JP6707805B2 - 化合物およびこれを含む有機電子素子 - Google Patents

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Description

本出願は、2016年3月28日付で韓国特許庁に出願された韓国特許出願第10−2016−0037220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、化合物およびこれを含む有機電子素子に関する。
有機電子素子の代表例としては、有機発光素子がある。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変換させる現象をいう。有機発光現象を利用する有機発光素子は、通常、陽極および陰極と、それらの間に有機物層と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定性を高めるために、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かけると、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接した時、エキシトン(exciton)が形成され、このエキシトンが再び基底状態に落ちる時に光を発する。
前記のような有機発光素子のための新たな材料の開発が要求され続けている。
本明細書は、化合物およびこれを含む有機電子素子を提供する。
本明細書は、下記化学式1で表される化合物を提供する。
Figure 0006707805
前記化学式1において、
Qは、炭素数10〜30の縮合多環芳香族基;または単環もしくは多環のヘテロ環基であり、
およびLは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、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、
ArおよびArは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、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リール基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
〜Rは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;シアノ基;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;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
aは、1〜4の整数であり、
bは、1〜4の整数であり、
cは、1〜4の整数であり、
aが2以上の場合、2以上のRは、互いに同一または異なり、
bが2以上の場合、2以上のRは、互いに同一または異なり、
cが2以上の場合、2以上のRは、互いに同一または異なる。
また、本明細書は、第1電極と、前記第1電極に対向して備えられた第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に備えられた1層以上の有機物層とを含む有機電子素子であって、前記有機物層のうちの1層以上は、前述の化合物を含むものである有機電子素子を提供する。
本明細書の一実施態様に係る化合物は、有機発光素子を含めた有機電気素子に使用されることで、有機電気素子の駆動電圧を低下させ、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。
本明細書の一実施態様に係る有機電子素子10を示すものである。 本明細書のもう一つの実施態様に係る有機電子素子11を示すものである。
以下、本明細書についてより詳細に説明する。
本明細書は、前記化学式1で表される化合物を提供する。
前記化学式1の化合物は、コア構造に多様な置換体を導入することにより、有機発光素子で使用される有機物層への使用に適した特性を有することができる。具体的に説明すれば、次の通りである。
本明細書において、置換基の例示は以下に説明するが、これに限定されるものではない。
本明細書において、
Figure 0006707805
は、連結される部位を意味する。
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の」という用語は、重水素;ハロゲン基;シアノ基;ニトロ基;ヒドロキシ基;カルボニル基;エステル基;イミド基;アミノ基;アルキル基;シクロアルキル基;アルケニル基;アミン基;アリールホスフィン基;ホスフィンオキシド基;アリール基;シリル基;およびN、O、S、Se、およびSi原子のうちの1個以上を含むヘテロ環基からなる群より選択された1または2以上の置換基で置換されているか、前記例示された置換基のうちの2以上の置換基が連結された置換基で置換されるか、またはいずれの置換基も有しないことを意味する。
本明細書において、アルキル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、1〜50のものが好ましい。具体例としては、メチル、エチル、プロピル、n−プロピル、イソプロピル、ブチル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、sec−ブチル、1−メチル−ブチル、1−エチル−ブチル、ペンチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert−ペンチル、ヘキシル、n−ヘキシル、1−メチルペンチル、2−メチルペンチル、4−メチル−2−ペンチル、3,3−ジメチルブチル、2−エチルブチル、ヘプチル、n−ヘプチル、1−メチルヘキシル、シクロペンチルメチル、シクロヘキシルメチル、オクチル、n−オクチル、tert−オクチル、1−メチルヘプチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、n−ノニル、2,2−ジメチルヘプチル、1−エチル−プロピル、1,1−ジメチル−プロピル、イソヘキシル、2−メチルペンチル、4−メチルヘキシル、5−メチルヘキシルなどがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、シクロアルキル基は特に限定されないが、炭素数3〜60のものが好ましく、具体的には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、3−メチルシクロペンチル、2,3−ジメチルシクロペンチル、シクロヘキシル、3−メチルシクロヘキシル、4−メチルシクロヘキシル、2,3−ジメチルシクロヘキシル、3,4,5−トリメチルシクロヘキシル、4−tert−ブチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルなどがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、アリール基が単環式アリール基の場合、炭素数は特に限定されないが、炭素数6〜30のものが好ましい。具体的には、単環式アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基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。
前記アリール基が多環式アリール基の場合、炭素数は特に限定されないが、炭素数6〜30のものが好ましい。具体的には、多環式アリール基としては、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基、フルオレニル基などになってもよいが、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、
Figure 0006707805

Figure 0006707805

