特表 2024-524469 新規なキャッピング層用化合物およびそれを含む有機発光素子

(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】2024-07-05

(54)【発明の名称】新規なキャッピング層用化合物およびそれを含む有機発光素子

(51)【国際特許分類】

   H10K 85/60 20230101AFI20240628BHJP

   H10K 50/858 20230101ALI20240628BHJP

   C07C 233/58 20060101ALI20240628BHJP

   C07C 233/60 20060101ALI20240628BHJP

   C07C 233/59 20060101ALI20240628BHJP

   C07C 323/40 20060101ALI20240628BHJP

   C07C 255/46 20060101ALI20240628BHJP

   C07F 7/10 20060101ALI20240628BHJP

   C07D 295/32 20060101ALI20240628BHJP

   C07D 211/98 20060101ALI20240628BHJP

   C07D 209/04 20060101ALI20240628BHJP

【ＦＩ】

H10K85/60

H10K50/858

C07C233/58

C07C233/60

C07C233/59

C07C323/40

C07C255/46

C07F7/10 G

C07D295/32

C07D211/98

C07D209/04

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023580959

(86)(22)【出願日】2022-06-30

(85)【翻訳文提出日】2024-01-18

(86)【国際出願番号】 KR2022009406

(87)【国際公開番号】W WO2023277605

(87)【国際公開日】2023-01-05

(31)【優先権主張番号】10-2021-0086134

(32)【優先日】2021-06-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2022-0011865

(32)【優先日】2022-01-26

(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】515068085

【氏名又は名称】ドンジン セミケム カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＤＯＮＧＪＩＮ ＳＥＭＩＣＨＥＭ ＣＯ．， ＬＴＤ．

(71)【出願人】

【識別番号】524000159

【氏名又は名称】サムスン ディスプレイ カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＤＩＳＰＬＡＹ ＣＯ．， ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100139594

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 健次郎

(72)【発明者】

【氏名】ハム ホワン

(72)【発明者】

【氏名】アン ヒョンチョル

(72)【発明者】

【氏名】キム ヒジュ

(72)【発明者】

【氏名】キム ドンジュン

(72)【発明者】

【氏名】アン ジャウン

(72)【発明者】

【氏名】クォン ドンヨル

(72)【発明者】

【氏名】イ ソンギュ

(72)【発明者】

【氏名】イ テジン

(72)【発明者】

【氏名】イ ボラ

(72)【発明者】

【氏名】パク ヨンロン

(72)【発明者】

【氏名】オ イルス

(72)【発明者】

【氏名】イ デウン

(72)【発明者】

【氏名】イム ヒョンジョン

(72)【発明者】

【氏名】チョ イルフン

【テーマコード（参考）】

3K107

4H006

4H049

【Ｆターム（参考）】

3K107AA01

3K107CC05

3K107CC07

3K107CC14

3K107CC21

3K107CC24

3K107EE21

3K107FF06

3K107FF15

4H006AA01

4H006AA03

4H006AB92

4H006AB99

4H006BJ20

4H006BJ30

4H006BM10

4H006BM20

4H006BM71

4H006BP20

4H006BV63

4H006TA04

4H049VN01

4H049VP02

4H049VQ37

4H049VR24

4H049VW01

(57)【要約】

本発明は、新規なキャッピング層用化合物及びそれを含有する有機発光素子を提供する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

下記化学式１で表されるキャッピング層用化合物。
＜化学式１＞

(Ｃｙは、置換もしくは非置換Ｃ３～Ｃ２０のシクロアルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ１～Ｃ２０のヘテロシクリル基であり、
Ｌは、直接結合、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のアルキレン基、置換または非置換Ｃ２～Ｃ５０のアルケニレン基、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のアルキレンオキシ基、エーテル基、置換または非置換Ｃ1～Ｃ50のエステル基、置換または非置換Ｃ 1～Ｃ50のスルフィド基、チオエーテル基、置換または非置換Ｃ1～Ｃ50のチオエステル基、置換または非置換Ｃ1～Ｃ50のカルボニル基、置換または非置換-C(X1)NR3-、または置換もしくは非置換-NR4C(X2)-またはそれらの組み合わせであり、
Ｌ1及びＬ2は、直接結合、置換または非置換Ｃ1～Ｃ50のアルキレン基、置換または非置換Ｃ2～Ｃ50のアルケニレン基、置換または非置換Ｃ1～Ｃ50のアルキレンオキシ基、エーテル基、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のエステル基、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のスルフィド基、チオエーテル基、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のチオエステル基、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のカルボニル基、置換または非置換?Ｃ（Ｘ１）ＮＲ３?、置換または非置換?ＮＲ４Ｃ（Ｘ２）?、置換または非置換?ＮＲ?、置換または非置換Ｃ３～Ｃ５０のシクロアルキレン基、置換もしくは非置換Ｃ1～Ｃ50のヘテロシクリレン基、置換もしくは非置換Ｃ3～Ｃ50のアリーレン基、または置換もしくは非置換Ｃ2～Ｃ50のヘテロアリーレン基またはそれらの組み合わせであり、 ただしカルバゾール基は除外され、
Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立してＯ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＮＲ5、またはＣＲ6Ｒ7であり、
Ｒ1～Ｒ7はそれぞれ独立して水素、重水素、ハロゲン、ニトロ基、ニトリル基、ヒドロキシ基、チオール基、置換もしくは非置換アミノ基、置換または非置換Ｃ1～Ｃ 50のアルキル基、置換または非置換Ｃ2～Ｃ５０のアルケニル基、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のアルコキシ基、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のスルフィド基、置換または非置換シリル基、置換または非置換Ｃ３～Ｃ５０のシクロアルキル基、置換もしくは非置換Ｃ3～Ｃ50のシクロアルケニル基、置換もしくは非置換Ｃ1～Ｃ50のヘテロシクリル基、置換もしくは非置換Ｃ3～Ｃ50のアリール基、または置換もしくは非置換Ｃ2～Ｃ50のヘテロアリール基であり、隣接する複数のＲ1～Ｒ7は、互いに結合して環を形成しても形成しなくてもよく、但し、カルバゾール基は除外される。)

【請求項2】

前記化学式１が下記化学式２～化学式5で表される、請求項１に記載のキャッピング層用化合物。
＜化学式２＞

＜化学式3＞

＜化学式4＞

＜化学式5＞

(前記化学式２～化学式３において、
前記化学式１と同じ記号は、化学式１での定義と同じである。)

【請求項3】

前記化学式１のＣｙは、置換Ｃ３～Ｃ２０のシクロアルキル基、または置換Ｃ１～Ｃ２０のヘテロシクリル基である、請求項１に記載のキャッピング層用化合物。

【請求項4】

前記Ｃｙの置換基としては、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、Ｃ１～Ｃ３０のアルキル基、Ｃ１～Ｃ３０のアルコキシ基、Ｃ１～Ｃ３０のスルフィド基、Ｃ０～Ｃ３０のシリル基、ハロゲン基、Ｃ３～Ｃ３０のシクロアルキル基、Ｃ１～Ｃ３０のヘテロシクリル基、およびそれらの 組み合わせからなる群から選択される、請求項3に記載のキャッピング層用化合物。

