(57)【要約】青色燐光用ホスト物質、それを含む有機薄膜、及び有機発光素子が提供される。前記青色燐光用ホスト物質は、中心原子の周りにカルバゾール化合物が結合されており、前記中心原子は１４族元素であり、前記中心原子の周りに結合されたカルバゾール化合物は３個又は４個であって、前記カルバゾール化合物は、アルキル基が置換されたカルバゾールを含む。前記青色燐光用ホスト物質は、高い三重項エネルギー（ＥＴ）を有するとともに、電気移動度及び熱的安定性等にも優れる。これにより、前記ホスト物質を含む有機薄膜、及び前記有機薄膜を含む有機発光素子は、濃い青色（ｄｅｅｐ  ｂｌｕｅ）を具現し、且つ優れた発光効率を示すことができる。【選択図】図１
2014525907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心原子の周りにカルバゾール化合物が結合されており、
前記中心原子は１４族元素であり、
前記中心原子の周りに結合されたカルバゾール化合物は３個又は４個であって、
前記カルバゾール化合物は、アルキル基が置換されたカルバゾールを含むことを特徴とする、青色燐光用ホスト物質。
【請求項２】
前記ホスト物質は下記化学式１で表されることを特徴とする、請求項１に記載の青色燐光用ホスト物質。
【化１】
2014525907.tif 000017
（化学式１中、
Ｍは、１４族元素であり、
ｎは、３又は４であり、
Ｒ１は、カルバゾールにアルキル基が置換されたカルバゾール化合物であり、
Ｒ２は、水素、脂肪族化合物、及び芳香族化合物から選択される。）
【請求項３】
前記中心原子はＳｉ、Ｇｅ、又はＣであることを特徴とする、請求項１に記載の青色燐光用ホスト物質。
【請求項４】
前記化学式１のＲ２は、Ｃ１〜Ｃ２０のアルキル、Ｃ６〜Ｃ２０のアリール、Ｃ３〜Ｃ２０のヘテロアリール、Ｃ３〜Ｃ２０のヘテロアリールが置換されたアルキル、及びＣ１〜Ｃ２０のアルキルやＣ３〜Ｃ２０のヘテロアリールが置換されたアリールから選択されることを特徴とする、請求項２に記載の青色燐光用ホスト物質。
【請求項５】
前記化学式１のＲ２は下記化学式２で表されるグループから選択されることを特徴とする、請求項２に記載の青色燐光用ホスト物質。
【化２】
2014525907.tif 000018
（化学式２中、Ｍｅはメチル基である。）
【請求項６】
前記カルバゾール化合物は下記化学式３で表されることを特徴とする、請求項１に記載の青色燐光用ホスト物質。
【化３】
2014525907.tif 000019
（化学式３中、
Ｒはアルキル基であり、
Ａは、Ｃ６〜Ｃ２０のアリレン、Ｃ３〜Ｃ２０のヘテロアリレン、Ｃ１〜Ｃ２０のアルキルが置換されたアリレン、Ｃ１〜Ｃ２０のアルキルが置換されたヘテロアリレン、及びＣ３〜Ｃ２０のヘテロアリールが置換されたアリレンから選択される。）
【請求項７】
前記カルバゾール化合物は下記化学式４〜化学式８で表されるものから選択されることを特徴とする、請求項１に記載の青色燐光用ホスト物質。
【化４】
2014525907.tif 000020
【化５】
2014525907.tif 000021
（化学式４〜化学式８中、Ｍｅはメチル基であり、ｉＰｒはｉ−プロピル基であり、ｔＢｕはｔ−ブチル基である。）
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の青色燐光用ホスト物質を含むことを特徴とする有機発光素子用有機薄膜。
【請求項９】
前記有機薄膜は、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、を含み、
前記発光層が前記青色燐光用ホスト物質を含むことを特徴とする、請求項８に記載の有機発光素子用有機薄膜。
【請求項１０】
請求項８に記載の有機薄膜を含むことを特徴とする有機発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、青色燐光用ホスト物質、それを含む有機薄膜及び有機発光素子に関し、より詳細には、１４族元素をコア（ｃｏｒｅ）とし、その周りにアルキル基が置換されたカルバゾール化合物が結合されることで、三重項エネルギー（Ｔｒｉｐｌｅｔ  Ｅｎｅｒｇｙ）及び電荷移動度等が高い青色燐光用ホスト物質、このホスト物質を含む有機薄膜、及びこの有機薄膜を含む有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
２１世紀に入って、情報の正確性だけでなく、迅速性が重要な要素となっており、多様な産業分野のうち、情報ディスプレイ分野が非常に重要な分野として大きい割合を占めている。ディスプレイは、従来のＣＲＴディスプレイから、携帯が可能な平板ディスプレイのＬＣＤへ移行してきて、現在最も多く用いられている。しかし、ＬＣＤは受光素子であるため、明るさ、明暗、視野角、大面積化等において技術的限界がある。そのため、上記のような欠点を克服できる新しい素子の開発が要求されており、その一つが有機発光素子（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ；以下、「ＯＬＥＤｓ」という）である。
【０００３】
次世代ディスプレイとして脚光を浴びているＯＬＥＤｓに関する研究が、学校、機関、企業等の多くの研究所でここ数年間行われており、電気、電子、材料、化学、物理、光学等の多くの分野にわたって、学問的、産業的研究が活発に行われている。このような研究の成果として、ＰＭ方式のＯＬＥＤｓが携帯電話の外部ウィンドウに用いられる等、一部の電子機器に導入されたことがある。最近は、ＡＭ方式のＯＬＥＤｓをＰＤＡ、携帯電話、ゲーム機等のモバイルディスプレイに適用するための研究及び事業化が進んでいる。
【０００４】
しかし、ＯＬＥＤｓディスプレイの事業化に成功するためには、幾つかの課題を解決しなければならず、その一つが、材料物質に関する問題である。
【０００５】
通常、ＯＬＥＤｓは、ＩＴＯ等の透明電極からなる陽極（ａｎｏｄｅ）と、発光領域を含む有機薄膜と、金属からなる陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）と、を含む積層構造を有し、これらはガラス基板上に形成される。この際、前記有機薄膜は、正孔輸送層（ｈｏｌｅ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｌａｙｅｒ、ＨＴＬ）と、前記正孔輸送層（ＨＴＬ）上に形成された発光層（ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｌａｙｅｒ、ＥＭＬ）と、前記発光層（ＥＭＬ）上に形成された電子輸送層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｌａｙｅｒ、ＥＴＬ）と、を含む。
【０００６】
上記の構造のＯＬＥＤｓに電場が印加されると、陽極から正孔が注入され、陰極から電子が注入されて、注入された正孔と電子は、それぞれ正孔輸送層（ＨＴＬ）と電子輸送層（ＥＴＬ）を経て発光層（ＥＭＬ）で再結合（ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）されて、発光励起子（ｅｘｃｉｔｏｎｓ）を形成する。そして、形成された発光励起子は、基底状態（ｇｒｏｕｎｄ  ｓｔａｔｅｓ）に転移しながら光を放出する。
