(57)【要約】      （修正有）【課題】発光効率を向上させる含窒素化合物及びそれを含む有機ＥＬ素子の提供。【解決手段】下式で代表される含窒素縮合環化合物。2019081749.tif 0001092019081749.tif 000110第１電極ＥＬ１と、その上に配置された正孔輸送領域ＨＴＲと、該正孔輸送領域の上に配置され、前記含窒素化合物を含む発光層ＥＭＬと、その上に配置された電子輸送領域ＥＴＲと、該電子輸送領域の上に配置された第２電極ＥＬ２と、を含む有機ＥＬ素子１０。【選択図】図１
2019081749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記化学式１で表される含窒素環化合物。
【化１】
2019081749.tif 000098
（化学式１）
前記化学式１において、
Ｘ１、Ｘ２、及びＸ３のうち少なくとも２つはＮで、残りはＣＲ１５であり、
Ｙ及びＺはそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ＯＲ１６、ＳＲ１７、ＣＲ１８Ｒ１９Ｒ２０、もしくはＳｉＲ２１Ｒ２２Ｒ２３であるか、または互いに結合して環を形成し、
Ｒ１からＲ１４はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ＯＲ２４、ＳＲ２５、（Ｃ＝Ｏ）Ｒ２６、ＮＲ２７Ｒ２８、ＣＲ２９Ｒ３０Ｒ３１、ＳｉＲ３２Ｒ３３Ｒ３４、置換もしくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、もしくは置換もしくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と互いに結合して環を形成し、
Ｒ１５からＲ３４はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換もしくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と互いに結合して環を形成し、
ｎ及びｍはそれぞれ独立して１または２であり、
ｑまたはｒはそれぞれ独立して０以上４以下の整数である。
【請求項２】
前記Ｘ１はＮで、Ｘ２及びＸ３のうち少なくとも一つはＮである請求項１に記載の含窒素環化合物。
【請求項３】
前記ｎ及びｍは１である請求項１に記載の含窒素環化合物。
【請求項４】
前記ｍは１で、前記ｎは１または２である請求項１に記載の含窒素環化合物。
【請求項５】
前記Ｒ１２は置換もしくは無置換のフェニル基、または置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基である請求項１に記載の含窒素環化合物。
【請求項６】
前記化学式１で表される含窒素化合物は、最低励起一重項エネルギー準位Ｓ１と最低励起三重項エネルギー準位Ｔ１の差が０．２ｅＶ以下である請求項１に記載の含窒素環化合物。
【請求項７】
前記化学式１で表される含窒素化合物は、下記第１化合物群に示した化合物のうちいずれか一つである請求項１に記載の含窒素環化合物。
【化２】
2019081749.tif 000099
【化３】
2019081749.tif 000100
【化４】
2019081749.tif 000101
【化５】
2019081749.tif 000102
【化６】
2019081749.tif 000103
【化７】
2019081749.tif 000104
【化８】
2019081749.tif 000105
【化９】
2019081749.tif 000106
【化１０】
2019081749.tif 000107
【化１１】
2019081749.tif 000108
（第１化合物群）
【請求項８】
第１電極と、
前記第１電極の上に配置された正孔輸送領域と、
前記正孔輸送領域の上に配置され、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の含窒素化合物を含む発光層と、
前記発光層の上に配置された電子輸送領域と、
前記電子輸送領域の上に配置された第２電極と、を含む有機ＥＬ素子。
【請求項９】
前記発光層は、青色光を放出する熱活性化遅延蛍光発光層である請求項８に際の有機ＥＬ素子。
【請求項１０】
前記発光層はホスト及びドーパントを含み、
前記ドーパントは前記含窒素化合物である請求項８に記載の有機ＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、含窒素化合物及びそれを含む有機ＥＬ素子に関し、より詳しくは、遅延蛍光発光材料として使用される含窒素化合物及びそれを含む有機ＥＬ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、画像表示装置として、有機ＥＬ素子（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ）の開発が盛んに行われている。有機ＥＬ表示装置は液晶表示装置などとは異なり、第１電極及び第２電極から注入された正孔及び電子を発光層において再結合させることで、発光層において有機化合物を含む発光材料を発光させて表示を実現する、いわゆる自発光型表示装置である。
【０００３】
有機ＥＬ素子を表示装置に応用するには、有機ＥＬ素子の低駆動電圧化、高発光効率化及び長寿命化が要求されており、これを安定的に実現し得る有機ＥＬ素子用材料の開発が持続的に要求されている。
【０００４】
最近、高効率の有機ＥＬ素子を実現するために三重項状態のエネルギーを利用するりん光発光や、三重項励起子の衝突によって一重項励起子が生成される現象（Ｔｒｉｐｌｅｔ−ｔｒｉｐｌｅｔ  ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ、ＴＴＡ）を利用した遅延蛍光発光に関する技術が開発されており、特に遅延蛍光を利用した熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  Ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｄｅｌａｙｅｄ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ、ＴＡＤＦ）材料に関する開発が進んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１９４５０６号公報
【特許文献２】韓国公開特許第１０−２０１３−００４２３６８号公報
【特許文献３】韓国公開特許第１０−２０１５−００００９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、発光効率を改善し得る有機ＥＬ素子用発光材料である含窒素化合物を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、含窒素化合物を含んで発光効率を改善した有機ＥＬ素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る下記化学式１で表される含窒素環化合物を提供する。
【化１】
2019081749.tif 000003
（化学式１）
【０００９】
前記化学式１において、Ｘ１、Ｘ２、及びＸ３のうち少なくとも２つはＮで残りはＣＲ１５であり、Ｙ及びＺはそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ＯＲ１６、ＳＲ１７、ＣＲ１８Ｒ１９Ｒ２０、もしくはＳｉＲ２１Ｒ２２Ｒ２３であるか、または互いに結合して環を形成し、Ｒ１からＲ１４はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ＯＲ２４、ＳＲ２５、（Ｃ＝Ｏ）Ｒ２６、ＮＲ２７Ｒ２８、ＣＲ２９Ｒ３０Ｒ３１、ＳｉＲ３２Ｒ３３Ｒ３４、置換もしくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、もしくは置換もしくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と互いに結合して環を形成し、Ｒ１５からＲ３４はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、もしくは置換もしくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と互いに結合して環を形成し、ｎ及びｍはそれぞれ独立して１または２であり、ｑまたはｒはそれぞれ独立して０以上４以下の整数である。
【００１０】
前記Ｘ１はＮで、Ｘ２及びＸ３のうち少なくとも一つはＮであってもよい。
【００１１】
前記ｎ及びｍは１であってもよい。
【００１２】
前記ｍは１で、前記ｎは１または２であってもよい。
【００１３】
前記Ｒ１２は置換もしく無置換のフェニル基、または置換もしく無置換のジベンゾフラニル基であってもよい。
【００１４】
化学式１は、下記化学式１−１または化学式１−２で表される含窒素化合物であってもよい。
【化２】
2019081749.tif 000004
（化学式１−１）
【化３】
2019081749.tif 000005
（化学式１−２）
【００１５】
前記化学式１−１及び化学式１−２において、Ｙ、Ｚ、ｎ、ｍ、Ｒ１からＲ３４、ｑ及びｒは、前記化学式１で定義した通りである。
【００１６】
化学式１は、下記化学式１−３または化学式１−４で表される含窒素化合物であってもよい。
【化４】
2019081749.tif 000006
（化学式１−３）
【化５】
2019081749.tif 000007
（化学式１−４）
【００１７】
前記化学式１−４において、ｑ１、ｑ２、ｒ１及びｒ２はそれぞれ独立して０以上４以下の整数であり、前記化学式１−３及び化学式１−４において、Ｘ１からＸ３、Ｙ、Ｚ、Ｒ１からＲ３４、ｑ及びｒは、前記化学式１で定義した通りである。
【００１８】
化学式１は、下記化学式１−５または化学式１−６で表される含窒素化合物であってもよい。
【化６】
2019081749.tif 000008
（化学式１−５）
【化７】
2019081749.tif 000009
（化学式１−６）
【００１９】
