JP6714002B2 - 有機光電子素子用化合物、有機光電子素子および表示装置 - Google Patents

有機光電子素子用化合物、有機光電子素子および表示装置 Download PDF

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Description

本発明は、有機光電子素子用化合物、有機光電子素子および表示装置に関する。
有機光電子素子(organic optoelectric diode)とは、電気エネルギーと光エネルギーとを相互変換することができる素子である。
有機光電子素子は、動作原理に応じて大きく2種類に分けることができる。一つは、光エネルギーにより形成されたエキシトン(exciton)が電子と正孔に分離され、前記電子と正孔がそれぞれ異なる電極に伝達されて電気エネルギーを発生する光電素子であり、他の一つは、電極に電圧または電流を供給して電気エネルギーから光エネルギーを発生する発光素子である。
有機光電子素子の例としては、有機光電素子、有機発光素子、有機太陽電池および有機感光体ドラム(organic photo conductor drum)などが挙げられる。
このうち、有機発光素子(organic light emitting diode、OLED)は、近年、平板表示装置(flat panel display device)の需要増加に伴って大きく注目されている。前記有機発光素子は、有機発光材料に電流を加えて電気エネルギーを光に変換させる素子であって、通常、陽極(anode)と陰極(cathode)との間に有機層が挿入された構造からなる。ここで有機層は、発光層と選択的に補助層を含むことができ、前記補助層は、例えば有機発光素子の効率と安全性を高めるための正孔注入層、正孔輸送層、電子遮断層、電子輸送層、電子注入層および正孔遮断層から選択された少なくとも1層を含むことができる。
有機発光素子の性能は、前記有機層の特性により影響を多く受け、その中でも前記有機層に含まれている有機材料により影響を多く受けている。
特に、前記有機発光素子が大型の平板表示装置に適用されるためには、正孔および電子の移動性を高めると同時に、電気化学的安全性を高めることができる有機材料の開発が必要である。
本発明の一実施形態は、高効率および長寿命の有機光電子素子を実現することができる有機光電子素子用化合物を提供することに目的がある。
本発明の他の実施形態は、前記有機光電子素子用化合物を含む有機光電子素子を提供することに目的がある。
本発明のまた他の実施形態は、前記有機光電子素子を含む表示装置を提供することに目的がある。
本発明の一実施形態によれば、下記の化学式Iで表される有機光電子素子用化合物を提供する。
前記化学式Iで、
〜X11は、それぞれ独立して、N、C、またはCRであり、
は、それぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C30アルキル基、置換もしくは非置換のC3〜C30シクロアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C30アリール基、置換もしくは非置換のC2〜C30ヘテロ環基、置換もしくは非置換のC6〜C30アリールアミン基、置換もしくは非置換のC1〜C30アルコキシ基、置換もしくは非置換のC3〜C40シリル基、置換もしくは非置換のC3〜C40シリルオキシ基、置換もしくは非置換のC1〜C30アルキルチオール基、置換もしくは非置換のC6〜C30アリールチオール基、ハロゲン基、ハロゲン含有基、シアノ基、ヒドロキシル基、アミノ基、ニトロ基、またはこれらの組み合わせであり、
〜Rは、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC6〜C30アリール基、置換もしくは非置換のC2〜C30ヘテロアリール基またはこれらの組み合わせであり、R〜Rは、それぞれ独立して存在したり、R〜Rのうちの隣接した基は互いに連結されて環を形成することができ、
a〜eは、それぞれ独立して、0または1の整数であるが、
4≦a+b+c+d+e≦5であり、
Lは、単一結合、置換もしくは非置換のC6〜C30アリーレン基、置換もしくは非置換のC2〜C30ヘテロアリーレン基、またはこれらの組み合わせであり、
ETは、カルバゾリル基を除いた少なくとも一つのNを含む置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
ここで「置換」とは、少なくとも一つの水素が重水素、ハロゲン基、ヒドロキシ基、アミノ基、C1〜C30アミン基、ニトロ基、C1〜C40シリル基、C1〜C30アルキル基、C1〜C10アルキルシリル基、C6〜C30アリールシリル基、C3〜C30シクロアルキル基、C2〜C30ヘテロシクロアルキル基、C6〜C30アリール基、C2〜C30ヘテロアリール基、C1〜C20アルコキシ基、フルオロ基、C1〜C10トリフルオロアルキル基またはシアノ基で置換されたものを意味する。
本発明のまた他の実施形態によれば、互いに向き合う陽極および陰極と、前記陽極と前記陰極の間に位置する少なくとも一層の有機層とを含み、前記有機層は、前記有機光電子素子用化合物を含む有機光電子素子を提供する。
本発明のまた他の実施形態によれば、前記有機光電子素子を含む表示装置を提供する。
本発明によれば、高効率および長寿命の有機光電子素子を実現することができる。
本発明の一実施形態に係る有機発光素子を示した断面図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光素子の有機層を具体化した断面図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光素子の有機層のうちの一部をより具体化した断面図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光素子の有機層のうちの一部をより具体化した断面図である。
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。ただし、これは例示として提示されるものであり、本発明はこれによって本発明が制限されず、特許請求の範囲の範疇のみによって定義される。
本明細書で別途の定義がない限り、「置換」とは、置換基または化合物のうちの少なくとも一つの水素が重水素、ハロゲン基、ヒドロキシ基、アミノ基、C1〜C30アミン基、ニトロ基、C1〜C40シリル基、C1〜C30アルキル基、C1〜C10アルキルシリル基、C3〜C30シクロアルキル基、C2〜C30ヘテロシクロアルキル基、C6〜C30アリール基、C2〜C30ヘテロアリール基、C1〜C20アルコキシ基、フルオロ基、トリフルオロメチル基などのC1〜C10トリフルオロアルキル基またはシアノ基で置換されたものを意味する。
また前記置換されたハロゲン基、ヒドロキシ基、アミノ基、C1〜C30アミン基、ニトロ基、C1〜C40シリル基、C1〜C30アルキル基、C1〜C10アルキルシリル基、C3〜C30シクロアルキル基、C2〜C30ヘテロシクロアルキル基、C6〜C30アリール基、C2〜C30ヘテロアリール基、C1〜C20アルコキシ基、フルオロ基、トリフルオロメチル基などのC1〜C10トリフルオロアルキル基またはシアノ基のうちの隣接した二つの置換基が融合して環を形成することもできる。例えば、前記置換されたC6〜C30アリール基は、隣接した他の置換されたC6〜C30アリール基と融合して置換もしくは非置換のフルオレン環を形成することができる。
本明細書で別途の定義がない限り、「ヘテロ」とは、一つの作用基内にN、O、S、PおよびSiからなる群より選択されるヘテロ原子を1〜3個含有し、残りは炭素であるものを意味する。
本明細書で別途の定義がない限り、「アルキル(alkyl)基」とは、脂肪族炭化水素基を意味する。アルキル基は、いかなる二重結合や三重結合を含んでいない「飽和アルキル(saturated alkyl)基」であってもよい。
前記アルキル基は、C1〜C30であるアルキル基であってもよい。より具体的に、アルキル基は、C1〜C20アルキル基またはC1〜C10アルキル基であってもよい。例えば、C1〜C4アルキル基は、アルキル鎖に1〜4個の炭素原子が含まれるものを意味し、メチル、エチル、プロピル、イソ−プロピル、n−ブチル、イソ−ブチル、sec−ブチルおよびt−ブチルからなる群より選択されるものを示す。
前記アルキル基は、具体的な例を挙げると、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを意味する。
本明細書で「アリール(aryl)基」とは、炭化水素芳香族モイエティを一つ以上有するグループを総括する概念であり、
炭化水素芳香族モイエティのすべての元素がp−オービタルを有しながら、これらのp−オービタルが共役(conjugation)を形成している形態、例えばフェニル基、ナフチル基などを含み、
2以上の炭化水素芳香族モイエティがシグマ結合を通じて連結された形態、例えばビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基などを含み、
2以上の炭化水素芳香族モイエティが直接または間接的に融合された非芳香族融合環も含むことができる。例えば、フルオレニル基などが挙げられる。
アリール基は、モノサイクリック、ポリサイクリックまたは融合環ポリサイクリック(つまり、炭素原子の隣接した対を共有する環)作用基を含む。
本明細書で「ヘテロ環基(heterocyclic group)」とは、ヘテロアリール基を含む上位概念であり、アリール基、シクロアルキル基、これらの融合環またはこれらの組み合わせのような環化合物内に炭素(C)の代わりにN、O、S、PおよびSiからなる群より選択されるヘテロ原子を少なくとも1個を含有するものを意味する。前記ヘテロ環基が融合環である場合、前記ヘテロ環基全体またはそれぞれの環ごとにヘテロ原子を1個以上含むことができる。
一例として「ヘテロアリール(heteroaryl)基」とは、アリール基内に炭素(C)の代わりにN、O、S、PおよびSiからなる群より選択されるヘテロ原子を少なくとも一つ含有するものを意味する。2以上のヘテロアリール基は、シグマ結合を通じて直接連結されたり、前記C2〜C60ヘテロアリール基が2以上の環を含む場合、2以上の環は互いに融合されてもよい。前記ヘテロアリール基が融合環である場合、それぞれの環ごとに前記ヘテロ原子を1〜3個含むことができる。
前記ヘテロアリール基は、具体的な例を挙げると、ピリジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基などを含むことができる。
より具体的に、置換もしくは非置換のC6〜C30アリール基および/または置換もしくは非置換のC2〜C30ヘテロ環基は、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のナフチル基、置換もしくは非置換のアントラセニル基、置換もしくは非置換のフェナントリル基、置換もしくは非置換のナフタセニル基、置換もしくは非置換のピレニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基、置換もしくは非置換のp−ターフェニル基、置換もしくは非置換のm−ターフェニル基、置換もしくは非置換のクリセニル基、置換もしくは非置換のトリフェニレニル基、置換もしくは非置換のペリレニル基、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インデニル基、置換もしくは非置換のフラニル基、置換もしくは非置換のチオフェニル基、置換もしくは非置換のピロリル基、置換もしくは非置換のピラゾリル基、置換もしくは非置換のイミダゾリル基、置換もしくは非置換のトリアゾリル基、置換もしくは非置換のオキサゾリル基、置換もしくは非置換のチアゾリル基、置換もしくは非置換のオキサジアゾリル基、置換もしくは非置換のチアジアゾリル基、置換もしくは非置換のピリジニル基、置換もしくは非置換のピリミジニル基、置換もしくは非置換のピラジニル基、置換もしくは非置換のトリアジニル基、置換もしくは非置換のベンゾフラニル基、置換もしくは非置換のベンゾチオフェニル基、置換もしくは非置換のベンズイミダゾリル基、置換もしくは非置換のインドリル基、置換もしくは非置換のキノリニル基、置換もしくは非置換のイソキノリニル基、置換もしくは非置換のキナゾリニル基、置換もしくは非置換のキノキサリニル基、置換もしくは非置換のナフチリジニル基、置換もしくは非置換のベンズオキサジニル基、置換もしくは非置換のベンズチアジニル基、置換もしくは非置換のアクリジニル基、置換もしくは非置換のフェナジニル基、置換もしくは非置換のフェノチアジニル基、置換もしくは非置換のフェノキサジニル基、置換もしくは非置換のカルバゾリル基、置換または比置換されたジベンゾフラニル基、または置換もしくは非置換のジベンゾチオフェニル基、またはこれらの組み合わせであってもよいが、これに制限されない。
本明細書で、単一結合とは、炭素または炭素以外のヘテロ原子を経由せずに直接連結される結合を意味し、具体的に、Lが単一結合であるという意味は、Lと連結される置換基が中心コアに直接連結されることを意味する。つまり、本明細書で単一結合とは、炭素を経由するメチレンなどを意味するものではない。
本明細書で、正孔特性とは、電場(electric field)を加えた時、電子を供与して正孔を形成することができる特性をいい、HOMO準位に応じて伝導特性を有して陽極で形成された正孔の発光層への注入、発光層で形成された正孔の陽極への移動および発光層での移動を容易にする特性を意味する。
また電子特性とは、電場を加えた時、電子を受けることができる特性をいい、LUMO準位に応じて伝導特性を有して陰極で形成された電子の発光層への注入、発光層で形成された電子の陰極への移動および発光層での移動を容易にする特性を意味する。
以下、本発明の一実施形態に係る有機光電子素子用化合物を説明する。
本発明の一実施形態に係る有機光電子素子用化合物は、下記の化学式Iで表される。
前記化学式Iで、
〜X11は、それぞれ独立して、N、C、またはCRであり、
は、それぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C30アルキル基、置換もしくは非置換のC3〜C30シクロアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C30アリール基、置換もしくは非置換のC2〜C30ヘテロ環基、置換もしくは非置換のC6〜C30アリールアミン基、置換もしくは非置換のC1〜C30アルコキシ基、置換もしくは非置換のC3〜C40シリル基、置換もしくは非置換のC3〜C40シリルオキシ基、置換もしくは非置換のC1〜C30アルキルチオール基、置換もしくは非置換のC6〜C30アリールチオール基、ハロゲン基、ハロゲン含有基、シアノ基、ヒドロキシル基、アミノ基、ニトロ基、またはこれらの組み合わせであり、
〜Rは、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC6〜C30アリール基、置換もしくは非置換のC2〜C30ヘテロアリール基またはこれらの組み合わせであり、
