(57)【要約】【課題】ヘテロ環化合物これを含む有機発光素子、および平板表示装置を提供する。【解決手段】下記化学式１で表されるヘテロ環化合物が提供される：2013159612.tif 000042  化学式１で、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｒ１〜Ｒ５、Ａｒ１、Ｌ１及びａは、発明の詳細な説明を参照する。【選択図】図１
2013159612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記化学式１で表されるヘテロ環化合物：
【化１】
2013159612.tif 000030
前記化学式１中、
Ｘ１は、ＣＲ１１またはＮであり、
Ｘ２は、Ｃ（Ｒ１２）（Ｒ１３）、ＮＲ１４、ＳまたはＯであり、
Ｘ３及びＸ４は、互いに独立して、ＣＲ１５またはＮであり、
Ｒ１〜Ｒ５及びＲ１１〜Ｒ１５は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、カルボン酸基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、または置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基であり、
Ａｒ１は、水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、カルボン酸基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリールチオ基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基、−Ｎ（Ｑ１）（Ｑ２）、またはＳｉ（Ｑ３）（Ｑ４）（Ｑ５）（Ｑ６）−であり、前記Ｑ１〜Ｑ２及びＱ３〜Ｑ５は互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、カルボン酸基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリールチオ基、または置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基であり、前記Ｑ６は、単結合、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルキレン基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニレン基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニレン基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキレン基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニレン基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレン基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレンオキシ基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレンチオ基、または置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基であり、
Ｌ１は、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレン基、または置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基であり、
ａは、０〜３の整数である。
【請求項２】
下記化学式２で表される、請求項１に記載のヘテロ環化合物：
【化２】
2013159612.tif 000031
前記化学式２中、
Ｒ１〜Ｒ６は互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、カルボン酸基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、または置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基であり、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ａｒ１、Ｌ１及びａは、前記化学式１で定義した通りである。
【請求項３】
下記化学式３〜６のいずれかで表される、請求項１または２に記載のヘテロ環化合物：
【化３】
2013159612.tif 000032
前記化学式３〜６中、
Ｒ１〜Ｒ６は互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、カルボン酸基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、及び置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基のうち１種であり、
Ａｒ１、Ｌ１及びａは、前記化学式１で定義した通りである。
【請求項４】
前記Ｒ１〜Ｒ５及びＲ１１〜Ｒ１５は互いに独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、または置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物。
【請求項５】
前記Ｒ１〜Ｒ５及びＲ１１〜Ｒ１５は互いに独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のメチル基、置換もしくは非置換のエチル基、置換もしくは非置換のｎ−プロピル基、置換もしくは非置換のｉ−プロピル基、置換もしくは非置換のｎ−ブチル基、置換もしくは非置換のｉ−ブチル基、置換もしくは非置換のｓｅｃ−ブチル基、置換もしくは非置換のｔ−ブチル基、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、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アントリル基、置換もしくは非置換のフェナントレニル基、置換もしくは非置換のピレニル基、置換もしくは非置換のインドリル基、置換もしくは非置換のインデニル基、置換もしくは非置換のフルオレニル基、または置換もしくは非置換のカルバゾリル基である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物。
【請求項６】
前記Ａｒ１は、水素、重水素、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ２０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリールチオ基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基、−Ｎ（Ｑ１）（Ｑ２）、またはＳｉ（Ｑ３）（Ｑ４）（Ｑ５）（Ｑ６）−であり、前記Ｑ１〜Ｑ２及びＱ３〜Ｑ５は互いに独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、または置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基であり、前記Ｑ６は、単結合、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルキレン基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレン基、または置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物。
【請求項７】
前記Ａｒ１は、水素、重水素、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ２０アルコキシ基、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ペンタレニル（pentalenyl）基、置換もしくは非置換のインデニル（indenyl）基、置換もしくは非置換のナフチル（naphtyl）基、置換もしくは非置換のアズレニル（azulenyl）基、置換もしくは非置換のヘプタレニル（heptalenyl）基、置換もしくは非置換のインダセニル（indacenyl）基、置換もしくは非置換のアセナフチル（acenaphtyl）基、置換もしくは非置換のフルオレニル（fluorenyl）基、置換もしくは非置換のスピロフルオレニル（spirofluorenyl）基、置換もしくは非置換のフェナレニル（phenalenyl）基、置換もしくは非置換のフェナントレニル（phenanthrenyl）基、置換もしくは非置換のアントリル（anthryl）基、置換もしくは非置換のフルオランテニル（fluoranthenyl）基、置換もしくは非置換のトリフェニレニル（triphenylenyl）基、置換もしくは非置換のピレニル（pyrenyl）基、置換もしくは非置換のクリセニル（chrysenyl）基、置換もしくは非置換のナフタセニル（naphthacenyl）基、置換もしくは非置換のピセニル（picenyl）基、置換もしくは非置換のペリレニル（perylenyl）基、置換もしくは非置換のペンタフェニル（pentaphenyl）基、置換もしくは非置換のヘキサセニル（hexacenyl）基、置換もしくは非置換のピロリル（pyrrolyl）基、置換もしくは非置換のイミダゾリル（imidazolyl）基、置換もしくは非置換のピラゾリル（pyrazolyl）基、置換もしくは非置換のピリジニル（pyridinyl）基、置換もしくは非置換のピラジニル（pyrazinyl）基、置換もしくは非置換のピリミジニル（pyrimidinyl）基、置換もしくは非置換のピリダジニル（pyridazinyl）基、置換もしくは非置換のイソインドリル（isoindolyl）基、置換もしくは非置換のインドリル（indolyl）基、置換もしくは非置換のインダゾリル（indazolyl）基、置換もしくは非置換のプリニル（purinyl）基、置換もしくは非置換のキノリニル（quinolinyl）基、置換もしくは非置換のベンゾキノリニル（benzoquinolinyl）基、置換もしくは非置換のフタラジニル（phthalazinyl）基、置換もしくは非置換のナフチリジニル（naphthyridinyl）基、置換もしくは非置換のキノキサリニル（quinoxalinyl）基、置換もしくは非置換のキナゾリニル（quinazolinyl）基、置換もしくは非置換のシンノリニル（cinnolinyl）基、置換もしくは非置換のカルバゾリル（carbazolyl）基、置換もしくは非置換のフェナントリジニル（phenanthridinyl）基、置換もしくは非置換のアクリジニル（acridinyl）基、置換もしくは非置換のフェナントロリニル（phenanthrolinyl）基、置換もしくは非置換のフェナジニル（phenazinyl）基、置換もしくは非置換のベンゾオキサゾリル（benzooxazolyl）基、置換もしくは非置換のベンゾイミダゾリル（benzoimidazolyl）基、置換もしくは非置換のフラニル（furanyl）基、置換もしくは非置換のベンゾフラニル（benzofuranyl）基、置換もしくは非置換のチオフェニル（thiophenyl）基、置換もしくは非置換のベンゾチオフェニル（benzothiophenyl）基、置換もしくは非置換のチアゾリル（thiazolyl）基、置換もしくは非置換のイソチアゾリル（isothiazolyl）基、置換もしくは非置換のベンゾチアゾリル基（benzothiazolyl）、置換もしくは非置換のイソオキサゾリル（isoxazolyl）基、置換もしくは非置��のオキサゾリル（oxazolyl）基、置換もしくは非置換のトリアゾリル基（triazolyl）、置換もしくは非置換のテトラゾリル基（tetrazolyl）、置換もしくは非置換のオキサジアゾリル（oxadiazolyl）基、置換もしくは非置換のトリアジニル（triazinyl）基、置換もしくは非置換のジベンゾプラニル（dibenzopuranyl）基、置換もしくは非置換のジベンゾチオフェニル（dibenzothiophenyl）基、置換もしくは非置換のベンゾカルバゾリル（benzocarbazolyl）基、または置換もしくは非置換のテトラフェニルシラニル（tetraphenylsilanyl）基である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物。
【請求項８】
前記Ａｒ１は、下記化学式７−１〜７−１２のいずれかで表される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物：
【化４】
2013159612.tif 000033
前記化学式７−１〜７−１２中、
Ｚ１１〜Ｚ１４は互いに独立して、水素；重水素；ハロゲン；ヒドロキシル基；シアノ基；ニトロ基；アミノ基；アミジノ基；ヒドラジン基；ヒドラゾン基；カルボン酸基及びその塩；スルホン酸基及びその塩；リン酸基及びその塩；Ｃ１−Ｃ１０アルキル基；Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基；重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基及びその塩、スルホン酸基及びその塩、及びリン酸基及びその塩からなる群から選択された１種以上の置換基で置換されたＣ１−Ｃ１０アルキル基、またはＣ１−Ｃ１０アルコキシ基；フェニル基；ナフチル基；フルオレニル基；フェナントレニル基；アントリル基；ピレニル基；クリセニル基；重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基及びその塩、スルホン酸基及びその塩、リン酸基及びその塩、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、及びＣ１−Ｃ１０アルコキシ基からなる群から選択された１種以上の置換基で置換されたフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、フェナントレニル基、アントリル基、ピレニル基、またはクリセニル基；インドリル基；ベンゾイミダゾリル基；カルバゾリル基；イミダゾリル基；イミダゾリニル基；イミダゾピリジニル基；イミダゾピリミジニル基；ピリジニル基；ピリミジニル基；トリアジニル基；キノリニル基；重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基及びその塩、スルホン酸基及びその塩、リン酸基及びその塩、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、フェニル基、及びナフチル基からなる群から選択された一つ以上の置換基で置換されたインドリル基、ベンゾイミダゾリル基、カルバゾリル基、イミダゾリル基、イミダゾリニル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、またはキノリニル基であり、
