(57)【要約】      （修正有）【課題】有機発光素子の提供。【解決手段】下記化学式１で表されるヘテロ環化合物及びこれを含む有機膜を備える有機発光素子である：2011046687.tif 000029上記化学式１で、Ａｒ１及びＡｒ２はそれぞれ独立して、アリール基、アミノ基、ヘテロアリール基、縮合多環基を示し、Ｒ１ないしＲ１０はそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アリール基、アミノ基、ヘテロアリール基、縮合多環基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基またはカルボキシル基等を示し、Ｒ１ないしＲ１０は、隣接する置換基の一組が互いに結合して芳香環を形成する。【選択図】図１
2011046687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記化学式１で表されるヘテロ環化合物：
【化１】
2011046687.tif 000027
前記化学式１で、Ａｒ１及びＡｒ２はそれぞれ独立して、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、Ｃ５−Ｃ６０アリール基で置換されたアミノ基、置換または非置換のＣ４−Ｃ６０ヘテロアリール基、または置換または非置換のＣ６−Ｃ６０縮合多環基を示し、
Ｒ１ないしＲ１０はそれぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換または非置換のＣ１−Ｃ５０アルキル基、置換または非置換のＣ３−Ｃ５０シクロアルキル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ５０アルコキシ基、置換または非置換のＣ５−Ｃ５０アリールオキシ基、置換または非置換のＣ５−Ｃ５０アリールチオ基、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、Ｃ５−Ｃ５０のアリール基で置換されたアミノ基、置換または非置換のＣ４−Ｃ６０ヘテロアリール基、置換または非置換のＣ６−Ｃ６０縮合多環基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基またはカルボキシル基を示し、Ｒ１ないしＲ１０は、隣接する置換基の一組が互いに結合して芳香環を形成する。
【請求項２】
前記Ａｒ１及びＡｒ２が同じである、請求項１に記載のヘテロ環化合物。
【請求項３】
前記Ｒ５及びＲ４が同一であるか、Ｒ６及びＲ３が同一であるか、Ｒ７及びＲ２が同一であるか、Ｒ８及びＲ１が同一であるか、またはＲ９及びＲ１０が同一である、請求項１または２に記載のヘテロ環化合物。
【請求項４】
前記Ａｒ１及びＡｒ２がそれぞれ、
フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基、フルオレニル基及びピレニル基から選択される非置換の一環ないし四環のアリール基；非置換のＣ４−Ｃ６０ヘテロアリール基；非置換のＣ５−Ｃ５０アリールアミン基；重水素原子、Ｃ１−Ｃ５アルキル基、Ｃ１−Ｃ５アルコキシ基、シアノ基、アミン基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン基で置換されたフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基、フルオレニル基及びピレニル基から選択される一環ないし四環のアリール基；重水素原子、Ｃ１−Ｃ５アルキル基、Ｃ１−Ｃ５アルコキシ基、シアノ基、アミン基、フェノキシ基、フェニル基、ハロゲン基またはＣ５−Ｃ１０ヘテロアリール基で置換されたＣ４−Ｃ６０ヘテロアリール基；または重水素原子、Ｃ１−Ｃ５アルキル基、Ｃ１−Ｃ５アルコキシ基、シアノ基、アミン基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン基で置換されたＣ５−Ｃ５０アリールアミン基である、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物。
【請求項５】
前記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ７及びＲ８はそれぞれ独立して、メチル基、フェニル基、ナフチル基またはアントラセニル基である、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物。
【請求項６】
前記化学式１の化合物が、下記化合物のうち一つである、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物：
【化２】
2011046687.tif 000028
【請求項７】
第１電極と、
第２電極と、
前記第１電極及び前記第２電極間に介在された有機膜とを備える有機発光素子であって、
前記有機膜の少なくとも１層が、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物を含む、有機発光素子。
【請求項８】
前記有機膜が、電子注入層または電子輸送層を含む、請求項７に記載の有機発光素子。
【請求項９】
前記有機膜が、電子注入機能及び電子輸送機能をともに有する単一膜を含む、請求項７に記載の有機発光素子。
【請求項１０】
前記有機膜が、発光層を含む、請求項７に記載の有機発光素子。
【請求項１１】
前記有機膜が発光層を含み、前記ヘテロ環化合物が蛍光またはリン光のホストとして使われる、請求項７に記載の有機発光素子。
【請求項１２】
前記有機膜が発光層を含み、前記ヘテロ環化合物が蛍光ドーパントとして使われる、請求項７に記載の有機発光素子。
【請求項１３】
前記有機膜が発光層、電子注入層または電子輸送層を含み、前記発光層は、アントラセン化合物を含む、請求項７に記載の有機発光素子。
【請求項１４】
前記有機膜が発光層、電子注入層または電子輸送層を含み、前記発光層は、アリールアミン化合物を含む、請求項７に記載の有機発光素子。
【請求項１５】
前記有機膜が発光層、電子注入層または電子輸送層を含み、前記発光層は、スチリル化合物を含む、請求項７に記載の有機発光素子。
【請求項１６】
前記有機膜が発光層、電子注入層または電子輸送層を含み、前記発光層がリン光化合物を有する赤色発光層、緑色発光層、青色発光層または白色発光層を含む、請求項７に記載の有機発光素子。
【請求項１７】
前記有機膜が、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層からなる群から選択される１層以上の層を含む、請求項７に記載の有機発光素子。
【請求項１８】
第１電極／正孔注入層／発光層／第２電極の構造、第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／第２電極の構造、または第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／第２電極の構造を有する、請求項１７に記載の有機発光素子。
【請求項１９】
１層以上の層が前記ヘテロ環化合物を使用して湿式工程で形成される、請求項７ないし１８のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項２０】
請求項７ないし１９のいずれか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、薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に連結された、平板表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘテロ環化合物及びこれを含む有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子は、自発光型表示素子であり、視野角が広く、かつコントラストにすぐれるだけではなく、応答時間が速いという長所を有しているために、大きな注目を集めている。
