(57)【要約】【課題】より優れた発光特性を有し、有機発光素子の有機層に使用可能なヘテロ環化合物と、当該ヘテロ環化合物を含む有機発光素子及び有機発光表示装置を提供すること。【解決手段】下記化学式１で表示されるヘテロ環化合物が提供される。2014024844.tif 000076【選択図】図１
2014024844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記化学式１で表示される、ヘテロ環化合物。
【化１】
2014024844.tif 000059
ここで、前記化学式１において、
Ｘ１及びＸ２は、互いに独立して、Ｃ（Ｒ１２）−、−Ｎ−、−Ｎ（Ｒ１３）−、−Ｏ−及び−Ｓ−からなる群より選択される１種であり、Ｘ１及びＸ２のうち少なくとも一つは、−Ｎ−、−Ｎ（Ｒ１３）−、−Ｏ−又は−Ｓ−であり、
Ｘ３は、Ｎ（Ｒ２１）−、−Ｏ−又は−Ｓ−であり、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ２１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、アミノ基、ニトロ基、カルボン酸基、置換又は非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換又は非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換又は非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換又は非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換又は非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキル基、置換又は非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０アリールオキシ基、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０アリールチオ基、置換又は非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基、及び−Ｎ（Ｑ１）（Ｑ２）で表示される基からなる群より選択される１種（ここで、Ｑ１及びＱ２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、アミノ基、ニトロ基、カルボン酸基、置換又は非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換又は非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換又は非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換又は非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換又は非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキル基、置換又は非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０アリールオキシ基、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０アリールチオ基、及び置換又は非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基のうち１種である。）であり、
Ｌは、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレン基、又は、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基であり、
ｎは、０〜３の整数であり、
Ａ環は、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０芳香族環、又は、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロ芳香族環であり、
Ｒ１１及びＲ１２は、選択的に互いに結合し、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０芳香族環、又は、置換又は非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロ芳香族環を形成することができる。
【請求項２】
下記化学式２ａ〜化学式２ｔのうち１種で表示されることを特徴とする、請求項１に記載のヘテロ環化合物。
【化２】
2014024844.tif 000060
【化３】
2014024844.tif 000061
【化４】
2014024844.tif 000062
【化５】
2014024844.tif 000063
【化６】
2014024844.tif 000064
ここで、前記化学式２ａ〜化学式２ｔにおいて、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２１、Ｌ、ｎ及びＡ環は、前記化学式１で定義された置換基と同一である。
【請求項３】
Ａ環が、置換または非置換のベンゼン環、置換または非置換のナフタレン環、置換または非置換のアントラセン環、置換または非置換のフェナントレン環、及び置換または非置換のピリジン環からなる群より選択される１種であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のヘテロ環化合物。
【請求項４】
Ａ環が、下記化学式３ａ〜化学式３ｅのうち１種で表示されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物。
【化７】
2014024844.tif 000065
ここで、前記化学式３ａ〜化学式３ｅにおいて、
Ｚ１及びＺ２は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、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、置換または非置換のフェニル基、及び置換または非置換のビフェニル基からなる群より選択される１種であり、
ｐ及びｑは、互いに独立して、２〜４の整数であり、
＊は、Ａ環が、前記ヘテロ環化合物の残りの部分と結合される部位を示す。
【請求項５】
Ａ環が、下記化学式４ａ〜化学式４ｅのうち１種で表示されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物。
【化８】
2014024844.tif 000066
ここで、前記化学式４ａ〜化学式４ｅにおいて、＊は、Ａ環が、前記ヘテロ環化合物の残りの部分と結合される部位を示す。
【請求項６】
Ｒ１１及びＲ１２が互いに結合し、置換または非置換のベンゼン環を形成することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物。
【請求項７】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ２１が、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、アミノ基、ニトロ基、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、置換または非置換のフェニル基、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ナフタセニル基、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ピリジニル基、置換または非置換のビピリジニル基、置換または非置換のピラジニル基、置換または非置換のピリミジニル基、置換または非置換のピリダジニル基、置換または非置換のキノリニル基、置換または非置換のイソキノリニル基、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チオフェニル基、置換またはｏ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、及び−Ｎ（Ｑ３）（Ｑ４）で表示される基（ここで、Ｑ３及びＱ４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ビフェニル基、及び置換または非置換のナフチル基からなる群より選択される１種である。）からなる群より選択される１種であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物。
【請求項８】
Ｒ２が、下記化学式５ａ〜化学式５ｉのうち１種で表示されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物。
【化９】
2014024844.tif 000067
【化１０】
2014024844.tif 000068
ここで、前記化学式５〜化学式５ｉにおいて、
Ｚ１１〜Ｚ１４は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、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、置換または非置換のメトキシ基、置換または非置換のエトキシ基、置換または非置換のプロポキシ基、置換または非置換のブトキシ基、置換または非置換のフェニル基、及び置換または非置換のビフェニル基からなる群より選択される１種であり、
ｒ及びｓは、互いに独立して、１〜５の整数であり、
＊は、Ｒ２が、前記ヘテロ環化合物の残りの部分と結合される部位を示す。
【請求項９】
Ｒ２が、化学式６ａ〜化学式６ｉのうち１種で表示されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物。
【化１１】
2014024844.tif 000069
【化１２】
2014024844.tif 000070
ここで、前記化学式６ａ〜化学式６ｉにおいて、＊は、Ｒ２が、前記ヘテロ環化合物の残りの部分と結合される部位を示す。
【請求項１０】
Ｌは、フェニレン基、ナフチレン基又はアントラセニレン基であり、ｎは、０又は１であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物。
【請求項１１】
下記化合物１〜化合物５６のうち１つであることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物。
【化１３】
2014024844.tif 000071
【化１４】
2014024844.tif 000072
【化１５】
2014024844.tif 000073
【化１６】
2014024844.tif 000074
【化１７】
2014024844.tif 000075
【請求項１２】
第１電極と、
前記第１電極に対向した第２電極と、
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と、
を有し、
前記有機層が、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物を含むことを特徴とする、有機発光素子。
【請求項１３】
