極の構造、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２に記載の有機発光素子。
請求項２ないし請求項１５のいずれか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２ないし請求項１５のいずれか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。