JP6976251B2 - 新規な有機化合物および前記有機化合物を含む有機電界発光素子 - Google Patents

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Description

本発明は、有機電界発光素子に使用される新規な有機化合物および前記有機化合物を含む有機電界発光素子に関する。具体的には、本発明は、新規なピレン系有機化合物およびこれを用いた有機電界発光素子に関する。
有機電界発光素子(OLED)は、1987年、Kodak社のC.W.Tangが発光層として芳香族ジアミン(Diアミン)にアルミニウム化合物を用いて最初の有機EL素子(C.W.Tang,S.A.Vanslyke,Applied Physics Letters,第51巻第913ページ、1987年)を開発して以来、多層薄膜構造型有機電界発光素子および有機材料に対する研究が活発に進められている。有機電界発光素子は、既存の液晶表示装置(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、および電界放出ディスプレイ(FED)などの他の平板表示素子に比べて構造が簡単であり、製造工程上多様な利点があり、高い輝度および視野角特性に優れ、応答速度が速く駆動電圧が低くて、壁掛けTVなどの平板ディスプレイまたはディスプレイの背面光、照明、広告板などの光源として製品化されている。
一般的に、有機電界発光素子は、陰極(電子注入電極)と陽極(正孔注入電極)に電圧を印加すると、発光層でホール(Hole)と電子とが接して光を放出する素子で、前記2つの電極の間に複数の有機層を含む構造を有する。この時、有機電界発光素子は、発光層(EML、Light Emitting Layer)のほか、正孔注入層(HIL、Hole Injection Layer)、正孔輸送層(HTL、Hole Transport Layer)、電子輸送層(ETL、Electron Transport Layer)、または電子注入層(EIL、Electron Injection Layer)を含むことができ、発光層の効率を高めるために、必要に応じて、電子阻止層(EBL、Electron Blocking Layer)または正孔阻止層(HBL、Hole Blocking Layer)を追加的に含んでもよい。これらの有機層をすべて含む有機電界発光素子は、陽極/正孔注入層/正孔輸送層/電子阻止層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層/陰極の順に積層された構造を有する。
有機電界発光素子で使用される物質としては、純粋有機物質または有機物質と金属が錯体をなす錯化合物(Organometallic Complex)が大部分を占めており、用途に応じて、正孔注入物質、正孔輸送物質、発光物質、電子輸送物質、電子注入物質などに区分される。ここで、正孔注入物質や正孔輸送物質としては、相対的にイオン化エネルギーの小さい有機物が主に使用されており、電子注入物質や電子輸送物質としては、相対的に電気陰性度の大きい有機物が主に使用されている。その他、発光補助層として使用される物質は、以下の特性を満足させることが好ましい。
第一、有機電界発光素子で使用される物質は、熱的安定性に優れていることが好ましい。有機電界発光素子内では電荷の移動によるジュール熱(Joule Heating)が発生するからである。現在、正孔輸送層物質として主に使用されるTPDまたはNPBの場合、ガラス転移温度(Tg)がそれぞれ60および96と低いため、高い温度で駆動する場合、結晶化が発生して発光効率が減少する現象が発生する。
第二、低電圧駆動を可能にするために、陰極および陽極と隣接する有機物は電荷注入障壁(Injection Barrier)が小さいように設計されなければならず、電荷移動度(Mobility)が高くなければならない。
第三、電極と有機層との界面、有機層と有機層との界面では常にエネルギー障壁が存在して不可欠に電荷が一部蓄積されるため、電気化学的安定性に優れた物質が使用されなければならない。
発光層は、ホスト(host)とドーパント(dopant)の2つの物質から構成され、ドーパントは量子効率が高くなければならず、ホストはドーパントよりエネルギーギャップが大きくてドーパントへのエネルギー遷移がよく起こるようにしなければならない。TV、Mobileなどに使用されるDisplayは、赤色、緑色、青色の3つの色でFull colorを実現しており、発光層はそれぞれ、赤色ホスト/ドーパント、緑色ホスト/ドーパント、そして青色ホスト/ドーパントから構成される。今のところ、青色発光層は、他の色に比べて、寿命、効率および色純度において最も大きく劣っている。
青色ドーパントとして使用される物質は、ペリレン(Perylene)、クマリン(Coumarine)、アントラセン(Anthracene)、ピレン(Pyrene)などが使用されており、これら蛍光性化合物は、光触媒、半導体、電荷輸送分野、結晶学分野、炭素ナノチューブ(CNT)、DNA探針(DNA Probe)、デンドリマー(Dendrimer)などの多様な分野でも使用されている。特に、ピレン系化合物は、他の物質に比べて、発光波長の半値幅(FWHM:Full width at half maximum)が小さくて青色発光層に活発に適用されている。ピレン系化合物を用いた青色発光有機電界発光素子の場合、米国特許第7233019号、韓国公開特許公報第2006−0006760号、第2003−0054519号、第2005−0101026号、第2006−7023411号、第2008−0123423号、第2008−0133717号、第2002−0066342号、第2005−7005834号、第2005−7017372号、第2006−7023676号、第2006−7024933号、第2007−7005909号、第2007−0140174号、第2009−0071884号、第2009−0124172号などに開示されているが、高い量子効率を有し、濃い青色(Deep Blue)を実現可能な物質の開発が求められ続けている。特に、RGBをピクセル化するためにインクジェット(Ink Jet)方式の溶液工程を用いているが、このために、溶解度に優れた物質の開発が切実に求められている状況である。
本発明は、ピレン分子の内部に環化したアルキル基を導入し、分子を非対称構造でデザインすることにより、前述した従来技術の問題点を解決しようとする。
本発明は、分子間のπ−π引力(Interaction)を弱めて物質が低い温度でも昇華および蒸着可能であり、従来の化合物に比べて短い最大発光波長を有することで、より濃い青色を実現する新規な有機化合物を提供しようとする。
本発明はまた、ピレン分子の励起二量体(Excimer)の生成を妨げ、コアの電子密度とドーパントの安定性を増加させて、素子の効率および寿命増加を可能にする有機化合物を提供しようとする。
本発明は、溶液に対する溶解度を改善して既存の青色ドーパント物質が有する工程上の生産性と費用問題を解決し、既存のOLED工程で伴わなければならない蒸着工程ではない溶液工程でも容易に素子を実現することが可能な有機化合物を提供しようとする。
本発明はまた、AM−OLEDに適した濃い青色(Deep Blue)系の青色ホスト/ドーパントシステムを提供することを目的とする。
本発明はさらに、前記有機化合物を用いた有機電界発光素子を提供することを目的とする。
本発明は、下記化学式1で表される新規な有機化合物を提供する。