【０００３】
このような有機発光素子の種類は、大きく分けて、発光層に無機化合物を使用する無機発光素子と、有機化合物を使用する有機発光素子とがあって、このうち、特に有機発光素子、は無機発光素子に比べて、高輝度、低駆動電圧及び高い応答速度であり、多色化が可能であるという点で、多くの研究がなされている。
【０００４】
有機発光素子は、一般的に、アノード／有機発光層／カソードの積層構造を有する。アノードと有機発光層との間に、正孔注入層及び／または正孔輸送層をさらに積層してもよく、または有機発光層とカソードとの間に、電子輸送層をさらに積層してもよい。すなわち、アノード／正孔輸送層／有機発光層／カソード、またはアノード／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／カソードのような構造を有する。
【０００５】
このうち、有機発光層の材料として、アントラセン誘導体などが使われうるが、いまのところ既知の材料を含む有機発光素子は、寿命、効率及び消費電力特性で満足すべきレベルに達しておらず、改善の余地が多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／０２０３９０５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、改善された電気的特性、電荷輸送能及び発光能を有するヘテロ環化合物を提供する。
【０００８】
本発明はまた、上記ヘテロ環化合物を含む有機発光素子を提供する。
【０００９】
本発明はまた、上記有機発光素子を備える平板表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面によって、下記化学式１で表されるヘテロ環化合物が提供される：
【００１１】
【化１】
2011046687.tif 000003
【００１２】
前記化学式１で、Ａｒ１及びＡｒ２はそれぞれ独立して、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、Ｃ５−Ｃ６０アリール基で置換されたアミノ基、置換または非置換のＣ４−Ｃ６０ヘテロアリール基、または置換または非置換のＣ６−Ｃ６０縮合多環基を示し、Ｒ１ないしＲ１０はそれぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換または非置換のＣ１−Ｃ５０アルキル基、置換または非置換のＣ３−Ｃ５０シクロアルキル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ５０アルコキシ基、置換または非置換のＣ５−Ｃ５０アリールオキシ基、置換または非置換のＣ５−Ｃ５０アリールチオ基、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、Ｃ５−Ｃ６０アリール基で置換されたアミノ基、置換または非置換のＣ４−Ｃ６０ヘテロアリール基、置換または非置換のＣ６−Ｃ６０縮合多環基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基またはカルボキシル基を示し、Ｒ１ないしＲ１０は、隣接する置換基の一組が互いに結合して芳香環を形成する。
【００１３】
本発明の一構成によれば、前記ヘテロ環化合物のＡｒ１及びＡｒ２は、同一でありえる。
【００１４】
本発明の一構成によれば、前記ヘテロ環化合物のＲ５及びＲ４が同一であるか、Ｒ６及びＲ３が同一であるか、Ｒ７及びＲ２が同一であるか、Ｒ８及びＲ１が同一であるか、またはＲ９及びＲ１０が同一でありえる。
【００１５】
本発明の一構成によれば、前記ヘテロ環化合物のＡｒ１及びＡｒ２はそれぞれ、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基、フルオレニル基及びピレニル基から選択される非置換の一環ないし四環のアリール基；非置換のＣ４−Ｃ６０ヘテロアリール基；非置換のＣ５−Ｃ５０アリールアミン基；重水素原子、Ｃ１−Ｃ５アルキル基、Ｃ１−Ｃ５アルコキシ基、シアノ基、アミン基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン基で置換されたフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基、フルオレニル基及びピレニル基から選択される一環ないし四環のアリール基；重水素原子、Ｃ１−Ｃ５アルキル基、Ｃ１−Ｃ５アルコキシ基、シアノ基、アミン基、フェノキシ基、フェニル基、ハロゲン基またはＣ５−Ｃ１０ヘテロアリール基で置換されたＣ４−Ｃ６０ヘテロアリール基；または重水素原子、Ｃ１−Ｃ５アルキル基、Ｃ１−Ｃ５アルコキシ基、シアノ基、アミン基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン基で置換されたＣ５−Ｃ５０アリールアミン基でありうる。
【００１６】
本発明の一構成によれば、前記ヘテロ環化合物のＲ１、Ｒ２、Ｒ７及びＲ８はそれぞれ独立して、メチル基、フェニル基、ナフチル基またはアントラセニル基でありうる。
【００１７】
本発明の一構成によれば、前記化学式１の化合物は、下記化合物のうち一つでありうる：
【００１８】
【化２】
2011046687.tif 000004
【００１９】
本発明の他の側面によって、第１電極と、第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極間に介在された有機膜とを備える有機発光素子であって、前記有機膜が、前記化学式１のヘテロ環化合物を含む有機発光素子が提供される。
【００２０】
本発明の一構成によれば、前記有機発光素子の有機膜は、電子注入層または電子輸送層を含むことができる。
【００２１】
本発明の一構成によれば、前記有機発光素子の有機膜は、電子注入機能及び電子輸送機能をともに有する単一膜を含むことができる。
【００２２】
本発明の一構成によれば、前記有機発光素子の有機膜は、発光層を含むことができる。
【００２３】
本発明の一構成によれば、前記有機発光素子の有機膜は発光層を含み、前記ヘテロ環化合物が蛍光またはリン光ホストとして使われうる。
【００２４】
本発明の一構成によれば、前記有機発光素子の有機膜は発光層を含み、前記ヘテロ環化合物が蛍光ドーパントとして使われうる。
【００２５】
本発明の一構成によれば、前記有機発光素子の有機膜は、発光層、電子注入層または電子輸送層を含み、前記発光層は、アントラセン化合物を含むことができる。
【００２６】
本発明の一構成によれば、前記有機発光素子の有機膜は、発光層、電子注入層または電子輸送層を含み、前記発光層は、アリールアミン化合物を含むことができる。
【００２７】
本発明の一構成によれば、前記有機発光素子の有機膜は、発光層、電子注入層または電子輸送層を含み、前記発光層は、スチリル化合物を含むことができる。
【００２８】
本発明の一構成によれば、前記有機発光素子の有機膜は、発光層、電子注入層または電子輸送層を含み、前記発光層がリン光化合物を有する赤色発光層、緑色発光層、青色発光層または白色発光層を含むことができる。
【００２９】
本発明の一構成によれば、前記有機発光素子の有機膜は、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層からなる群から選択される１層以上の層を含むことができる。
【００３０】
本発明の一構成によれば、前記有機発光素子は、第１電極／正孔注入層／発光層／第２電極の構造、第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／第２電極の構造、または第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／第２電極の構造を有することができる。
【００３１】
本発明の一構成によれば、１層以上の層が前記ヘテロ環化合物を使用して湿式工程で形成されることができる。
【００３２】
