(57)【要約】【課題】新規縮合環化合物及びそれを含む有機発光素子を提供する。【解決手段】下記化学式１：2014009230.tif 000095（式中、Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１〜Ｙ３、Ａｒ１〜Ａｒ３、Ｒ１〜Ｒ１１、Ｌ１〜Ｌ３、ａ、ｂ及びｃは、発明の詳細な説明の当該部分を参照する。）で表される縮合環化合物を提供する。【選択図】図１
2014009230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記化学式１：
【化１】
2014009230.tif 000057
式中、
Ｘ１はＮであり、
Ｘ２は、Ｓ、Ｏ、Ｓｉ（Ｒ１２）（Ｒ１３）、及びＮ（Ｒ１４）からなる群から選択される１つであり、
Ｙ１〜Ｙ３は、互いに独立して、ＣＨまたはＮであって、Ｙ１〜Ｙ３のうち少なくとも１つは、Ｎであり、
Ａｒ１〜Ａｒ３は、互いに独立して、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリール基、置換または非置換のＣ７−Ｃ４０のアリールアルキル基、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリールオキシ基、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリールチオ基、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリールアミノ基、及び置換または非置換のＣ２−Ｃ４０のヘテロアリール基からなる群から選択される１種であり、
Ｒ１〜Ｒ１４は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、カルボン酸基、置換または非置換のＣ１−Ｃ４０のアルキル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ４０のアルコキシ基、置換または非置換のＣ２−Ｃ４０のアルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ４０のアルキニル基、置換または非置換のＣ３−Ｃ４０のシクロアルキル基、置換または非置換のＣ３−Ｃ４０のシクロアルケニル基、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリール基、置換または非置換のＣ７−Ｃ４０のアリールアルキル基、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリールオキシ基、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリールチオ基、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリールアミノ基、及び置換または非置換のＣ２−Ｃ４０のヘテロアリール基からなる群から選択される１種であり、Ｒ１〜Ｒ１４において、互いに隣接する２以上は、任意に結合し、
Ｌ１〜Ｌ３は、互いに独立して、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリーレン基であり、
ａ、ｂ及びｃは、互いに独立して、０〜３の整数である、
で表される、縮合環化合物。
【請求項２】
前記Ｘ２がＳ、Ｏ及びＳｉ（Ｒ１２）（Ｒ１３）からなる群から選択される１つである、請求項１に記載の縮合環化合物。
【請求項３】
前記Ｙ１及びＹ２がＮで、前記Ｙ３がＣＨであるか、
前記Ｙ１及びＹ３がＮで、前記Ｙ２がＣＨであるか、
前記Ｙ２及びＹ３がＮで、前記Ｙ１がＣＨであるか、あるいは
前記Ｙ１、Ｙ２及びＹ３がＮである、請求項１または２に記載の縮合環化合物。
【請求項４】
前記Ｙ１及びＹ３がＮであり、前記Ｙ２がＣＨであるか、あるいは
前記Ｙ１、Ｙ２及びＹ３がＮである、請求項３に記載の縮合環化合物。
【請求項５】
下記化学式２ａ〜２ｆ：
【化２ａ】
2014009230.tif 000058
【化２ｂ】
2014009230.tif 000059
【化２ｃ】
2014009230.tif 000060
【化２ｄ】
2014009230.tif 000061
【化２ｅ】
2014009230.tif 000062
【化２ｆ】
2014009230.tif 000063
式中、
Ａｒ１〜Ａｒ３、Ｒ１〜Ｒ１３、Ｌ１〜Ｌ３、ａ、ｂ及びｃは、前記化学式１で定義されたところと同じである、で表される請求項１〜４のいずれか１項に記載の縮合環化合物。
【請求項６】
前記Ａｒ１〜Ａｒ３は、互いに独立して、置換若しくは非置換のＣ６−Ｃ４０のアリール基、または置換若しくは非置換のＣ２−Ｃ４０のヘテロアリール基であり、
前記Ｌ１〜Ｌ３は、互いに独立して、置換若しくは非置換のフェニレン基、または置換若しくは非置換のナフチレン基であり、
前記ａ、ｂ及びｃは、互いに独立して、０または１である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の縮合環化合物。
【請求項７】
前記Ａｒ１〜Ａｒ３は、互いに独立して、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントリル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のフェナレニル基、置換または非置換のピレニル基、置換または非置換のクリセニル基、置換または非置換のトリフェニレニル基、置換または非置換のテトラセニル基、置換または非置換のテトラフェニル基、置換または非置換のベンゾアントリル基、置換または非置換のベンゾフェナントレニル基、置換または非置換のビフェニル基、置換または非置換のターフェニル基、置換または非置換のインデニル基、置換または非置換のフルオレニル基、置換または非置換のベンゾフルオレニル基、置換または非置換のフルオランテニル基、置換または非置換のベンゾチオフェニル基、置換または非置換のジベンゾチオフェニル基、置換または非置換のベンゾナフトチオフェニル基、置換または非置換のベンゾフラニル基、置換または非置換のジベンゾフラニル基、置換または非置換のベンゾナフトフラニル基、置換または非置換のベンゾシロリル基、置換または非置換のジベンゾシロリル基、置換または非置換のベンゾナフトシロリル基、置換または非置換のインドリル基、置換または非置換のカルバゾリル基、置換または非置換のベンゾカバゾリル基、置換または非置換のキノリニル基、置換または非置換のアクリジニル基、置換または非置換のイソキノリニル基、及び置換または非置換のベンゾイソキノリニル基からなる群から選択される１種であり、
前記Ｌ１〜Ｌ３は、互いに独立して、置換若しくは非置換のフェニレン基、または置換若しくは非置換のナフチレン基のうち１種であり、
前記ａ、ｂ及びｃは、互いに独立して、０または１である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の縮合環化合物。
【請求項８】
前記Ａｒ１〜Ａｒ３は、互いに独立して、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントリル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のフェナレニル基、置換または非置換のピレニル基、置換または非置換のクリセニル基、置換または非置換のトリフェニレニル基、置換または非置換のテトラセニル基、置換または非置換のテトラフェニル基、置換または非置換のベンゾアントリル基、置換または非置換のベンゾフェナントレニル基、置換または非置換のインデニル基、置換または非置換のフルオレニル基、置換または非置換のベンゾチオフェニル基、置換または非置換のジベンゾチオフェニル基、置換または非置換のベンゾフラニル基、置換または非置換のジベンゾフラニル基、置換または非置換のベンゾシロリル基、置換または非置換のジベンゾシロリル基、置換または非置換のインドリル基、置換または非置換のカルバゾリル基、置換または非置換のキノリニル基、及び置換または非置換のアクリジニル基からなる群から選択される１種であり、
前記Ｌ１〜Ｌ３は、互いに独立して、置換または非置換のフェニレン基、及び置換または非置換のナフチレン基からなる群から選択される１種であり、
前記ａ、ｂ及びｃは、互いに独立して、０または１である請求項７に記載の縮合環化合物。
【請求項９】
前記Ａｒ１〜Ａｒ３が、互いに独立して、下記化学式３ａ〜３ｍ：
【化３ａ】
2014009230.tif 000064
【化３ｂ】
2014009230.tif 000065
【化３ｃ】
2014009230.tif 000066
【化３ｄ】
2014009230.tif 000067
【化３ｅ】
2014009230.tif 000068
【化３ｆ】
2014009230.tif 000069
【化３ｇ】
2014009230.tif 000070
【化３ｈ】
2014009230.tif 000071
【化３ｉ】
2014009230.tif 000072
【化３ｊ】
2014009230.tif 000073
【化３ｋ】
2014009230.tif 000074
【化３ｌ】
2014009230.tif 000075
【化３ｍ】
2014009230.tif 000076
式中、
Ｚ１〜Ｚ４は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、カルボン酸基、置換または非置換のメチル基、置換または非置換のエチル基、置換または非置換のプロピル基、置換または非置換のブチル基、及び置換または非置換のフェニル基からなる群から選択される１種であり、
ｐ、ｑ、ｒ及びｓは、互いに独立して、１〜５の整数であり、
＊は、前記化学式１で表される縮合環化合物において、前記化学式３ａ〜３ｍで表される部分を除外した残りの部分との結合を示す、で表される置換基からなる群から選択される１種である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の縮合環化合物。
【請求項１０】
前記Ａｒ１〜Ａｒ３が、互いに独立して、下記化学式４ａ〜４ｊ：
【化４ａ】
2014009230.tif 000077
【化４ｂ】
2014009230.tif 000078
【化４ｃ】
2014009230.tif 000079
【化４ｄ】
2014009230.tif 000080
【化４ｅ】
2014009230.tif 000081
【化４ｆ】
2014009230.tif 000082
【化４ｇ】
2014009230.tif 000083
【化４ｈ】
2014009230.tif 000084
【化４ｉ】
2014009230.tif 000085
【化４ｊ】
2014009230.tif 000086
式中、Ｚ１及びＺ２は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、カルボン酸基、置換または非置換のメチル基、置換または非置換のエチル基、置換または非置換のプロピル基、置換または非置換のブチル基、及び置換または非置換のフェニル基からなる群から選択される１種であり、
＊は、前記化学式１で表される縮合環化合物において、前記化学式４ａ〜４ｊで表される部分を除外した残りの部分との結合を示す、で表される置換基からなる群から選択される１種である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の縮合環化合物。
【請求項１１】
前記Ｒ１〜Ｒ１４が、互いに独立して、水素、重水素、置換または非置換のメチル基、置換または非置換のエチル基、置換または非置換のプロピル基、置換または非置換のブチル基、及び置換または非置換のフェニル基からなる群から選択される１種である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の縮合環化合物。
【請求項１２】
下記化合物１〜９６：
【化５ａ】
2014009230.tif 000087