前記化学式１−５及び化学式１−６において、Ｘ１からＸ３、Ｙ、Ｚ、Ｒ１からＲ６、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、及びＲ１２は、前記化学式１で定義した通りである。
【００２０】
前記化学式１で表される含窒素化合物は、最低励起一重項エネルギー準位Ｓ１と最低励起三重項エネルギー準位Ｔ１の差が０．２ｅＶ以下であってもよい。
【００２１】
化学式１で表される含窒素化合物は、熱活性化遅延蛍光発光材料であってもよい。
【００２２】
前記化学式１で表される含窒素化合物は、下記第１化合物群（１〜３８）に示した化合物のうちいずれか一つであってもよい。
【化８】
2019081749.tif 000010
【化９】
2019081749.tif 000011
【化１０】
2019081749.tif 000012
【化１１】
2019081749.tif 000013
【化１２】
2019081749.tif 000014
【化１３】
2019081749.tif 000015
【化１４】
2019081749.tif 000016
【化１５】
2019081749.tif 000017
【化１６】
2019081749.tif 000018
【化１７】
2019081749.tif 000019
（第１化合物群）
【００２３】
他の実施形態としては、第１電極と、前記第１電極の上に配置された正孔輸送領域と、前記正孔輸送領域の上に配置され、上述した一実施形態の含窒素化合物を含む発光層と、前記発光層の上に配置された電子輸送領域と、前記電子輸送領域の上に配置された第２電極と、を含む有機ＥＬ素子を提供する。
【００２４】
前記発光層は、遅延蛍光を放出するものであってもよい。
【００２５】
前記発光層は、青色光を放出する熱活性化遅延蛍光発光層であってもよい。
【００２６】
前記発光層はホスト及びドーパントを含み、前記ドーパントは前記化学式１で表される含窒素化合物であってもよい。
【００２７】
前記ホストは、ＤＰＥＰＯ（ビス［２−（ジフェニルホスフィノ）フェニル］エーテルオキシド）、ＣＢＰ（４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニル）、ｍＣＰ（１，３−ビス（カルバゾール−９−イル）ベンゼン）、ＰＰＦ（２，８−ビス（ジフェニルホスホリル）ジベンゾ［ｂ，ｄ］フラン）、ＴｃＴａ（４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン）、ＴＰＢｉ（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）、ｍＣＢＰ（３，３’−ジ（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）１，１’−ビフェニル）、及びＴ２Ｔ（２，４，６−トリス（ビフェニル−３−イル）−１，３，５−トリアジン）のうち少なくとも一つを含むものであってもよい。
【００２８】
前記発光層は、下記第１化合物群（１〜３８）に示した含窒素化合物のうち少なくとも一つを含んでもよい。
【化１８】
2019081749.tif 000020
【化１９】
2019081749.tif 000021
【化２０】
2019081749.tif 000022
【化２１】
2019081749.tif 000023
【化２２】
2019081749.tif 000024
【化２３】
2019081749.tif 000025
【化２４】
2019081749.tif 000026
【化２５】
2019081749.tif 000027
【化２６】
2019081749.tif 000028
【化２７】
2019081749.tif 000029
（第１化合物群）
【発明の効果】
【００２９】
本発明の一実施形態に係る含窒素化合物は、有機ＥＬ素子の発光効率を改善することができる。
【００３０】
本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ素子は、発光層に一実施形態に係る含窒素化合物を含むことで高効率を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ素子を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ素子を概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ素子を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明は、多様な変更を加えることができ、多様な形態を有することができるゆえ、特定の実施形態を図面に例示し、本文に詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定するのではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物または代替物を含むと理解されるべきである。
【００３３】
各図面において、類似の構成要素に対して類似の参照符号を使用した。添付した図面において、構造物の寸法は本発明の明確性のために実際より拡大して示している。第１、第２などの用語は多用な構成要素を説明するために使用されるが、構成要素は用語に限定されない。用語は一つの構造要素を他の構成要素から区別する目的にのみ使用される。例えば、本発明の権利範囲を逸脱しないかぎり第１構成要素は第２構成要素と称されてもよく、類似して第２構成要素も第２構成要素と称されてもよい。単数の表現は、文脈上明確に異なるように記載しない限り、複数の表現を含む。
【００３４】
本出願において、「含む」または「有する」などの用語は明細書の上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを示すものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないと理解すべきである。また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるとする場合、これは他の部分の「直上」にある場合だけでなく、その間に他の部分がある場合も含む。
【００３５】
本明細書において、−＊は結合される位置を意味する。
【００３６】
本明細書において、「置換または無置換の」とは重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、シリル基、ホウ素基、ホスフィンオキシド基、ホスフィンスルフィド基、アルキル基、アリール基、及びヘテロ環基からなる群から選択される一つ以上の置換基に置換されるか、無置換であることを意味する。また、例示された置換基それぞれは、置換または無置換であってもよい。例えば、ビフェニル基はアリール基と解釈されてもよく、フェニル基に置換されたフェニル基と解釈されてもよい。
【００３７】
本明細書において、ハロゲン原子の例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、またはヨウ素原子が挙げられる。
【００３８】
本明細書において、アルキル基は直鎖、分枝鎖、または環鎖であってもよい。アルキル基の炭素数は、１以上５０以下、１以上３０以下、１以上２０以下、１以上１０以下、または１以上６以下で
ある。アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｉ−ブチル基、２−エチルブチル基、３、３−ジメチルブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｔ−ペンチル基、シクロペンチル基、１−メチルペンチル基、３−メチルペンチル基、２−エチルペンチル基、４−メチル−２−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、１−メチルヘキシル基、２−エチルヘキシル基、２−ブチルヘキシル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、４−ｔ−ブチルシクロヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、１−メチルペプチル基、２、２−ジメチルヘプチル基、２−エチルヘプチル基、２−ブチルヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｔーオクチル基、２−エチルオクチル基、２−ブチルオクチル基、２−ヘキシルオクチル基、３、７−ジメチルオクチル基、シクロオクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、アダマンチル基、２ーエチルデシル基、２−ブチルデシル基、２−ヘキシルデシル基、２−オクチルデシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、２−エチルドデシル基、２−ブチルドデシル基、２−ヘキシルドデシル基、２−オクチルデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、２−エチルヘキサデシル基、２−ブチルヘキサデシル基、２−ヘキシルヘキサデシル基、２−オクチルヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−イコシル基、２−エチルイコシル基、２−ブチルイコシル基、２−ヘキシルイコシル基、２−オクチルイコシル基、ｎ−ヘンイコシル基、ｎ−ドコシル基、ｎ−トリコシル基、ｎ−テトラコシル基、ｎ−ペンタコシル基、ｎ−ヘキサコシル基、ｎ−ヘプタコシル基、ｎ−オクタコシル基、ｎ−ノナコシル基、及びｎ−トリアコンチル基などが挙げられるが、これに限定されない。
【００３９】
本明細書において、アリール基は芳香族炭化水素環から誘導された任意の作用基または置換基を意味する。アリール基は、単環式アリール基または多環式アリール基であってもよい。アリール基の環を形成する炭素数は、６以上３０以下、６以上２０以下、または６以上１５以下である。アリール基の例としては、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ビフェニル基、テルフェニル基、クアテルフェニル基、キンクフェニル基、セクシフェニル基、トリフェニルエニル基、ピレニル基、ベンゾフルオランテニル基、クリセニル基などが挙げられるが、これに限定されない。