ｐ、ｑ、ｒ及びｓは互いに独立して、１〜５の整数であり、
＊は、Ｌ１との結合サイトである。
【請求項９】
前記Ａｒ１は、下記化学式８−１〜８−２０のいずれかで表される、請求項１〜８のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物：
【化５】
2013159612.tif 000034
【化６】
2013159612.tif 000035
前記化学式８−１〜８−２０中、
Ｚ２１は、水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基及びその塩、スルホン酸基及びその塩、リン酸基及びその塩、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、フェナントレニル基、アントリル基、ピレニル基、クリセニル基、インドリル基、ベンゾイミダゾリル基、カルバゾリル基、イミダゾリル基、イミダゾリニル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基またはキノリニル基であり、
＊は、Ｌ１との結合サイトである。
【請求項１０】
前記Ｌ１は、置換もしくは非置換のフェニレン(phenylene)基、置換もしくは非置換のビフェニレン(biphenylene)基、置換もしくは非置換のペンタレニレン（pentalenylene）基、置換もしくは非置換のインデニレン（indenylene）基、置換もしくは非置換のナフチレン（naphthylene）基、置換もしくは非置換のアズレニレン（azulenylene）基、置換もしくは非置換のヘプタレニレン（heptalenylene）基、置換もしくは非置換のインダセニレン（indacenylene）基、置換もしくは非置換のアセナフチレン（acenaphthylene）基、置換もしくは非置換のフルオレニレン（fluorenylene）基、置換もしくは非置換のフェナレニレン（phenalenylene）基、置換もしくは非置換のフェナントレニレン（phenanthrenylene）基、置換もしくは非置換のアントリレン（anthrylene）基、置換もしくは非置換のフルオランテニレン（fluoranthenylene）基、置換もしくは非置換のトリフェニレニレン（triphenylenylene）基、置換もしくは非置換のピレニレン（pyrenylene）基、置換もしくは非置換のクリセニレン（chrysenylene）基、置換もしくは非置換のナフタセニレン（naphthacenylene）基、置換もしくは非置換のピセニレン（picenylene）基、置換もしくは非置換のペリレニレン（perylenylene）基、置換もしくは非置換のペンタフェニレン（pentaphenylene）基、置換もしくは非置換のヘキサセニレン（hexacenylene）基、置換もしくは非置換のピロリレン（pyrrolylene）基、置換もしくは非置換のピラゾリレン（pyrazolylene）基、置換もしくは非置換のイミダゾリレン（imidazolylene）基、置換もしくは非置換のイミダゾリニレン（imidazolinylene）基、置換もしくは非置換のイミダゾピリジニレン（imidazopyridinylene）基、置換もしくは非置換のイミダゾピリミジニレン（imidazopyrimidinylene）基、置換もしくは非置換のピリジニレン（pyridinylene）基、置換もしくは非置換のフェニレンピリジニレン(phenylene-pyridinylene)基、置換もしくは非置換のピラジニレン（pyrazinylene）基、置換もしくは非置換のピリミジニレン（pyrimidinylene）基、置換もしくは非置換のインドリレン（indolylene）基、置換もしくは非置換のプリニレン（purinylene）基、置換もしくは非置換のキノリニレン（quinolinylene）基、置換もしくは非置換のフタラジニレン（phthalazinylene）基、置換もしくは非置換のインドリジニレン（indolizinylene）基、置換もしくは非置換のナフチリジニレン（naphthyridinylene）基、置換もしくは非置換のキナゾリニレン（quinazolinylene）基、置換もしくは非置換のシンノリニレン（cinnolinylene）基、置換もしくは非置換のインダゾリレン（indazolylene）基、置換もしくは非置換のカルバゾリレン（carbazolylene）基、置換もしくは非置換のフェナジニレン（phenazinylene）基、置換もしくは非置換のフェナントリジニレン（phenanthridinylene）基、置換もしくは非置換のピラニレン（pyranylene）基、置換もしくは非置換のクロメニレン（chromenylene）基、置換もしくは非置換のフラニレン（furannylene）基、置換もしくは非置換のベンゾフラニレン（benzofuranylene）基、置換もしくは非置換のチオフェニレン（thiophenylene）基、置換もしくは非置換のベンゾチオフェニレン（benzothiophenylene）基、置換もしくは非置換のイソチアゾリレン（isothiazolylene）基、置換もしくは非置換のベンゾイミダゾリレン（benzoimidazolylene）基、置換もしくは非置換のイソキサゾリレン（isoxazolylene）基、置換もしくは非置換のジベンゾチオフェニレン（dibenzothiophenylene）基、置換もしくは非置換のジベンゾプラニレン（dibenzopuranylene）基、置換もしくは非置換のトリアジニレン（triazinylene）基、または置換もしくは非置換のオキサジアゾリレン（oxadiazolylene）基である、請求項１〜９のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物。
【請求項１１】
前記Ｌ１は、下記化学式９−１〜９−１７のいずれかで表される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物：
【化７】
2013159612.tif 000036
【化８】
2013159612.tif 000037
前記化学式９−１〜９−１７中、
＊は、Ｎとの結合サイトであり、＊＊は、Ａｒ１との結合サイトである。
【請求項１２】
下記化合物１〜４８のいずれかである、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物。
【化９】
2013159612.tif 000038
【化１０】
2013159612.tif 000039
【化１１】
2013159612.tif 000040
【化１２】
2013159612.tif 000041
【請求項１３】
第１電極と、前記第１電極と対向した第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に介在する有機層と、を含み、
前記有機層が、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のヘテロ環化合物を含む、有機発光素子。
【請求項１４】
前記有機層が、正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層を含み、前記正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層が、前記ヘテロ環化合物を含む、請求項１３に記載の有機発光素子。
【請求項１５】
前記有機層が、電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入能及び電子輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層を含み、前記電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入能及び電子輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層が、前記ヘテロ環化合物を含む、請求項１３または１４に記載の有機発光素子。
【請求項１６】
前記有機層が発光層を含み、前記発光層が、前記ヘテロ環化合物を含む、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１７】
前記発光層に含まれる前記ヘテロ環化合物が、リン光ホストとして機能する、請求項１６に記載の有機発光素子。
【請求項１８】
前記有機層が、発光層と；電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入能及び電子輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層と；を含み、
前記発光層が、アリールアミン化合物を含む、請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１９】
前記有機層が電子輸送層を含み、
前記電子輸送層が、電子輸送性材料及び金属錯体を含む、請求項１３〜１８のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項２０】
ソース、ドレイン、ゲート及び活性層を含むトランジスタ、並びに請求項１３〜１９のいずれか１項に記載の有機発光素子を有し、
前記有機発光素子の第１電極が、前記ソース及びドレインのうち一つと電気的に連結されてなる、平板表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘテロ環化合物、これを含む有機発光素子、及び平板表示装置に係り、特に、新規のヘテロ環化合物、これを発光材料として用いた長寿命の有機発光素子、及び該有機発光素子を用いた平板表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子（ＯＬＥＤ：organic light emitting diode）は、自発光型素子であって、視野角が広く、コントラストに優れるだけではなく、応答時間が短く、輝度、駆動電圧及び応答速度特性に優れ、多色化が可能であるという長所を有しており、広く注目されている。
【０００３】
一般的な有機発光素子は、基板上部にアノードが形成されており、アノード上部に、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及びカソードが順に形成された構造を有している。ここで、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層は、主に有機化合物によって形成される。アノード及びカソード間に電圧を印加すると、アノードから注入された正孔は、正孔輸送層を経由して発光層に移動し、カソードから注入された電子は、電子輸送層を経由して発光層に移動する。キャリア（正孔及び電子）は、発光層領域で再結合して励起子（exciton）を生成し、この励起子が励起状態から基底状態に戻る過程で光が生成する。
【０００４】
有機発光素子の発光効率を決定する最も重要な要因は、発光材料である。発光材料としては、蛍光材料が広く使用されているが、電気発光メカニズム上、理論的に４倍まで発光効率を改善させることができるリン光材料が最良の材料として知られている。
【０００５】
リン光発光体のホスト材料としては、現在までに４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）が最も広く知られており（たとえば、特許文献１）、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）及びアルミニウム（ＩＩＩ）ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリン）−４−フェニルフェノレート（ＢＡｌｑ）などの正孔遮断層材料や、ＢＡｌｑ誘導体をホストとして利用することで、高効率または高性能を有する有機発光素子を製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１３５２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
有機発光素子の消費電力を小さくするためには、電力効率を高めなければならないが、「電力効率＝（π／電圧）×電流効率」という関係において、電力効率を高めようとすれば、電圧を下げる必要がある。実際、リン光発光材料を使用した有機発光素子は、蛍光発光材料を用いた有機発光素子に比べて、電流効率はかなり高いが、例えば、リン光発光材料のホストとして、ＢＡｌｑやＣＢＰのような従来の材料を使用した場合、蛍光材料を使用した場合よりも駆動電圧が高くなり、結局、電力効率面で顕著な利点がなくなる。
【０００８】
また、かようなホスト材料を使用した有機発光素子は、寿命の観点からも、決して満足すべきレベルに至っていないため、良好な安定性を有し、さらに性能に優れたホスト材料の開発が要求されている。
【０００９】
したがって、本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであり、既存のホスト材料より発光効率及び素子寿命（安定性）に優れた、ヘテロ環化合物を提供することを目的とする。本発明の他の目的は、前記ヘテロ環化合物を発光材料として用い、駆動電圧が低く、高効率、長寿命である有機発光素子を提供することである。さらに、本発明の他の目的は、前記有機発光素子を含む平板表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意研究を行なった。その過程で、上記構造を有するヘテロ環化合物により、上記の課題が解決されうることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