[化学式1]
Figure 0006976251
ここで、
は、C、CおよびCを含んでC〜Cの飽和もしくは不飽和環を形成し、前記環は、C〜C10アルキルで置換されていてもよいし、
〜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、ニトロ基、シアノ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数3〜30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数7〜30のアラルキル(aralkyl)基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のヘテロアリールアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルシリル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリールシリル基、および置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリールオキシ基からなる群より選択され、
前記R〜Rの置換基は、同一または異なる置換基であってもよいし、それぞれ独立に、重水素、ウレタン基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン基、ヒドロキシ基、カルボキシレート基、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数2〜24のアルキニル基、炭素数3〜30のシクロアルキル基、炭素数2〜30のヘテロアルキル基、炭素数7〜30のアラルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数2〜30のヘテロアリール基、炭素数3〜30のヘテロアリールアルキル基、炭素数1〜30のアルコキシ基、炭素数1〜30のアルキルアミノ基、炭素数6〜30のアリールアミノ基、炭素数6〜30のアラルキルアミノ基、炭素数2〜24のヘテロアリールアミノ基、炭素数1〜30のアルキルシリル基、炭素数6〜30のアリールシリル基、および炭素数6〜30のアリールオキシ基からなる群より選択される。
本発明の他の実現例は、第1電極と、前記第1電極に対向する第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に介在した1つ以上の有機層とを含み、前記1つ以上の有機層は、前記化学式1による有機化合物を1つ以上含む有機電界発光素子を提供する。
本発明に係る有機化合物は、青色ドーパント物質として、発光波長を既存の青色ドーパント対比7nm以上短波長側に移動させることにより、AM−OLEDに適した濃い青色の青色ホスト/ドーパントシステムの製造が可能である。
本発明に係る有機化合物は、ピレン分子の内部に環化したアルキル基を導入し、分子の対称性を低下させて寿命が改善された青色ホスト/ドーパントシステムを提供することができる。
本発明に係る有機化合物は、溶液に対する溶解度の改善による生産工程費用の節減および溶液工程OLED素子の作製に容易である特性を有する。
本発明に係る有機化合物を用いて製造される有機電界発光素子は、優れた色純度、高効率の素子を実現する。
中間体物質AのNMRの結果である。
本発明の一実現例は、下記化学式1で表される新規な有機化合物を提供する。
[化学式1]
Figure 0006976251
ここで、
は、C、CおよびCを含んでC〜Cの飽和もしくは不飽和環を形成し、前記環は、C〜C10アルキルで置換されていてもよいし、
〜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、ニトロ基、シアノ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数3〜30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数7〜30のアラルキル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のヘテロアリールアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルシリル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリールシリル基、および置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリールオキシ基からなる群より選択され、
前記R〜Rの置換基は、同一または異なる置換基であってもよいし、それぞれ独立に、重水素、ウレタン基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン基、ヒドロキシ基、カルボキシレート基、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数2〜24のアルキニル基、炭素数3〜30のシクロアルキル基、炭素数2〜30のヘテロアルキル基、炭素数7〜30のアラルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数2〜30のヘテロアリール基、炭素数3〜30のヘテロアリールアルキル基、炭素数1〜30のアルコキシ基、炭素数1〜30のアルキルアミノ基、炭素数6〜30のアリールアミノ基、炭素数6〜30のアラルキルアミノ基、炭素数2〜24のヘテロアリールアミノ基、炭素数1〜30のアルキルシリル基、炭素数6〜30のアリールシリル基、および炭素数6〜30のアリールオキシ基からなる群より選択される。
本発明の他の実現例は、本発明の前記化学式1で表される有機化合物を含む発光層形成用材料を提供する。
本発明の一実現例において、前記化学式1は、下記化学式2で表される有機化合物であってもよい。
[化学式2]
Figure 0006976251
ここで、
〜Rは、前記化学式1で定義された通りであり、
nは、1〜3の整数であり、
およびR10は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数3〜12のシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルコキシ基、ハロゲン、シアノ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルシリル基、および炭素数6〜30のアリールシリル基からなる群より選択され、
前記RおよびR10の置換基は、同一または異なり、それぞれ独立に、重水素、ウレタン基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン基、ヒドロキシ基、カルボキシレート基、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数2〜24のアルキニル基、炭素数3〜30のシクロアルキル基、および炭素数2〜30のヘテロアルキル基からなる群より選択されてもよい。
本発明の好ましい一実現例によれば、前記化学式1で表される化合物は、下記化学式13で表される化合物であってもよい:
[化学式13]
Figure 0006976251
ここで、
前記R〜R10は、前記化学式1および化学式2で定義された通りである。
