(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記化学式（１）で表される、有機光電素子用化合物。
【化１】
0005711220.tif 000033
前記化学式（１）において、
Ｘ１〜Ｘ３は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、ＮまたはＣＲであり、ただし、前記Ｘ１〜Ｘ３の少なくとも１つはＮであり、前記Ｒは水素または炭素数１〜１０の低級アルキル基であり、
Ａｒ１およびＡｒ２は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６〜１８のアリーレン基であり、
Ａｒ３およびＡｒ４は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリーレン基、置換もしくは非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリーレン基、またはこれらの組み合わせであり、前記Ａｒ３およびＡｒ４は、互いに結合して縮合環を形成してもよく、
Ａｒ５およびＡｒ６は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
Ｒ１およびＲ２は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、水素または炭素数１〜１０の低級アルキル基である。
【請求項２】
前記化学式（１）のＸ１〜Ｘ３は、すべてＮである、請求項１に記載の有機光電素子用化合物。
【請求項３】
前記化学式（１）のＡｒ１およびＡｒ２のアリーレン基は、フェニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基、またはこれらの組み合わせである、請求項１に記載の有機光電素子用化合物。
【請求項４】
前記化学式（１）のＡｒ３〜Ａｒ６のアリール基は、フェニル基、ナフチル基、アントラセン基、フェナントレン基、テトラセン基、ピレン基、フルオレン基、またはこれらの組み合わせである、請求項１に記載の有機光電素子用化合物。
【請求項５】
前記化学式（１）のＡｒ３〜Ａｒ６のアリール基は、下記化学式（２ａ）〜（２ｃ）で表される置換基またはこれらの組み合わせである、請求項１に記載の有機光電素子用化合物。
【化２】
0005711220.tif 000034
前記化学式（２ａ）〜（２ｃ）において、
Ｒ’およびＲ’’は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜１０の低級アルキル基、炭素数６〜１８のアリール基、またはこれらの組み合わせである。
【請求項６】
前記化学式（１）のＡｒ５およびＡｒ６のヘテロアリール基は、フラン、ピロール、イミダゾール、チアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、トリアゾール、トリアジン、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、キノリン、イソキノリン、またはこれらの組み合わせである、請求項１に記載の有機光電素子用化合物。
【請求項７】
前記有機光電素子用化合物は、下記の化学式（３ａ）または（３ｂ）で表される、請求項１に記載の有機光電素子用化合物。
【化３】
0005711220.tif 000035
【化４】
0005711220.tif 000036
前記化学式（３ａ）および（３ｂ）において、
Ａｒ４〜Ａｒ６は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
Ｒ１およびＲ２は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、水素または炭素数１〜１０の低級アルキル基であり、
Ｒ３およびＲ４は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜１０の低級アルキル基、炭素数６〜１８のアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
ａおよびｂは、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、１または２である。
【請求項８】
前記有機光電素子用化合物は、下記化学式（４）〜（３５）および（ａｄ−１）〜（ａｄ−４）からなる群より選択されたいずれか１つで表される、請求項１に記載の有機光電素子用化合物。
【化５−１】
0005711220.tif 000037
【化５−２】
0005711220.tif 000038
【化５−３】
0005711220.tif 000039
【化５−４】
0005711220.tif 000040
【化５−５】
0005711220.tif 000041
【化６】
0005711220.tif 000042
【請求項９】
下記化学式（Ａ−１）で表される、有機光電素子用化合物。
【化７】
0005711220.tif 000043
前記化学式（Ａ−１）において、
Ｘ１〜Ｘ３は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、ＮまたはＣＲであり、ただし、前記Ｘ１〜Ｘ３の少なくとも１つはＮであり、前記Ｒは水素または炭素数１〜１０のアルキル基であり、
Ａｒ１は、単一結合または置換もしくは非置換の炭素数６〜１８のアリーレン基であり、
Ａｒ２〜Ａｒ４は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
Ｒ１〜Ｒ３は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、水素または炭素数１〜１０のアルキル基であり、
Ｒ４およびＲ５は、同一であるかまたは異なり、それぞれ水素、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであるか、または互いに結合して隣接した環と縮合環を形成する。
【請求項１０】
前記化学式（Ａ−１）のＸ１〜Ｘ３は、すべてＮである、請求項９に記載の有機光電素子用化合物。
【請求項１１】
前記化学式（Ａ−１）のＡｒ１のアリーレン基は、フェニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基、またはこれらの組み合わせである、請求項９に記載の有機光電素子用化合物。
【請求項１２】
前記化学式（Ａ−１）のＡｒ２〜Ａｒ４のアリール基は、下記化学式（２ａ）〜（２ｃ）で表される置換基またはこれらの組み合わせである、請求項９に記載の有機光電素子用化合物。
【化８】
0005711220.tif 000044
前記化学式（２ａ）〜（２ｃ）において、
Ｒ’およびＲ’’は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜１０の低級アルキル基、炭素数６〜１８のアリール基、またはこれらの組み合わせである。
【請求項１３】
前記化学式（Ａ−１）のＡｒ２およびＡｒ３のヘテロアリール基は、フラン、ピロール、イミダゾール、チアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、トリアゾール、トリアジン、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、キノリン、イソキノリン、またはこれらの組み合わせである、請求項９に記載の有機光電素子用化合物。
【請求項１４】
前記有機光電素子用化合物は、下記化学式（ａｄ−５）〜（ａｄ−２４）からなる群より選択されたいずれか１つで表される、請求項９に記載の有機光電素子用化合物。
【化９−１】
0005711220.tif 000045
【化９−２】
0005711220.tif 000046
【化９−３】
0005711220.tif 000047
【化９−４】
0005711220.tif 000048
【化９−５】
0005711220.tif 000049
【化９−６】
0005711220.tif 000050
【請求項１５】
前記有機光電素子用化合物は、電荷輸送材料またはホスト材料として用いられる、請求項１に記載の有機光電素子用化合物。
【請求項１６】
前記有機光電素子用化合物は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１１０℃以上であり、かつ熱分解温度（Ｔｄ）が４００℃以上である、請求項１に記載の有機光電素子用化合物。
【請求項１７】
陽極、
陰極、および
前記陽極と陰極の間に介在する有機薄膜層を含み、
