(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の化学式１で表される含窒素複素環式化合物：
【化１】
0006275720.tif 000033
前記化学式１において、
Ｒ１およびＲ２のうち少なくとも１つは各々独立して−Ｌ−ＣＮで表され、
Ｌは直接結合；フェニレン基；または２価の９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレニル基であり、
Ｒ１とＲ２のうちの残りは各々独立して水素であり、
ａおよびｂは各々独立して１〜４の整数である。
【請求項２】
前記化学式１で表される含窒素複素環式化合物が、下記の化学式１−１〜１−５のうちいずれか１つで表される、請求項１に記載の含窒素複素環式化合物：
【化２】
0006275720.tif 000034
【化３】
0006275720.tif 000035
【化４】
0006275720.tif 000036
【化５】
0006275720.tif 000037
【化６】
0006275720.tif 000038
前記化学式１−１〜１−５において、
Ｌは直接結合；フェニレン基；または２価の９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレニル基である。
【請求項３】
前記Ｌは直接結合である、請求項１に記載の含窒素複素環式化合物。
【請求項４】
前記Ｌは、フェニレン基；または２価の９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレニル基である、請求項１に記載の含窒素複素環式化合物。
【請求項５】
前記化学式１で表される含窒素複素環式化合物が、下記の化学式２−１〜２−２２のうちいずれか１つで表される、請求項１に記載の含窒素複素環式化合物：
【化７】
0006275720.tif 000039
【化８】
0006275720.tif 000040
【化９】
0006275720.tif 000041
【化１０】
0006275720.tif 000042
【化１１】
0006275720.tif 000043
【化１２】
0006275720.tif 000044
【請求項６】
第１電極、前記第１電極に対向する第２電極、および前記第１電極と前記第２電極との間に配置された１層以上の有機物層を含み、前記有機物層のうち１層以上は請求項１〜５のいずれか１項に記載の含窒素複素環式化合物を含む有機電子素子。
【請求項７】
前記有機電子素子が、有機太陽電池、有機発光素子および有機トランジスタからなる群から選択される、請求項６に記載の有機電子素子。
【請求項８】
前記有機電子素子は第１電極、前記第１電極に対向する第２電極、および前記第１電極と前記第２電極との間に配置された１層以上の有機物層を含む有機発光素子であって、前記有機物層のうち１層以上は前記含窒素複素環式化合物を含む、請求項６に記載の有機電子素子。
【請求項９】
前記有機物層が正孔注入層または正孔輸送層を含み、前記正孔注入層または正孔輸送層が前記含窒素複素環式化合物を含む、請求項８に記載の有機電子素子。
【請求項１０】
前記有機物層が発光層を含み、前記発光層が前記含窒素複素環式化合物を発光層のホストとして含む、請求項８に記載の有機電子素子。
【請求項１１】
前記有機物層が電子輸送層を含み、前記電子輸送層が前記含窒素複素環式化合物を含む、請求項８に記載の有機電子素子。
【請求項１２】
前記有機物層が、前記含窒素複素環式化合物を含む有機物層の他に、アリールアミノ基、カルバゾール基またはベンゾカルバゾール基を含む化合物を含む正孔注入層または正孔輸送層を含む、請求項８に記載の有機電子素子。
【請求項１３】
前記含窒素複素環式化合物を含む有機物層が前記含窒素複素環式化合物をホストとして含み、他の有機化合物、金属または金属化合物をドーパントとして含む、請求項８に記載の有機電子素子。
【請求項１４】
前記有機電子素子が第１電極、第２電極および前記第１電極と第２電極との間に配置された光活性層を含む１層以上の有機物層を含む有機太陽電池であって、前記有機物層のうち１層以上は前記含窒素複素環式化合物を含む、請求項６に記載の有機電子素子。
【請求項１５】
前記有機物層が電荷発生層を含み、前記電荷発生層が前記複素環式化合物を含む、請求項１４に記載の有機電子素子。
【請求項１６】
前記有機物層が光活性層を含み、前記光活性層が前記含窒素複素環式化合物を含む、請求項１４に記載の有機電子素子。
【請求項１７】
前記有機物層は電子供与体および電子受容体を含むことができ、前記電子供与体または電子受容体が前記含窒素複素環式化合物を含む、請求項１４に記載の有機電子素子。
【請求項１８】
前記有機電子素子が、ソース、ドレイン、ゲートおよび１層以上の有機物層を含む有機トランジスタであって、前記有機物層のうち１層以上が前記含窒素複素環式化合物を含む、請求項６に記載の有機電子素子。
【請求項１９】
前記有機物層が電荷発生層を含むことができ、前記電荷発生層が前記含窒素複素環式化合物を含む、請求項１８に記載の有機電子素子。
【請求項２０】
基板を準備するステップ、
前記基板上に第１電極を形成するステップ、
前記第１電極上に請求項１に記載の含窒素複素環式化合物を含む有機物層を形成するステップ、および
前記有機物層上に第２電極を形成するステップを含む有機電子素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は２０１３年４月２２日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１３−００４４４９８号の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本明細書に含まれる。
