JP6066146B2 - 新しい含窒素複素環式化合物およびこれを用いた有機電子素子 - Google Patents

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本出願は２０１２年４月１３日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１２−００３８３９５号の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本明細書に含まれる。

本出願は新しい含窒素複素環式化合物およびこれを用いた有機電子素子に関する。

有機電子素子とは、正孔および／または電子を用いた電極と有機物との間での電荷交流を必要とする素子を意味する。有機電子素子は、動作原理に応じ、下記のように大きく２つに分けることができる。第１には、外部の光源から素子に流入した光子によって有機物層からエキシトン（ｅｘｉｔｏｎ）が形成され、このエキシトンが電子と正孔に分離し、この電子と正孔が各々他の電極に伝達され、電流源（電圧源）として用いられる形態の電気素子である。第２には、２つ以上の電極に電圧または電流を加え、電極と界面をなす有機物半導体に正孔および／または電子を注入し、注入された電子と正孔によって動作する形態の電子素子である。

有機電子素子の例としては有機発光素子、有機太陽電池、有機感光体（ＯＰＣ）、有機トランジスタなどが挙げられ、これらは全て素子駆動のために正孔の注入または輸送物質、電子の注入または輸送物質、または発光物質を必要とする。以下においては主に有機発光素子について具体的に説明するが、前記有機電子素子においては、正孔の注入または輸送物質、電子の注入または輸送物質、または発光物質が類似する原理によって作用する。

一般的に有機発光現象とは、有機物質を用いて電気エネルギーを光エネルギーに転換させる現象をいう。有機発光現象を用いる有機発光素子は、通常、陽極と陰極およびこの間に有機物層を含む構造を有する。ここで、有機物層は、有機発光素子の効率と安全性を高めるためにそれぞれ異なる物質で構成された多層の構造からなる場合が多く、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などからなる。このような有機発光素子の構造において、２つの電極の間に電圧を印加すれば、陽極からは正孔が、陰極からは電子が有機物層に注入され、注入された正孔と電子が結合した時にエキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）が形成され、このエキシトンが再び基底状態に落ちる時に光が出る。このような有機発光素子は、自発光、高輝度、高効率、低い駆動電圧、広い視野角、高いコントラスト、高速応答性などの特性を有すると知られている。

有機発光素子において、有機物層として用いられる物質は、機能に応じ、発光物質と電荷輸送物質、例えば、正孔注入物質、正孔輸送物質、電子輸送物質、電子注入物質などに分類することができる。また、発光物質は、発光色に応じ、青色、緑色、赤色の発光物質とより良い天然色を実現するために必要な黄色および橙色の発光物質に区分することができる。一方、発光物質として１つの物質だけを用いる場合、分子間の相互作用によって最大発光波長が長波長に移動し、色純度が落ちたり発光減衰効果によって素子の効率が減少したりする問題が発生するため、色純度の増加とエネルギー転移を通じた発光効率を増加させるために発光物質としてホスト／ドーパント系を用いることができる。

有機発光素子が前述したような優れた特徴を十分に発揮するためには、素子内の有機物層をなす物質、例えば、正孔注入物質、正孔輸送物質、発光物質、電子輸送物質、電子注入物質などが安定で効率的な材料からなることが先行されなければならないが、未だに安定で効率的な有機発光素子用の有機物層材料の開発が十分になされていない状態である。したがって、新しい材料の開発が要求し続けられており、このような材料開発の必要性は前述した他の有機電子素子においても同様である。

本発明者らは、新しい構造を有する含窒素複素環式化合物を明らかにした。また、前記新しい含窒素複素環式化合物を用いて有機電子素子の有機物層を形成する場合、素子の効率上昇、駆動電圧の下降または安定性の上昇の効果を示すことができるということを明らかにした。

そこで、本出願は、含窒素複素環式化合物およびこれを用いた有機電子素子を提供することを目的とする。

本出願は、後述する化学式１または２で表される含窒素複素環式化合物を提供する。

また、本出願は、第１電極、第２電極、および前記第１電極と第２電極との間に配置された１層以上の有機物層を含む有機電子素子であって、前記有機物層のうち１層以上は新しい含窒素複素環式化合物を含む有機電子を提供する。

本出願による新しい含窒素複素環式化合物は有機発光素子をはじめとする有機電子素子の有機物層の材料として用いられることができ、それを用いた有機発光素子をはじめとする有機電子素子は効率、駆動電圧、寿命などに優れた特性を示す。特に、本出願による新しい含窒素複素環式化合物は、熱的安定性に優れ、深いＨＯＭＯ準位、高い三重項（ｔｒｉｐｌｅｔ）状態および正孔安定性を有して優れた特性を示す。有機発光素子をはじめとする有機電子素子において純粋に用いるか、不純物を混ぜて用いることができ、光効率を向上させ、化合物の熱的安定性によって素子の寿命特性を向上させることができる。

本出願による有機電子素子の構造を例示した断面図である。 本出願による有機電子素子の構造を例示した断面図である。 本出願による有機電子素子の構造を例示した断面図である。 本出願による有機電子素子の構造を例示した断面図である。 本出願による有機電子素子の構造を例示した断面図である。

本出願の一実施状態は、下記化学式１で表される含窒素複素環式化合物を提供する。

前記化学式１において、
Ｒ_１〜Ｒ_８は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアルキルアミン基；置換もしくは非置換のアラルキルアミン基；置換もしくは非置換のアリールアミン基；置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のフルオレニル基；置換もしくは非置換のカルバゾール基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうち１個以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であるか、Ｒ_１〜Ｒ_８のうち隣接する２以上の基は単環式もしくは多環式の環を形成し、
Ａｌｋ１およびＡｌｋ２は同一であるかまたは異なり、各々独立して置換もしくは非置換のアルキル基；または置換もしくは非置換のシクロアルキル基であり、
Ｌ_１およびＬ_２は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して直接結合；酸素；硫黄；置換もしくは非置換の窒素；置換もしくは非置換のリン；置換もしくは非置換のアリーレン基；置換もしくは非置換のアルケニレン基；置換もしくは非置換のフルオレニレン基；置換もしくは非置換のカルバゾリレン基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうち１個以上を含む置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
ｎは１〜３の整数であり、ｍは１〜３の整数であり、ｎとｍが各々２以上存在する場合、括弧内の置換基は各々独立して互いに同一であるかまたは異なり、
Ａは下記構造から選択され、