【０００７】
近年、蛍光発光物質だけでなく、燐光発光物質もＯＬＥＤｓに使用できることが知られており、このような燐光発光は、基底状態から励起状態に電子が転移した後、系間交差（ｉｎｔｅｒｓｙｓｔｅｍ  ｃｒｏｓｓｉｎｇ）により単一項励起子が三重項励起子に非発光転移された後、三重項励起子が基底状態に転移しながら発光するメカニズム（ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）によりなされる。このような燐光発光は、三重項励起子の転移時に、直接基底状態に転移することができないため（ｓｐｉｎ  ｆｏｒｂｉｄｄｅｎ）、電子スピンのフリッピング（ｆｌｉｐｐｉｎｇ）が行われた後に基底状態に転移される過程を経る。そのため、燐光発光は蛍光発光より寿命（発光時間）が長いという特性を有する。即ち、蛍光発光の発光持続時間（ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｄｕｒａｔｉｏｎ）は数ナノ秒（ｓｅｖｅｒａｌ  ｎａｎｏ  ｓｅｃｏｎｄｓ）に過ぎないが、燐光発光の発光持続時間は相対的に長い数マイクロ秒（ｓｅｖｅｒａｌ  ｍｉｃｒｏ  ｓｅｃｏｎｄｓ）である。
【０００８】
上記のような燐光有機発光素子（ＰＨＯＬＥＤｓ；Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）は、燐光発光ホスト（ｈｏｓｔ）物質の選択が、発光効率に直接的な影響を与える。燐光物質の発光は三重項から起こるため、ホストの三重項エネルギー（ＥＴ；Ｔｒｉｐｌｅｔ  Ｅｎｅｒｇｙ）がドーパント（ｄｏｐａｎｔ）の三重項エネルギー（ＥＴ）より大きいほど、ホスト物質からドーパント物質への三重項エネルギー（ＥＴ）の転移が効果的になされることができる。
【０００９】
また、通常、三重項エネルギー（ＥＴ）は、一重項エネルギーに比べ１ｅＶ程度低いため、蛍光物質に比べＨＯＭＯ（ｈｉｇｈｅｓｔ  ｏｃｃｕｐｉｅｄ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）とＬＵＭＯ（ｌｏｗｅｓｔ  ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）との間の間隔が大きい物質がホスト物質として好ましい。即ち、ホストの三重項エネルギーがゲスト燐光物質の三重項エネルギーより低いと、吸熱エネルギー転移を用いるため、外部発光効率が低くなるが、ホストの三重項がドーパントの三重項エネルギー（ＥＴ）より高いと、発熱エネルギー転移を用いるため、高い発光効率を示すことになる。したがって、発光効率を高めるためには、ホスト物質の三重項エネルギー（ＥＴ）が高くなければならない。
【００１０】
ＯＬＥＤｓが報告された後、高い発光効率、優れた色座標、速い反応速度、及び広い視野角を実現するために、燐光有機発光素子（ＰＨＯＬＥＤｓ）に関する多くの研究を行われてきた。その結果、緑色は２９％、赤色は１５％という高い発光効率を有する技術が報告された。
【００１１】
しかし、青色の場合、緑色及び赤色に比べ低い発光効率を示しており、色座標も優れていないという欠点を有する。これを解決するために、大きく二つの方法でアプローチする取り組みが試みられている。
【００１２】
その一つは、燐光有機発光素子（ＰＨＯＬＥＤｓ）の色座標の改善を主目標としてアプローチする方法である。しかし、この方法は、新しい燐光材料を用いて優れた色座標を示しているが、効率が低いため、実際に適用することは困難であった。
【００１３】
他の方法は、色座標よりは、高い効率を主目標としてアプローチする方法である。この方法は、新しい材料だけでなく、新しい素子を設計することにより効率を極大化する方法であって、現在、青色の燐光有機発光素子（ＰＨＯＬＥＤｓ）の開発において多くの研究が行われている。
【００１４】
例えば、特許文献１には、青色燐光用ホスト物質として、特定化学式で表されるカルバゾール化合物が提示されている。また、特許文献２には、Ｓｉをコア（ｃｏｒｅ）とし、その周りにアルキル、アリール、及び２個のアリレンが結合された青色燐光用ホスト物質が提示されている。
【００１５】
燐光有機発光素子（ＰＨＯＬＥＤｓ）が濃い青色を具現し、且つ高い発光効率を示すためには、ホスト物質の三重項エネルギー（ＥＴ）が高くなければならない。また、優れた電荷移動度等の電気的特性及び熱的安定性を有しなければならない。しかし、従来のホスト物質は、三重項エネルギー（ＥＴ）が３．０ｅＶ未満と低く、電荷移動度及び熱的安定性も低い。そのため、従来の青色燐光有機発光素子（ＰＨＯＬＥＤｓ）は、濃い青色を具現し、且つ高い発光効率を示すには足りない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２０１１−００４１９５２号
【特許文献２】韓国公開特許第１０−２０１１−００４６８３９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
そこで、本発明は、高い三重項エネルギー（ＥＴ≧３．０ｅＶ）を有するとともに、電荷移動度等の電気的特性及び熱的安定性等にも優れた青色燐光用ホスト物質、前記ホスト物質を含む有機薄膜、及び前記有機薄膜を含む有機発光素子（ＯＬＥＤｓ）を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的を達成するために、本発明の具体例によれば、中心原子の周りにカルバゾール化合物が結合されており、前記中心原子は１４族元素であり、前記中心原子の周りに結合されたカルバゾール化合物は３個又は４個であって、前記カルバゾール化合物はアルキル基が置換されたカルバゾールを含む、青色燐光用ホスト物質が提供される。
【００１９】
好ましい具現例によれば、本発明によるホスト物質は下記化学式で表される。この際、中心原子（Ｍ）は、好ましくはＳｉ、Ｇｅ、又はＣである。
【００２０】
【化１】
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（上記化学式１中、Ｍは１４族元素であり、ｎは３又は４であり、Ｒ１は、カルバゾールにアルキル基が置換されたカルバゾール化合物であり、Ｒ２は、水素、脂肪族化合物、及び芳香族化合物から選択される。）
【００２１】
また、本発明の具体例によれば、前記青色燐光用ホスト物質を含む有機発光素子用有機薄膜が提供される。この際、有機薄膜は、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、を含み、前記発光層は、前記本発明の具体例による青色燐光用ホスト物質を含むことが好ましい。
【００２２】