Figure 0006707805

Figure 0006707805

Figure 0006707805

Figure 0006707805
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、ヘテロアリール基は、異種原子としてN、O、S、Si、およびSeのうちの1個以上を含むヘテロ環基であって、炭素数は特に限定されないが、炭素数2〜50のものが好ましい。ヘテロアリール基の例としては、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、ピリミジル基、トリアジン基、トリアゾール基、アクリジル基、ピリダジン基、ピラジニル基、キノリニル基、キナゾリン基、キノキサリニル基、フタラジニル基、ピリドピリミジニル基、ピリドピラジニル基、ピラジノピラジニル基、イソキノリン基、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、ベンゾフラニル基、フェナントロリン基(phenanthroline)、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、およびジベンゾフラニル基などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
本明細書において、ヘテロ環は、1価の基であることを除き、前述のシクロアルキル基、アリール基、またはヘテロアリール基の例示の中から選択されてもよいし、単環もしくは多環、脂肪族または芳香族、またはこれらの縮合された形態であってもよいが、これらにのみ限定されるものではない。
本明細書において、芳香族環基は、単環もしくは多環であってもよいし、1価でないことを除き、前記アリール基の例示の中から選択されてもよい。
本明細書において、縮合多環芳香族基は、芳香族炭化水素環を意味するもので、例えば、ナフチレン、アントラセン、フェナントレン、ピレンなどがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、単環もしくは多環のヘテロ環基は、ヘテロ原子としてN、O、またはS原子のうちの1個以上を含む環を意味するもので、例えば、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、ピラン、チオピラン、ジアジン、またはピラジンなどがあり、前記ヘテロアリール基の例示の中から選択されてもよいが、これ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、前述のアリール基の説明が適用可能である。
本明細書において、ヘテロアリーレン基は、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、前述のヘテロアリール基の説明が適用可能である。
本明細書の一実施態様において、Qは、炭素数10〜30の縮合多環芳香族基;または単環もしくは多環のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、Qは、置換もしくは非置換のナフチレンである。
本明細書の一実施態様において、Qは、置換もしくは非置換のフェナントレンである。
本明細書の一実施態様において、Qは、ナフチレンである。
本明細書の一実施態様において、Qは、フェナントレンである。
本明細書の一実施態様において、LおよびLは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、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る。
本明細書の一実施態様において、LおよびLは、置換もしくは非置換のフェニレン基である。
本明細書の一実施態様において、LおよびLは、フェニレン基である。
本明細書の一実施態様において、LおよびLは、置換もしくは非置換のビフェニレン基である。
本明細書の一実施態様において、LおよびLは、ビフェニレン基である。
本明細書の一実施態様において、ArおよびArは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、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リール基;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基である。
本明細書の一実施態様において、ArおよびArは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換の炭素数6〜60のアリール基;または置換もしくは非置換のN含有ヘテロアリール基である。
本明細書の一実施態様において、ArおよびArは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換の炭素数10〜30のアリール基;または置換もしくは非置換のNを3以下で含むヘテロアリール基である。
本明細書の一実施態様において、ArおよびArは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、炭素数10〜30のアリール基;またはアリール基で置換もしくは非置換のNを3以下で含むヘテロアリール基である。
本明細書の一実施態様において、ArおよびArは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のピリジン基、置換もしくは非置換のピリミジン基、置換もしくは非置換のトリアジン基、置換もしくは非置換のトリフェニレン基、または置換もしくは非置換のカルバゾール基である。
本明細書の一実施態様において、ArおよびArは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、アリール基で置換もしくは非置換のピリジン基、アリール基で置換もしくは非置換のピリミジン基、アリール基で置換もしくは非置換のトリアジン基、トリフェニレン基、またはカルバゾール基である。
本明細書の一実施態様において、Arは、アリール基が置換もしくは非置換のピリジン基である。
本明細書の一実施態様において、Arは、フェニル基が置換もしくは非置換のピリジン基である。
本明細書の一実施態様において、Arは、ピリジン基である。
本明細書の一実施態様において、Arは、アリール基が置換もしくは非置換のピリミジン基である。
本明細書の一実施態様において、Arは、フェニル基が置換もしくは非置換のピリミジン基である。
本明細書の一実施態様において、Arは、アリール基が置換もしくは非置換のトリアジン基である。
本明細書の一実施態様において、Arは、フェニル基が置換もしくは非置換のトリアジン基である。
本明細書の一実施態様において、Arは、置換もしくは非置換のトリフェニレン基;または置換もしくは非置換のカルバゾール基である。
本明細書の一実施態様において、Arは、カルバゾール基である。
他の実施態様において、Arは、トリフェニレン基である。
本明細書の一実施態様において、Arは、アリール基が置換もしくは非置換のピリジン基である。
本明細書の一実施態様において、Arは、フェニル基が置換もしくは非置換のピリジン基である。
本明細書の一実施態様において、Arは、ピリジン基である。
本明細書の一実施態様において、Arは、アリール基が置換もしくは非置換のピリミジン基である。
本明細書の一実施態様において、Arは、フェニル基が置換もしくは非置換のピリミジン基である。
本明細書の一実施態様において、Arは、アリール基が置換もしくは非置換のトリアジン基である。
本明細書の一実施態様において、Arは、フェニル基が置換もしくは非置換のトリアジン基である。
本明細書の一実施態様において、Arは、置換もしくは非置換のトリフェニレン基;または置換もしくは非置換のカルバゾール基である。
本明細書の一実施態様において、Arは、カルバゾール基である。
他の実施態様において、Arは、トリフェニレン基である。
