(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学式１で表される有機電界発光化合物：
【化１】
0005778127.tif 000030
式中、環Ａおよび環Ｂは独立して単環式もしくは多環式芳香環、単環式もしくは多環式ヘテロ芳香環、芳香環と縮合した５員もしくは６員のヘテロ芳香環、または５員もしくは６員のへテロ芳香環と縮合した単環式もしくは多環式芳香環を表すが、ただし、環Ａおよび環Ｂが同時に単環式芳香環であって、置換基Ｒ４が水素、重水素、（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル、（Ｃ１−Ｃ６０）アルコキシ、（Ｃ６−Ｃ６０）アリールもしくはヒドロキシル基であり、かつ置換基Ｒ５が水素、重水素、シアノ、（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル、（Ｃ１−Ｃ６０）アルコキシ、（Ｃ６−Ｃ６０）アリールもしくはヒドロキシル基である場合を除き；
Ｌ１は置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリーレン、または置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）ヘテロアリーレンを表し；
Ａｒ１は置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリール、または置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）ヘテロアリールを表し；
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７は独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリール、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）ヘテロアリール、置換基を有するかもしくは有さず、Ｎ、ＯおよびＳから選択される１以上のヘテロ原子を含む５員もしくは６員のヘテロシクロアルキル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）シクロアルキル、置換基を有するかもしくは有しないトリ（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルシリル、置換基を有するかもしくは有しないジ（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル（Ｃ６−Ｃ６０）アリールシリル、置換基を有するかもしくは有しないトリ（Ｃ６−Ｃ６０）アリールシリル、置換基を有するかもしくは有しないアダマンチル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ７−Ｃ６０）ビシクロアルキル、シアノ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルオキシ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルチオ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリールオキシ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリールチオ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ１−Ｃ６０）アルコキシカルボニル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルカルボニル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリールカルボニル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリールオキシカルボニル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ１−Ｃ６０）アルコキシカルボニルオキシ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルカルボニルオキシ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリールカルボニルオキシ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリールオキシカルボニルオキシ、カルボキシル、ニトロまたはヒドロキシル、またはこれらのそれぞれは、縮合環を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）アルキレンもしくは（Ｃ３−Ｃ６０）アルケニレンを介して隣の置換基に結合して縮合環を形成していてよく；ただし、Ｒ３はＲ４もしくはＲ５のいずれとも結合せず；
Ｌ１、Ａｒ１またはＲ１〜Ｒ７における置換されているもしくは置換されていない置換基は、水素、重水素、ハロゲン、（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル、（Ｃ６−Ｃ６０）アリール、（Ｃ３−Ｃ６０）ヘテロアリール、（Ｃ３−Ｃ６０）シクロアルキル、シアノ、（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルオキシ、（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルチオ、（Ｃ６−Ｃ６０）アリールオキシ、（Ｃ６−Ｃ６０）アリールチオ、トリ（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルシリル、ジ（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル（Ｃ６−Ｃ６０）アリールシリル、トリ（Ｃ６−Ｃ６０）アリールシリル、ＮＲ３１Ｒ３２、ＰＲ３３Ｒ３４、ＢＲ３５Ｒ３６、およびＰ（＝Ｏ）Ｒ３７Ｒ３８からなる群から選択される１種以上の置換基であるか、またはこれは縮合環を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）アルキレンもしくは（Ｃ３−Ｃ６０）アルケニレンを介して隣の置換基に結合して縮合環を形成していてよく；並びに
