JP6409065B2 - 組成物、有機光電子素子および表示装置 - Google Patents

組成物、有機光電子素子および表示装置 Download PDF

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Description

本発明は、組成物、有機光電子素子および表示装置に関する。
有機光電子素子（ｏｒｇａｎｉｃ ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｉｏｄｅ）とは、電気エネルギーと光エネルギーとを相互変換することができる素子である。
有機光電子素子は、動作原理に応じて大きく２種類に分けることができる。一つは、光エネルギーにより形成されたエキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）が電子と正孔に分離され、前記電子と正孔がそれぞれ異なる電極に伝達されて電気エネルギーを発生する光電素子であり、他の一つは、電極に電圧または電流を供給して電気エネルギーから光エネルギーを発生する発光素子である。
有機光電子素子の例としては、有機光電素子、有機発光素子、有機太陽電池および有機感光体ドラム（ｏｒｇａｎｉｃ ｐｈｏｔｏ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｄｒｕｍ）などが挙げられる。
このうち、有機発光素子（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ、ＯＬＥＤ）は、近年、平板表示装置（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ）の需要増加に伴って大きく注目されている。前記有機発光素子は、有機発光材料に電流を加えて電気エネルギーを光に変換させる素子であって、通常、陽極（ａｎｏｄｅ）と陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）との間に有機層が挿入された構造からなる。ここで有機層は、発光層と選択的に補助層を含むことができ、前記補助層は、例えば有機発光素子の効率と安全性を高めるための正孔注入層、正孔輸送層、電子遮断層、電子輸送層、電子注入層および正孔遮断層から選択された少なくとも１層を含むことができる。
有機発光素子の性能は、前記有機層の特性により影響を多く受け、その中でも前記有機層に含まれている有機材料により影響を多く受けている。
特に、前記有機発光素子が大型の平板表示装置に適用されるためには、正孔および電子の移動性を高めると同時に、電気化学的安全性を高めることができる有機材料の開発が必要である。
本発明の一実施形態の目的は、高効率および長寿命の有機光電子素子を実現することができる有機光電子素子用組成物を提供することにある。
本発明の他の実施形態の目的は、前記組成物を含む有機光電子素子を提供することにある。
本発明のまた他の実施形態の目的は、前記有機光電子素子を含む表示装置を提供することにある。
本発明の一実施形態によれば、下記の化学式Ｉで表される第１ホスト化合物と、下記の化学式ＩＩで表される第２ホスト化合物とを含む組成物を提供する。
前記化学式Ｉ中、
Ｘ１は、Ｏ、Ｓｅ、Ｓ、ＳＯ、ＳＯ２、ＰＯまたはＣＯであり、
Ｘ２は、ＣＲａＲｂまたはＳｉＲｃＲｄであり、
Ｒ１〜Ｒ５およびＲａ〜Ｒｄは、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基、置換もしくは非置換のアミン基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールアミン基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリールアミン基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０アルコキシカルボニル基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０アルコキシカルボニルアミノ基、置換もしくは非置換のＣ７〜Ｃ３０アリールオキシカルボニルアミノ基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０スルファモイルアミノ基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０アルキニル基、置換もしくは非置換のシリル基、置換もしくは非置換のシリルオキシ基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０アシル基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０アシルオキシ基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０アシルアミノ基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０スルホニル基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキルチオール基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロシクロチオール基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールチオール基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアリールチオール基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０ウレイド基、ハロゲン基、ハロゲン含有基、シアノ基、ヒドロキシル基、アミノ基、ニトロ基、カルボキシル基、フェロセニル基またはこれらの組み合わせである。
前記化学式ＩＩ中、
Ｘ３は、Ｏ、Ｓ、ＣＲｕＲｖ、ＳｉＲｗＲｘまたはＮＲｙであり、
ＨＴＵは、置換もしくは非置換のカルバゾリル基または置換もしくは非置換のトリフェニレニル基であり、
Ｒ１１〜Ｒ１３およびＲｕ〜Ｒｙは、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基またはこれらの組み合わせである。
本発明の他の実施形態によれば、互いに向き合う陽極および陰極と、前記陽極と前記陰極との間に位置する少なくとも１層の有機層とを含み、前記有機層は、前記組成物を含む有機光電子素子を提供する。
本発明のまた他の実施形態によれば、前記有機光電子素子を含む表示装置を提供する。
本発明によれば、高効率および長寿命の有機光電子素子を実現することができる。
本発明の一実施形態に係る有機発光素子を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光素子を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。ただし、これは例示として提示されるものに過ぎず、本発明は、これによって制限されず、特許請求の範囲の範疇のみによって定義される。
本明細書で「置換」とは、別途の定義がない限り、置換基または化合物のうちの少なくとも一つの水素原子が重水素原子、ハロゲン基、ヒドロキシ基、アミノ基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０アミン基、ニトロ基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ４０シリル基、Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基、Ｃ１〜Ｃ１０アルキルシリル基、Ｃ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基、Ｃ６〜Ｃ３０アリール基、Ｃ６〜Ｃ３０ヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ２０アルコキシ基、フルオロ基、トリフルオロメチル基などのＣ１〜Ｃ１０トリフルオロアルキル基またはシアノ基で置換されたことを意味する。