〜Rは、それぞれ独立して存在したり、R〜Rのうちの隣接した基は互いに連結されて環を形成することができ、
a〜eは、それぞれ独立して、0または1の整数であるが、
4≦a+b+c+d+e≦5であり、
Lは、単一結合、置換もしくは非置換のC6〜C30アリーレン基、置換もしくは非置換のC2〜C30ヘテロアリーレン基、またはこれらの組み合わせであり、
ETは、カルバゾリル基を除いた少なくとも一つのNを含む置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
ここで「置換」とは、少なくとも一つの水素が重水素、ハロゲン基、ヒドロキシ基、アミノ基、C1〜C30アミン基、ニトロ基、C1〜C40シリル基、C1〜C30アルキル基、C1〜C10アルキルシリル基、C6〜C30アリールシリル基、C3〜C30シクロアルキル基、C2〜C30ヘテロシクロアルキル基、C6〜C30アリール基、C2〜C30ヘテロアリール基、C1〜C20アルコキシ基、フルオロ基、C1〜C10トリフルオロアルキル基またはシアノ基で置換されたものを意味する。
本発明の一例で、前記化学式IのR〜Rは、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のナフチル基、置換もしくは非置換のピリジニル基、置換もしくは非置換のピリミジニル基であってもよい。具体的な例で、前記化学式IのR〜Rは、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニル基、または置換もしくは非置換のナフチル基であってもよい。
本発明の一例で、前記化学式IのX〜X11は、それぞれ独立して、C、またはCRであり、Rは、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C30アルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C30アリール基、置換もしくは非置換のC2〜C30ヘテロアリール基であってもよい。具体的な例で、前記化学式IのX〜X11は、それぞれ独立して、C、またはCRであり、Rは、水素、または置換もしくは非置換のC6〜C30アリール基であってもよい。
本発明の一例で、前記化学式IのET基は、置換もしくは非置換のピリミジニル基、置換もしくは非置換のトリアジニル基、置換もしくは非置換のベンズイミダゾリル基、置換もしくは非置換のイミダゾリル基、置換もしくは非置換のトリアゾリル基、置換もしくは非置換のオキサジアゾリル基、置換もしくは非置換のチアジアゾリル基(thiadiazolyl)、置換もしくは非置換のベンズイミダゾリル基、置換もしくは非置換のキナゾリニル基、または置換もしくは非置換のフェナントロリニル基であってもよい。具体的な例で、前記化学式IのET基は、置換もしくは非置換のトリアジニル基、または置換もしくは非置換のベンズイミダゾリル基であってもよい。
前記化学式Iで表される有機光電子素子用化合物は、4個以上の置換基で置換されたバルキーな芳香族基を有する部分と窒素含有ヘテロアリール基が含まれている部分からなっている。窒素含有ヘテロアリール基は、素子内で電子の注入や移動を容易にする役割を果たし、バルキーな芳香族基の場合は正孔の注入および移動を助けたりあるいは化合物のガラス転移温度を高くし、分子間相互作用の抑制により発光効率が高くなり、分子量に比べて低い蒸着温度を有することができるようにする。
したがって、前記化学式Iで表される有機光電素子用化合物は、素子内で膜を形成する時、バルキーな芳香族基を有する部分よりも相対的に平たい構造からなる窒素含有ヘテロアリール基のパッキングが優秀になり、これは素子内で電子の注入および移動を容易にする長所がある。したがって、前記化学式Iで表される有機光電素子用化合物は、特に電子注入補助層として用いる時に優れた電子伝達特性により素子の駆動電圧を減少させることができ、発光層への速い電子の注入により発光効率を高めることができる。一方、正孔注入および移動に優れた材料との混合で発光層として用いる時にも優れた電子伝達能力により駆動電圧が減少し、バルキーな芳香族基を有する部分による分子間相互作用の減少効果により優れた発光効率を得ることができる。また、前記化学式Iで表される有機光電素子用化合物の場合、バルキーな芳香族基を有する部分に窒素が多く含有されている電子伝達特性を有する置換体を導入するとしても、この化合物が有する優れた電子注入および移動特性が大きく変わらないと考えられ、これも電子注入補助層や正孔特性に優れた化合物との混合で発光層として用いる時にもその特性は維持されると考えられる。
前記化学式Iで表される有機光電子素子用化合物は、正孔を受けやすい区域で中心に位置したフェニル基を含み、少なくとも5個の置換もしくは非置換のC6〜C30アリール基を含むことによって、分子量が750以上であってもよい。
一方、分子量が750以上である化合物では、このような線状構造が蒸着工程温度を増加させて素子作製工程で化合物の耐熱安定性に影響を与えるようになるが、本発明で提供する化合物は末端にバルキーな置換体を導入することによって、分子量に比べて低い蒸着温度を有することができるため、分子量750以上でも優れた耐熱安定性を有することができる。
前記化学式Iで表される有機光電子素子用化合物は、LとET基の間の連結基がメタ(−meta)、パラ(−para)、またはオルト(−ortho)に連結されて、例えば下記の化学式I−1〜I−3のうちのいずれか一つで表されてもよい。
前記化学式I−1〜I−3で、X〜X11、R〜R、a〜e、L、およびETは前述したとおりである。
具体的に、前記化学式I−1で表される有機光電子素子用化合物は、ET基の連結位置および芳香族基の置換基の個数により、例えば下記の化学式I−1a〜I−1fのうちのいずれか一つで表されてもよい。
また、前記化学式I−2で表される有機光電子素子用化合物は、ET基の連結位置および芳香族基の置換基の個数により、例えば下記の化学式I−2a〜I−2fのうちのいずれか一つで表されてもよい。
また、前記化学式I−3で表される有機光電子素子用化合物は、ET基の連結位置および芳香族基の置換基の個数により、例えば下記の化学式I−3a〜I−3fのうちのいずれか一つで表されてもよい。
前記化学式I−1a〜I−1f、I−2a〜I−2f、およびI−3a〜I−3fで、X〜X11、R〜R、L、およびETは化学式Iで言及したとおりであり、a〜eはすべて1の整数である。
本発明の一例で、前記化学式I−1a〜I−1fであることが好ましい。
また、本発明の一例で、前記化学式I−1a〜I−1f、I−2a〜I−2f、およびI−3a〜I−3fで、R〜Rは、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のナフチル基、置換もしくは非置換のピリジニル基、置換もしくは非置換のピリミジニル基であってもよく、a〜eは、すべて1の整数である。好ましくはR〜Rは、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のナフチル基、置換もしくは非置換のピリジニル基であってもよく、a〜eは、すべて1の整数である。より好ましくはR〜Rは、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニル基であってもよく、a〜eは、すべて1の整数である。
本発明の一実施形態によれば、前記ETは、5角ヘテロアリール基および6角ヘテロアリール基の中から選択されてもよい。
具体的に、前記ETは、置換もしくは非置換のイミダゾリル基、置換もしくは非置換のピラゾリル基、置換もしくは非置換のチアゾリル基、置換もしくは非置換のイソチアゾリル基、置換もしくは非置換のオキサゾリル基、置換もしくは非置換のイソキサゾリル基、置換もしくは非置換のピリジニル基、置換もしくは非置換のピラジニル基、置換もしくは非置換のピリミジニル基、置換もしくは非置換のピリダジニル基、置換もしくは非置換のトリアジニル基、置換もしくは非置換のインダゾリル基、置換もしくは非置換のフリニル基、置換もしくは非置換のキノリニル基、置換もしくは非置換のイソキノリニル基、置換もしくは非置換のベンゾキノリニル基、置換もしくは非置換のフタラジニル基、置換もしくは非置換のナフチリジニル基、置換もしくは非置換のキノキサリニル基、置換もしくは非置換のキナゾリニル基、置換もしくは非置換のフェナントリジニル基、置換もしくは非置換のアクリジニル基、置換もしくは非置換のフェナントロリニル基、置換もしくは非置換のフェナジニル基、置換もしくは非置換のベンズイミダゾリル基、置換もしくは非置換のイソベンゾチアゾリル基、置換もしくは非置換のベンズオキサゾリル基、置換もしくは非置換のベンゾチアゾリル基、置換もしくは非置換のベンゾキナゾリニル基、置換もしくは非置換のイソベンゾオキサゾリル基、置換もしくは非置換のトリアゾリル基、置換もしくは非置換のテトラゾリル基、置換もしくは非置換のオキサジアゾリル基、置換もしくは非置換のチアジアゾリル基、置換もしくは非置換のイミダゾピリジニル基、置換もしくは非置換のイミダゾピリミジニル基、またはこれらの組み合わせであってもよく、例えば下記グループIに羅列された置換もしくは非置換の基から選択されてもよい。
前記グループIで、
Zは、それぞれ独立して、NまたはCRであり、Zのうちの少なくとも一つは、Nであり、
WおよびYは、それぞれ独立して、N、O、S、SO、SO、CR、CR、SiRまたはSiRであり、
ここでR〜Rは、それぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C30アルキル基、置換もしくは非置換のC3〜C30シクロアルキル基、置換もしくは非置換のC3〜C30ヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C30アリール基、置換もしくは非置換のC2〜C30ヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
*は、隣接した原子との結合サイトであり、前記作用基をなす元素のうちのいずれか一つに位置する。
より具体的に、前記ETは、置換もしくは非置換のフェニル基で追加置換された形態であり、下記グループI−1に羅列された置換もしくは非置換の作用基のうちの一つであってもよい。
前記グループI−1で、*は、隣接した原子との結合サイトである。
また、本発明の一実施形態によれば、前記Lは、単一結合、フェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、クォーターフェニレン基、ペンタレニレン基、インデニレン基、ナフチレン基、フェナレニレン基、フェナントレニレン基、アントラセニレン基、フルオラントレニレン基、トリフェニレニレン基、ピレニレン基、クリセニレン基、ピロリレン基、イミダゾリレン基、ピラゾリレン基、ピリジニレン基、ピラジニレン基、ピリミジニレン基、トリアジニレン基、ピリダジニレン基、キノリニレン基、イソキノリニレン基、オキサゾリレン基、トリアゾリレン基、テトラゾリレン基、オキサジアゾリレン基、またはこれらの組み合わせであってもよい。
具体的に、下記グループIIに羅列された置換もしくは非置換の基から選択されてもよい。
*および*′は、互いに独立して、隣接した原子との結合サイトである。
前記化学式Iで表される有機光電子素子用化合物は、例えば下記グループ1に羅列された化合物のうちの一つであってもよいが、これに限定されるのではない。
前記有機光電子素子用化合物は、1種または2種以上を用いることができる。
以下、本発明の他の実施形態に係る有機光電子素子について説明する。
本発明の他の実施形態に係る有機光電子素子は、互いに向き合う陽極および陰極と、前記陽極と前記陰極の間に位置する少なくとも一層の有機層とを含み、前記有機層は、前述した有機光電子素子用化合物を含む。
前記化学式Iで表される有機光電子素子用化合物は、有機光電子素子の有機層、例えば、前記有機層のうちの発光層のホストまたは電子輸送補助層として用いるに適している。
前記有機光電子素子は、前述したような化学式Iで表される有機光電子素子用化合物を含む有機層を備えることによって、低駆動電圧、高効率、高輝度および長寿命を有することができる。
図1〜図4は、本発明の一実施形態に係る有機発光素子100、200、300、400の断面図を概略的に示したものである。以下、図1を参照して本発明の一実施形態に係る有機発光素子の構造および製造方法を説明する。有機発光素子100は、陰極110、発光層130および陽極120が順次に積層された構造を有する。
前記陰極110下部または陽極120上部には基板が追加的に配置されてもよい。前記基板としては、通常の有機発光素子で用いられる基板を用いることができるが、機械的強度、熱安定性、透明性、表面平滑性、取り扱い容易性および防水性に優れたガラス基板または透明プラスチック基板を用いることができる。
前記陽極120は、例えば、基板上部に、陽極用物質を蒸着法またはスパッタリング法などを利用して提供することによって形成され得る。前記陽極用物質は、正孔注入が容易になるように高い仕事関数を有する物質の中から選択されてもよい。前記陽極120は、反射型電極、半透過型電極または透過型電極であってもよい。陽極用物質としては、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化錫(SnO)、酸化亜鉛(ZnO)などを利用することができる。または、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)などのような金属を利用することができる。
前記陽極120は、単一層または2以上の層を含む多層構造を有することができる。
前記陽極120上部には有機層105が配置されている。
前記有機層105は、正孔輸送領域(hole transport region);発光層(emission layer);および電子輸送領域(electron transport region);を含むことができる。例えば、次に、図2を参照して本発明の一実施形態に係る有機発光素子を説明する。
有機層105は、陽極120と発光層130の間に位置する正孔補助層140をさらに含むことができる。
図3を参照すると、前記正孔輸送領域には少なくとも2層の正孔補助層が含まれてもよく、この場合、発光層に接して位置する正孔補助層を正孔輸送補助層33、そして陽極に接して位置する正孔補助層を正孔輸送層31と定義する。
前記正孔輸送領域は、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層およびバッファー層のうちの少なくとも一つを含むことができる。
前記正孔輸送領域は、正孔注入層だけを含んだり、正孔輸送層だけを含むことができる。または、前記正孔輸送領域は、陽極120から順次に積層された、正孔注入層37/正孔輸送層31または正孔注入層37/正孔輸送層31/電子阻止層の構造を有することができる。
例えば、正孔注入層37および電子注入層36を追加的に含み、図4に示したように、陽極120/正孔注入層37/正孔輸送層31/正孔輸送補助層33/発光層130/電子輸送補助層35/電子輸送層34/電子注入層36/陰極110が順次に積層された構造を有することができる。