本発明の一実現例において、前記R〜Rのうちのいずれか1つは、下記化学式3で表される官能基であってもよい:
[化学式3]
Figure 0006976251
[化学式4]
Figure 0006976251
ここで、
Lは、単一結合、置換もしくは非置換のC−C18アリーレン基、または置換もしくは非置換のC−C18ヘテロアリーレン基であり、
Mは、水素、重水素、または前記化学式4で表される官能基であり、
ArおよびArは、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜24のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数7〜30のアラルキル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基、置換もしくは非置換のC−C30ヘテロアリールアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルシリル基、および炭素数6〜30のアリールシリル基からなる群より選択されるか、前記ArおよびArは、互いに連結されて、1つ以上のN、O、またはSを含む6員〜18員の環を形成してもよいし、
前記L、ArおよびArの置換基は、同一または異なる置換基であってもよいし、それぞれ独立に、重水素、ウレタン基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン基、ヒドロキシ基、カルボキシレート基、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数2〜24のアルキニル基、炭素数3〜30のシクロアルキル基、炭素数2〜30のヘテロアルキル基、炭素数7〜30のアラルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数2〜30のヘテロアリール基、炭素数3〜30のヘテロアリールアルキル基、炭素数1〜30のアルコキシ基、炭素数1〜30のアルキルアミノ基、炭素数6〜30のアリールアミノ基、炭素数6〜30のアラルキルアミノ基、炭素数2〜24のヘテロアリールアミノ基、炭素数1〜30のアルキルシリル基、炭素数6〜30のアリールシリル基、および炭素数6〜30のアリールオキシ基からなる群より選択される。
本発明の好ましい一実現例によれば、前記ArおよびArは、下記化学式5〜10で表される化合物からなる群より選択された置換基であってもよいが、例示に限らない:
[化学式5]
Figure 0006976251
[化学式6]
Figure 0006976251
[化学式7]
Figure 0006976251
[化学式8]
Figure 0006976251
[化学式9]
Figure 0006976251
[化学式10]
Figure 0006976251
ここで、
*は、結合がなされる部分であり、
pは、0〜4の整数であり、
qは、0〜3の整数であり、
は、C(R13)、N、S、およびOからなる群より選択され、
、X、XおよびXは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、C(R13)(R14)、N(R13)、S、およびOからなる群より選択され、
およびXは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、C(R13)またはNであり、
11〜R14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、シアノ基、ニトロ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜24のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数7〜30のアラルキル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基、置換もしくは非置換のC−C30ヘテロアリールアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルシリル基、および炭素数6〜30のアリールシリル基からなる群より選択されるか、
前記R11〜R14の置換基は、同一または異なる置換基であってもよいし、それぞれ独立に、重水素、ウレタン基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン基、ヒドロキシ基、カルボキシレート基、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数2〜24のアルキニル基、炭素数3〜30のシクロアルキル基、炭素数2〜30のヘテロアルキル基、炭素数7〜30のアラルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数2〜30のヘテロアリール基、炭素数3〜30のヘテロアリールアルキル基、炭素数1〜30のアルコキシ基、炭素数1〜30のアルキルアミノ基、炭素数6〜30のアリールアミノ基、炭素数6〜30のアラルキルアミノ基、炭素数2〜24のヘテロアリールアミノ基、炭素数1〜30のアルキルシリル基、炭素数6〜30のアリールシリル基、および炭素数6〜30のアリールオキシ基からなる群より選択される。
本発明の好ましい一実現例によれば、前記ArおよびArは、MのNと互いに連結されて環を形成して、下記化学式11または12で表される化合物であってもよいが、例示に限るものではない:
[化学式11]
Figure 0006976251
[化学式12]
Figure 0006976251
ここで、
およびXは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、C(R15)(R16)、N(R15)、S、およびOからなる群より選択され、
15およびR16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、シアノ基、ニトロ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜24のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数7〜30のアラルキル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基、置換もしくは非置換のC−C30ヘテロアリールアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルシリル基、および炭素数6〜30のアリールシリル基からなる群より選択されるか、
前記R15およびR16の置換基は、同一または異なる置換基であってもよいし、それぞれ独立に、重水素、ウレタン基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン基、ヒドロキシ基、カルボキシレート基、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数2〜24のアルキニル基、炭素数3〜30のシクロアルキル基、炭素数2〜30のヘテロアルキル基、炭素数7〜30のアラルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数2〜30のヘテロアリール基、炭素数3〜30のヘテロアリールアルキル基、炭素数1〜30のアルコキシ基、炭素数1〜30のアルキルアミノ基、炭素数6〜30のアリールアミノ基、炭素数6〜30のアラルキルアミノ基、炭素数2〜24のヘテロアリールアミノ基、炭素数1〜30のアルキルシリル基、炭素数6〜30のアリールシリル基、および炭素数6〜30のアリールオキシ基からなる群より選択される。