前記有機薄膜層は、請求項１〜１６のいずれか一項に記載された有機光電素子用化合物を含む、有機光電素子。
【請求項１８】
前記有機薄膜層は、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、電子阻止層、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１７に記載の有機光電素子。
【請求項１９】
前記有機薄膜層はドーパントをさらに含む、請求項１７に記載の有機光電素子。
【請求項２０】
請求項１７に記載の有機光電素子を含む、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機光電素子用化合物およびこれを含む有機光電素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電素子（ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｄｅｖｉｃｅ）は、広義には、光エネルギーを電気エネルギーに変換する、または逆に電気エネルギーを光エネルギーに変換する素子である。有機光電素子の例としては、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、太陽電池、トランジスタなどが挙げられる。特に、有機発光ダイオードは、最近、フラットパネルディスプレイ（ｆｌａｔ  ｐａｎｅｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）の需要が増加することに伴い、注目されている。
【０００３】
有機発光ダイオードに電流を加えると、陽極からは正孔（ｈｏｌｅ）および陰極からは電子が注入され、注入された正孔と電子は、それぞれ正孔輸送層と電子輸送層を経て、発光層で再結合（ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）し発光励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）を形成する。このように形成された発光励起子は、基底状態（ｇｒｏｕｎｄ  ｓｔａｔｅｓ）に遷移しながら光を放出する。前記光は、発光メカニズムに基づいて、一重項励起子を利用する蛍光と、三重項励起子を利用する燐光とに分けられ、前記蛍光および燐光は有機発光ダイオードの発光源として用いられる（Ｄ．Ｆ．Ｏ’Ｂｒｉｅｎなど、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７４３，４４２，１９９９；Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏなど、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．ｌｅｔｔ．，７５１，４，１９９９）。
【０００４】
電子が基底状態から励起状態に遷移すると、項間交差（ｉｎｔｅｒｓｙｓｔｅｍ  ｃｒｏｓｓｉｎｇ）によって一重項励起子が三重項励起子に無輻射遷移し、前記三重項励起子は、再び基底状態に遷移して発光する。このとき発生する光を、燐光という。前記三重項励起子は、基底状態に直接遷移することができず（スピン禁則：ｓｐｉｎ  ｆｏｒｂｉｄｄｅｎ）、必ず電子スピンのフリップ（ｆｌｉｐｐｉｎｇ）段階を経なければならない。したがって、燐光は、蛍光よりも半減期（発光時間、ｌｉｆｅｔｉｍｅ）が長いという特性を持つ。
【０００５】
また、正孔と電子が再結合して発光励起子を形成する場合、三重項励起子は一重項励起子の３倍程度多く生成される。したがって、一重項励起子のみを用いる蛍光は、一重項励起子の発生確率が２５％で発光効率に限界がある。しかし、燐光は、三重項励起子の発生確率７５％だけではなく、一重項励起子の発生確率である２５％まで用いることができ、理論的に発光効率が１００％まで可能になる。すなわち、燐光は、蛍光に比べて約４倍高い発光効率を達成できるという利点がある。
【０００６】
一方、有機発光ダイオードの効率および安定性を向上させるために、発光層にホスト材料およびドーパントを一緒に添加してもよい。前記ホスト材料としては、４，４−Ｎ，Ｎ−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ）が主に用いられていた。しかし、ＣＢＰは、構造的対称性が高く、結晶化し易く、熱的安定性が低いため、素子の耐熱試験の結果では、短絡または画素欠陥が発生する欠点があった。また、ＣＢＰなどのほとんどのホスト材料は、正孔の移動速度が電子の移動速度よりも速いため、発光層で効率的に再結合することができず、素子の発光効率が減少するという短所がある。
【０００７】
また、低分子ホスト材料は、一般的に真空蒸着法によって作製されるため、湿式工程に比べて製造原価が高いという欠点がある。さらに、多くの低分子ホスト材料は、有機溶媒に対する溶解度が低いため、湿式工程に適用して優れた膜特性を有する有機薄膜層を形成し難い。
【０００８】
したがって、効率および寿命に優れた有機光電素子を実現するためには、電気的および熱的安定性に優れ、正孔および電子の両方を適切に伝達することができるバイポーラ（ｂｉｐｏｌａｒ）特性を有する燐光のホスト材料および電荷輸送材料を開発し、正孔または電子を適切に伝達できる物質を混合して用いることができるホスト材料の開発が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、熱的安定性に優れ、正孔および電子の両方を適切に伝達することができる有機光電素子用化合物を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、前記有機光電素子用化合物を含み、効率および駆動電圧特性に優れた有機光電素子を提供することを他の目的とする。
【００１１】
さらに、本発明は、前記有機光電素子を含む表示装置を提供することをさらに他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様は、下記化学式（１）で表される有機光電素子用化合物を提供する。
【００１３】
【化１】
0005711220.tif 000002
【００１４】
前記化学式（１）において、
Ｘ１〜Ｘ３は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、ＮまたはＣＲであり、ただし、前記Ｘ１〜Ｘ３の少なくとも１つはＮであり、前記Ｒは水素または炭素数１〜１０の低級アルキル基であり、
Ａｒ１およびＡｒ２は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６〜１８のアリーレン基であり、
Ａｒ３およびＡｒ４は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリーレン基、置換もしくは非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリーレン基、またはこれらの組み合わせであり、前記Ａｒ３およびＡｒ４は、互いに結合して縮合環を形成してもよく、
Ａｒ５およびＡｒ６は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
Ｒ１およびＲ２は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、水素または炭素数１〜１０の低級アルキル基である。
【００１５】
また、前記化学式（１）のＸ１〜Ｘ３は、すべてＮであってもよい。
【００１６】
また、前記化学式（１）のＡｒ１およびＡｒ２のアリーレン基は、フェニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基、またはこれらの組み合わせであってもよく、Ａｒ３〜Ａｒ６のアリール基は、フェニル基、ナフチル基、アントラセン基、フェナントレン基、テトラセン基、ピレン基、フルオレン基、またはこれらの組み合わせであってもよく、特に、Ａｒ３〜Ａｒ６のアリール基は、下記化学式（２ａ）〜（２ｃ）で表される置換基またはこれらの組み合わせであってもよい。
【００１７】
【化２】
0005711220.tif 000003
【００１８】
前記化学式（２ａ）〜（２ｃ）において、
Ｒ’およびＲ’’は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜１０の低級アルキル基、炭素数６〜１８のアリール基、またはこれらの組み合わせである。
【００１９】