Ｒ３１〜Ｒ３８は、独立して、（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル、（Ｃ３−Ｃ６０）シクロアルキル、（Ｃ６−Ｃ６０）アリールもしくは（Ｃ３−Ｃ６０）ヘテロアリールを表すか、またはこのそれぞれは縮合環を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）アルキレンもしくは（Ｃ３−Ｃ６０）アルケニレンを介して隣の置換基に結合して縮合環を形成していてよく、並びに、Ｒ３１〜Ｒ３８のアルキル、シクロアルキル、アリールもしくはヘテロアリールは、水素、重水素、ハロゲン、（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル、ハロ（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル、（Ｃ６−Ｃ６０）アリール、（Ｃ６−Ｃ６０）アリール置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）ヘテロアリール、シアノ、カルボキシル、ニトロおよびヒドロキシルからなる群から選択される１種以上の置換基でさらに置換されていてよい。
【請求項２】
化学式２〜５のいずれかによって表される、請求項１に記載の有機電界発光化合物：
【化２】
0005778127.tif 000031
【化３】
0005778127.tif 000032
【化４】
0005778127.tif 000033
【化５】
0005778127.tif 000034
式中、環Ａ、環Ｂ、Ｌ１、Ａｒ１およびＲ１〜Ｒ７は請求項１において定義されるのと同じである。
【請求項３】
【化６】
0005778127.tif 000035
が下記構造から選択される請求項２に記載の有機電界発光化合物：
【化７】
0005778127.tif 000036
式中、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５は請求項１において定義されるのと同じであり、
Ｒ５１は水素、重水素、ハロゲン、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリール、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）ヘテロアリール、置換基を有するかもしくは有さず、Ｎ、ＯおよびＳから選択される１以上のヘテロ原子を含む５員もしくは６員のヘテロシクロアルキル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）シクロアルキル、置換基を有するかもしくは有しないトリ（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルシリル、置換基を有するかもしくは有しないジ（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル（Ｃ６−Ｃ６０）アリールシリル、置換基を有するかもしくは有しないトリ（Ｃ６−Ｃ６０）アリールシリル、置換基を有するかもしくは有しないアダマンチル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ７−Ｃ６０）ビシクロアルキル、シアノ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルオキシ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルチオ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリールオキシ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリールチオ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ１−Ｃ６０）アルコキシカルボニル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルカルボニル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリールカルボニル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリールオキシカルボニル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ１−Ｃ６０）アルコキシカルボニルオキシ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルカルボニルオキシ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリールカルボニルオキシ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリールオキシカルボニルオキシ、カルボキシル、ニトロまたはヒドロキシル、またはこれらのそれぞれは、縮合環を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）アルキレンもしくは（Ｃ３−Ｃ６０）アルケニレンを介して隣の置換基に結合して縮合環を形成していてよく；