さらに、本発明の具体例によれば、前記有機薄膜を含む有機発光素子（ＯＬＥＤｓ）が提供される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の具体例による青色燐光用ホスト物質は、３．０ｅＶ以上の高い三重項エネルギー（ＥＴ）を有するとともに、電荷移動度等の電気的特性及び熱的安定性等にも優れる。これにより、前記ホスト物質を含む有機薄膜、及び前記有機薄膜を含む有機発光素子は、濃い青色（ｄｅｅｐ  ｂｌｕｅ）を具現し、且つ優れた発光効率を示すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例により製造されたホスト物質の三重項エネルギー（Ｔｒｉｐｌｅｔ  Ｅｎｅｒｇｙ）の測定結果を示したグラフである。
【図２】本発明の実施例により製造されたホスト物質の正孔移動度（Ｈｏｌｅ  ｍｏｂｉｌｉｔｙ）の測定結果を示したグラフである。
【図３】本発明の実施例により製造されたホスト物質のＵＶ強度及びＰＬ強度の測定結果を示したグラフである。
【図４】本発明の実施例により製造されたＰＨＯＬＥＤｓの輝度（Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）及び電流密度（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）の測定結果を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
上述したように、青色燐光を具現する有機発光素子（ＯＬＥＤｓ）、即ち、青色の燐光有機発光素子（ＰＨＯＬＥＤｓ）が、濃い青色を具現し、且つ高い発光効率を示すためには、ホスト物質の三重項エネルギー（ＥＴ）が高くなければならない。また、優れた電荷移動度等の電気的特性及び熱的安定性等を有しなければならない。
【００２６】
そこで、本発明者らは、青色燐光用ホスト物質に関して鋭意研究した結果、１４族元素をコア（ｃｏｒｅ）とし、その周りに特定置換基が導入されたカルバゾール化合物が結合されると、３．０ｅＶ以上の高い三重項エネルギー（ＥＴ≧３．０ｅＶ）を有することが分かった。また、１４族元素にカルバゾール化合物が結合されると、具体的には、１４族元素の周りに３個以上、即ち、３個又は４個のカルバゾール化合物が結合されると、電荷移動度及び熱的安定性にも非常に優れることが分かった。
【００２７】
以下、本発明の具体例を詳細に説明する。
【００２８】
本発明の具体例による青色燐光用ホスト物質（以下、「ホスト物質」という）は、中心原子の周りにカルバゾール化合物が結合された構造を有する。この際、前記中心原子は１４族元素から選択され、中心原子である１４族元素の周りに３個以上、即ち、３個又は４個の前記カルバゾール化合物が結合される。そして、カルバゾール化合物は、分子内に１個以上のアルキル基（ＣｎＨ２ｎ＋１−）が置換された構造を有する。
【００２９】
前記中心原子は、１４族元素であれば制限されないが、Ｓｉ（ケイ素）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、又はＣ（炭素）から選択されることが好ましく、Ｓｉ又はＧｅから選択されることがより好ましい。
【００３０】
本明細書において、「カルバゾール」とは、一般的に命名されるものであって、窒素（Ｎ）を含む５員環の両側に２個の６員ベンゼン環が結合されたもの（下記化学式３参照）を意味する。
【００３１】
また、本明細書において、「カルバゾール化合物」とは、分子内に少なくとも１個以上のカルバゾールを含むカルバゾール系化合物を意味する。即ち、本明細書において、カルバゾール化合物は、分子内に１個又は２個以上のカルバゾールを含み、前記カルバゾール以外に、他の化合物を選択的にさらに含むことができる。具体的に、カルバゾール化合物は、分子内に１個のカルバゾールを有してもよく、２個以上のカルバゾールを有してもよい。また、カルバゾールの他に、他の化合物として、例えば、アリレン（ベンゼン環等）及びヘテロ環等を含むことができる。また、カルバゾール化合物は、少なくとも１個以上のアルキル基（ＣｎＨ２ｎ＋１−）が置換された構造を有することができる。この際、前記アルキル基はカルバゾールに置換されるものである。
【００３２】
したがって、本発明の具体例におけるカルバゾール化合物は、上記で定義したように、分子内に少なくとも１個以上のカルバゾールを含み、前記カルバゾールに少なくとも１個以上のアルキル基が置換されたものである。この際、前記アルキル基は、好ましくは、カルバゾールのベンゼン環に置換される。カルバゾールは、上記のように２個のベンゼン環を有するが、この際、アルキル基は、２個のベンゼン環の少なくとも一つ以上（何れか一つ又は両方）に置換されることができる。また、１個のベンゼン環には１個又は２個以上のアルキル基が置換されることができる。
【００３３】
また、本発明の具体例において、前記アルキル基は制限されない。即ち、アルキル基の炭素数は制限されない。アルキル基は、例えば、Ｃ１〜Ｃ２０のアルキル基から選択されることができる。具体的に、アルキル基は、例えば、メチル基（ｍｅｔｈｙｌ  ｇｒｏｕｐ）、エチル基（ｅｔｈｙｌ  ｇｒｏｕｐ）、プロピル基（ｐｒｏｐｙｌ  ｇｒｏｕｐ）、及びブチル基（ｂｕｔｙｌ  ｇｒｏｕｐ）等から選択されることができるが、これらに制限されるものではない。また、前記プロピル基（ｐｒｏｐｙｌ  ｇｒｏｕｐ）はｎ−プロピル基（ｎ−ｐｒｏｐｙｌ  ｇｒｏｕｐ）及びｉ−プロピル基（ｉｓｏ−ｐｒｏｐｙｌ  ｇｒｏｕｐ）を含み、前記ブチル基（ｂｕｔｙｌ  ｇｒｏｕｐ）はｎ−ブチル基（ｎ−ｂｕｔｙｌ  ｇｒｏｕｐ）、ｉ−ブチル基（ｉｓｏ−ｂｕｔｙｌ  ｇｒｏｕｐ）、及びｔ−ブチル基（ｔｅｒｔｉａｒｙ−ｂｕｔｙｌ  ｇｒｏｕｐ）を含む。アルキル基は、好ましくは、メチル基（ｍｅｔｈｙｌ  ｇｒｏｕｐ）及びｔ−ブチル基（ｔｅｒｔｉａｒｙ−ｂｕｔｙｌ  ｇｒｏｕｐ）等から選択されることができる。
【００３４】
尚、中心原子の周りに３個以上（３個又は４個）の前記カルバゾール化合物が結合されるが、この際、３個以上のカルバゾール化合物は互いに同じでも異なっていてもよい。
【００３５】
本発明の例示的な具体例によるホスト物質は、下記化学式１で表されることができる。
【００３６】
【化２】
2014525907.tif 000004
【００３７】
前記化学式１中、Ｍは、中心原子であって、１４族元素である。Ｍは、好ましくは、上記のようにＳｉ、Ｇｅ、又はＣである。また、化学式１中、ｎは、自然数であって、３又は４である。また、化学式１中、Ｒ１は、カルバゾール化合物であって、１個以上のアルキル基が置換されたカルバゾールを含む。
【００３８】
前記化学式１中、ｎ＝３である場合、前記Ｒ２は、制限されないが、水素、脂肪族化合物、及び芳香族化合物等から選択されることができる。また、前記Ｒ２は、脂肪族化合物であって、ヘテロ環化合物であることができる。具体的に、前記Ｒ２は、例えば、水素、アルキル基、アルコキシ基、シクロアルキル基、アルコキシカルボニル基、アリール基、及びアリールオキシ基等から選択されることができる。また、前記Ｒ２は、例えば、２個以上のアルキル基等が互いに環を形成した環化合物であることができる。より具体的に、前記Ｒ２は、例えば、Ｃ１〜Ｃ２０のアルキル；Ｃ６〜Ｃ２０のアリール；Ｃ３〜Ｃ２０のヘテロアリール；Ｃ３〜Ｃ２０のヘテロアリールが置換されたＣ１〜Ｃ２０のアルキル；及びＣ１〜Ｃ２０のアルキルやＣ３〜Ｃ２０のヘテロアリールが置換されたＣ６〜Ｃ２０のアリール；等から選択されることができる。下記化学式２は、Ｒ２として使用できる幾つかの化合物を例示したものである。例示的な具現例により、Ｒ２は、下記化学式２で表されたものから選択される何れか一つであることができる。