また、前記置換されたハロゲン基、ヒドロキシ基、アミノ基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０アミン基、ニトロ基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ４０シリル基、Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基、Ｃ１〜Ｃ１０アルキルシリル基、Ｃ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基、Ｃ６〜Ｃ３０アリール基、Ｃ６〜Ｃ３０ヘテロアリール基、Ｃ１〜Ｃ２０アルコキシ基、フルオロ基、トリフルオロメチル基などのＣ１〜Ｃ１０トリフルオロアルキル基またはシアノ基のうちの隣接した二つの置換基が融合して環を形成することもできる。例えば、前記置換されたＣ６〜Ｃ３０アリール基は、隣接した他の置換されたＣ６〜Ｃ３０アリール基と融合して置換もしくは非置換のフルオレン環を形成することができる。
本明細書で「ヘテロ」とは、別途の定義がない限り、一つの作用基内にＮ、Ｏ、Ｓ、ＰおよびＳｉからなる群より選択されるヘテロ原子を１〜３個含有し、残りは炭素であるものを意味する。
本明細書で「アルキル（ａｌｋｙｌ）基」とは、別途の定義がない限り、脂肪族炭化水素基を意味する。アルキル基は、いかなる二重結合や三重結合を含んでいない「飽和アルキル（ｓａｔｕｒａｔｅｄ ａｌｋｙｌ）基」であってもよい。
前記アルキル基は、Ｃ１〜Ｃ３０のアルキル基であってもよい。より具体的にアルキル基は、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル基またはＣ１〜Ｃ１０アルキル基であってもよい。例えば、Ｃ１〜Ｃ４アルキル基は、アルキル鎖に１〜４個の炭素原子が含まれるものを意味し、メチル、エチル、プロピル、イソ−プロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチルおよびｔ−ブチルからなる群より選択されるものを示す。
前記アルキル基は、具体的な例を挙げると、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを意味する。
本明細書で「アリール（ａｒｙｌ）基」とは、環状の置換基のすべての元素がｐ軌道を有しており、これらのｐ軌道が共役（ｃｏｎｊｕｇａｔｉｏｎ）を形成している置換基を意味し、モノサイクリック、ポリサイクリックまたは融合環ポリサイクリック（つまり、炭素原子の隣接した対を共有する環）作用基を含む。
本明細書で「ヘテロアリール（ｈｅｔｅｒｏａｒｙｌ）基」とは、アリール基内にＮ、Ｏ、Ｓ、ＰおよびＳｉからなる群より選択されるヘテロ原子を１〜３個含有し、残りは炭素原子であるものを意味する。前記ヘテロアリール基が融合環である場合、それぞれの環ごとに前記ヘテロ原子を１〜３個含むことができる。
より具体的に、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基および／または置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリール基は、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ナフチル基、置換もしくは非置換のアントラセニル基、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ナフタセニル基、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ビフェニル基、置換もしくは非置換のｐ−ターフェニル基、置換もしくは非置換のｍ−ターフェニル基、置換もしくは非置換のクリセニル基、置換もしくは非置換のトリフェニレニル基、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インデニル基、置換もしくは非置換のフラニル基、置換もしくは非置換のチオフェニル基、置換もしくは非置換のピロリル基、置換もしくは非置換のピラゾリル基、置換もしくは非置換のイミダゾリル基、置換もしくは非置換のトリアゾリル基、置換もしくは非置換のオキサゾリル基、置換もしくは非置換のチアゾリル基、置換もしくは非置換のオキサジアゾリル基、置換もしくは非置換のチアジアゾリル基、置換もしくは非置換のピリジル基、置換もしくは非置換のピリミジニル基、置換もしくは非置換のピラジニル基、置換もしくは非置換のトリアジニル基、置換もしくは非置換のベンゾフラニル基、置換もしくは非置換のベンゾチオフェニル基、置換もしくは非置換のベンズイミダゾリル基、置換もしくは非置換のインドリル基、置換もしくは非置換のキノリニル基、置換もしくは非置換のイソキノリニル基、置換もしくは非置換のキナゾリニル基、置換もしくは非置換のキノキサリニル基、置換もしくは非置換のナフチリジニル基、置換もしくは非置換のベンズオキサジニル基、置換もしくは非置換のベンズチアジニル基、置換もしくは非置換のアクリジニル基、置換もしくは非置換のフェナジニル基、置換もしくは非置換のフェノチアジニル基、置換もしくは非置換のフェノキサジニル基、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ジベンゾフラニル基、置換もしくは非置換のジベンゾチオフェニル基、置換もしくは非置換のカルバゾール基またはこれらの組み合わせであってもよいが、これに制限されない。
本明細書で、正孔特性とは、電場（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ）を加えた時、電子を供与して正孔を形成することができる特性をいい、ＨＯＭＯ準位に応じて伝導特性を有して陽極で形成された正孔の発光層への注入、発光層で形成された正孔の陽極への移動および発光層での移動を容易にする特性を意味する。
また電子特性とは、電場を加えた時、電子を受けることができる特性をいい、ＬＵＭＯ準位に応じて伝導特性を有して陰極で形成された電子の発光層への注入、発光層で形成された電子の陰極への移動および発光層での移動を容易にする特性を意味する。
以下、本発明の一実施形態に係る組成物を説明する。
本発明の一実施形態に係る組成物は、少なくとも二種類のホスト（ｈｏｓｔ）とドーパント（ｄｏｐａｎｔ）を含み、前記ホストは、バイポーラ（ｂｉｐｏｌａｒ）特性を有する第１ホスト化合物と、正孔特性を有し、少なくとも二つの融合環を有する第２ホスト化合物とを含む。
前記第１ホスト化合物は、下記の化学式Ｉで表される。
前記化学式Ｉ中、
Ｘ１は、Ｏ、Ｓｅ、Ｓ、ＳＯ、ＳＯ２、ＰＯまたはＣＯであり、
Ｘ２は、ＣＲａＲｂまたはＳｉＲｃＲｄであり、
