説明

縮合環化合物及びそれを含む有機発光素子

【課題】効率や寿命が従来よりも向上した、新規な構造を有する有機発光素子用の縮合環化合物及び該縮合環化合物を含む有機発光素子を提供する。
【解決手段】例えば、下記化学式で表示される、インドロカルバゾール構造を含有する縮合環化合物。さらに、第1電極と、該第1電極に対向された第2電極と、該第1電極と該第2電極との間に介在された第1層と、を含み、該第1層が、正孔注入層、正孔輸送層等の少なくとも1つであり、該縮合環化合物を含む、有機発光素子。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、縮合環化合物及びこれを含む有機発光素子に関する。
【背景技術】
【0002】
有機発光素子(organic lightemitting diode)は、自発光型素子であって、視野角が広くてコントラストに優れるだけではなく、応答時間が速く、輝度、駆動電圧及び応答速度特性が優秀であり、多色化が可能であるという長所を有している。
【0003】
一般的な有機発光素子は、基板上部にアノードが形成されており、このアノード上に正孔輸送層、発光層、電子輸送層及びカソードが順次に形成されている構造を有することができる。ここで、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層は、有機化合物からなる有機薄膜である。
【0004】
前述したような構造を有する有機発光素子の駆動原理は、次の通りである。
【0005】
前記アノードとカソードとの間に電圧を印加すれば、アノードから注入された正孔は、正孔輸送層を経て発光層に移動し、カソードから注入された電子は、電子輸送層を経て発光層に移動する。前記正孔及び電子のようなキャリアは、発光層領域で再結合して、エキシトン(exiton)を生成する。このエキシトンが励起状態から基底状態に変わりつつ光が生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】大韓民国特許出願公開第2007−0110371号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、従来の有機発光素子では、未だ満足できる効率や寿命が得られていない、というのが現状であった。
【0008】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、効率や寿命が従来よりも向上した、新規な構造を有する有機発光素子用の縮合環化合物及びこれを含む有機発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために、下記化学式1で表示される縮合環化合物が提供される。
【0010】
【化1】


<化学式1>

【0011】
前記化学式において、環Aは、下記化学式2または化学式3で表示される。
【0012】
【化2】


<化学式2>

【0013】
【化3】


<化学式3>

【0014】
前記化学式において、RからR12は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のC−C30アルキル基、置換または非置換のC−C30アルケニル基、置換または非置換のC−C30アルキニル基、置換または非置換のC−C30アルコキシ基、−(Ar−Ar11で表示される第1置換基、−N[−(Ar−Ar12][−(Ar−Ar13]で表示される第2置換基、または−(Ar−N[−(Ar−Ar15][−(Ar−Ar16]で表示される第3置換基であるが、RからR12のうち、少なくとも1つは−(Ar−N[−(Ar−Ar15][−(Ar−Ar16]で表示される第3置換基であり、
前記第1置換基から第3置換基のうち、ArからArは、互いに独立して、置換または非置換のC−C30アルキレン基、置換または非置換のC−C30アルケニレン基、置換または非置換のC−C30アリーレン基、または置換または非置換のC−C30ヘテロアリーレン基であり、
前記第1置換基から第3置換基のうち、Ar11、Ar12、Ar13、Ar15、及びAr16は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のC−C30アルキル基、置換または非置換のC−C30アルケニル基、置換または非置換のC−C30アルキニル基、置換または非置換のC−C30アルコキシ基、置換または非置換のC−C30アリール基、または置換または非置換のC−C30ヘテロアリール基であり、
a、b、c、e及びfは、互いに独立して、0から10の整数であり、
dは、1から10の整数であり、
−(Ar−Ar11で表示される基のうち、a個のArは互いに同じか異なり、−(Ar−Ar12で表示される基のうち、b個のArは互いに同じか異なり、−(Ar−Ar13で表示される基のうち、c個のArは互いに同じか異なり、−(Ar−Ar15で表示される基のうち、e個のArは互いに同じか異なり、−(Ar−Ar16で表示される基のうち、f個のArは互いに同じか異なる。
【0015】
また、第1電極、前記第1電極に対向された第2電極及び前記第1電極と前記第2電極との間に介在された第1層を含み、前記第1層が前記化学式1で表示される縮合環化合物を含む有機発光素子が提供される。
【発明の効果】
【0016】
前記化学式1で表示される縮合環化合物を含む有機発光素子は、優秀な性能、例えば、高効率及び長寿命などを有することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の一実施形態に係る有機発光素子の構造を概略的に示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【0019】
前記縮合環化合物は、下記化学式1で表示される。
【0020】
【化4】


<化学式1>

【0021】
前記化学式において、環Aは、下記化学式2または化学式3で表示される。
【0022】
【化5】


<化学式2>

【0023】
【化6】


<化学式3>

【0024】
前記化学式1,2及び3中、RからR12は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のC−C30アルキル基、置換または非置換のC−C30アルケニル基、置換または非置換のC−C30アルキニル基、置換または非置換のC−C30アルコキシ基、−(Ar−Ar11で表示される第1置換基、−N[−(Ar−Ar12][−(Ar−Ar13]で表示される第2置換基、または−(Ar−N[−(Ar−Ar15][−(Ar−Ar16]で表示される第3置換基であるが、RからR12のうち、少なくとも1つは−(Ar−N[−(Ar−Ar15][−(Ar−Ar16]、すなわち、第3置換基である。
【0025】
前記第1置換基から第3置換基のうち、ArからArは、互いに独立して、置換または非置換のC−C30アルキレン基、置換または非置換のC−C30アルケニレン基、置換または非置換のC−C30アリーレン基、または置換または非置換のC−C30ヘテロアリーレン基であり得る。例えば、前記ArからArは、互いに独立して、置換または非置換のC−C14アリーレン基、または置換または非置換のC−C14ヘテロアリーレン基であり得るが、これらに限定されるものではない。
【0026】
具体的に、前記第1置換基から第3置換基のうち、ArからArは、互いに独立して、置換または非置換のフェニレン基、置換または非置換のペンタレニレン基(pentalenylene)、置換または非置換のインデニレン基(indenylene)、置換または非置換のナフチレン基(naphthylene)、置換または非置換のアズレニレン(azulenylene)、置換または非置換のヘプタレニレン(heptalenylene)、置換または非置換のインダセニレン(indacenylene)、置換または非置換のアセナフタレン基(acenaphthylene)、置換または非置換のフルオレニレン基(fluorenylene)、置換または非置換のフェナレニレン基(phenalenylene)、置換または非置換のフェナントレニレン基(phenanthrenylene)、置換または非置換のアントラセニレン基(anthracenylene)、置換または非置換のフルオランテニレン基(fluoranthenylene)、置換または非置換のトリフェニレニレン基(triphenylenylene)、置換または非置換のピレニレン基(pyrenylenylene)、置換または非置換のクリセニレン基(chrysenylene)、置換または非置換のナフタセニレン基(naphthacenylene)、置換または非置換のピセニレン基(picenylene)、置換または非置換のペリレニレン基(perylenylene)、置換または非置換のペンタフェニレン基(pentaphenylene)、置換または非置換のヘキサセニレン基(hexacenylene)、置換または非置換のピロリレン基(pyrrolylene)、置換または非置換のピラゾリレン基(pyrazolylene)、置換または非置換のイミダゾリレン基(imidazolylene)、置換または非置換のイミダゾリニレン基(imidazolinylene)、置換または非置換のイミダゾピリジニレン基(imidazopyridinylene)、置換または非置換のイミダゾピリミジニレン基(imidazopyrimidinylene)、置換または非置換のピリジニレン基(pyridinylene)、置換または非置換のピラジニレン基(pyrazinylene)、置換または非置換のピリミジニレン基(pyrimidinylene)、置換または非置換のインドリレン基(indolylene)、置換または非置換のプリニレン基(purinylene)、置換または非置換のキノリニレン基(quinolinylene)、置換または非置換のフタラジニレン基(phthalazinylene)、置換または非置換のインドリジニレン基(indolizinylene)、置換または非置換のナフチリジニレン基(naphthyridinylene)、置換または非置換のキナゾリニレン基(quinazolinylene)、置換または非置換のシノリニレン基(cinnolinylene)、置換または非置換のインダゾリレン基(indazolylene)、置換または非置換のカルバゾリレン基(carbazolylene)、置換または非置換のフェナジニレン基(phenazinylene)、置換または非置換のフェナントリジニレン基(phenanthridinylene)、置換または非置換のピラニレン基(pyranylene)、置換または非置換のクロメニレン基(chromenylene)、置換または非置換のベンゾフラニレン基(benzofuranylene)、置換または非置換のチオフェニレン基(thiophenylene)、置換または非置換のベンゾチオフェニレン基(benzothiophenylene)、置換または非置換のイソチアゾリレン基(isothiazolylene)、置換または非置換のベンゾイミダゾリレン基(benzoimidazolylene)、または置換または非置換のイソキサゾリレン基(isoxazolylene)であり得るが、これらに限定されるものではない。
【0027】
例えば、前記ArからArは、互いに独立して、フェニレン基、C−C10アルキルフェニレン基、ジ(C−C10アルキル)フェニレン基、(C−C14アリール)フェニレン基、ジ(C−C14アリール)フェニレン基、カルバゾリレン基(carbazolylene)、C−C10アルキルカルバゾリレン基、ジ(C−C10アルキル)カルバゾリレン基、C−C14アリールカルバゾリレン基、ジ(C−C14アリール)カルバゾリレン基、フルオレニレン基(fluorenylene)、C−C10アルキルフルオレニレン基、ジ(C−C10アルキル)フルオレニレン基、(C−C14アリール)フルオレニレン基、ジ(C−C14アリール)フルオレニレン基、ナフチレン基(naphthylene)基、C−C10アルキルナフチレン基、ジ(C−C10アルキル)ナフチレン基、(C−C14アリール)ナフチレン基、ジ(C−C14アリール)ナフチレン基、アントリレン基、C−C10アルキルアントリレン基、ジ(C−C10アルキル)アントリレン基、(C−C14アリール)アントリレン基、ジ(C−C14アリール)アントリレン基、ピリジニレン基(pyridinylene)、C−C10アルキルピリジニレン基、ジ(C−C10アルキル)ピリジニレン基、(C−C14アリール)ピリジニレン基、ジ(C−C14アリール)ピリジニレン基、キノリニレン基(quinolinylene)、C−C10アルキルキノリニレン基、ジ(C−C10アルキル)キノリニレン基、(C−C14アリール)キノリニレン基、ジ(C−C14アリール)キノリニレン基、ベンゾイミダゾリレン基(benzoimidazolylene)、C−C10アルキルベンゾイミダゾリレン基、ジ(C−C10アルキル)ベンゾイミダゾリレン基、(C−C14アリール)ベンゾイミダゾリレン基、ジ(C−C14アリール)ベンゾイミダゾリレン基、イミダゾピリジニレン基、C−C10アルキルイミダゾピリジニレン基、ジ(C−C10アルキル)イミダゾピリジニレン基、(C−C14アリール)イミダゾピリジニレン基、ジ(C−C14アリール)イミダゾピリジニレン基、イミダゾピリミジニレン基(imidazopyrimidinylene)、C−C10アルキルイミダゾピリミジニレン基、ジ(C−C10アルキル)イミダゾピリミジニレン基、(C−C14アリール)イミダゾピリミジニレン基、またはジ(C−C14アリール)イミダゾピリミジニレン基であり得るが、これらに限定されるものではない。
【0028】
前記第1置換基から第3置換基のうち、Ar11、Ar12、Ar13、Ar15、及びAr16は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のC−C30アルキル基、置換または非置換のC−C30アルケニル基、置換または非置換のC−C30アルキニル基、置換または非置換のC−C30アルコキシ基、置換または非置換のC−C30アリール基、または置換または非置換のC−C30ヘテロアリール基であり得る。例えば、前記Ar11、Ar12、Ar13、Ar15、及びAr16は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のC−C10アルキル基、置換または非置換のC−C10アルケニル基、置換または非置換のC−C10アルキニル基、置換または非置換のC−C10アルコキシ基、置換または非置換のC−C14アリール基、または置換または非置換のC−C14ヘテロアリール基であり得るが、これらに限定されるものではない。
【0029】
具体的に、前記Ar11、Ar12、Ar13、Ar15、及びAr16は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、アセチル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のペンタレニル基(pentalenyl)、置換または非置換のインデニル基(indenyl)、置換または非置換のナフチル基(naphthyl)、置換または非置換のアズレニル基(azulenyl)、置換または非置換のヘプタレニル基(heptalenyl)、置換または非置換のインダセニル基(indacenyl)、置換または非置換のアセナフチル基(acenaphthyl)、置換または非置換のフルオレニル基(fluorenyl)、置換または非置換のフェナレニル基(phenalenyl)、置換または非置換のフェナントレニル基(phenanthrenyl)、置換または非置換のアントラセニル基(anthracenyl)、置換または非置換のフルオランテニル基(fluoranthenyl)、置換または非置換のトリフェニレニル基(triphenylenyl)、置換または非置換のピレニレニル基(pyrenylenyl)、置換または非置換のクリセニル基(chrysenyl)、置換または非置換のナフタセニル基(naphthacenyl)、置換または非置換のピセニル基(picenyl)、置換または非置換のペリレニル基(perylenyl)、置換または非置換のペンタフェニル基(pentaphenyl)、置換または非置換のヘキサセニル基(hexacenyl)、置換または非置換のピロリル基(pyrrolyl)、置換または非置換のピラゾリル基(pyrazolyl)、置換または非置換のイミダゾリル基(imidazolyl)、置換または非置換のイミダゾリニル基(imidazolinyl)、置換または非置換のイミダゾピリジニル基(imidazopyridinyl)、置換または非置換のイミダゾピリミジニル基(imidazopyrimidinyl)、置換または非置換のピリジニル基(pyridinyl)、置換または非置換のピラジニレン基(pyrazinyl)、置換または非置換のピリミジニル基(pyrimidinyl)、置換または非置換のインドリル基(indolyl)、置換または非置換のプリニル基(purinyl)、置換または非置換のキノリニル基(quinolinyl)、置換または非置換のフタラジニル基(phthalazinyl)、置換または非置換のインドリジニル基(indolizinyl)、置換または非置換のナフチリジニル基(naphthyridinyl)、置換または非置換のキナゾリニル基(quinazolinyl)、置換または非置換のシンノリニル基(cinnolinyl)、置換または非置換のインダゾリル基(indazolyl)、置換または非置換のカルバゾリル基(carbazolyl)、置換または非置換のフェナジニル基(phenazinyl)、置換または非置換のフェナントリジニル基(phenanthridinyl)、置換または非置換のピラニル基(pyranyl)、置換または非置換のクロメニル基(chromenyl)、置換または非置換のベンゾフラニル基(benzofuranyl)、置換または非置換のチオフェニル基(thiophenyl)、置換または非置換のベンゾチオフェニル基(benzothiophenyl)、置換または非置換のイソチアゾリル基(isothiazolyl)、置換または非置換のベンゾイミダゾリル基(benzoimidazolyl)、または置換または非置換のイソキサゾリル基(isoxazolyl)であり得るが、これらに限定されるものではない。
【0030】
具体的に、前記Ar11、Ar12、Ar13、Ar15、及びAr16は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、アセチル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基、フェニル基、C−C10アルキルフェニル基、ジ(C−C10アルキル)フェニル基、(C−C14アリール)フェニル基、ジ(C−C14アリール)フェニル基、カルバゾリル基(carbazolyl)、C−C10アルキルカルバゾリル基、ジ(C−C10アルキル)カルバゾリル基、C−C14アリールカルバゾリル基、ジ(C−C14アリール)カルバゾリル基、フルオレニル基(fluorenyl)、C−C10アルキルフルオレニル基、ジ(C−C10アルキル)フルオレニル基、(C−C14アリール)フルオレニル基、ジ(C−C14アリール)フルオレニル基、ナフチル(naphthyl)基、C−C10アルキルナフチル基、ジ(C−C10アルキル)ナフチル基(naphthylene)、(C−C14アリール)ナフチル基、ジ(C−C14アリール)ナフチル基、アントリル基、C−C10アルキルアントリル基、ジ(C−C10アルキル)アントリル基、(C−C14アリール)アントリル基、ジ(C−C14アリール)アントリル基、ピリジニル基(pyridinyl)、C−C10アルキルピリジニル基、ジ(C−C10アルキル)ピリジニル基、(C−C14アリール)ピリジニル基、ジ(C−C14アリール)ピリジニル基、キノリニル基(quinolinyl)、C−C10アルキルキノリニル基、ジ(C−C10アルキル)キノリニル基、(C−C14アリール)キノリニル基、ジ(C−C14アリール)キノリニル基、ベンゾイミダゾリル基(pyridinyl)、C−C10アルキルベンゾイミダゾリル基、ジ(C−C10アルキル)ベンゾイミダゾリル基、(C−C14アリール)ベンゾイミダゾリル基、ジ(C−C14アリール)ベンゾイミダゾリル基、イミダゾピリジニル基、C−C10アルキルイミダゾピリジニル基、ジ(C−C10アルキル)イミダゾピリジニル基、(C−C14アリール)イミダゾピリジニル基、ジ(C−C14アリール)イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基(imidazopyrimidinyl)、C−C10アルキルイミダゾピリミジニル基、ジ(C−C10アルキル)イミダゾピリミジニル基、(C−C14アリール)イミダゾピリミジニル基、またはジ(C−C14アリール)イミダゾピリミジニル基であり得る。ここで、前記C−C10アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基などが挙げられ、前記C−C14アリール基の例としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基などを挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0031】
前記Ar11、Ar12、Ar13、Ar15、及びAr16は、互いに独立して、下記化学式4Aから4Gのうち、いずれか1つで表示されうるが、これらに限定されるものではない。
【0032】
【化7】