本発明のさらに他の側面によって、前記有機発光素子を備え、前記有機発光素子の第１電極が薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に連結された平板表示装置が提供される。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の一実施形態によるヘテロ環化合物は、電気的特性、電荷輸送能にすぐれ、発光能を有し、ガラス転移温度が高くて結晶化を防止できる材料であり、赤色、緑色、青色、白色のようなほぼ全てのカラーの蛍光とリン光との素子に適した電子輸送材料、または緑色、青色、白色の発光材料として有用であり、これを利用し、高効率、低電圧、高輝度、長寿命の有機発光素子を製作できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態による有機発光素子の構造を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明について詳細に説明する。なお、本発明は以下の例示的な実施形態に限定されない。
【００３６】
本発明の一実施形態によるヘテロ環化合物は、下記化学式１で表される：
【００３７】
【化３】
2011046687.tif 000005
【００３８】
上記化学式１で、Ａｒ１及びＡｒ２はそれぞれ独立して、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、Ｃ５−Ｃ６０アリール基で置換されたアミノ基、置換または非置換のＣ４−Ｃ６０ヘテロアリール基、または置換または非置換のＣ６−Ｃ６０縮合多環基を示し、Ｒ１ないしＲ１０はそれぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換または非置換のＣ１−Ｃ５０アルキル基、置換または非置換のＣ３−Ｃ５０シクロアルキル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ５０アルコキシ基、置換または非置換のＣ５−Ｃ５０アリールオキシ基、置換または非置換のＣ５−Ｃ５０アリールチオ基、置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基、Ｃ５−Ｃ６０アリール基で置換されたアミノ基、置換または非置換のＣ４−Ｃ６０のヘテロアリール基、置換または非置換のＣ６−Ｃ６０縮合多環基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基またはカルボキシル基を示し、Ｒ１ないしＲ１０は、隣接する置換基の一組が互いに結合して芳香環を形成する。
【００３９】
有機発光層の材料として、アントラセン誘導体がよく知られている。例えば、よく知られたフェニルアントラセンの二量体または三量体の化合物を使用した有機発光素子が知られているが、このような化合物を利用した素子は、共役系を介して連結されたアントラセンを二個または三個含んでいるために、エネルギーギャップが小さくなり、青色発光の色純度が落ちるという問題点がある。また、このような化合物は、酸化されやすいという弱点があって不純物が生じやすく、精製面で困難であるという点がある。
【００４０】
このような問題点を克服するために、アントラセン部分の１，９−位置がナフタレンで置換されたアントラセン化合物や、フェニル基のｍ−位置にアリール基が置換されたジフェニルアントラセン化合物を利用した有機発光素子が知られているが、発光効率が低いという短所がある。
【００４１】
他の既知の化合物として、ナフタレン置換されたモノアントラセン誘導体を使用した有機発光素子が既知されているが、発光効率が１ｃｄ／Ａほどと低く、実用的ではない。
【００４２】
さらに他の既知化合物として、フェニルアントラセン構造を有し、ｍ−位置がアリール基で置換された化合物を使用した有機発光素子があるが、このような化合物は、耐熱性は優秀であるが、発光効率特性が約２ｃｄ／Ａほどと低く、満足すべきレベルに至ることができずに改善の余地が多い。
【００４３】
本発明の一実施形態による上記化学式１のヘテロ環化合物は、有機発光素子用の発光材料及び／または電子輸送材料または電子注入材料としての機能を有する。また、化学式１の分子内へのヘテロ環導入によって、ガラス転移温度（Ｔｇ）や融点が高い。従って、発光時に、有機膜上、有機膜間、ないしは有機膜と金属電極との間で発生するジュール熱に対して耐熱性を有し、高温環境下での耐性が向上する。
【００４４】
フェナントレン基にヘテロ環が特異に結合している化学式１のヘテロ環化合物を利用して製造された有機発光素子は、保存時及び駆動時の耐久性が高い。また、フルオレン基またはナフチル基のような置換基の導入のため、フィルム状態の分子膜状態が改善され、有機発光素子の特性を向上させる長所がある。
【００４５】
上記化学式１のヘテロ環化合物の置換基について、さらに詳細に説明する。
【００４６】
上記ヘテロ環化合物のＡｒ１及びＡｒ２が同一であるか、Ｒ５及びＲ４が同一であるか、Ｒ６及びＲ３が同一であるか、Ｒ７及びＲ２が同一であるか、Ｒ８及びＲ１が同一であるか、またはＲ９及びＲ１０が同一であり、上記化学式１のヘテロ環化合物の一部置換基が対称的に存在したり、または上記化学式１のヘテロ環化合物の置換基全体が対称的に存在しうる。
【００４７】
さらに具体的に、ヘテロ環化合物のＡｒ１及びＡｒ２はそれぞれ、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基、フルオレニル基及びピレニル基から選択される非置換の一環ないし四環のアリール基；非置換のＣ４−Ｃ６０ヘテロアリール基；非置換のＣ５−Ｃ５０アリールアミン基；重水素原子、Ｃ１−Ｃ５アルキル基、Ｃ１−Ｃ５アルコキシ基、シアノ基、アミン基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン基で置換されたフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラセニル基、フルオレニル基及びピレニル基から選択される一環ないし四環のアリール基；重水素原子、Ｃ１−Ｃ５アルキル基、Ｃ１−Ｃ５アルコキシ基、シアノ基、アミン基、フェノキシ基、フェニル基、ハロゲン基またはＣ５−Ｃ１０ヘテロアリール基で置換されたＣ４−Ｃ６０ヘテロアリール基；または重水素原子、Ｃ１−Ｃ５アルキル基、Ｃ１−Ｃ５アルコキシ基、シアノ基、アミン基、フェノキシ基、フェニル基またはハロゲン基で置換されたＣ５−Ｃ５０アリールアミン基でありうる。
【００４８】
上記化学式１で、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ７またはＲ８はそれぞれ独立して、例えば、メチル基、フェニル基、ナフチル基またはアントラセニル基でありうる。
【００４９】
以下、本発明の化学式１で使われた基について詳述する。
【００５０】
上記化学式１で、非置換のＣ１−Ｃ５０アルキル基は、直鎖または分枝型であり、この非制限的な例としては、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、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノナニル基、及びドデシル基などを挙げることができ、アルキル基のうち一つ以上の水素原子は、重水素原子、ハロゲン原子、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、カルボキシル基やその塩、スルホン酸基やその塩、リン酸やその塩、またはＣ１−Ｃ１０アルキル基、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、Ｃ２−Ｃ１０アルケニル基、Ｃ２−Ｃ１０アルキニル基、Ｃ６−Ｃ１６アリール基、またはＣ４−Ｃ１６ヘテロアリール基で置換されうる。
【００５１】