正孔注入層37は、陽極として用いられるITOと、正孔輸送層31として用いられる有機物質の間の界面特性を改善するだけでなく、その表面が平坦でないITOの上部に塗布されてITOの表面を柔らかくさせる機能を果たす。例えば、正孔注入層37は、アノードとして用いることができるITOの仕事関数の水準と正孔輸送層31のHOMO水準の差を調節するために、ITOの仕事関数の水準と正孔輸送層31のHOMO水準の中間値を有する物質であって、特に適切な伝導性を有する物質を選択する。本発明と関連して正孔注入層37を構成する物質として、N4,N4'−ジフェニル−N4,N4'−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)ビフェニル−4,4'−ジアミン(N4,N4'−diphenyl−N4,N4'−bis(9−phenyl−9H−carbazol−3−yl)biphenyl−4,4'−diamine)を用いることができるが、これに制限されるのではない。その他にも正孔注入層37を構成する従来の物質と共に用いることができるが、例えば、copper phthlalocyanine(CuPc)、N,N'−dinaphthyl−N,N'−phenyl−(1,1'−biphenyl)−4,4'−diamine、NPD)、4,4',4”−tris[methylphenyl(phenyl)amino] triphenyl amine(m−MTDATA)、4,4',4”−tris[1−naphthyl(phenyl)amino] triphenyl amine(1−TNATA)、4,4',4”−tris[2−naphthyl(phenyl)amino]triphenyl amine(2−TNATA)、1,3,5−tris[N−(4−diphenylaminophenyl)phenylamino] benzene(p−DPA−TDAB)などのような芳香族アミン類はもちろん、4,4'−bis[N−[4−{N,N−bis(3−methylphenyl)amino}phenyl]−N−phenylamino]biphenyl(DNTPD)、hexaazatriphenylene−hexacarbonitirile(HAT−CN)などの化合物、伝導性高分子としてのポリチオフェン誘導体であるpoly(3,4−ethylenedioxythiophene)−poly(styrnesulfonate)(PEDOT)を用いることができる。正孔注入層37は、例えば10〜300Åの厚さに陽極として用いられるITOの上部にコーティングされ得る。
正孔輸送領域が正孔注入層37を含む場合、正孔注入層(HIL)は前記陽極120上部に真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB法などのような多様な方法を利用して形成され得る。
真空蒸着法により正孔注入層を形成する場合、その蒸着条件は、正孔注入層材料として用いる化合物、目的とする正孔注入層の構造および熱的特性などにより異なるが、例えば、蒸着温度が約100〜約500℃、真空度が約10−8〜約10−3torr、蒸着速度が約0.01〜約100Å/secの範囲で選択されてもよく、これに限定されるのではない。
スピンコーティング法により正孔注入層を形成する場合、コーティング条件は、正孔注入層材料として用いる化合物、目的とする正孔注入層の構造および熱的特性により異なるが、約2000rpm〜約5000rpmのコーティング速度、コーティング後に溶媒除去のための熱処理温度は、約80℃〜200℃の温度範囲で選択されてもよく、これに限定されるのではない。
前記正孔輸送層および電子阻止層の形成条件は、正孔注入層の形成条件を参照する。
前記正孔輸送領域は、例えば、m−MTDATA、TDATA、2−TNATA、NPB、β−NPB、TPD、Spiro−TPD、Spiro−NPB、α−NPB、TAPC、HMTPD、TCTA(4,4’,4”−トリス(N−カルボゾリル)トリフェニルアミン(4,4’,4”−tris(N−carbazolyl)triphenylamine))、Pani/DBSA(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid:ポリアニリン/ドデシルベンゼンスルホン酸)、PEDOT/PSS(Poly(3,4−ethylenedioxythiophene)/Poly(4−styrenesulfonate):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))、Pani/CSA(Polyaniline/Camphorsulfonic acid:ポリアニリン/カンファースルホン酸)、PANI/PSS(Polyaniline)/Poly(4−styrenesulfonate):ポリアニリン)/ポリ(4−スチレンスルホネート))、下記の化学式201で表される化合物および下記の化学式202で表される化合物のうちの少なくとも一つを含むことができる。
前記化学式201中、Ar101およびAr102は互いに独立して、
フェニレン基、ペンタレニレン基、インデニレン基、ナフチレン基、アズレニレン基、ヘプタレニレン基、アセナフチレン基、フルオレニレン基、フェナレニレン基、フェナントレニレン基、アントラセニレン基、フルオランテニレン基、トリフェニレニレン基、ピレニレン基、クリセニレニレン基、ナフタセニレン基、ピセニレン基、ペリレニレン基またはペンタセニレン基;または
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基またはその塩、スルホン酸基またはその塩、リン酸基またはその塩、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基、C−C60アルコキシ基、C−C10シクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C2−10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、1価非芳香族縮合多環グループおよび1価非芳香族ヘテロ縮合多環グループのうちの少なくとも一つで置換された、フェニレン基、ペンタレニレン基、インデニレン基、ナフチレン基、アズレニレン基、ヘプタレニレン基、アセナフチレン基、フルオレニレン基、フェナレニレン基、フェナントレニレン基、アントラセニレン基、フルオランテニレン基、トリフェニレニレン基、ピレニレン基、クリセニレニレン基、ナフタセニレン基、ピセニレン基、ペリレニレン基またはペンタセニレン基;であってもよい。
前記化学式201中、前記xaおよびxbは互いに独立して、0〜5の整数、または0、1または2であってもよい。例えば、前記xaは1であり、xbは0であってもよいが、これに限定されるのではない。
前記化学式201および202中、前記R101〜R108、R111〜R119およびR121〜R124は互いに独立して、
水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基またはその塩、スルホン酸基またはその塩、リン酸基またはその塩、C−C10アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基など)またはC−C10アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシなど);
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基またはその塩、スルホン酸基またはその塩およびリン酸基またはその塩のうちの一つ以上で置換された、C−C10アルキル基またはC−C10アルコキシ基;
フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フルオレニル基またはピレニル基;または
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基またはその塩、スルホン酸基またはその塩、リン酸基またはその塩、C−C10アルキル基およびC−C10アルコキシ基のうちの一つ以上で置換された、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フルオレニル基またはピレニル基;であってもよいが、これに限定されるのではない。
前記化学式201中、R109は、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基またはピリジニル基;または重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基またはその塩、スルホン酸基またはその塩、リン酸基またはその塩、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基およびピリジニル基のうちの一つ以上で置換された、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基またはピリジニル基;であってもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記化学式201で表される化合物は、下記の化学式201Aで表されてもよいが、これに限定されるのではない。
前記化学式201A中、R101、R111、R112およびR109に対する詳細な説明は前述したものを参照する。
例えば、前記化学式201で表される化合物および前記化学式202で表される化合物は、下記化合物HT1〜HT20を含むことができるが、これに限定されるのではない。
前記正孔輸送領域の厚さは、約100Å〜約10000Å、例えば、約100Å〜約1000Åであってもよい。前記正孔輸送領域が正孔注入層および正孔輸送層をすべて含む場合、前記正孔注入層の厚さは、約100Å〜約10000Å、例えば、約100Å〜約1000Åであり、前記正孔輸送層の厚さは、約50Å〜約2000Å、例えば約100Å耐持薬1500Åであってもよい。前記正孔輸送領域、正孔注入層および正孔輸送層の厚さが前述した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満足する程度の正孔輸送特性を得ることができる。
前記正孔輸送領域は、前述したような物質以外に、導電性向上のために電荷−生成物質をさらに含むことができる。前記電荷−生成物質は、前記正孔輸送領域内に均一にまたは不均一に分散していてもよい。
前記電荷−生成物質は、例えば、p−ドーパントであってもよい。前記p−ドーパントは、キノン誘導体、金属酸化物およびシアノ基−含有化合物のうちの一つであってもよいが、これに限定されるのではない。例えば、前記p−ドーパントの非制限的な例としては、テトラシアノキノジメタン(TCNQ)および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(F4−TCNQ)などのようなキノン誘導体;タングステン酸化物およびモリブデン酸化物などのような金属酸化物;および下記化合物HT−D1などのようなシアノ基−含有化合物などが挙げられるが、これに限定されるのではない。
前記正孔輸送領域は、バッファー層をさらに含むことができる。
前記バッファー層は、発光層で放出される光の波長に応じた光学的共振距離を補償して効率を増加させる役割を果たすことができる。
前記正孔輸送領域上部に真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB法などのような方法を利用して発光層(EML)を形成することができる。真空蒸着法およびスピンコーティング法により発光層を形成する場合、その蒸着条件およびコーティング条件は用いる化合物により異なるが、一般に正孔注入層の形成とほとんど同一な条件の範囲内で選択されてもよい。
前記発光層は、ホストおよびドーパントを含むことができる。前記ホストは、前記化学式Iで表される有機光電子素子用化合物のうちの1種以上を含むことができる。例えば、前記ホストは、第1ホストおよび第2ホストを含むことができ、前記第1ホストと前記第2ホストは互い異なる。
本発明の一実施形態に係る有機発光素子は、前述した化学式Iで表される有機光電子素子用化合物を単独で含んだり、前記化学式Iで表される有機光電子素子用化合物を第1ホストとして含み、下記の化学式IIで表される化合物、および下記の化学式IIIで表されるモイエティと下記の化学式IVで表されるモイエティの組み合わせからなる化合物のうちの少なくとも1種を第2ホストとしてさらに含むことができる。
前記化学式IIで、
は、単一結合、置換もしくは非置換のC1〜C20アルキレン基、置換もしくは非置換のC2〜C20アルケニレン基、置換もしくは非置換のC6〜C30アリーレン基、置換もしくは非置換のC2〜C30ヘテロアリーレン基またはこれらの組み合わせであり、
Arは、置換もしくは非置換のC6〜C30アリール基、置換もしくは非置換のC2〜C30ヘテロ環基またはこれらの組み合わせであり、
11〜R14は、それぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C20アルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C50アリール基、置換もしくは非置換のC2〜C50ヘテロ環基またはこれらの組み合わせであり、
11〜R14およびArのうちの少なくとも一つは、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を含み、
前記化学式IIIおよびIVで、
およびYは、それぞれ独立して、単一結合、置換もしくは非置換のC1〜C20アルキレン基、置換もしくは非置換のC2〜C20アルケニレン基、置換もしくは非置換のC6〜C30アリーレン基、置換もしくは非置換のC2〜C30ヘテロアリーレン基またはこれらの組み合わせであり、
ArおよびArは、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC6〜C30アリール基、置換もしくは非置換のC2〜C30ヘテロ環基またはこれらの組み合わせであり、
15〜R18は、それぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C20アルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C50アリール基、置換もしくは非置換のC2〜C50ヘテロ環基またはこれらの組み合わせであり、
前記化学式IIIの隣接した二つの*は、前記化学式9の二つの*と結合して融合環を形成し、前記化学式IIIで融合環を形成しない*は、それぞれ独立してCRであり、
は、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C10アルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C12アリール基、置換もしくは非置換のC2〜C12ヘテロ環基またはこれらの組み合わせである。
