(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極、１層以上からなる有機物層、および第２電極を順次積層した形態で含む有機発光素子であって、
有機物層の少なくとも１層が、下式（１）：
【化１】
0005566606.tif 000034
[Ａ１乃至Ａ２は多環芳香族炭化水素のベンゼン環に直接縮合された置換または非置換されたＣ２−Ｃ３０シクロアルカンまたは置換または非置換されたＣ５−Ｃ５０ポリシクロアルカンを意味し、
Ｒ１及びＲ２は、各々ナフチル基並びに置換または非置換されたモノ-またはジ-アリールアミン基からなる群から選択され、
Ｒ３及びＲ４は、各々水素、ハロゲン、ニトリル（−ＣＮ）、ニトロ（−ＮＯ２）、スルホニル（−ＳＯ２Ｒ’）、スルホキシド（−ＳＯＲ’）、スルホンアミド（−ＳＯ２ＮＲ’２）、スルホネート（−ＳＯ３Ｒ’）、トリフルオロメチル（−ＣＦ３）、エステル（−ＣＯＯＲ’）、アミド（−ＣＯＮＨＲ’または−ＣＯＮＲ’Ｒ”）、置換または非置換の直鎖または分岐鎖のＣ１−Ｃ１２アルコキシ、置換または非置換の直鎖または分岐鎖のＣ１−Ｃ２０の脂肪族炭化水素、置換または非置換の芳香族または非芳香族の複素環、置換または非置換のアリール、置換または非置換のモノまたはジ−アリールアミン、および置換または非置換のアラルキルアミンからなる群から選択され、この時、前記Ｒ’およびＲ”は、各々置換または非置換のＣ１−Ｃ６０のアルキル、置換または非置換のアリール、置換または非置換の５−７員複素環からなる群から選択されるが、Ｒ１とＲ２が同時に水素である場合は除き、
ｋ、ｌは０〜２の整数で、ｋ＋ｌ≧１であり、ｍ、ｎは１〜４の整数である]
の化合物を１種以上含むことを特徴とする、有機発光素子。
【請求項２】
前記シクロアルカンまたはポリシクロアルカンが１〜４つ縮合されることを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記ポリシクロアルカンはビシクロアルカンであることを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項４】
前記化合物が含まれた有機物層は、無機金属、無機塩、または互いに異なる有機物質０．１〜９９．０重量％が混合して形成されることを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項５】
下記化学式１：
【化２】
0005566606.tif 000035
[Ａ１乃至Ａ２は多環芳香族炭化水素のベンゼン環に直接縮合された置換または非置換されたＣ２−Ｃ３０シクロアルカンまたは置換または非置換されたＣ５−Ｃ５０ポリシクロアルカンを意味し、
Ｒ１及びＲ２は、各々ナフチル基並びに置換または非置換されたモノ-またはジ-アリールアミン基からなる群から選択され、
Ｒ３及びＲ４は、各々水素、ハロゲン、ニトリル（−ＣＮ）、ニトロ（−ＮＯ２）、スルホニル（−ＳＯ２Ｒ’）、スルホキシド（−ＳＯＲ’）、スルホンアミド（−ＳＯ２ＮＲ’２）、スルホネート（−ＳＯ３Ｒ’）、トリフルオロメチル（−ＣＦ３）、エステル（−ＣＯＯＲ’）、アミド（−ＣＯＮＨＲ’または−ＣＯＮＲ’Ｒ”）、置換または非置換の直鎖または分岐鎖のＣ１−Ｃ１２アルコキシ、置換または非置換の直鎖または分岐鎖のＣ１−Ｃ２０の脂肪族炭化水素、置換または非置換の芳香族または非芳香族の複素環、置換または非置換のアリール、置換または非置換のモノまたはジ−アリールアミン、および置換または非置換のアラルキルアミンからなる群から選択され、この時、前記Ｒ’およびＲ”は、各々置換または非置換のＣ１−Ｃ６０のアルキル、置換または非置換のアリール、置換または非置換の５−７員複素環からなる群から選択されるが、Ｒ１とＲ２が同時に水素である場合は除き、
ｋ、ｌは０〜２の整数で、ｋ＋ｌ≧１であり、ｍ、ｎは１〜４の整数である] 
の化合物。
【請求項６】
下記化学式１−１〜１−１３：
【化３Ａ】
0005566606.tif 000036
【化３Ｂ】
0005566606.tif 000037
の化合物からなる群から選択される化合物。
【請求項７】
前記化合物は、有機電気素子において発光、正孔注入、正孔輸送、電子輸送のうちいずれか１つ以上の役割を果すことができることを特徴とする、請求項５または６に記載の化合物。
【請求項８】
前記化合物は、無機金属や塩または互いに異なる有機物質０．１〜９９．０重量％と混合して用いられることを特徴とする、請求項５または６に記載の化合物。
【請求項９】
請求項５または６に記載の化合物を含む電荷キャリアの抽出、注入、または輸送物質。
【請求項１０】
有機太陽電池、有機感光体（ＯＰＣ）、または有機トランジスタの少なくとも１つの有機層に用いられることを特徴とする、請求項９に記載の物質。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光素子の有機物層に用いることのできる新規化合物およびそれを用いた有機発光素子に関するものである。
本出願は２００５年９月１５日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２００５−００８６５０１号の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本明細書に含まれる。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、有機発光現象とは有機物質を用いて電気エネルギを光エネルギに転換させる現象のことをいう。具体的には、陽極と陰極との間に有機物層を備えた時、２つの電極間に電圧を印加すれば、陽極からは正孔が、陰極からは電子が有機物層に注入されるようになる。注入された正孔と電子とが結合した時にエキシトンが形成され、このエキシトンが再び基底状態に落ちる時に光を発する。
【０００３】
このように両電極から注入された電荷の結合によって発生する有機発光現象の他に、外部電極から正孔と電子とが注入されず、一般的な無機薄膜発光素子のように交流電圧を加えて両性電荷生成層が正孔と電子を生成し、有機薄膜層に移動して光を発することもできる（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、８５（１２）、２３８２−２３８４）。
有機発光素子（ＯＬＥＤ）については、１９６３年、ポープ、カルマン、マグネートがアントラセン単結晶から電界発光を発見してから現在に至るまで活発な研究がなされている。最近では、有機発光素子は平板ディスプレイ装置または照明機構など多様な応用製品に用いられている。
【０００４】
有機発光素子を効率的に作るための１つの方法として、素子内の有機物層を単層の代わりに多層構造に製造する研究が進められてきた。現在用いられる大部分の有機発光素子は電極と有機物層が蒸着された構造を有するが、前記有機物層は正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、および電子注入層などからなる多層構造のものが多く用いられている。
【０００５】
有機発光素子は、高輝度、高効率、低い駆動電圧、色変化の容易性、安価などの特徴を有するものと知られている。ところが、上記のような特徴を満たすためには、素子内の有機物層をなす各層、例えば正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層がさらに安定、かつ効率的な材料によって構成されるのが先行しなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者らは、有機発光素子において正孔伝達、発光および／または電子伝達のできるアントラセン、ナフタレン、ピレン、ルブレン、ペリレンなどのような多環芳香族炭化水素の誘導体において、前記誘導体の分子間の相互作用によって発生する問題点を解決できるように分子設計をしようと努めた。