また、前記化学式（１）のＡｒ５およびＡｒ６のヘテロアリール基は、フラン、ピロール、イミダゾール、チアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、トリアゾール、トリアジン、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、キノリン、イソキノリン、またはこれらの組み合わせであってもよい。
【００２０】
また、前記有機光電素子用化合物は、下記化学式（３ａ）または（３ｂ）で表されるものであってもよい。
【００２１】
【化３】
0005711220.tif 000004
【００２２】
【化４】
0005711220.tif 000005
【００２３】
前記化学式（３ａ）および（３ｂ）において、
Ａｒ４〜Ａｒ６は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
Ｒ１およびＲ２は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、水素または炭素数１〜１０の低級アルキル基であり、
Ｒ３およびＲ４は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜１０の低級アルキル基、炭素数６〜１８のアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
ａおよびｂは、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、１または２である。
【００２４】
また、前記有機光電素子用化合物は、下記化学式（４）〜（３５）および化学式（ａｄ−１）〜（ａｄ−４）で表されるものであってもよい。
【００２５】
【化５−１】
0005711220.tif 000006
【００２６】
【化５−２】
0005711220.tif 000007
【００２７】
【化５−３】
0005711220.tif 000008
【００２８】
【化５−４】
0005711220.tif 000009
【００２９】
【化５−５】
0005711220.tif 000010
【００３０】
【化６】
0005711220.tif 000011
【００３１】
本発明の他の態様は、下記化学式（Ａ−１）で表される有機光電素子用化合物を提供する。
【００３２】
【化７】
0005711220.tif 000012
【００３３】
前記化学式（Ａ−１）において、
Ｘ１〜Ｘ３は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、ＮまたはＣＲであり、ただし、前記Ｘ１〜Ｘ３の少なくとも１つはＮであり、前記Ｒは水素または炭素数１〜１０のアルキル基であり、
Ａｒ１は、単結合、または置換もしくは非置換の炭素数６〜１８のアリーレン基であり、
Ａｒ２〜Ａｒ４は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
Ｒ１〜Ｒ３は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、水素または炭素数１〜１０のアルキル基であり、
Ｒ４およびＲ５は、同一であるかまたは異なり、それぞれ、水素、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであるか、または互いに結合して、隣接した環と縮合環を形成する。
【００３４】
前記化学式（Ａ−１）のＸ１〜Ｘ３は、すべてＮであってもよい。
【００３５】
前記化学式（Ａ−１）のＡｒ１のアリーレン基は、フェニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基、またはこれらの組み合わせであってもよい。
【００３６】
前記化学式（Ａ−１）のＡｒ２〜Ａｒ４のアリール基は、下記化学式（２ａ）〜（２ｃ）で表される置換基、またはこれらの組み合わせであってもよい。
【００３７】
【化８】
0005711220.tif 000013
【００３８】
前記化学式（２ａ）〜（２ｃ）において、
Ｒ’およびＲ’’は、互いに同一であるか異なり、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜１０の低級アルキル基、炭素数６〜１８のアリール基、またはこれらの組み合わせである。
【００３９】
前記化学式（Ａ−１）のＡｒ２およびＡｒ３のヘテロアリール基は、フラン、ピロール、イミダゾール、チアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、トリアゾール、トリアジン、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、キノリン、イソキノリン、またはこれらの組み合わせであってもよい。
【００４０】
前記有機光電素子用化合物は、下記化学式（ａｄ−５）〜（ａｄ−２４）からなる群より選択されたいずれか１つで表されるものであってもよい。
【００４１】
【化９−１】
0005711220.tif 000014
【００４２】
【化９−２】
0005711220.tif 000015
【００４３】
【化９−３】
0005711220.tif 000016
【００４４】
【化９−４】
0005711220.tif 000017
【００４５】
【化９−５】
0005711220.tif 000018
【００４６】
【化９−６】
0005711220.tif 000019
【００４７】
前記有機光電素子用化合物は、電荷輸送材料またはホスト材料として用いられてもよく、前記有機光電素子用化合物は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１１０℃以上であり、熱分解温度（Ｔｄ）が４００℃以上であってもよい。
【００４８】
本発明のさらに他の態様は、陽極、陰極、および前記陽極と前記陰極の間に介在する有機薄膜層を含む有機光電素子を提供する。前記有機薄膜層は、前記有機光電素子用化合物を含む。
【００４９】
前記有機薄膜層は、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、電子阻止層、またはこれらの組み合わせであってもよく、前記有機薄膜層はドーパントをさらに含んでもよく、前記ドーパントは、赤色、緑色、青色、または白色の燐光ドーパントであってもよい。
【００５０】
本発明のさらに他の態様では、前記有機光電素子を含む表示装置を提供する。
【００５１】
その他、本発明の実施形態の具体的な事項は、以下、詳細に説明される。
【発明の効果】
【００５２】
本発明に係る有機光電素子用化合物は、優れた熱的安定性を有し、湿式工程に適用することができる。特に本発明の有機光電素子用化合物は、有機光電素子の有機薄膜層に用いられる。また、低い駆動電圧でも高い発光効率を有し、寿命特性が向上した有機光電素子および表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物を含む有機光電素子を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物を含む有機光電素子を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物を含む有機光電素子を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物を含む有機光電素子を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物を含む有機光電素子を示す断面図である。
【図６】実施例１〜３で合成された有機光電素子用化合物のＤＳＣ分析結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
＜図中の主要な要素を示す符号の説明＞
１００：有機光電素子    １１０：陰極
１２０：陽極    １０５：有機薄膜層
１３０：発光層    １４０：正孔輸送層
１５０：電子輸送層    １６０：電子注入層
１７０：正孔注入層    ２３０：発光層＋電子輸送層
【発明を実施するための形態】
【００５５】
以下、本発明の実施形態を詳しく説明する。ただし、これは例示として提示されるものに過ぎず、これらによって本発明が制限されることはなく、本発明は添付する特許請求の範囲によってのみ定義されるものである。
【００５６】
本明細書において、「置換」の語は、別途の定義がない限り、炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルキルシリル基、炭素数３〜３０のシクロアルキル基、炭素数６〜３０のアリール基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、フルオロ基もしくはトリフルオロメチル基などの炭素数１〜１０のトリフルオロアルキル基、またはシアノ基で置換されたものを意味する。