本明細書の一実施態様において、R〜Rは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;シアノ基;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;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基である。
本明細書の一実施態様において、R〜Rは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素である。
本明細書の一実施態様において、前記化学式1は、下記化学式1−Aまたは1−Bで表されてもよい。
Figure 0006707805
Figure 0006707805
前記化学式1−Aおよび1−Bにおいて、
Q、L、L、Ar、R〜R、およびa〜cに関する定義は、前記化学式1で定義したものと同じであり、
〜Xのうちの少なくとも1つは、Nであり、残りは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、NまたはCRであり、
〜Xのうちの少なくとも1つは、Nであり、残りは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、NまたはCRであり、
Ar〜Arは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;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リール基;置換もしくは非置換のヘテロアリール基である。
本明細書の一実施態様において、Ar〜Arは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;または置換もしくは非置換のアリール基である。
他の実施態様において、Ar〜Arは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;または置換もしくは非置換の炭素数6〜60のアリール基である。
さらに他の実施態様において、Ar〜Arは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;または置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基である。
さらに他の実施態様において、Ar〜Arは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;または炭素数6〜30のアリール基である。
さらに他の実施態様において、Ar〜Arは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;またはフェニル基である。
本明細書の一実施態様において、Rは、水素;重水素;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ヘテロアリール基である。
他の実施態様において、Rは、水素である。
本明細書の一実施態様において、前記化学式1は、下記化学式2〜5のうちのいずれか1つで表されてもよい。
Figure 0006707805
Figure 0006707805
Figure 0006707805
Figure 0006707805
前記化学式2〜5において、
、L、Ar、Ar、R〜R、およびa〜cに関する定義は、前記化学式1で定義したものと同じであり、
およびRは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;シアノ基;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;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
dは、1〜6の整数であり、
eは、1〜8の整数であり、
dが2以上の場合、2以上のRは、互いに同一または異なり、
eが2以上の場合、2以上のRは、互いに同一または異なる。
本明細書の一実施態様において、RおよびRは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素である。
本明細書の一実施態様によれば、前記化学式1の化合物は、下記構造式の中から選択されるいずれか1つであってもよい。
Figure 0006707805
Figure 0006707805
本明細書の一実施態様に係る化合物は、後述する製造方法で製造できる。後述する製造例では、代表的な例示を記載するが、必要に応じて、置換基を追加したり除いてもよいし、置換基の位置を変更してもよい。さらに、当技術分野で知られている技術に基づいて、出発物質、反応物質、反応条件などを変更してもよい。
また、本明細書は、前記前述の化合物を含む有機電子素子を提供する。
本明細書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電子素子であって、前記有機物層のうちの1層以上は、前記化合物を含むものである有機電子素子を提供する。
本明細書において、ある部材が他の部材「上に」位置しているとする時、これは、ある部材が他の部材に接している場合のみならず、2つの部材の間にさらに他の部材が存在する場合も含む。
本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。
本明細書の有機電子素子の有機物層は、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、本発明の有機電子素子の代表例として、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、有機電子素子の構造はこれに限定されず、より少数の有機層を含んでもよい。
本明細書の一実施態様によれば、前記有機電子素子は、有機発光素子、有機燐光素子、有機太陽電池、有機感光体(OPC)、および有機トランジスタからなる群より選択されてもよい。
以下、有機発光素子について例示する。
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、前記化合物を含む。
他の実施態様において、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、前記化合物を含む。
前記ホスト物質は、全体の発光層物質に対して、50重量%〜99重量%、好ましくは60重量%〜95重量%、より好ましくは80重量%〜90重量%を含む。
本明細書の一実施態様において、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は、前記化合物を含む。
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は、電子輸送層または電子注入層を含み、前記電子輸送層または電子注入層は、前記化合物を含む。
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は、電子阻止層を含み、前記電子阻止層は、前記化合物を含む。
本明細書の一実施態様において、前記有機発光素子は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層、および電子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。
前記化合物を含む有機物層は、前記化合物をホストとして含み、イリジウム系(Ir)ドーパントとともに使用可能である。
本明細書の一実施態様において、前記有機発光素子は、第1電極と、前記第1電極に対向して備えられた第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に備えられた発光層と、前記発光層と前記第1電極との間、または前記発光層と前記第2電極との間に備えられた2層以上の有機物層とを含み、前記2層以上の有機物層のうちの少なくとも1つは、前記化合物を含む。本明細書の一実施態様において、前記2層以上の有機物層は、電子輸送層、電子注入層、電子輸送および電子注入を同時に行う層、並びに正孔阻止層からなる群より2以上が選択されてもよい。