【0033】
前記化学式において、Z、Z、Z11及びZ12は、互いに独立して、水素、重水素、C−C10アルキル基、C−C10アルコキシ基またはC−C14アリール基であり、p及びqは、互いに独立して、1から8の整数であり、*は、Ar、Ar、Ar、ArまたはArとの結合サイトである。例えば、前記第1置換基のうち、aは0であり、Ar11が前記化学式4Aから4Gのうち、いずれか1つで表示される場合、前記化学式4Aから4G中、*は化学式1のバックボーンを構成する環原子のうち、1つとの結合サイトであって、これは当業者にとって容易に分かるものである。なお、化学式1のバックボーンを構成する環原子とは、化学式1,2及び3において、R〜R12が結合されている炭素原子または窒素原子のことを指す。
【0034】
例えば、前記Z、Z、Z11及びZ12は、互いに独立して、水素、重水素、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、フェニル基、ナフチル基またはアントリル基であり得る。
【0035】
具体的に、前記Ar11、Ar12、Ar13、Ar15、及びAr16は、互いに独立して、化学式5Aから5Eのうち、いずれか1つで表示されうるが、これらに限定されるものではない。
【0036】
【化8】

【0037】
前記化学式において、*は、Ar、Ar、Ar、ArまたはArとの結合サイトである。
【0038】
例えば、前記第1置換基のうち、aは0であり、Ar11が前記化学式5Aから5Eのうち、いずれか1つで表示される場合、前記化学式5Aから5Eのうち、*は化学式1のバックボーンを構成する環原子のうち、1つとの結合サイトであって、これは当業者にとって容易に分かるものである。
【0039】
前記a、b、c、e及びfは、互いに独立して、0から10の整数でありうる。例えば、前記a、b、c、e及びfは、互いに独立して、0、1,2、または3であるが、これに限定されるものではない。
【0040】
例えば、aが0である場合、前記第1置換基はAr11であって、前記Ar11は化学式1のバックボーンをなす環原子と直接連結されうる。すなわち、aが0である場合、前記第1置換基は置換または非置換のC−C30アリール基、及び置換または非置換のC−C30ヘテロアリール基であり得る。
【0041】
例えば、bが0である場合、前記第2置換基のうち、Ar12はNと直接連結されうる。c、e及びfが0である場合もこれと同様に理解されうる。
【0042】
前記dは、1から10の整数でありうる。例えば、前記dは、1,2または3でありうるが、これに限定されるものではない。
【0043】
前記第3置換基の−N[−(Ar−Ar15][−(Ar−Ar16]及び前記第2置換基は、互いに独立して、下記化学式6Aから6Kのうちいずれか1つで表示されうる。
【0044】
【化9】

【0045】
前記化学式において、ZからZ及びZ11からZ14は、互いに独立して、水素、重水素、C−C10アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)、C−C10アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基)またはC−C14アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基)であり、p、q、r及びsは、互いに独立して、1から8の整数であり、*は、Arまたは化学式1のバックボーンをなす環原子との結合サイトである。
【0046】
前記化学式1中、第1置換基の−(Ar−Ar11で表示される基のうち、a個のArは互いに同じか異なり、第2置換基の−(Ar−Ar12で表示される基のうち、b個のArは互いに同じか異なり、第2置換基の−(Ar−Ar13で表示される基のうち、c個のArは互いに同じか異なり、第3置換基の−(Ar−Ar15で表示される基のうち、e個のArは互いに同じか異なり、第3置換基の−(Ar−Ar16で表示される基のうち、f個のArは互いに同じか異なりうる。
【0047】
前記化学式1で表示される縮合環化合物のRからR12のうち、少なくとも1つは必ず−(Ar−N[−(Ar−Ar15][−(Ar−Ar16]で表示される第3置換基であるが、ここで前記dは、1から10の整数であるために、前記第3置換基にはArが必ず存在する。すなわち、化学式1と化学式2との組み合わせからなるバックボーンまたは化学式1と化学式3との組み合わせからなるバックボーンは、Arで表示される連結基(linking group)を介在して−N[−(Ar−Ar15][−(Ar−Ar16]で表示される基と連結されている。特定の理論によって限定されるものではないが、前記Arによって、前記化学式1のバックボーンに融合されている3個のベンゼン環をなす炭素位置(site)に電子が乏しくなることが防止されて、前記炭素位置での酸化(oxidation)が実質的に防止されうる。したがって、前記化学式1で表示される縮合環化合物は、その他の親核性粒子が攻撃しても、実質的な劣化が防止されうるところ、前記化学式1で表示される縮合環化合物を含む有機発光素子の各種性能、例えば、電流密度、効率、輝度、寿命などの向上に寄与しうる。
【0048】
前記化学式1中、前記RからR12は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、第1置換基、第2置換基、または第3置換基であり;前記第1置換基のうち、aは0であり(すなわち、RからR12のうち、いずれか1つが前記第1置換基である場合、Ar11が化学式1のバックボーンをなす環原子と直接連結される);前記第2置換基のうち、b及びcは0または1であり;前記第3置換基のうち、dは1または2であり、e及びfは0または1であり;前記第1置換基から第3置換基のうち、ArからArは、互いに独立して、置換または非置換のC−C14アリーレン基、または置換または非置換のC−C14ヘテロアリーレン基であり;及び前記第1置換基から第3置換基のうち、Ar11、Ar12、Ar13、Ar15及びAr16は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のC−C10アルキル基、置換または非置換のC−C10アルケニル基、置換または非置換のC−C10アルキニル基、置換または非置換のC−C10アルコキシ基、置換または非置換のC−C14アリール基、または置換または非置換のC−C14ヘテロアリール基であり得る。
【0049】
例えば、前記RからR12は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、第1置換基、第2置換基、または第3置換基であり;前記第1置換基のうち、aは0であり;前記第2置換基のうち、b及びcは0または1であり;前記第3置換基のうち、dは1または2であり、e及びfは0または1であり;前記第1置換基から第3置換基のうち、ArからArは、互いに独立して、フェニレン基、C−C10アルキルフェニレン基、ジ(C−C10アルキル)フェニレン基、(C−C14アリール)フェニレン基、ジ(C−C14アリール)フェニレン基、カルバゾリレン基(carbazolylene)、C−C10アルキルカルバゾリレン基、ジ(C−C10アルキル)カルバゾリレン基、C−C14アリールカルバゾリレン基、ジ(C−C14アリール)カルバゾリレン基、フルオレニレン基(fluorenylene)、C−C10アルキルフルオレニレン基、ジ(C−C10アルキル)フルオレニレン基、(C−C14アリール)フルオレニレン基、ジ(C−C14アリール)フルオレニレン基、ナフチレン(naphthylene)基、C−C10アルキルナフチレン基、ジ(C−C10アルキル)ナフチレン基、(C−C14アリール)ナフチレン基、ジ(C−C14アリール)ナフチレン基、アントリレン基、C−C10アルキルアントリレン基、ジ(C−C10アルキル)アントリレン基、(C−C14アリール)アントリレン基、ジ(C−C14アリール)アントリレン基、ピリジニレン基(pyridinylene)、C−C10アルキルピリジニレン基、ジ(C−C10アルキル)ピリジニレン基、(C−C14アリール)ピリジニレン基、ジ(C−C14アリール)ピリジニレン基、キノリニレン基(quinolinylene)、C−C10アルキルキノリニレン基、ジ(C−C10アルキル)キノリニレン基、(C−C14アリール)キノリニレン基、ジ(C−C14アリール)キノリニレン基、ベンゾイミダゾリレン基(pyridinylene)、C−C10アルキルベンゾイミダゾリレン基、ジ(C−C10アルキル)ベンゾイミダゾリレン基、(C−C14アリール)ベンゾイミダゾリレン基、ジ(C−C14アリール)ベンゾイミダゾリレン基、イミダゾピリジニレン基、C−C10アルキルイミダゾピリジニレン基、ジ(C−C10アルキル)イミダゾピリジニレン基、(C−C14アリール)イミダゾピリジニレン基、ジ(C−C14アリール)イミダゾピリジニレン基、イミダゾピリミジニレン基(imidazopyrimidinylene)、C−C10アルキルイミダゾピリミジニレン基、ジ(C−C10アルキル)イミダゾピリミジニレン基、(C−C14アリール)イミダゾピリミジニレン基、またはジ(C−C14アリール)イミダゾピリミジニレン基であり;前記第1置換基から第3置換基のうち、Ar11、Ar12、Ar13、Ar15、及びAr16は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、アセチル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基、フェニル基、C−C10アルキルフェニル基、ジ(C−C10アルキル)フェニル基、(C−C14アリール)フェニル基、ジ(C−C14アリール)フェニル基、カルバゾリル基(carbazolyl)、C−C10アルキルカルバゾリル基、ジ(C−C10アルキル)カルバゾリル基、C−C14アリールカルバゾリル基、ジ(C−C14アリール)カルバゾリル基、フルオレニル基(fluorenyl)、C−C10アルキルフルオレニル基、ジ(C−C10アルキル)フルオレニル基、(C−C14アリール)フルオレニル基、ジ(C−C14アリール)フルオレニル基、ナフチル(naphthyl)基、C−C10アルキルナフチル基、ジ(C−C10アルキル)ナフチル基、(C−C14アリール)ナフチル基、ジ(C−C14アリール)ナフチル基、アントリル基、C−C10アルキルアントリル基、ジ(C−C10アルキル)アントリル基、(C−C14アリール)アントリル基、ジ(C−C14アリール)アントリル基、ピリジニル基(pyridinyl)、C−C10アルキルピリジニル基、ジ(C−C10アルキル)ピリジニル基、(C−C14アリール)ピリジニル基、ジ(C−C14アリール)ピリジニル基、キノリニル基(quinolinyl)、C−C10アルキルキノリニル基、ジ(C−C10アルキル)キノリニル基、(C−C14アリール)キノリニル基、ジ(C−C14アリール)キノリニル基、ベンゾイミダゾリル基(pyridinyl)、C−C10アルキルベンゾイミダゾリル基、ジ(C−C10アルキル)ベンゾイミダゾリル基、(C−C14アリール)ベンゾイミダゾリル基、ジ(C−C14アリール)ベンゾイミダゾリル基、イミダゾピリジニル基、C−C10アルキルイミダゾピリジニル基、ジ(C−C10アルキル)イミダゾピリジニル基、(C−C14アリール)イミダゾピリジニル基、ジ(C−C14アリール)イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基(imidazopyrimidinyl)、C−C10アルキルイミダゾピリミジニル基、ジ(C−C10アルキル)イミダゾピリミジニル基、(C−C14アリール)イミダゾピリミジニル基、またはジ(C−C14アリール)イミダゾピリミジニル基であり得るが、これらに限定されるものではない。
【0050】
前記化学式1で表示される縮合環化合物は、下記化学式2aから2d(化学式1中、環Aが化学式2である)のうち、いずれか1つで表示されうる。
【0051】
【化10】