【０００７】
そのためにコアである多環芳香族炭化水素に直接または置換基に１つ以上のシクロアルカンまたはポリシクロアルカンが連結された構造の新規有機化合物を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、第１電極、１層以上からなる有機物層、および第２電極を順次積層した形態で含む有機発光素子であって、前記有機物層のうち少なくとも１層は多環芳香族炭化水素をコアとして有し、置換または非置換されたＣ２−Ｃ３０シクロアルカンまたは置換または非置換されたＣ５−Ｃ５０ポリシクロアルカンが前記コアに直接縮合された誘導体を１種以上含むことを特徴とする有機発光素子を提供する。
【０００９】
また、本発明は、第１電極、１層以上からなる有機物層、および第２電極を順次積層した形態で含む有機発光素子であって、前記有機物層のうち少なくとも１層は多環芳香族炭化水素をコアとして有し、置換または非置換されたＣ２−Ｃ３０シクロアルカンまたは置換または非置換されたＣ５−Ｃ５０ポリシクロアルカンが前記コアの芳香族炭化水素置換基に縮合された誘導体を１種以上含むことを特徴とする有機発光素子を提供する。
【００１０】
また、本発明は、多環芳香族炭化水素をコアとして有し、置換または非置換されたＣ２−Ｃ３０シクロアルカンまたは置換または非置換されたＣ５−Ｃ５０ポリシクロアルカンが前記コアに直接縮合されるか前記コアの置換基に縮合された誘導体を含む電荷キャリアの抽出、注入、または輸送物質を提供する。
【００１１】
さらに、本発明は、発光材料、正孔輸送物質、電子輸送物質のうち、いずれか１つ以上の役割を果たすことのできる下記化学式１の化合物、下記化学式２の化合物、および下記化学式３の化合物を提供する。
【化１】
0005566606.tif 000002
【化２】
0005566606.tif 000003
【化３】
0005566606.tif 000004
ここで、
【化４】
0005566606.tif 000005
は、多環芳香族炭化水素のベンゼン環に直接縮合された置換または非置換されたＣ２−Ｃ３０シクロアルカンまたは置換または非置換されたＣ５−Ｃ５０ポリシクロアルカンを意味し（ここで、Ａ’はＡ１、Ａ２、およびＡ３を意味）、
【化５】
0005566606.tif 000006
は、多環芳香族炭化水素の置換基に縮合された置換または非置換されたＣ２−Ｃ３０シクロアルカンまたは置換または非置換されたＣ５−Ｃ５０ポリシクロアルカンを意味する（ここで、ＲはＲ７およびＲ８を意味、Ａ”はＡ４およびＡ５を意味）。この時、前記シクロアルカンまたはポリシクロアルカンが縮合される多環芳香族炭化水素の置換基の部位にはベンゼン環を含むことが好ましい。
【００１２】
また、前記Ｒ１〜Ｒ１０置換基は、同一または異なり、各々水素、ハロゲン、ニトリル（−ＣＮ）、ニトロ（−ＮＯ２）、スルホニル（−ＳＯ２Ｒ’）、スルホキシド（−ＳＯＲ’）、スルホンアミド（−ＳＯ２ＮＲ’２）、スルホネート（−ＳＯ３Ｒ’）、トリフルオロメチル（−ＣＦ３）、エステル（−ＣＯＯＲ’）、アミド（−ＣＯＮＨＲ’または−ＣＯＮＲ’Ｒ”）、置換または非置換の直鎖または分岐鎖のＣ１−Ｃ１２アルコキシ、置換または非置換の直鎖または分岐鎖のＣ１−Ｃ２０の脂肪族炭化水素、置換または非置換の芳香族または非芳香族の複素環、置換または非置換のアリール、置換または非置換のモノまたはジ−アリールアミン、および置換または非置換のアラルキルアミンからなる群から選択するか、または２つのＲが縮合環を形成できるか、または２つ以上のＲが線形に連結され多環芳香族炭化水素の誘導体を重合体に形成できるようにする。但し、Ｒ１とＲ２が同時に水素である場合は除く。
【００１３】
この時、前記Ｒ’およびＲ”は、各々置換または非置換のＣ１−Ｃ６０のアルキル、置換または非置換のアリール、置換または非置換の５−７員複素環からなる群から選択される。
【００１４】
前記Ｒ’およびＲ”において、前記Ｃ１−Ｃ６０のアルキル、アリール、および複素環は、各々１つ以上のアミン、アミド、エーテル、およびエステル基のうちから選択される１以上の任意の基で置換され得る。
【００１５】
また、前記式中のアリールは、フェニル、ビフェニル、テルフェニル、ベンジル、ナフチル、アントラセニル、テトラセニル、ペンタセニル、ペリレニル、およびコロネニルからなる群から選択され、これらは単一または多重置換または非置換され得る。
この時、置換されたアリール基、特に置換されたフェニル基の場合、置換体は二重結合または三重結合を含むことができる。置換されたアリール基の例としてはスチルベニル（ｓｔｉｌｂｅｎｙｌ）
【化６】
0005566606.tif 000007
、アセチレニル（ａｃｅｔｙｌｅｎｙｌ）
【化７】
0005566606.tif 000008
があり、上記のような置換されたアリール基はアントラセンコアの９位に置換されることが好ましい。
【００１６】
前記式中、芳香族複素環化合物の例としては、チオフェン基、フラン基、ピロール基、イミダゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、オキサジアゾール基、チアジアゾール基 、トリアゾール基、ピリジル基、ピリダジル基、ピラジン基、キノリン基、イソキノリン基などがある。
【００１７】
前記式中、Ｃ１−Ｃ２０の脂肪族炭化水素の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などのアルキル基；スチリルのような二重結合を有するアルケニル基；およびアセチレン基のような三重結合を有するアルキニル基がある。
【００１８】
化学式１において、ｋ、ｌは０、１、または２であり（但し、ｋ＋ｌ≧１）、ｍ、ｎは１〜４の整数である。
【００１９】
化学式２において、ｏは１または２であり、ｐ、ｑは１〜４の整数である。
【００２０】
化学式３において、ｒ、ｓは１〜４の整数であり、ｔ、ｕは０〜２の整数であり、ｔ＋ｕ≧１である。
【００２１】
前記ｋ、ｌ、ｏ、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、およびｕが２以上の数である時、同一置換基が環の様々な位置に置換される場合のみならず、相異なる置換基が芳香族環の様々な位置に置換される場合も含む。
【００２２】
前記置換されたシクロアルカンまたは置換されたビシクロアルカンにおいて、置換基の非制限的な例としてはＣ１−Ｃ６アルキル基がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明をより詳しく説明する。
【００２４】
アントラセン、ナフタレン、ピレン、ルブレン、ペリレンなどのような多環芳香族炭化水素は発色団の役割をすることができる。特に、アントラセンをコアとする有機化合物は、正孔伝達材料、発光物質（ドーパントを含む）、電子伝達物質など有機発光素子のような有機電気素子に多様に用いられる。
【００２５】
本発明は、前記化学式１、２、３に例示したように、アントラセン、ナフタレン、ピレン、ルブレン、ペリレンなどのような多環芳香族炭化水素をコアとして有し、立体的に大きいシクロアルカンまたはポリシクロアルカンが前記コアに直接縮合されるか前記コアの置換基に縮合された誘導体を提供することが特徴である。
