(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-02-03
(54)【発明の名称】ヘテロ環化合物およびこれを含む有機発光素子
(51)【国際特許分類】
C07D 221/10 20060101AFI20230127BHJP
C07D 401/04 20060101ALI20230127BHJP
C07D 401/10 20060101ALI20230127BHJP
C07D 401/14 20060101ALI20230127BHJP
C07D 471/04 20060101ALI20230127BHJP
C07F 9/60 20060101ALI20230127BHJP
【ＦＩ】
C07D221/10
C07D401/04 CSP
C07D401/10
C07D401/14
C07D471/04 112T
C07F9/60
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022532051
(86)(22)【出願日】2020-11-16
(85)【翻訳文提出日】2022-05-30
(86)【国際出願番号】 KR2020016064
(87)【国際公開番号】W WO2021112444
(87)【国際公開日】2021-06-10
(31)【優先権主張番号】10-2019-0158377
(32)【優先日】2019-12-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】513298491
【氏名又は名称】エルティー・マテリアルズ・カンパニー・リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＬＴ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１１３－１９， Ｄａｎｇｈａ－Ｒｏ， Ｎａｍｓａ－Ｍｙｅｏｎ， Ｃｈｅｏｉｎ－Ｇｕ， Ｙｏｎｇｉｎ－ｓｉ， Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ １７１１８， ｋｏｒｅａ
(74)【代理人】
【識別番号】110001508
【氏名又は名称】弁理士法人 津国
(72)【発明者】
【氏名】イ，ギ－ベク
(72)【発明者】
【氏名】パク，ソン－ジョン
(72)【発明者】
【氏名】チョン，ウォン－ジャン
(72)【発明者】
【氏名】キム，ドン－ジュン
【テーマコード（参考）】
4C063
4C065
4H050
【Ｆターム（参考）】
4C063AA01
4C063AA03
4C063BB01
4C063BB06
4C063CC17
4C063CC29
4C063CC43
4C063DD08
4C063DD12
4C063DD17
4C065AA04
4C065AA19
4C065BB09
4C065CC09
4C065DD02
4C065EE02
4C065HH06
4C065JJ01
4C065KK01
4C065LL01
4C065PP03
4H050AA01
4H050AA03
4H050AB92
(57)【要約】
本出願は、有機発光素子の寿命、効率、電気化学的安定性および熱的安定性を大きく向上させることができるヘテロ環化合物、および前記ヘテロ環化合物が有機物層に含まれている有機発光素子を提供する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記式１で表されるヘテロ環化合物：【化25】
前記式１において、
Ｌ１は、直接結合；置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリーレン基；または置換もしくは非置換の炭素数２～６０のヘテロアリーレン基であり、
Ｒ１は、置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリール基；置換もしくは非置換の炭素数２～６０のヘテロアリール基；または置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基であり、
Ｘ１～Ｘ３は、それぞれ独立して、水素；重水素；またはシアノ基であるか、または互いに隣接する基は、互いに結合して置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成し、
ｍ、ｎ、およびｌは、それぞれ独立して１～５の整数であり、
ｍ、ｎ、およびｌがそれぞれ２以上である場合、括弧内の置換基は互いに同一または異なる。
【請求項2】
前記「置換もしくは非置換」とは、炭素数１～６０の直鎖または分岐鎖のアルキル基；炭素数２～６０の直鎖または分岐鎖のアルケニル基；炭素数２～６０の直鎖または分岐鎖のアルキニル基；炭素数３～６０の単環または多環のシクロアルキル基；炭素数２～６０の単環または多環のヘテロシクロアルキル基；炭素数６～６０の単環または多環のアリール基；炭素数２～６０の単環または多環のヘテロアリール基；シリル基；ホスフィンオキシド基；およびアミン基からなる群から選択される１以上の置換基で置換もしくは非置換であるか、または前記例示置換基から選択される２以上の置換基が連結された置換基で置換もしくは非置換であることを意味するものである、請求項１に記載のヘテロ環化合物。
【請求項3】
前記式１は、下記式２～６のいずれかで表されるものである、請求項１に記載のヘテロ環化合物：【化26】
【化27】
【化28】
【化29】
【化30】
前記式２～６において、各置換基の定義は、前記式１における定義と同じである。
【請求項4】
前記Ｒ１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；置換もしくは非置換のアントラセン基；下記式Ａ１で表される基；下記式Ａ２で表される基；または置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基である、請求項１に記載のヘテロ環化合物：【化31】
【化32】
前記式Ａ１およびＡ２において、
Ｌ２およびＬ３は、それぞれ独立して、直接結合；または置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリーレン基であり、
Ｘ１１～Ｘ１３は、それぞれ独立して、ＮまたはＣＨであり、Ｘ１１～Ｘ１３のうちの少なくとも１つはＮであり、
Ｒ２～Ｒ４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；重水素；または置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリール基であり、
＊は、Ｌ１と結合する位置を意味する。
【請求項5】
前記式１は、下記化合物のいずれかで表されるものである、請求項１に記載のヘテロ環化合物：【化33】
【請求項6】
第１の電極；第２の電極；および前記第１の電極と前記第２の電極との間に備えられる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、請求項１～５のいずれか一項に記載のヘテロ環化合物を含む有機発光素子。
【請求項7】
前記有機物層は、電子輸送層を含み、前記電子輸送層は、前記ヘテロ環化合物を含む、請求項６に記載の有機発光素子。
【請求項8】
前記有機物層は、１層以上の正孔ブロッキング層を含み、前記正孔ブロッキング層は、前記ヘテロ環化合物を含む、請求項６に記載の有機発光素子。
【請求項9】
前記有機発光素子は、前記第１の電極上に備えられ、第１発光層を含む第１スタック；該第１スタック上に備えられる電荷生成層；該電荷生成層上に備えられ、第２発光層を含む第２スタックおよび前記第２スタック上に備えられる前記第２の電極を含む、請求項６に記載の有機発光素子。
【請求項10】
前記電荷生成層は、前記ヘテロ環化合物を含む、請求項９に記載の有機発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、２０１９年１２月０２日付にて韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０－２０１９－０１５８３７７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、ヘテロ環化合物およびこれを含む有機発光素子に関する。
本明細書は、ヘテロ環化合物およびこれを含む有機発光素子に関する。
【背景技術】
【0002】
有機電界発光素子は、自発光型表示素子の一種であって、視野角が広く、コントラストに優れるだけでなく、応答速度が速いという利点がある。
有機発光素子は、２つの電極間に有機薄膜を配置させた構造を有する。このような構造の有機発光素子に電圧が印加されると、２つの電極から注入された電子と正孔が有機薄膜で結合して対をなした後、消滅しながら光を発する。前記有機薄膜は、必要に応じて単層または多層から構成されることができる。
有機発光素子は、２つの電極間に有機薄膜を配置させた構造を有する。このような構造の有機発光素子に電圧が印加されると、２つの電極から注入された電子と正孔が有機薄膜で結合して対をなした後、消滅しながら光を発する。前記有機薄膜は、必要に応じて単層または多層から構成されることができる。
【0003】
有機薄膜の材料は、必要に応じて発光機能を有することができる。例えば、有機薄膜の材料としては、それ自体が単独で発光層を構成できる化合物が使用されてもよく、またはホスト－ドーパント系発光層のホストまたはドーパントの役割を果たす化合物が使用されてもよい。その他にも、有機薄膜の材料として、正孔注入、正孔輸送、電子ブロック、正孔ブロック、電子輸送、電子注入などの役割を果たす化合物が使用されてもよい。
有機発光素子の性能、寿命または効率を向上させるために、有機薄膜の材料の開発が求められ続けている。
有機発光素子の性能、寿命または効率を向上させるために、有機薄膜の材料の開発が求められ続けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】米国特許第４，３５６，４２９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本明細書は、ヘテロ環化合物およびこれを含む有機発光素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本出願の一実施態様は、下記式１で表されるヘテロ環化合物を提供する。
前記式１において、
Ｌ１は、直接結合；置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリーレン基；または置換もしくは非置換の炭素数２～６０のヘテロアリーレン基であり、
Ｒ１は、置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリール基；置換もしくは非置換の炭素数２～６０のヘテロアリール基；または置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基であり、
Ｘ１～Ｘ３は、それぞれ独立して、水素；重水素；またはシアノ基であるか、または互いに隣接する基は互いに結合し、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成し、
ｍ、ｎ、およびｌはそれぞれ独立して、１～５の整数であり、
ｍ、ｎ、およびｌが、それぞれ２以上の場合、括弧内の置換基は互いに同一または異なる。
【化1】
前記式１において、
Ｌ１は、直接結合；置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリーレン基；または置換もしくは非置換の炭素数２～６０のヘテロアリーレン基であり、