【請求項5】

前記化学式１のＬは直接結合、カルボニル基、－ＣＨ２ＣＯ－、エステル基、チオエステル基、エーテル基またはチオエーテル基であってもよく、これらのうちの３つ以下の組み合わせである、請求項1に記載のキャッピング層用化合物。

【請求項6】

前記化学式１において、Ｌ１は直接結合であり、Ｒ１は水素であり、Ｒ２は置換または非置換Ｃ３～Ｃ５０のシクロアルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ１～Ｃ５０のヘテロシクリル基である、請求項1に記載のキャッピング層用化合物。

【請求項7】

前記Ｃｙは、下記化学構造式Ａ－１～Ａ－21の中から選択される、請求項1に記載のキャッピング層用化合物。

(前記化学構造式Ａ?１～Ａ?２１において、Ｗ1はそれぞれ独立してメチル基、エチル基、ｔ?ブチル基、シクロヘキシル基、アダマンタン基、ジヒドロアミン基、ジメチルアミン基、ヒドロキシ基、メトキシ基、メルカプタン基、メチルチオ基、フルオロ基、トリフルオロメチル基、またはトリメチルシリル基であり、
ｎはそれぞれ独立して０～１０の整数であり、
＊は結合位置を表す。)

【請求項8】

前記Ｌ２は直接結合であり、Ｒ２は水素である、請求項1に記載のキャッピング層用化合物。

【請求項9】

前記化学式１において、－Ｌ１－Ｒ１及び－Ｌ２－Ｒ２のうちの１つ以上は、それぞれ独立して下記化学構造式Ｂ－１～Ｂ－47の中から選択される、請求項１に記載のキャッピング層用化合物。

(前記化学構造式において、Ｗ１はそれぞれ独立してメチル基、エチル基、ｔ－ブチル基、シクロヘキシル基、アダマンタン基、ジヒドロアミン基、ジメチルアミン基、ヒドロキシ基、メトキシ基、メルカプタン基、メチルチオ基、ニトリル基、ニトロ基、フルオロ基、トリフルオロメチル基、またはトリメチルシリル基であり、
ｎはそれぞれ独立して０～１０の整数であり、
＊は結合位置を表す。)

【請求項10】

前記－Ｌ１－Ｒ１及び－Ｌ２－Ｒ２のうちの１つ以上は、それぞれ独立して、前記化学構造式Ｂ－１～Ｂ－47において-CO*構造が－Ｚ－＊又は＊－Ｚ－に変わった形態の化学構造式を有することができ、前記Ｚは-O-、-S-、-CH2CO-、-CH2-NH-CO-、-O-NH-CO-、-S-NH-CO-、-CO-NH-CO-、-NH-C(= NMe)-、-NHC(=CHMe)-、-NHCOO-、-NH-、-CO-NH-、-OCONH-、-SCONH-、-CO-CO-NH-、-CS-、-C(=NH)-、-C(=NMe)-、-C(=CHMe)-、-SCO-、-OCO-、-COCO-、-CH2-、または「－」中から選択される、請求項9に記載のキャッピング層用化合物。

【請求項11】

前記キャッピング層用化合物が下記化合物のいずれか一つである、請求項１に記載のキャッピング層用化合物。

【請求項12】

前記キャッピング層用化合物は、波長４５０ｎｍでの屈折率が１．５５以下である、請求項１に記載のキャッピング層用化合物。

【請求項13】

請求項１に記載のキャッピング層用化合物を含有するキャッピング層を備える、有機発光素子。

【請求項14】

前記有機発光素子は、
第１電極と、
第２電極と、
前記第１電極及び前記第２電極の内側に介在する１層以上の有機物層と、を含み、
前記キャッピング層は、前記第１電極と前記第２電極のうちのいずれか１つ以上の電極の外側に配置される、請求項１3に記載の有機発光素子。

【請求項15】

前記キャッピング層の厚さが１００Å～３０００Åの範囲内である、請求項１3に記載の有機発光素子。

【請求項16】

前記キャッピング層は、４５０ｎｍ波長での屈折率が１．５５以下である、請求項１3に記載の有機発光素子。

【請求項17】

前記キャッピング層は、請求項１に記載のキャッピング層用化合物を含有する第１キャッピング層と、前記第１キャッピング層よりも高屈折である第２キャッピング層と、を含む、請求項１4に記載の有機発光素子。

【請求項18】

前記第２キャッピング層は、前記第１キャッピング層と前記第１電極との間に介在するか、或いは前記第１キャッピング層と前記第２電極との間に介在する、請求項17に記載の有機発光素子。

【請求項19】

前記第２キャッピング層は、前記第１キャッピング層及び前記第１電極、または前記第１キャッピング層及び前記第２電極と接触する、請求項17に記載の有機発光素子。

【請求項20】

前記第１キャッピング層と前記第２キャッピング層とを合わせた厚さが１００～３０００Åの範囲内である、請求項17に記載の有機発光素子。

【請求項21】

前記第１キャッピング層は、波長４５０ｎｍでの屈折率が１．５５以下であり、前記第２キャッピング層は、波長４５０ｎｍでの屈折率が２．１０以上であり、波長４５０ｎｍでの前記第１キャッピング層の屈折率と第２キャッピング層の屈折率との差は、０．２～１．２の範囲内である、請求項17に記載の有機発光素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、キャッピング層用化合物およびそれを含む有機発光素子に関する。

【背景技術】

【0002】

有機発光素子において有機物層として使用される材料は、機能によって、発光材料、正孔注入材料、正孔輸送材料、電子輸送材料、電子注入材料などに大別される。

【0003】

その中でも、前記発光材料は、発光メカニズムによって、電子の一重項励起状態に由来する蛍光材料と、電子の三重項励起状態に由来する燐光材料に分類され、発光色によって青色発光材料、緑色発光材料、赤色発光材料に区分される。

【0004】

一般な有機発光素子は、基板の上部にアノードが形成されており、該アノードの上部に正孔輸送層、発光層、電子輸送層およびカソードが順次形成されている構造を有することができる。ここで、正孔輸送層、発光層および電子輸送層は、有機化合物からなる有機薄膜である。
上述した構造を有する有機発光素子の駆動原理は、次の通りである。

【0005】

前記アノードとカソードとの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へ移動し、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へ移動する。前記正孔と前記電子は、発光層で再結合して励起子を生成する。

【0006】

この励起子が励起状態から基底状態に変わりながら光が生成される。有機発光素子の効率は、通常、内部発光効率と外部発光効率に分けられる。内部発光効率は、正孔輸送層、発光層および電子輸送層などのように第１電極と第２電極との間に介在した有機層でどれほど効率よく励起子が生成されて光変換が行われるかと関連しており、理論的に、蛍光の場合には２５％、燐光の場合には１００％と知られている。

