(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソード；
アノード；
前記カソードと前記アノードとの間に備えられた発光層；
下記化学式１で表される複素環化合物を含み、前記カソードと前記発光層との間に備えられた第１電子輸送層；及び
前記カソードと前記第１電子輸送層との間に備えられた第２電子輸送層を含み、
前記第２電子輸送層は、下記化学式３ないし５で表される化合物のうち１又は２以上を含むホスト物質とアルカリ金属及びアルカリ土類金属の中から選択される１種又は２種以上のｎ型ドーパントとを含む有機発光素子：
【化１】
0006522649.tif 000224
化学式１において、
Ａｒ１ないしＡｒ３は、互いに異なっており、
Ａｒ１は、非置換のフェニル又はビフェニル基であり； 
Ａｒ２は、非置換のビフェニル、ターフェニル、フェナントレニル、もしくはナフチルであるか、ナフチル基で置換されたフェニル基であり
Ａｒ３は、下記化学式２で表され、
【化２】
0006522649.tif 000225
化学式２において、
Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立して、水素；重水素であるか、隣接する基と互いに結合して非置換の炭化水素環を形成し、
Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立して、非置換のアルキル基又は非置換のアリール基であり、
Ｌ１は、直接結合；又は非置換のアリーレン基であり、
ｌは、１であり、
ｍは、１ないし３の整数であり、
ｎは、１ないし４の整数であり、
ｍ及びｎがそれぞれ２以上の整数の場合、２以上の括弧内の構造は、互いに同一であるか異なっており、
【化３】
0006522649.tif 000226
化学式３において、
Ａ１及びＡ２は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、非置換のアルキル基；又は、非置換のアリール基であり、
Ｌ２及びＬ３は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、非置換のアリーレン基であり、
Ａは、置換もしくは非置換の下記構造のうちいずれか一つであり、
【化４】
0006522649.tif 000227
Ｘは、Ｏ；Ｓ；又はＣＴ１２Ｔ１３であり、
ｏ及びｐは、１であり、
Ｔ１ないしＴ８は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；又は重水素であり、
Ｔ１２及びＴ１３は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、非置換のアルキル基であり、
【化５】
0006522649.tif 000228
化学式４において、
ｑは、１ないし４の整数であり、
ｒは、１ないし８の整数であり、
ｑ及びｒが２以上の整数の場合、２以上の括弧内の構造は、互いに同一であるか異なっており、
Ｔ９及びＴ１０は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；又は重水素；であるか、隣接する基と互いに結合して、非置換の炭化水素環を形成し、
Ｔ９及びＴ１０のうち少なくとも一つは、下記構造であり、
【化６】
0006522649.tif 000229
Ｌ４は、直接結合；又は非置換のアリーレン基であり、
Ｘ１は、Ｏであり、
Ａｒ４及びＡｒ５は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、非置換のアリール基であり、
【化７】
0006522649.tif 000230
化学式５において、
Ｌ６は、直接結合または非置換のアリーレン基であり、
Ｌ７は、非置換のアリーレン基であり、
Ａ’は、重水素置換、アルキル置換もしくは非置換のピレニレン基であり、
Ｃｚは、フェニル基で置換されているかまたは非置換のカルバゾール基である。
【請求項２】
カソード；
アノード；
前記カソードと前記アノードとの間に備えられた発光層；
下記化学式１で表される複素環化合物を含み、前記カソードと前記発光層との間に備えられた第１電子輸送層；及び
前記カソードと前記第１電子輸送層との間に備えられた第２電子輸送層を含み、
前記第２電子輸送層は、下記化学式３ないし５で表される化合物のうち１又は２以上を含むホスト物質とアルカリ金属及びアルカリ土類金属の中から選択される１種又は２種以上のｎ型ドーパントとを含む有機発光素子：
【化８】
0006522649.tif 000231
化学式１において、Ａｒ１、Ａｒ２、及びＡｒ３はそれぞれ下の表に示される組み合わせである。
【表１】
0006522649.tif 000232
【表２】
0006522649.tif 000233
【表３】
0006522649.tif 000234
【表４】
0006522649.tif 000235
【表５】
0006522649.tif 000236
【表６】
0006522649.tif 000237
【表７】
0006522649.tif 000238
【表８】
0006522649.tif 000239
【表９】
0006522649.tif 000240
【表１０】
0006522649.tif 000241
【表１１】
0006522649.tif 000242
【表１２】
0006522649.tif 000243
【表１３】
0006522649.tif 000244
【表１４】
0006522649.tif 000245
【表１５】
0006522649.tif 000246
【表１６】
0006522649.tif 000247
【表１７】
0006522649.tif 000248
【表１８】
0006522649.tif 000249
【表１９】
0006522649.tif 000250
【表２０】
0006522649.tif 000251
【表２１】
0006522649.tif 000252
【表２２】
0006522649.tif 000253
【表２３】
0006522649.tif 000254
【表２４】
0006522649.tif 000255
【表２５】
0006522649.tif 000256
【表２６】
0006522649.tif 000257
【表２７】
0006522649.tif 000258
【表２８】
0006522649.tif 000259
【表２９】
0006522649.tif 000260
【表３０】
0006522649.tif 000261
【表３１】
0006522649.tif 000262
【表３２】
0006522649.tif 000263
【表３３】
0006522649.tif 000264
【表３４】
0006522649.tif 000265
【表３５】
0006522649.tif 000266
【表３６】
0006522649.tif 000267
【表３７】
0006522649.tif 000268
【表３８】
0006522649.tif 000269
【表３９】
0006522649.tif 000270
【表４０】
0006522649.tif 000271
【表４１】
0006522649.tif 000272
【表４２】
0006522649.tif 000273
【表４３】
0006522649.tif 000274
【表４４】
0006522649.tif 000275
【表４５】
0006522649.tif 000276
【表４６】
0006522649.tif 000277
【表４７】
0006522649.tif 000278
【表４８】
0006522649.tif 000279
【表４９】
0006522649.tif 000280
【表５０】
0006522649.tif 000281
【表５１】
0006522649.tif 000282
【表５２】
0006522649.tif 000283
【表５３】
0006522649.tif 000284
【表５４】
0006522649.tif 000285
【表５５】
0006522649.tif 000286
【表５６】
0006522649.tif 000287
【表５７】
0006522649.tif 000288
【表５８】
0006522649.tif 000289
【表５９】
0006522649.tif 000290
【表６０】
0006522649.tif 000291
【表６１】
0006522649.tif 000292
【表６２】
0006522649.tif 000293
【表６３】
0006522649.tif 000294
【表６４】
0006522649.tif 000295
【表６５】
0006522649.tif 000296
【表６６】
0006522649.tif 000297
【表６７】
0006522649.tif 000298
【表６８】
0006522649.tif 000299
【表６９】
0006522649.tif 000300
【表７０】
0006522649.tif 000301
【表７１】
0006522649.tif 000302
【表７２】
0006522649.tif 000303
【表７３】
0006522649.tif 000304
【表７４】
0006522649.tif 000305
【表７５】
0006522649.tif 000306
【表７６】
0006522649.tif 000307
【表７７】
0006522649.tif 000308
【表７８】
0006522649.tif 000309
【表７９】
0006522649.tif 000310
【表８０】
0006522649.tif 000311
【表８１】
0006522649.tif 000312
【表８２】
0006522649.tif 000313
【表８３】
0006522649.tif 000314
【表８４】
0006522649.tif 000315
【表８５】
0006522649.tif 000316
【表８６】
0006522649.tif 000317
【表８７】
0006522649.tif 000318
【表８８】
0006522649.tif 000319
【表８９】
0006522649.tif 000320
【表９０】
0006522649.tif 000321
【表９１】
0006522649.tif 000322
【表９２】
0006522649.tif 000323
【表９３】
0006522649.tif 000324
【表９４】
0006522649.tif 000325
【表９５】
0006522649.tif 000326
【表９６】
0006522649.tif 000327
【表９７】
0006522649.tif 000328
【表９８】
0006522649.tif 000329
【表９９】
0006522649.tif 000330
【表１００】
0006522649.tif 000331
【表１０１】
0006522649.tif 000332
【表１０２】
0006522649.tif 000333
【表１０３】
0006522649.tif 000334
【表１０４】
0006522649.tif 000335
【表１０５】
0006522649.tif 000336
【表１０６】
0006522649.tif 000337
【表１０７】
0006522649.tif 000338
【表１０８】
0006522649.tif 000339
【表１０９】
0006522649.tif 000340
【表１１０】
0006522649.tif 000341
【表１１１】
0006522649.tif 000342
【表１１２】
0006522649.tif 000343
【表１１３】
0006522649.tif 000344
【表１１４】
0006522649.tif 000345
【表１１５】
0006522649.tif 000346
【表１１６】
0006522649.tif 000347
【表１１７】
0006522649.tif 000348
【表１１８】
0006522649.tif 000349
【表１１９】
0006522649.tif 000350
【表１２０】
0006522649.tif 000351
【表１２１】
0006522649.tif 000352
【表１２２】
0006522649.tif 000353
【表１２３】
0006522649.tif 000354
【表１２４】
0006522649.tif 000355
【表１２５】
0006522649.tif 000356
【表１２６】
0006522649.tif 000357
【表１２７】
0006522649.tif 000358
【表１２８】
0006522649.tif 000359
【表１２９】
0006522649.tif 000360
【表１３０】
0006522649.tif 000361
【表１３１】
0006522649.tif 000362
【表１３２】
0006522649.tif 000363
【表１３３】
0006522649.tif 000364
【表１３４】
0006522649.tif 000365
【表１３５】
0006522649.tif 000366
【化９】
0006522649.tif 000367
化学式３において、
Ａ１及びＡ２は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、非置換のアルキル基；又は、非置換のアリール基であり、
Ｌ２及びＬ３は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、非置換のアリーレン基であり、
Ａは、置換もしくは非置換の下記構造のうちいずれか一つであり、
【化１０】
0006522649.tif 000368
Ｘは、Ｏ；Ｓ；又はＣＴ１２Ｔ１３であり、
ｏ及びｐは、１であり、
Ｔ１ないしＴ８は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；又は重水素であり、
Ｔ１２及びＴ１３は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、非置換のアルキル基であり、
【化１１】
0006522649.tif 000369
化学式４において、
ｑは、１ないし４の整数であり、
ｒは、１ないし８の整数であり、
ｑ及びｒが２以上の整数の場合、２以上の括弧内の構造は、互いに同一であるか異なっており、
Ｔ９及びＴ１０は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；重水素であるか、隣接する基と互いに結合して、非置換の炭化水素環を形成し、
Ｔ９及びＴ１０のうち少なくとも一つは、下記構造であり、
【化１２】
0006522649.tif 000370
Ｌ４は、直接結合；非置換のアリーレン基であり、
Ｘ１は、Ｏであり、
Ａｒ４及びＡｒ５は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、非置換のアリール基であり、
【化１３】
0006522649.tif 000371
化学式５において、
Ｌ６は、直接結合または非置換のアリーレン基であり、
Ｌ７は、非置換のアリーレン基であり、
Ａ’は、重水素置換、アルキル置換もしくは非置換のピレニレン基であり、
Ｃｚは、フェニル基で置換されているかまたは非置換のカルバゾール基である。
【請求項３】
前記第２電子輸送層は、前記化学式３で表される化合物を含むものである請求項１又は２に記載の有機発光素子。
【請求項４】
前記第２電子輸送層は、前記化学式４で表される化合物を含むものである請求項１又は２に記載の有機発光素子。
【請求項５】
前記第２電子輸送層は、前記化学式５で表される化合物を含むものである請求項１又は２に記載の有機発光素子。
【請求項６】
前記発光層は、ホスト及びドーパントを含み、
前記ホストのＨＯＭＯエネルギー準位と前記化学式１で表される複素環化合物のＨＯＭＯエネルギー準位との差は、０．２ｅＶ以上である請求項１又は２に記載の有機発光素子。
【請求項７】
前記発光層は、ホスト及びドーパントを含み、
前記化学式１で表される複素環化合物の三重項エネルギーは、前記ホストの三重項エネルギーよりも大きい請求項１又は２に記載の有機発光素子。
【請求項８】
前記第１電子輸送層は、下記化学式１０で表されるｎ型ドーパントをさらに含むものである請求項１又は２に記載の有機発光素子：
【化１４】
0006522649.tif 000372
Ａ３は、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換の複素環基であり、
曲線は、Ｍを有する５員又は６員環を形成するのに必要な結合及び２又は３個の原子を示し、前記原子は、１又は２以上のＡの定義と同じ置換基で置換もしくは非置換され、
Ｍは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属である。
【請求項９】
前記化学式１０で表されるｎ型ドーパントは、下記化学式１０−１又は１０−２で表されるものである請求項７に記載の有機発光素子：
【化１５】
0006522649.tif 000373
化学式１０−１及び１０−２において、
Ｍは、化学式１０で定義した通りであり、
化学式１０−１及び１０−２は、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアリール基；及び置換もしくは非置換の複素環基からなる群より選択される１又は２以上の置換基で置換もしくは非置換されるか、隣接する置換基が互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環又は置換もしくは非置換の複素環を形成する。
【請求項１０】
前記化学式１で表される複素環化合物のＨＯＭＯエネルギー準位は、６ｅＶ以上である請求項１又は２に記載の有機発光素子。
【請求項１１】
前記化学式１で表される複素環化合物の三重項エネルギーは、２．２ｅＶ以上である請求項１又は２に記載の有機発光素子。
【請求項１２】
前記化学式１で表される複素環化合物の双極子モーメントは、２ｄｅｂｙｅ以下である請求項１又は２に記載の有機発光素子。
【請求項１３】
前記化学式１で表される複素環化合物の電子移動度は、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上である請求項１又は２に記載の有機発光素子。
【請求項１４】
前記第１電子輸送層は、発光層に接して備えられるものである請求項１又は２に記載の有機発光素子。
【請求項１５】
前記第２電子輸送層に含まれるホスト物質の双極子モーメントは、１ｄｅｂｙｅ以上である請求項１又は２に記載の有機発光素子。
【請求項１６】
化学式３のＡは、置換もしくは非置換の下記構造のうちいずれか一つのものである請求項１又は２に記載の有機発光素子：
【化１６】
0006522649.tif 000374
Ｘは、請求項１又は２で定義した通りである。
【請求項１７】
化学式３のＬ２及びＬ３は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、非置換のフェニレン基；非置換のナフタレン基；非置換のビフェニレン基；である請求項１又は２に記載の有機発光素子。
【請求項１８】
前記化学式３で表される化合物は、下記化学式のうちいずれか一つで表されるものである請求項１又は２に記載の有機発光素子。
【表１３６】
0006522649.tif 000375
【表１３７】
0006522649.tif 000376
【表１３８】
0006522649.tif 000377
【表１３９】
0006522649.tif 000378
【表１４０】
0006522649.tif 000379
【表１４１】
0006522649.tif 000380
【表１４２】
0006522649.tif 000381
【表１４３】
0006522649.tif 000382
【表１４４】
0006522649.tif 000383
【表１４５】
0006522649.tif 000384
【表１４６】
0006522649.tif 000385
【表１４７】
0006522649.tif 000386
【表１４８】
0006522649.tif 000387
【表１４９】
0006522649.tif 000388
【表１５０】
0006522649.tif 000389
【表１５１】
0006522649.tif 000390
【表１５２】
0006522649.tif 000391
【表１５３】
0006522649.tif 000392
【請求項１９】
化学式４の化合物が有するＬ４は、直接結合；非置換のフェニレン基；非置換のビフェニレン基；非置換のナフタレン基；非置換のフルオレニレン基；及び非置換のピレニレン基からなる群より１又は２以上が組み合わせられるものである請求項１又は２に記載の有機発光素子。
【請求項２０】
前記化学式４で表される化合物は、下記化学式４−１ないし４−８４のうちいずれか一つで表されるものである請求項１又は２に記載の有機発光素子。
【表１５４】
0006522649.tif 000393
【表１５５】
0006522649.tif 000394
【表１５６】
0006522649.tif 000395
【表１５７】
0006522649.tif 000396
【表１５８】
0006522649.tif 000397
【表１５９】
0006522649.tif 000398
【表１６０】
0006522649.tif 000399
【表１６１】
0006522649.tif 000400
【表１６２】
0006522649.tif 000401
【表１６３】
0006522649.tif 000402
【請求項２１】
化学式５のＡ’は、下記構造の中から選択されるものである請求項１又は２に記載の有機発光素子：
【化１７】
0006522649.tif 000403