【００３９】
【化３】
2014525907.tif 000005
【００４０】
前記化学式２中、Ｍｅは、メチル基（ｍｅｔｈｙｌ  ｇｒｏｕｐ、ＣＨ３−）である。本発明の具体例において、化学式１のＲ２は制限されず、前記化学式２で例示したように、アルキル基（Ｍｅ等）；１個以上のベンゼン環を含むアリール基（フェニレン、ビフェニレン、ナフタレン、及びアントラセニレン等）；Ｃ３以上のヘテロ環化合物；及びこれらの組合わせ等から選択されることができる。
【００４１】
また、本発明の具体例によるホスト物質は、具体的に、下記化学式１−１で表されるグループから選択されることができる。
【００４２】
【化４】
2014525907.tif 000006
【００４３】
前記化学式１−１中、Ｒ１はカルバゾール化合物であり、Ｒ２は上述のとおりである。前記化学式１−１で例示したように、本発明の例示的な具現例において、３個又は４個のカルバゾール化合物（Ｒ１）が中心原子（Ｓｉ、Ｇｅ、又はＣ）の周りに結合される。この際、化学式１−１において、３個又は４個のＲ１は、互いに同じでも異なっていてもよい。
【００４４】
また、好ましい具現例による前記カルバゾール化合物（Ｒ１）は下記化学式３で表されることができる。
【００４５】
【化５】
2014525907.tif 000007
【００４６】
前記化学式３中、Ｒはアルキル基であり、これは上述のとおりである。化学式３中、アルキル基（Ｒ）の炭素数は制限されず、例えば、Ｃ１〜Ｃ２０のアルキル基から選択されることができる。即ち、本発明におけるアルキル基（Ｒ）はＣｎＨ２ｎ＋１−で表されるが、ここで、ｎは、１以上の自然数であって、その上限値は制限されず、例えば、ｎ＝１〜２０である。
【００４７】
また、本発明によるカルバゾール化合物（Ｒ１）は、少なくとも１個以上のカルバゾールを含み、上記のように、カルバゾール以外の他の化合物、例えば、アリレン及びヘテロ環化合物等から選択される化合物をさらに含むことができる。前記化学式３中、Ａはこのような化合物を示す。即ち、前記化学式３中、Ａは、アリレン及びヘテロ環化合物等から選択されることができ、より具体的に、化学式中、Ａは、Ｃ６〜Ｃ２０のアリレン；Ｃ３〜Ｃ２０のヘテロアリレン；Ｃ１〜Ｃ２０のアルキルが置換されたＣ６〜Ｃ２０のアリレン；Ｃ１〜Ｃ２０のアルキルが置換されたＣ３〜Ｃ２０のヘテロアリレン；及びＣ３〜Ｃ２０のヘテロアリールが置換されたＣ６〜Ｃ２０のアリレン；等から選択されることができる。前記化学式３は、１個のカルバゾールを含み、カルバゾールの窒素（Ｎ）に化合物Ａが結合されたことを例示したものである。
【００４８】
尚、前記カルバゾールには少なくとも１個以上のアルキル基（Ｒ）が置換されるが、この際、１個のカルバゾールに１〜８個のアルキル基（Ｒ）が置換され、好ましくは、１個のカルバゾールに１個又は４個のアルキル基（Ｒ）が置換されることができる。前記化学式３は、カルバゾールに２個のアルキル基（Ｒ）が置換されたことを例示したものである。また、前記化学式３で例示したように、アルキル基（Ｒ）は２個のベンゼン環にそれぞれ置換されることができ、アルキル基（Ｒ）の置換位置は制限されない。
【００４９】
より具体的な具現例によれば、前記カルバゾール化合物（Ｒ１）は、下記化学式４〜化学式８で表されるものから選択されることができる。即ち、前記カルバゾール化合物（Ｒ１）は、下記化学式４〜化学式８で表されるものから選択される１個又は２個以上であることができる。
【００５０】
【化６】
2014525907.tif 000008
【００５１】
【化７】
2014525907.tif 000009
【００５２】
【化８】
2014525907.tif 000010
【００５３】
【化９】
2014525907.tif 000011
【００５４】
【化１０】
2014525907.tif 000012
【００５５】
前記化学式４及び化学式７は、カルバゾールに置換されたアルキル基（Ｒ）がメチル基（ｍｅｔｈｙｌ  ｇｒｏｕｐ）であることを例示したものである。即ち、前記化学式４及び化学式７の「Ｍｅ」はメチル基である。また、前記化学式５は、カルバゾールに置換されたアルキル基（Ｒ）がプロピル基（ｐｒｏｐｙｌ  ｇｒｏｕｐ）であることを例示したものである。即ち、前記化学式５の「ｉＰｒ」はｉ−プロピル基（ｉｓｏ−ｐｒｏｐｙｌ  ｇｒｏｕｐ）である。また、前記化学式６及び化学式８は、カルバゾールに置換されたアルキル基（Ｒ）がブチル基（ｂｕｔｙｌ  ｇｒｏｕｐ）であることを例示したものである。即ち、前記化学式６及び化学式８の「ｔＢｕ」はｔ−ブチル基（ｔｅｒｔｉａｒｙ−ｂｕｔｙｌ  ｇｒｏｕｐ）である。
【００５６】
また、上述したように、本発明の例示的な具現例によるカルバゾール化合物（Ｒ１）は、少なくとも１個以上のカルバゾールを含むことができ、特に限定されるものではないが、１〜２０個のカルバゾールを含むことができ、好ましくは、１〜１０個のカルバゾールを含むことができる。前記化学式４〜化学式６は、カルバゾール化合物（Ｒ１）が分子内に１個のカルバゾールを含むことを例示したものであり、前記化学式７及び化学式８は、３個のカルバゾールを含むことを例示したものである。
【００５７】
一方、本発明の具体例によるホスト物質は、多様な方法により製造（合成）されることができる。例えば、下記反応式１〜反応式３により合成されることができる。本発明の具体例によるホスト物質の製造は、下記反応式１〜３に例示した方法に制限されるものではなく、多様な合成法により製造されることができる。
【００５８】
【化１１】
2014525907.tif 000013
【００５９】
先ず、中心原子（Ｍ）がＳｉである場合、前記反応式１により合成されることができる。
【００６０】
前記反応式１に示すように、カルバゾールにＮＢＳ（Ｎ−ブロモスクシンアミド）を加えてブロム（Ｂｒ）を置換させた後、ＲＣｌ（Ｒはアルキル基、例えば、クロロメチル）を加えてカルバゾールにアルキル基（Ｒ）を置換させる。そして、１，４−ジブロモベンゼンを添加して、前記化学式３のＡがベンゼンであるカルバゾール化合物（１−ブロモ−４−（Ｎ−カルバゾール−ジ−メチル）ベンゼン）を生成する。その後、生成されたカルバゾール化合物をＴＨＦ（テトラヒドロフラン）に溶かした後、ｎ−ＢｕＬｉ（ブチルリチウム）及びシラン化合物（例えば、ＳｉＣｌ３又はＳｉＣｌ４）と反応させる。
【００６１】
この際、前記シラン化合物によって、Ｓｉに結合されるカルバゾール化合物は３個又は４個であることができる。また、前記ＲＣｌのＲの種類により、カルバゾールに置換されるアルキル基の種類が決定されることができる。
【００６２】
【化１２】
2014525907.tif 000014
【００６３】
また、中心原子（Ｍ）がＧｅである場合、前記反応式２により合成されることができる。
【００６４】