【0007】

一方、外部発光効率は、有機層で生成された光が有機発光素子の外部に抽出される効率を示し、通常、内部発光効率の約２０％の水準で外部に抽出されることが知られている。この光抽出を高めるための方法として、外部に出る光が全反射して失われることを防止するための１．７以上の屈折率を有する多様な有機化合物をキャッピング層として適用してきた。有機発光素子の外部発光効率をさらに高めるために、高屈折率を有するキャッピング層と、低屈折率を有するキャッピング層との複合層構造を含む有機発光素子が開発されている。低屈折率のキャッピング層材料としてはＬｉＦが商用化されているが、このような無機化合物は、蒸着温度が高く共晶性に劣るという問題点が指摘され、これを有機化合物に置き換えようとする努力が持続している実情である。低屈折率を有する物質としてボロン配位化合物が知られているが、ボロン配位化合物は、安定性が不足して有機発光素子の寿命を低下させるという問題も生じた。これにより、低屈折率を維持し且つ化合物の安定性に優れた有機キャッピング層材料を開発しようとする努力が続けられている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、シクロアルキル基またはヘテロシクリル基を含むアミン系構造を有するため低い屈折率を形成することができ、特に広いバンドギャップを維持することができるので、短波長範囲でも低い消光係数を確保することができてさらに低い屈折率を実現することができるキャッピング層用化合物、およびそれを含む有機発光素子を提供することを目的とする。

【0009】

また、本発明は、低い分極率を有するシクロアルキル基やヘテロシクリル基を導入することでさらに低い屈折率を有することができるので、有機発光素子の効率及び色純度の改善に非常に効果的なキャッピング層用化合物、及びそれを含む有機発光素子を提供することを目的とする。

【0010】

また、構造特性により高い熱安定性を有することができ、同時に優れた薄膜配熱性を有するため、外部酸素や空気、水分などの汚染から安定性が改善され、これをキャッピング層として適用するときに有機発光素子の寿命の改善に非常に効果的なキャッピング層用化合物、およびそれを含む有機発光素子を提供することを目的とする。
上記の課題および追加の課題について、以下に詳細に説明する。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記の課題を解決するために、本発明は、一実施形態において、
下記化学式１で表されるキャッピング層用化合物を提供する。

【0012】

＜化学式１＞

前記化学式１において、
Ｃｙは、置換もしくは非置換Ｃ３～Ｃ２０のシクロアルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ１～Ｃ２０のヘテロシクリル基であり、
Ｌは、直接結合、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のアルキレン基、置換または非置換Ｃ２～Ｃ５０のアルケニレン基、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のアルキレンオキシ基、エーテル基、置換または非置換Ｃ1～Ｃ50のエステル基、置換または非置換Ｃ 1～Ｃ50のスルフィド基、チオエーテル基、置換または非置換Ｃ1～Ｃ50のチオエステル基、置換または非置換Ｃ1～Ｃ50のカルボニル基、置換または非置換-C(X1)NR3-、または置換もしくは非置換-NR4C(X2)-またはそれらの組み合わせであり、
Ｌ1及びＬ2は、直接結合、置換または非置換Ｃ1～Ｃ50のアルキレン基、置換または非置換Ｃ2～Ｃ50のアルケニレン基、置換または非置換Ｃ1～Ｃ50のアルキレンオキシ基、エーテル基、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のエステル基、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のスルフィド基、チオエーテル基、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のチオエステル基、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のカルボニル基、置換または非置換?Ｃ（Ｘ１）ＮＲ３?、置換または非置換?ＮＲ４Ｃ（Ｘ２）?、置換または非置換?ＮＲ?、置換または非置換Ｃ３～Ｃ５０のシクロアルキレン基、置換もしくは非置換Ｃ1～Ｃ50のヘテロシクリレン基、置換もしくは非置換Ｃ3～Ｃ50のアリーレン基、または置換もしくは非置換Ｃ2～Ｃ50のヘテロアリーレン基またはそれらの組み合わせであり、 ただしカルバゾール基は除外され、
Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立してＯ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＮＲ5、またはＣＲ6Ｒ7であり、
Ｒ1～Ｒ7はそれぞれ独立して水素、重水素、ハロゲン、ニトロ基、ニトリル基、ヒドロキシ基、チオール基、置換もしくは非置換アミノ基、置換または非置換Ｃ1～Ｃ 50のアルキル基、置換または非置換Ｃ2～Ｃ５０のアルケニル基、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のアルコキシ基、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のスルフィド基、置換または非置換シリル基、置換または非置換Ｃ３～Ｃ５０のシクロアルキル基、置換もしくは非置換Ｃ3～Ｃ50のシクロアルケニル基、置換もしくは非置換Ｃ1～Ｃ50のヘテロシクリル基、置換もしくは非置換Ｃ3～Ｃ50のアリール基、または置換もしくは非置換Ｃ2～Ｃ50のヘテロアリール基であり、隣接する複数のＲ1～Ｒ7は、互いに結合して環を形成しても形成しなくてもよく、但し、カルバゾール基は除外される。

【0013】

また、本発明は、一実施形態において、上述したキャッピング層用化合物を含む有機発光素子を提供する。

【発明の効果】

【0014】

本発明の一実施形態によるキャッピング層用化合物は、シクロアルキル基またはヘテロシクリル基を含むアミン系構造を有するため、低い屈折率を形成することができ、特に広いバンドギャップを維持することができるため、短波長範囲でも低い消光係数を確保することがきてさらに低い屈折率を実現することができる。

【0015】

また、低い分極率を有するシクロアルキル基やヘテロシクリル基を導入することでさらに低い屈折率を有することができるので、有機発光素子の効率及び色純度の向上に極めて効果的である。

【0016】

また、構造特性により高い熱安定性を有することができ、同時に優れた薄膜配熱性を有するため、外部酸素や空気、水分などの汚染から安定性が改善され、これをキャッピング層として適用するときに有機発光素子の寿命の改善に極めて効果的である。
上記の効果および追加の効果について、以下に詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態による有機発光素子の構成を示す概略断面図である。** 符号の説明 **１００ 基板２００ 正孔注入層３００ 正孔輸送層４００ 発光層５００ 電子輸送層６００ 電子注入層１０００ 第１電極２０００ 第２電極３０００ キャッピング層

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に本発明を詳細に説明する前に、本明細書で使用された用語は、特定の実施形態を記述するためのものに過ぎず、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される本発明の範囲を限定するものではないことを理解すべきである。本明細書に使用されるすべての技術用語および科学用語は、他に記載がない限り、技術的に通常の技術を有する者に一般的に理解されるのと同じ意味を有する。

【0019】

本明細書および請求の範囲の全般にわたって、別段の断りがない限り、包含（ｃｏｍｐｒｉｓｅ、ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）という用語は、記載されたモノ、ステップまたは一群のモノ、およびステップを含むことを意味し、任意の他のモノ、ステップまたは一群のモノまたは一群のステップを排除する意味で使用されたものではない。