Ｒ１〜Ｒ５およびＲａ〜Ｒｄは、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基、置換もしくは非置換のアミン基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールアミン基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリールアミン基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０アルコキシカルボニル基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０アルコキシカルボニルアミノ基、置換もしくは非置換のＣ７〜Ｃ３０アリールオキシカルボニルアミノ基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０スルファモイルアミノ基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０アルキニル基、置換もしくは非置換のシリル基、置換もしくは非置換のシリルオキシ基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０アシル基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０アシルオキシ基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０アシルアミノ基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０スルホニル基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキルチオール基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロシクロチオール基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールチオール基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアリールチオール基、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０ウレイド基、ハロゲン基、ハロゲン含有基、シアノ基、ヒドロキシル基、アミノ基、ニトロ基、カルボキシル基、フェロセニル基またはこれらの組み合わせである。
前記第１ホスト化合物は、置換基の結合位置により、例えば下記の化学式１ａ〜１ｃのうちのいずれか一つで表されてもよい。
前記化学式１ａ〜１ｃ中、Ｘ１、Ｘ２、Ｒ１〜Ｒ５およびＲａ〜Ｒｄの定義は、前述したとおりである。
前記第１ホスト化合物は、例えば、下記の化学式１−１〜１−６のうちのいずれか一つで表されてもよい。
前記化学式１−１〜１−６中、
Ｒ１〜Ｒ５の定義は、前述したとおりであり、例えば、Ｒ１〜Ｒ５は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基またはこれらの組み合わせであってもよい。
前記化学式Ｉ、化学式１ａ〜１ｃおよび化学式１−１〜１−６中のＲ１〜Ｒ５およびＲａ〜Ｒｄのうちの少なくとも一つは、正孔特性または電子特性を有する置換基であってもよく、例えば置換もしくは非置換の下記グループ１に羅列された作用基から選択された一つであってもよい。
前記グループ１中、
Ｙは、Ｎ、Ｏ、Ｓ、ＳＯ２、ＮＲｊ、ＣＲｋ、ＳｉＲｌ、ＣＲｍＲｎまたはＳｉＲｏＲｐであり、
Ｚは、Ｎ、ＣＲｑ、ＣＲｒＲｓまたはＮＲｔであり、
ここで、Ｒｊ〜Ｒｔは、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基またはこれらの組み合わせであり、
Ａｒ５は、単結合、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０アルキレン基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ２０アルケニレン基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリーレン基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリーレン基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールアミン基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールアミン基またはこれらの組み合わせであり、
Ａｒ６およびＡｒ７は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基またはこれらの組み合わせであり、
ｎ１およびｎ２は、それぞれ独立して、０または１であり、
＊は、前記化学式１と連結される地点であり、前記作用基をなす元素のうちのいずれか一つに位置してもよい。
前記グループ１に羅列された置換もしくは非置換の作用基は、例えば、下記の化学式Ｂ−１〜Ｂ−３５から選択された一つであってもよい。
前記第１ホスト化合物は、例えば、表１および表２に示すことができ、ここで置換基は、コア部が１−１または１−２である場合、Ｒ１を意味し、コア部が１−３〜１−６のいずれかである場合、Ｒ３を意味し、それ以外の特に言及されない置換基は全て水素原子である。
前記第１ホスト化合物は、例えば、下記の化学式１−Ａ〜１−Ｐのうちのいずれか一つで表されてもよい。
前記第２ホスト化合物は、下記の化学式ＩＩで表される。
前記化学式ＩＩ中、
Ｘ３は、Ｏ、Ｓ、ＣＲｕＲｖ、ＳｉＲｗＲｘまたはＮＲｙであり、
ＨＴＵは、置換もしくは非置換のカルバゾリル基または置換もしくは非置換のトリフェニレニル基であり、
Ｒ１１〜Ｒ１３およびＲｕ〜Ｒｙは、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基またはこれらの組み合わせである。
前記第２ホスト化合物は、例えば、二つのカルバゾール基を含む下記の化学式２で表される化合物であってもよい。
前記化学式２中、
Ａｒ１、Ａｒ２およびＲ１１〜Ｒ１６は、前述したＲ１〜Ｒ５の定義と同意義であり、例えばＡｒ１、Ａｒ２およびＲ１１〜Ｒ１６は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基またはこれらの組み合わせであってもよい。
前記化学式２で表される化合物は、結合位置により、例えば、下記の化学式２−１〜２−３のうちのいずれか一つで表されてもよい。
前記化学式２−１〜２−３中、Ａｒ１、Ａｒ２およびＲ１１〜Ｒ１６の定義は、前述したとおりである。
前記化学式２と化学式２−１〜２−３中のＡｒ１、Ａｒ２およびＲ１１〜Ｒ１６のうちの少なくとも一つは、正孔特性を有する置換基であってもよく、例えば下記の化学式Ａ−１〜Ａ−１５から選択された置換基であってもよい。
前記化学式２で表される化合物は、例えば、表３〜表５で示すことができ、ここで言及されない置換基であるＲ１１〜Ｒ１６は全て水素原子である。
前記化学式２で表される化合物は、例えば、下記の化学式２−Ａ〜２−Ｃで表されてもよい。
前記第２ホスト化合物は、例えば、下記の化学式３で表される化合物であってもよい。
前記化学式３中、
Ｘ３は、Ｏ、Ｓ、ＣＲｅＲｆ、ＳｉＲｇＲｈまたはＮＲｉであり、
Ｌは、単結合、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０アルキレン基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ２０アルケニレン基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリーレン基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリーレン基またはこれらの組み合わせであり、
Ｒ１１〜Ｒ１３、Ｒ１７〜Ｒ２１およびＲｅ〜Ｒｉは、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基またはこれらの組み合わせである。
前記化学式３で表される化合物は、結合位置により、例えば下記の化学式３ａで表されてもよい。
