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JP7226817B2 - ヘテロ環化合物およびこれを用いた有機発光素子 - Google Patents

ヘテロ環化合物およびこれを用いた有機発光素子 Download PDF

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Description

本出願は、２０１９年６月２４日付で韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０－２０１９－００７５２５９号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に組み込まれる。
本出願は、ヘテロ環化合物およびこれを用いた有機発光素子に関する。
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ているだけでなく、応答速度が速いという利点がある。
有機発光素子は２つの電極の間に有機薄膜を配置させた構造を有している。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。
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。
米国特許第４，３５６，４２９号
本発明は、ヘテロ環化合物およびこれを含む有機発光素子を提供しようとする。
本出願の一実施態様は、下記化学式１で表されるヘテロ環化合物を提供する。
Figure 0007226817000001
前記化学式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、
Ｌ２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アミン基であり、
Ｒ２は、置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリール基；または置換もしくは非置換のアミン基であり、
Ｘ１～Ｘ３は、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換の炭素数１～６０のアルキル基；置換もしくは非置換の炭素数３～６０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリール基；または置換もしくは非置換の炭素数２～６０のヘテロ環基であり、
ｍおよびｎは、それぞれ１～４の整数であり、ｍおよびｎ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り、
ｌは、１または２であり、ｌが２の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なり、
前記ｍ、ｎおよびｌは、ｍ＋ｎ＋ｌ≦８である。
また、本出願の他の実施態様は、陽極と、陰極と、前記陽極および陰極の間に備えられた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を提供する。
本出願の一実施態様に係るヘテロ環化合物は、有機発光素子の有機物層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層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、電荷生成層などの材料として使用可能である。特に、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物は、有機発光素子の正孔輸送層または電子阻止層の材料として使用可能である。また、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を有機発光素子に使用する場合、素子の駆動電圧を低下させ、光効率を向上させ、化合物の熱的安定性によって素子の寿命特性を向上させることができる。
本出願の一実施態様に係る有機発光素子の積層構造を概略的に示す図である。 本出願の一実施態様に係る有機発光素子の積層構造を概略的に示す図である。 本出願の一実施態様に係る有機発光素子の積層構造を概略的に示す図である。 本出願の一実施態様に係る有機発光素子の積層構造を概略的に示す図である。
以下、本出願について詳細に説明する。
本出願の一実施態様は、下記化学式１で表されるヘテロ環化合物を提供する。
Figure 0007226817000002
前記化学式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、
Ｌ２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アミン基であり、
Ｒ２は、置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリール基；または置換もしくは非置換のアミン基であり、
Ｘ１～Ｘ３は、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換の炭素数１～６０のアルキル基；置換もしくは非置換の炭素数３～６０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリール基；または置換もしくは非置換の炭素数２～６０のヘテロ環基であり、
ｍおよびｎは、それぞれ１～４の整数であり、ｍおよびｎ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り、
ｌは、１または２であり、ｌが２の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なり、
前記ｍ、ｎおよびｌは、ｍ＋ｎ＋ｌ≦８である。
前記化学式１は、ナフトベンゾフランにアミン基などの特定の置換基が２置換された構造を有することでＨＯＭＯ（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）エネルギーレベル（ｌｅｖｅｌ）を非偏在化（ｄｅｌｏｃａｌｉｚａｉｏｎ）させて正孔輸送能力を増加させ、ＨＯＭＯエネルギーを安定化させることができる。これは、前記化学式１の物質を有機発光素子内の正孔輸送層、電子阻止層、プライム層、または発光層の物質として用いる場合、適正エネルギーレベルとバンドギャップを形成して発光領域内のエキシトンが増加する。発光領域内のエキシトンが増加するというのは、素子の駆動電圧と効率を増加させる効果を有することを意味する。
本明細書において、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せず、２以上置換される場合、２以上の置換基は、互いに同一または異なっていてもよい。
本明細書において、「置換もしくは非置換」とは、Ｃ１～Ｃ６０の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル；Ｃ２～Ｃ６０の直鎖もしくは分枝鎖のアルケニル；Ｃ２～Ｃ６０の直鎖もしくは分枝鎖のアルキニル；Ｃ３～Ｃ６０の単環もしくは多環のシクロアルキル；Ｃ２～Ｃ６０の単環もしくは多環のヘテロシクロアルキル；Ｃ６～Ｃ６０の単環もしくは多環のアリール；Ｃ２～Ｃ６０の単環もしくは多環のヘテロアリール；－ＳｉＲＲ’Ｒ”；－Ｐ（＝Ｏ）ＲＲ’；Ｃ１～Ｃ２０のアルキルアミン；Ｃ６～Ｃ６０の単環もしくは多環のアリールアミン；およびＣ２～Ｃ６０の単環もしくは多環のヘテロアリールアミンからなる群より選択された１以上の置換基で置換もしくは非置換であるか、前記例示された置換基の中から選択された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。
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。
本明細書において、前記アルキル基は、炭素数１～６０の直鎖もしくは分枝鎖を含み、他の置換基によって追加的に置換されていてもよい。前記アルキル基の炭素数は１～６０、具体的には１～４０、さらに具体的には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。
本明細書において、前記アルケニル基は、炭素数２～６０の直鎖もしくは分枝鎖を含み、他の置換基によって追加的に置換されていてもよい。前記アルケニル基の炭素数は２～６０、具体的には２～４０、さらに具体的には２～２０であってもよい。具体例としては、ビニル基、１－プロペニル基、イソプロペニル基、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、これらに限定されない。
本明細書において、前記アルキニル基は、炭素数２～６０の直鎖もしくは分枝鎖を含み、他の置換基によって追加的に置換されていてもよい。前記アルキニル基の炭素数は２～６０、具体的には２～４０、さらに具体的には２～２０であってもよい。
本明細書において、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のものが好ましい。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になってもよいが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、前記シクロアルキル基は、炭素数３～６０の単環もしくは多環を含み、他の置換基によって追加的に置換されていてもよい。ここで、多環とは、シクロアルキル基が他の環基と直接連結または縮合された基を意味する。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、さらに具体的には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、これらに限定されない。
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の単環もしくは多環を含み、他の置換基によって追加的に置換されていてもよい。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連結または縮合された基を意味する。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、さらに具体的には３～２０であってもよい。
本明細書において、前記アリール基は、炭素数６～６０の単環もしくは多環を含み、他の置換基によって追加的に置換されていてもよい。ここで、多環とは、アリール基が他の環基と直接連結または縮合された基を意味する。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、さらに具体的には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。
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。
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連結される置換基であり、－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。
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。
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、下記構造式の基のうちのいずれか１つを含むことができる。
Figure 0007226817000003
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の単環もしくは多環を含み、他の置換基によって追加的に置換されていてもよい。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連結または縮合された基を意味する。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、さらに具体的には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、ベンズオキサゾリル基、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。
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いし、炭素数は特に限定されないが、１～３０のものが好ましい。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。
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。
本明細書において、「隣接した」基は、当該置換基が置換された原子と直接連結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、ベンゼン環におけるオルト（ｏｒｔｈｏ）位に置換された２つの置換基、および脂肪族環における同一炭素に置換された２つの置換基は、互いに「隣接した」基として解釈される。
本出願の一実施態様に係るヘテロ環化合物は、前記化学式１で表されることを特徴とする。より具体的には、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物は、前記のようなコア構造および置換基の構造的特徴によって有機発光素子の有機物層材料として使用できる。
