(81)【指定国】
AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ
前記Ar1〜Ar4は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のフェニル基;置換もしくは非置換のビフェニル基;置換もしくは非置換のターフェニル基;置換もしくは非置換のフルオレニル基;置換もしくは非置換のフェナントリル基;または置換もしくは非置換のナフチル基である請求項1に記載のヘテロ環化合物。
前記Ar1〜Ar4は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のピリジン基;または置換もしくは非置換のチオフェン基である請求項1に記載のヘテロ環化合物。
第1電極と、前記第1電極に対向して備えられた第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に備えられた発光層を含む1層以上の有機物層とを含む有機発光素子であって、前記有機物層のうちの1層以上は、請求項1〜6のいずれか1項に記載のヘテロ環化合物を含むものである有機発光素子。
前記ヘテロ環化合物を含む有機物層は、前記ヘテロ環化合物をホストとして含み、他の有機化合物、金属または金属化合物をドーパントとして含むものである請求項7に記載の有機発光素子。
前記有機発光素子は、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電子阻止層、および正孔阻止層からなる群より選択される1層または2層以上をさらに含むものである請求項7に記載の有機発光素子。
第1電極と、前記第1電極に対向して備えられた第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に備えられた発光層と、前記発光層と前記第1電極との間、または前記発光層と前記第2電極との間に備えられた2層以上の有機物層とを含む有機発光素子であって、
前記2層以上の有機物層のうちの少なくとも1つは、請求項1〜6のいずれか1項に記載のヘテロ環化合物を含み、
前記2層以上の有機物層は、電子輸送層、電子注入層、電子輸送と電子注入を同時に行う層、および正孔阻止層からなる群より2以上が選択されるものである有機発光素子。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本明細書は、前記化学式1で表される化合物を提供する。
【0014】
本明細書の一実施態様において、前記L1およびL2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;または置換もしくは非置換の炭素数6〜9のアリーレン基である。この場合、前記1,5−ナフタレンが電子供与体の役割を果たし、X1〜X3、X4〜X6を含む単環の環すなわち、1または2個のNを含むヘテロ環の環は電子受容体の役割を果たす。
【0015】
前記電子受容体と電子供与体との間を連結するL1およびL2が炭素数6〜9のアリーレン基の場合、一定の適正距離が維持可能で、HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)とLUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)のオービタル分布(Orbital Distribution)が円滑である。
【0016】
前記置換基の例示は以下に説明するが、これに限定されるものではない。
【0017】
本明細書において、「置換もしくは非置換の」という用語は、重水素;ハロゲン基;ニトリル基;ニトロ基;イミド基;アミド基;ヒドロキシ基;チオール基;アルキル基;アルケニル基;アルコキシ基;シクロアルキル基;シリル基;アリールアルケニル基;アリールオキシ基;アルキルチオキシ基;アリールチオキシ基;アルキルスルホキシ基;アリールスルホキシ基;シリル基;ホウ素基;アルキルアミン基;アラルキルアミン基;アリールアミン基;アリール基;アリールアルキル基;アリールアルケニル基;およびヘテロ環基からなる群より選択された1または2以上の置換基で置換されているか、前記例示された置換基のうちの2以上の置換基が連結された置換基で置換されるか、もしくはいずれの置換基も有しないことを意味する。例えば、「2以上の置換基が連結された置換基」は、ビフェニル基であってもよい。すなわち、ビフェニル基は、アリール基であってもよく、2個のフェニル基が連結された置換基として解釈されてもよい。前記例示された置換基のうちの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。例えば、「2以上の置換基が連結された置換基」は、ビフェニル基であってもよい。すなわち、ビフェニル基は、アリール基であってもよく、2個のフェニル基が連結された置換基として解釈されてもよい。
【0018】
前記「置換」という用語は、化合物の炭素原子に結合された水素原子が他の置換基に変わることを意味し、置換される位置は、水素原子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はなく、2以上置換される場合、2以上の置換基は、互いに同一でも異なっていてもよい。
【0019】
本明細書において、ハロゲン基の例としては、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素がある。
【0020】
本明細書において、イミド基の炭素数は特に限定されないが、炭素数1〜25であることが好ましい。具体的には、下記のような構造の化合物になっていてもよいが、これに限定されるものではない。
【0022】
本明細書において、アミド基は、アミド基の窒素が、水素、炭素数1〜25の直鎖、分枝鎖もしくは環鎖アルキル基、または炭素数6〜25のアリール基で1または2置換されていてもよい。具体的には、下記構造式の化合物になっていてもよいが、これに限定されるものではない。
【0024】
本明細書において、前記アルキル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、1〜50であることが好ましい。具体例としては、メチル、エチル、プロピル、n−プロピル、イソプロピル、ブチル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、sec−ブチル、1−メチル−ブチル、1−エチル−ブチル、ペンチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert−ペンチル、ヘキシル、n−ヘキシル、1−メチルペンチル、2−メチルペンチル、4−メチル−2−ペンチル、3,3−ジメチルブチル、2−エチルブチル、ヘプチル、n−ヘプチル、1−メチルヘキシル、シクロペンチルメチル、シクロヘキシルメチル、オクチル、n−オクチル、tert−オクチル、1−メチルヘプチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、n−ノニル、2,2−ジメチルヘプチル、1−エチル−プロピル、1,1−ジメチル−プロピル、イソヘキシル、2−メチルペンチル、4−メチルヘキシル、5−メチルヘキシルなどがあるが、これらに限定されない。
【0025】
本明細書において、シクロアルキル基は特に限定されないが、炭素数3〜60であることが好ましく、具体的には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、3−メチルシクロペンチル、2,3−ジメチルシクロペンチル、シクロヘキシル、3−メチルシクロヘキシル、4−メチルシクロヘキシル、2,3−ジメチルシクロヘキシル、3,4,5−トリメチルシクロヘキシル、4−tert−ブチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルなどがあるが、これらに限定されない。
【0026】
本明細書において、前記アルコキシ基は、直鎖、分枝鎖もしくは環鎖であってもよい。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、i−プロピルオキシ、n−ブトキシ、イソブトキシ、tert−ブトキシ、sec−ブトキシ、n−ペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、n−ヘキシルオキシ、3,3−ジメチルブチルオキシ、2−エチルブチルオキシ、n−オクチルオキシ、n−ノニルオキシ、n−デシルオキシ、ベンジルオキシ、p−メチルベンジルオキシなどになっていてもよいが、これらに限定されるものではない。
【0027】
本明細書において、前記アルケニル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、2〜40であることが好ましい。具体例としては、ビニル、1−プロペニル、イソプロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、1−ペンテニル、2−ペンテニル、3−ペンテニル、3−メチル−1−ブテニル、1,3−ブタジエニル、アリル、1−フェニルビニル−1−イル、2−フェニルビニル−1−イル、2,2−ジフェニルビニル−1−イル、2−フェニル−2−(ナフチル−1−イル)ビニル−1−イル、2,2−ビス(ジフェニル−1−イル)ビニル−1−イル、スチルベニル基、スチレニル基などがあるが、これらに限定されない。
【0028】
本明細書において、アリール基は、単環式アリール基または多環式アリール基であってもよい。また、本明細書内におけるアリール基は、芳香族環を意味することができる。
【0029】
前記アリール基が単環式アリール基の場合、炭素数は特に限定されないが、炭素数6〜25であることが好ましい。具体的には、単環式アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基などになっていてもよいが、これらに限定されるものではない。
【0030】
前記アリール基が多環式アリール基の場合、炭素数は特に限定されないが、炭素数10〜24であることが好ましい。具体的には、多環式アリール基としては、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基、フルオレニル基などになっていてもよいが、これらに限定されるものではない。
【0031】