【００５７】
本明細書において、「ヘテロ」の語は、別途の定義がない限り、１つの化合物または置換基内にＮ、Ｏ、Ｓ、およびＰからなる群から選択されるヘテロ原子を１〜３つ含み、残りは炭素であるものを意味する。
【００５８】
本明細書において、「これらの組み合わせ」の語は、別途の定義がない限り、２つ以上の互いに結合した置換基、または２つ以上の置換基が縮合したものを意味する。
【００５９】
本明細書において、「アルキル基」の語は、別途の定義がない限り、いかなるアルケン基もしくはアルキン基も含んでいない「飽和アルキル基」、または少なくとも１つのアルケン基もしくはアルキン基を含んでいる「不飽和アルキル基」をすべて含むものを意味する。前記「アルケン基」とは、少なくとも２つの炭素原子が少なくとも１つの炭素−炭素二重結合で連結されている置換基を意味し、「アルキン基」とは、少なくとも２つの炭素原子が少なくとも１つの炭素−炭素三重結合で連結されている置換基を意味する。前記アルキル基は、分枝型、直鎖型、または環型であってもよい。
【００６０】
前記アルキル基は、炭素数１〜２０のアルキル基であってもよく、より具体的には、炭素数１〜６の低級アルキル基、炭素数７〜１０の中級アルキル基、炭素数１１〜２０の高級アルキル基であってもよい。
【００６１】
例えば、炭素数１〜４のアルキル基は、アルキル鎖に１〜４個の炭素原子が存在し、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、およびｔ−ブチルからなる群より選択される。
【００６２】
アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。
【００６３】
「芳香族基」は、環状置換基の全ての要素がｐ−軌道を有しており、これらのｐ−軌道が共役（ｃｏｎｊｕｇａｔｉｏｎ）している置換基を意味する。具体的な例としては、アリール基およびヘテロアリール基がある。
【００６４】
「アリール基」は、単環または隣接する炭素原子対を共有する縮合環置換基を意味する。
【００６５】
「ヘテロアリール基」は、アリール基内にＮ、Ｏ、Ｓ、およびＰからなる群より選択されるヘテロ原子を１〜３つ含み、残りは炭素原子であることを意味する。前記アリール基が縮合環である場合、それぞれの環ごとに前記ヘテロ原子を１〜３つ含んでもよい。
【００６６】
「スピロ（ｓｐｉｒｏ）構造」は、複数の環が１つの炭素原子を接点として共有している構造を意味する。また、スピロ構造との語は、スピロ構造を含む化合物、またはスピロ構造を含む置換基を意味することができる。
【００６７】
本発明の一態様によれば、下記化学式（１）または化学式（Ａ−１）で表される有機光電素子用化合物が提供される。
【００６８】
【化１０】
0005711220.tif 000020
【００６９】
前記化学式（１）において、
Ｘ１〜Ｘ３は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、ＮまたはＣＲであり、ただし、前記Ｘ１〜Ｘ３の少なくとも１つはＮであり、前記Ｒは水素または炭素数１〜１０の低級アルキル基であり、
Ａｒ１およびＡｒ２は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６〜１８のアリーレン基であり、
Ａｒ３およびＡｒ４は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリーレン基、置換もしくは非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリーレン基、またはこれらの組み合わせであり、前記Ａｒ３およびＡｒ４は、互いに結合して縮合環を形成してもよく、
Ａｒ５およびＡｒ６は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
Ｒ１およびＲ２は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して水素または炭素数１〜１０の低級アルキル基である。
【００７０】
【化１１】
0005711220.tif 000021
【００７１】
前記化学式（Ａ−１）において、
Ｘ１〜Ｘ３は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、ＮまたはＣＲであり、ただし、前記Ｘ１〜Ｘ３の少なくとも１つはＮであり、前記Ｒは水素または炭素数１〜１０のアルキル基であり、
Ａｒ１は、単一結合または置換もしくは非置換の炭素数６〜１８のアリーレン基であり、
Ａｒ２〜Ａｒ４は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
Ｒ１〜Ｒ３は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、水素または炭素数１〜１０のアルキル基であり、
Ｒ４およびＲ５は、同一であるかまたは異なり、それぞれ水素、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであるか、または隣接する環と結合して、縮合環を形成する。
【００７２】
前記化学式（１）または化学式（Ａ−１）で表される有機光電素子用化合物は、下記化学式（１ａ）で表される置換基またはカルバゾリル基、および化学式（１ｂ）で表される置換基を同時に含み、正孔と電子の両方を適切に伝達することができるバイポーラ（ｂｉｐｏｌａｒ）特性を有してもよい。
【００７３】
【化１２】
0005711220.tif 000022
【００７４】
【化１３】
0005711220.tif 000023
【００７５】
前記化学式（１ａ）および（１ｂ）において、
Ｘ１〜Ｘ３およびＡｒ３〜Ａｒ６の定義は、前記化学式（１）で定義したものと同じである。
【００７６】
特に、前記化学式（１ａ）で表される置換基またはカルバゾリル基は、正孔の注入および輸送としての機能を果たし、前記化学式（１ｂ）で表される置換基は、電子の注入および輸送の機能を果たす。前記正孔の注入および輸送としての機能とは、ＨＯＭＯ準位に応じた電導特性を有し、陽極で形成された正孔の発光層への注入および発光層からの移動を容易にする特性を有する機能である。また、前記電子の注入および輸送の機能とは、ＬＵＭＯ準位に応じた電導特性を有し、陰極で形成された電子の発光層への注入および発光層からの移動を容易にする特性を有する機能である。
【００７７】
したがって、本発明の一実施形態に係る有機光電素子用化合物は、バイポーラ（ｂｉｐｏｌａｒ）特性を有することができる。すなわち、前記有機光電素子用化合物は、双極性の性質を有するため、正孔と電子とが結合する有機光電素子の発光層で優れた界面特性および電荷輸送能力を示すことができる。
【００７８】
また、前記化学式（１ａ）で表される置換基またはカルバゾリル基、および化学式（１ｂ）で表される置換基は、互いに共役構造によって結合していないため、１つの化合物に結合していても、正孔の注入または輸送の特性および電子の注入または輸送の特性において、互いに影響を与えない。一般的に、共役構造によって長く連結した化合物の場合は、前記共役構造によって化合物のエネルギー準位が変化し、正孔および電子の注入／輸送特性を変化させることがある。しかし、本発明の一実施形態に係る有機光電素子用化合物は、前記化学式（１ａ）で表される置換基またはカルバゾリル基、および化学式（１ｂ）で表される置換基が互いに共役構造によって結合していないため、優れたバイポーラ特性を有する。
【００７９】
また、前記化学式（１ａ）で表される置換基またはカルバゾリル基、および化学式（１ｂ）で表される置換基を同時に含む構造は、本発明の一実施形態に係る有機光電素子用化合物の全体的な構造に非対称性を付与し、容易に結晶化することを防止できる。すなわち、本発明の一実施形態に係る有機光電素子用化合物は、優れた熱的安定性を有するホスト材料、正孔伝達材料、または電子伝達材料として有用である。
【００８０】
前記化学式（１）および化学式（Ａ−１）において、Ｘ１〜Ｘ３は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、ＮまたはＣＲであり、ただし、前記Ｘ１〜Ｘ３の少なくとも１つはＮであり、前記Ｒは水素または炭素数１〜１０の低級アルキル基である。このとき、前記Ｘ１〜Ｘ３がすべてＮである場合には、電子輸送基としての機能をより好ましく果たすことができる。
【００８１】
また、前記化学式（１）のＡｒ１およびＡｒ２ならびに前記化学式（Ａ−１）のＡｒ１のアリーレン基は、フェニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基、またはこれらの組み合わせを用いてもよいが、これらに限定されるものではない。
