JP7357665B2 - 有機発光化合物及びそれを含む有機発光素子 - Google Patents

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Description

本発明は、有機発光化合物及びそれを含む有機発光素子に関し、より具体的には、特徴的な構造を有するアントラセン誘導体をホスト化合物として、多環芳香族誘導体化合物をドーパント化合物として発光層に共に採用することで、長寿命及び低電圧特性が著しく向上した有機発光素子に関する。
有機発光素子は、電子注入電極（カソード電極）から注入された電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）と、正孔注入電極（アノード電極）から注入された正孔（ｈｏｌｅ）とが発光層で結合してエキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）を形成し、そのエキシトンがエネルギーを放出しながら発光する自発光型素子であり、このような有機発光素子は、低い駆動電圧、高い輝度、広い視野角及び速い応答速度を有し、フルカラー平板発光ディスプレイに適用可能であるという利点から、次世代光源として脚光を浴びている。
このような有機発光素子が上記のような特徴を発揮するためには、素子内の有機層の構造を最適化し、各有機層をなす物質である正孔注入物質、正孔輸送物質、発光物質、電子輸送物質、電子注入物質、電子阻止物質などが安定かつ効率的な材料によって支えられることが先行しなければならないが、依然として、安定かつ効率的な有機発光素子用有機層の構造及び各材料の開発が継続して必要であるのが現状である。
特に、発光層から最大の効率を得るためには、正孔と電子がそれぞれ安定した電気化学的経路を介してドーパントに移動してエキシトンを形成できるように、ホストとドーパントのエネルギーバンドギャップが適切な組み合わせをなさなければならない。
したがって、本発明は、有機発光素子内の発光層に特徴的なホスト材料とドーパント材料を採用することで、著しく向上した低電圧駆動及び長寿命特性を有する有機発光素子を提供しようとする。
本発明は、上記課題を解決するために、素子内の有機層、好ましくは発光層のホスト化合物として採用される下記化学式Ａで表される化合物を提供する。
前記化学式Ａの特徴的な構造とこれによって実現される具体的な化合物、そして、Ａｒ１、Ｒ１～Ｒ１４、Ｌ１及びＸについては後述する。
また、本発明は、上記課題を解決するために、第１電極、前記第１電極に対向する第２電極、及び前記第１電極と第２電極との間に介在する発光層を含み、前記化学式Ａで表される化合物を前記発光層に含む有機発光素子を提供する。
本発明に係る有機発光素子は、発光層内に、前記化学式Ａで表される化合物と共に、下記化学式Ｄ－１又は化学式Ｄ－２で表されるドーパント化合物を発光層に採用してさらに含むことを特徴とする。
前記化学式Ｄ－１及び化学式Ｄ－２の特徴的な構造とこれによって実現される具体的な化合物、そして、Ｘ１、Ｙ１～Ｙ３及びＡ１～Ａ３については後述する。
本発明に係る有機発光素子は、特徴的な構造を有するアントラセン誘導体化合物をホストとして、多環芳香族誘導体化合物をドーパントとして発光層に共に採用することで、寿命特性が著しく向上した長寿命、及び低電圧の有機発光素子を実現できるので、照明素子はもとより、平板、フレキシブル、ウェアラブルディスプレイなどの様々なディスプレイ素子に有用に活用することができる。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の一態様は、下記化学式Ａで表される化合物に関するもので、構造的に少なくとも１つのベンゾフラン又はベンゾチオフェンを構造に含むことを特徴とし、これを通じて、有機発光素子の発光層にホスト化合物として採用して、長寿命及び低電圧特性を有する有機発光素子を実現することができる。
前記化学式Ａにおいて、
Ａｒ１は、置換もしくは非置換の炭素数６～５０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２～５０のヘテロアリール基、及び置換もしくは非置換の炭素数３～５０の脂肪族芳香族混合環基から選択される。
Ｒ１～Ｒ１４は、互いに同一又は異なっており、それぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数６～５０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２～３０のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数２～３０のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数３～３０のシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数３～３０のシクロアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数２～５０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２～３０のヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６～５０のアリールオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルチオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６～５０のアリールチオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルアミン基、置換もしくは非置換の炭素数６～５０のアリールアミン基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルシリル基、置換もしくは非置換の炭素数６～５０のアリールシリル基、置換もしくは非置換の炭素数３～５０の脂肪族芳香族混合環基、シアノ基、ニトロ基及びハロゲン基から選択される。
前記Ｒ９及びＲ１０のいずれか１つは、連結基Ｌ１と結合する。
Ｘは、酸素原子（Ｏ）または硫黄原子（Ｓ）である。
Ｌ１は、２価の連結基であって、単結合であるか、または置換もしくは非置換の炭素数６～５０のアリーレン基、置換もしくは非置換の炭素数２～５０のヘテロアリーレン基及び置換もしくは非置換の炭素数３～５０の脂肪族芳香族混合環基から選択される。
ｎは１～３の整数であり、前記ｎが２以上である場合に、複数個のＬ１は互いに同一又は異なる。
前記「置換もしくは非置換の」での「置換」は、前記Ａｒ１、Ｒ１～Ｒ１４及びＬ１がそれぞれ、重水素、シアノ基、ハロゲン基、ヒドロキシ基、ニトロ基、炭素数１～２４のアルキル基、炭素数１～２４のハロゲン化されたアルキル基、炭素数３～３０のシクロアルキル基、炭素数２～２４のアルケニル基、炭素数２～２４のアルキニル基、炭素数１～２４のヘテロアルキル基、炭素数６～３０のアリール基、炭素数７～３０のアリールアルキル基、炭素数７～３０のアルキルアリール基、炭素数２～３０のヘテロアリール基、炭素数２～３０のヘテロアリールアルキル基、炭素数１～２４のアルコキシ基、炭素数１～２４のアルキルアミノ基、炭素数６～３０のアリールアミノ基、炭素数２～３０のヘテロアリールアミノ基、炭素数１～２４のアルキルシリル基、炭素数６～３０のアリールシリル基、炭素数６～３０のアリールオキシ基及び炭素数３～３０の脂肪族芳香族混合環基から選択された１つ以上の置換基で置換されることを意味する。