前記反応式２に示すように、ブロモベンゼンにＧｅＣｌ４を加えて、Ｇｅの周りに３個又は４個のブロモベンゼンが結合されたＧｅ−化合物を得る。そして、アルキル基（Ｒ）が置換されたカルバゾールを反応させる。
【００６５】
【化１３】
2014525907.tif 000015
【００６６】
尚、中心原子（Ｍ）がＣである場合、前記反応式３により合成されることができる。
【００６７】
前記反応式３に示すように、３個又は４個のベンゼンを有するＣ−化合物にＢｒ２を加えてＢｒを置換させる。そして、アルキル基（Ｒ）が置換されたカルバゾールを反応させる。
【００６８】
本発明の具体例によるホスト物質は、上記のように、１４族元素から選択された中心原子（Ｍ）をコア（ｃｏｒｅ）とし、その周りに３個以上、即ち、３個又は４個のカルバゾール化合物（Ｒ１）が結合された構造を有する。そして、前記カルバゾール化合物（Ｒ１）は少なくとも１個以上のカルバゾールを含み、前記カルバゾールに、少なくとも１個以上のアルキル基（Ｒ）が置換基として導入された構造を有する。これにより、本発明の具体例によるホスト物質は、高い三重項エネルギー（ＥＴ）を有するとともに、電荷移動度等の電気的特性及び熱的安定性等にも優れる。
【００６９】
具体的に、本発明の具体例によるホスト物質は、３．０ｅＶ以上の高い三重項エネルギー（ＥＴ≧３．０ｅＶ）を有する。また、中心原子（Ｍ）及びカルバゾール化合物（Ｒ１）の種類に応じて、１．０ｘ１０−３ｃｍ２／ｖ．ｓ以上、好ましくは２．０ｘ１０−３ｃｍ２／ｖ．ｓ以上、より好ましくは３．０ｘ１０−３ｃｍ２／ｖ．ｓ以上の高い電荷移動度を示すことができる。また、１５０℃以上の高い熱的安定性（Ｔｇ）を有することができる。これにより、本発明の具体例によるホスト物質は、有機発光素子（ＯＬＥＤｓ）、具体的には青色の燐光有機発光素子（ＰＨＯＬＥＤｓ）に適用すると、青色とともに高い発光効率を具現することができる。
【００７０】
この際、１４族元素の周りに３個又は４個のカルバゾール化合物が結合されているが、カルバゾールにアルキル基が置換されていない場合には、三重項エネルギー（ＥＴ）は比較的良好であるが、電気的特性（電荷移動度等）及び熱的安定性が低い。また、カルバゾールにアルキル基が置換されているが、１４族元素の周りに３個未満、即ち、１個又は２個のカルバゾール化合物のみが結合されている場合には、電気的特性（電荷移動度等）及び熱的安定性が低いだけでなく、三重項エネルギー（ＥＴ）も低い。
【００７１】
以上で説明した本発明の具体例によるホスト物質は、青色燐光用として多様な目的で用いられることができる。好ましくは、以下で説明される本発明の具体例による有機薄膜及び有機発光素子（ＯＬＥＤｓ）に適用されることができる。以下、本発明の具体例による有機薄膜及び有機発光素子（ＯＬＥＤｓ）について説明する。
【００７２】
本発明の具体例による有機薄膜は、有機発光素子（ＯＬＥＤｓ）、具体的には青色の燐光有機発光素子（ＰＨＯＬＥＤｓ）を構成するものであって、１層又は２層以上の多層構造を有することができる。この際、少なくとも一つ以上の層は、前記本発明の具体例によるホスト物質を含む。
【００７３】
具体的な具現例によれば、本発明の具体例による有機薄膜は、正孔輸送層（ｈｏｌｅ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｌａｙｅｒ、ＨＴＬ）と、前記正孔輸送層（ＨＴＬ）上に形成された発光層（ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｌａｙｅｒ、ＥＭＬ）と、前記発光層（ＥＭＬ）上に形成された電子輸送層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｌａｙｅｒ、ＥＴＬ）と、を含む。また、本発明の具体例による有機薄膜は、場合に応じて、前記正孔輸送層（ＨＴＬ）上に形成された正孔注入層（ｈｏｌｅ  ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ、  ＨＩＴ）と、前記電子輸送層（ＥＴＬ）上に形成された電子注入層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ、ＥＩＬ）と、をさらに含むことができる。さらに、本発明の具体例による有機薄膜は、前記発光層（ＥＭＬ）の発光特性に応じて、電子遮断層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｌｏｃｋｉｎｇ  ｌａｙｅｒ、ＥＢＬ）や正孔遮断層（ｈｏｌｅ  ｂｌｏｃｋｉｎｇ  ｌａｙｅｒ、ＨＢＬ）をさらに含むことができる。
【００７４】
この際、前記多数の層のうち、少なくとも一つ以上の層は、前記本発明の具現例によるホスト物質を含む。好ましくは、前記発光層（ＥＭＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、及び電子輸送層（ＥＴＬ）から選択される一つ以上は、前記本発明の具体例によるホスト物質を含む。より好ましくは、少なくとも発光層（ＥＭＬ）は、本発明の具体例によるホスト物質を含むことができる。以下、本発明の具体例による有機薄膜を構成する各層の好ましい例を説明すれば、次のとおりである。
【００７５】
前記発光層（ＥＭＬ）は、単層又は多層で構成され、ホスト及びドーパントを含むことができる。この際、前記ホストは、前記本発明の具体例によるホスト物質を含む。また、ホストは、本発明の具体例による前記ホスト物質の他に、通常的に用いられるホスト材料をさらに含むことができる。
【００７６】
前記さらに含まれるホスト材料としては、通常のものであればよく、例えば、４，４’−Ｎ，Ｎ−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ）、１，３−Ｎ，Ｎ−ジカルバゾールベンゼン（ｍＣＰ）、及びこれらの誘導体が使用できる。また、前記ホスト材料は、（４，４’−ビス（２，２−ジフェニル−エテン−１−イル）ジフェニル（ＤＰＶＢｉ）、ビス（スチリル）アミン（ＤＳＡ）系、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（トリフェニルシロキシ）アルミニウム（ＩＩＩ）（ＳＡｌｑ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（パラ−フェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（ＢＡｌｑ）、３−（ビフェニル−４−イル）−５−（４−ジメチルアミノ）４−（４−エチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（ｐ−ＥｔＴＡＺ）、３−（４−ビフェニル）−４−フェニル−５−（４−ターシャリ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、２，２’，７，７’−テトラキス（ビフェニル−４−イル）−９，９’−スピロフルオレン（Ｓｐｉｒｏ−ＤＰＶＢＩ）、トリス（パラ−ｔｅｒ−フェニル−４−イル）アミン（ｐ−ＴＴＡ）、５，５−ビス（ジメシチルボリル）−２，２−ビチオフェン（ＢＭＢ−２Ｔ）、及びペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）等から選択されることができる。