本明細書において、前記フルオレニル基は、置換されていてもよいし、隣接した置換基が互いに結合して環を形成してもよい。
【0032】
前記フルオレニル基が置換される場合、
【化6】
などになっていてもよい。ただし、これらに限定されるものではない。
【0033】
本明細書において、シリル基は、具体的には、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、これらに限定されない。
【0034】
本明細書において、アミン基は、炭素数は特に限定されないが、1〜50であることが好ましい。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、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などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
【0035】
本明細書において、アリールアミン基の例としては、置換もしくは非置換のモノアリールアミン基、置換もしくは非置換のジアリールアミン基、または置換もしくは非置換のトリアリールアミン基がある。前記アリールアミン基中のアリール基は、単環式アリール基であってもよく、多環式アリール基であってもよい。前記アリール基が2以上を含むアリールアミン基は、単環式アリール基、多環式アリール基、または単環式アリール基と多環式アリール基を同時に含むことができる。
【0036】
アリールアミン基の具体例としては、フェニルアミン、ナフチルアミン、ビフェニルアミン、アントラセニルアミン、3−メチル−フェニルアミン、4−メチル−ナフチルアミン、2−メチル−ビフェニルアミン、9−メチル−アントラセニルアミン、ジフェニルアミン基、フェニルナフチルアミン基、ジトリルアミン基、フェニルトリルアミン基、カルバゾール、およびトリフェニルアミン基などがあるが、これらに限定されるものではない。
【0037】
本明細書において、ヘテロ環基は、炭素でない原子、異種原子を1以上含むものであって、具体的には、前記異種原子は、O、N、Se、およびSなどからなる群より選択される原子を1以上含むことができる。ヘテロ環基の炭素数2〜60であることが好ましい。ヘテロ環基の例としては、チオフェン基、フラン基、ピロール基、イミダゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、オキサジアゾール基、トリアゾール基、ピリジル基、ビピリジル基、ピリミジル基、トリアジン基、トリアゾール基、アクリジル基、ピリダジン基、ピラジニル基、キノリニル基、キナゾリン基、キノキサリニル基、フタラジニル基、ピリドピリミジニル基、ピリドピラジニル基、ピラジノピラジニル基、イソキノリン基、インドール基、カルバゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾイミダゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾカルバゾール基、ベンゾチオフェン基、ジベンゾチオフェン基、ベンゾフラニル基、フェナントロリン基(phenanthroline)、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、フェノチアジニル基、およびジベンゾフラニル基などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
【0038】
本明細書において、ヘテロアリールアミン基中のヘテロアリール基は、上述したヘテロ環基の例示の中から選択できる。
【0039】
本明細書において、アリールオキシ基、アリールチオキシ基、アリールスルホキシ基、およびアラルキルアミン基中のアリール基は、上述したアリール基の例示の通りである。具体的には、アリールオキシ基としては、フェノキシ、p−トリルオキシ、m−トリルオキシ、3,5−ジメチル−フェノキシ、2,4,6−トリメチルフェノキシ、p−tert−ブチルフェノキシ、3−ビフェニルオキシ、4−ビフェニルオキシ、1−ナフチルオキシ、2−ナフチルオキシ、4−メチル−1−ナフチルオキシ、5−メチル−2−ナフチルオキシ、1−アントリルオキシ、2−アントリルオキシ、9−アントリルオキシ、1−フェナントリルオキシ、3−フェナントリルオキシ、9−フェナントリルオキシなどがあり、アリールチオキシ基としては、フェニルチオキシ基、2−メチルフェニルチオキシ基、4−tert−ブチルフェニルチオキシ基などがあり、アリールスルホキシ基としては、ベンゼンスルホキシ基、p−トルエンスルホキシ基などがあるが、これらに限定されない。
【0040】
本明細書において、アルキルチオキシ基、アルキルスルホキシ基中のアルキル基は、上述したアルキル基の例示の通りである。具体的には、アルキルチオキシ基としては、メチルチオキシ基、エチルチオキシ基、tert−ブチルチオキシ基、ヘキシルチオキシ基、オクチルチオキシ基などがあり、アルキルスルホキシ基としては、メシル、エチルスルホキシ基、プロピルスルホキシ基、ブチルスルホキシ基などがあるが、これらに限定されない。
【0041】
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価基を意味する。これらは、それぞれ2価基であることを除いては、上述したアリール基の説明が適用可能である。
【0042】
本明細書において、
【化7】
は、他の置換基に連結される部位を意味する。
【0043】
本明細書の一実施態様において、前記L1およびL2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直接結合;または置換もしくは非置換のフェニレン基である。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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6〜9のアリーレン基である。
【0047】
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である。
【0048】
本明細書の一実施態様において、前記L1は、フェニレン基である。
【0049】
もう一つの実施態様において、前記L1は、フェニレン基であり、前記フェニレン基は、
【化8】
である。
【0050】
本明細書の一実施態様において、前記L2は、置換もしくは非置換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L2は、置換もしくは非置換のフェニレン基である。
【0052】
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。
【0053】
もう一つの実施態様において、前記L2は、フェニレン基であり、前記フェニレン基は、
【化9】
である。
【0054】
本明細書において、前記3価のヘテロ原子は、NまたはPなどがあるが、これらに限定されない。
【0055】
本明細書の一実施態様において、前記3価のヘテロ原子は、Nである。
【0056】
本明細書の一実施態様において、前記X1〜X3は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、NまたはCHであり、X1〜X3のうちの少なくとも1つはNであり、X1〜X3のうちの少なくとも1つはCHである。
【0057】
本明細書の一実施態様において、X1は、Nであり、X2およびX3は、CHであってもよい。
【0058】
本明細書の一実施態様において、X2は、Nであり、X1およびX3は、CHであってもよい。
【0059】
本明細書の一実施態様において、X3は、Nであり、X1およびX2は、CHであってもよい。
【0060】
本明細書の一実施態様において、X1およびX2は、Nであってもよい。この場合、X3は、CHである。
【0061】
本明細書の一実施態様において、X1およびX3は、Nであってもよい。この場合、X2は、CHである。
【0062】
本明細書の一実施態様において、X2およびX3は、Nであってもよい。この場合、X1は、CHである。
【0063】
本明細書の一実施態様において、前記X4〜X6は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、NまたはCHであり、X4〜X6のうちの少なくとも1つはNであり、X4〜X6のうちの少なくとも1つはCHである。
【0064】
本明細書の一実施態様において、X4は、Nであり、X5およびX6は、CHであってもよい。
【0065】
本明細書の一実施態様において、X5は、Nであり、X4およびX6は、CHであってもよい。
【0066】
本明細書の一実施態様において、X6は、Nであり、X4およびX5は、CHであってもよい。
【0067】
本明細書の一実施態様において、X4およびX5は、Nであってもよい。この場合、X6は、CHである。
【0068】
本明細書の一実施態様において、X4およびX6は、Nであってもよい。この場合、X5は、CHである。
【0069】
本明細書の一実施態様において、X5およびX6は、Nであってもよい。この場合、X4は、CHである。
【0070】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1〜Ar4は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のフェニル基;置換もしくは非置換のビフェニル基;置換もしくは非置換のターフェニル基;置換もしくは非置換のフルオレニル基;置換もしくは非置換のフェナントリル基;または置換もしくは非置換のナフチル基である。
【0071】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1〜Ar4は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のピリジン基;または置換もしくは非置換のチオフェン基である。
【0072】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、置換もしくは非置換のアリール基である。
【0073】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、置換もしくは非置換のフェニル基である。