【００２６】
本発明においてポリシクロアルカンはビシクロアルカンであることが好ましい。
【００２７】
本発明によって、多環芳香族炭化水素をコアとして有し、置換または非置換されたＣ２−Ｃ３０シクロアルカンまたは置換または非置換されたＣ５−Ｃ５０ポリシクロアルカンが前記コアに直接縮合されるか、前記コアの置換基に縮合された誘導体は、発光物質として用いることができ、有機発光素子において発光ホストまたはドーパントとして用いることができる。特に、前記本発明に係る多環芳香族炭化水素誘導体は、置換体や共役の調節によってブルー、グリーン、レッドの全てを発光することができる。
【００２８】
前記本発明に係る多環芳香族炭化水素誘導体の例としては前記化学式１〜３の化合物がある。
【００２９】
前記本発明に係る多環芳香族炭化水素誘導体は、多環芳香族炭化水素のコアによって吸光または発光がなされ、主な波長帯が決められる。
【００３０】
一方、多環芳香族炭化水素のコアに直接縮合された置換または非置換されたＣ２−Ｃ３０シクロアルカンまたは置換または非置換されたＣ５−Ｃ５０ビシクロアルカンは、多環芳香族炭化水素の発色団の波長を長波長に移動させることができる。
【００３１】
アントラセンそのものは、両性性質を有するため、置換体の導入によって選択的に正孔または電子を伝達することができる。
【００３２】
前記多環芳香族炭化水素に縮合されたシクロアルカンまたはポリシクロアルカンは、平面状芳香族環とは異なり、独立なシクロアルカンまたはポリシクロアルカンと類似する非平面状の構造（例、椅子型）を前記多環芳香族炭化水素に提供することができる。これによって無定形（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ）の特性をよりよく発揮し、有機発光素子のような有機電気素子の作動時に発生するジュール熱によって引き起こされる結晶化による素子の破壊を防止することができる。
【００３３】
また、前記多環芳香族炭化水素に縮合されたシクロアルカンまたはポリシクロアルカンは、比較的立体的に大きいため、化合物の融点とガラス転移温度を増加させることができ；分子構造を堅くして高量子効率を有することができるようにし；分子構造を大きくして（ｂｕｌｋｙ）立体的阻害を受けるようにすることで、発光減衰（ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ）効果および広発光帯域による色純度の低下などの分子間の相互作用によって発生する副作用を減らし、分子そのものの特性を高めることができる。また、前記立体的に大きいシクロアルカンまたはポリシクロアルカンの分子内導入により、前記多環芳香族炭化水素はホスト間の分子間相互作用を抑制できるドーパントとしての機能を向上させられる。
【００３４】
特に、芳香族コアがシクロアルカンまたはポリシクロアルカン骨格で囲まれている構造では、シクロアルカンまたはポリシクロアルカン骨格の誘導効果および超共役効果によって芳香族コアの電子密度の変形が生じ、これによってカチオンラジカルが非常に安定化する。すなわち、シクロアルカンまたはポリシクロアルカン骨格によってコアそのものよりはもう少しｐ−タイプの性質を有するようになる。また、電気化学的酸化の測定によって、シクロアルカンまたはポリシクロアルカン骨格の数が多くなるほど、より容易に参加し、カチオンラジカルもより安定するということを確認することができる（［Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９９８、１２０、６０１２−６０１８］文献および［Ｔｅｔｒａｈｅｄｒａｎ  Ｌｅｔｔｅｒｓ（１９９７）３８（１９）３４２７−３４３０］文献参照）。
【００３５】
したがって、シクロアルカンまたはポリシクロアルカンが直接縮合された多環芳香族炭化水素は正孔伝達物質として用いることができる。また、米国特許第６４６５１１５号に提示されたアントラセン誘導体とは異なり、シクロアルカンまたはポリシクロアルカンによって囲まれている構造は、電気化学的により安定化し（ｃａｔｉｏｎｉｃ  ｒａｄｉｃａｌ）エネルギーレベル（ＨＯＭＯ）も最適化することができる。したがって、正孔伝達物質として安定性が向上し、安定した形態構造（ｓｔａｂｌｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ）が期待され、正孔注入も容易になる。
【００３６】
前記多環芳香族炭化水素に縮合されるシクロアルカンまたはポリシクロアルカンは１〜４つであることが好ましい。
【００３７】
本発明によって縮合されるシクロアルカンの炭素数は２〜３０が可能で、３〜８であることが好ましい。
【００３８】
本発明によって縮合されるポリシクロアルカンの炭素数は５〜５０が可能で、５〜２５であることが好ましい。
【００３９】
本発明のコアである多環芳香族炭化水素は、化学式１〜３で提示したＲ１〜Ｒ６、Ｒ９、Ｒ１０のような置換基（Ｒ）で１以上置換された誘導体でありうる。
【００４０】
一方、置換または非置換されたＣ２−Ｃ３０シクロアルカンまたは置換または非置換されたＣ５−Ｃ５０ポリシクロアルカンが多環芳香族炭化水素からなるコアの置換基に縮合される場合、縮合される置換基の部位にはベンゼン環を含むことが好ましい。
【００４１】
前記化学式１の化合物の具体的な例としては、下記化学式１−１〜１−１３があるが、これらだけに限定されるものではない。
【００４２】
【化８】
0005566606.tif 000009
0005566606.tif 000010
0005566606.tif 000011
0005566606.tif 000012
前記化学式１の化合物の一般的な製造方法の一例は、アントラキノン誘導体を合成し、これを一般的な還元反応によってアントラセンに還元させ、アントラセンの９、１０位にブロム化を含むハロゲン化反応によって様々な置換体を一般的な化学反応に導入することができる（例：鈴木カップリング、アミン反応）。前記製造方法は下記のような反応式Ａで表すことができる。
【化９】
0005566606.tif 000013
前記化学式２の化合物の具体的な例としては、下記化学式２−１〜２−６があるが、これらだけに限定されるものではない。
【化１０】
0005566606.tif 000014
0005566606.tif 000015
前記化学式２の化合物の一般的な製造方法の一例は、一般的な縮合環化反応によって最大反応部位が３つまで可能で、前記化学式１と同様に一般的な化学反応によって様々な誘導体が可能である。すなわち、出発物質であるジキト（例：カンファーキノン：ｃａｍｐｈｏｒｑｕｉｎｏｎｅ）誘導体を多様に導入すれば、カンファーの代わりに多様な縮合環化合物の合成が可能である。
前記製造方法は下記のような反応式Ｂで表すことができる。
【化１１】
0005566606.tif 000016
前記化学式３の化合物の具体的な例としては、下記化学式３−１〜３−６があるが、これらだけに限定されるものではない。
【化１２】
0005566606.tif 000017
0005566606.tif 000018
さらに、化学式１−７、１−８の化合物は化学式３の化合物の例にもなり得る。
前記化学式３の化合物の一般的な製造方法の一例は下記のような反応式Ｃで表すことができる。この時、アントラキノンの代わりにブロムを含むハロゲン誘導体を用いれば、同じ合成方法によって化学式３の化合物を合成することができる。
【化１３】
0005566606.tif 000019
【００４３】
前述した前記化学式１、２、３の化合物の製造方法は後述する製造例においてより詳しく説明する。
