JP7084698B2 - 多環化合物及びこれを含む有機電界発光素子 - Google Patents

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Description

本発明は、多環化合物及びこれを含む有機電界発光素子に係る。
近年、映像表示装置として、有機電界発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）の開発が盛んになっている。有機電界発光表示装置は、液晶表示装置等とは異なり、第１電極及び第２電極から注入された正孔及び電子を発光層において再結合させることにより、発光層において有機化合物を含む発光材料を発光させて表示を実現する、いわゆる自発光型の表示装置である。
有機電界発光素子としては、例えば、第１電極、第１電極上に配置された正孔輸送層、正孔輸送層上に配置された発光層、発光層上に配置された電子輸送層、及び電子輸送層上に配置された第２電極で構成された有機素子が公知となっている。第１電極からは、正孔が注入され、注入された正孔は、正孔輸送層を移動して発光層に注入される。一方、第２電極からは電子が注入され、注入された電子は、電子輸送層を移動して発光層に注入される。発光層に注入された正孔と電子とが再結合することによって、発光層内で励起子が生成される。有機電界発光素子は、励起子が基底状態へと遷移することによって発生するエネルギーを利用することにより発光する。なお、有機電界発光素子は、以上に説明した構成に限定されることなく、様々な変更が可能である。
有機電界発光素子を表示装置に応用することにおいて、有機電界発光素子の高発光効率化及び長寿命化が求められており、これを安定的に実現できる有機電界発光素子用材料の開発が要求されている。
米国特許第８０１２６０７号明細書 米国特許第７７８１５７９号明細書 米国特許第７０１４９２５号明細書 特許第５７４７５５５号公報 韓国特許第１０－０７１８１０４号公報 韓国特許第１０－１４７３３０６号公報 韓国公開特許第１０－２０１４－００９６３７２号公報 韓国公開特許第１０－２０１４－０１１９６４２号公報 韓国公開特許第１０－２０１５－００１９７２４号公報
本発明の目的は、多環化合物及びこれを含む有機電界発光素子を提供することにある。より詳細には、本発明の目的は、発光効率及び／又は寿命を向上させることができる多環化合物及びこれを含む有機電界発光素子を提供することにある。
本発明の一実施形態は、下記の化学式（１）で示される多環化合物である。
Figure 0007084698000001
化学式（１）において、Ａｒ1及びＡｒ2は、各々独立に置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、或いは互いに結合して環を形成することができ、Ａは、下記の化学式（２－１）又は化学式（２－２）で示され、
Figure 0007084698000002
Figure 0007084698000003
 化学式（２－１）において、Ｒ1～Ｒ12は、各々独立に水素、重水素、ハロゲン基、シリル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、或いは隣接する基と互いに結合して環を形成し、化学式（２－２）において、Ｗは、水素、重水素、ハロゲン基、シリル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上６０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数５以上６０以下のヘテロアリール基であり、ｐは、０以上８以下の整数であり、ｐが２以上である場合、複数のＷは、互いに同一であるか、或いは異なる。
化学式（１）は、下記の化学式（３）で示されてもよい。
Figure 0007084698000004
化学式（３）において、Ｗ及びｐは、前述と同様であり、ＥはＯ、Ｓ又はＮＲ’であり、ｍは、０又は１であり、Ｚ及びＲ’は、各々独立に下記の化学式（４）で示され、
Figure 0007084698000005
 化学式（４）において、Ｕ1及びＵ2は、各々独立に置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、Ｌ’は、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリーレン基であり、ｎは、各々独立に０又は１であり、ＥがＮＲ’であるとき、ｍは、０であり、ＥがＯ又はＳであるとき、ｍは、１である。
化学式（３）は、下記の化学式（５）で示されてもよい。
Figure 0007084698000006
 化学式（５）において、Ｅ、Ｕ1及びＵ2は、前述と同様である。
化学式（１）において、Ａは、化学式（２－１）で示され、Ａｒ1及びＡｒ2は、各々独立に置換若しくは無置換のフェニル基、置換若しくは無置換のアントラセニル基、置換若しくは無置換のピレニル基、置換若しくは無置換のフェナントリル基、置換若しくは無置換のクリセニル基、置換若しくは無置換のトリフェニレン基、置換若しくは無置換のカルバゾリル基、又は置換若しくは無置換のピリジル基であるか、或いは互いに結合して環を形成する。
化学式（１）は、下記の化学式（６）で示されてもよい。
Figure 0007084698000007
化学式（６）において、Ｌ1及びＬ2は、各々独立に直接結合（ｄｉｒｅｃｔ ｌｉｎｋａｇｅ）、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリーレン基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリーレン基であり、Ａｒ3～Ａｒ6は、各々独立に水素、重水素、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、ａ及びｂは、各々独立に０又は１であり、ａ＋ｂ≠０であり、Ｒ1～Ｒ12は、前述と同様である。
化学式（１）は、下記の化学式（７）で示されてもよい。
Figure 0007084698000008
化学式（７）において、Ａｒ7及びＡｒ8は、各々独立に水素、重水素、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、ｃは、０又は１であり、Ｒ1～Ｒ12は、前述と同様である。
化学式（１）は、下記の化学式（８）で示されてもよい。
Figure 0007084698000009
化学式（８）において、Ａｒ9及びＡｒ10は、各々独立に水素、重水素、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、Ｒ1～Ｒ12は、前述と同様である。
化学式（１）は、下記の化学式（９）で示されてもよい。
Figure 0007084698000010
化学式（９）において、Ｃｙ１及びＣｙ２は、各々独立にヘテロ原子としてＮを１以上３以下含む置換又は無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、ｄ及びｅは、各々独立に０又は１であり、ｄ＋ｅ≠０であり、Ｒ1～Ｒ12は、前述と同様である。
化学式（１）は、下記の化学式（１０）で示されてもよい。
Figure 0007084698000011
化学式（１０）において、Ａｒ11及びＡｒ12は、各々独立に水素、重水素、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、Ｌ3は、直接結合、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリーレン基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリーレン基であり、Ｒ1～Ｒ12は、前述と同様である。
化学式（１）は、下記の化学式（１１）で示されてもよい。
Figure 0007084698000012
化学式（１１）において、Ｃｙ３は、置換若しくは無置換の３環又は４環のアリール基であり、Ｒ1～Ｒ12は、前述と同様である。
化学式（１）は、下記の化学式（１２）で示されてもよい。
Figure 0007084698000013
化学式（１２）において、Ｘは、Ｏ、Ｓ、ＮＲ13、ＣＲ14Ｒ15又はＳｉＲ16Ｒ17であり、Ｒ13～Ｒ17は、各々独立に水素、重水素、ハロゲン基、シリル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、Ａｒ1、Ａｒ2、Ｒ1～Ｒ3及びＲ6～Ｒ12は、前述と同様である。
化学式（１）は、下記の化学式（１３）で示されてもよい。
Figure 0007084698000014
化学式（１３）において、Ｘは、Ｏ、Ｓ、ＮＲ13、ＣＲ14Ｒ15又はＳｉＲ16Ｒ17であり、Ｒ3及びＲ6は、各々独立に置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、Ｒ13～Ｒ17は、各々独立に水素、重水素、ハロゲン基、シリル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、Ａｒ1及びＡｒ2は、前述と同様である。
化学式（１）は、下記の化学式（１４）で示されてもよい。
Figure 0007084698000015
化学式（１４）において、Ｘは、Ｏ、Ｓ、ＮＲ13、ＣＲ14Ｒ15又はＳｉＲ16Ｒ17であり、Ｒ13～Ｒ17は、各々独立に水素、重水素、ハロゲン基、シリル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、Ｒ18及びＲ19は、各々独立に水素、重水素、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、Ａｒ1、Ａｒ2、Ｒ1及びＲ8～Ｒ12は、前述と同様である。
化学式（１）は、下記の化学式（１５）で示されてもよい。
Figure 0007084698000016
化学式（１５）において、Ｘは、Ｏ、Ｓ、ＮＲ13、ＣＲ14Ｒ15又はＳｉＲ16Ｒ17であり、Ｙは、Ｏ、Ｓ、ＮＲ20又は置換若しくは無置換のホスフィンオキシド基であり、Ｒ13～Ｒ17は、各々独立に水素、重水素、ハロゲン基、シリル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、Ｒ20は、水素、重水素、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、Ａｒ1、Ａｒ2、Ｒ1～Ｒ3、Ｒ6、Ｒ7及びＲ10～Ｒ12は、前述と同様である。
化学式（１）は、下記の化学式（１６）で示されてもよい。
Figure 0007084698000017
化学式（１６）において、Ｘは、Ｏ、Ｓ、ＮＲ13、ＣＲ14Ｒ15又はＳｉＲ16Ｒ17であり、Ｒ13～Ｒ17は、各々独立に水素、重水素、ハロゲン基、シリル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、Ｒ1～Ｒ3及びＲ6～Ｒ12は、前述と同様である。
本発明の一実施形態は、第１電極、第１電極上に配置された正孔輸送領域、正孔輸送領域上に配置された発光層、発光層上に配置された電子輸送領域及び電子輸送領域上に配置された第２電極を含み、正孔輸送領域及び発光層の中の少なくとも１つは、前述した本発明の一実施形態に係る多環化合物を含む有機電界発光素子を提供する。
本発明の一実施形態に係る化合物は、有機電界発光素子用の材料として使用することができる。本発明の一実施形態に係る化合物は、有機電界発光素子の発光効率を向上させることができる。本発明の一実施形態に係る化合物は、有機電界発光素子の寿命を向上させることができる。
本発明の一実施形態に係る有機電界発光素子は、発光効率の向上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電界発光素子は、寿命の向上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電界発光素子を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態に係る有機電界発光素子を概略的に示した断面図である。
以上、本発明の目的、他の目的、特徴及び長所は、添付された図面及び以下の望ましい実施形態を通じて容易に理解されるべきである。しかし、本発明は、ここで説明される実施形態に限定されることなく、他の形態に具体化されることもあり得る。むしろ、ここで紹介される実施形態は、通常の技術者に本発明の思想を十分に伝達するため、提供されるものである。
各図面を説明する際は、類似の参照符号を類似の構成要素に対して使用した。添付された図面において、構造物の寸法は、本発明の明確性のために実際より拡大して図示したものである。第１、第２等の用語は、多様な構成要素を説明するために使用されるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されてはならない。前記用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にのみ使用される。例えば、本発明の権利範囲を逸脱することなく、第１構成要素を、第２構成要素と称し、同様に、第２構成要素も第１構成要素と称することができる。単数の表現は、文脈上明確に異なる表現をしない限り、複数の表現を含む。
本明細書で、“含む”又は“有する”等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらを組合せたものが存在することを示し、１つ又はそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部分又はこれらを組合せたものの存在又は付加可能性を予め排除しないものと理解されなければならない。また、層、膜、領域、板等の部分が他の部分の“上に”あるとする場合、これは、他の部分の“直ちに上に”ある場合のみでなく、その中間にその他の部分がある場合をも含む。反対に、層、膜、領域、板等の部分が他の部分の“下に”あるとする場合、これは、他の部分の“直ちに下に”ある場合のみでなく、その中間にその他の部分がある場合をも含む。
Figure 0007084698000018
本明細書において、“置換又は無置換の”は、重水素、ハロゲン基、ニトリル基、ニトロ基、アミノ基、シリル基、ホウ素基、ホスフィンオキシド基、アルキル基、アルケニル基、アリール基及びヘテロ環基からなる群のうち、選択される１つ以上の置換基で置換又は無置換のことを意味することができる。また、例示された置換基の各々は、置換又は無置換のものであってもよい。例えば、ビフェニル基は、アリール基として解釈されてもよく、フェニル基で置換されたフェニル基として解釈されてもよい。
本明細書において、“隣接する基と互いに結合して環を形成する”とは、隣接する基と互いに結合して置換若しくは無置換の炭化水素環、又は置換若しくは無置換のヘテロ環を形成することを意味する。炭化水素環は、脂肪族炭化水素環及び芳香族炭化水素環を含む。ヘテロ環は、脂肪族ヘテロ環及び芳香族ヘテロ環を含む。炭化水素環及びヘテロ環は、単環又は多環である。また、隣接する基と互いに結合して形成された環は、他の環と結合してスピロ構造を形成するものであってもよい。
本明細書において、“隣接する基”は、該当する置換基が置換された原子と直接結合した原子に置換された置換基、該当する置換基が置換された原子に置換された他の置換基又は該当する置換基と立体構造的に最も隣接する置換基を意味する。例えば、１、２－ジメチルベンゼンで２個のメチル基は、互いに“隣接する基”に解釈されることができ、１、１－ジエチルシクロペンテンで２個のエチル基は、互いに“隣接する基”として解釈される。
本明細書において、ハロゲン基の例としては、フッ素、塩素、臭素、又はヨウ化物がある。
本明細書において、アルキル基は、直鎖、分岐鎖、又は環形である。アルキル基の炭素数は、１以上３０以下、１以上２０以下、１以上１０以下、又は１以上６以下である。アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、ｓ－ブチル基、ｔ－ブチル基、ｉ－ブチル基、２－エチルブチル基、３、３－ジメチルブチル基、ｎ－ペンチル基、ｉ－ペンチル基、ネオペンチル基、ｔ－ペンチル基、シクロペンチル基、１－メチルペンチル基、３－メチルペンチル基、２－エチルペンチル基、４－メチル－２－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、１－メチルヘキシル基、２－エチルヘキシル基、２－ブチルヘキシル基、シクロヘキシル基、４－メチルシクロヘキシル基、４－ｔ－ブチルシクロヘキシル基、ｎ－ペンチル基、１－メチルヘプチル基、２、２－ジメチルヘプチル基、２－エチルヘプチル基、２－ブチルヘプチル基、ｎ－オクチル基、ｔ－オクチル基、２－エチルオクチル基、２－ブチルオクチル基、２－ヘキシルオクチル基、３、７－ジメチルオクチル基、シクロオクチル基、ｎ－ノニル基、ｎ－デシル基、アダマンチル基、２－エチルデシル基、２－ブチルデシル基、２－ヘキシルデシル基、２－オクチルデシル基、ｎ－ウンデシル基、ｎ－ドデシル基、２－エチルドデシル基、２－ブチルドデシル基、２－ヘキシルドデシル基、２－オクチルドデシル基、ｎ－トリデシル基、ｎ－テトラデシル基、ｎ－ペンタデシル基、ｎ－ヘキサデシル基、２－エチルヘキサデシル基、２－ブチルヘキサデシル基、２－ヘキシルヘキサデシル基、２－オクチルヘキサデシル基、ｎ－ヘプタデシル基、ｎ－オクタデシル基、ｎ－ノナデシル基、ｎ－イコシル基、２－エチルイコシル基、２－ブチルイコシル基、２－ヘキシルイコシル基、２－オクチルイコシル基、ｎ－ヘンイコシル基、ｎ－ドコシル基、ｎ－トリコシル基、ｎ－テトラコシル基、ｎ－ペンタコシル基、ｎ－ヘキサコシル基、ｎ－ヘプタコシル基、ｎ－オクタコシル基、ｎ－ノナコシル基、及びｎ－トリアコンチル基等を挙げるが、これらに限定されない。