前記有機層が、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入能及び正孔輸送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、並びに電子注入能及び電子輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の有機発光素子。
【請求項１４】
前記有機層が、正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入能及び正孔輸送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、並びに正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層が、前記ヘテロ環化合物を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の有機発光素子。
【請求項１５】
前記有機層が、電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入能及び電子輸送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、並びに電子注入能及び電子輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層が、前記ヘテロ環化合物を含むことを特徴とする請求項１２に記載の有機発光素子。
【請求項１６】
前記有機層が発光層を含み、前記発光層が、前記ヘテロ環化合物を含むことを特徴とする請求項１２に記載の有機発光素子。
【請求項１７】
前記ヘテロ環化合物が、蛍光ホスト又はリン光ホストとして使用されることを特徴とする、請求項１６に記載の有機発光素子。
【請求項１８】
前記ヘテロ環化合物が、蛍光ドーパントとして使用されることを特徴とする、請求項１６に記載の有機発光素子。
【請求項１９】
前記有機層が、
発光層と、
電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入能及び電子輸送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、
前記発光層と、前記電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入能及び電子輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層と、のうち少なくとも１層が、前記ヘテロ環化合物を含み、前記発光層は、アリールアミン化合物を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の有機発光素子。
【請求項２０】
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１２〜１９のうちいずれか１項に記載の有機発光素子を備え、
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一つと電気的に連結されたことを特徴とする、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、ヘテロ環化合物、有機発光素子及び有機発光表示装置に関し、さらに詳細には、新規のヘテロ環化合物、及び当該ヘテロ環化合物を含み、発光特性が向上した有機発光素子及び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、自発光型素子であって、視野角が広くコントラストに優れるだけでなく、応答時間が短く、輝度、駆動電圧及び応答速度特性にすぐれ、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。ここで、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。アノード及びカソードの間に電圧を印加すれば、アノードから注入された正孔は、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は、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遷移しながら光を放出する。
【０００４】
有機発光素子の発光効率を決める最も重要な要因は、有機発光材料である。有機発光材料としては、蛍光材料が広く使われているが、蛍光材料は、一重項励起状態の確率が２５％であるので、発光効率に限界がある。リン光材料は一重項励起状態確率２５％だけではなく、三重項励起状態確率７５％まで利用することができ、電気発光メカニズム上、理論的に蛍光材料の４倍まで発光効率を改善させることができ、内部量子効率が１００％まで可能であるので、徐々に広く用いられるようになってきている。
【０００５】
代表的な有機発光材料としては、アントラセン誘導体がある。しかし、アントラセン誘導体を使用した有機発光素子は、共役系を介して連結されたアントラセンを２個または３個含む場合、エネルギーギャップが小さくなり、青色発光の色純度が低下する傾向があり、ほぼ発光効率が低く、満足すべきレベルに至っていない。
【０００６】
一方、汎用されているリン光ホスト材料として、４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニル（ＣＢＰ）がある。しかし、ＣＢＰは、緑色用素子に使用するのに、バンドギャップが大きすぎ、発光効率が低下し、正孔移動度又は電子移動度の調節が容易ではなく、電荷バランスを合わせ難いという問題がある。
【０００７】
このように、従来の有機発光材料は、発光効率を含めた発光特性が決して満足すべきレベルにならず、それを改善する余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５，９７２，２４７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、より優れた発光特性を有し、有機発光素子の有機層に使用可能なヘテロ環化合物と、当該ヘテロ環化合物を含む有機発光素子及び有機発光表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、下記化学式１で表示される、ヘテロ環化合物が提供される。
【００１１】
【化１】
2014024844.tif 000003
【００１２】
ここで、前記化学式１において、Ｘ１及びＸ２は、互いに独立して、Ｃ（Ｒ１２）−、−Ｎ−、−Ｎ（Ｒ１３）−、−Ｏ−及び−Ｓ−からなる群より選択される１種であり、Ｘ１及びＸ２のうち少なくとも一つは、−Ｎ−、−Ｎ（Ｒ１３）−、−Ｏ−又は−Ｓ−であり、Ｘ３は、Ｎ（Ｒ２１）−、−Ｏ−又は−Ｓ−であり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ２１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、アミノ基、ニトロ基、カルボン酸基、置換又は非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換又は非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換又は非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換又は非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換又は非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキル基、置換又は非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０アリールオキシ基、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０アリールチオ基、置換又は非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基、及び−Ｎ（Ｑ１）（Ｑ２）で表示される基からなる群より選択される１種（ここで、Ｑ１及びＱ２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、アミノ基、ニトロ基、カルボン酸基、置換又は非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換又は非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換又は非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換又は非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換又は非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキル基、置換又は非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０アリールオキシ基、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０アリールチオ基、及び置換又は非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基のうち１種である。）であり、Ｌは、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレン基、又は、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基であり、ｎは、０〜３の整数であり、Ａ環は、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０芳香族環、又は、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロ芳香族環であり、Ｒ１１及びＲ１２は、選択的に互いに結合し、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０芳香族環、又は、置換又は非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロ芳香族環を形成することができる。
【００１３】
前記ヘテロ環化合物は、下記化学式２ａ〜化学式２ｔのうち１種で表示されるものであってもよい。
【００１４】
【化２】
2014024844.tif 000004
【化３】
2014024844.tif 000005
【化４】
2014024844.tif 000006
【化５】
2014024844.tif 000007
【化６】
2014024844.tif 000008
【００１５】
ここで、前記化学式２ａ〜化学式２ｔにおいて、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２１、Ｌ、ｎ及びＡ環は、前記化学式１で定義された置換基と同一である。
【００１６】
前記ヘテロ環化合物は、Ａ環が、置換または非置換のベンゼン環、置換または非置換のナフタレン環、置換または非置換のアントラセン環、置換または非置換のフェナントレン環、及び置換または非置換のピリジン環からなる群より選択される１種であってもよい。
【００１７】
前記ヘテロ環化合物は、Ａ環が、下記化学式３ａ〜化学式３ｅのうち１種で表示されるものであってもよい。