本発明の好ましい一実現例によれば、前記化学式1で表される化合物は、下記化合物からなる群より選択されてもよい:
Figure 0006976251
Figure 0006976251
Figure 0006976251
Figure 0006976251
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Figure 0006976251
本発明の化学式Iによる有機化合物は、青色ドーパント物質として使用できる。具体的には、前記有機化合物は、青色ドーパント物質として、発光波長を既存の青色ドーパント対比7nm以上短波長側に移動させることにより、AM−OLEDに適した濃い青色の青色ホスト/ドーパントシステムを提供する。
本発明の化学式1による有機化合物は、ピレン分子コア(Core)の内部に環化合物のアルキル基を導入することにより、ドーパントの励起二量体(Excimer)の生成を妨げ、コアの電子密度とドーパントの安定性を増加させて、素子の効率および寿命を増加させる。
本発明の化学式1による有機化合物は、溶液に対する優れた溶解度を有することにより、溶液工程OLED素子の作製に容易な特性を有し、生産工程費用を減少させる。
本発明の一実現例は、化学式1による有機化合物を含む発光層形成用材料を提供する。前記発光層形成用材料は、通常添加される物質、例えば、公知のドーパントおよびホスト物質を含むことができる。
本発明の一実現例において、ホスト物質は、ナフタレン、アントラセン、ピレン、フェナントレン、フルオランテン、クリセン、ペリレン、ナフタセン、またはペンタセンから選択される1種以上であってもよい。
本発明の一実現例において、前記ドーパントは、青色ドーパント用材料であってもよい。
本発明の他の実現例は、陰極と陽極との間に少なくとも発光層を含む単層または複数層からなる有機薄膜層が積層されている有機電界発光素子において、前記発光層が前記化学式1で表される有機化合物を1種単独でまたは2種以上の組み合わせで含有することを特徴とする有機電界発光素子に関する。
本発明の有機電界発光素子は、陽極(正孔注入電極)、正孔注入層(HIL)、正孔輸送層(HTL)、発光層(EML)、および陰極(電子注入電極)が順次に積層された構造を有することができ、好ましくは、陽極と発光層との間に電子阻止層(EBL)を、そして陰極と発光層との間に電子輸送層(ETL)、電子注入層(EIL)を追加的に含んでもよい。また、陰極と発光層との間に正孔阻止層(HBL)をさらに含んでもよい。以下、本発明の有機電界発光素子について例を挙げて説明する。しかし、下記に例示された内容が本発明の有機電界発光素子を限定するものではない。
本発明に係る有機電界発光素子の製造方法としては、まず、基板の表面に、陽極用物質を通常の方法でコーティングして、陽極を形成する。この時、使用される基板は、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が好ましい。また、陽極用物質としては、透明で導電性に優れた酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化スズ(SnO)、酸化亜鉛(ZnO)などが使用できる。
次に、前記陽極の表面に、正孔注入層(HIL)物質を通常の方法で真空熱蒸着またはスピンコーティングして、正孔注入層を形成する。このような正孔注入層物質としては、銅フタロシアニン(CuPc)、4,4’,4”−トリス(3−メチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(m−MTDATA)、4,4’,4”−トリス(3−メチルフェニルアミノ)フェノキシベンゼン(m−MTDAPB)、スターバースト(starburst)型アミン類である4,4’,4”−トリ(N−カルバゾリル)トリフェニルアミン(TCTA)、4,4’,4”−トリス(N−(2−ナフチル)−N−フェニルアミノ)−トリフェニルアミン(2−TNATA)、または出光社(Idemitsu)から購入可能なIDE406が挙げられる。
前記正孔注入層の表面に、正孔輸送層(HTL)物質を通常の方法で真空熱蒸着またはスピンコーティングして、正孔輸送層を形成する。この時、正孔輸送層物質としては、ビス(N−(1−ナフチル−n−フェニル))ベンジジン(α−NPD)、N,N’−ジ(ナフタレン−1−イル)−N,N’−ビフェニル−ベンジジン(NPB)、またはN,N’−ビフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(TPD)が挙げられる。
前記正孔輸送層の表面に、発光層(EML)物質を通常の方法で真空熱蒸着またはスピンコーティングして、発光層を形成する。この時、使用される発光層物質のうち単独発光物質または発光ホスト物質は、緑色の場合、トリス(8−ヒドロキシキノリノラト)アルミニウム(Alq)などが使用可能であり、青色の場合、Balq(8−ヒドロキシキノリンベリリウム塩)、DPVBi(4,4’−ビス(2,2−ビフェニルエテニル)−1,1’−ビフェニル)系、スピロ(Spiro)物質、スピロ−DPVBi(スピロ−4,4’−ビス(2,2−ビフェニルエテニル)−1,1’−ビフェニル)、LiPBO(2−(2−ベンゾオキサゾリル)−フェノールリチウム塩)、ビス(ビフェニルビニル)ベンゼン、アルミニウム−キノリン金属錯体、イミダゾール、チアゾール、およびオキサゾールの金属錯体などが使用可能である。
発光層物質のうち発光ホストとともに使用可能なドーパントの場合、青色蛍光ドーパントとして、本発明の化合物が好ましく使用可能であり、他の蛍光ドーパントとして、出光社(Idemitsu)から購入可能なIDE102、IDE105、燐光ドーパントとしては、トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム(III)(Ir(ppy)3)、イリジウム(III)ビス[(4,6−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C−2’]ピコリン酸塩(FIrpic)(参照文献[Chihaya Adachi et al.,Appl.Phys.Lett.,2001,79,3082−3084])、プラチナ(II)オクタエチルポルフィリン(PtOEP)、TBE002(コビオン社)などが使用可能である。
選択的には、正孔輸送層と発光層との間に電子阻止層(EBL)を追加的に形成してもよい。
前記発光層の表面に、電子輸送層(ETL)物質を通常の方法で真空熱蒸着またはスピンコーティングして、電子輸送層を形成する。この時、使用される電子輸送層物質の場合、特に制限はなく、好ましくは、トリス(8−ヒドロキシキノリノラト)アルミニウム(Alq3)を使用することができる。
選択的には、発光層と電子輸送層との間に正孔阻止層(HBL)を追加的に形成し、発光層に燐光ドーパントをともに使用することにより、三重項励起子または正孔が電子輸送層に拡散する現象を防止することができる。
前記燐光ドーパントは、化学式1または化学式2で表される有機化合物であってもよい。