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は、2層以上の電子輸送層を含み、前記2層以上の電子輸送層のうちの少なくとも1つは、前記化合物を含む。具体的には、本明細書の一実施態様において、前記化合物は、前記2層以上の電子輸送層のうちの1層に含まれてもよいし、それぞれの2層以上の電子輸送層に含まれてもよい。
また、本明細書の一実施態様において、前記化合物が前記それぞれの2層以上の電子輸送層に含まれる場合、前記化合物を除く他の材料は、互いに同一でも異なっていてもよい。
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は、前記化合物を含む有機物層のほか、アリールアミノ基、カルバゾリル基、またはベンゾカルバゾリ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さらに含む。
もう一つの実施態様において、有機発光素子は、基板上に陽極、1層以上の有機物層、および陰極が順次に積層された構造(normal type)の有機発光素子であってもよい。
前記化学式1の化合物を含む有機物層が電子輸送層の場合、前記電子輸送層は、n型ドーパントをさらに含んでもよい。前記n型ドーパントは、当技術分野で知られているものを使用することができ、例えば、金属または金属錯体を使用することができる。一例によれば、前記化学式1の化合物を含む電子輸送層は、LiQをさらに含んでもよい。
もう一つの実施態様において、有機発光素子は、基板上に陰極、1層以上の有機物層、および陽極が順次に積層された逆方向構造(inverted type)の有機発光素子であってもよい。
例えば、本明細書の有機発光素子の構造は、図1および図2に示されたような構造を有することができるが、これにのみ限定されるものではない。
図1には、基板20上に第1電極30、発光層40、および第2電極50が順次に積層された有機発光素子10の構造が例示されている。前記図1は、本明細書の一実施態様に係る有機発光素子の例示的な構造であり、他の有機物層をさらに含んでもよい。
図2には、基板20上に第1電極30、正孔注入層60、正孔輸送層70、電子阻止層80、発光層40、電子輸送層90、電子注入層100、および第2電極50が順次に積層された有機発光素子の構造が例示されている。前記図2は、本明細書の実施態様に係る例示的な構造であり、他の有機物層をさらに含んでもよい。
本明細書の有機発光素子は、有機物層のうちの1層以上が本明細書の化合物、すなわち、前記化合物を含むことを除けば、当技術分野で知られている材料および方法で製造できる。
前記有機発光素子が複数の有機物層を含む場合、前記有機物層は、同一の物質または異なる物質で形成される。
本明細書の有機発光素子は、有機物層のうちの1層以上が前記化合物、すなわち、前記化学式1で表される化合物を含むことを除けば、当技術分野で知られている材料および方法で製造できる。
例えば、本明細書の有機発光素子は、基板上に第1電極、有機物層、および第2電極を順次に積層させることにより製造することができる。この時、スパッタリング法(sputtering)や電子ビーム蒸発法(e−beam evaporation)のようなPVD(Physical Vapor Deposition)方法を利用して、基板上に金属または導電性を有する金属酸化物またはこれらの合金を蒸着させて陽極を形成し、その上に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、および電子輸送層を含む有機物層を形成した後、その上に陰極として使用可能な物質を蒸着させることにより製造できる。この方法以外にも、基板上に、陰極物質から有機物層、陽極物質を順に蒸着させて有機発光素子を作ることができる。
また、前記化学式1の化合物は、有機発光素子の製造時、真空蒸着法だけでなく、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、ドクターブレーディング、インクジェットプリンティング、スクリーンプリンティング、スプレー法、ロールコーティングなどを意味するが、これらにのみ限定されるものではない。
この方法以外にも、基板上に、陰極物質から有機物層、陽極物質を順に蒸着させて有機発光素子を作ることもできる(国際特許出願公開第2003/012890号)。ただし、製造方法がこれに限定されるものではない。
本明細書の一実施態様において、前記第1電極は、陽極であり、前記第2電極は、陰極である。
もう一つの実施態様において、前記第1電極は、陰極であり、前記第2電極は、陽極である。
前記陽極物質としては、通常、有機物層に正孔注入が円滑となるように仕事関数の大きい物質が好ましい。本発明で使用可能な陽極物質の具体例としては、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SNO: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、これらにのみ限定されるものではない。
前記陰極物質としては、通常、有機物層に電子注入が容易となるように仕事関数の小さい物質であることが好ましい。陰極物質の具体例としては、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LiO/Alのような多層構造の物質などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記正孔注入物質としては、電極から正孔を注入する層で、正孔注入物質としては、正孔を輸送する能力を有し、陽極からの正孔注入効果、発光層または発光材料に対して優れた正孔注入効果を有し、発光層で生成された励起子の電子注入層または電子注入材料への移動を防止し、また、薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。正孔注入物質のHOMO(highest occupied molecular orbital)が陽極物質の仕事関数と周辺有機物層のHOMOとの間であることが好ましい。正孔注入物質の具体例としては、金属ポルフィリン(porphyrin)、オリゴチオフェン、アリールアミン系の有機物、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン系の有機物、キナクリドン(quinacridone)系の有機物、ペリレン(perylene)系の有機物、アントラキノンおよびポリアニリンとポリチオフェン系の導電性高分子などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記正孔輸送層は、正孔注入層から正孔を受け取って発光層まで正孔を輸送する層で、正孔輸送物質としては、陽極や正孔注入層から正孔を受けて発光層に移し得る物質で、正孔に対する移動性の大きい物質が好適である。具体例としては、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ともにあるブロック共重合体などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記電子阻止層は、正孔注入層から注入された正孔が発光層を経て電子注入層に進入するのを防止して素子の寿命と効率を向上させることができる層であり、必要な場合に、公知の材料を用いて発光層と電子注入層との間における適切な部分に形成される。