【0074】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、フェニル基である。
【0075】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、ニトリル基で置換されたフェニル基である。
【0076】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、
【化10】
である。
【0077】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、
【化11】
である。
【0078】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、
【化12】
である。
【0079】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、置換もしくは非置換のビフェニル基である。
【0080】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、ビフェニル基である。
【0081】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、ビフェニル基であり、
【化13】
である。
【0082】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、置換もしくは非置換のターフェニル基である。
【0083】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、ターフェニル基であり、
【化14】
である。
【0084】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、ターフェニル基であり、
【化15】
である。
【0085】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、置換もしくは非置換のフルオレニル基である。
【0086】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、アルキル基で置換されたフルオレニル基である。
【0087】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、メチル基で置換されたフルオレニル基である。
【0088】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、アリール基で置換されたフルオレニル基である。
【0089】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、フェニル基で置換されたフルオレニル基である。
【0090】
本明細書の一実施態様において、前記フルオレニル基の2番の炭素位置と1または2以上のNを含むヘテロ環に連結されてもよい。
【0091】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、置換もしくは非置換のナフチル基である。
【0092】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、ナフチル基である。
【0093】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、ナフチル基であり、
【化16】
である。
【0094】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、ナフチル基であり、
【化17】
である。
【0095】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、置換もしくは非置換のフェナントリル基である。
【0096】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、フェナントリル基である。
【0097】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、フェナントリル基であり、
【化18】
である。
【0098】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、置換もしくは非置換の異種元素としてO、N、およびSのうちの1個以上を含む置換もしくは非置換のヘテロ環基である。
【0099】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、置換もしくは非置換のピリジン基である。
【0100】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、ピリジン基である。
【0101】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、ピリジン基であり、
【化19】
である。
【0102】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、置換もしくは非置換のチオフェン基である。
【0103】
本明細書の一実施態様において、前記Ar1は、チオフェン基である。
【0104】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、置換もしくは非置換のアリール基である。
【0105】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、置換もしくは非置換のフェニル基である。
【0106】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、フェニル基である。
【0107】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、ニトリル基で置換されたフェニル基である。
【0108】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、
【化20】
である。
【0109】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、
【化21】
である。
【0110】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、
【化22】
である。
【0111】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、置換もしくは非置換のビフェニル基である。
【0112】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、ビフェニル基である。
【0113】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、ビフェニル基であり、
【化23】
である。
【0114】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、置換もしくは非置換のターフェニル基である。
【0115】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、ターフェニル基であり、
【化24】
である。
【0116】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、ターフェニル基であり、
【化25】
である。
【0117】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、置換もしくは非置換のフルオレニル基である。
【0118】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、アルキル基で置換されたフルオレニル基である。
【0119】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、メチル基で置換されたフルオレニル基である。
【0120】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、アリール基で置換されたフルオレニル基である。
【0121】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、フェニル基で置換されたフルオレニル基である。
【0122】
本明細書の一実施態様において、前記フルオレニル基の2番の炭素位置と1または2以上のNを含むヘテロ環に連結されてもよい。
【0123】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、置換もしくは非置換のナフチル基である。
【0124】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、ナフチル基である。
【0125】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、ナフチル基であり、
【化26】
である。
【0126】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、ナフチル基であり、
【化27】
である。
【0127】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、置換もしくは非置換のフェナントリル基である。
【0128】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、フェナントリル基である。
【0129】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、フェナントリル基であり、
【化28】
である。
【0130】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、置換もしくは非置換の異種元素としてO、N、およびSのうちの1個以上を含む置換もしくは非置換のヘテロ環基である。
【0131】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、置換もしくは非置換のピリジン基である。
【0132】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、ピリジン基である。