前記構造は、重水素；及び非置換のアルキル基からなる群より選択される１又は２以上の置換基で置換されているか又は非置換である。
【請求項２２】
化学式５のＬ６及びＬ７は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、非置換のフェニレン基である請求項１又は２に記載の有機発光素子。
【請求項２３】
化学式５のＣｚは、下記構造の中から選択されるものである請求項１又は２に記載の有機発光素子：
【化１８】
0006522649.tif 000404
前記構造は、フェニル基で置換されているかまたは非置換である。
【請求項２４】
前記化学式５で表される化合物は、下記化学式のうちいずれか一つで表されるものである請求項１又は２に記載の有機発光素子。
【表１６４】
0006522649.tif 000405
【表１６５】
0006522649.tif 000406
【表１６６】
0006522649.tif 000407
【表１６７】
0006522649.tif 000408
【請求項２５】
前記有機発光素子は、２以上の発光層を含み、
前記２以上の発光層のうち隣接する２つの発光層の間に電荷発生層を含み、
前記電荷発生層は、前記第２電子輸送層及びｐ型有機物層を含み、
前記隣接する２つの発光層のうちカソードから遠い側の発光層と前記第２電子輸送層との間に前記第１電子輸送層が備えられるものである請求項１又は２に記載の有機発光素子。
【請求項２６】
前記電荷発生層に含まれる第２電子輸送層と前記ｐ型有機物層とは、ＮＰ接合をするものである請求項２５に記載の有機発光素子。
【請求項２７】
前記ｐ型有機物層は、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層及び発光層からなる群より選択されるものである請求項２５に記載の有機発光素子。
【請求項２８】
前記ｐ型有機物層は、下記化学式７ないし９からなる群より選択される１又は２以上の化合物を含むものである請求項２５に記載の有機発光素子：
【化１９】
0006522649.tif 000409
化学式７において、
Ａ１０ないしＡ１５は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；ニトリル基；ニトロ基；アミド基；カルボニル基；置換もしくは非置換のスルホニル基；置換もしくは非置換のエステル基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換の複素環であるか、隣接する基と互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環又は置換もしくは非置換の複素環を形成し、
【化２０】
0006522649.tif 000410
化学式８において、
Ａ１６ないしＡ１８は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、シアノ基、ハロゲン基及びハロアルキル基からなる群より選択される１又は２以上の置換基で置換もしくは非置換のアリール基；又はシアノ基、ハロゲン基及びハロアルキル基からなる群より選択される１又は２以上の置換基で置換もしくは非置換の複素環基であり、
【化２１】
0006522649.tif 000411
化学式９において、
Ａｒ１０は、置換もしくは非置換の炭化水素環；又は置換もしくは非置換の複素環であり、
Ｙ１ないしＹ４は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、 Ｎ；又はＣＡ２３であり、
Ａ１９ないしＡ２３は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；ニトリル基；ハロゲン基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換の複素環基であるか、隣接する基と互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環又は置換もしくは非置換の複素環を形成し、
Ｃｙ１及びＣｙ２は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、下記構造のうちいずれか一つであり、
【化２２】
0006522649.tif 000412
Ａ２４ないしＡ２６は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、ニトリル基；置換もしくは非置換のエステル基；又は置換もしくは非置換のトリフルオロアルキル基である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、２０１４年４月４日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第 １０−２０１４−００４０８１８号、２０１５年１月２３日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１５−００１１５４０号及び２０１５年１月２３日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１５−００１１５７０号の出願日の利益を主張し、その内容はいずれも本明細書に含まれる。
【０００２】
本明細書は、有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００３】
有機発光現象は、特定の有機分子の内部プロセスによって電流が可視光に転換される例の一つである。有機発光現象の原理は、次の通りである。
【０００４】
アノードとカソードとの間に有機物層を位置させたとき、二つの電極の間に電圧をかけると、カソードとアノードからそれぞれ電子と正孔が有機物層に注入される。有機物層に注入された電子と正孔とは再結合してエキシトン(exciton)を形成し、このエキシトンが再び基底状態に戻る際に発光する。このような原理を用いる有機発光素子は、一般に、カソードとアノード及びその間に位置した有機物層、例えば正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層を含む有機物層から構成されることができる。
【０００５】
有機発光素子において使用される物質としては、純粋な有機物質または有機物質と金属とが錯体をなす錯化合物が大半を占め、用途によって、正孔注入物質、正孔輸送物質、発光物質、電子輸送物質、電子注入物質などに区分されることができる。ここで、正孔注入物質や正孔輸送物質としては、ｐ型の性質を有する有機物質、すなわち、容易に酸化し、酸化時に電気化学的に安定した状態を有する有機物が主に使用されている。一方、電子注入物質や電子輸送物質としては、ｎ型の性質を有する有機物質、すなわち、容易に還元し、還元時に電気化学的に安定した状態を有する有機物が主に使用されている。発光層物質としては、ｐ型の性質とｎ型の性質とを同時に有する物質、すなわち、酸化と還元状態でいずれも安定した形態を有する物質が好ましく、エキシトンが形成されたとき、これを光に転換する発光効率の高い物質が好ましい。
【０００６】
当該技術分野においては、高い効率の有機発光素子の開発が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国特許公開公報２０００−００５１８２６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本明細書の目的は、高い発光効率及び／又は低い駆動電圧を有する有機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】
【０００９】
本明細書は、カソード；アノード；上記カソードと上記アノードとの間に備えられた発光層；下記化学式１で表される複素環化合物を含み、上記カソードと上記発光層との間に備えられた第１電子輸送層；及び上記カソードと上記第１電子輸送層との間に備えられた第２電子輸送層を含み、
上記第２電子輸送層は、下記化学式３ないし５で表される化合物のうち１又は２以上を含むホスト物質とアルカリ金属及びアルカリ土類金属の中から選択される１種又は２種以上のｎ型ドーパントとを含む有機発光素子を提供する。
【００１０】
【化１】
0006522649.tif 000002
化学式１において、
Ａｒ１ないしＡｒ３は、互いに異なっており、
Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換の複素環基であり、
Ａｒ３は、下記化学式２で表され、
【化２】
0006522649.tif 000003
化学式２において、
Ｒ１ないしＲ４は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換の複素環基であるか、隣接する基と互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環又は置換もしくは非置換の複素環を形成するか、同一の炭素内の置換基が互いに結合して、置換もしくは非置換のスピロ結合を形成し、
Ｌ１は、直接結合；置換もしくは非置換のアリーレン基；又は置換もしくは非置換の２価の複素環基であり、
ｌは、１ないし５の整数であり、
ｍは、１ないし３の整数であり、
ｎは、１ないし４の整数であり、
ｌ、ｍ及びｎがそれぞれ２以上の整数の場合、２以上の括弧内の構造は、互いに同一であるか異なっており、
【化３】
0006522649.tif 000004
化学式３において、
Ａ１及びＡ２は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換の複素環基であり、
Ｌ２及びＬ３は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、直接結合；置換もしくは非置換のアリーレン基；又は置換もしくは非置換の２価の複素環基であり、
Ａは、置換もしくは非置換の下記構造のうちいずれか一つであり、
【化４】
0006522649.tif 000005
Ｘは、Ｏ；Ｓ；又はＣＴ１２Ｔ１３であり、
ｏ及びｐは、１ないし３の整数であり、
ｏ及びｐが２以上の整数の場合、２以上の括弧内の構造は、互いに同一であるか異なっており、
Ｔ１ないしＴ８、Ｔ１２及びＴ１３は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換の複素環基であるか、隣接する基と互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環又は置換もしくは非置換の複素環を形成し、
【化５】
0006522649.tif 000006
[化４]
化学式４において、
ｑは、１ないし４の整数であり、
ｒは、１ないし８の整数であり、
ｑ及びｒが２以上の整数の場合、２以上の括弧内の構造は、互いに同一であるか異なっており、
Ｔ９及びＴ１０は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換の複素環基であるか、隣接する基と互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環又は置換もしくは非置換の複素環を形成し、
Ｔ９及びＴ１０のうち少なくとも一つは、下記構造であり、
【化６】
0006522649.tif 000007
Ｌ４は、直接結合；置換もしくは非置換のアリーレン基；又は置換もしくは非置換の２価の複素環基であり、
Ｘ１は、Ｏ；Ｓ；又はＳｅであり、
Ａｒ４及びＡｒ５は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換の複素環基であり、
【化７】
0006522649.tif 000008
化学式５において、
Ｌ６及びＬ７は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、直接結合；置換もしくは非置換のアリーレン基；又は置換もしくは非置換の２価の複素環基であり、
Ａ’は、置換もしくは非置換のピレニレン基であり、
Ｃｚは、置換もしくは非置換のカルバゾール基である。
【発明の効果】
【００１１】
本明細書の一実施態様に係る有機発光素子は、低い駆動電圧及び／又は高い発光効率を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本明細書の一実施態様に係る有機発光素子を示す図である。
【図２】本明細書の一実施態様に係る有機発光素子を示す図である。
【図３】本明細書の一実施態様に係る有機発光素子を示す図である。
【図４】本明細書の一実施態様に係る有機発光素子を示す図である。
【図５】化合物１−６のＨＯＭＯ（ＡＣ３）準位測定データの結果を示す図である。
【図６】化合物１−８のＨＯＭＯ（ＡＣ３）準位測定データの結果を示す図である。
【図７】化合物１−３０のＨＯＭＯ（ＡＣ３）準位測定データの結果を示す図である。
【図８】化合物１−１３８のＨＯＭＯ（ＡＣ３）準位測定データの結果を示す図である。
【図９】化合物２−５のＨＯＭＯ（ＡＣ３）準位測定データの結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本明細書についてより詳細に説明する。
【００１４】
本明細書において、ある部材が他の部材「上に」位置しているというとき、これはある部材が他の部材に接している場合だけでなく、両部材の間にまた他の部材が存在する場合も含む。
【００１５】
本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」というとき、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
【００１６】
本明細書は、カソード；アノード；上記カソードと上記アノードとの間に備えられた発光層；上記化学式１で表される複素環化合物を含み、上記カソードと上記発光層との間に備えられた第１電子輸送層；及び上記化学式３ないし５で表される化合物のうち１種以上のホスト物質及びアルカリ金属及びアルカリ土類金属のうち１種以上のドーパントを含み、上記カソードと上記第１電子輸送層との間に備えられた第２電子輸送層を含む有機発光素子を提供する。
【００１７】
本明細書の一実施態様において、上記化学式１で表される複素環化合物を含む有機物層は、第１電子輸送層であって、第２電子輸送層に比べて、発光層に隣接して備えられる。
【００１８】
本明細書の一実施態様において、上記第２電子輸送層は、第１電子輸送層に比べて、カソードに隣接して備えられる。
【００１９】
本明細書において「隣接」とは、 相対的に近く配置されたことを意味する。 このとき、物理的に接する場合を含むことができ、隣接する有機物層の間に追加の有機物層が備えられた場合も含むことができる。
【００２０】
本明細書の一実施態様において、上記有機発光素子は、青色蛍光発光をする。
【００２１】
本明細書の一実施態様において、上記有機発光素子は、白色発光をする。
【００２２】
本明細書の一実施態様において、上記化学式１で表される複素環化合物の ＨＯＭＯエネルギー準位は、６ｅＶ以上である。本明細書の一実施態様において、上記化学式１で表される複素環化合物のＨＯＭＯエネルギー準位は、６．０ｅＶ以上７．０ｅＶ以下である。本明細書の一実施態様によって、上記化学式１で表される化合物のように深いＨＯＭＯエネルギー準位を有する場合には、発光層から正孔を効果的に遮断することができて、高い発光効率を提供することができ、素子の安定性を向上して長寿命な素子を提供することができる。
【００２３】
本明細書の一実施態様において、上記発光層は、ホスト及びドーパントを含み、上記ホストのＨＯＭＯエネルギー準位と上記化学式１で表される複素環化合物のＨＯＭＯエネルギー準位との差は、０．２ｅＶ以上である。上記のように、発光層のホスト物質と化学式１で表される複素環化合物のＨＯＭＯエネルギー準位との差が０．２ｅＶ以上の場合、発光層からより効果的に正孔を遮断することができて、高い発光効率及び長寿命な有機発光素子を提供することができる。
【００２４】
本明細書の一実施態様において、上記化学式１で表される複素環化合物を含む有機物層は、発光層に接して備えられる。この場合、発光層のホスト化合物よりもさらに深いＨＯＭＯエネルギー準位を有することで、正孔の遮断を効果的に行うことができる。
【００２５】
本明細書の一実施態様のように、青色蛍光発光をする有機発光素子の場合は、ホスト材料としてアントラセン誘導体を主に使用し、この場合、６ｅＶ未満の ＨＯＭＯエネルギー準位を有する。よって、上記化学式１で表される複素環化合物を含む有機物層をカソードと発光層との間に備える場合には、電子の移動とともに正孔の遮断の役割を同時に果たすことができる。
【００２６】
本明細書において、エネルギー準位は、エネルギーの大きさを意味するものである。よって、真空準位からマイナス(−)方向にエネルギー準位が表示される場合にも、エネルギー準位は該当エネルギー値の絶対値を意味するものと解釈される。例えば、ＨＯＭＯエネルギー準位とは、真空準位から最高被占分子軌道(highest occupied molecular orbital)までの距離を意味する。
本明細書の一実施態様において、上記ＨＯＭＯ準位は、大気中光電子分光装置(ＲＩＫＥＮ  ＫＥＩＫＩ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．製：ＡＣ３)を用いて測定することができる。具体的に、材料に光を照射し、そのとき電荷分離によって発生する電子量を測定することで、上記ＨＯＭＯ準位を測定することができる。
【００２７】
本明細書の一実施態様において、上記化学式１で表される複素環化合物の三重項エネルギーは、２．２ｅＶ以上である。
【００２８】
本明細書の一実施態様によって、上記多様な範囲の三重項エネルギーを有する化学式１で表される複素環化合物を含む場合には、有機発光素子において 発光層の三重項エキシトンを効果的に遮断して、高い効率及び／又は長寿命な素子を期待することができる。
【００２９】
本明細書の一実施態様において、上記発光層は、ホスト及びドーパントを含み、上記化学式１で表される複素環化合物の三重項エネルギーは、上記ホストの三重項エネルギーよりも大きい。
【００３０】
本明細書の一実施態様において、上記三重項エネルギー(ＥＴ)は、低温フォトルミネッセンス(Low Temperature Photoluminescence)法を用いて測定することができる。λｅｄｇｅ値を測定して、下記換算式を用いて三重項エネルギーを求めることができる。
ＥＴ（ｅＶ）＝１２３９．８５／ (λｅｄｇｅ)
上記換算式において、「λｅｄｇｅ」とは、縦軸に燐光強度、横軸に波長を取って燐光スペクトルを表したとき、燐光スペクトルの短波長側の上昇に対して接線を引いて、その接線と横軸との交点の波長値を意味し、単位はｎｍである。
【００３１】
本明細書のまた一つの実施態様において、上記三重項エネルギー(ＥＴ)は、量子化学計算によっても求めることができる。量子化学計算は、米ガウシアン (Ｇａｕｓｓｉａｎ)社製の量子化学計算プログラムＧａｕｓｓｉａｎ０３を用いて行うことができる。計算においては、密度汎関数理論(ＤＦＴ)を利用するが、汎関数としてＢ３ＬＹＰ、基底関数として６−３１Ｇ＊を用いて最適化した構造について、時間依存密度汎関数理論(ＴＤ−ＤＦＴ)によって三重項エネルギーの計算値を求めることができる。
【００３２】
本明細書のまた一つの実施態様において、特定の有機化合物においては、燐光スペクトルが観測されない場合があるが、このような有機化合物では、上記に示すように、量子化学計算を用いて求めた三重項エネルギー(ＥＴ)を推定して使用することができる。
【００３３】
本明細書の一実施態様において、上記化学式１で表される複素環化合物の双極子モーメント(dipole moment)は、２ｄｅｂｙｅ以下である。より好ましくは、上記化学式１で表される複素環化合物の双極子モーメントは、１ｄｅｂｙｅ以下である。
【００３４】
本明細書の一実施態様において、上記第２電子輸送層に含まれるホスト物質の双極子モーメントは、１ｄｅｂｙｅ以上である。
【００３５】
本明細書において、双極子モーメント(dipole moment)は、極性の程度を示す物理量であって、下記数式１で計算されることができる。
【数１】
0006522649.tif 000009
上記の数式１において、分子密度(Molecular density)を計算で求め、双極子モーメントの値を得ることができる。例えば、分子密度はHirshfeld Charge Analysisという方法を使用して各原子別の電荷(Charge)及び双極子(Dipole)を求め、下記式によって計算して得ることができ、その計算結果を上記数式１に入れて双極子モーメント(Dipole Moment)を求めることができる。
【数２】
0006522649.tif 000010
【００３６】
上記の双極子モーメントの値の範囲を有する有機発光素子は、カソードから入ってくる電子の注入及び輸送能力が向上して、低い駆動電圧及び高い発光効率を提供することができる。また、有機発光素子内で分子の配列が優秀であって、緻密な膜を提供する。よって、上記電子輸送物質を含む有機発光素子は、安定性に優れ、長寿命な有機発光素子を提供することができる。
【００３７】
本明細書の一実施態様において、上記化学式１で表される複素環化合物の電子移動度は、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上である。
【００３８】
また一つの実施態様において、上記化学式１で表される複素環化合物の電子移動度は、０．１ないし０．５ＭＶ／ｃｍの電界条件で１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上である。また他の実施態様において、上記化学式１で表される複素環化合物の電子移動度は、０．１ＭＶ／ｃｍの電界条件で１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上である。この場合、発光層内で生成されるエキシトンの数を増加させて、高い効率を期待することができる。
【００３９】