前記化学式IIで表される化合物、および下記の化学式IIIで表されるモイエティと下記の化学式IVで表されるモイエティの組み合わせからなる化合物は、化学式Iで表される化合物に比べて正孔特性が相対的に強いバイポーラ(bipolar)あるいはユニポーラ(unipolat)特性を有する化合物であり、電子移動特性が強い前記化学式Iで表される化合物と共に組成物を形成して電荷の移動性および安全性を高めることによって、発光効率、駆動特性および寿命特性を顕著に改善させることができる。これらの組成物は、発光層のホストだけでなく、電子輸送補助層にも使用可能であり、電子輸送補助層には化学式Iで表される化合物を単独で用いることも可能である。
前記化学式IIで表される化合物は、例えば下記の化学式II−1〜II−3のうちの少なくとも一つで表されてもよい。
前記化学式II−1〜II−3で、
は前述したとおりであり、YおよびYはYでの定義と同意義である。
Arは前述したとおりであり、ArはArでの定義と同意義である。
11〜R14は前述したとおりであり、R19〜R30はR11〜R14での定義と同意義である。
mは0〜4の整数のうちの一つである。
ここで、「置換」とは、少なくとも一つの水素が重水素、ハロゲン基、ヒドロキシ基、アミノ基、C1〜C30アミン基、ニトロ基、C1〜C40シリル基、C1〜C30アルキル基、C3〜C30シクロアルキル基、C2〜C30ヘテロシクロアルキル基、C6〜C30アリール基、C2〜C30ヘテロ環基、C1〜C20アルコキシ基、フルオロ基、C1〜C10トリフルオロアルキル基またはシアノ基で置換されたものを意味する。
前記化学式II−1〜II−3のArおよびArは、正孔または電子特性を有する置換基であり、それぞれ独立して、例えば置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基、置換もしくは非置換のターフェニル基、置換もしくは非置換のナフチル基、置換もしくは非置換のアントラセニル基、置換もしくは非置換のカルバゾリル基、置換もしくは非置換のベンゾフラニル基、置換もしくは非置換のベンゾチオフェニル基、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ジベンゾチオフェニル基、置換もしくは非置換のジベンゾフラニル基、置換もしくは非置換のピリジニル基、またはこれらの組み合わせである。
具体的に、前記化学式II−1は、下記グループ2に羅列された構造のうちの一つであり、前記*−Y−Ar、*−Y−Arは、下記グループ3に羅列された置換基のうちの一つであってもよい。
前記グループ2およびグループ3で、*は連結地点である。
前記化学式IIで表される化合物は、例えば、下記グループB〜グループDに羅列された化合物であってもよいが、これに限定されるのではない。
また、前記化学式IIIで表されるモイエティと前記化学式IVで表されるモイエティの組み合わせからなる化合物は、例えば、下記の化学式III−1〜III−5のうちの少なくとも一つで表されてもよいが、これに限定されるのではない。
前記化学式III−1〜III−5で、
、Y、Ar、Ar、およびR15〜R18は前述したとおりであり、
ここで、「置換」とは、少なくとも一つの水素が重水素、ハロゲン基、ヒドロキシ基、アミノ基、C1〜C30アミン基、ニトロ基、C1〜C40シリル基、C1〜C30アルキル基、C3〜C30シクロアルキル基、C2〜C30ヘテロシクロアルキル基、C6〜C30アリール基、C2〜C30ヘテロ環基、C1〜C20アルコキシ基、フルオロ基、C1〜C10トリフルオロアルキル基またはシアノ基で置換されたものを意味する。
前記化学式IIIで表されるモイエティと前記化学式IVで表されるモイエティの組み合わせからなる化合物は、下記グループEに羅列された化合物であってもよいが、これに限定されるのではない。
前記化合物は、正孔特性が相対的に強い特性を有する化合物であり、前記化学式Iで表される化合物と共に発光層に用いられて電荷の移動性を高め、安全性を高めることによって発光効率および寿命特性を顕著に改善させることができる。また正孔特性を有する前記化合物と前記化学式Iで表される化合物の比率を調節することによって電荷の移動性を調節することができる長所がある。
前記化合物の正孔特性は、前記化学式Iで表される化合物との関係で相対的に決定されるものであるため、前記化学式IIのR11〜R14およびArのうちのいずれか一つの位置で置換もしくは非置換のピリジニル基のような弱い電子特性を有する置換基を含むことができる。
前述した第1ホストと第2ホストは、多様な組み合わせにより多様な組成物として準備され得る。例えば、前記第1ホストと前記第2ホストの重量比は、1:99〜99:1、例えば、10:90〜90:10の範囲内で選択されてもよい。例えば、2:8〜8:2、3:7〜7:3,4:6〜6:4、そして5:5の重量比に含まれてもよい。前記重量比の範囲を満足する場合、前記第1ホストによる電子輸送特性および前記第2ホストによる正孔輸送特性が均衡をとることができるため、有機発光素子の発光効率および寿命が向上することができる。
一例として、前記組成物は、有機光電子素子用発光材料として用いることができる。この時、発光材料は、前記有機化合物をホスト(host)として用いることができ、少なくとも1種のドーパント(dopant)をさらに含むことができる。前記ドーパントは、赤色、緑色または青色のドーパントであってもよい。
また、前記青色発光層上の電子輸送補助層は、前記化学式Iで表される有機光電子素子用化合物を含むことができる。
前記ドーパントは、微量混合されて発光を起こす物質であり、一般に三重項状態以上に励起させる多重項励起(multiple excitation)により発光する金属錯体(metal complex)のような物質を用いることができる。前記ドーパントは、例えば、無機、有機、有機−無機化合物であってもよく、1種または2種以上が含まれてもよい。
前記ドーパントの一例として燐光ドーパントが挙げられ、燐光ドーパントの例としてはIr、Pt、Os、Ti、Zr、Hf、Eu、Tb、Tm、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pdまたはこれらの組み合わせを含む有機金属化合物が挙げられる。前記燐光ドーパントは、例えば、下記の化学式Zで表される化合物を用いることができるが、これに限定されるのではない。
前記化学式Zで、Mは、金属であり、LおよびXは、互いに同一または異なり、Mと錯化合物を形成するリガンドである。
前記Mは、例えばIr、Pt、Os、Ti、Zr、Hf、Eu、Tb、Tm、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pdまたはこれらの組み合わせであってもよく、前記LおよびXは、例えばバイデンテートリガンドであってもよい。
前記発光層の厚さは、約100Å〜約1000Å、例えば約200Å〜約600Åであってもよい。前記発光層の厚さが前述した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発光特性を示すことができる。
次に、発光層上部に電子輸送領域が配置される。
電子輸送領域は、正孔阻止層、電子輸送層および電子注入層のうちの少なくとも一つを含むことができる。
例えば、電子輸送領域は、正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層または電子輸送層/電子注入層の構造を有することができるが、これに限定されるのではない。例えば、本発明の一実施形態に係る有機発光素子は、電子輸送領域に少なくとも2層の電子輸送層を含むことができ、この場合、発光層に接して位置する電子輸送層を電子輸送補助層35と定義する。
前記電子輸送層は、単一層または2以上の互いに異なる物質を含む多層構造を有することができる。
前記電子輸送領域は、前記化学式Iで表される有機光電子素子用化合物を含むことができる。例えば、電子輸送領域は、電子輸送層を含み、前記電子輸送層に前記化学式Iで表される有機光電子素子用化合物が含まれてもよい。より具体的に、電子輸送補助層に前記化学式Iで表される有機光電子素子用化合物が含まれてもよい。
前記電子輸送領域の正孔阻止層、電子輸送層および電子注入層の形成条件は、正孔注入層の形成条件を参照する。
前記電子輸送領域が正孔阻止層を含む場合、前記正孔阻止層は、例えば、下記BCP、BphenおよびBAlqのうちの少なくとも一つを含むことができるが、これに限定されるのではない。
前記正孔阻止層の厚さは、約20Å〜約1000Å、例えば約30Å〜約300Åであってもよい。前記正孔阻止層の厚さが前述した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阻止特性を得ることができる。
前記電子輸送層は、前記BCP、Bphenおよび下記Alq、Balq、TAZおよびNTAZのうちの少なくとも一つをさらに含むことができる。
または、前記電子輸送層は、下記化合物ET1およびET2のうちの少なくとも一つを含むことができるが、これに限定されるのではない。
前記電子輸送層の厚さは、約100Å〜約1000Å、例えば約150Å〜約500Åであってもよい。前記電子輸送層の厚さが前述した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満足する程度の電子輸送特性を得ることができる。
前記電子輸送層は、前述のような物質以外に、金属−含有物質をさらに含むことができる。
前記金属−含有物質は、Li錯体を含むことができる。前記Li錯体は、例えば、下記化合物ET−D1(リチウムキノレート、LiQ)またはET−D2を含むことができる。
また電子輸送領域は、陰極110から電子の注入を容易にする電子注入層(EIL)を含むことができる。
電子注入層36は、電子輸送層の上部に積層されて陰極からの電子注入を容易にさせて窮極的に電力効率を改善させる機能を遂行する層であり、当技術分野で通常使用されるものであれば特別な制限なしに用いることができ、例えば、LiF、Liq、NaCl、CsF、LiO、BaOなどの物質を利用することができる。
前記電子注入層は、LiF、NaCl、CsF、LiOおよびBaOの中から選択された少なくとも一つを含むことができる。
前記電子注入層の厚さは、約1Å〜約100Å、約3Å〜約90Åであってもよい。前記電子注入層の厚さが前述した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満足する程度の電子注入特性を得ることができる。
前記有機層105上部には陰極110が備えられている。前記陰極110用物質としては、相対的に低い仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物およびこれらの組み合わせを用いることができる。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)などを陰極110形成用物質として用いることができる。または、前面発光素子を得るためにITO、IZOを利用して透過型陰極110を形成することができるなど、多様な変形が可能である。
以下、本発明の具体的な実施例を提示する。ただし、下記に記載された実施例は、本発明を具体的に例示したり説明するためのものに過ぎず、これによって本発明が制限されてはならない。
有機光電子素子用化合物の合成
以下、合成例および実施例を挙げて本発明の一実施形態に係る化合物および有機発光素子についてより具体的に説明するが、本発明が下記の合成例および実施例に限定されるのではない。下記合成例中の『「A」の代わりに「B」を用いた』という表現中の「B」の使用量と「A」の使用量はモル当量を基準に同一である。
以下、実施例および合成例で用いられた出発物質および反応物質は特別な言及がない限り、Sigma−Aldrich社、TCI社、AAA Chemistry社などで購入したり参考文献(J.Org.Chem.40、3514〜3518(1975))を参考にして合成した。
本発明の有機光電子素子用化合物のより具体的な例として提示された前記化学式Iの化合物を、下記反応式を通じて合成した。
(第1ホスト)
合成例1:化合物1の合成
第1段階:中間体I−1の合成
窒素環境の2L丸底フラスコに1−ブロモ−3−ヨードベンゼン(60.7g、214.5mmol)と(1,1’−ビス(ジフェニルホスフィン)フェロセン)ジクロロパラジウム(II)(7.8g、10.7mmol)、ヨウ化銅(1.22g、6.43mmol)、トリエチルアミン(86.8g、858mmol)およびテトラヒドロフラン800mLを入れる。トリメチルシリルアセチレン(23.6g、240.2mmol)を滴下した後、常温で3時間攪拌する。反応物を濾過した後、溶媒を除去する。カラムクロマトグラフィーを通じて化合物を精製して中間体I−1を52g(96%)を得た。
第2段階:中間体I−2の合成
前記中間体I−1(52g、205.36mmol)をメタノール400mLに入れて溶かした後、反応器に炭酸カリウム(28.4g、205.36mmol)を徐々に滴下する。約30分間攪拌した後、溶液を濾過する。溶媒をすべて除去した後、反応物を酢酸エチルに溶かして蒸溜水で2回洗浄する。溶媒を除去して中間体I−2を37g(100%)を得た。
第3段階:中間体I−3の合成
前記中間体I−2(20g、114.44mmol)とテトラフェニルシクロペンタジオン(40g、104.04mmol)をキシレン100mLに入れて溶かした後、3時間加熱還流する。反応物をメタノール500mLに注いで反応を終結する。固形物を濾過して中間体I−3を40g(72%)を得た。
第4段階:中間体I−4の合成
窒素環境で前記中間体I−3(32.5g、60.47mmol)をジメチルホルムアミド(DMF)300mlに溶かした後、ビス(ピナコラト)ジボロン(18.4g、72.56mmol)、(1,1’−ビス(ジフェニルホスフィン)フェロセン)ジクロロパラジウム(II)(2.96g、3.63mmol)および酢酸カリウム(17.8g、181.4mmol)を入れて150℃で48時間加熱して還流させた。反応完了後、反応液に水を入れて混合物をフィルターした後、真空オーブンで乾燥した。このように得られた残留物をカラムクロマトグラフィーで分離精製して中間体I−4を15g(42%)を得た。
第5段階:化合物1の合成
窒素環境で中間体I−4(27g、46.43mmol)と2−(3−ブロモフェニル)−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(17.56g、45.07mmol)をテトラヒドロフラン250mLに溶かした後、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(2.6g、2.25mmol)を入れて攪拌した。水に飽和された炭酸カリウム(15.57g、112.68mmol)を入れて80℃で24時間加熱して還流させた。反応完了後、反応液に水を入れてジクロロメタンで抽出した後、無水MgSOで水分を除去した後、フィルターし減圧濃縮した。このように得られた残留物をカラムクロマトグラフィーで分離精製して前記化合物1を25g(72%)を得た。
LC Mass(理論値:765.94g/mol、測定値:M+H=766.91g/mol)
合成例2:化合物3の合成
第1段階:中間体I−5の合成