本発明の第１は、下記化学式１で表されるヘテロ環化合物である：
【００１２】
【化１】
2013159612.tif 000003
【００１３】
前記化学式１中、
Ｘ１は、ＣＲ１１またはＮであり、
Ｘ２は、Ｃ（Ｒ１２）（Ｒ１３）、ＮＲ１４、ＳまたはＯであり、
Ｘ３及びＸ４は、互いに独立して、ＣＲ１５またはＮであり、
Ｒ１〜Ｒ５及びＲ１１〜Ｒ１５は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、カルボン酸基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、または置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基であり、
Ａｒ１は、水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、カルボン酸基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリールチオ基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基、−Ｎ（Ｑ１）（Ｑ２）、またはＳｉ（Ｑ３）（Ｑ４）（Ｑ５）（Ｑ６）−であり、前記Ｑ１〜Ｑ２及びＱ３〜Ｑ５は互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、カルボン酸基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリールチオ基、または置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基であり、前記Ｑ６は、単結合、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルキレン基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニレン基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニレン基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキレン基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニレン基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレン基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレンオキシ基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレンチオ基、または置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基であり、
Ｌ１は、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレン基または置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基であり、
ａは、０〜３の整数である。
【００１４】
本発明の第２は、第１電極と、前記第１電極と対向した第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に介在する有機層と、を含み、前記有機層が、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含む、有機発光素子である。
【００１５】
本発明の第３は、ソース、ドレイン、ゲート及び活性層を含むトランジスタ、並びに前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含んだ有機発光素子を有し、前記有機発光素子の第１電極が、前記ソース及びドレインのうち一つと電気的に連結されてなる、平板表示装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の第１のヘテロ環化合物によれば、既存のホスト材料より発光効率及び素子寿命（安定性）に優れたヘテロ環化合物が提供される。また、本発明の第２による有機発光素子によれば、前記ヘテロ環化合物を発光材料として用い、駆動電圧が低く、高効率、長寿命である有機発光素子が提供される。さらに、本発明の第３によれば、前記有機発光素子を含む平板表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態に係る有機発光素子の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明の構成要件及び実施の形態等について以下に詳細に説明するが、これらは本発明の実施態様の一例であり、これらの内容に限定されるものではない。
【００１９】
なお、本明細書において、ある基が「置換もしくは非置換」のものであるといった場合において、置換されたものであるときの置換基としては、例えば、重水素、ハロゲン原子（好ましくはフッ素原子または塩素原子）、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、Ｃ１−Ｃ３０アルキル基（好ましくはＣ１−Ｃ１２、より好ましくはＣ１−Ｃ８、更に好ましくはＣ１−Ｃ４）、Ｃ２−Ｃ３０アルケニル基（好ましくはＣ２−Ｃ１２、より好ましくはＣ２−Ｃ８、更に好ましくはＣ２−Ｃ４）、Ｃ２−Ｃ３０アルキニル基（好ましくはＣ２−Ｃ１２、より好ましくはＣ２−Ｃ８、更に好ましくはＣ２−Ｃ４）、Ｃ１−Ｃ３０アルコキシ基（好ましくはＣ１−Ｃ１２、より好ましくはＣ１−Ｃ８、更に好ましくはＣ１−Ｃ４）、Ｃ３−Ｃ３０シクロアルキル基（好ましくはＣ３−Ｃ１２、より好ましくはＣ３−Ｃ８、更に好ましくはＣ３−Ｃ６）、Ｃ３−Ｃ３０シクロアルケニル基（好ましくはＣ３−Ｃ１２、より好ましくはＣ３−Ｃ８、更に好ましくはＣ３−Ｃ６）、Ｃ６−Ｃ３０アリール基（好ましくはＣ６−Ｃ１８、より好ましくはＣ６−Ｃ１２、更に好ましくはＣ６−Ｃ１０）、Ｃ２−Ｃ３０ヘテロアリール基（好ましくはＣ２−Ｃ１２、より好ましくはＣ２−Ｃ１０、更に好ましくはＣ２−Ｃ６）、カルボン酸基及びその塩、スルホン酸基及びその塩、及びリン酸基及びその塩、−Ｎ（Ｑ１１）（Ｑ１２）、及びＳｉ（Ｑ１３）（Ｑ１４）（Ｑ１５）（Ｑ１６）−（ここで、Ｑ１１〜Ｑ１６は以下で詳述するＱ１〜Ｑ６と同様に定義される）からなる群から選択される置換基である。
【００２０】
本明細書において、「非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基」（または、Ｃ１−Ｃ３０アルキル基）の具体的な例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ｉｓｏ−アミル基、ヘキシル基のようなＣ１−Ｃ３０の直鎖型または分枝型アルキル基を挙げることができる。「置換されたＣ１−Ｃ３０アルキル基」は、Ｃ１−Ｃ３０アルキル基のうち少なくとも一つ以上の水素が、上記の置換基で置換されたものである。
【００２１】
本明細書において、「非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基」（または、Ｃ２−Ｃ３０アルケニル基）は、前記非置換のＣ２−Ｃ３０アルキル基の中間か最末端に、一つ以上の炭素二重結合を含んでいるものを意味し、その例としては、エテニル基、プロフェニル基またはブテニル基などがある。「置換されたＣ２−Ｃ３０アルケニル基」は、Ｃ２−Ｃ３０アルケニル基のうち少なくとも一つ以上の水素が、上記の置換基で置換されたものである。
【００２２】
本明細書において、「非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基」（または、Ｃ２−Ｃ３０アルキニル基）は、前記定義されたようなＣ２−Ｃ３０アルキル基の中間か最末端に、一つ以上の炭素三重結合を含んでいるものを意味し、その例としては、エチニル（ethynyl）基またはプロピニル（propynyl）基などがある。「置換されたＣ２−Ｃ３０アルキニル基」は、Ｃ２−Ｃ３０アルキニル基のうち少なくとも一つ以上の水素が、上記の置換基で置換されたものである。
【００２３】
本明細書において、「非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基」（または、Ｃ１−Ｃ３０アルコキシ基）は、−ＯＡ（ただし、Ａは、前述のような非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基）の化学式を有し、その具体的な例として、メトキシ基、エトキシ基またはイソプロピルオキシ基などがある。「置換されたＣ１−Ｃ３０アルコキシ基」は、Ｃ１−Ｃ３０アルコキシ基のうち少なくとも一つ以上の水素が、上記の置換基で置換されたものである。
【００２４】
本明細書において、「非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキル基」（または、Ｃ３−Ｃ３０シクロアルキル基）は、環状のアルキル基であって、その具体的な例として、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基及びシクロオクチル基などがある。「置換されたＣ３−Ｃ３０シクロアルキル基」は、Ｃ３−Ｃ３０シクロアルキル基のうち少なくとも一つ以上の水素が、上記の置換基で置換されたものである。
【００２５】
本明細書において、「非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基」（または、Ｃ３−Ｃ３０シクロアルケニル基）は、一つ以上の炭素二重結合を有するが、芳香族環ではない環状不飽和炭化水素原子基を指すものであり、その具体的な例として、シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、１，３−シクロヘキサジエニル基、１，４−シクロヘキサジエニル基、２，４−シクロヘプタジエニル基、１，５−シクロオクタジエニル基などがある。「置換されたＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基」は、Ｃ３−Ｃ３０シクロアルケニル基のうち少なくとも一つ以上の水素が、上記の置換基で置換されたものである。
【００２６】
本明細書において、「非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基」は、一つ以上の芳香族環を含むＣ６−Ｃ６０炭素環芳香族系を有する一価（monovalent）基を意味し、「非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレン基」は、一つ以上の芳香族環を含むＣ６−Ｃ６０炭素環芳香族系を有する二価（divalent）基を意味する。前記アリール基及びアリーレン基が２以上の環を含む場合、２以上の環は、互いに融合されていてもよい（fused）。「置換されたＣ６−Ｃ３０アリール基」は、Ｃ６−Ｃ３０アリール基のうち少なくとも一つ以上の水素が、上記の置換基で置換されたものであり、「置換されたＣ６−Ｃ３０アリーレン基」は、Ｃ６−Ｃ３０アリーレン基のうち少なくとも一つ以上の水素が、上記の置換基で置換されたものである。
【００２７】
本明細書において、非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基は、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳから選択された１個以上のヘテロ原子を含み、残りの環原子がＣである一つ以上の芳香族環からなる系を有する一価基を意味し、非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基は、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳから選択された１個以上のヘテロ原子を含み、残りの環原子がＣである一つ以上の芳香族環からなる系を有する二価基を意味する。ここで、ヘテロアリール基及びヘテロアリーレン基が２以上の環を含む場合、２以上の環は、互いに融合されていてもよい。置換されたＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基は、Ｃ２−Ｃ３０ヘテロアリール基のうち少なくとも一つ以上の水素が、上記の置換基で置換されたものであり、置換されたＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基は、Ｃ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基のうち少なくとも一つ以上の水素が、上記の置換基で置換されたものである。
【００２８】
置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリールオキシ基は、ＯＡ２（ここで、Ａ２は、前記置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基）を示し、前記置換もしくは非置換のＣ５−Ｃ３０アリールチオ基は、ＯＡ３（ここで、Ａ３は、前記置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基）を示す。
【００２９】
また、本明細書で別途の定義がない限り、「ヘテロ」とは、Ｎ、Ｏ、ＳまたはＰから選択されたヘテロ原子を１個以上含有することを意味する。
【００３０】
＜ヘテロ環化合物＞
本発明の第１により、下記化学式１で表されるヘテロ環化合物が提供される：
【００３１】
【化２】
2013159612.tif 000004
【００３２】
前記化学式１中、
Ｘ１は、ＣＲ１１またはＮであり、
Ｘ２は、Ｃ（Ｒ１２）（Ｒ１３）、ＮＲ１４、ＳまたはＯであり、
Ｘ３及びＸ４は互いに独立して、ＣＲ１５またはＮであり、
Ｒ１〜Ｒ５及びＲ１１〜Ｒ１５は互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、カルボン酸基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、または置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基であり、