【００７７】
また、前記ドーパントとしては、通常的に用いられるＦＩｒ６及びＦＩｒｐｉｃ等から選択される一つ以上が使用でき、その他に、ＤＣＭ１（４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（パラ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン）、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ジュロリジン−４−イル−ビニル）−４Ｈ−ピラン、４−ジシアノメチレン−２−メチル−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、４−ジシアノメチレン−２−ターシャリブチル−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、４−ジシアノメチレン−２−イソプロピル−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、ナイルレッド（Ｎｉｌｅ  ｒｅｄ）、及びルブレン（Ｒｕｂｒｅｎｅ）等から選択されることができる。
【００７８】
前記正孔輸送層（ＨＴＬ）及び電子輸送層（ＥＴＬ）としては、特に制限されず、当業界で用いられる通常のものが使用できる。正孔輸送層（ＨＴＬ）は、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（ＮＰＤ）及び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）等から選択されることができる。また、前記電子輸送層（ＥＴＬ）は、例えば、アリール置換されたオキサジアゾール、アリール置換されたトリアゾール、アリール置換されたフェナントロリン、ベンズオキサゾール、及びベンゾチアゾール化合物等から選択されることができ、より具体的には、例えば、４−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（ＢＡｌｑ）、１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−ｔ−ブチル−フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＯＸＤ−７）、３−フェニル−４−（１’−ナフチル）−５−フェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、及びトリス（８−キノリナト）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ３）等が挙げられる。
【００７９】
尚、前記正孔注入層（ＨＩＬ）及び電子注入層（ＥＩＬ）としても、通常のものが使用できる。正孔注入層（ＨＩＬ）は、例えば、通常のＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ又は銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、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）、及び４，４’，４’’−トリス（Ｎ−（２−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）等の物質から選択されることができる。また、前記電子注入層（ＥＩＬ）としては、例えば、ＬｉＦが使用できる。
【００８０】
上記のように、本発明の具体例による有機薄膜を構成する各層として、通常的に用いられる物質が使用でき、上述のもの等に制限されるものではない。好ましくは、前記多層のうち、少なくとも発光層（ＥＭＬ）は、前記本発明の具体例によるホスト物質を含むことができる。この際、本発明の具体例によるホスト物質は、、特に限定するものではないが、発光層（ＥＭＬ）の全重量を基準として５〜９５重量％で含まれることができる。
【００８１】
一方、本発明の具体例による有機発光素子（ＯＬＥＤｓ）は、陽極（ａｎｏｄｅ）と、有機薄膜と、陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）と、を含み、好ましくは、これらが順に積層された構造を有することができる。この際、前記有機薄膜は上述のとおりである。即ち、本発明の具体例による有機発光素子（ＯＬＥＤｓ）は、前記本発明の具体例によるホスト物質を含む有機薄膜を含む。また、本発明の具体例による有機発光素子（ＯＬＥＤｓ）は、青色を具現する青色燐光有機発光素子（ＰＨＯＬＥＤｓ）から選択される。
【００８２】
尚、本発明の具体例による有機発光素子（ＯＬＥＤｓ）は、前記陽極、有機薄膜、及び陰極を支持するための基板を含むことができる。この基板としては、例えば、ガラス基板が用いられることができる。
【００８３】
前記陽極は、特に制限されないが、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化亜鉛アルミニウム、及び窒化チタン等の金属酸化物又は金属窒化物；金、白金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、コバルト、鉛、モリブデン、タングステン、タンタル、ニオブ等の金属；この金属の合金又はヨウ化銅の合金；及びポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリフェニレンビニレン、ポリ（３−メチルチオフェン）、及びポリフェニレンスルフィド等の伝導性重合体；等から選択される材質からなることができる。陽極は、好ましくは、ＩＴＯ及びＩＺＯ等から選択される透明電極である。
【００８４】
前記陰極は金属から選択されることができる。陰極は、例えば、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇ、及びＡｇ等から選択される一つ又は二つ以上の合金から選択されることができ、好ましくは、Ａｌ又はＡｌを含む合金から選択されることができる。
【００８５】
本発明の具体例による有機発光素子（ＯＬＥＤｓ）、即ち、青色燐光有機発光素子（ＰＨＯＬＥＤｓ）は、有機薄膜に前記本発明の具体例によるホスト物質を含むことにより、濃い青色を具現し、且つ優れた発光効率を示すことができる。
【００８６】
以下、実施例及び比較例を比較して本発明の具現例をより詳細に説明する。下記の実施例は、本発明の理解を容易にするために提供されるものに過ぎず、これにより本発明の技術的範囲が限定されるものではない。
【００８７】
［実施例１］
＜Ｓｉ−Ｍｅの製造＞
前記反応式１により、中心原子（Ｍ）であるＳｉの周りに３個のカルバゾール化合物が結合されており、カルバゾールにはアルキル基としてメチル基（Ｍｅ）が置換されたホスト物質（Ｓｉ−Ｍｅ）を製造した。具体的には、次のように製造した。
【００８８】