【００１８】
【化７】
2014024844.tif 000009
【００１９】
ここで、前記化学式３ａ〜化学式３ｅにおいて、Ｚ１及びＺ２は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、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、置換または非置換のフェニル基、及び置換または非置換のビフェニル基からなる群より選択される１種であり、ｐ及びｑは、互いに独立して、２〜４の整数であり、＊は、Ａ環が、前記ヘテロ環化合物の残りの部分と結合される部位を示す。
【００２０】
前記ヘテロ環化合物は、Ａ環が、下記化学式４ａ〜化学式４ｅのうち１種で表示されるものであってもよい。
【００２１】
【化８】
2014024844.tif 000010
【００２２】
ここで、前記化学式４ａ〜化学式４ｅにおいて、＊は、Ａ環が、前記ヘテロ環化合物の残りの部分と結合される部位を示す。
【００２３】
前記ヘテロ環化合物は、Ｒ１１及びＲ１２が互いに結合し、置換または非置換のベンゼン環を形成してもよい。
【００２４】
前記ヘテロ環化合物は、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ２１が、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、アミノ基、ニトロ基、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、置換または非置換のフェニル基、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ナフタセニル基、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ピリジニル基、置換または非置換のビピリジニル基、置換または非置換のピラジニル基、置換または非置換のピリミジニル基、置換または非置換のピリダジニル基、置換または非置換のキノリニル基、置換または非置換のイソキノリニル基、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チオフェニル基、置換またはｏ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、及び−Ｎ（Ｑ３）（Ｑ４）で表示される基（ここで、Ｑ３及びＱ４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ビフェニル基、及び置換または非置換のナフチル基からなる群より選択される１種である。）からなる群より選択される１種であってもよい。
【００２５】
前記ヘテロ環化合物は、Ｒ２が、下記化学式５ａ〜化学式５ｉのうち１種で表示されるものであってもよい。
【００２６】
【化９】
2014024844.tif 000011
【化１０】
2014024844.tif 000012
【００２７】
ここで、前記化学式５〜化学式５ｉにおいて、Ｚ１１〜Ｚ１４は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、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、置換または非置換のメトキシ基、置換または非置換のエトキシ基、置換または非置換のプロポキシ基、置換または非置換のブトキシ基、置換または非置換のフェニル基、及び置換または非置換のビフェニル基からなる群より選択される１種であり、ｒ及びｓは、互いに独立して、１〜５の整数であり、＊は、Ｒ２が、前記ヘテロ環化合物の残りの部分と結合される部位を示す。
【００２８】
前記ヘテロ環化合物は、Ｒ２が、化学式６ａ〜化学式６ｉのうち１種で表示されるものであってもよい。
【００２９】
【化１１】
2014024844.tif 000013
【化１２】
2014024844.tif 000014
【００３０】
ここで、前記化学式６ａ〜化学式６ｉにおいて、＊は、Ｒ２が、前記ヘテロ環化合物の残りの部分と結合される部位を示す。
【００３１】
前記ヘテロ環化合物において、Ｌは、フェニレン基、ナフチレン基又はアントラセニレン基であり、ｎは、０又は１であってもよい。
【００３２】
前記ヘテロ環化合物は、下記化合物１〜化合物５６のうち１つであってもよい。
【００３３】
【化１３】
2014024844.tif 000015
【００３４】
【化１４】
2014024844.tif 000016
【００３５】
【化１５】
2014024844.tif 000017
【００３６】
【化１６】
2014024844.tif 000018
【００３７】
【化１７】
2014024844.tif 000019
【００３８】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第１電極と、前記第１電極に対向した第２電極と、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と、を有し、前記有機層が、上記ヘテロ環化合物を含む有機発光素子が提供される。
【００３９】
前記有機層が、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入能及び正孔輸送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、並びに電子注入能及び電子輸送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。
【００４０】
前記有機層が、正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入能及び正孔輸送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、並びに正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層が、前記ヘテロ環化合物を含んでもよい。
【００４１】
前記有機層が、電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入能及び電子輸送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、並びに電子注入能及び電子輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層が、前記ヘテロ環化合物を含んでもよい。
【００４２】
前記有機層が発光層を含み、前記発光層が、前記ヘテロ環化合物を含んでもよい。
【００４３】
前記ヘテロ環化合物が、蛍光ホスト又はリン光ホストとして使用されてもよい。
【００４４】
前記ヘテロ環化合物が、蛍光ドーパントとして使用されてもよい。
【００４５】
前記有機層が、発光層と、電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入能及び電子輸送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、前記発光層と、前記電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入能及び電子輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層と、のうち少なくとも１層が、前記ヘテロ環化合物を含み、前記発光層は、アリールアミン化合物を含んでもよい。
【００４６】
また、上記課題を解決するために、本発明の更に別の観点によれば、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、並びに上記有機発光素子を備え、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一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】
【００４７】
以上説明したように本発明によれば、より優れた発光特性を有し、有機発光素子の有機層に使用可能なヘテロ環化合物と、当該ヘテロ環化合物を含む有機発光素子及び有機発光表示装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態に係る有機発光素子の断面図を概略的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００５０】
本発明の実施形態の一側面によって、下記化学式１で表示されるヘテロ環化合物が提供される。
【００５１】
【化１８】
2014024844.tif 000020
【００５２】
以下、前記化学式１について詳細に説明する。
Ｘ１及びＸ２を含む５員環は、共鳴構造を有しており、前記５員環は、少なくとも１つのヘテロ原子を含んでいる。従って、Ｘ１及びＸ２いずれも炭素原子である場合は、存在しない。すなわち、Ｘ１及びＸ２は、互いに独立して、Ｃ（Ｒ１２）−、−Ｎ−、−Ｎ（Ｒ１３）−、−Ｏ−及び−Ｓ−のうち１種である。ただし、Ｘ１及びＸ２のうち少なくとも一つは、−Ｎ−、−Ｎ（Ｒ１３）−、−Ｏ−または−Ｓ−である。
【００５３】
Ｘ３を含む５員環は、ヘテロ原子を含む。すなわち、Ｘ３は、Ｎ（Ｒ２１）−、−Ｏ−または−Ｓ−である。
【００５４】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ２１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、アミノ基、ニトロ基、カルボン酸基、置換又は非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換又は非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換又は非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換又は非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換又は非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキル基、置換又は非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０アリールオキシ基、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０アリールチオ基、置換又は非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基、及び−Ｎ（Ｑ１）（Ｑ２）で表示される基のうち１種である。
【００５５】