本出願の一実施態様において、前記化学式１のＬ１は、直接結合；置換もしくは非置換のアリーレン基；または置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であってもよい。
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る。
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６～４０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る。
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６～２０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る。
もう一つの実施態様において、前記Ｌ１は、直接結合である。
もう一つの実施態様において、前記Ｌ１は、置換もしくは非置換のアリーレン基；または置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基である。
もう一つの実施態様において、前記Ｌ１は、置換もしくは非置換のアリーレン基である。
もう一つの実施態様において、前記Ｌ１は、フェニレン基である。
本出願の一実施態様において、前記化学式１のＬ２は、直接結合；または置換もしくは非置換のアリーレン基であってもよい。
本出願の一実施態様において、前記Ｌ２は、直接結合；置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリーレン基である。
本出願の一実施態様において、前記Ｌ２は、直接結合；置換もしくは非置換の炭素数６～４０のアリーレン基である。
本出願の一実施態様において、前記Ｌ２は、直接結合；置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリーレン基である。
もう一つの実施態様において、前記Ｌ２は、直接結合である。
もう一つの実施態様において、前記Ｌ２は、置換もしくは非置換のアリーレン基である。
もう一つの実施態様において、前記Ｌ２は、フェニレン基である。
本出願の一実施態様において、前記化学式１のＲ１は、置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のヘテロアリール基；または置換もしくは非置換のアミン基であってもよい。
本出願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炭素数６～６０のアミン基である。
本出願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炭素数６～６０のアミン基である。
本出願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炭素数１２～６０のアミン基である。
他の実施態様において、前記Ｒ１は、置換もしくは非置換のアリール基または置換もしくは非置換のアミン基である。
さらに他の実施態様において、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；または置換もしくは非置換のアミン基である。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ１は、フェニル基；ビフェニル基；ナフチル基；または置換もしくは非置換のアミン基である。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ１は、置換もしくは非置換のヘテロアリール基；または置換もしくは非置換のアミン基である。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ１は、置換もしくは非置換のアミン基である。
本出願の一実施態様において、前記化学式１のＲ２は、置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のアミン基であってもよい。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ２は、置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリール基；または置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアミン基である。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ２は、置換もしくは非置換の炭素数６～４０のアリール基；または置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアミン基である。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ２は、置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリール基；または置換もしくは非置換の炭素数１２～６０のアミン基である。
他の実施態様において、前記Ｒ２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；または置換もしくは非置換のアミン基である。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ２は、フェニル基；ビフェニル基；ナフチル基；または置換もしくは非置換のアミン基である。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ２は、置換もしくは非置換のアミン基である。
本出願の一実施態様において、前記化学式１のＲ１およびＲ２のうちの少なくとも１つは、置換もしくは非置換のアミン基である。
前記化学式１の前記Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも１つがアミン基を有する２置換された構造を有する場合、ＨＯＭＯ（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）エネルギーレベル（ｌｅｖｅｌ）を非偏在化（ｄｅｌｏｃａｌｉｚａｉｏｎ）させて正孔輸送能力を増加させ、ＨＯＭＯエネルギーを安定化させることができる。これは、ホスト物質として適正エネルギーレベルとバンドギャップを形成し、結果として、発光領域内のエキシトンの増加により素子の駆動電圧と効率を増加させる効果を有する。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ１は、置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、前記Ｒ２は、置換もしくは非置換のアミン基であってもよい。
本出願の一実施態様において、Ｒ１は、置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリール基；または置換もしくは非置換の炭素数２～６０のヘテロアリール基であり、前記Ｒ２は、置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアミン基である。
本出願の一実施態様において、Ｒ１は、置換もしくは非置換の炭素数６～４０のアリール基；または置換もしくは非置換の炭素数２～６０のヘテロアリール基であり、前記Ｒ２は、置換もしくは非置換の炭素数１２～６０のアミン基である。
他の実施態様において、前記Ｒ１は、置換もしくは非置換のアリール基であり、前記Ｒ２は、置換もしくは非置換のアミン基である。
本出願の一実施態様において、Ｒ１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、前記Ｒ２は、置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアミン基である。
本出願の一実施態様において、Ｒ１は、置換もしくは非置換の炭素数６～４０のアリール基であり、前記Ｒ２は、置換もしくは非置換の炭素数１２～６０のアミン基である。
他の実施態様において、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；または置換もしくは非置換のナフチル基であり、前記Ｒ２は、置換もしくは非置換のアミン基である。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ１は、フェニル基；ビフェニル基；またはナフチル基であり、前記Ｒ２は、置換もしくは非置換のアミン基である。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ１は、フェニル基；ビフェニル基；またはナフチル基であり、前記Ｒ２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ターフェニル基、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フルオレニル基、置換もしくは非置換のスピロビフルオレニル基、置換もしくは非置換のジベンゾフラン基からなる群より選択される１以上の置換基で置換もしくは非置換のアミン基である。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ１は、フェニル基；ビフェニル基；またはナフチル基であり、前記Ｒ２は、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アルキル基で置換もしくは非置換のフルオレニル基、スピロビフルオレニル基、ジベンゾフラン基からなる群より選択される１以上の置換基で置換もしくは非置換のアミン基である。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ１は、フェニル基；ビフェニル基；またはナフチル基であり、前記Ｒ２は、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アルキル基で置換もしくは非置換のフルオレニル基、スピロビフルオレニル基、ジベンゾフラン基からなる群より選択される１以上の置換基で置換されたアミン基である。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ１は、フェニル基であり、前記Ｒ２は、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アルキル基で置換もしくは非置換のフルオレニル基、スピロビフルオレニル基、ジベンゾフラン基からなる群より選択される１以上の置換基で置換されたアミン基である。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ１は、ビフェニル基であり、前記Ｒ２は、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アルキル基で置換もしくは非置換のフルオレニル基、スピロビフルオレニル基、ジベンゾフラン基からなる群より選択される１以上の置換基で置換されたアミン基である。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ１は、ナフチル基であり、前記Ｒ２は、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アルキル基で置換もしくは非置換のフルオレニル基、スピロビフルオレニル基、ジベンゾフラン基からなる群より選択される１以上の置換基で置換されたアミン基である。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ１は、置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、前記Ｒ２は、置換もしくは非置換のアミン基である。
本出願の一実施態様において、Ｒ１は、置換もしくは非置換の炭素数２～６０のヘテロアリール基であり、前記Ｒ２は、置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアミン基である。
本出願の一実施態様において、Ｒ１は、置換もしくは非置換の炭素数２～４０のアリール基であり、前記Ｒ２は、置換もしくは非置換の炭素数１２～６０のアミン基である。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ１は、置換もしくは非置換のアミン基であり、前記Ｒ２は、置換もしくは非置換のアリール基であってもよい。
本出願の一実施態様において、Ｒ１は、置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアミン基であり、前記Ｒ２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。
本出願の一実施態様において、Ｒ１は、置換もしくは非置換の炭素数１２～６０のアミン基であり、前記Ｒ２は、置換もしくは非置換の炭素数６～４０のアリール基である。
他の実施態様において、前記Ｒ１は、置換もしくは非置換のアミン基であり、前記Ｒ２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；または置換もしくは非置換のナフチル基である。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ１は、置換もしくは非置換のアミン基であり、前記Ｒ２は、フェニル基；ビフェニル基；または置換もしくは非置換のナフチル基である。