１．カルバゾール１６．７ｇにＮＢＳ（Ｎ−ブロモスクシンアミド）３６．３ｇ及び溶媒としてＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）５０ｍＬを入れ、０℃で２時間撹拌した後、これにクロロメタン（６．０５ｇ、１２０ｍｍｏｌ）を入れて、常温で１６時間撹拌した。
【００８９】
２．前記クロロメタンと反応した化合物に１，４−ジブロモベンゼン（２．４ｇ）、ＣｕＳＯ４（０．０６ｇ）、及びＫ２ＣＯ３（１．１ｇ）を入れて２１０℃で反応させた後、これに１Ｍ  ＨＣｌ溶液（２００ｍｌ）及び３Ｍ  ＮａＣｌ溶液（１００ｍｌ）を入れ、有機溶液を抽出した。その後、無水硫酸マグネシウムで水を除去して、１−ブロモ−４−（Ｎ−カルバゾリル−ジ−メチル）ベンゼン（１−ｂｒｏｍｏ−４−（Ｎ−ｃａｒｂａｚｏｌｙｌ−ｄｉ−ｍｅｔｈｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅ）を得た。
【００９０】
３．前記１−ブロモ−４−（Ｎ−カルバゾリル−ジ−メチル）ベンゼン（２．０９ｇ、６ｍｍｏｌ）をＴＨＦ（テトラヒドロフラン）３０ｍｌ溶液に溶かした後、これに、ｎ−ＢｕＬｉ（ブチルリチウム）が溶解された２．５Ｍ  ヘキサン（２．６４ｍｌ、６．６ｍｍｏｌ）を−７８℃で入れて３０分後に、トリクロロメチルシラン（ｔｒｉｃｈｌｏｒｏｍｅｔｈｙｌｓｉｌａｎｅ）（０．２４ｍ、６ｍｍｏｌ）を徐々に入れて常温で１２時間反応させた。次いで、エタノールを入れて、ＬｉＣｌで水層を除去した後、濾過した。その後、酢酸エチルとヘキサンとの混合物を用いたカラム（ｃｏｌｕｍｎ）で分離することで、最終生成物を得た（収率８５％）。この最終生成物は、１Ｈ−ＮＭＲ分析により確認した。
【００９１】
上記のように製造された本実施例１によるホスト物質は、前記化学式１［（Ｒ１）ｎ−Ｍ−（Ｒ２）４−ｎ］において、Ｍ＝Ｓｉ、ｎ＝３であり、Ｒ１は化学式４で表され、Ｒ２はメチル基である構造を有する。
【００９２】
［実施例２］
＜Ｇｅ−Ｍｅの製造＞
前記反応式２により、中心原子（Ｍ）であるＧｅの周りに３個のカルバゾール化合物が結合されており、カルバゾールにはアルキル基としてメチル基（Ｍｅ）が置換されたホスト物質（Ｇｅ−Ｍｅ）を製造した。具体的には、次のように製造した。
【００９３】
１．Ｍｇを活性化させて０℃のＴＨＦ溶液３０ｍｌに入れた後、これにブロモベンゼン（Ｂｒｏｍｏｂｅｎｚｅｎｅ）（１００ｇ）を入れ、さらにＴＨＦ溶液７０ｍＬを徐々に入れた。その３時間後、０℃でＧｅＣｌ４（２７．０７ｇ）を徐々に入れた後、０℃で１時間維持しながらＭｅＬｉ（５．５３ｇ）を入れて、常温で撹拌した。反応混合物を冷却した後、水を添加し、塩化メチレンで抽出した後、溶離液としてヘキサン：塩化メチレン（体積比１：１）の混合物を用いたカラムで化合物（Ｇｅ（Ｐｈ）３Ｍｅ）を分離した。
【００９４】
２．前記Ｇｅ（Ｐｈ）３Ｍｅ（５ｇ）をＣＨＣｌ３溶媒に溶かした後、これにＢｒ２（１２．２１ｇ）を入れて常温で撹拌した。反応混合物を冷却した後、水を添加し、塩化メチレンで抽出した後、溶離液としてヘキサン：塩化メチレン（体積比５：１）の混合物を用いたカラムで目的化合物（３個のＢｒ−ベンゼンが結合されたＧｅ−化合物）を分離した。
【００９５】
３．メチル基（Ｍｅ）が置換されたカルバゾール（９．２５ｇ）をキシレン（Ｘｙｌｅｎｅ）に溶かした後、これに前記Ｇｅ−化合物（５ｇ）を入れ、さらにＫ２ＣＯ３（７．０５ｇ）及びＣｕＩ（０．４ｇ）を入れて、２１０℃で撹拌した。反応混合物を冷却した後、水を添加し、塩化メチレンで抽出した後、溶離液としてヘキサン：塩化メチレン（体積比３：１）の混合物を用いたカラムで分離することで、最終生成物を得た（収率８０％）。この最終生成物は、１Ｈ−ＮＭＲ分析により確認した。
【００９６】
上記のように製造された本実施例２によるホスト物質は、中心原子がＧｅであることを除き、前記実施例１と同様の化学構造を有する。具体的には、本実施例２によるホスト物質は、前記化学式１［（Ｒ１）ｎ−Ｍ−（Ｒ２）４−ｎ］において、Ｍ＝Ｇｅ、ｎ＝３であり、Ｒ１は化学式４で表され、Ｒ２はメチル基である構造を有する。
【００９７】
［実施例３］
＜Ｃ−Ｍｅの製造＞
前記反応式３により、中心原子（Ｍ）であるＣの周りに３個のカルバゾール化合物が結合されており、カルバゾールにはアルキル基としてメチル基（Ｍｅ）が置換されたホスト物質（Ｃ−Ｍｅ）を製造した。具体的には、次のように製造した。
【００９８】
１．Ｃ（Ｐｈ）３Ｍｅ（３ｇ）をＣＨＣｌ３溶媒に溶かした後、これにＢｒ２（３．９９ｇ）を入れて常温で撹拌した。反応混合物を冷却した後、水を添加し、塩化メチレンで抽出した後、溶離液としてヘキサン：塩化メチレン（体積比５：１）の混合物を用いたカラムで目的化合物（３個のＢｒ−ベンゼンが結合されたＣ−化合物）を分離した。
【００９９】
２．メチル基（Ｍｅ）が置換されたカルバゾール（３．６０ｇ）をキシレン（Ｘｙｌｅｎｅ）に溶かした後、これに前記Ｃ−化合物（２ｇ）を入れ、さらにＫ２ＣＯ３（２．７４ｇ）及びＣｕＩ（０．１５ｇ）を入れて、２１０℃で撹拌した。反応混合物を冷却した後、水を添加し、塩化メチレンで抽出した後、溶離液としてヘキサン：塩化メチレン（体積比１：１）の混合物を用いたカラムで分離することで、最終生成物を得た（収率８０％）。この最終生成物は、１Ｈ−ＮＭＲ分析により確認した。
【０１００】
上記のように製造された本実施例３によるホスト物質は、中心原子がＣであることを除き、前記実施例１と同様の化学構造を有する。具体的には、本実施例３によるホスト物質は、前記化学式１［（Ｒ１）ｎ−Ｍ−（Ｒ２）４−ｎ］において、Ｍ＝Ｃ、ｎ＝３であり、Ｒ１は化学式４で表され、Ｒ２はメチル基である構造を有する。
【０１０１】
前記各実施例１〜３により製造されたホスト物質（Ｓｉ−Ｍｅ、Ｇｅ−Ｍｅ、及びＣ−Ｍｅ）の、三重項エネルギー（Ｔｒｉｐｌｅｔ  Ｅｎｅｒｇｙ）、正孔移動度（Ｈｏｌｅ  ｍｏｂｉｌｉｔｙ）、及びＵＶ強度及びＰＬ強度を測定し、その結果を添付の図１〜図３に示した。図１は三重項エネルギー（Ｔｒｉｐｌｅｔ  Ｅｎｅｒｇｙ）の測定結果を示したグラフであり、図２は正孔移動度（Ｈｏｌｅ  ｍｏｂｉｌｉｔｙ）の測定結果を示したグラフであり、図３はＵＶ強度及びＰＬ強度の測定結果を示したグラフである。
【０１０２】
先ず、図１に示したように、各実施例により製造された全てのホスト物質は、青色励起波長である４００〜４２０ｎｍの波長範囲で３．０ｅＶ以上、即ち、３．０５ｅＶと、高い三重項エネルギー（Ｔｒｉｐｌｅｔ  Ｅｎｅｒｇｙ）を示すことが分かった。また、図２及び図３に示したように、正孔移動度（Ｈｏｌｅ  ｍｏｂｉｌｉｔｙ）及びＵＶ強度及びＰＬ強度も優れた評価結果を示すことが分かった。
【０１０３】
［実施例４］
＜Ｓｉ−Ｐｒの製造＞
前記実施例１と同様の方法で製造するにあたり、クロロメタンの代りにクロロプロパンを使用して、カルバゾールにプロピル基を置換させた（収率４７％）。この最終生成物は、１Ｈ−ＮＭＲ分析により確認した。
【０１０４】
具体的に、本実施例４によるホスト物質は、前記化学式１［（Ｒ１）ｎ−Ｍ−（Ｒ２）４−ｎ］において、Ｍ＝Ｓｉ、ｎ＝３であり、Ｒ１は化学式５で表され、Ｒ２はメチル基である構造を有する。