【化５ｂ】
2014009230.tif 000088
【化５ｃ】
2014009230.tif 000089
【化５ｄ】
2014009230.tif 000090
【化５ｅ】
2014009230.tif 000091
【化５ｆ】
2014009230.tif 000092
【化５ｇ】
2014009230.tif 000093
【化５ｈ】
2014009230.tif 000094
からなる群から選択される１つである、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の縮合環化合物。
【請求項１３】
第１電極、前記第１電極に対向した第２電極、及び前記第１電極と前記第２電極との間に配置された有機層を含み、前記有機層が、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の縮合環化合物を含む、有機発光素子。
【請求項１４】
前記有機層が、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入及び正孔輸送の機能を同時に有する機能層、バッファ層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、並びに電子注入及び電子輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層を含む、請求項１３に記載の有機発光素子。
【請求項１５】
前記有機層が、正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入及び正孔輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層を含み、前記正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入及び正孔輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層に、前記縮合環化合物が含まれる、請求項１４に記載の有機発光素子。
【請求項１６】
前記正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入及び正孔輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層が、電荷生成物質をさらに含み、前記電荷生成物質が、キノン誘導体、金属酸化物及びシアノ基含有化合物からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１５に記載の有機発光素子。
【請求項１７】
前記有機層が、電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入及び電子輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層を含み、前記電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入及び電子輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層に、前記縮合環化合物が含まれる、請求項１３に記載の有機発光素子。
【請求項１８】
前記有機層が発光層を含み、前記発光層が、前記縮合環化合物を含む、請求項１３に記載の有機発光素子。
【請求項１９】
前記縮合環化合物が、リン光ホストの役割を行う、請求項１８に記載の有機発光素子。
【請求項２０】
前記有機層が、発光層と、電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入及び電子輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層とを含み、
前記発光層が、アリールアミン化合物を含む、請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項２１】
ソース、ドレイン、ゲート及び活性層を含んだトランジスタ、並びに請求項１３〜２０のいずれか１項に記載の有機発光素子を有し、
前記有機発光素子の第１電極が、前記ソースまたはドレインと電気的に連結された有機発光表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縮合環化合物（fused ring compound）及びそれを含む有機発光素子に係り、さらに詳細には、新規縮合環化合物、それを有機層に含んで寿命が向上した有機発光素子、及び該有機発光素子を含む有機発光表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子（organic light emitting device）は、自発光型素子であり、視野角が広くてコントラストにすぐれるだけでなく、応答速度が速く、輝度、駆動電圧及び応答速度特性にもすぐれ、多色化が可能であるという長所を有しており、広く注目されている。
【０００３】
一般的な有機発光素子は、基板上部にアノードが形成されており、アノード上部に、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及びカソードが順次に形成されている構造を有する。このうち、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層は、主に有機化合物からなる。有機発光素子のアノードとカソードとの間に電圧を印加すれば、アノードから注入された正孔が、正孔輸送層を経由して発光層に移動し、カソードから注入された電子が、電子輸送層を経由して発光層に移動する。キャリア（正孔及び電子）は、発光層領域で再結合して励起子（exciton）を生成し、この励起子が励起状態から基底状態に変わりつつ光が放出される。
【０００４】
有機発光素子の発光効率を決定する最も重要な要因は、発光材料である。発光材料としては、蛍光材料が汎用されており、電界発光メカニズム上、理論的に４倍まで発光効率を改善させることができるリン光材料も徐々に広く使われてきている。
【０００５】
有機発光素子の消費電力を低くするためには、電力効率を高めなければならないが、
【０００６】
【数１】
2014009230.tif 000003
【０００７】
である関係において、電力効率を高めようとすれば、電圧を下げなければならない。実際、リン光発光材料を使用した有機発光素子は、蛍光発光材料を使用した有機発光素子に比べて、電流効率ははるかに高いが、例えば、リン光発光材料のホストとして、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（ｐ−フェニル フェノラト）アルミニウム（ＢＡｌｑ）や４，４’−ビス（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル（ＣＢＰ）など従来の材料を使用した場合、蛍光材料を使用した場合より駆動電圧が高くなり、結局、電力効率面で、これといった利点がなくなる。
【０００８】
また、かような従来のホスト材料を使用した有機発光素子は、寿命の面でも、決して満足すべきレベルにはなく、改善された特性を有するより安定なホスト材料の開発が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】韓国特許公開第２００８−００８０３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、従来の発光材料と異なり、優秀な（強固な）骨格を有する縮合環化合物を提供するものである。
【００１１】
本発明はまた、前記縮合環化合物を有機層に使い、発光効率及び素子寿命に優れた、適切な色座標を有する有機発光素子を提供するものである。
【００１２】
本発明はまた、前記有機発光素子を含んだ高効率及び長寿命の有機発光表示装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一実施形態は、下記化学式１：
【００１４】
【化１】
2014009230.tif 000004
【００１５】
式中、Ｘ１はＮであり、Ｘ２は、Ｓ、Ｏ、Ｓｉ（Ｒ１２）（Ｒ１３）、及びＮ（Ｒ１４）からなる群から選択される１つであり、Ｙ１〜Ｙ３は、互いに独立して、ＣＨまたはＮであって、Ｙ１〜Ｙ３のうち少なくともいずれか１つはＮであり、Ａｒ１〜Ａｒ３は、互いに独立して、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリール基、置換または非置換のＣ７−Ｃ４０のアリールアルキル基、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリールオキシ基、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリールチオ基、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリールアミノ基、及び置換または非置換のＣ２−Ｃ４０のヘテロアリール基からなる群から選択される１種であり、Ｒ１〜Ｒ１４は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、カルボン酸基、置換または非置換のＣ１−Ｃ４０のアルキル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ４０のアルコキシ基、置換または非置換のＣ２−Ｃ４０のアルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ４０のアルキニル基、置換または非置換のＣ３−Ｃ４０のシクロアルキル基、置換または非置換のＣ３−Ｃ４０のシクロアルケニル基、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリール基、置換または非置換のＣ７−Ｃ４０のアリールアルキル基、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリールオキシ基、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリールチオ基、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリールアミノ基、及び置換または非置換のＣ２−Ｃ４０のヘテロアリール基からなる群から選択される１種であり、Ｒ１〜Ｒ１４において、互いに隣接する２以上は、任意に（optionally）結合し、Ｌ１〜Ｌ３は、互いに独立して、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリーレン基であり、ａ、ｂ及びｃは、互いに独立して、０〜３の整数である、で表される縮合環化合物を提供する。
【００１６】
本発明の他の一実施形態は、第１電極、前記第１電極に対向した第２電極、及び前記第１電極と前記第２電極との間に配置する有機層を含み、前記有機層が、前記化学式１で表される縮合環化合物を含む有機発光素子を提供する。
【００１７】
前記有機層は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入及び正孔輸送の機能を同時に有する機能層、バッファ層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、並びに電子注入及び電子輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層を含んでもよい。
【００１８】
前記有機層は、正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入及び正孔輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層を含み、前記正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入及び正孔輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層が、前記縮合環化合物を含んでもよい。