【００８２】
また、前記化学式（１）のＡｒ３〜Ａｒ６および前記化学式（Ａ−１）のＡｒ２〜Ａｒ４がそれぞれ独立してアリール基である場合には、置換基として炭素数１〜１０の低級アルキル基、炭素数６〜１８のアリール基、またはこれらの組み合わせを持つことにより、溶媒に対する溶解性およびバイポーラ特性の安定性を維持することができる。
【００８３】
特に、前記化学式（１）のＡｒ３〜Ａｒ６および前記化学式（Ａ−１）のＡｒ２〜Ａｒ４のアリール基は、フェニル基、ナフチル基、アントラセン基、フェナントレン基、テトラセン基、ピレン基、フルオレン基、またはこれらの組み合わせであってもよいが、これらに限定されるものではない。
【００８４】
また、前記化学式（１）のＡｒ３〜Ａｒ６および前記化学式（Ａ−１）のＡｒ２〜Ａｒ４のアリール基は、下記化学式（２ａ）〜（２ｃ）で表される置換基またはこれらの組み合わせであってもよい。
【００８５】
【化１４】
0005711220.tif 000024
【００８６】
前記化学式（２ａ）〜（２ｃ）において、
Ｒ’およびＲ’’は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜１０の低級アルキル基、炭素数６〜１８のアリール基、またはこれらの組み合わせである。
【００８７】
また、前記化学式（２ａ）において、置換基Ｒ’はパラ位置に結合することが好ましい。
【００８８】
また、前記化学式（１）のＡｒ５およびＡｒ６のヘテロアリール基もしくは前記化学式（Ａ−１）のＡｒ２およびＡｒ３のヘテロアリール基は、それぞれの環基内にＮ、Ｏ、Ｓ、Ｐ、またはこれらの組み合わせからなるヘテロ原子を１〜３つ含み、残りは炭素である。特に限定されないが、前記ヘテロアリール基はＮを含むと、前記化学式（１ｂ）で表される置換基が電子輸送基としての機能をより好ましく果たせる。前記化学式（１）のＡｒ５およびＡｒ６のヘテロアリール基の具体的な例としては、フラン、ピロール、イミダゾール、チアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、トリアゾール、トリアジン、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、キノリン、イソキノリン、またはこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００８９】
また、前記有機光電素子用化合物は、下記化学式（３ａ）または（３ｂ）で表されるものであってもよい。
【００９０】
【化１５】
0005711220.tif 000025
【００９１】
【化１６】
0005711220.tif 000026
【００９２】
前記化学式（３ａ）および（３ｂ）において、
Ａｒ４〜Ａｒ６は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
Ｒ１およびＲ２は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、水素または炭素数１〜１０の低級アルキル基であり、
Ｒ３およびＲ４は、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜１０の低級アルキル基、炭素数６〜１８のアリール基、またはこれらの組み合わせであり、
ａおよびｂは、同一であるかまたは異なり、それぞれ独立して、１または２である。
【００９３】
また、本発明の一実施形態に係る前記有機光電素子用化合物は、前記化学式（４）〜（３５）および化学式（ａｄ−１）〜（ａｄ−４）からなる群より選択される１つの化学式で表されるものであってもよいが、これらに限定されない。
【００９４】
また、本発明の他の一実施形態による前記有機光電素子用化合物は、前記化学式（ａｄ−５）〜（ａｄ−２４）からなる群より選択される１つの化学式で表されるものであってもよい。ただしこれらに限定されない。
【００９５】
本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物は、有機薄膜層に用い、広い波長領域で燐光を発生させ、有機光電素子の効率特性を向上させ、駆動電圧を低めることができる。また、寿命特性を向上させることができる。
【００９６】
前記有機光電素子用化合物は、正孔および電子の輸送能力に優れた電荷輸送材料として用いられる。また、前記有機光電素子用化合物は、単独または、ドーパントと共にホスト材料として、用いることができる。
【００９７】
前記ドーパントとは、それ自体が発光能力の高い化合物であり、ホストに微量を混合して用いるため、ゲストとも称する。すなわち、ドーパントは、ホスト材料にドーピングされ、発光を引き起こす物質である。一般的に、三重項状態以上に励起させる多重項励起（ｍｕｌｔｉｐｌｅｔ  ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ）によって発光する金属錯体のような物質がドーパントとして用いられる。このようなドーパントとしては、当分野において一般的に用いられる赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、白色（Ｗ）の蛍光または燐光ドーパントがすべて使用できる。特に、赤色、緑色、青色、または白色の燐光ドーパントが好ましく用いられる。また、発光効率が高く、凝集し難く、ホスト材料内に均一に分布できるものを用いることができる。
【００９８】
前記燐光ドーパントの例としては、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｏｓ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｔｍ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、またはこれらの組み合わせを含む有機金属化合物が挙げられる。より具体的に、赤色燐光ドーパントとしては、白金−オクタエチルポルフィリン錯体（ＰｔＯＥＰ）、Ｉｒ（Ｐｉｑ）２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（Ｐｉｑ）３、ＵＤＣ社のＲＤ６１などを用いてもよく、緑色燐光ドーパントとしては、Ｉｒ（ＰＰｙ）２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（ＰＰｙ）３、Ｉｒ（ｍｐｐｙ）３、ＵＤＣ社のＧＤ４８などを用いてもよく、青色燐光パントとしては、（４，６−Ｆ２ＰＰｙ）２Ｉｒｐｉｃ（参照文献：Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７９，２０８２−２０８４，２００１）などを用いてもよい。この際、前記Ｐｉｑは１−フェニルイソキノリン（１−ｐｈｅｎｙｌｉｓｏｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）を意味し、ａｃａｃはアセチルアセトネートを意味し、ＰＰｙは２−フェニルピリジン（２−ｐｈｅｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎｅ）を意味し、ｐｉｃはピコリネートを意味し、ｍｐｐｙは２−（４−メチルフェニル）ピリジンを意味する。
【００９９】
また、本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１１０℃以上であり、熱分解温度（Ｔｄ）が４００℃以上であって、より具体的には、ガラス転移温度が１１０〜２００℃の範囲であり、熱分解温度が４００〜６００℃の範囲であるものを用いてもよい。したがって、本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物は、熱的安定性に優れるホスト材料または電荷輸送材料として用いられる。
【０１００】
本発明の他の実施形態によれば、前記有機光電素子用化合物を含む有機光電素子が提供される。前記有機光電素子としては、有機発光素子、有機太陽電池、有機トランジスタ、有機感光体ドラム、有機メモリ素子などが挙げられる。有機太陽電池の場合には、前記有機光電素子用化合物は、電極または電極バッファ層に含まれ、これによって量子効率を増加させることができる。有機トランジスタの場合には、ゲート、ソース−ドレイン電極などで電極材料として用いられてもよい。
【０１０１】
以下、有機光電素子についてより詳細に説明する。
【０１０２】
本発明の他の実施形態によれば、陽極、陰極、および前記陽極と陰極との間に配置される少なくとも１層の有機薄膜層を含む有機光電素子が提供される。前記有機薄膜層は、前記有機光電素子用化合物を含む。