さらに他の実施態様において、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ターフェニル基、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フルオレニル基、置換もしくは非置換のスピロビフルオレニル基、置換もしくは非置換のジベンゾフラン基からなる群より選択される１以上の置換基で置換もしくは非置換のアミン基であり、前記Ｒ２は、フェニル基；ビフェニル基；またはナフチル基である。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ１は、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アルキル基で置換もしくは非置換のフルオレニル基、スピロビフルオレニル基、ジベンゾフラン基からなる群より選択される１以上の置換基で置換もしくは非置換のアミン基であり、前記Ｒ２は、フェニル基；ビフェニル基；またはナフチル基である。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ１は、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アルキル基で置換もしくは非置換のフルオレニル基、スピロビフルオレニル基、ジベンゾフラン基からなる群より選択される１以上の置換基で置換されたアミン基であり、前記Ｒ２は、フェニル基；ビフェニル基；またはナフチル基である。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ１は、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アルキル基で置換もしくは非置換のフルオレニル基、スピロビフルオレニル基、ジベンゾフラン基からなる群より選択される１以上の置換基で置換されたアミン基であり、前記Ｒ２は、フェニル基である。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ１は、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アルキル基で置換もしくは非置換のフルオレニル基、スピロビフルオレニル基、ジベンゾフラン基からなる群より選択される１以上の置換基で置換されたアミン基であり、前記Ｒ２は、ビフェニル基である。
さらに他の実施態様において、前記Ｒ１は、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アルキル基で置換もしくは非置換のフルオレニル基、スピロビフルオレニル基、ジベンゾフラン基からなる群より選択される１以上の置換基で置換されたアミン基であり、前記Ｒ２は、ナフチル基である。
Ｒ１およびＲ２位置にそれぞれアミン基とアリール基が１つずつ置換された場合、分子量を低下させながら正孔注入および輸送の適切なＨＯＭＯエネルギーレベルを形成することができる。例えば、Ｒ１およびＲ２のうちの１つはビスビフェニルアミンであり、他の１つはアリール基である場合、正孔注入および輸送が容易なＨＯＭＯエネルギーレベルを形成することができる。また、体積の大きいビスビフェニルアミンによって材料の空間構造をもたせることにより、正孔輸送層の主な因子である熱的安定性を確保して長寿命素子を実現することができる。
追加的に、前記アリール基がフェニルまたはビフェニルの場合、ナフチル基の場合よりコンジュゲーション拡張を抑制し、分子の薄膜および界面配列に優れ、速いホールモビリティ（ｈｏｌｅ ｍｏｂｉｌｉｔｙ）による低電圧特性と高効率特性を有する素子を実現することができる。
本出願の一実施態様において、前記化学式１のＲ１およびＲ２は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアミン基である。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアミン基である。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数１２～６０のアミン基である。
他の実施態様において、前記Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アルキル基で置換もしくは非置換のフルオレニル基、スピロビフルオレニル基、ジベンゾフラン基からなる群より選択される１以上の置換基で置換もしくは非置換のアミン基である。
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；ハロゲン基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基であってもよい。
他の実施態様において、前記Ｘ１～Ｘ３は、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基である。
さらに他の実施態様において、前記Ｘ１～Ｘ３は、それぞれ独立して、水素；重水素；またはハロゲン基である。
さらに他の実施態様において、前記Ｘ１～Ｘ３は、それぞれ独立して、水素；または重水素である。
さらに他の実施態様において、前記Ｘ１～Ｘ３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基である。
本出願の一実施態様において、前記Ｘ１～Ｘ３は、異なる。
本出願の一実施態様において、前記Ｘ１～Ｘ３のうちの少なくとも２つは、同一である。
本出願の一実施態様において、前記Ｘ１～Ｘ３は、同一である。
他の実施態様において、前記Ｘ１～Ｘ３は、水素である。
本出願の一実施態様において、前記化学式１のｍおよびｎは、１～４の整数であってもよい。
本出願の一実施態様において、前記化学式１のｍおよびｎが２以上の場合には、括弧内の置換基は、互いに同一または異なっていてもよい。
本出願の一実施態様において、前記化学式１のｍおよびｎが２である。
本出願の一実施態様において、前記化学式１のｍおよびｎは、１～４の整数であってもよい。
本出願の一実施態様において、前記化学式１のｍおよびｎが２以上の場合には、括弧内の置換基は、互いに同一または異なっていてもよい。
本出願の一実施態様において、前記化学式１のｍおよびｎが２である。
他の実施態様において、前記化学式１のｍおよびｎが１である。
本出願の一実施態様において、前記化学式１のｌは、１または２であってもよい。
本出願の一実施態様において、前記化学式１のｌが２の場合、括弧内の置換基は、互いに同一または異なっていてもよい。
本出願の一実施態様において、前記化学式１のｌは、２である。
他の実施態様において、前記化学式１のｌは、１である。
本出願の一実施態様において、前記化学式１の前記ｍ、ｎおよびｌは、ｍ＋ｎ＋ｌ≦８であってもよい。
他の実施態様において、前記化学式１の前記ｍ、ｎおよびｌは、ｍ＋ｎ＋ｌ≦６である。
さらに他の実施態様において、前記化学式１の前記ｍ、ｎおよびｌは、ｍ＋ｎ＋ｌ≧３である。
本出願の一実施態様において、前記化学式１は、下記化学式２で表されてもよい。
Figure 0007226817000004
前記化学式２において、置換基の定義は、前記化学式１と同一である。
本出願の一実施態様において、前記化学式１は、下記化学式３または４で表されてもよい。
Figure 0007226817000005
Figure 0007226817000006
前記化学式３および４において、
前記Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２、Ｘ１、Ｘ２、ｍおよびｎの定義は、化学式１と同一であり、
前記Ｌ３～Ｌ６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、
前記Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリール基；または置換もしくは非置換の炭素数２～６０のヘテロアリール基であり、
前記Ｒ５およびＲ６は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリール基である。
置換基の位置が前記化学式２～４の位置に相当する場合、ＨＯＭＯ（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）エネルギーレベル（ｌｅｖｅｌ）およびＬＵＭＯ（Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）素子の有機物層に活用しやすいエネルギーレベルを有し、高いＴ１値を有するようになり、優れた正孔輸送能力および熱的安定性を備えた長寿命の素子を実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。
本出願の一実施態様において、前記化学式１は、下記化学式３－１～３－３のうちのいずれか１つで表されてもよい。
Figure 0007226817000007
Figure 0007226817000008
Figure 0007226817000009
前記化学式３－１～３－３において、
前記Ｌ１、Ｌ２、Ｒ２、Ｘ１、Ｘ２、ｍおよびｎの定義は、化学式１と同一であり、
前記Ｌ３およびＬ４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、
前記Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリール基；または置換もしくは非置換の炭素数２～６０のヘテロアリール基である。
本出願の一実施態様において、前記化学式１は、下記化学式４－１～４－３のうちのいずれか１つで表されてもよい。
Figure 0007226817000010
Figure 0007226817000011
Figure 0007226817000012
前記化学式４－１～４－３において、
前記Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｘ１、Ｘ２、ｍおよびｎの定義は、化学式１と同一であり、
前記Ｌ５およびＬ６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、
前記Ｒ５およびＲ６は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリール基である。
本出願の一実施態様において、前記Ｌ３～Ｌ６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アリーレン基であってもよい。
本出願の一実施態様において、前記Ｌ３は、直接結合である。
本出願の一実施態様において、前記Ｌ４は、直接結合である。
本出願の一実施態様において、前記Ｌ５は、直接結合である。
本出願の一実施態様において、前記Ｌ６は、直接結合である。
本出願の一実施態様において、前記Ｌ３～Ｌ６は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアリーレン基であってもよい。
本出願の一実施態様において、前記Ｌ３は、フェニレン基である。
本出願の一実施態様において、前記Ｌ４は、フェニレン基である。
本出願の一実施態様において、前記Ｌ５は、フェニレン基である。
本出願の一実施態様において、前記Ｌ６は、フェニレン基である。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、Ｒ５およびＲ６は、置換もしくは非置換のアリール基であってもよい。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して、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ナフチル基；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スピロビフルオレニル基；または置換もしくは非置換のジベンゾフラン基である。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アルキル基で置換もしくは非置換のフルオレニル基、スピロビフルオレニル基、アルキル基で置換もしくは非置換のジベンゾフラン基である。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ３およびＲ４は、同一である。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ３およびＲ４は、異なる。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ５およびＲ６は、それぞれ独立して、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ナフチル基；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スピロビフルオレニル基である。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ５およびＲ６は、それぞれ独立して、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アルキル基で置換もしくは非置換のフルオレニル基またはスピロビフルオレニル基である。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ５およびＲ６は、同一である。
本出願の一実施態様において、前記Ｒ５およびＲ６は、異なる。
本出願の一実施態様によれば、前記化学式１は、下記化合物のうちのいずれか１つで表されてもよいが、これのみに限定されるものではない。
Figure 0007226817000013
Figure 0007226817000014