前記化学式Ａは、少なくとも１つ以上の重水素原子（Ｄ）を含むものであって、すなわち、前記化学式Ａにおいて、Ａｒ１、Ｒ１～Ｒ１４及びＬ１またはこれらの置換基のうち少なくとも１つ以上は重水素であることを特徴とする。
本発明の一実施例によれば、前記化学式Ａで表されるアントラセン誘導体の重水素化度は１０％以上であることを特徴とするものであって、前記化学式Ａで表される骨格に導入される置換基のうち１０％以上が重水素であることを意味する。
また、本発明の一実施例によれば、前記化学式Ａで表されるアントラセン誘導体の重水素化度は３０％以上であることを特徴とする。
また、前記化学式Ａで表されるアントラセン誘導体の重水素化度は５０％以上であることを特徴とする。
本発明の一実施例によれば、前記Ｒ１１～Ｒ１４のうち少なくとも１つ以上は、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３～２０のシクロアルキル基、及び置換もしくは非置換の炭素数３～２０のヘテロアリール基から選択されるいずれか１つであってもよい。
また、本発明の一実施例によれば、前記化学式ＡのＲ１１～Ｒ１４のうち少なくとも１つ以上は、重水素を１つ以上置換基として含む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３～２０のシクロアルキル基、または置換もしくは非置換の炭素数３～２０のヘテロアリール基であってもよい。
本発明の一実施例によれば、前記化学式Ａで表されるアントラセン誘導体は、下記化学式Ａ－１又は化学式Ａ－２で表されてもよい。
前記化学式Ａ－１及び化学式Ａ－２において、
Ａｒ１１は、置換もしくは非置換の炭素数６～５０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２～５０のヘテロアリール基、及び置換もしくは非置換の炭素数３～５０の脂肪族芳香族混合環基から選択される。
Ｒ２１～Ｒ３３は、互いに同一又は異なっており、それぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数６～５０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２～３０のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数２～３０のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素数３～３０のシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数３～３０のシクロアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数２～５０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数２～３０のヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６～５０のアリールオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルチオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６～５０のアリールチオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルアミン基、置換もしくは非置換の炭素数６～５０のアリールアミン基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルシリル基、置換もしくは非置換の炭素数６～５０のアリールシリル基、置換もしくは非置換の炭素数３～５０の脂肪族芳香族混合環基、シアノ基、ニトロ基及びハロゲン基から選択される。
Ｘは、酸素原子（Ｏ）または硫黄原子（Ｓ）である。
Ｌ２は、２価の連結基であって、単結合であるか、または置換もしくは非置換の炭素数６～５０のアリーレン基、置換もしくは非置換の炭素数２～５０のヘテロアリーレン基及び置換もしくは非置換の炭素数３～５０の脂肪族芳香族混合環基から選択される。
ｍは１～３の整数であり、前記ｍが２以上である場合に、複数個のＬ２は互いに同一又は異なる。
前記「置換もしくは非置換の」での「置換」は、前記Ａｒ１１、Ｒ２１～Ｒ３３及びＬ２がそれぞれ、重水素、シアノ基、ハロゲン基、ヒドロキシ基、ニトロ基、炭素数１～２４のアルキル基、炭素数１～２４のハロゲン化されたアルキル基、炭素数３～３０のシクロアルキル基、炭素数２～２４のアルケニル基、炭素数２～２４のアルキニル基、炭素数１～２４のヘテロアルキル基、炭素数６～３０のアリール基、炭素数７～３０のアリールアルキル基、炭素数７～３０のアルキルアリール基、炭素数２～３０のヘテロアリール基、炭素数２～３０のヘテロアリールアルキル基、炭素数１～２４のアルコキシ基、炭素数１～２４のアルキルアミノ基、炭素数６～３０のアリールアミノ基、炭素数２～３０のヘテロアリールアミノ基、炭素数１～２４のアルキルシリル基、炭素数６～３０のアリールシリル基、炭素数６～３０のアリールオキシ基及び炭素数３～３０の脂肪族芳香族混合環基から選択された１つ以上の置換基で置換されることを意味する。
前記化学式Ａ－１及び化学式Ａ－２はそれぞれ、少なくとも１つ以上の重水素原子（Ｄ）を含むものであって、すなわち、前記化学式Ａ－１及び化学式Ａ－２のそれぞれにおいて、前記Ａｒ１１、Ｒ２１～Ｒ３３及びＬ２またはこれらの置換基のうち少なくとも１つ以上は重水素であることを特徴とする。
一方、前記「置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキル基」、「置換もしくは非置換の炭素数６～５０のアリール基」などでの前記アルキル基またはアリール基の炭素数の範囲は、前記置換基が置換された部分を考慮せずに非置換のものと見なしたときのアルキル部分またはアリール部分を構成する全炭素数を意味する。例えば、パラ位にブチル基が置換されたフェニル基は、炭素数４のブチル基で置換された炭素数６のアリール基に該当することを意味する。
また、本発明において、隣接する基と互いに結合して環を形成するという意味は、隣接する基と互いに結合して置換もしくは非置換の脂環族、芳香族環を形成できることを意味し、「隣接する置換基」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、ベンゼン環においてオルト（ｏｒｔｈｏ）位に置換された２個の置換基、及び脂肪族環において同一炭素に置換された２個の置換基は、互いに「隣接する置換基」として解釈され得る。