ｏ、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、ｖおよびｗは各々０〜３の整数であり、ｕは０〜２の整数であり、
Ｘは−Ｏ−、−Ｓ−または−Ｃ（Ｒ_２０）（Ｒ_２１）−であり、
Ｒ_１１〜Ｒ_１７、Ｒ_２０、Ｒ_２１、Ｒ_２４およびＲ_２５は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアルキルアミン基；置換もしくは非置換のアラルキルアミン基；置換もしくは非置換のアリールアミン基；置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のフルオレニル基；置換もしくは非置換のカルバゾール基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうち１個以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、
Ｒ_２２およびＲ_２３は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して水素；または置換もしくは非置換のアルキル基である。

本出願のまた１つの実施状態は、下記化学式２で表される含窒素複素環式化合物を提供する。

前記化学式２において、
Ｒ_１〜Ｒ_８、Ａ、ｎおよびｍの定義は前記化学式１で説明した通りであり、
Ａｒ１およびＡｒ２は同一であるかまたは異なり、各々独立して置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換の複素環基であり、
Ｌ_３およびＬ_４は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して酸素；硫黄；置換もしくは非置換の窒素；置換もしくは非置換のリン；置換もしくは非置換のアリーレン基；置換もしくは非置換のアルケニレン基；置換もしくは非置換のフルオレニレン基；置換もしくは非置換のカルバゾリレン基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうち１個以上を含む置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基である。

前記化学式２において、Ｌ_３とＬ_４が直接結合である場合、Ｔｇが低いので素子特性が落ちるという問題が発生する。これは、直接結合でないＬ_３とＬ_４を導入してＴｇを高めることによって解決することができる。特に、Ａがフェナントレンである場合、Ｔｇを改善してさらに優れた効果を得ることができる。

前記化学式１および２において、Ａの具体例は下記のように表されることができる。

Ｒ_１１〜Ｒ_１７およびＲ_２２〜Ｒ_２５は化学式１で定義した通りである。

本出願の一実施状態によれば、前記化学式１で表される新しい含窒素複素環式化合物は、下記化学式１−１〜化学式１−５のうちいずれか１つで表されることができる。

前記化学式１−１〜化学式１−５において、
Ｒ_１〜Ｒ_８、Ｒ_１１〜Ｒ_１７、Ｒ_２２〜Ｒ_２５、Ｌ_１、Ｌ_２、Ａｌｋ１、Ａｌｋ２、ｎ、ｍおよびＸの定義は前述した通りである。

本出願の一実施状態によれば、前記化学式２で表される新しい含窒素複素環式化合物は、下記化学式２−１〜化学式２−５のうちいずれか１つで表されることができる。

前記化学式２−１〜化学式２−５において、
Ｒ_１〜Ｒ_８、Ｒ_１１〜Ｒ_１７、Ｒ_２２〜Ｒ_２５、Ｌ_３、Ｌ_４、Ａｒ１、Ａｒ２、ｎ、ｍおよびＸの定義は前述した通りである。

前記置換基の例示は以下で説明するか、これらに限定されるものではない。

本出願において、前記アルキル基は炭素数１〜３０の立体障害を与えないものが好ましい。具体的な例としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基およびヘプチ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。

本出願において、アルコキシ基は直鎖もしくは分枝鎖であっても良い。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、立体障害を与えない範囲である１−３０個であることが好ましい。アルコキシ基の炭素数の個数は化合物の共役長さには影響を及ぼさず、但し、化合物の有機電子素子への適用方法、例えば、真空蒸着法または溶液塗布法の適用に影響を及ぼすだけであるので、アルコキシ基の炭素数の個数は特に限定されない。

本出願において、アルケニル基としては直鎖もしくは分枝鎖であっても良く、炭素数２〜４０のアルケニル基が好ましく、具体的にはスチルベニル基（ｓｔｙｌｂｅｎｙｌ）、スチレニル基（ｓｔｙｒｅｎｙｌ）などのアリール基が置換されたアルケニル基が好ましいが、これらのみに限定されるものではない。

本出願において、アリール基は単環式もしくは多環式であっても良く、炭素数は特に限定されないが、６〜６０が好ましい。単環式アリール基の例としてはフェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基、スチルベン基などが挙げられ、多環式アリール基の例としてはナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、ペリレニル基、テトラセニル基、クリセニル基、フルオレニル基、アセナフタセニル基、トリフェニレン基、フルオラントレン（ｆｌｕｏｒａｎｔｈｒｅｎｅ）基などが挙げられるが、本出願の範囲がこれらの例のみに限定されるものではない。

本出願において、複素環基は、異種原子としてＯ、ＮおよびＳのうち少なくとも１つを含む複素環基であって、炭素数は特に限定されないが、炭素数２〜６０が好ましい。複素環基の例としてはチオフェン基、フラン基、ピロール基、イミダゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、オキサジアゾール基、トリアゾール基、ピリジル基、ビピリジル基、トリアジン基、アクリジル基、ピリダジン基、キノリニル基、イソキノリン基、インドール基、カルバゾール基、ベンズオキサゾール基、ベンズイミダゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾカルバゾール基、ベンゾチオフェン基、ジベンゾチオフェン基、ベンズフラニル基、ジベンゾフラニ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。

本出願において、シクロアルキル基は単環式もしくは多環式であっても良く、炭素数は特に限定されないが、３〜６０が好ましい。シクロアルキル基の例としてはシクロペンチル基、シクロヘキシル基が挙げられる。

本出願において、ハロゲン基の例としてはフッ素、塩素、臭素またはヨウ素が挙げられる。

本出願において、フルオレニル基は２個の環状有機化合物が１個の原子を通じて連結された構造であって、その例としては、

などが挙げられる。

本出願において、フルオレニル基は開かれたフルオレニル基の構造を含み、ここで、開かれたフルオレニル基は２個の環状有機化合物が１個の原子を通じて連結された構造において、片方の環状化合物の連結が切れた状態の構造であって、その例としては、

などが挙げられる。

本出願において、アリールアミン基の例としては、置換もしくは非置換の単環式のジアリールアミン基、置換もしくは非置換の多環式のジアリールアミン基、または置換もしくは非置換の単環式および多環式のジアリールアミン基を意味する。

本出願において、アリールオキシ基、アリールチオキシ基、アリールスルホキシ基およびアラルキルアミン基中のアリール基は前述したアリール基の例示と同様である。

本出願において、アルキルチオキシ基、アルキルスルホキシ基、アルキルアミン基およびアラルキルアミン基中のアルキル基は前述したアルキル基の例示と同様である。

本出願において、ヘテロアリールアミン基中のヘテロアリール基は前述した複素環基の例示のうちから選択されることができる。

本出願において、アラルキルアミン基中のアラルキル基はアリール基で置換されたアルキル基として、前記アリール基は前述した例示と同様であり、前記アルキル基は前述した例示と同様である。