【００１９】
前記正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入及び正孔輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層は、電荷生成物質をさらに含み、前記電荷生成物質は、キノン誘導体、金属酸化物及びシアノ基含有化合物のうち少なくとも１種であってもよい。
【００２０】
前記有機層は、電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入及び電子輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層を含み、前記電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入及び電子輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層は、前記縮合環化合物を含んでもよい。
【００２１】
前記有機層は、発光層を含み、前記発光層は、前記縮合環化合物を含んでもよい。
前記縮合環化合物は、リン光ホストの役割が行うことができる。
【００２２】
前記有機層は、発光層と、電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入及び電子輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層と、を含み、前記発光層は、アリールアミン化合物を含んでもよい。
【００２３】
本発明のさらに他の一実施形態によって、ソース、ドレイン、ゲート及び活性層を含んだトランジスタ、並びに前記有機発光素子を具備し、前記有機発光素子の第１電極が、前記ソース及びドレインのうち１つと電気的に連結された有機発光表示装置が提供される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の一実施形態による縮合環化合物は、耐熱性にすぐれ、有機層に使用するとき、発光輝度を落とさず、寿命の向上に寄与する。
【００２５】
本発明の他の一実施形態による有機発光素子は、従来の有機発光素子に比べて、発光効率が良好であり、有機層に含まれた縮合環化合物の寿命特性にすぐれ、素子の駆動寿命が非常に優秀である。
【００２６】
本発明のさらに他の一実施形態による有機発光表示装置は、より寿命が長く、電力効率が上昇して消費電力が改善する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】一具現例による有機発光素子の断面図を概略的に示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の一実施形態によって、下記化学式１で表される縮合環化合物が提供される：
【００２９】
【化２】
2014009230.tif 000005
【００３０】
前記化学式１で、Ｘ１はＮであり、Ｘ２は、Ｓ、Ｏ、Ｓｉ（Ｒ１２）（Ｒ１３）及びＮ（Ｒ１４）のうち１つであり、Ｙ１〜Ｙ３は、互いに独立して、ＣＨ及びＮのうち１つであり、ただし、Ｙ１〜Ｙ３のうち少なくとも１つはＮであり、Ａｒ１〜Ａｒ３は、互いに独立して、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリール基、置換または非置換のＣ７−Ｃ４０のアリールアルキル基、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリールオキシ基、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリールチオ基、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリールアミノ基、及び置換または非置換のＣ２−Ｃ４０のヘテロアリール基のうち１種であり、Ｒ１〜Ｒ１４は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、カルボン酸基、置換または非置換のＣ１−Ｃ４０のアルキル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ４０のアルコキシ基、置換または非置換のＣ２−Ｃ４０のアルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ４０のアルキニル基、置換または非置換のＣ３−Ｃ４０のシクロアルキル基、置換または非置換のＣ３−Ｃ４０のシクロアルケニル基、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリール基、置換または非置換のＣ７−Ｃ４０のアリールアルキル基、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリールオキシ基、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリールチオ基、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリールアミノ基、及び置換または非置換のＣ２−Ｃ４０のヘテロアリール基のうち１種であり、Ｒ１〜Ｒ１４において、互いに隣接する２以上は、任意に（optionally）結合し、Ｌ１〜Ｌ３は、互いに独立して、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０のアリーレン基であり、ａ、ｂ及びｃは、互いに独立して、０〜３の整数である。
【００３１】
化学式１で表される縮合環化合物は、分子内にカルバゾール基とヘテロ芳香族基とが結合した構造、またはカルバゾール基とシロール基とが結合した構造を有する。
【００３２】
化学式１でＸ１は、窒素原子（Ｎ）であり、化学式１でＸ１を含む部分は、カルバゾール基を示す。また、化学式１でＸ２は、Ｓ、Ｏ及びＮ（Ｒ１４）及びＳｉ（Ｒ１２）（Ｒ１３）のうち１つであり、化学式１でＸ２を含む部分は、Ｓ、ＯまたはＮのヘテロ原子と炭素原子とから構成されたヘテロ芳香族基を示すか、あるいはＳｉ原子と炭素原子とから構成されたシロール基を示す。すなわち、化学式１で表される縮合環化合物で、Ｘ１及びＸ２を含む縮合環部分は、カルバゾール基とヘテロ芳香族とが融合されるか、あるいはカルバゾール基とシロール基とが結合した構造を示す。
【００３３】
化学式１で表される縮合環化合物は、分子内に窒素を含むヘテロ環を有する。
【００３４】
化学式１で、Ｙ１〜Ｙ３は、互いに独立して、ＣＨまたはＮであり、Ｙ１〜Ｙ３のうち少なくとも１つは、Ｎである。化学式１で、Ｙ１〜Ｙ３を含む部分は、窒素を含むヘテロ環を示す。すなわち、化学式１で表される縮合環化合物で、Ｙ１〜Ｙ３を含む部分は、トリアジン基、ピリミジン基またはピリジン基のようなヘテロ環を示す。
【００３５】
化学式１で表される縮合環化合物は、分子内でカルバゾール基とヘテロ芳香族とが結合しているか、あるいはカルバゾール基とシロール基とが結合した強固な縮合環構造を有し、ガラス転移温度と融点とが高く、同時に、分子内に窒素を含むヘテロ環を有し、電子輸送性などの電気的性質に非常に優れている。
【００３６】
化学式１で、Ａｒ１〜Ａｒ３は、Ｙ１〜Ｙ３を含むヘテロ環部分と結合した置換体であり、芳香族基またはヘテロ芳香族基を示し、Ｒ１〜Ｒ１４は、Ｘ１及びＸ２を含む縮合環部分と結合した置換体を示す。Ｌ１〜Ｌ３は、Ａｒ１〜Ａｒ３と、Ｙ１〜Ｙ３を含むヘテロ環部分の間に存在する連結基を示し、ａ、ｂ及びｃは、前記連結基の個数を示す。ａが０である場合、−（Ｌ１）ａ−は、単一結合を示し、ａが２以上である場合、複数個で存在するＬ１は、互いに同一であるか、あるいは異なっている。同様に、ｂが０である場合、−（Ｌ２）ｂ−は、単一結合を示し、ｂが２以上である場合、複数個で存在するＬ２は、互いに同一であるか、あるいは異なっており、ｃが０である場合、−（Ｌ３）ｃ−は、単一結合を示し、ｃが２以上である場合、複数個で存在するＬ３は、互いに同一であるか、あるいは異なっている。
【００３７】
以下、化学式１で表される縮合環化合物についてさらに詳細に説明する。
化学式１で、Ｘ１は、窒素原子である。化学式１でＸ１を含む部分は、カルバゾール基を示す。Ｘ１がＳまたはＯの場合には、化学式１で表される縮合環化合物の合成が相対的に困難であり、かような場合は排除する。
【００３８】
化学式１で、Ｘ２は、Ｓ、Ｏ、Ｓｉ（Ｒ１２）（Ｒ１３）及びＮ（Ｒ１４）のうち１つである。
【００３９】
例えば、Ｘ２は、Ｓ、Ｏ及びＳｉ（Ｒ１２）（Ｒ１３）のうち１つである。Ｘ２が、Ｓ、Ｏ及びＳｉ（Ｒ１２）（Ｒ１３）のうち１つである場合、化学式１で表される縮合環化合物は、かさばる（bulky）ことなく、有機層形成が容易になる。Ｘ２が、フェニル基に連結されたＮである場合には、縮合環化合物の構造がかさばるようになり、かような縮合環化合物を使用して有機発光素子の有機層を成膜するとき、パッキング（packing）が困難になり、望ましくない。
【００４０】
化学式１で、Ｙ１〜Ｙ３は、互いに独立して、ＣＨ及びＮのうち１つであり、Ｙ１〜Ｙ３のうち少なくとも１つは、Ｎである。
【００４１】
例えば、Ｙ１及びＹ２がＮであり、Ｙ３がＣであるか、Ｙ１及びＹ３がＮであり、Ｙ２がＣであるか、あるいはＹ２及びＹ３がＮであり、Ｙ１がＣであってもよい。その場合、Ｙ１〜Ｙ３を含むヘテロ環は、窒素原子が２個であり、炭素原子が４個であるピリミジン基を示す。または、Ｙ１、Ｙ２及びＹ３は、Ｎであってもよい。その場合、Ｙ１〜Ｙ３を含むヘテロ環は、窒素原子が３個であり、炭素原子が３個であるトリアジン基を示す。
【００４２】
化学式１で、Ｙ１及びＹ３がＮであり、Ｙ２がＣであってもよい。その場合、Ｙ１〜Ｙ３を含むヘテロ環は、ピリミジン基を示し、前記ピリミジン基のうち２個の窒素原子の間に位置する炭素原子（Ｙ１及びＹ３の間に位置する炭素原子）が、Ｘ１及びＸ２を含む縮合環に結合される。
【００４３】
化学式１で表される縮合環化合物は、下記化学式２ａ〜２ｆ：
【００４４】
【化２ａ】
2014009230.tif 000006
【００４５】
【化２ｂ】
2014009230.tif 000007
【００４６】
【化２ｃ】
2014009230.tif 000008
【００４７】
【化２ｄ】
2014009230.tif 000009
【００４８】
【化２ｅ】
2014009230.tif 000010
【００４９】
【化２ｆ】
2014009230.tif 000011
【００５０】
式中、Ａｒ１〜Ａｒ３、Ｒ１〜Ｒ１３、Ｌ１〜Ｌ３、ａ、ｂ及びｃは、前記化学式１で定義されたところと同じである。
【００５１】
化学式１で、Ａｒ１〜Ａｒ３は、互いに独立して、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０アリール基、及び置換または非置換のＣ２−Ｃ４０ヘテロアリール基のうち１種であり、Ｌ１〜Ｌ３は、互いに独立して、置換または非置換のフェニレン基、及び置換または非置換のナフチレン基のうち１種であり、ａ、ｂ及びｃは、互いに独立して、０または１である、で表される。
【００５２】