本明細書において、電子移動度は、当業界で使用される方法で測定することができる。具体的に、飛行時間法(ＴＯＦ；Time of Flight)又は空間電荷制限電流(ＳＣＬＣ；Space Charge Limited Current)測定法を使用することができ、これに限定されない。
【００４０】
具体的に、本明細書の一つの実施態様において、ＩＴＯ基板上にバソフェナントロリン(Bathophenanthroline)とリチウム(２％)を真空中で加熱して２０ｎｍの厚さで蒸着した後、上記化合物を２００ｎｍ蒸着した。上記層の上にバソフェナントロリン(Bathophenanthroline)とリチウム(２％)を真空中で加熱して、２０ｎｍの厚さで蒸着した後、アルミニウム(aluminium)を１００ｎｍ以上蒸着して、サンプルを製造した。上記サンプルの電圧 (Voltage)に対する電流密度(currently density： ｍＡ／ｃｍ２)を測定して、空間電荷制限電流(ＳＣＬＣ；Space Charge Limited Current)領域で電子移動度を計算することができる。
【００４１】
本明細書の一実施態様において、上記第１電子輸送層は、下記化学式１０で表されるｎ型ドーパントをさらに含む。
【化８】
0006522649.tif 000011
Ａ３は、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換の複素環基であり、
曲線は、Ｍを有する５員又は６員環を形成するのに必要な結合及び２又は３個の原子を示し、上記原子は、１又は２以上のＡの定義と同じ置換基で置換もしくは非置換され、
Ｍは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属である。
【００４２】
本明細書の一つの実施態様において、上記化学式１０で表されるｎ型ドーパントは、下記化学式１０−１又は１０−２で表される。
【化９】
0006522649.tif 000012
化学式１０−１及び１０−２において、
Ｍは、化学式１０で定義した通りであり、
化学式１０−１及び１０−２は、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアリール基；及び置換もしくは非置換の複素環基からなる群より選択される１又は２以上の置換基で置換もしくは非置換されるか、隣接する置換基が互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環又は置換もしくは非置換の複素環を形成する。
【００４３】
本明細書の一実施態様において、上記化学式１０で表されるｎ型ドーパントは、下記構造のうちいずれか一つであってもよい。
【表１】
0006522649.tif 000013
【表２】
0006522649.tif 000014
【００４４】
上記構造は、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアリール基；及び置換もしくは非置換の複素環基からなる群より選択される１又は２以上の置換基で置換もしくは非置換されることができる。
【００４５】
本明細書の一実施態様において、上記化学式１０で表される有機アルカリ金属化合物又は有機アルカリ土類金属化合物がｎ型ドーパントとして使用される場合には、第２電子輸送層に使用される金属ドーパントの拡散を防ぐ役割をし、発光層から正孔に対する安定性を確保することができて、有機発光素子の寿命を向上することができる。また、第１電子輸送層の電子移動度を有機アルカリ金属化合物又は有機アルカリ土類金属化合物の比率を調節して発光層で正孔と電子とのバランスを極大化させ、発光効率を増加させることができる。よって、 素子の寿命の面で、第１電子輸送層に有機アルカリ金属化合物又は有機アルカリ土類金属化合物をｎ型ドーパントとして含むことがより好ましい。
【００４６】
本明細書において、第１電子輸送層に使用されるｎ型ドーパントとしてＬｉｑがより好ましい。
【００４７】
本明細書の一実施態様において、上記化学式１０で表される有機アルカリ金属化合物又は有機アルカリ土類金属化合物のｎ型ドーパントは、第１電子輸送層の全体重量を基準に、１０重量％ないし９０重量％である。好ましくは、上記化学式１０で表される有機アルカリ金属化合物又は有機アルカリ土類金属化合物のｎ型ドーパントは、第１電子輸送層の全体重量を基準に、２０重量％ないし８０重量％である。
【００４８】
上記第１電子輸送層は、化学式１で表される複素環化合物と上記化学式１０で表されるｎ型ドーパントとを１：９ないし９：１の重量比で含むことができる。好ましくは、上記化学式１の複素環化合物と上記化学式１０のｎ型ドーパントとを２：８ないし８：２で含むことができ、より好ましくは３：７ないし７：３で含むことができる。
【００４９】
本明細書の一実施態様において、上記第２電子輸送層は、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の中から選択される１種又は２種以上のｎ型ドーパントを含む。
【００５０】
本明細書の一実施態様によれば、上記化学式１で表される化合物とｎ型ドーパントとは、９：１ないし１：９の重量比で有機発光素子に積層されることができる。
【００５１】
具体的に、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ又はＦｒのアルカリ金属及びＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ又はＲａのアルカリ土類金属からなる群より選択される１種又は２種以上のｎ型ドーパントをさらに含むことができる。
【００５２】
本明細書の一実施態様において、上記第２電子輸送層のｎ型ドーパントは、Ｌｉである。
【００５３】
また他の実施態様において、上記第２電子輸送層のｎ型ドーパントは、Ｃａである。
【００５４】
本明細書の一実施態様によれば、上記アルカリ金属又はアルカリ土類金属のｎ型ドーパントは、第２電子輸送層の全体重量を基準に、０．１重量％ないし２０重量％の範囲で含まれることができる。
【００５５】
本明細書の一実施態様によって、上記第１電子輸送層は、上記化学式１で表される化合物をホストとして、Ｌｉｑをｎ型ドーパントとして含み、上記第２電子輸送層は、上記化学式３ないし５から選択される１種以上の化合物をホストとして、アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属をｎ型ドーパントとして含む。
【００５６】
この場合、電極からの電子注入が円滑であって低い駆動電圧の有機発光素子を実現することができる。また、ｎ型有機物層である第２電子輸送層とｐ型有機物層とがＮＰ接合を構成するとき、ｐ型有機物層から第２電子輸送層に電子が円滑に生成されて、効果的なタンデム構造の有機発光素子を実現することができる。
【００５７】
具体的に、化学式１で表される化合物の第１電子輸送層は、発光層に隣接して備えられ、三重項のエキシトンが発光層から抜け出ることを防止することができ、第２電子輸送層をカソードに隣接して備えて、三重項のエキシトンの密度を増加させることができる。よって、本明細書の一実施態様に係る有機発光素子は、電子の輸送及び注入の効果と、三重項エキシトンの集中を誘導して、低い駆動電圧及び高い効率を提供することができる。
【００５８】
本明細書の一実施態様において、上記第１電子輸送層は、発光層に接して備えられる。また一つの実施態様において、上記第２電子輸送層は、カソードに接して備えられる。
【００５９】
この場合、電子の伝達及び三重項エキシトンの集中がより効率的になされることができる。
【００６０】
本明細書において、ｎ型ドーパントは、ホスト物質をｎ型半導体特性を有するようにする物質を意味する。ｎ型半導体特性とは、ＬＵＭＯ(lowest unoccupied molecular orbital)エネルギー準位で電子を注入されるか輸送する特性、すなわち電子の伝導度が大きい物質の特性を意味する。
【００６１】
本明細書の一実施態様に係る有機発光素子は、上記発光層と上記カソードとの間に上記化学式１で表される複素環化合物をホストとして含み、上記構造のＬｉｑをｎ型ドーパントとして含む第１電子輸送層が備えられる。
【００６２】
本明細書の一実施態様において、上記有機発光素子は、上述した第１電子輸送層と上記発光層との間に正孔阻止層をさらに含むことができる。
【００６３】
本明細書において、置換基の例示は以下で説明するが、これに限定されるものではない。
【００６４】
上記「置換」という用語は、化合物の炭素原子に結合された水素原子が他の置換基に変わることを意味し、置換される位置は、水素原子が置換される位置、すなわち、置換基が置換可能な位置であれば限定されず、２以上置換される場合、２以上の置換基は、互いに同一であるか異なっていてもよい。
【００６５】
本明細書において「置換もしくは非置換の」という用語は、重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；イミド基；アミド基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のアミン基；置換もしくは非置換のアリール基；及び置換もしくは非置換の複素環基からなる群より選択された１又は２以上の置換基で置換されたか、上記例示された置換基のうち２以上の置換基が連結された置換基で置換されるか、もしくはいずれの置換基も持たないことを意味する。例えば、「２以上の置換基が連結された置換基」は、ビフェニル基であってもよい。すなわち、ビフェニル基は、アリール基であってもよく、２つのフェニル基が連結された置換基と解釈されることができる。
【００６６】
本明細書の一実施態様において、 上記「置換もしくは非置換の」は、重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ヒドロキシ基；カルボニル基；エステル基；アルコキシ基；アリールオキシ基；アルキルチオキシ基；アリールチオキシ基；アルキルスルホキシ基；アリールスルホキシ基；シリル基；アルキル基；シクロアルキル基；アルケニル基；アリール基；アラルキル基；アラルケニル基；及びアルキルアリール基からなる群より選択される１つ以上の置換基で置換もしくは非置換されることと解釈されることができる。
【００６７】
本明細書の一実施態様によれば、上記「置換もしくは非置換の」という表現は、重水素；アルキル基；及びアリール基からなる群より選択された１つ以上の置換基で置換もしくは非置換されることがより好ましい。
【００６８】
本明細書の一実施態様において、上記化学式１で表される複素環化合物の水素原子は、重水素で置換されることができる。すなわち、本明細書の一実施態様に係る化学式１で表される複素環化合物は、１以上の重水素を含むことができる。上記重水素を含むという意味は、上記複素環化合物の置換基自体が重水素であってもよく、上記複素環化合物の置換基が重水素で置換された場合も含む。
【００６９】
本明細書において、ハロゲン基は、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素であってもよい。
【００７０】
本明細書において、上記アルキル基は、直鎖又は分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、１ないし４０であることが好ましい。一実施態様によれば、上記アルキル基の炭素数は１ないし２０である。また一つの実施態様によれば、上記アルキル基の炭素数は１ないし１０である。また一つの実施態様によれば、上記アルキル基の炭素数は１ないし６である。アルキル基の具体的な例としては、メチル、エチル、プロピル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ブチル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、１−メチル−ブチル、１−エチル−ブチル、ペンチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔｅｒｔ−ペンチル、ヘキシル、ｎ−ヘキシル、１−メチルペンチル、２−メチルペンチル、４−メチル−２−ペンチル、３，３−ジメチルブチル、２−エチルブチル、ヘプチル、ｎ−ヘプチル、１−メチルヘキシル、シクロペンチルメチル、シクロヘキシルメチル、オクチル、ｎ−オクチル、ｔｅｒｔ−オクチル、１−メチルヘプチル、２−エチルヘキシル、２−プロピルペンチル、ｎ−ノニル、２，２−ジメチルヘプチル、１−エチル−プロピル、１，１−ジメチル−プロピル、イソヘキシル、２−メチルペンチル、４−メチルヘキシル、５−メチルヘキシルなどがあるが、これらに限定されない。
【００７１】
本明細書において、シクロアルキル基は、特に限定されないが、炭素数３ないし６０であることが好ましく、一実施態様によれば、上記シクロアルキル基の炭素数は３ないし３０である。また一つの実施態様によれば、上記シクロアルキル基の炭素数は３ないし２０である。また一つの実施態様によれば、上記シクロアルキル基の炭素数は３ないし６である。具体的に、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、３−メチルシクロペンチル、２，３−ジメチルシクロペンチル、シクロヘキシル、３−メチルシクロヘキシル、４−メチルシクロヘキシル、２，３−ジメチルシクロヘキシル、３，４，５−トリメチルシクロヘキシル、４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルなどがあるが、これに限定されない。
【００７２】
本明細書において、上記アルコキシ基は、直鎖、分枝鎖又は環状であってもよい。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、炭素数１ないし２０であることが好ましい。具体的に、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、イソプロポキシ、ｉ−プロピルオキシ、ｎ−ブトキシ、イソブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｎ−ペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、ｎ−ヘキシルオキシ、３，３−ジメチルブチルオキシ、２−エチルブチルオキシ、ｎ−オクチルオキシ、ｎ−ノニルオキシ、ｎ−デシルオキシ、ベンジルオキシ、ｐ−メチルベンジルオキシなどであってもよいが、これに限定されるものではない。
【００７３】
本明細書において、上記アルケニル基は、直鎖又は分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、２ないし４０であることが好ましい。一実施態様によれば、上記アルケニル基の炭素数は２ないし２０である。また一つの実施態様によれば、上記アルケニル基の炭素数は２ないし１０である。また一つの実施態様によれば、上記アルケニル基の炭素数は２ないし６である。具体的な例としては、ビニル、１−プロペニル、イソプロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、３−ブテニル、１−ペンテニル、２−ペンテニル、３−ペンテニル、３−メチル−１−ブテニル、１，３−ブタジエニル、アリル、１−フェニルビニル−１−イル、２−フェニルビニル−１−イル、２，２−ジフェニルビニル−１−イル、２−フェニル−２−（ナフチル−１−イル）ビニル−１−イル、２，２−ビス（ジフェニル−１−イル）ビニル−１−イル、スチルベニル基、スチレニル基などがあるが、これらに限定されない。
【００７４】
本明細書において、シリル基は、具体的に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あるが、これに限定されない。
【００７５】
本明細書において、ホウ素基は、具体的に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、フェニルホウ素基などがあるが、これに限定されない。
【００７６】
本明細書において、アリール基は特に限定されないが、炭素数６ないし６０であることが好ましく、単環式アリール基又は多環式アリール基であってもよい。一実施態様によれば、上記アリール基の炭素数は６ないし３０である。一実施態様によれば、上記アリール基の炭素数は６ないし２０である。上記アリール基が、単環式アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基などであってもよいが、これに限定されるものではない。上記多環式アリール基としては、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基、フルオレニル基などであってもよいが、これに限定されるものではない。
【００７７】
本明細書において、フルオレニル基は、置換されることができ、置換基２つが互いに結合して、スピロ構造を形成することができる。
【００７８】
上記フルオレニル基が置換される場合、
【化１０】
0006522649.tif 000015
などであってもよい。但し、これに限定されるものではない。
【００７９】
本明細書において、複素環基は、異種元素としてＯ、Ｎ、Ｓ、Ｓｉ及びＳｅのうち１つ以上を含む複素環基であって、炭素数は特に限定されないが、炭素数２ないし６０であることが好ましい。複素環基の例としては、チオフェン基、フラン基、ピロール基、イミダゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、オキサジアゾール基、トリアゾール基、ピリジル基、ビピリジル基、ピリミジル基、トリアジン基、トリアゾール基、アクリジル基、ピリダジン基、ピラジニル基、キノリニル基、キナゾリン基、キノキサリニル基、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、イソキノリン基 、インドール基、カルバゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾイミダゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾカルバゾール基、ベンゾチオフェン基、ジベンゾチオフェン基、ベンゾフラニル基、フェナントロリン基(phenanthroline)、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、ベンゾチアゾリル基、フェノチアジニル基及びジベンゾフラニル基などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
【００８０】
上記複素環基は、単環又は多環であってもよく、芳香族、脂肪族又は芳香族と脂肪族との縮合環であってもよい。
【００８１】
本明細書において、アリールオキシ基、アリールチオキシ基、アリールスルホキシ基中のアリール基は、上述したアリール基に関する説明が適用されることができる。
【００８２】
本明細書において、アルキルチオキシ基、アルキルスルホキシ基中のアルキル基は、上述したアルキル基に関する説明が適用されることができる。
【００８３】
本明細書において、アリーレン基は、２価基であることを除いては、上述したアリール基に関する説明が適用されることができる。
【００８４】
本明細書において、「隣接する」基は、 該当置換基が置換された原子と直接連結された原子に置換された置換基、該当置換基と立体構造的に最も近く位置した置換基、または該当置換基が置換された原子に置換された他の置換基を意味することができる。例えば、ベンゼン環でオルト(ortho)位に置換された２つの置換基及び脂肪族環で同一の炭素に置換された２つの置換基は、互いに「隣接する」基と解釈されることができる。
【００８５】
本明細書において、２つの隣接する炭化水素又は複素環で置換されるか非置換のアルキレン又は炭化水素又は複素環で置換されるか非置換のアルケニレンが互いに結合して、環を形成することができる。本明細書において、隣接する基が互いに結合して形成された環は、単環又は多環であってもよく、脂肪族、芳香族又は脂肪族と芳香族との縮合環であってもよく、炭化水素環又は複素環を形成することができる。
【００８６】
本明細書において、隣接する基と互いに結合して環を形成するという意味は、隣接する基と互いに結合して、置換もしくは非置換の脂肪族炭化水素環；置換もしくは非置換の芳香族炭化水素環；置換もしくは非置換の脂肪族複素環；置換もしくは非置換の芳香族複素環；又はこれらの縮合環を形成することを意味する。
【００８７】
上記炭化水素環は、上記１価基でないことを除いては、上記シクロアルキル基又はアリール基の例示の中から選択されることができる。上記複素環は、脂肪族、芳香族又は脂肪族と芳香族との縮合環であってもよく、１価基でないことを除いては、上記複素環基の例示の中から選択されることができる。
【００８８】
本明細書において「スピロ結合」とは、同一の炭素内の置換基が互いに結合して、２つの環式化合物が一つの原子を通じて連結される構造を意味することができる。
【００８９】
本明細書の一実施態様において、上記化学式１で表される複素環化合物は、下記化学式１−Ａで表されることができる。
【化１１】
0006522649.tif 000016
上記化学式１−Ａにおいて、
Ａｒ１、Ａｒ２、Ｌ１、Ｒ１ないしＲ４、ｌ、ｍ及びｎの定義は、化学式１で定義した通りである。
【００９０】
有機発光素子に使用される有機物の重要な特性の一つは、非晶質(amorphous)蒸着膜の形成が必要だという点である。高い結晶性を有する有機物は、蒸着時に膜特性が不均一に蒸着され、素子の駆動時に駆動電圧の上昇が大きく、素子の寿命が低くなって、素子の劣化が加速化するという短所がある。かかる短所を補完するために、非晶質膜の形成が必要である。
【００９１】
そこで、本発明者らは、トリアジン誘導体の構造において非対称性を有する物質であるほど結晶性があらわれないことを確認した。本明細書の一実施態様において、上記化学式１で表される複素環化合物は、トリアジンの置換基であるＡｒ１ないしＡｒ３が互いに異なっている。この場合、複素環化合物は、トリアジンの置換基が互いに非対称であって、非晶質蒸着膜の形成が可能であり、低い駆動電圧及び長寿命な素子を提供することができる。