前記化学式３ａ中、Ｘ３、Ｌ、Ｒ１１〜Ｒ１３、Ｒ１７〜Ｒ２１およびＲｅ〜Ｒｉの定義は、前述したとおりである。
前記化学式３で表される化合物は、例えば、下記の化学式３−１〜３−１０のうちのいずれか一つで表されてもよい。
前記化学式３−１〜３−１０中、Ｒ１１〜Ｒ１３、Ｒ１７〜Ｒ２１およびＲｉの定義は、前述したとおりである。
前記化学式３、化学式３ａおよび化学式３−１〜３−１０中のＲ１１〜Ｒ１３、Ｒ１７〜Ｒ２１およびＲｅ〜Ｒｉのうちの少なくとも一つは、正孔を有する置換基であってもよく、例えば前記化学式Ａ−１〜Ａ−１５から選択された置換基であってもよい。
前記化学式３で表される化合物は、例えば、表６および表７に示すことができ、ここで置換基は、コア部が３−１〜３−８である場合、Ｒ１１を意味し、コア部が３−９および３−１０である場合、Ｒｉを意味し、前記以外に特に言及されない置換基は全て水素原子である。
前記化学式３で表される化合物は、例えば、下記の化学式３−Ａ〜３−Ｅのうちのいずれか一つで表されてもよい。
上述した第１ホスト化合物と第２ホスト化合物は、多様な組み合わせにより多様な組成物を調製することができる。例えば、前記第１ホスト化合物と前記化学式２で表される第２ホスト化合物とを含む組成物、前記第１ホスト化合物と前記化学式３で表される第３ホスト化合物とを含む組成物であってもよい。
一例として、前記表１および表２に示す化学式Ｉの化合物の中から選択された化合物を第１ホストとし、前記表３〜表５に記載された化学式２の化合物または前記表６および表７に示す化学式３の化合物を第２ホストとする組成物であってもよい。
前記表１〜表７に羅列された化合物は、多様な第１ホスト化合物と第２ホスト化合物を例示しているが、これに限定されない。
前述のように、前記第１ホスト化合物は、電子特性を同時に有する化合物であり、前記第２ホスト化合物は、正孔特性を有する化合物であるため、これらを共に含むことによってバイポーラ特性を実現することができる。したがって、前記組成物を有機光電子素子の発光層に適用した際、良好な界面特性および正孔と電子の輸送能力を改善することができる。
前記第１ホスト化合物と前記第２ホスト化合物は、例えば、１：１０〜１０：１の重量比で含まれてもよい。前記範囲で含まれることによって、第１ホスト化合物の電子輸送能力と第２ホスト化合物の正孔輸送能力を用いて適切な重量比で発光層を形成すれば、バイポーラ特性を実現して効率と寿命を改善することができる。
前記組成物は、前述した第１ホスト化合物および第２ホスト化合物以外に１種以上のホスト化合物をさらに含むことができる。
前記組成物は、ドーパントをさらに含むことができる。前記ドーパントは、赤色、緑色または青色のドーパントであってもよく、例えば燐光ドーパントであってもよい。
前記ドーパントは、前記第１ホスト化合物と前記第２ホスト化合物に微量混合されて発光を起こす物質であり、一般に三重項状態以上に励起させる多重項励起（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ）により発光する金属錯体（ｍｅｔａｌ ｃｏｍｐｌｅｘ）のような物質を用いることができる。前記ドーパントは、例えば、無機、有機、有無機化合物であってもよく、１種または２種以上含まれてもよい。
前記燐光ドーパントの例としては、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｏｓ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｔｍ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄまたはこれらの組み合わせを含む有機金属化合物が挙げられる。前記燐光ドーパントは、例えば、下記の化学式Ａ〜Ｃで表される化合物を用いることができるが、これに限定されない。
前記組成物は、化学気相蒸着のような乾式成膜法により形成することができる。
以下、上述した組成物を適用した有機光電子素子を説明する。
前記有機光電子素子は、電気エネルギーと光エネルギーを相互変換することができる素子であれば、特に限定されず、例えば有機光電素子、有機発光素子、有機太陽電池および有機感光体ドラムなどが挙げられる。
ここでは有機光電子素子の一例である有機発光素子を図面を参照して説明する。
図１および図２は、本発明の一実施形態に係る有機発光素子を示す断面図である。
図１を参照すれば、本発明の一実施形態に係る有機発光素子１００は、互いに向き合う陽極１２０および陰極１１０と、陽極１２０と陰極１１０との間に位置する有機層１０５とを含む。
陽極１２０は、例えば、正孔注入が円滑に行われるように仕事関数が高い導電体で形成されてもよく、例えば、金属、金属酸化物および／または導電性高分子で形成されてもよい。陽極１２０は、例えば、ニッケル、白金、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が挙げられ、亜鉛酸化物、インジウム酸化物、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）のような金属酸化物が挙げられ、ＺｎＯとＡｌまたはＳｎＯ２とＳｂのような金属と酸化物の組み合わせが挙げられ、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）（ｐｏｌｙｅｈｔｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ：ＰＥＤＴ）、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挙げられるが、これに限定されない。
陰極１１０は、例えば、電子注入が円滑に行われるように仕事関数が低い導電体で形成されてもよく、例えば、金属、金属酸化物および／または導電性高分子で形成されてもよい。陰極１１０は、例えば、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、錫、鉛、セシウム、バリウムなどのような金属またはこれらの合金が挙げられ、ＬｉＦ／Ａｌ、ＬｉＯ２／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／ＡｌおよびＢａＦ２／Ｃａのような多層構造物質が挙げられるが、これに限定されない。
有機層１０５は、前述した組成物を含む発光層１３０を含む。
発光層１３０は、例えば、前述した組成物を含むことができる。
図２を参照すれば、有機発光素子２００は、発光層１３０以外に正孔補助層１４０をさらに含む。正孔補助層１４０は、陽極１２０と発光層１３０との間の正孔注入および／または正孔移動性を一層高め、電子を遮断することができる。正孔補助層１４０は、例えば、正孔輸送層、正孔注入層および／または電子遮断層であってもよく、少なくとも１層を含むことができる。
また、本発明の一実施形態では、図１または図２で有機薄膜層１０５として追加的に電子輸送層、電子注入層、正孔注入層などをさらに含む有機発光素子であってもよい。
有機発光素子１００、２００は、基板上に陽極または陰極を形成した後、真空蒸着法（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、プラズマメッキおよびイオンメッキのような乾式成膜法などで有機層を形成した後、その上に陰極または陽極を形成して製造することができる。
上述した有機発光素子は、有機発光表示装置に適用され得る。
以下、本発明の具体的な実施例を提示する。ただし、下記に記載された実施例は、本発明を具体的に例示したり説明するためのものに過ぎず、これによって本発明が制限されてはならない。
（有機化合物の合成）
中間体１−１の合成
第１段階；中間体生成物（Ａ）の合成