Figure 0007226817000015

Figure 0007226817000016

Figure 0007226817000017

Figure 0007226817000018

Figure 0007226817000019

Figure 0007226817000020

Figure 0007226817000021

Figure 0007226817000022

Figure 0007226817000023

Figure 0007226817000024

Figure 0007226817000025

Figure 0007226817000026

Figure 0007226817000027

Figure 0007226817000028

Figure 0007226817000029
また、前記化学式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使用さ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使用される置換基を前記コア構造に導入することにより、各有機物層で要求する条件を満たす物質を合成することができる。
さらに、前記化学式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節可能にし、一方で、有機物の間における界面での特性を向上させ、物質の用途を多様化することができる。
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になる。
本出願の一実施態様に係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が先に製造され、その中間体化合物から化学式１の化合物が製造できる。より具体的には、本出願の一実施態様に係るヘテロ環化合物は、後述する製造例に基づいて製造できる。
本出願の他の実施態様は、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。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。
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、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。
具体的には、本出願の一実施態様に係る有機発光素子は、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に備えられた１層以上の有機物層とを含み、前記有機物層のうちの１層以上は、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含む。前記有機物層に前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含む場合、有機発光素子の発光効率および寿命に優れる。
前記有機物層は、１層以上の正孔輸送層、電子阻止層、プライム層、発光層を含むことができる。本明細書において、「プライム層」とは、有機発光素子の正孔輸送層と発光層との間に配置される層で、電子輸送層の反対側から電子が移ってくることを阻止することにより、有機発光素子の輝度と効率、寿命特性向上の目的に使用される機能性層を意味し、「電子防御層」と呼んだりする。前記プライム層を構成する物質は、発光層の発光材料によって決定可能である。
前記有機物層は、１層以上の正孔輸送層を含み、前記正孔輸送層は、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含む。前記有機物層のうち正孔輸送層に前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含む場合、有機発光素子の発光効率および寿命がさらに優れる。
また、前記有機物層は、１層以上の電子阻止層を含み、前記電子阻止層は、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含む。前記有機物層のうち電子阻止層に前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含む場合、有機発光素子の発光効率および寿命がさらに優れる。
さらに、前記有機物層は、１層以上のプライム層を含み、前記プライム層は、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含む。前記有機物層のうちプライム層に前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含む場合、有機発光素子の発光効率および寿命がさらに優れる。
また、前記有機物層は、１層以上の発光層を含み、前記発光層は、前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含む。前記有機物層のうち発光層に前記化学式１で表されるヘテロ環化合物を含む場合、有機発光素子の発光効率および寿命がさらに優れる。
本出願の一実施態様に係る有機発光素子は、前述したヘテロ環化合物を用いて正孔輸送層、電子阻止層、プライム層、または発光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できる。
図１～３に本出願の一実施態様に係る有機発光素子の電極と有機物層の積層順序を例示した。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わけではなく、当技術分野で知られている有機発光素子の構造が本出願にも適用可能である。
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が順次に積層された有機発光素子が示される。しかし、このような構造にのみ限定されるものではなく、図２のように、基板上に、陰極、有機物層、および陽極が順次に積層された有機発光素子が実現されてもよい。
図３は、有機物層が多層の場合を例示する図である。図３による有機発光素子は、正孔注入層３０１、正孔輸送層３０２、発光層３０３、正孔阻止層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は省略されてもよく、必要な他の機能層がさらに追加されてもよい。
また、本出願の一実施態様に係る有機発光素子は、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に備えられた２以上のスタックとを含み、前記２以上のスタックは、それぞれ独立して発光層を含み、前記２以上のスタックの間には電荷生成層を含む。
さらに、本出願の一実施態様に係る有機発光素子は、陽極と、前記陽極上に備えられ、第１発光層を含む第１スタックと、前記第１スタック上に備えられる電荷生成層と、前記電荷生成層上に備えられ、第２発光層を含む第２スタックと、前記第２スタック上に備えられる陰極とを含む。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、前述した正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層などを１種以上追加的に含んでもよい。
前記電荷生成層は、Ｎタイプの電荷生成層であってもよく、前記電荷生成層は、当技術分野で知られたドーパントを追加的に含んでもよい。
本出願の一実施態様に係る有機発光素子として、２－スタックタンデム構造の有機発光素子を下記の図４に概略的に示した。
この時、前記図４に記載の第１電子阻止層、第１正孔阻止層、および第２正孔阻止層などは、場合によって省略可能である。
前記化学式１で表されるヘテロ環化合物は、単独で有機発光素子の正孔輸送層または電子阻止層のうちの１層以上を構成することができる。しかし、必要に応じて他の物質と混合して正孔輸送層または電子阻止層を構成することもできる。
本出願の一実施態様に係る有機発光素子において、前記化学式１のヘテロ環化合物以外の材料を下記に例示するが、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可能である。
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使用することができる。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、金のような金属、またはこれらの合金；亜鉛酸化物、インジウム酸化物、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）のような金属酸化物；ＺｎＯ：ＡｌまたはＳｎＯ２：Ｓｂのような金属と酸化物との組み合わせ；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、これらのみに限定されるものではない。