【００９２】
本明細書の一実施態様において、上記化学式１で表される複素環化合物は、トリアジンの置換基であるＡｒ１ないしＡｒ３が互いに異なっている。
【００９３】
本明細書の一実施態様によれば、上記化学式１は、下記化学式１−Ａ−１ないし１−Ａ−４のうちいずれか一つで表されることができる。
【化１２】
0006522649.tif 000017
【化１３】
0006522649.tif 000018
上記化学式１−Ａ−１ないし１−Ａ−４において、
Ａｒ１、Ａｒ２、Ｌ１、Ｒ１ないしＲ４、ｌ、ｍ及びｎの定義は、化学式１で定義した通りである。
【００９４】
本明細書の一実施態様において、上記化学式１で表される複素環化合物は、上記化学式１−Ａ−１で表される。
【００９５】
また一つの実施態様において、上記化学式１で表される複素環化合物は、上記化学式１−Ａ−２で表される。
【００９６】
また一つの実施態様において、上記化学式１で表される複素環化合物は、上記化学式１−Ａ−３で表される。
【００９７】
また他の実施態様において、上記化学式１で表される複素環化合物は、上記化学式１−Ａ−４で表される。
【００９８】
本明細書の電子輸送層として作用する複素環化合物は、発光効率及び寿命の面で、上記化学式１−Ａ−１で表される化合物が好ましい。
【００９９】
本明細書の一実施態様において、上記化学式１で表される複素環化合物は、下記化学式１−Ｂで表される。
【化１４】
0006522649.tif 000019
Ｒ１ないしＲ４、Ａｒ１、Ｌ１、ｌ、ｍ、及びｎは、化学式１で定義した通りであり、
ｘ１は、１ないし５の整数であり、
ｘ２は、１ないし４の整数であり、
ｘ１及びｘ２が２以上の整数の場合、２以上の括弧内の構造は、互いに同一であるか異なっており、
Ｘ１及びＸ２は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換の複素環基であるか、隣接する２以上の基は互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環；又は置換もしくは非置換の複素環を形成する。
【０１００】
本明細書の一実施態様において、上記化学式１で表される複素環化合物は、下記化学式１−Ｂ−１で表される。
【化１５】
0006522649.tif 000020
化学式１−Ｂ−１において、
Ｒ１ないしＲ４、Ａｒ１、Ｌ１、ｌ、ｍ、ｎ、ｘ１、ｘ２、Ｘ１及びＸ２は、化学式１−Ｂで定義した通りである。
【０１０１】
本明細書の一実施態様において、上記Ｘ１は、水素である。
【０１０２】
また一つの実施態様において、上記Ｘ２は、水素である。
【０１０３】
本明細書の一実施態様のようにＡｒ１又はＡｒ２がビフェニル基を含む場合、素子の寿命の面で優れた効果がある。
【０１０４】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１及びＡｒ２は、互いに異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアリール基である。
【０１０５】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１及びＡｒ２は、互いに異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の１環ないし４環のアリール基である。
【０１０６】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１及びＡｒ２は、互いに異なっており、それぞれ独立して、重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；カルボニル基；エステル基；イミド基；アミノ基；ホスフィンオキシド基；アルコキシ基；アリールオキシ基；アルキルチオキシ基；アリールチオキシ基；アルキルスルホキシ基；アリールスルホキシ基；シリル基；ホウ素基；アルキル基；シクロアルキル基；アルケニル基；アリール基；アラルキル基；アラルケニル基；アルキルアリール基；アルキルアミン基；アラルキルアミン基；ヘテロアリールアミン基；アリールアミン基；アリールホスフィン基；及び複素環基からなる群より選択された１つ以上の置換基で置換もしくは非置換のアリール基である。
【０１０７】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１及びＡｒ２は、互いに異なっており、それぞれ独立して、重水素、アルキル基及びアリール基からなる群より選択された１つ以上の置換基で置換もしくは非置換のアリール基である。
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１及びＡｒ２は、互いに異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ１及びＡｒ２のうち少なくとも一つは、重水素で置換もしくは非置換のアリール基である。
【０１０８】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１及びＡｒ２は、互いに異なっており、それぞれ独立して、重水素で置換もしくは非置換のアリール基である。
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１及びＡｒ２は、互いに異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニル基；置換もしくは非置換のナフチル基；置換もしくは非置換のビフェニル基；置換もしくは非置換のターフェニル基；置換もしくは非置換のクォーターフェニル基；置換もしくは非置換のフェナントリル基；置換もしくは非置換のクリセニル基；置換もしくは非置換のフルオレニル基；又は置換もしくは非置換のヘテロアリール基である。
【０１０９】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１及びＡｒ２は、互いに異なっており、それぞれ独立して、フェニル基；ナフチル基；ビフェニル基；ターフェニル基；クォーターフェニル基；フェナントリル基；クリセニル基；フルオレニル基；又はヘテロアリール基である。
【０１１０】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１及びＡｒ２は、互いに異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニル基；置換もしくは非置換のナフチル基；置換もしくは非置換のビフェニル基；置換もしくは非置換のターフェニル基；置換もしくは非置換のクォーターフェニル基；置換もしくは非置換のフェナントリル基；置換もしくは非置換のクリセニル基；又は置換もしくは非置換のヘテロアリール基である。
【０１１１】
本明細書の一実施態様において、Ａｒ１及びＡｒ２は、互いに異なっており、それぞれ独立して、アリール基で置換もしくは非置換のフェニル基；アリール基で置換もしくは非置換のビフェニル基；アリール基で置換もしくは非置換のターフェニル基；アリール基で置換もしくは非置換のクォーターフェニル基；アリール基で置換もしくは非置換のナフチル基；又はアリール基で置換もしくは非置換のフェナントリル基である。
【０１１２】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１及びＡｒ２は、互いに異なっており、それぞれ独立して、フェニル基；ナフチル基；ビフェニル基；ターフェニル基；クォーターフェニル基；フェナントリル基；クリセニル基；又はヘテロアリール基である。
【０１１３】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１は、置換もしくは非置換のフェニル基；置換もしくは非置換のビフェニル基；置換もしくは非置換のナフチル基；又は置換もしくは非置換のフェナントリル基である。
【０１１４】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１は、フェニル基；ビフェニル基；ナフチル基；又はフェナントリル基である。
【０１１５】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１は、置換もしくは非置換のフェニル基である。
【０１１６】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１は、置換もしくは非置換のビフェニル基である。
【０１１７】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１は、置換もしくは非置換のナフチル基である。
【０１１８】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１は、置換もしくは非置換のフェナントリル基である。
【０１１９】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１が置換もしくは非置換のフェニル基の場合、Ａｒ２は、置換もしくは非置換のビフェニル基；置換もしくは非置換のターフェニル基；置換もしくは非置換のクォーターフェニル基；置換もしくは非置換のナフチル基；置換もしくは非置換のフェナントリル基；又は置換されたフェニル基である。
【０１２０】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１がフェニル基の場合、Ａｒ２は、ビフェニル基；ターフェニル基；フェニル基で置換されたターフェニル基；クォーターフェニル基；ナフチル基；フェナントリル基；又はナフチル基で置換されたフェニル基である。
【０１２１】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１が置換もしくは非置換のビフェニル基の場合、Ａｒ２は、置換もしくは非置換のターフェニル基；置換もしくは非置換のビフェニル基；置換されたフェニル基；置換もしくは非置換のナフチル基；又は置換もしくは非置換のフェナントリル基である。
【０１２２】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１がビフェニル基の場合、Ａｒ２は、ターフェニル基；ビフェニル基；ナフチル基で置換されたフェニル基；フェナントリル基で置換されたフェニル基；ナフチル基で置換されたビフェニル基；ナフチル基；フェニル基で置換されたナフチル基；又はフェナントリル基である。
【０１２３】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１が置換もしくは非置換のナフチル基の場合、Ａｒ２は、置換もしくは非置換のビフェニル基；置換されたフェニル基；置換もしくは非置換のターフェニル基；置換もしくは非置換のフェナントリル基；又は置換もしくは非置換のクォーターフェニル基である。
【０１２４】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１がナフチル基の場合、Ａｒ２は、ビフェニル基；ナフチル基で置換されたフェニル基；フェナントリル基で置換されたフェニル基；ターフェニル基；ナフチル基で置換されたビフェニル基；フェニル基で置換されたフェナントリル基；フェナントリル基；クォーターフェニル基；又はフェニル基で置換されたターフェニル基である。
【０１２５】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１が置換もしくは非置換のフェナントリル基の場合、Ａｒ２は、置換もしくは非置換のビフェニル基；置換されたフェニル基；置換もしくは非置換のターフェニル基；又は置換もしくは非置換のクォーターフェニル基である。
【０１２６】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１がフェナントリル基の場合、Ａｒ２は、ビフェニル基；フェナントリル基で置換されたフェニル基；ナフチル基で置換されたフェニル基；ターフェニル基；クォーターフェニル基；又はフェニル基で置換されたターフェニル基である。
【０１２７】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ２は、置換もしくは非置換のフェニル基；置換もしくは非置換のビフェニル基；置換もしくは非置換のターフェニル基；置換もしくは非置換のクォーターフェニル基；置換もしくは非置換のナフチル基；又は置換もしくは非置換のフェナントリル基である。
【０１２８】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ２は、フェニル基；ビフェニル基；ターフェニル基；クォーターフェニル基；ナフチル基；又はフェナントリル基である。
【０１２９】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１及びＡｒ２のうち少なくとも一つは、置換もしくは非置換のビフェニル基である。
【０１３０】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１は、アリール基で置換もしくは非置換のフェニル基；アリール基で置換もしくは非置換のビフェニル基；アリール基で置換もしくは非置換のナフチル基；又はアリール基で置換もしくは非置換のフェナントリル基であり、Ａｒ２は、アリール基で置換もしくは非置換のフェニル基；アリール基で置換もしくは非置換のビフェニル基；アリール基で置換もしくは非置換のターフェニル基；アリール基で置換もしくは非置換のクォーターフェニル基；アリール基で置換もしくは非置換のナフチル基；又はアリール基で置換もしくは非置換のフェナントリル基である。
【０１３１】
本明細書の一実施態様によれば、Ａｒ１はフェニル基であり、Ａｒ２はビフェニル基である。
【０１３２】
本明細書の一実施態様において、上記Ａｒ１及びＡｒ２は、互いに異なっており、それぞれ独立して、フェニル基；ビフェニル基；ターフェニル基；ナフチル基；フェナントリル基；又はナフチル基で置換されたフェニル基である。
【０１３３】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ１は、水素；置換もしくは非置換のアルキル基；又は置換もしくは非置換のアリール基である。
【０１３４】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ１は、水素；炭素数１ないし３０の置換もしくは非置換のアルキル基；又は炭素数６ないし４０の置換もしくは非置換のアリール基である。
【０１３５】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ１は、水素；炭素数１ないし６の置換もしくは非置換のアルキル基；又は炭素数６ないし２０の置換もしくは非置換のアリール基であるか、隣接する２以上のＲ１は互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環又は置換もしくは非置換の複素環を形成する。
【０１３６】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ１は、水素；重水素；炭素数１ないし６のアルキル基；又は炭素数６ないし２０のアリール基であるか、隣接する２以上のＲ１は互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環又は置換もしくは非置換の複素環を形成する。
【０１３７】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ１は、水素；重水素；又はアルキル基である。
【０１３８】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ１は、水素である。
【０１３９】
本明細書の一実施態様において、上記２以上のＲ１は互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環を形成する。
【０１４０】
また一つの実施態様において、上記２以上の隣接するＲ１は互いに結合して、置換もしくは非置換のベンゼン環を形成する。
【０１４１】
本明細書の一実施態様において、上記２以上の隣接するＲ１は互いに結合して、ベンゼン環を形成する。
【０１４２】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ２は、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアリール基；Ｏ及びＳ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換の単環又は２環の複素環基；置換もしくは非置換のピロール基；置換もしくは非置換のイミダゾール基；置換もしくは非置換のトリアゾール基；置換もしくは非置換のピリジル基；置換もしくは非置換のビピリジル基；置換もしくは非置換のピリミジル基；置換もしくは非置換のトリアゾール基；置換もしくは非置換のアクリジル基；置換もしくは非置換のピリダジン基；置換もしくは非置換のピラジニル基；置換もしくは非置換のキノリニル基；置換もしくは非置換のキナゾリン基；置換もしくは非置換のキノキサリニル基；置換もしくは非置換のフタラジニル基；置換もしくは非置換のピリドピリミジニル基；置換もしくは非置換のピリドピラジニル基；置換もしくは非置換のピラジノピラジニル基；置換もしくは非置換のイソキノリン基；置換もしくは非置換のインドール基；置換もしくは非置換のベンゾイミダゾール基；又は置換もしくは非置換のフェナントロリン基(phenanthroline)であるか、隣接する２以上のＲ２は互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環又は置換もしくは非置換の複素環を形成する。
【０１４３】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ２は、水素；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換の複素環基であるか、隣接する２以上のＲ２は互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環を形成する。
【０１４４】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ２は、水素；重水素；置換もしくは非置換の炭素数１ないし２０のアルキル基；置換もしくは非置換の炭素数６ないし２０のアリール基；又は置換もしくは非置換の炭素数２ないし２０の複素環基であるか、２以上の隣接するＲ２は互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環を形成する。
【０１４５】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ２は、水素；重水素；又は炭素数６ないし４０の置換もしくは非置換のアリール基である。
【０１４６】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ２は、水素；重水素；又は炭素数６ないし２０の置換もしくは非置換のアリール基である。
【０１４７】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ２は、水素；又は炭素数６ないし２０のアリール基である。
【０１４８】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ２は、水素；又は置換もしくは非置換のフェニル基である。
【０１４９】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ２は、水素；重水素；又はフェニル基である。
【０１５０】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ２は、水素；又は重水素である。
【０１５１】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ２は、水素である。
【０１５２】
本明細書の一実施態様において、上記Ｒ２は、置換もしくは非置換のフェニル基である。
【０１５３】
また一つの実施態様において、上記Ｒ２は、フェニル基である。
【０１５４】
本明細書の一実施態様において、上記２以上のＲ２は互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環を形成する。
【０１５５】
また一つの実施態様において、上記２以上の隣接するＲ２は互いに結合して、置換もしくは非置換のベンゼン環を形成する。
【０１５６】
本明細書の一実施態様において、上記２以上の隣接するＲ２は互いに結合して、ベンゼン環を形成する。
【０１５７】
また他の実施態様において、上記Ｒ１は、水素；又は隣接する基が互いに結合して、ベンゼン環を形成する。
【０１５８】
また一つの実施態様において、上記Ｒ２は、水素である。
【０１５９】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ３及びＲ４は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；炭素数１ないし４０の置換もしくは非置換の直鎖アルキル基；炭素数１ないし４０の置換もしくは非置換の直鎖アルコキシ基；炭素数１ないし４０の置換もしくは非置換の直鎖チオアルコキシ基；炭素数３ないし４０の置換もしくは非置換の分枝状のモノ又はポリシクロアルキル基；炭素数３ないし４０の置換もしくは非置換の分枝状のアルケニル基；炭素数３ないし４０の置換もしくは非置換の分枝状のアルコキシ基；炭素数３ないし４０の置換もしくは非置換の分枝状のチオアルコキシ基；環員６ないし４０の置換もしくは非置換のアリール基；環員５ないし４０の置換もしくは非置換の複素環基；環員５ないし４０の置換もしくは非置換のアリールオキシ基；又は環員５ないし４０の置換もしくは非置換のヘテロアリールオキシ基であるか、互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環を形成するか、同一の炭素内の置換基が互いに結合して、置換もしくは非置換のスピロ結合を形成する。