中間体（４−ジベンゾフラニル）ボロン酸（（４−ｄｉｂｅｎｚｏｆｕｒａｎｙｌ）ｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）２３ｇ（１０８．５ｍｍｏｌ）、メチル−２−ブロモ−ベンゾエート（ｍｅｔｈｙｌ−２−ｂｒｏｍｏ−ｂｅｎｚｏａｔｅ）２４．５ｇ（１１３．９ｍｍｏｌ）、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム６．３ｇ（５．４７ｍｍｏｌ）をフラスコに入れて窒素雰囲気下にトルエン５００ｍｌに溶解させた後、炭酸カリウム（ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）７９．９ｇ（５４２．４ｍｍｏｌ）を溶かした水溶液２７１．２ｍｌを添加した後、１２時間還流攪拌した。反応終了後、酢酸エチルで抽出後、抽出液を硫酸マグネシウム（ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｓｕｌｐｈａｔｅ）で乾燥、濾過し、濾過液を減圧濃縮した。生成物をｎ−ヘキサン／ジクロロメタン（７：３体積比）でシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製して目的化合物である中間体（Ａ）を白色の固体として３１ｇ（収率９４．５％）得た。
ＬＣ−Ｍａｓｓ（理論値：３０２．３２ｇ／ｍｏｌ、測定値：Ｍ＋１＝３０２ｇ／ｍｏｌ）。
第２段階；中間体生成物（Ｂ）の合成
中間体（Ａ）２９ｇ（９５．９２ｍｍｏｌ）をフラスコに入れて窒素雰囲気下に無水テトラヒドロフラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ、ＴＨＦ）４００ｍｌに溶解した後、０℃で冷却、攪拌した。ここに３Ｍメチルマグネシウムブロミド（ｍｅｔｈｙｌｍａｇｎｅｓｉｕｍｂｒｏｍｉｄｅ）９５．９ｍＬ（ジエチルエーテル中、２８７．８ｍｍｏｌ）を徐々に加えた後、常温で窒素雰囲気下に５時間攪拌した。反応終了後、溶液を減圧濃縮して溶媒を除去した後、蒸留水とジクロロメタンで抽出後、抽出液を硫酸マグネシウムで乾燥、濾過し、濾過液を減圧濃縮して目的化合物である中間体（Ｂ）を高粘度の液体形態で得た。
第３段階；中間体生成物（Ｃ）の合成
中間体（Ｂ）をジクロロメタン２５０ｍｌに溶解した後、０℃で冷却、攪拌した。ここにジクロロメタン２０ｍＬに溶かした三フッ化ホウ素（ｂｏｒｏｎｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）、ジエチルエーテル１２．８４ｇ（４７．５ｍｍｏｌ）を徐々に加えた後、常温で５時間攪拌した。反応終了後、酢酸エチルで抽出後、抽出液を硫酸マグネシウムで乾燥、濾過し、濾過液を減圧濃縮した。生成物をｎ−ヘキサン（ｎ−ヘキサン）でシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製して目的化合物である中間体（Ｃ）白色の固体として２２ｇ（収率７１．９％）得た。
ＬＣ−Ｍａｓｓ（理論値：２８４．３５ｇ／ｍｏｌ、測定値：Ｍ＋１＝２８４ｇ／ｍｏｌ）。
第４段階；中間体生成物１−１の合成
真空雰囲気で加熱乾燥した２口丸底フラスコに窒素雰囲気下で中間体（Ｃ）７０ｇ（２４６．１８ｍｍｏｌ）を入れて無水テトラヒドロフラン５００ｍＬを加えて溶解した後、−７８℃に冷却し、攪拌した。ここに２．５Ｍのｎ−ブチルリチウム１１８ｍＬ（ヘキサン中、２９５．４１ｍｍｏｌ）を徐々に加えた後、常温で窒素雰囲気下に６時間攪拌した。反応液を−７８℃に冷却した後、ここにトリイソプロピルボレート６８．１７ｍＬ（２９５．４１ｍｍｏｌ）を徐々に加えた後、常温で１２時間攪拌した。３ＮのＨＣｌ水溶液で反応終了後、酢酸エチルで抽出し、抽出液を硫酸マグネシウムで乾燥、濾過し、濾過液を減圧濃縮した。生成物をシリカゲルフィルターで精製して目的化合物である中間体１−１を６２．５ｇ（収率７７％）得た。
ＬＣ−Ｍａｓｓ（理論値：３２８．１７ｇ／ｍｏｌ、測定値：Ｍ＋１＝３２８ｇ／ｍｏｌ）。
中間体１−２の合成
第１段階；中間体生成物（Ｄ）の合成
中間体（４−ジベンゾチオフェニル）ボロン酸（（４−ｄｉｂｅｎｚｏｔｈｉｏｐｈｅｎｙｌ）ｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）２５ｇ（１０９．６２ｍｍｏｌ）、メチル−２−ブロモ−ベンゾエート（ｍｅｔｈｙｌ−２−ｂｒｏｍｏ−ｂｅｎｚｏａｔｅ）２４．８ｇ（１１５．１ｍｍｏｌ）、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム６．３ｇ（５．４８ｍｍｏｌ）をフラスコに入れて窒素雰囲気下にトルエン５００ｍｌに溶解させた後、炭酸カリウム８０．７ｇ（５４８．１ｍｍｏｌ）を溶かした水溶液２７４ｍｌを添加した後、１２時間還流攪拌した。反応終了後、酢酸エチルで抽出後、抽出液を硫酸マグネシウムで乾燥、濾過し、濾過液を減圧濃縮した。生成物をｎ−ヘキサン／ジクロロメタン（７：３体積比）でシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製して目的化合物である中間体（Ｄ）を白色の固体として３１ｇ（収率８８．８％）得た。
ＧＣ−Ｍａｓｓ（理論値：３１８．３９ｇ／ｍｏｌ、測定値：Ｍ＋１＝３１８ｇ／ｍｏｌ）。
第２段階；中間体生成物（Ｅ）の合成
中間体（Ｄ）１５．４ｇ（４７．１ｍｍｏｌ）をフラスコに入れて窒素雰囲気下に無水テトラヒドロフラン４００ｍｌに溶解した後、０℃に冷却、攪拌した。ここに３Ｍのメチルマグネシウムブロミド（ｍｅｔｈｙｌｍａｇｎｅｓｉｕｍｂｒｏｍｉｄｅ）５０ｍＬ（ジエチルエーテル中、１４１．３４ｍｍｏｌ）を徐々に加えた後、常温で窒素雰囲気下に５時間攪拌した。反応終了後、溶液を減圧濃縮して溶媒を除去した後、蒸留水とジクロロメタンで抽出後、抽出液を硫酸マグネシウムで乾燥、濾過し、濾過液を減圧濃縮して目的化合物である中間体（Ｅ）を高粘度の液体形態で得た。
第３段階；中間体生成物（Ｆ）の合成
中間体（Ｅ）をジクロロメタン２５０ｍｌに溶解した後、０℃に冷却し、攪拌した。ここにジクロロメタン２０ｍＬに溶かした三フッ化ホウ素（ｂｏｒｏｎｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）、ジエチルエーテル１２．６ｇ（４７．１ｍｍｏｌ）を徐々に加えた後、常温で５時間攪拌した。反応終了後、酢酸エチルで抽出後、抽出液を硫酸マグネシウムで乾燥、濾過し、濾過液を減圧濃縮した。生成物をｎ−ヘキサンでシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製して目的化合物である中間体（Ｆ）を白色の固体として１０．５ｇ（収率７４．３％）得た。
ＬＣ−Ｍａｓｓ（理論値：３００．４２ｇ／ｍｏｌ、測定値：Ｍ＋１＝３００ｇ／ｍｏｌ）。
第４段階；中間体生成物１−２の合成
真空雰囲気で加熱乾燥した２口丸底フラスコに窒素雰囲気下で中間体（Ｆ）９．６ｇ（３１．７９ｍｍｏｌ）を入れて無水テトラヒドロフラン１００ｍＬを加えて溶解した後、−７８℃に冷却し、攪拌した。ここに１．６Ｍのｎ−ブチルリチウム２０．７ｍＬ（ヘキサン中、６３．６ｍｍｏｌ）を徐々に加えた後、常温で窒素雰囲気下に６時間攪拌した。反応液を−７８℃に冷却した後、ここにトリイソプロピルボレート８．８ｍＬ（３８．１５ｍｍｏｌ）を徐々に加えた後、常温で１２時間攪拌した。３ＮのＨＣｌ水溶液で反応終了後、酢酸エチルで抽出し、抽出液を硫酸マグネシウムで乾燥、濾過し、濾過液を減圧濃縮した。生成物をシリカゲルフィルターで精製して目的化合物である中間体１−２を８．４７ｇ（収率７７％）得た。
ＬＣ−Ｍａｓｓ（理論値：３４４．２３ｇ／ｍｏｌ、測定値：Ｍ＋１＝３４４ｇ／ｍｏｌ）。
中間体１−３の合成