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使用することができる。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ＬｉＯ２／Ａｌのような多層構造の物質などがあるが、これらのみに限定されるものではない。
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など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）、溶解性のある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／カンファースルホン酸（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－ｓｔｙｒｅｎｅ－ｓｕｌｆｏｎａｔｅ））などを使用することができる。
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が使用可能であり、低分子または高分子材料が使用されてもよい。
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が使用可能であり、低分子物質だけでなく、高分子物質が使用されてもよい。
電子注入材料としては、例えば、ＬｉＦが当業界で代表的に使用されるが、本出願がこれに限定されるものではない。
発光材料としては、赤色、緑色または青色発光材料が使用可能であり、必要な場合、２以上の発光材料を混合して使用することができる。また、発光材料として蛍光材料を使用してもよいが、燐光材料として使用してもよい。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ともに発光に関与する材料が使用されてもよい。
本出願の一実施態様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。
本出願の一実施態様に係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することができる。
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ためのものではない。
＜実施例＞
＜製造例１＞中間体Ａの製造
Figure 0007226817000030
１）中間体Ａ－２の製造
（２，６－ジクロロフェニル）ボロン酸（（２，６－ｄｉｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｙｌ）ｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）（４７．０５ｇ、２４６．５６ｍｍｏｌ）と２－ブロモナフタレン－１－オール（２－ｂｒｏｍｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎ－１－ｏｌ）（５０ｇ、２２４．１４ｍｍｏｌ）を、テトラヒドロフラン（Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ、ＴＨＦ）５００ｍｌとＨ２Ｏ１００ｍｌに溶かした後、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（７．７７ｇ、６．７２ｍｍｏｌ）とＫ２ＣＯ３（９２．９４ｇ、６７２．４３ｍｍｏｌ）を入れて、１７時間還流撹拌した。反応完了後、反応液にメチレンクロライド（Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＭＣ）を入れて溶解させた後、蒸留水で抽出し、有機層を無水ＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した後、ジクロロメタンとヘキサンを展開溶媒としてカラムクロマトグラフィーで精製して、中間体Ａ－２（４９ｇ、７５％）を得た。
２）中間体Ａ－１の製造
中間体Ａ－２（４９ｇ、１６９．１９ｍｍｏｌ）を、ジメチルアセトアミド（ｄｉｍｅｔｈｙｌａｃｅｔａｍｉｄｅ）５００ｍｌに溶かした後、Ｃｓ２ＣＯ３（１６５．３８ｇ、５０７．５８ｍｍｏｌ）を入れて、４時間還流撹拌した。反応完了後、反応液にＭＣを入れて溶解させた後、蒸留水で抽出し、有機層を無水ＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した後、ジクロロメタンとヘキサンを展開溶媒としてカラムクロマトグラフィーで精製して、中間体Ａ－１（３５ｇ、８２％）を得た。
３）中間体Ａの製造
中間体Ａ－１（３５ｇ、１３８．５０ｍｍｏｌ）を、ジメチルホルムアミド（Ｄｉｍｅｔｈｙｌｆｏｒｍａｍｉｄｅ、ＤＭＦ）３５０ｍｌに溶かした後、Ｎ－ブロモスクシンイミド（Ｎ－Ｂｒｏｍｏｓｕｃｃｉｎｉｍｉｄｅ、ＮＢＳ）（２７．１２ｇ、１５２．３５ｍｍｏｌ）を入れて、４時間常温撹拌した。反応完了後、反応液にメチレンクロライド（Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＭＣ）を入れて溶解させた後、蒸留水で抽出し、有機層を無水ＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した後、ジクロロメタンとヘキサンを展開溶媒としてカラムクロマトグラフィーで精製して、中間体Ａ（４０ｇ、８７％）を得た。
＜製造例２＞化合物ＨＴ－９の製造
Figure 0007226817000031
１）化合物ＨＴ－９－Ｐ１の製造
中間体Ａ（２０ｇ、６０．３２ｍｍｏｌ）とフェニルボロン酸（ｐｈｅｎｙｌｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）（７．７２ｇ、６３．３３ｍｍｏｌ）を、トルエン（Ｔｏｌｕｅｎｅ）２００ｍｌとエタノール（Ｅｔｈａｎｏｌ）４０ｍｌ、Ｈ２Ｏ４０ｍｌに溶かした後、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（３．４８ｇ、３．０２ｍｍｏｌ）とＫ３ＰＯ４（３８．４１ｇ、１８０．９５ｍｍｏｌ）を入れて、５時間還流撹拌した。反応完了後、反応液にメチレンクロライド（Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＭＣ）を入れて溶解させた後、蒸留水で抽出し、有機層を無水ＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した後、ジクロロメタンとヘキサンを展開溶媒としてカラムクロマトグラフィーで精製して、化合物ＨＴ－９－Ｐ１（１７ｇ、８５％）を得た。
２）化合物ＨＴ－９の製造
化合物ＨＴ－９－Ｐ１（１７ｇ、５１．７０ｍｍｏｌ）とＮ－（［１，１’－ビフェニル］－４－イル）ナフタレン－１－アミン（Ｎ－（［１，１’－ｂｉｐｈｅｎｙｌ］－４－ｙｌ）ｎａｐｈｔｈａｌｅｎ－１－ａｍｉｎｅ）（１８．３３ｇ、６２．０４ｍｍｏｌ）を、トルエン（Ｔｏｌｕｅｎｅ）２００ｍｌに溶かした後、Ｐｄ（ｄｂａ）２（１．４９ｇ、２．５９ｍｍｏｌ）、Ｐ（ｔ－Ｂｕ）３（１．０５ｇ、５．１７ｍｍｏｌ）、ｔ－ＢｕＯＮａ（１４．９ｇ、１５５．１１ｍｍｏｌ）を入れて、７時間還流撹拌した。反応完了後、反応液にメチレンクロライド（Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＭＣ）を入れて溶解させた後、蒸留水で抽出し、有機層を無水ＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した後、ジクロロメタンとヘキサンを展開溶媒としてカラムクロマトグラフィーで精製して、化合物ＨＴ－９（１９ｇ、６３％）を得た。
３）目的化合物Ｃの製造
前記製造例２において、フェニルボロン酸（ｐｈｅｎｙｌｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）の代わりに下記表１の化合物Ａを用い、Ｎ－（［１，１’－ビフェニル］－４－イル）ナフタレン－１－アミン（Ｎ－（［１，１’－ｂｉｐｈｅｎｙｌ］－４－ｙｌ）ｎａｐｈｔｈａｌｅｎ－１－ａｍｉｎｅ）の代わりに下記表１の化合物Ｂを用いることを除き、同様の方法で製造して目的化合物Ｃを製造した。
下記表１に目的化合物Ｃの製造に使用された化合物ＡおよびＢの化学式と製造された目的化合物Ｃの化合物番号、化学式および収率をまとめた。
Figure 0007226817000032
Figure 0007226817000033