【０１６０】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ３及びＲ４は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換の複素環基であるか、互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環を形成するか、同一の炭素内の置換基が互いに結合して、置換もしくは非置換のスピロ結合を形成する。
【０１６１】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ３及びＲ４は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアルキル基；又は置換もしくは非置換のアリール基である。
【０１６２】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ３及びＲ４は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアルキル基；炭素数６ないし２０の置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換の複素環基である。
【０１６３】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ３及びＲ４は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、アルキル基；炭素数６ないし２０のアリール基；又は複素環基である。
【０１６４】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ３及びＲ４は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、アルキル基；置換もしくは非置換のフェニル基；置換もしくは非置換のビフェニル基；又は置換もしくは非置換のナフチル基であるか、Ｒ３及びＲ４が互いに結合して、５員脂肪族環を形成する。
【０１６５】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ３及びＲ４は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、メチル基；置換もしくは非置換のフェニル基；置換もしくは非置換のビフェニル基；又は置換もしくは非置換のナフチル基であるか、Ｒ３及びＲ４が互いに結合して、５員脂肪族環を形成する。
【０１６６】
本明細書の一実施態様によれば、Ｒ３及びＲ４は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、メチル基；非置換のフェニル基；メチル基で置換されたフェニル基；ビフェニル基；又はナフチル基であるか、Ｒ３及びＲ４が互いに結合して、５員脂肪族環を形成する。
【０１６７】
また一つの実施態様において、上記Ｒ３及びＲ４は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、メチル基；フェニル基；又はメチル基で置換されたフェニル基である。
【０１６８】
本明細書の一実施態様において、Ｒ１ないしＲ４は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；置換もしくは非置換のアルキル基；又は置換もしくは非置換のアリール基であるか、隣接する２以上の置換基が互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環を形成するか、同一の炭素内の置換基が互いに結合して、スピロ結合を形成する。
【０１６９】
本明細書の一実施態様において、Ｒ１ないしＲ４は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；置換もしくは非置換のアルキル基；又は置換もしくは非置換のアリール基であるか、隣接する２以上の置換基が互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環を形成するか、同一の炭素内の置換基が互いに結合して、置換もしくは非置換のスピロ結合を形成する。
【０１７０】
本明細書の一実施態様において、上記Ｌ１は、直接結合；又は置換もしくは非置換のアリーレン基である。
【０１７１】
また一つの実施態様において、上記Ｌ１は、直接結合；又は炭素数６ないし２０のアリーレン基である。
【０１７２】
本明細書の一実施態様によれば、上記Ｌ１は、直接結合；又は下記構造から選択されたいずれか一つであってもよい。
【化１６】
0006522649.tif 000021
上記構造は、重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；カルボニル基；エステル基；イミド基；アミノ基；ホスフィンオキシド基；アルコキシ基；アリールオキシ基；アルキルチオキシ基；アリールチオキシ基；アルキルスルホキシ基；アリールスルホキシ基；シリル基；ホウ素基；アルキル基；シクロアルキル基；アルケニル基；アリール基；アミン基；アリールホスフィン基；又は複素環基からなる群より選択された１つ以上の置換基で置換もしくは非置換されることができる。
【０１７３】
本明細書の一実施態様において、上記Ｌ１は、直接結合；置換もしくは非置換のフェニレン基；置換もしくは非置換のビフェニリレン基；置換もしくは非置換のナフタレン基；又は置換もしくは非置換のフェナントレニレン基である。
【０１７４】
本明細書の一実施態様において、上記（Ｌ１）ｌは、直接結合；置換もしくは非置換のフェニレン基；置換もしくは非置換のビフェニリレン基；置換もしくは非置換のナフタレン基；又は置換もしくは非置換のフェナントレニレン基である。
【０１７５】
本明細書の一実施態様において、Ｌ１は、直接結合である。
【０１７６】
また一つの実施態様において、上記Ｌ１は、置換もしくは非置換のフェニレン基である。
【０１７７】
また他の実施態様において、上記Ｌ１は、フェニレン基である。
【０１７８】
本明細書の一実施態様において、上記Ｌ１は、置換もしくは非置換のビフェニリレン基である。
【０１７９】
一つの実施態様において、上記Ｌ１は、ビフェニリレン基である。
【０１８０】
本明細書の一実施態様において、上記Ｌ１は、置換もしくは非置換のナフタレン基である。
【０１８１】
本明細書の一実施態様において、上記Ｌ１は、ナフタレン基である。
【０１８２】
本明細書の一実施態様において、上記Ｌ１は、置換もしくは非置換のフェナントレニレン基である。
【０１８３】
また一つの実施態様において、上記Ｌ１は、フェナントレニレン基である。
【０１８４】
本明細書の一実施態様において、上記Ｌ１は、直接結合；フェニレン基；又はナフタレン基である。
【０１８５】
本明細書の一つの実施態様において、上記Ｌ１は、１以上の重水素で置換もしくは非置換される。
【０１８６】
本明細書の一実施態様において、上記化学式２は、下記構造の中からいずれか一つ選択されることができる。
【化１７】
0006522649.tif 000022
上記構造において、上記Ｒ３、Ｒ４、Ｌ１及びｌは、上述した通りであり、
上記構造は、重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；イミド基；アミド基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のアミン基；置換もしくは非置換のアリール基；及び置換もしくは非置換の複素環基からなる群より選択された１又は２以上の置換基で置換もしくは非置換されることができる。
【０１８７】
本明細書の一実施態様において、上記Ａｒ３は、下記構造の中から選択されることができる。
【化１８】
0006522649.tif 000023
【０１８８】
本明細書の一実施態様において、化学式１で表される複素環化合物は、下記化学式１−１ないし１−６２７及び２−１ないし２−３６３のうちいずれか一つで表される。
【表３】
0006522649.tif 000024
【表４】
0006522649.tif 000025
【表５】
0006522649.tif 000026
【表６】
0006522649.tif 000027
【表７】
0006522649.tif 000028
【表８】
0006522649.tif 000029
【表９】
0006522649.tif 000030
【表１０】
0006522649.tif 000031
【表１１】
0006522649.tif 000032
【表１２】
0006522649.tif 000033
【表１３】
0006522649.tif 000034
【表１４】
0006522649.tif 000035
【表１５】
0006522649.tif 000036
【表１６】
0006522649.tif 000037
【表１７】
0006522649.tif 000038
【表１８】
0006522649.tif 000039
【表１９】
0006522649.tif 000040
【表２０】
0006522649.tif 000041
【表２１】
0006522649.tif 000042
【表２２】
0006522649.tif 000043
【表２３】
0006522649.tif 000044
【表２４】
0006522649.tif 000045
【表２５】
0006522649.tif 000046
【表２６】
0006522649.tif 000047
【表２７】
0006522649.tif 000048
【表２８】
0006522649.tif 000049
【表２９】
0006522649.tif 000050
【表３０】
0006522649.tif 000051
【表３１】
0006522649.tif 000052
【表３２】
0006522649.tif 000053
【表３３】
0006522649.tif 000054
【表３４】
0006522649.tif 000055
【表３５】
0006522649.tif 000056
【表３６】
0006522649.tif 000057
【表３７】
0006522649.tif 000058
【表３８】
0006522649.tif 000059
【表３９】
0006522649.tif 000060
【表４０】
0006522649.tif 000061
【表４１】
0006522649.tif 000062
【表４２】
0006522649.tif 000063
【表４３】
0006522649.tif 000064
【表４４】
0006522649.tif 000065
【表４５】
0006522649.tif 000066
【表４６】
0006522649.tif 000067
【表４７】
0006522649.tif 000068
【表４８】
0006522649.tif 000069
【表４９】
0006522649.tif 000070
【表５０】
0006522649.tif 000071
【表５１】
0006522649.tif 000072
【表５２】
0006522649.tif 000073
【表５３】
0006522649.tif 000074
【表５４】
0006522649.tif 000075
【表５５】
0006522649.tif 000076
【表５６】
0006522649.tif 000077
【表５７】
0006522649.tif 000078
【表５８】
0006522649.tif 000079
【表５９】
0006522649.tif 000080
【表６０】
0006522649.tif 000081
【表６１】
0006522649.tif 000082
【表６２】
0006522649.tif 000083
【表６３】
0006522649.tif 000084
【表６４】
0006522649.tif 000085
【表６５】
0006522649.tif 000086
【表６６】
0006522649.tif 000087
【表６７】
0006522649.tif 000088
【表６８】
0006522649.tif 000089
【表６９】
0006522649.tif 000090
【表７０】
0006522649.tif 000091
【表７１】
0006522649.tif 000092
【表７２】
0006522649.tif 000093
【表７３】
0006522649.tif 000094
【表７４】
0006522649.tif 000095
【表７５】
0006522649.tif 000096
【表７６】
0006522649.tif 000097
【表７７】
0006522649.tif 000098
【表７８】
0006522649.tif 000099
【表７９】
0006522649.tif 000100
【表８０】
0006522649.tif 000101
【表８１】
0006522649.tif 000102
【表８２】
0006522649.tif 000103
【表８３】
0006522649.tif 000104
【表８４】
0006522649.tif 000105
【表８５】
0006522649.tif 000106
【表８６】
0006522649.tif 000107
【表８７】
0006522649.tif 000108
【表８８】
0006522649.tif 000109
【表８９】
0006522649.tif 000110
【表９０】
0006522649.tif 000111
【表９１】
0006522649.tif 000112
【表９２】
0006522649.tif 000113
【表９３】
0006522649.tif 000114
【表９４】
0006522649.tif 000115
【表９５】
0006522649.tif 000116
【表９６】
0006522649.tif 000117
【表９７】
0006522649.tif 000118
【表９８】
0006522649.tif 000119
【表９９】
0006522649.tif 000120
【表１００】
0006522649.tif 000121
【表１０１】
0006522649.tif 000122
【表１０２】
0006522649.tif 000123
【表１０３】
0006522649.tif 000124
【表１０４】
0006522649.tif 000125
【表１０５】
0006522649.tif 000126
【表１０６】
0006522649.tif 000127
【表１０７】
0006522649.tif 000128
【表１０８】
0006522649.tif 000129
【表１０９】
0006522649.tif 000130
【表１１０】
0006522649.tif 000131
【表１１１】
0006522649.tif 000132
【表１１２】
0006522649.tif 000133
【表１１３】
0006522649.tif 000134
【表１１４】
0006522649.tif 000135
【表１１５】
0006522649.tif 000136
【表１１６】
0006522649.tif 000137
【表１１７】
0006522649.tif 000138
【表１１８】
0006522649.tif 000139
【表１１９】
0006522649.tif 000140
【表１２０】
0006522649.tif 000141
【表１２１】
0006522649.tif 000142
【表１２２】
0006522649.tif 000143
【表１２３】
0006522649.tif 000144
【表１２４】
0006522649.tif 000145
【表１２５】
0006522649.tif 000146
【表１２６】
0006522649.tif 000147
【表１２７】
0006522649.tif 000148
【表１２８】
0006522649.tif 000149
【表１２９】
0006522649.tif 000150
【表１３０】
0006522649.tif 000151
【表１３１】
0006522649.tif 000152
【表１３２】
0006522649.tif 000153
【表１３３】
0006522649.tif 000154
【表１３４】
0006522649.tif 000155
【表１３５】
0006522649.tif 000156
【表１３６】
0006522649.tif 000157
【表１３７】
0006522649.tif 000158
【０１８９】
本明細書の一実施態様において、上記第２電子輸送層は、上記化学式３ないし６で表される化合物のうち１又は２以上を含む。
【０１９０】
本明細書の一実施態様において、上記第２電子輸送層は、上記化学式３で表される化合物を含む。
【０１９１】
本明細書の一実施態様において、上記第２電子輸送層は、上記化学式４で表される化合物を含む。
【０１９２】
本明細書の一実施態様において、上記第２電子輸送層は、上記化学式５で表される化合物を含む。
【０１９３】
具体的に、上記第２電子輸送層がイミダゾール誘導体、ピリジン誘導体、イミダゾールの縮合環誘導体を含む場合、窒素原子又はホスフィンオキシド基の酸素原子の非共有電子対が効果的に金属と結合して、ｎ型ドーパントとのドーピングが効果的に起きることができる。これによって、カソードから電子輸送及び／又は注入が円滑になり、低い駆動電圧の有機発光素子を提供することができる。
【０１９４】
また、有機発光素子の駆動の際、窒素原子又はホスフィンオキシド基の酸素原子の非共有電子対と金属とが結合して、有機物層にかかるフィールド(field)によって金属が移動することを防止して、有機発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができ、長寿命な有機発光素子の実現が可能である。
【０１９５】
本明細書の一実施態様において、上記第２電子輸送層は、上記化学式３で表される化合物を含む。
【０１９６】
本明細書の一実施態様において、上記Ａは、置換もしくは非置換の下記構造のうちいずれか一つである。
【化１９】
0006522649.tif 000159
【０１９７】
本明細書の一実施態様において、上記Ａは、ハロゲン基；置換もしくは非置換のアルキル基；及び置換もしくは非置換のアリール基からなる群より選択される置換基で置換もしくは非置換される。
【０１９８】
本明細書の一実施態様において、上記Ａは、フッ素；メチル基；アルキル基で置換されたフェニル基及びフェニル基からなる群より選択される置換基で置換もしくは非置換される。
【０１９９】
本明細書の一実施態様において、上記Ａは、２，７−ナフタレン基；２，７−フルオレニレン基；２，７−ジベンゾフラニレン；又は１，６−ナフタレン基である。
【０２００】
本明細書の一実施態様において、上記Ｌ２及びＬ３は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、直接結合；置換もしくは非置換のアリーレン基；又は置換もしくは非置換の２価の複素環である。
【０２０１】
本明細書の一実施態様において、上記Ｌ２及びＬ３は、直接結合；アリーレン基；又は２価の複素環基であり、上記アリーレン基及び２価の複素環は、アリール基で置換もしくは非置換される。
【０２０２】
本明細書の一実施態様において、上記Ｌ２及びＬ３は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、直接結合；置換もしくは非置換のフェニレン基；置換もしくは非置換のナフタレン基；置換もしくは非置換のビフェニリレン基；置換もしくは非置換のピリジレン基；又は置換もしくは非置換のチオフェニレン基である。
【０２０３】
本明細書の一実施態様において、上記Ｌ２及びＬ３は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、直接結合；フェニレン基；フェニル基で置換されたフェニレン基；ナフタレン基；ビフェニリレン基；ピリジレン基；又はチオフェニレン基である。
【０２０４】
本明細書の一つの実施態様において、上記Ｌ２は、フェニレン基である。
【０２０５】
また他の実施態様において、上記Ｌ３は、フェニレン基である。
【０２０６】
本明細書の一実施態様において、上記Ａ１及びＡ２は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアルキル基；又は置換もしくは非置換のアリール基である。
【０２０７】
また一つの実施態様において、上記Ａ１及びＡ２は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、メチル基；エチル基；イソプロピル基；ｔ−ブチル基；フェニル基；ナフチル基；アルキル基で置換されたフルオレニル基；又はピリジン基である。
【０２０８】
本明細書の一実施態様において、上記Ａ１及びＡ２は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ置換もしくは非置換のアルキル基である。
【０２０９】
また他の実施態様において、上記Ａ１及びＡ２は、置換もしくは非置換の炭素数１ないし１０のアルキル基である。
【０２１０】
一つの実施態様において、上記Ａ１及びＡ２は、メチル基である。
【０２１１】
本明細書の一実施態様において、上記Ａ１及びＡ２は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアリール基である。
【０２１２】
また他の実施態様において、上記Ａ１及びＡ２は、それぞれ独立して、炭素数６ないし２０の置換もしくは非置換のアリール基である。