【0133】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、ピリジン基であり、
【化29】
である。
【0134】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、置換もしくは非置換のチオフェン基である。
【0135】
本明細書の一実施態様において、前記Ar2は、チオフェン基である。
【0136】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、置換もしくは非置換のアリール基である。
【0137】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、置換もしくは非置換のフェニル基である。
【0138】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、フェニル基である。
【0139】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、ニトリル基で置換されたフェニル基である。
【0140】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、
【化30】
である。
【0141】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、
【化31】
である。
【0142】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、
【化32】
である。
【0143】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、置換もしくは非置換のビフェニル基である。
【0144】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、ビフェニル基である。
【0145】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、ビフェニル基であり、
【化33】
である。
【0146】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、置換もしくは非置換のターフェニル基である。
【0147】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、ターフェニル基であり、
【化34】
である。
【0148】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、ターフェニル基であり、
【化35】
である。
【0149】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、置換もしくは非置換のフルオレニル基である。
【0150】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、アルキル基で置換されたフルオレニル基である。
【0151】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、メチル基で置換されたフルオレニル基である。
【0152】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、アリール基で置換されたフルオレニル基である。
【0153】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、フェニル基で置換されたフルオレニル基である。
【0154】
本明細書の一実施態様において、前記フルオレニル基の2番の炭素位置と1または2以上のNを含むヘテロ環に連結されてもよい。
【0155】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、置換もしくは非置換のナフチル基である。
【0156】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、ナフチル基である。
【0157】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、ナフチル基であり、
【化36】
である。
【0158】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、ナフチル基であり、
【化37】
である。
【0159】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、置換もしくは非置換のフェナントリル基である。
【0160】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、フェナントリル基である。
【0161】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、フェナントリル基であり、
【化38】
である。
【0162】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、置換もしくは非置換の異種元素としてO、N、およびSのうちの1個以上を含む置換もしくは非置換のヘテロ環基である。
【0163】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、置換もしくは非置換のピリジン基である。
【0164】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、ピリジン基である。
【0165】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、ピリジン基であり、
【化39】
である。
【0166】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、置換もしくは非置換のチオフェン基である。
【0167】
本明細書の一実施態様において、前記Ar3は、チオフェン基である。
【0168】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、置換もしくは非置換のアリール基である。
【0169】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、置換もしくは非置換のフェニル基である。
【0170】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、フェニル基である。
【0171】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、ニトリル基で置換されたフェニル基である。
【0172】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、
【化40】
である。
【0173】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、
【化41】
である。
【0174】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、
【化42】
である。
【0175】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、置換もしくは非置換のビフェニル基である。
【0176】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、ビフェニル基である。
【0177】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、ビフェニル基であり、
【化43】
である。
【0178】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、置換もしくは非置換のターフェニル基である。
【0179】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、ターフェニル基であり、
【化44】
である。
【0180】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、ターフェニル基であり、
【化45】
である。
【0181】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、置換もしくは非置換のフルオレニル基である。
【0182】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、アルキル基で置換されたフルオレニル基である。
【0183】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、メチル基で置換されたフルオレニル基である。
【0184】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、アリール基で置換されたフルオレニル基である。
【0185】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、フェニル基で置換されたフルオレニル基である。
【0186】
本明細書の一実施態様において、前記フルオレニル基の2番の炭素位置と1または2以上のNを含むヘテロ環に連結されてもよい。
【0187】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、置換もしくは非置換のナフチル基である。
【0188】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、ナフチル基である。
【0189】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、ナフチル基であり、
【化46】
である。
【0190】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、ナフチル基であり、
【化47】
である。
【0191】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、置換もしくは非置換のフェナントリル基である。
