JP6174819B2 - 複素環化合物及びこれを用いた有機発光素子 - Google Patents

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Description

本明細書は、２０１３年９月３０日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１３−０１１６５９４号の出願日の利益を主張し、その内容はいずれも本明細書に含まれる。
本明細書は、複素環化合物及びこれを用いた有機発光素子に関する。
有機発光現象は、特定の有機分子の内部プロセスによって電流が可視光に転換される例の一つである。有機発光現象の原理は、次の通りである。
陽極と陰極との間に有機物層を位置させたとき、二つの電極の間に電圧をかけると、陰極と陽極からそれぞれ電子と正孔が有機物層に注入される。有機物層に注入された電子と正孔とは再結合してエキシトン(exciton)を形成し、このエキシトンが再び基底状態に戻る際に発光する。このような原理を用いる有機発光素子は、一般に、陰極と陽極及びその間に位置した有機物層、例えば正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層を含む有機物層から構成されることができる。
有機発光素子において使用される物質としては、純粋な有機物質又は有機物質と金属とが錯体をなす錯化合物が大半を占め、用途によって、正孔注入物質、正孔輸送物質、発光物質、電子輸送物質、電子注入物質などに区分されることができる。ここで、正孔注入物質や正孔輸送物質としては、ｐ型の性質を有する有機物質、すなわち、容易に酸化し、酸化時に電気化学的に安定した状態を有する有機物が主に使用されている。一方、電子注入物質や電子輸送物質としては、ｎ型の性質を有する有機物質、すなわち、容易に還元し、還元時に電気化学的に安定した状態を有する有機物が主に使用されている。発光層物質としては、ｐ型の性質とｎ型の性質とを同時に有する物質、すなわち、酸化と還元状態でいずれも安定した形態を有する物質が好ましく、エキシトンが形成されたとき、これを光に転換する発光効率の高い物質が好ましい。
したがって、当該技術分野においては、新しい有機物の開発が要求されている。
韓国公開特許公報２００７−００９２６６７号
本明細書は、複素環化合物及びこれを用いた有機発光素子を提供することを目的とする。
本明細書は、下記化学式１で表される複素環化合物を提供する。
Figure 0006174819
化学式１において、
Ｒ及びＲ１ないしＲ８は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；カルボニル基；エステル基；イミド基；アミド基；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ルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基； 置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアルキルアミン基；置換もしくは非置換のアラルキルアミン基；置換もしくは非置換のアリールアミン基；置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基；置換もしくは非置換のアリールホスフィン基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；置換もしくは非置換のアリール基；又はＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であるか、Ｒ及びＲ２ないしＲ８のうち隣接する基は、互いに結合して、脂肪族環、芳香族環、脂肪族複素環又は芳香族複素環を形成する。
本明細書は、第１電極；上記第１電極と対向して備えられる第２電極；及び上記第１電極と上記第２電極との間に備えられる発光層を含む１層以上の有機物層を含む有機発光素子であって、上記有機物層のうち１層以上が、上述した複素環化合物を含むものである有機発光素子を提供する。
本明細書の一実施態様に係る複素環化合物は、適切なエネルギー準位を有し、 電気化学的安定性及び熱的安定性に優れる。したがって、上記化合物を含む有機発光素子は、高い効率及び／又は高い駆動安定性を提供する。
本発明の一具体例に係る有機発光素子の構造を例示する断面図である。 本発明の一具体例に係る有機発光素子の構造を例示する断面図である。 本発明の一具体例に係る有機発光素子の構造を例示する断面図である。 本発明の一具体例に係る有機発光素子の構造を例示する断面図である。 本発明の一具体例に係る有機発光素子の構造を例示する断面図である。
以下、本明細書についてより詳細に説明する。
本明細書の一実施態様において、上記化学式１で表される複素環化合物を含む有機発光素子を提供する。
上記置換基の例示は、以下で説明するが、これに限定されるものではない。
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；ヘテロアリール基；カルバゾール基；アリール基；フルオレニル基；アリールアルキル基；アリールアルケニル基；及びＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む複素環基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されるか、上記例示された置換基のうち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されたことを意味する。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つのフェニル基が連結された置換基と解釈されることができる。
上記「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、水素原子が置換される位置、すなわち、置換基が置換可能な位置であれば限定されず、２以上置換される場合、２以上の置換基は、互いに同一であるか異なっていてもよい。
本明細書において、ハロゲン基の例としては、フッ素、塩素、臭素又はヨウ素が挙げられる。
本明細書において、エステル基は、エステル基の酸素が炭素数１ないし２５の直鎖、分枝鎖又は 環状 アルキル基又は炭素数６ないし２５のアリール基で置換されることができる。具体的に、下記構造式の化合物であってもよいが、これに限定されるものではない。
Figure 0006174819
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ないし２５であることが好ましい。具体的に、下記のような構造の化合物であってもよいが、これに限定されるものではない。
Figure 0006174819
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ないし２５の直鎖、分枝鎖又は 環状 アルキル基又は炭素数６ないし２５のアリール基で１又は２置換されることができる。具体的に、下記構造式の化合物であってもよいが、これに限定されるものではない。
Figure 0006174819
本明細書において、上記アルキル基は、直鎖又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ないし５０であることが好ましい。具体的な例としては、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。
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ないし６０であることが好ましく、具体的に、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、これに限定されない。
本明細書において、上記アルコキシ基は、直鎖、分枝鎖又は 環状であってもよい。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、炭素数１ないし２０であることが好ましい。具体的に、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であってもよいが、これに限定されるものではない。
本明細書において、上記アルケニル基は、直鎖又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ないし４０であることが好ましい。具体的な例としては、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。
本明細書において、アリール基は、単環式アリール基又は多環式アリール基であってもよく、炭素数１ないし２５のアルキル基又は炭素数１ないし２５のアルコキシ基が置換される場合を含む。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。
上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ないし２５であることが好ましい。具体的に、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が挙げられるが、これに限定されるものではない。
上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ないし２４であることが好ましい。具体的に多環式アリール基としては、ナフチル基、アントリル基、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が挙げられるが、これに限定されるものではない。
本明細書において、上記フルオレニル基は置換されることができ、隣接する置換基が互いに結合して環を形成することができる。
上記フルオレニル基が置換される場合、
Figure 0006174819
などになることができる。但し、これ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、具体的に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、これに限定されない。
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ないし３０であることが好ましい。アミン基の具体的な例としては、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。
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、又は置換もしくは非置換のトリアリールアミン基がある。上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。上記アリール基を２以上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、又は単環式アリール基と多環式アリール基とを同時に含むことができる。
アリールアミン基の具体的な例としては、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、カルバゾール及びトリフェニルアミン基などがあるが、これに限定されるものではない。