窒素環境で前記中間体I−4(20.4g、34.92mmol)と1−ブロモ−3−ヨードベンゼン(16.5g、52.39mmol)を用いて前記化合物1の合成法と同一な合成法を用いて中間体I−5を13g(61%)を得た。
第2段階:中間体I−6の合成
窒素環境で前記中間体I−5(12.6g、20.54mmol)を用いて前記中間体I−4の合成法と同一な合成法を用いて中間体I−6を10g(74%)を得た。
第3段階:化合物3の合成
窒素環境で前記中間体I−6(10g、15.2mmol)と2−(3−ブロモフェニル)−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(7.9g、18.32mmol)を用いて前記化合物1の合成法と同一な合成法を用いて化合物3を8.7g(68%)を得た。
LC Mass(理論値:842.04g/mol、測定値:M+H=843.03g/mol)
合成例3:化合物2の合成
第1段階:中間体I−7の合成
窒素環境で前記中間体I−2(20g、109.8mmol)とヨードベンゼン(20g、98.03mmol)を用いて前記中間体I−1の合成法と同一な合成法を用いて中間体I−7 20g(79%)を得た。
第2段階:中間体I−8の合成
窒素環境で前記中間体I−7(15.5g、85.83mmol)とテトラフェニルシクロペンタジオン(30g、78.03mmol)を用いて前記中間体I−3の合成法と同一な合成法を用いて中間体I−8を31g(74%)を得た。
第3段階:中間体I−9の合成
窒素環境で前記中間体I−8(19.9g、32.44mmol)を用いて前記中間体I−4の合成法と同一な合成法を用いて中間体I−9を16g(75%)を得た。
第4段階:化合物2の合成
窒素環境で前記中間体I−9(14.6g、22.06mmol)と2−(3−ブロモフェニル)−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(11.4g、26.47mmol)を用いて前記化合物1の合成法と同一な合成法を用いて化合物2を14g(75%)を得た。
LC Mass(理論値:842.04g/mol、測定値:M+H=843.02g/mol)
合成例4:化合物7の合成
第1段階:中間体I−10の合成
窒素環境でシアヌリッククロライド(35g、189.58mmol)を無水テトラヒドロフラン750mLに入れて溶かした後、ドライアイスとアセトンを用いて反応温度を−60℃以下に冷却する。フェニルマグネシウムブロミド(1M溶液 in THF)(199mL、199.06mmol)溶液を徐々に滴下する。温度を常温に上げて5時間攪拌する。反応物を水に注いで反応を終結し、溶媒を除去した後、ジクロロメタンとヘキサンを用いて再結晶して中間体I−10を33g(77%)を得た。
第2段階:中間体I−11の合成
窒素環境で前記中間体I−10(28.2g、124.65mmol)と3−ビフェニルボロン酸(30.2g、137.12mmol)を用いて前記化合物1の合成法と同一な合成法を用いて中間体I−11を25g(58%)を得た。
第3段階:中間体I−12の合成
窒素環境で前記中間体I−11(23.4g、68.04mmol)と3−クロロフェニルボロン酸(13g、74.85mmol)を用いて前記化合物1の合成法と同一な合成法を用いて中間体I−12を25g(88%)を得た。
第4段階:中間体I−13の合成
窒素環境で前記中間体I−12(23.5g、55.87mmol)を用いて前記中間体I−4の合成法と同一な合成法を用いて中間体I−13を21g(74%)を得た。
第5段階:化合物7の合成
窒素環境で前記中間体I−13(13g、25.45mmol)と中間体I−3(16.7g、27.99mmol)を用いて前記化合物1の合成法と同一な合成法を用いて化合物7を16g(75%)を得た。
LC Mass(理論値:842.04g/mol、測定値:M+H=843.03g/mol)
合成例5:化合物13の合成
第1段階:中間体I−14の合成
窒素環境で前記中間体I−2(10.3g、56.93mmol)と3,4−ジフェニル−2,5−(2−ピリジル)シクロペンタジオン(J.Org.Chem.40、3514〜3518、1975)(20g、51.75mmol)を用いて前記中間体I−3の合成法と同一な合成法を用いて中間体I−14を16g(57%)を得た。
第2段階:中間体I−15の合成
窒素環境で前記中間体I−14(15.8g、29.23mmol)を用いて前記中間体I−4の合成法と同一な合成法を用いて中間体I−15を12.5g(73%)を得た。
第3段階:化合物13の合成
窒素環境で前記中間体I−15(12g、20.46mmol)と2−(3−ブロモフェニル)−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(9.7g、22.51mmol)を用いて前記化合物1の合成法と同一な合成法を用いて化合物13を10g(64%)を得た。
LC Mass(理論値:767.92g/mol、測定値:M+H=768.91g/mol)
合成例6:化合物31の合成
第1段階:中間体I−16の合成
窒素環境で2−クロロ4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(33.4g、124.65mmol)と2−クロロフェニルボロン酸(26g、149.58mmol)を用いて前記化合物1の合成法と同一な合成法を用いて中間体I−16を33g(77%)を得た。
第2段階:中間体I−17の合成
窒素環境で前記中間体I−16(31.6g、91.88mmol)を用いて前記中間体I−4の合成法でトリシクロヘキシルホスフィン(2.58g、9.19mmol)を追加的に用いること以外には同様な方法を用いて中間体I−17を25g(63%)を得た。
第3段階:化合物31の合成
窒素環境で前記中間体I−17(12.2g、27.98mmol)と中間体I−3(18.4g、30.77mmol)を用いて前記化合物1の合成法と同一な合成法を用いて化合物31を13g(61%)を得た。
LC Mass(理論値:765.94g/mol、測定値:M+H=766.92g/mol)
合成例7:化合物55の合成
窒素環境で前記中間体I−4(17.3g、29.48mmol)と2−(3−ブロモフェニル)−1−フェニル−1H−ベンズイミダゾール(12.6g、32.43mmol)を用いて前記化合物1の合成法と同一な合成法を用いて化合物55を16g(75%)を得た。
LC Mass(理論値:726.90g/mol、測定値:M+H=727.88g/mol)
(第2ホスト)
合成例8:化合物C−1の合成
窒素環境で前記化合物フェニルカルバゾリルボロン酸(10g、34.83mmol)をトルエン(Toluene)0.2Lに溶かした後、ここに2−ブロモトリフェニレン(11.77g、38.31mmol)とテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0.80g、0.7mmol)を入れて攪拌した。水に飽和された炭酸カリウム(14.44g、104.49mmol)を入れて120℃で12時間加熱して還流させた。反応完了後、反応液に水を入れてジクロロメタン(DCM)で抽出した後、無水MgSOで水分を除去した後、フィルターし減圧濃縮した。このように得られた残留物をフラッシュカラムクロマトグラフィーで分離精製して前記化合物C−1(14.4g、88%)を得た。
LC Mass(理論値:469.57g/mol、測定値:M+H=470.55g/mol)
合成例9:化合物B−1の合成
9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イルボロン酸(9−phenyl−9H−carbazol−3−yl boronic acid、−TCI)10g(34.83mmol)、3−ブロモカルバゾール(3−bromocarbazole、Aldrich)、11.77g(38.31mmol)および炭酸カリウム14.44g(104.49mmol)、テトラキス−(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.80g(0.7mmol)をトルエン140ml、蒸溜水50mlに懸濁させた後、12時間還流攪拌した。次に、ジクロロメタンと蒸溜水で抽出し、有機層をシリカゲルフィルターする。次に、反応終結後、反応物にメタノールに注いで生成される固形物をフィルターした後、固形物を再びクロロベンゼンに溶かして活性炭と無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌する。溶液をフィルターした後、クロロベンゼンとメタノールを利用して再結晶して化合物J を22.6g(68%)を得た。
第2段階:化合物B−1の合成
化合物Jで表される化合物22.42g(54.88mmol)、2−ブロモ−4,6−ジフェニルピリジン(2−bromo−4,6−diphenylpyridine、化合物B20.43g(65.85mmol)およびtert−ブトキシナトリウム7.92g(82.32mmol)をトルエン400ml溶かした後、パラジウムジベンジリデンアミン1.65g(1.65mmol)とtert−ブチルホスフィン1.78g(4.39mmol)を滴下する。反応溶液を窒素気流下で12時間110℃で加熱して攪拌した。反応終結後、反応物にメタノールを注いで生成される固形物をフィルターした後、固形物を再びクロロベンゼンに溶かして活性炭と無水硫酸マグネシウムを入れて攪拌する。溶液をフィルターした後、クロロベンゼンとメタノールを利用して再結晶して化合物B−1を28.10g(80%)を得た。
LC Mass(理論値:637.77g/mol、測定値:M+H=638.75g/mol)
合成例10:化合物B−31の合成
4−ビフェニルカルバゾリルブロマイド17.88g(44.9mmol)、3−ビフェニルカルバゾリルボロン酸13g(49.4mmol)、炭酸カリウム18.6g(134.61mmol)およびテトラキス−(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)1.55g(1.35mmol)をトルエン180ml、蒸溜水70mlに懸濁させた後、12時間還流攪拌した。次に、ジクロロメタンと蒸溜水で抽出し、有機層をシリカゲルフィルターする。次に、有機溶液を除去し、生成物固体をジクロロメタンとn−ヘキサンで再結晶して化合物B−31を21.3g(収率:75%)を得た。
LC Mass(理論値:636.78g/mol、測定値:M+H=637.77g/mol)
合成例11:化合物B−166の合成
窒素環境で4−ブロモ−1,1':4',1”−テルフェニル(4−bromo−1,1':4',1”−terphenyl)15.26g(49.36mmol)と中間体(J)18.3g(44.87mmol)を用いて化合物B−1と同様な方法で合成して化合物B−166を21.3g(75%)を得た。
LC Mass(理論値:636.78g/mol、測定値:M+H=637.76g/mol)
合成例12:化合物B−154の合成
第1段階:中間体1の合成
3−ブロモ−N−フェニルカルバゾール(3−bromo−N−phenyl carbazole)43.2g(134.2mmol)とフェニルボロン酸(phenylboronic acid)18g(147.6mmol)を用いて中間体Jと同様な方法で合成して中間体1を32g(75%)を得た。
第2段階:中間体2の合成
中間体1 34.4g(107.6mmol)を500mLのジクロロメタンに溶かした後、N−ブロモベンズイミド(N−Bromosuccinimide)19.2g(107.6mmol)を入れた後、常温で8時間攪拌して中間体2 35g(82%)を得た。
第3段階:中間体3の合成
3−ブロモカルバゾール(3−Bromocarbazole)17.65g(71.74mmol)と4−ヨードビフェニル(4−Iodobiphenyl)22g(78.91mmol)を用いて化合物B−1と同様な方法で合成して中間体3を15g(53%)を得た。
第4段階:中間体4の合成
中間体3 20.1g(50.5mmol)とビス(ピナコラト)ジボロン19.2g(75.8mmol)を用いて中間体1−4と同様な方法で合成して中間体4を20g(89%)を得た。
第5段階:化合物B−154の合成
中間体2 13g(33.1mmol)と中間体4 16.2g(36.4mmol)を用いて中間体Jと同様な方法で合成して化合物B−154を18g(84%)を得た。
LC Mass(理論値:636.78g/mol、測定値:M+H=637.77g/mol)
合成例13:化合物B−156の合成
第1段階:中間体5の合成
中間体3 43.2g(108.4mmol)とフェニルボロン酸(phenylboronic acid)14.5g(119mmol)を用いて中間体Jと同様な方法で合成して中間体5を33g(77%)を得た。
第2段階:中間体6の合成
中間体5 29.8g(75.28mmol)とN−ブロモベンズイミド(N−Bromosuccinimide)14g(75.28mmol)を用いて中間体2と同様な方法で合成して中間体6を29g(81%)を得た。
第3段階:化合物B−156の合成
N−Phenylcarbazoe−3−yl−boronic acid 9.7g(33.65mmol)と中間体6 16g(33.65mmol)を用いて中間体Jと同様な方法で合成して化合物B−156を17g(79%)を得た。
LC Mass(理論値:636.78g/mol、測定値:M+H=637.77g/mol)
合成例14:化合物E−1の合成
第1段階:化合物Kの合成
フェニルヒドラジン塩酸塩(phenylhydrazine hydrochloride)を蒸溜水に溶かした後、2MのNaOH水溶液を入れる。生成された固体をフィルターしてフェニルヒドラジン(phenylhydrazine)を得る。窒素環境で前記化合物cyclohexane−1,3−dione(30g、267.5mmol)をエタノール1000mlに溶かしたフェニルヒドラジン(phenylhydrazine)を徐々に入れた後、20分間反応させた。反応完了後、氷水を入れる。生成された固体をエタノールで洗浄してフィルターする。減圧乾燥して化合物K(46.2g、38%)を得た。
第2段階:化合物Lの合成
窒素環境0℃で前記化合物K(46.2g、102.6mmol)を酢酸と硫酸混合溶液(1:4)140mlに徐々に入れる。5分攪拌後、急速に50℃に上げた後、110℃まで徐々に上げる。20分後に常温で冷却し、12時間攪拌する。エタノールを入れて一時間後に固体が生成し、生成された固体を減圧フィルターし中性に作る。減圧乾燥すれば前記化合物L(21.7g、51%)を得た。
第3段階:化合物E−1の合成
窒素環境で前記化合物L(10g、39.0mmol)、ヨードベンゼン(10.4ml、93.6mmol)と18−クラウン−6(18−crown−6)(4.2g、15.6mmol)、銅(3g、46.8mmol)、炭酸カリウム(48.6g、351mmol)を入れて180℃で20時間加熱して還流させた。反応完了後、反応液に水を入れて酢酸エチル(e.a)で抽出した後、無水MgSOで水分を除去した後、フィルターし減圧濃縮した。このように得られた残留物をフラッシュカラムクロマトグラフィーで分離精製して前記化合物E−1(6.7g、17.3%)を得た。