【0020】

本明細書および請求の範囲の全般にわたって、用語「アリール」は、Ｃ５～５０の芳香族炭化水素環基、例えば、フェニル、ベンジル、ナフチル、ビフェニル、テルフェニル、フルオレン、フェナントレニル、トリフェニルレニル、ペリレニル、クリセニル、フルオランテニル、ベンゾフルオレニル、ベンゾトリフェニレニル、ベンゾクリセニル、アントラセニル、スチルベニル、ピレニルなどの芳香族環を含むことを意味し、「ヘテロアリール」は、少なくとも１つのヘテロ元素を含むＣ２－５０の芳香族環であって、例えば、ピロリル、ピラジニル、ピリジニル、インドリル、イソインドリル、フリル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、ジベンゾチオフェニル、キノリル、イソキノリル、キノキサリニル、カルバゾリル、フェナントリジニル、アクリジニル、フェナントロリニル、チエニル、およびピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、トリアジン環、インドール環、キノリン環、アクリジン環、ピロリジン環、ジオキサン環、ピペリジン環、モルホリン環、ピペラジン環、カルバゾール環、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、ベンゾフラン環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾチオフェン環、トリアゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピラン環、ジベンゾフラン環などから形成されるヘテロ環基を含むことを意味することができる。

【0021】

まお、化学式において、Ａｒｘ（ここで、ｘは整数である）は、特に定義されない場合、置換または非置換のＣ６～Ｃ５０のアリール基、または置換または非置換のＣ２～Ｃ５０のヘテロアリール基を意味し、Ｌｘ（ここで、ｘは整数である）は、特に定義されない場合、直接結合、置換または非置換のＣ６～Ｃ５０のアリーレン基、または置換または非置換のＣ２～Ｃ５０のヘテロアリーレン基を意味し、Ｒｘ（ここで、ｘは整数である）は、特に定義されない場合、水素、重水素、ハロゲン、ニトロ基、ニトリル基、置換または非置換のＣ１～Ｃ３０のアルキル基、置換または非置換のＣ２～Ｃ３０のアルケニル基、置換または非置換のＣ１～Ｃ３０のアルコキシ基、置換または非置換のＣ１～Ｃ３０のスルフィド基、置換または非置換のＣ６～Ｃ５０のアリール基、または置換または非置換のＣ２～Ｃ５０のヘテロアリール基を意味する。

【0022】

本明細書および請求の範囲の全般にわたって、用語「置換または非置換の」は、重水素、ハロゲン、アミノ基、シアノ基、ニトリル基、ニトロ基、ニトロソ基、スルファモイル基、イソチオシアネート基、チオシアネート基、カルボキシル基、またはＣ１～Ｃ３０のアルキル基、Ｃ１～Ｃ３０のアルキルスルフィニル基、Ｃ１～Ｃ３０のアルキルスルホニル基、Ｃ１～Ｃ３０のアルキルスルファニル基、Ｃ１～Ｃ１２のフルオロアルキル基、Ｃ２～Ｃ３０のアルケニル基、Ｃ１～Ｃ３０のアルコキシ基、Ｃ１～Ｃ１２のＮ－アルキルアミノ基、Ｃ２～Ｃ２０のＮ，Ｎ－ジアルキルアミノ基、置換または非置換のＣ１～Ｃ３０のスルフィド基、Ｃ１～Ｃ６のＮ－アルキルスルファモイル基、Ｃ２～Ｃ１２のＮ，Ｎ－ジアルキルスルファモイル基、Ｃ０～Ｃ３０のシリル基、Ｃ３～Ｃ２０のシクロアルキル基、Ｃ３～Ｃ２０のヘテロシクロアルキル基、Ｃ６～Ｃ５０のアリール基及びＣ３～Ｃ５０のヘテロアリール基などよりなる群から選ばれた１つ以上の基で置換されるか或いは置換されないことを意味することができる。また、本明細書全体において、同じ記号は、特に断りのない限り、同じ意味を有することができる。

【0023】

一方、本発明の様々な実施形態は、明確な反対の指摘がない限り、それ以外の任意の他の実施形態と組み合わされることができる。以下、本発明の実施形態及びそれによる効果を説明する。

【0024】

本発明の一実施形態による有機発光素子は、キャッピング層を含む有機発光素子であり得る。具体的には、第１電極と、第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極の内側に介在する１層以上の有機物層と、前記第１電極及び第２電極のうちのいずれか一つ以上の電極の外側に配置され、本発明のキャッピング層用化合物を含有するキャッピング層と、を含む有機発光素子であり得る。
本発明のキャッピング層用化合物の具体的な例示としては、下記化学式１で表されるキャッピング層用化合物が挙げられる。

【0025】

＜化学式１＞

【0026】

式中、
Ｃｙは、置換もしくは非置換Ｃ３～Ｃ２０のシクロアルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ１～Ｃ２０のヘテロシクリル基であり、
Ｌは、直接結合、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のアルキレン基、置換または非置換Ｃ２～Ｃ５０のアルケニレン基、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のアルキレンオキシ基、エーテル基、置換または非置換Ｃ1～Ｃ50のエステル基、置換または非置換Ｃ 1～Ｃ50のスルフィド基、チオエーテル基、置換または非置換Ｃ1～Ｃ50のチオエステル基、置換または非置換Ｃ1～Ｃ50のカルボニル基、置換または非置換-C(X1)NR3-、または置換もしくは非置換-NR4C(X2)-またはそれらの組み合わせであり、具体的にはこれらのうち３つ以下の組み合わせであってもよく、
Ｌ1及びＬ2は、直接結合、置換または非置換Ｃ1～Ｃ50のアルキレン基、置換または非置換Ｃ2～Ｃ50のアルケニレン基、置換または非置換Ｃ1～Ｃ50のアルキレンオキシ基、エーテル基、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のエステル基、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のスルフィド基、チオエーテル基、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のチオエステル基、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のカルボニル基、置換または非置換?Ｃ（Ｘ１）ＮＲ３?、置換または非置換?ＮＲ４Ｃ（Ｘ２）?、置換または非置換?ＮＲ?、置換または非置換Ｃ３～Ｃ５０のシクロアルキレン基、置換もしくは非置換Ｃ1～Ｃ50のヘテロシクリレン基、置換もしくは非置換Ｃ3～Ｃ50のアリーレン基、または置換もしくは非置換Ｃ2～Ｃ50のヘテロアリーレン基またはそれらの組み合わせであり、具体的にはこれらのうち３つ以下の組み合わせであってもよく、ただしカルバゾール基は除外され、
Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立してＯ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、ＮＲ5、またはＣＲ6Ｒ7であり、
Ｒ1～Ｒ7はそれぞれ独立して水素、重水素、ハロゲン、ニトロ基、ニトリル基、ヒドロキシ基、チオール基、置換もしくは非置換アミノ基、置換または非置換Ｃ1～Ｃ 50のアルキル基、置換または非置換Ｃ2～Ｃ５０のアルケニル基、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のアルコキシ基、置換または非置換Ｃ１～Ｃ５０のスルフィド基、置換または非置換シリル基、置換または非置換Ｃ３～Ｃ５０のシクロアルキル基、置換もしくは非置換Ｃ3～Ｃ50のシクロアルケニル基、置換もしくは非置換Ｃ1～Ｃ50のヘテロシクリル基、置換もしくは非置換Ｃ3～Ｃ50のアリール基、または置換もしくは非置換Ｃ2～Ｃ50のヘテロアリール基であり、隣接する複数のＲ1～Ｒ7は、互いに結合して環を形成しても形成しなくてもよく、但し、カルバゾール基は除外される。