本明細書は新しい含窒素複素環式化合物およびそれを含む有機電子素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電子素子とは、正孔および／または電子を用いた電極と有機物との間での電荷交流を必要とする素子を意味する。有機電子素子は、動作原理に応じ、下記のように大きく２つに分けることができる。第１には、外部の光源から素子に流入した光子によって有機物層からエキシトン（ｅｘｉｔｏｎ）が形成され、このエキシトンが電子と正孔に分離し、この電子と正孔が各々他の電極に伝達されて電流源（電圧源）として用いられる形態の電気素子である。第２には、２つ以上の電極に電圧または電流を加え、電極と界面をなす有機物半導体に正孔および／または電子を注入し、注入された電子と正孔によって動作する形態の電子素子である。
【０００３】
有機電子素子の例としては有機発光素子、有機太陽電池、有機感光体（ＯＰＣ）、有機トランジスタなどが挙げられ、これらは全て素子駆動のために正孔の注入または輸送物質、電子の注入または輸送物質、または発光物質を必要とする。以下においては主に有機発光素子について具体的に説明するが、前記有機電子素子においては、正孔の注入または輸送物質、電子の注入または輸送物質、または発光物質が類似する原理によって作用する。
【０００４】
一般的に有機発光現象とは、有機物質を用いて電気エネルギーを光エネルギーに転換させる現象をいう。有機発光現象を用いる有機発光素子は、通常、アノードとカソードおよびこの間に有機物層を含む構造を有する。ここで、有機物層は、有機発光素子の効率と安全性を高めるためにそれぞれ異なる物質からなる多層の構造である場合が多く、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などからなる。このような有機発光素子の構造において、２つの電極の間に電圧を印加すれば、アノードからは正孔が、カソードからは電子が有機物層に注入され、注入された正孔と電子が結合した時にエキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）が形成され、このエキシトンが再び基底状態に落ちる時に光が出る。このような有機発光素子は、自発光、高輝度、高効率、低い駆動電圧、広い視野角、高いコントラスト、高速応答性などの特性を有することが知られている。
【０００５】
有機発光素子において、有機物層として用いられる物質は、機能に応じ、発光物質と電荷輸送物質、例えば、正孔注入物質、正孔輸送物質、電子輸送物質、電子注入物質などに分類することができる。また、発光物質は、発光色に応じ、青色、緑色、赤色の発光物質と、より良い天然色を実現するために必要な黄色および橙色の発光物質に区分することができる。一方、発光物質として１つの物質だけを用いる場合、分子間の相互作用によって最大発光波長が長波長に移動し、色純度が落ちたり発光減衰効果によって素子の効率が減少したりする問題が発生するため、色純度の増加とエネルギー転移を通じた発光効率を増加させるために発光物質としてホスト／ドーパント系を用いることができる。
【０００６】
有機発光素子が前述したような優れた特徴を十分に発揮するためには、素子内の有機物層をなす物質、例えば、正孔注入物質、正孔輸送物質、発光物質、電子輸送物質、電子注入物質などが安定で効率的な材料からなることが先行されなければならないが、未だに安定で効率的な有機発光素子用の有機物層材料の開発が十分になされていない状態である。したがって、新しい材料の開発が要求し続けられており、このような材料開発の必要性は前述した他の有機電子素子においても同様である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国公開特許公報第１０−２００６−００５１６０６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者らは、新しい構造を有する含窒素複素環式化合物を明らかにした。また、前記新しい含窒素複素環式化合物を含んで有機電子素子の有機物層を形成できるということを明らかにした。
【０００９】
そこで、本明細書は、含窒素複素環式化合物およびそれを含む有機電子素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本明細書での一実現例は、下記の化学式１で表される含窒素複素環式化合物を提供する。
【００１１】
【化１】
0006275720.tif 000002
前記化学式１において、
ＸはＣまたはＳｉであり、
Ｒ１およびＲ２のうち少なくとも１つは各々独立して−Ｌ−Ａで表され、
Ｌは直接結合；または置換もしくは非置換の芳香族環基および置換もしくは非置換の複素環基からなる群から選択される１種以上を含む２価基であり、
Ａはシアノ基（−ＣＮ）であり、
Ｒ３〜Ｒ５、およびＲ１とＲ２のうちの残りは各々独立して水素；重水素；ハロゲン基；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ルキルアミン基；置換もしくは非置換のアラルキルアミン基；置換もしくは非置換のアリールアミン基；置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のフルオレニル基；置換もしくは非置換のカルバゾール基；およびＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１個以上を含む置換もしくは非置換の複素環基からなる群から選択され、
ａ、ｂ、ｄおよびｅは各々独立して１〜４の整数であり、ｃは１〜３の整数である。
また、本明細書での一実現例は、第１電極、前記第１電極に対向する第２電極、および前記第１電極と前記第２電極との間に配置された１層以上の有機物層を含み、前記有機物層のうち１層以上は前記含窒素複素環式化合物を含む有機電子素子を提供する。
また、本明細書での一実現例は、基板を準備するステップ、前記基板上に第１電極を形成するステップ、前記第１電極上に前記含窒素複素環式化合物を含む有機物層を形成するステップ、および前記有機物層上に第２電極を形成するステップを含む有機電子素子の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本明細書での一実現例によれば、含窒素複素環式化合物は有機発光素子をはじめとする有機電子素子の有機物層の材料として用いられることができる。