<化学式2a>

【0052】
【化11】

<化学式2b>

【0053】
【化12】

<化学式2c>

【0054】
【化13】


<化学式2d>

【0055】
前記化学式2aから2dのうち、RからR12、ArからAr、Ar11、Ar12、Ar13、Ar15、Ar16、a、b、c、d、及びfについての詳細な説明は、前述した内容と同様である。
【0056】
前記化学式2aから2dのうち、前記Arはフェニレン基、C−C10アルキルフェニレン基、ジ(C−C10アルキル)フェニレン基、(C−C14アリール)フェニレン基、ジ(C−C14アリール)フェニレン基、カルバゾリレン基(carbazolylene)、C−C10アルキルカルバゾリレン基、ジ(C−C10アルキル)カルバゾリレン基、C−C14アリールカルバゾリレン基、ジ(C−C14アリール)カルバゾリレン基、フルオレニレン基(fluorenylene)、C−C10アルキルフルオレニレン基、ジ(C−C10アルキル)フルオレニレン基、(C−C14アリール)フルオレニレン基、ジ(C−C14アリール)フルオレニレン基、ナフチレン基(naphthylene)基、C−C10アルキルナフチレン基、ジ(C−C10アルキル)ナフチレン基、(C−C14アリール)ナフチレン基、ジ(C−C14アリール)ナフチレン基、アントリレン基、C−C10アルキルアントリレン基、ジ(C−C10アルキル)アントリレン基、(C−C14アリール)アントリレン基、ジ(C−C14アリール)アントリレン基、ピリジニレン基(pyridinylene)、C−C10アルキルピリジニレン基、ジ(C−C10アルキル)ピリジニレン基、(C−C14アリール)ピリジニレン基、ジ(C−C14アリール)ピリジニレン基、キノリニレン基(quinolinylene)、C−C10アルキルキノリニレン基、ジ(C−C10アルキル)キノリニレン基、(C−C14アリール)キノリニレン基、ジ(C−C14アリール)キノリニレン基、ベンゾイミダゾリレン基、C−C10アルキルベンゾイミダゾリレン基、ジ(C−C10アルキル)ベンゾイミダゾリレン基、(C−C14アリール)ベンゾイミダゾリレン基、ジ(C−C14アリール)ベンゾイミダゾリレン基、イミダゾピリジニレン基、C−C10アルキルイミダゾピリジニレン基、ジ(C−C10アルキル)イミダゾピリジニレン基、(C−C14アリール)イミダゾピリジニレン基、ジ(C−C14アリール)イミダゾピリジニレン基、イミダゾピリミジニレン基(imidazopyrimidinylene)、C−C10アルキルイミダゾピリミジニレン基、ジ(C−C10アルキル)イミダゾピリミジニレン基、(C−C14アリール)イミダゾピリミジニレン基、またはジ(C−C14アリール)イミダゾピリミジニレン基であり得る。前記化学式2aから2dのうち、dは1,2または3でありうる。例えば、前記化学式2aから2dのうち、Arはフェニレン基であり、dは1または2であるが、これに限定されるものではない。
【0057】
前記化学式2aから2dのうち、−(Ar−N[−(Ar−Ar15][−(Ar−Ar16]で表示される第3置換基の−N[−(Ar−Ar15][−(Ar−Ar16]は、前記化学式6Aから6Kのうちいずれか1つで表示されうる。
【0058】
前記化学式2aから2cのうち、R及びRは、第1置換基であるが、第1置換基のうち、aは0でありうる。例えば、前記化学式2aから2cのうち、R及びRは第1置換基であるが、第1置換基のうち、aは0であり、Ar11は置換または非置換のC−C14アリール基、及び置換または非置換のC−C14ヘテロアリール基からなる群から選択されうる。具体的に、前記化学式2aから2cのうち、R及びRはフェニル基であり得る。
【0059】
前記化学式2dのうち、Rは第1置換基であるが、第1置換基のうち、aは0でありうる。例えば、前記化学式2dのうち、Rは第1置換基であるが、第1置換基のうち、aは0であり、Ar11は置換または非置換のC−C14アリール基、及び置換または非置換のC−C14ヘテロアリール基からなる群から選択されうる。具体的に、前記化学式2dのうち、R及びRはフェニル基であり得る。
【0060】
または、前記化学式1で表示される縮合環化合物は、下記化学式3aから3e(化学式1において、環Aが化学式3である)のうち、いずれか1つで表示されうる。
【0061】
【化14】

<化学式3a>

【0062】
【化15】


<化学式3b>

【0063】
【化16】


<化学式3c>

【0064】
【化17】


<化学式3d>

【0065】
【化18】


<化学式3e>

【0066】
前記化学式3aから3e中、RからR12、ArからAr、Ar11、Ar12、Ar13、Ar15、Ar16、a、b、c、d、及びfについての詳細な説明は、前述した内容と同様である。
【0067】
前記化学式3aから3e中、前記Arは、フェニレン基、C−C10アルキルフェニレン基、ジ(C−C10アルキル)フェニレン基、(C−C14アリール)フェニレン基、ジ(C−C14アリール)フェニレン基、カルバゾリレン基(carbazolylene)、C−C10アルキルカルバゾリレン基、ジ(C−C10アルキル)カルバゾリレン基、C−C14アリールカルバゾリレン基、ジ(C−C14アリール)カルバゾリレン基、フルオレニレン基(fluorenylene)、C−C10アルキルフルオレニレン基、ジ(C−C10アルキル)フルオレニレン基、(C−C14アリール)フルオレニレン基、ジ(C−C14アリール)フルオレニレン基、ナフチレン基(naphthylene)基、C−C10アルキルナフチレン基、ジ(C−C10アルキル)ナフチレン基、(C−C14アリール)ナフチレン基、ジ(C−C14アリール)ナフチレン基、アントリレン基、C−C10アルキルアントリレン基、ジ(C−C10アルキル)アントリレン基、(C−C14アリール)アントリレン基、ジ(C−C14アリール)アントリレン基、ピリジニレン基(pyridinylene)、C−C10アルキルピリジニレン基、ジ(C−C10アルキル)ピリジニレン基、(C−C14アリール)ピリジニレン基、ジ(C−C14アリール)ピリジニレン基、キノリニレン基(quinolinylene)、C−C10アルキルキノリニレン基、ジ(C−C10アルキル)キノリニレン基、(C−C14アリール)キノリニレン基、ジ(C−C14アリール)キノリニレン基、ベンゾイミダゾリレン基、C−C10アルキルベンゾイミダゾリレン基、ジ(C−C10アルキル)ベンゾイミダゾリレン基、(C−C14アリール)ベンゾイミダゾリレン基、ジ(C−C14アリール)ベンゾイミダゾリレン基、イミダゾピリジニレン基、C−C10アルキルイミダゾピリジニレン基、ジ(C−C10アルキル)イミダゾピリジニレン基、(C−C14アリール)イミダゾピリジニレン基、ジ(C−C14アリール)イミダゾピリジニレン基、イミダゾピリミジニレン基(imidazopyrimidinylene)、C−C10アルキルイミダゾピリミジニレン基、ジ(C−C10アルキル)イミダゾピリミジニレン基、(C−C14アリール)イミダゾピリミジニレン基、またはジ(C−C14アリール)イミダゾピリミジニレン基であり得る。前記化学式3aから3e中、dは1,2または3でありうる。例えば、前記化学式3aから3e中、Arはフェニレン基であり、dは1または2であるが、これに限定されるものではない。
【0068】
前記化学式3aから3e中、−(Ar−N[−(Ar−Ar15][−(Ar−Ar16]で表示される第3置換基の−N[−(Ar−Ar15][−(Ar−Ar16]は、前記化学式6Aから6Kのうちいずれか1つで表示されうる。
前記化学式3aから3d中、R及びRは、第1置換基であるが、第1置換基のうち、aは0でありうる。例えば、前記化学式3aから3d中、R及びRは第1置換基であるが、第1置換基のうち、aは0であり、Ar11は置換または非置換のC−C14アリール基、及び置換または非置換のC−C14ヘテロアリール基からなる群から選択されうる。具体的に、前記化学式3aから3d中、R及びRはフェニル基であり得る。
【0069】
前記化学式3eにおいて、Rは第1置換基であるが、第1置換基のうち、aは0でありうる。例えば、前記化学式3eにおいて、Rは第1置換基であるが、第1置換基のうち、aは0であり、Ar11は置換または非置換のC−C14アリール基、及び置換または非置換のC−C14ヘテロアリール基からなる群から選択されうる。具体的に、前記化学式3eにおいて、R及びRはフェニル基であり得る。
【0070】
前記化学式1で表示される縮合環化合物の例としては、下記化合物1から27があるが、これらに限定されるものではない。
【0071】
【化19】