Ｒ５１における置換されているもしくは置換されていない置換基は、水素、重水素、ハロゲン、（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル、（Ｃ６−Ｃ６０）アリール、（Ｃ３−Ｃ６０）ヘテロアリール、（Ｃ３−Ｃ６０）シクロアルキル、シアノ、（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルオキシ、（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルチオ、（Ｃ６−Ｃ６０）アリールオキシ、（Ｃ６−Ｃ６０）アリールチオ、トリ（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルシリル、ジ（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル（Ｃ６−Ｃ６０）アリールシリル、トリ（Ｃ６−Ｃ６０）アリールシリル、ＮＲ３１Ｒ３２、ＰＲ３３Ｒ３４、ＢＲ３５Ｒ３６、およびＰ（＝Ｏ）Ｒ３７Ｒ３８からなる群から選択される１種以上の置換基であるか、またはこれは縮合環を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）アルキレンもしくは（Ｃ３−Ｃ６０）アルケニレンを介して隣の置換基に結合して縮合環を形成していてよく；並びに
Ｒ３１〜Ｒ３８は、独立して、（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル、（Ｃ３−Ｃ６０）シクロアルキル、（Ｃ６−Ｃ６０）アリールもしくは（Ｃ３−Ｃ６０）ヘテロアリールを表すか、またはこのそれぞれは縮合環を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）アルキレンもしくは（Ｃ３−Ｃ６０）アルケニレンを介して隣の置換基に結合して縮合環を形成していてよく、並びに、Ｒ３１〜Ｒ３８のアルキル、シクロアルキル、アリールもしくはヘテロアリールは、水素、重水素、ハロゲン、（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル、ハロ（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル、（Ｃ６−Ｃ６０）アリール、（Ｃ６−Ｃ６０）アリール置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）ヘテロアリール、シアノ、カルボキシル、ニトロおよびヒドロキシルからなる群から選択される１種以上の置換基でさらに置換されていてよい。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機電界発光化合物を含む有機電界発光素子。
【請求項５】
有機電界発光化合物が正孔注入もしくは正孔輸送のための材料として使用される、請求項４に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
第１の電極；第２の電極；並びに、第１の電極と第２の電極との間に設けられた１以上の有機層；を含む有機電界発光素子であって、前記有機層が化学式１で表される有機電界発光化合物を含む１以上の層と、蛍光ホストおよび蛍光ドーパントまたはリン光ホストおよびリン光ドーパントを含む１以上の層とを含む、請求項４に記載の有機電界発光素子。
【請求項７】
有機層が、第１族、第２族、第４周期および第５周期遷移金属、ランタニド金属並びにｄ−遷移元素の有機金属からなる群から選択される１種以上の金属もしくは錯体をさらに含む、請求項６に記載の有機電界発光素子。
【請求項８】
有機層が電界発光層および電荷発生層を含む、請求項６に記載の有機電界発光素子。
【請求項９】
有機電界発光素子が白色光を発光する有機電界発光素子であり、有機層が青色、赤色および緑色の光を発光する１以上の有機電界発光層を同時に含む、請求項６に記載の有機電界発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規の有機電界発光化合物（ｏｒｇａｎｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）、およびこれを含む有機電界発光素子（ｏｒｇａｎｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｄｅｖｉｃｅ）に関する。本発明の有機電界発光化合物は有機電界発光素子の正孔輸送層もしくは正孔注入層に含まれうる。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイ素子の中では、電界発光（ＥＬ）素子は、それが自己発光型ディスプレイ素子として広い視野角、優れたコントラストおよび速い応答速度を提供するという利点がある。１９８７年に、イーストマンコダック（Ｅａｓｔｍａｎ  Ｋｏｄａｋ）は、電界発光層を形成するための物質として、低分子量芳香族ジアミンとアルミニウム錯体を使用する有機ＥＬ素子を初めて開発した［Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１，９１３，１９８７］。
【０００３】
有機ＥＬ素子においては、電子注入電極（カソード）および正孔注入電極（アノード）の間に形成される有機層に電荷が適用される場合には、電子および正孔は対になって、この電子−正孔対が消滅しながら光を発する。有機ＥＬ素子はそれがプラスチックのような可撓性の透明基体上に形成されることができ、プラズマディスプレイパネルもしくは無機ＥＬディスプレイと比較して相対的に低い電圧（１０Ｖ以下）で駆動可能であり、より少ない電力しか消費せず、かつ優れた色を提供するという点で有利である。
【０００４】
有機ＥＬ素子に使用される有機材料は電界発光材料と電荷輸送材料とに分類されうる。電界発光材料は放射される色および発光効率に直接関連する。いくつかの要件には、固体状態での高い蛍光量子収率、高い電子および正孔移動度、真空蒸着中の分解に対する耐性、均一な膜を形成する能力、並びに安定性が挙げられる。
【０００５】
正孔注入／輸送材料には、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］−ビフェニル（ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、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（ＭＥＤＡＴＡ）などが挙げられうる。正孔注入もしくは輸送層においてこれらの材料を使用する素子は効率および駆動寿命の点で問題がある。なぜなら、有機ＥＬ素子が高電流下で駆動される場合には、アノードと正孔注入層との間に熱応力が発生するからである。熱応力は素子の駆動寿命を有意に低減させる。さらに、正孔注入層に使用される有機材料が非常に高い正孔移動度を有するので、正孔−電子電荷バランスが失われる場合があり、量子収率（ｃｄ／Ａ）が低減しうる。