本明細書において、アリールホスフィン基の例としては、置換もしくは非置換のモノアリールホスフィン基、置換もしくは非置換のジアリールホスフィン基、又は置換もしくは非置換のトリアリールホスフィン基がある。上記アリールホスフィ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。上記アリール基を２以上含むアリールホスフィン基は、単環式アリール基、多環式アリール基、又は単環式アリール基と多環式アリール基とを同時に含むことができる。
本明細書において、複素環基は、異種原子としてＯ、Ｎ及びＳのうち１以上を含む複素環基であって、炭素数は特に限定されないが、炭素数２ないし６０であることが好ましい。複素環基の例としては、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及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。
本明細書において、上記ヘテロアリールアミン基中のヘテロアリール基は、上述した複素環基の例示の通りであってもよい。
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及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、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、これに限定されない。
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、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、メチルスルホキシ基、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、これに限定されない。
本明細書において、「隣接する」基は、該当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、該当置換基と立体構造的に最も近く位置した置換基、又は該当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、ベンゼン環でオルト(ortho)位に置換された２つの置換基及び脂肪族環で同一の炭素に置換された２つの置換基は、互いに「隣接する」基と解釈されることができる。
本明細書の一実施態様において、上記Ｒ１は、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アルケニル基；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ホスフィンオキシド基；又はＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基である。
本明細書の一実施態様において、上記Ｒ１は、置換もしくは非置換のメチル基；置換もしくは非置換のエチル基；置換もしくは非置換のｔ−ブチル基；置換もしくは非置換のフェニル基；置換もしくは非置換のナフチル基；置換もしくは非置換のフェナントリル基；置換もしくは非置換のアントラセン基；置換もしくは非置換のピレニル基；置換もしくは非置換のペリレニル基；置換もしくは非置換のピリジン基；置換もしくは非置換のベンゾキノリン基；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トリアジン基；置換もしくは非置換のキノキサリン基；置換もしくは非置換のカルバゾール基；置換もしくは非置換のベンゾカルバゾール基；置換もしくは非置換のベンゾイミダゾキナゾリン基；置換もしくは非置換のスチレン基；又は置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基である。
また一つの実施態様において、上記Ｒは、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アルケニル基；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ホスフィンオキシド基；又はＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基である。
本明細書の一実施態様において、上記Ｒは、置換もしくは非置換のメチル基；置換もしくは非置換のエチル基；置換もしくは非置換のｔ−ブチル基；置換もしくは非置換のフェニル基；置換もしくは非置換のナフチル基；置換もしくは非置換のフェナントリル基；置換もしくは非置換のアントラセン基；置換もしくは非置換のピレニル基；置換もしくは非置換のペリレニル基；置換もしくは非置換のピリジン基；置換もしくは非置換のベンゾキノリン基；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トリアジン基；置換もしくは非置換のキノキサリン基；置換もしくは非置換のカルバゾール基；置換もしくは非置換のベンゾカルバゾール基；置換もしくは非置換のベンゾイミダゾキナゾリン基；置換もしくは非置換のスチレン基；又は置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基である。
本明細書の一実施態様において、Ｒ２ないしＲ８は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；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アルケニル基；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ホスフィンオキシド基；又はＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基である。
本明細書の一実施態様において、上記Ｒ２ないしＲ８は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；置換もしくは非置換のメチル基；置換もしくは非置換のエチル基；置換もしくは非置換のｔ−ブチル基；置換もしくは非置換のフェニル基；置換もしくは非置換のナフチル基；置換もしくは非置換のフェナントリル基；置換もしくは非置換のアントラセン基；置換もしくは非置換のピレニル基；置換もしくは非置換のペリレニル基；置換もしくは非置換のピリジン基；置換もしくは非置換のベンゾキノリン基；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トリアジン基；置換もしくは非置換のキノキサリン基；置換もしくは非置換のカルバゾール基；置換もしくは非置換のベンゾカルバゾール基；置換もしくは非置換のベンゾイミダゾキナゾリン基；置換もしくは非置換のスチレン基；又は置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基である。
本明細書の一実施態様において、Ｒ及びＲ１ないしＲ８は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；アルキル基；アルケニル基；アリール基；ホスフィンオキシド基；又はＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む複素環基であり、
上記アルキル基；アルケニル基；アリール基；ホスフィンオキシド基；及びＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む複素環基は、重水素、ニトリル基、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アルケニル基、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シラン基、置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基、及びＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基からなる群より選択される１又は２以上の置換基で置換もしくは非置換されるか、２以上の置換基が互いに結合して、脂肪族環、芳香族環、脂肪族複素環又は芳香族複素環を形成するか、スピロ結合を形成する。
本明細書の一実施態様において、Ｒ及びＲ１ないしＲ８は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；メチル基；エチル基；ｔ−ブチル基；フェニル基；ナフチル基；フェナントリル基；アントラセン基；ピレニル基；ペリレニル基；ピリジン基；ベンゾキノリン基；フルオレニル基；スピロビフルオレニル基；トリアジン基；キノキサリン基；カルバゾール基；ベンゾカルバゾール基；ベンゾイミダゾキナゾリン基；スチレン基；又はホスフィンオキシド基であり、
上記フェニル基；ナフチル基；フェナントリル基；アントラセン基；ピレニル基；ペリレニル基；ピリジン基；ベンゾキノリン基；フルオレニル基；トリアジン基；キノキサリン基；カルバゾール基；ベンゾカルバゾール基；ベンゾイミダゾキナゾリン基；スチレン基；及びホスフィンオキシド基は、重水素、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アルキル基で置換されたフルオレニル基、フェナントリル基、ピリジン基、キノリン基、ニトリル基で置換されたフェニル基、ジベンゾフラン基、ジベンゾチオフェン基、アルキル基及びニトリル基で置換されたフルオレニル基、フェニル基で置換されたアントラセニル基、ナフチル基で置換されたアントラセニル基、フェナントリル基、フェニル基で置換されたチオフェン基、カルバゾール基、フェニル基で置換されたベンゾイミダゾール基、ベンゾチアゾール基、フェナントロリン基、フェニル基で置換されたシラン基からなる群より選択される１又は２以上の置換基で置換もしくは非置換されるか、同一の炭素内の置換基が互いに結合してスピロ結合を形成する。
本明細書において、上記同一の炭素内の置換基が互いに結合してスピロ結合を形成することは、２以上の環が一つの炭素原子を共有しながら連結されることを意味し、同一の炭素内の置換基が互いに結合してフルオレン構造を形成するか、スピロアントラセンフルオレン構造を形成することができる。
本明細書の一実施態様において、上記Ｒ及びＲ１ないしＲ８のうち少なくとも一つは、下記構造のうちいずれか一つである。
Figure 0006174819
Figure 0006174819
Figure 0006174819
本明細書の一実施態様において、上記Ｒは、上記構造のうちいずれか一つである。
また一つの実施態様において、上記Ｒ１は、上記構造のうちいずれか一つである。
本明細書の一実施態様において、上記Ｒ２は、上記構造のうちいずれか一つである。
また一つの実施態様において、上記Ｒ２は、水素である。
一つの実施態様において、上記Ｒ３は、上記構造のうちいずれか一つである。
また一つの実施態様において、上記Ｒ３は、水素である。
本明細書の一実施態様において、上記Ｒ４は、上記構造のうちいずれか一つである。
また一つの実施態様において、上記Ｒ４は、水素である。
また一つの実施態様において、上記Ｒ５は、上記構造のうちいずれか一つである。
また一つの実施態様において、上記Ｒ５は、水素である。