本発明において、アルキル基は、直鎖または分岐鎖であってもよく、炭素数は、特に限定されないが、１～２０であることが好ましい。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、これらに限定されない。
本発明において、アルケニル基は、直鎖または分岐鎖を含み、他の置換基によってさらに置換されてもよく、具体的には、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。
本発明において、アルキニル基もまた、直鎖または分岐鎖を含み、他の置換基によってさらに置換されてもよく、エチニル（ｅｔｈｙｎｙｌ）、２－プロピニル（２－ｐｒｏｐｙｎｙｌ）などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
本発明において、シクロアルキル基は、単環または多環を含み、他の置換基によってさらに置換されてもよく、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ものであって、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。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、これに限定されない。
本発明において、ヘテロシクロアルキル基は、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、ＮまたはＳｉなどの異種原子を含むものであって、これもまた単環または多環を含み、他の置換基によってさらに置換されてもよく、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ものであって、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。
本発明において、アリール基は、単環式または多環式であってもよく、単環式アリール基の例としては、フェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基、スチルベン基などがあり、多環式アリール基の例としては、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、ペリレニル基、テトラセニル基、クリセニル基、フルオレニル基、アセナフタセニル基、トリフェニレン基、フルオランテン基などがあるが、本発明の範囲がこれらの例のみに限定されるものではない。
本発明において、ヘテロアリール基は、異種原子を含むヘテロ環基であって、その例としては、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、ジベンゾフラニル基、フェナントロリン基、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などがあるが、これらのみに限定されるものではない。
本発明において、脂肪族芳香族混合環は、２以上の環が互いに連結、縮合されており、脂肪族環及び芳香族環が縮合されて全体的に非芳香族性（ｎｏｎ－ａｒｏｍａｔｉｃｉｔｙ）を有する環を意味し、また、多環の脂肪族芳香族混合環において、Ｃ以外にＮ、Ｏ、Ｐ及びＳから選択されたヘテロ原子を含むことができる。
本発明において、アルコキシ基は、具体的には、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソブチルオキシ、ｓｅｃ－ブチルオキシ、ペンチルオキシ、ｉｓｏ－アミルオキシ、ヘキシルオキシなどであってもよいが、これらのみに限定されるものではない。
本発明において、シリル基は、アルキルで置換されたシリル基、またはアリールで置換されたシリル基を意味するものであって、シリル基の具体的な例としては、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリフェニルシリル、トリメトキシシリル、ジメトキシフェニルシリル、ジフェニルメチルシリル、ジフェニルビニルシリル、メチルシクロブチルシリル、ジメチルフリルシリルなどが挙げられる。
本発明において、アミン基は、－ＮＨ２、アルキルアミン基、アリールアミン基などであってもよく、アリールアミン基は、アリールで置換されたアミンを意味し、アルキルアミン基は、アルキルで置換されたアミンを意味するものであり、アリールアミン基の例としては、置換もしくは非置換のモノアリールアミン基、置換もしくは非置換のジアリールアミン基、または置換もしくは非置換のトリアリールアミン基があり、前記アリールアミン基中のアリール基は、単環式アリール基であってもよく、または多環式アリール基であってもよく、前記アリール基２以上を含むアリールアミン基は、単環式アリール基、多環式アリール基、または単環式アリール基と多環式アリール基を同時に含むことができる。また、前記アリールアミン基中のアリール基は、前述したアリール基の例示の中から選択されてもよい。
本発明において、アリールオキシ基及びアリールチオキシ基におけるアリール基は、前述したアリール基の例示と同一であり、具体的には、アリールオキシ基としては、フェノキシ基、ｐ－トリルオキシ基、ｍ－トリルオキシ基、３，５－ジメチル－フェノキシ基、２，４，６－トリメチルフェノキシ基、ｐ－ｔｅｒｔ－ブチルフェノキシ基、３－ビフェニルオキシ基、４－ビフェニルオキシ基、１－ナフチルオキシ基、２－ナフチルオキシ基、４－メチル－１－ナフチルオキシ基、５－メチル－２－ナフチルオキシ基、１－アントリルオキシ基、２－アントリルオキシ基、９－アントリルオキシ基、１－フェナントリルオキシ基、３－フェナントリルオキシ基、９－フェナントリルオキシ基などがあり、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るが、これに限定されるものではない。
本発明において、ハロゲン基の例としては、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素がある。
本発明の一実施例によれば、前記化学式Ａは、下記［１］～［１０４］で表される化合物から選択されるいずれか１つであってもよく、但し、これによってその範囲が制限されるものではない。






本発明に係る有機発光素子は、第１電極、第２電極、及び前記第１電極と第２電極との間に介在する１層以上の有機層からなる有機発光素子に関し、前記有機層に、好ましくは発光層に前記化学式Ａで表されるアントラセン誘導体化合物を含むことを特徴とする。
また、前記発光層は、ホストとドーパントからなり、前記化学式Ａで表されるアントラセン誘導体化合物はホストとして使用され、前記発光層は、化学式Ａで表されるホスト化合物１種以外に、他のホスト化合物が１種以上混合または積層されたことを特徴とする。
また、本発明の一実施例に係る有機発光素子は、素子内の発光層にドーパント化合物をさらに含むことができる。
一方、本発明において、「（有機層が）有機化合物を１種以上含む」とは、「（有機層が）本発明の範疇に属する１種の有機化合物、または前記有機化合物の範疇に属する互いに異なる２種以上の化合物を含むことができる」という意味で解釈できる。