【0192】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、フェナントリル基である。
【0193】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、フェナントリル基であり、
【化48】
である。
【0194】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、置換もしくは非置換の異種元素としてO、N、およびSのうちの1個以上を含む置換もしくは非置換のヘテロ環基である。
【0195】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、置換もしくは非置換のピリジン基である。
【0196】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、ピリジン基である。
【0197】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、ピリジン基であり、
【化49】
である。
【0198】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、置換もしくは非置換のチオフェン基である。
【0199】
本明細書の一実施態様において、前記Ar4は、チオフェン基である。
【0200】
本明細書の一実施態様において、前記
【化50】
と
【化51】
は、互いに同一である。
【0201】
本明細書の一実施態様において、前記化学式1で表されるヘテロ環化合物は、下記化学式1−1〜1−50のうちのいずれか1つで表される。
【0202】
【化52】
【化53】
【化54】
【化55】
【化56】
【化57】
【化58】
【0203】
本明細書の一実施態様において、前記化学式1で表されるヘテロ環化合物は、下記化学式2−1〜下記化学式2−50のうちのいずれか1つである。
【0204】
【化59】
【化60】
【化61】
【化62】
【化63】
【化64】
【化65】
【化66】
【0205】
前記化学式1の化合物は、前記化学式1で表されているように、ナフタレン基を中心に両方にヘテロ環を含む置換基を導入することにより、有機発光素子で使用される有機物層への使用に適した特性を有することができる。
【0206】
前記化学式1で表される化合物は、ヘテロ環構造を含んでいるため、有機発光素子において、電子注入および/または電子輸送物質としての適切なエネルギー準位を有することができる。また、本明細書において、化学式1で表される化合物のうち、置換基に応じて適切なエネルギー準位を有する化合物を選択して有機発光素子に使用することにより、駆動電圧が低く、光効率が高い素子を実現することができる。
【0207】
また、前記コア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節可能にし、他方で、有機物間の界面における特性を向上させ、物質の用途を多様にすることができる。
【0208】
一方、前記化学式1の化合物は、ガラス転移温度(Tg)が高く、熱的安定性に優れている。このような熱的安定性の増加は、素子に駆動安定性を提供する重要な要因となる。
【0209】
前記化学式1で表される化合物は、後述する製造例に基づいて製造できる。
【0210】
前記化学式1で表される化合物は、1,5−ナフチル基に、X1〜X3を含むヘテロ環の環にAr1、Ar2およびL1を置換させた構造、およびX4〜X6を含むヘテロ環の環にAr3、Ar4およびL2を結合させる方法で製造できる。
【0211】
X1〜X6中のヘテロ原子の個数、Ar1〜Ar4、L1およびL2を変更して、前記化学式1で表されるヘテロ環化合物を製造することができる。
【0212】
また、本明細書は、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提供する。
【0213】
本明細書の一実施態様において、第1電極と、前記第1電極に対向して備えられた第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に備えられた発光層を含む1層以上の有機物層とを含む有機発光素子であって、前記有機物層のうちの1層以上は、前記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。
【0214】
本明細書の有機発光素子の有機物層は、単層構造からなってもよいが、2層以上の有機物層が積層された多層構造からなってもよい。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に限定されず、より少数の有機層を含むことができる。
【0215】
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は、正孔注入層または正孔輸送層を含み、前記正孔注入層または正孔輸送層は、前記ヘテロ環化合物を含む。
【0216】
もう一つの実施態様において、前記有機物層は、発光層を含み、前記発光層は、前記ヘテロ環化合物を発光層のホストとして含む。
【0217】
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は、電子輸送層、電子注入層、または電子輸送および電子注入を同時に行う層を含み、前記電子輸送層または電子注入層は、前記ヘテロ環化合物を含む。
【0218】
本明細書の一つの実施態様において、第1電極と、前記第1電極に対向して備えられた第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に備えられた発光層と、前記発光層と前記第1電極との間、または前記発光層と前記第2電極との間に備えられた2層以上の有機物層とを含む有機発光素子であって、前記2層以上の有機物層のうちの少なくとも1つは、前記ヘテロ環化合物を含む。一つの実施態様において、前記2層以上の有機物層は、電子輸送層、電子注入層、電子輸送と電子注入を同時に行う層、および正孔阻止層からなる群より2以上が選択されてもよい。
【0219】
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は、2層以上の電子輸送層を含み、前記2層以上の電子輸送層のうちの少なくとも1つは、前記ヘテロ環化合物を含む。具体的には、本明細書の一実施態様において、前記ヘテロ環化合物は、前記2層以上の電子輸送層のうちの1層に含まれていてもよいし、それぞれの2層以上の電子輸送層に含まれていてもよい。
【0220】
また、本明細書の一実施態様において、前記ヘテロ環化合物が前記それぞれの2層以上の電子輸送層に含まれる場合、前記ヘテロ環化合物を除いた他の材料は、互いに同一でも異なっていてもよい。
【0221】
本明細書の一実施態様において、前記電子輸送層、電子注入層、または電子輸送および電子注入を同時に行う層は、前記ヘテロ環化合物のみを含む。
【0222】
本明細書の一実施態様において、前記有機物層は、前記ヘテロ環化合物を含む有機物層のほか、アリールアミノ基、カルバゾール基、またはベンゾカルバゾール基を含む化合物を含む正孔注入層または正孔輸送層をさらに含む。
【0223】
本明細書の一実施態様において、前記ヘテロ環化合物を含む有機物層は、前記ヘテロ環化合物をホストとして含み、他の有機化合物、金属または金属化合物をドーパントとして含む。
【0224】
本明細書の一実施態様において、前記有機発光素子は、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電子阻止層、および正孔阻止層からなる群より選択される1層または2層以上をさらに含む。
【0225】
もう一つの実施態様において、有機発光素子は、基板上に、陽極、1層以上の有機物層、および陰極が順次に積層された構造(normal type)の有機発光素子であってもよい。
【0226】
もう一つの実施態様において、有機発光素子は、基板上に、陰極、1層以上の有機物層、および陽極が順次に積層された逆方向構造(inverted type)の有機発光素子であってもよい。
【0227】
例えば、本明細書の一実施態様に係る有機発光素子の構造は、図1および図2に例示されている。
【0228】
図1は、基板1、陽極2、発光層3、陰極4が順次に積層された有機発光素子の構造が例示されている。このような構造において、前記ヘテロ環化合物は、前記発光層3に含まれていてもよい。
【0229】
図2は、基板1、陽極2、正孔注入層5、正孔輸送層6、発光層3、電子輸送層7、および陰極4が順次に積層された有機発光素子の構造が例示されている。このような構造において、前記ヘテロ環化合物は、前記正孔注入層5、正孔輸送層6、発光層3、および電子輸送層7のうちの1層以上に含まれていてもよい。
【0230】
このような構造において、前記化合物は、前記正孔注入層、正孔輸送層、発光層、および電子輸送層のうちの1層以上に含まれていてもよい。
【0231】
本明細書の有機発光素子は、有機物層のうちの1層以上が本明細書の化合物、すなわち、前記ヘテロ環化合物を含むことを除いては、当技術分野で知られている材料と方法で製造できる。
【0232】
前記有機発光素子が複数の有機物層を含む場合、前記有機物層は、同一の物質または異なる物質で形成されてもよい。
【0233】
本明細書の有機発光素子は、有機物層のうちの1層以上が前記ヘテロ環化合物、すなわち、前記化学式1で表される化合物を含むことを除いては、当技術分野で知られている材料と方法で製造できる。
【0234】
例えば、本明細書の有機発光素子は、基板上に、第1電極、有機物層、および第2電極を順次に積層させることにより製造することができる。この時、スパッタリング法(sputtering)や電子ビーム蒸発法(e−beam evaporation)のようなPVD(Physical Vapor Deposition)方法を利用して、基板上に、金属または導電性を有する金属酸化物またはこれらの合金を蒸着させて陽極を形成し、その上に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、および電子輸送層を含む有機物層を形成した後、その上に、陰極として使用可能な物質を蒸着させることにより製造できる。このような方法以外にも、基板上に、陰極物質から、有機物層、陽極物質を順に蒸着させて有機発光素子を作ることができる。