【０００６】
【化１】
0005778127.tif 000002
【０００７】
薄膜の良好な安定性を提供する非晶質化合物は有機ＥＬ素子の耐久性を向上させることが知られている。ガラス転移温度（Ｔｇ）は非結晶質の測定であり得る。
【０００８】
ＭＴＤＡＴＡは７６℃のガラス転移温度を有し、高い非結晶質を有するということができない。これら材料は、有機ＥＬ素子の耐久性および発光効率（これは、正孔注入／輸送特性によって決定される）を満足させない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１，９１３，１９８７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
よって、本発明の目的は、既存の正孔注入および正孔輸送材料と比較して優れた発光効率および素子駆動寿命を提供する有機電界発光化合物を提供することである。本発明の別の目的は、この新規の有機電界発光化合物を正孔注入層もしくは正孔輸送層に使用している有機電界発光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的を達成するために、本発明は化学式１によって表される有機電界発光化合物、およびこれを含む有機電界発光素子を提供する。有機電界発光素子の正孔注入層もしくは正孔輸送層に含まれる場合には、本発明の有機電界発光化合物は発光効率を向上させうる一方で、同時にその素子の駆動電圧を低下させる。
【００１２】
【化２】
0005778127.tif 000003
【００１３】
式中、環Ａおよび環Ｂは独立して単環式もしくは多環式芳香環、単環式もしくは多環式ヘテロ芳香環、芳香環と縮合した５員もしくは６員のヘテロ芳香環、または５員もしくは６員のへテロ芳香環と縮合した単環式もしくは多環式芳香環を表すが、ただし、環Ａおよび環Ｂが同時に単環式芳香環であって、かつ置換基Ｒ４およびＲ５が独立して水素、（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル、（Ｃ１−Ｃ６０）アルコキシもしくは（Ｃ６−Ｃ６０）アリールである場合を除き；
Ｌ１は置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリーレン、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）ヘテロアリーレン、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）アルケニレン、または置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）アルキニレンを表し；
Ａｒ１は置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリール、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）ヘテロアリール、置換基を有するかもしくは有しないヘテロシクロアルキル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）シクロアルキル、置換基を有するかもしくは有しないアダマンチル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ７−Ｃ６０）ビシクロアルキル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）アルケニル、または置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）アルキニルを表し；
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７は独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリール、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）ヘテロアリール、置換基を有するかもしくは有さず、Ｎ、ＯおよびＳから選択される１以上のヘテロ原子を含む５員もしくは６員のヘテロシクロアルキル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）シクロアルキル、置換基を有するかもしくは有しないトリ（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルシリル、置換基を有するかもしくは有しないジ（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル（Ｃ６−Ｃ６０）アリールシリル、置換基を有するかもしくは有しないトリ（Ｃ６−Ｃ６０）アリールシリル、置換基を有するかもしくは有しないアダマンチル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ７−Ｃ６０）ビシクロアルキル、シアノ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルオキシ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルチオ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリールオキシ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリールチオ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ１−Ｃ６０）アルコキシカルボニル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルカルボニル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリールカルボニル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリールオキシカルボニル、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ１−Ｃ６０）アルコキシカルボニルオキシ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルカルボニルオキシ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリールカルボニルオキシ、置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ６−Ｃ６０）アリールオキシカルボニルオキシ、カルボキシル、ニトロまたはヒドロキシル、またはこれらのそれぞれは、縮合環を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）アルキレンもしくは（Ｃ３−Ｃ６０）アルケニレンを介して隣の置換基に結合して縮合環を形成していてよく；
Ｌ１、Ａｒ１またはＲ１〜Ｒ７における置換されているもしくは置換されていない置換基は、水素、重水素、ハロゲン、（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル、（Ｃ６−Ｃ６０）アリール、（Ｃ３−Ｃ６０）ヘテロアリール、（Ｃ３−Ｃ６０）シクロアルキル、シアノ、（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルオキシ、（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルチオ、（Ｃ６−Ｃ６０）アリールオキシ、（Ｃ６−Ｃ６０）アリールチオ、トリ（Ｃ１−Ｃ６０）アルキルシリル、ジ（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル（Ｃ６−Ｃ６０）アリールシリル、トリ（Ｃ６−Ｃ６０）アリールシリル、ＮＲ３１Ｒ３２、ＰＲ３３Ｒ３４、ＢＲ３５Ｒ３６、およびＰ（＝Ｏ）Ｒ３７Ｒ３８からなる群から選択される１種以上の置換基であるか、またはこれは縮合環を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）アルキレンもしくは（Ｃ３−Ｃ６０）アルケニレンを介して隣の置換基に結合して縮合環を形成していてよく；並びに
Ｒ３１〜Ｒ３８は、独立して、（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル、（Ｃ３−Ｃ６０）シクロアルキル、（Ｃ６−Ｃ６０）アリールもしくは（Ｃ３−Ｃ６０）ヘテロアリールを表すか、またはこのそれぞれは縮合環を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）アルキレンもしくは（Ｃ３−Ｃ６０）アルケニレンを介して隣の置換基に結合して縮合環を形成していてよく、並びに、Ｒ３１〜Ｒ３８のアルキル、シクロアルキル、アリールもしくはヘテロアリールは、水素、重水素、ハロゲン、（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル、ハロ（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル、（Ｃ６−Ｃ６０）アリール、（Ｃ６−Ｃ６０）アリール置換基を有するかもしくは有しない（Ｃ３−Ｃ６０）ヘテロアリール、シアノ、カルボキシル、ニトロおよびヒドロキシルからなる群から選択される１種以上の置換基でさらに置換されていてよい。
【００１４】
本発明においては、「アルキル」は、炭素および水素原子、またはこれらの組み合わせのみからなる線状もしくは分岐で飽和の第一級炭化水素基を含み、「アルキルオキシ」および「アルキルチオ」はそれぞれ−Ｏ−アルキルおよび−Ｓ−アルキルを意味し、ここでのアルキルは上で定義されるのと同じである。
【００１５】
本発明においては、「アリール」は、芳香族炭化水素から１つの水素原子を除去することにより得られる有機基を意味し、４員〜７員、特に５員もしくは６員の、単環もしくは縮合環、例えば複数のアリールが化学結合で結合されているものが挙げられうる。具体的な例としては、フェニル、ナフチル、ビフェニル、アントリル、インデニル、フルオレニル、フェナントリル、トリフェニレニル、ピレニル、ペリレニル、クリセニル、ナフタセニル、フルオランテニルなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００１６】
本発明においては、「ヘテロアリール」は、芳香環骨格原子としての窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、硫黄（Ｓ）、リン（Ｐ）およびケイ素（Ｓｉ）から選択される１〜４個のヘテロ原子を含み、他の残りの芳香環骨格原子が炭素であるアリール基を意味する。ヘテロアリールは、５員もしくは６員の単環式ヘテロアリール、またはベンゼン環との縮合から得られる多環式ヘテロアリールであってよく、部分的に飽和されていてよい。さらに、ヘテロアリールには、化学結合によって結合されている１より多いヘテロアリールが挙げられる。ヘテロアリールには、環内のヘテロ原子が酸化されるかまたは四級化されて、例えば、Ｎ−オキシドまたは第四級塩などを形成することができる２価のアリール基が挙げられうる。具体的な例には、単環式ヘテロアリール、例えば、フリル、チオフェニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、チアゾリル、チアジアゾリル、イソチアゾリル、イソオキサゾリル、オキサゾリル、オキサジアゾリル、トリアジニル、テトラジニル、トリアゾリル、テトラゾリル、フラザニル、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニルなど；多環式ヘテロアリール、例えば、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、イソベンゾフラニル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾイソチアゾリル、ベンゾイソオキサゾリル、ベンゾオキサゾリル、イソインドリル、インドリル、インダゾリル、ベンゾチアジアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリニル、キナゾリニル、キノキサリニル、カルバゾリル、フェナントリジニル、ベンゾジオキソリルなど；そのＮ−オキシド（例えば、ピリジルＮ−オキシド、キノリルＮ−オキシド）、その第四級塩が挙げられるが、これらに限定されない。