第１段階；中間体生成物（Ｇ）の合成
（４−ジベンゾフラニル）ボロン酸（（４−ｄｉｂｅｎｚｏｆｕｒａｎｙｌ）ｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）３０ｇ（１４１．５ｍｍｏｌ）、メチル−２−ブロモ−５−クロロベンゾエート（ｍｅｔｈｙｌ−２−ｂｒｏｍｏ−５−ｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｏａｔｅ）３７．１ｇ（１４８．６ｍｍｏｌ）、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム８．２ｇ（７．１ｍｍｏｌ）をフラスコに入れて窒素雰囲気下にトルエン５５０ｍｌに溶解させた後、炭酸カリウム１０４．２ｇ（７０７．５１ｍｍｏｌ）を溶かした水溶液３５３．８ｍｌを添加した後、１２時間還流攪拌した。反応終了後、酢酸エチルで抽出後、抽出液を硫酸マグネシウムで乾燥、濾過し、濾過液を減圧濃縮した。生成物をｎ−ヘキサン／ジクロロメタン（７：３体積比）でシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製して目的化合物である中間体（Ｇ）を白色の固体として３８．２ｇ（収率８０％）得た。
ＬＣ−Ｍａｓｓ（理論値：３３６．０６ｇ／ｍｏｌ、測定値：Ｍ＋１＝３３６ｇ／ｍｏｌ）。
第２段階；中間体生成物（Ｈ）の合成
中間体（Ｇ）３８．１８ｇ（１１３．３７ｍｍｏｌ）をフラスコに入れて窒素雰囲気下に無水エーテル５００ｍｌに溶解した後、０℃で冷却、攪拌した。ここに３Ｍのメチルマグネシウムブロミド１１０ｍＬ（ジエチルエーテル中、３４０．１ｍｍｏｌ）を徐々に加えた後、常温で窒素雰囲気下に５時間攪拌した。反応終了後、溶液を減圧濃縮して溶媒を除去した後、蒸留水とジクロロメタンで抽出後、抽出液を無水硫酸マグネシウムで乾燥、濾過し、濾過液を減圧濃縮して目的化合物である中間体（Ｈ）を高粘度の液体形態で得た。
第３段階；中間体生成物（Ｉ）の合成
中間体（Ｈ）をジクロロメタン２５０ｍｌに溶解した後、０℃に冷却し、攪拌した。ここにジクロロメタン２０ｍＬに溶かした三フッ化ホウ素（ｂｏｒｏｎｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）、ジエチルエーテル（ｄｉｅｔｈｙｌ ｅｔｈｅｒ ｃｏｍｐｌｅｘ）１５．１８ｇ（５６．７ｍｍｏｌ）を徐々に加えた後、常温で５時間攪拌した。反応終了後、酢酸エチルで抽出後、抽出液を硫酸マグネシウムで乾燥、濾過し、濾過液を減圧濃縮した。生成物をｎ−ヘキサンでシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製して目的化合物である中間体（Ｉ）を白色の固体として２９ｇ（収率８０％）得た。
ＧＣ−Ｍａｓｓ（理論値：３１８．８ｇ／ｍｏｌ、測定値：Ｍ＋１＝３１８ｇ／ｍｏｌ）。
第４段階；中間体生成物１−３の合成
真空雰囲気で加熱乾燥した２口丸底フラスコに窒素雰囲気下で中間体（Ｉ）２９ｇ（９０．９７ｍｍｏｌ）を入れて無水テトラヒドロフラン３００ｍＬを加えて溶解した後、−７８℃で冷却、攪拌した。ここに１．６Ｍのｎ−ブチルリチウム６８．２ｍＬ（ヘキサン中、１０９．１６ｍｍｏｌ）を徐々に加えた後、常温で窒素雰囲気下に６時間攪拌した。反応液を−７８℃に冷却した後、ここにトリメチルボレート７．６１ｍＬ（１０９．１６ｍｍｏｌ）を徐々に加えた後、常温で１２時間攪拌した。３ＮのＨＣｌ水溶液で反応終了後、酢酸エチルで抽出し、抽出液を硫酸マグネシウムで乾燥、濾過し、濾過液を減圧濃縮した。生成物をシリカゲルフィルターで精製して目的化合物である中間体１−３を２３ｇ（収率７７％）得た。
中間体１−４の合成
合成開始物質を（４−ジベンゾチエニル）ボロン酸とし、中間体１−３と同様に下記反応式４に示す段階経路を通じて合成した。
中間体１−５の合成
合成開始物質をメチル−２−ブロモ−４−クロロベンゾエートとし、中間体１−３と同様に下記反応式５に示す段階経路を通じて合成した。
中間体１−６の合成
合成開始物質を（４−ジベンゾチエニル）ボロン酸とし、中間体１−５と同様に下記反応式６に示す段階経路を通じて合成した。
（第１ホスト化合物の合成）
実施例１：第１ホスト化学式［１−Ｆ］の合成
中間体１−２ １０ｇ（２９．１ｍｍｏｌ）、化合物Ｂ−２３ １０．３ｇ（２６．４ｍｍｏｌ）および炭酸カリウム１０．９５ｇ（７９．２３ｍｍｏｌ）、テトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．６１ｇ（０．５３ｍｍｏｌ）をトルエン１００ｍｌ、蒸留水４０ｍｌに懸濁させた後、１２時間還流攪拌した。ジクロロメタンと蒸留水で抽出し、有機層をシリカゲルフィルターする。有機溶液を除去し、ヘキサン：ジクロロメタン＝７：３（ｖ／ｖ）でシリカゲルカラムして生成物固体をジクロロメタンとノルマルヘキサンで再結晶して化学式１−Ｆの合成物１４ｇ（収率：８７％）を得た。
実施例２〜１６：化合物の製造
実施例１の中間体１−２と化合物Ｂ−２３の代わりに、下記表８−１〜８−３に羅列された化合物を用いたことを除き、実施例１と同様の方法で合成してそれぞれ化学式１−Ａ〜１−Ｅ、１−Ｇ〜１−Ｐで表される化合物を得た。
（第２ホスト化合物の合成）
実施例１７：第２ホスト化学式［２−Ａ］の合成
フェニルカルバゾリルブロミド（ｐｅｎｙｌｃａｒｂａｚｏｌｙｌｂｒｏｍｉｄｅ）９．９７ｇ（３０．９５ｍｍｏｌ）、フェニルカルバゾリルボロン酸（ｐｈｅｎｙｌｃａｒｂａｚｏｌｙｌｂｏｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）９．７８ｇ（３４．０５ｍｍｏｌ）および炭酸カリウム１２．８３ｇ（９２．８６ｍｍｏｌ）、テトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）１．０７ｇ（０．９３ｍｍｏｌ）をトルエン１２０ｍｌ、蒸留水５０ｍｌに懸濁させた後、１２時間還流攪拌した。ジクロロメタンと蒸留水で抽出し、有機層をシリカゲルフィルターする。有機溶液を除去し、生成物固体をジクロロメタンとノルマルヘキサンで再結晶して化学式２−Ａの合成物１３．８ｇ（収率：９２％）を得た。
実施例１８、１９：化合物の製造
実施例１７のフェニルカルバゾリルブロミド（Ｐｈｅｎｙｌｃａｒｂａｚｏｌｙｌｂｒｏｍｉｄｅ）（下記表９の出発物質１に対応）とフェニルカルバゾリルボロン酸（ｐｈｅｎｙｌｃａｒｂａｚｏｌｙｌｂｏｒｏｎｉｃａｃｉｄ）（下記表９の出発物質２に対応）の代わりに、下記表に記載されている二つの出発物質を用いたことを除き、すべての合成過程を同様にして化合物を製造した。
実施例２０：第２ホスト化学式［３−Ａ］の合成
フェニルカルバゾリルボロン酸１０ｇ（３４．８３ｍｍｏｌ）、化合物Ａ−８ １１．７７ｇ（３８．３１ｍｍｏｌ）および炭酸カリウム１４．４４ｇ（１０４．４９ｍｍｏｌ）、テトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．８０ｇ（０．７ｍｍｏｌ）をトルエン１４０ｍｌ、蒸留水５０ｍｌに懸濁させた後、１２時間還流攪拌した。ジクロロメタンと蒸留水で抽出し、有機層をシリカゲルフィルター処理した。有機溶液を除去し、ヘキサン：ジクロロメタン＝７：３（ｖ／ｖ）でシリカゲルカラム処理し、生成物固体をジクロロメタンとノルマルヘキサンで再結晶して化学式３−Ａの合成物１４．４ｇ（収率：８８％）を得た。
実施例２１〜２４：化合物の製造
実施例２０のフェニルカルバゾリルボロン酸と化合物Ａ−８の代わりに、下記表１０に羅列された化合物を用いたことを除き、実施例２０と同様の方法で合成してそれぞれ化学式３−Ｂ〜３−Ｅで表される化合物を得た。
（有機発光素子の作製）
実施例２５