本明細書において、アリール基は、芳香族炭化水素環から誘導された任意の作用基又は置換基を意味する。アリール基は、単環式アリール基又は多環式アリール基である。アリール基の環形成炭素数は、６以上３０以下又は６以上２０以下であってもよい。アリール基の例としては、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基、キンキフェニル基、セクシフェニル基、トリフェニレン基、ピレニル基、ベンゾフルオランテニル基、クリセニル基等を例示することができるが、これらに限定されない。
本明細書において、フルオレニル基は、置換されてもよく、置換基２つが互いに結合してスピロ構造を形成してもよい。
本明細書において、ヘテロアリール基は、ヘテロ原子としてＯ、Ｎ、Ｐ、及びＳの中で１個以上を含むヘテロアリール基である。ヘテロアリール基の環形成炭素数は、２以上３０以下又は２以上２０以下である。ヘテロアリール基の例としては、チオフェニル基、フラニル基、ピロール基、イミダゾリル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアゾリル基、ピリジル基、ビピリジル基、ピリミジル基、トリアジニル基、アクリジニル基、ジヒドロアクリジニル基、ピリダジニル基、ピラジニル基、キノリル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、フェノキサジル基、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、ピリドインドリル基、ピラジノピラジニル基、イソキノリル基、インドリル基、カルバゾリル基、Ｎ－アリールカルバゾリル基、Ｎ－ヘテロアリールカルバゾリル基、Ｎ－アルキルカルバゾリル基、ベンゾキノリニル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾチオフェニル基、チエノチオフェニル基、ベンゾフラニル基、フェナントロリン基、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、フェノチアジニル基及びジベンゾフラニル基等があるが、これらに限定されない。本明細書において、アリーレン基は、２価基であることを除けば、前述したアリール基に関する説明が適用されることができる。
本明細書において、ヘテロアリーレン基は、２価基であることを除けば、前述したアリール基に関する説明が適用される。
本明細書において、シリル基は、アルキルシリル基及びアリールシリル基を含む。シリル基の例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔ－ブチルジメチルシリル基、ビニールジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、ジフェニルシリル基、フェニルシリル基等があるが、これらに限定されない。
本明細書において、ホウ素基は、アルキルホウ素基及びアリールホウ素基を含む。ホウ素基の例としては、トリメチルホウ素基、トリエチルホウ素基、ｔ－ブチルジメチルホウ素基、トリフェニルホウ素基、ジフェニルホウ素基、フェニルホウ素基等があるが、これらに限定されない。
本明細書において、アルケニル基は、直鎖又は分岐鎖である。炭素数は、特別に限定されないが、２以上３０以下、２以上２０以下、又は２以上１０以下である。アルケニル基の例としては、ビニール基、１－ブテニル基、１－ペンテニル基、１、３－ブタジエニルアリール基、スチレニル基、スチルベニル基等があるが、これらに限定されない。
本明細書において、アミノ基の炭素数は、特に限定されないが、１以上３０以下である。アミノ基は、アルキルアミノ基及びアリールアミノ基を含む。アミノ基の例としては、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、フェニルアミノ基、ナフチルアミノ基、９－メチル－アントラセニルアミノ基、トリフェニルアミノ基等があるが、これらに限定されない。
以下では、本発明の一実施形態に係る多環化合物について説明する。
本発明の一実施形態に係る多環化合物は、下記の化学式（１）で示される。
Figure 0007084698000019
化学式（１）において、Ａｒ1及びＡｒ2は、各々独立に置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、或いは互いに結合して環を形成してもよい。
化学式（１）において、Ａは、炭素数１４以上の置換又は無置換の置換基である。具体的には、Ａは、下記の化学式（２－１）又は化学式（２－２）で示すことができる。
Figure 0007084698000020
Figure 0007084698000021
化学式（２－１）において、Ｒ1～Ｒ12は、各々独立に水素、重水素、ハロゲン基、シリル基、置換又は無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、或いは隣接する基と互いに結合して環を形成してもよく、化学式（２－２）において、Ｗは、水素、重水素、ハロゲン基、シリル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上６０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数５以上６０以下のヘテロアリール基であり、ｐは、０以上８以下の整数であり、ｐが２以上である場合、複数のＷは、互いに同一であるか、或いは異なる。
化学式（１）において、Ａは、化学式（２－２）で示されてもよい。化学式（１）において、Ａは、化学式（２－２）で示され、Ａｒ1及びＡｒ2は、互いに結合してヘテロ環を形成してもよい。例えば、化学式（１）は、下記の化学式（３）で示すことができる。
Figure 0007084698000022
化学式（３）において、Ｗ及びｐは、前述と同様であり、Ｅは、Ｏ、Ｓ又はＮＲ’であり、ｍは、０又は１であり、Ｚ及びＲ’は、各々独立に下記の化学式（４）で示される。
Figure 0007084698000023
化学式（４）において、Ｕ1及びＵ2は、各々独立に置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、Ｌ’は、置換又は無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリーレン基であり、ｎは、各々独立に０又は１であり、ＥがＮＲ’であるとき、ｍは、０であり、ＥがＯ又はＳであるとき、ｍは、１である。
化学式（３）で示される多環化合物は、窒素を含むアミノ化合物である。
化学式（２－２）において、ｐは、０である。
化学式（４）において、Ｕ1及びＵ2は、各々独立に、置換若しくは無置換のフェニル基、置換若しくは無置換のナフチル基、置換若しくは無置換のビフェニル基、又は置換若しくは無置換のターフェニル基である。
化学式（４）において、Ｕ1及びＵ2は、各々独立に、ナフチル基で置換若しくは無置換のフェニル基、置換若しくは無置換のナフチル基、置換若しくは無置換のビフェニル基、又は置換若しくは無置換のターフェニル基である。
Ｌ’は、ｍ－フェニレン基又はｐ－フェニレン基である。
ＥがＯ又はＳであるとき、ｎは、０又は１である。ＥがＮＲ’であるとき、ｎは、０又は１である。
化学式（３）は、下記の化学式（５）で示される。
Figure 0007084698000024
化学式（５）において、Ｅ、Ｕ1及びＵ2は、前述と同様である。
化学式（１）で示される多環化合物は、下記の化合物Ａ－１～Ａ－２３で示された化合物の中から選択されるいずれか１つである。但し、これに限定されるものではない。
Figure 0007084698000025
Figure 0007084698000026
Figure 0007084698000027
化学式（１）において、Ａは、化学式（２－１）で示される。この場合、化学式（１）は、下記の化学式（１－１）で示すことができる。
Figure 0007084698000028
化学式（１）において、Ａは、化学式（２－１）で示され、Ａｒ1及びＡｒ2は、各々独立に置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上２０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数３以上１０以下のヘテロアリール基であるか、或いは互いに結合して環を形成してもよい。
化学式（１）において、Ａは、化学式（２－１）で示され、Ａｒ1及びＡｒ2は、各々独立に置換若しくは無置換のフェニル基、置換若しくは無置換のアントラセニル基、置換若しくは無置換のピレニル基、置換若しくは無置換のフェナントリル基、置換若しくは無置換のクリセニル基、置換若しくは無置換のトリフェニレン基、置換若しくは無置換のカルバゾリル基、又は置換若しくは無置換のピリジル基であるか、或いは互いに結合して環を形成してもよい。
化学式（１）において、Ａは、化学式（２－１）で示され、Ａｒ1及びＡｒ2の中の少なくとも１つは、置換又は無置換のフェニル基である。Ａｒ1及びＡｒ2は、各々独立に置換又は無置換のフェニル基である。Ａｒ1及びＡｒ2が互いに結合して置換又は無置換のフルオレニル基を形成してもよい。Ａｒ1及びＡｒ2の中の１つは、置換又は無置換のフェニル基であり、残る１つは、置換若しくは無置換の３環又は４環のアリール基である。
化学式（１）において、Ａは、化学式（２－１）で示され、Ａｒ1及びＡｒ2は、各々独立に置換又は無置換のピリジル基である。化学式１において、Ａは、化学式（２－１）で示され、Ａｒ1及びＡｒ2は、各々独立に置換又は無置換のカルバゾリル基である。化学式（１）において、Ａは、化学式（２－１）で示され、Ａｒ1及びＡｒ2は、各々独立にフェニル基で置換されたカルバゾリル基である。化学式（１）において、Ａは、化学式（２－１）で示され、Ａｒ1及びＡｒ2は、各々独立にＮ－フェニルカルバゾリル基である。
化学式（１）は、下記の化学式（６）で示すことができる。
Figure 0007084698000029
化学式（６）において、Ｌ1及びＬ2は、各々独立に直接結合、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリーレン基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリーレン基であり、Ａｒ3～Ａｒ6は、各々独立に水素、重水素、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、ａ及びｂは、各々独立に０又は１であり、ａ＋ｂ≠０であり、Ｒ1～Ｒ12は、前述と同様である。
本明細書において、直接結合は、例えば単結合を意味することができる。
化学式（６）において、ａ及びｂは、各々独立に１であり、Ａｒ3～Ａｒ6は、各々独立に置換又は無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基である。即ち、化学式（１）のＡｒ1及びＡｒ2が各々直接又はリンカー（Ｌ1又はＬ2）を通じてアリールアミノ基で置換されたフェニル基である。
化学式（６）において、Ａｒ3～Ａｒ6は、各々独立に置換又は無置換の環形成炭素数６以上２０以下のアリール基である。Ａｒ3～Ａｒ6は、各々独立に無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基である。Ａｒ3～Ａｒ6は、各々独立に置換若しくは無置換のフェニル基、置換若しくは無置換のビフェニル基、又は置換若しくは無置換のナフチル基である。
化学式（１）のＡは、化学式（２－１）で示され、化学式（１）のＡｒ1及びＡｒ2が互いに同一である。例えば、化学式（６）のＡｒ3～Ａｒ6は、互いに同一である。その他の例として、Ａｒ3及びＡｒ5が互いに同一であり、Ａｒ4及びＡｒ6が互いに同一であり、この場合、Ａｒ3及びＡｒ4は、互いに異なり、Ａｒ5及びＡｒ6は、互いに異なる。但し、これに限定されるものではなく、Ａｒ1及びＡｒ2は、互いに異なることがあってもよい。
化学式（６）において、ａ＋ｂ＝１である。例えば、化学式（６）は、下記の化学式（６－１）で示すことができる。
Figure 0007084698000030
化学式（６－１）において、Ｒ1～Ｒ12、Ｌ2、Ａｒ5及びＡｒ6は、前述と同様である。
化学式（１）は、下記の化学式（７）で示すことができる。
Figure 0007084698000031
化学式（７）において、Ａｒ7及びＡｒ8は、各々独立に水素、重水素、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、ｃは、０又は１であり、Ｒ1～Ｒ12は、前述と同様である。
化学式（７）において、Ａｒ7及びＡｒ8は、各々独立に置換又は非置換された無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基である。Ａｒ7及びＡｒ8は、各々独立に置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基である。より具体的には、Ａｒ7及びＡｒ8は、各々独立に置換若しくは無置換のフェニル基、置換若しくは無置換のビフェニル基、又は置換若しくは無置換のナフチル基である。Ａｒ7及びＡｒ8は、各々独立にナフチル基で置換若しくは無置換のフェニル基、置換若しくは無置換のビフェニル基、又は置換若しくは無置換のナフチル基である。
化学式（１）は、下記の化学式（８）で示すことができる。
Figure 0007084698000032
化学式（８）において、Ａｒ9及びＡｒ10は、各々独立に水素、重水素、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、Ｒ1～Ｒ12は、前述と同様である。
化学式（８）において、Ａｒ9及びＡｒ10は、各々独立に置換又は無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基である。Ａｒ9及びＡｒ10は、各々独立に置換又は無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基である。より具体的には、Ａｒ9及びＡｒ10は、各々独立に置換若しくは無置換のフェニル基、置換若しくは無置換のビフェニル基、又は置換若しくは無置換のナフチル基である。Ａｒ9及びＡｒ10は、各々独立にナフチル基で置換若しくは無置換のフェニル基、置換若しくは無置換のビフェニル基、又は置換若しくは無置換のナフチル基である。
化学式（１）は、下記の化学式（９）で示すことができる。
Figure 0007084698000033
化学式（９）において、Ｃｙ１及びＣｙ２は、各々独立にヘテロ原子にＮを１以上３以下含む置換又は無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、ｄ及びｅは、各々独立に０又は１であり、ｄ＋ｅ≠０であり、Ｒ1～Ｒ12は、前述と同様である。
化学式（９）において、Ｃｙ１及びＣｙ２は、各々独立に置換若しくは無置換のピリジル基、置換若しくは無置換のピリミジル基、置換若しくは無置換のトリアジニル基、置換若しくは無置換のカルバゾリル基、置換若しくは無置換のピリドインドリル基、又は置換若しくは無置換のイソキノリル基である。
化学式（９）において、Ｃｙ１及びＣｙ２は、各々独立に下記の構造式（９－１）～（９－７）の中から選択されるいずれか１つである。
Figure 0007084698000034
Ｇ1～Ｇ5は、各々独立に水素、重水素、又は置換若しくは無置換の炭素数６以上３０以下のアリール基である。Ｇ1～Ｇ5は、各々複数個である。Ｇ1～Ｇ5は、各々独立に水素、又は置換若しくは無置換のフェニル基である。
化学式（９）において、ｄ及びｅが各々独立に１である。但し、これに限定されるものではなく、ｄ＋ｅ＝１であってもよい。
前述したように、化学式（１）において、Ａｒ1及びＡｒ2は互いに結合して環を形成することができる。化学式（１）において、Ａは、化学式（２－１）で示され、Ａｒ1及びＡｒ2は、互いに結合して置換又は無置換の炭化水素芳香族環を形成してもよい。Ａｒ1及びＡｒ2は、互いに結合して置換又は無置換のフルオレニル基を形成してもよい。例えば、化学式（１）は、下記の化学式（１０）で示すことができる。
Figure 0007084698000035
化学式（１０）において、Ａｒ11及びＡｒ12は、各々独立に水素、重水素、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、Ｌ3は、直接結合、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリーレン基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリーレン基であり、Ｒ1～Ｒ12は、前述と同様である。
化学式（１０）において、Ａｒ11及びＡｒ12は、各々独立に置換又は無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基である。Ａｒ11及びＡｒ12は、各々独立に置換又は無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基である。より具体的には、Ａｒ11及びＡｒ12は、各々独立に置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のビフェニル基、又は置換若しくは無置換のナフチル基である。Ａｒ11及びＡｒ12は、各々独立にナフチル基で置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のビフェニル基、又は置換若しくは無置換のナフチル基である。
化学式（１０）において、Ｌ3は、直接結合、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリーレン基である。Ｌ3は、直接結合、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリーレン基である。Ｌ3は、直接結合、又は置換若しくは無置換のフェニレン基である。Ｌ3は、直接結合、又は置換若しくは無置換の１、４－フェニレン基である。
化学式（１）は、下記の化学式（１１）で示すことができる。