Ｒ１は、置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリール基；置換もしくは非置換の炭素数２～６０のヘテロアリール基；または置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基であり、
Ｘ１～Ｘ３は、それぞれ独立して、水素；重水素；またはシアノ基であるか、または互いに隣接する基は互いに結合し、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成し、
ｍ、ｎ、およびｌはそれぞれ独立して、１～５の整数であり、
ｍ、ｎ、およびｌが、それぞれ２以上の場合、括弧内の置換基は互いに同一または異なる。
【0007】
また、本出願の一実施態様において、第１の電極；第２の電極；および前記第１の電極と第２の電極との間に備えられた１層以上の有機物層を含む有機発光素子であって、前記有機物層中の１層以上は、前記式１で表されるヘテロ環化合物を含むものである有機発光素子を提供する。
【発明の効果】
【0008】
本明細書に記載のヘテロ環化合物は、有機発光素子の有機物層の材料として使用することができる。前記ヘテロ環化合物は、有機発光素子において正孔注入材料、正孔輸送材料、発光材料、電子輸送材料、電子注入材料などの役割をすることができる。特に、前記ヘテロ環化合物が、有機発光素子の電子輸送層材料、正孔ブロッキング層材料または電荷生成層材料として使用することができる。
具体的には、前記式１で表されるヘテロ環化合物を有機物層に使用する場合、素子の駆動電圧を下げ、光効率を向上させ、素子の寿命特性を向上させることができる。
具体的には、前記式１で表されるヘテロ環化合物を有機物層に使用する場合、素子の駆動電圧を下げ、光効率を向上させ、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】
【0009】
【図1】本出願の一実施態様による有機発光素子の積層構造を概略的に示す図である。
【図2】本出願の一実施態様による有機発光素子の積層構造を概略的に示す図である。
【図3】本出願の一実施態様による有機発光素子の積層構造を概略的に示す図である。
【図4】本出願の一実施態様による有機発光素子の積層構造を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本明細書についてより詳細に説明する。本明細書において、「化学式または化合物構造に置換基が表示されていない場合」は、炭素原子に水素原子が結合されたことを意味する。ただし、重水素（２Ｈ、Ｄｅｕｔｅｒｉｕｍ）は、水素の同位元素であるので、一部の水素原子は重水素であってもよい。
【0011】
本出願の一実施態様において、「化学式または化合物の構造において置換基が示されていない場合」は、置換基として位置可能な位置全部が水素または重水素であることを意味することができる。すなわち、重水素の場合、水素の同位元素であって、一部の水素原子は同位元素である重水素であってもよく、この場合、重水素の含有量は０％～１００％であってもよい。
【0012】
本出願の一実施態様において、「化学式または化合物の構造において置換基が示されていない場合」において、重水素の含有量が０％、水素の含有量が１００％などと重水素を明確に排除しない場合には、水素と重水素は化合物において混在して使用されることができる。すなわち、「置換基Ｘは、水素である」と表現されている場合には、水素の含有量が１００％、重水素の含有量が０％などと重水素を排除しないものであって、水素と重水素が混在している状態を意味することができる。
【0013】
本出願の一実施態様において、重水素は水素の同位元素（ｉｓｏｔｏｐｅ）のうちの一つであって、陽子（ｐｒｏｔｏｎ）１個と中性子（ｎｅｕｔｒｏｎ）１個からなる重陽子（ｄｅｕｔｅｒｏｎ）を原子核（ｎｕｃｌｅｕｓ）として有する元素であり、水素―２と表すことができ、元素記号はＤまたは２Ｈとも書くことができる。
【0014】
本出願の一実施態様において、同位元素は原子番号（ａｔｏｍｉｃ ｎｕｍｂｅｒ、Ｚ）は同じであるが、質量数（ｍａｓｓ ｎｕｍｂｅｒ、Ａ）が異なる原子を意味する同位元素は同数の陽子（ｐｒｏｔｏｎ）を有するが、中性子（ｎｅｕｔｒｏｎ）の数が異なる元素としても解釈することができる。
【0015】
本出願の一実施態様において、特定の置換基の含有量Ｔ％の意味は、基本となる化合物が有し得る置換基の合計数をＴ１と定義し、そのうち、特定の置換基の個数をＴ２と定義する場合、Ｔ２／Ｔ１×１００＝Ｔ％として定義することができる。
すなわち、一例において、
で表されるフェニル基において、重水素の含有量２０％というのは、フェニル基が有し得る置換基の合計数は５（式中Ｔ１）個であり、そのうちの重水素の個数が１（式中、Ｔ２）である場合、２０％で表示されることができる。すなわち、フェニル基において重水素の含有量２０％であるというのは、下記構造式で表されることができる。
すなわち、一例において、
【化2】
で表されるフェニル基において、重水素の含有量２０％というのは、フェニル基が有し得る置換基の合計数は５（式中Ｔ１）個であり、そのうちの重水素の個数が１（式中、Ｔ２）である場合、２０％で表示されることができる。すなわち、フェニル基において重水素の含有量２０％であるというのは、下記構造式で表されることができる。
【化3】
【0016】
また、本出願の一実施態様において、「重水素の含有量が０％であるフェニル基」の場合、重水素原子を含まない、すなわち、水素原子５個を有するフェニル基を意味することができる。
【0017】
本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」としたとき、これは、特に相反する記載がない限り、他の構成要素を除外するものではなく、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。
【0018】
前記「置換」という用語は、化合物の炭素原子に結合し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、水素原子の置換される位置、すなわち置換基が置換可能な位置であれば限定ぜず、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。
【0019】
本明細書において、「置換もしくは非置換」とは、炭素数１～６０の直鎖または分岐鎖のアルキル基；炭素数２～６０の直鎖または分岐鎖のアルケニル基；炭素数２～６０の直鎖または分岐鎖のアルキニル基；炭素数３～６０の単環または多環のシクロアルキル基；炭素数２～６０の単環または多環のヘテロシクロアルキル基；炭素数６～６０の単環または多環のアリール基；炭素数２～６０の単環または多環のヘテロアリール基；シリル基；ホスフィンオキシド基；およびアミン基からなる群から選択される１以上の置換基で置換もしくは非置換であるか、または前記例示された置換基の中から選択される２以上の置換基が連結された置換基で置換もしくは非置換であることを意味する。
【0020】
より具体的には、本明細書において、「置換もしくは非置換」とは、炭素数６～６０の単環または多環のアリール基；または炭素数２～６０の単環または多環のヘテロアリール基からなる群から選択される１以上の置換基で置換もしくは非置換されたことを意味することができる。
【0021】
本明細書において、前記ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素であってもよい。
【0022】
本明細書において、前記アルキル基は、炭素数１～６０の直鎖または分岐鎖を含み、他の置換基によってさらに置換されてもよい。前記アルキル基の炭素数は１～６０、具体的には１～４０、より具体的には１～２０であってもよい。具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、１－メチル－ブチル基、１－エチル－ブチル基、ペンチル基、ｎ－ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ－ペンチル基、ヘキシル基、ｎ－ヘキシル基、１－メチルペンチル基、２－メチルペンチル基、４－メチル－２－ペンチル基、３，３－ジメチルブチル基、２－エチルブチル基、ヘプチル基、ｎ－ヘプチル基、１－メチルヘキシル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、オクチル基、ｎ－オクチル基、ｔｅｒｔ－オクチル基、１－メチルヘプチル基、２－エチルヘキシル基、２－プロピルペンチル基、ｎ－ノニル基、２，２－ジメチルヘプチル基、１－エチル－プロピル基、１，１－ジメチル－プロピル基、イソヘキシル基、２－メチルペンチル基、４－メチルヘキシル基、５－メチルヘキシル基などがあるが、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、前記アルケニル基は、炭素数２～６０の直鎖または分岐鎖を含み、他の置換基によってさらに置換されてもよい。前記アルケニル基の炭素数は２～６０、具体的には２～４０、より具体的には２～２０であってもよい。
【0024】
具体例としては、ビニル基、１－プロフェニル基、イソプロフェニル基、１－ブテニル基、２－ブテニル基、３－ブテニル基、１－ペンテニル基、２－ペンテニル基、３－ペンテニル基、３－メチル－１－ブテニル基、１，３－ブタジエニル基、アリル基、１－フェニルビニル－１－イル基、２－フェニルビニル－１－イル基、２，２－ジフェニルビニル－１－イル基、２－フェニル－２－（ナフチル－１－イル）ビニル－１－イル基、２，２－ビス（ジフェニル－１－イル）ビニル－１－イル基、スチルベニル基、スチレニル基などがあるが、これらに限定されるものではない。
【0025】
本明細書において、前記アルキニル基は、炭素数２～６０の直鎖または分岐鎖を含み、他の置換基によってさらに置換されてもよい。前記アルキニル基の炭素数は２～６０、具体的には２～４０、より具体的には２～２０であってもよい。
【0026】
本明細書において、アルコキシ基は、直鎖、分岐鎖または環状鎖であってもよい。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、炭素数１～２０であることが好ましい。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、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、これらに限定されるものではない。
【0027】
本明細書において、前記シクロアルキル基は、炭素数３～６０の単環または多環を含み、他の置換基によってさらに置換されてもよい。ここで、多環とは、シクロアルキル基が他の環基と直接結合または縮合した基を意味する。ここで、他の環基とは、シクロアルキル基であってもよいが、他の種類の環基、例えばヘテロシクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基などであってもよい。前記シクロアルキル基の炭素数は３～６０、具体的には３～４０、より具体的には５～２０であってもよい。具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、３－メチルシクロペンチル基、２，３－ジメチルシクロペンチル基、シクロヘキシル基、３－メチルシクロヘキシル基、４－メチルシクロヘキシル基、２，３－ジメチルシクロヘキシル基、３，４，５－トリメチルシクロヘキシル基、４－ｔｅｒｔ－ブチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などがあるが、これらに限定されるものではない。