本明細書での一実現例によれば、含窒素複素環式化合物は熱的安定性に優れる。
本明細書での一実現例によれば、含窒素複素環式化合物は深いＨＯＭＯ準位を有する。
本明細書での一実現例によれば、含窒素複素環式化合物は高い三重項（ｔｒｉｐｌｅｔ）状態を有する。
本明細書での一実現例によれば、含窒素複素環式化合物は高い正孔安定性を有する。
本明細書での一実現例によれば、含窒素複素環式化合物は有機発光素子をはじめとする有機電子素子において純粋に用いるか、不純物を混ぜて用いることができる。
本明細書での一実現例によれば、含窒素複素環式化合物を含む有機電子素子は効率に優れた特性を示す。
本明細書での一実現例によれば、含窒素複素環式化合物を含む有機電子素子は駆動電圧に優れた特性を示す。
本明細書での一実現例によれば、含窒素複素環式化合物を含む有機電子素子は寿命に優れた特性を示す。
本明細書での一実現例によれば、含窒素複素環式化合物を含む有機電子素子は向上した光効率を有することができる。
本明細書での一実現例によれば、含窒素複素環式化合物を含む有機電子素子は素子の寿命特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】基板１、陽極２、発光層３、陰極４からなる有機発光素子の例を示すものである。
【図２】基板１、陽極２、正孔注入層５、正孔輸送層６、発光層７、電子輸送層８および陰極４からなる有機発光素子の例を示すものである。
【図３】本明細書の製造例１によって製造された化学式２−３の質量スペクトルを示すものである。
【図４】本明細書の製造例２によって製造された化学式２−５の質量スペクトルを示すものである。
【図５】本明細書の製造例２によって製造された化学式２−９の質量スペクトルを示すものである。
【図６】本明細書の製造例４によって製造された化学式２−１３の質量スペクトルを示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本明細書についてより詳細に説明する。
本明細書での一実現例によれば、前記化学式１で表される含窒素複素環式化合物を提供する。
【００１５】
また、本明細書での一実現例によれば、前記化学式１で表される含窒素複素環式化合物は、下記の化学式１−１〜１−５のうちいずれか１つで表される含窒素複素環式化合物であっても良い。
【００１６】
【化２】
0006275720.tif 000003
【化３】
0006275720.tif 000004
【化４】
0006275720.tif 000005
【化５】
0006275720.tif 000006
【化６】
0006275720.tif 000007
【００１７】
前記化学式１−１〜１−５において、
ＸはＣまたはＳｉであり、
Ｌは直接結合；または置換もしくは非置換の芳香族環基および置換もしくは非置換の複素環基からなる群から選択される１種以上を含む２価基であり、
Ｒ２〜Ｒ５は各々独立して水素；重水素；ハロゲン基；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ルキルアミン基；置換もしくは非置換のアラルキルアミン基；置換もしくは非置換のアリールアミン基；置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のフルオレニル基；置換もしくは非置換のカルバゾール基；およびＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１個以上を含む置換もしくは非置換の複素環基からなる群から選択され、
ｂ、ｄおよびｅは各々独立して１〜４の整数であり、ｃは１〜３の整数である。
【００１８】
本明細書において、
【化７】
0006275720.tif 000008
は他の置換基または結合部に結合される部位を意味する。
【００１９】
本明細書において、「置換もしくは非置換」とは、重水素；ハロゲン基；アルキル基；アルケニル基；アルコキシ基；シクロアルキル基；シリル基；アリールアルケニル基；アリール基；アリールオキシ基；アルキルチオキシ基；アルキルスルホキシ基；アリールスルホキシ基；ホウ素基；アルキルアミン基；アラルキルアミン基；アリールアミン基；ヘテロアリール基；カルバゾール基；アリールアミン基；アリールアルキル基；フルオレニル基；ニトリル基；チオール基；アルキルチオ基；アリルチオ基；スルホキシ基；アセチレン基；ニトロ基；ヒドロキシ基；およびＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１個以上を含む複素環基からなる群から選択された１個以上の置換基で置換されるか、またはいかなる置換基も有しないことを意味する。
【００２０】
本明細書において、「複素環基」は、異種原子としてＯ、ＮおよびＳのうち１個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２〜６０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、ベンズオキサゾール基、ベンズイミダゾール基、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（ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、フェノチアジニル基およびジベンゾフラニル基などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
【００２１】
本明細書において、「ハロゲン基」の例としてはフッ素、塩素、臭素またはヨウ素が挙げられる。
【００２２】