<化合物1>

【0072】
【化20】


<化合物2>

【0073】
【化21】


<化合物3>

【0074】
【化22】

<化合物4>

【0075】
【化23】


<化合物5>

【0076】
【化24】

<化合物6>

【0077】
【化25】

<化合物7>

【0078】
【化26】

<化合物8>

【0079】
【化27】

<化合物9>

【0080】
【化28】

<化合物10>

【0081】
【化29】

<化合物11>

【0082】
【化30】

<化合物12>

【0083】
【化31】

<化合物13>

【0084】
【化32】

<化合物14>

【0085】
【化33】

<化合物15>

【0086】
【化34】

<化合物16>

【0087】
【化35】

<化合物17>

【0088】
【化36】

<化合物18>

【0089】
【化37】

<化合物19>

【0090】
【化38】

<化合物20>

【0091】
【化39】

<化合物21>

【0092】
【化40】

<化合物22>

【0093】
【化41】

<化合物23>

【0094】
【化42】

<化合物24>

【0095】
【化43】

<化合物25>

【0096】
【化44】


<化合物26>

【0097】
【化45】

<化合物27>

【0098】
本明細書において、非置換のC−C30アルキル基(またはC−C30アルキル基)の具体的な例としては、メチル、エチル、プロピル、イソブチル、sec−ブチル、ペンチル、iso−アミル、ヘキシルなどを挙げられ、置換されたC−C30アルキル基は、前記非置換のC−C30アルキル基のうち、1つ以上の水素原子がハロゲン原子、ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボキシル基やその塩、スルホン酸基やその塩、燐酸やその塩、またはC−C30アルキル基、C−C30アルケニル基、C−C30アルキニル基、C−C30アリール基、C−C20ヘテロアリール基、−N(Q)(Q)、及び−Si(Q)(Q)(Q)(ここで、QからQは互いに独立して水素、C−C30アルキル基、C−C30アルケニル基、C−C30アルキニル基、C−C30アリール基、及びC−C20ヘテロアリール基からなる群から選択される)で置換されたものである。一方、置換または非置換のC−C30アルキレン基は、前述したような置換または非置換のC−C30アルキル基と同じ構造を有するが、2価連結基という点のみが異なる基である。
【0099】
本明細書において、非置換のC−C30アルコキシ基(またはC−C30アルコキシ基)は−OA(但し、Aは前述したような非置換のC−C30アルキル基である)の化学式を有し、その具体例として、メトキシ、エトキシ、イソプロピルオキシなどがあり、これらアルコキシ基のうち、少なくとも1つ以上の水素原子は、前記置換されたC−C30アルキル基と同じ置換基で置換可能である。
【0100】
本明細書において、非置換のC−C30アルケニル基(またはC−C30アルケニル基)は、前記非置換のC−C30アルキル基の中間や最終端に1つ以上の炭素二重結合を含有していることを意味する。例えば、エテニル、プロペニル、ブテニルなどがある。これら非置換のC−C30アルケニル基のうち、少なくとも1つ以上の水素原子は、前記置換されたC−C30アルキル基の場合と同じ置換基で置換可能である。一方、置換または非置換のC−C30アルケニレン基は、前述したような置換または非置換のC−C30アルケニル基と同じ構造を有するが、2価連結基という点のみが異なる基である。
【0101】
本明細書において、非置換のC−C30アルキニル基(またはC−C30アルキニル基)は、前記定義されたようなC−C30アルキル基の中間や最終端に1つ以上の炭素三重結合を含有していることを意味する。例えば、エテニル(ethynyl)、プロピニル(propynyl)などがある。これらアルキニル基のうち、少なくとも1つ以上の水素原子は、前記置換されたC−C30アルキル基の場合と同じ置換基で置換可能である。
【0102】
本明細書において、非置換のC−C30アリール基は、1つ以上の芳香族環を含む炭素原子数5から30のカルボ環芳香族システムを有する1価(monovalent)基を意味し、非置換のC−C30アリーレン基は、1つ以上の芳香族環を含む炭素原子数5から30のカルボ環芳香族システムを有する2価(divalent)基を意味する。前記アリール基及びアリーレン基が2以上の環を含む場合、2以上の環は、互いに融合されうる。前記アリール基及びアリーレン基のうち、1つ以上の水素原子は、前記置換されたC−C30アルキル基の場合と同じ置換基で置換可能である。
【0103】
前記置換または非置換のC−C30アリール基の例としては、フェニル基、C−C10アルキルフェニル基(例えば、エチルフェニル基)、C−C10アルキルビフェニル基(例えば、エチルビフェニル基)、ハロフェニル基(例えば、o−、m−及びp−フルオロフェニル基、ジクロロフェニル基)、ジシアノフェニル基、トリフルオロメトキシフェニル基、o−、m−、及びp−トリル基、o−、m−及びp−クメニル基、メシチル基、フェノキシフェニル基、(α,α−ジメチルベンゼン)フェニル基、(N,N’−ジメチル)アミノフェニル基、(N,N’−ジフェニル)アミノフェニル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、ハロナフチル基(例えば、フルオロナフチル基)、C−C10アルキルナフチル基(例えば、メチルナフチル基)、C−C10アルコキシナフチル基(例えば、メトキシナフチル基)、アントラセニル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、アセナフタレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントラキノリル基、メチルアントリル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、エチル−クリセニル基、ピセニル基、ペリレニル基、クロロペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネリル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基などが挙げられ、置換されたC−C30アリール基の例は、前述したような非置換のC−C30アリール基の例と前記置換されたC−C30アルキル基の置換基とを参照して、容易に認識できる。前記置換または非置換のC−C30アリーレン基の例としては、前記置換または非置換のC−C30アリール基の例を参照して容易に認識されうる。
【0104】
本明細書において、非置換のC−C30ヘテロアリール基は、N、O、PまたはSのうち、選択された1つ以上のヘテロ原子を含み、残りの環原子がCである1つ以上の芳香族環からなるシステムを有する1価基を意味し、非置換のC−C30ヘテロアリーレン基は、N、O、PまたはSのうち、選択された1つ以上のヘテロ原子を含み、残りの環原子がCである1つ以上の芳香族環からなるシステムを有する2価基を意味する。ここで、前記ヘテロアリール基及びヘテロアリーレン基が2以上の環を含む場合、2以上の環は互いに融合されうる。前記ヘテロアリール基及びヘテロアリーレン基のうち、1つ以上の水素原子は、前述したC−C30アルキル基の場合と同じ置換基で置換可能である。
【0105】
前記非置換のC−C30ヘテロアリール基の例としては、ピラゾリル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、オキサジアゾリル基、ピリジニル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、カルバゾリル基、インドリル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾイミダゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基などを挙げられる。前記非置換のC−C30ヘテロアリーレン基の例は、前記置換または非置換のC−C30アリーレン基の例を参照して容易に認識されうる。
【0106】
前記化学式1を有する縮合環化合物は、公知の有機合成方法を利用して合成しうる。前記縮合環化合物の合成方法は、後述する実施例を参照して当業者に容易に認識されうる。
【0107】
前記化学式1を有する縮合環化合物は、有機発光素子に使われうる。したがって、第1電極、前記第1電極に対向された第2電極及び前記第1電極と前記第2電極との間に介在された第1層を含み、前記第1層が前述したような化学式1で表示された縮合環化合物を含む有機発光素子が提供される。
【0108】
前記第1層は、正孔輸送層、正孔注入層、正孔注入機能及び正孔輸送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、少なくとも1つの層であり得るが、これらに限定されるものではない。例えば、前記第1層は、正孔輸送層、正孔注入層、正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に有する機能層、及び発光層のうち、少なくとも1つの層であり得るが、これらに限定されるものではなく、具現しようとする有機発光素子の構造によって公知された多様な層に変形可能である。
【0109】
図1は、本発明の一実施形態に係る有機発光素子10の断面図を概略的に示す図面である。以下、図1を参照して本発明の一実施形態に係る有機発光素子の構造及び製造方法を説明すれば、次の通りである。
【0110】
有機発光素子10は、基板11、第1電極13、有機層15及び第2電極17を順次に具備する。
【0111】
前記基板11としては、通常の有機発光素子で使われる基板を使用できるが、機械的強度、熱的安定性、透明性、表面平滑性、取扱容易性及び防水性に優れたガラス基板または透明プラスチック基板を使用しうる。
【0112】
前記第1電極13は、基板上に第1電極用物質を蒸着法またはスパッタリング法などを利用して提供することによって形成しうる。前記第1電極13がアノードである場合、正孔注入を容易にするために、第1電極用物質は、高い仕事関数を有する物質から選択されうる。前記第1電極13は、反射型電極または透過型電極でありうる。第1電極用物質としては、透明かつ伝導性に優れた酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化錫(SnO)、酸化亜鉛(ZnO)などを利用しうる。または、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)などを利用すれば、前記第1電極13を反射型電極として形成することもできる。
【0113】
前記第1電極13上には、有機層15が備えられている。本明細書において、“有機層”とは、第1電極と第2電極との間に介在されたあらゆる層を包括して称するものであって、前記有機層は、金属錯体も含むことができ、必ずしも有機物のみからなる層を意味するものではない。
【0114】
前記有機層15は、前記化学式1で表示される縮合環化合物を含む第1層を含み、それ以外に、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に有する機能層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、及び電子注入層のうち、1つ以上の層を含みうる。例えば、前記第1層が正孔輸送層である場合、前記有機層15は、前記正孔輸送層の機能を行う前記第1層以外に、正孔注入層、発光層、電子輸送層及び電子注入層をさらに含むことができるが、これらに限定されるものではない。
【0115】
正孔注入層(HIL)は、前記第1電極13上に真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB法のような多様な方法を利用して形成しうる。
【0116】
真空蒸着法によって正孔注入層を形成する場合、その蒸着条件は、正孔注入層の材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層の構造及び熱的特性によって異なるが、例えば、蒸着温度約100から約500℃、真空度約10−8から約10−3torr、蒸着速度約0.01から約100Å/secの範囲で選択され、これに限定されるものではない。
【0117】
スピンコーティング法によって正孔注入層を形成する場合、そのコーティング条件は、正孔注入層の材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層の構造及び熱的特性によって異なるが、約2000rpmから約5000rpmのコーティング速度、コーティング後の溶媒除去のための熱処理温度は、約80℃から200℃の温度範囲で選択され、これに限定されるものではない。
【0118】
正孔注入層物質としては、前記化学式1で表される縮合環化合物及び公知された正孔注入材料のうち、一種以上を使用できるが、公知された正孔注入材としては、例えば、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス−[4−(フェニル−m−トリル−アミノ)−フェニル]−ビフェニル−4,4’−ジアミン(N,N’−diphenyl−N,N’−bis−[4−(phenyl−m−tolyl−amino)−phenyl]−biphenyl−4,4’−diamine:DNTPD)、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物、m−MTDATA[4,4’,4”−tris(3−methylphenylphenylamino)triphenylamine]、NPB(N,N’−ジ(1−ナフチル)−N,N’−ジフェニルベンジジン(N,N’−di(1−naphthyl)−N,N’−diphenylbenzidine))、TDATA、2T−NATA、Pani/DBSA(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonicacid:ポリアニリン/ドデシルベンゼンスルホン酸)、PEDOT/PSS(Poly(3,4−ethylenedioxythiophene)/Poly(4−styrenesulfonate):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))、Pani/CSA(Polyaniline/Camphorsulfonicacid:ポリアニリン/カムファースルホン酸)またはPANI/PSS(Polyaniline)/Poly(4−styrenesulfonate):ポリアニリン)/ポリ(4−スチレンスルホネート))などを使用できるが、これらに限定されない。
【0119】
【化46】