Figure 0007084698000036
化学式（１１）において、Ｃｙ３は、置換若しくは無置換の３環又は４環のアリール基であり、Ｒ1～Ｒ12は、前述と同様である。
Ｃｙ３は、置換若しくは無置換のアントラセニル基、置換若しくは無置換のピレニル基、置換若しくは無置換のフェナントリル基、置換若しくは無置換のクリセニル基、又は置換若しくは無置換のトリフェニレン基である。Ｃｙ３は、フェニル基、ナフチル基及びアリールアミノ基からなる群から選択された１以上の置換基で置換されたアントラセニル基である。Ｃｙ３は、フェニル基、ニトリル基及びアリールアミノ基からなる群から選択された１以上の置換基で置換されたピレニル基である。Ｃｙ３は、ナフチル基及びニトリル基からなる群から選択された１以上の置換基で置換されたフェナントリル基である。Ｃｙ３は、フェニル基及びアリールアミノ基からなる群から選択された１以上の置換基で置換されたクリセニル基である。Ｃｙ３は、ニトリル基で１以上置換又は無置換のトリフェニル基である。
化学式（２－１）において、Ｒ1～Ｒ12は、各々水素である。但し、これに限定されるものではなく、Ｒ1～Ｒ12の中の少なくとも１つは、水素以外の置換基であってもよい。
前述したように、化学式（２－１）において、Ｒ1～Ｒ12の中の一部は、隣接する基と互いに結合して環を形成してもよい。例えば、化学式（１）は、下記の化学式（１２）で示すことができる。
Figure 0007084698000037
化学式（１２）において、Ｘは、Ｏ、Ｓ、ＮＲ13、ＣＲ14Ｒ15又はＳｉＲ16Ｒ17であり、Ｒ13～Ｒ17は、各々独立に水素、重水素、ハロゲン基、シリル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、Ａｒ1、Ａｒ2、Ｒ1～Ｒ3及びＲ6～Ｒ12は、前述と同様である。
Ｘは、Ｏ又はＳである。Ｘは、Ｏである。Ｘは、Ｓである。
Ｘは、ＣＲ14Ｒ15又はＳｉＲ16Ｒ17であり、Ｒ14～Ｒ17は、各々独立に置換又は無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基であってもよい。Ｘは、ＣＲ14Ｒ15又はＳｉＲ16Ｒ17であり、Ｒ14～Ｒ17は、各々独立に置換又は無置換の炭素数１以上１０以下のアルキル基であってもよい。Ｘは、ＣＲ14Ｒ15又はＳｉＲ16Ｒ17であり、Ｒ14～Ｒ17は、各々独立にメチル基又はエチル基であってもよい。Ｘは、ＣＲ14Ｒ15又はＳｉＲ16Ｒ17であり、Ｒ14～Ｒ17は、メチル基であってもよい。
Ｘは、ＮＲ13である。Ｘは、ＮＲ13であり、Ｒ13は、水素、又は置換若しくは無置換の炭素数６以上３０以下のアリール基であってもよい。Ｘは、ＮＲ13であり、Ｒ13は、水素、又は置換若しくは無置換の炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であってもよい。Ｘは、ＮＲ13であり、Ｒ13は、水素、又は置換若しくは無置換のフェニル基であってもよい。Ｘは、ＮＲ13であり、Ｒ13は、水素又は無置換のフェニル基である。
化学式（１２）において、Ｒ1～Ｒ3及びＲ6～Ｒ12は、各々独立に水素又は含窒素置換基である。例えば、化学式（１２）において、Ｒ1～Ｒ3及びＲ6～Ｒ12は、各々独立に水素又は下記の構造式（１２－１）～（１２－１４）の中のいずれか１つで示される。
Figure 0007084698000038
但し、これに限定されるものではない。例えば、化学式（１２）において、Ｒ1～Ｒ3及びＲ6～Ｒ12は、各々独立に水素又は下記の構造式（１２－１５）～（１２－１９）の中のいずれか１つで示されてもよい。
Figure 0007084698000039
化学式（１２）において、Ｒ1～Ｒ3及びＲ6～Ｒ12の中の少なくとも２つは、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、或いは隣接する基と互いに結合して環を形成する。
Ｒ1～Ｒ3及びＲ6～Ｒ12の中の２つは、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、或いは隣接する基と互いに結合して環を形成し、Ｒ1～Ｒ3及びＲ6～Ｒ12の中の残りは、水素である。例えば、化学式（１２）は、下記の化学式（１３）で示すことができる。
Figure 0007084698000040
化学式（１３）において、Ｒ3及びＲ6は、各々独立に置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、Ｘ、Ａｒ1及びＡｒ2は、化学式（１２）における定義と同一である。
但し、これに限定されるものではなく、例えば、Ｒ1～Ｒ3及びＲ6～Ｒ12の中の３つが置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、或いは隣接する基と互いに結合して環を形成し、Ｒ1～Ｒ3及びＲ6～Ｒ12の中の残りは、水素であってもよい。
Ｒ1～Ｒ12の中の一部は、隣接する基と互いに結合して置換又は無置換のカルバゾールを形成してもよい。Ｒ1～Ｒ12の中の一部は、隣接する基と互いに結合してＮ－アリールカルバゾールを形成してもよい。Ｒ1～Ｒ12の中の一部は、隣接する基と互いに結合してＮ－フェニルカルバゾールを形成してもよい。例えば、化学式（１２）は、下記の化学式（１４）で示すことができる。
Figure 0007084698000041
化学式（１４）において、Ｒ18及びＲ19は、各々独立に水素、重水素、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、Ｘ、Ａｒ1、Ａｒ2、Ｒ1及びＲ8～Ｒ12は、化学式（８）における定義と同一である。
化学式（１４）において、Ｒ18及びＲ19は、各々独立に置換又は無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基であってもよい。化学式（１０）において、Ｒ18及びＲ19は、各々独立にＮ－アリールカルバゾリル基であってもよい。Ｒ16及びＲ17は、各々独立にＮ－フェニルカルバゾリル基であってもよい。
化学式（１４）において、Ｒ1及びＲ8～Ｒ12は、水素である。
化学式（１２）は、下記の化学式（１５）で示すことができる。
Figure 0007084698000042
化学式（１５）において、Ｙは、Ｏ、Ｓ、ＮＲ20、又は置換若しくは無置換のホスフィンオキシド基であり、Ｒ20は、水素、重水素、置換又は無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、Ｘ、Ａｒ1、Ａｒ2、Ｒ1～Ｒ3、Ｒ6、Ｒ7及びＲ10～Ｒ12は、化学式（１２）における定義と同一である。
化学式（１５）において、Ｙは、フェニル基で置換されたホスフィンオキシド基である。化学式（１５）において、Ｙは、ＮＲ20であり、Ｒ20は、フェニル基である。
化学式（１２）は、下記の化学式（１６）で示すことができる。
Figure 0007084698000043
化学式（１６）において、Ｘ、Ｒ1～Ｒ3及びＲ6～Ｒ12は、化学式（１２）における定義と同一である。
化学式（１６）において、Ｒ3及びＲ6は、各々独立に置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基である。
化学式（１６）において、Ｒ3及びＲ6は、各々独立に置換又は無置換のアリールアミノ基である。
化学式（１６）において、Ｒ6及びＲ7が互いに結合して置換又は無置換のカルバゾールを形成してもよい。化学式（１６）において、Ｒ6及びＲ7が互いに結合してＮ－アリールカルバゾールを形成してもよい。化学式（１６）において、Ｒ6及びＲ7が互いに結合してＮ－フェニルカルバゾールを形成してもよい。
化学式（１６）において、Ｒ2及びＲ3が互いに結合して置換又は無置換のカルバゾールを形成してもよい。化学式（１６）において、Ｒ2及びＲ3が互いに結合してＮ－アリールカルバゾールを形成してもよい。化学式（１６）において、Ｒ2及びＲ3が互いに結合してＮ－フェニルカルバゾールを形成してもよい。
化学式（１）で示される多環化合物は、下記の化合物１～６６で示された化合物の中から選択されるいずれか１つである。但し、これに限定されるものではない。
Figure 0007084698000044
Figure 0007084698000045
Figure 0007084698000046
Figure 0007084698000047
Figure 0007084698000048
Figure 0007084698000049
化学式（１）で示される多環化合物は、下記の化合物６７～１２２で示された化合物の中から選択されるいずれか１つである。但し、これに限定されるものではない。
Figure 0007084698000050
Figure 0007084698000051
Figure 0007084698000052
Figure 0007084698000053
Figure 0007084698000054
Figure 0007084698000055
Figure 0007084698000056
本発明の一実施形態に係る多環化合物は、有機電界発光素子用材料として使用することができる。本発明の一実施形態に係る多環化合物は、有機電界発光素子の効率を向上させることができる。本発明の一実施形態に係る多環化合物は、有機電界発光素子の寿命を向上させることができる。
化学式（１）のＡが化学式（２－２）で示される場合、本発明の一実施形態に係る多環化合物は、アミノ基を含み、強い電子耐性を有する。アミノ基とスピロフェナントレン系化合物が互いに結合して、アミノ基のＨＯＭＯ（ｈｉｇｈｅｓｔ ｏｃｃｕｐｉｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）軌道拡散を制御し、分子対称性を崩してアモルファス性を向上させることができる。したがって、本発明の一実施形態に係る多環化合物を含む有機電界発光素子は、長寿命及び高い発光効率を得ることができる。
化学式（１）のＡが化学式（２－１）で示される場合、本発明の一実施形態に係る多環化合物は、電荷耐性が高いトリベンゾシクロヘプテンを含むことによって、有機電界発光素子の寿命向上を実現する。また、トリベンゾシクロヘプテンの大きい体積によって分子対称性が崩れ、アモルファス性が向上して有機電界発光素子の効率向上も実現する。また、化学式（１２）～（１６）のように、トリベンゾシクロヘプテンの中の２つのベンゼン環がＸを通じて結合する場合、分子が固定化されて、電荷耐性が向上する効果がある。
以下では、本発明の一実施形態に係る有機電界発光素子について説明する。先に説明した本発明の一実施形態に係る多環化合物との差異点を主として具体的に説明し、説明されなかった部分は、先に説明した本発明の一実施形態に係る多環化合物にしたがう。
図１は、本発明の一実施形態に係る有機電界発光素子を概略的に示した断面図である。図２は、本発明の一実施形態に係る有機電界発光素子を概略的に示した断面図である。
図１及び図２を参照すると、本発明の一実施形態に係る有機電界発光素子１０は、第１電極ＥＬ１、正孔輸送領域ＨＴＲ、発光層ＥＭＬ、電子輸送領域ＥＴＲ、及び第２電極ＥＬ２を含む。
第１電極ＥＬ１は、導電性を有する。第１電極ＥＬ１は、画素電極又は陽極である。第１電極ＥＬ１は、透過型電極、半透過型電極、又は反射型電極である。第１電極ＥＬ１が透過型電極である場合、第１電極ＥＬ１は、透明金属酸化物、例えば、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）等からなる。第１電極ＥＬ１が半透過型電極又は反射型電極である場合、第１電極ＥＬ１は、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ又はこれらの化合物や混合物（例えば、ＡｇとＭｇの混合物）を含むことができる。又は前記物質で形成された反射膜や半透過膜及びＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、ＩＴＺＯ等で形成された透明導電膜を含む複数の層構造であってもよい。
以下では、前述した本発明の一実施形態に係る化学式（１）で示される多環化合物が正孔輸送領域ＨＴＲ及び発光層ＥＭＬの中の少なくとも１つに含まれることを例として説明する。但し、これに限定されるものではなく、本発明の一実施形態に係る多環化合物は、第１電極ＥＬ１及び第２電極ＥＬ２の間に配置された１層以上の有機層の中の少なくとも１つの層に含まれることができる。
正孔輸送領域ＨＴＲは、第１電極ＥＬ１上に配置される。正孔輸送領域ＨＴＲは、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、正孔バッファ層、及び電子阻止層の中の少なくとも１つを含む。正孔輸送領域ＨＴＲの厚さは、例えば約１０００Å～約１５００Åである。
正孔輸送領域ＨＴＲは、単一物質からなる単一層、複数の互に異なる物質からなる単一層、又は複数の互に異なる物質からなる複数の層を有する多層構造を有することができる。
例えば、正孔輸送領域ＨＴＲは、正孔注入層ＨＩＬ、又は正孔輸送層ＨＴＬの単一層の構造を有してもよく、正孔注入物質と正孔輸送物質からなる単一層の構造を有してもよい。また、正孔輸送領域は、複数の互いに異なる物質からなる単一層の構造を有するか、或いは第１電極ＡＮから順に積層された正孔注入層ＨＩＬ／正孔輸送層ＨＴＬ、正孔注入層ＨＩＬ／正孔輸送層ＨＴＬ／正孔バッファ層、正孔注入層ＨＩＬ／正孔バッファ層、正孔輸送層ＨＴＬ／正孔バッファ層又は正孔注入層ＨＩＬ／正孔輸送層ＨＴＬ／電子阻止層の構造を有するが、これらに限定されるものではない。
正孔輸送領域ＨＴＲは、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法（Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）、インクジェットプリンティング法、レーザープリンティング法、レーザー熱転写法（Ｌａｓｅｒ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ、ＬＩＴＩ）等のような多様な方法を利用して形成することができる。
正孔輸送領域ＨＴＲは、前述した本発明の一実施形態に係る多環化合物を含む。具体的には、正孔輸送領域ＨＴＲは、前述した化学式（１）で示される多環化合物を含む。
Figure 0007084698000057
Ａ、Ａｒ1及びＡｒ2に関する具体的な説明は、前述と同様であるため、省略する。
正孔輸送領域ＨＴＲは、前述した化学式（３）で示される多環化合物を含む。
Figure 0007084698000058
化学式（３）に関する具体的な説明は、前述と同様であるため、省略する。
正孔輸送領域ＨＴＲは、前述した化学式（５）で示される多環化合物を含む。
Figure 0007084698000059
化学式（５）に関する具体的な説明は、前述と同様であるため、省略する。
正孔輸送領域ＨＴＲが化学式（３）又は（５）で示される多環化合物を含む場合、多環化合物がアミノ基を含んで、強い電子耐性を有する。また、アミノ基とスピロフェナントレン系化合物とが互いに結合して、アミノ基のＨＯＭＯ軌道拡散を制御し、分子対称性を崩してアモルファス性を向上させることができる。したがって、本発明の一実施形態に係る有機電界発光素子は、長寿命及び高い発光効率を得ることができる。
正孔輸送領域ＨＴＲは、前述した化学式（６）、化学式（６－１）、化学式（７）、及び化学式（８）の中の１つで示される多環化合物を含む。この場合、アミンにトリベンゾシクロヘプテンを導入して、トリベンゾシクロヘプテンの高い電荷耐性によって寿命が向上され、トリベンゾシクロヘプテンの大きい体積によって分子対称性が崩れ、アモルファス性が向上して効率を向上させることができる。
Figure 0007084698000060
Figure 0007084698000061
Figure 0007084698000062
Figure 0007084698000063
化学式（６）、化学式（６－１）、化学式（７）、及び化学式（８）に関する具体的な説明は、前述と同様であるため、省略する。
正孔輸送領域ＨＴＲは、前述した化学式（１０）で示される多環化合物を含む。この場合、アミンにトリベンゾシクロヘプテンを導入して、アミンの高い正孔輸送性を維持することと共にトリベンゾシクロヘプテンの高い電荷耐性によって寿命が向上し、トリベンゾシクロヘプテンの大きい体積によって分子対称性が崩れ、アモルファス性が向上して効率を向上させることができる。
Figure 0007084698000064
化学式（１０）に関する具体的な説明は、前述と同様であるため、省略する。
前述した本発明の一実施形態に係る化学式（１）で示される多環化合物を含む層は、正孔輸送層ＨＴＬである。正孔輸送層ＨＴＬは、化学式（１）で示される多環化合物を１種又は２種以上含むことができる。正孔輸送層ＨＴＬは、化学式（１）で示される多環化合物以外の公知の材料をさらに含むことができる。