【0027】

上記において、Ｃｙは、具体的には、置換または非置換のＣ３～Ｃ１０のシクロアルキル基であり得る。
また、具体的には、Ｌ２は直接結合であり、Ｒ２は水素であってもよい。
また、具体的には、Ｌは直接結合、カルボニル基、－ＣＨ２ＣＯ－、エステル基、チオエステル基、エーテル基またはチオエーテル基であってもよく、これらのうちの３つ以下の組み合わせであってもよい。

【0028】

本発明のキャッピング層用化合物の具体的な例示化合物としては、前記化学式１が下記化学式２~化学式5で表されるキャッピング層用化合物が挙げられる。

【0029】

＜化学式２＞

＜化学式３＞

＜化学式４＞

＜化学式５＞

【0030】

前記式２~式３において、
前記化学式１と同じ記号は、化学式１での定義と同じである。

【0031】

前記化学式２～化学式５で表される本発明のキャッピング層用化合物は、アミド基の導入により低い屈折率を維持すると同時に化学的安定性および熱安定性に優れる。

【0032】

前記化学式１において、Ｒ１およびＲ２の少なくとも１つは、置換または非置換Ｃ３～Ｃ５０のシクロアルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ１～Ｃ５０のヘテロシクリル基であり得る。これにより、分極率を下げて低屈折率を形成することができる。

【0033】

具体的には、前記Ｒ１およびＲ２は、いずれも置換または非置換Ｃ３～Ｃ５０のシクロアルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ１～Ｃ５０のヘテロシクリル基であり得る。これにより、分子量を増加させることができ、熱安定性が向上し、寿命向上に有効である。

【0034】

一方、前記化学式１において、Ｌ１は直接結合であり、Ｒ１は水素であり、Ｒ２は置換または非置換Ｃ３～Ｃ５０のシクロアルキル基、または置換もしくは非置換Ｃ１～Ｃ５０のヘテロシクリル基であり得る。この場合、分子のバルク特性を最小限に抑え、より低い分極率を有するため、効率をさらに向上させることができる。

【0035】

前記化学式１～化学式５において、Ｃｙは、置換Ｃ３～Ｃ２０のシクロアルキル基、または置換Ｃ１～Ｃ２０のヘテロシクリル基であり得る。これにより、熱安定性がさらに向上し、同時に分極率を低くして低屈折率を形成することができる。

【0036】

前記Ｃｙの置換基としては限定されないが、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、Ｃ１～Ｃ３０のアルキル基、Ｃ１～Ｃ３０のアルコキシ基、Ｃ１～Ｃ３０のスルフィド基、Ｃ０～Ｃ３０のシリル基、ハロゲン基、Ｃ３～Ｃ３０のシクロアルキル基、Ｃ１～Ｃ３０のヘテロシクリル基、およびそれらの組み合わせからなる群から選択することができる。このような置換基を有することにより、低い屈折率を維持し、同時に高い熱安定性を有することができる。
また、前記化学式１~化学式5において、前記Ｃｙは、下記化学構造式Ａ－１～Ａ－21の中から選択できる。

【0037】

【0038】

前記化学構造式Ａ?１～Ａ?２１において、Ｗ1はそれぞれ独立してメチル基、エチル基、ｔ?ブチル基、シクロヘキシル基、アダマンタン基、ジヒドロアミン基、ジメチルアミン基、ヒドロキシ基、メトキシ基、メルカプタン基、メチルチオ基、フルオロ基、トリフルオロメチル基、またはトリメチルシリル基であり、
ｎはそれぞれ独立して０～１０の整数であり、具体的には０～４の整数であり、
＊は結合位置を表す。
また、前記化学式１において、－Ｌ１－Ｒ１及び－Ｌ２－Ｒ２のうちの１つ以上は、それぞれ独立して下記化学構造式Ｂ－１～Ｂ－47の中から選択できる。

【0039】

【0040】

前記化学構造式において、Ｗ１はそれぞれ独立してメチル基、エチル基、ｔ－ブチル基、シクロヘキシル基、アダマンタン基、ジヒドロアミン基、ジメチルアミン基、ヒドロキシ基、メトキシ基、メルカプタン基、メチルチオ基、ニトリル基、ニトロ基、フルオロ基、トリフルオロメチル基、またはトリメチルシリル基であり、
ｎはそれぞれ独立して０～１０の整数であり、具体的には０～４の整数であり、
＊は結合位置を表す。

【0041】

また、－Ｌ１－Ｒ１及び－Ｌ２－Ｒ２のうちの１つ以上は、それぞれ独立して、前記化学構造式Ｂ－１～Ｂ－47において-CO*構造が－Ｚ－＊又は＊－Ｚ－に変わった形態の化学構造式を有することができ、前記Ｚは-O-、-S-、-CH2CO-、-CH2-NH-CO-、-O-NH-CO-、-S-NH-CO-、-CO-NH-CO-、-NH-C(= NMe)-、-NHC(=CHMe)-、-NHCOO-、-NH-、-CO-NH-、-OCONH-、-SCONH-、-CO-CO-NH-、-CS-、-C(=NH)-、-C(=NMe)-、-C(=CHMe)-、-SCO-、-OCO-、-COCO-、-CH2-、または「－」中から選択することができる。

【0042】

また、前記化学式１で表されるキャッピング層用化合物は、厚さ２０ｎｍ～１００ｎｍの範囲で屈折率を測定したとき、波長４５０ｎｍでの屈折率が１．５５以下の低屈折率を有することができる。具体的には、波長４５０ｎｍでの屈折率が１．５０以下、さらに具体的には１．４７以下の低屈折率を有することができる。

【0043】

また、前記化学式１は、下記化合物のうちのいずれかで表されるキャッピング層用化合物であり得る。下記化合物は本発明を説明するための例示に過ぎないので、本発明はこれに限定されない。

【0044】

【0045】

本発明の化合物の一実施形態は、下記の概略スキームで合成できる。

【0046】

＜スキーム１＞

(hはハロゲン元素です)

【0047】

本発明は、別の一実施形態として、キャッピング層を含む有機発光素子であって、前記キャッピング層は上述したキャッピング層用化合物を含有する、有機発光素子を提供する。
次に、本発明の一実施形態による有機発光素を具体的に説明する。

【0048】

本発明の一実施形態によれば、有機発光素子は、第１電極と、第２電極と、第１電極及び第２電極の内側に介在する１層以上の有機物層と、キャッピング層と、を含んで構成できる。前記キャッピング層は、前記第１電極および前記第２電極のうちのいずれか１つ以上の電極の外側に配置できる。

【0049】

具体的には、第１電極または第２電極の両側面のうち、第１電極と第２電極との間に介在した有機物層が隣接する側を内側といい、有機物層と隣接しない側を外側という。すなわち、第１電極の外側にキャッピング層が配置される場合には、キャッピング層と有機物層との間に第１電極が介在し、第２電極の外側にキャッピング層が配置される場合には、キャッピング層と有機物層との間に第２電極が介在する。