【0028】
本明細書において、前記ヘテロシクロアルキル基は、ヘテロ原子としてＯ、Ｓ、Ｓｅ、ＮまたはＳｉを含み、炭素数２～６０の単環または多環を含み、他の置換基によってさらに置換されてもよい。ここで、多環とは、ヘテロシクロアルキル基が他の環基と直接結合または縮合した基を意味する。ここで、他の環基とは、ヘテロシクロアルキル基であってもよいが、他の種類の環基、例えば、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基などであってもよい。前記ヘテロシクロアルキル基の炭素数は２～６０、具体的には２～４０、より具体的には３～２０であってもよい。
【0029】
本明細書において、前記アリール基は、炭素数６～６０の単環または多環を含み、他の置換基によってさらに置換されてもよい。ここで、多環とは、アリール基が他の環基と直接結合または縮合した基を意味する。ここで、他の環基とは、アリール基であってもよいが、他の種類の環基、例えば、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、ヘテロアリール基などであってもよい。前記アリール基は、スピロ基を含む。前記アリール基の炭素数は６～６０、具体的には６～４０、より具体的には６～２５であってもよい。前記アリール基の具体例としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アントリル基、クリセニル基、フェナントレニル基、ペリレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、フェナレニル基、ピレニル基、テトラセニル基、ペンタセニル基、フルオレニル基、インデニル基、アセナフチレニル基、ベンゾフルオレニル基、スピロビフルオレニル基、２，３－ジヒドロ－１Ｈ－インデニル基、これらの縮合環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、ホスフィンオキシド基は－Ｐ（＝Ｏ）Ｒ１０１Ｒ１０２で表され、Ｒ１０１およびＲ１０２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；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；アリール基；およびヘテロ環基のうちの少なくとも１つからなる置換基であってもよい。前記ホスフィンオキシド基は、具体的にはジフェニルホスフィンオキシド基、ジナフチルホスフィンオキシドなどがあるが、これらに限定されるものではない。
【0031】
本明細書において、シリル基は、Ｓｉを含み、前記Ｓｉ原子がラジカルとして直接結合している置換基であり、－ＳｉＲ１０４Ｒ１０５Ｒ１０６で表され、Ｒ１０４～Ｒ１０６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；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；アリール基；およびヘテロ環基のうちの少なくとも１つからなる置換基であってもよい。シリル基の具体例としては、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、これらに限定されるものではない。
【0032】
本明細書において、前記フルオレニル基は、置換されていてもよく、隣接する置換基が互いに結合して環を形成してもよい。
【0033】
本明細書において、前記スピロ基は、スピロ構造を含む基であって、炭素数１５～６０であってもよい。例えば、前記スピロ基は、フルオレニル基に２，３－ジヒドロ－１Ｈ－インデン基またはシクロヘキサン基がスピロ結合した構造を含むことができる。具体的には、下記のスピロ基は、下記構造式の基のいずれかを含むことができる。
【化4】
【0034】
本明細書において、前記ヘテロアリール基は、ヘテロ原子として、Ｓ、Ｏ、Ｓｅ、ＮまたはＳｉを含み、炭素数２～６０の単環または多環を含み、他の置換基によってさらに置換されてもよい。ここで、前記多環とは、ヘテロアリール基が他の環基と直接結合または縮合した基を意味する。ここで、他の環基とは、ヘテロアリール基であってもよいが、他の種類の環基、例えば、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基などであってもよい。前記ヘテロアリール基の炭素数は２～６０、具体的には２～４０、より具体的には３～２５であってもよい。前記ヘテロアリール基の具体例としては、ピリジル基、ピロリル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、フラニル基、チオフェン基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、トリアゾリル基、フラザニル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、ジチアゾリル基、テトラゾリル基、ピラニル基、チオピラニル基、ジアジニル基、オキサジニル基、チアジニル基、ジオキシニル基、トリアジニル基、テトラジニル基、キノリル基、イソキノリル基、キナゾリニル基、イソキナゾリニル基、キノゾリリル基、ナフチリジル基、アクリジニル基、フェナントリジニル基、イミダゾピリジニル基、ジアザナフタレニル基、トリアザインデン基、インドリル基、インドリジニル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンズイミダゾリル基、ベンゾチオフェン基、ベンゾフラン基、ジベンゾチオフェン基、ジベンゾフラン基、カルバゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、フェナジニル基、ジベンゾシロール基、スピロビ（ジベンゾシロール）、ジヒドロフェナジニル基、フェノキサジニル基、フェナントリジル基、イミダゾピリジニル基、チエニル基、インドロ［２，３－ａ］カルバゾリル基、インドロ［２，３－ｂ］カルバゾリル基、インドリニル基、１０，１１－ジヒドロ－ジベンゾ［ｂ，ｆ］アゼピン基、９，１０－ジヒドロアクリジニル基、フェナントラジニル基、フェノチアチアジニル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、フェナントロリニル基、ベンゾ［ｃ］［１，２，５］チアジアゾリル基、５，１０－ジヒドロジベンゾ［ｂ，ｅ］［１，４］アザシリニル、ピラゾロ［１，５－ｃ］キナゾリニル基、ピリド［１，２－ｂ］インダゾリル基、ピリド［１，２－ａ］イミダゾ［１，２－ｅ］インドリニル基、５，１１－ジヒドロインデノ［１，２－ｂ］カルバゾリ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。
【0035】
本明細書において、前記アミン基は、モノアルキルアミン基；モノアリールアミン基；モノヘテロアリールアミン基；－ＮＨ２；ジアルキルアミン基；ジアリールアミン基；ジヘテロアリールアミン基；アルキルアリールアミン基；アルキルヘテロアリールアミン基；およびアリールヘテロアリールアミン基からなる群より選択されてもよく、炭素数は特に限定されないが、１～３０であることが好ましい。前記アミン基の具体例としては、メチルアミン基、ジメチルアミン基、エチルアミン基、ジエチルアミン基、フェニルアミン基、ナフチルアミン基、ビフェニルアミン基、ジビフェニルアミン基、アントラセニルアミン基、９－メチル－アントラセニルアミン基、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、トリフェニルアミン基、ビフェニルナフチルアミン基、フェニルビフェニルアミン基、ビフェニルフルオレニルアミン基、フェニルトリフェニレニルアミン基、ビフェニルトリフェニレニルアミン基などがあるが、これらのみに限定されるものではない。
【0036】
本明細書において、アリーレン基は、アリール基に結合位置が２つあるもの、すなわち２価の基を意味する。これらはそれぞれ２価の基であることを除けば、前述したアリール基の説明が適用可能である。また、ヘテロアリーレン基は、ヘテロアリール基に結合位置が２つあるもの、すなわち２価の基を意味する。これらはそれぞれ２価の基であることを除けば、前述したヘテロアリール基の説明が適用可能である。
【0037】
本明細書において、「隣接する」基は、当該置換基が置換された原子と直接結合された原子に置換された置換基、当該置換基と立体構造的に最も近く位置した置換基、または当該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、ベンゼン環においてオルト（ｏｒｔｈｏ）位に置換された２つの置換基および脂肪族環において同一炭素に置換された２つの置換基は、互いに「隣接する」基として解釈されることができる。
【0038】
本明細書において、「エネルギー準位」とは、エネルギーの大きさを意味する。したがって、エネルギー準位は、当該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、エネルギー準位が低いまたは深いとは、真空準位からマイナス方向に絶対値が大きくなることを意味する。
【0039】
本明細書において、ＨＯＭＯ（ｈｉｇｈｅｓｔ ｏｃｃｕｐｉｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）とは、電子が結合に参加できる領域で最もエネルギーの高い領域にある分子軌道関数（最高占有分子軌道）を意味し、ＬＵＭＯ（ｌｏｗｅｓｔ ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）とは、電子が反結合領域のうち最もエネルギーの低い領域にある分子軌道関数（最低非占有分子軌道）を意味し、ＨＯＭＯエネルギー準位とは真空準位からＨＯＭＯまでの距離を意味する。また、ＬＵＭＯエネルギー準位とは、真空準位からＬＵＭＯまでの距離を意味する。
【0040】
本明細書において、バンドギャップ（ｂａｎｄｇａｐ）とは、ＨＯＭＯとＬＵＭＯのエネルギー準位差、すなわちＨＯＭＯ－ＬＵＭＯギャップ（Ｇａｐ）を意味する。
【0041】
本出願の一実施態様において、下記式１で表されるヘテロ環化合物を提供する。
前記式１において、Ｌ１は、直接結合；置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリーレン基；または置換もしくは非置換の炭素数２～６０のヘテロアリーレン基であり、
Ｒ１は、置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリール基；置換もしくは非置換の炭素数２～６０のヘテロアリール基；または置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基であり、
Ｘ１～Ｘ３は、それぞれ独立して、水素；重水素；またはシアノ基であるか、または互いに隣接する基は互いに結合し、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成し、
ｍ、ｎ、およびｌはそれぞれ独立して１～５の整数であり、ｍ、ｎ、およびｌがそれぞれ２以上である場合、括弧内の置換基は互いに同一または異なる。
【化5】