ここで、Ｑ１及びＱ２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、アミノ基、ニトロ基、カルボン酸基、置換又は非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換又は非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換又は非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換又は非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換又は非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキル基、置換又は非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０アリールオキシ基、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０アリールチオ基、及び、置換又は非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基のうち１種である。例えば、Ｑ１及びＱ２が互いに独立して、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基である場合、−Ｎ（Ｑ１）（Ｑ２）で表示される基は、アリールアミン基を示す。
【００５６】
Ｌは、連結基であって、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレン基、あるいは置換または非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基である。
【００５７】
ｎは、連結基であるＬの個数を示す整数であり、０〜３の値を有することができる。ｎが０である場合、連結基であるＬは、単に単一結合を示し、ｎが２以上である場合、複数の連結基Ｌは、互いに同一であっても異なっていてもよい。
【００５８】
Ａ環は、Ｘ３を含む５員環に融合された（ｆｕｓｅｄ）環であり、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０芳香族環、あるいは、置換又は非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロ芳香族環を示す。
【００５９】
化学式１でＲ１１及びＲ１２は、選択的に互いに結合し、置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０芳香族環、及び、置換又は非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロ芳香族環を形成することができる。この場合、Ｒ１１及びＲ１２の結合で形成された環は、Ｘ１及びＸ２を含む５員環と融合される。
【００６０】
前記ヘテロ環化合物は、Ｘ１、Ｘ２及びＸ３をいかように選択するかによって、下記化学式２ａ〜化学式２ｔのうち１種で表示されもする。
【００６１】
【化１９】
2014024844.tif 000021
【００６２】
【化２０】
2014024844.tif 000022
【００６３】
【化２１】
2014024844.tif 000023
【００６４】
【化２２】
2014024844.tif 000024
【００６５】
【化２３】
2014024844.tif 000025
【００６６】
ここで、前記化学式２ａ〜化学式２ｔにおいて、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２１、Ｌ、ｎ及びＡ環は、前記化学式１で定義されたところと同一である。
【００６７】
前記化学式１で、Ａ環は、例えば、置換又は非置換のベンゼン環、置換又は非置換のナフタリン環、置換又は非置換のアントラセン環、置換又は非置換のフェナントレン環、及び、置換又は非置換のピリジン環（ｐｙｒｉｄｉｎｅ  ｒｉｎｇ）のうち一つである。
【００６８】
また、Ａ環は、具体的に、下記化学式３ａ〜化学式３ｅのうち１種で表示されたものであってもよい。
【００６９】
【化２４】
2014024844.tif 000026
【００７０】
ここで、前記化学式３ａ〜化学式３ｅにおいて、Ｚ１及びＺ２は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、置換又は非置換のメチル基、置換又は非置換のエチル基、置換又は非置換のプロピル記、置換又は非置換のブチル基、置換又は非置換のフェニル基、及び、置換又は非置換のビフェニル基のうち１種であり、ｐ及びｑは、互いに独立して、２〜４の整数である。ただし、＊は、Ａ環が、前記ヘテロ環化合物の残りの部分と結合される部位を示すが、２個の＊で表示された部位で、２個の炭素原子が、前記ヘテロ環化合物の残りの部分と融合を形成する。
【００７１】
例えば、Ａ環は、下記化学式４ａ〜化学式４ｅのうち１種で表示されたものであってもよい。
【００７２】
【化２５】
2014024844.tif 000027
【００７３】
ここで、前記化学式４ａ〜化学式４ｅにおいて、＊は、Ａ環が、前記ヘテロ環化合物の残りの部分と結合される部位を示し、２個の＊で表示された部位で、２個の炭素原子が、前記ヘテロ環化合物の残りの部分と融合を形成する。
【００７４】
前記化学式１において、Ｒ１１及びＲ１２は、選択的に互いに結合し、置換又は非置換のベンゼン環を形成し、Ｘ１及びＸ２を含む５員環と融合されてもよい。
【００７５】
前記化学式１において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ２１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、アミノ基、ニトロ基、カルボン酸基、置換又は非置換のメチル基、置換又は非置換のエチル基、置換又は非置換のプロピル基、置換又は非置換のブチル基、置換又は非置換のフェニル基、置換又は非置換のビフェニル基（ｂｉｐｈｅｎｙｌ）、置換又は非置換のナフチル基（ｎａｐｈｔｈｙｌ）、置換又は非置換のアントリル基（ａｎｔｈｒｙｌ）、置換又は非置換のフェナントレニル基（ｐｈｅｎａｎｔｈｒｅｎｙｌ）、置換又は非置換のピレニル基（ｐｙｒｅｎｙｌ）、置換又は非置換のクリセニル基（ｃｈｒｙｓｅｎｙｌ）、置換又は非置換のナフタセニル基（ｎａｐｈｔｈａｃｅｎｙｌ）、置換又は非置換のフルオレニル基（ｆｌｕｏｒｅｎｙｌ）、置換又は非置換のピリジニル基（ｐｙｒｉｄｉｎｙｌ）、置換又は非置換のビピリジニル基（ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｙｌ）、置換又は非置換のピラジニル基（ｐｙｒａｚｉｎｙｌ）、置換又は非置換のピリミジニル基（ｐｙｒｉｍｉｄｉｎｙｌ）、置換又は非置換のピリダジニル基（ｐｙｒｉｄａｚｉｎｙｌ）、置換又は非置換のキノリニル基（ｑｕｉｎｏｌｉｎｙｌ）、置換又は非置換のイソキノリニル基（ｉｓｏｑｕｉｎｏｌｉｎｙｌ）、置換又は非置換のカルバゾリル基（ｃａｒｂａｚｏｌｙｌ）、置換又は非置換のベンゾチオフェニル基（ｂｅｎｚｏｔｈｉｏｐｈｅｎｙｌ）、置換又は非置換のジベンゾチオフェニル基（ｄｉｂｅｎｚｏｔｈｉｏｐｈｅｎｙｌ）、置換又は非置換のベンゾフラニル基（ｂｅｎｚｏｆｕｒａｎｙｌ）、置換又は非置換のジベンゾフラニル基（ｄｉｂｅｎｚｏｆｕｒａｎｙｌ）、及び−Ｎ（Ｑ３）（Ｑ４）で表示される基のうち一つである。ここで、−Ｎ（Ｑ３）（Ｑ４）は、アリールアミン基を示し、Ｑ３及びＱ４は、互いに独立して、置換又は非置換のフェニル基、置換又は非置換のビフェニル基、及び、置換又は非置換のナフチル基のうち１種を示す。
【００７６】
前記化学式１において、Ｒ２は、下記化学式５ａ〜化学式５ｉのうち１種で表示されるものであってもよい。
【００７７】
【化２６】
2014024844.tif 000028
【００７８】
【化２７】
2014024844.tif 000029
【００７９】
ここで、前記化学式５ａ〜化学式５ｉにおいて、Ｚ１１〜Ｚ１４は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ基、置換又は非置換のメチル基、置換又は非置換のエチル基、置換又は非置換のプロピル基、置換又は非置換のブチル基、置換又は非置換のメトキシ基、置換又は非置換のエトキシ基、置換又は非置換のプロポキシ基、置換又は非置換のブトキシ基、置換又は非置換のフェニル基、及び、置換又は非置換のビフェニル基のうち１種であり、ｒ及びｓは、互いに独立して、１〜５の整数である。ただし、＊は、Ｒ２が、前記ヘテロ環化合物の残りの部分と結合される部位を示す。
【００８０】
例えば、Ｒ２は、下記化学式６ａ〜化学式６ｉのうち１種で表示されるものであってもよい。
【００８１】
【化２８】
2014024844.tif 000030
【００８２】
【化２９】
2014024844.tif 000031
【００８３】
ここで、前記化学式６ａ〜化学式６ｉにおいて、＊は、Ｒ２が、前記ヘテロ環化合物の残りの部分と結合される部位を示す。
【００８４】
前記化学式１において、ｎが０であれば、連結基Ｌが単に単一結合を示し、ｎが１であれば、Ｌは、フェニレン基、ナフチレン基又はアントラセニレン基でもある。
【００８５】
前記化学式１で表示されるヘテロ環化合物は、下記化合物１〜化合物５６のうち一つであってもよいが、これらに限定されるものではない。
【００８６】
【化３０】
2014024844.tif 000032
【００８７】
【化３１】
2014024844.tif 000033
【００８８】
【化３２】
2014024844.tif 000034
【００８９】
【化３３】
2014024844.tif 000035
【００９０】
【化３４】
2014024844.tif 000036
【００９１】
前記化学式１で表示されるヘテロ環化合物は、分子内にヘテロ原子を含む５員環の共鳴構造、及び、カルバゾール、ジベンゾチオフェン又はジベンゾフランの誘導体に、芳香族環又はヘテロ芳香族環が融合された構造、を有し、剛直な骨格を形成し、高いガラス転移温度と融点を有する。
【００９２】
前記化学式１で表示されるヘテロ環化合物は、有機発光素子に使用するとき、優秀な電気的安定性、高い電荷輸送能及び発光能を有する。前記化学式１で表示されるヘテロ環化合物を採用した有機発光素子は、保管時及び／又は駆動時に、有機層間、有機層内部、及び／又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。
【００９３】
前記化学式１で表示されるヘテロ環化合物は、公知の有機合成方法を利用して合成することが可能である。前記ヘテロ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における当業者に容易に認識されるであろう。
【００９４】
前記化学式１で表示されるヘテロ環化合物は、有機発光素子の１対の電極間で使用される。例えば、前記ヘテロ環化合物は、発光層、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、又は、電子注入能及び電子輸送能を同時にする機能層）で使用されてもよい。
【００９５】
以下、図１を参照し、本発明の実施形態の他の一側面による有機発光素子について説明するが、有機発光素子の構造がそれらに限定されるものではない。
【００９６】
図１を参照すれば、基板１１と、前記基板上に位置した第１電極１３と、前記第１電極１３に対向した第２電極１９と、前記第１電極１３と前記第２電極１９との間に介在された有機層１５と、を含む有機発光素子１０が提供される。ここで、前記有機層１５は、前記化学式１で表示されるヘテロ環化合物を含む。
【００９７】
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電極との間に介在された単一及び／又は複数の層を示すものであると解釈される。
【００９８】
本明細書で、「（有機層が）前記化学式１で表示されたヘテロ環化合物を含む」とは、「（有機層が）前記化学式１の範疇に属する１種のヘテロ環化合物、又は、前記化学式１の範疇に属する互いに異なる２種以上のヘテロ環化合物を含む」と解釈される。