【0050】

また、本発明の一実施形態によれば、前記有機発光素子は、第１電極及び第２電極の内側に１層以上の様々な有機物層が介在してもよく、第１電極及び第２電極のうちのいずれか一つ以上の電極の外側にキャッピング層が形成されてもよい。すなわち、キャッピング層は、第１電極の外側及び第２電極の外側の両方に形成されてもよく、第１電極の外側または第２電極の外側にのみ形成されてもよい。

【0051】

このとき、前記キャッピング層は、本発明によるキャッピング層用化合物を含むことができ、本発明によるキャッピング層用化合物を単独で含むか、或いは２種以上含むか、或いは公知の化合物を一緒に含むことができる。
前記キャッピング層の厚さは、１００Å～３０００Åの値を有することができる。

【0052】

一方、前記キャッピング層は、相対的に低屈折率を有する第１キャッピング層と、前記第１キャッピング層よりも高屈折率を有する第２キャッピング層とが積層された複合キャッピング層構造を有することができ、この場合、本発明によるキャッピング層用化合物は、第１キャッピング層に含まれることができる。第１キャッピング層と第２キャッピング層との積層順序は、限定されず、第１キャッピング層が第２キャッピング層よりも外側に配置されてもよく、逆に、第２キャッピング層が第１キャッピング層よりも外側に配置されてもよい。具体的な一例として、前記第２キャッピング層は、前記第１キャッピング層と第１電極または第２電極との間に介在することができ、具体的には、前記第２キャッピング層は、前記第１キャッピング層および前記第１電極、または前記第１キャッピング層および第２電極と接触する構造であってもよい。

【0053】

また、多数の第１キャッピング層と多数の第２キャッピング層とが積層された多層構造であってもよい。この場合、第１キャッピング層と第２キャッピング層とが交互に積層されることができ、その積層順序は、上述したように限定されず、第１キャッピング層が第２キャッピング層よりも外側に配置されてもよく、逆に、第２キャッピング層が第１キャッピング層よりも外側に配置されてもよい。

【0054】

また、前記第１キャッピング層は、波長４５０ｎｍでの屈折率が１．５５以下、具体的には１．５０以下、さらに具体的には１．４７以下であり得る。前記第２キャッピング層は、波長４５０ｎｍでの屈折率が２．１０以上、具体的には２．２５以上、より具体的には２．３０以上であり、波長４５０ｎｍでの前記第１キャッピング層の屈折率と第２キャッピング層の屈折率との差は、０．２～１．２の範囲内、より具体的には０．４～１．２の範囲内であり得る。前記屈折率の差が０．２未満または１．２超過である場合、光抽出効率が劣るという問題がある。
前記第１キャッピング層の総厚さは、５０Å～２０００Åの範囲内であり、前記第２キャッピング層の総厚さは、５０Å～２０００Åの範囲内であり得る。

【0055】

一方、前記キャッピング層は、屈折率の勾配が存在する形態であってもよい。屈折率の勾配は、外側に行くほど次第に屈折率が減少してもよく、外側に行くほど次第に屈折率が増加してもよい。このために、本発明によるキャッピング層用化合物の濃度を次第に異ならせてキャッピング層を製膜することにより、キャッピング層に屈折率の勾配を実現することができる。
一方、前記有機物層としては、一般に、発光部を構成する正孔輸送層、発光層および電子輸送層が含まれることができ、これに限定されない。

【0056】

より具体的には、本発明の一実施形態による有機発光素子は、第１電極（アノード）と第２電極（カソード）との間に正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、発光層（ＥＭＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）、電子注入層（ＥＩＬ）などの発光部を構成する有機物層を１層以上含むことができる。選択的に、前記発光層（ＥＭＬ）と電子輸送層（ＥＴＬ）との間に正孔阻止層（ＨＢＬ、図示せず）または電子輸送補助層が、正孔輸送層ＨＴＬと発光層ＥＭＬとの間に電子阻止層（ＥＢＬ、図示せず）または発光補助層がさらに含まれることができる。

【0057】

図１は、本発明の実施形態による有機発光素子の構成を概略的に示す断面図である。本発明の一実施形態による有機発光素子は、図１に記載された構造のように製造できる。

【0058】

図１に示すように、有機発光素子は、下から基板１００、第１電極１０００、正孔注入層２００、正孔輸送層３００、発光層４００、電子輸送層５００、電子注入層６００、第２電極２０００及びキャッピング層３０００が順次積層された構造であり得る。ここで、図示していないが、キャッピング層３０００は、上述したように、第１キャッピング層と第２キャッピング層とが積層された構造であってもよい。また、第１キャッピング層及び第２キャッピング層とは屈折率が異なる第３キャッピング層がさらに追加されて積層された構造であってもよく、限定されない。また、前記キャッピング層は、屈折率の勾配が存在する形態であってもよい。屈折率の勾配は、外側に行くほど次第に屈折率が減少してもよく、外側に行くほど次第に屈折率が増加してもよい。

【0059】

ここで、前記基板１００は、有機発光素子において一般に使用される基板を使用することができ、特に機械的強度、熱的安定性、透明性、表面平滑性、取り扱いやすさ、及び防水性に優れた透明なガラス基板又はフレキシブルなプラスチック基板であり得る。

【0060】

また、前記第１電極１０００は、有機発光素子の正孔注入のための正孔注入電極として使用される。第１電極１０００は、正孔の注入ができるように低い仕事関数を有する物質を用いて製造され、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウムジンク（ＩＺＯ）、グラフェン（ｇｒａｐｈｅｎｅ）などの透明な材質で形成され得る。

【0061】

また、前記正孔注入層２００は、前記第１電極１０００の上部に正孔注入層物質を真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ（Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）法などの方法によって蒸着して形成できる。前記真空蒸着法によって正孔注入層２００を形成する場合、その蒸着条件は、正孔注入層２００の材料として用いる化合物、目的の正孔注入層２００の構造及び熱的特性などによって異なるが、一般に、５０～５００℃の蒸着温度、１０－８～１０－３ｔｏｒｒの真空度、０．０１～１００Å／ｓｅｃの蒸着速度、１０Å～５μｍの層厚さの範囲から適宜選択することができる。一方、正孔注入層２００の表面には、電荷発生層を必要に応じてさらに蒸着することができる。電荷発生層物質としては、通常の物質を使用することができ、ＨＡＴＣＮを例として挙げることができる。

【0062】

また、前記正孔輸送層３００は、正孔注入層２００の上部に正孔輸送層物質を真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法などの方法によって蒸着して形成できる。前記真空蒸着法によって正孔輸送層３００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、一般に、正孔注入層２００の形成とほぼ同じ条件の範囲から選択するのがよい。前記正孔輸送層３００は、公知の化合物を用いて形成することができる。このような正孔輸送層３００は、１層以上であってもよく、図１に示されてはいないが、正孔輸送層３００の上部に発光補助層をさらに形成してもよい。