前記式１において、Ｌ１は、直接結合；置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリーレン基；または置換もしくは非置換の炭素数２～６０のヘテロアリーレン基であり、
Ｒ１は、置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリール基；置換もしくは非置換の炭素数２～６０のヘテロアリール基；または置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基であり、
Ｘ１～Ｘ３は、それぞれ独立して、水素；重水素；またはシアノ基であるか、または互いに隣接する基は互いに結合し、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成し、
ｍ、ｎ、およびｌはそれぞれ独立して１～５の整数であり、ｍ、ｎ、およびｌがそれぞれ２以上である場合、括弧内の置換基は互いに同一または異なる。
【0042】
前記式１で表されるヘテロ環化合物は、フェナントリジン（ｐｈｅｎａｎｔｈｒｉｄｉｎｅ）骨格に特定の置換基を用いてバンドギャップ（ｂａｎｄ ｇａｐ）およびＴ１値を調節することができる。
【0043】
また、前記ヘテロ環化合物が正孔（ｈｏｌｅ）特性が強化された置換基を有する場合、特定の条件下で電子を受け取って励起された状態の化合物を安定化させることができる。このように化合物のヘテロ環骨格部位の励起状態が形成されると、励起されたヘテロ環骨格部位が異なる反応をする前に正孔（ｈｏｌｅ）特性が強化された置換基で励起されたエネルギーが安定した状態で移動され、比較的安定した化合物は、化合物の分解や破壊が起こらず、電子を効率的に伝達することができる。
【0044】
したがって、前記式１で表されるヘテロ環化合物を有機発光素子の有機物層材料として用いる場合、優れた効率および寿命の素子を具現することができる。ここで、Ｔ１値は、三重項状態（Ｔｒｉｐｌｅ ｓｔａｔｅ）のエネルギー準位値を意味する。
【0045】
本出願の一実施態様において、前記式１は、下記式２～式６のいずれかで表されるものであるヘテロ環化合物を提供する。
前記式２～式６において、各置換基の定義は、前記式１における定義と同じである。
【化6】
【化7】
【化8】
【化9】
【化10】
前記式２～式６において、各置換基の定義は、前記式１における定義と同じである。
【0046】
本出願の一実施態様において、前記Ｌ１は、直接結合；置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリーレン基；または置換もしくは非置換の炭素数２～６０のヘテロアリーレン基であってもよい。
【0047】
また他の一実施態様において、前記Ｌ１は、直接結合；置換もしくは非置換の炭素数６～４０のアリーレン基；または置換もしくは非置換の炭素数２～４０のヘテロアリーレン基であってもよい。
【0048】
また他の一実施態様において、前記Ｌ１は、直接結合；置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリーレン基；または置換もしくは非置換の炭素数２～２０のヘテロアリーレン基であってもよい。
【0049】
また他の一実施態様において、前記Ｌ１は、直接結合；置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリーレン基；または置換もしくは非置換の炭素数２～２０のヘテロアリーレン基であってもよい。
【0050】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ１は、直接結合；または置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリーレン基である。
【0051】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ１は、直接結合；または置換もしくは非置換の炭素数６～４０のアリーレン基である。
【0052】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ１は、直接結合；または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリーレン基である。
【0053】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ１は、直接結合；または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レン基；置換もしくは非置換のナフチレン基；または置換もしくは非置換のアントラセン基である。
【0054】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ１は、直接結合；フェニレン基；ビフェニレン基；ナフチレン基；またはアントラセン基である。
【0055】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ１は、直接結合である。
【0056】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ１は、置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリーレン基である。
【0057】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ１は、置換もしくは非置換の炭素数６～４０のアリーレン基である。
【0058】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ１は、置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリーレン基である。
【0059】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ１は、置換もしくは非置換のフェニレン基；ビフェニレン基；ナフチレン基；またはアントラセン基である。
【0060】
また他の一実施態様において、前記Ｌ１は、フェニレン基；ビフェニレン基；ナフチレン基；またはアントラセン基である。
【0061】
また他の一実施態様において、前記Ｌ１は、フェニレン基である。
【0062】
また他の一実施態様において、前記Ｌ１は、ビフェニレン基である。
【0063】
また他の一実施態様において、前記Ｌ１は、ナフチレン基である。
【0064】
また他の一実施態様において、前記Ｌ１は、アントラセン基である。
【0065】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１は、置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリール基；置換もしくは非置換の炭素数２～６０のヘテロアリール基；または置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基であってもよい。
【0066】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１は、置換もしくは非置換の炭素数６～４０のアリール基；置換もしくは非置換の炭素数２～４０のヘテロアリール基；または置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基であってもよい。
【0067】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１は、置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリール基；置換もしくは非置換の炭素数２～２０のヘテロアリール基；または置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基であってもよい。
【0068】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１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；置換もしくは非置換のアントラセン基；置換もしくは非置換のピリジン基；置換もしくは非置換のピリミジン基；置換もしくは非置換のトリアジン基；置換もしくは非置換のフェナントリジン基；置換もしくは非置換のフェナントロリン基；または置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基であってもよい。
【0069】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１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；置換もしくは非置換のアントラセン基；下記式Ａ１で表される基；下記式Ａ２で表される基；または置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基であってもよい。
前記式Ａ１およびＡ２において、
Ｌ２およびＬ３は、それぞれ独立して、直接結合；または置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリーレン基であり、
Ｘ１１～Ｘ１３は、それぞれ独立して、ＮまたはＣＨであり、Ｘ１１～Ｘ１３のうちの少なくとも１つはＮであり、
Ｒ２～Ｒ４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；重水素；または置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリール基であり、
＊は、Ｌ１と結合する位置を意味する。
【化11】
【化12】
前記式Ａ１およびＡ２において、
Ｌ２およびＬ３は、それぞれ独立して、直接結合；または置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリーレン基であり、
Ｘ１１～Ｘ１３は、それぞれ独立して、ＮまたはＣＨであり、Ｘ１１～Ｘ１３のうちの少なくとも１つはＮであり、
Ｒ２～Ｒ４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；重水素；または置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリール基であり、
＊は、Ｌ１と結合する位置を意味する。
【0070】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ２およびＬ３は、それぞれ独立して、直接結合；または置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリーレン基である。
【0071】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ２およびＬ３は、それぞれ独立して、直接結合；または置換もしくは非置換の炭素数６～４０のアリーレン基である。
【0072】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ２およびＬ３は、それぞれ独立して、直接結合；または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリーレン基である。
【0073】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ２およびＬ３は、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ビフェニレン基；置換もしくは非置換のナフチレン基；または置換もしくは非置換のアントラセン基である。