【０２１３】
本明細書の一実施態様において、上記Ａ１及びＡ２は、ナフチル基である。
【０２１４】
本明細書の一実施態様において、上記Ｔ１ないしＴ８は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換の複素環基である。
【０２１５】
本明細書の一実施態様において、上記Ｔ１ないしＴ８は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；置換もしくは非置換のフェニル基；置換もしくは非置換のナフチル基；又は置換もしくは非置換のピリジン基である。
【０２１６】
本明細書の一実施態様において、上記Ｔ１ないしＴ８は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；フェニル基；ナフチル基；又はピリジン基である。
【０２１７】
本明細書の一実施態様において、上記Ｔ１は、水素である。
【０２１８】
また一つの実施態様において、上記Ｔ２は、水素である。
【０２１９】
本明細書の一実施態様において、Ｔ３は、置換もしくは非置換のアリール基である。
【０２２０】
また一つの実施態様において、Ｔ３は、置換もしくは非置換のフェニル基である。
【０２２１】
また一つの実施態様において、上記Ｔ３は、フェニル基である。
【０２２２】
また他の実施態様において、上記Ｔ３は、置換もしくは非置換のナフチル基である。
【０２２３】
また一つの実施態様において、上記Ｔ３は、ナフチル基である。
【０２２４】
本明細書の一実施態様において、Ｔ３は、置換もしくは非置換の複素環基である。
【０２２５】
また一つの実施態様において、上記Ｔ３は、窒素を含む複素環基である。
【０２２６】
また一つの実施態様において、上記Ｔ３は、窒素を含む単環の複素環基である。
【０２２７】
本明細書の一実施態様において、上記Ｔ３は、ピリジン基である。
【０２２８】
本明細書の一実施態様において、上記Ｔ４は、水素である。
【０２２９】
また一つの実施態様において、上記Ｔ５は、水素である。
【０２３０】
本明細書の一実施態様において、Ｔ６は、置換もしくは非置換のアリール基である。
【０２３１】
また一つの実施態様において、Ｔ６は、置換もしくは非置換のフェニル基である。
【０２３２】
また他の実施態様において、上記Ｔ６は、フェニル基である。
【０２３３】
また他の実施態様において、上記Ｔ６は、置換もしくは非置換のナフチル基である。
【０２３４】
また一つの実施態様において、上記Ｔ６は、ナフチル基である。
【０２３５】
本明細書の一実施態様において、Ｔ６は、置換もしくは非置換の複素環基である。
【０２３６】
また一つの実施態様において、上記Ｔ６は、窒素を含む複素環基である。
【０２３７】
また一つの実施態様において、上記Ｔ６は、窒素を含む単環の複素環基である。
【０２３８】
本明細書の一実施態様において、上記Ｔ６は、ピリジン基である。
【０２３９】
本明細書の一実施態様において、上記Ｔ７は、水素である。
【０２４０】
また一つの実施態様において、上記Ｔ８は、水素である。
【０２４１】
本明細書の一実施態様において、上記Ｔ１及びＴ２は互いに結合して、炭化水素環を形成する。
【０２４２】
また一つの実施態様において、上記Ｔ１及びＴ２は互いに結合して、ベンゼン環を形成する。
【０２４３】
本明細書の一実施態様において、上記Ｔ３及びＴ４は互いに結合して、炭化水素環を形成する。
【０２４４】
また一つの実施態様において、上記Ｔ３及びＴ４は互いに結合して、ベンゼン環を形成する。
【０２４５】
本明細書の一実施態様において、Ｔ５及びＴ６は互いに結合して、炭化水素環を形成する。
【０２４６】
一つの実施態様において、上記Ｔ５及びＴ６は互いに結合して、ベンゼン環を形成する。
【０２４７】
本明細書の一実施態様において、上記Ｔ７及びＴ８は互いに結合して、炭化水素環を形成する。
【０２４８】
また一つの実施態様において、上記Ｔ７及びＴ８は互いに結合して、ベンゼン環を形成する。
【０２４９】
また一つの実施態様において、上記化学式３で表される化合物は、下記化学式３−１ないし３−１０１のうちいずれか一つで表される。
【表１３８】
0006522649.tif 000160
【表１３９】
0006522649.tif 000161
【表１４０】
0006522649.tif 000162
【表１４１】
0006522649.tif 000163
【表１４２】
0006522649.tif 000164
【表１４３】
0006522649.tif 000165
【表１４４】
0006522649.tif 000166
【表１４５】
0006522649.tif 000167
【表１４６】
0006522649.tif 000168
【表１４７】
0006522649.tif 000169
【表１４８】
0006522649.tif 000170
【表１４９】
0006522649.tif 000171
【表１５０】
0006522649.tif 000172
【表１５１】
0006522649.tif 000173
【表１５２】
0006522649.tif 000174
【表１５３】
0006522649.tif 000175
【表１５４】
0006522649.tif 000176
【表１５５】
0006522649.tif 000177
【０２５０】
本明細書の一実施態様において、上記第２電子輸送層は、上記化学式４の化合物を含む。
【０２５１】
本明細書の一実施態様において、上記Ｔ９は、水素である。
【０２５２】
また一つの実施態様において、上記Ｔ９は、
【化２０】
0006522649.tif 000178
である。
【０２５３】
本明細書の一実施態様において、上記Ｔ１０は、水素である。
【０２５４】
また一つの実施態様において、上記Ｔ１０は、
【化２１】
0006522649.tif 000179
である。
【０２５５】
本明細書の一実施態様において、Ｔ９及びＴ１０のうち少なくとも一つは、
【化２２】
0006522649.tif 000180
である。
【０２５６】
また一つの実施態様において、上記Ｔ９及びＴ１０のうち一つは、
【化２３】
0006522649.tif 000181
である。
【０２５７】
また他の実施態様において、上記Ｔ９及びＴ１０のうち二つは、
【化２４】
0006522649.tif 000182
である。
【０２５８】
本明細書の一実施態様において、上記Ｔ９及びＴ１０は、隣接する基と互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環を形成する。
【０２５９】
また一つの実施態様において、上記Ｔ９及びＴ１０は、隣接する基と互いに結合して、置換もしくは非置換のベンゼン環を形成する。
【０２６０】
また一つの実施態様において、上記Ｔ９及びＴ１０は、隣接する基と互いに結合して、ベンゼン環を形成する。
【０２６１】
本明細書の一実施態様において、上記Ｔ１０は、隣接する基と互いに結合して、ベンゼン環を形成する。
【０２６２】
本明細書の一実施態様において、上記Ａｒ４及びＡｒ５は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアリール基である。
【０２６３】
本明細書の一実施態様において、上記Ａｒ４及びＡｒ５は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のフェニル基；又は置換もしくは非置換のナフチル基である。
【０２６４】
本明細書の一実施態様において、上記Ａｒ４及びＡｒ５は、フェニル基である。
【０２６５】
また一つの実施態様において、上記Ａｒ４及びＡｒ５は、ナフチル基である。
【０２６６】
本明細書の一実施態様において、上記Ａｒ４及びＡｒ５のうち一つはフェニル基であり、他の一つはナフチル基である。
【０２６７】
また一つの実施態様において、上記Ｘ１は、Ｏである。
【０２６８】
本明細書の一実施態様において、上記Ｌ４は、直接結合；又は置換もしくは非置換のアリーレン基である。
【０２６９】
本明細書の一実施態様において、上記Ｌ４は、直接結合；置換もしくは非置換のフェニレン基；置換もしくは非置換のビフェニリレン基；置換もしくは非置換のナフタレン基；置換もしくは非置換のフルオレニレン基；及び置換もしくは非置換のピレニレン基からなる群より１又は２以上が組み合わせられる。
【０２７０】
本明細書の一実施態様において、上記Ｌ４は、フェニレン基；ビフェニリレン基；ナフタレン基；フルオレニレン基；ピレニレン基；フェニレン−ナフチレン基；フェニレン−ピレニレン基；又はフェニレン−フルオレニレンであり、上記Ｌ４は、アルキル基及びアリール基からなる群より選択される置換基で置換もしくは非置換されるか、スピロ構造を形成する。
【０２７１】
本明細書の一実施態様において、上記Ｌ４は、直接結合；フェニレン基；又はビフェニリレン基である。
【０２７２】
本明細書において「スピロ結合」とは、同一の炭素内の置換基が互いに結合して、２つの環式化合物が一つの原子を通じて連結される構造を意味することができる。
【０２７３】
本明細書において、上記スピロ構造は、フルオレン構造を形成することができる。
【０２７４】
本明細書の一実施態様において、上記Ｌ４は、直接結合；フェニレン基；ビフェニリレン基；ナフタレン基；メチル基で置換されたフルオレニレン基；フェニル基で置換されたフルオレニレン基；スピロビフルオレニレン基；ピレニレン基；フェニレン−ナフチレン基；フェニレン−ピレニレン基；フェニレン−メチル基で置換されたフルオレニレン；フェニレン−フェニル基で置換されたフルオレニレン；又はスピロフルオレニレン基である。
【０２７５】
本明細書の一実施態様において、上記化学式４で表される化合物は、下記化学式４−１ないし４−８４のうちいずれか一つで表される。
【表１５６】
0006522649.tif 000183
【表１５７】
0006522649.tif 000184
【表１５８】
0006522649.tif 000185
【表１５９】
0006522649.tif 000186
【表１６０】
0006522649.tif 000187
【表１６１】
0006522649.tif 000188
【表１６２】
0006522649.tif 000189
【表１６３】
0006522649.tif 000190
【表１６４】
0006522649.tif 000191
【表１６５】
0006522649.tif 000192
【０２７６】
本明細書の一実施態様において、上記第２電子輸送層は、上記化学式５で表される化合物を含む。
【０２７７】
本明細書の一実施態様において、上記化学式５は、下記化学式５Ａないし５Ｃのうちいずれか一つ選択される。
【化２５】
0006522649.tif 000193
化学式５Ａないし５Ｃにおいて、
Ａ’、Ｃｚ、Ｌ６及びＬ７は、化学式５で定義した通りである。
【０２７８】
本明細書の一実施態様において、上記Ａ’は、下記構造の中から選択される。
【化２６】
0006522649.tif 000194
上記構造は、重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアリール基；及び置換もしくは非置換の複素環基からなる群より選択される１又は２以上の置換基で置換もしくは非置換される。
【０２７９】
本明細書の一つの実施態様において、上記ピレニレン構造は、置換もしくは非置換のアルキル基で置換もしくは非置換される。
【０２８０】
また一つの実施態様において、上記ピレニレン構造は、置換もしくは非置換の炭素数１ないし１０のアルキル基で置換もしくは非置換される。
【０２８１】
本明細書の一実施態様において、上記ピレニル構造は、ｔ−ブチル基で置換もしくは非置換される。
【０２８２】
本明細書の一実施態様において、上記Ａ’は、
【化２７】
0006522649.tif 000195
である。
【０２８３】
また他の実施態様において、上記Ａ’は、
【化２８】
0006522649.tif 000196
である。
【０２８４】
本明細書の一実施態様において、上記Ｌ６及びＬ７は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、直接結合；又は置換もしくは非置換のアリーレン基である。
【０２８５】
また他の実施態様において、上記Ｌ６及びＬ７は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、直接結合；又は置換もしくは非置換の炭素数６ないし３０のアリーレン基である。
【０２８６】
また一つの実施態様において、上記Ｌ６及びＬ７は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、直接結合；又は置換もしくは非置換のフェニレン基である。
【０２８７】
本明細書の一実施態様において、上記Ｌ６は、フェニレン基である。
【０２８８】
また他の実施態様において、上記Ｌ６は、直接結合である。
【０２８９】
また一つの実施態様において、上記Ｌ７は、フェニレン基である。
【０２９０】
本明細書の上記フェニレン基は、下記構造の中から選択されることができる。
【化２９】
0006522649.tif 000197
上記フェニレン基は、重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアリール基；及び置換もしくは非置換の複素環基からなる群より選択される１又は２以上の置換基で置換もしくは非置換されることができる。
【０２９１】
本明細書の一実施態様において、上記Ｃｚは、下記構造の中から選択されることができる。
【化３０】
0006522649.tif 000198
上記構造は、重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアリール基；及び置換もしくは非置換の複素環基からなる群より選択される１又は２以上の置換基で置換もしくは非置換される。
【０２９２】
本明細書の一実施態様において、上記Ｃｚは、置換もしくは非置換のアリール基で置換もしくは非置換される。
【０２９３】
また一つの実施態様において、上記Ｃｚは、置換もしくは非置換の炭素数６ないし３０のアリール基で置換もしくは非置換される。
【０２９４】
また一つの実施態様において、上記Ｃｚは、置換もしくは非置換のフェニル基で置換もしくは非置換される。
【０２９５】
本明細書の一実施態様において、上記Ｃｚは、
【化３１】
0006522649.tif 000199
である。
【０２９６】
本明細書の一実施態様において、上記化学式５で表される化合物は、下記化学式５−１ないし５−３７のうちいずれか一つで表される。
【表１６６】
0006522649.tif 000200
【表１６７】
0006522649.tif 000201
【表１６８】
0006522649.tif 000202
【表１６９】
0006522649.tif 000203
【０２９７】
本明細書の一実施態様において、有機発光素子は、タンデム構造である。この場合、青色蛍光、緑色燐光、赤色燐光の積層；青色蛍光、緑黄色燐光の積層で白色発光素子を製造することができる。具体的に、本明細書の一実施態様に係る有機発光素子は、蛍光発光素子及び／又は燐光発光素子を含むことができる。
【０２９８】
本明細書の一実施態様において、上記有機発光素子は、２以上の発光層を含み、上記２以上の発光層のうち隣接する２つの発光層の間に電荷発生層を含み、上記電荷発生層は、上記第２電子輸送層及びｐ型有機物層を含み、上記発光層と上記第２電子輸送層との間に上記第１電子輸送層が備えられる。
【０２９９】
また一つの実施態様において、上記電荷発生層に含まれる第２電子輸送層と上記ｐ型有機物層とは、ＮＰ接合する。
【０３００】
本明細書の一実施態様において、上記ｐ型有機物層は、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層及び発光層からなる群より選択される。
【０３０１】
本明細書において、ｎ型とは、ｎ型半導体特性を意味する。言い換えれば、ｎ型とは、ＬＵＭＯ(lowest unoccupied molecular orbital)エネルギー準位を通じて電子を注入されるか輸送する特性であり、これは電子の移動度が正孔の移動度よりも大きい物質の特性と定義することができる。逆に、ｐ型とは、ｐ型半導体特性を意味する。言い換えれば、ｐ型は、ＨＯＭＯ(highest occupied molecular orbital)エネルギー準位を通じて正孔を注入されるか輸送する特性であり、これは正孔の移動度が電子の移動度よりも大きい物質の特性と定義されることができる。本明細書において、ｎ型特性を有する化合物又は有機物層は、ｎ型化合物又はｎ型有機物層と言及されることができる。また、ｐ型特性を有する化合物又は有機物層は、ｐ型化合物又はｐ型有機物層と言及されることができる。また、ｎ型ドーピングとは、ｎ型特性を有するようにドーピングされたことを意味することができる。
【０３０２】
本明細書において、電荷発生層とは、外部電圧の印加なしに電荷を発生する層であって、２層以上の発光層のうち隣接する発光層の間で電荷を発生することにより、有機発光素子に含まれた２つ以上の発光層が発光できるようにする。
【０３０３】
本明細書の一実施態様に係る電荷発生層は、ｎ型有機物層とｐ型有機物層とを含み、上記ｎ型有機物層は、上述した第２電子輸送層である。
【０３０４】
電荷発生層においてｎ型有機物層を使用しない場合、効果的な正孔と電子の生成が生じなくて、２層以上の発光層で一部が発光しない問題が発生するおそれがある。本明細書の一実施態様によって、第２電子輸送層をｎ型有機物層として使用する場合には、電荷発生層で電子と正孔が効果的に生成されて２層以上の発光層での効率的な発光を期待することができる。
【０３０５】
本明細書において、上記ＮＰ接合とは、ｎ型有機物層である第２電子輸送層とｐ型有機物層とが物理的に接触するだけでなく、正孔及び電子の発生と輸送が容易に進行され得る相互作用を意味することができる。
【０３０６】
本明細書の一実施態様によって、ＮＰ接合が形成されると、外部の電圧や光源によって正孔や電子の形成が容易である。よって、正孔の注入のための駆動電圧の上昇を防止することができる。
【０３０７】
本明細書の一実施態様において、上記ｐ型有機物層は、下記化学式７ないし９からなる群より選択される１又は２以上の化合物を含む。
【化３２】
0006522649.tif 000204
化学式７において、
Ａ１０ないしＡ１５は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；ニトリル基；ニトロ基；アミド基；カルボニル基；置換もしくは非置換のスルホニル基；置換もしくは非置換のエステル基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換の複素環であるか、隣接する基と互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環又は置換もしくは非置換の複素環を形成し、
【化３３】
0006522649.tif 000205
化学式８において、
Ａ１６ないしＡ１８は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、シアノ基、ハロゲン基及びハロアルキル基からなる群より選択される１又は２以上の置換基で置換もしくは非置換のアリール基；又はシアノ基、ハロゲン基及びハロアルキル基からなる群より選択される１又は２以上の置換基で置換もしくは非置換の複素環基であり、
【化３４】
0006522649.tif 000206
化学式９において、
Ａｒ１０は、置換もしくは非置換の炭化水素環；又は置換もしくは非置換の複素環であり、
Ｙ１ないしＹ４は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、Ｎ；又はＣＡ２３であり、
Ａ１９ないしＡ２３は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；ニトリル基；ハロゲン基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアリール基；又は置換もしくは非置換の複素環基であるか、隣接する基と互いに結合して、置換もしくは非置換の炭化水素環又は置換もしくは非置換の複素環を形成し、
Ｃｙ１及びＣｙ２は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、下記構造のうちいずれか一つであり、
【化３５】
0006522649.tif 000207
Ａ２４ないしＡ２６は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、ニトリル基；置換もしくは非置換のエステル基；又は置換もしくは非置換のトリフルオロアルキル基である。
【０３０８】
本明細書の一実施態様において、上記ｐ型有機物層は、化学式７の化合物のみを含む。
【０３０９】
また一つの実施態様において、上記化学式８は、ｐ型ドーパントとして使用される。よって、化学式８を含むｐ型有機物層は、一般的な正孔輸送材料と共に使用されることができる。
【０３１０】
また他の実施態様において、上記化学式９は、ｐ型ドーパントとして使用される。よって、化学式９を含むｐ型有機物層は、一般的な正孔輸送材料と共に使用されることができる。
【０３１１】
本明細書の一実施態様によって、第２電子輸送層を電荷発生層のｎ型有機物層として含み、化学式７ないし９からなる群より選択される１又は２以上の化合物を含む有機物層を電荷発生層のｐ型有機物層として含む場合には、電荷発生層で電子と正孔が効果的に生成されて、タンデム構造に使用する２層以上の発光層の発光効率に優れる。  
【０３１２】
本明細書の一実施態様において、上記Ａ１０ないしＡ１５は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、ニトリル基；ニトロ基；置換もしくは非置換のスルホニル基(ＳＯ２Ｒ)；置換もしくは非置換のアルケニル基；又は置換もしくは非置換のアリール基である。