【０１０３】
前記有機薄膜層としては、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、電子阻止層、またはこれらの組み合わせである層を含んでもよい。このうちで少なくとも１つの層は、本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物を含む。より具体的に、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層、またはこれらの組み合わせである層に、本発明の一実施形態に係る有機光電素子用化合物を含んでもよい。
【０１０４】
図１〜図５は、前記有機光電素子用化合物を含む有機光電素子の断面図である。
【０１０５】
図１〜図５を参照すれば、有機光電素子（１００、２００、３００、４００、および５００）は、陽極（１２０）、陰極（１１０）、および当該陽極と陰極との間に介在する少なくとも１層の有機薄膜層（１０５）を含む構造を有する。
【０１０６】
有機光電素子に用いられる基板は、当分野において通常的に用いられるものであって、特に限定されないが、より具体的には、透明性、表面平滑性、取り扱いの容易性、および防水性に優れたガラス基板または透明プラスチック基板などの基板を用いてもよい。
【０１０７】
前記陽極（１２０）は、有機薄膜層に正孔注入を円滑にするように、仕事関数が大きい物質を含むことが好ましい。前記陽極の具体的な例としては、ニッケル、白金、バナジウム、クロム、銅、亜鉛、および金などの金属またはこれら金属の合金、酸化亜鉛、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの金属酸化物、ＺｎＯ／Ａｌ、ＳｎＯ２／Ｓｂなどの金属酸化物と金属との組み合わせ、またはポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ［３，４−（エチレン−１，２−ジオキシ）チオフェン］（ＰＥＤＯＴまたはＰＥＤＴ）、ポリピロール、およびポリアニリンなどの導電性高分子などが挙げられる。ただし、前記陽極は、前記物質に限定されるものではない。前記陽極は、より具体的には、ＩＴＯを含む透明電極を用いることが好ましい。
【０１０８】
前記陰極（１１０）は、有機薄膜層に電子注入を円滑にするように、仕事関数が小さい物質を含むことが好ましい。前記陰極の具体的な例としては、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタン、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズ、鉛、セシウム、およびバリウムなどの金属もしくはこれらの合金、またはＬｉＦ／Ａｌ、ＬｉＯ２／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、ＢａＦ２／Ｃａなどの多層構造物質などが挙げられる。ただし、前記陰極は、前記物質に限定されない。前記陰極は、より具体的には、アルミニウムのような金属電極を用いることが好ましい。
【０１０９】
図１は、有機薄膜層（１０５）として発光層（１３０）のみが含まれる有機光電素子（１００）を示す。前記有機薄膜層（１０５）は、発光層（１３０）のみを含んでもよい。
【０１１０】
図２は、有機薄膜層（１０５）として電子輸送層を含む発光層（２３０）および正孔輸送層（１４０）が含まれる２層型有機光電素子（２００）を示す。前記有機薄膜層（１０５）は、発光層（２３０）および正孔輸送層（１４０）を含む２層型であってもよい。この場合に、発光層（１３０）は電子輸送層として機能し、正孔輸送層（１４０）はＩＴＯのような透明電極との結合性および正孔輸送性を向上させるために機能する。
【０１１１】
前記正孔輸送層（１４０）は、当分野において一般的に用いられるものであれば、特に限定されなく、例えば、ポリ（スチレンスルホン酸塩）（ＰＳＳ）層にドーピングされたポリ（３，４−エチレンジオキシ−チオフェン）（ＰＥＤＯＴ）であるＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、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）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）などを、本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物と共に用いてもよい。
【０１１２】
図３は、有機薄膜層（１０５）として電子輸送層（１５０）、発光層（１３０）、および正孔輸送層（１４０）が含まれる３層型有機光電素子（３００）を示す。前記有機薄膜層（１０５）において、発光層（１３０）が独立に設置され、電子輸送性または正孔輸送性に優れた層（電子輸送層１５０または正孔輸送層１４０）が別々の層として積層される。
【０１１３】
前記電子輸送層（１５０）は、当分野において一般的に用いられるものであれば、特に限定されなく、例えば、アルミニウムトリス（８−ヒドロキシキノリン）（Ａｌｑ３）、２−（４−ビフェニル−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）のような１，３，４−オキサジアゾール誘導体、１，３，４−トリス［（３−フェニル−６−トリフルオロメチル）キノキサリン−２−イル］ベンゼン（ＴＰＱ）のようなキノキサリン誘導体、およびトリアゾール誘導体などを、本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物と共に用いてもよい。
【０１１４】
図４は、有機薄膜層（１０５）として電子注入層（１６０）、発光層（１３０）、正孔輸送層（１４０）、および正孔注入層（１７０）が含まれる４層型有機光電素子（４００）を示す。前記正孔注入層（１７０）は、陽極として用いられるＩＴＯとの結合性を向上させることができる。
【０１１５】
図５は、有機薄膜層（１０５）として電子注入層（１６０）、電子輸送層（１５０）、発光層（１３０）、正孔輸送層（１４０）、および正孔注入層（１７０）のようなそれぞれ異なる機能を果たす５層が含まれる５層型有機光電素子（５００）を示す。前記有機光電素子（５００）は電子注入層（１６０）を含むため、低電圧化に効果的である。
【０１１６】
前記発光層（１３０、２３０）の厚さは，５〜１０００ｎｍ範囲であってもよく、前記正孔輸送層（１４０）および電子輸送層（１５０）の厚さは，それぞれ独立して、１０〜１０，０００Åであってもよい。ただし、前記厚さの範囲に限定されない。
【０１１７】
前記図１〜図５において、前記有機薄膜層（１０５）をなす電子輸送層（１５０）、電子注入層（１６０）、発光層（１３０、２３０）、正孔輸送層（１４０）、正孔注入層（１７０）、またはこれらの組み合わせは、本発明の一実施形態による有機光電素子用化合物を含むことができる。前記有機光電素子用化合物は、電子輸送層（１５０）または電子注入層（１６０）を含む電子輸送層（１５０）に用いられてもよい。電子輸送層に用いられる場合、さらなる正孔阻止層を必要としないため、より単純化した構造の有機光電素子を提供することができる。
【０１１８】
また、前記有機光電素子用化合物が発光層（１３０、２３０）内に含まれる場合、前記有機光電素子用化合物は、燐光ホストとして用いられてもよい。前記発光層（１３０、２３０）は、ドーパントをさらに含んでもよい。前記ドーパントは、赤色、緑色、青色、または白色の燐光ドーパントであってもよい。
【０１１９】
上述した有機光電素子は、基板に陽極を形成し、真空蒸着、スパッタリング、プラズマメッキ、およびイオンメッキなどのドライコーティング法、またはスピンコーティング、浸漬、フローコーティングなどのウエットコーティング法によって有機薄膜層を形成し、次いでその上に陰極を形成することによって製造することができる。
【０１２０】
本発明の他の実施形態によれば、前記有機光電素子を含む表示装置が提供される。
【０１２１】
以下、実施例を参照して本発明の実施態様をより詳細に説明する。ただし、以下は例となる実施形態であり、これによって本発明が制限されない。
【０１２２】
有機光電素子用化合物の合成
＜実施例１：化学式（４）で表される化合物の合成＞
本発明に係る有機光電素子用化合物の具体的な例として、化学式（４）で表される化合物を下記反応スキーム１の方法に従って合成した。
【０１２３】
【化１７】
0005711220.tif 000027
【０１２４】
第１工程：化合物Ｂの合成