【００４０】
本明細書において、フルオレニル基は置換されてもよく、２つの置換基が互いに結合してスピロ構造を形成してもよい。
【００４１】
本明細書において、ヘテロアリール基は二重元素としてＯ、Ｎ、Ｐ、Ｓｉ及びＳのうち一つ以上を含むヘテロアリール基である。ヘテロアリール基の環を形成する炭素数は、２以上３０以下、または２以上２０以下である。ヘテロアリール基は、単環式ヘテロアリール基または多環式ヘテロアリール基であってもよい。多環式ヘテロアリール基は、例えば２環または３還構造を有するものであってもよい。ヘテロアリール基の例としては、チオフェニル基、フラニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアゾリル基、ピリジル基、ビピリジル基、ピリミジル基、トリアジニル基、アクリジル基、ピリダジニル基、ピリジニル基、キノリニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、フェノキサジル基、フタラジニル基、ピリドピリミジニル基、ピリドピラジニル基、ピラジノピラジニル基、イソキノリニル基、インドリル基、カルバゾリル基、Ｎ−アリールカルバゾリル基、Ｎ−ヘテロアリールカルバゾリル基、Ｎ−アルキルカルバゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾチオフェニル基、チエノチオフェニル基、ベンゾフラニル基、フェナントロリニル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、フェノチアジニル基、ジベンゾシリル基、及びジベンゾフラニル基などが挙げられるが、これに限定されない。
【００４２】
本明細書において、シリル基はアルキルシリル基及びアリールシリル基を含む。シリル基の例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、ジフェニルシリル基、フェニルシリル基などが挙げられるが、これに限定されない。
【００４３】
本明細書において、ホウ素基はアルキルホウ素基及びアリールホウ素基を含む。ホウ素基の例としては、トリメチルホウ素基、トリエチルホウ素基、ｔ−ブチルジメチルホウ素基、トリフェニルホウ素基、ジフェニルホウ素基、フェニルホウ素基などが挙げられるが、これに限定されない。
【００４４】
本明細書において、アルケニル基は直鎖または分枝鎖であってもよい。炭素数は特に限定されないが、２以上３０以下、２以上２０以下、または２以上１０以下である。アルケニル基の例としては、ビニル基、１−ブテニル基、１−ペンテニル基、１、３−ブタジエニルアリール基、スチレニル基、スチリルビニル基などが挙げられるが、これに限定されない。以下、一実施形態による含窒素化合物について説明する。
【００４５】
一実施形態による含窒素化合物は、下記化学式１で表される。
【化２８】
2019081749.tif 000030
（化学式１）
【００４６】
化学式１において、Ｘ１、Ｘ２、及びＸ３のうち少なくとも２つはＮで残りはＣＲ１５である。Ｙ及びＺはそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ＯＲ１６、ＳＲ１７、ＣＲ１８Ｒ１９Ｒ２０、もしくはＳｉＲ２１Ｒ２２Ｒ２３であるか、または互いに結合して環を形成する。化学式１において、Ｒ１からＲ１４はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ＯＲ２４、ＳＲ２５、（Ｃ＝Ｏ）Ｒ２６、ＮＲ２７Ｒ２８、ＣＲ２９Ｒ３０Ｒ３１、ＳｉＲ３２Ｒ３３Ｒ３４、置換もしくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、もしくは置換もしくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と互いに結合して環を形成する。また、Ｒ１５からＲ３４はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、もしくは置換もしくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と互いに結合して環を形成する。
【００４７】
化学式１において、ｎ及びｍはそれぞれ独立して１または２であり、ｑまたはｒはそれぞれ独立して０以上４以下の整数である。
【００４８】
化学式１で表される一実施形態の含窒素化合物は、環内に窒素原子を含む環状分子構造を有するものであってもよい。一実施形態の含窒素化合物は、アリールアミノ基及び芳香族環で２つまたは３つの窒素原子を含むアジン基を含む環状分子構造を有する化合物であってもよい。環状の一実施形態の含窒素化合物において、アリールアミノ基の窒素原子とアジン基の間には、複数個の置換または無置換のアリーレン基が配置されてもよい。置換または無置換のアリーレン基は、アリールアミノ基の窒素原子とアジン基を連結する連結基（ｌｉｎｋｅｒ）であってもよい。
【００４９】
化学式１で表される一実施形態の含窒素化合物において、アリールアミノ基に当たる
2019081749.tif 000031
の部分は電子供与部（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｄｏｎｏｒ)であり、アジン基に当たる
2019081749.tif 000032
の部分は電子受容部（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ａｃｃｅｐｔｏｒ)であってもよい。しかしながら、本発明の一実施形態はこれに限定されない。
【００５０】
化学式１において、Ｙ及びＺはそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ＯＲ１６、ＳＲ１７、ＣＲ１８Ｒ１９Ｒ２０、またはＳｉＲ２１Ｒ２２Ｒ２３であってもよい。例えば、Ｙ及びＺは水素原子であってもよい。また、Ｒ１６からＲ２３は置換または無置換のフェニル基であってもよい。
【００５１】
一方、Ｙ及びＺがそれぞれ独立してＣＲ１８Ｒ１９Ｒ２０、もしくはＳｉＲ２１Ｒ２２Ｒ２３であれば、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０のうち隣り合う２つの置換基は互いに結合して環を形成するか、または、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３のうち隣り合う２つの置換基は互いに結合して環を形成してもよい。また、ＹとＺは互いに結合して環を形成する。例えば、ＹとＺの隣り合う置換基は互いに結合してへテロ環を形成してもよい。
【００５２】
化学式１のＲ１からＲ１４はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ＯＲ２４、ＳＲ２５、（Ｃ＝Ｏ）Ｒ２６、ＮＲ２７Ｒ２８、ＣＲ２９Ｒ３０Ｒ３１、ＳｉＲ３２Ｒ３３Ｒ３４、置換もしくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、もしくは置換もしくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であってもよい。例えば、Ｒ１からＲ１４はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ＯＲ２４、ＳＲ２５、（Ｃ＝Ｏ）Ｒ２６、ＮＲ２７Ｒ２８、ＣＲ２９Ｒ３０Ｒ３１、ＳｉＲ３２Ｒ３３Ｒ３４、または置換もしくは無置換のフェニル基であってもよい。
【００５３】
一方、Ｒ２４からＲ３４は隣り合う置換基と結合して環を形成してもよい。例えば、Ｒ２４からＲ３４は、それぞれ独立して水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、または置換もしくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基であってもよい。詳しくは、Ｒ２４からＲ３４は、それぞれ独立して水素原子、メチル基、またはフェニル基であってもよい。
【００５４】
一方、化学式１において、Ｒ1からＲ14は隣り合う置換基を互いに結合して環を形成してもよい。例えば、Ｒ1からＲ14において隣り合う置換基を互いに結合して置換もしくは無置換のフルオレン、置換もしくは無置換のジベンゾチオフェン、置換もしくは無置換のジベンゾフラン、または置換もしくは無置換のカルバゾールなどを形成してもよい。
【００５５】
化学式１において、Ｒ１２は置換または無置換のフェニル基であってもよい。例えば、Ｒ１２は無置換のフェニル基であってもよい。また、化学式１において、Ｒ１２は置換または無置換ジベンゾフラニル基であってもよいが、例えば、Ｒ１２は無置換のジベンゾフラニル基であってもよい。
【００５６】
一方、化学式１において、ｑ及びｒはそれぞれ独立して０以上４以下の整数であってもよいが、ｑ及びｒが２以上の整数であれば、それぞれ複数のＲ１３と複数のＲ14は同じであってもよいし、互いに異なってもよい。
【００５７】
化学式１において、Ｘ１からＸ３のうち少なくとも２つはＮであってもよい。例えば、Ｘ１はＮで、Ｘ２及びＸ３のうち少なくとも一つはＮであってもよい。詳しくは、Ｘ１からＸ２がＮでＸ３はＣＲ１５であってもよく、Ｘ１からＸ３がＮでＸ２がＣＲ１５であってもよく、またはＸ１からＸ３が全てＮであってもよい。つまり、化学式１において、Ｘ１からＸ３を含むヘテロ環はピジミジンまたはトリアジンであってもよい。
【００５８】
化学式１において、Ｘ１からＸ３のうち２つがＮで残りがＣＲ１５であれば、Ｒ１５は水素原子、重水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、または置換もしくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であってもよい。詳しくは、Ｒ15は水素原子であってもよい。
【００５９】
化学式１で表される含窒素化合物は、下記化学式１−１または化学式１−２で表されてもよい。化学式１−１はＸ１およびＸ２がＮの場合を、化学式１−２はＸ１からＸ３が全てＮの場合を示すものである。
【化２９】
2019081749.tif 000033
（化学式１−１）
【化３０】