正孔輸送層ＨＴＬが本発明の一実施形態に係る多環化合物を含む場合、正孔注入層ＨＩＬは、例えば銅フタロシアニン等のフタロシアニン化合物；ＤＮＴＰＤ（Ｎ、Ｎ’－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－Ｎ、Ｎ’－ｂｉｓ－［４－（ｐｈｅｎｙｌ－ｍ－ｔｏｌｙｌ－ａｍｉｎｏ）－ｐｈｅｎｙｌ］－ｂｉｐｈｅｎｙｌ－４、４’－ｄｉａｍｉｎｅ）、ｍ－ＭＴＤＡＴＡ（４、４’、４”－ｔｒｉｓ（３－ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）、ＴＤＡＴＡ（４、４’４”－Ｔｒｉｓ（Ｎ、Ｎ－ｄｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）、２－ＴＮＡＴＡ（４、４’、４”－ｔｒｉｓ｛Ｎ、－（２－ｎａｐｈｔｈｙｌ）－Ｎ－ｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ｝－ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（Ｐｏｌｙ（３、４－ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）／Ｐｏｌｙ（４－ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ））、ＰＡＮＩ／ＤＢＳＡ（Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ／Ｄｏｄｅｃｙｌｂｅｎｚｅｎｅｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ）、ＰＡＮＩ／ＣＳＡ（Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ／Ｃａｍｐｈｏｒ ｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ）、ＰＡＮＩ／ＰＳＳ（（Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）／Ｐｏｌｙ（４－ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ））、ＮＰＢ（Ｎ、Ｎ’－ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ－ｌ－ｙｌ）－Ｎ、Ｎ’－ｄｉｐｌｉｅｎｙｌ－ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ）、トリフェニルアミンを含むポリエーテルケトン（ＴＰＡＰＥＫ）、４－Ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ－４’－ｍｅｔｈｙｌｄｉｐｈｅｎｙｌｉｏｄｏｎｉｕｍ Ｔｅｔｒａｋｉｓ（ｐｅｎｔａｆｌｕｏｒｏｐｈｅｎｙｌ）ｂｏｒａｔｅ］等を含むこともできる。
正孔輸送層ＨＴＬが本発明の一実施形態に係る化学式（１）で示される多環化合物を含まない場合、正孔輸送層ＨＴＬは、公知の材料を含むことができる。例えば、正孔輸送層ＨＴＬは、Ｎ－フェニルカルバゾール、ポリビニールカルバゾール等のカルバゾール系誘導体、フルオレン系誘導体、ＴＰＤ（Ｎ、Ｎ’－ｂｉｓ（３－ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）－Ｎ、Ｎ’－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－［１、１－ｂｉｐｈｅｎｙｌ］－４、４’－ｄｉａｍｉｎｅ）、ＴＣＴＡ（４、４’、４”－ｔｒｉｓ（Ｎ－ｃａｒｂａｚｏｌｙｌ）ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）等のようなトリフェニルアミン系誘導体、ＮＰＢ（Ｎ、Ｎ’－ｄｉ（１－ｎａｐｈｔｈｙｌ）－Ｎ、Ｎ’－ｄｉｐｈｅｎｙｌｂｅｎｚｉｄｉｎｅ）、ＴＡＰＣ（４、４′－Ｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌｉｄｅｎｅ ｂｉｓ［Ｎ、Ｎ－ｂｉｓ（４－ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）ｂｅｎｚｅｎａｍｉｎｅ］）、ＨＭＴＰＤ（４、４’－Ｂｉｓ［Ｎ、Ｎ’－（３－ｔｏｌｙｌ）ａｍｉｎｏ］－３、３’－ｄｉｍｅｔｈｙｌｂｉｐｈｅｎｙｌ）等を含んでもよい。
正孔輸送領域ＨＴＲの厚さは、約１００Å～約１００００Å、例えば約１００Å～約１０００Åである。正孔輸送領域ＨＴＲが正孔注入層ＨＩＬ及び正孔輸送層ＨＴＬを全て含めば、正孔注入層ＨＩＬの厚さは、約１００Å～約１００００Å、例えば約１００Å～約１０００Åであり、正孔輸送層ＨＴＬの厚さは、約３０Å～約１０００Åである。正孔輸送領域ＨＴＲ、正孔注入層ＨＩＬ、及び正孔輸送層ＨＴＬの厚さが前述したような範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧上昇なく十分な正孔輸送特性が得られる。
正孔輸送領域ＨＴＲは、先に言及した物質以外に、導電性向上のための電荷生成物質をさらに含むことができる。電荷生成物質は、正孔輸送領域ＨＴＲ内に均一に又は不均一に分散され得る。電荷生成物質は、例えば、ｐ－ドーパントである。ｐ－ドーパントは、キノン誘導体、金属酸化物及びシアノ基含有化合物の中のいずれか１つであるが、これらに限定されるものではない。例えば、ｐ－ドーパントの非制限的な例としては、ＴＣＮＱ（Ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）及びＦ４－ＴＣＮＱ（２、３、５、６－ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏ－ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）等のようなキノン誘導体、タングステン酸化物及びモリブデン酸化物等のような金属酸化物等を挙げられるが、これらに限定されるものではない。
先に言及したように、正孔輸送領域ＨＴＲは、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ以外に、正孔バッファ層及び電子阻止層の中の少なくとも１つを含む。正孔バッファ層は、発光層ＥＭＬから放出される光の波長による共振距離を補償して光の放出効率を増加させることができる。正孔バッファ層に含まれる物質としては、正孔輸送領域ＨＴＲに含まれることができる物質を使用することができる。電子阻止層は、電子輸送領域ＥＴＲから正孔輸送領域ＨＴＲへの電子注入を防止する役割をする層である。
発光層ＥＭＬは、正孔輸送領域ＨＴＲ上に配置される。発光層ＥＭＬの厚さは、例えば約１００Å～約３００Åである。発光層ＥＭＬは、単一物質でなる単一層、複数の互に異なる物質でなる単一層又は複数の互に異なる物質からなる複数の層を有する多層構造を有することができる。
発光層ＥＭＬが本発明の一実施形態に係る化学式（１）で示される多環化合物を含むことができる。この場合、正孔輸送領域ＨＴＲは、本発明の一実施形態に係る化学式（１）で示される多環化合物を含まなくともよく、含んでもよい。発光層ＥＭＬは、本発明の一実施形態に係る化学式（１）で示される化合物をホストとして含むことができる。
発光層ＥＭＬは、化学式（１）で示される多環化合物を１種又は２種以上含むことができる。発光層ＥＭＬは、化学式（１）で示される多環化合物以外の公知の材料をさらに含むことができる。例えば、スピロ－ＤＰＶＢｉ（ｓｐｉｒｏ－ＤＰＶＢｉ）、スピロ－６Ｐ（ｓｐｉｒｏ－６Ｐ）、ＤＳＢ（ｄｉｓｔｙｒｙｌ－ｂｅｎｚｅｎｅ）、ＤＳＡ（ｄｉｓｔｙｒｙｌ－ａｒｙｌｅｎｅ）、ＰＦＯ（Ｐｏｌｙｆｌｕｏｒｅｎｅ）系高分子及びＰＰＶ（ｐｏｌｙ（ｐ－ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ）系高分子からなる群から選択されたいずれか１つを含む蛍光物質をさらに含むことができる。但し、これに限定されるものではなく、発光層ＥＭＬは、燐光物質を含むことがあってもよい。
発光層ＥＭＬは、前述した化学式（１１）で示される多環化合物を含むことができる。
Figure 0007084698000065
化学式（１１）に関する具体的な説明は、前述と同様であるため、省略する。
アントラセニル基等３環又は４環のアリール基にトリベンゾシクロヘプテンを導入して、アントラセニル基等の優れた発光特性を維持すると同時にトリベンゾシクロヘプテンの高い電荷耐性によって寿命をさらに向上することができ、トリベンゾシクロヘプテンの大きい体積によって分子対称性が崩れ、アモルファス性が向上して効率を向上させることができる。
本発明の一実施形態に係る化学式（１）で示される多環化合物が発光層ＥＭＬに含まれる場合、発光層ＥＭＬは、公知の材料を含むことができる。例えば、発光層ＥＭＬは、カルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、含窒素多環誘導体、チオフェン誘導体、フラン誘導体、アザカルバゾール誘導体、ジアザカルバゾール誘導体等を含むことができ、ドーパントに縮合多環芳香族化合物を含むことができる。例えば、ドーパントとしてアントラセン誘導体、ナフタレン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、テトラセン誘導体、ペンタセン誘導体、クリセン誘導体、ペリレン誘導体、ルブレン誘導体、ビニルアントラセン誘導体、又はジアミノカルバゾール誘導体等を含むことができる。ドーパント材料がこれらに限定されるものではない。例えば、ドーパント材料として銅錯体、白金錯体、又はイリジウム錯体等を含む。
発光層ＥＭＬは、例えば１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下の厚さを有する。電子輸送領域ＥＴＲは、発光層ＥＭＬ上に配置される。電子輸送領域ＥＴＲは、電子阻止層、電子輸送層ＥＴＬ、及び電子注入層ＥＩＬの中の少なくとも１つを含むが、これらに限定されるものではない。
電子輸送領域ＥＴＲは、単一物質からなる単一層、複数の互に異なる物質からなる単一層、又は複数の互に異なる物質からなる複数の層を有する多層構造を有することができる。
例えば、電子輸送領域ＥＴＲは、電子注入層ＥＩＬ又は電子輸送層ＥＴＬの単一層の構造を有してもよく、電子注入物質と電子輸送物質からなる単一層の構造を有してもよい。また、電子輸送領域ＥＴＲは、複数の互に異なる物質からなる単一層の構造を有するか、或いは第１電極ＡＮから順に積層された電子輸送層ＥＴＬ／電子注入層ＥＩＬ、正孔阻止層／電子輸送層ＥＴＬ／電子注入層ＥＩＬ構造を有することができるが、これらに限定されるものではない。電子輸送領域ＥＴＲの厚さは、例えば約１０００Å～約１５００Åである。
電子輸送領域ＥＴＲは、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法（Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）、インクジェットプリンティング法、レーザープリンティング法、レーザー熱転写法（ＬａｓｅｒＩｎｄｕｃｅｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ、ＬＩＴＩ）等のような多様な方法を利用して形成することができる。
電子輸送領域ＥＴＲが電子輸送層ＥＴＬを含む場合、電子輸送領域ＥＴＲは、Ａｌｑ３（Ｔｒｉｓ（８－ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）ａｌｕｍｉｎｕｍ）、１、３、５－ｔｒｉ［（３－ｐｙｒｉｄｙｌ）－ｐｈｅｎ－３－ｙｌ］ｂｅｎｚｅｎｅ、２、４、６－ｔｒｉｓ（３’－（ｐｙｒｉｄｉｎ－３－ｙｌ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ－３－ｙｌ）－１、３、５－ｔｒｉａｚｉｎｅ、２－（４－（Ｎ－ｐｈｅｎｙｌｂｅｎｚｏｉｍｉｄａｚｏｌｙｌ－１－ｙｌｐｈｅｎｙｌ）－９、１０－ｄｉｎａｐｈｔｈｙｌａｎｔｈｒａｃｅｎｅ、ＴＰＢｉ（１、３、５－Ｔｒｉ（１－ｐｈｅｎｙｌ－１Ｈ－ｂｅｎｚｏ［ｄ］ｉｍｉｄａｚｏｌ－２－ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）、ＢＣＰ（２、９－Ｄｉｍｅｔｈｙｌ－４、７－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－１、１０－ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）、Ｂｐｈｅｎ（４、７－Ｄｉｐｈｅｎｙｌ－１、１０－ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）、ＴＡＺ（３－（４－Ｂｉｐｈｅｎｙｌｙｌ）－４－ｐｈｅｎｙｌ－５－ｔｅｒｔ－ｂｕｔｙｌｐｈｅｎｙｌ－１、２、４－ｔｒｉａｚｏｌｅ）、ＮＴＡＺ（４－（Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎ－１－ｙｌ）－３、５－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－４Ｈ－１、２、４－ｔｒｉａｚｏｌｅ）、ｔＢｕ－ＰＢＤ（２－（４－Ｂｉｐｈｅｎｙｌｙｌ）－５－（４－ｔｅｒｔ－ｂｕｔｙｌｐｈｅｎｙｌ）－１、３、４－ｏｘａｄｉａｚｏｌｅ）、ＢＡｌｑ（Ｂｉｓ（２－ｍｅｔｈｙｌ－８－ｑｕｉｎｏｌｉｎｏｌａｔｏ－Ｎ１、Ｏ８）－（１、１’－Ｂｉｐｈｅｎｙｌ－４－ｏｌａｔｏ）ａｌｕｍｉｎｕｍ）、Ｂｅｂｑ２（ｂｅｒｙｌｌｉｕｍｂｉｓ（ｂｅｎｚｏｑｕｉｎｏｌｉｎ－１０－ｏｌａｔｅ）、ＡＤＮ（９、１０－ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ－２－ｙｌ）ａｎｔｈｒａｃｅｎｅ）及びこれらの混合物を含むことができるが、これらに限定されるものではない。電子輸送層ＥＴＬの厚さは、約１００Å～約１０００Å、例えば約１５０Å～約５００Åである。電子輸送層ＥＴＬ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でも満足できる程度の電子輸送特性を得ることができる。
電子輸送領域ＥＴＲが電子注入層ＥＩＬを含む場合、Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｍｇ及びＣａ等の金属及びこれらの混合物を含むことができる。但し、これらに限定されるものではない。例えば、電子注入層ＥＩＬには、ＬｉＦ、ＬｉＱ（Ｌｉｔｈｉｕｍ ｑｕｉｎｏｌａｔｅ）、Ｌｉ2Ｏ、ＢａＯ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｙｂのようなランタノイド族金属、又はＲｂＣｌ、ＲｂＩのようなハロゲン化金属等を使用することができるが、これらに限定されるものではない。また、電子注入層ＥＩＬは、電子輸送物質と絶縁性の有機金属塩とが混合された物質からなる。有機金属塩は、エネルギーバンドギャップが約４ｅＶ以上の物質になる。具体的には、例えば、有機金属塩は、金属アセテート、金属ベンゾエート、金属アセトアセテート、金属アセチルアセトネート、又は金属ステアレートを含むことができる。電子注入層ＥＩＬの厚さは、約１Å～約１００Å、約３Å～約９０Åである。電子注入層ＥＩＬの厚さが前述したような範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧の上昇なしでも十分な電子注入特性を得ることができる。
電子輸送領域ＥＴＲは、先に言及したように、正孔阻止層を含む。正孔阻止層は、例えばＢＣＰ（２、９－ｄｉｍｅｔｈｙｌ－４、７－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－１、１０－ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）及びＢｐｈｅｎ（４、７－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－１、１０－ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）の中の少なくとも１つを含むことができるが、これらに限定されるものではない。
第２電極ＥＬ２は、電子輸送領域ＥＴＲ上に配置される。第２電極ＥＬ２は、共通電極又は陰極である。第２電極ＥＬ２は、透過型電極、半透過型電極、又は反射型電極である。第２電極ＥＬ２が透過型電極である場合、第２電極ＥＬ２は、透明金属酸化物、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、ＩＴＺＯ等からなる。
第２電極ＥＬ２が半透過型の電極又は反射型電極である場合、第２電極ＥＬ２は、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ又はこれらの化合物、或いは混合物（例えば、ＡｇとＭｇとの混合物）を含むことができる。または、前記物質で形成された反射膜や半透過膜及びＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、ＩＴＺＯ等で形成された透明導電膜を含む複数の層構造であってもよい。
図示していないが、第２電極ＥＬ２は、補助電極と接続することができる。第２電極ＥＬ２が補助電極と接続されれば、第２電極ＥＬ２の抵抗を減少させることができる。
有機電界発光素子１０で、第１電極ＥＬ１と第２電極ＥＬ２とに各々電圧が印加されることによって、第１電極ＥＬ１から注入された正孔は、正孔輸送領域ＨＴＲを経て発光層ＥＭＬに移動され、第２電極ＥＬ２から注入された電子が電子輸送領域ＥＴＲを経て発光層ＥＭＬに移動される。電子と正孔は、発光層ＥＭＬで再結合して励起子を生成し、励起子が励起状態から基底状態へと遷移することによって発光するようになる。
有機電界発光素子ＯＥＬ１０が前面発光型である場合、第１電極ＥＬ１は、反射型電極であり、第２電極ＥＬ２は、透過型電極又は半透過型電極である。有機電界発光素子ＯＥＬ１０が背面発光型である場合、第１電極ＥＬ１は、透過型電極又は半透過型電極であり、第２電極ＥＬ２は、反射型電極である。
本発明の一実施形態に係る有機電界発光素子は、化学式（１）で示される多環化合物を含み、発光効率及び寿命を向上させることができる。化学式（１）で示される多環化合物は、トリベンゾシクロヘプテンのコア構造を含み、トリベンゾシクロヘプテンの高い電荷耐性によって寿命を向上させることができ、トリベンゾシクロヘプテンの大きい体積によって分子構造のアモルファス性を向上させて高効率化を実現することができる。
以下、具体的な製造方法、実施例及び比較例を通じて、本発明をより具体的に説明する。下記の実施例は、本発明の理解を助けるための例示に過ぎず、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。
本発明の一実施形態に係る化学式（１）で示される多環化合物は、例えば、下記のように合成することができる。但し、これによって限定されるものではない。
（製造方法）
１．化合物９の合成
（化合物Ａの合成）