上記化学式１で、非置換のＣ３−Ｃ５０シクロアルキル基は、Ｃ３−Ｃ５０環状アルキル基を意味し、シクロアルキル基のうち一つ以上の水素原子は、前述のＣ１−Ｃ５０アルキル基の置換基と同じ置換基で置換可能である。
【００５２】
上記化学式１で、非置換のＣ１−Ｃ５０アルコキシ基は、−ＯＡ（ここで、Ａは、前述のような非置換のＣ１−Ｃ５０アルキル基である）の構造を有する基である。この非制限的な例として、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、及びペントキシ基などを挙げることができる。それらアルコキシ基のうち、少なくとも一つ以上の水素原子は、前述のアルキル基の場合と同様の置換基で置換可能である。
【００５３】
上記化学式１で、非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基は、一つ以上の環を含む炭素環芳香族系を意味し、２以上の環を有する場合、互いに融合されたり、単一結合などを介して連結されうる。アリールという用語は、フェニル、ナフチル、アントラセニルのような芳香族系を含む。また、アリール基のうち一つ以上の水素原子は、前述のＣ１−Ｃ５０アルキル基の置換基と同じ置換基で置換可能である。
【００５４】
置換または非置換のＣ５−Ｃ６０アリール基の例としては、フェニル基、Ｃ１−Ｃ１０アルキルフェニル基（例えば、エチルフェニル基）、ハロフェニル基（例えば、ｏ−，ｍ−及びｐ−フルオロフェニル基、ジクロロフェニル基）、シアノフェニル基、ジシアノフェニル基、トリフルオロメトキシフェニル基、ビフェニル基、ハロビフェニル基、シアノビフェニル基、Ｃ１−Ｃ１０アルキルビフェニル基、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシビフェニル基、ｏ−，ｍ−及びｐ−トリル基、ｏ−，ｍ−及びｐ−クメニル基、メシチル基、フェノキシフェニル基、（α，α−ジメチルベンゼン）フェニル基、（Ｎ，Ｎ’−ジメチル）アミノフェニル基、（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル）アミノフェニル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、ハロナフチル基（例えば、フルオロナフチル基）、Ｃ１−Ｃ１０アルキルナフチル基（例えば、メチルナフチル基）、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシナフチル基（例えば、メトキシナフチル基）、シアノナフチル基、アントラセニル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、アセナフチレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントラキノリル基、メチルアントリル基、フェナントリル基、トリフェニレン基、ピレニル基、クリセニル基、エチル−クリセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、クロロペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネリル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、及びオバレニル基などを挙げることができるが、これに制限されない。
【００５５】
上記化学式１で、非置換のＣ４−Ｃ６０ヘテロアリール基は、Ｎ、Ｏ、Ｐ及びＳから選択される１、２または３個のヘテロ原子を含み、２以上の環を有する場合、それらは互いに融合されたり、単一結合などを介して連結されうる。非置換のＣ４−Ｃ６０ヘテロアリール基の例としては、ピラゾリル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、オキサジアゾリル基、ピリジニル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、カルバゾリル基、インドリル基、キノリニル基、イソキノリニル基などを挙げることができる。また、ヘテロアリール基のうち一つ以上の水素原子は、前述のＣ１−Ｃ５０アルキル基の置換基と同じ置換基で置換可能である。
【００５６】
上記化学式１で、非置換のＣ５−Ｃ５０アリールオキシ基は、−ＯＡ１で表される基であり、このときＡ１は、Ｃ５−Ｃ６０アリール基と炭素数のみ異なり、同一種の作用基である。アリールオキシ基の例としては、フェノキシ基などを挙げることができる。アリールオキシ基のうち一つ以上の水素原子は、前述のＣ１−Ｃ５０アルキル基の置換基と同じ置換基で置換可能である。
【００５７】
上記化学式１で、非置換のＣ５−Ｃ５０アリールチオ基は、−ＳＡ１で表される基であり、このときＡ１は、Ｃ５−Ｃ６０アリール基と炭素数のみ異なり、同一種の作用基である。アリールチオ基の例としては、ベンゼンチオ基、ナフチルチオ基などを挙げることができる。アリールチオ基のうち一つ以上の水素原子は、前述のＣ１−Ｃ５０アルキル基の置換基と同じ置換基で置換可能である。
【００５８】
上記化学式１で、非置換のＣ６−Ｃ６０縮合多環基は、一つ以上の芳香族環及び／または一つ以上の非芳香族環が互いに融合された２以上の環を含む置換基を指すものであり、前述のようなアリール基またはヘテロアリール基の例のちいくつかは、非置換のＣ６−Ｃ６０縮合多環基に含まれうる。
【００５９】
上記化学式１で、Ｃ５−Ｃ５０アリールアミン基は、Ｃ５−Ｃ５０アリール基を置換基として有するアミン基を意味し、置換のＣ５−Ｃ５０アリールアミン基では、置換はアリール基で起こることを意味する。
【００６０】
以下、本発明の化学式１で表されるヘテロ環化合物の具体的な例として、下記化合物１ないし５９を挙げることができる。しかし、本発明の化学式１で表されるヘテロ環化合物が、それら化合物に限定されるものではない。
【００６１】
【化４】
2011046687.tif 000006
【００６２】
【化５】
2011046687.tif 000007
【００６３】
【化６】
2011046687.tif 000008
【００６４】
【化７】
2011046687.tif 000009
【００６５】
【化８】
2011046687.tif 000010
【００６６】
本発明の一実施形態による有機発光素子は、第１電極と、第２電極と、第１電極及び第２電極間に上記した化学式１で表されるヘテロ環化合物を含む有機膜とを備える。
【００６７】
本発明の化学式１で表されるヘテロ環化合物を含む有機膜は、電子注入層、電子輸送層、または電子注入機能及び電子輸送機能をともに有する単一膜でもありうる。または、上記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含む有機膜は、発光層でもありうる。有機膜が発光層である場合、化学式１で表されるヘテロ環化合物は、蛍光またはリン光のホストとして使われるたり、または蛍光ドーパントとして使われもする。
【００６８】
本発明の一実施形態による有機発光素子の発光層、電子注入層または電子輸送層が、上記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含む場合、発光層は、既知のアントラセン化合物、アリールアミン化合物またはスチリル化合物を含むことができ、アントラセン化合物、アリールアミン化合物またはスチリル化合物は、非置換であるか、または前述のＣ１−Ｃ５０アルキル基の置換基と同じ置換基で置換可能である。
【００６９】
本発明の一実施形態による有機発光素子の発光層、電子注入層または電子輸送層が、上記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含む場合、発光層は赤色発光層、緑色発光層、青色発光層または白色発光層を含み、これらの発光層は既知のリン光化合物を含むことができる。
【００７０】
一方、第１電極はアノードであり、第２電極はカソードであるが、それとは反対の場合も、もちろん可能である。
【００７１】