【００４４】
一方、本発明によれば、多環芳香族炭化水素をコアとして有し、置換または非置換されたＣ２−Ｃ３０シクロアルカンまたは置換または非置換されたＣ５−Ｃ５０ポリシクロアルカンが前記コアに直接縮合されるか前記コアの置換基に縮合された誘導体は、電荷キャリアの抽出、注入、または輸送物質の役割を果すことができる。この時、電荷キャリアとしては正孔または電子がなることができる。
【００４５】
電極と有機物層間で正孔伝達を必要とする有機電気素子は通常２つ以上の電極とこれらの電極間に介在した１つ以上の有機物層を含むが、動作原理によって下記のように大きく２つに分けることができる。
【００４６】
第１に、外部エネルギから素子に流入したエネルギにより、有機物層に形成されたエキシトン（ｅｘｉｔｏｎ）が分離して形成された電子と正孔を電流源（電圧源）として用いる有機電気素子である。このような類型の有機電気素子の例としては、有機太陽電池および有機感光体（ＯＰＣ）のようなセンサなどが挙げられる。
【００４７】
第２に、２つ以上の電極に電圧を印加することにより、電極と界面をなす半導体性有機物層に直接注入された正孔および／または電子によって動作する電子素子がある。このような類型の電子素子の例としては、２つの電極から有機物層に各々電子と正孔を同時に注入して発光させる有機発光素子、ダイオードまたはゲートに印加された電圧により、有機物層に形成された正孔をソース電極（以下、ソースという）からドレーン電極（以下、ドレーンという）に輸送させることによってスイッチの役割をする有機トランジスタが挙げられる。
【００４８】
前述した電極と有機物層との間で正孔伝達を必要とする有機電気素子の場合、素子性能を向上させるためには、電極と有機物層との間に正孔注入および抽出の効率および／または有機物層に形成された正孔を電極または他の有機物層に効率的に輸送することが重要である。そのために大部分の電子素子では、素子動作に核心的に必要な主反応が起こる有機物層（たとえば、有機太陽電池の場合は、外部光源からの光子によって電子と正孔を形成する有機物層、および有機トランジスタの場合は、ゲートに印加された電圧によって正孔が形成される有機物層）のみならず、電荷注入有機物層（以下、電荷注入層という）、電荷抽出有機物層（以下、電荷抽出層という）、または電荷輸送有機物層（以下、電荷輸送層という）などの付加的な有機物層のうち少なくとも１つ以上を形成させることによって素子性能の向上を図っている。
【００４９】
したがって、本発明に係る電荷キャリアの抽出、注入、または輸送物質は、有機発光ダイオード、有機太陽電池、有機トランジスタ、および有機感光体（ＯＰＣ）などのような有機電気素子の有機物層に用いることができる。
【００５０】
この時、本発明によって、多環芳香族炭化水素をコアとして有し、置換または非置換されたＣ２−Ｃ３０シクロアルカンまたは置換または非置換されたＣ５−Ｃ５０ポリシクロアルカンが前記コアに直接縮合されるか、前記コアの置換基に縮合された誘導体は、無機金属、無機塩、または互いに異なる有機物質０．１〜９９．０重量％と混合して用いることもできる。
【００５１】
以下、本発明の有機発光素子について説明する。
【００５２】
有機発光素子は、基板、陽極、陰極、および陽極と陰極との間に設けられた１層以上の有機物層を含む構造を有する。陽極と陰極との間に存在する有機物層は、必要に応じて役割をより細分化して層数を増やすこともでき、逆に１層が様々な役割をするようにして層数を減らすこともできる。
【００５３】
好ましくは、本発明の有機発光素子は、下から基板、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、および陰極を含む構造を有することができる。また、必要に応じて電子輸送層と発光層との間に正孔の電子輸送層への移動を防ぐ正孔抑制層（ｈｏｌｅ  ｂｌｏｃｋｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）を別に介在させることもできる。
【００５４】
有機発光素子の構造例は図１〜図５に示されているが、これらだけに限定されるものではない。図１では有機物層が４層に区分されており、図２では発光層が電子輸送層の役割と発光層の役割を同時に行う例が示されている。図３では正孔輸送層が正孔注入と正孔輸送の役割を同時に行う例が示されており、図４では発光層が正孔注入層、正孔輸送層、発光層の３つの役割を同時に行う例が示されており、図５では発光層が正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、発光層の役割を同時に行う例が示されている。
【００５５】
本発明の有機発光素子は各々の層が薄膜に形成され得、このような薄膜の形成は各層に用いられる物質に応じて有機発光素子の通常の製造方法によってなされる。例えば、ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＥＢ（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｅａｍ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｔｉｏｎ）、熱真空蒸着（ｔｈｅｒｍａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、高真空内で熱真空蒸着（ｔｈｅｒｍａｌ  ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）を行うか、溶液に溶かした後、スピンコーティング、ロールコーティング、スクリーン印刷、ディップコーティング、ドクターブレード、インクジェット印刷、または熱転写法などの方法を用いて薄膜の層に形成することができる。
【００５６】
本発明によって、多環芳香族炭化水素をコアとして有し、置換または非置換されたＣ２−Ｃ３０シクロアルカンまたは置換または非置換されたＣ５−Ｃ５０ポリシクロアルカンが前記コアに直接縮合されるか、前記コアの置換基に縮合された誘導体は、上記のような構造を有する本発明の有機発光素子において発光材料として用いられるか、他のドーパントの発光を助ける励起エネルギ移動用の発光ホストまたはドーパントとして用いることができる。前記本発明に係る多環芳香族炭化水素誘導体は２種類以上を併用しても良く、本発明の性能を損なわない範囲内で前記本発明に係る多環芳香族炭化水素誘導体は他の発光色素などと併用しても良い。
【００５７】
前記本発明に係る多環芳香族炭化水素誘導体は、発光層を形成するホストよりエネルギ帯域の間隙が小さいドーパントとして用いる場合、ホストで発生したエキシトンがドーパントに輸送され、効率の高い光を発することができる。
【００５８】
前記本発明に係る多環芳香族炭化水素誘導体は、ドーパントとして用いられる場合、それが含まれている層の全体や一部にドーピングされ得、膜の厚さ方向に均一にドーピングされるか膜の厚さ方向において濃度分布があっても良い。化合物のドーピングされる量は、ホスト材料に対し１０−３〜１５重量％が好ましく、０．１〜１０重量％がより好ましい。
【００５９】
また、前記本発明に係る多環芳香族炭化水素誘導体は、上記のような発光特性の他に正孔注入、正孔輸送、電子輸送、または電子注入のように有機発光素子の有機物層に必要な他の特性を有することができる。
【００６０】
前記本発明に係る多環芳香族炭化水素誘導体は、本発明の有機発光素子中の発光層に含有させることが好ましい。発光層が別途に形成されず正孔輸送層および／または電子輸送層が発光層の役割を共に行う場合は、正孔輸送層および／または電子輸送層に含有させることができる。