正孔阻止層の形成は、正孔阻止層物質を通常の方法で真空熱蒸着およびスピンコーティングして実施することができ、正孔阻止層物質の場合、特に制限されるものではないが、好ましくは、(8−ヒドロキシキノリノラト)リチウム(Liq)、ビス(8−ヒドロキシ−2−メチルキノリノラト)−アルミニウムビフェノキシド(BAlq)、バソクプロイン(bathocuproine、BCP)、およびLiFなどを使用することができる。
前記電子輸送層の表面に、電子注入層(EIL)物質を通常の方法で真空熱蒸着またはスピンコーティングして、電子注入層を形成する。この時、使用される電子注入層物質としては、LiF、Liq、LiO、BaO、NaCl、CsFなどの物質が使用できる。
前記電子注入層の表面に、陰極用物質を通常の方法で真空熱蒸着して、陰極を形成する。
この時、使用される陰極用物質としては、リチウム(Li)、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(Mg)、マグネシウム−インジウム(Mg−In)、マグネシウム−銀(Mg−Ag)などが使用できる。また、全面発光有機電界発光素子の場合、酸化インジウムスズ(ITO)または酸化インジウム亜鉛(IZO)を用いて光が透過可能な透明な陰極を形成することもできる。
前記陰極の表面には、本発明のキャッピング層形成用組成物によってキャッピング層(CPL)が形成されてもよい。
以下、前記化合物の合成方法を代表的な例を挙げて下記に説明する。しかし、本発明の化合物の合成方法が下記例示された方法に限定されるものではなく、本発明の化合物は、下記に例示された方法とこの分野における公知の方法によって製造できる。
<合成例>
中間体Aの合成
Figure 0006976251
4−(6−ブロモピレン−1−イル)−2−メチルブタン−2−オール288.4g(1mol)をトルエン2.8Lに溶かした後、酸を10wt%添加した。Dean−Stark装置を用いて水分を除去しながら、12時間加熱/還流状態で撹拌した。反応完了を確認後、水10Lを入れてトルエン層を抽出した後、水1Lで再びトルエン層を抽出した。抽出した溶液をMgSO処理して残留水分を除去し、真空オーブンにて乾燥した。この後、n−ヘキサンでカラム精製して、化合物A192.0gを71%の収率で得た。
合成例1
化合物1の合成
Figure 0006976251
1,7−ジブロモ−9−イソプロピル−5,5−ジメチル−4,5−ジヒドロ−3H−ベンゾ[cd]ピレン4.70g(10.0mmol)とN−(5−(tert−ブチル)−2−メチルフェニル)−2,4−ジメチルアニリン8.02g(30mmol)をトルエン100mlに溶かした後、NaOtBu5.76g(60.0mmol)、Pd(dba) 0.46g(0.5mmol)、tBuP0.2g(1.0mmol)を添加して、6時間加熱/還流状態で撹拌した。反応完了を確認後、水100mlを入れてトルエン層を抽出した後、水50ml添加して再びトルエン層を抽出した。抽出した溶液をMgSO処理して残留水分を除去し、真空オーブンにて乾燥した。この後、n−ヘキサン/MCでカラム精製して、化合物1 5.06gを60%の収率で得た。
合成例2
化合物2の合成
Figure 0006976251
1,7−ジブロモ−9−イソプロピル−5,5−ジメチル−4,5−ジヒドロ−3H−ベンゾ[cd]ピレン4.70g(10.0mmol)とビス(2,4−ジメチルフェニル)アミン6.76g(30mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で反応して、化合物2 4.93gを65%の収率で得た。
合成例3
化合物3の合成
Figure 0006976251
1,7−ジブロモ−5,5,9−トリメチル−4,5−ジヒドロ−3H−ベンゾ[cd]ピレン4.42g(10.0mmol)とN−(5−(tert−ブチル)−2−メチルフェニル)−2,4−ジメチルアニリン8.02g(30mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で反応して、化合物3 5.05gを62%の収率で得た。
合成例4
化合物4の合成
Figure 0006976251
1,7−ジブロモ−9−イソプロピル−5,5−ジメチル−4,5−ジヒドロ−3H−ベンゾ[cd]ピレン4.70g(10.0mmol)と5−(tert−ブチル)−2−メチル−N−(o−トリル)アニリン7.60g(30mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で反応して、化合物4 4.64gを57%の収率で得た。
合成例5
化合物5の合成

Figure 0006976251
1,7−ジブロモ−9−イソプロピル−5,5−ジメチル−4,5−ジヒドロ−3H−ベンゾ[cd]ピレン4.70g(10.0mmol)と2,6−ジメチル−N−(4−(トリメチルシリル)フェニル)アニリン8.08g(30mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で反応して、化合物5 6.35gを75%の収率で得た。
合成例6
化合物6の合成
Figure 0006976251
1,7−ジブロモ−5,5,9−トリメチル−4,5−ジヒドロ−3H−ベンゾ[cd]ピレン4.42g(10.0mmol)と5−(tert−ブチル)−N−(2,5−ジメチルフェニル)−2−メチルアニリン8.02g(30mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で反応して、化合物6 5.30gを65%の収率で得た。
合成例7
化合物7の合成
Figure 0006976251
1,7−ジブロモ−9−イソプロピル−5,5−ジメチル−4,5−ジヒドロ−3H−ベンゾ[cd]ピレン4.70g(10.0mmol)と4−(tert−ブチル)−2,6−ジメチル−N−フェニルアニリン7.60g(30mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で反応して、化合物7 4.64gを57%の収率で得た。
合成例8
化合物8の合成
Figure 0006976251
1,7−ジブロモ−9−イソプロピル−5,5−ジメチル−4,5−ジヒドロ−3H−ベンゾ[cd]ピレン4.70g(10.0mmol)とN−(4−(tert−ブチル)フェニル)−2,6−ジメチルアニリン7.60g(30mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で反応して、化合物8 4.97gを61%の収率で得た。
合成例9
化合物9の合成
Figure 0006976251
1,7−ジブロモ−9−イソプロピル−5,5−ジメチル−4,5−ジヒドロ−3H−ベンゾ[cd]ピレン4.70g(10.0mmol)と5−(tert−ブチル)−N−(2,5−ジメチルフェニル)−2−メチルアニリン8.02g(30mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で反応して、化合物9 5.56gを66%の収率で得た。
合成例10
化合物10の合成
Figure 0006976251
1,7−ジブロモ−9−イソプロピル−5,5−ジメチル−4,5−ジヒドロ−3H−ベンゾ[cd]ピレン4.70g(10.0mmol)とN−(3,5−ジメチルフェニル)−2,6−ジメチルアニリン6.76g(30mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で反応して、化合物10 4.48gを59%の収率で得た。
合成例17