本明細書の一実施態様において、上記Ｒ６は、上記構造のうちいずれか一つである。
また一つの実施態様において、上記Ｒ６は、水素である。
本明細書の他の実施態様において、上記Ｒ７は、上記構造のうちいずれか一つである。
また一つの実施態様において、上記Ｒ７は、水素である。
本明細書の一実施態様において、上記Ｒ８は、上記構造のうちいずれか一つである。
また一つの実施態様において、上記Ｒ８は、水素である。
本明細書の一実施態様において、上記化学式１で表される複素環化合物は、下記構造のうちいずれか一つで表されることができる。
Figure 0006174819
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本明細書は、後述する製造例に基づいて製造されることができる。
具体的に、本明細書の一実施態様によって、閉環反応を通じて、化学式１の複素環化合物を製造することができ、ボロン酸又はジオキソボロラン基で置換されたＲ１ないしＲ９を反応させて、化学式１で表される複素環化合物を製造することができるが、これに限定されない。
本明細書はまた、上述した複素環化合物を含む有機発光素子を提供する。
本明細書は、第１電極；上記第１電極と対向して備えられる第２電極；及び上記第１電極と上記第２電極との間に備えられる発光層を含む１層以上の有機物層を含む有機発光素子であって、上記有機物層のうち１層以上が、上述した複素環化合物を含むものである有機発光素子を提供する。
本明細書の一実施態様において、上記有機物層は、電子輸送層、電子注入層又は電子輸送及び電子注入を同時にする層を含み、上記電子輸送層、電子注入層又は電子輸送及び電子注入を同時にする層は、上記複素環化合物を含む。
本明細書の一つの実施態様において、第１電極；上記第１電極と対向して備えられた第２電極；及び上記第１電極と上記第２電極との間に備えられた発光層；上記発光層と上記第１電極との間、又は上記発光層と上記第２電極との間に備えられた２層以上の有機物層を含む有機発光素子であって、上記２層以上の有機物層のうち少なくとも一つは、上記複素環化合物を含む。一つの実施態様において、上記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とを同時にする層及び正孔阻止層からなる群より２以上が選択されることができる。
本明細書の一実施態様において、上記有機物層は、２層以上の電子輸送層を含み、上記２層以上の電子輸送層のうち少なくとも一つは、上記複素環化合物を含む。具体的に、本明細書の一実施態様において、上記複素環化合物は、上記２層以上の電子輸送層のうち１層に含まれることもでき、それぞれの２層以上の電子輸送層に含まれることができる。
また、本明細書の一実施態様において、上記複素環化合物が、上記それぞれの２層以上の電子輸送層に含まれる場合、上記複素環化合物を除く他の材料は、互いに同一であるか異なっていてもよい。
本明細書の一実施態様において、上記電子輸送層、電子注入層又は電子輸送及び電子注入を同時にする層は、上記複素環化合物のみからなる。
本明細書の一実施態様において、上記電子輸送層、電子注入層又は電子輸送及び電子注入を同時にする層は、上記複素環化合物をｐ型ホストとして含み、ｎ型ドーパントをドーパントとして含む。
本明細書の一実施態様において、上記ｎ型ドーパントは、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、又はアルカリ土類金属化合物又はこれらの組み合わせを含む。
本明細書の一実施態様において、上記ｎ型ドーパントは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｙｂ、ＬｉＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＣｓＦ又は下記の化合物からなる群より１又は２以上選択される。
Figure 0006174819
本明細書の一実施態様において、上記発光層は、上記複素環化合物を含む。
本明細書の一実施態様において、上記発光層は、上記複素環化合物をホストとして含み、燐光ドーパント化合物をドーパントとして含む。
本明細書の一実施態様において、上記燐光ドーパント化合物は、下記化学式２で表される。
Figure 0006174819
上記化学式２において、
Ｍ１は、Ｉｒ又はＯｓであり、
Ｌ１０、Ｌ１１及びＬ１２は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、下記構造のうちいずれか一つのものであり、
Figure 0006174819
Figure 0006174819
ｐ、ｑ、ｑ’、ｒ、ｓ、ｔ、ｕ’、ｖ’、ｗ’、ｘ’、ａ、ｂ’、ｃ’、ｄ、ｄ’、ｆ、ｇ、ｈ’、ｊ、ｊ’及びｋは、それぞれ０ないし４の整数であり、
ｒ’、ｓ’、ｔ’、ｕ、ｖ、ｗ、ｘ、ｙ、ｙ’及びｅ’は、それぞれ０ないし６の整数であり、
ｂ、ｅ、ｈ、ｉ、ｋ’及びｌは、０ないし３の整数であり、
ｃ及びｇ’は、それぞれ０ないし２の整数であり、
ｆ’は、０ないし５の整数であり、
ｚは、０ないし８の整数であり、
Ｒ１０ないしＲ６５は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；シアノ基；置換もしくは非置換のＣ２〜１０のアルキルシリル基；置換もしくは非置換のＣ６〜３０のアリールシリル基；置換もしくは非置換のＣ１〜１０のアルキル基；置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ１０のアルケニル基；置換もしくは非置換のＣ１〜１０のアルコキシ基；置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ２０のアリール基；及び置換もしくは非置換のＣ５〜Ｃ２０の複素環基からなる群より選択されるか、互いに隣接する基は、単環又は多環の脂肪族、芳香族脂肪族複素又は複素芳香族の縮合環を形成する。
本明細書の一実施態様において、上記化学式２で表される燐光ドーパント化合物は、下記化合物のうちいずれか一つである。
Figure 0006174819
Figure 0006174819
Figure 0006174819
本明細書の一実施態様において、上記有機物層は、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電子阻止層及び正孔阻止層からなる群より選択される１層又は２層以上をさらに含む。
本明細書の有機発光素子の有機物層は、単層構造からなることもできるが、２層以上の有機物層が積層された多層構造からなることができる。例えば、本明細書の有機発光素子は、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。ところが、有機発光素子の構造は、これに限定されることなく、より少ない数の有機層を含むことができる。
また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層以上の有機物層及び陰極が順次積層された構造(normal type)の有機発光素子であってもよい。
また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層以上の有機物層及び陽極が順次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。
例えば、本発明に係る有機発光素子の構造は、図１ないし５に例示されている。
図１には、基板１上に陽極２、正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５、電子輸送層６及び陰極７が順次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、上記化学式１で表される化合物は、上記正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５又は電子輸送層６に含まれることができる。
図２には、基板１上に陽極２、正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５及び陰極７が順次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、上記化学式１で表される化合物は、上記正孔注入層３、正孔輸送層４又は電子輸送層６に含まれることができる。
図３には、基板１上に陽極２、正孔輸送層４、発光層５、電子輸送層６及び陰極７が順次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、上記化学式１で表される化合物は、上記正孔輸送層４、発光層５又は電子輸送層６に含まれることができる。
図４には、基板１上に陽極２、発光層５、電子輸送層６及び陰極７が順次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、上記化学式１で表される化合物は、上記発光層５又は電子輸送層６に含まれることができる。
図５には、基板１上に陽極２、発光層５及び陰極７が順次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、上記化学式１で表される化合物は、上記発光層５に含まれることができる。
本明細書の有機発光素子は、有機物層のうち１層以上が、本明細書の化合物、すなわち、上記複素環化合物を含むことを除いては、当該技術分野に知られている材料と方法で製造されることができる。
例えば、 本明細書の有機発光素子は、基板上に第１電極、有機物層及び第２電極を順次積層させることで製造することができる。このとき、スパッタリング法(sputtering)や電子ビーム蒸着法(e-beam evaporation)のようなＰＶＤ (physical Vapor Deposition)法を用いて、基板上に金属又は導電性を有する金属酸化物又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、発光層及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できる物質を蒸着させることで製造されることができる。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製することができる。
また、上記複素環化合物は、有機発光素子の製造時に真空蒸着法だけでなく、溶液塗布法によって有機物層として形成されることができる。ここで、溶液塗布法とは、スピンコート、ディップコート、ドクターブレード、インクジェットプリント、スクリーンプリント、スプレー法、ロールコートなどを意味するが、これらにのみ限定されるものではない。
本明細書の一実施態様において、上記第１電極は陰極であり、上記第２電極は陽極である。
本明細書の一実施態様において、上記第１電極は陽極であり、上記第２電極は陰極である。
上記基板は、必要によって、光学的性質及び物理的性質を考慮して選択されることができる。例えば、上記基板は、透明であることが好ましい。上記基板は、硬い材料が使用されることもできるが、プラスチックのような柔軟な材料からなることもできる。