Figure 0007226817000034

Figure 0007226817000035

Figure 0007226817000036

Figure 0007226817000037

Figure 0007226817000038

Figure 0007226817000039

Figure 0007226817000040
＜製造例３＞化合物ＨＴ－６２７の製造
Figure 0007226817000041
１）化合物ＨＴ－６２７－Ｐ２の製造
中間体Ａ（２０ｇ、６０．３２ｍｍｏｌ）とフェニルボロン酸（ｐｈｅｎｙｌｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）（７．７２ｇ、６３．３３ｍｍｏｌ）を、トルエン（Ｔｏｌｕｅｎｅ）２００ｍｌとエタノール（Ｅｔｈａｎｏｌ）４０ｍｌ、Ｈ２Ｏ４０ｍｌに溶かした後、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（３．４８ｇ、３．０２ｍｍｏｌ）とＫ３ＰＯ４（３８．４１ｇ、１８０．９５ｍｍｏｌ）を入れて、５時間還流撹拌した。反応完了後、反応液にメチレンクロライド（Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＭＣ）を入れて溶解させた後、蒸留水で抽出し、有機層を無水ＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した後、ジクロロメタンとヘキサンを展開溶媒としてカラムクロマトグラフィーで精製して、化合物ＨＴ－６２７－Ｐ２（１７ｇ、８５％）を得た。
２）化合物ＨＴ－６２７－Ｐ１の製造
化合物ＨＴ－６２７－Ｐ２（１７ｇ、５１．７０ｍｍｏｌ）とビス（ピナコラト）ジボロン（Ｂｉｓ（ｐｉｎａｃｏｌａｔｏ）ｄｉｂｏｒｏｎ）（１７．０７ｇ、６７．２２ｍｍｏｌ）を、１，４－ジオキサン（１，４－ｄｉｏｘａｎｅ）１７０ｍｌに溶かした後、Ｐｄ（ｄｂａ）２（１．４９ｇ、２．５９ｍｍｏｌ）、Ｘｐｈｏｓ（２．４６ｇ、５．１７ｍｍｏｌ）、ＫＯＡｃ（１５．２２ｇ、１５５．１１ｍｍｏｌ）を入れて、３時間還流撹拌した。反応完了後、反応液にメチレンクロライド（Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＭＣ）を入れて溶解させた後、蒸留水で抽出し、有機層を無水ＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した後、ジクロロメタンとヘキサンを展開溶媒としてカラムクロマトグラフィーで精製して、化合物ＨＴ－６２７－Ｐ１（１８ｇ、８２％）を得た。
３）化合物ＨＴ－６２７の製造
化合物ＨＴ－６２７－Ｐ１（１０ｇ、２３．７９ｍｍｏｌ）とＮ－（４－ブロモフェニル）－Ｎ－（ナフタレン－１－イル）ナフタレン－１－アミン（Ｎ－（４－ｂｒｏｍｏｐｈｅｎｙｌ）－Ｎ－（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎ－１－ｙｌ）ｎａｐｈｔｈａｌｅｎ－１－ａｍｉｎｅ）（１０．１ｇ、２３．７９ｍｍｏｌ）を、トルエン（Ｔｏｌｕｅｎｅ）１００ｍｌとエタノール（Ｅｔｈａｎｏｌ）２０ｍｌ、Ｈ２Ｏ２０ｍｌに溶かした後、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（１．３７ｇ、１．１９ｍｍｏｌ）とＫ３ＰＯ４（１５．１５ｇ、７１．３８ｍｍｏｌ）を入れて、６時間還流撹拌した。反応完了後、反応液にメチレンクロライド（Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＭＣ）を入れて溶解させた後、蒸留水で抽出し、有機層を無水ＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した後、ジクロロメタンとヘキサンを展開溶媒としてカラムクロマトグラフィーで精製して、化合物ＨＴ－６２７（１２ｇ、７９％）を得た。
４）目的化合物Ｄの製造
前記製造例３において、フェニルボロン酸（ｐｈｅｎｙｌｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）の代わりに下記表２の化合物Ａを用い、Ｎ－（４－ブロモフェニル）－Ｎ－（ナフタレン－１－イル）ナフタレン－１－アミン（Ｎ－（４－ｂｒｏｍｏｐｈｅｎｙｌ）－Ｎ－（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎ－１－ｙｌ）ｎａｐｈｔｈａｌｅｎ－１－ａｍｉｎｅ）の代わりに下記表２の化合物Ｂを用いることを除き、同様の方法で製造して目的化合物Ｄを製造した。
下記表２に目的化合物Ｄの製造に使用された化合物ＡおよびＢの化学式と製造された目的化合物Ｄの化合物番号、化学式および収率をまとめた。
Figure 0007226817000042
Figure 0007226817000043

Figure 0007226817000044
＜製造例４＞化合物ＨＴ－６８９の製造
Figure 0007226817000045
１）化合物ＨＴ－６８９－Ｐ２の製造
中間体Ａ（１０ｇ、３０．１６ｍｍｏｌ）とジ（［１，１’－ビフェニル］－４－イル）アミン（ｄｉ（［１，１’－ｂｉｐｈｅｎｙｌ］－４－ｙｌ）ａｍｉｎｅ）（１０．７ｇ、３３．１８ｍｍｏｌ）を、トルエン（Ｔｏｌｕｅｎｅ）１００ｍｌに溶かした後、Ｐｄ（ｄｂａ）２（１．３８ｇ、１．５１ｍｍｏｌ）、Ｐ（ｔ－Ｂｕ）３（０．６ｇ、３．０１ｍｍｏｌ）、ｔ－ＢｕＯＮａ（８．７ｇ、９０．４８ｍｍｏｌ）を入れて、７時間還流撹拌した。反応完了後、反応液にメチレンクロライド（Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＭＣ）を入れて溶解させた後、蒸留水で抽出し、有機層を無水ＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した後、ジクロロメタンとヘキサンを展開溶媒としてカラムクロマトグラフィーで精製して、化合物ＨＴ－６８９－Ｐ２（１２ｇ、７０％）を得た。
２）化合物ＨＴ－６８９－Ｐ１の製造
化合物ＨＴ－６８９－Ｐ２（１０ｇ、１７．５ｍｍｏｌ）とビス（ピナコラト）ジボロン（Ｂｉｓ（ｐｉｎａｃｏｌａｔｏ）ｄｉｂｏｒｏｎ）（５ｇ、２０．９８ｍｍｏｌ）を、１，４－ジオキサン（１，４－ｄｉｏｘａｎｅ）１５０ｍｌに溶かした後、Ｐｄ（ｄｂａ）２（０．８ｇ、０．８７５ｍｍｏｌ）、Ｘｐｈｏｓ（０．８３ｇ、１．７５ｍｍｏｌ）、ＫＯＡｃ（５．１５ｇ、５２．５ｍｍｏｌ）を入れて、４時間還流撹拌した。反応完了後、反応液にメチレンクロライド（Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＭＣ）を入れて溶解させた後、蒸留水で抽出し、有機層を無水ＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した後、ジクロロメタンとヘキサンを展開溶媒としてカラムクロマトグラフィーで精製して、化合物ＨＴ－６８９－Ｐ１（１０ｇ、８６％）を得た。
３）化合物ＨＴ－６８９の製造
化合物ＨＴ－６８９－Ｐ１（１０ｇ、１５．０７ｍｍｏｌ）とＮ－（４－ブロモフェニル）－Ｎ－フェニル－［１，１’－ビフェニル］－４－アミン（Ｎ－（４－ｂｒｏｍｏｐｈｅｎｙｌ）－Ｎ－ｐｈｅｎｙｌ－［１，１’－ｂｉｐｈｅｎｙｌ］－４－ａｍｉｎｅ）（７．２ｇ、１８．０８ｍｍｏｌ）を、トルエン（Ｔｏｌｕｅｎｅ）１００ｍｌとエタノール（Ｅｔｈａｎｏｌ）２０ｍｌ、Ｈ２Ｏ２０ｍｌに溶かした後、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（１．３７ｇ、１．１９ｍｍｏｌ）とＫ３ＰＯ４（９．６ｇ、４５．２１ｍｍｏｌ）を入れて、６時間還流撹拌した。反応完了後、反応液にメチレンクロライド（Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＭＣ）を入れて溶解させた後、蒸留水で抽出し、有機層を無水ＭｇＳＯ４で乾燥させた後、回転蒸発器で溶媒を除去した後、ジクロロメタンとヘキサンを展開溶媒としてカラムクロマトグラフィーで精製して、化合物ＨＴ－６８９（１２ｇ、９３％）を得た。
４）目的化合物Ｅの製造
前記製造例４において、ジ（［１，１’－ビフェニル］－４－イル）アミン（ｄｉ（［１，１’－ｂｉｐｈｅｎｙｌ］－４－ｙｌ）ａｍｉｎｅ）の代わりに下記表３の化合物Ａを用い、Ｎ－（４－ブロモフェニル）－Ｎ－フェニル－［１，１’－ビフェニル］－４－アミン（Ｎ－（４－ｂｒｏｍｏｐｈｅｎｙｌ）－Ｎ－ｐｈｅｎｙｌ－［１，１’－ｂｉｐｈｅｎｙｌ］－４－ａｍｉｎｅ）の代わりに下記表３の化合物Ｂを用いて、同様の方法で製造して目的化合物Ｅを製造した。
下記表３に目的化合物Ｅの製造に使用された化合物ＡおよびＢの化学式と製造された目的化合物Ｅの化合物番号、化学式および収率をまとめた。
Figure 0007226817000046
Figure 0007226817000047