【0235】
また、前記化学式1の化合物は、有機発光素子の製造時、真空蒸着法だけでなく、溶液塗布法によって有機物層に形成できる。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、ドクターブレーディング、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、これらにのみ限定されるものではない。
【0236】
このような方法のほか、基板上に、陰極物質から、有機物層、陽極物質を順に蒸着させて有機発光素子を作ることもできる(国際特許出願公開第2003/012890号)。ただし、製造方法がこれに限定されるものではない。
【0237】
本明細書の一実施態様において、前記第1電極は、陽極であり、前記第2電極は、陰極である。
【0238】
もう一つの実施態様において、前記第1電極は、陰極であり、前記第2電極は、陽極である。
【0239】
前記陽極物質としては、通常、有機物層への正孔注入が円滑となるように仕事関数の大きい物質が好ましい。本発明で使用可能な陽極物質の具体例としては、バナジウム、クロム、銅、亜鉛、金のような金属、またはこれらの合金;亜鉛酸化物、インジウム酸化物、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)のような金属酸化物;ZnO:AlまたはSNO
2:Sbのような金属と酸化物との組み合わせ;ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリ[3,4−(エチレン−1,2−ジオキシ)チオフェン](PEDOT)、ポリピロールおよびポリアニリンのような導電性高分子などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
【0240】
前記陰極物質としては、通常、有機物層への電子注入が容易となるように仕事関数の小さい物質であることが好ましい。陰極物質の具体例としては、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタン、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズおよび鉛のような金属、またはこれらの合金;LiF/AlまたはLiO
2/Alのような多層構造の物質などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
【0241】
前記正孔注入物質としては、電極から正孔を注入する層で、正孔注入物質としては、正孔を輸送する能力を有し、陽極からの正孔注入効果、発光層または発光材料に対して優れた正孔注入効果を有し、発光層で生成された励起子の電子注入層または電子注入材料への移動を防止し、また、薄膜形成能力に優れた化合物が好ましい。正孔注入物質のHOMO(highest occupied molecular orbital)が、陽極物質の仕事関数と周辺有機物層のHOMOとの間であることが好ましい。正孔注入物質の具体例としては、金属ポルフィリン(porphyrin)、オリゴチオフェン、アリールアミン系の有機物、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン系の有機物、キナクリドン(quinacridone)系の有機物、ペリレン(perylene)系の有機物、アントラキノンおよびポリアニリンとポリチオフェン系の導電性高分子などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
【0242】
前記正孔輸送層は、正孔注入層から正孔を受け取って発光層まで正孔を輸送する層で、正孔輸送物質としては、陽極や正孔注入層から正孔が輸送されて発光層に移すことができる物質で、正孔に対する移動性の大きい物質が好適である。具体例としては、アリールアミン系の有機物、導電性高分子、および共役部分と非共役部分が共にあるブロック共重合体などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
【0243】
前記発光物質としては、正孔輸送層と電子輸送層から正孔と電子がそれぞれ輸送されて結合させることにより、可視光線領域の光を発することができる物質であって、蛍光や燐光に対する量子効率の良い物質が好ましい。具体例としては、8−ヒドロキシ−キノリンアルミニウム錯体(Alq
3);カルバゾール系化合物;二量体化スチリル(dimerized styryl)化合物;BAlq;10−ヒドロキシベンゾキノリン−金属化合物;ベンゾキサゾール、ベンズチアゾール、およびベンズイミダゾール系の化合物;ポリ(p−フェニレンビニレン)(PPV)系の高分子;スピロ(spiro)化合物;ポリフルオレン、ルブレンなどがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
【0244】
前記発光層は、ホスト材料およびドーパント材料を含むことができる。ホスト材料は、縮合芳香族環誘導体またはヘテロ環含有化合物などがある。具体的には、縮合芳香族環誘導体としては、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、ナフタレン誘導体、ペンタセン誘導体、フェナントレン化合物、フルオランテン化合物などがあり、ヘテロ環含有化合物としては、カルバゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ラダー型フラン化合物、ピリミジン誘導体などがあるが、これらに限定されない。
【0245】
ドーパント材料としては、有機化合物、金属または金属化合物がある。
【0246】
ドーパント材料としての有機化合物には、芳香族アミン誘導体、スチリルアミン化合物、ホウ素錯体、フルオランテン化合物などがある。具体的には、芳香族アミン誘導体としては、置換もしくは非置換のアリールアミノ基を有する縮合芳香族環誘導体であって、アリールアミノ基を有するピレン、アントラセン、クリセン、ペリフランテンなどがあり、スチリルアミン化合物としては、置換もしくは非置換のアリールアミンに少なくとも1個のアリールビニル基が置換されている化合物で、アリール基、シリル基、アルキル基、シクロアルキル基、およびアリールアミノ基からなる群より1または2以上選択される置換基が置換もしくは非置換である。具体的には、スチリルアミン、スチリルジアミン、スチリルトリアミン、スチリルテトラアミンなどがあるが、これらに限定されない。また、金属または金属化合物としては、一般的な金属または金属化合物を使用でき、具体的には、金属錯体を使用できる。前記金属錯体としては、イリジウム錯体、白金錯体などがあるが、これらに限定されない。
【0247】
前記電子輸送物質としては、電子注入層から電子を受け取って発光層まで電子を輸送する層で、電子輸送物質としては、陰極から電子がよく注入されて発光層に移すことができる物質であって、電子に対する移動性の大きい物質が好適である。具体例としては、8−ヒドロキシキノリンのAl錯体;Alq
3を含む錯体;有機ラジカル化合物;ヒドロキシフラボン−金属錯体などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。電子輸送層は、従来技術により使用されたように、任意の所望するカソード物質と共に使用できる。特に、適切なカソード物質の例は、低い仕事関数を有し、アルミニウム層またはシルバー層が後に続く通常の物質である。具体的には、セシウム、バリウム、カルシウム、イッテルビウム、およびサマリウムであり、それぞれの場合、アルミニウム層またはシルバー層が後に続く。
【0248】
前記電子注入層は、電極から電子を注入する層で、電子を輸送する能力を有し、陰極からの電子注入効果、発光層、または発光材料に対して優れた電子注入効果を有し、発光層で生成された励起子の正孔注入層への移動を防止し、また、薄膜形成能力に優れた化合物が好ましい。具体的には、フルオレノン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、チオピランジオキシド、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ペリレンテトラカルボン酸、フレオレニリデンメタン、アントロンなどとそれらの誘導体、金属錯体化合物、および含窒素5員環誘導体などがあるが、これらに限定されない。
【0249】
前記金属錯体化合物としては、8−ヒドロキシキノリナトリチウム、ビス(8−ヒドロキシキノリナト)亜鉛、ビス(8−ヒドロキシキノリナト)銅、ビス(8−ヒドロキシキノリナト)マンガン、トリス(8−ヒドロキシキノリナト)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−ヒドロキシキノリナト)アルミニウム、トリス(8−ヒドロキシキノリナト)ガリウム、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)亜鉛、ビス(2−メチル−8−キノリナト)クロロガリウム、ビス(2−メチル−8−キノリナト)(o−クレゾラート)ガリウム、ビス(2−メチル−8−キノリナト)(1−ナフトラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリナト)(2−ナフトラート)ガリウムなどがあるが、これらに限定されない。
【0250】
本明細書に係る有機発光素子は、使用される材料によって、前面発光型、後面発光型、または両面発光型であってもよい。
【0251】
本明細書の一実施態様において、前記ヘテロ環化合物は、有機発光素子のほか、有機太陽電池または有機トランジスタに含まれていてもよい。
【実施例】
【0252】
前記化学式1で表されるヘテロ環化合物およびこれを含む有機発光素子の製造は、以下の実施例で具体的に説明する。しかし、下記の実施例は本明細書を例示するためのものであり、本明細書の範囲がこれらによって限定されるものではない。
【0253】
実施例
以下、製造例および実験例を通じて本発明をより詳細に説明するが、本発明は、下記の製造例および実験例によって範囲が限定されるものではない。
【0254】
製造例
<製造例1>下記化合物1−1の製造
【0255】
1)下記化合物1−Aの化合物の合成
【化67】