上記基板の材料としては、ガラス及び石英板以外に、ＰＥＴ(polyethyleneterephthalate)、ＰＥＮ(polyethylene naphthalate)、ＰＰ(polypropylene)、ＰＩ(polyimide)、ＰＣ(polycarbonate)、ＰＳ(polystyrene)、ＰＯＭ(polyoxymethylene)、ＡＳ樹脂(acrylonitrile styrene copolymer)、ＡＢＳ樹脂(acrylonitrile butadiene styrene copolymer)、ＴＡＣ(Triacetyl cellulose)及びＰＡＲ(polyarylate)などが挙げられるが、これらにのみ限定されるものではない。
上記陰極物質としては、通常、有機物層への電子注入が容易になるように、仕事関数が小さい物質であることが好ましい。陰極物質の具体的な例としては、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタニウム、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズ及び鉛のような金属又はこれらの合金；ＬｉＦ／Ａｌ又はＬｉＯ２／Ａｌのような多層構造物質などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
上記陽極物質としては、通常、有機物層への正孔注入が円滑になるように、仕事関数が大きい物質が好ましい。本明細書において使用されることができる陽極物質の具体的な例としては、バナジウム、クロム、銅、亜鉛、金のような金属又はこれらの合金；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又はＳＮＯ２：Ｓｂのような金属と酸化物との組合わせ；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)、ポリピロール及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。
上記正孔輸送層は、正孔注入層から正孔を受取して発光層まで正孔を輸送する層であって、正孔輸送物質としては、陽極や正孔注入層から正孔を輸送されて発光層に移すことができる物質であって、正孔に対する移動性の大きい物質が好適である。具体的な例としては、アリールアミン系の有機物、導電性高分子、及び共役部分と非共役部分と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。
上記正孔注入層は、電極から正孔を注入する層であって、正孔注入物質としては、正孔を輸送する能力を有して陽極からの正孔注入の効果、発光層又は発光材料に対して優れた正孔注入の効果を有し、発光層で生成された励起子の電子注入層又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。正孔注入物質は、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的な例としては、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、フタロシアニン誘導体、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、アントラキノン及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。
上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をそれぞれ輸送されて結合させることで可視光線領域の光を出す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。具体的な例としては、 ８−ヒドロキシ−キノリンアルミニウム錯体(Ａｌｑ３)； 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；ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール及びベンゾ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。
上記発光層は、ホスト材料及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又は複素環含有化合物などがある。具体的に、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、複素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、梯子状フラン化合物、ピリミジン誘導体などがあるが、これに限定されない。
ドーパント材料としては、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、金属錯体などがある。具体的に、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つのアリールビニル基が置換されている化合物であって、アリール基、シリル基、アルキル基、シクロアルキル基及びアリールアミノ基からなる群より１又は２以上選択される置換基が置換もしくは非置換される。具体的に、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、これに限定されない。また、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、これに限定されない。
上記電子輸送層は、電子注入層から電子を受取して発光層まで電子を輸送する層であって、電子輸送物質としては、陰極から電子を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。具体的な例としては、８−ヒドロキシキノリンのＡｌ錯体；Ａｌｑ３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、従来の技術によって使用されたように、任意の所望のカソード物質と共に使用することができる。特に、適切なカソード物質の例は、低い仕事関数を有し、アルミニウム層又は銀層が伴う通常の物質である。具体的に、セシウム、バリウム、カルシウム、イッテルビウム及びサマリウムであり、各場合、アルミニウム層又は銀層が伴う。
上記電子注入層は、電極から電子を注入する層であって、電子を輸送する能力を有し、陰極からの電子注入の効果、発光層又は発光材料に対して優れた電子注入の効果を有し、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、フルオレニリデンメタン、アントロンなどと、それらの誘導体、金属錯体化合物及び含窒素５員環誘導体などがあるが、これに限定されない。
上記金属錯体化合物としては、８−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）亜鉛、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）銅、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）マンガン、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）ベリリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリナート）クロロガリウム、ビス（２−メチル−８−キノリナート）（ｏ−クレゾラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−キノリナート）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリナート）（２−ナフトラート）ガリウムなどがあるが、これに限定されない。
上記正孔阻止層は、正孔の陰極への到達を阻止する層であり、一般に、正孔注入層と同一の条件で形成されることができる。具体的に、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、ＢＣＰ、アルミニウム錯体(aluminum complex)などがあるが、これに限定されない。
本明細書の一実施態様において、上記有機発光素子は、使用される材料によって、前面発光型、後面発光型又は両面発光型であってもよい。
本明細書の一実施態様において、上記複素環化合物は、有機発光素子以外にも、有機太陽電池又は有機トランジスタに含まれることができる。
上記化学式１で表される複素環化合物及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。ところが、下記実施例は、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。
<合成例>
<合成例１> 化学式２−１の合成
Figure 0006174819
<合成例１−１> 化合物１−Ａの合成
２−クロロ−１，３−ジニトロベンゼン(2-chloro-1,3-dinitrobenzene) (３０ｇ、１４８．１ｍｍｏｌ)を無水エタノール(Ethanol anhydrous) (２００ｍｌ)に溶かした後、窒素下で撹拌した。ここに５−ブロモ−Ｎ１−フェニルベンゼン−１，２−ジアミン(5-bromo-N1-phenylbenzene-1,2-diamine) (５０．７ｇ、１９２．５ｍｍｏｌ)、無水酢酸ナトリウム(sodium acetate anhydrous) (２１．０ｇ、２５５．８ｍｍｏｌ)を入れた。上記溶液を２時間還流させた後に、反応が終わると、常温に冷ました。沈殿した固体を濾過液が無色になるまで洗浄した後に乾燥して、化合物１−Ａ(４４．５ｇ、収率 ７０％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝４２９)を得た。
<合成例１−２> 化合物１−Ｂの合成
化合物１−Ａ(４４．５ｇ、１０３．７ｍｍｏｌ)を１％の水酸化ナトリウム(ＮａＯＨ)水溶液(６８５ｍｌ)に入れて、１時間還流した。常温に冷ました後、生成された固体を中性になるまで高温の水で洗浄し、減圧濾過し乾燥して、化合物１−Ｂ(３５．２ｇ、収率 ８９％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝３８１)を得た。
<合成例１−３> 化合物１−Ｃの合成
化合物１−Ｂ(３５．２ｇ、９２．３ｍｍｏｌ)をエタノール(２６ｍｌ)に溶かした後、１０％Ｐｄ−Ｃ(０．９８ｇ、９．２ｍｍｏｌ)を入れて分散させ、混合物を０℃まで冷却させた。ここにヒドラジン一水和物(２２ｍｌ)をゆっくり滴加した。混合物を３０分間５０℃に加熱した。反応の終わった反応物を常温に冷ました後、エタノールで濾過し、その濾液を減圧蒸留して、化合物１−Ｃ(３２．２ｇ、収率 ９９．０％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝３５２)を得た。
<合成例１−４> 化合物１−Ｄの合成