【0074】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ２およびＬ３は、それぞれ独立して、直接結合；フェニレン基；ビフェニレン基；ナフチレン基；またはアントラセン基である。
【0075】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ２は、直接結合；フェニレン基；ビフェニレン基；ナフチレン基；またはアントラセン基である。
【0076】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ２は、直接結合である。
【0077】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ２は、フェニレン基である。
【0078】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ２は、ビフェニレン基である。
【0079】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ２は、ナフチレン基である。
【0080】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ２は、アントラセン基である。
【0081】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ３は、直接結合；フェニレン基；ビフェニレン基；ナフチレン基；またはアントラセン基である。
【0082】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ３は、直接結合である。
【0083】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ３は、フェニレン基である。
【0084】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ３は、ビフェニレン基である。
【0085】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ３は、ナフチレン基である。
【0086】
本明細書の一実施態様において、前記Ｌ３は、アントラセン基である。
【0087】
本明細書の一実施態様において、前記Ｘ１１～Ｘ１３は、それぞれ独立して、ＮまたはＣＨであり、Ｘ１１～Ｘ１３のうちの少なくとも１つはＮである。
【0088】
本明細書の一実施態様において、前記Ｘ１１はＮであり、Ｘ１２およびＸ１３はＣＨである。
【0089】
本明細書の一実施態様において、前記Ｘ１２はＮであり、Ｘ１１およびＸ１３はＣＨである。
【0090】
本明細書の一実施態様において、前記Ｘ１３はＮであり、Ｘ１１およびＸ１２はＣＨである。
【0091】
本明細書の一実施態様において、前記Ｘ１１およびＸ１２はＮであり、Ｘ１３はＣＨである。
【0092】
本明細書の一実施態様において、前記Ｘ１１およびＸ１３はＮであり、Ｘ１２はＣＨである。
【0093】
本明細書の一実施態様において、前記Ｘ１２およびＸ１３はＮであり、Ｘ１１はＣＨである。
【0094】
本明細書の一実施態様において、前記Ｘ１１～Ｘ１３は、いずれもＮである。
【0095】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ２～Ｒ４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；重水素；または置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリール基である。
【0096】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ２～Ｒ４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；重水素；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ビフェニル基；置換もしくは非置換のナフチル基；または置換もしくは非置換のアントラセン基である。
【0097】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ２～Ｒ４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；重水素；フェニル基またはカルバゾール基で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；または置換もしくは非置換のアントラセン基である。
【0098】
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ２～Ｒ４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；重水素；フェニル基またはカルバゾール基で置換もしくは非置換のフェニル基；ビフェニル基；ナフチル基；またはアントラセン基である。
【0099】
本出願の一実施態様において、前記Ｘ１～Ｘ３は、それぞれ独立して、水素；重水素；またはシアノ基であるか、または互いに隣接する基は、互いに結合して、置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環または置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ６０のヘテロ環を形成することができる。
【0100】
本出願の一実施態様において、Ｘ１は、水素；重水素；またはシアノ基であってもよい。
【0101】
本出願の一実施態様において、Ｘ１は水素である。
【0102】
本出願の一実施態様において、Ｘ１は重水素である。
【0103】
本出願の一実施態様において、Ｘ１はシアノ基である。
【0104】
本出願の一実施態様において、Ｘ２は水素；重水素；またはシアノ基であってもよい。
【0105】
本出願の一実施態様において、Ｘ２は水素である。
【0106】
本出願の一実施態様において、Ｘ２は重水素である。
【0107】
本出願の一実施態様において、Ｘ２はシアノ基である。
【0108】
本出願の一実施態様において、隣接するＸ２は、互いに結合して置換もしくは非置換Ｃ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環を形成することができる。
【0109】
本出願の一実施態様において、隣接するＸ２は、互いに結合して置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ４０の芳香族炭化水素環を形成することができる。
【0110】
本出願の一実施態様において、隣接するＸ２は、互いに結合して置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０の芳香族炭化水素環を形成することができる。
【0111】
本出願の一実施態様において、隣接するＸ２は、互いに結合してＣ６～Ｃ２０の芳香族炭化水素環を形成することができる。
【0112】
本出願の一実施態様において、隣接するＸ２は、互いに結合してベンゼン環を形成することができる。
【0113】
本出願の一実施態様において、Ｘ３は、水素；重水素；またはシアノ基であってもよい。
【0114】
本出願の一実施態様において、Ｘ３は水素である。
【0115】
本出願の一実施態様において、Ｘ３は重水素である。
【0116】
本出願の一実施態様において、Ｘ３はシアノ基である。
【0117】
本出願の一実施態様において、隣接するＸ３は、互いに結合して置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ６０の芳香族炭化水素環を形成することができる。
【0118】
本出願の一実施態様において、隣接するＸ３は、互いに結合して置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ４０の芳香族炭化水素環を形成することができる。
【0119】
本出願の一実施態様において、隣接するＸ３は、互いに結合して置換もしくは非置換のＣ６～Ｃ２０の芳香族炭化水素環を形成することができる。
【0120】
本出願の一実施態様において、隣接するＸ３は、互いに結合してＣ６～Ｃ２０の芳香族炭化水素環を形成することができる。
【0121】
本出願の一実施態様において、隣接するＸ３は、互いに結合してベンゼン環を形成することができる。
【0122】
本出願の一実施態様において、Ｘ１～Ｘ３は水素である。
【0123】
本出願の一実施態様において、ｍ、ｎ、およびｌはそれぞれ独立して、１～５の整数であり、ｍ、ｎ、およびｌが２以上の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なる。
【0124】
本出願の一実施態様において、ｍは１～５の整数である。
【0125】
本出願の一実施態様において、ｍは５である。
【0126】
本出願の一実施態様において、ｍは４である。
【0127】
本出願の一実施態様において、ｍは３である。
【0128】
本出願の一実施態様において、ｍは２である。
【0129】
本出願の一実施態様において、ｍは１である。
【0130】
本出願の一実施態様において、ｍが２以上である場合、括弧内の置換基は互いに互いに同一または異なる。
【0131】
本出願の一実施態様において、ｎは１～５の整数である。
【0132】
本出願の一実施態様において、ｎは５である。
【0133】
本出願の一実施態様において、ｎは４である。
【0134】
本出願の一実施態様において、ｎは３である。
【0135】
本出願の一実施態様において、ｎは２である。
【0136】
本出願の一実施態様において、ｎは１である。
【0137】
本出願の一実施態様において、ｎが２以上である場合、括弧内の置換基は互いに同一または異なる。
【0138】
本出願の一実施態様において、ｌは１～５の整数である。
【0139】
本出願の一実施態様において、ｌは５である。
【0140】
本出願の一実施態様において、ｌは４である。
【0141】
本出願の一実施態様において、ｌは３である。
【0142】
本出願の一実施態様において、ｌは２である。
【0143】
本出願の一実施態様において、ｌは１である。
【0144】
本出願の一実施態様において、ｌが２以上である場合、括弧内の置換基は互いに同一または異なる。
【0145】
本出願の一実施態様において、前記式１は、下記の化合物のいずれかで表されるものであるヘテロ環化合物を提供する。
【化13】
【0146】
また、前記式１の構造に多様な置換基を導入することにより、導入された置換基固有の特性を有する化合物を合成することができる。例えば、有機発光素子の製造時に用いられる正孔注入層物質、正孔輸送層物質、発光層物質、電子輸送層物質、および電荷生成層物質に主に用いられる置換基を、前記コア構造に導入することにより、各有機物層で要求される条件を満たす物質を合成することができる。
【0147】
また、前記式１の構造に多様な置換基を導入することにより、エネルギーバンドギャップを微細に調整可能にし、一方で、有機物の間における界面での特性を向上させ、物質の用途を多様にすることができる。
【0148】