化合物17の合成
Figure 0006976251
1,7−ジブロモ−9−イソプロピル−5,5−ジメチル−4,5−ジヒドロ−3H−ベンゾ[cd]ピレン4.70g(10.0mmol)とフェニルアミン5.08g(30mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で反応して、化合物17 4.98gを77%の収率で得た。
合成例18
化合物18の合成
Figure 0006976251
1,7−ジブロモ−9−イソプロピル−5,5−ジメチル−4,5−ジヒドロ−3H−ベンゾ[cd]ピレン4.70g(10.0mmol)とビス(4−フルオロフェニル)アミン6.16g(30mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で反応して、化合物18 4.74gを66%の収率で得た。
合成例19
化合物19の合成
Figure 0006976251
1,7−ジブロモ−9−イソプロピル−5,5−ジメチル−4,5−ジヒドロ−3H−ベンゾ[cd]ピレン4.70g(10.0mmol)とジ([1,1’−ビフェニル]−4−イル)アミン9.64g(30mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で反応して、化合物19 5.99gを63%の収率で得た。
合成例21
化合物21の合成
Figure 0006976251
1,7−ジブロモ−9−イソプロピル−5,5−ジメチル−4,5−ジヒドロ−3H−ベンゾ[cd]ピレン4.70g(10.0mmol)とN−フェニルジベンゾ[b,d]チオフェン−4−アミン8.26g(30mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で反応して、化合物21 5.50gを64%の収率で得た。
合成例22
化合物22の合成
Figure 0006976251
1,7−ジブロモ−9−イソプロピル−5,5−ジメチル−4,5−ジヒドロ−3H−ベンゾ[cd]ピレン4.70g(10.0mmol)とN−フェニルピリジン−3−アミン5.11g(30mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で反応して、化合物22 2.14gを33%の収率で得た。
合成例23
化合物23の合成
Figure 0006976251
1,7−ジブロモ−9−イソプロピル−5,5−ジメチル−4,5−ジヒドロ−3H−ベンゾ[cd]ピレン4.70g(10.0mmol)とN−フェニル−4−(トリフルオロメチル)アニリン7.12g(30mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で反応して、化合物23 3.52gを45%の収率で得た。
合成例24
化合物24の合成
Figure 0006976251
1,7−ジブロモ−9−イソプロピル−5,5−ジメチル−4,5−ジヒドロ−3H−ベンゾ[cd]ピレン4.70g(10.0mmol)と9,9−ジメチル−N−フェニル−フルオレン−1−アミン8.56g(30mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で反応して、化合物24 5.28gを60%の収率で得た。
合成例25
化合物25の合成
Figure 0006976251
1,7−ジブロモ−9−イソプロピル−5,5−ジメチル−4,5−ジヒドロ−3H−ベンゾ[cd]ピレン4.70g(10.0mmol)とビス(4−メトキシフェニル)アミン6.88g(30mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で反応して、化合物25 5.45gを71%の収率で得た。
比較合成例1
化合物1−Aの合成
Figure 0006976251
1,6−ジブロモピレン3.60g(10.0mmol)とフェニルアミン5.08g(30mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で反応して、化合物1−A3.86gを72%の収率で得た。
比較合成例2
化合物1−Bの合成
Figure 0006976251
1,6−ジブロモピレン3.60g(10.0mmol)と5−(tert−ブチル)−N−(2,5−ジメチルフェニル)−2−メチルアニリン8.02g(30mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で反応して、化合物1−B 4.76gを65%の収率で得た。
比較合成例3
化合物1−Cの合成
Figure 0006976251
1,6−ジブロモ−3,8−ジエチルピレン4.16g(10.0mmol)と5−(tert−ブチル)−N−(2,5−ジメチルフェニル)−2−メチルアニリン8.02g(30mmol)を用いたことを除けば、合成例1と同様の方法で反応して、化合物1−C 4.73gを60%の収率で得た。
Figure 0006976251
Figure 0006976251
Figure 0006976251
Figure 0006976251
前記表2に記載されているように、本発明の化合物と比較合成例の化合物の最大発光波長を比較した結果、本発明に係る化合物の最大発光波長は、比較合成例の化合物対比、同等波長または短波長であった。
本発明に係る化合物は、ドーパント、特に青色ドーパントとして使用可能であり、従来の化合物に比べて短波長を有するので、濃い青色(Deep Blue)を実現することができる。
有機化合物の溶解度評価
合成例9、比較合成例2および3で合成された化合物について、ヘキサン、トルエン、およびジクロロメタンに対する溶解度を測定した。溶解度の測定は常温で行い、結果は下記の通りである。
Figure 0006976251
表3に記載されているように、従来の青色ドーパントとして使用される化合物1−Bおよび化合物1−Cは、化合物9に比べて溶解度が著しく低かった。
実施例1:有機電界発光素子の製造
光−反射層であるAg合金と有機電界発光素子の陽極であるITO(10nm)が順次に積層された基板を、露光(Photo−Lithograph)工程により、陰極と陽極領域、そして絶縁層に区分してパターニング(Patterning)し、この後、陽極(ITO)の仕事関数(work−function)の増大とdescumを目的としてUV Ozone処理とO2:N2プラズマで表面処理した。その上に、正孔注入層(HIL)として1,4,5,8,9,11−hexaazatriフェニレン−hexacarbonitrile(HAT−CN)を100Åの厚さに形成した。次に、前記正孔注入層の上部に、N4,N4,N4’,N4’−テトラ([1,1’−ビフェニル]−4−イル)−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミンを真空蒸着して、1000Åの厚さの正孔輸送層を形成した。前記正孔輸送層(HTL)の上部に、電子阻止層(EBL)としてN−フェニル−N−(4−(スピロ[ベンゾ[de]アントラセン−7,9’−フルオレン]−2’−イル)フェニル)ジベンゾ[b,d]フラン−4−アミンを150Åの厚さに形成し、前記電子阻止層(EBL)の上部に、Blue発光層のホストとしてα,β−ADNを蒸着させながら、同時にドーパントとして化合物1を4%ドーピングして、200Åの厚さに発光層(EML)を形成した。