Figure 0007084698000066
アルゴン（Ａｒ）雰囲気下で、２００ｍＬの三口フラスコに１、３－ジブロモベンゼンとトリベンゾシクロヘプテンを５．００ｇ入れ、４０ｍＬのＴＨＦ（Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ）溶媒の中で－７８℃に設定した。その後、ｎ－ＢｕＬｉのヘキサン溶液（１．６０Ｍ） １３．３ｍＬを徐々に加えながら、－７８℃で１時間撹拌した。その後、９Ｈ－トリベンゾ［ａ、ｃ、ｅ］［７］－アヌレン－９－オンと１、３－ジブロモベンゼンと４３ｇの５０ｍＬのＴＨＦ溶液を滴下し、室温に戻して２時間撹拌した。その後、有機層を分取し、溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエンとヘキサンの混合溶媒を使用）で精製した後、トルエン／ヘキサンの混合溶媒で再結晶を行い、白色固体の化合物Ａを７．７０ｇ（収率８８％）得た。
ＦＡＢ－ＭＳにより測定された化合物Ａの分子量は、３４５であった。
（化合物Ｂの合成）
Figure 0007084698000067
アルゴン（Ａｒ）雰囲気下で、１００ｍＬの三口フラスコに化合物Ａ ４．１３ｇを２５ｍＬのベンゼン溶媒に溶かし、硫酸（Ｈ2ＳＯ4） ０．８ｍＬを溶解させたベンゼン３ｍＬを追加した後、８０℃で５時間撹拌した。空冷の後、ＮａＨＣＯ3水溶液を添加してｐＨ７に調節し、有機層を分取し、溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエンとヘキサンの混合溶媒を使用）で精製した後、トルエン／ヘキサンの混合溶媒で再結晶を行い、白色固体の化合物Ｂを２．６０ｇ（収率５５％）得た。
ＦＡＢ－ＭＳによって測定された化合物Ｂの分子量は、４７３であった。
（化合物９の合成）
Figure 0007084698000068
アルゴン（Ａｒ）雰囲気下で、２００ｍＬの三口フラスコに化合物Ｂ ２．３７ｇとビス（４－ビフェニリル）アミン １．６１ｇ、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）（Ｐｄ（ｄｂａ）2） ０．２６４ｇ、トリ－ｔｅｒｔ－ブチルホスフィン（（ｔ－Ｂｕ）3Ｐ） ０．３３ｇ、ナトリウムｔｅｒｔ－ブトキシド（ＮａＯｔ－Ｂｕ）アントラセニル基９３ｇを入れ、６０ｍＬのトルエン溶媒中で８時間加熱還流撹拌した。空冷の後、水を加え、有機層を分取し、溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒を使用）で精製した後、トルエン／ヘキサンの混合溶媒で再結晶を行い、白色固体の化合物９を２．５０ｇ（収率７０％）得た。
ＦＡＢ－ＭＳによって測定された化合物９の分子量は、７１４であった。また、1Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）で測定された化合物９のケミカルシフト値（δ）は、８．１２（ｄ、２Ｈ、Ｊ＝７．２０Ｈｚ）、７．９３(ｄ、１Ｈ、Ｊ＝８．１０Ｈｚ）、７．８９－７．８２（ｍ、５Ｈ）、７．８０－７．７４（ｍ、４Ｈ）、７．７２（ｓ、１Ｈ）、７．７１－７．６３（ｍ、４Ｈ）、７．４８－７．４１（ｍ、１２Ｈ）であった。
２．化合物１０の合成
化合物１０は、化合物９の合成でビス（４－ビフェニリル）アミンの代わりにＮ－［４－（１－ナフタレニル）フェニル］－１－ナフタレンアミンを使用したことを除き、同一の方法で合成した。ＦＡＢ－ＭＳによって測定された化合物１０の分子量は、７３８であった。また、1Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）で測定された化合物１０のケミカルシフト値（δ）は、８．０９（ｄ、２Ｈ、Ｊ＝７．１０Ｈｚ）、７．９６（ｄ、１Ｈ、Ｊ＝８．１０Ｈｚ）７．８９－７．８５（ｍ、９Ｈ）、７．８０－７．７４（ｍ、５Ｈ）、７．７３（ｓ、１Ｈ）、７．７１－７．６６（ｍ、３Ｈ）、７．４８－７．２１（ｍ、１８Ｈ）であった。
３．化合物２８の合成
Figure 0007084698000069
アルゴン（Ａｒ）雰囲気下で、１００ｍＬの三口フラスコに化合物Ｃ ３．４１ｇと９－（２－ナフタレニル）－アントラセン ３．０５ｇとｐ－ＭｅＰｈＳＯ3Ｈ ０．５１ｇ、ジオキサン ４５ｍＬとを加えた後、９０℃で５時間撹拌した。空冷の後、ＮａＨＣＯ3水溶液を添加してｐＨ７に調節し、有機層を分取し、溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエンとヘキサンの混合溶媒を使用）で精製した後、トルエン／ヘキサンの混合溶媒で再結晶を行い、白色固体の化合物２８を３．８５ｇ（収率６２％）得た。ＦＡＢ－ＭＳによって測定された化合物２８の分子量は、６２１であった。また、1Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）で測定された化合物２８のケミカルシフト値（δ）は、８．２２－８．１０（ｍ、９Ｈ）、８．０２（ｄ、２Ｈ、Ｊ＝７．２０Ｈｚ）、７．９５（ｄ、１Ｈ、Ｊ＝８．１０Ｈｚ）、７．９２（ｓ、１Ｈ）、７．８９－７．８２（ｍ、９Ｈ）、７．８０－７．７４（ｍ、１０Ｈ）であった。
４．化合物３０の合成
化合物３０は、化合物２８の合成で９－（２－ナフタレニル）－アントラセンの代わりに６－フェニル－クリセンを使用したことを除き、同一の方法で合成した。ＦＡＢ－ＭＳにより測定された化合物３０の分子量は、６２１であった。また、1Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）で測定された化合物３０のケミカルシフト値（δ）は、８．２０－８．１０（ｍ、９Ｈ）、８．０２（ｄ、２Ｈ、Ｊ＝７．２０Ｈｚ）、７．９０（ｄ、１Ｈ、Ｊ＝８．１０Ｈｚ）、７．８７（ｓ、１Ｈ）、７．８２－７．７７（ｍ、１０Ｈ）、７．７０－７．５４（ｍ、９Ｈ）であった。
５．化合物３６の合成
化合物３６は、化合物２８の合成で９－（２－ナフタレニル）－アントラセンの代わりにＮ、Ｎ－ジフェニル－９－アントラセンアミンを使用したことを除き、同一の方法で合成した。ＦＡＢ－ＭＳによって測定された化合物３０の分子量は、６６２であった。また、1Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）で測定された化合物３０のケミカルシフト値（δ）は、８．３２（ｓ、１Ｈ）、８．２２－８．１０（ｍ、９Ｈ）、８．０２（ｄ、２Ｈ、Ｊ＝７．２０Ｈｚ）、７．９５（ｄ、１Ｈ、Ｊ＝８．１０Ｈｚ）、７．９３（ｄ、２Ｈ、Ｊ＝８．１０Ｈｚ）、７．９２（ｓ、１Ｈ）７．８９－７．８２（ｍ、９Ｈ）、７．８０－７．７４（ｍ、１０Ｈ）であった。
６．化合物６７の合成
（化合物Ｄの合成）
Figure 0007084698000070
アルゴン（Ａｒ）雰囲気下で、２００ｍＬの三口フラスコに２－ブロモボロン酸 ２．００ｇ、化合物Ｘ ４．２０ｇ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（Ｐｄ（ＰＰｈ3）4） ０．２６３ｇ、炭酸カリウム（Ｋ2ＣＯ3） ３．８６ｇを添加してトルエン５０ｍＬ、水２０ｍＬの混合溶媒の中で８時間加熱還流攪拌した。空冷の後、水を添加して有機層を分取し、溶媒蒸留した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエンとヘキサンの混合溶媒を使用）で精製した後、トルエン／ヘキサンの混合溶媒で再結晶を行い、白色固体の化合物Ｄを２．７３ｇ（収率６４％）得た。
ＦＡＢ－ＭＳによって測定された化合物Ｄの分子量は、４２７であった。
（化合物Ｅの合成）
Figure 0007084698000071
５００ｍＬの三口フラスコに、化合物Ｄ ４．２７ｇの脱水ＴＨＦ溶液７０ｍＬを添加して－７８℃で攪拌した。ここに１．５８Ｍのｎ－ＢｕＬｉのヘキサン溶液６．７５ｍＬを滴下し、２．５時間攪拌した。その後、室温で３時間攪拌した。反応の後、この混合液に飽和ＮＨ4Ｃｌ水溶液を添加し、１時間攪拌した。これを水で洗浄し、得られた有機相を濃縮して白色固体を得た。５００ｍＬのナス型フラスコに、このキャンディーのような状態の物質とベンゼン １００ｍＬと硫酸 ２．４ｍＬを入れ、窒素雰囲気下で、１３０℃、２時間加熱攪拌して反応させた。反応の後、この反応混合物を氷冷した３５０ｍＬの水に滴下した。白色結晶を析出させ、生成された固体を濾過除去し、メタノールで洗浄後、乾燥させた。白色粉末の化合物Ｅを２．２４ｇ（収率５５％）得た。
ＦＡＢ－ＭＳによって測定された化合物Ｅの分子量は、４０８であった。
（化合物Ｆの合成）
Figure 0007084698000072
５００ｍＬの三口フラスコに化合物Ｅ ４．０８ｇの脱水ＴＨＦ溶液７０ｍＬを添加して－７８℃で攪拌した。ここに１．５８Ｍのｎ－ＢｕＬｉのヘキサン溶液６．９８ｍＬを滴下し、２．５時間攪拌した。ここに１、２－ジブロモエタン １．２０ｇの脱水ＴＨＦ溶液８５ｍＬを滴下して２時間攪拌した後、室温で３時間攪拌した。反応の後、この混合液に１Ｎ塩酸水溶液を添加し、１時間攪拌した。これを水で洗浄し、得られた有機相を濃縮して白色固体を得た。生成された固体を濾過し、エタノール／ヘキサンで洗浄後、乾燥させた。白色粉末の化合物Ｆを３．６８ｇ（収率６５％）得た。
ＦＡＢ－ＭＳによって測定された化合物Ｆの分子量は、５６６であった。
（化合物６７の合成）
Figure 0007084698000073
アルゴン（Ａｒ）雰囲気下で、２００ｍＬの三口フラスコに化合物Ｆ ５．６６ｇ、ジフェニルアミン ３．４０ｇ、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）（Ｐｄ（ｄｂａ）2） ０．１１ｇ及びナトリウムｔｅｒｔ－ブトキシド（ＮａＯｔ－Ｂｕ） ４．１１ｇを添加して７０ｍＬトルエン溶媒の中で８時間加熱還流攪拌した。冷却の後、水を添加して有機層を分取し、溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエンとヘキサンの混合溶媒を使用）で精製した後、トルエン／ヘキサン混合溶媒で再結晶を行って、白色固体の化合物６７を６．１７ｇ（収率８３％）得た。
ＦＡＢ－ＭＳによって測定された化合物６７の分子量は、７４３であった。
７．化合物１１０の合成
（化合物Ｇの合成）
Figure 0007084698000074
アルゴン（Ａｒ）雰囲気下で、２００ｍＬの三口フラスコに２－ニトロフェニルボロン酸 １．６７ｇ、１、８－ジブロモジベンゾフラン ３．２６ｇ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（Ｐｄ（ＰＰｈ3）4） ０．２６３ｇ、及び炭酸カリウム（Ｋ2ＣＯ3） ３．８６ｇを入れ、トルエン５０ｍＬ、水２０ｍＬの混合溶媒の中で８時間加熱還流攪拌した。空冷の後、水を添加して有機層を分取し、溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエンとヘキサンの混合溶媒を使用）で精製した後、トルエン／ヘキサンの混合溶媒で再結晶を行って、白色固体の化合物Ｇを３．２４ｇ（収率８８％）得た。
ＦＡＢ－ＭＳによって測定された化合物Ｇの分子量は、３６８であった。
（化合物Ｈの合成）
Figure 0007084698000075
アルゴン（Ａｒ）雰囲気下で、２００ｍＬの三口フラスコに化合物Ｇ １．８４ｇ及びＰＰｈ3 ２．５１ｇを入れ、８０ｍＬｏ－ＤＣＢ溶媒中１８０℃で３時間加熱攪拌した。空冷の後、水を添加して有機層を分取し、溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエンとヘキサンの混合溶媒を使用）で精製した後、トルエン／ヘキサンの混合溶媒で再結晶を行って、白色固体の化合物Ｈを１．５０ｇ（収率８９％）得た。
ＦＡＢ－ＭＳによって測定された化合物Ｈの分子量は、３３６であった。
（化合物Ｉの合成）
Figure 0007084698000076
アルゴン（Ａｒ）雰囲気下で、２００ｍＬの三口フラスコに化合物Ｈ ３．３６ｇ、ヨードベンゼン １．００ｇ、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）（Ｐｄ（ｄｂａ）2） ０．２４３ｇ、（ｔ－Ｂｕ）3Ｐ ０．１３ｇ及びナトリウムｔｅｒｔ－ブトキシド（ＮａＯｔ－Ｂｕ） ２．１３ｇを入れ、７０ｍＬトルエン溶媒中８時間加熱還流攪拌した。空冷の後、水を添加して有機層を分取し、溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエンとヘキサンの混合溶媒を使用）で精製した後、トルエン／ヘキサンの混合溶媒で再結晶を行って、白色固体の化合物Ｉを３．４２ｇ（収率８３％）得た。
ＦＡＢ－ＭＳによって測定された化合物Ｉの分子量は、４１２であった。
（化合物１１０の合成）
Figure 0007084698000077
３００ｍＬの三口フラスコに化合物Ｉ ４．１２ｇの脱水ＴＨＦ溶液３０ｍＬを－７８℃で攪拌した。ここに１．５８Ｍのｎ－ＢｕＬｉのヘキサン溶液を６．３ｍＬ滴下し、２．５時間攪拌した。ここにベンゾフェノン １．６０ｇの脱水ＴＨＦ溶液４５ｍＬを滴下し、２時間攪拌した後、室温で３時間攪拌した。反応の後、混合液に１Ｎ塩酸水溶液を添加し、１時間攪拌した。これを水で洗浄し、得られた有機相を濃縮して、粘性固体を得た。３００ｍＬのフラスコに前記粘性固体と氷酢酸３０ｍＬ及び塩酸１．４ｍＬとを入れ、窒素雰囲気下で、１３０℃、２時間加熱攪拌し、反応させた。反応の後、この反応混合液を氷冷した１５０ｍＬの水に滴下した。白色結晶を析出させた後、生成された固体を濾過除去し、メタノールで洗浄の後、乾燥させた。最終的に、化合物１１０の白色粉末３．６４ｇ（収率７３％）を得た。
ＦＡＢ－ＭＳによって測定された化合物１１０の分子量は、４９８であった。
８．化合物１１１の合成
Figure 0007084698000078
３００ｍＬの三口フラスコに化合物Ｉ ４．１２ｇの脱水ＴＨＦ溶液を３０ｍＬ添加して－７８℃で攪拌した。ここに１．５８Ｍのｎ－ＢｕＬｉのヘキサン溶液を６．３ｍＬ滴下し、２．５時間攪拌した。ここにジ－２－ピリジニル－メタノン １．６４ｇの脱水ＴＨＦ溶液４５ｍＬを滴下し、２時間攪拌した後、室温で３時間攪拌した。反応の後、この混合液に１Ｎ塩酸水溶液を添加し、１時間攪拌した。これを水で洗浄し、得られた有機相を濃縮した後、粘性固体を得た。３００ｍＬのフラスコに、この粘性固体と氷酢酸３０ｍＬ及び塩酸１．４ｍＬとを入れ、窒素雰囲気下で、１３０℃、２時間加熱攪拌し、反応させた。反応の後、この反応混合液を氷冷した１５０ｍＬの水に滴下した。白色結晶を析出させた後、生成された固体を濾過除去し、メタノールで洗浄の後、乾燥させた。最終的に、化合物１１１の白色粉末を４．１５ｇ（収率８３％）を得た。
ＦＡＢ－ＭＳによって測定された化合物１１１の分子量は、５００であった。
（実験例）
１．実験例１
上述した化合物９及び化合物１０を正孔輸送材料として使用して実施例１及び実施例２の有機電界発光素子を作製した。
［実施例化合物］
Figure 0007084698000079
下記の比較例化合物Ｘ－１及びＸ－２を正孔輸送材料として使用して比較例１及び比較例２の有機電界発光素子を作製した。
［比較例化合物］
Figure 0007084698000080
実施例１、２及び比較例１、２の有機電界発光素子は、ＩＴＯで１５０ｎｍ厚さの第１電極を形成し、ＴＮＡＮＡで６０ｎｍ厚さの正孔注入層を形成し、３０ｎｍ厚さの正孔輸送層を形成し、ＡＤＮにＴＢＰを３％ドープした２５ｎｍ厚さの発光層を形成し、Ａｌｑ３で２５ｎｍ厚さの電子輸送層を形成し、ＬｉＦで１ｎｍ厚さの電子注入層を形成し、Ａｌで１００ｎｍ厚さの第２電極を形成した。各層は、真空雰囲気下で、蒸着法によって形成した。
次に、作製した有機電界発光素子の駆動電圧、発光効率及び半減寿命を評価した。評価結果を下記の表１に示す。各実施例及び比較例の駆動電圧及び発光効率は１０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度での測定値である。また、半減寿命は、１０００ｃｄ／ｍ2を初期輝度として測定した結果である。
また、測定は、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社の４００シリーズのソースメーター、色彩輝度計ＣＳ－２００（株式会社コニカミノルタホールディングス、測定角１°）、測定用ＰＣプログラムＬａｂ ＶＩＥＷ ８．２（株式会社日本ナショナルインスツルメンツ）を使用して暗室内で行った。
Figure 0007084698000081
表１の結果を参照すると、実施例１及び実施例２は、比較例１及び比較例２に比べて寿命及び効率が向上したことが分かる。実施例１において使用された実施例化合物９及び実施例２において使用された実施例化合物１０は、各々アミンにトリベンゾシクロヘプテンが導入された構造を有し、トリベンゾシクロヘプテンの高い電荷耐性によってアミンの優れた正孔輸送能力を維持すると同時に寿命が向上した。また、トリベンゾシクロヘプテンの大きい体積によって分子対称性が崩れ、アモルファス性が向上して高い素子効率を示すようになる。比較例１において使用された比較例化合物Ｘ－１は、アミンにフルオレニル基が導入された構造を有し、フルオレニル基の体積が十分に大きくないため結晶性が高く、アモルファス性が低下し、低効率及び短寿命となる。比較例２において使用された比較例化合物Ｘ－２は、分子全体の平面性が高いため結晶性が高く、アモルファス性が低下するため、低効率及び短寿命となる。
２．実験例２
上述した化合物２８、化合物３０、及び化合物３６を発光層ホスト材料として使用して実施例３～実施例５の有機電界発光素子を作製した。
［実施例化合物］
Figure 0007084698000082
下記の比較例化合物Ｘ－３及びＸ－４を発光層ホスト材料として使用して比較例３及び比較例４の有機電界発光素子を作製した。
［比較例化合物］
Figure 0007084698000083