2019081749.tif 000034
（化学式１−２）
【００６０】
化学式１−１及び化学式１−２において、Ｙ、Ｚ、ｎ、ｍ、Ｒ１からＲ３４、ｑ及びｒは、化学式１に関する説明で定義した通りである。
【００６１】
化学式１で表される一実施形態の含窒素化合物において、ｎ及びｍはそれぞれ独立して１または２であってもよい。例えば、ｎ及びｍは全て１であるか、またはｎ及びｍのうち少なくとも一つは１で残りは２であってもよく、ｎ及びｍが全て２であってもよい。
【００６２】
化学式１において、ｎ及びｍが全て１であれば、一実施形態の含窒素化合物は５つの環が連結された環状化合物であってもよい。また、ｎ及びｍのうち少なくとも一つは１で残りは２でれば、一実施形態の含窒素化合物は６つの環が連結された環状化合物であってもよく、ｎ及びｍが全て２であれば、一実施形態の含窒素化合物は７つの環を有する環状化合物であってもよい。
【００６３】
化学式１で表される含窒素化合物は、下記化学式１−３または化学式１−４で表されてもよい。化学式１−３はｎ及びｍが全て１である場合を示し、化学式１−４はｎ及びｍが全て２である場合を示すものである。
【化３１】
2019081749.tif 000035
（化学式１−３）
【化３２】
2019081749.tif 000036
（化学式１−４）
【００６４】
化学式１−３及び化学式１−４において、ｑ１、ｑ２、ｒ１、及びｒ２は、それぞれ独立して０以上４以下の整数である。また、化学式１−３及び化学式１−４において、Ｘ１からＸ３、Ｙ、Ｚ、Ｒ１からＲ３４、ｑ及びｒは、化学式１に関する説明で定義した通りである。
【００６５】
一方、化学式１−３及び化学式１−４において、ｑ１、ｑ２、ｒ１、及びｒ２がそれぞれ独立して２以上の整数であれば、複数のＲ１３および複数のＲ１４は互いに同じであってもよいし、互いに異なってもよい。
【００６６】
化学式１で表される含窒素化合物は、下記化学式１−５または化学式１−６で表されてもよい。化学式１−５はｎ及びｍが全て１である場合を示し、化学式１-６はｎ及びｍが全て２である場合を示すものである。化学式１−５はｑ及びｒが全て０である場合を示すものであり、化学式１-６はｑ１、ｑ２、ｒ１、及びｒ２が全て０である場合を示すものである。また、化学式１−５及び化学式１-６はＲ７とＲ１１が全て水素原子である場合を示すものである。
【化３３】
2019081749.tif 000037
（化学式１−５）
【化３４】
2019081749.tif 000038
（化学式１−６）
【００６７】
化学式１−５及び化学式１−６において、Ｘ１からＸ３、Ｙ、Ｚ、Ｒ１からＲ６、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、及びＲ１２は、化学式１に関する説明で定義した通りである。
【００６８】
化学式１で表される一実施形態の含窒素化合物は、下記第１化合物群（１〜３８）に示した化合物のうちいずれか一つで表されるものあってもよい。
【化３５】
2019081749.tif 000039
【化３６】
2019081749.tif 000040
【化３７】
2019081749.tif 000041
【化３８】
2019081749.tif 000042
【化３９】
2019081749.tif 000043
【化４０】
2019081749.tif 000044
【化４１】
2019081749.tif 000045
【化４２】
2019081749.tif 000046
【化４３】
2019081749.tif 000047
【化４４】
2019081749.tif 000048
（第１化合物群）
【００６９】
一実施形態の含窒素化合物は、複数個の芳香族環が互いに連結されて含まれた環状の分子構造を有することで、優秀な耐熱性と耐化学性を有することができる。また、一実施形態の含窒素化合物は、環状の分子構造に電子供与性基であるアリールアミノ基と電子受容性基であるアジン基を含むことで、最低励起一重項エネルギー準位Ｓ１と最低励起三重項エネルギー準位Ｔ１との差が小さい発光材料を実現することができる。
【００７０】
一実施形態の含窒素化合物は、最低励起一重項エネルギー準位Ｓ１と最低励起三重項エネルギー準位Ｔ１の差（ΔＥＳＴ）が０．２ｅＶ以下であってもよい。一実施形態の含窒素化合物は、遅延蛍光発光材料として使用されてもよい。詳しくは、一実施形態の含窒素化合物は小さいΔＥＳＴ値を有することで、熱活性化遅延蛍光発光（ＴＡＤＦ）材料として使用されてもよい。
【００７１】
上述した一実施形態の含窒素化合物は、有機ＥＬ素子に使用されて、有機ＥＬ素子の発光効率を改善することができる。一実施形態の含窒素化合物は、有機ＥＬ素子の向かい合う電極の間に配置される発光層の材料として使用されて、有機ＥＬ素子の発光効率を改善することができる。詳しくは、一実施形態の含窒素化合物は、熱活性化遅延蛍光ドーパントして発光層に含まれて、有機ＥＬ素子の発光効率をより改善することができる。特に、青色光を発光する発光層に使用されて、青色光の発光効率をより改善することができる。
【００７２】
以下では、本発明の一実施形態による有機ＥＬ素子について説明する。以下では上述した本発明の一実施形態による含窒素化合物については詳しく説明しないが、説明されていない部分は上述した本発明の一実施形態による含窒素化合物の説明に従う。
【００７３】
図１から図３は、本発明の一実施形態による有機ＥＬ素子を概略的に示す断面図である。図１から図３を参照すると、本発明の一実施形態による有機ＥＬ素子１０は、順番に積層された第１電極ＥＬ１、正孔輸送領域ＨＴＲ、発光層ＥＭＬ、電子輸送領域ＥＴＲ、及び第２電極ＥＬ２を含む。
【００７４】
第１電極ＥＬ１及び第２電極ＥＬ２は互いに対向して配置され、第１電極ＥＬ１と第２電極ＥＬ２の間には複数の有機層が配置される。複数の有機層は正孔輸送領域ＨＴＲ、発光層ＥＭＬ、及び電子輸送領域ＥＴＲを更に含む。一実施形態の有機ＥＬ素子１０は、発光層ＥＭＬに上述した一実施形態の含窒素化合物を含む。
【００７５】
図１と比較して、図２における一実施形態の有機ＥＬ素子１０は、正孔輸送領域ＨＴＲが正孔注入層ＨＩＬ及び正孔輸送層ＨＴＬを含み、電子輸送領域ＥＴＲが電子注入層ＥＩＬ及び電子輸送層ＥＴＬを含む。また、図１と比較して、図３における一実施形態の有機ＥＬ素子１０は、正孔輸送領域ＨＴＲが正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、及び電子阻止層ＥＢＬを含み、電子輸送領域ＥＴＲが電子注入層ＥＩＬ、電子輸送層ＥＴＬ、及び正孔阻止層ＨＢＬを含む。
【００７６】
第１電極ＥＬ１は導電性を有する。第１電極層ＥＬ１は金属合金または導電性化合物から構成される。第１電極層ＥＬ１はアノード（ａｎｏｄｅ)である。
【００７７】
第１電極ＥＬ１は、透過型電極、半透過型電極、または反射型電極である。第１電極ＥＬ１が透過型電極である場合、第１電極ＥＬ１は、透明金属酸化物、例えば、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）などから構成される。第１電極ＥＬ１が半透過型電極または反射型電極である場合、第１電極ＥＬ１は、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、またはこれらの化合物や混合物（例えば、ＡｇとＭｇの合金）を含む。また、例示された物質で形成された反射膜や、半透過膜、及びＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、ＩＴＺＯなどで形成された透明導電膜を含む複数の層構造であってもよい。例えば、第１電極ＥＬ１はＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯの複数の層を含むものであってもよい。
【００７８】
正孔輸送領域ＨＴＲは第１電極ＥＬ１の上に提供される。正孔輸送領域ＨＴＲは、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、正孔バッファ層及び電子阻止層ＥＢＬのうち少なくとも一つを含む。
正孔輸送領域ＨＴＲは、単一物質で形成された単一層、複数の互いに異なる物質で形成された単一層、または複数の互いに異なる物質で形成された複数の層を有する多層構造を有する。
【００７９】
例えば、正孔輸送領域ＨＴＲは正孔注入層ＨＩＬまたは正孔輸送層ＨＴＬの単一層の構造を有してもよく、正孔注入物質と正孔輸送物質で形成された単一構造を有してもよい。また、正孔輸送領域ＨＴＲは、複数の互いに異なる物質で形成された単一層の構造を有するか、第１電極ＥＬ１から順番に積層された正孔注入層ＨＩＬ／正孔輸送層ＨＴＬ、正孔注入層ＨＩＬ／正孔輸送層ＨＴＬ／正孔バッファ層、正孔注入層ＨＩＬ／正孔バッファ層、正孔輸送層ＨＴＬ／正孔バッファ層、または正孔注入層ＨＩＬ／正孔輸送層ＨＴＬ／電子阻止層ＥＢＬの構造を有してもよいが、本実施形態はこれに限定されない。
【００８０】
正孔輸送領域ＨＴＲは、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）、インクジェットプリント法、レーザプリント法、レーザ熱転写法（Ｌａｓｅｒ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ、ＬＩＴＩ）などのような多様な方法を利用して形成することができる。
【００８１】
一実施形態の有機ＥＬ素子１０の正孔注入層ＨＩＬは、公知の正孔注入材料を含む。例えば、正孔注入層ＨＩＬは、トリフェニルアミン含有ポリエーテルケトン（ＴＰＡＰＥＫ）、４−イソプロピル−４’−メチルジフェニルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボラート（ＰＰＢＩ）、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）、Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）、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−スチレンスルホナート）（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−スチレンスルホナート）（ＰＡＮＩ／ＰＳＳ）、またはジピラジノ［２，３−ｆ：２’、３’−ｈ］キノキサリン−２、３、６、７、１０、１１−ヘキサカルボニトリル（ＨＡＴ−ＣＮ）などを含んでもよい。しかし、本実施形態はこれに限定されない。