【００９９】
化学式１で表示されるヘテロ環化合物は、有機発光素子１０の保管時及び／又は駆動時に、有機層１５を構成する複数層間、有機層１５内部、及び／又は発光層１６と金属電極１３，１９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ので、前記ヘテロ環化合物を採用した有機発光素子１０は、経時的にも高温環境下で、熱的安定性が維持され、高い耐久性と長寿命とを有する。
【０１００】
前記有機層１５は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する機能層、バッファ層、発光層１６、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、並びに電子注入能及び電子輸送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。その場合、化学式１で表示されるヘテロ環化合物は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する機能層、バッファ層、発光層１６、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、並びに電子注入能及び電子輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層に含まれる。
【０１０１】
前記有機層１５は、発光層１６と、第１電極１３との間に、正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層を含んでもよく、前記正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層には、前記化学式１で表示されるヘテロ環化合物が含まれる。
【０１０２】
前記正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入能及び正孔輸送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んでもよく、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種である。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。このような電荷生成物質は、強い受容性を有し、正孔の注入及び輸送を円滑に行うことができる。
【０１０３】
前記有機層１５は、発光層１６と第２電極１９との間に、電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入能及び電子輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層を含んでもよく、前記電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入能及び電子輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層には、前記化学式１で表示されるヘテロ環化合物が含まれる。
【０１０４】
前記有機層１５は、発光層１６を含んでもよく、前記発光層１６には、前記化学式１で表示されるヘテロ環化合物が含まれる。
【０１０５】
発光層１６に含まれた前記ヘテロ環化合物は、蛍光ホスト又はリン光ホストとして使用されてもよい。発光層１６に含まれた前記ヘテロ環化合物は、赤色、緑色又は青色の発光を放出する蛍光ホスト又はリン光ホストとして使用され、特に、青色蛍光ホストに有用に使用される。又は、発光層１６に含まれた前記ヘテロ環化合物は、蛍光ドーパントとして使用されてもよい。
【０１０６】
前記有機層１５は、発光層１６と、電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入能及び電子輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層と、を含んでもよく、前記発光層１６と、前記電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入能及び電子輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層と、のうち少なくとも１層は、前記ヘテロ環化合物を含んでもよく、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、発光層として使用される公知の化合物であるならば、特別に制限されるものではない。
【０１０７】
以下、図１を参照し、本発明の実施形態の一具現例に係る有機発光素子１０の製造方法について説明する。
【０１０８】
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又は透明プラスチック基板を使用することができる。
【０１０９】
第１電極１３は、基板１１の上部に、第１電極形成物質を用い、蒸着法又はスパッタリング法などを利用して形成する。第１電極１３がアノードである場合、正孔注入が容易なように、第１電極形成物質は、大きい仕事関数を有する物質から選択される。第１電極１３は、反射型電極又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）又は酸化亜鉛（ＺｎＯ）などを利用することができる。また、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）又はマグネシウム：銀（Ｍｇ：Ａｇ）などを利用して、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、それに限定されるものではない。
【０１１０】
第１電極１３の上部には、有機層１５が設けられる。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。
【０１１１】
正孔注入層（ＨＩＬ）は、第１電極１３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（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）法のような多様な方法を利用して形成される。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（１Ｔｏｒｒは約１３３．３２Ｐａ）、蒸着速度約０．０１〜約１００Å／ｓｅｃ（１Å＝０．１ｎｍ）の範囲で選択されるが、そ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２０００ｒｐｍ〜約５０００ｒｐｍ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、それらに限定されるものではない。正孔注入層形成材料としては、公知の材料を使用することができ、公知の正孔注入層形成材料は、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（３−メチルフェニルフェニルアミノ）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）、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、それらに限定されるものではない。正孔注入層の厚さは、約１００Å〜約１００００Å、例えば、約１００Å〜約１０００Åでもある。正孔注入層の厚さ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。
【０１１２】
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な条件範囲で選択される。正孔輸送層形成材料としては、公知の材料を使用することができる。公知の正孔輸送層形成材料としては、例えば、Ｎ−フェニルカルバゾール，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、そ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２０００Å、例えば、約１００Å〜約１５００Åでもある。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。
【０１１３】
正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する機能層には、正孔注入層形成材料及び正孔輸送層形成材料のうち少なくとも１種が含まれ、正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する機能層の厚みは、約５００Å〜約１００００Å、例えば、約１００Å〜約１０００Åであってもよい。正孔注入能及び正孔輸送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輸送特性を得ることができる。
【０１１４】
正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層は、公知の正孔注入層形成材料以外に、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更に含んでもよい。
【０１１５】
正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入能及び正孔輸送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、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、公知の正孔注入層形成材料、正孔輸送層形成材料を含んでもよい。
【０１１６】
次に、正孔輸送層、正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する機能層、又は、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な条件範囲で選択される。
【０１１７】
発光層１６の蛍光ホスト又はリン光ホストの材料としては、前記化学式１で表示されるヘテロ環化合物を使用することができる。また、前記化学式１で表示されるヘテロ環化合物と共に、公知のホスト材料を更に使用することができる。公知のホスト材料としては、Ａｌｑ３（トリス（８−キノリノラト）アルミニウム）、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（ナフタレン−２−イル）アントラセン（ＤＮＡ）、４，４’，４”−トリス（Ｎ−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、それらに限定されるものではない。
【０１１８】
有機発光素子１０が、赤色発光層、緑色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、前記化学式１で表示されるヘテロ環化合物を使用することができる。また、前記化学式１で表示されるヘテロ環化合物以外に、公知のドーパントを使用することができる。公知のドーパントとしては、例えば、次の通りである（ｐｐｙ＝フェニルピリジン）。
【０１１９】
青色ドーパントとしては、下記化合物使用することができるが、それらに限定されるものではない。
【０１２０】
【化３５】
2014024844.tif 000037