本明細書において、「アルキル基」は直鎖または分枝鎖であっても良く、炭素数は特に限定されないが、１〜５０が好ましい。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、シクロヘプチルメチル、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挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
【００２３】
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３〜６０が好ましく、具体的にはシクロプロピル、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挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
【００２４】
本明細書において、「アルケニル基」としては直鎖または分枝鎖であっても良く、炭素数は特に限定されないが、２〜４０が好ましい。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挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
【００２５】
本明細書において、「アルコキシ基」は直鎖、分枝鎖または環状鎖であっても良い。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、炭素数１〜２０が好ましい。具体的には、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が挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
【００２６】
本明細書において、「アリール基」は１つの水素除去によって芳香族炭化水素から誘導された有機ラジカルとして単環式または多環式であっても良く、炭素数は特に限定されないが、炭素数６〜６０が好ましい。アリール基の具体的な例としてはフェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基などの単環式芳香族およびナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、ペリレニル基、テトラセニル基、クリセニル基、フルオレニル基、アセナフタセニル基、トリフェニレン基、フルオランテン（ｆｌｕｏｒａｎｔｈｅｎｅ）基などの多環式芳香族などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
【００２７】
本明細書において、「フルオレニル基」は、
【化８】
0006275720.tif 000009
が挙げられる。
【００２８】
本明細書において、フルオレニル基は開かれたフルオレニル基の構造を含み、
【化９】
0006275720.tif 000010
も挙げられる。
【００２９】
本明細書において、「アリールアミン基」の例としては、置換もしくは非置換の単環式のモノアリールアミン基、置換もしくは非置換の単環式のモノアリールアミン基、置換もしくは非置換の単環式のジアリールアミン基、置換もしくは非置換の単環式のトリアリールアミン基、置換もしくは非置換の多環式のジアリールアミン基、置換もしくは非置換の多環式のトリアリールアミン基、置換もしくは非置換の単環式および多環式のジアリールアミン基、または置換もしくは非置換の単環式および多環式のトリアリールアミン基を意味する。アリールアミン基の具体的な例としてはフェニルアミン、ナフチルアミン、ビフェニルアミン、アントラセニルアミン、３−メチル−フェニルアミン、４−メチル−ナフチルアミン、２−メチル−ビフェニルアミン、９−メチル−アントラセニルアミン、ジフェニルアミン基、フェニルナフチルアミン基、ジトリルアミン基、フェニルトリルアミン基、カルバゾールおよびトリフェニルアミン基などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
【００３０】
本明細書において、「テルフェニル基」は下記の置換基で表されることができる。また、下記テルフェニル基の炭素は置換もしくは非置換の炭素であっても良い。
【化１０】
0006275720.tif 000011
【００３１】
本明細書において、「フェナントレン基」は下記の置換基で表されることができる。また、下記フェナントレン基の炭素は置換もしくは非置換の炭素であっても良い。
【化１１】
0006275720.tif 000012
【００３２】
本明細書での一実現例によれば、前記Ｌは置換もしくは非置換のフェニレン基であっても良い。具体的には、前記置換もしくは非置換のフェニレン基は下記のように表されることができ、フェニレン基の炭素は置換もしくは非置換の炭素であっても良い。
本明細書での一実現例によれば、前記Ｌは置換もしくは非置換の２価のフェニレン基であっても良い。具体的には、前記置換もしくは非置換の２価のフェニレン基は下記のように表されることができ、フェニレン基の炭素は置換もしくは非置換の炭素であっても良い。
【化１２】
0006275720.tif 000013
【００３３】
本明細書での一実現例によれば、前記Ｌは置換もしくは非置換の２価のビフェニル基であっても良い。具体的には、前記置換もしくは非置換の２価のビフェニル基は下記のように表されることができ、ビフェニル基の炭素は置換もしくは非置換の炭素であっても良い。
【化１３】
0006275720.tif 000014
【００３４】
本明細書での一実現例によれば、前記Ｌは置換もしくは非置換の２価のナフタレン基であっても良い。具体的には、前記置換もしくは非置換の２価のナフタレン基は下記のように表されることができ、ナフタレン基の炭素は置換もしくは非置換の炭素であっても良い。
【化１４】
0006275720.tif 000015
【００３５】
本明細書での一実現例によれば、前記Ｌは置換もしくは非置換の２価のアントラセン基であっても良い。具体的には、前記置換もしくは非置換の２価のアントラセン基は下記のように表されることができ、アントラセン基の炭素は置換もしくは非置換の炭素であっても良い。