一方、前記ヘテロ環化合物は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高くて熱的安定性に優れる。このような熱安定性の増加は、素子に駆動安定性を提供する重要な要因となる。
【0149】
本出願の一実施態様によるヘテロ環化合物は、多段階の化学反応で製造することができる。一部の中間体化合物を先に製造し、その中間体化合物から式１のヘテロ環化合物を製造することができる。より具体的には、本出願の一実施態様によるヘテロ環化合物は、後述する製造例に基づいて製造することができる。
【0150】
本出願の他の実施様態は、前記式１で表されるヘテロ環化合物を含む有機発光素子を提供する。前記「有機発光素子」は、「有機発光ダイオード」、「ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ）」、「ＯＬＥＤ素子」、「有機電界発光素子」などの用語で表現されてもよい。
【0151】
本出願の一実施態様において、第１の電極；第２の電極；および前記第１の電極と第２の電極との間に備えられた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、前記式１で表されるヘテロ環化合物を含むものである有機発光素子を提供する。
【0152】
本出願の一実施態様において、前記第１の電極は陽極であってもよく、第２の電極は陰極であってもよい。
【0153】
本出願のまた他の一実施態様において、前記第１の電極は陰極であってもよく、第２の電極は陽極であってもよい。
【0154】
本出願の一実施態様において、前記有機発光素子は青色有機発光素子であってもよく、前記式１によるヘテロ環化合物は、前記青色有機発光素子の材料として使用されてもよい。
【0155】
本出願のまた他の一実施態様において、前記有機発光素子は、緑色有機発光素子であってもよく、前記式１によるヘテロ環化合物は、前記緑色有機発光素子の材料として使用されてもよい。
【0156】
本出願のまた他の一実施態様において、前記有機発光素子は赤色有機発光素子であってもよく、前記式１によるヘテロ環化合物は、前記赤色有機発光素子の材料として使用されてもよい。
【0157】
前記式１で表されるヘテロ環化合物についての具体的な内容は、前述のとおりである。
本出願の有機発光素子は、上述したヘテロ環化合物を用いて１層以上の有機物層を形成することを除けば、通常の有機発光素子の製造方法および材料によって製造されてもよい。
本出願の有機発光素子は、上述したヘテロ環化合物を用いて１層以上の有機物層を形成することを除けば、通常の有機発光素子の製造方法および材料によって製造されてもよい。
【0158】
前記ヘテロ環化合物は、有機発光素子の製造時、真空蒸着法のみならず、溶液塗布法によって有機物層に形成されてもよい。ここで、溶液塗布法とは、スピンコーティング、ディップコーティング、インクジェットプリンティング、スクリーンプリンティング、スプレー法、ロールコーティングなどを意味するが、これらのみに限定されるものではない。
【0159】
本出願における有機発光素子の有機物層は、単層構造からなることもできるが、２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。例えば、本発明の有機発光素子は、有機物層として正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などを含む構造を有することができる。しかし、有機発光素子の構造はこれらに限定されず、より少ない数の有機物層を含むことができる。
【0160】
本出願における有機発光素子において、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ヘテロ環化合物を含むことができる。前記ヘテロ環化合物を電子輸送層に用いた場合、化合物の分解や破壊が起こらずに電子を効率よく伝達し、有機発光素子の駆動、効率、および寿命に優れる。
【0161】
また他の有機発光素子において、前記有機物層は、正孔ブロッキング層を含み、正孔ブロッキング層はヘテロ環化合物を含むことができる。前記ヘテロ環化合物を正孔ブロッキング層に用いた場合、有機発光素子の駆動、効率、および寿命に優れる。
【0162】
本発明の有機発光素子は、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、電子ブロッキング層および正孔ブロッキング層からなる群から選択される１層または２層以上をさらに含むことができる。
【0163】
図１～３において、本出願の一実施態様による有機発光素子の電極と有機物層との積層順を例示した。しかし、これらの図面によって本出願の範囲が限定されることを意図したものではなく、当技術分野で知られている有機発光素子の構造を本出願にも適用することができる。
【0164】
図１によれば、基板１００上に陽極２００、有機物層３００、および陰極４００が順次積層された有機発光素子が示されている。しかし、このような構造のみに限定されるものではなく、図２に示すように、基板上に陰極、有機物層、および陽極が順次積層された有機発光素子を具現することもできる。
【0165】
図３は、有機物層が多層である場合を例示したものである。図３に係る有機発光素子は、正孔注入層３０１、正孔輸送層３０２、発光層３０３、正孔ブロッキング層３０４、電子輸送層３０５、および電子注入層３０６を含む。しかし、このような積層構造によって本出願の範囲が限定されるものではなく、必要に応じて発光層を除いた残りの層を省略してもよく、必要な他の機能層をさらに追加してもよい。
【0166】
前記式１で表されるヘテロ環化合物を含む有機物層は、必要に応じて他の物質をさらに含んでもよい。
【0167】
また、本出願の一実施態様による有機発光素子は、第１の電極；該第１の電極上に備えられ、第１の発光層を含む第１スタック；該第１スタック上に備えられる電荷生成層；該電荷生成層上に備えられ、第２の発光層を含む第２スタック；および前記第２スタック上に備えられる第２の電極を含む。
【0168】
このとき、前記電荷生成層は、前記式１で表されるヘテロ環化合物を含むことができる。前記ヘテロ環化合物を電荷生成層に用いた場合、有機発光素子の駆動、効率、および寿命に優れる。
【0169】
また、前記第１スタックおよび第２スタックは、それぞれ独立して、上述した正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層等を１以上さらに含んでもよい。
【0170】
前記電荷生成層は、Ｎ型電荷生成層であってもよく、前記電荷生成層は、式１で表されるヘテロ環化合物に加えて、当該技術分野で知られているドーパントをさらに含んでもよい。
【0171】
本出願の一実施態様による有機発光素子であって、２－スタックテンデム構造の有機発光素子を以下の図４に概略的に示した。
【0172】
このとき、以下の図４に示す第１電子ブロッキング層、第１正孔ブロッキング層、および第２正孔ブロッキング層などは、場合によって省略可能である。
【0173】
本出願の一実施態様による有機発光素子において、前記式１のヘテロ環化合物以外の材料を以下に例示するが、これらは例示のためのものに過ぎず、本出願の範囲を限定するためのものではなく、当技術分野で公知の材料に代替することができる。
【0174】
陽極材料としては、比較的仕事関数の大きい材料を用いることができ、透明導電性酸化物、金属または導電性高分子などを用いることができる。前記陽極材料の具体例としては、バナジウム、クロム、銅、亜鉛、金などの金属、またはこれらの合金；酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、イソジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ）などの金属酸化物；ＺｎＯ：ＡｌまたはＳｎＯ２：Ｓｂなどの金属と酸化物の組み合わせ；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、およびポリアニリンなどの導電性高分子などがあるが、これらのみに限定されるものではない。
【0175】
陰極材料としては、比較的仕事関数の低い材料を用いることができ、金属、金属酸化物または導電性高分子などを用いることができる。前記陰極材料の具体例としては、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、錫、および鉛などの金属またはこれらの合金；ＬｉＦ／ＡｌまたはＬｉＯ２／Ａｌなどの多層構造材料などがあるが、これらのみに限定されるものではない。
【0176】
正孔注入材料としては、公知の正孔注入材料を用いることもできるが、例えば、米国特許第４，３５６，４２９号に開示された銅フタロシアニン等のフタロシアニン化合物、または文献［Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ，６，ｐ．６７７（１９９４）］に記載されているスターバースト型アミン誘導体類、例えば、トリス（４－カルバゾイル－９－イルフェニル）アミン（ＴＣＴＡ）、４，４’，４”－トリ［フェニル（ｍ－トリル）アミノ］トリフェニルアミン（ｍ－ＭＴＤＡＴＡ）、１，３，５－トリス［４－（３－メチルフェニルフェニルアミノ）フェニル］ベンゼン（ｍ－ＭＴＤＡＰＢ）、可溶性導電性高分子であるポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸（Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ／Ｄｏｄｅｃｙｌｂｅｎｚｅｎｅｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ）またはポリ（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）（Ｐｏｌｙ（３，４－ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）／Ｐｏｌｙ（４－ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ））、ポリアニリン／キャンパースルホン酸（Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ／Ｃａｍｐｈｏｒ ｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ）またはポリアニリン／ポリ（４－スチレンスルホネート）（Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ／Ｐｏｌｙ（４－ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ））などを用いることができる。
【0177】
正孔輸送材料としては、ピラゾリン誘導体、アリールアミン系誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体などを用いることができ、低分子または高分子材料を用いることもできる。
【0178】
電子輸送材料としては、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタンおよびその誘導体、ベンゾキノンおよびその誘導体、ナフトキノンおよびその誘導体、アントラキノンおよびその誘導体、テトラシアノアントラキノジメタンおよびその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレンおよびその誘導体、ジフェノキノン誘導体、８－ヒドロキシキノリンおよびその誘導体の金属錯体などを用いることができ、低分子物質だけでなく、高分子物質も用いることができる。