LC Mass(理論値:408.49g/mol、測定値:M+H=409.45g/mol)
(有機発光素子の作製:発光層素子1)
実施例1
合成例1で得られた化合物1をホストとして用い、Ir(PPy)をドーパントとして用いて有機発光素子を作製した。
陽極としては、ITOを1000Åの厚さに用い、陰極としては、アルミニウム(Al)を1000Åの厚さに用いた。具体的に、有機発光素子の製造方法を説明すると、陽極は15Ω/cmの面抵抗値を有するITOガラス基板を50mm×50mm×0.7mmの大きさで切断してアセトンとイソプロピルアルコールと精製水の中で各15分間超音波洗浄した後、30分間UVオゾン洗浄して用いた。
前記基板上部に真空度650×10−7Pa、蒸着速度0.1〜0.3nm/sの条件でN4,N4'−di(naphthalen−1−yl)−N4,N4'−diphenylbiphenyl−4,4'−diamine(NPB)(80nm)を蒸着して800Åの正孔輸送層を形成した。次に、同一な真空蒸着条件で合成例1で得られた化合物1を利用して膜の厚さ300Åの発光層を形成し、この時、燐光ドーパントであるIr(PPy)を同時に蒸着した。この時、燐光ドーパントの蒸着速度を調節して、発光層の全体量を100重量%にした時、燐光ドーパントの配合量が10重量%になるように蒸着した。
前記発光層上部に同一な真空蒸着条件を利用してBis(2−methyl−8−quinolinolate)−4−(phenylphenolato)aluminium(BAlq)を蒸着して膜の厚さ50Åの正孔阻止層を形成した。次に、同一な真空蒸着条件でAlq3を蒸着して、膜の厚さ200Åの電子輸送層を形成した。前記電子輸送層上部に陰極としてLiFとAlを順次に蒸着して有機光電素子を作製した。
前記有機光電素子の構造は、ITO/NPB(80nm)/EML(化合物1(90重量%)+Ir(PPy)(10重量%)、30nm)/BAlq(5nm)/Alq3(20nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)の構造で作製した。
実施例2
合成例1の化合物1の代わりに合成例2の化合物3を用いたことを除き、実施例1と同様な方法で有機発光素子を製造した。
実施例3
合成例1の化合物1の代わりに合成例3の化合物2を用いたことを除き、実施例1と同様な方法で有機発光素子を製造した。
実施例4
合成例1の化合物1の代わりに合成例4の化合物7を用いたことを除き、実施例1と同様な方法で有機発光素子を製造した。
実施例5
合成例1の化合物1の代わりに合成例5の化合物13を用いたことを除き、実施例1と同様な方法で有機発光素子を製造した。
実施例6
合成例1の化合物1の代わりに合成例6の化合物31を用いたことを除き、実施例1と同様な方法で有機発光素子を製造した。
実施例7
合成例1の化合物1の代わりに合成例7の化合物55を用いたことを除き、実施例1と同様な方法で有機発光素子を製造した。
比較例1
合成例1の化合物1の代わりに下記構造のCBPを用いたことを除き、実施例1と同様な方法で有機発光素子を製造した。
前記有機発光素子の作製に用いられたNPB、BAlq、CBPおよびIr(PPy)の構造は下記のとおりである。
評価
実施例1〜7と比較例1による有機発光素子の電圧に応じた電流密度の変化、輝度の変化および発光効率を測定した。
具体的な測定方法は下記のとおりであり、その結果は表1に示した。
(1)電圧変化に応じた電流密度の変化測定
製造された有機発光素子に対して、電圧を0Vから10Vまで上昇させながら電流−電圧計(Keithley 2400)を利用して単位素子に流れる電流値を測定し、測定された電流値を面積で割って結果を得た。
(2)電圧変化に応じた輝度の変化測定
製造された有機発光素子に対して、電圧を0Vから10Vまで上昇させながら輝度計(Minolta Cs−1000A)を利用してその時の輝度を測定して結果を得た。
(3)発光効率の測定
前記(1)および(2)から測定された輝度と電流密度および電圧を利用して同一の電流密度(10mA/cm)の電流効率(cd/A)を計算した。
(4)寿命の測定
輝度(cd/m)を5000cd/mに維持し、電流効率(cd/A)が90%に減少する時間を測定して結果を得た。
表1を参照すると、実施例1〜7による有機発光素子は、比較例1による有機発光素子と比較して優れた水準の駆動電圧および効率を有し、寿命特性が改善されたことを確認することができる。前述のようにバルキーな置換体により相対的に平面であるヘテロ環部分のスタッキングにより電子の注入および移動が容易になり、駆動電圧が減少したと見られるが、実施例1と実施例4の比較で相対的に分子間スタッキングがより有利なビフェニル置換基を末端に有する実施例4の駆動電圧がより低いことを確認することができる。一方、オルト(ortho)結合を有する実施例6の場合も、オルト結合により分子構造が折られた形態になり、これはET特性置換体であるヘテロ環部分のスタッキングを有利にさせて駆動電圧が実施例1よりも低いと考えられる。
(有機発光素子の作製:発光層素子2)
実施例8
ITO(Indium tin oxide)が1500Åの厚さに薄膜コーティングされたガラス基板を蒸溜水超音波で洗浄した。蒸溜水洗浄が終わるとイソプロピルアルコール、アセトン、メタノールなどの溶剤で超音波洗浄を行い、乾燥させた後、プラズマ洗浄機に移送させた後、酸素プラズマを利用して前記基板を10分間洗浄した後、真空蒸着器に基板を移送した。このように準備されたITO透明電極を陽極として用いてITO基板上部に化合物Aを真空蒸着して700Åの厚さの正孔注入層を形成し、前記注入層上部に化合物Bを50Åの厚さに蒸着した後、化合物Cを1020Åの厚さに蒸着して正孔輸送層を形成した。正孔輸送層上部に合成例1で得た化合物1と第2ホスト化合物の合成例9で得た化合物B−1を同時にホストとして用い、ドーパントとしてトリス(2−フェニルピリジン)イリジウム(III)[Ir(ppy)]を10wt%にドーピングして真空蒸着で400Åの厚さの発光層を形成した。ここで化合物1と化合物B−1は1:1比率で用いられた。
次に、前記発光層上部に化合物DとLiqを同時に1:1比率で真空蒸着して300Åの厚さの電子輸送層を形成し、前記電子輸送層上部に15ÅのLiqと1200ÅのAlを順次に真空蒸着して陰極を形成することによって有機発光素子を作製した。
前記有機発光素子は、5層の有機薄膜層を有する構造からなっており、具体的に次のとおりである。
ITO/化合物A(700Å)/化合物B(50Å)/化合物C(1020Å)/EML[化合物1:B−1:Ir(ppy)=45wt%:45wt%:10wt%](400Å)/化合物D:Liq(300Å)/Liq(15Å)/Al(1200Å)の構造で作製した。
化合物A:N4,N4’−diphenyl−N4,N4’−bis(9−phenyl−9H−carbazol−3−yl)biphenyl−4,4’−diamine
化合物B:1,4,5,8,9,11−hexaazatriphenylene−hexacarbonitrile(HAT−CN),
化合物C:N−(biphenyl−4−yl)−9,9−dimethyl−N−(4−(9−phenyl−9H−carbazol−3−yl)phenyl)−9H−fluoren−2−amine
化合物D:8−(4−(4,6−di(naphthalen−2−yl)−1,3,5−triazin−2−yl)phenyl)quinoline
実施例9
化合物1と化合物B−31を1:1重量比で用いたことを除き、実施例8と同様な方法で有機発光素子を作製した。
実施例10
化合物1と化合物B−154を1:1重量比で用いたことを除き、実施例8と同様な方法で有機発光素子を作製した。
実施例11
化合物2と化合物B−31を1:1重量比で用いたことを除き、実施例8と同様な方法で有機発光素子を作製した。
実施例12
化合物2と化合物B−166を1:1重量比で用いたことを除き、実施例8と同様な方法で有機発光素子を作製した。
実施例13
化合物3と化合物B−156を1:1重量比で用いたことを除き、実施例8と同様な方法で有機発光素子を作製した。
実施例14
化合物7と化合物C−1を1:1重量比で用いたことを除き、実施例8と同様な方法で有機発光素子を作製した。
実施例15
化合物7と化合物B−31を1:1重量比で用いたことを除き、実施例8と同様な方法で有機発光素子を作製した。
実施例16
化合物31と化合物E−1を1:1重量比で用いたことを除き、実施例8と同様な方法で有機発光素子を作製した。
比較例2
CBPを単独ホストとして用いたことを除き、実施例8と同様な方法で有機発光素子を作製した。
比較例3
B−1を単独ホストとして用いたことを除き、実施例8と同様な方法で有機発光素子を作製した。
比較例4
B−31を単独ホストとして用いたことを除き、実施例8と同様な方法で有機発光素子を作製した。
評価
実施例8〜16、および比較例2〜4による有機発光素子の発光効率および寿命特性を評価した。
具体的な測定方法は、下記のとおりであり、その結果は表2に示した。
(1)電圧変化に応じた電流密度の変化測定
製造された有機発光素子に対して、電圧を0Vから10Vまで上昇させながら電流−電圧計(Keithley 2400)を利用して単位素子に流れる電流値を測定し、測定された電流値を面積で割って結果を得た。
(2)電圧変化に応じた輝度の変化測定
製造された有機発光素子に対して、電圧を0Vから10Vまで上昇させながら輝度計(Minolta Cs−1000A)を利用してその時の輝度を測定して結果を得た。
(3)発光効率の測定
前記(1)および(2)から測定された輝度と電流密度および電圧を利用して同一の電流密度(10mA/cm2)の電流効率(cd/A)を計算した。
(4)寿命の測定
輝度(cd/m)を6000cd/mに維持し、電流効率(cd/A)が97%に減少する時間を測定して結果を得た。
表2を参照すると、実施例8〜16による有機発光素子は、比較例2〜4による有機発光素子と比較して発光効率および寿命特性が顕著に改善されたことを確認することができる。
(有機発光素子の作製:電子輸送補助層素子)
実施例17
ITO(Indium tin oxide)が1500Åの厚さに薄膜コーティングされたガラス基板を蒸溜水超音波で洗浄した。蒸溜水洗浄が終わるとイソプロピルアルコール、アセトン、メタノールなどの溶剤で超音波洗浄を行い、乾燥させた後、プラズマ洗浄機に移送させた後、酸素プラズマを利用して前記基板を10分間洗浄した後、真空蒸着器に基板を移送した。このように準備されたITO透明電極を陽極として用い、ITO基板上部に化合物Aを真空蒸着して700Åの厚さの正孔注入層を形成し、前記注入層上部に化合物Bを50Åの厚さに蒸着した後、化合物Cを1020Åの厚さに蒸着して正孔輸送層を形成した。その上に青色蛍光発光ホストおよびドーパントとしてBH113およびBD370(購入先:SFC社)をドーパント濃度5wt%にドーピングして真空蒸着で200Åの厚さの発光層を形成した。その後、前記発光層上部に化合物1を真空蒸着して50Åの厚さの電子輸送補助層を形成した。電子輸送補助層は、化学式Iで表される物質を単独で用いることもでき、グループB、C、D、Eの化合物と混合して用いることもできる。前記電子輸送補助層上部に化合物DとLiqを同時に1:1重量比で真空蒸着して300Åの厚さの電子輸送層を形成し、前記電子輸送層上部に15ÅのLiqと1200ÅのAlを順次に真空蒸着して陰極を形成することによって有機発光素子を作製した。前記有機発光素子は、5層の有機薄膜層を有する構造からなっており、具体的にITO/化合物A(700Å)/化合物B(50Å)/化合物C(1020Å)/EML[BH113:BD370=95:5(wt:wt)](200Å)/化合物1(50Å)/化合物D:Liq(300Å)=1:1/Liq(15Å)/Al(1200Å)の構造で作製した。
化合物A:N4,N4’−diphenyl−N4,N4’−bis(9−phenyl−9H−carbazol−3−yl)biphenyl−4,4’−diamine
化合物B:1,4,5,8,9,11−hexaazatriphenylene−hexacarbonitrile(HAT−CN),
化合物C:N−(biphenyl−4−yl)−9,9−dimethyl−N−(4−(9−phenyl−9H−carbazol−3−yl)phenyl)−9H−fluoren−2−amine
化合物D:8−(4−(4,6−di(naphthalen−2−yl)−1,3,5−triazin−2−yl)phenyl)quinoline
実施例18
化合物3を用いたことを除き、実施例17と同様な方法で有機発光素子を作製した。
実施例19
化合物2を用いたことを除き、実施例17と同様な方法で有機発光素子を作製した。
実施例20
化合物7を用いたことを除き、実施例17と同様な方法で有機発光素子を作製した。
比較例5
電子輸送補助層を用いないことを除き、実施例17と同様な方法で有機発光素子を製造した。
評価
実施例17〜20および比較例5で製造された有機発光素子に対して電圧に応じた電流密度の変化、輝度の変化および発光効率を測定した。
具体的な測定方法は下記のとおりであり、その結果は表3に示した。
(1)電圧変化に応じた電流密度の変化測定
製造された有機発光素子に対して、電圧を0Vから10Vまで上昇させながら電流−電圧計(Keithley 2400)を利用して単位素子に流れる電流値を測定し、測定された電流値を面積で割って結果を得た。
(2)電圧変化に応じた輝度の変化測定
製造された有機発光素子に対して、電圧を0Vから10Vまで上昇させながら輝度計(MinoltaCs−1000A)を利用してその時の輝度を測定して結果を得た。
(3)発光効率の測定
前記(1)および(2)から測定された輝度と電流密度および電圧を利用して同一の電流密度(10mA/cm2)の電流効率(cd/A)を計算した。
(4)寿命の測定
製造された有機発光素子に対してPolarOnyx寿命の測定システムを用いて実施例17〜20および比較例5の素子を初期輝度(cd/m2)を750cd/mに発光させ、時間経過に応じた輝度の減少を測定して初期輝度に比べて97%に輝度が減少した時点をT97寿命に測定した。
表3を参照すると、実施例17〜20による有機発光素子は、比較例5による有機発光素子とそれぞれ比較して発光効率および寿命特性が同時に改善されたことを確認することができる。
本発明は、前記実施例に限定されず、互いに異なる多様な形態に製造することができ、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明の技術的な思想や必須の特徴を変更することなく他の具体的な形態に実施可能であることを理解するはずである。したがって、以上で記述した実施例は、すべての面で例示的なものであり、限定的なものではないことを理解しなければならない。
31 正孔輸送層、
33 正孔輸送補助層、
34 電子輸送層、
35 電子輸送補助層、
36 電子注入層、
37 正孔注入層、
100、200、300、400 有機発光素子、
105 有機層、
110 陰極、
120 陽極、
130 発光層、
140 正孔補助層。