前記発光層の発光物質としては、正孔輸送層と電子輸送層から正孔と電子をそれぞれ受けて結合させることにより可視光線領域の光を発し得る物質であって、蛍光や燐光に対する量子効率の良い物質が好ましい。具体例としては、8−ヒドロキシ−キノリンアルミニウム錯体(Alq);カルバゾール系化合物;二量体化スチリル(dimerized styryl)化合物;BAlq;10−ヒドロキシベンゾキノリン−金属化合物;ベンゾキサゾール、ベンズチアゾール、およびベンズイミダゾール系の化合物;ポリ(p−フェニレンビニレン)(PPV)系の高分子;スピロ(spiro)化合物;ポリフルオレン、ルブレンなどがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記発光層は、ホスト材料およびドーパント材料を含むことができる。ホスト材料は、縮合芳香族環誘導体またはヘテロ環含有化合物などがある。具体的には、縮合芳香族環誘導体としては、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、ナフタレン誘導体、ペンタセン誘導体、フェナントレン化合物、フルオランテン化合物などがあり、ヘテロ環含有化合物としては、化合物、ジベンゾフラン誘導体、ラダー型フラン化合物、ピリミジン誘導体などがあるが、これらに限定されない。
前記ドーパント材料としては、芳香族アミン誘導体、スチリルアミン化合物、ホウ素錯体、フルオランテン化合物、金属錯体などがある。具体的には、芳香族アミン誘導体としては、置換もしくは非置換のアリールアミノ基を有する縮合芳香族環誘導体であって、アリールアミノ基を有するピレン、アントラセン、クリセン、ペフランテンなどがあり、スチリルアミン化合物としては、置換もしくは非置換のアリールアミンに少なくとも1個のアリールビニル基が置換されている化合物で、アリール基、シリル基、アルキル基、シクロアルキル基、およびアリールアミノ基からなる群より1または2以上選択される置換基が置換もしくは非置換である。具体的には、スチリルアミン、スチリルジアミン、スチリルトリアミン、スチリルテトラアミンなどがあるが、これらに限定されない。また、金属錯体としては、イリジウム錯体、白金錯体などがあるが、これらに限定されない。
前記電子輸送層の電子輸送物質としては、電子注入層から電子を受け取って発光層まで電子を輸送する層で、電子輸送物質としては、陰極から電子がよく注入されて発光層に移し得る物質であって、電子に対する移動性の大きい物質が好適である。具体例としては、8−ヒドロキシキノリンのAl錯体;Alqを含む錯体;有機ラジカル化合物;ヒドロキシフラボン−金属錯体などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。電子輸送層は、従来技術により使用されているような、任意の所望するカソード物質とともに使用可能である。特に、適切なカソード物質の例は、低い仕事関数を有し、アルミニウム層またはシルバー層が後に続く通常の物質である。具体的には、セシウム、バリウム、カルシウム、イッテルビウム、およびサマリウムであり、各場合、アルミニウム層またはシルバー層が後に続く。
前記電子注入層は、電極から電子を注入する層で、電子を輸送する能力を有し、陰極からの電子注入効果、発光層または発光材料に対して優れた電子注入効果を有し、発光層で生成された励起子の正孔注入層への移動を防止し、また、薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。具体的には、フルオレノン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、チオピランジオキシド、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ペリレンテトラカルボン酸、フルオレニリデンメタン、アントロンなどとそれらの誘導体、金属錯体化合物、および含窒素5員環誘導体などがあるが、これらに限定されない。
前記金属錯体化合物としては、8−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)亜鉛、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)銅、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)マンガン、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)ガリウム、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)ベリリウム、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)亜鉛、ビス(2−メチル−8−キノリナート)クロロガリウム、ビス(2−メチル−8−キノリナート)(o−クレゾラート)ガリウム、ビス(2−メチル−8−キノリナート)(1−ナフトラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリナート)(2−ナフトラート)ガリウムなどがあるが、これらに限定されない。
前記正孔阻止層は、正孔の陰極到達を阻止する層で、一般的に、正孔注入層と同じ条件で形成される。具体的には、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、BCP、アルミニウム錯体(aluminum complex)などがあるが、これらに限定されない。
本明細書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。
本明細書の一実施態様において、前記化学式1で表される化合物は、有機発光素子以外にも、有機太陽電池または有機トランジスタに含まれてもよい。
本明細書に係る化合物は、有機燐光素子、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、本明細書を具体的に説明するために、実施例を挙げて詳細に説明する。しかし、本明細書に係る実施例は種々の異なる形態に変形可能であり、本明細書の範囲が以下に詳述する実施例に限定されると解釈されない。本明細書の実施例は当業界における平均的な知識を有する者に本明細書をより完全に説明するために提供されるものである。
<実施例>
<合成例1>−中間体1で表される化合物の製造
Figure 0006707805
Figure 0006707805
(1)化学式1Bの製造
窒素雰囲気下、(4−クロロフェニル)(4−ヒドロキシフェニル)メタノン(化合物1A、100.0g、429.81mmol)をアセトニトリル1000mlに添加し、撹拌しながら、ポタシウムカーボネート(118.8g、859.62mmol)を水500mlに混合して添加した。この後、水浴で加熱しながら1−ブタンスルホニルフルオライド(194.8g、644.72mmol)をゆっくり添加した。この後、約1時間反応進行後に反応を終了した。反応終了後、常温に温度を下げた後、水層と有機層とを分離した後、有機層を減圧蒸留して、化合物1B(210g、95%)を製造した。
(2)化学式1Cの製造
窒素雰囲気下、前記化合物1B(210.2g、408.36mmol)、ビス(ピナコラト)ジボロン(103.7g、408.36mmol)、および酢酸カリウム(120.2g、1225.08mmol)を混合し、テトラヒドロフラン(THF)1000mlに添加し、撹拌しながら加熱した。還流する状態で、[1,1'−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)(1.8g、2.45mmol)を入れて、24時間加熱撹拌した。反応終了後、常温に温度を下げた後、濾過した。濾液に水を注いでクロロホルムで抽出し、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧蒸留後、エタノールで再結晶して、化合物1C(100.0g、72%)を製造した。
(3)中間体1の製造