【0120】
前記正孔注入層の厚さは、約100Åから約10000Å、例えば、約100Åから約1000Åでありうる。前記正孔注入層の厚さが前述したような範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに十分な正孔注入特性を得ることができる。
【0121】
次いで、前記正孔注入層の上部に真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB法のような多様な方法を利用して、正孔輸送層(HTL)を形成しうる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって正孔輸送層を形成する場合、その蒸着条件及びコーティング条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲で選択されうる。
【0122】
正孔輸送層物質としては、前述したような化学式1の縮合環化合物を使用できる(すなわち、前記化学式1で表示される縮合環化合物を含む第1層が正孔輸送層である)。または、前記第1層が正孔輸送層ではない場合、前記正孔輸送層物質としては、公知された正孔輸送材料を利用して形成できるが、公知された正孔輸送材としては、例えば、N−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾールなどのカルバゾール誘導体、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)、TCTA(4,4’,4”−トリス(N−カルバゾリル)トリフェニルアミン(4,4’,4”−tris(N−carbazolyl)triphenylamine))のようなトリフェニルアミン系物質などを使用しうる。この中、例えば、TCTAの場合、正孔輸送の役割以外にも、発光層からエキシトンの拡散を防止する役割も行える。
【0123】
【化47】

【0124】
前記正孔輸送層の厚さは約50Åから約1000Å、例えば、約100Åから約800Åでありうる。前記正孔輸送層の厚さが前述したような範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに十分な正孔輸送特性を得ることができる。
【0125】
または、正孔注入層及び正孔輸送層の代わりに、正孔注入機能と正孔輸送機能とを同時に有する機能層を形成できる。前記正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に有する機能層の物質は、公知された材料から選択されうる。
【0126】
前記正孔注入層、正孔輸送層、並びに正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に有する機能層のうち、少なくとも1つは、前述したような化学式1の縮合環化合物、公知された正孔注入材料及び公知された正孔輸送材料以外に、膜の伝導率などを向上させるために電荷−生成物質をさらに含むことができる。
【0127】
前記電荷−生成物質は、例えば、p−ドープ剤でありうる。前記p−ドープ剤の非制限的な例としては、テトラシアノキノジメタン(TCNQ)及び2,3,5,6−テトラフルオロ−テトラシアノ−1,4−ベンゾキノジメタン(F4TCNQ)のようなキノン誘導体;タングステン酸化物及びモリブデン酸化物のような金属酸化物;及び下記化合物100のようなシアノ基含有化合物などを挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0128】
【化48】

<化合物100>

【0129】
前記正孔注入層、前記正孔輸送層、または前記正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に有する機能層が前記電荷−生成物質をさらに含む場合、前記電荷−生成物質は、前記層中に均一に(homogeneous)分散されるか、または不均一に分布されるなど多様な変形が可能である。
【0130】
前記正孔輸送層、または正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に有する機能層の上部に真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB法のような方法を利用して発光層(EML)を形成しうる。真空蒸着法及びスピンコーティング法により発光層を形成する場合、その蒸着条件は使用する化合物によって異なるが、一般的に正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲で選択されうる。
【0131】
前記発光層物質としては、前記化学式1の縮合環化合物及び公知の発光材料(ホスト及びドープ剤をいずれも含む)のうち、1種以上の物質を使用しうる。
公知のホストの例としては、Alq、CBP(4,4’−N,N’−ジカルバゾール−ビフェニル)、PVK(ポリ(n−ビニルカルバゾール))、9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン(ADN)、TCTA、TPBI(1,3,5−トリス(N−フェニルベンズイミダゾール−2−イル)ベンゼン(1,3,5−tris(N−phenylbenzimidazole−2−yl)benzene))、TBADN(3−tert−ブチル−9,10−ジ(ナフト−2−イル)アントラセン)、E3、DSA(ジスチリルアリーレン)などを使用できるが、これらに限定されるものではない。
【0132】
【化49】




PVK

ADN

【0133】
前記ドープ剤は、蛍光ドープ剤及び燐光ドープ剤のうち、少なくとも1つでありうる。前記燐光ドープ剤は、Ir,Pt,Os,Re,Ti,Zr,Hfまたはこれらのうち、2つ以上の組合わせを含む有機金属錯体であり得るが、これらに限定されるものではない。
【0134】
一方、公知された赤色ドープ剤としてPtOEP、Ir(piq)、BtpIr(acac)などを利用できるが、これらに限定されるものではない。
【0135】
【化50】

【0136】
また、公知された緑色ドープ剤として、Ir(ppy)(ppy=フェニルピリジン)、Ir(ppy)(acac)、Ir(mpyp)などを利用できるが、これらに限定されるものではない。
【0137】
【化51】

【0138】
一方、公知された青色ドープ剤として、FIrpic、(Fppy)Ir(tmd)、Ir(dfppz)、ter−フルオレン(fluorene)、4,4’−ビス(4−ジフェニルアミノスチリル)ビフェニル(DPAVBi)、2,5,8,11−テトラ−tert−ブチルペリレン(TBPe)などを利用できるが、これらに限定されるものではない。
【0139】
【化52】


DPAVBi

TBPe

【0140】
前記発光層がホスト及びドープ剤を含む場合、ドープ剤の含量は、通例的にホスト約100重量部を基準として約0.01から約15重量部の範囲で選択され、これに限定されるものではない。
【0141】
前記発光層の厚さは約100Åから約1000Å、例えば、約200Åから約600Åでありうる。前記発光層の厚さが前述したような範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに優秀な発光特性を示しうる。
【0142】
発光層に燐光ドープ剤と共に使用する場合には、三重項励起子または正孔が電子輸送層に広がる現象を防止するために、前記正孔輸送層と発光層との間に真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB法のような方法を利用して、正孔阻止層(HBL)を形成しうる。真空蒸着法及びスピンコーティング法により正孔阻止層を形成する場合、その条件は使用する化合物によって異なるが、一般的に正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲でなされうる。公知の正孔阻止材料も使用できるが、その例としては、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などを挙げられる。
【0143】
前記正孔阻止層の厚さは約50Åから約1000Å、例えば、約100Åから約300Åでありうる。前記正孔阻止層の厚さが前述したような範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに優秀な正孔阻止特性を得ることができる。
【0144】
次いで、電子輸送層(ETL)を真空蒸着法、またはスピンコーティング法、キャスト法などの多様な方法を利用して形成する。真空蒸着法及びスピンコーティング法により電子輸送層を形成する場合、その条件は使用する化合物によって異なるが、一般的に正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲で選択されうる。前記電子輸送層材料としては、電子注入電極(カソード)から注入された電子を安定的に輸送する機能を行うものであって、公知の電子輸送物質を利用しうる。その例としては、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(Alq)、TAZ、Balq、ベリリウムビス(ベンゾキノリン−10−オラート)(berylliumbis(benzoquinolin−10−olate:Bebq)のような公知の材料を使用することができるが、これらに限定されるものではない。
【0145】
【化53】


【0146】
前記電子輸送層の厚さは約100Åから約1000Å、例えば、約150Åから約500Åでありうる。前記電子輸送層の厚さが前述したような範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに十分な電子輸送特性を得ることができる。
【0147】
または、前記電子輸送層は、電子輸送性有機化合物及び金属含有物質を含むことができる。前記電子輸送性有機化合物の非制限的な例としては、AND(9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン);及び下記化合物101及び102のようなアントラセン系化合物などを挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0148】
【化54】


<化合物101>

<化合物102>

【0149】
前記金属含有物質は、Li錯体を含むことができる。前記Li錯体の非制限的な例としては、リチウムキノレート(LiQ)または下記化合物103などを挙げられる。
【0150】
【化55】

<化合物103>

【0151】
また電子輸送層の上部に負極から電子の注入を容易にする機能を有する物質である電子注入層(EIL)が積層され、これは特に材料を制限しない。
【0152】
前記電子注入層の形成材料としては、LiF、NaCl、CsF、LiO、BaOのような電子注入層形成材料として公知された任意の物質を利用しうる。前記電子注入層の蒸着条件は使用する化合物によって異なるが、一般的に正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲で選択されうる。
【0153】
前記電子注入層の厚さは、約1Åから約100Å、約3Åから約90Åでありうる。前記電子注入層の厚さが前述したような範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに十分な電子注入特性を得ることができる。
【0154】
このような有機層15上には第2電極17が備わっている。前記第2電極は、電子注入電極であるカソードでありうるが、この際、前記第2電極形成用の金属としては、低い仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を使用しうる。具体例としては、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)などを薄膜で形成して透過型電極を得ることができる。一方、前面発光素子を得るために、ITO、IZOを利用した透過型電極を形成できるなど、多様な変形が可能である。
【0155】
前記有機発光素子のうち、前記第1層が正孔注入層、正孔輸送層、または正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に有する単一膜である場合、前記第1層は、前記化学式1で表される縮合環化合物以外に、前述したような電荷−生成物質をさらに含むことができる。または、前記前記有機発光素子のうち、前記第1層が発光層である場合、前記第1層は、前記化学式1で表される縮合環化合物以外に、前述したような燐光ドープ剤をさらに含むことができるなど多様な変形例が可能である。
【実施例】
【0156】
以下、合成例及び実施例を挙げて、本発明の一実施形態に係る有機発光素子についてさらに具体的に説明するが、本発明が下記の合成例及び実施例に限定されるものではない。
【0157】
(合成例1:化合物1の合成)
下記反応式1aによって化合物Fを合成した。
【0158】
【化56】

<反応式1a>

【0159】
(化合物Bの合成)
1L丸底フラスコ(round flask)に1,4−シクロヘキサンジオン(1,4−cyclohexanedione)(34.9g、0.31mole)、フェニルヒドラジン・HCl(phenylhydrazin・HCl)(90g、0.62mol)及び酢酸(1mL)を入れてエタノール(600mL)を添加した。これより収得した混合物を50℃で1時間加熱して常温に冷却し、生成された固体をろ過してエタノールで数回洗浄した後、真空乾燥してピンク色の化合物Aを73g(80%収率)収得した。5L丸底フラスコに酢酸(600mL)と硫酸(120mL)とを混ぜて発生する熱を氷バス(ice bath)で冷やした。化合物A(217.5g、0.74mole)を添加し、0℃で10分間激しく攪拌した後、氷バスを除去して常温でさらに10分間攪拌した。ヒートマントル(Heating mantle)を装着して加熱し始めた。45℃付近で反応が開始されれば、加熱を中止して攪拌し続けた。混合物が安定化されれば、徐々に常温に冷やして常温で攪拌した。これにより生成された固体をろ過して酢酸、水、エチルエーテルの順に洗浄した後、真空乾燥して、化合物Bを51g(26.7%収率)収得した。
【0160】
1H NMR(300MHz、DMSO−d6)δ11.01(2H)、8.19(2H)、8.10(2H)、7.45(2H)、7.36(2H)、7.12(2H)
【0161】
(化合物Cの合成)
1,2−ジクロロベンゼン(1,2−dichlorobenzene)1Lに化合物B(30g、0.117mol)を混合した混合物に、18−クラウン−6(18−crown−6)(6.2g、0.2eq.)、KCO(129.5g、8eq.)、Cu(29.8g、4eq.)及びブロモベンゼン(bromobenzene)(99.4g、3eq.)を添加して180℃まで加熱した。170〜180℃を保持しつつ、2日間反応させて得た混合物を常温に冷却させ、シリカゲルパッドでろ過しつつ、トルエンで数回洗浄した。これより収得したろ過液を濃縮し、メタノールを添加して固体を析出させた後、析出された固体化合物をろ過した。これをエチルアセテートで洗浄しつつろ過し、真空乾燥して化合物Cを14.4g(21.7%)収得した。
【0162】
1H NMR(300MHz、DMSO)δ8.31(2H)、8.21(2H)、7.90(6H)、7.72(4H)、7.40(4H)、7.24(2H)
【0163】
(化合物Dの合成)
化合物C 4.08g(10mmol)を80%酢酸100mLに入れた後、ヨウ素1.357g(5.35mmol)と過ヨウ素酸(HIO) 0.333g(1.46mmol)を固体状態で添加した後、窒素雰囲気で80℃、2時間攪拌した。反応終了後、ジクロロメタン(50mL)で3回抽出した後、収得した有機層をマグネシウムサルフェートで乾燥し、溶媒を蒸発させて得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して化合物Dを6.14g(収率87%)得た。
【0164】
1H NMR(300MHz、DMSO)δ8.28(1H)、8.25(1H)、8.06(1H)、7.90−7.86(6H)、7.71(4H)、7.38−7.32(4H)、7.21(2H)
【0165】
(化合物Fの合成)
化合物D5.34g(10mmol)、[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):PdCl(dppf)](0.5mmol)、ビス(ピナコレート)ジボロン(bis(pinacolate)diboron)2.66g(10.5mmol)、酢酸カリウム3.92g(20mmol)をジメチルスルホキシド(DMSO)200mLに添加した後、窒素雰囲気下で90℃及び6時間条件で攪拌した。これより収得した混合物を常温に冷却させて300mL水に混合物を注いで白色沈殿を形成した。前記沈殿物を数回水洗しつつ、ろ過して固体化合物を収得した後、減圧乾燥して化合物Eを4.65g(87%)収得した。前記化合物Eをトルエン150mLに溶かし、1−ブロモ−4−ヨードベンゼン(1−bromo−4−iodobenzene)2.46g(8.7mmol)、テトラキス(トリフェニルホスファン)パラジウム(0)(Tetrakis(triphenylphosphane)palladium(0):Pd(PPh)200mg(2mol%)を添加し、KCO 2.4g(17.4mmol)の水溶液100mLを加えて80℃で6時間反応させた。反応終了後、ジクロロメタン(50mL)で3回抽出した後、収得した有機層をマグネシウムサルフェートで乾燥し、溶媒を蒸発させて得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して化合物Fを6.2g(79%)収得した。
【0166】
1H NMR(300MHz、DMSO)δ8.25(1H)、8.17(1H)、8.10(1H)、7.99(2H)、7.95−7.87(5H)、7.83−7.80(6H)、7.76−7.72(4H)、7.70−7.58(3H)
【0167】
(化合物1の合成)
下記反応式1bによって化合物1を合成した。
【0168】
【化57】