【0179】
電子注入材料としては、例えば、ＬｉＦが当業界で代表的に用いられるが、本出願がこれに限定されるものではない。
【0180】
発光材料としては、赤色、緑色または青色の発光材料を用いることができ、必要に応じて、２以上の発光材料を混合して使用することができる。このとき、２つ以上の発光材料を個別的な供給源として蒸着して使用するか、予備混合して１つの供給源として蒸着して使用することができる。また、発光材料としては、蛍光材料を用いることもできるが、燐光材料として用いることもできる。発光材料としては、単独として陽極と陰極からそれぞれ注入された正孔と電子を結合して発光させる材料が使用されてもよいが、ホスト材料とドーパント材料が共に発光に関与する材料が使用されてもよい。
【0181】
発光材料のホストを混合して用いる場合には、同一系列のホストを混合して使用してもよく、異なる系列のホストを混合して用いてもよい。例えば、ｎ型ホスト材料またはｐ型ホスト材料のいずれか２種以上の材料を選択して発光層のホスト材料として使用することができる。
【0182】
本出願の一実施態様による有機発光素子は、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。
本出願の一実施態様によるヘテロ環化合物は、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のと類似の原理で作用できる。
本出願の一実施態様によるヘテロ環化合物は、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のと類似の原理で作用できる。
【実施例】
【0183】
以下、実施例を通じて本明細書をより詳細に説明するが、これらは本出願を例示するためのものに過ぎず、本出願の範囲を限定するものではない。
【0184】
＜実施例＞
＜製造例１＞化合物１の製造
＜製造例１＞化合物１の製造
【化14】
【0185】
１）化合物１－１の製造
７－ブロモナフタレン－２アミン（７－Ｂｒｏｍｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎ－２－ａｍｉｎｅ）（Ａ）（５０ｇ、０．２２５ｍｏｌ、１ｅｑ）、ベンズアルデヒド（Ｂｅｎｚａｌｄｅｈｙｄｅ）（Ｂ）（２８．６ｇ、０．２７ｍｏｌ、１．２ｅｑ）、アセトフェン（Ａｃｅｔｏｐｈｅｎｏｎｅ）（Ｃ）（３２．４ｇ、０．２７ｍｏｌ、１．２ｅｑ）、ヨウ素（Ｉｏｄｉｎｅ）（２．８５ｇ、０．０１１ｍｏｌ、０．０５ｅｑ）にテトラヒドロフラン（Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ）（７５０ｍｌ）を入れ、８０℃で１０ｈ攪拌した。水を入れて反応を終了させた後、塩化メチレン（Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＭＣ）と水を用いて抽出した。その後、ＭｇＳＯ４で水分を除去した。シリカゲル（Ｓｉｌｉｃａｇｅｌ）カラムで分離して化合物１－１（４２ｇ、４５％）得た。
７－ブロモナフタレン－２アミン（７－Ｂｒｏｍｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎ－２－ａｍｉｎｅ）（Ａ）（５０ｇ、０．２２５ｍｏｌ、１ｅｑ）、ベンズアルデヒド（Ｂｅｎｚａｌｄｅｈｙｄｅ）（Ｂ）（２８．６ｇ、０．２７ｍｏｌ、１．２ｅｑ）、アセトフェン（Ａｃｅｔｏｐｈｅｎｏｎｅ）（Ｃ）（３２．４ｇ、０．２７ｍｏｌ、１．２ｅｑ）、ヨウ素（Ｉｏｄｉｎｅ）（２．８５ｇ、０．０１１ｍｏｌ、０．０５ｅｑ）にテトラヒドロフラン（Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ）（７５０ｍｌ）を入れ、８０℃で１０ｈ攪拌した。水を入れて反応を終了させた後、塩化メチレン（Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＭＣ）と水を用いて抽出した。その後、ＭｇＳＯ４で水分を除去した。シリカゲル（Ｓｉｌｉｃａｇｅｌ）カラムで分離して化合物１－１（４２ｇ、４５％）得た。
【0186】
２）化合物１－２の製造
化合物１－１（４２ｇ、０．１０２ｍｏｌ、１ｅｑ）、ビス（ピナコラート）ジボロン（ｂｉｓ（ｐｉｎａｃｏｌａｔｏ）ｄｉｂｏｒｏｎ）（３９ｇ、０．１５ｍｏｌ、１．５ｅｑ）、酢酸カリウム（ＫＯＡｃ）（３０ｇ、０．３０ｍｏｌ、３ｅｑ）、Ｐｄ（ｄｐｐｆ）Ｃｌ２（７．５ｇ、０．０１ｍｏｌ、０．１ｅｑ）に１－４－ジオキサン（１,４－Ｄｉｏｘａｎｅ）（４２０ｍｌ）を入れ、１００℃で６時間攪拌した。水を入れて反応を終了させた後、塩化メチレン（Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＭＣ）と水を用いて抽出した。その後、ＭｇＳＯ４で水分を除去した。シリカゲル（Ｓｉｌｉｃａｇｅｌ）カラムで分離して化合物１－２（３４ｇ、７２％）得た。
化合物１－１（４２ｇ、０．１０２ｍｏｌ、１ｅｑ）、ビス（ピナコラート）ジボロン（ｂｉｓ（ｐｉｎａｃｏｌａｔｏ）ｄｉｂｏｒｏｎ）（３９ｇ、０．１５ｍｏｌ、１．５ｅｑ）、酢酸カリウム（ＫＯＡｃ）（３０ｇ、０．３０ｍｏｌ、３ｅｑ）、Ｐｄ（ｄｐｐｆ）Ｃｌ２（７．５ｇ、０．０１ｍｏｌ、０．１ｅｑ）に１－４－ジオキサン（１,４－Ｄｉｏｘａｎｅ）（４２０ｍｌ）を入れ、１００℃で６時間攪拌した。水を入れて反応を終了させた後、塩化メチレン（Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＭＣ）と水を用いて抽出した。その後、ＭｇＳＯ４で水分を除去した。シリカゲル（Ｓｉｌｉｃａｇｅｌ）カラムで分離して化合物１－２（３４ｇ、７２％）得た。
【0187】
３）化合物１の製造
化合物１－２（７ｇ、０．０１５ｍｏｌ、１ｅｑ）、２－クロロ－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（２－ｃｈｌｏｒｏ－４，６－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－１，３，５－ｔｒｉａｚｉｎｅ）（Ｄ）（４．３ｇ、０．０１６ｍｏｌ、１．０５ｅｑ）、Ｋ３ＰＯ４（６．５ｇ、０．０３ｍｏｌ、２ｅｑ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（０．８８ｇ、０．０００７ｍｏｌ、０．０．０５ｅｑ）に１－４－ジオキサン（１，４－Ｄｉｏｘａｎｅ）（１４０ｍｌ）、Ｈ２Ｏ（３５ｍｌ）を入れて、１００℃で６時間撹拌した。得られた固体をフィルター乾燥後、化合物１を（１６．８ｇ 、７９％）得た。
化合物１－２（７ｇ、０．０１５ｍｏｌ、１ｅｑ）、２－クロロ－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（２－ｃｈｌｏｒｏ－４，６－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－１，３，５－ｔｒｉａｚｉｎｅ）（Ｄ）（４．３ｇ、０．０１６ｍｏｌ、１．０５ｅｑ）、Ｋ３ＰＯ４（６．５ｇ、０．０３ｍｏｌ、２ｅｑ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（０．８８ｇ、０．０００７ｍｏｌ、０．０．０５ｅｑ）に１－４－ジオキサン（１，４－Ｄｉｏｘａｎｅ）（１４０ｍｌ）、Ｈ２Ｏ（３５ｍｌ）を入れて、１００℃で６時間撹拌した。得られた固体をフィルター乾燥後、化合物１を（１６．８ｇ 、７９％）得た。
【0188】
前記製造例１において、７－ブロモナフタレン－２アミン（７－Ｂｒｏｍｏｎａｐｈｈａｌｅｎ－２－アミン）（Ａ）の代わりに下記の表１における中間体Ａ、ベンズアルデヒド（Ｂｅｎｚａｌｄｅｈｙｄｅ）（Ｂ）の代わりに下記の表１における中間体Ｂ、アセトフェノン（Ａｃｅｔｏｐｈｅｎｏｎｅ）（Ｃ）の代わりに下記の表１における中間体Ｃ、２－クロロ－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（２－ｃｈｌｏｒｏ－４，６－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－１，３，５－トリアジン）（Ｄ）の代わりに、下記の表１における中間体Ｄを用いて同じ方法で化合物を合成した。
【0189】
【表1】
【0190】
前記製造例と同様の方法で化合物を製造し、その合成確認結果を下記の表２および表３に示す。下記表２は、１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、２００Ｍｚ）の測定値であり、下記の表３は、ＦＤ－質量分析計（ＦＤ－ＭＳ：Ｆｉｅｌｄ ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）の測定値である。
【0191】
【表2】
【0192】
【表3】
【0193】
＜実験例＞
＜実験例１＞
（１）有機発光素子の製造
有機発光素子用ガラス（サムスンコーニング社製）から得られた透明電極インジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）薄膜をトリクロロエチレン、アセトン、エタノール、蒸留水を順次使用して各５分間超音波洗浄を行った後、イソプロパノールに入れて保管した後に使用した。次に、真空蒸着装置の基板フォルダにＩＴＯ基板を設け、真空蒸着装置内のセルに、下記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（４，４’，４”－ｔｒｉｓ（Ｎ，Ｎ－（２－ｎａｐｈｔｈｙｌ）－ｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）ｔｒｉｐｈｅｎｙｌ ａｍｉｎｅ：２－ＴＮＡＴＡ）を入れた。
＜実験例１＞
（１）有機発光素子の製造
有機発光素子用ガラス（サムスンコーニング社製）から得られた透明電極インジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）薄膜をトリクロロエチレン、アセトン、エタノール、蒸留水を順次使用して各５分間超音波洗浄を行った後、イソプロパノールに入れて保管した後に使用した。次に、真空蒸着装置の基板フォルダにＩＴＯ基板を設け、真空蒸着装置内のセルに、下記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（４，４’，４”－ｔｒｉｓ（Ｎ，Ｎ－（２－ｎａｐｈｔｈｙｌ）－ｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）ｔｒｉｐｈｅｎｙｌ ａｍｉｎｅ：２－ＴＮＡＴＡ）を入れた。
【化15】
【0194】
次いで、チャンバ内の真空度が１０－６ｔｏｒｒに到達するまで排気させた後、セルに電流を印加して２－ＴＮＡＴＡを蒸発させて、ＩＴＯ基板上に６００Åの厚さの正孔注入層を蒸着した。真空蒸着装置内の他のセルに、下記のＮ，Ｎ’－ビス（α－ナフチル）－Ｎ、Ｎ’－ジフェニル－４，４’－ジアミン（Ｎ，Ｎ’－ｂｉｓ（α－ナフチル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－４，４’－ジアミン：ＮＰＢ）を入れて、セルに電流を印加して蒸発させて、正孔注入層上に３００Åの厚さの正孔輸送層を蒸着した。
【化16】
【0195】
このように正孔注入層および正孔輸送層を形成させた後、その上に、発光層として下記のような構造の青色発光材料を蒸着させた。具体的には、真空蒸着装置内の一方のセルに、青色発光ホスト材料であるＨ１を２００Åの厚さに真空蒸着させ、その上に、青色発光ドーパント材料であるＤ１をホスト材料に対して５ｗｔ％真空蒸着させた。