Claims (18)

  1. 下記の化学式Iで表される有機光電子素子用化合物。

    (前記化学式Iで、
    〜X11は、それぞれ独立して、C、またはCRであり、
    は、それぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C30アルキル基、置換もしくは非置換のC3〜C30シクロアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C30アリール基、置換もしくは非置換のC2〜C30ヘテロ環基、置換もしくは非置換のC6〜C30アリールアミン基、置換もしくは非置換のC1〜C30アルコキシ基、置換もしくは非置換のC3〜C40シリル基、置換もしくは非置換のC3〜C40シリルオキシ基、置換もしくは非置換のC1〜C30アルキルチオール基、置換もしくは非置換のC6〜C30アリールチオール基、ハロゲン基、ハロゲン含有基、シアノ基、ヒドロキシル基、アミノ基、ニトロ基、またはこれらの組み合わせであり、
    〜Rは、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC6〜C30アリール基であり
    〜eは、それぞれ独立して、0または1の整数であるが、
    4≦a+b+c+d+e≦5であり、
    Lは、単一結合、または置換もしくは非置換のC6〜C30アリーレン基であり、
    ETは、カルバゾリル基を除いた少なくとも一つのNを含む置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
    ここで「置換」とは、少なくとも一つの水素が重水素、ハロゲン基、ヒドロキシ基、アミノ基、C1〜C30アミン基、ニトロ基、C1〜C40シリル基、C1〜C30アルキル基、C1〜C10アルキルシリル基、C6〜C30アリールシリル基、C3〜C30シクロアルキル基、C2〜C30ヘテロシクロアルキル基、C6〜C30アリール基、C2〜C30ヘテロアリール基、C1〜C20アルコキシ基、フルオロ基、C1〜C10トリフルオロアルキル基またはシアノ基で置換されたものを意味する。)
  2. 下記の化学式I−1〜I−3のうちのいずれか一つで表される、請求項1に記載の有機光電子素子用化合物。