【０１２１】
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、それらに限定されるものではない。
【０１２２】
【化３６】
2014024844.tif 000038
【０１２３】
緑色ドーパントとしては、下記化合物使用することができるが、それらに限定されるものではない。
【０１２４】
【化３７】
2014024844.tif 000039
【０１２５】
また、発光層１６のドーパントに、公知のＰｔ−錯体、Ｏｓ−錯体などを使用することができるが、それらに限定されるものではない。
【０１２６】
一方、発光層１６の蛍光ドーパントとして、前記化学式１で表示されるヘテロ環化合物を使用することができる。すなわち、発光層１６に、前記化学式１で表示されるヘテロ環化合物と共に、公知のホストを使用することができる。例えば、前記化学式１で表示されるヘテロ環化合物を、青色蛍光ドーパントとして使用することができる。
【０１２７】
有機発光素子１０の発光層１６と、電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入能及び電子輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層と、のうち少なくとも１層が、前記化学式１で表示されるヘテロ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。
【０１２８】
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質量部を基準にして、約０．０１〜約１５質量部の範囲で選択されるが、それらに限定されるものではない。
【０１２９】
発光層１６の厚みは、約１００Å〜約１０００Å、例えば、約２００Å〜約６００Åであってもよい。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。
【０１３０】
次に、発光層１６の上部に、電子輸送層（ＥＴＬ）を、真空蒸着法、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な条件範囲で選択される。電子輸送層形成材料としては、前記化学式１で表示されるヘテロ環化合物及び公知の電子輸送層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。公知の電子輸送層形成材料としては、例えば、Ａｌｑ３（トリス（８−キノリノラト）アルミニウム）、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−オラート）（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）、下記化合物２０１又は化合物２０２のような材料を使用することができるが、それらに限定されるものではない。
【０１３１】
【化３８】
2014024844.tif 000040
【０１３２】
電子輸送層の厚みは、約１００Å〜約１０００Å、例えば、約１５０Å〜約５００Åであってもよい。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。
【０１３３】
電子輸送層は、前記化学式１で表示されるヘテロ環化合物及び公知の電子輸送層形成材料のうち少なくとも１種以外に、金属錯体を更に含んでもよい。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、８−ヒドロキシキノリノラトリチウム（Ｌｉｑ）、又は、下記化合物２０３などを挙げることができる。
【０１３４】
【化３９】
2014024844.tif 000041
【０１３５】
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）が積層される。電子注入層形成材料としては、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な条件範囲で選択される。電子注入層の厚みは、約１Å〜約１００Å、約３Å〜約９０Åであってもよい。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。
【０１３６】
有機層１５の上部には、第２電極１９が設けられる。前記第２電極は、電子注入電極であるカソードでもあり、そのとき、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、電気伝導性化合物又はこ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）又はマグネシウム：銀（Ｍｇ：Ａｇ）などを薄膜に形成し、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又は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。
【０１３７】
一方、発光層１６に、リン光ドーパントを使用する場合には、三重項励起子又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、又は、正孔注入能及び正孔輸送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な条件範囲で選択される。正孔阻止層は、公知の正孔阻止層形成材料を用い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又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、そ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）を用いて、正孔阻止層を形成することができる。
【０１３８】
【化４０】
2014024844.tif 000042
【０１３９】
正孔阻止層の厚みは、約２０Å〜約１０００Å、例えば、約３０Å〜約３００Åであってもよい。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。
【０１４０】
本発明の実施形態の他の一側面によって、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、上記のような有機発光素子を備え、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一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。
【０１４１】
前記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、有機半導体層又は酸化物半導体層などのように、多様な変形が可能である。
【０１４２】
本明細書で、「非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基」（又は「Ｃ１−Ｃ３０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−アミル基及びヘキシル基のようなＣ１−Ｃ３０直線型又は分枝型アルキル基を挙げることができ、置換されたＣ１−Ｃ３０アルキル基は、前記非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基のうち少なくとも１つの水素が、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、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、リン酸基やその塩、Ｃ１−Ｃ３０アルキル基、Ｃ２−Ｃ３０アルケニル基、Ｃ２−Ｃ３０アルキニル基、Ｃ１−Ｃ３０アルコキシ基、Ｃ３−Ｃ３０シクロアルキル基、Ｃ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、Ｃ６−Ｃ３０アリール基、非置換のＣ６−Ｃ３０アリールオキシ基、Ｃ６−Ｃ３０アリールチオ基、Ｃ２−Ｃ３０ヘテロアリール基、−Ｎ（Ｑ１０１）（Ｑ１０２）、及び−Ｓｉ（Ｑ１０３）（Ｑ１０４）（Ｑ１０５）（Ｑ１０６）（ここで、Ｑ１０１〜Ｑ１０６は、互いに独立して、水素、Ｃ１−Ｃ３０アルキル基、Ｃ２−Ｃ３０アルケニル基、Ｃ２−Ｃ３０アルキニル基、Ｃ６−Ｃ３０アリール基、及びＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基のうち１種）のうち１種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−Ｃ３０アルケニル基（又は、Ｃ２−Ｃ３０アルケニル基）は、前記非置換のＣ２−Ｃ３０アルキル基の中間や最末端に、一つ以上の炭素二重結合を含んでいるものを意味し、その例としては、エテニル基、プロペニル基及びブテニル基などがある。置換されたＣ２−Ｃ３０アルケニル基は、Ｃ２−Ｃ３０アルケニル基のうち少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ３０アルキル基の場合のような部類の置換基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−Ｃ３０アルキニル基（又は、Ｃ２−Ｃ３０アルキニル基）は、前記定義されたようなＣ２−Ｃ３０アルキル基の中間や最末端に、一つ以上の炭素三重結合を含んでいるものを意味し、その例としては、エチニル基（ｅｔｈｙｎｙｌ）及びプロピニル基（ｐｒｏｐｙｎｙｌ）などがある。置換されたＣ２−Ｃ３０アルキニル基は、Ｃ２−Ｃ３０アルキニル基のうち少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ３０アルキル基の場合のような置換基で置換されたものである。
【０１４５】
本明細書で、非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基（又は、Ｃ１−Ｃ３０アルコキシ基）は、−ＯＡ（ただし、Ａは、前述のような非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基）の化学式を有し、その具体的な例としては、メトキシ基、エトキシ基及びイソプロピルオキシ基などがある。置換されたＣ１−Ｃ３０アルコキシ基は、Ｃ１−Ｃ３０アルコキシ基のうち少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ３０アルキル基の場合のような部類の置換基で置換されたものである。
【０１４６】
本明細書で、非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキル基（又は、Ｃ３−Ｃ３０シクロアルキル基）は、Ｃ３−Ｃ３０飽和された非芳香族一価の単環式、二環式または三環式の炭化水素基を意味し、その例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基及びデカヒドロナフタレニル基などを挙げることができる。置換されたＣ３−Ｃ３０シクロアルキル基は、Ｃ３−Ｃ３０シクロアルキル基のうち少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ３０アルキル基の場合のような部類の置換基で置換されたものである。
【０１４７】