窒素雰囲気下、前記化合物1C(39.0g、145.67mmol)と2−クロロ−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(化合物1D、50.0g、145.67mmol)をテトラヒドロフラン300mlに入れて、撹拌および還流した。この後、ポタシウムカーボネート(60.4g、437.02mmol)を200mlの水に溶かして投入した後、十分に撹拌後、テトラキストリフェニル−ホスフィノパラジウム(5.0g、4.37mmol)を投入した。12時間反応後、常温に温度を下げて濾過した。濾過物をクロロホルムと水で抽出した後、有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。この後、有機層を減圧蒸留後、エチルアセテートを用いて再結晶した。生成された固体を濾過後、乾燥して、中間体1(52.2g、80%)を製造した。
<合成例2>−中間体2で表される化合物の製造
Figure 0006707805
化合物2A(30.0g、105.94mmol)を無水テトラヒドロフラン500mlに入れて、−78℃に冷却した。この後、撹拌しながらn−ブチルリチウム(50.9mL、127.13mmol)を30分かけてゆっくり滴加した後、1時間反応した。この後、前記中間体1(28.5g、63.57)を固体状態で投入し、ゆっくり常温に昇温して4時間反応した。反応後、水を注いで反応終結後、水層と有機層とを分離した後、有機層は減圧蒸留して化合物2Bを得た。これを再び酢酸500mlに入れて撹拌しながら硫酸を1〜2滴触媒として投入した後、還流した。2時間反応した後、生成された固体を濾過し、濾過物を再びクロロホルムに溶かした後、カルシウムカーボネートで飽和した水を用いて中和および抽出した後、有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。この後、有機層を減圧蒸留後、エタノールを用いて再結晶した。生成された固体を濾過後、乾燥して、中間体2(26.2g、65%)を製造した。
<合成例3>−化合物1で表される化合物の製造
Figure 0006707805
窒素雰囲気下、前記中間体2(10.0g、15.77mmol)とカルバゾール(化合物3A、3.2g、18.92mmol)、ソジウムt−ブトキシド(1.8g、18.92mmol)をキシレン100mlに入れて、撹拌および還流した。この後、ビス(トリ−タートブチルホスフィン)パラジウム(0.2g、0.47mmol)を投入した。8時間反応後、常温に温度を下げて濾過した。濾過物をクロロホルムと水で抽出した後、有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。この後、有機層を減圧蒸留後、エチルアセテートを用いて再結晶した。生成された固体を濾過後、乾燥して、化合物1(8.4g、71%)を製造した。
MS:[M+H]+=764
<合成例4>−化合物2で表される化合物の製造
Figure 0006707805
窒素雰囲気下、前記中間体2(10.0g、15.77mmol)と化合物4A(6.7g、18.92mmol)を1,4−ジオキサン200mlに入れて、撹拌および還流した。この後、ポタシウムホスフェート(10.0g、47.31mmol)を水50mlに溶かして投入した後、十分に撹拌後、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0.3g、0.47mmol)とトリシクロヘキシルホスフィン(0.3mg、0.95mmol)を投入した。18時間反応後、常温に温度を下げて濾過した。濾過物をクロロホルムと水で抽出した後、有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。この後、有機層を減圧蒸留後、エチルアセテートを用いて再結晶した。生成された固体を濾過後、乾燥して、化合物2(8.3g、64%)を製造した。
MS:[M+H]+=826
<合成例5>−化合物3で表される化合物の製造
Figure 0006707805
窒素雰囲気下、前記中間体2(10.0g、15.77mmol)と化合物5A(3.8g、18.92mmol)を1,4−ジオキサン200mlに入れて、撹拌および還流した。この後、ポタシウムホスフェート(10.0g、47.31mmol)を水50mlに溶かして投入した後、十分に撹拌後、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0.3g、0.47mmol)とトリシクロヘキシルホスフィン(0.3mg、0.95mmol)を投入した。18時間反応後、常温に温度を下げて濾過した。濾過物をクロロホルムと水で抽出した後、有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。この後、有機層を減圧蒸留後、エチルアセテートを用いて再結晶した。生成された固体を濾過後、乾燥して、化合物3(7.9g、67%)を製造した。
MS:[M+H]+=752
<合成例6>−化合物4で表される化合物の製造
(1)中間体3の製造
Figure 0006707805
窒素雰囲気下、中間体2(30.0g、47.31mmol)、ビス(ピナコラト)ジボロン(化合物6A、13.2g,52.04mmol)、および酢酸カリウム(13.9g、141.92mmol)を混合し、テトラヒドロフラン(THF)100mlに添加し、撹拌しながら加熱した。還流する状態で、[1,1'−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)(0.8g、1.42mmol)とトリ(シクロヘキシル)ホスフィン(0.8g、2.84mml)を入れて、24時間加熱および撹拌した。反応終了後、常温に温度を下げた後、濾過した。濾液に水を注いでクロロホルムで抽出し、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧蒸留後、エタノールで再結晶して、中間体3(26.4g、77%)を製造した。
(2)化合物4の製造
Figure 0006707805
窒素雰囲気下、前記化合物6B(5.0g、18.75mmol)と前記中間体3(15.0g、20.62mmol)をテトラヒドロフラン150mlに入れて、撹拌および還流した。この後、ポタシウムカーボネート(7.8g、56.24mmol)を200mlの水に溶かして投入した後、十分に撹拌後、テトラキストリフェニル−ホスフィノパラジウム(0.6g、0.56mmol)を投入した。6時間反応後、常温に温度を下げて濾過した。濾過物をクロロホルムと水で抽出した後、有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。この後、有機層を減圧蒸留後、エチルアセテートを用いて再結晶した。生成された固体を濾過後、乾燥して、化合物4(9.0g、55%)を製造した。
MS:[M+H]+=830
<合成例7>−化合物5で表される化合物の製造
Figure 0006707805
窒素雰囲気下、化合物7A(5.0g、18.75mmol)と中間体3(15.0g、20.62mmol)をテトラヒドロフラン150mlに入れて、撹拌および還流した。この後、ポタシウムカーボネート(7.8g、56.24mmol)を200mlの水に溶かして投入した後、十分に撹拌後、テトラキストリフェニル−ホスフィノパラジウム(0.6g、0.56mmol)を投入した。6時間反応後、常温に温度を下げて濾過した。濾過物をクロロホルムと水で抽出した後、有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。この後、有機層を減圧蒸留後、エチルアセテートを用いて再結晶した。生成された固体を濾過後、乾燥して、化合物5(6.8g、44%)を製造した。
MS:[M+H]+=831
<実施例>
<実験例1−1>