化合物１−Ｃ(３１．７ｇ、９０．０ｍｍｏｌ)とアセトアルデヒド(acetaldehyde) (５．０ｍｌｇ、９０．０ｍｍｏｌ)を酢酸エチル(１５０ｍｌ)で１時間還流させた。減圧して酢酸エチルを除去した後にクロロホルム(２５０ｍｌ)に溶かし、ここに２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノ−１，４−ベンゾキノン (2,3-Dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone, ＤＤＱ) (２２．５ｇ、９９．１ｍｍｏｌ)を入れた。混合物を常温で１時間撹拌した。混合物を減圧蒸留して得た黒色固体をテトラヒドロフラン／ヘキサン(ＴＨＦ／Ｈｅｘａｎｅ：１／３)溶液でカラムして、化合物１−Ｄ(２１．０ｇ、収率 ６２．０％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝３７６)を得た。
<合成例１−５> 化学式２−１の合成
化合物１−Ｄ(１８．８ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)と（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ボロン酸((10-phenylanthracen-9-yl)boronic acid) (１４．９ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)をテトラヒドロフラン(ＴＨＦ)に溶かした。ここに炭酸カリウム(Ｋ２ＣＯ３)２Ｍ溶液(７２ｍＬ)、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）(tetrakis(triphenylphosphine) palladium(0)) (１．１０ｇ、１．９１ｍｍｏｌ)を入れて６時間還流させた。反応が終わってから常温に冷却させ、濾過した後に水とエタノールで数回洗浄した。濾過された固体生成物をクロロホルム、酢酸エチルを用いて３回再結晶して、化学式２−１の化合物(１１．８ｇ、収率 ４３％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝５５０)を得た。
<合成例２> 化学式３−１の合成
Figure 0006174819
<合成例２−１> 化合物２−Ａの合成
アセトアルデヒド(Acetaldehyde)の代わりにプロピオンアルデヒド (propionaldehyde) (６．５ｍｌ ｇ、９０．０ｍｍｏｌ)を使用したこと以外には、合成例１−４と同一の方法で、化合物２−Ａ(３１．３ｇ、収率 ８９．０％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝３９０)を得た。
<合成例２−２> 化学式３−１の合成
化合物１−Ｄの代わりに化合物２−Ａ(１９．５ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)を使用したこと以外には、合成例１−５と同一の方法で、化学式３−１の化合物(１８．０ｇ、収率 ６４％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝５６４)を得た。
<合成例３> 化学式３−４の合成
Figure 0006174819
化合物１−Ｄの代わりに化合物２−Ａ(１９．５ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)、（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ボロン酸((10-phenylanthracen-9-yl)boronic acid)の代わりに（１０−（［１，１’−ビフェニル］−４−イル）アントラセン−９−イル）ボロン酸 ((10-([1,1'-biphenyl]-4-yl)anthracen-9-yl)boronic acid) (１８．７ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)を使用したこと以外には、合成例１−５と同一の方法で、化学式３−４の化合物(２２．７ｇ、収率 ７１％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝６４０)を得た。
<合成例４> 化学式３−５の合成
Figure 0006174819
化合物１−Ｄの代わりに化合物２−Ａ(１９．５ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)、（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ボロン酸((10-phenylanthracen-9-yl)boronic acid)の代わりに（１０−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）アントラセン−９−イル）ボロン酸 ((10-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)anthracen-9-yl)boronic acid) (２０．７ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)を使用したこと以外には、合成例１−５と同一の方法で、化学式３−５の化合物(２３．５ｇ、収率 ６９％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝６８０)を得た。
<合成例５> 化学式３−６の合成
Figure 0006174819
化合物１−Ｄの代わりに化合物２−Ａ(１９．５ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)、（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ボロン酸((10-phenylanthracen-9-yl)boronic acid)の代わりに（１０−（［１，１’−ビフェニル］−３−イル）アントラセン−９−イル）ボロン酸 ((10-([1,1'-biphenyl]-3-yl)anthracen-9-yl)boronic acid) (１８．７ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)を使用したこと以外には、合成例１−５と同一の方法で、化学式３−６の化合物(１８．２ｇ、収率 ５７％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝６４０)を得た。
<合成例６> 化学式３−１２の合成
Figure 0006174819
化合物１−Ｄの代わりに化合物２−Ａ(１９．５ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)、（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ボロン酸((10-phenylanthracen-9-yl)boronic acid)の代わりに（１０−（４−シアノ−フェニル）アントラセン−９−イル）ボロン酸 ((10-(4-cyanophenyl)anthracen-9-yl)boronic acid) (１６．２ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)を使用したこと以外には、合成例１−５と同一の方法で、化学式３−１２の化合物(１５．６ｇ、収率 ５３％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝５１４)を得た。
<合成例７> 化学式３−１８の合成
Figure 0006174819
化合物１−Ｄの代わりに化合物２−Ａ(１９．５ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)、（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ボロン酸((10-phenylanthracen-9-yl)boronic acid)の代わりに（３−（１０−フェニルアントラセン−９−イル）フェニル）ボロン酸 ((3-(10-phenylanthracen-9-yl)phenyl)boronic acid) (１８．７ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)を使用したこと以外には、合成例１−５と同一の方法で、化学式３−１８の化合物(１８．９ｇ、収率 ５９％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝６４０)を得た。
<合成例８> 化学式３−１９の合成
Figure 0006174819
化合物１−Ｄの代わりに化合物２−Ａ(１９．５ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)、（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ボロン酸((10-phenylanthracen-9-yl)boronic acid)の代わりに２−（９，１０−ジフェニルアントラセン−２−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン(2-(9,10-diphenylanthracen-2-yl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane) (２２．８ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)を使用したこと以外には、合成例１−５と同一の方法で、化学式３−１９の化合物(２０．８ｇ、収率 ６５％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝６４０)を得た。
<合成例９> 化学式３−２６の合成
Figure 0006174819
化合物１−Ｄの代わりに化合物２−Ａ(１９．５ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)、（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ボロン酸((10-phenylanthracen-9-yl)boronic acid)の代わりに（４−（ナフタレン−２−イル）フェニル）ボロン酸 ((4-(naphthalen-2-yl)phenyl)boronic acid) (１２．４ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)を使用したこと以外には、合成例１−５と同一の方法で、化学式３−２６の化合物(１８．７ｇ、収率 ７３％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝５１４)を得た。
<合成例１０> 化学式３−２８の合成
Figure 0006174819
化合物１−Ｄの代わりに化合物２−Ａ(１９．５ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)、（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ボロン酸((10-phenylanthracen-9-yl)boronic acid)の代わりに（３，８−ジヒドロピレン−４−イル）ボロン酸 ((3,8-dihydropyren-4-yl)boronic acid) (１２．４ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)を使用したこと以外には、合成例１−５と同一の方法で、化学式３−２８の化合物(２０．０ｇ、収率 ７８％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝５１４)を得た。