窒素雰囲気下、前記化合物4−クロロ−2,6−ジフェニルピリミジン(37.3g、0.14mol)、4−クロロフェニルボロン酸(23.8g、0.15mol)を、テトラヒドロフラン150mlに完全に溶かした後、2M炭酸カリウム水溶液(80ml)を添加し、テトラキス−(トリフェニルホスフィン)パラジウム(3.2g、2.7mmol)を入れた後、5時間加熱撹拌した。常温に温度を下げて水層を除去し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧濃縮させ、テトラヒドロフラン:ヘキサン=1:6でカラムして、前記化合物1−A(34g、収率:71%)を製造した。
MS[M+H]
+=343
【0256】
2)下記化合物1−Bの化合物の合成
【化68】
窒素雰囲気下、前記化合物1−A(34.9g、98.9mmol)、ビス(ピナコラト)ジボロン(27.6g、108mmol)、および酢酸カリウム(29.1g、296mmol)を混合し、ジオキサン100mlに添加し、撹拌しながら加熱した。還流する状態で、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(1.7g、2.94mmol)とトリシクロヘキシルホスフィン(1.6g、5.9mmol)を入れて、10時間加熱、撹拌した。反応終了後、常温に温度を下げた後、濾過した。濾過液を水に注いでクロロホルムで抽出し、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧蒸留後、エタノールで再結晶して、前記化合物1−B(35g、収率:81%)を製造した。
MS[M+H]
+=435
【0257】
3)下記化合物1−1の合成
【化69】
前記化合物1−B(16.4g、37.7mmol)と1,5−ジブロモナフタレン(5.1g、17.9mmol)を、テトラヒドロフラン(50ml)に完全に溶かした後、2M炭酸カリウム水溶液(30ml)を添加し、テトラキストリフェニル−ホスフィノパラジウム(400mg、0.34mmol)を入れた後、2時間加熱撹拌した。常温に温度を下げて反応を終えた後、炭酸カリウム溶液を除去し、前記白色固体を濾過した。濾過した白色固体をテトラヒドロフランとエタノールでそれぞれ1回ずつ洗浄して、前記化合物1−1(12.0g、収率90%)を製造した。
MS[M+H]
+=741
【0258】
<製造例2>化合物1−3の製造
【0259】
1)下記化合物2−Aの合成
【化70】
窒素雰囲気下、前記化合物4−([1,1’−ビフェニル]−4−イル)−2−クロロ−6−フェニルピリミジン(48.0g、0.14mol)、4−クロロフェニルボロン酸(23.8g、0.15mol)を、テトラヒドロフラン150mlに完全に溶かした後、2M炭酸カリウム水溶液(80ml)を添加し、テトラキス−(トリフェニルホスフィン)パラジウム(3.2g、2.7mmol)を入れた後、5時間加熱撹拌した。常温に温度を下げて水層を除去し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧濃縮させ、テトラヒドロフラン:ヘキサン=1:6でカラムして、前記化合物2−A(42g、収率:71%)を製造した。
MS[M+H]
+=419
【0260】
2)下記化合物2−Bの化合物の合成
【化71】
窒素雰囲気下、前記化合物2−A(41.4g、98.9mmol)、ビス(ピナコラト)ジボロン(27.6g、108mmol)、および酢酸カリウム(29.1g、296mmol)を混合し、ジオキサン100mlに添加し、撹拌しながら加熱した。還流する状態で、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(1.7g、2.94mmol)とトリシクロヘキシルホスフィン(1.6g、5.9mmol)を入れて、10時間加熱、撹拌した。反応終了後、常温に温度を下げた後、濾過した。濾過液を水に注いでクロロホルムで抽出し、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧蒸留後、エタノールで再結晶して、前記化合物2−B(40.9g、収率:81%)を製造した。
MS[M+H]
+=511
【0261】
3)下記化合物1−3の合成
【化72】
前記化合物1−Bの代わりに2−Bを使用したことを除き、前記化合物1−1を製造する方法と同様の方法で前記化合物1−3を製造した。
MS[M+H]
+=893
【0262】
<製造例3>化合物1−4の製造
【0263】
1)下記化合物3−Aの合成
【化73】
前記化合物4−クロロ−2,6−ジフェニルピリミジンの代わりに4−([1,1’−ビフェニル]−4−イル)−6−クロロ−2−フェニルピリミジンを使用したことを除き、前記化合物1−Aを製造する方法と同様の方法で前記化合物3−Aを製造した。
MS[M+H]
+=419
【0264】
2)下記化合物3−Bの合成
【化74】
前記化合物1−Aの代わりに3−Aを使用したことを除き、前記化合物1−Bを製造する方法と同様の方法で前記化合物3−Bを製造した。
MS[M+H]
+=511
【0265】
3)下記化合物1−4の合成
【化75】
前記化合物1−Bの代わりに3−Bを使用したことを除き、前記化合物1−1を製造する方法と同様の方法で前記化合物1−4を製造した。
MS[M+H]
+=893
【0266】
<製造例4>化合物1−5の製造
【0267】
1)下記化合物4−Aの合成
【化76】
前記化合物4−クロロ−2,6−ジフェニルピリミジンの代わりに2−クロロ−4,6−ジフェニルピリジンを使用したことを除き、前記化合物1−Aを製造する方法と同様の方法で前記化合物4−Aを製造した。
MS[M+H]
+=342
【0268】
2)下記化合物4−Bの合成
【化77】
前記化合物1−Aの代わりに4−Aを使用したことを除き、前記化合物1−Bを製造する方法と同様の方法で前記化合物4−Bを製造した。
MS[M+H]
+=434
【0269】
3)下記化合物1−5の合成
【化78】
前記化合物1−Bの代わりに4−Bを使用したことを除き、前記化合物1−1を製造する方法と同様の方法で前記化合物1−5を製造した。
MS[M+H]
+=739
【0270】
<製造例5>化合物1−6の製造
【0271】
1)下記化合物5−Aの合成
【化79】
前記化合物4−クロロ−2,6−ジフェニルピリミジンの代わりに4−(4−クロロフェニル)−2,6−ジフェニルピリジンを使用したことを除き、前記化合物1−Aを製造する方法と同様の方法で前記化合物5−Aを製造した。
MS[M+H]
+=342
【0272】
2)下記化合物5−Bの合成
【化80】
前記化合物1−Aの代わりに5−Aを使用したことを除き、前記化合物1−Bを製造する方法と同様の方法で前記化合物5−Bを製造した。
MS[M+H]
+=434
【0273】
3)下記化合物1−6の合成
【化81】
前記化合物1−Bの代わりに5−Bを使用したことを除き、前記化合物1−1を製造する方法と同様の方法で前記化合物1−6を製造した。
MS[M+H]
+=739
【0274】
<製造例6>化合物1−15の製造
【0275】
1)下記化合物6−Aの合成
【化82】
窒素雰囲気下、前記化合物2,4,6−卜リクロロピリミジン(40.0g、0.218mol)、フェニルボロン酸(26.6g、0.218mol)を、テトラヒドロフラン250mlに完全に溶かした後、2M炭酸カリウム水溶液(125ml)を添加し、テトラキス−(トリフェニルホスフィン)パラジウム(7.6g、6.5mmol)を入れた後、5時間加熱撹拌した。常温に温度を下げて水層を除去し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧濃縮させ、テトラヒドロフラン:ヘキサン=1:3でカラムして、前記化合物6−A(40g、収率:82%)を製造した。
MS[M+H]
+=224
【0276】
2)下記化合物6−Bの合成
【化83】
前記化合物フェニルボロン酸の代わりに(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)ボロン酸を使用したことを除き、前記化合物6−Aを製造する方法と同様の方法で前記化合物6−Bを製造した。
MS[M+H]
+=382
【0277】
3)下記化合物6−Cの合成
【化84】
前記化合物4−クロロ−2,6−ジフェニルピリミジンの代わりに化合物6−Bを使用したことを除き、前記化合物1−Aを製造する方法と同様の方法で前記化合物6−Cを製造した。
MS[M+H]
+=458
【0278】
4)下記化合物6−Dの合成
【化85】
前記化合物1−Aの代わりに6−Cを使用したことを除き、前記化合物1−Bを製造する方法と同様の方法で前記化合物6−Dを製造した。
MS[M+H]
+=550
【0279】
5)下記化合物1−15の合成
【化86】
前記化合物1−Bの代わりに6−Dを使用したことを除き、前記化合物1−1を製造する方法と同様の方法で前記化合物1−15を製造した。
MS[M+H]
+=972
【0280】
<製造例7>化合物1−24の製造
【0281】
1)下記化合物7−Aの合成
【化87】
前記化合物4−クロロ−2,6−ジフェニルピリミジンの代わりに2−クロロ−4−フェニル−6−(ピリジン−4−イル)ピリミジンを使用したことを除き、前記化合物1−Aを製造する方法と同様の方法で前記化合物7−Aを製造した。
MS[M+H]
+=343
【0282】
2)下記化合物7−Bの合成
【化88】
前記化合物1−Aの代わりに7−Aを使用したことを除き、前記化合物1−Bを製造する方法と同様の方法で前記化合物7−Bを製造した。
MS[M+H]
+=435
【0283】
3)下記化合物1−24の合成
【化89】
前記化合物1−Bの代わりに7−Bを使用したことを除き、前記化合物1−1を製造する方法と同様の方法で前記化合物1−24を製造した。
MS[M+H]
+=742
【0284】
<製造例8>化合物1−47の製造
【0285】
1)下記化合物8−Aの合成
【化90】
前記化合物4−クロロ−2,6−ジフェニルピリミジンの代わりに4−(2−クロロ−6−フェニルピリミジン−4−イル)ベンゾニトリルを使用したことを除き、前記化合物1−Aを製造する方法と同様の方法で前記化合物8−Aを製造した。
MS[M+H]
+=367
【0286】
2)下記化合物8−Bの合成
【化91】
前記化合物1−Aの代わりに8−Aを使用したことを除き、前記化合物1−Bを製造する方法と同様の方法で前記化合物8−Bを製造した。
MS[M+H]
+=459
【0287】
3)下記化合物1−47の合成
【化92】