【００６１】
前記本発明に係る多環芳香族炭化水素誘導体を含む有機発光素子は、寿命、熱的安定性などが向上し得る。立体的に大きいシクロアルキル基を導入することにより、（１）前記本発明に係る多環芳香族炭化水素誘導体の融点とガラス転移温度を増加させて熱的安定性を向上させることができ、（２）無定形（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ）の特性をよりよく発揮し、有機発光素子の作動時に発生するジュール熱によって引き起こされる結晶化による素子の破壊を防止することができるためである。
【実施例】
【００６２】
以下では、本発明の理解を助けるために好ましい製造例および実施例を提示する。しかし、下記製造例および実施例は本発明をより容易に理解するために提供されるものに過ぎず、本発明は下記製造例および実施例によって限定されるものではない。
【００６３】
製造例１：化学式１−１の化合物の合成
【化１４】
0005566606.tif 000020
（１）化合物１ａの合成
テトラリン（５０．５ｍＬ、３７１ｍｍｏｌ）と無水フタル酸（５０．０ｇ、３３８ｍｍｏｌ）を塩化メチレン（６０ｍＬ）に溶かし、０℃でＡｌＣｌ３を徐々に入れて３０分間０℃で攪拌させ、徐々に常温まで昇温させて４時間反応させた。反応混合液を氷水に注いで有機層を分離した後、水層は塩化メチレンで２回抽出した。有機層を集め無水ＭｇＳＯ４で乾燥して濾過した後、減圧下で濃縮させた。塩化メチレンと石油エーテルで再結晶して化学式１ａの化合物（８４ｇ、８９％）を得た。
ＭＳ［Ｍ＋Ｈ］２８１
【００６４】
（２）化合物１ｂの合成
化合物１ａ（１０ｇ、３５ｍｍｏｌ）を塩化メチレン（３０ｍＬ）に溶かし、ＳＯＣｌ２（３．９ｍＬ、５３．４ｍｍｏｌ）を入れて１２時間反応させた。反応混合物を減圧下で濃縮させてＳＯＣｌ２を除去した後、再び塩化メチレン（３０ｍＬ）に溶かした。０℃に温度を下げた後、ＡｌＣｌ３を徐々に入れて常温まで昇温させた後、３時間反応させた。反応混合物を氷水に注いで有機層を分離した後、水層は塩化メチレンで２回抽出した。有機層を集め無水ＭｇＳＯ４で乾燥して濾過した後、減圧下で濃縮させた後、コラムクロマトグラフィで精製して化合物１ｂ（３．０ｇ、３２％）を得た。
ＭＳ［Ｍ＋Ｈ］２６２
【００６５】
（３）化合物１ｃの合成
化合物１ｂ（４．０ｇ、１５ｍｍｏｌ）を氷酢酸（２５０ｍＬ）に入れ、ＨＩ（４０ｍＬ）を徐々に入れた後、８時間還流させた。反応が終わった後、常温に冷却させ、反応混合物をチオ硫酸ナトリウム水溶液に注いだ後、エチルエーテルで抽出した。有機層を無水硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）で乾燥させて濾過した後、減圧下で濃縮した。コラムクロマトグラフィで精製して化合物１ｃ（１．１ｇ、３１％）を得た。
ＭＳ［Ｍ＋Ｈ］２３３
【００６６】
（４）化合物１ｄの合成
化合物１ｃ（１．５ｇ、６．４ｍｍｏｌ）をＤＭＦ（３０ｍＬ）に溶かし、ＮＢＳ（Ｎ−ｂｒｏｍｏｓｕｃｃｉｎｉｍｄｅ）（２．８７ｇ、１６．１ｍｍｏｌ）を入れて１０分程反応させた。反応混合物を水に注いで塩化メチレンで抽出した。有機層を無水ＭｇＳＯ４で乾燥させた後、減圧下で濃縮させた。塩化メチレンとエタノールで再結晶して化合物１ｄ（１．２ｇ、４７％）を得た。
ＭＳ［Ｍ］３９０
【００６７】
（５）化学式１−１の化合物の合成
化合物１ｄ（１．３ｇ、２．５ｍｍｏｌ）をＴＨＦ（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ）に溶かし、２−ナフチルボロン酸（０．９ｇ、５．０ｍｍｏｌ）を入れた後、４ＭのＫ２ＣＯ３（２．５６ｍＬ）を入れて還流させた。反応が終わった後に有機層を分離し、水層は酢酸エチルで抽出した。有機層を集め無水ＭｇＳＯ４で乾燥させて濾過した後、減圧下で濃縮させた。コラムクロマトグラフィで精製した後、酢酸エチルとエタノールで再結晶して化学式１−１の化合物（１．１ｇ、８７％）を得た。
１Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）８．０８（ｄ，２Ｈ），８．０５−８．０２（ｍ，２Ｈ），７．９８（ｓ，２Ｈ），７．９６−７．９２（ｍ，２Ｈ），７．６８−７．５８（ｍ，８Ｈ），７．４２（ｓ，２Ｈ），７．２５−７．２２（ｍ，２Ｈ），２．８１−２．７６（ｂｒ，４Ｈ），１．７８−１．７３（ｑｕｉｎｔｅｔ，４Ｈ）；ＭＳ［Ｍ＋Ｈ］４８５
【００６８】
製造例２：化学式１−２の化合物の合成
化合物１ｄを合成するステップまでは製造例１と同様であり、化学物１ｄから化学式１−１の化合物を合成するステップにおいて、２−ナフチルボロン酸の代わりに１−ナフチルボロン酸を用いて、製造例１と同一方法によって化学式１−２の化合物を合成した。
１Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）８．１２−８．０２（ｍ，４Ｈ），７．７８−７．７２（ｍ，２Ｈ），７．６８−７．６２（ｍ，２Ｈ），７．５５−７．４８（ｍ，２Ｈ），７．３９−７．３５（ｍ，２Ｈ），７．３−７．１８（ｍ，６Ｈ），７．１４−７．１１（ｍ，２Ｈ），２．７２−２．６２（ｑ，４Ｈ），１．７４−１．６４（ｍ，４Ｈ）；ＭＳ［Ｍ＋Ｈ］４８５
【００６９】
製造例３：化学式２−１の化合物の合成
【化１５】
0005566606.tif 000021
（１）化合物２ａの合成（２−ブロモ−９，１０−ジ−ナフタレン−１−イル−９，１０−ジヒドロ−アントラセン−９，１０−ジオール）
５−ブロモ−１，２，３，４−テトラヒドロ−ナフタレン１３．７ｍＬ（８８．０ｍｍｏｌ）を無水ＴＨＦ（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ、１００ｍＬ）に溶かして攪拌しながら−７８℃に維持した後、ｎ−ＢｕＬｉ  ４２．６ｍＬ（１０６ｍｍｏｌ）をゆっくり滴加した。３０分後、２−ブロモ−９，１０−アントラキノン１０．２ｇ（３５．５ｍｍｏｌ）を入れて攪拌した。２時間後、ＮＨ４Ｃｌ溶液で反応混合物を洗浄し、蒸溜水で２回さらに洗った後、無水ＭｇＳＯ４で水を除去した。ロータリーエバポレータで溶媒を除去し、ジエチルエーテルと石油エーテルから再結晶して化合物２ａ（８．７ｇ、４５％）を得た。この化合物の分析結果は次の通りである。
１Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）７．７８（ｄｄ，４Ｈ），７．３８（ｄｄ，４Ｈ），６．８２（ｄｄ，２Ｈ），６．７３（ｄｄ，２Ｈ），６．４６（ｄｄ，２Ｈ），２．６０（ｔ，４Ｈ），２．３７（ｔ，４Ｈ），１．６４（ｍ，８Ｈ）；ＭＳ［Ｍ＋１−Ｈ２Ｏ］５２６
【００７０】
（２）化合物２ｂの合成（２−ブロモ−９，１０−ナフタレン−１−イル−アントラセン）
２−ブロモ−９，１０−ジ−ナフタレン−１−イル−９，１０−ジヒドロ−アントラセン−９，１０−ジオール８．７４ｇ（１６．１ｍｍｏｌ）を氷酢酸（１００ｍＬ）に溶かして攪拌し、ＫＩ２．６７ｇ（１６．１ｍｍｏｌ）、ＮａＰＯ２Ｈ２１７．１ｇ（１６１ｍｍｏｌ）入れた後に還流させる。反応が進行されつつ、反応物が溶け始めて約２時間後、白い沈殿が生じて反応が完了する。氷酢酸を濾過して除去し、沈殿物をエタノールに分散させ、Ｈ２Ｏを入れて形成される沈殿物を再び濾過し、白い固体の化合物２ｂ（７．５ｇ、９２％）を得る。この化合物の分析結果は次の通りである。
ＭＳ［Ｍ＋１］５１０
【００７１】