<合成例１１> 化学式３−２９の合成
Figure 0006174819
化合物１−Ｄの代わりに化合物２−Ａ(１９．５ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)、（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ボロン酸((10-phenylanthracen-9-yl)boronic acid)の代わりにペリレン−３−イルボロン酸 (perylen-3-ylboronic acid) (１４．８ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)を使用したこと以外には、合成例１−５と同一の方法で、化学式３−２９の化合物(１８．８ｇ、収率 ６７％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝５６２)を得た。
<合成例１２> 化学式３−３０の合成
Figure 0006174819
化合物１−Ｄの代わりに化合物２−Ａ(１９．５ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)、（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ボロン酸((10-phenylanthracen-9-yl)boronic acid)の代わりにフルオランテン−３−イルボロン酸(fluoranthen-3-ylboronic acid) (１２．３ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)を使用したこと以外には、合成例１−５と同一の方法で、化学式３−３０の化合物(１５．６ｇ、収率 ６１％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝５１２)を得た。
<合成例１３> 化学式３−３４の合成
Figure 0006174819
化合物１−Ｄの代わりに化合物２−Ａ(１９．５ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)、（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ボロン酸((10-phenylanthracen-9-yl)boronic acid)の代わりに９，９’−スピロビ［フルオレン］２−イルボロン酸(9,9'-spirobi[fluoren]-2-ylboronic acid) (１８．０ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)を使用したこと以外には、合成例１−５と同一の方法で、化学式３−３４の化合物 (１７．８ｇ、収率 ５７％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝６２６)を得た。
<合成例１４> 化学式４−１の合成
Figure 0006174819
<合成例１４−１> 化合物１４−Ａの合成
アセトアルデヒド(Acetaldehyde)の代わりにベンズアルデヒド(Benzaldehyde) (９５．４ｇ、９０．０ｍｍｏｌ)を使用したこと以外には、合成例１−４と同一の方法で、化合物１４−Ａ(３５．５ｇ、収率 ９０％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝４３８)を得た。
<合成例１４−２> 化学式４−１の合成
化合物１−Ｄの代わりに化合物１４−Ａ(１８．２ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)を使用したこと以外には、合成例１−５と同一の方法で、化学式４−１の化合物(２４．８ｇ、収率 ８１％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝６１２)を得た。
<合成例１５> 化学式４−２６の合成
Figure 0006174819
化合物１−Ｄの代わりに化合物１４−Ａ(１８．２ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)、（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ボロン酸((10-phenylanthracen-9-yl)boronic acid)の代わりに（４−（ナフタレン−２−イル）フェニル）ボロン酸 ((4-(naphthalen-2-yl)phenyl)boronic acid) (１２．４ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)を使用したこと以外には、合成例１−５と同一の方法で、化学式４−２６の化合物(２２．２ｇ、収率 ７９％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝５６２)を得た。
<合成例１６> 化学式４−４０の合成
Figure 0006174819
化合物１−Ｄの代わりに化合物１４−Ａ(１８．２ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)、（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ボロン酸((10-phenylanthracen-9-yl)boronic acid)の代わりに［１，１’：３’，１”−ターフェニル］−５’−イルボロン酸 ([1,1'：3',1''-terphenyl]-5'-ylboronic acid) (１３．７ ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)を使用したこと以外には、合成例１−５と同一の方法で、化学式４−４０の化合物(１９．１ｇ、収率 ６５％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝５８８)を得た。
<合成例１７> 化学式４−４１の合成
Figure 0006174819
<合成例１７−１> 化合物１７−Ａの合成
化合物１４−Ａ(３０．７ｇ、７０．０ｍｍｏｌ)、ビス（ピナコラト）ジボロン (Bis(pinacolato)diborone) (１９．６ｇ、７７．０ｍｍｏｌ)、酢酸カリウム (potassium acetate) (２０．６ｇ、２１０ｍｍｏｌ)、 ［１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン］ジクロロパラジウム（II）([1,1'-Bis(diphenylphosphino)ferrocene]dichloropalladium(II)) (１．２ ｇ、２．１ｍｍｏｌ)とトリシクロヘキシルホスフィン(Tricyclohexylphosphine) (１．２ｇ、２．４ｍｍｏｌ)をジオキサン(dioxane) (３５０ｍｌ)に入れて、１２時間還流させた。反応が終わってから常温に冷ました後、減圧蒸留して溶媒を除去した。これをクロロホルム(Chloroform)に溶かし、水で３回洗浄した後に有機層を分離して、硫酸マグネシウム(Magnesium sulfate)で乾燥した。これを減圧蒸留して、化合物１７−Ａ(２７．２ｇ、収率 ８０％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝４８６)を得た。
<合成例１７−２> 化学式４−４１の合成
化合物１７−Ａ(２４．３ｇ、５０ｍｍｏｌ)、２−クロロ−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン (2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine) (１３．４ｇ、５０ｍｍｏｌ)をテトラヒドロフラン(ＴＨＦ)に溶かした。ここに炭酸カリウム(Ｋ２ＣＯ３)２Ｍ溶液(７２ｍＬ)、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）(tetrakis(triphenylphosphine) palladium(0)) (１．１０ｇ、１．９１ｍｍｏｌ)を入れて、１時間還流させた。反応が終わってから常温に冷却させ、濾過した後に水とエタノールで洗浄した。濾過された固体生成物をテトラヒドロフラン／ヘキサン (ＴＨＦ／Ｈｅｘａｎｅ：１／５)を使用してカラムクロマトグラフィーで精製して、化学式４−４１の化合物(１２．７ｇ、収率 ４３％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝５９１)を得た。
<合成例１８> 化学式５−１７の合成
Figure 0006174819
<合成例１８−１> 化合物１８−Ａの合成
２−クロロ−１，３−ジニトロベンゼン(2-chloro-1,3-dinitrobenzene) (３０ｇ、１４８．１ｍｍｏｌ)を無水エタノール(Ethanol anhydrous) (２００ｍｌ)に溶かした後、窒素下で撹拌した。ここにＮ１−フェニルベンゼン−１，２−ジアミン (N1-phenylbenzene-1,2-diamine) (３５．５ｇ、１９２．５ｍｍｏｌ)、無水酢酸ナトリウム (sodium acetate anhydrous) (２１．０ｇ、２５５．８ｍｍｏｌ)を入れた。上記溶液を２時間還流させた後、反応が終わると、常温に冷ました。沈殿した固体を濾過液が無色になるまで洗浄した後に乾燥して、化合物１８−Ａ (３７．９ｇ、収率 ７３％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝３５１)を得た。
<合成例１８−２> 化合物１８−Ｂの合成
化合物１８−Ａ(３７．９ｇ、１０８．１ｍｍｏｌ)を１％の水酸化ナトリウム(ＮａＯＨ)水溶液(７１５ｍｌ)に入れて、１時間還流した。常温に冷ました後、生成された固体を中性になるまで高温の水で洗浄し、減圧濾過し乾燥して、化合物１８−Ｂ(２７．５ｇ、収率 ８４％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝３０４)を得た。
<合成例１８−３> 化合物１８−Ｃの合成
化合物１８−Ｂ(２７．５ｇ、９０．８ｍｍｏｌ)をエタノール(２５ｍｌ)に溶かした後、１０％Ｐｄ−Ｃ(０．９６ｇ、９．１ｍｍｏｌ)を入れて分散させ、混合物を０℃まで冷却させた。ここにヒドラジン一水和物(２２ｍｌ)をゆっくり滴加した。混合物を３０分間５０℃に加熱した。反応の終わった反応物を常温に冷ました後、エタノールで濾過し、その濾液を減圧蒸留して、化合物１８−Ｃ(２４．６ｇ、収率 ９９．０％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝２７４)を得た。
<合成例１８−４> 化合物１８−Ｄの合成