Ａｒ１は、水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、カルボン酸基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリールチオ基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基、−Ｎ（Ｑ１）（Ｑ２）、またはＳｉ（Ｑ３）（Ｑ４）（Ｑ５）（Ｑ６）−であり、
Ｌ１は、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレン基及び置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基であり、
ａは、０〜３の整数である。
【００３３】
ただし、Ｒ１５が複数個存在する場合、複数個のＲ１５は、互いに同一であるか、あるいは異なっていてもよい。ａが２または３であるとき、Ｌ１が複数個存在し、当該複数個のＬ１は、互いに同一であるか、あるいは異なってもよい。一方、ａが０である場合、Ｌ１は、単結合を示す。
【００３４】
前記−Ｎ（Ｑ１）（Ｑ２）及びＳｉ（Ｑ３）（Ｑ４）（Ｑ５）（Ｑ６）−において、Ｑ１〜Ｑ２およびＱ３〜Ｑ５は互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、カルボン酸基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリールチオ基、または置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基である。また、Ｑ６は、単結合、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルキレン基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニレン基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニレン基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキレン基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニレン基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレン基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレンオキシ基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレンチオ基、または置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基である。なお、「Ｓｉ（Ｑ３）（Ｑ４）（Ｑ５）（Ｑ６）−」は、「−（Ｑ６）Ｓｉ（Ｑ３）（Ｑ４）（Ｑ５）」とも記載される。
【００３５】
前記化学式１で表されるヘテロ環化合物は、ヘテロ環を含む剛直な(rigid)４つの環構造（すなわち、下記化学式Ｉの構造）が主骨格をなし、フェナントレニル基、トリフェニレニル基、カルバゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ジベンゾチオフェニル基またはテトラフェニルシラニル基などの官能基（すなわち、Ａｒ１）が、連結基Ｌ１を介して、前記骨格（化学式Ｉの骨格）に結合した構造を有し、かような構造によって、高いガラス転移温度（Ｔｇ）と融点とを有する。
【００３６】
【化３】
2013159612.tif 000005
【００３７】
したがって、本発明の化合物は、安定性（特に、熱的安定性）に優れており、その結果、有機発光素子の寿命を長くすることができる。さらに、本発明の上記化学式１に係る化合物は、熱的安定性に優れ、有機発光素子のホスト材料として用いた際、既存のホスト材料に比べて、発光効率が良好であり、材料の寿命特性に優れる。また、本発明の化合物は適切な色座標を有する。
【００３８】
前記ヘテロ環化合物は、化学式１において、Ｘ４がＣＲ６であると好ましい。すなわち、前記ヘテロ環化合物は、下記化学式２で表されるヘテロ環化合物であると好ましい。
【００３９】
【化４】
2013159612.tif 000006
【００４０】
前記化学式２中、Ｒ１〜Ｒ６は互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、カルボン酸基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、または置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基であり、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ａｒ１、Ｌ１及びａは、前記化学式１で定義した通りである。
【００４１】
前記化学式１で表されるヘテロ環化合物は、化学式１において、Ｘ１及びＸ３がＣＨであり、Ｘ２がＳであり、Ｘ４がＣＲ６であると好ましい。すなわち、前記ヘテロ環化合物は、下記化学式３で表されるヘテロ環化合物であると好ましい。
【００４２】
【化５】
2013159612.tif 000007
【００４３】
前記化学式１で表されるヘテロ環化合物は、化学式１において、Ｘ１がＣＨであり、Ｘ２がＳであり、Ｘ３がＮであり、Ｘ４がＣＲ６であると好ましい。すなわち、前記ヘテロ環化合物は、下記化学式４で表されるヘテロ環化合物であると好ましい。
【００４４】
【化６】
2013159612.tif 000008
【００４５】
前記化学式１で表されるヘテロ環化合物は、化学式１において、Ｘ１がＮであり、Ｘ２がＣＨ２であり、Ｘ３がＮであり、Ｘ４がＣＲ６であると好ましい。すなわち、前記ヘテロ環化合物は、下記化学式５で表されるヘテロ環化合物であると好ましい。
【００４６】
【化７】
2013159612.tif 000009
【００４７】
前記化学式１で表されるヘテロ環化合物は、化学式１において、Ｘ１がＮであり、Ｘ２がＣＨ２であり、Ｘ３がＣＨであり、Ｘ４がＣＲ６であると好ましい。すなわち、前記ヘテロ環化合物は、下記化学式６で表されるヘテロ環化合物であると好ましい。
【００４８】
【化８】
2013159612.tif 000010
【００４９】
前記化学式３〜６中、Ｒ１〜Ｒ６は互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、カルボン酸基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、または置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基であり、
Ａｒ１、Ｌ１及びａは、前記化学式１で定義した通りである。
【００５０】
前記化学式１中、ヘテロ環化合物の骨格に結合されたＲ１〜Ｒ５及びＲ１１〜Ｒ１５は互いに独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、または置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基である。
【００５１】
これらの中でも、前記Ｒ１〜Ｒ６は互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、カルボン酸基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ１０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ１０アルキニル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ１０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ３−Ｃ１０シクロアルケニル基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ２０アリール基、または置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ２０ヘテロアリール基であると好ましい。上記置換基は、例えば、前記Ｒ１〜Ｒ５及びＲ１１〜Ｒ１５は互いに独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のメチル基、置換もしくは非置換のエチル基、置換もしくは非置換のｎ−プロピル基、置換もしくは非置換のｉ−プロピル基、置換もしくは非置換のｎ−ブチル基、置換もしくは非置換のｉ−ブチル基、置換もしくは非置換のｓｅｃ−ブチル基、置換もしくは非置換のｔ−ブチル基、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、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アントリル基、置換もしくは非置換のフェナントレニル基、置換もしくは非置換のピレニル基、置換もしくは非置換のインドリル基、置換もしくは非置換のインデニル基、置換もしくは非置換のフルオレニル基、または置換もしくは非置換のカルバゾリル基であると好ましい。さらに、上記の中でも、前記Ｒ１〜Ｒ６は、水素であると特に好ましい。
【００５２】
前記化学式１中、ヘテロ環化合物の骨格に、連結基Ｌ１を経て結合されたＡｒ１は、水素、重水素、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ２０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリールオキシ基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリールチオ基、置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基、−Ｎ（Ｑ１）（Ｑ２）、またはＳｉ（Ｑ３）（Ｑ４）（Ｑ５）（Ｑ６）−であると好ましい。ここで、Ｑ１〜Ｑ２及びＱ３〜Ｑ５は互いに独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、または置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基であり、前記Ｑ６は、単結合、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ３０アルキレン基、置換もしくは非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレン基、または置換もしくは非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基である。
【００５３】
例えば、前記Ａｒ１は、水素、重水素、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ１−Ｃ２０アルコキシ基、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ペンタレニル（pentalenyl）基、置換もしくは非置換のインデニル（indenyl）基、置換もしくは非置換のナフチル（naphtyl）基、置換もしくは非置換のアズレニル（azulenyl）基、置換もしくは非置換のヘプタレニル（heptalenyl）基、置換もしくは非置換のインダセニル（indacenyl）基、置換もしくは非置換のアセナフチル（acenaphtyl）基、置換もしくは非置換のフルオレニル（fluorenyl）基、置換もしくは非置換のスピロフルオレニル（spirofluorenyl）基、置換もしくは非置換のフェナレニル（phenalenyl）基、置換もしくは非置換のフェナントレニル（phenanthrenyl）基、置換もしくは非置換のアントリル（anthryl）基、置換もしくは非置換のフルオランテニル（fluoranthenyl）基、置換もしくは非置換のトリフェニレニル（triphenylenyl）基、置換もしくは非置換のピレニル（pyrenyl）基、置換もしくは非置換のクリセニル（chrysenyl）基、置換もしくは非置換のナフタセニル（naphthacenyl）基、置換もしくは非置換のピセニル（picenyl）基、置換もしくは非置換のペリレニル（perylenyl）基、置換もしくは非置換のペンタフェニル（pentaphenyl）基、置換もしくは非置換のヘキサセニル（hexacenyl）基、置換もしくは非置換のピロリル（pyrrolyl）基、置換もしくは非置換のイミダゾリル（imidazolyl）基、置換もしくは非置換のピラゾリル（pyrazolyl）基、置換もしくは非置換のピリジニル（pyridinyl）基、置換もしくは非置換のピラジニル（pyrazinyl）基、置換もしくは非置換のピリミジニル（pyrimidinyl）基、置換もしくは非置換のピリダジニル（pyridazinyl）基、置換もしくは非置換のイソインドリル（isoindolyl）基、置換もしくは非置換のインドリル（indolyl）基、置換もしくは非置換のインダゾリル（indazolyl）基、置換もしくは非置換のプリニル（purinyl）基、置換もしくは非置換のキノリニル（quinolinyl）基、置換もしくは非置換のベンゾキノリニル（benzoquinolinyl）基、置換もしくは非置換のフタラジニル（phthalazinyl）基、置換もしくは非置換のナフチリジニル（naphthyridinyl）基、置換もしくは非置換のキノキサリニル（quinoxalinyl）基、置換もしくは非置換のキナゾリニル（quinazolinyl）基、置換もしくは非置換のシンノリニル（cinnolinyl）基、置換もしくは非置換のカルバゾリル（carbazolyl）基、置換もしくは非置換のフェナントリジニル（phenanthridinyl）基、置換もしくは非置換のアクリジニル（acridinyl）基、置換もしくは非置換のフェナントロリニル（phenanthrolinyl）基、置換もしくは非置換のフェナジニル（phenazinyl）基、置換もしくは非置換のベンゾオキサゾリル（benzooxazolyl）基、置換もしくは非置換のベンゾイミダゾリル（benzoimidazolyl）基、置換もしくは非置換のフラニル（furanyl）基、置換もしくは非置換のベンゾフラニル（benzofuranyl）基、置換もしくは非置換のチオフェニル（thiophenyl）基、置換もしくは非置換のベンゾチオフェニル（benzothiophenyl）基、置換もしくは非置換のチアゾリル（thiazolyl）基、置換もしくは非置換のイソチアゾリル（isothiazolyl）基、置換もしくは非置換のベンゾチアゾリル基（benzothiazolyl）、置換もしくは非置換のイソオキサゾリル（isoxazolyl）基、置換もし��は非置換のオキサゾリル（oxazolyl）基、置換もしくは非置換のトリアゾリル（triazolyl）基、置換もしくは非置換のテトラゾリル（tetrazolyl）基、置換もしくは非置換のオキサジアゾリル（oxadiazolyl）基、置換もしくは非置換のトリアジニル（triazinyl）基、置換もしくは非置換のジベンゾプラニル（dibenzopuranyl）基、置換もしくは非置換のジベンゾチオフェニル（dibenzothiophenyl）基、置換もしくは非置換のベンゾカルバゾリル（benzocarbazolyl）基、または置換もしくは非置換のテトラフェニルシラニル（tetraphenylsilanyl）基であると好ましい。