（３）化合物２ｃの合成（２−（９，１０−ジ−ナフタレン−１−イル−アントラセン−２−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−［１，３，２］ジオキサボロラン）
化合物２ａ  ３ｇ（５．９ｍｍｏｌ）を無水ＴＨＦ（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ）（３０ｍＬ）に溶かして攪拌しながら−７８℃に維持した後、ｎ−ＢｕＬｉ  ３．１ｍＬ（７．７ｍｍｏｌ）をゆっくり滴加した。３０分後、２−イソプロポキシ−４，４，５，５−テトラメチル−［１，３，２］ジオキサボロラン１．６ｍＬ（７．７ｍｍｏｌ）を入れて攪拌した。１時間後、ＮＨ４Ｃｌ水溶液を入れて酢酸エチルで抽出した後、蒸溜水で２回さらに洗った後、ＭｇＳＯ４で水を除去した。ロータリーエバポレータで溶媒を除去し、ジエチルエーテルと石油エーテルから再結晶して化合物２ｃ（１．７ｇ、５２％）を得た。
【００７２】
（４）化学式２−１の合成
化合物２ｃ  １．７ｇ（３．０６ｍｍｏｌ）をＴＨＦ（２０ｍＬ）に溶かして、化合物３ｂ  １．５７ｇ（３．３６ｍｍｏｌ）を添加した。Ｐｄ（ＰＰｈ３）４１７６ｍｇ（０．１５ｍｍｏｌ）を入れ、２ＭのＫ２ＣＯ３水溶液６．１２ｍＬ（１２．２ｍｍｏｌ）を入れた後、攪拌しながら還流させた。２時間後、溶液にＴＨＦ（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ）を添加し、エーテルで抽出して蒸溜水で２回さらに洗浄を行った。溶液から無水ＭｇＳＯ４で水分を除去してロータリーエバポレータで溶媒を除去した後、コラムクロマトグラフィで分離して白い固体を得た後、ジエチルエーテルと石油エーテルから再結晶し、減圧フィルターして白色の化学式２−１の化合物（１．０ｇ、３９％）を得た。
ＭＳ［Ｍ＋１］８１７
【００７３】
製造例４：化学式２−３の化合物の合成
【化１６】
0005566606.tif 000022
（１）化合物３ａの合成（４，８，８−トリメチル−１，３−ジフェニル−４，５，６，７−テトラヒドロ−４，７−メタノ−インデン−２−ワン）
ＤＬ−カンファーキノン１０ｇ（６０ｍｍｏｌ）とジフェニルアセトン１２．７ｇ（６０ｍｍｏｌ）をトリエチレングリコール（５０ｍＬ）に入れて若干加熱して溶かし、メタノールにベンジルトリメチルアンモニウムヒドロオキシド（４０％）６．５ｍＬ（１４．３ｍｍｏｌ）を入れ、１２０℃で加熱しながら攪拌させた。反応が進行されつつ、混合物が赤色に変わり、２４時間後、反応が完了すれば、Ｈ２Ｏを入れて酢酸エチルで抽出した。溶液を無水ＭｇＳＯ４で水分を除去して乾燥させ、ロータリーエバポレータで溶媒を除去した後、コラムクロマトグラフィで分離して赤色オイルの化合物３ａ（１０ｇ、４９％）を得た。
ＭＳ［Ｍ＋１］３４１
【００７４】
（２）化合物３ｂの合成
化合物３ａ  １０ｇ（２９ｍｍｏｌ）と５−ブロモアントラニル酸６．８９ｇ（３１．９ｍｍｏｌ）を１，２−ジクロロエタン（１００ｍＬ）に溶かし、硝酸イソアミル６．１ｍＬ（４３．５ｍｍｏｌ）を入れて９０℃で還流させた。１時間後反応が完了すれば、Ｈ２Ｏを入れて酢酸エチルで抽出した。溶液から無水ＭｇＳＯ４で水分を除去し、ロータリーエバポレータで溶媒を除去した後、コラムクロマトグラフィで分離して透明なオイルの化合物３ｂ（６．７ｇ、４９％）を得た。
ＭＳ［Ｍ＋１］４６８
【００７５】
（３）化合物３ｃの合成（４，４，５，５−テトラメチル−２−ピレン−１−イル−［１，３，２］ジオキサボロラン）
２−ブロモ−ピレン５ｇ（１７．８ｍｍｏｌ）を無水ＴＨＦ（１００ｍＬ）に溶かして攪拌しながら−７８℃に維持した後、ｎ−ＢｕＬｉ  ９．７ｍＬ（２３．２ｍｍｏｌ）をゆっくり滴加した。３０分後、２−イソプロポキシ−４，４，５，５−テトラメチル−［１，３，２］ジオキサボロラン４．８ｍＬ（２３．１ｍｍｏｌ）を入れて攪拌した。１時間後、ＮＨ４Ｃｌ水溶液を入れて酢酸エチルで抽出した後、蒸溜水で２回さらに洗った後、無水ＭｇＳＯ４で水を除去した。ロータリーエバポレータで溶媒を除去して透明なオイルの混合化合物３ｃ（６．０ｇ、９９％）を得た。
ＭＳ［Ｍ＋１］３２９
【００７６】
（４）化学式２−３の化合物の合成
化合物３ｃ  ２．４ｇ（７．３ｍｍｏｌ）をＴＨＦ（３０ｍＬ）に溶かして、化合物３ｂ  ３．４ｇ（７．３ｍｍｏｌ）を添加した。Ｐｄ（ＰＰｈ３）４４２１ｍｇ（０．３６５ｍｍｏｌ）を入れて、２ＭのＫ２ＣＯ３水溶液１４．６ｍＬ（２９．２ｍｍｏｌ）を入れた後、攪拌しながら還流させた。２時間後、溶液にＴＨＦを添加してエーテルで抽出した。溶液からＭｇＳＯ４で水分を除去し、ロータリーエバポレータで溶媒を除去した後、コラムクロマトグラフィで分離して白い固体を得た後、メタノールと水で再結晶して減圧フィルターを行い、真空乾燥して白色の化学式２−３（２．５ｇ、５８％）を得た。
ＭＳ［Ｍ＋１］５８９
【００７７】
製造例５：化学式３−１の化合物の合成
【化１７】
0005566606.tif 000023
（１）化合物４ａの合成（５−ブロモ−１，２，３，４−テトラヒドロ−ナフタレン）
一方のフラスコにアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）１００ｇを入れて攪拌させながらテトラリン（１３．２ｇ、１００ｍｍｏｌ）をゆっくり滴加して吸着させた。他方のフラスコにまたアルミナ（１００ｇ）を入れて攪拌しながらブロミン（５．１７ｍＬ、１００ｍｍｏｌ）をゆっくり滴加し、均一に吸着させた。テトラリンが吸着したフラスコを０℃の氷槽（ｉｃｅ−ｂａｔｈ）に入れて温度を維持したまま、ブロミンが吸着したアルミナをゆっくり入れながら攪拌した。ブロミンの赤褐色がなくなりつつ、反応は速く進行され、直ちにフラッシュコラムクロマトグラフィで分離して透明なオイルの化合物４ａ（１１．５ｇ、５４．０％）を得ることができた。
１Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）７．０８（ｍ，１Ｈ），７．０５（ｍ，１Ｈ），７．０３（ｍ，１Ｈ），２．７５（ｍ，４Ｈ），１．７８（ｍ，４Ｈ）；ＭＳ［Ｍ＋１］２１２
【００７８】
（２）化合物４ｂの合成（９，１０−ビス−（５，６，７，８−テトラヒドロ−ナフタレン−１−イル）−９，１０−ジヒドロ−アントラセン−９，１０−ジオール）
化合物４ａ  １１．５ｇ（５４．４ｍｍｏｌ）を無水ＴＨＦ（１００ｍＬ）に溶かして攪拌しながら−７８℃に維持した後、ｎ−ＢｕＬｉ  ３０ｍＬ（６５．１ｍｍｏｌ）をゆっくり滴加した。３０分後、９，１０−アントラキノン３．７７ｇ（１８．１３ｍｍｏｌ）を入れて攪拌した。１時間後、ＮＨ４Ｃｌ溶液で反応混合物を洗い、蒸溜水で２回さらに洗った後、ＭｇＳＯ４で水を除去した。ロータリーエバポレータで溶媒を除去し、コラムクロマトグラフィで分離して化合物４ｂ（１．３ｇ、１５％）を得た。
１Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）７．７８（ｄｄ，４Ｈ），７．３８（ｄｄ，４Ｈ），６．８２（ｄｄ，２Ｈ），６．７３（ｄｄ，２Ｈ），６．４６（ｄｄ，２Ｈ），２．６０（ｔ，４Ｈ），２．３７（ｔ，４Ｈ），１．６４（ｍ，８Ｈ）；ＭＳ［Ｍ＋１−Ｈ２Ｏ］４５５
【００７９】
（３）化学式３−１の化合物の合成（化合物４ｂの芳香族化）