化合物１８−Ｃ(２３．２ｇ、８５．０ｍｍｏｌ)と４−ブロモベンズアルデヒド(4-bromobenzaldehyde) (１５．７ｇ、８５．０ｍｍｏｌ)を酢酸エチル(１５０ｍｌ)で１時間還流させた。減圧して酢酸エチルを除去した後、クロロホルム(２５０ｍｌ)に溶かして、ここに２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノ−１，４−ベンゾキノン (2,3-Dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone, ＤＤＱ) (２１．３ｇ、９４．０ｍｍｏｌ)を入れた。混合物を常温で１時間撹拌した。混合物を減圧蒸留して得た黒色固体をテトラヒドロフラン／ヘキサン (ＴＨＦ／Ｈｅｘａｎｅ：１／４)溶液でカラムして、化合物１８−Ｄ(２４．２ｇ、収率 ６５．０％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝４３８)を得た。
<合成例１８−５> 化学式５−１７の合成
化合物１８−Ｄ(２１．９ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)と（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ボロン酸((10-phenylanthracen-9-yl)boronic acid) (１４．９ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)をテトラヒドロフラン(ＴＨＦ)に溶かした。ここに炭酸カリウム(Ｋ２ＣＯ３)２Ｍ溶液(７２ｍＬ)、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）(tetrakis(triphenylphosphine) palladium(0)) (１．１０ｇ、１．９１ｍｍｏｌ)を入れて、３時間還流させた。 反応が終わってから常温に冷却させ、濾過した後に水とエタノールで数回洗浄した。濾過された固体生成物をクロロホルム、酢酸エチルを用いて３回再結晶して、化学式５−１７の化合物(１４．７ｇ、収率 ４８％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝１８４)を得た。
<合成例１９> 化学式６−１７の合成
Figure 0006174819
<合成例１９−１> 化合物１９−Ａの合成
５−ブロモ−Ｎ１−フェニルベンゼン−１，２−ジアミン(5-bromo-N1-phenylbenzene-1,2-diamine)の代わりに６−ブロモ−Ｎ１−フェニルベンゼン−１，２−ジアミン (6-bromo-N1-phenylbenzene-1,2-diamine) (５０．７ｇ、１９２．５ｍｍｏｌ)を使用したこと以外には、合成例１−１と同一の方法で、化合物１９−Ａ (３３．１ｇ、収率 ５２％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝４２９)を得た。
<合成例１９−２> 化合物１９−Ｂの合成
化合物１−Ａの代わりに化合物１９−Ａ(３３．１ｇ、７７．０ｍｍｏｌ)、１％の水酸化ナトリウム(ＮａＯＨ)水溶液(５１０ｍｌ)を使用したこと以外には、合成例１−２と同一の方法で、化合物１９−Ｂ(１４．１ｇ、収率 ４８％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝３８２)を得た。
<合成例１９−３> 化合物１９−Ｃの合成
化合物１９−Ｂ(１４．１ｇ、３７．０ｍｍｏｌ)をエタノール(１５ｍｌ)に溶かした後、１０％Ｐｄ−Ｃ(０．３９ｇ、３．７ｍｍｏｌ)を入れて分散させ、混合物を０℃まで冷却させた。ここにヒドラジン一水和物(１０ｍｌ)をゆっくり滴加した。混合物を３０分間５０℃に加熱した。反応の終わった反応物を常温に冷ました後、エタノールで濾過し、その濾液を減圧蒸留して、化合物１９−Ｃ(１２．６ｇ、収率 ９７．０％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝３５２)を得た。
<合成例１９−４> 化合物１９−Ｄの合成
化合物１−Ｃの代わりに化合物１９−Ｃ(１２．６ｇ、３５．９ｍｍｏｌ)、アセトアルデヒド(acetaldehyde)の代わりにベンズアルデヒド(benzaldehyde) (３．８ｇ、３５．９ｍｍｏｌ)、そして２，３−ジクロロ−５，６−ベンゾキノリノン (2,3-Dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone, ＤＤＱ) (９．０ｇ、３９．５ｍｍｏｌ)を使用したこと以外には、合成例１−４と同一の方法で、化合物１９−Ｄ(１１．２ｇ、収率 ７１．０％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝４３８)を得た。
<合成例１９−５> 化学式６−１７の合成
化合物１−Ｄの代わりに化合物１９−Ｄ(１１．２ｇ、２５．５ｍｍｏｌ)、（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ボロン酸((10-phenylanthracen-9-yl)boronic acid)の代わりに（４−（１０−フェニルアントラセン−９−イル）フェニル）ボロン酸 (4-(10-phenylanthracen-9-yl)phenyl)boronic acid) (９．６ｇ、２５．５ｍｍｏｌ)、炭酸カリウム(Ｋ２ＣＯ３)２Ｍ溶液(３７ｍｌ)、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０） (tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0)) (０．５ｇ、０．９７ｍｍｏｌ)を使用したこと以外には、合成例１−５と同一の方法で、化学式６−１７の化合物(７．４ｇ、収率 ４２％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝６８８)を得た。
<合成例２０> 化学式７−１７の合成
Figure 0006174819
<合成例２０−１> 化合物２０−Ａの合成
５−ブロモ−Ｎ１−フェニルベンゼン−１，２−ジアミン(5-bromo-N1-phenylbenzene-1,2-diamine)の代わりに２−（λ２−アザニル）−４−ブロモ−Ｎ−フェニルアニリン (2-(λ2-azanyl)-4-bromo-N-phenylaniline) (５０．５ｇ、１９２．５ｍｍｏｌ)を使用したこと以外には、合成例１−１と同一の方法で、化合物２０−Ａ(４０．７ｇ、収率 ６４％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝４２９)を得た。
<合成例２０−２> 化合物２０−Ｂの合成
化合物１−Ａの代わりに化合物２０−Ａ(４０．７ｇ、９４．８ｍｍｏｌ)、１％の水酸化ナトリウム(ＮａＯＨ)水溶液(６２５ｍｌ)を使用したこと以外には、合成例１−２と同一の方法で、化合物２０−Ｂ(２５．７ｇ、収率 ７１％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝３８２)を得た。
<合成例２０−３> 化合物２０−Ｃの合成
化合物１−Ｂの代わりに２０−Ｂ(２５．７ｇ、６７．３ｍｍｏｌ)、Ｐｄ−Ｃ(０．９ｇ、８．７ｍｍｏｌ)、ヒドラジン一水和物(２０ｍｌ)を使用したこと以外には、合成例１−３と同一の方法で、化合物２０−Ｃ(２３．５ｇ、収率 ９９．０％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝３５２)を得た。
<合成例２０−４> 化合物２０−Ｄの合成
化合物１−Ｃの代わりに化合物２０−Ｃ(２３．５ｇ、６６．６ｍｍｏｌ)、アセトアルデヒド(acetaldehyde)の代わりにプロピオンアルデヒド(propionaldehyde) (３．９ｇ、６６．６ｍｍｏｌ)、そして２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノ-１，４−ベンゾキノン (2,3-Dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone, ＤＤＱ) (１６．７ｇ、７３．３ｍｍｏｌ)を使用したこと以外には、合成例１−４と同一の方法で、化合物２０−Ｄ(２１．３ｇ、収率 ８２％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝３９０)を得た。
<合成例２０−５> 化学式７−１７の合成
化合物１−Ｄの代わりに化合物２０−Ｄ(１９．５ｇ、５０．０ｍｍｏｌ)、（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ボロン酸((10-phenylanthracen-9-yl)boronic acid)の代わりに（４−（１０−フェニルアントラセン−９−イル）フェニル）ボロン酸 ((4-(10-phenylanthracen-9-yl)phenyl)boronic acid (１８．７ｇ，５０．０ｍｍｏｌ)、炭酸カリウム (Ｋ２ＣＯ３) ２Ｍ溶液(７３ｍｌ)、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０） (tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0)) (１．１ｇ、１．９０ｍｍｏｌ)を使用したこと以外には、合成例１−５と同一の方法で、化学式７−１７の化合物(１２．５ｇ、収率 ３９％；ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝６４０)を得た。
<実験例>
<実験例１−１>
ＩＴＯ(indium tin oxide)が５００Åの厚さで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。このとき、洗剤としてはフィッシャー社(Fischer Co.)製を使用し、蒸留水としてはミリポア社(Millipore Co.)製のフィルター(Filter)で２次で濾過された蒸留水を使用した。ＩＴＯを３０分間洗浄した後、蒸留水で２回繰り返して超音波洗浄を １０分間進行した。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、プラズマ洗浄装置に輸送させた。また、酸素プラズマを用いて上記基板を５分間洗浄した後、真空蒸着装置に基板を輸送させた。
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(hexanitrile hexaazatriphenylene；ＨＡＴ)を１００Åの厚さで熱真空蒸着して、正孔注入層を形成した。
Figure 0006174819
上記正孔注入層上に上記化学式の４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル(ＮＰＢ) (１，０００Å)を真空蒸着して、正孔輸送層を形成した。
次に、上記正孔輸送層上に膜厚２３０Åで下記のようなＧＨとＧＤを１０：１の重量比で真空蒸着して、発光層を形成した。
Figure 0006174819
上記発光層上に化学式２−１の化合物を３５０Åの膜厚で真空蒸着して、電子注入及び輸送層を形成した。