【0063】

また、前記発光層４００は、正孔輸送層３００または発光補助層の上に発光層物質を真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法などの方法によって蒸着して形成できる。前記真空蒸着法によって発光層４００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、一般に、正孔注入層２００の形成とほぼ同じ条件の範囲から選択するのがよい。前記発光層材料は、公知の化合物をホストまたはドーパントとして使用することができる。ドーパントとしては、限定されないが、燐光または蛍光ドーパントを一緒に用いて発光層を形成することができる。一例として、蛍光ドーパントとしては、ＢＤ１４２（Ｎ６，Ｎ１２－ビス（３，４－ジメチルフェニル）－Ｎ６，Ｎ１２－ジメシチルクリセン－６，１２－ジアミン）を使用することができ、燐光ドーパントとしては、緑色燐光ドーパントＩｒ（ｐｐｙ）３（トリス（２－フェニルピリジン）イリジウム）、青色燐光ドーパントであるＦ２Ｉｒｐｉｃ（イリジウム（ＩＩＩ）ビス［４，６－ジフルオロフェニル）－ピリジナート－Ｎ，Ｃ２’］ピコリン酸塩）、ＵＤＣ社製の赤色燐光ドーパントＲＤ６１などが共真空蒸着（ドーピング）されることができる。ドーパントのドーピング濃度は、特に限定されないが、ホスト１００重量部に対してドーパントが０．０１～１５重量部でドープされることが好ましい。もしドーパントの含有量が０．０１重量部未満である場合には、ドーパント量が十分でないため発色がきちんとなされないという問題点があり、１５重量部を超える場合には、濃度消光現象により効率が急激に減少するという問題点がある。

【0064】

ここで、発光層材料に燐光ドーパントを一緒に使用する場合には、三重項励起子または正孔が電子輸送層５００に拡散する現象を防止するために、正孔抑制材料（ＨＢＬ）を発光層４００の上部にさらに真空蒸着法またはスピンコーティング法によって積層させることができる。使用可能な正孔抑制材料は、特に限定されず、公知の材料を任意に選択して使用することができる。例えば、オキサジアゾール誘導体やトリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、または特開平１１－３２９７３４（Ａ１）に記載されている正孔抑制材料などが挙げられ、代表的には、Ｂａｌｑ（ビス（８－ヒドロキシ－２－メチルキノリノナート）－アルミニウムビフェノキシド）、フェナントロリン（ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅｓ）系化合物（例えば、ＵＤＣ社製のＢＣＰ（バソクプロイン））などを使用することができる。このような本発明の発光層４００は、１層以上または２層以上の青色発光層を含むことができる。

【0065】

また、前記電子輸送層５００は、発光層４００の上部に形成され、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法などの方法で形成できる。前記電子輸送層５００の蒸着条件は、使用する化合物によって異なるが、一般に正孔注入層２００の形成とほぼ同じ条件の範囲から選択するのがよい。通常の公知物質としては、例えば、キノリン誘導体、特にトリス（８－キノリノラート）アルミニウム（Ａｌｑ３）、またはＥＴ４（６，６’－（３，４－ジメシチル－１，１－ジメチル－１Ｈ－シオール－２，５－ジイル）ジ－２，２’－ビピリジン）を使用することができる。

【0066】

さらに、前記電子注入層６００は、前記電子輸送層５００の上部に電子注入層物質を蒸着して形成でき、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法などの方法で形成できる。電子注入層物質としては、公知の物質であるＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＯなどの物質を用いることができる。

【0067】

また、前記第２電極２０００は、電子注入電極として使用され、前記電子注入層６００の上部に真空蒸着法やスパッタリング法などの方法によって形成できる。前記第２電極２０００の材料としては、様々な金属が使用できる。具体的な例として、リチウム（Ｌｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、マグネシウム（Ｍｇ）、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）、マグネシウム－銀（Ｍｇ－Ａｇ）などの物質があり、これに限定されるものではない。また、全面発光素子を得るために、ＩＴＯ、ＩＺＯを用いた透過型電子注入電極を使用することもできる。

【0068】

本発明の有機発光素子は、上述した第１電極１０００、正孔注入層２００、正孔輸送層３００、発光層４００、電子輸送層５００、電子注入層６００、第２電極２０００およびキャッピング層３０００を含む構造の有機発光素子だけでなく、様々な構造の有機発光素子が可能であり、必要に応じて１層または２層の中間層をさらに含むことも可能である。

【0069】

一方、本発明によって形成される各有機物層の厚さは、要求される程度に応じて調節することができ、具体的には１～１，０００ｎｍであり、さらに具体的には１～１５０ｎｍであり得る。

【0070】

前記キャッピング層３０００は、図１に示すように、前記第１電極１０００の両側面のうち、正孔注入層２００が形成されていない外側面に形成できる。また、前記第２電極２０００の両側面のうち、電子注入層６００が形成されていない外側面にも形成されることができ、これに限定されるものではない。このようなキャッピング層３０００は、蒸着工程で形成でき、キャッピング層３０００の厚さは１００～３，０００Åであり、さらに具体的には３００～２，０００Åであり得る。このような厚さ調節によって、キャッピング層３０００の透過率が低下することを防止することができる。

【0071】

また、図１には示されていないが、本発明の一実施形態によれば、キャッピング層３０００と第１電極１０００との間、またはキャッピング層３０００と第２電極２０００との間に、様々な機能をする有機物層がさらに形成できる。または、キャッピング層３０００の上部（外側表面）にも、様々な機能をする有機物層がさらに形成でき、キャッピング層３０００の中間にも別途の機能性層が１つ以上挿入されて存在してもよく、これに限定されるものではない。

【0072】

以下では、本発明の一実施形態による化合物の合成例および有機発光素子の実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。下記の合成例および実施例は、本発明を例示するものに過ぎず、本発明の範囲は、下記の例示に限定されるものではない。
合成例１：化合物90の合成

【0073】

【0074】

丸底フラスコに、アダマンタン-1-カルボニルクロリド５．０ｇ、トリエチルアミン13.9ｇを１，４－ジオキサン１００ｍｌに溶かした後、１，４－ジオキサン15ｍｌに溶かした3,5-ジ-tert-ブチルシクロヘキサンアミン5.3ｇをゆっくり滴加し、６０℃で５時間攪拌した後、常温で２４時間撹拌した。前記反応溶液を薄い塩酸溶液４００ｍｌに滴加して反応を終了した。析出した固体を減圧濾過した後、再結晶して化合物90を得た（4.6ｇ,収率８5％）。
m/z: 373.3345 (100.0%)、 374.3378 (27.0%)、375.3412 (3.5%)
合成例2：化合物134の合成

【0075】

【0076】

合成例１と同様にして、3,5-ジ-tert-ブチルシクロヘキサンアミンの代わりに3,5-ジ-tert-ブチルアニリンを用いて化合物134を合成した（収率８5％）。
m/z: 367.2875 (100.0%)、 368.2909 (27.0%)、369.2942 (3.5%)
合成例3：化合物169の合成