陽極としては、ＩＴＯを１０００Åの厚さで用い、陰極としては、アルミニウム（Ａｌ）を１０００Åの厚さで用いた。具体的に、有機発光素子の作製方法を説明すれば、陽極は１５Ω／ｃｍ２の面抵抗値を有するＩＴＯガラス基板を５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｍｍの大きさで切断してアセトンとイソプロピルアルコールと純水の中で各１５分間超音波洗浄した後、３０分間ＵＶオゾン洗浄して用いた。
前記基板上部に真空度６５０×１０−７Ｐａ、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓの条件でＮ４，Ｎ４’−ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎ−１−ｙｌ）−Ｎ４，Ｎ４'−ｄｉｐｈｅｎｙｌｂｉｐｈｅｎｙｌ−４，４'−ｄｉａｍｉｎｅ（ＮＰＢ）（８０ｎｍ）を蒸着して８００Åの正孔輸送層を形成した。次に、同一の真空蒸着条件で実施例１で得られた化合物１−Ｆおよび実施例１７で得られた化合物２−Ａを１：１重量比で共に蒸着してホストとして用い、同時に燐光ドーパントであるＩｒ（ｐｐｙ）３をドーピングして真空蒸着して膜厚３００Åの発光層を形成した。この時、燐光ドーパントの蒸着速度を調節して、発光層の全体量１００重量％に対して、燐光ドーパントの配合量が１０重量％になるように蒸着した。
前記発光層上部に同一の真空蒸着条件を用いてｂｉｓ（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎｏｌａｔｅ）−４−（ｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｏｌａｔｏ）ａｌｕｍｉｎｉｕｍ（ＢＡｌｑ）を蒸着して膜厚５０Åの正孔阻止層を形成した。次に、同一の真空蒸着条件でＡｌｑ３を蒸着して、膜厚２５０Åの電子輸送層を形成した。前記電子輸送層上部に陰極としてＬｉＦとＡｌを順次に蒸着して有機光電素子を作製した。
前記有機光電素子の構造は、ＩＴＯ／ＮＰＢ（８０ｎｍ）／ＥＭＬ（化合物１−Ｆ（４５重量％）＋化合物２−Ａ（４５重量％）＋Ｉｒ（ＰＰｙ）３（１０重量％）、３０ｎｍ）／Ｂａｌｑ（５ｎｍ）／Ａｌｑ３（２５ｎｍ）／ＬｉＦ（１ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）の構造で作製した。
実施例２６
前記実施例２５で化合物１−Ｆおよび化合物２−Ａを１：１重量比で蒸着する代わりに、化合物１−Ｆおよび化合物２−Ａを４：１比率で蒸着して用いたことを除き、実施例２５と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実施例２７
前記実施例２５で化合物１−Ｆおよび化合物２−Ａを１：１重量比で蒸着する代わりに、化合物１−Ｆおよび化合物２−Ａを１：４比率で蒸着して用いたことを除き、実施例２５と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実施例２８
前記実施例２５で化合物１−Ｆおよび化合物２−Ａを１：１重量比で蒸着する代わりに、実施例１４で得られた化合物１−Ｎおよび化合物２−Ａを１：１比率で蒸着して用いたことを除き、実施例２５と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実施例２９
前記実施例２８で化合物１−Ｎおよび化合物２−Ａを１：１重量比で蒸着する代わりに、化合物１−Ｎおよび化合物２−Ａを４：１比率で蒸着して用いたことを除き、実施例２８と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実施例３０
前記実施例２８で化合物１−Ｎおよび化合物２−Ａを１：１重量比で蒸着する代わりに、化合物１−Ｎおよび化合物２−Ａを１：４比率で蒸着して用いたことを除き、実施例２８と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実施例３１
前記実施例２８で化合物１−Ｎおよび化合物２−Ａを１：１重量比で蒸着する代わりに、化合物１−Ｎおよび実施例２２から得られた化合物３−Ａを１：１比率で蒸着して用いたことを除き、実施例２８と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実施例３２
前記実施例３１で化合物１−Ｎおよび化合物３−Ａを１：１重量比で蒸着する代わりに、化合物１−Ｎおよび化合物３−Ａを４：１比率で蒸着して用いたことを除き、実施例３１と同様の方法で有機発光素子を製造した。
実施例３３
前記実施例３１で化合物１−Ｎおよび化合物３−Ａを１：１重量比で蒸着する代わりに、化合物１−Ｎおよび化合物３−Ａを１：４比率で蒸着して用いたことを除き、実施例３１と同様の方法で有機発光素子を製造した。
比較例１
前記実施例２５で化合物１−Ｆおよび化合物２−Ａを１：１重量比で蒸着する代わりに、化合物１−Ｆをホスト単独で蒸着して用いたことを除き、実施例２５と同様の方法で有機発光素子を製造した。
比較例２
前記実施例２８で化合物１−Ｎおよび化合物２−Ａを１：１重量比で蒸着する代わりに、化合物１−Ｎをホスト単独で蒸着して用いたことを除き、実施例２８と同様の方法で有機発光素子を製造した。
比較例３
前記実施例２８で化合物１−Ｎおよび化合物２−Ａを１：１重量比で蒸着する代わりに、化合物２−Ａをホスト単独で蒸着して用いたことを除き、実施例２８と同様の方法で有機発光素子を製造した。
比較例４
前記実施例３１で化合物１−Ｎおよび化合物３−Ａを１：１重量比で蒸着する代わりに、化合物３−Ａをホスト単独で蒸着して用いたことを除き、実施例３１と同様の方法で有機発光素子を製造した。
（評価）
実施例２５〜３３と比較例１〜４に係る有機発光素子の電圧に応じた電流密度の変化、輝度の変化および発光効率を測定した。
具体的な測定方法は、下記のとおりであり、その結果は表に示した。
（１）電圧変化に応じた電流密度の変化測定
製造された有機発光素子に対して、電圧を０Ｖから１０Ｖまで上昇させながら電流−電圧計（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ ２４００）を用いて単位素子に流れる電流値を測定し、測定された電流値を面積で割って結果を得た。
（２）電圧変化に応じた輝度の変化測定
製造された有機発光素子に対して、電圧を０Ｖから１０Ｖまで上昇させながら輝度計（Ｍｉｎｏｌｔａ Ｃｓ−１０００Ａ）を用いてその時の輝度を測定して結果を得た。
（３）発光効率の測定
前記（１）および（２）から測定された輝度と電流密度および電圧を用いて同一の電流密度（１０ｍＡ／ｃｍ２）の電流効率（ｃｄ／Ａ）を計算した。
（４）寿命の測定
輝度（ｃｄ／ｍ２）を５０００ｃｄ／ｍ２に維持し、電流効率（ｃｄ／Ａ）が９５％に減少する時間を測定して結果を得た。
前記表１１によれば、実施例２５〜３３に係る有機発光素子は、比較例１〜比較例４による有機発光素子と比較して、発光効率または／および寿命が顕著に改善されたことを確認することができる。具体的に、実施例３１に係る有機発光素子は、それぞれの比較例である比較例２と比較例４と比較すると、効率も改善され、寿命でも顕著に改善されたことを確認することができる。これは正孔輸送性ホストと電子輸送性ホストのバイポーラ特性により効率と寿命が改善されたことを示している。
本発明は、前記実施例に限定されず、互いに異なる多様な形態に作製することができ、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明の技術的な思想や必須の特徴を変更することなく他の具体的な形態に実施可能であることを理解するはずである。したがって、以上で記述した実施例は、すべての面で例示的なものであり、限定的なものではないことを理解しなければならない。