前述のような有機発光素子では、必要によって、有機膜は、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層のうち１層以上の層を備えることができ、さらに必要によっては、有機膜の各層を二層で形成することも可能である。
【００７２】
例えば、本発明の一実施形態による有機発光素子は、第１電極／正孔注入層／発光層／第２電極の構造、第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／第２電極の構造、第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／第２電極の構造を有することができる。または、有機発光素子は、第１電極／正孔注入機能及び正孔輸送機能をともに有する単一膜／発光層／電子輸送層／第２電極の構造、または第１電極／正孔注入機能及び正孔輸送機能をともに有する単一膜／発光層／電子輸送層／電子注入層／第２電極の構造を有することができる。
【００７３】
本発明の一実施形態による有機発光素子は、前面発光型、背面発光型など、多様な構造で適用可能である。
【００７４】
以下、本発明の一実施形態による有機発光素子の製造方法について、図１に図示された有機発光素子を参照しつつ説明する。図１の有機発光素子は、基板、第１電極（アノード）、正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、発光層（ＥＭＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）、電子注入層（ＥＩＬ）及び第２電極（カソード）を備えている。
【００７５】
まず、基板上部に大きい仕事関数を有する第１電極用材料を、蒸着法またはスパッタリング法などによって形成し、第１電極を形成する。第１電極は、アノードまたはカソードでありうる。ここで、基板としては、一般的な有機発光素子で使われる基板を使用するが、機械的強度、熱安定性、透明性、表面平滑性、取扱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が望ましい。第１電極用材料としては、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）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、マグネシウム（Ｍｇ）などを利用でき、透明電極または反射電極として形成されうる。
【００７６】
次に、第１電極の上部に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ（ラングミュア−ブロジェット）法のような多様な方法を利用し、正孔注入層（ＨＩＬ）を形成できる。
【００７７】
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特性などによって異なるが、一般的に、蒸着温度１００ないし５００℃、真空度１０−８ないし１０−３ｔｏｒｒ、蒸着速度０．０１ないし１００Å／ｓｅｃの範囲で適切に選択することが望ましい。
【００７８】
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特性によって異なるが、約２，０００ｒｐｍないし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℃ないし２００℃の温度範囲で適切に選択することが望ましい。
【００７９】
正孔注入層材料としては、一般的な正孔注入材料を使用できるが、例えば、銅フタロシアニンのような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’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（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）などを使用できるが、これらに限定されるものではない。
【００８０】
【化９】
2011046687.tif 000011
【００８１】
正孔注入層の厚みは、約１００Åないし１０，０００Å、望ましくは、１００Åないし１，０００Åでありうる。正孔注入層の厚みがこの範囲を満足する場合、駆動電圧の上昇なしに、優秀な正孔注入特性を得ることができる。
【００８２】
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、正孔輸送層（ＨＴＬ）を形成できる。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、正孔輸送層を形成するために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じ条件範囲で選択される。
【００８３】
正孔輸送層材料は、既知の正孔輸送層材料を利用できるが、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のようなカルバゾール誘導体；Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、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）、またはＮ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）などの芳香族縮合環を有するアミン誘導体などを使用できる。このうち、例えば、（４，４−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン）（ＴＣＴＡ）の場合、正孔輸送の役割以外にも、発光層から励起子が拡散することを防止する役割も果たすことができる。
【００８４】
【化１０】
2011046687.tif 000012
【００８５】
正孔輸送層の厚みは、約５０Åないし１，０００Å、望ましくは、１００Åないし６００Åでありうる。正孔輸送層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧上昇なしに、優秀な正孔輸送特性を得ることができる。
【００８６】
次に、正孔輸送層の上部に、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、発光層（ＥＭＬ）を形成できる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって発光層を形成する場合、その蒸着及びコーティング条件は、発光層を形成するために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じ条件範囲で選択される。
【００８７】
発光層は、前述のような化学式１で表されるヘテロ環化合物を含むことができる。例えば、化学式１で表されるヘテロ環化合物は、ホストまたはドーパントとして使われうる。化学式１で表されるヘテロ環化合物以外に、発光層は、既知の多様な発光材料を利用して形成できるが、既知のホスト及びドーパントを利用して形成することもできる。ドーパントの場合、既知の蛍光ドーパント及び既知のリン光ドーパントをいずれも使用できる。
【００８８】
例えば、ホストとしては、トリス（８−キノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ）、またはジスチリルアリーレン（ＤＳＡ）などを使用できるが、これらに限定されるものではない。
【００８９】
一方、既知の赤色ドーパントとして、白金（ＩＩ）−オクタエチルポルフィリンＰｔＯＥＰ、Ｉｒ（ｐｉｑ）３、Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）、４−（ジシアノメチレン）−２−ｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＪＴＢ）などを利用できるが、これらに限定されるものではない。
【００９０】
【化１１】