【００５４】
前記化学式１でＡｒ１は、置換もしくは非置換のフェナントレニル（phenanthrenyl）基、置換もしくは非置換のトリフェニレニル（triphenylenyl）基、置換もしくは非置換のカルバゾリル（carbazolyl）基、置換もしくは非置換のベンゾイミダゾリル（benzoimidazolyl）基、置換もしくは非置換のベンゾチオフェニル（benzothiophenyl）基、または置換もしくは非置換のテトラフェニルシラニル（tetraphenylsilanyl）基であると好ましく、置換もしくは非置換のカルバゾリル（carbazolyl）基、置換もしくは非置換のベンゾイミダゾリル（benzoimidazolyl）基、置換もしくは非置換のベンゾチオフェニル（benzothiophenyl）基、または置換もしくは非置換のテトラフェニルシラニル（tetraphenylsilanyl）基であるとより好ましい。
【００５５】
前記化学式１でＡｒ１は、下記化学式７−１〜７−１２のいずれかで表されるものであると好ましい：
【００５６】
【化９】
2013159612.tif 000011
【００５７】
前記化学式７−１〜７−１２中、Ｚ１１〜Ｚ１４は互いに独立して、水素；重水素；ハロゲン；ヒドロキシル基；シアノ基；ニトロ基；アミノ基；アミジノ基；ヒドラジン基；ヒドラゾン基；カルボン酸基及びその塩；スルホン酸基及びその塩；リン酸基及びその塩；Ｃ１−Ｃ１０アルキル基；Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基；重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基及びその塩、スルホン酸基及びその塩、及びリン酸基及びその塩からなる群から選択された１種以上の置換基で置換されたＣ１−Ｃ１０アルキル基、またはＣ１−Ｃ１０アルコキシ基；フェニル基；ナフチル基；フルオレニル基；フェナントレニル基；アントリル基；ピレニル基；クリセニル基；重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基及びその塩、スルホン酸基及びその塩、リン酸基及びその塩、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、及びＣ１−Ｃ１０アルコキシ基からなる群から選択された１種以上の置換基で置換されたフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、フェナントレニル基、アントリル基、ピレニル基、またはクリセニル基；インドリル基；ベンゾイミダゾリル基；カルバゾリル基；イミダゾリル基；イミダゾリニル基；イミダゾピリジニル基；イミダゾピリミジニル基；ピリジニル基；ピリミジニル基；トリアジニル基；キノリニル基；重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基及びその塩、スルホン酸基及びその塩、リン酸基及びその塩、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、フェニル基、及びナフチル基からなる群から選択された一つ以上の置換基で置換されたインドリル基、ベンゾイミダゾリル基、カルバゾリル基、イミダゾリル基、イミダゾリニル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、またはキノリニル基であり、
ｐ、ｑ、ｒ及びｓは互いに独立して、１〜５の整数である。なお、上記ｐ、ｑ、ｒ及びｓの上限数は、Ｚ１１〜Ｚ１４がそれぞれ置換されるベンゼン環上に置換可能な数の上限を示すものとする。たとえば、化学式７−１において、Ｚ１１の数「ｐ」の上限は４であり、化学式７−２において、Ｚ１１の数「ｐ」の上限は３である。さらに例示すると、化学式７−３において、Ｚ１３の数「ｒ」の上限は４であり、化学式７−１０において、Ｚ１３の数「ｒ」の上限は１であり、化学式７−１２において、Ｚ１３の数「ｒ」の上限は２である。
【００５８】
ただし、Ｚ１１〜Ｚ１４について、Ｚ１１〜Ｚ１４がそれぞれ複数個（置換可能な価数の上限数分）存在する。当該複数個のＺ１１〜Ｚ１４は、互いに同一であるか、あるいは異なってもよい。また、記号＊は、Ｌ１との結合サイトを示す。
【００５９】
前記化学式１でＡｒ１は、上記化学式７−１、７−３〜７−５、７−１１および７−１２が好ましく、Ｚ１１〜Ｚ１４は、水素；重水素；ハロゲン；ヒドロキシル基；シアノ基；ニトロ基；アミノ基；Ｃ１−Ｃ１０アルキル基；Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基；重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基及びその塩、スルホン酸基及びその塩、及びリン酸基及びその塩からなる群から選択された１種以上の置換基で置換されたＣ１−Ｃ１０アルキル基、またはＣ１−Ｃ１０アルコキシ基；フェニル基が好ましく、特に、水素であると好ましい。
【００６０】
例えば、前記化学式１でＡｒ１は、下記化学式８−１〜８−２０のいずれかで表されるものであると好ましい：
【００６１】
【化１０】
2013159612.tif 000012
【００６２】
【化１１】
2013159612.tif 000013
【００６３】
前記化学式８−１〜８−２０中、Ｚ２１は、水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基及びその塩、スルホン酸基及びその塩、リン酸基及びその塩、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、フェナントレニル基、アントリル基、ピレニル基、クリセニル基、インドリル基、ベンゾイミダゾリル基、カルバゾリル基、イミダゾリル基、イミダゾリニル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基またはキノリニル基である。ただし、記号＊は、Ｌ１との結合サイトを示す。
【００６４】
前記化学式１でＡｒ１は、上記化学式８−１、８−７〜８−１０、８−１２および８−１６が好ましい。
【００６５】
前記化学式１で、ヘテロ環化合物の骨格とＡｒ１は、連結基Ｌ１を経て結合される。前記Ｌ１は、置換もしくは非置換のフェニレン(phenylene)基、置換もしくは非置換のビフェニレン(biphenylene, diphenylene)基、置換もしくは非置換のペンタレニレン（pentalenylene）基、置換もしくは非置換のインデニレン（indenylene）基、置換もしくは非置換のナフチレン（naphthylene）基、置換もしくは非置換のアズレニレン（azulenylene）基、置換もしくは非置換のヘプタレニレン（heptalenylene）基、置換もしくは非置換のインダセニレン（indacenylene）基、置換もしくは非置換のアセナフチレン（acenaphthylene）基、置換もしくは非置換のフルオレニレン（fluorenylene）基、置換もしくは非置換のフェナレニレン（phenalenylene）基、置換もしくは非置換のフェナントレニレン（phenanthrenylene）基、置換もしくは非置換のアントリレン（anthrylene）基、置換もしくは非置換のフルオランテニレン（fluoranthenylene）基、置換もしくは非置換のトリフェニレニレン（triphenylenylene）基、置換もしくは非置換のピレニレン（pyrenylene）基、置換もしくは非置換のクリセニレン（chrysenylene）基、置換もしくは非置換のナフタセニレン（naphthacenylene）基、置換もしくは非置換のピセニレン（picenylene）基、置換もしくは非置換のペリレニレン（perylenylene）基、置換もしくは非置換のペンタフェニレン（pentaphenylene）基、置換もしくは非置換のヘキサセニレン（hexacenylene）基、置換もしくは非置換のピロリレン（pyrrolylene）基、置換もしくは非置換のピラゾリレン（pyrazolylene）基、置換もしくは非置換のイミダゾリレン（imidazolylene）基、置換もしくは非置換のイミダゾリニレン（imidazolinylene）基、置換もしくは非置換のイミダゾピリジニレン（imidazopyridinylene）基、置換もしくは非置換のイミダゾピリミジニレン（imidazopyrimidinylene）基、置換もしくは非置換のピリジニレン（pyridinylene）基、置換もしくは非置換のフェニレンピリジニレン(phenylene- pyridinylene)基、置換もしくは非置換のピラジニレン（pyrazinylene）基、置換もしくは非置換のピリミジニレン（pyrimidinylene）基、置換もしくは非置換のインドリレン（indolylene）基、置換もしくは非置換のプリニレン（purinylene）基、置換もしくは非置換のキノリニレン（quinolinylene）基、置換もしくは非置換のフタラジニレン（phthalazinylene）基、置換もしくは非置換のインドリジニレン（indolizinylene）基、置換もしくは非置換のナフチリジニレン（naphthyridinylene）基、置換もしくは非置換のキナゾリニレン（quinazolinylene）基、置換もしくは非置換のシンノリニレン（cinnolinylene）基、置換もしくは非置換のインダゾリレン（indazolylene）基、置換もしくは非置換のカルバゾリレン（carbazolylene）基、置換もしくは非置換のフェナジニレン（phenazinylene）基、置換もしくは非置換のフェナントリジニレン（phenanthridinylene）基、置換もしくは非置換のピラニレン（pyranylene）基、置換もしくは非置換のクロメニレン（chromenylene）基、置換もしくは非置換のフラニレン（furannylene）基、置換もしくは非置換のベンゾフラニレン（benzofuranylene）基、置換もしくは非置換のチオフェニレン（thiophenylene）基、置換もしくは非置換のベンゾチオフェニレン（benzothiophenylene）基、置換もしくは非置換のイソチアゾリレン（isothiazolylene）基、置換もしくは非置換のベンゾイミダゾリレン（benzoimidazolylene）基、置換もしくは非置換のイソキサゾリレン（isoxazolylene）基、置換もしくは非置換のジベンゾチオフェニレン（dibenzothiophenylene）基、置換もしくは非置換のジベンゾプラニレン（dibenzopuranylene）基、置換もしくは非置換のトリアジニレン（triazinylene）基、または置換もしくは非置換のオキサジアゾリレン（oxadiazolylene）基である。
【００６６】
なお、「フェニレンピリジニレン(phenylene-pyridinylene)基」とは、フェニレン基とピリジニレン基が互いに結合しており、フェニレン基とピリジニレン基においてそれぞれ一つずつ結合手を有する構造であるものとする。
【００６７】
前記化学式１でＬ１は、フェニレン(phenylene)基、置換もしくは非置換のビフェニレン(biphenylene)基、置換もしくは非置換のピリジニレン（pyridinylene）基、置換もしくは非置換のフェニレンピリジニレン(phenylene-pyridinylene)基であると好ましい。
【００６８】
上記連結基の中でも、前記化学式１でＬ１は、下記化学式９−１〜９−１７で表されるものであると好ましい：
【００６９】
【化１２】
2013159612.tif 000014
【００７０】
【化１３】
2013159612.tif 000015
【００７１】
前記化学式９−１〜９−１７中、＊は、Ｎとの結合サイトであり、＊＊は、Ａｒ１との結合サイトである。
【００７２】
前記化学式１でＡｒ１は、上記化学式９−１、９−３、９−５〜９−７および９−１０〜９−１１が好ましい。
【００７３】
上記の中でも、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物は、例えば、下記化合物１〜４８のいずれかであると好ましいが、これらに限定されるものではない。なお、以下では、各化合物を下記番号で規定する。
【００７４】
【化１４】
2013159612.tif 000016
【００７５】
【化１５】
2013159612.tif 000017
【００７６】
【化１６】
2013159612.tif 000018
【００７７】
【化１７】
2013159612.tif 000019
【００７８】
前記化学式１で表示されるヘテロ環化合物は、公知の有機合成方法を利用して合成されもする。前記ヘテロ環化合物の合成方法は、後述する実施例を参照して、本発明が属する技術分野で当業者に容易に認識されるものである。
【００７９】
＜有機発光素子＞