【００８２】
一実施形態の有機ＥＬ素子１０の正孔輸送層ＨＴＬは、公知の正孔輸送材料を含む。例えば、正孔輸送層ＨＴＬは、１，１−ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）、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系誘導体、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）、Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）などを含んでもよい。しかし、実施例はこれに限定されない。
【００８３】
電子阻止層ＥＢＬは、当該技術分野で知られている一般的な材料を含む。電子阻止層ＥＢＬ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系誘導体、フルオレン系誘導体、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）などのようなトリフェニルアミン系誘導体、Ｎ、Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ、Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＤ）、４、４’−シクロへキシリデンビス［Ｎ、Ｎ−ビス（４−メチルフェニル）ベンゼンアミン］（ＴＡＰＣ）、４、４’−ビス［Ｎ、Ｎ’−（３−トリル）アミノ］−３、３’−ジメチルビフェニル（ＨＭＴＰＤ）、または１，３−ビス（カルバゾール−９−イル）ベンゼン（ｍＣＰ）などを含んでもよい。また、電子阻止層ＥＢＬは本発明の一実施形態による含窒素化合物を含んでもよい。
【００８４】
正孔輸送領域ＨＴＲの厚さは、約１０ｎｍから約１０００ｎｍ、例えば約１０ｎｍから約５００ｎｍであってもよい。正孔注入層ＨＩＬの厚さは、例えば約３ｎｍから約１００ｎｍであり、正孔輸送層ＨＴＬの厚さは、約３ｎｍから約１００ｎｍであってもよい。例えば、電子阻止層ＥＢＬの厚さは、例えば約１ｎｍから約１００ｎｍであってもよい。正孔輸送領域ＨＴＲ、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、及び電子阻止層ＥＢＬの厚さが上述したような範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに満足できる程度の正孔輸送特性が得られる。
【００８５】
正孔輸送領域ＨＴＲは、上述した物質以外に導電性を向上するために電荷生成物質を更に含んでもよい。電荷発生物質は、正孔輸送領域ＨＴＲ内に均一または不均一に分散されていてもよい。電荷発生物質は、例えば、ｐ−ドーパントである。ｐ−ドーパントは、キノン誘導体、金属酸化物、及びシアノ基含有化合物のうちいずれか一つであってもよいが、これに限定されない。例えば、ｐ−ドーパントの非制限的な例としては、ＴＣＮＱ（テトラシアノキノジメタン）及びＦ４−ＴＣＮＱ（２、３、５、６−テトラフルオロ−テトラシアノキノジメタン）などのようなキノン誘導体、タングステン酸化物及びモリブデン酸化物のような金属酸化物などが挙げられるが、これに限定されない。
【００８６】
上述したように、正孔輸送領域ＨＴＲは、正孔輸送層ＨＴＬ及び正孔注入層ＨＩＬ以外に、正孔バッファ層及び電子阻止層ＥＢＬのうち少なくとも一つを更に含んでもよい。正孔バッファ層は、発光層ＥＭＬから放出される光の波長による共振距離を補償して光放出効率を増加させることができる。正孔バッファ層に含まれる物質としては、正孔輸送領域ＨＴＲに含まれ得る物質を使用してもよい。
【００８７】
一方、正孔輸送領域ＨＴＲは電子阻止層ＥＢＬを更に含み、電子阻止層ＥＢＬは正孔輸送層ＨＴＬと発光層ＥＭＬの間に配置されてもよい。電子阻止層ＥＢＬは、電子輸送領域ＥＴＲから正孔輸送領域ＨＴＲへの電子の注入を防止する役割をする。
【００８８】
発光層ＥＭＬは正孔輸送領域ＨＴＲの上に提供される。発光層ＥＭＬの厚さは、例えば、約１０ｎｍから約３０ｎｍであってもよい。発光層ＥＭＬは、単一物質で形成された単一層、複数の互いに異なる物質で形成された単一層、または複数の互いに異なる物質で形成された複数の層を有する多層構造を有する。
【００８９】
発光層ＥＭＬは、赤色光、緑色光、青色光、白色光、黄色光、シアン光のうち一つを発光するものであってもよい。発光層ＥＭＬは、蛍光発光物質またはりん光発光物質を含んでもよい。
【００９０】
一実施形態の有機ＥＬ素子１０において、発光層ＥＭＬは蛍光発光層であってもよい。一実施形態の有機ＥＬ素子１０において、発光層ＥＭＬは青色光を放出する蛍光発光層であってもよい。例えば、発光層ＥＭＬから放出された光のうち一部は熱活性化遅延蛍光発光によるものであってもよい。詳しくは、一実施形態の有機ＥＬ素子１０の発光層ＥＭＬは熱活性化遅延蛍光を発光する発光成分を含むものであってもよく、一実施形態の有機ＥＬ素子１０の発光層ＥＭＬは熱活性化遅延蛍を発光する青色光発光層であってもよい。
【００９１】
一方、一実施形態の有機ＥＬ素子１０において、発光層ＥＭＬはホスト及びドーパントを含むものであってもよい。ドーパントは、一実施形態の含窒素化合物を含むものであってもよい。この際、発光層ＥＭＬは、例えば１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下の厚さを有してもよい。
【００９２】
一実施形態の有機ＥＬ素子１０において、発光層ＥＭＬは上述した一実施形態の含窒素化合物を含むものであってもよい。一実施形態の有機ＥＬ素子は、下記化学式１で表される含窒素化合物を発光層ＥＭＬに含んで蛍光発光するものであってもよい。
【化４５】
2019081749.tif 000049
（化学式１）
【００９３】
化学式１において、Ｘ１、Ｘ２、及びＸ３のうち少なくとも２つはＮで残りはＣＲ１５である。Ｙ及びＺはそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ＯＲ１６、ＳＲ１７、ＣＲ１８Ｒ１９Ｒ２０、もしくはＳｉＲ２１Ｒ２２Ｒ２３であるか、または互いに結合して環を形成する。化学式１において、Ｒ１からＲ１４はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ＯＲ２４、ＳＲ２５、（Ｃ＝Ｏ）Ｒ２６、ＮＲ２７Ｒ２８、ＣＲ２９Ｒ３０Ｒ３１、ＳｉＲ３２Ｒ３３Ｒ３４、置換もしくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、もしくは置換もしくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と互いに結合して環を形成する。また、Ｒ１５からＲ３４はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１以上２０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６以上３０以下のアリール基、もしくは置換もしくは無置換の環形成炭素数２以上３０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と互いに結合して環を形成する。
【００９４】
化学式１において、ｎ及びｍはそれぞれ独立して１または２であり、ｑまたはｒはそれぞれ独立して０以上４以下の整数である。
【００９５】
一実施形態の有機ＥＬ素子１０に使用された化学式１で表される含窒素化合物に関する説明において、Ｘ１からＸ３、Ｙ、Ｚ、Ｒ１からＲ３４、ｎ、ｍ、ｑ及びｒについては上述した一実施形態の含窒素化合物に関する説明と同じ内容が適用されてもよい。
【００９６】
また、一実施形態の有機ＥＬ素子１０において、発光層ＥＭＬは下記化学式１−１または化学式１−２で表される含窒素化合物を含むものであってもよい。
【化４６】
2019081749.tif 000050
（化学式１−１）
【化４７】
2019081749.tif 000051
（化学式１−２）
【００９７】
化学式１−１及び化学式１−２において、Ｙ、Ｚ、ｎ、ｍ、Ｒ１からＲ３４、ｑ及びｒは、化学式１に関する説明で定義した通りである。
【００９８】
また、一実施形態の有機ＥＬ素子１０において、発光層ＥＭＬは下記化学式１−３または化学式１−６で表されるいずれか一つで表される含窒素化合物を含むものであってもよい。
【化４８】
2019081749.tif 000052
（化学式１−３）
【化４９】
2019081749.tif 000053
（化学式１−４）
【化５０】
2019081749.tif 000054
（化学式１−５）
【化５１】
2019081749.tif 000055
（化学式１−６）
【００９９】
化学式１−３及び化学式１−４において、ｑ１、ｑ２、ｒ１、及びｒ２は、それぞれ独立して０以上４以下の整数である。また、化学式１−３から化学式１−６において、Ｘ１からＸ３、Ｙ、Ｚ、Ｒ１からＲ３４、ｑ及びｒは、化学式１に関する説明と同じ内容が適用されてもよい。
【０１００】
一実施形態の有機ＥＬ素子１０は、化学式１で表される含窒素化合物を発光層ＥＭＬに含んで遅延蛍光発光するものであってもよい。例えば、一実施形態の有機ＥＬ素子１０は、化学式１で表される一実施形態の含窒素化合物を発光層ＥＭＬに含んで熱活性化遅延蛍光発光するものであってもよい。一実施形態の有機ＥＬ素子１０の発光層ＥＭＬは、化学式１で表される含窒素化合物を熱活性化遅延蛍光発光用ドーパント物質として含むものであってもよい。
【０１０１】
一実施形態の有機ＥＬ素子１０は、下記第１化合物群（１〜３８）に示された化合物のうち少なくとも一つを発光層ＥＭＬに含むものであってもよい。例えば、一実施形態の有機ＥＬ素子１０は、下記第１化合物群に示された化合物のうち少なくとも一つを発光層ＥＭＬのドーパント材料として含んでもよい。下記第１化合物群に示された化合物のうち少なくとも一つの含窒素化合物は、熱活性化遅延蛍光ドーパント材料として一実施形態の有機ＥＬ素子１０の発光層ＥＭＬに含まれてもよい。
【化５２】
2019081749.tif 000056