本出願において、「置換もしくは非置換」とは、重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；アルキル基；シクロアルキル基；アルコキシ基；アリールオキシ基；アルキルチオキシ基；アリールチオキシ基；アルキルスルホキシ基；アリールスルホキシ基；アルケニル基；シリル基；ホウ素基；アルキルアミン基；アラルキルアミン基；アリールアミン基；アリール基；フルオレニル基；カルバゾール基；およびＮ、ＯおよびＳ原子のうち１個以上を含む複素環基のうち少なくとも１つの置換基で置換もしくは非置換されることを意味する。ここで、「非置換」とは、水素以外の置換基を有しないことを意味する。

本出願において、アリーレン基、アルケニレン基、フルオレニレン基、カルバゾリレン基、およびヘテロアリーレン基は、各々、アリール基、アルケニル基、フルオレニル基、カルバゾール基の２価基である。これらは各々２価基であることを除いては、前述したアリール基、アルケニル基、フルオレニル基、カルバゾール基の説明が適用されることができる。

本出願において、酸素とは２価酸素原子を意味する。

本出願において、硫黄とは２価硫黄原子を意味する。

本出願において、置換もしくは非置換の窒素とは、第２級アミン基において、残りの１つの置換基が水素であるか、重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；アルキル基；シクロアルキル基；アルコキシ基；アリールオキシ基；アルキルチオキシ基；アリールチオキシ基；アルキルスルホキシ基；アリールスルホキシ基；アルケニル基；シリル基；ホウ素基；アルキルアミン基；アラルキルアミン基；アリールアミン基；アリール基；フルオレニル基；カルバゾール基；およびＮ、ＯおよびＳ原子のうち１個以上を含む複素環基のうちから選択されるものを意味する。

本出願において、置換もしくは非置換のリンとは、２価リン原子において、残り１つの置換基が水素であるか、重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；アルキル基；シクロアルキル基；アルコキシ基；アリールオキシ基；アルキルチオキシ基；アリールチオキシ基；アルキルスルホキシ基；アリールスルホキシ基；アルケニル基；シリル基；ホウ素基；アルキルアミン基；アラルキルアミン基；アリールアミン基；アリール基；フルオレニル基；カルバゾール基；およびＮ、ＯおよびＳ原子のうち１個以上を含む複素環基のうちから選択されるものを意味する。

本出願において、置換されたアリーレン基とは、フェニル基、ビフェニル基、ナフタレン基、フルオレニル基、ピレニル基、フェナントレニル基、ペリレン基、テトラセニル基、アントラセニル基などが他の置換基で置換されたものを意味する。

本出願において、置換されたヘテロアリーレン基とは、ピリジル基、チオフェニル基、トリアジン基、キノリン基、フェナントロリン基、イミダゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、カルバゾール基およびこれらの縮合複素環基、例えば、ベンズキノリン基、ベンズイミダゾール基、ベンズオキサゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾカルバゾール基、ジベンゾチオフェニル基などが他の置換基で置換されたものを意味する。

本出願の一実施状態によれば、Ａｌｋ１とＡｌｋ２は互いに同一の置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基であっても良い。

本出願の一実施状態によれば、Ａｒ１とＡｒ２は互いに同一の置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換の複素環基であっても良い。本出願は、前記化学式１または２で表される新しい含窒素複素環式化合物を提供する。このような化合物は、構造的な特異性により、有機電子素子において有機物層として用いられることができる。

本出願の一実施状態において、化学式１中、Ａｌｋ１およびＡｌｋ２は各々置換もしくは非置換のアルキル基であり、メチル、エチル、プロピルまたはイソプロピルであっても良い。

本出願のまた１つの実施状態において、化学式２中、Ａｒ１およびＡｒ２は２環以上の多環アリール基または置換されたアリール基であっても良い。例えば、Ａｒ１およびＡｒ２はビフェニル、ナフチル、アントラセニルなどであっても良い。化学式２において、Ａｒ１またはＡｒ２が単環アリールである場合に比べて電子がより豊富な多環アリール、例えば、ビフェニル、ナフチルなどの基が導入される場合、電子移動度が増加するようになる。これは、素子の効率向上に寄与してさらに優れた効果を得ることができる。

本出願のまた１つの実施状態において、化学式１中、Ｌ_１およびＬ_２は各々直接結合、置換もしくは非置換のアリーレン基、または置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、具体的にはフェニレン、ビフェニレンまたはピリジン基であっても良い。

本出願のまた１つの実施状態において、化学式２中、Ｌ_３およびＬ_４は各々置換もしくは非置換のアリーレン基、または置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、具体的にはフェニレン、ビフェニレンまたはピリジン基であっても良い。

前記化学式１−２および２−２において、Ｘは−Ｏ−、−Ｓ−または−Ｃ（Ｒ_２０）（Ｒ_２１）−である。ここで、Ｒ_２０およびＲ_２１は上記で定義した通りである。一実施状態において、Ｒ_２０およびＲ_２１は置換もしくは非置換のアルキル基；または置換もしくは非置換のアリール基であり、具体的にはメチル基；またはアルキル置換もしくは非置換のフェニル基であっても良い。

また１つの実施状態において、化学式１または２中、Ｒ_３およびＲ_６は置換もしくは非置換のアリール基、具体的には置換もしくは非置換のフェニル基であり、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_７およびＲ_８は水素である。

また１つの実施状態において、化学式１または２中、Ｒ_１〜Ｒ_８は水素である。

前記実施状態において、Ｒ_１〜Ｒ_８のうち少なくとも２つが単環式もしくは多環式の環を形成する場合、前記単環式もしくは単環式の環は置換もしくは非置換の脂肪族もしくは芳香族の環であっても良い。前記脂肪族もしくは芳香族の環は単環式もしくは多環式であっても良い。前記脂肪族環はシクロアルカンであっても良い。前記芳香族環はベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレンなどを含む。