【化１５】
0006275720.tif 000016
【００３６】
本明細書での一実現例によれば、前記Ｌは置換もしくは非置換の２価のフルオレン基であっても良い。具体的には、前記置換もしくは非置換の２価のフルオレン基は下記のように表されることができ、フルオレン基の炭素は置換もしくは非置換の炭素であっても良い。
【化１６】
0006275720.tif 000017
【００３７】
また、本明細書での一実現例によれば、前記Ｌは直接結合であっても良い。
本明細書での一実現例によれば、前記化学式１で表される含窒素複素環式化合物は、下記の化学式２−１〜２−２２のうちいずれか１つで表されることができる。但し、これらのみに限定されるものではない。本明細書での一実現例によれば、下記化学式２−１〜２−２２で表される化合物は追加の置換基で置換もしくは非置換されても良い。
【００３８】
【表１】
0006275720.tif 000018
【表２】
0006275720.tif 000019
【表３】
0006275720.tif 000020
【表４】
0006275720.tif 000021
【表５】
0006275720.tif 000022
【表６】
0006275720.tif 000023
【００３９】
以下で記述した製造例および当技術分野で周知の技術に基づいて出発物質、反応物質、反応条件などを変更することができる。
【００４０】
本明細書での一実現例は、第１電極、前記第１電極に対向する第２電極、および前記第１電極と前記第２電極との間に配置された１層以上の有機物層を含み、前記有機物層のうち１層以上は前記化学式１で表される含窒素複素環式化合物を含む有機電子素子を提供する。
本明細書での一実現例によれば、前記有機電子素子は、有機太陽電池、有機発光素子、および有機トランジスタからなる群から選択される１つであっても良い。
【００４１】
本明細書での一実現例によれば、前記有機電子素子は、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）や電子ビーム蒸発（ｅ−ｂｅａｍ  ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）のようなＰＶＤ（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方法を利用して基板上に金属または伝導性を有する金属酸化物またはこれらの合金を蒸着してアノードを形成し、その上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層、および電子輸送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することによって製造されることができる。
このような方法の他に、基板上にカソード物質から有機物層、アノード物質を順次蒸着して有機電子素子を作ることもできる（国際特許出願公開第２００３／０１２８９０号）。但し、製造方法はこれに限定されるものではない。
【００４２】
また、本明細書での一実現例によれば、前記有機物層は、様々な高分子素材を用いて、蒸着法でない溶媒プロセス（ｓｏｌｖｅｎｔ  ｐｒｏｃｅｓｓ）、例えば、スピンコーティング、ディップコーティング、ドクターブレード、スクリーン印刷、インクジェット印刷または熱転写法などの方法により、さらに少ない数の層に製造することができる。
本明細書での一実現例によれば、前記有機物層は正孔注入層、正孔輸送層、正孔遮断層、発光層、電子遮断層および電子輸送層などを含む多層構造であっても良いが、これに限定されず、単層構造であっても良い。
本明細書での一実現例によれば、前記有機電子素子は有機発光素子であっても良い。
本明細書での一実現例によれば、前記有機電子素子は第１電極、前記第１電極に対向する第２電極、および前記第１電極と前記第２電極との間に配置された１層以上の有機物層を含む有機発光素子であって、前記有機物層のうち１層以上は前記化学式１で表される含窒素複素環式化合物を含むことができる。
本明細書での一実現例によれば、前記有機物層は、発光層と正孔輸送層、正孔遮断層、電子遮断層、電子輸送層および電子注入層からなる群から選択される１つ以上をさらに含むことができる。
本明細書での一実現例によれば、前記有機物層は正孔注入層または正孔輸送層を含み、前記正孔注入層または正孔輸送層は前記化学式１で表される含窒素複素環式化合物を含むことができる。
本明細書での一実現例によれば、前記有機物層は発光層を含むことができる。
本明細書での一実現例によれば、前記有機物層は発光層を含み、前記発光層は前記化学式１で表される含窒素複素環式化合物を含むことができる。
本明細書での一実現例によれば、前記発光層はホストとドーパントを含むことができる。
本明細書での一実現例によれば、前記ホストは前記化学式１で表される含窒素複素環式化合物を含むことができる。
本明細書での一実現例によれば、前記ドーパントは前記化学式１で表される含窒素複素環式化合物を含むことができる。
本明細書での一実現例によれば、前記有機物層は電子輸送層を含み、前記電子輸送層は前記化学式１で表される含窒素複素環式化合物を含むことができる。
本明細書での一実現例によれば、前記有機物層は、前記化学式１で表される含窒素複素環式化合物を含む有機物層の他に、アリールアミノ基、カルバゾール基またはベンゾカルバゾール基を含む化合物を含む正孔注入層または正孔輸送層を含むことができる。
本明細書での一実現例によれば、前記化学式１で表される含窒素複素環式化合物を含む有機物層は前記含窒素複素環式化合物をホストとして含み、他の有機化合物、金属または金属化合物をドーパントとして含むことができる。
本明細書での一実現例によれば、前記有機物層は電子輸送と発光を同時にする層を含むことができる。
本明細書での一実現例によれば、前記有機物層は発光と電子輸送および／または電子注入を同時にする層を含むことができる。