実施例３～実施例５及び比較例３、比較例４の有機電界発光素子は、ＩＴＯで１５０ｎｍ厚さの第１電極を形成し、ＴＮＡＮＡで６０ｎｍ厚さの正孔注入層を形成し、α－ＮＰＤで３０ｎｍ厚さの正孔輸送層を形成し、ＴＢＰを３％ドープした２５ｎｍ厚さの発光層を形成し、Ａｌｑ３で２５ｎｍ厚さの電子輸送層を形成し、ＬｉＦで１ｎｍ厚さの電子注入層を形成し、Ａｌで１００ｎｍ厚さの第２電極を形成した。各層は、真空雰囲気下で、蒸着法によって形成した。
次に、作製した有機電界発光素子の駆動電圧、発光効率、及び半減寿命を評価した。評価結果を下記の表２に示す。各実施例及び比較例の駆動電圧、及び発光効率は、１０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度での測定値である。また、半減寿命は、１０００ｃｄ／ｍ2を初期輝度として測定した結果である。
また、測定は、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社の４００シリーズのソースメーター、色彩輝度計ＣＳ－２００（株式会社コニカミノルタホールディングス、測定角１°）、測定用ＰＣプログラムＬａｂ ＶＩＥＷ ８．２（株式会社日本ナショナルインスツルメンツ）を使用して暗室内で行った。
Figure 0007084698000084
表２の結果を参照すると、実施例３～実施例５は、比較例３及び比較例４に比べて寿命及び効率が向上したことが分かる。実施例３において使用された実施例化合物２８、実施例４において使用された実施例化合物３０及び実施例５において使用された化合物３６は、各々３環又は４環のアリール基にトリベンゾシクロヘプテンが導入された構造を有し、トリベンゾシクロヘプテンの高い電荷耐性によって多環アリール基の優れた発光特性を維持すると同時に寿命が向上される。また、トリベンゾシクロヘプテンの大きい体積によって分子対称性が崩れ、アモルファス性が向上して高い素子効率を示すようになる。比較例３において使用された比較例化合物Ｘ－３は、アントラセンの９、１０位にナフタレンが置換されているため、平面性及び対称性が高い。これによって、結晶性が高く、アモルファス性が低下するので、低効率及び短寿命となる。比較例４において使用された比較例化合物Ｘ－４は、平面性及び対称性が高い分子構造を有し結晶性が高く、アモルファス性が低下するため、低効率及び短寿命となる。
表１及び表２の結果から、本発明の一実施形態に係る多環化合物を有機電界発光素子に利用する場合、効率及び寿命向上効果が現れることが分かる。
３．実験例３
上述した化合物６７及び化合物１１０を正孔輸送材料として使用して実施例６及び実施例７の有機電界発光素子を作製した。
［実施例化合物］
Figure 0007084698000085
下記比較例化合物Ｘ－５及びＸ－６を正孔輸送材料として使用して比較例１及び比較例２の有機電界発光素子を作製した。
［比較例化合物］
Figure 0007084698000086
実施例６、７及び比較例５、６の有機電界発光素子は、ＩＴＯで１５０ｎｍ厚さの第１電極を形成し、ＴＮＡＮＡで６０ｎｍ厚さの正孔注入層を形成し、３０ｎｍ厚さの正孔輸送層を形成し、ＡＤＮにＴＢＰを３％ドープした２５ｎｍ厚さの発光層を形成し、Ａｌｑ３で２５ｎｍ厚さの電子輸送層を形成し、ＬｉＦで１ｎｍ厚さの電子注入層を形成し、Ａｌで１００ｎｍ厚さの第２電極を形成した。各層は、真空雰囲気下で、蒸着法によって形成した。
次に、作製した有機電界発光素子の駆動電圧、発光効率及び半減寿命を評価した。評価結果を下記の表３に示す。各実施例及び比較例の駆動電圧、及び発光効率は、１０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度での測定値である。また、半減寿命は、１０００ｃｄ／ｍ2を初期輝度として測定した結果である。
また、測定は、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社の４００シリーズのソースメーター、色彩輝度計ＣＳ－２００（株式会社コニカミノルタホールディングス、測定角１°）、測定用ＰＣプログラムＬａｂ ＶＩＥＷ ８．２（株式会社日本ナショナルインスツルメンツ）を使用して暗室内で行った。
Figure 0007084698000087
表３の結果を参照すると、実施例６及び実施例７は、比較例５及び比較例６に比べて寿命及び効率が向上したことが分かる。実施例６において使用された実施例化合物６７及び実施例７において使用された化合物１１０は、トリベンゾシクロヘプテンの高い電荷耐性によって多環アリール基の優れた発光特性を維持すると同時に寿命が向上される。また、トリベンゾシクロヘプテンの大きい体積によって分子対称性が崩れ、アモルファス性が向上し高い素子効率を示すようになる。比較例５において使用された比較例化合物Ｘ－５及び比較例６において使用された比較例化合物Ｘ－６は、アモルファス性が低下するため、低効率及び短寿命となる。
４．実験例４
上述した化合物１１１を発光層ホスト材料として使用して実施例８の有機電界発光素子を作製した。
［実施例化合物］
Figure 0007084698000088
下記の比較例化合物Ｘ－７及びＸ－８を発光層ホスト材料として使用して比較例７及び比較例８の有機電界発光素子を作製した。
［比較例化合物］
Figure 0007084698000089
実施例８、比較例７及び比較例８の有機電界発光素子は、それぞれＩＴＯで１５０ｎｍ厚さの第１電極を、ＴＮＡＮＡで６０ｎｍ厚さの正孔注入層を、ＨＭＴＰＤ（４、４’－Ｂｉｓ（Ｎ、Ｎ’－（３－ｔｏｌｙｌ）ａｍｉｎｏ）－３、３’－ｄｉｍｅｔｈｙｌｂｉｐｈｅｎｙｌ）で３０ｎｍ厚さの正孔輸送層を、Ｉｒ（ｐｐｙ）3を２０％ドープした２５ｎｍ厚さの発光層を、Ａｌｑ３で２５ｎｍ厚さの電子輸送層を、ＬｉＦで１ｎｍ厚さの電子注入層を、Ａｌで１００ｎｍ厚さの第２電極を形成した。各層は、真空雰囲気下で、蒸着法によって形成した。
次に、作製した有機電界発光素子の駆動電圧、発光効率及び半減寿命を評価した。評価結果を下記の表４に示す。各実施例及び比較例の駆動電圧及び発光効率は、１０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度での測定値である。また、半減寿命は、１０００ｃｄ／ｍ2を初期輝度として測定した結果である。
また、測定は、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社の４００シリーズのソースメーター、色彩輝度計ＣＳ－２００（株式会社コニカミノルタホールディングス、測定角１°）、測定用ＰＣプログラムＬａｂ ＶＩＥＷ ８．２（株式会社日本ナショナルインスツルメンツ）を使用して暗室内で行った。
Figure 0007084698000090
表４の結果を参照すると、実施例８は比較例７及び比較例８に比べて寿命及び効率が向上したことが分かる。
表１～表４の結果から本発明の一実施例による化学式（１）で示される多環化合物を有機電界発光素子に利用する場合、効率及び寿命向上効果が現れることが分かる。
本発明の一実施例に係る化学式（１）で示される多環化合物は、例えば下記のように合成することができる。但し、これに限定されるものではない。
（製造方法）
９．化合物Ａ－３の合成
（化合物Ｊの合成）
Figure 0007084698000091
アルゴン（Ａｒ）雰囲気下で、２００ｍＬの三口フラスコに４－ブロモナフタレン１．３ｇを入れ、３０ｍＬのＴＨＦに溶解し、０℃に冷却し、ここに１．６Ｍｎ－ブチルリチウム及びヘキサン溶液３．１ｍＬを滴下した。ここに９Ｈ－ｘａｎｔｈｅｎｅ－９－ｏｎｅ ０．９８ｇを含んだＴＨＦ溶液３０ｍＬを添加して２時間撹拌した。反応液に水を添加して有機層を選別し、溶媒留去した。得られた生成物にｐ－トルエンスルホン酸 ０．８６ｇを含んだトルエン３０ｍＬ添加し、１１０℃で１時間加熱した。空冷の後、反応液に水を添加して有機層を選別する溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン及びヘキサン）で精製し、白色固体の化合物Ｊを０．７１ｇ（収率４０％）得た。得られた化合物Ｊの分子量をＦＡＢ－ＭＳ測定した結果、３５６（Ｃ27Ｈ16Ｏ）という値を得た。
（化合物Ｋの合成）
Figure 0007084698000092
アルゴン（Ａｒ）雰囲気下で、２００ｍＬの三口フラスコに化合物Ｊ １．７８ｇを提供して３０ｍＬのＴＨＦに溶解し、０℃に冷却し、ここに１．６Ｍｎ－ブチルリチウム及びヘキサン溶液３．１ｍＬを滴下した。ここに１、２－ジブロモメタン１．００ｇを含んだＴＨＦ溶液３０ｍＬを入れ、５時間撹拌した。反応液に水を加えて有機層を選別して溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン及びヘキサン）で精製して白色固体の化合物Ｋを１．３０ｇ（収率６０％）得た。得られた化合物Ｋの分子量をＦＡＢ－ＭＳ測定した結果、４３４（Ｃ27Ｈ15ＯＢｒ）という値を得た。
（化合物Ａ－３の合成）
Figure 0007084698000093
アルゴン（Ａｒ）雰囲気下で、２００ｍＬの三口フラスコに化合物Ｋ ２．１８ｇ、ｂｉｓ（１、１’－ｂｉｐｈｅｎｙｌ）４－ｙｌａｍｉｎｅ １．６１ｇ、ｔｒｉｓ（ｄｉｂｅｎｚｙｌｉｄｅｎｅａｃｅｔｏｎｅ）ｄｉｐａｌｌａｄｉｕｍ（０） ０．４６ｇ、トリ－ｔｅｒｔ－ブチルホスフィン ０．１６ｇ及びナトリウムｔｅｒｔ－ブトキシド １．９３ｇを加えて６０ｍＬのトルエン溶媒中で７時間加熱還流した。空冷の後、反応液に水を加えて有機層を選別して溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン及びヘキサン）で精製して白色固体の化合物Ａ－３を２．３６ｇ（収率７０％）得た。得られた化合物Ａ－３の分子量をＦＡＢ－ＭＳ測定した結果、６７５（Ｃ51Ｈ33ＮＯ）という値を得た。ＦＡＢ－ＭＳは、ＪＥＯＬ製ＪＭＳ－７００を使用して測定した。
１０．化合物Ａ－１２の合成
（化合物Ｌの合成）
Figure 0007084698000094
アルゴン（Ａｒ）雰囲気下で、２００ｍＬの３口フラスコに４－ブロモフェナントレンアントラセニル基３ｇを提供して３０ｍＬのＴＨＦに溶解し、０℃に冷却し、ここに１．６Ｍｎ－ブチルリチウム及びヘキサン溶液３．１ｍＬを滴下した。ここに９Ｈ－ｔｈｉａｘａｎｔｈｅｎｅ－９－ｏｎｅ １．０６ｇを含むＴＨＦ溶液３０ｍＬを添加して２時間撹拌した。空冷の後、水を添加して有機層を分離し、溶媒留去した。得られた生成物にｐ－トルエンスルホン酸 ０．８６ｇを含むトルエン３０ｍＬ添加して１１０℃で１時間加熱した。空冷の後、反応液に水を添加して有機層を分取し、溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン及びヘキサン）で精製して白色固体の化合物Ｌを０．７３ｇ（収率３９％）得た。得られた化合物Ｌの分子量をＦＡＢ－ＭＳ測定した結果、３７２（Ｃ27Ｈ16Ｓ）という値を得た。ＦＡＢ－ＭＳは、ＪＥＯＬ製ＪＭＳ－７００を使用して測定した。
（化合物Ｍの合成）
Figure 0007084698000095
アルゴン（Ａｒ）雰囲気下で、２００ｍＬの三口フラスコに化合物Ｌ １．８６ｇを提供して３０ｍＬのＴＨＦに溶解し、０℃に冷却してここに１．６Ｍｎ－ブチルリチウム及びヘキサン溶液３．１ｍＬを滴下した。アルゴン（Ａｒ）雰囲気下で、２００ｍＬの三口フラスコに化合物Ｌ １．８６ｇを提供して３０ｍＬのＴＨＦに溶解し、０℃に冷却してここに１．６Ｍｎ－ブチルリチウム及びヘキサン溶液３．１ｍＬを滴下した。空冷の後、水を添加して有機層を分離し、溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン及びヘキサン）で精製して白色固体の化合物Ｍを１．２４ｇ（収率５５％）得た。得られた化合物Ｍの分子量をＦＡＢ－ＭＳ測定した結果、４５０（Ｃ27Ｈ15ＳＢｒ）という値を得た。ＦＡＢ－ＭＳは、ＪＥＯＬ製ＪＭＳ－７００を使用して測定した。
（化合物Ａ－１２の合成）
Figure 0007084698000096
アルゴン（Ａｒ）雰囲気下で、２００ｍＬの三口フラスコに化合物Ｍ ２．２６ｇ、ｂｉｓ（１、１’－ｂｉｐｈｅｎｙｌ）４－ｙｌａｍｉｎｅ １．６１ｇ、ｔｒｉｓ（ｄｉｂｅｎｚｙｌｉｄｅｎｅａｃｅｔｏｎｅ）ｄｉｐａｌｌａｄｉｕｍ（０） ０．４６ｇ、トリ－ｔｅｒｔ－ブチルホスフィン ０．１６ｇ及びナトリウムｔｅｒｔ－ブトキシド １．９３ｇを添加して６０ｍＬのトルエン溶媒で７時間加熱還流した。空冷の後、反応液に水を添加して有機層を分離し、溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン及びヘキサン）で精製して白色固体化合物Ａ－１２を２．３０ｇ（収率６６％）得た。得られた化合物Ａ－１２の分子量をＦＡＢ－ＭＳ測定した結果、６９１（Ｃ51Ｈ33ＮＳ）という値を得た。ＦＡＢ－ＭＳは、ＪＥＯＬ製ＪＭＳ－７００を使用して測定した。
１１．化合物Ａ－２１の合成
（化合物Ｎの合成）
Figure 0007084698000097
アルゴン（Ａｒ）雰囲気下で、２００ｍＬの三口フラスコに４－ブロモナフタレン１．３ｇを提供して３０ｍＬのＴＨＦに溶解し、０℃に冷却し、これに１．６Ｍｎ－ブチルリチウム及びヘキサン溶液３．１ｍＬを滴下した。ここに１０－ｂｅｎｚｙｌａｃｒｉｄｉｎｅ－９（１０Ｈ）－ｏｎｅ ０．４２ｇを含んだＴＨＦ溶液３０ｍＬを加えて２時間間撹拌した。反応液に水を添加して有機層を選別し、溶媒留去した。得られた生成物にｐ－トルエンスルホン酸 ０．８６ｇを含むトルエン３０ｍＬ加えて１１０℃で１時間加熱した。空冷の後、反応液に水を加えて有機層を選別し、溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン及びヘキサン）で精製して白色固体化合物Ｎを０．７８ｇ（収率３５％）得た。得られた化合物Ｎの分子量をＦＡＢ－ＭＳ測定した結果、４４５（Ｃ34Ｈ23Ｎ）という値を得た。ＦＡＢ－ＭＳは、ＪＥＯＬ製ＪＭＳ－７００を使用して測定した。
（化合物Ｏの合成）
Figure 0007084698000098
２００ｍＬの三口フラスコに化合物Ｎ ２．２２ｇ及びＰｄ／Ｃ ２．２ｇを提供して酢酸６０ｍＬとギ酸アンモニウム ２ｇとを加えて４８時間還流した。空冷した反応液を濾過し、クロロホルムで洗浄した。ここに水を加え、２ＭのＮａＯＨ水溶液で中和し、有機層を選別し、濃縮した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン及びヘキサン）で精製して白色固体化合物Ｏを１．３３ｇ（収率７５％）得た。得られた化合物Ｏの分子量をＦＡＢ－ＭＳ測定した結果、３５５（Ｃ27Ｈ17Ｎ）という値を得た。ＦＡＢ－ＭＳは、ＪＥＯＬ製ＪＭＳ－７００を使用して測定した。
（化合物Ａ－２１の合成）
Figure 0007084698000099
アルゴン（Ａｒ）雰囲気下で、２００ｍＬの三口フラスコに化合物Ｏ １．７８ｇ、Ｎ－（１、１’－ｂｉｐｈｅｎｙｌ］－４－ｙｌ）－Ｎ－（３－ｂｒｏｍｏｐｈｅｎｙｌ）－［１、１’－ｂｉｐｈｅｎｙｌ］－４－ａｍｉｎｅ ２．３４ｇ、ｔｒｉｓ（ｄｉｂｅｎｚｙｌｉｄｅｎｅａｃｅｔｏｎｅ）ｄｉｐａｌｌａｄｉｕｍ（０） ０．４６ｇ、トリ－ｔｅｒｔ－ブチルホスフィン ０．１６ｇ、及びナトリウムｔｅｒｔ－ブトキシド １．９３ｇを加えて６０ｍＬのトルエン溶媒の中で７時間加熱還流した。空冷の後、反応液に水を加えて有機層を選別し、溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン及びヘキサン）で精製して白色固体化合物Ａ－２１を２．８２ｇ（収率７５％）得た。得られた化合物Ａ－２１の分子量をＦＡＢ－ＭＳ測定した結果、７５０（Ｃ57Ｈ38Ｎ2）を得た。ＦＡＢ－ＭＳは、ＪＥＯＬ製ＪＭＳ－７００を使用して測定した。
（実験例）
５．実験例５
上述した化合物Ａ－３、Ａ－１２及びＡ－２１を正孔輸送材料として使用して実施例９～実施例１１の有機電界発光素子を作製した。
［実施例化合物］
Figure 0007084698000100
下記の比較例化合物Ｘ－９及びＸ－１０を正孔輸送材料として使用して比較例９及び比較例１０の有機電界発光素子を作製した。
［比較例化合物］
Figure 0007084698000101
ＩＴＯで１５０ｎｍ厚さの陽極を形成し、２－ＴＮＡＴＡで６０ｎｍ厚さの正孔注入層を形成し、３０ｎｍ厚さの正孔輸送層を形成し、３％のＴＢＰでドーピングされたＡＤＮで２５ｎｍ厚さの発光層を形成し、Ａｌｑ３で２５ｎｍ厚さの電子輸送層を形成し、ＬｉＦで１ｎｍ厚さの電子注入層を形成し、Ａｌで１００ｎｍ厚さの陰極を形成した。
次に、作製した有機電界発光素子の発光効率を評価した。評価結果を下記の表５に示す。発光効率は、１０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度での測定値である。
素子の電流密度は、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社の４００シリーズのソースメーター、電圧は、色彩輝度計ＣＳ－２００（株式会社コニカミノルタホールディングス、測定角１°）、発光効率は、測定用ＰＣプログラムＬａｂ ＶＩＥＷ ８．２（株式会社日本ナショナルインスツルメンツ）を使用して測定した。
Figure 0007084698000102
表５の結果を参照すると、実施例９～実施例１１の有機電界発光素子が比較例９及び比較例１０の有機電界発光素子より発光効率が優れていることを確認することができる。実施例９～実施例１１に各々使用された実施例化合物Ａ－３、Ａ－１２及びＡ－２１は、比較例９及び比較例１０に各々使用された比較例化合物Ｘ－９及びＸ－１０と比較したとき、正孔輸送能力があるヘテロ原子を含むため、正孔輸送性が向上され、優れた発光効率を示す。
以上、添付された図面を参照し、本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明のその技術的思想や必須的な特徴を変えることなく他の具体的な形態に実施できることについて理解するべきである。したがって、上記実施形態は、全て例示的なものであり、限定的なものではない。
１０ 有機電界発光素子
ＥＬ１ 第１電極
ＨＴＲ 正孔輸送領域
ＥＭＬ 発光層
ＥＴＲ 電子輸送領域
ＥＬ２ 第２電極