【化５３】
2019081749.tif 000057
【化５４】
2019081749.tif 000058
【化５５】
2019081749.tif 000059
【化５６】
2019081749.tif 000060
【化５７】
2019081749.tif 000061
【化５８】
2019081749.tif 000062
【化５９】
2019081749.tif 000063
【化６０】
2019081749.tif 000064
【化６１】
2019081749.tif 000065
（第１化合物群）
【０１０２】
一方、一実施形態の有機ＥＬ素子において、発光層ＥＭＬは一実施形態の含窒素化合物を熱活性化遅延蛍光ドーパントして含み、それと共に熱活性化遅延蛍光ホスト材料を更に含んでもよい。例えば、一実施形態において、発光層ＥＭＬはホスト材料として、ＤＰＥＰＯ（ビス［２−（ジフェニルホスフィノ）フェニル］エーテルオキシド）、ＣＢＰ（４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニル）、ｍＣＰ（１，３−ビス（カルバゾール−９−イル）ベンゼン）、ＰＰＦ（２，８−ビス（ジフェニルホスホリル）ジベンゾ［ｂ，ｄ］フラン）、ＴｃＴａ（４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン）、ＴＰＢｉ（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）、ｍＣＢＰ（３，３’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）１，１’−ビフェニル）、及びＴ２Ｔ（２，４，６−トリス（ビフェニル−３−イル）−１，３，５−トリアジン）のうち少なくとも一つを含んでもよい。また、一実施形態の有機ＥＬ素子において、発光層ＥＭＬは公知のホスト材料として、Ａｌｑ３（トリス（８−ヒドロキシキノリノ）アルミニウム）、ＰＶＫ（ポリ（ｎ−ビニルカルバゾール）、ＡＤＮ（９、１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン）、ＴＢＡＤＮ（３−テルト−ブチル−９、１０−ジ（ナフト−２−イル）アントラセン）、ＤＳＡ（ジスチリルアリーレン）、ＣＤＢＰ（４、４’−ビス（９−カルバゾリル）−２、２’−ジメチル−ビフェニル）、ＭＡＤＮ（２−メチル−９、１０−ビス（ナフタレン−２−イル）アントラセン）、ＣＰ１（ヘキサフェニルシクロトリホスファゼン）、ＵＧＨ２（１、４−ビス（トリフェニルシリル）ベンゼン）、ＤＰＳｉＯ３（ヘキサフェニルシクロトリシロキサン）、ＤＰＳｉＯ４（オクタフェニルシクロテトラシロキサン）などを更に含んでもよい。
【０１０３】
一実施形態において、発光層ＥＭＬは上述した一実施形態の含窒素化合物以外に公知の遅延蛍光発光ドーパントを更に含むものであってもよい。例えば、一実施形態の有機ＥＬ素子１０の発光層ＥＭＬは、ドーパントとして、ＡＣＲＳＡ（１０−フェニル−１０Ｈ，１０’Ｈ−スピロ［アクリジン−９，９’−アントラセン］−１０’−オン）、４ＣｚＰＮ（３，４，５，６−テトラ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル−１，２−ベンゼンジカルボニトリル）、４ＣｚＩＰＮ（２，４，５，６−テトラ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル−イソフタロニトリル）、ＤＭＡＣ−ＤＰＳ（ビス［４−９，９−ジメチル−９，１０−ジヒドロアクリジン）フェニル］スルホン）、及びＰＳＺ−ＴＲＺ（２−フェノキサジン−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン）のうち少なくとも一つを更に含んでもよい。また、発光層ＭＥＬは、公知のドーパント材料として、スチリル誘導体（例えば、１，４−ビス［２−（３−Ｎ−エチルカルバゾリル）ビニル」ベンゼン（ＢＣｚＶＢ）、４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４’−［（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］スチルベン（ＤＰＡＶＢ）、Ｎ−（４−（（Ｅ）−２−（６−（（Ｅ）−４−（ジフェニルアミノ）スチリル）ナフタレン−２−イル）ビニル）フェニル）−Ｎ−フェニルベンゼンアミン（Ｎ−ＢＤＡＶＢｉ）、ぺリレン及びその誘導体（例えば、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルぺリレン（ＴＢＰ））、ピレン及びその誘導体（例えば、１，１−ジピレン、１，４−ジピレニルベンゼン、１，４−ビス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）ピレン）などの２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルぺリレン（ＴＢＰ））などを更に含んでもよい。
【０１０４】
一方、一実施形態の有機ＥＬ素子１０の発光層ＥＭＬは青色光を放出するものであってもよい。発光層ＥＭＬは、４５０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域の光を放出するものであってもよい。
【０１０５】
一実施形態の有機ＥＬ素子１０において、電子輸送領域ＥＴＲは発光層ＥＭＬの上に提供される。電子輸送領域ＥＴＲは、正孔阻止層ＨＢＬ、電子輸送層ＥＴＬ及び電子注入層ＥＩＬのうち少なくとも一つを含むが、これに限定されない。
【０１０６】
電子輸送領域ＥＴＲは、単一物質で形成された単一層、複数の互いに異なる物質で形成された単一層、または複数の互いに異なる物質で形成された複数の層を有する多層構造を有する。
【０１０７】
例えば、電子輸送領域ＥＴＲは電子注入層のＥＩＬまたは電子輸送層ＥＴＬの単一層の構造を有してもよく、電子注入物質と電子輸送物質で形成された単一構造を有してもよい。また、電子輸送領域ＥＴＲは、複数の互いに異なる物質からなる単一層の構造を有するか、発光層ＥＭＬから順番に積層された電子輸送層ＥＴＬ／電子注入層ＥＩＬ、正孔阻止層ＨＢＬ／電子輸送層ＥＴＬ／電子注入層ＥＩＬの構造を有してもよいが、これに限定されない。電子輸送領域ＥＴＲの厚さは、例えば、約１０ｎｍから約１５０ｎｍであってもよい。
【０１０８】
電子輸送領域ＥＴＲは、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェットプリント法、レーザプリント法、レーザ熱転写法などのような多様な方法を利用して形成される。
【０１０９】
電子輸送領域ＥＴＲが電子輸送層ＥＴＬを含む場合、例えば、電子輸送領域ＥＴＲは、Ａｌｑ３（トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム）、１，３，５−トリ［（３−ピリジル）−フェン−３−イル］ベンゼン、２，４，６−トリス（３’−（ピリジン−３−イル）ビフェニル−３−イル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−（Ｎ−フェニルベンゾイミダゾリル−１−イルフェニル）−９，１０−ジナフチルアントラセン、ＴＰＢｉ（１，３，５−トリ（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール−２−イル）ベンゼン）、ＢＣＰ（２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）、Ｂｐｈｅｎ（４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）、ＴＡＺ（３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニル−５−テルト−ブチルフェニル−１，２，４−トリアゾール）、ＮＴＡＺ（４−（ナフタレン−１−イル）−３，５−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール）、ｔＢｕ−ＰＢＤ（２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−テルト−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール）、ＢＡｌｑ（ビス（２−メチル−８−キノリノラト−Ｎ１，Ｏ８）−（１，１’−ビフェニル−４−オラト）アルミニウム）、Ｂｅｂｑ２（ベリリウムビス（ベンゾキノリン−１０−オラト）、ＡＤＮ（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン）、及びこれらの混合物を含むが、実施例はこれに限定されない。
【０１１０】
電子輸送領域ＥＴＲが電子輸送層ＥＴＬを含む場合、電子輸送層ＥＴＬの厚さは、約１０ｎｍから約１００ｎｍであり、例えば約１５ｎｍから約５０ｎｍであってもよい。電子輸送層ＨＴＬの厚さが上述したような範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに満足できる程度の電子輸送特性が得られる。
【０１１１】
電子輸送領域ＥＴＲが電子注入層ＥＩＬを含む場合、電子輸送領域ＥＴＲは、例えば、ＬｉＦ、ＬｉＱ（リチウムキノラート）、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＯ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｙｂのようなランタノイド族金属、またはＲｂＣｌ、ＲｂＩ、ＫＩのようなハロゲン化金属などが使用されてもよいが、実施形態はこれに限定されない。電子注入層ＥＩＬはまた、電子輸送物質と絶縁性の有機金属塩（ｏｒｇａｎｏ  ｍｅｔａｌ  ｓｌａｔ)が混合された物質を含んでもよい。有機金属塩は、エネルギーバンドギャップ（ｅｎｅｒｇｙ  ｂａｎｄ  ｇａｐ)が約４ｅＶ以上の物質であってもよい。詳しくは、例えば、有機金属塩は、酢酸金属塩（ｍｅｔａｌ  ａｃｅｔａｔｅ)、安息香酸金属塩（ｍｅｔａｌ  ｂｅｎｚｏａｔｅ)、アセト酢酸金属塩（ｍｅｔａｌ  ａｃｅｔｏａｃｅｔａｔｅ）、アセチルアセト酢酸金属塩（ｍｅｔａｌ  ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎａｔｅ）、またはステアリン酸金属塩（ｓｔｅａｒａｔｅ）を含む。