    (前記化学式I−1〜I−3で、
    〜X、X〜X11、R〜R、a〜e、L、およびETは、請求項1に記載の定義と同意義である。)
  3. 前記化学式I−1で表される化合物は、下記の化学式I−1a〜I−1fのうちのいずれか一つで表される、請求項2に記載の有機光電子素子用化合物。


    (前記化学式I−1a〜I−1fで、
    、X、X、X、およびX〜X11は、それぞれ独立して、C、またはCRであり、
    〜Rは、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニル基、または置換もしくは非置換のナフチル基であり、
    a〜eは、それぞれ1の整数であり、
    、L、およびETは、請求項1に記載の定義と同意義である。)
  4. 前記化学式I−2で表される化合物は、下記の化学式I−2a〜I−2fのうちのいずれか一つで表される、請求項2に記載の有機光電子素子用化合物。


    (前記化学式I−2a〜I−2fで、
    、X、X、X、およびX〜X11は、それぞれ独立して、C、またはCRであり、
    〜Rは、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニル基、または置換もしくは非置換のナフチル基であり、
    a〜eは、それぞれ1の整数であり、
    、L、およびETは、請求項1に記載の定義と同意義である。)
  5. 前記化学式I−3で表される化合物は、下記の化学式I−3a〜I−3fのうちのいずれか一つで表される、請求項2に記載の有機光電子素子用化合物。


    (前記化学式I−3a〜I−3fで、
    、X、X、X、およびX〜X11は、それぞれ独立して、C、またはCRであり、
    〜Rは、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニル基、または置換もしくは非置換のナフチル基であり、
    a〜eは、それぞれ1の整数であり、
    、L、およびETは、請求項1に記載の定義と同意義である。)
  6. 前記ETは、置換もしくは非置換のイミダゾリル基、置換もしくは非置換のピラゾリル基、置換もしくは非置換のチアゾリル基、置換もしくは非置換のイソチアゾリル基、置換もしくは非置換のオキサゾリル基、置換もしくは非置換のイソキサゾリル基、置換もしくは非置換のピリジニル基、置換もしくは非置換のピラジニル基、置換もしくは非置換のピリミジニル基、置換もしくは非置換のピリダジニル基、置換もしくは非置換のトリアジニル基、置換もしくは非置換のインダゾリル基、置換もしくは非置換のフリニル基、置換もしくは非置換のキノリニル基、置換もしくは非置換のイソキノリニル基、置換もしくは非置換のベンゾキノリニル基、置換もしくは非置換のフタラジニル基、置換もしくは非置換のナフチリジニル基、置換もしくは非置換のキノキサリニル基、置換もしくは非置換のキナゾリニル基、置換もしくは非置換のフェナントリジニル基、置換もしくは非置換のアクリジニル基、置換もしくは非置換のフェナントロリニル基、置換もしくは非置換のフェナジニル基、置換もしくは非置換のベンズイミダゾリル基、置換もしくは非置換のイソベンゾチアゾリル基、置換もしくは非置換のベンズオキサゾリル基、置換もしくは非置換のベンゾチアゾリル基、置換もしくは非置換のベンゾキナゾリニル基、置換もしくは非置換のイソベンゾオキサゾリル基、置換もしくは非置換のトリアゾリル基、置換もしくは非置換のテトラゾリル基、置換もしくは非置換のオキサジアゾリル基、置換もしくは非置換のチアジアゾリル基、置換もしくは非置換のイミダゾピリジニル基、置換もしくは非置換のイミダゾピリミジニル基、またはこれらの組み合わせである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機光電子素子用化合物。
  7. 前記ETは、下記グループIに羅列された置換もしくは非置換の基から選択されるものである、請求項1〜6のいずれか1項に記載の有機光電子素子用化合物。

    (前記グループIで、
    Zは、それぞれ独立して、NまたはCRであり、Zのうちの少なくとも一つは、Nであり、
    WおよびYは、それぞれ独立して、N、O、S、SO、SO、CR、CR、SiRまたはSiRであり、
    ここでR〜Rは、それぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C30アルキル基、置換もしくは非置換のC3〜C30シクロアルキル基、置換もしくは非置換のC3〜C30ヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C30アリール基、置換もしくは非置換のC2〜C30ヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
    *は、隣接した原子との結合サイトであり、前記作用基をなす元素のうちのいずれか一つに位置する。)
  8. 前記グループIに羅列された置換もしくは非置換の基は、下記グループI−1に羅列された置換もしくは非置換の作用基のうちの一つである、請求項7に記載の有機光電子素子用化合物。

    (前記グループI−1で、
    *は、隣接した原子との結合サイトである。)
  9. 前記Lは、単一結合、フェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、クォーターフェニレン基、ペンタレニレン基、インデニレン基、ナフチレン基、フェナレニレン基、フェナントレニレン基、アントラセニレン基、フルオラントレニレン基、トリフェニレニレン基、ピレニレン基、クリセニレン基、またはこれらの組み合わせである、請求項1〜8のいずれか1項に記載の有機光電子素子用化合物。
  10. 前記Lは、単一結合であるか、または下記グループIIに羅列された置換もしくは非置換の基から選択されるものである、請求項1〜9のいずれか1項に記載の有機光電子素子用化合物。

    (*および*′は、互いに独立して、隣接した原子との結合サイトである。)
  11. 下記グループ1に羅列された化合物のうちの一つである、請求項1〜10のいずれか1項に記載の有機光電子素子用化合物。


  12. 互いに向き合う陽極および陰極と、
    前記陽極と前記陰極の間に位置する少なくとも一層の有機層とを含み、
    前記有機層は、請求項1〜11のいずれか一項に記載の有機光電子素子用化合物を含む有機光電子素子。
  13. 前記有機光電子素子用化合物は、前記有機層のうちの発光層のホストとして含まれたり、前記有機層の電子輸送補助層に含まれる、請求項12に記載の有機光電子素子。
  14. 前記発光層のホストは、
    下記の化学式IIで表される化合物、および下記の化学式IIIで表されるモイエティと下記の化学式IVで表されるモイエティの組み合わせからなる化合物のうちの少なくとも1種の化合物をさらに含む、請求項13に記載の有機光電子素子。

    (前記化学式IIで、
    は、単一結合、置換もしくは非置換のC1〜C20アルキレン基、置換もしくは非置換のC2〜C20アルケニレン基、置換もしくは非置換のC6〜C30アリーレン基、置換もしくは非置換のC2〜C30ヘテロアリーレン基またはこれらの組み合わせであり、
    Arは、置換もしくは非置換のC6〜C30アリール基、置換もしくは非置換のC2〜C30ヘテロ環基またはこれらの組み合わせであり、
    11〜R14は、それぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C20アルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C50アリール基、置換もしくは非置換のC2〜C50ヘテロ環基またはこれらの組み合わせであり、
    11〜R14およびArのうちの少なくとも一つは、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を含む。)

    (前記化学式IIIおよびIVで、
    およびYは、それぞれ独立して、単一結合、置換もしくは非置換のC1〜C20アルキレン基、置換もしくは非置換のC2〜C20アルケニレン基、置換もしくは非置換のC6〜C30アリーレン基、置換もしくは非置換のC2〜C30ヘテロアリーレン基またはこれらの組み合わせであり、
    ArおよびArは、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC6〜C30アリール基、置換もしくは非置換のC2〜C30ヘテロ環基またはこれらの組み合わせであり、
    15〜R18は、それぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C20アルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C50アリール基、置換もしくは非置換のC2〜C50ヘテロ環基またはこれらの組み合わせであり、
    前記化学式IIIの隣接した二つの*は、前記化学式9の二つの*と結合して融合環を形成し、前記化学式IIIで融合環を形成しない*は、それぞれ独立してCRであり、
    は、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C10アルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C12アリール基、置換もしくは非置換のC2〜C12ヘテロ環基またはこれらの組み合わせである。)
  15. 前記化学式IIで表される化合物は、下記の化学式II−1〜II−3のうちの少なくとも一つで表される、請求項14に記載の有機光電子素子。

    (前記化学式II−1〜II−3で、
    、YおよびYは、それぞれ独立して、単一結合、置換もしくは非置換のC1〜C20アルキレン基、置換もしくは非置換のC2〜C20アルケニレン基、置換もしくは非置換のC6〜C30アリーレン基、置換もしくは非置換のC2〜C30ヘテロアリーレン基またはこれらの組み合わせであり、
    ArおよびArは、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC6〜C30アリール基、置換もしくは非置換のC2〜C30ヘテロ環基またはこれらの組み合わせであり、
    11〜R14およびR19〜R30は、それぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C20アルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C50アリール基、置換もしくは非置換のC2〜C50ヘテロ環基またはこれらの組み合わせであり、
    mは、0〜4の整数のうちの一つであり、
    ここで、「置換」とは、少なくとも一つの水素が重水素、ハロゲン基、ヒドロキシ基、アミノ基、C1〜C30アミン基、ニトロ基、C1〜C40シリル基、C1〜C30アルキル基、C3〜C30シクロアルキル基、C2〜C30ヘテロシクロアルキル基、C6〜C30アリール基、C2〜C30ヘテロ環基、C1〜C20アルコキシ基、フルオロ基、C1〜C10トリフルオロアルキル基またはシアノ基で置換されたものを意味する。)
  16. 前記化学式II−1〜II−3のArおよびArは、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニル基、置換もしくは非置換のビフェニル基、置換もしくは非置換のターフェニル基、置換もしくは非置換のナフチル基、置換もしくは非置換のアントラセニル基、置換もしくは非置換のカルバゾリル基、置換もしくは非置換のベンゾフラニル基、置換もしくは非置換のベンゾチオフェニル基、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ジベンゾフラニル基、置換もしくは非置換のジベンゾチオフェニル基、置換もしくは非置換のピリジニル基、またはこれらの組み合わせである、請求項15に記載の有機光電子素子。
  17. 前記化学式IIIで表されるモイエティと前記化学式IVで表されるモイエティの組み合わせからなる化合物は、下記の化学式III−1〜III−5のうちの少なくとも一つで表される、請求項14〜16のいずれか1項に記載の有機光電子素子。

    (前記化学式III−1〜III−5で、
    およびYは、それぞれ独立して、単一結合、置換もしくは非置換のC1〜C20アルキレン基、置換もしくは非置換のC2〜C20アルケニレン基、置換もしくは非置換のC6〜C30アリーレン基、置換もしくは非置換のC2〜C30ヘテロアリーレン基またはこれらの組み合わせであり、
    ArおよびArは、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のC6〜C30アリール基、置換もしくは非置換のC2〜C30ヘテロ環基またはこれらの組み合わせであり、
    15〜R18は、それぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のC1〜C20アルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C50アリール基、置換もしくは非置換のC2〜C50ヘテロ環基またはこれらの組み合わせであり、
    ここで、「置換」とは、少なくとも一つの水素が重水素、ハロゲン基、ヒドロキシ基、アミノ基、C1〜C30アミン基、ニトロ基、C1〜C40シリル基、C1〜C30アルキル基、C3〜C30シクロアルキル基、C2〜C30ヘテロシクロアルキル基、C6〜C30アリール基、C2〜C30ヘテロ環基、C1〜C20アルコキシ基、フルオロ基、C1〜C10トリフルオロアルキル基またはシアノ基で置換されたものを意味する。)
  18. 請求項12〜17のいずれか1項に記載の有機光電子素子を含む表示装置。
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