<反応式1b>
【0169】
化合物F 3g(5.32mmol)とジフェニルアミン1.08g(6.38mmol)をトルエンに溶解させて、窒素雰囲気下でトリス(ジベジリデンアセトン)ジパラジウム)(Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium:Pd(dba))97.4mg(0.11mmol)とトリ(t−ブチル)ホスフィン22mg(0.11mmol)を添加した。次いで、NaOtBu1.62g(15.96mmol)を添加した後、80℃で4時間攪拌した。これより収得した混合物を常温に冷却させ、ジクロロメタンで3回抽出した後、これより収得した有機層をマグネシウムサルフェートで乾燥し、溶媒を除去して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して化合物1を2.64g(76%)収得した。
【0170】
1H NMR(300MHz、DMSO)δ8.25(1H)、8.14(2H)、8.06(1H)、7.97(2H)、7.88−7.79(11H)、7.73(2H)、7.58−7.41(6H)、7.37(2H)、7.24(2H)、7.08−6.96(4H)
【0171】
(合成例2:化合物3の合成)
下記反応式2によって化合物3を合成した。
【0172】
【化58】

<反応式2>

【0173】
化合物F 3g(5.32mmol)と前記アミン化合物2.31g(6.38mmol)をトルエンに添加して窒素雰囲気下でトリス(ジベジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0):Pd2(dba)3)97.4mg(0.11mmol)とトリ(t−ブチル)ホスフィン22mg(0.11mmol)を添加した。次いで、NaOtBu 1.62g(15.96mmol)を添加した後、80℃で4時間攪拌した。これより収得した混合物を常温に冷やしてジクロロメタンで3回抽出した後、収得された有機層をマグネシウムサルフェートで乾燥し、溶媒を除去して収得した残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して化合物3を3.11g(69%)収得した。
【0174】
1H NMR(300MHz、DMSO)δ8.34(1H)、8.27(1H)、8.09−8.03(4H)、7.98−7.94(3H)、7.90−7.88(3H)、7.82−7.78(14H)、7.73−7.70(5H)、7.58−7.50(2H)、7.23−7.08(6H)、1.78(6H)
【0175】
(合成例3:化合物9の合成)
下記反応式3によって化合物9を合成した。
【0176】
【化59】

<反応式3>

【0177】
合成例1の化合物Bの合成過程で、1,4−シクロヘキサンジオン(1,4−cyclohexanedione)の代わりに、1,3−シクロヘキサンジオン(1,3−cyclohexanedione)を使用し、化合物Fの代わりに化合物Gを合成し、化合物Fの代わりに化合物Gを使用したという点を除いては、合成例1と同じ方法で化合物9を合成した。
【0178】
1H NMR(300MHz、DMSO)δ8.37(1H)、8.03(1H)、7.96−7.89(3H)、7.53−7.34(11H)、7.28(2H)、7.21−7.09(7H)、7.05−6.91(4H)、6.87(4H)
【0179】
(合成例4:化合物11の合成)
下記反応式4によって化合物11を合成した。
【0180】
【化60】

<反応式4>

【0181】
合成例2において、化合物Bの合成過程で、1,4−シクロヘキサンジオン(1,4−cyclohexanedione)の代わりに1,3−シクロヘキサンジオン(1,3−cyclohexanedione)を使用し、化合物Fの代わりに化合物Gを合成し、化合物Fの代わりに化合物Gを使用したという点を除いては、合成例2と同じ方法で化合物11を合成した。
【0182】
1H NMR(300MHz、DMSO)δ8.36(1H)、8.28(1H)、8.11−7.96(6H)、7.90(3H)、7.93−7.80(13H)、7.78−7.66(6H)、7.58−7.50(3H)、7(2H)、1.78(6H)
【0183】
(合成例5:化合物26の合成)
下記反応式5によって化合物26を合成した:
【0184】
【化61】

<反応式5>

【0185】
合成例1において、化合物Fの合成過程で、1−ブロモ−4−ヨードベンゼン(1−bromo−4−iodobenzene)の代わりに、4,4’−ジブロモビフェニル(4,4’−dibromobiphenyl)を用いて化合物Hを合成し、合成例2において化合物Fの代わりに、化合物Hを使用し、反応式2のアミン化合物の代わりに、前記反応式5のアミン化合物を用いたという点を除いては、合成例2と同じ方法で化合物26を合成した。
【0186】
1H NMR(300MHz,DMSO)δ8.36(1H),8.27(1H),7.96−7.82(4H),7.73−7.56(9H),7.52−7.47(6H),7.37−7.25(8H),7.19(2H),7.07−6.91(4H),6.86−6.63(4H),1.78(6H).
【0187】
(合成例6:化合物27の合成)
下記反応式6によって化合物27を合成した。
【0188】
【化62】

<反応式6>

【0189】
合成例1におおいて、化合物Fの合成過程で、1−ブロモ−4−ヨードベンゼン(1−bromo−4−iodobenzene)の代わりに、1,4−ジブロモナフタレンを用いて化合物Iを合成し、合成例2において化合物Fの代わりに、化合物Iを使用し、反応式2のアミン化合物の代わりに、前記反応式6のアミン化合物を用いたという点を除いては、合成例2と同じ方法で化合物27を合成した。
【0190】
1H NMR(300MHz,DMSO)δ8.53(1H),8.42(1H),8.12−7.99(4H),7.82−7.74(3H),7.68−7.59(5H),7.52−7.50(8H),7.53−7.42(3H),7.37−7.23(6H),7.11−6.73(5H),6.62(1H),1.78(6H)
【0191】
(比較合成例A:化合物Aの合成)
下記反応式7によって化合物Aを合成した。
【0192】
【化63】

<反応式7>

【0193】
合成例2の化合物3の合成方法のうち、化合物Fの代わりに、化合物Dを用いたという点を除いては、化合物3の合成方法と同じ方法を用いて化合物A(2.85g,70%収率)を合成した。
【0194】
1H MNM(300MHz,DMSO)δ8.34(1H),8.05(1H),7.89(1H),7.90−7.64(3H),7.61−7.55(8H),7.73−7.55(8H),7.48−7.35(6H),7.31−7.28(2H),6.81−6.73(3H),6.71(1H),6.13(1H),1.78(6H)
【0195】
(比較合成例B:化合物Bの合成)
下記反応式8によって化合物Bを合成した。
【0196】
【化64】

<反応式8>

【0197】
3−ヨード−9−フェニルカルバゾール5g(13.5mmol)及び4−ブロモフェニルボロン酸2.2g(10.8mmol)をTHFに溶かしてPd(PPh(2mol%)を添加し、KCOの水溶液を加えて、80℃で4時間反応させた。反応終了後、ジクロロメタン150mLで3回抽出した後、収得した有機層をマグネシウムサルフェートで乾燥し、溶媒を蒸発させて得た残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製した。これより収得した化合物4.2g(10.6mmol)とジフェニルアミン2.2g(12.7mmol)をトルエンに溶解させて窒素雰囲気下でトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム)(Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium:Pd(dba))195mg(0.22mmol)とトリ(t−ブチル)ホスフィン44mg(0.22mmol)を添加した。次いで、NaOtBu 3.24g(31.92mmol)を添加した後、80℃で4時間攪拌した。これより収得した混合物を常温に冷却させ、ジクロロメタンで3回抽出した後、これより収得した有機層をマグネシウムサルフェートで乾燥し、溶媒を除去して得た残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して化合物B(4.5g、85%の収率)を収得した。
【0198】
1H NMR(300MHz,DMSO)δ8.54(1H),7.95(2H),7.84−7.78(2H),7.66(2H),7.62−7.58(4H),7.46−7.31(4H),7.28−7.21(5H),7.06(2H),6.89−6.71(2H),6.67(2H)
【0199】
(実施例1)
アノードとしては、コーニング社(Corning)の15Ω/cm(1200Å)ITOガラス基板を50mm×50mm×0.7mmの大きさに切ってイソプロピルアルコールと純水とで各々5分間超音波洗浄した後、30分間UVオゾン洗浄して使用した。前記基板上にm−MTDATAを真空蒸着して750Å厚さの正孔注入層を形成した後、前記正孔注入層の上部に前記化合物1を真空蒸着して150Å厚さの正孔輸送層を形成した。前記正孔輸送層の上部にホストとしてDSA 97重量%、ドープ剤としてTBPeを3重量%使用して、300Å厚さの発光層を形成した。前記発光層の上部にAlq3を真空蒸着して200Å厚さの電子輸送層を形成した。前記電子輸送層の上部にLiFを真空蒸着して80Å厚さの電子注入層を形成した後、Alを真空蒸着して3000Å厚さのカソードを形成することによって、有機発光素子を完成した。
【0200】
(実施例2)
正孔輸送層材料として化合物1の代わりに化合物3を使用したという点を除いては、前記実施例1と同じ方法で有機発光素子を完成した。
【0201】
(実施例3)
正孔輸送層材料として化合物1の代わりに化合物9を使用したという点を除いては、前記実施例1と同じ方法で有機発光素子を完成した。
【0202】
(実施例4)
正孔輸送層材料として化合物1の代わりに化合物11を使用したという点を除いては、前記実施例1と同じ方法で有機発光素子を完成した。
【0203】
(実施例5)
正孔輸送層材料として化合物1の代わりに化合物26を用いたという点を除いては、前記実施例1と同じ方法で有機発光素子を完成した。
【0204】
(実施例6)
正孔輸送層材料として化合物1の代わりに化合物27を用いたという点を除いては、前記実施例1と同じ方法で有機発光素子を完成した。
【0205】
(比較例1)
正孔輸送層材料として化合物1の代わりにα−NPDを使用したという点を除いては、前記実施例1と同じ方法で有機発光素子を完成した。
【0206】
(比較例2)
正孔輸送層材料として化合物1の代わりに化合物Aを用いたという点を除いては、前記実施例1と同じ方法で有機発光素子を完成した。
【0207】
(比較例3)
正孔輸送層材料として化合物1の代わりに化合物Bを用いたという点を除いては、前記実施例1と同じ方法で有機発光素子を完成した。
【0208】
(評価例)
実施例1から6と比較例1から3との有機発光素子の発光効率、及び半減寿命(初期輝度1000nitで測定)をPR650 Spectroscan Source Measurement Unit.(Photo Research社製)を利用して評価した。その結果は、下記表1の通りである。
【0209】
【表1】

【0210】
前記表1から、実施例1から6の有機発光素子は、比較例1から3の有機発光素子に比べて、効率及び寿命特性が向上したことを確認することができる。
【0211】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【0212】
10 有機発光素子
11 基板
13 第1電極
15 有機層
17 第2電極