例えば、Ａｒ１〜Ａｒ３は、互いに独立して、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントリル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のフェナレニル基、置換または非置換のピレニル基、置換または非置換のクリセニル基、置換または非置換のトリフェニレニル基、置換または非置換のテトラセニル、置換または非置換のテトラフェニル基、置換または非置換のベンゾアントリル基、置換または非置換のベンゾフェナントレニル基、置換または非置換のビフェニル基、置換または非置換のターフェニル基、置換または非置換のインデニル基、置換または非置換のフルオレニル基、置換または非置換のベンゾフルオレニル基、置換または非置換のフルオランテニル基、置換または非置換のベンゾチオフェニル基、置換または非置換のジベンゾチオフェニル基、置換または非置換のベンゾナフトチオフェニル基、置換または非置換のベンゾフラニル基、置換または非置換のジベンゾフラニル基、置換または非置換のベンゾナフトフラニル基、置換または非置換のベンゾシロリル基、置換または非置換のジベンゾシロリル基、置換または非置換のベンゾナフトシロリル基、置換または非置換のインドリル基、置換または非置換のカルバゾリル基、置換または非置換のベンゾカバゾリル基、置換または非置換のキノリニル基、置換または非置換のアクリジニル基、置換または非置換のイソキノリニル基、及び置換または非置換のベンゾイソキノリニル基のうち１種であってもよい。
【００５３】
例えば、Ｌ１〜Ｌ３は、互いに独立して、置換または非置換のフェニレン基、及び置換または非置換のナフチレン基のうち１種である。例えば、ａ、ｂ及びｃは、互いに独立して、０または１である。
【００５４】
前記Ａｒ１〜Ａｒ３は、互いに独立して、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントリル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のフェナレニル基、置換または非置換のピレニル基、置換または非置換のクリセニル基、置換または非置換のトリフェニレニル基、置換または非置換のテトラセニル、置換または非置換のテトラフェニル、置換または非置換のベンゾアントリル基、置換または非置換のベンゾフェナントレニル基、置換または非置換のインデニル基、置換または非置換のフルオレニル基、置換または非置換のベンゾチオフェニル基、置換または非置換のジベンゾチオフェニル基、置換または非置換のベンゾフラニル基、置換または非置換のジベンゾフラニル基、置換または非置換のベンゾシロリル基、置換または非置換のジベンゾシロリル基、置換または非置換のインドリル基、置換または非置換のカルバゾリル基、置換または非置換のキノリニル基、及び置換または非置換のアクリジニル基のうち１種であってもよい。
【００５５】
具体的には、Ａｒ１〜Ａｒ３は、互いに独立して、下記化学式３ａ〜３ｍ：
【００５６】
【化３ａ】
2014009230.tif 000012
【００５７】
【化３ｂ】
2014009230.tif 000013
【００５８】
【化３ｃ】
2014009230.tif 000014
【００５９】
【化３ｄ】
2014009230.tif 000015
【００６０】
【化３ｅ】
2014009230.tif 000016
【００６１】
【化３ｆ】
2014009230.tif 000017
【００６２】
【化３ｇ】
2014009230.tif 000018
【００６３】
【化３ｈ】
2014009230.tif 000019
【００６４】
【化３ｉ】
2014009230.tif 000020
【００６５】
【化３ｊ】
2014009230.tif 000021
【００６６】
【化３ｋ】
2014009230.tif 000022
【００６７】
【化３ｌ】
2014009230.tif 000023
【００６８】
【化３ｍ】
2014009230.tif 000024
【００６９】
式中、Ｚ１〜Ｚ４は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、カルボン酸基、置換または非置換のメチル基、置換または非置換のエチル基、置換または非置換のプロピル基、置換または非置換のブチル基、及び置換または非置換のフェニル基からなる群から選択される１種であり、ｐ、ｑ、ｒ及びｓは、互いに独立して、１〜５の整数である。＊は、前記化学式１で表される縮合環化合物において、前記化学式３ａ〜３ｍで表される部分を除外した残りの部分との結合を示す、で表される。
【００７０】
また、Ａｒ１〜Ａｒ３は、互いに独立して、下記化学式４ａ〜４ｊ：
【００７１】
【化４ａ】
2014009230.tif 000025
【００７２】
【化４ｂ】
2014009230.tif 000026
【００７３】
【化４ｃ】
2014009230.tif 000027
【００７４】
【化４ｄ】
2014009230.tif 000028
【００７５】
【化４ｅ】
2014009230.tif 000029
【００７６】
【化４ｆ】
2014009230.tif 000030
【００７７】
【化４ｇ】
2014009230.tif 000031
【００７８】
【化４ｈ】
2014009230.tif 000032
【００７９】
【化４ｉ】
2014009230.tif 000033
【００８０】
【化４ｊ】
2014009230.tif 000034
【００８１】
式中、Ｚ１及びＺ２は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、カルボン酸基、置換または非置換のメチル基、置換または非置換のエチル基、置換または非置換のプロピル基、置換または非置換のブチル基、及び置換または非置換のフェニル基からなる群から選択される１種である。同様に、＊は、前記化学式１で表される縮合環化合物において、前記化学式４ａ〜４ｊで表される部分を除外した残りの部分との結合を示す、で表される。
【００８２】
化学式１で、Ｒ１〜Ｒ１４は、互いに独立して、水素、重水素、置換または非置換のメチル基、置換または非置換のエチル基、置換または非置換のプロピル基、置換または非置換のブチル基、及び置換または非置換のフェニル基からなる群から選択される１種であってもよい。
【００８３】
前記化学式１で表される縮合環化合物は、下記化合物１〜９６：
【００８４】
【化５ａ】
2014009230.tif 000035
【００８５】
【化５ｂ】
2014009230.tif 000036
【００８６】
【化５ｃ】
2014009230.tif 000037
【００８７】
【化５ｄ】
2014009230.tif 000038
【００８８】
【化５ｅ】
2014009230.tif 000039
【００８９】
【化５ｆ】
2014009230.tif 000040
【００９０】
【化５ｇ】
2014009230.tif 000041
【００９１】
【化５ｈ】
2014009230.tif 000042
【００９２】
からなる群から選択される１つであるが、これらに限定されるものではない。
【００９３】
化学式１で表される縮合環化合物は、分子内に、カルバゾール基とヘテロ芳香族基とが結合した構造、またはカルバゾール基とシロール基とが結合した構造を有しつつ、同時に窒素を含むヘテロ環を有して強固な骨格を形成し、芳香族基またはヘテロ芳香族基を示す置換体が、連結基を介して前記骨格に結合した構造を有し、かような構造によって、高いガラス転移温度と融点とを有する。
【００９４】
化学式１で表される縮合環化合物を採用した有機発光素子は、保管時及び／または駆動時に、有機層間、有機層内部、及び／または発光層と金属電極との間で、発生するジュール熱に対して優秀な耐熱性を有する。従って、前記縮合環化合物を採用した有機発光素子は、時間が経っても、高温環境下で熱的安定性が維持され、高い耐久性と長寿命とを有する。
【００９５】
化学式１で表される縮合環化合物は、公知の有機合成方法を利用して合成される。前記縮合環化合物の合成方法は、後述する実施例を参照し、本発明が属する技術分野で当業者に容易に認識されるであろう。
【００９６】
化学式１で表される縮合環化合物は、有機発光素子の１対の電極間に使われてもよい。例えば、前記縮合環化合物は、発光層、アノードと発光層との間の層（例えば、正孔注入層、正孔輸送層、あるいは正孔注入及び正孔輸送の機能を同時に行う機能層）、及び／またはカソードと発光層との間の層（例えば、電子注入層、電子輸送層、あるいは電子注入及び電子輸送の機能を同時に行う機能層）に使われてもよい。
【００９７】
他の一実施形態によって、第１電極、前記第１電極に対向した第２電極、及び前記第１電極と前記第２電極との間に介在された有機層を含み、前記有機層が、前記化学式１で表示された縮合環化合物を含む有機発光素子が提供される。
【００９８】
本明細書において「有機層」は、有機発光素子において、第１電極と第２電極との間に配置された単一及び／または複数の層を示すと解釈されてもよい。
【００９９】
本明細書において、「（有機層が）前記化学式１で表示された縮合環化合物を含む」は、「（有機層が）前記化学式１に含まれる１種の縮合環化合物、または前記化学式１に含まれる互いに異なる２種以上の縮合環化合物を含む」の意に解釈されてもよい。
【０１００】
有機層は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入及び正孔輸送の機能を同時に有する機能層、バッファ層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、並びに電子注入及び電子輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層を含んでもよい。
【０１０１】
有機層は、正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入及び正孔輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層を含み、前記正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入及び正孔輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層には、化学式１で表される縮合環化合物が含まれてもよい。
【０１０２】
正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入及び正孔輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層は、電荷生成物質をさらに含み、前記電荷生成物質は、キノン誘導体、金属酸化物及びシアノ基含有化合物のうち少なくとも１種であってもよい。金属酸化物の例としては、酸化モリブデンや酸化バナジウムなどがある。かような電荷生成物質は、強いアクセプタ性を有し、正孔注入及び正孔輸送が円滑に行われる。
【０１０３】
有機層は、電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入及び電子輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層を含み、前記電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入及び電子輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層には、化学式１で表される縮合環化合物が含まれてもよい。
【０１０４】
有機層は、発光層を含み、前記発光層には、化学式１で表される縮合環化合物が含まれてもよい。
【０１０５】
化学式１で表される縮合環化合物は、Ｘ１及びＸ２で、共役（conjugation）が切れており、発光層材料として使用するとき、有用なエネルギーレベルを有することができて、発光層に使用するのに有利である。
【０１０６】
発光層に含まれた前記縮合環化合物は、リン光ホストとして使用されてもよい。発光層に含まれた縮合環化合物は、赤色光、緑光または青色光を放出するリン光ホストの役割が行い、特に、緑光のリン光ホストに有用である。
【０１０７】
有機層が、発光層と、電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入及び電子輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層と、を含み、前記発光層は、アリールアミン化合物を含んでもよい。前記アリールアミン化合物は、発光層に使われる公知の化合物であって、特別に制限されるものではない。
【０１０８】