Figure 0007226817000048
前記製造例のような方法で本明細書に記載の化合物を製造し、その製造された化合物の合成確認結果を確認するために、１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，２００Ｍｚ）およびＦＤ－質量分析計（ＦＤ－ＭＳ：Ｆｉｅｌｄ ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を測定して、その測定値を下記表４および表５に示した。下記表４は、製造された化合物のうち一部の１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，２００Ｍｚ）の測定値であり、下記表５は、製造された化合物のＦＤ－質量分析計（ＦＤ－ＭＳ：Ｆｉｅｌｄ ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）の測定値を示す。
下記表４および５で化合物番号におけるＨＴ－は記載を省略した。例えば、化合物番号がＨＴ－１の場合、下記表４および５には化合物番号を１と記した。
Figure 0007226817000049
Figure 0007226817000050

Figure 0007226817000051

Figure 0007226817000052

Figure 0007226817000053

Figure 0007226817000054
Figure 0007226817000055
Figure 0007226817000056

Figure 0007226817000057

Figure 0007226817000058

Figure 0007226817000059

Figure 0007226817000060

Figure 0007226817000061

Figure 0007226817000062

Figure 0007226817000063
＜実験例＞
＜実験例１＞
（１）有機発光素子の製造
１，５００Åの厚さにＩＴＯが薄膜コーティングされたガラス基板を蒸留水超音波洗浄した。蒸留水洗浄が終わると、アセトン、メタノール、イソプロピルアルコールなどの溶剤で超音波洗浄をし乾燥させた後、ＵＶ洗浄機でＵＶを用いて５分間ＵＶＯ処理した。この後、基板をプラズマ洗浄機（ＰＴ）に搬送させた後、真空状態でＩＴＯの仕事関数および残膜除去のためにプラズマ処理をして、有機蒸着用熱蒸着装置に搬送した。
Figure 0007226817000064
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－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。
Figure 0007226817000065
その上に、発光層を次のように熱真空蒸着させた。発光層は、ホストとして９－［４－（４，６－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－１，３，５－ｔｒｉａｚｉｎ－２－ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ］－９’－ｐｈｅｎｙｌ－３，３’－Ｂｉ－９Ｈ－ｃａｒｂａｚｏｌｅの化合物を４００Å蒸着し、緑色燐光ドーパントはＩｒ（ｐｐｙ）３を７％ドーピングして蒸着した。この後、正孔阻止層としてＢＣＰを６０Åの厚さに蒸着し、その上に、電子輸送層としてＡｌｑ３を２００Åの厚さに蒸着した。最後に、電子輸送層上にリチウムフルオライド（ｌｉｔｈｉｕｍ ｆｌｕｏｒｉｄｅ：ＬｉＦ）を１０Åの厚さに蒸着して電子注入層を形成した後、電子注入層上にアルミニウム（Ａｌ）陰極を１，２００Åの厚さに蒸着して陰極を形成することにより、有機発光素子（以下、比較例１）を製造した。
一方、有機発光素子の製造に必要なすべての有機化合物は、材料ごとにそれぞれ１０－６～１０－８ｔｏｒｒ下で真空昇華精製して、有機発光素子の製造に使用した。
また、前記比較例１において、正孔輸送層の形成時に使用された化合物ＮＰＢの代わりに下記表６の実施例１～６３の化合物を用いることを除けば、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１～６３の有機発光素子を製造した。
さらに、比較例１において、正孔輸送層の形成時に使用された化合物ＮＰＢの代わりに下記表６の比較例２～４のＭ１～Ｍ３の化合物を用いることを除けば、比較例１の有機発光素子の製造方法と同様の方法で比較例２～４の有機発光素子を製造した。
この時、比較例２～４の正孔輸送化合物である化合物Ｍ１～Ｍ３は、下記の通りである。
Figure 0007226817000066
（２）有機発光素子の駆動電圧および発光効率
前記のように製造された実施例１～６３および比較例１～４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置（Ｍ６０００）により、基準輝度が６，０００ｃｄ／ｍ２の時、初期輝度対比９０％になる時間である寿命Ｔ９０（単位：ｈ、時間）を測定した。
前記測定結果から現れた本発明の有機発光素子の特性は、下記表６の通りである。
Figure 0007226817000067
Figure 0007226817000068
前記実験例１から、正孔輸送層の形成時に本出願に係る化合物を用いた実施例１～６３の有機発光素子の場合、ナフトベンゾフランにアミン基などの特定の置換基が２置換された構造を有することにより、ＨＯＭＯ（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）エネルギーレベル（ｌｅｖｅｌ）を非偏在化（ｄｅｌｏｃａｌｉｚａｉｏｎ）させて正孔輸送能力を増加させ、ＨＯＭＯエネルギーを安定化させることにより、正孔輸送層の形成時に本出願に係る化合物を用いなかった比較例１～４の有機発光素子より発光効率および寿命に優れていることを確認することができた。
＜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－コーニング社製造）から得られた透明電極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、下記の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。
Figure 0007226817000069
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－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。
Figure 0007226817000070
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をホスト材料対比５％真空蒸着させた。
Figure 0007226817000071
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。
Figure 0007226817000072
電子注入層としてリチウムフルオライド（ｌｉｔｈｉｕｍ 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（以下、比較例５）を製造した。一方、有機発光素子の製造に必要なすべての有機化合物は、材料ごとにそれぞれ１０－６～１０－８ｔｏｒｒ下で真空昇華精製して、有機発光素子の製造に使用した。
また、比較例５の製造方法において、有機正孔輸送層ＮＰＢの厚さを１５０Å形成した後、前記正孔輸送層の上部に、下記表７の実施例６４～１４１および比較例５～７に表されている化合物で厚さ５０Åの電子阻止層を形成したことを除けば、比較例５と同様に有機発光素子の製造方法を行って有機発光素子を製造した。
この時、比較例５～７の電子阻止層化合物Ｍ４～Ｍ６は、下記の通りである。
Figure 0007226817000073
（２）有機発光素子の駆動電圧および発光効率
前記のように製造された実施例６４～１４１および比較例５～７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置（Ｍ６０００）により、基準輝度が６，０００ｃｄ／ｍ２の時、初期輝度対比９５％になる時間である寿命Ｔ９５（単位：ｈ、時間）を測定した。
前記測定結果から現れた本発明の有機発光素子の特性は、下記表７の通りである。
Figure 0007226817000074
Figure 0007226817000075
前記実験例２から、電子阻止層の形成時に本出願に係る化合物を用いた実施例６４～１４１の有機発光素子の場合、ナフトベンゾフランにアミン基などの特定の置換基が２置換された構造を有することにより、ＨＯＭＯ（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）エネルギーレベル（ｌｅｖｅｌ）を非偏在化（ｄｅｌｏｃａｌｉｚａｉｏｎ）させてＨＯＭＯエネルギーを安定化させることにより、電子阻止能力に優れ、電子阻止層の形成時に本出願に係る化合物を用いなかった比較例５～７の有機発光素子より発光効率および寿命に優れていることを確認することができた。
＜実験例３＞
（１）有機発光素子の製造
１，５００Åの厚さにＩＴＯが薄膜コーティングされたガラス基板を蒸留水超音波洗浄した。蒸留水洗浄が終わると、アセトン、メタノール、イソプロピルアルコールなどの溶剤で超音波洗浄をし乾燥させた後、ＵＶ洗浄機でＵＶを用いて５分間ＵＶＯ処理した。この後、基板をプラズマ洗浄機（ＰＴ）に搬送させた後、真空状態でＩＴＯの仕事関数および残膜除去のためにプラズマ処理をして、有機蒸着用熱蒸着装置に搬送した。
Figure 0007226817000076
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－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。この後、プライム層としてＭ７を１００Åの厚さに蒸着し、
Figure 0007226817000077
その上に、発光層を次のように熱真空蒸着させた。発光層はホストとして９－［４－（４，６－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－１，３，５－ｔｒｉａｚｉｎ－２－ｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ］－９’－ｐｈｅｎｙｌ－３，３’－Ｂｉ－９Ｈ－ｃａｒｂａｚｏｌｅの化合物を４００Å蒸着し、緑色燐光ドーパントはＩｒ（ｐｐｙ）３を７％ドーピングして蒸着した。この後、正孔阻止層としてＢＣＰを６０Åの厚さに蒸着し、その上に、電子輸送層としてＡｌｑ３を２００Åの厚さに蒸着した。最後に、電子輸送層上にリチウムフルオライド（ｌｉｔｈｉｕｍ ｆｌｕｏｒｉｄｅ：ＬｉＦ）を１０Åの厚さに蒸着して電子注入層を形成した後、電子注入層上にアルミニウム（Ａｌ）陰極を１，２００Åの厚さに蒸着して陰極を形成することにより、有機発光素子（以下、比較例８）を製造した。
一方、有機発光素子の製造に必要なすべての有機化合物は、材料ごとにそれぞれ１０－６～１０－８ｔｏｒｒ下で真空昇華精製して、有機発光素子の製造に使用した。
また、前記比較例８において、プライム層の形成時に使用された化合物Ｍ７の代わりに下記表８の実施例１４２～２０５の化合物および比較例９および１０を用いることを除けば、比較例８の有機発光素子の製造方法と同様の方法で実施例１４２～２０５および比較例９および１０の有機発光素子を製造した。
この時、比較例８～１０のプライム層化合物Ｍ７～Ｍ９は、下記の通りである。
Figure 0007226817000078
（２）有機発光素子の駆動電圧および発光効率
前記のように製造された実施例１４２～２０５および比較例８～１０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置（Ｍ６０００）により、基準輝度が６，０００ｃｄ／ｍ２の時、初期輝度対比９０％になる時間である寿命Ｔ９０（単位：ｈ、時間）を測定した。
前記測定結果から現れた本発明の有機発光素子の特性は、下記表８の通りである。
Figure 0007226817000079
Figure 0007226817000080
前記実験例３から、プライム層の形成時に本出願に係る化合物を用いた実施例１４２～２０５の有機発光素子の場合、ナフトベンゾフランにアミン基などの特定の置換基が２置換された構造を有することでＨＯＭＯ（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）エネルギーレベル（ｌｅｖｅｌ）を非偏在化（ｄｅｌｏｃａｌｉｚａｉｏｎ）させてＨＯＭＯエネルギーを安定化させることにより、電子輸送層の反対側から電子が移ってくることを効果的に防止して、プライム層の形成時に本出願に係る化合物を用いなかった比較例８～１０の有機発光素子より発光効率および寿命に優れていることを確認することができた。
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：正孔阻止層
３０５：電子輸送層
３０６：電子注入層
４００：陰極