【０１１２】
電子輸送領域ＥＴＲが電子注入層ＥＩＬを含む場合、電子注入層ＥＩＬの厚さは、約０．１ｎｍから約１０ｎｍ、約０．３ｎｍから約９ｎｍであってもよい。電子注入層ＥＩＬの厚さが上述したような範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに満足できる程度の電子注入特性が得られる。
【０１１３】
電子輸送領域ＥＴＲは、上述したように、正孔阻止層ＨＢＬを含む。正孔阻止層ＨＢＬは、例えば、ＢＣＰ（２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）、及びＢｐｈｅｎ（４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）のうち少なくとも一つを含んでもよいが、これに限定されない。
【０１１４】
第２電極層ＥＬ２は電子輸送領域ＥＴＲの上に提供される。第２電極ＥＬ２は導電性を有する。第２電極層ＥＬ２は金属合金または導電性化合物からなる。第２電極層ＥＬ２はカソード（ｃａｔｈｏｄｅ)である。第２電極層ＥＬ２は、透過型電極、半透過型電極、または反射型電極である。第２電極層ＥＬ２が透過型電極であれば、第２電極層ＥＬ２は透明金属酸化物、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、ＩＴＺＯなどからなる。
【０１１５】
第２電極層ＥＬ２が半透過型電極または反射型電極である場合、第２電極層ＥＬ２は、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、またはこれらの化合物や混合物（例えば、ＡｇとＭｇの合金）を含むことができる。また、例示された物質で形成された反射膜や半透過膜、及びＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、ＩＴＺＯなどで形成された透明導電膜を含む複数の層構造であってもよい。
【０１１６】
図示しないが、第２電極ＥＬ２は補助電極と接続されてもよい。第２電極ＥＬ２が補助電極と接続されると、第２電極ＥＬ２の抵抗を減少させることができる。
【０１１７】
有機ＥＬ素子１０において、第１電極ＥＬ１と第２電極ＥＬ２にそれぞれ電圧が印加されることで、第１電極ＥＬ１から注入された正孔（ｈｏｌｅ)は正孔輸送領域ＨＴＲを経て発光層ＥＭＬに移動し、第２電極ＥＬ２から注入された電子は電子輸送領域ＥＴＲを経て発光層ＥＭＬに移動する。電子と正孔は発光層ＥＭＬで再結合して励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ)を生成し、励起子が励起状態から基底状態に落ちながら発光する。
【０１１８】
有機ＥＬ素子１０が前面発光型である場合、第１電極ＥＬ１は反射型電極であって、第２電極ＥＬ２は透過型電極または半透過型電極であってもよい。有機ＥＬ素子１０が背面発光型である場合、第１電極ＥＬ１は透過型電極または半透過型電極であって、第２電極ＥＬ２は反射型電極であってもよい。
【０１１９】
一実施形態の有機ＥＬ素子は、発光層に上述した一実施形態の含窒素化合物を含むことで、発光効率を改善することができる。詳しくは、一実施形態の有機ＥＬ素子は、一実施形態の含窒素化合物を発光層のドーパント物質として含み、発光層が熱活性化遅延蛍光発光成分の光を放出するようにすることで、発光効率を改善することができる。
【実施例】
【０１２０】
以下では実施例及び比較例を参照し、本発明の一実施例による含窒素化合物及び含窒素化合物を含む有機ＥＬ素子について詳しく説明する。また、下記実施例は、本発明の理解を助けるための一例示に過ぎず、本発明の範囲はこれに限定されない。
【０１２１】
１．含窒素化合物の合成
まず、本実施例による含窒素化合物の合成方法について、化合物１、化合物２、化合物３、化合物４、及び化合物１１の合成方法を例示して具体的に説明する。また、以下で説明する含窒素化合物の合成法は一実施例であって、本発明の実施形態による含窒素化合物の合成法は下記実施例に限らない。
【０１２２】
（化合物１の合成）
一実施例による含窒素化合物１は、例えば、下記反応式１−１から反応式１−３のステップによって合成される。
【０１２３】
【化６２】
2019081749.tif 000066
（反応式１−１）
【０１２４】
上記反応式１−１の工程によって化合物Ｃを合成した。反応式１−１を参照すると、アルゴン（Ａｒ）雰囲気下、５００ｍＬの三口フラスコに、化合物Ａ  ６．３ｇ、化合物Ｂ  １．１ｇ、Ｐｄ（ｄｂａ）２  ０．２７ｇ、ＰＨ（ｔ−ＢＵ）３／ＢＦ４  ０．１４ｇ、ＮａＯｔ−Ｂｕ  ２．３ｇを追加し、２００ｍＬのトルエン（ｔｏｌｕｅｎｅ)溶媒の中で１５時間加熱還流した。空冷後、水を加えて有機層を分取し、溶媒を流去した。得られた粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィ（ｓｉｌｉｃａｇｅｌ  ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ、トルエン／へキサン混合溶媒使用）で精製した後、へキサンで再結晶を行い、白色固体の目的物４．６ｇ（収率８３％）を得た。ＦＡＢ−ＭＳで測定された目的物の分子量は４６６であった。これから、目的物が化合物Ｃであることを確認した。
【０１２５】
【化６３】
2019081749.tif 000067
（反応式１−２）
【０１２６】
次に、反応式１−２の工程によって化合物Ｃから化合物Ｄを合成した。アルゴン雰囲気下、３００ｍＬの三口フラスコに、化合物Ｃ  ３．０ｇ、化合物ビス（ピナコラート）ジボロン  ５．０ｇ、Ｐｄ（ＯＡｃ）２  ０．１５ｇ、ＸＰｈｏｓ  ０．３２ｇ、ＫＯＡｃ  ２．６ｇを追加し、６０ｍＬのＤＭＳＯ溶媒の中で１５時間加熱還流した。空冷後、水を加えて有機層を分取し、溶媒を流去した。得られた粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィ（トルエン使用）で精製した後、へキサンで再結晶を行い、白色固体の目的物４．０ｇ（収率８７％）を得た。ＦＡＢ−ＭＳで測定された目的物の分子量は６８９であり、これから目的物が化合物Ｄであることを確認した。
【０１２７】
【化６４】
2019081749.tif 000068
（反応式１−３）
【０１２８】
次に、反応式１−３の工程によって含窒素化合物１を合成した。アルゴン雰囲気下、３００ｍＬの三口フラスコに、化合物Ｄ  １．４ｇ、化合物Ｅ  ０．５ｇ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４  ０．２６ｇ、Ｋ２ＣＯ３  ０．９２ｇを追加し、１００ｍＬのトルエン、５ｍＬのエタノール、１０ｍＬの蒸留水混合溶媒の中で１５時間加熱還流した。空冷後、水を加えて有機層を分取し、溶媒を流去した。得られた粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィ（トルエン／へキサン使用）で精製した後、へキサンで再結晶を行い、白色固体の目的物０．６１ｇ（収率５０％）を得た。ＦＡＢ−ＭＳで測定された目的物の分子量は５５０であった。これから、目的物が含窒素化合物１であることを確認した。
【０１２９】
（化合物２の合成）
【化６５】
2019081749.tif 000069
（反応式２）
【０１３０】
一実施例による含窒素化合物２は、例えば、上記反応式２によって合成される。含窒素化合物２の合成方法において、化合物Ｅに代わって化合物Ｆを使用したことを除いては、含窒素化合物１の合成方法と同じ方法によって目的生成物である含窒素化合物２  ０．６３ｇ（収率７３％）を得た。ＦＡＢ−ＭＳ測定で測定された目的物の分子量は５５１であった。これから、目的物が含窒素化合物２であることを確認した。
【０１３１】
（化合物３の合成）
一実施例による含窒素化合物３は、例えば、下記反応式３−１から反応式３−３のステップによって合成される。
【０１３２】
【化６６】
2019081749.tif 000070
（反応式３−１）
【０１３３】
上記反応式３−１の工程によって化合物Ｈを合成した。化合物Ｈの合成方法において、化合物Ｂに代わって化合物Ｇを使用したことを除いては、反応式１−１の化合物Ｃの合成方法と同じ方法によって目的生成物である化合物Ｈ  ６．４ｇ（収率７８％）を得た。ＦＡＢ−ＭＳで測定された化合物Ｈの分子量は７０７であった。
【０１３４】
【化６７】
2019081749.tif 000071
（反応式３−２）
【０１３５】
次に、反応式３−２の工程によって化合物Ｈから化合物Ｉを合成した。化合物Ｉの合成方法において、化合物Ｃに代わって化合物Ｈを使用したことを除いては、反応式１−２の化合物Ｄの合成方法と同じ方法によって目的生成物である化合物Ｉ  ３．４ｇ（収率９１％）を得た。ＦＡＢ−ＭＳで測定された化合物Ｉの分子量は８９０であり、これから目的物が化合物Ｉであることを確認した。
【０１３６】
【化６８】
2019081749.tif 000072
（反応式３−３）
【０１３７】
次に、反応式３−３の工程によって含窒素化合物３を合成した。含窒素化合物３の合成方法において、化合物Ｄに代わって化合物Ｉを使用したことを除いては、反応式１−３の含窒素化合物１の合成方法と同じ方法によって目的生成物である含窒素化合物３  ０．７４ｇ（収率４３％）を得た。ＦＡＢ−ＭＳで測定された含窒素化合物３の分子量は７７８であり、これから目的物が含窒素化合物３であることを確認した。
【０１３８】
（化合物４の合成）
一実施例による含窒素化合物４は、例えば、下記反応式４−１から反応式４−３のステップによって合成される。
【０１３９】
【化６９】
2019081749.tif 000073
（反応式４−１）
【０１４０】
反応式４−１の工程によって化合物Ｋを合成した。化合物Ｋの合成方法において、化合物Ｂに代わって化合物Ｊを使用したことを除いては、反応式１−１の化合物Ｃの合成方法と同じ方法によって目的生成物である化合物Ｋ  ６．２ｇ（収率９５％）を得た。ＦＡＢ−ＭＳで測定された化合物Ｋの分子量は５５７であった。
【０１４１】
【化７０】