その上に、2−(4−(9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン−2−イル)フェニル)−1−フェニル−1H−ベンゾ[d]イミダゾールとLiQを1:1の重量比で混合して、360Åの厚さに電子輸送層(ETL)を蒸着し、陰極としてマグネシウム(Mg)と銀(Ag)を9:1の比率で160Åの厚さに蒸着させた。また、前記陰極上に、キャッピング層(CPL)としてN4,N4’−ジフェニル−N4,N4’−ビス(4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル)−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミンを63〜65nmの厚さに蒸着させた。キャッピング層(CPL)上に、UV硬化型接着剤としてシールキャップ(seal cap)を貼り付けて、大気中のO2や水分から有機電界発光素子を保護できるようにして有機電界発光素子を製造した。
実施例2〜9:有機電界発光素子の製造
ドーパントとして、前記化合物1の代わりに化合物4−5、化合物11−16を用い、前記ドーパントのドーピング量を調節した点を除けば、実施例1と同様の方法を利用して有機電界発光素子を製造した。
比較実施例1:有機電界発光素子の製造
ドーパントとして、前記化合物1の代わりに化合物1−Aを用いた点を除けば、実施例1と同様の方法を利用して有機電界発光素子を製造した。
有機電界発光素子の特性分析
以下、実施例1〜9および比較実施例1で製造した有機電界発光素子を用いて、1000cd/mの輝度で特性を比較して、その結果を下記表4に示した。
Figure 0006976251
前記表4を参照すれば、本発明に係る化合物をドーパントとして用いる場合、従来使用されている化合物に比べて発光効率(Cd/A)が向上したことを確認することができる。
本発明は、有機電界発光素子に使用される新規な有機化合物および前記有機化合物を含む有機電界発光素子に関する。具体的には、本発明は、新規なピレン系有機化合物およびこれを用いた有機電界発光素子に関する。

Claims (8)

  1. 下記化学式1で表される有機化合物:
    [化学式1]
    Figure 0006976251
    ここで、
    nは2の整数であり、
    〜Rは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、化学式3、水素、重水素、ハロゲン、ニトロ基、シアノ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数3〜30のシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数7〜30のアラルキル(aralkyl)基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のヘテロアリールアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルシリル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリールシリル基、および置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリールオキシ基からなる群より選択され、前記RおよびR は、いずれも、下記化学式3で表され、
    [化学式3]
    Figure 0006976251
    [化学式4]
    Figure 0006976251
    ここで、
    Lは、単結合であり、
    Mは、前記化学式4で表される官能基であり、
    ArおよびArは、それぞれ独立に、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜24のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数7〜30のアラルキル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基、置換もしくは非置換のC−C30ヘテロアリールアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルシリル基、および炭素数6〜30のアリールシリル基からなる群より選択されるか、前記ArおよびArは、互いに連結されて、1つ以上のN、O、またはSを含む6員〜18員の環を形成してもよいし、
    記Ar およびArの置換基は、同一または異なる置換基であってもよいし、それぞれ独立に、重水素、ウレタン基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン基、ヒドロキシ基、カルボキシレート基、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数2〜24のアルキニル基、炭素数3〜30のシクロアルキル基、炭素数2〜30のヘテロアルキル基、炭素数7〜30のアラルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数2〜30のヘテロアリール基、炭素数3〜30のヘテロアリールアルキル基、炭素数1〜30のアルコキシ基、炭素数1〜30のアルキルアミノ基、炭素数6〜30のアリールアミノ基、炭素数6〜30のアラルキルアミノ基、炭素数2〜24のヘテロアリールアミノ基、炭素数1〜30のアルキルシリル基、炭素数6〜30のアリールシリル基、および炭素数6〜30のアリールオキシ基からなる群より選択され、
    およびR10は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数3〜12のシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルコキシ基、ハロゲン、シアノ基、置換または非置換の炭素数1〜30のアルキルシリル基、および炭素数6〜30のアリールシリル基からなる群より選択され、
    前記R〜Rの置換基は、同一または異なる置換基であってもよいし、それぞれ独立に、重水素、ウレタン基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン基、ヒドロキシ基、カルボキシレート基、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数2〜24のアルキニル基、炭素数3〜30のシクロアルキル基、炭素数2〜30のヘテロアルキル基、炭素数7〜30のアラルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数2〜30のヘテロアリール基、炭素数3〜30のヘテロアリールアルキル基、炭素数1〜30のアルコキシ基、炭素数1〜30のアルキルアミノ基、炭素数6〜30のアリールアミノ基、炭素数6〜30のアラルキルアミノ基、炭素数2〜24のヘテロアリールアミノ基、炭素数1〜30のアルキルシリル基、炭素数6〜30のアリールシリル基、および炭素数6〜30のアリールオキシ基からなる群より選択され、
    前記RおよびR10の置換基は、同一または異なり、それぞれ独立に、重水素、ウレタン基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン基、ヒドロキシ基、カルボキシレート基、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数2〜24のアルキニル基、炭素数3〜30のシクロアルキル基、および炭素数2〜30のヘテロアルキル基からなる群から選択されてよい。