また１つの実施状態において、化学式１または２中、Ｒ_１とＲ_２が置換もしくは非置換の芳香族環を形成する。

また１つの実施状態において、化学式１または２中、Ｒ_３とＲ_４が置換もしくは非置換の芳香族環を形成する。

また１つの実施状態において、化学式１または２中、Ｒ_５とＲ_６が置換もしくは非置換の芳香族環を形成する。

また１つの実施状態において、化学式１または２中、Ｒ_７とＲ_８が置換もしくは非置換の芳香族環を形成する。

また１つの実施状態において、化学式１または２中、Ｒ_１とＲ_２が置換もしくは非置換の芳香族環を形成し、Ｒ_７とＲ_８が置換もしくは非置換の芳香族環を形成する。

また１つの実施状態において、化学式１または２中、Ｒ_３とＲ_４が置換もしくは非置換の芳香族環を形成し、Ｒ_５とＲ_６が置換もしくは非置換の芳香族環を形成する。

また１つの実施状態において、化学式１または２中、Ｒ_１とＲ_２が置換もしくは非置換の芳香族環を形成し、Ｒ_３とＲ_４が置換もしくは非置換の芳香族環を形成し、Ｒ_５とＲ_６が置換もしくは非置換の芳香族環を形成し、Ｒ_７とＲ_８が置換もしくは非置換の芳香族環を形成する。

本出願において、Ａが

であり、Ｘが−Ｃ（Ｒ_２０）（Ｒ_２１）−である場合、Ｒ_２０とＲ_２１は前記構造とスピロ構造を形成しない。Ｒ_２０とＲ_２１がスピロ構造を形成する場合、電子移動度が低くなって素子効率に悪影響を及ぼし得る（Ｃｈｉａ−Ｍｉｎｇ Ｙａｎｇ ｅｔ ａｌ．，Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｍｅｔａｌｓ、１５８（２００８）２５−２８）。本出願において、好ましくは、Ｒ_２０とＲ_２１は各々アルキル基、例えば、メチル基であっても良い。

本出願において、Ａが

である場合、Ｒ_２２およびＲ_２３はアルキル基であることが好ましく、例えば、Ｃ_１−６のアルキル基、より具体的にメチル基であっても良い。

本出願による化合物の好ましい具体例としては下記化合物が挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。

前記化学式１または２の化合物は後述する製造例に基づいて製造されることができる。

また、本出願は、前記化学式１または２の化合物を用いる有機電子素子を提供する。

本出願の一実施状態において、有機電子素子は、第１電極と第２電極およびこれらの間に配置された有機物層を含む構造からなることができる。本出願による化合物を有機電子素子の有機物層に用いることを除いては、通常の有機電子素子の製造方法および材料を用いて製造されることができる。

前記有機電子素子は、有機発光素子、有機太陽電池、有機感光体（ＯＰＣ）ドラムおよび有機トランジスタからなる群から選択されることができる。

一実施状態において、前記有機電子素子の有機物層は正孔注入層または正孔輸送層を含み、前記正孔注入層または正孔輸送層が前記含窒素複素環式化合物を含む。

また１つの実施状態において、前記有機電子素子の有機物層は発光層を含み、前記発光層が前記含窒素複素環式化合物を含む。一例として、前記含窒素複素環式化合物は発光層のホストとして含まれることができる。また１つの例として、前記含窒素複素環式化合物を含む有機物層は前記含窒素複素環式化合物をホストとして含み、他の有機化合物、金属または金属化合物をドーパントとして含むことができる。

また１つの実施状態において、前記有機電子素子の有機物層は電子輸送層を含み、前記電子輸送層が前記含窒素複素環式化合物を含むことができる。

また１つの実施状態において、前記有機電子素子の有機物層は電子輸送層を含み、前記電子輸送層が前記含窒素複素環式化合物と共に金属または金属錯化合物を含むことができる。前記金属はアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属などを含む。前記アルカリ金属にはリチウム、ナトリウム、カリウムがある。前記アルカリ土類金属にはマグネシウム、カルシウムなどがある。具体的な例として、前記電子輸送層は、前記含窒素複素環式化合物とリチウム、カルシウムのような金属や金属錯化合物を含むことができる。

また１つの実施状態において、前記有機電子素子の有機物層は電荷発生層（ｃｈａｒｇｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ）を含み、前記電荷発生層が前記含窒素複素環式化合物を含むことができる。前記電荷発生層はさらに金属または金属錯化合物を含むことができる。金属の例は前述した通りである。前記電荷発生層は、前記有機物層が２以上の発光ユニットを含む場合、発光ユニットの間に備えられることができる。前記発光ユニットは少なくとも１層の発光層を含み、必要に応じて、電荷輸送層のような追加の有機物層をさらに含むことができる。また、前記電荷発生層は、発光層といずれか１つの電極との間に備えられることもできる。具体的には、前記電荷発生層は、陽極と発光層との間に備えられることができる。前記電荷発生層は、陰極に近い面にヘキサアザトリフェニレンのようなｎ型有機物層と、ＮＰＢのようなｐ型有機物層が順次備えられることができる。具体的には、陰極側からｐ型有機物層、ｎ型有機物層および電荷発生層が順次積層して備えられることができる。また１つの実施状態において、前記有機電子素子の有機物層は、前記含窒素複素環式化合物を含む有機物層の他に、アリールアミノ基、カルバゾール基、またはベンゾカルバゾール基を含む化合物を含む正孔注入層または正孔輸送層を含むことができる。

本出願による有機電子素子の構造は図１〜５に例示されている。図１は、基板１上に陽極２、正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５、電子輸送層６および陰極７が積層された構造を示す。図２は、基板１上に陽極２、正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５および陰極７が積層された構造を示す。図３は、基板１上に陽極２、正孔輸送層４、発光層５、電子輸送層６および陰極７が積層された構造を示す。図４は、基板１上に陽極２、発光層５、電子輸送層６および陰極７が積層された構造を示す。図５は、基板１上に陽極２、発光層５および陰極７が積層された構造を示す。図１〜図５は素子の構造を例示するためのものに過ぎず、本出願の範囲がこれらのみに限定されるものではない。図１〜図５には基板上に陽極、有機物層および陰極が順次積層された構造だけが記載されているが、本出願は基板上に陰極、有機物層および陽極が順次積層された構造も含む。

例えば、本出願による有機電子素子は、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）や電子ビーム蒸発（ｅ−ｂｅａｍ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）のようなＰＶＤ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方法を利用して、基板上に金属または伝導性を有する金属酸化物またはこれらの合金を蒸着して陽極を形成し、その上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層を含む有機物層を形成した後、その上に陰極として使用できる物質を蒸着することによって製造されることができる。

このような方法の他にも、基板上に陰極物質から有機物層、陽極物質を順次蒸着して有機電子素子を作ることもできる（国際特許出願公開第２００３／０１２８９０号）。前記有機物層は正孔注入層、正孔輸送層、発光層および電子輸送層などを含む多層構造であっても良いが、これに限定されず、単層構造であっても良い。また、前記有機物層は、様々な高分子素材を用いて、蒸着法でない溶媒プロセス（ｓｏｌｖｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ）、例えば、スピンコーティング、ディップコーティング、ドクターブレード、スクリーン印刷、インクジェット印刷または熱転写法などの方法により、さらに少ない数の層に製造することができる。