【００１７】
本発明においては、「（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル」を含む置換基は１〜６０個の炭素原子、具体的には１〜２０個の炭素原子、より具体的には１〜１０個の炭素原子を有することができる。「（Ｃ６−Ｃ６０）アリール」を含む置換基は６〜６０個の炭素原子、具体的には６〜２０個の炭素原子、より具体的には６〜１２個の炭素原子を有することができる。「（Ｃ３−Ｃ６０）ヘテロアリール」を含む置換基は３〜６０個の炭素原子、具体的には４〜２０個の炭素原子、より具体的には４〜１２個の炭素原子を有することができる。「（Ｃ３−Ｃ６０）シクロアルキル」を含む置換基は３〜６０個の炭素原子、具体的には３〜２０個の炭素原子、より具体的には３〜７個の炭素原子を有することができる。「（Ｃ２−Ｃ６０）アルケニルもしくはアルキニル」を含む置換基は２〜６０個の炭素原子、具体的には２〜２０個の炭素原子、より具体的には２〜１０個の炭素原子を有することができる。
【００１８】
本発明の有機電界発光化合物には、下記化学式２〜５で表される化合物が挙げられる：
【化３】
0005778127.tif 000004
【化４】
0005778127.tif 000005
【化５】
0005778127.tif 000006
【化６】
0005778127.tif 000007
式中、環Ａ、環Ｂ、Ｌ１、Ａｒ１およびＲ１〜Ｒ７は化学式１において定義されるのと同じである。
【００１９】
環Ａおよび環Ｂは独立してベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ピリジン、キノリン、イソキノリンもしくはキノキサリンであり得るが、これに限定されない。環Ａおよび環Ｂが同時にベンゼンである場合には、環Ａおよび環Ｂに置換されているＲ４およびＲ５は独立して水素、（Ｃ１−Ｃ６０）アルキル、（Ｃ１−Ｃ６０）アルコキシもしくは（Ｃ６−Ｃ６０）アリールではない。
【００２０】
より具体的には、
【化７】
0005778127.tif 000008
は、下記構造から選択される：
【化８】
0005778127.tif 000009
式中、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５は化学式１において定義されるのと同じである。
【００２１】
より具体的には、
【化９】
0005778127.tif 000010
は、下記構造から選択される：
【化１０】
0005778127.tif 000011
【００２２】
Ｒ３およびＲ５１は独立して、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｉ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−へプチル、ｎ−オクチル、２−エチルヘキシル、ｎ−ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、ベンジル、フェニル、ナフチル、ビフェニル、フルオレニル、スピロビフルオレニル、フェナントリル、アントリル、フルオランテニル、トリフェニレニル、ピレニル、クリセニル、ナフタセニル、ペリレニル、ピリジル、キノリル、イソキノリルもしくはトリアジニルであってよく、そしてこれらフェニル、ナフチル、ビフェニル、フルオレニル、スピロビフルオレニル、フェナントリル、アントリル、フルオランテニル、トリフェニレニル、ピレニル、クリセニル、ナフタセニル、ペリレニル、ピリジル、キノリル、イソキノリルもしくはトリアジニルは重水素、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｉ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−へプチル、ｎ−オクチル、２−エチルヘキシル、ｎ−ノニル、デシル、フェニル、ナフチルもしくはピリジルでさらに置換されていてもよい。
【００２３】
より具体的には、本発明の有機電界発光化合物は下記化合物によって例示されうるが、これらは本発明を限定するものではない：
【化１１】
0005778127.tif 000012
【化１２】
0005778127.tif 000013
【化１３】
0005778127.tif 000014
【化１４】
0005778127.tif 000015
【化１５】
0005778127.tif 000016
【００２４】
本発明の有機電界発光化合物はスキーム１によって製造されうる：
【化１６】
0005778127.tif 000017
式中、Ａｒ１、Ｌ１、およびＲ１〜Ｒ７は化学式１において定義されるのと同じである。
【００２５】
本発明は、第１の電極；第２の電極；並びに、第１の電極と第２の電極との間に設けられた１以上の有機層；を含む有機電界発光素子であって、化学式１で表される有機電界発光化合物の１種以上を前記有機層が含む有機電界発光素子も提供する。この有機電界発光化合物は正孔注入層もしくは正孔輸送層において使用される。
【００２６】
前記有機層は化学式１で表される有機電界発光化合物を含む１以上の層と、蛍光ホストおよび蛍光ドーパントもしくはリン光ホストおよびリン光ドーパントを含む１以上の層とを含むことができる。本発明の有機電界発光素子に使用される蛍光ホスト、蛍光ドーパント、リン光ホストおよびリン光ドーパントは特に限定されない。
【００２７】
さらに、本発明の有機電界発光素子においては、有機層は第１族、第２族、第４周期および第５周期遷移金属、ランタニド金属並びにｄ−遷移元素の有機金属からなる群から選択される１種以上の金属または錯体をさらに含むことができ、この有機層は電界発光層および電荷発生層を同時に含むことができる。
【００２８】