【0077】

【0078】

合成例１と同様にして、3,5-ジ-tert-ブチルシクロヘキサンアミンの代わりに1-アダマンタンアミン塩酸塩を用いて化合物169を合成した（収率８5％）。
m/z: 313.2406 (100.0%)、 314.2439 (22.7%)、315.2473 (2.5%)
合成例4：化合物180の合成

【0079】

【0080】

合成例１と同様にして、3,5-ジ-tert-ブチルシクロヘキサンアミンおよびベンゼン-1,4-ジアミンの代わりに塩化5-ジメチルアダマンタン-1-カルボニルクロリドおよびメマンチンを用いて化合物180を合成した（収率79％）。
m/z: 369.3032 (100.0%)、 370.3065 (27.0%)、371.3099 (3.5%)
合成例5：化合物204の合成

【0081】

m/z: 455.4127 (100.0%)、 456.4161 (33.5%)、457.4194 (5.4%)

【0082】

合成例１と同様にして、3,5-ジ-tert-ブチルシクロヘキサンアミンの代わりにビス(4-tert-ブチルシクロヘキシル)アミンを用いて化合物169を合成した（収率８0％）。
合成例6～20

【0083】

合成例１と同様にして、1アダマンタン-1-カルボニルクロリドおよび3,5-ジ-tert-ブチルシクロヘキサンアミンの代わりに、下記表１～表３の出発物質１および出発物質２を用いて化合物を合成した。

【0084】

【0085】

【表1】

【0086】

【表2】

【0087】

【表3】

有機発光素子の製造

【0088】

図１は、一般的な有機発光素子の構造を示したものである。本発明は、一例として、図１に示した有機発光素子の構造を有するように製造した。具体的には、製造された有機発光素子は、下から正極（正孔注入電極１０００）／正孔注入層２００／正孔輸送層３００／発光層４００／電子輸送層５００／電子注入層６００／陰極（電子注入電極２０００）／キャッピング層３０００の順に積層されている。前記キャッピング層３０００は、上述したように、第１キャッピング層と第２キャッピング層とが複合化された多層構造であり得る。
有機発光素子の製作の際に、基板１０は、透明なガラス基板またはフレキシブルなプラスチック基板であり得る。

【0089】

正孔注入電極１０００は、有機発光素子の正孔注入のための陽極として使用される。正孔の注入ができるように低い仕事関数を有する物質を用い、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウムジンク（ＩＺＯ）、グラフェン（ｇｒａｐｈｅｎｅ）などの透明な材質で形成できる。

【0090】

正孔注入層２００、正孔輸送層３００、発光層４００、電子輸送層５００、電子注入層６００、高屈折キャッピング層には、下記表４にまとめられた物質を使用した。

【0091】

また、電子注入層６００上に電子注入のための陰極２０００を形成した。陰極としては、様々な金属が使用できる。具体的な例として、アルミニウム、金、銀、マグネシウム、マグネシウム－銀合金などの物質がある。

【0092】

【表4】

実施例１

【0093】

銀（Ａｇ）を含む反射層が形成された酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）基板を蒸留水超音波で洗浄した。蒸留水洗浄が終わると、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノールなどの溶剤で超音波洗浄し、乾燥させた。その後、ＩＴＯ基板の上部に、正孔注入層としてＨＴ０１にＮＤＰ９を３重量％でドープして１００Å、正孔輸送層としてＨＴ０１を１０００Åそれぞれ蒸着した後、発光層としてホストＢＨ０１にドーパントＢＤ０１を３重量％でドープして２５０Åの厚さに蒸着した。その後、電子輸送層を用いてＥＴ０１とＬｉｑ（１：１、ｗｔ．／ｗｔ．）との混合物を３００Åの厚さに蒸着した後、ＬｉＦを１０Åの厚さに蒸着して電子注入層を形成した。次いで、ＭｇＡｇを１５ｎｍの厚さに蒸着して陰極を形成し、前記陰極上に高屈折キャッピング層としてＣＰＭ０１を９５０Åの厚さに蒸着した後、低屈折キャッピング層として、合成例１で製造された化合物を４００Åの厚さに蒸着させた。この素子をグローブボックスで密封（Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）することにより、有機発光素子を作製した。
実施例２～実施例２0
前記実施例１と同様にして製造するが、それぞれ合成例２～合成例２5で製造された化合物を用いて低屈折キャッピング層を成膜した有機発光素子を作製した。
比較例１～比較例４

【0094】

前記実施例１と同様の方法で製造するが、下記表５に表示された比較化合物１～比較化合物４をそれぞれ用いて低屈折キャッピング層を成膜した有機発光素子を作製した。

【0095】

【表5】

＜実験例１＞有機発光素子の性能評価

【0096】

Ｋｉｓｌｅｙ２４００ソースメジャーメントユニット（Ｋｉｅｔｈｌｅｙ ２４００ ｓｏｕｒｃｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｕｎｉｔ）で、電圧を印加して電子及び正孔を注入し、コニカミノルタ（Ｋｏｎｉｃａ Ｍｉｎｏｌｔａ）分光複写計（ＣＳ－２０００）を用いて光が放出されるときの輝度を測定することにより、実施例１～実施例５、実施例１４~実施例１7、実施例20、及び比較例１～比較例４の印加電圧に対する電流密度及び輝度を大気圧の条件下で測定して有機発光素子の性能を評価した。その結果を下記表６に示す。

【0097】

【表6】

【0098】

本発明の実施例を比較例と対照してみると、本発明は、シクロアルキル基またはヘテロシクリル基を含むアミン系構造および分極率の低い置換基でさらに低い屈折率を有し、同時に薄膜形成および熱安定性に優れる。したがって、高色純度、高効率、長寿命の有機発光素子の実現が可能である。

【0099】

具体的に本発明の実施例を比較すると、実施例１と実施例２を比較し、Ｃｙ以外にシクロアルキル基を有する場合、より低い屈折率を有することにより効率改善に有効であることがわかり、実施例１と実施 実施例３および実施例４を比較すると、剛直な構造のアダマンタンをさらに有する場合、寿命改善に有効であり、さらに置換基を有する場合熱安定性に優れ、さらに寿命改善に有効であることが分かる。 最後に実施例１と実施例５を比較して、さらにＣｙの他にシクロアルキル基をさらに有する場合、低い屈折率を有すると同時に熱安定に優れ、効率及び寿命改善に有効であることが分かる。
＜実験例２＞屈折率の評価

【0100】

合成例１～合成例5の化合物および比較化合物１～比較化合物４をそれぞれ用いて、シリコン基板上に厚さ３０ｎｍの蒸着膜を真空蒸着装備を用いて作製し、エリプソメータ装置（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ Ｃｏ．Ｉｎｃ、Ｍ－２０００Ｘ）を用いて波長４５０ｎｍでの屈折率を測定した。その結果は、下記表７にまとめた通りである。

【0101】

【表7】

【0102】

前記表７に記載されているように、本発明による化合物は、波長４５０ｎｍで屈折率１．５５以下の低い屈折率を示すことを確認することができる。また、表７に記載されていないが、本発明による他の化合物も、波長４５０ｎｍで屈折率１．５５以下の低い屈折率を示した。

【図1】

【国際調査報告】