前記有機発光素子が複数の有機物層を含む場合、前記有機物層は同一の物質または異なる物質で形成されることができる。
本明細書での一実現例によれば、前記有機電子素子は有機太陽電池であっても良い。
本明細書での一実現例によれば、前記有機電子素子は第１電極、前記第１電極に対向する第２電極、および前記第１電極と前記第２電極との間に備えられ、光活性層を含む１層以上の有機物層を含む有機太陽電池であって、前記有機物層のうち１層以上は前記化学式１で表される含窒素複素環式化合物を含むことができる。
本明細書での一実現例によれば、前記有機物層は光活性層を含むことができる。
本明細書での一実現例によれば、前記光活性層は前記化学式１で表される含窒素複素環式化合物を含むことができる。
本明細書での一実現例によれば、前記有機物層は、光活性層と電子供与体（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｄｏｎｏｒ）および電子受容体（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ａｃｃｅｐｔｏｒ）からなる群から選択される１つ以上をさらに含むことができる。
本明細書での一実現例によれば、前記有機物層は光活性層として電子供与体および／または電子受容体を同時に有する層であっても良い。
本明細書での一実現例によれば、前記有機物層は電荷発生層を含み、前記電荷発生層は前記化学式１で表される複素環式化合物を含むことができる。
本明細書での一実現例によれば、前記有機太陽電池が外部光源から光子を受ければ、電子供与体と電子受容体との間で電子と正孔が発生する。発生した正孔は電子供与体層を介してアノードに輸送されることができる。
本明細書での一実現例によれば、前記有機物層は２種以上の物質を含むことができる。
本明細書での一実現例によれば、有機太陽電池は付加的な有機物層をさらに含む。前記有機太陽電池は色々な機能を同時に有する有機物を用いて有機物層の数を減少させることができる。
本明細書での一実現例によれば、前記有機物は電子供与体および電子受容体を含むことができ、前記電子供与体または電子受容体は前記含窒素複素環式化合物を含むことができる。
本明細書での一実現例によれば、前記有機電子素子は有機トランジスタであっても良い。
本明細書での一実現例によれば、ソース、ドレイン、ゲートおよび１層以上の有機物層を含む有機トランジスタを提供する。
本明細書での一実現例によれば、前記有機電子素子はソース、ドレイン、ゲートおよび１層以上の有機物層を含む有機トランジスタであって、前記有機物層のうち１層以上は前記化学式１で表される含窒素複素環式化合物を含むことができる。
本明細書での一実現例によれば、前記有機トランジスタは絶縁層をさらに含むことができる。前記絶縁層は基板とゲートの上に位置することができる。
本明細書での一実現例によれば、前記有機物層は電荷発生層を含むことができ、前記電荷発生層は前記化学式１で表される含窒素複素環式化合物を含むことができる。
【００４３】
本明細書での一実現例は、基板を準備するステップ、前記基板上に第１電極を形成するステップ、前記第１電極上に前記化学式１で表される含窒素複素環式化合物を含む有機物層を形成するステップ、および前記有機物層上に第２電極を形成するステップを含む有機電子素子の製造方法を提供する。
【００４４】
前記基板は透明性、表面平滑性、取り扱い容易性および防水性に優れたガラス基板または透明プラスチック基板であっても良いが、これらに限定されず、有機電子素子に通常用いられる基板であれば特に制限されない。
【００４５】
前記第１電極はアノードであっても良く、第２電極はカソードであっても良い。
前記第１電極はカソードであっても良く、第２電極はアノードであっても良い。
【００４６】
前記アノードとしては、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の大きい物質が好ましい。本発明に用い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の組み合わせ；およびポリ（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］（ＰＥＤＴ）、ポリピロールおよびポリアニリンのような導電性高分子などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
【００４７】
前記カソードとしては、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の小さい物質が好ましい。カソード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、スズおよび鉛のような金属またはこれらの合金；およびＬｉＦ／ＡｌまたはＬｉＯ２／Ａｌのような多層構造の物質などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
【００４８】
前記ソース、ドレインおよびゲートの場合、前記アノードまたはカソードとして例示した材料を用いることができる。
【００４９】
前記正孔注入層物質としては、低い電圧においてアノードから正孔の注入を円滑に受ける物質として、正孔注入物質のＨＯＭＯ（ｈｉｇｈｅｓｔ  ｏｃｃｕｐｉｅｄ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ）がアノード物質の仕事関数と周辺の有機物層の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（ｐｏｒｐｈｙｒｉｎｅ）、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、キナクリドン（ｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ）系の有機物；ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）系の有機物；アントラキノンおよ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挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