Claims (8)

  1. 下記化学式３または４で表されるヘテロ環化合物：
    Figure 0007226817000081
    Figure 0007226817000082
    前記化学式３または４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、
    Ｌ２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り、
    Ｒ１は、置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリール基；または置換もしくは非置換の炭素数２～６０のヘテロアリール基であり、
    Ｒ２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、
    Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、水素または重水素であり、
    ｍおよびｎは、それぞれ１～４の整数であり、ｍおよびｎ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り、
    前記ｍおよびｎは、ｍ＋ｎ≦７であり、
    Ｌ３～Ｌ６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、
    Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリール基；または置換もしくは非置換の炭素数２～６０のヘテロアリール基であり、
    Ｒ５およびＲ６は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６～６０のアリール基であり；
    ここで「置換もしくは非置換」とは、Ｃ１～Ｃ６０の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル；Ｃ６～Ｃ６０の単環もしくは多環のアリール；Ｃ２～Ｃ６０の単環もしくは多環のヘテロアリールからなる群より選択された１以上の置換基で置換もしくは非置換であるか、前記例示された置換基の中から選択された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。
  2. 前記化学式３または４が、下記化合物のうちのいずれか１つで表される、請求項１に記載のヘテロ環化合物：
    Figure 0007226817000083
    Figure 0007226817000084

    Figure 0007226817000085

    Figure 0007226817000086

    Figure 0007226817000087

    Figure 0007226817000088

    Figure 0007226817000089

    Figure 0007226817000090

    Figure 0007226817000091

    Figure 0007226817000092

    Figure 0007226817000093

    Figure 0007226817000094

    Figure 0007226817000095

    Figure 0007226817000096

    Figure 0007226817000097

    Figure 0007226817000098
  3. 陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に備えられた１層以上の有機物層とを含み、前記有機物層のうちの１層以上は、請求項１または２記載のヘテロ環化合物を含む有機発光素子。
  4. 前記有機物層は、１層以上の正孔輸送層を含み、前記正孔輸送層は、前記ヘテロ環化合物を含む、請求項３に記載の有機発光素子。
  5. 前記有機物層は、１層以上の電子阻止層を含み、前記電子阻止層は、前記ヘテロ環化合物を含む、請求項３に記載の有機発光素子。
  6. 前記有機物層は、１層以上の発光層を含み、前記発光層は、前記ヘテロ環化合物を含む、請求項３に記載の有機発光素子。
  7. 前記有機物層は、１層以上のプライム層を含み、前記プライム層は、前記ヘテロ環化合物を含む、請求項３に記載の有機発光素子。
  8. 前記有機発光素子は、陽極と、前記陽極上に備えられ、第１発光層を含む第１スタックと、前記第１スタック上に備えられる電荷生成層と、前記電荷生成層上に備えられ、第２発光層を含む第２スタックと、前記第２スタック上に備えられる陰極とを含むことを特徴とする、請求項３に記載の有機発光素子。
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