前記陽極物質としては、通常、有機物層への正孔注入が円滑になるように仕事関数の大きい物質が好ましい。本発明に用いることができる陽極物質の具体的な例としてはバナジウム、クロム、銅、亜鉛、金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ＳｎＯ_２：Ｓｂのような金属と酸化物の組み合わせ；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］（ＰＥＤＴ）、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挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。

前記陰極物質としては、通常、有機物層への電子注入が容易にように仕事関数の小さい物質が好ましい。陰極物質の具体的な例としてはマグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタニウム、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズおよび鉛のような金属またはこれらの合金；ＬｉＦ／ＡｌまたはＬｉＯ_２／Ａｌのような多層構造の物質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。

正孔注入物質は、低い電圧において陽極から正孔の注入を円滑に受ける物質として、正孔注入物質のＨＯＭＯ（ｈｉｇｈｅｓｔ ｏｃｃｕｐｉｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）が陽極物質の仕事関数と周辺の有機物層のＨＯＭＯとの間であることが好ましい。正孔注入物質の具体的な例としては金属ポルフィリン（ｐｏｒｐｈｙｒｉｎｅ）、オリゴチオフェン、アリールアミン系の有機物、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン、キナクリドン（ｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ）系の有機物、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）系の有機物、アントラキノンおよびポリアニリンとポリチオフェン系の導電性高分子などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。

正孔輸送物質は、陽極や正孔注入層から正孔の輸送を受けて発光層に移せる物質として、正孔に対する移動性の大きい物質が好適である。具体的な例としてはアリールアミン系の有機物、導電性高分子、および共役部分と非共役部分が共に存在するブロック共重合体などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。

発光物質は、正孔輸送層と電子輸送層から正孔と電子の輸送を各々受けて結合させることによって可視光線領域の光を出せる物質として、蛍光や燐光に対する量子効率の良い物質が好ましい。具体的な例としては８−ヒドロキシ−キノリンアルミニウム錯体（Ａｌｑ_３）；カルバゾール系の化合物；二量体化スチリル（ｄｉｍｅｒｉｚｅｄ ｓｔｙｒｙｌ）化合物；ＢＡｌｑ；１０−ヒドロキシベンゾキノリン−金属化合物；ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾールおよびベンズイミダゾール系の化合物；ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）系の高分子；スピロ（ｓｐｉｒｏ）化合物；ポリフルオレン、ルブレンなどが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。

電子輸送物質は、陰極から電子の注入を円滑に受けて発光層に移せる物質として、電子に対する移動性の大きい物質が好適である。具体的な例としては８−ヒドロキシキノリンのＡｌ錯体；Ａｌｑ_３を含む錯体；有機ラジカル化合物；ヒドロキシフラボン−金属錯体などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。

本出願による有機電子素子は、用いられる材料に応じ、前面発光型、背面発光型または両面発光型であっても良い。

以下、製造例および実験例を通じて本発明をより詳細に説明するが、本出願は下記の製造例および実験例によって範囲が限定されるものではない。

製造例
＜製造例１＞下記化合物Ａ−１、Ａ−２の製造

（製造例１−１）化合物Ａ−１の製造
Ｎ−メチル−１，２−ベンゼンジアミンジヒドロクロリド（Ｎ−Ｍｅｔｈｙｌ−１，２−ｂｅｎｚｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ ｄｉｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ）（１９．５ｇ、９９．９５ｍｍｏｌ）と４−ブロモベンズアルデヒド（４−Ｂｒｏｍｏｂｅｎｚａｌｄｅｈｙｄｅ）（１８．５ｇ、９９．９８ｍｍｏｌ）をジオキサン（１，４−ｄｉｏｘａｎｅ）（２００ｍＬ）と酢酸（ＡｃＯＨ）（２０ｍＬ）に懸濁させた。得られた混合物を約６時間攪拌還流し、常温に冷却した。前記混合物を水（１００ｍＬ）で希釈した後、生成された固体を濾過し、水とヘキサン（ｈｅｘａｎｅ）で洗浄して前記化合物Ａ−１（２０．７ｇ、７２％）を製造した。ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝２８８

（製造例１−２）化合物Ａ−２の製造
前記製造例１−１で製造した化合物Ａ−３（１１．７ｇ、４０．７ｍｍｏｌ）にビス（ピナコラト）ジボロン（Ｂｉｓ（ｐｉｎａｃｏｌａｔｏ）ｄｉｂｏｒｏｎ）（（１１．４ｇ、４４．９ｍｍｏｌ）および酢酸カリウム（ＫＯＡｃ）（１２．０ｇ、１２２ｍｍｏｌ）をジオキサン（２５０ｍＬ）に懸濁させた。前記懸濁液にＰｄ（ｄｂａ）_２（０．７０ｇ、３ｍｏｌ％）とＰＣｙ_３（０．６９ｇ、６ｍｏｌ％）を加えた。混合物を約８時間攪拌還流し、常温に冷却した。前記混合物を水（２５０ｍＬ）で希釈し、ＣＨ_２Ｃｌ_２（３ｘ１００ｍＬ）で抽出した。有機抽出物を硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ_４）上で乾燥した後に濾過した。濾過液を減圧濃縮し、エチルエーテル（ｅｔｈｙｌ ｅｈｅｒ）とヘキサンで再結晶して前記化合物Ａ−２（１０．２ｇ、７５％）を製造した。ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝３３５

＜製造例２＞下記化合物Ａ−３、Ａ−４の製造

前記製造例１において、Ｎ−メチル−１，２−ベンゼンジアミンジヒドロクロリド（Ｎ−Ｍｅｔｈｙｌ−１，２−ｂｅｎｚｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ ｄｉｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ）の代わりにＮ−エチル−１，２−ベンゼンジアミン（Ｎ−Ｅｔｈｙｌ−１，２−ｂｅｎｚｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）を用いたことを除いては、前記製造例１と同様な方法によって化合物Ａ−４を製造した。ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝３４９

＜製造例３＞下記化合物Ａ−５、Ａ−６の製造

前記製造例１において、４−ブロモベンズアルデヒドの代わりに２−ホルミル−５−ブロモピリジン（２−ｆｏｒｍｙｌ−５−ｂｒｏｍｏｐｙｒｉｄｉｎｅ）を用いたことを除いては、前記製造例１と同様な方法によって化合物Ａ−６を製造した。ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝３５０