９，１０−ビス−（５，６，７，８−テトラヒドロ−ナフタレン−１−イル）−９，１０−ジヒドロ−アントラセン−９，１０−ジオール（化合物４ｂ）１．３ｇ（２．７ｍｍｏｌ）を氷酢酸３０ｍＬに溶かして攪拌し、ＫＩ  ４４８ｍｇ（２．７０ｍｍｏｌ）、ＮａＰＯ２Ｈ２２．８６ｇ（２７．０ｍｍｏｌ）を入れた後に還流させた。反応が進行されつつ、反応物が溶け始めて約１時間後、白い沈殿ができ、反応が完了した。氷酢酸を濾過して除去し、沈殿物をエタノールに分散させて水を入れて形成される沈殿物を再び濾過した。この白い固体をコラムクロマトグラフィで分離して白い固体の化学式３−１（０．４７ｇ、４０％）を得た。
融点３８８℃；１Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）７．７６（ｄｄ，４Ｈ），７．３０（ｄｄ，４Ｈ），７．２７（ｄ，４Ｈ），７．１７（ｍ，４Ｈ），２．９４（ｔ，４Ｈ），２．８６（ｔ，４Ｈ），１．９２（ｍ，８Ｈ）；ＭＳ［Ｍ＋１］４３９
【００８０】
製造例６：化学式３−２の化合物の合成
【化１８】
0005566606.tif 000024
（１）化合物５ａの合成（９−ナフタレン−１−イル−アントラセン）
９−ブロモアントラセン（０．６４ｇ、２．５０ｍｍｏｌ）をＴＨＦに溶かして１−ナフチルボロン酸（０．４５ｇ、２．５０ｍｍｏｌ）を入れた後、４ＭのＫ２ＣＯ３（２．５６ｍＬ）を入れて還流させた。反応が終わった後に有機層を分離し、水層は酢酸エチルで抽出した。有機層を集め、無水ＭｇＳＯ４で乾燥させて濾過した後、減圧下で濃縮させた。コラムクロマトグラフィで精製した後、酢酸エチルとエタノールで再結晶して化合物５ａ（０．６４ｇ、８４．０％）を得た。
【００８１】
（２）化合物５ｂの合成（９−ブロモ−１０−ナフタレン−１−イル−アントラセン）
９−ナフタレン−１−イル−アントラセン２．３ｇ（７．５６ｍｍｏｌ）をＤＭＦ（３０ｍＬ）に入れて攪拌させた。ＮＢＳ（Ｎ−Ｂｒｏｍｏｓｕｃｃｉｎｉｍｉｄｅ）１．４８ｇ（８．３２ｍｍｏｌ）を入れて攪拌させた。３０分後、反応が完了すれば、水を添加し、エタノールを少量添加して沈殿を得た後、減圧フィルターを行い、真空乾燥させてオフ・ホワイトの化合物５ｂ（２．６ｇ、８９％）を得た。
ＭＳ［Ｍ＋Ｈ］３８４
【００８２】
（３）化合物５ｃの合成（トリフルオロ−メタンスルホン酸５，６，７，８−テトラヒドロ−ナフタレン−１−イルエステル）
５，６，７，８−テトラヒドロ−ナフタレン−１−オール１０ｇ（６７．６ｍｍｏｌ）を乾燥ピリジン（５５ｍＬ）に入れて攪拌しながら氷水で冷やした。トリフリック無水物（Ｔｒｉｆｌｉｃ  ａｎｈｙｄｒｉｄｅ）１３．６ｍＬ（８１．１ｍｍｏｌ）を入れて攪拌させた。一時間後、水を入れて酢酸エチルで抽出し、溶液から無水ＭｇＳＯ４で水分を除去し、ロータリーエバポレータで溶媒を除去した後、コラムクロマトグラフィで分離して白いオイルの化合物５ｃ（１８ｇ、９９％）を得た。
【００８３】
（４）化合物５ｄの合成（４，４，５，５−テトラメチル−２−（５，６，７，８−テトラヒドロ−ナフタレン−１−イル）−［１，３，２］ジオキサボロラン）
化合物５ｃ  １９ｇ（６７．８ｍｍｏｌ）をＤＭＳＯに溶かし、ビス（ピナコラト）ジボロン（Ｂｉｓ（ｐｉｎａｃｏｌａｔｏ）ｄｉｂｏｒｏｎ）１８．９ｇ（７４．６ｍｍｏｌ）を入れた。ＰｄＣｌ２（ｄｐｐｆ）・ＣＨ２Ｃｌ２２．９７ｇ（３．３９ｍｍｏｌ）、ｄｐｐｆ（ｂｉｓ（ｄｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｏ）ｆｅｒｒｏｃｅｎｅ）１．８８ｇ（３．３９ｍｍｏｌ）とＫＯＡｃ（Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ  ａｃｅｔａｔｅ）１９．９ｇ（２０３．４ｍｍｏｌ）を入れて還流させた。３時間後、ＴＨＦ（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ）と水を添加してエーテルで抽出した。溶液から無水ＭｇＳＯ４で水分を除去し、酸性白土を処理して減圧フィルターを行った。ロータリーエバポレータで溶媒を除去した後、コラムクロマトグラフィで分離して、オフ・ホワイトオイルの化合物５ｄ（１０ｇ、５７％）を得た。
ＭＳ［Ｍ＋１］２５８
【００８４】
（５）化合物３−２の合成（９−ナフタレン−１−イル−１０−（５，６，７，８−テトラヒドロ−ナフタレン−１−イル）−アントラセン）
化合物５ｂ（１．５ｇ、３．９２ｍｍｏｌ）をＴＨＦに溶かして化合物５ｄ  ５ｇ（１９．６ｍｍｏｌ）を入れ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４２２６ｍｇ（０．１９６ｍｍｏｌ）と２ＭのＫ２ＣＯ３水溶液１６ｍＬ（３１．４ｍｍｏｌ）を入れた後、攪拌しながら還流させた。２時間後、ＴＨＦを添加してエーテルで抽出した後、溶液から無水ＭｇＳＯ４で水分を除去し、酸性白土を処理して減圧フィルターを行った。ロータリーエバポレータで溶媒を除去した後、生成物をＥｔＯＨに分散させてＨ２Ｏを入れて形成される沈殿物を再び濾過し、白い固体の化学式３−２の化合物（１．１ｇ、６５％）を得た。
ＭＳ［Ｍ＋１］４３５
【００８５】
製造例７：化学式３−３の化合物の合成
【化１９】
0005566606.tif 000025
（１）化合物６ａの合成（２−ナフタレン−１−イル−アントラキノン）
２−クロロ−アントラキノン５．６ｇ（２３ｍｍｏｌ）をＴＨＦ１００ｍＬに溶かし、１−ナフチルボロン酸５．１５ｇ（２．９ｍｍｏｌ）を入れ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４１．３３ｇ（１．１５ｍｍｏｌ）と２ＭのＫ２ＣＯ３水溶液９２ｍＬ（１８４ｍｍｏｌ）を入れた後、攪拌しながら還流させた。２時間後、ＴＨＦを添加して酢酸エチルで抽出した後、溶液から無水ＭｇＳＯ４で水分を除去し、酸性白土を処理して減圧フィルターを行った。ロータリーエバポレータで溶媒を除去した後、生成物をエチルエーテルと石油エーテルから再結晶して黄色い固体の化合物６ａ（７．２ｇ、９４％）を得た。
ＭＳ［Ｍ＋１］３３５
【００８６】
（２）化合物６ｂの合成（２−ナフタレン−１−イル−９，１０−ビス−（５，６，７，８−テトラヒドロ−ナフタレン−１−イル）−９，１０−ジヒドロ−アントラセン−９，１０−ジオール）
化合物６ａ  １．６ｇ（４．７３ｍｍｏｌ）を無水ＴＨＦ（２５ｍＬ）に溶かして攪拌しながら−７８℃に維持した後、ｎ−ＢｕＬｉ  ４．７３ｍＬ（１１．８ｍｍｏｌ）をゆっくり滴加した。３０分後、５−ブロモ−１，２，３，４−テトラヒドロ−ナフタレン２．３ｇ（１０．８ｍｍｏｌ）を入れて攪拌した。１時間後、ＮＨ４Ｃｌ溶液で反応混合物を洗い、蒸溜水で２回さらに洗った後、無水ＭｇＳＯ４で水を除去した。ロータリーエバポレータで溶媒を除去し、コラムクロマトグラフィで分離して化合物６ｂ（１．６ｇ、５６％）を得た。
ＭＳ［Ｍ＋１−Ｈ２Ｏ］５８１
【００８７】
（３）化合物６ｃの合成（２−ナフタレン−１−イル−９，１０−ビス−（５，６，７，８−テトラヒドロ−ナフタレン−１−イル）−アントラセン）
化合物６ｂ  １．６ｇ（２．６７ｍｍｏｌ）を酢酸（２０ｍＬ）に溶かして攪拌し、ＫＩ  ５３０ｍｇ（３．２ｍｍｏｌ）、ＮａＰＯ２Ｈ２２．８３ｇ（２６．７ｍｍｏｌ）入れた後に還流させた。反応が進行されつつ、反応物が溶け始めて約３０分後、白い沈殿ができ、反応が完了した。氷酢酸を濾過して除去し、沈殿物をエタノールに分散させて水を入れて形成される沈殿物を再び濾過した。この白い固体をコラムクロマトグラフィで分離して白い固体の化学式３−３（１．０ｇ、６６％）を得た。
ＭＳ［Ｍ＋１］５６５
【００８８】
製造例８：化学式３−４の化合物の合成
【化２０】
0005566606.tif 000026
（１）化合物７ａの合成（２，９，１０−トリブロモ−アントラセン）