Claims (11)

  1. 下記の化学式（５）で示される多環化合物。
    Figure 0007084698000103
    （５）
    前記化学式（５）において、
    Ｕ１およびＵ２は、それぞれ独立して、環を形成するための６個以上３０個以下の炭素原子を有する置換若しくは無置換のアリール基、または環を形成するための２個以上３０個以下の炭素原子を有する置換若しくは無置換のヘテロアリール基であり、
    ＥはＯ、Ｓ、またはＮＲ’である。
  2. 下記の化合物Ａ－１～Ａ２３で示された化合物の中から選択されるいずれか１つである多環化合物。
    Figure 0007084698000104
    Figure 0007084698000105

    Figure 0007084698000106
  3. 下記の化学式（１１）で示される多環化合物。
    Figure 0007084698000107
    （１１）
    前記化学式（１１）において、
    Ｃｙ３は、置換若しくは無置換の３環又は４環のアリール基であり、
    Ｒ １ ～Ｒ １２ は、各々独立に水素、重水素、ハロゲン基、シリル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基から選択され、隣接する基と互いに結合して環を形成することができる。
  4. 下記の化学式（１２）で示される多環化合物。
    Figure 0007084698000108
    （１２）
    前記化学式（１２）において、
    Ｘは、Ｏ、Ｓ、ＮＲ１３、ＣＲ１４Ｒ１５又はＳｉＲ１６Ｒ１７であり、
    Ｒ１３～Ｒ１７は、各々独立に水素、重水素、ハロゲン基、シリル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、
    Ａｒ １ 及びＡｒ ２ の一方は、置換もしくは無置換のアントラセニル基、置換もしくは無置換のピレニル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のクリセニル基、置換もしくは無置換のトリフェニレニル基、置換もしくは無置換のカルバゾリル基、又は置換もしくは無置換のピリジル基から選択され、
    Ａｒ １ 及びＡｒ ２ の他方は、置換もしくは無置換のフェニル基であり、
    Ｒ １ ～Ｒ ３ 及びＲ ６ ～Ｒ １２ は、各々独立に水素、重水素、ハロゲン基、シリル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基から選択され、隣接する基と互いに結合して環を形成することができる。
  5. 下記の化学式（１３）で示される多環化合物。
    Figure 0007084698000109
    （１３）
    前記化学式（１３）において、
    Ｘは、Ｏ、Ｓ、ＮＲ１３、ＣＲ１４Ｒ１５又はＳｉＲ１６Ｒ１７であり、
    Ｒ３及びＲ６は、各々独立に置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、
    Ｒ１３～Ｒ１７は、各々独立に水素、重水素、ハロゲン基、シリル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、
    Ａｒ １ 及びＡｒ ２ の一方は、置換もしくは無置換のアントラセニル基、置換もしくは無置換のピレニル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のクリセニル基、置換もしくは無置換のトリフェニレニル基、置換もしくは無置換のカルバゾリル基、又は置換もしくは無置換のピリジル基から選択され、
    Ａｒ １ 及びＡｒ ２ の他方は、置換もしくは無置換のフェニル基である。
  6. 下記の化学式（１５）で示される多環化合物。
    Figure 0007084698000110
    （１５）
    前記化学式（１５）において、
    Ｘは、Ｏ、Ｓ、ＮＲ１３、ＣＲ１４Ｒ１５又はＳｉＲ１６Ｒ１７であり、
    Ｙは、Ｏ、Ｓ、ＮＲ２０、又は置換若しくは無置換のホスフィンオキシド基であり、
    Ｒ１３～Ｒ１７は、各々独立に水素、重水素、ハロゲン基、シリル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、
    Ｒ２０は、水素、重水素、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、
    Ａｒ １ 及びＡｒ ２ の一方は、置換もしくは無置換のアントラセニル基、置換もしくは無置換のピレニル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のクリセニル基、置換もしくは無置換のトリフェニレニル基、置換もしくは無置換のカルバゾリル基、又は置換もしくは無置換のピリジル基から選択され、
    Ａｒ １ 及びＡｒ ２ の他方は、置換もしくは無置換のフェニル基であり、
    Ｒ１～Ｒ３、Ｒ６、Ｒ７及びＲ１０～Ｒ１２は、各々独立に水素、重水素、ハロゲン基、シリル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基から選択され、隣接する基と互いに結合して環を形成することができる。
  7. 下記の化学式（１６）で示される多環化合物。
    Figure 0007084698000111
    （１６）
    前記化学式（１６）において、
    Ｘは、Ｏ、Ｓ、ＮＲ１３、ＣＲ１４Ｒ１５又はＳｉＲ１６Ｒ１７であり、
    Ｒ１３～Ｒ１７は、各々独立に水素、重水素、ハロゲン基、シリル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であり、
    Ｒ１～Ｒ３及びＲ６～Ｒ１２は、各々独立に水素、重水素、ハロゲン基、シリル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基から選択され、隣接する基と互いに結合して環を形成することができる。
  8. 下記の化合物１～６６及び化合物６７～１２２で示された化合物の中から選択されるいずれか１つである多環化合物。
    Figure 0007084698000112
    Figure 0007084698000113