本明細書で、非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基（又は、Ｃ３−Ｃ３０シクロアルケニル基）は、Ｃ３−Ｃ３０不飽和非芳香族一価の単環式、二環式又は三環式の炭化水素基を意味し、その例としては、シクロペンテニル基及びシクロヘキセニル基などを挙げることができる。置換されたＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基は、Ｃ３−Ｃ３０シクロアルケニル基のうち少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ３０アルキル基の場合のような部類の置換基で置換されたものである。
【０１４８】
本明細書において、非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基は、一つ以上の芳香族環を含むＣ６−Ｃ３０炭素環芳香族系を有する一価（ｍｏｎｏｖａｌｅｎｔ）基を意味し、非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレン基は、一つ以上の芳香族環を含むＣ６−Ｃ３０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、互いに融合してもよい。置換されたＣ６−Ｃ３０アリール基は、Ｃ６−Ｃ３０アリール基のうち少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ３０アルキル基の場合のような置換基で置換されたものであり、置換されたＣ６−Ｃ３０アリーレン基は、Ｃ６−Ｃ３０アリーレン基のうち少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ３０アルキル基の場合のような部類の置換基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−Ｃ３０アリールオキシ基は、ＯＡ２（ここで、Ａ２は、前記置換又は非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基）を示し、置換されたＣ６−Ｃ３０アリールオキシ基は、Ｃ６−Ｃ３０アリールオキシ基のうち少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ３０アルキル基の場合のような部類の置換基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−Ｃ３０アリールチオ基は、ＳＡ３（ここで、Ａ３は、前記置換又は非置換のＣ３−Ｃ３０アリール基）を示し、置換されたＣ６−Ｃ３０アリールチオ基は、Ｃ６−Ｃ３０アリールチオ基のうち少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ３０アルキル基の場合のような部類の置換基で置換されたものである。
【０１５１】
本明細書において、非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基は、Ｎ、Ｏ、Ｐ又はＳから選択された１個以上のヘテロ原子と、１個以上の炭素原子とで構成される一つ以上の芳香族環からなる系を有する一価基を意味し、非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基は、Ｎ、Ｏ、Ｐ又はＳから選択された１個以上のヘテロ原子と、１個以上の炭素原子とから構成される一つ以上の芳香族環からなる系を有する二価基を意味する。ここで、ヘテロアリール基及び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、互いに融合してもよい。置換されたＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基は、Ｃ２−Ｃ３０ヘテロアリール基のうち少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ３０アルキル基の場合のような部類の置換基で置換されたものであり、置換されたＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基は、Ｃ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基のうち少なくとも１つの水素が、前述の置換されたＣ１−Ｃ３０アルキル基の場合のような部類の置換基で置換されたものである。
【０１５２】
以上説明したように、本発明の実施形態の一側面によるヘテロ環化合物は、ガラス転移温度が高く、結晶化を防止することができ、優秀な電気的安定性、高い電荷輸送能及び発光能を有する。前記ヘテロ環化合物は、赤色、緑色、青色及び白色などの全てのカラーの蛍光有機発光素子及びリン光有機発光素子の発光材料または電子輸送材料として使用可能であり、優秀な発光特性を示す。また、本発明の実施形態の他の一側面による有機発光素子は、前記ヘテロ環化合物を、発光材料または電子輸送材料として含み、低電圧、高輝度、高効率及び長寿命特性を有する。更に、本発明の実施形態の他の一側面による有機発光表示装置は、前記有機発光素子を含み、寿命が延長し、電力効率が上昇して消費電力が改善される。
【実施例】
【０１５３】
以下、合成例及び実施例を挙げながら、本発明の一具現例によるヘテロ環化合物及び有機発光素子について、更に具体的に説明する。しかしながら、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】
○合成例１
【化４１】
2014024844.tif 000043
【０１５５】
［中間体１（１）の合成＜反応式１＞］
ヨードベンゼン２２．０ｇ（１０７．８４ｍｍｏｌ）、ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド（ＰｄＣｌ２（ＰＰｈ３）２）３．０ｇ（４．３１ｍｍｏｌ）及びＣｕＩ  １．６ｇ（８．６３ｍｍｏｌ）を、無水トルエンとジイソプロピルアミンとの混合物（無水トルエン：ジイソプロピルアミンとの体積比は５：１である）２００ｍＬに入れて常温で５分間撹拌した。その後、エチニルトリメチルシラン９．１ｍｌ（９２．９９ｍｍｏｌ）を徐々に入れ、８０℃で１８時間撹拌した。反応が完了すると、蒸溜水１５０ｍＬを入れ、塩化メチレン８０ｍＬずつで３回抽出して得た有機層を、硫酸マグネシウムを利用して乾燥させた後、溶媒を蒸発させて得た残留物をシリカゲル・カラムクロマトグラフィで分離精製し、中間体１（１）１７．８６ｇ（１０２．４６ｍｍｏｌ、収率９５．０％）を得た。生成された化合物をＬＣ−ＭＳ（ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ−ｍａｓｓ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）で確認した。
Ｃ１１Ｈ１４Ｓｉ：Ｍ＋１７５．０９
【０１５６】
［中間体１（２）の合成＜反応式２＞］
中間体１（１）５．０ｇ（２８．７ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）５０ｍＬと混合し、ＴＨＦ中のフッ化テトラブチルアンモニウム（ｔｅｔｒａｂｕｔｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ）（１．０Ｍ）４０ｍＬを滴加した後で３０分間撹拌した。前記反応液に水５００ｍＬを添加し、エチルエーテル３０ｍＬで３回抽出した。それによって得た有機層を、硫酸マグネシウムを利用して乾燥させ、溶媒を蒸発させて得た残留物を、シリカゲル・カラムクロマトグラフィで分離精製し、中間体１（２）２．８ｇ（収率９３％）を得た。生成された化合物をＬＣ−ＭＳで確認した。
Ｃ８Ｈ６：Ｍ＋１０３．０５
【０１５７】
［中間体１（３）の合成＜反応式３＞］
３−ブロモ−２−ヨード−フラン５．０ｇ（１８．３９ｍｍｏｌ）、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）１．１ｇ（０．９２ｍｍｏｌ）、ＣｕＩ  １３０ｍｇ（０．９２ｍｍｏｌ）を入れて真空環境にした後、Ｎ２雰囲気を作り、ＴＨＦ  ５０ｍＬを入れて撹拌する。トリエチルアミン７．６９ｍＬ（５５．１８ｍｍｏｌ）と、中間体１（２）２．２５ｇ（２２．０７ｍｍｏｌ）とを徐々に滴加した後、Ｎ２、室温条件で２時間撹拌した。溶媒を、回転蒸発器を利用して除去し、反応液に水５０ｍＬを加えてエチルエーテル５０ｍＬで３回抽出した。集められた有機層を、硫酸マグネシウムを利用して乾燥させ、溶媒を蒸発して得られた残留物を、シリカゲル・カラムクロマトグラフィで分離精製し、中間体１（３）２．８ｇ（収率６１％）を得た。生成された化合物をＬＣ−ＭＳで確認した。
Ｃ１２Ｈ７ＢｒＯ：Ｍ＋２４６．９５
【０１５８】
［中間体１（４）の合成＜反応式４＞］
中間体１（３）３．０ｇ（１２．１４ｍｍｏｌ）、ジベンゾフランボロン酸３．８６ｇ（１８．２１ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４  ７００ｍｇ（０．６１ｍｍｏｌ）、Ｋ２ＣＯ３  ５．０３ｇ（３６．４２ｍｍｏｌ）を、ＴＨＦ  ３０．０ｍＬと蒸溜水１０．０ｍＬとに溶解させた。１２０℃に温度を高めて還流しながら２４ｈｒ撹拌した。反応液を室温に冷やした後、水５０ｍＬとジエチルエーテル５０ｍＬとで３回抽出した。集められた有機層を硫酸マグネシウムを利用して乾燥させ、溶媒を蒸発させて得られた残留物を、シリカゲル・カラムクロマトグラフィで分離精製し、中間体１（４）２．１ｇ（収率４９％）を得た。生成された化合物をＬＣ−ＭＳで確認した。
Ｃ２４Ｈ１４Ｏ２：Ｍ＋３３５．１０
【０１５９】
［化合物１の合成＜反応式５＞］
中間体１（４）２．０ｇ（５．９８ｍｍｏｌ）を塩化メチレン２０．０ｍＬに溶かし、トリフルオロ酢酸１６．５ｍＬ（２１５．３３ｍｍｏｌ）を徐々に滴加して１時間室温で撹拌した。反応が終わると、水１５．０ｍＬとジエチルエーテル２０．０ｍＬとを反応液に添加して３回抽出した。集められた有機層を、硫酸マグネシウムを利用して乾燥させ、溶媒を蒸発させて得られた残留物を、シリカゲル・カラムクロマトグラフィで分離精製し、化合物１１．９ｇ（収率９５％）を得た。生成された化合物をＬＣ−ＭＳ及びＮＭＲで確認した。
【０１６０】
○合成例２
【化４２】
2014024844.tif 000044
【０１６１】
中間体２（１）の合成時、ヨードベンゼンの代わりに、２−ヨードナフタレンを使用し、中間体２（３）の合成時、出発物質を、３−ブロモ−２−ヨード−フランの代わりに、２−ブロモ−３−ヨード−ベンゾフランを使用し、中間体２（４）の合成時、ジベンゾフランボロン酸の代わりに、９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールボロン酸を使用した点を除き、前記合成例１と同一の過程を経て化合物２を合成した。生成された化合物を、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲとを介して確認した。
【０１６２】
○合成例３
【化４３】
2014024844.tif 000045
【０１６３】
中間体３（１）の合成時、ヨードベンゼンの代わりに、４−ヨードピリジンを使用し、中間体３（３）の合成時、出発物質を、３−ブロモ−２−ヨード−フランの代わりに、２−ブロモ−３−ヨード−フランを使用し、中間体３（４）の合成時、ジベンゾフランボロン酸の代わりに、ベンゾ［ｂ］ナフト［２，１−ｄ］フランボロン酸を使用した点を除き、前記合成例１と同一の過程を経て化合物３を合成した。生成された化合物を、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲとを介して確認した。