2011046687.tif 000013
【００９１】
また、既知の緑色ドーパントとして、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（ｐｐｙ＝フェニルピリジン）、Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（ｍｐｙｐ）３、Ｃ５４５Ｔなどを利用できるが、これらに限定されるものではない。
【００９２】
【化１２】
2011046687.tif 000014
【００９３】
一方、既知の青色ドーパントとして、Ｆ２Ｉｒｐｉｃ、（Ｆ２ｐｐｙ）２Ｉｒ（ｔｍｄ）、Ｉｒ（ｄｆｐｐｚ）３、ｔｅｒ−フルオレン、４，４’−ビス（４−ジフェニルアミノスチリル）ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン（ＴＢＰ）などを利用できるが、これらに限定されるものではない。
【００９４】
【化１３】
2011046687.tif 000015
【００９５】
ドーパントの含有量は、発光層形成材料１００重量部（すなわち、ホストとドーパントとの総重量は、１００重量部とする）を基準として、０．１ないし２０重量部、特に０．５〜１２重量部であることが望ましい。ドーパントの含有量がこの範囲を満足するならば、濃度消光現象が実質的に防止されうる。
【００９６】
発光層の厚みは、約１００Åないし１，０００Å、望ましくは、２００Åないし６００Åでありうる。発光層の厚みがこの範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧上昇なしに、優秀な発光特性を得ることができる。
【００９７】
発光層がリン光ドーパントを含む場合、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、正孔阻止層（ＨＢＬ）を発光層の上部に形成できる（図１には、図示せず）。このときに使用できる正孔阻止層の材料は、特別に制限されず、既知の正孔阻止層材料のうち任意に選択して利用できる。例えば、オキサジアゾール誘導体やトリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ビス−（２−メチル−８−キ  ノリノラト）−４−（フェニルフェノラート）アルミニウム（ＢＡｌｑ）、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）などを利用できる。
【００９８】
正孔阻止層の厚みは、約５０Åないし１，０００Å、望ましくは、１００Åないし３００Åでありうる。正孔阻止層の厚みが５０Å未満である場合、正孔阻止特性が低下することがあり、正孔阻止層の厚みが１，０００Åを超える場合、駆動電圧が上昇することがあるからである。
【００９９】
次に、電子輸送層（ＥＴＬ）を発光層（または正孔阻止層）上に真空蒸着法、スピンコーティング法、または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、電子輸送層を形成するために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じ条件範囲で選択される。
【０１００】
電子輸送層材料は、前述のような化学式１で表されるヘテロ環化合物を含むことができる。または、既知の電子輸送層の形成材料のうちから任意に選択されうる。例えば、この例としては、キノリン誘導体、特にＡｌｑ３、１，２，４−トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）、ビス−（２−メチル−８−キ  ノリノラト）−４−（フェニルフェノラート）アルミニウム（ＢＡｌｑ）のような既知の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。
【０１０１】
【化１４】
2011046687.tif 000016
【０１０２】
電子輸送層の厚みは、約１００Åないし１，０００Å、望ましくは、１００Åないし５００Åでありうる。電子輸送層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧上昇なしに、優秀な電子輸送特性を得ることができる。
【０１０３】
また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材料である電子注入層（ＥＩＬ）が積層されうる。
【０１０４】
電子注入層材料としては、前述のような化学式１で表されるヘテロ環化合物を含むことができる。または、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＯのような電子注入層の形成材料として既知の任意の材料を利用できる。電子注入層の蒸着条件及びコーティング条件は、電子注入層を形成するために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じ条件範囲で選択される。
【０１０５】
電子注入層の厚みは、約１Åないし１００Å、望ましくは、５Åないし９０Åでありうる。電子注入層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧上昇なしに、優秀な電子注入特性を得ることができる。
【０１０６】
最後に、電子注入層の上部に、真空蒸着法やスパッタリング法などの方法を利用し、第２電極を形成できる。第２電極は、カソードまたはアノードとして使われうる。第２電極形成用材料としては、小さい仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物及びそれらの混合物を使用できる。具体的な例としては、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）、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）などを挙げることができる。また、前面発光素子を得るために、ＩＴＯ、ＩＺＯを使用した透明カソードを使用することもできる。
【０１０７】
本発明による有機発光素子は、多様な形態の平板表示装置、例えばパッシブマトリックス有機発光表示装置及びアクティブマトリックス有機発光表示装置に使用することができる。特に、アクティブマトリックス有機発光表示装置に使用する場合、基板側に備わった第１電極は、画素電極であり、薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に連結されうる。また、有機発光素子は、両面に画面を表示できる平板表示装置に使用することができる。
【０１０８】
また、本発明の一実施形態による有機発光素子の１層以上の層は、化学式１のヘテロ環化合物を使用し、蒸着方法で形成できるものであったり、または化学式１のヘテロ環化合物の溶液をコーティングする湿式方法でも形成されうる。
【実施例】
【０１０９】
以下、本発明について、化合物５，８，２１，２９及び５８の望ましい合成例及び実施例を具体的に例示するが、本発明は下記の実施例に限定されることはない。
【０１１０】
「合成例１：化合物５の合成」
【０１１１】
【化１５】
2011046687.tif 000017
【０１１２】
＜中間体１の合成＞
１，８−ジブロモフェナントレンを３．３６ｇ（１０ｍｍｏｌ）、ベンゾフェノンヒドラゾンを２．１６ｇ（１１ｍｍｏｌ）、ｔ−ＢｕＯＮａを１．４４ｇ（１５ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＯＡｃ）２を４５ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）そして２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，４’，６’−トリイソプロピルビフェニルを８２ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を、トルエン３０ｍＬに溶かした後、９０℃で３時間撹拌した。常温に冷やした反応物に蒸溜水を加え、ジエチルエーテル８０ｍＬで二回、ジクロロメタン８０ｍＬで一回抽出した。集められた有機膜を硫酸マグネシウムで乾燥させて濾過した後、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を５．７ｇ（収率９２％）得た。生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳ（高分解能−質量分析）を使用して確認した。