このとき、本発明の前記有機発光素子内の有機層は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入の機能と正孔輸送の機能を同時に有する機能層、発光層、電子輸送層、及び電子注入層のうちの少なくとも１つを含むことができる。
より好ましい本発明の一実施例として、本発明は、前記第１電極と前記第２電極との間に介在する有機層が発光層を含み、前記発光層はホストとドーパントからなり、本発明での前記化学式Ａで表されるアントラセン誘導体化合物のうち少なくとも１つを発光層内のホスト物質として含むことができる。
また、本発明において、前記発光層に使用されるドーパント化合物は、下記化学式Ｄ－１または化学式Ｄ－２で表される。
前記化学式Ｄ－１及び化学式Ｄ－２において、
Ｘ１は、Ｂ、Ｐ＝Ｏ及びＰ＝Ｓから選択されるいずれか１つである。
Ｙ１～Ｙ３は、それぞれ独立して、ＮＲ４１、ＣＲ４２Ｒ４３、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ及びＳｉＲ４４Ｒ４５から選択される。
Ａ１～Ａ３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６～５０の芳香族炭化水素環、置換もしくは非置換の炭素数２～５０の芳香族ヘテロ環、置換もしくは非置換の炭素数３～３０の脂肪族環、及び置換もしくは非置換の炭素数３～３０の脂肪族芳香族混合環から選択される。
前記Ｒ４１～Ｒ４５は、互いに同一又は異なっており、それぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数６～５０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数３～３０のシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数３～３０のヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数２～５０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６～３０のアリールオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルチオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６～３０のアリールチオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルアミン基、置換もしくは非置換の炭素数６～３０のアリールアミン基、置換もしくは非置換の炭素数２～３０のヘテロアリールアミン基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルシリル基、置換もしくは非置換の炭素数６～３０のアリールシリル基、置換もしくは非置換の炭素数３～２０の脂肪族芳香族混合環、ニトロ基、シアノ基及びハロゲン基から選択される。
また、前記Ｒ４１～Ｒ４５は、それぞれ、前記Ａ１～Ａ３環から選択されるいずれか１つ以上の環と結合して脂環族または芳香族の単環もしくは多環をさらに形成することができる。
また、前記Ａ１～Ａ３環のそれぞれの置換基は、互いに連結されて脂環族または芳香族の単環もしくは多環をさらに形成することができる。
また、前記Ｒ４２とＲ４３及びＲ４４とＲ４５は、それぞれ、互いに連結されて脂環族または芳香族の単環もしくは多環をさらに形成することができる。
前記「置換もしくは非置換の」での「置換」は、前記Ａ１～Ａ３及びＲ４１～Ｒ４５がそれぞれ、重水素、シアノ基、ハロゲン基、ヒドロキシ基、ニトロ基、炭素数１～２４のアルキル基、炭素数１～２４のハロゲン化されたアルキル基、炭素数３～３０のシクロアルキル基、炭素数２～２４のアルケニル基、炭素数２～２４のアルキニル基、炭素数１～２４のヘテロアルキル基、炭素数６～３０のアリール基、炭素数７～３０のアリールアルキル基、炭素数７～３０のアルキルアリール基、炭素数２～３０のヘテロアリール基、炭素数２～３０のヘテロアリールアルキル基、炭素数１～２４のアルコキシ基、炭素数１～２４のアルキルアミノ基、炭素数６～３０のアリールアミノ基、炭素数２～３０のヘテロアリールアミノ基、炭素数１～２４のアルキルシリル基、炭素数６～３０のアリールシリル基、炭素数６～３０のアリールオキシ基及び炭素数３～３０の脂肪族芳香族混合環基から選択された１つ以上の置換基で置換されることを意味する。
本発明の一実施例によれば、前記化学式Ｄ－１及び化学式Ｄ－２は、下記化学式で表される化合物から選択されるいずれか１つであってもよく、但し、これによってその範囲が制限されるものではない。




このとき、前記発光層内のドーパントの含量は、通常、ホスト約１００重量部を基準として約０．０１～約２０重量部の範囲から選択されてもよく、これに限定されるものではない。
また、本発明に係る有機発光素子において、発光層中のドーパントは、前記化学式Ｄ－１または化学式Ｄ－２で表されるドーパント化合物１種以外に、他のドーパント化合物１種以上が混合または積層されたことを特徴とする。
このように、本発明に係る有機発光素子において発光層は、本発明に係るホスト及びドーパント以外にも、様々なホストと様々なドーパント物質をさらに混合または複数個の層で構成して含むことができる。
本発明に係る有機発光素子の有機層は単層構造からなってもよいが、２層以上の有機層が積層された多層構造からなることができる。例えば、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、発光層、電子阻止層、電子輸送層、電子注入層などを含む構造を有することができる。しかし、これに限定されず、さらに少ない数またはさらに多くの数の有機層を含むこともでき、本発明に係る好ましい有機発光素子の有機物層の構造などについては、後述する実施例でより詳しく説明する。
以下では、本発明に係る有機発光素子の一実施例についてより詳細に説明する。
本発明に係る有機発光素子は、アノード、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及びカソードを含み、必要に応じて、アノードと正孔輸送層との間に正孔注入層をさらに含むことができ、また、電子輸送層とカソードとの間に電子注入層をさらに含むことができ、それ以外にも、１層又は２層の中間層をさらに形成することもでき、正孔阻止層または電子阻止層をさらに形成させることもでき、上述したように、キャッピング層などのように、素子の特性に応じて様々な機能を有する有機層をさらに含むことができる。
一方、本発明の一実施例に係る有機発光素子の具体的な構造、その製造方法及び各有機層の材料について説明すると、次の通りである。
まず、基板の上部にアノード電極用物質をコーティングしてアノードを形成する。ここで、基板としては、通常の有機発光素子で使用される基板を使用するが、透明性、表面平滑性、取り扱いの容易性及び防水性に優れる有機基板又は透明プラスチック基板が好ましい。そして、アノード電極用物質としては、透明でかつ伝導性に優れる酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などを使用する。