窒素雰囲気下で、撹拌機付の２５０ｍＬの丸底フラスコに５ｇ（８．８６ｍｍｏｌ）の化合物Ａを１５０ｍＬのテトラヒドロフランと混合させた後、ドライアイスおよびアセトンを用いて反応器を冷却した。前記反応器に１．６Ｍのｎ−ブチルリチウム（ｎ−ＢｕＬｉ）６．６４ｍＬ（１０．６ｍｍｏｌ）を徐々に注入し、冷却用ドライアイスを除去して３０分間攪拌した。次に、再び前記反応器を冷却し、反応器に２．４７ｇ（１３．３ｍｍｏｌ）の２−イソプロポキシ−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランを徐々に注入し、室温で８時間攪拌した。反応系に水を加え、反応を終結させた後、反応生成物を酢酸エチルで抽出し、無水硫酸マグネシウムを用いて水分および溶媒を除去した。得られた残留物をシリカゲルクロマトグラフィによって精製し、化合物Ｂで表される中間生成物４．１１ｇ（収率：７６％）を得た。
【０１２５】
第２工程：化学式（４）の合成
２５０ｍＬの丸底フラスコに、化合物Ｂで表される中間生成物４ｇ（６．５ｍｍｏｌ）、化合物Ｃ２．１ｇ（７．８５ｍｍｏｌ）、およびテトラヒドロフラン１００ｍＬを混合した。前記混合物に２Ｍ−炭酸カリウム水溶液８０ｍＬ、およびテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（０）０．１５ｇ（０．１３ｍｍｏｌ）を加えた。得られた混合物を窒素気流下で１２時間加熱還流した。
【０１２６】
反応液を２層に分離した後、有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、得られた残留物をシリカゲルクロマトグラフィによって精製し、化学式（４）で表される化合物３．３８ｇ（収率：７２％）を得た。
【０１２７】
得られた化学式（４）の化合物を元素分析によって分析した結果は、次のとおりである。
【０１２８】
元素分析（Ｃ５２Ｈ３６Ｎ４）
計算値：Ｃ８７．１２、Ｈ５．０６、Ｎ７．８２
実測値：Ｃ８７．０２、Ｈ５．１１、Ｎ７．３２
＜実施例２：化学式（２３）で表される化合物の合成＞
本発明に係る有機光電素子用化合物の具体的な例として、化学式（２３）で表される化合物を下記反応スキーム２の方法によって合成した。
【０１２９】
【化１８】
0005711220.tif 000028
【０１３０】
第１工程：化合物Ｆの合成
２５０ｍＬの丸底フラスコに、化合物Ｅ５ｇ（１２．３ｍｍｏｌ）、化合物Ｄ４．３４ｇ（１２．３ｍｍｏｌ）、およびテトラヒドロフラン１００ｍＬを混合した。前記混合物に２Ｍ炭酸カリウム水溶液８０ｍＬ、およびテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（０）０．２８ｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加えた。得られた混合物を窒素気流下で１２時間加熱還流した。
【０１３１】
反応液を２層に分離した後、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した後、得られた残留物をシリカゲルクロマトグラフィによって精製し、化合物Ｆ３ｇ（収率：４０％）を得た。
【０１３２】
第２工程：化学式（２３）の合成
２５０ｍＬの丸底フラスコに、前記第１工程で合成した化合物Ｆ３ｇ（４．７ｍｍｏｌ）、化合物Ｇ２．１ｇ（５．７ｍｍｏｌ）、およびテトラヒドロフラン８０ｍＬを混合した。前記混合物に２Ｍ炭酸カリウム水溶液６０ｍＬ、およびテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（０）０．１１ｇ（０．１ｍｍｏｌ）を加えた。得られた混合物を窒素気流下で１２時間加熱還流した。
【０１３３】
分離した有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した。得られた残留物をシリカゲルクロマトグラフィによって精製し、化学式（２３）で表される化合物３．１ｇ（収率：７０％）を得た。
【０１３４】
得られた化学式（２３）の化合物を元素分析によって分析した結果は、次のとおりである。
【０１３５】
元素分析（Ｃ５２Ｈ３６Ｎ４）
計算値：Ｃ８８．６７、Ｈ５．２５、Ｎ６．０８
実測値：Ｃ８８．５２、Ｈ５．０１、Ｎ６．０３
＜実施例３：化学式（２９）で表される化合物の合成＞
本発明に係る有機光電素子用化合物の具体的な例として、化学式（２９）で表される化合物を下記反応スキーム３の方法によって合成した。
【０１３６】
【化１９】
0005711220.tif 000029
【０１３７】
第１工程：化合物Ｊの合成
２５０ｍＬの丸底フラスコに、化合物Ｉ６．３６ｇ（１３．４ｍｍｏｌ）、化合物Ｈ４ｇ（１３．４ｍｍｏｌ）、塩化銅０．６６ｇ（６．７ｍｍｏｌ）、および炭酸カリウム５．５ｇ（４０．１ｍｍｏｌ）をジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）１００ｍＬと共に混合した。反応容器を窒素気流下で２４時間１８０℃で加熱攪拌した。反応終了後、反応溶媒を真空蒸留で除去した。得られた残留物をシリカゲルクロマトグラフィによって精製して、化合物Ｊ５．９ｇ（収率：６４％）を得た。
【０１３８】
第２工程：化合物Ｋの合成
窒素雰囲気下で、撹拌機付の２５０ｍＬの丸底フラスコに、化合物Ｊ５ｇ（７．２ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン１５０ｍＬと混合させた後、ドライアイスおよびアセトンを用いて反応器を冷却した。前記反応器に１．６Ｍのｎ−ブチルリチウム（ｎ−ＢｕＬｉ）５．４ｍＬ（８．６４ｍｍｏｌ）を徐々に注入し、冷却用ドライアイスを除去して３０分間攪拌した。次に、再び前記反応器を冷却し、２ｇ（１０．８ｍｍｏｌ）の２−イソプロポキシ−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランを徐々に注入し、室温で８時間攪拌した。反応系に水を加え反応を終結させた後、反応生成物を酢酸エチルで抽出し、無水硫酸マグネシウムを用いて水分および溶媒を除去した。得られた残留物をシリカゲルクロマトグラフィによって精製し、化合物Ｂで表される中間生成物４ｇ（収率：７５％）を得た。
【０１３９】
第３段階：化学式（２９）の合成
２５０ｍＬの丸底フラスコに、前記第２工程で合成された化合物Ｋ４ｇ（５．３９ｍｍｏｌ）、化合物Ｃ１．７３ｇ（６．５ｍｍｏｌ）、およびテトラヒドロフラン８０ｍＬを混合した。前記混合物に２Ｍ炭酸カリウム水溶液６０ｍＬ、およびテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（０）０．１２ｇ（０．１ｍｍｏｌ）を加えた後、窒素気流下で１２時間加熱還流した。
【０１４０】
有機層を分離した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、有機溶媒を減圧下で蒸留して除去した。得られた残留物をシリカゲルクロマトグラフィによって精製し、化学式（２９）で表される化合物３．２１ｇ（収率：７０％）を得た。
【０１４１】
得られた化学式（２９）の化合物を元素分析によって分析した結果は、次のとおりである。
【０１４２】
元素分析（Ｃ５２Ｈ３６Ｎ４）
計算値：Ｃ８７．９１、Ｈ５．４７、Ｎ６．６１
実測値：Ｃ８７．５２、Ｈ５．０４、Ｎ６．３２
＜実験例１：熱的特性評価＞
実施例１〜３で合成された化合物のガラス転移温度および熱分解温度はそれぞれ、示差走査熱量測定法（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：ＤＳＣ）および熱重量分析器（Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ：ＴＧＡ）によって測定した。その結果を下記表１および図６に示す。
【０１４３】
【表１】
0005711220.tif 000030
【０１４４】
表１および図６を参照すると、実施例１〜３の化合物は、ＤＳＣ分析の結果において、すべての融点ピークが現れなかった。これにより、実施例１〜３の化合物が安定して非晶質状態で存在することが確認された。したがって、本発明の一実施形態に係る有機光電素子用化合物を含む有機光電素子は、駆動時にジュール熱による結晶化を防ぎ、既存の有機光電素子に比べて向上した寿命特性を示すと考えられる。
【０１４５】
有機発光素子の製造
＜実施例４＞
実施例１で合成した化合物をホストとして用い、Ｉｒ（ＰＰｙ）３をドーパントとして用いて、有機発光素子を製作した。陽極としては厚さ１０００ÅのＩＴＯを用い、陰極としては厚さ１０００Åのアルミニウム（Ａｌ）を用いた。