上記電子注入及び輸送層上に順次に１５Åの厚さでフッ化リチウム(ＬｉＦ)と２，０００Åの厚さでアルミニウムを蒸着して、陰極を形成した。
上記の過程において、有機物の蒸着速度は０．４〜０．７Å／ｓｅｃを維持し、陰極のフッ化リチウムは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２×１０−７〜５×１０−８ｔｏｒｒを維持して、有機発光素子を作製した。
<比較例１>
上記実験例１−１において、化学式２−１の化合物の代わりに下記化学式ＥＴ−Ａの化合物を使用したことを除いては、実験例１−１と同一の方法で有機発光素子を作製した。
Figure 0006174819
<実験例１−２ないし１−１２>
上記実験例１−１において、化学式２−１の化合物の代わりに表１に示すそれぞれの化合物を使用したことを除いては、実験例１−１と同一の方法で、実験例１−２ないし１−１２の有機発光素子を作製した。
実験例１−１ないし１−１２及び比較例１によって作製された有機発光素子に電流(１０ｍＡ／ｃｍ２)を印加したとき、表１の結果を得た。
Figure 0006174819
上記表１の結果から、本明細書の一実施態様に係る複素環化合物は、有機発光素子の有機物層の材料として使用されることができ、特に、有機物層のうち電子注入及び輸送層に使用したとき、有機発光素子は、効率、駆動電圧、安定性などにおいて優れた特性を示すことが分かる。特に、上記化合物は、熱的安定性に優れており、深いＨＯＭＯ準位及び正孔安定性を有して優れた特性を示すことを確認することができた。上記化合物は、効率を向上する長所があり、化合物の熱的安定性によって素子の安定性を向上することができる。
<実験例２−１>
上記実験例１−１のように用意されたＩＴＯ透明電極上に、上記化学式のヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン(hexanitrile hexaazatriphenylene；ＨＡＴ)を１００Åの厚さで熱真空蒸着して、正孔注入層を形成した。
上記正孔注入層上に上記化学式の４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル(ＮＰＢ) (７００Å)、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン(ＨＡＴ) (５０Å)及び４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル(ＮＰＢ) (７００Å)を順次に真空蒸着して、正孔輸送層を形成した。
次に、上記正孔輸送層上に膜厚２００Åで下記のような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。
Figure 0006174819
上記発光層上に化学式２−１の化合物と下記化学式のＬｉＱ(Lithium Quinalate)を１：１の重量比で真空蒸着して、３００Åの厚さで電子注入及び輸送層を形成した。
Figure 0006174819
上記電子注入及び輸送層上に順次に１５Åの厚さでフッ化リチウム(ＬｉＦ）と２，０００Åの厚さでアルミニウムを蒸着して、陰極を形成した。
上記の過程において、有機物の蒸着速度は０．４〜０．７Å／ｓｅｃを維持し、陰極のフッ化リチウムは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２×１０−７〜５×１０−８ｔｏｒｒを維持して、有機発光素子を作製した。
<比較例２>
上記実験例２−１において、化学式２−１の化合物の代わりに下記化学式ＥＴ−Ａの化合物を使用したことを除いては、実験例２−１と同一の方法で有機発光素子を作製した。
Figure 0006174819
<実験例２−２ないし２−１２>
上記実験例２−１において、化学式２−１の化合物の代わりに表２に示すそれぞれの化合物を使用したことを除いては、実験例２−１と同一の方法で実験例２−２ないし２−１２の有機発光素子を作製した。
実験例２−１ないし２−１２及び比較例２によって作製された有機発光素子に電流(１０ｍＡ／ｃｍ２)を印加したとき、表２の結果を得た。
Figure 0006174819
上記表２の結果から、本明細書の一実施態様に係る複素環化合物は、有機発光素子の有機物層の材料として使用されることができ、特に、有機物層のうち電子注入及び輸送層に使用したとき、有機発光素子は、効率、駆動電圧、安定性などにおいて優れた特性を示すことが分かる。特に、上記化合物は、熱的安定性に優れており、深いＨＯＭＯ準位及び正孔安定性を有して優れた特性を示した。有機発光素子をはじめ有機電子素子において純粋に使用するか、ＬｉＱのようなｎ型ドーパントを混合して使用可能である。上記化合物は、有機発光素子の効率を向上させ、化合物の熱的安定性によって素子の安定性を向上することができる。
１：基板
２：陽極
３：正孔注入層
４：正孔輸送層
５：発光層
６：電子輸送層
７：陰極

Claims (13)

  1. 下記化学式１で表される複素環化合物：
    Figure 0006174819
     化学式１において、
    Ｒは、フェニルであり；
    Ｒ１ないしＲ８は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；カルボニル基；エステル基；イミド基；アミド基；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ルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基； 置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアルキルアミン基；置換もしくは非置換のアラルキルアミン基；置換もしくは非置換のアリールアミン基；置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基； 置換もしくは非置換のアリールホスフィン基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；置換もしくは非置換のアリール基；又はＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であるか、Ｒ２ないしＲ８のうち隣接する基は、互いに結合して、脂肪族環、芳香族環、脂肪族複素環又は芳香族複素環を形成し；
    Ｒ１ないしＲ８のうち少なくとも一つは、下記構造のうちいずれか一つのものである
    Figure 0006174819
    Figure 0006174819
    Figure 0006174819
    。
  2. Ｒ１は、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アルケニル基；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ホスフィンオキシド基；又はＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基である請求項１に記載の複素環化合物。
  3. Ｒ２ないしＲ８は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；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アルケニル基；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ホスフィンオキシド基；又はＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基である請求項１に記載の複素環化合物。
  4. Ｒ１ないしＲ８は、互いに同一であるか異なっており、それぞれ独立して、水素；アルキル基；アルケニル基；アリール基；ホスフィンオキシド基；又はＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む複素環基であり、 前記アルキル基；アルケニル基；アリール基；ホスフィンオキシド基；及びＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む複素環基は、重水素、ニトリル基、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アルケニル基、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シラン基、置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基、及びＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基からなる群より選択される１又は２以上の置換基で置換もしくは非置換されるか、２以上の置換基が互いに結合して、脂肪族環、芳香族環、脂肪族複素環又は芳香族複素環を形成するか、スピロ結合を形成するものである請求項１に記載の複素環化合物。
  5. 前記化学式１で表される複素環化合物は、下記構造のうちいずれか一つで表されるものである請求項１に記載の複素環化合物：
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    。
  6. 第１電極；前記第１電極と対向して備えられる第２電極；及び前記第１電極と前記第２電極との間に備えられる発光層を含む１層以上の有機物層を含む有機発光素子であって、
    前記有機物層のうち１層以上が、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の複素環化合物を含むものである有機発光素子。
  7. 前記有機物層は、電子輸送層、電子注入層又は電子輸送及び電子注入を同時にする層を含み、
    前記電子輸送層、電子注入層又は電子輸送及び電子注入を同時にする層は、前記複素環化合物を含むものである請求項６に記載の有機発光素子。
  8. 前記電子輸送層、電子注入層又は電子輸送及び電子注入を同時にする層は、前記複素環化合物のみからなるものである請求項７に記載の有機発光素子。
  9. 前記電子輸送層、電子注入層又は電子輸送及び電子注入を同時にする層は、前記複素環化合物をｐ型ホストとして含み、ｎ型ドーパント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。
  10. 前記ｎ型ドーパントは、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、又はアルカリ土類金属化合物又はこれらの組み合わせを含むものである請求項９に記載の有機発光素子。
  11. 前記発光層は、前記複素環化合物を含むものである請求項６に記載の有機発光素子。
  12. 前記発光層は、前記複素環化合物をホストとして含み、燐光ドーパント化合物をドーパントとして含むものである請求項１１に記載の有機発光素子。
  13. 前記有機物層は、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電子阻止層及び正孔阻止層からなる群より選択される１層又は２層以上をさらに含むものである請求項６に記載の有機発光素子。
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