    Figure 0007084698000114

    Figure 0007084698000115

    Figure 0007084698000116

    Figure 0007084698000117

    Figure 0007084698000118

    Figure 0007084698000119

    Figure 0007084698000120


    Figure 0007084698000121

    Figure 0007084698000122

    Figure 0007084698000123

    Figure 0007084698000124

    Figure 0007084698000125

    Figure 0007084698000126

    Figure 0007084698000127
  9. 第１電極と、
    前記第１電極上に配置された正孔輸送領域と、
    前記正孔輸送領域上に配置された発光層と、
    前記発光層上に配置された電子輸送領域と、
    前記電子輸送領域上に配置された第２電極と、を含み、
    前記正孔輸送領域及び前記発光層の中の少なくとも１つは、下記の化学式（１）または化学式（３）で示される多環化合物を含む有機電界発光素子。
    Figure 0007084698000128
    （１）
    Figure 0007084698000129
    （３）
    前記化学式（１）において、
    Ａｒ １ 及びＡｒ ２ の一方は、置換若しくはもしくは無置換のアントラセニル基、置換もしくは無置換のピレニル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のクリセニル基、置換もしくは無置換のトリフェニレニル基、置換もしくは無置換のカルバゾリル基、置換もしくは無置換のピリジル基から選択され、或いは互いに結合して環を形成し、
    Ａｒ １ 及びＡｒ ２ の他方は、置換もしくは無置換のフェニル基であり、
    Ａは、下記の化学式（２－１）で示され、
    Figure 0007084698000130
    （２－１）
    前記化学式（２－１）において、
    Ｒ１～Ｒ１２は、各々独立に水素、重水素、ハロゲン基、シリル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、或いは隣接する基と互いに結合して環を形成し、
    前記化学式（３）で、
    Ｗは、水素、重水素、ハロゲン基、シリル基、置換若しくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６以上６０以下のアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数５以上６０以下のヘテロアリール基であり、
    ｐは、０以上８以下の整数であり、
    ｐが２以上である場合、複数のＷは、互いに同一であるか、或いは異なり、
    ＥはＯ、Ｓ、またはＮＲ’であり、
    ｍは０または１であり、
    ＺおよびＲ’は、それぞれ独立して、以下の化学式（４）で表され、
    Figure 0007084698000131
     （４）
    前記化学式（４）において、
    Ｕ１およびＵ２は、それぞれ独立して、環を形成するための６個以上３０個以下の炭素原子を有する置換もしくは無置換のアリール基、または環を形成するための２個以上３０個以下の炭素原子を有する置換もしくは無置換のヘテロアリール基であり、
    Ｌ’は、環を形成するための６個以上３０個以下の炭素原子を有する置換または非置換のアリーレン基であり
    ｎは０または１であり、
    ＥがＮＲ’の場合、ｍは０であり、ＥがＯまたはＳの場合、ｍは１である。
  10. 前記化学式（３）で示される多環化合物は、下記の化合物Ａ－１～Ａ―２３で示された化合物の中から選択される少なくとも１つである請求項９に記載の有機電界発光素子。
    Figure 0007084698000132
    Figure 0007084698000133

    Figure 0007084698000134
  11. 第１電極と、
    前記第１電極上に設けられた正孔輸送領域と、
    前記正孔輸送領域上に形成された発光層と、
    前記発光層上の電子輸送領域と、
    前記電子輸送領域上の第２電極と、を含み、
    前記正孔輸送領域および前記発光層から選択された少なくとも1つが、下記の化合物１～６６及び化合物６７～１２２で示された化合物の中から選択される少なくとも１つで示された多環化合物を含む、有機電界発光素子。
    Figure 0007084698000135
    Figure 0007084698000136

    Figure 0007084698000137

    Figure 0007084698000138

    Figure 0007084698000139

    Figure 0007084698000140

    Figure 0007084698000141

    Figure 0007084698000142

    Figure 0007084698000143


    Figure 0007084698000144

    Figure 0007084698000145

    Figure 0007084698000146

    Figure 0007084698000147

    Figure 0007084698000148

    Figure 0007084698000149

    Figure 0007084698000150



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