前記化学式１で表されるヘテロ環化合物は、上記の通り、安定性に優れている。したがって、当該ヘテロ化合物を含む有機発光素子は、保管時及び／または駆動時に、有機層間、有機層内部、及び／または発光層と金属電極との間で、発生するジュール熱に対して優れた耐熱性を有する。従って、前記ヘテロ環化合物を採用した有機発光素子は、時間を経ても、高温環境下で熱的安定性が維持され、高い耐久性と長寿命とを有する。
【００８０】
前記化学式１で表されるヘテロ環化合物は、有機発光素子の１対の電極間に含まれうる。例えば、前記ヘテロ環化合物は、発光層、アノードと発光層との間の層（例えば、正孔注入層、正孔輸送層、または正孔注入能及び正孔輸送能を同時に行う機能層）、及び／またはカソードと発光層との間の層（例えば、電子注入層、電子輸送層、または電子注入能及び電子輸送能を同時に行う機能層）に含まれうる。
【００８１】
本発明の他の第２によって、第１電極と、前記第１電極と対向した第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に介在する有機層と、を含み、前記有機層が、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含む、有機発光素子が提供される。
【００８２】
本明細書において、「有機層」の語は、有機発光素子において、第１電極と第２電極との間に介在された単一及び／または複数の層を示すものである。
【００８３】
本明細書において、「（有機層が）前記化学式１で表示されたヘテロ環化合物を含む」というのは、「（有機層が）前記化学式１の範疇に属する１種のヘテロ環化合物、または前記化学式１の範疇に属する互いに異なる２種以上のヘテロ環化合物を含む」ということと解釈される。
【００８４】
前記有機層は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する機能層、バッファ層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、並びに電子輸送能及び電子注入能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層を含んでもよい。
【００８５】
前記有機層は、正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層を含み、前記正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層には、前記ヘテロ環化合物が含まれてもよい。
【００８６】
前記有機層は、電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入能及び電子輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層を含み、前記電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入能及び電子輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層には、前記ヘテロ環化合物が含まれてもよい。
【００８７】
前記有機層は、発光層を含み、前記発光層には、前記ヘテロ環化合物が含まれてもよい。
【００８８】
前記発光層に含まれた前記ヘテロ環化合物は、リン光ホストとして機能しうる。前記発光層に含まれた前記ヘテロ環化合物は、赤色光、緑色光または青色光を放出するリン光ホストの役割を担い、特に、緑色光のリン光ホストとして有用である。
【００８９】
本発明の第２による有機発光素子は、前記ヘテロ環化合物を含んでいるため、駆動電圧が低く、発光効率に優れており、長寿命であるだけでなく、電力効率が上昇し、その結果、消費電力が改善される。
【００９０】
以下、図１を参照して、一実施形態による有機発光素子の構造及び製造方法について説明するが、前記有機発光素子は、図１に限定されるものではない。
【００９１】
図１は、一実施形態による有機発光素子１０の断面図を概略的に示したものである。
【００９２】
基板１１としては、一般的な有機発光素子に使用される基板を用いることができ、機械的強度、熱的安定性、透明性、表面平滑性、取り扱い容易性及び防水性にすぐれるガラス基板または透明プラスチック基板が好適に用いられる。
【００９３】
第１電極１３は、基板１１上部に、第１電極形成物質を用いて、蒸着法またはスパッタリング法などを利用して形成される。第１電極１３がアノードである場合、正孔注入が容易なように、第１電極形成物質は、大きい仕事関数を有する物質から選択されると好ましい。第１電極１３は、反射型電極または透過型電極であってもよい。第１電極形成物質としては、透明であって伝導性にすぐれる酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）または酸化亜鉛（ＺｎＯ）などを利用することができる。または、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム：リチウム（Ａｌ：Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、銀：酸化インジウムスズ（Ａｇ：ＩＴＯ）、マグネシウム：インジウム（Ｍｇ：Ｉｎ）またはマグネシウム：銀（Ｍｇ：Ａｇ）などを利用して、第１電極１３を反射型電極として形成することもできる。第１電極１３は、単一層または２層以上の多層構造とすることができる。例えば、第１電極１３は、ＩＴＯ：Ａｇ：ＩＴＯの３層構造とすることができるが、これに限定されるものではない。
【００９４】
第１電極１３の上部には、有機層１５が形成されている。有機層１５は、正孔注入層（図示せず）、正孔輸送層（図示せず）、バッファ層（図示せず）、発光層１６、電子輸送層（図示せず）及び電子注入層（図示せず）を含んでいてもよい。
【００９５】
正孔注入層（ＨＩＬ）は、第１電極１３の上部に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ（Langmuir-Blodgett）法のような多様な方法を利用して形成される。真空蒸着法によって正孔注入層を形成する場合、その蒸着条件は、正孔注入層の材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層の構造及び熱的特性などによって異なるが、例えば、蒸着温度約１００〜約５００℃、真空度約１０−８〜約１０−３ｔｏｒｒ（１．３×１０−６〜０．１３Ｐａ）、蒸着速度約０．０１〜約１００Å／ｓｅｃの範囲で選択されるが、これらに限定されるものではない。スピンコーティング法によって正孔注入層を形成する場合、そのコーティング条件は、正孔注入層の材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層の構造及び熱的特性によって異なるが、約２，０００ｒｐｍ〜約５，０００ｒｐｍのコーティング速度、コーティング後の溶媒除去のための熱処理温度は、約８０℃〜２００℃の温度範囲で選択されるが、これらに限定されるものではない。正孔注入層の形成材料としては、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物及び公知の正孔注入層形成材料のうち、少なくとも１種を用いることができる。公知の正孔注入層形成材料は、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−［４−（フェニル−ｍ−トリル−アミノ）−フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＤＮＴＰＤ）、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物、４，４’，４”−トリス［フェニル（ｍ−トリル）アミノ］トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、４，４’，４”−トリス｛Ｎ，Ｎジフェニルアミノ｝トリフェニルアミン（ＴＤＡＴＡ）、４，４'，４”−トリス（Ｎ，Ｎ−２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）、ポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸（Ｐａｎｉ／ＤＢＳＡ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／カンファースルホン酸（Ｐａｎｉ／ＣＳＡ）またはポリアニリン／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＡＮＩ／ＰＳＳ）などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。正孔注入層の厚みは、約１００Å〜約１０，０００Å、例えば、約１００Å〜約１，０００Åであってもよい。正孔注入層の厚みが前述のような範囲内である場合、実質的に駆動電圧が上昇することなく、満足すべき正孔注入特性を得ることができる。
【００９６】
次に、正孔注入層の上部に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような多様な方法を利用して、正孔輸送層（ＨＴＬ）を形成することができる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって正孔輸送層を形成する場合、その蒸着条件及びコーティング条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成条件とほぼ同一の条件範囲内で選択される。正孔輸送層の形成材料としては、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物、及び公知の正孔輸送層形成材料のうち少なくとも１種を用いることができる。公知の正孔輸送層形成材料としては、例えば、Ｎ−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾールなどのカルバゾール誘導体；Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、４，４’，４”−トリス−９−カルバゾリルトリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）またはＮ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。正孔輸送層の厚みは、約５０Å〜約２，０００Å、例えば、約１００Å〜約１５００Åであってもよい。正孔輸送層の厚みが前述のような範囲内である場合、実質的に駆動電圧が上昇することなく、満足すべき正孔輸送特性を得ることができる。
【００９７】
正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する機能層には、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物、正孔注入層の形成材料、及び正孔輸送層の形成材料のうち少なくとも１種が含まれてもよく、正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する機能層の厚みは、約５０Å〜約１０，０００Å、例えば、約１００Å〜約１，０００Åであってもよい。正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する機能層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的に駆動電圧が上昇することなく、満足すべき正孔注入特性及び正孔輸送特性を得ることができる。
【００９８】
正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層は、前述のような化学式１で表されるヘテロ環化合物、公知の正孔注入層形成材料、及び公知の正孔輸送層形成材料のうち少なくとも１種以外に、前記層の導電性などを向上させるために、電荷生成物質をさらに含んでもよい。
【００９９】
正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層と発光層１６との間には、バッファ層が介在していてもよい。バッファ層は、発光層１６から放出される光の波長による光学的共振距離を補償して効率を向上させる役割を果たすことができる。バッファ層は、公知の正孔注入層形成材料、正孔輸送層形成材料を含んでもよい。
【０１００】
次に、正孔輸送層、正孔注入能及び正孔輸送能を同時に有する機能層、またはバッファ層の上部に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような方法を利用して、発光層１６を形成することができる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって発光層１６を形成する場合、その蒸着条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成条件とほぼ同一の条件範囲内で選択される。
【０１０１】
発光層１６のホスト材料としては、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を使用することができる。または、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物以外に、公知のホスト材料をさらに含んでいてもよい。公知のホスト材料としては、Ａｌｑ３（トリス（８−キノリノラト）アルミニウム）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、ポリ（ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ）、４，４’，４”−トリス−９−カルバゾリルトリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、１，３，５−トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼン（ＴＰＢＩ）、３−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（ナフト−２−イル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）、Ｅ３、ジスチリルアリーレン（ＤＳＡ）または４，４’−ビス（９−カルバゾール）−２，２’−ジメチル−ビフェニル（ｄｍＣＢＰ）などを使用することができるが、これらに限定されるものではない。