【０３１３】
上記Ｒは、置換もしくは非置換のアリール基を意味する。
【０３１４】
また一つの実施態様において、上記Ａ１０ないしＡ１５は、それぞれニトリル基で置換されたアルケニル基である。
【０３１５】
本明細書の他の実施態様において、上記Ａ１０ないしＡ１５は、それぞれニトロ基；又はニトリル基で置換されたアリール基である。
【０３１６】
他の実施態様において、Ａ１０いしＡ１５は、それぞれニトロ基；又はニトリル基で置換されたフェニル基である。
【０３１７】
本明細書の一実施態様において、上記化学式７で表される化合物は、下記化学式７−１ないし７−６のうちいずれか一つで表されることができる。
【表１７０】
0006522649.tif 000208
【０３１８】
本明細書の一実施態様において、上記ｐ型有機物層は、上記７−１を含む。
【０３１９】
本明細書の一実施態様において、上記Ａ１６ないしＡ１８は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、フェニル基；ナフチル基；ピリジン基；ピラジン基；ピリミジン基；キノリン基；又はイソキノリン基であり、
上記フェニル基；ナフチル基；ピリジン基；ピラジン基；ピリミジン基；キノリン基；及びイソキノリン基は、シアノ基、ハロゲン基及びハロアルキル基からなる群より選択される１又は２以上の置換基で置換もしくは非置換されることができる。
【０３２０】
本明細書の一実施態様において、Ａ１ないしＡ３は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、フッ素及びシアノ基で置換されたフェニル基である。
【０３２１】
本明細書の一実施態様において、上記化学式８で表される化合物は、下記化学式８−１で表される。
【化３６】
0006522649.tif 000209
【０３２２】
本明細書の他の実施態様において、上記ｐ型有機物層は、一般的に使用される正孔輸送材料と化学式８−１とを含む。
【０３２３】
また他の実施態様において、上記ｐ型有機物層は、ＮＰＢと化学式８−１とを含む。
【０３２４】
本明細書の一実施態様において、上記Ａｒ１０は、置換もしくは非置換のベンゼン環；又は置換もしくは非置換のナフタレン環である。
【０３２５】
また一つの実施態様において、上記Ａｒ１０は、ベンゼン環である。
【０３２６】
本明細書の一実施態様において、上記Ａｒ１０は、ナフタレン環である。
【０３２７】
本明細書の一実施態様において、上記Ｙ１ないしＹ４は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、ＣＡ２３である。
【０３２８】
本明細書の一実施態様において、上記Ａ１９ないしＡ２２は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；又は置換もしくは非置換のアリール基である。
【０３２９】
本明細書の一実施態様において、上記Ａ１９ないしＡ２２は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；フッ素；トリフルオロアルキル基；又はトリフルオロアルコキシ基；又はハロゲン基及びトリフルオロアルキル基からなる群より選択される置換基で１又は２以上が置換されたアリール基である。
【０３３０】
本明細書の一実施態様において、上記Ａ２０は、水素である。
【０３３１】
また一つの実施態様において、上記Ａ２２は、水素である。
【０３３２】
本明細書の一実施態様において、上記Ａ１９は、置換もしくは非置換のアリール基である。
【０３３３】
また一つの実施態様において、上記Ａ１９は、ハロゲン基及びトリフルオロアルキル基からなる群より選択される置換基で１又は２以上が置換されたアリール基である。
【０３３４】
一つの実施態様において、上記Ａ１９は、フッ素及びトリフルオロメチル基からなる群より選択される置換基で１又は２以上が置換されたフェニル基である。
【０３３５】
本明細書の一実施態様において、上記Ａ１９は、トリフルオロメチル基で置換されたフェニル基である。
【０３３６】
また一つの実施態様において、上記Ａ１９は、フッ素で置換されたフェニル基である。
【０３３７】
本明細書の一実施態様において、上記Ａ１９は、ハロゲン基である。
【０３３８】
また一つの実施態様において、上記Ａ１９は、フッ素である。
【０３３９】
本明細書の一実施態様において、上記Ａ１９は、トリフルオロアルキル基で置換されたアルコキシ基である。
【０３４０】
また一つの実施態様において、上記Ａ１９は、トリフルオロメチルオキシ基である。
【０３４１】
本明細書の一実施態様において、上記Ａ２０は、置換もしくは非置換のアリール基である。
【０３４２】
また一つの実施態様において、上記Ａ２０は、ハロゲン基及びトリフルオロアルキル基からなる群より選択される置換基で１又は２以上が置換されたアリール基である。
【０３４３】
一つの実施態様において、上記Ａ２０は、フッ素及びトリフルオロメチル基からなる群より選択される置換基で１又は２以上が置換されたフェニル基である。
【０３４４】
本明細書の一実施態様において、上記Ａ２０は、トリフルオロメチル基で置換されたフェニル基である。
【０３４５】
また一つの実施態様において、上記Ａ２０は、フッ素で置換されたフェニル基である。
【０３４６】
本明細書の一実施態様において、上記Ａ２０は、ハロゲン基である。 
【０３４７】
また一つの実施態様において、上記Ａ２０は、フッ素である。
【０３４８】
本明細書の一実施態様において、上記Ａ２０は、トリフルオロアルキル基で置換されたアルコキシ基である。
【０３４９】
また一つの実施態様において、上記Ａ２０は、トリフルオロメチルオキシ基である。
【０３５０】
本明細書の一実施態様において、上記Ｃｙ１は、
【化３７】
0006522649.tif 000210
である。
【０３５１】
また一つの実施態様において、上記Ｃｙ２は、
【化３８】
0006522649.tif 000211
である。
【０３５２】
本明細書の一実施態様において、上記Ａ２４は、ニトリル基である。
【０３５３】
本明細書の一実施態様において、上記Ｃｙ１は、
【化３９】
0006522649.tif 000212
である。
【０３５４】
本明細書の一実施態様において、上記Ｃｙ２は、
【化４０】
0006522649.tif 000213
である。
【０３５５】
また一つの実施態様において、上記Ａ２５及びＡ２６は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、ニトリル基である。
【０３５６】
本明細書の一実施態様において、上記Ａ２３は、水素である。
【０３５７】
本明細書の一実施態様において、上記化学式９で表される化合物は、下記化学式９−１ないし９−７で表される。
【表１７１】
0006522649.tif 000214
【０３５８】
本明細書の一実施態様に係る有機発光素子は、カソードと発光層との間に上述した化学式１で表される複素環化合物を含む第１電子輸送層が備えられ、上記第１電子輸送層と上記化学式３ないし５で表される化合物を含む第２電子輸送層とが備えられることを除いては、当該技術分野で知られている材料と方法で製造されることができる。
【０３５９】
例えば、本明細書の有機発光素子は、基板上にアノード、有機物層及びカソードを順次積層させることで製造することができる。このとき、スパッタリング法(sputtering)や電子ビーム蒸着法(e-beam evaporation)のようなＰＶＤ (physical Vapor Deposition)法を用いて、基板上に金属または導電性を有する金属酸化物またはこれらの合金を蒸着させてアノードを形成し、その上に正孔注入層、正孔輸送層、電子遮断層、発光層、電子輸送層及び電子注入層を含む有機物層を形成した後、その上にカソードとして使用できる物質を蒸着させることで製造されることができる。このような方法以外にも、基板上にカソード物質から有機物層、アノード物質を順に蒸着させて、有機発光素子を作製することができる。このような方法以外にも、基板上にアノード物質から有機物層、カソード物質を順に蒸着させて、有機発光素子を作製することができる。
【０３６０】
本明細書の有機発光素子の有機物層は、１層以上の有機物層が積層された多層構造からなることができる。
【０３６１】
本明細書の一実施態様において、上記有機発光素子は、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電子遮断層及び正孔遮断層からなる群より選択される１層又は２層以上をさらに含むことができる。
【０３６２】
例えば、本明細書の有機発光素子の構造は、図１及び図４に示されたような構造を有することができるが、これにのみ限定されるものではない。
【０３６３】
図１には、基板１０１上にアノード２０１、正孔輸送層３０１、発光層４０１、第１電子輸送層５０１、第２電子輸送層６０１及びカソード７０１が順次積層された有機発光素子の構造が例示されている。
【０３６４】
図１において、上記第１電子輸送層５０１には、化学式１で表される複素環化合物が含まれ、上記第２電子輸送層６０１には、化学式３ないし５で表される化合物のうち１種以上及び金属ドーパントが含まれる。
【０３６５】
図２には、基板１０１上にアノード２０１、正孔輸送層３０１、第１発光層４０１、第１電子輸送層５０１、第２電子輸送層６０１、ｐ型有機物層８０１、第２発光層４０２及びカソード７０１が順次積層されたタンデム型有機発光素子の構造が例示されている。
【０３６６】
上記図２において、上記第１電子輸送層５０１には、化学式１で表される複素環化合物が含まれ、上記第２電子輸送層６０１には、化学式３ないし５で表される化合物のうち１種以上及び金属ドーパントが含まれる。また、上記第２電子輸送層６０１と上記ｐ型有機物層８０１とが電荷発生層９０１を構成することができる。
【０３６７】
図３には、基板１０１上にアノード２０１、正孔注入層１００１、第１正孔輸送層３０１、第１発光層４０１、第１電子輸送層５０１、第２電子輸送層６０１、ｐ型有機物層８０１、第２正孔輸送層３０２、第２発光層４０２、電子輸送層１１０１及びカソード７０１が順次積層されたタンデム型有機発光素子の構造が例示されている。
【０３６８】
上記図３において、上記第１電子輸送層５０１には、化学式１で表される複素環化合物が含まれ、上記第２電子輸送層６０１には、化学式３ないし５で表される化合物のうち１種以上及び金属ドーパントが含まれる。また、上記第２電子輸送層６０１と上記ｐ型有機物層８０１とが電荷発生層９０１を構成することができる。
【０３６９】
また、上記第１正孔輸送層３０１及び上記第２正孔輸送層３０２の材料は、互いに同一であるか異なっていてもよい。
【０３７０】
図４は、電荷発生層９０１、９０２が２層以上積層された素子を説明する図であって、基板１０１上にアノード２０１、正孔注入層１００１、第１正孔輸送層３０１、第１発光層４０１、第１電子輸送層５０１、第２電子輸送層６０１、第１のｐ型有機物層８０１、第２正孔輸送層３０２、第２発光層４０２、第１電子輸送層５０２、第２電子輸送層６０２、第２のｐ型有機物層８０２、第３正孔輸送層３０３、第３発光層４０３、電子輸送層１１０１及びカソード７０１が順次積層されたタンデム型有機発光素子の構造が例示されている。
【０３７１】
上記図４において、上記第１電子輸送層５０１、５０２には、化学式１で表される複素環化合物が含まれ、上記第２電子輸送層６０１、６０２には、化学式３ないし５で表される化合物のうち１種以上及び金属ドーパントが含まれる。 また、上記第２電子輸送層６０１、６０２と上記ｐ型有機物層８０１、８０２は、それぞれ第１電荷発生層９０１と第２電荷発生層９０２を構成することができる。
【０３７２】
上記第１正孔輸送層３０１、第２正孔輸送層３０２及び上記第３正孔輸送層３０３の材料は、互いに同一であるか異なっていてもよく、第１のｐ型有機物層８０１及び第２のｐ型有機物層８０２の材料は、互いに同一であるか異なっていてもよい。
【０３７３】
上記図１ないし４は、本明細書の実施態様に係る例示的な構造であり、これを限定しない。
【０３７４】
上記有機発光素子が複数個の有機物層を含む場合、上記有機物層は、同一の物質又は異なる物質で形成されることができる。
【０３７５】
上記アノード物質としては、通常、有機物層への正孔注入が円滑になるように、仕事関数が大きい物質が好ましい。本発明で使用されることができる陽極物質の具体的な例としては、バナジウム、クロム、銅、亜鉛、金のような金属またはこれらの合金；亜鉛酸化物、インジウム酸化物、インジウム・スズ酸化物(ＩＴＯ)、インジウム・亜鉛酸化物(ＩＺＯ)のような金属酸化物；ＺｎＯ：ＡｌまたはＳＮＯ２：Ｓｂのような金属と酸化物との組み合わせ；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)、ポリピロール及びポリアニリンのような導電性高分子などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
【０３７６】
上記カソード物質としては、通常、有機物層への電子注入が容易になるように、仕事関数が小さい物質であることが好ましい。陰極物質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、チタニウム、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、スズ及び鉛のような金属またはこれらの合金；ＬｉＦ／ＡｌまたはＬｉＯ２／Ａｌのような多層構造物質などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
【０３７７】
上記正孔注入物質は、電極から正孔を注入する層であって、正孔注入物質としては、正孔を輸送する能力を有して陽極からの正孔注入の効果、発光層または発光材料に対して優れた正孔注入の効果を有し、発光層で生成された励起子の電子注入層または電子注入材料への移動を防止し、また、薄膜形成能力に優れた化合物が好ましい。正孔注入物質のＨＯＭＯ(highest occupied molecular orbital)が、陽極物質の仕事関数と周辺有機物層のＨＯＭＯとの間であることが好ましい。正孔注入物質の具体的な例としては、金属ポルフィリン(porphyrin)、オリゴチオフェン、アリールアミン系の有機物、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン系の有機物、キナクリドン(quinacridone)系の有機物、ペリレン(perylene) 系の有機物、アントラキノン及びポリアニリンとポリチオフェン系の導電性高分子などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
【０３７８】
上記正孔輸送層は、正孔注入層から正孔を受取して発光層まで正孔を輸送する層であって、正孔輸送物質としては、陽極や正孔注入層から正孔を輸送されて発光層に移すことができる物質であって、正孔に対する移動性の大きい物質が好適である。具体的な例としては、アリールアミン系の有機物、導電性高分子、及び共役部分と非共役部分とが共にあるブロック共重合体などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
【０３７９】
上記発光物質としては、正孔輸送層と電子輸送層から正孔と電子をそれぞれ輸送されて結合させることで可視光線領域の光を出すことができる物質であって、蛍光や燐光に対する量子効率の良い物質が好ましい。具体的な例としては、 ８−ヒドロキシ−キノリンアルミニウム錯体(Ａｌｑ３)； カルバゾール系化合物；二量体化スチリル(dimerized styryl)化合物；ＢＡｌｑ；１０−ヒドロキシベンゾキノリン−金属化合物；ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール及びベンゾイミダゾール系の化合物；ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）(ＰＰＶ) 系の高分子；スピロ(spiro)化合物；ポリフルオレン、ルブレンなどがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
【０３８０】
上記発光層は、ホスト材料及びドーパント材料を含むことができる。ホスト材料は、縮合芳香族環誘導体または複素環含有化合物などがある。具体的に、縮合芳香族環誘導体としては、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、ナフタレン誘導体、ペンタセン誘導体、フェナントレン化合物、フルオランテン化合物などがあり、複素環含有化合物としては、カルバゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、梯子状フラン化合物、ピリミジン誘導体などがあるが、これに限定されない。
【０３８１】
上記蛍光発光層は、ホスト物質としてジスチリルアリーレン(distyrylarylene；ＤＳＡ)、ジスチリルアリーレン誘導体、ジスチリルベンゼン(distyrylbenzene；ＤＳＢ)、ジスチリルベンゼン誘導体、ＤＰＶＢｉ (4,4'-bis(2,2'-diphenyl vinyl) -1,1'-biphenyl)、ＤＰＶＢｉ誘導体、スピロ−ＤＰＶＢｉ及びスピロ−６Ｐからなる群より１又は２以上が選択される。
【０３８２】
上記蛍光発光層は、ドーパント物質としてスチリルアミン(styrylamine)系、ペリレン(pherylene)系及びＤＳＢＰ(distyrylbiphenyl)系からなる群より１又は２以上が選択される。
【０３８３】
上記電子注入層は、電極から電子を注入する層であって、電子を輸送する能力を有し、陰極からの電子注入の効果、発光層または発光材料に対して優れた電子注入の効果を有し、発光層で生成された励起子の正孔注入層への移動を防止し、また、薄膜形成能力に優れた化合物が好ましい。具体的には、フルオレノン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、チオピランジオキシド、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ペリレンテトラカルボン酸、フルオレニリデンメタン、アントロンなどと、それらの誘導体、金属錯体化合物及び含窒素５員環誘導体などがあるが、これに限定されない。
【０３８４】
上記金属錯体化合物としては、８−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）亜鉛、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）銅、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）マンガン、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）ベリリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリナート）クロロガリウム、ビス（２−メチル−８−キノリナート）（ｏ−クレゾラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−キノリナート）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリナート）（２−ナフトラート）ガリウムなどがあるが、これに限定されない。
【０３８５】
上記正孔遮断層は、正孔の陰極への到達を阻止する層であり、一般に、正孔注入層と同一の条件で形成されることができる。具体的に、オキサジアゾール誘導体やトリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ＢＣＰ、アルミニウム錯体(aluminum complex)などがあるが、これに限定されない。
【０３８６】
本明細書に係る有機発光素子は、使用される材料によって、前面発光型、後面発光型または両面発光型であってもよい。
【０３８７】
また、本明細書に係る有機発光素子は、下部電極がアノードであり上部電極がカソードであるノーマル構造(normal type)であってもよく、下部電極がカソードであり上部電極がアノードである逆構造(inverted type)であってもよい。
【０３８８】
本明細書の一実施態様に係る構造は、有機太陽電池、有機感光体、有機トランジスタなどをはじめとする有機電子素子においても、有機発光素子に適用されることと類似する原理で作用することができる。
【０３８９】
以下、本明細書を具体的に説明するために、実施例を挙げて詳細に説明する。ところが、本明細書に係る実施例は、種々の他の形態に変形されることができ、 本明細書の範囲が以下で詳述する実施例に限定されるものと解釈されない。本明細書の実施例は、当業界における平均的な知識を有する者に本明細書をより完全に説明するために提供されるものである。
【実施例】
【０３９０】
[実施例 1]
本明細書の一実施態様に係る化学式１で表される複素環化合物及び下記化学式ＥＴ−Ａ及びＥＴ−ＢのＨＯＭＯエネルギー準位及び三重項エネルギー(ＥＴ)値を、下記表１に示す。
【化４１】
0006522649.tif 000215
【０３９１】
本明細書の実施例において、上記ＨＯＭＯ準位は、大気中光電子分光装置(ＲＩＫＥＮ  ＫＥＩＫＩ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．製：ＡＣ３)を用いて測定した。
【０３９２】
また、上記三重項エネルギ(ＥＴ)は、米ガウシアン(Ｇａｕｓｓｉａｎ)社製の量子化計算プログラムＧａｕｓｓｉａｎ０３を用いて行い、密度汎関数理論(ＤＦＴ)を用いて、汎関数としてＢ３ＬＹＰ、基底関数として６−３１Ｇ＊を用いて最適化した構造について、時間依存密度汎関数理論(ＴＤ−ＤＦＴ)によって三重項エネルギーの計算値を求めた。
【表１７２】
0006522649.tif 000216
【０３９３】
[実施例２]