さらに、有機層は、白色光を発光する電界発光素子を提供するために、上述の有機電界発光化合物に加えて、同時に、青色、赤色、および緑色の光を発光する１以上の有機電界発光層を含むこともできる。青色、赤色もしくは緑色の光を発光する化合物は韓国特許出願公開第１０−２００８−０１２３２７６号、第１０−２００８−０１０７６０６号および第１０−２００８−０１１８４２８号に例示されるが、これらに限定されない。
【００２９】
さらに、本発明の有機電界発光素子においては、電子輸送化合物と還元性ドーパントとの混合領域、または正孔輸送化合物と酸化性ドーパントとの混合領域が一対の電極の一方もしくは双方の電極の内側表面上に配置されうる。この場合、電子輸送化合物がアニオンに還元されるので、この混合領域から電界発光媒体への電子の注入および輸送はより容易になる。また、正孔輸送化合物はカチオンに酸化されるので、この混合領域から電界発光媒体への正孔の注入および輸送はより容易になる。酸化性ドーパントの好ましい例には、様々なルイス酸およびアクセプター化合物が挙げられる。還元性ドーパントの好ましい例には、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、希土類金属およびこれらの混合物が挙げられる。
【発明の効果】
【００３０】
有機電界発光素子の正孔注入層もしくは正孔輸送層に組み込まれる場合には、本発明の有機電界発光化合物は、この素子の駆動電圧を低下させつつ、発光効率を向上させることができる。特に、カルバゾール誘導体を含む有機化合物は大きなトリプレットギャップを有する。これは既存の材料よりもより効率的にリン光素子における励起をブロックするので、これは素子の駆動寿命および発光効率を向上させることができる。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下で、本発明の有機電界発光化合物、その製造方法、および素子の電界発光特性がいくつかの化合物について説明される。しかし、以下の実施形態は例示となるだけであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例】
【００３２】
製造例
［製造例１］化合物４の製造
【化１７】
0005778127.tif 000018
【００３３】
化合物Ａの製造
２−ナフトール（２０．０ｇ、１３８．８ｍｍｏｌ）、ＮａＨＳＯ３（２８．８ｇ、２７７．４ｍｍｏｌ）、蒸留水（１６０ｍＬ）および４−ブロモフェニルヒドラジン（３１．２ｍＬ、１６６．４ｍｍｏｌ）が１２０℃に加熱された。１２時間後、蒸留水が添加され、生じた固体が減圧下で濾別された。このようにして得られた固体はＨＣｌ水溶液に添加され、１００℃に加熱された。１時間後、ジクロロメタンでの抽出に続いて、生成物が蒸留水およびＮａＯＨ水溶液で洗浄された。カラム分離によって、化合物Ａ（９．２ｇ、３１．０ｍｍｏｌ、２２．４％）が得られた。
【００３４】
化合物Ｂの製造
化合物Ａ（９．２ｇ、３１．０ｍｍｏｌ）、Ｃｕ（２．０ｇ、３１．０ｍｍｏｌ）、１８−クラウン−６（０．４ｇ、１．６ｍｍｏｌ）、Ｋ２ＣＯ３（１２．８ｇ、９３．２ｍｍｏｌ）および１，２−ジクロロベンゼン（１００ｍＬ）を混合し、還流下で１８０℃で１２時間攪拌した。室温まで冷却し、減圧下で蒸留した後、生成物はジクロロメタンで抽出され蒸留水で洗浄された。ＭｇＳＯ４で乾燥させ、減圧下で蒸留し、カラム分離によって化合物Ｂ（７．６ｇ、２０．４ｍｍｏｌ、６５．７％）が得られた。
【００３５】
化合物Ｃの製造
テトラヒドロフラン（２５０ｍＬ）を添加した後で、化合物Ｂ（７．６ｇ、２０．４ｍｍｍｏｌ）は窒素の存在下で−７８℃まで冷却された。ｎ−ブチルリチウム（ヘキサン中２．５Ｍ、１２．２ｍＬ、３０．６ｍｍｏｌ）をゆっくりと添加した後で、温度を維持しつつこの混合物を１時間攪拌した。−７８℃でＢ（ｉ−ｐｒｏ）３（８．８ｍＬ、４０．８ｍｍｏｌ）を添加した後で、この混合物はさらに１時間攪拌された。この反応の完了時に、１ＭのＨＣｌが０℃で添加された。蒸留水で洗浄し、次いで酢酸エチルで抽出した後で、有機層はＭｇＳＯ４で乾燥させられ、溶媒はロータリーエバポレータを用いて除かれた。カラムクロマトグラフィによる精製で、化合物Ｃ（５．９ｇ、１７．５ｍｍｏｌ、８６％）を得た。
【００３６】
化合物Ｄの製造
４−ビフェニルアミン（３５．０ｇ、１２０．０ｍｍｏｌ）、９，９’−ジメチル−２−ブロモフルオレン（２４．０ｇ、１４０．０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＯＡｃ）２（８６２ｍｇ、３．８４ｍｍｏｌ）、Ｐ（ｔ−Ｂｕ）３（８．５ｍＬ、０．０１ｍｍｏｌ）およびＣｓ２ＣＯ３（８３．０ｇ、２５０．０ｍｍｏｌ）が、窒素の存在下で、トルエン（６００ｍＬ）に溶解され、そして１２０℃で還流下で攪拌された。１２時間後、反応の完了時に、蒸留水で洗浄し、次いで酢酸エチルで抽出した後で、有機層はＭｇＳＯ４で乾燥させられ、溶媒はロータリーエバポレータを用いて除かれた。カラムクロマトグラフィによる精製で、化合物Ｄ（４０．０ｇ、１１０．７ｍｍｏｌ、８６％）を得た。
【００３７】
化合物Ｅの製造
化合物Ｄ（２０．０ｇ、５５．３ｍｍｏｌ）、１，４−ジブロモベンゼン（２６．０ｇ、１１０．０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３（１．０ｇ、１．１ｍｍｏｌ）、トリ−ｏ−トルイホスフィン（１．０ｇ、３．３ｍｍｏｌ）およびＮａＯｔ−Ｂｕ（１０．６ｇ、１１０．０ｍｍｏｌ）が窒素の存在下でトルエン（６００ｍＬ）に溶解され、そして１２０℃で還流下で攪拌された。１２時間後、反応の完了時に、蒸留水で洗浄し、次いで酢酸エチルで抽出した後で、有機層はＭｇＳＯ４で乾燥させられ、溶媒はロータリーエバポレータを用いて除かれた。カラムクロマトグラフィによる精製で、化合物Ｅ（１７．０ｇ、３２．９ｍｍｏｌ、６０％）を得た。
【００３８】
化合物４の製造
化合物Ｅ（１０．０ｇ、１９．４ｍｍｏｌ）、化合物Ｃ（７．８ｇ、２３．２ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（２．２ｇ、１．９ｍｍｏｌ）、Ｋ２ＣＯ３（２Ｍ、９６ｍＬ、１９０ｍｍｏｌ）、エタノール（９６ｍＬ）、およびトルエン（１８０ｍＬ）が１２０℃で、還流下で攪拌された。１２時間後、反応の完了時に、蒸留水で洗浄し、次いで酢酸エチルで抽出した後で、有機層はＭｇＳＯ４で乾燥させられ、溶媒はロータリーエバポレータを用いて除かれた。カラムクロマトグラフィによる精製で、化合物４（１０．３ｇ、１４．１ｍｍｏｌ、７３％）を得た。