前記アノード電極の上部に正孔注入層物質を真空熱蒸着又はスピンコートして正孔注入層を形成し、その次に、前記正孔注入層の上部に正孔輸送層物質を真空熱蒸着又はスピンコートして正孔輸送層を形成する。
前記正孔注入層の材料は、当業界で通常使用されるものであれば、特に制限されずに使用することができ、具体的な例示として、２－ＴＮＡＴＡ［４，４’，４”－ｔｒｉｓ（２－ｎａｐｈｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ－ｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）－ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ］、ＮＰＤ［Ｎ，Ｎ’－ｄｉ（１－ｎａｐｈｔｈｙｌ）－Ｎ，Ｎ’－ｄｉｐｈｅｎｙｌｂｅｎｚｉｄｉｎｅ）］、ＴＰＤ［Ｎ，Ｎ’－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－Ｎ，Ｎ’－ｂｉｓ（３－ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）－１，１’－ｂｉｐｈｅｎｙｌ－４，４’－ｄｉａｍｉｎｅ］、ＤＮＴＰＤ［Ｎ，Ｎ’－ｄｉｐｈｅｎｙｌ－Ｎ，Ｎ’－ｂｉｓ－［４－（ｐｈｅｎｙｌ－ｍ－ｔｏｌｙｌ－ａｍｉｎｏ）－ｐｈｅｎｙｌ］－ｂｉｐｈｅｎｙｌ－４，４’－ｄｉａｍｉｎｅ］などを使用することができる。
また、前記正孔輸送層の材料も、当業界で通常使用されるものであれば、特に制限されず、例えば、Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－［１，１－ビフェニル］－４，４’－ジアミン（ＴＰＤ）、またはＮ，Ｎ’－ジ（ナフタレン－１－イル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルベンジジン（α－ＮＰＤ）などを使用することができる。
次いで、前記正孔輸送層の上部に正孔補助層及び発光層を続いて積層し、前記発光層の上部に選択的に、正孔阻止層を真空蒸着方法又はスピンコーティング方法で薄膜として形成することができる。前記正孔阻止層は、正孔が有機発光層を通過してカソードに流入する場合には、素子の寿命及び効率が減少するため、ＨＯＭＯ（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）レベルが非常に低い物質を使用することによって、このような問題を防止する役割を果たす。このとき、使用される正孔阻止物質は、特に制限されないが、電子輸送能力を有し、かつ発光化合物よりも高いイオン化ポテンシャルを有しなければならず、代表的にＢＡｌｑ、ＢＣＰ、ＴＰＢＩなどが使用され得る。
前記正孔阻止層に使用される物質として、ＢＡｌｑ、ＢＣＰ、Ｂｐｈｅｎ、ＴＰＢＩ、ＮＴＡＺ、ＢｅＢｑ２、ＯＸＤ－７、Ｌｉｑなどを使用することができ、これに限定されるものではない。
このような正孔阻止層上に電子輸送層を真空蒸着方法又はスピンコーティング方法を通じて蒸着した後に電子注入層を形成し、前記電子注入層の上部にカソード形成用金属を真空熱蒸着してカソード電極を形成することによって、本発明の一実施例に係る有機発光素子が完成する。
ここで、カソード形成用金属としては、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム－リチウム（Ａｌ－Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム－インジウム（Ｍｇ－Ｉｎ）、マグネシウム－銀（Ｍｇ－Ａｇ）などを使用することができ、前面発光素子を得るためには、ＩＴＯ、ＩＺＯを用いた透過型カソードを使用することができる。
前記電子輸送層の材料としては、カソードから注入された電子を安定に輸送する機能をするものであって、公知の電子輸送物質を用いることができる。公知の電子輸送物質の例としては、キノリン誘導体、特に、トリス（８－キノリノレート）アルミニウム（Ａｌｑ３）、ＴＡＺ、ＢＡｌｑ、ベリリウムビス（ベンゾキノリン－１０－オラート）（ｂｅｒｙｌｌｉｕｍ ｂｉｓ（ｂｅｎｚｏｑｕｉｎｏｌｉｎ－１０－ｏｌａｔｅ：Ｂｅｂｑ２）、オキサジアゾール誘導体（ＰＢＤ、ＢＭＤ、ＢＮＤなど）のような材料を使用することもできる。
また、前記有機層のそれぞれは、単分子蒸着方式又は溶液工程によって形成されてもよく、ここで、前記蒸着方式は、前記それぞれの層を形成するための材料として使用される物質を真空又は低圧状態で加熱などを通じて蒸発させて薄膜を形成する方法を意味し、前記溶液工程は、前記それぞれの層を形成するための材料として使用される物質を溶媒と混合し、これをインクジェット印刷、ロールツーロールコーティング、スクリーン印刷、スプレーコーティング、ディップコーティング、スピンコーティングなどのような方法を通じて薄膜を形成する方法を意味する。
また、本発明での有機発光素子は、３８０ｎｍ～８００ｎｍの波長範囲で発光する青色発光材料、緑色発光材料または赤色発光材料の発光層をさらに含むことができる。すなわち、本発明での発光層は複数の発光層であって、前記さらに形成される発光層内の青色発光材料、緑色発光材料または赤色発光材料は、蛍光材料又は燐光材料であってもよい。
また、本発明に係る有機発光素子は、平板ディスプレイ装置、フレキシブルディスプレイ装置、単色又は白色の平板照明用装置、単色又は白色のフレキシブル照明用装置、車両用ディスプレイ装置、及び仮想又は拡張現実用ディスプレイ装置から選択される装置に使用することができる。
以下、好ましい実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。しかし、これらの実施例は、本発明をより具体的に説明するためのものであり、本発明の範囲がこれによって制限されないということは、当業界における通常の知識を有する者に自明であろう。
合成例１．［４３］の合成
合成例１－１：中間体１－ａの合成
２Ｌの反応器にブロモベンゼン（ｄ５）（６０．４ｇ、０．３７３ｍｏｌ）、テトラヒドロフラン４８０ｍＬを入れ、－７８℃に冷却撹拌した。冷却された反応溶液にｎ－ブチルリチウム（２２３．６ｍＬ、０．３５７ｍｏｌ）を滴加し、同じ温度で１時間撹拌した。Ｏ－フタルアルデヒド（２０ｇ、０．１４９ｍｏｌ）をテトラヒドロフラン１００ｍＬに溶解して反応溶液に滴加した後、常温で撹拌した。反応完了後、塩化アンモニウム水溶液２００ｍＬを入れて反応を終結させた。反応溶液を酢酸エチルで抽出して減圧濃縮した後、カラムクロマトグラフィーで分離して＜中間体１－ａ＞を得た。（４０ｇ、８９％）
合成例１－２：中間体１－ｂの合成
５００ｍＬの反応器に＜中間体１－ａ＞（４０ｇ、０．１３３ｍｏｌ）を酢酸２００ｍＬに溶解して撹拌した。反応溶液に臭化水素２ｍＬを入れ、８０℃で２時間撹拌した。反応完了後、常温に冷やした後、蒸留水５００ｍＬが入っているビーカーに反応溶液をゆっくり注いで撹拌した。生成された固体を濾過した後、蒸留水で洗浄した。固体をカラムクロマトグラフィーで分離して＜中間体１－ｂ＞を得た。（１３ｇ、３７％）
合成例１－３：中間体１－ｃの合成