２−ブロモ−アントラセン（２ｇ、７．７８ｍｍｏｌ）をＤＭＦ（３０ｍＬ）に入れて攪拌させた。ＮＢＳ（Ｎ−ブロモスクシンイミド）（３．３２ｇ、１８．７ｍｍｏｌ）を入れて攪拌させた。３０分後、反応が完了すれば、Ｈ２Ｏを添加してＥｔＯＨを少量添加して沈殿を得た後、減圧フィルターして真空乾燥させ、オフ・ホワイトの化合物７ａ（３．０ｇ、９３％）を得た。
ＭＳ［Ｍ＋１］４１６
【００８９】
（２）化学式３−４の化合物の合成（２，９，１０−トリス−（５，６，７，８−テトラヒドロ−ナフタレン−１−イル）−アントラセン）
化合物７ａ（３．０ｇ、７．２ｍｍｏｌ）をＴＨＦ（３０ｍＬ）に溶かし、化合物５ｄ（１３ｇ、５０ｍｍｏｌ）を入れ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（１．２５ｍｇ、１．０８ｍｍｏｌ）と２ＭのＫ２ＣＯ３水溶液（２８ｍＬ、５７．６ｍｍｏｌ）を入れた後、攪拌しながら還流させた。２時間後、ＴＨＦを添加してエーテルで抽出した後、溶液を無水ＭｇＳＯ４で水分を除去し、酸性白土を処理して減圧フィルターを行った。ロータリーエバポレータで溶媒を除去した後、生成物をコラムクロマトグラフィで分離して白い固体の化学式３−４の化合物（１．１ｇ、２７％）を得た。
ＭＳ［Ｍ＋１］５６９
【００９０】
以下では、前記製造例において製造した化合物を有機発光素子に応用した実施例を提示する。
【００９１】
＜実施例１＞
ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）が１０００Åの厚さで薄膜コーティングされたガラス基板を、洗剤を溶かした蒸溜水に入れて超音波で洗浄した。洗剤としてはフィッシャー社（Ｆｉｓｃｈｅｒ  Ｃｏ．）の製品を用い、蒸溜水としてはミリポア社（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｃｏ．）製のフィルターで２次濾過した蒸留水を用いた。ＩＴＯでコーティングされた基板を３０分間蒸溜水で１次洗浄し、１０分ずつ超音波洗浄を２回繰り返した。蒸溜水の洗浄が終われば、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を順次用い、超音波洗浄を行って乾燥させた後、プラズマ洗浄機に輸送させた。
【００９２】
窒素プラズマを用いて前記基板を５分間洗浄した後、真空蒸着機で基板を輸送させた。
ＩＴＯ透明電極上に下記化学式４のヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレンを８０Åの厚さで熱真空蒸着して正孔注入層を形成した。
【化２１】
0005566606.tif 000027
前記化学式４からなる層上に正孔注入および輸送の役割をすることができる下記化学式５の化合物からなる層（８０Å）を真空蒸着して形成した。
【化２２】
0005566606.tif 000028
前記化学式５からなる層上に正孔輸送をすることができる下記化学式６のＮＰＢからなる層（３００Å）を真空蒸着して形成した。
【化２３】
0005566606.tif 000029
前記化学式６からなる層上に発光ホストとして下記化学式１−１の化合物と共に、緑色ドーパントとして化学式７の化合物を２％濃度で混合蒸着して、３００Å厚さの発光層を形成した。
【化２４】
0005566606.tif 000030
【化２５】
0005566606.tif 000031
前記発光層上に電子の注入および輸送の役割をする下記化学式８の化合物を２００Åの厚さで真空蒸着して有機物層の薄膜形成を完了した。
【化２６】
0005566606.tif 000032
前記電子注入および輸送層上に順次１２Å厚さのリチウムフロライド（ＬｉＦ）と２５００Å厚さのアルミニウムを蒸着して陰極を形成した。前記過程で有機物の蒸着速度は０．３〜０．８Å／ｓｅｃを維持し、リチウムフロライドの蒸着速度は０．３Å／ｓｅｃ、アルミニウムの蒸着速度は１．５〜２．５Å／ｓｅｃを維持した。
上記のように製作された有機発光素子に１００ｍＡ／ｃｍ２の順方向電流を流した結果５．８Ｖの電界が形成され、この時の発光色は１９３１  ＣＩＥ色座標の基準でｘ＝０．２６２、ｙ＝０．５９０に該当する６５００ｎｉｔ明るさのスペクトルが観察された。そして、１００ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で一定の直流電流を加えた時、輝度が初期輝度の５０％まで下がるのにかかる時間（Ｌ０．５）は４２０時間であった。
【００９３】
＜実施例２〜実施例１０＞
表１に示したように、発光層の形成時にホストおよびドーパントを用いたことを除いては、実施例１と同一方法によって有機発光素子を製作した。各実施例によって製造された有機発光素子の性能実験の結果は表１に表されている。
【００９４】
＜比較例１＞
発光層の形成時にホストとして９，１０−（２−ナフチル）アントラセンを用いたことを除いては、実施例１と同一方法によって有機発光素子を製作した。
【表１】
0005566606.tif 000033
【００９５】
前記表１に示すように、本発明に係る化合物を有機発光素子に適用する時、低電圧駆動が可能であり、寿命向上効果を示す。
【００９６】
本発明に係る化合物は、多様なドーパントを適用して青色、緑色、赤色の光を放出することができ、特に熱的安定性に優れた高効率の発光物質を提供することができる。また、前記本発明に係る化合物を有機発光素子において発光ホストとして用いる場合、有機発光素子の寿命を向上させ、低電圧駆動を可能にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明によって、コアである多環芳香族炭化水素に直接１つ以上のシクロアルカンまたはポリシクロアルカンが縮合されるか、前記多環芳香族炭化水素の置換基に１つ以上のシクロアルカンまたはポリシクロアルカンが縮合された誘導体は、大きいシクロアルカンまたはポリシクロアルカンの部位によって、化合物間の相互作用を最大限減少させることができ（立体的保護：ｓｔｅｒｉｃ  ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）、誘導効果、超共役効果（ｈｙｐｅｒｃｏｎｊｕｇａｔｉｖｅ  ｅｆｆｅｃｔ）をさらに発揮することができる。
【００９８】
したがって、化合物間の相互作用の減少によって発光減衰効果が小さく、色純度の高い発光色を効率的に発することのできるだけでなく、有機発光素子に用いられる場合、素子の寿命、効率、熱的安定性を向上させ、低電圧駆動を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明で用いることのできる一般的な有機発光素子の構造を例示した断面図である。
【図２】本発明で用いることのできる一般的な有機発光素子の構造を例示した断面図である。
【図３】本発明で用いることのできる一般的な有機発光素子の構造を例示した断面図である。
【図４】本発明で用いることのできる一般的な有機発光素子の構造を例示した断面図である。
【図５】本発明で用いることのできる一般的な有機発光素子の構造を例示した断面図である。
【符号の説明】
【０１００】
１：基板
２：陽極
３：正孔注入層
４：正孔輸送層
５：有機発光層
６：電子輸送層
７：陰極
【図１】
0005566606.tif 000038
【図２】
0005566606.tif 000039
【図３】
0005566606.tif 000040
【図４】
0005566606.tif 000041
【図５】
0005566606.tif 000042