具体的に、陽極は１５Ω／ｃｍ２のシート抵抗値を有するＩＴＯガラス基板を５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｍｍの大きさに切断し、アセトン、イソプロピルアルコール、および純水中で各１５分間の超音波洗浄を行った後、３０分間ＵＶオゾン洗浄して、作製した。。
【０１４６】
次いで、前記基板上部に真空度６５０×１０−７Ｐａ、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓの条件下で、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）７０ｎｍ）、および４，４’，４’’−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）（１０ｎｍ）を蒸着して、８００Å厚さの正孔輸送層を形成した。
【０１４７】
次に、同じ真空蒸着条件下で、前記実施例１で合成した化合物を利用して膜厚３００Åの発光層を形成した。この際に、燐光ドーパントであるＩｒ（ＰＰｙ）３を同時に蒸着した。ここで、燐光ドーパントの蒸着速度を調節し、発光層の全体量を１００重量％としたとき、燐光ドーパントの配合量が７重量％となるように蒸着した。
【０１４８】
前記発光層上に同じ真空蒸着条件を利用し、ビス（８−ヒドロキシ−２−メチルキノリノラト）−アルミニウムビフェノキシド（ＢＡｌｑ）を蒸着し、膜厚５０Åの正孔阻止層を形成した。
【０１４９】
次に、同じ真空蒸着条件下でＡｌｑ３を蒸着し、膜厚２００Åの電子輸送層を形成した。
【０１５０】
電子輸送層上に、ＬｉＦおよびＡｌを順に蒸着し、陰極を形成させ、有機発光素子を製作した。
【０１５１】
有機発光素子は、ＩＴＯ／ＮＰＢ（７０ｎｍ）／ＴＣＴＡ（１０ｎｍ）／ＥＭＬ（実施例１の化合物（９３重量％）＋Ｉｒ（ＰＰｙ）３（７重量％）、３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（５ｎｍ）／Ａｌｑ（２０ｎｍ）／ＬｉＦ（１ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）の構造で製作した。
【０１５２】
＜実施例５＞
ＢＡｌｑを蒸着し、膜厚５０Åの正孔阻止層を形成する工程を行わないことを除いて、実施例４と同じ方法によって、有機発光素子を製作した。
【０１５３】
具体的に、有機発光素子は、ＩＴＯ／ＮＰＢ（７０ｎｍ）／ＴＣＴＡ（１０ｎｍ）／ＥＭＬ（実施例１の化合物（９３重量％）＋Ｉｒ（ＰＰｙ）３（７重量％）、３０ｎｍ）／Ａｌｑ３（２０ｎｍ）／ＬｉＦ（１ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）の構造で製作した。
【０１５４】
＜実施例６＞
陽極としてはＩＴＯ基板を用い、基板上にスピンコーティングし、ポリ（３，４−エチレンジオキシ−チオフェン）（ＰＥＤＯＴ）を形成した。
【０１５５】
発光層は、前記ＰＥＤＯＴの上にスピンコーティングして形成された。より具体的に、発光層は、実施例１で合成された化合物をトルエンに溶かし、ホストとして用い、Ｉｒ（ｍｐｐｙ）３をドーパントとして用いた。このとき、Ｉｒ（ｍｐｐｙ）３ド−パントは、発光層の全体量を１００重量％としたとき、１３重量％を含むように混合して発光層を形成した。
【０１５６】
発光層の上にＢＡｌｑを真空蒸着し、厚さ５０Åの正孔阻止層を形成した。また、正孔阻止層の上にＡｌｑ３を真空蒸着し、２００厚さの電子輸送層を形成した。
【０１５７】
電子輸送層の上に厚さ１０Å（１ｎｍ）のＬｉＦおよび厚さ１０００ÅのＡｌを順に真空蒸着して陰極を形成することにより、有機発光素子を製作した。
【０１５８】
有機発光素子は、ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ（４０ｎｍ）／ＥＭＬ（実施例１の化合物（８７重量％）＋Ｉｒ（ＰＰｙ）３（１３重量％）、５０ｎｍ）／ＢＡｌｑ（５ｎｍ）／Ａｌｑ３（２０ｎｍ）／ＬｉＦ（１ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）の構造で製作した。
【０１５９】
＜比較例１＞
実施例１で合成された化合物の代わりに、４，４−Ｎ，Ｎ−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ）を発光層のホストとして用いたことを除いて、実施例４と同じ方法によって有機発光素子を製作した。
【０１６０】
＜比較例２＞
実施例１で合成された化合物の代わりに、５０重量％のＴＣＴＡ、および５０重量％の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）の混合物を発光層のホストとして用いたことを除いて、実施例６と同じ方法によって有機発光素子を製作した。
【０１６１】
有機発光素子の構造は、ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ（４０ｎｍ）／ＴＣＴＡ：ＴＰＢＩ（５０：５０重量比、８７重量％）：Ｉｒ（ｍｐｐｙ）３（１３重量％）（５０ｎｍ）／ＢＡｌｑ（５ｎｍ）／Ａｌｑ３（２０ｎｍ）／ＬｉＦ（１ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）の構造で製作した。
【０１６２】
＜実験例２：有機発光素子の性能評価＞
実施例４〜６および比較例１〜２で製造されたそれぞれの有機発光素子に対し、電圧による電流密度変化、輝度変化、および発光効率を測定した。具体的な測定方法は下記のとおりであり、その結果は下記表２および表３に示した。
【０１６３】
（１）電圧変化による電流密度変化の測定
製造された有機発光素子に対し、電圧を０Ｖから１０Ｖまで上昇させながら、電流−電圧計（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ  ２４００）を利用して、単位素子に流れる電流値を測定し、測定された電流値を面積で割って、電流密度を得た。
【０１６４】
（２）電圧変化による輝度変化の測定
製造された有機発光素子に対し、電圧を０Ｖから１０Ｖまで上昇させ、輝度計（Ｍｉｎｏｌｔａ  Ｃｓ−１０００Ａ）を利用し、その際の輝度を測定して結果を得た。
【０１６５】
（３）発光効率の測定
前記（１）および（２）から測定された輝度および電流密度ならびに電圧を利用し、同じ輝度（１０００ｃｄ／ｍ２）の電流効率（ｃｄ／Ａ）および電力効率（ｌｍ／Ｗ）を計算した。その結果を下記表２および３に示した。
【０１６６】
（４）色座標は、輝度計（Ｍｉｎｏｌｔａ  Ｃｓ−１００Ａ）を利用して測定され、その結果を下記表２および３に示した。
【０１６７】
【表２】
0005711220.tif 000031
【０１６８】
表２を参照すると、有機発光素子の特性評価の結果について、実施例４および５で製造された有機発光素子は、比較例１の有機発光素子と比べ、駆動電圧が２Ｖ以上低いが電流効率の測定値は同程度であった。すなわち、実施例４および５で製造された有機発光素子は、駆動電圧の減少による電力効率の低下が、極めて改善された素子性能を示すことが確認された。特に、実施例５の場合、正孔阻止層のＢＡｌｑを用いなかったにも係らず、極めて高い発光効率を示すことが確認された。これは、本発明の一実施形態に係る化合物は、有機薄膜層の減少による工程単価および工程時間の短縮にも大きな利点を持つ材料であることを意味する。
【０１６９】
【表３】
0005711220.tif 000032
【０１７０】
表３を参照すると、実施例６で製造された有機発光素子は、比較例２で製造された有機発光素子に比べ、約２倍の発光効率を示した。ＴＣＴＡは、正孔伝達特性に優れたホストであり、ＴＰＢＩは電子伝達特性に優れたホストであるが、前記２つのホストを混合して用いた比較例２に係る有機発光素子と比べた結果、実施例１に係る化合物を用いた有機発光素子は、優れたバイポーラ特性を有するホストであることが確認された。
【０１７１】
以上、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、多様な形態で製造することができ、当業者は、本発明の技術的な思想や必須の特徴を変更せずに他の具体的な形態を実施できることが理解できるはずである。したがって、上述した実施形態はすべての面において例示的なものであり、決して本発明を限定的にするものではないことを理解しなければならない。
【図１】
0005711220.tif 000051
【図２】
0005711220.tif 000052
【図３】
0005711220.tif 000053
【図４】
0005711220.tif 000054
【図５】
0005711220.tif 000055
【図６】
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