  2. 前記ArおよびArは、下記化学式5〜10で表される置換基からなる群より選択された置換基である、請求項1に記載の有機化合物:
    [化学式5]
    Figure 0006976251
    [化学式6]
    Figure 0006976251
    [化学式7]
    Figure 0006976251
    [化学式8]
    Figure 0006976251
    [化学式9]
    Figure 0006976251
    [化学式10]
    Figure 0006976251
    ここで、
    *は、結合がなされる部分であり、
    pは、0〜4の整数であり、
    qは、0〜3の整数であり、
    は、C(R13)、N、S、およびOからなる群より選択され、
    、X、XおよびXは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、C(R13)(R14)、N(R13)、S、およびOからなる群より選択され、
    およびXは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、C(R13)またはNであり、
    11〜R14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、シアノ基、ニトロ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜24のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数7〜30のアラルキル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基、置換もしくは非置換のC−C30ヘテロアリールアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルシリル基、および炭素数6〜30のアリールシリル基からなる群より選択されるか、
    前記R11〜R14の置換基は、同一または異なる置換基であってもよいし、それぞれ独立に、重水素、ウレタン基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン基、ヒドロキシ基、カルボキシレート基、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数2〜24のアルキニル基、炭素数3〜30のシクロアルキル基、炭素数2〜30のヘテロアルキル基、炭素数7〜30のアラルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数2〜30のヘテロアリール基、炭素数3〜30のヘテロアリールアルキル基、炭素数1〜30のアルコキシ基、炭素数1〜30のアルキルアミノ基、炭素数6〜30のアリールアミノ基、炭素数6〜30のアラルキルアミノ基、炭素数2〜24のヘテロアリールアミノ基、炭素数1〜30のアルキルシリル基、炭素数6〜30のアリールシリル基、および炭素数6〜30のアリールオキシ基からなる群より選択される。
  3. 前記ArおよびArは、MのNと互いに連結されて環を形成して、下記化学式11または12で表される置換基である、請求項1に記載の有機化合物:
    [化学式11]
    Figure 0006976251
    [化学式12]
    Figure 0006976251
    ここで、
    およびXは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、C(R15)(R16)、N(R15)、S、およびOからなる群より選択され、
    15およびR16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、シアノ基、ニトロ基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜24のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数7〜30のアラルキル基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数2〜30のヘテロアリール基、置換もしくは非置換のC−C30ヘテロアリールアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルシリル基、および炭素数6〜30のアリールシリル基からなる群より選択されるか、
    前記R15およびR16の置換基は、同一または異なる置換基であってもよいし、それぞれ独立に、重水素、ウレタン基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン基、ヒドロキシ基、カルボキシレート基、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数2〜24のアルキニル基、炭素数3〜30のシクロアルキル基、炭素数2〜30のヘテロアルキル基、炭素数7〜30のアラルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数2〜30のヘテロアリール基、炭素数3〜30のヘテロアリールアルキル基、炭素数1〜30のアルコキシ基、炭素数1〜30のアルキルアミノ基、炭素数6〜30のアリールアミノ基、炭素数6〜30のアラルキルアミノ基、炭素数2〜24のヘテロアリールアミノ基、炭素数1〜30のアルキルシリル基、炭素数6〜30のアリールシリル基、および炭素数6〜30のアリールオキシ基からなる群より選択される。
  4. 前記化学式1で表される化合物は、下記化合物からなる群より選択される、請求項1に記載の有機化合物:
    Figure 0006976251
    Figure 0006976251
    Figure 0006976251
    Figure 0006976251
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    Figure 0006976251
    Figure 0006976251
  5. 第1電極と、前記第1電極に対向する第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に介在した1つ以上の有機層とを含み、
    前記1つ以上の有機層は、請求項1に記載の有機化合物を1つ以上含む、有機電界発光素子。
  6. 前記有機層は、電子注入層、電子輸送層、正孔阻止層、電子阻止層、正孔輸送層、および正孔注入層の中から選択された1種以上を追加的に含むことを特徴とする、請求項5に記載の有機電界発光素子。
  7. 前記有機層は、発光層を含む、請求項5に記載の有機電界発光素子。
  8. 前記発光層は、ナフタレン、アントラセン、ピレン、フェナントレン、フルオランテン、クリセン、ペリレン、ナフタセン、およびペンタセンからなる群より選択される1種以上のホストを含み、請求項1に記載の有機化合物の1つ以上をドーパントとして含む、請求項7に記載の有機電界発光素子。
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