＜製造例４＞下記化合物Ａ−７、Ａ−８の製造

前記製造例１において、４−ブロモベンズアルデヒドの代わりに６−ブロモ−２−ナフタルアルデヒドを用いたことを除いては、前記製造例１と同様な方法によって化合物Ａ−８を製造した。ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝３８５

＜製造例５＞下記化合物Ａ−９、Ａ−１０の製造

前記製造例１において、Ｎ−メチル−１，２−ベンゼンジアミンジヒドロクロリド（Ｎ−Ｍｅｔｈｙｌ−１，２−ｂｅｎｚｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ ｄｉｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ）の代わりにＮ−フェニルベンゼン−１，２−ジアミン（Ｎ−ｐｈｅｎｙｌｂｅｎｚｅｎｅ−１，２−ｄｉａｍｉｎｅ）を用いたことを除いては、前記製造例１と同様な方法によって化合物Ａ−１０を製造した。ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝３９６

＜製造例６＞下記化合物Ａ−１１、Ａ−１２の製造

前記製造例１において、Ｎ−メチル−１，２−ベンゼンジアミンジヒドロクロリド（Ｎ−Ｍｅｔｈｙｌ−１，２−ｂｅｎｚｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ ｄｉｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ）の代わりにＮ−（ナフタレン−１−イル）ベンゼン−１，２−ジアミン（Ｎ−（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎ−１−ｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅ−１，２−ｄｉａｍｉｎｅ）を用いたことを除いては、前記製造例１と同様な方法によって化合物Ａ−１２を製造した。ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝４４６

＜製造例１０１＞化学式３−１の化合物の製造

２，７−ジブロモナフタレン（２．８６ｇ、１０．０ｍｍｏｌ）と化合物Ａ−２（７．２１ｇ、２１．０ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（１００ｍＬ）に溶かした後、２Ｍ炭酸カリウム水溶液（３０ｍＬ）を添加し、テトラキストリフェニルホスフィノパラジウム（Ｐｄ（ＰＰｈ_３）_４）（２３１ｍｇ、２ｍｏｌ％）を入れた後に５時間攪拌還流した。常温に温度を下げ、生成された固体を濾過した。濾過された固体をクロロホルムとエタノールで再結晶し濾過した後に乾燥して化学式３−１の化合物（４．０６ｇ、７５％）を製造した。ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝５４１

＜製造例１０２＞化学式３−２の化合物の製造

前記製造例１０１において、化合物Ａ−２の代わりに化合物Ａ−４を用いたことを除いては、前記製造例１０１と同様な方法によって化学式３−２の化合物を製造した。ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝５６９

＜製造例１０３＞化学式３−３の化合物の製造

前記製造例１０１において、化合物Ａ−２の代わりに化合物Ａ−６を用いたことを除いては、前記製造例１０１と同様な方法によって化学式３−３の化合物を製造した。ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝５４３

＜製造例１０４＞化学式３−４の化合物の製造

前記製造例１０１において、化合物Ａ−２の代わりに化合物Ａ−８を用いたことを除いては、前記製造例１０１と同様な方法によって化学式３−４の化合物を製造した。ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝６４１

＜製造例１０５＞化学式４−１の化合物の製造

前記製造例１０１において、２，７−ジブロモベンゼンの代わりに２，７−ジブロモ−９，９−ジメチルフルオレンを用いたことを除いては、前記製造例１０１と同様な方法によって化学式４−１の化合物を製造した。ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝６０７

＜製造例１０６＞化学式３−１３の化合物の製造

Ｎ−メチル−１，２−ベンゼンジアミンジヒドロクロリド（Ｎ−Ｍｅｔｈｙｌ−１，２−ｂｅｎｚｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ ｄｉｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ）（１９．５ｇ、９９．９５ｍｍｏｌ）と２，７−ナフタレンジカルバルデヒド（２，７−Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｄｉｃａｂａｌｄｅｈｙｄｅ）（８．７６７ｇ、４７．６ｍｍｏｌ）をジオキサン（１，４−ｄｉｏｘａｎｅ）（２００ｍＬ）と酢酸（ＡｃＯＨ）（２０ｍＬ）に懸濁させた。得られた混合物を約６時間攪拌還流し、常温に冷却した。前記混合物を水（１００ｍＬ）で希釈した後、生成された固体を濾過し、水とヘキサン（ｈｅｘａｎｅ）で洗浄した。濾過された固体をクロロホルムとエタノールで再結晶し濾過した後に乾燥して前記化学式３−１３の化合物（１５．１６ｇ、８２％）を製造した。ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝３８８

＜製造例１０７＞化学式３−１４の化合物の製造

前記製造例１０１において、化合物Ａ−２の代わりに化合物Ａ−１０を用いたことを除いては、前記製造例１０１と同様な方法によって化学式３−１４の化合物を製造した。ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝６６４

＜製造例１０８＞化学式５−２の化合物の製造

前記製造例１０１において、化合物２，７−ジブロモナフタレン（２，７−ｄｉｂｒｏｍｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）の代わりに化合物３，６−ジブロモフェナントレン（３，６−ｄｉｂｒｏｍｏｐｈｅｎａｎｔｈｒｅｎｅ）を用いたことを除いては、前記製造例１０１と同様な方法によって化学式５−２の化合物を製造した。ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝５９０

＜製造例１０９＞化学式５−３の化合物の製造

前記製造例１０９において、化合物Ａ−２の代わりに化合物Ａ−１０を用いたことを除いては、前記製造例１０１と同様な方法によって化学式５−３の化合物を製造した。ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝７１４

＜製造例１１０＞化学式３−１５の化合物の製造

前記製造例１０１において、化合物Ａ−２の代わりに化合物Ａ−１２を用いたことを除いては、前記製造例１０１と同様な方法によって化学式３−１４の化合物を製造した。ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝７６４

＜製造例１１１＞化学式６−１の化合物の製造

前記製造例１０１において、化合物２，７−ジブロモナフタレン（２，７−ｄｉｂｒｏｍｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）の代わりに化合物１，６−ジブロモナフタレン（１，６−ｄｉｂｒｏｍｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）を用いたことを除いては、前記製造例１０１と同様な方法によって化学式６−１の化合物を製造した。ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝５４０

＜製造例１１２＞化学式７−１の化合物の製造

前記製造例１０１において、化合物２，７−ジブロモナフタレン（２，７−ｄｉｂｒｏｍｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）の代わりに化合物１，８−ジブロモナフタレン（１，８−ｄｉｂｒｏｍｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）を用いたことを除いては、前記製造例１０１と同様な方法によって化学式７−１の化合物を製造した。ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝５４０