【０１０２】
有機発光素子１０が、赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層のうち少なくとも１層を含む場合、発光層１６には、下記ドーパントを使用することができる（ｐｐｙ＝フェニルピリジン）。
【０１０３】
青色ドーパントとしては、公知の下記化合物を使用することができるが、これらに限定されるものではない。
【０１０４】
【化１８】
2013159612.tif 000020
【０１０５】
【化１９】
2013159612.tif 000021
【０１０６】
赤色ドーパントとしては、下記化合物を使用することができるが、これらに限定されるものではない。
【０１０７】
【化２０】
2013159612.tif 000022
【０１０８】
緑色ドーパントとしては、下記化合物を使用することができるが、これらに限定されるものではない。
【０１０９】
【化２１】
2013159612.tif 000023
【０１１０】
また、発光層１６のドーパントとしては、公知のＰｔ−錯体、Ｏｓ−錯体などを使用することができるが、これらに限定されるものではない。
【０１１１】
有機発光素子１０の発光層１６と；電子注入層、電子輸送層、並びに電子注入能及び電子輸送能を同時に有する機能層のうち少なくとも１層と；が前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含む場合、発光層１６が、公知のアリールアミン化合物を含んでいると好ましい。
【０１１２】
発光層１６がホスト及びドーパントを含む場合、ホストの含量は、一般的に、ドーパント約１００重量部を基準にして、約０．０１〜約２０重量部の範囲で選択されると好ましく、１〜１５重量部の範囲であるとより好ましいが、これ限定されるものではない。
【０１１３】
発光層１６の厚みは、約１００Å〜約１，０００Å、例えば、約２００Å〜約６００Åであってもよい。発光層１６の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的に駆動電圧が上昇することなく、優れた発光特性を示すことができる。
【０１１４】
次に、発光層１６の上部に、電子輸送層（ＥＴＬ）を、真空蒸着法、またはスピンコーティング法、キャスト法などの多様な方法を利用して形成する。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって電子輸送層を形成する場合、その条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成条件とほぼ同一の条件範囲内で選択される。電子輸送層の形成材料としては、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物、及び電子注入電極（カソード）から注入された電子を安定して輸送する機能を行う公知の電子輸送層形成材料のうち少なくとも１種を使用することができる。公知の電子輸送層形成材料としては、例えば、Ａｌｑ３、アルミニウム（ＩＩＩ）ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリン）−４−フェニルフェノレート（ＢＡｌｑ）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）ベリリウム（Ｂｅｂｑ２）のようなキノリン誘導体；１，２，４−トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）；９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ）、化合物２０１または化合物２０２のような材料を使用することができるが、これらに限定されるものではない。
【０１１５】
【化２２】
2013159612.tif 000024
【０１１６】
電子輸送層の厚みは、約１００Å〜約１，０００Å、例えば、約１５０Å〜約５００Åであってもよい。電子輸送層の厚みが前述のような範囲内である場合、実質的に駆動電圧が上昇することなく、満足すべき電子輸送特性を得ることができる。
【０１１７】
電子輸送層は、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物、及び公知の電子輸送層形成材料のうち少なくとも１種以外に、金属錯体をさらに含んでもよい。すなわち、前記電子輸送層が、電子輸送性材料及び金属錯体を含む態様であってもよい。前記金属錯体は、Ｌｉ錯体を含んでもよい。Ｌｉ錯体としては、例えば、８−ヒドロキシキノリノラトリチウム（Ｌｉｑ）または下記化合物２０３などを挙げることができる：
【０１１８】
【化２３】
2013159612.tif 000025
【０１１９】
電子輸送層の上部に、カソードから電子の注入を容易にする機能を有する電子注入層（ＥＩＬ）が積層される。電子注入層の形成材料としては、例えば、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ２ＯまたはＢａＯのような公知の電子注入層形成材料を使用することができる。電子注入層の蒸着条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成条件とほぼ同一の条件範囲内で選択される。電子注入層の厚みは、約１Å〜約１００Å、約３Å〜約９０Åであってもよい。電子注入層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的に駆動電圧が上昇することなく、満足すべき電子注入特性を得ることができる。
【０１２０】
有機層１５の上部には、第２電極１９が形成されている。前記第２電極は、電子注入電極であるカソードであり、このとき、第２電極形成物質としては、小さい仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物またはこれらの混合物を使用することができる。例えば、第２電極は、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム：リチウム（Ａｌ：Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム：インジウム（Ｍｇ：Ｉｎ）またはマグネシウム：銀（Ｍｇ：Ａｇ）などを薄膜に形成して透過型電極を得ることができる。一方、前面発光素子を得るために、ＩＴＯまたはＩＺＯを利用して、透過型電極を形成することができるなど、多様な変形が可能である。
【０１２１】
一方、発光層１６に、リン光ドーパントを使用する場合には、三重項励起子または正孔が電子輸送層に拡散する現象を防止するために、電子輸送層と発光層１６との間、または電子注入能及び電子輸送能を同時に有する機能層と発光層との間に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような方法を利用し、正孔阻止層（ＨＢＬ）を形成することができる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって正孔阻止層を形成する場合、その条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成とほぼ同一の条件範囲内となる。正孔阻止層は、公知の正孔阻止層形成材料を使って形成することができ、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体またはフェナントロリン誘導体などを使用することができるが、これらに限定されるものではない。例えば、下記のようなＢＣＰを使用して正孔阻止層を形成することができる。
【０１２２】
【化２４】
2013159612.tif 000026
【０１２３】
正孔阻止層の厚みは、約２０Å〜約１，０００Å、例えば、約３０Å〜約３００Åであってもよい。正孔阻止層の厚みが前述のような範囲内である場合、実質的に駆動電圧が上昇することなく、優れた正孔阻止特性を得ることができる。
【０１２４】
本発明の第３によって、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含む有機発光素子を含む平板表示装置が提供される。すなわち、本発明に係る前記平板表示装置は、ソース、ドレイン、ゲート及び活性層を含むトランジスタ、並びに前記有機発光素子を有し、前記有機発光素子の第１電極が、前記ソース及びドレインのうち一つと電気的に連結されている。トランジスタの活性層は、非晶質シリコン層、結晶質シリコン層、有機半導体層または酸化物半導体層などと、多様な変形が可能である。
【実施例】
【０１２５】
以下、合成例及び実施例を挙げ、一実施形態による有機発光素子について、さらに具体的に説明する。しかし、本発明は、下記の合成例及び実施例に限定されるものではない。
【０１２６】
まず、下記反応メカニズムによって中間体Ａ及びＢを合成した：
【０１２７】
【化２５】
2013159612.tif 000027
【０１２８】
（中間体Ａの合成）
２−ニトロナフタレン−１−イルボロン酸２０ｇ（１当量、０．０９２ｍｏｌ）及び３−ブロモチオフェン（３−bromothiophene）１８．３ｇ（１．２当量、０．１１ｍｏｌ）をフラスコに入れ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（Ｐｄ（ＰＰｈ３）４） ２．１２ｇ（０．０２当量、０．００１８４ｍｏｌ）を添加した。トルエン５５０ｍｌ及び２Ｍ Ｋ２ＣＯ３飽和溶液１００ｍｌを添加した後、５時間還流撹拌した。
【０１２９】
反応が終了した後、ＭＣ ５００ｍｌと蒸溜水２００ｍｌとで洗浄及び抽出した後、溶媒を除去した後で生成した固体をカラムクロマトグラフィで精製し、所望の中間体Ａ１８．８１ｇ（収率８０．１％）を収得した。
１Ｈ ＮＭＲ：７．２２（ｄ，１Ｈ）、７．７３（ｍ，３Ｈ）、８．０２（ｍ，４Ｈ）、９．０５（ｓ，１Ｈ）
（中間体Ｂの合成）
中間体Ａ ２０ｇ（１当量、０．０７８ｍｏｌ）、ＳｎＣｌ２・２Ｈ２Ｏ １２０ｇ（８００ｍｍｏｌ）、酢酸６００ｍＬ及び１Ｎ ＨＣｌ ７０ｍＬを入れ、８０℃で一晩撹拌した。反応溶媒を減圧蒸溜した後、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）とＥＡとに反応混合物を溶解させ、ＮａＨＣＯ３水溶液と食塩水（brine）とで洗浄した。無水ＭｇＳＯ４で水分を除去した後、減圧蒸溜した。ＭｅＯＨで再結晶させ、中間体Ｂ ８．２ｇ（収率４７％）を得た。
１Ｈ ＮＭＲ：７．２（ｓ，２Ｈ）、７．６７（ｍ，４Ｈ）、８．１６（ｔ，１Ｈ）、８．５４（ｔ，１Ｈ）、１０．１（Ｓ，１Ｈ ＮＨ）
（化合物１の合成）
中間体Ｂ １０ｇ（１当量、０．０４４ｍｏｌ）と９−（３−ブロモフェニル）−９Ｈ−カルバゾール１５．８７ｇ（１．１当量、０．０４９ｍｏｌ）とをそれぞれフラスコに入れ、１，２００ｍｌのトルエンと溶解させた。ここに、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）（Ｐｄ２（ｄｂａ）３） ０．８６ｇ（０．０２当量、０．０００８ｍｍｏｌ）、Ｎａ（ｔ−Ｂｕ）Ｏ ６．７５ｇ（１．２当量、０．０５２８ｍｏｌ）、Ｐ（ｔ−Ｂｕ）３ ０．２８ｇ（０．０８ｅａ、０．００３５ｍｍｏｌ）をそれぞれ添加した後、１２時間加熱撹拌した。反応が終了した反応溶液を、セライト（celite）を介して濾過した後、カラムクロマトグラフィを介して、最終化合物１を１４．７ｇ（収率＝７２％）得た。
Elemental Analysis for Ｃ３２Ｈ２０Ｎ２Ｓ：ｃａｌｃｄ Ｃ，８２．７３；Ｈ，４．３４；Ｎ，６．０３；Ｓ，６．９０
ＨＲＭＳ for Ｃ３２Ｈ２０Ｎ２Ｓ ［Ｍ］＋：ｃａｌｃｄ ４６４、found ４６３
（化合物３の合成）
中間体Ｂ １０ｇ（１当量、０．０４４ｍｏｌ）と９−（４’−ブロモビフェニル−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール１９．５１ｇ（１．１当量、０．０４９ｍｏｌ）とをそれぞれフラスコに入れ、１，２００ｍｌのトルエンと溶解させた。ここに、Ｐｄ２（ｄｂａ）３０．８６ｇ（０．０２当量、０．０００８ｍｍｏｌ）、Ｎａ（ｔ−Ｂｕ）Ｏ ６．７５ｇ（１．２当量、０．０５２８ｍｏｌ）、Ｐ（ｔ−Ｂｕ）３ ０．２８ｇ（０．０８ｅａ、０．００３５ｍｍｏｌ）をそれぞれ添加した後、１２時間加熱撹拌した。反応が終了した反応溶液を、セライトを介して濾過した後、カラムクロマトグラフィを介して、最終化合物３を１６．７７ｇ（収率＝７０．５％）得た。
Elemental Analysis for Ｃ３８Ｈ２４Ｎ２Ｓ：ｃａｌｃｄ Ｃ，８４．４１；Ｈ，４．４７；Ｎ，５．１８；Ｓ，５．９３
ＨＲＭＳ for Ｃ３８Ｈ２４Ｎ２Ｓ ［Ｍ］＋：ｃａｌｃｄ ５４０、found ５３９
（化合物５の合成）
中間体Ｂ １０ｇ（１当量、０．０４４ｍｏｌ）と（３’−ブロモビフェニル−３−イル）トリフェニルシラン２１．６２ｇ（１．１当量、０．０４９ｍｏｌ）とをそれぞれフラスコに入れ、１，２００ｍｌのトルエンと溶解させた。ここに、Ｐｄ２（ｄｂａ）３０．８６ｇ（０．０２当量、０．０００８ｍｍｏｌ）、Ｎａ（ｔ−Ｂｕ）Ｏ ６．７５ｇ（１．２当量、０．０５２８ｍｏｌ）及びＰ（ｔ−Ｂｕ）３ ０．２８ｇ（０．０８ｅａ、０．００３５ｍｍｏｌ）をそれぞれ添加した後、１２時間加熱撹拌した。反応が終了した反応溶液を、セライトを介して濾過した後、カラムクロマトグラフィを介して、最終化合物５を２１．１４ｇ（収率＝７５．８％）得た。
Elemental Analysis for Ｃ４４Ｈ３１ＮＳＳｉ：ｃａｌｃｄ Ｃ，８３．３７；Ｈ，４．９３；Ｎ，２．２１；Ｓ，５．０６；Ｓｉ，４．４３
ＨＲＭＳ for Ｃ４４Ｈ３１ＮＳＳｉ ［Ｍ］＋：ｃａｌｃｄ ６３３、found ６３２
（化合物８の合成）
中間体Ｂ １０ｇ（１当量、０．０４４ｍｏｌ）と２−（３’−ブロモビフェニル−３−イル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール２０．８４ｇ（１．１当量、０．０４９ｍｏｌ）とをそれぞれフラスコに入れ、１，２００ｍｌのトルエンと溶解させた。ここに、Ｐｄ２（ｄｂａ）３０．８６ｇ（０．０２当量、０．０００８ｍｍｏｌ）、Ｎａ（ｔ−Ｂｕ）Ｏ ６．７５ｇ（１．２当量、０．０５２８ｍｏｌ）及びＰ（ｔ−Ｂｕ）３ ０．２８ｇ（０．０８ｅａ、０．００３５ｍｍｏｌ）をそれぞれ添加した後、１２時間加熱撹拌した。反応が終了した反応溶液を、セライトを介して濾過した後、カラムクロマトグラフィを介して、最終化合物８を２０．０ｇ（収率＝８０．１％）得た。