５００ｍＬの反応器に＜中間体１－ｂ＞（１３．０ｇ、０．０４９ｍｏｌ）をＮ，Ｎ－ジメチルアミド１３０ｍＬに溶解して常温で撹拌した。Ｎ－ブロモスクシンイミド（１０．５４ｇ、０．０５９ｍｏｌ）をＮ，Ｎ－ジメチルアミド４０ｍＬに溶解して反応溶液に滴加した。薄膜クロマトグラフィーで反応を確認し、反応を終結した。反応溶液を蒸留水５００ｍＬが入っているビーカーに注いで撹拌した。生成された固体を濾過した後、蒸留水で洗浄した。物質をカラムクロマトグラフィーで分離して＜中間体１－ｃ＞を得た。（１４ｇ、８３％）
合成例１－４：中間体１－ｄの合成
５００ｍＬの反応器に＜中間体１－ｃ＞（５０ｇ、０．１４６ｍｏｌ）、テトラヒドロフラン５００ｍＬを入れて溶解した後、－７８℃まで温度を下げ、ｎ－ブチルリチウム（１００ｍＬ、０．１６１ｍｏｌ）を滴加した。５時間を撹拌した後、ホウ酸トリメチル（１８ｍＬ、０．１６１ｍｏｌ）を入れ、室温で一晩中撹拌した。反応完了後、２ｎ－塩酸で酸性化し、再結晶して＜中間体１－ｄ＞を得た。（２５ｇ、５６％）
合成例１－５：中間体１－ｅの合成
５００ｍＬの反応器に＜中間体１－ｄ＞（３０ｇ、０．０９８ｍｏｌ）、（４－ブロモフェニル）ボロン酸（２３．５ｇ、０．１１７ｍｏｌ）、酢酸パラジウム（０．４ｇ、０．００２ｍｏｌ）、炭酸カリウム（２７ｇ、０．１９５ｍｏｌ）、Ｓｐｈｏｓ（１．６ｇ、０．００４ｍｏｌ）を入れ、トルエン２００ｍＬ、エタノール９０ｍＬ、蒸留水６０ｍＬを入れた。反応器の温度を９０℃に昇温させ、一晩中撹拌させた。反応が終了すると、反応器の温度を室温に下げ、メタノールで抽出し、有機層を分離した。有機層を減圧濃縮した後、カラムクロマトグラフィーで分離した後、トルエンとアセトンで再結晶して＜中間体１－ｅ＞を得た。（１２ｇ、３２％）
合成例１－６：［４３］の合成
前記合成例１－５において、＜中間体１－ｄ＞の代わりに＜中間体１－ｅ＞を用い、（４－ブロモフェニル）ボロン酸の代わりに２－ブロモ－３－フェニルベンゾフランを用いて、同様の方法で［４３］を得た。（収率３０％）
ＭＳ（ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ）：ｍ／ｚ ５３１．２５［Ｍ＋］
合成例２．［５６］の合成
合成例２－１：中間体２－ａの合成
５００ｍＬの反応器に５－ブロモベンゾフラン（３０ｇ、０．１５２ｍｏｌ）、（フェニル－ｄ５）ボロン酸（２３．２ｇ、０．１８３ｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（５．３ｇ、０．００５ｍｏｌ）、炭酸カリウム（４２．１ｇ、０．３０５ｍｏｌ）及びＴＨＦ３００ｍＬ、蒸留水１２０ｍＬを入れ、１２時間還流撹拌する。反応終結後、反応物を層分離して有機層を減圧濃縮した後、カラムクロマトグラフィーで分離して＜中間体２－ａ＞を得た。（２１．２ｇ、７０％）
合成例２－２：中間体２－ｂの合成
５００ｍＬの反応器に＜中間体２－ａ＞（２１．２ｇ、０．１０６ｍｏｌ）とジクロロメタンを投入し、－１０℃まで冷却した後、臭素を投入して１時間撹拌させた。チオ硫酸ナトリウム水溶液を反応液に投入して撹拌した後、層分離して有機層を減圧濃縮した。それにエタノールを入れ、－１０℃に冷却させた後、水酸化カリウムをエタノールに溶解して投入した後、昇温して４時間還流させた。反応終結後、反応物を層分離して有機層を減圧濃縮した後、カラムクロマトグラフィーで分離して＜中間体２－ｂ＞を得た。（２０ｇ、７０％）
合成例２－３：［５６］の合成
＜中間体２－ｂ＞（２０ｇ、０．０７２ｍｏｌ）、１０－フェニル－アントラセン－９－ボロン酸（２５．７ｇ、０．０８６ｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（２．５ｇ、０．００２ｍｏｌ）、炭酸カリウム（２９．８ｇ、０．２１６ｍｏｌ）、トルエン１４０ｍＬ、エタノール６０ｍＬ、蒸留水６０ｍＬを入れ、１２時間還流させた。反応終結後、反応物を層分離して有機層を減圧濃縮した後、カラムクロマトグラフィーで分離及び再結晶して［５６］を得た。（１０ｇ、３２％）
ＭＳ（ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ）：ｍ／ｚ ４５１．２０［Ｍ＋］
合成例３．［５８］の合成
合成例３－１：中間体３－ａの合成
前記合成例２－１において、（フェニル－ｄ５）ボロン酸の代わりにフェニルボロン酸を用いて、同様の方法で＜中間体３－ａ＞を得た。（収率７７％）
合成例３－２：中間体３－ｂの合成
前記合成例２－２において、＜中間体２－ａ＞の代わりに＜中間体３－ａ＞を用いて、同様の方法で＜中間体３－ｂ＞を得た。（収率７０％）
合成例３－３：中間体３－ｃの合成
前記合成例２－３において、＜中間体２－ｂ＞と１０－フェニル－アントラセン－９－ボロン酸の代わりに＜中間体３－ｂ＞と４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニルボロン酸を用いて、同様の方法で＜中間体３－ｃ＞を得た。（収率７４％）
合成例３－４：中間体３－ｄの合成
５００ｍＬの反応器に＜中間体３－ｃ＞（２０ｇ、０．０３８ｍｏｌ）、ＴＨＦ２５０ｍＬを投入した後、－５０℃まで冷却し、ｎ－ブチルリチウム（１．６Ｍ）を投入する。１時間後、ヨウ素をゆっくり投入した後、常温に徐々に温度を上げる。常温でチオ硫酸ナトリウム水溶液を投入した後、層分離して有機層を減圧濃縮した後、カラムクロマトグラフィーで分離して＜中間体３－ｄ＞を得た（１６ｇ、６５％）
合成例３－５：［５８］の合成
前記合成例２－３において、＜中間体２－ｂ＞と１０－フェニル－アントラセン－９－ボロン酸の代わりに＜中間体３－ｄ＞と（フェニル－ｄ５）ボロン酸を用いて、同様の方法で［５８］を得た。（収率５０％）
ＭＳ（ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ）：ｍ／ｚ ６０３．２６［Ｍ＋］
合成例４．［６１］の合成
合成例４－１：中間体４－ａの合成
前記合成例２－３において、１０－フェニル－アントラセン－９－ボロン酸の代わりに４－ブロモフェニルボロン酸を用いて、同様の方法で＜中間体４－ａ＞を得た。（収率７１％）
合成例４－２：［６１］の合成
前記合成例２－３において、＜中間体２－ｂ＞と１０－フェニル－アントラセン－９－ボロン酸の代わりに＜中間体４－ａ＞と１０－フェニル（ｄ５）－アントラセン－９－ボロン酸を用いて、同様の方法で［６１］を得た。（収率３０％）
ＭＳ（ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ）：ｍ／ｚ ５３２．２６［Ｍ＋］
合成例５．［６６］の合成
合成例５－１：［６６］の合成
前記合成例２－３において、＜中間体２－ｂ＞と１０－フェニル－アントラセン－９－ボロン酸の代わりに３－ブロモ－２－ナフタレン－１－イル ベンゾフランと１０－フェニル（ｄ５）－アントラセン－９－ボロン酸を用いて、同様の方法で［６６］を得た。（収率３０％）
ＭＳ（ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ）：ｍ／ｚ ５０１．２１［Ｍ＋］
合成例６．［１４］の合成
合成例６－１：中間体６－ａの合成
５００ｍＬの反応器に７－クロロベンゾ［ｂ］チオフェン（３０ｇ、０．１７８ｍｏｌ）、ＤＭＦを入れ、撹拌した後、ＮＢＳを投入して６時間還流撹拌した後、蒸留水を投入する。層分離して有機層を減圧濃縮した後、カラムクロマトグラフィーで分離して＜中間体６－ａ＞を得た（２７ｇ、６２％）