＜製造例１１３＞化学式８−１の化合物の製造

前記製造例１０１において、化合物２，７−ジブロモナフタレン（２，７−ｄｉｂｒｏｍｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）の代わりに化合物１，２−ジブロモナフタレン（１，２−ｄｉｂｒｏｍｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）を用いたことを除いては、前記製造例１０１と同様な方法によって化学式８−１の化合物を製造した。ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝５４０

＜製造例１１４＞化学式９−１の化合物の製造

前記製造例１０１において、化合物２，７−ジブロモナフタレン（２，７−ｄｉｂｒｏｍｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）の代わりに化合物１，５−ジブロモナフタレン（１，５−ｄｉｂｒｏｍｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）を用いたことを除いては、前記製造例１０１と同様な方法によって化学式９−１の化合物を製造した。ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝５４０

＜製造例１１５＞化学式１０−４の化合物の製造

前記製造例１０１において、化合物２，７−ジブロモナフタレン（２，７−ｄｉｂｒｏｍｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）の代わりに化合物２，７−ジブロモ−９，９−ジメチル−９Ｈ−キサンテン（２，７−ｄｉｂｒｏｍｏ−９，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−９Ｈ−ｘａｎｔｈｅｎｅ）を用いたことを除いては、前記製造例１０１と同様な方法によって化学式１０−４の化合物を製造した。ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］^＋＝６２２

実験例
＜実験例１−１−１＞
ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）が５００Å厚さで薄膜コーティングされたガラス基板を、洗剤を溶かした蒸留水に入れて超音波で洗浄した。この時、洗剤としてはＦｉｓｃｈｅｒ社製のものを用い、蒸留水としてはＭｉｌｌｉｐｏｒｅ社製のフィルタ（Ｆｉｌｔｅｒ）で２次フィルターリングした蒸留水を用いた。ＩＴＯを３０分間洗浄した後、蒸留水で２回繰り返して超音波洗浄を１０分間行った。蒸留水の洗浄が終わった後、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノールの溶剤で超音波洗浄をして乾燥した後、プラズマ洗浄機に輸送した。また、酸素プラズマを用いて前記基板を５分間洗浄した後、真空蒸着機に基板を輸送した。

このように準備したＩＴＯ透明電極上に下記化学式のヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン（ｈｅｘａｎｉｔｒｉｌｅ ｈｅｘａａｚａｔｒｉｐｈｅｎｙｌｅｎｅ；ＨＡＴ）を５０Å厚さで熱真空蒸着して正孔注入層を形成した。

前記正孔注入層上に前記化学式の４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）（１７００Å）を真空蒸着して正孔輸送層を形成した。

次に、前記正孔輸送層上に膜厚さ２３０Åで下記のようなＢＨとＧＤを２０：１の重量比で真空蒸着して発光層を形成した。

前記発光層上に製造例１０１で製造された化学式３−１の化合物を２００Å厚さで真空蒸着して電子注入および輸送層を形成した。

前記電子注入および輸送層上に１５Å厚さでフッ化リチウム（ＬｉＦ）と１０００Å厚さでアルミニウムを順次蒸着して陰極を形成した。

前記過程において、有機物の蒸着速度は０．４〜０．７Å／ｓｅｃを維持し、陰極のフッ化リチウムは０．３Å／ｓｅｃ、アルミニウムは２Å／ｓｅｃの蒸着速度を維持し、蒸着時の真空度は２×１０^−７〜５×１０^−８ｔｏｒｒを維持して、有機発光素子を製作した。

＜実験例２−１−１＞
前記実験例１−１−１において、化学式３−１の化合物の代わりに化学式ＥＴ−Ａの化合物を用いたことを除いては、実験例１−１−１と同様な方法によって有機発光素子を製作した。

＜実験例１−１−２〜１−１−１６および２−２−１＞
前記実験例１−１−１において、化学式３−１の化合物の代わりに表１に示した各々の化合物を用いたことを除いては、実験例１−１−１と同様な方法によって有機発光素子を製作した。

実験例１−１−１〜１−１−１６および実験例２−１−１によって製作された有機発光素子に電流（１０ｍＡ／ｃｍ^２）を印加した時、表１の結果を得た。

本願発明の化学式１で表される化合物を用いて製作した素子の場合、高い電流効率と低い駆動電圧を示すことを確認することができ、これは素子内で化学式１の化合物が電子注入と共に電子輸送に優れた役割をしているためである。

＜実験例３−１−１＞
ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）が５００Å厚さで薄膜コーティングされたガラス基板を、洗剤を溶かした蒸留水に入れて超音波で洗浄した。この時、洗剤としてはＦｉｓｃｈｅｒ社製のものを用い、蒸留水としてはＭｉｌｌｉｐｏｒｅ社製のフィルタ（Ｆｉｌｔｅｒ）で２次フィルターリングした蒸留水を用いた。ＩＴＯを３０分間洗浄した後、蒸留水で２回繰り返して超音波洗浄を１０分間行った。蒸留水の洗浄が終わった後、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノールの溶剤で超音波洗浄をして乾燥した後、プラズマ洗浄機に輸送した。また、酸素プラズマを用いて前記基板を５分間洗浄した後、真空蒸着機に基板を輸送した。

このように準備したＩＴＯ透明電極上に下記化学式のヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン（ｈｅｘａｎｉｔｒｉｌｅ ｈｅｘａａｚａｔｒｉｐｈｅｎｙｌｅｎｅ；ＨＡＴ）を５０Å厚さで熱真空蒸着して正孔注入層を形成した。

前記正孔注入層上に前記化学式の４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）（１７００Å）を真空蒸着して正孔輸送層を形成した。

次に、前記正孔輸送層上に膜厚さ２３０Åで下記のようなＢＨとＧＤを２０：１の重量比で真空蒸着して発光層を形成した。

前記発光層上に下記のようなＨＢＬを１００Å厚さで真空蒸着した後、製造例１０１で製造された化学式３−１の化合物およびリチウムを１００：１の重量比で１００Å厚さで真空蒸着して電子注入および輸送層を形成した。

前記電子注入および輸送層上に１０００Å厚さでアルミニウムを蒸着して陰極を形成した。

前記過程において、有機物の蒸着速度は０．４〜０．７Å／ｓｅｃを維持し、陰極のアルミニウムは２Å／ｓｅｃの蒸着速度を維持し、蒸着時の真空度は２×１０^−７〜５×１０^−８ｔｏｒｒを維持して、有機発光素子を製作した。

＜実験例３−１−２〜３−１−５＞
前記実験例３−１−１において、化学式３−１の化合物の代わりに表２に示した各々の化合物を用いたことを除いては、実験例３−１−１と同様な方法によって有機発光素子を製作した。