以下、図１を参照しつつ、一実施形態に係わる有機発光素子の構造及び製造方法について説明するが、前記有機発光素子は、図１に限定されるものではない。
【０１０９】
図１は、一具現例による有機発光素子１０の断面図を概略的に図示したものである。
基板１１としては、一般的な有機発光素子に使用される基板を使用することができ、機械的強度、熱的安定性、透明性、表面平滑性、取り扱い容易性及び防水性にすぐれるガラス基板または透明プラスチック基板を使用することができる。
【０１１０】
第１電極１３は、基板上部に、第１電極形成物質を、蒸着法またはスパッタリング法などを利用して形成される。第１電極１３がアノード（anode）である場合、正孔注入が容易になるように、第１電極形成物質は、高い仕事関数を有する物質のうちから選択されてもよい。第１電極１３は、反射型電極または透過型電極である。第１電極形成物質としては、透明であって伝導性にすぐれる酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）または酸化亜鉛（ＺｎＯ）などを利用することができる。または、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、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）、銀：酸化インジウムスズ（Ａｇ：ＩＴＯ）、マグネシウム：インジウム（Ｍｇ：Ｉｎ）またはマグネシウム：銀（Ｍｇ：Ａｇ）などを利用し、第１電極１３を反射型電極として形成することもできる。第１電極１３は、単一層または２以上の多層構造を有することができる。例えば、第１電極１３は、ＩＴＯ：Ａｇ：ＩＴＯの３層構造を有することができるが、これに限定されるものではない。
【０１１１】
第１電極１３の上部には、有機層１５が具備されている。有機層１５は、正孔注入層（図示せず）、正孔輸送層（図示せず）、バッファ層（図示せず）、発光層１６、電子輸送層（図示せず）及び電子注入層（図示せず）を含んでもよい。
【０１１２】
正孔注入層（ＨＩＬ）は、第１電極１３上部に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ（Langmuir-Blodgett）法のような多様な方法を利用して形成されてもよい。真空蒸着法によって正孔注入層を形成する場合、その蒸着条件は、正孔注入層の材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層の構造及び熱的特性などによって異なるが、例えば、蒸着温度約１００〜約５００℃、真空度約１０−８〜約１０−３ｔｏｒｒ、蒸着速度約０．０１〜約１００Å／ｓｅｃの範囲で選択されるが、これらに限定されるものではない。スピンコーティング法によって正孔注入層を形成する場合、そのコーティング条件は、正孔注入層の材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層の構造及び熱的特性によって異なるが、約２，０００ｒｐｍ〜約５，０００ｒｐｍのコーティング速度、コーティング後の溶媒除去のための熱処理温度は、約８０℃〜２００℃の温度範囲で選択されるが、これらに限定されるものではない。正孔注入層の形成材料としては、前記化学式１で表される縮合環化合物及び公知の正孔注入層の形成材料のうち少なくとも１種を使用することができる。公知の正孔注入層の形成材料は、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−［４−（フェニル−ｍ−トリル−アミノ）−フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＤＮＴＰＤ）、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物、４，４’，４”−トリス［フェニル（ｍ−トリル）アミノ］トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、４，４’，４”−トリス｛Ｎ，Ｎジフェニルアミノ｝トリフェニルアミン（ＴＤＡＴＡ）、４，４'，４”−トリス（Ｎ，Ｎ−２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）、ポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸（Ｐａｎｉ／ＤＢＳＡ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／カンファースルホン酸（Ｐａｎｉ／ＣＳＡ）、またはポリアニリン／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＡＮＩ／ＰＳＳ）などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。正孔注入層の厚みは、約１００Å〜約１０，０００Å、例えば、約１００Å〜約１，０００Åである。正孔注入層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、満足すべき正孔注入特性を得ることができる。
【０１１３】
次に、正孔注入層の上部に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような多様な方法を利用して、正孔輸送層（ＨＴＬ）を形成することができる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって正孔輸送層を形成する場合、その蒸着条件及びコーティング条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成とほぼ同一の条件範囲のうちから選択されてもよい。正孔輸送層の形成材料としては、前記化学式１で表される縮合環化合物及び公知の正孔輸送層の形成材料のうち少なくとも１種を使用することができる。公知の正孔輸送層の形成材料としては、例えば、Ｎ−フェニルカバゾール、ポリビニルカルバゾールなどのカルバゾール誘導体；Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）またはＮ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。正孔輸送層の厚みは、約５０Å〜約２，０００Å、例えば、約１００Å〜約１５００Åである。正孔輸送層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、満足すべき正孔輸送特性を得ることができる。
【０１１４】
正孔注入及び正孔輸送の機能を同時に有する機能層には、前記化学式１で表される縮合環化合物、正孔注入層の形成材料、及び正孔輸送層の形成材料のうち少なくとも１種が含まれて、正孔注入及び正孔輸送の機能を同時に有する機能層の厚みは、約５００Å〜約１０，０００Å、例えば、約１００Å〜約１，０００Åである。正孔注入及び正孔輸送の機能を同時に有する機能層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、満足すべき正孔注入及び水性特性を得ることができる。
【０１１５】
正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入及び正孔輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層は、前記のような化学式１で表される縮合環化合物、公知の正孔注入層の形成材料、及び公知の正孔輸送層の形成材料のうち少なくとも１種以外に、前記層の導電性などを向上させるために、前述の電荷生成物質をさらに含んでもよい。
【０１１６】
正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入及び正孔輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層と、発光層１６との間には、バッファ層が介在されてもよい。バッファ層は、発光層１６で放出される光の波長による光学的共振距離を補償して効率を上昇させる役割を行うことができる。バッファ層は、公知の正孔注入層の形成材料、正孔輸送層の形成材料を含んでもよい。
【０１１７】
次に、正孔輸送層、正孔注入及び正孔輸送の機能を同時に有する機能層あるいはバッファ層の上部に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような方法を利用して、発光層１６を形成することができる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって、発光層１６を形成する場合、その蒸着条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成とほぼ同一の条件範囲のうちから選択されてもよい。
【０１１８】
発光層１６のホスト材料としては、前記化学式１で表される縮合環化合物を使用することができる。または、前記化学式１で表される縮合環化合物以外に、公知のホスト材料をさらに使用することができる。公知のホスト材料としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、ポリ（ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）、９，１０−ジ（ナフタリン−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ）、４，４’，４”−トリス−９−カルバゾリルトリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、１，３，５−トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼン（ＴＰＢＩ）、３−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（ナフト−２−イル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）、Ｅ３、ジスチリルアリーレン（ＤＳＡ）または４，４’−ビス（９−カルバゾール）−２，２’−ジメチル−ビフェニル（ｄｍＣＢＰ）など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。
【０１１９】
有機発光素子１０が、赤色発光層、緑発光層及び青色発光層のうち少なくとも１層を含む場合に、発光層１６には、下記ドポントを使用することができる（ｐｐｙ＝フェニルピリジン）。
【０１２０】
青色ドーパントとしては、公知の下記化合物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。
【０１２１】
【化６−１】
2014009230.tif 000043
【０１２２】
【化６−２】
2014009230.tif 000044
【０１２３】
赤色ドーパントとしては、下記化合物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。
【０１２４】
【化７】
2014009230.tif 000045
【０１２５】
緑色ドーパントとしては、下記化合物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。
【０１２６】
【化８】
2014009230.tif 000046
【０１２７】
また、発光層１６のドーパントとしては、公知のＰｔ−錯体、Ｏｓ−錯体など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。
【０１２８】
有機発光素子１０の発光層１６と、電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入及び電子輸送の機能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層と、が前記化学式１で表される縮合環化合物を含む場合、発光層１６は、公知のアリールアミン化合物を含んでもよい。