【００５０】
前記正孔輸送層物質としては、アノードや正孔注入層から正孔の輸送を受けて発光層に移せる物質として、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、および共役部分と非共役部分が共に存在するブロック共重合体などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
【００５１】
前記発光層物質としては、正孔輸送層と電子輸送層から正孔と電子の輸送を各々受けて結合させることによって可視光線領域の光を出せる物質として、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）；カルバゾール系の化合物；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、ベンゾチアゾールおよ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；ルブレンなどが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
【００５２】
前記電子輸送層物質としては、カソードから電子の注入を円滑に受けて発光層に移せる物質として、電子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８−ヒドロキシキノリンのＡｌ錯体；Ａｌｑ３を含む錯体；有機ラジカル化合物；ヒドロキシフラボン−金属錯体などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
【００５３】
本明細書による有機電子素子は、用いられる材料に応じて、前面発光型、背面発光型または両面発光型であっても良い。
【実施例】
【００５４】
以下、本発明の理解を助けるために好ましい製造例および実施例を提示する。但し、下記の製造例および実施例は本発明を例示するためのものであって、これらによって本発明の範囲が限定されるものではない。
【００５５】
＜製造例１＞化学式２−３の製造
【化１７】
0006275720.tif 000024
【００５６】
化合物Ａ（２０．０ｇ、３５．５ｍｍｏｌ）とＣｕＣＮ（９．５ｇ、１０７ｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（１５０ｍＬ）中で２４時間攪拌還流した。１００℃で６Ｎ−ＨＣｌ（５０ｍｌ）を徐々に添加する。生成された固体は常温で濾過した。固体をシリカゲル（ｓｉｌｉｃａｇｅｌ）に吸着してカラムして化学式２−３（４．８５ｇ、３０％）を得た。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝４５５
図３は、本明細書の製造例１によって製造された化学式２−３の質量スペクトルを示すものである。
【００５７】
＜製造例２＞化学式２−５の製造
【化１８】
0006275720.tif 000025
【００５８】
化合物Ｂ（１２．０ｇ、２４．８ｍｍｏｌ）と４−シアノフェニルボロン酸（４−ｃｙａｎｏｐｈｅｎｙｌｂｏｒｏｎｉｃ  ａｃｉｄ、４．０ｇ、２７．３ｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）（３００ｍＬ）に完全に溶かした後、２Ｍ炭酸カリウム水溶液（１８０ｍＬ）を添加し、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（０．８６ｇ、３ｍｏｌ％）を入れた後、２４時間攪拌還流した。常温に温度を下げ、水層を除去し、有機層を濾過した。固体をシリカゲル（ｓｉｌｉｃａｇｅｌ）に吸着してカラムして化学式２−５（５．４ｇ、４３％）を得た。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝５０７
図４は、本明細書の製造例２によって製造された化学式２−５の質量スペクトルを示すものである。
【００５９】
＜製造例３＞化学式２−９の製造
【化１９】
0006275720.tif 000026
【００６０】
化合物Ａ（１２．０ｇ、２１．３ｍｍｏｌ）と４−シアノフェニルボロン酸（４−ｃｙａｎｏｐｈｅｎｙｌｂｏｒｏｎｉｃ  ａｃｉｄ、６．６ｇ、４４．７ｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）（３００ｍＬ）に完全に溶かした後、２Ｍ炭酸カリウム水溶液（１８０ｍＬ）を添加し、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（０．７４ｇ、３ｍｏｌ％）を入れた後、２４時間攪拌還流した。常温に温度を下げ、水層を除去し、有機層を濾過した。固体をシリカゲル（ｓｉｌｉｃａｇｅｌ）に吸着してカラムして化学式２−９（４．５ｇ、３５％）を得た。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝６０８
図５は、本明細書の製造例３によって製造された化学式２−９の質量スペクトルを示すものである。
【００６１】
＜製造例４＞化学式２−１３の製造
【化２０】
0006275720.tif 000027
【００６２】
化合物Ｂ（８．７ｇ、１７．９ｍｍｏｌ）と化合物Ｃ（６．８ｇ、１９．７ｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）（３００ｍＬ）に完全に溶かした後、２Ｍ炭酸カリウム水溶液（１８０ｍＬ）を添加し、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（０．４ｇ、２ｍｏｌ％）を入れた後、２４時間攪拌還流した。常温に温度を下げ、水層を除去し、有機層を濾過した。固体をシリカゲル（ｓｉｌｉｃａｇｅｌ）に吸着してカラムして化学式２−１３（４．６ｇ、４１％）を得た。
ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝６２３
図６は、本明細書の製造例４によって製造された化学式２−１３の質量スペクトルを示すものである。
【００６３】
＜製造例５＞化学式２−１の製造
【化２１】
0006275720.tif 000028
【００６４】
化合物Ｂ（１０．０ｇ、２０．６ｍｍｏｌ）とＣｕＣＮ（２．８０ｇ、３１．０ｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（１５０ｍＬ）において２４時間攪拌還流した。１００℃で６Ｎ−ＨＣｌ（５０ｍｌ）を徐々に添加する。生成された固体は常温で濾過した。固体をシリカゲル（ｓｉｌｉｃａｇｅｌ）に吸着してカラムして化学式２−１（４．８５ｇ、３０％）を得た。
【００６５】
＜実施例１＞
ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）が５００Å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。この時、洗剤としてはＦｉｓｃｈｅｒ社製を用い、蒸留水としてはＭｉｌｌｉｐｏｒｅ社製のフィルタ（Ｆｉｌｔｅｒ）で２次フィルターリングした蒸留水を用いた。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分間行った。蒸留水での洗浄が終わった後、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した後、プラズマ洗浄機に移した。また、酸素プラズマを用いて前記基板を５分間洗浄した後、真空蒸着機に基板を移した。
このように準備したＩＴＯ透明電極上に下記化学式のヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン（ｈｅｘａｎｉｔｒｉｌｅ  ｈｅｘａａｚａｔｒｉｐｈｅｎｙｌｅｎｅ；ＨＡＴ）を５００Å厚さで熱真空蒸着して正孔注入層を形成した。
【００６６】
【化２２】
0006275720.tif 000029
【００６７】
前記正孔注入層上に前記化学式の４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）（２５０Å）、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン（ＨＡＴ）（５０Å）および４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）（４００Å）を順次真空蒸着して正孔輸送層を形成した。
【００６８】
次に、前記正孔輸送層上に膜厚さ３００Åで、先に製造した化学式２−３の化合物と下記のようなドーパント化合物ＧＤを１０：１の重量比で真空蒸着して発光層を形成した。
【００６９】
【化２３】
0006275720.tif 000030
【００７０】
前記発光層上に電子輸送層物質として前記化学式ＥＴ−Ａの化合物と前記化学式ＬｉＱ（Ｌｉｔｈｉｕｍ  Ｑｕｉｎａｌａｔｅ）を１：１の重量比で真空蒸着して３００Å厚さで電子注入および輸送層を形成した。
【００７１】
前記電子注入および輸送層上に１５Å厚さでフッ化リチウム（ＬｉＦ）と１，０００Å厚さでアルミニウムを順次蒸着して陰極を形成した。
【００７２】
前記過程において、有機物の蒸着速度は０．４〜０．７Å／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２×１０−７〜５×１０−８ｔｏｒｒ（すなわち０．２６７×１０−７〜０．６６７×１０−８ｋＰａ）を維持して、有機発光素子を製作した。
【００７３】
＜実施例２＞
前記実施例１の化学式２−３の化合物の代わりに、先に製造した化学式２−５の化合物を用いたことを除いては、実施例１と同様の方法によって有機発光素子を製作した。
【００７４】
＜実施例３＞
前記実施例１の化学式２−３の化合物の代わりに、先に製造した化学式２−９の化合物を用いたことを除いては、実施例１と同様の方法によって有機発光素子を製作した。
【００７５】
＜実施例４＞
前記実施例１の化学式２−３の化合物の代わりに、先に製造した化学式２−１３の化合物を用いたことを除いては、実施例１と同様の方法によって有機発光素子を製作した。
【００７６】
＜比較例＞
前記実施例で合成した化合物の代わりに下記の化学式ＧＨ−Ａの化合物を用いたことを除いては、実施例と同様の方法によって有機発光素子を製作した。
【００７７】
【化２４】
0006275720.tif 000031
【００７８】
前記実施例および比較例１によって製作された有機発光素子に電流（１０ｍＡ／ｃｍ２）を印加した時、表１の結果を得た。
【００７９】
【表７】
0006275720.tif 000032
【００８０】
上記表１の結果から、本発明による新規な化合物は有機発光素子をはじめとする有機電子素子の発光層の材料として用いられることができ、これを用いた有機発光素子をはじめとする有機電子素子は効率、駆動電圧、安定性などに優れた特性を示すことが分かる。特に、駆動電圧を下降させ、効率上昇を誘導して消費電力を改善することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１  ・・・基板
２  ・・・陽極（アノード）
３、７  ・・・発光層
４  ・・・陰極（カソード）
５  ・・・正孔注入層
６  ・・・正孔輸送層
８  ・・・電子輸送層
【図１】
0006275720.tif 000045
【図２】
0006275720.tif 000046
【図３】
0006275720.tif 000047
【図４】
0006275720.tif 000048
【図５】
0006275720.tif 000049
【図６】
0006275720.tif 000050