合成例６－２：中間体６－ｂの合成
前記合成例２－１において、５－ブロモベンゾフランと（フェニル－ｄ５）ボロン酸の代わりに＜中間体６－ａ＞とフェニルボロン酸を用いて、同様の方法で＜中間体６－ｂ＞を得た。（収率７０％）
合成例６－３：中間体６－ｃの合成
前記合成例３－４において、＜中間体３－ｃ＞の代わりに＜中間体６－ｂ＞を用いて、同様の方法で＜中間体６－ｃ＞を得た。（収率７０％）
合成例６－４：中間体６－ｄの合成
前記合成例２－３において、＜中間体２－ｂ＞と１０－フェニル－アントラセン－９－ボロン酸の代わりに＜中間体６－ｃ＞と１０－フェニル（ｄ５）－アントラセン－９－ボロン酸を用いて、同様の方法で＜中間体６－ｄ＞を得た。（収率６８％）
合成例６－５：［１４］の合成
前記合成例２－３において、＜中間体２－ｂ＞と１０－フェニル－アントラセン－９－ボロン酸の代わりに＜中間体６－ｄ＞とジベンゾ［ｂ，ｄ］フラン－１－イルボロン酸を用いて、同様の方法で［１４］を得た。（収率３３％）
ＭＳ（ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ）：ｍ／ｚ ６３３．２２［Ｍ＋］
合成例７．［８９］の合成
合成例７－１：中間体７－ａの合成
前記合成例３－３において、４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニルボロン酸の代わりに１０－（フェニル－ｄ５）－アントラセン－９－ボロン酸を用いて、同様の方法で＜中間体７－ａ＞を得た。（収率７０％）
合成例７－２：中間体７－ｂの合成
前記合成例３－４において、＜中間体３－ｃ＞の代わりに＜中間体７－ａ＞を用いて、同様の方法で＜中間体７－ｂ＞を得た。（収率６３％）
合成例７－３：［８９］の合成
前記合成例３－５において、＜中間体３－ｄ＞と（フェニル－ｄ５）ボロン酸の代わりに＜中間体７－ｂ＞とフェニルボロン酸を用いて、同様の方法で［８９］を得た。（収率５１％）
ＭＳ（ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ）：ｍ／ｚ ５２７．２３［Ｍ＋］
合成例８．［９０］の合成
合成例８－１：中間体８－ａの合成
前記合成例１－４において、＜中間体１－ｃ＞の代わりに（アントラセン－ｄ８）－９－ブロモ－１０－（フェニル－ｄ５）を用いて、同様の方法で＜中間体８－ａ＞を得た。（収率５５％）
合成例８－２：中間体８－ｂの合成
前記合成例２－３において、１０－フェニル－アントラセン－９－ボロン酸の代わりに＜中間体８－ａ＞を用いて、同様の方法で＜中間体８－ｂ＞を得た。（収率５５％）
合成例８－３：中間体８－ｃの合成
前記合成例３－４において、＜中間体３－ｃ＞の代わりに＜中間体８－ｂ＞を用いて、同様の方法で＜中間体８－ｃ＞を得た。（収率６７％）
合成例８－４：［９０］の合成
前記合成例７－３において、＜中間体７－ｂ＞の代わりに＜中間体８－ｃ＞を用いて、同様の方法で［９０］を得た。（収率４７％）
ＭＳ（ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ）：ｍ／ｚ ５４０．３１［Ｍ＋］
合成例９．［９１］の合成
合成例９－１：中間体９－ａの合成
５００ｍＬの反応器に臭化ブロモベンジル（２０ｇ、０．０８ｍｏｌ）、（フェニル－ｄ５）ボロン酸（１０ｇ、０．０７８ｍｏｌ）、炭酸ナトリウム（１０ｇ、０．１ｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（１．８ｇ、０．００２ｍｏｌ）を投入した後、５０℃まで昇温して還流させた。１時間後、蒸留水を投入した後、撹拌して層分離した後、有機層を分離し、濾過後、トルエンで洗浄した後、減圧濃縮した。その後、カラムクロマトグラフィーで分離して＜中間体９－ａ＞を得た（１６ｇ、８２％）
合成例９－２：中間体９－ｂの合成
５００ｍＬの反応器に＜中間体９－ａ＞（２０ｇ、０．０８ｍｏｌ）、ＴＨＦ２００ｍＬを投入した後、－７８℃まで冷却し、ｎ－ブチルリチウム（１．６Ｍ）を投入する。追加でホウ酸トリメチルをゆっくり投入した後、常温に徐々に温度を上げる。２Ｍ ＨＣｌ水溶液を投入した後、２０分間撹拌した後、層分離して、蒸留水で洗浄した後、有機層を濃縮させ、ＴＨＦとヘプタン（Ｈｅｐｔａｎｅ）で再結晶して＜中間体９－ｂ＞を得た（１１ｇ、６３％）
合成例９－３：中間体９－ｃの合成
５００ｍＬの反応器に＜中間体９－ｂ＞（１５ｇ、０．０７ｍｏｌ）、炭酸セシウム（３４ｇ、０．１ｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（２．４ｇ、０．００２ｍｏｌ）、トルエン１５０ｍＬを投入した後、撹拌する。１，１’－（ビフェニル－ｄ５）－２－カルボニルクロリド（２０ｇ、０．０９ｍｏｌ）を滴加した後、１１０℃まで昇温して還流させた。２時間後、トルエン及び蒸留水を投入した後、撹拌して、層分離した後、有機層を分離し、減圧濃縮後、カラムクロマトグラフィーで分離して＜中間体９－ｃ＞を得た（１４ｇ、５７％）
合成例９－４：中間体９－ｄの合成
５００ｍＬの反応器に＜中間体９－ｃ＞（２０ｇ、０．０６ｍｏｌ）、Ｉｎ（ＯＴｆ）３（３．１ｇ、０．００６ｍｏｌ）、ジクロロベンゼン１２０ｍＬを投入した後、１１０℃まで昇温して還流させた。２４時間後、５０℃でセライト濾過（Ｃｅｌｉｔｅ ｆｉｌｔｅｒ）後、ＭＣで洗浄した後、有機層を分離し、減圧濃縮後、カラムクロマトグラフィーで分離する。その後、再結晶を行って＜中間体９－ｄ＞を得た（８ｇ、４３％）
合成例９－５：中間体９－ｅの合成
５００ｍＬの反応器に＜中間体９－ｄ＞（３０ｇ、０．０９ｍｏｌ）、ＤＭＦ３００ｍＬを入れ、撹拌した後、０℃に冷却した後、ＮＢＳ（１６ｇ、０．０９ｍｏｌ）を投入し、常温に昇温させた後、撹拌する。３時間後、蒸留水を投入した後、撹拌し、その後、濾過及び洗浄した後、カラムクロマトグラフィーで分離する。その後、メタノールで再結晶を行って＜中間体９－ｅ＞を得た（３３ｇ、８９％）
合成例９－６：中間体９－ｆの合成
前記合成例１－４において、＜中間体１－ｃ＞の代わりに＜中間体９－ｅ＞を用いて、同様の方法で＜中間体９－ｆ＞を得た。（収率５３％）
合成例９－７：［９１］の合成
前記合成例１－５において、＜中間体１－ｄ＞と（４－ブロモフェニル）ボロン酸の代わりに＜中間体９－ｆ＞と３－ブロモ－２－フェニルベンゾフランを用いて、同様の方法で［９１］を得た。（収率５２％）
ＭＳ（ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ）：ｍ／ｚ ５３１．２５［Ｍ＋］
合成例１０．［９２］の合成
合成例１０－１：中間体１０－ａの合成
前記合成例１－４において、＜中間体１－ｃ＞の代わりに（アントラセン－ｄ８）－９－ブロモ－１０－（１，１－ビフェニル）を用いて、同様の方法で＜中間体１０－ａ＞を得た。（収率５２％）
合成例１０－２：中間体１０－ｂの合成
前記合成例２－３において、１０－フェニル－アントラセン－９－ボロン酸の代わりに＜中間体１０－ａ＞を用いて、同様の方法で＜中間体１０－ｂ＞を得た。（収率５４％）
合成例１０－３：中間体１０－ｃの合成