【０１２９】
発光層１６がホスト及びドーパントを含む場合、ドーパントの含量は、一般的に、ホスト約１００重量部を基準にして、約０．０１〜約１５重量部の範囲で選択されるが、これに限定されるものではない。
【０１３０】
発光層１６の厚みは、約１００Å〜約１，０００Å、例えば、約２００Å〜約６００Åである。発光層１６の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優秀な発光特性を示すことができる。
【０１３１】
次に、発光層１６上部に、電子輸送層（ＥＴＬ）を、真空蒸着法あるいはスピンコーティング法、キャスト法などの多様な方法を利用して形成する。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって電子輸送層を形成する場合、その条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成とほぼ同一の条件範囲のうちから選択されてもよい。電子輸送層の形成材料としては、前記化学式１で表される縮合環化合物及び電子注入電極（カソード）から注入された電子を安定して輸送する機能を行う公知の電子輸送層の形成材料のうち少なくとも１種を使用することができる。公知の電子輸送層の形成材料としては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、アルミニウム（ＩＩＩ）ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリン）−４−フェニルフェノレート（ＢＡｌｑ）、ベリリウムビス（ベンゾキノリン−１０−オレート）（Ｂｅｂｑ２）のようなキノリン誘導体；１，２，４−トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）；９，１０−ジ（ナフタリン−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ）；化合物２０１あるいは化合物２０２のような材料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。
【０１３２】
【化９】
2014009230.tif 000047
【０１３３】
電子輸送層の厚みは、約１００Å〜約１，０００Å、例えば、約１５０Å〜約５００Åである。電子輸送層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、満足すべき電子輸送特性を得ることができる。
【０１３４】
電子輸送層は、前記化学式１で表される縮合環化合物及び公知の電子輸送層の形成材料のうち少なくとも１種以外に、金属錯体をさらに含んでもよい。前記金属錯体は、Ｌｉ錯体を含んでもよい。Ｌｉ錯体としては、例えば、リチウムキノレート（ＬｉＱ）または下記化合物２０３などを挙げることができる：
【０１３５】
【化１０】
2014009230.tif 000048
【０１３６】
電子輸送層の上部に、カソードから電子の注入を容易にする機能を有する電子注入層（ＥＩＬ）が積層されてもよい。電子注入層の形成材料としては、例えば、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ２ＯまたはＢａＯのような公知の電子注入層の形成材料を使用することができる。電子注入層の蒸着条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成とほぼ同一の条件範囲のうちから選択されてもよい。電子注入層の厚みは、約１Å〜約１００Å、約３Å〜約９０Åである。電子注入層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、満足すべき電子注入特性を得ることができる。
【０１３７】
有機層１５上部には、第２電極１９が具備されている。前記第２電極は、電子注入電極であるカソードであり、このとき、第２電極形成物質としては、小さい仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物、またはそれらの混合物を使用することができる。例えば、第２電極は、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム：リチウム（Ａｌ：Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム：インジウム（Ｍｇ：Ｉｎ）またはマグネシウム：銀（Ｍｇ：Ａｇ）などを薄膜として形成して透過型電極を得ることができる。一方、前面発光素子を得るために、ＩＴＯまたはＩＺＯを利用して、透過型電極を形成することができるなど、多様な変形が可能である。
【０１３８】
一方、発光層１６に、リン光ドーパントを使用する場合には、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ために、正孔輸送層と発光層１６との間、または正孔注入及び正孔輸送の機能を同時に有する機能層と発光層との間に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような方法を利用して、正孔阻止層（ＨＢＬ）を形成することができる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって正孔阻止層を形成する場合、その条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成とほぼ同一の条件範囲から選択され、正孔阻止層は、公知の正孔阻止層の形成材料を使用して形成することができ、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体またはフェナントロリン誘導体など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。例えば、下記のような２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）を使用して正孔阻止層を形成することができる。
【０１３９】
【化１１】
2014009230.tif 000049
【０１４０】
正孔阻止層の厚みは、約２０Å〜約１，０００Å、例えば、約３０Å〜約３００Åである。正孔阻止層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優秀な正孔阻止特性を得ることができる。他の一実施形態によって、前記化学式１で表される縮合環化合物を含む有機発光素子を含む有機発光表示装置が提供される。前記有機発光表示装置は、ソース、ドレイン、ゲート及び活性層を含んだトランジスタ、並びに前記有機発光素子を具備し、前記有機発光素子の第１電極が、前記ソース及びドレインのうち１つと電気的に連結されている。トランジスタの活性層は、非晶質シリコン層、結晶質シリコン層、有機半導体層または酸化物半導体層などと多様な変形が可能である。
【０１４１】
本明細書において、非置換のＣ１−Ｃ４０アルキル基の具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ペンチル基、ｉｓｏ−アミル基またはヘキシル基のような、線形または分枝型のＣ１−Ｃ４０アルキル基を挙げることができるし、置換されたＣ１−Ｃ４０アルキル基は、前記非置換のＣ１−Ｃ４０アルキル基において、少なくとも１つの水素が、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボン酸基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸やその塩、Ｃ１−Ｃ４０アルキル基、Ｃ２−Ｃ４０アルケニル基、Ｃ２−Ｃ４０アルキニル基、Ｃ６−Ｃ４０アリール基、Ｃ２−Ｃ４０ヘテロアリール基、−Ｎ（Ｑ１０１）（Ｑ１０２）、あるいはＳｉ（Ｑ１０３）（Ｑ１０４）（Ｑ１０５）（Ｑ１０６）−（ここで、Ｑ１０１〜Ｑ１０６は、互いに独立して、水素、Ｃ１−Ｃ４０アルキル基、Ｃ２−Ｃ４０アルケニル基、Ｃ２−Ｃ４０アルキニル基、Ｃ６−Ｃ４０アリール基あるいはＣ２−Ｃ４０ヘテロアリール基からなる群から選択される）で置換されたものである。
【０１４２】
本明細書において、非置換のＣ１−Ｃ４０アルコキシ基は、ＯＡ１（ただし、Ａ１は、前記のような非置換のＣ１−Ｃ４０アルキル基である）の化学式を有し、その具体的な例として、メトキシ基、エトキシ基またはイソプロピルオキシ基などがある。置換されたＣ１−Ｃ４０アルコキシ基は、Ｃ１−Ｃ４０アルコキシ基において、少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ４０アルキル基の置換基と同一部類のもので置換されたものである。
【０１４３】
本明細書において、非置換のＣ２−Ｃ４０アルケニル基は、前記非置換のＣ２−Ｃ４０アルキル基の中間や最末端に、１つ以上の炭素二重結合を含んでいるものを意味し、例としては、エテニル基、プロフェニル基またはブテニル基などがある。置換されたＣ２−Ｃ４０アルケニル基は、Ｃ２−Ｃ４０アルケニル基において、少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ４０アルキル基の置換基と同一部類のもので置換されたものである。
【０１４４】
本明細書において、非置換のＣ２−Ｃ４０アルキニル基は、前記定義されたようなＣ２−Ｃ４０アルキル基の中間や最末端に、１つ以上の炭素三重結合を含んでいるものを意味し、例としては、エチニル基またはプロピニル基などがある。置換されたＣ２−Ｃ４０アルキニル基は、Ｃ２−Ｃ４０アルキニル基において、少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ４０アルキル基の置換基と同一部類のもので置換されたものである。
【０１４５】
本明細書において、非置換のＣ３−Ｃ４０シクロアルキル基は、非置換のＣ３−Ｃ４０アルキル基に該当する炭素原子が環をなしている基を意味し、置換されたＣ３−Ｃ４０シクロアルキル基は、Ｃ３−Ｃ４０シクロアルキル基において、少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ４０アルキル基の置換基と同一部類のもので置換されたものである。
【０１４６】
本明細書において、置換または非置換のＣ３−Ｃ４０シクロアルケニル基は、非置換のＣ３−Ｃ４０アルケニル基に該当する炭素原子が環をなしている基を意味し、置換されたＣ３−Ｃ４０シクロアルケニル基は、Ｃ３−Ｃ４０シクロアルケニル基において、少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ４０アルキル基の置換基と同一部類のもので置換されたものである。
【０１４７】
本明細書において、非置換のＣ６−Ｃ４０アリール基は、１つ以上の芳香族環を含むＣ６−Ｃ４０炭素環芳香族系を有する一価（monovalent）基を意味し、非置換のＣ６−Ｃ４０アリーレン基は、１つ以上の芳香族環を含むＣ６−Ｃ４０炭素環芳香族系を有する二価（divalent）基を意味する。前記アリール基及びアリーレン基が、２以上の環を含む場合、２以上の環は互いに結合してもよい。置換されたＣ６−Ｃ４０アリール基は、Ｃ６−Ｃ４０アリール基において、少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ４０アルキル基の置換基と同一部類のもので置換されたものであり、置換されたＣ６−Ｃ４０アリーレン基は、Ｃ６−Ｃ４０アリーレン基において、少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ４０アルキル基の置換基と同一部類のもので置換されたものである。
【０１４８】