Ｃ４０Ｈ３０Ｎ４計算値：５６６．２４７０；実測値５６６．２４６７
【０１１３】
＜中間体２の合成＞
中間体１を５．７ｇ（１０ｍｍｏｌ）、ｐ−トルエンスルホン酸一水和物を３．８ｇ（２０ｍｍｏｌ）そしてメチルエチルケトンを５０ｍＬを加えた後、１１０℃で２４時間撹拌した。常温に冷やした反応物に蒸溜水を加え、ジエチルエーテル８０ｍＬで二回、ジクロロメタン８０ｍＬで二回抽出した。集められた有機膜を硫酸マグネシウムで乾燥させて濾過した後、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２を２．２ｇ（収率７１％）得た。生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを使用して確認した。
Ｃ２２Ｈ２０Ｎ２計算値：３１２．１６２６；実測値３１２．１６２６
【０１１４】
＜化合物５の合成＞
窒素雰囲気下で、中間体２を２．２ｇ（７．０ｍｍｏｌ）、９，９’−ジメチル−２−ブロモフルオレンを２．３ｇ（８．４ｍｍｏｌ）、ｔ−ＢｕＯＮａを２．０ｇ（２１ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３を１３０ｍｇ（０．１４ｍｍｏｌ）そしてＰ（ｔ−Ｂｕ）３を２８ｍｇ（０．１４ｍｍｏｌ）を、トルエン３０ｍＬに溶かした後、９０℃で３時間撹拌した。この反応が完結した後、常温に冷やし、これを蒸溜水とジエチルエーテル５０ｍＬとで三回抽出した。集められた有機膜を硫酸マグネシウムで乾燥し、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５を３．２ｇ（収率６５％）得た。生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを使用して確認した。
Ｃ５２Ｈ４４Ｎ２計算値：６９６．３５０４；実測値６９６．３５０２
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）８．８６（ｄ、２Ｈ）、８．１７（ｓ、２Ｈ）、７．９０（ｄ、２Ｈ）、７．８５（ｄ、２Ｈ）、７．７０（ｄ、２Ｈ）、７．６５（ｄ、２Ｈ）、７．４５（ｄｔ、２Ｈ）、７．２３（ｄｔ、２Ｈ）、７．１２（ｄ、２Ｈ）、６．８７（ｄｄ、２Ｈ）、２．４５（ｓ、６Ｈ）、２．４２（ｓ、６Ｈ）、１．８９（ｓ、１２Ｈ）
【０１１５】
「合成例２：化合物８の合成」
【０１１６】
【化１６】
2011046687.tif 000018
【０１１７】
上記した化合物５の合成方法において、９，９’−ジメチル−２−ブロモフルオレンの代わりに、３−ヨード−９−フェニルカルバゾールを使用した他は同じ方法で、化合物８を６６％の収率で合成した。生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを使用して確認した。
Ｃ５８Ｈ４２Ｎ４計算値：７９４．３４０９；実測値７９４．３４０８
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）８．８７（ｄ、２Ｈ）、８．２０（ｓ、２Ｈ）、８．１６−８．１０（ｍ、２Ｈ）、８．０５（ｄｄ、２Ｈ）、７．９０（ｄ、２Ｈ）、７．５２−７．４３（ｍ、１０Ｈ）、７．３５−７．３０（ｍ、８Ｈ）、６．９４（ｄｄ、２Ｈ）、２．４６（ｓ、６Ｈ）、２．４２（ｓ、６Ｈ）
【０１１８】
「合成例３：化合物２１の合成」
【０１１９】
【化１７】
2011046687.tif 000019
【０１２０】
上記した化合物５の合成方法において、９，９’−ジメチル−２−ブロモフルオレンの代わりに、４−ブロモトリフェニルアミンを使用した他は同じ方法で、化合物２１を７０％の収率で合成した。生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを使用して確認した。
Ｃ５８Ｈ４６Ｎ４計算値：７９８．３７２２；実測値７９８．３７２４
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）８．８６（ｄ、２Ｈ）、８．２０（ｓ、２Ｈ）、７．９０（ｄ、２Ｈ）、７．４２（ｄ、４Ｈ）、７．４３−７．３６（ｍ、８Ｈ）、７．２２−７．１８（ｍ、４Ｈ）、７．０１（ｄ、４Ｈ）、６．８０（ｄ、８Ｈ）、２．４９（ｓ、６Ｈ）、２．４２（ｓ、６Ｈ）
【０１２１】
「合成例４：化合物２９の合成」
＜中間体３の合成＞
【０１２２】
【化１８】
2011046687.tif 000020
【０１２３】
中間体１を１．７ｇ（３．０ｍｍｏｌ）、ｐ−トルエンスルホン酸一水和物を１．１４ｇ（６．０ｍｍｏｌ）そしてベンジルフェニルケトンを１．２ｇ（６．０ｍｍｏｌ）の混合物に、エタノール１６ｍＬとトルエン４ｍＬとを加えた後１１０℃で２４時間撹拌した。常温に冷やした反応物に蒸溜水を加え、ジエチルエーテル２５ｍＬで二回、ジクロロメタン２５ｍＬで二回抽出した。集められた有機膜を硫酸マグネシウムで乾燥させて濾過した後、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３を１．３ｇ（収率７６％）得た。生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを使用して確認した。
Ｃ４２Ｈ２８Ｎ２計算値：５６０．２２５２；実測値５６０．２２５４
【０１２４】
＜化合物２９の合成＞
【０１２５】
【化１９】
2011046687.tif 000021
【０１２６】
上記した化合物５の合成方法において、中間体２の代わりに中間体３を使用し、９，９’−ジメチル−２−ブロモフルオレンの代わりに２−ナフチルアミンを使用した他は同じ方法で、化合物２９を６４％の収率で合成した。生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを使用して確認した。
Ｃ６２Ｈ４０Ｎ２計算値：８１２．３１９１；実測値８１２．３１９３
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）９．０４（ｄ、２Ｈ）、８．３０（ｓ、２Ｈ）、８．２３（ｄ、２Ｈ）、７．８２（ｄ、２Ｈ）、７．７６−７．７１（ｍ、４Ｈ）、７．５７−７．４６（ｍ、１４Ｈ）、７．４３−７．３３（ｍ、１０Ｈ）、７．３２−７．２４（ｍ、４Ｈ）
【０１２７】
「合成例５：化合物５８の合成」
【０１２８】
【化２０】
2011046687.tif 000022
【０１２９】
＜中間体４の合成＞
ブロモアセトフェノン１．９９ｇ（１０ｍｍｏｌ）をジメトキシエタン５０ｍＬに溶かし、２−アミノピリジン１．０ｇ（１０ｍｍｏｌ）を入れた。常温で５時間撹拌した後、１２０℃で１２時間撹拌した。この反応が完結した後、常温に冷やし、溶媒を除去した後でジクロロメタン６０ｍＬを入れた。１０％炭酸ナトリウム水溶液を入れてｐＨ１０に合わせた後、ジクロロメタン５０ｍＬを利用して抽出した。集められた有機膜を硫酸マグネシウムで乾燥し、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４を１．２ｇ（収率６５％）得た。生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを使用して確認した。
Ｃ１３Ｈ１０Ｎ２計算値：１９４．０８４４；実測値１９４．０８４３
【０１３０】
＜中間体５の合成＞