【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記化学式1で表示される、縮合環化合物。
【化1】

<化学式1>

前記化学式において、環Aは、下記化学式2または化学式3で表示され、
【化2】

<化学式2>

【化3】

<化学式3>

前記化学式において、
からR12は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のC−C30アルキル基、置換または非置換のC−C30アルケニル基、置換または非置換のC−C30アルキニル基、置換または非置換のC−C30アルコキシ基、−(Ar−Ar11で表示される第1置換基、−N[−(Ar−Ar12][−(Ar−Ar13]で表示される第2置換基、または−(Ar−N[−(Ar−Ar15][−(Ar−Ar16]で表示される第3置換基であるが、RからR12のうち、少なくとも1つは−(Ar−N[−(Ar−Ar15][−(Ar−Ar16]で表示される第3置換基であり;
前記第1置換基から第3置換基のうち、ArからArは、互いに独立して、置換または非置換のC−C30アルキレン基、置換または非置換のC−C30アルケニレン基、置換または非置換のC−C30アリーレン基、または置換または非置換のC−C30ヘテロアリーレン基であり;
前記第1置換基から第3置換基のうち、Ar11、Ar12、Ar13、Ar15、及びAr16は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のC−C30アルキル基、置換または非置換のC−C30アルケニル基、置換または非置換のC−C30アルキニル基、置換または非置換のC−C30アルコキシ基、置換または非置換のC−C30アリール基、または置換または非置換のC−C30ヘテロアリール基であり;
a、b、c、e及びfは、互いに独立して、0から10の整数であり;
dは、1から10の整数であり;
−(Ar−Ar11で表示される基のうち、a個のArは互いに同じか異なり、−(Ar−Ar12で表示される基のうち、b個のArは互いに同じか異なり、−(Ar−Ar13で表示される基のうち、c個のArは互いに同じか異なり、−(Ar−Ar15で表示される基のうち、e個のArは互いに同じか異なり、−(Ar−Ar16で表示される基のうち、f個のArは互いに同じか異なる。
【請求項2】
前記ArからArは、互いに独立して、置換または非置換のC−C14アリーレン基、または置換または非置換のC−C14ヘテロアリーレン基であることを特徴とする、請求項1に記載の縮合環化合物。
【請求項3】
前記ArからArは、互いに独立して、フェニレン基、C−C10フェニレン基、ジ(C−C10アルキル)フェニレン基、(C−C14アリール)フェニレン基、ジ(C−C14アリール)フェニレン基、カルバゾリレン基(carbazolylene)、C−C10アルキルカルバゾリレン基、ジ(C−C10アルキル)カルバゾリレン基、C−C14アリールカルバゾリレン基、ジ(C−C14アリール)カルバゾリレン基、フルオレニレン基(fluorenylene)、C−C10アルキルフルオレニレン基、ジ(C−C10アルキル)フルオレニレン基、(C−C14アリール)フルオレニレン基、ジ(C−C14アリール)フルオレニレン基、ナフチレン基(naphthylene)基、C−C10アルキルナフチレン基、ジ(C−C10アルキル)ナフチレン基、(C−C14アリール)ナフチレン基、ジ(C−C14アリール)ナフチレン基、アントリレン基、C−C10アルキルアントリレン基、ジ(C−C10アルキル)アントリレン基、(C−C14アリール)アントリレン基、ジ(C−C14アリール)アントリレン基、ピリジニレン基(pyridinylene)、C−C10アルキルピリジニレン基、ジ(C−C10アルキル)ピリジニレン基、(C−C14アリール)ピリジニレン基、ジ(C−C14アリール)ピリジニレン基、キノリニレン基(quinolinylene)、C−C10アルキルキノリニレン基、ジ(C−C10アルキル)キノリニレン基、(C−C14アリール)キノリニレン基、ジ(C−C14アリール)キノリニレン基、ベンゾイミダゾリレン基(benzoimidazolylene)、C−C10アルキルベンゾイミダゾリレン基、ジ(C−C10アルキル)ベンゾイミダゾリレン基、(C−C14アリール)ベンゾイミダゾリレン基、ジ(C−C14アリール)ベンゾイミダゾリレン基、イミダゾピリジニレン基、C−C10アルキルイミダゾピリジニレン基、ジ(C−C10アルキル)イミダゾピリジニレン基、(C−C14アリール)イミダゾピリジニレン基、ジ(C−C14アリール)イミダゾピリジニレン基、イミダゾピリミジニレン基(imidazopyrimidinylene)、C−C10アルキルイミダゾピリミジニレン基、ジ(C−C10アルキル)イミダゾピリミジニレン基、(C−C14アリール)イミダゾピリミジニレン基、またはジ(C−C14アリール)イミダゾピリミジニレン基であることを特徴とする、請求項1に記載の縮合環化合物。
【請求項4】
前記Ar11、Ar12、Ar13、Ar15、及びAr16は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のC−C10アルキル基、置換または非置換のC−C10アルケニル基、置換または非置換のC−C10アルキニル基、置換または非置換のC−C10アルコキシ基、置換または非置換のC−C14アリール基、または置換または非置換のC−C14ヘテロアリール基であることを特徴とする、請求項1に記載の縮合環化合物。
【請求項5】
前記Ar11、Ar12、Ar13、Ar15、及びAr16は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、アセチル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基、フェニル基、C−C10アルキルフェニル基、ジ(C−C10アルキル)フェニル基、(C−C14アリール)フェニル基、ジ(C−C14アリール)フェニル基、カルバゾリル基(carbazolyl)、C−C10アルキルカルバゾリル基、ジ(C−C10アルキル)カルバゾリル基、C−C14アリールカルバゾリル基、ジ(C−C14アリール)カルバゾリル基、フルオレニル基(fluorenyl)、C−C10アルキルフルオレニル基、ジ(C−C10アルキル)フルオレニル基、(C−C14アリール)フルオレニル基、ジ(C−C14アリール)フルオレニル基、ナフチル(naphthyl)基、C−C10アルキルナフチル基、ジ(C−C10アルキル)ナフチル基(naphthyl)、(C−C14アリール)ナフチル基、ジ(C−C14アリール)ナフチル基、アントリル基、C−C10アルキルアントリル基、ジ(C−C10アルキル)アントリル基、(C−C14アリール)アントリル基、ジ(C−C14アリール)アントリル基、ピリジニル基(pyridinyl)、C−C10アルキルピリジニル基、ジ(C−C10アルキル)ピリジニル基、(C−C14アリール)ピリジニル基、ジ(C−C14アリール)ピリジニル基、キノリニル基(quinolinyl)、C−C10アルキルキノリニル基、ジ(C−C10アルキル)キノリニル基、(C−C14アリール)キノリニル基、ジ(C−C14アリール)キノリニル基、ベンゾイミダゾリル基、C−C10アルキルベンゾイミダゾリル基、ジ(C−C10アルキル)ベンゾイミダゾリル基、(C−C14アリール)ベンゾイミダゾリル基、ジ(C−C14アリール)ベンゾイミダゾリル基、イミダゾピリジニル基、C−C10アルキルイミダゾピリジニル基、ジ(C−C10アルキル)イミダゾピリジニル基、(C−C14アリール)イミダゾピリジニル基、ジ(C−C14アリール)イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基(imidazopyrimidinyl)、C−C10アルキルイミダゾピリミジニル基、ジ(C−C10アルキル)イミダゾピリミジニル基、(C−C14アリール)イミダゾピリミジニル基、またはジ(C−C14アリール)イミダゾピリミジニル基であることを特徴とする、請求項1に記載の縮合環化合物。
【請求項6】
前記Ar11、Ar12、Ar13、Ar15、及びAr16は、互いに独立して、下記化学式4Aから4Gのうち、いずれか1つで表示されることを特徴とする、請求項1に記載の縮合環化合物。
【化4】


前記化学式において、Z、Z、Z11及びZ12は、互いに独立して、水素、重水素、C−C10アルキル基、C−C10アルコキシ基またはC−C14アリール基であり、p及びqは、互いに独立して、1から8の整数であり、*は、Ar、Ar、Ar、ArまたはArとの結合サイトである。
【請求項7】
前記Ar11、Ar12、Ar13、Ar15、及びAr16は、互いに独立して、化学式5Aから5Eのうち、いずれか1つで表示されることを特徴とする、請求項1に記載の縮合環化合物。
【化5】


前記化学式において、*は、Ar、Ar、Ar、ArまたはArとの結合サイトである。
【請求項8】
a、b、c、e及びfが、互いに独立して、0、1、2または3であることを特徴とする、請求項1に記載の縮合環化合物。
【請求項9】
dが1,2または3であることを特徴とする、請求項1に記載の縮合環化合物。
【請求項10】
第3置換基の−N[−(Ar−Ar15][−(Ar−Ar16]及び前記第2置換基が、互いに独立して、下記化学式6Aから6Kのうちいずれか1つで表示されることを特徴とする、請求項1に記載の縮合環化合物。
【化6】


前記化学式において、ZからZ及びZ11からZ14は、互いに独立して、水素、重水素、C−C10アルキル基、C−C10アルコキシ基またはC−C14アリール基であり、p、q、r及びsは、互いに独立して、1から8の整数であり、*は、Arまたは化学式1のバックボーンをなす環原子との結合サイトである。
【請求項11】
前記RからR12は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、第1置換基、第2置換基、または第3置換基であり;前記第1置換基のうち、aは0であり;前記第2置換基のうち、b及びcは0または1であり;前記第3置換基のうち、dは1または2であり、e及びfは0または1であり;前記第1置換基から第3置換基のうち、ArからArは、互いに独立して、置換または非置換のC−C14アリーレン基、または置換または非置換のC−C14ヘテロアリーレン基であり;前記第1置換基から第3置換基のうち、Ar11、Ar12、Ar13、Ar15、及びAr16は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のC−C10アルキル基、置換または非置換のC−C10アルケニル基、置換または非置換のC−C10アルキニル基、置換または非置換のC−C10アルコキシ基、置換または非置換のC−C14アリール基、または置換または非置換のC−C14ヘテロアリール基であることを特徴とする、請求項1に記載の縮合環化合物。
【請求項12】
前記RからR12は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、第1置換基、第2置換基、または第3置換基であり;前記第1置換基のうち、aは0であり;前記第2置換基のうち、b及びcは0または1であり;前記第3置換基のうち、dは1または2であり、e及びfは0または1であり;前記第1置換基から第3置換基のうち、ArからArは、互いに独立して、フェニレン基、C−C10アルキルフェニレン基、ジ(C−C10アルキル)フェニレン基、(C−C14アリール)フェニレン基、ジ(C−C14アリール)フェニレン基、カルバゾリレン基(carbazolylene)、C−C10アルキルカルバゾリレン基、ジ(C−C10アルキル)カルバゾリレン基、C−C14アリールカルバゾリレン基、ジ(C−C14アリール)カルバゾリレン基、フルオレニレン基(fluorenylene)、C−C10アルキルフルオレニレン基、ジ(C−C10アルキル)フルオレニレン基、(C−C14アリール)フルオレニレン基、ジ(C−C14アリール)フルオレニレン基、ナフチレン(naphthylene)基、C−C10アルキルナフチレン基、ジ(C−C10アルキル)ナフチレン基、(C−C14アリール)ナフチレン基、ジ(C−C14アリール)ナフチレン基、アントリレン基、C−C10アルキルアントリレン基、ジ(C−C10アルキル)アントリレン基、(C−C14アリール)アントリレン基、ジ(C−C14アリール)アントリレン基、ピリジニレン基(pyridinylene)、C−C10アルキルピリジニレン基、ジ(C−C10アルキル)ピリジニレン基、(C−C14アリール)ピリジニレン基、ジ(C−C14アリール)ピリジニレン基、キノリニレン基(quinolinylene)、C−C10アルキルキノリニレン基、ジ(C−C10アルキル)キノリニレン基、(C−C14アリール)キノリニレン基、ジ(C−C14アリール)キノリニレン基、ベンゾイミダゾリレン基(pyridinylene)、C−C10アルキルベンゾイミダゾリレン基、ジ(C−C10アルキル)ベンゾイミダゾリレン基、(C−C14アリール)ベンゾイミダゾリレン基、ジ(C−C14アリール)ベンゾイミダゾリレン基、イミダゾピリジニレン基、C−C10アルキルイミダゾピリジニレン基、ジ(C−C10アルキル)イミダゾピリジニレン基、(C−C14アリール)イミダゾピリジニレン基、ジ(C−C14アリール)イミダゾピリジニレン基、イミダゾピリミジニレン基(imidazopyrimidinylene)、C−C10アルキルイミダゾピリミジニレン基、ジ(C−C10アルキル)イミダゾピリミジニレン基、(C−C14アリール)イミダゾピリミジニレン基、またはジ(C−C14アリール)イミダゾピリミジニレン基であり;前記第1置換基から第3置換基のうち、Ar11、Ar12、Ar13、Ar15、及びAr16は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、アセチル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基、フェニル基、C−C10アルキルフェニル基、ジ(C−C10アルキル)フェニル基、(C−C14アリール)フェニル基、ジ(C−C14アリール)フェニル基、カルバゾリル基(carbazolyl)、C−C10アルキルカルバゾリル基、ジ(C−C10アルキル)カルバゾリル基、C−C14アリールカルバゾリル基、ジ(C−C14アリール)カルバゾリル基、フルオレニル基(fluorenyl)、C−C10アルキルフルオレニル基、ジ(C−C10アルキル)フルオレニル基、(C−C14アリール)フルオレニル基、ジ(C−C14アリール)フルオレニル基、ナフチル(naphthyl)基、C−C10アルキルナフチル基、ジ(C−C10アルキル)ナフチル基、(C−C14アリール)ナフチル基、ジ(C−C14アリール)ナフチル基、アントリル基、C−C10アルキルアントリル基、ジ(C−C10アルキル)アントリル基、(C−C14アリール)アトリル基、ジ(C−C14アリール)アントリル基、ピリジニル基(pyridinyl)、C−C10アルキルピリジニル基、ジ(C−C10アルキル)ピリジニル基、(C−C14アリール)ピリジニル基、ジ(C−C14アリール)ピリジニル基、キノリニル基(quinolinyl)、C−C10アルキルキノリニル基、ジ(C−C10アルキル)キノリニル基、(C−C14アリール)キノリニル基、ジ(C−C14アリール)キノリニル基、ベンゾイミダゾリル基(pyridinyl)、C−C10アルキルベンゾイミダゾリル基、ジ(C−C10アルキル)ベンゾイミダゾリル基、(C−C14アリール)ベンゾイミダゾリル基、ジ(C−C14アリール)ベンゾイミダゾリル基、イミダゾピリジニル基、C−C10アルキルイミダゾピリジニル基、ジ(C−C10アルキル)イミダゾピリジニル基、(C−C14アリール)イミダゾピリジニル基、ジ(C−C14アリール)イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基(imidazopyrimidinyl)、C−C10アルキルイミダゾピリミジニル基、ジ(C−C10アルキル)イミダゾピリミジニル基、(C−C14アリール)イミダゾピリミジニル基、またはジ(C−C14アリール)イミダゾピリミジニル基であることを特徴とする、請求項1に記載の縮合環化合物。
【請求項13】
下記化学式2aから2dのうち、いずれか1つで表示されることを特徴とする、請求項1に記載の化合物。
【化7】