本明細書において、置換または非置換のＣ７−Ｃ４０アリールアルキル基は、アルキル基と、置換または非置換のＣ６−Ｃ４０アリール基とが結合された基を示し、置換されたＣ７−Ｃ４０アリールアルキル基は、Ｃ７−Ｃ４０アリールアルキル基において、少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ４０アルキル基の置換基と同一部類のもので置換されたものである。
【０１４９】
本明細書において、非置換のＣ６−Ｃ４０アリールオキシ基は、ＯＡ２（ここで、Ａ２は、前記置換または非置換のＣ６−Ｃ４０アリール基である）を示し、置換されたＣ６−Ｃ４０アリールオキシ基は、Ｃ６−Ｃ４０アリールオキシ基において、少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ４０アルキル基の置換基と同一部類のもので置換されたものである。
【０１５０】
本明細書において、非置換のＣ６−Ｃ４０アリールチオ基は、ＳＡ３（ここで、Ａ３は、前記置換または非置換のＣ６−Ｃ４０アリール基である）を示し、置換されたＣ６−Ｃ４０アリールチオ基は、Ｃ６−Ｃ４０アリールチオ基において、少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ４０アルキル基の置換基と同一部類のもので置換されたものである。
【０１５１】
本明細書において、非置換のＣ６−Ｃ４０アリールアミノ基は、−Ｎ（Ａ４）（Ａ５）（ここで、Ａ４及びＡ５は、互いに独立して、前記置換または非置換のＣ６−Ｃ４０アリール基である）を示し、置換されたＣ６−Ｃ４０アリールチオ基は、Ｃ６−Ｃ４０アリールチオ基において、少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ４０アルキル基の置換基と同一部類のもので置換されたものである。
【０１５２】
本明細書において、非置換のＣ２−Ｃ４０ヘテロアリール基は、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳのうちから選択された１個以上のヘテロ原子と、２個〜４０個の炭素原子とから構成された芳香族環を１つ以上含む系を有する一価基を意味し、非置換のＣ２−Ｃ４０ヘテロアリーレン基は、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳのうちから選択された１個以上のヘテロ原子と、２個〜４０個の炭素原子とから構成された芳香族環を１つ以上含む系を有する二価基を意味する。ここで、Ｃ２−Ｃ４０ヘテロアリール基またはＣ２−Ｃ４０ヘテロアリーレン基が２以上の環を含む場合、２以上の環は、互いに結合してもよい。置換されたＣ２−Ｃ４０ヘテロアリール基は、Ｃ２−Ｃ４０ヘテロアリール基において、少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ４０アルキル基の置換基と同一部類のもので置換されたものであり、置換されたＣ２−Ｃ４０ヘテロアリーレン基は、Ｃ２−Ｃ４０ヘテロアリーレン基において、少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ４０アルキル基の置換基と同一部類のもので置換されたものである。
【０１５３】
以下で、合成例及び実施例を挙げ、一実施形態による有機発光素子について、さらに具体的に説明する。しかし、本発明が下記の合成例及び実施例に限定されるものではない。
【０１５４】
まず、下記のような反応式（reaction sheme）１によって、化合物Ａから中間体Ｂ、Ｃ及びＤを経て中間体Ｅを製造した。
【０１５５】
【化１２】
2014009230.tif 000050
【０１５６】
中間体Ｅの合成
＜段階１＞中間体Ｂの合成
２−ブロモ−５−クロロ−７−フェニル−７Ｈ−ベンゾ［ｃ］カルバゾール（２−bromo−５−chloro−７−phenyl−７Ｈ−benzo［ｃ］carbazole）１０ｇ（１ｅｑ、０．０２４ｍｏｌ）及び２−メルカプトーフェニルボロン酸（２−mercaptophenylboronic acid）４．５ｇ（１．２ｅｑ、０．０２９ｍｏｌ）を４００ｍｌのトルエン（toluene）と溶解させた。ここに、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）０．９５ｇ（０．０２ｅｑ、０．００１ｍｍｏｌ）及び２Ｍ Ｋ２ＣＯ３飽和溶液１００ｍｌをそれぞれ添加した後、１２時間加熱撹拌した。
【０１５７】
反応が終わった反応溶液を、セライト（celite）を介して濾過した後、カラムクロマトグラフィを介して、中間体Ｂを７．５７ｇ（収率＝７２．４％）得た。
【０１５８】
ガスクロマトグラフ質量分析（ＧＣ−Ｍａｓｓ）（理論値：４３５．２ｇ／ｍｏｌ、測定値：４３４ｇ／ｍｏｌ）
＜段階１−１＞中間体Ｃの合成
中間体Ｂ １０ｇ（１ｅｑ、０．０２２ｍｏｌ）をフラスコに入れ、ここにエーテル１００ｍｌを添加した後、過酸化水素（３２％）２５ｍｌを徐々に添加した。常温で５時間撹拌した後、蒸溜水過量で洗浄した後、有機層をＭｇＳＯ４で乾燥させた後、カラムクロマトグラフィを介して、中間体Ｃを５．１ｇ（収率＝５２．１％）得た。
【０１５９】
ＧＣ−Ｍａｓｓ（理論値：４３３．０７ｇ／ｍｏｌ、測定値：４３２ｇ／ｍｏｌ）
＜段階１−２＞中間体Ｄの合成
中間体Ｃ ５ｇ（１ｅｑ、０．０１１５ｍｏｌ）にテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１００ｍｌを添加した後、反応容器を−７８℃（アセトン＋ドライアイス）に冷却した。３０分経過後、ｎ−ＢｕＬｉ（ヘキサン中で１．６Ｍ）１２．２ｍｌを徐々に添加した。１時間経過後、２−イソプロピルボレート（２−isopropyl borate）１７．３ｍｌを徐々に添加した。
【０１６０】
常温に温度を上昇させた後、１時間撹拌した。
【０１６１】
反応が終了した反応溶液を過剰の蒸溜水で洗浄した後、カラムクロマトグラフィを介して、中間体Ｄを３．９ｇ（収率＝７７．６％）得た。
【０１６２】
ＧＣ−Ｍａｓｓ（理論値：４４３．１２ｇ／ｍｏｌ、測定値：４４２ｇ／ｍｏｌ）
＜段階１−３＞中間体Ｅの合成
中間体Ｄ １０ｇ（１ｅｑ、０．０２２ｍｏｌ）及び２，４，６−卜リクロロ−１，３，５−トリアジン（２，４，６−trichloro−１，３，５−triazine）３．７ｇ（０．９ｅｑ、０．０２ｍｏｌ）を４００ｍｌのトルエンと溶解させた。ここに、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４０．９５ｇ（０．０１ｅｑ、０．００１ｍｍｏｌ）及び２Ｍ Ｋ２ＣＯ３飽和溶液１００ｍｌをそれぞれ添加した後、１２時間加熱撹拌した。
【０１６３】
反応が終了した反応溶液を、セライトを介して濾過した後、カラムクロマトグラフィを介して、中間体Ｅを６．６３ｇ（収率＝５５．１％）得た。
【０１６４】
ＧＣ−Ｍａｓｓ（理論値：５４６．０５ｇ／ｍｏｌ、測定値：５４５ｇ／ｍｏｌ）
次に、下記のような反応図式２によって、中間体Ｅから、中間体Ｆを経て、化合物１、２、５、７、８及び１３を製造した。
【０１６５】
【化１３】
2014009230.tif 000051
【０１６６】
中間体Ｆの合成
中間体Ｅ １０ｇ（１ｅｑ、０．０１８ｍｏｌ）及びフェニルボロン酸２ｇ（０．９ｅｑ、０．０１６ｍｏｌ）を、６００ｍｌトルエンと溶解させた。ここに、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４０．５ｇ（０．０１ｅｑ、０．０００５ｍｍｏｌ）、２Ｍ Ｋ２ＣＯ３飽和溶液７５ｍｌをそれぞれ添加した後、１２時間加熱撹拌した。
【０１６７】
反応が終了した反応溶液を、セライトを介して濾過した後、カラムクロマトグラフィを介して、中間体Ｆを５．５１ｇ（収率＝５２％）得た。
【０１６８】
ＧＣ−Ｍａｓｓ（理論値：５９８．１２ｇ／ｍｏｌ、測定値：５９７ｇ／ｍｏｌ）
化合物１の合成
中間体Ｅ １０ｇ（１ｅｑ、０．０１８ｍｏｌ）、フェニルボロン酸４．８ｇ（２．２ｅｑ、０．０３９６ｍｏｌ）を、１，０００ｍｌトルエンと溶解させた。ここに、
Ｐｄ（ＰＰｈ３）４ ０．９ｇ（０．００７ｅｑ、０．０００９ｍｍｏｌ）、２Ｍ Ｋ２ＣＯ３飽和溶液１５０ｍｌをそれぞれ添加した後、１２時間加熱撹拌した。
反応が終了した反応溶液を、セライトを介して濾過した後、カラムクロマトグラフィを介して、中間体Ｅを９．５ｇ（収率＝８４％）得た。
【０１６９】
ＧＣ−Ｍａｓｓ（理論値：５９８．１２ｇ／ｍｏｌ、測定値：５９７ｇ／ｍｏｌ）
Elemental Analysis：Ｃ、８１．８８；Ｈ、４．１５；Ｎ、８．８８；Ｓ、５．０８
化合物２の合成
化合物１の合成で、中間体Ｅの代わりに中間体Ｆを使用し、フェニルボロン酸の代わりにナフタリン−１−イルボロン酸（naphthalen−１−yl boronic acid）を使用し、同一の方法で化合物２を８．１ｇ（収率＝７９．５％）得た。
【０１７０】
ＧＣ−Ｍａｓｓ（理論値：６８０．８２ｇ／ｍｏｌ、測定値：６７９ｇ／ｍｏｌ）
Elemental Analysis：Ｃ、８２．９２；Ｈ、４．１５；Ｎ、８．２３；Ｓ、４．７１
化合物５の合成
化合物２の合成で、ナフタリン−１−イルボロン酸の代わりにジベンゾ［ｂ，ｄ］−チオフェン−４−イルボロン酸（dibenzo［ｂ，ｄ］thiophen−４−yl boronic acid）を使用し、同一の方法で化合物５を９．２ｇ（収率＝８２．１％）得た。
【０１７１】
ＧＣ−Ｍａｓｓ（理論値：７３６．９０ｇ／ｍｏｌ、測定値：７３５ｇ／ｍｏｌ）
Elemental Analysis：Ｃ、７９．８６；Ｈ、３．８３；Ｎ、７．６０；Ｓ、８．７０
化合物７の合成
化合物２の合成で、ナフタリン−１−イルボロン酸の代わりに９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イルボロン酸（９，９−dimethyl−９Ｈ−fluoren−２−yl boronic acid）を使用し、同一の方法で化合物７を８．１ｇ（収率＝７２．２％）得た。
【０１７２】
ＧＣ−Ｍａｓｓ（理論値：７４６．９２／ｍｏｌ、測定値：７４５ｇ／ｍｏｌ）
Elemental Analysis：Ｃ、８３．６２；Ｈ、４．５９；Ｎ、７．５０；Ｓ、４．２９
化合物８の合成
化合物２の合成で、ナフタリン−１−イルボロン酸の代わりに９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イルボロン酸（９−phenyl−９Ｈ−carbazole−３−yl boronic acid）を使用し、同一の方法で化合物８を９．３ｇ（収率＝７５．９％）得た。
【０１７３】
ＧＣ−Ｍａｓｓ（理論値：７９５．９５ｇ／ｍｏｌ、測定値：７９８ｇ／ｍｏｌ）
Elemental Analysis：Ｃ、８２．９９；Ｈ、４．１８；Ｎ、８．８０；Ｓ、４．０３
【０１７４】
【化１４】
2014009230.tif 000052
【０１７５】
中間体Ｇを使用して、化合物１の合成で使用した方法と同一の方法で、化合物１１を７．９ｇ（収率＝７１．４％）得た。
【０１７６】
ＧＣ−Ｍａｓｓ（理論値：７０６．２２ｇ／ｍｏｌ、測定値：７０５ｇ／ｍｏｌ）
Elemental Analysis：Ｃ、８３．２６；Ｈ、４．２８；Ｎ、７．９３；Ｓ、４．５４
【０１７７】
【化１５】
2014009230.tif 000053
【０１７８】
中間体Ｈを使用して、化合物１の合成で使用した方法と同一の方法で、化合物１２を７．２ｇ（収率＝７０．６％）得た。
【０１７９】
ＧＣ−Ｍａｓｓ（理論値：７０６．２２ｇ／ｍｏｌ、測定値：７０５ｇ／ｍｏｌ）
Elemental Analysis：Ｃ、８３．２６；Ｈ、４．２８；Ｎ、７．９３；Ｓ、４．５４
化合物１３の合成
化合物２の合成で、ナフタリン−１−イルボロン酸の代わりにトリフェニレン−２−イルボロン酸（triphenylen−２−yl boronic acid）を使用し、同一の方法で化合物１３を８．７ｇ（収率＝７７．９％）得た。
【０１８０】
ＧＣ−Ｍａｓｓ（理論値：７８０．９３ｇ／ｍｏｌ、測定値：７７９ｇ／ｍｏｌ）
Elemental Analysis：Ｃ、８４．５９；Ｈ、４．１３；Ｎ、７．１７；Ｓ、４．１１