前記化合物1−Bの代わりに8−Bを使用したことを除き、前記化合物1−1を製造する方法と同様の方法で前記化合物1−47を製造した。
MS[M+H]
+=790
【0288】
<製造例9>化合物2−1の製造
【0289】
1)下記化合物2−1の合成
【化93】
前記化合物4−クロロ−2,6−ジフェニルピリミジン(10.1g、37.7mmol)と1,5−ビス(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)ナフタレン(6.8g、17.9mmol)を、テトラヒドロフラン(50ml)に完全に溶かした後、2M炭酸カリウム水溶液(30ml)を添加し、テトラキストリフェニル−ホスフィノパラジウム(400mg、0.34mmol)を入れた後、2時間加熱撹拌した。常温に温度を下げて反応を終えた後、炭酸カリウム溶液を除去して、前記白色固体を濾過した。濾過した白色固体をテトラヒドロフランとエタノールでそれぞれ1回ずつ洗浄して、前記化合物2−1(9.5g、収率90%)を製造した。
MS[M+H]
+=589
【0290】
<製造例10>化合物2−3の製造
【0291】
1)下記化合物2−3の合成
【化94】
前記化合物4−クロロ−2,6−ジフェニルピリミジンの代わりに4−([1.1’−ビフェニル]−4−イル)−2−クロロ−6−フェニルピリミジンを使用したことを除き、前記化合物2−1を製造する方法と同様の方法で前記化合物2−3を製造した。
MS[M+H]
+=741
【0292】
<製造例11>化合物2−4の製造
【0293】
1)下記化合物2−4の合成
【化95】
前記化合物4−クロロ−2,6−ジフェニルピリミジンの代わりに4−([1.1’−ビフェニル]−4−イル)−6−クロロ−2−フェニルピリミジンを使用したことを除き、前記化合物2−1を製造する方法と同様の方法で前記化合物2−4を製造した。
MS[M+H]
+=741
【0294】
<製造例12>化合物2−5の製造
【0295】
1)下記化合物2−5の合成
【化96】
前記化合物4−クロロ−2,6−ジフェニルピリミジンの代わりに2−クロロ−4,6−ジフェニルピリジンを使用したことを除き、前記化合物2−1を製造する方法と同様の方法で前記化合物2−5を製造した。
MS[M+H]
+=587
【0296】
<製造例13>化合物2−15の製造
【0297】
1)下記化合物2−15の合成
【化97】
前記化合物4−クロロ−2,6−ジフェニルピリミジンの代わりに6−Bを使用したことを除き、前記化合物2−1を製造する方法と同様の方法で前記化合物2−15を製造した。
MS[M+H]
+=820
【0298】
<実験例1>
ITO(indium tin oxide)が1,000Åの厚さに薄膜コーティングされたガラス基板を、洗剤を溶かした蒸留水に入れて超音波で洗浄した。この時、洗剤としてはフィッシャー社(Fischer Co.)製品を使用し、蒸留水はミリポア社(Millipore Co.)製品のフィルタ(Filter)で2次濾過した蒸留水を使用した。ITOを30分間洗浄した後、蒸留水で2回繰り返し超音波洗浄を10分間進行させた。蒸留水洗浄が終わった後、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノールの溶剤で超音波洗浄をして乾燥させた後、プラズマ洗浄機に輸送させた。また、酸素プラズマを用いて前記基板を5分間洗浄した後、真空蒸着機に基板を輸送させた。
【0299】
このように用意されたITO透明電極上に、下記化学式のヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン(hexaazatriphenylene;HAT)を500Åの厚さに熱真空蒸着して、正孔注入層を形成した。
【化98】
【0300】
前記正孔注入層上に、正孔を輸送する物質の下記化合物4−4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(NPB)(400Å)を真空蒸着して、正孔輸送層を形成した。
【化99】
【0301】
次に、前記正孔輸送層上に、膜厚さ300Åに以下のようなBHとBDを25:1の重量比で真空蒸着して、発光層を形成した。
【化100】
【化101】
【化102】
【0302】
前記発光層上に、製造例1で製造した化合物1−1と前記化合物LiQ(Lithium Quinolate)を1:1の重量比で真空蒸着して、300Åの厚さに電子注入および輸送層を形成した。前記電子注入および輸送層上に、順次に12Åの厚さにリチウムフルオライド(LiF)と2,000Åの厚さにアルミニウムを蒸着して、陰極を形成した。
【0303】
前記過程で、有機物の蒸着速度は0.4〜0.7Å/secを維持し、陰極のリチウムフルオライドは0.3Å/sec、アルミニウムは2Å/secの蒸着速度を維持し、蒸着時の真空度は2×10
−7〜5×10
−6torrを維持して、有機発光素子を作製した。
【0304】
<実験例2>
前記実験例1において、化合物1−1の代わりに前記化合物1−3を使用したことを除いては、実験例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
【0305】
<実験例3>
前記実験例1において、化合物1−1の代わりに前記化合物1−4を使用したことを除いては、実験例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
【0306】
<実験例4>
前記実験例1において、化合物1−1の代わりに前記化合物1−5を使用したことを除いては、実験例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
【0307】
<実験例5>
前記実験例1において、化合物1−1の代わりに前記化合物1−6を使用したことを除いては、実験例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
【0308】
<実験例6>
前記実験例1において、化合物1−1の代わりに前記化合物1−15を使用したことを除いては、実験例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
【0309】
<実験例7>
前記実験例1において、化合物1−1の代わりに前記化合物1−24を使用したことを除いては、実験例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
【0310】
<実験例8>
前記実験例1において、化合物1−1の代わりに前記化合物1−47を使用したことを除いては、実験例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
【0311】
<実験例9>
前記実験例1において、化合物1−1の代わりに前記化合物2−1を使用したことを除いては、実験例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
【0312】
<実験例10>
前記実験例1において、化合物1−1の代わりに前記化合物2−3を使用したことを除いては、実験例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
【0313】
<実験例11>
前記実験例1において、化合物1−1の代わりに前記化合物2−4を使用したことを除いては、実験例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
【0314】
<実験例12>
前記実験例1において、化合物1−1の代わりに前記化合物2−5を使用したことを除いては、実験例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
【0315】
<実験例13>
前記実験例1において、化合物1−1の代わりに前記化合物2−15を使用したことを除いては、実験例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
【0316】
<実験例14>
前記実験例1において、化合物1−1の代わりに前記化合物2−24を使用したことを除いては、実験例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
【0317】
<実験例15>
前記実験例1において、化合物1−1の代わりに前記化合物2−47を使用したことを除いては、実験例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
【0318】
<比較例1>
前記実験例1において、化合物1−1の代わりに下記のET1の化合物を使用したことを除いては、前記実験例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
【化103】
【0319】
<比較例2>
前記実験例1において、化合物1−1の代わりに下記のET2の化合物を使用したことを除いては、前記実験例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
【化104】
【0320】
<比較例3>
前記実験例1において、化合物1−1の代わりに下記のET3の化合物を使用したことを除いては、前記実験例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
【化105】
【0321】
<比較例4>
前記実験例1において、化合物1−1の代わりに下記のET4の化合物を使用したことを除いては、前記実験例1と同様の方法で有機発光素子を作製した。
【化106】
【0322】
実験例1〜15および比較例1〜4で製造された有機発光素子の特性を、下記表1に示した。
【0323】
【表1】
【0324】
前記表1から明らかなように、実験例1、2、3、4、そして5と、比較例1〜2とを比較すると、Ar3が1,5−ナフチル基の場合、1,4−フェニル基より電子輸送および注入能力に優れていることを確認することができる。
【0325】
前記表1から明らかなように、実験例6、7、8、そして9と、比較例3〜4とを比較すると、Ar3が1,5−ナフチル基の場合、1,4−フェニル基より電子輸送および注入能力に優れていることを確認することができる。
【0326】
前記表1の結果のように、本発明に係る化合物は、電子輸送および注入能力に優れ、有機発光素子に適用可能であることを確認することができた。