次いで、電子輸送層として下記構造式Ｅ１の化合物を３００Åの厚さに蒸着した。
【化17】
次いで、電子輸送層として下記構造式Ｅ１の化合物を３００Åの厚さに蒸着した。
【化18】
【0196】
電子注入層としてフッ化リチウム（ｌｉｔｉｕｍ ｆｌｕｏｒｉｄｅ：ＬｉＦ）を１０Åの厚さに蒸着し、Ａｌ陰極を１，０００Åの厚さにして、有機発光素子を製造した。一方、有機発光素子の製造に必要な全ての有機化合物は、材料毎にそれぞれ１０－６～１０－８ｔｏｒｒ下で真空昇華精製して、比較例１の有機発光素子を製造した。
また、前記比較例１の有機発光素子の製造方法において、電子輸送層形成時に用いたＥ１の代わりに下記表４に示される化合物、Ｅ２～Ｅ５を用いたことを除き、比較例１の有機発光素子の製造方法と同様の方法で実施例１～３０および比較例２～５の有機発光素子を製造した。
また、前記比較例１の有機発光素子の製造方法において、電子輸送層形成時に用いたＥ１の代わりに下記表４に示される化合物、Ｅ２～Ｅ５を用いたことを除き、比較例１の有機発光素子の製造方法と同様の方法で実施例１～３０および比較例２～５の有機発光素子を製造した。
【化19】
【0197】
（２）有機発光素子の駆動電圧、発光効率および色座標（ＣＩＥ）
本発明により製造された有機発光素子は、青色有機発光素子であり、前記実施例１～３０および比較例１～５の有機発光素子の駆動電圧、発光効率、色座標（ＣＩＥ）、寿命を測定した結果は、表４のとおりである。
具体的には、前記実施例１～３０および比較例１～５の有機発光素子について、マックサイエンス社のＭ７０００でそれぞれ電界発光（ＥＬ）特性を測定し、その測定結果をもってマックサイエンス社製の寿命測定装置（Ｍ６０００）により基準輝度が６，０００ｃｄ／ｍ２のとき、初期輝度対比９５％になる時間である寿命Ｔ９５（単位：ｈ、時間）測定した。
本発明により製造された有機発光素子は、青色有機発光素子であり、前記実施例１～３０および比較例１～５の有機発光素子の駆動電圧、発光効率、色座標（ＣＩＥ）、寿命を測定した結果は、表４のとおりである。
具体的には、前記実施例１～３０および比較例１～５の有機発光素子について、マックサイエンス社のＭ７０００でそれぞれ電界発光（ＥＬ）特性を測定し、その測定結果をもってマックサイエンス社製の寿命測定装置（Ｍ６０００）により基準輝度が６，０００ｃｄ／ｍ２のとき、初期輝度対比９５％になる時間である寿命Ｔ９５（単位：ｈ、時間）測定した。
【0198】
【表4】
【0199】
前記表４の結果から分かるように、本発明の青色有機発光素子の電子輸送層材料を用いた有機発光素子は、比較例１～５に比べて駆動電圧が低く、発光効率および寿命が著しく改善された。このような結果の要因としては、適切な長さと強度および平坦な特性を有する化合物が電子輸送層として用いられた時、特定の条件下で電子を受けて励起状態の化合物が作られ、特に、化合物のヘテロ環骨格部位の励起状態が形成されると、励起されたヘテロ環骨格部位が別の反応をする前に励起されたエネルギーが安定した状態で移動されるはずであり、比較的安定した化合物は化合物の分解または破壊は起こらず、電子を効率的に伝達できるからであると判断される。参考までに、励起されたときに安定した状態を有するものは、アリール、アセン類化合物、または多員環ヘテロ化合物であると考えられる。したがって、本発明の化合物は、向上された電子輸送特性または改善された安定性を向上させ、駆動、効率、寿命のあらゆる面で優れていると判断される。
【0200】
＜実験例２＞
（１）有機発光素子の製造
有機発光素子用ガラス（サムスンコーニング社製）から得られた透明電極インジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）薄膜をトリクロロエチレン、アセトン、エタノール、蒸留水を順次に用いて、各５分間超音波洗浄を行った後、イソプロパノールに入れて保管した後に使用した。次に、真空蒸着装置の基板フォルダにＩＴＯ基板を設け、真空蒸着装置内のセルに、下記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（４，４’，４”－ｔｒｉｓ（Ｎ，Ｎ－（２－ｎａｐｈｔｈｙｌ）－ｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）ｔｒｉｐｈｅｎｙｌ ａｍｉｎｅ：２－ＴＮＡＴＡ）を入れた。
次いで、チャンバ内の真空度が１０－６ｔｏｒｒに到達するまで排気させた後、セルに電流を印加して２－ＴＮＡＴＡを蒸発させて、ＩＴＯ基板上に６００Åの厚さの正孔注入層を蒸着した。真空蒸着装置内の他のセルに、下記Ｎ，Ｎ’－ビス（α－ナフチル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－４，４’－ジアミン（Ｎ，Ｎ’－ｂｉｓ（α－ｎａｐｈｔｈｙｌ）－Ｎ，Ｎ’－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－４，４’－ｄｉａｍｉｎｅ：ＮＰＢ）を入れて、セルに電流を印加して蒸発させて、正孔注入層上に３００Åの厚さの正孔輸送層を蒸着した。
（１）有機発光素子の製造
有機発光素子用ガラス（サムスンコーニング社製）から得られた透明電極インジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）薄膜をトリクロロエチレン、アセトン、エタノール、蒸留水を順次に用いて、各５分間超音波洗浄を行った後、イソプロパノールに入れて保管した後に使用した。次に、真空蒸着装置の基板フォルダにＩＴＯ基板を設け、真空蒸着装置内のセルに、下記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（４，４’，４”－ｔｒｉｓ（Ｎ，Ｎ－（２－ｎａｐｈｔｈｙｌ）－ｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）ｔｒｉｐｈｅｎｙｌ ａｍｉｎｅ：２－ＴＮＡＴＡ）を入れた。
【化20】
次いで、チャンバ内の真空度が１０－６ｔｏｒｒに到達するまで排気させた後、セルに電流を印加して２－ＴＮＡＴＡを蒸発させて、ＩＴＯ基板上に６００Åの厚さの正孔注入層を蒸着した。真空蒸着装置内の他のセルに、下記Ｎ，Ｎ’－ビス（α－ナフチル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－４，４’－ジアミン（Ｎ，Ｎ’－ｂｉｓ（α－ｎａｐｈｔｈｙｌ）－Ｎ，Ｎ’－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－４，４’－ｄｉａｍｉｎｅ：ＮＰＢ）を入れて、セルに電流を印加して蒸発させて、正孔注入層上に３００Åの厚さの正孔輸送層を蒸着した。
【化21】
【0201】
このように正孔注入層および正孔輸送層を形成した後、その上に発光層として次のような構造の青色発光材料を蒸着させた。具体的には、真空蒸着装置内の一方のセルに青色発光ホスト材料であるＨ１を２００Åの厚さに真空蒸着させ、その上に青色発光ドーパント材料であるＤ１をホスト材料に対して５ｗｔ％真空蒸着させた。
【化22】
【0202】
次いで、電子輸送層として、下記構造式Ｅ１の化合物を３００Åの厚さに蒸着した。
【化23】
【0203】
電子注入層として、フッ化リチウム（ｌｉｔｈｉｕｍ ｆｌｕｏｒｉｄｅ：ＬｉＦ）を１０Åの厚さに蒸着し、Ａｌ陰極を１，０００Åの厚さにして、比較例６の有機発光素子を製造した。一方、有機発光素子の製造に必要な全ての有機化合物は、材料毎にそれぞれ１０－６～１０－８ｔｏｒｒ下で真空昇華精製して、比較例６の有機発光素子を製造した。
また、前記比較例６の有機発光素子の製造方法において、Ｅ１の化合物を３００Åの厚さに蒸着して、電子輸送層を形成する代わりに、電子輸送層Ｅ１の厚さを２５０Å形成した後、前記電子輸送層上部に下記表５に示す化合物の厚さを５０Åに正孔ブロッキング層を形成したことを除いては、前記比較例６の有機発光素子の製造方法と同様の方法で実施例３１～６０および比較例７～１０の有機発光素子を製造した。
また、前記比較例６の有機発光素子の製造方法において、Ｅ１の化合物を３００Åの厚さに蒸着して、電子輸送層を形成する代わりに、電子輸送層Ｅ１の厚さを２５０Å形成した後、前記電子輸送層上部に下記表５に示す化合物の厚さを５０Åに正孔ブロッキング層を形成したことを除いては、前記比較例６の有機発光素子の製造方法と同様の方法で実施例３１～６０および比較例７～１０の有機発光素子を製造した。
【化24】
【0204】
下記表５において、比較例６のＥ１は、電子輸送層Ｅ１の厚さが３００Åの場合（別途の正孔ブロッキング層を形成しない）を意味する。
【0205】
（２）有機発光素子の駆動電圧、発光効率および色座標（ＣＩＥ）
本発明により製造された有機発光素子は、青色有機発光素子であり、前記実施例３１～６０および比較例６～１０の有機発光素子の駆動電圧、発光効率、色座標（ＣＩＥ）、寿命を測定した結果は、下記表５のとおりであった。
具体的には、前記実施例３１～６０および比較例６～１０の有機発光素子に対してマックサイエンス社のＭ７０００でそれぞれ電界発光（ＥＬ）特性を測定し、その測定結果をもってマックサイエンス社製の寿命測定装備（Ｍ６０００）により、基準輝度が６，０００ｃｄ／ｍ２のとき、初期輝度対比９５％になる時間である寿命Ｔ９５（単位：ｈ、時間）測定した。
本発明により製造された有機発光素子は、青色有機発光素子であり、前記実施例３１～６０および比較例６～１０の有機発光素子の駆動電圧、発光効率、色座標（ＣＩＥ）、寿命を測定した結果は、下記表５のとおりであった。
具体的には、前記実施例３１～６０および比較例６～１０の有機発光素子に対してマックサイエンス社のＭ７０００でそれぞれ電界発光（ＥＬ）特性を測定し、その測定結果をもってマックサイエンス社製の寿命測定装備（Ｍ６０００）により、基準輝度が６，０００ｃｄ／ｍ２のとき、初期輝度対比９５％になる時間である寿命Ｔ９５（単位：ｈ、時間）測定した。
【0206】
【表5】
【0207】
前記表５の結果から分かるように、本発明の青色有機発光素子の正孔ブロッキング層材料を用いた有機発光素子は、比較例６～１０に比べて駆動電圧が低く、発光効率および寿命が著しく改善された。このような結果の要因は、正孔の場合、発光層で結合されずに、電子輸送層を通過して陰極に移動すると、ＯＬＥＤ素子の効率および寿命が減少する現象が発生する。このような現象を防ぐために深いＨＯＭＯレベルを有する化合物を正孔ブロッキング層として用いると、発光層を通過して陰極に移動しようとする正孔が正孔ブロッキング層のエネルギー障壁に遮られる。それによって、正孔と電子がエキシトンを形成する確率が高くなり、発光層から光として放出される可能性が高くなって、本発明の化合物が駆動、効率、寿命のあらゆる面で優れることになったと判断される。
【符号の説明】
【0208】
１００ ・・・基板
２００ ・・・陽極
３００ ・・・有機物層
３０１ ・・・正孔注入層
３０２ ・・・正孔輸送層
３０３ ・・・発光層
３０４ ・・・正孔ブロッキング層
３０５ ・・・電子輸送層
３０６ ・・・電子注入層
４００ ・・・陰極
２００ ・・・陽極
３００ ・・・有機物層
３０１ ・・・正孔注入層
３０２ ・・・正孔輸送層
３０３ ・・・発光層
３０４ ・・・正孔ブロッキング層
３０５ ・・・電子輸送層
３０６ ・・・電子注入層
４００ ・・・陰極
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【国際調査報告】