<化学式2a>

【化8】

<化学式2b>

【化9】

<化学式2c>

【化10】

<化学式2d>

前記化学式において、
からR12は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のC−C30アルキル基、置換または非置換のC−C30アルケニル基、置換または非置換のC−C30アルキニル基、置換または非置換のC−C30アルコキシ基、−(Ar−Ar11で表示される第1置換基、−N[−(Ar−Ar12][−(Ar−Ar13]で表示される第2置換基、または−(Ar−N[−(Ar−Ar15][−(Ar−Ar16]で表示される第3置換基であり;
前記第1置換基から第3置換基のうち、ArからArは、互いに独立して、置換または非置換のC−C30アルキレン基、置換または非置換のC−C30アルケニレン基、置換または非置換のC−C30アリーレン基、または置換または非置換のC−C30ヘテロアリーレン基であり;
前記第1置換基から第3置換基のうち、Ar11、Ar12、Ar13、Ar15、及びAr16は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のC−C30アルキル基、置換または非置換のC−C30アルケニル基、置換または非置換のC−C30アルキニル基、置換または非置換のC−C30アルコキシ基、置換または非置換のC−C30アリール基、または置換または非置換のC−C30ヘテロアリール基であり;
a、b、c、e及びfは、互いに独立して、0から10の整数であり;
dは、1から10の整数であり;
−(Ar−Ar11で表示される基のうち、a個のArは互いに同じか異なり、−(Ar−Ar12で表示される基のうち、b個のArは互いに同じか異なり、−(Ar−Ar13で表示される基のうち、c個のArは互いに同じか異なり、−(Ar−Ar15で表示される基のうち、e個のArは互いに同じか異なり、−(Ar−Ar16で表示される基のうち、f個のArは互いに同じか異なる。
【請求項14】
前記Arが、フェニレン基、C−C10アルキルフェニレン基、ジ(C−C10アルキル)フェニレン基、(C−C14アリール)フェニレン基、ジ(C−C14アリール)フェニレン基、カルバゾリレン基(carbazolylene)、C−C10アルキルカルバゾリレン基、ジ(C−C10アルキル)カルバゾリレン基、C−C14アリールカルバゾリレン基、ジ(C−C14アリール)カルバゾリレン基、フルオレニレン基(fluorenylene)、C−C10アルキルフルオレニレン基、ジ(C−C10アルキル)フルオレニレン基、(C−C14アリール)フルオレニレン基、ジ(C−C14アリール)フルオレニレン基、ナフチレン基(naphthylene)基、C−C10アルキルナフチレン基、ジ(C−C10アルキル)ナフチレン基、(C−C14アリール)ナフチレン基、ジ(C−C14アリール)ナフチレン基、アントリレン基、C−C10アルキルアントリレン基、ジ(C−C10アルキル)アントリレン基、(C−C14アリール)アントリレン基、及びジ(C−C14アリール)アントリレン基であり、前記dが、1,2または3であることを特徴とする、請求項13に記載の縮合環化合物。
【請求項15】
前記第3置換基の−N[−(Ar−Ar15][−(Ar−Ar16]及び前記第2置換基が、互いに独立して、下記化学式6Aから6Kのうちいずれか1つで表示されることを特徴とする、請求項13に記載の縮合環化合物。
【化11】


前記化学式において、ZからZ及びZ11からZ14は、互いに独立して、水素、重水素、C−C10アルキル基、C−C10アルコキシ基またはC−C14アリール基であり、p、q、r及びsは1から8の整数であり、*は、Arまたは化学式1のバックボーンをなす環原子との結合サイトである。
【請求項16】
下記化学式3aから3eのうちいずれか1つで表示されることを特徴とする、請求項1に記載の縮合環化合物。
【化12】

<化学式3a>

【化13】

<化学式3b>

【化14】

<化学式3c>

【化15】

<化学式3d>

【化16】

<化学式3e>

前記化学式において、
からR12は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のC−C30アルキル基、置換または非置換のC−C30アルケニル基、置換または非置換のC−C30アルキニル基、置換または非置換のC−C30アルコキシ基、−(Ar−Ar11で表示される第1置換基、−N[−(Ar−Ar12][−(Ar−Ar13]で表示される第2置換基、または−(Ar−N[−(Ar−Ar15][−(Ar−Ar16]で表示される第3置換基であり、
前記第1置換基から第3置換基のうち、ArからArは、互いに独立して、置換または非置換のC−C30アルキレン基、置換または非置換のC−C30アルケニレン基、置換または非置換のC−C30アリーレン基、及び置換または非置換のC−C30ヘテロアリーレン基であり、
前記第1置換基から第3置換基のうち、Ar11、Ar12、Ar13、Ar15、及びAr16は、互いに独立して、水素、重水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のC−C30アルキル基、置換または非置換のC−C30アルケニル基、置換または非置換のC−C30アルキニル基、置換または非置換のC−C30アルコキシ基、置換または非置換のC−C30アリール基、または置換または非置換のC−C30ヘテロアリール基であり、
a、b、c、e及びfは、互いに独立して、0から10の整数であり、
dは1から10の整数であり、
−(Ar−Ar11で表示される基のうち、a個のArは互いに同じか異なり、−(Ar−Ar12で表示される基のうち、b個のArは互いに同じか異なり、−(Ar−Ar13で表示される基のうち、c個のArは互いに同じか異なり、−(Ar−Ar15で表示される基のうち、e個のArは互いに同じか異なり、−(Ar−Ar16で表示される基のうち、f個のArは互いに同じか異なる。
【請求項17】
前記Arが、フェニレン基、C−C10アルキルフェニレン基、ジ(C−C10アルキル)フェニレン基、(C−C14アリール)フェニレン基、ジ(C−C14アリール)フェニレン基、カルバゾリレン基(carbazolylene)、C−C10アルキルカルバゾリレン基、ジ(C−C10アルキル)カルバゾリレン基、C−C14アリールカルバゾリレン基、ジ(C−C14アリール)カルバゾリレン基、フルオレニレン基(fluorenylene)、C−C10アルキルフルオレニレン基、ジ(C−C10アルキル)フルオレニレン基、(C−C14アリール)フルオレニレン基、ジ(C−C14アリール)フルオレニレン基、ナフチレン基(naphthylene)基、C−C10アルキルナフチレン基、ジ(C−C10アルキル)ナフチレン基、(C−C14アリール)ナフチレン基、ジ(C−C14アリール)ナフチレン基、アントリレン基、C−C10アルキルアントリレン基、ジ(C−C10アルキル)アントリレン基、(C−C14アリール)アントリレン基、またはジ(C−C14アリール)アントリレン基であり、前記dが1,2または3であることを特徴とする、請求項15に記載の縮合環化合物。
【請求項18】
前記第3置換基の−N[−(Ar−Ar15][−(Ar−Ar16]及び前記第2置換基が、互いに独立して、下記化学式6Aから6Kのうちいずれか1つで表示されることを特徴とする、請求項1に記載の縮合環化合物。
【化17】


前記化学式において、ZからZ及びZ11からZ14は、互いに独立して、水素、重水素、C−C10アルキル基、C−C10アルコキシ基及びC−C14アリール基であり、p、q、r及びsは互いに独立して1から8の整数であり、*はAr4または化学式1のバックボーンをなす環原子との結合サイトである。
【請求項19】
第1電極、前記第1電極に対向された第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極との間に介在された第1層と、
を含み、
前記第1層が、請求項1から18のうちいずれか1項に記載の縮合環化合物を含む、有機発光素子。
【請求項20】
前記第1層が、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入機能及び正孔輸送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、少なくとも1つであることを特徴とする、請求項19に記載の有機発光素子。
【請求項21】
前記第1電極と前記第2電極との間に、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に有する機能層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層またはこれらのうち2つ以上の組み合わせがさらに含まれることを特徴とする、請求項19に記載の有機発光素子。
【請求項22】
前記正孔注入層、前記正孔輸送層、または前記正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に有する機能層のうち、少なくとも1つが、電荷−生成物質をさらに含むことを特徴とする、請求項21に記載の有機発光素子。
【請求項23】
前記発光層がホスト及びドープ剤を含み、前記ドープ剤は蛍光ドープ剤または燐光ドープ剤であることを特徴とする、請求項21に記載の有機発光素子。
【請求項24】
前記燐光ドープ剤がIr、Pt、Os、Re、Ti、Zr、Hf、またはこれらのうち2つ以上の組合わせを含む有機金属錯体であることを特徴とする、請求項23に記載の有機発光素子。
【請求項25】
前記電子輸送層が電子輸送性有機物質及び金属含有物質を含むことを特徴とする、請求項21に記載の有機発光素子。
【請求項26】
前記金属含有物質がLi錯体を含むことを特徴とする、請求項25に記載の有機発光素子。
【請求項27】
前記第1層が正孔注入層、正孔輸送層または正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に有する機能層であり、前記第1層が電荷−生成物質をさらに含むことを特徴とする、請求項19に記載の有機発光素子。
【請求項28】
前記第1層が発光層であり、前記第1層は燐光ドープ剤をさらに含むことを特徴とする、請求項19に記載の有機発光素子。


【図1】
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【公開番号】特開2011−213724(P2011−213724A)
【公開日】平成23年10月27日(2011.10.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−82152(P2011−82152)
【出願日】平成23年4月1日(2011.4.1)
【出願人】(308040351)三星モバイルディスプレイ株式會社 (764)
【氏名又は名称原語表記】Samsung Mobile Display Co., Ltd.
【住所又は居所原語表記】San #24 Nongseo−Dong,Giheung−Gu,Yongin−City,Gyeonggi−Do 446−711 Republic of KOREA
【Fターム(参考)】