本明細書の一実施態様に係る化学式１で表される複素環化合物の双極子モーメントの値を、表２に示す。
【表１７３】
0006522649.tif 000217
【０３９４】
[実施例１−１]
ＩＴＯ(indium tin oxide)が５００Åの厚さで薄膜コーティングされたガラス基板を、洗剤を溶かした蒸留水に入れて超音波で洗浄した。このとき、洗剤としてはフィッシャー社(Fischer Co.)製を使用し、蒸留水としてはミリポア社(Millipore Co.)製のフィルター(Filter)で２次で濾過された蒸留水を使用した。ＩＴＯを３０分間洗浄した後、蒸留水で２回繰り返して超音波洗浄を １０分間進行した。蒸留水洗浄が終わってから、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノールの溶剤で超音波洗浄をして乾燥させた後、プラズマ洗浄装置に輸送させた。また、酸素プラズマを用いて上記基板を５分間洗浄した後、真空蒸着装置に基板を輸送させた。
【０３９５】
上記のように用意されたＩＴＯ透明電極の上に下記化学式 [ＨＡＴ]を５０Åの厚さで熱真空蒸着して、正孔注入層を形成した。上記正孔注入層上に下記化学式 [ＮＰＢ]を１１００Åの厚さで真空蒸着して、正孔輸送層を形成した。上記正孔輸送層上に下記化学式 [ＨＴ−Ａ]を２００Åの厚さで真空蒸着して、電子遮断層を形成した。
【０３９６】
次いで、上記電子遮断層上に膜厚３５０Åで下記化学式 [ＢＨ] と [ＢＤ]とを２５：１の重量比で真空蒸着して、発光層を形成した。
【０３９７】
上記発光層上に上記化学式１−１及び下記化学式 [ＬｉＱ] を１：１の重量比で真空蒸着して、２００Åの厚さで第１電子輸送層を形成した。上記第１電子輸送層上に上記化学式３−１ 及び [Ｌｉ]を１００：１の重量比で真空蒸着して、１００Åの厚さで第２電子輸送層を形成した。
【０３９８】
上記第２電子輸送層上に１，０００Åの厚さでアルミニウムを蒸着して、陰極を形成した。
【０３９９】
上記の過程において、有機物の蒸着速度は０．４〜０．９ Å／ｓｅｃを維持し、陰極のフッ化リチウムは０．３Å／ｓｅｃ、アルミニウムは２Å／ｓｅｃの蒸着速度を維持し、蒸着時の真空度は１×１０−７〜５×１０−８ｔｏｒｒを維持して、有機発光素子を作製した。
【化４２】
0006522649.tif 000218
【化４３】
0006522649.tif 000219
【０４００】
[実施例１−２]
上記[実施例１−１]の[化学式１−１]の代わりに[化学式１−６]を、[化学式３−１]の代わりに[化学式５−１４]を使用したことを除いては、[実施例 １−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４０１】
[実施例１−３]
上記[実施例１−１]の[化学式１−１]の代わりに[化学式１−３０]を、[化学式３−１]の代わりに[化学式３−１６]を使用したことを除いては、[実施例 １−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４０２】
[実施例１−４]
上記[実施例１−１]の[化学式１−１]の代わりに[化学式１−３２]を、[化学式３−１]の代わりに[化学式４−２]を使用したことを除いては、[実施例１−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４０３】
[実施例１−５]
上記[実施例１−１]の[化学式１−１]の代わりに[化学式１−５４]を、[化学式３−１]の代わりに[化学式３−３２]を使用したことを除いては、[実施例１−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４０４】
[実施例１−６]
上記[実施例１−１]の[化学式１−１]の代わりに[化学式１−９２]を、[化学式３−１]の代わりに[化学式３−３２]を使用したことを除いては、[実施例１−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４０５】
[実施例１−７]
上記[実施例１−１]の[化学式１−１]の代わりに[化学式１−１０２]を、[化学式３−１]の代わりに[化学式４−３５]を使用したことを除いては、[実施例１−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４０６】
[実施例１−８]
上記[実施例１−１]の[化学式１−１]の代わりに[化学式１−１３８]を、[化学式３−１]の代わりに[化学式４−３]を使用したことを除いては、[実施例１−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４０７】
[実施例１−９]
上記[実施例１−１]の[化学式１−１]の代わりに[化学式１−１６０]を使用したことを除いては、[実施例１−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４０８】
[実施例１−１０]
上記[実施例１−１]の[化学式１−１]の代わりに[化学式１−２３７]を、[化学式３−１]の代わりに[化学式４−２]を使用したことを除いては、[実施例１−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４０９】
[実施例１−１１]
上記[実施例１−１]の[化学式１−１]の代わりに[化学式２−５]を、[化学式３−１]の代わりに[化学式３−１５]を使用したことを除いては、[実施例１−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４１０】
[実施例１−１２]
上記[実施例１−１]の[化学式１−１]の代わりに[化学式２−６]を、[化学式３−１]の代わりに[化学式５−３２]を使用したことを除いては、[実施例１−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４１１】
[実施例１−１３]
上記[実施例１−１]の[化学式１−１]の代わりに[化学式２−２８]を、[化学式３−１]の代わりに[化学式５−１４]を使用したことを除いては、[実施例１−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４１２】
[実施例１−１４]
上記[実施例１−１]の[化学式１−１]の代わりに[化学式２−１４１]を、[化学式３−１]の代わりに[化学式３−２２]を使用したことを除いては、[実施例１−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４１３】
[実施例１−１５]
上記[実施例１−１]の[化学式１−１]の代わりに[化学式２−２６９]を、[化学式３−１]の代わりに[化学式５−１０]を使用したことを除いては、[実施例１−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４１４】
[実施例１−１６]
上記[実施例１−１]の[化学式１−１]の代わりに[化学式２−２８２]を、[化学式３−１]の代わりに[化学式４−３]を使用したことを除いては、[実施例１−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４１５】
[実施例１−１７]
上記[実施例１−２]の[Ｌｉｑ]を除いては、[実施例１−２]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４１６】
[実施例１−１８]
上記[実施例１−２]の[化学式５−１４]の代わりに[化学式３−１]を使用したことを除いては、[実施例１−２]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４１７】
[実施例１−１９]
上記[実施例１−２]の[化学式５−１４]の代わりに[化学式４−２]を使用したことを除いては、[実施例１−２]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４１８】
[実施例１−２０]
上記[実施例１−２]の[化学式１−６]の代わりに[化学式１−８]を使用したことを除いては、[実施例１−２]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４１９】
[比較例１−１]
上記[実施例１−１]の[化学式１−１]の代わりに[化学式３−１]を使用したことを除いては、[実施例１−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４２０】
[比較例１−２]
上記[実施例１−４]の[化学式１−３２]の代わりに[化学式４−２]を使用したことを除いては、[実施例１−４]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４２１】
[比較例１−３]
上記[実施例１−２]の[化学式１−６]の代わりに[化学式５−１４]を使用したことを除いては、[実施例１−２]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４２２】
[比較例１−４]
上記[実施例１−４]の[Ｌｉ]を除いては、[実施例１−４]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４２３】
[比較例１−５]
上記[実施例１−１]の[化学式１−１]の代わりに[化学式ＥＴ−Ａ]を使用したことを除いては、[実施例１−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４２４】
[比較例１−６]
上記[実施例１−１]の[化学式１−１]の代わりに[化学式Ａｌｑ３]を使用したことを除いては、[実施例１−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４２５】
[比較例１−７]
上記[実施例１−１]の[化学式１−１]の代わりに[化学式ＴＰＢＩ]を使用したことを除いては、[実施例１−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４２６】
[比較例１−８]
上記[実施例１−１]の[化学式１−１]の代わりに[化学式ＥＴ−Ｂ]を使用したことを除いては、[実施例１−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４２７】
[比較例１−９]
上記[実施例１−１]の[化学式１−１]の代わりに[化学式ＥＴ−Ｃ]を使用したことを除いては、[実施例１−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４２８】
[比較例１−１０]
上記[実施例１−４]の[化学式１−３２]の代わりに[化学式ＥＴ−Ｄ]を使用したことを除いては、[実施例１−４]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４２９】
[比較例１−１１]
上記[実施例１−２]の[化学式１−６]の代わりに[化学式ＥＴ−Ｅ]を使用したことを除いては、[実施例１−２]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４３０】
[比較例１−１２]
上記[実施例１−１]の[化学式３−１]の代わりに[化学式１−１]を使用したことを除いては、[実施例１−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４３１】
上述した方法で製造した有機発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ２ の電流密度で駆動電圧と発光効率を測定し、２０ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で初基輝度に対して９０％になる時間(Ｔ９０)を測定した。その結果を下記表３に示す。
【表１７４】
0006522649.tif 000220
【表１７５】
0006522649.tif 000221
【０４３２】
上記表３の結果から、本明細書の一実施態様に係る化学式１で表される化合物を有機発光素子の第１電子輸送層として、化学式３ないし化学式５で表される化合物を第２電子輸送層として使用できることを確認することができる。
【０４３３】
特に、本発明に係る化学式１で表される化合物は、熱的安定性に優れ、６．０ｅＶ以上の深いＨＯＭＯ準位、高い三重項エネルギー(ＥＴ)、及び正孔安定性を有して、優れた特性を示した。第１電子輸送層に化学式１で表される化合物を使用する場合、アルカリ有機金属化合物又はアルカリ土類金属有機金属化合物をｎ型ドーパントを交ぜて使用可能である。これによる化学式１で表される化合物は、低い駆動電圧及び高い効率を有し、化合物の正孔安定性によって素子の安定性を向上することができる。
【０４３４】
表１の結果から、上記化学式 [ＥＴ−Ａ] 及び [ＥＴ−Ｂ] で表される化合物は、いずれも１．９ｅＶ未満の三重項エネルギーを有することを確認することができ、表３の実施例及び比較例の結果から、２．２ｅＶ未満の低い三重項エネルギーを有する化合物は素子効率が低いことを確認することができる。このような結果は、２．２ｅＶ未満の三重項エネルギーを有する化合物を使用する場合、三重項−三重項消滅(Triplet-Triplet Annihilation：ＴＴＡ)の効果が減殺されるからである。
【０４３５】
また、上記化学式 [ＥＴ−Ａ] 及び [ＥＴ−Ｂ] で表される化合物の場合、ＨＯＭＯ準位が６ｅＶ未満であることを表１から確認することができ、表３の素子評価の結果から、上記化合物を含む場合、短い寿命を有することを確認することができる。上記のような結果は、ＨＯＭＯエネルギー準位が６ｅＶ未満の化合物を含む有機発光素子は、発光層から伝達される正孔遮断効果が減殺することによるものである。
【０４３６】
したがって、本願発明の一実施態様に係る上記化学式１で表される複素環化合物であっても、ＨＯＭＯエネルギー準位が６ｅＶ以上であり、三重項エネルギーが２．２ｅＶであることが、素子の駆動電圧、効率及び／又は寿命の面でより好ましいことが確認できる。
また、文献(J. AM. CHEM. SOC. 2003, 125, 3710-3711)によれば、二置換フルオレニル基(disubstituted fluorenyl group)がスピロビフルオレニル基(spirobifluorenyl group)よりも電子移動度が高いことを確認することができる。これによる化学式１で表される化合物は、比較例に使用した化学式 [ＥＴ−Ｄ] よりも電子輸送がより効率的に起きるため、高い効率を示し、また寿命も向上することを確認することができた。
【０４３７】
表３の結果から、化学式１で表される化合物は、金属をドーピングした第２電子輸送層として好適でないことを確認することができる。金属をドーピングした第２電子輸送層に、化学式１の代わりに化学式３ないし化学式５で表される化合物が、低い駆動電圧、及び高い効率を示した。上記のような結果は、化学式３ないし化学式５で表される化合物の窒素原子又はホスフィンオキシド基の酸素原子の非共有電子対が効果的に金属と結合して、金属ドーパントのドーピングが効果的に起きることによるものである。よって、化学式３ないし５で表される化合物と金属のｎ型ドーパントを含む第２電子輸送層を使用する場合には、カソードから電子輸送及び／又は注入が円滑になり、低い駆動電圧の有機発光素子を提供することができる。
【０４３８】
また、有機発光素子の駆動の際、窒素原子又はホスフィンオキシド基の酸素原子の非共有電子対と金属とが結合して、有機物層にかかるフィールド(field)によって金属が移動することを防止して、有機発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができ、長寿命な有機発光素子の実現が可能である。
【０４３９】
[実施例２−１]
ＩＴＯ(indium tin oxide)が５００Åの厚さで薄膜コーティングされたガラス基板を、洗剤を溶かした蒸留水に入れて超音波で洗浄した。このとき、洗剤としてはフィッシャー社(Fischer Co.)製を使用し、蒸留水としてはミリポア社(Millipore Co.)製のフィルター(Filter)で２次で濾過された蒸留水を使用した。ＩＴＯを３０分間洗浄した後、蒸留水で２回繰り返して超音波洗浄を １０分間進行した。蒸留水洗浄が終わってから、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノールの溶剤で超音波洗浄をして乾燥させた後、プラズマ洗浄装置に輸送させた。また、酸素プラズマを用いて上記基板を５分間洗浄した後、真空蒸着装置に基板を輸送させた。
【０４４０】
上記のように用意されたＩＴＯ透明電極の上に上記化学式 [ＨＡＴ] を５０Åの厚さで熱真空蒸着して、正孔注入層を形成した。上記正孔注入層上に上記化学式 [ＮＰＢ] を１１００Åの厚さで真空蒸着して、正孔輸送層を形成した。上記正孔輸送層上に上記化学式 [ＨＴ−Ａ] を２００Åの厚さで真空蒸着して、電子遮断層を形成した。
【０４４１】
上記電子遮断層上に膜厚３５０Åで上記化学式 [ＢＨ] と [ＢＤ] とを２５：１の重量比で真空蒸着して、発光層を形成した。
【０４４２】
上記発光層上に上記化学式１−６及び上記化学式 [ＬｉＱ] を１：１の重量比で真空蒸着して、２００Åの厚さで第１電子輸送層を形成した。上記第１電子輸送層上に上記化学式５−１４及び [Ｃａ] を９７：３の重量比で真空蒸着して、１００Åの厚さで第２電子輸送層を形成した。
【０４４３】
上記第２電子輸送層上に上記化学式 [ＨＡＴ] を５０Åの厚さで熱真空蒸着して、ｐ型有機物層を形成した。ｐ型有機物層上に上記化学式 [ＮＰＢ] を ２００Åの厚さで真空蒸着して、正孔輸送層を形成した。上記正孔輸送層上に上記化学式 [ＨＴ−Ａ] を２００Åの厚さで真空蒸着して、電子遮断層を形成した。
【０４４４】
上記電子遮断層上に膜厚３５０Åで下記化学式 [ＹＧＤ] と [ＹＧＨ] とを１：１３の重量比で真空蒸着して、発光層を形成した。
【０４４５】
上記発光層上に上記化学式１−６及び上記化学式 [ＬｉＱ] を１：１の重量比で真空蒸着して、２００Åの厚さで第１電子輸送層を形成した。上記第１電子輸送層上に上記化学式５−１４及び [Ｃａ] を９７：３の重量比で真空蒸着して、１００Åの厚さで第２電子輸送層を形成した。上記第２電子輸送層上に １，０００Åの厚さでアルミニウムを蒸着して、陰極を形成した。
【化４４】
0006522649.tif 000222
【０４４６】
上記の過程において、有機物の蒸着速度は０．４〜０．９ Å／ｓｅｃを維持し、陰極のフッ化リチウムは０．３Å／ｓｅｃ、アルミニウムは２Å／ｓｅｃの蒸着速度を維持し、蒸着時の真空度は１×１０−７〜５×１０−８ｔｏｒｒを維持して、有機発光素子を作製した。
【０４４７】
[実施例２−２]
上記[実施例２−１]の[ＨＡＴ]の代わりに[ＮＰＢ]と[化学式８−１]とを ９５：５の重量比で蒸着して使用したことを除いては、[実施例２−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４４８】
[比較例２−１]
上記[実施例２−１]の[化学式１−６]の代わりに[ＥＴ−Ａ]を使用することを除いては、[実施例２−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４４９】
[比較例２−２]
上記[実施例２−１]の[化学式５−１４]の代わりに[化学式１−８]を使用することを除いては、[実施例２−１]と同一の方法で有機発光素子を作製した。
【０４５０】
上述した方法で製造した有機発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ２ の電流密度で駆動電圧と発光効率を測定し、２０ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で初基輝度に対して９０％になる時間(Ｔ９０)を測定した。その結果を下記表４に示す。
【表１７６】
0006522649.tif 000223
【０４５１】
上記表４の結果から、本明細書の一実施態様に係る化学式１で表される化合物を有機発光素子の第１電子輸送層として、化学式３ないし化学式５で表される化合物を第２電子輸送層として使用できることを確認することができる。
【０４５２】
特に、本発明に係る化学式１で表される化合物は、熱的安定性に優れ、６．０ｅＶ以上の深いＨＯＭＯ準位、高い三重項エネルギー(ＥＴ)、及び正孔安定性を有して、優れた特性を示した。第１電子輸送層に化学式１で表される化合物を使用する場合、アルカリ有機金属化合物又はアルカリ土類金属有機金属化合物をｎ型ドーパントを交ぜて使用可能である。これによる化学式１で表される化合物は、低い駆動電圧及び高い効率を有し、化合物の正孔安定性によって素子の安定性を向上することができる。
【０４５３】
上記表４の結果から、化学式３ないし化学式５で表される化合物をｎ型有機物層である第２電子輸送層として、化学式７ないし化学式９で表される化合物をｐ型有機物層として使用してＮＰ接合を構成するとき、ｐ型有機物層から第２電子輸送層に電子が円滑に生成されて、効果的なタンデム構造の有機発光素子が実現できることを確認することができる。
【符号の説明】
【０４５４】
１０１：基板
２０１：アノード
３０１、３０２、３０３：正孔輸送層
４０１、４０２、４０３：発光層
５０１、５０２：第１電子輸送層
６０１、６０２：第２電子輸送層
７０１：カソード
８０１、８０２：ｐ型有機物層
９０１、９０２：電荷発生層
１００１：正孔注入層
１１０１：電子輸送層
【図１】
0006522649.tif 000413
【図２】
0006522649.tif 000414
【図３】
0006522649.tif 000415
【図４】
0006522649.tif 000416
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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