ITO(インジウムスズ酸化物)が1000Åの厚さに薄膜コーティングされたガラス基板(corning 7059 glass)を、分散剤を溶かした蒸留水に入れて超音波洗浄した。洗剤はFischer Co.の製品を使用し、蒸留水はMillipore Co.製品のフィルタ(Filter)で2次濾過した蒸留水を使用した。ITOを30分間洗浄した後、蒸留水で2回繰り返し超音波洗浄を10分間進行させた。蒸留水洗浄が終わった後、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノール溶剤の順に超音波洗浄をし乾燥させた。
こうして用意されたITO透明電極上にヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン基(hexanitrile hexaazatriphenylene)を500Åの厚さに熱真空蒸着して、正孔注入層を形成した。その上に、正孔を輸送する物質であるHT1(400Å)を真空蒸着した後、発光層としてホストH1とドーパントD1化合物を300Åの厚さに真空蒸着した。前記発光層上に、合成例3で製造した化合物1とLiQ(Lithium Quinolate)を1:1の重量比で真空蒸着して、350Åの厚さに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、順次に、12Åの厚さにリチウムフルオライド(LiF)と2,000Åの厚さにアルミニウムを蒸着して、陰極を形成した。
前記過程で、有機物の蒸着速度は0.4〜0.7Å/secを維持し、陰極のリチウムフルオライドは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2×10−7〜5×10−6torrを維持して、有機発光素子を作製した。
Figure 0006707805
Figure 0006707805
<実験例1−2>
前記実験例1−1における電子輸送層として化合物1の代わりに化合物2を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−3>
前記実験例1−1における電子輸送層として化合物1の代わりに化合物3を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−4>
前記実験例1−1における電子輸送層として化合物1の代わりに化合物4を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例1−5>
前記実験例1−1における電子輸送層として化合物1の代わりに化合物5を用いたことを除けば、実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例2−1>
ITO(indium tin oxide)が1,500Åの厚さに薄膜コーティングされたガラス基板を、洗剤を溶かした蒸留水に入れて超音波洗浄した。この時、洗剤としてはフィッシャー社(Fischer Co.)製品を使用し、蒸留水としてはミリポア社(Millipore Co.)製品のフィルタ(Filter)で2次濾過した蒸留水を使用した。ITOを30分間洗浄した後、蒸留水で2回繰り返し超音波洗浄を10分間進行させた。蒸留水洗浄が終わった後、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノールの溶剤で超音波洗浄をし乾燥させた後、プラズマ洗浄機に輸送させた。また、酸素プラズマを用いて前記基板を5分間洗浄した後、真空蒸着機に基板を輸送させた。
こうして用意された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500Åの厚さに熱真空蒸着して、正孔注入層を形成した。
Figure 0006707805
前記正孔注入層上に、下記構造のNPB(N,N−Bis−(1−naphthalenyl)−N,N−bis−phenyl−(1,1−biphenyl)−4,4−diamine)化合物を400Åの厚さに熱真空蒸着して、正孔輸送層を形成した。
Figure 0006707805
次に、前記正孔輸送層上に、膜厚さ300Åとして前記合成例3で製造された化合物1をホストとし、Ir(ppy)ドーパント10重量%と真空蒸着して、発光層を形成した。前記発光層上に、以下のような電子輸送物質を200Åの厚さに真空蒸着して、電子注入および輸送層を形成した。
Figure 0006707805
前記電子注入および輸送層上に、順次に、12Åの厚さにリチウムフルオライド(LiF)と2,000Åの厚さにアルミニウムを蒸着して、陰極を形成した。
前記過程で、有機物の蒸着速度は0.4〜0.7Å/secを維持し、陰極のリチウムフルオライドは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、有機発光素子を作製した。
<実験例2−2>
前記実験例2−1における発光層として化合物1の代わりに化合物2を用いたことを除けば、実験例2−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例2−3>
前記実験例2−1における発光層として化合物1の代わりに化合物3を用いたことを除けば、実験例2−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例2−4>
前記実験例2−1における発光層として化合物1の代わりに化合物4を用いたことを除けば、実験例2−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<実験例2−5>
前記実験例2−1における発光層として化合物1の代わりに化合物5を用いたことを除けば、実験例2−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
<比較例1−1>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに下記ET1の化合物を用いたことを除けば、前記実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
Figure 0006707805
<比較例1−2>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに下記ET2の化合物を用いたことを除けば、前記実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
Figure 0006707805
<比較例1−3>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに下記ET3の化合物を用いたことを除けば、前記実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
Figure 0006707805
<比較例1−4>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに下記ET4の化合物を用いたことを除けば、前記実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
Figure 0006707805
<比較例1−5>
前記実験例1−1における化合物1の代わりに下記ET5の化合物を用いたことを除けば、前記実験例1−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
Figure 0006707805
前記実験例1−1〜1−5および比較例1−1〜比較例1−5のようにそれぞれの化合物を電子注入および輸送層物質として用いて製造した有機発光素子を、10mA/cmの電流密度で駆動電圧と発光効率を測定し、20mA/cmの電流密度で初期輝度対比98%になる時間(LT98)を測定した。その結果を下記表1に示した。
<比較例2−1>
前記実験例2−1における化合物1の代わりに下記EM2の化合物を用いたことを除けば、前記実験例2−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
Figure 0006707805
<比較例2−2>