2019081749.tif 000074
（反応式４−２）
【０１４２】
次に、反応式４−２の工程によって化合物Ｋから化合物Ｌを合成した。化合物Ｌの合成方法において、化合物Ｃに代わって化合物Ｋを使用したことを除いては、反応式１−２の化合物Ｄの合成方法と同じ方法によって目的生成物である化合物Ｋ  ３．７ｇ（収率９３％）を得た。ＦＡＢ−ＭＳで測定された化合物Ｌの分子量は７４０であり、これから目的物が化合物Ｌであることを確認した。
【０１４３】
【化７１】
2019081749.tif 000075
（反応式４−３）
【０１４４】
次に、反応式４−３の工程によって含窒素化合物４を合成した。含窒素化合物４の合成方法において、化合物Ｄに代わって化合物Ｌを使用し、化合物Ｅに代わって化合物Ｆを使用したことを除いては、反応式１−３の含窒素化合物１の合成方法と同じ方法によって目的生成物である含窒素化合物４  ０．５１ｇ（収率３６％）を得た。ＦＡＢ−ＭＳで測定された含窒素化合物４の分子量は６４１であり、これから目的物が含窒素化合物４であることを確認した。
【０１４５】
（化合物１１の合成）
【化７２】
2019081749.tif 000076
（反応式５）
【０１４６】
一実施例による含窒素化合物１１は、上記反応式５によって合成される。含窒素化合物１１の合成方法において、化合物Ｅに代わって化合物Ｍを使用したことを除いては、反応式１−３の含窒素化合物１の合成方法と同じ方法によって目的生成物である含窒素化合物１１  ０．４２ｇ（収率４１％）を得た。ＦＡＢ−ＭＳで測定された目的物の分子量は６４１であり、これから目的物が含窒素化合物１１であることを確認した。
【０１４７】
２．含窒素化合物のエネルギー準位の計算
一実施例の含窒素化合物と比較例の化合物に対する最低励起一重項エネルギー準位（Ｓ１エネルギー準位）と最低励起三重項エネルギー準位（Ｔ１エネルギー準位）を、非経験的分子軌道法で計算して示した。
【０１４８】
エネルギー準位の計算に使用された実施例の含窒素化合物と比較例の化合物を、実施例化合物１から実施例化合物１３および比較例化合物Ｘ−１から比較例化合物Ｘ−４として示す。表１は実施例および比較例の化合物に対するＳ１エネルギー準位、Ｔ１エネルギー準位、及びΔＥＳＴ（Ｓ１エネルギー準位とＴ１エネルギー準位の差、Ｓ１−Ｔ１）を示すものである。表１に示したエネルギー準位は、Ｇａｕｓｓｉａｎ社製のＧａｕｓｓｉａｎ０９を使用して汎関数Ｂ３ＬＹＰ、基底関数６−３１Ｇ（ｄ）を利用して計算した。
【０１４９】
【化７３】
2019081749.tif 000077
（実施例化合物１）
【化７４】
2019081749.tif 000078
（実施例化合物２）
【化７５】
2019081749.tif 000079
（実施例化合物３）
【化７６】
2019081749.tif 000080
（実施例化合物４）
【化７７】
2019081749.tif 000081
（実施例化合物５）
【化７８】
2019081749.tif 000082
（実施例化合物６）
【化７９】
2019081749.tif 000083
（実施例化合物７）
【化８０】
2019081749.tif 000084
（実施例化合物８）
【化８１】
2019081749.tif 000085
（実施例化合物９）
【化８２】
2019081749.tif 000086
（実施例化合物１０）
【化８３】
2019081749.tif 000087
（実施例化合物１１）
【化８４】
2019081749.tif 000088
（実施例化合物１２）
【化８５】
2019081749.tif 000089
（実施例化合物１３）
【化８６】
2019081749.tif 000090
（比較例化合物Ｘ−１）
【化８７】
2019081749.tif 000091
（比較例化合物Ｘ−２）
【化８８】
2019081749.tif 000092
（比較例化合物Ｘ−３）
【化８９】
2019081749.tif 000093
（比較例化合物Ｘ−４）
【０１５０】
【表１】
2019081749.tif 000094
【０１５１】
表１を参照すると、実施例の含窒素化合物は比較例の化合物に比べ小さいΔＥＳＴ値を有することが分かる。実施例の含窒素化合物１から含窒素化合物１３の場合、ΔＥＳＴが０．２ｅＶ以下の値を示すことが分かる。これに対し、比較例の化合物Ｘ−１から化合物Ｘ−４では全てΔＥＳＴが０．２ｅＶより大きい値を示しており、実施例の含窒素化合物と差が見られた。
【０１５２】
よって、実施例の含窒素化合物の場合、比較例の化合物とは異なる環状構造を有することで、比較例の化合物に比べ効果的にＨＯＭＯとＬＵＭＯ準位が分離されており、小さいΔＥＳＴ値を示すことが分かる。
【０１５３】
３．含窒素化合物を含む有機ＥＬ素子の製作及び評価
（有機ＥＬ素子の製作）
一実施例の含窒素化合物を発光層に含み、発光層は遅延蛍光発光成分を含む一実施例の有機ＥＬ素子を下記方法で製造した。例えば、一実施例の有機ＥＬ素子の発光層は、一実施例の含窒素化合物を蛍光ドーパントとして含むことを例示的に説明する。
【０１５４】
上述した実施例化合物１、化合物２、化合物３、化合物４、及び化合物１１に示す含窒素化合物を発光層の材料として使用して実施例１から実施例５の有機ＥＬ素子を製作し、上述した比較例化合物Ｘ−１から比較例化合物Ｘ−４を発光層材料として使用して、比較例１から比較例４の有機ＥＬ素子を製作した。
【０１５５】
ガラス基板の上に厚さ１５０ｎｍのＩＴＯをパターニングした後、超純水で洗浄し、ＵＶオゾン処理を１０分間実施した。次に、１０ｎｍの厚さでＨＡＴ−ＣＮを蒸着し、α−ＮＰＤを厚さ８０ｎｍで蒸着し、ｍＣＰを５ｎｍの厚さで蒸着して、正孔輸送領域を形成した。
【０１５６】
次に、発光層を形成する際、実施例の含窒素化合物または比較例の化合物とＤＰＥＰＯを１８：８２の割合で共蒸着し、厚さ２０ｎｍの層を形成した。つまり、共蒸着して形成された発光層は実施例１から実施例５ではそれぞれＤＰＥＰＯと化合物１、化合物２、化合物３、化合物４、及び化合物１１を混合して蒸着し、比較例１から比較例４ではＤＰＥＰＯと比較例化合物Ｘ−１、Ｘ−２、Ｘ−３及びＸ−４を混合して蒸着した。
【０１５７】
発光層を形成した後、ＤＰＥＰＯを利用して１０ｎｍ厚さの層を形成した。次に、発光層の上にＴＰＢｉで厚さ３０ｎｍの層を形成し、ＬｉＦで厚さ０．５ｎｍの層を形成して、電子輸送領域を形成した。次に、アルミニウム（Ａｌ）で厚さ１００ｎｍの第２電極を形成した。
【０１５８】
実施例において、正孔輸送領域、発光層、電子輸送領域、及び第２電極は、真空蒸着装置を利用して形成した。
【０１５９】
上述した有機ＥＬ素子の製作に使用された材料は、下記化学式で表される。
【化９０】
2019081749.tif 000095
【化９１】
2019081749.tif 000096
【０１６０】
（有機ＥＬ素子の特性評価）
表２では、実施例１から実施例５、及び比較例１から比較例４の有機ＥＬ素子に対する評価結果を示した。表２において、λｍａｘは有機ＥＬ素子から放出される光の最大発光波長を示すものであり、ηｅｘｔは外部発光効率を示すものである。実施例及び比較例の有機ＥＬ素子の発光特性は、浜松ホトニクス社のＣ９９２０−１１輝度配光特性測定装置を利用して測定した。
【０１６１】
【表２】
2019081749.tif 000097
【０１６２】
表２の結果を参照すると、本発明の一実施例の含窒素化合物を発光層材料として使用した実施例の有機ＥＬ素子の場合、青色発光領域で高い外部量子効率を示すことが分かる。つまり、実施例１から実施例５の場合、最大発光波長が４５０ｎｍから４９０ｎｍの範囲で現れることから、実施例１から実施例５の有機ＥＬ素子は青色光を発光することが分かる。
【０１６３】
また、実施例１から実施例５の場合、比較例１から比較例４に比べ高い外部量子効率を示すことが分かる。これは上述した表１における評価結果のように、実施例の含窒素化合物の場合、適切な環状の分子構造を有することで小さいΔＥＳＴ値を有することができ、このため実施例化合物を発光層に含む一実施例の有機ＥＬ素子の場合、熱活性化遅延蛍光発光を実現して外部量子効率を改善することが分かる。それに対し、比較例の場合、発光層に使用された比較例の化合物は熱活性化遅延蛍光を実現することができるほどの小さいΔＥＳＴ値を有することができず、最終的に外部量子効率が低く示されることが分かる。
【０１６４】
つまり、一実施例の含窒素化合物は、発光層に使用されることで、有機ＥＬ素子の発光効率を改善することができる。
【０１６５】
一実施例の含窒素化合物は、窒素原子を含む環状分子構造を有することで、熱的または化学的に安定した特性を示す。また、一実施例の含窒素化合物は、環状分子構造内にアリールアミン部とアジン部（トリアジンまたはピリミジン）を有することで、分子内でＨＯＭＯとＬＵＭＯが効果的に分離されて小さいΔＥＳＴ値を有し、遅延蛍光発光材料として使用することができる。
【０１６６】
一実施例の有機ＥＬ素子は、発光層に一実施例の含窒素化合物を含むことで熱活性化遅延蛍光発光を実現し、発光効率を改善することができる。
【０１６７】
これまで本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、当該技術分野における熟練した当業者または当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、後述する特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び技術領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更し得ることを理解できるはずである。
【０１６８】
よって、本発明の技術的範囲は明細書の詳細な説明に記載されている内容に限定されず、特許請求の範囲によって決められるべきである。
【符号の説明】
【０１６９】
１０：有機ＥＬ素子                 ＥＬ１：第１電極
ＥＬ２：第２電極                          ＨＴＲ：正孔輸送領域
ＥＭＬ：発光層                            ＥＴＲ：電子輸送領域
【図１】
2019081749.tif 000111
【図２】
2019081749.tif 000112
【図３】
2019081749.tif 000113