前記合成例３－４において、＜中間体３－ｃ＞の代わりに＜中間体１０－ｂ＞を用いて、同様の方法で＜中間体１０－ｃ＞を得た。（収率６４％）
合成例１０－４：［９２］の合成
前記合成例７－３において、＜中間体７－ｂ＞の代わりに＜中間体８－ｃ＞を用いて、同様の方法で［９２］を得た。（収率４５％）
ＭＳ（ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ）：ｍ／ｚ ６１１．３１［Ｍ＋］
実施例１～１０：有機発光素子の製造
ＩＴＯガラスの発光面積が２ｍｍ×２ｍｍのサイズとなるようにパターニングした後、洗浄した。前記ＩＴＯガラスを真空チャンバに装着した後、ベース圧力が１×１０－７ｔｏｒｒとなるようにした後、前記ＩＴＯ上にＤＮＴＰＤ（７００Å）、α－ＮＰＤ（３００Å）の順に成膜した。発光層として、本発明に係るホスト化合物と下記表１に記載されたドーパント化合物（３ｗｔ％）を混合して成膜（３００Å）した後、以降に電子輸送層として［Ｅ－１］と［Ｅ－２］を（１：１）の比で（３００Å）、電子注入層として［Ｅ－２］（１０Å）、Ａｌ（１，０００Å）の順に成膜して有機発光素子を製造した。前記有機発光素子の発光特性は、１０ｍＡ／ｃｍ２で測定した。
比較例１～６
前記実施例において、ホストとして用いられた化合物の代わりに［ＢＨ１］～［ＢＨ６］を用いた以外は、同様にして有機発光素子を作製し、前記有機発光素子の発光特性は１０ｍＡ／ｃｍ２で測定した。前記［ＢＨ１］～［ＢＨ６］の構造は、次の通りである。
前記表１に示すように、本発明に係る化合物を有機発光素子内の発光層のホスト化合物として採用した素子は、本発明に係る化合物の特徴的な構造と比較して差を有する化合物（比較例１～６）を採用した素子に比べて、寿命特性が著しく向上した長寿命、及び低電圧の有機発光素子を実現することができる。

Claims (7)

  1. 下記［１］～［１０４］から選択されるいずれか１つである、アントラセン誘導体。






  2. 第１電極、前記第１電極に対向する第２電極、及び前記第１電極と前記第２電極との間に介在する有機層を含み、
    前記有機層が、請求項１に記載のアントラセン誘導体を１種以上含む、有機発光素子。
  3. 前記有機層は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入の機能と正孔輸送の機能を同時に有する機能層、発光層、電子輸送層、電子注入層、及び電子注入の機能と電子輸送の機能を同時に有する機能層のうちの少なくとも１つ以上を含む、請求項２に記載の有機発光素子。
  4. 前記第１電極と前記第２電極との間に介在する有機層は発光層を含み、前記発光層はホストとドーパントからなり、前記式［１］～［１０４］で表される化合物はホストとして使用される、請求項３に記載の有機発光素子。
  5. 前記発光層は、式［１］～［１０４］で表されるホスト化合物１種以外に、他のホスト化合物が１種以上混合または積層された、請求項４に記載の有機発光素子。
  6. 前記ドーパントは、下記化学式Ｄ－１または化学式Ｄ－２で表される、請求項４に記載の有機発光素子。

    前記化学式Ｄ－１及び化学式Ｄ－２において、
    Ｘ１は、Ｂ、Ｐ＝Ｏ及びＰ＝Ｓから選択されるいずれか１つであり、
    Ｙ１～Ｙ３は、それぞれ独立して、ＮＲ４１、ＣＲ４２Ｒ４３、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ及びＳｉＲ４４Ｒ４５から選択されるいずれか１つであり、
    Ａ１～Ａ３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数６～５０の芳香族炭化水素環、置換もしくは非置換の炭素数２～５０の芳香族ヘテロ環、置換もしくは非置換の炭素数３～３０の脂肪族環、及び置換もしくは非置換の炭素数３～３０の脂肪族芳香族混合環から選択されるいずれか１つであり、
    前記Ｒ４１～Ｒ４５は、互いに同一又は異なっており、それぞれ独立して、水素、重水素、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数６～５０のアリール基、置換もしくは非置換の炭素数３～３０のシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数３～３０のヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数２～５０のヘテロアリール基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６～３０のアリールオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルチオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数６～３０のアリールチオキシ基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルアミン基、置換もしくは非置換の炭素数６～３０のアリールアミン基、置換もしくは非置換の炭素数２～３０のヘテロアリールアミン基、置換もしくは非置換の炭素数１～３０のアルキルシリル基、置換もしくは非置換の炭素数６～３０のアリールシリル基、置換もしくは非置換の炭素数３～２０の脂肪族芳香族混合環、ニトロ基、シアノ基及びハロゲン基から選択されるいずれか１つであり、
    前記Ｒ４１～Ｒ４５は、それぞれ、前記Ａ１～Ａ３環から選択されるいずれか１つ以上の環と結合して脂環族または芳香族の単環もしくは多環をさらに形成することができ、
    前記Ａ１～Ａ３環のそれぞれの置換基は、互いに連結されて脂環族または芳香族の単環もしくは多環をさらに形成することができ、
    前記Ｒ４２とＲ４３及びＲ４４とＲ４５は、それぞれ、互いに連結されて脂環族または芳香族の単環もしくは多環をさらに形成することができ、
    前記「置換もしくは非置換の」での「置換」は、前記Ａ１～Ａ３及びＲ４１～Ｒ４５がそれぞれ、重水素、シアノ基、ハロゲン基、ヒドロキシ基、ニトロ基、アルキル基、ハロゲン化されたアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ヘテロアルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アルキルアリール基、ヘテロアリール基、ヘテロアリールアルキル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヘテロアリールアミノ基、アルキルシリル基、アリールシリル基、アリールオキシ基及び脂肪族芳香族混合環基から選択された１つ以上の置換基で置換されることを意味する。
  7. 前記有機発光素子は、平板ディスプレイ装置、フレキシブルディスプレイ装置、単色又は白色の平板照明用装置、単色又は白色のフレキシブル照明用装置、車両用ディスプレイ装置、及び仮想又は拡張現実用ディスプレイ装置から選択されるいずれか１つの装置に使用される、請求項３に記載の有機発光素子。
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