下記のような反応図式３によって、中間体Ｊから中間体Ｋを経て、中間体Ｌを製造した。
【０１８１】
【化１６】
2014009230.tif 000054
【０１８２】
＜段階２＞中間体Ｋの合成
中間体Ｊ ６．３ｇ（１ｅｑ、０．０１１５ｍｏｌ）にＴＨＦ １５０ｍｌを添加した後、反応容器を−７８℃（アセトン＋ドライアイス）に冷却した。３０分経過後、ｎ−ＢｕＬｉ（ヘキサン中に１．６Ｍ）１５．８ｍｌを徐々に添加した。１時間経過後、２−イソプロピルボレート２０．１ｍｌを徐々に添加した。
【０１８３】
常温に温度を上昇させた後、１時間撹拌した。
【０１８４】
反応が終了した反応溶液を過量の蒸溜水で洗浄した後、ヘキサン過量で洗浄し、中間体Ｋを４．１ｇ（収率＝７２．７％）得た。
【０１８５】
ＧＣ−Ｍａｓｓ（理論値：４２７．１４ｇ／ｍｏｌ、測定値：４２６ｇ／ｍｏｌ）
＜段階２−１＞中間体Ｌの合成
中間体Ｋ １０ｇ（１ｅｑ、０．０２２ｍｏｌ）及び２，４，６−卜リクロロ−１，３，５−トリアジン３．７ｇ（０．９ｅｑ、０．０２ｍｏｌ）を、４００ｍｌのトルエンと溶解させた。ここに、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４０．９５ｇ（０．０１ｅｑ、０．００１ｍｍｏｌ）及び２Ｍ Ｋ２ＣＯ３飽和溶液１００ｍｌをそれぞれ添加した後、１２時間加熱撹拌した。
【０１８６】
反応が終了した反応溶液を、セライトを介して濾過した後、カラムクロマトグラフィを介して、中間体Ｌを６．６３ｇ（収率＝５５．１％）得た。
【０１８７】
ＧＣ−Ｍａｓｓ（理論値：５３０．０７ｇ／ｍｏｌ、測定値：５２９ｇ／ｍｏｌ）
次に、下記のような反応図式４によって、中間体Ｌから中間体Ｍを製造した。
【０１８８】
【化１７】
2014009230.tif 000055
【０１８９】
中間体Ｍの合成
中間体Ｌを利用して、中間体Ｅの合成方法と同一の方法で、中間体Ｍを５．１ｇ（収率＝４７％）得た。
【０１９０】
ＧＣ−Ｍａｓｓ（理論値：５７２．１４ｇ／ｍｏｌ、測定値：５７１ｇ／ｍｏｌ）
化合物１７の合成
中間体Ｌを利用して、化合物１の合成方法と同一の方法で、化合物１７を８．７ｇ（収率＝８１％）得た。
【０１９１】
ＧＣ−Ｍａｓｓ（理論値：６１４．２１ｇ／ｍｏｌ、測定値：６１３ｇ／ｍｏｌ）
Elemental Analysis：Ｃ、８４．０２；Ｈ、４．２６；Ｎ、９．１１；Ｏ、２．６０
化合物２１の合成
中間体Ｍを利用して、化合物５の合成方法と同一の方法で、化合物２１を７．７ｇ（収率＝７３．６％）得た。
【０１９２】
ＧＣ−Ｍａｓｓ（理論値：７２０．２ｇ／ｍｏｌ、測定値：７１９ｇ／ｍｏｌ）
Elemental Analysis：Ｃ、８１．６４；Ｈ、３．９２；Ｎ、７．７７；Ｏ、２．２２；Ｓ、４．４５
化合物３３の合成
化合物２１の合成で、ピレン−１−イルボロン酸（pyren−１−yl boronic acid）を使用し、同一の方法で化合物３３を８．３ｇ（収率＝７９．５％）得た。
【０１９３】
ＧＣ−Ｍａｓｓ（理論値：７４０．２６ｇ／ｍｏｌ、測定値：７３９ｇ／ｍｏｌ）
Elemental Analysis：Ｃ、８５．９２；Ｈ、４．３５；Ｎ、７．５６；Ｏ、２．１６
化合物３７の合成
中間体Ｍを利用して、化合物１３の合成方法と同一の方法で、化合物３７を７．９ｇ（収率＝６９．１％）得た。
【０１９４】
ＧＣ−Ｍａｓｓ（理論値：７６４．２６／ｍｏｌ、測定値：７６３ｇ／ｍｏｌ）
Elemental Analysis：Ｃ、８６．３７；Ｈ、４．２２；Ｎ、７．３３；Ｏ、２．０９
化合物３９の合成
化合物３３の合成で、ピレン−１−イルボロン酸の代わりに９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イルボロン酸を使用し、同一の方法で化合物３９を８．８７ｇ（収率＝７２．５％）得た。
【０１９５】
ＧＣ−Ｍａｓｓ（理論値：７３０．２７ｇ／ｍｏｌ、測定値：７２９ｇ／ｍｏｌ）
Elemental Analysis：Ｃ、８５．４６；Ｈ、４．６９；Ｎ、７．６７；Ｏ、２．１９
化合物４０の合成
化合物３３の合成で、ピレン−１−イルボロン酸の代わりにジベンゾ［ｂ，ｄ］フラン−３−イルボロン酸（dibenzo［ｂ，ｄ］furan−３−yl boronic acid）を使用し、同一の方法で化合物４０を７．１４ｇ（収率＝６２．５％）得た。
【０１９６】
ＧＣ−Ｍａｓｓ（理論値：７０４．２２ｇ／ｍｏｌ、測定値：７０３ｇ／ｍｏｌ）
Elemental Analysis：Ｃ、８３．５１；Ｈ、４．００；Ｎ、７．９５；Ｏ、４．５４
実施例１
アノードとしては、コーニング（Corning）社の１５Ω／ｃｍ２（５００Å）ＩＴＯガラス基板を５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．５ｍｍサイズに切り、イソプロピルアルコールと純水とを利用し、それぞれ１０分間超音波洗浄した後、１０分間紫外線を照射してオゾンに露出させて洗浄した後、真空蒸着装置に装着した。
【０１９７】
前記ガラス上部に、４，４'，４”−トリス（Ｎ，Ｎ−２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）を真空蒸着し、６００Å厚の正孔注入層を形成した後、前記正孔注入層の上部に、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）を真空蒸着して３００Å厚の正孔輸送層を形成した。
【０１９８】
前記正孔輸送層の上部に、緑リン光ドーパントとしてＩｒ（ｐｐｙ）３と、ホストとして前記化合物１とを、８７：１３の重量比で同時蒸着することにより、３００Å厚の緑色発光層を形成した。
【０１９９】
次に、前記発光層の上部に、Ａｌｑ３を真空蒸着し、３００Å厚の電子輸送層を形成した。
【０２００】
前記電子輸送層の上部に、Ａｌを真空蒸着し、１２００Å厚のカソードを形成して有機発光素子を製造した。
【０２０１】
実施例２
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに前記化合物２を使用したことを除いては、前記実施例１と同一の方法を利用して、有機発光素子を製造した。
【０２０２】
実施例３
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに前記化合物５を使用したことを除いては、前記実施例１と同一の方法を利用して、有機発光素子を製造した。
【０２０３】
実施例４
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに前記化合物７を使用したことを除いては、前記実施例１と同一の方法を利用して、有機発光素子を製造した。
【０２０４】
実施例５
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに前記化合物８を使用したことを除いては、前記実施例１と同一の方法を利用して、有機発光素子を製造した。
【０２０５】
実施例６
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに前記化合物１１を使用したことを除いては、前記実施例１と同一の方法を利用して、有機発光素子を製造した。
【０２０６】
実施例７
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに前記化合物１２を使用したことを除いては、前記実施例１と同一の方法を利用して、有機発光素子を製造した。
【０２０７】
実施例８
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに前記化合物１３を使用したことを除いては、前記実施例１と同一の方法を利用して、有機発光素子を製造した。
【０２０８】
実施例９
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに前記化合物１７を使用したことを除いては、前記実施例１と同一の方法を利用して、有機発光素子を製造した。
【０２０９】
実施例１０
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに前記化合物２１を使用したことを除いては、前記実施例１と同一の方法を利用して、有機発光素子を製造した。
【０２１０】
実施例１１
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに前記化合物３３を使用したことを除いては、前記実施例１と同一の方法を利用して、有機発光素子を製造した。
【０２１１】
実施例１２
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに前記化合物３７を使用したことを除いては、前記実施例１と同一の方法を利用して、有機発光素子を製造した。
【０２１２】
実施例１３
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに前記化合物３９を使用したことを除いては、前記実施例１と同一の方法を利用して、有機発光素子を製造した。
【０２１３】
実施例１４
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに前記化合物４０を使用したことを除いては、前記実施例１と同一の方法を利用して、有機発光素子を製造した。
【０２１４】
実施例１５
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに前記化合物５３を使用したことを除いては、前記実施例１と同一の方法を利用して、有機発光素子を製造した。
【０２１５】
比較例１
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）を使用したことを除いては、前記実施例１と同一の方法を利用して、有機発光素子を製造した。
【０２１６】
評価例
実施例１〜１５及び比較例１の有機発光素子に対して、ＰＲ６５０（Spectroscan）Source Measurement Unit（PhotoResearch社製）を利用して、駆動電圧、発光効率、色座標、発光輝度及び寿命を評価し、その結果を下記表１に示した。
【０２１７】
【表１】
2014009230.tif 000056
【０２１８】
前記表１を参照すれば、実施例１〜１５による有機発光素子は、比較例１による有機発光素子に比べて、駆動電圧が低くなり、発光効率が向上し、寿命が大きく延長したということが分かる。
【０２１９】
定量的に見れば、実施例１〜１５による有機発光素子は、比較例１による有機発光素子に比べて、駆動電圧が約１５〜２５％ほど低くなり、発光効率は、約１０〜２０％ほど上昇した。特に、寿命特性において、実施例１〜１５による有機発光素子は、比較例１による有機発光素子に比べて、Ｔ９５寿命がおよそ３０〜１３０％ほど増大した。これは、実施例１〜１５による有機発光素子に使用された化学式１で表される縮合環化合物が、すぐれた熱的安定性を有していることに起因していると見られる。
【０２２０】
本発明について、前記実施例を参照して説明したが、それらは、例示的なものに過ぎず、本発明に属する技術分野の当業者であるならば、今後多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点を理解するであろう。従って、本発明の真正な技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的事項によって決まらなければならないのである。
【産業上の利用可能性】
【０２２１】
本発明の 新規縮合環化合物及びそれを含む有機発光素子は、例えば、発光関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【符号の説明】
【０２２２】
１０    有機発光素子、
１１    基板、
１３    第１電極、
１５    有機層、
１６    発光層、
１９    第２電極。
【図１】
2014009230.tif 000096