Elemental Analysis for Ｃ３９Ｈ２５Ｎ３Ｓ：ｃａｌｃｄ Ｃ，８２．５１；Ｈ，４．４４；Ｎ，７．４０；Ｓ，５．６５
ＨＲＭＳ for Ｃ３９Ｈ２５Ｎ３Ｓ ［Ｍ］＋：ｃａｌｃｄ ５６７、found ５６６
（化合物１２の合成）
中間体Ｂ １０ｇ（１当量、０．０４４ｍｏｌ）と９−（３−（６−ブロモピリジン−２−イル）フェニル）−９Ｈ−カルバゾール１７．５６ｇ（１．１当量、０．０４９ｍｏｌ）とをそれぞれフラスコに入れ、１，２００ｍｌのトルエンと溶解させた。ここに、Ｐｄ２（ｄｂａ）３０．８６ｇ（０．０２当量、０．０００８ｍｍｏｌ）、Ｎａ（ｔ−Ｂｕ）Ｏ ６．７５ｇ（１．２当量、０．０５２８ｍｏｌ）及びＰ（ｔ−Ｂｕ）３ ０．２８ｇ（０．０８ｅａ、０．００３５ｍｍｏｌ）をそれぞれ添加した後、１２時間加熱撹拌した。反応が終了した反応溶液を、セライトを介して濾過した後、カラムクロマトグラフィを介して、最終化合物１２を１８．４９ｇ（収率＝７７．６％）得た。
Elemental Analysis for Ｃ３７Ｈ２３Ｎ３Ｓ：ｃａｌｃｄ Ｃ，８２．０４；Ｈ，４．２８；Ｎ，７．７６；Ｓ，５．９２
ＨＲＭＳ for Ｃ３７Ｈ２３Ｎ３Ｓ ［Ｍ］＋：ｃａｌｃｄ ５４１、found ５４０．
（化合物１６の合成）
中間体Ｂ １０ｇ（１当量、０．０４４ｍｏｌ）と２−ブロモ−６−（ジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェン−４−イル）ピリジン１６．６７ｇ（１．１当量、０．０４９ｍｏｌ）とをそれぞれフラスコに入れ、１，２００ｍｌのトルエンと溶解させた。ここに、Ｐｄ２（ｄｂａ）３０．８６ｇ（０．０２当量、０．０００８ｍｍｏｌ）、Ｎａ（ｔ−Ｂｕ）Ｏ ６．７５ｇ（１．２当量、０．０５２８ｍｏｌ）及びＰ（ｔ−Ｂｕ）３ ０．２８ｇ（０．０８ｅａ、０．００３５ｍｍｏｌ）をそれぞれ添加した後、１２時間加熱撹拌した。反応が終了した反応溶液を、セライトを介して濾過した後、カラムクロマトグラフィを介して、最終化合物１６を１５．８６ｇ（収率＝７４．７％）得た。
Elemental Analysis for Ｃ３１Ｈ１８Ｎ２Ｓ２：ｃａｌｃｄ Ｃ，７７．１５；Ｈ，３．７６；Ｎ，５．８０；Ｓ，１３．２９
ＨＲＭＳ for Ｃ３１Ｈ１８Ｎ２Ｓ２ ［Ｍ］＋：ｃａｌｃｄ ４８２、found ４８１．
下記反応メカニズムによって、中間体Ｃ，Ｄ及びＥを合成した：
【０１３０】
【化２６】
2013159612.tif 000028
【０１３１】
（中間体Ｃの合成）
４−クロロ−３−ニトロイソキノリン５０ｇ（１当量、０．２３９ｍｏｌ）、［１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン］ジクロロパラジウム（Ｐｄ（ｄｐｐｆ）Ｃｌ２）４．２ｇ、ビス（ピナコラト）ジボロン６４．２ｇ（１．２当量、０．２８７ｍｏｌ）及び酢酸カリウム３８．８ｇ（４当量０．９５ｍｏｌ）を１，４−ジオキサン（dioxane）５００ｍｌに溶解させた。反応物を６時間還流撹拌した後、ジクロロメタンと蒸溜水とで３回抽出した。カラムクロマトグラフィ（Ｈｅｘ：ＥＡ＝９：１（ｖ：ｖ））で精製し、中間体Ｃ ５７．３ｇ（収率＝８６％）を得た。
１Ｈ ＮＭＲ：８．５６（ｄ，１Ｈ）、７．８１（ｄ，１Ｈ）７．５５（ｍ，５Ｈ）、７．３０（ｍ，３Ｈ）、７．２８（ｔ，１Ｈ）、７．２１（ｍ，２Ｈ）、１．２６（ｓ，１２Ｈ）
（中間体Ｄの合成）
中間体Ｃ ２０ｇ（１当量、０．０６６ｍｏｌ）及び３−ブロモチオフェン１３ｇ（１．２当量、０．０７９９ｍｏｌ）をフラスコに入れ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４１．５２ｇ（０．０２当量、０．００１３ｍｏｌ）を添加した。トルエン４００ｍｌ及び２Ｍ Ｋ２ＣＯ３飽和溶液７０ｍｌを添加した後、５時間還流撹拌した。
【０１３２】
反応が終了した後、ＭＣ ４００ｍｌと蒸溜水１５０ｍｌとで洗浄及び抽出した後、溶媒を除去した後で生成した固体をカラムクロマトグラフィで精製し、所望の中間体Ｄ１４．２ｇ（収率８４．５％）を収得した。
１Ｈ ＮＭＲ：７．２２（ｄ，１Ｈ）、７．７８（ｍ，３Ｈ）、８．１２（ｍ，３Ｈ）、９．０７（ｓ，１Ｈ）
（中間体Ｅの合成）
中間体Ｄ ３０ｇ（１当量、０．１１７ｍｏｌ）、ＳｎＣｌ２・２Ｈ２Ｏ １５０ｇ（０．１ｍｏｌ）、酢酸８００ｍＬ及び１Ｎ ＨＣｌ ８０ｍＬを入れ、８０℃で一晩撹拌した。反応溶媒を減圧蒸溜した後、ＴＨＦとＥＡとに反応混合物を溶解させ、ＮａＨＣＯ３水溶液と食塩水（brine）とで洗浄した。無水ＭｇＳＯ４で水分を除去した後、減圧蒸溜した。ＭｅＯＨで再結晶させ、中間体Ｅ ９．４５ｇ（収率３６％）得た。
１Ｈ ＮＭＲ：７．２７（ｓ，２Ｈ）、７．６７（ｍ，５Ｈ）、８．９１（ｄ，１Ｈ）
（化合物１９の合成）
中間体Ｅ １０ｇ（１当量、０．０４４ｍｏｌ）と９−（３’−ブロモビフェニル−４−イル）−９Ｈ−カルバゾール１７．７５ｇ（１．１当量、０．０４９ｍｏｌ）とをそれぞれフラスコに入れ、９００ｍｌのトルエンと溶解させた。ここに、Ｐｄ２（ｄｂａ）３０．８６ｇ（０．０２当量、０．０００８ｍｍｏｌ）、Ｎａ（ｔ−Ｂｕ）Ｏ ６．７５ｇ（１．２当量、０．０５２８ｍｏｌ）及びＰ（ｔ−Ｂｕ）３ ０．２８ｇ（０．０８ｅａ、０．００３５ｍｍｏｌ）をそれぞれ添加した後、１２時間加熱撹拌した。反応が終了した反応溶液を、セライトを介して濾過した後、カラムクロマトグラフィを介して、最終化合物１９を１９．７ｇ（収率＝８２．８％）得た。
Elemental Analysis for Ｃ３７Ｈ２３Ｎ３Ｓ：ｃａｌｃｄ Ｃ，８２．０４；Ｈ，４．２８；Ｎ，７．７６；Ｓ，５．９２
ＨＲＭＳ for Ｃ３７Ｈ２３Ｎ３Ｓ ［Ｍ］＋：ｃａｌｃｄ ５４１、found ５４０．
（化合物２４の合成）
中間体Ｅ １０ｇ（１当量、０．０４４ｍｏｌ）と２−（３’−ブロモビフェニル−３−イル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール２０．８ｇ（１．１当量、０．０４９ｍｏｌ）とをそれぞれフラスコに入れ、９００ｍｌのトルエンと溶解させた。ここに、Ｐｄ２（ｄｂａ）３０．８６ｇ（０．０２当量、０．０００８ｍｍｏｌ）、Ｎａ（ｔ−Ｂｕ）Ｏ ６．７５ｇ（１．２当量、０．０５２８ｍｏｌ）及びＰ（ｔ−Ｂｕ）３ ０．２８ｇ（０．０８ｅａ、０．００３５ｍｍｏｌ）をそれぞれ添加した後、１２時間加熱撹拌した。反応が終了した反応溶液を、セライトを介して濾過した後、カラムクロマトグラフィを介して、最終化合物２４を２１．９ｇ（収率＝８７．８％）得た。
Elemental Analysis for Ｃ３８Ｈ２４Ｎ４Ｓ：ｃａｌｃｄ Ｃ，８０．２６；Ｈ，４．２５；Ｎ，９．８５；Ｓ，５．６４
ＨＲＭＳ for Ｃ３８Ｈ２４Ｎ４Ｓ ［Ｍ］＋：ｃａｌｃｄ ５６８、found ５６７．
（化合物２８の合成）
中間体Ｅ １０ｇ（１当量、０．０４４ｍｏｌ）と９−（３−（６−ブロモピリジン−２−イル）フェニル）−９Ｈ−カルバゾール１９．５ｇ（１．１当量、０．０４９ｍｏｌ）とをそれぞれフラスコに入れ、９００ｍｌのトルエンと溶解させた。ここに、Ｐｄ２（ｄｂａ）３０．８６ｇ（０．０２当量、０．０００８ｍｍｏｌ）、Ｎａ（ｔ−Ｂｕ）Ｏ ６．７５ｇ（１．２当量、０．０５２８ｍｏｌ）、Ｐ（ｔ−Ｂｕ）３ ０．２８ｇ（０．０８ｅａ、０．００３５ｍｍｏｌ）をそれぞれ添加した後、１２時間加熱撹拌した。反応が終了した反応溶液を、セライトを介して濾過した後、カラムクロマトグラフィを介して、最終化合物２８を１９．３ｇ（収率＝８１．１％）得た。
Elemental Analysis for Ｃ３６Ｈ２２Ｎ４Ｓ：ｃａｌｃｄ Ｃ，７９．６８；Ｈ，４．０９；Ｎ，１０．３２；Ｓ，５．９１
ＨＲＭＳ for Ｃ３６Ｈ２２Ｎ４Ｓ ［Ｍ］＋：ｃａｌｃｄ ５４２、found ５４１
（化合物３０の合成）
中間体Ｅ １０ｇ（１当量、０．０４４ｍｏｌ）と２−ブロモ−６−（３−（トリフェニルシルリル）フェニル）ピリジン２１．６ｇ（１．１当量、０．０４９ｍｏｌ）とをそれぞれフラスコに入れ、９００ｍｌのトルエンと溶解させた。ここに、Ｐｄ２（ｄｂａ）３０．８６ｇ（０．０２当量、０．０００８ｍｍｏｌ）、Ｎａ（ｔ−Ｂｕ）Ｏ ６．７５ｇ（１．２当量、０．０５２８ｍｏｌ）及びＰ（ｔ−Ｂｕ）３ ０．２８ｇ（０．０８ｅａ、０．００３５ｍｍｏｌ）をそれぞれ添加した後、１２時間加熱撹拌した。反応が終了した反応溶液を、セライトを介して濾過した後、カラムクロマトグラフィを介して、最終化合物３０を２２．１ｇ（収率＝７９．４％）得た。
Elemental Analysis for Ｃ４２Ｈ２９Ｎ３ＳＳｉ：ｃａｌｃｄ Ｃ，７９．３３；Ｈ，４．６０；Ｎ，６．６１；Ｓ，５．０４；Ｓｉ，４．４２
ＨＲＭＳ for Ｃ４２Ｈ２９Ｎ３ＳＳｉ ［Ｍ］＋：ｃａｌｃｄ ６３５、found ６３４．
（実施例１）
アノードとしては、コーニング（Corning）社の１５Ω／ｃｍ２（５００Å）ＩＴＯガラス基板を、５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．５ｍｍサイズに切り、イソプロピルアルコールと純水とを用いて、それぞれ１０分間超音波洗浄した後、１０分間紫外線を照射し、オゾンに露出させて洗浄した後、真空蒸着装置に装着した。
【０１３３】
前記ガラスの上部に、４，４'，４”−トリス（Ｎ，Ｎ−２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）を真空蒸着し、６００Å厚の正孔注入層を形成した後、前記正孔注入層の上部にＮ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）を真空蒸着し、３００Å厚の正孔輸送層を形成した。
【０１３４】
前記正孔輸送層の上部に、緑色リン光ドーパントとしてＩｒ（ｐｐｙ）３（ｐｐｙ＝フェニルピリジン）と、ホストとして前記化合物１とを、８７：１３の重量比で同時蒸着することにより、３００Å厚の緑色発光層を形成した。
【０１３５】
次に、前記発光層の上部にＡｌｑ３を真空蒸着し、３００Å厚の電子輸送層を形成した。
前記電子輸送層の上部にＡｌを真空蒸着し、１，２００Å厚のカソードを形成して有機発光素子を製造した。
【０１３６】
（実施例２）
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに、前記化合物３を使用したことを除き、前記実施例１と同様に、有機発光素子を製造した。
【０１３７】
（実施例３）
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに、前記化合物５を使用したことを除き、前記実施例１と同様に、有機発光素子を製造した。
【０１３８】
（実施例４）
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに、前記化合物８を使用したことを除き、前記実施例１と同様に、有機発光素子を製造した。
【０１３９】
（実施例５）
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに、前記化合物１２を使用したことを除き、前記実施例１と同様に、有機発光素子を製造した。
【０１４０】
（実施例６）
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに、前記化合物１６を使用したことを除き、前記実施例１と同様に、有機発光素子を製造した。
【０１４１】
（実施例７）
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに、前記化合物１９を使用したことを除き、前記実施例１と同様に、有機発光素子を製造した。
【０１４２】
（実施例８）
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに、前記化合物２４を使用したことを除き、前記実施例１と同様に、有機発光素子を製造した。
【０１４３】
（実施例９）
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに、前記化合物２８を使用したことを除き、前記実施例１と同様に、有機発光素子を製造した。
【０１４４】
（実施例１０）
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに、前記化合物３０を使用したことを除き、前記実施例１と同様に、有機発光素子を製造した。
【０１４５】
（比較例１）
発光層の形成時、前記化合物１の代わりに、公知の物質４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）を使用したことを除き、前記実施例１と同様に、有機発光素子を製造した。
【０１４６】
（評価例）
実施例１〜１０及び比較例１の有機発光素子に対して、ＰＲ６５０（Spectroscan）Source Measurement Unit（PhotoResearch社製）を利用して、駆動電圧、発光効率、色座標、発光輝度及び寿命を評価し、その結果を下記表１に示した。
【０１４７】
【表１】
2013159612.tif 000029
【０１４８】
前記表１を参照すれば、実施例１〜１０による有機発光素子は、比較例１による有機発光素子と比べて、駆動電圧が低くなり、発光効率が向上し、長い寿命を有することが分かる。
【０１４９】
定量的に見れば、実施例１〜１０による有機発光素子は、比較例１による有機発光素子に比べて、駆動電圧が約２０％低くなり、発光効率は約２０％以上上昇した。特に、寿命特性において、実施例１〜１０による有機発光素子は、比較例１による有機発光素子に比べて、Ｔ９５寿命が約５０％以上長くなった。これは、実施例１〜１０による有機発光素子に使用された前記化学式１で表されるヘテロ化合物が、すぐれた熱的安定性を有していることに起因するものと見られる。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
本発明のヘテロ環化合物及びこれを含む有機発光素子は、例えば、ディスプレイ関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【符号の説明】
【０１５１】
１０  有機発光素子
１１  基板
１３  第１電極
１５  有機層
１６  発光層
１９  第２電極
【図１】
2013159612.tif 000043