中間体４を４００ｍｇ（２ｍｍｏｌ）をピリジン１０ｍＬに溶かし、ヨード７６０ｍｇ（３ｍｍｏｌ）を入れた。５０℃で５時間撹拌した後、シュウ酸水溶液を入れて反応を終結させた。ジクロロメタン１０ｍＬを利用して抽出した後、集められた有機膜を硫酸マグネシウムで乾燥し、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５を４６２ｍｇ（収率７２％）得た。生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを使用して確認した。
Ｃ１３Ｈ９ＩＮ２計算値：３１９．９８１０；実測値３１９．９８１１
【０１３１】
＜中間体６の合成＞
４−ブロモベンゼンボロン酸を２．０１ｇ（１０ｍｍｏｌ）、中間体５を４．１６ｇ（１３ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４を０．５８ｇ（０．５ｍｍｏｌ）そしてＫ２ＣＯ３を５．５３ｇ（４０ｍｍｏｌ）を、５０ｍＬのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）／Ｈ２Ｏ（２：１）混合溶液に溶かし、８０℃で５時間撹拌した。反応液をジエチルエーテル１００ｍｌで三回抽出した。集められた有機膜を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を蒸発させて得られた残留物を、ジクロロメタンとノルマルヘキサンで再結晶させ、中間体６を２．８ｇ（収率７９％）合成した。生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを使用して確認した。
Ｃ１９Ｈ１３ＢｒＮ２計算値：３４８．０２６２；実測値３４８．０２６３
【０１３２】
＜化合物５８の合成＞
【０１３３】
【化２１】
2011046687.tif 000023
【０１３４】
上記した化合物５の合成方法において、中間体２の代わりに中間体３を使用し、９，９’−ジメチル−２−ブロモフルオレンの代わりに中間体６を使用した他は同じ方法で、化合物５８を６２％の収率で合成した。生成された化合物は、ＨＲ−ＭＳを使用して確認した。
Ｃ６８Ｈ４４Ｎ６計算値：９４４．３６２７；実測値９４４．３６３０
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）９．０８（ｄ、２Ｈ）、８．９４（ｄ、２Ｈ）、８．３４（ｓ、２Ｈ）、８．２７（ｄ、２Ｈ）、７．８７（ｄｄ、２Ｈ）、７．５５（ｄｔ、４Ｈ）、７．５１−７．３７（ｍ、２２Ｈ）、７．３４−７．２５（ｍ、４Ｈ）、７．２２（ｄ、２Ｈ）、７．０３（ｄｔ、２Ｈ）
【０１３５】
（実施例１）
アノードは、コーニング（Ｃｏｒｎｉｎｇ）１５Ωｃｍ２（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、それぞれ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、真空蒸着装置にこのガラス基板を設置した。
【０１３６】
ガラス基板上部に、まず正孔注入層として、既知の物質である２−ＴＮＡＴＡを真空蒸着して６００Å厚に形成した後、次に、正孔輸送性化合物として、既知の物質である４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）を、３００Å厚に真空蒸着し、正孔輸送層を形成した。
【０１３７】
正孔輸送層の上部に、既知の青色蛍光ホストである９，１０−ジ−ナフタレン−２−イル−アントラセン（ＤＮＡ）と、青色蛍光ドーパントとして本発明の化合物５とを重量比９８：２で同時蒸着し、３００Å厚に発光層を形成した。
【０１３８】
【化２２】
2011046687.tif 000024
【０１３９】
次に、発光層の上部に、電子輸送層として、Ａｌｑ３を３００Å厚に蒸着した後、この電子輸送層の上部に、ハロゲン化アルカリ金属であるＬｉＦを電子注入層として１０Å厚に蒸着し、Ａｌを３，０００Å（カソード電極）厚に真空蒸着し、ＬｉＦ／Ａｌ電極を形成することによって、有機発光素子を製造した。
【０１４０】
この素子は、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ２で駆動電圧６．７２Ｖ、発光輝度２，５４２ｃｄ／ｍ２の高輝度を示し、発光効率は、５．０８ｃｄ／Ａであった。
【０１４１】
（実施例２）
発光層の形成時、上記した化合物５の代わりに、化合物８を利用したことを除いては、実施例１と同様にし、有機発光素子を製作した。
【０１４２】
この素子は、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ２で駆動電圧６．６３Ｖ、発光輝度２，７５４ｃｄ／ｍ２の高輝度を示し、発光効率は、５．５１ｃｄ／Ａであった。
【０１４３】
（実施例３）
発光層の形成時、上記した化合物５の代わりに、化合物２１を利用したことを除いては、実施例１と同様にし、有機発光素子を製作した。
【０１４４】
この素子は、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ２で駆動電圧６．３１Ｖ、発光輝度２，９６３ｃｄ／ｍ２の高輝度を示し、発光効率は、５．９３ｃｄ／Ａであった。
【０１４５】
（実施例４）
発光層の形成時、上記した化合物５の代わりに、化合物２９を利用したことを除いては、実施例１と同様にし、有機発光素子を製作した。
【０１４６】
この素子は、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ２で駆動電圧６．４６Ｖ、発光輝度２，８９２ｃｄ／ｍ２の高輝度を示し、発光効率は、５．７８ｃｄ／Ａであった。
【０１４７】
（実施例５）
発光層の形成時、上記した化合物５の代わりに、化合物５８を利用したことを除いては、実施例１と同様にし、有機発光素子を製作した。
【０１４８】
この素子は、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ２で駆動電圧６．０６Ｖ、発光輝度２，７６５ｃｄ／ｍ２の高輝度を示し、発光効率は、５．５３ｃｄ／Ａであった。
【０１４９】
（比較例１）
発光層の形成時、上記した化合物５の代わりに、既知の青色蛍光ドーパントである１，４−ビス−（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を利用したことを除いては、実施例１と同様にし、有機発光素子を製作した。
【０１５０】
【化２３】
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【０１５１】
この素子は、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ２で駆動電圧７．８５Ｖ、発光輝度１，５６０ｃｄ／ｍ２の輝度を示し、発光効率は、３．１２ｃｄ／Ａであった。
【０１５２】
本発明による化学式１の構造を有するヘテロ環化合物を発光層または電子輸送層の材料として有機発光装置に使用した結果、いずれも既知の物質であるＤＰＶＢｉと比較し、駆動電圧が１Ｖ以上低くなり、効率が大幅に向上した優秀なＩ−Ｖ−Ｌ特性を示し、特に寿命改善効果が卓越しており、実施例１ないし５の場合、比較例１に比べて、寿命が１００％以上向上するという結果を示した。代表的な寿命結果を要約し、下記表１に示した。
【０１５３】
【表１】
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【０１５４】
本発明について、上記した合成例及び実施例を参考にして説明したが、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ならば、それらから多様な変形及び均等な他実施例が可能であるという点を理解するであろう。よって、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思想によって決まるものである。
【図１】
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