Claims (20)

  1. 下記の化学式Ｉで表される第１ホスト化合物と、下記の化学式２または化学式３で表される第２ホスト化合物とを含む組成物：

    前記化学式Ｉ中、
    Ｘ１は、ＯまたはＳであり、
    Ｘ２は、ＣＲａＲ ｂ であり、
    Ｒ１〜Ｒ５およびＲａ〜Ｒ ｂ は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基、シアノ基またはこれらの組み合わせである；

    前記化学式２中、
    Ａｒ １ 、Ａｒ ２ およびＲ １１ 〜Ｒ １６ は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基またはこれらの組み合わせである（但し、Ａｒ １ およびＡｒ ２ は、それぞれ、置換もしくは非置換のピリジニル基、置換もしくは非置換のピリミジニル基、または置換もしくは非置換のトリアジニル基ではない）；

    前記化学式３中、
    Ｘ ３ は、Ｏ、Ｓ、ＣＲ ｅ Ｒ ｆ 、ＳｉＲ ｇ Ｒ ｈ またはＮＲ ｉ であり、
    Ｌは、単結合、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０アルキレン基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ２０アルケニレン基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリーレン基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリーレン基またはこれらの組み合わせであり、
    Ｒ １１ 〜Ｒ １３ 、Ｒ １７ 〜Ｒ ２１ およびＲ ｅ 〜Ｒ ｉ は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基またはこれらの組み合わせである。
  2. 前記第１ホスト化合物は、下記の化学式１ａ〜１ｃのうちのいずれか一つで表される、請求項１に記載の組成物：

    前記化学式１ａ〜１ｃ中、
    Ｘ１は、ＯまたはＳであり、
    Ｘ２は、ＣＲａＲ ｂ であり、
    Ｒ１〜Ｒ５およびＲａ〜Ｒ ｂ は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基、シアノ基またはこれらの組み合わせである。
  3. 前記第１ホスト化合物は、下記の化学式１−１〜１−６のうちのいずれか一つで表される、請求項１または２に記載の組成物：

    前記化学式１−１〜１−６中、
    Ｒ１〜Ｒ５は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基またはこれらの組み合わせである。
  4. Ｒ１〜Ｒ５およびＲａ〜Ｒ ｂ のうちの少なくとも一つは、置換もしくは非置換の下記グループ１に羅列された作用基から選択された一つである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の組成物：

    前記グループ１中、
    Ｙは、Ｎ、Ｏ、Ｓ、ＳＯ２、ＮＲｊ、ＣＲｋ、ＳｉＲｌ、ＣＲｍＲｎまたはＳｉＲｏＲｐであり、
    Ｚは、Ｎ、ＣＲｑ、ＣＲｒＲｓまたはＮＲｔであり、
    ここで、Ｒｊ〜Ｒｔは、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基またはこれらの組み合わせであり、
    Ａｒ５は、単結合、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０アルキレン基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ２０アルケニレン基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリーレン基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリーレン基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールアミン基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールアミン基またはこれらの組み合わせであり、
    Ａｒ６およびＡｒ７は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基またはこれらの組み合わせであり、
    ｎ１およびｎ２は、それぞれ独立して、０または１であり、
    ＊は、前記化学式１と連結される地点であり、前記作用基をなす元素のうちのいずれか一つに位置してもよい。
  5. 前記グループ１に羅列された置換もしくは非置換の作用基は、置換もしくは非置換の下記の化学式Ｂ−１〜Ｂ−３５から選択された一つである、請求項４に記載の組成物。

  6. 前記化学式１−１および１−２において、Ｒ １ は下記の化学式Ｂ−１〜Ｂ３５のいずれかで表される基であり、かつＲ ２ 〜Ｒ ５ は水素原子であり、
    前記化学式１〜３〜１−６において、Ｒ ３ は下記の化学式Ｂ−１〜Ｂ３５のいずれかで表される基であり、かつＲ １ 〜Ｒ ２ およびＲ ４ 〜Ｒ ５ は水素原子である、
    請求項３に記載の組成物。

  7. 前記化学式１−１および１−２において、Ｒ １ は前記化学式Ｂ−２３またはＢ−２８で表される基であり、かつＲ ２ 〜Ｒ ５ は水素原子であり、
    前記化学式１−３〜１−６において、Ｒ ３ は前記化学式Ｂ−２３またはＢ−２８で表される基であり、かつＲ １ 〜Ｒ ２ およびＲ ４ 〜Ｒ ５ は水素原子である、
    請求項６に記載の組成物。
  8. 前記第１ホスト化合物は、下記の化学式１−Ａ〜１−Ｐのうちのいずれか一つで表される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の組成物。

  9. 前記第２ホスト化合物は、下記の化学式２−１〜２−３のうちのいずれか一つで表される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の組成物：


    前記化学式２−１〜２−３中、
    Ｒ １１〜Ｒ１６は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基またはこれらの組み合わせであり、
    Ａｒ １ およびＡｒ ２ は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の下記の化学式Ａ−１〜Ａ−１５から選択された一つである。
  10. 前記化学式２中のＡｒ１およびＡｒ２は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の下記の化学式Ａ−１〜Ａ−１５から選択された一つである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の組成物。
  11. 前記第２ホスト化合物は、下記の化学式２−Ａ〜２−Ｃで表される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の組成物。


  12. 前記第２ホスト化合物は、下記の化学式３ａで表される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の組成物。


    前記化学式３ａ中、
    Ｘ３は、Ｏ、Ｓ、ＣＲｅＲｆ、ＳｉＲｇＲｈまたはＮＲｉであり、
    Ｌは、単結合、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０アルキレン基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ２０アルケニレン基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリーレン基、置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリーレン基またはこれらの組み合わせであり、
    Ｒ１１〜Ｒ１３、Ｒ１７〜Ｒ２１およびＲｅ〜Ｒｉは、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基またはこれらの組み合わせである。
  13. 前記第２ホスト化合物は、下記の化学式３−１〜３−１０のうちのいずれか一つで表される、請求項１〜８および１２のいずれか一項に記載の組成物。


    前記化学式３−１〜３−１０中、
    Ｒ１１〜Ｒ１３、Ｒ１７〜Ｒ２１およびＲｉは、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ３０ヘテロアリール基またはこれらの組み合わせである。
  14. Ｒ１１〜Ｒ１３、Ｒ１７〜Ｒ２１およびＲｅ〜Ｒｉのうちの少なくとも一つは、置換もしくは非置換の下記の化学式Ａ−１〜Ａ−１５から選択された一つである、請求項１〜８および１２〜１３のいずれか一項に記載の組成物。

  15. 前記第２ホスト化合物は、下記の化学式３−Ａ〜３−Ｅのうちのいずれか一つで表される、請求項１〜８および１２〜１４のいずれか一項に記載の組成物。

  16. 前記第１ホスト化合物および前記第２ホスト化合物は、１：１０〜１０：１の重量比で含まれている、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の組成物。
  17. 燐光ドーパントをさらに含む、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の組成物。
  18. 互いに向き合う陽極および陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に位置する少なくとも１層の有機層と、
    を含み、
    前記有機層は、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の組成物を含む有機光電子素子。
  19. 前記有機層は、発光層を含み、
    前記発光層は、前記組成物を含む、請求項１８に記載の有機光電子素子。
  20. 請求項１８または１９に記載の有機光電子素子を含む表示装置。
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