【００３９】
製造例１におけるのと同様に、有機電界発光化合物である化合物１〜９１が製造された。このようにして製造された有機電界発光化合物の１Ｈ  ＮＭＲおよびＭＳ／ＦＡＢデータが表１に示される。
【００４０】
【表１】
0005778127.tif 000019
【表２】
0005778127.tif 000020
【表３】
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【表４】
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【００４１】
［実施例１］
本発明の有機電界発光化合物を使用したＯＬＥＤの製造
本発明の電界発光化合物を使用することによりＯＬＥＤ素子が製造された。
まず、ＯＬＥＤ用ガラス基体（サムスン−コーニング）から調製された透明電極ＩＴＯ膜（１５Ω／□）を、トリクロロエチレン、アセトン、エタノールおよび蒸留水を順に使用した超音波洗浄にかけ、イソプロパノール中に貯蔵し、その後使用した。
次に、真空蒸着装置の基体ホルダにＩＴＯ基体を取り付け、この真空蒸着装置のセル内に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）を入れ、このチャンバーの内側の圧力を１０−６ｔｏｒｒまで下げた。次いで、このセルに電流を適用して、２−ＴＮＡＴＡを蒸発させて、ＩＴＯ基体上に６０ｎｍの厚みを有する正孔注入層を形成した。
【００４２】
次いで、真空蒸着装置の他のセルに化合物１を入れた後で、このセルに電流を適用して化合物１を蒸発させて、正孔注入層上に２０ｎｍの厚みを有する正孔輸送層を形成した。
【００４３】
【化１８】
0005778127.tif 000023
【００４４】
以下のようにして、正孔輸送層上に電界発光層が形成された。４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）がホスト材料として真空蒸着装置の一方のセルに入れられ、そして化合物Ｄが別のセルに入れられた。化合物Ｄを基準にして２〜５重量％で正孔輸送層上に３０ｎｍの厚さを有する電界発光層が形成されるようにこの２つのセルが加熱された。
【００４５】
【化１９】
0005778127.tif 000024
【００４６】
その後、正孔ブロッキング層としてビス（２−メチル−８−キノリナト）（ｐ−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（ＢＡｌｑ）が電界発光層上に５ｎｍの厚さで堆積された。次いで、電子輸送層としてトリス（８−ヒドロキシキノリン）−アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ）が２０ｎｍの厚みで堆積させられ、さらに電子注入層として、リチウムキノラート（Ｌｉｑ）が１〜２ｎｍの厚みで堆積させられた。次いで、別の真空蒸着装置を使用して、１５０ｎｍの厚みを有するＡｌカソードが形成されて、ＯＬＥＤを製造した。
【００４７】
【化２０】
0005778127.tif 000025
【００４８】
ＯＬＥＤ素子に使用された各ＯＬＥＤ電界発光は１０−６ｔｏｒｒでの進行宇昇華によって精製された。
【００４９】
［比較例１］
既存の電界発光材料を使用するＯＬＥＤ素子の電界発光特性
実施例１のと同じ方法で２−ＴＮＡＴＡを使用して正孔注入層が形成された。次いで、真空蒸着装置の別のセル内にＮ，Ｎ’−ビス（α−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（ＮＰＢ）を入れた後で、このセルに電流を適用することによってＮＰＢが蒸発させられ、正孔注入層上に２０ｎｍ厚さを有する正孔輸送層を形成した。
【００５０】
【化２１】
0005778127.tif 000026
【００５１】
残りの手順は実施例１におけるのと同じであった。
【００５２】
実施例１および比較例１で製造されたＯＬＥＤ素子の発光効率が１，０００ｃｄ／ｍ２で測定された。結果は表２に示される。
【００５３】
【表５】
0005778127.tif 000027
【００５４】
本発明の化合物は既存の材料と比較して優れた性能を示すことが認められうる。
【００５５】
［実施例２］
本発明の有機電界発光化合物を使用したＯＬＥＤ素子の製造
実施例１のと同様の方法で、ＩＴＯ基体が真空蒸着装置の基体ホルダに取り付けられた。真空蒸着装置の一方のセルに化合物１２を入れた後で、チャンバー内側の圧力を１０−６ｔｏｒｒまで低減させた。次いで、このセルに電流を適用することによって化合物１２を蒸発させて、ＩＴＯ基体上に６０ｎｍの厚みを有する正孔注入層を形成した。
次いで、Ｎ，Ｎ’−ビス（α−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（ＮＰＢ）を真空蒸着装置の別のセルに入れた後で、このセルに電流を適用することによってＮＰＢが蒸発させられ、正孔注入層上に２０ｎｍ厚さを有する正孔輸送層を形成した。
本発明の電界発光化合物を使用することによるＯＬＥＤの製造
実施例１〜１０のＯＬＥＤについてのと同じ手順に従うが、ホスト材料として本発明の化合物（例えば、化合物ＴＡ４−Ｈ４−Ｈ４）を使用し、かつ電界発光ドーパントとして以下の化学式で表される有機イリジウム錯体（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）を使用して、ＯＬＥＤが製造された。
ＯＬＥＤを製造するために使用されたそれぞれ材料は１０−６ｔｏｒｒでの真空昇華によって精製された後で電界発光材料として使用された。
【００５６】
【化２２】
0005778127.tif 000028
【００５７】
残りの手順は実施例１におけるのと同様であった。
【００５８】
実施例２および比較例１において製造されたＯＬＥＤ素子の発光効率が１，０００ｃｄ／ｍ２で測定された。結果は表３に示される。
【００５９】
【表６】
0005778127.tif 000029
【００６０】
本発明の化合物は既存の材料と比較して優れた性能を示すことが認められうる。