【０１６４】
○合成例４
【化４４】
2014024844.tif 000046
【０１６５】
中間体４（１）の合成時、ヨードベンゼンの代わりに、２−ヨード−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレンを使用し、中間体４（３）の合成時、出発物質を、３−ブロモ−２−ヨード−フランの代わりに、３−ブロモ−２−ヨード−ベンゾフランを使用し、中間体４（４）の合成時、ジベンゾフランボロン酸の代わりに、９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールボロン酸を使用した点を除き、前記合成例１と同一の過程を経て化合物４を合成した。生成された化合物を、ＬＣ−ＭＳとＮＭＲとを介して確認した。
【０１６６】
○中間体Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌの合成
【化４５】
2014024844.tif 000047
【０１６７】
前記代表合成例の反応式１、反応式２と同一の当量及び方法により、中間体Ａ〜Ｌを合成した。
【０１６８】
【表１】
2014024844.tif 000048
【０１６９】
○化合物５，１２，１３，１９，２０，２１，２５，２６，２７，２８，２９，３６，３９，４５，５１，５４の合成
前記代表合成例の反応式３、反応式４、反応式５と同一の当量及び方法により、上記の化合物１７種を合成した。
【０１７０】
【表２】
2014024844.tif 000049
【０１７１】
【表３】
2014024844.tif 000050
2014024844.tif 000051
【０１７２】
【表４】
2014024844.tif 000052
2014024844.tif 000053
【０１７３】
【表５】
2014024844.tif 000054
2014024844.tif 000055
【０１７４】
【表６】
2014024844.tif 000056
【０１７５】
［実施例１］
アノードとして、コーニング（Ｃｏｒｎｉｎｇ）社の１５Ω／ｃｍ２（１，２００Å）ＩＴＯガラス基板を５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｍｍ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て、各５分間超音波洗浄した後、３０分間紫外線を照射してオゾンに露出させて洗浄した後、それを真空蒸着装置に装着した。
【０１７６】
前記ガラス基板の上部に、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）を真空蒸着して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、３００Å厚の正孔輸送層を形成した。
【０１７７】
前記ガラス基板の上部に、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、ＮＰＢを真空蒸着し、３００Å厚の正孔輸送層を形成した。
【０１７８】
前記正孔輸送層の上部に、青色蛍光ホストとして、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（ＤＮＡ）、及び青色蛍光ドーパントとして、前記化合物１を、９８：２の質量比で同時蒸着することにより、３００Å厚の発光層を形成した。
【０１７９】
次に、前記発光層の上部に、Ａｌｑ３（トリス（８−キノリノラト）アルミニウム）を蒸着し、３００Å厚の電子輸送層を形成した。
【０１８０】
前記電子輸送層の上部に、ＬｉＦを蒸着し、１０Å厚の電子注入層を形成した後、Ａｌを真空蒸着し、３０００Å厚のカソードを形成し、ＬｉＦ／Ａｌ電極を形成することにより、有機発光素子を製造した。
【０１８１】
［実施例２］
正孔輸送層の形成時、ＮＰＢの代わりに、前記化合物２を使用し、発光層の形成時、青色蛍光ホストとして、ＤＮＡを使用し、青色蛍光ドーパントとして、４，４’‐ビス（２，２‐ジフェニルエテニル）‐１，１’‐ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を使用したことを除き、実施例１と同一に行い、有機発光素子を製作した。
【０１８２】
［実施例３］
正孔輸送層の形成時、ＮＰＢの代わりに、前記化合物３を使用し、発光層の形成時、青色蛍光ホストとして、ＤＮＡを使用し、青色蛍光ドーパントとして、ＤＰＶＢｉを使用したことを除き、実施例１と同一に行い、有機発光素子を製作した。
【０１８３】
［実施例４］
正孔輸送層の形成時、ＮＰＢの代わりに、前記化合物４を使用し、発光層の形成時、青色蛍光ホストとして、ＤＮＡを使用し、青色蛍光ドーパントとして、ＤＰＶＢｉを使用したことを除き、実施例１と同一に行い、有機発光素子を製作した。
【０１８４】
［実施例５］
発光層の形成時、青色蛍光ホストとして、ＤＮＡ、及び青色蛍光ドーパントとして、前記化合物５を、９８：２の質量比で同時蒸着することにより、３００Å厚の発光層を形成したことを除き、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。
【０１８５】
［実施例６］
発光層の形成時、緑色リン光ホストとして、前記化合物１２、及び緑色リン光ドーパントとして、Ｉｒｐｐｙを、９１：９の質量比で同時蒸着することにより、３００Å厚の発光層を形成し、前記発光層の上部に、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）を蒸着し、５０Å厚の正孔阻止層を形成したことを除き、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。
【０１８６】
［実施例７］
発光層の形成時、緑色リン光ホストとして、前記化合物１３を使用したことを除き、実施例６と同一に行い、有機発光素子を製作した。
【０１８７】
［実施例８］
発光層の形成時、緑色リン光ホストとして、前記化合物１９を使用したことを除き、実施例６と同一に行い、有機発光素子を製作した。
【０１８８】
［実施例９］
発光層の形成時、緑色リン光ホストとして、前記化合物２０を使用したことを除き、実施例６と同一に行い、有機発光素子を製作した。
【０１８９】
［実施例１０］
発光層の形成時、緑色リン光ホストとして、前記化合物２１を使用したことを除き、実施例６と同一に行い、有機発光素子を製作した。
【０１９０】
［実施例１１］
発光層の形成時、緑色リン光ホストとして、化合物２５を使用したことを除き、実施例６と同一に行い、有機発光素子を製作した。
【０１９１】
［実施例１２］
発光層の形成時、緑色リン光ホストとして、化合物２６を使用したことを除き、実施例６と同一に行い、有機発光素子を製作した。
【０１９２】
［実施例１３］
発光層の形成時、緑色リン光ホストとして、化合物２７を使用したことを除き、実施例６と同一に行い、有機発光素子を製作した。
【０１９３】
［実施例１４］
発光層の形成時、緑色リン光ホストとして、化合物２８を使用したことを除き、実施例６と同一に行い、有機発光素子を製作した。
【０１９４】
［実施例１５］
発光層の形成時、緑色リン光ホストとして、化合物２９を使用したことを除き、実施例６と同一に行い、有機発光素子を製作した。
【０１９５】
［実施例１６］
発光層の形成時、緑色リン光ホストとして、化合物３６を使用したことを除き、実施例６と同一に行い、有機発光素子を製作した。
【０１９６】
［実施例１７］
発光層の形成時、緑色リン光ホストとして、化合物３９を使用したことを除き、実施例６と同一に行い、有機発光素子を製作した。
【０１９７】
［実施例１８］
発光層の形成時、緑色リン光ホストとして、化合物４５を使用したことを除き、実施例６と同一に行い、有機発光素子を製作した。
【０１９８】
［実施例１９］
発光層の形成時、緑色リン光ホストとして、化合物５１を使用したことを除き、実施例６と同一に行い、有機発光素子を製作した。
【０１９９】
［実施例２０］
発光層の形成時、緑色リン光ホストとして、化合物５４を使用したことを除き、実施例６と同一に行い、有機発光素子を製作した。
【０２００】
【化４６】
2014024844.tif 000057
【０２０１】
［比較例１］
発光層の形成時、青色蛍光ホストとして、ＤＮＡ、及び青色蛍光ドーパントとして、ＤＰＶＢｉを、９８：２の質量比で同時蒸着することにより、３００Å厚の発光層を形成したことを除き、実施例５と同一の方法を利用して有機発光素子を製造した。
【０２０２】
［比較例２］
発光層の形成時、緑色リン光ホストとして、ＣＢＰ、及び緑色リン光ドーパントとして、Ｉｒｐｐｙを、９１：９の質量比で同時蒸着することにより、３００Å厚の発光層を形成したことを除き、前記実施例６と同一の方法を利用して有機発光素子を製造した。
【０２０３】
［評価例］
実施例１〜２０による有機発光素子と、比較例１，２による有機発光素子とについて、ＰＲ６５０（Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃａｎ）Ｓｏｕｒｃｅ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ（ＰｈｏｔｏＲｅｓｅａｒｃｈ社製）を利用して駆動電圧、発光輝度、発光効率及び寿命を評価し、その結果を下記表１に示した。
【０２０４】
【表７】
2014024844.tif 000058
【０２０５】
表１を参照すれば、実施例１〜５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、駆動電圧が改善され、発光効率が大幅に向上した優秀なＩ−Ｖ−Ｌ特性を示し、特に、輝度及び寿命向上効果に優れていることがわかる。特に、実施例５による有機発光素子は、比較例１による有機発光素子対比で、駆動電圧が１．２Ｖほど低くなり、効率は、６０％ほど上昇し、寿命（ＬＴ９７）は、２倍以上延長した。
【０２０６】
実施例６〜２０による有機発光素子は、比較例２による有機発光素子に比べ、駆動電圧が改善され、発光効率が大幅に向上した優秀なＩ−Ｖ−Ｌ特性を示し、そのうち、輝度及び寿命向上効果に優れていることがわかる。特に、実施例６による有機発光素子は、比較例１による有機発光素子対比で、駆動電圧が１．２Ｖほど低くなり、効率は、１０００％ほど上昇し、寿命（ＬＴ９７）は４００％ほど延長した。
【０２０７】
これにより、実施例１〜２０による有機発光素子は、従来の有機発光素子に比べ、高効率、低電圧、高輝度及び長寿命の特性を有するということが分かる。
【０２０８】
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、それらから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、本発明の真の技術的保護範囲は、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。
【０２０９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【０２１０】
本発明のヘテロ環化合物及びそれを含む有機発光素子は、例えば、ディスプレイ関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【符号の説明】
【０２１１】
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】
2014024844.tif 000077