＜実験例４−１−１＞
前記実験例３−１−１において、化学式３−１の化合物の代わりにＥＴ−Ａの化合物を用いたことを除いては、実験例３−１−１と同様な方法によって有機発光素子を製作した。

実験例３−１−１〜３−１−５および実験例４−１−１によって製作された有機発光素子に電流（１０ｍＡ／ｃｍ^２）を印加した時、表２の結果を得た。

１ 基板
２ 陽極
３ 正孔注入層
４ 正孔輸送層
５ 発光層
６ 電子輸送層
７ 陰極

Claims (18)

1. 下記化学式１で表される含窒素複素環式化合物：
   

   

   前記化学式１において、
   Ｒ_１〜Ｒ_８は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して水素；置換もしくは非置換のアリール基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうち１個以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、
   Ａｌｋ１およびＡｌｋ２は同一であるかまたは異なり、各々独立して置換もしくは非置換のアルキル基；または置換もしくは非置換のシクロアルキル基であり、
   Ｌ_１およびＬ_２は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して直接結合；置換もしくは非置換のアリーレン基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうち１個以上を含む置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
   ｎは１〜３の整数であり、ｍは１〜３の整数であり、ｎとｍが各々２以上存在する場合、括弧内の置換基は各々独立して互いに同一であるかまたは異なり、
   Ａは下記構造から選択され、
   

   

   ｏ、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、ｖおよびｗは各々０〜３の整数であり、ｕは０〜２の整数であり、
   Ｘは−Ｏ−または−Ｓ−であり、
   Ｒ_１１〜Ｒ_１７、Ｒ_２４およびＲ_２５は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換のアルキル基；または置換もしくは非置換のアリール基であり、
   Ｒ_２２およびＲ_２３は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して置換もしくは非置換のアルキル基である。
2. 前記Ａは下記化学式から選択される基で表される、請求項１に記載の含窒素複素環式化合物：
   

   

   前記式において、
   Ｒ_１１〜Ｒ_１７およびＲ_２２〜Ｒ_２５は請求項１で定義した通りである。
3. 前記化学式１は、下記化学式１−２〜化学式１−５のうちいずれか１つで表される化合物を含む、請求項１に記載の含窒素複素環式化合物：
   

   

   前記化学式１−２〜化学式１−５において、
   Ｒ_１〜Ｒ_８、Ｒ_１１〜Ｒ_１７、Ｒ_２２〜Ｒ_２５、Ｌ_１、Ｌ_２、Ａｌｋ１、Ａｌｋ２、ｎ、ｍおよびＸの定義は請求項１で定義した通りである。
4. 下記化合物から選択される、含窒素複素環式化合物：
   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   
5. 下記化学式２で表される含窒素複素環式化合物：
   

   

   前記化学式２において、
   Ｒ_１〜Ｒ_８は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して水素；置換もしくは非置換のアリール基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうち１個以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、
   Ａｒ１およびＡｒ２は同一であるかまたは異なり、各々独立して置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換の複素環基であり、
   Ｌ_３およびＬ_４は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して置換もしくは非置換のアリーレン基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうち１個以上を含む置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
   ｎは１〜３の整数であり、ｍは１〜３の整数であり、ｎとｍが各々２以上存在する場合、括弧内の置換基は各々独立して互いに同一であるかまたは異なり、
   Ａは下記構造から選択され、
   

   

   ｏ、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、ｖおよびｗは各々０〜３の整数であり、ｕは０〜２の整数であり、
   Ｘは−Ｏ−、−Ｓ−または−Ｃ（Ｒ_２０）（Ｒ_２１）−であり、
   Ｒ_１１〜Ｒ_１７、Ｒ_２０、Ｒ_２１、Ｒ_２４およびＲ_２５は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアリール基；またはＮ、ＯおよびＳ原子のうち１個以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、
   Ｒ_２２およびＲ_２３は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して置換もしくは非置換のアルキル基である。
6. 前記Ａは下記化学式から選択される基で表される、請求項５に記載の含窒素複素環式化合物：
   

   

   前記式において、
   Ｒ_１１〜Ｒ_１７およびＲ_２２〜Ｒ_２５は請求項５で定義した通りである。
7. 前記化学式２は、下記化学式２−２〜化学式２−５のうちいずれか１つで表される化合物を含む、請求項５に記載の含窒素複素環式化合物：
   

   

   前記化学式２−２〜化学式２−５において、
   Ｒ_１〜Ｒ_８、Ｒ_１１〜Ｒ_１７、Ｒ_２２〜Ｒ_２５、Ｌ_３、Ｌ_４、Ａｒ１、Ａｒ２、ｎ、ｍおよびＸの定義は請求項５で定義した通りである。
8. 下記化合物のうちから選択される、含窒素複素環式化合物：
   

   

   

   
9. 第１電極、第２電極、および前記第１電極と第２電極との間に配置された１層以上の有機物層を含む有機電子素子であって、前記有機物層のうち１層以上は請求項１〜８のいずれか１項に記載の含窒素複素環式化合物を含む有機電子素子。
10. 前記有機物層は正孔注入層または正孔輸送層を含み、前記正孔注入層または正孔輸送層が前記含窒素複素環式化合物を含む、請求項９に記載の有機電子素子。
11. 前記有機物層は発光層を含み、前記発光層が前記含窒素複素環式化合物を発光層のホストとして含む、請求項９に記載の有機電子素子。
12. 前記有機物層は電子輸送層を含み、前記電子輸送層が前記含窒素複素環式化合物を含む、請求項９に記載の有機電子素子。
13. 前記有機物層は、前記含窒素複素環式化合物を含む有機物層の他に、アリールアミノ基、カルバゾール基、またはベンゾカルバゾール基を含む化合物を含む正孔注入層または正孔輸送層を含む、請求項９に記載の有機電子素子。
14. 前記含窒素複素環式化合物を含む有機物層は前記含窒素複素環式化合物をホストとして含み、他の有機化合物、金属または金属化合物をドーパントとして含む、請求項９に記載の有機電子素子。
15. 前記電子輸送層は金属または金属錯体をさらに含む、請求項１２に記載の有機電子素子。
16. 前記有機物層は電荷発生層を含み、前記電荷発生層が前記含窒素複素環式化合物を含む、請求項９に記載の有機電子素子。
17. 前記電荷発生層は金属または金属錯体をさらに含む、請求項１６に記載の有機電子素子。
18. 前記有機電子素子は、有機発光素子、有機太陽電池、有機感光体（ＯＰＣ）ドラムおよび有機トランジスタからなる群から選択される、請求項９に記載の有機電子素子。

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