前記実験例2−1における化合物1の代わりに下記ET3の化合物を用いたことを除けば、前記実験例2−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
Figure 0006707805
<比較例2−3>
前記実験例2−1における化合物1の代わりに下記ET4の化合物を用いたことを除けば、前記実験例2−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
Figure 0006707805
<比較例2−4>
前記実験例2−1における化合物1の代わりに下記ET6の化合物を用いたことを除けば、前記実験例2−1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
Figure 0006707805
前記実験例2−1〜2−5および比較例2−1〜2−4のようにそれぞれの化合物を発光層物質として用いて製造した有機発光素子を、10mA/cmの電流密度で駆動電圧と発光効率を測定し、20mA/cmの電流密度で初期輝度対比98%になる時間(LT98)を測定した。その結果を下記表1に示した。
Figure 0006707805
前記表1から明らかなように、本願明細書の化合物を電子輸送層物質として用いて製造された有機発光素子の場合に、前記化合物1、2および5の構造と類似しているが、それぞれ縮合構造でない化合物であるET3〜ET5に比べて、効率および寿命的観点から優れた特性を示すことが分かる。また、本願のコア構造を有しない比較例1−1に比べて、実験例1−1〜1−5は電流効率に優れていることが分かる。
また、本願明細書の化合物を発光層物質として用いて製造された有機発光素子も、比較例2−1〜2−4の物質に比べて、特に寿命において優れた特性を示すことが分かる。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これも本発明の範疇に属する。
10、11:有機発光素子
20:基板
30:第1電極
40:発光層
50:第2電極
60:正孔注入層
70:正孔輸送層
80:電子阻止層
90:電子輸送層
100:電子注入層

Claims (11)

  1. 下記化学式1で表される化合物:
    Figure 0006707805
    前記化学式1において、
    Qは、ナフチレン;アントラセン;またはフェナントレンであり、
    およびLは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;フェニレン基;またはビフェニレン基であり、
    ArおよびArは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、アリール基で置換されたトリアジン基、アリール基で置換されたピリミジン基、アリール基で置換されたピリジン基、トリフェニレン基、またはカルバゾール基であり(ただし、ArおよびArの両方がカルバゾール基である場合を除く)、
    〜Rは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;シアノ基;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;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
    aは、1〜4の整数であり、
    bは、1〜4の整数であり、
    cは、1〜4の整数であり、
    aが2以上の場合、2以上のRは、互いに同一または異なり、
    bが2以上の場合、2以上のRは、互いに同一または異なり、
    cが2以上の場合、2以上のR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1−Aまたは1−Bで表される、請求項1に記載の化合物:
    Figure 0006707805
    Figure 0006707805
    前記化学式1−Aおよび1−Bにおいて、
    Q、L、L、R〜R、Arおよびa〜cに関する定義は、前記化学式1で定義したものと同じであり、
    〜Xのうちの少なくとも1つは、Nであり、残りは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、NまたはCRであり、
    〜Xのうちの少なくとも1つは、Nであり、残りは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、NまたはCRであり、
    Rは、水素;重水素;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ヘテロアリール基であり、
    Ar〜Arは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;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リール基;また置換もしくは非置換のヘテロアリール基である。
  3. 前記化学式1は、下記化学式2〜5のうちのいずれか1つで表される、請求項1に記載の化合物:
    Figure 0006707805
    Figure 0006707805
    Figure 0006707805
    Figure 0006707805
    前記化学式2〜5において、
    、L、Ar、Ar、R〜R、およびa〜cに関する定義は、前記化学式1で定義したものと同じであり、
    およびRは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;シアノ基;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;または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
    dは、1〜6の整数であり、
    eは、1〜8の整数であり、
    dが2以上の場合、2以上のRは、互いに同一または異なり、
    eが2以上の場合、2以上のRは、互いに同一または異なる。
  4. 下記化合物群の中から選択されるいずれか1つの化合物
    Figure 0006707805
    Figure 0006707805
  5. 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電子素子であって、前記有機物層のうちの1層以上は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物を含むものである有機電子素子。
  6. 前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、前記化合物を含むものである、請求項5に記載の有機電子素子。
  7. 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は、前記化合物を含むものである、請求項5に記載の有機電子素子。
  8. 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、前記化合物を含むものである、請求項5に記載の有機電子素子。
  9. 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、前記化合物を含むものである、請求項5に記載の有機電子素子。
  10. 前記有機電子素子は、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ものである、請求項5に記載の有機電子素子。
  11. 前記有機電子素子は、有機発光素子、有機燐光素子、有機太陽電池、有機感光体(OPC)、および有機トランジスタからなる群より選択される、請求項5に記載の有機電子素子。
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