【０１０５】
［実施例５］
＜Ｇｅ−ｔＢｕの製造＞
前記実施例２と同様の方法で製造するにあたり、カルバゾールにｔ−ブチル基を置換させた。即ち、メチル基（Ｍｅ）が置換されたカルバゾールの代りに、ｔ−ブチル基（ｔＢｕ）が置換されたカルバゾールを使用したことを除き、実施例２と同様に実施した（収率８０％）。この最終生成物は、１Ｈ−ＮＭＲ分析により確認した。
【０１０６】
具体的に、本実施例５によるホスト物質は、前記化学式１［（Ｒ１）ｎ−Ｍ−（Ｒ２）４−ｎ］において、Ｍ＝Ｇｅ、ｎ＝３であり、Ｒ１は化学式６で表され、Ｒ２はメチル基である構造を有する。
【０１０７】
［実施例６］
＜Ｇｅ−Ｍｅの製造２＞
前記反応式２により、中心原子（Ｍ）であるＧｅの周りに４個のカルバゾール化合物が結合されており、カルバゾールにはアルキル基としてメチル基（Ｍｅ）が置換されたホスト物質（Ｇｅ−Ｍｅ）を製造した。具体的には、次のように製造した。
【０１０８】
１．ＭｇＢｒ−Ｐｈ−Ｂｒ（１０ｇ）とＧｅＣｌ４（３．８６ｇ）とを１２時間反応させた。その反応混合物を冷却した後、水を添加し、塩化メチレンで抽出した後、溶離液として核酸：塩化メチレン（体積比１：１）の混合物を用いたカラムで目的化合物（４個のＢｒ−ベンゼンが結合されたＧｅ−化合物）を分離した。
【０１０９】
２．メチル基（Ｍｅ）が置換されたカルバゾール（１７．４９ｇ）をキシレン（Ｘｙｌｅｎｅ）に溶かした後、これに、前記Ｂｒ−ベンゼンが結合されたＧｅ−化合物（８ｇ）を入れ、さらにＫ２ＣＯ３（２７．９７ｇ）及びＣｕＩ（０．４１ｇ）を入れて、２１０℃で撹拌した。反応混合物を冷却した後、水を添加し、塩化メチレンで抽出した後、溶離液としてヘキサン：塩化メチレン（体積比３：１）の混合物を用いたカラムで分離することで、最終生成物を得た（収率４１％）。この最終生成物は、１Ｈ−ＮＭＲ分析により確認した。
【０１１０】
上記のように製造された本実施例６によるホスト物質は、前記化学式１［（Ｒ１）ｎ−Ｍ−（Ｒ２）４−ｎ］において、Ｍ＝Ｇｅ、ｎ＝４であり、Ｒ１は化学式４で表される構造を有する。
【０１１１】
下記表１は、前記各実施例１〜６により製造されたホスト物質の三重項エネルギー（Ｔｒｉｐｌｅｔ  Ｅｎｅｒｇｙ、４００〜４２０ｎｍの波長範囲）、電荷移動度、及びガラス転移温度（Ｔｇ）の測定結果を示したものである。この際、三重項エネルギー（Ｔｒｉｐｌｅｔ  Ｅｎｅｒｇｙ）は、レーザー測定機（１  ｎｓ  ｐｕｌｓｅｄ  ｎｉｔｒｏｇｅｎ  ｌａｓｅｒ、Ｐｈｏｔｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社製、モデルＧＬ−３３００）を用いて評価し、電荷移動度は前記レーザー測定機（モデルＧＬ−３３００）及びデジタルオシロスコープ（ＬｅＣｒｏｙ社製、モデルＬＣ５７２Ａ）を用いて分析した。そして、ガラス転移温度（Ｔｇ）はＰｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ社のＰｙｓｉｓ  Ｄｉａｍｏｎｄ  ＤＳＣ測定機を用いて評価した。
【０１１２】
下記表１において、比較例１及び比較例２は、本発明の実施例と比較するためのものであって、比較例１としては、カルバゾールにメチル基（Ｍｅ）が置換され、中心原子であるＳｉの周りに２個のカルバゾール化合物が結合されるように合成したものを用い、比較例２としては、中心原子であるＳｉの周りに３個のカルバゾール化合物が結合され、カルバゾールにメチル基（Ｍｅ）が置換されていないように合成したものを用いた。具体的に、比較例１は、前記化学式１［（Ｒ１）ｎ−Ｍ−（Ｒ２）４−ｎ］において、Ｍ＝Ｓｉ、ｎ＝２であり、Ｒ１は化学式４で表され、２個のＲ２は全てメチル基である構造を有する。また、比較例２は、前記化学式１［（Ｒ１）ｎ−Ｍ−（Ｒ２）４−ｎ］において、Ｍ＝Ｓｉ、ｎ＝３であり、Ｒ１はアルキル基（メチル基）が置換されていないカルバゾールであり、Ｒ２はメチル基である構造を有する。
【０１１３】
【表１】
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【０１１４】
前記表１に示したように、本発明の実施例１〜６によるホスト物質は、３．０ｅＶ以上の高い三重項エネルギーを有するとともに、１．８ｘ１０−３ｃｍ２／ｖ．ｓ以上の電荷移動度、好ましくは、３．５ｘ１０−３ｃｍ２／ｖ．ｓの高い電荷移動度を示すことが分かった。また、熱的安定性（Ｔｇ）においても、１５０℃以上の非常に優れた値を示すことが分かった。
【０１１５】
しかし、カルバゾールにアルキル基（Ｍｅ）が置換されているが、Ｓｉ元素に２個のカルバゾール化合物のみが結合された比較例１の場合、電荷移動度及び熱的安定性（Ｔｇ）が劣るだけでなく、三重項エネルギーが底いことが分かった。また、Ｓｉ元素の周りに３個のカルバゾール化合物が結合されているが、カルバゾールにアルキル基（Ｍｅ）が置換されていない比較例２の場合、三重項エネルギーは良好であるが、電荷移動度及び熱的安定性が非常に底いことが分かった。
【０１１６】
一方、添付の図４は、前記実施例１〜３によるホスト物質を用いて製作したＰＨＯＬＥＤｓの輝度（Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）及び電流密度（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）の測定結果を示したグラフである。この際、前記ＰＨＯＬＥＤｓは、通常のように、陽極（ＩＴＯ）／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層（ＬｉＦ）／陰極（Ａｌ）の積層構造を有するようにし、前記発光層は、通常的に用いられるドーパントＦＩｒ６に、前記各実施例によるホスト物質を発光層の全重量に対して５０重量％添加して製造した。
【０１１７】
添付の図４に示したように、ＰＨＯＬＥＤｓは優れた輝度（Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）及び電流密度（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）を有しており、３個のホスト物質（Ｓｉ−Ｍｅ、Ｇｅ−Ｍｅ、Ｃ−Ｍｅ）がほぼ類似する測定値を示した。
【０１１８】
以上の実施例で確認されるように、本発明の具体例によるホスト物質は、青色励起波長で３．０ｅＶ以上の高い三重項エネルギーを有するとともに、電荷移動度等の電気的特性及び熱的安定性（Ｔｇ）にも優れることが分かる。また、これを適用したＰＨＯＬＥＤｓは、優れた発光効率を示すことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
青色燐光用ホスト物質、前記ホスト物質を含む有機薄膜、前記有機薄膜を含む有機発光素子が提供される。この有機発光素子等は、ディスプレイ等に有用に用いられることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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